[發明專利]半導體模塊以及半導體裝置

有效

• 申請號: 201110052694.X
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102280420A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 森和人
• 申請（專利權）人: 三次電子有限公司
• 主分類號: H01L23/48
• 分類號: H01L23/48;H01L23/495;H01L23/31;H01L23/36;H01L25/07
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發明涉及一種半導體模塊以及半導體裝置，特別是涉及一種用于分離半導體裝置所產生熱量的散熱以及電路的接地的結構。

背景技術

在半導體裝置中，為了工作的穩定化，要求有效地放出由半導體元件產生的熱量。

例如在日本特開平4-174547號公報中公開一種用于電力用半導體裝置的引線框架的結構。根據日本特開平4-174547號公報，引線框架的島形成為比引線框架的外部引線(outer?lead)厚。半導體芯片所產生的熱量被島吸收。通過對島加厚，能夠加快放出來自半導體芯片的熱量。島的位于與安裝有半導體芯片的面相反一側的面不被樹脂覆蓋而露出。通過使該露出的面與散熱片等進行接觸，能夠加快放出由半導體芯片產生的熱量。

在日本特開平6-61396號公報中公開一種引線框架，該引線框架維持半導體裝置的特性的同時提高散熱效果。該引線框架包括用于安裝半導體芯片的載置臺。在載置臺的背面安裝有散熱板。

在日本特開2007-165442號公報中公開一種能夠提高散熱性和高頻特性的注塑封裝件(mold?package)。該注塑封裝件具有連接有半導體芯片的厚膜引線電極和比該厚膜引線電極薄的引線電極。厚膜引線電極的下表面在封裝件的下表面露出，并且其作為散熱電極而使用。另一方面，厚膜引線電極上表面的一部分在封裝件的上表面露出，并且作為接地電極而使用。

在以高頻或者高輸出進行工作的半導體裝置的情況下，半導體芯片的接地變得尤其重要。在較多情況下，半導體芯片的背面電極被用作接地電極，并且通過芯片焊接材料(die?bondingmaterial)與引線框架電連接。從半導體芯片的背面輸出的接地電流的路徑數越增加越能夠使接地電極的電位穩定化。然而，在日本特開平4-174547號公報以及日本特開平6-61396號公報中沒有具體說明用于確保接地電流的路徑的結構。

另一方面，要求包括有電路基板和以高頻或者高輸出進行工作的半導體裝置的模塊小型化。根據日本特開平6-61396號公報所公開的結構，將接地電極和散熱電極分別配置在封裝件的上表面和下表面，因此能夠以接地電流的方向與熱流的方向變得相互反向的方式分離接地電流和熱流。由此，能夠使模塊小型化。然而，根據日本特開2007-165442號公報所公開的結構，接地電流的路徑限定于由厚膜引線電極形成的路徑。如上所述，從半導體裝置工作的穩定性的觀點出發，接地路徑的數量越多越好。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于實現半導體模塊的小型化、有效散熱以及可靠的接地。

本發明的一個方案的半導體模塊包括：至少一個半導體芯片、基座、電路基板、第一引線端子以及連接構件。基座具有主表面，該主表面形成有用于安裝至少一個半導體芯片的凹部，并且基座與至少一個半導體芯片熱連接且電連接。電路基板具有第一接地圖案，并且該電路基板配置于基座的主表面上。第一引線端子與基座一體地形成，并且該第一引線端子與電路基板的第一接地圖案相連接。連接構件將作為基座的主表面的一部分的凹部的外周部和電路基板的第一接地圖案電連接，并且將基座和電路基板機械連接。

根據上述結構，將電路基板配置于基座的主表面上。從半導體芯片輸出的接地電流流向電路基板的第一接地圖案。于是，接地電流流向半導體芯片的上方。另一方面，由半導體芯片產生的熱量通過基座被放出。因而能夠分離電流的朝向和熱流的朝向，因此能夠實現有效的散熱，并且能夠實現半導體模塊的小型化。而且，第一引線端子和連接構件分別形成供接地電流流過的路徑。由此能夠實現半導體芯片可靠地接地。

優選基座包括突起部，該突起部形成為從凹部底面向主表面延伸。電路基板還具有第二接地圖案，該第二接地圖案與突起部相連接并且具有與第一接地圖案的電位相等的電位。至少一個半導體芯片包括以相互隔著突起部的方式配置在凹部內的第一和第二半導體芯片。

根據上述結構，形成于第一和第二半導體芯片之間的突起部形成接地電流的路徑。由此，能夠實現半導體芯片可靠地接地。

優選基座還包括散熱面，該散熱面位于主表面相反側并且具有凸部。半導體模塊還包括樹脂。該樹脂覆蓋基座的主表面的一部分從而填充凹部，并且覆蓋凸部的外周。

根據上述結構，能夠保護半導體芯片使它們免受水分或者撞擊影響。并且，能夠防止散熱面整體被樹脂覆蓋，因此能夠有效地放出散熱。

優選第一引線端子的從樹脂的表面突出部分長度為0.15mm以上。

根據上述結構，利用焊錫等，能夠將第一引線端子連接至電路基板的電極圖案。