半导体模块(1)具备第一功率半导体元件(20)、导电导线(35)和树脂膜(40)。导电导线(35)接合到第一功率半导体元件(20)的第一前表面电极(22)的表面(22a)。树脂膜(40)连续地形成于导电导线(35)的长度方向上的第一前表面电极(22)和导电导线(35)之间的第一接合部(30)的端部(30a)或端部(30b)的至少一个、第一前表面电极(22)的表面(22a)和导电导线(35)的表面(35a)。树脂膜(40)的弹性伸长率是4.5％以上且10.0％以下。上且10.0％以下。上且10.0％以下。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体模块和电力变换装置
[0001]本公开涉及半导体模块和电力变换装置。
技术介绍
[0002]日本特开2017
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147327号公报(专利文献1)公开有具备功率半导体元件、导线、树脂层和凝胶填充材料的半导体装置。导线接合到功率半导体元件的电极。树脂层覆盖功率半导体元件的电极和导线之间的接合部。凝胶填充材料密封功率半导体元件、导线和树脂层。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2017
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147327号公报
技术实现思路
[0006]专利技术要解决的课题
[0007]在专利文献1所公开的半导体装置中，在半导体装置的使用中，对功率半导体元件的电极和导线之间的接合部反复施加热应力。因此，有时树脂层从功率半导体元件的电极、导线或者功率半导体元件的电极和导线之间的接合部的至少一个剥落，在功率半导体元件的电极和导线之间的接合部发生裂纹，或者导线从功率半导体元件的电极剥落。本公开是鉴于上述课题而完成的，其目的是提供具有被提高的可靠性的半导体模块和电力变换装置。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]本公开的半导体模块具备第一功率半导体元件、导电导线和树脂膜。第一功率半导体元件包含第一电极。导电导线接合到第一电极的第一表面。树脂膜连续地形成于导电导线的长度方向上的第一电极和导电导线之间的第一接合部的第一端部、第一电极的第一表面和导电导线的第二表面。树脂膜的弹性伸长率是4.5％以上且10.0％以下。
[0010]本公开的电力变换装置具备主变换电路和控制电路。主变换电路具有本公开的半导体模块，并且构成为变换并输出所输入的电力。控制电路构成为将控制主变换电路的控制信号输出到主变换电路。
[0011]专利技术效果
[0012]树脂膜的弹性伸长率是4.5％以上，因此树脂膜能够追随第一功率半导体元件的第一电极和导电导线那样的构成半导体模块的构件的热膨胀和热收缩。树脂膜不从第一接合部的第一端部、第一电极的表面和导电导线的表面剥离。树脂膜持续缓和对第一接合部施加的热应力。树脂膜能够防止在第一接合部发生裂纹或者导电导线从第一电极剥离。半导体模块和电力变换装置的寿命变长，半导体模块和电力变换装置具有被提高的可靠性。
附图说明
[0013]图1是实施方式1、2的半导体模块的概要截面图。
[0014]图2是实施方式1、2的半导体模块的、图1所示的区域II的概要部分放大截面图。
[0015]图3是实施方式1、2的半导体模块的、图1所示的区域III的概要部分放大截面图。
[0016]图4是示出树脂膜的弹性伸长率的定义的图。
[0017]图5是示出比较例A～C的半导体模块和实施例D～G的半导体模块的功率循环寿命的图。
[0018]图6是实施方式3的半导体模块的概要部分放大截面图。
[0019]图7是实施方式4的半导体模块的概要截面图。
[0020]图8是示出实施方式5的电力变换系统的结构的框图。
[0021](附图标记说明)
[0022]1、1a、1b、1c：半导体模块；10：绝缘电路基板；11：绝缘基板；12：导电电路图案；13：导电板；20：第一功率半导体元件；21：第一背面电极；22：第一前表面电极；22a：表面；23：第一保护环；25：第二功率半导体元件；26：第二背面电极；27：第二前表面电极；27a：表面；28：第二保护环；30：第一接合部；30a、30b：端部；31：第二接合部；31a、31b：端部；32：第一电极端子；32c：第一引线端子；33：第二电极端子；33c：第二引线端子；35、36、37：导电导线；35a：表面；40：树脂膜；43：粗糙面；45：壳体；46：底板；47：外围体；50、50a：密封构件；55：散热器；56：绝缘板；57：散热片；100：电源；200：电力变换装置；201：主变换电路；203：控制电路；300：负载电源。
具体实施方式
[0023]以下，说明本公开的实施方式。另外，对相同的结构赋予相同的附图标记，不反复进行其说明。
[0024]实施方式1.
[0025]参照图1至图3，说明实施方式1的半导体模块1。半导体模块1主要具备第一功率半导体元件20、第二功率半导体元件25、导电导线35、36、树脂膜40、第一电极端子32和第二电极端子33。半导体模块1还可以进一步具备绝缘电路基板10、壳体45和密封构件50。
[0026]绝缘电路基板10包含绝缘基板11。绝缘基板11包含正面以及与正面相反侧的背面。绝缘基板11例如由氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)或氮化硅(Si3N4)那样的陶瓷材料形成。绝缘电路基板10包含导电电路图案12和导电板13。导电电路图案12设置在绝缘基板11的正面之上。导电板13设置在绝缘基板11的背面之上。导电电路图案12和导电板13例如由铜(Cu)或铝(Al)那样的金属材料形成。
[0027]第一功率半导体元件20例如是绝缘栅型双极晶体管(IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)那样的开关元件或者续流二极管那样的二极管。第一功率半导体元件20主要由硅、碳化硅、氮化镓或金刚石那样的半导体材料形成。
[0028]第一功率半导体元件20包含第一背面电极21和第一前表面电极22。第一背面电极21设置在第一功率半导体元件20的第一背面之上。第一背面电极21使用焊料或金属纳米粒子烧结体那样的导电接合构件(未图示)接合到导电电路图案12。第一前表面电极22设置在与第一背面相反侧的第一功率半导体元件20的第一前表面之上。第一前表面电极22和第二
背面电极例如由铝或含有Si的Al合金形成。
[0029]第一功率半导体元件20还可以进一步包含第一保护环23。第一保护环23设置在第一功率半导体元件20的第一前表面的周边区域。在俯视第一前表面时，第一保护环23包围第一前表面电极22。第一保护环23例如由与第一前表面电极22相同的导电材料形成。
[0030]第二功率半导体元件25例如是绝缘栅型双极晶体管(IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)那样的开关元件或者续流二极管那样的二极管。第二功率半导体元件25主要由硅、碳化硅、氮化镓或金刚石那样的半导体材料形成。
[0031]第二功率半导体元件25包含第二背面电极26和第二前表面电极27。第二背面电极26设置在第二功率半导体元件25的第二背面之上。第二背面电极26使用焊料或金属纳米粒子烧结体那样的导电接合构件(未图示)接合到导电电路图案12。第二前表面电极27设置在与第二背面相反侧的第二功率半导体元件25的第二前表面之上。第二前表面电极27和第二背面电极26例如由铝或含有Si的Al合金形成。
[0032]第二功率半导体元件25还可以进一步包含第二保护环28。第二保护环28设置在第二功率半导体元件25的第二前表面的周边区域。在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体模块，具备：第一功率半导体元件，包含第一电极；导电导线，接合到所述第一电极的第一表面；以及树脂膜，连续地形成于所述导电导线的长度方向上的所述第一电极和所述导电导线之间的第一接合部的第一端部、所述第一电极的所述第一表面和所述导电导线的第二表面，所述树脂膜的弹性伸长率是4.5％以上且10.0％以下。2.根据权利要求1所述的半导体模块，其中，所述树脂膜由聚酰亚胺树脂、环氧树脂或硅酮树脂形成。3.根据权利要求1所述的半导体模块，其中，所述树脂膜由将包含烷基的酸二水合物与包含苯环、醚键和烷基的二元胺聚合而形成的树脂材料形成。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的半导体模块，其中，对所述导电导线的所述树脂膜的剪切粘接强度是8.0MPa以上且13.0MPa以下。5.根据权利要求1或2所述的半导体模块，还具备：密封构件，密封所述第一功率半导体元件、所述导电导线和所述树脂膜，所述密封构件由凝胶形成，所述凝胶的第二拉伸弹性模量低于形成所述树脂膜的树脂材料的第一拉伸弹性模量。6.根据权利要求5所述的半导体模块，其中，所述凝胶是硅酮凝胶。7.根据权利要求1或2所述的半导体模块，还具备：密封构件，密封所述第一功率半导体元件、所述导电导线和所述树脂膜，所述密封构件由热硬化树脂形成，所述热硬化树脂的第三拉伸弹性模量高于形成所述树脂膜的...
【专利技术属性】
技术研发人员：坂本健，人见晴子，原田耕三，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：
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