半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在例如电气铁路或风力发电等中使用的半导体装置。
【背景技术】
[0002]IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)模块等半导体装置在例如电动机的电力控制等中使用。在专利文献1中，公开有具备IGBT等半导体元件的半导体装置。该半导体装置将主电极连接至与半导体元件电连接的金属图案。
[0003]专利文献1:日本特开2012-64609号公报
【发明内容】
[0004]有时例如使用焊料将金属图案和主电极连接。在使半导体装置的主电流开始流动的开启时，在主电流稳定地流动的导通时以及将主电流切断的断开时，半导体元件的能量损耗成为热能，半导体装置的温度升高。另一方面，在长时间不向半导体装置通电的情况下，半导体装置的温度降低至外部环境温度(低温)。由于高温状态和低温状态反复，从而半导体装置内的部件反复进行热膨胀和热收缩。由此，存在金属图案与主电极的连接部劣化的问题。存在下述问题，即，如果该劣化加深，则导致主电极从金属图案分离。
[0005]本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种半导体装置，该半导体装置能够抑制金属图案与主电极的连接部的劣化。
[0006]本申请的发明涉及的半导体装置的特征在于，具备基底板和形成在该基底板之上的多个单位构造。所有的该单位构造具备:绝缘基板，其固定于该基底板；金属图案，其形成在该绝缘基板之上；半导体元件，其与该金属图案电连接；以及主电极，其上端部向外部露出，下端部连接于该金属图案中的与该基底板的外缘最接近的部分即外周部。
[0007]本申请的发明涉及的其他半导体装置的特征在于，具备:基底板，其俯视观察时形成为四边形，沿着第1边形成有多个第1贯通孔，沿着与该第1边相对的第2边形成有多个第2贯通孔；以及多个单位构造，它们形成在该基底板之上。所有的该单位构造具备:绝缘基板，其固定于该基底板；金属图案，其形成在该绝缘基板之上；半导体元件，其与该金属图案电连接；以及主电极，其上端部向外部露出，下端部与该金属图案连接。所有的该下端部与从该第1边朝向该第2边推进从该第1边至该第2边为止的距离的1/4的位置相比位于靠该第1边侧的部分，或者与从该第2边朝向该第1边推进从该第2边至该第1边为止的距离的1/4的位置相比位于靠该第2边侧的部分。
[0008]本发明的其他特征在下面明确。
[0009]发明的效果
[0010]根据本发明，能够抑制金属图案与主电极的连接部的劣化。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的实施方式1涉及的半导体装置的内部构造的俯视图。
[0012]图2是主电极等的斜视图。
[0013]图3是主电极等的俯视图。
[0014]图4是本发明的实施方式1涉及的半导体装置的侧视图。
[0015]图5是对比例的半导体装置的内部构造的俯视图。
[0016]图6是对比例的主电极等的斜视图。
[0017]图7是对比例的主电极等的俯视图。
[0018]图8是本发明的实施方式2涉及的半导体装置的内部构造的俯视图。
[0019]图9是本发明的实施方式2涉及的主电极等的斜视图。
[0020]图10是本发明的实施方式3涉及的半导体装置的内部构造的俯视图。
[0021]图11是本发明的实施方式3涉及的第2主电极等的斜视图。
[0022]图12是本发明的实施方式4涉及的半导体装置的内部构造的俯视图。
[0023]图13是本发明的实施方式4涉及的第2主电极等的斜视图。
【具体实施方式】
[0024]参照附图对本发明的实施方式涉及的半导体装置进行说明。对相同或对应的结构要素标注相同标号，有时省略重复的说明。
[0025]实施方式1.
[0026]图1是本发明的实施方式1涉及的半导体装置的内部构造的俯视图。该半导体装置具备基底板10。基底板10例如俯视观察时形成为四边形。在基底板10形成有沿着基底板10的第1边10a的多个第1贯通孔12。另外，沿着基底板10的与第1边10a相对的第2边10b，形成有多个第2贯通孔14。
[0027]在基底板10之上形成有多个单位构造。多个单位构造具备3个第1单位构造16、60、70和3个第2单位构造18、80、90。3个第1单位构造16、60、70形成在基底板10的第1边10a侧。3个第2单位构造18、80、90形成在基底板10的第2边10b侧。3个第1单位构造16、60、70和3个第2单位构造18、80、90成为将在第1边10a和第2边10b之间与它们平行地延伸的想象线作为对称轴的线对称。
[0028]首先，对第1单位构造进行说明。3个第1单位构造16、60、70具有相同结构，因此在这里对第1单位构造16进行说明。第1单位构造16具有固定于基底板10的绝缘基板
20。在绝缘基板20之上形成有第1金属图案22以及与第1金属图案22绝缘的第2金属图案24。第1金属图案22以及第2金属图案24例如由铜或铝等形成。第2金属图案24的主电流流动的方向的长度大于2倍的第2金属图案24的宽度的值。
[0029]第1单位构造16具备4个IGBT26和4个二极管28。IGBT26在表面具有发射极，在背面具有集电极。二极管28在表面具有阳极，在背面具有阴极。IGBT26的集电极以及二极管28的阴极与第1金属图案22连接。该连接例如通过焊料实现。IGBT26的发射极和二极管28的阳极经由例如由铝形成的导线30而与第2金属图案24电连接。
[0030]第1主电极的第1下端部32与第1金属图案22连接。第2主电极的第1下端部34与第2金属图案24连接。此外，为了便于说明，在图1中省略除了第1主电极和第2主电极的下端的部分以外的部分。
[0031]接着，对第2单位构造进行说明。3个第2单位构造18、80、90具有相同结构，因此在这里对第2单位构造18进行说明。第2单位构造18具有固定于基底板10的绝缘基板40。在绝缘基板40之上形成有第1金属图案42以及与第1金属图案42绝缘的第2金属图案44。第1金属图案42以及第2金属图案44例如由铜或铝等形成。
[0032]第2单位构造18具备4个IGBT 46和4个二极管48。IGBT 46以及二极管48分别与上述的IGBT26以及二极管28相同。IGBT46的集电极以及二极管48的阴极与第1金属图案42连接。该连接例如通过焊料实现。IGBT46的发射极和二极管48的阳极经由例如由铝形成的导线50而与第2金属图案44电连接。
[0033]第1主电极的第2下端部52与第1金属图案42连接。第2主电极的第2下端部54与第2金属图案44连接。第2单位构造18具有上述的结构。此外，在图1以及其之后的图中，省略了实际的半导体装置所具备的向IGBT26、46的栅极供给电压的配线、发射极感应辅助电极、栅极辅助电极以及集电极感应辅助电极等。
[0034]根据图1可明确，第1单位构造60具备第1下端部62、64。第1单位构造70具备第1下端部72、74。第2单位构造80具备第2下端部82、84。第2单位构造90具备第2下端部92、94。第1下端部32、34、62、64、72、74沿着多个第1贯通孔12排列。第2下端部52、54、82、84、92、94沿着多个第2贯通孔14排列。
[0035]第1下端部32、34、62、64、72、74与从第1边10a朝向第2边10b推进从第1边10a至第2边10b为止的距离的1/4的位置相比，位于第1边10a侧。将该位置称为第1边侧位置。另一方面，第2下端部52、54、82、84、92、94与从第2边10b朝向第1边10a推进从第2边10b至第1边10a为止的距离的1/4的位置相比，位于第2边10b侧。将该位置称为第2边侧位置。因而，所有的下端部(是指第1下端部32、34、62、64、72、74和第2下端部52、54、82、84、92、94中的任一个)位于第1边侧位置或第2边侧位置。
[0036]图2是主电极等的斜视图。在图2示出第1主电极100和第2主电极110。第1主电极100的上端部102是向外部露出的部分。第1主电极100具备第1下端部32和第2下端部52。第1下端部32和第1金属图案22、以及第2下端部52和第1金属图案42例如通过焊料进行连接。第1主电极100作为集电极主电极起作用。
[0037]第2主电极110的上端部112是向外部露出的部分。第2主电极110具备第1下端部34和第2下端部54。第1下端部34和第2金属图案24、以及第2下端部54和第2金属图案44例如通过焊料进行连接。第2主电极110作为发射极主电极起作用。
[0038]如上所述，由第1单位构造16和第2单位构造18共享一个第1主电极100。另夕卜，由第1单位构造16和第2单位构造18共享一个第2主电极110。同样地，由第1单位构造60和第2单位构造80共享一个第1主电极和一个第2主电极。另外，由第1单位构造70和第2单位构造90共享一个第1主电极和一个第2主电极。
[0039]图3是主电极等的俯视图。本发明的实施方式1涉及的半导体装置，具备第1主电极100、120、140、以及第2主电极