半导体装置及该半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的半导体装置具备块模块(2)、控制基板(3)、外包装体(1)以及第二散热板(25)，块模块(2)的内部具有功率半导体元件(11)和第一散热板(17)，从块模块(2)引出了主电路端子(4)和控制端子(5)，控制基板(3)与所述控制端子(5)连接，外包装体(1)收纳块模块(2)及控制基板(3)，在第二散热板(25)上通过连接螺钉(60)固定有外包装体(1)。连接螺钉(60)以相对于第二散热板(25)的表面法线倾斜了倾斜角θ的方式斜着插入。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种半导体装置及该半导体装置的制造方法。
技术介绍
作为半导体装置的一个例子，可以举出开关元件等功率器件。在例如光伏发电系统的功率调节器、或电动机的旋转控制中使用功率器件。将多个功率器件收纳到一个块模块(block modul e)中而模块化后的制品称为功率模块。在例如专利文献1中公开了与功率模块相关的现有技术。在图11中示出专利文献1所公开的半导体装置的简要截面构造。如图11所示，在专利文献1所涉及的半导体装置中，在与金属端子101一起被嵌件成型的外包装壳体102的下表面上以黏合材料104固定有主要材料为Cu(铜)的金属片103。具有布线图案的绝缘性基板105利用焊料106接合在金属片103的上方。由绝缘栅双极型晶体管和续流二极管(free wheel diode)等构成的多个功率半导体元件107利用焊料(未在图中示出)接合在绝缘性基板105的上方。外包装壳体102的中继端子108与形成在各功率半导体元件107表面的电极(未在图中示出)利用Al(铝)金属线109连接在一起。在功率半导体元件107的正上方布置有控制基板112，在该控制基板112上安装有：用来控制该功率半导体元件107的控制元件110；电容和电阻等无源元件111。通过在控制基板112中插入中继端子108，从而功率半导体元件107与控制元件110电连接在一起。为了避免受到外部环境的影响，利用硅凝胶113等树脂材料将这些功率半导体元件107的周围空间(外包装壳体102内的、在金属片103与控制基板112之间的空间)封装起来。在专利文献2中，记载了下述结构，即：使封装体的底板从封装体主体朝周围延伸，利用螺钉将该延伸部分固定在底座上。专利文献1：日本公开专利公报特开2003-243609号公报专利文献2：日本公开专利公报特开平04-233752号公报
技术实现思路
-专利技术要解决的技术问题-但是，在专利文献1所记载的半导体装置中，若从该半导体装置的下表面进行的散热不够充分，就有可能发生下述情况，即：热经由硅凝胶113传导到控制基板112，控制基板112和控制元件110的可靠性降低。这是由于下述原因所引起的，即：虽然一般的功率半导体元件107即使发热至150℃，在可靠性上也不会有问题，但是控制基板112和控制元件110的耐热性有时候会低于功率半导体元件107。而且，在专利文献1所记载的半导体装置中，若在金属片103发生翘曲的情况下将半导体装置安装到散热片上，有可能半导体装置与散热片之间的紧密接合性降低，从而某些部位的散热性降低。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于实现一种半导体装置及其制造方法，该半导体装置能够抑制过量的热从功率半导体元件传导至控制基板，并且与散热片等之间的紧密接合性高。-用以解决技术问题的技术方案-为达成上述目的，本专利技术所涉及的半导体装置的特征在于：该半导体装置具备块模块、控制基板、外包装体以及第二散热板，块模块的内部具有功率半导体元件和第一散热板，从块模块引出了主电路端子和控制端子，控制基板与控制端子相连接，外包装体收纳块模块及控制基板，在第二散热板上通过连接螺钉固定有外包装体，连接螺钉以相对于第二散热板的表面法线倾斜了倾斜角θ的方式斜着插入。此外，为达成上述目的，本专利技术所涉及的半导体装置的特征在于：该半导体装置具备块模块、控制基板、外包装体以及第二散热板，块模块的内部具有功率半导体元件和第一散热板，从块模块引出了主电路端子和控制端子，控制基板与控制端子相连接，外包装体收纳块模块及控制基板，在第二散热板上固定有外包装体，在将第一散热板与第二散热板平行地布置时的外包装体的一个面在外包装体未固定在第二散热板上的状态下相对于第二散热板的表面倾斜了倾斜角θ，在将第一散热板与第二散热板平行地布置时的外包装体的所述一个面在外包装体已固定在第二散热板上的状态下与第二散热板的表面平行。此外，为达成上述目的，本专利技术所涉及的半导体装置的制造方法的特征在于：准备块模块、控制基板以及外包装体，块模块的内部具有功率半导体元件和第一散热板，从块模块引出了主电路端子和控制端子，控制基板与控制端子相连接，外包装体收纳块模块及控制基板，并且具有与主电路端子接合在一起的连接端子，利用以相对于第二散热板的表面法线倾斜了倾斜角θ的方式插入的连接螺钉将一个面倾斜了倾斜角θ的外包装体固定到第二散热板上。-专利技术的效果-根据本专利技术，能够实现一种半导体装置及其制造方法，该半导体装置能够抑制过量的热从功率半导体元件传导至控制基板，并且与散热片等之间的紧密接合性高。