CN1901187A - 半导体器件 - Google Patents

半导体器件 Download PDF

Info

Publication number
CN1901187A
CN1901187A CNA2006101059737A CN200610105973A CN1901187A CN 1901187 A CN1901187 A CN 1901187A CN A2006101059737 A CNA2006101059737 A CN A2006101059737A CN 200610105973 A CN200610105973 A CN 200610105973A CN 1901187 A CN1901187 A CN 1901187A
Authority
CN
China
Prior art keywords
splicing ear
semiconductor
electrode
electrode member
semiconductor element
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.)
Granted
Application number
CNA2006101059737A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100527411C (zh
Inventor
持田晶良
真光邦明
大滨健一
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso 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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of CN1901187A publication Critical patent/CN1901187A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100527411C publication Critical patent/CN100527411C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies 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
    • H01L25/10Assemblies 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 having separate containers
    • H01L25/105Assemblies 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 having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/2612Auxiliary members for layer connectors, e.g. spacers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/26Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321Disposition
    • H01L2224/32151Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32245Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/10All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
    • H01L2225/1005All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/1011All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement
    • H01L2225/1017All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement the lowermost container comprising a device support
    • H01L2225/1029All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement the lowermost container comprising a device support the support being a lead frame
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2225/00Details relating to assemblies covered by the group H01L25/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2225/03All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00
    • H01L2225/10All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers
    • H01L2225/1005All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
    • H01L2225/1011All the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/648 and H10K99/00 the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00 the containers being in a stacked arrangement
    • H01L2225/1094Thermal management, e.g. cooling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/35Mechanical effects
    • H01L2924/351Thermal stress
    • H01L2924/3511Warping

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

公开了一种半导体器件,其包括第一和第二半导体封装。每个半导体封装包括半导体元件,多个电极构件以及密封构件。半导体元件设置在所述各自的电极构件之间,并且所述电极构件与所述各自的半导体元件电通信并且为所述各自的半导体元件提供热传递。所述密封构件将所述各自的半导体元件密封在所述各自的电极构件之间,并且每个电极构件的外表面从所述各自的密封构件露出来。每个半导体封装包括电耦合到所述电极构件之一,并且朝外延伸从而从所述各自的密封构件露出来的连接端子。所述连接端子通过邻接或经由导电接合材料而电连接。

Description

半导体器件
技术领域
本发明涉及一种具有多个半导体封装的半导体器件,每个半导体封装具有介于电极之间并被具有连接端子的密封构件密封的半导体元件。
背景技术
已提出的半导体封装包括夹在一对金属体之间并用模压树脂密封的半导体元件。该金属体用作半导体元件的电极以及热传递构件。(参见例如日本专利公开号3596388,美国专利公开号:2004/0089941,美国专利公开号:2004/0089940,以及美国专利号:6998707、6992383、6967404和6960825)。
在这样的半导体封装中,金属体的外表面(即与面对半导体元件的表面相对的表面)从模压树脂露出来,从而从那里进行热传递。此外,从金属体之一上的模压树脂露出来的连接端子被配置用于与外部组件电连接。
利用多个这种半导体封装构建逆变器器件或另一种器件。利用汇流条(bus bar),将半导体封装通过各自的连接端子电连接。
然而,由于使用汇流条,电感将增大,这是所不希望的。电感将引起相对大的冲击电压,并且因此冲击电压将增大在半导体封装中的半导体元件的负载。
发明内容
所公开的半导体器件包括第一和第二半导体封装。每个半导体封装包括半导体元件,多个电极构件以及密封构件。半导体元件介于各个电极构件之间,并且电极构件与各个半导体元件电通信并且为各个半导体元件进行热传递。密封构件将各个半导体元件密封在各自的电极构件之间,并且每个电极构件的外表面从各自的密封构件露出来。每个半导体封装包括电耦合到电极构件之一、并且朝外延伸从而从各个密封构件露出来的连接端子。连接端子彼此邻接,从而建立第一和第二半导体封装之间的电连接。
还公开一种半导体器件包括第一和第二半导体封装。每个半导体封装包括半导体元件,多个电极构件以及密封构件。半导体元件介于各自的电极构件之间,并且电极构件与各个半导体元件电通信并且为各个半导体元件进行热传递。密封构件将各个半导体元件密封在各自的电极构件之间,并且每个电极构件的外表面从各自的密封构件露出来。每个半导体封装包括电耦合到电极构件之一,并且朝外延伸从而从各自的密封构件露出来的连接端子。导电接合材料置于连接端子之间,从而建立在第一和第二半导体封装之间的电连接。
附图说明
图1A是根据本发明的半导体器件的一个实施例的平面图;
图1B是沿图1A的1B-1B线的半导体器件的剖视图;
图2是图1A的半导体器件的第一半导体封装的平面图;
图3A和3B是半导体器件的半导体封装的电连接的不同实施例的剖视图;
图4是半导体器件的半导体封装的电连接的另一实施例的剖视图;
图5A是半导体器件另一实施例的平面图;
图5B是图5A的半导体器件的部分透视图;
图6是半导体器件的另一实施例的剖视图;
图7A和7B是半导体器件的另一实施例的侧视图;
图8A是用于半导体器件的绝缘构件的一个实施例的透视图;
图8B是具有图8A的绝缘构件的组装的半导体器件的剖视图;
图9是半导体器件的另一实施例的平面图;
图10A和10B是半导体器件的另一实施例的平面图;
图11是半导体器件的另一实施例的剖视图;
图12是半导体器件的另一实施例的端视图。
具体实施方式
此后,参照附图对本发明的实施例进行说明。随便提一下,在以下所示附图中,相互等同或相当的部件被给定相同的附图标记,以简化说明。
首先参照图1A和1B,示出半导体器件100的一个实施例。在实施例中,半导体器件100携载在交通工具上(例如汽车等),并且半导体器件100被用作用于运行车用电动机的逆变器装置。
半导体器件100包括第一半导体封装10和第二半导体封装20。在图2中为了清楚的原因仅示出第一半导体封装10。可以理解,第二半导体封装20具有和第一半导体封装10大体相同的结构。然而,第二半导体封装20相对于第一半导体封装10被反转180度。
如图1A、1B和图2所示,第一和第二半导体封装10、20各包括两个各自的半导体元件1、2。半导体元件1、2被布置在公共平面内。在一个实施例中,第一半导体元件1是IGBT(绝缘栅型双极晶体管),第二半导体元件2是FWD(惯性(flywheel)二极管)。
而且,第一和第二半导体封装10、20各包括第一和第二电极构件3、4。第一和第二电极构件3、4由具有较高导热率和导电率的金属(例如铜合金、铝合金等)制成。此外,在所示实施例中,第一和第二电极构件3、4被成形为平板。在各个半导体封装10、20中,第一和第二半导体元件1、2被置于各自的电极构件对3、4之间。如同将更详细解释的一样,电极构件3、4与各个半导体元件1、2电通信。此外,如同将更详细解释的一样,电极构件3、4为各个半导体元件1、2进行热传递。
如图1B所示,第一半导体封装10的第一电极构件3位于第二电极构件4之下,并与之隔开。相反,对于第二半导体封装20,第一电极构件3位于第二电极构件4之上。
此外如图1B所示,在半导体封装10和20两者中,各个第二电极构件4的内表面通过导电接合材料5和各个半导体元件1、2的一个表面电连接和热连接。此外,在每个半导体封装10、20中,散热块6被置于各个第一电极构件3和各个半导体元件1、2的另一表面之间。导电接合材料5将散热块6分别电连接和热连接到第一和第二半导体元件1、2。此外,导电接合材料5将散热块6分别电连接和热连接到第一电极构件3的内表面。导电接合材料5可以是任何合适的类型,例如焊剂,导电粘合剂等。另外,在实施例中,散热块6由与电极构件3、4相同的材料制成。
而且,各半导体封装10、20包括密封构件7。第一密封构件7至少部分覆盖第一半导体封装10的第一和第二电极构件3、4之间的外围。这样,第一密封构件7将第一和第二半导体元件1、2封装和密封在第一半导体封装10的第一和第二电极构件3、4内。同样,第二密封构件7至少部分覆盖第二半导体封装20的第一和第二电极构件3、4之间的外围。这样,第二密封构件7将第一和第二半导体元件1、2封装和密封在第二半导体封装20的第一和第二电极构件3、4内。密封构件可以由任何适合的材料制成,例如环氧基树脂制成的模压树脂等。此外,在实施例中,密封构件通过模压成形制成相应形状。
如图1B所示,电极构件(3、4)中的每个包括未被各自的密封构件7覆盖的外表面3a、4a。这样,外表面3a、4a从各自的密封构件7露出来。这样,每个第一半导体元件1的一个表面可通过一个电极构件4和外表面4a导热,每个第一半导体元件1的相对的表面可以通过各个散热块6、另一电极构件3和外表面3a导热。此外,每个第二半导体元件2的一个表面可通过一个电极构件4和外表面4a导热,并且每个第二半导体元件2的相对的表面可以通过各个散热块6、另一电极构件3和外表面3a导热。
在一个实施例中,电极构件3、4分别通过导电接合材料5和散热块6电连接到两个半导体元件1、2(即垂直型功率元件)的电极(未示出)。
这里,如图2所示,第一半导体封装10的电极构件3、4的每个都分别设置有外端子31、32。同样,第二半导体封装20的电极构件3、4的每个都分别设置有外端子33、34。外端子31、32、33、34从各自的密封构件7突出而被露出来。外端子31-34可以以任何适合的方式连接到各自的电极构件3、4,例如整体模制,加压处理,焊接等。
在一个实施例中,设置在第一半导体封装10的电极构件3上的外端子31是连接到上述车用电动机的输出端子。而且,设置在第一半导体封装10的电极构件4上的外端子32和设置在第二半导体封装20的电极构件4上的外端子33是该半导体器件100中的各个供电端子。在这个实施例中,第一半导体封装10的端子32侧是在高电压侧,第二半导体封装20的端子33侧是在GND侧。这里,端子31(即输出端子)是在逆变器装置中的所谓的U、V和W端子中的任何一个。端子32(即高压电源端子)是所谓的P端子,端子33(即GND电源端子)是所谓的N端子。
而且,虽然由于采用利用同样的两个半导体封装10、20的结构,存在第二半导体封装20的外端子34,但是在半导体器件100的某些实施例中外端子34是不必需的。因此,在一个实施例中,外端子34包含在半导体器件100中。在另一个实施例中,不包括外端子34。例如,在一个实施例中,通过切割将外端子从半导体器件100除去。
此外,第一半导体封装10包括第一连接端子35a,第二半导体封装20包括第二连接端子35b。第一和第二连接端子35a、35b由导电材料(例如与电极构件3、4相同的材料)制成。此外,第一连接端子35a电耦合到第一半导体封装10的电极构件3,第二连接端子35b电耦合到第二半导体封装20的电极构件3。连接端子35a、35b可以任何合适的方式耦合到各自的电极构件3(例如整体耦合、压入配合、焊接等)。第一连接端子35a朝外延伸,从而从第一半导体封装10的密封构件7露出来,第二连接端子35b朝外延伸,从而从第二半导体封装20的密封构件7露出来。如同将更详细讨论的一样,第一和第二连接端子35a、35b彼此电连接,使得第一和第二半导体封装10、20彼此电连接。
如图1B所示,各半导体封装10、20的电极构件3、4在第一方向(即在图1B中的垂直方向)相对于彼此隔开设置。第一和第二半导体封装10、20在第二方向(即在图1B中水平方向)相对于彼此排列。因此,第一和第二方向大致相互垂直。同时,连接端子35a、35b沿第二方向(即在图1B中是水平方向)朝外延伸。这样,连接端子35a、35b朝彼此延伸。
此外,在所示实施例中,第一半导体封装10相对于第二半导体封装20被反转180度。这样,第一半导体封装10的电极构件3、4的垂直位置相对于第二半导体封装20的电极构件3、4的垂直位置是反向的。
如图1B所示,连接端子35a、35b包括弯曲部分,使得连接端子35a、35b的一端连接到各自的电极构件3,另一端垂直地与电极构件3隔开。这样,连接端子35a、35b朝彼此弯曲以建立其间的电连接。
在图1A和1B所示示例中,连接端子35a、35b彼此邻接,从而建立其间的电连接。在一个实施例中,连接端子35a、35b还在两个或多个焊点K(图1A)上点焊。因此,连接端子35a、35b通过邻接、叠置和点焊而电连接。
连接端子35a、35b在连接部分被连接。连接部分用电绝缘构件40覆盖。在一个实施例中,绝缘构件40通过模压成形、涂覆、或类似方法,利用环氧树脂等形成。
而且,如图1A和2所示,在两个半导体封装10、20的每一个中,由引线框等组成的控制端子8被设置在邻近各自的第一半导体元件1的模压树脂7的内侧。控制端子8允许传输信号以控制各自的第一半导体元件1。每个控制端子8的一端从密封构件7突出,并被连接到电路基板(未示出)。每个第一半导体元件1通过在散热块6的侧表面上的接合导线9电连接到各自的控制端子8。散热块6确保在第一半导体元件1的导线接合面和电极构件3之间的适当的高度,以保持导线9的高度。
因此,控制端子8被连接到上述电路基板,第一半导体元件1由电路基板的控制电路控制,直流电压通过供电端子32、33从转换器(未示出)输入,转换成交流电流,并从输出端子31输出到车用电动机(未示出)。因此,半导体器件100用作上述逆变器装置。
在一个实施例中,半导体器件100通过分离地制造半导体封装10、20而制成。然后,连接端子35a、35b被电连接(例如通过邻接和焊接)。接下来,形成绝缘构件40以覆盖连接端子35a、35b。
因为第一半导体封装10的连接端子35a和第二半导体封装20的连接端子35b之间的电连接通过将两个端子35a、35b邻接而建立,半导体封装10、20以更可靠的方式电连接。具体地说,与现有技术的经由汇流条连接的封装相比,较少可能通过电感产生冲击电压,其会增大在半导体封装10、20中的半导体元件1、2的负载。
作为替换,为减小寄生电感,有一种结构,其中更多的半导体元件排列并连接在单个半导体封装的内部。然而,这种结构将引起涉及半导体元件的产率、由于模子扩大引起的封装变形、模子的产率等问题。相反,对于半导体器件100的本实施例,封装连接结构减小了寄生电感,并且模子的尺寸保持相对小的状态。
应该注意到,除焊接以外,还可以用任何适合的方式实现端子35a、35b的邻接电连接。例如,参照图3A,紧固件50(例如螺钉,螺栓等)延伸通过端子35a、35b,并且被用于使端子35a、35b保持在邻接接触状态。可以使用任意数量的紧固件50。例如,在一个实施例中,紧固件50被包括在图1A所示的位置K。这样,通过邻接两个连接端子35a、35b并用紧固件50保持它们,可以建立电连接。此外,因为可以去除紧固件(多个紧固件)50,当半导体封装10、20之一出现故障等的时候,可以容易地替换或修理半导体封装10、20。
参照图3B,示出了电连接端子35a、35b的另一方法。在这个实施例中,端子35a、35b各自包括一个啮合构件37a、37b。在所示实施例中,啮合构件37a、37b是从端子35a、35b延伸出的材料形成的脊。啮合构件37a、37b彼此啮合,以抑制端子35a、35b彼此远离地轴向移动。因此,啮合构件37a、37b确保端子35a、35b保持邻接接触状态。可以理解的是啮合构件37a、37b可以是任何适合的形状,而不会脱离本公开文本的范围。
现在参照图4,示出了半导体器件100的另一个实施例,其中连接端子35a、35b之间的电连接利用导电接合材料51建立。在一个实施例中,导电接合材料51是焊剂。在另一个实施例中,导电接合材料51是导电粘合剂。在又一个实施例中,导电接合材料51是硬钎料材料。然而,可以理解的是,导电接合材料51可以是任何适合的材料,而不会脱离本公开文本的范围。
因此,第一和第二半导体封装10、20可以利用导电接合材料51替代汇流条进行电连接。因此,第一和第二半导体封装10、20以更可靠的方式电连接。具体地说,与现有技术的经由汇流条连接的封装相比,较少可能通过电感产生冲击电压,其会增大在半导体封装10、20中的半导体元件1、2的负载。
现在参照图5A和5B,示出半导体器件101的另一实施例。图5A是半导体器件101的外形平面图,图5B是示出图5A的连接端子35a、35b的透视图。在图5中省略了绝缘构件40。在这个实施例中,半导体器件101的上述输出端子31被构建为从第二半导体封装20的连接端子35b延伸的一部分。
图6中示出半导体器件102的另一实施例。具体地说,图6是半导体器件102的横断面视图。在这个实施例中,第一和第二半导体封装10,20的每个连接端子35a、35b比图1A和1B中示出的那些更厚。更具体地说,第一连接端子35a耦合到第一半导体封装10的电极构件3,使得第一连接端子35a的外表面36a与电极构件3的外表面3a共面。同样地,第二连接端子35b耦合到第二半导体封装20的电极构件3,使得第二连接端子35b的外表面36b与电极构件3的外表面3a共面。这样,端子35a、35b的两个外表面36a、36b从密封构件7露出来,并从绝缘构件40露出来。因此,外表面36a、36b可以为半导体元件1、2提供额外的热传递,使得半导体器件102的热辐射能力增强。
现在参照图7A和7B,示出半导体器件103的另一实施例。具体地说,图7A是示出两个半导体封装10、20被组装之前的状态的视图,图7B是示出两个半导体封装10、20被组装之后的状态的视图。清楚起见,图7A和7B仅示出密封构件7,绝缘构件41和连接端子35a、  35b。
在所示示例中,绝缘构件41包括第一突出部分41a和第二突出部分41b。第一突出部分41a耦合到第一半导体封装10的密封构件7,第二突出部分41b耦合到第二半导体封装20的密封构件7。在一个实施例中,突出部分41a、41b整体耦合到各自的密封构件7,例如,通过用模压树脂制模。当半导体封装10、20被组装在一起时,突出部分41a、41b协同用于覆盖第一和第二端子35a、35b,并使它们电绝缘。
可以理解的是,连接端子35a、35b可以以任何合适的方式电连接,例如,经由图4的导电接合材料51,焊接,紧固件及其类似方式。而且,可以有任意数量的突出部分41a、41b。例如,两个或多个突出部分可以形成在两个半导体封装10、20的每个上,用于协同覆盖连接端子35a、35b。
现在参照图8A,示出绝缘构件42的另一实施例。图8B是示出绝缘构件42处于组装状态的横断面视图。绝缘构件42由橡胶或树脂制成,并且大致为U形。绝缘构件42至少部分围绕连接端子35a、35b。换句话说,在连接端子35a、35b被连接的区域,绝缘构件42将两个连接端子35a、35b夹在中间。这使得用绝缘构件42覆盖连接端子35a、35b。此外,绝缘构件42是可移除地连接到第一和第二连接端子35a、35b上的。更具体地说,绝缘构件42可以弹性变形,以从连接端子35a、35b移除。
现在参照图9,示出半导体器件104的另一实施例。在这个实施例中,绝缘构件43几乎覆盖全部的半导体器件104。只有电极构件3、4的外表面3a、4a和端子8、31-34从绝缘构件43露出来。在一个实施例中,绝缘构件43由环氧树脂制成。
另外,图10A和10B示出半导体器件的另一实施例。如图10A和10B所示,连接端子35a、35b沿横向方向远离各自的半导体封装10、20突出(即远离相对半导体封装10、20突出)。连接端子35a、35b的终端沿纵向转折(即朝向相对半导体封装10、20),从而建立与相对的连接端子35a、35b的电连接。在一个实施例中,连接端子35a、35b形成倾斜弯曲而不是90度弯曲,从而缩短端子35a、35b的长度,如图10A和10B所示。因此,较少可能产生寄生电感。
此外,在图11所示的一个实施例中,半导体器件100设置在冷却装置200内,以改善热传递。更具体地说,半导体器件100被围在冷却装置200内,并且电极构件3、4的外表面3a、4a邻接到冷却装置200。在一个实施例中,冷却装置200是公知的,并包括由铝,铜等制成的金属板。冷却装置200包括一条液路,用于循环例如水的冷冻剂液体。冷却装置200通过紧固件或以其他适合的方法连接到半导体器件100。
在这个实施例中,将孔设置在冷却装置200中,与连接端子35a、35b邻近(即在连接端子35a、35b为电连接的区域的上方和下方)。绝缘构件40(由树脂等组成)被压入配合在孔中,并被固化。这样,绝缘构件40提供半导体器件100和冷却装置200之间的相对位置的可见指示,以更容易地组装。
现在参照图12,示出了半导体器件110的另一个实施例。如图12所示,第一半导体封装10的电极构件3、4和第二半导体封装20的电极构件3、4被沿第一方向(即图12中的垂直方向)隔开设置。同样,第一和第二半导体封装10、20在相同的方向(图12中的垂直方向)堆叠。
第一半导体封装10的电极构件3的外表面3a是第一连接端子35a,第二半导体封装20的电极构件3的外表面3b是第二连接端子35b。通过堆叠第一和第二半导体封装10、20,第一和第二连接端子35a、35b可以被配对,并经由导电连接构件51电连接。
这样,半导体器件110的连接端子35a、35b可以容易地形成。同时,半导体封装10、20可以紧密地定位在一起,从而减小电感。
可以理解的是,电极构件4的外表面4a可用作第一和第二连接端子35a、35b。而且,半导体封装10、20之一的外表面3a和另一个半导体封装10、20的外表面4a可用作第一和第二连接端子35a、35b。
此外,连接端子35a、35b可经过邻接电连接。半导体封装10、20可被紧固,夹紧,或焊接在一起以保持连接端子35a、35b邻接。
而且,在图12所示的半导体器件110中,绝缘构件(例如树脂)可以填充半导体封装10、20之间的间隙。同时,绝缘构件可被用于密封几乎整个半导体器件110。
可以理解的是,在上述几种半导体器件中,输出端子31的突出位置和供电端子32、33不限于上述附图所示的示例。
而且,虽然在以上图1A和1B所示的示例中,第二半导体封装20相对第一半导体封装10被反转180度,以180度反转第二半导体封装并不是必须的。通过从两个半导体封装10、20之间的第一金属体3的端部抽取连接端子35a、35b从而建立电连接。
同时,在一个实施例中,散热块6没有包含在半导体器件中。
此外,包含在半导体封装10、20中的一对电极构件3、4之间的半导体元件1、2可以是除上述IGBT和FWD半导体元件1、2的半导体元件。而且,半导体元件1、2的数量可以是一个或可以是三个或更多。另外,半导体器件可以包括三个或更多彼此电连接的半导体封装10、20。
因此,虽然只选择所选实施例示出本发明,但是对本领域技术人员而言,显而易见的是在其中可以进行多种改变和修正而不会脱离所附权利要求限定的本发明的范围。此外,上述对根据本发明的实施例的描述,仅仅用于示例,而不用于对由所附权利要求及其等效内容限定的发明进行限制。

Claims (14)

1、一种半导体器件,包括:
第一半导体封装,其具有第一半导体元件,多个第一电极构件以及第一密封构件,其中,所述第一半导体元件设置在所述多个第一电极构件之间,其中所述第一电极构件与所述第一半导体元件电通信,并且为所述第一半导体元件提供热传递,其中所述第一密封构件将所述第一半导体元件密封在所述第一电极构件之间,并且其中每个所述第一电极构件的外表面从所述第一密封构件露出来;
第二半导体封装,其具有第二半导体元件,多个第二电极构件以及第二密封构件,其中,所述第二半导体元件设置在所述多个第二电极构件之间,其中所述第二电极构件与所述第二半导体元件电通信,并且为所述第二半导体元件提供热传递,其中所述第二密封构件将所述第二半导体元件密封在所述第二电极构件之间,并且其中每个所述第二电极构件的外表面从所述第二密封构件露出来;
第一连接端子,电耦合到所述多个第一电极构件之一上,并朝外延伸从而从所述第一密封构件露出来;以及
第二连接端子,电耦合到所述多个第二电极构件之一上,并朝外延伸从而从所述第二密封构件露出来;
其中所述第一和所述第二连接端子彼此邻接,从而建立所述第一和所述第二半导体封装之间的电连接。
2、根据权利要求1所述的半导体器件,其中:
所述第一电极构件在第一方向以隔开的关系布置;
所述第二电极构件在第一方向以隔开的关系布置;
所述第一和第二半导体封装在第二方向以彼此相关的方式排列;
所述第一方向大致垂直于所述第二方向;并且
所述连接端子沿所述第二方向朝外延伸。
3、根据权利要求1所述的半导体器件,其中:
所述第一连接端子耦合到所述多个第一电极构件之一,使得所述多个第一电极构件之一的外表面与所述第一连接端子的外表面共面,并且使得所述第一连接端子的外表面从所述第一密封构件露出来;并且
所述第二连接端子耦合到所述多个第二电极构件之一,使得所述多个第二电极构件之一的外表面与所述第二连接端子的外表面共面,并且使得所述第二连接端子的外表面从所述第二密封构件露出来。
4、根据权利要求1所述的半导体器件,其中所述第一和所述第二连接端子被电绝缘构件覆盖。
5、根据权利要求4所述的半导体器件,其中所述电绝缘构件包括耦合到所述第一密封构件的第一突出部分,以及耦合到所述第二密封构件的第二突出部分,使得所述第一和所述第二突出部分协同以覆盖所述第一和第二连接端子。
6、根据权利要求4所述的半导体器件,其中所述第一和所述第二连接端子至少部分地被所述绝缘构件围绕,并且所述绝缘构件可移除地耦合到所述第一和所述第二连接端子上。
7、根据权利要求1所述的半导体器件,其中:
所述第一电极构件在所述第一方向以隔开的关系布置,并且所述第二电极构件在所述第一方向以隔开的关系布置;
所述第一电极构件的外表面之一是所述第一连接端子,所述第二电极构件的外表面之一是所述第二连接端子,使得所述第一和第二半导体封装可以在所述第一方向被堆叠,以建立所述第一和第二端子之间的电连接。
8、一种半导体器件,包括:
第一半导体封装,其具有第一半导体元件,多个第一电极构件以及第一密封构件,其中,所述第一半导体元件设置在所述多个第一电极构件之间,其中所述第一电极构件与所述第一半导体元件电通信,并且为所述第一半导体元件提供热传递,其中所述第一密封构件将所述第一半导体元件密封在所述第一电极构件之间,并且其中每个所述第一电极构件的外表面从所述第一密封构件露出来;
第二半导体封装,其具有第二半导体元件,多个第二电极构件以及第二密封构件,其中,所述第二半导体元件设置在所述多个第二电极构件之间,其中所述第二电极构件与所述第二半导体元件电通信,并且为所述第二半导体元件提供热传递,其中所述第二密封构件将所述第二半导体元件密封在所述第二电极构件之间,并且其中每个所述第二电极构件的外表面从所述第二密封构件露出来;
第一连接端子,电耦合到所述多个第一电极构件之一上,并朝外延伸从而从所述第一密封构件露出来;
第二连接端子,电耦合到所述多个第二电极构件之一上,并朝外延伸从而从所述第二密封构件露出来;以及
导电接合材料,置于所述第一和所述第二连接端子之间,从而建立在所述第一和第二半导体封装之间的电连接。
9、根据权利要求8所述的半导体器件,其中:
所述第一电极构件在第一方向以隔开的关系布置;
所述第二电极构件在第一方向以隔开的关系布置;
所述第一和第二半导体封装在第二方向以彼此相关的方式排列;
所述第一方向大致垂直于所述第二方向;并且
所述连接端子沿所述第二方向朝外延伸。
10、根据权利要求8所述的半导体器件,其中:
所述第一连接端子耦合到所述多个第一电极构件之一,使得所述多个第一电极构件之一的外表面与所述第一连接端子的外表面共面,并且使得所述第一连接端子的外表面从所述第一密封构件露出来;并且
所述第二连接端子耦合到所述多个第二电极构件之一,使得所述多个第二电极构件之一的外表面与所述第二连接端子的外表面共面,并且使得所述第二连接端子的外表面从所述第二绝缘构件露出来。
11、根据权利要求8所述的半导体器件,其中所述第一和所述第二连接端子被电绝缘构件覆盖。
12、根据权利要求11所述的半导体器件,其中所述电绝缘构件包括耦合到所述第一密封构件的第一突出部分,以及耦合到所述第二密封构件的第二突出部分,使得所述第一和第二突出部分协同以覆盖所述第一和第二连接端子。
13、根据权利要求11所述的半导体器件,其中所述第一和所述第二连接端子至少部分地被所述绝缘构件围绕,并且所述绝缘构件可移除地耦合到所述第一和第二连接端子上。
14、根据权利要求8所述的半导体器件,其中:
所述第一电极构件在所述第一方向以隔开的关系布置,并且所述第二电极构件在所述第一方向以隔开的关系布置;
所述第一电极构件的外表面之一是所述第一连接端子,所述第二电极构件的外表面之一是所述第二连接端子,使得所述第一和所述第二半导体封装可以在第一方向被堆叠,以建立所述第一和所述第二端子之间的电连接。
CNB2006101059737A 2005-07-22 2006-07-21 半导体器件 Expired - Fee Related CN100527411C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005212246A JP4581885B2 (ja) 2005-07-22 2005-07-22 半導体装置
JP212246/2005 2005-07-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1901187A true CN1901187A (zh) 2007-01-24
CN100527411C CN100527411C (zh) 2009-08-12

Family

ID=37657001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006101059737A Expired - Fee Related CN100527411C (zh) 2005-07-22 2006-07-21 半导体器件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7470939B2 (zh)
JP (1) JP4581885B2 (zh)
CN (1) CN100527411C (zh)
DE (2) DE102006062989B3 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102903693A (zh) * 2011-07-25 2013-01-30 三星电机株式会社 功率器件封装模块及其制造方法
CN103493197A (zh) * 2011-04-19 2014-01-01 丰田自动车株式会社 半导体装置及其制造方法
CN103650318A (zh) * 2011-06-24 2014-03-19 日立汽车系统株式会社 功率半导体模块及使用它的电力转换装置
CN102569256B (zh) * 2008-06-05 2014-11-19 三菱电机株式会社 树脂密封型半导体装置及其制造方法
CN104934400A (zh) * 2014-03-18 2015-09-23 株式会社东芝 半导体装置及其制造方法
CN110192275A (zh) * 2017-01-18 2019-08-30 株式会社电装 半导体装置
CN110582847A (zh) * 2017-05-05 2019-12-17 罗伯特·博世有限公司 半导体模块
CN111684612A (zh) * 2018-02-09 2020-09-18 周星工程股份有限公司 电极连接元件、包含其的发光装置以及制造发光装置的方法

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4564937B2 (ja) 2006-04-27 2010-10-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 電気回路装置及び電気回路モジュール並びに電力変換装置
JP5076440B2 (ja) * 2006-10-16 2012-11-21 富士電機株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP4580997B2 (ja) * 2008-03-11 2010-11-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置
JP5267021B2 (ja) * 2008-09-30 2013-08-21 株式会社デンソー 半導体装置およびそれを用いたインバータ回路
JP4957815B2 (ja) * 2009-06-24 2012-06-20 株式会社デンソー 半導体モジュール及びそれを用いた電子回路内蔵型モータ
JP5158176B2 (ja) * 2010-02-05 2013-03-06 株式会社デンソー 電力変換装置
JP5380376B2 (ja) 2010-06-21 2014-01-08 日立オートモティブシステムズ株式会社 パワー半導体装置
JP5206743B2 (ja) * 2010-07-05 2013-06-12 株式会社デンソー 半導体モジュールおよびその製造方法
JP5709299B2 (ja) * 2010-09-29 2015-04-30 ローム株式会社 半導体パワーモジュールおよびその製造方法
JP2012212776A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Denso Corp 電力変換装置
JP2013101993A (ja) * 2011-11-07 2013-05-23 Denso Corp 半導体装置
JP5729314B2 (ja) * 2012-01-17 2015-06-03 株式会社デンソー 半導体装置及びその製造方法
DE102012204489A1 (de) * 2012-03-21 2013-09-26 Zf Friedrichshafen Ag Baugruppe
JP5621812B2 (ja) * 2012-04-25 2014-11-12 株式会社デンソー 半導体装置
DE112013003222B4 (de) 2012-06-29 2021-08-19 Denso Corporation Halbleitervorrichtung und Halbleitervorrichtungsverbindungsstruktur
JP5966979B2 (ja) * 2013-03-14 2016-08-10 株式会社デンソー 半導体装置及びその製造方法
JP5796599B2 (ja) 2013-05-23 2015-10-21 株式会社デンソー 半導体モジュールおよびスイッチング素子の駆動装置
JP2015095560A (ja) * 2013-11-12 2015-05-18 株式会社デンソー パワーモジュール
US20160322342A1 (en) * 2014-01-15 2016-11-03 Panasonic Intellectual Property Management Co. Lt Semiconductor device
JP6354283B2 (ja) * 2014-04-22 2018-07-11 日産自動車株式会社 半導体モジュール及び半導体装置
JP6281506B2 (ja) * 2015-02-24 2018-02-21 トヨタ自動車株式会社 半導体モジュール
WO2017145197A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
JP6859860B2 (ja) * 2017-06-13 2021-04-14 株式会社デンソー 電力変換装置、及びその製造方法
CN111095768B (zh) * 2017-09-27 2023-04-18 株式会社爱信 逆变器模块
US10685909B2 (en) * 2017-11-17 2020-06-16 Infineon Technologies Ag Power package having multiple mold compounds
JP7069787B2 (ja) * 2018-02-09 2022-05-18 株式会社デンソー 半導体装置
KR102048478B1 (ko) * 2018-03-20 2019-11-25 엘지전자 주식회사 양면냉각형 파워 모듈 및 그의 제조 방법
JP2019054296A (ja) * 2019-01-10 2019-04-04 京セラ株式会社 パワー半導体モジュール
JP6782809B2 (ja) * 2019-04-05 2020-11-11 日立オートモティブシステムズ株式会社 半導体モジュール及びこれを備えた電力変換装置
JP7278439B1 (ja) * 2022-02-08 2023-05-19 三菱電機株式会社 半導体装置及びそれを用いた電力変換装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5138438A (en) * 1987-06-24 1992-08-11 Akita Electronics Co. Ltd. Lead connections means for stacked tab packaged IC chips
JPH0263150A (ja) * 1988-08-29 1990-03-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体集積回路用パッケージ
JPH04113475A (ja) 1990-09-04 1992-04-14 Sony Corp 画像作成システム
JPH0529532A (ja) 1991-07-19 1993-02-05 Fujitsu Ltd 半導体モジユール構造
JPH1168031A (ja) * 1997-08-11 1999-03-09 Mitsubishi Electric Corp Icモジュールおよび半導体部品
JP3274661B2 (ja) * 1999-07-16 2002-04-15 九州日本電気株式会社 半導体装置
US6693350B2 (en) * 1999-11-24 2004-02-17 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure and method for manufacturing semiconductor device having radiation structure
JP3596388B2 (ja) * 1999-11-24 2004-12-02 株式会社デンソー 半導体装置
US6703707B1 (en) * 1999-11-24 2004-03-09 Denso Corporation Semiconductor device having radiation structure
KR100426494B1 (ko) * 1999-12-20 2004-04-13 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 반도체 패키지 및 이것의 제조방법
EP1148547B8 (en) * 2000-04-19 2016-01-06 Denso Corporation Coolant cooled type semiconductor device
DE10114125A1 (de) * 2001-03-22 2002-09-26 Isad Electronic Sys Gmbh & Co Aus mehreren Leistungsmodulen bestehende elektronische Leistungsschaltung
JP3809346B2 (ja) * 2001-06-15 2006-08-16 トヨタ自動車株式会社 スイッチング回路
JP3910383B2 (ja) * 2001-07-17 2007-04-25 株式会社日立製作所 パワーモジュールおよびインバータ
JP4239580B2 (ja) * 2002-12-13 2009-03-18 株式会社デンソー 半導体装置
JP4173751B2 (ja) * 2003-02-28 2008-10-29 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置
JP4120876B2 (ja) * 2003-05-26 2008-07-16 株式会社デンソー 半導体装置
JP2005136332A (ja) * 2003-10-31 2005-05-26 Toyota Motor Corp 半導体装置
DE102005001151B4 (de) * 2005-01-10 2012-04-19 Infineon Technologies Ag Bauelementanordnung zur Serienschaltung bei Hochspannungsanwendungen
DE102005027356B4 (de) * 2005-06-13 2007-11-22 Infineon Technologies Ag Halbleiterleistungsbauteilstapel in Flachleitertechnik mit oberflächenmontierbaren Außenkontakten und ein Verfahren zur Herstellung desselben

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102569256B (zh) * 2008-06-05 2014-11-19 三菱电机株式会社 树脂密封型半导体装置及其制造方法
CN103493197A (zh) * 2011-04-19 2014-01-01 丰田自动车株式会社 半导体装置及其制造方法
CN103493197B (zh) * 2011-04-19 2017-03-22 丰田自动车株式会社 半导体装置及其制造方法
CN103650318A (zh) * 2011-06-24 2014-03-19 日立汽车系统株式会社 功率半导体模块及使用它的电力转换装置
CN103650318B (zh) * 2011-06-24 2016-06-15 日立汽车系统株式会社 功率半导体模块及使用它的电力转换装置
CN102903693A (zh) * 2011-07-25 2013-01-30 三星电机株式会社 功率器件封装模块及其制造方法
CN104934400A (zh) * 2014-03-18 2015-09-23 株式会社东芝 半导体装置及其制造方法
CN110192275A (zh) * 2017-01-18 2019-08-30 株式会社电装 半导体装置
CN110192275B (zh) * 2017-01-18 2023-07-11 株式会社电装 半导体装置
CN110582847A (zh) * 2017-05-05 2019-12-17 罗伯特·博世有限公司 半导体模块
CN110582847B (zh) * 2017-05-05 2023-04-11 罗伯特·博世有限公司 半导体模块
CN111684612A (zh) * 2018-02-09 2020-09-18 周星工程股份有限公司 电极连接元件、包含其的发光装置以及制造发光装置的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN100527411C (zh) 2009-08-12
DE102006032490B4 (de) 2014-07-03
JP2007035670A (ja) 2007-02-08
JP4581885B2 (ja) 2010-11-17
US7470939B2 (en) 2008-12-30
DE102006032490A1 (de) 2007-03-01
US20070018197A1 (en) 2007-01-25
DE102006062989B3 (de) 2018-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1901187A (zh) 半导体器件
CN1204623C (zh) 半导体装置
CN1146044C (zh) 具有弯成j-型引线端子的半导体器件
JP5067267B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置とその製造方法
CN103314437B (zh) 功率半导体模块及电源单元装置
US7855464B2 (en) Semiconductor device having a semiconductor chip and resin sealing portion
CN100435333C (zh) 电力半导体装置
US9673118B2 (en) Power module and method of manufacturing power module
CN1467828A (zh) 半导体器件
US8710644B2 (en) Semiconductor unit having a power semiconductor and semiconductor apparatus using the same
US9472538B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
CN101364548B (zh) 集成电路模块的制造方法
CN1675765A (zh) 高功率mcm封装
CN101030570A (zh) 半导体装置
CN111276447B (zh) 双侧冷却功率模块及其制造方法
CN210607250U (zh) 封装
CN1197290A (zh) 半导体器件
JP7060099B2 (ja) 半導体モジュール
US20110260315A1 (en) Power block and power semiconductor module using same
CN100583421C (zh) 用于垂直安装的半导体封装结构及方法
US20150270203A1 (en) Semiconductor device and method of fabricating the same
CN103794594A (zh) 半导体封装件
CN103682028A (zh) 发光二极管封装结构及其制造方法
CN205319149U (zh) 半导体封装体
JP2012238737A (ja) 半導体モジュール及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090812

Termination date: 20200721