半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体装置。尤其涉及在容纳功率半导体元件的外装壳体中固定控制电路基板而成的半导体装置。
【背景技术】
[0002]作为控制发动机等的半导体装置，众所周知的有在由树脂制成的外装壳体中内置IGBT(绝缘栅型双极晶体管:Insulated Gate Bipolar Transistor)等的功率半导体元件的半导体模块。另外，在半导体模块中也有具备控制功率半导体元件的控制电路基板的。对具备控制电路基板的功率半导体模块来说，功率半导体元件在开关动作时产生的噪声会在控制电路基板和功率半导体元件之间相互产生影响。因此，控制电路基板固定在外装壳体中，与功率半导体元件分开噪声影响不到的程度。控制电路基板例如通过螺丝紧固而固定在外装壳体的外侧。
[0003]近来的电子仪器所追求的高速化、小型化、低耗电化对抵抗外来噪声的电子仪器的抗噪性有了严格要求。另外，一方面外来噪声的发生源日益增加，而一方面在去除现有的干扰性噪声的基础上，对于电子仪器的抗噪性有了强烈的需求。尤其是，关于使用环境苛刻的车载用的电子仪器(车载用智能功率模块等)，根据制造商的要求规格，需要有比现有水平高的更严格的防噪对策。
[0004]因此，目前采取如下措施，即在控制功率半导体元件等的控制电路基板上实施防噪对策，或者将屏蔽板配置在功率半导体元件和控制电路基板之间。作为前者的在控制电路基板侧的防噪对策采取如下各种措施，即在控制电路基板的外装壳体侧的整个表面贴附金属箔，并将金属箔电连接到地，或者设计防噪用的电路和/或图案，再设置电容器等的防噪部件。
[0005]作为后者的配置屏蔽板的防噪对策，具有通过紧固螺丝而固定屏蔽板的半导体装置(专利文献I)。另外，具有通过紧固螺丝将设有屏蔽层的印刷基板固定到外部连接用端子的半导体装置，其中，外部连接用端子被固定支撑在外装壳体中(专利文献2)。另外，具有如下半导体装置:屏蔽板搭载于被植入到外装壳体中的阶梯支柱的阶梯部，并以贯通阶梯支柱的结合部的方式放置金属环，并且将控制电路基板搭载在金属环上，叠置为两层的控制电路基板和屏蔽板通过紧固螺丝而固定到阶梯支柱(专利文献3)。在这些半导体装置中，由于在功率半导体元件和控制电路基板之间配置屏蔽板，所以从功率半导体元件和控制电路基板中的一方辐射的噪声被屏蔽板部分地屏蔽，从而能够抑制入射到另一方。由于屏蔽板使用与噪声的性质对应的材料的金属板，所以能够有效地屏蔽噪声。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特许第4583122号
[0009]专利文献2:日本特开2009-130163号公报
[0010]专利文献3:国际特开第2010/150471号
【发明内容】
[0011]技术问题
[0012]在专利文献I至3中所描述的半导体装置中，使用由金属制成的螺丝或金属环来固定屏蔽板。由于使用这些金属部件，所以设计时需要考虑与搭载在屏蔽板的上方的控制电路基板之间的绝缘距离，另外，与控制电路基板之间需要留出相当于螺丝高度的空间距离。因此，增加了具有控制电路基板的半导体装置的整体的高度，从而增大了体积。
[0013]本发明的目的在于有利地解决以上问题，能够在不使用紧固螺丝的情况下固定屏蔽板，因此提供具有控制电路基板且能够薄型化、小型化的半导体装置。
[0014]技术方案
[0015]为了实现上述目的，提供有如下的半导体装置。
[0016]该半导体装置包括容纳在外装壳体中的半导体元件、远离该半导体元件而固定在该外装壳体的控制电路基板以及设在该半导体元件和该控制电路基板之间的屏蔽板。该外装壳体上设有在前端具有比该屏蔽板的厚度还长的凸部的支柱。在该屏蔽板中形成有供该支柱的凸部贯穿的贯通孔。该屏蔽板通过卡止到该凸部的固定单元而固定到该支柱。
[0017]技术效果
[0018]根据本发明，由于在容纳有半导体元件的外装壳体中设有支柱，使屏蔽板贯通该支柱的凸部，该屏蔽板通过卡止到该凸部的固定单元固定到该支柱，所以可在不使用螺丝的情况下固定屏蔽板。因此，可使具有控制电路基板的半导体装置薄型化、小型化。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的半导体装置的一个实施方式的平面图。
[0020]图2是图1的半导体装置的侧视图。
[0021]图3是拆卸了图1的控制电路基板的状态的平面图。
[0022]图4是沿图3的IV-1V线截取的剖视图。
[0023]图5是支柱的立体图。
[0024]图6是环状紧固件的平面图。
[0025]图7是在将环状紧固件安装到支柱11时的立体图。
[0026]图8是环状紧固件的其它示例的示意性立体图。
[0027]图9是环状紧固件的其它示例的示意性立体图。
[0028]图10是环状紧固件的其它示例的示意性立体图。
[0029]图11是示出本发明的其它实施方式的剖面图。
[0030]图12是本发明的实施方式3的半导体装置的平面图。
[0031]图13是图12的半导体装置的侧视图。
[0032]图14是拆卸了图12的控制电路基板的状态的平面图。
[0033]图15是沿图14的XV-XV线截取的剖视图。
[0034]图16是屏蔽板的部分放大图。
[0035]图17是在将屏蔽板安装到支柱时的立体图。
[0036]图18是本发明的实施方式3的半导体装置的屏蔽板的平面图。
[0037]图19是本发明的实施方式4的半导体装置的屏蔽板的平面图。
[0038]图20是本发明的实施方式5的半导体装置的平面图。
[0039]图21是本发明的实施方式5的半导体装置的屏蔽板的平面图。
[0040]图22是本发明的实施方式6的半导体装置的平面图。
[0041]图23是沿图22的XXII1-XXIII线截取的剖视图。
[0042]图24是本发明的实施方式6的半导体装置的屏蔽板的说明图。
[0043]图25是具有母线的半导体装置的剖视图。
[0044]图26是本发明的实施方式7的半导体装置的屏蔽板的平面图。
[0045]图27是示出图26的屏蔽板的变形示例的平面图。
[0046]符号说明
[0047]1、2、3、4:半导体装置10:外装壳体
[0048]11:支柱12:环状紧固件
[0049]13、14:端子(螺丝端子)15、16:半导体元件(半导体芯片)
[0050]17:绝缘基板18:接合线
[0051]19:金属基板20:控制电路基板
[0052]25:母线块
[0053]30、30A、40、50、60、70:屏蔽板
[0054]31、33:贯通孔32:狭缝
[0055]34:切口35:凸部
[0056]36:密封材料
【具体实施方式】
[0057](实施方式I)
[0058]将参照附图来具体描述本发明的半导体装置的实施方式。
[0059]在图1的平面图、图2的侧视图中示出的本发明的一个实施方式的半导体装置是构成为适用于逆变器装置的IPM(智能功率模块-1ntelligent Power Module)的装置，并且在容纳功率半导体元件(芯片)且由树脂制成的外装壳体10上设有控制电路基板20。该控制电路基板20在平面图中具有长方形的形状，构成功率半导体元件的驱动电路和/或控制电路的多个电子部件21和用于与外部电连接的连接器22安装在该基板的一个表面上，另外，销端子23从外装壳体10延伸出来。在此，为了容易理解，简化而描述了图示的电子部件21。
[0060]在控制电路基板20的另一表面(背面)形成有与多个电子部件21连接的、由导电性金属形成的布线图案(未图示)。控制电路基板20通过将安装在控制电路基板20的四个角落的螺丝24与形成在外装壳体10的正表面侧的上端的螺纹座10a(参照图2)进行螺纹结合而固定到外装壳体10。另外，在图2中，从外装壳体10向正面侧突出的销形状的支柱11的凸(突)部Ila的前端与通过螺丝24固定的控制电路基板20的背面抵接，从而抑制控制电路基板20的振动。如在后面所描述的那样，该支柱11是用于通过环状紧固件12来固定图3中示出的屏蔽板30的部件。与外装壳体10内的功率半导体元件(芯片)等电连接的多个端子(螺丝端子)13、14暴露在外装壳体10的上端。
[0061]在图3中示出拆卸了图1的控制电路基板20的状态的平面图。在半导体装置I中设有与外装壳体10的上端相比位于下方的屏蔽板30，