专利名称：半导体模块的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及具有用于使电动机旋转的开关功能的半导体模块。
背景技术：
用于车辆的电动机控制每年都在进一步发展，并且负责电动机和电动机控制的电 子控制单元(ECU)正在增加。另一方面，为了为车辆的用户提供舒适空间，进行了扩展车辆 乘客室中的空间的尝试。因此，保证用于布置电动机和ECU的空间是个挑战，并且缩小电动 机和E⑶的尺寸正在变得重要。例如，将用于电动助力转向系统(在下文中称为EPS)的E⑶设置在引擎室或仪 表面板后面。然而，由于用于EPS的ECU用高电流(约100A)来驱动电动机，所以其开关 元件的热生成量变大。因此，为了缩小此E⑶的尺寸，需要用于高散热的其结构。关于此 方面，提出了一种在半导体芯片的上表面上具有散热器的半导体模块(参见例如日本专利 No. 2685039)。然而，从散热的方面而言，以上专利No. 2685039中所描述的半导体模块可能不一 定是适当的。
发明内容
本发明解决以上缺点中的至少一个。根据本发明，提供了一种适合于在衬底上封装的半导体模块。该半导体模块包括 半导体芯片、树脂部分、多个端子和散热部分。所述半导体芯片具有开关功能。所述树脂部 分被形成为覆盖半导体芯片。所述树脂部分包括第一表面和第二表面，其彼此相对并大体 上与虚平面平行地扩张。所述衬底位于树脂部分的第一表面侧上。所述多个端子在虚平面 方向从树脂部分突出并被焊接到衬底上。所述散热部分被设置在所述树脂部分的第二表面 侧上以释放在半导体芯片中产生的热量。所述多个端子之一被连接到所述散热部分，使得 热量从所述多个端子之一传导至所述散热部分。
通过以下说明、所附权利要求和附图，将最好地理解本发明以及其附加目的、特征 和优点，在附图中图1是大致上举例说明依照本发明的第一实施例的电子控制单元(ECU)的横截面 视图；图2是举例说明依照第一实施例的E⑶的透视分解图；图3是举例说明依照第一实施例的对电动机执行的开关操作的图示；图4A是举例说明依照第一实施例的半导体模块的顶视图；图4B是沿着图4A中的线IVB-IVB截取的并举例说明依照第一实施例的半导体模 块的横截面视图4C是举例说明依照第一实施例的半导体模块的底视图；图5A是举例说明依照本发明的第二实施例的半导体模块的顶视图；图5B是沿着图5A中的线VB-VB截取的并举例说明依照第二实施例的半导体模块 的横截面视图；图5C是举例说明依照第二实施例的半导体模块的底视图；图6A是举例说明依照本发明的第三实施例的半导体模块的顶视图；图6B是沿着图6A的线VIB-VIB截取的并举例说明依照第三实施例的半导体模块 的横截面视图；图6C是举例说明依照第三实施例的半导体模块的底视图；图7A是举例说明依照本发明的第四实施例的半导体模块的顶视图；图7B是沿着图7A的线VIIB-VIIB截取的并举例说明依照第四实施例的半导体模 块的横截面视图；图7C是举例说明依照第四实施例的半导体模块的底视图；图8A是举例说明依照本发明的第五实施例的半导体模块的顶视图；图8B是沿着图8A的线VIIIB-VIIIB截取的并举例说明依照第五实施例的半导体 模块的横截面视图；图8C是举例说明依照第五实施例的半导体模块的底视图；图9A是举例说明依照本发明的第六实施例的半导体模块的顶视图；图9B是沿着图9A的线IXB-IXB截取的并举例说明依照第六实施例的半导体模块 的横截面视图；图9C是举例说明依照第六实施例的半导体模块的底视图；图IOA是举例说明依照本发明的第七实施例的半导体模块的顶视图；图IOB是沿着图IOA中的线XB-XB截取的并举例说明依照第七实施例的半导体模 块的横截面视图；图IOC是举例说明依照第七实施例的半导体模块的底视图；图IlA是举例说明依照本发明的第八实施例的半导体模块的顶视图；图IlB是沿着图IlA中的线XIB-XIB截取的并举例说明依照第八实施例的半导体 模块的横截面视图；图IlC是举例说明依照第八实施例的半导体模块的底视图；图12A是举例说明依照本发明的第九实施例的半导体模块的顶视图；图12B是沿着图12中的线XIIB-XIIB截取的并举例说明依照第九实施例的半导 体模块的横截面视图；图12C是举例说明依照第九实施例的半导体模块的底视图；图13A是举例说明对依照第九实施例的半导体模块的修改的顶视图；图13B是沿着图13A中的线XIIIB-XIIIB截取的并举例说明对依照第九实施例的 半导体模块的修改的横截面视图；图13C是举例说明对依照第九实施例的半导体模块的修改的底视图；图14A是举例说明依照本发明的第十实施例的半导体模块的顶视图；图14B是沿着图14A中的线XIVB-XIVB截取的并举例说明依照第十实施例的半导体模块的横截面视图；图14C是举例说明依照第十实施例的半导体模块的底视图；图15A是举例说明依照本发明的第十一实施例的半导体模块的顶视图；图15B是沿着图15A中的线XVB-XVB截取的并举例说明依照第i^一实施例的半导 体模块的横截面视图；以及图15C是举例说明依照第十一实施例的半导体模块的底视图。
