热器2和模塑树脂10的变形。
[0077]另外，如果使柱环21贯穿至散热器2的下表面，则还能够抑制散热器2的变形，能够进一步保持轴向力。另外，优选在柱环21的外侧面设置有至少I个凹凸(例如压花加工)。由此，能够提高模塑树脂10和柱环21之间的密接性，抑制二者的剥离。
[0078]实施方式6
[0079]图19及图20是表示本发明的实施方式6所涉及的半导体模块的剖视图及俯视图。由耐力比散热器2高的材质(Fe等)制成的板材22设置于散热器2的孔11的周边。由此，能够抑制孔11周边的散热器2相对于螺钉14的紧固所产生的变形。因此，能够抑制模块整体的翘曲，确保与冷却套15之间的密封性。
[0080]另外，也可以在板材22的表面设置压花加工。由此，能够确保与散热器2之间的粘接性。并且，优选通过将会向散热器2扩散的材质选择作为板材22的材质，从而使散热器2和板材22在界面处实现了合金化。由此，能够使散热器2的热传导性及耐力等特性局部地部分变化。例如，如果散热器2的材质是Al，则使板材22的材质为Fe。
[0081]实施方式7
[0082]图21是表示本发明的实施方式7所涉及的半导体模块的剖视图。在散热器2的散热面2b处设置有台阶23，中央部凸出。由此，冷媒变得容易与散热片3的根部接触，散热性能提高。并且，由于散热器2的厚度对应于台阶23的高度进行增加，因此模块的强度也提尚。
[0083]实施方式8
[0084]图22及图23是表示本发明的实施方式8所涉及的半导体模块的剖视图及内部图。在散热器2的固定面2a的外周部设置有引导部24。该引导部24对绝缘材料4的端部进行固定。由此，由于能够使绝缘材料4具有作为骨料的功能，因此能够提高散热器2的强度。
[0085]图24是表示图22的半导体模块的金属图案和散热器的制造方法的剖视图。在将绝缘材料4保持于铸模18中的状态下，使熔融的金属流入，从而能够同时制造散热器2、导电材料5和引导部24。
[0086]实施方式9
[0087]图25是表示本发明的实施方式9所涉及的半导体模块的内部图。导电材料5的平面形状是梳齿状。由此，由于绝缘材料4的上表面中的无导电材料5的非图案部蛇形弯曲，因此与非图案部为直线的模块相比，针对弯曲的强度变高。
[0088]实施方式10
[0089]图26及图27是表示本发明的实施方式10所涉及的半导体装置的剖视图及俯视图。利用外接的板材25，对半导体模块I进行按压而固定于冷却套15。板材25与半导体模块I接触，利用螺钉14向冷却套15进行了安装。板材25的材质是耐力高且磁导率低的材质(例如Cu)即可。
[0090]通过利用耐力高的板材25进行按压，从而能够抑制半导体模块I的翘曲，能够保持与冷却套15之间的密封性。另外，由于能够在螺钉14的紧固部中使用耐力高的材质，因此能够抑制半导体模块I的变形。另外，通过使用磁导率低的材质，从而能够防止在电流流过半导体芯片6时产生的磁场向外部扩散。由此，即使在板材25上放置控制基板等，也能够得到正常的动作，而不受磁场的影响。
[0091]标号的说明
[0092]I半导体模块，2散热器，2a固定面，2b散热面，3散热片，4绝缘材料，5导电材料，6半导体芯片，9金属框架，10模塑树脂，11孔，14螺钉，15冷却套，19凸出部，21柱环，22板材，24引导部，25板材。
【主权项】
1.一种半导体模块，其特征在于，具有: 散热器，其具有固定面、和作为与所述固定面相反的面的散热面； 散热片，其设置于所述散热面的中央部； 绝缘材料，其设置于所述散热器的所述固定面上； 导电材料，其设置于所述绝缘材料上； 半导体芯片，其设置于所述导电材料上； 金属框架，其与所述半导体芯片连接；以及 模塑树脂，其以使所述散热片露出至外部的方式覆盖所述散热器、所述绝缘材料、所述导电材料、所述半导体芯片、以及所述金属框架， 设置将所述散热器的外周部和所述模塑树脂的外周部贯穿的孔， 使螺钉穿入所述孔中，从而将所述半导体模块安装于冷却套。2.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于， 使所述孔附近的所述模塑树脂的上表面的高度高于模块中央部处的所述模塑树脂的上表面的高度。3.根据权利要求1或2所述的半导体模块，其特征在于， 所述散热器具有向外侧凸出的凸出部， 所述孔设置于所述凸出部。4.根据权利要求3所述的半导体模块，其特征在于， 所述模塑树脂的平面形状是方形。5.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于， 还具有柱环，该柱环插入至所述模塑树脂的所述孔中，由与所述散热器相比耐力较高的材质制成。6.根据权利要求5所述的半导体模块，其特征在于， 在所述柱环的外侧面设置有凹凸。7.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于， 还具有板材，该板材设置于所述散热器的所述孔的周边，由与所述散热器相比耐力较高的材质制成。8.根据权利要求7所述的半导体模块，其特征在于， 所述散热器和所述板材在界面处进行了合金化。9.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于， 在所述散热面设置有台阶。10.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于， 所述散热器具有引导部，该引导部设置于所述固定面的外周部， 所述弓I导部将所述绝缘材料的端部固定。11.根据权利要求1至10中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 所述导电材料的平面形状是梳齿状。12.根据权利要求1至11中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 所述绝缘材料是绝缘基板。13.根据权利要求12所述的半导体模块，其特征在于， 所述绝缘基板由陶瓷材料构成。14.根据权利要求1至11中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 所述绝缘材料是片状的树脂。15.根据权利要求1至14中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 对所述导电材料的表面中的用于安装所述半导体芯片的区域实施镀敷处理， 所述导电材料和所述半导体芯片通过导电性接合材料而接合。16.根据权利要求1至15中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 所述散热器和所述导电材料的材料相同。17.根据权利要求16所述的半导体模块，其特征在于， 所述散热器和所述导电材料的材料是Al或Al合金。18.根据权利要求1至17中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 所述导电材料的厚度为大于或等于所述散热器的厚度的1.15倍、而小于或等于1.45倍。19.根据权利要求1至18中任一项所述的半导体模块，其特征在于， 所述半导体芯片具有构成逆变器的多个开关元件。20.一种半导体装置，其特征在于，具有: 半导体模块；以及 板材，其将所述半导体模块按压并固定于冷却套， 所述半导体模块具有: 散热器，其具有固定面、和作为与所述固定面相反的面的散热面； 散热片，其设置于所述散热面的中央部； 绝缘材料，其设置于所述散热器的所述固定面上； 导电材料，其设置于所述绝缘材料上； 半导体芯片，其设置于所述导电材料上； 金属框架，其与所述半导体芯片连接；以及 模塑树脂，其以使所述散热片露出至外部的方式覆盖所述散热器、所述绝缘材料、所述导电材料、所述半导体芯片、以及所述金属框架。
【专利摘要】散热器(2)具有固定面(2a)、和作为与固定面(2a)相反的面的散热面(2b)。散热片(3)设置于散热面(2b)的中央部。绝缘材料(4)设置于散热器(2)的固定面(2a)上。导电材料(5)设置于绝缘材料(4)上。半导体芯片(6)设置于导电材料(5)上。金属框架(9)与半导体芯片(6)连接。模塑树脂(10)以使散热片(3)露出至外部的方式覆盖散热器(2)、绝缘材料(4)、导电材料(5)、半导体芯片(6)、以及金属框架(9)。设置有将散热器(2)的外周部和模塑树脂(10)的外周部贯穿的孔(11)。通过使螺钉(14)穿入孔(11)中，从而将半导体模块(1)安装于冷却套(15)。
【IPC分类】H01L23/28, H01L23/473, H05K7/20
【公开号】CN105190874
【申请号】CN201380076454
【发明人】川濑达也, 石原三纪夫, 宫本昇
【申请人】三菱电机株式会社
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2013年5月9日
【公告号】DE112013007047T5, US9362219, US20160079155, WO2014181426A1