功率半导体装置及其制造方法和电力变换装置制造方法及图纸

功率半导体装置(1)具备导电电路图案(10)、功率半导体元件(15)、密封构件(20)、导电柱体(30)以及导电柱体(导电柱体(33)或者导电柱体(36))。第1导电柱体与导电电路图案(10)连接。第2导电柱体与功率半导体元件(15)连接。第1导电柱体包括金属销(31)和导电接合构件(32)。导电柱体包括金属销(金属销(34)或者金属销(37))和导电接合构件(导电接合构件(35)或者导电接合构件(38))。或者导电接合构件(38))。或者导电接合构件(38))。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率半导体装置及其制造方法和电力变换装置


[0001]本公开涉及功率半导体装置及其制造方法和电力变换装置。

技术介绍

[0002]日本特开2002
‑
170906号公报(专利文献1)公开了一种半导体装置，具备基板、半导体芯片、导线、电极图案、密封树脂以及柱体(post)。半导体芯片固定于基板。电极图案设置于基板上。导线连接于半导体芯片和电极图案。在密封树脂中形成有柱体孔部。使用高速Cu镀敷法，在柱体孔部内形成有柱体。柱体的一端与电极图案连接，柱体的另一端从密封树脂的外表面突出。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献1：日本特开2002
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170906号公报

技术实现思路

[0005]在包括功率半导体元件的功率半导体装置中，发生更多的热。在想要将功率半导体装置安装到搭载有电子部件的基板时，需要保护电子部件免受在功率半导体元件中发生的热的影响。另外，由于对功率半导体元件以及导电电路图案施加高的电压，从功率半导体元件以及导电电路图案发生强电场。还需要降低由该强电场引起的电磁噪声对基板上的电子部件造成的恶劣影响，并且防止由于该强电场而在配置于功率半导体元件与电子部件之间的绝缘构件(例如将功率半导体元件进行密封的密封构件)中发生绝缘破坏。为此，需要使柱体变高，增大功率半导体元件与电子部件之间的间隔。但是，在高速Cu镀敷法中，根据柱体的制造时间以及柱体的制造成本的观点，无法增大柱体的高度。
[0006]本公开是鉴于上述课题而完成的，其第一方面的目的在于，提供一种能够形成更高的导电柱体并且具有提高的可靠性的功率半导体装置及其制造方法。本公开的第二方面的目的在于，提高电力变换装置的可靠性。
[0007]本公开的功率半导体装置具备导电电路图案、功率半导体元件、密封构件、第1导电柱体以及第2导电柱体。导电电路图案包括第1主面。功率半导体元件接合到导电电路图案的第1主面上。密封构件将导电电路图案的第1主面和功率半导体元件进行密封。第1导电柱体被填充到形成于密封构件的第1孔，并且与导电电路图案的第1主面连接。第2导电柱体被填充到形成于密封构件的第2孔，并且与功率半导体元件连接。第1导电柱体包括第1金属销和第1导电接合构件。第2导电柱体包括第2金属销和第2导电接合构件。第1导电接合构件被填充到第1金属销的第1销侧面与第1孔的第1侧面之间，并且将第1金属销接合到导电电路图案。第2导电接合构件被填充到第2金属销的第2销侧面与第2孔的第2侧面之间，并且将第2金属销接合到功率半导体元件。
[0008]本公开的功率半导体装置的制造方法包括：在导电电路图案的第1主面上接合功率半导体元件；以及设置将导电电路图案的第1主面和功率半导体元件进行密封、并且形成有第1孔和第2孔的密封构件。本公开的功率半导体装置的制造方法包括：在密封构件的第1
孔内形成第1导电柱体；以及在密封构件的第2孔内形成第2导电柱体。设置密封构件包括：将接合有功率半导体元件的导电电路图案载置到配置有第1模具销和第2模具销的模具的空腔内；向模具的空腔注入密封树脂材料；以及使密封树脂材料硬化而得到密封构件。与密封构件的第1孔对应地配置有第1模具销。与密封构件的第2孔对应地配置有第2模具销。第1导电柱体被填充到密封构件的第1孔，并且与导电电路图案的第1主面连接。第2导电柱体被填充到密封构件的第2孔，并且与功率半导体元件连接。第1导电柱体包括第1金属销和第1导电接合构件。第2导电柱体包括第2金属销和第2导电接合构件。第1导电接合构件被填充到第1金属销的第1销侧面与第1孔的第1侧面之间，并且将第1金属销接合到导电电路图案。第2导电接合构件被填充到第2金属销的第2销侧面与第2孔的第2侧面之间，并且将第2金属销接合到功率半导体元件。
[0009]本公开的电力变换装置具备：主变换电路，将所输入的电力进行变换后输出；以及控制电路，将控制主变换电路的控制信号输出到主变换电路。主变换电路具有本公开的半导体模块。
[0010]在本公开的功率半导体装置中，第1导电柱体包括第1金属销，第2导电柱体包括第2金属销。因此，能够使第1导电柱体的第1高度和第2导电柱体的第2高度增加。另外，第1金属销通过第1导电接合构件而被接合到导电电路图案和密封构件。第2金属销通过第2导电接合构件而被接合到功率半导体元件和密封构件。能够提高功率半导体装置的可靠性。
[0011]在本公开的功率半导体装置的制造方法中，第1导电柱体包括第1金属销，第2导电柱体包括第2金属销。因此，能够形成更高的第1导电柱体和更高的第2导电柱体。另外，第1金属销通过第1导电接合构件而被接合到导电电路图案和密封构件。第2金属销通过第2导电接合构件而被接合到功率半导体元件和密封构件。根据本实施方式的功率半导体装置的制造方法，能够得到提高了可靠性的功率半导体装置。
[0012]本公开的电力变换装置具备本公开的功率半导体装置，所以具有提高的可靠性。
附图说明
[0013]图1是实施方式1的功率半导体装置的概略剖面图。
[0014]图2是示出实施方式1的功率半导体装置的制造方法的第一例、第二例以及第三例的一个工序的概略剖面图。
[0015]图3是示出实施方式1的功率半导体装置的制造方法的第一例、第二例以及第三例中的图2所示的工序的下一工序的概略剖面图。
[0016]图4是示出实施方式1的功率半导体装置的制造方法的第一例、第二例以及第三例中的图3所示的工序的下一工序的概略剖面图。
[0017]图5是示出实施方式1的功率半导体装置的制造方法的第一例中的图4所示的工序的下一工序的概略剖面图。
[0018]图6是示出实施方式1的功率半导体装置的制造方法的第一例中的图5所示的工序的下一工序的概略剖面图。
[0019]图7是示出实施方式1的功率半导体装置的制造方法的第二例中的图4所示的工序的下一工序的概略剖面图。
[0020]图8是示出实施方式1的功率半导体装置的制造方法的第三例中的图4所示的工序
的下一工序的概略剖面图。
[0021]图9是实施方式1的功率半导体模块的概略剖面图。
[0022]图10是实施方式1的变形例的功率半导体模块的概略剖面图。
[0023]图11是实施方式2的功率半导体装置的概略剖面图。
[0024]图12是实施方式2的变形例的功率半导体装置的概略剖面图。
[0025]图13是实施方式3的功率半导体装置的概略剖面图。
