功率模块、功率模块的散热构造、以及功率模块的接合方法与流程

文档序号:14212101阅读:1022来源:国知局
功率模块、功率模块的散热构造、以及功率模块的接合方法与流程

本实施方式涉及功率模块、功率模块的散热构造、以及功率模块的接合方法。



背景技术:

以往,作为半导体模块之一,已知在引线框上装载有包含绝缘栅双极型晶体管(igbt:insulatedgatebipolartransistor)那样的半导体器件的功率芯片而系统整体由树脂成形的功率模块。在工作状态下,半导体器件发热,因此,通常在引线框的背面经由绝缘层配置散热器来冷却半导体器件。

此外,也总知晓为了提高冷却性能而将散热器与冷却器接合的散热构造。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006-19599号公报;

专利文献2:日本特开2006-32711号公报;

专利文献3:日本特开2011-172483号公报。



技术实现要素:

发明要解决的课题

本实施方式提供能够确保充分的冷却性能并且能够抑制由于过热造成的劣化的、可靠性高的功率模块、功率模块的散热构造、以及功率模块的接合方法。

用于解决课题的方案

根据本实施方式的一个方式,提供一种功率模块,具备:散热板,接合有半导体器件;密封体,以使所述散热板的至少一部分露出的方式密封所述半导体器件的外围;以及限制部,对使用导热材料将所述散热板与冷却体接合时的、所述导热材料的厚度进行限制。

根据本实施方式的另一方式,提供一种功率模块的散热构造,具备:半导体器件;散热板,接合有所述半导体器件;密封体,以使所述散热板的至少一部分露出的方式密封所述半导体器件的外围;冷却体,经由导热材料接合有从所述密封体露出的所述散热板;以及限制部,对所述导热材料的厚度进行限制。

根据本实施方式的另一方式,提供一种功率模块的接合方法,将功率模块经由导热材料与冷却体接合,所述功率模块具备:半导体器件、接合有所述半导体器件的散热板、以及以使所述散热板的至少一部分露出的方式密封所述半导体器件的外围的密封体,在接合时,利用在所述密封体中形成或者由所述密封体形成的限制部对所述导热材料的厚度进行限制。

发明效果

根据本实施方式,能够提供一种能够确保充分的冷却性能并且能够抑制由于过热造成的劣化的、可靠性高的功率模块、功率模块的散热构造、以及功率模块的接合方法。

附图说明

图1是示出比较例的功率模块(powermodule)的概略结构的图,(a)是功率模块的侧面图,(b)是冷却器的侧面图,(c)是示出功率模块的散热构造(接合状态)的侧面图,(d)是为了对功率模块的散热构造进行说明而示出的侧面图。

图2是示出第一实施方式的功率模块的概略结构的图,(a)是功率模块的平面图,(b)是功率模块的侧面图,(c)是功率模块的底面图。

图3(a)是示出将第一实施方式的功率模块与冷却器接合后的状态(散热构造)的平面图,(b)是图3(a)的侧面图。

图4(a)是第一实施方式的第一变形例的功率模块的底面图,(b)是第一实施方式的第二变形例的功率模块的底面图,(c)是第一实施方式的第三变形例的功率模块的底面图。

图5是示出第二实施方式的功率模块的概略结构的图,(a)是功率模块的平面图,(b)是功率模块的侧面图,(c)是功率模块的底面图。

图6(a)是示出将第二实施方式的功率模块与冷却器接合后的状态(散热构造)的平面图,(b)是图6(a)的侧面图。

图7(a)是第二实施方式的第一变形例的功率模块的底面图,(b)是第二实施方式的第二变形例的功率模块的底面图,(c)是第二实施方式的第三变形例的功率模块的底面图。

图8(a)是第二实施方式的第四变形例的功率模块的底面图,(b)是第二实施方式的第五变形例的功率模块的底面图,(c)是第二实施方式的第六变形例的功率模块的底面图。

图9(a)是第二实施方式的第七变形例的功率模块的底面图,(b)是第二实施方式的第八变形例的功率模块的底面图,(c)是第二实施方式的第九变形例的功率模块的底面图。

图10是以半桥内置模块为例子透过内部来示出第三实施方式的功率模块(2合1模块(2in1module))的平面图案结构图。

图11是第三实施方式的功率模块(2合1模块(半桥内置模块))的电路结构图。

图12是第三实施方式的功率模块(2合1模块(半桥内置模块))的俯视结构(立体)图。

图13是实施方式的功率模块(1合1模块(1in1module)),(a)是sicmosfet(siliconcarbidemetaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor,碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管)的电路结构图,(b)是igbt的电路结构图。

