功率半導體組件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及IGBT組件等功率半導體組件，特別涉及在半導體元件上配置的板狀的導電部件之上用導線(wire)或條帶(ribbon)形成布線的功率半導體組件。
【背景技術】
[0002]IGBT組件等功率半導體組件因為每個半導體元件處理數(shù)十?數(shù)百A的大電流，所以伴隨半導體元件的較大發(fā)熱。近年來，要求功率半導體元件進一步小型化，有發(fā)熱密度越發(fā)上升的趨勢。由Si或SiC構成的半導體元件通過由銅或鋁等構成的導線、條帶等與其他元件或電極連接，但因為半導體元件與布線材料的熱膨脹率存在差異，所以在反復開關動作(通電的接通(ON)和斷開(OFF)的動作)時，存在接合部因熱疲勞而被破壞的問題。
[0003]于是，作為提高布線連接的可靠性的技術，專利文獻I中公開了在半導體芯片上用焊料連接熱擴散金屬板，將熱擴散金屬板和絕緣基板上的布線圖案用厚度100?200 μπι程度的較薄金屬(條帶)連接的結構的功率半導體組件。專利文獻I中，記載:具有用熱擴散金屬板使中心部為高溫的半導體芯片均熱化的效果。同樣，作為用導電性的金屬板提高布線連接的可靠性的技術，有專利文獻2。專利文獻2中，介紹了從應力緩沖的觀點考慮的解決方法:用2片熱膨脹系數(shù)在布線部件與半導體元件的中間的金屬板，消除熱膨脹系數(shù)差較大的連接部。
[0004]S卩，用接合材料連接在半導體芯片上的熱擴散金屬板是如果使用適當?shù)臒崤蛎浵禂?shù)的材料就能夠使芯片的溫度分布均勻化并且能夠降低布線接合部的熱應力的有力的連接可靠性提高手段。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2013-197560號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2012-28674號公報

【發(fā)明內容】

[0009]發(fā)明想要解決的技術問題
[0010]但是，現(xiàn)有結構的熱擴散金屬板，就沿著芯片面的平面方向的布局而言，并不是在熱擴散和邦定(bonding)布局的方面得到優(yōu)化的熱擴散金屬板。例如在IGBT元件(絕緣柵雙極型晶體管)中，形成發(fā)射極電極(主電極)和柵極電極(控制電極)作為正面電極，形成集電極電極(主電極)作為背面電極。柵極電流僅在導通和截止的較短期間流過，瞬間流過的電流量也只有發(fā)射極-集電極之間流過的電流的數(shù)十分之一至數(shù)百分之一程度。因此，相對于發(fā)射極電極，柵極電極的發(fā)熱量較小，必須要特別對發(fā)射極電極進行高效冷卻。但是，專利文獻1、2中記載的現(xiàn)有結構中，存在如下技術問題:其雖然記載了在發(fā)射極電極上連接的導電部件和柵極布線，但只是并列配置，并沒有進行用于對高發(fā)熱部分進行高效冷卻的芯片上的詳細布局的優(yōu)化。
[0011]此外，形成源極電極(主電極)和柵極電極(控制電極)作為正面電極、形成漏極電極(主電極)作為背面電極的MOSFET元件(絕緣柵型場效應晶體管)也是流過主電極間的電流量比流過柵極電極的電流量更大，具有高發(fā)熱部和低發(fā)熱部，如何對高發(fā)熱部分進行高效冷卻，是晶體管元件的共同的技術問題。
[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠對晶體管元件的高發(fā)熱部分高效地進行冷卻、布線接合部的連接可靠性優(yōu)秀的功率半導體組件。
[0013]用于解決問題的技術方案
[0014]用于解決上述技術問題的本發(fā)明的一種結構，特征在于:“一種功率半導體組件，其特征在于，包括:散熱板；通過接合材料與上述散熱板連接的、在絕緣基板的正面形成有布線的電路基板；晶體管元件，具有形成在一方的面的主電極和控制電極以及形成在另一方的面的背面電極，上述背面電極通過接合材料與上述電路基板連接；與上述主電極通過接合材料接合的第一導電部件；和使上述第一導電部件和上述控制電極與其他元件或電路基板電連接的導線(wire)或帶(ribbon)狀的連接端子，上述控制電極配置在上述主電極的角部，上述第一導電部件是將上述控制電極之上的部分切掉的形狀”。如果采用使控制電極配置在主電極的角部并且使第一導電部件與主電極連接、第一導電部件成為將控制電極之上的部分切掉的形狀這樣的結構，則能夠使導電部件沒有孔或槽地連續(xù)地以最大面積覆蓋相對于控制電極作為高發(fā)熱部分的主電極，在導電部件中傳熱路徑不會被遮擋，可以得到較高的均熱化效果。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠對晶體管元件的高發(fā)熱部分進行高效冷卻、布線接合部的連接可靠性優(yōu)秀的功率半導體組件。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示本發(fā)明的一個實施方式的功率半導體組件的結構的立體圖。
[0018]圖2是表示本發(fā)明的一個實施方式的功率半導體組件的結構的立體圖。
[0019]圖3是表示本發(fā)明的一個實施方式的功率半導體組件的結構的頂視圖和截面圖。
[0020]圖4是表示使用現(xiàn)有的布線方法的功率半導體組件的結構的頂視圖和截面圖。
[0021]圖5是表示本發(fā)明的一個實施方式的功率半導體組件的結構的頂視圖。
[0022]圖6是表示本發(fā)明的一個實施方式的功率半導體組件的結構的頂視圖。
[0023]圖7是表示本發(fā)明的一個實施方式的功率半導體組件的結構的頂視圖。
[0024]圖8是表示本發(fā)明的一個實施方式的功率半導體組件的結構的頂視圖。
[0025]附圖標記說明
[0026]I 散熱板
[0027]2 絕緣基板
[0028]3 布線圖案
[0029]4 接合材料
[0030]5 晶體管元件
[0031]6 主電極
[0032]7 控制電極
[0033]8正面電極
[0034]9接合材料
[0035]10導電部件
[0036]11連接端子
[0037]12連接端子
[0038]21接合材料
[0039]22導電部件
[0040]23連接端子
[0041]31二極管元件
[0042]32導電部件
[0043]33主電極
[0044]34導電部件
[0045]35控制電極
[0046]36連接端子
[0047]37連接端子
[0048]41,42,43,44 連接端子
[0049]61導電部件
[0050]62連接端子
[0051]71連接端子
【具體實施方式】
[0052]以下用【附圖說明】實施例。
[0053]【實施例1】
[0054]圖1示出了表示本發(fā)明的一個實施方式的功率半導體組件的結構的立體圖。圖1(a)表示層疊結構體，為了易于理解地示出晶體管元件的電極配置而在圖1(b)中僅抽取描繪了晶體管元件。在圖1(a)中，在由銅、AlSiC等構成的散熱板I上通過焊料等接合材料(未圖示)接合有電路基板。構成電路基板的絕緣基板2中，使用氮化鋁、氮化硅、氧化鋁等，在其正面通過硬釬焊等接合有由鋁或銅等金屬導體形成的布線圖案3，在背面通過硬釬焊等接合有由鋁或銅等金屬導體形成的金屬箔。
[0055]在布線圖案3之上通過接合材料4接合有晶體管元件5。使用焊料或燒結性的銀或銅的微粒漿料(paste)作為接合材料。也能夠使用通過還原生成銀或銅的氧化銀或氧化銅的微粒漿料。根據(jù)接合材料的種類，為了提高接合材料的潤濕性和確保接合強度，而對布線圖案3實施鍍銀或鍍鎳。晶體管元件5使用Si或SiC作為材料，使用IGBT (InsulatedGate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極型晶體管)或MOSFET(Metal Oxide SemiconductorField-Effect Transistor:金屬氧化物半導體場效應晶體管)作為元件的種類。此處，在晶體管元件5的正面如圖1 (b)所示地形成有主電極6和控制電極7。在背面雖然未圖示，但形成有另一個主電極。
[0056]IGBT元件中，形成發(fā)射極電極(主電極)和柵極電極(控制電極)作為正面電極，形成集電極電極(主電極)作為背面電極。MOSFET元件中，形成源極電極(主電極)和