[发明专利]功率半导体组件

说明书

技术领域

本发明涉及IGBT组件等功率半导体组件，特别涉及在半导体元件上配置的板状的导电部件之上用导线(wire)或条带(ribbon)形成布线的功率半导体组件。

背景技术

IGBT组件等功率半导体组件因为每个半导体元件处理数十～数百A的大电流，所以伴随半导体元件的较大发热。近年来，要求功率半导体元件进一步小型化，有发热密度越发上升的趋势。由Si或SiC构成的半导体元件通过由铜或铝等构成的导线、条带等与其他元件或电极连接，但因为半导体元件与布线材料的热膨胀率存在差异，所以在反复开关动作(通电的接通(ON)和断开(OFF)的动作)时，存在接合部因热疲劳而被破坏的问题。

于是，作为提高布线连接的可靠性的技术，专利文献1中公开了在半导体芯片上用焊料连接热扩散金属板，将热扩散金属板和绝缘基板上的布线图案用厚度100～200μm程度的较薄金属(条带)连接的结构的功率半导体组件。专利文献1中，记载：具有用热扩散金属板使中心部为高温的半导体芯片均热化的效果。同样，作为用导电性的金属板提高布线连接的可靠性的技术，有专利文献2。专利文献2中，介绍了从应力缓冲的观点考虑的解决方法：用2片热膨胀系数在布线部件与半导体元件的中间的金属板，消除热膨胀系数差较大的连接部。

即，用接合材料连接在半导体芯片上的热扩散金属板是如果使用适当的热膨胀系数的材料就能够使芯片的温度分布均匀化并且能够降低布线接合部的热应力的有力的连接可靠性提高手段。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-197560号公报

专利文献2：日本特开2012-28674号公报

发明内容

发明想要解决的技术问题

但是，现有结构的热扩散金属板，就沿着芯片面的平面方向的布局而言，并不是在热扩散和邦定(bonding)布局的方面得到优化的热扩散金属板。例如在IGBT元件(绝缘栅双极型晶体管)中，形成发射极电极(主电极)和栅极电极(控制电极)作为正面电极，形成集电极电极(主电极)作为背面电极。栅极电流仅在导通和截止的较短期间流过，瞬间流过的电流量也只有发射极-集电极之间流过的电流的数十分之一至数百分之一程度。因此，相对于发射极电极，栅极电极的发热量较小，必须要特别对发射极电极进行高效冷却。但是，专利文献1、2中记载的现有结构中，存在如下技术问题：其虽然记载了在发射极电极上连接的导电部件和栅极布线，但只是并列配置，并没有进行用于对高发热部分进行高效冷却的芯片上的详细布局的优化。

此外，形成源极电极(主电极)和栅极电极(控制电极)作为正面电极、形成漏极电极(主电极)作为背面电极的MOSFET元件(绝缘栅型场效应晶体管)也是流过主电极间的电流量比流过栅极电极的电流量更大，具有高发热部和低发热部，如何对高发热部分进行高效冷却，是晶体管元件的共同的技术问题。

本发明的目的在于提供一种能够对晶体管元件的高发热部分高效地进行冷却、布线接合部的连接可靠性优秀的功率半导体组件。

用于解决问题的技术方案

用于解决上述技术问题的本发明的一种结构，特征在于：“一种功率半导体组件，其特征在于，包括：散热板；通过接合材料与上述散热板连接的、在绝缘基板的正面形成有布线的电路基板；晶体管元件，具有形成在一方的面的主电极和控制电极以及形成在另一方的面的背面电极，上述背面电极通过接合材料与上述电路基板连接；与上述主电极通过接合材料接合的第一导电部件；和使上述第一导电部件和上述控制电极与其他元件或电路基板电连接的导线(wire)或带(ribbon)状的连接端子，上述控制电极配置在上述主电极的角部，上述第一导电部件是将上述控制电极之上的部分切掉的形状”。如果采用使控制电极配置在主电极的角部并且使第一导电部件与主电极连接、第一导电部件成为将控制电极之上的部分切掉的形状这样的结构，则能够使导电部件没有孔或槽地连续地以最大面积覆盖相对于控制电极作为高发热部分的主电极，在导电部件中传热路径不会被遮挡，可以得到较高的均热化效果。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够对晶体管元件的高发热部分进行高效冷却、布线接合部的连接可靠性优秀的功率半导体组件。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的功率半导体组件的结构的立体图。

图2是表示本发明的一个实施方式的功率半导体组件的结构的立体图。

图3是表示本发明的一个实施方式的功率半导体组件的结构的顶视图和截面图。