半导体模块、半导体装置以及汽车的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及在例如车载用电动机控制中使用的半导体模块以及半导体装置、和使用它们的汽车。
【背景技术】
[0002]在灌封(potting)树脂封装型的半导体模块中，在基座板之上依次载置绝缘基板、导电图案、半导体芯片，用壳体将它们包围，利用灌封树脂对壳体内部进行封装(例如，参照专利文献1)。
[0003]专利文献1:日本特开平5 — 304248号公报
【发明内容】
[0004]灌封树脂封装型的半导体模块构成为，经由绝缘基板将基座板和金属板接合。在基座板和导电图案的材料不同的情况下，两者的线膨胀系数不同，因此发生由热造成的大的翘曲。即便使两者的材质相同，也由于两者的形状差别较大，所以发生翘曲。如果在该状态下将壳体与基座板接合而用灌封树脂进行封装，则难以控制制品的翘曲。其结果，具有P/C(功率循环)、H/C(热循环)性等可靠性降低的问题。
[0005]本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，得到能够提高可靠性的半导体模块、半导体装置以及汽车。
[0006]本发明所涉及的半导体模块的特征在于，具备:基座板，其具有固定面和散热面，该散热面是与所述固定面相反的面;绝缘基板，其与所述基座板的所述固定面接合;第1及第2导电图案，它们设置在所述绝缘基板之上；半导体芯片，其设置在所述第1导电图案之上;配线部件，其将所述半导体芯片和所述第2导电图案连接;以及树脂，其对所述基座板的所述固定面、所述绝缘基板、所述第1及第2导电图案、所述半导体芯片以及所述配线部件进行封装，所述基座板具有金属部和加固件，该加固件设置在所述金属部内并具有比所述金属部高的杨氏模量。
[0007]发明的效果
[0008]根据本发明，能够提高可靠性。
【附图说明】
[0009]图1是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的剖视图。
[0010]图2是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的内部的俯视图。
[0011]图3是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的电路图。
[0012]图4是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体装置的剖视图。
[0013]图5是表示本发明的实施方式1所涉及的汽车的图。
[0014]图6是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的制造工序的剖视图。
[0015]图7是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的制造工序的俯视图。
[0016]图8是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的制造工序的剖视图。
[0017]图9是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的制造工序的剖视图。
[0018]图10是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的制造工序的剖视图。
[0019]图11是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的制造工序的剖视图。
[0020]图12是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体模块的剖视图。
[0021]图13是表示本发明的实施方式2所涉及的半导体模块的内部的俯视图。
[0022]图14是表示本发明的实施方式3所涉及的半导体模块的剖视图。
[0023]图15是表示本发明的实施方式4所涉及的半导体模块的剖视图。
[0024]图16是表示本发明的实施方式5所涉及的半导体模块的剖视图。
【具体实施方式】
[0025]参照附图，对本发明的实施方式所涉及的半导体模块、半导体装置以及汽车进行说明。对相同或相对应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复的说明。
[0026]实施方式1
[0027]图1是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的剖视图。基座板1具有固定面(上表面)以及散热面(下表面)，该散热面(下表面)是与固定面相反的面。基座板1在散热面具有至少1个凸起构造2。该凸起构造2是散热片，提高由流水对基座板1的散热面进行冷却的冷却效率。基座板1和凸起构造2的材质既可以相同，也可以不同。例如，为了提高散热性，作为凸起构造2的材质，也可以使用导热率比基座板1高的材质。
[0028]绝缘基板3与基座板1的固定面进行熔液接合(melt-bond)。绝缘基板3的材质是SiN、AlN、A103等陶瓷。基座板1的外形为70mmX100mm，厚度为3mm。绝缘基板3的外形比基座板1小一圈，厚度为0.635mm。
[0029]导电图案4、5设置在绝缘基板3之上。为了提高散热性，优选将绝缘基板3的厚度设为比基座板1和导电图案4、5的厚度薄。在导电图案4之上经由焊料6接合有半导体芯片7、8，在导电图案5之上经由焊料6接合有半导体芯片9、1(ΚΑ1导线11将半导体芯片7、8的上表面彼此连接，Α1导线12将半导体芯片8的上表面和导电图案5连接，Α1导线13将半导体芯片9、10的上表面彼此连接。
[0030]对绝缘基板3、导电图案4、5、半导体芯片7?10以及Α1导线11?13进行包围的树脂质的壳体14通过粘接剂15粘接于基座板1的固定面。该壳体14内部由树脂16封装。设置有将基座板1的外周部和树脂16的外周部贯穿的孔17。在树脂16的孔17中插入有由屈服强度比基座板1高的材质(Fe等)构成的套环18。
[0031]基座板1具有金属部19以及加固件20，该加固件20设置在金属部19内。金属部19的材质是A1或Cu等金属，加固件20的材质是SiN、AlN、A103等陶瓷。加固件20的杨氏模量是大于或等于lOOGPa，比金属部19的杨氏模量(在A1的情况下，是70GPa)高。
[0032]金属部19的线膨胀系数是22ppm/°C，加固件20的线膨胀系数是4ppm/°C，包含两者的基座板1整体的线膨胀系数是10?20ppm/°C。与此相对，树脂16的线膨胀系数是8?16ppm/°C，是金属部19的线膨胀系数与加固件20的线膨胀系数之间的数值，因此与基座板1整体的线膨胀系数为相同程度。此外，半导体芯片7?10的线膨胀系数是2.6ppm/°C。
[0033]图2是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的内部的俯视图。图3是表示本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的电路图。在俯视图中省略了树脂16。半导体模块是6合1构造，S卩，将6个开关元件安装于1个模块的构造。在此，开关元件是IGBT。此外，为了说明的简化，省略了开关元件的栅极电极以及与其连接的端子。
[0034]开关元件7a?7c对应于半导体芯片7，二极管8a?8c对应于半导体芯片8，二极管9a?9c对应于半导体芯片9，开关元件10a?10c对应于半导体芯片10。金属框21a?e分别对应于U电极、V电极、W电极、P电极、N电极。
[0035]开关元件7a?7c和二极管8a?8c的下表面与导电图案4连接。二极管9a和开关元件10a的下表面与导电图案5a连接，二极管9b和开关元件10b的下表面与导电图案5b连接，二极管9c和开关元件10c的下表面与导电图案5c连接。
[0036]A1导线11a将开关元件7a和二极管8a的上表面彼此连接，A1导线lib将开关元件7b和二极管8b的上表面彼此连接，A1导线11c将开关元件7c和二极管8c的上表面彼此连接。
[0037]A1导线12a?12c将二极管8a?8c的上表面和导电图案5a?5c分别连接。A1导线13a将二极管9a和开关元件10a的上表面彼此连接，A1导线13b将二极管9b和开关元件10b的上表面彼此连接，A1导线13c将二极管9c和开关元件10c的上表面彼此连接。
[0038]A1导线22将开关元件10a、10b的上表面彼此连