半导体装置以及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

提供一种能够抑制绝缘电路基板的形状变化、提高散热性的半导体装置及其制造方法。半导体装置具备：绝缘电路基板(3a、3b、3c)，其搭载有半导体芯片(7)；以及壳体(1a)，其至少在形成相向的2个边的一组侧壁部分别具有与绝缘电路基板(3a、3b、3c)接合的接合区域(8)，接合区域(8)的形状是在2个边的延伸方向上的中央比两端向绝缘电路基板(3a、3b、3c)侧突出的圆弧状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置以及半导体装置的制造方法
本专利技术涉及一种半导体装置以及该半导体装置的制造方法。
技术介绍
已知的是，对半导体装置、特别是电力用半导体装置等安装散热器、冷却翅片等冷却器，来散放由于半导体芯片的动作而产生的热。下面，将电力用半导体装置称为“功率半导体装置”。在功率半导体装置中，存在以下情况：当发生动作时的加热状态和非动作时的冷却状态的反复时，由于热膨胀差，搭载半导体芯片的绝缘电路基板翘曲而形状发生变化。将加热状态和冷却状态的反复称为“热循环”。绝缘电路基板的翘曲包括以下情况：以凸向位于与半导体芯片相反的一侧的冷却器侧的方式突出而形成弯曲；反之，以凸向半导体芯片侧的方式突出而形成弯曲。下面，将绝缘电路基板向冷却器侧突出的翘曲定义为“正翘曲”，将绝缘电路基板向半导体芯片侧突出的翘曲定义为“负翘曲”。当产生负翘曲时，例如存在以下情况：绝缘电路基板与冷却器的接合面之间的贴合性受损而产生间隙(空隙)，或者热传导润滑脂从接合面之间流出(泵出)到外部。其结果，接合面之间的热传导性(热导率)下降。当接合面之间的贴合性的下降或泵出进一步进展时，存在以下担忧：半导体装置的散热性能显著恶化，半导体芯片发生热破坏或寿命变短。试图研究了能够抑制负翘曲的技术，例如专利文献1中公开了以下技术：隔着搭载绝缘电路基板的金属制的散热板对冷却器安装半导体装置，在该半导体装置的壳体的与散热板相向的面设置多个突起。在专利文献1所记载的技术中，关于对散热板的安装面进行按压的壳体的多个突起的长度和位置，以使突起随着接近整个散热板的中心而变长的方式调节多个突起各自的长度。而且，长度不同的多个突起整体对散热板的安装面进行按压，散热板以中央区域正翘曲的方式变形。另外，专利文献2中公开了一种封装体，该封装体具备：导体基体板；半导体装置，其配置在导体基体板上；以及金属壁，其内包半导体装置，配置在导体基体板上，由不同于导体基体板的材料形成。导体基体板的相向的1对端面具有平缓的弧，金属壁也具有平缓的弧。专利文献2所记载的技术在导体基体板的短边方向利用压模来形成翘曲，由此使导体基体板的长边方向具有强度，抑制在半导体基体板的接合时、安装时以及焊接盖时产生的半导体基体板的翘曲。但是，专利文献1所记载的技术是使金属制的散热板变形的技术，因此例如在不使用散热板、使绝缘电路基板直接与冷却器接合的无基体构造的半导体装置的情况下，无法直接应用专利文献1的公开技术。具体地说，绝缘电路基板包括主要包含陶瓷等来制作的绝缘基板。因此，在使用以金属制散热板的变形为前提的专利文献1的技术来使绝缘电路基板正翘曲的情况下，需要进行与无基体状态下的绝缘电路基板的强度、正翘曲后的绝缘电路基板与冷却器侧的接合有关的技术性研究。但是在专利文献1中并没有充分进行研究。另外，专利文献2所记载的技术的情况也同样地，没有充分进行使绝缘电路基板变形时的技术性研究。例如在专利文献2中，利用压模来使导体基体板成形并翘曲，但是包括陶瓷等的绝缘基板的强度低，与金属制的基体板的强度完全不同，因此存在以下情况：当就这样对绝缘电路基板使用压模时，绝缘电路基板由于压制时施加的力而破损。另外，搭载在绝缘电路基板上的半导体芯片是精巧的电子设备，因此存在以下担忧：当利用压模使绝缘电路基板变形时，半导体芯片破损。因此，在无基体构造的半导体装置的制造中，实际上难以应用压模。专利文献1：日本特开2004-363521号公报专利文献2：日本特开2012-178525号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是着眼于上述问题而完成的，其目的在于提供一种即使是无基体构造的半导体装置也能够抑制绝缘电路基板的形状变化、提高散热性的半导体装置以及该半导体装置的制造方法。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术所涉及的半导体装置的某个方式的宗旨在于，具备：绝缘电路基板，其搭载有半导体芯片；以及壳体，其至少在形成相向的2个边的一组侧壁部分别具有与绝缘电路基板接合的接合区域，接合区域的形状是在2个边的延伸方向上的中央比两端向绝缘电路基板侧突出的圆弧状。另外，本专利技术所涉及的半导体装置的制造方法的某个方式的宗旨在于，包括以下工序：将半导体芯片搭载于绝缘电路基板；准备壳体，该壳体至少在形成相向的2个边的一组侧壁部分别具有与绝缘电路基板接合的接合区域，接合区域的形状是在2个边的延伸方向上的中央比两端向绝缘电路基板侧突出的圆弧状；以及将壳体与绝缘电路基板进行接合。专利技术的效果根据本专利技术，能够提供即使是无基体构造的半导体装置也能够抑制绝缘电路基板的形状变化、提高散热性的半导体装置以及该半导体装置的制造方法。附图说明图1是示意性地说明第一实施方式所涉及的半导体装置的结构的概要的立体图(鸟瞰图)。图2是示意性地说明第一实施方式所涉及的半导体装置的结构的概要的俯视图。图3是从图2中的A-A线方向观察的剖视图。图4是从图2中的B-B线方向观察的剖视图。图5是示意性地说明在将第一实施方式所涉及的半导体装置安装于冷却器的状态下热传导润滑脂从中央向外侧被推开的状态的立体图。图6是说明将第一实施方式所涉及的半导体装置安装于冷却器的状态下的半导体装置的内部构造的剖视图。图7是说明在将第一实施方式所涉及的半导体装置安装于冷却器的状态下热从半导体装置向冷却器散放的散放状态的剖视图。图8是说明将具有负翘曲的绝缘电路基板的半导体装置安装于冷却器的状态下的半导体装置和冷却器之间的热传导润滑脂的推开状态的剖视图。图9是示意性地说明比较例所涉及的半导体装置的结构的概要的侧视图。图10是说明将比较例所涉及的半导体装置安装于冷却器的状态下的半导体装置的内部构造的剖视图。图11是说明在将比较例所涉及的半导体装置安装于冷却器的状态下热从半导体装置向冷却器散放的散放状态的剖视图。图12是说明在将比较例所涉及的半导体装置安装于冷却器并施加热循环之后、从半导体装置向冷却器散热的散热性能恶化的状态的剖视图。图13是示意性地说明第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的立体图(其1)。图14是示意性地说明第一实施方式所涉及的半导体装置的制造方法的剖视图(其2)。图15是示意性地说明第一实施方式的第一变形例所涉及的半导体装置的结构的概要的立体图。图16是示意性地说明在将第一变形例所涉及的半导体装置安装于冷却器的状态下热传导润滑脂从中央向外侧被推开的状态的立体图。图17是示意性地说明第一实施方式的第二变形例所涉及的半导体装置的结构的概要的立体图。图18是示意性地说明在将第二变形例所涉及的半导体装置安装于冷却器的状态下热传导润滑脂从中央向外侧被推开的状态的立体图。图19是从作为冷却器侧的背面侧观察来示意性地说明在第二实施方式所涉及的半导体装置中使用的壳体的结构的概要的立体图。图20是从背面侧观察来示意性地说明第二实施方式所涉及的半导体装置的结构的概要的立体图。图21是将图20中的E部分在与壳体的短边方向正交的平面剖切并上下颠倒配置的状态下放大后的剖视图。图22是从背面侧观察来示意性地说明第三实施方式所涉及的半导体装置的结构的概要的立体图。具体实施方式下面说明本专利技术的第一～第三实施方式。在下面的附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的标记。但是，应该注意的是，附图是示意性的，厚度与平面尺寸的关系、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，具备：绝缘电路基板，其搭载有半导体芯片；以及壳体，其至少在形成相向的2个边的一组侧壁部分别具有与绝缘电路基板接合的接合区域，所述接合区域的形状是在所述2个边的延伸方向上的中央比两端向所述绝缘电路基板侧突出的圆弧状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.13 JP 2017-0240911.一种半导体装置，其特征在于，具备：绝缘电路基板，其搭载有半导体芯片；以及壳体，其至少在形成相向的2个边的一组侧壁部分别具有与绝缘电路基板接合的接合区域，所述接合区域的形状是在所述2个边的延伸方向上的中央比两端向所述绝缘电路基板侧突出的圆弧状。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述绝缘电路基板的跟随所述圆弧状的所述接合区域而产生的翘曲量为大于0μm且100μm以下。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述壳体是长方体状，所述圆弧状的所述接合区域设置于短边的侧壁部。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，在所述壳体的长边的侧壁部还具备用于安装冷却器的安装器具。5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述冷却器所具有的多个散热板的延伸方向与所述绝缘电路基板中接近所述冷却器的接近区域的延伸方向正交。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：甲斐健志，丸山力宏，宫嵜启裕，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP