JP2013051389A - Circuit board, semiconductor power module and manufacturing method - Google Patents

Circuit board, semiconductor power module and manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP2013051389A
JP2013051389A JP2012061859A JP2012061859A JP2013051389A JP 2013051389 A JP2013051389 A JP 2013051389A JP 2012061859 A JP2012061859 A JP 2012061859A JP 2012061859 A JP2012061859 A JP 2012061859A JP 2013051389 A JP2013051389 A JP 2013051389A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bonding
multilayer substrate
semiconductor element
power module
start temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012061859A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013051389A5 (en
Inventor
Yasushi Takayama
泰史 高山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP2012061859A priority Critical patent/JP2013051389A/en
Priority to PCT/JP2012/004865 priority patent/WO2013018357A1/en
Priority to US14/234,323 priority patent/US20140138850A1/en
Priority to KR1020147002291A priority patent/KR20140047097A/en
Priority to CN201280037978.4A priority patent/CN103733330A/en
Publication of JP2013051389A publication Critical patent/JP2013051389A/en
Publication of JP2013051389A5 publication Critical patent/JP2013051389A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a thermal diffusion performance from a semiconductor element to a multilayer substrate, and improve a bond strength of the multilayer substrate and the semiconductor element.SOLUTION: A semiconductor power module 10 comprises a ceramic multilayer substrate 100, a junction layer 110, a diffusion layer 120 and a semiconductor element 130. The junction layer 110 is a planar thin film layer arranged on a first surface 105 of the ceramic multilayer substrate 100 and including a conductive junction part 111 electrically connecting the semiconductor element 130 and the ceramic multilayer substrate 100, and an insulating junction part 112 insulating the semiconductor element 130 and the ceramic multilayer substrate 100. This way, the semiconductor element 130 and the ceramic multilayer substrate 100 can be bonded while inhibiting an occurrence of void between the semiconductor element 130 and the ceramic multilayer substrate 100. A thermal diffusion performance from the semiconductor element 130 to the ceramic multilayer substrate 100 and a bond strength of the ceramic multilayer substrate 100 and the semiconductor element 130 can be improved.

Description

本発明は、多層基板により構成される回路基板、回路基板に半導体素子が搭載された半導体パワーモジュール、および、それらの製造方法に関する。   The present invention relates to a circuit board constituted by a multilayer substrate, a semiconductor power module in which a semiconductor element is mounted on the circuit board, and a method for manufacturing the same.

近年パワーモジュールパッケージにおいては小型、低背、高密度実装化が進み、その実現のために、従来のワイヤーボンドによる実装方式から、セラミックス多層基板等を用いて半導体素子をフリップチップ接続する実装方式を用いた半導体モジュールが提案されている。フリップチップ接続とは、半導体素子上にバンプと呼ばれる導電性の突起を配置し、セラミックス多層基板上の半導体素子を搭載する位置に、バンプを合わせて、セラミックス多層基板に直接接合する接合方法であり、半導体素子の実装に必要な面積を20〜30%程度減らす事ができ、高密度実装に寄与する事ができる。   In recent years, power module packages have become smaller, low-profile, and high-density, and in order to achieve this, a mounting method in which semiconductor elements are flip-chip connected using a ceramic multilayer substrate is used instead of the conventional wire bonding mounting method. A semiconductor module used has been proposed. Flip chip connection is a bonding method in which conductive protrusions called bumps are placed on a semiconductor element, and the bumps are aligned to the position where the semiconductor element is mounted on the ceramic multilayer board, and directly bonded to the ceramic multilayer board. The area required for mounting the semiconductor element can be reduced by about 20 to 30%, which can contribute to high-density mounting.

このようなフリップチップ実装方式を用いた半導体モジュールには、セラミックス多層基板と半導体素子との間のバンプ間の空隙に、従来の有機材料を封止材として用いたものに加えて、無機系材料が充填されたものがある(例えば、特許文献1)。   In the semiconductor module using such a flip chip mounting method, an inorganic material is used in addition to a conventional organic material used as a sealing material in the gap between the bumps between the ceramic multilayer substrate and the semiconductor element. (For example, Patent Document 1).

特開2004−253579号公報JP 2004-253579 A 特開2006−066582号公報JP 2006-066582 A 特開2010−287869号公報JP 2010-287869 A 特開2009−170930号公報JP 2009-170930 A

フリップチップ実装により更に高密度実装化が進む半導体素子パワーモジュールにおいては、放熱面積の低下によりサイズ効果による放熱特性が劣化するため、半導体素子からセラミック多層基板への更なる熱拡散性能の向上が必要である。しかしながら、従来の半導体素子パワーモジュールでは、封止材充填工程における気泡の発生や、使用時の熱応力に起因する接合部分へのクラックの発生などによりセラミックス多層基板と半導体素子との間に空間が発生し、空気が入り込むなどの問題がある。そのため、従来の半導体素子パワーモジュールでは、半導体素子からセラミックス多層基板への熱拡散性能の低下による半導体素子の放熱性能の低下、および、セラミックス多層基板と半導体素子との間の接合強度の低下を招くおそれがある。   In semiconductor element power modules, where higher-density mounting is progressing due to flip chip mounting, the heat dissipation characteristics due to the size effect deteriorate due to the decrease in the heat dissipation area, so it is necessary to further improve the heat diffusion performance from the semiconductor element to the ceramic multilayer substrate It is. However, in the conventional semiconductor element power module, there is a space between the ceramic multilayer substrate and the semiconductor element due to generation of bubbles in the sealing material filling process or generation of cracks in the joint due to thermal stress during use. There is a problem such as air intrusion. Therefore, in the conventional semiconductor element power module, the heat dissipation performance of the semiconductor element is reduced due to the reduction of the thermal diffusion performance from the semiconductor element to the ceramic multilayer substrate, and the bonding strength between the ceramic multilayer substrate and the semiconductor element is reduced. There is a fear.

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、半導体素子からセラミックス多層基板への熱拡散性能の向上、および、セラミックス多層基板と半導体素子との接合強度の向上を目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to improve the thermal diffusion performance from a semiconductor element to a ceramic multilayer substrate and to improve the bonding strength between the ceramic multilayer substrate and the semiconductor element.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]
半導体パワーモジュールであって、ビアおよび配線パターンが形成された多層基板と、前記多層基板の第1の面側に配置される半導体素子と、前記多層基板の第1の面上に形成され、前記多層基板と半導体素子とを接合する接合層と、を備え、前記接合層は、前記ビアに対応する第1の部位に配置されている平面状の導電接合部であって、前記半導体素子に形成されている電極パッドと、前記電極パッドと前記多層基板とを導通する導電接続部と、からなる導電接合部と、前記第1の部位とは異なる第2の部位に配置され、無機系材料を主成分とする平面状の絶縁接合部と、 を有する半導体パワーモジュール。
[Application Example 1]
A semiconductor power module, the multilayer substrate having vias and wiring patterns formed thereon, the semiconductor element disposed on the first surface side of the multilayer substrate, and formed on the first surface of the multilayer substrate, A bonding layer that bonds the multilayer substrate and the semiconductor element, and the bonding layer is a planar conductive bonding portion disposed in a first portion corresponding to the via, and is formed in the semiconductor element A conductive joint comprising an electrode pad that is electrically connected, a conductive connecting portion that conducts the electrode pad and the multilayer substrate, and a second part different from the first part, and an inorganic material A semiconductor power module having a planar insulating junction as a main component.

適用例1の半導体パワーモジュールによれば、接合層が平面状に形成されているので、多層基板と半導体素子との接合時に、多層基板と半導体素子との間における空隙の発生を抑制できる。従って、半導体素子から多層基板への熱拡散性能、および、多層基板と半導体素子との接合強度を向上することができる。   According to the semiconductor power module of Application Example 1, since the bonding layer is formed in a planar shape, generation of voids between the multilayer substrate and the semiconductor element can be suppressed when the multilayer substrate and the semiconductor element are bonded. Therefore, the thermal diffusion performance from the semiconductor element to the multilayer substrate and the bonding strength between the multilayer substrate and the semiconductor element can be improved.

[適用例2]
適用例1記載の半導体パワーモジュールであって、前記多層基板と前記接合層および前記半導体素子と前記接合層とは、拡散接合により接合され、前記半導体パワーモジュールは、更に、前記多層基板と前記接合層および前記半導体素子と前記接合層との間に、前記拡散接合時に形成される拡散層を備える、半導体パワーモジュール。
[Application Example 2]
The semiconductor power module according to Application Example 1, wherein the multilayer substrate, the bonding layer, the semiconductor element, and the bonding layer are bonded by diffusion bonding, and the semiconductor power module is further bonded to the multilayer substrate. A semiconductor power module comprising a diffusion layer formed at the time of diffusion bonding between the layer and the semiconductor element and the bonding layer.

適用例2の半導体パワーモジュールによれば、多層基板と接合層、および、接合層と半導体素子との拡散接合時に、多層基板と接合層の接合面、および、接合層と半導体素子との接合面で発生する原子の拡散により拡散層が形成される。従って、多層基板と接合層、および、接合層と半導体素子との接合強度を向上できる。   According to the semiconductor power module of Application Example 2, when diffusion bonding is performed between the multilayer substrate and the bonding layer, and the bonding layer and the semiconductor element, the bonding surface between the multilayer substrate and the bonding layer, and the bonding surface between the bonding layer and the semiconductor element Diffusion layers are formed by the diffusion of atoms generated in Therefore, the bonding strength between the multilayer substrate and the bonding layer and between the bonding layer and the semiconductor element can be improved.

[適用例3]
適用例1記載の半導体パワーモジュールであって、前記絶縁接合部には、金属フィラーもしくは無機系フィラーが含まれる、半導体パワーモジュール。
[Application Example 3]
The semiconductor power module according to Application Example 1, wherein the insulating joint includes a metal filler or an inorganic filler.

適用例1の半導体パワーモジュールによれば、絶縁接合部に金属フィラーもしくは無機系フィラーが含まれるので、半導体素子から多層基板への熱拡散性能を向上できる。   According to the semiconductor power module of Application Example 1, since the metal filler or the inorganic filler is included in the insulating bonding portion, the thermal diffusion performance from the semiconductor element to the multilayer substrate can be improved.

[適用例4]
適用例2記載の半導体パワーモジュールであって、
前記絶縁接合部および前記拡散層には、金属フィラーもしくは無機系フィラーが含まれる、
半導体パワーモジュール。
[Application Example 4]
A semiconductor power module according to Application Example 2,
The insulating joint and the diffusion layer include a metal filler or an inorganic filler,
Semiconductor power module.

適用例4の半導体パワーモジュールによれば、絶縁接合部および拡散層に金属フィラーもしくは無機系フィラーが含まれるので、半導体素子から多層基板への熱拡散性能を向上できる。   According to the semiconductor power module of Application Example 4, since the metal filler or the inorganic filler is included in the insulating joint and the diffusion layer, the thermal diffusion performance from the semiconductor element to the multilayer substrate can be improved.

[適用例5]
適用例1ないし適用例4いずれか記載の半導体パワーモジュールであって、前記導電接合部を構成する材料の接合開始温度である第1の接合開始温度は、前記絶縁接合部を構成する材料の接合開始温度である第2の接合開始温度よりも低いことを特徴とする、半導体パワーモジュール。
[Application Example 5]
5. The semiconductor power module according to any one of Application Example 1 to Application Example 4, wherein the first joining start temperature, which is the joining start temperature of the material constituting the conductive joint portion, is the joining of the material constituting the insulating joint portion. A semiconductor power module characterized by being lower than a second junction start temperature which is a start temperature.

適用例5の半導体パワーモジュールによれば、絶縁接合部よりも先に導電接合部の接合が行われる。従って、導電接続部と半導体素子の電極パッド、および、導電接合部と配線基板とが接合された状態、すなわち、導電接続部と半導体素子の電極パッドの間、および、導電接合部と配線基板の間に空隙が存在しない状態で、絶縁接合部の軟化変形が開始され、絶縁接合部と半導体素子、および、絶縁接合部と配線基板との接合が行われる。よって、絶縁接合部を構成する材料が、導電接続部と電極パッドの間へ侵入すること、導電接合部に混入することによる、導電接合部の導電性能の低下を抑制できる。   According to the semiconductor power module of Application Example 5, the conductive joint portion is joined before the insulating joint portion. Accordingly, the conductive connection portion and the electrode pad of the semiconductor element, and the conductive junction portion and the wiring substrate are joined, that is, between the conductive connection portion and the electrode pad of the semiconductor element, and between the conductive junction portion and the wiring substrate. In the state where there is no space between them, the softening deformation of the insulating bonding portion is started, and the insulating bonding portion and the semiconductor element, and the insulating bonding portion and the wiring substrate are bonded. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the conductive performance of the conductive joint portion due to the material constituting the insulating joint portion entering between the conductive connection portion and the electrode pad and mixing into the conductive joint portion.

[適用例6]
適用例5記載の半導体パワーモジュールにおいて、前記第1の接合開始温度は、前記導電接合部が焼結反応を開始する焼結開始温度以上であり、前記第2の接合開始温度は、前記絶縁接合部が焼結反応を開始する焼結開始温度以上であることを特徴とする、半導体パワーモジュール。
[Application Example 6]
In the semiconductor power module according to Application Example 5, the first joining start temperature is equal to or higher than a sintering start temperature at which the conductive joint starts a sintering reaction, and the second joining start temperature is the insulating joint. A semiconductor power module, wherein the part is at or above a sintering start temperature at which a sintering reaction starts.

適用例6の半導体パワーモジュールによれば、第1の接合開始温度は、導電接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する温度以上とされ、第2の接合開始温度は、絶縁接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する温度以上とされている。従って、導電接合部、絶縁接合部の各々について、融点まで加熱することなく他部材との接合を行うことができる。また、第1の接合開始温度を、導電接合部を構成する材料の溶融開始温度とし、第2の接合開始温度は、絶縁接合部を構成する材料の溶融開始温度としてもよい。こうすれば、導電接合部および絶縁接合部を確実に溶融させることができ、導電接合部および絶縁接合部の各々と他の部材との接合強度を向上できる。   According to the semiconductor power module of Application Example 6, the first joining start temperature is set to be equal to or higher than a temperature at which at least a part of the material constituting the conductive joint starts a sintering reaction, and the second joining start temperature is At least a part of the material constituting the insulating joint is set to a temperature at which the sintering reaction starts. Therefore, each of the conductive joint and the insulating joint can be joined to another member without heating to the melting point. Further, the first joining start temperature may be the melting start temperature of the material constituting the conductive joining portion, and the second joining start temperature may be the melting start temperature of the material constituting the insulating joining portion. If it carries out like this, a conductive junction part and an insulation junction part can be fuse | melted reliably, and the joint strength of each of a conductive junction part and an insulation junction part and another member can be improved.

[適用例7]
回路基板であって、ビアおよび配線パターンが形成された多層基板と、前記多層基板の第1の面上に配置され、前記多層基板に半導体素子を接合するための接合層と、を備え、前記接合層は、前記ビアに対応する第1の部位に配置され、前記配線パターンと前記半導体素子と導通し、少なくとも前記第1の面側が平面状に形成されている導電接続部と、前記第1の部位とは異なる第2の部位に配置され、無機系材料を主成分とし、少なくとも前記第1の面側が平面状に形成されている絶縁接合部と、を有する回路基板。
[Application Example 7]
A circuit board comprising a multilayer substrate having vias and wiring patterns formed thereon, and a bonding layer disposed on a first surface of the multilayer substrate and bonding a semiconductor element to the multilayer substrate, The bonding layer is disposed at a first portion corresponding to the via, is electrically connected to the wiring pattern and the semiconductor element, and has a conductive connection portion in which at least the first surface side is formed in a planar shape, and the first A circuit board having an insulating joint portion disposed in a second portion different from the first portion, having an inorganic material as a main component, and at least the first surface side being formed in a planar shape.

適用例7の回路基板によれば、半導体素子と多層基板とが平面で接合されるので、多層基板と半導体素子との間における空隙の発生を抑制できる。従って、半導体素子から多層基板への熱拡散性能、および、多層基板と半導体素子との接合強度を向上することができる。   According to the circuit board of Application Example 7, since the semiconductor element and the multilayer substrate are bonded together in a plane, generation of a gap between the multilayer substrate and the semiconductor element can be suppressed. Therefore, the thermal diffusion performance from the semiconductor element to the multilayer substrate and the bonding strength between the multilayer substrate and the semiconductor element can be improved.

[適用例8]
適用例7記載の回路基板であって、前記導電接合部を構成する材料が前記半導体素子と接合を開始する温度である第1の接合開始温度は、前記絶縁接合部を構成する材料が前記多層基板および前記半導体素子と接合を開始する温度である第2の接合開始温度よりも低いことを特徴とする、回路基板。
[Application Example 8]
The circuit board according to Application Example 7, wherein the first junction start temperature, which is a temperature at which the material constituting the conductive junction starts to join the semiconductor element, is the material constituting the insulating junction is the multilayer A circuit board having a temperature lower than a second bonding start temperature, which is a temperature at which bonding with the substrate and the semiconductor element starts.

適用例8の半導体パワーモジュールによれば、絶縁接合部よりも先に導電接合部の接合が行われる。従って、導電接合部と半導体素子の電極パッド、および、導電接合部と配線基板が接合された状態、すなわち、導電接合部と半導体素子の電極パッドの間、および、導電接合部と配線基板の間に空隙が存在しない状態で、絶縁接合部の軟化変形が開始され、絶縁接合部と半導体素子、および、絶縁接合部と配線基板との接合が行われる。よって、絶縁接合部を構成する材料が導電接続部と電極パッドの間へ侵入すること、導電接合部に混入することによる、導電接合部の導電性能の低下を抑制できる。   According to the semiconductor power module of Application Example 8, the conductive joint portion is joined before the insulating joint portion. Therefore, the conductive junction and the electrode pad of the semiconductor element, and the conductive junction and the wiring board are joined, that is, between the conductive junction and the electrode pad of the semiconductor element, and between the conductive junction and the wiring board. In the state where there is no gap, softening deformation of the insulating bonding portion is started, and the insulating bonding portion and the semiconductor element, and the insulating bonding portion and the wiring substrate are bonded. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the conductive performance of the conductive bonding portion due to the material constituting the insulating bonding portion entering between the conductive connecting portion and the electrode pad and mixing into the conductive bonding portion.

[適用例9]
適用例8記載の回路基板おいて、前記第1の接合開始温度は、前記導電接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する焼結開始温度以上であり、前記第2の接合開始温度は、前記絶縁接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する焼結開始温度以上であることを特徴とする、回路基板。
[Application Example 9]
In the circuit board according to Application Example 8, the first joining start temperature is equal to or higher than a sintering start temperature at which at least a part of a material constituting the conductive joint starts a sintering reaction, A circuit board characterized in that a joining start temperature is equal to or higher than a sintering start temperature at which at least a part of a material constituting the insulating joint starts a sintering reaction.

適用例9の半導体パワーモジュールによれば、第1の接合開始温度は、導電接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する温度以上とされ、第2の接合開始温度は、絶縁接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する温度以上とされている。従って、導電接合部、絶縁接合部の各々について、融点まで加熱することなく他部材との接合を行うことができる。また、第1の接合開始温度を、導電接合部を構成する材料の溶融開始温度とし、第2の接合開始温度は、絶縁接合部を構成する材料の溶融開始温度としてもよい。こうすれば、導電接合部および絶縁接合部を確実に溶融させることができ、導電接合部および絶縁接合部の各々と他の部材との接合強度を向上できる。   According to the semiconductor power module of Application Example 9, the first joining start temperature is set to be equal to or higher than a temperature at which at least a part of the material constituting the conductive joint starts a sintering reaction, and the second joining start temperature is At least a part of the material constituting the insulating joint is set to a temperature at which the sintering reaction starts. Therefore, each of the conductive joint and the insulating joint can be joined to another member without heating to the melting point. Further, the first joining start temperature may be the melting start temperature of the material constituting the conductive joining portion, and the second joining start temperature may be the melting start temperature of the material constituting the insulating joining portion. If it carries out like this, a conductive junction part and an insulation junction part can be fuse | melted reliably, and the joint strength of each of a conductive junction part and an insulation junction part and another member can be improved.

[適用例10]
半導体パワーモジュールであって、ビアおよび配線パターンが形成された多層基板と、
前記多層基板の第1の面側に配置される半導体素子と、前記多層基板の第1の面上に形成され、前記多層基板と半導体素子とを接合する接合層と、を備え、前記接合層は、前記ビアに対応する第1の部位に配置され、前記半導体素子の電極パッドと、前記電極パッドと前記多層基板とを導通する導電接続部と、からなる導電接合部と、前記第1の部位とは異なる第2の部位に配置され、無機系材料を主成分とする絶縁接合部と、を有し、前記電極パッドと前記導電接続部とが導通可能となるように、前記半導体素子が前記接合層上に積層され、前記多層基板、前記接合層および前記半導体素子が接合された状態で、前記多層基板と前記接合層との界面、および、前記接合層と前記半導体素子との界面の、積層方向の断面が、略直線状に形成されている、半導体パワーモジュール。
[Application Example 10]
A semiconductor power module, a multilayer substrate on which vias and wiring patterns are formed, and
A semiconductor element disposed on a first surface side of the multilayer substrate; and a bonding layer formed on the first surface of the multilayer substrate and bonding the multilayer substrate and the semiconductor element; Is disposed at a first portion corresponding to the via, and includes a conductive joint portion including an electrode pad of the semiconductor element, and a conductive connection portion that conducts the electrode pad and the multilayer substrate, The semiconductor element is disposed in a second part different from the part, and has an insulating junction mainly composed of an inorganic material, and the semiconductor element is electrically connected to the electrode pad and the conductive connection part. The interface between the multilayer substrate and the bonding layer and the interface between the bonding layer and the semiconductor element in a state where the multilayer substrate, the bonding layer, and the semiconductor element are bonded to each other. The cross section in the stacking direction is formed in a substantially straight line And are, semiconductor power modules.

適用例10の半導体パワーモジュールによれば、多層基板と接合層との接合界面、および、接合層と半導体素子との接合界面の、積層方向の断面が、略直線状となるように形成されている。略直線状とは、本明細書では、多層基板と接合層との接合界面、および、接合層と半導体素子との接合界面に、気泡等による空隙が存在しない状態を含む。従って、半導体素子から多層基板への熱拡散性能、および、多層基板と半導体素子との接合強度を向上することができる。   According to the semiconductor power module of Application Example 10, the cross section in the stacking direction of the bonding interface between the multilayer substrate and the bonding layer and the bonding interface between the bonding layer and the semiconductor element is formed to be substantially linear. Yes. In this specification, the term “substantially linear” includes a state in which there is no void due to bubbles or the like at the bonding interface between the multilayer substrate and the bonding layer and the bonding interface between the bonding layer and the semiconductor element. Therefore, the thermal diffusion performance from the semiconductor element to the multilayer substrate and the bonding strength between the multilayer substrate and the semiconductor element can be improved.

[適用例11]
回路基板であって、ビアおよび配線パターンが形成された多層基板と、前記多層基板の第1の面上に形成され、前記多層基板と半導体素子とを接合する接合層と、を備え、前記接合層は、前記ビアに対応する第1の部位に配置され、前記配線パターンに前記半導体素子を導通させるための導電接続部と、前記第1の部位とは異なる第2の部位に配置され、無機系材料を主成分とする絶縁接合部と、を有し、前記多層基板と前記接合層が接着された状態で、前記多層基板と前記接合層との界面の、積層方向の断面は、略直線状である、回路基板。
[Application Example 11]
A circuit board, comprising: a multilayer substrate on which vias and wiring patterns are formed; and a bonding layer formed on a first surface of the multilayer substrate and bonding the multilayer substrate and a semiconductor element. The layer is disposed at a first portion corresponding to the via, and is disposed at a conductive connection portion for conducting the semiconductor element to the wiring pattern and a second portion different from the first portion, and is inorganic. A cross-section in the stacking direction of the interface between the multilayer substrate and the bonding layer in a state where the multilayer substrate and the bonding layer are bonded to each other. A circuit board that is shaped.

適用例11の回路基板によれば、多層基板と接合層との接合界面は、積層方向の断面が、略直線状となるように形成されている。従って、多層基板と接合層との接合強度を向上することができ、半導体素子から多層基板への熱拡散性能を向上できる。   According to the circuit board of Application Example 11, the bonding interface between the multilayer substrate and the bonding layer is formed so that the cross section in the stacking direction is substantially linear. Accordingly, the bonding strength between the multilayer substrate and the bonding layer can be improved, and the thermal diffusion performance from the semiconductor element to the multilayer substrate can be improved.

[適用例12]
半導体パワーモジュールの製造方法であって、ビアおよび配線パターンを有する多層基板を製作し、前記ビアに対応する第1の部位に、前記配線パターンと半導体素子とを導通する平面状の導電接続部を有し、前記第1の部位とは異なる第2の部位に平面状の絶縁接合部を有する接合部を、前記多層基板の第1の面上に配置し、前記接合部上に、前記半導体素子を、前記半導体素子に形成されている電極パッドと前記導電接続部とが導通可能となるように配置し、前記多層基板、前記接合部および前記半導体素子を、加熱圧着し、前記多層基板と前記接合層、および、前記接合層と前記半導体素子を拡散接合する、半導体パワーモジュールの製造方法。
[Application Example 12]
A method for manufacturing a semiconductor power module, comprising: producing a multilayer substrate having vias and wiring patterns; and providing a planar conductive connecting portion for conducting the wiring pattern and the semiconductor element at a first portion corresponding to the vias. And having a junction part having a planar insulating junction part in a second part different from the first part on the first surface of the multilayer substrate, and on the junction part, the semiconductor element Are arranged so that the electrode pad formed in the semiconductor element and the conductive connection portion can conduct, and the multilayer substrate, the joint and the semiconductor element are thermocompression bonded, and the multilayer substrate and the A method for manufacturing a semiconductor power module, wherein the bonding layer and the bonding layer and the semiconductor element are diffusion bonded.

適用例12の半導体パワーモジュールの製造方法によれば、多層基板と半導体素子との間に、接合部と電極パッドにより、多層基板と半導体素子とを接合するための平面状の接合層が形成される。従って、多層基板と半導体素子との間における空隙の発生を抑制できる。よって、半導体素子から多層基板への熱拡散性能、および、多層基板と半導体素子との接合強度を向上できる。   According to the manufacturing method of the semiconductor power module of Application Example 12, a planar bonding layer for bonding the multilayer substrate and the semiconductor element is formed between the multilayer substrate and the semiconductor element by the bonding portion and the electrode pad. The Therefore, generation | occurrence | production of the space | gap between a multilayer substrate and a semiconductor element can be suppressed. Therefore, the heat diffusion performance from the semiconductor element to the multilayer substrate and the bonding strength between the multilayer substrate and the semiconductor element can be improved.

[適用例13]
適用例12記載の半導体パワーモジュールの製造方法であって、前記拡散接合において、 前記導電接合部を構成する材料が前記半導体素子と接合を開始する温度を第1の接合開始温度とし、前記絶縁接合部を構成する材料が前記多層基板および前記半導体素子と接合を開始する温度であって、前記第1の接合開始温度よりも高い温度を第2の接合開始温度とし、前記多層基板、前記接合部および前記半導体素子を、前記第1の接合開始温度で加熱圧着することにより、前記導電接合部と前記半導体素子の前記電極パッド、および、前記導電接合部と前記配線基板とを接合し、前記導電接合部と前記半導体素子の前記電極パッドとの接合後に、前記多層基板、前記接合部および前記半導体素子を、前記第2の接合開始温度で加熱圧着することにより、前記多層基板と前記絶縁接合部、および、前記絶縁接合部と前記半導体素子とを接合する、半導体パワーモジュールの製造方法。
[Application Example 13]
The method of manufacturing a semiconductor power module according to Application Example 12, wherein in the diffusion bonding, a temperature at which a material constituting the conductive bonding portion starts bonding with the semiconductor element is a first bonding start temperature, and the insulating bonding The material constituting the portion is a temperature at which bonding with the multilayer substrate and the semiconductor element starts, and a temperature higher than the first bonding start temperature is defined as a second bonding start temperature, and the multilayer substrate and the bonding portion And the semiconductor element is thermocompression-bonded at the first joining start temperature to join the conductive joint and the electrode pad of the semiconductor element, and the conductive joint and the wiring board. After the bonding portion and the electrode pad of the semiconductor element are bonded, the multilayer substrate, the bonding portion, and the semiconductor element are subjected to thermocompression bonding at the second bonding start temperature. The method for manufacturing a semiconductor power module, wherein the multilayer substrate and the insulating joint portion, and the insulating joint portion and the semiconductor element are joined.

適用例13の半導体パワーモジュールの製造方法によれば、 絶縁接合部よりも先に導電接合部の接合が行われる。従って、導電接合部と半導体素子の電極パッド、および、導電接合部と配線基板が接合された状態、すなわち、導電接合部と半導体素子の電極パッドの間、および、導電接合部と配線基板の間に空隙が存在しない状態で、絶縁接合部の軟化変形が開始され、絶縁接合部と半導体素子、および、絶縁接合部と配線基板との接合が行われる。よって、絶縁接合部を構成する材料が、導電接続部と電極パッドの間へ侵入すること、導電接合部に混入することによる、導電接合部の導電性能の低下を抑制できる。   According to the manufacturing method of the semiconductor power module of Application Example 13, the conductive joint is joined before the insulating joint. Therefore, the conductive junction and the electrode pad of the semiconductor element, and the conductive junction and the wiring board are joined, that is, between the conductive junction and the electrode pad of the semiconductor element, and between the conductive junction and the wiring board. In the state where there is no gap, softening deformation of the insulating bonding portion is started, and the insulating bonding portion and the semiconductor element, and the insulating bonding portion and the wiring substrate are bonded. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the conductive performance of the conductive joint portion due to the material constituting the insulating joint portion entering between the conductive connection portion and the electrode pad and mixing into the conductive joint portion.

[適用例14]
適用例13記載の半導体パワーモジュールの製造方法において、前記第1の接合開始温度は、前記導電接続部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する焼結開始温度以上であり、前記第2の接合開始温度は、前記絶縁接続部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する焼結開始温度以上であ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。
[Application Example 14]
In the method for manufacturing a semiconductor power module according to Application Example 13, the first joining start temperature is equal to or higher than a sintering start temperature at which at least a part of the material constituting the conductive connection portion starts a sintering reaction, The method of manufacturing a semiconductor power module, wherein the second joining start temperature is equal to or higher than a sintering start temperature at which at least a part of the material constituting the insulating connection portion starts a sintering reaction.

適用例14の半導体パワーモジュールの製造方法によれば、第1の接合開始温度は、導電接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する温度以上とされ、第2の接合開始温度は、絶縁接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する温度以上とされている。従って、導電接合部、絶縁接合部の各々について、融点まで加熱することなく他部材との接合を行うことができる。また、第1の接合開始温度を、導電接合部を構成する材料の溶融開始温度とし、第2の接合開始温度は、絶縁接合部を構成する材料の溶融開始温度としてもよい。こうすれば、導電接合部および絶縁接合部を確実に溶融させることができ、導電接合部および絶縁接合部の各々と他の部材との接合強度を向上できる。   According to the manufacturing method of the semiconductor power module of Application Example 14, the first joining start temperature is set to be equal to or higher than the temperature at which at least a part of the material constituting the conductive joint starts the sintering reaction, and the second joining start is performed. The temperature is set to be equal to or higher than a temperature at which at least a part of the material constituting the insulating joint starts a sintering reaction. Therefore, each of the conductive joint and the insulating joint can be joined to another member without heating to the melting point. Further, the first joining start temperature may be the melting start temperature of the material constituting the conductive joining portion, and the second joining start temperature may be the melting start temperature of the material constituting the insulating joining portion. If it carries out like this, a conductive junction part and an insulation junction part can be fuse | melted reliably, and the joint strength of each of a conductive junction part and an insulation junction part and another member can be improved.

[適用例15]
適用例12記載の半導体パワーモジュールの製造方法であって、前記拡散接合において、 前記導電接続部を構成する材料と前記電極パッドを構成する材料とが接合を開始する温度を第1の接合開始温度とし、前記絶縁接合部を構成する材料が前記多層基板および前記半導体素子と接合を開始する温度であって、前記第1の接合開始温度よりも高い温度を第2の接合開始温度とし、前記第1の接合開始温度が、所定時間保持された後、前記第2の接合開始温度が所定時間保持されるように設定されている温度プロファイルに基づき、前記加熱を行う、半導体パワーモジュールの製造方法。
[Application Example 15]
The method of manufacturing a semiconductor power module according to Application Example 12, wherein in the diffusion bonding, a temperature at which the material forming the conductive connection portion and the material forming the electrode pad start bonding is a first bonding start temperature. And the material constituting the insulating junction is a temperature at which bonding with the multilayer substrate and the semiconductor element starts, and a temperature higher than the first bonding start temperature is defined as a second bonding start temperature, and the first A method of manufacturing a semiconductor power module, wherein the heating is performed based on a temperature profile that is set so that the first junction start temperature is maintained for a predetermined time after the first junction start temperature is maintained for a predetermined time.

適用例15の半導体パワーモジュールの製造方法によれば、段階的な温度変化を有する温度プロファイルに基づいて、接合部、配線基板および半導体素子の接合が行われる。従って、簡易な構成で、多段階の温度変化を行いつつ拡散接合を行うことができ、製造効率を向上できる。   According to the semiconductor power module manufacturing method of Application Example 15, the bonding portion, the wiring board, and the semiconductor element are bonded based on the temperature profile having a stepwise temperature change. Accordingly, diffusion bonding can be performed with a simple configuration while performing multi-stage temperature changes, and manufacturing efficiency can be improved.

[適用例16]
回路基板の製造方法であって、ビアおよび配線パターンを有する多層基板を製作し、前記ビアに対応する第1の部位に、前記配線パターンと半導体素子とを導通する導電接続部を有し、前記第1の部位とは異なる第2の部位に絶縁接合部を有し、少なくとも、前記第1の面側が平面状に形成されている接合層を、前記多層基板の第1の面上に配置し、前記多層基板と前記接合層とを、前記接合層に含まれる有機成分の粘着力により接着する、回路基板の製造方法。
[Application Example 16]
A method for manufacturing a circuit board, comprising: producing a multilayer board having vias and wiring patterns; and having a conductive connection portion for conducting the wiring pattern and the semiconductor element at a first portion corresponding to the vias, A bonding layer having an insulating bonding portion at a second portion different from the first portion and having at least the first surface formed in a planar shape is disposed on the first surface of the multilayer substrate. A method for manufacturing a circuit board, wherein the multilayer substrate and the bonding layer are bonded by an adhesive force of an organic component contained in the bonding layer.

適用例16の回路基板の製造方法によれば、多層基板の第1の面側が平面状に形成された、多層基板と半導体素子とを接合するための接合層が、多層基板の第1の面上に形成される。従って、多層基板と接合層との間における空隙の発生を抑制できる。よって、半導体素子から多層基板への熱拡散性能、および、多層基板と半導体素子との接合強度を向上することができる。   According to the method of manufacturing the circuit board of Application Example 16, the first surface side of the multilayer substrate is formed on the first surface side of the multilayer substrate. Formed on top. Therefore, generation | occurrence | production of the space | gap between a multilayer substrate and a joining layer can be suppressed. Therefore, the heat diffusion performance from the semiconductor element to the multilayer substrate and the bonding strength between the multilayer substrate and the semiconductor element can be improved.

本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりして適用することができる。   In the present invention, the various aspects described above can be applied by appropriately combining or omitting some of them.

第1実施例における半導体パワーモジュール10の概略構成を示す断面図。Sectional drawing which shows schematic structure of the semiconductor power module 10 in 1st Example. 第1実施例における回路基板20について説明する説明図。Explanatory drawing explaining the circuit board 20 in 1st Example. 第1実施例における半導体パワーモジュール10の製造方法を説明する工程図。Process drawing explaining the manufacturing method of the semiconductor power module 10 in 1st Example. ステップS12における導電接続部111aの配置工程を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the arrangement | positioning process of the conductive connection part 111a in step S12. ステップS14における絶縁接合部112のスクリーン印刷について説明する説明図。Explanatory drawing explaining the screen printing of the insulation junction part 112 in step S14. 第1実施例における半導体パワーモジュール10の接合工程を説明する説明図。Explanatory drawing explaining the joining process of the semiconductor power module 10 in 1st Example. 第2実施例における半導体パワーモジュール30を示す平面図。The top view which shows the semiconductor power module 30 in 2nd Example. 第2実施例における半導体パワーモジュール30を示す断面図。Sectional drawing which shows the semiconductor power module 30 in 2nd Example. 変形例における半導体パワーモジュール40を示す断面図。Sectional drawing which shows the semiconductor power module 40 in a modification.

A.第1実施例:
A1.半導体パワーモジュールの概略構成:
図1は、第1実施例における半導体パワーモジュール10の概略構成を示す断面図である。図2は、第1実施例における回路基板20について説明する説明図である。半導体パワーモジュール10は、回路基板20と、半導体素子130とを備える。回路基板20は、セラミックス多層基板100と、接合層110と、拡散層120とを備える。
A. First embodiment:
A1. General configuration of the semiconductor power module:
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a semiconductor power module 10 in the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the circuit board 20 in the first embodiment. The semiconductor power module 10 includes a circuit board 20 and a semiconductor element 130. The circuit board 20 includes a ceramic multilayer substrate 100, a bonding layer 110, and a diffusion layer 120.

セラミックス多層基板100は、セラミックス材料により形成されている。セラミックス材料としては、例えば、酸化アルミナ(Al23)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化珪素(Si34)などが用いられる。セラミックス多層基板100は、半導体素子が実装される第1の面105と、該面と対向し、制御回路やコンデンサなどのその他の電子部品が搭載され得るもう一方の第2の面106間を電気的に接続するための内層ビアホール101と、配線パターン109と、第2の面106上に配置された外部接続用の電極端子104を備える。配線パターン109は、セラミックス多層基板100の表面、内部の層の表面に形成されている。図1では、セラミックス多層基板100の表面に形成された配線パターンは省略されている。また、セラミックス多層基板100の第1の面105上、および第2の面106上には、半導体素子130やその他の電子部品を搭載するための電極ランド(図示省略)が形成されている。半導体素子130は、内層ビアホール101および配線パターン109を介して、第2の面106上に配置されている電極端子104と電気的に接続されている。 The ceramic multilayer substrate 100 is formed of a ceramic material. As the ceramic material, for example, alumina oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), silicon nitride (Si 3 N 4 ), or the like is used. The ceramic multilayer substrate 100 is electrically connected between the first surface 105 on which the semiconductor element is mounted and the other second surface 106 facing the surface and on which other electronic components such as a control circuit and a capacitor can be mounted. An internal via hole 101 for connection, a wiring pattern 109, and an electrode terminal 104 for external connection disposed on the second surface 106. The wiring pattern 109 is formed on the surface of the ceramic multilayer substrate 100 and the surface of the inner layer. In FIG. 1, the wiring pattern formed on the surface of the ceramic multilayer substrate 100 is omitted. Electrode lands (not shown) for mounting the semiconductor element 130 and other electronic components are formed on the first surface 105 and the second surface 106 of the ceramic multilayer substrate 100. The semiconductor element 130 is electrically connected to the electrode terminal 104 disposed on the second surface 106 via the inner layer via hole 101 and the wiring pattern 109.

接合層110は、セラミックス多層基板100の第1の面105上に配置され、導電接合部111と、絶縁接合部112とを備える平面状の薄膜層である。   The bonding layer 110 is a planar thin film layer that is disposed on the first surface 105 of the ceramic multilayer substrate 100 and includes a conductive bonding portion 111 and an insulating bonding portion 112.

導電接合部111は、導電接続部111aと半導体素子130の電極パッド131とから構成され、半導体素子130とセラミックス多層基板100とを電気的に接続する。導電接続部111aは、導電性の金属を主成分として形成されており、図2に示すように、セラミックス多層基板100の第1の面105上であって、内層ビアホール101に対応する第1の部位107(太実線で示す)上に配置されている。導電性の金属として、例えば、銅、銀、アルミニウム金属などを用いてもよい。導電接続部111aは、後述する絶縁接合部112よりも薄く形成されており、絶縁接合部112と導電接続部111aとにより窪みが形成される。該窪みに、電極パッド131が嵌りこむように配置されることによって、導電接合部111が形成される。   The conductive bonding portion 111 includes a conductive connection portion 111a and an electrode pad 131 of the semiconductor element 130, and electrically connects the semiconductor element 130 and the ceramic multilayer substrate 100. The conductive connection portion 111a is formed with a conductive metal as a main component, and is formed on the first surface 105 of the ceramic multilayer substrate 100 and corresponding to the inner layer via hole 101 as shown in FIG. Arranged on a portion 107 (indicated by a thick solid line). For example, copper, silver, aluminum metal, or the like may be used as the conductive metal. The conductive connecting portion 111a is formed thinner than an insulating bonding portion 112 described later, and a recess is formed by the insulating bonding portion 112 and the conductive connecting portion 111a. The conductive bonding portion 111 is formed by arranging the electrode pad 131 so as to fit in the recess.

絶縁接合部112は、半導体素子130とセラミックス多層基板100とを絶縁する。絶縁接合部112は、図2に示すように、セラミックス多層基板100の第1の面105上であって、第1の部位107とは異なる第2の部位108(太破線で示す)に配置されている。絶縁性の無機系材料を主成分とし、半導体素子の実装時の加熱工程により軟化する粉末ガラスにより形成されている。粉末ガラスは、例えば、ZnO−B23−SiO2、など、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化ホウ素、酸化ビスマスなどの混相として形成される。 The insulating joint 112 insulates the semiconductor element 130 and the ceramic multilayer substrate 100. As shown in FIG. 2, the insulating bonding portion 112 is disposed on the first surface 105 of the ceramic multilayer substrate 100 and in a second portion 108 (shown by a thick broken line) different from the first portion 107. ing. The main component is an insulating inorganic material, and it is formed of powdered glass that is softened by a heating process at the time of mounting a semiconductor element. The powder glass is formed as a mixed phase of silicon oxide, zinc oxide, boron oxide, bismuth oxide, etc., such as ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 .

第1実施例において、第2の部位108とは、第1の部位107である導電接合部111が配置されている部位を除く部分を含む。接合層110が均一な平面となるように、導電接合部111と絶縁接合部112は、ほぼ同一の厚みを有している。また、接合層110の、半導体素子130側に対向する面も、均一な平面となるように形成されている。 In the first embodiment, the second portion 108 includes a portion excluding the portion where the conductive joint portion 111 that is the first portion 107 is disposed. The conductive bonding portion 111 and the insulating bonding portion 112 have substantially the same thickness so that the bonding layer 110 becomes a uniform plane. Further, the surface of the bonding layer 110 facing the semiconductor element 130 side is also formed to be a uniform plane.

なお、本実施例において、均一な平面とは、微少な湾曲や凹凸を含んでおり、接合層110が均一な平面を有しているとは、接合層110の、セラミック多層基板の第1の面105に対向する面が、第1の面105の形状に沿って形成され、導電接合部111と絶縁接合部112が連続して平坦に形成されていること、および、接合層110の、半導体素子130側に対向する面が、半導体素子130の、接合層110に対向する面の形状に沿って形成されていること、を含む。 In this embodiment, the uniform plane includes a slight curve or unevenness, and the bonding layer 110 has a uniform plane means that the bonding layer 110 has a first surface of the ceramic multilayer substrate. The surface facing the surface 105 is formed along the shape of the first surface 105, the conductive bonding portion 111 and the insulating bonding portion 112 are continuously formed flat, and the semiconductor of the bonding layer 110 The surface facing the element 130 side is formed along the shape of the surface facing the bonding layer 110 of the semiconductor element 130.

絶縁接合部112は、絶縁性能が低下しない程度に、フィラー115を含むことが望ましい。ここで、フィラー115は、銅やアルミニウム粉末などよりなる金属フィラーもしくは無機系フィラーを含む。無機系フィラーとしては酸化ホウ素やアルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウムなどよりなるセラミックスなどの、高放熱特性フィラーであることが望ましい。フィラー115が含有されていることにより、絶縁接合部112の伝熱性能が向上する。   It is desirable that the insulating joint 112 includes the filler 115 to such an extent that the insulating performance does not deteriorate. Here, the filler 115 includes a metal filler or an inorganic filler made of copper, aluminum powder, or the like. The inorganic filler is preferably a high heat dissipation characteristic filler such as ceramics made of boron oxide, alumina, silicon nitride, aluminum nitride or the like. By including the filler 115, the heat transfer performance of the insulating joint 112 is improved.

拡散層120は、セラミックス多層基板100と接合層110との拡散接合により形成される層である。拡散層120は、導電拡散部121と絶縁拡散部122を備える。導電拡散部121は、セラミックス多層基板100と接合層110の導電接続部111aとの拡散接合により形成される。絶縁拡散部122は、セラミックス多層基板100と、接合層110の絶縁接合部112との拡散接合により形成される。絶縁拡散部122には、絶縁接合部112と同様に、フィラー115が含有されてもよい。なお、図1では、説明の便宜上、導電拡散部121と絶縁拡散部122の境界は明確に記載されているが、導電拡散部121と絶縁拡散部122の境界は曖昧であってもよい。   The diffusion layer 120 is a layer formed by diffusion bonding between the ceramic multilayer substrate 100 and the bonding layer 110. The diffusion layer 120 includes a conductive diffusion part 121 and an insulating diffusion part 122. The conductive diffusion portion 121 is formed by diffusion bonding between the ceramic multilayer substrate 100 and the conductive connection portion 111 a of the bonding layer 110. The insulating diffusion portion 122 is formed by diffusion bonding between the ceramic multilayer substrate 100 and the insulating bonding portion 112 of the bonding layer 110. Insulating diffusion part 122 may contain filler 115, similarly to insulating joining part 112. In FIG. 1, for convenience of explanation, the boundary between the conductive diffusion portion 121 and the insulating diffusion portion 122 is clearly described, but the boundary between the conductive diffusion portion 121 and the insulating diffusion portion 122 may be ambiguous.

半導体素子130は、電極パッド131を備える。電極パッド131は、例えば、金(Au)を主成分として形成されている。半導体素子130は、電極パッド131が、接合層110の導電接続部111aに接するように、接合層110上に配置されている。半導体素子130は、電極パッド131および導電接続部111a(すなわち、導電接合部111)を介してセラミックス多層基板100と電気的に接続されている。   The semiconductor element 130 includes an electrode pad 131. The electrode pad 131 is made of, for example, gold (Au) as a main component. The semiconductor element 130 is disposed on the bonding layer 110 such that the electrode pad 131 is in contact with the conductive connection portion 111 a of the bonding layer 110. The semiconductor element 130 is electrically connected to the ceramic multilayer substrate 100 via the electrode pad 131 and the conductive connection portion 111a (that is, the conductive joint portion 111).

A2.製造方法:
半導体パワーモジュール10の製造方法を、図3〜図6を用いて説明する。図3は、第1実施例における半導体パワーモジュール10の製造方法を説明する工程図である。
A2. Production method:
A method for manufacturing the semiconductor power module 10 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a process diagram for explaining a method of manufacturing the semiconductor power module 10 in the first embodiment.

内層ビアホール101および配線パターン109が形成されたセラミックス多層基板100を作製する(ステップS10)。セラミックス多層基板100の作製には、セラミックス多層基板100の表面に、半導体素子130および他の電子部品を実装するための薄膜状の電極ランドを形成することを含む。電極ランドは、導電ペーストを用いた印刷法、物理蒸着(PVD:Physical Vapor Deposition)や化学蒸着(CVD: Chemical Vapor Deposition)により形成される。   The ceramic multilayer substrate 100 on which the inner layer via hole 101 and the wiring pattern 109 are formed is manufactured (step S10). Fabrication of the ceramic multilayer substrate 100 includes forming a thin-film electrode land for mounting the semiconductor element 130 and other electronic components on the surface of the ceramic multilayer substrate 100. The electrode land is formed by a printing method using a conductive paste, physical vapor deposition (PVD) or chemical vapor deposition (CVD).

セラミックス多層基板100の第1の面105上であって、内層ビアホール101に対応する第1の部位に、導電接続部111aを配置する(ステップS12)。図3は、ステップS12における導電接続部111aの配置工程を説明する説明図である。図3に示すように、後述するステップS18における加熱工程により溶融する金属種を主成分とする金属の突起を導電接続部111aとして形成する。この金属の突起はバンプとも呼ばれる。バンプは、所望の位置にボール状に形成された金属を配置し、加熱処理により柱状形状とするボール搭載法により形成しても良いし、セラミックス多層基板100の第1の面105の第1の部位107に、予め対応する位置にバンプとなる金属を転写する方法や導電接続部111aの材料として既述した金属種を主成分とするペーストを、スクリーン印刷により印刷する方法、セラミックス多層基板100の第1の面105の第1の部位107にフォトリソパターンによりマスキングを施しメッキ法により所望の位置に金属バンプを形成してもよい。   On the first surface 105 of the ceramic multilayer substrate 100, the conductive connection portion 111a is disposed at the first portion corresponding to the inner layer via hole 101 (step S12). FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the step of arranging the conductive connection portion 111a in step S12. As shown in FIG. 3, a metal protrusion whose main component is a metal species that is melted by a heating process in step S18 to be described later is formed as a conductive connecting portion 111a. This metal protrusion is also called a bump. The bump may be formed by a ball mounting method in which a metal formed in a ball shape is disposed at a desired position and is formed into a columnar shape by heat treatment, or the first surface 105 of the ceramic multilayer substrate 100 may be formed. A method of transferring a metal to be a bump to a corresponding position in advance on the portion 107, a method of printing a paste mainly containing the metal species described above as a material of the conductive connection portion 111a by screen printing, The first portion 107 of the first surface 105 may be masked with a photolithographic pattern, and metal bumps may be formed at desired positions by plating.

導電接続部111aを配置したセラミックス多層基板100の第1の面105上の、第1の部位とは異なる第2の部位に絶縁接合部112を配置する(ステップS14)。具体的には、粉末ガラスと熱分解性の有機結着剤とを、有機溶媒や水などの溶媒を用いて混練してガラス粉末ペーストを生成し、ガラス粉末ペーストを、セラミックス多層基板100の第1の面105上の、導電接続部111aの空隙を埋めるようにスクリーン印刷によりに印刷する。   The insulating bonding portion 112 is disposed on a second portion different from the first portion on the first surface 105 of the ceramic multilayer substrate 100 on which the conductive connection portion 111a is disposed (step S14). Specifically, powder glass and a thermally decomposable organic binder are kneaded using a solvent such as an organic solvent or water to produce a glass powder paste. The first surface 105 is printed by screen printing so as to fill the gap of the conductive connection portion 111a.

図5は、ステップS14における絶縁接合部112のスクリーン印刷について説明する説明図である。スクリーン印刷機200は、スクリーン202と、スキージ203と、スキージホルダー204とを備える。スクリーン202には、導電接続部111aに対応する部位を除く部位、すなわち、絶縁接合部112に対応する部位にのみ開口部が形成されている。ガラス粉末ペースト250をスクリーン202に載せ、スクリーン202上からスキージ203を摺動させる。こうすることにより、ガラス粉末ペースト250は開口部を通過し、セラミックス多層基板100の第1の面105上の、導電接続部111aが配置されている部位を除いた部位、すなわち、絶縁接合部112が配置される部位に転写される。この結果、導電接続部111aと絶縁接合部112とからなり、セラミックス多層基板100の第1の面105側が平面上に形成された接合部110a(図2)が形成される。なお、ステップS12,S14の順序は、逆であってもよい。なお、接合部110aの結着に用いられる有機成分(有機結着剤)は、後述する加熱処理工程において、分解、除去される。   FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining screen printing of the insulating bonding portion 112 in step S14. The screen printing machine 200 includes a screen 202, a squeegee 203, and a squeegee holder 204. In the screen 202, an opening is formed only in a portion excluding a portion corresponding to the conductive connection portion 111a, that is, a portion corresponding to the insulating bonding portion 112. The glass powder paste 250 is placed on the screen 202 and the squeegee 203 is slid from the screen 202. By doing so, the glass powder paste 250 passes through the opening, and the portion on the first surface 105 of the ceramic multilayer substrate 100 excluding the portion where the conductive connection portion 111a is disposed, that is, the insulating bonding portion 112. Is transferred to the site where the As a result, a joining portion 110a (FIG. 2) is formed, which includes the conductive connection portion 111a and the insulating joining portion 112, and the first surface 105 side of the ceramic multilayer substrate 100 is formed on a plane. Note that the order of steps S12 and S14 may be reversed. Note that an organic component (organic binder) used for binding of the bonding portion 110a is decomposed and removed in a heat treatment process described later.

形成された接合部110a上に、半導体素子130を配置する(ステップS16)。具体的には、導電接続部111aと絶縁接合部112とから形成される窪みに、電極パッド131を嵌め込むように半導体素子130を配置する。導電接続部111aと電極パッド131とが接触することにより、半導体素子130と導電接続部111aとの導通が確保される。   The semiconductor element 130 is disposed on the formed bonding part 110a (step S16). Specifically, the semiconductor element 130 is arranged so that the electrode pad 131 is fitted into a recess formed by the conductive connection portion 111 a and the insulating bonding portion 112. When the conductive connection portion 111a and the electrode pad 131 are in contact with each other, conduction between the semiconductor element 130 and the conductive connection portion 111a is ensured.

セラミックス多層基板100、接合層110および半導体素子130を加熱圧着して、半導体パワーモジュールを製造する(ステップS18)。図6は、第1実施例における半導体パワーモジュール10の接合工程を説明する説明図である。図6に示すように、セラミックス多層基板100、接合層110および半導体素子130を、加圧するとともに、導電接続部111aと絶縁接合部112とが熱融着する温度に加熱する。こうすることにより、導電接続部111a、絶縁接合部112、セラミックス多層基板100の第1の面105および導電接合部111及び絶縁保護膜よりなる半導体素子130の表面が溶融し、セラミックス多層基板100と接合層110の間、および、接合層110と半導体素子130の間は、空隙の存在しない均一な平面で拡散接合される。導電接続部111aと絶縁接合部112とが熱融着する温度とは、例えば、導電接続部111aの材料として、融点660℃のアルミニウム金属を用い、絶縁接合部112の材料として軟化点640℃のZnO−B23−SiO2ガラスを用いた場合には、両材料が熱融着する温度670℃で加熱する。 The ceramic multilayer substrate 100, the bonding layer 110, and the semiconductor element 130 are thermocompression bonded to manufacture a semiconductor power module (step S18). FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the bonding process of the semiconductor power module 10 in the first embodiment. As shown in FIG. 6, the ceramic multilayer substrate 100, the bonding layer 110, and the semiconductor element 130 are pressurized and heated to a temperature at which the conductive connection portion 111a and the insulating bonding portion 112 are thermally fused. By doing so, the conductive connecting portion 111a, the insulating bonding portion 112, the first surface 105 of the ceramic multilayer substrate 100, and the surface of the semiconductor element 130 made of the conductive bonding portion 111 and the insulating protective film are melted. Diffusion bonding is performed between the bonding layers 110 and between the bonding layers 110 and the semiconductor element 130 in a uniform plane without a void. The temperature at which the conductive connecting portion 111a and the insulating bonding portion 112 are thermally fused is, for example, using aluminum metal having a melting point of 660 ° C. as the material of the conductive connecting portion 111a and having a softening point of 640 ° C. as the material of the insulating connecting portion 112. When ZnO—B 2 O 3 —SiO 2 glass is used, heating is performed at a temperature of 670 ° C. at which both materials are thermally fused.

以上説明したように、少なくとも2段階の温度変化が行われるように設定されている温度プロファイルに基づいて、加圧および加熱を行うことにより、セラミックス多層基板100と接合層110との接合面で原子の拡散が生じ、拡散層120が形成され、セラミックス多層基板100と接合層110とは接合される。   As described above, by applying pressure and heating based on a temperature profile that is set so that at least two stages of temperature changes are performed, atoms are bonded at the bonding surface between the ceramic multilayer substrate 100 and the bonding layer 110. The diffusion layer 120 is formed, and the ceramic multilayer substrate 100 and the bonding layer 110 are bonded.

セラミックス多層基板100、接合層110、半導体素子130と直行する方向(セラミックス多層基板100、接合層110および半導体素子130の積層方向)に切断した切断面は、化合物半導体とその表面の保護層よりなる半導体素子130と接合層110との界面、ならびに接合層110とセラミックス成分(アルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウムなど)よりなるセラミックス多層基板100の表面との界面が、図6に太実線で示すように、それぞれ略一直線状になるよう配置されており、気泡等の微少な欠陥を含まない。ミクロンオーダーの不可避なボイド等は、実施例における欠陥には含まれない。実施例において、欠陥と判断される気泡のサイズは、例えば、100μm以上としてもよい。   A cut surface cut in a direction perpendicular to the ceramic multilayer substrate 100, the bonding layer 110, and the semiconductor element 130 (a stacking direction of the ceramic multilayer substrate 100, the bonding layer 110, and the semiconductor element 130) is composed of a compound semiconductor and a protective layer on the surface thereof. The interface between the semiconductor element 130 and the bonding layer 110 and the interface between the bonding layer 110 and the surface of the ceramic multilayer substrate 100 made of a ceramic component (alumina, silicon nitride, aluminum nitride, etc.) are indicated by thick solid lines in FIG. These are arranged in a substantially straight line, and do not include minute defects such as bubbles. Inevitable voids on the order of microns are not included in the defects in the embodiments. In the embodiment, the size of the bubble determined as a defect may be, for example, 100 μm or more.

また微視的に見た時、上記それぞれの界面は半導体素子130、セラミックス多層基板100に対して、それぞれ接合層110の構成成分が拡散して形成される拡散層120を持つ。これらの層はEDS、EPMA等によるマッピング分析により、それぞれ半導体素子130の表面成分(ZrやTiなどの保護膜の形成成分)、セラミックス多層基板100のセラミックス成分(アルミや窒素など)が混在する層が形成されている層と定義される。   Also, when viewed microscopically, each of the interfaces has a diffusion layer 120 formed by diffusing constituent components of the bonding layer 110 with respect to the semiconductor element 130 and the ceramic multilayer substrate 100. These layers are layers in which surface components of the semiconductor element 130 (components for forming a protective film such as Zr and Ti) and ceramic components (such as aluminum and nitrogen) of the ceramic multilayer substrate 100 are mixed by mapping analysis using EDS, EPMA, and the like. Is defined as the layer in which is formed.

以上説明した第1実施例の半導体パワーモジュール10によれば、接合層110が平面状に形成されている、すなわち、接合層110の、セラミックス多層基板100に対する対向面は、セラミックス多層基板100の第1の面105の面形状に沿って平面状に形成されており、接合層110の、半導体素子130に対抗する面も、半導体素子130の接合層110側の面形状に沿って平面状に形成されている。従って、セラミックス多層基板100と半導体素子130との接合時に、セラミックス多層基板100と接合層110、接合層110と半導体素子130との間における空隙の発生を抑制できる。従って、半導体素子130からセラミックス多層基板100への熱拡散性能、および、セラミックス多層基板100と半導体素子130との接合強度を向上することができる。   According to the semiconductor power module 10 of the first embodiment described above, the bonding layer 110 is formed in a planar shape, that is, the surface of the bonding layer 110 facing the ceramic multilayer substrate 100 is the second surface of the ceramic multilayer substrate 100. The surface facing the semiconductor element 130 of the bonding layer 110 is also formed flat along the surface shape of the semiconductor element 130 on the bonding layer 110 side. Has been. Therefore, when the ceramic multilayer substrate 100 and the semiconductor element 130 are bonded, the generation of voids between the ceramic multilayer substrate 100 and the bonding layer 110 and between the bonding layer 110 and the semiconductor element 130 can be suppressed. Therefore, the thermal diffusion performance from the semiconductor element 130 to the ceramic multilayer substrate 100 and the bonding strength between the ceramic multilayer substrate 100 and the semiconductor element 130 can be improved.

また、第1実施例のセラミックス多層基板100によれば、接合層110の絶縁接合部112は、有機系材料に比して熱伝導性能の高いガラス等の無機系材料を主成分として形成されているので、半導体素子130からセラミックス多層基板100への熱拡散性能を向上できる。   Further, according to the ceramic multilayer substrate 100 of the first embodiment, the insulating bonding portion 112 of the bonding layer 110 is formed mainly of an inorganic material such as glass, which has a higher thermal conductivity than the organic material. Therefore, the thermal diffusion performance from the semiconductor element 130 to the ceramic multilayer substrate 100 can be improved.

半導体パワーモジュール10の接合時の加熱(図3のステップS18の工程)により、各部材は熱膨張し、セラミックス多層基板100と接合層110、接合層110と半導体素子130との間に応力が発生する。第1実施例では、絶縁接合部112の主成分であるガラス成分の線熱膨張係数は、導電接続部111aの主成分である金属の線熱膨張係数よりもセラミックス多層基板100や半導体素子130の線熱膨張係数に近い。このため、導電接続部111aとセラミックス多層基板100および半導体素子130との境界に生じる応力は、絶縁接合部112とセラミックス多層基板100および半導体素子130との境界に生じる応力よりも大きくなる。   Each member is thermally expanded by heating at the time of bonding of the semiconductor power module 10 (step S18 in FIG. 3), and stress is generated between the ceramic multilayer substrate 100 and the bonding layer 110, and between the bonding layer 110 and the semiconductor element 130. To do. In the first embodiment, the linear thermal expansion coefficient of the glass component that is the main component of the insulating joint 112 is higher than that of the metal that is the main component of the conductive connection portion 111a. Close to the coefficient of linear thermal expansion. For this reason, the stress generated at the boundary between the conductive connecting portion 111 a and the ceramic multilayer substrate 100 and the semiconductor element 130 is larger than the stress generated at the boundary between the insulating joint 112 and the ceramic multilayer substrate 100 and the semiconductor element 130.

第1実施例の半導体パワーモジュール10によれば、導電接続部111aが絶縁接合部112の周囲に配置されているので、導電接続部111aの変形を、絶縁接合部112によって抑制できる。従って、導電接続部111aとセラミックス多層基板100および半導体素子130との間に生じる応力を、導電接続部111aと絶縁接合部112の界面に分散できる。よって、接合層110とセラミックス多層基板100および半導体素子130との間に集中して生じる応力を分散できるので、半導体パワーモジュール10の損傷を抑制でき、半導体パワーモジュール10の信頼性を向上できる。   According to the semiconductor power module 10 of the first embodiment, since the conductive connection portion 111a is disposed around the insulating joint portion 112, the deformation of the conductive connection portion 111a can be suppressed by the insulating joint portion 112. Therefore, the stress generated between the conductive connection portion 111a and the ceramic multilayer substrate 100 and the semiconductor element 130 can be distributed to the interface between the conductive connection portion 111a and the insulating bonding portion 112. Therefore, stress generated in a concentrated manner between the bonding layer 110 and the ceramic multilayer substrate 100 and the semiconductor element 130 can be dispersed, so that damage to the semiconductor power module 10 can be suppressed and the reliability of the semiconductor power module 10 can be improved.

また、第1実施例の半導体パワーモジュール10によれば、セラミックス多層基板100と接合層110の拡散接合時に、セラミックス多層基板100と接合層110の間に、拡散層120が形成される。従って、セラミックス多層基板100と接合層110との接合強度を向上できる。   Further, according to the semiconductor power module 10 of the first embodiment, the diffusion layer 120 is formed between the ceramic multilayer substrate 100 and the bonding layer 110 when the ceramic multilayer substrate 100 and the bonding layer 110 are diffusion bonded. Accordingly, the bonding strength between the ceramic multilayer substrate 100 and the bonding layer 110 can be improved.

また、第1実施例の半導体パワーモジュール10によれば、接合層110の絶縁接合部112および拡散層120の絶縁拡散部122に、伝熱性能、放熱性能を有するフィラー115が含まれるので、半導体素子130からセラミックス多層基板100への熱拡散性能を向上できる。   In addition, according to the semiconductor power module 10 of the first embodiment, the insulating bonding portion 112 of the bonding layer 110 and the insulating diffusion portion 122 of the diffusion layer 120 include the filler 115 having heat transfer performance and heat dissipation performance. The thermal diffusion performance from the element 130 to the ceramic multilayer substrate 100 can be improved.

B.第2実施例:
第1実施例では、半導体素子130が一つのみ搭載された半導体パワーモジュール10について説明した。第2実施例では、複数の半導体素子が搭載された半導体パワーモジュールについて、図7および図8を参照して説明する。
B. Second embodiment:
In the first embodiment, the semiconductor power module 10 on which only one semiconductor element 130 is mounted has been described. In the second embodiment, a semiconductor power module on which a plurality of semiconductor elements are mounted will be described with reference to FIGS.

B1.半導体パワーモジュール概略構成:
図7は、第2実施例における半導体パワーモジュール30を示す平面図である。図8は、第2実施例における半導体パワーモジュール30を示す断面図である。図8は、図7におけるA−A断面で切断した断面を示す。
B1. Semiconductor power module schematic configuration:
FIG. 7 is a plan view showing the semiconductor power module 30 in the second embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a semiconductor power module 30 in the second embodiment. FIG. 8 shows a cross section taken along the line AA in FIG.

第2実施例の半導体パワーモジュール30は、図7および図8に示すように、セラミックス多層基板300と、接合層310と、拡散層320および複数(第2実施例では6個)の半導体素子330を備える。接合層310は、導電接続部311aと半導体素子330の電極パッド331とからなる導電接合部311と、絶縁接合部312とを備え、拡散層320は、導電拡散部321と絶縁拡散部322を備える。第2実施例において、セラミックス多層基板300、接合層310、導電接合部311、絶縁接合部312、拡散層320、導電拡散部321、絶縁拡散部322および各半導体素子330は、それぞれ、第1実施例のセラミックス多層基板100、接合層110、導電接合部111、絶縁接合部112、拡散層120、導電拡散部121、絶縁拡散部122および半導体素子130と同様の構成を備える。   As shown in FIGS. 7 and 8, the semiconductor power module 30 of the second embodiment includes a ceramic multilayer substrate 300, a bonding layer 310, a diffusion layer 320, and a plurality of (six in the second embodiment) semiconductor elements 330. Is provided. The bonding layer 310 includes a conductive bonding portion 311 including a conductive connection portion 311a and an electrode pad 331 of the semiconductor element 330, and an insulating bonding portion 312. The diffusion layer 320 includes a conductive diffusion portion 321 and an insulating diffusion portion 322. . In the second embodiment, the ceramic multilayer substrate 300, the bonding layer 310, the conductive bonding portion 311, the insulating bonding portion 312, the diffusion layer 320, the conductive diffusion portion 321, the insulating diffusion portion 322, and each semiconductor element 330 are each in the first embodiment. The ceramic multilayer substrate 100, the bonding layer 110, the conductive bonding portion 111, the insulating bonding portion 112, the diffusion layer 120, the conductive diffusion portion 121, the insulating diffusion portion 122, and the semiconductor element 130 of the example are provided.

一般的に、従来のSi系半導体素子からSiC等の化合物半導体素子を用いる事による半導体素子の発熱許容量の増大に対応するために、半導体素子の周辺部材に対する高耐熱性、一方でモジュールとして放熱部品の小型化要求などへの対応のために高熱拡散性が求められている。第2実施例の半導体パワーモジュール30は、接合層310が平面状に形成されているので、半導体素子330とセラミックス多層基板300とは耐熱特性や熱拡散性が低い有機系材料を介さず、耐熱特性や熱拡散性に優れる無機系材料を主成分として形成された平面で接合される。従って、半導体素子330からセラミックス多層基板300への熱拡散性能が向上されるので、300℃以下程度の高温域で使用される化合物半導体素子(半導体素子330)を、高密度に複数搭載した信頼性の高い半導体パワーモジュール30を提供できる。   In general, in order to cope with the increase in heat generation tolerance of semiconductor elements by using compound semiconductor elements such as SiC from conventional Si-based semiconductor elements, high heat resistance to peripheral members of the semiconductor elements, while heat dissipation as a module High thermal diffusivity is required to meet the demand for smaller parts. In the semiconductor power module 30 of the second embodiment, since the bonding layer 310 is formed in a planar shape, the semiconductor element 330 and the ceramic multilayer substrate 300 do not involve an organic material having low heat resistance and thermal diffusibility, and are heat resistant. Bonding is performed on a plane formed mainly of an inorganic material having excellent characteristics and thermal diffusivity. Therefore, since the thermal diffusion performance from the semiconductor element 330 to the ceramic multilayer substrate 300 is improved, the reliability of mounting a plurality of compound semiconductor elements (semiconductor elements 330) used in a high temperature range of about 300 ° C. or less at high density. The semiconductor power module 30 having a high level can be provided.

C.第3実施例:
第3実施例では、導電接合部は、導電接続部と半導体素子の電極パッドとが接合を開始する温度である第1の接合開始温度を有し、絶縁接合部は、配線基板や半導体素子と接合を開始する温度であって、第1の接合開始温度よりも高い第2の接合開始温度を有する。なお、第3実施例において、接合層を構成する導電接合部、絶縁接合部は、接合開始温度以外は、第1実施例の各々と同様の作用・機能を有するので、第1実施例における符号(接合部110、導電接合部111、導電接続部111a、電極パッド131、絶縁接合部112)を用いて説明する。
C. Third embodiment:
In the third embodiment, the conductive bonding portion has a first bonding start temperature that is a temperature at which the conductive connection portion and the electrode pad of the semiconductor element start bonding, and the insulating bonding portion is connected to the wiring substrate or the semiconductor element. This is a temperature at which bonding is started, and has a second bonding start temperature that is higher than the first bonding start temperature. In the third embodiment, the conductive joint and the insulating joint constituting the joining layer have the same functions and functions as those of the first embodiment except for the joining start temperature. (Junction 110, conductive junction 111, conductive connection 111a, electrode pad 131, insulating junction 112) will be described.

C1.接合層:
接合層110の導電接合部111は、導電接続部111aと電極パッド131とが接合を開始する温度である第1の接合開始温度を有する。第1の接合開始温度とは、導電接続部111aもしくは電極パッド131を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する焼結開始温度以上の温度である。焼結開始温度とは、導電接続部111aまたは電極パッド131を構成する成分の少なくとも一部による液相の形成、もしくは、固相での接着界面の反応による焼結反応の開始温度である。第1の接合開始温度を焼結開始温度以上とした理由は次の通りである。すなわち、導電接合部111が溶融していなくとも、ごく一部の成分の液相発生によって、焼結固着が進行し、部材間の接合が開始されるからである。
C1. Bonding layer:
The conductive bonding portion 111 of the bonding layer 110 has a first bonding start temperature that is a temperature at which the conductive connection portion 111a and the electrode pad 131 start bonding. The first joining start temperature is a temperature equal to or higher than the sintering start temperature at which at least a part of the material constituting the conductive connection portion 111a or the electrode pad 131 starts the sintering reaction. The sintering start temperature is the start temperature of the sintering reaction due to the formation of a liquid phase by at least a part of the components constituting the conductive connection portion 111a or the electrode pad 131 or the reaction of the adhesion interface in the solid phase. The reason for setting the first joining start temperature to be equal to or higher than the sintering start temperature is as follows. In other words, even if the conductive joint portion 111 is not melted, sintering adherence proceeds due to the generation of a liquid phase of only a small amount of components, and joining between members is started.

第3実施例では、導電接続部111aは錫によって形成され、電極パッド131は、銅、錫を材料として形成されているので、導電接続部111aおよび電極パッド131が溶融、軟化して拡散接合が進行する温度、例えば、300℃を第1の接合開始温度とする。 In the third embodiment, since the conductive connecting portion 111a is formed of tin and the electrode pad 131 is formed of copper and tin, the conductive connecting portion 111a and the electrode pad 131 are melted and softened to perform diffusion bonding. The proceeding temperature, for example, 300 ° C. is set as the first joining start temperature.

絶縁接合部112は、絶縁接合部112とセラミックス多層基板100および半導体素子130とが接合を開始する温度であって、第1の接合開始温度より高い第2の接合開始温度を有する。第2の接合開始温度とは、絶縁接合部112を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する焼結開始温度以上の温度である。絶縁接合部112を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する温度とは、絶縁接合部112を構成する成分の少なくとも一部による液相の形成、もしくは、固相での接着界面の反応による焼結反応の開始温度である。第2の接合開始温度を焼結開始温度以上とした理由は次の通りである。すなわち、絶縁接合部112が溶融していなくとも、ごく一部の成分の液相発生によって、焼結固着が進行し、他の部材との接合が開始されるからである。 The insulating bonding portion 112 is a temperature at which the insulating bonding portion 112, the ceramic multilayer substrate 100, and the semiconductor element 130 start bonding, and has a second bonding start temperature that is higher than the first bonding start temperature. The second joining start temperature is a temperature equal to or higher than the sintering start temperature at which at least a part of the material constituting the insulating joint 112 starts the sintering reaction. The temperature at which at least a part of the material constituting the insulating joint 112 starts a sintering reaction is the liquid phase formation by at least part of the components constituting the insulating joint 112 or the adhesion interface in the solid phase. This is the starting temperature of the sintering reaction. The reason for setting the second joining start temperature to be equal to or higher than the sintering start temperature is as follows. In other words, even if the insulating bonding portion 112 is not melted, sintering adherence proceeds due to the generation of a liquid phase of only a small amount of components, and bonding with other members is started.

第3実施例では、絶縁接合部112は、Bi23とB23とからなる粉末ガラス(軟化点:357℃)によって形成されているので、第1の接合開始温度(300℃)より高く、絶縁接合部112が軟化して拡散接合が十分に進行する温度、例えば、450℃を第2の接合開始温度とする。 In the third embodiment, since the insulating bonding portion 112 is formed of powder glass (softening point: 357 ° C.) made of Bi 2 O 3 and B 2 O 3 , the first bonding start temperature (300 ° C.). The temperature at which the insulating bonding portion 112 is softened and diffusion bonding sufficiently proceeds, for example, 450 ° C. is set as the second bonding start temperature.

C2.製造工程
第3実施例では、多段階の温度変化を有する温度プロファイルを用いて、段階的な
接合工程を有する拡散接合処理によって、セラミックス多層基板100、接合層110および半導体素子130が接合される。半導体パワーモジュール10の製造工程の概略は、第1実施例において説明した図3と同様である。ただし、ステップS18における加熱圧着による拡散接合の工程が異なる。ステップS18における拡散接合工程について、以下に説明する。
C2. Manufacturing Process In the third embodiment, the ceramic multilayer substrate 100, the bonding layer 110, and the semiconductor element 130 are bonded by a diffusion bonding process having a stepwise bonding process using a temperature profile having multi-stage temperature changes. The outline of the manufacturing process of the semiconductor power module 10 is the same as that of FIG. 3 described in the first embodiment. However, the diffusion bonding process by thermocompression bonding in step S18 is different. The diffusion bonding process in step S18 will be described below.

第3実施例においても、図3において説明したステップS16までの処理が行われると、セラミックス多層基板100、接合層110および半導体素子130を加熱圧着して拡散接合し、半導体パワーモジュールが製造される(ステップS18:図1)。第3実施例では、当該加熱圧着処理において、セラミックス多層基板100、接合層110および半導体素子130が加圧されるとともに、拡散接合時の加熱温度が多段階で変化されるように設定された温度プロファイルに基づき、加熱処理が行われる。温度プロファイルに基づき行われる加熱処理を含む拡散接合処理は、第1の接合開始温度で加熱温度を所定時間保持した後(第1接合工程)、第2の接合開始温度で加熱温度を所定時間保持すること(第2接合工程)を含む。また、第3実施例では、半導体素子130の裏面の面積よりも若干小さい面積を有する押し当て治具により、半導体素子130がセラミックス多層基板100に押しつけられるように加圧される。第1、第2接合工程は、具体的には以下の通りである。   Also in the third embodiment, when the processing up to step S16 described in FIG. 3 is performed, the ceramic multilayer substrate 100, the bonding layer 110, and the semiconductor element 130 are heat-pressed and diffusion bonded to manufacture a semiconductor power module. (Step S18: FIG. 1). In the third embodiment, in the thermocompression treatment, the ceramic multilayer substrate 100, the bonding layer 110, and the semiconductor element 130 are pressurized, and the heating temperature at the time of diffusion bonding is set to be changed in multiple stages. A heat treatment is performed based on the profile. In the diffusion bonding process including the heat treatment performed based on the temperature profile, the heating temperature is held at the first bonding start temperature for a predetermined time (first bonding step), and then the heating temperature is held at the second bonding start temperature for a predetermined time. (Second bonding step). In the third embodiment, the semiconductor element 130 is pressed against the ceramic multilayer substrate 100 by a pressing jig having an area slightly smaller than the area of the back surface of the semiconductor element 130. Specifically, the first and second joining steps are as follows.

まず、第1接合工程において、第1の接合開始温度(300℃)を所定時間(例えば、約10分)保持しつつ加熱処理が行われ、導電接続部111aと電極パッド131との間で生じる拡散接合が進行し、導電接合部111が形成される。絶縁接合部112の軟化点(357℃)は、第1の接合開始温度よりも高いので、第1接合工程では、絶縁接合部112は軟化していないので、絶縁接合部112を構成する材料が導電接続部111aと電極パッド131の間に侵入することはなく、導電接続部111aと電極パッド131が拡散接合して形成された導電接合部111に絶縁接合部112を構成する材料が混入することはない。   First, in the first bonding step, heat treatment is performed while maintaining the first bonding start temperature (300 ° C.) for a predetermined time (for example, about 10 minutes), and occurs between the conductive connection portion 111a and the electrode pad 131. Diffusion bonding proceeds and a conductive bonding portion 111 is formed. Since the softening point (357 ° C.) of the insulating bonding portion 112 is higher than the first bonding start temperature, the insulating bonding portion 112 is not softened in the first bonding step. It does not penetrate between the conductive connecting portion 111a and the electrode pad 131, and the material constituting the insulating bonding portion 112 is mixed into the conductive bonding portion 111 formed by diffusion bonding of the conductive connecting portion 111a and the electrode pad 131. There is no.

導電接続部111aと電極パッド131との拡散接合が十分に進行し、導電接続部111aと電極パッド131との一体化が保障されると、第2接合工程が行われる。第2接合工程において、第2の接合開始温度(450℃)で加熱処理が行われる。加熱処理により、絶縁接合部112、セラミックス多層基板100の第1の面105および絶縁保護膜よりなる半導体素子130の表面が十分に溶融・軟化する。軟化した絶縁接合部112は、半導体素子130がセラミックス多層基板100に密着するように印加される押し当て治具の加圧力により、半導体素子130と接合層110との間に存在する空隙、および、接合層110とセラミックス多層基板100との間に存在する空隙を充填するように変形しながら拡散接合が進行する。この結果、セラミックス多層基板100と絶縁接合部112の間、および、絶縁接合部112と半導体素子130の表面との間では、空隙の存在しない均一な平面で拡散接合される。以上説明したように、半導体パワーモジュール10が製造される。 When diffusion bonding between the conductive connection portion 111a and the electrode pad 131 has sufficiently progressed and integration of the conductive connection portion 111a and the electrode pad 131 is ensured, a second bonding step is performed. In the second bonding step, heat treatment is performed at the second bonding start temperature (450 ° C.). By the heat treatment, the surface of the semiconductor element 130 made of the insulating bonding portion 112, the first surface 105 of the ceramic multilayer substrate 100, and the insulating protective film is sufficiently melted and softened. The softened insulating bonding portion 112 has a gap existing between the semiconductor element 130 and the bonding layer 110 due to the pressing force of the pressing jig applied so that the semiconductor element 130 is in close contact with the ceramic multilayer substrate 100, and Diffusion bonding proceeds while being deformed so as to fill a gap existing between the bonding layer 110 and the ceramic multilayer substrate 100. As a result, diffusion bonding is performed between the ceramic multilayer substrate 100 and the insulating bonding portion 112 and between the insulating bonding portion 112 and the surface of the semiconductor element 130 in a uniform plane without a gap. As described above, the semiconductor power module 10 is manufactured.

以上説明した第3実施例の半導体パワーモジュールによれば、導電接合部の形成時に、絶縁接合部が焼結反応を開始する温度よりも低い第1の接合開始温度で加熱されるので、絶縁接合部よりも先に導電接合部の接合が行われる。従って、導電接続部111aと半導体素子の電極パッド131、および、導電接合部111とセラミックス多層基板100が接合された状態、すなわち、導電接続部111aと半導体素子の電極パッド131の間、および、導電接合部111とセラミックス多層基板100の間に空隙が存在しない状態で、絶縁接合部112の軟化変形が開始し、絶縁接合部112と半導体素子130、および、絶縁接合部112とセラミックス多層基板100との接合が行われる。よって、絶縁接合部112を構成する材料が、導電接続部111aと電極パッド131との間へ侵入すること、導電接合部111に混入することによる、導電接合部111の導電性能の低下を抑制できる。   According to the semiconductor power module of the third embodiment described above, since the insulating bonding portion is heated at the first bonding start temperature lower than the temperature at which the sintering reaction starts when forming the conductive bonding portion, the insulating bonding is performed. The conductive joint portion is joined before the portion. Accordingly, the conductive connection portion 111a and the electrode pad 131 of the semiconductor element, and the conductive joint portion 111 and the ceramic multilayer substrate 100 are bonded, that is, between the conductive connection portion 111a and the electrode pad 131 of the semiconductor element, and the conductive state. Softening deformation of the insulating bonding portion 112 starts in a state where no gap exists between the bonding portion 111 and the ceramic multilayer substrate 100, and the insulating bonding portion 112 and the semiconductor element 130, and the insulating bonding portion 112 and the ceramic multilayer substrate 100 Are joined. Therefore, the deterioration of the conductive performance of the conductive joint portion 111 due to the material constituting the insulating joint portion 112 entering between the conductive connection portion 111a and the electrode pad 131 and entering the conductive joint portion 111 can be suppressed. .

また、第3実施例の半導体パワーモジュールによれば、第1の接合開始温度は、導電接合部を構成する材料の溶融開始温度であり、第2の接合開始温度は、絶縁接合部を構成する材料の溶融開始温度とされている。従って、導電接合部および絶縁接合部を確実に溶融させることができ、導電接合部および絶縁接合部の各々と他の部材との接合強度を向上できる。   Further, according to the semiconductor power module of the third embodiment, the first junction start temperature is the melting start temperature of the material constituting the conductive junction, and the second junction start temperature constitutes the insulating junction. It is the melting start temperature of the material. Therefore, the conductive joint and the insulating joint can be reliably melted, and the joint strength between each of the conductive joint and the insulating joint and the other member can be improved.

D.変形例:
D1.変形例1:
図9は、変形例における半導体パワーモジュール40を示す断面図である。図9に示すように、変形例1の半導体パワーモジュール40は、第1実施例の半導体パワーモジュール10と同様に、セラミックス多層基板400と、接合層410と、拡散層420を備える。拡散層420は、導電拡散部421と絶縁拡散部422を備える。変形例1において、セラミックス多層基板400、拡散層420、導電拡散部421,絶縁拡散部422および半導体素子430は、それぞれ、第1実施例のセラミックス多層基板100、拡散層120、導電拡散部121、絶縁拡散部122および半導体素子130と同様の構成を備える。
D. Variations:
D1. Modification 1:
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a semiconductor power module 40 in a modified example. As shown in FIG. 9, the semiconductor power module 40 of Modification 1 includes a ceramic multilayer substrate 400, a bonding layer 410, and a diffusion layer 420, similar to the semiconductor power module 10 of the first embodiment. The diffusion layer 420 includes a conductive diffusion part 421 and an insulating diffusion part 422. In Modification 1, the ceramic multilayer substrate 400, the diffusion layer 420, the conductive diffusion portion 421, the insulating diffusion portion 422, and the semiconductor element 430 are the ceramic multilayer substrate 100, the diffusion layer 120, the conductive diffusion portion 121, and the conductive diffusion portion 121 of the first embodiment, respectively. The insulating diffusion unit 122 and the semiconductor element 130 have the same configuration.

変形例1の半導体パワーモジュール40は、第1実施例の半導体パワーモジュール10と、接合層410の構成が異なる。接合層410は、平面状の薄膜であり、導電接続部411aと、半導体素子430の電極パッド431とからなる導電接合部411と、絶縁接合部412とを備える。絶縁接合部412は、図9の円Bに示すように、セラミックス多層基板400側の面の面積よりも半導体素子430側の面の面積が広いテーパ形状に形成されている。導電接続部411aは、絶縁接合部412のテーパ形状に対応する形状となるように形成されている。なお、絶縁接合部412は、テーパ形状に限られず、セラミックス多層基板400側の面の面積よりも半導体素子430側の面の面積が広い形状であればよい。例えば、階段形状や湾曲形状でもよい。   The semiconductor power module 40 of Modification 1 is different from the semiconductor power module 10 of the first embodiment in the configuration of the bonding layer 410. The bonding layer 410 is a flat thin film, and includes a conductive connection portion 411 a, a conductive bonding portion 411 including an electrode pad 431 of the semiconductor element 430, and an insulating bonding portion 412. As shown by a circle B in FIG. 9, the insulating bonding portion 412 is formed in a tapered shape in which the area of the surface on the semiconductor element 430 side is larger than the area of the surface on the ceramic multilayer substrate 400 side. The conductive connection portion 411a is formed to have a shape corresponding to the tapered shape of the insulating joint portion 412. The insulating bonding portion 412 is not limited to the tapered shape, and may be any shape as long as the area of the surface on the semiconductor element 430 side is larger than the area of the surface on the ceramic multilayer substrate 400 side. For example, a staircase shape or a curved shape may be used.

半導体パワーモジュール40は、接合層410の配置工程(図3のステップS12、S14に対応)を除き、第1実施例の半導体パワーモジュール10と同様の方法により製造できる。変形例1の接合層410の配置工程は、例えば、以下の方法を用いて配置してもよい。   The semiconductor power module 40 can be manufactured by the same method as the semiconductor power module 10 of the first embodiment, except for the step of arranging the bonding layer 410 (corresponding to steps S12 and S14 in FIG. 3). For example, the bonding layer 410 may be disposed using the following method in the first modification.

導電接続部411aより先に絶縁接合部412をスクリーン印刷により配置する。この際、半導体素子430側の面積が広いテーパ形状となる開口部を有するスクリーンを用い、絶縁接合部412の材料であるガラス粉末のペーストを印刷する。   The insulating bonding portion 412 is disposed by screen printing before the conductive connection portion 411a. At this time, a glass powder paste, which is a material of the insulating bonding portion 412, is printed using a screen having an opening having a tapered shape with a large area on the semiconductor element 430 side.

次に、導電接続部411aに対応する部位に開口部を有するスクリーンを用いて、導電接続部411aの材料となる金属種を主成分とするペーストを印刷する。この時用いるペーストの粘度を調整し、半導体素子430へペースト塗布後にペースト自重により、開口部表面よりも半導体素子430側の広い面積に対しペーストが塗り広げられる。こうすることにより、テーパ形状の絶縁接合部412と、絶縁接合部412のテーパ形状に対応する形状を有する導電接続部411aを備える接合部が作成される。導電接続部411aと絶縁接合部412とから形成される窪みに半導体素子430の電極パッド431が嵌りこむように半導体素子430が配置されることにより、平面状の接合層410が形成される。   Next, the paste which has as a main component the metal seed | species used as the material of the conductive connection part 411a is printed using the screen which has an opening part in the site | part corresponding to the conductive connection part 411a. The viscosity of the paste used at this time is adjusted, and after the paste is applied to the semiconductor element 430, the paste is spread over a larger area on the semiconductor element 430 side than the surface of the opening due to the weight of the paste. By doing so, a joint portion including a tapered insulating joint portion 412 and a conductive connection portion 411a having a shape corresponding to the tapered shape of the insulating joint portion 412 is created. The planar bonding layer 410 is formed by disposing the semiconductor element 430 so that the electrode pad 431 of the semiconductor element 430 fits into a recess formed by the conductive connection portion 411a and the insulating bonding portion 412.

変形例1によれば、接合層410の絶縁接合部412は、セラミックス多層基板100側の面の面積よりも半導体素子430側の面の面積が広いテーパ形状に形成されているので、第1実施例の絶縁接合部112に比して、絶縁接合部412と半導体素子430との接触面積が広い。従って、第1実施例の半導体パワーモジュール10に比して、半導体素子430から接合層410への熱拡散性能が高くなる。よって、セラミックス多層基板400と半導体素子430との絶縁性能を確保しつつ、熱拡散性能を向上でき、半導体素子430の放熱を促進できる。   According to the first modification, the insulating bonding portion 412 of the bonding layer 410 is formed in a tapered shape in which the area of the surface on the semiconductor element 430 side is wider than the area of the surface on the ceramic multilayer substrate 100 side. Compared to the insulating junction 112 of the example, the contact area between the insulating junction 412 and the semiconductor element 430 is large. Therefore, the thermal diffusion performance from the semiconductor element 430 to the bonding layer 410 is higher than that of the semiconductor power module 10 of the first embodiment. Therefore, while ensuring the insulation performance between the ceramic multilayer substrate 400 and the semiconductor element 430, the heat diffusion performance can be improved, and the heat radiation of the semiconductor element 430 can be promoted.

D2.変形例2:
第1実施例における、半導体パワーモジュール10の製造方法(図3)に変えて、以下の方法によって、半導体パワーモジュール10を製造してもよい。以下に、ステップS10に続く処理を説明する。なお、各部材の符号は、第1実施例の符号を用いる。
D2. Modification 2:
Instead of the manufacturing method (FIG. 3) of the semiconductor power module 10 in the first embodiment, the semiconductor power module 10 may be manufactured by the following method. Below, the process following step S10 is demonstrated. In addition, the code | symbol of 1st Example is used for the code | symbol of each member.

絶縁接合部112を形成する。具体的には、粉末ガラスと熱分解性の有機結着剤(例えば80℃程度の温度で軟化し、250℃程度の温度で熱分解するブチラール系バインダ)とを、有機溶媒や水などの溶媒を用いて混練してスラリーを形成し、スラリーを、ドクターブレード法によるシートキャスティング、押し出し成型などの手法により、シート形状に成型する。シートの、導電接合部111に対応する部位に、レーザーまたはマイコンパンチなどの機械加工により貫通孔を形成する。このように、絶縁接合部112は、貫通孔が形成されたガラスシートとして作製される。   Insulating junction 112 is formed. Specifically, powder glass and a thermally decomposable organic binder (for example, a butyral binder that softens at a temperature of about 80 ° C. and thermally decomposes at a temperature of about 250 ° C.) are mixed with a solvent such as an organic solvent or water. The slurry is kneaded to form a slurry, and the slurry is molded into a sheet shape by a technique such as sheet casting by the doctor blade method or extrusion molding. A through hole is formed in a portion of the sheet corresponding to the conductive joint 111 by machining such as laser or microcomputer punch. As described above, the insulating bonding portion 112 is manufactured as a glass sheet in which a through hole is formed.

絶縁接合部112の所望の面に、セラミックス多層基板100の第1の面105が対向するように、セラミックス多層基板100を配置し、両者を絶縁接合部シートに含まれる有機結着材の軟化温度以上に加熱、加圧することでシート状に形成された絶縁接合部112に含まれる有機結着材の結合力により仮接着させる。   The ceramic multilayer substrate 100 is disposed so that the first surface 105 of the ceramic multilayer substrate 100 faces the desired surface of the insulating bonding portion 112, and both of them are softened by the softening temperature of the organic binder contained in the insulating bonding portion sheet. Temporary adhesion is performed by the bonding force of the organic binder contained in the insulating joint 112 formed in a sheet shape by heating and pressurizing as described above.

次に、導電接続部111aを形成する。具体的には、上記作製された絶縁接合部112の貫通孔に、導電接続部111aを形成するペーストをスクリーン印刷により充填する。ペーストは、金属を主成分としており、例えば、アルミニウム金属や酸化銀、銅、ナノ金属、ハンダ合金のような、図3のステップS18における加熱工程により溶融する金属種と、熱分解性の有機結着剤とを、有機溶媒や水などの溶媒を用いて混練することにより形成される。なお、ペーストの充填には、スクリーン印刷に限られず、例えば、ディスペンサーによる吐出などの方法を用いてもよい。 Next, the conductive connection part 111a is formed. Specifically, the paste for forming the conductive connection portion 111a is filled into the through hole of the manufactured insulating bonding portion 112 by screen printing. The paste contains metal as a main component. For example, a metal species such as aluminum metal, silver oxide, copper, nanometal, or solder alloy that melts in the heating process in step S18 in FIG. It is formed by kneading the adhesive with a solvent such as an organic solvent or water. The filling of the paste is not limited to screen printing, and for example, a method such as ejection by a dispenser may be used.

以上の通り積層されたセラミックス多層基板100、導電接続部111a、絶縁接合部112に対し、半導体素子130を絶縁接合部112および導電接続部111aを構成する主成分であるガラス、金属の融点以上の温度に加熱の上、加圧接合して、絶縁接合部112に含まれる有機結着材成分を熱分解により除去した上で、拡散層120が形成された半導体パワーモジュール10を製造する(図1のステップS18)。   For the ceramic multilayer substrate 100, the conductive connecting portion 111a, and the insulating bonding portion 112 laminated as described above, the semiconductor element 130 has a melting point of glass or metal that is a main component constituting the insulating bonding portion 112 and the conductive connecting portion 111a. After heating to temperature and pressure bonding, the organic binder component contained in the insulating bonding portion 112 is removed by thermal decomposition, and then the semiconductor power module 10 having the diffusion layer 120 formed thereon is manufactured (FIG. 1). Step S18).

以上説明した製造方法によっても、平面状の接合層110を作製できる。従って、半導体素子130と接合層110、接合層110とセラミックス多層基板100とを面で接合することができ、半導体素子130からセラミックス多層基板100への熱伝導性能、および、セラミックス多層基板100と半導体素子130との接合強度を向上することができる。   The planar bonding layer 110 can also be manufactured by the manufacturing method described above. Therefore, the semiconductor element 130 and the bonding layer 110, and the bonding layer 110 and the ceramic multilayer substrate 100 can be bonded to each other, and the heat conduction performance from the semiconductor element 130 to the ceramic multilayer substrate 100, and the ceramic multilayer substrate 100 and the semiconductor can be bonded. The bonding strength with the element 130 can be improved.

D3.変形例3:
第1実施例では、セラミックス多層基板100と接合層110を予め有機結着材の接合力により仮積層した上で半導体素子130を積層して、加圧および加熱を行い接合しているが、例えば、シート状に形成された絶縁接合部112に形成された空孔を導電接続部111aで予め穴埋めして形成されたシートを作製し、セラミックス多層基板100と半導体素子130で矜持した上で加熱、圧着する事で、半導体パワーモジュール10を作製してもよい。こうすれば、接合層110に含まれる有機結着材の添加量を減少させる事が可能となり、有機残渣による接合層110の劣化などを防ぐ事ができる。
D3. Modification 3:
In the first embodiment, the ceramic multilayer substrate 100 and the bonding layer 110 are temporarily laminated in advance by the bonding force of the organic binder, and then the semiconductor element 130 is stacked and bonded by pressing and heating. Then, a sheet formed by filling holes formed in the insulating junction 112 formed in a sheet shape in advance with the conductive connection portion 111a is manufactured, and is sandwiched between the ceramic multilayer substrate 100 and the semiconductor element 130, and then heated. The semiconductor power module 10 may be manufactured by pressure bonding. By doing so, it is possible to reduce the amount of the organic binder added to the bonding layer 110, and to prevent the bonding layer 110 from being deteriorated by organic residues.

D4.変形例4:
第1実施例では、第1の接合開始温度として、導電接合部111を構成する材料が十分に融解する温度を用い、第2の接合開始温度として、絶縁接合部112を構成する材料が十分に軟化する温度を用いているが、それぞれ、構成材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する温度以上であればよい。こうすれば、導電接合部111、絶縁接合部112の各々について、融点まで加熱することなく他部材との接合を行うことができる。よって、製造工程の低温化を図ることができる。例えば、絶縁接合部112がNa23とB23とSiO2とからなる粉末ガラスから構成されている場合、第2の接合開始温度は、当該粉末ガラスの焼結反応の開始温度である495℃以上であればよい。
D4. Modification 4:
In the first embodiment, a temperature at which the material constituting the conductive junction 111 is sufficiently melted is used as the first joining start temperature, and the material constituting the insulating junction 112 is sufficiently used as the second joining start temperature. Although the softening temperature is used, it suffices that at least a part of the constituent materials is equal to or higher than the temperature at which the sintering reaction starts. In this way, each of the conductive bonding portion 111 and the insulating bonding portion 112 can be bonded to another member without heating to the melting point. Therefore, it is possible to reduce the temperature of the manufacturing process. For example, when the insulating bonding portion 112 is made of powder glass made of Na 2 O 3 , B 2 O 3 and SiO 2 , the second bonding start temperature is the start temperature of the sintering reaction of the powder glass. It may be a certain 495 ° C. or higher.

以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。   As mentioned above, although the various Example of this invention was described, this invention is not limited to these Examples, A various structure can be taken in the range which does not deviate from the meaning.

10、30、40…半導体パワーモジュール
100…セラミックス多層基板
101…内層ビアホール
104…電極端子
109…配線パターン
110…接合層
110a…接合部
111…導電接合部
111a…導電接続部
112…絶縁接合部
120…拡散層
121…導電拡散部
122…絶縁拡散部
130…半導体素子
131…電極パッド
202…スクリーン
203…スキージ
204…スキージホルダー
250…ガラス粉末ペースト
300…セラミックス多層基板
310…接合層
320…拡散層
330…半導体素子
400…セラミックス多層基板
410…接合層
411…導電接合部
412…絶縁接合部
420…拡散層
430…半導体素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 30, 40 ... Semiconductor power module 100 ... Ceramic multilayer substrate 101 ... Inner layer via hole 104 ... Electrode terminal 109 ... Wiring pattern 110 ... Joining layer 110a ... Joining part 111 ... Conductive joining part 111a ... Conductive connecting part 112 ... Insulating joining part 120 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Diffusion layer 121 ... Conductive diffusion part 122 ... Insulation diffusion part 130 ... Semiconductor element 131 ... Electrode pad 202 ... Screen 203 ... Squeegee 204 ... Squeegee holder 250 ... Glass powder paste 300 ... Ceramic multilayer substrate 310 ... Bonding layer 320 ... Diffusion layer 330 ... Semiconductor element 400 ... Ceramic multilayer substrate 410 ... Bonding layer 411 ... Conductive bonding part 412 ... Insulating bonding part 420 ... Diffusion layer 430 ... Semiconductor element

Claims (16)

半導体パワーモジュールであって、
ビアおよび配線パターンが形成された多層基板と、
前記多層基板の第1の面側に配置される半導体素子と、
前記多層基板の第1の面上に形成され、前記多層基板と半導体素子とを接合する接合層と、
を備え、
前記接合層は、
前記ビアに対応する第1の部位に配置されている平面状の導電接合部であって、前記半導体素子に形成されている電極パッドと、前記電極パッドと前記多層基板とを導通する導電接続部と、からなる導電接合部と、
前記第1の部位とは異なる第2の部位に配置され、無機系材料を主成分とする平面状の絶縁接合部と、
を有する半導体パワーモジュール。
A semiconductor power module,
A multilayer substrate with vias and wiring patterns formed thereon;
A semiconductor element disposed on a first surface side of the multilayer substrate;
A bonding layer formed on the first surface of the multilayer substrate and bonding the multilayer substrate and the semiconductor element;
With
The bonding layer is
A planar conductive joint disposed in a first portion corresponding to the via, the electrode pad formed in the semiconductor element, and a conductive connection portion that conducts the electrode pad and the multilayer substrate A conductive joint comprising:
A planar insulating bonding portion, which is disposed in a second portion different from the first portion, and mainly comprises an inorganic material;
A semiconductor power module.
請求項1記載の半導体パワーモジュールであって、
前記多層基板と前記接合層および前記半導体素子と前記接合層とは、拡散接合により接合され、
前記半導体パワーモジュールは、更に、
前記多層基板と前記接合層および前記半導体素子と前記接合層との間に、前記拡散接合時に形成される拡散層を備える、
半導体パワーモジュール。
The semiconductor power module according to claim 1,
The multilayer substrate and the bonding layer and the semiconductor element and the bonding layer are bonded by diffusion bonding,
The semiconductor power module further includes:
A diffusion layer formed during the diffusion bonding is provided between the multilayer substrate and the bonding layer and between the semiconductor element and the bonding layer.
Semiconductor power module.
請求項1記載の半導体パワーモジュールであって、
前記絶縁接合部には、金属フィラーもしくは無機系フィラーが含まれる、
半導体パワーモジュール。
The semiconductor power module according to claim 1,
The insulating joint includes a metal filler or an inorganic filler,
Semiconductor power module.
請求項2記載の半導体パワーモジュールであって、
前記絶縁接合部および前記拡散層には、金属フィラーもしくは無機系フィラーが含まれる、
半導体パワーモジュール。
The semiconductor power module according to claim 2,
The insulating joint and the diffusion layer include a metal filler or an inorganic filler,
Semiconductor power module.
請求項1ないし請求項4いずれか記載の半導体パワーモジュールであって、
前記導電接合部を構成する材料の接合開始温度である第1の接合開始温度は、前記絶縁接合部を構成する材料の接合開始温度である第2の接合開始温度よりも低いことを特徴とする、
半導体パワーモジュール。
A semiconductor power module according to any one of claims 1 to 4,
The first bonding start temperature, which is the bonding start temperature of the material forming the conductive bonding portion, is lower than the second bonding start temperature, which is the bonding start temperature of the material forming the insulating bonding portion. ,
Semiconductor power module.
請求項5記載の半導体パワーモジュールにおいて、
前記第1の接合開始温度は、前記導電接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する温度である焼結開始温度以上であり、
前記第2の接合開始温度は、前記絶縁接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する温度である焼結開始温度以上であることを特徴とする、
半導体パワーモジュール。
The semiconductor power module according to claim 5, wherein
The first joining start temperature is equal to or higher than a sintering start temperature that is a temperature at which at least a part of the material constituting the conductive joint starts a sintering reaction,
The second joining start temperature is equal to or higher than a sintering start temperature that is a temperature at which at least a part of the material constituting the insulating joint starts a sintering reaction,
Semiconductor power module.
回路基板であって、
ビアおよび配線パターンが形成された多層基板と、
前記多層基板の第1の面上に配置され、前記多層基板に半導体素子を接合するための接合層と、
を備え、
前記接合層は、
前記ビアに対応する第1の部位に配置され、前記配線パターンと前記半導体素子と導通し、少なくとも前記第1の面側が平面状に形成されている導電接続部と、
前記第1の部位とは異なる第2の部位に配置され、無機系材料を主成分とし、少なくとも前記第1の面側が平面状に形成されている絶縁接合部と、
を有する回路基板。
A circuit board,
A multilayer substrate with vias and wiring patterns formed thereon;
A bonding layer disposed on the first surface of the multilayer substrate and bonding a semiconductor element to the multilayer substrate;
With
The bonding layer is
A conductive connection portion disposed in a first portion corresponding to the via, electrically connected to the wiring pattern and the semiconductor element, and at least the first surface side being formed in a planar shape;
An insulating joint that is disposed in a second part different from the first part, mainly composed of an inorganic material, and at least the first surface side is formed in a planar shape;
A circuit board.
請求項7記載の回路基板であって、
前記導電接合部を構成する材料が前記半導体素子と接合を開始する温度である第1の接合開始温度は、前記絶縁接合部を構成する材料が前記多層基板および前記半導体素子と接合を開始する温度である第2の接合開始温度よりも低いことを特徴とする、
回路基板。
The circuit board according to claim 7,
The first junction start temperature, which is the temperature at which the material constituting the conductive junction starts to join the semiconductor element, is the temperature at which the material constituting the insulating junction starts to join the multilayer substrate and the semiconductor element. It is characterized by being lower than the second joining start temperature which is
Circuit board.
請求項8記載の回路基板おいて、
前記第1の接合開始温度は、前記導電接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する焼結開始温度以上であり、
前記第2の接合開始温度は、前記絶縁接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する焼結開始温度以上であることを特徴とする、
回路基板。
The circuit board according to claim 8, wherein
The first joining start temperature is equal to or higher than a sintering start temperature at which at least a part of the material constituting the conductive joint starts a sintering reaction,
The second joining start temperature is equal to or higher than a sintering start temperature at which at least a part of the material constituting the insulating joint starts a sintering reaction,
Circuit board.
半導体パワーモジュールであって、
ビアおよび配線パターンが形成された多層基板と、
前記多層基板の第1の面側に配置される半導体素子と、
前記多層基板の第1の面上に形成され、前記多層基板と半導体素子とを接合する接合層と、
を備え、
前記接合層は、
前記ビアに対応する第1の部位に配置され、前記半導体素子の電極パッドと、前記電極パッドと前記多層基板とを導通する導電接続部と、からなる導電接合部と、
前記第1の部位とは異なる第2の部位に配置され、無機系材料を主成分とする絶縁接合部と、
を有し、
前記電極パッドと前記導電接続部とが導通可能となるように、前記半導体素子が前記接合層上に積層され、前記多層基板、前記接合層および前記半導体素子が接合された状態で、前記多層基板と前記接合層との界面、および、前記接合層と前記半導体素子との界面の、積層方向の断面が、略直線状に形成されている、
半導体パワーモジュール。
A semiconductor power module,
A multilayer substrate with vias and wiring patterns formed thereon;
A semiconductor element disposed on a first surface side of the multilayer substrate;
A bonding layer formed on the first surface of the multilayer substrate and bonding the multilayer substrate and the semiconductor element;
With
The bonding layer is
A conductive junction that is disposed in a first portion corresponding to the via and includes an electrode pad of the semiconductor element, and a conductive connection portion that conducts the electrode pad and the multilayer substrate;
An insulating joint that is disposed in a second part different from the first part and mainly comprises an inorganic material;
Have
The multilayer substrate is stacked on the bonding layer so that the electrode pad and the conductive connection portion can be electrically connected, and the multilayer substrate, the bonding layer, and the semiconductor element are bonded. And the cross section in the stacking direction of the interface between the bonding layer and the interface between the bonding layer and the semiconductor element is formed substantially linearly,
Semiconductor power module.
回路基板であって、
ビアおよび配線パターンが形成された多層基板と、
前記多層基板の第1の面上に形成され、前記多層基板と半導体素子とを接合する接合層と、
を備え、
前記接合層は、
前記ビアに対応する第1の部位に配置され、前記配線パターンに前記半導体素子を導通させるための導電接続部と、
前記第1の部位とは異なる第2の部位に配置され、無機系材料を主成分とする絶縁接合部と、
を有し、
前記多層基板と前記接合層が接着された状態で、前記多層基板と前記接合層との界面の、積層方向の断面は、略直線状である、
回路基板。
A circuit board,
A multilayer substrate with vias and wiring patterns formed thereon;
A bonding layer formed on the first surface of the multilayer substrate and bonding the multilayer substrate and the semiconductor element;
With
The bonding layer is
A conductive connection portion disposed in a first portion corresponding to the via, and electrically connecting the semiconductor element to the wiring pattern;
An insulating joint that is disposed in a second part different from the first part and mainly comprises an inorganic material;
Have
In a state where the multilayer substrate and the bonding layer are bonded, a cross section in the stacking direction of the interface between the multilayer substrate and the bonding layer is substantially linear.
Circuit board.
半導体パワーモジュールの製造方法であって、
ビアおよび配線パターンを有する多層基板を製作し、
前記ビアに対応する第1の部位に、前記配線パターンと半導体素子とを導通する平面状の導電接続部を有し、前記第1の部位とは異なる第2の部位に、平面状の絶縁接合部を有する接合部を、前記多層基板の第1の面上に配置し、
前記接合部上に、前記半導体素子を、前記半導体素子に形成されている電極パッドと前記導電接続部とが導通可能となるように配置し、
前記多層基板、前記接合部および前記半導体素子を、加熱圧着し、前記多層基板と前記接合層、および、前記接合部と前記半導体素子を拡散接合する、
半導体パワーモジュールの製造方法。
A method for manufacturing a semiconductor power module, comprising:
Fabricate a multilayer board with vias and wiring patterns,
A planar conductive connecting portion that conducts the wiring pattern and the semiconductor element is provided in a first part corresponding to the via, and a planar insulating junction is provided in a second part different from the first part. A joint having a portion is disposed on the first surface of the multilayer substrate;
On the junction, the semiconductor element is arranged so that the electrode pad formed in the semiconductor element and the conductive connection part can conduct,
The multilayer substrate, the bonding portion, and the semiconductor element are thermocompression bonded, and the multilayer substrate and the bonding layer, and the bonding portion and the semiconductor element are diffusion bonded.
Manufacturing method of semiconductor power module.
請求項12記載の半導体パワーモジュールの製造方法であって、
前記拡散接合において、
前記導電接合部を構成する材料が前記半導体素子と接合を開始する温度を第1の接合開始温度とし、
前記絶縁接合部を構成する材料が前記多層基板および前記半導体素子と接合を開始する温度であって、前記第1の接合開始温度よりも高い温度を第2の接合開始温度とし、
前記多層基板、前記接合部および前記半導体素子を、前記第1の接合開始温度で加熱圧着することにより、前記導電接合部と前記半導体素子の前記電極パッドとを接合し、
前記導電接合部と前記半導体素子の前記電極パッドとの接合後に、前記多層基板、前記接合部および前記半導体素子を、前記第2の接合開始温度で加熱圧着することにより、前記多層基板と前記接合部、および、前記接合部と前記半導体素子とを接合する、
半導体パワーモジュールの製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor power module according to claim 12,
In the diffusion bonding,
The temperature at which the material constituting the conductive bonding portion starts bonding with the semiconductor element is defined as a first bonding start temperature,
A temperature at which the material constituting the insulating bonding portion starts bonding with the multilayer substrate and the semiconductor element, and a temperature higher than the first bonding start temperature is defined as a second bonding start temperature;
Bonding the conductive bonding portion and the electrode pad of the semiconductor element by thermocompression bonding the multilayer substrate, the bonding portion, and the semiconductor element at the first bonding start temperature,
After joining the conductive joint and the electrode pad of the semiconductor element, the multilayer substrate, the joint, and the semiconductor element are thermocompression-bonded at the second joining start temperature to thereby join the multilayer substrate and the joint. Part, and the joining part and the semiconductor element are joined.
Manufacturing method of semiconductor power module.
請求項13記載の半導体パワーモジュールの製造方法において、
前記第1の接合開始温度は、前記導電接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する焼結開始温度以上であり、
前記第2の接合開始温度は、前記絶縁接合部を構成する材料の少なくとも一部が焼結反応を開始する焼結開始温度以上であ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。
In the manufacturing method of the semiconductor power module according to claim 13,
The first joining start temperature is equal to or higher than a sintering start temperature at which at least a part of the material constituting the conductive joint starts a sintering reaction,
The second joining start temperature is equal to or higher than a sintering start temperature at which at least a part of the material constituting the insulating joint starts a sintering reaction,
Manufacturing method of semiconductor power module.
請求項12記載の半導体パワーモジュールの製造方法であって、
前記拡散接合において、
前記導電接合部を構成する材料が前記半導体素子と接合を開始する温度を第1の接合開始温度とし、
前記絶縁接合部を構成する材料が前記多層基板および前記半導体素子と接合を開始する温度であって、前記第1の接合開始温度よりも高い温度を第2の接合開始温度とし、
前記第1の接合開始温度が、所定時間、保持された後、前記第2の接合開始温度が所定時間保持されるように設定されている温度プロファイルに基づき、前記加熱を行う、
半導体パワーモジュールの製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor power module according to claim 12,
In the diffusion bonding,
The temperature at which the material constituting the conductive bonding portion starts bonding with the semiconductor element is defined as a first bonding start temperature,
A temperature at which the material constituting the insulating bonding portion starts bonding with the multilayer substrate and the semiconductor element, and a temperature higher than the first bonding start temperature is defined as a second bonding start temperature;
After the first joining start temperature is maintained for a predetermined time, the heating is performed based on a temperature profile set so that the second joining start temperature is maintained for a predetermined time.
Manufacturing method of semiconductor power module.
回路基板の製造方法であって、
ビアおよび配線パターンを有する多層基板を製作し、
前記ビアに対応する第1の部位に、前記配線パターンと半導体素子とを導通する導電接続部を有し、前記第1の部位とは異なる第2の部位に絶縁接合部を有し、少なくとも、前記第1の面側が平面状に形成されている接合層を、前記多層基板の第1の面上に配置し、
前記多層基板と前記接合層とを、前記接合層に含まれる有機成分の粘着力により接着する、
回路基板の製造方法。
A circuit board manufacturing method comprising:
Fabricate a multilayer board with vias and wiring patterns,
The first part corresponding to the via has a conductive connection part for conducting the wiring pattern and the semiconductor element, and has an insulating joint part in a second part different from the first part, A bonding layer in which the first surface side is formed in a planar shape is disposed on the first surface of the multilayer substrate;
Bonding the multilayer substrate and the bonding layer by the adhesive force of the organic component contained in the bonding layer,
A method of manufacturing a circuit board.
JP2012061859A 2011-08-01 2012-03-19 Circuit board, semiconductor power module and manufacturing method Pending JP2013051389A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012061859A JP2013051389A (en) 2011-08-01 2012-03-19 Circuit board, semiconductor power module and manufacturing method
PCT/JP2012/004865 WO2013018357A1 (en) 2011-08-01 2012-07-31 Semiconductor power module, method for manufacturing semiconductor power module, and circuit board
US14/234,323 US20140138850A1 (en) 2011-08-01 2012-07-31 Semiconductor power module, production method of semiconductor power module and circuit board
KR1020147002291A KR20140047097A (en) 2011-08-01 2012-07-31 Semiconductor power module, method for manufacturing semiconductor power module, and circuit board
CN201280037978.4A CN103733330A (en) 2011-08-01 2012-07-31 Semiconductor power module, method for manufacturing semiconductor power module, and circuit board

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011168295 2011-08-01
JP2011168295 2011-08-01
JP2012061859A JP2013051389A (en) 2011-08-01 2012-03-19 Circuit board, semiconductor power module and manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013051389A true JP2013051389A (en) 2013-03-14
JP2013051389A5 JP2013051389A5 (en) 2015-04-09

Family

ID=48013203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012061859A Pending JP2013051389A (en) 2011-08-01 2012-03-19 Circuit board, semiconductor power module and manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013051389A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6163246B1 (en) * 2016-12-06 2017-07-12 西村陶業株式会社 Manufacturing method of ceramic substrate
JP6263301B1 (en) * 2017-06-15 2018-01-17 西村陶業株式会社 Ceramic substrate and semiconductor module
JP2020506559A (en) * 2017-04-04 2020-02-27 ヘレウス ドイチェラント ゲーエムベーハー ウント カンパニー カーゲー Adapter system for contact area enlargement of at least one contact surface on at least one electronic component and method for contact area enlargement
JP2020155728A (en) * 2019-03-22 2020-09-24 三菱マテリアル株式会社 Bonding structure
JPWO2019082373A1 (en) * 2017-10-27 2020-12-17 日産自動車株式会社 Semiconductor device

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04345041A (en) * 1991-05-22 1992-12-01 Nitto Denko Corp Mounting structure of semiconductor element
JPH10209205A (en) * 1997-01-27 1998-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mounting structure for chip
JPH11214571A (en) * 1998-01-28 1999-08-06 Kyocera Corp Sheet for mounting semiconductor element
JP2000082723A (en) * 1998-07-01 2000-03-21 Nec Corp Functional emenet and board for mounting functional element as well as their connection method
JP2001030419A (en) * 1999-07-27 2001-02-06 Murata Mfg Co Ltd Composite laminate and production thereof
JP2003224163A (en) * 2002-01-28 2003-08-08 Mitsubishi Electric Corp Mounting structure of flip chip
JP2006066582A (en) * 2004-08-26 2006-03-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor device, semiconductor module and method of manufacturing semiconductor device
JP2007115904A (en) * 2005-10-20 2007-05-10 Renesas Technology Corp Method of manufacturing semiconductor device
WO2008126661A1 (en) * 2007-04-11 2008-10-23 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multilayer ceramic substrate and process for producing the same
JP2011124398A (en) * 2009-12-11 2011-06-23 Hitachi Ltd Junction structure and manufacturing method thereof

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04345041A (en) * 1991-05-22 1992-12-01 Nitto Denko Corp Mounting structure of semiconductor element
JPH10209205A (en) * 1997-01-27 1998-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mounting structure for chip
JPH11214571A (en) * 1998-01-28 1999-08-06 Kyocera Corp Sheet for mounting semiconductor element
JP2000082723A (en) * 1998-07-01 2000-03-21 Nec Corp Functional emenet and board for mounting functional element as well as their connection method
JP2001030419A (en) * 1999-07-27 2001-02-06 Murata Mfg Co Ltd Composite laminate and production thereof
JP2003224163A (en) * 2002-01-28 2003-08-08 Mitsubishi Electric Corp Mounting structure of flip chip
JP2006066582A (en) * 2004-08-26 2006-03-09 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor device, semiconductor module and method of manufacturing semiconductor device
JP2007115904A (en) * 2005-10-20 2007-05-10 Renesas Technology Corp Method of manufacturing semiconductor device
WO2008126661A1 (en) * 2007-04-11 2008-10-23 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multilayer ceramic substrate and process for producing the same
JP2011124398A (en) * 2009-12-11 2011-06-23 Hitachi Ltd Junction structure and manufacturing method thereof

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6163246B1 (en) * 2016-12-06 2017-07-12 西村陶業株式会社 Manufacturing method of ceramic substrate
JP2018093100A (en) * 2016-12-06 2018-06-14 西村陶業株式会社 Ceramic substrate manufacturing method
JP2020506559A (en) * 2017-04-04 2020-02-27 ヘレウス ドイチェラント ゲーエムベーハー ウント カンパニー カーゲー Adapter system for contact area enlargement of at least one contact surface on at least one electronic component and method for contact area enlargement
JP6263301B1 (en) * 2017-06-15 2018-01-17 西村陶業株式会社 Ceramic substrate and semiconductor module
JP2018093163A (en) * 2017-06-15 2018-06-14 西村陶業株式会社 Ceramic substrate and semiconductor module
JPWO2019082373A1 (en) * 2017-10-27 2020-12-17 日産自動車株式会社 Semiconductor device
US11251162B2 (en) 2017-10-27 2022-02-15 Nissan Motor Co., Ltd. Semiconductor device with reduced thermal resistance
JP2020155728A (en) * 2019-03-22 2020-09-24 三菱マテリアル株式会社 Bonding structure
WO2020196132A1 (en) * 2019-03-22 2020-10-01 三菱マテリアル株式会社 Joined structure
JP7215273B2 (en) 2019-03-22 2023-01-31 三菱マテリアル株式会社 junction structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10186477B2 (en) Power overlay structure and method of making same
US20170263539A1 (en) Power overlay structure and method of making same
JP6671441B2 (en) Electronic component storage package, multi-cavity wiring board, electronic device and electronic module
US20140138850A1 (en) Semiconductor power module, production method of semiconductor power module and circuit board
JP6171622B2 (en) Power module substrate, power module, and method of manufacturing power module substrate
WO2013035337A1 (en) Semiconductor module, circuit board
JP2014503997A (en) Electronic device, method for manufacturing the same, and printed circuit board including the electronic device
JP2011222553A (en) Wiring board with built-in semiconductor chip and manufacturing method of the same
JP5614566B2 (en) Multilayer substrate manufacturing method and multilayer substrate
JP2013051389A (en) Circuit board, semiconductor power module and manufacturing method
JP2003282819A (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP2012074497A (en) Circuit board
JP5459108B2 (en) Component built-in wiring board
JP4460341B2 (en) Wiring board and manufacturing method thereof
JP2013197258A (en) Circuit board and manufacturing method for semiconductor module
JP4849926B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
JP3618060B2 (en) Wiring board for mounting semiconductor element and semiconductor device using the same
WO2013018357A1 (en) Semiconductor power module, method for manufacturing semiconductor power module, and circuit board
JP5715002B2 (en) Circuit board manufacturing method, semiconductor power module manufacturing method
JP2013070018A (en) Semiconductor module and manufacturing method of the same
TWI745572B (en) Electronic parts installation module
JPH11274372A (en) Semiconductor device and its semiconductor package
JP5058071B2 (en) Electronic component mounting board
JP2016058416A (en) Semiconductor power module manufacturing method
JP2012156467A (en) Wiring substrate, wiring substrate with solder bump, and semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150218

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160614

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20161220