JP2008117841A - 半導体パワーモジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下面に第1の金属層12dが露出されたヒートシンク11の上に第1融点の第1のハンダ13により半導体素子10を接合する工程と、上面に第2の金属層2cが形成されたベース4の上に、前記第1融点より低い第2融点を有し且つ第1の金属層12dと第2の金属層2cの少なくとも一方から金属が溶け込むことにより融点が高くなる第2のハンダ14を設置する工程と、第1の金属層12dを下にしてヒートシンク11を第2のハンダ14の上に載置する工程と、さらに、第2のハンダ14を溶融した後に冷却することによりベース4上にヒートシンク11を固定する工程を有する。
【選択図】図2
Description
図9において、ベース101、中枠102及びカバー103からなるパッケージ104内には、シリコンパワートランジスタ105、ダイオード106が収納されている。
なお、図9において符号113は金ワイヤ、114は枠102を貫通するリードピンを示している。
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体パワーモジュールを構成するパワートランジスタ及びヒートシンクをハーフブリッジパッケージに取り付ける状態を示す側断面図である。図2(a)、(b)は、図1に示すベースとヒートシンクをハンダにより接合する工程を示す断面図である。
そのようなSnAg系ハンダ中のAg量と融点の関係の一例を図7に示す。
図8は、本発明の第3実施形態に係る半導体パワーモジュールを示す断面図である。図8において、図6と同一符号は同一要素を示している。
また、第2のハンダ14がAgSn系ハンダの場合には、第1実施形態と同様に、ヒートシンク11の下面にはAg層が露出し、ベース4Aの表面にもAg層が露出している。
上記した実施形態では第2のハンダ14を構成し且つその含有量が増加するにつれて融点が高くなるという金属層をヒートシンク11の下面とベース4,4Aの上面の双方に所定の厚さで露出させているが、いずれか一方だけに露出させてもよい。この場合の膜厚は、双方に設ける場合の2倍程度とする。
2:第1の被覆層
3:CuW基板
4、4A:ベース
6:枠
7、7A:カバー
10:パワートランジスタ(半導体素子)
11:ヒートシンク
12:第2の被覆層
13:第1のハンダ
14:第2のハンダ
20:ダイオード
21:薄膜基板
22:ハンダ
23:接着剤
25〜27:導電性ワイヤ
Claims (9)
- 下面に第1の金属層が露出されたヒートシンクの上に第1融点の第1のハンダによりパワートランジスタを接合する工程と、
上面に第2の金属層が形成されたベースの上に、前記第1融点より低い第2融点を有し且つ前記第1の金属層と前記第2の金属層の少なくとも一方から金属が溶け込むことにより融点が高くなる第2のハンダを設置する工程と、
前記第1の金属層を下にして前記ヒートシンクを前記第2のハンダの上に載置する工程と、
前記第2のハンダを溶融した後に冷却することにより前記ベース上に前記ヒートシンクを固定する工程と
を有することを特徴とする半導体パワーモジュールの製造方法。 - 前記第2のハンダは、金錫ハンダであって、前記第1の金属層、前記第2の金属層のうち少なくとも一方は金であることを特徴とする請求項1に記載の半導体パワーモジュールの製造方法。
- 前記金錫は共晶ハンダであることを特徴とする請求項2に記載の半導体パワーモジュールの製造方法。
- 前記第2のハンダは、錫銀系ハンダであって、前記第1の金属層、前記第2の金属層のうち少なくとも一方は銀であることを特徴とする請求項1に記載の半導体パワーモジュールの製造方法。
- 前記第1のハンダは、金シリコン、金ゲルマニウムのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の半導体パワーモジュールの製造方法。
- 前記パワートランジスタは、III族窒化物トランジスタであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の半導体パワーモジュールの製造方法。
- III族窒化物半導体からなるパワートランジスタと、
前記パワートランジスタが搭載されるヒートシンクと、
前記ヒートシンクと前記パワートランジスタを接合する第1のハンダと、
前記ヒートシンクが搭載されるベースと、
前記ヒートシンクと前記ベースとを接合する第2のハンダと、
前記第2のハンダを構成し且つその含有量が増加するにつれて融点を高くする金属であって前記第2のハンダの周囲に残されている金属層と
を有することを特徴とする半導体パワーモジュール。 - 前記第2のハンダは、金錫ハンダであって、前記金属層は金層であることを特徴とする請求項7に記載の半導体パワーモジュール。
- 前記第2のハンダは、錫銀系ハンダであって、前記金属層は銀層であることを特徴とする請求項7に記載の半導体パワーモジュール。
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2006
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