本发明专利技术的目的在于得到一种散热性提高、并且绝缘性提高的半导体装置。具备半导体元件（1a）、与半导体元件（1a）连接的引线框架（4a）、隔着第1绝缘层（5）配置于引线框架（4a）的金属基体板（6）、以及在金属基体板（6）中的与配置了第1绝缘层（5）的面相反的一侧设置的第2绝缘层（7），第1绝缘层（5）是散热性比第2绝缘层（7）高的绝缘层，第2绝缘层（7）是其绝缘性与第1绝缘层（5）的绝缘性相同或者比第1绝缘层（5）的绝缘性高的绝缘层。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及安装了 IGBT、二极管等半导体元件的半导体装置。
技术介绍
以往，关于安装了通过动作发生热的半导体元件的半导体装置，为了提高散热性，设置了由例如铜等热传导性优良的金属构成的金属基体板。在以往的半导体装置中，通过有机绝缘片、陶瓷基板将半导体元件的发生热传递到与冷却器连接的金属基体板。最近，伴随半导体元件的高密度集成化，需要提高散热特性。在专利文献I中，公开了如下的半导体装置:在金属基体板上，通过焊锡配置了陶瓷绝缘基板，进而，在陶瓷绝缘基板上，通过焊锡搭载了功率芯片等半导体元件。半导体元件的发生热经由陶瓷基板传递到金属基体板，从与金属基体板连接的冷却器散热。陶瓷基板是通过对氮化铝(A1N)、氧化铝(AL2O3X氮化硅(SiN)等无机物进行烧结而制造的，提高了散热性。在半导体元件与金属基体间配置有机绝缘片的情况下，需要提高该有机绝缘片的散热性。例如，在专利文献2中公开了用于提高散热性的高热传导性无机粉末。该高热传导性无机粉末由平均粒子直径是I 20 μ m、最大粒子直径是45 μ m以下的无机粉末构成，作为粒度区域3 40 μ m的构成粒子的无机粉末X的真圆度是0.80以上的球状而且是热传导率10W/mK以上，作为粒度区域0.1 1.5 μ m的构成粒子的无机粉末Y的真圆度是0.30以上且小于0.80的球状或者非球状而且热传导率是与无机粉末X等同或其以下，X/Y的质量比是I 30。由此，希望调制即使对树脂进行高填充也不会容易地高粘度化、而且散热性优良的树脂组成物。专利文献1:日本特开2006 — 303086号公报(图1)·专利文献2:日本特开2003 - 137627号公报(0004段 0006段)
技术实现思路
对于在半导体装置中应用的有机绝缘片、陶瓷基板，要求散热性，和用于稳定地驱动半导体装置的绝缘性。特别，最近，如果将碳化硅(SiC)元件等大电流化、可高频动作的半导体元件搭载于半导体装置，则需要应对元件发热变大、要应对额定电压的上升化、半导体装置的小型化。因此，需要制造不会使有机绝缘片、陶瓷基板的绝缘可靠性降低、而使半导体元件所致的发热高效地向金属基体板散热的半导体装置。但是，为了提高散热性而所需的热传导率、与为了提高绝缘性而所需的耐电压、耐部分放电电压处于折衷(trade off)的关系，所以例如在专利文献2中，通过规定无机粉末的粒子直径来谋求高填充化和散热性的提高，但未考虑无机填充材料所致的填充材料附近的电场集中，而存在绝缘性能降低这样的问题。另外，在专利文献I等应用了陶瓷基板的情况下，存在如下问题:虽然通过陶瓷基板的厚壁化满足了高耐压化，但成为绝缘层的陶瓷基板变厚，从而导致高热电阻化，由此散热性恶化。本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其目的在于得到一种散热性提高、并且绝缘性提高的半导体装置。本专利技术的半导体装置具备半导体元件、与半导体元件连接的引线框架、隔着第I绝缘层配置于引线框架的金属基体板、以及在金属基体板中的与配置了第I绝缘层的面相反的一侧设置的第2绝缘层。第I绝缘层是散热性比第2绝缘层高的绝缘层，第2绝缘层是其绝缘性与第I绝缘层的绝缘性相同或者比第I绝缘层的绝缘性高的绝缘层。根据本专利技术，在金属基体板的两侧具有2个绝缘层，2个绝缘层的特性不同，所以能够提高散热性、并且提高绝缘性。附图说明图1是示出本专利技术的实施方式I的半导体装置的剖面图。图2是示出本专利技术的实施方式I的绝缘层的散热特性和绝缘特性的相关图。图3是示出本专利技术的实施方式I的绝缘层的电场倍增率的图。图4是示出绝缘层的孔隙率和绝缘耐压的关系的相关图。图5是示出比较例的半导体装置的剖面图。(符号说明)UlaUb:半导体元件-AaAh:引线框架；5:高散热性绝缘层(第I绝缘层)；6:金属基体板；7:高绝缘性绝缘层(第2绝缘层)；9a、9b:冷却器；30:半导体装置。具体实施方式 实施方式1.图1是示出本专利技术的实施方式I的半导体装置的剖面图。图1所示的半导体装置30是安装了 2个半导体元件la、lb的例子。半导体装置30具备搭载半导体元件la、lb的引线框架(导电部件)4a、4b、对半导体元件la、lb的发热进行散热的冷却器9a、9b、以及与冷却器9a、9b连接的金属基体板6。半导体元件la、Ib分别搭载于引线框架4a、4b，半导体元件Ia与引线框架4a连接，半导体元件Ib与引线框架4b连接。半导体元件la、lb分别通过焊锡3a、3b粘接到引线框架4a、4b。半导体元件la、Ib通过导线8电连接。另外，半导体元件la、lb通过导线(未图示)与外部端子(未图示)电连接。在与用于对半导体元件IaUb的发热进行散热的冷却器9a、9b连接的金属基体板6和引线框架4a、4b之间设置了散热性高的绝缘层(以后，适当地称为高散热性绝缘层)5。在金属基体板6中的与高散热性绝缘层5相反的一侧配置了绝缘性高的绝缘层(以后，适当地称为高绝缘性绝缘层)7。关于半导体装置30，根据需要，用环氧树脂、硅凝胶、弹性材料等密封材料10对半导体元件la、Ib以及引线框架4a、4b进行密封。说明半导体装置30中使用的绝缘层5、7。在半导体装置的绝缘层中，要求二个功能、即绝缘性以及散热性。在专利文献I的半导体装置中，陶瓷绝缘基板相当于上述绝缘层，第一外部电极部相当于上述引线框架。在专利文献I的半导体装置中，将陶瓷绝缘基板置换为上述绝缘层并将第一外部电极部置换为上述引线框架而在图5中示出简化了的图。图5是示出比较例的半导体装置的图。在图5中，在作为通常的配置位置的金属基体板6的背面侧，配置了冷却器9。在图5所示那样的仅有一个绝缘层的比较例的半导体装置的情况下，需要通过一个绝缘层同时实现上述的二个功能。此处，考虑绝缘特性以及散热特性。图2是示出本专利技术的实施方式I的绝缘层的散热特性和绝缘特性的相关图。横轴是散热特性，纵轴是绝缘特性。如图2的相关特性20所示，散热特性和绝缘特性存在相关关系。即，散热特性和绝缘特性成为如果提高一方则另一方变低的关系。半导体元件与其他元件等绝缘，并且必需在能够发挥元件性能的温度范围内动作。关于安装了通过动作而大量发生热的半导体元件、在高温下动作的半导体元件的半导体装置，为了使半导体元件执行期望的动作，需要同时实现绝缘性以及散热性。关于需要通过一个绝缘层同时实现绝缘性以及散热性的比较例的半导体装置，作为绝缘层的特性，必需选择图2的虚线圆b所示那样的范围。一般，有机绝缘片成为对环氧树脂等热硬化性树脂填充了氮化铝、氧化铝(矾土)、氮化硼以及碳化硅等无机物的填充物的构造。为了提高散热性，通过填充物粒子直径的大径化、填充物的高相对介电常数化、增加填充物填充量来提高绝缘材料的热传导率即可。但是，在实施用于提高散热性的第I方法、即填充物粒子直径的大径化的情况下，如图3所示，粒子直径越大，电场倍增率(将无机填充材料附近部的局部电场除以平均电场而得到的指数)越高，其结果，耐电压特性、耐部分放电特性等绝缘性急剧降低。图3是示出本专利技术的实施方式I的绝缘层的电场倍增率的图。横轴是无机填充材料的粒子直径，纵轴是电场倍增率。特性11是无机填充材料为高相对介电常数的情况的特性，特性12是无机填充材料为低相对介电常数的情况的特性。另外，在实施用于提高散热性的第2方法、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】...
【专利技术属性】
技术研发人员：盐田裕基，冈诚次，山口义弘，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：
国别省市：
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