半导体模块制造技术

提供了一种在实现缩短制造节拍的和降低制造成本的同时能够确保接合部的可靠性的半导体模块。半导体模块(30)具有：金属制的基板(31)；形成于基板(31)之上的绝缘层(32)；形成于绝缘层(32)上的多个布线图案(33a～33d)；通过焊锡(34a)封装于布线图案(33a)的晶体管裸芯片(35)；以及通过焊锡(34b、34c)使晶体管裸芯片(35)的电极(S，G)和布线图案(33b、33c)接合的铜连接器(36a、36b)。铜连接器(36a、36b)是桥形，在与电极(S，G)接合的接合面(36af)附近设置窄幅部(36ag)，并且在与电极(S，G)接合的接合面(36af)设置应力缓和部(36ak)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体模块
本专利技术涉及一种组装于汽车用电气设备的功率模块等半导体模块。
技术介绍
近来，在汽车等车辆中的各种电气设备的控制中逐渐引入了电子装置。作为组装有电子装置的电气设备的一例，在电动助力转向装置中，在容纳与汽车的转向相关的电动马达的壳体内设置有马达驱动部，将电子装置搭载于该马达驱动部。该电子装置作为功率模块组装于马达驱动部。功率模块由作为适于电动助力转向装置那样的以比较大的电流驱动的电气设备的控制、例如搭载了 FET (Field Effect Transistor)、IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor)等功率元件的所谓的半导体模块而构成。这种功率模块由于搭载于车辆而也被称作车载模块(In-vehicle Module)。以往，作为这种半导体模块，例如，存在专利文献I中记载的技术。该技术中，对用于将金属基板上的布线图案和晶体管裸芯片接合的电气布线使用了金属线。另外，例如如专利文献2中记载的技术那样，也有对封装于金属基板上的半导体元件的电连接使用引线部件，引线部件应比半导体上的电极大，同时为了确保接触部可靠性，应有多个接点，且接点的宽度应比较宽。并且，例如如专利文献3中记载的技术那样，为了缓和连接器布线的应力，而设置上升弯曲部，也有在布线中途设置保险丝形状(波形)。现有技术文献专利文献专利文献I JP2004-335725A专利文献2:JP2007_95984A[0011 ]专利文献 3 JP2000-124398A
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，对于上述专利文献I中记载的技术，由于采用了使用金属线的电气布线，所以需要利用弓I线接合装置封装该电气布线。即，与其他电子部件的焊锡封装不同，需要另外实施制造工序，制造节拍长。另外，由于需要引线接合的专用设备，所以制造成本高。另外，对于上述专利文献2中记载的技术，由于是大型触点，所以接合面过大，抗扭曲性和抗热收缩性变差。因此，难以确保接合部的可靠性。并且，对于上述专利文献3中记载的技术，在布线中途设置有保险丝形状，但是保险丝形状成型困难，实用性差。因此，本专利技术的目的在于提供一种在实现缩短制造节拍和降低制造成本的同时，能够确保接合部的可靠性的半导体模块。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本专利技术的半导体模块的一形态如下所述。即，本专利技术的半导体模块的一形态的特征在于，具有:金属制的基板；形成于该基板之上的绝缘层；形成于该绝缘层上的多个布线图案；通过焊锡封装于该多个布线图案中的一个布线图案的晶体管裸芯片；以及用于通过焊锡使形成于该晶体管裸芯片的上表面的电极和所述多个布线图案中的其他布线图案接合的、由铜板构成的铜连接器。所述铜连接器具备平板部、以从该平板部的一端朝向下方延伸的方式弯折的与所述电极接合的第一支脚部、以及以从所述平板部的另一端朝向下方延伸的方式弯折的与所述其他布线图案接合的第二支脚部，而形成桥形。并且，在所述第一支脚部，设置从与所述电极接合的接合面相反侧的端部向形成有所述接合面的端部宽度逐渐变窄的窄幅部。另外，在所述第一支脚部的与所述电极接合的接合面，设置具有缓和作用于该接合面的应力的形状的应力缓和部。即，所述铜连接器的特征在于，由于热膨胀系数及热收缩系数与所述基板不同，从而，具有能够吸收加热时或冷却时产生的铜连接器接合部的垂直方向、左右方向、前后方向以及扭转方向上的变位的形状。这样，由于是使用由铜板构成的铜连接器作为晶体管裸芯片的电极和基板上的布线图案之间的接合部件的方式，所以能够通过焊锡封装作业进行这些接合。即，能够通过相同的设备、进而通过相同的工序同时进行晶体管裸芯片的电极和基板上的布线图案之间的接合、和将晶体管裸芯片或其他基板封装部件封装于基板上的布线图案时进行的焊锡封装作业。因此，能够缩短半导体模块的制造节拍，并且，不需要引线接合的专用设备，可以降低半导体模块的制造成本。并且，通过将铜连接器设为桥形，能够吸收上下左右方向上的变位。另外，通过在铜连接器的与晶体管裸芯片的电极接合的第一支脚部设置窄幅部，从而能够吸收前后方向以及扭转方向上的位移。进而，由于在第一支脚部的与所述电极接合的接合面设置应力缓和部，所以能够缓和接合部产生的应力。因此，在由于回流工序或工作热而产生热膨胀或热收缩的情况下，能够使铜连接器和晶体管裸芯片的电极之间的焊点难以剥落，能够确保接合部的可靠性。另外，在上述半导体模块中，作为所述应力缓和部，也可以在所述接合面形成缺口部，或利用薄板形成所述接合面，或在所述接合面的角部形成倒角部，或在所述接合面的中央形成孔。这样，通过形成缺口部，能够使接合部为两个，并且，能够使各接合部的宽度进一步变窄，因此，即使受到扭转，也容易随动。另外，由于触点为两个，能够构成所谓的双重系统，因此，电气可靠性提高。另外，在作为应力缓和部而采用薄板形状的情况下，由于板的厚度薄，所以容易扭转，容易位移吸收。进而，在作为应力缓和部而采用前端R形状(圆弧形状)的情况下，具有避免在受到扭转时应力向角部集中的作用。进而，在作为应力缓和部而形成孔的情况下，焊锡通过浸润现象向接合面的上表面流动并呈放射状扩展，因此，即使受到扭转，焊锡也难以剥落。另外，在上述半导体模块中，也可以在所述第一支脚部和所述第二支脚部分别形成缓和作用于所述接合面的应力的哑铃形状的哑铃部。专利技术效果本专利技术的半导体模块中，通过使用由铜板构成的铜连接器从而能够通过焊接作业进行晶体管裸芯片的电极和基板上的布线图案之间的接合，因此，能够通过与将晶体管裸芯片或其他基板封装部件封装于基板上的布线图案时进行的焊接作业相同的工序同时进行晶体管裸芯片的电极和基板上的布线图案之间的接合。因此，能够缩短半导体模块的制造节拍，并且，不需要引线接合的专用设备，可以降低半导体模块的制造成本。另外，由于将铜连接器设为桥形，并且，在与晶体管裸芯片的电极接合的第一支脚部设置窄幅部和应力缓和部，所以能够吸收所有方向的位移。因此，能够吸收回流工序中的铜连接器的热变形，确保接合部的可靠性。进而，能够防止由于产品使用时的温度变化引起的铜连接器的破损。附图简要说明图1是表示使用本专利技术的半导体模块的电动助力转向装置的基本结构的图。图2是表示控制器的控制系统的方框图。图3是包含半导体模块的控制器的分解立体图。图4是半导体模块的俯视图。[0031 ] 图5是FET裸芯片的概略俯视图。图6是用于说明FET裸芯片的电极和基板上的布线图案之间的接合状态的示意图。图7是表示铜连接器的形状的立体图。图8是表示应力缓和部的形状的图。图9是表示应力缓和部的形状的另一个例子的图。图10是表不应力缓和部的形状的另一个例子的图。图11是表示应力缓和部的形状的另一个例子的图。图12是说明半导体模块的制造方法的图。图13是表示形成于第一支脚部和第二支脚部的哑铃部的例子的图。图14是表示形成于第一支脚部和第二支脚部的挠曲部的例子的图。【具体实施方式】[0041 ] 以下，根据附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示使用本专利技术的半导体模块的电动助力转向装置的基本结构的图。在图1的电动助力转向装置中，方向盘I的柱轴2经减速齿轮3、万向接头4A及4B、齿轮齿条机构5与行驶车轮的拉杆6连结。在柱轴2上设置有对方向盘I的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体模块，其特征在于，具有：金属制的基板；形成于该基板之上的绝缘层；形成于该绝缘层上的多个布线图案；通过焊锡封装于该多个布线图案中的一个布线图案的晶体管裸芯片；以及用于通过焊锡使形成于该晶体管裸芯片的上表面的电极和所述多个布线图案中的其他布线图案接合的、由铜板构成的铜连接器，所述铜连接器具有平板部、以从该平板部的一端朝向下方延伸的方式弯折的与所述电极接合的第一支脚部、以及以从所述平板部的另一端朝向下方延伸的方式弯折的与所述其他布线图案接合的第二支脚部，而形成桥形，在所述第一支脚部的与所述电极接合的接合面附近设置与所述第一支脚部的其他部分相比宽度窄的窄幅部，并且，在所述第一支脚部的与所述电极接合的接合面设置具有缓和作用于该接合面的应力的形状的应力缓和部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.05 JP 2012-243684;2013.08.27 JP 2013-175761.一种半导体模块，其特征在于， 具有:金属制的基板；形成于该基板之上的绝缘层；形成于该绝缘层上的多个布线图案；通过焊锡封装于该多个布线图案中的一个布线图案的晶体管裸芯片；以及用于通过焊锡使形成于该晶体管裸芯片的上表面的电极和所述多个布线图案中的其他布线图案接合的、由铜板构成的铜连接器， 所述铜连接器具有平板部、以从该平板部的一端朝向下方延伸的方式弯折的与所述电极接合的第一支脚部、以及以从所述平板部的另一端朝向下方延伸的方式弯折的与所述其他布线图案接合的第二支脚部，而形成桥形， 在所述第一支脚部的与所述电极接合的接...

【专利技术属性】
技术研发人员：须永崇，金子昇，三好修，
申请(专利权)人：日本精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP