直流电压转换模块、半导体模块和半导体模块的制造方法
【专利说明】直流电压转换模块、半导体模块和半导体模块的制造方法
[0001]本案是申请日为2010年12月24日、申请号为201010614043.0、发明名称为“直流电压转换模块、半导体模块和半导体模块的制造方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及直流电压转换模块。另外，本发明涉及具备散热板的半导体模块及其制造方法。
【背景技术】
[0003]—直以来，在电子设备中，作为把直流的输入电压转换成与供给对象的器件相对应的直流的输出电压的方法，开关稳压器被广泛使用(例如，参照日本特开2009 - 278756号)。本申请的图26表示现有的开关稳压器的一个例子。开关稳压器Xl具备控制器90。控制器90如果接收到输入电压Vin，则产生例如与输出电压Vout相对应的脉冲电压。通过调节该脉冲宽度，与输出电压Vout相对应。
[0004]为了使从控制器90输出的脉冲电压成为直流的输出电压Vout，需要进行电压平滑。从而，在开关稳压器Xl的前后，另外设置输入侧电容器Cin、线圈Lout、输出侧电容器Cout、二极管Di以及电阻Rl、R2等电子部件。为了得到适当的输出电压，这些电子部件的选定以及配置比较重要。例如，如果用于连接这些电子部件的布线不适当地长，则在布线自身中发生电感或者噪声。特别是，至接地的路径长度易于对发生噪声产生影响。另外，由于反复进行输入侧电容器Cin以及输出侧电容器Cout的充放电，因此希望ESR(等效串联电阻)小。如果错误地进行上述电子部件的选定以及配置，则存在不能充分发挥控制器90的性能的可能性。
[0005]另外，当前还提出了内置有多个半导体元件的半导体模块的种种方案。在这样的半导体模块中，有时包括发热量相对大的半导体元件(以下，称为“发热元件”。)。发热元件发出的热有可能对其它的半导体元件带来恶劣影响，因此需要一些对策。作为其对策的一个例子，提出了在发热元件与散热板之间配置传热部件，由此形成热的转移路径的方法。例如，日本特开2004 - 87594号公开了本申请的图27表示的半导体模块。该半导体模块X2包括安装具有发热元件91的多个电路部件的基板92，对于该基板92固定散热板93。在基板92的表面设置布线图案94。发热兀件91具备一对外部电极91a以及接地电极91b。各外部电极91a与布线图案94连接。接地电极91b形成在发热元件91的安装面上，与填充到基板92的通孔92a中的传热部件95接触。传热部件95从接触通孔92a的下端延伸出来，与散热板93接触。
[0006]半导体模块X2例如参照以下的顺序制造。首先，固定基板92和散热板93，在基板92的表面涂敷膏状焊料。然后，把基板92以及散热板93搬入到回流炉中加热，使膏状焊料溶解。这时，膏状焊料的一部分通过通孔92a流入到基板92与散热板93的缝隙之间，形成图27表示的传热部件95。
[0007]在半导体模块X2中，存在以下的问题。例如，在基板92上涂敷的膏状钎焊料的量不充分的情况下，可能发生传热部件95从散热板93不适当地分离，不能良好地进行热传递的事态。另外，如果膏状焊料的量过多，则也有可能发生设置在基板92的背面侧的布线彼此不当地导通的事态。
【发明内容】
[0008]本发明是根据上述的情况想出的。因此，本发明的课题是提供不需要外装的部件，就能够适当地进行电压转换的直流电压转换模块。另外，本发明的课题是提供能够将从半导体元件发出的热更有效地传递到散热板的半导体模块。进而，本发明的课题是提供这种半导体模块的制造方法。
[0009]本发明第一方案的直流电压转换模块包括:基板；输入用端子、输出用端子和接地端子；搭载在上述基板上的直流电压转换控制元件；搭载在上述基板上，与上述直流电压转换控制元件和上述输出用端子连接的线圈；搭载在上述基板上，与上述输入用端子和上述接地端子连接的输入侧电容器；搭载在上述基板上，与上述输出用端子和上述接地端子连接的输出侧电容器。上述输入用端子、输出用端子和接地端子沿着规定的突出方向相互平行地突出。在与上述突出方向成直角的方向上，上述接地端子配置在上述输入用端子和上述输出用端子之间。
[0010]优选上述线圈配置成在上述突出方向上夹在上述输入用端子、输出用端子和上述接地端子、与上述直流电压转换控制元件之间。
[0011]优选在与上述突出方向成直角的方向上，上述输出侧电容器与上述线圈并排配置，而且位于上述输出用端子一侧。
[0012]优选在上述突出方向上，上述输入侧电容器与上述输出侧电容器邻接，而且配置在与上述输入用端子、输出用端子和接地端子相反的一侧。
[0013]优选本发明的直流电压转换模块还具备保险丝，其搭载在上述基板上，与上述输入用端子和上述直流电压转换控制元件连接，在与上述突出方向成直角的方向上，夹着上述线圈配置在与上述输出侧电容器相反一侧。
[0014]优选上述基板包括:具有表面和背面的基材；形成在上述基材的上述表面上的表面布线图案；形成在上述基材的上述背面上的背面布线图案；贯穿上述基材，而且在上述基材的厚度方向观察时，与上述表面布线图案和背面布线图案重叠的至少一个通孔；和填充在上述通孔中的焊料部。
[0015]优选上述直流电压转换控制元件、上述线圈和上述输入侧及输出侧电容器都搭载都在上述基板的表面上。
[0016]优选上述背面布线图案包括:具有与上述接地端子连接，而且在上述突出方向上向与上述输入用端子、输出用端子和连接端子相反侧突出的凸状部的第一区域；和形成包围上述凸状部的U字形状的第二区域。
[0017]优选上述第一区域的面积比上述第二区域大。
[0018]优选本发明的直流电压转换模块还具备粘贴在上述基板背面的散热板。
[0019]优选上述通孔设置在与上述直流电压转换控制元件重叠的位置。
[0020]优选在上述基材上形成有追加的通孔，上述表面布线具有搭载有上述直流电压转换控制元件的区域，该区域位于与上述直流电压转换控制元件不重叠的位置，而且具有形成上述追加的通孔的区域。
[0021]由本发明第二方案提供的半导体模块包括:具有表面和背面，并形成有至少一个通孔的基板；安装在上述基板的上述表面上的半导体元件；配置成与上述基板的上述背面相对的散热板；具有填充在上述通孔中的填充部和向上述基板的上述背面侧膨出的膨出部的传热部件。上述膨出部形成为，在上述基板的面内方向，厚度随着远离上述填充部而减少，并且与上述散热板接触。
[0022]优选上述通孔在上述基板的厚度方向观察时，设置在与上述半导体元件重叠的位置。
[0023]优选上述基板包括:具有表面以及背面的基材:形成在上述基材的上述表面上的第一表面布线图案:形成在上述基材的上述背面上的第一背面布线图案。上述半导体元件安装在上述第一表面布线图案上，上述第一背面布线图案经由上述通孔与上述第一表面布线图案导通，上述膨出部形成为覆盖上述第一背面布线图案的至少一部分。
[0024]优选上述第二方案的半导体模块还具备形成在上述基材的上述背面上，并且离开上述第一背面布线图案的第二背面布线图案，上述第二背面布线图案与上述散热板绝缘。
[0025]优选上述第二方案的半导体模块还具备形成在上述基材的上述表面上，并且离开上述第一表面布线图案的第二表面布线图案，上述第二表面布线图案与上述第二背面布线图案导通。
[0026]优选上述传热部件由焊料材料或者树脂构成。
[0027]优选上述第二方案的半导体模块还具备输入用端子、输出用端子、接地端子、线圈、输入侧电容器以及输出侧电容器，上述半导体元件是直流电压转换控制元件。上述线圈搭载在上述基板上，并与上述直流电压转换控制元件和上述输出用端子连接。上述输入侧电容器搭载在上述基板上，并与上述输入用端子和上述接地端子连接。上述输出侧电容器搭在上述基板上，并与上述输出用端子和上述接地端子连接。
[0028]优选上述输入用端子、上述输出用端子和上述接地端子相互平行，并向同一方向突出。在与上述同一方向成直角的方向上，上述接地端子配置在上述输入用端子和上述输出用端子之间。
[0029]由本发明的第三方案提供的半导体模块的制造方法包括:准备具有表面和背面，并形成有至少一个通孔的基板的工序；在上述基板的上述表面上安装半导体元件的工序；设置用于冷却上述半导体元件的散热板的工序。进而，该制造方法还具有在设置上述散热板的工序之前在上述基板上形成具有填充部和膨出部的传热部件的工序，上述填充部填