具体实施例方式下面将描述本发明的实施例。(第一实施例)第一实施例的电子控制单元(ECU)控制用于电动助力转向系统(EPS)的电动机。 此ECU的特征在于该ECU包括充当用于在接通和关断提供给电动机的电流之间切换的开关 的半导体模块。由于向电动机提供高电流，所以ECU具有半导体模块的发热问题。如图1所示，E⑶1的外部部分包括充当E⑶1的底部部分的散热器10和从衬底 20上方覆盖衬底20的盖子30。 如图2所示，散热器10具有大致为矩形的形状，并在其一个拐角附近包括凹坑11。 在凹坑11中容纳并设置有四个半导体模块40。类似于散热器10，衬底20具有矩形形状，并且四个半导体模块40被封装在对应于 散热器10的凹坑11的衬底20的底面的一部分上。在图2中，半导体模块40被封装在衬 底20的后拐角的底面上。连接器51被封装在衬底20的一侧上以朝着衬底20的横向侧突 出。在图2中，连接器51被封装在远离半导体模块40在衬底20前面的衬底20的一侧上。如图1所示，在连接器51中的衬底20上还布置有继电器52、线圈53和铝电解电 容器54。这些电子部件52至54在图2中未示出。盖子30包括散热部分31，其具有瓦楞(corrugated)形状的横截面并对应于衬底 20的在其上面封装半导体模块40的拐角部分。由于此类瓦楞形状，使得散热部分31的表 面面积很大以有助于散热。此外，盖子30的应变也受到限制。盖子30包括用于在其连接 器51侧容纳电子部件51至54的容纳部分32。如图2所示，散热器10和盖子30被与散热器10和盖子30之间的衬底20拧在一 起。当散热器10和盖子30被拧在一起时，为散热器10的凹坑11提供散热凝胶61。结果， 半导体模块40的周围区域充满散热凝胶61。同样地，还在盖子30的散热部分31下面提供 散热凝胶62。因此，散热部分31与衬底20之间的空间也充满散热凝胶62。接下来，下面将参照图3来描述半导体模块40的电连接，图3是举例说明电连接 的图示。用于电源91的电源线92经由连接器51(图3中未示出)连接到继电器52。电流 被经由线圈53提供给半导体模块40，线圈53是用于去除电源91的噪声的扼流线圈。下面将参照图3来描述四个半导体模块40的连接。为了区别四个半导体模块40， 将使用图3中的字母A至D来给出说明。在图3中，半导体模块40 (A)和半导体模块40 (C) 被串联连接，并且半导体模块40 (B)和半导体模块40 (D)被串联连接。两个半导体模块40(A)，40 (C)、和两个半导体模块40 (B)，40 (D)被并联连接。继电器93和电动机94被设置在半导体模块40 (A)，40 (C)的连接点与半导体模块40 (B)，40 (D) 的连接点之间。在接地侧提供有分流电阻55。铝电解电容器54被连接在电源线与地之间，与电源 线和地并联。由铝电解电容器54来抑制由于半导体模块40的接通和关断而产生的浪涌电压。作为图3的上述电路配置的结果，当两个半导体模块40 (A)，40 (D)被接通，并且两 个半导体模块40 (B)，40 (C)被关断时，电流按照半导体模块40 (A)、继电器93、电动机94和 半导体模块40 (D)的顺序流过电路。相反，当半导体模块40 (B)，40 (C)被接通，并且半导体 模块40 (A)，40 (D)被关断时，电流按照半导体模块40 (B)、电动机94、继电器93和半导体模 块40(C)的顺序流过电路。由于电动机94是直流(DC)电动机，因此通过如上所述的半导 体模块40的交替接通和关断来使电动机94旋转。来自预驱动器56的信号线被连接到每 个半导体模块40的栅极。下面将参照图4A至4C来描述本实施例的半导体模块40。半导体模块40包括半导体芯片41、覆盖芯片41的树脂部分42、用于释放在芯片 41中产生的热量的散热部分43和结合(bonded)到芯片41的三个端子44、45、46。半导体 芯片41被设置为使得其上表面与散热部分43相接触。因此，实现热量从半导体芯片41到 散热部分43的快速传导。树脂部分42被形成为使得端子44至46从树脂部分42的横向侧突出。