半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种半导体装置及其制造方法，能够削减部件件数并且能够以充分的接合强度将半导体模块固定于冷却体，并且，能够使半导体模块充分地冷却。本申请发明专利技术的半导体装置（10）的特征在于，具备：半导体模块（14），具有由金属形成的导热部（16）和使该导热部在表面露出的模塑树脂（18）；冷却体（12），利用接合材料（20）固定于该半导体模块（14）；导热材料（22），形成在该导热部（16）和该冷却体（12）之间，将该导热部（16）和该冷却体（12）热连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在例如大功率的控制等中使用的。
技术介绍
在专利文献I中公开了将对半导体元件进行了树脂密封的半导体模块螺丝固定于冷却片(冷却体)的半导体装置。专利文献 专利文献I :日本特开2006-100327号公报； 专利文献2 :日本特开2001-250890号公报。为了削减半导体装置的部件件数，希望不使用螺丝等将半导体模块固定于冷却体。在不使用螺丝等的情况下，必须经由某些材料将半导体模块固定于冷却体。但是，若使用适合于将半导体模块固定于冷却体的材料，则存在半导体模块的冷却变得不充分的情况。另一方面，若用适合于半导体模块的冷却的材料将半导体模块固定于冷却体，则存在其固定不充分的情况。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于提供一种，能够削减部件件数并且能够以充分的接合强度将半导体模块固定于冷却体，并且，能够使半导体模块充分地冷却。本申请专利技术的半导体装置的特征在于，具备半导体模块，具有由金属形成的导热部和使该导热部在表面露出的模塑树脂；冷却体，利用接合材料固定于该半导体模块；导热材料，形成在该导热部和该冷却体之间，将该导热部和该冷却体热连接。本申请专利技术的半导体装置的制造方法的特征在于，具备在冷却体的表面形成导热材料的工序；在该冷却体的表面形成具有突起部的接合材料的工序；在具有由金属形成的导热部和使该导热部在表面露出的模塑树脂的半导体模块的该模塑树脂上形成树脂槽的工序；以该突起部与该树脂槽的内壁相接触并且该导热材料与该导热部重叠的方式将该冷却体和该半导体模块一体化的工序。根据本专利技术，在半导体模块和冷却体之间形成接合材料和导热材料，所以，能够削减部件件数并且能够以充分的接合强度将半导体模块固定于冷却体，并且，能够使半导体模块充分地冷却。附图说明图I是本专利技术的实施方式I的半导体装置的剖面图。图2是表示将本专利技术的实施方式I的半导体装置的半导体模块固定于冷却体的立体图。图3是表示本专利技术的实施方式I的半导体装置的变形例的剖面图。图4是表示本专利技术的实施方式I的半导体装置的另一变形例的剖面图。图5是表示本专利技术的实施方式2的半导体装置的剖面图。图6是表示本专利技术的实施方式2的半导体装置的冷却体的立体图。图7是表示本专利技术的实施方式2的半导体装置的冷却体、导热材料以及接合材料的立体图。图8是本专利技术的实施方式3的半导体装置的剖面图。图9是表示本专利技术的实施方式3的半导体装置的变形例的剖面图。图10是本专利技术的实施方式4的半导体装置的剖面图。 图11是本专利技术的实施方式5的半导体装置的剖面图。图12是表示将本专利技术的实施方式5的半导体装置的冷却体和半导体模块一体化的剖面图。具体实施例方式实施方式I 图I是本专利技术的实施方式I的半导体装置的剖面图。半导体装置10具备冷却体12。冷却体12由例如铜等金属形成。在冷却体12的上方形成有半导体模块14。半导体模块14具有由金属形成的导热部16和使导热部16在表面露出的模塑树脂18。半导体模块14是利用传递模塑法对例如IGBT等半导体元件进行树脂密封而形成的。对半导体模块14和冷却体12之间的部分进行说明。在半导体模块14和冷却体12之间形成有接合材料20和导热材料22。接合材料20将半导体模块14的模塑树脂18固定于冷却体12。接合材料20由绝缘材料形成。导热材料22形成在导热部16和冷却体12之间，将导热部16和冷却体12热连接。导热材料22由具有导电性的在导热方面优良的材料形成。图2是表示将本专利技术的实施方式I的半导体装置的半导体模块固定于冷却体的立体图。接合材料20以包围导热材料22的方式形成。若使半导体模块14向箭头方向移动而固定于冷却体12，则由接合材料20使导热部16和导热材料22与外部隔断。根据本专利技术的实施方式I的半导体装置，使用作为适合于将半导体模块14固定于冷却体12的材料的接合材料20，所以，能够以充分的接合强度将半导体模块14固定于冷却体12。进而，使用作为适合于半导体模块14的冷却的材料的导热材料22将导热部16和冷却体12热连接，所以，能够充分地冷却半导体模块14。此外，由于不使用螺丝等，所以，能够削减半导体装置10的部件件数。因此，根据本专利技术的实施方式I的半导体装置，能够削减部件件数并且以充分的接合强度将半导体模块14固定于冷却体12，并且，能够充分地冷却半导体模块14。但是，已知越是导电性高的材料，导热性越优良。在本专利技术的实施方式I的半导体装置中，导热材料22由具有导电性的在导热方面优良的材料形成，所以，能够期待良好的导热。而且，由绝缘材料形成的接合材料20将导热部16和导热材料22与外部隔断，所以，能够确保导热材料22对外部的绝缘。确保半导体模块的绝缘性在具有高电压驱动的功率半导体的半导体模块等中特别有效。图3是表示本专利技术的实施方式I的半导体装置的变形例的剖面图。在模塑树脂18的与接合材料20相接触的部分形成锚栓(anchor)部24，提高表面粗糙度。因此，模塑树脂18的与接合材料20相接触的部分的表面粗糙度比模塑树脂18未与接合材料20相接触的部分的表面粗糙度大。因此，能够强化利用接合材料20进行的半导体模块14和冷却体12的接合。图4是表示本专利技术的实施方式I的半导体装置的另一变形例的剖面图。关于模塑树脂18的与接合材料20相接触的部分，通过实施亲水处理而形成有亲水部26。因此，模塑树脂18的与接合材料20相接触的部分的亲水性比模塑树脂18未与接合材料20相接触的部分的亲水性高。因此，能够强化利用接合材料20进行的半导体模块14和冷却体12的接合。并且，对模塑树脂18实施上述的处理以外的表面处理来强化利用接合材料20进行的半导体模块14和冷却体12的接合也可以。 除此以外，能够在不脱离本专利技术的特征的范围内进行各种变形。例如，接合材料20也可以由绝缘材料以外的材料形成。虽然导热材料22由具有导电性的材料形成，但是，也可以由例如娃润脂(silicone grease)形成。若由娃润脂等绝缘体形成导热材料22,则确保半导体模块14的绝缘变得容易。此外，若利用绝缘体将模塑树脂18的内部的半导体元件和导热部16绝缘，则能够确保半导体模块的绝缘。实施方式2 关于本专利技术的实施方式2的半导体装置，为了避免说明的重复，以与上述的实施方式I的半导体装置的不同点为中心进行说明。图5是本专利技术的实施方式2的半导体装置的剖面图。在冷却体12上形成有冷却体槽12a。导热材料22和接合材料30隔着冷却体槽12a而分离。图6是表示本专利技术的实施方式2的半导体装置的冷却体的立体图。在冷却体12上呈框状地形成有冷却体槽12a。图7是表示本专利技术的实施方式2的半导体装置的冷却体、导热材料以及接合材料的立体图。接合材料30以包围导热材料22的方式形成。如在本专利技术的实施方式I中所说明的那样，导热材料22是为了半导体模块14的冷却而形成的，接合材料30是为了半导体模块14和冷却体12的接合而形成的。导热材料22和接合材料30具有不同的功能，若进行混合，则存在不能够维持功能的可能性。但是，根据本专利技术的实施方式2的半导体装置，导热材料22和接合材料30隔着冷却体槽12a而分离，所以，能够避免两者混合。实施方式3 关于本专利技术的实施方式3的半导体装置，为了避免说明的重复，以与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：半导体模块，具有由金属形成的导热部和使所述导热部在表面露出的模塑树脂；冷却体，利用接合材料固定于所述半导体模块；以及导热材料，形成在所述导热部和所述冷却体之间，将所述导热部和所述冷却体热连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：宫本昇，菊池正雄，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：