JP6881238B2 - 半導体モジュール、その製造方法及び電力変換装置 - Google Patents

半導体モジュール、その製造方法及び電力変換装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6881238B2
JP6881238B2 JP2017210900A JP2017210900A JP6881238B2 JP 6881238 B2 JP6881238 B2 JP 6881238B2 JP 2017210900 A JP2017210900 A JP 2017210900A JP 2017210900 A JP2017210900 A JP 2017210900A JP 6881238 B2 JP6881238 B2 JP 6881238B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor module
bonding material
bonding
semiconductor
module according
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
Application number
JP2017210900A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019083283A (ja
Inventor
泰成 日野
泰成 日野
佐藤　祐司
祐司 佐藤
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2017210900A priority Critical patent/JP6881238B2/ja
Priority to US15/951,235 priority patent/US10546800B2/en
Priority to DE102018210721.1A priority patent/DE102018210721A1/de
Priority to CN201811261366.9A priority patent/CN109727960B/zh
Publication of JP2019083283A publication Critical patent/JP2019083283A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6881238B2 publication Critical patent/JP6881238B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/433—Auxiliary members in containers characterised by their shape, e.g. pistons
    • H01L23/4334—Auxiliary members in encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/05124—Aluminium [Al] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05139—Silver [Ag] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05144—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05147—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05155—Nickel [Ni] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05163—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
    • H01L2224/05166—Titanium [Ti] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05617—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/05624—Aluminium [Al] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05639—Silver [Ag] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05644—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29199—Material of the matrix
    • H01L2224/2929—Material of the matrix with a principal constituent of the material being a polymer, e.g. polyester, phenolic based polymer, epoxy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29301—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29311—Tin [Sn] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29339—Silver [Ag] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29344—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29347—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/29001—Core members of the layer connector
    • H01L2224/29099—Material
    • H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
    • H01L2224/29298—Fillers
    • H01L2224/29299—Base material
    • H01L2224/293—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29355—Nickel [Ni] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45014—Ribbon connectors, e.g. rectangular cross-section
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45015—Cross-sectional shape being circular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48472—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area also being a wedge bond, i.e. wedge-to-wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/8384—Sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/053—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/16—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations, e.g. centering rings
    • H01L23/18—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device
    • H01L23/24—Fillings characterised by the material, its physical or chemical properties, or its arrangement within the complete device solid or gel at the normal operating temperature of the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49861—Lead-frames fixed on or encapsulated in insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10254—Diamond [C]
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/1026—Compound semiconductors
    • H01L2924/1027—IV
    • H01L2924/10272—Silicon Carbide [SiC]
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/1026—Compound semiconductors
    • H01L2924/1032—III-V
    • H01L2924/1033—Gallium nitride [GaN]
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • 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
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • 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
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Description

本発明は、ワイヤ又はリボンボンド材が半導体素子にボンディングされた半導体モジュール、その製造方法及び電力変換装置に関する。
近年、環境規制の高まりから、環境問題に配慮した高品質、高効率、省エネの電子機器の需要が高まっている。特に、産業機器、モータを備えた家電の駆動制御機器、電気自動車又はハイブリッド自動車向けの車載制御機器、鉄道車両制御機器、太陽光発電の制御機器等として、高電力に対応した電子機器が求められている。さらに、電子機器の高負荷環境下、例えば高温度環境下の動作における高効率化及び低損失化が求められている。高温環境下とは、１５０〜１７５℃又はそれ以上、例えば２００℃の温度環境下である。このような高温環境下で動作する半導体素子の開発が進んでいる。また、パッケージの特性としても高密度電流化が進んでいる。
特に車載、鉄道制御機器として用いられる電子機器に対して、高温度環境下での省エネルギー性能が求められている。これまで通常動作温度は例えば１５０℃以下であったが、今後、２００℃以上の高温環境下での使用に対する需要が高まっている。２００℃以上の高温環境下においては、Ｓｉ素子の替わりに、更に低損失で高効率制御可能なＳｉＣ又はＧａＮのワイドバンドギャップ半導体素子が用いられている。
そこで、高温環境下の動作においてスイッチングロスを抑制し低損失化及び高効率化を図るべく、電子機器の材料及び構造を見直す必要があった。特に、電子機器に適用される半導体素子の上面側のワイヤ配線接続部が最も劣化し易く、半導体モジュールの寿命に影響する。このため、配線接続部の高品質、高信頼性、高寿命化の実現が大きな課題であった。
近年、電流密度、信頼性向上を図るため、Ａｌワイヤではなく、Ｃｕワイヤの適用が検討されている。しかし、ＣｕはＡｌと比較して硬いため、ワイヤボンディング時に半導体素子にダメージを与えることがあった。また、ＳｉＣ又はＧａＮ等の半導体素子を実装した高温対応の半導体モジュールにおいて、高電流密度化可能なＣｕワイヤ適用が必須であった。
ダメージを軽減するために上面電極を厚くするのは、プロセス上困難であり、大幅なコストアップにつながる。そこで、半導体素子の上面電極に直接ワイヤボンドするのではなく、半導体素子の上面電極に導体板を接合し、導体板にワイヤボンドすることが検討されていた。しかし、十分な接合性を確保するためにウェッジボンディングにより大きな荷重及び超音波振動を与える必要があるため、ワイヤボンディング中に導体板および接合材を介して半導体素子にダメージを与えていた。また、上面電極と導体板を接合する接合材として主にはんだが用いられていた。しかし、はんだ材はＰｂフリー化により弾性率が４０〜５０ＧＰａと大きくなっている。これに対して、接合材として焼結性の接合材を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１７−００５０３７号公報
しかし、従来の焼結性の接合材ではワイヤボンディング時の半導体素子に対するダメージを十分に低減できなかった。特に、電流密度大が期待されているＣｕワイヤは硬い材料であるため、Ｃｕワイヤを用いた場合に前記課題は顕著であった。この結果、高温かつ高電流密度で用いられる半導体モジュールの信頼性と寿命が低下するという問題があった。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は高信頼性かつ高寿命な半導体モジュール、その製造方法及び電力変換装置を得るものである。
本発明に係る半導体モジュールは、上面電極を有する半導体素子と、前記上面電極に接合された接合材と、前記接合材に直接的に超音波接合されたワイヤ又はリボンボンド材である配線とを備え、前記接合材は、金属の焼結材の隙間に樹脂を入り込ませたものであることを特徴とする。
本発明では、半導体素子の上面電極に接合する接合材として、金属の焼結材の隙間に樹脂を入り込ませたものを用いる。これにより、樹脂を入り込ませていないものに比べて接合材が低弾性化されるため、ワイヤボンディング時の半導体素子に対するダメージを抑制することができる。この結果、高温で高電流密度に対応した高信頼性かつ高寿命な半導体モジュールを得ることができる。
実施の形態１に係る半導体モジュールを示す断面図である。 実施の形態２に係る半導体モジュールを示す断面図である。 実施の形態３に係る半導体モジュールを示す断面図である。 実施の形態４に係る半導体モジュールを示す断面図である。 実施の形態５に係る電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。
実施の形態に係る半導体モジュール、その製造方法及び電力変換装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る半導体モジュールを示す断面図である。放熱板１は、例えば一辺の長さが３０〜３００ｍｍ、厚さが３〜２０ｍｍであるＣｕ、Ｃｕ合金複合体、Ａｌ、又はＡｌ合金複合体からなる熱容量の大きい放熱板である。放熱板１は複数フィンを備えたヒートシンク又は水冷ジャケットなどに放熱グリスを介して接続される。または、放熱板１自体が下面側に複数フィンを備えたヒートシンクであるか、又は水冷ジャケットと一体化されていてもよい。放熱板１の素子搭載面には回路が形成されている。放熱板１は絶縁材が内部に埋め込まれた放熱一体成型でもよいし、回路が加熱又はプレスにより一体化されていてもよい。
放熱板１の上に半導体素子２，３が実装されている。半導体素子２，３は一辺が３ｍｍ〜１８ｍｍであり、半導体素子２はＩＧＢＴ、半導体素子３はダイオードである。半導体素子２の下面電極４はコレクタ電極、上面電極５はエミッタ電極である。半導体素子３の下面電極６はカソード電極、上面電極７はアノード電極である。各電極はスパッタ又はめっき手法により形成され、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ又はＣｕを主成分とした材料からなる。なお、各電極にはＴｉ−Ｎｉ−Ａｕ又はＡｇ等のメタライズが施されている。なお、半導体素子２は、ＩＧＢＴに限定されるものではなく、ＭＯＳＦＥＴ等の電力変換するスイッチング素子であればよい。半導体素子２，３の下面電極４，６は接合材８，９を介して放熱板１の回路に電気的に接続されている。
半導体素子２の上面電極５に接合材１３を介して導体板１４が接合されている。半導体素子３の上面電極７に接合材１５を介して導体板１６が接合されている。配線１７の一端が荷重及び超音波振動により導体板１４にボンディングされている。配線１７の他端は端子１１にボンディングされている。配線１８の一端は導体板１４にボンディングされ、他端は導体板１６にボンディングされている。放熱板１と端子１２が配線１９により接続されている。
配線１７，１８，１９は例えばＣｕを主成分とする複数本のワイヤである。配線１７，１８，１９の直径は３００〜５００μｍであり、半導体モジュールの電流仕様により使い分けている。または配線１７，１８，１９は厚さ０．１〜０．５ｍｍのフラットなリボンボンド材でもよい。これにより電流対応が可能であり、低抵抗となり自己発熱高を抑制できる。端子１１，１２は外部との入出力を行うＡＣ端子であり、モータ等の電動機、バッテリ又はハーネスに接続される。信号端子は半導体素子２のゲート電極に接続され、外部から制御信号を入力する。なお、ゲート電極にも接合材１３及び導体板１４と同様の構成を適用してもよいが、ゲート電極に流れる電流は小さいので信号端子とゲート端子との接続は通常のワイヤボンドでも可能である。
接合材８，９，１３，１５は、金属の焼結材の隙間にポリイミド又はエポキシ等の樹脂を入り込ませたものである。金属はＡｇ、Ｃｕ、Ｓｎ−Ｃｕ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｓｎ、Ａｕ−Ｓｎ、Ａｇ−Ｉｎ又はＡｇ−Ｉｎ等の化合物を主成分とする材料であり、４００℃以上の高耐熱性を確保している。従って、高温動作可能なＳｉＣ素子搭載の半導体モジュールに対応可能である。接合材１３，１５は、耐熱フィルムをチップ上に載せて加熱し、必要に応じて加圧して焼結させる。
接合材８，９，１３，１５はナノサイズの微小金属粒子、溶剤及び表面安定剤からなるか、或いは、Ｓｎ又はＩｎを主成分としたシート形状である。このため、接合材１３，１５は導体板１４，１６と仮付けし易く、ワイヤボンディング時の半導体素子２，３への影響を踏まえ接合厚も均一にコントロールし易い。ペースト状ではなく、シート状とすることにより厚みを均一に制御できる。接合材１３，１５の厚みは１０〜３００μｍであり、半導体素子２，３へのダメージを考慮して設定される。接合材１３，１５は十分な熱伝導率を有しているため、その熱抵抗は問題にならない。
金属の焼結材の隙間に低弾性の樹脂が入り込むことにより、弾性率１０ＧＰａ以下の低弾性な接合材８，９，１３，１５を得ることができる。この弾性率は焼結材だけの場合と比較して１／４〜１／５又はそれ以下である。
半導体素子２は信号端子を介して外部から入力された制御信号によりｏｎ／ｏｆｆ制御される。この際に半導体素子２，３の動作により生じた熱は放熱板１を介して外部に放熱される。これにより、半導体素子２，３の温度上昇が抑制され、配線１７，１８への熱を抑制することができ、高寿命な配線接続を確保することができる。
本実施の形態では、半導体素子２，３の上面電極５，７と導体板１４，１６を接合する接合材１３，１５として、金属の焼結材の隙間に樹脂を入り込ませたものを用いる。このような接合材１３，１５の弾性率は１０ＧＰａ以下となる。これにより、樹脂を入り込ませていないものに比べて接合材１３，１５が低弾性化されるため、ワイヤボンディング時の半導体素子２，３に対するダメージを抑制することができる。Ｃｕという従来のＡｌよりも硬い材料からなる配線１７，１８でもボンディング可能である。この結果、高温で高電流密度に対応した高信頼性かつ高寿命な半導体モジュールを得ることができる。
導体板１４，１６はＣｕ又はその合金からなる。導体板１４，１６の厚さは０．１〜３ｍｍであり、高電流が流れる半導体素子２，３の発熱量に対する熱容量、導体板１４，１６へのワイヤボンディングのエネルギーに依存する。また、導体板１４，１６は多層板でもよい。このような導体板１４，１６はワイヤボンディング時の衝撃をクッションのように吸収するため、半導体素子２，３に対するダメージを更に抑制することができる。
半導体素子２，３はスイッチングを繰り返し発熱するので、熱容量及び放熱性を確保した放熱板１に実装する。これにより、損失の少ない所望のスイッチング機能を得ることができる。また、配線１７，１８に伝わる熱を抑制することもできるため、接合部を長寿命化できる。
従来は、半導体素子２，３上にペースト状の接合材を塗布又はスクリーン印刷していたため、非常に生産効率が悪く、導体板１４，１６の位置決めが困難であった。そこで、アセンブリ前に導体板１４と接合材１３を一体部材として一体成形する。同様に導体板１６と接合材１５を一体成形する。金属の焼結材の隙間に樹脂を入り込ませた接合材１３，１５であれば、１００℃以下の低温での仮付け接着が可能である。放熱板１上に半導体素子２を接合後、導体板１４と接合材１３の一体部材を加熱及び必要に応じて加圧して接合する。または、放熱板１上に半導体素子２を載せ、その上に一体部材を載せて、加熱及び必要に応じて加圧して同時接合する。半導体素子３側も同様である。このような一体部材を用いることで、位置決めが容易により、工数を削減でき、生産性が向上する。さらに、半導体モジュール内に複数の接合材が存在する場合に、それらの膜厚を同一にすることができ、接合後の信頼性を向上することができる。
実施の形態２．
図２は、実施の形態２に係る半導体モジュールを示す断面図である。本実施の形態では、放熱板１の外周部に半導体モジュールの外郭となるケース１０が接着剤等により接着されている。ケース１０は半導体素子２，３等の周囲を囲んでいる。ケース１０はＰＰＳ又はＰＢＴ等樹脂からなり、厚さ１ｍｍ程度の銅又は銅合金からなる端子１１，１２及び信号端子（不図示）と一体成型されている。
ケース１０の内部は、エポキシを主成分とした樹脂又はゲル状のシリコーン樹脂の封止材２０により封止される。これにより、半導体素子２，３、端子１１，１２、導体板１４，１６及び配線１７，１８，１９が互いに絶縁されている。
また、駆動回路と保護回路を有する制御基板がケース１０の内部に封止されている場合もある。制御基板は信号端子に接続され、スイッチングを行なうための制御信号を半導体素子２に供給する。制御基板は信号端子により支持されて放熱板１の上方において放熱板１にほぼ平行な状態に配置される。その他の構成及び効果は実施の形態１と同様である。
実施の形態３．
図３は、実施の形態３に係る半導体モジュールを示す断面図である。本実施の形態では、実施の形態１に比べて導体板１４，１６が無く、配線１７，１８が接合材１３，１５に直接的にボンディングされている。接合材１３，１５は金属の焼結材である。金属の焼結材はブロック状の金属体であるため、配線１７，１８を接合材１３，１５に直接的にボンディングすることができる。導体板１４，１６が無いため、工数及びコストを削減することができる。また、接合材１３，１５は、焼結材の隙間に樹脂を入り込ませたものであることが好ましい。これにより、接合材１３，１５が低弾性化されるため、ワイヤボンディング時の半導体素子２，３に対するダメージを抑制することができる。また、焼結材がＣｕであれば、Ｃｕを主成分とする配線１７，１８とＣｕ同士の高品質、高信頼性の接合を得ることができる。
また、ワイヤボンディング時の衝撃を半導体素子２，３上の接合材１３，１５で吸収するため、半導体素子２，３を放熱板１ではなく、絶縁基板２１に実装することができる。絶縁基板２１の材質は高強度なＳｉ３Ｎ４であるが、高熱伝導性のあるＡｌＮでもよいし、Ａｌ２Ｏ３でもよい。その他の構成及び効果は実施の形態１と同様である。
実施の形態４．
図４は、実施の形態４に係る半導体モジュールを示す断面図である。本実施の形態では、絶縁基板２１は放熱性を有す放熱板１上に接合材２２を介して接合されている。放熱板１の外周部にケース１０が接着剤等により接着されている。ケース１０は半導体素子２，３等の周囲を囲んでいる。ケース１０は端子１１，１２及び信号端子（不図示）と一体成型されている。ケース１０の内部は、エポキシを主成分とした樹脂又はゲル状のシリコーン樹脂の封止材２０により封止される。この場合でも硬いＣｕワイヤにてボンディング可能である。その他の構成及び効果は実施の形態３と同様である。
なお、半導体素子２，３は、珪素によって形成されたものに限らず、珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体によって形成されたものでもよい。ワイドバンドギャップ半導体は、例えば、炭化珪素、窒化ガリウム系材料、又はダイヤモンドである。このようなワイドバンドギャップ半導体によって形成された半導体素子２，３は、耐電圧性や許容電流密度が高いため、小型化できる。この小型化された半導体素子２，３を用いることで、この半導体素子２，３を組み込んだ半導体モジュールも小型化・高集積化できる。また、半導体素子２，３の耐熱性が高いため、ヒートシンクの放熱フィンを小型化でき、水冷部を空冷化できるので、半導体モジュールを更に小型化できる。また、半導体素子２，３の電力損失が低く高効率であるため、半導体モジュールを高効率化できる。なお、半導体素子２，３の両方がワイドバンドギャップ半導体によって形成されていることが望ましいが、何れか一方がワイドバンドギャップ半導体によって形成されていてもよく、上記実施の形態に記載の効果を得ることができる。
実施の形態５．
本実施の形態は、上述した実施の形態１〜４に係る半導体モジュールを電力変換装置に適用したものである。電力変換装置は、例えば、インバータ装置、コンバータ装置、サーボアンプ、電源ユニットなどである。本発明は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、三相のインバータに本発明を適用した場合について説明する。
図５は、実施の形態５に係る電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。この電力変換システムは、電源１００、電力変換装置２００、負荷３００を備える。電源１００は、直流電源であり、電力変換装置２００に直流電力を供給する。電源１００は種々のもので構成することが可能であり、例えば、直流系統、太陽電池、蓄電池で構成することができ、交流系統に接続された整流回路又はＡＣ／ＤＣコンバータで構成してもよい。また、電源１００を、直流系統から出力される直流電力を所定の電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによって構成してもよい。
電力変換装置２００は、電源１００と負荷３００の間に接続された三相のインバータであり、電源１００から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に交流電力を供給する。電力変換装置２００は、直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路２０１と、主変換回路２０１を制御する制御信号を主変換回路２０１に出力する制御回路２０３とを備えている。
負荷３００は、電力変換装置２００から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷３００は特定の用途に限られるものではなく、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車、鉄道車両、エレベータ、もしくは、空調機器向けの電動機として用いられる。
以下、電力変換装置２００を詳細に説明する。主変換回路２０１は、スイッチング素子と還流ダイオードを備えており（図示せず）、スイッチング素子がスイッチングすることによって、電源１００から供給される直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に供給する。主変換回路２０１の具体的な回路構成は種々のものがあるが、本実施の形態にかかる主変換回路２０１は２レベルの三相フルブリッジ回路であり、６つのスイッチング素子とそれぞれのスイッチング素子に逆並列された６つの還流ダイオードから構成することができる。主変換回路２０１の各スイッチング素子と各還流ダイオードは、上述した実施の形態１〜４のいずれかに相当する半導体モジュール２０２によって構成する。６つのスイッチング素子は２つのスイッチング素子ごとに直列接続され上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を構成する。そして、各上下アームの出力端子、すなわち主変換回路２０１の３つの出力端子は、負荷３００に接続される。
また、主変換回路２０１は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路（図示なし）を備えているが、駆動回路は半導体モジュール２０２に内蔵されていてもよいし、半導体モジュール２０２とは別に駆動回路を備える構成であってもよい。駆動回路は、主変換回路２０１のスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成し、主変換回路２０１のスイッチング素子の制御電極に供給する。具体的には、後述する制御回路２０３からの制御信号に従い、スイッチング素子をオン状態にする駆動信号とスイッチング素子をオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子の制御電極に出力する。スイッチング素子をオン状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以上の電圧信号（オン信号）であり、スイッチング素子をオフ状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以下の電圧信号（オフ信号）となる。
制御回路２０３は、負荷３００に所望の電力が供給されるよう主変換回路２０１のスイッチング素子を制御する。具体的には、負荷３００に供給すべき電力に基づいて主変換回路２０１の各スイッチング素子がオン状態となるべき時間（オン時間）を算出する。例えば、出力すべき電圧に応じてスイッチング素子のオン時間を変調するＰＷＭ制御によって主変換回路２０１を制御することができる。そして、各時点においてオン状態となるべきスイッチング素子にはオン信号を、オフ状態となるべきスイッチング素子にはオフ信号が出力されるよう、主変換回路２０１が備える駆動回路に制御指令（制御信号）を出力する。駆動回路は、この制御信号に従い、各スイッチング素子の制御電極にオン信号又はオフ信号を駆動信号として出力する。
本実施の形態に係る電力変換装置では、半導体モジュール２０２として実施の形態１〜４に係る半導体モジュールを適用するため、高信頼性かつ高寿命な電力変換装置を得ることができる。
本実施の形態では、２レベルの三相インバータに本発明を適用する例を説明したが、本発明は、これに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用することができる。本実施の形態では、２レベルの電力変換装置としたが３レベル又はマルチレベルの電力変換装置であっても構わないし、単相負荷に電力を供給する場合には単相のインバータに本発明を適用しても構わない。また、直流負荷等に電力を供給する場合にはＤＣ／ＤＣコンバータ又はＡＣ／ＤＣコンバータに本発明を適用することも可能である。
また、本発明を適用した電力変換装置は、上述した負荷が電動機の場合に限定されるものではなく、例えば、放電加工機、レーザー加工機、又は誘導加熱調理器もしくは非接触器給電システムの電源装置として用いることもでき、さらには太陽光発電システム又は蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いることも可能である。
１ 放熱板、２，３ 半導体素子、５，７ 上面電極、１３，１５ 接合材、１４，１６ 導体板、１７，１８ 配線、２１ 絶縁基板、２００ 電力変換装置、２０１ 主変換回路、２０２ 半導体モジュール、２０３ 制御回路

Claims (11)

  1. 上面電極を有する半導体素子と、
    前記上面電極に接合された接合材と、
    前記接合材に直接的に超音波接合されたワイヤ又はリボンボンド材である配線とを備え、
    前記接合材は金属の焼結材であって、前記焼結材の隙間に樹脂を入り込ませたものであることを特徴とする半導体モジュール。
  2. 前記配線はＣｕを主成分とし、
    前記焼結材はＣｕであることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
  3. 前記半導体素子が実装された絶縁基板を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体モジュール。
  4. 前記絶縁基板が実装された放熱板を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の半導体モジュール。
  5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体モジュールを有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
    前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路とを備えることを特徴とする電力変換装置。
  6. 微小金属粒子及び樹脂を含むシート状の接合材を準備する工程と、
    前記接合材を導体板に仮付けし、一体化する工程と、
    一体化された前記接合材を加熱して焼結させ、一体化された前記接合材を介して前記導体板を半導体素子の上面電極に接合する工程と、
    ワイヤ又はリボンボンド材である配線を前記導体板に超音波接合する工程と、を含むことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
  7. 微小金属粒子及び樹脂を含むシート状の接合材を準備する工程と、
    前記接合材を導体板に仮付けし、一体化する工程と、
    一体化された前記接合材を加熱して焼結させ、一体化された前記接合材を介して前記導体板を半導体素子の上面電極に接合すると同時に、前記シート状の前記接合材を加熱して焼結させ、前記シート状の前記接合材を介して前記半導体素子の前記上面電極と反対側の面を放熱板に接合する工程と、
    ワイヤ又はリボンボンド材である配線を前記導体板に超音波接合する工程と、を含むことを特徴とする半導体モジュールの製造方法。
  8. 前記接合材を前記導体板に仮付けし、一体化する工程は、前記接合材を前記導体板に接着することを含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の半導体モジュールの製造方法。
  9. 前記接合材は、加熱及び加圧し、焼結させることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載の半導体モジュールの製造方法。
  10. 前記導体板は多層板であることを特徴とする請求項６〜９の何れか１項に記載の半導体モジュールの製造方法。
  11. 前記配線はＣｕを主成分とすることを特徴とする請求項６〜１０の何れか１項に記載の半導体モジュールの製造方法。
JP2017210900A 2017-10-31 2017-10-31 半導体モジュール、その製造方法及び電力変換装置 Active JP6881238B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017210900A JP6881238B2 (ja) 2017-10-31 2017-10-31 半導体モジュール、その製造方法及び電力変換装置
US15/951,235 US10546800B2 (en) 2017-10-31 2018-04-12 Semiconductor module, method for manufacturing the same and electric power conversion device
DE102018210721.1A DE102018210721A1 (de) 2017-10-31 2018-06-29 Semiconductor module, method for manufacturing the same and electric power conversion device
CN201811261366.9A CN109727960B (zh) 2017-10-31 2018-10-26 半导体模块、其制造方法以及电力变换装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017210900A JP6881238B2 (ja) 2017-10-31 2017-10-31 半導体モジュール、その製造方法及び電力変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019083283A JP2019083283A (ja) 2019-05-30
JP6881238B2 true JP6881238B2 (ja) 2021-06-02

Family

ID=66137889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017210900A Active JP6881238B2 (ja) 2017-10-31 2017-10-31 半導体モジュール、その製造方法及び電力変換装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10546800B2 (ja)
JP (1) JP6881238B2 (ja)
CN (1) CN109727960B (ja)
DE (1) DE102018210721A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3577687B1 (en) * 2017-02-01 2020-10-07 ABB Power Grids Switzerland AG Power semiconductor device with active short circuit failure mode and method of controlling the same
JP7030846B2 (ja) * 2017-02-01 2022-03-07 ヒタチ・エナジー・スウィツァーランド・アクチェンゲゼルシャフト 短絡故障モードを有するパワー半導体モジュール
DE102020203145B4 (de) 2020-03-11 2023-02-09 Vitesco Technologies GmbH Leiterplattenanordnung
JP7313315B2 (ja) * 2020-05-19 2023-07-24 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法及び電力制御回路の製造方法
US11837518B2 (en) * 2020-08-26 2023-12-05 Texas Instruments Incorporated Coated semiconductor dies
JP7404208B2 (ja) 2020-09-24 2023-12-25 株式会社東芝 半導体装置
JP2022143295A (ja) * 2021-03-17 2022-10-03 株式会社東芝 半導体装置
JP2022144711A (ja) * 2021-03-19 2022-10-03 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
JP7484800B2 (ja) 2021-04-08 2024-05-16 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4378239B2 (ja) * 2004-07-29 2009-12-02 株式会社日立製作所 半導体装置及びそれを使用した電力変換装置並びにこの電力変換装置を用いたハイブリッド自動車。
US20070035019A1 (en) * 2005-08-15 2007-02-15 Semiconductor Components Industries, Llc. Semiconductor component and method of manufacture
JP4685145B2 (ja) * 2008-09-10 2011-05-18 ニホンハンダ株式会社 金属製部材接合体の製造方法および金属製部材接合体
JPWO2011018973A1 (ja) * 2009-08-11 2013-01-17 アルプス電気株式会社 Ｍｅｍｓセンサパッケージ
CN102347420A (zh) * 2010-08-04 2012-02-08 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管制造方法
US8314489B2 (en) * 2010-09-13 2012-11-20 Infineon Technologies Ag Semiconductor module and method for production thereof
WO2013021983A1 (ja) * 2011-08-10 2013-02-14 富士電機株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP2013041884A (ja) * 2011-08-11 2013-02-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体装置
JP2013168545A (ja) * 2012-02-16 2013-08-29 Toyota Motor Corp 導電性部材の接合方法
JP2014029897A (ja) * 2012-07-31 2014-02-13 Hitachi Ltd 導電性接合体およびそれを用いた半導体装置
JP5975911B2 (ja) * 2013-03-15 2016-08-23 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP2015142059A (ja) * 2014-01-30 2015-08-03 株式会社日立製作所 パワー半導体モジュール
JP2016143685A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 株式会社日立製作所 半導体モジュール
DE112016000904T5 (de) * 2015-02-25 2017-11-09 Mitsubishi Electric Corporation Leistungsmodul
JP6300386B2 (ja) * 2015-03-23 2018-03-28 株式会社日立製作所 半導体装置
JP6576108B2 (ja) 2015-06-08 2019-09-18 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
JP6819597B2 (ja) * 2015-09-07 2021-01-27 昭和電工マテリアルズ株式会社 接合体及び半導体装置
JP2017210900A (ja) 2016-05-24 2017-11-30 スズキ株式会社 充電制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018210721A1 (de) 2019-05-02
CN109727960B (zh) 2023-11-21
DE102018210721A8 (de) 2019-06-13
JP2019083283A (ja) 2019-05-30
US10546800B2 (en) 2020-01-28
CN109727960A (zh) 2019-05-07
US20190131210A1 (en) 2019-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6881238B2 (ja) 半導体モジュール、その製造方法及び電力変換装置
JP7196047B2 (ja) 電気回路体、電力変換装置、および電気回路体の製造方法
JP7026451B2 (ja) パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置
CN110828409A (zh) 半导体装置、电力变换装置、半导体装置的制造方法及电力变换装置的制造方法
JP2021068803A (ja) 半導体モジュール及び電力変換装置
JP6945418B2 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
CN113811990A (zh) 半导体装置、电力变换装置以及半导体装置的制造方法
JP6826665B2 (ja) 半導体装置、半導体装置の製造方法及び電力変換装置
JP7091878B2 (ja) パワーモジュール、電力変換装置、及びパワーモジュールの製造方法
JP6756407B2 (ja) 半導体モジュール及び電力変換装置
JP6927437B1 (ja) パワーモジュールおよび電力変換装置
JP6952889B2 (ja) パワー半導体モジュール及びその製造方法並びに電力変換装置
JP7126609B2 (ja) パワー半導体モジュール及び電力変換装置
JP7094447B2 (ja) パワーモジュール及び電力変換装置
JP2022092545A (ja) 電気回路体、電力変換装置、および電気回路体の製造方法
JP7035920B2 (ja) 半導体装置および電力変換装置
JP2020092223A (ja) 半導体装置および電力変換装置
JPWO2018180580A1 (ja) 半導体装置および電力変換装置
JP7053897B2 (ja) 半導体装置、半導体装置の製造方法及び電力変換装置
US11887903B2 (en) Power semiconductor device, method for manufacturing power semiconductor device, and power conversion apparatus
WO2022137701A1 (ja) 電気回路体および電力変換装置
WO2022162825A1 (ja) 半導体モジュールおよび電力変換装置
WO2021100199A1 (ja) 半導体装置およびその製造方法ならびに電力変換装置
CN115023810A (zh) 半导体装置以及电力变换装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191030

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200825

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200901

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200903

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201218

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: 20210406

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210419

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6881238

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250