具有：金属块；半导体元件，其通过第1接合材料固定于该金属块的上表面，纵向地流过电流；主端子，其通过第2接合材料固定于该半导体元件的上表面；信号端子，其与该半导体元件电连接；以及模塑树脂，其将该半导体元件、该第1接合材料、该第2接合材料覆盖，将该金属块、该主端子、该信号端子的一部分覆盖，该金属块的下表面从该模塑树脂露出，该主端子和该信号端子从该模塑树脂的侧面露出，该主端子具有该模塑树脂中的第1部分、与该第1部分连接且在该模塑树脂外部向下方弯曲的第2部分、与该第2部分连接且与该模塑树脂的下表面大致平行的第3部分。分。分。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
[0001]本专利技术涉及半导体装置。
技术介绍
[0002]在现有的被树脂模塑的电力用半导体装置中，使例如流过大于或等于100A的大电流的主电路用主端子、用于其控制信号的输入或温度的监视输出的信号端子从树脂封装件的侧面露出，主端子通过螺钉紧固或焊接与外部的汇流条连接，信号端子插入至在安装有IC等的控制基板上形成的通孔中，通过焊接进行连接。例如，在专利文献1中公开了这样的半导体装置。
[0003]电动汽车等所使用的电力用半导体元件大部分具有大于或等于600V的耐压，封装件也要求同等程度以上的绝缘耐压，因此在集电极端子与发射极端子之间或集电极端子与信号端子之间需要用于保持绝缘的沿面距离。
[0004]为了释放从半导体元件产生的热量，封装件的背面经由散热脂与冷却器接触。而且，使用弹簧从封装件的上表面将封装件向冷却器侧推压，在封装件和冷却器之间确保一定的面压力，由此提高散热性。
[0005]专利文献1：日本特开2010
‑
287737号公报
[0006]随着半导体元件的换代，大电流化和高耐压化也在发展。但是，由于树脂的耐漏电性的提高会使其它性能降低，因此无法期待大幅度的改善，也难以缩小必要的沿面距离。而且，由于主端子通常使用铜材，因此在抑制成本的同时提高电流密度在技术上难度较高。由于这些情况，封装件的小型化非常困难。
[0007]在为了与冷却器之间的绝缘而使用氮化铝或碳化硅等陶瓷绝缘材料或填充了填充物的树脂绝缘材料的情况下，绝缘材料需要同时具有绝缘性能和散热性能。为了大电流和高耐压，作为这样的绝缘材料，陶瓷是适合的，但价格高。
[0008]在将封装件通过螺钉紧固于冷却器的情况下，树脂制的封装件的面压力高的部分蠕变，推压力会降低。因此，通过将弹簧用于封装件上表面的按压，能够对长时间暴露于高温的树脂制的封装件的蠕变进行抑制。但是，如果为了将封装件推压于冷却器而使用按压弹簧，则与螺钉紧固的情况相比，除了部件件数增加而使成本上升之外，存在组装性变得繁杂等难点。
[0009]为了降低电感，与主端子连接的汇流条需要以使电流的输入和输出平行且接近的方式进行配线，并且还需要绝缘。为了确保汇流条间的绝缘，进行了设置树脂等的设计。并且，由于汇流条通电则会发热，因此需要将汇流条的剖面面积确保得大。
技术实现思路
[0010]本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供适于小型化和低成本化的半导体装置。
[0011]本专利技术涉及的半导体装置的特征在于，具有：金属块；半导体元件，其通过第1接合
材料固定于该金属块的上表面，纵向地流过电流；主端子，其通过第2接合材料固定于该半导体元件的上表面；信号端子，其与该半导体元件电连接；以及模塑树脂，其将该半导体元件、该第1接合材料、该第2接合材料覆盖，将该金属块、该主端子、该信号端子的一部分覆盖，该金属块的下表面从该模塑树脂露出，该主端子和该信号端子从该模塑树脂的侧面露出，该主端子具有该模塑树脂中的第1部分、与该第1部分连接且在该模塑树脂的外部向下方弯曲的第2部分、与该第2部分连接且与该模塑树脂的下表面大致平行的第3部分。
[0012]本专利技术的其它特征将在以下阐明。
[0013]专利技术的效果
[0014]根据本专利技术，通过将主电极或信号端子直接接合于电路图案，能够提供适于小型化和低成本化的半导体装置。
附图说明
[0015]图1是实施方式1涉及的半导体装置的剖视图。
[0016]图2是半导体装置的斜视图。
[0017]图3是半导体装置的斜视图。
[0018]图4是表示金属块的厚度与热阻之间的关系的图。
[0019]图5是实施方式3涉及的半导体装置的剖视图。
[0020]图6是半导体装置的斜视图。
[0021]图7是实施方式4涉及的半导体装置的剖视图。
[0022]图8是实施方式5涉及的半导体装置的剖视图。
[0023]图9是实施方式6涉及的半导体装置的剖视图。
[0024]图10是实施方式7涉及的半导体装置的剖视图。
[0025]图11是半导体装置的斜视图。
[0026]图12是半导体装置的斜视图。
[0027]图13是实施方式8涉及的半导体装置的俯视图。
[0028]图14是实施方式9涉及的半导体装置的剖视图。
具体实施方式
[0029]参照附图对本专利技术的实施方式涉及的半导体装置进行说明。有时对相同或对应的结构要素标注相同标号，省略重复说明。
[0030]实施方式1
[0031]图1是实施方式1涉及的半导体装置10的剖视图。该半导体装置10具有金属块12。作为金属块12，可以采用导热率高、电阻率低、低成本的材料。金属块12例如由铜或铜合金形成。在金属块12的上表面通过第1接合材料14a固定有半导体元件16。半导体元件16是纵向地流过电流的元件。根据一个例子，半导体元件16是在下表面具有集电极，在上表面具有发射极和基极的IGBT。主电流进入集电极，从发射极流出。根据其它例子，半导体元件16是MOSFET，主电流的输入是漏极，输出是源极。作为半导体元件16能够采用纵向地流过主电流的任意的元件。
[0032]在半导体元件16的上表面通过第2接合材料14b固定有主端子18。在半导体元件16
的上表面连接有以铝等为材料的导线20。通过将该导线20连接于信号端子22，从而信号端子22与半导体元件16电连接。
[0033]作为第1接合材料14a、第2接合材料14b及后述的接合材料，能够使用焊料或银等钎料。例如，通过对钎料进行回流焊处理，能够进行使用了接合材料的接合。根据一个例子，能够将主端子18和信号端子22的材料设为铜或铜合金。
[0034]上述结构被模塑树脂30封装而一体化。具体而言，模塑树脂30将半导体元件16、第1接合材料14a、第2接合材料14b覆盖，将金属块12、主端子18、信号端子22的一部分覆盖。金属块12的下表面从模塑树脂30露出。金属块12仅从模塑树脂30的下表面露出。该露出的金属块12成为集电极电流的通电路径。
[0035]主端子18与信号端子22从模塑树脂30的侧面露出。主端子18具有模塑树脂30中的第1部分18a、与第1部分18a连接且在模塑树脂30外部向下方弯曲的第2部分18b、与第2部分18b连接且与模塑树脂30的下表面大致平行的第3部分18c。根据一个例子，主端子18在模塑树脂30的外部被向下方弯曲加工，具有与模塑树脂30的背面大致相同高度的平坦部即第3部分18c。主端子18提供发射极电流的通电路径。
[0036]根据一个例子，信号端子22在模塑树脂30的外部被向上方弯曲加工。其结果，信号端子22在模塑树脂30的外部具有向上方弯曲的形状。
[0037]图2是形成模塑树脂30前的半导体装置的斜视图。在图2中省略了图1的导线20。主端子18与两个半导体元件16的发射极接触。在图2中图示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其特征在于，具有：金属块；半导体元件，其通过第1接合材料固定于所述金属块的上表面，纵向地流过电流；主端子，其通过第2接合材料固定于所述半导体元件的上表面；信号端子，其与所述半导体元件电连接；以及模塑树脂，其将所述半导体元件、所述第1接合材料、所述第2接合材料覆盖，将所述金属块、所述主端子、所述信号端子的一部分覆盖，所述金属块的下表面从所述模塑树脂露出，所述主端子和所述信号端子从所述模塑树脂的侧面露出，所述主端子具有所述模塑树脂中的第1部分、与所述第1部分连接且在所述模塑树脂的外部向下方弯曲的第2部分、与所述第2部分连接且与所述模塑树脂的下表面大致平行的第3部分。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述信号端子在所述模塑树脂的外部具有向上方弯曲的形状。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，所述金属块为比所述主端子厚的铜或铜合金。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其中，所述金属块的厚度大于或等于所述主端子的厚度的2倍。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其中，具有绝缘基板，该绝缘基板具有金属底座、在所述金属底座之上设置的绝缘层、在所述绝缘层之上设置的多个电路图案，在所述多个电路图案中的某个电路图案通过第3接合材料固定有所述主端子，在所述多个电路图案中的其它电路图案通过第4接合材料固定了所述金属块的下表面。6.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其中，具有：绝缘基板，其具有金属底座、在所述金属底座之上设置的绝缘层、在所述绝缘层之上设置的多个电路图案；辅助绝缘层，其设置于所述电路图案的一部...
【专利技术属性】
技术研发人员：荒木慎太郎，吉松直树，西村一广，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：
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