專利名稱：半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，特別涉及適合于功率半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
<第一現(xiàn)有技術(shù)>
以往，已知被稱為殼體型的半導(dǎo)體裝置。在該殼體型半導(dǎo)體裝置中，在由Cu基座板和殼體形成的箱體之中容納有半導(dǎo)體芯片(例如，IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor :絕緣柵雙極晶體管)和二極管的對)等。更具體地說，此種半導(dǎo)體裝置具有絕緣基板(由在兩面形成有金屬層的絕緣性板狀構(gòu)件(氮化鋁、氮化硅、氧化鋁等)構(gòu)成)，在該絕緣基板的一個面的金屬層(構(gòu)成布線圖案)上焊接有半導(dǎo)體芯片以及電極。并且，絕緣基板利用另一個面的金屬層與Cu基座板焊接。之后，利用鋁線等的連接布線進(jìn)行半導(dǎo)體芯片 等的電連接。然后，用粘接劑粘接基座板和殼體，向由Cu基座板和殼體構(gòu)成的箱體內(nèi)注入樹脂(例如，硅膠(silicon gel)、液狀環(huán)氧樹脂)，由此，半導(dǎo)體芯片等被密封。之后，在殼體外部形成與殼體內(nèi)部的上述電極連接的電極。在該結(jié)構(gòu)的情況下，在將絕緣基板焊接于Cu基座板之后的冷卻工序中，Cu基座板以及絕緣基板發(fā)生收縮。此外，將這樣的由降溫引起的收縮稱為降溫時收縮。在用于該降溫時收縮的室溫中，絕緣基板向與Cu基座板相反一側(cè)呈凸?fàn)盥N曲，朝向絕緣基板的上側(cè)(即，搭載有半導(dǎo)體芯片等的一側(cè))作用拉伸應(yīng)力。這是因?yàn)?，Cu基座板的線膨脹系數(shù)(也稱為線膨脹率)比絕緣基板的線膨脹系數(shù)大。具體地說，Cu的線膨脹系數(shù)為17ppm/°C，而作為構(gòu)成絕緣基板的絕緣性板狀構(gòu)件的材料例的氮化鋁的線膨脹系數(shù)為5. 7ppm/°C。另外，作為絕緣性板狀構(gòu)件的其他材料例的氮化硅及氧化鋁的線膨脹系數(shù)分別為3. 2ppm/°C及6. 5ppm/°C。絕緣基板及Cu基座板的尺寸越大，該翹曲就越大，根據(jù)情況，在絕緣基板上產(chǎn)生裂紋。另外，若半導(dǎo)體芯片由于通電發(fā)熱，則由于半導(dǎo)體芯片和連接布線的線膨脹系數(shù)之差，有時在半導(dǎo)體芯片和連接布線的接合部產(chǎn)生裂紋。產(chǎn)生這樣的裂紋會導(dǎo)致該接合部的可靠性、換言之半導(dǎo)體裝置的可靠性下降?？紤]導(dǎo)入應(yīng)力緩沖層等復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以提高接合部的可靠性。但是，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化不符合近年來的要通過縮小半導(dǎo)體芯片的面積而使半導(dǎo)體裝置小型化的要求。<第二現(xiàn)有技術(shù)>
半導(dǎo)體芯片和連接布線的接合部的可靠性能夠通過傳遞模塑型的半導(dǎo)體裝置來改善。在這種半導(dǎo)體裝置中，使用線膨脹系數(shù)比在上述殼體型中使用的液狀環(huán)氧樹脂等低的樹月旨，通過傳遞模塑樹脂密封法來密封半導(dǎo)體芯片等。若采用傳遞模塑型，則可得到對于半導(dǎo)體芯片等的部件較大的粘接力。在例如下述專利文獻(xiàn)I中所記載的半導(dǎo)體裝置中，在引線框的一個面焊接半導(dǎo)體芯片，在該引線框的另一個面焊接絕緣基板。之后，通過傳遞模塑法，用傳遞模塑樹脂密封半導(dǎo)體芯片等。
但是，存在如下情況半導(dǎo)體裝置越大型化，絕緣基板就越容易由于傳遞模塑樹脂的硬化收縮及降溫時收縮而發(fā)生翹曲。若因該翹曲而在絕緣基板產(chǎn)生裂紋，則根據(jù)情況，不能夠確保半導(dǎo)體裝置的絕緣。另外，在傳遞模塑型中，引線框的外部引線部分成為裝置的端子，但是，由于外部引線部分從半導(dǎo)體裝置的側(cè)面突出，所以，不能簡單地進(jìn)行與既存產(chǎn)品之間的替換。<第三現(xiàn)有技術(shù)>
