半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置。半导体装置具备：第1绝缘基板，在第1绝缘层的两面分别设置有金属层；第1半导体元件，配置于第1绝缘基板的一侧的金属层上；第2绝缘基板，在第2绝缘层的两面分别设置有金属层；第2半导体元件，配置于第2绝缘基板的一侧的金属层上；以及密封体，密封第1半导体元件以及所述第2半导体元件。第1绝缘基板的另一侧的金属层以及第2绝缘基板的另一侧的金属层在密封体的平坦的第1表面露出。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本说明书公开的技术涉及半导体装置。
技术介绍
在日本特开2012-146760号公报中公开使用了绝缘基板的半导体装置。绝缘基板是被主要用于电力系统的电路的基板，例如具有在由陶瓷构成的绝缘层的两面分别设置有由铜、铝等形成的金属层的构造。半导体装置具备绝缘基板和安装于绝缘基板的一侧的金属层上的多个半导体元件。
技术实现思路
在绝缘基板中，在绝缘层与金属层之间线膨胀系数不同，所以伴随温度变化而容易产生热应力。在该绝缘基板中可能产生的热应力与绝缘基板的尺寸相应地变大。因而，为了抑制热应力所引起的对绝缘基板的损害而考虑减小绝缘基板的尺寸。然而，在具有多个半导体元件的半导体装置中，与半导体元件的数量相应地，绝缘基板所需的尺寸也变大，在绝缘基板中可能产生的热应力也变大。鉴于上述实际情况，本说明书提供在具有多个半导体元件的半导体装置中也能够降低在绝缘基板中产生的热应力的技术。为了解决上述课题，本说明书公开半导体装置。该半导体装置具备：第1绝缘基板，在绝缘层的两面分别设置有金属层；第1半导体元件，配置于第1绝缘基板的一侧的金属层上；第2绝缘基板，在绝缘层的两面分别设置有金属层；第2半导体元件，配置于第2绝缘基板的一侧的金属层上；以及密封体，密封第1半导体元件以及第2半导体元件，第1绝缘基板的另一侧的金属层以及第2绝缘基板的另一侧的金属层在密封体的平坦的第1表面露出。在现有技术中，针对多个半导体元件采用了单一的绝缘基板。这是因为如果为绝缘基板，则能够在绝缘层上自由地分割金属层的图案，所以无需分割绝缘基板本身。然而，在本技术中，针对多个半导体元件而特意采用了多个绝缘基板。即，在上述半导体装置中设置有第1绝缘基板和第2绝缘基板，在第1绝缘基板上配置有第1半导体元件，在第2绝缘基板上配置有第2半导体元件。第1绝缘基板和第2绝缘基板在密封体的平坦的同一表面露出，处于这样的位置关系的第1绝缘基板和第2绝缘基板在现有技术中由单一的绝缘基板构成。相对于此，在本技术中，特意采用多个绝缘基板，使各个绝缘基板的尺寸小型化，从而降低在绝缘基板中产生的热应力。附图说明图1示出实施例的半导体装置10的俯视图。图2示出实施例的半导体装置10的内部构造。图3示出图1中的III－III线处的剖视图。图4示出图1中的IV－IV线处的剖视图。图5(A)、(B)的各图是下侧绝缘基板26、46的变形例，特别说明金属层36、38的接触面积CA1、CA2的变形例。图6(A)、(B)的各图是下侧绝缘基板26、46的变形例，特别说明金属层36、38的厚度TH1、TH2的变形例。图7示出配置于冷却器70之间的半导体装置10。图8(A)、(B)的各图说明第1导体隔件24的热膨胀所引起的焊料层25的变形。图9是实施例的半导体装置10的一个变形例，示出采用了共同上侧绝缘基板122的情况。图10是实施例的半导体装置10的一个变形例，示出采用了共同下侧绝缘基板126的情况。图11的(A)、(B)的各图是说明实施例的半导体装置10的构造及其采用例子的图。图12的(A)、(B)的各图是说明其它实施方式的半导体装置210的构造及其采用例子的图。图13的(A)、(B)的各图是说明其它实施方式的半导体装置310的构造及其采用例子的图。图14是示意地示出采用了实施例的半导体装置10的动力单元400的图。图15是示意地示出动力单元400所采用的第2半导体装置410的构造的图。具体实施方式在本技术的一个实施方式中，也可以是半导体装置还具备：第3绝缘基板，在绝缘层的两面分别设置有金属层；以及第4绝缘基板，在绝缘层的两面分别设置有金属层。在该情况下，第3绝缘基板隔着第1半导体元件而与第1绝缘基板相对置，并且一侧的金属层电连接于第1半导体元件即可。第4绝缘基板隔着第2半导体元件而与第2绝缘基板相对置，并且其一个金属层电连接于第2半导体元件即可。而且，第3绝缘基板的另一侧的金属层以及第4绝缘基板的另一侧的金属层在密封体的位于与第1表面相反一侧的平坦的第2表面露出即可。根据这样的结构，能够仅使用尺寸比较小的绝缘基板来实现绝缘基板在密封体的两面露出的两面冷却构造。在上述实施方式中，也可以还具备：第1导体隔件，配置于第1半导体元件与第3绝缘基板之间；以及第2导体隔件，配置于第2半导体元件与第4绝缘基板之间。在该情况下，第1导体隔件以及第2导体隔件的各线膨胀系数也可以比第1绝缘基板以及第2绝缘基板的金属层的线膨胀系数小、且比密封体的线膨胀系数小即可。根据这样的结构，抑制在各半导体元件的附近产生的热膨胀的不平衡，抑制热膨胀所引起的局部的应力或变形的产生。在上述实施方式中，也可以第1绝缘基板以及第2绝缘基板的金属层的材料为铜，第1导体隔件以及第2导体隔件的材料为铜-钼合金或者铜-钨合金。这些材料满足与上述线膨胀系数相关的要件，并且具有优良的导电性。在本技术的一个实施方式中，也可以在第1绝缘基板和第2绝缘基板中的至少一方，一侧的金属层的厚度比另一侧的金属层的厚度大。根据这样的结构，与半导体元件接近的金属层的热容量变大，所以能够缓和半导体元件的温度变化。在本技术的一个实施方式中，也可以在第1绝缘基板和第2绝缘基板中的至少一方，所述另一侧的金属层的厚度比所述一侧的金属层的厚度大。根据这样的结构，易于由绝缘层抑制与半导体元件接近的金属层的热膨胀，所以能够降低该金属层的热膨胀所引起的热应力或变形。在本技术的一个实施方式中，也可以在第1绝缘基板和第2绝缘基板中的至少一方，一侧的金属层的厚度与另一侧的金属层的厚度相等。根据这样的结构，位于绝缘层的两侧的金属层的热膨胀均衡，所以作用于绝缘层的热应力被降低。在本技术的一个实施方式中，没有特别地限定，绝缘基板可以为DBC(DirectBondedCopper，直接敷铜)基板。此外，DBC基板还被称为DCB(DirectCopperBonding，直接铜键合)基板。以下，参照附图，详细地说明本专利技术的代表性的且非限定性的具体例子。该详细的说明仅仅旨在将用于实施本专利技术的优选的例子的详细内容示出给本领域技术人员，并非旨在限定本专利技术的范围。另外，为了提供进一步被改善的半导体装置、及其使用方法以及制造方法，以下所公开的追加的特征及专利技术能够与其它特征及专利技术分开使用、或者与其它特征及专利技术一起使用。另外，在以下的详细说明中公开的特征及工序的组合不是在最广泛的意义下在实施本专利技术时所必需的，仅是为了说明本专利技术的代表性的具体例子而特别记载的。进而，关于上述以及下述代表性的具体例子的各种特征、及独立以及从属权利要求所记载的结构的各种特征，当提供本专利技术的追加的且有用的实施方式时，并不是必须按照此处所记载的具体例那样或者如列举的顺序那样进行组合。本说明书以及/或者权利要求书所记载的所有的特征旨在与实施例以及/或者权利要求所记载的特征的结构分开地，作为针对申请当初的公开及所保护的特定事项的限定而单独地且相互独立地公开。进而，与所有的数值范围以及群组或者集合有关的记载旨在作为针对申请当初的公开及所保护的特定事项的限定而公开它们的中间的结构。【实施例】参照附图，说明实施例的半导体装置10。本实施例的半导体装置10例如能够在电动汽车、混合动力车、燃料电池车这样的电动汽车中用于转换器及逆变器这样的电力变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，具备：第1绝缘基板，在绝缘层的两面分别设置有金属层；第1半导体元件，配置于所述第1绝缘基板的一侧的金属层上；第2绝缘基板，在绝缘层的两面分别设置有金属层；第2半导体元件，配置于所述第2绝缘基板的一侧的金属层上；以及密封体，密封所述第1半导体元件以及所述第2半导体元件，所述第1绝缘基板的另一侧的金属层以及所述第2绝缘基板的另一侧的金属层在所述密封体的平坦的第1表面露出。

【技术特征摘要】
2017.10.02 JP 2017-1926991.一种半导体装置，具备：第1绝缘基板，在绝缘层的两面分别设置有金属层；第1半导体元件，配置于所述第1绝缘基板的一侧的金属层上；第2绝缘基板，在绝缘层的两面分别设置有金属层；第2半导体元件，配置于所述第2绝缘基板的一侧的金属层上；以及密封体，密封所述第1半导体元件以及所述第2半导体元件，所述第1绝缘基板的另一侧的金属层以及所述第2绝缘基板的另一侧的金属层在所述密封体的平坦的第1表面露出。2.根据权利要求1所述的半导体装置，还具备：第3绝缘基板，在绝缘层的两面分别设置有金属层；以及第4绝缘基板，在绝缘层的两面分别设置有金属层，所述第3绝缘基板隔着所述第1半导体元件而与所述第1绝缘基板相对置，并且一侧的金属层电连接于所述第1半导体元件，所述第4绝缘基板隔着所述第2半导体元件而与所述第2绝缘基板相对置，并且一侧的金属层电连接于所述第2半导体元件，所述第3绝缘基板的另一侧的金属层以及所述第4绝缘基板的另一侧的金属层在所述密封体的位于与所述第1表面相反一侧的平坦的第2表面露出。3.根据权利要求2所述的半导体装置，还具备：第1导体隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：土持真悟，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP