半导体装置、半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种在大电流的控制等中使用的半导体装置、以及该半导体装置的制造方法。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了一种在绝缘衬底上固定有壳体的无基体构造的半导体装置。绝缘衬底具备衬底(陶瓷板)、在衬底的上表面形成的金属图案、以及在衬底的下表面形成的金属膜。
[0003]专利文献1:日本特开平7 - 326711号公报
[0004]在将具有衬底、在衬底的上表面形成的金属图案以及在衬底的下表面形成的金属膜的绝缘衬底与壳体进行粘合时，使用粘合剂。该粘合通过使固化基体板与金属膜密接，从固化基体板经由金属膜向粘合剂供热而进行。
[0005]用粘合剂粘合绝缘衬底与壳体的半导体装置被固定于散热器上。为了提高半导体装置的散热性，金属膜与散热器必须密接。
[0006]如上所述，在使用粘合剂时需要使金属膜密接于固化基体板，在将半导体装置固定于散热器上时需要使金属膜密接于散热器。因此，有时在壳体的一部分设置与衬底的上表面接触的接触部。接触部用于将衬底向固化基体板或散热器的方向按压，从而使金属膜与固化基体板或散热器密接。
[0007]有时接触部的正下方无金属膜，在接触部的正下方处衬底的下表面露出。在此情况下，例如若由于壳体或绝缘衬底的翘曲而接触部对衬底施加比预定更大的力，则存在着衬底断裂的问题。
【发明内容】
[0008]本发明就是为了解决如上述的问题点而提出的，其目的在于提供一种能够抑制衬底断裂的半导体装置、以及该半导体装置的制造方法。
[0009]本发明所涉及的半导体装置的特征在于具备:绝缘衬底，其具有衬底、在该衬底的上表面形成的金属图案、以及在该衬底的下表面形成的金属膜；半导体元件，其固定于该金属图案上；壳体，其包围该金属图案并具有与该衬底的上表面相接的接触部；以及粘合剂，其将该衬底的上表面中的比与该接触部相接的部分更靠外侧的部分和该壳体粘合，在该壳体的外周部分形成有多个在纵向上贯通该壳体的贯通孔，在该接触部的正下方的至少一部分处具有该金属膜。
[0010]本发明所涉及的半导体装置的制造方法的特征在于具备:准备工序，在该工序中，在衬底的上表面形成金属图案，在该衬底的下表面形成比该金属图案厚的金属膜，由此形成向上凸地翘曲的绝缘衬底；安装工序，在该工序中，在将该绝缘衬底载置于固化基体板上的状态下，利用壳体的按压部向下方按压该绝缘衬底的中央部，使该金属膜与该固化基体板面接触，并且使以包围该金属图案的方式形成于该壳体上的接触部与该衬底的上表面接触；以及粘合工序，在该工序中，对于该衬底的上表面中的比与该接触部相接的部分更靠外侧的部分和该壳体之间的粘合剂，从该固化基体板供热，使该粘合剂硬化而粘合该壳体和该衬底。
[0011]本发明所涉及的其它半导体装置的特征在于具备:绝缘衬底，其具有衬底、在该衬底的上表面形成的金属图案、以及在该衬底的下表面形成的金属膜；半导体元件，其固定于该金属图案上；壳体，其具有与该金属图案的上表面相接的接触部，该壳体包围该半导体元件；以及粘合剂，其将该衬底的上表面中的比该接触部更靠外侧的部分和该壳体粘合，在该壳体的外周部分形成有多个在纵向上贯通该壳体的贯通孔。
[0012]发明的效果
[0013]根据本发明，在接触部的正下方设置有金属膜，因而能够抑制衬底的断裂。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的实施方式I所涉及的半导体装置的剖视图。
[0015]图2是图1的接触部及其周边的放大图。
[0016]图3是壳体的底视图。
[0017]图4是表示用粘合剂对壳体与绝缘衬底进行粘合的剖视图。
[0018]图5是表示将半导体装置固定于散热器上的剖视图。
[0019]图6是变形例所涉及的半导体装置的局部剖视图。
[0020]图7是本发明的实施方式2所涉及的半导体装置的剖视图。
[0021]图8是图7的壳体的底视图。
