功率半导体模块以及功率半导体模块的制造方法技术

本发明专利技术在课题在于提供能不使壳体部件大型化地确保良好的冷却的功率半导体模块。在本发明专利技术的功率半导体模块中，框状壳体(240)具有前面(231)、背面(241)以及一对侧面(233、234)。在前面(231)和背面(232)的至少一方形成开口部(261)，在框状壳体(240)的开口部(261)嵌入金属基体(210)，具有对其周缘部和框状壳体(240)的开口部(261)的周缘部进行接合的接合部(FW)。分别在框状壳体(240)的一对侧面(233、234)上形成第一、第二凹部(251、252)，其从侧面(233、234)向框状壳体(240)的内侧延伸，在侧面(233、234)的厚度的中间位置具有与接合部(FW)侧面对地形成的底面(11)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及功率半导体模块以及功率半导体模块的制造方法，更详细地涉及具有电力转换电路的功率半导体模块以及功率半导体模块的制造方法。
技术介绍
用于汽车等的车辆用的功率半导体模块具有将直流电力转换为交流电力或将交流电力转换为直流电力的电力转换电路。电力转换电路具备发热量大的功率半导体元件。因此，功率半导体模块的壳体通常由金属形成。壳体具备收纳具有功率半导体元件等电子部件的电路体的收纳空间。作为这种功率半导体模块的壳体的一例，已知通过将形成有多个散热翅片的散热板嵌合在形成于金属框体的开口部，利用摩擦搅拌接合对散热板的突合部和金属框体的开口部周缘部进行接合的方法(例如参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-257369号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题功率半导体模块的壳体的收纳空间需要以电路体与散热板能够均匀地密合且确保良好的冷却的方式形成为严格的尺寸。因此，需要以在接合时壳体的位置不会变动的方式可靠地固定。在专利文献1所记载的结构中，金属框体的开口部周缘部的宽度小，无法可靠地固定金属框体。若使金属框体的开口部周缘部的宽度充分大，则功率半导体模块大型化。用于解决课题的方法本专利技术的功率半导体模块具备：电路体，该电路体具有电力转换电路，该电力转换电路具有输入信号用的第一电极、输出信号用的第二电极以及控制信号用的第三电极，基于施加在第三电极上的控制信号转换第一电极的输入信号，并从第二电极输出输出信号；以及壳体部件，其具有金属制的框状壳体以及金属基体，并收纳电路体，框状壳体具有前面、背面以及一对侧面，在前面和背面的至少一方形成开口部，壳体部件具有对嵌入框状壳体的开口部的金属基体的周缘部和框状壳体的开口部的周缘部进行接合的接合部，分别在框状壳体的一对侧面形成凹部，该凹部从侧面向壳体部件的内侧延伸，且在侧面的厚度的中间位置具有与接合部侧面对地形成的底面。本专利技术的功率半导体模块的制造方法是上述功率半导体模块的制造方法，具备在框状壳体的开口部中嵌入金属基体的、利用固定夹具将分别形成于框状壳体的一对侧面的凹部的底面至少固定在侧面的厚度方向的、接合框状壳体的开口部的周缘部和金属基体的周缘部而形成壳体部件的、在壳体部件中收纳电路体的各工序。专利技术效果根据本专利技术，能不使壳体部件大型化地确保良好的冷却。附图说明图1是本专利技术的一实施方式的功率半导体模块的外观立体图。图2是图1所示的功率半导体模块的壳体部件的主视图。图3是图1所示的功率半导体模块的壳体部件的右侧视图。图4是图1所示的功率半导体模块的壳体部件的左侧视图。图5是图1所示的功率半导体模块的壳体部件的后视图。图6是图1所示的功率半导体模块的壳体部件的俯视图。图7(a)是图1所示的功率半导体模块的壳体部件的仰视图，图7(b)是图1的VIIb-VIIb线放大剖视图。图8是图1所示的功率半导体模块的壳体部件的分解立体图。图9是表示本专利技术的功率半导体模块的电路的一例的电路图。图10是用于说明图1所示的功率半导体模块的壳体部件的制造方法的立体图。图11是图10的XI-XI线剖视图。图12是表示用图10、图11所示的制造方法制作的壳体部件的完成状态的外观立体图。图13是本专利技术的实施方式二的功率半导体模块的外观立体图。图14是图13所示的功率半导体模块的壳体部件的主视图。图15是图13所示的功率半导体模块的壳体部件的右侧视图。图16是图13所示的功率半导体模块的壳体部件的左侧视图。图17是图13所示的功率半导体模块的壳体部件的后视图。图18是本专利技术的实施方式三的功率半导体模块的外观立体图。图19是图18所示的功率半导体模块的壳体部件的主视图。图20是图18所示的功率半导体模块的壳体部件的右侧视图。图21是图18所示的功率半导体模块的壳体部件的左侧视图。图22是图18所示的功率半导体模块的壳体部件的后视图。图23是图18所示的功率半导体模块的壳体部件的分解立体图。图24是用于说明图18所示的壳体部件的制造方法的立体图。图25是图24的XXV-XXV线剖视图。图26是用于说明紧接着图24的工序的立体图。图27是图26的XXVII-XXVII线剖视图。图28是表示用图24～图27所示的制造方法制作的壳体部件的完成状态的外观立体图。图29是本专利技术的实施方式四的功率半导体模块的外观立体图。图30是图29的XXX-XXX线剖视图。具体实施方式-实施方式-[功率半导体模块的结构]下面，参照附图详细地说明本专利技术的功率半导体模块及功率半导体模块的一实施方式。图1是本专利技术的一实施方式的功率半导体模块的外观立体图，图2～图7分别是图1所示的功率半导体模块的壳体部件的主视图、右侧视图、左侧视图、后视图、俯视图及仰视图。另外，图8是图1所示的壳体部件的分解立体图。功率半导体模块100搭载于混合汽车、电动汽车等车辆。功率半导体模块100具备壳体部件200和电路体300。电路体300具备电力转换电路，该电力转换电路具有多个功率半导体元件，将直流电力转换为交流电力。从未图示的蓄电池、由发动机驱动的交流发电机供给的直流电力通过内置于功率半导体模块100的电路体300的电力转换电力转换为交流电力，并供给至马达。能使用三个功率半导体模块100，连接各功率半导体模块100的电路体300而构成U相、V相及W相的三相桥式电路。壳体部件200如图8所示，接合框状壳体240和金属基体210而构成。框状壳体240和金属基体210均由铝合金材料、例如Al、AlSi、AlSiC、Al-C等金属材料形成。框状壳体240具有凸缘部220和形成于凸缘部220的下方的框状部230。凸缘部220和框状部230由铝压铸件等一体形成。参照图7(a)、(b)及图8进行说明。图7(a)是图1所示的功率半导体模块的壳体部件的仰视图，图7(b)是图1的VIIb-VIIb线放大剖视图。框状部230具有前面231、背面232、一对侧面233、234和下面235，大致具有长方体形状。在框状部230的前面231形成在俯视中大致为矩形形状的开口部261。开口部261在框状部230的前面231的外周侧边的稍内侧具有开口缘部，四个角部镶边为圆弧状。在开口部261的开口缘部的内侧形成台阶部262。台阶部262使前面231的外面侧向厚度方向凹，使该部分的板厚形成得薄(参照图11)。在框状部230的背面232形成散热翅片213(参照图5、图11)。凸缘部220具有两端为半圆弧形状的横长的上部221，连结框状部230的前面231、背面232及一对侧面233、234。在上部221的中央部形成横长的贯通孔222。由框状部230的前面231、背面232、一对侧面233、234及下面235形成收纳电路体300的收纳空间，凸缘部220的贯通孔222与收纳空间连通。电路体300从凸缘部220的贯通孔222插入，在使后述的各端子向凸缘部220的上方突出的状态下收纳在框状壳体240的收纳空间。如图7(a)、(b)所示，框状部230的侧面233、234分别弯曲形成为框状部230的厚度方向(Z方向)的中央部向外侧鼓的圆弧状。在此，圆弧状除了正圆的部分形状以外，还包括长圆形、椭圆形、圆板状、圆顶状等部分形状。如图7(b)、图8所示，在侧面233、234的各个形成向框状本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率半导体模块，其特征在于：具备：电路体，该电路体具有电力转换电路，该电力转换电路具有输入信号用的第一电极、输出信号用的第二电极以及控制信号用的第三电极，基于施加在上述第三电极上的控制信号转换上述第一电极的输入信号，并从上述第二电极输出输出信号；以及壳体部件，该壳体部件具有金属制的框状壳体以及金属基体，并收纳上述电路体，上述框状壳体具有前面、背面以及一对侧面，在上述前面和上述背面的至少一方形成开口部，上述壳体部件具有对嵌入上述框状壳体的上述开口部的上述金属基体的周缘部和上述框状壳体的上述开口部的周缘部进行接合的接合部，分别在上述框状壳体的一对上述侧面形成凹部，该凹部从上述侧面向上述壳体部件的内侧延伸，在上述侧面的厚度的中间位置具有与上述接合部侧面对地形成的底面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.26 JP 2014-1315681.一种功率半导体模块，其特征在于：具备：电路体，该电路体具有电力转换电路，该电力转换电路具有输入信号用的第一电极、输出信号用的第二电极以及控制信号用的第三电极，基于施加在上述第三电极上的控制信号转换上述第一电极的输入信号，并从上述第二电极输出输出信号；以及壳体部件，该壳体部件具有金属制的框状壳体以及金属基体，并收纳上述电路体，上述框状壳体具有前面、背面以及一对侧面，在上述前面和上述背面的至少一方形成开口部，上述壳体部件具有对嵌入上述框状壳体的上述开口部的上述金属基体的周缘部和上述框状壳体的上述开口部的周缘部进行接合的接合部，分别在上述框状壳体的一对上述侧面形成凹部，该凹部从上述侧面向上述壳体部件的内侧延伸，在上述侧面的厚度的中间位置具有与上述接合部侧面对地形成的底面。2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，在从上述框状壳体的厚度方向投影的情况下，上述凹部的射影部位于比上述接合部的射影部靠外侧。3.根据权利要求2所述的功率半导体模块，其特征在于，上述凹部的上述底面形成为向上述前面敞开。4.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，上述框状壳体具有分别形成于上述前面和上述背面的上述开口部，上述金属基体包括嵌入上述前面的上述开口部的第一金属基体和嵌入上述背面的上述开口部的第二金属基体，上述壳体部件具有第一接合部和第二接合部，该第一接合部对嵌入上述框状壳体的上述前面的上述开口部的上述第一金属基体的周缘部和上述前面的上述开口部的周缘部进行接合，该第二接合部对嵌入上述框状壳体的上述背面的上述开口部的上述第二金属基体的周缘部和上述背面的上述开口部的周缘部进行接合，分别在上述框状壳体的一对上述侧面形成第一凹部和第二凹部，该第一凹部从上述侧面向上述壳体部件的内侧延伸，且在上述侧面的厚度的中间位置具有与上述第一接合部侧面对地形成的底面，该第二凹部从上述侧面向上述壳体部件的内侧延伸，且在上述侧面的厚度的中间位置具有与上述第二接合部侧面对地形成的底面。5.根据权利要求4所述的功率半导体模块，其特征在于，上述第一接合部与上述第一凹部的上述底面间的距离比上述第一接合部与上...

【专利技术属性】
技术研发人员：久米贵史，志村隆弘，松下晃，藤野伸一，高木佑辅，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP