半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种半导体装置。
【背景技术】
[0002]已知一种在对半导体元件进行密封的树脂制的主体的两个面上使散热板露出的半导体装置。这样的半导体装置的示例在日本特开2012-235081号公报和日本特开2013-016623号公报中被公开。散热板被接合在主体上并在主体的内部被固定在半导体元件上。
【发明内容】
[0003]发明所要解决的课题
[0004]为了提高主体与散热板的接合性能，有时在主体成形前的散热板上会涂敷有底漆涂料。底漆涂料为，例如以聚酰胺树脂为主要成分的涂底剂。主体与散热板经由底漆涂料而被接合。但是，如果底漆涂料的厚度不均匀，则由底漆涂料所获得的接合力也会变得不均匀，从而在接合力不足的部位处散热板有可能会从主体剥离。本说明书提供了一种对由于底漆涂料较薄而导致的接合力降低进行弥补从而抑制散热板从主体剥离的技术。
[0005]用于解决课题的方法
[0006]本说明书所公开的半导体装置具备半导体元件、主体、第一散热板以及第二散热板。主体为树脂制，并且其内部被埋入有半导体元件。第一散热板被接合于主体的第一侧面上，并且在主体的内部被固定在半导体元件上。第二散热板以与第一散热板对置的方式而被接合在主体的与第一侧面为相反侧的第二侧面上。第二散热板在主体的内部被固定在半导体元件上。第一散热板与第二散热板的一方或者双方可以直接被固定在半导体元件上，也可以经由其他的部件例如金属隔板(或金属块)而被固定在半导体元件上。在该半导体装置中，还在第一散热板的与主体接合的接合面上且能够产生预定值以上的拉伸应力的高应力区域中，设置有多个槽与多个凸部中的至少一方。
[0007]依据本申请发明者进行的研究而辨明了如下情况，S卩，在采用将散热板分别接合在主体的两侧并将该散热板在主体内部固定在半导体元件上的半导体装置的情况下，主体与散热板的分界处所产生的应力不均匀，该应力在对散热板和主体进行横截的截面上具有特定的分布。特别是，在主体与散热板的边界处，具有产生拉伸应力的区域和产生压缩应力的区域。在拉伸应力较低的区域及产生压缩应力的区域处产生剥离的可能性较小。因此，在本说明书所公开的半导体装置中，在于散热板的与主体接合的接合面内能够产生预定值以上的拉伸应力的区域中设置有多个槽和多个凸部中的至少一方。通过多个槽或多个凸部而使散热板与主体之间的接合面积增加，从而使接合力增大。其结果为，防止了散热板从主体的剥离。本说明书所公开的技术的详细内容与进一步的改良会在以下的“【具体实施方式】”中进行说明。
【附图说明】
[0008]图1为实施例的半导体装置的立体图。
[0009]图2为沿着图1的Π-Π线的剖视图。
[0010]图3为图2的虚线m所表示的范围的放大剖视图。
[0011]图4为半导体装置的俯视图(除了上侧的散热板和隔板)。
[0012]图5为图3中的从位置XO到位置X3之间所产生的应力分布的曲线图。
[0013]图6为半导体装置的放大剖视图。
[0014]图7为表示对封装件的水分含有区域进行了改变时的应力分布的模拟结果的曲线图。
[0015]图8为图2的符号VI所表示的区域的放大图。
[0016]图9为表示槽的深度与拉伸强度的关系的一个示例的曲线图。
[0017]图10为表示槽的面积相对于高应力区域的比与拉伸应力的关系的一个示例的曲线图。
[0018]图11为表示槽的间距与拉伸强度的关系的一个示例的曲线图。
[0019]图12为表示槽的温度的不同与拉伸强度的关系的一个示例的曲线图。
[0020]图13为改变例的半导体装置的放大剖视图。
[0021]图14为其他的改变例的半导体装置的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0022]参照附图来对实施例的半导体装置2进行说明。图1中表示了半导体装置2的立体图。半导体装置2为在树脂制的封装件3中埋入有四个功率半导体元件的装置。封装件3为平板型，并且在其面积最广的两个平面的双方上露出有散热板。以下为了便于说明，将平板型的封装件3的面积最广的两个平面称为主平面3a、3b。从侧面(与主平面交叉的面)而延伸出与内部的半导体元件导通的端子81、85、86、87。
[0023]在图2中图示了沿着图1的Π-Π线的半导体装置2的剖视图。如前文所述，在封装件3的内部埋入有四个半导体元件，并且这些元件中的两个元件(晶体管12、14)被图示在图2的截面中。剩余的两个元件为二极管，其被埋入在图中的坐标系中Z轴方向上不同的位置处。对于这两个二极管将在下文进行叙述。将图2的符号m所表示的虚线矩形部分的放大图在图3中进行图示。
[0024]如图2所示，在封装件3中埋入有晶体管12、14(以及两个二极管)。在封装件3的一侧的主平面3a上使散热板4、6露出。在封装件3的另一侧的主平面3b上使散热板5、7露出。散热板4、5和晶体管12以及隔板13在与主平面3a、3b交叉的方向上被层压。散热板4的一侧的表面从封装件3露出。另一侧的表面的一部分与封装件3接合，其剩余部分与晶体管12接合。散热板4与晶体管12通过接合层18c而被接合(参照图3)。接合层18c为焊锡层。晶体管12与隔板13经由接合层18b而被接合，隔板13与散热板5经由接合层18a而被接合(参照图3)。接合层18a、18b也为焊锡层。散热板6、7和晶体管14以及隔板15也在与主平面3a、3b交叉的方向上被层压。散热板6的一侧的表面从封装件3露出。另一侧的表面的一部分与封装件3接合，其剩余部分与晶体管14接合。晶体管14与隔板15接合，隔板15与散热板7接合。封装件3在一对散热板4、5之间对晶体管12(以及后文所述的二极管16)进行密封。封装件3还在一对散热板6、7之间对晶体管14(以及后文所述的二极管17)进行密封。
[0025]散热板4、5、6、7、隔板13、15为铜制。晶体管12、14为平板型，并且在其两侧的表面上露出有电极。电极板的周围通过树脂而被包围。在晶体管12的一侧的电极上电连接有散热板4，而在另一侧的电极上电连接有散热板5。在晶体管14的一侧的电极上电连接有散热板6，而在另一侧的电极上电连接有散热板7。
[0026]在封装件3的内部，从散热板5的边缘伸出有连接部51，从散热板6的边缘伸出有连接部61。在封装件3的内部，散热板5的连接部51与散热板6的连接部61连接。由此，晶体管12与晶体管14串联连接。散热板4和散热板7相当于两个晶体管12、14串联连接的两端的端子，散热板5和散热板6相当于两个晶体管12、14串联连接的中点。虽然会参照图4而在下文进行叙述，但图1所示的端子85与散热板4连接，端子87与散热板6连接。虽然省略了图示，但散热板7与端子86在封装件3的内部电连接。
[0027]如图3所示，在散热板4的与封装件3接合的封装件对置面41a的特定的区域中设置有多个槽9。特定的区域是指后文所述的高应力区域。对被设置在散热板4(以及散热板6)上的多个槽进行说明。在图4中表示有半导体装置2的俯视图。另外，在图4中，为了能够理解封装件3的内部的结构而仅表不了封装件3的分布，此外，未表不散热板5、7、隔板13、15 (参照图2)。此外，在图3和图4中，为了易于理解，以对尺寸进行强调的方式来对多个槽9进行了进行描述。即，需要注意的是，图3、图4并没有准确地表示槽9相对于半导体装置2的相对尺寸。对于槽的尺寸将会在下文中进行叙述。
[0028]在散热板4上同时接合有晶体管12和二极管16。在散热板6上同时接合有晶体管14和二极管17。如上文中所叙述的那样，在散热板4的与封装件3接合的面上设置有多个槽9(9a)，该槽9a在俯视观察散热板4时以包围晶体管12的方式而设置。多个槽9a平行地延伸，并且多重地包围着晶体管12。在散热板4的与封装件3接合的面上设置有另外的多个槽9(9b)，该多个槽9b在俯视观察散热板4时以包围二极管1