半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术防止热集中。臂部(2)具备：第一电路图案(5a)，其在俯视时呈凹形并配置有第一半导体芯片(6,7)的背面；以及第二电路图案(5b)，其配置于第一配置区域(5a1)，在俯视时至少一部分配置在由第一电路图案(5a)的凹陷形成的第一配置区域(5a1)，并在第一配置区域(5a1)中通过所连接的第一布线部件(8b,8c)电连接于第一负极电极(6b,7b)。由此，配置于第一电路图案(5a)的第一半导体芯片(6,7)不集中在层叠基板(3)的中央部，而是位于层叠基板(3)的外周部。因此，能够分散层叠基板(3)中的发热，并提高散热性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
本专利技术涉及一种半导体装置。
技术介绍
半导体装置包括例如IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极型晶体管)、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)、SBD(SchottkyBarrierDiode：肖特基势垒二极管)等半导体元件。这样的半导体装置具有包含上述半导体元件的多个半导体单元和配置有该多个半导体单元的散热板。这样的半导体装置能够发挥所希望的功能(例如，参照专利文献1)。电力转换装置通过在基板上配置例如IGBT和FWD来实现(例如，参照专利文献2)。此时，为了有效利用基板的面积，将芯片尺寸不同的IGBT和FWD配置在基板的中央部，进而将IGBT和FWD上下交替地配置。现有技术文献专利文献专利文献1：美国专利第5527620号说明书专利文献2：日本特开2018-125494号公报
技术实现思路
技术问题为了在基板的有限区域内有效地配置如上所述的芯片尺寸不同的IGBT和FWD，需要将他们以聚集在一部分区域的方式配置而抑制无效的区域。而且，针对基板，还需要考虑最优化地配置外部端子和连接布线。因此，IGBT和FWD必然配置于基板的中央部。但是，在中央部(一个部位)集中配置有IGBT和FWD的基板的该中央部会发热集中。因此，半导体装置的额定电流等可能会受到影响，而难以增强半导体装置的特性。本专利技术是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够防止热集中的半导体装置。技术方案根据本专利技术的一个观点，提供一种半导体装置，具有第一臂部，上述第一臂部具备：第一半导体芯片，其在背面具备第一正极电极且在正面具备第一负极电极和第一控制电极；第一电路图案，其在俯视时呈凹形并配置有上述第一正极电极；以及第二电路图案，其在俯视时至少一部分配置在由上述第一电路图案的凹陷形成的第一配置区域，并在上述第一配置区域中通过所连接的第一布线部件电连接于上述第一负极电极。专利技术效果根据公开的技术，能够防止热集中，并能够提高半导体装置的特性。通过与表示作为本专利技术的示例而优选的实施方式的附图相关联的以下说明，本专利技术的上述及其他目的、特征和优点将变得更加清楚。附图说明图1是用于说明第一实施方式的半导体装置所包含的臂部的图。图2是第二实施方式的半导体装置的俯视图。图3是第二实施方式的半导体装置的截面图。图4是由第二实施方式的半导体装置构成的电路构成图。图5是用于说明第二实施方式的半导体装置中的电流的流动的图。图6是用于说明用于参考的半导体装置和半导体装置中的电流的流动的图。符号说明1,10半导体装置2臂部3层叠基板4基板5a第一电路图案5a1第一配置区域5b第二电路图案6,7第一半导体芯片6a,7a第一控制电极6b,7b第一负极电极8a～8e布线部件20第一臂部21,31陶瓷电路基板22,32绝缘板23a～23d,33a～33e电路图案23a1第一布线区域33a1第二配置区域24,34金属板25,26,35,36半导体芯片25a,26a,35a,36a栅电极25b,26b,35b,36b发射电极27a～27j,37a～37i键合线30第二臂部40壳体41框体42收纳区43～45外部端子部具体实施方式[第一实施方式]以下，参照附图，用图1对第一实施方式的半导体装置所包含的臂部进行说明。图1是用于说明第一实施方式的半导体装置所包含的臂部的图。第一实施方式的半导体装置1具备图1所示的臂部2。臂部2具有层叠基板3和配置在层叠基板3上的第一半导体芯片6,7。第一半导体芯片6,7分别在背面具备第一正极电极(省略图示)并且在正面具备第一负极电极6b,7b和第一控制电极6a,7a。这样的第一半导体芯片6,7能够采用例如功率MOSFET或RC(Reverse-Conducting：反向导通)-IGBT。RC-IGBT是在一个芯片内包含IGBT和FWD而成的。层叠基板3还具备基板4以及形成于基板4的正面的第一电路图案5a和第二电路图案5b。第一电路图案5a在俯视时呈凹形。第一电路图案5a配置有形成在第一半导体芯片6,7的背面的第一正极电极。即，第一电路图案5a在俯视时呈U字型。在第一电路图案5a的内侧具有包括凹形的凹陷部并由图1的虚线所示的第一配置区域5a1。应予说明，第一电路图案5a呈凹状。因此，第一半导体芯片6,7隔着第一配置区域5a1分别配置在第一电路图案5a。第二电路图案5b的至少一部分配置在第一配置区域5a1，并且第二电路图案5b的至少一部分被第一电路图案5a所夹。另外，第二电路图案5b在第一配置区域5a1中与第一布线部件8b,8c的一个端部连接。第一布线部件8b,8c的另一个端部与第一半导体芯片6,7的第一负极电极6b,7b连接。因此，第二电路图案5b在第一配置区域5a1中通过所连接的第一布线部件8b,8c而电连接于第一负极电极6b,7b。应予说明，第一电路图案5a和第二电路图案5b由导电性部件构成。另外，布线部件8b,8c(以及后述的布线部件8a,8d,8e)由键合线、引线框或带状的导电部件等构成。在这样的半导体装置1的臂部2中，例如从布线部件8a流入的电流在第一电路图案5a中分别向第一半导体芯片6和第一半导体7这两个方向分流。于是，在第一电路图案5a导通的电流流入第一半导体芯片6,7的背面的第一正极电极，从第一半导体芯片6,7的正面的第一负极电极6b,7b输出输出电流。从第一半导体芯片6,7输出的输出电流经由布线部件8b,8c流入第二电路图案5b。应予说明，此时，控制信号经由布线部件8e而在预定的时刻被输入到第一半导体芯片6,7的第一控制电极6a,7a。如此，流入第二电路图案5b的输出电流通过布线部件8d被输出到臂部2的外部。此时，在半导体装置1具备的臂部2中，输出电流的第一半导体芯片6,7随着驱动而发热。但是，第一电路图案5a在俯视时呈凹形，第二电路图案5b配置于第一电路图案5a的凹陷中。因此，第一电路图案5a配置于层叠基板3的外周部，第二电路图案5b配置于层叠基板3的中央部。配置于这样的第一电路图案5a的第一半导体芯片6,7不配置于层叠基板3的中央部而位于层叠基板3的外周部。因此，能够抑制发热在层叠基板3中的一个部位集中来分散发热，提高散热性。另外，将从第一半导体芯片6,7输出的输出电流汇集于层叠基板3的中央部的第二电路图案5b。因此，能够使对第一半导体芯片6,7的第一控制电极6a,7a的控制电压变得均等，并能够在第一半导体芯片6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，/n所述半导体装置具有第一臂部，/n所述第一臂部具备：/n第一半导体芯片，其在背面具备第一正极电极且在正面具备第一负极电极和第一控制电极；/n第一电路图案，其在俯视时呈凹形并配置有所述第一正极电极；以及/n第二电路图案，其在俯视时至少一部分配置在由所述第一电路图案的凹陷形成的第一配置区域，并在所述第一配置区域中通过所连接的第一布线部件电连接于所述第一负极电极。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190218 JP 2019-0265431.一种半导体装置，其特征在于，
所述半导体装置具有第一臂部，
所述第一臂部具备：
第一半导体芯片，其在背面具备第一正极电极且在正面具备第一负极电极和第一控制电极；
第一电路图案，其在俯视时呈凹形并配置有所述第一正极电极；以及
第二电路图案，其在俯视时至少一部分配置在由所述第一电路图案的凹陷形成的第一配置区域，并在所述第一配置区域中通过所连接的第一布线部件电连接于所述第一负极电极。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一半导体芯片隔着所述第一配置区域分别配置于所述第一电路图案。


3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一半导体芯片是RC-IGBT或MOSFET。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述半导体装置还具有第二臂部，
所述第二臂部具备：
第二半导体芯片，其在背面具备第二正极电极并在正面具备第二负极电极和第二控制电极；
第三电路图案，其在俯视时呈凹形且具有与所述第一电路图案的配置有凹陷的一侧对置的凹陷，并配置有所述第二正极电极；以及
第四电路图案，其在俯视时至少一部分配置在由所述第三电路图案的凹陷形成的第二配置区域，并在所述第二配置区域中通过所连接的第二布线部件电连接于所述第二负极电极。


5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，
所述第二电路图案在俯视时为包括第一部分和第二部分的L字型，所述第一部分配置于所述第一配置区域，所述第二部分沿与所述第一配置区域的延伸方向呈直角的方向延伸。

【专利技术属性】
技术研发人员：市川裕章，
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