Halbleiterleistungsmodul

• Main Authors: SOGA, TASAO, KAWASE, DAISUKE, SUZUKI, KAZUHIRO, SHIMOKAWA, HANAE, SAITO, KATSUAKI, MORISAKI, EIICHI
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 21.06.2012
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; SEMICONDUCTOR DEVICES

Aufgrund der Umweltprobleme ist die Verwendung von bleifreiem Lötmetall grundlegend geworden. Ein Leistungsmodul wird durch Löten von Substraten mit großen Flächen ausgebildet. Es ist bekannt, dass bei Sn-3Ag-0,5Cu, das kaum kriecht und sich in Bezug auf eine große Verformung, gefolgt von einer Wölbung des Substrats, verformt, die Lebensdauer bezüglich des Temperaturzyklustests beträchtlich verkürzt ist und der konventionelle Modulaufbau sich in der Situation befindet, in der es schwierig ist, eine hohe Zuverlässigkeit zu sichern. Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Zusammensetzungen auszuwählen, aus der eine Erhöhung der Lebensdauer bei geringer Umformgeschwindigkeit erwartet werden kann. Bei Sn-Lötmetall wird durch Dotieren mit 3 bis 7% In und mit 2 bis 4,5% Ag die Wirkung einer verzögerten Rissbildung bei niedriger Umformgeschwindigkeit festgestellt und als repräsentative Zusammensetzung, die bei hohen Temperaturen stabil ist, wird Sn-3Ag-0,5Cu-5In ausgewählt. Weiterhin ist zur Verbesserung der Stabilität ein Verfahren zum teilweisen Beschichten eines Lötmetallendabschnitts mit einem Harz gezeigt. Use of Pb-free solder has become essential due to the environmental problem. A power module is formed by soldering substrates with large areas. It is known that in Sn-3Ag-0.5Cu which hardly creeps and deforms with respect to large deformation followed by warpage of the substrate, life is significantly shortened with respect to the temperature cycle test, and the conventional module structure is in the situation having difficulty in securing high reliability. Thus, the present invention has an object to select compositions from which increase in life can be expected at a low strain rate. In Sn solder, by doping In by 3 to 7% and Ag by 2 to 4.5%, the effect of delaying crack development at a low strain rate is found out, and as a representative composition stable at a high temperature, Sn-3Ag-0.5Cu-5In is selected. Further, for enhancement of reliability, a method for partially coating a solder end portion with a resin is shown.