半導(dǎo)體裝置、半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在大電流的控制等中使用的半導(dǎo)體裝置、以及該半導(dǎo)體裝置的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了一種在絕緣襯底上固定有殼體的無(wú)基體構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置。絕緣襯底具備襯底(陶瓷板)、在襯底的上表面形成的金屬圖案、以及在襯底的下表面形成的金屬膜。
[0003]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平7 - 326711號(hào)公報(bào)
[0004]在將具有襯底、在襯底的上表面形成的金屬圖案以及在襯底的下表面形成的金屬膜的絕緣襯底與殼體進(jìn)行粘合時(shí)，使用粘合劑。該粘合通過(guò)使固化基體板與金屬膜密接，從固化基體板經(jīng)由金屬膜向粘合劑供熱而進(jìn)行。
[0005]用粘合劑粘合絕緣襯底與殼體的半導(dǎo)體裝置被固定于散熱器上。為了提高半導(dǎo)體裝置的散熱性，金屬膜與散熱器必須密接。
[0006]如上所述，在使用粘合劑時(shí)需要使金屬膜密接于固化基體板，在將半導(dǎo)體裝置固定于散熱器上時(shí)需要使金屬膜密接于散熱器。因此，有時(shí)在殼體的一部分設(shè)置與襯底的上表面接觸的接觸部。接觸部用于將襯底向固化基體板或散熱器的方向按壓，從而使金屬膜與固化基體板或散熱器密接。
[0007]有時(shí)接觸部的正下方無(wú)金屬膜，在接觸部的正下方處襯底的下表面露出。在此情況下，例如若由于殼體或絕緣襯底的翹曲而接觸部對(duì)襯底施加比預(yù)定更大的力，則存在著襯底斷裂的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明就是為了解決如上述的問(wèn)題點(diǎn)而提出的，其目的在于提供一種能夠抑制襯底斷裂的半導(dǎo)體裝置、以及該半導(dǎo)體裝置的制造方法。
[0009]本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置的特征在于具備:絕緣襯底，其具有襯底、在該襯底的上表面形成的金屬圖案、以及在該襯底的下表面形成的金屬膜；半導(dǎo)體元件，其固定于該金屬圖案上；殼體，其包圍該金屬圖案并具有與該襯底的上表面相接的接觸部；以及粘合劑，其將該襯底的上表面中的比與該接觸部相接的部分更靠外側(cè)的部分和該殼體粘合，在該殼體的外周部分形成有多個(gè)在縱向上貫通該殼體的貫通孔，在該接觸部的正下方的至少一部分處具有該金屬膜。
[0010]本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于具備:準(zhǔn)備工序，在該工序中，在襯底的上表面形成金屬圖案，在該襯底的下表面形成比該金屬圖案厚的金屬膜，由此形成向上凸地翹曲的絕緣襯底；安裝工序，在該工序中，在將該絕緣襯底載置于固化基體板上的狀態(tài)下，利用殼體的按壓部向下方按壓該絕緣襯底的中央部，使該金屬膜與該固化基體板面接觸，并且使以包圍該金屬圖案的方式形成于該殼體上的接觸部與該襯底的上表面接觸；以及粘合工序，在該工序中，對(duì)于該襯底的上表面中的比與該接觸部相接的部分更靠外側(cè)的部分和該殼體之間的粘合劑，從該固化基體板供熱，使該粘合劑硬化而粘合該殼體和該襯底。
[0011]本發(fā)明所涉及的其它半導(dǎo)體裝置的特征在于具備:絕緣襯底，其具有襯底、在該襯底的上表面形成的金屬圖案、以及在該襯底的下表面形成的金屬膜；半導(dǎo)體元件，其固定于該金屬圖案上；殼體，其具有與該金屬圖案的上表面相接的接觸部，該殼體包圍該半導(dǎo)體元件；以及粘合劑，其將該襯底的上表面中的比該接觸部更靠外側(cè)的部分和該殼體粘合，在該殼體的外周部分形成有多個(gè)在縱向上貫通該殼體的貫通孔。
[0012]發(fā)明的效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，在接觸部的正下方設(shè)置有金屬膜，因而能夠抑制襯底的斷裂。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
[0015]圖2是圖1的接觸部及其周邊的放大圖。
[0016]圖3是殼體的底視圖。
[0017]圖4是表示用粘合劑對(duì)殼體與絕緣襯底進(jìn)行粘合的剖視圖。
[0018]圖5是表示將半導(dǎo)體裝置固定于散熱器上的剖視圖。
[0019]圖6是變形例所涉及的半導(dǎo)體裝置的局部剖視圖。
[0020]圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
[0021]圖8是圖7的殼體的底視圖。
[0022]圖9是本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
[0023]圖10是半導(dǎo)體裝置的俯視圖。
[0024]圖11是變形例所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
[0025]圖12是本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
[0026]圖13是圖12的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。
[0027]圖14是本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
[0028]圖15是表示將半導(dǎo)體裝置安裝于散熱器的半導(dǎo)體裝置等的剖視圖。
[0029]圖16是本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的半導(dǎo)體裝置的底視圖。
[0030]圖17是本發(fā)明的實(shí)施方式7的殼體等的底視圖。
[0031]圖18是殼體的斜視圖。
[0032]圖19是本發(fā)明的實(shí)施方式8的絕緣襯底的剖視圖。
[0033]圖20是向上凸地翹曲的絕緣襯底的剖視圖。
[0034]圖21是螺釘緊固中的半導(dǎo)體裝置等的剖視圖。
[0035]圖22是螺釘緊固后的半導(dǎo)體裝置等的剖視圖。
[0036]圖23是取下工序后的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。
[0037]圖24是本發(fā)明的實(shí)施方式9所涉及的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。
[0038]圖25是圖24的XXV-XXV’虛線處的剖視圖。
[0039]圖26是表示絕緣密封材料等的剖視圖。
[0040]標(biāo)號(hào)的說(shuō)明
[0041]10半導(dǎo)體裝置，12絕緣襯底，14襯底，16金屬圖案，18金屬膜，18A正下方部分，20焊料，22半導(dǎo)體元件，30殼體，30A外壁部，30B凹部，30C接觸部，30D貫通孔，30E延伸部，30F按壓部，30G邊界正上方部，30H.30I追加接觸部，30J隔壁部，30K非接觸部，30L粘合部，30M橋梁部，30N接觸部，32、109、130、132粘合劑，40固化基體板，44散熱器，46散熱膏，102第一絕緣襯底，110第二絕緣襯底，152電極
【具體實(shí)施方式】
[0042]參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置和半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)相同或相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的符號(hào)，有時(shí)省略重復(fù)說(shuō)明。
[0043]實(shí)施方式I
[0044]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置10的剖視圖。半導(dǎo)體裝置10具備絕緣襯底12。絕緣襯底12具有襯底14、在襯底14的上表面形成的金屬圖案16、以及在襯底14的下表面形成的金屬膜18。襯底14例如由陶瓷形成。金屬圖案16和金屬膜18例如由鋁形成。
[0045]在金屬圖案16上通過(guò)焊料20固定有半導(dǎo)體元件22。半導(dǎo)體元件22是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)或二極管等，但并不特別限定于此。在半導(dǎo)體元件22和金屬圖案16上適當(dāng)?shù)剡B接導(dǎo)線等，能夠進(jìn)行半導(dǎo)體元件22與外部的電連接。
[0046]半導(dǎo)體裝置10具備由例如PPS樹(shù)脂(聚苯硫醚樹(shù)脂)形成的殼體30。殼體30具備外壁部30A、凹部30B、以及接觸部30C。外壁部30A是殼體30的最外側(cè)的部分。外壁部30A包圍絕緣襯底12。接觸部30C包圍金屬圖案16并與襯底14的上表面相接。凹部30B位于外壁部30A與接觸部30C之間。在凹部30B中設(shè)置有粘合劑32。粘合劑32對(duì)襯底14的上表面中的與接觸部30C相接的部分的外側(cè)部分和殼體30進(jìn)行粘合。
[0047]在接觸部30C的正下方具有金屬膜18。接觸部30C的正下方的金屬膜18稱(chēng)為正下方部分18A。半導(dǎo)體裝置10采用不具有基體板的無(wú)基體構(gòu)造。
[0048]圖2是圖1的接觸部30C及其周邊的放大圖。金屬膜18形成于接觸部30C的正下方整體。即，接觸部30C的正下方處的襯底14的下表面整體被金屬膜18覆蓋。另外，在粘合劑32的正下方，襯底14的下表面的至少一部分向外部露出。
[0049]圖3是殼體30的底視圖。凹部30B在外壁部30A的內(nèi)側(cè)沿著外壁部30A設(shè)置。接觸部30C在凹部30B的內(nèi)側(cè)沿著凹部30B設(shè)置。凹部30B和接觸部30C在俯視下呈四邊形。殼體30的外周部分的四角處形成有貫通孔30D。該貫通孔30D是將殼體30安裝到外部設(shè)備時(shí)使螺釘穿過(guò)的孔。此外，圖1的殼體30相當(dāng)于圖