半导体模块的制造方法、半导体模块以及制造装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102782836A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102782836A(43)申请公布日2012.11.14(21)申请号201080064816.0B23K1/19(2006.01)(22)申请日2010.02.24B23K31/02(2006.01)(85)PCT申请进入国家阶段日2012.08.24(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2010/0528102010.02.24(87)PCT申请的公布数据WO2011/104826JA2011.09.01(71)申请人丰田自动车株式会社地址日本爱知县(72)发明人水野宏纪(74)专利代理机构北京东方亿思知识产权代理有限责任公司11258代理人柳春雷(51)Int.Cl.H01L23/40(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书77页页附图附图44页(54)发明名称半导体模块的制造方法、半导体模块以及制造装置(57)摘要在半导体模块(100)的制造方法中，通过绝缘树脂片材(40)将具有相互不同的热膨胀率的金属层(20)和冷却器(30)一体化，并且将半导体元件(10)经由焊料(15)载置在金属层(20)上的工件(1)移入回流炉(200)中。然后，在该状态下在回流炉(200)内加热，从而将半导体元件(10)安装在金属层(20)上。此时，为了使冷却器(30)的热膨胀量与金属层(20)的热膨胀量相等，以在金属层(20)和冷却器(30)之间设置温度差的方式对冷却器(30)进行加热。CN1027836ACN102782836A权利要求书1/2页1.一种半导体模块的制造方法，所述半导体模块包括：半导体元件；金属层，所述半导体元件被安装在所述金属层上；冷却器，所述冷却器由热膨胀率与所述金属层不同的原料构成；以及绝缘粘接层，所述绝缘粘接层粘接所述金属层和所述冷却器，并且使所述金属层与所述冷却器电绝缘，所述半导体模块的制造方法的特征在于，包括安装工序，在所述安装工序中，对通过所述绝缘粘接层将所述金属层和所述冷却器粘接成一体、并将所述半导体元件隔着焊料载置在所述金属层上的被加热体进行加热，使得所述金属层和所述冷却器中的热膨胀率较低的部件即低热膨胀部件的温度比所述金属层和所述冷却器中的热膨胀率较高的部件即高热膨胀部件的温度高。2.如权利要求1所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，在所述安装工序中，将所述金属层加热至所述焊料的熔融温度，并且以使所述冷却器的热膨胀量与所述金属层的热膨胀量大致相等的方式进行加热。3.如权利要求1或2所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，在所述安装工序中，通过从所述被加热体的高度方向上的上侧对所述被加热体进行加热的第一加热部件、和从所述被加热体的高度方向上的下侧对所述被加热体进行加热的第二加热部件，从两侧对所述被加热部件进行加热，并且对所述第一加热部件和所述第二加热部件中的至少一者进行控制，以使所述高热膨胀部件和所述低热膨胀部件的热膨胀量大致相等。4.如权利要求1至3中任一项所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，在所述安装工序中，通过辐射加热式的加热单元从所述被加热体的高度方向上的所述半导体元件侧对所述被加热体进行加热，并且在所述加热单元对被所述加热体进行加热的期间，在所述冷却器的至少所述半导体元件侧的表面上配置遮蔽来自所述加热单元的辐射线的遮蔽部件。5.如权利要求1至4中任一项所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，在所述安装工序中，一边冷却高热膨胀部件一边加热所述被加热体。6.一种半导体模块，其特征在于，包括：半导体元件；金属层，半导体元件通过焊料被安装在所述金属层上；冷却器，所述冷却器由热膨胀率比所述金属层高的原料构成；绝缘粘接层，所述绝缘粘接层粘接所述金属层和所述冷却器，并且使所述金属层与所述冷却器电绝缘；以及遮蔽膜，所述遮蔽膜与所述金属层电绝缘，覆盖所述冷却器的所述半导体元件侧的表面，并遮蔽辐射线。7.一种半导体模块的制造装置，所述半导体模块包括：半导体元件；金属层，所述半导体元件被安装在所述金属层上；冷却器，所述冷却器由热膨胀率与所述金属层不同的原料构成；以及2CN102782836A权利要求书2/2页绝缘粘接层，所述绝缘粘接层粘接所述金属层和所述冷却器，并且使所述金属层和所述冷却器电绝缘，所述半导体模块的制造装置的特征在于，包括：加热室，所述加热室容纳通过所述绝缘粘接层将所述金属层和所述冷却器粘接成一体、并将所述半导体元件隔着焊料载置在所述金属层上的被加热体；以及加热单元，所述加热单元对所述被加热体进行加热，使得所述金属层和所述冷却器中的热膨胀率较低的部件即低热膨胀部件的温度比所述金属层和所述冷却器中的热膨胀率较高的部件即高热膨胀部件的温度高。8.如权利要求7所述的半导体模块的