[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201310074887.4
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN103311231B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 鈴木健司
• 申請（專利權）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L23/31;H01L23/48;H01L21/58;H01L21/60;H01L21/56
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 張鑫

技術領域

本發明涉及在殼體中具有包括多個半導體元件的電路形成區的半導體元件以及該半導體器件的制造方法，具體地涉及其中多個半導體元件從嵌入殼體的布線端子板通過外部連接端子板電連接到在殼體的外周部上形成的外部端子的半導體器件以及該半導體器件的制造方法。

背景技術

近年來，已嘗試了減少使用諸如絕緣柵雙極晶體管（IGBT）之類的多個半導體元件來轉換高電功率的逆變器電路的大小和重量。在JP-A-08-148645中描述了諸如使用公共IGBT模塊的功率模塊之類的半導體器件（例如，參考段落[0003]和圖1）。

即，首先，諸如IGBT之類的半導體芯片或者二極管芯片通過焊料等連接到在絕緣基板上形成的銅圖案，并且此外，絕緣基板連接到冷卻底板。隨后，預定殼體安裝在冷卻底板周圍，并且半導體芯片的電極和絕緣基板上的銅圖案通過接合鋁線連接到結合在殼體中的金屬端子板，從而在金屬端子板與電極和銅圖案之間進行電連接。由熱塑樹脂制成的包封絕緣基板的外封殼體通過粘合劑固定到冷卻底板，并且此外，為了保護半導體芯片和接合鋁線，諸如凝膠或環氧樹脂之類的絕緣材料被注入殼體并固化。最后，外部連接端子板通過激光焊接等連接到結合在殼體中的金屬端子板和外部端子，從而在金屬端子板和外部端子之間進行連接。

同樣，JP-A-2009-141000（例如，參考段落[0024]至[0042]以及圖1）公開了具有由樹脂殼體容納的多個半導體元件的半導體器件，其中有可能容易地改變布線端子的設置。半導體器件包括固定和支撐在樹脂殼體中的多個外部連接端子、容納在樹脂殼體中的至少一個半導體元件、以及在其上設置有電連接半導體元件和外部連接端子的至少一個布線端子的至少一個端子塊。通過該半導體器件，由于固定在樹脂殼體中的外部連接端子和金屬箔通過端子塊電連接，因此有可能容易地實現樹脂殼體中的布線端子的走線。同樣，即使在外部連接端子固定和支撐在樹脂殼體中的情形中，也有可能通過使用在布線圖案中改變的布線端子預先制備一些種類的端子塊來自由地改變從外部連接端子走線的布線端子的設置。

此外，JP-A-2010-103343（例如，參考段落[0009]至[0037]以及圖1和2）中的半導體器件包括樹脂殼體、容納在樹脂殼體中的半導體元件、容納在樹脂殼體中的包括用于控制半導體元件的動作的控制單元的印刷電路板、以及覆蓋容納在樹脂殼體中的半導體元件和印刷電路板的蓋部，其中印刷電路板的外周被樹脂殼體和蓋部夾持。通過這種配置，有可能實現對來自外部的振動以及冷熱周期具有足夠抗性的可靠性高的半導體器件。

通過已知半導體器件的配置，期望減小殼體的大小，并且同時可根據來自用戶的需求自由地確定殼體的形狀和大小、外部端子的位置等。在此情況下，從半導體器件設計的立場，從密封在殼體內部的半導體芯片直接取出外部連接端子不是優選的。

因此，如上述JP-A-2009-141000所示，采用了其中半導體元件經由內部連接布線端子電連接到設置在殼體的外周部上的外部連接端子的配置。然而，在需要如在IGBT模塊中的多個外部連接端子的半導體器件中，端子必須彼此間隔開特定距離以確保各端子之間的絕緣。為此，在具有其中多個內部布線端子板連接到殼體內部的外部連接端子的配置的半導體器件中，需要將殼體本身的大小增加到特定程度。

響應于此，有可能通過預先將內部布線端子板引導到殼體外部來減小殼體的大小，并且內部布線端子板和外部連接端子在殼體外部通過激光焊接剛性地連接。然而，當內部布線端子板的連接部在殼體外部露出時，這些連接部可能使結合強度劣化。為此，已知配置為通過增加激光焊接部的焊接面積來確保結合強度，并且同時還防止連接部因在半導體芯片中產生的熱而劣化。同樣，為了維持引導到殼體外部的各布線端子板之間的絕緣，需要使各布線端子板的結彼此較寬地間隔開。

發明內容

鑒于這些觀點而構想的本發明的目的在于，提供半導體器件及其制造方法，通過該半導體器件及其制造方法有可能確保結合強度和耐壓，并且同時減小該器件的外部尺寸。

本發明提供了在殼體中具有包括多個半導體元件的電路形成區的半導體器件。半導體器件包括：多個布線端子板，每一布線端子板電連接到多個半導體元件之一；端子組裝部，其中組裝有從電路形成區引出的多個布線端子板；多個外部連接端子板，每一外部連接端子板的一端連接到端子組裝部中的多個布線端子板之一，且其他端延伸到設置在殼體上的外部端子部；以及模制樹脂部，該模制樹脂部通過填充端子組裝部的樹脂對布線端子板和外部連接端子板的連接部進行絕緣和保護。