在图4A 的顶部开始，三个端子44至46是栅极44、源极45和漏极46。端子44至46向下弯曲，并 且树脂部分42的底部在衬底20侧上。如图4C所示，散热部分43具有大于树脂部分42的宽度。更具体而言，当考虑沿 着垂直于上下方向的横截面通过的半导体模块40的横截面积时，散热部分43的横截面积 大于树脂部分42的横截面积。散热部分43具有树脂部分42的厚度或更大的厚度。散热 部分43在其上表面上包括两个细长凹槽47、48。端子44至46的源极45连接到散热部分 43。如上文详细描述的，在本实施例的半导体模块40中，源极45连接到散热部分43。 因此，即使源极45产生热量，也可实现热量从源极45到散热部分43的快速传导。结果，模 块40的散热性能得到改善。在半导体模块40中，散热部分43具有大于树脂部分42的宽度(参见图4C)。由 于以这种方式使得散热部分43的表面面积较大，所以模块40的散热性能得到改善。在半导体模块40中，在散热部分43的上表面上形成两个细长凹槽47、48 (参见图 4A和4B)。因此，使得散热部分43的表面面积很大，因此模块40的散热性能得到改善。另 外，由于凹槽47、48充当电阻，所以散热凝胶61的位移受到限制。在半导体模块40中，在上下方向的散热部分43的厚度等于或大于树脂部分42的 厚度(参见图4B)。因此，使得散热部分43的热容量很大，因此从半导体芯片41释放充分 的热量。在本实施例中，源极45连接到散热部分43。或者，替代源极45或除源极45之外， 漏极46可以连接到散热部分43。这是因为有高电流流过的源极45和漏极46非常有可能 产生热量。如果源极45和漏极46两者连接到散热部分43，则可以分别对应于两个端子45、46提供相互绝缘的两个散热部分。在这方面，同样适用于以下实施例。(第二实施例)在图5A至5C中示出本发明的第二实施例的半导体模块400。由于E⑶的配置类 似于第一实施例，所以下面将仅描述半导体模块400的配置。半导体模块400包括半导体芯片401、覆盖芯片401的树脂部分402、用于释放在 芯片401中产生的热量的散热部分403和结合到芯片401的三个端子404、405、406。半导 体芯片401被设置为使得其上表面与散热部分403相接触。因此，实现热量从半导体芯片 401到散热部分403的快速传导。树脂部分402被形成为使得端子404至406从树脂部分402的横向侧突出。在图 5A的顶部开始，三个端子404至406是栅极404、源极405和漏极406。端子404至406向 下弯曲，并且树脂部分402的底部在衬底侧上。类似于第一实施例，端子404至406的源极405连接到散热部分403。在本实施例的半导体模块400中，源极405连接到散热部分403。因此，即使源极 405产生热量，也可实现热量从源极405到散热部分403的快速传导。结果，模块400的散 热性能得到改善。(第三实施例)在图6A至6C中示出本发明的第三实施例的半导体模块410。由于E⑶的配置类 似于以上实施例，下面将仅描述半导体模块410的配置。半导体模块410包括半导体芯片411、覆盖芯片411的树脂部分412、用于释放在 芯片411中产生的热量的散热部分413和结合到芯片411的三个端子414、415、416。半导 体芯片411被设置为使得其上表面与散热部分413相接触。因此，实现热量从半导体芯片 411到散热部分413的快速传导。树脂部分412被形成为使得端子414至416从树脂部分412的横向侧突出。在图 6A的顶部开始，三个端子414至416是栅极414、源极415和漏极416。端子414至416向 下弯曲，并且树脂部分412的底部在衬底侧上。类似于以上实施例，端子414至416的源极415连接到散热部分413。如图6C所 示，散热部分413具有大于树脂部分412的宽度。更具体而言，当考虑沿着垂直于上下方向 的横截面通过的半导体模块410的横截面积时，散热部分413的横截面积大于树脂部分412 的横截面积。在本实施例的半导体模块410中，源极415连接到散热部分413。因此，即使源极 415产生热量，也可实现热量从源极415到散热部分413的快速传导。结果，模块410的散 热性能得到改善。在半导体模块410中，散热部分413具有大于树脂部分412的宽度(参见图6C)。 由于以这种方式使得散热部分413的表面面积较大，所以模块410的散热性能得到改善。(第四实施例)在图7A至7C中示出本发明的第四实施例的半导体模块420。由于E⑶的配置类 似于以上实施例，下面将仅描述半导体模块420的配置。半导体模块420包括半导体芯片421、覆盖芯片421的树脂部分422、用于释放在 芯片421中产生的热量的散热部分423和结合到芯片421的三个端子424、425、426。半导
7体芯片421被设置为使得其上表面与散热部分423相接触。因此，实现热量从半导体芯片 421到散热部分423的快速传导。树脂部分422被形成为使得端子424至426从树脂部分422的横向侧突出。在图 7A的顶部开始，三个端子424至426是栅极424、源极425和漏极426。端子424至426向 下弯曲，并且树脂部分422的底部在衬底侧上。类似于以上实施例，端子424至426的源极425连接到散热部分423。散热部分 423在上下方向具有树脂部分422的厚度或更大的厚度。在本实施例的半导体模块420中，源极425连接到散热部分423。因此，即使源极 425产生热量，也可实现热量从源极425到散热部分423的快速传导。结果，模块420的散 热性能得到改善。在半导体模块420中，在上下方向的散热部分423的厚度等于或大于树脂部分422 的厚度(参见图7B)。因此，使得散热部分423的热容量很大，因此从半导体芯片421释放 充分的热量。(第五实施例)在图8A至8C中示出本发明的第五实施例的半导体模块430。由于E⑶的配置类 似于以上实施例，下面将仅描述半导体模块430的配置。半导体模块430包括半导体芯片431、覆盖芯片431的树脂部分432、用于释放在 芯片431中产生的热量的散热部分433和结合到芯片431的三个端子434、435、436。半导 体芯片431被设置为使得其上表面与散热部分433相接触。因此，实现热量从半导体芯片 431到散热部分433的快速传导。树脂部分432被形成为使得端子434至436从树脂部分432的横向侧突出。在图 8A的顶部开始，三个端子434至436是栅极434、源极435和漏极436。端子434至436向 下弯曲，并且树脂部分432的底部在衬底侧上。类似于以上实施例，端子434至436的源极435连接到散热部分433。如图8C所 示，散热部分433具有大于树脂部分432的宽度。更具体而言，当考虑沿着垂直于上下方向 的横截面通过的半导体模块430的横截面积时，散热部分433的横截面积大于树脂部分432 的横截面积。散热部分433在上下方向具有树脂部分432的厚度或更大的厚度。在本实施例的半导体模块430中，源极435连接到散热部分433。因此，即使源极 435产生热量，也可实现热量从源极435到散热部分433的快速传导。结果，模块430的散 热性能得到改善。在半导体模块430中，散热部分433具有大于树脂部分432的宽度(参见图8C)。 由于以这种方式使得散热部分433的表面面积较大，所以模块430的散热性能得到改善。在半导体模块430中，在上下方向的散热部分433的厚度等于或大于树脂部分432 的厚度(参见图8B)。因此，使得散热部分433的热容量很大，因此从半导体芯片431释放 充分的热量。(第六实施例)在图9A至9C中示出本发明的第六实施例的半导体模块440。由于E⑶的配置类 似于以上实施例，下面将仅描述半导体模块440的配置。半导体模块440包括半导体芯片441、覆盖芯片441的树脂部分442、用于释放在
8芯片441中产生的热量的散热部分443和结合到芯片441的三个端子444、445、446。半导 体芯片441被设置为使得其上表面与散热部分443相接触。因此，实现热量从半导体芯片 441到散热部分443的快速传导。树脂部分442被形成为使得端子444至446从树脂部分442的横向侧突出。在图 9A的顶部开始，三个端子444至446是栅极444、源极445和漏极446。端子444至446向 下弯曲，并且树脂部分442的底部在衬底侧上。如图9C所示，散热部分443具有大于树脂部分442的宽度。更具体而言，当考虑沿 着垂直于上下方向的横截面通过的半导体模块440的横截面积时，散热部分443的横截面 积大于树脂部分442的横截面积。散热部分443具有树脂部分442的厚度或更大的厚度。 散热部分443在其上表面上包括两个细长凹槽447、448。端子444至446的源极445连接 到散热部分443。特别地，半导体模块440在树脂部分442的底面上包括导热部分449。导热部分 449由高导热性树脂形成。例如，通过将具有高导热性的金属或无机陶瓷的填料混合到树脂 中来制造高导热性树脂。或者，可以采用具有高导热性的树脂作为向其中混合填料的树脂。 作为此类树脂，例如，可以采用使用4-(环氧乙基甲氧基)安息香酸_4，4' -[1，8_辛基双 (氧)]双酚酯作为环氧树脂单体的树脂、和使用4，4' -二氨基二苯甲烷作为环氧树脂硫 化剂的树脂。在本实施例的半导体模块440中，源极445连接到散热部分443。因此，即使源极 445产生热量，也可实现热量从源极445到散热部分443的快速传导。结果，模块440的散 热性能得到改善。在半导体模块440中，散热部分443具有大于树脂部分442的宽度(参见图9B)。 由于以这种方式使得散热部分443的表面面积较大，所以模块440的散热性能得到改善。在半导体模块440中，在散热部分443的上表面上形成两个细长凹槽447、448 (参 见图9A和9B)。因此，使得散热部分443的表面面积很大，因此模块440的散热性能得到改 善。另外，由于凹槽447、448充当电阻，所以散热凝胶61的位移受到限制。在半导体模块440中，在上下方向的散热部分443的厚度等于或大于树脂部分442 的厚度(参见图9B)。因此，使得散热部分443的热容量很大，因此从半导体芯片441释放 充分的热量。半导体模块440在树脂部分442的底面上包括热传导部分449。因此，也朝着衬底 侧释放热量，因此模块440的散热性能进一步得到改善。另外，无需多言，散热部分443还可以具有与以上实施例的散热部分403、413、 423、433相类似的结构。在这方面，同样适用于以下实施例。(第七实施例)在图IOA至IOC中示出本发明的第七实施例的半导体模块450。由于E⑶的配置 类似于以上实施例，下面将仅描述半导体模块450的配置。半导体模块450包括半导体芯片451、覆盖芯片451的树脂部分452、用于释放在 芯片451中产生的热量的散热部分453和结合到芯片451的三个端子454、455、456。散热 部分453包括细长凹槽457、458，并且在树脂部分452的底面上提供有导热部分459。模块 450的上述配置类似于第六实施例的半导体模块440。
特别地，如图IOA至IOC所示，半导体模块450包括从树脂部分452朝着横向侧突 出的横向散热部分45A。横向散热部分45A由金属材料制成，并且具有大于端子454至456 的宽度。横向散热部分45A连接到散热部分453。散热部分45A向下弯曲以焊接到衬底上。同样借助于半导体模块450，产生与第六实施例的半导体模块440类似的效果。除 此之外，半导体模块450包括横向散热部分45A。因此，模块450的散热性能进一步得到改善。(第八实施例)在图IlA至IlC中示出本发明的第八实施例的半导体模块460。由于E⑶的配置 类似于以上实施例，下面将仅描述半导体模块460的配置。半导体模块460包括半导体芯片461、覆盖芯片461的树脂部分462、用于释放在 芯片461中产生的热量的散热部分463和结合到芯片461的三个端子464、465、466。散热 部分463包括细长凹槽467、468，并且在树脂部分462的底面上提供有导热部分469。模块 460的上述配置类似于第六实施例的半导体模块440。特别地，在半导体模块460中，导热部分469由金属材料制成。同样借助于半导体模块460，产生与第六实施例的半导体模块440类似的效果。(第九实施例)在图12A至12C中示出本发明的第九实施例的半导体模块470。由于E⑶的配置 类似于以上实施例，下面将仅描述半导体模块470的配置。半导体模块470包括半导体芯片471、覆盖芯片471的树脂部分472、用于释放在 芯片471中产生的热量的散热部分473和结合到芯片471的三个端子474、475、476。散热部分473包括细长凹槽477、478，并且在树脂部分472的底面上提供有导热部 分479。模块470的上述配置类似于第六实施例的半导体模块460。特别地，如图12A至12C所示，半导体模块470包括从树脂部分472朝着横向侧突 出的横向散热部分47A。横向散热部分47A由金属材料制成，并且具有大于端子474至476 的宽度。横向散热部分47A连接到散热部分473内部的散热部分473。散热部分47A向下 弯曲以焊接到衬底上。同样借助于半导体模块470，产生与第六实施例的半导体模块460类似的效果。除 此之外，半导体模块470包括横向散热部分47A。因此，模块470的散热性能进一步得到改
業
