半導(dǎo)體器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，例如涉及適用于在陶瓷襯底上經(jīng)由多個金屬圖案搭載有多個半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件的有效技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]在日本特開2001-85611號公報(專利文獻1)中記載了在陶瓷襯底上經(jīng)由多個導(dǎo)體層搭載有多個功率元件的功率模塊(power module)。
[0003]另外，在日本特開2003-332481號公報(專利文獻2)、日本特開2011-77087號公報(專利文獻3)中記載了一種半導(dǎo)體模塊用的襯底，在陶瓷襯底的上表面接合有布線電路用的銅板，在陶瓷襯底的下表面接合有散熱用的銅板。
[0004]在先技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2001-85611號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2003-332481號公報
[0008]專利文獻3:日本特開2011-77087號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]存在一種在陶瓷襯底上經(jīng)由導(dǎo)體圖案搭載有多個半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件。陶瓷襯底由于高頻特性、熱導(dǎo)率優(yōu)異，因此，例如利用于電力轉(zhuǎn)換裝置等的功率系統(tǒng)(電力控制系統(tǒng))的半導(dǎo)體器件。
[0010]然而，在一個半導(dǎo)體器件內(nèi)排列搭載多個半導(dǎo)體芯片的情況下，陶瓷襯底的平面面積變大。在該情況下，可知如果在安裝半導(dǎo)體器件時等對陶瓷襯底施加外力，則有可能由該外力引起陶瓷襯底產(chǎn)生裂紋等損傷。
[0011 ] 其它課題和新特征根據(jù)本說明書的記述和附圖變得更清楚。
[0012]—個實施方式的半導(dǎo)體器件具有形成于陶瓷襯底上的多個金屬圖案以及搭載于上述多個金屬圖案的多個半導(dǎo)體芯片。另外，上述多個金屬圖案具有相互相對的第一金屬圖案和第二金屬圖案。另外，設(shè)置于上述第一金屬圖案與上述第二金屬圖案之間并且從上述多個金屬圖案露出的第一區(qū)域沿著上述第一金屬圖案的延伸方向以鋸齒狀延伸。
[0013]根據(jù)上述一個實施方式，能夠提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
【附圖說明】
[0014]圖1是表示組入了作為實施方式的半導(dǎo)體器件后的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的說明圖。
[0015]圖2是表示圖1示出的半導(dǎo)體器件的外觀的立體圖。
[0016]圖3是表示圖2示出的半導(dǎo)體器件的背面?zhèn)鹊钠矫鎴D。
[0017]圖4是沿著圖3的A-A線的剖視圖。
[0018]圖5是表不圖3不出的陶瓷襯底的上表面?zhèn)鹊牟季值母┮晥D。
[0019]圖6是示意性地表示圖5示出的多個半導(dǎo)體芯片所構(gòu)成的逆變器電路(invertercircuit)的說明圖。
[0020]圖7是放大表示圖5示出的半導(dǎo)體芯片周邊的放大俯視圖。
[0021]圖8是沿著圖7的A-A線的放大剖視圖。
[0022]圖9是表示圖5示出的多個金屬圖案的布局的俯視圖。
[0023]圖10是表示針對圖9的變形例的俯視圖。
[0024]圖11是表示圖2示出的半導(dǎo)體器件的組裝流程的說明圖。
[0025]圖12是表示通過圖11示出的芯片焊接工序在陶瓷襯底上搭載了多個半導(dǎo)體芯片后的狀態(tài)的俯視圖。
[0026]圖13是表示將圖12示出的多個半導(dǎo)體芯片與多個金屬圖案經(jīng)由導(dǎo)線進行電連接后的狀態(tài)的俯視圖。
[0027]圖14是表示針對圖9的研究例的俯視圖。
[0028]附圖標記說明
[0029]BD1:粘接材料
[0030]BW:導(dǎo)線(導(dǎo)電性部件)
[0031]CD、CP、CTH、CTL:半導(dǎo)體芯片
[0032]CMD:控制電路
[0033]CNV:轉(zhuǎn)換器電路
[0034]CPb:下表面
[0035]CPt:上表面
[0036]CSl、CS2、CShl:陶瓷襯底
[0037]CSb:下表面
[0038]CSsl、CSs2、CSs3、CSs4:襯底邊
[0039]CSt:上表面
[0040]CV:蓋構(gòu)件(蓋、罩部件)
[0041 ]CVb:下表面
[0042]CVsl、CVs2、CVs3、CVs4:邊
[0043]CVt:上表面
[0044]D1: 二極管
[0045]DT1、DT2、DT3、DT4:凹部
[0046]DTC:配電電路
[0047]E1、E2:電位
[0048]EX1、EX2:區(qū)域
[0049]FLG:凸緣部
[0050]INV:逆變器電路
[0051]LD:端子
[0052]LT:端子
[0053]MG:密封材料
[0054]MHsl、MHs2、MLsl、MLs2、MUsl、MUs2、MVsl、MVs2、Mffsl、Mffs2:邊
[0055]MP、MPB、MPH、MPL、MPT、MPU、MPV、MPff:金屬圖案
[0056]MPm:上表面
[0057]PDA、PDC、PDE、PDG、PDK:電極
[0058]PKG1:半導(dǎo)體器件
[0059]PKT:收容部(凹部)
[0060]PR1、PR2、PR3、PR4:凸部
[0061]Q1:晶體管
[0062]SCM:太陽能電池模塊
[0063]SD:焊錫
[0064]THH、THL:貫通孔
[0065]UT、VT、WT:輸出端子
[0066]VL1:假想線(中心線)
[0067]WEX1:寬度
【具體實施方式】
[0068](本申請中的記載形式、基本的術(shù)語、用法的說明)
[0069]在本申請中，關(guān)于實施方式的記載，根據(jù)需要，為了方便起見分為多個部分等進行記載，但是除了特別明確表示了并非如此這一意思的情況以外，這些部分并非是相互獨立分離的，不管記載的前后，單一示例的各部分、一方為另一方的一部分詳細內(nèi)容或者一部分或全部的變形例等。另外，原則上，省略對相同部分的重復(fù)說明。另外，關(guān)于實施方式中的各結(jié)構(gòu)要素，除了特別明確表示了并非如此這一意思的情況、理論上限定為該數(shù)的情況以及根據(jù)前后文的關(guān)系明顯地并非如此的情況以外，并非是必須的結(jié)構(gòu)要素。
[0070]同樣地在實施方式等的記載中，關(guān)于材料、組成等，對于“由A構(gòu)成的X”等來說，除了特別明確表示了并非如此這一意思的情況和根據(jù)前后文的關(guān)系明顯地并非如此的情況以外，并不排除包含A以外的要素的情況。例如，說起成分，是指“作為主要成分而包含A的X”等。例如，對于“硅部件”等來說，并不限定于純硅，當(dāng)然還包括包含SiGe (硅鍺)合金、其它以硅為主要成分的多元合金、其它添加物等的部件。另外，對于鍍金、Cu層、鍍鎳等來說，除了特別明確表示了并非如此這一意思的情況以外，不僅包括純金、純Cu、純鎳的部件，還包括分別以金、Cu、鎳等為主要成分的部件。
[0071]并且，在提及特定的數(shù)值、數(shù)量時，除了特別明確表示了并非如此這一意思的情況、理論上限定于該數(shù)的情況以及根據(jù)前后文的關(guān)系明顯地并非如此的情況以外，可以是超過該特定數(shù)值的數(shù)值，也可以是比該特定數(shù)值小的數(shù)值。
[0072]另外，在實施方式的各圖中，相同或同樣的部分使用相同或類似的標記或參照編號來表示，原則上不重復(fù)進行說明。
[0073]另外，在附圖中，在相反地會變復(fù)雜的情況下或與空隙的區(qū)別明確的情況下，即使是截面也有時省略陰影線等。與此相關(guān)聯(lián)地，在根據(jù)說明等清楚的情況下等，即使是俯視觀察時關(guān)閉的孔，有時也省略背景的輪廓線。并且，即使并非是截面，為了明確表示并非空隙這一情況或為了明確表示區(qū)域的邊界，有時也附加陰影線、點圖案。
[0074]<電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例>
[0075]在以下使用附圖詳細說明的本實施方式中，作為在陶瓷襯底上排列搭載有多個半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體器件的示例，列舉將所輸入的直流電轉(zhuǎn)換為交流電而輸出的電力轉(zhuǎn)換裝置(逆變器裝置)。
[0076]圖1是表示組入了本實施方式的半導(dǎo)體器件后的、電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的說明圖。
[0077]圖1示出的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是如下系統(tǒng):將從多個太陽能電池模塊SCM輸出的直流電通過逆變器電路INV轉(zhuǎn)換為交流電，并輸出到配電電路DTC。
[0078]多個太陽能電池模塊SCM分別是將光能轉(zhuǎn)換為電能的光電轉(zhuǎn)換裝置。多個太陽能電池模塊SCM分別具有多個太陽能電池組，將通過多個太陽能電池組的每一個而轉(zhuǎn)換為電能的電力作為直流電而輸出。
[0079]另外，在圖1示出的多個太陽能電池模塊SCM與逆變器電路INV之間連接有轉(zhuǎn)換器電路CNV。在圖1示出的示例中，從多個太陽能電池模塊SCM輸出的直流電由轉(zhuǎn)換器電路CNV升壓，升壓至高電壓的直流電。也就是說，圖1示出的轉(zhuǎn)換器電路CNV是將直流電轉(zhuǎn)換為電壓相對高的直流電的所謂DC/DC轉(zhuǎn)換器。
[0080]另外，通過逆變器電路INV進行了電力轉(zhuǎn)換的交流電被輸出到配電電路DTC。在圖1示出的示例中，逆變器電路INV轉(zhuǎn)換為U相、V相以及W相的三相交流電，三相交流電被輸出到配電電路DTC。
[0081]另外，圖1示出的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有對上述電力轉(zhuǎn)換動作進行控制的控制電路CMD。控制電路CMD對轉(zhuǎn)換器電路CNV和逆變器電路INV的各開關(guān)元件輸出控制信號。
[0082]另外，圖1示出的逆變器電路INV是使用多個開關(guān)元件將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的電力轉(zhuǎn)換電路。在圖1示出的示例中，六個晶體管Q1分別作為開關(guān)元件而發(fā)揮功能。
[0083]在使用開關(guān)元件將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的情況下，使用將與相對高的電位相連接的高電位側(cè)開關(guān)(high side switch)以及與相對低的電位相連接的低電位側(cè)開關(guān)(lowside switch)進行串聯(lián)連接的電路。該高電位側(cè)開關(guān)和低電位側(cè)開關(guān)形成對地而進行接通-斷開(0N-0FF)動作。在一對高電位側(cè)開關(guān)和低電位側(cè)開關(guān)中、一個開關(guān)處于接通狀態(tài)時，另一個開關(guān)變?yōu)閿嚅_狀態(tài)。一對高電位側(cè)開關(guān)和低電位側(cè)開關(guān)高速地進行接通-斷開動作(以下，稱為開關(guān)動作)，由此輸出單相交流電。
[0084]另外，在圖1示出的示例中，示出了將直流電轉(zhuǎn)換為三相交流電的逆變器電路INV，由高電位側(cè)開關(guān)和低電位側(cè)開關(guān)構(gòu)成的開關(guān)對與U相、V相以及W相這三相對應(yīng)地設(shè)置有三對。另外，U相、V相以及W相這三相各自的輸出節(jié)點在串聯(lián)連接的高電位側(cè)開關(guān)與低電位側(cè)開關(guān)之間進行連接，各開關(guān)對以具有120度的相位差的方式進行開關(guān)動作。由此，能夠?qū)⒅绷麟娹D(zhuǎn)換為具有U相、V相以及W相這三相的三相交流電。
[0085]例如在圖1示出的示例中，對高電位側(cè)的端子HT施加正的電位E1，對低電