半导体模块和半导体模块的制造方法技术

本发明专利技术提供半导体模块和半导体模块的制造方法。降低电感并实现小型化。半导体模块包括：第1金属布线板，构成P端子；第2金属布线板，构成N端子；第3金属布线板，构成输出端子；第1半导体元件，集电极朝向第1金属布线板的一主面地配置于第1金属布线板的一主面；第2半导体元件，集电极朝向第3金属布线板的一主面地配置于第3金属布线板的一主面。第2金属布线板隔着绝缘材料配置于第1金属布线板的一主面。第3金属布线板以一主面朝向第1金属布线板的方式配置。第1半导体元件和第2半导体元件以第1半导体元件的发射极与第3金属布线板的一主面连接且第2半导体元件的发射极与第2金属布线板的一主面连接的方式表背相反地配置。

【技术实现步骤摘要】
半导体模块和半导体模块的制造方法
本专利技术涉及半导体模块和半导体模块的制造方法。
技术介绍
半导体装置具有设有IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)、功率MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor)、FWD(FreeWheelingDiode)等半导体元件的基板，被利用于变换器装置等。一般的半导体模块通过在绝缘基板的上表面隔着钎料等接合材料配置多个半导体芯片而构成(例如，参照专利文献1、2)。在专利文献1中，公开有一种在一个层叠基板上配置有功率半导体芯片并将该组合横向排列配置两个而成的、所谓的半桥(2in1)模块。在专利文献2中，公开有一种通过在矩形形状的绝缘基板上横向排列配置多个半导体芯片(IGBT芯片和FWD芯片)而构成的半导体模块。专利文献1：日本特开2013－222950号公报专利文献2：日本特开平10－56131号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在专利文献1、2中，由于多个半导体芯片相对于绝缘基板横向排列配置，因而，布线路径变长，其结果，可能导致电感变大。另外，还存在导致半导体模块整体变大的问题。本专利技术即是鉴于这一点而做成的，其一个目的在于提供一种能够降低电感并实现小型化的半导体模块和半导体模块的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术的一技术方案的半导体模块包括：第1金属布线板，其构成P端子；第2金属布线板，其构成N端子；第3金属布线板，其构成输出端子；第1半导体元件，其以集电极朝向所述第1金属布线板的一主面的方式配置于所述第1金属布线板的一主面；以及第2半导体元件，其以集电极朝向所述第3金属布线板的一主面的方式配置于所述第3金属布线板的一主面，所述第2金属布线板隔着绝缘材料配置于所述第1金属布线板的一主面，所述第3金属布线板以一主面朝向所述第1金属布线板的方式配置，所述第1半导体元件和所述第2半导体元件以所述第1半导体元件的发射极与所述第3金属布线板的一主面连接并且所述第2半导体元件的发射极与所述第2金属布线板的一主面连接的方式表背相反地配置。本专利技术的一技术方案的半导体模块的制造方法实施：芯片配置工序，在该芯片配置工序中，在构成P端子的第1金属布线板的一主面以集电极朝向该第1金属布线板的一主面的方式配置第1半导体元件，在构成输出端子的第3金属布线板的一主面以集电极朝向该第3金属布线板的一主面的方式配置第2半导体元件；金属布线板配置工序，在该金属布线板配置工序中，将构成N端子的第2金属布线板隔着绝缘材料配置于所述第1金属板的主面；以及组装工序，在该组装工序中，将所述第1半导体元件和所述第2半导体元件以所述第1半导体元件的发射极与所述第3金属布线板的一主面连接并且所述第2半导体元件的发射极与所述第2金属布线板的一主面连接的方式表背相反地配置。专利技术的效果根据本专利技术，在半导体模块中，能够降低电感并实现小型化。附图说明图1A、图1B是本实施方式所涉及的半导体模块的示意图。图2A、图2B是表示本实施方式所涉及的半导体模块的制造方法的一工序例的示意图。图3A、图3B是表示本实施方式所涉及的半导体模块的制造方法的一工序例的示意图。图4A、图4B是表示本实施方式所涉及的半导体模块的制造方法的一工序例的示意图。图5A、图5B是表示本实施方式所涉及的半导体模块的制造方法的一工序例的示意图。图6A、图6B是表示本实施方式所涉及的半导体模块的制造方法的一工序例的示意图。图7A、图7B是表示本实施方式所涉及的半导体模块的制造方法的一工序例的示意图。图8是表示本实施方式所涉及的半导体模块中电流的流动方向的示意图。附图标记说明1、半导体模块；2、第1金属布线板；3、第2金属布线板；4、第3金属布线板；5、栅极用金属布线板；6、第1半导体元件；7、第2半导体元件；8、第1栅极端子；9、第2栅极端子；10、密封树脂；20、台阶部；21、第1主面；22、第2主面；23、突出片(第1外部连接部)；24、圆形孔；30、突出片(第2外部连接部)；31、圆形孔；40、突出片(第3外部连接部)；41、圆形孔；42、第1贯通孔；43、第2贯通孔；60、集电极；61、栅极电极；62、发射极；70、集电极；71、栅极电极；72、发射极；A、绝缘材料；B1、凸块；B2、凸块；B3、凸块；B4、凸块；B5、凸块；S、接合材料。具体实施方式以下，说明能够应用本专利技术的半导体模块。图1A、图1B是本实施方式所涉及的半导体模块的示意图。图1A是半导体模块的俯视图，图1B是图1A的剖面示意图。此外，以下所示的半导体模块仅是一个例子，并不限定于此，而能够适当变更。另外，在以下的附图中，将半导体模块的长度方向(后述的第1半导体元件6与第2半导体元件7排列的方向)定义为X方向，将宽度方向定义为Y方向，将高度方向定义为Z方向。图示的X轴、Y轴、Z轴互相正交，并构成右手系。另外，根据情况，有时将X方向称作左右方向，将Y方向称作前后方向，将Z方向称作上下方向。这些方向(前后左右上下方向)是为了方便说明而使用的用语，根据半导体模块的安装姿势，XYZ方向的各方向之间的对应关系有时会改变。另外，在本说明书中，只要没有特别明示，俯视就是指从Z方向正侧观察半导体模块的上表面的情况。半导体模块1例如应用于功率模块等电力转换装置。如图1A和图1B所示，半导体模块1通过层叠三个金属布线板并在它们之间表背相反地配置多个半导体元件而构成。具体而言，半导体模块1构成为包括构成P端子的第1金属布线板2、构成N端子的第2金属布线板3、构成输出端子的第3金属布线板4、多个第1半导体元件6、多个第2半导体元件7。第1金属布线板2、第2金属布线板3以及第3金属布线板4由具有上表面(一主面)和下表面(另一主面)的板状体构成，例如，由铜材料、铜合金系材料、铝合金系材料、铁合金系材料等金属材料形成。这些金属布线板例如利用冲压加工形成为规定的形状。此外，以下所示的金属布线板的形状仅是一个例子，而能够适当变更。另外，这些金属布线板也可以称作引线框。此外，详细后述，在图1A、图1B中，第3金属布线板4成为相对于Z轴而言的上下表面与其他金属布线板相反。在第3金属布线板4中，将接合半导体元件的面定义为上表面(一主面)。第1半导体元件6和第2半导体元件7例如由硅(Si)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等的半导体基板形成为俯视方形形状。第1半导体元件6和第2半导体元件7优选由SiC或者GaN构成。这样一来，即使是频率较高的区域，也能够减少损失。在本实施方式中，第1半导体元件6和第2半导体元件7由将IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)元件的功能和FWD(FreeWheelingDiode)元件的功能一体化了的RC(ReverseConducting)－IGBT元件构成。此外，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体模块，其中，/n该半导体模块包括：/n第1金属布线板，其构成P端子；/n第2金属布线板，其构成N端子；/n第3金属布线板，其构成输出端子；/n第1半导体元件，其以集电极朝向所述第1金属布线板的一主面的方式配置于所述第1金属布线板的一主面；以及/n第2半导体元件，其以集电极朝向所述第3金属布线板的一主面的方式配置于所述第3金属布线板的一主面，/n所述第2金属布线板隔着绝缘材料配置于所述第1金属布线板的一主面，/n所述第3金属布线板以一主面朝向所述第1金属布线板的方式配置，/n所述第1半导体元件和所述第2半导体元件以所述第1半导体元件的发射极与所述第3金属布线板的一主面连接并且所述第2半导体元件的发射极与所述第2金属布线板的一主面连接的方式表背相反地配置。/n

【技术特征摘要】
20191002 JP 2019-1819841.一种半导体模块，其中，
该半导体模块包括：
第1金属布线板，其构成P端子；
第2金属布线板，其构成N端子；
第3金属布线板，其构成输出端子；
第1半导体元件，其以集电极朝向所述第1金属布线板的一主面的方式配置于所述第1金属布线板的一主面；以及
第2半导体元件，其以集电极朝向所述第3金属布线板的一主面的方式配置于所述第3金属布线板的一主面，
所述第2金属布线板隔着绝缘材料配置于所述第1金属布线板的一主面，
所述第3金属布线板以一主面朝向所述第1金属布线板的方式配置，
所述第1半导体元件和所述第2半导体元件以所述第1半导体元件的发射极与所述第3金属布线板的一主面连接并且所述第2半导体元件的发射极与所述第2金属布线板的一主面连接的方式表背相反地配置。


2.根据权利要求1所述的半导体模块，其中，
该半导体模块还包括第1栅极端子，该第1栅极端子自所述第1半导体元件的栅极电极朝向所述第3金属布线板立起，
所述第3金属布线板具有能够供所述第1栅极端子贯穿的第1贯通孔。


3.根据权利要求2所述的半导体模块，其中，
该半导体模块还包括栅极用金属布线板，该栅极用金属布线板在所述第1金属布线板与所述第3金属布线板之间配置于与所述第2半导体元件的栅极电极对应的部位，
所述栅极用金属布线板隔着绝缘材料配置于所述第1金属布线板的一主面，
所述第2半导体元件的栅极电极连接于所述栅极用金属布线板的一主面。


4.根据权利要求3所述的半导体模块，其中，
该半导体模块还包括第2栅极端子，该第2栅极端子自所述栅极用金属布线板的一主面朝向所述第3金属布线板立起，
所述第3金属布线板具有能够供所述第2栅极端子贯穿的第2贯通孔。


5.根据权利要求4所述的半导体模块，其中，
所述第1栅极端子和所述第2栅极端子自半导体模块的一主面突出。


6.根据权利要求3～5中任一项所述的半导体模块，其中，
所述第1金属布线板的一主面具有：
第1主面，在该第1主面配置所述第1半导体元件，以及
第2主面，其设置在相对于所述第1主面下降了的位置，
所述第2金属布线板配置于所述第2主面。


7.根据权利要求6所述的半导体模块，其中，
所述栅极用金属布线板配置于所述第2主面。


8.根据权利要求1～7中任一项所述的半导体模块，其中，
所述第1半导体元件的集电极隔着烧结材料与所述第1金属布线板接合，
所述第2半导体元件的集电极隔着烧结材料与所述第3金属布线板接合。


9.根据权利要求1～8中任一项所述的半导体模块，其中，
所述第1半导体元件的发射极隔着凸块与所述第3金属布线板接合，
所述第2半导体元件的发射极隔着凸块与所述第2金...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀元人，池田良成，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP