[發明專利]半導體裝置以及半導體裝置的制造方法

有效

• 申請號: 201510270572.6
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN105304578B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 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: H01L23/13
• 分類號: H01L23/13;H01L23/367;H01L21/48;H01L21/58
• 代理公司: 31100 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 宋俊寅<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明提供一種能抑制焊料上產生的熱應變的集中且具備高可靠性的半導體裝置及其制造方法。半導體裝置(10)包括：半導體元件；絕緣基板(20)，該絕緣基板(20)通過層疊平面為矩形的電路板(22)、絕緣板(21)及金屬板(23)而構成，電路板(22)上固定有半導體元件，且具有金屬板(23)的四個角上所設置的至少一個以上的第一槽部(23a)；散熱構件(30)，絕緣基板(20)配置在該散熱構件(30)的規定區域中，且該散熱構件(30)具有設置在配置區域的四個角上的至少一個以上的第二槽部(30a)；定位構件(50)，該定位構件(50)配置在金屬板(23)的四個角與散熱構件(30)的四個角之間，且分別與第一槽部(23a)以及第二槽部(30a)相嵌合；以及焊料(42)，該焊料(42)填充在絕緣基板(23)與散熱構件(30)之間，并覆蓋定位構件(50)。

技術領域

本發明涉及半導體裝置以及半導體裝置的制造方法。

背景技術

在功率半導體模塊中，利用焊料在絕緣基板的一個主面上固定半導體芯片等，并在另一主面上固定散熱構件。

然而，在這種功率半導體模塊中，若由于工作時產生的溫度變化導致焊料反復膨脹和收縮，則可能會在焊料上產生缺口等。并且，熱應變會集中在該缺口上，從而焊料會產生疲勞損傷，可能會導致功率半導體模塊的故障、障礙。

因此，為了抑制焊料上產生缺口等，已知有以下技術。在絕緣基板與散熱構件之間配置多個熱膨脹系數比焊料高的柱狀部，在對焊料進行加熱時，膨脹后的柱狀部會擴大絕緣基板與散熱構件之間的間隙。由此，將熔融出的焊料向上方抬起，能防止由自身重力引起的焊料破壞、流動，并通過使端部形狀采用向內側凹陷的形狀來減少焊料的應變集中。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2001－168492號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

對于涂布在絕緣基板與散熱構件之間的焊料，期望擴大其涂布區域，從而提高從絕緣基板向散熱構件的熱傳導性。然而在上述技術中，配置在焊料周圍的柱狀部會限制焊料的涂布區域。此外，在上述技術中，為了擴大絕緣基板與散熱構件的間隙而利用了柱狀部的熱膨脹，因此若各個柱狀部的熱膨脹存在誤差，則絕緣基板與散熱構件會變得不平行。因此，該間隙的焊料厚度可能會產生偏差。若焊料的厚度產生偏差，則熱傳導性會因絕緣基板的搭載位置而產生偏差。由此，利用上述技術得到的半導體裝置的可靠性會降低。

本發明鑒于上述內容而完成，其目的在于提供一種半導體裝置及半導體裝置的制造方法，能抑制焊料上產生的熱應變集中，并具備良好的可靠性。

解決技術問題所采用的技術方案

根據本發明的一個觀點，提供了一種半導體裝置，包括：半導體元件；絕緣基板，該絕緣基板通過層疊平面為矩形的電路板、絕緣板及金屬板而構成，所述電路板上固定有所述半導體元件，并具有所述金屬板的四個角上所設置的至少一個以上的第一槽部；金屬制的散熱構件，所述絕緣基板配置在該散熱構件的規定配置區域中，且該散熱構件具有設置在所述配置區域的四個角上的至少一個以上的第二槽部；四個定位構件，該四個定位構件配置在所述金屬板的四個角與所述散熱構件的四個角之間，且分別與所述第一槽部以及所述第二槽部相嵌合；以及焊料，該焊料填充在所述絕緣基板與所述散熱構件之間，覆蓋所述定位構件。