该半导体装置具有按压部30E和按压部30F。通过使按压部30E和按压部30F与绝缘基板12接触，从而防止绝缘基板12向上凸起翘曲。这样，通过具有多个按压部，从而能够可靠地防止绝缘基板12向上凸起翅曲。
[0045]另外，在绝缘基板翘曲时，绝缘基板在中央部处位移量最大。因此，在实施方式I中利用按压部30C按压绝缘基板12的中央部。但是，只要能够抑制绝缘基板的翘曲，则也可以如实施方式2所涉及的按压部30E、30F所示，对绝缘基板12的非中央部进行按压。另外，按压部的数量不特别地限定。
[0046]实施方式3
[0047]图6是本发明的实施方式3所涉及的半导体装置的剖面图。按压部60例如由橡胶等弹性体形成。按压部60是独立于壳体30的部件。利用按压部60能够抑制绝缘基板12向上凸起翘曲。另外，在使绝缘基板12向上凸起翘曲的力非常强的情况下，如果利用按压部完全防止绝缘基板的位移，则成为使绝缘基板开裂的原因。但是，通过利用弹性体容许绝缘基板的微小的翘曲，从而能够防止开裂。
[0048]实施方式4
[0049]图7是本发明的实施方式4所涉及的半导体装置的剖面图。绝缘基板12通过被按压部30C向下方按压而向下凸出翘曲。另外，绝缘基板12的下表面与壳体30的下表面相比位于下方。
[0050]对本发明的实施方式4所涉及的半导体装置的制造方法进行说明。图8是将绝缘基板12和壳体30粘接之前的半导体装置的局部剖面图。是粘接剂32涂敷之后、热硬化之前。绝缘基板12的下表面与壳体30的下表面相比位于下方距离y处。
[0051]参照图9，对使粘接剂32热硬化的工序进行说明。在该工序中，利用具有螺纹孔70A的固化(cure)基座板70。首先，通过使螺钉72穿过壳体30的贯穿孔30D并紧固于螺纹孔70A中，从而将半导体装置固定于固化基座板70。此时，绝缘基板12的下表面和壳体30的下表面成为相同高度，因此，金属支撑体40向上凸起翘曲。
[0052]然后，从固化基座板70向绝缘基板12供给热量，使粘接剂32热硬化。这样，将绝缘基板12和壳体30粘接。然后，如果松开螺钉72，将半导体装置从固化基座板70取出，则由于具有弹性的金属支撑体40的恢复力使按压部30C向下方位移。然后，利用按压部30C将绝缘基板12向下方按压，使绝缘基板12向下凸出翘曲。
[0053]在这里，如果绝缘基板向上凸起翘曲，则绝缘基板和散热器的接触面积变少，因此热阻变差。但是，本发明的实施方式4所涉及的半导体装置，由于能够利用按压部30C使绝缘基板12向下凸出翘曲，所以能够避免热阻变差。
[0054]实施方式5
[0055]图10是本发明的实施方式5所涉及的半导体装置的剖面图。金属支撑体40具有凹部40A。并且，凹部40A由壳体30的树脂30G填满。树脂30G能够通过插入成型而形成。通过向凹部40A中填满树脂30G，从而能够增加金属支撑体40和壳体30的接合面积，因此，能够提高按压部30C的刚性。因此，能够可靠地防止绝缘基板12向上凸起翘曲。
[0056]实施方式6
[0057]图11是本发明的实施方式6所涉及的半导体装置的剖面图。绝缘基板12仅经由粘接剂32与包围部30A接触。因此，绝缘基板12和包围部30A没有直接接触。由于绝缘基板12的外周部仅与杨氏模量比壳体30小的粘接剂32接触，所以绝缘基板12的位移的应力得到缓和，绝缘基板12不易破裂。
[0058]实施方式7
[0059]图12是本发明的实施方式7所涉及的半导体装置的剖面图。该半导体装置具有与金属支撑体40连接的电极80。另外，也可以由同一部件形成金属支撑体40和电极80。并且，金属支撑体40利用导线82、84与半导体元件22连接。因此，金属支撑体40除了将按压部30C固定的功能之外，还具有作为半导体元件22的电极的功能。因此，能够提高半导体装置内的部件的安装密度，能够高效地利用半导体装置内部的空间。这有助于半导体装置的小型化。
[0060]实施方式8
[0061]图13是本发明的实施方式8所涉及的半导体装置的剖面图。按压部90与金属支撑体40 —体地由金属形成。并且，按压部90利用焊料92固定在半导体元件22的电极上。因此，不需要将电极80和半导体元件22利用导线等连接，因此，能够减少制造成本。此外，为了进一步减少制造成本，也可以将电极80、金属支撑体40以及按压部90 —体地由金属形成。
[0062]实施方式9
[0063]图14是本发明的实施方式9所涉及的半导体装置的剖面图。按压部90与金属支撑体40 —体地由金属形成。并且，按压部90固定在与半导体元件22的背面电极电连接的金属图案16上。利用按压部90的应力、绝缘基板12试图向上凸起翘曲的力、或者这两种力，不使用焊料就使按压部90和金属图案16接触。为了使按压部90和金属图案16的固定变得可靠，也可以使用焊料。
[0064]根据本发明的实施方式9所涉及的半导体装置，不需要将电极80和金属图案16利用导线等连接，所以能够减少制造成本。此外，为了进一步减少制造成本，也可以将电极80、金属支撑体40以及按压部90 —体地由金属形成。
[0065]绝缘基板12与半导体元件22相比破坏耐量高。因此，将按压部90向绝缘基板12固定的本发明的实施方式9所涉及的半导体装置，与将按压部向半导体元件固定的实施方式8的半导体装置相比，能够增大按压部90向下方施加的力。因此，能够可靠地抑制绝缘基板12的位移。
[0066]此外，在这里说明的各实施方式所涉及的半导体装置的特征，也可以适当组合。
【主权项】
1.一种半导体装置，其特征在于，具有:绝缘基板；半导体元件，其固定在所述绝缘基板的上表面；壳体，其由树脂形成，具有包围所述半导体元件的包围部；金属支撑体，其端部由所述包围部固定，该金属支撑体位于所述绝缘基板的上方；按压部，其从所述金属支撑体向下方延伸，以使得所述绝缘基板不向上凸起翘曲；以及粘接剂，其将所述绝缘基板和所述壳体粘接。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，具有多个所述按压部。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，由弹性体形成所述按压部。
4.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述绝缘基板通过被所述按压部向下方按压，从而向下凸出翘曲，所述绝缘基板的下表面与所述壳体的下表面相比位于下方。
5.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述金属支撑体具有凹部，由所述树脂填满所述凹部。
6.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述金属支撑体由铜形成，所述树脂是PPS树脂。
7.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述绝缘基板仅经由所述粘接剂与所述包围部接触。
8.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，将所述金属支撑体作为所述半导体元件的电极使用。
9.根据权利要求8所述的半导体装置，其特征在于，所述按压部与所述金属支撑体一体地由金属形成，所述按压部固定在所述半导体元件的电极上。
10.根据权利要求8所述的半导体装置，其特征在于，所述按压部与所述金属支撑体一体地由金属形成，所述绝缘基板具有陶瓷基板以及在所述陶瓷基板的上表面侧形成的金属图案，所述按压部固定在所述金属图案上。
11.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述绝缘基板是在陶瓷基板的双面上形成有铝的结构。
12.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体元件由宽带隙半导体形成。
13.根据权利要求12所述的半导体装置，其特征在于，所述宽带隙半导体是碳化硅、氮化镓类材料、或者金刚石。
【专利摘要】本发明的目的在于，提供一种半导体装置，其能够抑制绝缘基板向上凸起翘曲。本发明所涉及的半导体装置的特征在于，具有：绝缘基板(12)；半导体元件(22)，其固定在该绝缘基板的上表面；壳体(30)，其由树脂形成，具有包围该半导体元件(22)的包围部(30A)；金属支撑体(40)，其端部由该包围部(30A)固定，该金属支撑体(40)位于该绝缘基板(12)的上方；按压部(30C)，其从该金属支撑体(40)向下方延伸，以使得该绝缘基板(12)不向上凸起翘曲；以及粘接剂(32)，其将该绝缘基板(12)和该壳体(30)粘接。
【IPC分类】H01L23-13
【公开号】CN104600038
【申请号】CN201410475125
【发明人】高桥卓也, 大坪义贵
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年9月17日
【公告号】DE102014217266A1, US20150115282