电连接用部件、电连接结构和电连接用结构的制造方法技术

本发明专利技术的电连接用部件(1，301，401，501，601)包括：至少接合了由Cu材料构成的第1Cu层(12)和由从室温至300℃的平均热膨胀系数比第1Cu层小的Fe材料或Ni材料构成的低热膨胀层(11)的覆层材料(10，110，610)。610)。610)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电连接用部件、电连接结构和电连接用结构的制造方法


[0001]本专利技术涉及电连接用部件、使用电连接用部件的电连接结构和该电连接用部件的制造方法。

技术介绍

[0002]现有技术中，已知有使用用于将其一连接对象部件与其它连接对象部件电连接的电连接用部件的电源模块。这样的电源模块例如在日本特开2015
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23211号公报中有所公开。
[0003]在日本特开2015
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23211号公报中，公开有包括引线框、配置在引线框上的半导体芯片和将引线框与半导体芯片电连接的铝线的电源模块。在该电源模块中，通过对载置高度位置不同的引线框的半导体芯片的表面和半导体芯片的上表面対超声波焊接铝线，电连接引线框与半导体芯片。此外，在利用铝线电连接了引线框与半导体芯片的状态下，半导体芯片与铝线被树脂成型。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本特开2015
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23211号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的问题
[0005]但是，在日本特开2015
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23211号公报的电源模块中，因通电时产生的热，热膨胀系数大的金属(Al)制的铝线就要膨胀。此处认为，由于铝线在超声波焊接部分(电连接部分)固定在引线框或半导体芯片(连接对象部件)，并且是用树脂模具固定，因此不能充分热膨胀，因热膨胀被抑制而产生的应力施加到超声波焊接部分。认为其结果是，存在具有在超声波焊接部分产生裂纹和剥离等损伤的风险的问题。另外，该问题在如电源模块等那样，因流动高电流而容易成为高温的结构上特别成问题。此外认为，还存在如下问题：在为了得到足够的连接强度而进行加压连接铝线与引线框或半导体芯片时，存在起因于高度位置不同而不能对要连接的部分均匀地施加压力，在超声波焊接部分以不够充分的连接强度连接的情况。另外，认为这样的与铝线相关的各种问题即使是使用铜线的结构也会产生。
[0006]本专利技术是为了解决上述那样的问题而完成，本专利技术的目的在于，提供能够抑制因热膨胀而在电连接部分产生损伤、并且在电连接部分以充分的连接强度连接的电连接用部件、使用该电连接用部件的电连接结构和该电连接用部件的制造方法。用于解决问题的方式
[0007]本专利技术的第一方面的电连接用部件包括至少接合了由Cu材料构成的第1Cu层与由室温至300℃的平均热膨胀系数比第1Cu层小的Fe材料或Ni材料构成的低热膨胀层的覆层材料，在覆层材料的第1Cu层侧的表面，形成有第1表面和通过级差部与第1表面连接、与第1表面相比位于低热膨胀层侧的第2表面。另外，“Cu材料”是指，含99质量％以上Cu(铜)的纯
Cu材料，或者作为主成分含有50质量％以上Cu(铜)的Cu合金材料。此外，“Fe材料”是指，含99质量％以上Fe(铁)的纯Fe材料，或者作为主成分含有50质量％以上Fe(铁)的Fe合金材料。此外，“Ni材料”是指，含99质量％以上Ni(镍)的纯Ni材料，或者作为主成分含有50质量％以上Ni(镍)的Ni合金材料。
[0008]如上所述本专利技术的第一方面的电连接用部件包括至少由Cu材料构成的第1Cu层、由从室温到300℃的平均热膨胀系数比第1Cu层小的Fe材料或Ni材料构成的低热膨胀层接合成的覆层材料。由此，能够在作为电连接用部件的通常的使用环境的室温至300℃的温度范围内，利用低热膨胀层抑制由热膨胀大的Cu材料构成的第1Cu层的热膨胀。其结果是，能够在包含第1Cu层和低热膨胀层的整个覆层材料，减小热膨胀，因此能够抑制在电连接用部件的电连接部分施加起因于热膨胀的应力。因此，能够抑制因热应力而在电连接部分产生裂纹和剥离等损伤。此外，在覆层材料的第1Cu层侧的表面，形成第1表面和通过级差部与第1表面连接、与第1表面相比位于低热膨胀层侧的第2表面。由此，即使在电连接用部件电连接的其一连接对象部件与其它连接对象部件之间产生高度位置的差(级差)，也能够利用在覆层材料的第1Cu层侧的表面形成的级差部，吸收其一连接对象部件与其它连接对象部件的级差的至少一部分。其结果是，能够减小级差的影响，能够抑制因级差而不能均匀地施加压力的情况，因此能够在电连接部分以充分的连接强度连接电连接用部件与其一连接对象部件(其它连接对象部件)。结果是，能够抑制因热膨胀而在电连接部分产生损伤，在电连接部分以充分的连接强度进行连接。因此，在设置于通过流动高电流而容易变得高温的电源模块等的电连接结构中，使用本专利技术的电连接用部件特别有效。
[0009]此外，在上述第一方面的电连接用部件中，在覆层材料的第1Cu层侧的表面，形成第1表面和通过级差部与第1表面连接、与第1表面相比位于低热膨胀层侧的第2表面。由此，在电连接用部件的第1Cu层侧连接有其一连接对象部件和其它连接对象部件的情况下，电(电流)容易流向离电连接部分近的第1Cu层，因此能够通过使得流动电流的第1Cu层由体积电阻率低的Cu材料构成，减小输电时的电力损失(电损)。
[0010]上述第一方面的电连接用部件，优选覆层材料的与第1Cu层相反侧的表面呈没有级差部的平坦面状形成。在这种情况下，该电连接用部件的覆层材料的第1Cu层侧的表面成为具有与级差部的两侧相邻的2个平坦面状的第1表面和第2表面的形态，覆层材料的与第1Cu层侧相反侧的表面成为平坦面状的形态。根据这样的结构，能够在将其一连接对象部件和他的连接对象部件与电连接用部件的第1Cu层侧连接时，容易地从平坦面状的覆层材料的与第1Cu层相反侧的表面均匀地施加压力。由此，能够在电连接部分以更充分的连接强度连接电连接用部件与其一连接对象部件(其它连接对象部件)。
[0011]在上述第一方面的电连接用部件中，优选覆层材料还包括与低热膨胀层的第1Cu层相反侧接合、由Cu材料构成的第2Cu层。此外，优选覆层材料的第2Cu层侧的表面呈没有级差部的平坦面状形成。在这种情况下，该电连接用部件的覆层材料的第1Cu层侧的表面成为具有与级差部的两侧相邻的2个平坦面状的第1表面和第2表面的形态，覆层材料的第2Cu层侧的表面成为平坦面状的形态。根据这样的结构，能够在覆层材料的制造时等，利用由与第1Cu层相同的Cu材料构成、且与低热膨胀层的第1Cu层相反侧接合的第2Cu层，进一步抑制覆层材料因由Cu材料构成的第1Cu层的延展性大而发生翘曲。此外，通过设置由体积电阻率低的Cu材料构成的第2Cu层，能够有效地降低电连接用部件的体积电阻率。
[0012]在上述第一方面的电连接用部件中，优选覆层材料的第2表面侧沿级差部延伸的方向分割为多个。根据这样的结构，因为在覆层材料的第2表面侧，在分割成的多个部分形成向与级差部延伸的方向交叉的方向突出的多个电连接部分，所以能够利用1个电连接用部件，将配置在第1表面侧的1个其一连接对象部件与配置在第2表面侧的多个其它连接对象部件电连接。由此，和利用1个电连接用部件将配置在第1表面侧的1个其它连接对象部件与配置在第2表面侧的多个其它连接对象部件中的1个电连接的情况相比，能够有效地减少连接所需的电连接用部件的个数。
[0013]在上述第一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电连接用部件(1，301，401，501，601)，其特征在于：包括至少接合了由Cu材料构成的第1Cu层(12)与由从室温至300℃的平均热膨胀系数比所述第1Cu层小的Fe材料或Ni材料构成的低热膨胀层(11)的覆层材料(10，110，610)，在所述覆层材料的所述第1Cu层侧的表面，形成有第1表面(14a)和通过级差部(15)与所述第1表面连接、与所述第1表面相比位于所述低热膨胀层侧的第2表面(14b)。2.如权利要求1所述的电连接用部件，其特征在于：所述覆层材料的与所述第1Cu层相反侧的表面形成为没有级差部的平坦面状。3.如权利要求1或2所述的电连接用部件，其特征在于：所述覆层材料还包括与所述低热膨胀层的所述第1Cu层相反侧接合，由Cu材料构成的第2Cu层(13)。4.如权利要求1或2所述的电连接用部件，其特征在于：所述覆层材料的所述第2表面侧沿着所述级差部延伸的方向被分割成多个。5.如权利要求1或2所述的电连接用部件，其特征在于：所述低热膨胀层由从室温至300℃的平均热膨胀系数为15
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10
‑6/K以下的Fe材料或Ni材料构成。6.如权利要求1或2所述的电连接用部件，其特征在于：所述第1表面和所述第2表面具有电连接部分，在所述第1表面的所述电连接部分或所述第2表面的所述电连接部分的至少一个电连接部分，形成有由Ag、Ag合金、Ni或Ni合金构成的镀层。7.如权利要求6所述的电连接用部件，其特征在于：所述镀层在所述覆层材料的整个面形成。8.一种电连接结构(100a)，其特征在于，包括：电连接用部件(1，301，401，501，601)，其包括至少接合了由Cu材料构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：仁科顺矢，石尾雅昭，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：