图14是实施方式的功率模块(1合1模块(sicmosfet))的详细电路结构图。

图15是实施方式的功率模块(2合1模块),(a)是sicmosfet的电路结构图,(b)是igbt的电路结构图。

图16是应用于实施方式的功率模块的半导体器件的例子,(a)是sicmosfet的示意性剖面构造图,(b)是igbt的示意性剖面构造图。

图17是应用于实施方式的功率模块的半导体器件(sicmosfet)的示意性剖面构造图。

图18是应用于实施方式的功率模块的半导体器件(igbt)的示意性剖面构造图。

图19是能够应用于实施方式的功率模块的半导体器件(sicdi(doubleimplanted,双注入)mosfet)的示意性剖面构造图。

图20是能够应用于实施方式的功率模块的半导体器件(sict(trench,沟槽)mosfet)的示意性剖面构造图。

具体实施方式

接着,参照附图来对本实施方式进行说明。在以下的附图的记载中,对相同或类似的部分标注同一或类似的附图标记。其中,平面图、侧面图、底面图、剖面图等是示意性的图,应该注意到各结构部件的厚度和平面尺寸的关系等与现实的关系不同。因此,关于具体的厚度或尺寸,应该参考以下的说明来进行判断。此外,当然包含在附图的相互间彼此的尺寸的关系或比率也不同的部分。

此外,以下所示的实施方式例示出用于将技术思想具体化的装置或方法,并不特别指定各结构部件的材质、形状、构造、配置等。关于实施方式,能够在权利要求的范围中添加各种变更。

[比较例]

比较例的功率模块1的侧面构造如图1(a)所示那样表示,接合有图1(a)的功率模块的冷却器5的侧面构造如图1(b)所示那样表示。此外,使功率模块与冷却器接合后的状态如图1(c)或图1(d)所示那样表示。

例如,在比较例的功率模块1中,如图1(a)所示那样,除了引线端子3的部分之外,半导体芯片(图示省略)的外围由封装(package)2成形(mold)。

在该功率模块1中,为了冷却半导体芯片,如图1(b)所示那样,使位于半导体芯片的背面的散热器(heatsink)(图示省略)与冷却器5接触,但是,此时,使用导热材料7将散热器与冷却器5之间接合。

即,如图1(c)所示那样,利用导热材料7将散热器与冷却器5之间的空隙均匀地填满,由此,能够进行高效率的导热。

可是,在作为功率模块1的散热构造而在从封装2的底面露出的散热器的接合面涂敷导热材料7而经由该导热材料7将散热器与冷却器5接合的情况下,当如图1(d)所示那样由于导热材料7的涂敷量或接合时的加压的不平衡等而导热材料7的厚度变得不均匀时,冷却性能降低,芯片由于过热而被破坏等,损失作为功率模块1的可靠性。

[第一实施方式]

(功率模块的结构)

第一实施方式的功率模块100的平面构造如图2(a)所示那样表示,功率模块100的侧面构造如图2(b)所示那样表示,功率模块100的底面构造如图2(c)所示那样表示。

在第一实施方式的功率模块100中,如图2(a)~图2(c)所示那样,除了在侧面方向上延伸的引线端子102之外,未图示的半导体芯片(半导体器件)的外围由封装(密封体)101成形。

此外,在功率模块100中,如图2(c)所示那样,装载有例如半导体芯片的散热器(散热板)106c的、与后述的冷却器(冷却体)110的接合面大致整个表面从封装101的底面露出。散热器106c也可以为仅至少一部分露出的结构。

此外,在功率模块100中,如图2(b)和图2(c)所示那样,在从与冷却器110对置的封装101的底面露出的散热器106c的露出面(接合面)侧的周围的、例如四角设置有定位用突起部103和厚度控制用突起部(凸部)104。定位用突起部103被设置为贯通厚度控制用突起部104的大致中心部。或者,厚度控制用突起部104被设置为环形物(doughnut)状,以使环绕定位用突起部103的外周。

