半导体模块以及半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体模块和半导体装置，半导体模块(101)包括半导体芯片(6)、半导体框架(5)、电路基板(2)以及螺钉(4A、4B)。半导体框架(5)具有主表面(5A)，该主表面(5A)形成有供半导体芯片(6)安装的凹部(5C)。半导体框架(5)借助芯片焊接材料(7)与半导体芯片(6)热连接且电连接。电路基板(2)具有接地图案(2C、2D)，并且其配置于半导体框架(5)的主表面(5A)上方。螺钉(4A、4B)用于将半导体框架(5)的主表面(5A)、凹部(5C)的外周部与电路基板(2)的接地图案(2D、2C)电连接，并且用于将半导体框架(5)与电路基板(2)机械连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体模块以及半导体装置，特别是涉及一种用于分离半导体装置所产生热量的散热以及电路的接地的结构。
技术介绍
在半导体装置中，为了工作的稳定化，要求有效地放出由半导体元件产生的热量。例如在日本特开平4-174547号公报中公开一种用于电力用半导体装置的引线框架的结构。根据日本特开平4-174547号公报，引线框架的岛形成为比引线框架的外部引线 (outer lead)厚。半导体芯片所产生的热量被岛吸收。通过对岛加厚，能够加快放出来自半导体芯片的热量。岛的位于与安装有半导体芯片的面相反一侧的面不被树脂覆盖而露出。通过使该露出的面与散热片等进行接触，能够加快放出由半导体芯片产生的热量。在日本特开平6-61396号公报中公开一种引线框架，该引线框架维持半导体装置的特性的同时提高散热效果。该引线框架包括用于安装半导体芯片的载置台。在载置台的背面安装有散热板。在日本特开2007-165442号公报中公开一种能够提高散热性和高频特性的注塑封装件(mold package)。该注塑封装件具有连接有半导体芯片的厚膜引线电极和比该厚膜引线电极薄的引线电极。厚膜引线电极的下表面在封装件的下表面露出，并且其作为散热电极而使用。另一方面，厚膜引线电极上表面的一部分在封装件的上表面露出，并且作为接地电极而使用。在以高频或者高输出进行工作的半导体装置的情况下，半导体芯片的接地变得尤其重要。在较多情况下，半导体芯片的背面电极被用作接地电极，并且通过芯片焊接材料 (die bondingmaterial)与引线框架电连接。从半导体芯片的背面输出的接地电流的路径数越增加越能够使接地电极的电位稳定化。然而，在日本特开平4-174547号公报以及日本特开平6-61396号公报中没有具体说明用于确保接地电流的路径的结构。另一方面，要求包括有电路基板和以高频或者高输出进行工作的半导体装置的模块小型化。根据日本特开平6-61396号公报所公开的结构，将接地电极和散热电极分别配置在封装件的上表面和下表面，因此能够以接地电流的方向与热流的方向变得相互反向的方式分离接地电流和热流。由此，能够使模块小型化。然而，根据日本特开2007-165442号公报所公开的结构，接地电流的路径限定于由厚膜引线电极形成的路径。如上所述，从半导体装置工作的稳定性的观点出发，接地路径的数量越多越好。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于实现半导体模块的小型化、有效散热以及可靠的接地。本专利技术的一个方案的半导体模块包括至少一个半导体芯片、基座、电路基板、第一引线端子以及连接构件。基座具有主表面，该主表面形成有用于安装至少一个半导体芯片的凹部，并且基座与至少一个半导体芯片热连接且电连接。电路基板具有第一接地图案， 并且该电路基板配置于基座的主表面上。第一引线端子与基座一体地形成，并且该第一引线端子与电路基板的第一接地图案相连接。连接构件将作为基座的主表面的一部分的凹部的外周部和电路基板的第一接地图案电连接，并且将基座和电路基板机械连接。根据上述结构，将电路基板配置于基座的主表面上。从半导体芯片输出的接地电流流向电路基板的第一接地图案。于是，接地电流流向半导体芯片的上方。另一方面，由半导体芯片产生的热量通过基座被放出。因而能够分离电流的朝向和热流的朝向，因此能够实现有效的散热，并且能够实现半导体模块的小型化。而且，第一引线端子和连接构件分别形成供接地电流流过的路径。由此能够实现半导体芯片可靠地接地。优选基座包括突起部，该突起部形成为从凹部底面向主表面延伸。电路基板还具有第二接地图案，该第二接地图案与突起部相连接并且具有与第一接地图案的电位相等的电位。至少一个半导体芯片包括以相互隔着突起部的方式配置在凹部内的第一和第二半导体芯片。根据上述结构，形成于第一和第二半导体芯片之间的突起部形成接地电流的路径。由此，能够实现半导体芯片可靠地接地。优选基座还包括散热面，该散热面位于主表面相反侧并且具有凸部。半导体模块还包括树脂。该树脂覆盖基座的主表面的一部分从而填充凹部，并且覆盖凸部的外周。根据上述结构，能够保护半导体芯片使它们免受水分或者撞击影响。并且，能够防止散热面整体被树脂覆盖，因此能够有效地放出散热。优选第一引线端子的从树脂的表面突出部分长度为0. 15mm以上。根据上述结构，利用焊锡等，能够将第一引线端子连接至电路基板的电极图案。优选在将与基座的主表面垂直的方向的长度定义为高度的情况下，第一引线端子的以从树脂露出的主表面的一部分区域为基准的高度为0. 3mm以下。根据上述结构，利用焊锡等，能够将第一引线端子连接至电路基板的电极图案。优选连接构件是螺丝。供螺丝通过的孔分别形成于主表面的外周部以及电路基板的第一接地图案。半导体模块还具备散热器。该散热器与散热面的凸部接触，并且利用螺丝来固定基座以及电路基板。主表面的外周部借助螺丝与第一接地图案接触。根据上述结构，能够利用螺丝将基座与电路基板进行电连接。并且，能够使散热器与基座紧密接合。优选孔的直径为2mm以上。根据上述结构，能够使用普通的螺丝。优选半导体模块还具备第二引线端子，该第二引线端子与至少一个半导体芯片电连接。在第二引线端子上形成贯通孔。根据上述结构，在利用焊锡将第二引线端子连接至电路基板时，焊锡容易地在第二引线端子表面扩散。作为其它优点，通过在贯通孔的位置切断第二引线端子来还能够缩短第二引线端子。本专利技术的其它技术方案的半导体装置包括至少一个半导体芯片、基座以及引线端子。基座具有主表面，该主表面形成有安装至少一个半导体芯片的凹部，并且基座与至少一个半导体芯片热连接且电连接。引线端子与基座一体地形成，并且与配置于基座的主表面上的电路基板的接地图案相连接。供连接构件通过的孔形成于作为基座的主表面的一部分的凹部的外周部，上述连接构件将基座与电路基板机械连接且电连接。根据上述结构，能够将电路基板配置于基座的主表面上。由此，能够使接地电流流向半导体芯片上方。另一方面，由半导体芯片产生的热量通过基座被放出。因而能够分离电流的朝向以及热流的朝向，因此能够实现有效的散热，并且能够实现半导体模块的小型化。 而且，第一引线端子和连接构件分别形成接地电流所流过的路径。由此能够实现半导体芯片可靠地接地。根据本专利技术，不仅使热流的方向与接地电流所流过的方向分离，还能够增加接地电流的路径。因而，根据本专利技术，能够实现半导体模块的小型化、有效散热以及可靠接地。附图说明图1是本专利技术的实施方式1的半导体模块的俯视图。图2是图1所示半导体模块的主视图。图3是用于说明实施方式1的电路基板和半导体装置的俯视图。图4是图1的IV-IV截面图。图5是图1的V-V截面图。图6是表示使实施方式1的高频放大器101模块化的等效电路的图。图7是表示本专利技术的实施方式的高频放大器的第一比较例的俯视图。图8是图7示出的比较例的主视图。图9是图7的IX-IX截面图。图10是表示使图7 图9示出的高频放大器201的结构要素模块化的等效电路的图。图11是表示本专利技术的实施方式的高频放大器的第二比较例的等效电路图。图12是用于说明引线端子9A、9B的共面度(coplanarity)的图。图13是表示本专利技术的实施方式2的高频放大器102的俯视图。图14是表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体模块，其特征在于，该半导体模块包括：至少一个半导体芯片；基座，其具有主表面，该主表面形成有用于安装上述至少一个半导体芯片的凹部，并且该基座与上述至少一个半导体芯片热连接且电连接；电路基板，其具有第一接地图案，并且该电路基板配置于上述基座的上述主表面上；第一引线端子，其与上述基座一体地形成，并且与上述电路基板的上述第一接地图案相连接；连接构件，其用于将作为上述基座的上述主表面一部分的上述凹部的外周部与上述电路基板的上述第一接地图案电连接，并且用于将上述基座与上述电路基板机械连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：森和人，
申请(专利权)人：三次电子有限公司，
类型：发明
国别省市：JP