口 ο另外，如图13A至13C所示，模块470可以包括具有较大宽度的金属导热部分47B。 因此，使得导热部分47B的表面面积大于导热部分479，因此模块470的散热性能进一步得 到改善。(第十实施例)在图14A至14C中示出本发明的第十实施例的半导体模块480。由于E⑶的配置 类似于以上实施例，下面将仅描述半导体模块480的配置。半导体模块480包括半导体芯片481、覆盖芯片481的树脂部分482、用于释放在 芯片481中产生的热量的散热部分483和结合到芯片481的三个端子484、485、486。散热部 分483包括细长凹槽487、488。模块480的上述配置类似于第六实施例的半导体模块440。特别地，半导体模块480在树脂部分482的底面上包括绝热部分48C。可以将低导热性树脂用于绝热部分48C。例如，可以将诸如聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚(PPE)、三聚氰胺树 脂、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、聚砜(PSF)、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚 胺(PAI)、丙烯腈-苯乙烯树脂(AS树脂)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚甲基戊烯(PMP)、聚 芳酯(PAR)、聚醚醚酮(PEEK)、或聚醚酮(PEK)的树脂用于绝热部分48C。同样借助于半导体模块480，产生与第六实施例的半导体模块440类似的效果。另 外，半导体模块480在树脂部分482的底面上包括绝热部分48C。因此，即使例如半导体模 块480被布置为相互邻近，也可抑制经由衬底传导的热量对模块480的影响。(第十一实施例)在图15A至15C中示出本发明的第i^一实施例的半导体模块490。由于E⑶的配 置类似于以上实施例，下面将仅描述半导体模块490的配置。半导体模块490包括半导体芯片491、覆盖芯片491的树脂部分492、用于释放在 芯片491中产生的热量的散热部分493和结合到芯片491的三个端子494、495、496。散热部分493包括细长凹槽497、498。半导体模块490在树脂部分492的底面上 包括绝热部分49C。模块490的上述配置类似于第六实施例的半导体模块480。特别地，如图15A至15C所示，半导体模块490包括从树脂部分492朝着横向侧突 出的横向散热部分49A。横向散热部分49A由金属材料制成，并且具有大于端子494至496 的宽度。横向散热部分49A连接到散热部分493。散热部分49A向下弯曲以焊接到衬底上。同样借助于半导体模块490，产生与第六实施例的半导体模块480类似的效果。除 此之外，半导体模块490包括横向散热部分49A。因此，模块490的散热性能进一步得到改 善。当横向散热部分49A被焊接到衬底上时，可以在衬底上形成不影响其它半导体模块490 的散热路径。总而言之，适合于在衬底20上封装根据本发明的以上实施例的半导体模块40， 400，410，420，430，440，450，460，470，480 或 490。半导体模块包括半导体芯片 41,401, 411,421,431,441,451,461,471,481,或 491、树脂部分 42，402，412，422，432，442，452， 462，472，482，或 492、多个端子 44-46 ；404-406 ；414-416 ；424-426 ；434-436 ；444-446 ； 454-456 ；464-466 ；474-476 ；484-486 ；或 494-496，和散热部分 43，403，413，423，433，443， 453，463，473，483，或 493。半导体芯片 41，401，411，421，431，441，451，461，471，481，或 491 具有开关功能。树脂部分42，402，412，422，432，442，452，462，472，482，或492被形成为覆 盖半导体芯片。所述树脂部分包括第一表面和第二表面，其彼此相对并大体上与虚平面平 行地扩张。衬底20位于树脂部分的第一表面侧上。多个端子44-46 ；404-406 ；414-416 ； 424-426 ；434-436 ；444-446 ；454-456 ；464-466 ；474-476 ；484-486 ；或 494-496 在虚平面的 方向从树脂部分突出并被焊接到衬底20上。散热部分43，403，413，423，433，443，453，463， 473，483，或493被设置在树脂部分的第二表面侧上以释放在半导体芯片中产生的热量。所 述多个端子中的一个45，405，415，425，435，445，455，465，475，485，或495被连接到散热部 分，使得热量从所述多个端子之一传导至散热部分。当使用半导体模块40，400，410，420，430，440，450，460，470，480，或 490 来提供高 电流时，高电流流过特定端子45，405，415，425，435，445，455，465，475，485，或495。因此， 不仅半导体芯片 41，401，411，421，431，441，451，461，471，481，或 491，而且上述端子 45， 405，415，425，435，445，455，465，475，485，或495也产生热量。因此，在本发明的实施例中，特定端子 45，405，415，425，435，445，455，465，475，485，或 495 连接到散热部分 43，403， 413，423，433，443，453，463，473，483，或 493。结果，在特定端子 45，405，415，425，435，445， 455，465，475，485，或495中产生的热量也被传导至散热部分43，403，413，423，433，443， 453，463，473，483，或 493。因此，尽可能改善了半导体模块 40，400，410，420，430，440，450， 460，470，480，或490的散热性能。如果存在多于一个的特定端子，则可以分别对应于所述多于一个的特定端子来提 供相互绝缘的多于一个的散热部分。平行于虚平面的散热部分43，413，433，443，453，463，473，483，或493的截面面积 可以等于或大于平行于虚平面的树脂部分42，412，432，442，452，462，472，482，或492的截 面面积。因此，使得散热部分43，413，433，443，453，463，473，483，或493的表面面积较大， 因此显示出半导体模块40，410，430，440，450，460，470，480，或490的甚至更高的散热性能。散热部分43，423，433，443，453，463，473，483、或493在垂直于虚平面的方向的厚 度可以等于或大于树脂部分42，422，432，442，452，462，472，482，或492在垂直于虚平面的 方向的厚度。因此，使得散热部分43，423，433，443，453，463，473，483，或493的热容量较大，因 此释放从半导体芯片41，421，431，441，451，461，471，481，或491传输的充分热量。散热部分43，443，453，463，473，483，或493可以在散热部分的表面上包括细长凹 槽 47，48 ；447，448 ；457，458 ；467，468 ；477，478 ；487，488 ；或 497，498，其在从第二表面侧 的散热部分的相对侧。因此，使得散热部分43，443，453，463，473，483，或493的表面面积较大，因此显示 出半导体模块40，440，450，460，470，480，或490的甚至更高的散热性能。当散热部分43， 443，453，463，473，483，或493被例如散热凝胶61覆盖时，凝胶61的移动受到细长凹槽47， 48 ；447，448 ；457，458 ；467，468 ；477，478 ；487，488 ；或 497，498 的限制。到目前为止，已经描述了用于在相反方向从衬底20释放热量的半导体模块的配 置。另外，树脂部分442，452，462，或472可以在树脂部分的第一表面侧上包括导热部分 449，459，469，479，或47B ；并且该导热部分朝着衬底20释放热量。在这种情况下，可以由 导热树脂来形成导热部分449，459，469，479，或47B。或者，可以由金属材料来形成导热部 分449，459，469，479，或47B。因此，同样在衬底20的方向释放热量，因此半导体模块440， 450，460，或470的散热性能进一步得到改善。如果将半导体模块布置为相互邻近，例如，则当通过朝着衬底20释放热量来向衬 底的图案传导热量时，半导体模块可能受到来自其它模块的热量的影响。因此，树脂部分 482，或492可以在树脂部分的第一表面侧上包括绝热部分48C或49C ；并且绝热部分限制 热量朝着衬底20的传导。结果，限制了从衬底20传导的热量对半导体模块的影响。除树脂部分的上表面侧和下表面侧之外，树脂部分452，472，或492可以包括横向 散热部分45A，47A，或49A，其从位于树脂部分的第一表面与第二表面之间的树脂部分的横 向侧突出。例如，可以将连接到半导体芯片451，471，或491的板状金属部件形成为从树脂 部分452，472，或492的横向侧突出。因此，半导体模块450，470，或490的散热性能进一步得到改善。 本领域的技术人员将很容易想到附加优点和修改。因此，本发明在其广泛方面不 限于所示的和所述的特定细节、代表性装置、和说明性示例。
权利要求
一种适合于封装在衬底(20)上的半导体模块，该半导体模块包括半导体芯片(41，401，411，421，431，441，451，461，471，481，491)，其具有开关功能；树脂部分(42，402，412，422，432，442，452，462，472，482，492)，其被形成为覆盖半导体芯片，其中所述树脂部分包括第一表面和第二表面，其彼此相对并大体上与虚平面平行地扩张；以及衬底(20)位于树脂部分的第一表面侧上；多个端子(44 46；404 406；414 416；424 426；434 436；444 446；454 456；464 466；474 476；484 486；494 496)，其在虚平面的方向从树脂部分突出并被焊接到衬底(20)上；以及散热部分(43，403，413，423，433，443，453，463，473，483，493)，其被设置在树脂部分的第二表面侧上以释放在半导体芯片中产生的热量，其中所述多个端子之一(45，405，415，425，435，445，455，465，475，485，495)被连接到所述散热部分，使得热量从所述多个端子之一传导至所述散热部分。
2.根据权利要求1的半导体模块，其中所述平行于虚平面的散热部分(43，413，433， 443，453，463，473，483，493)的截面面积等于或大于平行于虚平面的树脂部分(42，412， 432，442，452，462，472，482，492)的截面面积。
3.根据权利要求1的半导体模块，其中散热部分(43，423，433，443，453，463，473，483， 493)在垂直于虚平面的方向的厚度等于或大于树脂部分(42，422，432，442，452，462，472， 482,492)在垂直于虚平面的方向的厚度。
4.根据权利要求1的半导体模块，其中散热部分(43，443，453，463，473，483，493)在 散热部分的表面上包括细长凹槽(47，48 ；447，448 ；457，458 ；467，468 ；477，478 ；487，488 ； 497，498)，其在从第二表面侧的散热部分的相对侧。
5.根据权利要求1的半导体模块，其中树脂部分(442，452，462，472)在树脂部分的第一表面侧上包括导热部分(449，459， 469，479，47B)；以及所述导热部分朝着衬底(20)释放热量。
6.根据权利要求5的半导体模块，其中，导热部分(449，459，469，479，47B)由导热树脂 形成。
7.根据权利要求5的半导体模块，其中，导热部分(449，459，469，479，47B)由金属材料 形成。
8.根据权利要求1的半导体模块，其中树脂部分(482，492)在树脂部分的第一表面侧上包括绝热部分(48C，49C)；以及所述绝热部分限制热量朝着衬底(20)的传导。
9.根据权利要求1的半导体模块，其中，树脂部分(452，472，492)包括横向散热部分 (45A，47A，49A)，其从位于树脂部分的第一表面与第二表面之间的树脂部分的横向侧突出。全文摘要
本发明涉及半导体模块。一种半导体模块包括具有开关功能的半导体芯片(41，401，411，421，431，441，451，461，471，481，491)，覆盖所述芯片的树脂部分(42，402，412，422，432，442，452，462，472，482，492)、端子(44-46；404-406；414-416；424-426；434-436；444-446；454-456；464-466；474-476；484-486；494-496)和散热部分(43，403，413，423，433，443，453，463，473，483，493)。树脂部分包括第一和第二表面，其彼此相对并大体上与虚平面平行地扩张；并且衬底(20)位于树脂部分的第一表面侧上。端子在虚平面的方向从树脂部分突出并被焊接到衬底上。所述散热部分被设置在所述树脂部分的第二表面侧上以释放在芯片中产生的热量。端子之一(45，405，415，425，435，445，455，465，475，485，495)连接到散热部分，使得热量从端子之一传导至散热部分。
文档编号H01L25/00GK101958313SQ201010229249
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月14日 优先权日2009年7月14日
发明者大多信介 申请人:株式会社电装