[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及提高从半导体元件发出的热量的散热性能的半导体装置。

背景技术

在用于大电流的半导体装置中，半导体元件成为发热体从而使用时的发热量大，因此提出了通过在半导体元件的两面接合散热板来提高散热性能的结构。图15是示出了具有这种在半导体元件的两面设置了散热板的现有的半导体装置的截面图。在半导体装置100中，半导体元件101夹在第一电极102与第二电极103之间，并且在半导体元件101与第一电极102之间设置有块电极104。重叠的半导体元件101、第一电极102、第二电极103以及块电极104的各个上下之间的部分通过焊料接合，从而构成了焊料层105。

第一电极102和第二电极103被设置为半导体元件101的各个主电极、即发射电极和集电极，而且由铜或铝等导热性良好的金属形成，以起到散热板的作用。块电极104也同样由铜或铝等散热性能和导电性好的金属形成。如上所述的第一电极102和第二电极103与没有图示的主电极端子连接，在控制电极端子111与半导体元件101之间连接有键合线112。而且这些部件全部通过树脂108被模制。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利义献特开2003-110064号公报

发明内容

发明要解决的问题

在半导体元件101是IGBT等功率元件的情况下，从该半导体元件101发出的发热量大，因此要求半导体装置100尽可能高效率地散热。但是，在半导体装置100中，将半导体元件101接合至第一电极102等的焊料层105成为阻碍散热的重要原因。这是因为：焊料采用锡合金，但其热传导率只有铜的六分之一左右，而且厚度达0.1～0.4mm左右，因此无法忽视焊料层105的影响。另外，一旦焊料层105内形成空隙部分，该空隙部分就会阻碍散热。

本发明正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种提高了散热性能的半导体装置。

用于解决问题的手段

本发明的一个方面的半导体装置，其中，半导体元件与面对该半导体元件的一个表面或两个表面而配置的一片或两片散热板通过树脂被模制，所述半导体装置的特征在于，在所述半导体元件与所述散热板中的一者或两者上形成有通过冷喷涂法喷射金属粉末而成膜的中间层，所述半导体元件与所述散热板夹着所述中间层并通过焊料而接合。

上述半导体装置优选如下：所述散热板是配置在所述半导体元件的两个表面上的第一电极和第二电极，所述中间层是配置在所述半导体元件与所述第一电极之间的块电极，该块电极被成膜在所述第一电极上，并通过焊料与所述半导体元件接合。

上述半导体装置优选如下：所述块电极被形成为其截面积朝向所述第一电极而扩大。

上述半导体装置优选如下：所述块电极被形成为其截面积朝向所述第一电极连续或逐步扩大。

上述半导体装置优选如下：所述散热板是配置在所述半导体元件的两个表面上的第一电极和第二电极，所述中间层是配置在所述半导体元件与所述第一电极之间的块电极，该块电极被成膜在所述半导体元件上，并通过焊料与所述第一电极接合。

上述半导体装置优选如下：所述半导体元件设置有用于保护所述半导体元件免受冷喷涂所产生的冲击的金属膜，所述块电极被形成在该金属膜上。

上述半导体装置优选如下：在所述半导体元件的中央部分设置有用于保护所述半导体元件免受冷喷涂所产生的冲击的金属膜，并在所述半导体元件的周缘部分设置有用于防止该周缘部分通过冷喷涂被喷射粉末的保护膜，所述块电极被形成在除所述周缘部分的保护膜之外的所述金属膜上。

上述半导体装置优选如下：所述金属膜形成为双层，直接设置在所述半导体元件上的金属膜由比通过冷喷涂喷射的粉末更硬的材料形成。

上述半导体装置优选如下：所述中间层是与焊料层一起设置的，所述焊料层将面对所述半导体元件的一个表面而配置的散热板和所述半导体元件接合，所述中间层被成膜在所述散热板上，并且在所述焊料层中设置有一个或两个以上的柱形的突起部。

上述半导体装置优选如下：所述中间层包括：呈平板形状地成膜在所述散热板上的平板部、以及以从该平板部突出的方式形成的所述突起部，所述焊料层设置在所述平板部与所述半导体元件之间。

上述半导体装置优选如下：所述中间层的突起部包括分别配置在所述半导体元件的各角部附近的突起部。

上述半导体装置优选如下：所述中间层的突起部包括配置在所述半导体元件的中央部分的突起部。