本发明专利技术能抑制半导体装置的散热性下降。在半导体装置(100)中，在散热基底(140)的背面形成有多个凹陷，凹陷构成为多个重叠。散热基底(140)的背面的多个凹陷通过对散热基底(140)的背面进行喷丸处理而形成。作为此时的喷丸处理的处理条件，在喷丸材料为SUS304、处理时间为20秒、超声波振幅为70μm时，优选将喷丸材料的平均粒径设为0.3mm～6mm。若在进行了基于上述处理条件的喷丸处理的散热基底(140)的背面隔着导热膏(160)设置散热片(170)，则散热基底(140)的重叠的多个凹陷相对于导热膏(160)的密接性因固着效果而得到提高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体装置。
技术介绍
作为功率转换装置等来使用的功率半导体装置具有：半导体芯片；层叠基板，该层叠基板具有正面形成有电路板、背面形成有金属板的绝缘板，且经由焊料将半导体芯片设置于电路板上；以及经由焊料设有该层叠基板的散热基底。将上述结构放进壳体中的功率半导体装置还在铜基底的背面隔着导热膏(ThermalCompound)安装有散热片。此外，功率半导体装置中，为了对半导体芯片、层叠基板、散热基底进行焊接而加热。此时，由于各构件间的热膨胀系数存在差异，因此散热基底会产生翘曲。若产生了翘曲的散热基底和散热片之间产生间隙，则导热膏的厚度变得不均匀，散热性降低。这里，能通过在散热基底上形成加工硬化层来控制散热基底的翘曲。因此，已知有使散热基底和散热片紧密接触从而使导热膏的厚度均匀，由此来抑制散热性降低的方法(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2004－214284号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，基于半导体芯片的动作状况，随着功率半导体装置的温度发生变化，散热基底会反复发生变形。因此，散热基底下的导热膏的一部分被挤压到外部(泵出)，导热膏的涂布分布产生偏差。由此，功率半导体装置的散热性降低。解决技术问题所采用的技术方案根据本专利技术的一个观点，提供了一种半导体装置，该半导体装置包括：半导体芯片；层叠基板，该层叠基板具备绝缘板、形成于所述绝缘板的正面的电路板、及形成于所述绝缘板的背面的金属板，所述电路板上设有所述半导体芯片；散热板，该散热板构成为在正面设有所述层叠基板，在背面形成有多个凹陷，多个所述凹陷相重叠；以及散热器，该散热器隔着散热材料设置于所述散热板的所述背面。专利技术效果根据公开的技术，可抑制半导体装置的散热性下降。附图说明图1是表示实施方式的半导体装置的图。图2是用于说明实施方式的喷丸处理的图。图3是通过实施方式的喷丸处理而形成于散热基底的凹陷的SEM图像的示意图。图4是表示实施方式的半导体装置的制造方法的流程图。图5是表示相对于实施方式的喷丸处理的喷丸材料的平均粒径的算术平均粗糙度及最大高度的变化的曲线图。图6是表示相对于实施方式的喷丸处理的处理时间的算术平均粗糙度及最大高度的变化的曲线图。图7是表示相对于实施方式的喷丸处理的超声波振幅的算术平均粗糙度及最大高度的变化的曲线图。图8是表示相对于实施方式的喷丸处理的喷丸材料的平均粒径的凹陷宽度的变化的曲线图。图9是用于说明对实施方式的散热基底进行的热循环试验的图。图10是表示相对于实施方式的散热基底的循环数的上升温度的曲线图。图11是表示对未进行实施方式的喷丸处理的散热基底进行的热循环试验的观察结果的图。图12是表示对进行了实施方式的喷丸处理的散热基底进行的热循环试验的观察结果的图。图13是表示相对于实施方式的喷丸处理的喷丸材料的平均粒径的热循环试验的结果的图。图14是表示作为参考例的使用了砂纸时的热循环试验的结果的图。具体实施方式下面参照附图，对实施方式进行说明。首先，使用图1对半导体装置进行说明。图1是表示实施方式的半导体装置的图。半导体装置100中，对半导体芯片110、层叠基板120、散热基底140(散热板)进行层叠并收纳于壳体150，利用树脂(省略图示)来密封半导体芯片110、层叠基板120、散热基底140的正面侧。半导体芯片110例如包含IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极晶体管)、功率MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)、FWD(FreeWheelingDiode：续流二极管)等半导体元件。另外，图1中仅记载了一个半导体芯片110，但能根据需要而配置多个。层叠基板120具有绝缘板121、形成于绝缘板121的正面的电路板122、及形成于绝缘板121的背面的金属板123。经由焊料(省略图示)将半导体芯片110设置于层叠基板120的电路板122上。散热基底140由热传导性较高的例如铝、金、银、铜等金属构成，层叠基板120经由焊料130设置于散热基底140的正面。此外，为了提高耐腐蚀性，可以在上述散热基底140的表面形成由镍等形成的保护膜。保护膜除了镍以外，也能应用铬、金等。保护膜通过溅射、CVD(ChemicalVaporDeposition：化学气相沉积)、镀敷而形成。此外，在散热基底140的背面形成有多个小凹陷，凹陷构成为多个重叠。后文将详细阐述对散热基底140的背面形成凹陷的方法。半导体芯片110内，半导体芯片110的主电极与壳体150的端子通过引线(省略图示)电连接。具有上述结构的半导体装置100中，散热片170(散热器)隔着导热膏160(散热材料)设置于散热基底140的背面。散热片170由热传导性较高的例如铝、金、银、铜等金属构成，利用螺钉(省略图示)将散热片170夹着导热膏160安装于散热基底140的背面。另外，导热膏160例如包含非硅类的有机油和该有机油所含有的填料(作为其一个示例有氧化铝)。填料的填充率为80wt％～95wt％，填料的平均粒径为0.1μm～10μm(平均5μm)。此外，导热膏160的热传导率为1.99W/(m·K)，粘度为542Pa·s(旋转速度0.3rpm时)、112Pa·s(旋转速度3rpm时)。对散热基底140涂布厚度100μm左右的上述导热膏160。在上述半导体装置100中，在散热基底140的背面形成有多个小凹陷，凹陷构成为多个重叠。因此，对于涂布于散热基底140的背面的导热膏160的浸润性得到提高。若隔着导热膏160将散热片170设置于散热基底140的背面，则由于固着效果而使散热基底140的凹陷与导热膏160的密接性得到提高。因此，即使散热基底140因基于半导体芯片110的动作发热的半导体装置100的温度变化而发生变形，也可抑制散热基底140的背面的导热膏160挤压到外部(泵出)。因此，半导体装置100中，对于泵出的特性(耐久性、可靠性)得到提高，因此抑制了半导体装置100的散热性的降低，维持了半导体装置100的可靠性。接着，下面对散热基底140的背面的多个凹陷的形成方法的详细情况进行说明。首先，利用图2说明对散热基底140的背面形成多个凹陷的方法。图2是用于说明实施方式的喷丸处理的图。另外，图2(A)表示对喷丸处理进行说明的图，图2(B)表示用于说明进行了喷丸处理的散热基底140的图。利用喷丸(SP)处理在半导体装置100的散热基底140的背面形成多个凹陷。为了在散热基底140的背面执行喷丸处理，例如如图2(A)所示那样，对散热基底140的背面的凹陷141的形成区域设置喷丸处理装置200。喷丸处理装置200包含超声波振动装置210和因超声波振动装置210而振动的多个喷丸材料220。上述喷丸处理装置200中，通过驱动超声波振动装置210，从而喷丸材料220进行振动。进行振动的喷丸材料220撞击散热基底140的背面，由此如图2(B)所示，在散热基底140的背面形成多个凹陷141，且凹陷141构成为多个重叠。喷丸处理装置200中，能通过设定各种处理条件来控制凹陷141的凹陷宽度、深度等。喷丸材料220例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，包括：半导体芯片；层叠基板，该层叠基板具备绝缘板、形成于所述绝缘板的正面的电路板、及形成于所述绝缘板的背面的金属板，所述电路板上设有所述半导体芯片；散热板，该散热板构成为在正面设有所述层叠基板，在背面形成有多个凹陷，多个所述凹陷相重叠；以及散热器，该散热器隔着散热材料设置于所述散热板的所述背面。
【技术特征摘要】
2015.09.16 JP 2015-1832611.一种半导体装置，其特征在于，包括：半导体芯片；层叠基板，该层叠基板具备绝缘板、形成于所述绝缘板的正面的电路板、及形成于所述绝缘板的背面的金属板，所述电路板上设有所述半导体芯片；散热板，该散热板构成为在正面设有所述层叠基板，在背面形成有多个凹陷，多个所述凹陷相重叠；以及散热器，该散热器隔着散热材料设置于所述散热板的所述背面。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述散热板的所述背面的算术平均粗糙度为1μm～10μm。3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述散热板的所述背面的最大高度为12μm～71.5μm。4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，所述凹陷的凹陷宽度为0.17mm～0.72mm。5.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤隆，百濑文彦，西村芳孝，望月英司，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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