[发明专利]软钎焊接合部

说明书

抑制异种材料的界面处的破坏。软钎焊接合部、以及具备该接合部的电子设备及半导体装置，所述软钎焊接合部包含：使软钎焊材料熔融而成的软钎焊接合层(10)、以及至少一方为Cu或Cu合金构件(123)的被接合体(11)、(123)，所述软钎焊材料含有超过5.0质量％且为10.0质量％以下的Sb、2.0～4.0质量％的Ag、超过0且为1.0质量％以下的Ni，余量由Sn和不可避免的杂质组成，前述软钎焊接合层在与前述Cu或Cu合金构件(123)的界面具备包含(Cu，Ni)₆(Sn，Sb)₅的第一组织(1)和包含(Ni，Cu)₃(Sn，Sb)_X的第二组织(式中，X为1、2、或4)(2)。

技术领域

本发明涉及电子设备。本发明尤其涉及能抑制异种材料界面处的软钎焊接合层剥离的软钎焊接合部、以及具备其的电子设备。

背景技术

近年来，由于环境问题，已逐渐采用不含铅成分的无Pb软钎料来代替Sn-Pb系软钎料。作为用于IGBT模块(功率模块)等半导体装置的软钎焊材料，现在已知的各种组成的无铅软钎料之中，大量使用尤其在接合性(软钎料润湿性)、机械特性、热阻等方面比较均衡、且在产品中也有实际业绩的Sn-Ag系的无Pb软钎料。

具备在散热器上软钎焊接合绝缘基板、进而在其上软钎焊接合半导体元件而成的分层连接结构的半导体装置中，已知如下的软钎焊接合结构：在下位的接合部使用Sn-Sb系软钎料作为高温系的无铅软钎料，在上位接合部使用在熔点比Sn-Sb系软钎料低的Sn-Ag系软钎料中添加有Cu等元素的组成的无铅软钎料(例如参照专利文献1)。

另外，也已知如下的结构：在钎焊安装于绝缘基板的半导体元件(IGBT)的上表面电极上软钎焊接合兼作散热器的引线框作为布线构件，使半导体元件产生的热量脱逸至引线框来防止发热密度的集中(例如参照专利文献2)。

作为对防止伴随半导体元件发热的高温下的裂纹有效的软钎焊材料，也已知：在温度170℃下具有优异的延性且冷加工性优异的具备Sn-Sb-Ag组成的带或线状软钎焊材料(例如参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-35978号公报

专利文献2：日本特开2005-116702号公报

专利文献3：日本特开平7-284983号公报

发明内容

发明要解决的问题

被称为功率半导体的MOS型、IGBT型的元件在工作时自发热，达到高的温度。反复发热和冷却的元件用软钎料进行了接合，但因元件的反复发热而使软钎焊部反复负荷应变，发生劣化。并且，在软钎焊接合界面，有时发生由裂纹造成的剥离。

近年来，大电流规格的功率半导体的需求高涨，元件的自发热量也呈进一步增大的倾向。另外，车载用的功率半导体等要求在超过175℃的使用环境温度下工作的元件也增加。这种状况下，在由异种材料界面形成的接合部由热膨胀率差导致的剥离成为问题。

用于解决问题的方案