具有共同围绕焊料黏结物以防止焊料散布的凹槽的半导体装置的制造方法_5

文档序号:9757068阅读:来源:国知局
装置200中的焊料箔的类型的数量。
[0121]利用根据本实施例的半导体装置200的结构,在第二方向Y上并排布置在被金属板36的凹槽70围绕的框架内的半导体开关元件206侧的焊料构件46和二极管208侧的焊料构件52之间的布置位置关系,或者在第二方向Y上并排布置在被金属板56的凹槽72围绕的框架内的半导体开关元件210侧的焊料构件46和二极管212侧的焊料构件52之间的布置位置关系,允许在由对应的一个凹槽70、72围绕的框架内颠倒。也即,半导体开关元件206和焊料构件46可以布置在金属板36上的在第二方向Y上设置接头部36a的一侧处,二极管208和焊料构件52可以布置在第二方向Y上不设置接头部36a的一侧处,或者半导体开关元件210和焊料构件46可以布置在金属板56上的在第二方向Y上设置接头部56a的一侧处,二极管212和焊料构件52可以布置在第二方向Y上不设置接头部56a的一侧处。可替换地,二极管208和焊料构件52可以布置在金属板36上的在第二方向Y上设置接头部36a的一侧处,半导体开关元件206和焊料构件46可以布置在第二方向Y上不设置接头部36a的一侧处,或者二极管212和焊料构件52可以布置在金属板56上的在第二方向Y上设置接头部56a的一侧处,半导体开关元件210和焊料构件46可以布置在第二方向Y上不设置接头部56a的一侧处。
[0122]因此,同样利用根据本实施例的半导体装置200,能够共用用于上臂功率单元202的金属板36和用于下臂功率单元204的金属板56,以及能够通过改变在具有相同形状的金属板36、56上在第二方向Y上的半导体开关元件206和二极管208的布置顺序以及半导体开关元件210和二极管212的布置顺序,来构成上臂功率单元202和下臂功率单元204。因此,能够将使用在半导体装置200中的部件(具体地,金属板36、56)的类型减少为仅一个类型部件。
[0123]在上述第二实施例中,半导体开关元件206、210和二极管208、212可以视为根据本发明的方案的“半导体元件”。
[0124]图13是根据本发明第三实施例的半导体装置300的上臂功率单元302和下臂功率单元304的相关部分的构造的平面布置图。图14A和图14B是沿着图13中线XIVA-XIVA和线XIVB-XIVB截取的根据本实施例的上臂功率单元302的截面图。图14A示出了沿着线XIVA-XIVA截取的截面图。图14B示出了沿着线XIVB-XIVB截取的截面图。在图13、图14A和图14B中,类似附图标记指代与使用在上述第一实施例中的那些部件相同的部件,省略或者简化对其的描述。
[0125]根据本实施例的半导体装置300包括上臂功率单元302和下臂功率单元304。上臂功率单元302构成连接至高电位电源的上臂。下臂功率单元304构成连接至低电位电源的下臂。上臂功率单元302包括两个不同类型的半导体元件306、308。下臂功率单元304包括两个不同类型的半导体元件310、312。
[0126]半导体元件306、308、310、312均由形成为薄的矩形形状的半导体芯片形成,并且除了它们的宽度之外,分别具有与根据上述第一实施例的半导体元件26、28、30、32相同的构造以及功能。除了半导体元件306、308、310、312的宽度、与宽度关联的焊料构件的尺寸等之外,上臂功率单元302和下臂功率单元304分别具有与根据第一实施例的上臂功率单元22和下臂功率单元24相同的构造以及功能。
[0127]在第一方向X上半导体开关元件306的宽度不同于在第一方向X上二极管308的宽度。在第一方向X上半导体开关元件310的宽度不同于在第一方向X上二极管312的宽度。具体地,在第一方向X上二极管308的宽度小于在第一方向X上半导体开关元件306的宽度,并且在第一方向X上二极管312的宽度小于在第一方向X上半导体开关元件310的宽度。
[0128]在上臂功率单元302中,半导体开关元件306的一面经由焊料构件38黏结至金属板34。二极管308的一面经由焊料构件40黏结至金属板34。半导体开关元件306的另一面经由焊料构件42、金属块314和焊料构件46黏结至金属板36。二极管308的另一面经由焊料构件48、金属块316和焊料构件52黏结至金属板36。
[0129]在下臂功率单元304中,半导体开关元件310的一面经由焊料构件38黏结至金属板54。二极管312的一面经由焊料构件40黏结至金属板54。半导体开关元件310的另一面经由焊料构件42、金属块314和焊料构件46黏结至金属板56。二极管312的另一面经由焊料构件48,金属块316和焊料构件52黏结至金属板36。
[0130]金属块314具有的尺寸设计成用于半导体开关元件306或者半导体开关元件310的尺寸,以及如图14A所示形成为大致矩形平行六面体形状。金属块316具有的尺寸设计成用于二极管308或者二极管312的尺寸,但是金属块316形成为不同于金属块314的形状的形状。
[0131]也即,金属块314的形状不同于金属块316的形状。金属块314的形状是大致矩形平行六面体形状,而金属块316的形状为如图14B所示的在截面中突出的形状。金属块316的形成如下。在第一方向X上设置有金属板36侧的焊料构件52的部分的宽度大致相同于在第一方向X上金属块314的宽度,在第一方向X上设置有金属板56侧焊料构件52的部分的宽度大致相同于在第一方向X上金属块314的宽度。另一方面,在第一方向X上设置有二极管308侧焊料构件48的部分的宽度设计成用于在第一方向X上二极管308的宽度,以及小于在第一方向X上设置有金属板36侧焊料构件52的部分的宽度(也即,在第一方向X上金属块314的宽度),在第一方向X上设置有二极管312侧焊料构件48的部分的宽度设计成用于在第一方向X上二极管312的宽度,以及小于在第一方向X上设置有金属板56侧焊料构件52的部分的宽度(也即,在第一方向X上金属块314的宽度)。
[0132]在该方案中,在上臂功率单元302中,在第一方向X上金属块314的宽度大致相同于在第一方向X上金属块316的设置有金属板36侧焊料构件52的部分的宽度。在下臂功率单元304中,在第一方向X上金属块314的宽度大致相同于在第一方向X上金属块316的设置有金属板56侧焊料构件52的部分的宽度。
[0133]在上臂功率单元302中,半导体开关元件306和二极管308在第二方向Y上并排布置在金属板34、36上,金属块314被层压在半导体元件306上,金属块316被层压在半导体元件308上。金属块314被层压在半导体开关元件306上,使得在第一方向X上金属块314相对于半导体元件306位于大致中心处。金属块316被层压在二极管308上,使得在第一方向X上金属块316相对于半导体元件308位于大致中心处。这些金属块314、316在第二方向Y上并排布置在金属板34、36上,使得在第一方向X上的端部彼此对准而在第一方向X上无任何偏移。
[0134]在下臂功率单元304中,半导体开关元件310和二极管312在第二方向Y上并排布置在金属板54、56上,金属块314被层压在半导体元件310上,金属块316被层压在半导体元件312上。金属块314被层压在半导体开关元件310上,使得在第一方向X上金属块314相对于半导体元件310位于大致中心处。金属块316被层压在二极管312上,使得在第一方向X上金属块316相对于半导体元件312位于大致中心处。这些金属块314、316在第二方向Y上并排布置在金属板54、56上,使得在第一方向X上的端部彼此对准而在第一方向X上无任何偏移。
[0135]形成在金属板36的黏结面上的凹槽70沿着其中设置有焊料构件46、52的区域80、82的外围形成在黏结面上,以及形成为环形和框架形状,以便共同围绕对应于半导体开关元件306侧的金属块314的焊料构件46和对应于二极管308侧的金属块316的焊料构件52。形成在金属板56的黏结面上的凹槽72沿着其中设置有焊料构件46、52的区域84、86的外围形成在黏结面上,以及形成为环形和框架形状,以便共同围绕对应于半导体开关元件310侧的金属块314的焊料构件46和对应于二极管312侧的金属块316的焊料构件52。
[0136]金属块314两侧的凹槽70的部分之间在金属板36上沿第一方向X的距离大致相同于金属块316两侧的凹槽70的部分之间在金属板36上沿第一方向X的距离。在第一方向X上金属板36上的区域80的宽度大致相同于在第一方向X上金属板36上的区域82的宽度。焊料构件46设置在区域80中。焊料构件52设置在区域82中。凹槽70是环形凹槽,其形成为大致矩形形状,在金属板36的黏结面上共同围绕焊料构件46、52,以及在金属板36的分别设置焊料构件46、52的区域80、82周围是连续的。
[0137]金属块314两侧的凹槽72的部分之间在金属板56上沿第一方向X的距离大致相同于金属块316两侧的凹槽72的部分之间在金属板56上沿第一方向X的距离。在第一方向X上金属板56上的区域84的宽度大致相同于在第一方向X上金属板56上的区域86的宽度。焊料构件46设置在区域84中。焊料构件52设置在区域86中。凹槽72是环形凹槽,其形成为大致矩形形状,在金属板56的黏结面上共同围绕焊料构件46、52,以及在金属板56的分别设置焊料构件46、52的区域84、86周围是连续的。
[0138]在根据本实施例的半导体装置300的结构中,上臂功率单元302的凹槽70防止半导体开关元件306侧的焊料构件46和二极管308侧的焊料构件52的散布。下臂功率单元304的凹槽72防止半导体开关元件310侧的焊料构件46和二极管312侧的焊料构件52的散布。同样利用上述构造,对应于焊料构件46的凹槽和对应于焊料构件52的凹槽不需要为:在金属板36的黏结面上的设置有半导体开关元件306侧的焊料构件46的区域和设置有二极管308侧的焊料构件52的区域,或者在金属板56的黏结面上的设置有半导体开关元件310侧的焊料构件46的区域和设置有二极管312侧的焊料构件52的区域,单独地设置。
[0139]因此,同样利用根据本实施例的半导体装置300,能够减小每个金属板34、36在第二方向Y上的宽度,在每个金属板34、36上的上臂功率单元302的两种类型的半导体元件306、308在第二方向Y上并排布置,并且能够减小每个金属板54、56在第二方向Y上的宽度,在每个金属板54、56上的下臂功率单元304的两种类型的半导体元件310、312在第二方向Y上并排布置。因此,能够减小每个金属板34、36、54、56的尺寸和重量,并进一步地,能够减小半导体装置300本身的尺寸和重量。
[0140]在半导体装置300的结构中,在上臂功率单元302中用作将金属块314黏结至金属板36的焊料构件46的焊料箔的卷筒宽度大致相同于用作将金属块316黏结至金属板36的焊料构件52的焊料箔的卷筒宽度。类似地,在下臂功率单元304中,用作将金属块314黏结至金属板56的焊料构件46的焊料箔的卷筒宽度大致相同于用作将金属块316黏结至金属板56的焊料构件52的焊料箔的卷筒宽度。
[0141]在该方案中,同样利用根据本实施例的半导体装置300,能够使用相同材料用于焊料箔,附着的焊料箔作为分别介于金属块314和金属板36、56之间的焊料构件46;以及附着的焊料箔作为分别介于金属块316和金属板36、56之间的焊料构件52。因此,能够减少使用在半导体装置300中的焊料箔的类型的数量。
[0142]利用根据本实施例的半导体装置300的结构,在第二方向Y上并排布置在被金属板36的凹槽70围绕的框架内的半导体开关元件306侧的焊料构件46和二极管308侧的焊料构件52之间的布置位置关系,或者在第二方向Y上并排布置在被金属板56的凹槽72围绕的框架内的半导体开关元件310侧的焊料构件46和二极管312侧的焊料构件52之间的布置位置关系,允许在由对应的一个凹槽70、72围绕的框架内颠倒。也即,半导体开关元件306和焊料构件46可以布置在金属板36上的在第二方向Y上设置接头部36a的一侧处,二极管308和焊料构件52可以布置在第二方向Y上不设置接头部36a的一侧处,或者半导体开关元件310和焊料构件46可以布置在金属板56上的在第二方向Y上设置接头部56a的一侧处,二极管312和焊料构件52可以布置在第二方向Y上不设置接头部56a的一侧处。可替换地,二极管308和焊料构件52可以布置在金属板36上的在第二方向Y上设置接头部36a的一侧处,半导体开关元件306和焊料构件46可以布置在第二方向Y上不设置接头部36a的一侧处,或者二极管312和焊料构件52可以布置在金属板56上的在第二方向Y上设置接头部56a的一侧处,半导体开关元件310和焊料构件46可以布置在第二方向Y上不设置
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1