[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及具有由陶瓷或者树脂构成的冷却部的半导体装置。

背景技术

以往，已知有在电路基板(DBA(Direct Brazed Aluminum：陶瓷覆铝板)基板)接合放热装置(散热片)并进行模块化的半导体装置(半导体模块)。该电路基板是在氮化铝等陶瓷基板(绝缘基板)的正反两面接合纯铝等金属板来形成。例如，参照专利文献1。在这种半导体装置中，半导体元件所产生的热量被散热装置释放。

专利文献1:日本特开2006－294699号公报

然而，在如专利文献1的半导体装置那样采用了由金属制成(铝)的散热装置的情况下，存在因电路基板以及散热装置的线膨胀系数不同而产生热应力，有可能在半导体元件与电路基板之间的接合部、电路基板与散热装置之间的接合部产生剥离。因此，在专利文献1的半导体装置中，为了得到各接合部的所希望的可靠性，在电路基板与散热装置之间夹有缓和热应力的应力缓和部件。

发明内容

本发明的目的在于提供能够提高半导体元件与电路基板之间的接合部、电路基板与冷却部之间的接合部的可靠性的半导体装置。

为了实现上述目的，本发明的一个方式提供一种半导体装置，该半导体装置具备：冷却部，其由陶瓷或者树脂构成且具有安装面；由金属制成的电路基板，其安装于冷却部的安装面并且具有元件安装面；以及半导体元件，其安装于电路基板的元件安装面。利用树脂对冷却部覆盖至少电路基板的与元件安装面对应的部分。

根据该结构，采用由陶瓷或者树脂构成的冷却部，并且利用树脂对冷却部覆盖至少电路基板的与元件安装面对应的部分，由此能够提高半导体元件与电路基板之间的接合部、电路基板与冷却部之间的接合部的可靠性。换句话说，通过树脂能够抑制热变形，所以能够提高各接合部的可靠性。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的半导体装置的主视图。

图2是表示其他例的半导体装置的主视图。

图3是表示其他例的半导体装置的主视图。

具体实施方式

以下，根据图1对本发明的一个实施方式的半导体装置进行说明。

如图1所示，本实施方式的半导体装置10具备作为冷却部的散热装置11。散热装置11具有由陶瓷构成的基体11A和形成于该基体11A并向该基体11A的内部流通制冷剂的多条制冷剂流路T。在散热装置11的安装面(冷却对象物的载置面)12接合有作为电路基板的金属电路板14。在金属电路板14，将作为电子部件的半导体元件13安装于元件安装面14a。即，金属电路板14被直接夹在散热装置11与半导体元件13之间。金属电路板14作为布线层(电极)以及接合层发挥作用，并且由纯铝(例如，作为工业用铝的1000系列铝)或者铜形成。作为半导体元件13，例如使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)、二极管。金属电路板14与半导体元件13的接合使用锡焊。金属电路板14与散热装置11的接合使用铜焊。另外，散热装置11还连接有向散热装置11内供给制冷剂的未图示的供给管、向外部排出在散热装置11内流通的制冷剂的未图示的排出管。

在半导体装置10中在半导体元件13的端子处接合有成为外部连接端子的由金属制成的导电板15。另外，在半导体装置10中在散热装置11的安装面12接合有成为外部连接端子的由金属制成的连接销16。半导体元件13与连接销16经由作为布线材料的电线W相互电连接。导电板15以及连接销16由铜形成。另外，半导体元件13与导电板15之间的接合以及散热装置11与连接销16之间的接合使用锡焊或者铜焊。

作为构成散热装置11的陶瓷材料，例如使用氧化铝、氮化硅、碳化硅、氮化铝以及氧化铝-氧化锆。在作为散热装置11的冷却方式采用水冷式的情况下，优选陶瓷材料具有较高的耐水性。另外，若从基于半导体元件13发热的应力缓和的观点来考虑，则优选陶瓷材料具有与半导体元件13的线膨胀系数相近的线膨胀系数。由此，金属电路板14被直接夹在线膨胀系数相近的散热装置11与半导体元件13之间。即，金属电路板14与散热装置11以及半导体元件13直接接触。此外，散热装置11以及半导体元件13各自的线膨胀系数比金属电路板14的线膨胀系数小。