半导体装置及电力转换装置制造方法及图纸

目的在于提供一种能够抑制在树脂的不希望的部位产生裂纹的技术。半导体装置具有：电子电路(7)，其包含半导体元件(4)；金属电极(5)，其与电子电路(7)直接连接；以及封装树脂(6)。封装树脂(6)对电子电路(7)和金属电极(5)进行封装。金属电极(5)的与电子电路(7)相对侧的相反侧的面的端缘部分(5a)具有锐角形状，金属电极(5)的与电子电路(7)相对的面的端缘部分(5b)具有圆弧形状或者钝角形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置及电力转换装置
本专利技术涉及一种通过树脂对金属电极进行封装的半导体装置和具有该半导体装置的电力转换装置。
技术介绍
就通过树脂对金属电极等进行封装的壳体型或者传递型的功率模块而言，为了应对高可靠性以及大电流，将半导体元件或者电路面与金属电极直接连接的构造成为趋势。就本构造而言，虽然半导体元件与金属电极的连接可靠性高，但由于半导体元件、搭载该半导体元件的电路面以及金属电极的线膨胀系数差，在冷热环境下会产生使可靠性降低的热应力。提出有各种降低这样的热应力的影响的技术。例如在专利文献1的技术中，将金属电极的边缘部的形状设为C倒角形状、R形状。根据这样的结构，能够缓和容易在金属电极的侧部集中的热应力，减少树脂中的裂纹的产生。专利文献1：日本特开平2-240955号公报
技术实现思路
就上述构造而言，为了进一步推进大电流化以及低电感化，需要进行将金属电极加厚以及向半导体元件靠近等变更。但是，由于半导体元件或者陶瓷等绝缘基板的线膨胀系数(例如4ppm/K)与金属电极的线膨胀系数(例如在铜的情况下为17ppm/K)之差比较大，因此，如果进行上述那样的变更，则树脂从金属电极承受的应力比较大。因此，即使如专利文献1的技术那样将边缘部的形状设为C倒角形状、R形状，也存在如下问题，即，有时不能抑制树脂中的裂纹的产生，甚至在不希望的部位产生该裂纹。另外，如果使封装树脂的线膨胀系数接近金属电极的线膨胀系数，则虽然能够减少金属电极周围的树脂裂纹，但封装树脂与绝缘基板的线膨胀系数之差变大。因此，产生封装树脂从绝缘基板剥离，半导体装置的可靠性降低的问题。并且，如果在封装树脂中添加硅酮挠性材料，则虽然能够提高封装树脂相对于应力的耐性，但会产生封装树脂变得昂贵的问题。因此，本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够抑制在树脂的不希望的部位产生裂纹的技术。本专利技术所涉及的半导体装置具有：电子电路，其包含半导体元件；金属电极，其与所述电子电路直接连接；以及树脂，其对所述电子电路和所述金属电极进行封装，所述金属电极的与所述电子电路相对侧的相反侧的面的端缘部分具有锐角形状，所述金属电极的与所述电子电路相对的面的端缘部分具有圆弧形状或者钝角形状。专利技术的效果根据本专利技术，金属电极的与电子电路相对侧的相反侧的面的端缘部分具有锐角形状，金属电极的与电子电路相对的面的端缘部分具有圆弧形状或者钝角形状。根据这样的结构，能够抑制在树脂的不希望的部位产生裂纹。本专利技术的目的、特征、方案以及优点通过下面的详细说明和附图而变得更加明确。附图说明图1是表示关联半导体装置的概略结构的剖面图。图2是表示实施方式1所涉及的半导体装置的概略结构的剖面图。图3是表示实施方式2所涉及的半导体装置的概略结构的剖面图。图4是表示实施方式3所涉及的半导体装置的概略结构的剖面图。图5是表示实施方式4所涉及的半导体装置的概略结构的剖面图。图6是表示实施方式5所涉及的半导体装置的概略结构的剖面图。图7是表示实施方式5所涉及的半导体装置的概略结构的剖面图。图8是表示电力转换系统的结构的框图，该电力转换系统应用了实施方式6所涉及的电力转换装置。具体实施方式＜关联半导体装置＞首先，在说明本专利技术的实施方式所涉及的半导体装置之前，说明与其关联的半导体装置(下面，记为“关联半导体装置”)。图1是表示关联半导体装置的概略结构的剖面图。如图1所示，在基座板1之上配置有绝缘基板2。在绝缘基板2设置有电路图案等金属部件2a。半导体元件4通过焊料3a等接合材料而与绝缘基板2的金属部件2a接合。金属电极5通过焊料3b等接合材料而与半导体元件4接合。封装树脂6对半导体元件4和金属电极5进行封装。这里，金属电极5的上表面的端缘部分5a以及金属电极5的下表面的端缘部分5b均具有R形状。根据这样的结构，能够缓和金属电极5的侧面对封装树脂6赋予的应力的集中。但是，就推进了大电流化以及低电感化的半导体装置而言，即使是图1的结构，有时也不能抑制封装树脂6中的裂纹的产生。而且，存在以下问题，即，有时会在不希望的部位、例如半导体元件4的周边部位等产生该裂纹，有时半导体装置的可靠性降低。与此相对，就本实施方式涉及的半导体装置而言，能够解决这样的问题。＜实施方式1＞图2是表示本专利技术的实施方式1所涉及的半导体装置的概略结构的剖面图。此外，在本实施方式1所涉及的结构要素中，针对与关联半导体装置的结构要素相同或者类似的结构要素，标注相同的参照标号进行说明。图2的半导体装置具有基座板1、绝缘基板2、焊料3a、3b、半导体元件4、金属电极5、作为树脂的封装树脂6。该半导体装置例如用于对民用设备、电动汽车或者电车等的电动机进行控制的逆变器、或者再生用转换器等。在基座板1之上配置有绝缘基板2。基座板1例如包含铜(Cu)，绝缘基板2例如包含陶瓷。绝缘基板2可以不与基座板1一体化而是搭载于基座板1，也可以与基座板1一体化。另外，基座板1的背面也可以不是平坦的面，而是与针翅片等冷却器一体化的面。在绝缘基板2设置有电路图案等金属部件2a。半导体元件4通过焊料3a等接合材料而与绝缘基板2的金属部件2a接合。另外，电子电路7是包含基座板1、绝缘基板2、焊料3a、3b以及半导体元件4的电路，该电子电路7与金属电极5直接连接。金属电极5配置于半导体元件4的上方，经由焊料3b与半导体元件4电连接。金属电极5例如是电极端子，包含铜、铝、其他金属材料的至少一种。此外，电路图案与半导体元件4之间的接合以及半导体元件4与金属电极5之间的接合不限于焊料接合。例如，这些接合也可以是银(Ag)接合。在本实施方式1中，金属电极5的上表面是与电子电路7相对侧的相反侧的面，金属电极5的下表面是与电子电路7相对的面。而且，金属电极5的上表面的端缘部分5a具有锐角形状，金属电极5的下表面的端缘部分5b具有钝角形状即C倒角形状。此外，金属电极5的端缘部分5b也可以取代C倒角形状而具有圆弧形状即R形状。封装树脂6对电子电路7和金属电极5进行封装。由此，在半导体元件4以及金属电极5的周围填充封装树脂6。<实施方式1的总结>如果金属电极5因温度循环或者功率循环而加热或者发热，则金属电极5膨胀，但与线膨胀系数低的半导体元件4以及绝缘基板2相接的封装树脂6被它们约束。因此，封装树脂6从金属电极5承受应力。此时，封装树脂6难以从具有钝角形状的端缘部分5b集中地承受应力，容易从具有锐角形状的端缘部分5a集中地承受应力。因此，即使在封装树脂6产生裂纹，也会优先产生以端缘部分5a为起点的距电子电路7比较远的裂纹8。在以端缘部分5a为起点的裂纹8产生之后，封装树脂6从金属电极5承受的应力减小，因此能够抑制在电子电路7的附近产生裂纹。这样，根据本实施方式1所涉及的半导体装置，能够控制裂纹产生的部位，能够抑制在半导体元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其具有：/n电子电路，其包含半导体元件；/n金属电极，其与所述电子电路直接连接；以及/n树脂，其对所述电子电路和所述金属电极进行封装，/n所述金属电极的与所述电子电路相对侧的相反侧的面的端缘部分具有锐角形状，所述金属电极的与所述电子电路相对的面的端缘部分具有圆弧形状或者钝角形状。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其具有：
电子电路，其包含半导体元件；
金属电极，其与所述电子电路直接连接；以及
树脂，其对所述电子电路和所述金属电极进行封装，
所述金属电极的与所述电子电路相对侧的相反侧的面的端缘部分具有锐角形状，所述金属电极的与所述电子电路相对的面的端缘部分具有圆弧形状或者钝角形状。


2.一种半导体装置，其具有：
电子电路，其包含半导体元件以及电路要素；
金属电极，其与所述电子电路直接连接；以及
树脂，其对所述电子电路和所述金属电极进行封装，
所述金属电极的与所述电路要素相对侧的相反侧的部分具有锐角形状，所述金属电极的与所述电路要素相对的部分具有圆弧形状或者钝角形状。


3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，
所述电路要素包含导线。


4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述金属电极的端部侧的部分具有向上方弯折的形状。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其中，
所述金属电极具有凸起部，
在除了所述凸起部的前端朝向的方向以外的方向配置有所述电子电路。


6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：井本裕儿，
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