本发明专利技术的目的在于提供一种半导体装置，其无需牺牲成本以及绝缘耐压就提高了散热性。本发明专利技术所涉及的半导体装置(100)具有：基座板(1)；绝缘层(2)，其设置在基座板(1)的上表面；金属图案(3)，其设置在绝缘层(2)上表面；半导体元件(7)，其与金属图案(3)接合；以及绝缘基板(11)，其与半导体元件(7)上表面接触并配置在该上表面，绝缘基板(11)的端部(11b)在俯视观察时位于半导体元件(7)的外侧，绝缘基板(11)的端部(11b)与金属图案(3)直接或间接地接合，半导体元件(7)在上表面具有电极，在绝缘基板(11)的俯视观察时与半导体元件(7)上表面的电极重叠的部分处设置通孔(11a)。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的目的在于提供一种半导体装置，其无需牺牲成本以及绝缘耐压就提高了散热性。本专利技术所涉及的半导体装置(100)具有：基座板(1)；绝缘层(2)，其设置在基座板(1)的上表面；金属图案(3)，其设置在绝缘层(2)上表面；半导体元件(7)，其与金属图案(3)接合；以及绝缘基板(11)，其与半导体元件(7)上表面接触并配置在该上表面，绝缘基板(11)的端部(11b)在俯视观察时位于半导体元件(7)的外侧，绝缘基板(11)的端部(11b)与金属图案(3)直接或间接地接合，半导体元件(7)在上表面具有电极，在绝缘基板(11)的俯视观察时与半导体元件(7)上表面的电极重叠的部分处设置通孔(11a)。【专利说明】半导体装置
本专利技术涉及一种半导体装置，特别是涉及从单侧进行散热的构造的半导体装置。
技术介绍
近年，期待以节能为目的的电力电子业有较大发展。对功率半导体元件进行封装而得到的半导体装置即功率模块被用作电力电子装置的核心部，对电力电子业的发展做出重大贡献。 功率模块当前的主流是，作为功率半导体元件，将二极管和以硅为基材的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)作为基本结构。功率半导体兀件随着时代进步而有所改良。但是，为了实现电力电子业的进一步发展，要求能够可靠地控制更大的电流。作为满足上述要求的方法，最有效的是将功率元件的基材由硅变更为碳化硅(SiC)。SiC材料本身的绝缘耐压较强，即使在300°C的高温下也能够进行动作而不会发生热失控，而且，如果以同一电流密度进行比较，动作时发生的损耗约为硅的10分之1，因此希望应用于功率模块。 在通常的功率模块的背面侧露出有由铜等优良的热传导材料构成的基座板。基座板通过螺钉等紧固件而与散热片机械地接合。散热片由铝或铜构成。另外，在基座板和散热片之间，为了降低接触热阻而涂敷散热脂。 如果使功率模块动作，则作为功率半导体元件的损耗(电流与电压的积)而产生热量。该热量经由基座板而通过散热片向外部释放。这样，在从功率模块的背面侧进行散热的构造中，将由功率半导体元件产生的热量如何高效地传递至基座板是重要的。 由于功率模块基本是绝缘构造，因此通常基座板的上部具有绝缘层(绝缘基板、绝缘片)。由于绝缘层通常热阻较大，因此在该部分的散热较差。为了解决上述问题而采取提高绝缘层自身的热传导率，使厚度变薄等应对方法。 例如在专利文献I中，通过在半导体元件的下侧以及上侧这两侧设置散热板，从而高效地进行散热。 专利文献1:日本特开2000 - 174180号公报 但是，增大绝缘基板自身的热传导率会存在下述问题，S卩，由于原材料本身价格非常高，因此导致成本变高。另外，使绝缘基板厚度变薄会存在下述问题，即，由于绝缘基板的容许强度降低，因此存在绝缘基板断裂，绝缘耐压不足的问题。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种无需牺牲成本以及绝缘耐压就提高了散热性的半导体装置。 该半导体装置的特征在于，具有:基座板；绝缘层，其设置在基座板的上表面；金属图案，其设置在绝缘层的上表面；半导体元件，其与金属图案接合；以及绝缘基板，其与半导体元件的上表面接触并配置在半导体元件的上表面，绝缘基板的端部在俯视观察时位于半导体元件的外侧，绝缘基板的端部与金属图案直接或间接地接合，半导体元件在上表面具有电极，在绝缘基板的俯视观察时与半导体元件的上表面的电极重叠的部分处设置通孔。 专利技术的效果 根据本专利技术中的半导体装置，在从半导体元件下表面进行散热的基础上，经由绝缘基板以及与绝缘基板接合的金属图案，可以从半导体元件的上表面进行散热。这样，能够将伴随半导体元件的动作而产生的热量，从半导体元件的下表面和上表面这两侧通过热传导向基座板传热。即，在通过与基座板接触的散热片进行散热的现有方式的基础上，无需牺牲绝缘性即可进行更高效的散热。由此，能够进一步抑制半导体元件的温度上升，在与当前相同的半导体元件的尺寸下，可以流过更大的电流。换句话说，能够使半导体元件的动作电流密度(单位例如是)变大。另外，在以与当前相同的动作电流进行动作的情况下，能够与现有结构相比使半导体元件的尺寸小型化。由此，能够使半导体装置(功率模块)整体的尺寸进行小型化。并且，也能够实现低成本化。 【专利附图】【附图说明】 图1是实施方式I所涉及的半导体装置的剖面图。 图2是实施方式2所涉及的半导体装置的剖面图。 图3是实施方式3所涉及的半导体装置的剖面图。 图4是实施方式3所涉及的半导体装置的其他例子的剖面图。 图5是实施方式4所涉及的半导体装置的剖面图。 图6是实施方式5所涉及的半导体装置的剖面图。 图7是实施方式6所涉及的半导体装置的剖面图。 图8是前提技术所涉及的半导体装置的剖面图。 标号的说明 I基座板，2绝缘层，3金属图案，4焊料，5主电极端子，5a中继端子，6信号端子，7半导体元件，8a、8b金属导线,9壳体，10金属框，11绝缘基板，Ila通孔，Ilb端部，Ilc邻接部，12金属端子，16、17封装树脂，50、100、200、300、400、500、600、700半导体装置。 【具体实施方式】 <前提技术> 在对本专利技术的实施方式进行说明之前，对本专利技术的前提技术进行说明。图8示出了作为前提技术的半导体装置50的剖面图。半导体装置50具有:基座板I ;绝缘层2，其设置在基座板I的上表面；以及金属图案3，其设置在绝缘层2的上表面。半导体装置50还具有:半导体元件7，其经由焊料4而接合在金属图案3上；以及主电极端子5及信号端子6，它们经由焊料4而接合在金属图案3上。金属图案3和设置在半导体元件7上表面的电极是通过金属导线8a、8b连接的。 另外，半导体装置50还具有作为半导体装置50框体的壳体9。如图8所示，壳体9相对于绝缘层2无间隙地固定，包围金属图案3、半导体元件7、主电极端子5以及金属导线8a、8b。在壳体9内部，作为封装树脂16填充有例如硅凝胶或环氧树脂等。 如果半导体元件7动作，则产生电流和电压，根据该乘积而产生动作损耗。上述动作损耗几乎都变换为热量。设置在半导体元件7上表面的电极与铝或铜等导电性好的金属导线8a、8b连接，输出电流。在半导体元件7上产生的热量，从半导体元件7的下表面，经由所接合的金属图案3以及绝缘层2而向基座板I散热。基座板I与未图示的散热片接触，半导体元件7的热量最终从散热片散热。但是，如上所述，问题在于绝缘层2的散热性。 <实施方式I > < 结构 > 图1示出了本实施方式中的半导体装置100的剖面图。半导体装置100具有:基座板I ;绝缘层2，其设置在基座板I的上表面；以及金属图案3，其设置在绝缘层2上表面。在这里，绝缘层2为绝缘基板或绝缘片。另外，金属图案3是由铜或铝等优良传热材料形成的。另外，在上述金属图案3的表面，有时也会实施对于软钎焊或Ag接合等来说最适宜的表面处理(例如镀Ni或镀Au)。 半导体装置100还具有:半导体元件7，其通过焊料4或Ag接合而与金属图案3接合；以及绝缘基板11，其与半导体元件7上表面接触本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具有：基座板；绝缘层，其设置在所述基座板的上表面；金属图案，其设置在所述绝缘层的上表面；半导体元件，其与所述金属图案接合；以及绝缘基板，其与所述半导体元件的上表面接触并配置在所述半导体元件的上表面，所述绝缘基板的端部在俯视观察时位于所述半导体元件的外侧，所述绝缘基板的所述端部与所述金属图案直接或间接地接合，所述半导体元件在上表面具有电极，在所述绝缘基板的俯视观察时与所述半导体元件的上表面的所述电极重叠的部分处设置通孔。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：新井规由，碓井修，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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