[发明专利]半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件，更详细而言涉及隔着高散热绝缘层而在金属基体板上配置了IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)、二极管等发生高热的半导体元件的半导体器件。

背景技术

在半导体器件中，为了将动作温度保持在预定范围内，需要对在半导体元件中发生了的热进行散热。因此，已知如下半导体器件：在接合了半导体元件的陶瓷基板的背侧配置了热传导性优良的金属基体板(例如参照专利文献1)。

在这样的半导体器件中，在半导体元件中发生了的热经由陶瓷基板、有机绝缘片等绝缘层传导到金属基体板，从与金属基体板连接了的冷却器散热，从而使散热性提高。但是，伴随最近的半导体元件的高密度集成化，需要使散热特性进一步提高。

另外，公开了作为半导体元件与金属基体之间的绝缘层而使用混入了用于提高热传导性的高热传导性无机粉末(填料)的有机绝缘片(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开2006-303086号公报

专利文献2：日本特开2003-137627号公报

发明内容

对于被用作作为半导体器件的构成零件的绝缘层的有机绝缘片或者陶瓷基板，要求散热性以及用于稳定地驱动半导体器件的绝缘性。

特别是最近，随着如SiC元件等那样与大电流化、高频动作相伴的元件发热变大、半导体器件的小型化、额定电压的上升，对有机绝缘片、陶瓷基板要求如下特性：不使绝缘可靠性降低，而使半导体元件所致的发热高效地散热到金属基体板。

另外，在各种环境下使用半导体器件、特别是在高湿度环境下使用的情况下，在专利文献1、专利文献2所示的构造中，被用作绝缘层的有机绝缘片、陶瓷基板吸湿，绝缘特性大幅降低而绝缘寿命变短，所以可靠性降低。

为了避免该问题，通过被用作绝缘层的有机绝缘片、陶瓷基板的厚壁化来满足高耐湿化，但由于绝缘层变厚，存在高热电阻化所致的散热性变差以及高成本化的问题。

进而，还有通过在印刷基板上涂覆硅系材料来构成绝缘层而提高耐湿性的例子(日本特开2001-168501号)，但在硅系涂覆材料的情况下，存在分子量大而进行吸湿的可能性，以及存在如下可能性：在吸湿了时在印刷基板与涂覆材料之间发生剥离，同样地可靠性降低。

这样，在以往的绝缘层的结构中，难以使高散热化和高绝缘可靠性同时实现。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，得到一种使用了具有热传导性并且绝缘性优良的绝缘层的半导体器件。

本发明的半导体器件具备：半导体元件；引线框，所述半导体元件与所述引线框的一个面接合；第1绝缘层，配置在所述引线框的另一个面；以及金属基体板，隔着所述第1绝缘层而与所述引线框连接，其中，所述第1绝缘层的外周部比所述金属基体板的外周部靠内部，包括所述引线框的外周部的电场集中部位的所述第1绝缘层的外周部被具有比所述第1绝缘层更高耐湿性和更高绝缘性的第2绝缘层覆盖。

根据本发明，包括引线框的外周部的电场集中部位的第1绝缘层的外周部被具有比第1绝缘层更高耐湿性和更高绝缘性的第2绝缘层覆盖，所以能够保证即使在高湿环境下也有高可靠性的绝缘性，能够提供散热性和绝缘性优良的半导体器件。

本发明的上述以外的目的、特征、观点以及效果根据参照附图的以下的本发明的详细的说明将更加清楚。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的半导体器件的剖面图。

图2是示出引线框端部的电场集中部位的电场分析影像图。

图3是示出构成本发明的实施方式2的半导体器件的第2绝缘层的内部构造以及制造过程中的结构的剖面示意图。

图4是示出干燥状态下的实施方式2的第2绝缘层和以往的绝缘层的耐电压试验结果的图。

图5是示出实施方式2中的第2绝缘层和以往的绝缘层的耐湿寿命比的图。

图6是示出比较例的半导体器件的结构的剖面图。

(符号说明)

1：半导体器件；2、2a、2b：半导体元件；3、3a、3b：焊锡；4、4a、4b：引线框；5：第1绝缘层；6：金属基体板；7：第2绝缘层；8：密封材料；9a、9b、9c：电场集中部位；10：二氧化硅粒子；11：树脂粒子；12：沿面破坏路径；13：树脂包覆粒子；14：膏。

具体实施方式

以下，根据附图来说明本发明。

另外，在各图中，同一符号表示同一部分或者相当的部分。

实施方式1.