半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供下述构造的半导体装置，即，防止、抑制在半导体模块和冷却器之间的填充区域设置的脂状物部件的汲出。并且，在本发明专利技术中，在半导体模块(30)的散热材料(32)的底面即散热面、和冷却器(40)的表面之间的填充区域设置将脂状物作为构成材料的脂状物层(61)。并且，在冷却器(40)的表面之上形成密封材料(51)，该密封材料无间隙地覆盖脂状物层(61)的整个侧面区域。密封材料(51)使用液状硬化型密封剂作为构成材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在冷却器和半导体模块之间隔着脂状物部件的构造的半导体装置。
技术介绍
作为当前的半导体装置的构造，为了以提高散热性为目的而填补半导体模块和冷却器之间的翘曲形状之差，在T－PM(传递塑模型功率模块，Transfer mold Power Module)等半导体模块和冷却器之间的填充区域设置脂状物部件，在使该脂状物部件进行干涉的同时，利用板等从与冷却器相反侧对半导体模块进行按压而将半导体模块固定。上述半导体装置的构造被例如专利文献1公开。专利文献1：日本特开2000－323631号公报
技术实现思路
但是，存在下述问题，即，在实际动作时，随着半导体模块自身、环境的温度的变化，由于通过半导体模块和冷却器之间的接合部分的热变形而使得脂状物部件内的脂状物被从半导体模块和冷却器之间的填充区域挤出、即脂状物的汲出(pump-out)(现象)，因而在填充区域设置的脂状物部件内的脂状物量减少。并且，存在下述问题，即，由于上述汲出、空气侵入脂状物部件内这样的脂状物的空气咬入现象，产品整体的热阻上升。本专利技术解决上述问题，目的在于提供下述构造的半导体装置，即，防止、抑制在半导体模块和冷却器之间的填充区域设置的脂状物部件的汲出。本专利技术所涉及的第1方案的半导体装置具有：半导体模块，其在底部具有散热面；冷却器，其设置为表面与所述散热面相对；脂状物
部件，其设置于所述半导体模块的所述散热面和所述冷却器的表面之间的填充区域；以及周边密接部件，其无间隙地覆盖所述脂状物部件的侧面区域，形成于所述冷却器的表面之上。本专利技术所涉及的第2方案的半导体装置具有：半导体模块，其在底部具有散热面；冷却器，其设置为表面与所述散热面相对；以及第1及第2脂状物部件，它们在所述半导体模块的所述散热面和所述冷却器的表面之间设置于填充区域，所述第1脂状物部件是与所述散热面的中央区域相对应地设置的，所述第2脂状物部件是与所述散热面的除所述中央区域以外的周边区域相对应地设置的，所述第1脂状物部件将半固化后的第1种脂状物作为构成材料，所述第2脂状物部件将硬度比所述第1种脂状物高的固化后的第2种脂状物作为构成材料。专利技术的效果本专利技术的第1方案所涉及的半导体装置的特征在于，具有周边密接部件，该周边密接部件无间隙地覆盖脂状物部件的侧面区域，形成于冷却器的表面之上。由于第1方案的半导体装置具有上述特征，因此能够可靠地抑制汲出，能够将装置整体的热阻抑制得较低，维持装置的品质提高，实现长寿命化，其中，汲出是指下述现象，即，构成脂状物部件的脂状物被从半导体模块的散热面和冷却器的表面之间的填充区域挤出至外部。本专利技术的第2方案所涉及的半导体装置能够通过与散热面的中央区域相对应地设置的第1脂状物部件(构成材料是半固化后的第1种脂状物)而提高散热性，通过与周边区域相对应地设置的第2脂状物部件(构成材料是固化后的第2种脂状物)而对第1脂状物部件内的第1种脂状物的移动进行抑制。其结果，第2方案所涉及的半导体装置能够可靠地抑制汲出，能够将装置整体的热阻抑制得较低，维持品质提高，其中，汲出是指下述现象，即，第1种脂状物被从半导体模块的散热面和冷却器的表面之间的填充区域挤出至外部。通过以下的详细说明和附图，使得本专利技术的目的、特征、方案、以及优点更清楚。附图说明图1是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式1。图2是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式2。图3是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式3的第1方式。图4是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式3的第2方式。图5是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式4的第1方式。图6是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式4的第2方式。图7是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式5。图8是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式6。图9是表示图8所示的半导体装置的平面构造的俯视图。图10是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式7。图11是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式8。图12是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式9。图13是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式10。图14是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术
的实施方式11。图15是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式12。图16是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式13。图17是表示半导体装置的构造的一部分的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式14。图18是表示半导体装置的构造的一部分的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式15。图19是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式16。图20是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的实施方式17。图21是表示作为前提技术的半导体装置的构造的剖视图。图22是示意性地表示图21所示的半导体装置的汲出的说明图。具体实施方式＜前提技术＞图21是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置是本专利技术的前提技术，具有在冷却器和半导体模块之间隔着脂状物部件的构造。如图21所示，作为前提技术的半导体装置91呈现为下述构造，即，在半导体模块30和冷却器40之间的填充区域设置了将脂状物作为构成材料的脂状物层69(脂状物部件)。此外，冷却器40将铝(AL)、不锈钢(SUS：Steel Special Use Stainless)等金属作为构成材料。半导体模块30具有对至少一个半导体芯片(未图示)进行了树脂封装的树脂封装部31，在树脂封装部31的底面的大部分区域之上形成有散热材料32。散热材料32将铝、铜(Cu)、铜/钼的合金(Cu/Mo)、ALSiC、钼等金属作为构成材料，通过蚀刻、喷丸、冲压、激光加工等处理而以10～50μm左右的膜厚形成。此外，树脂封装部31是盖着散热材料32的上表面及侧面而形
成的。并且，金属等具有导电性的多个端子部33是从树脂封装部31的侧面以L字状凸出至外部而形成的，与半导体芯片电连接。通过在上述构造的半导体模块30的散热材料32的底面即散热面、和冷却器40的表面之间的填充区域设置脂状物层69，从而构成半导体装置91。此外，本说明书中记述的“脂状物”是指“使增稠剂分散于原料基础油中而半固化后的润滑剂”。图22是示意性地表示图21所示的半导体装置91的汲出的说明图。如本图所示，存在下述问题，即，在实际动作时，由于半导体模块30自身、环境的温度变化导致的半导体模块30或者冷却器40的热变形作用，如图22所示的脂状物层69e那样发生脂状物的汲出，该脂状物的汲出是指一部分被从半导体模块30和冷却器40之间的填充区域挤出。解决了该问题的、具有在冷却器和半导体模块之间的填充区域设置了脂状物层(脂状物部件)的构造的半导体装置，是在下面记述的实施方式1～实施方式17的半导体装置。＜实施方式1＞图1是表示半导体装置的构造的剖视图，该半导体装置具有在冷却器和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其具有：半导体模块(30、30B～30F)，其在底部具有散热面(32、34、38)；冷却器(40、40B～40J)，其设置为表面与所述散热面相对；脂状物部件(61～63)，其设置于所述半导体模块的所述散热面和所述冷却器的表面之间的填充区域；以及周边密接部件(51、52)，其无间隙地覆盖所述脂状物部件的侧面区域，形成于所述冷却器的表面之上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其具有：半导体模块(30、30B～30F)，其在底部具有散热面(32、34、38)；冷却器(40、40B～40J)，其设置为表面与所述散热面相对；脂状物部件(61～63)，其设置于所述半导体模块的所述散热面和所述冷却器的表面之间的填充区域；以及周边密接部件(51、52)，其无间隙地覆盖所述脂状物部件的侧面区域，形成于所述冷却器的表面之上。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述周边密接部件(51)将液状热硬化型密封剂作为构成材料。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述周边密接部件(52)将针入度小于或等于55的凝胶状物质作为构成材料。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述冷却器(40B、40C)在表面具有冷却器用凹凸区域(81、83)。5.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体模块(30B、30C)在所述散热面(34、38)具有模块用凹凸区域(82、84)。6.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体模块(30D)具有从所述散热面的一部分凸出的凸出
\t部(35a)，所述冷却器(40D)在表面具有固定用槽部(42)，所述半导体模块的所述凸出部和所述冷却器的所述固定用槽部是以所述凸出部的一部分插入所述固定用槽部这一对应关系形成的。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其中，所述凸出部是以在俯视观察时包围所述脂状物部件的方式沿所述散热面的外周形成的。8.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其中，所述冷却器(40E)在表面具有脂状物用槽(43)，所述脂状物用槽是以下述方式形成的，即，在俯视观察时一部分与所述脂状物部件的形成区域重叠，另一部分延伸至所述脂状物部件的形成区域外。9.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其中，所述冷却器(40F)在俯视观察时与所述散热面的中心部相对应的区域具有从表面向上方凸出的凸部(48)。10.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其中，所述冷却器(40G)在俯视观察时与所述散热面的4个角部相对应的区域具有分别从表面向上方凸出的多个凸部(49)。11.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其中，所述脂状物部件(62、63)包含：第1脂状物部件(62)，其将具有第1填料尺寸的第1脂状物作为构成材料；以及第2脂状物部件(63)，其将具有第2填料尺寸的第2脂状物作为构成材料，该第2填料尺寸比所述第1填料尺寸大，所述第1脂状物是与所述散热面的中央区域相对应地设置的，所述第2脂状物是与所述散热面的除所述中央区域以外的周边区域相对
\t应地...

【专利技术属性】
技术研发人员：村井亮司，荒木慎太郎，白泽敬昭，冈本是英，
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