(57)【要約】【課題】  パワーＩＣの接地と放熱を確実に行い、且つ構造上の応力や熱応力を緩和したパワーモジュールを提供する。【解決手段】  所定の回路パターンが形成された回路基板１の底面略中央には凹部１０が形成されており、凹部１０内に発熱性を有するパワーＩＣ２が実装されている。また凹部１０の開口部の第１凹部１０ａには金属蓋３が設置されており、この金属蓋３は外部に接地電極に接続されている。パワーＩＣ２の実装面に対向する面と金属蓋３との間には高い熱伝導性と高い導電性を有し、さらに柔軟性を有するグラファイトフィルム４が挟設されている。この構造により、パワーＩＣ２は接地電極に確実に接地され、且つパワーＩＣ２で発生した熱が効率良く金属蓋３に伝導されて放熱され、パワーＩＣ２と金属蓋３との間に作用する熱応力が緩和される。さらに、各構成部材の寸法・位置ばらつきを緩衝して組み立て加工が容易である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回路パターンが形成されるとともに底面に凹部が設けられた回路基板と、前記凹部内に収容され、前記回路基板に実装された発熱部品と、前記凹部の開口部に配置され前記発熱部品を覆う、熱伝導性且つ導電性を備える蓋とを含むハイブリッドモジュールにおいて、
前記蓋と前記発熱部品との間に柔軟性を有する導電性放熱部材が挟設されていることを特徴とするハイブリッドモジュール。
【請求項２】
前記導電性放熱部材は前記発熱部材に固着されている請求項１に記載のハイブリッドモジュール。
【請求項３】
前記蓋は、前記導電性放熱部材への接触面が凹凸形状である請求項１または請求項２に記載のハイブリッドモジュール。
【請求項４】
前記導電性放熱部材はグラファイトフィルムである請求項１〜３のいずれかに記載のハイブリッドモジュール。
【請求項５】
前記発熱部品はベアチップ半導体素子であり、該ベアチップ半導体素子が前記回路基板の凹部内にフリップチップ実装されている請求項１〜４のいずれかに記載のハイブリッドモジュール。
【請求項６】
前記ベアチップ半導体素子は、表面に形成された電極パターンと、裏面に形成された電極パターンとを導通する導通手段を備えた請求項５に記載のハイブリッドモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定の回路パターンが形成された回路基板の底面に凹部を設け、該凹部に発熱性を有する半導体素子を実装してなるハイブリッドモジュール、特に、半導体素子としてパワーＩＣを用いたパワーモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回路基板にトランジスタ等の電子部品や半導体素子（ＩＣ）を実装してなるハイブリッドモジュールが各種考案されており、その１種として回路基板に凹部を設け、凹部内に前記ＩＣを実装した構造のものが存在する。そして、この実装されるＩＣに半導体パワー素子を用いたものがパワーモジュールである。このような、凹部内に実装された半導体パワー素子を備えるパワーモジュールでは、半導体パワー素子から発する熱を誘電体多層基板である回路基板で放熱することが難しく、パワーモジュールの回路の動作を不安定にさせて悪影響を与える。このため、従来では、回路基板の半導体パワー素子の実装位置に貫通孔を設け、該貫通孔に導電性、熱伝導性の高い金属ペーストを充填してサーマルビアを形成する構成が用いられていた。このサーマルビアにより半導体パワー素子で発生する熱が回路基板の表面に伝達されて外部に放熱されるとともに、外部の接地電極に半導体パワー素子が接地される。このように、従来のパワーモジュールでは、サーマルビアを用いることで半導体パワー素子の放熱と接地とを確実に行っている。ところが、この構成では、パワーモジュールとしての機能部分とは別にサーマルビアの形成コストがかかり、且つサーマルビアを形成する分、回路基板が大型化してしまう。
【０００３】
そして、さらに十分な放熱効果や接地を得るためには、サーマルビアの形成個数を増加させたり、サーマルビアの径を大きくしなければならず、パワーモジュールがさらに大型化してしまう。
【０００４】
この問題点を解決するモジュールとして、高い熱伝導性を有する金属製の蓋を半導体パワー素子の表面に接触させた状態で、回路基板の底面に設けた凹部の開口面に設置した構造のハイブリッドモジュールが考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ところが、特許文献１に示す構造では、金属製の蓋を直接半導体パワー素子と回路基板とに接着させる構造を用いているので、蓋の設置位置ズレや寸法ズレ、回路基板の寸法ズレ、半導体パワー素子の実装位置ズレ等により、蓋と半導体パワー素子とが接触せず、十分に放熱が行われない可能性がある。また、半導体パワー素子と蓋とが接触していても、これらの部品の寸法ズレ、位置ズレにより応力が発生し、この応力が半導体パワー素子の実装部、例えばバンプ接合部に係り、接合部にクラックや断線が発生する可能性がある。さらに、このパワーモジュールをリフロー実装する際には蓋と半導体パワー素子とで熱膨張率が異なることによる熱応力が生じて、この熱応力により接合部にクラックや断線が発生する可能性がある。
【０００６】
この熱応力の問題を解決するモジュールとして、前記金属製の蓋に熱応力を緩和する緩衝域を設けたハイブリッドモジュールが考案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−２２０２２５号公報
【特許文献２】特許第３４１００４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献２に記載のハイブリッドモジュールを実際に用いた場合、すなわち、このハイブリッドモジュールを親回路基板（ハイブリッドモジュールが実装される回路基板）に実装した場合、蓋を回路基板に接続するための半田がスリットを埋めてしまい、このスリットによる熱応力緩和の機能が低下することが多く、現実的には熱応力を殆ど緩和することができない。さらに、前述の寸法ズレや位置ズレについては考慮されておらず、金属板の緩衝域だけでは解消することができないので、これら寸法ズレや位置ズレによる歩留まりの低下を抑制することはできない。そして、このような問題を解決するためには各部品に高い寸法精度を要求しなければならず、各部品のコストが高くなり、ひいてはハイブリッドモジュール（パワーモジュール）のコストが高くなる。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、半導体パワー素子の接地と放熱を確実に行い、且つ構造上の応力や熱応力を緩和した小型のハイブリッドモジュール（パワーモジュール）を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、所定の回路パターンが形成されるとともに底面に凹部が設けられた回路基板と、凹部内に収容され、回路基板に実装された発熱部品と、凹部の開口部に配置され発熱部品を覆い熱伝導性と導電性とを備える蓋とを含むハイブリッドモジュールにおいて、蓋と発熱部品との間に、柔軟性を有する導電性放熱部材を挟設することを特徴としている。
【００１０】
この構成では、柔軟性を有する導電性放熱部材が発熱部品から蓋への導電路および熱伝搬経路の機能を果たす。このため、発熱部品は柔軟性を有する導電性放熱部材、蓋を介して広い面積で接地され、発熱部品から発生した熱は導電性放熱部材を介して、蓋に伝搬され、広い面積の蓋から外部に放熱される。また、ハイブリッドモジュールに熱が加わった場合に、発熱部品と蓋と熱膨張率の違いから発生する熱応力は、柔軟性を有する導電性放熱部材が変形することで緩和される。さらに、回路基板、発熱部品、蓋の寸法精度に起因する寸法ズレや位置ズレが生じても、柔軟性を有する導電性放熱部材によりこれらズレによる構造上の応力が緩和される。
【００１１】
また、この発明のハイブリッドモジュールは、導電性放熱部材を発熱部材に予め固着させていることを特徴としている。
【００１２】
この構成では、導電性放熱部材が発熱部材に固着されていることで、ハイブリッドモジュール組み立て時に導電性放熱部材がずれることがなく、発熱部材と蓋との間に確実に狭持される。
【００１３】
また、この発明のハイブリッドモジュールの蓋は導電性放熱部材への接触面が凹凸形状であることを特徴としている。
【００１４】
この構成では、蓋の導電性放熱部材への接触面が凹凸形状であり、導電性放熱部材が蓋と発熱部品との間に挟設されていることで、蓋の凹凸形状に導電性放熱部材が食い込むように、蓋と導電性放熱部材とが接触する。このため、蓋と導電性放熱部材との接触面積が広くなり、発熱部品と蓋と間の導電性、熱伝導性がさらに確実に確保される。
【００１５】
また、この発明のハイブリッドモジュールの導電性放熱部材はグラファイトフィルムであることを特徴としている。
【００１６】
この構成では、グラファイトフィルムが前述の高導電性、高熱伝導性、特に優れた熱伝導性を備え、且つ柔軟性に優れるので、導電性放熱部材としてグラファイトフィルムを用いることで、発熱部材と蓋との間の導電性、熱伝導性を確保し、且つ構造上の応力、および熱応力の緩和が実現される。
【００１７】
また、この発明のハイブリッドモジュールは発熱部品がベアチップ半導体素子であり、該ベアチップ半導体素子が回路基板の凹部内にフリップチップ実装されていることを特徴としている。
【００１８】
この構成では、発熱部品がベアチップ半導体素子であり、回路基板にフリップチップ実装されているため、ベアチップ半導体素子の実装面に対向する面である非実装面に導電性放熱部材が接触する。これにより、ベアチップ半導体素子は、非実装面から導電性放熱部材、蓋を介して放熱する。また、ベアチップ半導体素子の非実装面に接地電極を形成することで、ベアチップ半導体素子は、導電性放熱部材、外部の接地電極や接地電位に接続する蓋を介して接地される。
【００１９】
また、この発明のハイブリッドモジュールは、表面に形成された電極パターンと裏面に形成された電極パターンとを導通する導通手段をベアチップ半導体素子に備えたことを特徴としている。
【００２０】
この構成では、ベアチップ半導体素子の実装面に形成された接地電極が非実装面に形成された接地電極に導通され、これらベアチップ半導体素子の接地電極が導電性放熱部材、蓋を介して接地される。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、発熱部品を柔軟性を有する導電性放熱部材、蓋を介して広い面積で確実に接地することができる。また、発熱部品から発生した熱を導電性放熱部材を介して、蓋に伝搬し、蓋から広い面積で外部に放熱することができる。また、ハイブリッドモジュールに熱が加わった場合に、発熱部品と蓋と熱膨張率の違いから発生する熱応力を、柔軟性を有する導電性放熱部材が変形することで緩和する。さらに、回路基板、発熱部品、蓋の寸法精度に起因する寸法ズレや位置ズレが生じても、柔軟性を有する導電性放熱部材によりこれらズレによる構造上の応力を緩和する。これらにより、発熱部品の接地と放熱を確実に行い、且つ発熱部品と回路基板との構造上の応力や発熱部品と蓋との間に作用する熱応力を緩和して、優れた信頼性を有するハイブリッドモジュールを小型に構成することができる。
【００２２】
また、この発明によれば、導電性放熱部材を発熱部材に予め固着させていることで、ハイブリッドモジュール組み立て時に導電性放熱部材がずれることがなく、発熱部材と蓋との間に確実に狭持される。すなわち、前述の効果を奏し、且つ組み立てが容易なハイブリッドモジュールを構成することができる。
【００２３】
また、この発明によれば、蓋の導電性放熱部材への接触面を凹凸形状に形成することで、蓋と導電性放熱部材との接触が密になり、発熱部品の接地と放熱をさらに確実に行い、且つ発熱部品と回路基板との構造上の応力や熱応力を緩和して、優れた信頼性を有するハイブリッドモジュールを小型に構成することができる。
【００２４】
また、この発明によれば、導電性放熱部材を導電性、熱伝導性、耐熱性に優れるグラファイトフィルムとすることで、発熱部品の接地と放熱を確実に行い、且つ発熱部品と回路基板との構造上の応力や熱応力を緩和して、優れた信頼性を有するハイブリッドモジュールを実現することができる。
【００２５】
また、この発明によれば、発熱部品がベアチップ半導体素子でも、ベアチップ半導体素子の接地と放熱を確実に行い、且つベアチップ半導体と回路基板との構造上の応力やベアチップ半導体素子と蓋との間に作用する熱応力を緩和して、優れた信頼性を有するハイブリッドモジュールを構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の第１の実施形態に係るハイブリッドモジュールについて図１を参照して説明する。なお、本発明では、電源回路等に用いられるパワーＩＣを備えたパワーモジュールについて説明する。
【００２７】
図１は本実施形態に係るパワーモジュールの側面断面図である。
【００２８】
図１に示すように、パワーモジュール１００は、所定の回路が形成されるとともに、底面に凹部１０を備える回路基板１と、凹部１０内に収容された状態で回路基板１に実装された、発熱性を有するパワーＩＣ２と、凹部１０の開口面に設置された金属蓋３と、パワーＩＣ２と金属蓋３との間に挟設されたグラファイトフィルム４とを備える。ここで、パワーＩＣ２が本発明の「発熱部品」に相当し、グラファイトフィルムが本発明の「柔軟性を有する導電性放熱部材」に相当する。
【００２９】
回路基板１は、複数の内部電極１１と誘電体層とが多層積層された誘電体多層基板からなり、その外径形状は略直方体形状である。また、誘電体多層基板である回路基板１には所定の内部電極１１同士を導通するビアホール１３が形成されている。さらに、回路基板１は、対向する側面から底面にかけて外部接続電極１２が形成されており、これら外部接続電極１２は所定の内部電極１１に導通されている。
このような回路基板１の底面の略中央には所定形状の凹部１０が設けられており、凹部１０は、開口面側の深さが浅く開口面積の広い第１凹部１０ａと、第１凹部１０ａの底面からさらに深く窪み、第１凹部１０ａよりも開口面積の狭い第２凹部１０ｂとからなる２段構造を成している。この凹部１０の底面である第２凹部１０ｂの底面には、所定位置に実装用ランド１５が形成されており、これら実装用ランド１５は所定の内部電極１１にビアホール等を介して導通されている。そして、これら内部電極１１、外部接続電極１２、ビアホール１３、実装用ランド１５により所定の回路パターンが構成されている。
【００３０】
パワーＩＣ２は、ＦＥＴ等の半導体素子や回路パターン等（図示せず）が形成された略直方体形状のベアチップ半導体素子であり、半導体素子や回路パターンが形成された面（前述の「実装面」）には、バンプ用ランド（図示せず）が形成されている。パワーＩＣ２の外形寸法は、高さを除き、回路基板１の第２凹部１０ｂの内形寸法より所定量だけ小さく、高さのみが第２凹部１０ｂと略同じである。すなわち、パワーＩＣ２の縦横寸法は回路基板１の第２凹部１０ｂ内に収容可能な寸法に形成され、高さ寸法は第２凹部１０ｂの高さに略一致する寸法に形成されている。逆に言えば、回路基板１の第２凹部１０ｂの縦横寸法は、パワーＩＣ２が収容可能な寸法に形成されている。バンプ用ランドには半田バンプ２１が形成されており、バンプ形成面が回路基板１の凹部１０の底面に対向するようにパワーＩＣ２をフリップチップボンディングすることで、半田バンプ２１と回路基板１の実装用ランド１５とが接合されて、パワーＩＣ２が回路基板１に実装される。また、パワーＩＣ２のバンプ形成面に対向する裏面（前述の「非実装面」）には接地電極（図示せず）が形成されており、パワーＩＣ２にはこの接地電極と所定のバンプ用ランドとを導通するビアホール２２が形成されている。
【００３１】
回路基板１とパワーＩＣ２と接合部、すなわち凹部１０の底面部には、アンダーフィル１６が充填されており、このアンダーフィル１６により、各接合部間の絶縁を保持するとともに、パワーＩＣ２と回路基板１との接合強度を保持して、回路基板１とパワーＩＣ２との接合部の信頼性を向上させている。
【００３２】
金属蓋３は、高い導電性および高い熱伝導性を備える、Ｃｕ等の金属により形成されており、一方の主面には所定の凹凸形状３１が形成され、他方の主面は全面略平坦な形状で形成されている。そして、その外形形状は、回路基板１の第１凹部１０ａの形状よりも所定量だけ小さく形成されている。金属蓋３は、凹凸形状３１を有する面を第１凹部１０ａ側として、第１凹部１０ａに嵌め込まれた状態で配置され、回路基板１の第１凹部１０ａ内に配された接着剤１７により固定されている。この際、金属蓋３の外面（平坦面）は、回路基板１の底面と略同じ高さとなるように固定されている。
【００３３】
グラファイトフィルム４は、その一方の主面がパワーＩＣ２の裏面に導電性接着剤２４により貼設されており、他方の主面が金属蓋３の凹凸形状３１に接触している。すなわち、グラファイトフィルム４はパワーＩＣ２と金属蓋３との間に挟設されている。この際、グラファイトフィルム４の金属蓋３側の表面部は金属蓋３の凹凸形状３１により押し込まれており、該凹凸形状３１に応じた形状に変形している。
【００３４】
そして、パワーモジュール１００は、図示してしていない親回路基板（パワーモジュールが実装される基板）に、凹部１０を備える底面を前記親回路基板側にして実装される。この際、外部接続電極１２は親回路基板の所定電極に接続され、蓋３は親回路基板の接地電極に略全面で接続される。
【００３５】
このような構成のパワーモジュール１００では、パワーＩＣ２は、グラファイトフィルム４、金属蓋３を介して接地される。また、パワーモジュール１００で発生した熱はグラファイトフィルム４を介して、金属蓋３から外部に放熱される。ここで、グラファイトフィルム４は熱伝導率が高く、特に平面方向の熱伝導率が高いので、パワーＩＣ２の局部で発生した熱を平面的に拡散させて、金属蓋３に低損失で伝導させることができる。金属蓋３は熱伝導性が高く、パワーＩＣ２や従来技術のサーマルビアよりも面積が広いので、グラファイトフィルム４、金属蓋３に伝導された熱は、効果的に外部に放出される。これにより、パワーＩＣ２から発した熱を効果的に放出するパワーモジュールを構成することができる。また、グラファイトフィルム４は導電率も高いので、パワーＩＣ２は親回路基板の接地電極に低損失で接続される。すなわち、パワーＩＣ２の良好な接地状態を得られるパワーモジュールを構成することができる。
【００３６】
また、グラファイトフィルム４は、柔軟性に優れるので、パワーモジュール１００をリフロー処理した場合に生ずるパワーＩＣ２と金属蓋３との間の熱応力、すなわち、パワーＩＣ２の熱膨張率と金属蓋３の熱膨張率との差から生じる熱応力を緩和し、回路基板１とパワーＩＣ２との接合部である半田バンプ接合部のクラックや断線の発生を防止することができる。また、回路基板１の凹部１０、パワーＩＣ２、金属蓋３の寸法精度により寸法ズレや位置ズレが生じて、構造上の応力が発生するような場合でも、柔軟性を有するグラファイトフィルム４を用いることで、この応力を緩和して、前述のような半田バンプ接合部のクラックや断線等を防止することができる。さらに、金属蓋３のグラファイトフィルム４側の面に凹凸形状１３を形成することで、グラファイトフィルム４と金属蓋３とが更に広い面積で接触するので、応力の緩和効果とともに、更に確実に熱伝導と電気伝導とを維持することができる。このように、パワーＩＣと金属蓋との間にグラファイトフィルムを挟設することにより、高い信頼性と動作安定性とを備える小型のパワーモジュールを構成することができる。また、金属蓋のグラファイトフィルム側に凹凸形状を設けることにより、さらに高い信頼性と動作安定性とを備える小型のパワーモジュールを構成することができる。
【００３７】
次に、前述のパワーモジュールの製造方法について図２、図３、図４を参照して説明する。
図２、図３は、パワーモジュール１００に用いるパワーＩＣ２の製造工程を示す図であり、（ａ）から（ｇ）へ流動工程順に各工程での各部品の状態を示している。なお、図３の各図は（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）の順に記号が付してあるが、これは図３に示す工程が図２に示す工程に続く工程であるため、説明の便宜上付したものである。
また、図４はパワーＩＣ２を回路基板１に実装する工程を示す図であり、（ａ）から（ｄ）へ流動工程順に各工程での部品の構成状態を示している。なお、図４では回路基板１の凹部１０以外の部分は図示を省略した。
【００３８】
（１）まず、図２（ａ）に示すように、パワーＩＣ２のマザー基板であるＧａＡｓ基板２００の回路素子・回路パターン形成面、すなわち、後のバンプ形成面（以下、単に「表面」と称す。）側に、ガラスやサファイヤ基板等からなる補強基板５００をワックス等を用いて貼り付ける。そして、補強基板５００を下方にした状態で台６００上に配置する。ここで、ＧａＡｓ基板２００には、バンプ形成位置に、予め半田拡散防止層（ＵＢＭ：Ｕｎｄｅｒ  Ｂｕｍｐ  Ｍｅｔａｌ  ｏｒ  Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ）が形成されている。
【００３９】
（２）図２（ｂ）に示すように、ＧａＡｓ基板２００を所望の厚み（例えば、約１００μｍ）まで研削する。
（３）図２（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィおよびエッチングを行い、ＧａＡｓ基板２００の所定位置に貫通孔を形成し、該貫通孔の内部にメッキ法により金属を充填することでビアホール２２を形成する。このビアホール２２はＧａＡｓ基板２００の表面（回路素子・回路パターン形成面）の所定電極位置に導通するとともに、ＧａＡｓ基板２００の表面に対向する裏面（以下、単に「裏面」と称す。）に形成された接地電極に導通している。
【００４０】
（４）図２（ｄ）に示すように、ビアホール２２が形成されたＧａＡｓ基板２００の裏面上に導電性接着剤として機能する導電性ペースト２４を塗布する。
（５）図３（ｅ）に示すように、導電性ペースト２４上にグラファイトフィルム４００を貼り付けて、真空オーブンを用いて１５０℃でベークを行い、グラファイトフィルム４００をＧａＡｓ基板２００の裏面に接着させる。
（６）次に、グラファイトフィルム４００が接着したＧａＡｓ基板２００を、補強基板５００から剥がして洗浄することで、ＧａＡｓ基板２００の表面側に付着したワックスや、ＧａＡｓ基板２００の裏面側に残る残渣等の不要物を洗浄する。
【００４１】
（７）図３（ｆ）に示すように、洗浄済みのＧａＡｓ基板２００を、グラファイトフィルム４００が下方となるように台６００上に再び載置して、予めＵＢＭ処理された位置に半田バンプ２１を形成する。
【００４２】
（８）図３（ｇ）に示すように、半田バンプ２１が形成されたＧａＡｓ基板２００を台６００にダイシングテープ等で固定した状態で、ダイサ７００により個別のパワーＩＣ２に分割する。ここで、グラファイトフィルム４００は、金属と異なり、展性がないので、ダイシング時の応力がダイサ７００に係らず、容易にダイシングを行うことができる。
【００４３】
次に、完成したパワーＩＣ２を回路基板１に実装する工程について説明する。
（９）図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ＧａＡｓ基板から分離されたパワーＩＣ２を、別工程で予め形成された誘電体多層基板からなる回路基板１の第２凹部１０ｂ内にフリップチップボンディングする。この際、パワーＩＣ２の半田バンプ２１が回路基板１の実装用ランド１５と接合する位置にパワーＩＣ２を配置する。このようにパワーＩＣ２を回路基板１にフリップチップボンディングした後、リフロー処理を行って、パワーＩＣ２を回路基板１に実装する。
【００４４】
（１０）図４（ｃ）に示すように、パワーＩＣ２が実装された回路基板１の第１凹部１０ａの底面に接着剤１７を塗布するとともに、第２凹部１０ｂの底部にアンダーフィル１６を充填する。そして、Ｃｕからなる金属蓋３を、凹凸形状３１を有する面を回路基板１の凹部１０側として、第１凹部１０ａに嵌め込み、接着する。この際、図４（ｄ）に示すように、金属蓋３の凹凸形状３１がパワーＩＣ２の裏面に貼設されたグラファイトフィルム４を押し込む位置に金属蓋３を固定する。なお、金属蓋３の表面には、予め親回路基板への実装時に半田の濡れ性が向上するように、半田メッキ等の表面処理を行っておくと良い。
【００４５】
このような製造方法では、パワーＩＣと金属蓋との間に柔軟性を有するグラファイトフィルムが挟設されているので、金属蓋を固定する際に生じる構造上の応力や、リフロー時に発生する熱応力が緩和されてパワーモジュールを容易に形成することができる。
【００４６】
なお、前述の説明では、ビアホール２２が形成されたパワーＩＣ２を用いたパワーモジュールの形成方法を示したが、ビアホール２２を形成しない場合には、次の図５に示す方法でパワーＩＣ２を形成しても良い。
【００４７】
図５はパワーモジュール１００に用いるパワーＩＣ２の別の製造工程を示す図であり、（ａ）から（ｇ）へ流動工程順に各工程での各部品の状態を示している。
【００４８】
（１’）まず、図５（ａ）に示すように、ＧａＡｓ基板２００の予めＵＢＭ処理により半田拡散防止層が形成された位置に半田バンプ２１を形成する。
【００４９】
（２’）図５（ｂ）に示すように、半田バンプ形成面、すなわち、表面側に、ワックス８００等により補強基板５００を貼り付けて、補強基板５００を下方にした状態で台６００上に載置する。そして、台６００上に載置されたＧａＡｓ基板２００を所定厚み（例えば、８０μｍ〜２００μｍ）まで研削する。
【００５０】
（３’）図５（ｃ）に示すように、ＧａＡｓ基板２００の裏面上に導電性接着剤として機能する導電性ペースト２４を印刷する。
【００５１】
（４’）図５（ｄ）に示すように、導電性ペースト２４上にグラファイトフィルム４００を貼り付けて、真空オーブンを用いて１５０℃でベークを行い、グラファイトフィルム４００をＧａＡｓ基板２００の裏面に接着させる。
【００５２】
（５’）次に、グラファイトフィルム４００が接着したＧａＡｓ基板２００を、補強基板５００から剥がして洗浄することで、ＧａＡｓ基板２００の表面に付着したワックスや、ＧａＡｓ基板２００の裏面に残る残渣等の不要物を洗浄する。そして、図５（ｅ）に示すように、洗浄済みのＧａＡｓ基板２００を、グラファイトフィルム４００が下方となるように台６００上に再び載置して、台６００にダイシングテープ等で固定し、ダイサ７００により個別のパワーＩＣ２に分割する。このパワーＩＣ２を回路基板１に実装する工程、すなわち、パワーモジュールの製造工程は前述の説明と同じであるので、説明を省略する。このような製造方法でも、前述の効果を得られるパワーモジュールを製造することができる。
【００５３】
なお、以上の説明では、パワーＩＣを用いたパワーモジュールについて説明したが、回路基板内に発熱性を有する素子を備えたハイブリッドモジュールであれば、本発明の構成を適用することができ、前述の作用効果を奏することができる。
【００５４】
また、前述の説明では、回路基板に形成された回路とパワーＩＣとにより回路構成されたパワーモジュールについて説明したが、回路基板表面に各種回路素子が実装されたパワーモジュールや、さらに回路基板および実装回路素子を覆うケースを備えたパワーモジュールについても、本発明の構成を適用することができ、前述の作用効果を奏することができる。
【００５５】
また、前述の説明では、金属蓋とパワーＩＣとの間にグラファイトフィルムを挟設する構成を示したが、柔軟性を有する導電性放熱部材であれば、グラファイトフィルムに限るものではない。しかし、グラファイトフィルムは引張り強度が１９．６Ｍｐａと高く、耐熱温度が４００℃であることから、前述のようなリフロー処理を行い熱応力が発生した場合でも破れや溶融が生じないので、本発明の構成には最適な材料である。
【００５６】
また、前述の説明では、Ｃｕ製の金属蓋を説明したが高熱伝導性、高導電性を備える金属および導電体であればよい。
【００５７】
また、前述の説明では、回路基板とパワーＩＣとの接続を半田バンプにより行ったが、異方性導電膜や導電性樹脂を用いて回路基板とパワーＩＣとを接続させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係るパワーモジュールの側面断面図
【図２】パワーモジュール１００に用いるパワーＩＣ２の製造工程を示す図
【図３】パワーモジュール１００に用いるパワーＩＣ２の製造工程を示す図
【図４】パワーＩＣ２を回路基板１に実装する工程を示す図
【図５】パワーモジュール１００に用いるパワーＩＣ２の他の製造工程を示す図
【符号の説明】
【００５９】
１００−パワーモジュール
１−回路基板
１０−凹部
１０ａ−第１凹部
１０ｂ−第２凹部
１１−内部電極
１２−外部接続電極
１３−ビアホール
１５−実装用ランド
１６−アンダーフィル
１７−導電性接着剤
２−パワーＩＣ
２１−半田バンプ
２２−ビアホール
２４−導電性接着剤
３−金属蓋
３１−金属蓋３の凹凸形状
４，４００−グラファイトフィルム
２００−ＧａＡｓ基板
５００−補強基板
６００−台
７００−ダイサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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