功率模块及其制造方法技术

本发明专利技术获得一种能缩短功率模块的制造时间的功率模块的制造方法。该功率模块的制造方法包括：子组件配置工序，将具有第1电极、半导体元件和第2电极的子组件经由接合材料放置于散热器；以及传递模塑工序，在子组件配置工序之后，在被散热器和成形模具所包围的区域中配置有第1电极、半导体元件和第2电极内侧部分的状态下，将热可塑性的树脂注入到区域中，在传递模塑工序中，通过树脂使子组件经由接合材料与散热器相接合。与散热器相接合。与散热器相接合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率模块及其制造方法


[0001]本专利技术涉及功率模块及其制造方法。

技术介绍

[0002]以往，已知一种功率模块，在依次堆叠有第1基板、半导体基板和第2基板的子组件周围设有树脂部，第1基板经由接合材料与散热器相接合。功率模块通过包括传递模塑工序和在传递模塑工序之后进行的散热器接合工序在内的功率模块的制造方法来制造。传递模塑工序中，在成形模具的内侧配置有子组件的状态下，将热可塑性的树脂注入到成形模具的内侧。散热器工序中，第1基板经由接合材料与散热器相接合(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1：日本专利第6328298号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0004]然而，在传递模塑工序之后以及在散热器接合工序之后，分别需要固化工序。由此，存在功率模块的制造时间变长的问题。
[0005]本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能缩短功率模块的制造时间的功率模块及其制造方法。用于解决技术问题的技术手段
[0006]本专利技术所涉及的功率模块包括：子组件，该子组件具有第1电极、接合到第1电极的半导体元件以及接合到半导体元件的第2电极；散热器，该散热器经由接合材料接合有子组件；以及树脂部，该树脂部与第1电极、半导体元件、接合到半导体元件的第2电极的部分即第2电极内侧部分以及散热器一体成形。
[0007]本专利技术所涉及的功率模块的制造方法包括：子组件配置工序，该子组件配置工序中，将具有第1电极、接合到第1电极的半导体元件和接合到半导体元件的第2电极的子组件经由接合材料放置于散热器；以及传递模塑工序，该传递模塑工序中，在子组件配置工序之后，在被散热器和成形模具所包围的区域中配置有第1电极、半导体元件和接合到半导体元件的第2电极的部分即第2电极内侧部分的状态下，将热可塑性的树脂注入到区域中，在传递模塑工序中，通过树脂使子组件经由接合材料与散热器相接合。专利技术效果
[0008]根据本专利技术所涉及的功率模块及其制造方法，能缩短功率模块的制造时间。
附图说明
[0009]图1是示出具备本专利技术实施方式1所涉及的功率模块的功率转换装置的主要部分的电路图。
图2是示出本专利技术实施方式1所涉及的功率模块的主要部分的剖视图。图3是示出图2的子组件的剖视图。图4是示出制造图2的功率模块的步骤的流程图。图5是示出图2的子组件、接合材料以及散热器配置在成形模具的内侧的状态的剖视图。图6是示出图2的散热器接合有水套的状态的剖视图。图7是示出图6的功率模块的变形例的剖视图。图8是示出图7的框架的变形例的俯视图。图9是示出通过本专利技术实施方式2所涉及的功率模块的制造方法制造出的功率模块的主要部分的剖视图。图10是示出通过本专利技术实施方式3所涉及的功率模块的制造方法制造出的功率模块的主要部分的剖视图。图11是示出图10的子组件、接合材料以及散热器配置在成形模具的内侧的状态的剖视图。
具体实施方式
[0010]实施方式1.图1是示出具备本专利技术实施方式1所涉及的功率模块的功率转换装置的主要部分的电路图。功率转换装置具有控制功率的开关电路。作为功率转换装置，例如可以举出搭载于电动车辆的电动机驱动用逆变器、将电压从高电压转换为低电压的降压转换器、以及连接到外部电源设备并对车载电池进行充电的充电器。
[0011]图1中示出电动机驱动用逆变器。电动机驱动用逆变器具有U相的开关电路、V相的开关电路、W相的开关电路。U相的开关电路具有U相上臂101和U相下臂102。V相的开关电路具有V相上臂103和V相下臂104。W相的开关电路具有W相上臂105和W相下臂106。
[0012]U相上臂101、U相下臂102、V相上臂103、V相下臂104、W相上臂105和W相下臂106分别由半导体元件构成。作为半导体元件，例如可以举出MOS
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FET(Metal
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Oxide
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Semiconductor Field
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Effect：金属氧化物半导体场效应)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)和二极管。半导体元件的基材使用硅、氮化硅和氮化镓。
[0013]为了实现功率转换装置的大容量化，在功率转换装置中，多个半导体元件并联连接。此外，由于半导体元件的基材的制造成品率的限制，在功率转换装置中，使用外形尺寸较小的多个半导体元件。
[0014]图2是示出本专利技术实施方式1所涉及的功率模块的主要部分的剖视图。功率模块1包括子组件11、散热器12、接合材料13和树脂部14。
[0015]图3是示出图2的子组件11的剖视图。子组件11具有第1电极111、半导体元件112、第2电极113和第3电极114。此外，子组件11具有第1接合材料115和第2接合材料116。
[0016]半导体元件112形成为平板形状。在半导体元件112的一个面与第1电极111相对的状态下，半导体元件112经由第1接合材料115与第1电极111相接合。作为第1接合材料115，例如可以举出焊料。半导体元件112被芯片键合到第1电极111。
[0017]在半导体元件112的另一个面与第2电极113相对的状态下，半导体元件112经由第2接合材料116与第2电极113相接合。作为第2接合材料116，例如可以举出焊料。另外，半导体元件112和第2电极113也可以通过引线键合彼此相接合。第3电极114使用焊料与第1电极111相接合。
[0018]如图2所示，树脂部14覆盖第1电极111、半导体元件112以及接合到半导体元件112的第2电极113的部分。将第2电极113中的与半导体元件112相接合的部分设为第2电极内侧部分113A。因此，第2电极内侧部分113A被树脂部14所覆盖。将第2电极113中的配置在树脂部14的外侧的部分设为第2电极外侧部分113B。第2电极外侧部分113B从树脂部14的侧面沿着半导体元件112延伸。第2电极外侧部分113B从树脂部14的侧面沿与树脂部14的侧面垂直的方向延伸。
[0019]树脂部14覆盖第3电极114的一个端部。第3电极114的另一个端部配置在树脂部14的外侧。第3电极114的另一个端部从树脂部14的侧面沿着半导体元件112延伸。第3电极114的另一个端部从树脂部14的侧面沿与树脂部14的侧面垂直的方向延伸。
[0020]子组件11经由接合材料与散热器12相接合。散热器12具有：经由接合材料13放置有子组件11的平板部121；以及设置于平板部121的多个散热翅片122。平板部121形成有第1表面123以及相对于第1表面123朝向相反侧的第2表面124。第1表面123经由接合材料13放置有子组件11。第2表面124设有散热翅片122。
[0021]本示例中，对在1个散热器12放置有具有1个半导体元件112的子组件11的结构进行说明。另外，也可以采用在1个散热器12放置有具有多个半导体元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功率模块，其特征在于，包括：子组件，该子组件具有第1电极、接合到所述第1电极的半导体元件以及接合到所述半导体元件的第2电极；散热器，该散热器经由接合材料接合有所述子组件；以及树脂部，该树脂部与所述第1电极、所述半导体元件、接合到所述半导体元件的所述第2电极的部分即第2电极内侧部分以及所述散热器一体成形。2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述散热器具有平板部，该平板部形成有经由所述接合材料来放置所述子组件的第1表面，所述树脂部与所述散热器中的所述第1表面一体成形。3.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，所述散热器具有平板部，该平板部形成有经由所述接合材料来放置所述子组件的第1表面，所述树脂部与所述散热器中的所述第1表面和侧面一体成形。4.如权利要求1至3中任一项所述的功率模块，其特征在于，所述接合材料是半固化后的热固化性的树脂。5.如权利要求1至4中任一项所述的功率模块，其特征在于，所述接合材料的形状为膜形状或片材形状。6.如权利要求1至5中任一项所述的功率模块，其特征在于，所述第2电极和所述半导体元件通过引线键合彼此相接合。7.如权利要求1至5中任一项所述的功率模块，其特征在于，所述第2电极和所述半导体元件通过焊料彼此相接合。8.如权利要求1至7中任一项所述的功率模块，其特征在于，所述接合材料由烧结材料构成。9.如权利要求1至8中任一项所述的功率模块，其特征在于，还具备与所述散热器相接合的水套。10.如权利要求9所述的功率模块，其特征在于，所述水套具有：形成有多个贯通孔的框架；以及与所述框架相接合的桶部，在多个所述散热器逐一插入...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷昌和，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：