[0022]图9是本发明的实施方式3所涉及的半导体装置的剖视图。
[0023]图10是半导体装置的俯视图。
[0024]图11是变形例所涉及的半导体装置的剖视图。
[0025]图12是本发明的实施方式4所涉及的半导体装置的剖视图。
[0026]图13是图12的半导体装置的俯视图。
[0027]图14是本发明的实施方式5所涉及的半导体装置的剖视图。
[0028]图15是表示将半导体装置安装于散热器的半导体装置等的剖视图。
[0029]图16是本发明的实施方式6所涉及的半导体装置的底视图。
[0030]图17是本发明的实施方式7的壳体等的底视图。
[0031]图18是壳体的斜视图。
[0032]图19是本发明的实施方式8的绝缘衬底的剖视图。
[0033]图20是向上凸地翘曲的绝缘衬底的剖视图。
[0034]图21是螺钉紧固中的半导体装置等的剖视图。
[0035]图22是螺钉紧固后的半导体装置等的剖视图。
[0036]图23是取下工序后的半导体装置的剖视图。
[0037]图24是本发明的实施方式9所涉及的半导体装置的俯视图。
[0038]图25是图24的XXV-XXV’虚线处的剖视图。
[0039]图26是表示绝缘密封材料等的剖视图。
[0040]标号的说明
[0041]10半导体装置，12绝缘衬底，14衬底，16金属图案，18金属膜，18A正下方部分，20焊料，22半导体元件，30壳体，30A外壁部，30B凹部，30C接触部，30D贯通孔，30E延伸部，30F按压部，30G边界正上方部，30H.30I追加接触部，30J隔壁部，30K非接触部，30L粘合部，30M桥梁部，30N接触部，32、109、130、132粘合剂，40固化基体板，44散热器，46散热膏，102第一绝缘衬底，110第二绝缘衬底，152电极
【具体实施方式】
[0042]参照附图，对本发明的实施方式所涉及的半导体装置和半导体装置的制造方法进行说明。对相同或相对应的结构要素标注相同的符号，有时省略重复说明。
[0043]实施方式I
[0044]图1是本发明的实施方式I所涉及的半导体装置10的剖视图。半导体装置10具备绝缘衬底12。绝缘衬底12具有衬底14、在衬底14的上表面形成的金属图案16、以及在衬底14的下表面形成的金属膜18。衬底14例如由陶瓷形成。金属图案16和金属膜18例如由铝形成。
[0045]在金属图案16上通过焊料20固定有半导体元件22。半导体元件22是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)或二极管等，但并不特别限定于此。在半导体元件22和金属图案16上适当地连接导线等，能够进行半导体元件22与外部的电连接。
[0046]半导体装置10具备由例如PPS树脂(聚苯硫醚树脂)形成的壳体30。壳体30具备外壁部30A、凹部30B、以及接触部30C。外壁部30A是壳体30的最外侧的部分。外壁部30A包围绝缘衬底12。接触部30C包围金属图案16并与衬底14的上表面相接。凹部30B位于外壁部30A与接触部30C之间。在凹部30B中设置有粘合剂32。粘合剂32对衬底14的上表面中的与接触部30C相接的部分的外侧部分和壳体30进行粘合。
[0047]在接触部30C的正下方具有金属膜18。接触部30C的正下方的金属膜18称为正下方部分18A。半导体装置10采用不具有基体板的无基体构造。
[0048]图2是图1的接触部30C及其周边的放大图。金属膜18形成于接触部30C的正下方整体。即，接触部30C的正下方处的衬底14的下表面整体被金属膜18覆盖。另外，在粘合剂32的正下方，衬底14的下表面的至少一部分向外部露出。
[0049]图3是壳体30的底视图。凹部30B在外壁部30A的内侧沿着外壁部30A设置。接触部30C在凹部30B的内侧沿着凹部30B设置。凹部30B和接触部30C在俯视下呈四边形。壳体30的外周部分的四角处形成有贯通孔30D。该贯通孔30D是将壳体30安装到外部设备时使螺钉穿过的孔。此外，图1的壳体30相当于图