本发明专利技术涉及半导体装置，以解决为了控制更大的电流而加厚了接合部件的厚度时，会恶化其散热性等的问题。本发明专利技术的半导体装置，其中包括：作为半导体元件的功率半导体元件(1)；接合功率半导体元件(1)的上表面及下表面的接合部(4)；以及隔着接合部(4)而对半导体元件(1)上下接合的金属板(3、5)，接合部(4)具备配置在功率半导体元件(1)与金属板(3、5)之间的网状金属体(8)，和埋设网状金属体(8)的接合部件(2)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体装置，特别涉及半导体装置中的功率半导体元件与金属板的接合。
技术介绍
半导体装置中的功率半导体元件是控制在其表面与背面之间流动的电流的量的元件，借助在电流流动时产生的电力损耗而产生热，所以利用焊锡等的接合材料(接合部件)来将功率半导体连接到兼做通电和散热的金属导体上，进行与外部的电连接和散热这两方面。为了控制较大的电流而增大功率半导体元件本身，并且为了提高随之产生的热的散热性而加厚散热板的厚度时，由于金属导体与功率半导体元件的线膨胀系数的差异，有可能在功率半导体元件产生应变而损坏半导体元件。为了防止该功率半导体元件的损坏，需要加厚连接金属导体与功率半导体元件的接合部件的厚度，但是作为接合部件而使用的焊锡，由于其热传导系数、导电率均低于金属导体的热传导系数、导电率，所以存在散热性、电阻均会恶化的问题。作为解决这样的问题的方案，存在如专利文献1、2所示那样的方法，S卩，将网状的金属体配置在功率半导体元件与金属导体之间，并且使用于接合金属导体与功率半导体元件的接合部件(焊锡等)浸渍来进行接合的方法。专利文献1 日本特开昭55-93230号公报专利文献2 日本特开昭62-198140号公报但是，如专利文献1、2所示那样的方法，也有这样的问题在为了控制更大的电流而加厚接合部件的厚度时，会恶化其散热性等。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述的问题而构思，其目的在于提供即使在控制更大的电流时也抑制散热性等的恶化的半导体装置。本专利技术的半导体装置具备半导体元件；接合所述半导体元件的上表面及下表面的接合部；以及隔着所述接合部而与所述半导体元件上下接合的金属板，所述接合部具备配置在所述半导体元件与所述金属板之间的网状金属体和埋设所述网状金属体的接合部件。(专利技术效果)依据本专利技术的半导体装置，由于具备半导体元件；接合所述半导体元件的上表面及下表面的接合部；以及隔着所述接合部而与所述半导体元件上下接合的金属板，且所述接合部具备配置在所述半导体元件与所述金属板之间的网状金属体和埋设所述网状金属体的接合部件，能够对上表面及下表面的金属板有效率地散热。附图说明图1是实施方式1的半导体装置的、功率半导体元件与金属板的接合部的剖视图。图2是实施方式1的半导体装置的、功率半导体元件与金属板的接合部的剖视图。图3是将实施方式1的半导体装置的网状金属体的金属线加工成旋涡状的金属的俯视示意图。图4是实施方式1的半导体装置的、功率半导体元 件与金属板的接合部的剖视图。图5是实施方式1的半导体装置的、功率半导体元件与金属板的接合部的剖视图。图6是实施方式2的半导体装置的、接合柱状金属的网状金属体的剖视图。图7是实施方式2的半导体装置的、在柱状金属两面接合网状金属体的金属的剖视图。图8是实施方式3的半导体装置的、改变纵横的金属线(金属细线)的条数的网状金属体的剖视图。图9是实施方式3的半导体装置的、改变纵横的金属线(金属细线)的条数并挤压的网状金属体的剖视图。图10是实施方式3的半导体装置的、将网状金属体和金属板挤压、一体化的金属的剖视图。图11是实施方式3的半导体装置的、将网状金属体和金属板挤压并一体化的金属的剖视图。图12是实施方式3的半导体装置的、将网状金属体的四方弯曲的金属的剖面示意图。图13是实施方式4的半导体装置的、将一部分冲孔的网状金属体的俯视图。图14是实施方式4的半导体装置的、将一部分冲孔的网状金属体的俯视图。图15是实施方式4的半导体装置的、将多个功率半导体元件搭载之间冲孔的网状金属体的俯视图。图16是作为现有技术的半导体装置的、功率半导体元件与金属板的接合部的剖视图。图17是作为现有技术的半导体装置的、功率半导体元件与金属板的接合部的剖视图。具体实施例方式图16中示出作为本专利技术的现有技术的半导体装置的剖视图。在图16中半导体装置，在功率半导体元件1与金属板3之间，配置接合部件2，并隔着接合部件2而将功率半导体元件1与金属板3接合。为了防止在热引起膨胀时由于金属板3和功率半导体元件1的线膨胀系数的差异而在功率半导体元件1产生应变并且会损坏的情形，需要加厚连接金属板3与功率半导体元件1的接合部件2的厚度，但是用作加厚的接合部件2的例如焊锡，由于其热传导系数、 导电率都低于金属板3的热传导系数、导电率，所以越厚其散热性、电阻就越会恶化。因此，存在如图17所示那样的方法在功率半导体元件1与金属板3之间的接合部4内，配置接合部件2和编织金属制的细线而形成的网状金属体8，使接合金属板3和功率半导体元件1的接合部件2浸渍到网状金属体8并使其接合(参照专利文献1、2)。如图17所示，通过包含浸渍接合部件2的网状金属体8的接合部4，接合功率半导体元件1与金属板3。网状金属体8能够起到厚度较厚的接合部件2的、用于均勻地保持其厚度的隔垫的作用。进而构成为连接网状金属体8、功率半导体元件1与金属板3之间，因此能够使在功率半导体元件1产生的热和电流有效地分流(by-pass)到金属板3，并且即便加厚接合部件2的厚度也能将热传导系数、导电率都保持在较高的状态。此外，网状金属体8通过在其网状结构的细小的间隙发生的毛细管效应，能够促进熔化的接合部件2能均勻地渗透。如图17所示，网状金属体8成为在功率半导体元件1与金属板3之间蛇行的剖面形状，该蛇行形状缓冲网状金属体8的线膨胀，具有降低功率半导体元件1与金属板3之间的接合部4的表观上的线膨胀系数的作用。通常，金属板3的线膨胀系数高于功率半导体元件1，但是在使用于网状金属体8的金属与用于金属板3的金属相同的情况下，也能通过所述蛇行形状的效果来缓冲线膨胀系数，并能减少因热膨胀而在功率半导体元件1中产生的应变。但是，需要为了控制更大的电流而加厚接合部4的厚度时，不会恶化其散热性等的半导体装置。以下说明的实施方式解决这种问题。<A.实施方式1><A-1.结构 >首先如图1所示，可以构成相对于从平面上看的功率半导体元件1的大小而言，较大地构成网状金属外8而具备的半导体装置。这时，由于横向的散热路径较宽，所以热阻变小。此外如图2所示，也可以在同一接合部4搭载多个功率半导体元件1的，即以使接合部4在多个功率半导体元件1的下表面共同配置的方式构成半导体装置。在使多个功率半导体元件1与金属板3接合时，仅设置一个接合部4既可，因此与在各功率半导体元件1 设置接合部4的情况相比提高组装性。此外如图3所示，将接合部4内的网状金属体8的交叉的至少一方金属线，编成从平面上看旋涡状而具备也可。这时，能够容易成形网状金属体8，且能够抑制热阻、电阻的上升，此外能够缓冲热应力。图4是这样的半导体装置除了具备如图1 3那样构成的金属板3、接合部4、功率半导体元件1的结构以外，在该功率半导体元件1表面(上表面)也配置包含网状金属体8的(埋设的)接合部4，而且用金属板5从上方夹持并接合。在此，金属板5配置成与金属板3大致平行。在以使功率半导体元件1上表面的电极接合与背面相同的方式，例如用铜板那样的板状的金属(电极板)接合时，通过对其接合部位设置网状金属体8，抑制功率半导体元件1上表面及下表面中的热阻、电阻的上升并且有效率地散热，能够缓冲作用到功率半导体元件1表面的热应力。图5是在功率半导体元件1上表面配置接本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种半导体装置，其中包括：半导体元件；接合所述半导体元件的上表面及下表面的接合部；以及隔着所述接合部而对所述半导体元件上下接合的金属板，所述接合部具备：在所述半导体元件与所述金属板之间配置的网状金属体，和埋设所述网状金属体的接合部件。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高山刚，安田幸央，加藤肇，日山一明，佐佐木太志，石原三纪夫，
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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