本發(fā)明涉及功率模塊，特別涉及利用樹脂密封功率半導(dǎo)體元件的功率模塊。

背景技術(shù)：

在控制電力的功率模塊中，例如，搭載有二極管、絕緣柵雙極晶體管(igbt：insulatedgatebipolartransistor)或者金屬氧化膜場效應(yīng)晶體管(mosfet：metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor)等功率半導(dǎo)體元件。

在這些功率半導(dǎo)體元件中，將電極分別形成于對置的兩個面。將電路基板或者布線材料等電連接到該電極，利用密封樹脂對該功率半導(dǎo)體元件進行絕緣密封，從而制造功率模塊。

例如通過經(jīng)由焊錫等接合材料將功率半導(dǎo)體元件接合到電路基板上而進行功率半導(dǎo)體元件與電路基板的電連接。另外，例如在大電流用的功率模塊的情況下，通過經(jīng)由焊錫等接合材料將板狀的布線材料接合到功率半導(dǎo)體元件的電極而進行功率半導(dǎo)體元件與布線材料的電連接。

該板狀的布線材料和功率半導(dǎo)體元件的線膨脹系數(shù)大不相同。例如，作為板狀的布線材料而被頻繁地使用的銅的線膨脹系數(shù)約是17ppm/℃(17μm/℃/m)。另一方面，作為功率半導(dǎo)體元件而被頻繁地使用的硅的線膨脹系數(shù)約是3ppm/℃(3μm/℃/m)。當(dāng)半導(dǎo)體模塊的周圍的溫度(環(huán)境溫度)或者功率半導(dǎo)體元件自身的溫度發(fā)生變動時，該兩者的線膨脹系數(shù)之差導(dǎo)致對將板狀的布線材料與功率半導(dǎo)體元件連接的接合材料施加熱應(yīng)力。當(dāng)向接合材料反復(fù)施加熱應(yīng)力時，接合材料產(chǎn)生裂紋，存在損害功率模塊的功能的問題。

為了解決這樣的問題，采用如下方法：將固化性的密封樹脂用作功率模塊的絕緣密封，利用密封樹脂以機械的方式約束功率半導(dǎo)體元件、接合材料以及板狀的布線材料，從而增強接合材料。利用密封樹脂的絕緣密封通過以下方式進行：用固化前的密封樹脂填滿完成與電路基板以及布線材料等的連接的功率半導(dǎo)體元件的周圍，并使樹脂從該狀態(tài)開始固化。

作為其一個例子，存在如下方法：在將完成與電路基板以及布線材料等的連接的功率半導(dǎo)體元件設(shè)置于金屬模具內(nèi)，之后將固化前的密封樹脂灌入到該金屬模具，一邊施加壓力一邊使密封樹脂固化。另外，作為另一例子，存在如下方法：將接合有功率半導(dǎo)體元件的電路基板接合到底板，將具有包圍功率半導(dǎo)體元件周圍的形狀的殼體粘接到底板之上，之后將固化前的密封樹脂灌入到殼體內(nèi)部，使密封樹脂固化。

然而，一般來說，密封樹脂的線膨脹系數(shù)比功率半導(dǎo)體元件的線膨脹系數(shù)大，所以，在環(huán)境溫度、或功率半導(dǎo)體元件自身的溫度變動時，在密封樹脂與功率半導(dǎo)體元件之間的界面處產(chǎn)生剪切應(yīng)力。在密封樹脂相對功率半導(dǎo)體元件的粘合力弱時，有可能密封樹脂從功率半導(dǎo)體元件剝離，功率半導(dǎo)體元件的電極間的絕緣性降低。

作為防止這樣的功率半導(dǎo)體元件與密封樹脂之間的剝離的方法，例如在專利文獻1以及專利文獻2中提出如下方法：針對完成電路基板與布線材料等的連接的功率半導(dǎo)體元件形成與密封樹脂的粘合力強的聚酰亞胺的被膜，利用密封樹脂從聚酰亞胺被膜的上方進行密封。

進一步地，在專利文獻2中提出使密封樹脂從位于遠離功率半導(dǎo)體元件以及接合材料的部位的布線材料的表面的部分剝離的方法。在該方法中，使遠離接合材料的部位的密封樹脂剝離而緩和應(yīng)力，從而抑制密封樹脂從接合材料的表面以及功率半導(dǎo)體元件的表面剝離。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻1：日本特開2006－179538號公報

專利文獻2：日本特開2006－179655號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在以往的功率模塊中，依然需要在針對完成電路基板與布線材料等的連接的功率半導(dǎo)體元件形成聚酰亞胺被膜等任意包覆之后進行樹脂密封。然而，完成與電路基板以及布線材料等的連接的功率半導(dǎo)體元件由于具有復(fù)雜的形狀，所以難以形成均勻的被膜，需要較復(fù)雜的工序。

本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供能夠簡便地防止密封樹脂從功率半導(dǎo)體元件等剝離的功率模塊。

本發(fā)明的功率模塊具有功率半導(dǎo)體元件、布線材料、接合材料、電路基板、密封樹脂。功率半導(dǎo)體元件具有相互對置的第1表面以及第2表面，在第1表面形成有第1電極，在第2表面形成有第2電極。布線材料配置成與功率半導(dǎo)體元件的第1表面對置。接合材料形成為位于第1電極與布線材料之間，將第1電極與布線材料電連接且機械連接。電路基板配置成與功率半導(dǎo)體元件的第2表面對置，與第2電極電連接且機械連接。密封樹脂對功率半導(dǎo)體元件、布線材料、接合材料以及電路基板進行密封。并且，以從位于功率半導(dǎo)體元件與布線材料之間的接合材料的端面起遍及位于該端面和與該端面隔開距離的布線材料的部位之間的布線材料的表面的方式，在接合材料的端面以及布線材料的表面與密封樹脂之間具備間隙部。

根據(jù)本發(fā)明的功率模塊，以從位于功率半導(dǎo)體元件與布線材料之間的接合材料的端面起遍及位于該端面和與該端面隔開距離的布線材料的部位之間的布線材料的表面的方式，在接合材料的端面以及布線材料的表面與密封樹脂之間具備間隙部。由此，能夠緩和功率半導(dǎo)體元件與密封樹脂之間的界面處的應(yīng)力，使密封樹脂不易從功率半導(dǎo)體元件剝離，抑制剝離擴展。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式1的功率模塊的剖視圖。

圖2是在該實施方式中第1變形例的功率模塊的剖視圖。

圖3是在該實施方式中第2變形例的功率模塊的剖視圖。

圖4是示出在該實施方式中布線材料的使粘合力降低的表面的局部俯視圖。

圖5是本發(fā)明的實施方式2的功率模塊的剖視圖。

圖6是在該實施方式中功率模塊的布線材料的局部立體圖，(a)是一個例子的布線材料的局部立體圖，(b)是另一例子的布線材料的局部立體圖。

圖7是在該實施方式中第1變形例的功率模塊的剖視圖。

圖8是在該實施方式中第2變形例的功率模塊的剖視圖。

圖9是本發(fā)明的實施方式3的功率模塊的剖視圖。

圖10是在該實施方式中變形例的功率模塊的剖視圖。

圖11是本發(fā)明的實施方式4的功率模塊的剖視圖。

圖12是在該實施方式中變形例的功率模塊的剖視圖。

圖13是本發(fā)明的實施方式5的功率模塊的剖視圖。

圖14是示出在該實施方式中功率半導(dǎo)體裝置的電極與布線材料的焊錫濡濕的部位的位置關(guān)系的俯視圖。

(符號說明)

pm功率模塊；1密封樹脂；101帶有圓形的形狀；2布線材料；201、202表面；203凸部；204平板狀導(dǎo)電體；205濡濕的部位；3間隙部；4功率半導(dǎo)體元件；401電極、5接合材料；6電路基板；601金屬板；602絕緣基板；603金屬板；7接合材料；8外部端子；9接合材料；10塊狀導(dǎo)電體。

具體實施方式

實施方式1

在這里，說明應(yīng)用平板狀的布線材料作為電連接于功率半導(dǎo)體元件的布線材料的功率模塊。

如圖1所示，功率模塊pm具備功率半導(dǎo)體元件4、布線材料2、電路基板6、外部端子8、接合材料5、7以及密封樹脂1。功率半導(dǎo)體元件4具有對置的2個表面，并且在一個表面和另一個表面分別形成電極(未圖示)。布線材料2被設(shè)為平板狀。電路基板6具備具有對置的2個表面的絕緣基板602以及金屬板601、603，將金屬板601配置于絕緣基板602的一個表面，將金屬板603配置于絕緣基板602的另一個表面。

平板狀的布線材料2利用接合材料5而與形成于功率半導(dǎo)體元件4的一個表面的電極電連接且機械連接。電路基板6的金屬板601利用接合材料7而與形成于功率半導(dǎo)體元件4的另一個表面的電極電連接且機械連接。另外，使用接合材料(未圖示)或者超聲波接合法等將外部端子8與金屬板601電連接且機械連接。

絕緣基板602例如由氧化鋁、氮化鋁、氮化硅等陶瓷或者環(huán)氧樹脂等絕緣體形成。金屬板601、603由銅或者鋁等導(dǎo)體形成。作為接合材料5、7，例如應(yīng)用焊錫等。

在使布線材料2以及外部端子8的一部分(端部)從密封樹脂1突出、并且使電路基板6的金屬板603的表面露出的形態(tài)下，密封樹脂1對功率半導(dǎo)體元件4、電路基板6、接合材料5、7以及外部端子8進行絕緣密封。密封樹脂1設(shè)為熱固化性，例如應(yīng)用環(huán)氧樹脂。將從密封樹脂1突出的布線材料2的部分和外部端子8的部分用作電流以及電壓的輸入輸出端子。另外，將露出的金屬板603的面(底面)用作與散熱器的連接面。

在該功率模塊pm中設(shè)置有密封樹脂1從布線材料2以及接合材料5剝離而成的間隙部3。間隙部3以從位于功率半導(dǎo)體元件4與布線材料2之間的接合材料5的端面起遍及位于該端面和與該端面隔開距離的布線材料2的部位之間的布線材料2的表面的方式，形成于接合材料5的端面以及布線材料2的表面與密封樹脂1之間。在該間隙部3中，產(chǎn)生微小的間隙。此外，在圖1等中，為了方便說明，夸大地示出間隙。

在這里，在本說明書中，所謂間隙部3是指形成于密封樹脂1與接合材料5的端面之間的空間或者形成于密封樹脂1與布線材料2的表面之間的空間，是由密封樹脂1、接合材料5、布線材料2和功率半導(dǎo)體元件4包圍的區(qū)域。另外，間隙這樣的表述并不規(guī)定空間是人為地形成的還是自發(fā)地形成的。

為了設(shè)置間隙部3，選擇與密封樹脂1的粘合力較弱的材料作為接合材料5，例如應(yīng)用焊錫。另外，對間隙部3所位于的布線材料2的部分的表面201預(yù)先實施使與密封樹脂的粘合力降低的處理。

關(guān)于這一點，再進一步地詳細說明。關(guān)于接合材料5，在分別對布線材料2與密封樹脂1的粘合力、功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1的粘合力、金屬板601與密封樹脂1的粘合力以及接合材料5與密封樹脂1的粘合力進行了比較的情況下，選定接合材料5與密封樹脂1的粘合力最弱的接合材料5。作為這樣的接合材料5，例如存在包括sn的無鉛焊錫。具體來說，是sn－cu合金、sn－ag合金或者sn－ag－cu合金等材料類。上述粘合力例如能夠分別通過布丁杯(puddingcup)試驗等來事先測定。此外，所謂布丁杯試驗是指將布丁杯形狀的樹脂形成于任意的部件的表面而進行剪切強度試驗的方法。

功率模塊pm的安裝工序按照以下順序執(zhí)行：將功率半導(dǎo)體元件4向電路基板6接合的工序、將布線材料2向功率半導(dǎo)體元件4接合的工序、利用密封樹脂1進行絕緣密封的工序。外部端子8與電路基板6的接合只要在絕緣密封之前，則可以是任意順序。在這里，在利用熱固化性的密封樹脂1進行絕緣密封時，為了使密封樹脂1固化，功率模塊pm的整體暴露于100～200℃左右的溫度環(huán)境。在密封樹脂1固化之后，當(dāng)使溫度降低至室溫時，在密封樹脂1與構(gòu)造體的界面產(chǎn)生由于線熱膨脹率之差引起的熱應(yīng)力。

此時，選擇與密封樹脂1的粘合力較弱的材料作為接合材料5，從而在使溫度降低至室溫的時刻，接合材料5與密封樹脂1的界面由于該熱應(yīng)力而優(yōu)先剝離。

間隙部3所位于的布線材料2的部分的表面201是與接合材料5鄰接的部位或者與接合材料5接近的部位。另外，布線材料2的表面201位于與功率半導(dǎo)體元件4對置的表面。表面201的面積小于布線材料2的表面a與密封樹脂1之間的界面的總面積。

對該布線材料2的表面201預(yù)先實施使與密封樹脂1的粘合力降低的處理。由此，在使密封樹脂1固化之后，在使溫度降低至室溫的時刻，由于熱應(yīng)力，密封樹脂1從表面201剝離。在這里，作為使布線材料2的表面201與密封樹脂1的粘合力降低的處理，例如有對布線材料2實施鍍鎳(ni)的方法、使無鉛焊錫附著于布線材料2的表面的方法、使布線材料2的表面變得平滑的方法。以上列舉出的方法只要在絕緣密封之前，則可以按安裝工序的任意順序來實施。

ni鍍層、無鉛焊錫能夠通過圖案鍍敷等形成于布線材料2的表面。另外，在將無鉛焊錫用于接合材料5時，使無鉛焊錫的供給量增多，使其濡濕至表面201，從而能夠在布線材料2的表面形成無鉛焊錫。能夠通過任意的研磨方法實現(xiàn)表面的平滑化。

除了這些以外，還存在將脫模劑涂敷于布線材料2的表面的方法。在該方法中，通過將脫模劑涂敷于布線材料2的表面，能夠使布線材料2的表面201與密封樹脂1的粘合力降低。該方法最好在安裝工序中通過在將布線材料2接合到功率半導(dǎo)體元件4之后、利用密封樹脂1進行絕緣密封之前的階段使液滴附著于針尖而進行涂敷等方法來實施。

通過實施這樣的處理，以從位于功率半導(dǎo)體元件4與布線材料2之間的接合材料5的端面起遍及位于該端面和與該端面隔開距離的布線材料2的部位之間的布線材料2的表面的方式，在接合材料5的端面以及布線材料2的表面與密封樹脂1之間連續(xù)地形成間隙部3。

在上述功率模塊pm中，以從接合材料5的端面起遍及位于該端面和與該端面隔開距離的布線材料2的部位之間的布線材料2的表面的方式，在接合材料5的端面以及布線材料2的表面與密封樹脂1之間連續(xù)地形成有間隙部3。由此，能夠緩和功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1之間的界面處的應(yīng)力，使密封樹脂1不易從功率半導(dǎo)體元件4剝離，抑制剝離擴展。

特別是，通過將間隙部3設(shè)置成包括位于功率半導(dǎo)體元件4與布線材料2最接近的部分的接合材料5的端面，與將間隙部3設(shè)置于遠離功率半導(dǎo)體元件以及接合材料的部位的情況相比，能夠有效地緩和由于功率半導(dǎo)體元件4與布線材料2的線膨脹系數(shù)的差異引起的應(yīng)力。

進一步地，為了有效地阻止剝離擴展，在作為剝離前進的前方的部位實施提高密封樹脂1與布線材料2的粘合力的處理即可。如圖1所示，例如，對與和接合材料5的端面隔開距離的布線材料2的規(guī)定部位相比隔開更大距離的其他部位的表面202實施體現(xiàn)與密封樹脂1的錨固效應(yīng)的處理即可。

布線材料2的表面202是與表面201鄰接的部位或者與表面201接近的部位。另外，布線材料2的表面202位于與功率半導(dǎo)體元件4對置的表面(表面a)。表面202的面積小于布線材料2的表面a與密封樹脂之間的界面的總面積。作為體現(xiàn)錨固效應(yīng)的處理，例如存在使布線材料2的表面粗糙化的方法。另外，有在布線材料2形成孔或者貫通孔的方法等。

接下來，說明上述功率模塊pm的變形例。此外，在各變形例中，對與圖1所示的功率模塊pm的結(jié)構(gòu)相同的部件附加相同的符號，除必要的情況之外，不重復(fù)其說明。

(第1變形例)

在這里，說明布線材料2與功率半導(dǎo)體元件4連接的連接形態(tài)的變形例。如圖2所示，布線材料2以將布線材料2的端部連接到接合材料5的形態(tài)連接于功率半導(dǎo)體元件4，布線材料2的端面與接合材料5的端面大致平齊。

作為間隙部，除間隙部3之外，還形成有密封樹脂1以遍及從接合材料5的端面起至布線材料2的端面的一部分為止的表面的方式連續(xù)地剝離而成的間隙部3a。另外，對該間隙部3a的附近的布線材料2的端面的部分(表面202)實施提高密封樹脂1與布線材料2的粘合力的處理。此外，為了在布線材料2的端面設(shè)置間隙部3a，例如，應(yīng)用0.1mm量級至1mm(幾mm)量級的厚度的布線材料。

在第1變形例的功率模塊pm中，間隙部3a從接合材料5的端面形成至布線材料2的端面的一部分。在形成有這樣的間隙部3a的情況下，由于密封樹脂1從布線材料2等剝離，所以也能夠緩和功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1之間的界面處的應(yīng)力。由此，能夠使密封樹脂1不易從功率半導(dǎo)體元件4剝離，抑制剝離擴展。

(第2變形例)

在這里，說明具備多個功率半導(dǎo)體元件的功率模塊。如圖3所示，功率模塊pm例如具備2個功率半導(dǎo)體元件4。布線材料2利用接合材料5被連接成跨過該2個功率半導(dǎo)體元件4之間。

在第2變形例的功率模塊pm中，雖然具備2個功率半導(dǎo)體元件4，但對該2個功率半導(dǎo)體元件4的各個形成有間隙部3。由此，能夠緩和各個功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1之間的界面處的應(yīng)力。其結(jié)果，能夠使密封樹脂1不易從功率半導(dǎo)體元件4剝離，抑制剝離擴展。

這樣，在上述各功率模塊pm中形成有間隙部3，從而能夠緩和應(yīng)力。如上所述，在間隙部3中，對布線材料2的表面201實施使與密封樹脂1的粘合力降低的處理。在這里，在圖4中示出布線材料2的表面201的圖案的一個例子。如圖4所示，表面201以包圍接合材料5所位于的區(qū)域(中央的矩形部分)的方式配置成具有寬度的框狀。

如已經(jīng)說明的那樣，使粘合力降低的處理有對與表面201對應(yīng)的布線材料2的區(qū)域?qū)嵤╁冩?ni)的方法。另外，有利用模板對與表面201對應(yīng)的布線材料2的區(qū)域印刷涂敷脫模劑的方法等。

在實施了這樣處理的布線材料2的表面201，在密封樹脂1固化之后，當(dāng)使溫度降低至室溫時，密封樹脂1經(jīng)受不住在與密封樹脂1的界面處產(chǎn)生的由線熱膨脹率之差引起的熱應(yīng)力而從表面201剝離。因此，能夠通過改變實施使粘合力降低的處理的面積來設(shè)計間隙部3。

該處理能夠在將布線材料2以及電路基板6連接到功率半導(dǎo)體元件4之前進行。因此，與在結(jié)束功率半導(dǎo)體元件與電路基板以及布線材料的連接之后實施處理的情況相比，能夠?qū)B接電路基板以及布線材料之前的布線材料2實施處理，能夠更簡便地進行工作，適合于量產(chǎn)。

實施方式2

在這里，說明將具備板狀部和凸部的布線材料作為電連接到功率半導(dǎo)體元件的布線材料應(yīng)用的功率模塊的第1例。

如圖5所示，在功率模塊pm中，布線材料2具有板狀部和凸部203。利用接合材料5將布線材料2的凸部203與形成于功率半導(dǎo)體元件4的一個表面的電極電連接且機械連接。此外，這以外的結(jié)構(gòu)與圖1所示的功率模塊pm相同，所以對相同的部件附加相同的符號，除必要的情況之外，不重復(fù)其說明。

例如如圖6(a)所示，能夠應(yīng)用對板狀部進行折彎加工從而形成凸部203的布線材料2作為具有板狀部和凸部203的布線材料2。另外，如圖6(b)所示，能夠應(yīng)用對板狀部實施壓花加工從而形成有凸部203的布線材料2。

在上述功率模塊pm中，也以從接合材料5的端面起遍及位于該端面和與該端面隔開距離的布線材料2的部位之間的布線材料2的表面的方式，在接合材料5的端面以及布線材料2的表面與密封樹脂1之間連續(xù)地形成有間隙部3。由此，能夠緩和功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1之間的界面處的應(yīng)力，使密封樹脂1不易從功率半導(dǎo)體元件4剝離，抑制剝離擴展。

另外，對與和接合材料5的端面隔開距離的布線材料2的規(guī)定部位相比隔開更大距離的其他部位的表面202實施體現(xiàn)與密封樹脂1的錨固效應(yīng)的處理。由此，能夠有效地阻止剝離擴展。

接下來，說明上述功率模塊pm的變形例。此外，在各變形例中，對與圖5或者圖2所示的功率模塊pm的結(jié)構(gòu)相同的部件附加相同的符號，除必要的情況之外，不重復(fù)其說明。

(第1變形例)

如圖7所示，在第1變形例的功率模塊pm中，與上述圖2所示的構(gòu)造同樣地，以將布線材料2的端部連接到接合材料5的形態(tài)，將布線材料2連接于功率半導(dǎo)體元件4。

在該第1變形例的功率模塊pm中，也以從接合材料5的端面起遍及位于該端面和與該端面隔開距離的布線材料2的部位之間的布線材料2的表面的方式，在接合材料5的端面以及布線材料2的表面與密封樹脂1之間連續(xù)地形成有間隙部3。由此，能夠緩和功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1之間的界面處的應(yīng)力，使密封樹脂1不易從功率半導(dǎo)體元件4剝離，抑制剝離擴展。

(第2變形例)

如圖8所示，在第2變形例的功率模塊pm中，與上述圖3所示的構(gòu)造同樣地，具備2個功率半導(dǎo)體元件4，布線材料2利用接合材料5被連接成跨過該2個功率半導(dǎo)體元件4之間。

在該第2變形例的功率模塊pm中，也對2個功率半導(dǎo)體元件4的各個形成有間隙部3。由此，能夠緩和各個功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1之間的界面處的應(yīng)力。其結(jié)果，能夠使密封樹脂1不易從功率半導(dǎo)體元件4剝離，抑制剝離擴展。

實施方式3

在這里，說明應(yīng)用具備板狀部和凸部的布線材料作為電連接到功率半導(dǎo)體元件的布線材料的功率模塊的第2例。

如圖9所示，在功率模塊pm中，布線材料2具有板狀部和凸部203。利用接合材料5將布線材料2的凸部203與形成于功率半導(dǎo)體元件4的一個表面的電極電連接且機械連接。特別是，該布線材料2的板狀部和凸部203被一體地形成。

布線材料2例如通過鑄造形成、或者通過實施研磨等處理形成。即，凸部203是實心的。此外，這以外的結(jié)構(gòu)與圖1所示的功率模塊pm相同，所以對相同的部件附加相同的符號，除必要的情況之外，不重復(fù)其說明。

在上述功率模塊pm中，也以從接合材料5的端面起遍及位于該端面和與該端面隔開距離的布線材料2的凸部203的規(guī)定部位之間的布線材料2的表面的方式，在接合材料5的端面以及布線材料2的表面與密封樹脂1之間連續(xù)地形成有間隙部3。由此，能夠緩和功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1之間的界面處的應(yīng)力，使密封樹脂1不易從功率半導(dǎo)體元件4剝離，抑制剝離擴展。

另外，對與和接合材料5的端面隔開距離的布線材料2的凸部203的規(guī)定部位相比隔開更大距離的其他部位的表面202實施體現(xiàn)與密封樹脂1的錨固效應(yīng)的處理。由此，能夠有效地阻止剝離擴展。

接下來，說明上述功率模塊pm的變形例。此外，在變形例中，對與圖9或者圖1所示的功率模塊pm的結(jié)構(gòu)相同的部件附加相同的符號，除必要的情況之外，不重復(fù)其說明。

(變形例)

如圖10所示，在變形例的功率模塊pm中，與上述圖3所示的構(gòu)造同樣地，具備2個功率半導(dǎo)體元件4，布線材料2利用接合材料5被連接成跨過該2個功率半導(dǎo)體元件4之間。

在該變形例的功率模塊pm中，也針對2個功率半導(dǎo)體元件4的各個形成有間隙部3。由此，能夠緩和各個功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1之間的界面處的應(yīng)力。其結(jié)果，能夠使密封樹脂1不易從功率半導(dǎo)體元件4剝離，抑制剝離擴展。

實施方式4

在這里，說明應(yīng)用具備板狀部和凸部的布線材料作為電連接到功率半導(dǎo)體元件的布線材料的功率模塊的第3例。

如圖11所示，在功率模塊pm中，布線材料2具有平板狀導(dǎo)電體204和凸部203。利用接合材料5將布線材料2的凸部203與形成于功率半導(dǎo)體元件4的一個表面的電極電連接且機械連接。特別是，該布線材料2的平板狀導(dǎo)電體204與凸部203被設(shè)為分體。

凸部203包括塊狀導(dǎo)電體10以及將該塊狀導(dǎo)電體10接合到平板狀導(dǎo)電體204的接合材料9。此外，這以外的結(jié)構(gòu)與圖1所示的功率模塊pm相同，所以對相同的部件附加相同的符號，除必要的情況之外，不重復(fù)其說明。

接下來，說明具有上述布線材料2的功率模塊pm的制造方法的一個例子。首先，針對塊狀導(dǎo)電體10的全部六個面的各個面的至少一部分實施鍍鎳(ni)。由于鎳被焊錫濡濕，所以能夠?qū)嵤┝隋冩嚨膲K狀導(dǎo)電體10的任意的面焊接到平板狀導(dǎo)電體204。由此，能夠利用包括焊錫的接合材料9將塊狀導(dǎo)電體10固定于平板狀導(dǎo)電體204。

接下來，利用接合材料5將與配置有接合材料9的面對置的面與功率半導(dǎo)體元件4的電極電連接且機械連接。接下來，利用密封樹脂1對布線材料2以及功率半導(dǎo)體元件4等進行密封。此時，由于鎳與密封樹脂1的粘合力弱，所以，實施了鍍鎳的塊狀導(dǎo)電體10的側(cè)面成為有意地使密封樹脂1剝離而形成的間隙部3。由此制造功率模塊pm。

在上述功率模塊pm中，也以從接合材料5的端面起遍及位于該端面和與該端面隔開距離的布線材料2的凸部203的規(guī)定部位之間的布線材料2的表面的方式，在接合材料5的端面以及布線材料2的表面與密封樹脂1之間連續(xù)地形成有間隙部3。由此，能夠緩和功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1之間的界面處的應(yīng)力，使密封樹脂1不易從功率半導(dǎo)體元件4剝離，抑制剝離擴展。

另外，對與和接合材料5的端面隔開距離的布線材料2的凸部203的規(guī)定部位相比隔開更大距離的布線材料2的板狀部的表面202實施體現(xiàn)與密封樹脂1的錨固效應(yīng)的處理。由此，能夠有效地阻止剝離擴展。

接下來，說明上述功率模塊pm的變形例。此外，在變形例中，對與圖11或者圖1所示的功率模塊pm的結(jié)構(gòu)相同的部件附加相同的符號，除必要的情況之外，不重復(fù)其說明。

(變形例)

如圖12所示，在變形例的功率模塊pm中，與上述圖3所示的構(gòu)造同樣地具備2個功率半導(dǎo)體元件4，布線材料2利用接合材料5被連接成跨過該2個功率半導(dǎo)體元件4之間。

在該變形例的功率模塊pm中，也針對2個功率半導(dǎo)體元件4的各個形成有間隙部3。由此，能夠緩和各個功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1之間的界面處的應(yīng)力。其結(jié)果，能夠使密封樹脂1不易從功率半導(dǎo)體元件4剝離，抑制剝離擴展。

實施方式5

在這里，說明應(yīng)用具備板狀部和凸部的布線材料作為電連接到功率半導(dǎo)體元件的布線材料的功率模塊的第4例。

如圖13所示，在功率模塊pm中，布線材料2具有板狀部和凸部203。利用接合材料5將布線材料2的凸部203與形成于功率半導(dǎo)體元件4的一個表面的電極電連接且機械連接。

布線材料2的板狀部和凸部203被一體地形成，特別是，將凸部203與功率半導(dǎo)體元件4連接的接合材料5的端部(端面)從凸部203向功率半導(dǎo)體元件4以描繪出底部坡度平緩的方式呈現(xiàn)圓角的形狀。此外，這以外的結(jié)構(gòu)與圖1所示的功率模塊pm相同，所以對相同的部件附加相同的符號，除必要的情況之外，不重復(fù)其說明。

接下來，說明上述功率模塊pm的制造方法的一個例子。首先，為了使接合材料5的端部呈現(xiàn)圓角的形狀，在功率半導(dǎo)體元件4中與接合材料5接合的電極401和在布線材料2中被接合材料5濡濕的部位205的位置關(guān)系是重要的。在圖14中示出示意性地表示該位置關(guān)系的俯視圖。

為了使接合材料5的端部呈現(xiàn)圓角的形狀，首先，布線材料2被接合材料5濡濕的部位205的面積需要比電極401的面積小。接下來，該濡濕的部位205的區(qū)域需要位于電極401的區(qū)域內(nèi)。圖14示出滿足這樣2個條件的電極401與濡濕的部位205的位置關(guān)系的一個例子。

在滿足該條件的位置關(guān)系中，例如通過將如焊錫那樣在工藝中臨時地處于液體狀態(tài)的材料用作接合材料5，能夠?qū)⒔雍喜牧?的端部(端面)形成為圓角的形狀。在將接合材料5的端部形成為圓角的形狀之后，利用密封樹脂1對布線材料2以及功率半導(dǎo)體元件4等進行密封，從而制造功率模塊pm。

在上述功率模塊pm中，接合材料5的端部呈現(xiàn)圓角的形狀，從而位于該部分的密封樹脂1變成反映出該圓角的形狀的帶有圓形的形狀101。具有帶有該圓形的形狀101的密封樹脂1的部分位于密封樹脂1與功率半導(dǎo)體元件4粘合的部位的附近。

由此，功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1之間的界面處的應(yīng)力緩和效果更高，能夠抑制剝離從間隙部3向功率半導(dǎo)體元件4與密封樹脂1粘合的界面進一步擴展。

此外，關(guān)于在各實施方式中說明的功率模塊，根據(jù)需要能夠進行各種組合。

本次公開的實施方式是示例，并不限制于此。本發(fā)明不是通過在上面說明的范圍而是通過權(quán)利要求書來表示，旨在包括與權(quán)利要求書等同的含義以及范圍內(nèi)的全部變更。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明能夠有效地用于利用密封樹脂對功率半導(dǎo)體元件等進行密封的功率模塊。