半导体模块以及电力转换装置制造方法及图纸

半导体芯片(2)具有表面电极(3)。导电性接合部件(8)设置在表面电极(3)之上，具有第1以及第2接合部件(8a、8b)。引线电极(9)经由第1接合部件(8a)而与表面电极(3)的一部分接合，不与第2接合部件(8b)接触。信号导线(11)与表面电极(3)接合。第2接合部件(8b)配置在第1接合部件(8a)与信号导线(11)之间。第1接合部件(8a)的厚度比第2接合部件(8b)的厚度厚。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体模块以及电力转换装置
本专利技术涉及半导体模块以及电力转换装置。
技术介绍
半导体模块的小型化和大电流化不断发展，因此在构成半导体模块的半导体芯片和主电极配线流动的电流密度显著增加。因此，作为向半导体芯片表面的主电极配线，使用将由铜板等构成的引线电极通过焊料等而与半导体芯片直接接合的DLB(DirectLeadBonding)构造。另外，向半导体芯片表面的栅极电极、发射极电极、电流感测电极、温度感测电极等对信号导线进行超声波接合。由于构造上以及工艺上的制约或容易性等，向半导体芯片表面的电气配线是在通过DLB而接合了引线电极之后与信号导线接合。因此，为了不与对信号导线进行超声波接合的导线键合工具接触，引线电极需要与导线键合区域分离一定的距离。因此，引线电极仅与表面电极的一部分接合。如果在表面电极之上仅在与引线电极的接合部分设置导电性接合部件，则在引线电极的正下方电流容易流动，在半导体芯片内部流动的电流变得不均匀。因此，短路时的耐量下降，半导体芯片的温度上升变大。因此，在表面电极之上在不与引线电极接触的部分也设置导电性接合部件(例如，参照专利文献1)。专利文献1：日本特开2005-101293号公报
技术实现思路
如果导电性接合部件的厚度薄，则施加于半导体芯片和导电性接合部件的热应力变大。如果为了防止上述情况而将导电性接合部件的厚度设得厚，则导线键合工具容易与导电性接合部件接触。无论是哪种情况，都存在产品的可靠性下降这样的问题。本专利技术就是为了解决上述这样的课题而提出的，其目的在于得到能够提高产品的可靠性的半导体模块以及电力转换装置。本专利技术涉及的半导体模块的特征在于，具有：半导体芯片，其具有表面电极；导电性接合部件，其设置在所述表面电极之上，具有第1接合部件以及第2接合部件；引线电极，其经由所述第1接合部件而与所述表面电极的一部分接合，不与所述第2接合部件接触；以及信号导线，其与所述表面电极接合，所述第2接合部件配置在所述第1接合部件与所述信号导线之间，所述第1接合部件的厚度比所述第2接合部件的厚度厚。专利技术的效果在本专利技术中，通过使将表面电极与引线电极接合的第1接合部件的厚度变厚，从而能够降低施加于半导体芯片和导电性接合部件的热应力。另外，通过使在信号导线的附近配置的第2接合部件的厚度变薄，从而能够在导线键合工具不与导电性接合部件接触的状态下将信号导线接合。其结果，能够提高产品的可靠性。附图说明图1是表示实施方式1涉及的半导体模块的俯视图。图2是沿图1的I-II的剖面图。图3是沿图1的III-IV的剖面图。图4是表示实施方式2涉及的半导体模块的剖面图。图5是表示实施方式3涉及的半导体模块的剖面图。图6是表示实施方式4涉及的半导体模块的剖面图。图7是表示电力转换系统的结构的框图，该电力转换系统应用了实施方式5涉及的电力转换装置。具体实施方式参照附图，对本专利技术的实施方式涉及的半导体模块进行说明。对相同或相应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。实施方式1.图1是表示实施方式1涉及的半导体模块的俯视图。图2是沿图1的I-II的剖面图。图3是沿图1的III-IV的剖面图。由铜或铝等金属构成的电极电路图案1固接于具有绝缘性的陶瓷或树脂类的绝缘部件(未图示)之上。绝缘部件固接于由铜或铝等金属构成的基座板(未图示)。在电极电路图案1之上设置有半导体芯片2。半导体芯片2是IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，在表面具有发射极电极3和栅极电极4，在背面具有集电极(collector)电极(electrode)5。集电极电极5经由焊料等接合部件而与电极电路图案1接合。但是，半导体芯片2不限于IGBT，也可以是MOSFET等。在除了导线键合区域和保护环附近以外的发射极电极3的整个面设置有金属膜6。由聚酰亚胺等构成的绝缘物7将金属膜6的外周覆盖。由焊料等构成的导电性接合部件8设置于被绝缘物7包围的金属膜6的整个面。导电性接合部件8具有彼此横向排列配置的第1以及第2接合部件8a、8b。由铜等金属构成的引线电极9经由第1接合部件8a而与发射极电极3的一部分接合，不与第2接合部件8b接触。由铝等金属构成的信号导线10、11分别与栅极电极4以及发射极电极3超声波接合。环氧树脂等封装部件12将半导体芯片2、导电性接合部件8、引线电极9、以及信号导线10、11封装。这里，由于引线电极9和半导体芯片2的线膨胀系数不同，因此通过半导体芯片2的动作而在金属膜6或导电性接合部件8产生热应力。如果没有绝缘物7，则导电性接合部件8扩展到金属膜6的端部，热应力经由导电性接合部件8而施加至金属膜6的端部，产生剥离，容易产生裂纹，最终，裂纹向半导体芯片2加深。因此，通过由绝缘物7将金属膜6的周围覆盖，从而使导电性接合部件8不扩展到金属膜6的端部。由此，能够抑制裂纹的产生，因此，能够针对由于半导体模块的动作而产生的热应力，降低半导体芯片2的发射极电极3的损伤。另外，通过在未接合引线电极9的部分也设置第2接合部件8b，从而该部分的表面电极的厚度增加，因此表面电极的面方向的电阻下降。由此，能够使流过半导体芯片2的电流均等化，进而由于导电性接合部件8的增加而使热容量增加，因而能够增加短路时的半导体芯片2的耐量，增加半导体模块的耐量。另外，通过使流过半导体芯片2的电流均等化，从而能够降低原本电流集中的部分的半导体芯片2的温度。并且，由于导电性接合部件8的增加而使热容量增加，因而还能够抑制暂态性的温度上升。第2接合部件8b配置在第1接合部件8a与信号导线11之间，引线电极9配置于与信号导线10、11分离一定距离的位置。因此，导线键合工具能够不与引线电极9接触地将信号导线10、11分别超声波接合于栅极电极4以及发射极电极3的规定位置。在本实施方式中，第1接合部件8a的厚度比第2接合部件8b的厚度厚。如上所述，通过使将发射极电极3和引线电极9接合的第1接合部件8a的厚度变厚，从而能够降低施加至半导体芯片2和导电性接合部件8的热应力。另外，通过使在信号导线10、11的附近配置的第2接合部件8b的厚度变薄，从而在将信号导线10、11超声波接合于规定的位置时，导线键合工具难以与导电性接合部件8接触。因此，能够提高产品的可靠性。另外，优选第1接合部件8a的厚度大于或等于0.3mm，第2接合部件8b的厚度大于或等于0.1mm。由此，能够针对由于半导体模块的动作而产生的热应力，增加导电性接合部件8和半导体芯片2的耐久性，充分确保半导体模块的温度循环耐量。另外，能够使在半导体芯片2的内部流动的电流充分均等化而大幅改善电流不平衡。另外，短路时的半导体芯片2的耐量增加，能够增加半导体模块的耐量。实施方式2.图4是表示实施方式2涉及的半导体模块的剖面图。导电性接合部件8的周边部形成为圆角状。该周边部的一部分是第2接合部件8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体模块，其特征在于，具有：/n半导体芯片，其具有表面电极；/n导电性接合部件，其设置在所述表面电极之上，具有第1接合部件以及第2接合部件；/n引线电极，其经由所述第1接合部件而与所述表面电极的一部分接合，不与所述第2接合部件接触；以及/n信号导线，其与所述表面电极接合，/n所述第2接合部件配置在所述第1接合部件与所述信号导线之间，/n所述第1接合部件的厚度比所述第2接合部件的厚度厚。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体模块，其特征在于，具有：
半导体芯片，其具有表面电极；
导电性接合部件，其设置在所述表面电极之上，具有第1接合部件以及第2接合部件；
引线电极，其经由所述第1接合部件而与所述表面电极的一部分接合，不与所述第2接合部件接触；以及
信号导线，其与所述表面电极接合，
所述第2接合部件配置在所述第1接合部件与所述信号导线之间，
所述第1接合部件的厚度比所述第2接合部件的厚度厚。


2.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，
所述第1接合部件的厚度大于或等于0.3mm，
所述第2接合部件的厚度小于或等于0.1mm。


3.根据权利要求1或2所述的半导体模块，其特征在于，
还具有封装部件，该封装部件将所述半导体芯片、所述导电性接合部件...

【专利技术属性】
技术研发人员：碓井修，
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