半导体模块制造技术

一种半导体模块(1、2、3、4)，其具备：半导体元件(10)；金属板部(50、501、502)，其具有半导体元件侧的第一面(50c)，并在端部处具有结合部(52、521、522)；模压部(60)，其通过在半导体元件及金属板部上模压树脂而形成；冷却板部(57、573)，其由金属板部之外的其它部件构成，并被设置在金属板部中的半导体元件侧(50c)的相反侧，且在金属板部侧的相反侧具有散热片(57a、573a)，金属板部(50、501、502)的结合部(52、521、522)从模压部中露出，并且冷却板部(57、573)在与金属板部的结合部相对应的位置处具有结合部(58)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具备由树脂形成的模压部的半导体模块等。
技术介绍
—直以来，已知一种如下的电力半导体模块，所述电力半导体模块具备:电路基板，其由金属底板、高导热绝缘层和布线图案构成；电力半导体元件，其被接合在布线图案的元件搭载部上；筒状外部端子连接体，其被设置在与电力用半导体元件电连接的布线图案上，并且插入连接有外部端子；贯穿孔，其被形成在金属底板上，并且用于通过安装部件来将被安装在金属底板的另一侧的表面上的散热片固定在金属底板上；传递模树脂体，其使金属底板的另一侧的表面和筒状外部端子连接体的上部露出，并形成有与贯穿孔相连通且直径大于贯穿孔的直径的、安装部件的插入孔部，并且以对金属底板的一侧和侧面以及电力半导体元件进行覆盖的方式被封闭(例如，参照专利文献I)。在先技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-129868号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，在具备由树脂形成的模压部的半导体模块中，可能需要通过超声波探伤检查等来对模压部内部的状态进行检查。因此，本专利技术的目的之一为，提供一种具有易于通过超声波探伤检查等而检查出模压部内部的状态的结构的半导体模块等。用于解决课题的方法根据本专利技术的一个方面，提供一种半导体模块，其特征在于，具备:半导体元件；金属板部，其具有所述半导体元件侧的第一面，并在端部处具有结合部；模压部，其通过在所述半导体元件及所述金属板部上模压树脂而形成；冷却板部，其由所述金属板部之外的其它部件构成，并被设置在所述金属板部中的所述半导体元件侧的第一面的相反侧，且在所述金属板部侧的相反侧具有散热片，所述金属板部的结合部从所述模压部中露出，并且所述冷却板部在与所述金属板部的结合部相对应的位置处具有结合部。专利技术效果根据本专利技术，能够获得一种具有易于通过超声波探伤检查等而检查出模压部内部的状态的结构的半导体模块等。附图说明图1为从上方观察本专利技术的一个实施例(实施例1)的半导体模块I的外观时的立体图。图2为为了便于说明而分解图示了图1的半导体模块I的主要部分要素的分解立体图。图3为沿着图1的半导体模块I的各线的剖视图。图4为安装了冷却板部57的状态下的半导体模块I的剖视图。图5为表不树脂模压部60的延长侧部62与金属板部50的侧面50b之间的紧贴方式的优选的多个示例的图。图6为表示半导体模块I的安装状态的一个示例的剖视图。图7为表示本专利技术的另一个实施例(实施例2)的半导体模块2的主要截面的图。图8为表示两个半导体模块2的安装状态的一个示例的剖视图。图9为表不本专利技术的另一个实施例(实施例3)的半导体模块3的下表面侧的俯视图。图10为从半导体模块3的下表面侧表示两个半导体模块3的安装状态的一个示例的俯视图。图11为表示本专利技术的另一个实施例(实施例4)的半导体模块4的主要截面的图。图12为从半导体模块4的下方观察时的半导体模块4的投影图。图13为表示能够共通地应用在各实施例上的、两个半导体模块的安装状态的一个示例的剖视图。图14为示意性地表示金属板部50的板厚与超声波探伤检查的检查容易性(精度)之间的关系的原理图。图15为适当的金属板部50的板厚h的范围的导出方法的一个示例的说明图。图16为表示在适当的金属板部50的板厚h的范围的导出方法中所使用的变数的定义的图表。图17为表示在适当的金属板部50的板厚h的范围的计算中所使用的条件的图表。图18为与合适的金属板部50的板厚h的范围的计算结构相对应的坐标图。图19为表不包含上述的各实施例的半导体模块1、2等的、混合动力系统600的一个示例的示意图。具体实施例方式下面，参照附图，对本专利技术的最佳实施方式进行说明。图1为，表示本专利技术的一个实施例(实施例1)的半导体模块I的外观的立体图，其中，(A)为从上方观察时的立体图，(B)为从下方观察时的立体图。另外，虽然上下方向根据搭载状态而不同，但是在下文中为了便于说明，将半导体模块I的冷却板部侧设定为下方。此外，作为用语的定义，“中心侧”以半导体模块I的中心O (参照图1 (A))为基准。另外，中心O只需在大概位置即可，并非必须严格限定的性质上的中心。图2为，为了便于说明而将图1的半导体模块I的主要部分要素分解表示的分解立体图。在图示的示例中，半导体模块I构成在混合动力汽车或电动汽车中所使用的电机驱动用的逆变器。图3为，沿着图1的半导体模块I的各条线的剖视图，其中，(A)为沿着A-A线的剖视图，(B)为沿着B-B线的剖视图，(C)为沿着C-C线的剖视图，(D)为沿着D-D线的剖视图。另外，在图1至图3中，为了便于说明，图示了未安装冷却板部57的状态。图4为，安装了冷却板部57的状态下的半导体模块I的剖视图，其对应于沿着图3的A-A线的截面。半导体模块I中，作为主要的构成要素而包含:半导体元件10、布线部件20、22、金属块30、绝缘薄膜40、金属板部50、冷却板部57 (参照图4)和树脂模压部60。半导体元件10包含电力半导体元件，例如可以包含如IGBT (InsulatedGateBipolar Transistor:绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET (metal oxidesemiconductorfield-effect transistor:M0S (金属氧化物半导体)场效应晶体管)等的开关元件。另外，在图示的示例中，半导体模块I构成逆变器，半导体元件10可以为，构成被相互并联配置在正极线与负极线之间的U相、V相、W相的各上桥臂和各下桥臂的IGBT及二极管。布线部件20、22通过由金属板(引脚框架基材)进行加工而构成。在图示的示例中，布线部件20为电源线用的布线部件(电源线用引脚)。此外，布线部件22具有针状的形态，且为信号传输用的布线部件(信号线用引脚)。布线部件20可以通过焊料等而被连接在对应的半导体元件10上。在图示的示例中，布线部件20通过焊料层80而被连接在对应的半导体元件10上。此外，布线部件22可以通过引线接合(铝细线)等而被连接在对应的半导体元件10上。例如，关于IGBT，布线部件20经由金属块30而被连接在IGBT的集电极上。此外，布线部件20被连接在IGBT的发射极上。布线部件22被连接在IGBT的栅电极上。金属块30具备吸收热量(瞬态热等)并进行扩散的散热装置功能。虽然金属块30只要是具有散热装置功能的材料，则也可以由金属以外的材料构成，但是优选为，由如铜等的热扩散性优异的金属形成。在金属块30的上表面上，通过焊料等而设置有半导体元件10。在图示的示例中，在金属块30的上表面上，经由焊料层82而设置有半导体元件10。金属块30主要吸收在驱动半导体元件10时所产生的、来自半导体元件10的热量，并向内部扩散。绝缘薄膜40例如由树脂薄膜构成，并且能够在确保金属块30与金属板部50之间的电绝缘性的同时，实现从金属块30向金属板部50的较高的热传导。如图3等所示，绝缘薄膜40具有与金属块30的下表面相比而较大的外形。另外，绝缘薄膜40优选为，在不使用焊料与金属膜等的条件下，直接将金属块30和金属板部50接合在一起。由此，与使用焊料的情况相比，能够降低热阻，并且能够使工序简单化。此外，在金属板部50侧，也不需要进行焊接用表面处理。例如，绝缘薄膜40由与后述的树脂模压部60相同的树脂本文档来自技高网...

【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，其特征在于，具备: 半导体元件； 金属板部，其具有所述半导体元件侧的第一面，并在端部处具有结合部； 模压部，其通过在所述半导体元件及所述金属板部上模压树脂而形成； 冷却板部，其由所述金属板部之外的其它部件构成，并被设置在所述金属板部中的所述半导体元件侧的第一面的相反侧，且在所述金属板部侧的相反侧具有散热片， 所述金属板部的结合部从所述模压部中露出，并且所述冷却板部在与所述金属板部的结合部相对应的位置处具有结合部。2.如权利要求1所述的半导体模块，其中， 在所述半导体元件与所述金属板部的所述半导体元件侧的第一面之间，还包括散热装置部，并且在所述散热装置部与所述金属板部的所述半导体元件侧的第一面之间，还包括绝缘材料， 所述散热装置部和所述绝缘材料被配置在所述模压部内。3.如权利要求2所述的半导体模块，其中， 所述金属板部的厚度被设定为如下的 厚度，即，在通过超声波探伤装置而从该半导体模块的所述金属板部侧入射了超声波时，在用于检测测定对象反射波的选通范围内，实质上检测不到在所述金属板部与所述绝缘材料之间的界面处反射的内部回波成分、和在所述绝缘材料与所述散热装置部之间的界面处反射的内部回波成分的厚度。4.如权利要求3所述的半导体模块，其中， 所述半导体元件经由焊料层而被设置在所述散热装置部上， 所述选通范围根据第一测定对象反射波的到达时间和第二测定对象反射波的到达时间而设定，其中， 所述第一测定对象反射波为，从所述金属板部中的所述冷却板部侧的第二面入射，并在所述焊料层与所述散热装置部之间的界面处反射而直接返回的反射波， 所述第二测定对象反射波为，从所述金属板部中的所述冷却板部侧的第二面入射，并在所述半导体元件与所述焊料层之间的界面处反射而直接返回的反射波。5.如权利要求2所述的半导体模块，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：门口卓矢，铃木祥和，加地雅哉，中岛清文，三好达也，川岛崇功，奥村知巳，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：