但是，存在以下情況在安裝功率半導(dǎo)體 裝置的框體上涂敷高導(dǎo)熱性潤滑脂，在其之上載置功率半導(dǎo)體裝置并進(jìn)行螺釘緊固。高導(dǎo)熱性潤滑脂的熱導(dǎo)率在潤滑脂中比較高，但是，與金屬相比非常低。因此，若高導(dǎo)熱性潤滑脂厚，則得不到功率半導(dǎo)體裝置的充分的散熱性?？紤]框體和半導(dǎo)體裝置的相對的表面的翹曲、起伏等來決定潤滑脂的涂敷厚度。另外，在安裝了半導(dǎo)體裝置之后的潤滑脂的厚度也在框體和半導(dǎo)體裝置的相對的表面的翹曲與起伏之和以上。鑒于該點(diǎn)，提出了減小半導(dǎo)體裝置的翹曲的各種結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，還存在如下情況若框體和半導(dǎo)體裝置的相對的兩個表面的翹曲、起伏等過大，則在將半導(dǎo)體裝置螺釘緊固在框體上時，半導(dǎo)體裝置翹曲，絕緣基板產(chǎn)生裂紋。對此也提出了各種結(jié)構(gòu)。在例如下述專利文獻(xiàn)2所記載的結(jié)構(gòu)中，部分模塊各自的基座板在角區(qū)域具有凹部，以使彼此的凹部對接的方式相鄰配置部分模塊。然后，在凹部對接而成的長孔中使螺釘通過，利用該螺釘將部分模塊固定在框體上。若采用該結(jié)構(gòu)，則能夠減小部分模塊各自的安裝面積，能夠抑制翹曲或起伏的影響。由于相鄰的部分模塊共有螺釘，所以，使螺釘?shù)膫€數(shù)減少。此外，若使該螺釘共有化，則為了固定η個部分模塊所需的螺釘固定處為{2η+2}處。但是，存在如下情況由于使用相同的螺釘對相鄰的部分模塊進(jìn)行固定，所以，由于各部分模塊的翹曲、起伏等以及安裝部分模塊的框體的翹曲、起伏等，即使為相同的螺釘緊固量，施加在各部分模塊上的軸向力也不同。在這樣的情況下，不能適當(dāng)?shù)匕惭b所有的部分模塊?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)I :日本特開平9 - 129822號公報；
專利文獻(xiàn)2 :日本特開2004 - 319992號公報。根據(jù)第一現(xiàn)有技術(shù)(殼體型)，如上所述那樣，存在如下情況在將絕緣基板焊接在Cu基座板上之后的冷卻工序中，絕緣基板發(fā)生翹曲。絕緣基板及Cu基座板的尺寸越大，該翹曲就越大，根據(jù)情況，會在絕緣基板上產(chǎn)生裂紋。并且，根據(jù)第一現(xiàn)有技術(shù)，如上述那樣，還存在如下情況由于通電時的半導(dǎo)體芯片的發(fā)熱，在半導(dǎo)體芯片和連接布線的接合部產(chǎn)生裂紋。這樣的裂紋的產(chǎn)生導(dǎo)致該接合部的可靠性下降。雖然考慮導(dǎo)入應(yīng)力緩沖層等復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以提高接合部的可靠性，但是，由此難以滿足使半導(dǎo)體裝置小型化這樣的要求。另外，根據(jù)第二現(xiàn)有技術(shù)(傳遞模塑型)，如上述那樣，存在如下情況雖然能夠提高半導(dǎo)體芯片和連接布線的接合部的可靠性，但是，即使為傳遞模塑型，絕緣基板也發(fā)生翹曲。即，如上述那樣，存在如下情況伴隨著半導(dǎo)體裝置的大型化，由于傳遞模塑樹脂的硬化收縮及降溫時收縮，絕緣基板發(fā)生翹曲。若由于該翹曲而導(dǎo)致在絕緣基板上產(chǎn)生裂紋，則根據(jù)情況，不能確保半導(dǎo)體裝置的絕緣。進(jìn)而，根據(jù)第二現(xiàn)有技術(shù)，如上述那樣，由于引線框的外部引線部分從半導(dǎo)體裝置的側(cè)面突出，所以，不能簡單地進(jìn)行與既存產(chǎn)品之間的替換。另外，根據(jù)第三現(xiàn)有技術(shù)(專利文獻(xiàn)2的技術(shù))，如上述那樣，存在如下情況由于用相同的螺釘對相鄰的部分模塊進(jìn)行固定，所以，由于各部分模塊的翹曲、起伏等以及安裝部分模塊的框體的翹曲、起伏等，即使為相同的螺釘緊固量，施加在各部分模塊上的軸向力也不同。在這樣的情況下，不能適當(dāng)?shù)匕惭b所有的部分模塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種防止翹曲、裂紋等缺陷并且實(shí)現(xiàn)安裝的適當(dāng)化及容易化等的技術(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方式，提供一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有絕緣基板，具有搭載有至少一個半導(dǎo)體芯片以及至少一個電極的一個主面；基座板，具有與所述絕緣基板的另一個主面接合的一個主面；以及傳遞模塑樹脂，以覆蓋所述基座板的所述一個主面、所述絕緣基板、所述至少一個半導(dǎo)體芯片、所述至少一個電極的接合端部且使所述基座板的一個主面露出的方式設(shè)置，所述基座板的線膨脹系數(shù)低于銅的線膨脹系數(shù)，所述傳遞模塑樹脂的線膨脹系數(shù)為16ppm/°C以下，所述傳遞模塑樹脂具有以所述基座板的相對的短邊中央部附近分別露出的方式被挖去的形狀，所述基座板在利用所述傳遞模塑樹脂的所述被挖去的形狀而露出的各部分具有在厚度方向貫通該基座板的安裝孔。根據(jù)上述一個方式，基座板的線膨脹系數(shù)低于銅的線膨脹系數(shù)，傳遞模塑樹脂的線膨脹系數(shù)為16ppm/°C以下。因此，能夠減小由各種溫度原因引起的翹曲，其結(jié)果是，能夠防止絕緣基板出現(xiàn)裂紋和由該裂紋引起的絕緣破壞等。另外，若采用上述的基座板及傳遞模塑樹脂，則能夠防止構(gòu)件間的界面剝離。另外，若減小上述翹曲，則基座板和安裝面的平行性提高，因此能夠謀求導(dǎo)熱性潤滑脂的厚度的適當(dāng)化或基座板與安裝面的緊貼程度的提高，能夠得到良好的熱傳導(dǎo)效率，換言之，能夠得到良好的散熱性。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)適當(dāng)?shù)陌惭b。另外，若減小上述翹曲，即使是利用兩個安裝孔進(jìn)行的兩個部位的固定，也能夠得到基座板和安裝面之間的平行性，由此能夠?qū)崿F(xiàn)適當(dāng)?shù)陌惭b。另外，固定件的數(shù)量較少即可，進(jìn)而，削減固定件的個數(shù)關(guān)系到安裝操作性的提高、固定件的成本削減。另外，固定部位少，從而難以發(fā)生基座板的起伏，在這一點(diǎn)上也能夠?qū)崿F(xiàn)適當(dāng)?shù)陌惭b。另外，基座板的兩個安裝孔分別設(shè)置在相對的短邊中央部附近，即，設(shè)置在基座板的長尺寸方向的兩端。通常，構(gòu)件的尺寸越大，翹曲越大，鑒于這一點(diǎn)，該兩個安裝孔設(shè)置在合適的位置。因此，能夠確?；搴桶惭b面之間的平行性，能夠?qū)崿F(xiàn)合適的安裝。另外，利用傳遞模塑樹脂的部分地被挖去的形狀使基座板的安裝孔從傳遞模塑樹脂露出。因此，能夠避免傳遞模塑樹脂和基座板的接觸面積大幅度減小，換言之，能夠避免傳遞1 塑樹脂和基座板之間的粘接力大幅度減小。另外，由于基座板的安裝孔沒有被多個半導(dǎo)體裝置共有，所以不會發(fā)生因多個半導(dǎo)體裝置共有固定器而使施加于各半導(dǎo)體裝置的軸向力不同的問題。在這一點(diǎn)上也能夠?qū)崿F(xiàn)是合適的安裝。本發(fā)明的目的、特征、局面以及優(yōu)點(diǎn)通過以下詳細(xì)的說明和附圖會更加清楚。


