本发明专利技术的目的在于提供实现重叠配置元件且散热性较高的树脂密封型半导体的树脂密封型半导体装置及其制造方法。具备：第一半导体开关元件，在表面接合有第一发射极端子，在背面接合有第一集电极端子；第二半导体开关元件，在表面接合有第二发射极端子，在背面接合有第二集电极端子；第一散热板，与该第一集电极端子接合；第二散热板，与该第二集电极端子接合；整体地覆盖该第一半导体开关元件和该第二半导体开关元件的模塑树脂。并且，该第一散热板、该第二散热板从该模塑树脂露出，该第一发射极端子和该第二发射极端子相对并且分离。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，以将多个半导体开关元件重叠的方式配置，并且一体地进行树脂密封，由此，缩小安装面积。
技术介绍
IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor 绝缘栅双极型晶体管)或功率 MOSFET等是被广泛使用于电力的转换或马达控制的半导体开关元件。作为使用了半导体开关元件的装置的一例，参照图25对使用IGBT的三相交流反相器电路(inverter circuit) 进行说明。三相交流反相器电路301具备U相302、V相304、W相306。并且，U相302、V相 304、W相306分别具备上支路(upper arm) 310和下支路(lower arm) 312。上支路310具备IGBT314和与其并联连接的续流二极管316。下支路312也同样地具备IGBT318和与其并联连接的续流二极管320。并且，U相302与高电压直流电源连接，进行从控制电路传送的控制信号的开关，并向负载322传送交流成分。并且，V相304、W相306也与U相302相同。这样，利用多个IGBT (半导体开关元件)的装置通过树脂密封进行安装的情况较多。例如，如图沈所示那样安装上述的三相交流反相器电路301的U相302。在图沈中， 将第一导体电极334以及第二导体电极332配置在绝缘衬底335上。在第一导体电极334上，以已经描述了的上支路的IGBT314的集电极和续流二极管316的阴极连接的方式，配置IGBT314和续流二极管316。另一方面，在第二导体电极332 上，以已经描述了的下支路的IGBT318的集电极和续流二极管320的阴极连接的方式，配置 IGBT318和续流二极管320。配置在第一导体电极334以及第二导体电极332上的元件利用引线布线308进行预定的连接，从而实现图25的连接。并且，在图沈中，从控制端子338提供IGBT314的控制信号，从控制端子340提供 IGBT318的控制信号。搭载有元件的绝缘衬底被树脂密封的情况很多。参照图27到图32概括说明一般的树脂密封的工艺。如图27所示，此处应该被树脂密封的结构即插入物360被配置在由上模具350和下模具352形成的腔357中。向腔内部提供模塑树脂(molding resin)的树脂块(resin tablet) 356和塞子(plunger) 3 被配置在下模具；352的一部分上。其次，如图28所示，利用上模具350和下模具352进行紧固。此时，上、下模具将应该被提供给腔内的模塑树脂进行加热，降低树脂粘度。其次，塞子354向腔内部方向进行移动，将模塑树脂注入到腔内部(图四)。并且，使上模具350、下模具352温度下降，使腔内的模塑树脂358硬化(图30)。最后，将上模具350及下模具352从上述的被硬化了的模塑树脂上取下(图31)并且进行所希望的切断等，树脂密封结束(图32)。对于上述的树脂密封的方法来说，即使插入物的厚度具有制造偏差，该偏差若在规定的范围内，则能够毫无问题地进行树脂密封。但是，在这样的树脂密封的方法中，存在散热特性的提高不充分这一问题。此外，也不能满足缩小安装面积的要求，要求进行改善。为了缩小树脂密封型半导体装置的安装面积，在树脂密封型半导体装置的厚度方向上将半导体元件进行重叠配置。即，在上述的三相交流反相器的例子中，存在在以在构成在U相、V相、W相的任意一个中所使用的下支路的IGBT上装载构成该上支路的IGBT的方式进行重叠的状态下进行树脂密封的情况(专利文献1-9)，由此，与在如图沈所示的平坦的表面(衬底)上搭载了元件的情况进行比较，能够将安装面积缩小至大约一半左右。专利文献1 特开2006-049542号公报专利文献2 特开2006-134990号公报专利文献3 特开2004-193476号公报专利文献4 特开2002-(^6251号公报专利文献5 特开2004-047850号公报专利文献6 特开2005-064116号公报专利文献7 特开2005-064115号公报专利文献8 特开2005-333008号公报专利文献9 特开2005-303018号公报如上所述，在将两个IGBT进行重叠的状态下进行树脂密封的半导体装置中，与在平坦的表面(衬底)上搭载了多个元件的情况相比较，能够以高密度来搭载元件。一般地，在电力用等的半导体装置中，散热性为重要的特性。并且，如上所述，当以高密度搭载元件时，还需要增加IGBT等的被树脂密封的元件的散热性。因此，考虑制造如图34记载的插入物401。 图34中记载的插入物401是被搭载在塑模模具内部并且应该进行树脂密封的结构。插入物401是以将IGBT408和IGBT410、二极管似4和二极管似6重叠的方式进行配置的结构。并且，在IGBT408的表面侧、即配置栅极和发射极的面上，散热器(heat spreader) 422与上述的发射极接合。对于该接合来说，例如，通过焊料416等进行。散热器422为金属制。散热器422不仅与IGBT408的发射极接合，也与二极管4 的阳极接合。 对于散热器422来说，在与IGBT408的发射极接合的面的相反面上，通过绝缘层430与作为散热板的铜箔434接合。铜箔434的与绝缘层430接合的面的相反面是模塑树脂工序之后也要在外部露出的面。此外，关于与IGBT408重叠配置的IGBT410，散热器420与IGBT410的背面、即形成集电极的面接合。散热器420为金属制。散热器420不仅与IGBT410的发射极接合，也与二极管424的阴极接合。对于散热器420来说，在与IGBT410的发射极接合的面的相反面上，通过绝缘层432与作为散热板的铜箔436接合。铜箔436的与绝缘层432接合的面的相反面是模塑树脂工序之后也要在外部露出的面。对于具备这样结构的插入物401来说，使用具备图33中记载的下模具402、中间模具404、上模具406的模具，利用模塑树脂进行树脂密封。如图33所示，对于下模具402来说，在其上表面，与中间模具404以及上模具406接触，对于上模具406来说，在其下表面， 与中间模具404以及下模具402的上表面接触，进行紧固。下面，对使用了下模具402、中间模具404、上模具406的树脂密封的方法与参照图27到图32进行说明的方法的不同点进行说明。对于插入物401的铜箔434和铜箔436来说，预定各自的与绝缘膜430、432接触的面的相反侧的面露出到模塑树脂外部，所以，配置在腔400内部并且向腔内导入模塑树脂时，必须按压腔内壁。即，腔内壁与铜箔434、铜箔436接触，由此，能够不使模塑树脂浸入到腔内部和铜箔434、铜箔436之间，如上所述能够使铜箔434和铜箔436的一部分露出到模塑树脂外部。由此，除了从与散热器422连接且延伸到树脂密封后的模塑树脂外部的IGBT408 的发射极端子440、和IGBT410的集电极端子438以及主电极4 的散热，也进行从铜箔434 和铜箔436的散热。因此，能够制造散热性良好的树脂密封型半导体装置。但是，为了实施上述的制造方法，插入物401的总厚度和由模具(下模具402、中间模具404、上模具406)形成的腔400的腔总深度(图33中以A表示)必须完全一致。若在二者完全一致的状态下将插入物本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种树脂密封型半导体装置，具备：第一半导体开关元件；第二半导体开关元件；平板状的输出端子，被所述第一半导体开关元件的背面和所述第二半导体开关元件的表面夹持；与所述第一半导体开关元件的表面接合的第一散热器；与所述第二半导体开关元件的背面接合的第二散热器；有机成分的第一高散热绝缘体，接合在所述第一散热器的与所述第一半导体开关元件接合的面相反的面上；有机成分的第二高散热绝缘体，接合在所述第二散热器的与所述第二半导体开关元件接合的面相反的面上；模塑树脂，整体地覆盖所述第一半导体开关元件与所述第二半导体开关元件，其中，所述第一高散热绝缘体和所述第二高散热绝缘体的玻璃态转化温度为能够得到所述模塑树脂的流动性的温度即模塑模具温度以下。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：上田哲也，白泽敬昭，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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