半导体模块制造技术

本发明专利技术公开了一种半导体模块，包括：半导体元件；电容器，其被配置为电连接到所述半导体元件；以及散热器，其中所述半导体元件和所述电容器经由所述散热器而彼此堆叠，并且其中所述半导体元件布置在从堆叠方向观察时与所述电容器重叠的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括半导体元件的半导体模块。
技术介绍
通常，已知一种包括诸如切换元件的半导体元件和电容器的半导体模块。例如，这些半导体模块之一包括冷却管、正极端子、负极端子、正极侧散热器、负极侧散热器、半导体以及电容器。在此半导体模块中，直流电被供给到正极端子和负极端子，半导体元件连接到正极侧散热器和负极侧散热器，并且电容器与正极侧散热器和负极侧散热器之间的半导体元件并联地电连接。当半导体被导通时，正极侧散热器和负极侧散热器散发由半导体元件产生的热，并且冷却管对正极侧散热器、负极侧散热器和电容器进行冷却(例如见专利文献I)。 公开号为2010-153527的日本专利申请根据如上所述的半导体模块，由于电容器和半导体元件经由正极侧散热器和负极侧散热器连接，因此从半导体元件散发的热传导至电容器。因而，存在的问题是，难以使得半导体元件在高温下工作。例如，在包括在半导体模块中的电容器是薄膜电容器的情况下，电容器的温度上限是大约105° C。相比之下，在半导体元件的主要成分是硅(Si)的情况下，包括在半导体模块中的半导体元件的温度上限是大约150° C。可选择地，在半导体元件的主要成分是碳化硅(SiC)的情况下，包括在半导体模块中的半导体元件的温度上限是大约250° C。因此，难以使得半导体元件在环境温度变得高于电容器的温度上限105° C的状况下工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种包括电容器并且能够在高温下工作的半导体模块。在下面的描述中陈述了本专利技术的特征和优点，并且部分特征和优点将通过描述和附图而变得显而易见，或者根据描述中提供的教导，通过本专利技术的实践可以理解本专利技术的特征和优点。通过在说明书中以这种能够使本领域技术人员实现本专利技术的全面、清楚、简明且准确的术语特别指出的半导体模块，将实现和获得本专利技术的目的以及其它特征和优点。为了实现这些和其他优点以及根据本专利技术的目的，如这里所具体化和广泛描述的，本专利技术的实施例提供了一种半导体模块，包括半导体元件；电容器，其被配置为电连接到所述半导体元件；以及散热器，其中所述半导体元件和所述电容器经由所述散热器而彼此堆叠，并且其中所述半导体元件布置在从堆叠方向观察时与所述电容器重叠的位置。通过下面的结合附图阅读时的详细描述，本专利技术的实施例的其他目的、特征和优点将变得更加显而易见。附图说明图I为图示出根据第一实施例的半导体模块的示例的主视图2为图示出根据第一实施例的半导体模块的示例的后视图；图3为图示出根据第一实施例的半导体模块的一部分的示例的主视图；图4为沿着图I中示出的线Al-Al所截取的半导体模块的截面图；图5为图示出包括根据第一实施例的半导体模块的系统的示例性电路的图；图6为比较示例的半导体模块的截面图；图7为图示出根据第一实施例的第一变型例的半导体模块的示例的后视图；图8为图示出根据第一实施例的第一变型例的半导体模块的一部分的示例的主视图； 图9为根据第一实施例的第一变型例的半导体模块的截面图；图10为第一实施例的第二变型例的半导体模块的截面图；图11为图示出根据第二实施例的半导体模块的示例的主视图；以及图12为沿着图11中示出的线B-B所截取的电路板的截面图。具体实施例方式参照附图给出了半导体模块的实施例的描述。<第一实施例>图I为图示出根据第一实施例的半导体模块的示例的主视图。图2为图示出根据第一实施例的半导体模块的示例的后视图。图3为图示出根据第一实施例的半导体模块的一部分的示例的主视图。图4为沿着图I中示出的线Al-Al所截取的半导体模块的截面图。这里，在图3中，省略了下面将描述的汇流条40和50、半导体元件44和54，以及固定构件63和64。由于沿着图I中示出的线A2-A2所截取的半导体模块的截面图与沿着图I中示出的线Al-Al所截取的半导体模块的截面图相类似，因此图4中圆括号中的附图标记表示沿着线A2-A2的截面图中的配置。如图I至图4所示,半导体模块10包括作为主要构成元件的主体20、电容器30、汇流条40和50，以及半导体元件44和54。这里，汇流条40和50分别是用作供电线的金属构件。电容器30形成在主体20上。虽然电容器30以简化的方式被图示出，但是电容器30可以是例如由模制树脂等密封的薄膜电容器或电解电容器。例如，主体20可以由诸如铝(Al)、铁(Fe)等的金属或树脂制成。电容器30可以形成在主体20的几乎整个部分中。主体20和电容器30彼此电绝缘。电容器30包括由铜(Cu)、铝(Al)等制成的端子31至38。端子31至38分别与主体20电绝缘。端子31和32相对于电容器30布置在几乎相反的区域中。端子33和34相对于电容器30布置在几乎相反的区域中。端子35和36相对于电容器30布置在几乎相反的区域中。端子37和38相对于电容器30布置在几乎相反的区域中。端子31和33经由汇流条40电连接。端子35和37经由汇流条50电连接。端子31和33连接到电容器30的一个电极(未图示出)，而端子35和37电连接到电容器30的另一个电极(未图不出)。端子31和32电连接。端子32可以用作外部接线端子。端子33和34电连接。端子34可以用作外部接线端子。这里，由于端子32和34具有相同的电位，因此端子32和34中的任何一个可以用作外部接线端子。可选择地，汇流条40的一部分可以用作外部接线端子。端子35和36电连接。端子36可以用作外部接线端子。端子37和38电连接。端子38可以用作外部接线端子。这里，由于端子36和38具有相同的电位，因此端子36和38中的任何一个可以用作外部接线端子。可选择地，汇流条50的一部分可以用作外部接线端子。凹部30x和30y设置在电容器30的一个表面上。凹部30x和30y是在平面图中具有几乎矩形形状的孔穴，并且分别布置在与汇流条40和50重叠的区域中。凹部30x和30y分别构成散热器65和66的一部分。散热器65和66将随后进行描述。冷却片41形成在汇流条40的与电容器30相对的一侧上。此外，绝缘膜42形成 在冷却片41和汇流条40上，使得绝缘膜42覆盖冷却片41的表面和汇流条40的表面的一部分。汇流条40和冷却片41可以一体形成或者彼此连接。例如，汇流条40和冷却片41可以由具有较高热传导性的诸如铜(Cu)、铝(Al)等的金属制成。例如，绝缘膜42可以由聚酰胺等制成。这里，冷却片41的截面形状不限于矩形波形状。例如，冷却片41的截面形状可以是正弦波形状、三角波形状等。半导体元件44经由连接部43安装到汇流条40的与电容器30不相对的另一侧上。例如，焊料、导电性粘合剂等可以用作连接部43。例如半导体元件44的主要成分是硅(Si),碳化硅(SiC)等。例如，半导体元件44可以实施为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等。半导体元件44的示例性具体电路配置将随后进行描述。汇流条40与电容器30相对并且在被绝缘膜42涂覆的冷却片41布置在凹部30x中的状态下，汇流条40经由密封构件61通过固定构件63固定到电容器30。由于在汇流条40与端子31和33接触的状态下汇流条40固定到电容器30，因此汇流条40电连接到端子31 和 33。密封构件61是一种具有抑制冷却液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体模块，包括：半导体元件；电容器，其被配置为电连接到所述半导体元件；以及散热器，其中所述半导体元件和所述电容器经由所述散热器而彼此堆叠，并且其中所述半导体元件布置在从堆叠方向观察时与所述电容器重叠的位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：土屋次郎，佐佐木虎彦，今井诚，户嶋秀树，原田直一，满永智明，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：