半導體裝置的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種半導體裝置。
【背景技術】
[0002]已知一種在對半導體元件進行密封的樹脂制的主體的兩個面上使散熱板露出的半導體裝置。這樣的半導體裝置的示例在日本特開2012-235081號公報和日本特開2013-016623號公報中被公開。散熱板被接合在主體上并在主體的內部被固定在半導體元件上。

【發(fā)明內容】

[0003]發(fā)明所要解決的課題
[0004]為了提高主體與散熱板的接合性能，有時在主體成形前的散熱板上會涂敷有底漆涂料。底漆涂料為，例如以聚酰胺樹脂為主要成分的涂底劑。主體與散熱板經(jīng)由底漆涂料而被接合。但是，如果底漆涂料的厚度不均勻，則由底漆涂料所獲得的接合力也會變得不均勻，從而在接合力不足的部位處散熱板有可能會從主體剝離。本說明書提供了一種對由于底漆涂料較薄而導致的接合力降低進行彌補從而抑制散熱板從主體剝離的技術。
[0005]用于解決課題的方法
[0006]本說明書所公開的半導體裝置具備半導體元件、主體、第一散熱板以及第二散熱板。主體為樹脂制，并且其內部被埋入有半導體元件。第一散熱板被接合于主體的第一側面上，并且在主體的內部被固定在半導體元件上。第二散熱板以與第一散熱板對置的方式而被接合在主體的與第一側面為相反側的第二側面上。第二散熱板在主體的內部被固定在半導體元件上。第一散熱板與第二散熱板的一方或者雙方可以直接被固定在半導體元件上，也可以經(jīng)由其他的部件例如金屬隔板(或金屬塊)而被固定在半導體元件上。在該半導體裝置中，還在第一散熱板的與主體接合的接合面上且能夠產(chǎn)生預定值以上的拉伸應力的高應力區(qū)域中，設置有多個槽與多個凸部中的至少一方。
[0007]依據(jù)本申請發(fā)明者進行的研究而辨明了如下情況，S卩，在采用將散熱板分別接合在主體的兩側并將該散熱板在主體內部固定在半導體元件上的半導體裝置的情況下，主體與散熱板的分界處所產(chǎn)生的應力不均勻，該應力在對散熱板和主體進行橫截的截面上具有特定的分布。特別是，在主體與散熱板的邊界處，具有產(chǎn)生拉伸應力的區(qū)域和產(chǎn)生壓縮應力的區(qū)域。在拉伸應力較低的區(qū)域及產(chǎn)生壓縮應力的區(qū)域處產(chǎn)生剝離的可能性較小。因此，在本說明書所公開的半導體裝置中，在于散熱板的與主體接合的接合面內能夠產(chǎn)生預定值以上的拉伸應力的區(qū)域中設置有多個槽和多個凸部中的至少一方。通過多個槽或多個凸部而使散熱板與主體之間的接合面積增加，從而使接合力增大。其結果為，防止了散熱板從主體的剝離。本說明書所公開的技術的詳細內容與進一步的改良會在以下的“【具體實施方式】”中進行說明。
【附圖說明】
[0008]圖1為實施例的半導體裝置的立體圖。
[0009]圖2為沿著圖1的Π-Π線的剖視圖。
[0010]圖3為圖2的虛線m所表示的范圍的放大剖視圖。
[0011]圖4為半導體裝置的俯視圖(除了上側的散熱板和隔板)。
[0012]圖5為圖3中的從位置XO到位置X3之間所產(chǎn)生的應力分布的曲線圖。
[0013]圖6為半導體裝置的放大剖視圖。
[0014]圖7為表示對封裝件的水分含有區(qū)域進行了改變時的應力分布的模擬結果的曲線圖。
[0015]圖8為圖2的符號VI所表示的區(qū)域的放大圖。
[0016]圖9為表示槽的深度與拉伸強度的關系的一個示例的曲線圖。
[0017]圖10為表示槽的面積相對于高應力區(qū)域的比與拉伸應力的關系的一個示例的曲線圖。
[0018]圖11為表示槽的間距與拉伸強度的關系的一個示例的曲線圖。
[0019]圖12為表示槽的溫度的不同與拉伸強度的關系的一個示例的曲線圖。
[0020]圖13為改變例的半導體裝置的放大剖視圖。
[0021]圖14為其他的改變例的半導體裝置的局部剖視圖。
【具體實施方式】
[0022]參照附圖來對實施例的半導體裝置2進行說明。圖1中表示了半導體裝置2的立體圖。半導體裝置2為在樹脂制的封裝件3中埋入有四個功率半導體元件的裝置。封裝件3為平板型，并且在其面積最廣的兩個平面的雙方上露出有散熱板。以下為了便于說明，將平板型的封裝件3的面積最廣的兩個平面稱為主平面3a、3b。從側面(與主平面交叉的面)而延伸出與內部的半導體元件導通的端子81、85、86、87。
[0023]在圖2中圖示了沿著圖1的Π-Π線的半導體裝置2的剖視圖。如前文所述，在封裝件3的內部埋入有四個半導體元件，并且這些元件中的兩個元件(晶體管12、14)被圖示在圖2的截面中。剩余的兩個元件為二極管，其被埋入在圖中的坐標系中Z軸方向上不同的位置處。對于這兩個二極管將在下文進行敘述。將圖2的符號m所表示的虛線矩形部分的放大圖在圖3中進行圖示。
[0024]如圖2所示，在封裝件3中埋入有晶體管12、14(以及兩個二極管)。在封裝件3的一側的主平面3a上使散熱板4、6露出。在封裝件3的另一側的主平面3b上使散熱板5、7露出。散熱板4、5和晶體管12以及隔板13在與主平面3a、3b交叉的方向上被層壓。散熱板4的一側的表面從封裝件3露出。另一側的表面的一部分與封裝件3接合，其剩余部分與晶體管12接合。散熱板4與晶體管12通過接合層18c而被接合(參照圖3)。接合層18c為焊錫層。晶體管12與隔板13經(jīng)由接合層18b而被接合，隔板13與散熱板5經(jīng)由接合層18a而被接合(參照圖3)。接合層18a、18b也為焊錫層。散熱板6、7和晶體管14以及隔板15也在與主平面3a、3b交叉的方向上被層壓。散熱板6的一側的表面從封裝件3露出。另一側的表面的一部分與封裝件3接合，其剩余部分與晶體管14接合。晶體管14與隔板15接合，隔板15與散熱板7接合。封裝件3在一對散熱板4、5之間對晶體管12(以及后文所述的二極管16)進行密封。封裝件3還在一對散熱板6、7之間對晶體管14(以及后文所述的二極管17)進行密封。
[0025]散熱板4、5、6、7、隔板13、15為銅制。晶體管12、14為平板型，并且在其兩側的表面上露出有電極。電極板的周圍通過樹脂而被包圍。在晶體管12的一側的電極上電連接有散熱板4，而在另一側的電極上電連接有散熱板5。在晶體管14的一側的電極上電連接有散熱板6，而在另一側的電極上電連接有散熱板7。
[0026]在封裝件3的內部，從散熱板5的邊緣伸出有連接部51，從散熱板6的邊緣伸出有連接部61。在封裝件3的內部，散熱板5的連接部51與散熱板6的連接部61連接。由此，晶體管12與晶體管14串聯(lián)連接。散熱板4和散熱板7相當于兩個晶體管12、14串聯(lián)連接的兩端的端子，散熱板5和散熱板6相當于兩個晶體管12、14串聯(lián)連接的中點。雖然會參照圖4而在下文進行敘述，但圖1所示的端子85與散熱板4連接，端子87與散熱板6連接。雖然省略了圖示，但散熱板7與端子86在封裝件3的內部電連接。
[0027]如圖3所示，在散熱板4的與封裝件3接合的封裝件對置面41a的特定的區(qū)域中設置有多個槽9。特定的區(qū)域是指后文所述的高應力區(qū)域。對被設置在散熱板4(以及散熱板6)上的多個槽進行說明。在圖4中表示有半導體裝置2的俯視圖。另外，在圖4中，為了能夠理解封裝件3的內部的結構而僅表不了封裝件3的分布，此外，未表不散熱板5、7、隔板13、15 (參照圖2)。此外，在圖3和圖4中，為了易于理解，以對尺寸進行強調的方式來對多個槽9進行了進行描述。即，需要注意的是，圖3、圖4并沒有準確地表示槽9相對于半導體裝置2的相對尺寸。對于槽的尺寸將會在下文中進行敘述。
[0028]在散熱板4上同時接合有晶體管12和二極管16。在散熱板6上同時接合有晶體管14和二極管17。如上文中所敘述的那樣，在散熱板4的與封裝件3接合的面上設置有多個槽9(9a)，該槽9a在俯視觀察散熱板4時以包圍晶體管12的方式而設置。多個槽9a平行地延伸，并且多重地包圍著晶體管12。在散熱板4的與封裝件3接合的面上設置有另外的多個槽9(9b)，該多個槽9b在俯視觀察散熱板4時以包圍二極管1