(57)【要約】【課題】低熱膨張率材料を主材料とする部品と高熱膨張率材料を主材料とする部品を接合してモジュールを構成すると、ヒートサイクルに晒されたときに、両部品の熱膨張差によってはんだ等の接合材に大きな熱応力が加わり、接合部が損傷しやすい。【解決手段】低熱膨張率材料を主材料とする部品１０の接合面１０ｃ側に接合面１０ｃに向かうほど高熱膨張率材料１０ｂを多く含む熱膨張率逓増層１０ｄを形成する。あるいは高熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に接合面に向かうほど低熱膨張率材料を多く含む熱膨張率逓減層を形成する。低熱膨張率材料を主材料とする部品１０の接合面１０ｃ側に、表面１０ｃに向かうほど熱膨張率が逓増する層が形成されていると、熱膨張率が大きく相違する接合面で接合する無理をしなくてもよくなる。厳しいヒートサイクルに晒されても接合部で損傷が生じないようにすることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面と高熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面を接合したモジュールであり、
低熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に、接合面の表面に向かうほど高熱膨張率材料を多く含む熱膨張率逓増層が形成されていることを特徴とするモジュール。
【請求項２】
低熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に、低熱膨張率材料で形成されているとともに接合面の表面に向かうほど細くなる突出形状の複数個が分布して形成されており、隣接する突出形状の間隔に高熱膨張率材料が充填されていることを特徴とする請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
低熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面と高熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面を接合したモジュールであり、
高熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に、接合面の表面に向かうほど低熱膨張率材料を多く含む熱膨張率逓減層が形成されていることを特徴とするモジュール。
【請求項４】
高熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に、高熱膨張率材料で形成されているとともに接合面の表面に向かうほど細くなる突出形状の複数個が分布して形成されており、隣接する突出形状の間隔に中熱膨張率材料が充填されていることを特徴とする請求項３に記載のモジュール。
【請求項５】
高熱膨張率材料を主材料とする部品が、中熱膨張率材料で形成されている多孔質体と、その孔内に充填されている高熱膨張率材料で構成されており、単位体積あたりの孔容積が接合面の表面に向かうほど小さいことを特徴とする請求項３に記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低熱膨張率材料を主材料とする部品と高熱膨張率材料を主材料とする部品を接合したモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、パワーチップを基板にはんだで接合したパワーデバイスが開示されている。特許文献１のパワーチップは、熱膨張率が低いシリコンを主材料とする部品であり、基板は、熱膨張率が大きいアルミ板と絶縁層と銅箔を積層したものである。特許文献１は、熱膨張率が大きい銅板とセラミック板と銅箔を積層した基板を利用する実施例も記載している。特許文献１は、低熱膨張率材料を主材料とする部品と高熱膨張率材料を主材料とする部品を接合してモジュールを構成する技術を示している。
特許文献２に、半導体素子を基板に接合した電力用の半導体装置が開示されている。特許文献２の半導体素子は、熱膨張率が低いシリコンを主材料とする部品であり、基板は、絶縁基板の表裏両面に熱膨張率が大きな導電箔が積層されたものである。特許文献２は、熱膨張率が大きな42アロイや銅の板を基板に用いる実施例や、熱膨張率の大きい銅などの金属箔または金属板を基板に利用する実施例も記載している。特許文献２も、低熱膨張率材料を主材料とする部品と高熱膨張率材料を主材料とする部品を接合してモジュールを構成する技術を示している。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２７３１５０号公報
【特許文献２】特開２０００−８７７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
低熱膨張率材料を主材料とする部品と高熱膨張率材料を主材料とする部品を接合してモジュールを構成する場合、モジュールがヒートサイクルに晒されると、両部品の熱膨張差によってはんだ等の接合材に大きな熱応力が加わり、接合部が損傷しやすいという問題が生じる。両部品の主材料を揃えれば、熱膨張差は生じないが、両部品の主材料を揃えられない場合が多い。特に、シリコン等の半導体材料を主材料とする半導体素子が発熱し、その熱を基板に伝熱して半導体素子の過熱を防止するモジュールの場合、熱伝導率が高い材料で基板を形成する必要があり、半導体素子の熱膨張率に比して大きな熱膨張率を持っている材料を選択しなければならないことが多い。特許文献１と２でも、低熱膨張率材料を主材料とする部品と高熱膨張率材料を主材料とする部品を接合してモジュールを構成している。
【０００５】
現状では、低熱膨張率材料を主材料とする部品と高熱膨張率材料を主材料とする部品の接合信頼性が低く、両者を良好にはんだ接合するためのはんだ材の研究や、ろう付け等の金属接合技術の研究や、はんだに代わる接着剤の研究によって対処しようとしている。
しかしながら、いずれの技術によっても接合信頼性を充分に向上させることができず、厳しいヒートサイクルに晒されると比較的短期間のうちに接合部が損傷しやすい。例えばはんだ内にクラックが生じたり、接合界面に反応生成物が堆積して界面を剥離させる等の現象が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、低熱膨張率材料を主材料とする部品と高熱膨張率材料を主材料とする部品の接合信頼性を格段に向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの態様のモジュールは、低熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に接合面の表面に向かうほど高熱膨張率材料を多く含む熱膨張率逓増層が形成されていることを特徴とする。
低熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に、表面に向かうほど熱膨張率が逓増する層が形成されていると、熱膨張率が大きく相違する接合面で接合する無理をしなくてもよくなる。部品と部品の間に熱膨張差が大きな接合面が存在しなくなる。この結果、接合信頼性が格段に向上する。厳しいヒートサイクルに晒されても接合部で損傷が生じないようにすることができる。
【０００８】
熱膨張率逓増層の一例に、低熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に、低熱膨張率材料で形成されているとともに接合面の表面に向かうほど細くなる突出形状の複数個を分布して形成しておき、隣接する突出形状の間隔に高熱膨張率材料を充填した構成を採用することができる。
この場合、突出形状の根元部分では、低熱膨張率材料を多く含み、突出形状の先端では高熱膨張率材料を多く含み、その間では低熱膨張率材料を多く含む状態から高熱膨張率材料を多く含む状態に徐々に変化する層構造を得ることができる。
上記構造では、高熱膨張率材料が突出形状の頂部を覆っていてもよい。すなわち、低熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面が高熱膨張率材料のみで形成されていてもよい。あるいは、接合面に突出形状の頂部が露出していてもよいし、突出形状の頂部が突出していてもよい。部品と部品を接続するはんだやろう材や接着剤の厚みの範囲内であれば、突出形状の頂部が接合面から突出していても、格別の問題はない。
【０００９】
本発明の他の一つの態様のモジュールは、高熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に、接合面の表面に向かうほど低熱膨張率材料を多く含む熱膨張率逓減層が形成されていることを特徴とする。
高熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に、表面に向かうほど熱膨張率が低減する層が形成されていると、熱膨張率が大きく相違する接合面で接合する無理をしなくてもよくなる。部品と部品の間に熱膨張差が大きな接合面が存在しなくなる。この結果、接合信頼性が格段に向上する。厳しいヒートサイクルに晒されても接合部で損傷が生じないようにすることができる。
