JP6116416B2 - Power module manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、電力用半導体素子を有する電力用半導体装置、いわゆるパワーモジュール、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a power semiconductor device having a power semiconductor element, a so-called power module, and a manufacturing method thereof.
産業機器から家電及び情報端末まで、あらゆる製品にパワーモジュールが普及しつつある。また、家電に搭載されるパワーモジュールについては、小型化及び高機能化が特に求められている。さらにまたパワーモジュールには、動作温度が高く効率に優れている点で、今後の主流となる可能性の高いSiC半導体に適用可能なパッケージ形態であることも求められている。
このようなパワーモジュールは、高電圧及び大電量を半導体が扱うという特徴から、高い放熱性と絶縁性とを両立させる必要がある。一般的には、セラミック基板を絶縁材料として、このセラミック基板に電力用半導体素子を積層する構造であるが、低コスト化を目指してセラミック基板に代えて、熱伝導率の高いフィラーを樹脂バインダーに分散させた絶縁シートが活用されつつある。例えば特許文献1では、2つの金属板を絶縁シートを介して積層し、金属板端部における絶縁シートのはみ出し部分を樹脂で被覆することによって絶縁性を強化する手法が提案されている。
Power modules are spreading in every product from industrial equipment to home appliances and information terminals. In addition, miniaturization and high functionality are particularly demanded for power modules mounted on home appliances. Furthermore, the power module is also required to have a package form applicable to a SiC semiconductor which is likely to become the mainstream in the future because of its high operating temperature and excellent efficiency.
Such a power module needs to achieve both high heat dissipation and insulating properties because semiconductors handle high voltage and large electricity. Generally, a ceramic substrate is used as an insulating material, and a power semiconductor element is laminated on this ceramic substrate. However, instead of a ceramic substrate, a filler with high thermal conductivity is used as a resin binder for cost reduction. Distributed insulating sheets are being used. For example,
特許文献1のように、絶縁シートのはみ出し部分を樹脂によって被覆することで絶縁性を強化する手法については、絶縁シートのはみ出し部分は絶縁性を発揮できず、絶縁シートのはみ出し部分から絶縁破壊するため、上下の金属板間の電気絶縁距離を増大させる効果が得られない可能性があった。
As described in
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、2つの導体板間に従来に比べて大きい絶縁距離を確保可能なパワーモジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a power module capable of securing a larger insulation distance between two conductor plates than in the past and a method for manufacturing the same. .
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様におけるパワーモジュールは、第1導体板の装着面に装着された電力用半導体素子と、上記第1導体板の非装着面に対向して配置される第2導体板と、上記第1導体板と上記第2導体板との間に位置し、上記第1導体板よりも大きな面積を有し第2導体板に接着される絶縁シートと、上記絶縁シートと第1導体板の上記非装着面との間に位置し、絶縁シートと第1導体板とを接合する、上記絶縁シートとは異なる接合層と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
That is, a power module according to an aspect of the present invention includes a power semiconductor element mounted on the mounting surface of the first conductor plate, and a second conductor plate disposed to face the non-mounting surface of the first conductor plate. An insulating sheet positioned between the first conductor plate and the second conductor plate and having an area larger than that of the first conductor plate and bonded to the second conductor plate; and the insulating sheet and the first conductor A bonding layer different from the insulating sheet, which is located between the non-mounting surface of the plate and bonds the insulating sheet and the first conductor plate, is provided.
本発明の一態様におけるパワーモジュールによれば、絶縁シートと接合層とを有する。絶縁シートは、第1導体板よりも大きな面積を有し、第2導体板に接着される。このような絶縁シートと第1導体板とは、接合層によって接合するようにした。このように、第1導体板と第2導体板との接合を絶縁シート及び接合層で行うことで、接合層を十分に薄くすることができ熱抵抗の低減を図ることができる。また絶縁シートは、第1導体板よりも大きな面積を有していることから、絶縁距離は、絶縁シートの厚さだけでなく、第1導体板から外側へ存在する絶縁シートの長さも加えることができる。その結果、放熱性を得るために絶縁シートを薄くした場合でも、第1導体板と第2導体板との間の絶縁距離を従来に比べて大きく取ることが可能となる。 According to the power module of one embodiment of the present invention, the power module includes an insulating sheet and a bonding layer. The insulating sheet has a larger area than the first conductor plate and is bonded to the second conductor plate. Such an insulating sheet and the first conductor plate are joined by a joining layer. Thus, by joining the first conductor plate and the second conductor plate with the insulating sheet and the joining layer, the joining layer can be made sufficiently thin, and the thermal resistance can be reduced. In addition, since the insulating sheet has a larger area than the first conductor plate, the insulating distance includes not only the thickness of the insulating sheet but also the length of the insulating sheet existing outward from the first conductor plate. Can do. As a result, even when the insulating sheet is made thin in order to obtain heat dissipation, it is possible to increase the insulation distance between the first conductor plate and the second conductor plate as compared with the conventional case.
本発明の実施形態であるパワーモジュール及びその製造方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。また、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け当業者の理解を容易にするため、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、以下の説明及び添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。 A power module and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals. In addition, in order to avoid the following description from becoming unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art, a detailed description of already well-known matters and a duplicate description of substantially the same configuration may be omitted. . Further, the contents of the following description and the accompanying drawings are not intended to limit the subject matter described in the claims.
本発明の実施の形態を説明する前に、まず、絶縁シートを用いたパワーモジュールの製造プロセスについて簡単に説明する。
パワーモジュールが放熱性、絶縁性及び接着強度において所望の性能を発揮するため、図5Aに示すように、電力用半導体素子1を装着したCu板製のヒートスプレッダ2と、Cu板製のベース板3とは、絶縁シート4を間に挟み、かつ規定荷重を印加した状態で加熱が行われる。これにより、ヒートスプレッダ2とベース板3とは、絶縁シート4によって接着される。一方、加圧及び加熱の際、図5Bに示すように、ヒートスプレッダ2から絶縁シート4がはみ出す。このはみ出した絶縁シート部分4aは、加圧による荷重が作用しないため硬化不足となり、また、ヒートスプレッダ2とベース板3とに挟まれた絶縁シート4の硬化部4bと比較すると、絶縁シート4内の熱伝導フィラーの密度が低く、放熱性及び絶縁性が乏しくなる。よって絶縁シート4のはみ出し部分4aでは電気絶縁性が不足する懸念がある。よってこの場合、ヒートスプレッダ2とベース板3との間の電気的絶縁距離に、はみ出し部分4aを含めることはできず、上記絶縁距離は、絶縁シート4において硬化した部分である硬化部4bの厚さTに等しいことになる。
Before describing the embodiment of the present invention, first, a manufacturing process of a power module using an insulating sheet will be briefly described.
In order for the power module to exhibit desired performance in terms of heat dissipation, insulation and adhesive strength, as shown in FIG. 5A, a
また、パワーモジュールの他の製造プロセスでは、図6Aに示すように、ヒートスプレッダ2よりも小さい絶縁シート4を用いて、ヒートスプレッダ2とベース板3との接着を行い、その後、図6Bに示すように、ヒートスプレッダ2とベース板3との隙間に封止樹脂5を流し込む製法もある。この場合、封止樹脂5は、一般的に、絶縁シート4に比して絶縁性が低いため、ヒートスプレッダ2とベース板3との間の電気的絶縁距離は、やはり絶縁シート4の厚さTとなる。
In another manufacturing process of the power module, as shown in FIG. 6A, the
したがって、上述のいずれの場合も、より大きい絶縁距離を確保するためには、絶縁シート4を厚くする必要があるが、絶縁シート4は熱伝導率が小さいため、厚みを大きくすることで熱抵抗が大きくなり放熱性が低下するという問題が生じる。
以下に説明する、本発明の各実施の形態ではこのような問題を解決し、より大きい絶縁距離を確保可能とする。
Therefore, in any of the above cases, it is necessary to increase the thickness of the
Each embodiment of the present invention described below solves such a problem and makes it possible to secure a larger insulation distance.
実施の形態1.
図1Aから図1Eは、本発明の実施の形態1によるパワーモジュール110(図1E)の製造方法の概念を示した図である。このパワーモジュール110は、基本的構成部分として、電力用半導体素子1と、第1導体板の一例に相当するヒートスプレッダ2と、第2導体板の一例に相当するベース板3と、絶縁シート4と、接合層102とを備える。
1A to 1E are diagrams showing a concept of a method for manufacturing power module 110 (FIG. 1E) according to
ここで電力用半導体素子1として、例えばパワーMOSFET及びIGBT等が相当する。電力用半導体素子1は、一例としてSi製で10mm×10mm×厚さ0.2mmの大きさである。
ヒートスプレッダ2及びベース板3は、導電性材料で形成された板材であり、例えば金属製の板である。一例として、ヒートスプレッダ2は、Cu製で12mm×12mm×厚さ2mmの大きさであり、ベース板3は、Cu製で20mm×20mm×厚さ2mmの大きさを有する。ヒートスプレッダ2の装着面2a(図1D)には、電力用半導体素子1が装着される。また、装着面2aの対向面である、ヒートスプレッダ2の非装着面2bに対向してベース板3が配置される。
Here, the
The
絶縁シート4は、エポキシ樹脂などの樹脂バインダーに、窒化ホウ素などの熱伝導率の高いフィラーを分散させた樹脂製シートである。一例として、絶縁シート4は16mm×16mm×厚さ0.2mmの大きさを有する。このような絶縁シート4は、ヒートスプレッダ2とベース板3との間に配置され、ヒートスプレッダ2よりも大きな面積を有し、以下に説明するように加圧によってベース板3及び仮貼付け板に接着され、ヒートスプレッダ2とベース板3との間の電気的絶縁を得るための部材である。
The insulating
接合層102は、絶縁シート4とヒートスプレッダ2の非装着面2bとの間に位置し、絶縁シート4とヒートスプレッダ2とを接合するための部分であり、絶縁シート4とは異なる材料で構成される。本実施の形態1では、一例としてAgペーストを利用している。また、接合層102の面積は、絶縁シート4よりも小さい。
このように実施の形態1によるパワーモジュール110は、電気絶縁を得るために絶縁シート4を利用し、ヒートスプレッダ2とベース板3との接合のために接合層102を利用していることを特徴とした構造である。
The
As described above, the
このような構成を有するパワーモジュール110の製造方法について、以下に説明する。
まず、図1Aに示すように、ベース板3に絶縁シート4が搭載される。この絶縁シート4に対して、仮貼付け板101が、絶縁シート4を間に挟むようにしてベース板3に対向して配置される。仮貼付け板101は、一例として、Cu製で20mm×20mm×厚さ0.1mmの大きさを有する。図示及び記載のように、仮貼付け板101の面積は絶縁シート4よりも大きい。
次に、図1Bに示すように、ベース板3及び仮貼付け板101は、互いに加圧されながら規定の硬化温度まで加熱される。これにより、ベース板3及び仮貼付け板101に絶縁シート4を接着する。
次に、図1Cに示すように、絶縁シート4から仮貼付け板101を除去、ここでは剥離する。
次に、図1Dに示すように、電力用半導体素子1を装着面2aに装着したヒートスプレッダ2を接合層102によって絶縁シート4に接着する。
最後に、図1Eに示すように、外部端子8a、8bに対してワイヤボンド9a、9bにより配線を行う。その後、封止樹脂5を用いてベース板3上に配置したヒートスプレッダ2等を封止し、パワーモジュール110が作製される。ここで、外部端子8a、8bは、一例としてCu製で厚さ0.6mmのリードフレームであり、ワイヤボンド9a、9bは、一例としてアルミニウム製で、直径0.4mmおよび0.2mmであり、封止樹脂5は、例えばエポキシ樹脂である。
A method for manufacturing the
First, as shown in FIG. 1A, the insulating
Next, as shown in FIG. 1B, the
Next, as shown to FIG. 1C, the
Next, as shown in FIG. 1D, the
Finally, as shown in FIG. 1E, the
以上に構成されるパワーモジュール110は、以下の効果を有する。
上述のように、絶縁シート4は、ヒートスプレッダ2よりも大きな面積を有し、ベース板3に接着され、さらに、絶縁シート4とヒートスプレッダ2とは、接合層102によって接合される。このように、ヒートスプレッダ2とベース板3との接合を絶縁シート4及び接合層102で行うことで、接合層102を十分に薄くすることができ熱抵抗の低減を図ることができる。また絶縁シート4は、ヒートスプレッダ2よりも大きな面積を有していることから、絶縁距離は、絶縁シート4の厚さだけでなく、ヒートスプレッダ2から外側へ存在する絶縁シート4の長さも加えることができる。その結果、放熱性を得るために絶縁シート4を薄くした場合でも、ヒートスプレッダ2とベース板3との間の絶縁距離を従来に比べて大きく取ることが可能となる。
The
As described above, the insulating
詳しく説明する。絶縁シート4の面積は、接合層102で接着される領域よりも大きい。また、絶縁シート4は、図1Bに示すように、絶縁シート4よりも大きい面積の仮貼付け板101で、その全面が均一に加圧及び加熱されてベース板3に接着されている。さらに、このように絶縁シート4の全面を均一にベース板3に接着した後で、接合層102によってヒートスプレッダ2を絶縁シート4に接着して、ヒートスプレッダ2とベース板3とを接合している。
したがって、上述の均一加圧及び加熱によってヒートスプレッダ2の外側に延在する絶縁シート4についても、ヒートスプレッダ2とベース板3とが重なり合う接着領域内の絶縁シート4と同等の電気絶縁性を有する。そのため、絶縁距離は、図1Dに示すように、絶縁シート4の厚さL1だけでなく、ヒートスプレッダ2から外側に存在する絶縁シート4の長さL2も加算することが可能となる。したがって、放熱性を良好にするために絶縁シート4を薄くした場合でも、本実施の形態1のパワーモジュール110によれば、十分な絶縁距離を得ることが可能となる。
explain in detail. The area of the insulating
Therefore, the insulating
また、ヒートスプレッダ2とベース板3とに対して、両者間に絶縁性を得る機能と、両者を接着する機能とを別の材料、つまり絶縁シート4と接合層102とで行うことにより、安定して絶縁性及び接着強度を得ることが可能になる。その結果、プロセスの歩留まりが向上する効果も得ることができ、また、製品の長寿命化、小型軽量化、省エネルギーにも寄与することができる。
Further, the
尚、上述の説明では、ヒートスプレッダ2には予め電力用半導体素子1を装着しているが、ベース板3とヒートスプレッダ2とを接着した後に電力用半導体素子1を装着してもよい。また、ベース板3とヒートスプレッダ2とを先に接着してからヒートスプレッダ2をパターニングしてもよい。
In the above description, the
また本実施の形態1では、仮貼付け板101を剥離することで絶縁シート4から除去しているが、エッチングによって除去することでも、同様の効果が得られる。また、エッチングにより、パワーモジュール110の生産性を向上させることができる。
Moreover, in this
また、接合層102としてAgペーストを用いたが、熱抵抗を小さくすることができ、所望の接着強度が得られるものであれば、その他の接着材でも同様の効果が得られる。但し、絶縁性接着剤では熱抵抗増加が懸念されるので、導電性の接着剤であることが望ましい。
Further, although Ag paste is used as the
また、接合層102の他例として、図2に示すように、絶縁シート4のフィラーの充填率を変えることで放熱性及び接着性に特化した第2絶縁シート4cを用いて、加圧及び加熱により接着することも可能である。この第2絶縁シート4cを用いることで、接合層102として例えばAgペーストを用いる場合に必要であった別の製造装置を不要とすることができ、2つの接着工程で製造装置の共通化を図ることができる。
Further, as another example of the
また本実施の形態1では、ヒートスプレッダ2及びベース板3としてCuを用いたが、AlあるいはFeなどの熱伝導率の高い金属あるいは金属導体を有する基板を用いても同様の効果が得られる。
また、仮貼付け板101としてCuを用いたが、絶縁シート4にダメージを与えることなく剥離が可能な材料であれば、AlあるいはFeなどの金属、エポキシ樹脂あるいはフッ素樹脂などの樹脂材料であっても同様の効果が得られる。
In the first embodiment, Cu is used for the
In addition, although Cu is used as the
実施の形態2.
本発明の実施の形態2のパワーモジュールについて、図3Aから図3Eを参照して説明する。
実施の形態1で説明したように、絶縁シート4をベース板3に接着するに際して仮貼付け板101を用いるが、本実施の形態2では、接着阻害部付きの仮貼付け板を用いる点で相違する。その他の構成は、実施の形態1におけるパワーモジュール110の構成に同じであり、ここでの説明は省略する。尚、本実施の形態2における、パワーモジュールに対して便宜上110−2を符番し、仮貼付け板に対して便宜上101−2を符番する。
以下には、上述の相違部分について説明する。
A power module according to
As described in the first embodiment, the
Below, the above-mentioned different part is demonstrated.
本実施の形態2のパワーモジュール110−2の製造に使用される仮貼付け板101−2では、図3Aから図3Cに示すように、仮貼付け板101−2において絶縁シート4と接触する接触面101aに、上記接着阻害部の一例に相当する離型剤103が設けられている。離型剤103の一例としてここではシリコン樹脂を用い、このシリコン離型剤103は、絶縁シート4の接触面101aに塗布されている。
In temporary pasting board 101-2 used for manufacture of power module 110-2 of this
離型剤103を有する仮貼付け板101−2は、図3Bに示すように、離型剤103を絶縁シート4に接触させて配置され、実施の形態1で説明したように、仮貼付け板101−2とベース板3とによる加圧、加熱動作が行われる。これにより、絶縁シート4がその全面に渡り加圧され、ベース板3及び仮貼付け板101−2に接着される。
As shown in FIG. 3B, the temporary sticking plate 101-2 having the
次に、図3Cに示すように、ベース板3及び仮貼付け板101−2に接着された絶縁シート4から、離型剤103を有する仮貼付け板101−2が除去される。このとき、離型剤103を塗布していることから、仮貼付け板101−2は、実施の形態1の仮貼付け板101に比べて容易に絶縁シート4から剥離可能である。
Next, as shown in FIG. 3C, the temporary sticking plate 101-2 having the
以後、実施の形態1の場合と同様に、図3D及び図3Eに示すように、絶縁シート4への接合層102によるヒートスプレッダ2の接着、外部端子8a、8bへの配線、封止樹脂5による封止の各動作が実行され、パワーモジュール110−2が完成する。
Thereafter, as in the case of the first embodiment, as shown in FIGS. 3D and 3E, the
このように作製される本実施の形態2のパワーモジュール110−2では、シリコン樹脂の離型剤103を予め仮貼付け板101−2に塗布することで、実施の形態1において仮貼付け板101を剥離して除去する場合と比べて、絶縁シート4から仮貼付け板101−2を剥離しやすくなり、絶縁シート4にダメージを与え難くなるという特有の効果がある。その結果、歩留まりが向上する、及び生産性が向上するという効果が得られる。
また、本実施の形態2のパワーモジュール110−2においても、実施の形態1におけるパワーモジュール110が有する上述の効果を有する。
In the power module 110-2 of the second embodiment manufactured in this manner, the
The power module 110-2 of the second embodiment also has the above-described effects that the
離型剤103として、本実施の形態2ではシリコン樹脂剤を用いたが、仮貼付け板101−2と絶縁シート4との接着性を阻害するものであれば、例えばフッ素系の離型剤であっても同様の効果が得られる。
As the
また、本実施の形態2では、仮貼付け板側にシリコン離型剤103を塗布して接着しているが、絶縁シート4側に塗布してもよい。この場合、仮貼付け板の剥離後、シリコン離型剤103を薬液によって絶縁シート4から除去すれば同様の効果が得られる。
Moreover, in this
さらにまた、上記接着阻害部の他例として、離型剤103の使用に限らず、仮貼付け板101−2における接触面101aの表面粗さを低減する、あるいは鏡面処理を施すという形態によっても、上述と同等の効果を得ることができる。また、仮貼付け板101−2において剥離したい部分の表面に酸化膜を形成することも上記接着阻害部の他例に相当する。
Furthermore, as another example of the adhesion hindering part, not only the use of the
また、実施の形態1で説明した各種の変形例は、本実施の形態2のパワーモジュール110−2に対しても適用可能である。また、図2を参照して説明した第2絶縁シート4cを適用することも可能である。 The various modifications described in the first embodiment can also be applied to the power module 110-2 of the second embodiment. Moreover, it is also possible to apply the second insulating sheet 4c described with reference to FIG.
実施の形態3.
本発明の実施の形態3のパワーモジュールについて、図4Aから図4Eを参照して説明する。
上述の実施の形態1、2では、仮貼付け板101あるいは仮貼付け板101−2の全てを絶縁シート4から除去した後、ベース板3に接着された絶縁シート4とヒートスプレッダ2とを接合層102によって接合している。この場合、接合層102は上述のように例えばAgペーストである。
これに対して、本実施の形態3のパワーモジュールでは、接合層102に相当するものとして、金属板及びはんだを用いる。具体的には、絶縁シート4に仮貼付け板を接着したままの状態で、この仮貼付け板をはんだによってヒートスプレッダ2に接合する。このような構成において、本実施の形態3は上述の実施の形態1、2と相違する。一方、その他の構成については、実施の形態1におけるパワーモジュール110の構成に同じであり、ここでの説明を省略する。尚、本実施の形態3における、パワーモジュールに対して113を符番し、仮貼付け板に対して101−3を符番する。
以下には、上述の相違部分について説明する。
A power module according to
In the first and second embodiments described above, the
In contrast, in the power module according to the third embodiment, a metal plate and solder are used as the
Below, the above-mentioned different part is demonstrated.
上述の相違部分に着目しながら、本実施の形態3のパワーモジュール113の製造方法について簡単に説明する。
実施の形態1で説明したように、また図4A及び図4Bに示すように、ベース板3及び仮貼付け板101−3が互いに加圧、加熱されて、その結果、ベース板3及び仮貼付け板101−3に絶縁シート4が接着される。この状態での仮貼付け板101−3は、実施の形態1における仮貼付け板101と同様に、一例としてCu製で20mm×20mm×厚さ0.1mmの大きさを有し、絶縁シート4よりも大きい。
A method for manufacturing the
As described in the first embodiment and as shown in FIGS. 4A and 4B, the
次に、図4Cに示すように、仮貼付け板101−3が絶縁シート4よりも小さくなるように、仮貼付け板101−3の中央部101bを残してその外周部101cを切断し、この外周部101cを絶縁シート4から除去ここでは剥離する。よって、絶縁シート4には、仮貼付け板101−3、詳しくは仮貼付け板101−3の中央部101bが接着されている。この状態では、仮貼付け板101−3の中央部101bの大きさは、ヒートスプレッダ2と同じ面積、あるいはヒートスプレッダ2の面積よりも大きく、かつ絶縁シート4の面積よりも小さい面積である。
Next, as shown in FIG. 4C, the outer
次に、図4Dに示すように、電力用半導体素子1を装着面2aに装着したヒートスプレッダ2を、はんだ104によって仮貼付け板101−3に接合する。このように本実施の形態3では、接合層102は、仮貼付け板101−3及びはんだ104が相当する。
最後に、図4Eに示すように、外部端子8a、8bに対してワイヤボンド9a、9bにより配線を行う。その後、封止樹脂5を用いてベース板3上に配置したヒートスプレッダ2等を封止し、パワーモジュール113が作製される。
Next, as shown in FIG. 4D, the
Finally, as shown in FIG. 4E, the
このように作製される本実施の形態3のパワーモジュール113は、ヒートスプレッダ2とベース板3との接合のために、仮貼付け板101−3及びはんだ104を利用したことを特徴とした構造である。
このようなパワーモジュール113では、実施の形態1、2において接合層102として例えばAgペースト又はその他の接着剤を用いる場合に比べて、熱伝導性に優れた仮貼付け板101−3及びはんだ104を用いることで、熱抵抗をより小さくすることが可能である。よって、製品の小型軽量化及び省エネルギーにも寄与することができる。
そのほか、本実施の形態3のパワーモジュール113においても、実施の形態1におけるパワーモジュール110が奏する上述した効果を有する。
The
In such a
In addition, the
本実施の形態3では、仮貼付け板101−3は、その両面が共に凹凸のないCu板を用いているが、絶縁シート4から除去される外周部101cと、絶縁シート4に接着した状態を維持する中央部101bとの境界に、例えばスリット等の分離部を予め形成しておいてもよい。この分離部によって、絶縁シート4から仮貼付け板101−3の外周部101cを容易に除去することが可能になる。
また、外周部101cに対応した領域のみに、実施の形態2で説明した例えば離型剤103のような接着阻害部を設けてもよい。これにより、絶縁シート4から外周部101cの除去が容易になると共に、絶縁シート4へのダメージが低減され、製品の歩留まりが向上する効果が得られる。尚、この接着阻害部について、実施の形態2で説明した変形例は、本実施の形態3のパワーモジュール113にも適用可能であり、それによって対応する効果を得ることができる。
In this
Further, only the region corresponding to the outer
さらにまた、仮貼付け板101−3の外周部101cについて、剥離によらずエッチングによって除去しても同様の効果が得られる。
また、本実施の形態3では、仮貼付け板101−3の外周部101cを除去してから、ヒートスプレッダ2を仮貼付け板101−3に接合しているが、ヒートスプレッダ2を接合した後に、外周部101cを除去しても、同様の効果が得られる。
Furthermore, even if the outer
Moreover, in this
さらにまた、本実施の形態3では、仮貼付け板101−3の外周部101cを除去しているが、ベース板3と仮貼付け板101−3との電気絶縁距離を十分確保できる位置まで、仮貼付け板101−3の外周部101cをヒートスプレッダ2側へ折り曲げることでも同様の効果が得られる。
Furthermore, in the third embodiment, the outer
また本実施の形態3では、ヒートスプレッダ2及びベース板3としてCuを用いたが、AlあるいはFeなどの熱伝導率の高い金属、又は金属導体を有する基板を用いても同様の効果が得られる。また、仮貼付け板101−3としてCuを用いたが、絶縁シート4にダメージを与えることなく剥離が可能な材料であれば、AlあるいはFeなどの金属であっても同様の効果が得られる。
In the third embodiment, Cu is used for the
1 電力用半導体素子、2 ヒートスプレッダ、2a 装着面、2b 非装着面、
3 ベース板、 4 絶縁シート、4c 第2絶縁シート、
101,101−2,101−3 仮貼付け板、102 接合層、
103 離型剤、104 はんだ、
110,113 パワーモジュール。
1 power semiconductor element, 2 heat spreader, 2a mounting surface, 2b non-mounting surface,
3 base plate, 4 insulating sheet, 4c second insulating sheet,
101, 101-2, 101-3 temporary sticking plate, 102 bonding layer,
103 mold release agent, 104 solder,
110, 113 Power module.
Claims (5)
上記絶縁シートよりも大きな面積を有し上記絶縁シートから除去可能な材料にて形成された仮貼付け板を用いて、この仮貼付け板と上記第2導体板との間に上記絶縁シートを挟み加圧する工程と、
上記加圧する工程後、上記絶縁シートと第1導体板の上記非装着面との間に設けた接合層によって上記絶縁シートと上記第1導体板とを接合する工程と、
を備えたことを特徴とするパワーモジュールの製造方法。 A power semiconductor element mounted on the mounting surface of the first conductor plate, a second conductor plate disposed to face the non-mounting surface of the first conductor plate, the first conductor plate, and the second conductor plate And a method of manufacturing a power module comprising an insulating sheet that is located between and having an area larger than that of the first conductor plate and is bonded to the second conductor plate,
Using a temporary sticking plate made of a material having a larger area than the insulating sheet and removable from the insulating sheet, the insulating sheet is sandwiched between the temporary sticking plate and the second conductor plate. Pressing, and
After the pressurizing step, the step of bonding the insulating sheet and the first conductive plate by a bonding layer provided between the insulating sheet and the non-mounting surface of the first conductive plate;
A method for manufacturing a power module, comprising:
上記除去する工程において、上記金属板が上記絶縁シートよりも小さくなるように上記金属板の中央部以外の外周部を上記絶縁シートから除去し、In the removing step, the outer peripheral portion other than the central portion of the metal plate is removed from the insulating sheet so that the metal plate is smaller than the insulating sheet,
上記接合する工程において、上記中央部と第1導体板の上記非装着面との間に設けた上記接合層であるはんだにて上記中央部と上記第1導体板とを接合する、In the step of joining, the center part and the first conductor plate are joined with solder which is the joining layer provided between the center part and the non-mounting surface of the first conductor plate.
請求項2に記載のパワーモジュールの製造方法。The manufacturing method of the power module of Claim 2.
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