附图说明图1是简要剖视图，其示出安装到第二散热板之前的、第一实施方式所涉及的半导体装置的主要部分。图2是示出第一实施方式所涉及的块模块的内部的简要俯视图。图3是沿着图2的III-III线的简要剖视图。图4是示出第一实施方式所涉及的块模块的电路图。图5(a)～图5(d)是简要剖视图，其按照工序顺序示出第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法所获得的半导体装置的主要部分。图6(a)～图6(c)是简要剖视图，其按照工序顺序示出第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的主要部分。图7(a)是简要剖视图，其示出第一实施方式所涉及的半导体装置安装到第二散热板后的状态。图7(b)是简要剖视图，其示出第一实施方式的一变形例所涉及的半导体装置安装到第二散热板后的状态。图8是简要剖视图，其示出安装到第二散热板之前的、第二实施方式所涉及的半导体装置的主要部分。图9(a)～图9(c)是简要剖视图，其按照工序顺序示出第二实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的主要部分。图10是简要剖视图，其示出第二实施方式所涉及的半导体装置安装到第二散热板后的状态。图11是示出现有的半导体装置的简要剖视图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，虽然对作为开关元件使用了绝缘栅双极型晶体管的半导体装置进行说明，但本专利技术的元件不局限于绝缘栅双极型晶体管。在下面的说明中，对同一结构标记同一符号，适当地省略了说明。在各附图中，根据需要示出了X轴、Y轴以及Z轴。(第一实施方式)图1示出了本专利技术的第一实施方式所涉及的半导体装置的简要截面构造。如图1所示，第一实施方式所涉及的半导体装置由外包装壳体1、安装在该外包装壳体1内的块模块2、以及布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于：该半导体装置具备块模块、控制基板、外包装体以及第二散热板，所述块模块的内部具有功率半导体元件和第一散热板，从该块模块引出了主电路端子和控制端子，所述控制基板与所述控制端子相连接，所述外包装体收纳所述块模块及所述控制基板，在所述第二散热板上通过连接螺钉固定有所述外包装体，所述连接螺钉以相对于所述第二散热板的表面法线倾斜了倾斜角θ的方式斜着插入。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.22 JP 2012-1161871.一种半导体装置，其特征在于：
该半导体装置具备块模块、控制基板、外包装体以及第二散热板，所
述块模块的内部具有功率半导体元件和第一散热板，从该块模块引出了主
电路端子和控制端子，所述控制基板与所述控制端子相连接，所述外包装
体收纳所述块模块及所述控制基板，在所述第二散热板上通过连接螺钉固
定有所述外包装体，
所述连接螺钉以相对于所述第二散热板的表面法线倾斜了倾斜角θ的
方式斜着插入。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
所述第一散热板与所述第二散热板通过所述连接螺钉紧密接合在一
起。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于：
俯视时的所述外包装体的形状为四边形，
所述外包装体中，由所述连接螺钉进行固定的位置是所述外包装体的
四个边中的相对置的两个边。
4.根据权利要求1到3中的任一项所述的半导体装置，其特征在于：
所述外包装体是在该外包装体的侧面相对于所述第二散热板的表面法
线倾斜了倾斜角θ的状态下被固定住。
5.根据权利要求1到4中的任一项所述的半导体装置，其特征在于：
在未固定到所述第二散热板上的状态下的所述外包装体的一个面上，
形成有倾斜角为θ的倾斜面，
在所述外包装体未固定到所述第二散热板上的状态下，将所述外包装
体上的所述倾斜面内侧的相对置端部之间连结起来的虚拟线设在通过所述
块模块内的所述第一散热板的内部的位置。
6.根据权利要求1到5中的任一项所述的半导体装置，其特征在于：
所述倾斜角θ在3°以上且10°以下。
7.根据权利要求1到6中的任一项所述的半导体装置，其特征在于：
所述外包装体通过所述连接螺钉固定在所述第二散热板上，所述连接
螺钉穿过形成在所述外包装体上的通孔。
8.根据权利要求1到7中的任一项所述的半导体装置，其特征在于：
所述块模块的所述主电路端子与所述外包装体的连接端子通过敛缝接
合的方式接合在一起。
9.根据权利要求1到7中的任一项所述的半导体装置，其特征在于：
所述外包装体通过所述连接螺钉固定在所述第二散热板上，所述连接
螺钉穿过形成在所述主电路端子上的通孔以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：南尾匡纪，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP