(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板とセラミック絶縁基板及び半導体チップとがはんだで接続されてなる半導体パワーモジュールにおいて、
前記セラミック絶縁基板とベース基板とのはんだ付けに、Ａｇ：２〜４.５mass％、Ｃｕ：０〜２.０mass％、Ｉｎ：３〜７mass％、残りがＳｎからなる鉛フリーはんだを用いたことを特徴とする半導体パワーモジュール。
【請求項２】
シリコーンゲルが充填され、かつ、前記セラミック絶縁基板とベース基板とのはんだ付け端部周囲、及びその周囲の前記セラミック絶縁基板周囲とその周囲のベース基板表面の一部を包むようにエポキシ系樹脂を部分被覆したことを特徴とする請求項１に記載の半導体パワーモジュール。
【請求項３】
シリコーンゲルが充填され、かつ、前記セラミック絶縁基板とベース基板とのはんだ付け端部周囲、及びその周囲の前記セラミック絶縁基板周囲とその周囲のデインプル溝加工が施されたベース基板表面の一部を包むようにエポキシ系樹脂を部分被覆したことを特徴とする請求項１に記載の半導体パワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体パワーモジュールに係り、特に、鉄道用，電気自動車用，産業用，民生用等のＩＧＢＴ等を含むものに好適な半導体パワーモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体パワーモジュールは、ＳｉチップとＡｌＮ，Ａｌ2Ｏ3等の絶縁基板と熱伝導性に優れるＣｕ，Ｃｕ−Ｍｏ，Ｃｕ−Ｃ，Ａｌ，Ａｌ−ＳｉＣ，Ａｌ−Ｃ等のベース基板とがはんだ付けされ、シリコーンゲルが充填される構成が一般に使用されている。
【０００３】
セラミック絶縁基板とベース基板との後付け用はんだとして、これまでは、Ｓｎ−
３７Ｐｂ共晶系はんだが使われてきた。大型基板に適用しはんだ付け直後に大きな反りが発生しても、この反りは、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだ固有のクリープにより緩和され経時と共に低減される。また、はんだ最外周部においては、はんだ組織が基板の変形，応力に追従し、容易にはクラックが発生することはなく、寿命としての問題はなかった。
【０００４】
ところが、環境の問題で生じ、欧州の法規制によりＰｂフリーはんだの使用が必須になった。日本では、Ｓｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ はんだが民生，コンピュータ、或いは通信用にと広範囲に使用されている。
【０００５】
しかし、パワーモジュールは、セラミック基板とＣｕベース基板間の大面積基板のはんだ付けがあり、基板の反りを伴う大変形に対してクリープ変形し難いＳｎ−３Ａｇ−
０.５Ｃｕ では、温度サイクル，断続通電の製品の温度変化等に対して、寿命低下が顕著に起きることが分かり、従来型モジュール構造では高信頼性の確保が困難な状況にある。
【０００６】
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｉｎ系はんだ組成成分に関しては、米国特許第５５２０７５２号公報が知られている。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第５５２０７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｓｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ はんだは、耐クリープ性はあってもクリープ変形ができないため、パワーモジュール等の大型基板の反りの発生をクリープにより緩和できず、結局、常に高い応力が作用するため、予想に反して寿命が短くなることが分かった。このため、熱容量が大きい実物相当モデルで、歪速度が大変遅い構成での温度サイクル試験を行い、実現可能性のある有望なＳｎ系はんだの中で寿命を評価し、はんだ組成の選定を行った。
【０００９】
本発明の目的は、セラミック基板とベース基板間に使われるはんだの断続通電の温度変化，温度サイクル寿命向上を図った半導体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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の半導体パワーモジュールは、セラミック絶縁基板とベース基板とのはんだ付けに、Ａｇ：２〜４.５mass％，Ｃｕ：０〜２.０mass％，Ｉｎ：３〜７mass％、残りがＳｎからなる鉛フリーはんだを用いたことを特徴とする。
【００１１】
つまり、Ｃｕベース基板上に有望と思われる各種組成のはんだ箔（１５０μｍ厚）を載せ、その上にＣｕ貼りした電極を有するＡｌ2Ｏ3絶縁基板を載せ、還元雰囲気でリフローはんだ付けを行った。
【００１２】
図１に示すＡｌ2Ｏ3基板１とＣｕベース基板２を接合したモデル基板を−４０〜１２５℃の温度サイクル試験にかけ、長いサイクル経過後のクラック進展率を断面観察で測定した。この結果、温度サイクル試験において、優れた組成を割り出し、破壊メカニズムを明らかにすることで、パワーモジュールの後付け用はんだに適したＰｂフリーはんだ組成を選定する。
【００１３】
更に、より高信頼化が要求される場合、適正な物性を有するエポキシ系樹脂をクラック発生起点であるはんだ最外周部周辺に部分的に塗布することで、破壊メカニズムを変えさせ、はんだのクラック発生を阻止，遅延させることで、温度サイクルの寿命を大幅に向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
Ｓｎ系のＰｂフリーはんだはクリープでき難いはんだであるが、Ｓｎ晶にＩｎの固溶による改質により、温度サイクル試験並みの歪速度が遅い状態でも脆さが少なくなり、かつ、クラック進展を遅らせる効果を見出すことができる。また、高温でも低温の共晶相が現れず、安定した組成であることから、高温での長期試験に耐えられるはんだである。更に、各種メタライズに対して、接合界面強度はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ強度並みが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
セラミック基板とベース基板間に使われるはんだの断続通電の温度変化，温度サイクル寿命向上を図るという目的を、熱容量が大きい実物相当モデルで、歪速度が大変遅い構成での温度サイクル試験を行い、実現可能性のある有望なＳｎ系はんだの中で寿命を評価し、はんだ組成の選定を行って実現した。
【実施例１】
【００１６】
図１は、０.３mmＣｕ貼りＡｌ2Ｏ3基板１（ｔ０.３）とＣｕベース基板２（ｔ４）間に１５０μｍの各種圧延はんだ箔を置いて、還元雰囲気中でｍａｘ２４５℃のはんだ付け温度でリフローした試験評価モデルの断面を示す。
【００１７】
はんだ箔は、表１に示した(１)〜(７)の７種類で性質が異なり、有望な組成についてモジュール構造での温度サイクル試験を行った。組成は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系にＩｎを５％入れることで、低温系の後付けはんだ４用としてベースとなるＳｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ に比べ約１０℃下げられ、かつ接合界面での十分な強度確保を考慮したものである。
【００１８】
Ｉｎ添加は、Ｂｉ添加と異なり微量添加による各種メタライズに対する接合強度，バルク材の機械的性質等に及ぼす悪影響は少ないことが知られている。また、Ｓｎ晶への固溶なので、高温での信頼性はＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ並みである。しかし、Ｉｎ量を多く入れることはＳｎマトリクス中に更にＩｎを固溶させることになるので、内部歪が増し伸び難くなる。Ｉｎの場合は、素地のＳｎより柔らかい元素であるため、強度上昇は少なく伸びの低下も少なく、Ｉｎ添加により機械的強度への悪影響は少ないことが知られている（例えば二宮；エレクトロニクス実装学会，第２６回セミナー，２０００.１.２６）。Ｉｎを約５％以上入れると、接合界面での強度低下が始まる。試験評価したはんだの概略的特徴を以下に示す。
（１）Ｓｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ：
Ｐｂフリーはんだの代表組成であり、強度，粘りがあり、針状のＡｇ3Ｓｎ がネットワーク状に発達している組織である。
（２）Ｓｎ−０.７Ｃｕ：
Ｓｎ−０.７Ｃｕ 共晶はんだはＳｎマトリクス中にＣｕ6Ｓｎ5が分散している状態であるが、Ｓｎ−Ａｇ系共晶はんだのＡｇ3Ｓｎ量と比べると量は少なく、かつ、Ｃｕ6Ｓｎ5がＡｇ3Ｓｎ 程には強度強化に繋がらない。従って、比較的強度は低く伸びに優れているので、変形性に優れる性質がある。
（３）Ｓｎ−１.５Ａｇ−０.５Ｃｕ：
Ａｇ量が（１）と（２）との中間域で、Ａｇ3Ｓｎ のネットワークが形成するまでは成長していない組織で、性質も両者の中間である。３％Ａｇ入りはんだに比べ、ＬＳＩに対する応力負担を軽減できる理由で、はんだバンプ接続等では使用されている。
（４）Ｓｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ−５Ｉｎ：
Ｓｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ の代表組成に５％Ｉｎを添加した組成であり、Ｉｎを入れることで融点が下がる。Ｉｎは柔らかいので、室温強度はＳｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ より僅かに上昇する程度で、伸びも若干下がる。しかし、高温（１２５℃）での伸び（３１％）はＳｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ(２０％) より増しているので、高温でのクリープ変形に対応できる可能性がある。
（５）Ｓｎ−０.５Ｃｕ−５Ｉｎ：
Ｓｎ−Ｃｕ晶自体が変形性に富むことから、柔らかく伸びに優れるＳｎ−Ｃｕ共晶系に５％Ｉｎを添加した組成である。Ｉｎを入れることで融点が下がり、伸びに優れ、強度の低いはんだである。これにより、クリープ特性に優れ、応力負担の少ないはんだを期待した組成である。
（６）Ｓｎ−１.５Ａｇ−０.５Ｃｕ−５Ｉｎ：
（４）と（５）の中間組成で、Ａｇ3Ｓｎ のネットワークが形成されていない状態で、５％Ｉｎを添加した系で、Ｉｎを入れることで融点は下がる。
（７）Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶（比較用）：
パワーモジュールのセラミック絶縁基板とＣｕベース基板接続用として、過去に使用されてきたはんだである。
【００１９】
表１は、−５５〜１２５℃２５００サイクル経過後に断面観察により、継手全長に対するクラック長を測定し、クラック進展率を整理したものである。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
この結果、及び断面観察によるクラック進展状況，組織変化の観察、更にはメカニズム解明実験等により、以下の新たな知見が得られた。
１）Ｉｎ；５％入れることで、Ｓｎ系はんだのクラック進展率は低下する。
２）Ｓｎ系はんだでも３％Ａｇ入り（(１)）はんだのクラック進展率が、０％（(２)）、１.５％入り（(３)）より低下する。
３）従来のＳｎ−３７Ｐｂ共晶はＳｎ系のはんだに比べ、クラック進展率が大幅に低下する。
【００２２】
結論として、針状Ａｇ3Ｓｎのネットワークが堅固に発達した系にＩｎが固溶した組成が優れていることが分かった。これは、これまでの一般常識では予想できない事実である。
【００２３】
当初、本発明者は、強度が低く伸びに優れるＳｎ−０.７Ｃｕ にＩｎを入れた系が優れ、強度の高いＳｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ にＩｎを入れた系は劣るものと考えていた〔例えば、特開２００１−３５９７８号公報参照〕。上記内容は実験での再現性があり、これまでの常識では予知できない結果である。
【００２４】
そこで、寿命向上メカニズムについて以下に考察し、新たな知見を得たものである。
１.Ｉｎ添加でクラック進展が低下する理由；
クラック進展の断面観察によると、感覚的ではあるが、ＩｎなしのＳｎ系においてはクラックが同一平面上を直線的に進む傾向が強い（シャープな進展に見える）。即ち、クラックパス以外のはんだ部は、応力緩和が少ないことを意味すると思われる。Ｉｎを入れることで、Ｓｎマトリクス全域はＩｎがくまなく固溶しているので、周辺の応力状態は、このマトリクスを介して隣接のマトリクスにも伝えられる。また、応力集中部でもミクロ的なクラック低減効果が期待される。
【００２５】
断面観察の相対比較の結果、Ｉｎが入ることで、本来のＳｎ系はんだの強さ，粘っこさが欠け、クラック進行方向以外にも応力を分散・開放することで、クラックの直線的進展を遅延させているものと思われる（鋭さが欠けた進展に見える）。
【００２６】
衝撃試験(シャルピー)においても、Ｓｎ系はんだにＩｎを添加することで、衝撃吸収エネルギーが低下することを確認している。約５％Ｉｎを添加することで、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶並みに下がる。衝撃試験結果が、必ずしもクラック進展に直接に関係しているかどうかは不明であるが、材料の衝撃エネルギーを吸収できる減衰能が、間接的ではあるが、
Ｓｎ晶にＩｎが固溶することで現れる現象と考える。
【００２７】
なお、Ｂｉを添加したはんだは脆いことが知られているが、微量添加でも−５０℃では極端に低い衝撃エネルギーを示す。Ｂｉ添加による衝撃値の低下の程度は、Ｉｎによるエネルギー吸収とは異なり、極端に低く脆さを示していると思われる。作業性向上のためにＢｉを入れた場合、０.５％ 以下が望ましく、多くても１％以下である。この範囲であれば、脆化の問題は少なく、パワーモジュールとしての信頼性を確保できる。
【００２８】
Ｉｎは、多く含まれる程応力分散（応力緩和）効果がでてくることが予想される。平行状態図によると、Ｓｎ中にＩｎは約１２％程度固溶する。Ｉｎ量が１２％より少なくても、その近傍の組成では、温度の過渡的な変化等で低温の共晶相（１１７℃）、Ｉｎ相が析出する可能性があり、パワーモジュールの厳しい条件に耐えられる組成とは言えない。
【００２９】
Ｓｎ固溶体系でＩｎが多く固溶すると、機械的特性の低下，メタライズとの接合界面強度の低下等をもたらすので、Ｉｎの上限は７％とする。７％以下では、１５０℃レベルの高温でも安定している。他方、Ｉｎが少なくなると、Ｉｎによる応力集中の分散効果が少なくなるので、下限は３％とした。従って、パワーサイクルの絶縁基板とベース基板との接続に適したＩｎの適正範囲は、７％＞Ｉｎ＞３％である。
２.Ｉｎ添加した系で、Ａｇが十分に入った系が優れる理由；
Ａｇが多い系はＡｇ3Ｓｎの針状晶がネットワーク状に形成されるので、高温でも安定しているＡｇ3Ｓｎが複合材の補強効果として存在している。この効果がクラック進展を阻止しているものと考える。この結果、（５）Ｓｎ−０.５Ｃｕ−５Ｉｎ、（６）Ｓｎ−１.５Ａｇ−０.５Ｃｕ−５Ｉｎは、Ａｇ添加量の多い（４）Ｓｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ−５Ｉｎよりクラック進展が速くなったと推定する。（６）１.５％Ａｇ 入りは、（５）０％Ａｇ入りよりも悪く、クラック進展率は最大である。即ち、Ａｇ3Ｓｎ がネットワーク状にはならず、強度が上がっている分、クラック進展は柔らかい（５）０％Ａｇ入りより高く現れたものと考える。
【００３０】
Ａｇ添加の上限は、コスト等を考慮し実用的な範囲の４.５％ とした。Ａｇ添加の下限は、Ａｇ3Ｓｎのネットワーク形成がないレベルを考慮し、少なくとも２％以上とした。従って、Ａｇの適正範囲として、４.５％＞Ａｇ＞２％である。
３.従来のＳｎ−３７Ｐｂ共晶がＳｎ系のはんだに比べ、大幅に優れる理由：
低サイクル疲労試験では、Ｓｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ がＳｎ−３７Ｐｂ共晶より優れることは公知〔例えば苅谷；はんだ材料の非線形特性と熱疲労信頼性、エレクトロニクス実装学会、Vol.８  Ｎo.２（２００５）〕とされている。しかし、パワーモジュールのセラミック絶縁基板とベース基板との接続部の温度サイクル試験では、何故、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだが寿命に優れるかを考察した。
【００３１】
パワーモジュールのはんだを挟むセラミック絶縁基板及びＣｕベース基板表面に歪みゲージを貼り付け、温度サイクル中における歪速度の測定を行った。その結果、高温から低温への変化時に最大で、１.５〜２×１０-6／ｓを示し、非常に遅いことが分かった。
【００３２】
これまで、通信，コンピュータ，民生用品の部品継手では、歪速度が遅いとされるダイボンド部でも公式データは見かけないが、遅くても１０-4／ｓレベルとみなされていた。パワーモジュールのセラミック絶縁基板及びＣｕベース基板の歪速度が遅い理由は、パワーモジュール固有のＣｕベース基板等の大きな熱容量のためである。急激な温度変化に対して、チップ部分は表面からの冷却に影響されるが、Ｃｕベース基板近傍は歪速度が1.5〜２×１０-6／ｓ以上にはなり難い。
【００３３】
この歪速度及びこの歪速度以下におけるはんだの機械的特性，金属組織的特性を比較すると、Ｓｎ−３Ａｇ−０.５ＣｕとＳｎ−３７Ｐｂ 共晶との明かな違いが現れることが分かる。これまでは両者の特性比較において、１０-4／ｓ以上の速い歪速度での比較データが多く、この範囲ではＳｎ−３Ａｇ−０.５ＣｕがＳｎ−３７Ｐｂ共晶より、約１.５倍優れる結果になることは理解できる。
【００３４】
Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだは、約１０-4／ｓレベル以下の遅い歪速度で超塑性現象（例えば、M．M．I．Ahmed；Journal of Materials Science Letters 2，1983，59〜62）を呈し始め、応力が低下し伸びが急激に増してくる。即ち、パワーモジュールのセラミック絶縁基板とＣｕベース基板のはんだ付け部においては、Ｓｎ−３７Ｐｂ共晶はんだ固有なクリープ現象により、モジュールの変形を伴う大面積接合部の温度サイクル試験に順応できるはんだである。
【００３５】
これに対し、Ｓｎ系（Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はその一部）は基本はＳｎ晶の集まりであり、温度に対して安定しており、歪速度が遅くなってもクリープできず、応力は下がらない。即ち、Ｓｎ系はんだは、クリープし難いはんだとして知られている（例えば、前述の苅谷文献）。
【００３６】
従って、温度サイクル試験において同一条件でもモジュールの反りを緩和できず、常にＳｎ−３７Ｐｂ共晶はんだより高い応力が作用していることになり、このため、Ｓｎ−
３７Ｐｂ共晶はんだより寿命が短くなるものと思われる。
【００３７】
これらの現象を考慮し、パワーモジュールのＰｂフリー化への対応として、Ｓｎ系はんだにおいて、ある程度の寿命向上が期待でき、高温でも安定な代表組成として、Ｓｎ−
３Ａｇ−０.５Ｃｕ−５Ｉｎを選定した。
【００３８】
なお、Ｃｕを入れる理由は、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系の３元共晶とすることで、Ｓｎ−Ａｇ系より融点を少し下げられること。更に、セラミック基板上のＣｕ電極への接続、Ｃｕベース基板に直接接続する場合もあり、はんだによるＣｕのくわれ防止となる。Ｎｉメタライズに対して、Ｃｕを添加することで、高温放置後も強度が強い。また、Ｃｕの固融強化、(Ｃｕ，Ｎｉ)6Ｓｎ5等の析出強化等により、Ｃｕなしはんだに比べ強い（例えば、伊藤他；Mate２００２）。Ｃｕ添加量としては、通常は０.５〜０.８％で、１％を超えると伸びが低下するが、疲労強度の点で２％を限度とした(例えば、平田他；Mate９９，ｐ425)。
【００３９】
なお、これらのＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系に微量のＢｉ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｇｅ，Ｚｎ，Ｓｂ等を添加してもＩｎ添加の効果は変わらない。これらの微量添加は、それぞれの別の特徴を出すことに意味がある。
【００４０】
Ｎｉ添加の目的は、はんだによるＮｉのくわれ防止、高温放置後の金属間化合物層の成長抑制による安定化である。Ｎｉ添加量のはんだ中への固溶は約０.１５％ であり、多く入れることはぬれ性の低下につながることを考慮すると、Ｎｉ添加量として０.２％ とする。
【００４１】
Ａｌ添加の目的は、強度と延性の改質，微細な亜結晶生成によるクラック遅延効果が期待できる（例えば、鈴木他；Mate２００４，ｐ１４９）。Ｇｅ添加は特に酸化防止を目的とし、フラックスを使用しない箔を用いた接続の場合には効果が期待できる。
【００４２】
Ｚｎ添加の目的は、組織の改質で、ぬれ性を阻害する材料なので１％以下とする。
【００４３】
Ｓｂは強度向上，結晶粗大化防止に一般に使用されるが、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕへの添加量として、０.４％で良い。
【実施例２】
【００４４】
次に、セラミック絶縁基板とＣｕベース基板の接続部の温度サイクル寿命を、更に向上させる手段として、適正物性を有するエポキシ系樹脂で接合外周部を部分塗布し補強することが考えられる。特にＩｎ添加したはんだを使う理由は、はんだ付けプロセスにおける基板の反り緩和作用等が期待でき、接続の歩留まり向上に繋がる。
【００４５】
図２は、ＡｌＮ絶縁基板端部を樹脂で部分補強しない例で、Ｓｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ−５ＩｎのＰｂフリーはんだを用いたパワーモジュールの断面構造である。モジュール構造自体は、従来構造と変わらない。図３は、図２のＡｌＮ絶縁基板１１の端部に、エポキシ系樹脂３を部分塗布し補強した構造である。
【００４６】
ＡｌＮ絶縁基板１１−Ｃｕベース基板２の構成において、熱疲労的に厳しくＳｉチップ５上の端子接続は従来通り、Ａｌワイヤボンド６方式で、チップのはんだ付けは、ｂ−
５Ｓｎの高温系はんだ７を用いた。ＡｌＮ基板の電極８は、ＣｕもしくはＡｌ（Ａｌの場合、はんだとのぬれ性確保のため表面にＮｉもしくはＮｉ／Ａｕめっきが施される）である。チップを高温系はんだ７で接続したＡｌＮ基板と、Ｃｕベース基板２間に、本実施例組成のＳｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕ−５Ｉｎ 箔を搭載し、還元性雰囲気中で接続する。その後、Ｓｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕはんだ１９をペースト等でＡｌＮ基板の電極上に供給し、部品，リード線１８等をリフロー接続する。
【００４７】
図３は、ＡｌＮ絶縁基板１１の端部を包むようにエポキシ系樹脂３を塗布したものである。エポキシ系樹脂３を硬化した後に、シリコーンゲル２０がモジュール全体を覆うようにプラスチックケース１７内に充填される。エポキシ系樹脂３は、後付けはんだ４の周辺をできるだけ均一に塗布することが望ましいので、エポキシ系で塗布し易い低熱膨張係数のポッテイング用樹脂が用いられる。エポキシ系樹脂３の塗布形状として、フィレット部が図３の塗布構造に限定されるものではなく、基板下だけでも効果がある。
【００４８】
エポキシ系樹脂樹脂３とＣｕベース基板２間の密着力を増すために設けた末広状のデインプル穴１４は、全周囲に巡らせても良い。また、デインプル１４は、図４に示すように、応力的に厳しいＡｌＮ絶縁基板１１の４隅の部分のみ設ける場合、図５に示すように、ＡｌＮ絶縁基板１１の４隅の部分と辺の中央部に設ける場合もある。
【００４９】
樹脂に要求される条件として、ＡｌＮ絶縁基板１１の周辺端部での応力的負担を担うので、（イ）樹脂の密着力は必須であり、（ロ）強いヤング率と変形できる柔軟性を備えていること、（ハ）線膨張係数としてはＣｕに近いか、熱応力的バランスではＣｕ（α＝
１７.５×１０-6／℃）とＡｌＮ（α＝４.３×１０-6／℃）の間であること、更に、(ニ)高温での安定性（Ｔｇが高い）に優れること等である。
【００５０】
なお、樹脂物性としては、ヤング率；３００〜３０００ｋｇｆ／mm2，線膨張係数；６〜２５×１０-6／℃の範囲が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】Ａｌ2Ｏ3基板とＣｕベース基板を接合した試験評価モデルの断面図である。
【図２】本発明の半導体パワーモジュールの一実施例を示し、ＡｌＮ絶縁基板の端部を樹脂で部分補強しない例の断面図である。
【図３】本発明の半導体パワーモジュールの一実施例を示し、ＡｌＮ絶縁基板の端部を包むように樹脂を塗布した例の断面図である。
【図４】Ｃｕベース基板にデインプルを形成した一例を示す図である。
【図５】Ｃｕベース基板にデインプルを形成した他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…Ａｌ2Ｏ3基板、２…Ｃｕベース基板、３…エポキシ系樹脂、４…後付けはんだ、５…Ｓｉチップ、６…Ａｌワイヤボンド、７…高温系はんだ、８…電極、１１…ＡｌＮ絶縁基板、１４…デインプル穴、１７…プラスチックケース、１８…リード線、１９…Ｓｎ−３Ａｇ−０.５Ｃｕはんだ、２０…シリコーンゲル。
【図１】
0004595877.tif 000003
【図２】
0004595877.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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