定位用突起部103具有在将散热器106c与冷却器110接合时安装于在例如冷却器110中预先准备的凹部(图示省略)的凸形状,将该定位用突起部103作为导向器来进行功率模块100相对于冷却器110的定位。

厚度控制用突起部104作为对使用导热材料120将散热器106c与冷却器110接合时的、导热材料120的厚度进行限制的限制部发挥作用,如图3(a)和图3(b)所示那样,根据其高度(厚度)来控制导热材料120的厚度。厚度控制用突起部104具有将定位用突起部103的外周环绕的大致圆柱状(环形物状),其厚度例如为0.1mm~1.0mm左右的范围。

此外,厚度控制用突起部104在散热器106c与冷却器110之间基于其厚度假想地形成用于使规定的容量的导热材料120介入的空间区域。即,在散热器106c与冷却器110的相互间,由在四角设置的厚度控制用突起部104包围的三维区域为用于使规定的容量的导热材料120介入的假想的空间区域。在此,规定的容量的导热材料120是指无空隙地以均匀的高度埋入空间区域内所需要的量的导热材料120。

即,第一实施方式的功率模块100具备:接合有未图示的半导体芯片的散热器106c、以使散热器106c的至少一部分露出的方式密封半导体芯片的外围的封装101、以及对使用导热材料120将散热器106c与冷却器110接合时的、导热材料120的厚度进行限制的厚度控制用突起部104。

根据第一实施方式的功率模块100的结构,能够根据厚度控制用突起部104的厚度控制将散热器106c与冷却器110接合时的、散热器106c与冷却器110之间的距离(导热材料120的厚度),因此,能够简单地防止由于导热材料120的涂敷量的偏差或接合时的加压的不平衡等而导热材料120的厚度变得不均匀。

(散热构造/接合方法)

将第一实施方式的功率模块100与冷却器110接合后的散热构造如图3(a)和图3(b)所示那样表示。

即,第一实施方式的功率模块100如图3(a)和图3(b)所示那样在将比规定的容量稍微多的导热材料120涂敷于封装101的与冷却器110对置的底面的、在表面侧装载有半导体芯片的散热器106c的背面侧的露出面并且利用定位用突起部103进行相对于冷却器110的定位的状态下,与冷却器110接合。

在第一实施方式的功率模块100的接合方法中,将功率模块100经由导热材料120与冷却体(冷却器)110接合,所述功率模块100具备半导体器件(半导体芯片)、接合有半导体器件的散热板(散热器)106c、以及以使散热板106c的至少一部分露出的方式将半导体器件的外围密封的密封体(封装)101。在接合时,通过在密封体101中形成或者由密封体101形成的限制部(厚度控制用突起部)104限制导热材料120的厚度。

通过将厚度控制用突起部104的上表面与冷却器110的接合面抵接,从而散热器106c与冷却器110之间的空间区域内被充分的量的导热材料120无空隙地以均匀的高度埋入,此外,将成为剩余的导热材料121向散热器106c的周围(空间区域外)推出。

像这样,第一实施方式的功率模块100通过将从半导体芯片产生的热从散热器106c经由导热材料120向冷却器110高效率地传导来有效地散热(冷却)。

即,根据第一实施方式的功率模块100,如图3(a)和图3(b)所示那样,能够根据厚度控制用突起部104的厚度均匀地控制散热器106c与冷却器110之间的距离。由此,在从封装101的与冷却器110对置的底面露出的散热器106c的接合面涂敷导热材料120而经由该导热材料120将散热器106c与冷却器110接合的情况下,也能够防止导热材料120的厚度变得不均匀而冷却性能降低。因此,充分地进行冷却(散热),能够抑制芯片由于过热而被破坏或者布线被熔断,能够为可靠性更高的功率模块100。

在此,作为装载于功率模块100的半导体芯片,例如可举出碳化硅(sic:siliconcarbide)功率器件等功率芯片。sic功率器件与igbt那样的以往的si功率器件相比为低导通电阻,具有高速开关和高温工作特性。此外,sic功率器件即使为由于导通电阻低而面积小的器件,也能够导通大电流,能够进行sic功率模块的小型化。

此外,并不限于sic功率模块,能够应用为igbt模块、二极管模块、mos模块(si类mosfet、sic类mosfet、gan类fet)等各种半导体模块。

作为封装101,并不限于由热固化性树脂等传递模(transfermold)树脂成形的封装,也可以为壳体型的外壳。

关于导热材料120,优选具有0.5w/mk~300w/mk的热导率的材料,能够以单体使用例如环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂(siliconeresin)、聚氨酯树脂或者聚酰亚胺等任一个有机物。

此外,作为导热材料120,也可以为在上述的任一个有机物中混合金属粉或各种陶瓷粉后的合成树脂。

进而,作为导热材料120,也可以使用加热固化来使用的各种焊锡或烧结银(firingsilver)等。

散热器106c具有例如导热性高的金属,也可以为装载有半导体芯片的引线框(芯片安装面积(diepad))或将铜、铜合金、铝或者铝合金的任一个作为布线的主成分的电路基板,或者也可以为与引线框接合的散热片(heatspreader)等。此外,作为散热器106c,也能够包括由金属、陶瓷和金属的接合体构成的电路基板、或者dbc(directbondingcopper,直接覆铜)基板、dba(directbrazedaluminum,直接铝焊)基板或amb(activemetalbrazed,activemetalbond,活性金属焊,活性金属接合)基板等绝缘基板(电路基板)的、芯片非装载面侧的导体图案。

作为厚度控制用突起部104,不管环形物状或非环形物状,外形除了圆柱状以外还可以为半圆柱状或椭圆柱状或者三角形等多棱柱状。

定位用突起部103和厚度控制用突起部104不限于配置于散热器106c的露出面侧的四角的情况,也可以分散配置在散热器106c的露出面侧的周围。

(变形例)

(第一变形例)

第一实施方式的第一变形例的功率模块100a的底面构造如图4(a)所示那样表示,在除了散热器106c的露出面侧的四角之外的、周围的各边的中央附近的大致相同的位置配置有4个定位用突起部103和厚度控制用突起部(环形物状)104。

再有,关于定位用突起部103和厚度控制用突起部104,对配置的位置或个数没有限制等,只要以使导热材料120的厚度不会变得不均匀的方式保持至少3个的平衡来配置即可。

此外,定位用突起部103和厚度控制用突起部104未必限于配置于相同的位置的情况,也可以将定位用突起部103和厚度控制用突起部104配置于不同的位置。

(第二变形例)

第一实施方式的第二变形例的功率模块100b的底面构造如图4(b)所示那样表示,在散热器106c的露出面侧的四角配置有4个厚度控制用突起部(非环形物状)104,在除了四角之外的、周围的各边的中央附近的大致相同的位置配置有4个定位用突起部103。

虽然未图示,但是在散热器106c的露出面侧的四角配置4个定位用突起部103而在除了四角之外的、周围的各边的中央附近的大致相同的位置配置4个厚度控制用突起部(非环形物状)104也可。

此外,定位用突起部103和厚度控制用突起部104并不限于4个4个地配置的情况,也可以为保持至少3个定位用突起部103和厚度控制用突起部104的平衡来配置的结构。

(第三变形例)

第一实施方式的第三变形例的功率模块100c的底面构造如图4(c)所示那样表示,沿着散热器106c的露出面侧的周围的、例如长尺寸方向的两边交替地3个3个地配置有定位用突起部103和厚度控制用突起部(非环形物状)104。

这些第一~第三变形例的功率模块100a、100b、100c在其他的结构中具有与上述的第一实施方式的功率模块100同样的结构,能够得到大致同等的效果。

此外,在哪一个结构中,定位用突起部103都不是必须的结构要件,也能够省略配置。

[第二实施方式]

(功率模块的结构)

第二实施方式的功率模块200的平面构造如图5(a)所示那样表示,功率模块200的侧面构造如图5(b)所示那样表示,功率模块200的底面构造如图5(c)所示那样表示。

在第二实施方式的功率模块200中,如图5(a)~图5(c)所示那样,除了在侧面方向上延伸的引线端子202之外,未图示的半导体芯片(半导体器件)的外围由封装(密封体)201成形。

此外,在功率模块200中,如图5(c)所示那样,装载有例如半导体芯片的散热器(散热板)206c的、与后述的冷却器(冷却体)210的接合面大致整个表面从形成在封装201的底面的凹部207露出。散热器206c也可以为仅至少一部分露出的结构。

此外,在功率模块200中,如图5(b)和图5(c)所示那样,在与冷却器210对置的封装201的底面的、散热器206c的露出面(接合面)的凹部207的周围以从该露出面突出的方式设置有凸部状的厚度控制用突起部(限制部)201a。

即,厚度控制用突起部201a在封装201的底面以使散热器206c的露出面成为凹部207的方式更厚地形成封装201的底面的周围,基于其高度(厚度)在散热器206c与冷却器210之间形成用于使规定的容量的导热材料220埋设的空间区域。总之,在散热器206c与冷却器210的相互间,以从厚度控制用突起部201a的成形面陷入的方式在散热器206c的露出面形成的凹部207成为用于使规定的容量的导热材料220埋设的空间区域。

作为厚度控制用突起部201a,将散热器206c的露出面环绕成大致矩形状(方形状),其厚度例如为0.1mm~1.0mm左右的范围。

此外,在接合时,散热器206c与冷却器210之间的空间区域(凹部207)内被充分的量的导热材料220无空隙地以均匀的高度埋入,但是,在厚度控制用突起部201a中设置有用于将此时成为剩余的导热材料221向空间区域外排出的排出沟205。

排出沟205沿着封装201的短尺寸方向(第一方向)设置于与和冷却器210对置的方向正交的水平方面的、例如矩形状的封装201的长尺寸方向的两边的中央附近处的厚度控制用突起部201a的大致相同的位置,用于排出剩余的导热材料221,也有抽出导热材料220中所包含的气泡的效果。

根据第二实施方式的功率模块200的结构,能够根据到厚度控制用突起部201a的成形面的高度控制将散热器206c与冷却器210接合时的、散热器206c与冷却器210之间的距离(导热材料220的厚度),因此,能够简单地防止由于导热材料220的涂敷量的偏差或接合时的加压的不平衡等而导热材料220的厚度变得不均匀。

其他的结构与上述的第一实施方式的功率模块100基本上同样,能够期待大致同等的效果。

(散热构造/接合方法)

将第二实施方式的功率模块200与冷却器210接合后的散热构造如图6(a)和图6(b)所示那样表示。

即,第二实施方式的功率模块200如图6(a)和图6(b)所示那样在将比规定的容量稍微多的导热材料220埋入到厚度控制用突起部201a的内侧的、散热器206c上的空间区域(凹部207)内的状态下与冷却器210接合,所述厚度控制用突起部201a被设置为包围封装201的与冷却器210对置的底面的、在表面侧装载有半导体芯片的散热器206c的背面侧的露出面。

通过将厚度控制用突起部201a的成形面与冷却器210的接合面抵接,从而散热器206c与冷却器210之间的空间区域(凹部207)内被充分的量的导热材料220无空隙地以均匀的高度埋入,此外,成为剩余的导热材料221从排出沟205向外部(空间区域外)排出。

像这样,第二实施方式的功率模块200通过将从半导体芯片产生的热从散热器206c经由导热材料220向冷却器210高效率地传导来有效地散热(冷却)。

即,根据第二实施方式的功率模块200,如图6(a)和图6(b)所示那样,能够根据到厚度控制用突起部201a的成形面的高度均匀地控制散热器206c与冷却器210之间的距离。由此,在从封装201的与冷却器210对置的底面露出的散热器206c的接合面埋设导热材料220而经由该导热材料220将散热器206c与冷却器210接合的情况下,也能够防止导热材料220的厚度变得不均匀而冷却性能降低。因此,充分地进行冷却(散热),能够抑制芯片由于过热而被破坏或者布线被熔断,能够为可靠性更高的功率模块200。

能够通过对成形模实施简单的工艺的程度而容易得到具备厚度控制用突起部201a和排出沟205的封装201。

再有,在凹部207中,如图6(a)和图6(b)所示那样,在封装201的底面处的、散热器206c的露出面侧的开口部207a与厚度控制用突起部201a的成形面侧的开口部207b之间设置规定的倾斜部也可。

此外,作为厚度控制用突起部201a,不限于配置为将散热器206c的露出面侧的周围环绕成四方形状的情况,也可以将散热器206c的露出面侧的周围环绕成椭圆等环状(圆形状)。

排出沟205并不限于在与和冷却器210对置的方向正交的水平方向的、例如矩形状的封装201的长尺寸方向的两边的中央附近的大致相同的位置沿着封装201的短尺寸方向(第一方向)仅设置1组的情况。

(变形例)

(第一变形例)

第二实施方式的第一变形例的功率模块200a的底面构造如图7(a)所示那样表示。即,在功率模块200a中,在与和冷却器210对置的方向正交的水平方向的、例如矩形状的封装201的长尺寸方向的两边的散热器206c的端部附近处的厚度控制用突起部201a的大致相同的位置,沿着封装201的短尺寸方向(第一方向)配置有到达散热器206c上的空间区域的2组排出沟205。

(第二变形例)

第二实施方式的第二变形例的功率模块200b的底面构造如图7(b)所示那样表示。即,在功率模块200b中,在与和冷却器210对置的方向正交的水平方向的、例如矩形状的封装201的长尺寸方向的两边的中央附近和散热器206c的端部附近处的厚度控制用突起部201a的大致相同的位置,沿着封装201的短尺寸方向(第一方向)配置有到达散热器206c上的空间区域的3组排出沟205。

再有,将在封装201的长尺寸方向的两边配置的排出沟205作为一组(一对),并不限于分别配置相同数目的排出沟205的情况,能够使沿着长尺寸方向的各边配置的排出沟205的位置或个数任意不同。

(第三变形例)

第二实施方式的第三变形例的功率模块200c的底面构造如图7(c)所示那样表示。即,在功率模块200c中,在与和冷却器210对置的方向正交的水平方向的、例如矩形状的封装201的短尺寸方向的两边的中央附近处的厚度控制用突起部201a的大致相同的位置,沿着封装201的长尺寸方向(第二方向)配置有到达散热器206c上的空间区域的1组排出沟205。

(第四变形例)

第二实施方式的第四变形例的功率模块200d的底面构造如图8(a)所示那样表示。即,在功率模块200d中,在与和冷却器210对置的方向正交的水平方向的、例如矩形状的封装201的短尺寸方向的两边的散热器206c的端部附近处的厚度控制用突起部201a的大致相同的位置,沿着封装201的长尺寸方向(第二方向)配置有到达散热器206c上的空间区域的2组排出沟205。

(第五变形例)

第二实施方式的第五变形例的功率模块200e的底面构造如图8(b)所示那样表示。即,在功率模块200e中,在与和冷却器210对置的方向正交的水平方向的、例如矩形状的封装201的短尺寸方向的两边的中央附近和散热器206c的端部附近处的厚度控制用突起部201a的大致相同的位置,沿着封装201的长尺寸方向(第二方向)配置到达散热器206c上的空间区域的3组排出沟205。

再有,排出沟205并不限于仅配置在封装201的长尺寸方向或短尺寸方向的任一个上的情况,也能够为配置于长尺寸方向和短尺寸方向的各边的结构。

(第六变形例)

第二实施方式的第六变形例的功率模块200f的底面构造如图8(c)所示那样表示。即,在功率模块200f中,在与和冷却器210对置的方向正交的水平方向的、例如矩形状的封装201的长尺寸方向的两边的中央附近和短尺寸方向的两边的中央附近处的厚度控制用突起部201a的大致相同的位置,沿着封装201的短尺寸方向(第一方向)和长尺寸方向(第二方向)1组1组地配置有到达散热器206c上的空间区域的排出沟205。

(第七变形例)

第二实施方式的第七变形例的功率模块200g的底面构造如图9(a)所示那样表示。即,在功率模块200g中,在与和冷却器210对置的方向正交的水平方向的、例如矩形状的封装201的长尺寸方向的两边的散热器206c的端部附近和短尺寸方向的两边的散热器206c的端部附近处的厚度控制用突起部201a的大致相同的位置,沿着封装201的短尺寸方向(第一方向)和长尺寸方向(第二方向)2组2组地配置有到达散热器206c上的空间区域的排出沟205。

