CN115668483A - 半导体装置、电力变换装置、移动体以及半导体装置的制造方法 - Google Patents

半导体装置、电力变换装置、移动体以及半导体装置的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115668483A
CN115668483A CN202080101002.3A CN202080101002A CN115668483A CN 115668483 A CN115668483 A CN 115668483A CN 202080101002 A CN202080101002 A CN 202080101002A CN 115668483 A CN115668483 A CN 115668483A
Authority
CN
China
Prior art keywords
recess
semiconductor device
metal pattern
electronic component
solder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080101002.3A
Other languages
English (en)
Inventor
东畠猛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN115668483A publication Critical patent/CN115668483A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/11—Printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K1/111—Pads for surface mounting, e.g. lay-out
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341—Surface mounted components
    • H05K3/3431—Leadless components
    • H05K3/3442—Leadless components having edge contacts, e.g. leadless chip capacitors, chip carriers
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09209—Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09372—Pads and lands
    • H05K2201/09472—Recessed pad for surface mounting; Recessed electrode of component
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10636—Leadless chip, e.g. chip capacitor or resistor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

目的在于提供一种即使不使用夹具也能够抑制电子部件以及焊料球的位置偏移的技术。半导体装置具有绝缘基板、电子部件和焊料。在绝缘基板配设有金属图案和半导体元件。金属图案具有第一凹陷和第二凹陷，第二凹陷与第一凹陷并列设置。电子部件的一部分配设于第一凹陷内。焊料将配设于绝缘基板的金属图案和电子部件连接。

Description

半导体装置、电力变换装置、移动体以及半导体装置的制造 方法
技术领域
本发明涉及半导体装置、电力变换装置、移动体以及半导体装置的制造方法。
背景技术
在半导体装置的制造工序中，有时在进行了电子部件相对于在绝缘基板配设的金属图案的对位之后，将电子部件电连接到金属图案。然而，在将金属图案和电子部件连接之前，有时由于绝缘基板的搬运等，电子部件在绝缘基板的面内方向移动，发生电子部件的位置偏移。在这种情况下，存在不得不再次进行电子部件的对位这样的问题。
为了解决这种问题，在对比文件1提出了通过厚的金属图案的侧壁来限制电子部件的移动的技术。
对比文件1：日本特开平11-345969号公报
发明内容
近年来，提出了使用容易管理使用量的焊料球作为将金属图案和电子部件电连接的接合部件。然而，球形状的焊料球易于旋转，因此若将焊料球用于现有技术的结构，则有时在焊料球熔融之前发生焊料球的位置偏移。因此，存在需要对焊料球的位置偏移进行抑制的夹具这样的问题。
因此，本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的是提供一种即使不使用夹具也能够抑制电子部件以及焊料球的位置偏移的技术。
本发明涉及的半导体装置具有：绝缘基板，其配设有金属图案和半导体元件，该金属图案具有第一凹陷和与所述第一凹陷并列设置的第二凹陷；电子部件，其一部分配设在所述第一凹陷内；以及焊料，其将所述金属图案和所述电子部件连接。
发明的效果
根据本发明，金属图案具有第一凹陷以及第二凹陷，因此即使不使用夹具也能够抑制电子部件以及焊料球的位置偏移。
本发明的目的、特征、方式以及优点通过以下的详细说明和附图而变得更加明了。
附图说明
图1是用于说明相关半导体装置的制造工序的俯视图。
图2是用于说明相关半导体装置的制造工序的剖视斜视图。
图3是用于说明相关半导体装置的制造工序的剖视斜视图。
图4是用于说明相关半导体装置的制造工序的剖视图。
图5是用于说明实施方式1涉及的半导体装置的制造工序的剖视斜视图。
图6是用于说明实施方式1涉及的半导体装置的制造工序的剖视斜视图。
图7是用于说明实施方式1涉及的半导体装置的制造工序的剖视图。
图8是示出实施方式1涉及的半导体装置的结构的剖视图。
图9是示出实施方式2涉及的电力变换装置的框图。
图10是示出实施方式3涉及的移动体的结构的框图。
具体实施方式
以下一边参考附图一边说明实施方式。在以下的各实施方式中说明的特征是示例，并非所有特征都是必须的。另外，在以下示出的说明中，在多个实施方式中对同样的结构要素标注相同或类似的标号，主要说明不同的结构要素。另外，在以下记载的说明中，“上”、“下”、“左”、“右”、“表”和“背”等特定位置和方向与实际实施时的方向并非必须一致。
<相关半导体装置>
首先，在说明本实施方式1涉及的半导体装置之前，说明与其相关的半导体装置(下文中记为“相关半导体装置”)的制造工序。此外，相关半导体装置例如是电力用半导体装置。
图1是用于说明相关半导体装置的制造工序中的定位工序的俯视图。图2是进行定位工序之前的图1的虚线框A部分的剖视斜视图。
在进行相关半导体装置的定位工序之前，准备了配设有如图2所示的金属图案2的绝缘基板1。金属图案2具有分离的两个部分，两个阻焊层3分别配设在这两个部分上。阻焊层3具有开口彼此相对的“コ”字形状作为俯视形状。
在此，金属图案2的上部大致平坦，作为金属图案2的接合部件来使用的焊料球为球形状。因此，即使将焊料球载置到金属图案2中的应当使焊料球熔融的设计部位之上，如果将绝缘基板1搬运到使焊料球熔融的回流装置，则有时发生焊料球的位置从设计部位偏移的情况。
于是，在相关半导体装置的定位工序中，在图1的散热板等基底板8之上依次载置绝缘基板1和进行绝缘基板1的定位的第一夹具51之后，将第二夹具52嵌入至第一夹具51的孔内。其后，将作为半导体元件的半导体芯片4、电子部件5和球形状的焊料球嵌入至第二夹具52的孔内。
图3是进行上述嵌入后的图1的虚线框A部分的剖视斜视图，图4是图3的剖视图。此外，在图4中图示了金属图案7和接合部件9。金属图案7配设于绝缘基板1中的与配设有金属图案2的面相反侧的面。接合部件9例如是焊料，配设于金属图案7和基底板8之间。
如图3所示，电子部件5的两端分别载置在金属图案2中的两个阻焊层3的“コ”字形状内。如图3以及图4所示，两个焊料球6a载置于金属图案2的位于电子部件5的两端附近的部分上。
另外，如图3以及图4所示，在电子部件5以及焊料球6a的周围存在第二夹具52。因此，圆筒形状的电子部件5以及球形状的焊料球6a被第二夹具52限制了绝缘基板1的面内方向上的移动。
在相关半导体装置的制造工序中，在上述定位工序之后，进行将绝缘基板1搬运到回流装置、使焊料球6a熔融的回流工序。由此，由焊料球6a形成将电子部件5的两端与金属图案2的上述两个部分分别电连接的焊料。其结果是，金属图案2的上述两个部分经由电子部件5被电连接。
此外，虽然没有图示，但在该回流工序中半导体芯片4也通过焊料等接合部件而与金属图案2等电连接。此后，将第一夹具51以及第二夹具52从绝缘基板1取下。
根据如上所述的相关半导体装置的制造工序，能够在一定程度上抑制电子部件5以及焊料球6a的位置偏移。然而，在相关半导体装置的制造工序中，存在需要专用的第二夹具52这样的问题。另外，存在下述问题，即，与第二夹具52、第一夹具51和绝缘基板1之间的空隙的量对应地发生电子部件5以及焊料球6a的位置偏移。与此相对，在以下说明的本发明的实施方式中能够解决上述的问题。
<实施方式1>
图5以及图6是用于说明本实施方式1涉及的半导体装置的制造工序的剖视斜视图，图7是图6的剖视图。此外，图5～图7分别对应于图2～图4。下面，在本实施方式1涉及的结构要素中对与上述结构要素相同或类似的结构要素标注相同或类似的参照标号，主要说明不同的结构要素。
在本实施方式1涉及的半导体装置的定位工序之前，准备如图5所示的绝缘基板1，在该绝缘基板1配设了具有第一凹陷2a以及第二凹陷2b的金属图案2。第一凹陷2a通过例如金属图案2的蚀刻等而形成于电子部件5的设计部位。第二凹陷2b通过例如金属图案2的蚀刻等而形成于焊料球6a的设计部位，与第一凹陷2a并列设置。
如图7所示，在本实施方式1中，第一凹陷2a以及第二凹陷2b的内壁倾斜，第一凹陷2a以及第二凹陷2b分别具有朝向第一凹陷2a的开口以及第二凹陷2b的开口而变宽的截面形状。另外，如图5所示，在本实施方式1中第一凹陷2a和第二凹陷2b分离。
此外，在图5的例子中，俯视观察时的第一凹陷2a的开口形状是“コ”字形状，但不限于此。另外，在图5的例子中，俯视观察时的第二凹陷2b的开口形状是四边形状，但不限于此，例如也可以是圆形状。
阻焊层3配设于金属图案2之上，具有包围第一凹陷2a以及第二凹陷2b的俯视形状。在图5的例子中，阻焊层3具有包围第一凹陷2a以及第二凹陷2b的“コ”字形状作为俯视形状，但不限于此。
如图6以及图7所示，电子部件5的一部分嵌入至第一凹陷2a，焊料球6a的一部分嵌入至第二凹陷2b。由此，通过第一凹陷2a的内壁来抑制圆筒形状的电子部件5的位置偏移，通过第二凹陷2b的内壁来抑制球形状的焊料球6a的位置偏移。
此后，进行将绝缘基板1搬运到回流装置、使焊料球6a熔融的回流工序。通过该熔融，形成将金属图案2和电子部件5连接的焊料。
此外，在如上所述的定位工序以及回流工序之前、之后或期间，将半导体芯片4配设到绝缘基板1。例如，半导体芯片4通过焊料等接合部件而电连接到金属图案2以及电子部件5。
图8是示出本实施方式1的回流工序之后的半导体装置的剖视图，与图7相对应。如上所述，图8的半导体装置具有绝缘基板1和电子部件5，在该绝缘基板1配设有金属图案2，该金属图案2具有第一凹陷2a以及第二凹陷2b，该电子部件5的一部分配设于第一凹陷2a内。然后，图8的半导体装置具有将焊料球6a熔融而形成的焊料6。
焊料6将电子部件5的两端和金属图案2的上述两个部分分别电连接。在本实施方式1中，焊料6的一部分设置在第二凹陷2b内。根据这种结构，能够增大焊料6和金属图案2的接触面积，因此能够抑制焊料6从金属图案2剥离，能够提高半导体装置的可靠性。
另外，如上所述，在本实施方式1中，第一凹陷2a以及第二凹陷2b分别具有朝向第一凹陷2a的开口以及第二凹陷2b的开口而变宽的截面形状。根据这种结构，能够抑制回流工序前的电子部件5以及焊料球6a的位置的偏差、倾斜，因此能够提高焊料6的接合性。另外，第二凹陷2b的内壁倾斜，因此能够使得熔融状态的焊料易于沿该内壁流入电子部件5。其结果是，能够提高焊料6的接合性，因此能够提高半导体装置的可靠性。
另外，在本实施方式1中，如上所述阻焊层3具有包围第一凹陷2a以及第二凹陷2b的俯视形状。根据这种结构，能够限定熔融状态的焊料的润湿扩展区域，因此焊料能够容易地流入电子部件5。由此，能够确保焊脚(fillet)形状以及厚度，因此能够提高焊料6的接合性，能够提高半导体装置的可靠性。
在此，在第一凹陷2a和第二凹陷2b没有分离的情况下，会想到熔融状态的焊料有时从第二凹陷2b经过第一凹陷2a流至电子部件5下方的空间。在这种情况下，会想到金属图案2的分离的两个部分有时通过焊料相连接，发生短路。相对于此，在本实施方式1中，如上所述使第一凹陷2a和第二凹陷2b分离，因此能够抑制上述的短路。
<实施方式2>
本实施方式2涉及的电力变换装置具有主变换电路，该主变换电路具有实施方式1涉及的电力变换装置。以上说明的半导体装置不限定于特定的电力变换装置，但是以下将实施方式1涉及的半导体装置应用于三相逆变器的情况作为本实施方式2来说明。
图9是示出电力变换系统的结构的框图，在该电力变换系统中应用了本实施方式2涉及的电力变换装置。
图9示出的电力变换系统由电源100、电力变换装置200和负载300构成。电源100为直流电源，将直流电力供给到电力变换装置200。电源100能够由各种电源构成，例如可以由直流系统、太阳能电池、蓄电池构成，也可以由与交流系统连接的整流电路、AC/DC转换器构成。另外，电源100也可以由将从直流系统输出的直流电力变换为规定电力的DC/DC转换器构成。
电力变换装置200为在电源100和负载300之间连接的三相逆变器，将从电源100供给的直流电力变换为交流电力，将交流电力供给到负载300。如图9所示，电力变换装置200具有：主变换电路201，其将直流电力变换为交流电力而输出；驱动电路202，其输出对主变换电路201的各开关元件进行驱动的驱动信号；以及控制电路203，其将对驱动电路202进行控制的控制信号输出到驱动电路202。
负载300是通过从电力变换装置200供给的交流电力来驱动的三相电动机。此外，负载300不限于特定用途，是搭载于各种电气设备的电动机，例如用作面向混合动力汽车、电动汽车、铁路车辆、电梯或空调机的电动机。
以下说明电力变换装置200的详细内容。主变换电路201具有开关元件和续流二极管(未图示)，通过开关元件的通断，将从电源100供给的直流电力变换为交流电力而供给到负载300。主变换电路201的具体电路结构存在各种结构，本实施方式2涉及的主变换电路201为两电平的三相全桥电路，能够由六个开关元件、和与各个开关元件反向并联的六个续流二极管构成。主变换电路201的各开关元件由上述实施方式1涉及的半导体装置构成。六个开关元件两个两个地串联连接而构成上下桥臂，各上下桥臂构成全桥电路的各相(U相、V相、W相)。而且，各上下桥臂的输出端子、即主变换电路201的三个输出端子连接到负载300。
驱动电路202生成对主变换电路201的开关元件进行驱动的驱动信号，供给到主变换电路201的开关元件的控制电极。具体地，驱动电路202根据来自后述的控制电路203的控制信号，将使开关元件成为接通状态的驱动信号和使开关元件成为断开状态的驱动信号输出到各开关元件的控制电极。在将开关元件维持为接通状态的情况下，驱动信号是大于或等于开关元件的阈值电压的电压信号(接通信号)，在将开关元件维持为断开状态的情况下，驱动信号是小于或等于开关元件的阈值电压的电压信号(断开信号)。
控制电路203对主变换电路201的开关元件进行控制，以将期望的电力供给到负载300。具体地，控制电路203基于应当供给到负载300的电力来计算应当使主变换电路201的各开关元件成为接通状态的时间(接通时间)。例如，控制电路203能够通过根据应当输出的电压对开关元件的接通时间进行调制的PWM(Pulse WidthModulation)控制来控制主变换电路201。而且，控制电路203向驱动电路202输出控制指令(控制信号)，以使得在各时刻向应当成为接通状态的开关元件输出接通信号、向应当成为断开状态的开关元件输出断开信号。驱动电路202按照该控制信号向各开关元件的控制电极输出接通信号或断开信号作为驱动信号。
在如上所述的本实施方式2涉及的电力变换装置中，将实施方式1涉及的半导体装置用作主变换电路201的开关元件，因此能够实现提高了可靠性的电力变换装置。
在以上说明的本实施方式2中，说明了将实施方式1涉及的半导体装置应用于两电平的三相逆变器的例子，但是本实施方式2不限于此，能够应用于各种电力变换装置。在本实施方式2中，实施方式1涉及的半导体装置是两电平的电力变换装置，但也可以是三电平、多电平的电力变换装置，在将电力供给到单相负载的情况下也可以将上述半导体装置应用于单相逆变器。另外，在将电力供给到直流负载等的情况下，也可以将上述半导体装置应用于DC/DC转换器、AC/DC转换器。
另外，本实施方式2涉及的电力变换装置不限定于上述的负载是电动机的情况，能够用作例如放电加工机、激光加工机、或感应加热烹调器、非接触供电系统的电源装置，并且也能够用作太阳能发电系统、蓄电系统等的功率调节器。
<实施方式3>
图10是示出本实施方式3涉及的移动体的结构的图。在图10所示的移动体400中搭载实施方式9涉及的电力变换装置200，移动体400能够使用来自电力变换装置200的输出来移动。根据上述结构，能够提高移动体400的可靠性。此外，在此虽然说明了移动体400是铁路车辆，但不限于此，例如也可以是混合动力汽车、电动汽车、电梯等。
此外，能够将各实施方式自由组合，将各实施方式适当地变形、省略。
上述的说明在所有方面都是例示而不是限定性内容。可解释为能够设想到未例示的无数变形例。
标号的说明
1绝缘基板，2金属图案，2a第一凹陷，2b第二凹陷，3阻焊层，4半导体芯片，5电子部件，6焊料，6a焊料球。

Claims (8)

1.一种半导体装置，其具有：
绝缘基板，其配设有金属图案和半导体元件，该金属图案具有第一凹陷和与所述第一凹陷并列设置的第二凹陷；
电子部件，其一部分配设在所述第一凹陷内；以及
焊料，其将所述金属图案和所述电子部件连接。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，
所述第一凹陷以及所述第二凹陷分别具有朝向所述第一凹陷的开口以及所述第二凹陷的开口而变宽的截面形状。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，
还具有阻焊层，该阻焊层配设于所述金属图案之上，具有将所述第一凹陷以及所述第二凹陷包围的俯视形状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其中，
所述焊料的一部分配设于所述第二凹陷内。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其中，
所述第一凹陷和所述第二凹陷分离。
6.一种电力变换装置，其具有：
主变换电路，其具有权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，该主变换电路对输入进来的电力进行变换而输出；
驱动电路，其将驱动所述半导体装置的驱动信号输出到所述半导体装置；以及
控制电路，其将控制所述驱动电路的控制信号输出到所述驱动电路。
7.一种移动体，其具有权利要求6所述的电力变换装置。
8.一种半导体装置的制造方法，其中，
准备配设有金属图案的绝缘基板，该金属图案具有第一凹陷和与所述第一凹陷并列设置的第二凹陷，
将电子部件的一部分嵌入至所述第一凹陷，
将焊料球的一部分嵌入至所述第二凹陷，
通过熔融所述焊料球，形成将所述金属图案和所述电子部件连接的焊料，
将半导体元件配设于所述绝缘基板。
CN202080101002.3A 2020-05-21 2020-05-21 半导体装置、电力变换装置、移动体以及半导体装置的制造方法 Pending CN115668483A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/020057 WO2021234892A1 (ja) 2020-05-21 2020-05-21 半導体装置、電力変換装置、移動体、及び、半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115668483A true CN115668483A (zh) 2023-01-31

Family

ID=78708571

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080101002.3A Pending CN115668483A (zh) 2020-05-21 2020-05-21 半导体装置、电力变换装置、移动体以及半导体装置的制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230164915A1 (zh)
JP (1) JP7233613B2 (zh)
CN (1) CN115668483A (zh)
DE (1) DE112020007225T5 (zh)
WO (1) WO2021234892A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7466244B1 (ja) 2023-03-29 2024-04-12 株式会社エス・アイ・ルネス 建物の床面レベルの調整方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11121913A (ja) * 1997-10-20 1999-04-30 Mitsubishi Electric Corp プリント基板及び半田バンプの形成方法
JPH11330146A (ja) * 1998-05-11 1999-11-30 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法ならびにその製造方法で使用するテープキャリヤ
JPH11345969A (ja) 1998-06-01 1999-12-14 Toshiba Corp 電力用半導体装置
JP2001237338A (ja) * 2000-02-21 2001-08-31 Nippon Circuit Kogyo Kk フリップチップボールグリッドアレイ基板及びその製造法
JP2012099642A (ja) * 2010-11-02 2012-05-24 Hitachi Metals Ltd 半導体装置、それを用いた電子部品およびそれらの製造方法
JP6263108B2 (ja) * 2014-09-11 2018-01-17 株式会社日立製作所 半導体装置、並びにそれを用いたオルタネータ及び電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20230164915A1 (en) 2023-05-25
JP7233613B2 (ja) 2023-03-06
DE112020007225T5 (de) 2023-03-09
JPWO2021234892A1 (zh) 2021-11-25
WO2021234892A1 (ja) 2021-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10971424B2 (en) Power module and power convertor
US20210125904A1 (en) Semiconductor module and power conversion apparatus
US11271352B2 (en) Power semiconductor device and manufacturing method thereof, and power conversion device
CN111211060B (zh) 半导体装置、电力变换装置及半导体装置的制造方法
CN115668483A (zh) 半导体装置、电力变换装置、移动体以及半导体装置的制造方法
US11127603B2 (en) Semiconductor module and power conversion device
JP2019153607A (ja) 電力用半導体装置およびその製造方法、ならびに電力変換装置
CN111243969B (zh) 半导体装置的制造方法、半导体装置、电力变换装置
US20220181221A1 (en) Semiconductor module and power converter
US20220013493A1 (en) Semiconductor device and power conversion device
JP7026861B1 (ja) 半導体装置及び電力変換装置
US20220415738A1 (en) Power Semiconductor Device and Method of Manufacturing the Same, and Power Conversion Device
CN116171490A (zh) 半导体装置、电力变换装置、移动体以及半导体装置的制造方法
WO2022049697A1 (ja) 半導体装置、電力変換装置および半導体装置の製造方法
JP7483128B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法ならびに電力変換装置
WO2023175675A1 (ja) パワーモジュール半導体パッケージおよび半導体装置
JP7439653B2 (ja) 半導体装置及び電力変換装置
US20220336402A1 (en) Semiconductor device, power conversion device, and method for manufacturing semiconductor device
WO2024004026A1 (ja) 半導体装置及び電力変換装置
US20230187322A1 (en) Semiconductor device and power conversion device
CN118120051A (zh) 半导体装置、电力变换装置及半导体装置的制造方法
JP2022036423A (ja) 半導体装置および電力変換装置
JP2022007599A (ja) 半導体装置
CN117769761A (zh) 功率模块以及电力转换装置
CN116344522A (zh) 半导体装置以及电力变换装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination