[发明专利]半导体功率模块、半导体功率模块的制造方法、电路板

说明书

技术领域

本发明涉及在电路板上搭载有半导体元件而成的半导体功率模块、半导体功率模块的制造方法、以及电路板。

背景技术

近年来，在功率模块封装中，小型、薄型、高密度安装化在推进，为了实现这一点，根据以往的利用引线接合的安装方式提出了一种采用使用陶瓷多层基板等倒装芯片连接半导体元件的安装方式的半导体模块。倒装芯片连接是在半导体元件上配置被称作凸块的导电性的突起，使凸块对准陶瓷多层基板上的搭载半导体元件的位置而直接接合在陶瓷多层基板上的接合方法，能够将安装半导体元件所需要的面积减小20%～30%左右，能够有助于高密度安装。

采用该倒装芯片安装方式的半导体模块中，除了存在在陶瓷多层基板和半导体元件之间的凸块间的空隙中将以往的有机材料作为密封材料来使用的半导体模块之外，还存在在陶瓷多层基板和半导体元件之间的凸块间的空隙中填充无机系材料的半导体模块（例如专利文献1）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004－253579号公报

专利文献2：日本特开2006－066582号公报

专利文献3：日本特开2010－287869号公报

专利文献4：日本特开2009－170930号公报

发明内容

发明要解决的问题

在利用倒装安装进一步推进高密度安装化的半导体元件功率模块中，会由散热面积的减少使基于尺寸效应的散热特性劣化，因此需要进一步提高从半导体元件向陶瓷多层基板的热扩散性能。但是，在以往的半导体元件功率模块中存在如下等问题：由于在密封材料填充工序中产生气泡、因使用时的热应力而在接合部分产生裂纹等，导致在陶瓷多层基板和半导体元件之间产生空间，空气进入该空间。因此，在以往的半导体元件功率模块中，存在由从半导体元件向陶瓷多层基板的热扩散性能降低引起的半导体元件的散热性能降低、陶瓷多层基板和半导体元件之间的接合强度降低、以及可靠特性劣化这样的课题。此外，在以往的半导体元件功率模块中，期望提供一种难以产生由陶瓷多层基板的微小翘曲等所引起的构成构件的制造偏差导致的电连接不良等可靠性劣化的模块构造、以及制造工艺。

用于解决问题的方案

本发明即是为了解决上述课题中的至少一部分而做成的，能够作为以下的形式来实现。

（1）采用本发明的一个形式，能够提供一种半导体功率模块。该半导体功率模块包括：多层基板，其形成有导通孔和布线图案；半导体元件，其配置在上述多层基板的第1面侧；以及接合层，其形成在上述多层基板的第1面上，将上述多层基板与半导体元件之间接合；上述接合层包括：导电接合部，其是配置在与上述导通孔相对应的第1部位的平面状的导电接合部，由导电连接部及导电性的突状部构成，该突状部形成于上述半导体元件，该导电连接部用于将上述突状部和上述多层基板导通；以及平面状的绝缘接合部，其配置在与上述第1部位不同的第2部位，以无机系材料为主要成分。采用该形式的半导体功率模块，由于接合层形成为平面状，因此，在多层基板和半导体元件接合时能够抑制在多层基板和半导体元件之间产生空隙。因而，能够提高从半导体元件向多层基板的热扩散性能、以及多层基板和半导体元件之间的接合强度。

（2）上述形式的半导体功率模块也可以是，上述多层基板与上述接合层、以及上述半导体元件与上述接合层通过扩散接合而接合；上述半导体功率模块在上述多层基板与上述接合层之间、以及上述半导体元件与上述接合层之间还包括在上述扩散接合时形成的扩散层。采用该形式的半导体功率模块，在多层基板与接合层、以及接合层与半导体元件扩散接合时，通过在多层基板与接合层的接合面、以及接合层与半导体元件的接合面中产生的原子的扩散而形成扩散层。因而，能够提高多层基板与接合层之间、以及接合层与半导体元件之间的接合强度。