[發明專利]半導體模塊

有效

• 申請號: 201210013261.8
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102593091A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 門口卓矢;奧村知巳;三好達也
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01L23/495
• 分類號: H01L23/495;H01L23/31;H01L23/433;H01L21/48
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;張彬

技術領域

本發明涉及一種半導體模塊等，其包括樹脂模壓部。

背景技術

已知一種半導體模塊，其中半導體裝置經由焊料層而安裝于金屬塊上，并且模壓樹脂以便覆蓋半導體裝置。

例如，在如JP2004-186622A中已知的這種半導體模塊中，為了提高在半導體裝置正下方的焊料厚度的穩定性以及在金屬塊和樹脂之間的粘附度，在金屬塊表面的除安裝有半導體裝置的半導體裝置安裝區域之外的部分按照沿縱向和橫向基本相等的間距排列有多個方形凹部。

然而，因為不會對安裝有半導體裝置的區域施以例如電鍍的表面處理，所以該區域容易氧化，其導致諸如為了確保焊料濕潤性所要求的對溫度和相對濕度的嚴格管理或還原處理的問題。此外，如果金屬塊為純Cu，則在焊料接合時會形成金屬間化合物CuSn，其導致諸如產生柯肯特爾空穴(Kirkendall?voids)的問題。

因此，為了解決此類問題，例如JP2003-124406A中所公開的，提議對金屬塊的表面施以整體Ni電鍍。

然而，在Ni電鍍和樹脂之間沒有良好的粘附性，且因此樹脂可能自金屬塊剝離。當樹脂可能被剝離于金屬塊時，在焊料層中會出現裂縫等此類可靠性方面的問題。由此，為了確保樹脂與具有整體Ni電鍍的表面的金屬塊之間的粘附性，在金屬塊上待形成有樹脂的區域處涂布底漆涂料(例如昂貴的聚酰胺樹脂等)，這會導致生產成本的增加。

發明內容

考慮到上述問題而做出了本發明，并且本發明的目的是提供一種半導體模塊及其制造方法，其中在確保了金屬塊與半導體裝置之間的可焊性以及樹脂與金屬塊之間的粘附性的同時，降低了生產成本。

根據本公開的一種半導體模塊包括：金屬塊；半導體裝置，其經由焊料層而安裝于在金屬塊的表面上的半導體裝置安裝區域中；以及模壓部，其通過在金屬塊和半導體裝置上對樹脂進行模壓而形成；其中金屬塊的表面包括電鍍區域和粗化區域，并且半導體裝置安裝區域設置在電鍍區域中。

一種制造半導體模塊的方法，半導體模塊包括：金屬塊；半導體裝置，其經由焊料層而安裝于在金屬塊的表面上的半導體裝置安裝區域中；以及模壓部，其通過在金屬塊和半導體裝置上對樹脂進行模壓而形成，根據本公開的所述方法包括：第一工序，其中制備帶狀金屬材料，多個半導體裝置安裝區域在帶狀金屬材料上排成直線，并且對金屬材料的表面上的預定區域進行電鍍以便形成包含有半導體裝置安裝區域的電鍍區域；第二工序，其中用掩模覆蓋電鍍區域；第三工序，其中對暴露在金屬材料的表面上的掩模之外的區域進行粗化以形成粗化區域；以及第四工序，其中沿垂直于金屬材料的縱向的方向切割并分離金屬材料以便形成包括至少一個半導體裝置安裝區域的金屬塊。

根據本發明，能夠獲得一種半導體模塊及其制造方法，其中在確保了金屬塊與半導體裝置之間的可焊性以及樹脂與金屬塊之間的粘附性的同時，降低了生產成本。

附圖說明

圖1為圖示了根據本發明的第一實施例的半導體模塊1的外觀示例的立體圖；

圖2為圖1中的半導體模塊1的主要部分的示例的立體圖，其中為了便于說明將其分解；

圖3為圖1的半導體模塊沿對應直線的截面圖；

圖4為圖示了將驅動電路90連接到半導體模塊1的一種方法示例的示意圖，其中(A)為俯視透視圖并且(B)為沿(A)中的直線A-A的截面圖；

圖5為圖示了在樹脂模壓部60的延長側部62和冷卻板50的側表面50b之間的粘附方法的優選示例的示意圖；

圖6為圖示了在金屬塊30上沒有安裝半導體裝置10的狀態的示例的立體圖；

圖7為凹部35的示例的放大截面圖；

圖8為圖示了粗化區域30b的表面粗糙度與粗化區域30b和樹脂模壓部60的剪切強度之間的關系示例的圖表，其中(A)相應于金屬塊30的材料為銅的情況并且(B)相應于金屬塊30的材料為鋁的情況；

圖9為圖示了制造金屬塊30的方法示例的平面圖(第一步)；

圖10為圖示了制造金屬塊30的方法示例的平面圖(第二步)；

圖11為圖示了制造金屬塊30的方法示例的平面圖(第三步)；

圖12為圖示了制造金屬塊30的方法示例的平面圖(第四步)；

圖13為圖示了制造金屬塊30的方法示例的平面圖(第五步)；

圖14為半導體模塊1的安裝狀態的示例的截面圖；

圖15為圖示了在金屬塊30A上沒有安裝半導體裝置10的狀態的示例的立體圖；