半导体装置制造方法及图纸

具有：基板；多个半导体芯片，它们固定于该基板；绝缘板，其形成有贯穿孔；第1下部导体，其具有下部主体和下部凸出部，该下部主体形成于该绝缘板的下表面，与该多个半导体芯片中的任意者焊接，该下部凸出部与该下部主体相连，在俯视观察时该下部凸出部延伸至该绝缘板之外；第2下部导体，其形成于该绝缘板的下表面，与该多个半导体芯片中的任意者焊接；上部导体，其具有上部主体和上部凸出部，该上部主体形成于该绝缘板的上表面，该上部凸出部与该上部主体相连，在俯视观察时该上部凸出部延伸至该绝缘板之外；连接部，其设置于该贯穿孔，将该上部主体和该第2下部导体连接；第1外部电极，其与该下部凸出部连接；以及第2外部电极，其与该上部凸出部连接。

Semiconductor device

Having: a substrate; a plurality of semiconductor chips, which are fixed to the substrate; an insulating plate, which forms a perforated; a first lower conductor, which has a lower body and a lower bulge formed on the lower surface of the insulating plate and welded to any of the plurality of semiconductor chips, the lower bulge and the lower part. The lower part of the conductor is formed on the lower surface of the insulating plate and welded to any of the plurality of semiconductor chips; the upper part of the conductor has the upper body and the upper protruding part, and the upper body is formed on the upper surface of the insulating plate. The upper protruding part is connected with the upper body and extends beyond the insulating plate when viewed from above; the connecting part is arranged at the perforation to connect the upper body with the second lower conductor; the first external electrode is connected with the lower protruding part; and the second external electrode is connected with the upper protruding part when viewed from below. The part is connected.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
本专利技术涉及例如用于大电流的控制的半导体装置。
技术介绍
例如有搭载IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)等，用于大电流的控制的半导体装置。如果上述半导体装置的内部配线使用了铝导线等配线材料，则无法充分地确保功率循环等的接合可靠性。在专利文献1中公开了如下内容，即，将元件与基板焊接，将引线端子直接与该元件焊接。该引线端子是延伸至装置的外部的外部电极。专利文献1：日本特开2015-162649号公报
技术实现思路
露出至半导体装置外部的电极即外部电极多数情况是通过模具等将1张金属板冲裁而形成的。如果将上述外部电极与半导体芯片焊接，则会产生各种弊病。例如，与半导体芯片接合的多个外部电极构成2维的配线，因此配线的自由度低，半导体装置的外形尺寸变大。另外，在同时将多个外部电极与半导体芯片焊接的情况下，难以使多个外部电极的高度恒定。如果多个外部电极的高度变得不均匀，则焊料厚度不一致，因此必须增大焊料厚度的裕度。另外，如果将与流过小电流的信号电路部相连的外部电极和与流过大电流的主电路部相连的外部电极设为相同的电极，则与信号电路部相连的外部电极在电流容量方面变得超规格(overspec)。在该情况下，在半导体装置的外形尺寸变大的基础上，还会产生不必要的成本。另外，外部电极为了确保一定程度的强度，形成得较厚。将上述外部电极精度良好地焊接至半导体芯片的信号焊盘等窄面积部位并非是容易的。因此，存在不得不为了增大信号焊盘面积而增大半导体芯片的尺寸的问题。另外，在壳体变形、或者对焊料进行接合时波及至外部电极的应力会直接影响到与半导体芯片接触的焊料。为了不使大的力波及至焊料，需要缩短外部电极的长度。本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供能够防止通过将外部电极与半导体芯片焊接而产生的弊病的半导体装置。本专利技术涉及的半导体装置的特征在于，具有：基板；多个半导体芯片，它们固定于该基板；绝缘板，其形成有贯穿孔；第1下部导体，其具有下部主体和下部凸出部，该下部主体形成于该绝缘板的下表面，与该多个半导体芯片中的任意者焊接，该下部凸出部与该下部主体相连，在俯视观察时该下部凸出部延伸至该绝缘板之外；第2下部导体，其形成于该绝缘板的下表面，与该多个半导体芯片中的任意者焊接；上部导体，其具有上部主体和上部凸出部，该上部主体形成于该绝缘板的上表面，该上部凸出部与该上部主体相连，在俯视观察时该上部凸出部延伸至该绝缘板之外；连接部，其设置于该贯穿孔，将该上部主体和该第2下部导体连接；第1外部电极，其与该下部凸出部连接；以及第2外部电极，其与该上部凸出部连接。本专利技术的其他特征在下面得以明确。专利技术的效果根据本专利技术，通过在半导体芯片之上设置的中继基板，能够实现立体的配线，因此能够防止通过将外部电极与半导体芯片焊接而产生的弊病。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是中继基板的剖视图。图3是中继基板的俯视图。图4是中继基板的仰视图。图5是贯穿孔的附近的剖视图。图6是连接部的俯视图。图7是贯穿孔周边的剖视图。图8是在中继基板的仰视图中增加了上部导体的轮廓的图。图9示出半成品的组装方法，是壳体等的斜视图。图10是实施方式1的半导体装置的电路图。图11是中继基板的俯视图。图12是变形例涉及的半导体装置的剖视图。图13是对实施方式2涉及的焊料接合进行说明的图。图14是表示焊料的形状的图。图15是对实施方式3涉及的焊料接合进行说明的图。图16是表示焊料的形状的图。图17是实施方式4涉及的半导体装置的剖视图。图18是实施方式5涉及的半导体装置的剖视图。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是本专利技术的实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。该半导体装置具有基板15。基板15具有：基座板10，其由金属形成；绝缘基板12，其设置在基座板10之上；以及电路图案14，其形成于绝缘基板12的表面。也可以在基座板10与绝缘基板12之间设置散热脂。通过焊料16将基板15和半导体芯片18固定。半导体芯片18的背面与电路图案14焊接。设置多个半导体芯片18。就半导体芯片18而言，没有特别的限定，例如是IGBT等晶体管芯片和二极管芯片。在由半导体装置构成3相逆变器电路的情况下，设置6个晶体管芯片和与它们反向连接的6个二极管。在半导体芯片18之上有中继基板20。中继基板20具有：绝缘板20A；上部导体20B，其形成于绝缘板20A的上表面侧；第1下部导体20C，其形成于绝缘板20A的下表面侧。绝缘板20A的材料例如是玻璃环氧树脂。第1下部导体20C具有下部主体20a和下部凸出部20b。下部主体20a形成于绝缘板20A的下表面。半导体芯片18的上表面通过焊料19与下部主体20a焊接。下部凸出部20b与下部主体20a相连，在俯视观察时该下部凸出部20b延伸至绝缘板20A之外。第1下部导体20C由导体形成。第1下部导体20C的厚度例如大于或等于0.2mm。上部导体20B具有上部主体20c和上部凸出部20d。上部主体20c形成于绝缘板20A的上表面。上部凸出部20d与上部主体20c相连，在俯视观察时该上部凸出部20d延伸至绝缘板20A之外。上部导体20B由导体形成。上部导体20B的厚度例如大于或等于0.2mm。第1外部电极32A与下部凸出部20b通过焊料连接。第2外部电极32B与上部凸出部20d通过焊料连接。第1外部电极32A的一部分和第2外部电极32B的一部分被插入至壳体30。壳体30将半导体芯片18包围。在壳体30的内部填充有树脂40。树脂40例如是环氧树脂。图2是中继基板20的剖视图。为了充分地确保下部凸出部20b与第1外部电极32A的接合面积，优选下部凸出部20b在俯视观察时从绝缘板20A凸出大于或等于20mm。为了充分地确保上部凸出部20d与第2外部电极32B的接合面积，优选上部凸出部20d在俯视观察时从绝缘板20A凸出大于或等于20mm。通过将下部凸出部20b弯曲，从而使下部凸出部20b与第1外部电极32A的连接位置的高度和上部凸出部20d与第2外部电极32B的连接位置的高度一致。此外，也可以通过将第1下部导体20C设为无弯曲的平坦的形状，将上部凸出部20d弯曲，从而使下部凸出部20b与第1外部电极32A的连接位置的高度和上部凸出部20d与第2外部电极32B的连接位置的高度一致。图3是中继基板20的俯视图。在图3中，省略了在绝缘板20A的下表面侧形成的导体。针对上部导体20B而记载的“P1”表示上部导体20B被用作P相的图案。上部导体20B的一部分即上部凸出部20d从绝缘板20A的外周向外侧凸出。形成有多个上部导体20B。在绝缘板20A的存在上部导体20B的部分形成有贯穿孔20H。在绝缘板20A的不具有上部导体20B的部分设置有填埋孔20I。填埋孔20I被树脂40填埋。图4是中继基板20的仰视图。在图4中，省略了在绝缘板20A的上表面侧形成的导体。针对第1下部导体20C而记载的“N1”表示第1下部导体20C被用作N相的图案。第1下部导体20C的一部分即下部凸出部20b从绝缘板20A的外周向外侧凸出。形成有多个第1下部导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具有：基板；多个半导体芯片，它们固定于所述基板；绝缘板，其形成有贯穿孔；第1下部导体，其具有下部主体和下部凸出部，该下部主体形成于所述绝缘板的下表面，与所述多个半导体芯片中的任意者焊接，该下部凸出部与所述下部主体相连，在俯视观察时该下部凸出部延伸至所述绝缘板之外；第2下部导体，其形成于所述绝缘板的下表面，与所述多个半导体芯片中的任意者焊接；上部导体，其具有上部主体和上部凸出部，该上部主体形成于所述绝缘板的上表面，该上部凸出部与所述上部主体相连，在俯视观察时该上部凸出部延伸至所述绝缘板之外；连接部，其设置于所述贯穿孔，将所述上部主体和所述第2下部导体连接；第1外部电极，其与所述下部凸出部连接；以及第2外部电极，其与所述上部凸出部连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其特征在于，具有：基板；多个半导体芯片，它们固定于所述基板；绝缘板，其形成有贯穿孔；第1下部导体，其具有下部主体和下部凸出部，该下部主体形成于所述绝缘板的下表面，与所述多个半导体芯片中的任意者焊接，该下部凸出部与所述下部主体相连，在俯视观察时该下部凸出部延伸至所述绝缘板之外；第2下部导体，其形成于所述绝缘板的下表面，与所述多个半导体芯片中的任意者焊接；上部导体，其具有上部主体和上部凸出部，该上部主体形成于所述绝缘板的上表面，该上部凸出部与所述上部主体相连，在俯视观察时该上部凸出部延伸至所述绝缘板之外；连接部，其设置于所述贯穿孔，将所述上部主体和所述第2下部导体连接；第1外部电极，其与所述下部凸出部连接；以及第2外部电极，其与所述上部凸出部连接。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述多个半导体芯片具有晶体管芯片，所述下部主体或所述第2下部导体与所述晶体管芯片的集电极或发射极电连接。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，通过将所述下部凸出部或所述上部凸出部弯曲，从而使所述下部凸出部与所述第1外部电极的连接位置的高度和所述上部凸出部与所述第2外部电极的连接位置的高度一致。4.根据权利要求1或3所述的半导体装置，其特征在于，所述多个半导体芯片具有晶体管芯片，所述下部主体和所述上部主体在俯视观察时具有重叠的部分，从而所述晶体管芯片的集电极电流和发射极电流在俯视观察时流向相反方向。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述第1下部导体或所述第2下部导体的厚度是不均匀的。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，将所述半导体芯片和所述下部主体接合的焊料设置为与所述半导体芯片接触的面积大于与所述下部主体接触的面积，将所述半导体芯片和所述第2下部导体接合的焊料设置为与所述半导体芯片接触的面积大于与所述第2下部导体接触的面积。7.根据权利要求1至6中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田博，井本裕儿，石桥秀俊，村田大辅，中原贤太，冈诚次，藤野纯司，浅地伸洋，
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