电力用半导体装置及其制造方法
【专利摘要】在具备功率模块(7)、和与该功率模块经由热传导性绝缘树脂片(9)连接的散热部件(8)的电力用半导体装置(101)中，在功率模块中具备的模制树脂部(6)在周边部具有抑制热传导性绝缘树脂片(9)的平面方向扩展的凸部(11)。热传导性绝缘树脂片的厚度比凸部稍微大，具有通过将功率模块和散热部件加热加压粘结，从凸部和散热部件的微小的间隙渗出的树脂渗出部(9c)。
【专利说明】电力用半导体装置及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及将对半导体元件进行密封而成的半导体模块和散热部件隔着热传导性树脂层结合而形成的电力用半导体装置及其制造方法。
【背景技术】
[0002]在电气仪器以及电子仪器中的发热部和散热部件的结合部分中，为了良好地从发热部向散热部件进行热传递，多数情况介有热传导性树脂。在该热传导性树脂中，要求高的热传导性、绝缘性以及粘结性，所以使用了在热硬化性树脂中添加了无机填充材料的热传导性树脂组成物。
[0003]在具备发热量大的电力用半导体元件的功率模块中，也在与作为散热部件的散热器的结合之间设置有热传导性树脂层，形成电力用半导体装置。作为该热传导性树脂层，使用含有无机填充材料的热硬化性树脂、涂敷 膜。关于这样的热传导性树脂层，仅在损伤未达到电力用半导体元件的范围内，针对安装了电力用半导体元件的金属布线部件被进行部分的加热以及加压，粘结功率模块和散热器(专利文献I)。
[0004]【专利文献I】日本专利3641232号公报
【发明内容】
[0005]但是，在使用了上述热传导性树脂层的电力用半导体装置中，在电气绝缘性以及电力用半导体装置的可靠性上存在问题。特别是在使用了在高温下使用的SiC等宽带隙半导体的半导体装置中，特别是这样的问题有可能变得更为显著。
[0006]在安装了电力用半导体元件的金属布线部件与散热器之间，产生电气绝缘性的问题。即、为了实现金属布线部件与散热器之间的电气绝缘，在电力用半导体装置中的热传导性树脂层中要求耐电压特性高，但热传导性树脂层所包含的空隙成为使耐电压特性降低的主要原因。即，如所谓帕邢定律(Paschen’ s law)所示那样，在绝缘层内的空隙尺寸与放电电压之间有相关关系，所以减小空隙尺寸将导致提高放电发生的电压。因此，经由将空隙压溃得较小的工序是有效的，并且在热传导性树脂层硬化之前的软化状态下的加压是有效的。具体而言，在例如日本特开2004-165281号公报中，提出了如下方案:在例如压铸模型功率模块的制造工序中，在对未硬化的热传导性树脂层进行加热而使其硬化时，通过施加达到IOMPa的注入压力，从而压碎热传导性树脂层内的空隙，提高耐电压特性。
[0007]但是，在该方法中，在安装了电力用半导体元件的金属布线部件与散热器之间的利用热传导性树脂层的粘结工序中，无法充分地进行针对金属布线部件未相接的热传导性树脂层的外周部的加压，无法压碎空隙。因此，产生金属布线部件与散热器之间的电气绝缘性降低这样的问题。为了消除这样的问题，必须针对热传导性树脂层的整个面提供压溃空隙的作用。
[0008]接下来，说明电力用半导体装置的可靠性的问题。
[0009]关于散热器的材质，从热传导的观点出发是例如铝，另一方面，关于金属布线部件，从导电性的观点出发，用铜来制作。因此，起因于例如与-40°C至125°C的温度变化相应的、散热器与金属布线部件之间的线膨胀系数之差，热应力作用于被两部件所夹的热传导性树脂层。此时，最大的热应力作用的部位是热传导性树脂层与金属布线部件的角部之间、或者热传导性树脂层与散热器的角部之间，在此，作用剪切方向的应力。在上述各角部中，是简单地层叠了各个部件的结构，微观上在角部中与剪切方向平行地存在切口，所以成为剥离的起点。在剥离从热传导性树脂层的角部、或者热传导性树脂层与散热器的角部之间的部位开始了的情况下，产生金属布线部件与散热器之间的电气绝缘性降低、散热性降低，所以需要防止形成与剪切方向平行的剥离起点。
[0010]本发明是为了解决上述那样的问题点而完成的，其目的在于提供一种与以往相比具有更良好的电气绝缘性以及可靠性的电力用半导体装置及其制造方法。
[0011]为了达成上述目的，本发明如以下那样构成。
[0012]S卩，本发明的一个方式中的电力用半导体装置是具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件的电力用半导体装置，此处，上述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对上述电力用半导体元件以及上述金属布线部件进行密封的模制树脂部，上述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于上述相对面，在电力用半导体装置中，上述模制树脂部或者上述散热部件具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比上述热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，该凸部在模制树脂部中形成于其周边部，在散热部件中与模制树脂部的周边部相对地形成，上述热传导性绝缘树脂片具有在与上述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
[0013]根据本发明的一方式的电力用半导体装置，通过在模制树脂部或者散热部件中形成了凸部，关于设置于模制树脂部与散热部件之间的热传导性绝缘树脂片，向其平面方向的扩展被抑制。另一方面，在凸部中的模制树脂部与散热部件之间的间隙中，热传导性绝缘树脂片具有树脂渗出部。由此，关于热传导性绝缘树脂片，在形成树脂渗出部的加压状态下将空隙有效地压碎，确保金属布线部件和散热部件之间的良好的电气绝缘性。进而，热传导性绝缘树脂片仅在树脂渗出部中，与模制树脂部接近地延伸至外侧。因此，在热传导性绝缘树脂片中，能够抑制与剪切应力平行的剥离起点的形成，在电力用半导体装置中，能够得到更高的可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是示出本发明的实施方式I的电力用半导体装置的剖面图。
[0015]图2是用于说明图1所示的电力用半导体装置的制造工序的图。
[0016]图3是示出本发明的实施方式2的电力用半导体装置的剖面图。
[0017]图4是示出本发明的实施方式3的电力用半导体装置的剖面图。
[0018]图5是示出本发明的实施方式4的电力用半导体装置的剖面图。
[0019]图6是示出本发明的实施方式5的电力用半导体装置的剖面图。
[0020]图7是示出图1、图3以及图4所示的电力用半导体装置的变形例的剖面图。
