特開2018-195717IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

この発明は、半導体モジュール、半導体モジュールのベース板および半導体装置の製造方法

要約特許出願時に添付された[要約書]

【課題】放熱性を維持し、かつ絶縁基板の割れを防止することができる半導体モジュール、半導体モジュールのベース板および半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】ベース板13は、裏面側に凸状に所定曲率で湾曲した部分(裏面凸状湾曲部)13aを有し、裏面凸状湾曲部13aの頂点13bで冷却フィン17の表面に接触した状態で冷却フィン17の表面に固定される。ベース板13のおもて面において、各裏面凸状湾曲部13aに対向する部分には、それぞれ積層基板12が接合されている。ベース板13の、はんだ層25端よりも外周側の部分18において、ベース板13の裏面には、スペーサー15が設けられている。スペーサー15は、ベース板13を冷却フィン17に固定するためのねじ締め時に、ベース板13と冷却フィン17との間に挟み込まれ、ベース板13の変形を抑制する機能を有する。
【選択図】図8

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、上述した従来の半導体モジュール100(図14参照)では、ベース板103の貫通孔104にねじ(不図示)を挿入して、ねじ締めによりベース板103を冷却フィンに固定する際に、ベース板103の裏面(冷却フィン側の面)に凹状の反り(:不図示)が発生する。すなわち、ねじ締めにより冷却フィンに固定した部分を支点として、ベース板103の、当該支点よりも中央部側の部分全体が冷却フィンから離れる方向に湾曲する。そのため、ベース板103の積層基板102に対向する部分と冷却フィンとの間に隙間が生じる。このベース板103と冷却フィンとの間に生じる隙間は、ベース板103の中心に近い位置ほど大きい。その結果、半導体チップ101から冷却フィンまでの熱抵抗が増大し、放熱性が低下するという問題がある。 また、特許文献2のように、冷却フィン側に向かって凸状に変形させてねじを締めつけたり、特許文献3のようにベース板と冷却フィンとの間隙に金属箔を挿入してねじを締めつける場合、セラミック製の絶縁基板(図14の符号111に相当)に割れが生じるという問題点がある。 この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、放熱性を維持するとともに、絶縁基板の割れを防止することができる半導体モジュール、半導体モジュールのベース板および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

上述した課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体モジュールは、次の特徴を有する。半導体チップは、積層基板に実装されている。ベース板は、おもて面に前記積層基板が接合され、裏面側に凸状に湾曲した湾曲部を有する。前記ベース板は、裏面に対向する冷却フィンに前記湾曲部の頂点で接触する。前記ベース板の、前記積層基板の接合箇所よりも外周側に、複数の貫通孔が設けられている。前記貫通孔・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明にかかる半導体モジュール、半導体モジュールのベース板および半導体装置の製造方法によれば、放熱性を維持するとともに、絶縁基板(積層基板)の割れを防止することができるという効果を奏する。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】実施の形態1にかかる半導体モジュールを収容したパッケージの一例を示す斜視図である。

【図2】実施の形態1にかかる半導体モジュールを収容したパッケージの一例を示す平面図である。

【図3】図2の切断線A−A’における断面図である。

【図4】図2の切断線B−B’における断面図である。

【図5A】図3のベース板の断面形状を模式的に示す断面図である。

【図5B】図4のベース板の断面形状を模式的に示す断面図である。

【図5C】実施の形態1にかかる半導体モジュールの冷却フィンへの固定方法を模式的に示す断面図である。

【図6A】実施の形態2にかかる半導体モジュールの構造を示す断面図である。

【図6B】実施の形態2にかかる半導体モジュールの構造を示す断面図である。

【図7A】ベース板のスペーサーの高さの算出方法を説明する説明図である。

【図7B】ベース板のスペーサーの高さの算出方法を説明する説明図である。

【図8】実施の形態2にかかる半導体モジュールの冷却フィンへの固定方法を模式的に示す断面図である。

【図9A】図8のベース板のスペーサーの形成方法の一例を示す断面図である。

【図9B】図9Aのスペーサーをベース板の裏面側から見たレイアウトを示す平面図である。

【図10A】図8のベース板のスペーサーの形成方法の一例を示す断面図である。

【図10B】図10Aのスペーサーをベース板の裏面側から見たレイアウトを示す平面図である。

【図11】図8のベース板のスペーサーの形成方法の一例を示す断面図である。

【図12】図8のベース板のスペーサーの形成方法の一例を示す断面図である。

【図13A】実施の形態3にかかる半導体モジュールをパッケージに収容する際に用いるスペーサーの形成方法の一例を示す断面図である。

【図13B】実施の形態3にかかる半導体モジュールの冷却フィンへの固定方法を模式的に示す断面図である。

【図14】従来の半導体モジュールの構造を示す断面図である。

選択図 図8出願人が指定した本件の代表的な図

1 容器本体   2 収容部   3 蓋体   4 外部接続用端子   5 樹脂ケース   5a 樹脂ケースの貫通孔   6 端子台   11,11a,11b 半導体チップ   12 積層基板   13 ベース板   13a ベース板の裏面凸状湾曲部   13b ベース板の裏面凸状湾曲部の頂点   13c ベース板のおもて面凸状湾曲部   14 ベース板の貫通孔   15,41 スペーサー   16 ねじ   17 冷却フィン   20 冷却フィンのねじ穴   18 ベース板の、はんだ層端よりも外周側の部分   21 絶縁基板   22,23 導電性板   24,25 はんだ層   31 加圧   32,34 溝   33,35 突起部   36,42 金属片   37 固定リング   37a 固定リングの、ベース板の裏面から突出した部分   38 固定リングの空洞部   h スペーサーの高さ   l ベース板の裏面凸状湾曲部の直径   L ベース板の、n個の積層基板を挟んで隣り合う貫通孔の間隔   r ベース板の裏面凸状湾曲部の半径   x ベース板の裏面凸状湾曲部の高さ

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