[發明專利]電連接用部件、電連接結構和電連接用結構的制造方法

在審

• 申請號: 201880096486.X
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN112567504A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 仁科順矢;石尾雅昭
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;B23K20/04;H01L23/48
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;王昊

本發明的電連接用部件(1，301，401，501，601)包括：至少接合了由Cu材料構成的第1Cu層(12)和由從室溫至300℃的平均熱膨脹系數比第1Cu層小的Fe材料或Ni材料構成的低熱膨脹層(11)的覆層材料(10，110，610)。

技術領域

本發明涉及電連接用部件、使用電連接用部件的電連接結構和該電連接用部件的制造方法。

背景技術

現有技術中，已知有使用用于將其一連接對象部件與其它連接對象部件電連接的電連接用部件的電源模塊。這樣的電源模塊例如在日本特開2015-23211號公報中有所公開。

在日本特開2015-23211號公報中，公開有包括引線框、配置在引線框上的半導體芯片和將引線框與半導體芯片電連接的鋁線的電源模塊。在該電源模塊中，通過對載置高度位置不同的引線框的半導體芯片的表面和半導體芯片的上表面対超聲波焊接鋁線，電連接引線框與半導體芯片。此外，在利用鋁線電連接了引線框與半導體芯片的狀態下，半導體芯片與鋁線被樹脂成型。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015-23211號公報

發明內容

發明所要解決的問題

但是，在日本特開2015-23211號公報的電源模塊中，因通電時產生的熱，熱膨脹系數大的金屬(Al)制的鋁線就要膨脹。此處認為，由于鋁線在超聲波焊接部分(電連接部分)固定在引線框或半導體芯片(連接對象部件)，并且是用樹脂模具固定，因此不能充分熱膨脹，因熱膨脹被抑制而產生的應力施加到超聲波焊接部分。認為其結果是，存在具有在超聲波焊接部分產生裂紋和剝離等損傷的風險的問題。另外，該問題在如電源模塊等那樣，因流動高電流而容易成為高溫的結構上特別成問題。此外認為，還存在如下問題：在為了得到足夠的連接強度而進行加壓連接鋁線與引線框或半導體芯片時，存在起因于高度位置不同而不能對要連接的部分均勻地施加壓力，在超聲波焊接部分以不夠充分的連接強度連接的情況。另外，認為這樣的與鋁線相關的各種問題即使是使用銅線的結構也會產生。

本發明是為了解決上述那樣的問題而完成，本發明的目的在于，提供能夠抑制因熱膨脹而在電連接部分產生損傷、并且在電連接部分以充分的連接強度連接的電連接用部件、使用該電連接用部件的電連接結構和該電連接用部件的制造方法。

用于解決問題的方式

本發明的第一方面的電連接用部件包括至少接合了由Cu材料構成的第1Cu層與由室溫至300℃的平均熱膨脹系數比第1Cu層小的Fe材料或Ni材料構成的低熱膨脹層的覆層材料，在覆層材料的第1Cu層側的表面，形成有第1表面和通過級差部與第1表面連接、與第1表面相比位于低熱膨脹層側的第2表面。另外，“Cu材料”是指，含99質量％以上Cu(銅)的純Cu材料，或者作為主成分含有50質量％以上Cu(銅)的Cu合金材料。此外，“Fe材料”是指，含99質量％以上Fe(鐵)的純Fe材料，或者作為主成分含有50質量％以上Fe(鐵)的Fe合金材料。此外，“Ni材料”是指，含99質量％以上Ni(鎳)的純Ni材料，或者作為主成分含有50質量％以上Ni(鎳)的Ni合金材料。