半导体装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供半导体装置，将不同电位的半导体元件内置于同一封装件。本实用新型专利技术的半导体装置具有：功率用半导体元件；控制用半导体元件；框架，其在一个主面上借助第1粘结材料载置有功率用半导体元件；第2基板，其在一个主面上借助第2粘结材料载置有控制用半导体元件；第1基板，其在一个主面上载置有框架和第2基板；以及以第1基板的另一个主面露出的方式，利用密封体密封功率用半导体元件、控制用半导体元件、第1基板、框架以及第2基板而成的结构，该半导体装置的特征在于，第1基板包括：金属底层、设置在金属底层的上表面的绝缘层、设置在绝缘层的上表面的金属层、以及以覆盖金属层的方式设置在第1基板的最上方的覆盖层。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及具有以下结构的半导体装置：半导体元件被密封于树脂密封体中，进行半导体元件的散热的基板露出于树脂密封体的下表面。
技术介绍
近年，在电机驱动控制等领域中，要求实现操作性优异、具有高散热性和高可靠性的树脂密封型半导体装置，存在将功率用元件、控制用元件、以及保护元件(感温元件等)收容于同一封装件内的IPM(IntelligentPowerModule：智能功率模块)。作为现有技术，已知的是在基板的正面和背面形成以陶瓷为主体的绝缘体，减薄与半导体元件的背面电极相接合的金属层来降低半导体元件的热应力，加厚与半导体元件的正面电极相接合的金属层来增加热容而提高散热性。(参考专利文献1)。【专利文献1】：日本特开2013-21254号公报然而，根据上述的现有技术，虽然半导体元件被接合在基板的两个面上，但基板的正面和背面是相同电位，例如在像电机驱动控制那样需要不同电位的情况下，无法基于单体的半导体装置来构成。
技术实现思路
本技术的目的在于，鉴于上述问题点，提供将不同电位的半导体元件内置于同一封装件的半导体装置。为了解决上述课题，本技术成为如下所示的结构。本技术的半导体装置具有：功率用半导体元件；控制用半导体元件；框架，其在一个主面上借助第1粘结材料载置有功率用半导体元件；第2基板，其在一个主面上借助第2粘结材料载置有控制用半导体元件；第1基板，其在一个主面上载置有框架和第2基板；以及以第1基板的另一个主面露出的方式，利用密封体密封功率用半导体元件、控制用半导体元件、第1基板、框架以及第2基板而成的结构，该半导体装置的特征在于，第1基板包括：金属底层、设置在金属底层的上表面的绝缘层、设置在绝缘层的上表面的金属层、以及以覆盖金属层的方式设置在第1基板的最上方的覆盖层。另外，本技术的特征还在于，覆盖层是以有机材料为主材的高散热绝缘粘结片。本技术起到下述效果：能够提供将不同电位的半导体元件内置于同一封装件的半导体装置。附图说明图1是本技术的实施例1的半导体装置100的剖视示意图。标号说明1：功率用半导体元件；2：控制用半导体元件；3：第1基板；31：金属底层；32：绝缘层；33：金属层；34：覆盖层；4：框架；5：第2基板；6：第1粘结材料；7：第2粘结材料；8：密封体；100：半导体装置。具体实施方式下面，参照附图对用于实施本技术的方式详细地进行说明。另外，在以下附图的记载中，对于相同或类似的部分，使用相同或类似的标号进行表示。但是，附图是示意性的，尺寸关系的比率等与实际不同。因此，具体的尺寸等应该参照以下说明进行判断。另外，附图相互之间当然也包括彼此的尺寸关系或比率不同的部分。另外，以下所示的实施方式是用于使本技术的技术思想具体化的例子，本实用新型的实施方式并不将构成部件的材质、形状、结构、配置等限定为下述的内容。本技术的实施方式能够在不脱离主旨的范围内施加各种改变。实施例下面，参照附图对本技术的实施例的半导体装置100进行说明。图1是本实用新型的实施例的半导体装置100的剖视示意图。如图1所示，半导体装置100具有：功率用半导体元件1、控制用半导体元件2、第1基板3、框架4、第2基板5、第1粘结材料6、第2粘结材料7以及密封体8。这里，省略了连接各半导体元件和框架、以及连接基板和框架的电气布线。另外，密封体的外表面用虚线表示。功率用半导体元件1借助第1粘结材料6被载置并固定于框架4的一个主面。功率用半导体元件1用于处理大功率。功率用半导体元件1的功率损耗大于对其进行控制的控制用半导体元件2，因此温度高。例如，由Si半导体元件构成。控制用半导体元件2借助第2粘结材料7被载置并固定于第2基板5的一个主面。控制用半导体元件2控制功率用半导体元件1，控制用半导体元件2的工作温度比功率用半导体元件1低。例如，由Si半导体构成。第1基板构成为：在金属底层31的上表面设置绝缘层32，并进一步在绝缘层32的上表面设置金属层33，在第1基板的最上方以覆盖金属层33的方式设有覆盖层34。为了将功率用半导体元件1、控制用半导体元件2产生的热量高效地散热至密封体8的外部，优选第1基板的传热性优异。为了将功率用元件1、控制用元件2产生的热量高效地散热至密封体8的外部，优选金属底层31是传热性优异的金属，例如使用铜材料或铝材料。另外，金属底层31的下表面从密封体露出。绝缘层32被载置于金属底层31的一个主面。由于金属底层31的下表面从密封体8露出，因此希望绝缘层32的绝缘性优异。另外，为了将功率用半导体元件1、控制用半导体元件2产生的热量高效地传递至金属底层31，优选绝缘层32的传热性优异。金属层33被载置于第1基板3的绝缘层32的上表面。金属层33通过使功率用半导体元件1、控制用半导体元件2产生的热量横向扩散从而具有散热效果。优选金属层33的传热性优异。覆盖层34被设置为形成第1基板3的最上方的表面。在覆盖层34的一个主面上载置并固定着载置有功率用半导体元件1的框架4和载置有控制用半导体元件2的第2基板5，因此，为了分离不同的电位，覆盖层34优选具有较高的绝缘性，并且，优选是导热率相对较高且具有粘结功能的有机材料高散热绝缘片。框架4在一个主面上借助第1粘结材料6载置有功率用半导体元件1，框架4的另一个主面与覆盖层34的一个主面被固定在一起。框架4的一部分从密封体8的侧面突出而用于与外部电连接，框架4优选是铜材料等导电性较高的金属材料。第2基板5的一个主面载置有控制用半导体元件2，另一个主面与覆盖层34的一个主面被固定在一起。对于第2基板5而言，例如通过使用玻璃环氧树脂材料，能够降低控制用半导体元件2的噪声导致的误动作。第1粘结材料6用于使功率用半导体元件1和框架4相结合。第1粘结材料6优选导电性和导热性优异的材料，例如使用焊料。第2粘结材料7用于使控制用半导体元件2和第2基板5相结合。第2粘结材料7优选导电性和导热性优异的材料，例如使用焊料。密封体8是使用树脂成型模具和冲压装置，以传递模塑方式进行树脂成型而得到的。例如，密封体8使用热硬化性环氧树脂。由此，完成半导体装置100。接着，对上述实施例的半导体装置100的效果进行说明。根据本技术的实施例的半导体装置的第一方面，能够利用第1基板的绝缘层确保接地侧的绝缘，另外，能够利用第1基板的覆盖层对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其具有：功率用半导体元件(1)；控制用半导体元件(2)；框架(4)，其在一个主面上借助第1粘结材料(6)载置有所述功率用半导体元件(1)；第2基板(5)，其在一个主面上借助第2粘结材料(7)载置有所述控制用半导体元件(2)；第1基板(3)，其在一个主面上载置有所述框架(4)和所述第2基板(5)；以及以所述第1基板(3)的另一个主面露出的方式，利用密封体(8)密封所述功率用半导体元件(1)、所述控制用半导体元件(2)、所述第1基板(3)、所述框架(4)以及所述第2基板(5)而得到的结构，该半导体装置的特征在于，所述第1基板(3)包含：金属底层(31)、设置在所述金属底层(31)的上表面的绝缘层(32)、设置在所述绝缘层(32)的上表面的金属层(33)、以及以覆盖所述金属层(33)的方式设置在所述第1基板(3)的最上方的覆盖层(34)。

【技术特征摘要】
2015.09.29 JP 2015-1922141.一种半导体装置，其具有：
功率用半导体元件(1)；
控制用半导体元件(2)；
框架(4)，其在一个主面上借助第1粘结材料(6)载置有所述功率用半导体元件(1)；
第2基板(5)，其在一个主面上借助第2粘结材料(7)载置有所述控制用半导体元件(2)；
第1基板(3)，其在一个主面上载置有所述框架(4)和所述第2基板(5)；以及
以...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林达也，大塚洋文，下田一郎，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：新型
国别省市：日本;JP