圖I是例示實(shí)施方式I的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖2是圖I中的2-2線的剖視圖。圖3是圖I中的3-3線的剖視圖。圖4是說明基座板的收縮的剖視圖。圖5是說明由于基座板的收縮而使絕緣基板產(chǎn)生裂紋的樣子的示意圖。 圖6是說明傳遞模塑樹脂的收縮的剖視圖。圖7是說明由于傳遞模塑樹脂的收縮而使絕緣基板產(chǎn)生裂紋的樣子的示意圖。圖8是例示實(shí)施方式I的半導(dǎo)體裝置的其他結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖9是圖8中的用點(diǎn)劃線包圍的部分9的放大圖。圖10是例示實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。圖11是例示實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖12是例示實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖13是例示比較用的半導(dǎo)體裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。圖14是例示比較用的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖15是例示實(shí)施方式2的半導(dǎo)體裝置的其他電路結(jié)構(gòu)的電路圖。圖16是例示實(shí)施方式3的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖17是例示實(shí)施方式3的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖18是圖16中的用點(diǎn)劃線包圍的部分18的放大圖。圖19是說明實(shí)施方式4的樹脂厚度的剖視圖。圖20是說明實(shí)施方式4的樹脂厚度的曲線圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下
100、100B、100C半導(dǎo)體裝置(半導(dǎo)體單元)
102U02B絕緣基板 110半導(dǎo)體芯片 112電極 120U20C基座板 122安裝孔 124接合區(qū)域 126周邊區(qū)域 140傳遞模塑樹脂 142被挖去的形狀 200、200B半導(dǎo)體裝置 202電路單元 212外部殼體 t樹脂厚度。
具體實(shí)施例方式雖然在實(shí)施方式中例示適用于例如馬達(dá)的驅(qū)動控制的功率半導(dǎo)體裝置，但是，以下的說明不限定于功率半導(dǎo)體裝置。〈實(shí)施方式1>
在圖I中示出了例示實(shí)施方式I的半導(dǎo)體裝置100的結(jié)構(gòu)的俯視圖，在圖2中例示了圖I中2-2線的剖視圖，在圖3中例示了圖I中3-3線的剖視圖。此外，以下，與將圖I稱為俯視圖匹配地規(guī)定半導(dǎo)體裝置100的上下方向。在該情況下，圖2及圖3的上下方向原樣地對應(yīng)于半導(dǎo)體裝置100的上下方向。另外，以下有時也將半導(dǎo)體裝置100的上下方向表現(xiàn)為厚度方向。半導(dǎo)體裝置100包括絕緣基板102。在圖示的例子中，絕緣基板102包括絕緣性板狀構(gòu)件104 ;金屬層106，形成在絕緣性板狀構(gòu)件104的一個主面(在此為上主面)上；金 屬層108，形成在絕緣性板狀構(gòu)件104的另一個主面(在此為下主面)上。上主面?zhèn)鹊慕饘賹?06在平面視圖中形成為預(yù)定的布線圖案(省略圖示)，因此，以下有時也將該金屬層106稱為布線圖案106。下主面?zhèn)鹊慕饘賹?08的平面視圖形狀是任意的，該金屬層108例如整個面地形成在預(yù)定的區(qū)域內(nèi)。絕緣性板狀構(gòu)件104例如由陶瓷(例示了氮化鋁、氮化硅、氧化鋁)等絕緣材料構(gòu)成，金屬層106、108例如由銅等金屬材料構(gòu)成。作為電路部件的例子的半導(dǎo)體芯片110及電極112利用焊料114接合于布線圖案106。g卩，半導(dǎo)體芯片110及電極112搭載在絕緣基板102的一個主面(在此為上主面)上。以構(gòu)成預(yù)定的電路的方式利用鋁線等連接布線116將半導(dǎo)體芯片110及電極112連接到預(yù)定的部位。此外，半導(dǎo)體芯片110、電極112及連接布線116的數(shù)量不限定于圖示的例子。在此，例示了在半導(dǎo)體芯片110中組入IGBT等的功率半導(dǎo)體元件的情況。