半导体装置以及电力变换装置制造方法及图纸

目的在于提供可兼顾轻量化和所需强度的确保的半导体装置。还涉及电力变换装置。半导体装置(202)具有：绝缘基板，具有绝缘层(5)、上部导体部(3)和下部导体部(6)；半导体芯片(1、2)；壳体，围绕绝缘基板及半导体芯片；以及封装材料，将壳体的内部进行封装。上部导体部的厚度形成得比下部导体部的厚度厚，上部导体部具有：电路图案，在电路图案配置半导体芯片；以及外周图案，在电路图案的外周侧隔开间隔而设置，上部导体部的外周图案、绝缘层的外周部及下部导体部的外周部固定于在壳体的周壁部(10a)的内周部形成的凹部(10b)，形成从壳体的周壁部的外周部向外侧凸出的凸缘部(10c)，在凸缘部形成能够安装散热鳍片的安装孔(10d)。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置以及电力变换装置
本专利技术涉及大电流的控制所使用的半导体装置以及电力变换电路。
技术介绍
存在搭载了例如IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)芯片等的用于大电流的控制的半导体装置。就近年的具有以SiC为材料而形成的半导体芯片的半导体装置而言，由于高电流密度化而导致发热量增加，需要高散热化。为了实现高散热化，需要使构成半导体装置的部件的材料的导热率提高。另外，在专利文献1中，公开了如下技术，即，通过在半导体装置所具有的IGBT芯片的下侧设置散热器，使IGBT芯片的发热扩散，从而降低热阻。专利文献1：日本特开2018-014357号公报但是，如果如专利文献1所记载的技术那样，在IGBT芯片的下侧设置散热用的散热器，则有可能使装配耗费时间，半导体装置的制造成本增加。为了提高散热性并且抑制制造成本的增加，考虑加厚绝缘基板的电路图案的厚度，但如果仅加厚绝缘基板的电路图案的厚度，则绝缘基板变重。为了改善绝缘基板的重量，考虑使对散热基本无贡献的绝缘基板的基座板的厚度变薄，但有可能使壳体与基座板的接合部位的强度不足，半导体装置的强度下降。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供能够兼顾轻量化和所需强度的确保这两者的半导体装置。本专利技术涉及的半导体装置具有：绝缘基板，其具有绝缘层、上部导体部以及下部导体部，该上部导体部设置于所述绝缘层的上表面，该下部导体部设置于所述绝缘层的下表面；半导体芯片，其配置于所述绝缘基板的上表面；壳体，其围绕所述绝缘基板以及所述半导体芯片；以及封装材料，其将所述壳体的内部进行封装，所述上部导体部的厚度形成得比所述下部导体部的厚度厚，所述上部导体部具有：电路图案，在该电路图案配置所述半导体芯片；以及外周图案，其在所述电路图案的外周侧隔开间隔而设置，所述上部导体部的所述外周图案、所述绝缘层的外周部以及所述下部导体部的外周部被固定于在所述壳体的周壁部的内周部形成的凹部，形成了从所述壳体的所述周壁部的外周部向外侧凸出的凸缘部，在所述凸缘部形成了能够安装冷却器的安装孔。专利技术的效果根据本专利技术，上部导体部具有：电路图案，在该电路图案配置半导体芯片；以及外周图案，其在电路图案的外周侧隔开间隔而设置，因此能够提高绝缘基板的外周部的刚性。上部导体部的外周图案的厚度形成得比下部导体部的厚度厚，上部导体部的外周图案、绝缘层的外周部以及下部导体部的外周部被固定于在壳体的周壁部的内周部形成的凹部，因此能够将壳体的周壁部的凹部与通过设置外周图案而提高了刚性的绝缘基板的外周部进行固定。由此，能够将施加至半导体装置的外力分散，抑制对绝缘层的损伤。并且，形成了从壳体的周壁部的外周部向外侧凸出的凸缘部，在凸缘部形成了能够安装冷却器的安装孔，因此能够将冷却器安装时的应力向凸缘部分散，抑制对绝缘层的损伤。另外，对散热性基本无贡献的下部导体部的厚度形成得比上部导体部的厚度薄，因此能够实现半导体装置的轻量化。由此，能够实现可以兼顾轻量化和所需强度的确保这两者的半导体装置。附图说明图1是实施方式1涉及的半导体装置的剖面图。图2是实施方式1涉及的半导体装置所具有的绝缘基板的俯视图。图3是实施方式1涉及的半导体装置的俯视图。图4是实施方式1涉及的半导体装置所具有的绝缘基板的剖面图。图5是表示实施方式2涉及的半导体装置所具有的绝缘基板与壳体的固定状态的剖面图。图6是表示电力变换系统的结构的框图，在该电力变换系统中应用了实施方式3涉及的电力变换装置。标号的说明1、2半导体芯片，3上部导体部，3a电路图案，3b外周图案，5绝缘层，6下部导体部，7绝缘基板，10壳体，10a周壁部，10b凹部，10c凸缘部，10d安装孔，14封装材料，15导电性膏，200电力变换装置，201主变换电路，202半导体装置，203控制电路。具体实施方式＜实施方式1＞以下，使用附图对本专利技术的实施方式1进行说明。图1是实施方式1涉及的半导体装置202的剖面图。图2是半导体装置202所具有的绝缘基板7的俯视图。图3是半导体装置202的俯视图。图4是半导体装置202所具有的绝缘基板7的剖面图。如图1所示，半导体装置202具有绝缘基板7、半导体芯片1、2、壳体10、端子12、13以及封装材料14。绝缘基板7具有绝缘层5、上部导体部3以及下部导体部6。绝缘层5例如由环氧树脂形成。上部导体部3设置于绝缘层5的上表面，下部导体部6设置于绝缘层5的下表面。半导体芯片1、2在绝缘基板7的上表面彼此隔开间隔而配置，经由焊料8而固定于绝缘基板7的上表面。虽然未特别限定，但半导体芯片1例如是IGBT等晶体管芯片，半导体芯片2是二极管芯片。如图1和图3所示，壳体10具有在俯视观察时呈矩形框形状的周壁部10a，壳体10围绕绝缘基板7以及半导体芯片1、2。周壁部10a的下部向内周侧凸出。遍及周壁部10a的下端部的内周部的整个区域，形成有能够将绝缘基板7的外周部嵌入的凹部10b。形成有从周壁部10a的下端部的外周部的整个区域向外侧凸出的凸缘部10c。在凸缘部10c形成有多个(例如2个)能够安装作为冷却器的散热鳍片(图示省略)的安装孔10d。由此，能够将散热鳍片安装时的应力分散到凸缘部10c，抑制对绝缘基板7的绝缘层5的损伤。端子12、13例如由铜的薄板形成为在剖视观察时呈L字形状。端子12、13通过嵌入成型而与壳体10一体地设置。端子12、13的一端部从周壁部10a的上端部向外部露出，与外部设备连接。端子12的另一端部从周壁部10a的上下方向中央部向内周侧露出，经由导线键合9b而与半导体芯片1连接。端子13的另一端部从周壁部10a的上下方向中央部向内周侧露出，经由导线键合9a而与半导体芯片1、2连接。封装材料14例如是热固性树脂。封装材料14被填充至壳体10的内部，以连同壳体10的内部的半导体芯片1、2以及导线键合9a、9b在内，将绝缘基板7之上的整面覆盖的方式进行封装。接下来，对绝缘基板7的上部导体部3的详细情况进行说明。如图1、图2和图4所示，上部导体部3具有电路图案3a以及外周图案3b。电路图案3a例如由铜形成，具有在俯视观察时呈正方形的部分、以及与其隔开一定间隔而相邻的在俯视观察时在前后方向呈细长的长方形的部分。半导体芯片1、2配置于在俯视观察时呈正方形的部分。外周图案3b例如由铜形成。外周图案3b在电路图案3a的外周侧隔开一定间隔而设置，在俯视观察时呈“口”字形状。优选外周图案3b与电路图案3a之间的距离由半导体装置202所要求的电压和封装材料14的绝缘耐压来决定。在绝缘耐压大于或等于650V而小于或等于2kV的领域，优选隔开大于或等于1mm的距离。如图1所示，绝缘基板7的外周部经由粘接剂11而固定于壳体10的周壁部10a的凹部10b。更具体而言，绝缘基板7经由在上部导体部3的外周图案3b的上表面涂敷的粘接剂11而固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其具有：/n绝缘基板，其具有绝缘层、上部导体部以及下部导体部，该上部导体部设置于所述绝缘层的上表面，该下部导体部设置于所述绝缘层的下表面；/n半导体芯片，其配置于所述绝缘基板的上表面；/n壳体，其围绕所述绝缘基板以及所述半导体芯片；以及/n封装材料，其将所述壳体的内部进行封装，/n所述上部导体部的厚度形成得比所述下部导体部的厚度厚，/n所述上部导体部具有：电路图案，在该电路图案配置所述半导体芯片；以及外周图案，其在所述电路图案的外周侧隔开间隔而设置，/n所述上部导体部的所述外周图案、所述绝缘层的外周部以及所述下部导体部的外周部被固定于在所述壳体的周壁部的内周部形成的凹部，/n形成了从所述壳体的所述周壁部的外周部向外侧凸出的凸缘部，/n在所述凸缘部形成了能够安装冷却器的安装孔。/n

【技术特征摘要】
20181207 JP 2018-2297551.一种半导体装置，其具有：
绝缘基板，其具有绝缘层、上部导体部以及下部导体部，该上部导体部设置于所述绝缘层的上表面，该下部导体部设置于所述绝缘层的下表面；
半导体芯片，其配置于所述绝缘基板的上表面；
壳体，其围绕所述绝缘基板以及所述半导体芯片；以及
封装材料，其将所述壳体的内部进行封装，
所述上部导体部的厚度形成得比所述下部导体部的厚度厚，
所述上部导体部具有：电路图案，在该电路图案配置所述半导体芯片；以及外周图案，其在所述电路图案的外周侧隔开间隔而设置，
所述上部导体部的所述外周图案、所述绝缘层的外周部以及所述下部导体部的外周部被固定于在所述壳体的周壁部的内周部形成的凹部，
形成了从所述壳体的所述周壁部的外周部向外侧凸出的凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：石桥秀俊，吉田博，
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