(57)【要約】【課題】より少ない工程で、高い信頼性を有するインテリジェントパワーモジュールを得ることができるインテリジェントパワーモジュールの製造方法及び高い信頼性を有するインテリジェントパワーモジュールを提供する。【解決手段】本発明に係るインテリジェントパワーモジュールの製造方法は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物により、少なくとも半導体素子を封止すると同時に、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる枠体を形成する工程（Ａ）を含む。本発明に係るインテリジェントパワーモジュールは、半導体素子と、熱硬化性樹脂組成物の硬化物とを備え、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、少なくとも前記半導体素子を封止するとともに、枠体を形成している。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱硬化性樹脂組成物の硬化物により、少なくとも半導体素子を封止すると同時に、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる枠体を形成する工程（Ａ）を含むインテリジェントパワーモジュールの製造方法。
【請求項２】
前記工程（Ａ）は、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物により、基板の少なくとも一部と、前記基板上に配置された導電部材の少なくとも一部と、前記基板上に配置された半導体素子とを一体封止すると同時に、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる枠体を形成する工程である請求項１に記載のインテリジェントパワーモジュールの製造方法。
【請求項３】
前記熱硬化性樹脂組成物が熱硬化性ポリエステル組成物である請求項１又は２に記載のインテリジェントパワーモジュールの製造方法。
【請求項４】
前記熱硬化性ポリエステル組成物が熱硬化性液晶ポリエステル組成物である請求項３に記載のインテリジェントパワーモジュールの製造方法。
【請求項５】
前記熱硬化性樹脂組成物が熱硬化性液晶ポリエステル組成物であり、前記基板が液晶ポリエステル組成物から形成されている請求項２に記載のインテリジェントパワーモジュールの製造方法。
【請求項６】
半導体素子と、熱硬化性樹脂組成物の硬化物とを備え、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、少なくとも前記半導体素子を封止するとともに、枠体を形成しているインテリジェントパワーモジュール。
【請求項７】
基板と、前記基板上に配置された導電部材と、前記基板上に配置された半導体素子と、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物とを備え、前記基板の少なくとも一部と、前記導電部材の少なくとも一部と、前記半導体素子とは、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物により一体封止されている請求項６に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項８】
前記熱硬化性樹脂組成物が熱硬化性ポリエステル組成物である請求項６又は７に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項９】
前記熱硬化性ポリエステル組成物が熱硬化性液晶ポリエステル組成物である請求項８に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【請求項１０】
前記熱硬化性樹脂組成物が熱硬化性液晶ポリエステル組成物であり、前記基板が液晶ポリエステル組成物から形成されている請求項７に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インテリジェントパワーモジュールの製造方法及びインテリジェントパワーモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、電力変換や電力制御等に使用されるパワーモジュールは、電力分野を始めとする多くの分野における需要により、盛んに研究開発が進められている。中でもパワーモジュールの特性に対応する電子部品をパッケージング（封止）したインテリジェントパワーモジュールの開発が注目されている。このインテリジェントパワーモジュールは、省エネルギー・ダイレクトドライブやインテリジェント・アクチュエータ等のインバータに適用されており、他分野への応用も期待されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１では、電子部品の表面にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂をポッティングすることにより、電子部品を封止しているが、近年は成形に適した熱硬化性樹脂が提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７０４６９号公報
【特許文献２】特開２００８−１９２９８３号公報
【特許文献３】特開２０１４−０８０５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現行において、インテリジェントパワーモジュールは、多くの工程を要する方法により製造されている。例えば、バスバーの設置、二重成形による枠体の形成、半導体素子を実装した基板の設置、半導体素子のワイヤーボンディング、エポキシ樹脂等による半導体素子の封止、及びエポキシ樹脂の硬化といった数工程を要する方法が挙げられる。インテリジェントパワーモジュールの製造における工程の簡略化が求められている。
また、従来のインテリジェントパワーモジュールにおいては、枠体と封止材が異なる種類の材料を用いて製造されていることから、材料間で熱膨張率の差異に起因する熱応力が発生し、インテリジェントパワーモジュール内部の各所に複雑な力が加わる。これにより、インテリジェントパワーモジュール内部の基板や電子部品の破損又は劣化が生じる。
【０００５】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、より少ない工程で、高い信頼性を有するインテリジェントパワーモジュールを得ることができるインテリジェントパワーモジュールの製造方法及び高い信頼性を有するインテリジェントパワーモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、熱硬化性樹脂組成物を用いて、半導体素子の封止と枠体の形成とを同時に行うことにより、上記の課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のものを提供する。
【０００７】
（１）  熱硬化性樹脂組成物の硬化物により、少なくとも半導体素子を封止すると同時に、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる枠体を形成する工程（Ａ）を含むインテリジェントパワーモジュールの製造方法。
【０００８】
（２）  前記工程（Ａ）は、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物により、基板の少なくとも一部と、前記基板上に配置された導電部材の少なくとも一部と、前記基板上に配置された半導体素子とを一体封止すると同時に、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる枠体を形成する工程である（１）に記載のインテリジェントパワーモジュールの製造方法。
【０００９】
（３）  前記熱硬化性樹脂組成物が熱硬化性ポリエステル組成物である（１）又は（２）に記載のインテリジェントパワーモジュールの製造方法。
【００１０】
（４）  前記熱硬化性ポリエステル組成物が熱硬化性液晶ポリエステル組成物である（３）に記載のインテリジェントパワーモジュールの製造方法。
【００１１】
（５）  前記熱硬化性樹脂組成物が熱硬化性液晶ポリエステル組成物であり、前記基板が液晶ポリエステル組成物から形成されている（２）に記載のインテリジェントパワーモジュールの製造方法。
【００１２】
（６）  半導体素子と、熱硬化性樹脂組成物の硬化物とを備え、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、少なくとも前記半導体素子を封止するとともに、枠体を形成しているインテリジェントパワーモジュール。
【００１３】
（７）  基板と、前記基板上に配置された導電部材と、前記基板上に配置された半導体素子と、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物とを備え、前記基板の少なくとも一部と、前記導電部材の少なくとも一部と、前記半導体素子とは、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物により一体封止されている（６）に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【００１４】
（８）  前記熱硬化性樹脂組成物が熱硬化性ポリエステル組成物である（６）又は（７）に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【００１５】
（９）  前記熱硬化性ポリエステル組成物が熱硬化性液晶ポリエステル組成物である（８）に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【００１６】
（１０）  前記熱硬化性樹脂組成物が熱硬化性液晶ポリエステル組成物であり、前記基板が液晶ポリエステル組成物から形成されている（７）に記載のインテリジェントパワーモジュール。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、より少ない工程で、高い信頼性を有する半導体パッケージを得ることができるインテリジェントパワーモジュールの製造方法及び高い信頼性を有するインテリジェントパワーモジュールを提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜インテリジェントパワーモジュールの製造方法＞
本発明に係るインテリジェントパワーモジュールの製造方法は、熱硬化性樹脂組成物の硬化物により、少なくとも半導体素子を封止すると同時に、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる枠体を形成する工程（Ａ）を含む。上記製造方法では、半導体素子の封止と枠体の形成とを同時に行うため、より少ない工程でインテリジェントパワーモジュールを得ることができる。また、上記製造方法においては、枠体と封止材が同じ種類の材料を用いて製造されることから、材料間で熱膨張率の差異に起因する熱応力が発生しにくく、インテリジェントパワーモジュール内部の各所に複雑な力が加わりにくいため、上記製造方法により、高い信頼性を有するインテリジェントパワーモジュールを得ることができる。
【００１９】
半導体素子としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｉ半導体素子、ＳｉＣ半導体素子が挙げられる。
なお、高温でも使用することができるＳｉＣ半導体素子の場合は、熱硬化性樹脂組成物として、耐熱性に優れる熱硬化性液晶ポリエステル組成物を好適に用いることができる。
【００２０】
上記半導体素子は、ワイヤーボンディング、ボールボンディング等の方法で基板に接続されたものであることが好ましい。
【００２１】
上記基板としては、リードフレーム基板、有機基板等が挙げられる。特に、枠体と封止材が熱硬化性液晶ポリエステル組成物を用いて製造される場合、上記基板は、液晶ポリエステル組成物から形成されていることが好ましい。この場合、枠体、封止材、及び基板が同じ種類の材料を用いて製造されることから、材料間で熱膨張率の差異に起因する熱応力が更に発生しにくく、インテリジェントパワーモジュール内部の各所に複雑な力が更に加わりにくいため、より高い信頼性を有するインテリジェントパワーモジュールを得ることができる。
【００２２】
上記熱硬化性樹脂組成物を用いて半導体素子の封止と枠体の形成とを行う方法としては、特に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂組成物を用いて成形を行った後、上記熱硬化性樹脂組成物を硬化させる方法が挙げられる。より具体的には、例えば、少なくとも半導体素子を金型内に配置し、必要に応じ、後述の基板、導電部材も金型内に配置し、熱硬化性樹脂組成物を用いて成形を行った後、加熱により上記熱硬化性樹脂組成物を硬化させることにより、半導体素子の封止と枠体の形成とを行うことができる。成形方法としては、特に限定されないが、例えば、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形等が挙げられる。
【００２３】
前記工程（Ａ）は、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物により、基板の少なくとも一部と、前記基板上に配置された導電部材の少なくとも一部と、前記基板上に配置された半導体素子とを一体封止すると同時に、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物からなる枠体を形成する工程であることが好ましい。これにより、半導体素子の封止だけでなく、前記基板の少なくとも一部及び前記導電部材の少なくとも一部も、枠体の形成と同時に行われるため、更により少ない工程でインテリジェントパワーモジュールを得ることができる。
【００２４】
基板は、前記の通りである。上記導電部材としては、例えば、バスバー、導電線、接続端子等が挙げられる。
【００２５】
熱硬化性樹脂組成物としては、特に限定されず、例えば、熱硬化性ポリエステル組成物、エポキシ樹脂等が挙げられ、耐熱性等の点で熱硬化性ポリエステル組成物が好ましく、熱硬化性液晶ポリエステル組成物がより好ましい。これらの組成物としては、従来公知のものを用いることができる。特に、熱硬化性液晶ポリエステル組成物としては、例えば、特許文献３に記載のものが挙げられる。
【００２６】
＜インテリジェントパワーモジュール＞
本発明に係るインテリジェントパワーモジュールは、半導体素子と、熱硬化性樹脂組成物の硬化物とを備え、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物は、少なくとも前記半導体素子を封止するとともに、枠体を形成している。上記インテリジェントパワーモジュールは、基板と、前記基板上に配置された導電部材と、前記基板上に配置された半導体素子と、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物とを備え、前記基板の少なくとも一部と、前記導電部材の少なくとも一部と、前記半導体素子とは、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化物により一体封止されているものであることが好ましい。上記インテリジェントパワーモジュールにおいては、枠体と封止材が同じ種類の材料を用いて製造されることから、材料間で熱膨張率の差異に起因する熱応力が発生しにくく、インテリジェントパワーモジュール内部の各所に複雑な力が加わりにくいため、上記インテリジェントパワーモジュールは高い信頼性を有する。半導体素子、熱硬化性樹脂組成物、基板、導電部材、半導体素子等は、前記の通りである。