功率模块用基板以及功率模块用基板的制造方法技术

本公开提供功率模块用基板以及功率模块用基板的制造方法。本公开的功率模块用基板具备：绝缘板；多个表面图案，其形成于绝缘板的表面上，在绝缘板所扩展的方向上隔着间隙相互相邻配置；功率半导体元件，其与表面图案连接；多个背面图案，其形成于绝缘板的背面上，在绝缘板所扩展的方向上隔着间隙相互相邻配置；和连接图案，其填埋相邻的背面图案间的间隙中的背面地配置在该间隙，将相邻的背面图案彼此电连接，各背面图案在与绝缘板垂直的方向上在之间夹着绝缘板地与至少一个表面图案重叠，形成多个背面图案，以使得热应力和作用于多个表面图案的热应力平衡。案的热应力平衡。案的热应力平衡。

【技术实现步骤摘要】
功率模块用基板以及功率模块用基板的制造方法


[0001]本公开涉及功率模块用基板以及功率模块用基板的制造方法。

技术介绍

[0002]例如在日本特开2013
‑
157550号公报中公开一种功率模块半导体装置，配置于陶瓷基板的背面的作为散热板的第2板层通过槽被分割，并且通过传递模塑而被树脂密封。通过在形成于第2板层的槽中填入密封用的树脂，来减少该树脂与陶瓷基板之间的热应力的差异所引起的模块整体的翘曲(变形)。
[0003]然而，伴随流过配置于表面的第1板层的电流的变化(磁通密度变化)，在上述第2板层产生反电动势，流过涡电流。这时，由于第2板层被槽分割，因此，会阻碍流过第2板层的涡电流的路径。因此，有时流过第1板层的电流的磁通和流过第2板层的涡电流的磁通不会平稳地相抵。其结果，有时寄生电感增大。

技术实现思路

[0004]本公开为了解决上述课题而提出，目的在于，提供能在抑制伴随热应力的产生的变形的同时减少寄生电感的功率模块用基板、以及功率模块用基板的制造方法。
[0005]为了解决上述课题，本公开所涉及的功率模块用基板具备：绝缘板；多个表面图案，其形成于所述绝缘板的表面上，在所述绝缘板所扩展的方向上隔着间隙相互相邻配置；功率半导体元件，其与所述表面图案连接；多个背面图案，其形成于所述绝缘板的背面上，在所述绝缘板所扩展的方向上隔着间隙相互相邻配置；和连接图案，其填埋相邻的所述背面图案间的所述间隙中的所述背面地配置在该间隙，将相邻的所述背面图案彼此电连接，各所述背面图案在与所述绝缘板垂直的方向上在之间夹着所述绝缘板地与所述多个表面图案当中的至少一个所述表面图案重叠，形成所述多个背面图案，以使得热应力与作用于所述多个表面图案的热应力平衡。
[0006]本公开所涉及的功率模块用基板的制造方法具有：表面图案成形工序，在绝缘板的表面形成在所述绝缘板所扩展的方向上隔着间隙相互相邻配置的多个表面图案；背面图案成形工序，在所述绝缘板的背面形成在所述绝缘板所扩展的方向上隔着间隙相互相邻配置的多个背面图案；连接图案成形工序，形成连接图案，所述连接图案填埋相邻的所述背面图案间的所述间隙中的所述背面地配置在该间隙，将相邻的所述背面图案彼此电连接；和功率半导体元件连接工序，其在所述表面图案连接功率半导体元件，各所述背面图案在与所述绝缘板垂直的方向上在之间夹着所述绝缘板地与所述多个表面图案当中的至少一个所述表面图案重叠，形成所述多个背面图案，以使得热应力与作用于所述多个表面图案的热应力平衡。
[0007]专利技术的效果
[0008]根据本公开，能提供能在抑制伴随热应力的产生的变形的同时减少寄生电感的功率模块用基板、以及功率模块用基板的制造方法。
附图说明
[0009]图1是表示本公开的实施方式所涉及的电力变换装置的概略结构的立体图。
[0010]图2是本公开的实施方式所涉及的功率模块的立体图。
[0011]图3是表示本公开的实施方式所涉及的功率模块用基板中的绝缘板的表面侧以及背面侧的立体图。
[0012]图4是图3所示的IV
‑
IV线方向的部分截面图，是表示表面图案、背面图案以及连接图案的配置关系的图。
[0013]图5是表示本公开的实施方式所涉及的功率模块用基板的制造方法的流程图。
[0014]附图标记的说明
[0015]1...壳体 1a...输入侧侧面 1b...输出侧侧面 2...外部输入导体 3...电容器 4...电力变换部 5...连接导体 6...冷却装置 40...功率模块 41...底板 41a...第一面 41b...第二面 42...功率模块用基板 43...外部输出导体 44...加固部 51...第一导体 52...第二导体 100...电力变换装置 420...绝缘板 420a...表面 420b...背面 421...表面图案 421a...第一表面图案 421b...第二表面图案 421c...第三表面图案 422...功率半导体元件 422a...第一功率半导体元件 422b...第二功率半导体元件 423...背面图案 423a...第一背面图案 423b...第二背面图案 423c...第三背面图案 424...连接图案 P...封灌空间 R...间隙 S...接合材料 S1...表面图案成形工序 S2...背面图案成形工序 S3...连接图案成形工序 S4...功率半导体元件连接工序
具体实施方式
[0016]以下参考附图来说明本实施方式所涉及的电力变换装置。
[0017](电力变换装置)
[0018]电力变换装置是将直流电力变换成三相交流电力等的装置。在本实施方式的电力变换装置中，例如能举出发电厂等系统中所用的逆变器、电动汽车等电动机驱动用中所用的逆变器等。在本实施方式中，作为电力变换装置，举出用于控制电动机(motor)的逆变器作为一例。
[0019]如图1所示那样，电力变换装置100具备壳体1、外部输入导体2、电容器3、电力变换部4、连接导体5和冷却装置6。
[0020](壳体)
[0021]壳体1形成电力变换装置100的外壳。本实施方式中的壳体1包含铝等金属或合成树脂等，形成长方体状。壳体1具有配置成相互背靠背的两个侧面。以下将这两个侧面称作输入侧侧面1a、输出侧侧面1b。从输入侧侧面1a引出(突出)用于输入直流电力的外部输入导体2。
[0022](外部输入导体)
[0023]外部输入导体2是用于将从设于电力变换装置100的外部的直流电源供给的直流电力向电容器3供给的一对电导体(汇流条)。本实施方式中的外部输入导体2包含含有铜等的金属。外部输入导体2的一端与电容器3连接，外部输入导体2的另一端在与壳体1的输入侧侧面1a交叉的方向上延伸。
[0024](电容器)
[0025]电容器3是蓄积从外部输入导体2输入的电荷并且用于抑制与电力变换相伴的电压变动的平滑电容器。将经由电容器3抑制了波动而被平滑化的直流电压向电力变换部4供给。
[0026](电力变换部)
[0027]电力变换部4对从电容器3输入的电压进行变换。本实施方式中的电力变换部4为了输出三相交流电力而包含分别承担U相、V相以及W相用的输出的三个功率模块40。本实施方式中的功率模块40的结构之后详述。
[0028](连接导体)
[0029]连接导体5是用于将电力从电容器3向电力变换部4传递的电导体(汇流条)。连接导体5的一端与电容器3连接(连接导体5与电容器3的连接状态的详细的图示省略)。连接导体5的另一端与功率模块40连接。
[0030]连接导体5包含第一导体51和第二导体52。第一导体51是将电容器3中的正极(图示省略)和功率模块40中的正极连接的电流路径。第二导体52是将电容器3中的负极(图示省略)和功率模块40中的负极连接的电流路径。这些第一导体51以及第二导体52空开间隔排列配置。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率模块用基板，其特征在于，具备：绝缘板；多个表面图案，其形成于所述绝缘板的表面上，在所述绝缘板所扩展的方向上隔着间隙相互相邻配置；功率半导体元件，其与所述表面图案连接；多个背面图案，其形成于所述绝缘板的背面上，在所述绝缘板所扩展的方向上隔着间隙相互相邻配置；和连接图案，其填埋相邻的所述背面图案间的所述间隙中的所述背面地配置在该间隙，将相邻的所述背面图案彼此电连接，各所述背面图案在与所述绝缘板垂直的方向上在之间夹着所述绝缘板地与所述多个表面图案当中的至少一个所述表面图案重叠，形成所述多个背面图案，以使得热应力和作用于所述多个表面图案的热应力平衡。2.根据权利要求1所述的功率模块用基板，其特征在于，所述连接图案的厚度比所述背面图案的厚度薄。3.根据权利要求1或2所述的功率模块用基板，其特征在于，所述背面图案的数量与所述表面图案的数量相同。4.根据权利要求1～3中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：增泽高志，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：