半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供具有以下特征的半导体器件：在提高半导体器件的散热性能的同时，防止因接合部的热应力而产生的变形，确保制造工序中的组装精度，使可靠性上升。半导体器件（１）在电路基板（１０）的表背面分别焊接接合半导体芯片（２）、散热用基座（３）而构成，该半导体器件（１）的散热用基座（３）具有各向异性的热传导性，形成为与接合面垂直的方向的热传导率比沿与绝缘基板（１１）的接合面方向的热导率大。此外，某种程度确保了没有（或小的）热传导各向异性的电路基板（１０）的导体图形（１３）的厚度，经由绝缘基板（１１）传送的热沿与散热用基座（３）的接合面方向预扩散而扩展了传导面积。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在电路基板一方的面上接合半导体芯片，在另一方的面上接合用于对半导体芯片产生的热进行散热的散热用基座的，尤其是涉及焊接接合电路基板和散热用基座的。
技术介绍
伴随着在近年的电子设备等中内藏的半导体器件的高性能化，其半导体器件的散热量也在增加。因此，为了保护这样的半导体器件，采用了通过散热片等的外部散热机构对产生的热进行散热的构成。图8是表示这类传统的半导体器件概略构成的截面图。如同一图所示，这类的半导体器件101的构成是这样的，即对在例如陶瓷等构成的绝缘基板111的两面形成由铜箔或铝箔构成的导体图形(电路图形)112，113的电路基板110，其一方的面锡焊接合IGBT或FWD(Free-Wheel Diode，续流二极管)等的发热芯片部件(硅芯片半导体芯片)102，另一方的面上焊接接合由铜板等金属板构成的散热用基座103(散热用基座是一种将由半导体芯片所产生的热传递给散热器的热传导件)。在这里，电路基板110通过在绝缘基板111的表背两面上的直接接合法(Direct Bonding)或者活性金属接合法(Active Metal Bonding)等接合导体图形112，11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包含：在绝缘基板的两面分别形成导体图形的电路基板；在所述电路基板一方的面上经所述导体图形接合的半导体芯片；和在所述电路基板的另一方的面上经所述焊接层和所述导体图形接合，使所述半导体芯片产生的热被热传导 到配置在与所述导体图形反对侧的外部散热机构的散热用基座，其特征在于，所述散热用基座由具有热传导性各向异性的材料构成，使所述材料定向形成，以便与接合面垂直的方向的热传导率比沿着与所述电路基板的接合面方向的还大，以使沿着与所述电 路基板接合面方向的热膨胀率和沿着所述绝缘基板的所述接合面方向的热膨胀率之差为预定...

【技术特征摘要】
JP 2003-5-6 2003-1283231.一种半导体器件，包含在绝缘基板的两面分别形成导体图形的电路基板；在所述电路基板一方的面上经所述导体图形接合的半导体芯片；和在所述电路基板的另一方的面上经所述焊接层和所述导体图形接合，使所述半导体芯片产生的热被热传导到配置在与所述导体图形反对侧的外部散热机构的散热用基座，其特征在于，所述散热用基座由具有热传导性各向异性的材料构成，使所述材料定向形成，以便与接合面垂直的方向的热传导率比沿着与所述电路基板的接合面方向的还大，以使沿着与所述电路基板接合面方向的热膨胀率和沿着所述绝缘基板的所述接合面方向的热膨胀率之差为预定值以下的方式选择材质，该预定值用于防止因所述散热用基座和所述电路基板之间产生的热应力引起所述焊接层破损。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述散热用基座由在碳类多孔材料内含有预定金属材料的碳纤维复合材料或碳复合材料构成。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述散热用基座调整所述金属材料的含有量，以便使沿着所述散热用基座与所述电路基板的接合面方向的热膨胀率和沿着所述绝缘基板的所述接合面方向的热膨胀率大体相同。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述绝缘基板由含有氮化铝或氮化硅的陶瓷材料构成。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，为了使所述半导体芯片产生的热向沿着所述接合面方向的扩散量保持在预定的预定量以上，插装在所述绝缘基板和所述散热用基座之间的导体图形以使其与所述接合面垂直的方向的厚度为预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：望月英司，西村芳孝，
申请(专利权)人：富士电机电子设备技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]