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JP2008028295A - Power semiconductor module and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP2008028295A JP2006201725A JP2006201725A JP2008028295A JP 2008028295 A JP2008028295 A JP 2008028295A JP 2006201725 A JP2006201725 A JP 2006201725A JP 2006201725 A JP2006201725 A JP 2006201725A JP 2008028295 A JP2008028295 A JP 2008028295A
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Abstract

【課題】冷熱サイクルに対して亀裂、剥離などの不具合を生じない信頼性の高いパワー半導体モジュール及びその製造方法であって、製造工程上、位置ずれなどの不具合を生じないパワー半導体モジュール及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】パワー半導体素子と、絶縁基板と、放熱板と、を有し、前記パワー半導体素子と前記絶縁基板との間、及び前記絶縁基板と前記放熱板との間の少なくとも一方を、Cu層、CuSn層及びCu層の順で積層してなる積層構造で接合するパワー半導体モジュール及びその製造方法。
【選択図】なし
A highly reliable power semiconductor module that does not cause defects such as cracking and peeling with respect to a thermal cycle, and a method for manufacturing the same, and a power semiconductor module that does not cause defects such as misalignment in the manufacturing process and the manufacture thereof Providing a method.
A power semiconductor element, an insulating substrate, and a heat sink are provided. At least one of the power semiconductor element and the insulating substrate and between the insulating substrate and the heat sink is Cu. layer, the power semiconductor module and the manufacturing method thereof joined in a stacked structure formed by laminating in this order Cu 3 Sn layer and the Cu layer.
[Selection figure] None

Description

本発明は、パワー半導体モジュール及びその製造方法に関し、詳細には、冷熱サイクルに対して亀裂、剥離などの不具合を生じない信頼性の高いパワー半導体モジュール及びその製造方法であって、製造工程上、位置ずれなどの不具合を生じないパワー半導体モジュール及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a power semiconductor module and a manufacturing method thereof, and more specifically, a highly reliable power semiconductor module that does not cause defects such as cracking and peeling with respect to a thermal cycle and a manufacturing method thereof. The present invention relates to a power semiconductor module that does not cause problems such as misalignment and a manufacturing method thereof.

パワー半導体モジュールは、通常、パワー半導体と電流通電部とが電気的に絶縁されるよう、パワー半導体に絶縁体を設けた構成となっている。このパワー半導体と絶縁体とは、半田などによって接合されている。   In general, the power semiconductor module has a configuration in which an insulator is provided on the power semiconductor so that the power semiconductor and the current conducting portion are electrically insulated. The power semiconductor and the insulator are joined by solder or the like.

また、パワー半導体モジュールでは、半導体素子から発生する熱を効率よく放散するために、あるいは一時的に熱を分散するために、放熱板が設けられ、この放熱板と上記絶縁体とは、半田などによって接合されている。したがって、パワー半導体モジュールでは、半導体素子と絶縁体との間、及び絶縁体と放熱板との間の2箇所を接合することが一般的である。   Further, in the power semiconductor module, a heat radiating plate is provided in order to efficiently dissipate the heat generated from the semiconductor element or to temporarily dissipate the heat. The heat radiating plate and the insulator are made of solder or the like. Are joined by. Therefore, in a power semiconductor module, it is common to join two places between a semiconductor element and an insulator, and between an insulator and a heat sink.

これまでは2箇所の接合部にPb系半田材料が用いられており、特にPb−Sn半田材料を用い、PbとSnの比率を変えることによって、融点を183〜300℃前後の範囲で変化させて、2回の半田付けを行っていた(例えば、非特許文献1参照。)。
しかし、Pbは毒性を有するために使用廃止の方向にあり、Pbフリーの半田材料の開発が望まれている。
Up to now, Pb-based solder materials have been used at two joints. Especially, Pb—Sn solder material is used, and the melting point is changed in the range of about 183 to 300 ° C. by changing the ratio of Pb and Sn. Then, soldering was performed twice (for example, see Non-Patent Document 1).
However, since Pb has toxicity, it is in the direction of abolition of use, and development of a Pb-free solder material is desired.

また、次世代のパワー半導体素子であるGaNやSiCは、200℃以上の耐熱性を有し、且つ絶縁破壊電界及び飽和電子密度等が大きいことから、高い動作電圧を用いて大電流を扱うことが可能である。この電流の大きさに起因して半導体素子からの発熱が200℃程度にまで上昇するため、半田による接合部分に対しても200℃以上の耐熱性が要求されている。   In addition, GaN and SiC, which are next-generation power semiconductor elements, have a heat resistance of 200 ° C. or higher, and have a large dielectric breakdown electric field, saturated electron density, etc., and therefore handle a large current using a high operating voltage. Is possible. Due to the magnitude of this current, the heat generated from the semiconductor element rises to about 200 ° C., and therefore, a heat resistance of 200 ° C. or higher is required also for the joint portion by solder.

このような半田材料に対する要求の中、例えば、Sn−Ag合金、Sn−Cu合金などの種々の組成のSn系半田材料が提案されている。
しかし、Sn系半田材料の融点は220℃程度であるが故に、この温度で溶解してしまい、また、200℃前後において引っ張り強度が著しく低下してしまうため、200℃を超える熱を発する次世代パワー半導体素子に対しては、接合材料としてSn系半田材料を用いることは実用上困難であった。
Among the requirements for such a solder material, for example, Sn-based solder materials having various compositions such as a Sn—Ag alloy and a Sn—Cu alloy have been proposed.
However, since the melting point of the Sn-based solder material is about 220 ° C., it melts at this temperature, and the tensile strength is remarkably reduced around 200 ° C., so the next generation that generates heat exceeding 200 ° C. For power semiconductor elements, it has been practically difficult to use an Sn-based solder material as a bonding material.

融点が250℃を超える無害な半田材料は、未だ研究段階において散見するに留まり、実用化されているものは極めて少ない。特殊な用途向けにAu−Sn合金(融点270℃)を用いる例があるが、この合金は全体の80%がAuであるために非常に高価な材料であり、民生機器への適用は困難である。   Harmless solder materials having a melting point exceeding 250 ° C. are still scattered in the research stage, and very few are in practical use. There is an example of using an Au-Sn alloy (melting point 270 ° C.) for special applications, but this alloy is a very expensive material because 80% of the whole is Au, and it is difficult to apply it to consumer equipment. is there.

また、融点が250℃を超える無害な接合材料の1種として、Ag系のロウ材料が一般的に知られているが、それらの融点は600℃以上と高く、このような温度で溶融し接合させると半導体素子を壊したり変質させてしまうために、本用途に用いることができない。半導体モジュールの製造工程を考慮すると、接合時の加熱に適用し得る上限温度は、450℃程度である。   In addition, as a kind of harmless bonding material having a melting point exceeding 250 ° C., an Ag-based brazing material is generally known, but the melting point thereof is as high as 600 ° C. If used, the semiconductor element is broken or altered, so that it cannot be used in this application. Considering the manufacturing process of the semiconductor module, the upper limit temperature that can be applied to the heating at the time of bonding is about 450 ° C.

このような状況から、半導体素子に影響を及ぼさない450℃以下の温度での接合が可能であり、且つ、半導体素子の動作により発せられる200℃以上の温度にも耐え得るPbフリーな接合材料が熱望されている。
馬場陽一郎「HVインバータ品質確保の取り組み」溶接学会全国大会講演概要、第77章(2005−9)
Under such circumstances, a Pb-free bonding material that can be bonded at a temperature of 450 ° C. or lower that does not affect the semiconductor element and can withstand a temperature of 200 ° C. or higher generated by the operation of the semiconductor element. It is eager.
Yoichiro Baba “Efforts to Ensure HV Inverter Quality” Outline of the National Conference of the Japan Welding Society, Chapter 77 (2005-9)

本発明の課題は、冷熱サイクルに対して亀裂、剥離などの不具合を生じない信頼性の高いパワー半導体モジュール及びその製造方法であって、製造工程上、位置ずれなどの不具合を生じないパワー半導体モジュール及びその製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is a highly reliable power semiconductor module that does not cause defects such as cracking and peeling with respect to a thermal cycle and a method for manufacturing the same, and the power semiconductor module that does not cause defects such as misalignment in the manufacturing process And a manufacturing method thereof.

請求項1に記載の発明は、パワー半導体素子と、絶縁基板と、放熱板と、を有し、
前記パワー半導体素子と前記絶縁基板との間、及び前記絶縁基板と前記放熱板との間の少なくとも一方を、Cu層、CuSn層及びCu層の順で積層された積層構造で接合してなるパワー半導体モジュールである。
Invention of Claim 1 has a power semiconductor element, an insulating substrate, and a heat sink,
At least one of the power semiconductor element and the insulating substrate, and at least one of the insulating substrate and the heat radiating plate are joined in a laminated structure in which a Cu layer, a Cu 3 Sn layer, and a Cu layer are laminated in this order. This is a power semiconductor module.

本発明において、パワー半導体素子と絶縁基板との間、或いは絶縁基板と放熱板との間の接合部に用いられるCu層及びCuSn層の融点は、それぞれ約1080℃、約640℃であるため、次世代のパワー半導体素子であるGaNやSiCを用いて繰り返し使用した場合でも、接合部において亀裂や剥離などの不具合を生じさせない信頼性の高いパワー半導体モジュールとなる。 In the present invention, the melting points of the Cu layer and the Cu 3 Sn layer used at the junction between the power semiconductor element and the insulating substrate or between the insulating substrate and the heat sink are about 1080 ° C. and about 640 ° C., respectively. Therefore, even when it is repeatedly used using GaN or SiC, which is a next-generation power semiconductor element, a highly reliable power semiconductor module that does not cause defects such as cracks and peeling at the joint portion is obtained.

また、Cu層とCuSn層との界面において、パワー半導体モジュールの冷熱サイクルによっても不要な生成物を発生させることがなく、仮に界面に反応生成物が生成したとしても、ほとんど成長しないので、本発明のパワー半導体モジュールは、温度変化に対しても亀裂、剥離などの不具合を生じさせない。 In addition, at the interface between the Cu layer and the Cu 3 Sn layer, an unnecessary product is not generated even by a thermal cycle of the power semiconductor module, and even if a reaction product is generated at the interface, it hardly grows. The power semiconductor module of the present invention does not cause defects such as cracks and peeling even with respect to temperature changes.

更に、本発明のパワー半導体モジュールの作製方法では、請求項6に記載のように、接合時の加熱温度の下限値はSnの融点(約230℃)であるため、半導体素子に影響を及ぼさない450℃以下の温度での接合が可能である。   Furthermore, in the method for manufacturing a power semiconductor module of the present invention, as described in claim 6, since the lower limit of the heating temperature at the time of bonding is the melting point of Sn (about 230 ° C.), the semiconductor element is not affected. Bonding at a temperature of 450 ° C. or lower is possible.

請求項2に記載の発明は、前記パワー半導体素子が、GaN又はSiCを用いて形成されてなることを特徴とする請求項1に記載のパワー半導体モジュールである。   The invention according to claim 2 is the power semiconductor module according to claim 1, wherein the power semiconductor element is formed using GaN or SiC.

上述の通り、本発明において接合部に用いられるCu層及びCuSn層の融点は、それぞれ約1080℃及び約640℃であるため、次世代のパワー半導体素子であるGaNやSiCを用いて200℃を超えた高温で繰り返し使用した場合でも、接合部において亀裂や剥離などの不具合を生じさせない信頼性の高いパワー半導体モジュールとなる。 As described above, since the melting points of the Cu layer and the Cu 3 Sn layer used for the joint in the present invention are about 1080 ° C. and about 640 ° C., respectively, the next-generation power semiconductor element GaN or SiC is used. Even when it is repeatedly used at a high temperature exceeding ℃, it becomes a highly reliable power semiconductor module that does not cause defects such as cracks and peeling at the joint.

請求項3に記載の発明は、前記放熱板が、Mo層の両面にCu層を有する積層体であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパワー半導体モジュールである。   Invention of Claim 3 is a power semiconductor module of Claim 1 or Claim 2, wherein the said heat sink is a laminated body which has Cu layer on both surfaces of Mo layer.

Cu/Mo/Cuの積層体は熱伝導率が高く、放熱板としての機能を効果的に発揮する。また、Cu/Mo/Cuの積層体は熱膨張係数が4ppm/K程度となり、パワー半導体素子の熱膨張係数の値に近くなる。その結果、冷熱サイクル時に顕著な熱応力が生じず、亀裂や剥離などの不具合を発生させない。また、この積層体の最外層はCu層で構成されるため、接合部に用いるCu層の役割を兼ねることができる。   The laminate of Cu / Mo / Cu has high thermal conductivity and effectively functions as a heat sink. The Cu / Mo / Cu laminate has a thermal expansion coefficient of about 4 ppm / K, which is close to the value of the thermal expansion coefficient of the power semiconductor element. As a result, no remarkable thermal stress is generated during the cooling / heating cycle, and defects such as cracks and peeling do not occur. Moreover, since the outermost layer of this laminated body is comprised with Cu layer, it can serve as the role of Cu layer used for a junction part.

請求項4に記載の発明は、前記放熱板におけるCu層/Mo層/Cu層の厚さの比率が、1/5/1〜1/12/1であることを特徴とする請求項3に記載のパワー半導体モジュールである。   The invention according to claim 4 is characterized in that the ratio of the thickness of the Cu layer / Mo layer / Cu layer in the heat radiating plate is 1/5/1 to 1/12/1. It is a power semiconductor module of description.

Cu層/Mo層/Cu層の積層体の中でも、各層の厚さの比率が、1/5/1〜1/12/1の場合に、特に熱伝導率と熱膨張係数とのバランスが良好となり、放熱板としての機能を効果的に発揮する。   Among laminates of Cu layer / Mo layer / Cu layer, when the ratio of the thickness of each layer is 1/5/1 to 1/12/1, the balance between thermal conductivity and thermal expansion coefficient is particularly good Thus, the function as a heat sink is effectively exhibited.

請求項5に記載の発明は、前記絶縁基板がAlN層であり、AlN層の両表面にCu層で形成される導電層を積層してなることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のパワー半導体モジュールである。   The invention according to claim 5 is characterized in that the insulating substrate is an AlN layer, and a conductive layer formed of a Cu layer is laminated on both surfaces of the AlN layer. It is a power semiconductor module given in any 1 paragraph.

絶縁基板の表面に設けられる導電層がCu層である場合、Cuの導電率が高いことから導電層を薄くすることができ、熱応力を緩和することができる。また、絶縁基板の表面のCu層は、前述の接合部のCu層の役割を兼ねることができる。   When the conductive layer provided on the surface of the insulating substrate is a Cu layer, since the conductivity of Cu is high, the conductive layer can be thinned and thermal stress can be reduced. Further, the Cu layer on the surface of the insulating substrate can also serve as the Cu layer of the above-described joint portion.

請求項6に記載の発明は、半導体素子と絶縁基板との間、及び絶縁基板と放熱板との間の少なくとも一方を、Cu層、CuSn層及びCu層の順で積層してなる積層構造で接合する接合工程を有し、
前記接合工程が、Snの融点以上で且つCuの融点よりも低い温度で溶融反応させる工程を有することを特徴とするパワー半導体モジュールの製造方法である。
The invention according to claim 6 is a laminate formed by laminating at least one of a semiconductor element and an insulating substrate and between an insulating substrate and a heat sink in the order of a Cu layer, a Cu 3 Sn layer, and a Cu layer. Having a joining process of joining with a structure,
The method for manufacturing a power semiconductor module is characterized in that the joining step includes a step of performing a melting reaction at a temperature equal to or higher than the melting point of Sn and lower than the melting point of Cu.

CuSn層の融点は約640℃であるため、これをそのまま半田付けしようとすると、640℃を超える熱を与えなければならず、作業性が低下し、製造コストが高くなってしまう。また、パワー半導体素子も半田付けの際に加熱されるので、パワー半導体素子が破壊したり改質したりする恐れがある。これらの観点から、パワー半導体モジュールに適用しうる接合温度の上限としては、450℃程度である。 Since the melting point of the Cu 3 Sn layer is about 640 ° C., if it is to be soldered as it is, heat exceeding 640 ° C. must be applied, workability is lowered, and the manufacturing cost is increased. Further, since the power semiconductor element is also heated at the time of soldering, the power semiconductor element may be destroyed or modified. From these viewpoints, the upper limit of the junction temperature applicable to the power semiconductor module is about 450 ° C.

そこで、本発明では、CuSn層の形成方法として、まず、接合する部材のそれぞれの表面に、Cu層及びSn層を積層し、次に、それぞれのSn層が対向し接するように重ね合わせ、その状態でSnの融点以上で且つCuの融点よりも低い温度で溶融反応させる。
Snの融点以上で且つCuの融点よりも低い温度に昇温させると、Snのみが溶融してSn層どうしが接合し且つ液層になる。このとき、Cuの融点よりも低い温度で加熱するために、Cu層は固相であるが、固相のCuと液相のSnとの間で、相互の拡散が起こり、CuとSnの合金(CuSn)を生成する。
Therefore, in the present invention, as a method for forming the Cu 3 Sn layer, first, a Cu layer and an Sn layer are stacked on the surfaces of the members to be joined, and then the layers are stacked so that the respective Sn layers face each other. In this state, the melting reaction is performed at a temperature higher than the melting point of Sn and lower than the melting point of Cu.
When the temperature is raised to a temperature equal to or higher than the melting point of Sn and lower than the melting point of Cu, only Sn melts and the Sn layers are joined to form a liquid layer. At this time, in order to heat at a temperature lower than the melting point of Cu, the Cu layer is a solid phase, but mutual diffusion occurs between the solid phase Cu and the liquid phase Sn, and an alloy of Cu and Sn. (Cu 3 Sn) is generated.

したがって、本発明によれば、Snの融点(約230℃)よりも高い温度で加熱すれば接合できるので、製造の作業性が向上する。
また、接合部にはSn層が残存せず、SnはすべてCuSn合金となっているため、形成された接合部の融点は約640℃となる。そのため、200℃を超えた高温での繰り返し使用によっても、接合部において亀裂や剥離などの不具合を生じさせない。
Therefore, according to the present invention, bonding can be performed by heating at a temperature higher than the melting point of Sn (about 230 ° C.), so that the workability of manufacturing is improved.
In addition, since the Sn layer does not remain in the joint, and all Sn is a Cu 3 Sn alloy, the melting point of the formed joint is approximately 640 ° C. Therefore, the repeated use at a high temperature exceeding 200 ° C. does not cause defects such as cracks and peeling at the joint.

つまり、本発明は、形成された接合部分の融点よりも、接合時の加熱温度が低いので、製造上の作業性及びコストの観点から極めて有益な方法である。また、形成された接合部の融点は約640℃と高温であるため、200℃を超えた高温での繰り返し使用によっても、接合部において亀裂や剥離などの不具合を生じさせない。   That is, the present invention is a very useful method from the viewpoint of manufacturing workability and cost because the heating temperature at the time of bonding is lower than the melting point of the formed bonded portion. In addition, since the melting point of the formed joint is as high as about 640 ° C., repeated use at a high temperature exceeding 200 ° C. does not cause defects such as cracks and peeling at the joint.

なお、パワー半導体素子と絶縁基板との間の接合部、又は絶縁基板と放熱板との間の接合部の一方を、Cu層、CuSn層及びCu層の順に積層する積層構造としてもよいし、2つの接合部の両方を、Cu層、CuSn層及びCu層の順に積層する積層構造としてもよい。 Incidentally, the joint between the power semiconductor element and the insulating substrate, or one of the junction between the insulating substrate and the heat radiating plate, Cu layer, or a stacked structure of laminating in the order of Cu 3 Sn layer and the Cu layer and, both the two junctions, Cu layer, or a stacked structure of laminating in the order of Cu 3 Sn layer and the Cu layer.

請求項7に記載の発明は、前記溶融反応させる工程での加熱温度が、230℃以上450℃以下であることを特徴とする請求項6に記載のパワー半導体モジュールの製造方法である。   The invention according to claim 7 is the method for manufacturing a power semiconductor module according to claim 6, wherein the heating temperature in the melting reaction step is 230 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.

前記溶融反応させる工程での加熱温度の下限は、Snが溶融する温度、すなわちSnの融点(約230℃)であり、この温度以上であれば、本発明のパワー半導体モジュールを製造することができる。しかし、230℃程度の加熱では、Sn層のすべてをCuSn層とするのには、長時間かかってしまう。そこで、反応を完結させるための加熱時間との兼ね合いから、より好適な加熱温度は250℃以上である。
また、接合時の加熱によって半導体素子が破壊或いは改質されるのを防ぐには、450℃以下の加熱で接合することが望ましい。
The lower limit of the heating temperature in the melting reaction step is the temperature at which Sn melts, that is, the melting point of Sn (about 230 ° C.). If this temperature is exceeded, the power semiconductor module of the present invention can be manufactured. . However, with heating at about 230 ° C., it takes a long time to make all of the Sn layer into a Cu 3 Sn layer. Therefore, a more preferable heating temperature is 250 ° C. or more in consideration of the heating time for completing the reaction.
In order to prevent the semiconductor element from being destroyed or modified by heating at the time of bonding, it is desirable to bond at a temperature of 450 ° C. or lower.

本発明によれば、冷熱サイクルに対して亀裂、剥離などの不具合を生じない信頼性の高いパワー半導体モジュール及びその製造方法であって、製造工程上、位置ずれなどの不具合を生じないパワー半導体モジュール及びその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a highly reliable power semiconductor module that does not cause defects such as cracking and peeling with respect to a thermal cycle and a method for manufacturing the same, and a power semiconductor module that does not cause defects such as misalignment in the manufacturing process And a manufacturing method thereof.

本発明のパワー半導体モジュールは、少なくともパワー半導体素子と、絶縁基板と、放熱板と、を有し、パワー半導体素子と前記絶縁基板との間、及び前記絶縁基板と前記放熱板との間の少なくとも一方を、Cu層、CuSn層及びCu層の順で積層してなる積層構造で接合されている。
以下では、まず始めにパワー半導体モジュールの構成について説明した後、各構成部材について説明し、次にパワー半導体モジュールの製造方法について説明する。
The power semiconductor module of the present invention includes at least a power semiconductor element, an insulating substrate, and a heat sink, and at least between the power semiconductor element and the insulating substrate and between the insulating substrate and the heat sink. One side is joined by a laminated structure in which a Cu layer, a Cu 3 Sn layer, and a Cu layer are laminated in this order.
In the following, first, the configuration of the power semiconductor module will be described, then each component will be described, and then the method for manufacturing the power semiconductor module will be described.

<パワー半導体モジュール>
図1に、本発明のパワー半導体モジュール10の要部断面図を模式的に示す。
パワー半導体モジュール10は、パワー半導体素子20と絶縁部30と放熱板40とを有する。パワー半導体素子20と絶縁部30との間は第一接合部50によって接合される。絶縁部30と放熱板40との間は第二接合部60によって接合される。
<Power semiconductor module>
In FIG. 1, the principal part sectional drawing of the power semiconductor module 10 of this invention is typically shown.
The power semiconductor module 10 includes a power semiconductor element 20, an insulating unit 30, and a heat sink 40. The power semiconductor element 20 and the insulating part 30 are joined by the first joining part 50. The insulating part 30 and the heat sink 40 are joined by the second joining part 60.

パワー半導体モジュール10は、車載用インバータなどに用いられるものである。パワー半導体モジュール10の周辺には図示しない内燃機関が設けられているために、パワー半導体モジュール10が置かれている環境はかなり高温となっている。さらに、パワー半導体素子として次世代のGaNやSiCを用いた場合には、パワー半導体素子20からの発熱が大きく、パワー半導体モジュール10の温度が上昇する。   The power semiconductor module 10 is used for an in-vehicle inverter or the like. Since an internal combustion engine (not shown) is provided around the power semiconductor module 10, the environment in which the power semiconductor module 10 is placed is considerably high. Further, when next-generation GaN or SiC is used as the power semiconductor element, heat generated from the power semiconductor element 20 is large, and the temperature of the power semiconductor module 10 rises.

パワー半導体素子が自身の発する熱や高温の周囲環境によって、パワー半導体素子が破壊するのを防ぐよう、冷却水が流動する冷却管(図示せず)が設けられ、冷却管とパワー半導体素子との間に放熱板40が設けられる。   A cooling pipe (not shown) through which cooling water flows is provided so as to prevent the power semiconductor element from being destroyed by the heat generated by the power semiconductor element or the high-temperature ambient environment, and between the cooling pipe and the power semiconductor element. A heat sink 40 is provided between them.

したがって、一般的にパワー半導体モジュールに求められる性能としては、第一に冷熱サイクルに対して亀裂、剥離などの不具合を生じさせないことであり、第二に絶縁基板によって確実に絶縁させることであり、第三にパワー半導体素子から発せられた熱を放熱板までなるべく蓄積することなく伝えることである。   Therefore, in general, the performance required for the power semiconductor module is to first cause no problems such as cracking and peeling with respect to the thermal cycle, and secondly to ensure insulation by the insulating substrate, Thirdly, the heat generated from the power semiconductor element is transmitted to the heat radiating plate without accumulating as much as possible.

冷熱サイクルに対して亀裂、剥離などを発生させないためには、半導体素子、絶縁基板、放熱板及び接合部材などの部材そのものが温度変化に対して耐久性がなければならず、加えて、冷熱サイクルにおいて不要な反応生成物を発生させないことが重要である。かかる反応生成物は脆い物質であったり、逆に硬すぎる物質であったりして、反応生成物が発生した部位を起点として亀裂や剥離等を起こしやすい。
また、各部材の熱膨張係数が近い値であることも、冷熱サイクルによる亀裂や剥離などの発生を抑制するのに重要である。熱膨張係数が大きく異なる部材を接合すると、冷熱サイクルによって繰り返し起こる部材の体積変化によって、亀裂や剥離等を発生させやすくなる。
In order to prevent cracking, peeling, etc. from occurring in the thermal cycle, the members such as the semiconductor element, the insulating substrate, the heat radiating plate, and the bonding member must be resistant to temperature changes. It is important not to generate unnecessary reaction products in the process. Such a reaction product is a brittle substance or, on the other hand, a substance that is too hard, and easily cracks, peels off, etc. starting from the site where the reaction product is generated.
Moreover, it is important for the thermal expansion coefficient of each member to be a close value to suppress the occurrence of cracks and peeling due to the thermal cycle. When members having greatly different thermal expansion coefficients are joined, cracks, peeling, and the like are likely to occur due to a volume change of the member that repeatedly occurs due to a cooling cycle.

<第一接合部及び第二接合部>
本発明における第一接合部50は、パワー半導体素子20と絶縁部30との間を接合するために設けられ、第二接合部60は、絶縁部30と放熱板40との間を接合するために設けられる。
本発明では、第一接合部50と第二接合部60の少なくとも一方が、Cu層、CuSn層及びCu層の順で積層した積層構造で接合されている。つまり、第一接合部50のみ、あるいは第二接合部60のみを、Cu層、CuSn層及びCu層の順で積層した積層構造としてもよいし、第一接合部50と第二接合部60の両者をCu層、CuSn層及びCu層の順で積層した積層構造としてもよい。
<First joint and second joint>
In the present invention, the first joint portion 50 is provided for joining the power semiconductor element 20 and the insulating portion 30, and the second joint portion 60 is for joining the insulating portion 30 and the heat sink 40. Provided.
In the present invention, at least one of the first joint portion 50 and the second joint portion 60 is joined in a laminated structure in which a Cu layer, a Cu 3 Sn layer, and a Cu layer are laminated in this order. In other words, only the first bonding portion 50, or only the second joint portion 60, Cu layer, may be used as the laminated structure formed by laminating in this order Cu 3 Sn layer and the Cu layer, the first bonding unit 50 second bonding unit 60 both the Cu layer or a layered structure formed by laminating in this order Cu 3 Sn layer and the Cu layer.

接合部におけるCuの融点は1080℃であり、CuSnの融点は約640℃であるため、次世代のパワー半導体素子であるGaNやSiCを用いて繰り返し使用した場合でも、接合部において亀裂や剥離などの不具合を生じさせない信頼性の高いパワー半導体モジュールとなる。 Since the melting point of Cu at the joint is 1080 ° C. and the melting point of Cu 3 Sn is about 640 ° C., even when repeatedly used with GaN or SiC, which are next-generation power semiconductor elements, It becomes a highly reliable power semiconductor module that does not cause defects such as peeling.

また一般的には、冷熱サイクルによって、接合部における異種物質どうしの界面で、反応生成物が生成し成長し、その結果、温度変化に対して亀裂、剥離などの不具合を発生させる。
しかし、本発明にかかるCu層/CuSn層/Cu層の積層構造では、Cu層とCuSn層との界面において、パワー半導体モジュールの冷熱サイクルによっても不要な生成物を発生させることがなく、仮に界面に反応生成物が生成したとしても、ほとんど成長しないので、温度変化に対しても亀裂、剥離などの不具合を生じさせない。また接着性にも優れる。
Further, generally, a reaction product is generated and grows at the interface between different substances in the joint portion by the thermal cycle, and as a result, defects such as cracks and peeling occur with respect to temperature changes.
However, in the laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer according to the present invention, an unnecessary product may be generated even at the interface between the Cu layer and the Cu 3 Sn layer even by the thermal cycle of the power semiconductor module. However, even if a reaction product is generated at the interface, it hardly grows, so that defects such as cracks and peeling do not occur even with respect to temperature changes. It also has excellent adhesion.

本発明において、CuSn層の厚さは、0.1〜100μmであることが、信頼性、熱的特性及び電気的特性の観点から好ましく、より好ましくは0.5〜20μmであり、更に好ましくは1〜10μmである。1μmよりも薄いと、Sn層どうしが充分密着せず接合部に空隙を生じ、熱抵抗が高くなる恐れがあり、10μmよりも厚いと、Snの一部が残存し、信頼性が低下することがある。 In the present invention, the thickness of the Cu 3 Sn layer is preferably 0.1 to 100 μm from the viewpoint of reliability, thermal characteristics and electrical characteristics, more preferably 0.5 to 20 μm, Preferably it is 1-10 micrometers. If it is thinner than 1 μm, the Sn layers do not sufficiently adhere to each other, and there is a possibility that a gap is formed in the joint, resulting in high thermal resistance. If it is thicker than 10 μm, a part of Sn remains and reliability decreases. There is.

なお、接合部における積層構造のCu層は、絶縁部30や放熱板40の一部として設けられているものであってもよい。絶縁基板32の表面に設けられるCu層は、導電層として設けられる。導電層がCu層である場合、Cuの導電率が高いことから導電層を薄くすることができ、熱応力を緩和できるため好適である。また、下記に示すように、放熱板40が、Moの表面にCu層を設けたCu層44/Mo層42/Cu層46の積層体のときには、熱伝導率と熱膨張係数の観点から好適な放熱板となる。   In addition, the Cu layer of the laminated structure in the joint portion may be provided as a part of the insulating portion 30 or the heat sink 40. The Cu layer provided on the surface of the insulating substrate 32 is provided as a conductive layer. When the conductive layer is a Cu layer, it is preferable because the conductivity of Cu is high, so that the conductive layer can be thinned and thermal stress can be reduced. Moreover, as shown below, when the heat sink 40 is a laminate of Cu layer 44 / Mo layer 42 / Cu layer 46 in which a Cu layer is provided on the surface of Mo, it is preferable from the viewpoint of thermal conductivity and thermal expansion coefficient. A heat sink.

絶縁部30や放熱板40へのCu板の貼り付けは、ロウ付けなどの方法によって行うことができる。   The Cu plate can be attached to the insulating unit 30 and the heat radiating plate 40 by a method such as brazing.

積層構造のCu層は、上述のように絶縁部30や放熱板40の一部として、他の機能を兼ねて設ける場合があるため、それぞれの機能を発揮できる程度の厚さとなるように、適宜調節することが好ましい。   As described above, the Cu layer of the laminated structure may be provided as another part of the insulating portion 30 or the heat sink 40 as described above. It is preferable to adjust.

第一接合部50において、パワー半導体素子20側のCu層22としては0.1〜10μmであることが、信頼性の観点から好ましく、より好ましくは0.5〜5μmである。0.5μmよりも薄いと、接合時に消失する恐れがあり、5μmよりも厚いと、パワー半導体モジュール全体の熱膨張係数に影響を与え、熱応力を生じさせるようになるため好ましくない。   In the 1st junction part 50, it is preferable from a viewpoint of reliability that it is 0.1-10 micrometers as Cu layer 22 by the side of the power semiconductor element 20, More preferably, it is 0.5-5 micrometers. If it is thinner than 0.5 μm, it may be lost at the time of bonding, and if it is thicker than 5 μm, it affects the thermal expansion coefficient of the entire power semiconductor module and causes thermal stress, which is not preferable.

なお、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造を形成する場合、Sn層の厚さよりも若干厚いCuSn層が得られるので、パワー半導体素子20、絶縁部30、及び放熱板40のそれぞれの表面に設けるSn層の厚さは、所望のCuSn層の厚さに応じて、適宜選択する。 In addition, when forming the laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer, since a Cu 3 Sn layer slightly thicker than the thickness of the Sn layer is obtained, the power semiconductor element 20, the insulating portion 30, and the heat sink 40 The thickness of the Sn layer provided on each surface is appropriately selected according to the desired thickness of the Cu 3 Sn layer.

また、第一接合部50と第二接合部60のいずれか一方を、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造以外の材料で接合する場合、当該接合材料としては公知のものを適宜適用することができる。ここで、第一接合部50と第二接合部60のいずれを先に形成してもよい。 Further, the first bonding section 50 one of the second joint portion 60, the case of bonding a material other than the laminated structure of the Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer, As the bonding material suitable known ones Can be applied. Here, either the first joint 50 or the second joint 60 may be formed first.

1回目の接合部に、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造を適用する場合、2回目の接合部には、CuSn層の融点(約640℃)よりも低い温度で接合できる材料を選択することが、2回目の接合時における位置ずれや傾斜などの不具合の発生を防止する観点から好ましく、より好ましくは、加熱による半導体素子の破壊や改質を防止する観点から、450℃以下の温度で接合できる材料を選択することが好ましい。
2回目の接合部に、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造を適用する場合、1回目の接合部には、Snの融点(約230℃)よりも充分に高い融点を有する材料を選択することが、2回目の接合時における位置ずれや傾斜などの不具合の発生を防止する観点から好ましく、更に、加熱による半導体素子の破壊や改質を防止する観点から、450℃以下の温度で接合できる材料を選択することが好ましい。
When a laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer is applied to the first joint, the second joint is joined at a temperature lower than the melting point (about 640 ° C.) of the Cu 3 Sn layer. It is preferable to select a material that can be used from the viewpoint of preventing the occurrence of defects such as misalignment and inclination at the time of the second bonding, and more preferably, from the viewpoint of preventing destruction and modification of the semiconductor element due to heating. It is preferable to select a material that can be bonded at a temperature of less than or equal to ° C.
When a laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer is applied to the second junction, a material having a melting point sufficiently higher than the melting point of Sn (about 230 ° C.) at the first junction Is preferable from the viewpoint of preventing the occurrence of defects such as misalignment and inclination at the time of the second bonding, and further, a temperature of 450 ° C. or less from the viewpoint of preventing destruction or modification of the semiconductor element due to heating. It is preferable to select materials that can be joined together.

また、本発明では、1回目の接合部と2回目の接合部の両方に、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造を適用することができる。 In the present invention, it is possible for both the first junction and the second junction, to apply the multilayer structure of the Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer.

通常、半導体モジュールの製造方法では、2回目の接合工程では、1回目に接合した部分も含めて全体を加熱するため、1回目の接合部位が位置ずれや傾斜など起こさないように、2回目の接合時の加熱温度を1回目に用いた接合材料の融点よりも充分に低くしなければならない。
つまり、通常の半導体モジュールの製造方法においては、1回目の接合部と2回目の接合部には、融点の異なる材料を用いなければならず、特に1回目の接合材料は、2回目の接合材料の融点よりも充分に高い融点を有するものを選択しなければならない。
Normally, in the method of manufacturing a semiconductor module, the entire bonding process including the portion bonded at the first time is heated in the second bonding step, so that the first bonding portion does not cause displacement or inclination. The heating temperature at the time of bonding must be sufficiently lower than the melting point of the bonding material used for the first time.
That is, in a normal method for manufacturing a semiconductor module, materials having different melting points must be used for the first bonding portion and the second bonding portion. In particular, the first bonding material is the second bonding material. One having a melting point sufficiently higher than the melting point of must be selected.

しかし本発明の製造方法では、下記に説明するように、接合部材のそれぞれの表面にCu層やSn層をスパッタリングやメッキなどで形成した後、それぞれのSn層が対向し接触するように重ね合わせた状態で、Sn層どうしが接合し且つCuSn層が形成するような温度で加熱すれば接合することができる。
したがって、接合のための加熱温度の下限としては、Snが溶融する温度、すなわち融点(約230℃)であればよい。一方で、接合後に形成された層は、Cu層/CuSn層/Cu層となるので、Cuの融点(約1080℃)やCuSnの融点(約640℃)よりも低い温度では溶融せず、接合部位の位置ずれや傾斜などを起こすことがない。
However, in the manufacturing method of the present invention, as described below, after a Cu layer or a Sn layer is formed on each surface of the joining member by sputtering or plating, the layers are stacked so that the respective Sn layers face each other and come into contact with each other. In this state, the bonding can be performed by heating at a temperature at which the Sn layers are joined and the Cu 3 Sn layer is formed.
Therefore, the lower limit of the heating temperature for bonding may be a temperature at which Sn melts, that is, a melting point (about 230 ° C.). On the other hand, since the layer formed after bonding becomes Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer, it melts at a temperature lower than the melting point of Cu (about 1080 ° C.) and the melting point of Cu 3 Sn (about 640 ° C.). Without causing misalignment or tilting of the joining portion.

ゆえに、1回目の接合部をCu層/CuSn層/Cu層の積層構造とし、2回目の接合部にもCu層/CuSn層/Cu層の積層構造を適用しても、2回目の接合時の加熱温度(下限温度はSnの融点の約230℃)が、1回目の接合部の融点(つまり、CuSnの融点(約640℃))よりも充分に低くなるように調節することができるので、1回目の接合部位で位置ずれや傾斜などを起こさないように接合することができる。 Thus, the first joint portion and a laminated structure of the Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer, even if also A stacked structure of the Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer at the junction of the second, 2 The heating temperature at the time of the first bonding (the lower limit temperature is about 230 ° C. of the melting point of Sn) is sufficiently lower than the melting point of the first bonding portion (that is, the melting point of Cu 3 Sn (about 640 ° C.)). Since it can be adjusted, it can join so that position shift, an inclination, etc. may not occur in the 1st joining part.

このように、本発明のパワー半導体モジュールでは、2箇所の接合部位に同じ接合材料を適用することができるため、操作が簡易化され、製造の省スペース化を図ることもできる。   Thus, in the power semiconductor module of the present invention, since the same bonding material can be applied to two bonding sites, the operation is simplified and the manufacturing space can be saved.

<パワー半導体素子>
パワー半導体素子20としては、特に制限することなく用途に応じて適宜適用することができ、一般的なSi基板なども適用できる。
本発明では、次世代素子としてGaN基板やSiC基板などを用いた場合であっても、接合部に用いるCuSn層及びCu層の融点が、それぞれ約640℃、1080℃であるため、半導体素子の繰り返し使用によって放熱される200℃を超える高温に対しても、亀裂や剥離などの不具合を生じさせない信頼性の高いパワー半導体モジュールとなる。
<Power semiconductor element>
As the power semiconductor element 20, it can apply suitably according to a use without a restriction | limiting in particular, A general Si substrate etc. can also be applied.
In the present invention, even when a GaN substrate or SiC substrate is used as the next generation device, the melting points of the Cu 3 Sn layer and the Cu layer used for the junction are about 640 ° C. and 1080 ° C., respectively. It becomes a highly reliable power semiconductor module that does not cause defects such as cracks and peeling even at a high temperature exceeding 200 ° C. that is dissipated by repeated use of the element.

第一接合部50を、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造とする場合には、パワー半導体素子20の第一接合部50側の表面に、Cu層22を設ける。
Cu層22の厚みは、0.1μm〜10μmであることが好ましく、0.5μm〜2μmであることがより好ましい。0.1μmよりも薄いと、接合時に半田材料に溶け込み消失する恐れがあり、10μmよりも厚いと、パワー半導体モジュール全体の熱膨張係数に影響を与え、熱応力を生じさせるようになるため好ましくない。
When the first bonding portion 50 has a stacked structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer, the Cu layer 22 is provided on the surface of the power semiconductor element 20 on the first bonding portion 50 side.
The thickness of the Cu layer 22 is preferably 0.1 μm to 10 μm, and more preferably 0.5 μm to 2 μm. If it is thinner than 0.1 μm, it may be dissolved in the solder material during bonding, and if it is thicker than 10 μm, the thermal expansion coefficient of the entire power semiconductor module will be affected and thermal stress will be generated, which is not preferable. .

Cu層22は、スパッタリングやメッキ、蒸着等によって形成することができる。   The Cu layer 22 can be formed by sputtering, plating, vapor deposition, or the like.

更にCu層22の表面には、上述の通りSn層を設ける。Sn層は、スパッタリングやメッキ、蒸着等によって形成することができる。   Further, the Sn layer is provided on the surface of the Cu layer 22 as described above. The Sn layer can be formed by sputtering, plating, vapor deposition, or the like.

<絶縁部>
絶縁部30における絶縁基板32としては、絶縁性を確保できるものであれば特に制限されず適用することができるが、好ましくは冷却サイクル時に顕著な熱応力を生じさせないよう、半導体素子の熱膨張係数と同程度の熱膨張係数を有するものである。
<Insulation part>
The insulating substrate 32 in the insulating portion 30 can be applied without particular limitation as long as it can ensure insulation, but preferably has a thermal expansion coefficient of the semiconductor element so as not to cause significant thermal stress during the cooling cycle. It has a thermal expansion coefficient comparable to the above.

具体的に好適な絶縁基板32としては、AlN、Si、Alなどで形成されるものを挙げることができ、この中でも熱伝導率及び熱膨張係数の観点からAlNが好適である。 Specific examples of suitable insulating substrate 32 include those formed of AlN, Si 3 N 4 , Al 2 O 3, etc. Among them, AlN is preferable from the viewpoint of thermal conductivity and thermal expansion coefficient. is there.

また、絶縁基板32におけるパワー半導体素子側の表面から半導体素子に電気を通すためにAlNの表面に導電層34を積層する。また、温度変化に対するそりを抑制するために、放熱板40側にも導電層36を積層することが好ましい。   In addition, a conductive layer 34 is laminated on the surface of AlN in order to conduct electricity from the surface of the insulating substrate 32 on the power semiconductor element side to the semiconductor element. Moreover, in order to suppress the curvature with respect to a temperature change, it is preferable to laminate | stack the conductive layer 36 also on the heat sink 40 side.

このような導電層34、36としては、Al、Cu、Mo、Niなどを挙げることができ、この中でもAl及びCuが好ましい。AlNの表面にAl層を設けると、温度変化に対して塑性変形を生じ、熱応力を緩和でき、一方Cu層を設けると導電率が高いことから薄くすることができ、熱応力を緩和できるため好適である。
特に、導電層34、36としてはCu層であることが、接合部のCu層/CuSn層/Cu層の積層構造におけるCu層の役割を兼ねて設けることができるため好適である。
Examples of the conductive layers 34 and 36 include Al, Cu, Mo, Ni, and the like, and among these, Al and Cu are preferable. When an Al layer is provided on the surface of AlN, plastic deformation occurs due to temperature changes and thermal stress can be relaxed. On the other hand, when a Cu layer is provided, the electrical conductivity is high, so the thickness can be reduced and thermal stress can be relaxed. Is preferred.
In particular, it is preferable that the conductive layers 34 and 36 are Cu layers because they can be provided as the Cu layer in the laminated structure of the Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer of the joint.

AlNの表面に備える導電層34、36の厚さは、0.01mm〜2mmであることが好ましく、0.1mm〜1mmであることがより好ましい。導電層の厚さが0.01mm未満の場合には、横方向(積層方向に対して垂直な方向)への電流による損失及び発熱が無視できなくなり、2mmを超える場合には、パワー半導体モジュール全体の熱膨張係数に影響を与え、熱応力を生じさせるようになるため好ましくない。   The thickness of the conductive layers 34 and 36 provided on the surface of AlN is preferably 0.01 mm to 2 mm, and more preferably 0.1 mm to 1 mm. If the thickness of the conductive layer is less than 0.01 mm, loss and heat generation due to current in the lateral direction (direction perpendicular to the stacking direction) cannot be ignored, and if it exceeds 2 mm, the entire power semiconductor module This is not preferable because the thermal expansion coefficient is affected and thermal stress is generated.

AlNの表面に備える導電層34、36の厚さは、0.01mm〜2mmであることが好ましく、0.1mm〜1mmであることがより好ましい。Cu層の厚さが0.01mm未満の場合には、横方向への電流による損失及び発熱が無視できなくなり、2mmを超える場合には、パワー半導体モジュール全体の熱膨張係数に影響を与え、熱応力を生じさせるようになるため好ましくない。   The thickness of the conductive layers 34 and 36 provided on the surface of AlN is preferably 0.01 mm to 2 mm, and more preferably 0.1 mm to 1 mm. When the thickness of the Cu layer is less than 0.01 mm, the loss and heat generation due to the current in the lateral direction cannot be ignored. When the thickness exceeds 2 mm, the thermal expansion coefficient of the entire power semiconductor module is affected, and the heat This is not preferable because stress is generated.

導電層34、36は、ロウ付けなどの方法によって絶縁基板32に貼付することができる。   The conductive layers 34 and 36 can be attached to the insulating substrate 32 by a method such as brazing.

導電層34、36がCu層でない場合には、絶縁部30のCu層/CuSn層/Cu層の積層構造で接合する側の表面に、Cu層(図示せず)を形成する。
Cu層は、スパッタリングやメッキ、蒸着等によって形成することができる。
In the case where the conductive layers 34 and 36 are not Cu layers, a Cu layer (not shown) is formed on the surface of the insulating portion 30 on the side to be joined with the laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer.
The Cu layer can be formed by sputtering, plating, vapor deposition, or the like.

更にCu層の表面には、上述の通りSn層を設ける。Sn層は、スパッタリングやメッキ、蒸着等によって形成することができる。   Further, the Sn layer is provided on the surface of the Cu layer as described above. The Sn layer can be formed by sputtering, plating, vapor deposition, or the like.

<放熱板>
放熱板40としては、放熱性を有するものであれば特に制限されず適用することができるが、熱伝導率が充分高く放熱板としての機能に優れ、また半導体素子の熱膨張係数に近いものを用いることが好ましい。
<Heat sink>
The heat sink 40 can be applied without particular limitation as long as it has heat dissipation properties, but it has a sufficiently high thermal conductivity and an excellent function as a heat sink and is close to the thermal expansion coefficient of the semiconductor element. It is preferable to use it.

具体的に好適な放熱板40としては、Mo、Cu−Mo合金、Al−SiC、Cu、Alなどで形成されるものを挙げることができ、この中でも高い熱伝導率とパワー半導体素子に近い熱膨張係数を有することから、Moが好適である。   Specific examples of the suitable heat sink 40 include those formed of Mo, Cu—Mo alloy, Al—SiC, Cu, Al, etc. Among them, high thermal conductivity and heat close to power semiconductor elements. Mo is preferable because it has an expansion coefficient.

Moを放熱板に用いる場合には、接合を可能とする観点から、Moの両面に他の金属層を設けることが好ましく、このような金属層としては、Cu、Niなどを挙げることができ、この中でもCuが好ましい。特に、放熱板40が、Moの表面にCu層を設けたCu層44/Mo層42/Cu層46の積層体であることが、熱伝導率と熱膨張係数との調整を図る観点から好適である。   When using Mo for a heat sink, it is preferable to provide other metal layers on both sides of Mo from the viewpoint of enabling bonding, and examples of such metal layers include Cu and Ni. Among these, Cu is preferable. In particular, it is preferable that the heat dissipation plate 40 is a laminate of a Cu layer 44 / Mo layer 42 / Cu layer 46 in which a Cu layer is provided on the surface of Mo from the viewpoint of adjusting the thermal conductivity and the thermal expansion coefficient. It is.

このように、放熱板40が、Cu層44/Mo層42/Cu層46で構成される積層体である場合、各層の厚さの比率が、1/5/1〜1/12/1であることが好ましく、1/7/1〜1/9/1であることがより好ましい。1/5/1よりもMo層が薄くなると、パワー半導体素子の熱膨張係数から離れた熱膨張係数を有することになるため好ましくない。1/12/1よりもMo層が厚くなると、放熱板としての放熱機能が充分に発揮され難くなり、好ましくない。   Thus, when the heat sink 40 is a laminated body composed of the Cu layer 44 / Mo layer 42 / Cu layer 46, the thickness ratio of each layer is 1/5/1 to 1/12/1. It is preferable that it is 1/7/1 to 1/9/1. If the Mo layer is thinner than 1/5/1, it is not preferable because it has a thermal expansion coefficient far from that of the power semiconductor element. If the Mo layer is thicker than 1/12/1, the heat dissipation function as a heat sink is not sufficiently exhibited, which is not preferable.

具体的な層の厚さとしては、Cu層44、46は、0.05mm〜1mmであることが好ましく、0.2mm〜0.5mmであることがより好ましい。Mo層42の厚さは、1mm〜7mmであることが好ましく、2mm〜4mmであることがより好ましい。   As a specific layer thickness, the Cu layers 44 and 46 are preferably 0.05 mm to 1 mm, and more preferably 0.2 mm to 0.5 mm. The thickness of the Mo layer 42 is preferably 1 mm to 7 mm, and more preferably 2 mm to 4 mm.

Cu層44/Mo層42/Cu層46で構成される積層体は、放熱機能を充分に発揮させるため、全体の厚さは1mm〜8mmであることが好ましく、2mm〜5mmであることがより好ましい。   In order that the laminated body constituted by the Cu layer 44 / Mo layer 42 / Cu layer 46 sufficiently exhibits the heat dissipation function, the total thickness is preferably 1 mm to 8 mm, more preferably 2 mm to 5 mm. preferable.

上述の通り、Cu層44は、接合部のCu層/CuSn層/Cu層の積層構造におけるCu層の役割を兼ねることができる。 As described above, the Cu layer 44 can also serve as the Cu layer in the stacked structure of the Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer at the junction.

一方、第二接合部60を、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造とする場合であって、放熱板40の一部として表面にCu層が設けられていない場合には、放熱板40の第二接合部60側の表面に、Cu層(図示せず)を形成する。
Cu層は、スパッタリングやメッキ、蒸着等によって形成することができる。
On the other hand, in the case where the second bonding portion 60 has a laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer, and the Cu layer is not provided on the surface as a part of the heat radiating plate 40, heat dissipation A Cu layer (not shown) is formed on the surface of the plate 40 on the second bonding portion 60 side.
The Cu layer can be formed by sputtering, plating, vapor deposition, or the like.

更にCu層の表面には、上述の通りSn層を設ける。Sn層は、スパッタリングやメッキ、蒸着等によって形成することができる。   Further, the Sn layer is provided on the surface of the Cu layer as described above. The Sn layer can be formed by sputtering, plating, vapor deposition, or the like.

本発明のパワー半導体モジュールにおいて、接合部のそれぞれの層の界面では、冷熱サイクルによる不要な生成物を発生させることがないので、或いは界面に反応生成物が生成したとしても、ほとんど成長しないので、本発明のパワー半導体モジュールは、温度変化に対する耐性が高くなる。
また、接合部は、高い融点を有するCu層(融点:約1080℃)とCuSn層(融点:約640℃)で形成されているため、半導体素子の繰り返し使用によって放熱される200℃を超える高温に対しても、亀裂や剥離などの不具合を生じさせない信頼性の高いパワー半導体モジュールとなる。
In the power semiconductor module of the present invention, at the interface of each layer of the joint portion, an unnecessary product is not generated due to the thermal cycle, or even if a reaction product is generated at the interface, it hardly grows. The power semiconductor module of the present invention has high resistance to temperature changes.
In addition, since the bonding portion is formed of a Cu layer (melting point: about 1080 ° C.) having a high melting point and a Cu 3 Sn layer (melting point: about 640 ° C.), 200 ° C. radiated by repeated use of the semiconductor element is reduced. Even when the temperature is higher than that, a highly reliable power semiconductor module that does not cause defects such as cracks and peeling.

<製造方法>
本発明のパワー半導体モジュールの製造方法は、半導体素子と絶縁基板との間、及び絶縁基板と放熱板との間の少なくとも一方を、Cu層、CuSn層及びCu層の順で積層してなる積層構造で接合する接合工程を有し、前記接合工程が、Snの融点以上で且つCuの融点よりも低い温度で溶融反応させる工程を有する。
<Manufacturing method>
In the method for manufacturing a power semiconductor module of the present invention, at least one of a semiconductor element and an insulating substrate and between an insulating substrate and a heat sink is laminated in the order of a Cu layer, a Cu 3 Sn layer, and a Cu layer. A bonding step of bonding with a laminated structure, and the bonding step includes a step of performing a melting reaction at a temperature equal to or higher than the melting point of Sn and lower than the melting point of Cu.

CuSn層の融点は約640℃であるため、これをそのまま溶融して接合しようとすると、640℃を超える熱を与えなければならず、作業性が低下し、製造コストが高くなってしまう。 Since the melting point of the Cu 3 Sn layer is about 640 ° C., if it is intended to be melted and joined as it is, heat exceeding 640 ° C. must be applied, workability is reduced, and manufacturing costs are increased. .

そこで、本発明では、CuSn層の形成方法として、まず、接合する部材のそれぞれの表面にCu層、Sn層を積層し、それぞれのSn層が対向し接するように重ね合わせる。次に、Snの融点以上で且つCuの融点よりも低い温度に昇温して、溶融反応させる。このとき、Snのみが溶融して液層になり、Sn層どうしが一体化する。一方でCu層は固相であるが、固相のCuと液相のSnとの間で、相互の拡散が起こり、CuとSnとの合金であるCuSnを生成する。この合金は、始めに固相のCuと液相のSnの界面で発生し、その後、合金が成長しSnとCuのいずれか一方の供給がなくなるまで継続する。 Therefore, in the present invention, as a method of forming the Cu 3 Sn layer, first, a Cu layer and an Sn layer are laminated on the surfaces of the members to be joined, and are superposed so that the respective Sn layers are opposed to and in contact with each other. Next, the temperature is raised to a temperature equal to or higher than the melting point of Sn and lower than the melting point of Cu to cause a melting reaction. At this time, only Sn melts into a liquid layer, and the Sn layers are integrated. On the other hand, although the Cu layer is a solid phase, mutual diffusion occurs between the solid phase Cu and the liquid phase Sn, and Cu 3 Sn that is an alloy of Cu and Sn is generated. This alloy is first generated at the interface between solid phase Cu and liquid phase Sn, and then continues until the alloy grows and either Sn or Cu is no longer supplied.

本発明では、Cuの膜厚よりも薄いSnを用いるため、Snの供給量で律速し、Snがすべて合金となった段階で反応が停止する。その結果、Sn層は、Cu−Snの合金単層となり、その両側にCu層が存在する構造となる。ここで、形成したCu−Snの合金を分析したところ、すべてがCuSnとなっていることが確認されている。 In the present invention, Sn that is thinner than the Cu film thickness is used, so the rate is controlled by the supply amount of Sn, and the reaction stops when all Sn becomes an alloy. As a result, the Sn layer becomes a Cu—Sn alloy single layer, and has a structure in which the Cu layer exists on both sides thereof. Here, when the formed Cu—Sn alloy was analyzed, it was confirmed that all were Cu 3 Sn.

したがって、接合部にはSn層が残存せず、Sn層はすべてCuSn合金となっているため、形成された接合部の融点は約640℃となる。残存するCuの融点も約1080℃であるため、200℃を超えた高温での冷熱サイクルによっても、接合部において亀裂や剥離などの不具合を生じさせない。 Therefore, the Sn layer does not remain in the joint portion, and the Sn layer is entirely made of a Cu 3 Sn alloy. Therefore, the melting point of the formed joint portion is about 640 ° C. Since the remaining Cu has a melting point of about 1080 ° C., even a cooling cycle at a high temperature exceeding 200 ° C. does not cause defects such as cracks and peeling at the joint.

具体的な接合方法について説明する。
まずは、パワー半導体素子20と絶縁部30との接合部である第一接合部50を、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造で接合するときの接合方法を説明する。
A specific joining method will be described.
First, the first joint portion 50 is a joint portion between the power semiconductor element 20 and the insulating portion 30, for explaining a method of bonding when bonding a stack structure of the Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer.

まず始めに、パワー半導体素子20の接合面側の表面に、Cu層をスパッタリングにより成膜し、更にCu層上に、Sn層をスパッタリングにより成膜する。一方、絶縁部30の接合面側には、導電層としてのCu板をロウ付けなどの方法によって貼り付ける。このCu板の表面にSn層をメッキにより形成する。   First, a Cu layer is formed by sputtering on the surface of the power semiconductor element 20 on the bonding surface side, and an Sn layer is further formed by sputtering on the Cu layer. On the other hand, a Cu plate as a conductive layer is attached to the bonding surface side of the insulating portion 30 by a method such as brazing. An Sn layer is formed on the surface of the Cu plate by plating.

パワー半導体素子20と絶縁部30とを、それぞれに設けられたSn層が対向し接するように重ね合わせ、接合部の密着性や均一性を確保するよう、治具等により積層方向に加圧する。   The power semiconductor element 20 and the insulating part 30 are overlapped so that the Sn layers provided in the respective parts face each other and come into contact with each other, and are pressed in the stacking direction with a jig or the like so as to ensure the adhesion and uniformity of the joined part.

この状態において、不活性ガス又は還元ガス雰囲気下において、リフロー法等を利用して熱処理によって接合する。加熱温度は、Snの融点以上で且つCuの融点よりも低くなるようにする。Snの融点より低いと、Snが溶融しないので接合しない。またCuとSnとの反応が起こらず、CuSnが形成しない。一方、Cuの融点よりも高いと、接合部のCuが溶融し、接合部位の位置ずれや傾斜などを起こす。また、Cu層とSn層のすべてで液相となり、全体が合金となってしまい、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造とならない。更に、パワー半導体素子が破壊されたり改質したりする。 In this state, bonding is performed by heat treatment using a reflow method or the like in an inert gas or reducing gas atmosphere. The heating temperature is set to be equal to or higher than the melting point of Sn and lower than the melting point of Cu. If it is lower than the melting point of Sn, Sn does not melt, so it does not join. Further, the reaction between Cu and Sn does not occur, and Cu 3 Sn is not formed. On the other hand, if it is higher than the melting point of Cu, Cu at the joint portion melts, causing a positional shift or inclination of the joint portion. In addition, the Cu layer and the Sn layer all become a liquid phase, and the whole becomes an alloy, so that a laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer is not obtained. Furthermore, the power semiconductor element is destroyed or modified.

より好ましい接合時の加熱温度は、230℃以上450℃以下の温度である。接合時の加熱によって半導体素子が破壊されるのを防ぐには、450℃以下の加熱で接合することが望ましい。
また、Snの融点(230℃)近辺の加熱では、SnすべてをCuSnとするには加熱反応時間が長くなってしまう。加熱反応時間との兼ね合いから、より好適な加熱温度の下限は、250℃である。
A more preferable heating temperature at the time of joining is 230 ° C. or higher and 450 ° C. or lower. In order to prevent the semiconductor element from being destroyed by heating at the time of bonding, it is desirable to bond by heating at 450 ° C. or lower.
In addition, in the case of heating near the melting point of Sn (230 ° C.), the heating reaction time becomes long in order to convert all Sn into Cu 3 Sn. In view of the heat reaction time, a more preferable lower limit of the heating temperature is 250 ° C.

接合時間は、Snが完全にCuSnに変化するのに充分な時間であれば限定されず、接合温度やSn層の厚みに応じて適宜調節することが好ましい。 The joining time is not limited as long as it is sufficient for Sn to completely change to Cu 3 Sn, and it is preferable to appropriately adjust the joining time according to the joining temperature and the thickness of the Sn layer.

パワー半導体モジュールの製造方法では、パワー半導体素子と絶縁基板との間、あるいは絶縁基板と放熱板との間の2箇所の接合を行うため2回の接合工程を有する。2回目の接合工程では、1回目に接合した部分も含めて全体を加熱するため、1回目の接合部が位置ずれや傾斜など起こさないよう、2回目の接合温度を1回目の接合部に用いた材料の融点よりも充分に低くしなければならない。   In the method for manufacturing a power semiconductor module, there are two joining steps in order to join two places between the power semiconductor element and the insulating substrate or between the insulating substrate and the heat sink. In the second bonding step, the entire area including the first bonded portion is heated, so that the second bonding temperature is used for the first bonding portion so that the first bonding portion does not shift or tilt. Must be well below the melting point of the material.

そこで、1回目の接合として、第一接合部50をCu層/CuSn層/Cu層の積層構造で接合すると、Cu層及びCuSn層の融点は、約1080℃及び約640℃であるため、2回目の接合材料としては、融点が640℃よりも充分に低い材料を選択することが望ましい。このような材料を選択することによって、2回目の接合時の加熱に、部品の位置ずれや傾斜などが発生しない。 Therefore, as the first bonding, when the first bonding portion 50 is bonded with a laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer, the melting points of the Cu layer and the Cu 3 Sn layer are about 1080 ° C. and about 640 ° C. Therefore, it is desirable to select a material having a melting point sufficiently lower than 640 ° C. as the second bonding material. By selecting such a material, there is no occurrence of component misalignment or inclination in the heating during the second bonding.

したがって、第一接合部50をCu層/CuSn層/Cu層の積層構造とする場合には、絶縁部30と放熱板40との接合部である第二接合部60は、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造を適用してもよいし、CuSnの融点(約640℃)よりも低い温度で接合できる材料を適用してもよい。
例えば、第二接合部60の接合材料として、Sn−Cu半田材料などを例示することができる。Sn−Cu半田材料で半田付けする場合には、250〜300℃で加熱し、接合する。
Thus, the first joint portion 50 in the case of a laminated structure of the Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer, the second joint portion 60 is a joint portion between the insulating portion 30 and the heat radiating plate 40, the Cu layer / A laminated structure of Cu 3 Sn layer / Cu layer may be applied, or a material that can be bonded at a temperature lower than the melting point of Cu 3 Sn (about 640 ° C.) may be applied.
For example, Sn—Cu solder material or the like can be exemplified as the bonding material of the second bonding portion 60. When soldering with an Sn—Cu solder material, heating is performed at 250 to 300 ° C., and bonding is performed.

次に、先に第二接合部60をCu層/CuSn層/Cu層の積層構造によって接合する方法について説明する。 Next, a method of joining the second joining portion 60 first by a laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer will be described.

まず、絶縁部30の放熱板40側に、導電層としてのCu板をロウ付けなどの方法によって貼り付けたものを準備し、一方で、放熱板40の絶縁部30側にロウ付けなどの方法によってCu板を貼り付けたものを準備する。それぞれのCu板の表面にはSn層をメッキにより形成する。   First, a material in which a Cu plate as a conductive layer is attached to the heat radiating plate 40 side of the insulating portion 30 by a method such as brazing is prepared, while a method such as brazing is applied to the insulating portion 30 side of the heat radiating plate 40. Prepare the one with the Cu plate attached. An Sn layer is formed on the surface of each Cu plate by plating.

絶縁部30と放熱板40とを、それぞれに設けられたSn層が対向し接するように重ね、接合部の密着性や均一性を確保するよう、治具等により積層方向に加圧する。
この状態において、不活性ガス又は還元ガス雰囲気下において、リフロー法等を利用して熱処理によって接合する。加熱温度や加熱時間は、第一接合部をCu層/CuSn層/Cu層の積層構造とした場合と同様である。
The insulating portion 30 and the heat radiating plate 40 are overlapped so that the Sn layers provided in the respective portions face each other and come into contact with each other, and are pressed in the stacking direction with a jig or the like so as to ensure the adhesion and uniformity of the joint portion.
In this state, bonding is performed by heat treatment using a reflow method or the like in an inert gas or reducing gas atmosphere. The heating temperature and heating time are the same as in the case where the first bonding portion has a laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer.

次に第一接合部50の接合を行う。第一接合部50には、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造を用いてもよいし、CuSnの融点(約640℃)よりも低い温度で接合できる材料を用いてもよい。このような接合材料としては例えば、Sn−Cu半田材料などを例示することができ、Sn−Cu半田材料で半田付けする場合には、250〜300℃で加熱を行うが、Cu層及びCuSn層の融点はいずれも約640℃以上と高温であるため、第一接合部50の接合時に加熱しても、部品の位置ずれや傾斜などを発生させない。 Next, the first joint 50 is joined. For the first bonding portion 50, a laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer may be used, or a material that can be bonded at a temperature lower than the melting point of Cu 3 Sn (about 640 ° C.) may be used. Good. As such a bonding material, for example, Sn—Cu solder material can be exemplified. When soldering with Sn—Cu solder material, heating is performed at 250 to 300 ° C., but Cu layer and Cu 3 are used. Since the melting point of the Sn layer is as high as about 640 ° C. or higher, even if it is heated at the time of joining the first joint portion 50, no component displacement or inclination occurs.

なお、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造を1回目の接合時の接合材料に用いる場合を具体的に説明したが、上述の通り、Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造を2回目の接合時の接合材料としても用いることができる。
この場合には、1回目の接合材料として、Snの融点(約230℃)よりも充分に高い融点を有するものを選択することが、2回目の接合時における1回目の接合部位の位置ずれや傾斜などを発生させない観点から好ましい。なお、1回目の接合時にパワー半導体素子が破壊したり改質したりするのを回避する観点から、1回目の接合材料としては、450℃以下で接合できる材料を選択することが好ましい。
In addition, although the case where the laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer was used as a bonding material at the time of the first bonding was specifically described, as described above, Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer The laminated structure can also be used as a bonding material for the second bonding.
In this case, as the first bonding material, a material having a melting point sufficiently higher than the melting point of Sn (about 230 ° C.) can be selected. This is preferable from the viewpoint of preventing the occurrence of inclination. From the viewpoint of avoiding damage or modification of the power semiconductor element during the first bonding, it is preferable to select a material that can be bonded at 450 ° C. or lower as the first bonding material.

以下では実施例により本発明を説明するが、パワー半導体モジュールの製造方法の一例について述べるものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described by way of examples, but an example of a method for manufacturing a power semiconductor module will be described, and the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
図2に本実施例のパワー半導体モジュールの構成を示す。
[Example 1]
FIG. 2 shows the configuration of the power semiconductor module of this embodiment.

<パワー半導体素子の準備>
GaNを用いたパワー半導体素子を準備し、その表面に5μmのCu層と、更にCu層の表面に2μmのSn層をスパッタリングで形成した。
<Preparation of power semiconductor element>
A power semiconductor element using GaN was prepared, and a 5 μm Cu layer and a 2 μm Sn layer on the surface of the Cu layer were formed by sputtering.

<絶縁部の準備>
一方、絶縁基板としてのAlNの両面に、厚さ0.3mmのCu板をロウ付けによって貼り付け、Cu層/AlN層/Cu層の積層体を作製した。
Cu層の表面には、2μmのSn層をメッキにより形成した。なお、メッキの際には、メッキしない面はマスキングシートなどを貼って保護した。
<Preparation of insulation part>
On the other hand, a Cu plate having a thickness of 0.3 mm was attached to both surfaces of AlN as an insulating substrate by brazing to produce a Cu layer / AlN layer / Cu layer laminate.
A 2 μm Sn layer was formed on the surface of the Cu layer by plating. During plating, the non-plated surface was protected with a masking sheet or the like.

<第一接合部の接合>
上記準備したパワー半導体素子のSn層と、絶縁部のSn層とを対向し且つ接するように重ね、ネジにより加圧する方式の治具により加圧した。なお、熱膨張を考慮し、治具はモリブデン材料で作製したものを用い、加圧力は5MPaとした。
そのように加圧した試料及び治具を、そのまま石英管に入れ、5容積%H/Nの還元ガス雰囲気のフロー中、電気炉により400℃、30分間の熱処理を行った。
<Join the first joint>
The Sn layer of the prepared power semiconductor element and the Sn layer of the insulating part were stacked so as to face each other and contacted, and pressed by a jig of a type that pressurizes with a screw. In consideration of thermal expansion, a jig made of a molybdenum material was used, and the applied pressure was 5 MPa.
The sample and jig so pressurized were placed in a quartz tube as they were, and heat-treated at 400 ° C. for 30 minutes in an electric furnace in a flow of a reducing gas atmosphere of 5% by volume H 2 / N 2 .

接合部の断面をEDX法及びXRD法によって分析した結果、Sn層が残存することなく、すべてCuSnの合金(融点640℃)になっていることが確認された。 As a result of analyzing the cross section of the joint by the EDX method and the XRD method, it was confirmed that the Sn layer did not remain and was all made of Cu 3 Sn alloy (melting point 640 ° C.).

<放熱板の準備>
放熱板として、Mo板の両表面にCu板をロウ付けによって貼り付けて、Cu層/Mo層/Cu層で構成される積層体を作製した。積層体全体の厚さは3mmであり、Cu層/Mo層/Cu層の厚さの比率は、1/8/1であった。
<Preparation of heat sink>
As a heat radiating plate, a Cu plate was attached to both surfaces of the Mo plate by brazing to produce a laminate composed of Cu layer / Mo layer / Cu layer. The thickness of the whole laminated body was 3 mm, and the ratio of the thickness of Cu layer / Mo layer / Cu layer was 1/8/1.

<第二接合部>
パワー半導体素子が第一接合部で接合された絶縁部におけるCu層と、放熱板のCu層とが対向するように配置し、その間を、Sn−Cu半田材料によって、280℃で接合した。
<Second joint>
The power semiconductor element was disposed so that the Cu layer in the insulating part joined at the first joining part and the Cu layer of the heat radiating plate face each other, and the space between them was joined at 280 ° C. with Sn—Cu solder material.

なお、1回目の接合部分(Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造による第一接合部)は、接合温度が400℃であるにも関わらず、接合後は600℃以上の耐熱性を有する合金となっているため、2回目のSn−Cuによる半田付けの加熱によっても溶融することがなく、2回目の接合時に位置ずれを起こしたり、傾いたりという不具合を発生させていなかった。 Note that (first bonding section of the laminate structure of the Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer) first bonding portion, the bonding temperature despite a 400 ° C., after bonding 600 ° C. or higher heat resistance Therefore, the second soldering was not melted by the soldering heating with Sn—Cu, and the problem of misalignment or tilting during the second joining was not caused.

<冷熱サイクル試験>
得られたパワー半導体モジュールについて、冷熱サイクル試験を行った。
本実施例において冷熱サイクル試験は、−40℃と200℃の間を40分で上昇・降下させるのを1サイクルとし、その1サイクルを合計で3000サイクル行った。3000サイクル後の第一接合部と第二接合部の断面を電子顕微鏡で観察し、界面の反応生成物の有無、亀裂や空隙などの不具合の有無を調べた。
その結果、第一接合部には、実用上問題が無い程度の僅かなクラックが観察されたのみで、支障となるような不具合は見られなかった。
<Cooling cycle test>
The obtained power semiconductor module was subjected to a thermal cycle test.
In the present example, in the cooling / heating cycle test, a cycle between −40 ° C. and 200 ° C. was raised and lowered in 40 minutes as one cycle, and that cycle was performed for a total of 3000 cycles. The cross section of the 1st junction part after 3000 cycles and the 2nd junction part was observed with the electron microscope, and the presence or absence of defects, such as a reaction product of an interface and a crack, was investigated.
As a result, only a few cracks were observed in the first joint part, which had no practical problem, and no trouble was found that would hinder it.

[実施例2]
図3に本実施例のパワー半導体モジュールの構成を示す。なお、実施例1と異なり、実施例2では、絶縁基板と放熱板を先に接合し、その後、半導体素子を絶縁基板に接合する方法とした。
[Example 2]
FIG. 3 shows the configuration of the power semiconductor module of this embodiment. Unlike Example 1, in Example 2, the insulating substrate and the heat sink were bonded first, and then the semiconductor element was bonded to the insulating substrate.

<絶縁部の準備>
実施例1と同様の方法で、Cu層/AlN層/Cu層の積層体を作製した。放熱板側のCu層の表面には、2μmのSn層をメッキにより形成した。なお、メッキの際には、メッキしない面はマスキングシートなどを貼って保護した。
<Preparation of insulation part>
A Cu layer / AlN layer / Cu layer laminate was produced in the same manner as in Example 1. On the surface of the Cu layer on the heat sink side, a 2 μm Sn layer was formed by plating. During plating, the non-plated surface was protected with a masking sheet or the like.

<放熱板の準備>
実施例1と同様の方法で、Cu層/Mo層/Cu層で構成される積層体を作製した。積層体全体の厚さは3mmであり、Cu層/Mo層/Cu層の厚さの比率は、1/8/1であった。
絶縁部側のCu層の表面には、2μmのSn層をメッキにより形成した。なお、メッキの際には、メッキしない面はマスキングシートなどを貼って保護した。
<Preparation of heat sink>
In the same manner as in Example 1, a laminate composed of Cu layer / Mo layer / Cu layer was produced. The thickness of the whole laminated body was 3 mm, and the ratio of the thickness of Cu layer / Mo layer / Cu layer was 1/8/1.
On the surface of the Cu layer on the insulating part side, a 2 μm Sn layer was formed by plating. During plating, the non-plated surface was protected with a masking sheet or the like.

<第二接合部の接合>
上記準備した絶縁部のSn層と、放熱板のSn層とを対向し且つ接するように重ね、ネジにより加圧する方式の治具により加圧した。なお、熱膨張を考慮し、治具はモリブデン材料で作製したものを用い、加圧力は5MPaとした。
そのように加圧した試料及び治具を、そのまま石英管に入れ、5容積%H/Nの還元ガス雰囲気のフロー中、電気炉により400℃、30分間の熱処理を行った。
接合部の断面をEDX法及びXRD法によって分析した結果、Sn層が残存することなく、すべてCuSnの合金(融点640℃)になっていることが確認された。
<Join the second joint>
The prepared Sn layer of the insulating part and the Sn layer of the heat sink were stacked so as to face each other and in contact with each other, and pressed with a screw type pressurizing jig. In consideration of thermal expansion, a jig made of a molybdenum material was used, and the applied pressure was 5 MPa.
The sample and jig so pressurized were placed in a quartz tube as they were, and heat-treated at 400 ° C. for 30 minutes in an electric furnace in a flow of a reducing gas atmosphere of 5% by volume H 2 / N 2 .
As a result of analyzing the cross section of the joint by the EDX method and the XRD method, it was confirmed that the Sn layer did not remain and was all made of Cu 3 Sn alloy (melting point 640 ° C.).

<パワー半導体素子の準備>
GaNを用いたパワー半導体素子を準備し、その表面に5μmのCu層をスパッタリングによって形成した。
<Preparation of power semiconductor element>
A power semiconductor element using GaN was prepared, and a 5 μm Cu layer was formed on the surface thereof by sputtering.

<第一接合部>
パワー半導体素子と、絶縁部との間を、Sn−Cu半田材料によって、280℃で接合した。
<First joint>
The power semiconductor element and the insulating portion were joined at 280 ° C. with Sn—Cu solder material.

なお、1回目の接合部分(Cu層/CuSn層/Cu層の積層構造による第二接合部)は、接合温度が400℃であるにも関わらず、接合後は600℃以上の耐熱性を有する合金となっているため、2回目のSn−Cuによる半田付けの加熱によっても溶融することがなく、2回目の接合時に位置ずれを起こしたり、傾いたりという不具合を発生させていなかった。 Note that the first bonded portion (second bonded portion with a laminated structure of Cu layer / Cu 3 Sn layer / Cu layer) has a heat resistance of 600 ° C. or higher after bonding although the bonding temperature is 400 ° C. Therefore, the second soldering was not melted by the soldering heating with Sn—Cu, and the problem of misalignment or tilting during the second joining was not caused.

<冷熱サイクル試験>
実施例1と同様の方法で、冷熱サイクル試験を行った結果、損傷が無いことを確認した。
<Cooling cycle test>
As a result of performing a thermal cycle test in the same manner as in Example 1, it was confirmed that there was no damage.

[比較例1]
図4に比較例1のパワー半導体モジュールの構成を示す。
[Comparative Example 1]
FIG. 4 shows the configuration of the power semiconductor module of Comparative Example 1.

<パワー半導体素子の準備>
GaNを用いたパワー半導体素子を準備し、その最表面にNi層をスパッタリングで形成した。Ni層の表面にはAu層(図示せず)をスパッタリングで形成した。
<Preparation of power semiconductor element>
A power semiconductor element using GaN was prepared, and a Ni layer was formed on the outermost surface by sputtering. An Au layer (not shown) was formed on the surface of the Ni layer by sputtering.

<絶縁部の準備>
一方、絶縁基板としてのAlNの両面に、Al層をロウ付けによって貼り付け、Al層/AlN層/Al層の積層体を作製した。更にこの積層体のAl層の表面には、Ni層をメッキにより形成し、絶縁部を作製した。なお、メッキの際には、メッキしない面はマスキングシートなどを貼って保護した。
<Preparation of insulation part>
On the other hand, Al layers were pasted on both sides of AlN as an insulating substrate by brazing to produce a laminate of Al layer / AlN layer / Al layer. Further, an Ni layer was formed on the surface of the Al layer of the laminate by plating to produce an insulating part. During plating, the non-plated surface was protected with a masking sheet or the like.

<放熱板の準備>
CuMo合金からなる板状の材料を準備し、所定の大きさに切断した後、上下面にNi層をメッキにより形成した。
<Preparation of heat sink>
A plate-like material made of a CuMo alloy was prepared and cut into a predetermined size, and then Ni layers were formed on the upper and lower surfaces by plating.

<接合>
比較例1のパワー半導体モジュールでは、パワー半導体素子と絶縁部との接合部(第一接合部)の半田材料を、Pbの含有率が90質量%の90Pb−Snとし、絶縁部と放熱板との接合部(第二接合部)の半田材料を、Pbの含有率が50質量%の50Pb−Snとした。
<Joint>
In the power semiconductor module of Comparative Example 1, the solder material of the joint part (first joint part) between the power semiconductor element and the insulating part is 90Pb-Sn having a Pb content of 90% by mass, and the insulating part and the heat sink The solder material of the bonding portion (second bonding portion) was 50Pb-Sn with a Pb content of 50 mass%.

得られた比較のパワー半導体モジュールについても、実施例1と同様の冷熱サイクル試験を行った。その結果、絶縁部と放熱板との間の第二接合部において剥離が生じた。これは、第二接合部の接合材料(50Pb−Sn)の半田の固相線が183℃付近であり、冷熱サイクル試験の高温側で溶融し、剥離した結果と思われる。   The obtained comparative power semiconductor module was also subjected to the same thermal cycle test as in Example 1. As a result, peeling occurred at the second joint between the insulating part and the heat sink. This is probably because the solid line of the solder of the bonding material (50Pb-Sn) of the second bonding portion is around 183 ° C., and melted and peeled off on the high temperature side of the thermal cycle test.

本発明のパワー半導体モジュールの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power semiconductor module of this invention. 実施例1のパワー半導体モジュールの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power semiconductor module of Example 1. FIG. 実施例2のパワー半導体モジュールの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power semiconductor module of Example 2. FIG. 比較例1のパワー半導体モジュールの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the power semiconductor module of the comparative example 1.

符号の説明Explanation of symbols

10 パワー半導体モジュール
20 パワー半導体素子
22 Cu層
30 絶縁部
32 絶縁基板
34、36 導電層
40 放熱板
42 Mo層
44、46 Cu層
50 第一接合部
60 第二接合部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power semiconductor module 20 Power semiconductor element 22 Cu layer 30 Insulation part 32 Insulation board | substrates 34 and 36 Conductive layer 40 Heat sink 42 Mo layer 44, 46 Cu layer 50 1st junction part 60 2nd junction part

Claims (7)

パワー半導体素子と、絶縁基板と、放熱板と、を有し、
前記パワー半導体素子と前記絶縁基板との間、及び前記絶縁基板と前記放熱板との間の少なくとも一方を、Cu層、CuSn層及びCu層の順で積層された積層構造で接合してなるパワー半導体モジュール。
A power semiconductor element, an insulating substrate, and a heat sink;
At least one of the power semiconductor element and the insulating substrate, and at least one of the insulating substrate and the heat radiating plate are joined in a laminated structure in which a Cu layer, a Cu 3 Sn layer, and a Cu layer are laminated in this order. Power semiconductor module.
前記パワー半導体素子が、GaN又はSiCを用いて形成されてなることを特徴とする請求項1に記載のパワー半導体モジュール。   The power semiconductor module according to claim 1, wherein the power semiconductor element is formed using GaN or SiC. 前記放熱板が、Mo層の両面にCu層を有するCu層/Mo層/Cu層の積層体であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパワー半導体モジュール。   3. The power semiconductor module according to claim 1, wherein the heat radiating plate is a Cu layer / Mo layer / Cu layer laminate having Cu layers on both sides of the Mo layer. 4. 前記放熱板におけるCu層/Mo層/Cu層の厚さの比率が、1/5/1〜1/12/1であることを特徴とする請求項3に記載のパワー半導体モジュール。   4. The power semiconductor module according to claim 3, wherein the ratio of the thickness of the Cu layer / Mo layer / Cu layer in the heat radiating plate is 1/5/1 to 1/12/1. 前記絶縁基板がAlN層であり、AlN層の両表面にCu層で形成される導電層を積層してなることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のパワー半導体モジュール。   The power semiconductor according to any one of claims 1 to 4, wherein the insulating substrate is an AlN layer, and a conductive layer formed of a Cu layer is laminated on both surfaces of the AlN layer. module. 半導体素子と絶縁基板との間、及び絶縁基板と放熱板との間の少なくとも一方を、Cu層、CuSn層及びCu層の順で積層してなる積層構造で接合する接合工程を有し、
前記接合工程が、Snの融点以上で且つCuの融点よりも低い温度で溶融反応させる工程を有することを特徴とするパワー半導体モジュールの製造方法。
A bonding step of bonding at least one of the semiconductor element and the insulating substrate and between the insulating substrate and the heat dissipation plate in a stacked structure in which a Cu layer, a Cu 3 Sn layer, and a Cu layer are stacked in this order; ,
The method for manufacturing a power semiconductor module, wherein the bonding step includes a step of performing a melting reaction at a temperature equal to or higher than the melting point of Sn and lower than the melting point of Cu.
前記溶融反応させる工程での加熱温度が、230℃以上450℃以下であることを特徴とする請求項6に記載のパワー半導体モジュールの製造方法。   The method for manufacturing a power semiconductor module according to claim 6, wherein a heating temperature in the melting reaction step is 230 ° C. or higher and 450 ° C. or lower.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009290007A (en) * 2008-05-29 2009-12-10 Toshiba Corp Jointed body, semiconductor device and method for manufacturing jointed body
WO2010089647A1 (en) 2009-02-05 2010-08-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Junction body, semiconductor module, and manufacturing method for junction body
WO2016121159A1 (en) * 2015-01-26 2016-08-04 三菱電機株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
WO2020194592A1 (en) * 2019-03-27 2020-10-01 三菱電機株式会社 Bonding structure, semiconductor device using same, and method for producing semiconductor device
JP7634197B2 (en) 2020-09-03 2025-02-21 国立大学法人秋田大学 Composite Cu material, electronic component or mounting board including same, electronic component mounting board, manufacturing method of composite Cu material, and manufacturing method of bonded body

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5778144A (en) * 1980-11-04 1982-05-15 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPS6254930A (en) * 1985-09-04 1987-03-10 Toshiba Corp Semiconductor device
JPS63124555A (en) * 1986-11-14 1988-05-28 Sumitomo Electric Ind Ltd Substrate for semiconductor device
JPH09148491A (en) * 1995-09-19 1997-06-06 Tokyo Tungsten Co Ltd Power semiconductor substrate, and its manufacture
JPH09232340A (en) * 1996-02-20 1997-09-05 Matsushita Electron Corp Die bonding material of semiconductor element
JP2005019875A (en) * 2003-06-27 2005-01-20 Ngk Spark Plug Co Ltd Heat radiating plate, heat radiating module, semiconductor mounted module, and semiconductor device
JP2005286240A (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Dowa Mining Co Ltd Semiconductor device component, manufacturing method thereof, and semiconductor device using the same
JP2006517054A (en) * 2002-11-27 2006-07-13 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド GaAs thin die with copper backside metal structure

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5778144A (en) * 1980-11-04 1982-05-15 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPS6254930A (en) * 1985-09-04 1987-03-10 Toshiba Corp Semiconductor device
JPS63124555A (en) * 1986-11-14 1988-05-28 Sumitomo Electric Ind Ltd Substrate for semiconductor device
JPH09148491A (en) * 1995-09-19 1997-06-06 Tokyo Tungsten Co Ltd Power semiconductor substrate, and its manufacture
JPH09232340A (en) * 1996-02-20 1997-09-05 Matsushita Electron Corp Die bonding material of semiconductor element
JP2006517054A (en) * 2002-11-27 2006-07-13 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド GaAs thin die with copper backside metal structure
JP2005019875A (en) * 2003-06-27 2005-01-20 Ngk Spark Plug Co Ltd Heat radiating plate, heat radiating module, semiconductor mounted module, and semiconductor device
JP2005286240A (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Dowa Mining Co Ltd Semiconductor device component, manufacturing method thereof, and semiconductor device using the same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009290007A (en) * 2008-05-29 2009-12-10 Toshiba Corp Jointed body, semiconductor device and method for manufacturing jointed body
WO2010089647A1 (en) 2009-02-05 2010-08-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Junction body, semiconductor module, and manufacturing method for junction body
US8471386B2 (en) 2009-02-05 2013-06-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Junction body, semiconductor module, and manufacturing method for junction body
WO2016121159A1 (en) * 2015-01-26 2016-08-04 三菱電機株式会社 Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JPWO2016121159A1 (en) * 2015-01-26 2017-04-27 三菱電機株式会社 Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
US10510640B2 (en) 2015-01-26 2019-12-17 Miitsubishi Electric Corporation Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
WO2020194592A1 (en) * 2019-03-27 2020-10-01 三菱電機株式会社 Bonding structure, semiconductor device using same, and method for producing semiconductor device
JP7634197B2 (en) 2020-09-03 2025-02-21 国立大学法人秋田大学 Composite Cu material, electronic component or mounting board including same, electronic component mounting board, manufacturing method of composite Cu material, and manufacturing method of bonded body

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