半导体装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供半导体装置，通过由无机绝缘层和金属层构成的散热板来实现了高动作可靠性。该半导体装置具有：半导体元件；下垫板，其在一个主面上隔着导电性粘合剂载置了半导体元件；外部引线，其具有下垫板；散热板，其在一个主面上隔着导电性粘合剂载置了下垫板，该半导体装置被构成为，以散热板的另一个主面露出的方式利用树脂将半导体元件、下垫板和散热板密封，其中，散热板在无机绝缘层的一个主面以及无机绝缘层的与一个主面相对的另一主面具有金属层，无机绝缘层的水平投影面积比金属层的水平投影面积大，在散热板的侧表面具有无机绝缘层的突出部。
【专利说明】半导体装置【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种半导体装置，该半导体装置具备以下结构:半导体元件被密封在树脂密封体中，且进行半导体元件的散热的散热板露出于树脂密封体的下表面。
【背景技术】
[0002]近年来，谋求处理性优异、具有高散热性和高可靠性的树脂密封型功率用半导体装置，该半导体装置具有:具有下垫板的引线框架；搭载于下垫板的半导体芯片；散热片，其隔着绝缘性树脂片配置于下垫板的与半导体芯片侧相反一侧的面；模塑树脂，其以散热片的与半导体芯片侧相反一侧的面露出的方式树脂密封半导体芯片、下垫板和散热片，在该半导体装置中，使用半导体装置时，来自半导体芯片的发热从散热片释放到外部。(例如，参照专利文献I)。
[0003]另外，作为现有技术，公知有:在散热片的阶梯差上绕入模塑树脂，形成环绕散热片的形状，从而该模塑树脂的形状起到防止散热片与模塑树脂的剥离的锁模作用，因此，得到提高半导体装置的动作可靠性的效果。
[0004]专利文献1:日本特开2008-283138号公报
[0005]然而，在现有技术的半导体装置中，为了散热而采用高热传导性的金属材料作为散热片，进而在散热片设置阶梯差以获得锁模(mold lock)效果。但是，存在如下问题:金属材料和密封树脂的接合性弱，在金属材料和密封材料的界面产生剥离时，降低了耐湿性而会妨碍产品的可靠性。
实用新型内容
[0006]因此，本实用新型正是为了解决上述的课题而作出的，其目的在于提供一种半导体装置，通过无机绝缘层和金属层构成的散热板来实现高动作可靠性。
[0007]为了解决上述的课题，本实用新型采用以下说明的结构。
[0008]本实用新型的半导体装置具有:半导体元件；下垫板，其在一个主面上隔着导电性粘合剂载置了所述半导体元件；外部引线，其具有下垫板；散热板，其在一个主面上隔着导电性粘合剂载置了所述下垫板，且该半导体装置被构成为，以使所述散热板的另一个主面露出的方式利用树脂来对所述半导体元件、所述下垫板和所述散热板进行密封，该半导体装置的特征在于，所述散热板在无机绝缘层的一个主面和无机绝缘层的与一个主面相对的另一主面上具有金属层，所述无机绝缘层的水平投影面积比所述金属层的水平投影面积大，在所述散热板的侧表面上具有所述无机绝缘层的突出部。
[0009]本实用新型的半导体装置的特征在于，所述无机绝缘层的厚度LI和所述突出部的长度L2的关系为LI < L2。
[0010]本实用新型的半导体装置的特征在于，所述无机绝缘层是氮化硅或铝复合材。
[0011]本实用新型的半导体装置的特征在于，所述金属层是铜或铜合金。
[0012]由于本实用新型是如以上那样构成的，无机绝缘层的突出部从散热板的侧表面向外侧突出，因此密封树脂绕入无机绝缘层的突出部，由此能够获得锁模效果。此外，无机绝缘层与树脂的密封性比金属材料的好，能够防止在树脂界面产生的剥离，由此能够提供高可靠性的半导体装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的实施例1的半导体装置的侧面截面图。
[0014]图2是本实用新型的实施例1的散热板的俯视图和侧视图。
[0015]标号说明
[0016]1.半导体元件
[0017]2.导电性粘合剂
[0018]3.下垫板
[0019]4.外部引线
[0020]5.散热板
[0021]51.金属层
[0022]52.无机绝缘 层
[0023]53.突出部
[0024]6.树脂密封体
[0025]100.半导体装置
【具体实施方式】
[0026]下面参照附图对用于实施本实用新型的方式详细地进行说明。另外在下面的附图的记载中，针对相同或者类似的部分，用相同或者类似的标号来表示。但是，附图是示意性的表示，尺寸关系的比率等与实际不同。因此，具体的尺寸等应当对照以下的说明进行判断。此外，在附图彼此之间，当然也包含彼此的尺寸的关系或比率不同的部分。
[0027]此外，以下所示的实施方式是用于将该实用新型的技术思想具体化的例子，该实用新型的实施方式没有将结构部件的材质、形状、构造、配置等确定为下述的内容。该实用新型的实施方式在不脱离宗旨的范围内，能够进行各种变更并实施。
[0028]【实施例1】
[0029]下面参照附图对本实用新型的实施例1的半导体装置100进行说明。
[0030]图1是本实用新型的实施例1的半导体装置的侧面截面图。金线键合(wirebonding)的状态未被示出。图2是本实用新型的实施例1的散热板的俯视图和侧视图。
[0031]如图1所示，半导体装置100由半导体元件1、导电性粘合剂2、下垫板3、外部引线
4、散热板5、树脂密封体6构成。
[0032]半导体元件I是Si半导体元件。半导体元件隔着导电性粘合剂2载置并固定于下垫板3的一个主面。
[0033]导电性粘合剂2优选导电性优异的焊锡或银焊膏等。此外，使用焊锡的情况下，考虑到环境因素，优选不含铅的材料。此外，为了将从半导体元件I产生的热高效地传递到散热板5，导电性粘合剂2优选热传导性优异。
[0034]下垫板3隔着导电性粘合剂2，将半导体元件I载置于一个主面上。关于下垫板3，例如，能够对0.5mm厚的平形状板材应用冲压加工和化学蚀刻加工，材质大多能够使用铜或者铜合金，表面能够实施镀银等。
[0035]外部引线4具有下垫板，从树脂密封体6露出。关于外部引线4，例如，能够对
0.5mm厚的平形状板材应用冲压加工和化学蚀刻加工，材质大多能够使用铜或者铜合金，表面能够实施镀银等。
[0036]散热板5有无机绝缘层52和金属层51构成，金属层51配置于无机绝缘层52的一个主面以及无机绝缘层52的与一个主面相对的另一主面。为了将从半导体元件I产生的热高效地释放到树脂密封体6的外部，散热板5优选热传导性优异。
[0037]无机绝缘层52优选例如0.3mm以上的厚度，以维持电气绝缘性和抗折强度，此时无机绝缘层52的厚度LI和突出部53的长度L2的关系为LI < L2。无机绝缘层52的材料例如采用氮化硅。此外，还可以采用铝复合陶瓷材料，以降低成本。
[0038]金属层51优选采用热传导性高的材料，例如采用铜或铜合金。此外，金属层51还可以采用薄的金属箔，以减低成本并实现小型化。
[0039]树脂密封体6是使用树脂成型模具和冲压装置，作为传递成型，来树脂成型的。例如，在树脂密封体6中使用热硬化性环氧树脂。通过以上那样，完成半导体装置100。
[0040]接着，参照图2对本实用新型的实施例1的散热板5进行说明。散热板5如图2所示。
[0041]接着，对上述的实施例1的半导体装置的效果进行说明。
[0042]根据第一方案，散热板中的、无机绝缘层的水平投影面积比金属层的水平投影面积大，由此密封树脂的形状将无机绝缘层的突出部包进其内，由此能够获得锁模效果。此夕卜，无机绝缘层的突出部的距离为沿面距离，能够获得电气绝缘效果。
[0043]根据第二方案，通过做薄无机绝缘层，能够进一步提高散热性。
[0044]根据第三方案，通过在散热板的绝缘层采用抗折强度比树脂等有机材料高的氮化硅或铝复合材等无机材料，能够比采用有机材料时相对地进一步做薄绝缘层的厚度，能够实现半导体装置的小型化。
[0045]根据第四方案，通过在所述金属层采用铜或铜合金，能够获得高热传导性。
[0046]如上述那样，记载了用于实施本实用新型的方式，但是，从该公开中能够得出各种代替的实施方式、实施例，这对本领域技术人员来说是显而易见的。
[0047]在上述的例子中，半导体元件I使用了 Si半导体，但还能以与现有的Si半导体相t匕，能够由在高温状态下进行动作的、开关速度快且低损耗的化合物半导体，例如SiC半导体或GaN半导体等的化合物半导体构成。
[0048]此外，半导体装置I也可以为在同一封装内收纳了功率用半导体元件、控制用半导体元件、保护元件等的IPM (Intelligent Power Module:智能功率模块)。在IPM中，由于在电动机驱动控制过程中流过大电流，所以发热应对措施十分重要，因此本实用新型作为散热应对措施是有效的。
【权利要求】
1.一种半导体装置，其具有:半导体元件；下垫板，其在一个主面上隔着导电性粘合剂载置了所述半导体元件；外部引线；以及散热板，其在一个主面上隔着导电性粘合剂载置了所述下垫板，且该半导体装置被构成为，以使所述散热板的另一个主面露出的方式利用树脂来对所述半导体元件、所述下垫板和所述散热板进行密封，该半导体装置的特征在于， 所述散热板在无机绝缘层的一个主面和无机绝缘层的与一个主面相对的另一主面上具有金属层，所述无机绝缘层的水平投影面积比所述金属层的水平投影面积大，在所述散热板的侧表面的整周上具有所述无机绝缘层的突出部。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述无机绝缘层的厚度LI与所述突出部的长度L2之间的关系为LI < L2。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于， 所述无机绝缘层是氮化硅或铝复合材。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于， 所述金属层是铜或铜合金。
【文档编号】H01L23/373GK203690284SQ201420035233
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】蓜岛孝史, 古原健二 申请人:三垦电气株式会社