半導(dǎo)體裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置。從半導(dǎo)體組件(1)的上表面朝向下表面設(shè)有貫通孔(8)。在該貫通孔(8)插入有電極棒(11)。在半導(dǎo)體組件(1)中，在絕緣襯底(2)上配置有半導(dǎo)體芯片(3)。電極圖案(4)配置于絕緣襯底(2)上，連接于半導(dǎo)體芯片(3)。樹脂(7)密封絕緣襯底（2）、半導(dǎo)體芯片（3）以及電極圖案(4)。電極部(9)配置于貫通絕緣襯底(2)以及樹脂(7)的貫通孔(8)的內(nèi)壁，連接于電極圖案(4)。插入貫通孔(8)的電極棒(11)連接于電極部(9)。從而獲得布局的自由度高、耐壓高且小型化的半導(dǎo)體裝置。
【專利說明】半導(dǎo)體裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及連接多個(gè)半導(dǎo)體組件(package)的半導(dǎo)體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通過并聯(lián)連接相同構(gòu)造的多個(gè)半導(dǎo)體組件，能夠根據(jù)產(chǎn)品而變更電容量。在現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置中，將多個(gè)半導(dǎo)體組件平面地排列。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開平4-280667號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]當(dāng)將多個(gè)半導(dǎo)體組件平面地排列時(shí)，兼用于半導(dǎo)體組件的固定的散熱片變大。另夕卜，由于引線配置于半導(dǎo)體組件的側(cè)面，故必須采用考慮引線位置的布局。另外，由于需要固定半導(dǎo)體組件的端子的臺(tái)、用于固定該臺(tái)的空間，故裝置大型化。
[0005]提案有重疊多個(gè)半導(dǎo)體組件并將引線插入設(shè)于它們的貫通孔的裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)I )。然而，由于在未樹脂密封的絕緣襯底存在貫通孔，故存在與其他電極的沿面距離短而耐性低的問題。
[0006]本發(fā)明為了解決如上所述的問題而完成，其目的在于獲得布局的自由度高、耐壓高且小型化的半導(dǎo)體裝置。
[0007]本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置具備:半導(dǎo)體組件，從上表面朝向下表面設(shè)有貫通孔；以及電極棒，插入所述半導(dǎo)體組件的所述貫通孔，所述半導(dǎo)體組件具有:絕緣襯底；半導(dǎo)體芯片，配置于所述絕緣襯底上；電極圖案，配置于所述絕緣襯底上并與所述半導(dǎo)體芯片連接；樹脂，密封所述絕緣襯底、所述半導(dǎo)體芯片以及所述電極圖案；以及電極部，配置于貫通所述絕緣襯底以及所述樹脂的所述貫通孔的內(nèi)壁并與所述電極圖案連接，插入所述貫通孔的所述電極棒與所述電極部連接。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，能夠獲得布局的自由度高、耐壓高且小型化的半導(dǎo)體裝置。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體組件的剖視圖；
圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的立體圖；
圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖；
圖4是示出比較例所涉及的半導(dǎo)體裝置的立體圖；
圖5是示出比較例所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖；
圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖；
圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖；
圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體裝置的立體圖； 圖9是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖；
圖10是示出本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體裝置的立體圖；
圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖；
圖12是示出本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的半導(dǎo)體裝置的立體圖；
圖13是示出本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖；
圖14是示出本發(fā)明的實(shí)施方式7所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖；
圖15是示出本發(fā)明的實(shí)施方式8所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖；
圖16是示出本發(fā)明的實(shí)施方式9所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置。有時(shí)對(duì)相同或?qū)?yīng)構(gòu)成要素附以相同符號(hào)，省略說明的重復(fù)。
[0011]實(shí)施方式1.圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體組件的剖視圖。在半導(dǎo)體組件I內(nèi)，在絕緣襯底2上配置有IGBT(絕緣柵雙極晶體管:Insulated Gate Bipolar Transistor)、二極管等半導(dǎo)體芯片3。電極圖案4配置于絕緣襯底2上，通過導(dǎo)線5連接于半導(dǎo)體芯片
3。此外，還可替代導(dǎo)線5使用板狀的電極。在絕緣襯底2的背面配置有散熱絕緣板6。樹脂7密封絕緣襯底2、半導(dǎo)體芯片3、電極圖案4以及導(dǎo)線5。
[0012]從半導(dǎo)體組件I的上表面朝向下表面設(shè)有貫通孔8。該貫通孔8貫通絕緣襯底2以及樹脂7。電極部9配置于貫通孔8的內(nèi)壁，連接于電極圖案4。在貫通孔8的上端以及下端處在貫通孔8的周圍設(shè)有絕緣材料10。
[0013]圖2以及圖3分別是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的立體圖以及剖視圖。電極棒11插入半導(dǎo)體組件I的貫通孔8，在半導(dǎo)體組件I內(nèi)部連接于電極部9。散熱器(heat spreader) 12配置于半導(dǎo)體組件I的下表面。絕緣材料10配置于貫通孔8的下方，將電極棒11與散熱器12絕緣。
[0014]電極棒11經(jīng)由電極部9和電極圖案4而連接于半導(dǎo)體芯片3，構(gòu)成電路。能夠經(jīng)由該電極棒11對(duì)半導(dǎo)體芯片3供應(yīng)電力。而且，利用電極棒11電氣性、機(jī)械性接合多個(gè)半導(dǎo)體組件1，從而能夠根據(jù)產(chǎn)品而變更電容量。
[0015]接下來，與比較例進(jìn)行比較并說明本實(shí)施方式的效果。圖4以及圖5分別是示出比較例所涉及的半導(dǎo)體裝置的立體圖以及剖視圖。在比較例中，由于將多個(gè)半導(dǎo)體組件I平面地排列，故還兼用于半導(dǎo)體組件I的固定的散熱片13變大。另外，由于在半導(dǎo)體組件I的側(cè)面配置引線14，故必須采用考慮引線位置的布局。另外，由于需要固定半導(dǎo)體組件I的端子15的臺(tái)16、用于固定該臺(tái)16的空間，故裝置大型化。
[0016]相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，三維地組裝多個(gè)半導(dǎo)體組件1，將電極棒11插入半導(dǎo)體組件I的貫通孔8并相互電氣性、機(jī)械性接合。因此，能夠?qū)⒀b置小型化，布局的自由度聞。
[0017]另外，在本實(shí)施方式中，電極部9配置于貫通絕緣襯底2以及樹脂7的貫通孔8的內(nèi)壁。從而，與電極棒11連接的電極部9配置于半導(dǎo)體組件I的樹脂7的內(nèi)部，與其他電極的沿面距離長(zhǎng)，耐壓高。[0018]實(shí)施方式2.圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。三個(gè)半導(dǎo)體組件I朝向相同方向而重合，在它們的貫通孔8插入有電極棒11。由此，為了提高容量，構(gòu)成三個(gè)半導(dǎo)體組件I電氣性、機(jī)械性接合的功率器件。
[0019]實(shí)施方式3.圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。兩個(gè)半導(dǎo)體組件I排列于同一平面，在兩個(gè)半導(dǎo)體組件I的貫通孔8插入有U字形的電極棒11。由此，為了提高容量，構(gòu)成兩個(gè)半導(dǎo)體組件I電氣性、機(jī)械性接合的功率器件。
[0020]實(shí)施方式4.圖8以及圖9分別是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體裝置的立體圖以及剖視圖。兩個(gè)半導(dǎo)體組件I的上表面彼此相對(duì)。在兩個(gè)半導(dǎo)體組件I的下表面分別配置有散熱器12。在兩個(gè)半導(dǎo)體組件I的貫通孔8插入有電極棒11。由此，為了提高容量，構(gòu)成兩個(gè)半導(dǎo)體組件I電氣性、機(jī)械性接合的功率器件。
[0021]實(shí)施方式5.圖10以及圖11分別是示出本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體裝置的立體圖以及剖視圖。電極棒11不從裝置的上下表面露出，連接于電極棒11的板狀的端子15從兩個(gè)半導(dǎo)體組件I的上表面彼此之間引出。通過該端子15，能夠與其他裝置電連接。另外，由于兩個(gè)半導(dǎo)體組件I的上表面彼此緊貼而不存在組件間的空間，故能夠確保左右的端子15間的電氣性沿面、空間距離。
[0022]實(shí)施方式6.圖12以及圖13分別是示出本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的半導(dǎo)體裝置的立體圖以及剖視圖。在將兩個(gè)半導(dǎo)體組件I重疊的單元排列兩個(gè)的狀態(tài)下，兩個(gè)單元通過端子15而連接。是通過它們的整體的構(gòu)成而發(fā)揮一個(gè)功能的功率模塊。
[0023]實(shí)施方式7.圖14是示出本發(fā)明的實(shí)施方式7所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。兩個(gè)半導(dǎo)體組件I的下表面彼此相對(duì)。在兩個(gè)半導(dǎo)體組件I的下表面彼此之間配置了水冷片等散熱片13的狀態(tài)下，在兩個(gè)半導(dǎo)體組件I的貫通孔8插入有電極棒11。由此，為了提高容量，構(gòu)成兩個(gè)半導(dǎo)體組件I電氣性、機(jī)械性接合的功率器件。而且，能夠?qū)⒁虼笕萘炕a(chǎn)生的熱通過散熱片13進(jìn)行排熱。
[0024]實(shí)施方式8.圖15是示出本發(fā)明的實(shí)施方式8所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。在包含兩個(gè)半導(dǎo)體組件I和散熱片13的單元重疊兩個(gè)的狀態(tài)下，在各個(gè)單元的半導(dǎo)體組件I的貫通孔8插入有電極棒11。是通過它們的整體的構(gòu)成而發(fā)揮一個(gè)功能的功率器件。
[0025]實(shí)施方式9.圖16是示出本發(fā)明的實(shí)施方式9所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。在兩個(gè)半導(dǎo)體組件I重疊的單元排列兩個(gè)的狀態(tài)下，兩個(gè)單元通過一片散熱片13而連接。是通過它們的整體的構(gòu)成而發(fā)揮一個(gè)功能的功率器件。
[0026]此外，半導(dǎo)體芯片3不限于由硅形成的芯片，還可以是由與硅相比帶隙大的寬帶隙半導(dǎo)體形成的芯片。寬帶隙半導(dǎo)體例如為碳化硅、氮化鎵類材料、或者鉆石。由此種寬帶隙半導(dǎo)體形成的半導(dǎo)體芯片3由于耐電壓性、容許電流密度高，故能夠小型化。通過使用該小型化的元件，還能夠?qū)⒀b入了該元件的半導(dǎo)體裝置小型化。另外，由于元件的耐熱性高，故能夠?qū)⑸崞?2、散熱片13小型化，能夠?qū)⑺洳繗饫浠虼四軌驅(qū)雽?dǎo)體模塊進(jìn)一步小型化。另外，由于元件的電力損耗低，效率高，故能夠?qū)雽?dǎo)體裝置高效率化。
[0027] 附圖標(biāo)記說明
I半導(dǎo)體組件；2絕緣襯底；3半導(dǎo)體芯片；4電極圖案；7樹脂；8貫通孔；9電極部；10絕緣材料；11電極棒；12散熱器；13散熱片；15端子。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備: 半導(dǎo)體組件，從上表面朝向下表面設(shè)有貫通孔；以及 電極棒，插入所述半導(dǎo)體組件的所述貫通孔， 所述半導(dǎo)體組件具有: 絕緣襯底； 半導(dǎo)體芯片，配置于所述絕緣襯底上； 電極圖案，配置于所述絕緣襯底上并與所述半導(dǎo)體芯片連接； 樹脂，密封所述絕緣襯底、所述半導(dǎo)體芯片以及所述電極圖案；以及電極部，配置于貫通所述絕緣襯底以及所述樹脂的所述貫通孔的內(nèi)壁并與所述電極圖案連接，插入所述貫通孔的所述電極棒與所述電極部連接。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還具備: 散熱器，配置于所述半導(dǎo)體組件的下表面；以及 絕緣材料，配置于所述貫通孔的下方，將所述電極棒與所述散熱器絕緣。
3.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于: 所述半導(dǎo)體組件具有重合的多個(gè)半導(dǎo)體組件， 在所述多個(gè)半導(dǎo)體組件的所述貫通孔插入有所述電極棒。
4.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于: 所述半導(dǎo)體組件具有排列于同一平面的第一以及第二半導(dǎo)體組件， 在所述第一以及第二半導(dǎo)體組件的所述貫通孔插入有U字形的所述電極棒。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于: 所述半導(dǎo)體組件具有上表面彼此相對(duì)的第一以及第二半導(dǎo)體組件， 在所述第一以及第二半導(dǎo)體組件的下表面分別配置有散熱器， 在所述第一以及第二半導(dǎo)體組件的所述貫通孔插入有所述電極棒。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還具備: 端子，連接于所述電極棒，從所述第一以及第二半導(dǎo)體組件的上表面彼此之間引出。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于: 在包含所述第一以及第二半導(dǎo)體組件的單元排列兩個(gè)的狀態(tài)下，兩個(gè)單元通過所述端子而連接。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于: 所述半導(dǎo)體組件具有下表面彼此相對(duì)的第一以及第二半導(dǎo)體組件， 所述第一以及第二半導(dǎo)體組件的所述下表面彼此之間配置了散熱片的狀態(tài)下，在所述第一以及第二半導(dǎo)體組件的所述貫通孔插入有所述電極棒。
9.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于: 在包含所述第一以及第二半導(dǎo)體組件和所述散熱片的單元重疊多個(gè)的狀態(tài)下，在各單元的所述第一以及第二半導(dǎo)體組件的所述貫通孔插入有所述電極棒。
10.如權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于: 在包含所述第一以及第二半導(dǎo)體組件的單元排列兩個(gè)的狀態(tài)下，兩個(gè)單元通過所述散熱片而連接。
【文檔編號(hào)】H01L23/48GK103633044SQ201310371333
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】鹿野武敏 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社