半导体装置的制造方法_2

文档序号:9204379阅读:来源:国知局
的布线图案中,与上述栅电极连接的布线图案在上述印刷基板的一侧的面形成,与上述电流检测用的辅助电极连接的布线图案在上述印刷基板的另一侧的面形成于与连接上述栅电极的布线图案对置的位置。
[0041]其中,上述主电路构成部件具有内置半导体元件的第一半导体芯片和内置半导体整流元件的第二半导体芯片,内置在上述第一半导体芯片的半导体元件由具有栅电极的电压控制型半导体元件构成,还可以构成为将该栅电极配置在与上述第二半导体芯片对置的端面的相反侧的端面侧。
[0042]另外,本发明所涉及的半导体装置的第十二形态为,上述功率半导体芯片由具有主电极的电压控制型半导体元件构成,上述印刷基板在正面以及背面形成连接上述主电极的布线图案部件,并且使两布线图案部件为相同电位。
[0043]另外,本发明所涉及的半导体装置的第十三形态为,上述功率半导体元件由具有栅电极的电压控制型半导体元件构成,上述功率半导体芯片的上述栅电极以沿着在配置有多个上述绝缘基板时的长度方向位于上述绝缘基板的外周侧的方式进行配置。
[0044]另外,本发明所涉及的半导体装置的第十四形态为,具备:多个导电图案部件,分别安装有一个或多个功率半导体芯片;和印刷基板,在与该导电图案部件对置的面配置有与上述功率半导体芯片连接的芯片用棒状导电连接部件以及与上述导电图案部件连接的图案用棒状导电连接部件。并且,上述印刷基板的布线图案配置为使在上述导电图案部件中流过的电流的变化率和在与该导电图案部件对置的上述印刷基板中流过的电流的变化率的符号为正负相反的符号。
[0045]发明效果
[0046]根据本发明,在绝缘基板上形成的导体图案由窄幅部和搭载半导体芯片的宽幅部形成,该导电图案的窄幅部和印刷基板之间通过棒状导电连接部件连接而形成多个主电路构成部件间的电流通路。因此,能够提供一种不仅能够不扩大尺寸而降低电感,以容易进行树脂成型的方式构成,而且小型,能够对应高速开关元件的半导体装置。
【附图说明】
[0047]图1是表示本发明所涉及的半导体装置的第一实施方式的立体图,(a)为俯视时的立体图,(b)为仰视时的立体图。
[0048]图2是表示搭载半导体芯片的绝缘基板的俯视图。
[0049]图3是表示图1的半导体装置沿图2的A— A线的剖面图。
[0050]图4是表示能够应用于本发明的绝缘基板的图,(a)为俯视图,(b)为侧视图,(C)为仰视图。
[0051]图5是表示能够应用于本发明的印刷基板的图,(a)为俯视图,(b)为仰视图。
[0052]图6是表示半导体装置的等价电路的电路图。
[0053]图7是表示将图6的晶体管Qla从导通状态反转至截止状态时的电流路径的电路图。
[0054]图8是表示在绝缘基板上载置了印刷基板的状态的立体图。
[0055]图9是表示能够应用于本发明的树脂密封模具的俯视图。
[0056]图10是表示现有的树脂密封模具的俯视图。
[0057]图11是表示绝缘基板的第一变形例的图,(a)为俯视图,(b)为侧视图,(C)为仰视图。
[0058]图12是表示绝缘基板的第二变形例的图,(a)为俯视图,(b)为侧视图,(C)为仰视图。
[0059]图13是表示绝缘基板的第三变形例的俯视图。
[0060]图14是表示绝缘基板的第四变形例的俯视图。
[0061]图15是表示现有例的剖面图。
[0062]符号说明
[0063]I...半导体装置,2...功率半导体模块,11A、11B...绝缘基板,12A...第一半导体芯片,12B...第二半导体芯片,13A、13B…主电路构成部件路,14…导电图案,14a、14h...宽幅部,14b、14i…窄幅部,14c、14j…芯片搭载图案,14c、14e、14k,141、14m、14n…端子连接图案,15…散热用导热图案,16…印刷基板,18?20、21a、21b、22a、22b...导电端子引脚,24...模塑成型体,30…固定模具,31、32…滑动模具
【具体实施方式】
[0064]以下,参考附图对本发明的实施方式进行说明。
[0065]图1是表示本发明所涉及的半导体装置的立体图。
[0066]图中,2是作为半导体装置的功率半导体模块。该功率半导体模块2如图2?图8特别明示的那样,具备两组主电路构成部件13A、13B和在这些主电路构成部件13A、13B的上方构成共用的引线电路的印刷基板16,其中,主电路构成部件13A、13B包含分别安装在绝缘基板IlAUlB上的第一半导体芯片12A以及第二半导体芯片12B。
[0067]第一半导体芯片12A 内置功率 MOSFET (Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,金属氧化物半导体场效应晶体管)或者绝缘栅型双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)而构成。第二半导体芯片 12B 内置续流二极管(Free Wheeling D1de, FffD)而构成。
[0068]并且,在绝缘基板IlA上,如图2所示,两个第二半导体芯片12B在长度方向(面向附图时的左右方向)的中心线上保持预定间隔而配置,在这些第二半导体芯片12B的两边外侧保持预定间隔而分别配置有两个第一半导体芯片12A。绝缘基板IlB上也同样配置有两个第二半导体芯片12B,和夹着这些第二半导体芯片12B的四个第一半导体芯片12A。
[0069]在此,第一半导体芯片12A具有漏电极12Ad、源电极12As以及栅电极12Ag,且被配置为栅电极12Ag位于与第二半导体芯片12B相反的一侧的端部侧(绝缘基板外侧)。
[0070]这些半导体芯片12A、12B为上述那样的各种功率设备,可以在硅基板上形成,也可以在SiC、其他基板上形成。
[0071]绝缘基板IlA具有以导热性良好的氧化铝等的陶瓷为主要成分的例如正方形状的基板13,在该基板13的正面粘贴有作为由厚度为0.5mm以上的由铜板构成的导电图案部件的导电图案14,在背面粘贴有具有相同厚度的散热用导热图案15。
[0072]导电图案14如图2以及图3所示,具有形成平面形状为凸⑴字形的芯片搭载图案14c。芯片搭载图案14c具有面向附图时为右侧的端部有与基板13的宽度大致相等的宽度的宽幅部14a,和与该宽幅部14a的左侧连接的宽度比宽幅部14a窄的窄幅部14b。
[0073]并且,导电图案14具有在芯片搭载图案14c的窄幅部14b的外侧保持预定间隔而独立的端子连接图案14d以及He。这些端子连接图案14d以及14e的侧边与芯片搭载图案14c的宽幅部14a的侧边一致。
[0074]在此,在芯片搭载图案14c的宽幅部14a,如图2所示,第一半导体芯片12A以及第二半导体芯片12B通过焊料等接合部件被安装,并且在第一半导体芯片12A的宽度方向外侧形成有两个嵌合孔Hf。在嵌合孔14f中压入有成为主电路用外部连接端子的导电端子引脚19。并且,在端子连接图案14d以及14e中分别形成有嵌合孔Hg。在嵌合孔14g中压入有成为作为外部连接端子的源极端子S2的导电端子引脚20。
[0075]并且,绝缘基板IlB也与绝缘基板IlA相同,具有以陶瓷为主要成分的基板13,和在其正面和背面形成的导电图案14以及散热用导热图案15。导电图案14具有平面形状形成为凸(T)字形的芯片搭载图案14j。与绝缘件IlA相同地,芯片搭载图案14j具备宽幅部14h以及窄幅部14i。在该芯片搭载图案14j的窄幅部14i的外侧,保持预定间隔分别形成有独立形成的两个端子连接图案14k、141以及14m、14η。
[0076]并且,在芯片搭载图案14j,如图2所示,第一半导体芯片12A以及第二半导体芯片12B通过焊料等接合部件被安装,并且在第一半导体芯片12A的宽度方向外侧形成有两个嵌合孔14ο。在嵌合孔14ο中压入有成为作为外部连接端子的漏极端子的导电端子引脚18。并且,在端子连接图案14k以及14m中分别形成有嵌合孔14p。在嵌合孔14p中压入有成为作为外部连接端子的源极辅助端子的导电端子引脚21a、21b。在端子连接图案141以及14η分别形成嵌合孔14q。在嵌合孔14q压入有成为作为外部连接端子的栅极端子的导电端子引脚22a、22b。
[0077]在此,导电端子引脚18、20以及19的材质优选导电性良好的铜(Cu)、或铝(Al)系的材料。然而,在考虑焊接的容易性时,对导电端子引脚18、20以及19实施镍(Ni)或锡系的表面处理,通过改善焊接的浸润性,从而能够提高安装效率。
[0078]从图6所示的等价电路图可知,在绝缘基板IlB的导电图案14形成反向并联连接电路,该反向并联连接电路具备构成上支路的、成为第一半导体芯片12A的例如N沟道的MOSFET (以下仅称为晶体管)Qla?Qld以及成为第二半导体芯片12B的FWD ((以下仅称为二极管)Dila、Dilbo在绝缘基板IlA的导电图案14形成反向并联电路,该反向并联电路具备构成下支路的、成为第一半导体芯片12A的晶体管Q2a?Q2d以及成为第二半导体芯片的二极管Di2a、Di2b。两个反向并联电路串联。
[0079]在此,在一个绝缘基板IlAUlB上配置的半导体芯片(功率设备)等价地构成图6所示的晶体管和二极管的反向并联电路即可,因此晶体管和二极管可以为各一个,也可以互为数量相同的多个。
[0080]并且,由成对的晶体管Qla?QlcU Q2a?Q2d和二极管Dila、Dilb、Di2a、Di2b构成的两组
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