【００１０】
熱膨張率低減層の一例に、高熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に、高熱膨張率材料で形成されているとともに接合面の表面に向かうほど細くなる突出形状の複数個を分布して形成しておき、隣接する突出形状の間隔に中熱膨張率材料を充填した構成を採用することができる。
高熱膨張率材料には、例えば、銅やアルミ等の熱伝導性に優れた金属を採用をすることができる。中熱膨張率材料には、例えば、タンクグステンやモリブデンやＳｉＣ等のように、シリコン等の半導体材料を主材料とする部品の熱膨張率よりは大きいが、銅やアルミ等の熱伝導性に優れた金属の熱膨張率よりは小さな熱膨張率を有する材料を用いることができる。
この場合、突出形状の根元部分では、高熱膨張率材料を多く含み、突出形状の先端では中熱膨張率材料を多く含み、その間では高熱膨張率材料を多く含む状態から中熱膨張率材料を多く含む状態に徐々に変化する層構造を得ることができる。
上記構造では、中熱膨張率材料が突出形状の頂部を覆っていてもよい。すなわち、高熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面が中熱膨張率材料のみで形成されていてもよい。あるいは、接合面に突出形状の頂部が露出していてもよいし、突出形状の頂部が突出していてもよい。部品と部品を接続するはんだやろう材や接着剤の厚みの範囲内であれば、突出形状の頂部が接合面から突出していても、格別の問題はない。
【００１１】
高熱膨張率材料を主材料とする部品を、中熱膨張率材料で形成されている多孔質体と、その孔内に充填されている高熱膨張率材料で構成することもできる。単位体積あたりの孔容積が接合面の表面に向かうほど小さくなる関係に設定しておけば、接合面に向かって熱膨張率が低減する層を備えた部品を形成することができる。高熱膨張率材料には、例えば銅やアルミ等の熱伝導性に優れた金属を採用をすることができる。中熱膨張率材料には、例えば、タンクグステンやモリブデンやＳｉＣ等のように、シリコン等の半導体材料を主材料とする部品の熱膨張率よりは大きいが、銅やアルミ等の熱伝導性に優れた金属の熱膨張率よりは小さな熱膨張率を有する材料を用いることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、低熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に接合面に向けて熱膨張率が逓増する層を用意しておくので、その接合面に高熱膨張率材料を主材料とする部品を接続しても、部品と部品の間に熱膨張差が大きな接合面が存在しなくなる。あるいは、高熱膨張率材料を主材料とする部品の接合面側に接合面に向けて熱膨張率が低減する層を用意しておくので、その接合面に低熱膨張率材料を主材料とする部品を接続しても、部品と部品の間に熱膨張差が大きな接合面が存在しなくなる。この結果、接合信頼性が格段に向上する。厳しいヒートサイクルに晒されても接合部で損傷が生じないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
下記に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。
（特徴１）半導体ウェハの処理プロセスで、半導体ウェハの接合面をエッチングして複数個の突起が分散して配置されている形状を作る。
（特徴２）半導体ウェハの処理プロセスで、突起と突起の間隔に、メッキ法、スパッタリング法、あるいは蒸着法で、金属を充填する。
（特徴３）特徴２の方法で金属膜を形成した後に、ＣＭＰ（化学的機械研磨）法によって金属膜表面を平坦化する。
（特徴４）特徴２の方法で、相手側部品の主材料となっている種類の金属膜を形成する。
（特徴５）金属板の表面を機械的に研磨して、金属板の表面に、複数個の突起が分散して配置されている形状を作る。
（特徴６）２枚の金属をろう付けして１枚の金属板を製造する。１方の金属は、銅やアルミ等の熱伝導性に優れた金属とする。他方の金属は、タンクグステンやモリブデンやＳｉＣ等のように熱膨張率が小さな金属とする。両者の表面に、複数個の突起が分散して配置されている形状を作っておき、その間にろう材を介在させた状態でろう付けする。
【実施例】
【００１４】
（実施例１）
図１は、実施例１のモジュール２を示している。モジュール２では、伝熱板４に、第１外部接続端子６、第１半導体チップ１０、第２半導体チップ１４、中継端子１６、第２外部接続端子２２、第３外部接続端子２６等が機械的に固定されている。第１外部接続端子６と第１半導体チップ１０の間は、ワイヤ８でワイヤボンディングされている。第１半導体チップ１０と第２半導体チップ１４の間は、ワイヤ１２でワイヤボンディングされている。第２半導体チップ１４と中継端子１６の間は、ワイヤ１８でワイヤボンディングされている。第２半導体チップ１４と第３外部接続端子２６の間は、ワイヤ２４でワイヤボンディングされている。中継端子１６と第２外部接続端子２２の間は、受動部品２０で接続されている。
【００１５】
図２は、図１のII−II線断面を示している。第１半導体チップ１０は、はんだ２８によって伝熱板４に機械的に固定されている。第１半導体チップ１０は、大電力をスイッチングするＩＧＢＴ（パワー半導体素子の一種）であり、動作すると発熱する。同様に、第２半導体チップ１４は、はんだによって伝熱板４に機械的に固定されている。第２半導体チップ１４は、大電力が流れるダイオード（パワー半導体素子の一種）であり、動作すると発熱する。
【００１６】
伝熱板４の下方には図示しない冷却器が用意されている。第１半導体チップ１０と第２半導体チップ１４の熱は、はんだ２８を介して伝熱板４に伝熱し、伝熱板４を介して冷却器に伝えられる。モジュール２では、第１半導体チップ１０と冷却器の間の熱伝導率が高く、第２半導体チップ１４と冷却器の間の熱伝導率が高状態で、第１半導体チップ１０と第２半導体チップ１４を伝熱板４に接合することが求められている。第１半導体チップ１０と第２半導体チップ１４は、熱膨張率が低いシリコンを主材料にして形成されている。伝熱板４は、熱伝導率が高い銅板である。伝熱板４は、第１半導体チップ１０と第２半導体チップ１４よりも高い熱膨張率を備えている。
【００１７】
通常の半導体チップと伝熱板４を単純にはんだ２８で接合すると、半導体チップの加熱時に、半導体チップに固定されているはんだ２８の上面に比して、伝熱板４に固定されているはんだ２８の下面が大きく引き伸ばさせる現象が生じる。これが繰返されると、短期間のうちにはんだ２８が損傷しやすいという問題を持っている。
【００１８】
この問題に対処するために、本実施例の第１半導体チップ１０と第２半導体チップ１４は、伝熱板４に固定する面に、接合面に向けて熱膨張率が逓増する層を備えている。熱膨張率逓増層の構成は、第１半導体チップ１０と第２半導体チップ１４で共通であるので、以下では第１半導体チップ１０の場合について説明する。また以下の説明では、単に半導体チップ１０という。
【００１９】
図３は、半導体チップ１０と伝熱板４の接合部の詳細断面を示している。図３に示されているように、半導体チップ１０の接合面１０ｃ（この場合は下面）側には、低熱膨張率材料であるシリコンで形成されている複数個のくさび形状１０ａが形成されている。各々のくさび形状は、接合面１０ｃに向かって突出し、接合面１０ｃに向かうほど細くなっている。複数個のくさび形状１０ａが、接合面１０ｃの範囲内で分布して形成されている。各々のくさび形状は、図３と直交する断面で観測しても、接合面１０ｃに向かうほど細くなっており、４角錐形状である。円錐形状であってもかまわない。隣接するくさび形状１０ａの間隔には、高熱膨張率材料である銅１０ｂが充填されている。充填材料には、電熱板４を形成する金属が採用されている。くさび形状１０ａと、その間隔を充填している銅１０ｂによって、熱膨張率逓増層１０ｄが形成されている。
【００２０】
図３の（Ａ）（Ｂ）は、縦軸に位置（深さ）をとり、横軸に熱膨張率をとったグラフを示している。（Ａ）は熱膨張率逓増層１０ｄが形成されている実施例の熱膨張率プロファイルを示し、（Ｂ）は熱膨張率逓増層１０ｄが形成されていない場合の熱膨張率プロファイルを示している。（Ａ）に示すように、熱膨張率逓増層１０ｄでは、接合面１０ｃに向かうほど熱膨張率が逓増している。この結果、接合面１０ｃにおける、半導体チップ１０の熱膨張率材料と伝熱板４の熱膨張率の差Ｇ１が、（Ｂ）の場合の熱膨張率差Ｇ２よりも低下している。本実施例のモジュール２では、熱膨張率が大きく相違する接合面で接合する無理なことをしていない。半導体チップ１０と伝熱板４の間に熱膨張率差が大きな接合面が存在しなくなる。この結果、モジュール２の接合信頼性が格段に向上する。モジュール２が厳しいヒートサイクルに晒されても、接合部で損傷が生じないようにすることができる。
【００２１】
半導体チップ１０の接合面（裏面）１０ｃ側にくさび形状１０ａを形成する工程は、半導体ウェハの処理プロセスで実行できる。半導体ウェハの表面側に半導体チップ１０に必要な半導体構造を作りこんだ後に、半導体ウェハの裏面をエッチングして半導体チップ１０の特性を得るのに必要な厚みまで薄くする。このとき、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法を利用してエッチングすると、くさび形状１０ａを形成することができる。ＲＩＥ処理時の反応ガスの種類、流量、圧力、投入電力を制御することによって、くさび形状１０ａを形成することが可能であり、くさび形状１０ａの形状を制御することもできる。
その後に、くさび形状１０ａを形成した半導体ウェハの裏面に、メッキ法やスパッタリッグ法やメッキ法等で銅の膜を形成すれば、隣接するくさび形状１０ａの間隔に銅を充填することができる。必要なら、その後にＣＭＰ（化学的機械研磨）法によって、銅膜の表面を平坦化してもよい。そのときに、くさび形状１０ａの頂点が銅膜中に埋設されている状態で研磨を終了してもよいし、くさび形状１０ａが露出するまで研磨してもよい。あるいは、くさび形状１０ａの頂点が銅膜の表面から突出している状態で銅膜の成長を止めてもよい。くさび形状１０ａの頂点が銅膜の表面から突出していても、その突出距離がはんだ２８の厚み以下であれば、不都合は生じない。
【００２２】
上記実施例では、くさび形状１０ａと間隔を充填している銅１０ｂによって、熱膨張率逓増層１０ｄを形成している。しかしながら熱膨張率逓増層１０ｄは、この実施例に限られない。例えば半導体素子の裏面に形成する合金の組成を表面に向かって徐々に変化させることによって熱膨張率逓増層を形成することもできる。あるいは、複数種類の金属を含むメッキ層を形成する際に、表面に向かって組成比を徐々に変化させることによって熱膨張率逓増層を形成することもできる。
【００２３】
（実施例２）
図４は、実施例２の半導体チップ３０と伝熱板３４の接合部の詳細断面を示している。図４に示されているように、伝熱板３４の接合面３４ｃ（この場合は上面）側には、高熱膨張率材料である銅で形成されている複数個のくさび形状３４ａが形成されている。各々のくさび形状３４ａは、接合面３４ｃに向かって突出し、接合面３４ｃに向かうほど細くなっている。複数個のくさび形状３４ａが、接合面３４ｃの範囲内で分布して形成されている。各々のくさび形状３４ａは、図４と直交する断面で観測しても、接合面３４ｃに向かうほど細くなっており、４角錐形状である。円錐形状であってもかまわない。隣接するくさび形状３４ａの間隔には、中熱膨張率材料であるモリブデン３４ｂが充填されている。充填材料には、伝熱板３４を形成する主材料である銅よりも低熱膨張率なモリブデンが採用されている。モリブデンは、銅よりも低熱膨張率であるが、シリコンよりも高熱膨張率であるので、ここでは中熱膨張率材料であると説明する。くさび形状３４ａと、その間隔を充填しているモリブデン３４ｂによって、熱膨張率低減層３４ｄが形成されている。
【００２４】
図４の（Ａ）（Ｂ）は、縦軸に位置（深さ）をとり、横軸に熱膨張率をとったグラフを示している。（Ａ）は熱膨張率低減層３４ｄが形成されている実施例の熱膨張率プロファイルを示し、（Ｂ）は熱膨張率低減層３４ｄが形成されていない場合の熱膨張率プロファイルを示している。（Ａ）に示すように、熱膨張率低減層３４ｄでは、接合面３４ｃに向かうほど熱膨張率が低減している。この結果、接合面３４ｃにおける、半導体チップ３０の熱膨張率材料と伝熱板３４の熱膨張率の差Ｇ３が、（Ｂ）の場合の熱膨張率差Ｇ４よりも低下している。実施例２のモジュールでは、熱膨張率が大きく相違する接合面で接合する無理なことをしていない。半導体チップ３０と伝熱板３４の間に熱膨張率差が大きな接合面が存在しなくなる。この結果、モジュールの接合信頼性が格段に向上する。実施例２のモジュールが厳しいヒートサイクルに晒されても、接合部で損傷が生じないようにすることができる。
熱膨張率低減層３４ｄを利用すると、接合部で損傷が生じないようにできるが、モリブデンを含んでいるので、銅だけで形成されている場合と比較すると、熱伝導率が低い。本実施例では、熱膨張率低減層３４ｄの厚みが接合部で損傷が生じないようにする最小の厚みに調整されているので、熱膨張率低減層３４ｄによる熱伝導率の低下が最小に抑えられている。熱応力が過大に発達することを抑制しながら、熱伝導率の低下を許容範囲内に抑えることができる。
【００２５】
銅板の接合面（上面）側にくさび形状を形成する工程は、銅板の表面を機械的に研削することで形成できる。この場合、モリブデンの板の表面も機械的に研削して銅板の凹凸に対応する凹凸を形成する。その後にAgSn等の共晶はんだを銅板とモリブデン板の間に挟んで両者をろう付けする。これによって、接続面に３４ｃ側に熱膨張率低減層３４ｄが形成された伝熱板３４を形成することができる。
上記方法に代えて、モリブデン板の表面を機械的に研削して凹凸を形成し、その凹凸面に銅をメッキ等して伝熱板３４を形成してもよい。
また、モリブデンに代えてタングステンあるいはSiCを用いてもよい。タングステンやSiCは、シリコンよりも熱膨張率が高いものの、銅よりは熱膨張率が低い。タングステンやSiCを用いても、銅板の表面に、表面に向けて熱膨張率が逓減する逓減層を形成することができ、伝熱板４の接合面に熱膨張率を半導体素子の熱膨張率に近づけることができる。また、銅に代えてアルミを利用してもよい。
【００２６】
（実施例３）
図５は、実施例３の半導体チップ３０と伝熱板４４の接合部の詳細断面を示している。伝熱板４４は、モリブデン（シリコンよりも熱膨張率が高いものの、銅よりは熱膨張率が低いので、中熱膨張率材料といえる）の多孔質材料４４ａを利用している。多孔質材料４４ａ内には、多数の連続気泡４４ｂが形成されている。単位体積あたりの連続気泡４４ｂの容積は、接合面４４ｃに向かうほど小さく調整されている。単位体積あたりの連続気泡４４ｂの容積は、多孔質材料の作成条件や、冷却条件や、雰囲気を調整することによって、制御することができる。
多孔質材料４４ａ内の多数の連続気泡４４ｂ内に銅４５を含浸することによって、伝熱板４４が形成されている。すなわち、連続気泡４４ｂには銅４５が充填されている。
【００２７】
前記したように、単位体積あたりの連続気泡４４ｂの容積は、接合面４４ｃに向かうほど小さく調整されている。すなわち、接合面４４ｃに向かうほど銅の組成比が小さく調整されている。この結果、伝熱板４４の熱膨張率は、接合面４４ｃに向かうほど逓減している。
図５の（Ａ）は、熱膨張率のプロファイルを示している。単位体積あたりの連続気泡４４ｂの容積が接合面４４ｃに向けて減少している範囲では、熱膨張率が逓減しており、接合面４４ｃにおける半導体チップ３０の熱膨張率と伝熱板４４の熱膨張率の差Ｇ５が小さくなるように調整されている。
熱膨張率低減層４４ｄを利用すると、接合面４４ｃに近づくほどモリブデン量が増大して熱膨張率が逓減するために、接合部で損傷が生じないようにできるが、モリブデンを多く含んでいるので、銅を主体に形成されている場合と比較すると、熱伝導率が低い。本実施例では、熱膨張率低減層４４ｄの厚みが接合部で損傷が生じないようにする最小の厚みに調整されているので、熱膨張率低減層４４ｄによる熱伝導率の低下が最小に抑えられている。熱応力が過大に発達することを抑制しながら、熱伝導率の低下を許容範囲内に抑えることができる。
【００２８】
多孔質材料は、モリブデンに限られず、タングステンまたはＳｉＣで作成することもでできる。孔に充填する材料は銅に限られず、アルミニウムであってもよい。
【００２９】
上記実施例では、くさび形状１０ａまたは気泡４４ｂを利用して熱膨張率逓減層３４ｄ、４４ｄを形成している。しかしながら熱膨張率逓減層は、これらの実施例に限られない。例えば伝熱板の表面に形成する合金の組成を表面に向かって徐々に変化させることによって熱膨張率逓減層を形成することもできる。あるいは、複数種類の金属を含むメッキ層を形成する際に、表面に向かって組成比を徐々に変化させることによって熱膨張率逓減層を形成することもできる。
接合面で電気的導通を必要とする場合には、熱膨張率逓増層または熱膨張率逓減層を導電性材料で形成する。上記した実施例の熱膨張率逓増層または熱膨張率逓減層は導電性であり、機械的に接合するだけでなく、電気的導通をも確保する場合にも利用することがでできる。
【００３０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を適用するモジュールの実施例を例示する図。
【図２】図１のII―II線断面図。
【図３】第１実施例のモジュールの接合部の断面図。
【図４】第２実施例のモジュールの接合部の断面図。
【図５】第３実施例のモジュールの接合部の断面図。
【符号の説明】
【００３２】
４，３４，４４：伝熱板
１０，１４，３０：半導体チップ
２８：はんだ
１０ａ，３４ａ：突起
１０ｂ，３４ｂ：突起間隙の充填材
１０ｃ，３４ｃ，４４ｃ：接合面
１０ｄ：熱膨張率逓増層
３４ｄ，４４ｄ：熱膨張率逓減層
４４ａ：多孔質材料
４４ｂ：連続気泡
４５：充填材料
【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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