半导体模块的制造方法及半导体模块技术

本发明专利技术提供半导体模块的制造方法及半导体模块，能够提高半导体模块的可靠性。在半导体模块(SA)装配的树脂模制工序中，以芯片搭载部(TAB1～4)各自的背面从密封体(MR)的背面(BS6)露出的方式对IGBT芯片(10)、二极管芯片、控制芯片、芯片搭载部(TAB1～4)各自的一部分进行树脂模制。在上述树脂模制之后，在密封体(MR)的背面(BS6)上以覆盖芯片搭载部(TAB1～4)各自的背面(露出部)的方式粘贴绝缘层(70)，然后，在绝缘层(70)上粘贴TIM层(80)。其中，俯视图中TIM层(80)的区域被包含于绝缘层(70)的区域中。

Semiconductor Module Manufacturing Method and Semiconductor Module

The invention provides a manufacturing method of a semiconductor module and a semiconductor module, which can improve the reliability of the semiconductor module. In the resin moulding process of semiconductor module (SA), IGBT chips (10), diode chips, control chips and chip mounting parts (TAB1-4) are moulded by resin moulding in the way that the backs of chip mounting parts (TAB1-4) are exposed from the backs of seals (BS6). After the resin moulding, the insulating layer (70) is pasted on the back (BS6) of the sealing body (MR) by covering the back (exposed) of the chip mounting parts (TAB1-4), and then the TIM layer (80) is pasted on the insulating layer (70). The area of TIM layer (80) in the top view is contained in the area of insulation layer (70).

【技术实现步骤摘要】
半导体模块的制造方法及半导体模块
本专利技术涉及例如功率半导体模块(IPM(IntelligentPowerModule，智能功率模块)、电子装置等)的制造方法及其结构。
技术介绍
在日本特开2012-195492号公报(专利文献1)中记载有关于具有MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)的功率半导体模块及其安装结构的技术。该功率半导体模块为如下结构：具备搭载有功率半导体元件的第一金属板和未搭载功率半导体元件的第二金属基板，并使上述第一金属基板的与功率半导体元件搭载面相反侧的背面露出于树脂封装件外而形成散热面。在日本特开2005-109100号公报(专利文献2)中记载有具备功率芯片的半导体装置及其制造技术。具体而言，公开了在上述专利文献2所记载的半导体装置的装配中，将安装有金属箔的树脂片配置于树脂密封用模具的内部底面而进行树脂模制的技术。专利文献1：日本特开2012-195492号公报专利文献2：日本特开2005-109100号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在功率类的半导体模块中，在搭载半导体芯片的芯片搭载部不从密封体露出的全模制型的结构中，从芯片搭载部向密封体的外部的散热性差。因此，本专利技术专利技术人研究了在具备供多个半导体芯片分别搭载的多个芯片搭载部的半导体模块中，使多个芯片搭载部的一部分露出于密封体的外部的结构。本专利技术专利技术人进行了研究而发现，在使多个芯片搭载部的一部分露出于密封体的外部的结构的半导体模块中，当将半导体模块安装于散热板上时，存在多个芯片搭载部的一部分经由散热板而发生短路的可能性，在考虑了半导体模块的可靠性的情况下，存在应当改善的事项。其他的课题和新的特征将根据本说明书的叙述以及附图而变得明确。用于解决课题的技术方案一实施方式的半导体模块的制造方法，将第一半导体芯片、第二半导体芯片、第一芯片搭载部的一部分、第二芯片搭载部的一部分以上述第一芯片搭载部的第二面和上述第二芯片搭载部的第二面分别从密封体的第二面露出的方式密封。在上述密封后，在上述密封体的上述第二面上以覆盖上述第一芯片搭载部的上述第二面和上述第二芯片搭载部的上述第二面的方式粘贴绝缘层，之后，在上述绝缘层上粘贴传热材料层。其中，在俯视图中上述传热材料层的区域被包含于上述绝缘层的区域内。此外，一实施方式的另一半导体模块的制造方法中，将第一半导体芯片、第二半导体芯片、第一芯片搭载部的一部分、第二芯片搭载部的一部分以上述第一芯片搭载部的第二面和上述第二芯片搭载部的第二面分别从密封体的第二面露出的方式密封。在上述密封后，以绝缘层和传热材料层接合所形成的片结构体的上述绝缘层在上述密封体的上述第二面上覆盖上述第一芯片搭载部的上述第二面和上述第二芯片搭载部的上述第二面的方式粘贴上述片结构体。其中，在俯视图中上述片结构体中的上述传热材料层的区域被包含于上述绝缘层的区域中。此外，一实施方式的半导体模块具有密封体，所述密封体具有第一面和第二面，并且将第一半导体芯片、第二半导体芯片、第一芯片搭载部的一部分、第二芯片搭载部的一部分以上述第一芯片搭载部的第二面和上述第二芯片搭载部的第二面分别从上述第二面露出的方式密封。另外，具有绝缘层和传热材料层，所述绝缘层以覆盖上述第一芯片搭载部的上述第二面和上述第二芯片搭载部的上述第二面的方式而接合于上述密封体的上述第二面上，所述传热材料层与上述绝缘层以层叠的方式相接合。而且，在俯视图中上述传热材料层的区域被包含于上述绝缘层的区域中。专利技术效果根据上述一实施方式，能够使半导体模块的可靠性提高。附图说明图1是示出实施方式1的半导体模块的结构的俯视图。图2是示出图1的半导体模块的结构的背面图。图3是示出沿图2的A-A线剖切的结构的剖视图。图4是示出沿图2的B-B线剖切的结构的剖视图。图5是示出图1的半导体模块的内部结构的透视俯视图。图6是示出本专利技术人进行了比较研究的半导体模块的结构的俯视图。图7是示出图6的半导体模块的结构的背面图。图8是示出沿图6的A-A线剖切的结构的剖视图。图9是示出沿图6的B-B线剖切的结构的剖视图。图10是示出图1的半导体模块中的包括逆变电路及三相感应电动机的电动机电路的结构的电路图。图11是示出图1的半导体模块中的形成有IGBT的半导体芯片的外形形状的俯视图。图12是示出图11的IGBT的器件结构的剖视图。图13是示出图1的半导体模块中的形成有二极管的半导体芯片的外形形状的俯视图。图14是示出图13的二极管的器件结构的剖视图。图15是示出图1的半导体模块中的栅极控制电路的电路方框结构的图。图16是示出图1的半导体模块中的电路方框结构的图。图17是示出图16的栅极控制电路的内部方框结构的图。图18是示出实现图17的栅极控制电路的半导体芯片的结构的示意图。图19是示出在图1所示的半导体模块的装配中所用的引线框架的结构的俯视图。图20是示出沿图19的A-A线剖切的结构的剖视图。图21是示出沿图19的B-B线剖切的结构的剖视图。图22是示出在图1所示的半导体模块的装配中IGBT芯片和二极管芯片的芯片焊接结束时的结构的俯视图。图23是示出沿图22的A-A而剖切的结构的剖视图。图24是示出沿图22的B-B而剖切的结构的剖视图。图25是示出在图1所示的半导体模块的装配中控制芯片的芯片焊接结束时的结构的俯视图。图26是示出在图1所示的半导体模块的装配中铝线的引线接合结束时的结构的俯视图。图27是示出在图1中所示的半导体模块的装配中金线的引线接合结束时的结构的俯视图。图28是示出对在图1所示的半导体模块的装配中将引线接合完成的引线框架配置于模制模具的型腔内的结构沿图22的A-A线进行了剖切的结构的剖视图。图29是示出对在图1所示的半导体模块的装配中将引线接合完成的引线框架配置于模制模具的型腔内的结构沿图22的B-B线进行了剖切的结构的剖视图。图30是示出在图28所示的结构中开始向型腔内注入树脂的状态的剖视图。图31是示出在图29所示的结构中开始向型腔内注入树脂的状态的剖视图。图32是示出在图28示的结构中结束了树脂向型腔内的注入的状态的剖视图。图33是示出在图29所示的结构中结束了树脂向型腔内的注入的状态的剖视图。图34是示出将模制完毕的引线框架从模制模具中取出后的结构的俯视图。图35是示出沿图34的A-A线剖切的结构的剖视图。图36是示出沿图34的B-B线剖切的结构的剖视图。图37是示出在图1所示的半导体模块的装配中镀层形成后的结构的俯视图。图38是示出沿图37的A-A剖切的结构的剖视图。图39是示出沿图37的B-B线剖切的结构的剖视图。图40是示出在图1所示的半导体模块的装配中引线切割、成形后的结构的俯视图。图41是示出图40的半导体模块的结构的背面图。图42是示出沿图40的A-A线剖切的结构的剖视图。图43是示出沿图40的B-B线剖切的结构的剖视图。图44是示出在图1所示的半导体模块的装配中粘贴绝缘层以及TIM层后的结构的背面图。图45是示出沿图44的A-A线剖切的结构的剖视图。图46是示出沿图44的B-B线剖切的结构的剖视图。图47是示出对将图44所示的半导体模块安装于散热板上的结构沿图44的A-A线进行了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体模块的制造方法，具有以下的工序：(a)准备第一半导体芯片，所述第一半导体芯片内置有第一功率晶体管，并具有第一面和该第一面的相反侧的第二面，所述第一半导体芯片的所述第一面具备与所述第一功率晶体管电连接的第一端子，所述第一半导体芯片的所述第二面形成有与所述第一功率晶体管电连接的第二端子；(b)准备第二半导体芯片，所述第二半导体芯片内置有第二功率晶体管，并具有第一面和该第一面的相反侧的第二面，所述第二半导体芯片的所述第一面具备与所述第二功率晶体管电连接的第三端子，所述第二半导体芯片的所述第二面形成有与所述第二功率晶体管电连接的第四端子；(c)在所述(a)工序之后，在具有第一面和该第一面的相反侧的第二面的第一芯片搭载部上，以所述第一芯片搭载部的所述第一面与所述第一半导体芯片的所述第二面相向的方式，经由导电性的第一接合材料而搭载所述第一半导体芯片；(d)在所述(b)工序之后，在具有第一面和该第一面的相反侧的第二面的第二芯片搭载部上，以所述第二芯片搭载部的所述第一面与所述第二半导体芯片的所述第二面相向的方式，经由导电性的第二接合材料而搭载所述第二半导体芯片；(e)在所述(c)以及(d)工序之后，经由第一导电性部件将所述第一半导体芯片的所述第一端子与所述第二芯片搭载部电连接；(f)在所述(c)以及(d)工序之后，经由第二导电性部件将所述第二半导体芯片的所述第三端子与引线电连接；(g)在所述(e)以及(f)工序之后，利用具有第一面和该第一面的相反侧的第二面的密封体以使所述第一芯片搭载部的所述第二面和所述第二芯片搭载部的所述第二面分别从所述密封体的所述第二面露出的方式将所述第一半导体芯片、所述第二半导体芯片、所述第一芯片搭载部的一部分、所述第二芯片搭载部的一部、所述第一导电性部件、所述第二导电性部件、所述引线的一部分密封；(h)在所述(g)工序之后，在所述密封体的所述第二面上以覆盖所述第一芯片搭载部的所述第二面和所述第二芯片搭载部的所述第二面的方式粘贴绝缘层；以及(i)在所述(h)工序之后，在所述绝缘层上粘贴传热材料层，其中，所述(i)工序之后，在俯视图中所述传热材料层的区域被包含于所述绝缘层的区域中。...

【技术特征摘要】
2017.06.30 JP 2017-1286401.一种半导体模块的制造方法，具有以下的工序：(a)准备第一半导体芯片，所述第一半导体芯片内置有第一功率晶体管，并具有第一面和该第一面的相反侧的第二面，所述第一半导体芯片的所述第一面具备与所述第一功率晶体管电连接的第一端子，所述第一半导体芯片的所述第二面形成有与所述第一功率晶体管电连接的第二端子；(b)准备第二半导体芯片，所述第二半导体芯片内置有第二功率晶体管，并具有第一面和该第一面的相反侧的第二面，所述第二半导体芯片的所述第一面具备与所述第二功率晶体管电连接的第三端子，所述第二半导体芯片的所述第二面形成有与所述第二功率晶体管电连接的第四端子；(c)在所述(a)工序之后，在具有第一面和该第一面的相反侧的第二面的第一芯片搭载部上，以所述第一芯片搭载部的所述第一面与所述第一半导体芯片的所述第二面相向的方式，经由导电性的第一接合材料而搭载所述第一半导体芯片；(d)在所述(b)工序之后，在具有第一面和该第一面的相反侧的第二面的第二芯片搭载部上，以所述第二芯片搭载部的所述第一面与所述第二半导体芯片的所述第二面相向的方式，经由导电性的第二接合材料而搭载所述第二半导体芯片；(e)在所述(c)以及(d)工序之后，经由第一导电性部件将所述第一半导体芯片的所述第一端子与所述第二芯片搭载部电连接；(f)在所述(c)以及(d)工序之后，经由第二导电性部件将所述第二半导体芯片的所述第三端子与引线电连接；(g)在所述(e)以及(f)工序之后，利用具有第一面和该第一面的相反侧的第二面的密封体以使所述第一芯片搭载部的所述第二面和所述第二芯片搭载部的所述第二面分别从所述密封体的所述第二面露出的方式将所述第一半导体芯片、所述第二半导体芯片、所述第一芯片搭载部的一部分、所述第二芯片搭载部的一部、所述第一导电性部件、所述第二导电性部件、所述引线的一部分密封；(h)在所述(g)工序之后，在所述密封体的所述第二面上以覆盖所述第一芯片搭载部的所述第二面和所述第二芯片搭载部的所述第二面的方式粘贴绝缘层；以及(i)在所述(h)工序之后，在所述绝缘层上粘贴传热材料层，其中，所述(i)工序之后，在俯视图中所述传热材料层的区域被包含于所述绝缘层的区域中。2.根据权利要求1所述的半导体模块的制造方法，其中，在所述(i)工序之后，在透视俯视图中所述第一半导体芯片和所述第二半导体芯片各自位于所述传热材料层的区域的内侧。3.根据利要求1所述的半导体模块的制造方法，其中，在所述(g)工序之后且所述(h)工序之前，具有对从所述密封体露出的多根所述引线的各引线的一部分进行切割、成形的工序。4.根据利要求1所述的半导体模块的制造方法，其中，在俯视图中所述密封体具有分别从所述密封体的所述第一面贯穿至所述第二面的第一貫通孔以及第二貫通孔，所述绝缘层以及所述传热材料层位于所述第一貫通孔与所述第二貫通孔之间。5.根据利要求4所述的半导体模块的制造方法，其中，在所述第一貫通孔和所述第二貫通孔中分别安装螺栓部件，通过所述螺栓部件将所述密封体与散热板接合。6.根据利要求5所述的半导体模块的制造方法，其中，在俯视图中所述绝缘层和所述传热材料层跨假想线的两侧而配置，所述假想线是连结所述第一貫通孔和所述第二貫通孔各自的中心的线。7.根据利要求6所述的半导体模块的制造方法，其中，在俯视图中沿所述假想线的方向所配置的所述绝缘层的一条边与所述假想线之间的距离和所述绝缘层的另一条边与所述假想线之间距离相同。8.根据利要求1所述的半导体模块的制造方法，其中，所述半导体模块还具备对所述第一半导体芯片和所述第二半导体芯片进行控制的控制芯片，在透视俯视图中所述控制芯片位于所述绝缘层的区域和所述传热材料层的区域。9.根据利要求1所述的半导体模块的制造方法，其中，所述第一芯片搭载部和所述第二芯片搭载部各自的厚度是所述绝缘层和所述传热材料层各自的厚度以上。10.根据利要求1所述的半导体模块的制造方法，其中，所述第一半导体芯片中的所述第一端子是发射极端子且所述第二端子是集电极端子，所述第二半导体芯片中的所述第三端子是发射极端子且所述第四端子是集电极端子。11.根据利要求1所述的半导体模块的制造方法，其中，在所述(i)工序之后，在俯视图中所述绝缘层具有沿第一方向延伸的第一边、所述第一边的相对侧的第二边、沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸的第三边和所述第三边的相对侧的第四边，并且，在俯视图中所述传热材料层具有沿所述第一方向延伸的第五边、所述第五边的相对侧的第六边、沿所述第二方向延伸的第七边和所述第七边的相对侧的第八边，另外，在俯视图中所述传热材料层的所述第五边位于所述绝缘层的所述第一边与所述绝缘层的所述第二边之间，所述传热材料层的所述第六边位于所述绝缘层的所述第二边与所述传热材料层的所述第五边之间，所述传热材料层的所述第七边位于所述绝缘层的所述第三边与所述绝缘层的所述第四边之间，所述传热材料层的所述第八边位于所述绝缘层的所述第四边与所述传热材料层的所述第七边之间。12.一种半导体模块的制造方法，具有以下的工序：(a)准备第一半导体芯片，所述第一半导体芯片内置有第一功率晶体管，并具有第一面和该第一面的相反侧的第二面，所述第一半导体芯片的所述第一面具备与所述第一功率晶体管电连接的第一端子，所述第一半导体芯片的所述第二面形成有与所述第一功率晶体管电连接的第二端子；(b)准备第二半导体芯片，所述第二半导体芯片内置有第二功率晶体管，并具有第一面和所述第一面的相反侧的第二面，所述第二半导体芯片的所述第一面具备与所述第二功率晶体管电连接的第三端子，所述第二半导体芯片的所述第二面形成有与所述第二功率晶体管电连接的第四端子；(c)在所述(a)工序之后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：武藤邦治，板东晃司，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP