半导体模块、半导体模块的制造方法以及电力变换装置制造方法及图纸

半导体模块具备基板(1)、半导体元件(3)以及线(8)。半导体元件(3)被接合到基板(1)上，并且具有表面电极(4)。关于线(8)，跨越半导体元件(3)的表面电极(4)而两端部(8a)的各个端部被键合到基板(1)。线(8)与表面电极(4)电连接。

Semiconductor module, manufacturing method of semiconductor module and power conversion device

The semiconductor module has a substrate (1), a semiconductor element (3), and a line (8). The semiconductor element (3) is bonded to the substrate (1) and has a surface electrode (4). With respect to the line (8), each end of the two ends (8a) is bonded to the substrate (1) across the surface electrode (4) of the semiconductor element (3). The wire (8) is electrically connected with the surface electrode (4).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体模块、半导体模块的制造方法以及电力变换装置
本专利技术涉及半导体模块、半导体模块的制造方法以及电力变换装置，特别涉及包括功率半导体元件的功率半导体模块、其制造方法以及电力变换装置。
技术介绍
半导体模块通常具备：基板，具有导体图案；半导体元件，具有与导体图案接合的背面和设置有表面电极的表面；以及键合线，与表面电极接合。另外，在半导体模块中，有线未被键合而半导体元件和线被电连接的例子。这样的半导体模块的一个例子记载于日本专利第3809379号公报(专利文献1)。在该公报记载的半导体模块中，具有开口部的保护膜覆盖配置于半导体元件的表面的表面电极上。在保护膜的开口部利用焊料接合线和表面电极。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第3809379号公报
技术实现思路
在上述通常的半导体模块中，对表面电极键合线，所以在与表面电极的线的接合部中形成切口形状。因此，在半导体模块的运用中的发热、冷却的反复所致的温度变化时，在线的接合部中应力集中到切口形状的端。由此，从切口形状的端发生破坏。因此，难以使对半导体元件的表面电极键合的线的接合部长寿命化。另外，在上述公报记载的半导体模块中，未进行利用超声波接合的线键合，所以在与表面电极的线的接合部中不形成切口形状。然而，线通过焊料被接合到表面电极，所以相比于线键合，线的根数受到限制。因此，难以减小每一根线的电流密度。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供能够使与半导体元件的表面电极的线的接合部长寿命化并且减小每一根线的电流密度的半导体模块、半导体模块的制造方法以及电力变换装置。本专利技术的半导体模块具备基板、半导体元件以及线。半导体元件被接合到基板上，并且具有表面电极。线跨越半导体元件的表面电极而两端部的各个端部被键合到基板。线与表面电极电连接。根据本专利技术的半导体模块，线跨越半导体元件的表面电极而两端部的各个端部被键合到基板，并与表面电极电连接。因此，在与表面电极的线的接合部中未形成切口形状，所以能够抑制应力集中到线的接合部的端。另外，使用键合线，所以相比于通过焊料接合线的情况，能够增加线的根数。因此，能够使半导体元件的表面电极和线的接合部长寿命化并且减小每一根线的电流密度。附图说明图1是概略地示出本专利技术的实施方式1所涉及的半导体模块的结构的正面图。图2是概略地示出本专利技术的实施方式1所涉及的半导体模块的结构的俯视图。图3是沿着图1以及图2的III-III线的端面图。图4是概略地示出本专利技术的实施方式2所涉及的半导体模块的结构的正面图。图5是概略地示出本专利技术的实施方式2所涉及的半导体模块的结构的俯视图。图6是沿着图5的VI-VI线的端面图。图7是概略地示出本专利技术的实施方式2的变形例1所涉及的半导体模块的结构的正面图。图8是概略地示出本专利技术的实施方式2的变形例1所涉及的半导体模块的结构的俯视图。图9是沿着图7的IX-IX射线的端面图。图10是概略地示出本专利技术的实施方式2的变形例2所涉及的半导体模块的结构的端面图。图11是概略地示出本专利技术的实施方式2的变形例3所涉及的半导体模块的结构的俯视图。图12是沿着图11的XII-XII线的端面图。图13是概略地示出本专利技术的实施方式3所涉及的半导体模块的结构的正面图。图14是概略地示出本专利技术的实施方式3所涉及的半导体模块的结构的俯视图。图15是图13的XV部分中的沿着图14的XV-XV线的放大剖面图。图16是示出应用本专利技术的实施方式4所涉及的电力变换装置的电力变换系统的结构的框图。(符号说明)1：基板；1a、1b、1c、1e：导体图案；2：接合件；3：半导体元件；4：表面电极；5：接合件；6：导体；7：接合件；8：线；8a：两端部；9：接合件；10：基体板；11：接合件；12：导体；13：接合件；14：线；：100：电源；200：电力变换装置；201：主变换电路；202：半导体模块；203：控制电路；300：负载。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的实施方式。此外，在各图中对相同或者相当部分附加相同符号。另外，也可以任意地组合以下记载的实施方式的至少一部分。实施方式1.参照图1～图3，说明本专利技术的实施方式1所涉及的半导体模块的构造。图1是本实施方式所涉及的半导体模块的正面图。图2是本实施方式所涉及的半导体模块的俯视图。图3是本实施方式所涉及的半导体模块的端面图。如图1、图2以及图3所示，本实施方式所涉及的半导体模块主要具有基板1、接合件2、半导体元件3、接合件5、导体6、接合件7以及线8。在基板1的表面设置有导体图案1a、1b、1c。接合件2用于接合基板1的导体图案1b和半导体元件3。接合件2具有导电性。半导体元件3被接合到基板1上。半导体元件3具有表面电极4。表面电极4设置于半导体元件3的表面。在半导体元件3的表面电极4上经由接合件5接合有导体6。此外，半导体元件3的表面电极4和导体6也可以并非仅通过接合件5接合，也可以在相互之间夹着其他导体以及接合件。接合件7接合导体6和线8。线8跨越半导体元件3的表面电极4而两端部8a的各个端部被键合到基板1。线8与表面电极4电连接。具体而言，关于线8，对导体图案1b和导体图案1c键合两端部8a，以跨越半导体元件3的方式桥接。线8在表面电极4的上侧与表面电极4电连接。基板1具有导体图案1a、1b、1c、1e和绝缘层1d。导体图案1a、1b、1c、1e设置于绝缘层1d上。具体而言，基板1除了设置于表面的导体图案1a、1b、1c以外，还具有绝缘层1d和设置于与搭载有半导体元件3的表面相反的一侧的背面的导体图案1e。即，在绝缘层1d的表面配置有导体图案1a、1b、1c，在绝缘层1d的背面配置有导体图案1e。半导体元件3配置于导体图案(第1导体部)1a与导体图案(第2导体部)1c之间。线8的两端部8a中的第1端部8a1被键合到导体图案(第1导体部)1a，线8的两端部8a中的第2端部8a2被键合到第2导体图案(第2导体部)1c。在绝缘层1d中，例如使用氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)等。导体图案1a、1b、1c、1e形成于绝缘层1d上。在导体图案1a、1b、1c、1e中，例如使用铜(Cu)。本实施方式所涉及的半导体模块具有基体板10。基体板10由热传导性高的材料构成。在基体板10中，例如使用铜(Cu)。基体板10的上表面被接合到形成于基板1的背面的导体图案1e。导体图案1e和基体板10通过接合件9接合。作为接合件9，例如使用焊料、烧结性银粒子。半导体元件3例如是电流从下表面(背面)流向上表面(表面)的具有纵型构造的功率半导体元件。半导体元件3例如是如IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极晶体管)、纵型MOSFET(MetalOxideSemic本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体模块，具备：/n基板；/n半导体元件，被接合到所述基板上，并且具有表面电极；以及/n线，跨越所述半导体元件的所述表面电极而两端部的各个端部被键合到所述基板，/n所述线与所述表面电极电连接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170412 JP 2017-0789481.一种半导体模块，具备：
基板；
半导体元件，被接合到所述基板上，并且具有表面电极；以及
线，跨越所述半导体元件的所述表面电极而两端部的各个端部被键合到所述基板，
所述线与所述表面电极电连接。


2.根据权利要求1所述的半导体模块，其中，
所述基板包括绝缘层和设置于所述绝缘层上的导体图案，
所述导体图案包括第1导体部和第2导体部，
所述半导体元件配置于所述第1导体部与所述第2导体部之间，
所述线的所述两端部中的第1端部被键合到所述第1导体部，所述线的所述两端部中的第2端部被键合到所述第2导体部。


3.根据权利要求1或者2所述的半导体模块，其中，还具备：
导体，被接合到所述表面电极上；以及
接合件，配置于所述导体上，并且具有导电性，
所述线与所述导体通过所述接合件接合。


4.根据权利要求3所述的半导体模块，其中，
所述导体包括设置于上表面的槽，
所述线以及所述接合件以进入到所述槽的方式配置。


5.根据权利要求4所述的半导体模块，其中，
所述槽具有沿着所述线跨越所述表面电极的方向而...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤悠策，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP