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公開番号2024048689
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-09
出願番号2022154747
出願日2022-09-28
発明の名称半導体装置、及び、半導体装置の製造方法
出願人富士電機株式会社
代理人インフォート弁理士法人,個人,個人,個人
主分類H01L 23/34 20060101AFI20240402BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体装置及び半導体装置の製造方法において、半導体素子が配置される基板の反りを抑制する。
【解決手段】半導体装置(1)は、半導体素子(7)が配置された基板(6)と、この基板(6)の下部に位置する冷却器(3)と、基板(6)上に接合された導電性のブロック(70~76)とを備える。このブロック(70~76)は、基板(6)側の下面と、上面とのうち少なくとも一方に凹部(71a,72a,73a,74a,75a,76a)を有する。
【選択図】図1


特許請求の範囲【請求項1】
半導体素子が配置された基板と、
前記基板の下部に位置する冷却器と、
前記基板上に接合された導電性のブロックとを備え、
前記ブロックは、前記基板側の下面と、上面とのうち少なくとも一方に凹部を有する
ことを特徴とする半導体装置。
続きを表示(約 780 文字)【請求項2】
前記ブロックは、前記基板と外部接続端子とを電気的に接続する
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
【請求項3】
前記ブロックは、前記基板上に半田によって接合され、
前記凹部は、前記ブロックの前記下面に位置する
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
【請求項4】
前記基板には、前記半導体素子を含む1つ以上の部品が配置され、
少なくとも1つの前記部品は、第1半田によって接合され、
前記ブロックは、前記第1半田よりも融点が高い第2半田によって前記基板上に接合されている
ことを特徴とする請求項1又は3記載の半導体装置。
【請求項5】
単一の前記冷却器の上部に位置する少なくとも3つの前記基板を備え、
前記ブロックは、少なくとも1つの前記基板上に位置する
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
【請求項6】
半導体素子を含む1つ以上の部品が配置された基板と、前記基板の下部に位置する冷却器と、前記基板上に接合された導電性のブロックとを備える半導体装置を製造する、半導体装置の製造方法であって、
前記ブロックは、前記基板側の下面と、上面とのうち少なくとも一方に凹部を有し、
少なくとも1つの前記部品を第1半田によって接合し、前記ブロックを第2半田によって前記基板上に接合するように、前記第1半田の融点及び前記第2半田の融点よりも高い温度まで前記基板を加熱することと、
前記第2半田の融点が前記第1半田の融点よりも高いことによって、前記第2半田が前記第1半田よりも先に凝固するように、加熱後の前記基板を冷却することを含む、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体素子が配置された基板を備える半導体装置と、この半導体装置の製造方法とに関する。
続きを表示(約 1,400 文字)【背景技術】
【0002】
半導体装置は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、FWD(Free Wheeling Diode)等の半導体素子が配置された基板を有し、インバータ装置等に利用されている(例えば、特許文献1~3参照)。
【0003】
この種の半導体装置において、絶縁基板と、この絶縁基板の上面に配置された回路部と、絶縁基板の下面に配置された金属部と、この金属部の下面に接合される金属板とを備え、金属板の硬度を部分的に異ならせることによって、金属板の反りを低減する半導体装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特許第6090529号公報
特開2022-012569号公報
特開2022-006780号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、半導体素子が配置された基板(単位モジュール)を冷却するための冷却器においては、基板と冷却器との接合面がフラットではないこと、基板に生じていた反り、基板の一括半田プロセスによる加熱時の反り(加熱反り)などによって、基板と冷却器とを接合する半田のヒケ、半田流れなどの接合不良が発生する。
【0006】
そのため、上述の金属板などの冷却器の反りを低減しても、基板の反りに起因する接合不良を低減することはできない。
【0007】
本発明の目的は、半導体素子が配置される基板の反りを抑制することができる、半導体装置、及び半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
1つの態様では、半導体装置は、半導体素子が配置された基板と、前記基板の下部に位置する冷却器と、前記基板上に接合された導電性のブロックとを備え、前記ブロックは、前記基板側の下面と、上面とのうち少なくとも一方に凹部を有する。
【0009】
他の1つの態様では、半導体装置の製造方法は、半導体素子を含む1つ以上の部品が配置された基板と、前記基板の下部に位置する冷却器と、前記基板上に接合された導電性のブロックとを備える半導体装置を製造する、半導体装置の製造方法であって、前記ブロックは、前記基板側の下面と、上面とのうち少なくとも一方に凹部を有し、少なくとも1つの前記部品を第1半田によって接合し、前記ブロックを第2半田によって前記基板上に接合するように、前記第1半田の融点及び前記第2半田の融点よりも高い温度まで前記基板を加熱することと、前記第2半田の融点が前記第1半田の融点よりも高いことによって、前記第2半田が前記第1半田よりも先に凝固するように、加熱後の前記基板を冷却することを含む。
【発明の効果】
【0010】
前記態様によれば、半導体素子が配置される基板の反りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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