半導(dǎo)體芯片110可以將娃(Si)作為基板來構(gòu)成,也可以將帶隙比娃寬的寬帶隙(wide-gap)半導(dǎo)體(碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)類材料等)作為基板來構(gòu)成。寬帶隙半導(dǎo)體在耐電壓性高、允許電流密度高等特性上適合于功率半導(dǎo)體元件。另外，根據(jù)這些特性，與利用硅基板的情況相比，能夠使半導(dǎo)體芯片110小型化，其結(jié)果是，能夠使半導(dǎo)體裝置100小型化。此外，既可以全部的半導(dǎo)體芯片110利用寬帶隙半導(dǎo)體的基板，也可以僅一部分半導(dǎo)體芯片110利用寬帶隙半導(dǎo)體的基板。在下主面?zhèn)鹊慕饘賹?08上利用焊料130接合有基座板120。S卩，絕緣基板102的另一個主面(在此為下主面)與基座板120的一個主面(在此為上主面)接合。在此，基座板120的一個主面及另一個主面(在此為下主面)都為平坦面(即，沒有階梯差的平面)。此外，基座板120、絕緣基板102、半導(dǎo)體芯片110的層疊方向處于半導(dǎo)體裝置100的上下方向(換言之，厚度方向)?；?20具有在平面視圖(plan view)中能夠容納絕緣基板102的尺寸、形狀，在該平面視圖中，絕緣基板102以不從基座板120伸出的方式配置。在此，例示了基座板120的平面視圖形狀即主面的形狀為長方形的情況。此外，以下在基座板120中也將與主面的短邊相連的側(cè)面(換言之，在基座板120的短尺寸方向延伸的側(cè)面)稱為短側(cè)面，將與主面的長邊相連的側(cè)面(換言之，在基座板120的長尺寸方向延伸的側(cè)面)稱為長側(cè)面。
基座板120作為散熱板發(fā)揮功能，因此由導(dǎo)熱性高的材料構(gòu)成。雖然能夠采用例如銅(Cu)、AlSiC、CuMo等，但是，如后述那樣，優(yōu)選線膨脹系數(shù)比Cu小的材料、例如AlSiC、CuMo 等。如在圖I及圖3中所例示的那樣，基座板120具有兩個在厚度方向貫通基座板120的安裝孔122。換言之，各安裝孔122在基座板120的兩個主面間沿著與該主面正交的方向形成。在用螺栓將半導(dǎo)體裝置100固定在安裝位置(例如預(yù)定的框體、散熱器等)時，為了使螺栓通過而利用安裝孔122。安裝孔122可以具有螺紋槽，也可以不具有螺紋槽。此外，雖然列舉螺栓作為固定件的一個例子，但是，也能夠利用螺釘?shù)绕渌潭?。兩個安裝孔122分別設(shè)置在基座板120中的主面的相對的短邊的中央部附近(換言之，相對的短側(cè)面的中央部附近)。此時，兩個安裝孔122夾著基座板120的中心點(diǎn)在基座板120的長尺寸方向上排列。 絕緣基板102上的半導(dǎo)體芯片110等利用傳遞模塑樹脂140來密封。更具體地說，傳遞模塑樹脂140覆蓋絕緣基板102、半導(dǎo)體芯片110、電極112的接合端部(與絕緣基板102接合的一側(cè)的端部)、連接布線116。另外，傳遞模塑樹脂140覆蓋基座板120的上主面(但是安裝孔122露出)，不覆蓋基座板120的下主面(即，該下主面從樹脂140露出)。此夕卜，在圖示的例子中，傳遞模塑樹脂140從基座板120的上主面到達(dá)至側(cè)面(短側(cè)面及長側(cè)面)，但是，也能夠采用樹脂140未在基座板的側(cè)面上形成的形狀。在此，電極112在與絕緣基板102正交的方向延伸，電極112的下部(B卩，接合端部)埋設(shè)在傳遞模塑樹脂140內(nèi)，電極112的上部從傳遞模塑樹脂140的上表面(位于絕緣基板102的上主面的上方的面)突出。因此，與如第二現(xiàn)有技術(shù)那樣外部引線從傳遞模塑樹脂的側(cè)面突出的結(jié)構(gòu)不同，半導(dǎo)體裝置100容易與殼體型的既存產(chǎn)品替換。傳遞模塑樹脂140具有在上視圖(top view)(換言之，平面視圖。參照圖I)中包圍基座板120的大致長方形，但是，如圖I及圖3所示，傳遞模塑樹脂140以不堵塞基座板120的安裝孔122的方式形成。更具體地說，傳遞模塑樹脂140避開安裝孔122的內(nèi)部及上方、基座板120的上主面及短側(cè)面中的安裝孔122附近的區(qū)域來形成。因此，如圖I所例示，傳遞模塑樹脂140在安裝孔122的附近具有被挖去的形狀，以使安裝孔122露出。該被挖去的形狀142到達(dá)至傳遞模塑樹脂140的上表面。被挖去的形狀142能夠通過例如傳遞模塑樹脂140的成型模具的形狀設(shè)計來形成。半導(dǎo)體裝置100將基座板120的下主面(換言之，露出主面)朝向安裝位置(例如預(yù)定的框體、散熱器等)配置，利用在安裝孔122中通過的螺栓固定在安裝位置。此時，在基座板120的露出主面和安裝位置的表面(即，安裝面)中的一個或兩個上涂敷導(dǎo)熱性潤滑脂。此外，在半導(dǎo)體裝置100的發(fā)熱量小的情況下，也能夠省略導(dǎo)熱性潤滑脂的涂敷。在此，對基座板120的材料進(jìn)行說明。在圖4中例示出半導(dǎo)體裝置100的制造過程中的結(jié)構(gòu)的剖視圖。具體地說，在圖4中例不了將半導(dǎo)體芯片110、基座板120等焊接在絕緣基板102上之后的制造中間品(換言之，中間體)96。此外，圖4與圖3相對應(yīng)。在焊接工序之后進(jìn)彳丁冷卻工序，但是，在該冷卻工序中，制造中間品96的基座板120發(fā)生收縮。此外，將這樣的由降溫引起的收縮稱為降溫時收縮。圖4中的箭頭150示意地表示基座板120的降溫時收縮。
由于基座板120與絕緣基板102 (更具體的說是絕緣性板狀構(gòu)件104)的線膨脹系數(shù)不同，所以，基座板120和絕緣基板102的接合體相對于溫度(換言之是熱)示出了與所謂雙金屬結(jié)構(gòu)(bimetallic structure)類似的舉動。具體地說,在基座板120的線膨脹系數(shù)比絕緣性板狀構(gòu)件104的膨脹系數(shù)高的情況下，由于基座板120的降溫時收縮，如圖5的示意圖所示，該基座板120向絕緣基板102側(cè)呈凸?fàn)盥N曲。由于該翹曲，在絕緣性板狀構(gòu)件104中產(chǎn)生拉伸應(yīng)力152。其結(jié)果是，存在在絕緣性板狀構(gòu)件104上產(chǎn)生裂紋154的情況。在圖5中例示了在絕緣性板狀構(gòu)件104的上主面在布線圖案106的最外邊緣部附近產(chǎn)生裂紋154的情況。鑒于這一點(diǎn)，優(yōu)選基座板120由線膨脹系數(shù)更低的材料構(gòu)成。例如，Cu的線膨脹系數(shù)約為17ppm/°C，AlSiC的線膨脹系數(shù)約為7. 5ppm/°C，CuMo的線膨脹系數(shù)約為7. 5ppm/°C，因此，在該例子中，與Cu相比，AlSiC及CuMo能夠降低基座板120的上述翹曲。若對此進(jìn)行一般化，則由線膨脹系數(shù)與以往多用于基座板的Cu的線膨脹系數(shù)相比更小的材料構(gòu)成基座板120，由此，能夠防止絕緣基板102發(fā)生裂紋，進(jìn)而防止由該裂紋引起的絕緣破壞等。特別是，伴隨著基座板的大型化，該翹曲變大，因此線膨脹系數(shù)小的基座板120也適合大型化。基座板120及絕緣基板102的翹曲不僅僅由上述的制造工序中的降溫時收縮引起。即使在制造后的半導(dǎo)體裝置100中，由于例如通電導(dǎo)致的發(fā)熱及線膨脹系數(shù)的不同，也存在基座板120及絕緣基板102發(fā)生翹曲的情況。但是，若采用線膨脹系數(shù)低的基座板120，則即使在制造后也能夠得到與上述同樣的效果。接下來，對傳遞模塑樹脂140的材料進(jìn)行說明。下述的表I為針對在絕緣基板102 (更具體的說是絕緣性板狀構(gòu)件104)和傳遞模塑樹脂140之間的界面處的剝離以及在基座板120和傳遞模塑樹脂140之間的界面處的剝離匯總應(yīng)力分析的結(jié)果的表。在表I中，作為基座板120的材料，例示了 AlSiC及Cu，作為傳遞模塑樹脂140的線膨脹系數(shù),例示了 10ppm/°C、13ppm/°C及16ppm/°C。[表 I]
在界面剝離方向上作用的應(yīng)力值(將剝離發(fā)生臨界應(yīng)力設(shè)為100%的相對值)
