半导体模块的制造方法、半导体模块技术

本发明专利技术提供半导体模块的制造方法、半导体模块，该半导体模块兼具在背面露出的散热板所致的高散热性和高可靠性。在该半导体模块（10）中，半导体芯片（11、12）经由焊锡层（13）分别搭载于下垫板（金属板）（14、15）的表面。该下垫板（14、15）的背面经由粘接树脂层（16）和绝缘树脂层（17）接合于散热板（18）。这些结构被密封在塑模树脂层（20）中，成为散热板（18）的下表面从塑模树脂层（20）露出的形态。在该散热板（18）中，仅在作为其主体的铜板（金属板）（181）的背面（下表面）形成有硅酸盐层（182）。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供半导体模块的制造方法、半导体模块，该半导体模块兼具在背面露出的散热板所致的高散热性和高可靠性。在该半导体模块（10）中，半导体芯片（11、12）经由焊锡层（13）分别搭载于下垫板（金属板）（14、15）的表面。该下垫板（14、15）的背面经由粘接树脂层（16）和绝缘树脂层（17）接合于散热板（18）。这些结构被密封在塑模树脂层（20）中，成为散热板（18）的下表面从塑模树脂层（20）露出的形态。在该散热板（18）中，仅在作为其主体的铜板（金属板）（181）的背面（下表面）形成有硅酸盐层（182）。【专利说明】半导体模块的制造方法、半导体模块
本专利技术涉及半导体模块，该半导体模块具有如下结构:将半导体芯片密封在塑模树脂层中，且进行半导体芯片的散热的散热板在塑模树脂层的下表面露出。
技术介绍
一般而言，在使用半导体芯片时，形成为具有如下结构的半导体模块:在金属板上搭载有半导体芯片的结构被密封到绝缘性的塑模树脂层中，作为端子的引线从塑模树脂层导出。这里，特别是半导体芯片为功率半导体芯片(功率MOSFET或IGBT等)的情况下，要求有效地进行半导体芯片的散热。该散热主要经由搭载半导体芯片的金属板进行。该金属板本身也能作为一个端子使用。另一方面，有时还构成为将塑模树脂层的下表面与半导体芯片等电绝缘的结构。即使在该情况下，为了散热，也优选在塑模树脂层的下表面设置由金属构成的散热板。在该情况下，要求搭载半导体芯片的金属板与散热板电绝缘，并且提高它们之间的导热效率。图5是不意地表不该结构的半导体模块90的一个例子的俯视图(a)和其A-A方向的剖视图(b)。在该半导体模块90中，半导体芯片91、92通过焊锡层93分别搭载于下垫板(金属板)94,95的表面。该下垫板94、95的背面经由粘接树脂层96和绝缘树脂层97接合于散热板98。下垫板94、95的一部分形成为在俯视(图5的(a))中向左右突出的形态，分别成为该半导体模块90中的引线端子之一。另外，还设有与下垫板94、95电独立的引线端子99。半导体芯片91、92与下垫板94、95、引线端子99间的电连接通过连接焊线(bondingwire) 100来实现。由此，在该半导体模块90中，利用半导体芯片91、92构成电路，并且它们的输入输出利用各引线端子进行。如图5的(b)所示，成为半导体芯片91、92等被密封在塑模树脂层101中，散热板98的下表面在塑模树脂层101的下表面露出的状态。在图5的(a)示出了透视塑模树脂层101的俯视图。而且，图5所示的结构是对现有结构的示意图示，实际上引线端子数量更多，半导体芯片与引线端子间的连接也更复杂。在该结构中，为了提高散热性，经由散热板98的露出的背面(图5中的下表面)进行半导体芯片91、92的散热。因此，构成散热板98的金属大多采用导热率高的铜。由于铜或其合金的表面非常不稳定且容易发生腐蚀或氧化，因此一般大多在铜等金属板的表面实施各种涂布以防止腐蚀或氧化。例如，在专利文献I中记载了对钢板的表面进行各种处理、例如硅酸盐处理(在表面形成硅酸盐化合物层的处理)的内容。此外，在专利文献2中记载了对多层配线基板中的铜配线进行硅酸盐处理，提高与层间绝缘膜(氧化硅膜等)之间的密合性。专利文献1:W02005/105432号公报专利文献2:日本特开2007-107080号公报在上述的半导体模块90中采用的散热板98中，从抑制氧化或腐蚀或者提高散热性的观点出发，上述那样的硅酸盐处理是有效的。但是，另一方面，在实施了这样的表面处理的情况下，与专利文献2中记载的层间绝缘膜(氧化硅膜等)和铜(配线)之间不同，由环氧树脂等树脂材料构成的塑模树脂层101等与散热板98之间的密合性变差。因此，对散热板进行了这种处理的半导体模块的可靠性变低。S卩，难以得到兼具在背面露出的散热板的高散热性和高可靠性的半导体模块。
技术实现思路
本专利技术正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于解决上述问题。本专利技术为了解决上述课题，形成了下面揭示的结构。本专利技术的半导体模块的制造方法，该半导体模块被构成为，将半导体芯片密封在塑模树脂层中，使散热板的下表面在所述塑模树脂层的下表面露出，该制造方法的特征在于具有:散热板制造步骤，按照如下方式形成所述散热板:在作为所述散热板的主体的金属板的下表面形成含有硅酸盐化合物的硅酸盐层，且在所述金属板的侧面不形成所述硅酸盐层；和塑模步骤，按照如下方式形成所述塑模树脂层:以形成有所述硅酸盐层的所述散热板的下表面露出的方式在所述散热板的上表面侧密封所述半导体芯片。本专利技术的半导体模块的制造方法的特征还在于，在所述散热板制造步骤中，在比所述散热板大的金属平板中的一个主面形成所述硅酸盐层，之后，通过切断所述金属平板得到所述散热板。本专利技术的半导体模块的制造方法的特征还在于，在所述散热板制造步骤中，通过在所述金属平板上涂布涂布液来形成所述硅酸盐层，该涂布液是在挥发性溶剂中溶解构成所述硅酸盐层的材料而成的。本专利技术的半导体模块的制造方法的特征还在于，在所述塑模步骤之前具有:芯片搭载步骤，将所述半导体芯片搭载于引线框架；和接合步骤，将所述引线框架的下表面经由绝缘树脂层接合于所述散热板的上表面。本专利技术的半导体模块的制造方法的特征还在于，在所述塑模步骤之后，将构成所述塑模树脂层的材料在所述散热板的下表面的表面硬化的部分剥离除去。本专利技术的半导体模块的特征在于，该半导体模块是通过所述半导体模块的制造方法制造的。本专利技术的半导体模块，其被构成为，将半导体芯片密封在塑模树脂层中，使散热板的下表面在所述塑模树脂层的下表面露出，该半导体模块的特征在于，所述散热板在作为散热板主体的金属板的下表面形成有含有硅酸盐化合物的硅酸盐层，且在所述金属板的侧面未形成所述硅酸盐层。本专利技术的半导体模块的特征还在于，在所述塑模树脂层中，所述半导体芯片被搭载于引线框架，所述引线框架的下表面经由绝缘树脂层接合于所述散热板的上表面。本专利技术如上所述那样构成，因此能够得到兼具在背面露出的散热板的高散热性和高可靠性的半导体模块。【专利附图】【附图说明】图1是表示通过作为本专利技术实施方式的制造方法所制造的半导体模块的结构的剖视图。图2是表示本专利技术实施方式涉及的半导体模块的制造方法的步骤剖视图。图3是表示本专利技术实施方式涉及的半导体模块的制造方法中的散热板制造步骤的图。图4是表示本专利技术实施方式涉及的半导体模块的制造方法中的塑模步骤后的一般形状的剖视图。图5是现有的半导体模块的一个例子的俯视图(a)和剖视图(b)。符号说明10,90:半导体模块;11、12、91、92:半导体芯片;13、93:焊锡层;14、15、94、95:下垫板;16、96:粘接树脂层;17、97:绝缘树脂层;18、98:散热板;19、100:焊线;20、101:塑模树脂层；21:溢料；99:引线端子；181:铜板(金属板:散热板)；182:硅酸盐层(散热板)；200:铜平板(金属平板)；300:刀片。【具体实施方式】以下，对作为本专利技术实施方式的半导体模块的制造方法进行说明。这里制造的半导体模块的结构除了散热板以外与图5记载的结构相同。即，搭载有半导体芯片的下垫板经由绝缘层接合于散热板的结构形成于塑模树脂层中。散热板的背面(与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体模块的制造方法，该半导体模块被构成为，将半导体芯片密封在塑模树脂层中，使散热板的下表面在所述塑模树脂层的下表面露出，该制造方法的特征在于具有：散热板制造步骤，按照如下方式制造所述散热板：在作为所述散热板的主体的金属板的下表面形成含有硅酸盐化合物的硅酸盐层，且在所述金属板的侧面不形成所述硅酸盐层；和塑模步骤，按照如下方式形成所述塑模树脂层：以形成有所述硅酸盐层的所述散热板的下表面露出的方式在所述散热板的上表面侧密封所述半导体芯片。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：板桥龙也，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP