本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

以往，已知有將載置有半導(dǎo)體芯片等的絕緣基板組裝于由樹脂等形成的殼體部而成的半導(dǎo)體裝置（例如，參照專利文獻(xiàn)1～3）。絕緣基板嵌入并粘接到設(shè)置于殼體部的背面的孔部。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-258321號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2004-6905號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2000-133769號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

在半導(dǎo)體裝置中，優(yōu)選絕緣基板與殼體部的粘接可靠性高。

技術(shù)方案

在本發(fā)明的第一方式中，提供一種半導(dǎo)體裝置，具備：絕緣基板，其載置半導(dǎo)體芯片；和殼體部，其粘接于絕緣基板。殼體部可以具有凹部，所述凹部設(shè)置有粘接劑，且供絕緣基板的正面?zhèn)炔迦?。絕緣基板在沿著厚度方向的側(cè)面中，可以具有形成于正面?zhèn)鹊恼齻?cè)切口部和形成于背面?zhèn)鹊谋硞?cè)切口部。正側(cè)切口部與背側(cè)切口部之間的頂點(diǎn)與絕緣基板的正面的在厚度方向的長(zhǎng)度可以為殼體部的凹部的在厚度方向的長(zhǎng)度的30%以上且70%以下。

在厚度方向上，正側(cè)切口部可以比背側(cè)切口部短。正側(cè)切口部相對(duì)于厚度方向的角度可以與背側(cè)切口部相對(duì)于厚度方向的角度相同。正側(cè)切口部相對(duì)于厚度方向的角度可以比背側(cè)切口部相對(duì)于厚度方向的角度小。

正側(cè)切口部相對(duì)于厚度方向的角度可以為15度以上且30度以下。背側(cè)切口部相對(duì)于厚度方向的角度可以為20度以上且50度以下。

正側(cè)切口部的在正面的端部與背側(cè)切口部的在背面的端部相比，可以設(shè)置在絕緣基板中更靠近外側(cè)的位置。正側(cè)切口部的在正面的寬度可以為背側(cè)切口部的在背面的寬度的一半以下。

半導(dǎo)體裝置可以進(jìn)一步具備設(shè)置于絕緣基板的正面的導(dǎo)電圖案。正側(cè)切口部的在正面的寬度可以比正側(cè)切口部的在正面的端部與導(dǎo)電圖案的距離小。正側(cè)切口部的在正面的寬度可以為正側(cè)切口部的在正面的端部與導(dǎo)電圖案的距離的1/10以下。

在凹部中，與絕緣基板的側(cè)面對(duì)置的側(cè)壁相對(duì)于厚度方向，可以與正側(cè)切口部朝著相同的一側(cè)傾斜。凹部的側(cè)壁可以與正側(cè)切口部大致平行。

應(yīng)予說明，上述的發(fā)明內(nèi)容未列舉本發(fā)明的所有特征。另外，這些特征群的再組合也可作為本發(fā)明。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置100的概要的立體圖。

圖2是表示圖1中示出的a-a截面的一個(gè)例子的圖。

圖3是將第一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置100的截面中的絕緣基板30的側(cè)面附近放大而得的圖。

圖4是將絕緣基板30的側(cè)面附近放大而得的圖。

圖5是將第二實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置100的截面中的絕緣基板30的側(cè)面附近放大而得的圖。

圖6是表示絕緣基板30的加工方法的一個(gè)例子的圖。

圖7是表示絕緣基板30的正面的另一例的圖。

圖8是表示第一比較例的圖。

圖9是表示第二比較例的圖。

符號(hào)說明

10：殼體部

11：內(nèi)部空間

12：蓋部

13：對(duì)置面

14：主端子

16：副端子

18：封裝材料

20：凹部

22：半導(dǎo)體芯片

24：粘接劑

26：側(cè)壁

30：絕緣基板

31：端部

32：金屬板

33：端部

34：絕緣層

36：導(dǎo)電圖案

38：頂點(diǎn)

40：背側(cè)切口部

42：正側(cè)切口部

44：中間部

50：正面

52：背面

54：貫通部

56：殘留部

100：半導(dǎo)體裝置

110：殼體部

120：凹部

124：粘接劑

130：絕緣基板

132：金屬板

134：絕緣層

136：導(dǎo)電圖案

138：頂點(diǎn)

140：背側(cè)切口部

142：正側(cè)切口部

具體實(shí)施方式

以下，通過發(fā)明的實(shí)施方式說明本發(fā)明，但以下的實(shí)施方式不限定與權(quán)利要求相關(guān)的發(fā)明。另外，實(shí)施方式中說明的特征的所有組合并不限定為解決本發(fā)明的技術(shù)問題所必需的。

圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置100的概要的立體圖。半導(dǎo)體裝置100具備殼體部10和蓋部12。殼體部10在內(nèi)部收容半導(dǎo)體芯片等電子部件。殼體部10可以具有由樹脂等形成的框結(jié)構(gòu)。在殼體部10所包圍的空間內(nèi)填充有凝膠等封裝材料。蓋部12被設(shè)置為覆蓋殼體部10所包圍的空間的上部。蓋部12可以用粘接劑固定于殼體部10。

在殼體部10的上表面設(shè)有與殼體部10所收容的電子部件連接的多個(gè)主端子14和多個(gè)副端子16。電子部件包括igbt（insulatedgatebipolartransistor：絕緣柵雙極型晶體管）等功率設(shè)備。主端子14例如像igbt的發(fā)射極端子或集電極端子那樣，與有大電流流通的端子連接。另外，副端子16例如像igbt的柵極端子那樣，與不流通大電流的控制端子連接。

圖2是表示圖1中示出的a-a截面的一個(gè)例子的圖。在圖2中，示意地示出各部件，圖2中的各部件的比例尺與圖1中示出的各部件的比例尺不一致。另外，在圖2中，示出半導(dǎo)體裝置100的背面附近的截面，省略蓋部12、主端子14和副端子16。

半導(dǎo)體裝置100還具備粘接于殼體部10的絕緣基板30。絕緣基板30的正面?zhèn)炔迦氲皆O(shè)置于殼體部10的背面的凹部20的內(nèi)部。應(yīng)予說明，在本說明書中，將蓋部12側(cè)的半導(dǎo)體裝置100的面稱為正面，將絕緣基板30側(cè)的面稱為背面。另外，在絕緣基板30等各部件中，也將蓋部12側(cè)的面稱為正面，將相反側(cè)的面稱為背面。

凹部20與殼體部10的內(nèi)部空間11連續(xù)形成。使插入到凹部20中的絕緣基板30的正面的至少一部分從內(nèi)部空間11露出。在露出于內(nèi)部空間11的絕緣基板30的正面載置有半導(dǎo)體芯片22等電子部件。殼體部10的內(nèi)部空間11用凝膠等封裝材料18密封。

絕緣基板30具有金屬板32和以覆蓋金屬板32的正面的方式設(shè)置的絕緣層34。金屬板32由鋁或銅等金屬形成。金屬板32對(duì)由收容于殼體部10的內(nèi)部的半導(dǎo)體芯片22等產(chǎn)生的熱進(jìn)行散熱。絕緣層34由加入了導(dǎo)電性填料的有機(jī)絕緣材料和/或氧化鋁等陶瓷形成，對(duì)金屬板32的正面進(jìn)行絕緣。

在絕緣層34的正面形成有導(dǎo)電圖案36。導(dǎo)電圖案36由銅等金屬形成，具有規(guī)定的布線圖案。在導(dǎo)電圖案36的正面載置有半導(dǎo)體芯片22等電子部件。導(dǎo)電圖案36和電子部件可以具有與圖1中示出的主端子14和副端子16連接的端子。

插入于凹部20的絕緣基板30通過粘接劑24粘接于殼體部10。將本例的粘接劑24在插入絕緣基板30之前預(yù)先設(shè)置到凹部20，在絕緣基板30插入到凹部20之后，通過加熱等進(jìn)行固化。

絕緣基板30具有沿著厚度方向的側(cè)面。該側(cè)面是指絕緣基板30中的正面與背面之間的面。在絕緣基板30的側(cè)面設(shè)有形成于絕緣基板30的正面?zhèn)鹊恼齻?cè)切口部42和形成于絕緣基板30的背面?zhèn)鹊谋硞?cè)切口部40。

正側(cè)切口部42在絕緣基板30的側(cè)面中具有從正面切割了規(guī)定的范圍而成的形狀。絕緣基板30在正側(cè)切口部42的側(cè)面相對(duì)于絕緣基板30的厚度方向傾斜地形成。該斜面以越接近絕緣基板30的正面，越切入到絕緣基板30的內(nèi)側(cè)的方式設(shè)置。本例的正側(cè)切口部42以遍及整個(gè)絕緣層34和金屬板32的正面?zhèn)鹊囊徊糠值膮^(qū)域的方式形成。

背側(cè)切口部40在絕緣基板30的側(cè)面中具有從背面切割了規(guī)定的范圍而成的形狀。絕緣基板30在背側(cè)切口部40的側(cè)面相對(duì)于絕緣基板30的厚度方向傾斜地形成。該斜面以越接近絕緣基板30的背面，越切入到絕緣基板30的內(nèi)側(cè)的方式設(shè)置。

在絕緣基板30的側(cè)面，在正側(cè)切口部42與背側(cè)切口部40之間形成有頂點(diǎn)38。頂點(diǎn)38例如是指在側(cè)面中外側(cè)最突出的點(diǎn)。另外，頂點(diǎn)38還可以稱為正側(cè)切口部42和背側(cè)切口部40交叉的點(diǎn)。

正側(cè)切口部42的在絕緣基板30的正面的端部設(shè)置在比頂點(diǎn)38更靠近絕緣基板30的內(nèi)側(cè)的位置。同樣地，背側(cè)切口部40的在絕緣基板30的背面的端部設(shè)置在比頂點(diǎn)38更靠近絕緣基板30的內(nèi)側(cè)的位置。

通過絕緣基板30具有背側(cè)切口部40，從而能夠在頂點(diǎn)38的下側(cè)擴(kuò)展絕緣基板30與殼體部10之間的空間。另外，通過絕緣基板30具有正側(cè)切口部42，從而能夠在頂點(diǎn)38的上側(cè)擴(kuò)展絕緣基板30與殼體部10之間的空間。

因此，能夠在絕緣基板30與殼體部10之間較多地設(shè)置粘接劑24，能夠提高絕緣基板30與殼體部10之間的粘接可靠性。換言之，由于絕緣基板30與殼體部10的粘接面積增大，所以即使在反復(fù)施加熱應(yīng)力的情況下，也能夠抑制在粘接劑24產(chǎn)生裂紋。特別是，能夠提高對(duì)于在絕緣基板30的厚度方向上的熱收縮應(yīng)力的耐力。另外，由于在頂點(diǎn)38的上下方向形成粘接劑24來支撐絕緣基板30，所以能夠抑制絕緣基板30從凹部20脫落。

（第一實(shí)施例）

圖3是將第一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置100的截面中的絕緣基板30的側(cè)面附近放大而得的圖。在圖3中，省略粘接劑24和封裝材料18。在本例中，將用最短距離連接絕緣基板30的正面和背面的方向稱為厚度方向。

在厚度方向上，將頂點(diǎn)38與絕緣基板30的正面之間的長(zhǎng)度記為h1，將頂點(diǎn)38與絕緣基板30的背面之間的長(zhǎng)度記為h2，將凹部20的長(zhǎng)度記為h3。凹部20具有與絕緣基板30的正面對(duì)置的對(duì)置面13。凹部20的長(zhǎng)度可以是從殼體部10的背面到對(duì)置面13的長(zhǎng)度。優(yōu)選h1為h3的30%以上且70%以下。h1可以為h3的40%以上且60%以下。

應(yīng)予說明，絕緣基板30的正面與殼體部10之間的粘接劑24的厚度與h1和h3相比足夠小。因此，在h1為h3的30%以上且70%以下的情況下，頂點(diǎn)38位于凹部20在厚度方向上的中央附近。通過這樣的構(gòu)成，能夠在頂點(diǎn)38的上側(cè)和下側(cè)這兩側(cè)配置足夠的粘接劑24。

另外，在厚度方向上，正側(cè)切口部42可以比背側(cè)切口部40短。在圖3的例子中，正側(cè)切口部42的長(zhǎng)度與h1相等，背側(cè)切口部40的長(zhǎng)度與h2相等。由此，可以在使絕緣基板30的背面?zhèn)葟臍んw部10突出的同時(shí)，使頂點(diǎn)38配置于凹部20的中央附近。通過使絕緣基板30的背面?zhèn)韧怀?，能夠使絕緣基板30的背面與散熱片等容易地接觸。

另外，優(yōu)選背側(cè)切口部40的一半以上插入到凹部20的內(nèi)部。換言之，優(yōu)選h3-h1≥h2/2。由此，能夠確保背側(cè)切口部40與凹部20之間的空間。

另外，在厚度方向上，在正側(cè)切口部42比背側(cè)切口部40短的情況下，正側(cè)切口部42相對(duì)于厚度方向的角度θ1與背側(cè)切口部40相對(duì)于厚度方向的角度θ2可以相同。由此，可以使正側(cè)切口部42的在絕緣基板30的正面的寬度w1比背側(cè)切口部40的在絕緣基板30的背面的寬度w2小。由此，能夠提高絕緣基板30的粘接可靠性，并且能夠增大正側(cè)切口部42的在絕緣基板30的正面的端部與導(dǎo)電圖案36的端部的爬電距離w3。因此，能夠增大導(dǎo)電圖案36與金屬板32之間的耐壓。

另外，正側(cè)切口部42相對(duì)于厚度方向的角度θ1可以比背側(cè)切口部40相對(duì)于厚度方向的角度θ2小。此時(shí)，可以進(jìn)一步使正側(cè)切口部42的寬度w1比背側(cè)切口部40的寬度w2小，進(jìn)一步增大爬電距離w3。

更具體而言，正側(cè)切口部42相對(duì)于厚度方向的角度θ1可以為15度以上且30度以下。另外，背側(cè)切口部40相對(duì)于厚度方向的角度θ2可以為20度以上且50度以下。然而，如上所述，優(yōu)選θ1小于等于θ2。

另外，正側(cè)切口部42的在正面的端部31與背側(cè)切口部40的在背面的端部33相比，設(shè)置在更靠近絕緣基板30的外側(cè)的位置。絕緣基板30的外側(cè)是指在與絕緣基板30的厚度方向垂直的面內(nèi)，與絕緣基板30的中心的距離更大的一側(cè)。

應(yīng)予說明，正側(cè)切口部42的在絕緣基板30的正面的寬度w1可以為背側(cè)切口部40的在絕緣基板30的背面的寬度w2的一半以下。由此，能夠提高絕緣基板30與殼體部10的粘接可靠性，并且能夠增大爬電距離w3。

正側(cè)切口部42在正面的寬度w1比正側(cè)切口部42的在絕緣基板30的正面的端部31與導(dǎo)電圖案36的爬電距離w3足夠小。由此，能夠抑制由于設(shè)置正側(cè)切口部42而導(dǎo)致的爬電距離w3的減少。例如，優(yōu)選正側(cè)切口部在正面的寬度w1為上述的爬電距離w3的1/10以下。

圖4是將絕緣基板30的側(cè)面附近放大而得的圖。本例的絕緣基板30在側(cè)面具有正側(cè)切口部42與背側(cè)切口部40之間的中間部44。中間部44的相對(duì)于絕緣基板30的厚度方向的角度與正側(cè)切口部42和背側(cè)切口部40中的任一個(gè)都不同。中間部44的至少一部分與絕緣基板30的厚度方向大致平行。

此時(shí)，絕緣基板30的側(cè)面中的頂點(diǎn)38是指延長(zhǎng)正側(cè)切口部42而得的面與延長(zhǎng)背側(cè)切口部40而得的面交叉的點(diǎn)。應(yīng)予說明，絕緣基板30的在各個(gè)切口部中的側(cè)面具有平面形狀，但根據(jù)切口部的加工精度，也認(rèn)為存在在各個(gè)切口部的端部中，絕緣基板30的側(cè)面不形成為平面形狀的情況。此時(shí)，在從絕緣基板30的正面50觀察正側(cè)切口部42的情況下，延長(zhǎng)正側(cè)切口部42時(shí)的傾斜可以使用最初檢測(cè)到的第一直線部分的傾斜。同樣地，在從絕緣基板30的背面52觀察背側(cè)切口部40的情況下，延長(zhǎng)背側(cè)切口部40時(shí)的傾斜可以使用最初檢測(cè)到的第二直線部分的傾斜。頂點(diǎn)38可以為第一直線部分與第二直線部分的交點(diǎn)。

在本例中，將絕緣基板30的厚度方向的正側(cè)切口部42的長(zhǎng)度記為ha，將中間部44的長(zhǎng)度記為hb，將背側(cè)切口部40的長(zhǎng)度記為hc。hc可以比ha大。hc可以比ha與hb的和大。ha可以與hb相等。

作為一個(gè)例子，絕緣基板30的厚度為1mm以上且2.2mm以下。絕緣層34的厚度為80μm以上且160μm以下。hc為0.6mm以上且1.4mm以下。ha和hb均為0.2mm以上且0.4mm以下。

（第二實(shí)施例）

圖5是將第二實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置100的截面中的絕緣基板30的側(cè)面附近放大而得的圖。在第一實(shí)施例中，殼體部10的凹部20中的與絕緣基板30的側(cè)面對(duì)置的側(cè)壁被設(shè)置為與絕緣基板30的厚度方向平行。在第二實(shí)施例中，凹部20的側(cè)壁26相對(duì)于絕緣基板30的厚度方向，與正側(cè)切口部42朝著相同的一側(cè)傾斜。

換言之，側(cè)壁26以隨著朝向殼體部10的背面?zhèn)龋疾?0的開口面積變大的方式傾斜。作為一個(gè)例子，凹部20的側(cè)壁與正側(cè)切口部42大致平行地傾斜。這里的大致平行是指傾斜之差在±10度以內(nèi)的狀態(tài)。

通過這樣的構(gòu)成，能夠?qū)⒔^緣基板30容易地插入到凹部20的規(guī)定的位置。另外，由于能夠在與背側(cè)切口部40對(duì)置的區(qū)域較多地配置粘接劑24，從而也能夠提高粘接可靠性。

圖6是表示絕緣基板30的加工方法的一個(gè)例子的圖。圖6的上部分表示絕緣基板30的截面，下部分表示絕緣基板30的正面。首先，準(zhǔn)備具有與多個(gè)絕緣基板30相應(yīng)的面積的基底基板。在圖6中，僅示出2個(gè)絕緣基板30，但也可以由1個(gè)基底基板制造更多的絕緣基板30。

基底基板具有金屬板和絕緣層。在基底基板的規(guī)定的位置形成導(dǎo)電圖案36。另外，以包圍與絕緣基板30對(duì)應(yīng)的區(qū)域的方式在基底基板的正面形成正側(cè)切口部42，在背面形成背側(cè)切口部40。

此時(shí)，以正側(cè)切口部42和背側(cè)切口部40不貫通基底基板的方式在正側(cè)切口部42與背側(cè)切口部40之間設(shè)置殘留部56。殘留部56與圖4中示出的中間部44對(duì)應(yīng)。并且，通過沿著正側(cè)切口部42和背側(cè)切口部40分割基底基板而制造多個(gè)絕緣基板30。

圖7是表示絕緣基板30的正面的另一例的圖。本例的絕緣基板30具有矩形形狀。然而，絕緣基板30在矩形的邊緣部具有多個(gè)貫通部54。各個(gè)貫通部54以從正面至背面貫通絕緣基板30的邊緣部的方式成為切口。

通過設(shè)置貫通部54，從而在將絕緣基板30插入到殼體部10的凹部20的情況下，能夠使預(yù)先配置于凹部20的內(nèi)部的粘接劑24容易地蔓延到與背側(cè)切口部40對(duì)置的區(qū)域。由此，能夠進(jìn)一步提高絕緣基板30與殼體部10的粘接可靠性。

（第一比較例）

圖8是表示第一比較例的圖。第一比較例具有殼體部110和絕緣基板130。在殼體部110的背面設(shè)有凹部120。在凹部120的內(nèi)部設(shè)有粘接劑124。

絕緣基板130具有金屬板132和絕緣層134。在絕緣層134上形成有導(dǎo)電圖案136。應(yīng)予說明，本例的絕緣基板130的側(cè)面與絕緣基板130的厚度方向平行。因此，難以增加粘接劑124的量。

也考慮到通過使凹部120的開口面積比絕緣基板130的外形大，從而使粘接劑124的量增大的情況，但此時(shí)，絕緣基板130在凹部120中的位置偏差增大。另外，由于絕緣基板130的側(cè)面不具有頂點(diǎn)，所以絕緣基板130易于從凹部120脫落。

（第二比較例）

圖9是表示第二比較例的圖。在本例中，在絕緣基板130的側(cè)面具有正側(cè)切口部142、頂點(diǎn)138和背側(cè)切口部140。其中，頂點(diǎn)138位于凹部120的近下端。

在本例中，背側(cè)切口部140的大部分從凹部120突出。因此，難以在與背側(cè)切口部140對(duì)置的區(qū)域設(shè)置粘接劑124，絕緣基板130與殼體部110的粘接可靠性劣化。

另外，正側(cè)切口部142與背側(cè)切口部140的大小幾乎相同。因此，導(dǎo)電圖案136與金屬板132的爬電距離變小，耐壓劣化。

對(duì)于這些比較例，根據(jù)第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置100，能夠提高絕緣基板30與殼體部10的粘接可靠性。另外，能夠抑制導(dǎo)電圖案36與金屬板32的爬電距離的減少。

以上，使用實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明的技術(shù)的范圍并不限于上述實(shí)施方式中記載的范圍。對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種變更或改良對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是顯而易見的。根據(jù)權(quán)利要求書的記載可知其進(jìn)行了各種變更或改良的方式也包括在本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)。