半导体模块及其制造方法技术

提供对于晶体管裸芯片的电极和基板上的布线图案之间的接合，通过构成为利用焊锡封装作业进行，从而能够通过与在将晶体管裸芯片或其他表面封装部件封装于基板上的布线图案上时进行的焊锡封装作业相同的工序进行的半导体模块及其制造方法。半导体模块(30)包括：形成于绝缘层(32)上的多个布线图案(33a)～(33d)；通过焊锡(34a)封装于多个布线图案(33a)～(33d)中的一个布线图案(33a)上的晶体管裸芯片(35)；用于通过焊锡(34b)、(34c)将形成于晶体管裸芯片(35)的上表面的电极(S)、(G)与多个布线图案(33a)～(33d)中的其他布线图案(33b)、(33c)接合的、由铜板构成的铜连接器(36a)、(36b)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体模块及其制造方法
本专利技术涉及安装于汽车用电气设备的功率模块等半导体模块及其制造方法。
技术介绍
近来，汽车等车辆中的各种电气设备的控制中逐渐引入了电子装置。作为安装有电子装置的电气设备的一例，在电动助力转向装置中，在收容与汽车的转向相关的电动马达的壳体内设置有马达驱动部，将电子装置搭载于该马达驱动部。该电子装置作为功率模块安装于马达驱动部。功率模块作为适于电动助力转向装置那样的以比较大的电流驱动的电气设备的控制、例如搭载了FET(FieldEffectTransistor，场效应晶体管)、IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极性晶体管)等功率元件的所谓的半导体模块而构成。这种功率模块由于搭载于车辆故也被称作车载模块(In-vehicleModule，车载模块)。以往，作为这种半导体模块，例如已知图14所示的半导体模块(参照专利文献1)。图14是以往的半导体模块的一例的截面示意图。图14所示的半导体模块100包括金属制的基板101、设置于基板101的凹部的底部平坦面上的树脂102、以及形成于树脂102上的多个铜箔(布线图案)103a、103b、103c、103d。在铜箔103a及铜箔103c与铜箔103d之间形成有槽109。而且，在多个铜箔103a、103b、103c、103d中的铜箔103a、103b之上分别形成有热缓冲板104a、104b，在热缓冲板104a、104b上分别形成有IGBT105a、105b。各IGBT105a、105b是IGBT裸芯片(晶体管裸芯片)。而且，利用由金属线构成的布线106a将IGBT105a的发射极和铜箔103b接合，另外，同样利用由金属线构成的布线106b将IGBT105b的发射极和铜箔103c接合。另外，利用凝胶107将树脂102、铜箔103a、103b、103c、热缓冲板104a、104b、IGBT105a、105b以及布线106a、106b封入。另外，将基板101的凹部覆盖的盖108固定于基板101的上部。另外，作为以往的半导体模块的其他例，例如已知图15所示(参照专利文献2)的半导体模块。图15是表示以往的半导体模块的其他例的俯视示意图。在图15所示的半导体模块200中，在基板(未图示)上形成有多个导电焊盘201、202。而且，在多个导电焊盘201、202中的一个导电焊盘201上焊锡连接有MOS芯片203。另外，在MOS芯片203的上表面形成有多个源电极205及单一的栅电极204，在MOS芯片203的下表面形成有未图示的漏电极。而且，利用引线210将MOS芯片203的源电极205和形成于基板上的多个导电焊盘201、202中的其他导电焊盘202相互接合。引线210是通过对金属板进行冲压及弯曲加工而形成的，包括：沿图15所示的Ｘ方向及Ｙ方向(水平方向)延伸的矩形平板状的源电极接合部211；沿Ｘ方向及Ｙ方向延伸的平板状的电极接合部212；以及将源电极接合部211和电极接合部212连接的向Ｚ方向(上下方向)倾斜的连结部213。在此，源电极接合部211与MOS芯片203的源电极205软钎焊接，另外，电极接合部212与基板上的多个导电焊盘201、202中的其他导电焊盘202软钎焊接。而且，源电极接合部211的Ｘ方向的宽度a在多个源电极205的Ｘ方向的宽度b以上。由此，可以防止源电极205中的不均匀的焊料浸润和该焊锡的回流引起的相对于该源电极205的位置错位。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-335725号公报专利文献2：日本特开2007-95984号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，这些以往的图14所示的半导体模块100及图15所示的半导体模块200存在以下的问题点。即，在图14所示的半导体模块100的情况下，对于IGBT105a的发射极和铜箔103b之间的接合及IGBT105b的发射极和铜箔103c之间的接合，是使用由金属线构成的布线106a、106b进行接合。对于使用了该金属线的接合，存在以下的问题：由于使用线接合装置(未图示)来进行，所以封装布线106a、106b的作业与将IGBT105a、105b和其他表面封装部件封装于基板上的布线图案上时进行的焊锡封装作业不同，制造工序成为不同的工序。若基于线接合的封装作业与焊锡封装作业不同而需要另外的制造工序，则存在制造节拍变长，并且需要线接合的专用设备而使制造成本变高的问题。另外，在图15所示的半导体模块200的情况下，接合于源电极205的引线210的引出方向只是图15所示的Ｙ方向，另一方面，对于接合于栅电极204的引线没有任何记载。在此，若接合于源电极205的引线210的引出方向只是一个方向，则没有封装于基板上的MOS芯片203的配置自由度，没有基板上的布线的设计自由度。由于没有该基板上的布线的设计自由度，从而存在不能使基板上的半导体模块的布局紧凑之类的问题。另外，若接合于源电极205的引线210的引出方向只是一个方向，则存在如下问题：难以使基板上的三相马达的各相的路径的长度相同，从而各相的阻抗特性不同，难以使三相马达的各相特性一致。因此，本专利技术是为了解决上述的问题点而完成的，其目的在于提供对于晶体管裸芯片的电极和基板上的布线图案之间的接合，通过构成为利用焊锡封装作业进行，从而能够通过与在将晶体管裸芯片或其他表面封装部件封装于基板上的布线图案上时进行的焊锡封装作业相同的工序进行的半导体模块及其制造方法。另外，本专利技术的其他的目的在于，提供使封装于基板上的晶体管裸芯片的配置及基板上的布线的设计具有自由度，可以使基板上的半导体模块的布局紧凑，并且能够容易使基板上的三相马达的各相的路径的长度相同的半导体模块及其制造方法。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术的某一形态的半导体模块，其特征在于，包括：金属制的基板；形成于该基板之上的绝缘层；形成于该绝缘层上的多个布线图案；通过焊锡封装于该多个布线图案中的一个布线图案上的晶体管裸芯片；以及用于通过焊锡将形成于该晶体管裸芯片的上表面的电极和上述多个布线图案中的其他布线图案进行接合的、由铜板构成的铜连接器。根据该半导体模块，通过使用由铜板构成的铜连接器，利用焊锡封装作业进行晶体管裸芯片的电极和基板上的布线图案之间的接合。因此，可以通过与在将晶体管裸芯片或其他表面封装部件封装于基板上的布线图案上时进行的焊锡封装作业相同的工序，进行晶体管裸芯片的电极和基板上的布线图案之间的接合。由此，可以缩短半导体模块的制造节拍，并且不需要线接合的专用设备，可以降低半导体模块的制造成本。即，由于也能够利用焊锡封装作业用的设备进行晶体管裸芯片的电极和基板上的布线图案之间的接合，所以可以抑制设备投资。并且，也能够同时进行将晶体管裸芯片或其他表面封装部件封装于基板上的布线图案上的工序和进行晶体管裸芯片的电极和基板上的布线图案之间的接合的工序。此外，铜板及铜连接器分别地可以是具有与铜同样的电气、机械特性的材质的板状部件，和具有与铜同样的电气、机械特性的材质的连接器，但是，由于工业上质量稳定的物品容易比较便宜地得到，所以优选使用铜板、铜连接器。另外，在该半导体模块中，上述晶体管裸芯片是在上表面形成有源电极及栅电极的FET裸芯片，上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体模块，其特征在于，包括：金属制的基板；形成于该基板之上的绝缘层；形成于该绝缘层上的多个布线图案；通过焊锡封装于该多个布线图案中的一个布线图案上的晶体管裸芯片；以及用于通过焊锡将形成于该晶体管裸芯片的上表面的电极和上述多个布线图案中的其他布线图案进行接合的、由铜板构成的铜连接器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.29 JP 2012-122327;2012.11.05 JP 2012-243681.一种半导体模块，其特征在于，包括：金属制的基板；形成于该基板之上的绝缘层；形成于该绝缘层上的多个布线图案；通过焊锡封装于该多个布线图案中的一个布线图案上的晶体管裸芯片；以及用于通过焊锡将形成于该晶体管裸芯片的上表面的电极和上述多个布线图案中的其他布线图案进行接合的、由铜板构成的铜连接器，上述晶体管裸芯片是在上表面形成有源电极及栅电极的FET裸芯片，上述铜连接器包括源电极用铜连接器和栅电极用铜连接器，利用上述源电极用铜连接器通过焊锡使上述FET裸芯片的源电极上和上述多个布线图案中的其他布线图案上接合，利用上述栅电极用铜连接器通过焊锡使上述FET裸芯片的栅电极上和上述多个布线图案中的另外其他布线图案上接合，上述栅电极用铜连接器为一种，上述源电极用铜连接器是相对于上述栅电极用铜连接器进行180°直线配置的第一源电极用铜连接器和相对于上述栅电极用铜连接器进行90°直角配置的第二源电极用铜连接器的两种，在一个FET裸芯片中，将上述一种的栅电极用铜连接器和从上述两种的第一源电极用铜连接器及第二源电极用铜连接器中选择的任意一方的源电极用铜连接器组合进行使用，形成于上述FET裸芯片的上表面的上述栅电极和上述源电极被串联直线配置，上述源电极形成为长方形状，上述第一源电极用铜连接器沿着上述形成为长方形状的源电极的短边所延伸的方向引出，并且具备接合部，该接合部具...

【专利技术属性】
技术研发人员：须永崇，金子昇，三好修，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP