半导体模块制造技术

本发明专利技术提供一种避免现有技术下半导体模块大型化的技术，同时确保底板与壳体部件的连结强度。半导体模块(1)具备：底板(2)，其一个面形成有散热片区域，所述散热片区域设置有散热片；基板(3)，其装载于底板的另一个面；壳体部件(4)，其具备内部空间(40)，并且其一个壁(42)设置有开口(43)，所述开口(43)比底板的一个面小但比散热片区域大。底板通过壳体部件的开口使散热片从内部空间侧向外部突出，并且底板被与壳体部件的内部空间侧的面密封粘结，并通过向内部空间填充树脂，从而将壳体部件、基板和底板固定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种半导体模块，所述半导体模块具备底板、载置于该底板的一个面且设置有开关元件的基板以及壳体部件。
技术介绍
作为所述半导体模块，公知有下述半导体模块，其具备底板；基板，其安装在该底板的一个面上且设置有开关元件；壳体，其包围该基板地设置在底板上；制冷剂流路，其与底板的另一个面接触地设置(例如专利文献1)。在该半导体模块中，壳体的四角设置有螺栓连结孔，通过将螺栓插入此处并螺纹拧紧，从而壳体被固定在底板上。专利文献1 日本特开2008-294069号公报(段落序号、、、 图8)。如专利文献1所述，在现有的半导体模块中，由于壳体部件通过螺栓连结被固定于底板，因此螺栓头部的量使半导体模块在横向上无法避免大型化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种确保底板和壳体部件的连结强度，同时避免现有技术下半导体模块大型化的技术。为达到所述目的，本专利技术所涉及的半导体模块具备底板，其一个面形成有散热片区域，所述散热片区域设置有冷却用的散热片；基板，其被载置于所述底板另一个面，并设置有开关元件；壳体部件，其具有内部空间，并且在该壳体部件的一个壁上设置有开口，所述开口比所述底板的所述一个面小，比所述散热片区域大，所述底板构成为，使所述散热片从所述内部空间侧，通过所述壳体部件的所述开口向外部突出，并且所述底板的所述一个面与所述一个壁的所述内部空间侧的面被密封粘结，且通过向所述壳体部件的所述内部空间填充树脂，将所述壳体部件、所述基板和所述底板固定。根据该结构，不需要在壳体部件形成螺栓连结用的贯通孔，从而避免由插入贯通孔的螺栓头部所占用的空间导致的半导体模块在横向的大型化。另外，在仅使散热片区域从壳体部件的内部空间侧突出的状态下，底板被粘结固定在壳体部件上。因此，预先向该壳体部件的内部空间填充树脂并固化，则在相对于底板从壳体部件的外部方向施力的情况下，壳体部件阻挡该力，其相反方向的力会阻挡所填充的树脂，因此壳体部件与底板之间具有足够强的粘结强度。另外，向内部空间填充树脂旨在提高开关元件的耐震性和绝缘性，并非仅本专利技术结构必需，不必考虑由此引起的成本增加。在本专利技术的一种适宜的实施方式中，所述壳体部件为树脂制，由此，与填充到内部空间的树脂的粘结强度提高，半导体模块整体的强度也获得提高。进一步，所述壳体部件与基板的绝缘性能也提高了，从而也可使壳体部件自身小型化。另外，在采用树脂来制造所述壳体部件，而采用金属来制造所述底板的结构的情况下，可利用金属 树脂粘结剂将所述底板和所述壳体部件密封粘结。由此，通过采用金属来制造底板能够获得强度的强化以及冷却性的提高。为了造出能够有效地对形成在底板上的散热片进行冷却的制冷剂通路，优选将金属壳体与所述壳体部件的一个壁的与所述内部空间相反侧的面连结，该金属壳体与壳体部件的底壁的连结也通过密封粘结进行。由此，底板、壳体部件和金属壳体通过密封粘结而被一体化，因此，根据本专利技术，由底板、壳体部件与金属壳体构成的半导体模块中，所述现有技术存在的问题点得以化解。由底板、壳体部件和金属壳体构成的半导体模块的一种适宜的实施方式中，在所述金属壳体的壁面上设置有凹凸，通过注塑成型所述壳体部件时在注塑成型树脂与所述凹凸之间实现的将树脂与金属一体化的接合，从而将所述金属壳体与所述壳体部件密封粘结。作为该一体化接合，特别是金属选用铝时，可以采用一种被称作NMT(NaiK) molding technology)的一体化接合。在NMT中，铝的表面经过特殊处理改质，将硬质树脂嵌入纳米级的表面凹凸中，从而使铝和树脂一体化。由此，通过在金属壳体的凹凸面直接进行树脂注塑成型，使壳体部件在金属壳体上成型，从而造出一体化了的壳体部件与金属壳体。壳体部件与金属壳体之间形成完全密封状态，且其接合强度对于半导体模块来说很充分。由底板、壳体部件和金属壳体构成的半导体模块的一种其他的适宜的实施方式中，在所述壳体部件的所述一个壁上设置有贯通孔，在所述金属壳体的与所述贯通孔对应的壁面上设置有与所述贯通孔连通并形成楔形状的凹部，利用通过向所述贯通孔与所述楔状凹部填充树脂而做成楔形状结合，将所述壳体部件和所述金属壳体密封粘结。在该方式中，被填充的树脂在壳体部件与金属部件的接合区域变成楔形状，其接合强度被强化了。进一步，该树脂填充能够与内部空间的树脂填充兼用进行，因此在成本方面以及制造技术方面都是有利的。由底板、壳体部件和金属壳体构成的半导体模块的另外一种其他的适宜的实施方式中，在所述金属壳体上设置有贯通孔，在所述壳体部件的与所述贯通孔对应的壁面上设置有螺纹孔，所述金属壳体和所述壳体部件通过密封材料和螺纹连结而被密封粘结。在该方式中，通过采用螺纹连结，虽然金属壳体与壳体部件之间的连结强度实质上与现有的螺栓连结相同，但是通过从金属壳体侧进行螺纹连结，可避免螺栓头部引起的壳体部件在横向的大型化。附图说明图1是示意地表示本专利技术实施方式之一所涉及的半导体模块主要部分结构的俯视图。图2是图1的II - II截面图。图3是图1的III - III截面图。图4是装配在图1所示半导体模块中的逆变器回路的配线图。图5是示意地表示本专利技术的其他实施方式所涉及的半导体模块主要部分的结构的截面图，其与图3相对应。图6是示意地表示本专利技术另外的实施方式所涉及的半导体模块主要部分的结构的截面图，其与图3相对应。图7是示意地表示本专利技术另外的实施方式所涉及的半导体模块主要部分的结构的截面图，其与图3相对应。 具体实施例方式结合附图对本专利技术的实施方式之一进行说明。在本实施方式中，针对将本专利技术应用于作为构成三相交流用的逆变器回路的逆变器装置的半导体模块1的例子进行说明。图 1是示意地表示本实施方式所涉及的半导体模块1主要部分的结构的俯视图。图2是图1 的II - II截面图；图3是图1的III-III截面图；图4是装配在半导体模块的逆变器回路的配线图。如图2和图3所示，该半导体模块1具备底板2 ；被载置在底板2的上表面2A上的基板3 ；壳体部件4 ；以及配置在壳体部件4的底壁的下表面上的金属壳体5。其中，壳体部件4具备包围基板3的周壁41以及作为支承底板2的下表面2B的一个壁的底壁42。具体而言，底板2的接合下面部2b与壳体部件4的接合上表面4a，以及壳体部件4的接合下表面4b与金属壳体5的接合上表面fe被密封粘合，后续详细说明。另外，在本实施方式中， 底面2的下表面2B相当于本专利技术中的另一个面，上表面2A相当于本专利技术中的另一个面。如图4所示，该半导体模块1，为了构成用于驱动三相交流电机31的逆变器回路 10，如图1所示，在底板2的上表面2A载置分别具备开关元件11及二极管元件12的6个基板3。另外，在半导体模块1中，用于对各基板3上的开关元件11进行动作控制等的控制基板，由配置在基板3的上方的壳体部件4支承，此处省略图示。在该半导体模块1中形成有制冷剂流路6，所述制冷剂流路6对发热量最大的开关元件11进行冷却。该制冷剂流路6通过将多个散热片7配置在设置于金属壳体5的作为制冷剂腔室的制冷剂流通用凹部50而形成。另外，制冷剂流路6在该处形成与规定方向平行的制冷剂的流路。多个散热片7沿着底板2的下表面2B相互平行配置。此处，各散热片 7形成为相对于底板2的下表面2B垂直地竖立设置的具有规定本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种半导体模块，具备：底板，其一个面形成有散热片区域，所述散热片区域设置有冷却用的散热片；基板，其被载置于所述底板另一个面，并设置有开关元件；以及壳体部件，其具有内部空间，并且在该壳体部件的一个壁上设置有开口，所述开口比所述底板的所述一个面小，比所述散热片区域大，所述底板构成为，使所述散热片从所述内部空间侧，通过所述壳体部件的所述开口向外部突出，并且所述底板的所述一个面与所述一个壁的所述内部空间侧的面被密封粘结，并且，通过向所述壳体部件的所述内部空间填充树脂，将所述壳体部件、所述基板和所述底板固定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：上地辰之，安形广通，青木一雄，新智夫，种植雅广，
申请(专利权)人：爱信艾达株式会社，
类型：发明
国别省市：JP