[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置。

背景技术

模块型功率半导体装置通过以下方式构成，将具有提供如切换等电源控制作用的功率晶体管和/或二极管等半导体芯片的主电路和具有控制主电路工作的控制半导体芯片的控制电路组装在一个装置内。这样的模块型功率半导体装置主要应用于控制马达等的变换器等。

图4是表示现有的模块型功率半导体装置的截面构造的截面图。如图4所示，现有的模块型功率半导体装置具有将主电路100a和控制主电路100a的控制电路100b均安装在同一主电路基板101的构成。主电路基板101是在导热性能好的金属板102的表面配置了绝缘层103的绝缘基板。在主电路基板101的绝缘层103上形成有主电路布线图案104。

在半导体芯片105、106上形成有构成主电路100a的半导体元件。半导体芯片105、106的背面通过焊料等的接合材料(未图示)与主电路基板101的主电路布线图案104接合。在半导体芯片105、106上分别形成有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅型双极晶体管)和FWD(Free Wheeling Diode：续流二极管)。

控制电路基板107是在正面形成控制电路布线图案108的绝缘基板。控制电路基板107具有通孔结构。控制电路布线图案108和控制电路基板107的背面形成的金属膜通过通孔相互连接。控制电路基板107的背面通过绝缘性胶粘剂与主电路基板101的绝缘层103上的未配置主电路布线图案104的区域粘接在一起。

在控制半导体芯片109形成有构成控制电路100b的控制半导体元件。控制半导体芯片109的背面通过焊料等的接合材料(未图示)与控制电路基板107的控制电路布线图案108接合。在半导体芯片105、106的正面分别设置的省略图示的电极(以下称为正面电极)，通过键合引线111电连接于主电路布线图案104和控制电路布线图案108。

主电路基板101的边缘粘接有壳体112。壳体112的内侧设有用于外部连接的多个管脚(引线框架)113a、113b。电力用管脚113a的一端露出在壳体112的外部，另一端通过焊接等连接于主电路100a的输出电极。控制用管脚113b的一端露出在壳体112的外部，另一端通过焊接等连接于控制电路100b的输入电极。壳体112和主电路基板101之间填充有包封树脂114。

这样的模块型功率半导体装置需要将在主电路100a产生的热损失有效的散热到装置外部。在图4所示的模块型功率半导体装置中，在大电流流过的半导体芯片105、106以及主电路布线图案104产生的热损失通过绝缘层103传导给金属板102。进而，传递至金属板102的热损失向接合于金属板102的外部的散热机构传导并散热。

另一方面，控制半导体芯片109是产生输入至半导体芯片105、106上的半导体元件的控制信号的控制IC(Integrated Circuit：集成电路)芯片，只有微弱的电流流过。因此，安装了控制半导体芯片109的控制电路基板107不需要有散热用的特别的构成。因此，在主电路基板101的绝缘层103上配置控制电路基板107，防止半导体芯片105、106上的功率半导体元件切换时产生的噪声传至控制半导体芯片109上的控制半导体元件。控制电路基板107的厚度越厚，防噪声效果越好。

作为这样的模块型功率半导体装置，提出有如下的装置(例如，参考下述专利文献1)。上述模块型功率半导体装置，在树脂壳体中装入了金属绝缘基板、安装在该金属绝缘基板上的半导体芯片、控制电路部件、以及外部导出端子。并且，对半导体芯片和控制电路部件以及外部导出端子之间实施引线键合而形成内部连接。在上述壳体内的中段位置设置有缺少半导体芯片贴装区而覆盖金属绝缘基板的上面区域的隔离壁，该隔离壁的上面侧配置有外部导出端子、控制电路部件以及其布线导体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平第5-304248号公报

发明内容

技术问题

然而，现有的模块型功率半导体装置因为是在主电路基板101上配置控制电路基板107的构成，控制电路基板107的厚度越厚，主电路基板101与控制电路基板107的主面之间的高度差越大。因此，在配置有控制电路基板107的主电路基板101上，难以进行用于贴装半导体芯片105、106以及贴装控制半导体芯片109的焊料印刷。所以，具有难以统一贴装半导体芯片105、106以及控制半导体芯片109的问题。