[发明专利]功率模块

摘要

本发明的功率模块中，在电路层(12)中的与半导体元件(3)的接合面设置有由铜或铜合金构成的铜层，且在电路层(12)与半导体元件(3)之间形成有使用焊锡材料形成的焊锡层(20)。在焊锡层(20)中的与电路层(12)之间的界面形成有合金层(21)，该合金层(21)作为主成分含有Sn，并且含有0.5质量％以上10质量％以下的Ni和30质量％以上40质量％以下的Cu，该合金层(21)的厚度设定在2μm以上20μm以下的范围内，在功率循环试验中，在通电时间5秒、温度差80℃的条件下负载10万次功率循环时的热阻上升率低于10％。

主权项

1.一种功率模块，其具备在绝缘层的一个面配设有电路层的功率模块用基板和接合于所述电路层上的半导体元件，该功率模块的特征在于，在所述电路层中的与所述半导体元件的接合面设置有由铜或铜合金构成的铜层，所述电路层还具备形成于所述绝缘层的一个面的铝层，所述铜层层压于所述铝层的一个面侧，所述铝层的另一面与所述绝缘层的第一面接合，在所述电路层与所述半导体元件之间形成有使用焊锡材料形成的焊锡层，所述焊锡层的厚度设在50μm以上200μm以下的范围内，在所述焊锡层中的与所述电路层之间的界面形成有合金层，该合金层作为主成分含有Sn，并且含有0.5质量％以上10质量％以下的Ni和30质量％以上40质量％以下的Cu，该合金层的厚度设定在2μm以上20μm以下的范围内，所述合金层具有由(Cu,Ni)6Sn5构成的金属间化合物，在功率循环试验中，在通电时间5秒、温度差80℃的条件下负载10万次功率循环时的热阻上升率低于10％，在所述电路层的表面形成有作为Cu和Sn的金属间化合物的Cu3Sn的金属间化合物层，在所述金属间化合物层上层压配置有所述焊锡层，所述金属间化合物层的厚度设为0.8μm以下，通过所述铜层的Cu向焊锡材料侧扩散，由包含Cu、Ni、Sn的金属间化合物(Cu,Ni)6Sn5构成的析出物颗粒分散在所述焊锡层的内部。