[0021]图8是示出图5以及图6所示的电力用半导体装置的变形例的剖面图。
[0022]图9是示出本发明的实施方式6的电力用半导体装置的剖面图。[0023]图10是示出本发明的实施方式7的电力用半导体装置的剖面图。
[0024]图11是示出图9所示的电力用半导体装置的变形例的剖面图。
[0025]图12是示出图10所示的电力用半导体装置的变形例的剖面图。
[0026]图13是示出本发明的实施方式8的电力用半导体装置的剖面图。
[0027]【符号说明】
[0028]1:电力用半导体兀件；4:金属布线部件；6 旲制树脂部；7:功率t旲块；8:散热部件；9:热传导性绝缘树脂片；9c:树脂渗出部；11:凸部；12:凸部；20:树脂包覆部件；13:凹部；14:凹部；15:凹部；101~108:电力用半导体装置。
【具体实施方式】
[0029]以下，参照附图，说明本发明的实施方式的电力用半导体装置及其制造方法。另外，在各图中，对同一或者同样的结构部分附加相同的符号。
[0030]实施方式1.[0031]图1是本发明的实施方式I中的电力用半导体装置101的剖面图。
[0032]电力用半导体装置101具备功率模块7、散热部件8、和在功率模块7以及散热部件8之间介有 的热传导性绝缘树脂片9。
[0033]在功率模块7中，作为基本构成部分具有金属布线部件4、和模制树脂部6。电力用半导体元件I的下表面以及主端子2b通过作为接合部件的一个例子的焊料5接合于金属布线部件4的安装面4a。另外，在电力用半导体元件I的上表面也同样地，通过焊料5接合了主端子2a。金属布线部件4通过例如铜、铝制造，在金属布线部件4中形成在电力用半导体元件I的动作中发生电位的结构。作为电力用半导体元件1，例如相当于IGBT等，电力用半导体元件I在动作时发热，成为该电力用半导体装置101中的主要的热源。
[0034]模制树脂部6是在金属布线部件4的与安装面4a相反一侧的相对面4b露出的状态下，将电力用半导体元件I以及金属布线部件4等用树脂密封而形成的。
[0035]进而，在本实施方式I中，在相对面4b露出的模制树脂部6的背面侧，模制树脂部6沿着模制树脂部6的周边部6a的全周具有凸部11。凸部11具有比详细后述的热传导性绝缘树脂片9的厚度稍微低的高度，具有方形形状的剖面。另外，凸部11的高度是指，从金属布线部件4的相对面4b露出的模制树脂部6的背面起的、沿着电力用半导体装置101的厚度方向81的尺寸。
[0036]散热部件8是将电力用半导体元件I在动作时发出的热向外部放散的、所谓散热器，由例如铝、铜等导电性的金属构成。在本实施方式中，为了提高散热性，如图所示设置了翼片。另外，也可以在散热部件8内流过传热性溶液,在例如与冷却器(radiator)等周边零件连接了的状态下进行冷却。冷却用溶液是例如水。
[0037]另外，还设想在散热部件8的金属面发生电位而流过电流，所以散热部件8需要与功率模块7电绝缘。
[0038]热传导性绝缘树脂片9也可以包含例如环氧树脂、硅树脂、聚酰亚胺树脂那样的热硬化性的树脂成分9b来制造。另外，在热传导性绝缘树脂片9中，通过使树脂成分9b浸溃填料9a，能够显著地提高热传导率。作为填料9a，能够使用氧化铝、氮化硼、氮化硅、氮化铝等。另外，作为针对树脂成分9b的填料9a的含有率，体积％为50%~80%左右良好。即，在小于50%时，得不到满意的热传导率。另一方面，在超过80%时、特别是90%以上时，热传导性绝缘树脂片9成为破烂易碎的物质，成型变得困难。因此，在超过80%的含有率下，如果未选择恰当的填料粒径分布的配合比，则存在无法充分的混入、空隙易于残留这样的问题。
[0039]热传导性绝缘树脂片9的厚度是例如约100 μ m至500 μ m左右。如上所述，热传导性绝缘树脂片9的厚度比模制树脂部6的凸部11的高度稍微厚。
[0040]通过这样规定热传导性绝缘树脂片9的厚度，如以下详细说明，在制造电力用半导体装置101时，热传导性绝缘树脂片9边被填充到凸部11与散热部件8之间的间隙边延伸直至模制树脂部6的外壁。这样，热传导性绝缘树脂片9具有在与厚度方向81正交的正交方向82上，超过模制树脂部6的周边部6a而延伸至模制树脂部6的外侧、换言之延伸至功率模块7的侧面7a、或者延伸至超过侧面7a的部位的树脂渗出部9c。
[0041]接下来，参照图2，说明如以上那样构成的电力用半导体装置101的制造方法。
[0042]热传导性绝缘树脂片9设置于功率模块7以及散热部件8中的某一个面上。用真空式加热器加压装置等，在减压环境下，在电力用半导体装置101的厚度方向81上，在将功率模块7和散热部件8相对地压缩的方向上，边对电力用半导体装置101进行加热边进行加压，使热传导性绝缘树脂片9完全硬化。作为使用加热器加压的理由，其原因为，在对热传导性绝缘树脂片9进行加热而软化了的期间施加加压力，边将热传导性绝缘树脂片9所包含的空隙压溃边进行粘结。另外，作为使用真空式加热器加压的理由，其原因为，通过在减压环境下施加压力，能够防止在热传导性绝缘树脂片9与散热部件8之间、热传导性绝缘树脂片9与功率模块7之间夹入空气层。
[0043]在热传导性绝缘树脂片9中，在从常温升温到硬化温度的期间，在成为半硬化状态之后，在直至硬化为止的过程中，有暂时软化的特性。因此，在该软化时刻开始加压。
[0044]此时，模制树脂部6的凸部11作为抑制热传导性绝缘树脂片9在与厚度方向81正交的正交方向82上扩展的壁发挥作用。关于热传导性绝缘树脂片9的厚度，如上所述被设定为比凸部11的高度稍微大、且即使在被加压了时热传导性绝缘树脂片9整体被压碎而填料9a被压缩了的情况下凸部11和散热部件8也不会接触那样的厚度。S卩、为了在硬化之后得到规定的厚度的热传导性绝缘树脂片9，需要以相对硬化的加压力尽可能使压缩变化率变少的方式，预先在半硬化状态下对热传导性绝缘树脂片9进行加压压缩。
[0045]通过在功率模块7的周围施加露出程度的加压力，即通过热传导性绝缘树脂片9具有树脂渗出部9c，热传导性绝缘树脂片9发挥空隙的压溃作用，能够显著地提高电气绝缘性。
[0046]通过这样热传导性绝缘树脂片9的硬化完成，功率模块7和散热部件8经由热传导性绝缘树脂片9被牢固地结合，电力用半导体装置101完成。关于绝缘片的热传导率，得到例如lW/mK左右至20W/mK左右，特别通过使用氮化硼，能够获得具有10W/mK以上的热传导率的例子，能够抑制热电阻。此处，在散热器与内置了电力用半导体元件的模块之间的热传递中使用了热传导脂膏的情况下，热传导性脂膏的热传导率是4W/mK左右。相对于此，通过如上述那样不使用热传导脂膏而使用热传导性绝缘树脂片9，能够对散热器用低热电阻构成散热路径，散热性能提高。因此，即使减小电力用半导体元件的面积也不会达到使用上限温度，能够使电力用半导体元件小型化，半导体模块、散热器被小型化，电力用半导体装置被小型化。
[0047]接下来，说明以上说明了的电力用半导体装置101起到的作用。
[0048]如上所述，通过热传导性绝缘树脂片9具有树脂渗出部9c，如图所示，热传导性绝缘树脂片9到达至功率模块7的侧面7a。这样在本实施方式中，热传导性绝缘树脂片9将功率模块7和散热部件8的间隙中的、与侧面7a的延长线部分相当的开口部85 (在图2内、b的图)完全覆盖，其外形成为不具有拐点的平滑的面。因此，功率模块7的角部、和热传导性绝缘树脂片9的界面的角部以大致90°粘结，其结果，能够缓和两者之间的形状变化急剧所引起的热应力集中，能够提高粘结界面的可靠性。 [0049]即，此处作为问题的是通过由于功率模块7与散热部件8的线膨胀系数之差而产生的热应力，热传导性绝缘树脂片9发生剥离的现象。功率模块7和散热部件8不限于必须由相同的材料构成，在例如功率模块7中的金属布线部件4是铜的情况下，通常是关于模制树脂部6，也通过与铜的线膨胀率匹配，而确保功率模块7内的焊料接合部处的可靠性。因此，关于功率模块7，与铜的线膨胀率(16Xl(r6/°C )大致等价，相对于此，在散热部件8是铝(23X10_6/°C)的情况下，在它们之间所夹的热传导性绝缘树脂片9需要吸收两者的线膨胀率差。在本实施方式中，在模制树脂部6的凸部11和散热部件8的间隙中，热传导性绝缘树脂片9的端部相对功率模块7的端部、即相对侧面7a相同或者进入到内侧时，是热应力较强地作用的状态。
[0050]在本实施方式中，热传导性绝缘树脂片9从功率模块7的周边部6a向外侧露出，所以在热传导性绝缘树脂片9中不存在拐点，能够降低对热传导性绝缘树脂片9造成的热应力。根据热应力计算，例如在热传导性绝缘树脂片9的端部从功率模块7的侧面7a进入到内侧的状态、即存在切口的情况下，作用不存在切口的情况下的2倍以上的热应力。另外，在-40°C至125°C的反复热疲劳试验中，关于在不存在切口的情况下发生剥离为止的循环数相比于存在切口的情况达4~5倍以上。
[0051]因此，通过热传导性绝缘树脂片9的树脂成分渗出而覆盖至功率模块7的外壁、SP通过具有树脂渗出部9c，能够有效地缓和热传导性绝缘树脂片9的端部的应力集中。
[0052]实施方式2.[0053]图3是本实施方式2中的电力用半导体装置102的剖面图。电力用半导体装置102的基本的结构与上述实施方式I的电力用半导体装置101的结构相同，省略关于同一构成部分的此处的详细的说明。电力用半导体装置102与电力用半导体装置101的相异点是还设置了树脂包覆部件20的点。
[0054]树脂包覆部件20是如图3所示从功率模块7的侧面7a到散热部件8覆盖上述树脂渗出部9c地进行设置、并且具有无拐点的平滑的外表面21的部件。作为树脂包覆部件20的材料，也可以是具有粘结性以及耐湿性的例如环氧系树脂等。
[0055]关于这样的树脂包覆部件20，在热传导性绝缘树脂片9的粘结之后，在功率模块7的周围用例如分配器等供给，进行熟化。为了简化制造工序，也可以实施同时进行热传导性绝缘树脂片9以及树脂包覆部件20的熟化等办法。
[0056]通过设置这样的树脂包覆部件20得到以下的优点。
[0057]第1，能够实现电力用半导体装置整体大小的小型化。即，例如，在将电力用半导体装置用于汽车的马达驱动用等中的情况下，小型化以及轻量化与作为汽车的基本性能的耗油量直接相关，所以成为重要的要素。通常，将搭载了 2个或者4个电力用半导体元件I的功率模块7并列设置多台，而构成为3相马达驱动用，所以使各功率模块7尽可能小型、轻量化成为必须事项。此处，通过用树脂包覆部件20覆盖树脂渗出部9c，能够获得金属布线部件4至散热部件8的沿面绝缘距离，所以能够对功率模块7的尺寸缩小、与其相伴的轻量化作出贡献。
[0058]接下来，作为第2点，能够提高针对向热传导性绝缘树脂片9的热应力的粘结性以及耐湿性。即，在实施方式I所示的结构中，热传导性绝缘树脂片9所包含的填料9a是例如氮化硼那样的材料的情况下，在85°C、85%等高温高湿环境下，水分被浸溃到热传导性绝缘树脂片9中，存在热传导性绝缘树脂片9水解的可能性。因此，存在无法维持热传导性绝缘树脂片9中的初始的粘结力以及电气绝缘性的危险。在这样的情况下，通过用树脂包覆部件20覆盖热传导性绝缘树脂片9的树脂渗出部9c的端部，能够抑制水解，确保热传导性绝缘树脂片9和高温高湿环境的距离，能够维持初始的粘结力以及电气绝缘性。
[0059]实施方式3.[0060]图4是本实施方式3中的电力用半导体装置103的剖面图。在电力用半导体装置103中，其基本的结构也与上述实施方式I的电力用半导体装置101的结构相同。因此，此处，也省略关于同一构成部分的详细的说明。
[0061]电力用半导体装置103和电力用半导体装置101的相异点是指，如图4所示，在电力用半导体装置103中，热传导性绝缘树脂片9落在模制树脂部6的周边部6a的范围内的点、即未如电力用半导体装置101那样从模制树脂部6的周边部6a到达至功率模块7的侧面7a的点、以及针对落在模制树脂部6的周边部6a的范围内的热传导性绝缘树脂片9设置了树脂包覆部件20的点。
[0062]另外，树脂包覆部件20的材料以及设置方法与在实施方式2中说明了的内容相同。
[0063]即，如图4所示，设为如下结构:在热传导性绝缘树脂片9的渗出区域未达到模制树脂6的凸部11的外侧的情况下，通过树脂包覆部件20将模制树脂6的凸部11与散热部件8之间填充而粘结，并且具有将功率模块7的侧面7a和散热部件8连结的外表面。通过采用这样的结构，能够得到以下的优点。
[0064]作为第I点，通过如在实施方式2中已经说明的那样设置树脂包覆部件20，能够在高温高湿环境下，确保热传导性绝缘树脂片9和高温高湿环境的距离，能够维持初始的粘结力以及电气绝缘性。
[0065]作为第2点，如在实施方式I中作为具有树脂渗出部9c的效果说明那样，树脂包覆部件20的外形是不具有拐点的平滑的面，所以能够缓和热应力集中，能够提高粘结界面的可靠性。
[0066]即，通过在凸部11与散热部件8的间隙中填充树脂包覆部件20并可靠地粘结，能够防止在成为应力集中部的热传导性绝缘树脂片9的端部形成切口形状。进而，树脂包覆部件20将功率模块7和散热部件8的间隙的开口部85完全覆盖，其外形为不具有拐点的平滑的面21。因此，功率模块7的角部和热传导性绝缘树脂片9的界面的角部以大致90°粘结，能够缓和形状变化急剧所引起的热应力集中，能够提高粘结界面的可靠性。
[0067] 作为第3点，如在实施方式2中已经说明那样，能够实现电力用半导体装置整体大小的小型化。
[0068]在以上说明了的实施方式I至3中，模制树脂部6的凸部11中的、厚度方向81的剖面形状如图1等所示具有矩形形状。即，在剖面形状的凸部11的角部中，各面以90°的角度交叉。但是，凸部11的剖面形状不限于此，也可以如图7所示，设为使凸部11的角部具有圆形的形状。
[0069]通过这样使凸部11的角部具有圆形，能够进一步降低起因于功率模块7和与散热器相当的散热部件8的线膨胀系数差而在凸部11的周围局部地产生的向热传导性绝缘树脂片9的热应力。
[0070]实施方式4.[0071]图5是本实施方式4中的电力用半导体装置104的剖面图。在上述实施方式I~3中，在功率|旲块7的|旲制树脂部6中形成了凸部11。相对于此，在本实施方式4中,在散热部件8中形成了凸部12。即，散热部件8与模制树脂部6的周边部6a对向地，在电力用半导体装置104的厚度方向81上具有以比热传导性绝缘树脂片9的厚度稍微低的高度突出的凸部12。另外，在本实施方式4中，如图所示，在从与周边部6a相对的部分，在与厚度方向81正交的正交方向82上，直至散热部件8的周边区域的范围内，设置了散热部件8中的凸部12。另外，针对这样的散热部件8的结构，模制树脂部6具有成为作为与金属布线部件4的相对面4b的露出面相同的面的平坦的背面。
[0072]另外， 被具有凸部12的散热部件8和功率模块7夹持地设置的热传导性绝缘树脂片9具有在正交方向82上，超过模制树脂部6的周边部6a延伸至模制树脂部6的外侧的树脂渗出部9c。
[0073]电力用半导体装置104中的其他结构与上述实施方式I中的电力用半导体装置101相同，省略此处的详细的说明。
[0074]说明本实施方式4的电力用半导体装置104中的、上述散热部件8的凸部12包围热传导性绝缘树脂片9的外周的构造的优点。
[0075]如上所述，在热传导性绝缘树脂片9中，有在从常温升温到硬化温度而从半硬化状态进行硬化的过程中发生暂时软化的特性，在该时刻开始加压。另一方面，半硬化状态的热传导性绝缘树脂片9几乎不具有粘结性以及粘附性。另外，也可以如已经说明那样，在加压工艺中，在减压状态下对热传导性绝缘树脂片9进行加压。但是，在该减压过程中，如果引起急剧的气压变化，则存在在热传导性绝缘树脂片9与散热部件8之间存在的空气层急剧膨胀，热传导性绝缘树脂片9以及功率模块7的位置不确定的危险。
[0076]针对该问题，考虑将半硬化状态的热传导性绝缘树脂片9在不会完全硬化的温度(例如80~120°C)下临时粘结到散热部件8来实现防止移动这样的对策。但是，在导入临时粘结工序的情况下，需要追加设备，加工时间变长，所以制造费用提高。
[0077]相对于此，通过如图5所示，以包围热传导性绝缘树脂片9的外周的方式，在散热部件8中设置凸部12，即使在相对减压环境下的气压变动热传导性绝缘树脂片9想要移动的情况下，凸部12与热传导性绝缘树脂片9的端部接触而作为壁发挥作用，所以能够可靠地进行热传导性绝缘树脂片9的定位。
[0078]这样，在散热部件8中设置凸部12是为了以最小限的工序数实现热传导性绝缘树脂片9的定位而有效的手段。[0079]实施方式5.[0080]图6是本实施方式5中的电力用半导体装置105的剖面图。电力用半导体装置105的基本结构与上述实施方式4的电力用半导体装置104的结构相同。因此，省略关于同一构成部分的详细的说明。
[0081]电力用半导体装置105具有针对实施方式4的电力用半导体装置104，以覆盖树脂渗出部9c的方式设置了在实施方式2中说明了的树脂包覆部件20的结构。
[0082]通过这样构成，在与模制树脂部6的侧面相当的功率模块7的侧面7a和散热部件8的凸部12之间，热传导性绝缘树脂片9的界面、即树脂包覆部件20的外表面21成为不具有拐点的平滑的面。因此，相比于如实施方式2说明的那样热传导性绝缘树脂片9的角部以例如大致90°粘结而形状变化急剧的情况，能够缓和对热传导性绝缘树脂片9作用的热应力集中，能够提高粘结界面的可靠性。
[0083]在上述实施方式4、5中，在散热部件8中形成了的凸部12如图5以及图6所示具有矩形形状的剖面形状。即，在凸部12的剖面形状中，关于其角部，各面以90°的角度交叉。但是，凸部12的剖面形状不限于此，也可以成为如图8所示使凸部12的角部具有圆形的形状。通过这样构成，与参照图7说明了的情况同样地，能够进一步降低起因于功率模块7和散热部件8的线膨胀系数差而在凸部12的周围中局部地产生的向热传导性绝缘树脂片9的热应力。
[0084]实施方式6.[0085]图9是本实施方式6中的电力用半导体装置106的剖面图。该电力用半导体装置106的基本的结构与上述实施方式I的电力用半导体装置101的结构相同。因此，省略关于同一构成部分的详细的说明。
[0086]说明电力用半导体装置106和电力用半导体装置101的相异点。
[0087]在上述电力用半导体装置101中，在功率模块7的模制树脂部6中形成了凸部11。相对于此，在本实施方式6中的电力用半导体装置106中，在功率模块7中，形成了凸部11、以及与该凸部11邻接地在1旲制树脂部6中形成凹部13。即，在功率|旲块7中，在|旲制树脂部6的周边部6a中具有在电力用半导体装置106的厚度方向81上以比热传导性绝缘树脂片9的厚度稍微低的高度突出的凸部11，并且，在模制树脂部6中在比凸部11往内侧，在直至到达金属布线部件4的之间具有比热传导性绝缘树脂片9的厚度深的深度的凹部13。
[0088]另外，被具有凸部11的功率模块7和散热部件8所夹持地设置的热传导性绝缘树脂片9具有在正交方向82上超过模制树脂部6的周边部6a延伸至模制树脂部6的外侧的树脂渗出部9c。
[0089]说明本实施方式6的电力用半导体装置106中的上述凹部13的优点。
[0090]在实施方式I中，说明了具有树脂渗出部9c带来向热传导性绝缘树脂片9的端部的热应力降低效果，但根据使用电力用半导体装置构成的例如逆变器等的输出性能提高要求，产生增大功率模块7、散热部件8的厚度的需要、增大平面方向尺寸的需要。另外，为了提高散热性能，产生减小热传导性绝缘树脂片9的厚度的需要。在响应这些要求的情况下，针对热传导性绝缘树脂片9的热应力变大，仅通过在树脂渗出部9c中的应力降低效果有可能得不到良好的可靠性。
[0091]因 此，通过在比功率模块7的凸部11往内侧，在模制树脂部6中设置具有比在金属布线部件4与散热部件8之间所夹的热传导性绝缘树脂片9的厚度深的深度的凹部13，能够在对散热作出贡献的由金属布线部件4和散热部件8所夹的范围内，将热传导性绝缘树脂片9的厚度抑制为必要最低限，同时仅使热传导性绝缘片9的端部即与周边部相当的热应力集中部位的片厚度变厚。因此，能够进一步降低向热传导性绝缘树脂片9的端部的热应力。
[0092]在上述电力用半导体装置106中，如图9所示，模制树脂部6的周边部6a中的凸部11以及凹部13的厚度方向81的剖面形状具有矩形形状。即，在剖面形状中的凸部11以及凹部13的角部中，各面以90°的角度交叉。但是，凸部11以及凹部13的剖面形状不限于此，也可以如图11所示，设为使凸部11以及凹部13的角部具有圆形的形状。
[0093]通过这样使凸部11以及凹部13的角部具有圆形，能够进一步降低起因于功率模块7和散热部件8的线膨胀系数差而在凸部11以及凹部13的周围中局部地产生的向热传导性绝缘树脂片9的热应力。
[0094]另外，针对实施方式6中的电力用半导体装置106，当然也能够采用在实施方式2以及实施方式3中说明了的结构，在该情况下，能够进一步起到分别说明了的效果。
[0095]实施方式7.[0096]图10是本实施方式7中的电力用半导体装置107的剖面图。该电力用半导体装置107的基本结构与上述实施方式4的电力用半导体装置104的结构相同。因此，省略关于同一构成部分的详细的说明。
[0097]说明电力用半导体装置107和电力用半导体装置104的相异点。
[0098]在上述实施方式4中， 在散热部件8中形成了凸部12。相对于此，在本实施方式7的电力用半导体装置107中，在散热部件8中形成了凸部12以及凹部14。
[0099]即，电力用半导体装置107中的散热部件8与模制树脂部6的周边部6a相对地具有在厚度方向81上以比热传导性绝缘树脂片9的厚度稍微低的高度突出的凸部12，并且在该凸部12的内侦彳，与凸部12邻接并与周边部6a相对的位置具有凹部14。该凹部14具有比在金属布线部件4与散热部件8之间所夹的热传导性绝缘树脂片9的厚度深的深度。
[0100]在本实施方式7中，如图所示，在从与周边部6a相对的部分，在正交方向82上，直至散热部件8的周边区域的范围、即超过功率模块7的侧面7a，直至模制树脂部6的外侧，设置了散热部件8中的凸部12。另外，针对这样的散热部件8的结构，模制树脂部6具有成为与作为金属布线部件4的相对面4b的露出面相同的面的平坦的背面。
[0101]另外，被具有凸部12的散热部件8和功率模块7所夹持地设置的热传导性绝缘树脂片9具有在正交方向82上超过模制树脂部6的周边部6a延伸至模制树脂部6的外侧的树脂渗出部9c。
[0102]说明本实施方式7的电力用半导体装置107中的上述凹部14具有的优点。
[0103]在实施方式I中，说明了具有树脂渗出部9c带来向热传导性绝缘树脂片9的端部的热应力降低效果的意思。另一方面，如实施方式6说明那样，在响应了使用电力用半导体装置构成的逆变器等的输出性能提高以及散热性能提高的要求的情况下，仅通过利用树脂渗出部9c产生的应力降低效果有可能得不到良好的可靠性。
[0104]因此，在散热部件8中，在比凸部12往内侧，设置比在金属布线部件4与散热部件8之间所夹持的热传导性绝缘树脂片9的厚度深的深度的凹部14，从而能够在对散热作出贡献的由金属布线部件4和散热部件8所夹持的范围内，将热传导性绝缘树脂片9的厚度抑制为必要最低限，同时仅使热传导性绝缘片9的端部即与周边部相当的热应力集中部位的片厚度变厚。因此，能够进一步降低向热传导性绝缘树脂片9的端部的热应力。
[0105]在上述电力用半导体装置107中，如图10所示，散热部件8中的凸部12以及凹部14的厚度方向81的剖面形状具有矩形形状。即，在剖面形状中的凸部12以及凹部14的角部中，各面以90°的角度交叉。但是，凸部12以及凹部14的剖面形状不限于此，也可以如图12所示，设为使凸部12以及凹部14的角部具有圆形的形状。
[0106]通过这样使凸部12以及凹部14的角部具有圆形，能够进一步降低起因于功率模块7和散热部件8的线膨胀系数差而在凸部12以及凹部14的周围中局部地产生的向热传导性绝缘树脂片9的热应力。
[0107]另外，针对电力用半导体装置107，当然也能够采用在实施方式5中说明的使用了树脂包覆部件20的结构，在该情况下，能够进一步起到说明了的效果。
[0108]实施方式8.[0109]图13是本实施方式8中的电力用半导体装置108的剖面图。该电力用半导体装置108的基本结构与图9所示的上述实施方式6的电力用半导体装置106的结构相同。因此，省略关于同一构成部分的详细的说明。
[0110]说明电力用半导体装置108和电力用半导体装置106的相异点。
[0111]在上述实施方式6中的电力用半导体装置106中，在功率模块7的模制树脂部6中形成了凸部 11以及凹部13。此处，如图9所示，在正交方向82上，在凸部11与金属布线部件4之间形成凹部13，在凹部13与金属布线部件4之间，存在模制树脂部6的壁。
[0112]相对于此，在本实施方式8的电力用半导体装置108中，功率模块7具有与模制树脂部6以及金属布线部件4的角部4d(图9、图11) 一体地形成了的凹部15。在详细说明时，功率模块7的模制树脂部6具有凸部11、以及图13所示的树脂部侧凹部15a。如上所述，凹部13在与金属布线部件4之间存在模制树脂部6的壁。另一方面，在本实施方式8中不存在模制树脂部6的壁，在正交方向82上从凸部11到金属布线部件4的端面4c形成树脂部侧凹部15a。进而，在本实施方式8中，金属布线部件4如图13所示，具有与树脂部侧凹部15a相接的在与该金属布线部件的角部4d对应的部分中形成的金属布线部件侧凹部15b。这些树脂部侧凹部15a以及金属布线部件侧凹部15b —体地形成了凹部15。这样的凹部15具有比在金属布线部件4的中央部与散热部件8之间所夹的热传导性绝缘树脂片9的厚度深的深度。
[0113]另外，被具有凸部11的功率模块7和散热部件8所夹持地设置的热传导性绝缘树脂片9具有在正交方向82上超过模制树脂部6的周边部6a延伸至模制树脂部6的外侧的树脂渗出部9c。
[0114]这样，通过形成在正交方向82上与凸部11邻接地从模制树脂部6到达金属布线部件4的凹部15，能够得到以下的效果。
[0115]即，能够在对散热作出贡献的被金属布线部件4和散热部件8所夹持的范围内，将热传导性绝缘树脂片9的厚度抑制为必要最低限，同时能够仅使金属布线部件4、模制树脂6以及热传导性绝缘树脂片9在I个部位交叉的部分、即与凹部15相当的部分的热传导性绝缘树脂片9的片厚度变厚。因此，能够进一步降低金属布线部件4、模制树脂6以及热传导性绝缘树脂片9在I个部位交叉的部分的热传导性绝缘树脂片9的热应力。
[0116]另外，还能够采用适宜地组合了以上说明了的各实施方式的结构。在这样的结构中，起到被组合了的各实施方式具有的效果。
[0117]本发明的第I方式中的电力用半导体装置是具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件的电力用半导体装置，此处上述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对上述电力用半导体元件以及上述金属布线部件进行密封的模制树脂部，上述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于上述相对面，在该电力用半导体装置中，上述模制树脂部或者上述散热部件具有在该电力用半导体装置的厚度方向上，以比上述热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，该凸部在模制树脂部中形成于其周边部，在散热部件中，与模制树脂部的周边部相对地形成，上述热传导性绝缘树脂片具有在与上述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
[0118]另外，本发明的第2方式中的电力用半导体装置是具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件的电力用半导体装置，此处上述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对上述电力用半导体元件以及上述金属布线部件进行密封的模制树脂部，上述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于上述相对面，在该电力用半导体装置中，上述模制树脂部在其周边部具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比上述热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，上述热传导性绝缘树脂片具有在与上述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
[0119]另外，本发明的第3方式中的电力用半导体装置在第I方式以及第2方式中，还具备树脂包覆部件，该树脂包覆部件覆盖上述树脂渗出部，该树脂包覆部件具有无拐点的平滑的外表面。
[0120]另外，本发明的第4方式中的电力用半导体装置是具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件的电力用半导体装置，此处上述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对上述电力用半导体元件以及上述金属布线部件进行密封的模制树脂部，上述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于上述相对面，在该电力用半导体装置中，上述模制树脂部在其周边部具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比上述热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，上述热传导性绝缘树脂片在与上述厚度方向正交的方向上，在模制树脂部的周边部的范围内延伸，还具备树脂包覆部件，该树脂包覆部件覆盖处于模制树脂部的周边部的范围内的热传导性绝缘树脂片并延伸至模制树脂部的外侧，并且具有无拐点的平滑的外表面。
[0121]另外，本发明的第5方式中的电力用半导体装置是具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件的电力用半导体装置，此处上述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对上述电力用半导体元件以及上述金属布线部件进行密封的模制树脂部，上述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于上述相对面，在该电力用半导体装置中，上述散热部件与上述模制树脂部的周边部相对地具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比上述热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，上述热传导性绝缘树脂片具有在与上述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
[0122]另外，本发明的第6方式中的电力用半导体装置在第5方式中，还具备树脂包覆部件，该树脂包覆部件覆盖上述树脂渗出部，该树脂包覆部件具有无拐点的平滑的外表面。
[0123]另外，本发明的第7方式中的电力用半导体装置在第I方式至第5方式中的任意一个中，上述凸部在其角部具有圆形。
[0124]另外，本发明的第8方式中的电力用半导体装置是具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件的电力用半导体装置，此处上述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对上述电力用半导体元件以及上述金属布线部件进行密封的模制树脂部，上述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于上述相对面，在该电力用半导体装置中，上述模制树脂部在其周边部具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，并且，在比上述凸部往内侧具有比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度深的深度的凹部，上述热传导性绝缘树脂片具有在与上述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
[0125]另外，本发明的第9方式中的电力用半导体装置是具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件的电力用半导体装置，此处上述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对上述电力用半导体元件以及上述金属布线部件进行密封的模制树脂部，上述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于上述相对面，在该电力用半导体装置中，上述散热部件在其周边部具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，并且在比散热部件的上述凸部往内侧具有比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度深的深度的凹部，上述热传导性绝缘树脂片具有在与上述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
[0126]另外，本发明的第10方式中的电力用半导体装置是具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件的电力用半导体装置，此处上述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对上述电力用半导体元件以及上述金属布线部件进行密封的模制树脂部，上述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于上述相对面，在该电力用半导体装置中，上述模制树脂部在其周边部具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，并且具有在与上述厚度方向正交的方向上从上述凸部到达至上述金属布线部件的端面的树脂部侧凹部，该树脂部侧凹部具有比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度深的深度，上述金属布线部件具有与上述树脂部侧凹部相接的位于该金属布线部件的角部的金属布线部件侧凹部，该金属布线部件侧凹部具有比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度深的深度并与上述树脂部侧凹部一体地形成，上述热传导性绝缘树脂片具有在与上述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
[0127]另外，本发明的第11方式中的电力用半导体装置在第8方式至第10方式中的任意一个中，上述凸部以及凹部在其角部具有圆形。
[0128]另外，关于本发明的第12方式中的电力用半导体装置的制造方法，该电力用半导体装置是具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件的电力用半导体装置，此处上述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对上述电力用半导体元件以及上述金属布线部件进行密封的模制树脂部，上述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于上述相对面，上述模制树脂部在周边部具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比上述热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，在该电力用半导体装置的制造方法中，在上述相对面与上述散热部件之间配置上述热传导性绝缘树脂片，在减压环境下对热传导性绝缘树脂片进行加热，在热传导性绝缘树脂片从半硬化状态软化的时刻，在上述厚度方向上开始加压，通过该加压，在与厚度方向正交的方向上，超过模制树脂部的周边部而使热传导性绝缘树脂片延伸至模制树脂部的外侧来形成树脂渗出部，通过继续执行加热，使热传导性绝缘树脂片硬化，而连接功率模块和散热部件。
[0129]在本发明中，边参照附图，边与优选的实施方式关联地进行了充分记载，但对于本领域技术人员，很显然能够进行各种变形、修正。这样的变形、修正只要不脱离所附的权利要求书限定的本发明的范围，就应理解为包含于其中。
[0130]另外，将在2011年12月26日申请的、日本专利申请号为日本特愿2011-283800号的说明书、附图、权利要求书以及摘要的全部公开内容作为参考引入到本说明书中。
【权利要求】
1.一种电力用半导体装置，具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件，此处，所述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对所述电力用半导体元件以及所述金属布线部件进行密封的模制树脂部，所述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于所述相对面， 该电力用半导体装置的特征在于， 所述模制树脂部或者所述散热部件具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比所述热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，该凸部在模制树脂部中形成于其周边部，在散热部件中与模制树脂部的周边部相对地形成， 所述热传导性绝缘树脂片具有在与所述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
2.一种电力用半导体装置，具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件，此处，所述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对所述电力用半导体元件以及所述金属布线部件进行密封的模制树脂部，所述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于所述相对面， 该电力用半导体装置的特征在于， 所述模制树脂部在其周边部具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比所述热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部， 所述热传导性绝缘 树脂片具有在与所述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
3.根据权利要求1或者2所述的电力用半导体装置，其特征在于， 该电力用半导体装置还具备树脂包覆部件，该树脂包覆部件覆盖所述树脂渗出部，并且该树脂包覆部件具有无拐点的平滑的外表面。
4.一种电力用半导体装置，具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件，此处，所述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对所述电力用半导体元件以及所述金属布线部件进行密封的模制树脂部，所述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于所述相对面， 该电力用半导体装置的特征在于， 所述模制树脂部在其周边部具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比所述热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部， 所述热传导性绝缘树脂片在与所述厚度方向正交的方向上，在模制树脂部的周边部的范围内延伸， 该电力用半导体装置还具备树脂包覆部件，该树脂包覆部件覆盖处于模制树脂部的周边部的范围内的热传导性绝缘树脂片并延伸至模制树脂部的外侧，并且该树脂包覆部件具有无拐点的平滑的外表面。
5.一种电力用半导体装置，具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件，此处，所述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对所述电力用半导体元件以及所述金属布线部件进行密封的模制树脂部，所述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于所述相对面， 该电力用半导体装置的特征在于，所述散热部件与所述模制树脂部的周边部相对地具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比所述热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部， 所述热传导性绝缘树脂片具有在与所述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
6.根据权利要求5所述的电力用半导体装置，其特征在于， 该电力用半导体装置还具备树脂包覆部件，该电力用半导体装置覆盖所述树脂渗出部，并且该电力用半导体装置具有无拐点的平滑的外表面。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的电力用半导体装置，其特征在于， 所述凸部在其角部具有圆形。
8.一种电力用半导体装置，具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件，此处，所述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对所述电力用半导体元件以及所述金属布线部件进行密封的模制树脂部，所述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于所述相对面， 该电力用半导体装置的特征在于， 所述模制树脂部在其周边部具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，并且，在比所述凸部往内侧具 有比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度深的深度的凹部， 所述热传导性绝缘树脂片具有在与所述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
9.一种电力用半导体装置，具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件，此处，所述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对所述电力用半导体元件以及所述金属布线部件进行密封的模制树脂部，所述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于所述相对面， 该电力用半导体装置的特征在于， 所述散热部件在其周边部具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，并且，在比散热部件的所述凸部往内侧具有比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度深的深度的凹部， 所述热传导性绝缘树脂片具有在与所述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
10.一种电力用半导体装置，具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件，此处，所述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对所述电力用半导体元件以及所述金属布线部件进行密封的模制树脂部，所述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于所述相对面， 该电力用半导体装置的特征在于， 所述模制树脂部在其周边部具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部，并且具有在与所述厚度方向正交的方向上从所述凸部到达至所述金属布线部件的端面的树脂部侧凹部，该树脂部侧凹部具有比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度深的深度， 所述金属布线部件具有与所述树脂部侧凹部相接的位于该金属布线部件的角部的金属布线部件侧凹部，该金属布线部件侧凹部具有比在金属布线部件与散热部件之间所夹持的热传导性绝缘树脂片的厚度深的深度、并且与所述树脂部侧凹部一体地形成， 所述热传导性绝缘树脂片具有在与所述厚度方向正交的方向上超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧的树脂渗出部。
11.根据权利要求8至10中的任意一项所述的电力用半导体装置，其特征在于， 所述凸部以及凹部在其角部具有圆形。
12.一种电力用半导体装置的制造方法， 该电力用半导体装置具备功率模块、和与功率模块连接的散热部件，此处，所述功率模块具有在安装面上安装了电力用半导体元件的金属布线部件、和在金属布线部件中使与安装面相反一侧的相对面露出的状态下对所述电力用半导体元件以及所述金属布线部件进行密封的模制树脂部，所述散热部件隔着热传导性绝缘树脂片配置于所述相对面，所述模制树脂部在周边部具有在该电力用半导体装置的厚度方向上以比所述热传导性绝缘树脂片的厚度稍微低的高度突出的凸部， 该电力用半导体装置的制造方法的特征在于， 在所述相对面与所述散热部件之间，配置所述热传导性绝缘树脂片， 在减压环境下，对热传导性绝缘树脂片进行加热，在热传导性绝缘树脂片从半硬化状态软化的时刻，在所述厚度方向上开始加压， 通过该加压，在与厚度方向正交的方向上，使热传导性绝缘树脂片超过模制树脂部的周边部而延伸至模制树脂部的外侧来形成树脂渗出部， 通过继续执行加热，使热传导性绝缘树脂片硬化而连接功率模块和散热部件。
【文档编号】H01L25/18GK104011853SQ201280064417
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2012年12月5日 优先权日:2011年12月26日
【发明者】别芝范之, 中岛泰 申请人:三菱电机株式会社