功率模块的制作方法

文档序号:11452805阅读:161来源:国知局
功率模块的制造方法与工艺

本发明涉及功率模块,特别涉及利用树脂密封功率半导体元件的功率模块。



背景技术:

在控制电力的功率模块中,例如,搭载有二极管、绝缘栅双极晶体管(igbt:insulatedgatebipolartransistor)或者金属氧化膜场效应晶体管(mosfet:metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor)等功率半导体元件。

在这些功率半导体元件中,将电极分别形成于对置的两个面。将电路基板或者布线材料等电连接到该电极,利用密封树脂对该功率半导体元件进行绝缘密封,从而制造功率模块。

例如通过经由焊锡等接合材料将功率半导体元件接合到电路基板上而进行功率半导体元件与电路基板的电连接。另外,例如在大电流用的功率模块的情况下,通过经由焊锡等接合材料将板状的布线材料接合到功率半导体元件的电极而进行功率半导体元件与布线材料的电连接。

该板状的布线材料和功率半导体元件的线膨胀系数大不相同。例如,作为板状的布线材料而被频繁地使用的铜的线膨胀系数约是17ppm/℃(17μm/℃/m)。另一方面,作为功率半导体元件而被频繁地使用的硅的线膨胀系数约是3ppm/℃(3μm/℃/m)。当半导体模块的周围的温度(环境温度)或者功率半导体元件自身的温度发生变动时,该两者的线膨胀系数之差导致对将板状的布线材料与功率半导体元件连接的接合材料施加热应力。当向接合材料反复施加热应力时,接合材料产生裂纹,存在损害功率模块的功能的问题。

为了解决这样的问题,采用如下方法:将固化性的密封树脂用作功率模块的绝缘密封,利用密封树脂以机械的方式约束功率半导体元件、接合材料以及板状的布线材料,从而增强接合材料。利用密封树脂的绝缘密封通过以下方式进行:用固化前的密封树脂填满完成与电路基板以及布线材料等的连接的功率半导体元件的周围,并使树脂从该状态开始固化。

作为其一个例子,存在如下方法:在将完成与电路基板以及布线材料等的连接的功率半导体元件设置于金属模具内,之后将固化前的密封树脂灌入到该金属模具,一边施加压力一边使密封树脂固化。另外,作为另一例子,存在如下方法:将接合有功率半导体元件的电路基板接合到底板,将具有包围功率半导体元件周围的形状的壳体粘接到底板之上,之后将固化前的密封树脂灌入到壳体内部,使密封树脂固化。

然而,一般来说,密封树脂的线膨胀系数比功率半导体元件的线膨胀系数大,所以,在环境温度、或功率半导体元件自身的温度变动时,在密封树脂与功率半导体元件之间的界面处产生剪切应力。在密封树脂相对功率半导体元件的粘合力弱时,有可能密封树脂从功率半导体元件剥离,功率半导体元件的电极间的绝缘性降低。

作为防止这样的功率半导体元件与密封树脂之间的剥离的方法,例如在专利文献1以及专利文献2中提出如下方法:针对完成电路基板与布线材料等的连接的功率半导体元件形成与密封树脂的粘合力强的聚酰亚胺的被膜,利用密封树脂从聚酰亚胺被膜的上方进行密封。

进一步地,在专利文献2中提出使密封树脂从位于远离功率半导体元件以及接合材料的部位的布线材料的表面的部分剥离的方法。在该方法中,使远离接合材料的部位的密封树脂剥离而缓和应力,从而抑制密封树脂从接合材料的表面以及功率半导体元件的表面剥离。

现有技术文献

专利文献1:日本特开2006-179538号公报

专利文献2:日本特开2006-179655号公报



技术实现要素:

在以往的功率模块中,依然需要在针对完成电路基板与布线材料等的连接的功率半导体元件形成聚酰亚胺被膜等任意包覆之后进行树脂密封。然而,完成与电路基板以及布线材料等的连接的功率半导体元件由于具有复杂的形状,所以难以形成均匀的被膜,需要较复杂的工序。

本发明是为了解决上述问题而完成的,其目的在于提供能够简便地防止密封树脂从功率半导体元件等剥离的功率模块。

本发明的功率模块具有功率半导体元件、布线材料、接合材料、电路基板、密封树脂。功率半导体元件具有相互对置的第1表面以及第2表面,在第1表面形成有第1电极,在第2表面形成有第2电极。布线材料配置成与功率半导体元件的第1表面对置。接合材料形成为位于第1电极与布线材料之间,将第1电极与布线材料电连接且机械连接。电路基板配置成与功率半导体元件的第2表面对置,与第2电极电连接且机械连接。密封树脂对功率半导体元件、布线材料、接合材料以及电路基板进行密封。并且,以从位于功率半导体元件与布线材料之间的接合材料的端面起遍及位于该端面和与该端面隔开距离的布线材料的部位之间的布线材料的表面的方式,在接合材料的端面以及布线材料的表面与密封树脂之间具备间隙部。

根据本发明的功率模块,以从位于功率半导体元件与布线材料之间的接合材料的端面起遍及位于该端面和与该端面隔开距离的布线材料的部位之间的布线材料的表面的方式,在接合材料的端面以及布线材料的表面与密封树脂之间具备间隙部。由此,能够缓和功率半导体元件与密封树脂之间的界面处的应力,使密封树脂不易从功率半导体元件剥离,抑制剥离扩展。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的功率模块的剖视图。

图2是在该实施方式中第1变形例的功率模块的剖视图。

图3是在该实施方式中第2变形例的功率模块的剖视图。

图4是示出在该实施方式中布线材料的使粘合力降低的表面的局部俯视图。

图5是本发明的实施方式2的功率模块的剖视图。

图6是在该实施方式中功率模块的布线材料的局部立体图,(a)是一个例子的布线材料的局部立体图,(b)是另一例子的布线材料的局部立体图。

图7是在该实施方式中第1变形例的功率模块的剖视图。

图8是在该实施方式中第2变形例的功率模块的剖视图。

图9是本发明的实施方式3的功率模块的剖视图。

图10是在该实施方式中变形例的功率模块的剖视图。

图11是本发明的实施方式4的功率模块的剖视图。

图12是在该实施方式中变形例的功率模块的剖视图。

图13是本发明的实施方式5的功率模块的剖视图。

图14是示出在该实施方式中功率半导体装置的电极与布线材料的焊锡濡湿的部位的位置关系的俯视图。

(符号说明)

pm功率模块;1密封树脂;101带有圆形的形状;2布线材料;201、202表面;203凸部;204平板状导电体;205濡湿的部位;3间隙部;4功率半导体元件;401电极、5接合材料;6电路基板;601金属板;602绝缘基板;603金属板;7接合材料;8外部端子;9接合材料;10块状导电体。

具体实施方式

实施方式1

在这里,说明应用平板状的布线材料作为电连接于功率半导体元件的布线材料的功率模块。

如图1所示,功率模块pm具备功率半导体元件4、布线材料2、电路基板6、外部端子8、接合材料5、7以及密封树脂1。功率半导体元件4具有对置的2个表面,并且在一个表面和另一个表面分别形成电极(未图示)。布线材料2被设为平板状。电路基板6具备具有对置的2个表面的绝缘基板602以及金属板601、603,将金属板601配置于绝缘基板602的一个表面,将金属板603配置于绝缘基板602的另一个表面。

平板状的布线材料2利用接合材料5而与形成于功率半导体元件4的一个表面的电极电连接且机械连接。电路基板6的金属板601利用接合材料7而与形成于功率半导体元件4的另一个表面的电极电连接且机械连接。另外,使用接合材料(未图示)或者超声波接合法等将外部端子8与金属板601电连接且机械连接。

绝缘基板602例如由氧化铝、氮化铝、氮化硅等陶瓷或者环氧树脂等绝缘体形成。金属板601、603由铜或者铝等导体形成。作为接合材料5、7,例如应用焊锡等。

在使布线材料2以及外部端子8的一部分(端部)从密封树脂1突出、并且使电路基板6的金属板603的表面露出的形态下,密封树脂1对功率半导体元件4、电路基板6、接合材料5、7以及外部端子8进行绝缘密封。密封树脂1设为热固化性,例如应用环氧树脂。将从密封树脂1突出的布线材料2的部分和外部端子8的部分用作电流以及电压的输入输出端子。另外,将露出的金属板603的面(底面)用作与散热器的连接面。

在该功率模块pm中设置有密封树脂1从布线材料2以及接合材料5剥离而成的间隙部3。间隙部3以从位于功率半导体元件4与布线材料2之间的接合材料5的端面起遍及位于该端面和与该端面隔开距离的布线材料2的部位之间的布线材料2的表面的方式,形成于接合材料5的端面以及布线材料2的表面与密封树脂1之间。在该间隙部3中,产生微小的间隙。此外,在图1等中,为了方便说明,夸大地示出间隙。

在这里,在本说明书中,所谓间隙部3是指形成于密封树脂1与接合材料5的端面之间的空间或者形成于密封树脂1与布线材料2的表面之间的空间,是由密封树脂1、接合材料5、布线材料2和功率半导体元件4包围的区域。另外,间隙这样的表述并不规定空间是人为地形成的还是自发地形成的。

为了设置间隙部3,选择与密封树脂1的粘合力较弱的材料作为接合材料5,例如应用焊锡。另外,对间隙部3所位于的布线材料2的部分的表面201预先实施使与密封树脂的粘合力降低的处理。

关于这一点,再进一步地详细说明。关于接合材料5,在分别对布线材料2与密封树脂1的粘合力、功率半导体元件4与密封树脂1的粘合力、金属板601与密封树脂1的粘合力以及接合材料5与密封树脂1的粘合力进行了比较的情况下,选定接合材料5与密封树脂1的粘合力最弱的接合材料5。作为这样的接合材料5,例如存在包括sn的无铅焊锡。具体来说,是sn-cu合金、sn-ag合金或者sn-ag-cu合金等材料类。上述粘合力例如能够分别通过布丁杯(puddingcup)试验等来事先测定。此外,所谓布丁杯试验是指将布丁杯形状的树脂形成于任意的部件的表面而进行剪切强度试验的方法。

功率模块pm的安装工序按照以下顺序执行:将功率半导体元件4向电路基板6接合的工序、将布线材料2向功率半导体元件4接合的工序、利用密封树脂1进行绝缘密封的工序。外部端子8与电路基板6的接合只要在绝缘密封之前,则可以是任意顺序。在这里,在利用热固化性的密封树脂1进行绝缘密封时,为了使密封树脂1固化,功率模块pm的整体暴露于100~200℃左右的温度环境。在密封树脂1固化之后,当使温度降低至室温时,在密封树脂1与构造体的界面产生由于线热膨胀率之差引起的热应力。

此时,选择与密封树脂1的粘合力较弱的材料作为接合材料5,从而在使温度降低至室温的时刻,接合材料5与密封树脂1的界面由于该热应力而优先剥离。

间隙部3所位于的布线材料2的部分的表面201是与接合材料5邻接的部位或者与接合材料5接近的部位。另外,布线材料2的表面201位于与功率半导体元件4对置的表面。表面201的面积小于布线材料2的表面a与密封树脂1之间的界面的总面积。

对该布线材料2的表面201预先实施使与密封树脂1的粘合力降低的处理。由此,在使密封树脂1固化之后,在使温度降低至室温的时刻,由于热应力,密封树脂1从表面201剥离。在这里,作为使布线材料2的表面201与密封树脂1的粘合力降低的处理,例如有对布线材料2实施镀镍(ni)的方法、使无铅焊锡附着于布线材料2的表面的方法、使布线材料2的表面变得平滑的方法。以上列举出的方法只要在绝缘密封之前,则可以按安装工序的任意顺序来实施。

ni镀层、无铅焊锡能够通过图案镀敷等形成于布线材料2的表面。另外,在将无铅焊锡用于接合材料5时,使无铅焊锡的供给量增多,使其濡湿至表面201,从而能够在布线材料2的表面形成无铅焊锡。能够通过任意的研磨方法实现表面的平滑化。

除了这些以外,还存在将脱模剂涂敷于布线材料2的表面的方法。在该方法中,通过将脱模剂涂敷于布线材料2的表面,能够使布线材料2的表面201与密封树脂1的粘合力降低。该方法最好在安装工序中通过在将布线材料2接合到功率半导体元件4之后、利用密封树脂1进行绝缘密封之前的阶段使液滴附着于针尖而进行涂敷等方法来实施。

通过实施这样的处理,以从位于功率半导体元件4与布线材料2之间的接合材料5的端面起遍及位于该端面和与该端面隔开距离的布线材料2的部位之间的布线材料2的表面的方式,在接合材料5的端面以及布线材料2的表面与密封树脂1之间连续地形成间隙部3。

在上述功率模块pm中,以从接合材料5的端面起遍及位于该端面和与该端面隔开距离的布线材料2的部位之间的布线材料2的表面的方式,在接合材料5的端面以及布线材料2的表面与密封树脂1之间连续地形成有间隙部3。由此,能够缓和功率半导体元件4与密封树脂1之间的界面处的应力,使密封树脂1不易从功率半导体元件4剥离,抑制剥离扩展。

特别是,通过将间隙部3设置成包括位于功率半导体元件4与布线材料2最接近的部分的接合材料5的端面,与将间隙部3设置于远离功率半导体元件以及接合材料的部位的情况相比,能够有效地缓和由于功率半导体元件4与布线材料2的线膨胀系数的差异引起的应力。

进一步地,为了有效地阻止剥离扩展,在作为剥离前进的前方的部位实施提高密封树脂1与布线材料2的粘合力的处理即可。如图1所示,例如,对与和接合材料5的端面隔开距离的布线材料2的规定部位相比隔开更大距离的其他部位的表面202实施体现与密封树脂1的锚固效应的处理即可。

布线材料2的表面202是与表面201邻接的部位或者与表面201接近的部位。另外,布线材料2的表面202位于与功率半导体元件4对置的表面(表面a)。表面202的面积小于布线材料2的表面a与密封树脂之间的界面的总面积。作为体现锚固效应的处理,例如存在使布线材料2的表面粗糙化的方法。另外,有在布线材料2形成孔或者贯通孔的方法等。

接下来,说明上述功率模块pm的变形例。此外,在各变形例中,对与图1所示的功率模块pm的结构相同的部件附加相同的符号,除必要的情况之外,不重复其说明。

(第1变形例)

在这里,说明布线材料2与功率半导体元件4连接的连接形态的变形例。如图2所示,布线材料2以将布线材料2的端部连接到接合材料5的形态连接于功率半导体元件4,布线材料2的端面与接合材料5的端面大致平齐。

作为间隙部,除间隙部3之外,还形成有密封树脂1以遍及从接合材料5的端面起至布线材料2的端面的一部分为止的表面的方式连续地剥离而成的间隙部3a。另外,对该间隙部3a的附近的布线材料2的端面的部分(表面202)实施提高密封树脂1与布线材料2的粘合力的处理。此外,为了在布线材料2的端面设置间隙部3a,例如,应用0.1mm量级至1mm(几mm)量级的厚度的布线材料。

在第1变形例的功率模块pm中,间隙部3a从接合材料5的端面形成至布线材料2的端面的一部分。在形成有这样的间隙部3a的情况下,由于密封树脂1从布线材料2等剥离,所以也能够缓和功率半导体元件4与密封树脂1之间的界面处的应力。由此,能够使密封树脂1不易从功率半导体元件4剥离,抑制剥离扩展。

(第2变形例)

在这里,说明具备多个功率半导体元件的功率模块。如图3所示,功率模块pm例如具备2个功率半导体元件4。布线材料2利用接合材料5被连接成跨过该2个功率半导体元件4之间。

在第2变形例的功率模块pm中,虽然具备2个功率半导体元件4,但对该2个功率半导体元件4的各个形成有间隙部3。由此,能够缓和各个功率半导体元件4与密封树脂1之间的界面处的应力。其结果,能够使密封树脂1不易从功率半导体元件4剥离,抑制剥离扩展。

这样,在上述各功率模块pm中形成有间隙部3,从而能够缓和应力。如上所述,在间隙部3中,对布线材料2的表面201实施使与密封树脂1的粘合力降低的处理。在这里,在图4中示出布线材料2的表面201的图案的一个例子。如图4所示,表面201以包围接合材料5所位于的区域(中央的矩形部分)的方式配置成具有宽度的框状。

如已经说明的那样,使粘合力降低的处理有对与表面201对应的布线材料2的区域实施镀镍(ni)的方法。另外,有利用模板对与表面201对应的布线材料2的区域印刷涂敷脱模剂的方法等。

在实施了这样处理的布线材料2的表面201,在密封树脂1固化之后,当使温度降低至室温时,密封树脂1经受不住在与密封树脂1的界面处产生的由线热膨胀率之差引起的热应力而从表面201剥离。因此,能够通过改变实施使粘合力降低的处理的面积来设计间隙部3。

该处理能够在将布线材料2以及电路基板6连接到功率半导体元件4之前进行。因此,与在结束功率半导体元件与电路基板以及布线材料的连接之后实施处理的情况相比,能够对连接电路基板以及布线材料之前的布线材料2实施处理,能够更简便地进行工作,适合于量产。

实施方式2

在这里,说明将具备板状部和凸部的布线材料作为电连接到功率半导体元件的布线材料应用的功率模块的第1例。

如图5所示,在功率模块pm中,布线材料2具有板状部和凸部203。利用接合材料5将布线材料2的凸部203与形成于功率半导体元件4的一个表面的电极电连接且机械连接。此外,这以外的结构与图1所示的功率模块pm相同,所以对相同的部件附加相同的符号,除必要的情况之外,不重复其说明。

例如如图6(a)所示,能够应用对板状部进行折弯加工从而形成凸部203的布线材料2作为具有板状部和凸部203的布线材料2。另外,如图6(b)所示,能够应用对板状部实施压花加工从而形成有凸部203的布线材料2。

在上述功率模块pm中,也以从接合材料5的端面起遍及位于该端面和与该端面隔开距离的布线材料2的部位之间的布线材料2的表面的方式,在接合材料5的端面以及布线材料2的表面与密封树脂1之间连续地形成有间隙部3。由此,能够缓和功率半导体元件4与密封树脂1之间的界面处的应力,使密封树脂1不易从功率半导体元件4剥离,抑制剥离扩展。

另外,对与和接合材料5的端面隔开距离的布线材料2的规定部位相比隔开更大距离的其他部位的表面202实施体现与密封树脂1的锚固效应的处理。由此,能够有效地阻止剥离扩展。

接下来,说明上述功率模块pm的变形例。此外,在各变形例中,对与图5或者图2所示的功率模块pm的结构相同的部件附加相同的符号,除必要的情况之外,不重复其说明。

(第1变形例)

如图7所示,在第1变形例的功率模块pm中,与上述图2所示的构造同样地,以将布线材料2的端部连接到接合材料5的形态,将布线材料2连接于功率半导体元件4。

在该第1变形例的功率模块pm中,也以从接合材料5的端面起遍及位于该端面和与该端面隔开距离的布线材料2的部位之间的布线材料2的表面的方式,在接合材料5的端面以及布线材料2的表面与密封树脂1之间连续地形成有间隙部3。由此,能够缓和功率半导体元件4与密封树脂1之间的界面处的应力,使密封树脂1不易从功率半导体元件4剥离,抑制剥离扩展。

(第2变形例)

如图8所示,在第2变形例的功率模块pm中,与上述图3所示的构造同样地,具备2个功率半导体元件4,布线材料2利用接合材料5被连接成跨过该2个功率半导体元件4之间。

在该第2变形例的功率模块pm中,也对2个功率半导体元件4的各个形成有间隙部3。由此,能够缓和各个功率半导体元件4与密封树脂1之间的界面处的应力。其结果,能够使密封树脂1不易从功率半导体元件4剥离,抑制剥离扩展。

实施方式3

在这里,说明应用具备板状部和凸部的布线材料作为电连接到功率半导体元件的布线材料的功率模块的第2例。

如图9所示,在功率模块pm中,布线材料2具有板状部和凸部203。利用接合材料5将布线材料2的凸部203与形成于功率半导体元件4的一个表面的电极电连接且机械连接。特别是,该布线材料2的板状部和凸部203被一体地形成。

布线材料2例如通过铸造形成、或者通过实施研磨等处理形成。即,凸部203是实心的。此外,这以外的结构与图1所示的功率模块pm相同,所以对相同的部件附加相同的符号,除必要的情况之外,不重复其说明。

在上述功率模块pm中,也以从接合材料5的端面起遍及位于该端面和与该端面隔开距离的布线材料2的凸部203的规定部位之间的布线材料2的表面的方式,在接合材料5的端面以及布线材料2的表面与密封树脂1之间连续地形成有间隙部3。由此,能够缓和功率半导体元件4与密封树脂1之间的界面处的应力,使密封树脂1不易从功率半导体元件4剥离,抑制剥离扩展。

另外,对与和接合材料5的端面隔开距离的布线材料2的凸部203的规定部位相比隔开更大距离的其他部位的表面202实施体现与密封树脂1的锚固效应的处理。由此,能够有效地阻止剥离扩展。

接下来,说明上述功率模块pm的变形例。此外,在变形例中,对与图9或者图1所示的功率模块pm的结构相同的部件附加相同的符号,除必要的情况之外,不重复其说明。

(变形例)

如图10所示,在变形例的功率模块pm中,与上述图3所示的构造同样地,具备2个功率半导体元件4,布线材料2利用接合材料5被连接成跨过该2个功率半导体元件4之间。

在该变形例的功率模块pm中,也针对2个功率半导体元件4的各个形成有间隙部3。由此,能够缓和各个功率半导体元件4与密封树脂1之间的界面处的应力。其结果,能够使密封树脂1不易从功率半导体元件4剥离,抑制剥离扩展。

实施方式4

在这里,说明应用具备板状部和凸部的布线材料作为电连接到功率半导体元件的布线材料的功率模块的第3例。

如图11所示,在功率模块pm中,布线材料2具有平板状导电体204和凸部203。利用接合材料5将布线材料2的凸部203与形成于功率半导体元件4的一个表面的电极电连接且机械连接。特别是,该布线材料2的平板状导电体204与凸部203被设为分体。

凸部203包括块状导电体10以及将该块状导电体10接合到平板状导电体204的接合材料9。此外,这以外的结构与图1所示的功率模块pm相同,所以对相同的部件附加相同的符号,除必要的情况之外,不重复其说明。

接下来,说明具有上述布线材料2的功率模块pm的制造方法的一个例子。首先,针对块状导电体10的全部六个面的各个面的至少一部分实施镀镍(ni)。由于镍被焊锡濡湿,所以能够将实施了镀镍的块状导电体10的任意的面焊接到平板状导电体204。由此,能够利用包括焊锡的接合材料9将块状导电体10固定于平板状导电体204。

接下来,利用接合材料5将与配置有接合材料9的面对置的面与功率半导体元件4的电极电连接且机械连接。接下来,利用密封树脂1对布线材料2以及功率半导体元件4等进行密封。此时,由于镍与密封树脂1的粘合力弱,所以,实施了镀镍的块状导电体10的侧面成为有意地使密封树脂1剥离而形成的间隙部3。由此制造功率模块pm。

在上述功率模块pm中,也以从接合材料5的端面起遍及位于该端面和与该端面隔开距离的布线材料2的凸部203的规定部位之间的布线材料2的表面的方式,在接合材料5的端面以及布线材料2的表面与密封树脂1之间连续地形成有间隙部3。由此,能够缓和功率半导体元件4与密封树脂1之间的界面处的应力,使密封树脂1不易从功率半导体元件4剥离,抑制剥离扩展。

另外,对与和接合材料5的端面隔开距离的布线材料2的凸部203的规定部位相比隔开更大距离的布线材料2的板状部的表面202实施体现与密封树脂1的锚固效应的处理。由此,能够有效地阻止剥离扩展。

接下来,说明上述功率模块pm的变形例。此外,在变形例中,对与图11或者图1所示的功率模块pm的结构相同的部件附加相同的符号,除必要的情况之外,不重复其说明。

(变形例)

如图12所示,在变形例的功率模块pm中,与上述图3所示的构造同样地具备2个功率半导体元件4,布线材料2利用接合材料5被连接成跨过该2个功率半导体元件4之间。

在该变形例的功率模块pm中,也针对2个功率半导体元件4的各个形成有间隙部3。由此,能够缓和各个功率半导体元件4与密封树脂1之间的界面处的应力。其结果,能够使密封树脂1不易从功率半导体元件4剥离,抑制剥离扩展。

实施方式5

在这里,说明应用具备板状部和凸部的布线材料作为电连接到功率半导体元件的布线材料的功率模块的第4例。

如图13所示,在功率模块pm中,布线材料2具有板状部和凸部203。利用接合材料5将布线材料2的凸部203与形成于功率半导体元件4的一个表面的电极电连接且机械连接。

布线材料2的板状部和凸部203被一体地形成,特别是,将凸部203与功率半导体元件4连接的接合材料5的端部(端面)从凸部203向功率半导体元件4以描绘出底部坡度平缓的方式呈现圆角的形状。此外,这以外的结构与图1所示的功率模块pm相同,所以对相同的部件附加相同的符号,除必要的情况之外,不重复其说明。

接下来,说明上述功率模块pm的制造方法的一个例子。首先,为了使接合材料5的端部呈现圆角的形状,在功率半导体元件4中与接合材料5接合的电极401和在布线材料2中被接合材料5濡湿的部位205的位置关系是重要的。在图14中示出示意性地表示该位置关系的俯视图。

为了使接合材料5的端部呈现圆角的形状,首先,布线材料2被接合材料5濡湿的部位205的面积需要比电极401的面积小。接下来,该濡湿的部位205的区域需要位于电极401的区域内。图14示出满足这样2个条件的电极401与濡湿的部位205的位置关系的一个例子。

在满足该条件的位置关系中,例如通过将如焊锡那样在工艺中临时地处于液体状态的材料用作接合材料5,能够将接合材料5的端部(端面)形成为圆角的形状。在将接合材料5的端部形成为圆角的形状之后,利用密封树脂1对布线材料2以及功率半导体元件4等进行密封,从而制造功率模块pm。

在上述功率模块pm中,接合材料5的端部呈现圆角的形状,从而位于该部分的密封树脂1变成反映出该圆角的形状的带有圆形的形状101。具有带有该圆形的形状101的密封树脂1的部分位于密封树脂1与功率半导体元件4粘合的部位的附近。

由此,功率半导体元件4与密封树脂1之间的界面处的应力缓和效果更高,能够抑制剥离从间隙部3向功率半导体元件4与密封树脂1粘合的界面进一步扩展。

此外,关于在各实施方式中说明的功率模块,根据需要能够进行各种组合。

本次公开的实施方式是示例,并不限制于此。本发明不是通过在上面说明的范围而是通过权利要求书来表示,旨在包括与权利要求书等同的含义以及范围内的全部变更。

产业上的可利用性

本发明能够有效地用于利用密封树脂对功率半导体元件等进行密封的功率模块。

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