[发明专利]半导体模块以及使用该半导体模块的半导体装置

说明书

提供一种具有高破坏耐受量以防止螺纹紧固时的翘曲矫正所引起的树脂裂纹的半导体模块以及使用该半导体模块的半导体装置。半导体模块具备：绝缘电路基板，其在下表面具有第二金属层；密封树脂，其具有背面，以使第二金属层在背面暴露的方式密封绝缘电路基板，背面向下侧呈凸状地翘曲；以及筒状构件，其具有上部包埋于密封树脂的具有凹凸的中央外周面(第一外周面)，在比中央外周面靠下部的位置具有比中外周面光滑的下部外周面(第二外周面)，并且，下部外周面的下端的底面从密封树脂的背面暴露，下部外周面(第二外周面)的比下部外周面的下端靠上侧的至少一部分被密封树脂所密封，该筒状构件配置于比绝缘电路基板靠密封树脂的端部侧的位置。

技术领域

本发明涉及一种搭载有功率半导体芯片的半导体模块以及使用该半导体模块的半导体装置。

背景技术

在将在内部配置有搭载有半导体芯片的绝缘电路基板、印刷电路板等的半导体模块安装到冷却器等外部装置时，有时在作为外部封装的树脂的端部设置固定孔，将螺钉插入到该固定孔来进行安装。例如在将在内部树脂密封有绝缘电路基板等的半导体模块螺纹紧固到外部装置时，能够在固定孔与螺钉之间插入有金属制的筒状构件，从而能够以较大的载荷拧紧螺钉。筒状构件具有以下功能：接受在螺钉周边局部地产生的过大的应力，防止密封树脂的裂纹。

作为筒状构件的例子，在专利文献1中公开了一种位于电抗器的外侧树脂部且由外周面未被加工的光滑的金属管构成的筒状的螺栓孔。另外，在专利文献2中公开了一种安装于半导体装置的塑料外壳的螺钉孔部的、外周面未被加工的光滑的环状金属配件。

另外，有时对筒状构件的整个外周面实施滚花加工等来设置凹凸构造，由此使筒状构件的表面的凹凸与周围的密封树脂进行机械啮合。例如，在专利文献3中公开了以下技术：对在半导体装置的树脂外壳的安装孔的内侧配置的金属圆筒的外周面实施滚花加工。另外，在专利文献4中公开了以下技术：对进气歧管等树脂成形品的筒状的嵌入金属配件的外表面实施滚花加工。另外，在专利文献5中公开了以下技术：对个人计算机等树脂制的合成树脂制的构件中埋入的筒状的固定金属配件的外周面实施滚花加工。

通过使用这种凹凸构造进行的啮合来增加接触面积，一体性提高，由此防止筒状构件从密封树脂脱落。作为凹凸构造的例子，例如在专利文献6中公开了一种使用于合成树脂、油灰等的筒状的嵌入金属配件，该嵌入金属配件的外周面被实施滚花加工，并且在筒的下端形成有环状凹部。

通常，由于半导体模块的每个结构部件的线膨胀系数或材料固有的线膨胀系数的不同、或者组装工序中的热历程，而导致半导体模块的密封树脂发生翘曲。当伴有翘曲的状态的半导体模块被螺纹紧固到外部装置时，能够通过螺钉的紧固力来矫正翘曲，但是同时在密封树脂的内部、特别是筒状构件的凹凸构造的周围承受局部地非常大的应力，由此产生树脂裂纹。

在专利文献7中公开了以下技术：在内燃机用的合成树脂材料制的燃料分配管体中一体地形成具有安装螺栓用的安装孔的安装部。在专利文献7的情况下，在外周面形成有凹凸面的金属制嵌入构件被嵌入成形到安装部，由此能够防止合成树脂材料制的安装部的裂纹等。但是，完全没有研究用于防止在半导体模块的螺纹紧固时对树脂的翘曲进行矫正所引起的树脂裂纹的具体解决方案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-206104号公报

专利文献2：日本特开平09-139463号公报

专利文献3：日本特开平09-129823号公报

专利文献4：日本特开2001-300503号公报

专利文献5：实用新型登记3075051号公报

专利文献6：日本实开平05-058267号公报