特許 7786220出願番号 特願 2022-9420
半導体モジュールおよび半導体モジュールの製造方法
公報発行日 2025年12月16
公報URL https://ipforce.jp/patent-jp-P_B1-7786220 ログイン済みの方はこのURLへ
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技術分野
この発明は、半導体モジュールおよび半導体モジュールの製造方法
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
パワー半導体チップ１０１が、ＳｉＣ（炭化珪素）から構成されるＳｉＣチップである場合、パワー半導体チップ１０１下の接合層１２５は、Ｓｎ（スズ）－Ｓｂ（アンチモン）、Ｓｎ－Ｃｕ（銅）、Ｓｎ－Ａｇ（銀）、Ｓｎ－Ｓｂ－Ａｇ等のはんだで積層基板１０５に接合されている。接合層１２５のはんだの厚さは均一で約１００μｍ程度である。
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。半導体モジュールは、接合層を介して半導体素子を搭載した積層基板と、前記半導体素子と前記接合層と前記積層基板とを含む被封止部材を封止する封止材（封止樹脂）と、を備える。前記積層基板は、前記半導体素子側に銅または銅合金の導電性板を有し、前記接合層の厚さは、前記半導体素子の低温側から高温側に向か・・・ 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[発明の詳細な説明]から抜粋
本発明にかかる半導体モジュールおよび半導体モジュールの製造方法によれば、パワーサイクル試験など熱応力によるはんだ接合部のクラックを防止できるという効果を奏する。
この特許の権利範囲[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】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールの構成を示す断面図である。
【図2】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールのパワー半導体チップと接合層との拡大図である。
【図3A】
パワー半導体チップの上面図である。
【図3B】
パワー半導体チップの他の上面図である。
【図4】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールのパワー半導体チップと導電性板との接合層を示す模式図である。
【図5】
図４の接合層のソース電極パッド側端部の拡大図である。
【図6】
接合層の厚さ８３μｍでのＣｕ－Ｓｎ化合物相の比率を示す模式図である。
【図7】
接合層の厚さ３２μｍでのＣｕ－Ｓｎ化合物相の比率を示す模式図である。
【図8】
接合層の厚さ１５μｍでのＣｕ－Ｓｎ化合物相の比率を示す模式図である。
【図9】
接合層の厚さとＣｕ－Ｓｎ化合物相の比率を示すグラフである。
【図10】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールの第１の製造方法を示す断面図である（その１）。
【図11】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールの第１の製造方法を示す断面図である（その２）。
【図12】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールの第２の製造方法を示す断面図である（その１）。
【図13】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールの第２の製造方法を示す断面図である（その２）。
【図14】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールの第３の製造方法を示す断面図である。
【図15】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールの実施例のｄ１、ｄ２、Ｌを示す表である。
【図16】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールの参考例のｄ１、ｄ２、Ｌを示す表である。
【図17】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールの実施例の評価結果を示す表である。
【図18】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールの参考例の評価結果を示す表である。
【図19】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールの他の上面図である。
【図20】
実施の形態にかかるパワー半導体モジュールのＳＢＤの上面図である。
【図21】
従来構造のパワー半導体モジュールの構成を示す断面図である。
【図22】
従来構造のパワー半導体モジュールのパワー半導体チップと導電性板との接合層でのクラックを示す模式図である。
【図23】
図２２の接合層のソース電極パッド側端部の拡大図である。
【図24】
従来構造のパワー半導体モジュールのサーモカメラ測定結果を示す模式図である。
代表図 図1本件の代表的な図
１、１０１ パワー半導体チップ
２、１０２ 絶縁基板
３、１０３ 第１導電性板
４、１０４ 第２導電性板
５、１０５ 積層基板
７、１０７ ケース
８、１０８ 封止樹脂
９、１０９ 金属端子
１０、１１０ 金属ワイヤ
２５、２７、１２５ 接合層
２６、１２６ 放熱ベース
３０、１３０ プライマー層
３１、１３１ クラック
３２、１３２ ソース電極パッド
３３、１３３ ゲート電極パッド
３４、１３４ Ｃｕ－Ｓｎ化合物相
３５、１３５ Ｓｎ相
３６ 傾斜治具
３７ レジスト
３８ ＳＢＤ部
３９ 高機能部
４０ はんだ
５０、１５０ パワー半導体モジュール
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