半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于电力电子设备的半导体装置，目的在于得到能够实现施加于封装树脂的热应力的减少，而不妨碍来自半导体元件的热扩散的半导体装置。本发明专利技术涉及的半导体装置具备散热器、通过接合材料固定于该散热器的安装面的半导体元件、以及将该散热器和该半导体元件覆盖的封装树脂，在该安装面，在该半导体元件的周围形成槽，该半导体元件和该槽之间的长度大于或等于该槽的深度，该安装面的位于该半导体元件和该槽之间的区域的至少一部分并未发生该接合材料的浸润扩展。

Semiconductor device

The invention relates to a semiconductor device used for power electronic devices. The purpose is to obtain a semiconductor device which can reduce the thermal stress applied to the encapsulated resin without hindering the thermal diffusion from the semiconductor element. The invention relates to a semiconductor device with heat sink, the bonding material is fixed on the radiator mounting surface of the semiconductor element, and the encapsulation resin radiator and the semiconductor element covered by the mounting surface, a groove is formed around the semiconductor element, between the semiconductor element and the slot length is greater than or equal to the groove the depth of at least a portion of the mounting surface is located between the semiconductor element and the slot area did not occur in the bonding material infiltration expansion.

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术涉及例如用于电力电子设备的半导体装置。
技术介绍
在专利文献1中公开了如下构造，即，为了对来自半导体元件的发热进行扩散，在热扩散板之上配置有半导体元件。半导体元件通过接合材料固定于热扩散板。另外，半导体元件和热扩散板由封装树脂封装。在热扩散板的搭载有半导体元件的区域的外周部形成有槽。能够通过槽使在半导体元件和封装树脂的分界面产生的热应力减少。专利文献1：日本特开2014-216459号公报就专利文献1所示的半导体装置而言，焊料等接合材料浸润扩展至槽的端部。在这里，接合材料和封装树脂的粘合性低。因此，封装树脂容易从接合材料剥离。为了防止封装树脂的剥离，在专利文献1中，将槽配置于半导体元件的附近。由此，浸润扩展后的接合材料和封装树脂的接触面积变小，防止封装树脂的剥离。在这里，如果将槽配置于半导体元件的附近，则来自半导体元件的热扩散有可能被槽妨碍。另一方面，如果为了减少对热扩散的影响而将槽变浅，则不能充分地减少施加于封装树脂的热应力。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述的问题而提出的，其目的在于得到能够实现施加于封装树脂的热应力的减少，而不妨碍来自半导体元件的热扩散的半导体装置。本专利技术涉及的半导体装置具备：散热器；半导体元件，其通过接合材料固定于该散热器的安装面；以及封装树脂，其将该散热器和该半导体元件覆盖，在该安装面，在该半导体元件的周围形成槽，该半导体元件和该槽之间的长度大于或等于该槽的深度，该安装面的位于该半导体元件和该槽之间的区域的至少一部分并未发生该接合材料的浸润扩展。专利技术的效果就本专利技术涉及的半导体装置而言，半导体元件和槽之间的长度大于或等于槽的深度。因此，能够防止由槽妨碍热扩散。另外，在安装面的位于半导体元件和槽之间的区域，接合材料浸润扩展的区域受到限制。因此，接合材料和封装树脂的接触面积受限制，能够抑制封装树脂的剥离。因此，能够将半导体元件和槽之间的长度变大。因此，能够将槽变深而不限制半导体元件的热扩散。因此，能够充分地减少热应力而不限制半导体元件的热扩散。附图说明图1是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。图2是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。图3是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。图4是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。图5是实施方式1的变形例涉及的半导体装置的剖视图。标号的说明100、300半导体装置，24散热器，23安装面，26接合材料，28半导体元件，32封装树脂，34槽，236阻焊部具体实施方式参照附图，对本专利技术的实施方式涉及的半导体装置进行说明。对相同或对应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复的说明。实施方式1.图1是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。本实施方式涉及的半导体装置100具备金属基座10。在金属基座10之上设置绝缘片12。绝缘片12由树脂形成。在绝缘片12之上设置金属图案14。金属基座10、绝缘片12及金属图案14构成基座板16。金属基座10和金属图案14由绝缘片12绝缘。在绝缘片12之上设置壳体18。壳体18以将金属图案14包围的方式，配置于绝缘片12的外周部。在壳体18之上设置端子20。在金属图案14之上，通过焊料22固定有散热器24。散热器24以Mo或者Cu作为材料。在散热器24的安装面23，通过接合材料26固定有半导体元件28。半导体元件28例如是IGBT(InsulatedGatedBipolarTransistor)。为了使半导体元件28高效地散热而设置有散热器24。在本实施方式中，接合材料26是焊料。半导体元件28与金属图案14通过导线30连接。另外，金属图案14与端子20通过导线30连接。壳体18所包围的区域由封装树脂32封装。因此，散热器24和半导体元件28由封装树脂32覆盖。在本实施方式中，封装树脂32是环氧树脂。图2是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。图2是图1的散热器24周边的放大图。在散热器24的安装面23，在半导体元件28的周围形成有槽34。槽34形成为将半导体元件28包围。封装树脂32设置为将槽34填埋。图3是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。图3是图2的槽34附近的放大图。半导体装置100在安装面23的位于半导体元件28和槽34之间的区域25具备阻焊部236。因此，接合材料26没有浸润扩展至与阻焊部236相比更靠槽34侧之处。因此，在本实施方式中，接合材料26并未浸润扩展至安装面23的位于阻焊部236和槽34之间的区域。图4是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。在本实施方式中，半导体元件28和槽34之间的长度A大于或等于槽34的深度L。在这里，长度A是从与槽34邻接的半导体元件28的端部至与半导体元件28邻接的槽34的端部为止的安装面23之上的距离。另外，长度A是区域25的宽度。此时，在相对于安装面23朝向散热器24的底面倾斜45度的假想线35的下方没有形成槽34。通常，在通过封装树脂将半导体元件封装的情况下，由于半导体元件和封装树脂的线膨胀系数的差异，因热应力而向封装树脂施加热应力。由于热应力，封装树脂有可能从半导体元件剥离。另外，在封装树脂有可能产生裂纹。在本实施方式中，在散热器24设置有槽34。在槽34填充有封装树脂32。因此，填充于槽34的封装树脂32作为锚固部起作用，能够使封装树脂32和散热器24密接。如果封装树脂32和散热器24密接，则半导体元件28和封装树脂32也密接。因此，在与半导体元件28接触的部分处，能够缓和作用于封装树脂32的热应力。特别是在与槽34邻接的半导体元件28的端部附近产生的热应力容易得到缓和。因此，能够防止封装树脂32从半导体元件28剥离。另外，能够抑制在封装树脂32产生裂纹。另外，封装树脂32和散热器24密接，从而在半导体元件28与接合材料26之间的接合部及接合材料26与散热器24之间的接合部处热应力得到缓和。因此，能够抑制在接合材料26产生的裂纹。在这里，如果在散热器设置槽，则有时会妨碍半导体元件的热扩散。特别是额定电流值大于或等于100A的半导体装置的发热量大。因此，由槽引起的对热扩散的限制有可能成为问题。对此，在本实施方式中，半导体元件28和槽34之间的长度A大于或等于槽34的深度L。即，在本实施方式中，在从半导体元件28的正下方起小于45度的范围没有槽34。该构造能够防止从半导体元件28向散热器24的热扩散被槽34妨碍。另外，在通过焊料将半导体元件与散热器接合的情况下，可以想到焊料在半导体元件和槽之间的区域浸润扩展。此时，在半导体元件和槽之间的区域，焊料和封装树脂接触。通常，焊料和封装树脂的粘合力弱。因此，在焊料和封装树脂的接触部分，容易产生封装树脂的剥离。作为防止封装树脂剥离的方法，想到将封装树脂和焊料的接触面积缩小。作为该方法，想到将半导体元件和槽之间的距离缩短。在这里，如上所述，为了防止由槽34引起的对热扩散的限制，半导体元件28和槽34之间的长度A与槽34的深度L需要满足A≥L。因此，为了防止由槽34引起的对热扩散的限制，且将半导体元件28和槽34之间的距离缩短，需要将槽34变浅。在这里，槽34越深则对施加于封装树脂32的热应力进行缓和的效果越高。因此，如果将槽34变浅，则有时热应力无法充分地得到缓和。与此相对，在本实施方式中，在安装面23的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：散热器；半导体元件，其通过接合材料固定于所述散热器的安装面；以及封装树脂，其将所述散热器和所述半导体元件覆盖，在所述安装面，在所述半导体元件的周围形成槽，所述半导体元件和所述槽之间的长度大于或等于所述槽的深度，所述安装面的位于所述半导体元件和所述槽之间的区域的至少一部分并未发生所述接合材料的浸润扩展。

【技术特征摘要】
2016.07.19 JP 2016-1415501.一种半导体装置，其特征在于，具备：散热器；半导体元件，其通过接合材料固定于所述散热器的安装面；以及封装树脂，其将所述散热器和所述半导体元件覆盖，在所述安装面，在所述半导体元件的周围形成槽，所述半导体元件和所述槽之间的长度大于或等于所述槽的深度，所述安装面的位于所述半导体元件和所述槽之间的区域的至少一部分并未发生所述接合材料的浸润扩展。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，还具备阻焊部，该阻焊部设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本学，大坪义贵，清水康贵，
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