JP6706253B2 - パワーモジュール用基板およびパワーモジュール用基板集合体およびパワーモジュール用基板の製造方法 - Google Patents
パワーモジュール用基板およびパワーモジュール用基板集合体およびパワーモジュール用基板の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6706253B2 JP6706253B2 JP2017520825A JP2017520825A JP6706253B2 JP 6706253 B2 JP6706253 B2 JP 6706253B2 JP 2017520825 A JP2017520825 A JP 2017520825A JP 2017520825 A JP2017520825 A JP 2017520825A JP 6706253 B2 JP6706253 B2 JP 6706253B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- copper plate
- power module
- plate
- area portion
- module substrate
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
- H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
- H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
- B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
- B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
- B32B3/263—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer having non-uniform thickness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
- B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
- B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/06—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
- B32B7/08—Interconnection of layers by mechanical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
- B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
- B32B9/04—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
- B32B9/041—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising such particular substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of metal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
- H01L21/4814—Conductive parts
- H01L21/4871—Bases, plates or heatsinks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2250/00—Layers arrangement
- B32B2250/40—Symmetrical or sandwich layers, e.g. ABA, ABCBA, ABCCBA
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
- B32B2307/202—Conductive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
- B32B2307/302—Conductive
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/732—Dimensional properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
- B32B2311/12—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2315/00—Other materials containing non-metallic inorganic compounds not provided for in groups B32B2311/00 - B32B2313/04
- B32B2315/02—Ceramics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2457/00—Electrical equipment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
- H01L23/13—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
- H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
- H01L23/142—Metallic substrates having insulating layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/1515—Shape
- H01L2924/15158—Shape the die mounting substrate being other than a cuboid
- H01L2924/15159—Side view
Description
また、本発明は、半導体素子からの発熱を速やかに放熱させることができると共に、セラミックスと銅の熱膨張係数差によるセラミックス板と銅板の接合界面での熱応力の発生を回避することができる精緻な凹凸状の回路銅板の形成を可能にするパワーモジュール用基板の製造方法を提供することを目的とする。
併せて、本発明は、半導体素子の半田付け接合時の半田流れ止め部を併せ持つ精緻な凹凸状の回路銅板の形成を可能にするパワーモジュール用基板の製造方法を提供することを目的とする。
これと共に、本発明は、第2のエリア部の回路銅板の厚みを、第1のエリア部の回路銅板の厚みより薄くすることで、セラミックス板と銅板の接合界面におけるセラミックスと銅の熱膨張係数差による熱応力を緩和することができる。これにより、回路銅板端部のセラミックス板からの剥離や、セラミックス板へのクラックの発生を回避することができる。
しかも、第1の回路銅板が第3のエリア部を有する場合は、第1のエリア部に半導体素子を、接合材を介して接合するときに、第1のエリア部からはみ出した接合材を、第2のエリア部と第3のエリア部の間に形成される段差部において堰き止めることができる。これにより、第1の回路銅板と第2の回路銅板との間の短絡を防止することができる。
この結果、第4の発明であるパワーモジュール用基板集合体を用いた最終製品の生産性を向上することができる。
また、第5の発明であるパワーモジュール用基板の製造方法では、特に、第2のエッチングレジスト膜をインクジェット方式で形成することで、第2のエッチングレジスト膜の断面形状を大型銅板面の凹凸形状に追随させることができる。つまり、大型銅板面上が凹凸形状であったとしても、所望の位置に高精度に第2のエッチングレジスト膜を形成することができる。これにより、破れや欠損のない第2のエッチングレジスト膜を大型銅板面の凹凸面上に容易に形成することができる。したがって、エッチングにより大型銅板面に精緻な凹凸形状を形成することができる。
図1(A)、(B)に示すように、本発明に係るパワーモジュール用基板10は、セラミックス板11の一方の主面に回路銅板12が島状に接合され、この回路基板12全体で電気回路を形成している。また、このパワーモジュール用基板10は、セラミックス板11の他方の主面に、その全体(略全体の概念を含む)を覆うようにベタ状の放熱銅板13が接合されている。この放熱銅板13は、回路銅板12上に搭載される電子部品(例えば、半導体素子14等)から発生する熱を下方に(他方の主面側に)放熱させるために設けられている。
さらに、回路銅板12は、半導体素子14等の電子部品を搭載する第1の回路銅板12aと、それ以外の第2の回路銅板12bとにより構成されている。
なお、本実施の形態においては、セラミックス板11の一方の主面側に第1の回路銅板12aを1つのみ設ける場合を例に挙げて説明しているが、セラミックス板11の一方の主面に形成する第1の回路銅板12aの数は2以上でもよい。
さらに、本実施の形態においては、セラミックス板11の一方の主面側に第2の回路銅板12bを複数設ける場合を例に挙げて説明しているが、第2の回路銅板12bは単数でもよい。
また、図1乃至図5では、本発明に係るパワーモジュール用基板の作用効果が理解されやすいよう、第1の回路銅板12a上に電子部品の一例としての半導体素子14を搭載した状態を示しているが、本発明の概念は、半導体素子14等の電子部品を必須の構成要素として含まなくても良い。
また、このエリア部15は、最も厚みの厚い第1のエリア部15aと、この第1のエリア部15aの外側で、第1のエリア部15aを囲むように配され、第1のエリア部15aより厚みが薄い第2のエリア部15bと、により構成されている。そして、本発明に係るパワーモジュール用基板10は、最も厚みの厚い第1のエリア部15a上に、接合材(例えば、半田等)を介して電子部品(例えば、半導体素子14等)が接合された状態で使用される。
ここで、図3(A)、(B)を参照しながら、半田の流れ出しを防止できる本発明の変形例に係るパワーモジュール用基板について説明する。
図3(A)、(B)に示すように、本発明の変形例に係るパワーモジュール用基板10aは、セラミックス板11の一方の主面に第1の回路銅板12aと第2の回路銅板12bとからなる島状の回路銅板12を有し、セラミックス板11の他方の主面にはベタ状の放熱銅板13を有している。また、本発明の変形例に係るパワーモジュール用基板では、半導体素子14が搭載される第1の回路銅板12aは、目的に応じて所望の領域の厚みを変えたエリア部15により構成されている。より具体的には、このエリア部15は、図3に示すように、第1のエリア部15aと第2のエリア部15bとの間に、第2のエリア部15bよりも回路銅板12の厚みが薄い第3のエリア部15cを備えてなるものである。つまり、本発明の変形例に係るパワーモジュール用基板10aのエリア部15では、回路銅板12の厚みが、第1のエリア部15a、第2のエリア部15b、第3のエリア部15cの順で薄くなっている。なお、図3に示すパワーモジュール用基板10aは、先の図1に示すパワーモジュール用基板10と同様に、第2の回路銅板12bの厚みを限定するものではない。しかしながら、第2の回路銅板12bの厚みが第1のエリア部15aの厚みよりも大きいと、セラミックス板11と第2の回路銅板12bの接合界面においてセラミックスと銅の熱膨張係数差による熱応力が増大し、第2の回路銅板12b端部のセラミックス板11からの剥離や、セラミックス板11へのクラックの発生を回避するのが難しくなる。このため、本発明の変形例に係るパワーモジュール用基板10aにおいても、第2の回路銅板12bの厚みを、第1のエリア部15aの厚みよりも小さく設定しておくことが望ましい。
また、図5(A)、(B)に示すように、上記の本発明の変形例に係るパワーモジュール用基板10aは、第2の回路銅板12bの厚みを、第1のエリア部15aの厚みより薄くした、あるいは、第2のエリア部15bの厚みと同じ(略同一の概念を含む)の厚みである、パワーモジュール用基板10cとしてもよい。
特に、図4、5に示すパワーモジュール用基板10b、10cにおいて、第2の回路銅板12bの厚みを、第2のエリア部15bの厚みと同じ(略同一の概念を含む)にした場合は、その製造工程をシンプルにできるので(後段において説明する本発明に係るパワーモジュール用基板の製造方法を参照)、その生産性を向上することができる。
更に、図4、5に示すパワーモジュール用基板10b、10cは、セラミックス板11の下面に設けられた放熱銅板13の厚みがパワーモジュール用基板10b、10cの反りバランスを考慮した厚みに設定されている。具体的には、放熱銅板13の厚みが、第1の回路銅板12aの第1のエリア部15aの厚みと、第2のエリア部15bの厚み又は第2の回路銅板12bの厚み、の間の値になるように設定されている。
これと共に、図4、5に示すパワーモジュール用基板10b、10cでは、第2のエリア部15bの厚みと、第2の回路銅板12bの厚みを、第1のエリア部15aの厚みよりも薄くしている。これにより、セラミックス板11と第2の回路銅板12bの接合界面における、並びに、セラミックス板11と放熱銅板13の接合界面における、セラミックスと銅の熱膨張係数差による熱応力を緩和して、全ての回路銅板12の端部、及び、放熱銅板13の端部、のセラミックス板11からの剥離や、セラミックス板11へのクラックの発生を回避することができる。
このようなパワーモジュール用基板集合体では、半導体素子14を搭載する第1のエリア部15aが、セラミックス板11上に規則正しく配置されるので、第1のエリア部15a上に効率良く半導体素子14を搭載することができる。
この場合、パワーモジュール用基板集合体を用いて最終製品である、例えば、エアコン等の家庭用や業務用電子機器、ロボットやエレベータ等の制御用電子機器、電気自動車や電車等の電子機器等を生産する場合に、その生産性を向上することができる。
ここでは、大型のセラミックス板を用いる製造方法(後者の場合)を例に挙げて説明する。
本発明に係るパワーモジュール用基板の製造方法は主に、大型のセラミックス板を作製する工程[図6(A)に示す第1の工程に対応]と、この大型のセラミックス板の一方の主面と他の主面の両方に大型の銅板を接合する工程[図6(A)に示す第1の工程に対応]と、大型のセラミックス板に接合された大型の銅板から、分割・個片化した際に回路銅板12や放熱銅板13となるパターンを形成してパワーモジュール用基板集合体を作製する工程[図6(B)−(I)に示す第2−第5の工程に対応]と、必要に応じて、パワーモジュール用基板集合体を個片体状のパワーモジュール用基板10、10a,10b、10cに分割・個片化する工程(図示せず)とにより構成されている。
次に、焼成済みの大型セラミックス板21の一方の主面には、回路銅板12となる平板状の大型銅板22を、また、大型セラミックス板21の他方の主面には、放熱銅板13となる平板状の大型銅板23を、加熱直接接合法(大型セラミックス板21が酸化物セラミックスの場合)により、又は、活性金属ろう材によるろう付け接合法(大型セラミックス板21が酸化物セラミックスでない場合)により、接合する。
また、活性金属ろう材によるろう付け接合法とは、大型セラミックス板21の一方の主面と大型銅板22の間、及び、大型セラミックス板21の他方の主面と大型銅板23の間に、金属ろう材(例えば、TiやZrの活性化金属を含む銅より融点の低いAg−Cu合金等)を介設した後、800℃程度の温度で加熱して大型セラミックス板21と大型銅板22,23とを液相接合する方法である。
なお、回路銅板12用の大型銅板22と、放熱銅板13用の大型銅板23の厚みは、いずれも特に限定する必要ははないが、放熱銅板13用の大型銅板23の厚みは、後述するように、第2のエリア部15bの厚みに近似させておくことが好ましい。
また、インクジェット方式以外の他の方式による第1のエッチングレジスト膜25、25aの形成方法としては、大型銅板22、23上にフォトレジストペーストをスクリーン印刷して、印刷したフォトレジストペーストを感光硬化させる方式がある。あるいは、これ以外の他の方式としては、フォトレジストからなるドライフィルムを大型銅板22、23に貼り付けた後、このドライフィルムにパターンマスクを当接させて、パターンマスクから裸出するパターン部を感光硬化させてから、パターンマスクを取り除いて、パターン部以外の硬化していないドライフィルムを除去して所望個所にパターンを形成するというドライフィルム方式により第1のエッチングレジスト膜25、25aを形成することもできる。更には、上記のドライフィルムに代えてフォトレジスト液を直接大型銅板22、23のそれぞれの上面にロールコーター等で塗布したり、フォトレジスト液中に接合体24自体を浸漬したりすることにより、第1のエッチングレジスト膜25、25aを大型銅板22、23上に形成してから乾燥させ、乾燥後の乾燥膜(第1のエッチングレジスト膜25、25a)にパターンマスクを当接させて、パターンマスクから裸出するパターン部を感光硬化させた後に、パターンマスクを取り除いて感光硬化したパターン部以外の硬化していない乾燥膜を除去することにより、大型銅板22、23上の所望個所に第1のエッチングレジスト膜25、25aを形成することもできる。
そして、図6(F)に示すように、第2、第3のエッチングレジスト膜25b、25cから露出する大型銅板22、23を上述の方法と同様の方法によりエッチングして大型セラミックス板21上の所望個所に大型セラミックス板21の表面を露出させることで、個片体状のパワーモジュール用基板における回路銅板12と、放熱銅板13の外形形状が形成される。
更に、図6(H)に示すように、第5工程では、パワーモジュール用基板集合体26から個片体状のパワーモジュール用基板10bを得るためのレーザースクライブライン27を大型セラミックス板21に形成している。
なお、レーザースクライブライン27が形成されたパワーモジュール用基板集合体26を製品として出荷する場合もある。このような、レーザースクライブライン27を有するパワーモジュール用基板集合体26によれば、大型セラミックス板21上に規則正しく第1のエリア部15aが配置されるので、第1のエリア部15aへの半導体素子14の搭載作業を効率的に行うことができる。この結果、パワーモジュール用基板集合体26を用いた最終製品の生産性を向上させることができる。また、本発明に係るパワーモジュール用基板の製造方法を、レーザースクライブライン27を有するパワーモジュール用基板集合体26の作製を完了した時点で完了する場合、パワーモジュール用基板集合体26を分割・個片化する工程は、第1のエリア部15に半導体素子14を搭載した後に行うことになる。
そして、パワーモジュール用基板集合体26をレーザースクライブライン27に沿って分割・個片化することで、容易に個片体状のパワーモジュール用基板10bを得ることができる。なお、レーザースクライブライン27は、通常のYAGレーザーや、CO2レーザー等を用いて容易に形成することができる。
次に、図7(A)に示す工程では、大型銅板22から形成された第1、第2の回路銅板12a、12b上に、インクジェット方式により第4のエッチングレジスト膜25dを形成する。この第4のエッチングレジスト膜25dは、第1の回路銅板12aの第1のエリア部15aの周縁に溝状の開口部を有し、この開口部以外の第1の回路銅板12aの表面を覆っている。
また、第4のエッチングレジスト膜25dは、第2の回路銅板12bの全面を覆っている。また、図7(B)には示していないが、第1の回路銅板12aの第1のエリア部15aの周縁における断面、第2のエリア部15bの周縁における断面、および、第2の回路銅板12bの周縁における断面にも第4のエッチングレジスト膜25dが形成されている。つまり、図7(A)に示す工程では、第1の回路銅板12aの上面における第3のエリア部15cの形成予定位置にだけ、第4のエッチングレジスト膜25dが形成されておらず、それ以外の全ての第1の回路銅板12aの表面(上面及び断面)には第4のエッチングレジスト膜25dが形成される。
なお、図7(c)に示すようなレーザースクライブライン27を備えたパワーモジュール用基板集合体26aを製品として出荷する場合がある。このような、レーザースクライブライン27を備えたパワーモジュール用基板集合体26aでは、大型セラミックス板21上に規則正しく第1のエリア部15aが配置されるので、この第1のエリア部15aへの半導体素子14の搭載作業を効率的に行うことができる。この結果、レーザースクライブライン27を備えたパワーモジュール用基板集合体26aを用いた最終製品の生産性を向上させることができる。
なお、この場合、パワーモジュール用基板集合体26aを分割・個片化する工程は、半導体素子14を第1のエリア部15aに搭載した後に行われることになる。
10a…パワーモジュール用基板
10b…パワーモジュール用基板
10c…パワーモジュール用基板
11…セラミックス板
12…回路銅板
12a…第1の回路銅板
12b…第2の回路銅板
13…放熱銅板
14…半導体素子
15…エリア部
15a…第1のエリア部
15b…第2のエリア部
15c…第3のエリア部
21…大型セラミックス板
22…大型銅板
23…大型銅板
24…接合体
25…第1のエッチングレジスト膜
25a…第1のエッチングレジスト膜
25b…第2のエッチングレジスト膜
25c…第3のエッチングレジスト膜
25d…第4のエッチングレジスト膜
26…パワーモジュール用基板集合体
26a…パワーモジュール用基板集合体
27…レーザースクライブライン
Claims (5)
- セラミックス板(11)と、
前記セラミックス板(11)の主面に形成された回路銅板(12)と、
前記セラミックス板(11)の前記主面の反対の面に形成された放熱銅板(13)と、を有し、
前記回路銅板(12)は、少なくとも1の第1の回路銅板(12a)と、前記第1の回路銅板(12a)以外の少なくとも1の第2の回路銅板(12b)と、からなり、
前記第1の回路銅板(12a)は、
半導体素子(14)が載置される第1のエリア部(15a)と、
前記第1のエリア部(15a)の外側で前記第1のエリア部(15a)を囲むように配され、前記第1のエリア部(15a)より厚みが薄い第2のエリア部(15b)と、
前記第1のエリア部(15a)と前記第2のエリア部(15b)との間に形成され、前記第2のエリア部(15b)より厚みが薄い第3のエリア部(15c)と、を具備していることを特徴とするパワーモジュール用基板。 - 前記第3のエリア部(15c)は、前記第1のエリア部(15a)を囲んでいることを特徴とする請求項1に記載のパワーモジュール用基板。
- 前記第2の回路銅板(12b)の厚みは、前記第1のエリア部(15a)の厚みより薄いことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパワーモジュール用基板。
- 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載されるパワーモジュール用基板が碁盤目状に配置され、一体化されてなることを特徴とするパワーモジュール用基板集合体。
- セラミックス板の両面に加熱直接接合法または活性金属ろう材によるろう付け接合法により大型銅板を接合する工程と、
前記大型銅板に第1のエッチングレジスト膜を形成する工程と、
前記第1のエッチングレジスト膜が形成されていない部分の前記大型銅板の厚みをエッチングによって薄くする工程と、
前記第1のエッチングレジスト膜を剥離する工程と、
前記大型銅板のうち一つに対して第2のエッチングレジスト膜を形成するとともに、他の一つに対して第3のエッチングレジスト膜を形成する工程と、
前記第2のエッチングレジスト膜および前記第3のエッチングレジスト膜が形成されていない部分の前記大型銅板をエッチングによって除去し前記セラミックス板を露出させる工程と、
前記第2のエッチングレジスト膜を剥離する工程と、
前記第2のエッチングレジスト膜を剥離した前記大型銅板に対して第4のエッチングレジスト膜を形成する工程と、
前記第4のエッチングレジスト膜が形成されていない部分の前記大型銅板の厚みを、エッチングにより、前記第1のエッチングレジスト膜が形成されていない部分の前記大型銅板のエッチング後の厚みよりも薄くする工程と、
前記第3及び第4のエッチングレジスト膜を剥離する工程と、を有し、
前記第2及び第4のエッチングレジスト膜は、インクジェット方式により形成され、
前記第4のエッチングレジスト膜を剥離した前記大型銅板は、
厚みが最も大きい第1のエリア部(15a)と、
前記第1のエリア部(15a)より厚みが薄い第2のエリア部(15b)と、
前記第1のエリア部(15a)と前記第2のエリア部(15b)との間に形成され、前記第2のエリア部(15b)より厚みが薄い第3のエリア部(15c)と、を備える第1の回路銅板(12a)を備え、
前記第4のエッチングレジスト膜は、前記第3のエリア部(15c)の形成予定位置を除く前記第1の回路銅板(12a)の上面及び断面の全てに形成されることを特徴とするパワーモジュール用基板の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015107141 | 2015-05-27 | ||
JP2015107141 | 2015-05-27 | ||
PCT/JP2016/065838 WO2016190440A1 (ja) | 2015-05-27 | 2016-05-27 | パワーモジュール用基板およびパワーモジュール用基板集合体およびパワーモジュール用基板の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2016190440A1 JPWO2016190440A1 (ja) | 2018-03-15 |
JP6706253B2 true JP6706253B2 (ja) | 2020-06-03 |
Family
ID=57392897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017520825A Active JP6706253B2 (ja) | 2015-05-27 | 2016-05-27 | パワーモジュール用基板およびパワーモジュール用基板集合体およびパワーモジュール用基板の製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10937715B2 (ja) |
EP (1) | EP3306655B1 (ja) |
JP (1) | JP6706253B2 (ja) |
HU (1) | HUE055979T2 (ja) |
WO (1) | WO2016190440A1 (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016203058B3 (de) * | 2016-02-26 | 2017-05-18 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Kupfer-Keramik-Verbund und Modul |
JP6896734B2 (ja) * | 2016-07-28 | 2021-06-30 | 株式会社東芝 | 回路基板および半導体モジュール |
DE102016117003A1 (de) * | 2016-09-09 | 2018-03-15 | Eaton Industries (Austria) Gmbh | Schutzschaltgerät |
JP6695577B2 (ja) * | 2016-12-22 | 2020-05-20 | 株式会社Nsc | パワーモジュール基板およびその生産方法 |
JP6742617B2 (ja) * | 2016-12-22 | 2020-08-19 | 株式会社Nsc | パワーモジュール基板の生産方法および生産装置 |
JP2019054069A (ja) * | 2017-09-14 | 2019-04-04 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
CN111316408B (zh) * | 2017-10-30 | 2023-07-18 | 三菱电机株式会社 | 电力用半导体装置以及电力用半导体装置的制造方法 |
JP6939596B2 (ja) | 2018-01-24 | 2021-09-22 | 三菱マテリアル株式会社 | パワーモジュール用基板の製造方法及びセラミックス‐銅接合体 |
DE102018119313B4 (de) * | 2018-08-08 | 2023-03-30 | Rogers Germany Gmbh | Verfahren zum Bearbeiten eines Metall-Keramik-Substrats und Anlage zum Durchführen des Verfahrens |
JP7147502B2 (ja) * | 2018-11-19 | 2022-10-05 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置、電力変換装置および半導体装置の製造方法 |
WO2020116240A1 (ja) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | 株式会社村田製作所 | モジュールおよびその製造方法 |
CN210630166U (zh) * | 2019-10-18 | 2020-05-26 | 莫列斯有限公司 | 连接器组件 |
DE102020112276A1 (de) * | 2020-05-06 | 2021-11-11 | Danfoss Silicon Power Gmbh | Leistungsmodul |
DE102021107690A1 (de) | 2021-03-26 | 2022-09-29 | Rogers Germany Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Metall-Keramik-Substrats und Metall-Keramik-Substrat hergestellt mit einem solchen Verfahren |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04103150A (ja) | 1990-08-23 | 1992-04-06 | Mitsubishi Materials Corp | Ic実装構造 |
JPH104156A (ja) * | 1996-06-14 | 1998-01-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置用絶縁基板及び半導体装置 |
JPH10242330A (ja) | 1997-02-21 | 1998-09-11 | Dowa Mining Co Ltd | パワーモジュール用基板及びその製造法 |
JP3531133B2 (ja) | 1997-02-24 | 2004-05-24 | 同和鉱業株式会社 | パワーモジュール用基板及びその製造法 |
JP5176042B2 (ja) * | 2004-11-05 | 2013-04-03 | Dowaメタルテック株式会社 | 電子部品搭載基板の製造装置および製造方法 |
JP4703377B2 (ja) * | 2005-11-11 | 2011-06-15 | 電気化学工業株式会社 | 段差回路基板、その製造方法およびそれを用いた電力制御部品。 |
JP2008010520A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Sumitomo Metal Electronics Devices Inc | パワーモジュール用基板及びその製造方法 |
JP2008198905A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Hitachi Metals Ltd | セラミックス基板及びセラミックス回路基板の製造方法並びに集合基板と半導体モジュール |
DE102009033029A1 (de) * | 2009-07-02 | 2011-01-05 | Electrovac Ag | Elektronische Vorrichtung |
JP5860599B2 (ja) * | 2011-03-01 | 2016-02-16 | 昭和電工株式会社 | 絶縁回路基板、パワーモジュール用ベースおよびその製造方法 |
JP6124521B2 (ja) * | 2012-07-03 | 2017-05-10 | Ngkエレクトロデバイス株式会社 | パワーモジュール用基板の製造方法 |
JP6127852B2 (ja) * | 2013-09-13 | 2017-05-17 | 三菱マテリアル株式会社 | ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びその製造方法 |
-
2016
- 2016-05-27 HU HUE16800144A patent/HUE055979T2/hu unknown
- 2016-05-27 EP EP16800144.4A patent/EP3306655B1/en active Active
- 2016-05-27 WO PCT/JP2016/065838 patent/WO2016190440A1/ja unknown
- 2016-05-27 JP JP2017520825A patent/JP6706253B2/ja active Active
-
2017
- 2017-11-24 US US15/821,894 patent/US10937715B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20180102303A1 (en) | 2018-04-12 |
US10937715B2 (en) | 2021-03-02 |
EP3306655A1 (en) | 2018-04-11 |
HUE055979T2 (hu) | 2022-01-28 |
JPWO2016190440A1 (ja) | 2018-03-15 |
EP3306655A4 (en) | 2019-02-20 |
WO2016190440A1 (ja) | 2016-12-01 |
EP3306655B1 (en) | 2021-06-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6706253B2 (ja) | パワーモジュール用基板およびパワーモジュール用基板集合体およびパワーモジュール用基板の製造方法 | |
KR102300972B1 (ko) | 파워 모듈용 기판 유닛 및 파워 모듈 | |
US8749052B2 (en) | Electronic device | |
JP6435945B2 (ja) | ヒートシンク付きパワーモジュール用基板 | |
JP5125241B2 (ja) | パワーモジュール用基板の製造方法 | |
JP2010219524A (ja) | ミリチャネル基材、並びにミリチャネル基材を用いた冷却デバイス及び装置を製造する方法 | |
EP3358615B1 (en) | Silicon nitride circuit board and semiconductor module using same | |
JP2010010561A (ja) | パワーモジュール用基板及びその製造方法 | |
JP5884291B2 (ja) | ヒートシンク付パワーモジュール用基板ユニット | |
KR20170048999A (ko) | 세라믹 기판 제조 방법 및 이 제조방법으로 제조된 세라믹 기판 | |
JP5056186B2 (ja) | パワーモジュール用基板の製造方法 | |
JP6020256B2 (ja) | ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法 | |
JP6183166B2 (ja) | ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びその製造方法 | |
JP2017212362A (ja) | 回路基板集合体、電子装置集合体、回路基板集合体の製造方法および電子装置の製造方法 | |
JP5061740B2 (ja) | パワーモジュール用基板 | |
JP2007266224A (ja) | パワーモジュール | |
JP6317178B2 (ja) | 回路基板および電子装置 | |
JP6264129B2 (ja) | パワーモジュール用基板及びその製造方法 | |
JP6439489B2 (ja) | パワーモジュール用基板の製造方法及びパワージュールの製造方法 | |
JP6127852B2 (ja) | ヒートシンク付パワーモジュール用基板及びその製造方法 | |
JP2013211288A (ja) | ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法 | |
JP5052290B2 (ja) | 金具付き回路基板の製造方法 | |
KR20220133559A (ko) | 파워모듈 및 그 제조방법 | |
JP5887907B2 (ja) | パワーモジュール用基板の製造方法および製造装置 | |
JP6201771B2 (ja) | ヒートシンク付パワーモジュール用基板の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20170818 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190522 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190522 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200424 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200515 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6706253 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |