[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置的散熱結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710045272.7
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN107301987B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大村英一
• 申請（專利權(quán)）人: 歐姆龍株式會社
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 楊文娟;臧建明

本發(fā)明提供一種具備能夠適用于表面安裝用薄型半導(dǎo)體裝置的優(yōu)異的散熱性的半導(dǎo)體裝置的散熱結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的半導(dǎo)體元件(10)的散熱結(jié)構(gòu)(101)，該半導(dǎo)體元件(10)具有與基板(20)電連接的電性接合面(11a)及其相反側(cè)的散熱面(11b)，其中，散熱面(11b)經(jīng)由非絕緣零件(32)而接合或接觸至散熱片(31)，并且該散熱片(31)經(jīng)由絕緣零件(41)而接合或接觸至散熱器(30)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種表面安裝型半導(dǎo)體裝置(半導(dǎo)體元件(device))的散熱結(jié)構(gòu)(也稱作冷卻結(jié)構(gòu))，尤其涉及一種具備能夠適用于薄型封裝的半導(dǎo)體裝置的散熱性及絕緣可靠性的散熱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

圖4(a)是例示以往的引腳型(lead type)離散零件1的概略立體圖，圖4(b)是例示近年開發(fā)的表面安裝型半導(dǎo)體元件10的概略立體圖。

伴隨半導(dǎo)體開關(guān)元件的高速化，必須減小元件自身的寄生電感(inductance)。不同于圖4(a)所示的以往的離散零件1(例如引腳型的絕緣柵雙極晶體管(Insulated GateBipolar Transistor，IGBT))，例如在圖4(b)所示的半導(dǎo)體元件10中，開關(guān)速度非常高，因此為了實(shí)現(xiàn)盡可能小的寄生電感，正推進(jìn)元件封裝的薄型化。

此種半導(dǎo)體元件10如圖4(b)所示，被收納在超薄型的封裝11中，例如具有：電性接合面11a，配置有與基板電連接的一個以上的電極(端子)12；以及散熱面11b，在該電性接合面11a的相反側(cè)配置有大的散熱電極13。在該半導(dǎo)體元件10的安裝時，必須具備優(yōu)異的散熱性及絕緣可靠性，例如提出有專利文獻(xiàn)1～專利文獻(xiàn)3等的技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2014-241340號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利特開2000-311971號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本專利特開2008-028163號公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容

[發(fā)明所要解決的問題]

圖5(a)是例示以往的散熱結(jié)構(gòu)201的概略的剖面圖，圖5(b)是例示作為該變形例的散熱結(jié)構(gòu)201A的概略的剖面圖。

圖5(a)所示的散熱結(jié)構(gòu)201中，在作為具有導(dǎo)電性的散熱/冷卻零件(以下簡稱作“散熱零件”)的一例的散熱器(heat sink)30上，經(jīng)由絕緣零件41而以該散熱面11b朝下地接合或接觸的方式搭載有半導(dǎo)體元件10，并且該電性接合面11a的電極12被焊接至基板20的下表面圖案(pattern)22。

根據(jù)此種散熱結(jié)構(gòu)201，由半導(dǎo)體元件10所產(chǎn)生的熱從該散熱面11b經(jīng)由絕緣零件41而傳至散熱器30。

而且，圖5(b)所示的散熱結(jié)構(gòu)201A中，基板20的下表面圖案22經(jīng)由絕緣零件41而接觸至散熱器30上，并且基板20的上表面圖案21與半導(dǎo)體元件10的電性接合面11a的電極12被焊接在一起。

根據(jù)此種散熱結(jié)構(gòu)201A，由半導(dǎo)體元件10所產(chǎn)生的熱從該電性接合面11a的電極12經(jīng)由基板20上所設(shè)的導(dǎo)熱孔(thermal via)或嵌體(inlay)與絕緣零件41而傳至散熱器30。

在這些散熱結(jié)構(gòu)201、201A中，存在如下所述的問題，但至少必須消除問題1)，即，必須使作為發(fā)熱體的半導(dǎo)體元件10與散熱器30之間的熱電阻成為最小。進(jìn)而，優(yōu)選的是，也能夠消除問題2)～問題4)。

1)發(fā)熱體(半導(dǎo)體元件10)的散熱(冷卻)性能(絕緣零件41的導(dǎo)熱)

2)封裝11上的上表面電極與下表面電極的絕緣

3)封裝11與散熱零件的絕緣