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半导体模

阅读:683发布:2020-05-13

专利汇可以提供半导体模专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且得到能够在抑制制造成本的增大的同时,未然地探测半导 体模 块 的破坏的 半导体 模块。半导体模块(10000)具备半导体元件(1)、 电路 基板 (3)、 电阻 体(5)、第1布线部件(4)以及探测部(12)。电路基板(3)包括电路图案(301b)。电阻体(5)与电路图案(301b)的表面连接。第1布线部件(4)直接连接半导体元件(1)和电阻体(5),流过从半导体元件(1)流向电路图案(301b)的 电流 的至少一部分。探测部(12)探测电阻体(5)中的 电压 下降值的变化以及电阻体(5)中的电流值的变化的至少任意一方。,下面是半导体模专利的具体信息内容。

1.一种半导体模,具备:
半导体元件;
电路基板,包括电路图案;
电阻体,与所述电路图案的表面连接;
第1布线部件,直接连接所述半导体元件和所述电阻体,流过从所述半导体元件流向所述电路图案的电流的至少一部分;以及
探测部,探测所述电阻体中的电压下降值的变化及所述电阻体中的电流值的变化的至少任意一方。
2.根据权利要求1所述的半导体模块,其中,
还具备直接连接所述半导体元件和所述电路图案的第2布线部件。
3.根据权利要求1或者2所述的半导体模块,其中,
所述第1布线部件是金属线以及金属带中的任意一方。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的半导体模块,其中,具备:
第3布线部件,对所述探测部和所述电阻体进行电连接;以及
第4布线部件,经由所述电路图案对所述电阻体和所述探测部进行电连接,所述第1布线部件包括与所述电阻体连接的端部,
所述第3布线部件包括与所述第1布线部件的所述端部重叠并且与所述端部直接连接的连接部。
5.根据权利要求4所述的半导体模块,其中,
所述第3布线部件以及所述第4布线部件是金属线以及金属带中的任意一方。
6.根据权利要求1~3中的任意一项所述的半导体模块,其中,
所述第1布线部件包括连接所述电阻体和所述探测部的部分。
7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的半导体模块,其中,
所述电阻体与所述电路基板独立且与所述电路图案的表面连接。
8.根据权利要求1~6中的任意一项所述的半导体模块,其中,
所述电阻体是在所述电路图案的表面上形成的膜。

说明书全文

半导体模

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体模块,特别涉及能够探测状态的半导体模块。

背景技术

[0002] 以往,已知功率模块等半导体模块。在半导体模块中,由于与半导体元件的电极连接的线断裂这样的理由,有时发生通电不良而半导体模块破损。以往提出了未然地探测这样的半导体模块的破损的方法。
[0003] 在日本特开2005-286009号公报(以下称为专利文献1)中,提出了对半导体元件与对主电流进行通电的线独立地连接虚设线,未然地探测半导体模块的破损的方法。专利文献1中的虚设线相比于对主电流进行通电的线,接合强度更弱而先断裂。因此,通过在对主电流进行通电的线破损之前探测该虚设线的断裂,能够未然地探测半导体模块破坏。
[0004] 在日本特开平10-56130号公报(以下称为专利文献2)中,公开了半导体元件的发射极电极和2个导出端子电极分别通过线连接,2个导出端子电极之间通过电阻体连接,能够测定2个导出端子电极之间的电压值的半导体模块。在专利文献2公开的半导体模块中,通过测定2个导出端子电极之间的电压值,能够检测一方的导出端子电极和线的电迁移所致的连接部的劣化。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本特开2005-286009号公报
[0008] 专利文献2:日本特开平10-56130号公报

发明内容

[0009] 在上述专利文献1公开的半导体模块中,对半导体元件连接虚设线,所以多余地需要半导体元件的面积。半导体元件在半导体模块的结构部件之中也非常昂贵,半导体元件的面积大成为半导体模块的制造成本增加的主要原因。
[0010] 在上述专利文献2公开的半导体模块中,设为为了测定上述电压值而用电阻体连接2个导出端子电极之间的结构,所以在不进行该电压值的测定的情况下,即相比于连接仅1个导出端子电极和发射极电极的结构,半导体模块的面积更大。因此,构成半导体模块的部件的尺寸也变大,其结果,半导体模块的制造成本增加。
[0011] 本发明是为了解决如上述的问题而完成的,其目的在于得到一种能够在抑制半导体模块的制造成本的增大的同时,未然地探测半导体模块的破坏的半导体模块。
[0012] 本公开所涉及的半导体模块具备半导体元件、电路基板、电阻体、第1布线部件以及探测部。电路基板包括电路图案。电阻体与电路图案的表面连接。第1布线部件直接连接半导体元件和电阻体。在第1布线部件中流过从半导体元件流向电路图案的电流的至少一部分。探测部探测电阻体中的电压下降值的变化以及电阻体中的电流值的变化的至少任意一方。
[0013] 根据本公开,能够通过探测部检测经由第1布线部件的半导体元件和电路图案的连接状态的变化。因此,能够根据由探测部检测上述变化,未然地探测半导体模块的破坏。进而,没有为了探测半导体模块的破坏而使用如以往那样的虚设线,所以不会起因于该虚设线的设置而多余地需要半导体元件的面积。因此,能够抑制半导体模块的制造成本的增大。
附图说明
[0014] 图1是示出本发明的实施方式1所涉及的半导体模块的基本结构的剖面示意图。
[0015] 图2是示出图1所示的半导体模块的具体的结构的部分立体示意图。
[0016] 图3是图2所示的半导体模块的变形例的部分剖面放大示意图。
[0017] 图4是图2所示的半导体模块的其他变形例的部分剖面放大示意图。
[0018] 图5是本发明的实施方式2所涉及的半导体模块的部分立体示意图。
[0019] 图6是本发明的实施方式3所涉及的半导体模块的部分立体示意图。
[0020] 图7是示出图6所示的半导体模块的具体例的部分剖面示意图。
[0021] 图8是本发明的实施方式4所涉及的半导体模块的部分剖面示意图。
[0022] 图9是图8所示的半导体模块的部分示意图。
[0023] 图10是本发明的实施方式5所涉及的半导体模块的部分立体示意图。
[0024] 图11是图10所示的区域XI的放大示意图。
[0025] (符号说明)
[0026] 1:半导体元件;2、6、16:接合材料;3:电路基板;4、10:布线部件;5:电阻体;5a:第1区域;5b:第2区域;5c:第3区域;7:基体板;8:壳体;9:密封材料;11:外部端子;12:探测部;13:印刷基板;17:表面;41、43、1210:端部;41a、401a、1210a:凹部;42:区域;301a、301b、
1302a、1302b:电路图案;302:绝缘性部件;303:部件;401a~401d:第1布线部件;402a~
402d:第2布线部件;1201a:第3布线部件;1201b:第4布线部件;1301:切口部;10000:半导体模块。

具体实施方式

[0027] 以下,根据附图,说明本发明的实施方式。此外,在以下的附图中,对同一或者相当的部分附加同一参照编号,不反复其说明。
[0028] 实施方式1.
[0029] <半导体模块的结构>
[0030] 图1是示出作为本发明的实施方式1所涉及的功率模块的半导体模块10000的基本结构的剖面示意图。图2是示出图1所示的半导体模块10000的具体的结构的部分立体示意图。如图1所示,半导体模块10000主要具备基体板7、作为绝缘电路基板的电路基板3、壳体8、作为功率半导体元件的半导体元件1、作为探测机构的探测部12以及外部端子11。电路基板3包括绝缘性部件302、板状的部件303、电路图案301a(第1电路图案)以及电路图案301b(第2电路图案)。绝缘性部件302具有例如板状的形状。部件303与绝缘性部件302的一方的表面连接。电路图案301a、301b配置于在绝缘性部件302中位于与连接部件303的一方的表面相反的一侧的另一方的表面上。
[0031] 在半导体模块10000中,在基体板7的外周部连接壳体8。壳体8以包围基体板7的外周部的方式具有环状的形状。在由基体板7和壳体8包围的内部,配置有半导体元件1以及电路基板3。半导体元件1以及电路基板3被密封材料9绝缘密封。
[0032] 半导体元件1通过接合材料2,与构成电路基板3的电路图案301a的表面接合。半导体元件1的主面中的、面对电路基板3的背面经由接合材料2与电路图案301a接合。在半导体元件1中位于与和接合材料2接触的背面相反的一侧的表面,连接布线部件4的一端。布线部件4的另一端朝向未配置半导体元件1的电路图案301b延伸。在布线部件4的另一端与电路图案301b之间,存在电阻体5。即,布线部件4经由电阻体5与电路图案301b连接。由此,在从电路图案301b至电路图案301a的包括半导体元件的电流路径中流过的电流的至少一部分在电阻体5中流过。
[0033] 电路基板3通过接合材料6与基体板7面接合。在电路基板3的电路图案301a安装有布线部件10的一端。布线部件10的另一端被埋入到壳体8的内部并且与外部端子11连接。对电阻体5连接测定电阻体5中的电压下降值或者电流值的探测部12。在此,在电阻体5中存在2个主面。一方的主面被连接布线部件4。另一方的主面与电路图案301b连接。探测部12的2个端子中的一方经由第3布线部件1201a与电阻体5的一方的主面连接。探测部12的2个端子中的另一方经由第4布线部件1201b与电路图案301b连接。探测部12的一方的端子是与电阻体5的一方的主面实质上相同的电位。探测部12的另一方的端子是与电阻体5的另一方的主面实质上相同的电位。第3及第4布线部件1201a、1201b都与接近电阻体5的区域或者电阻体
5自身连接。因此,通过探测部12正确地测定电阻体5中的电流值或者电压下降值。
[0034] 此外,在上述说明中,作为半导体模块10000例示了壳体型的功率模块,但在例如模制型模块等与图1所示的半导体模块10000不同的种类的功率模块中,也能够应用本发明的实施方式所涉及的构造。
[0035] 半导体元件1也可以是绝缘栅型双极性晶体管(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)、续流二极管(FWD:Free Wheel Diode)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,金属化物半导体场效应晶体管)等。在图1的半导体模块10000中,半导体元件1的数量是一个,但半导体元件1的数量不限定于一个。半导体模块
10000也可以具备多个半导体元件1。例如,在半导体模块10000构成的电路设计中,也可以作为半导体元件1选择性地具备多个功率半导体元件。
[0036] 接合材料2能够将半导体元件1与电路基板3连接即可,能够使用任意的材料。接合材料2典型地是无铅焊料。作为接合材料2,除此以外还能够选择纳米粒子膏以及作为所谓导电性粘接剂的包含环氧树脂的银膏等,但不限定于此。
[0037] 作为构成电路图案301a、301b的材料,只要是具有导电性的材料,则能够使用任意的材料。例如,作为电路图案301a、301b的材料,典型地使用Cu、Al等金属,除此以外,使用具有高的电传导性的材料即可。
[0038] 在构成电路基板3的绝缘性部件302中,能够使用作为无机材料的陶瓷、例如氧化(Aluminum Oxide)、氮化铝(Aluminum Nitride)、氮化(Silicon Nitride)等。另外,也可以在绝缘性部件302中,使用在有机材料、例如环氧树脂、聚酰亚胺树脂、氰酸酯系树脂等中填充填料而得到的例子。作为填料,能够使用例如陶瓷填料。作为陶瓷填料的材料,也可以使用例如氧化铝(Aluminum Oxide)、氮化铝(Aluminum Nitride)、氮化(Boron Nitride)等。此外,绝缘性部件302的材料不限定于以上所示的例子。
[0039] 作为部件303的材料,能够使用例如金属。作为部件303的材料,典型地使用Cu、Al。作为部件303的材料,使用具有高的热传导性的材料即可。在布线部件4中,能够使用例如由金属构成的线或者带等。作为构成布线部件4的材料,能够使用铝(Al)或者(Cu)、或者以这些金属为主体的合金。布线部件4的材料是具有导电性的材料即可,不限定于上述材料。
[0040] 作为接合材料6的材料,只要能够将电路基板3固定到基体板7,则能够应用任意的材料。作为接合材料6,典型地使用无铅焊料。作为基体板7的材料,使用热传导性良好的材料即可。例如,作为基体板7的材料能够使用铜。
[0041] 作为壳体8的材料,能够使用耐热性高的绝缘性的材料。例如,作为壳体8的材料,能够使用聚苯硫醚(Poly Phenylen Sulfide)、聚对苯二甲酸丁二酯(Poly Butylene Terephthalate)等耐热性高的热可塑性树脂。
[0042] 作为密封材料9的材料,能够使用任意的绝缘性的材料。例如,作为密封材料9的材料,能够使用硅系的树脂材料。另外,作为密封材料9的材料,例如,也可以使用聚酯树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、橡胶材料等。另外,也可以作为密封材料9使用层叠多个部件而成的层叠体。例如,也可以将在硅胶的层上层叠环氧树脂的层而成的层叠体用作密封材料9。构成密封材料9的层叠体中的层的层叠数也可以是3以上。
[0043] 布线部件10以及外部端子11的材料根据电气特性以及机械特性优选使用金属。例如,布线部件10以及外部端子11的材料也可以是铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、镍(Ni)、金(Au)中的任意材料或者以这些金属中的任意材料为主体的合金。以上仅为例示,不限定于此。
[0044] 参照图2,说明图1所示的半导体模块10000的具体的结构例。图2是用于详细说明本发明的实施方式1的特征的立体示意图。在图2中,仅抽选图1所示的结构中的、详细说明所需的部分。
[0045] 如图2所示,对半导体元件1连接多个布线部件4。关于作为多个布线部件4中的一部分的第1布线部件401a~401d,在电阻体5中位于与和电路图案301b连接的部位相反的一侧的面直接接合其一端。第1布线部件401a~401d的另一端与在半导体元件1中位于与和电路图案301a连接的部位相反的一侧的面直接接合。关于作为多个布线部件4中的另一部分的第2布线部件402a、402b,未在电阻体5中布线而对电路图案301b直接接合其一端。第2布线部件402a、402b的另一端与在半导体元件1中位于与和电路图案301a连接的部位相反的一侧的面直接接合。电阻体5包括连接第1布线部件401a~401d的第1区域5a及第2区域5b以及连接该第1区域5a和第2区域5b的第3区域5c。第1区域5a和第2区域5b隔开间隔而配置。第1布线部件401a、401b与电阻体5的第1区域5a连接。第1布线部件401c、401d与电阻体5的第2区域5b连接。第2布线部件402a、402b与在第1区域5a与第2区域5b之间露出的电路图案301b的表面部分连接。
[0046] 根据这样的结构,在从电路图案301b至电路图案301a的包括半导体元件1的电流路径中流过的电流的至少一部分在电阻体5中流过。在电阻体5中布线的第1布线部件401a~401d中,流过从半导体元件1流向电路图案301b的电流的至少一部分。而且,在电阻体5中未布线的第2布线部件402a、402b成为相比于在电阻体5中布线的第1布线部件401a~401d,在视为通电路径时电阻低电阻体5的量的通电路径。因此,第2布线部件402a、402b由于每1根布线部件的电流大于第1布线部件401a~401d,所以其结果比第1布线部件401a~401d更优先地断裂。在第2布线部件402a、402b断裂时,所有电流经由第1布线部件401a~401d流入到电阻体5,所以电阻体5中的电流增大。其结果,能够通过探测部12探测电阻体5中的电流值的增加或者电压下降值的增加。
[0047] 在由探测部12测定出电阻体5中的电流值或者电压下降值的增大的时间点,作为用于通电的线或者带的第1布线部件401a~401d大量残存。因此,在该时间点,半导体模块10000的功能不会立即受损。如以上所述,能够在其功能完全丧失之前,可靠地探测半导体模块10000的故障。
[0048] 电阻体5能够具有任意的形状。电阻体5的形状也可以是具有2个以上的主面的形状,是例如块状、薄板状的形状。电阻体5和电路图案301b也可以如图1以及图2所示,使用例如声波接合法等不经由接合材料而直接接合。
[0049] 如图3所示,还能够使用焊料等接合材料16接合电阻体5和电路图案301b。图3是图2所示的半导体模块10000的变形例的部分剖面放大示意图。在图3中,电阻体5的2个主面中的面对电路图案301b的主面经由接合材料16与电路图案301b连接。接合材料16只要是导电性的材料,则能够由任意的材料构成。
[0050] 电阻体5也可以通过如图4所示,在电路图案301b的表面17上直接将应成为电阻体5的材料进行成膜来形成。在对电阻体5进行成膜的情况下,能够使用例如蒸法、将应成为电阻体5的含有金属微粒子的烧结膏涂敷到电路图案301b的表面而进行热处理这样的方法。只要电阻体5和电路图案301b能够机械并且电连接,则作为电阻体5的材料能够使用任意的材料。典型地,作为电阻体5,既可以使用铜箔和焊料接合材料的复合体,也可以使用在电路图案301b的表面使用蒸镀法形成的镍铬合金层。
[0051] 电阻体5的电阻值在本实施方式中重要。在增大电阻体5的电阻值时,探测部12中的电流值或者电压变动值的变动的探测变得容易。但是,向在电阻体5中未布线的第2布线部件402a、402b的电流集中变得过剩,第2布线部件402a、402b有可能早期断裂。在该情况下,在比实际的模块寿命过早的定时,探测半导体模块10000的状态变化。其结果,存在将半导体模块10000的模块寿命过小评价的可能性。因此,电阻体5的电阻值应小于第1布线部件401a~401b的电阻值。例如,在将长度20mm、直径300μm的铝线用作第1布线部件401a~401d的情况下,第1布线部件401a~401d的电阻值是2.1mΩ。能够使电阻体5的电阻值小于2.1mΩ。在该情况下,作为电阻体5,能够使用金属薄板或者薄膜
[0052] <作用效果>
[0053] 本公开所涉及的半导体模块10000具备半导体元件1、电路基板3、电阻体5、第1布线部件401a~401d以及探测部12。电路基板3包括电路图案301b。电阻体5与电路图案301b的表面连接。第1布线部件401a~401d连接半导体元件1和电阻体5。即,第1布线部件401a~401d直接连接半导体元件1和电阻体5,流过从半导体元件1流向电路图案301b的电流的至少一部分。探测部12探测电阻体5中的电压下降值的变化以及电阻体5中的电流值的变化的至少任意一方。
[0054] 由此,在半导体元件1和第1布线部件401a~401d的连接部、第1布线部件401a~401d自身、以及第1布线部件401a~401d和电阻体5的连接部的任意部分中有局部的断裂的发展、接合不良的发生这样的状态变化的情况下,电阻体5中的电压下降值或者电流值变化。在上述半导体模块10000中,能够通过探测部12探测该变化。即,能够通过探测部12,探测经由第1布线部件401a~401d的半导体元件1和电路图案301b的连接状态的变化。因此,能够根据由探测部12探测上述变化,未然地探测半导体模块10000的破坏。因此,能够在半导体模块10000完全破损之前,进行半导体模块10000的检查等维护。进而,通过第1布线部件401a~401d与电阻体5直接连接,第1布线部件401a~401d的状态变化直接影响电阻体5中的电压下降值或者电流值。因此,能够高灵敏度地探测第1布线部件401a~401d的状态变化。
[0055] 在上述半导体模块10000中,没有为了探测半导体模块10000的破坏而使用如以往那样的虚设线,所以不会起因于该虚设线的设置多余地需要半导体元件1的面积。进而,第1布线部件401a~401d经由电阻体5与电路图案301b连接,所以能够比在与第1布线部件401a~401d和电路图案301b的连接部不同的位置配置电阻体5的情况,减小半导体模块10000的尺寸。因此,能够抑制半导体模块10000的制造成本的增大。
[0056] 上述半导体模块10000如图2所示还具备第2布线部件402a、402b。第2布线部件402a、402b直接连接半导体元件1和电路图案301b。
[0057] 在该情况下,能够使作为第2电流路径的第2布线部件402a、402b的电阻值比从半导体元件1至电路图案301b的包括第1布线部件401a~401d和电阻体5的第1电流路径的电阻值低。因此,在构成并联电路的第1及第2电流路径中,在作为第2电流路径的第2布线部件402a、402b中流过的电流值大于在第1电流路径中流过的电流值。因此,第2布线部件402a、
402b的通电所引起的破损的发生概率更高。在第2布线部件402a、402b破损的情况下,第1电流路径中的电流值变高,其结果,电阻体5中的电流值变化。另外,此时第1电流路径是能够通电的状态,所以半导体模块10000的功能自身不会立即受损。其结果,不会损害半导体模块10000的功能,而能够探测与该半导体模块10000的破损相关联的状态变化。
[0058] 在上述半导体模块10000中,第1布线部件401a~401d是金属线以及金属带中的任意一方。第2布线部件402a、402b也可以是金属线以及金属带中的任意一方。第3布线部件1201a及第4布线部件1201b也可以是金属线以及金属带中的任意一方。在该情况下,由金属线或者金属带这样的比较一般的部件构成第1布线部件401a~401d、第2布线部件402a、
402b、第3布线部件1201a以及第4布线部件1201b,所以能够抑制半导体模块的制造成本的增大。
[0059] 在上述半导体模块10000中,电阻体5如图3等所示与电路基板3独立且与电路图案301b的表面连接。在该情况下,与电路基板3独立地准备电阻体5,所以能够增大电阻体5的材料、尺寸等选择的自由度
[0060] 在上述半导体模块10000中,电阻体5也可以是如图4所示在电路图案301b的表面上形成的膜。在该情况下,能够在电路图案301b表面上使用蒸镀法等来形成电阻体5,所以相比于与电路基板3独立地准备电阻体5的情况,能够使电阻体5的厚度更薄,并且能够更精密地调整膜厚。因此,能够实现更微小的电阻值,并且能够更细致地调节电阻值。
[0061] 实施方式2.
[0062] <半导体模块的结构>
[0063] 图5是本发明的实施方式2所涉及的半导体模块的部分立体示意图。此外,图5与图2对应。图5所示的半导体模块具备基本上与图1以及图2所示的半导体模块同样的结构,但布线部件4以及电阻体5的结构不同。以下,主要说明与实施方式1所涉及的半导体模块不同的部分,不反复关于重复的部分的说明。
[0064] 在图5所示的半导体模块中,在布线部件4中,对半导体元件1的中央区域,连接第1布线部件401a、401b的一端。第1布线部件401a、401b的另一端与电阻体5连接。另外,布线部件4中的、第2布线部件402a~402d的一端与半导体元件1的周边区域连接。第2布线部件402a~402d的另一端并非与电阻体5连接而与电路图案301b连接。
[0065] <作用效果>
[0066] 半导体元件1的周边部能够朝向半导体元件1的周围的电路基板3散热。另一方面,半导体元件1的中央部无法朝向周围高效地散热,所以是成为最高温的区域。在上述中央部的温度变高的情况下,位于半导体元件1的中央部的第1电极的温度以及与第1电极连接的第1布线部件401a、401b的温度也变高。因此,在半导体元件1的中央区域中布线的第1布线部件401a、401b优先地断裂。在第1布线部件401a、401b断裂时,在电阻体5中无法通电。因此,电阻体5中的电流值和电压下降值都成为零。能够通过探测部12,容易地探测这样的电流、电压下降成为零这样的显著的状态。在由探测部12探测到电阻体5中的电流值或者电压下降值成为零的时间点,作为能够在通电中利用的线或者带的第2布线部件402a~402d大量残存。因此,半导体模块的功能不会立即受损。如以上所述,能够未然地探测半导体模块10000的破坏。
[0067] 即,关于电阻体5中的电流值以及电压下降值成为零这样的显著的状态,利用探测部12的探测容易。由此,在例如半导体模块10000的动作中等针对电信号的外部干扰大的环境下,也能够可靠地探测半导体模块10000的状态变化。
[0068] 实施方式3.
[0069] <半导体模块的结构>
[0070] 图6是本发明的实施方式3所涉及的半导体模块的部分立体示意图。此外,图6与图2对应。图6所示的半导体模块具备基本上与图1以及图2所示的半导体模块同样的结构,能够得到同样的效果,但布线部件4、电阻体5以及探测部12的结构不同。以下,主要说明与实施方式1所涉及的半导体模块不同的部分,不反复关于重复的部分的说明。
[0071] 在图6所示的半导体模块中,对在电阻体5中布线的第1布线部件401a的端部,连接对探测部12和电阻体5进行电连接的第3布线部件1201a的端部。
[0072] 图7是示出图6所示的半导体模块的具体例的部分剖面示意图。参照图7,说明图6所示的半导体模块的具体例。
[0073] 在图7所示的半导体模块中,第1布线部件401a和第3及第4布线部件1201a、1201b为金属线,优选为以铝为主成分的金属线。第1布线部件401a针对半导体元件1以及电阻体5超声波接合。第3布线部件1201a针对第1布线部件401a的与电阻体5连接的端部41从该端部41上超声波接合。在图7中,第1布线部件401a和第3布线部件1201a被配置成朝向电阻体5从不同的方向、具体而言相反方向延伸。
[0074] 连接探测部12和电路图案301b的第4布线部件1201b的端部也通过线键合与电路图案301b的表面连接。金属线、特别是以铝为主成分的线的变形能优良。因此,如上所述能够容易地实施向端部41上的第3布线部件1201a的线键合。
[0075] <作用效果>
[0076] 上述半导体模块10000具备第3布线部件1201a和第4布线部件1201b。第3布线部件1201a对探测部12和电阻体5进行电连接。第4布线部件1201b经由电路图案301b对电阻体5和探测部进行电连接。第1布线部件401a包括与电阻体5连接的端部41。第3布线部件1201a包括与第1布线部件401a的端部41重叠并且与该端部41直接连接的作为连接部的端部
1210。
[0077] 在该情况下,将探测部12与电阻体5连接的第3布线部件1201a的端部1210与第1布线部件401a的端部41重叠,所以相比于该第1布线部件401a的端部41和第3布线部件1201a的端部1210位于不同的区域的情况,能够减小半导体模块的面积。从不同的观点而言,电阻体5、第1布线部件401a、第3布线部件1201a在其连接区域中层叠,所以该部分在电路基板3中所占的空间量(footprint)变小。在此,由于针对半导体模块的高集成化、高输出密度化的要求,半导体模块的空间量近年来处于缩小倾向。因此,通过采用如上述的成为小空间量的结构,能够增大本实施方式所涉及的半导体模块的向实际产品的应用可能性、半导体模块的设计自由度。
[0078] 实施方式4.
[0079] <半导体模块的结构>
[0080] 图8是本发明的实施方式4所涉及的半导体模块的部分剖面示意图。此外,图8与图7对应。图9是图8所示的半导体模块的部分示意图。图8以及图9所示的半导体模块具备基本上与图1以及图2所示的半导体模块同样的结构,能够得到同样的效果,但第1布线部件401a以及探测部12的结构不同。以下,主要说明与实施方式1所涉及的半导体模块不同的部分,不反复关于重复的部分的说明。
[0081] 在图8以及图9所示的半导体模块中,第1布线部件401a是例如金属线。第1布线部件401a在位于电阻体5之上的区域42中被针脚式键合。其结果,第1布线部件401a的区域42与电阻体5连接。之后,第1布线部件401a的端部43与配置于印刷基板13的表面的电路图案1302a连接。在印刷基板13的表面也形成有电路图案1302b。探测部12搭载于印刷基板13上。
探测部12与电路图案1302a、1302b连接。其结果,半导体元件1、电阻体5以及探测部12经由第1布线部件401a被电连接。
[0082] 印刷基板13如图8所示,配置于与电路基板3相向的位置。第4布线部件1201b的一端与印刷基板13的电路图案1302b连接。第4布线部件1201b的另一端与电路图案301b连接。
[0083] 在印刷基板13中,设置有用于使第1布线部件401a及第4布线部件1201b通过的切口部1301。印刷基板13成为如不妨碍第1布线部件401a及第4布线部件1201b的处置那样的尺寸/配置。例如,在俯视时,以使半导体元件1和第1布线部件401a的连接部以及电阻体5和第1布线部件401a的连接部不与印刷基板13重叠的方式,决定半导体模块的结构。在印刷基板13上设置有电路图案1302,由此探测部12和布线部件4被电连接。
[0084] <作用效果>
[0085] 在上述半导体模块10000中,第1布线部件401a包括作为连接电阻体5和探测部12的部分的从区域42至端部43的延伸部。在该情况下,第1布线部件401a连接半导体元件1和电阻体5,同时具有作为电阻体5和探测部12的连接部件的功能。而且,第1布线部件401a和电阻体5的连接部是区域42的1个部位,所以相比于在该电阻体5中关于第1布线部件401a和其他部件的各个形成连接部的情况,能够减小电阻体5的面积。在此,由于针对半导体模块的高集成化、高输出密度化的要求,半导体模块的空间量近年来处于缩小倾向。因此,通过采用如上述的成为小空间量的结构,能够增大本实施方式所涉及的半导体模块的向实际产品的应用可能性、半导体模块的设计自由度。
[0086] 实施方式5.
[0087] <半导体模块的结构>
[0088] 图10是本发明的实施方式5所涉及的半导体模块的部分立体示意图。图10与图2对应。图11是图10所示的区域XI的放大示意图。图10以及图11所示的半导体模块具备基本上与图1以及图2所示的半导体模块同样的结构,但布线部件4的结构不同。以下,主要说明与实施方式1所涉及的半导体模块不同的部分,不反复关于重复的部分的说明。
[0089] 在图10以及图11所示的半导体模块中,作为导电线的第1布线部件401a~401d的径比作为导电线的第2布线部件402a、402b的径相对地大。
[0090] <作用效果>
[0091] 通过设为如上述那样的结构,第2布线部件402a、402b的断裂比第1布线部件401a~401d的断裂更可靠地早。另外,通过第1布线部件401a~401d以及第2布线部件402a、402b的径(线径)的设计,能够调节在相对半导体模块的全部寿命期间经过何种程度的比例的期间时第2布线部件402a、402b断裂。
[0092] 另外,也可以在例如第1布线部件401a~401d以及第2布线部件402a、402b是带形状时,相对第2布线部件402a、402b的与电路图案301b的接合面的面积(带接合面积),增大第1布线部件401a~401d的与电阻体5的带接合面积。在该情况下,第2布线部件402a、402b的断裂比第1布线部件401a~401d的断裂也更可靠地早。另外,通过带接合面积的设计,能够调节在相对半导体模块的全部寿命期间经过何种程度的比例的期间时第2布线部件402a、402b断裂。
[0093] 作为其他结构例,也可以通过第1布线部件401a~401d以及第2布线部件402a、402b的键合参数的调节,使第2布线部件402a、402b的与电路图案301b的接合强度比第1布线部件401a~401d的针对电阻体5的接合强度更弱。或者,也可以在将第2布线部件402a、
402b接合到电路图案301b后,对该接合部提供机械性的损伤(例如形成切口等机械加工)。
或者,也可以通过在电路图案301b的上表面预先形成槽,在该槽上连接第2布线部件402a、
402b,减小第2布线部件402a、402b的针对电路图案301b的接合面积。通过这样的结构,也能够得到与上述图10以及图11所示的半导体模块同样的效果。
[0094] 应认为本次公开的实施方式在所有点仅为例示而不限定于此。本发明的范围并非由上述说明而由权利要求示出,意图包括与权利要求均等的意义以及范围内的所有变更。
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