[发明专利]电路基板以及半导体模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路基板以及半导体模块，特别涉及用于安装在机动车电气安装品、信息装置和电气设备等中所使用的开关元件、以及例如功率MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：功率场效应晶体管)、GTO(Gate Turn Off Thyristor：可关断晶闸管)、功率晶体管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)元件等功率型半导体元件等的电路基板和半导体模块。

背景技术

在安装在大电流、大电压的工作环境下所使用的IGBT(绝缘栅型双极晶体管)等半导体元件的情况下，除了要保持部件的稳定以外，还需要高散热性以及对重复热循环的耐久性。

例如在专利文献1中公开了具有用于提高散热性的导体柱的半导体模块。该半导体模块具备：具有多个贯通孔的绝缘基板(支撑基板)、配置于绝缘基板的贯通孔中的导体柱(铜销)以及安装于绝缘基板上的半导体元件。并且，使导体柱与半导体元件的电极电连接。

专利文献1：日本专利申请公开2006-237429号公报

但是，在现有技术中，在如对半导体元件施加高负载那样的情况下，绝缘性支撑基板的热容量低而热电阻高，因此无法使由半导体元件产生高温热量进行充分散热，出现了导致半导体元件破损或异常动作的问题。再有，由于配置了绝缘性支撑基板和导体柱，因此，由于支撑基板与导体柱的热膨胀系数不同而产生翘曲、由于热膨胀差而作用有交变应力，致使在支撑基板与导体柱相接合的接合部发生裂纹等，从而降低了电连接的长期可靠性。

发明内容

本发明就是为解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种能够提高散热性并可获得长期的可靠性的电路基板以及半导体模块。

本发明涉及的电路基板用于安装至少具有第一电极、第二电极以及第三电极的半导体元件，该电路基板具有：第一导体柱，其用于与所述半导体元件的所述第一电极进行电连接；第一金属板，其与所述第一导体柱连接；第二导体柱，其用于与所述半导体元件的所述第二电极进行电连接；第二金属板，其与所述第二导体柱连接；第三导体柱，其用于与所述半导体元件的所述第三电极进行电连接；以及第三金属板，其与所述第三导体柱连接。

本发明的半导体模块具有所述电路基板和半导体元件，该半导体元件至少具有第一电极、第二电极以及第三电极，所述第一至第三金属板中的至少一个金属板被配置为与所述半导体元件对置，并经由所述第一～第三导体柱的至少一个与所述半导体元件进行电连接。

发明效果

根据本发明，电路基板由导体柱和金属板构成，因此，能够使由半导体元件产生的热高效地扩散。并且，由金属材料构成结构部件，因此，能够提供耐冲击、耐振动且具有较高的长期可靠性的电路基板以及半导体模块。

附图说明

图1A是表示本发明的实施方式涉及的半导体模块的图。

图1B是图1A中的X-X’剖视图。

图1C是图1A中的Y1-Y1’剖视图。

图1D是图1A中的Y2-Y2’剖视图。

图1E是将电路基板从图1A的半导体模块中分离出来的分解图。

图2A是本发明的实施方式涉及的导体柱的侧视图。

图2B是本发明的实施方式涉及的导体柱的俯视图。

图2C是表示本发明的实施方式涉及的导体柱的变形例的剖视图。

图2D是表示图2C中的导体柱与金属板接触的接触部的剖视图。

图2E是表示本发明的实施方式涉及的导体柱的变形例的端部的图。

图2F是图2E中的导体柱的俯视图。

图2G是图2F中的导体柱的A-A’剖视图。

图3A是用于说明将本发明的实施方式涉及的第一～第三金属板固定在模具夹具(metal mold jig)中的工序的剖视图。

图3B是图3A中的A-A’剖视图。

图3C是用于说明浇注本发明的实施方式涉及的固定树脂的工序的剖视图。

图3D是用于说明贯穿设置供本发明的实施方式涉及的第一～第三导体柱插入的孔的工序的剖视图。

图3E是用于说明准备本发明的实施方式涉及的第一夹具和第二夹具的工序的图。

图3F是用于说明将本发明的实施方式涉及的导体柱嵌入于孔中的工序的图。

图3G是用于说明拆卸本发明的实施方式涉及的第二夹具的工序的图。

图3H是用于说明本发明的实施方式涉及的加压冲压工序的图。

图3I是用于说明装载本发明的实施方式涉及的焊料球的工序的图。