直流電壓轉(zhuǎn)換模塊、半導體模塊和半導體模塊的制造方法
【專利說明】直流電壓轉(zhuǎn)換模塊、半導體模塊和半導體模塊的制造方法
[0001]本案是申請日為2010年12月24日、申請?zhí)枮?01010614043.0、發(fā)明名稱為“直流電壓轉(zhuǎn)換模塊、半導體模塊和半導體模塊的制造方法”的專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及直流電壓轉(zhuǎn)換模塊。另外，本發(fā)明涉及具備散熱板的半導體模塊及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003]—直以來，在電子設(shè)備中，作為把直流的輸入電壓轉(zhuǎn)換成與供給對象的器件相對應(yīng)的直流的輸出電壓的方法，開關(guān)穩(wěn)壓器被廣泛使用(例如，參照日本特開2009 - 278756號)。本申請的圖26表示現(xiàn)有的開關(guān)穩(wěn)壓器的一個例子。開關(guān)穩(wěn)壓器Xl具備控制器90?？刂破?0如果接收到輸入電壓Vin，則產(chǎn)生例如與輸出電壓Vout相對應(yīng)的脈沖電壓。通過調(diào)節(jié)該脈沖寬度，與輸出電壓Vout相對應(yīng)。
[0004]為了使從控制器90輸出的脈沖電壓成為直流的輸出電壓Vout，需要進行電壓平滑。從而，在開關(guān)穩(wěn)壓器Xl的前后，另外設(shè)置輸入側(cè)電容器Cin、線圈Lout、輸出側(cè)電容器Cout、二極管Di以及電阻Rl、R2等電子部件。為了得到適當?shù)妮敵鲭妷?，這些電子部件的選定以及配置比較重要。例如，如果用于連接這些電子部件的布線不適當?shù)亻L，則在布線自身中發(fā)生電感或者噪聲。特別是，至接地的路徑長度易于對發(fā)生噪聲產(chǎn)生影響。另外，由于反復進行輸入側(cè)電容器Cin以及輸出側(cè)電容器Cout的充放電，因此希望ESR(等效串聯(lián)電阻)小。如果錯誤地進行上述電子部件的選定以及配置，則存在不能充分發(fā)揮控制器90的性能的可能性。
[0005]另外，當前還提出了內(nèi)置有多個半導體元件的半導體模塊的種種方案。在這樣的半導體模塊中，有時包括發(fā)熱量相對大的半導體元件(以下，稱為“發(fā)熱元件”。)。發(fā)熱元件發(fā)出的熱有可能對其它的半導體元件帶來惡劣影響，因此需要一些對策。作為其對策的一個例子，提出了在發(fā)熱元件與散熱板之間配置傳熱部件，由此形成熱的轉(zhuǎn)移路徑的方法。例如，日本特開2004 - 87594號公開了本申請的圖27表示的半導體模塊。該半導體模塊X2包括安裝具有發(fā)熱元件91的多個電路部件的基板92，對于該基板92固定散熱板93。在基板92的表面設(shè)置布線圖案94。發(fā)熱兀件91具備一對外部電極91a以及接地電極91b。各外部電極91a與布線圖案94連接。接地電極91b形成在發(fā)熱元件91的安裝面上，與填充到基板92的通孔92a中的傳熱部件95接觸。傳熱部件95從接觸通孔92a的下端延伸出來，與散熱板93接觸。
[0006]半導體模塊X2例如參照以下的順序制造。首先，固定基板92和散熱板93，在基板92的表面涂敷膏狀焊料。然后，把基板92以及散熱板93搬入到回流爐中加熱，使膏狀焊料溶解。這時，膏狀焊料的一部分通過通孔92a流入到基板92與散熱板93的縫隙之間，形成圖27表示的傳熱部件95。
[0007]在半導體模塊X2中，存在以下的問題。例如，在基板92上涂敷的膏狀釬焊料的量不充分的情況下，可能發(fā)生傳熱部件95從散熱板93不適當?shù)胤蛛x，不能良好地進行熱傳遞的事態(tài)。另外，如果膏狀焊料的量過多，則也有可能發(fā)生設(shè)置在基板92的背面?zhèn)鹊牟季€彼此不當?shù)貙ǖ氖聭B(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是根據(jù)上述的情況想出的。因此，本發(fā)明的課題是提供不需要外裝的部件，就能夠適當?shù)剡M行電壓轉(zhuǎn)換的直流電壓轉(zhuǎn)換模塊。另外，本發(fā)明的課題是提供能夠?qū)陌雽w元件發(fā)出的熱更有效地傳遞到散熱板的半導體模塊。進而，本發(fā)明的課題是提供這種半導體模塊的制造方法。
[0009]本發(fā)明第一方案的直流電壓轉(zhuǎn)換模塊包括:基板；輸入用端子、輸出用端子和接地端子；搭載在上述基板上的直流電壓轉(zhuǎn)換控制元件；搭載在上述基板上，與上述直流電壓轉(zhuǎn)換控制元件和上述輸出用端子連接的線圈；搭載在上述基板上，與上述輸入用端子和上述接地端子連接的輸入側(cè)電容器；搭載在上述基板上，與上述輸出用端子和上述接地端子連接的輸出側(cè)電容器。上述輸入用端子、輸出用端子和接地端子沿著規(guī)定的突出方向相互平行地突出。在與上述突出方向成直角的方向上，上述接地端子配置在上述輸入用端子和上述輸出用端子之間。
[0010]優(yōu)選上述線圈配置成在上述突出方向上夾在上述輸入用端子、輸出用端子和上述接地端子、與上述直流電壓轉(zhuǎn)換控制元件之間。
[0011]優(yōu)選在與上述突出方向成直角的方向上，上述輸出側(cè)電容器與上述線圈并排配置，而且位于上述輸出用端子一側(cè)。
[0012]優(yōu)選在上述突出方向上，上述輸入側(cè)電容器與上述輸出側(cè)電容器鄰接，而且配置在與上述輸入用端子、輸出用端子和接地端子相反的一側(cè)。
[0013]優(yōu)選本發(fā)明的直流電壓轉(zhuǎn)換模塊還具備保險絲，其搭載在上述基板上，與上述輸入用端子和上述直流電壓轉(zhuǎn)換控制元件連接，在與上述突出方向成直角的方向上，夾著上述線圈配置在與上述輸出側(cè)電容器相反一側(cè)。
[0014]優(yōu)選上述基板包括:具有表面和背面的基材；形成在上述基材的上述表面上的表面布線圖案；形成在上述基材的上述背面上的背面布線圖案；貫穿上述基材，而且在上述基材的厚度方向觀察時，與上述表面布線圖案和背面布線圖案重疊的至少一個通孔；和填充在上述通孔中的焊料部。
[0015]優(yōu)選上述直流電壓轉(zhuǎn)換控制元件、上述線圈和上述輸入側(cè)及輸出側(cè)電容器都搭載都在上述基板的表面上。
[0016]優(yōu)選上述背面布線圖案包括:具有與上述接地端子連接，而且在上述突出方向上向與上述輸入用端子、輸出用端子和連接端子相反側(cè)突出的凸狀部的第一區(qū)域；和形成包圍上述凸狀部的U字形狀的第二區(qū)域。
[0017]優(yōu)選上述第一區(qū)域的面積比上述第二區(qū)域大。
[0018]優(yōu)選本發(fā)明的直流電壓轉(zhuǎn)換模塊還具備粘貼在上述基板背面的散熱板。
[0019]優(yōu)選上述通孔設(shè)置在與上述直流電壓轉(zhuǎn)換控制元件重疊的位置。
[0020]優(yōu)選在上述基材上形成有追加的通孔，上述表面布線具有搭載有上述直流電壓轉(zhuǎn)換控制元件的區(qū)域，該區(qū)域位于與上述直流電壓轉(zhuǎn)換控制元件不重疊的位置，而且具有形成上述追加的通孔的區(qū)域。
[0021]由本發(fā)明第二方案提供的半導體模塊包括:具有表面和背面，并形成有至少一個通孔的基板；安裝在上述基板的上述表面上的半導體元件；配置成與上述基板的上述背面相對的散熱板；具有填充在上述通孔中的填充部和向上述基板的上述背面?zhèn)扰虺龅呐虺霾康膫鳠岵考?。上述膨出部形成為，在上述基板的面?nèi)方向，厚度隨著遠離上述填充部而減少，并且與上述散熱板接觸。
[0022]優(yōu)選上述通孔在上述基板的厚度方向觀察時，設(shè)置在與上述半導體元件重疊的位置。
[0023]優(yōu)選上述基板包括:具有表面以及背面的基材:形成在上述基材的上述表面上的第一表面布線圖案:形成在上述基材的上述背面上的第一背面布線圖案。上述半導體元件安裝在上述第一表面布線圖案上，上述第一背面布線圖案經(jīng)由上述通孔與上述第一表面布線圖案導通，上述膨出部形成為覆蓋上述第一背面布線圖案的至少一部分。
[0024]優(yōu)選上述第二方案的半導體模塊還具備形成在上述基材的上述背面上，并且離開上述第一背面布線圖案的第二背面布線圖案，上述第二背面布線圖案與上述散熱板絕緣。
[0025]優(yōu)選上述第二方案的半導體模塊還具備形成在上述基材的上述表面上，并且離開上述第一表面布線圖案的第二表面布線圖案，上述第二表面布線圖案與上述第二背面布線圖案導通。
[0026]優(yōu)選上述傳熱部件由焊料材料或者樹脂構(gòu)成。
[0027]優(yōu)選上述第二方案的半導體模塊還具備輸入用端子、輸出用端子、接地端子、線圈、輸入側(cè)電容器以及輸出側(cè)電容器，上述半導體元件是直流電壓轉(zhuǎn)換控制元件。上述線圈搭載在上述基板上，并與上述直流電壓轉(zhuǎn)換控制元件和上述輸出用端子連接。上述輸入側(cè)電容器搭載在上述基板上，并與上述輸入用端子和上述接地端子連接。上述輸出側(cè)電容器搭在上述基板上，并與上述輸出用端子和上述接地端子連接。
[0028]優(yōu)選上述輸入用端子、上述輸出用端子和上述接地端子相互平行，并向同一方向突出。在與上述同一方向成直角的方向上，上述接地端子配置在上述輸入用端子和上述輸出用端子之間。
[0029]由本發(fā)明的第三方案提供的半導體模塊的制造方法包括:準備具有表面和背面，并形成有至少一個通孔的基板的工序；在上述基板的上述表面上安裝半導體元件的工序；設(shè)置用于冷卻上述半導體元件的散熱板的工序。進而，該制造方法還具有在設(shè)置上述散熱板的工序之前在上述基板上形成具有填充部和膨出部的傳熱部件的工序，上述填充部填