JP2018133527A - 半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置は、回路基板(1,2,4)の上に設けられた半導体チップ3を有する半導体モジュール(1,2,3,4)と、半導体モジュール(1,2,3,4)の半導体チップ3と反対側の面に接合する第1主面を有し厚み方向より第1主面に沿った方向の熱伝導率が高いシート状の第1伝導部5a、及び第1伝導部5aの端部に第1伝導部5aと並んで設けられ第1主面と連続する第2主面を有し第2主面に沿った方向より厚み方向の熱伝導率が高いシート状の第2伝導部5bを有する放熱シート5とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明の実施の形態に係る半導体装置は、図1に示すように、半導体モジュール(1,2,3,4)と、半導体モジュール(1,2,3,4)を内側に収納するケース7を備える。半導体モジュール(1,2,3,4)は、回路基板(1,2,4)と、回路基板(1,2,4)の上に設けられた半導体チップ3を有する。
本発明の実施の形態に係る半導体装置の場合、図1に示したように、放熱シート5と冷却装置6の間に接着剤10bの層が存在し、放熱シート5及び冷却装置6は、接着剤10bの層を介して接合している。接着剤10bとしては、温度に応じて軟化及び固化する熱可塑性樹脂、又は加熱すると化学反応により固化する熱硬化性樹脂を主成分とする熱圧着型樹脂系が好適である。
次に、図1及び図2で示した半導体装置の内部の熱の移動状態を具体的に説明する。半導体チップ3から生じた熱は、図4に示すように、まず、回路基板(1,2,4)の裏面金属箔4から第1伝導部5aに伝達する。
次に、図1、図2及び図4に示した本発明の実施の形態に係る半導体装置の製造方法を、図6及び図7を参照して例示的に説明する。まず印刷技術等により表面上の所定の領域にはんだメッキ処理等が施された回路基板(1,2,4)を用意し、この回路基板(1,2,4)上に、図6に示すように、半導体チップ3及びその他の所定の部品を搭載し、半導体モジュール(1,2,3,4)を作製する。
尚、半導体モジュール(1,2,3,4)がベースレス構造であったとしても、半導体モジュール(1,2,3,4)は、作製によって絶縁基板1に生じる内部応力のため、図8(a)に示すように、冷却装置6側に突出するように反る場合がある。しかし変形例に係る半導体装置の製造方法によれば、半導体モジュール(1,2,3,4)が反っても放熱シート5を取り付けて、本発明の実施の形態に係る半導体装置を製造できる。
次に本発明の実施の形態に係る半導体装置で使用する連結棒(13,15)を、図9及び図10を用いて説明する。連結棒(13,15)は、例えばバスバーのように、半導体装置の内部に配置され、半導体モジュール同士、或いは半導体モジュールとケースの間のように、部材間の電気的な接続を実現する。従来のバスバー等の連結部材は半導体装置の高周波動作によって発熱する。
本発明は上記の開示した実施の形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになると考えられるべきである。
2 表面金属箔
3 半導体チップ
4 裏面金属箔
5 放熱シート
5a 第1伝導部
5b 第2伝導部
6 冷却装置
7 ケース
8 ボンディングワイヤー
9a,9b 外部接続端子
10a,10b 接着剤.
11 両面テープ
11a 絶縁基体
11b 第1の粘着層
11c 第2の粘着層
12 加熱装置
13 連結棒本体
15 放熱シート
16 半導体モジュール
17 外部端子
18 ケース
h 高低差(反り量)
td 両面テープの厚み
tg 第1伝導部の厚み
Claims (6)
- 回路基板の上に設けられた半導体チップを有する半導体モジュールと、
前記半導体モジュールの前記半導体チップと反対側の面に接合する第1主面を有し厚み方向より第1主面に沿った方向の熱伝導率が高いシート状の第1伝導部、及び前記第1伝導部の端部に前記第1伝導部と並んで設けられ前記第1主面と連続する第2主面を有し前記第2主面に沿った方向より厚み方向の熱伝導率が高いシート状の第2伝導部を有する放熱シートと、
を備えることを特徴とする半導体装置。 - 前記第2伝導部は、前記第1伝導部の周りを囲む額縁状であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記半導体モジュールと前記放熱シートの間、及び、前記放熱シートと前記放熱シートの前記半導体モジュールと反対側の面に設けられた冷却装置の間のうち少なくとも一方に熱圧着型の接着剤を含む接合層を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。
- 前記回路基板は絶縁基板を有し、
前記接着剤の主成分は樹脂材料であり、
前記絶縁基板の主成分の樹脂材料と、前記接着剤の主成分の樹脂材料とが同じであることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 - 回路基板の上に半導体チップを搭載して半導体モジュールを組み立てる工程と、
第1主面を有し厚み方向より第1主面に沿った方向の熱伝導率が高いシート状の第1伝導部、及び前記第1伝導部の端部に前記第1伝導部と並んで設けられ前記第1主面と連続する第2主面を有し前記第2主面に沿った方向より厚み方向の熱伝導率が高いシート状の第2伝導部を有する放熱シートを用意する工程と、
前記回路基板の前記半導体チップと反対側の面に、前記第1主面を配置し、前記回路基板の下面に、前記第1主面を前記回路基板に接合する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 更に、前記半導体モジュールの反りによって突出した、前記放熱シートの前記半導体チップと反対側の面を平坦化する工程を含むことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
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