半导体模块及其制造方法技术

根据一个实施方式，半导体模块具备：半导体元件；第1基底基板，具有导电性，供半导体元件载置；第2基底基板，具有导电性，且面积比第1基底基板的面积大；散热片(12)，固定于第2基底基板(14)；以及绝缘片，面积比第1基底基板的面积大，且配置于第1基底基板与第2基底基板之间。绝缘片具有被第1基底基板与第2基底基板夹着的第1部分和除第1部分之外的第2部分，第1部分的第1厚度与第2部分的第2厚度实质上相等。

【技术实现步骤摘要】
半导体模块及其制造方法相关申请的引用本申请以2017年9月25日申请的在先的日本专利申请第2017－183922号的权利的利益为基础，并且要求其利益，这里通过引用而将其全部内容包含于此。
这里说明的实施方式普遍涉及半导体模块及其制造方法。
技术介绍
已知有如下半导体模块，其具有照明用高输出半导体发光元件或者电力用功率半导体元件等发热的半导体元件、以及用于将从半导体元件产生的热量扩散的散热器。在半导体模块中，为了确保半导体模块与散热器之间的绝缘性，半导体模块经由陶瓷等绝缘物连接于散热器。然而，半导体模块为了满足绝缘性的标准，需要用以覆盖半导体模块与散热器的整体的方式确保了绝缘性的罩来覆盖。因此，存在照明设备的尺寸变大的问题。
技术实现思路
实施方式提供一种确保绝缘性而具有足够的散热性的半导体模块以及其制造方法。根据一个实施方式，半导体模块具备：半导体元件；第1基底基板，具有导电性，供上述半导体元件载置；第2基底基板，具有导电性，且面积比上述第1基底基板的面积大；散热片，固定于上述第2基底基板；以及绝缘片，其面积比上述第1基底基板的面积大，且配置于上述第1基底基板与上述第2基底基板之间，上述绝缘片具有被上述第1基底基板与上述第2基底基板夹着的第1部分和除上述第1部分之外的第2部分，上述第1部分的第1厚度与上述第2部分的第2厚度实质上相等。根据上述构成的半导体模块，能够提供一种确保绝缘性而具有足够的散热性的半导体模块以及其制造方法。附图说明图1是表示实施方式1的半导体模块的剖面图。图2是表示实施方式1的半导体模块的立体图。图3是表示组装有实施方式1的半导体模块的设备的立体图。图4是依次表示实施方式1的半导体模块的制造工序的剖面图。图5是表示实施方式1的半导体模块的制造工序的主要部分的图。图6是依次表示实施方式1的半导体模块的制造工序的剖面图。图7是将实施方式1的绝缘片与比较例对比来表示的剖面图。图8是表示实施方式1的半导体模块的另一制造工序的剖面图。图9是表示实施方式2的半导体模块的图。图10是表示实施方式2的半导体模块的制造工序的图。具体实施方式以下，一边参照附图一边说明本专利技术的实施方式。(实施方式1)使用图1至图3说明本实施方式的半导体模块。图1是表示半导体模块的剖面图，图2是表示半导体模块的立体图，图3是表示组装有半导体模块的设备的立体图。另外，本实施方式只是例示，本专利技术并非限定于此。首先，对半导体模块的概要进行说明。如图1以及图2所示，半导体模块10具有半导体元件11和用于对从半导体元件11产生的热量进行扩散的散热片(散热器)12。半导体元件11载置于具有导电性的第1基底基板13。散热片12具有导电性，固定于面积比第1基底基板13大的第2基底基板14。在第1基底基板13与第2基底基板14之间配置有面积比第1基底基板13大的绝缘片15。绝缘片15为了将第1基底基板13与第2基底基板14电绝缘、并且为了确保从半导体元件11向散热片12的足够的热传导性而设置。在本说明书中，面积比第1基底基板13大的第2基底基板14指的是，第2基底基板14的平面面积大于第1基底基板13的平面面积，并且在将第1基底基板13与第2基底基板14重叠时，第1基底基板13不从第2基底基板14突出。关于面积比第1基底基板13大的绝缘片15也是相同的。之后，有时将“面积较大”简称为“较大”。绝缘片15比第1基底基板13大是为了确保基底基板13与散热片12之间的沿面耐压(日文：沿面耐圧)。绝缘片15至少需要设定成比第1基底基板13大用于确保基底基板13与散热片12之间的沿面耐压的爬电距离L。例如，在沿面耐压为5kV时，优选的爬电距离L约为4mm。更优选的爬电距离L为5mm左右。绝缘片15是含有热传导率高的填料(filler)的树脂。绝缘片15通过加热·加压而被压缩，填料密集，且热传导性提高，并且粘合剂成分渗出而呈现出粘合性。由此，第1基底基板13与第2基底基板14经由绝缘片15而被接合。第1基底基板13与第2基底基板14的接合无需另外使用粘合剂等。绝缘片15具有被第1基底基板13与第2基底基板14夹持的第1部分15a、以及除第1部分15a之外的第2部分15b。第1部分15a紧贴于第1基底基板13以及第2基底基板14。第2部分15b仅紧贴于第2基底基板14。绝缘片15的第1部分15a的第1厚度t1与第2部分15b的第2厚度t2实质上相等。在本说明书中，第1厚度t1与第2厚度t2实质上相等不仅指的是两者在数学上相等，也意味着处于可获得作为目的的热传导性的范围内。例如，第1厚度t1、第2厚度t2为呈现出规定的绝缘性与散热的厚度以下，绝缘片的大半部分为填料，因此不会被压缩一定程度以上，即，在被充分压缩的状态下，第1厚度t1与第2厚度t2变得大致相等。例如，对于第1厚度t1、第2厚度t2，能够测定随机选择的多个位置的厚度，并设为它们的平均值。在第1厚度t1与第2厚度t2实质上相等时，第1部分15a的热传导性与第2部分15b的热传导性变得相等，因此能够使作为绝缘片15整体的热传导性提高。虽然通过使第2基底基板14比绝缘片15大，散热性会提高一些，但会成为成本增大的原因，与散热效果相称的效果较少。相比于此，第2基底基板14越小，越有利于使散热片12小型化，部件成本的减少效果较大，通过使第2基底基板14设为与绝缘片15相同的大小，获得整体上的优点。接下来，对半导体模块的详细情况进行说明。半导体元件11是将作为发热部件的多个半导体发光芯片安装于基板而成的COB(ChipOnBoard)。半导体发光芯片例如是发出蓝色光的GaN类的发光二极管(LED)。半导体发光芯片上涂覆有吸收蓝色光而发出黄色光的荧光体、例如YAG荧光体。通过在半导体元件11中流经大电流(安培级)，使得半导体元件11发出蓝色光与黄色光混合而成的白色光。通过用散热片12将从半导体元件11产生的大量的热量迅速地扩散，使得半导体元件11能够维持较高的光输出。第1基底基板13例如是镀敷有镍(Ni)的铝(Al)板。半导体元件11与第1基底基板13例如经由焊料层16而接合。第2基底基板14例如是热传导率较高的铜(Cu)板、或者与第1基底基板13相同的镀敷有镍(Ni)的铝(Al)板等。作为使用于绝缘片15的填料，能够使用例如氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)等各种颗粒，不被特别限定。树脂是高耐热性树脂，例如能够使用环氧类树脂、硅类树脂等各种树脂，不被特别限定。填料的平均粒径、含有率等只要是可获得目的的热传导率的范围即可，不被特别限定。作为绝缘片15，能够利用厚度为200至500μm左右、热传导率为6至12W/m·K左右、片材自身具有粘合力的片。散热片12具有多个散热片12a与多个导热管12b。多个散热片12a例如是矩形状的金属板，从第2基底基板14的与绝缘片15侧相反的一侧的面立设，隔开规定的间隔地沿一方向(图的Y方向)排列设置。导热管12b是所谓“コ”字形的管，具有对置的第1部分以及第2部分、将第1部分与第2部分连接的第3部分。在第2基底基板14的与绝缘片15侧相反的一侧，为了固定多个导热管12b而设有剖面为半圆状且沿Y方向延伸的未图示的多个槽。多个导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体模块，具备：半导体元件；第1基底基板，具有导电性，供上述半导体元件载置；第2基底基板，具有导电性，面积比上述第1基底基板的面积大；散热片，固定于上述第2基底基板；以及绝缘片，面积比上述第1基底基板的面积大，配置于上述第1基底基板与上述第2基底基板之间，上述绝缘片具有被上述第1基底基板与上述第2基底基板夹着的第1部分、和除上述第1部分之外的第2部分，上述第1部分的第1厚度与上述第2部分的第2厚度实质上相等。

【技术特征摘要】
2017.09.25 JP 2017-1839221.一种半导体模块，具备：半导体元件；第1基底基板，具有导电性，供上述半导体元件载置；第2基底基板，具有导电性，面积比上述第1基底基板的面积大；散热片，固定于上述第2基底基板；以及绝缘片，面积比上述第1基底基板的面积大，配置于上述第1基底基板与上述第2基底基板之间，上述绝缘片具有被上述第1基底基板与上述第2基底基板夹着的第1部分、和除上述第1部分之外的第2部分，上述第1部分的第1厚度与上述第2部分的第2厚度实质上相等。2.如权利要求1所述的半导体模块，其中，上述绝缘片比上述第1基底基板突出了爬电距离的大小以上，上述爬电距离用于确保上述第1基底基板与上述散热片之间的沿面耐压。3.如权利要求1或2所述的半导体模块，其中，上述绝缘片的上述第1部分紧贴于上述第1基底基板以及上述第2基底基板，上述第2部分紧贴于上述第2基底基板。4.如权利要求1或2所述的半导体模块，其中，上述绝缘片是含有填料的树脂。5.如权利要求3所述的半导体模块，其中，上述绝缘片是含有填料的树脂。6.一种半导体模块的制造方法，包括如下工序：准备具有导电性的第1基底基板、具有导电性且面积比上述第1基底...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本哲也，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本,JP