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公開番号2024168946
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2023086025
出願日2023-05-25
発明の名称パワーモジュールの製造方法
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 21/60 20060101AFI20241128BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】パワーモジュールの製造において、リードフレームを加工することなく、ワイヤボンドパッドへのはんだボールの付着を防止する。
【解決手段】半導体素子(20)の主電極(201)の上にはんだ(31)を介して電極板(65)を載置するとともに、半導体素子(20)のワイヤボンドパッドである信号電極(202)を治具(8)で覆う。信号電極(202)を治具(8)で覆った状態で、はんだ(31)を溶融させ、主電極(201)と電極板(65)とをはんだ(31)により接合する。信号電極(202)から治具(8)を取り除いた後、信号電極(202)にワイヤ(40)を接合する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
（ａ）半導体素子の主電極の上にはんだを介して電極板を載置する工程と、
（ｂ）前記半導体素子の信号電極を治具で覆う工程と、
（ｃ）前記信号電極を前記治具で覆った状態で前記はんだを溶融させ、前記主電極と前記電極板とを前記はんだにより接合する工程と、
（ｄ）前記信号電極から前記治具を取り除いた後、前記信号電極にワイヤを接合する工程と、
を備えるパワーモジュールの製造方法。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記治具は、柔軟性を持つシート状部材を備え、
前記工程（ｂ）は、前記シート状部材を前記信号電極に押し当てることによって行われる、
請求項１に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項３】
（ｅ）前記工程（ａ）および（ｂ）に先立って、前記信号電極の近くに位置する前記半導体素子の端部の上側の角を樹脂で覆う工程、
をさらに備える、
請求項２に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項４】
（ｅ）前記工程（ａ）および（ｂ）に先立って、前記信号電極の近くに位置する前記半導体素子の端部の上側の角を面取りする工程、
をさらに備える、
請求項２に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項５】
前記治具は、底面の外縁部に樹脂製の突起を有する板状の部材を備え、
前記工程（ｂ）は、前記突起が前記信号電極の外側の前記半導体素子の上面に当接するように、前記板状の部材の前記底面を前記信号電極に押し当てることによって行われる、
請求項１に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項６】
前記板状の部材は、弾性を持つバネ部である、
請求項５に記載のパワーモジュールの製造方法。
【請求項７】
前記突起は、平面視で枠状である、
請求項５または請求項６に記載のパワーモジュールの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、パワーモジュールの製造に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
電力制御用の半導体装置であるパワーモジュールは、環境問題の高まりとともに、発電・送電から効率的なエネルギーの利用・再生まで、あらゆる用途で普及しつつある。電気自動車など輸送機器に用いられるパワーモジュールは、特に高い信頼性が求められるため、半導体素子の主電極とリードフレームとの接合には、従来のワイヤボンドではなく、はんだ接合が用いられている。一方、半導体素子のゲート電極などの信号電極と信号端子との接続には、ワイヤボンドが用いられることが多い。そのため、半導体素子の主電極とリードフレームとの接合部から飛散したはんだ（はんだボール）がワイヤボンドパッドとなるゲート電極に付着して、ワイヤボンドを阻害、信頼性の低下を引き起こす懸念がある。
【０００３】
例えば下記の特許文献１には、半導体素子の主電極にはんだ付けされるリードフレームの先端に、半導体素子側に突出した凸部（折り曲げ部）を設けることで、はんだ飛散を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１９／１６７２５４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のようにリードフレームの先端にはんだ飛散を抑制する構造を設けた場合、パワーモジュールの絶縁性能の低下や、半導体素子を封止する封止樹脂の注入性の悪化を招くことが懸念される。そのため、リードフレームの先端を加工せずに飛散したはんだがワイヤボンドパッドに付着することを防止する技術が望まれる。
【０００６】
本開示は以上のような課題を解決するためになされたものであり、パワーモジュールの製造において、リードフレームを加工することなく、ワイヤボンドパッドへのはんだボールの付着を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係るパワーモジュールの製造方法は、（ａ）半導体素子の主電極の上にはんだを介して電極板を載置する工程と、（ｂ）前記半導体素子の信号電極を治具で覆う工程と、（ｃ）前記信号電極を前記治具で覆った状態で前記はんだを溶融させ、前記主電極と前記電極板とを前記はんだにより接合する工程と、（ｄ）前記信号電極から前記治具を取り除いた後、前記信号電極にワイヤを接合する工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、はんだを溶融する際に半導体素子のワイヤボンドパッドである信号電極が治具で覆われているため、ワイヤボンドパッドへのはんだボールの付着が防止される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１に係る製造方法で形成されるパワーモジュールの構造の例を示す図である。
実施の形態１に係る製造方法で形成されるパワーモジュールの構造の例を示す図である。
実施の形態１に係るパワーモジュールの製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係るパワーモジュールの製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係るパワーモジュールの製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係るパワーモジュールの製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係るパワーモジュールの製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係るパワーモジュールの製造方法を説明するための図である。
実施の形態１に係るパワーモジュールの製造方法の変形例を説明するための図である。
実施の形態１に係るパワーモジュールの製造方法の変形例を説明するための図である。
実施の形態１に係るパワーモジュールの製造方法の変形例を説明するための図である。
実施の形態１に係るパワーモジュールの製造方法の変形例を説明するための図である。
実施の形態２に係るパワーモジュールの製造方法を説明するための図である。
実施の形態２に係るパワーモジュールの製造方法を説明するための図である。
実施の形態２に係るパワーモジュールの製造方法を説明するための図である。
実施の形態２に係るパワーモジュールの製造方法を説明するための図である。
実施の形態３に係る電力変換システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１および図２は、実施の形態１に係る製造方法で形成されるパワーモジュールの構造の例を示す図である。図１は、当該パワーモジュールの上面図であり、図２はその断面図である。図１においては、説明の便宜のため、封止樹脂の図示を省略している。
（【００１１】以降は省略されています）

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