半導體裝置及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及半導體裝置及半導體裝置的制造方法。本發明特別設及包含有開關元 件等功率器件且用于逆變器等功率轉換用途的半導體裝置。
【背景技術】
[0002] 太陽能發電系統的功率調節器、家用電器或EV(電動汽車）用電動機的旋轉控制 會用到作為半導體裝置之一的功率器件。該功率器件的單個封裝產品正在增加，其目的是 為了減小安裝面積、縮短半導體元件之間的距離W提高性能、或減輕用戶方的設計負擔。單 個封裝是指將多個功率器件收在一個封裝中從而實現模塊化。單個封裝的產品被稱為功率 模塊。
[0003] 樹脂密封型的功率模塊例如使用傳遞模塑法來進行組裝。
[0004] 例如專利文獻1中公開了使用該傳遞模塑法的半導體裝置。圖5中示出了專利文 獻1所設及的現有半導體裝置100的簡要剖視圖。
[0005] 在圖5所示的半導體裝置100中，2個功率半導體元件103a、103b通過接合材料 102而接合在引線框101上。
[0006] 功率半導體元件103b與另一功率半導體元件103a或引線框101使用例如由A1 構成的接合線104實現電連接。該半導體裝置100還具有從密封樹脂106露出來的散熱板 105。
[0007] 為了使流過電流的引線框101和散熱板105之間電絕緣，在兩者之間形成絕緣層 107。該絕緣層107使用填充了陶瓷填料的環氧樹脂制的絕緣片材。
[0008] 若是例如家庭用的功率調節器，則引線框101與散熱板105之間所要求的絕緣耐 壓為2. 5KV。此時，絕緣層107的厚度設定為例如0. 15~0. 3mm。
[0009] 另外，還要求半導體裝置100自身小型化。為此，提出了使引線框101與散熱板 105的尺寸基本相同來減小半導體裝置100的技術方案。然而，在引線框101與散熱板105 的尺寸基本相同的情況下，若密封樹脂106的內部存在空氣層108 (參照圖6(a)、圖6化)）， 則可能導致絕緣耐壓變差。
[0010] 關于該一點，利用圖6(a)、圖6(b)來進行說明。
[0011] 圖6(a)、圖6(b)是半導體裝置的內部剖視圖，是表示引線框101、散熱板105和絕 緣層107的配置關系的簡要剖視圖。圖6(a)表示引線框101與散熱板105尺寸相同的情 況。圖6(b)表示散熱板105比引線框101要大的情況。圖6(a)是表示散熱板105的邊緣 附近存在有空氣層108的情況的圖。該空氣層108是例如在密封工序中因樹脂流動而產生 的空隙等。由于控制空隙的產生位置、大小是十分困難的，因此可能如圖6(a)那樣導致引 線框101的邊緣與散熱板105的邊緣通過空氣層108相連。由于空氣的絕緣耐壓約為3KV/ mm左右，因此在施加2. 5KV電壓的情況下，該空氣層108所在的位置會發生絕緣破壞，從而 可能導致有電流從引線框101流入散熱板105。在使用時，散熱板105 -般安裝到A1散熱 器等，但如果發生了絕緣破壞，電流就很有可能流到A1散熱器中。
[001引因此，專利文獻1的半導體裝置101中，如圖6(b)所示，通過使引線框101與散熱 板105的邊緣隔開配置，從而即使存在空氣層108,也能利用物理上的距離來確保絕緣可靠 性。
[0013] 另外，專利文獻2中，如圖7所示，公開了如下半導體裝置201 ;使用被絕緣覆蓋部 202所覆蓋的散熱板203和載放了器件205的連接端子204,并將該散熱板203與連接端子 204相連接。專利文獻2的半導體裝置201中，散熱板203的邊緣部分被絕緣覆蓋部202所 覆蓋，因此即使產生例如前文所述的空氣層108,也能夠確保絕緣可靠性。 現有技術文獻 專利文獻
[0014] 專利文獻1 ;日本專利第4146785號公報 專利文獻2 ;日本專利第4732789號公報
【發明內容】
發明所要解決的技術問題
[0015] 然而，在專利文獻1的結構中，必須使散熱板105大于引線框101，從而難W實現半 導體裝置100的小型化。而專利文獻2的結構中，需要預先用絕緣覆蓋部202覆蓋散熱板 203,因此有時在制造上較為困難。
[0016] 本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種制造容易且能實現小 型化的半導體裝置。 解決技術問題所采用的技術方案
[0017] 本發明的半導體裝置的特征在于，包括：搭載有半導體元件的第1基板、散熱板、 配置在所述第1基板與所述散熱板之間的絕緣層、W及對所述第1基板和所述散熱板及所 述絕緣層進行密封的密封樹脂，所述散熱板的與所述絕緣層相反一側的第1面從所述密封 樹脂露出，所述絕緣層具有向所述第1面側彎曲的彎曲區域，且其端部存在于所述密封樹 脂內。
[0018] 本發明的半導體裝置的制造方法的特征在于，將搭載有半導體元件的第1基板、 絕緣層和散熱板W所述絕緣層的彎曲區域從所述散熱板伸出的狀態配置在模具內，并向所 述模具內注入密封樹脂，在所述絕緣層的彎曲區域向所述散熱板的與所述絕緣層相反一側 的第1面側彎曲的狀態下，使所述密封樹脂固化。 發明效果
[0019] 根據本發明的半導體裝置，能夠容易地制造，并能實現半導體裝置的小型化。
【附圖說明】
[0020] 圖1(a)是表示本發明的實施方式1的半導體裝置的內部俯視圖，圖1(b)是表示 半導體裝置的內部剖視圖。 圖2是表示本發明的實施方式1的半導體裝置的電路圖。 圖3(a)~（e)是表示本發明的實施方式1的半導體裝置的制造工序的概要圖。 圖4是表示本發明的實施方式2的半導體裝置的內部剖視圖。 圖5是表示現有半導體裝置的簡要剖視圖。 圖6(a)是表示專利文獻1的半導體裝置中引線框與散熱板具有相同尺寸時的簡要剖 視圖，圖6(b)是表示專利文獻1的半導體裝置中散熱板大于引線框時的簡要剖視圖。 圖7是專利文獻2的半導體裝置的簡要剖視圖。
【具體實施方式】
[0021] 下面，基于圖1~圖4,對本發明的各實施方式進行說明。
[0022] 在本說明書的實施方式中，對二合一（2inl)模塊進行說明。二合一模塊是指在一 個模塊內內置有作為逆變器基本結構單元的1條臂的2個晶體管。
[0023] (實施方式1) 圖1(a)是本發明的實施方式1的半導體裝置的內部俯視圖，圖1化）是其內部剖視圖。 半導體裝置例如是功率模塊。功率模塊中搭載有多個功率半導體元件。功率半導體元件是 半導體元件的一個例子，例如為進行開關的IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor; 絕緣柵雙極型晶體管）、M0S陽T(Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistor; 金屬氧化物半導體場效應晶體管）。
[0024] 本實施方式1的半導體裝置的引線框1上，通過接合材料10而搭載有多個功率半 導體元件2。引線框1是第1基板的一個例子。引線框1的材質為例如化或化類合金。接 合材料10從散熱性的觀點出發，為例如Sn-Ag-化焊料。本實施方式1的半導體裝置中，功 率半導體元件2是2個IGBT2a與2個FWD(化eeWheelingDiode:續流二極管）2b。引線 框1和IGBT2a、FWD化各自的電極分別通過接合線3 (3a、3b)而連接。連接IGBT2a與FWD化 的接合線3a是例如為左右的侶線。由于通常IGBT2a的表面電極為發射極，FWD化 的表面電極為陽極，因此將IGBT2a與FWD化反向并聯連接。此時，IGBT2a的集電極與FWD化 的陰極為背面電極。此外，在IGBT2a的表面除了發射極之外，還存在柵極電極。該柵極電 極與引線框1通過接合線3b連接。由于柵極驅動時使用的電流相比于電力線非常小，因此 接合線3b為例如(pl50|am左右的侶線。另外，在本實施方式1的半導體裝置中，引線框1、 功率半導體元件2、接合線3都被密封樹脂4覆蓋。而正極側功率端子5、負極側功率端子 6、輸出側功率端子7、正極側控制端子8、負極側控制端子9從密封樹脂4露出W與外部進 行連接。密封樹脂4的材料使用例如適合用于傳遞模塑的環氧樹脂。
[00巧]在引線框1下，隔著絕緣層11而配置有散熱板12。絕緣層11可W使用例如絕緣 片材。散熱板12是第2基板的一個例子。絕緣層11由具有絕緣性及粘接性的環氧樹脂和 熱傳導用的陶瓷填料混合而成。陶瓷填料的材料例如使用BN(氮化棚）時，由于其熱傳導 性要高于氧化侶等，因此從熱傳導性的觀點來看是優選的。散熱板12的材質例如與引線框 1的一樣，為化或化類合金，為了提高熱傳導