[發(fā)明專利]半導體模塊、半導體裝置以及半導體裝置的制造方法

在審

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• 申請日: 2022-09-28
• 公開（公告）號: CN116093052A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 佐藤忠彥;加藤遼一;村田悠馬
• 申請（專利權(quán)）人: 富士電機株式會社
• 主分類號: H01L23/488
• 分類號: H01L23/488;H01L23/52;H01L23/64;H01L21/60
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 權(quán)圣;包躍華

本發(fā)明提供抑制向半導體模塊的端子焊接連接部件時的絕緣片的損傷的半導體模塊、半導體裝置以及半導體裝置的制造方法。半導體模塊具備端子層疊部，其具有沿第一方向延伸的絕緣片和配置于其第一面的第一端子。第一端子具有：在俯視時在與第一方向正交的第二方向上具有第一寬度的第一區(qū)域；從第一區(qū)域延伸且在俯視時在第二方向上具有比第一寬度窄的第二寬度的第二區(qū)域；以及與絕緣片分離且與第一區(qū)域和第二區(qū)域電連接的第三區(qū)域。通過將連接部件與第一端子的第三區(qū)域焊接，從而抑制該焊接時的熱直接傳導至絕緣片，抑制絕緣片的損傷、由此造成的絕緣性能的降低、耐壓的降低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體模塊、半導體裝置以及半導體裝置的制造方法。

背景技術(shù)

例如，具有電力轉(zhuǎn)換功能的半導體模塊內(nèi)置功率器件。作為功率器件，例如有IGBT(Insulated?Gate?Bipolar?Transistor：絕緣柵雙極型晶體管)、FWD(Free?WheelingDiode：續(xù)流二極管)、MOSFET(Metal?Oxide?Semiconductor?Field?Effect?Transistor：金屬氧化物半導體場效應晶體管)。為了使施加的直流電壓穩(wěn)定化，有時在半導體模塊連接電容器。

半導體模塊和電容器彼此的端子有時通過連接部件連接。此時的連接例如通過螺紋固定來進行。但是，在基于螺紋固定的連接方法中，存在連接部件與端子的接合部處的接觸電阻變高、經(jīng)年變化也變大的傾向。因此，作為連接部件與端子的連接方法，提出了通過超聲波接合進行接合的方法(例如，參照專利文獻1)。利用超聲波進行的接合使試圖將連接部件以重疊于端子的狀態(tài)進行接合的部位產(chǎn)生超聲波振動。通過該振動，連接部件與端子電連接且機械連接。

另一方面，作為不施加物理應力地將連接部件和端子進行接合的方法，已知有激光焊接(例如，參照專利文獻2)。激光焊接通過對重疊的金屬照射激光，使彼此的金屬局部地熔融、凝固，從而進行接合。由于激光焊接是使激光能量局部地集中而使金屬在激光的入射方向上逐漸熔融，因此若不適當?shù)乜刂葡蚪饘俚臒彷斎肓浚瑒t熔融部分有可能會貫通金屬。因此，在專利文獻2的發(fā)明中，在重疊的金屬的與激光的入射側(cè)相反的一側(cè)配置熔點比試圖激光焊接的金屬的熔點高的保護部件。通過保護部件阻止貫通了金屬的熔融部分的進一步行進。

關(guān)于與電容器連接的半導體模塊，還已知設(shè)置如下的端子部的技術(shù)。即，已知作為半導體模塊的端子部，設(shè)置端子層疊部的技術(shù)，其中，第一功率端子、絕緣片以及第二功率端子依次重疊，第一功率端子的一部分從絕緣片露出，第二功率端子以與該一部分夾著絕緣片的平臺部的方式位于絕緣片上(例如，參照專利文獻3)。在這樣的端子層疊部的、從絕緣片露出的第一功率端子和絕緣片上的第二功率端子分別激光焊接電容器的第一連接端子和第二連接端子。

此外，關(guān)于激光焊接，已知如下技術(shù)：在對作為半導體裝置的內(nèi)部布線部件的上側(cè)端子與下側(cè)端子進行激光焊接時，在上側(cè)端子與下側(cè)端子之間設(shè)置間隙(例如，參照專利文獻4)。

除此以外，關(guān)于激光焊接，已知如下技術(shù)：在作為半導體裝置的內(nèi)部布線用引線材料的引線框架與作為其接合對象部件的散熱器之間，插入開口有空隙孔的間隔件，并向與該空隙孔對應的位置照射激光，將引線框架與散熱器焊接(例如，參照專利文獻5)。

此外，已知有如下技術(shù)：通過激光焊接等使電氣布線板與電力轉(zhuǎn)換裝置的電容器模塊的正極導體板和負極導體板固定，所述電氣布線板包括在電力轉(zhuǎn)換裝置的逆變器裝置中使用的功率模塊的直流正極布線板和直流負極布線板(例如，參照專利文獻6)。

此外，已知有如下技術(shù)：通過激光焊接來將接合于一個導電性基板(導電部件)的半導體元件的元件主面上配置的金屬板(電極部件)與使其與另一導電性基板(導電部件)導通的引線部件(連接部件)接合(例如，參照專利文獻7)。