專利名稱：半導體器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體器件，更具體地說，涉及諸如半導體功率模塊的半導體器件。
背景技術：
例如，在JP 4-18468A公開的半導體器件中，半導體元件、電極等等都設置在襯底上，通過連接線形成預定的各部分之間的連接，所有這些都被容納在外殼中，同時，將硅膠注入外殼中并將其固化以保護外殼內(nèi)的元件等。
但是，在上述封裝型半導體器件中，如圖6中所示，一個電極1固定在襯底2上，而另一電極3依靠與蓋板4形成為一體的樹脂構(gòu)件5支承。兩個電極1和3以相互靠近的關系從外殼6內(nèi)引出，在電極1和樹脂構(gòu)件5之間形成微小的間隙D。在某些情況下，凝膠7在固化前由于毛細管作用沿間隙D上升，到達并附著到電極1和3的用于與外部端子連接的部分。當凝膠7附著到電極1和3的用于與外部端子連接的部分時，由于凝膠7是絕緣體，電極1和3與外部端子之間連接的性能可能不好。
此時，通過設置在一個電極和支承另一電極的樹脂構(gòu)件之間的大的間隙，可避免凝膠沿間隙的上升運動。但是，這種較大的間隙也使兩個電極之間的距離增大，于是增加了器件的總體尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述問題。本發(fā)明的一個目的就是提供一種半導體器件，它能夠在不增加半導體器件尺寸的情況下避免凝膠的上升運動。
按照本發(fā)明，提供一種半導體器件，它包括襯底；設置在襯底表面上的半導體元件；外殼，它具有敞開的上部，用于將半導體元件容納于其中；第一電極，它從外殼內(nèi)部被引出到外殼上方，樹脂構(gòu)件，它設置成面對第一電極，同時在樹脂構(gòu)件和第一電極之間具有間隙；以及絕緣密封劑，它在以液態(tài)注入外殼后被固化；空腔，它形成在樹脂構(gòu)件和第一電極中至少一個當中，通過部分加大在樹脂構(gòu)件和第一電極之間形成的間隙來避免密封劑在固化之前由于毛細管作用而上升到第一電極的用于與外部端子連接的部分。
當將密封劑注入外殼內(nèi)時，密封劑會由于毛細管作用沿在電極和樹脂構(gòu)件之間形成的間隙上升。但由于在空腔處間隙增大，密封劑的這種上升運動在空腔水平面處停止，從而避免密封劑到達電極的用于與外部端子連接的部分。


圖1是說明按照本發(fā)明實施例的半導體器件的部分截面圖；圖2到5是分別說明修改的實施例的部分截面圖；以及圖6是傳統(tǒng)的半導體器件的部分截面圖。
具體實施例方式
以下將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例加以說明。
圖1示出按照本發(fā)明實施例的半導體器件的部分截面圖。此半導體器件用作功率模塊等。半導體器件具有襯底11。襯底11具有焊接在其表面上的第一電極12。第一電極12的截面呈L形。設置在第一電極12附近的是截面為L形的樹脂構(gòu)件13，它面對第一電極并與之有間隔。在第一電極12的正面和樹脂構(gòu)件13的背面形成微小間隙。截面是L形的第二電極14固定到樹脂構(gòu)件13的正面。這樣設置第一電極12和第二電極14，以便它們以靠近的關系互相面對。
此處，第一電極12的上部具有在其正面(即面對樹脂構(gòu)件13的一面)形成的凹形空腔12a，使得在第一電極12的正面和樹脂構(gòu)件13的背面所形成的間隙在空腔12a處局部增大。這樣形成空腔12a，使得它象溝槽那樣沿著第一電極12寬度的全長延伸。應當指出，例如當?shù)谝浑姌O12的厚度為大約1-1.5mm，而在第一電極12正面和樹脂構(gòu)件13的背面之間所形成的微小間隙為大約0.2-0.5mm時，最好將第一電極12和樹脂構(gòu)件13之間空腔12a處的間隙D1設定為大約1mm。
半導體元件15設置在襯底11的表面上，與第一電極12有間距。半導體元件15表面上的電極和第二電極14通過連接線16相連接。而且，外殼17固定在襯底11的外圍部分。第一電極12、第二電極14、半導體元件15等等設置在襯底11上的元件被容納在外殼17中。外殼17具有設置在其上的蓋板18。樹脂構(gòu)件13與蓋板18形成一個整體以支承第二電極14。第一電極12和第二電極14都通過在蓋板18中形成的開口18a引出到外殼之外，以便凸出在蓋板18上的第一電極12和第二電極14的一部分可以與外部端子(未示出)相連接。將硅膠19作為保護在外殼17中設置的元件等的密封劑注入到外殼17中達預定的液面P并將其固化。
應當指出，在第一電極12中形成的空腔12a的水平面高于凝膠19的預定液面，并低于第一電極12和第二電極14用于與外部端子相連接的部分的水平面。
現(xiàn)說明具有上述結(jié)構(gòu)的半導體器件的工作。當將硅膠19注入到外殼17中時，由于硅膠19在固化前是液體，硅膠19就會由于毛細管作用而沿著在第一電極12的正面和樹脂構(gòu)件13的背面之間形成的微小間隙上升。但由于在第一電極12的空腔12a處間隙增大，所以凝膠19的上升運動在空腔12a水平面處停止。更具體的說，避免了凝膠19到達第一電極12和第二電極14與外部端子相連接的部分。所以，因凝膠19附著在第一電極12和第二電極14與外部端子相連接的部分而導致第一電極12和第二電極與外部端子連接不良的情況就可以避免。
而且，由于凝膠19的上升運動可以由空腔12a來避免而無需增大第一電極12和第二電極14之間的距離，所以第一電極12和第二電極14就可以互相更為靠近，這樣就能使整個器件小型化，并能使在包括第一電極12和第二電極14的電路中引起的電感減小。
應當指出，雖然在上述實施例中第一電極12具有在其中形成的空腔12a，但面對第一電極12的樹脂構(gòu)件13的背面也可具有階梯形的空腔13a，它沿著樹脂構(gòu)件13寬度的全長延伸，如圖2所示。由于在第一電極12的正面和樹脂構(gòu)件13的背面之間形成的微小間隙在空腔13a處增大，所以凝膠19的上升運動在空腔13a水平面處停止，于是，可以產(chǎn)生與上述實施例類似的效果。
而且，如圖3所示，當?shù)谝浑姌O12和樹脂構(gòu)件13分別具有在其中形成的空腔12a和13a時，由于在12a和13a處可以使間隙更加增大，就可以更有效地阻止凝膠的上升運動。
還有，如圖4所示，即使在以下情況下在第一電極12上形成沿著第一電極12寬度的全長延伸的階梯形空腔12a直到第一電極12的厚度是可以接受的，類似于上述實施例的情況，也可以在空腔12a的水平面處阻止凝膠19的上升運動。
另外，也可以以溝槽形狀而不是階梯形狀形成圖2和3的樹脂構(gòu)件13中的空腔13a。
此處，電極12中的空腔12a可以用切割加工、壓制等工藝形成，而樹脂構(gòu)件13中的空腔13a可以用切割加工、模壓等工藝形成。
此外，在上述實施例中，如圖5所示，可以這樣設置第二電極14，以便在第二電極14和樹脂構(gòu)件13之間形成間隙。在這種情況下，通過在面對樹脂構(gòu)件13的第二電極14的背面形成類似于空腔12a或空腔13a的空腔14a，也可以借助于空腔14a來阻止凝膠19的上升運動。同理，也可以通過在面對第二電極14的樹脂構(gòu)件13的正面形成空腔來阻止凝膠19的上升運動。還有，可以通過在樹脂構(gòu)件13的正面和第二電極14的背面同時形成空腔來更有效地阻止凝膠的上升運動。
應當指出，在上述實施例中，由于硅膠19用作密封劑，硅膠19的柔性可以吸收半導體器件的振動。而且，即使不用硅膠而用環(huán)氧樹脂等作為密封劑，空腔也可以阻止由毛細管作用引起的密封劑的上升運動，因此，可以獲得類似于上述實施例的效果。
樹脂構(gòu)件13可以固定在外殼17上，而不是固定在蓋板18上。
另外，雖然在上述實施例中說明的是兩個電極設置成相互靠近的情況，但是，在三個或三個以上的電極設置成相互靠近的情況下，也可獲得類似的效果。
按照本發(fā)明，半導體器件包括從外殼中引出的第一電極以及設置成面對第一電極的樹脂構(gòu)件，二者之間具有間隙，且在半導體器件中，在樹脂構(gòu)件和第一電極中的至少一個上形成空腔，通過局部增大在樹脂構(gòu)件和第一電極之間形成的間隙來阻止密封劑在固化前由于毛細管作用而上升到第一電極與外部端子相連接的部分。這樣，就可以阻止凝膠的上升運動而不增大半導體器件的尺寸。
權(quán)利要求