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有 絕緣基板，具有搭載有至少一個半導(dǎo)體芯片以及至少一個電極的一個主面； 基座板，具有與所述絕緣基板的另一個主面接合的一個主面；以及傳遞模塑樹脂，以覆蓋所述基座板的所述一個主面、所述絕緣基板、所述至少一個半導(dǎo)體芯片、所述至少一個電極的接合端部并且使所述基座板的另一個主面露出的方式設(shè)置，所述基座板的線膨脹系數(shù)低于銅的線膨脹系數(shù)，所述傳遞模塑樹脂的線膨脹系數(shù)為16ppm/°C 以下， 所述傳遞模塑樹脂具有以所述基座板的相對的短邊中央部附近分別露出的方式被挖去的形狀， 所述基座板在利用所述傳遞模塑樹脂的所述被挖去的形狀而露出的各部分具有在厚度方向貫通該基座板的安裝孔。
2.—種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有 多個電路單元；以及 外部殼體，容納所述多個電路單元， 所述多個電路單元分別由權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置構(gòu)成，由此，在所述多個電路單元的每一個中設(shè)置有所述基座板。
3.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述基座板的所述一個主面具有 接合區(qū)域，處于與所述絕緣基板接合的接合范圍；以及 周邊區(qū)域，與所述接合區(qū)域相比位于該基座板的所述另一個主面的一側(cè)。
4.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述傳遞模塑樹脂中的所述絕緣基板的所述一個主面上的部分的厚度為5_以下。
5.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述傳遞模塑樹脂中的所述絕緣基板的所述一個主面上的部分的厚度為3mm以上。
6.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述至少一個半導(dǎo)體芯片包括將寬帶隙半導(dǎo)體作為基板而構(gòu)成的半導(dǎo)體芯片。
7.如權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述至少一個電極包括從位于所述絕緣基板的所述一個主面的上方的所述傳遞模塑樹脂的上表面突出的電極。
8.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述多個電路單元以能夠進(jìn)行不同的相位的輸出的方式構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述多個電路單元以能夠進(jìn)行相同的相位的輸出的方式構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供能防止翹曲、裂紋等缺陷并實(shí)現(xiàn)安裝的適當(dāng)化及容易化等的半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置(100)具有基座板(120)，具有與搭載了半導(dǎo)體芯片等的絕緣基板接合的一個主面；傳遞模塑樹脂(140)，以覆蓋基座板(120)的一個主面、絕緣基板、半導(dǎo)體芯片等且使基座板(120)的另一個主面露出的方式設(shè)置?；?120)的線膨脹系數(shù)低于銅的線膨脹系數(shù)，傳遞模塑樹脂(140)的線膨脹系數(shù)為16ppm/℃以下。傳遞模塑樹脂(140)具有以基座板(120)的相對的短邊中央部附近分別露出的方式被挖去的形狀(142)?；?120)在利用傳遞模塑樹脂(140)的被挖去的形狀(142)而露出的各部分具有安裝孔(122)。
文檔編號H01L25/07GK102820271SQ20121008141
公開日2012年12月12日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者上田哲也, 山口義弘 申請人:三菱電機(jī)株式會社