[发明专利]半导体装置以及用于制造半导体装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置以及用于制造半导体装置的方法。

背景技术

日本公开特许公报No.2008-263210公开了一种设置有第一引线的电力半导体装置，该第一引线包括第一下垫板（die pad）、设置在第一下垫板的上表面上的电源芯片以及应用于第一下垫板的下表面的绝缘座。该电力半导体装置还设置有第二引线，该第二引线包括第二下垫板、设置在第二下垫板上的控制芯片、连接电源芯片和控制芯片的金为主要成分的导线以及模制树脂部。控制芯片和电源芯片嵌入树脂部中，使得第一引线的端部和第二引线的端部从树脂部伸出。绝缘座具有比树脂部高的热传导率。

参照图9，功率半导体元件可以安装在基板上并且树脂部可以模制在基板上以形成半导体模块100。这提高了功率循环期间元件的可靠性。为了通过将半导体模块100固定到散热构件101（散热装置等）来冷却产生热量的功率半导体元件，需要将例如施加迫压力F的支架102固定到散热构件101。在这种情况下，在散热构件101与半导体模块100之间形成的间隙中（例如，由于基板弯曲而形成的间隙）填充有硅脂103。硅脂103具有低热传导率因而阻碍冷却。此外，使用支架102来固定半导体模块100使整个装置增大。

发明内容

本发明的目的是提供半导体装置以及用于制造半导体装置的方法，它们提高了通过模制树脂部结合的元件部分的可靠性、实现高的冷却能力并且使得尺寸能够减小。

为了实现上述目的，本发明的一个方面是一种半导体装置，其设置有包括冷却剂通道的冷却装置。绝缘基板硬钎焊至冷却装置的外表面。半导体元件软钎焊至绝缘基板。外部连接端子包括电连接至半导体元件的第一端部以及相反的第二端部。树脂部模制到绝缘基板、半导体元件、外部连接端子的第一端部以及至少一部分冷却装置上。

本发明的另一方面是一种制造半导体装置的方法。该方法包括通过连结第一壳板和第二壳板而形成冷却装置。第一壳板包括周缘部并且第二壳板也包括周缘部，第二壳板的周缘部与第一壳板的周缘部被硬钎焊在一起。该方法还包括将第一壳板和绝缘基板硬钎焊在一起以连结第一壳板和绝缘基板；将半导体元件安装在绝缘基板上；将半导体元件与外部连接端子的第一端部软钎焊在一起以连结半导体元件和外部连接端子；以及将树脂部模制在绝缘基板、半导体元件、外部连接端子的第一端部以及至少一部分第一壳板上。

根据结合附图、通过示例来说明本发明的原理的以下描述，本发明的其他方面和优点将变得清楚。

附图说明

参照以下对目前优选实施方式的描述以及附图，可以最佳地理解本发明以及本发明的目的和优点，在附图中：

图1A为根据本发明的一个实施方式的逆变器模块的正视图；

图1B为图1A中示出的逆变器模块的俯视图；

图2A为图1A中示出的逆变器模块在树脂部被去除的状态下的正视图；

图2B为图1A中示出的逆变器模块在树脂部被去除的状态下的俯视图；

图3为图1A中示出的逆变器模块的电路图；

图4A为示出了图1A的冷却装置的绝缘基板的正视图；

图4B为示出了图1A的冷却装置的绝缘基板的俯视图；

图5为沿图4B中的V-V截取的截面图；

图6A为示出了逆变器模块的制造过程的正视图；

图6B为示出了图6A的逆变器模块的俯视图；

图7为示出了逆变器模块的改型的正视图；

图8为示出了逆变器模块的改型的正视图；以及

图9为示出了将散热构件固定至模块的结构的截面图。

具体实施方式

现在将参照附图对根据本发明的一个实施方式的车辆逆变器进行描述。

参照图1A和图1B，逆变器模块10包括冷却装置。逆变器模块10是树脂模制的并且包括其上安装有半导体元件（芯片）的基板。如图1A至图2B所示，逆变器模块10包括：水冷式冷却装置20；四个绝缘基板31、32、33、34；六个晶体管（芯片）Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6；六个二极管（芯片）D1、D2、D3、D4、D5、D6以及模制树脂部40。树脂部40可以由例如环氧树脂形成。

图3示出了逆变器模块10的电路结构。逆变器模块10包括逆变器50，该逆变器50将从外部设备供给的直流电转换为交流电。然后，逆变器50将交流电供给至走行电动机60。这样驱动电动机60产生旋转。