1.一種半導體器件，它包括襯底；設置在所述襯底表面上的半導體元件；外殼，它具有敞開的上部，用于將所述半導體元件容納在其中；第一電極，它被從所述外殼內(nèi)引出到所述外殼之上；樹脂構(gòu)件，它設置成面對所述第一電極，在所述樹脂構(gòu)件和所述第一電極之間具有間隙；絕緣密封劑，它在以液態(tài)注入所述外殼中后被固化，在所述樹脂構(gòu)件和所述第一電極中的至少一個上形成空腔，以便通過局部增大在所述樹脂構(gòu)件和所述第一電極之間形成的所述間隙來防止所述密封劑在固化前由于毛細管作用而上升到所述第一電極的用于與外部端子相連接的部分。
2.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于所述空腔的水平面低于所述第一電極的用于與外部端子相連接的部分，并且高于注入所述外殼的所述密封劑的預定液面。
3.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于所述第一電極固定在所述襯底的所述表面上，而所述樹脂構(gòu)件固定在設置于所述外殼上的蓋板上。
4.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于所述第一電極固定在所述襯底的所述表面上，而所述樹脂構(gòu)件固定在所述外殼上。
5.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于還包括第二電極，所述第二電極在所述樹脂構(gòu)件處在所述第二電極和所述第一電極之間的情況下面對所述第一電極并且設置成與所述樹脂構(gòu)件的正面相接觸。
6.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于還包括第二電極，它在所述樹脂構(gòu)件處在所述第二電極和所述第一電極之間的情況下面對所述第一電極并且設置成在所述第二電極和所述樹脂構(gòu)件的正面之間具有間隙；另一個空腔，它形成在所述樹脂構(gòu)件和所述第二電極中的至少一個上，用于局部增大在所述樹脂構(gòu)件和所述第二電極之間形成的所述間隙。
7.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于所述空腔像溝槽一樣沿著所述樹脂構(gòu)件和所述第一電極中至少一個的寬度的全長延伸。
8.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于所述空腔像階梯一樣沿著所述樹脂構(gòu)件和所述第一電極中至少一個的寬度的全長延伸。
9.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于通過切割加工來形成所述空腔。
10.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于用硅膠作為所述密封劑。
11.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于在所述第一電極和所述樹脂構(gòu)件的每一個上形成所述空腔。
12.如權(quán)利要求1所述的半導體器件，其特征在于當在所述第一電極和所述樹脂構(gòu)件之間形成的所述間隙大約為0.2-0.5mm時，將所述第一電極和所述樹脂構(gòu)件之間所述空腔處的所述間隙設定為大約1mm。
全文摘要
當把硅膠注入外殼時，由于硅膠在固化前是液體，硅膠會由于毛細管作用而沿第一電極的正面和樹脂構(gòu)件的背面之間形成的微小間隙上升。但是，由于在第一電極上的空腔處間隙增大，硅膠的上升運動停止在空腔的水平面處。更具體地說，防止硅膠到達第一電極和第二電極與外部端子相連接的部分。而且，由于可以通過空腔來阻止硅膠的上升運動，所以可以以相互靠近的關系來設置第一電極和第二電極。
文檔編號H01L23/24GK1619796SQ20041009576
公開日2005年5月25日 申請日期2004年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月19日
發(fā)明者赤川宏一, 長瀨俊昭, 大西宏幸, 石川純 申請人:株式會社豐田自動織機