[发明专利]半导体装置的制造方法以及半导体装置

说明书

本发明提供一种半导体装置的制造方法，包含以下工序。准备半导体单元的工序，该半导体单元具有具备散热部的第一主面和与第一主面对置的第二主面，并且搭载有半导体芯片；准备具有平坦面的冷却器的工序；在半导体单元的第一主面或者冷却器的平坦面涂布含有金属纳米粒子的糊料的工序；隔着糊料使半导体单元的第一主面与冷却器的平坦面接触的工序；以及在将糊料升温的同时向半导体单元的第二主面施加在平面内均匀的加压力，将糊料烧结而形成接合层的工序。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置的制造方法以及半导体装置。

背景技术

图10是现有的半导体模块500的主要部分截面图。在图10中示出将该半导体模块500固定在金属制的冷却器62的状态。

现有的半导体模块500具备金属基板51；绝缘基板54，用焊料53将背面的金属板52固着在金属基板51；以及半导体芯片57，用焊料56固着在该绝缘基板54的正面的电路板55。另外，具备固着在金属基板51的树脂制的壳体58、与壳体58一体成型的外部端子59以及与半导体芯片57、电路板55和外部端子59连接的导线60。进一步地，还具备填充壳体58的胶等密封材料61。并且，在金属板52和冷却器62之间夹有导热性良好的复合物63而将冷却器62固定。

图11是其他的现有的半导体模块600的主要部分截面图。

与上述半导体模块500不同，在绝缘基板54的正面的电路板55具备用焊料56固着的半导体芯片57和外部端子65(金属条)。另外，具备使折弯的外部端子65的前端部65a与金属板52的背面52a和侧面52b的一部分露出而密封的模压树脂66。外部端子65的前端部65a配置在从模压树脂66的表面形成的凹部中埋入了金属制的螺母67的螺母套68之上。利用在上述外部端子65的前端部65a形成的未图示的贯通孔和该螺母套，用螺栓将外部端子65和未图示的外部布线条固定。

通过半导体模块500或半导体模块600，能够形成逆变电路的单相电路、双相电路或者三相电路。

在该半导体模块500以及半导体模块600中，在金属基板51的背面51a与冷却器62的平坦面62a之间，由于翘曲等的影响而形成间隙。于是涂布流动性良好的复合物63或涂布厚的复合物63等，在间隙内使复合物63浸润扩展。并且通过使复合物63容易浸润扩展来提高金属基板51与冷却器62的密合性。

另外，在专利文献1中记载了关于通过金属纳米粒子固着了半导体装置和冷却器的电子工业用设备。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-232366号公报

发明内容

技术问题

然而，流动性高的复合物63由于金属基板51的反复的热变形而被挤出至间隙的外侧。因此，金属基板51的背面51a与冷却器62的平坦面62a的密合性容易降低。另外，复合物63的导热率为大约1W/m·k的程度，与铜的导热率390W/m·k或铝的导热率240W/m·k相比，是非常低的。因此复合物63涂布得越厚，冷却性能越低。另外，接合绝缘基板54和金属基板51的焊料53的导热率为50W/m·k的程度，与铜或铝相比也为低的值。需要应用代替该复合物63和焊料53的导热率高的材料，以提高半导体模块的冷却性能。

另外，在专利文献1中记载了在半导体装置和冷却器之间隔着金属纳米粒子进行加压，从而固着半导体装置和冷却器的方法。但没有关于为了获得良好的接合性而施加均匀的加压力和/或关于接合面的形状的记载。

技术方案