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Description
本発明は半導体装置に関し、特に金属ベース板の上面に複数の絶縁性基板が接合された半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device in which a plurality of insulating substrates are bonded to an upper surface of a metal base plate.
大電流を制御するパワーモジュールと称される半導体装置は、電気自動車、電車、工作機械などに利用されている。パワーモジュールにおいて、絶縁回路基板としてのセラミックス基板の一方の面に金属回路基板が接合され、他方の面に放熱用の金属ベース板がはんだ付け等により接合されている。また、金属ベース板はねじ止めなどにより熱伝導グリスを介して金属製の放熱フィン(即ちヒートシンク)、冷却ジャケット(即ち水冷ジャケット)などに取り付けられている。金属回路基板上には、IGBT等の電力用半導体素子、電力用半導体素子を駆動するための駆動回路などが配置される。 A semiconductor device called a power module that controls a large current is used in electric cars, trains, machine tools, and the like. In a power module, a metal circuit board is bonded to one surface of a ceramic substrate as an insulating circuit substrate, and a metal base plate for heat dissipation is bonded to the other surface by soldering or the like. Further, the metal base plate is attached to a metal radiation fin (ie, heat sink), a cooling jacket (ie, water cooling jacket), etc. via heat conduction grease by screwing or the like. A power semiconductor element such as an IGBT, a drive circuit for driving the power semiconductor element, and the like are disposed on the metal circuit board.
金属ベース板に対するセラミックス基板のはんだ付けは、加熱により行われる。そのため、はんだ付けの際に接合部材間の熱膨張係数の差により金属ベース板に反りが生じ易い。半導体装置動作時に、金属回路板に搭載された半導体素子、電子部品などから発生した熱は、金属回路板、セラミックス基板、はんだ、および金属ベース板を介して放熱フィンや冷却ジャケットにより空気や冷却水に伝達される。そのため、金属ベース板に反りが生じると、放熱フィンや冷却ジャケットを金属ベース板に取り付けたときに反りによる隙間が生じてしまい、放熱性が極端に低下する。また、はんだ自体の熱伝導率が低いため、はんだを介することでベース板への放熱性が損なわれている。 Soldering of the ceramic substrate to the metal base plate is performed by heating. Therefore, the metal base plate is likely to warp due to the difference in thermal expansion coefficient between the joining members during soldering. During operation of the semiconductor device, the heat generated from the semiconductor elements and electronic components mounted on the metal circuit board is transferred to the air or cooling water through the metal circuit board, the ceramic substrate, the solder, and the metal base plate by the radiation fins or the cooling jacket. Is transmitted to. For this reason, if the metal base plate is warped, a gap due to the warp is generated when the heat dissipating fins and the cooling jacket are attached to the metal base plate, and the heat dissipation is extremely lowered. Moreover, since the thermal conductivity of solder itself is low, the heat dissipation to a base board is impaired by interposing solder.
これらの問題を解決するため、特許文献1には、溶融した状態の金属ベース板と、セラミックス絶縁基板とを接触させることにより、金属ベース板とセラミックス絶縁基板とを接合する技術が開示されている。これにより、はんだ付け接合により生じる金属ベース板の反りを回避している。しかしながら、セラミックス基板上に設けられる金属回路板の厚みよりも、金属ベース板の厚みが大きいため、半導体装置の動作時の発熱により金属ベース板が大きく伸びることにより、反りが生じる可能性がある。
In order to solve these problems,
金属ベース板に反りが生じることによって、放熱フィンや冷却ジャケットとの間において放熱性が低下するという問題がある。あるいは、金属ベース板の反りによってセラミックス基板が割れに至り、絶縁性を損なう可能性もある。 Due to the warpage of the metal base plate, there is a problem that heat dissipation is reduced between the heat dissipation fin and the cooling jacket. Alternatively, the ceramic substrate may be cracked by the warp of the metal base plate, which may impair the insulation.
そこで、特許文献2では、金属ベース板の反りを抑制するために、金属ベース板内に強化材を配置する構造が開示されている。強化材を金属ベース板内部に配置することで、熱負荷が加えられた際の金属ベース板側の熱膨張を抑制し、基板の反りを低減することができる。これによって、放熱フィンや冷却ジャケットへ取り付けた際の放熱性を向上させることができ、かつセラミックス基板の反りによる割れを抑制することができる。
Therefore,
ゲート抵抗等の駆動用回路素子を備えた電力用半導体装置では、レイアウト上の必要性から半導体素子を搭載したセラミックス基板とは別に、駆動用回路素子を搭載したセラミックス基板を同一の金属ベース板上に配置することがある。 In power semiconductor devices equipped with drive circuit elements such as gate resistors, ceramic substrates with drive circuit elements mounted on the same metal base plate are separated from ceramic substrates with semiconductor elements mounted due to layout requirements. May be placed.
この場合、金属ベース板内に設ける強化材は、金属回路板とセラミックス基板が配置されている状態で金属ベース板の反りが小さくなるように熱応力の釣り合いをとって配置される。よって、複数のセラミックス基板毎にそれぞれ強化材を配置する必要があり、強化材の材料コストが増大する。また、強化材は熱応力の釣り合いをとるために、それぞれ精度良く位置決めして配置する必要がある。そのため、基板の製造方法も複雑になり、結果的に製造コストが増大する課題があった。 In this case, the reinforcing material provided in the metal base plate is arranged in balance of thermal stress so that the warp of the metal base plate is reduced in a state where the metal circuit plate and the ceramic substrate are arranged. Therefore, it is necessary to dispose a reinforcing material for each of the plurality of ceramic substrates, which increases the material cost of the reinforcing material. Further, in order to balance the thermal stress, the reinforcing materials need to be positioned and arranged with high accuracy. As a result, the substrate manufacturing method becomes complicated, resulting in an increase in manufacturing cost.
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、金属ベース板を強化するための強化材の使用量および使用枚数の増大を抑制し、かつ、金属ベース板の反りを抑制した半導体装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and suppresses an increase in the amount and number of reinforcing materials used to reinforce the metal base plate, and suppresses the warp of the metal base plate. An object of the present invention is to provide a semiconductor device.
本発明に係る半導体装置は、金属ベース板と、金属ベース板の一方主面に接合された第1、第2の絶縁性基板と、を備え、第1の絶縁性基板の上面には第1の金属パターンが接合され、第2の絶縁性基板の上面には第2の金属パターンが接合され、第1の金属パターン上には電力用半導体素子が配置され、第2の金属パターン上には電力用半導体素子が配置されず、金属ベース板の第1の絶縁性基板と平面視で重なる領域には、強化材が埋め込まれ、金属ベース板の第2の絶縁性基板と平面視で重なる領域には、強化材が埋め込まれず、金属ベース板の第2の絶縁性基板と平面視で重なる領域の厚みは、金属ベース板の第1の絶縁性基板と平面視で重なる領域の厚みよりも小さい。 A semiconductor device according to the present invention includes a metal base plate and first and second insulating substrates bonded to one main surface of the metal base plate, and the first surface of the first insulating substrate is provided with a first surface. The metal pattern is bonded, the second metal pattern is bonded to the upper surface of the second insulating substrate, the power semiconductor element is disposed on the first metal pattern, and the second metal pattern is positioned on the second metal pattern. A region where the power semiconductor element is not disposed and a reinforcing material is embedded in a region overlapping the first insulating substrate of the metal base plate in plan view and overlaps the second insulating substrate of the metal base plate in plan view The reinforcing material is not embedded, and the thickness of the region overlapping the second insulating substrate of the metal base plate in plan view is smaller than the thickness of the region overlapping the first insulating substrate of the metal base plate in plan view. .
本発明に係る半導体装置によれば、電力用半導体素子が搭載された第1の絶縁性基板と平面視重なる領域において、金属ベース板には強化材が埋め込まれている。そのため、放熱性が要求される領域において、金属ベース板の熱膨張による反りを抑制することが可能である。これにより、第1の絶縁性基板の割れを抑制することが可能である。 According to the semiconductor device of the present invention, the reinforcing material is embedded in the metal base plate in a region overlapping the first insulating substrate on which the power semiconductor element is mounted in plan view. Therefore, it is possible to suppress warpage due to thermal expansion of the metal base plate in a region where heat dissipation is required. Thereby, it is possible to suppress the crack of the first insulating substrate.
また、電力用半導体素子が搭載されない第2の絶縁性基板と平面視重なる領域には強化材が埋め込まれていない。また、この領域において、金属ベース板の厚みは、第1の絶縁性基板と平面視重なる領域における金属ベース板の厚みよりも小さい。よって、放熱性の要求が小さい領域において金属ベース板の厚みを小さくすることにより、金属ベース板の熱膨張による反りを抑制することが可能である。これにより、第2の絶縁性基板の割れを抑制することが可能である。 Further, a reinforcing material is not embedded in a region overlapping the second insulating substrate on which the power semiconductor element is not mounted in plan view. Further, in this region, the thickness of the metal base plate is smaller than the thickness of the metal base plate in the region overlapping with the first insulating substrate in plan view. Therefore, it is possible to suppress warpage due to thermal expansion of the metal base plate by reducing the thickness of the metal base plate in an area where the requirement for heat dissipation is small. Thereby, it is possible to suppress the crack of the second insulating substrate.
従って、本発明では、強化材の使用量(使用枚数)を削減するとともに、強化材を配置しない領域(即ち、第2の絶縁性基板と平面視で重なる領域)においても金属ベース板の反りを抑制することが可能である。よって、強化材の材料コストおよび製造コストを抑制しつつ、第1、第2の絶縁性基板の割れを抑制することができる。また、金属ベース板の反りを低減できるため、半導体装置を放熱フィンや冷却ジャケットへ取り付けた際の放熱性を向上させることができる。 Therefore, according to the present invention, the amount of reinforcing material used (number of sheets used) is reduced, and the metal base plate is warped even in a region where the reinforcing material is not disposed (that is, a region overlapping the second insulating substrate in plan view). It is possible to suppress. Therefore, cracking of the first and second insulating substrates can be suppressed while suppressing the material cost and manufacturing cost of the reinforcing material. In addition, since the warp of the metal base plate can be reduced, the heat dissipation when the semiconductor device is attached to the heat dissipation fin or the cooling jacket can be improved.
<実施の形態1>
図1は、本実施の形態1における半導体装置10の平面図である。また、図2は、図1中の線分ABにおける断面図である。図1および図2に示すように、半導体装置10は、金属ベース板1、第1、第2の絶縁性基板2,4、第1、第2の金属パターン3,5を備える。
<
FIG. 1 is a plan view of the
図1に示すように、金属ベース板1の上面には、1つの第1の絶縁性基板2と、4つの第2の絶縁性基板4が接合されている。第2の絶縁性基板4は、第1の絶縁性基板2の周囲に配置されている。個々の第2の絶縁性基板4の面積は、第1の絶縁性基板2の面積よりも小さい。
As shown in FIG. 1, one first
金属ベース板1の材料は例えばアルミニウム又はアルミニウムを含む合金である。第1、第2の絶縁性基板2,4の材料はアルミナ、窒化アルミニウムなどのセラミックスである。第1、第2の絶縁性基板2,4と金属ベース板1とは、例えば、直接接合又は間接接合により接合されている。直接接合においては、拡散接合、常温接合などにより接合される。間接接合においては、例えばはんだ付けにより接合される。
The material of the
第1の絶縁性基板2の金属ベース板1とは反対側の面には、第1の金属パターン3が接合されている。同様に、第2の絶縁性基板4の金属ベース板1とは反対側の面には、第2の金属パターン5が接合されている。ここで、第2の金属パターン5の厚みは、第1の金属パターンの厚みよりも小さいとする。
A
第1の金属パターン3上には、発熱量の大きい電力用半導体素子6が配置される。電力用半導体素子6とは、例えば、大電流のオン、オフを切り替えるためのスイッチング素子としてのIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。また、電力用半導体素子6は例えば、スイッチング素子と並列に接続される還流ダイオードである。
On the
第2の金属パターン5上には、発熱量の比較的小さい回路部品(図示せず)が配置される。ここで回路部品とは、例えば電力用半導体素子6の駆動を制御する制御回路を構成する部品である。あるいは、回路部品は、配線を中継する機能である配線回路基板(回路中に抵抗素子を搭載するものも含む)である。第2の金属パターン5上に配置される回路部品は、動作時の発熱が比較的小さい。よって、第2の金属パターン5直下の金属ベース板1は、要求される放熱性が比較的小さい。
On the
図2に示すように、金属ベース板1の第1の絶縁性基板2と平面視で重なる領域は、厚みT1を有する。また、金属ベース板1の第2の絶縁性基板4と平面視で重なる領域(金属ベース板1の薄肉部1a)は、厚みT2を有する。ここで、厚みT2は厚みT1よりも小さい。放熱性を向上させるために、厚みT1は、3mm以上が望ましい。
As shown in FIG. 2, the region of the
図2に示すように、金属ベース板1の第1の絶縁性基板2と平面視で重なる領域には、強化材7が埋め込まれている。強化材7は、例えば、アルミナ、窒化アルミなどのセラミック板であって、大面積の第1の絶縁性基板2と平面視で重なる位置に配置される。なお、強化材7は、第1の絶縁性基板2と同じ材質でかつ略同じ寸法(略同じ厚み、略同じ面積)であるのが望ましい。これは、熱負荷が加わった際に、強化材7と第1の絶縁性基板2との間で熱応力の釣り合いを取るためである。
As shown in FIG. 2, a reinforcing
また、金属ベース板1の薄肉部1aの厚みT2は、第2の金属パターン5の厚みと略同じであるのが望ましい。これは、熱負荷が加わった際に、金属ベース板1の薄肉部1aと第2の金属パターン5との間で応力の釣り合いを取るためである。
The thickness T2 of the
図3は、放熱フィン8(即ち、ヒートシンク)を取り付けた半導体装置10の断面図である。放熱フィン8の上面は平坦である。放熱フィン8の上面と金属ベース板1の底面とが熱伝導グリスを介して接するように、放熱フィン8に半導体装置10が固定される。例えば、金属ベース板1に設けられた取り付け穴11(図1)を介して、放熱フィン8がネジ留めされる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
なお、金属ベース板1の薄肉部1aは、金属ベース板1の底面に対して窪んでいる。よって、図3に示すように、金属ベース板1の薄肉部1aは放熱フィン8と接触しない。
The
図4は、別の放熱フィン8Aを取り付けた半導体装置10の断面図である。放熱フィン8Aの上面には、金属ベース板1の薄肉部1aと平面視で重なる位置に凸部81が設けられている。凸部81は、薄肉部1aの窪みに嵌合する形状である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
放熱フィン8に凸部81を設けることによって、第2の金属パターン5を介して第2の絶縁性基板4に伝わる熱を、凸部81を介してより効率的に放熱することができる。
By providing the
<製造方法>
まず、金属ベース板1を作製する。溶融したアルミニウムまたはアルミニウム合金を、予め用意した鋳型に流し込む。このとき、鋳型内部には強化材7が配置されている。鋳型に流し込まれた金属が凝固することにより、金属ベース板1を得る。図2に示すように、金属ベース板1には強化材7が埋め込まれている。また、金属ベース板1には薄肉部1aが設けられている。
<Manufacturing method>
First, the
次に、金属ベース板1の上面(即ち、薄肉部1aが形成されている側の面と反対側の面)に、第1、第2の絶縁性基板2,4を、直接接合または間接接合により接合する。第1の絶縁性基板2は強化材7と平面視で重なるように配置される。また、第2の絶縁性基板4は、薄肉部1aと平面視で重なるように配置される。
Next, the first and second
次に、第1、第2の絶縁性基板2,4の上面に金属パターン3,5をそれぞれ形成する。金属パターン3,5は、所望のパターン形状の金属板を、例えばはんだ付け接合により第1、第2の絶縁性基板2,4に接合することで形成される。
Next,
そして、金属パターン3上に電力用半導体素子6をはんだにより接合する。金属パターン5上には、回路部品(図示せず)を接合する。また、例えばワイヤボンディングによって、電力用半導体素子6と回路部品との間などに適宜ワイヤを接合する。以上で本実施の形態1における半導体装置10を得る。
Then, the
<効果>
本実施の形態1における半導体装置10は、金属ベース板1と、金属ベース板1の一方主面に接合された第1、第2の絶縁性基板2,4と、を備え、第1の絶縁性基板2の上面には第1の金属パターン3が接合され、第2の絶縁性基板4の上面には第2の金属パターン5が接合され、第1の金属パターン3上には電力用半導体素子6が配置され、第2の金属パターン5上には電力用半導体素子6が配置されず、金属ベース板1の第1の絶縁性基板2と平面視で重なる領域には、強化材7が埋め込まれ、金属ベース板1の第2の絶縁性基板4と平面視で重なる領域には、強化材7が埋め込まれず、金属ベース板1の第2の絶縁性基板4と平面視で重なる領域の厚みは、金属ベース板1の第1の絶縁性基板2と平面視で重なる領域の厚みよりも小さい。
<Effect>
The
半導体装置10によれば、動作時の発熱の大きい電力用半導体素子6が搭載された第1の絶縁性基板2と平面視重なる領域において、金属ベース板1には強化材7が埋め込まれている。そのため、放熱性が要求される領域において、金属ベース板1の熱膨張による反りを抑制することが可能である。これにより、電力用半導体素子6を搭載した第1の絶縁性基板2の割れを抑制することが可能である。
According to the
また、動作時の発熱の小さい回路部品(例えば駆動制御回路)が搭載された第2の絶縁性基板4と平面視重なる領域には強化材7が埋め込まれていない。また、この領域において、金属ベース板1の厚みは、第1の絶縁性基板2と平面視重なる領域における金属ベース板1の厚みよりも小さい。よって、放熱性の要求が小さい領域において金属ベース板1の厚みを小さくすることにより、金属ベース板1の熱膨張による反りを抑制することが可能である。これにより、発熱の小さい回路部品を搭載した第2の絶縁性基板4の割れを抑制することが可能である。
Further, the reinforcing
従って、本実施の形態1では、強化材7の使用量(使用枚数)を削減するとともに、強化材7を配置しない領域(即ち、第2の絶縁性基板4と平面視で重なる領域)においても金属ベース板1の反りを抑制することが可能である。よって、強化材7の材料コストおよび製造コストを抑制しつつ、第1、第2の絶縁性基板2,4の割れを抑制することができる。また、金属ベース板1の反りを低減できるため、半導体装置10を放熱フィンや冷却ジャケットへ取り付けた際の放熱性を向上させることができる。
Therefore, in the first embodiment, the usage amount (the number of sheets used) of the reinforcing
また、本実施の形態1における半導体装置10において、金属ベース板1の他方主面(裏面)には、第1、第2の絶縁性基板2,4と平面視で重なるように放熱フィン8(又は放熱フィン8A)が設けられる。従って、本実施の形態1によれば、金属ベース板1の反りを低減できるため、半導体装置10を放熱フィン8,8Aや冷却ジャケットへ取り付けた際の放熱性を向上させることができる。
Further, in the
また、本実施の形態1における半導体装置10において、第2の金属パターン5の厚みは、第1の金属パターン3の厚みよりも小さい。
In the
第1の金属パターン3上には大電流が流れる電力用半導体素子が配置される。よって、第1の金属パターン3の厚みは大きい方が好ましい。一方、第2の金属パターン5上には回路部品、配線等が配置される。よって、第2の金属パターン5にはパターニング精度が要求されるため、第2の金属パターン5の厚みは小さい方が好ましい。
On the
また、本実施の形態1における半導体装置10において、金属ベース板1の第2の絶縁性基板4と平面視で重なる領域の厚み(厚みT2)は、第2の絶縁性基板4の上面に接合された金属パターン5の厚みと同じである。
In the
従って、金属ベース板1の第2の絶縁性基板4と平面視で重なる領域の厚み(厚みT2)と、第2の絶縁性基板4の上面に接合された金属パターン5の厚みとを略同じにすることによって、金属ベース板1と金属パターン5との熱応力を釣り合わせることができる。よって、第2の絶縁性基板4の反りをより抑制することが可能である。
Therefore, the thickness (thickness T2) of the region overlapping the second insulating
また、本実施の形態1における半導体装置10において、強化材7は、第1の絶縁性基板2と同じ材質である。従って、第1の絶縁性基板2と強化材7とを同じ材質とすることにより、熱膨張係数が等しくなる。これにより、第1の絶縁性基板2と強化材7との熱応力の釣り合いをとり易くなる。よって、金属ベース板1の反りを抑制することが可能である。
In the
また、本実施の形態1における半導体装置10において、強化材7の面積および厚みは、第1の絶縁性基板2の面積および厚みと同じである。
In the
従って、第1の絶縁性基板2と強化材7とを同じ材質とし、さらに、これらの面積と厚みを略同じにすることによって、第1の絶縁性基板2と強化材7との熱応力の釣り合いをとり易くなる。よって、金属ベース板1の反りをさらに抑制することが可能である。
Therefore, the first insulating
また、本実施の形態1における半導体装置10において、電力用半導体素子6はIGBTである。従って、電力用半導体素子6として、高温で動作可能なIGBTを本発明の半導体装置10に適用した場合であっても、金属ベース板1の反りを抑制することが可能である。
In the
<実施の形態1の変形例>
図5は、実施の形態1の変形例における半導体装置10Aの断面図である。本変形例においては、金属ベース板1の外周部1bの厚みを、薄肉部1aの厚みT2と同じにする。これにより実施の形態1(図2)と比較して金属ベース板1の体積を減らして、金属ベース板1の製造に要する金属量を削減することができる。
<Modification of
FIG. 5 is a cross-sectional view of a
<実施の形態2>
図6は、図1を本実施の形態2における半導体装置20とした場合の、図1の線分ABにおける断面図である。半導体装置20は、金属ベース板1の薄肉部1aにおいて、第1の絶縁性基板5とは反対の面にピンフィン9を備える。その他の構成は実施の形態1(図2)と同じため、説明を省略する。
<
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. 1 when FIG. 1 is a
ピンフィン9の材料は、例えばアルミニウム又はアルミニウムを含む合金である。ピンフィン9は、鋳造または削り出しにより、金属ベース板1と一体に成型されている。なお、ピンフィン9の代わりに板状のフィンを設けてもよい。
The material of the
<効果>
本実施の形態2における半導体装置20において、金属ベース板1の第2の絶縁性基板4と平面視で重なる領域の他方主面(即ち裏面)には、放熱フィン(即ちピンフィン9)が設けられる。
<Effect>
In the
従って、第2の絶縁性基板4直下の金属ベース板1の裏面に放熱フィンを形成することで、第2の絶縁性基板4と平面視で重なる領域における金属ベース板1の熱膨張による反りを抑制することができる。よって、実施の形態1で述べた効果に加えて、第2の絶縁性基板4の反りがより抑制されるため、第2の絶縁性基板4の割れがより抑制される。
Therefore, by forming a heat radiating fin on the back surface of the
<実施の形態3>
図7は、図1を本実施の形態3における半導体装置30とした場合の、図1の線分ABにおける断面図である。
<
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AB in FIG. 1 when FIG. 1 is a
実施の形態1(図2)においては、金属ベース板1の上面(即ち第1、第2の絶縁性基板2,4が接合される側の面)の高さが同じになるように、金属ベース板1の裏面(即ち上面と反対側の面)側に薄肉部1aを設けていた。
In the first embodiment (FIG. 2), the
一方、本実施の形態3(図7)においては、金属ベース板1の裏面の高さが同じになるように、金属ベース板1の上面側に薄肉部1aを設ける。
On the other hand, in the third embodiment (FIG. 7), the
本実施の形態3において、実施の形態1と同様、金属ベース板1の薄肉部1aの厚みT2は、金属ベース板1の第1の絶縁性基板2が接合された領域の厚みT1よりも小さい。
In the third embodiment, as in the first embodiment, the thickness T2 of the
図8は、放熱フィン8を取り付けた半導体装置30の断面図である。本実施の形態3の半導体装置30においては、金属ベース板1の裏面の高さが均一であるため、金属ベース板1の裏面全体を放熱フィン8に接触させることができる。放熱フィン8に代えて冷却ジャケットを用いる場合も同様である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of the
<効果>
本実施の形態3における半導体装置30において、金属ベース板1の他方主面(即ち裏面)において、第1の絶縁性基板2と平面視で重なる領域と、第2の絶縁性基板4と平面視で重なる領域との高さが等しい。
<Effect>
In the
従って、金属ベース板1の裏面の高さが均一になるため、金属ベース板1の裏面全体を放熱フィン8に接触させることができる。これにより、半導体装置30の放熱性が向上する。よって、実施の形態1で述べた効果に加えて、金属ベース板1の反りをより抑制することが可能である。
Therefore, since the height of the back surface of the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
1 金属ベース板、1a 薄肉部、1b 外周部、2 第1の絶縁性基板、3 第1の金属パターン、4 第2の絶縁性基板、5 第2の金属パターン、6 電力用半導体素子、7 強化材、8,8A 放熱フィン、9 ピンフィン、10,10A,20,30 半導体装置、11 取り付け穴。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記金属ベース板の一方主面に接合された第1、第2の絶縁性基板と、
を備え、
前記第1の絶縁性基板の上面には第1の金属パターンが接合され、
前記第2の絶縁性基板の上面には第2の金属パターンが接合され、
前記第1の金属パターン上には電力用半導体素子が配置され、
前記第2の金属パターン上には電力用半導体素子が配置されず、
前記金属ベース板の前記第1の絶縁性基板と平面視で重なる領域には、強化材が埋め込まれ、
前記金属ベース板の前記第2の絶縁性基板と平面視で重なる領域には、強化材が埋め込まれず、
前記金属ベース板の前記第2の絶縁性基板と平面視で重なる領域の厚みは、前記金属ベース板の前記第1の絶縁性基板と平面視で重なる領域の厚みよりも小さい、
半導体装置。 A metal base plate;
First and second insulating substrates joined to one main surface of the metal base plate;
With
A first metal pattern is bonded to the upper surface of the first insulating substrate,
A second metal pattern is bonded to the upper surface of the second insulating substrate,
A power semiconductor element is disposed on the first metal pattern,
No power semiconductor element is disposed on the second metal pattern,
In the region of the metal base plate that overlaps the first insulating substrate in plan view, a reinforcing material is embedded,
In a region overlapping the second insulating substrate of the metal base plate in plan view, no reinforcing material is embedded,
The thickness of the region overlapping the second insulating substrate of the metal base plate in plan view is smaller than the thickness of the region overlapping the first insulating substrate of the metal base plate in plan view.
Semiconductor device.
請求項1に記載の半導体装置。 Radiation fins are provided on the other main surface of the region overlapping the second insulating substrate of the metal base plate in plan view.
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1に記載の半導体装置。 On the other main surface of the metal base plate, the height of the region overlapping the first insulating substrate in plan view and the region overlapping the second insulating substrate in plan view are equal.
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の半導体装置。 Radiation fins are provided on the other main surface of the metal base plate so as to overlap the first and second insulating substrates in plan view.
The semiconductor device as described in any one of Claims 1-3.
請求項1に記載の半導体装置。 The thickness of the second metal pattern is smaller than the thickness of the first metal pattern,
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の半導体装置。 The thickness of the region of the metal base plate that overlaps the second insulating substrate in plan view is the same as the thickness of the metal pattern bonded to the upper surface of the second insulating substrate.
The semiconductor device according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の半導体装置。 The reinforcing material is the same material as the first insulating substrate.
The semiconductor device as described in any one of Claims 1-6.
請求項7に記載の半導体装置。 The area and thickness of the reinforcing material are the same as the area and thickness of the first insulating substrate.
The semiconductor device according to claim 7.
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の半導体装置。 The power semiconductor element is an IGBT.
The semiconductor device according to claim 1.
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