功率半导体模块以及电力变换装置制造方法及图纸

功率半导体模块(1)具备绝缘基板(11)、第1导电电路图案(13)、第2导电电路图案(14)、第1半导体元件(20)、第2半导体元件(21)、密封部件(40)以及第1势垒层(50)。密封部件(40)密封第1半导体元件(20)、第2半导体元件(21)、第1导电电路图案(13)以及第2导电电路图案(14)。第1势垒层(50)以及密封部件(40)中的至少1个包括第1应力缓和部(53)。因此，功率半导体模块(1)具有提高的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率半导体模块以及电力变换装置
本专利技术涉及功率半导体模块以及电力变换装置。
技术介绍
国际公开第2014/128899号(专利文献1)公开具备多个半导体元件、搭载多个半导体元件的基板以及密封基板及多个半导体元件的密封树脂的半导体装置。半导体元件以及基板的一部分用含有钒以及碲的玻璃膜覆盖。玻璃膜抑制水分到达半导体元件等。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/128899号
技术实现思路
但是，在半导体装置的动作时以及半导体装置的周围的温度的变化时，专利文献1公开的半导体装置翘曲。对玻璃膜施加应力，在玻璃膜中发生裂纹。水分以及气体从玻璃膜的裂纹侵入，降低半导体装置的可靠性。本专利技术是鉴于上述课题完成的，其目的在于，提供具有提高的可靠性的功率半导体模块以及电力变换装置。本专利技术的功率半导体模块具备绝缘基板、第1导电电路图案、第2导电电路图案、第1半导体元件、第2半导体元件、密封部件以及第1势垒层。绝缘基板包括第1主面。第1导电电路图案设置于第1主面上。第2导电电路图案设置于第1主面上。第2导电电路图案从第1导电电路图案空开第1间隙而配置。第1半导体元件与第1导电电路图案接合。第2半导体元件与第2导电电路图案接合。密封部件密封第1半导体元件、第2半导体元件、第1导电电路图案以及第2导电电路图案。第1势垒层相对第1半导体元件以及第2半导体元件配置于与绝缘基板相反的一侧。第1势垒层设置于密封部件上或者密封部件中。第1势垒层以及密封部件中的至少1个包括第1应力缓和部。本专利技术的电力变换装置具备主变换电路和控制电路。主变换电路具有本专利技术的功率半导体模块，并且构成为能够变换被输入的电力而输出。控制电路构成为能够将控制主变换电路的控制信号输出给主变换电路。在本专利技术的功率半导体模块以及电力变换装置中，第1势垒层抑制水分以及气体到达第1半导体元件、第2半导体元件、第1导电电路图案、第2导电电路图案以及绝缘基板。另外，第1应力缓和部减少在功率半导体模块翘曲时对第1势垒层作用的应力，防止在第1势垒层中发生裂纹。本专利技术的功率半导体模块具有提高的可靠性。附图说明图1是实施方式1所涉及的功率半导体模块的概略俯视图。图2是实施方式1所涉及的功率半导体模块的、沿图1所示的剖面线II-II的概略部分放大剖面图。图3是实施方式1的第1变形例所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图4是实施方式1的第2变形例所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图5是实施方式1的第3变形例所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图6是实施方式2所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图7是实施方式3所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图8是实施方式3的变形例所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图9是实施方式4所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图10是实施方式5所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图11是实施方式5的变形例所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图12是实施方式6所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图13是实施方式7所涉及的功率半导体模块的概略俯视图。图14是实施方式7所涉及的功率半导体模块的、沿图13所示的剖面线XIV-XIV的概略剖面图。图15是实施方式7的第1变形例所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图16是实施方式7的第2变形例所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图17是实施方式8所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图18是实施方式9所涉及的功率半导体模块的概略剖面图。图19是示出实施方式10所涉及的电力变换系统的结构的框图。(符号说明)1、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、1j、1k、1m、1n、1p、1q、1r：功率半导体模块；11：绝缘基板；11a：第1绝缘基板部分；11b：第2绝缘基板部分；11c：第3绝缘基板部分；11d：第4绝缘基板部分；11m：第1主面；11n：第2主面；12：第2间隙；13：第1导电电路图案；13b：第3导电电路图案；14：第2导电电路图案；14b：第4导电电路图案；15：第1导电部件；16：第2导电部件；17：第1间隙；20：第1半导体元件；20b：第3半导体元件；21：第2半导体元件；21b：第4半导体元件；23、24：导电接合部件；26、26b、27、27b、28、28b：导电线；30、30q：壳体；31：基体板；32：外围体；35、35b、36、36b：引线端子；38、39：接合层；40：密封部件；41：外表面；43、53：第1应力缓和部；45：第2部分；50：第1势垒层；51：第1表面；52：第2表面；55：第1部分；56：凸部；58：空洞；60：第2势垒层；61：第3表面；62：第4表面；63：第2应力缓和部；100：电源；200：电力变换装置；201：主变换电路；202：功率半导体模块；203：控制电路；300：负载。具体实施方式以下，说明本专利技术的实施方式。此外，对同一结构附加同一参照编号，不反复其说明。实施方式1.参照图1以及图2，说明实施方式1的功率半导体模块1。功率半导体模块1主要具备绝缘基板11、第1导电电路图案13、第2导电电路图案14、第1半导体元件20、第2半导体元件21、密封部件40以及第1势垒层50。功率半导体模块1也可以还具备壳体30。功率半导体模块1也可以还具备第3导电电路图案13b、第4导电电路图案14b、第3半导体元件20b以及第4半导体元件21b。绝缘基板11在第1方向(x方向)和与第1方向垂直的第2方向(y方向)延伸。绝缘基板11包括第1主面11m和与第1主面11m相反的一侧的第2主面11n。绝缘基板11也可以包括第1绝缘基板部分11a和第2绝缘基板部分11b。第2绝缘基板部分11b在第1方向(x方向)从第1绝缘基板部分11a空开第2间隙12而配置。第2间隙12也可以在第1方向(x方向)位于功率半导体模块1的中央部。在本说明书中，第1方向(x方向)的功率半导体模块的中央部意味着沿着第1方向(x方向)将功率半导体模块3等分的情况下的正中的部分。绝缘基板11也可以还包括第3绝缘基板部分11c和第4绝缘基板部分11d。第3绝缘基板部分11c在第2方向(y方向)从第1绝缘基板部分11a空开间隙而配置。第1绝缘基板部分11a与第3绝缘基板部分11c之间的间隙也可以在第2方向(y方向)位于功率半导体模块1的中央部。在本说明书中，第2方向(y方向)的功率半导体模块的中央部意味着沿着第2方向(y方向)将功率半导体模块3等分的情况下的正中的部分。第4绝缘基板部分11d在第2方向(y方向)从第2绝缘基板部分11b空开间隙而配置。第2绝缘基板部分11b与第4绝缘基板部分11d之间的间隙也可以在第2方向(y方向)位于功率半导体模块1的中央部。第4绝缘基板部分11d在第1方向(x方向)从第3绝缘基板部分11c空开间隙而配置。第3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体模块，具备：/n绝缘基板，包括第1主面；/n第1导电电路图案，设置于所述第1主面上；以及/n第2导电电路图案，设置于所述第1主面上，/n所述第2导电电路图案从所述第1导电电路图案空开第1间隙而配置，所述功率半导体模块还具备：/n第1半导体元件，与所述第1导电电路图案接合；/n第2半导体元件，与所述第2导电电路图案接合；/n密封部件，密封所述第1半导体元件、所述第2半导体元件、所述第1导电电路图案及所述第2导电电路图案；以及/n第1势垒层，相对所述第1半导体元件及所述第2半导体元件配置于与所述绝缘基板相反的一侧，/n所述第1势垒层设置于所述密封部件上或者所述密封部件中，/n所述第1势垒层以及所述密封部件中的至少1个包括第1应力缓和部。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180612 JP 2018-1116981.一种功率半导体模块，具备：
绝缘基板，包括第1主面；
第1导电电路图案，设置于所述第1主面上；以及
第2导电电路图案，设置于所述第1主面上，
所述第2导电电路图案从所述第1导电电路图案空开第1间隙而配置，所述功率半导体模块还具备：
第1半导体元件，与所述第1导电电路图案接合；
第2半导体元件，与所述第2导电电路图案接合；
密封部件，密封所述第1半导体元件、所述第2半导体元件、所述第1导电电路图案及所述第2导电电路图案；以及
第1势垒层，相对所述第1半导体元件及所述第2半导体元件配置于与所述绝缘基板相反的一侧，
所述第1势垒层设置于所述密封部件上或者所述密封部件中，
所述第1势垒层以及所述密封部件中的至少1个包括第1应力缓和部。


2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中，
所述第1势垒层包括所述第1半导体元件以及所述第2半导体元件侧的第1表面和与所述第1表面相反的一侧的第2表面，
所述第1应力缓和部是形成于所述第1表面以及所述第2表面中的至少1个的第1凹部。


3.根据权利要求2所述的功率半导体模块，其中，
所述第1势垒层设置于所述密封部件上，
所述第1凹部形成于所述第1表面，
所述第1凹部的至少一部分是未被所述密封部件填充的空洞。


4.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中，
所述第1势垒层包括所述第1半导体元件以及所述第2半导体元件侧的第1表面和与所述第1表面相反的一侧的第2表面，
所述第1应力缓和部是连接所述第1表面和所述第2表面的第1贯通部。


5.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其中，
所述密封部件包括外表面，
所述第1应力缓和部是形成于所述外表面的第2凹部。


6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的功率半导体模块，其中，
在俯视所述第1主面时，所述第1应力缓和部被配置成与所述第1间隙重叠。


7.根据权利要求2至4中的任意一项所述的功率半导体模块，其中，
所述第1应力缓和部与所述第1导电电路图案、所述第2导电电路图案以及所述第1间隙对应地设置于所述第1势垒层，
所述第1势垒层构成为至少在所述第1应力缓和部随着接近所述第1势垒层的第1部分而厚度逐渐减少，所述第1部分在俯视所述第1主面时与所述第1间隙重叠，
所述第1势垒层在所述第1应力缓和部中的所述第1部分具有最小厚度。


8.根据权利要求5所述的功率半导体模块，其中，
所述第1应力缓和部...

【专利技术属性】
技术研发人员：梶勇辅，泷久幸，平松星纪，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP