[发明专利]半导体单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体单元。

背景技术

已知一种半导体单元，在该半导体单元中，例如如在日本未审专利申请公布第2007-329163号中所公开地，采用塑模树脂（mold resin）将安装在管芯焊盘（die pad）的一侧上的功率半导体装置、安装在管芯焊盘另一侧上的绝缘板、以及安装在绝缘板的与管芯焊盘相反侧上的空心热交换构件塑模为一个模块。该种塑模功率半导体装置具有高的可靠性。

已知一种半导体单元，在该半导体单元中，空心热交换构件被铜焊（brazed）或焊接到绝缘板。

但是，在该种结构的半导体单元中，由于塑模树脂与空心热交换构件之间的线性膨胀系数的差异，塑模树脂可能从空心热交换构件脱离。

本发明旨在提供一种防止塑模树脂的这种脱离的半导体单元。

发明内容

依照本发明的方面，半导体单元包括：冷却器，其具有流体流动空间；绝缘基底，其通过金属而被接合到所述冷却器；半导体装置，其被焊接到所述绝缘基底；中间构件，其介于所述绝缘基底与所述流体流动空间之间，并且具有安装有所述绝缘基底的第一表面；以及塑模树脂，其具有与所述中间构件相比较低的线性膨胀系数，其中，通过所述塑模树脂来对所述绝缘基底、所述半导体装置以及所述冷却器进行塑模。所述中间构件具有相对于所述第一表面向上或向下延伸的第二表面。所述第一表面被所述塑模树脂覆盖。所述第二表面被树脂封套覆盖。

依照本发明的另一个方面，半导体单元包括：冷却器，其具有流体流动空间；绝缘基底，其通过金属而被接合到所述冷却器；半导体装置，其被焊接到绝缘基底；以及塑模树脂，其具有与所述冷却器相比较低的线性膨胀系数，其中，通过所述塑模树脂来对所述绝缘基底、所述半导体装置以及所述冷却器进行塑模。所述冷却器包括第一板和第二板，所述第一板具有安装有所述绝缘基底的第一表面，所述第二板具有基体、从所述基体的周围向上延伸并且被接合到所述第一板的垂直部分以及从所述垂直部分向上延伸超过所述第一表面的延伸部。塑模树脂覆盖第一表面和延伸部的整体。

结合以示例的方式示出本发明的原理的附图，根据下面的描述本发明的其它方面和优点将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的半导体单元的示意性剖面图；

图2A是根据本发明的半导体单元的第二实施例的示意性平面图；

图2B是沿图2A的线IIB-IIB所截取的横截面图；以及

图3至图10是根据本发明的半导体单元的替选实施例的示意性剖面图。

具体实施方式

下面将参照附图来描述根据本发明的半导体单元的实施例。注意的是，在附图中为简明起见，以夸大的尺寸示出了半导体单元的一些组件。

参照图1，由1总地标示的第一实施例的半导体单元包括安装在电路板10上的两个半导体装置20以及热耦接到电路板10的散热器30。通过塑模树脂70来对电路板10、半导体装置20以及散热器30进行塑模。半导体单元1适用于用在车辆中的逆变器，该逆变器将电池的DC功率转换为AC功率以驱动车辆的行走马达（travel motor）。

电路板10由绝缘基底11、接合到绝缘基底11的上表面的金属板12以及接合到绝缘基底11的下表面的金属板13组成。绝缘基底11是矩形薄板并且例如由陶瓷基底提供，该陶瓷基底由氮化铝、氧化铝或氮化硅构成。

金属板12用作布线层或电极，并且还用于释放由半导体装置20所生成的热量。金属板12由例如铝基金属或铜构成。术语“铝基金属”包括纯铝和铝合金。

通过焊接层21将半导体装置20中的每个安装到金属板12。即，半导体装置20被焊接到电路板10的金属板12。半导体装置20通过金属板12被热耦接到绝缘基底11。半导体装置20可以例如由绝缘栅双极型晶体管（IGBT）、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）或二极管提供。

接合到绝缘基底11的下表面的金属板13用于将绝缘基底11连接至散热器30，并且还用于释放由半导体装置20所生成的热量。金属板13由例如铝基金属或铜构成。