[0026]图14是实施方式3的变形例的功率半导体装置的概略剖面图。
[0027]图15是实施方式4的功率半导体装置的概略剖面图。
[0028]图16是实施方式4的变形例的功率半导体装置的概略剖面图。
[0029]图17是示出实施方式5的电力变换系统的结构的框图。
具体实施方式
[0030]以下，说明本公开的实施方式。此外，对同一结构附加同一参考编号，不重复其说明。
[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】1.一种功率半导体装置，具备：导电电路图案，包括第1主面；功率半导体元件，接合到所述第1主面上；密封构件，将所述第1主面和所述功率半导体元件进行密封；第1导电柱体，被填充到形成于所述密封构件的第1孔，并且与所述导电电路图案的所述第1主面连接；以及第2导电柱体，被填充到形成于所述密封构件的第2孔，并且与所述功率半导体元件连接，所述第1导电柱体包括第1金属销和第1导电接合构件，所述第2导电柱体包括第2金属销和第2导电接合构件，所述第1导电接合构件被填充到所述第1金属销的第1销侧面与所述第1孔的第1侧面之间，并且将所述第1金属销接合到所述导电电路图案，所述第2导电接合构件被填充到所述第2金属销的第2销侧面与所述第2孔的第2侧面之间，并且将所述第2金属销接合到所述功率半导体元件。2.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其中，所述第1金属销和所述第2金属销由铜、铝、金或者银形成。3.根据权利要求1或者2所述的功率半导体装置，其中，所述第1导电接合构件和所述第2导电接合构件由焊料或者金属微粒烧结体形成。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的功率半导体装置，其中，沿着所述第1金属销的第1纵向的所述第1金属销的第1剖面和沿着所述第2金属销的第2纵向的所述第2金属销的第2剖面具有T字或者I字的形状。5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的功率半导体装置，其中，沿着所述第1金属销的第1纵向的所述第1金属销的第1剖面和沿着所述第2金属销的第2纵向的所述第2金属销的第2剖面具有随着接近所述第1主面而变得尖细的锥形形状、或者随着接近所述第1主面而变得尖细的锯齿的形状。6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的功率半导体装置，其中，相对所述第1主面而言的所述第1孔的第1近端的第1直径小于相对所述第1主面而言的所述第1孔的第1远端的第2直径，所述第1孔在所述第1主面的法线方向上将所述第1金属销进行定位，相对所述第1主面而言的所述第2孔的第2近端的第3直径小于相对所述第1主面而言的所述第2孔的第2远端的第4直径，所述第2孔在所述第1主面的所述法线方向上将所述第2金属销进行定位。7.根据权利要求6所述的功率半导体装置，其中，所述第1孔和所述第2孔具有随着接近所述第1主面而变得尖细的锥形形状。8.根据权利要求6所述的功率半导体装置，其中，所述第1金属销包括第1体部和第1头部，该第1头部设置于相对所述第1主面而言的所述第1体部的第3远端，所述第2金属销包括第2体部和第2头部，该第2头部设置于相对所述第1主面而言的所述第2体部的第4远端，
所述第1孔的第1小径部收容所述第1体部，所述第1孔的第1大径部收容所述第1头部，所述第2孔的第2小径部收容所述第2体部，所述第2孔的第2大径部收容所述第2头部。9.根据权利要求1至5中的任意一项所述的功率半导体装置，其中，所述密封构件包括在所述第1主面的法线方向上从所述第1主面远离的第2主面，从所述第1主面位于远侧的所述第1导电柱体的第1端部和所述第2导电柱体的第2端部从所述第2主面突出。10.根据权利要求1至5中的任意一项所述的功率半导体装置，其中，所述密封构件包括在所述第1主面的法线方向上从所述第1主面远离的第2主面，从所述第1主面位于远侧的所述第1导电柱体的第1端部和所述第2导电柱体的第2端部与所述第2主面齐平。11.一种功率半导体装置的制造方法，包括：在导电电路图案的第1主面上接合功率半导体元件；设置将所述第1主面和所述功率半导体元件进行密封并且形成有第1孔和第2孔的密封构件；在所述第1孔内形成第1导电柱体；以及在所述第2孔内形成第2导电柱体，设置所述密封构件包括：将接合有所述功率半导体元件的所述导电电路图案载置到配置有第1模具销和第2模具销的模具的空腔内；向所述空腔注入密封树脂材料；以及使所述密封树脂材料硬化而得到所述密封构件，与所述第1孔对应地配置有所述第1模具销，与所述第2孔对应地配置有所述第2模具销，所述第1导电柱体被填充到所述第1孔，并且与所述导电电路图案的所述第1主面连接，所述第2导电柱体被填充到所述第2孔，并且与所述功率半导体元件连接，所述第1导电柱体包括第1金属销和第1导电接合构件，所述第2导电柱体包括第2金属销和第2导电接合构件，所述第1导电接合构件被填充到所述第1金属销的第1销侧面与所述第1孔的第1侧面之间，并且将所述第1金属销接合到所述导电电路图案，所述第2导电接合构件被填充到所述第2金属销的第2销侧面与所述第2孔的第2侧面之间，并且将所述第2金属销接合到所述功率半导体元件。12.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：森贞达志，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：