再有,排出沟205不限于配置在封装201的长尺寸方向或短尺寸方向上的情况,也能够为配置在与长尺寸方向和短尺寸方向不同的倾斜方向(第三方向)上的结构。

(第八变形例)

第二实施方式的第八变形例的功率模块200h的底面构造如图9(b)所示那样表示。即,在功率模块200h中,在与和冷却器210对置的方向正交的水平方向的、例如矩形状的封装201处的厚度控制用突起部201a的四角的大致相同的位置,沿倾斜方向配置有4个排出沟205以使分别到达散热器206c上的空间区域的四角。

再有,排出沟205不限于配置在封装201的长尺寸方向或短尺寸方向或倾斜方向的任一个上的情况,也能够为配置在长尺寸方向、短尺寸方向和倾斜方向上的结构。

(第九变形例)

第二实施方式的第九变形例的功率模块200i的底面构造如图9(c)所示那样表示。即,在功率模块200i中,在与和冷却器210对置的方向正交的水平方向的、例如矩形状的封装201的长尺寸方向的两边的中央附近、短尺寸方向的两边的中央附近和四角处的厚度控制用突起部201a的大致相同的位置,配置有长尺寸方向、短尺寸方向和倾斜方向的排出沟205以使分别到达散热器206c上的空间区域。

这些第一~第九变形例的功率模块200a~200i在其他的结构中具有与上述的第二实施方式的功率模块200同样的结构,能够得到大致同等的效果。

再有,在将排出沟205配置于散热器206c的角部的情况下,几乎没有在导热材料220未完全进入到角部的情况下产生空气积存这样的那样的可能性。

[第三实施方式]

第三实施方式的功率模块300即在2合1模块(2in1module:半桥内置模块)中形成树脂层(密封体)115前的平面图案结构如图10所示那样表示,形成树脂层115后的俯视结构如图12所示那样表示。此外,第三实施方式的功率模块300即作为半导体器件而应用了sicmosfet的图10所对应的2合1模块(半桥内置模块)的电路结构如图11所示那样表示。

第三实施方式的功率模块300具备在1个模块中内置有2个mosfetq1、q4的半桥内置模块的结构。

在此,模块能够看作1个较大的晶体管,但是,内置的晶体管(芯片)存在1个或多个的情况。即,对于模块,存在1合1、2合1、4合1、6合1等,例如,在一个模块上,内置有2个的量的晶体管的模块被称为2合1,内置有2组2合1的模块被称为4合1,内置有3组2合1的模块被称为6合1。

在图10中,示出了mosfetq1、q4分别被配置成4芯片并联的例子。

第三实施方式的功率模块300如图12所示那样具备:在被树脂层115包覆的陶瓷基板9的第一边配置的正侧电力端子p和负侧电力端子n、在与第一边邻接的第二边配置的栅极端子gt1、源极感测端子(sourcesenseterminal)sst1、在与第一边相对的第三边配置的输出端子o、以及在与第二边相对的第四边配置的栅极端子gt4、源极感测端子sst4。

如图10所示那样,栅极端子gt1、源极感测端子sst1连接于mosfetq1的栅极信号电极图案gl1、源极信号电极图案sl1,栅极端子gt4、源极感测端子sst4连接于mosfetq4的栅极信号电极图案gl4、源极信号电极图案sl4。

如图10所示那样,从mosfetq1、q4朝向在信号基板1241、1244上配置的栅极信号电极图案gl1、gl4和源极感测信号电极图案sl1、sl4连接有栅极用分割引线框241、244和源极信号用分割引线框261、264。此外,通过焊接等将外部取出用的栅极端子gt1、gt4和源极感测端子sst1、sst4连接于栅极信号电极图案gl1、gl4和源极信号电极图案sl1、sl4。

如图10所示那样,信号基板1241、1244通过焊接等连接到陶瓷基板9上。

此外,在图10~图12中,虽然未图示,但是,在mosfetq1、q4的漏极d1、源极s1间和漏极d4、源极s4间逆并联连接有二极管也可。

在图10~图12所示的例子中,配置成4芯片并联的mosfetq1、q4的源极s1、s4由源极用分割引线框201(s1)、204(s4)共同连接。

正侧电力端子p、负侧电力端子n、外部取出用的栅极端子gt1、gt4和源极感测端子sst1、sst4能够由例如cu形成。

信号基板1241、1244能够由陶瓷基板形成。陶瓷基板由例如al2o3、aln、sin、alsic、或者至少表面为绝缘性的sic等形成也可。

主布线导体(电极图案)321、324、32n能够由例如cu、al等形成。

与mosfetq1、q4的源极s1、s4连接的源极用分割引线框201(s1)、204(s4)也可以由例如cu、cumo等形成。

在此,当将线热膨胀系数(cte:coefficientofthermalexpansion)的值同等的相同的大小的材料比较时,杨氏模量的值较大的材料的产生应力更大。因此,选定杨氏模量×cte的数值更小的材料,由此,能够达成产生应力的值较小的构件。cumo具有这样的优点。此外,cumo比不上cu,但是,电阻率也相对低。此外,沿着源极用分割引线框201(s1)、204(s4)间的表面的隔离距离被称为爬电距离。爬电距离的值例如为约2mm。

栅极用分割引线框241、244和源极信号用分割引线框261、264能够由例如al、alcu等形成。

作为mosfetq1、q4,能够应用sicdi(doubleimplanted,双注入)mosfet、sict(trench,沟槽)mosfet等sic类功率器件或者gan类高电子迁移率晶体管(hemt:highelectronmobilitytransistor)等gan类功率器件。此外,根据情况,也能够应用si类mosfet或igbt等功率器件。

在第三实施方式的功率模块300中,将4芯片结构的mosfetq1经由芯片下焊锡层配置在主布线导体(电极图案)321上。同样地,将4芯片结构的mosfetq4经由芯片下焊锡层配置在主布线导体(电极图案)324上。

进而,详细地,第三实施方式的功率模块300的主要部如图10所示那样具备:陶瓷基板9;在陶瓷基板9上配置的源极电极图案32n、漏极电极图案321、324、源极信号电极图案sl1、sl4和栅极信号电极图案gl1、gl4;在漏极电极图案321、324上配置而在表面侧具有源极焊盘电极和栅极焊盘电极的半导体器件q1、q4;与源极电极图案32n、漏极电极图案324和源极焊盘电极接合的源极用分割引线框201(s1)、204(s4);以及与栅极焊盘电极接合的栅极焊盘电极用分割引线框。

在此,栅极焊盘电极用分割引线框被配置在栅极用分割引线框241、244之下,因此,在图10中,省略了图示。此外,漏极电极图案324为半导体器件q4的漏极电极,与此同时,为半导体器件q1的源极电极,因此,也与源极用分割引线框201(s1)连接。

进而,第三实施方式的功率模块300如图10所示那样具备:与源极用分割引线框201(s1)、204(s4)电连接并且在源极信号电极图案sl1、sl4上配置的源极信号用分割引线框261、264、以及与栅极焊盘电极用分割引线框电连接并且在栅极信号电极图案gl1、gl4上配置的栅极用分割引线框241、244。栅极用分割引线框241、244针对例如源极用分割引线框201(s1)、204(s4)经由未图示的绝缘部(分离部)拼装连接(assemblingconnection)。

栅极用分割引线框241、244经由栅极用分割引线框下焊锡层与栅极信号电极图案gl1、gl4接合。

源极信号用分割引线框261、264经由源极信号用分割引线框下焊锡层与源极信号电极图案sl1、sl4接合。

再有,源极信号用分割引线框261、264也可以具有与源极用分割引线框201(s1)、204(s4)相同材料。

此外,栅极用分割引线框241、244也可以具备与栅极焊盘电极用分割引线框相同材料。

在第三实施方式的功率模块300中,如图10所示那样,使栅极焊盘电极用分割引线框延伸,与兼作栅极信号线的栅极用分割引线框241、244整体化连接。

同样地,在第三实施方式的功率模块300中,如图10所示那样,使源极用分割引线框201(s1)、204(s4)延伸,与兼作源极感测信号线的源极信号用分割引线框261、264整体化连接。

在第三实施方式的功率模块300中,通过采用这样的分割引线框构造(201、204、261、264、241、244),从而能够不需要源极信号接合线(bondingwire)、栅极信号接合线。

再有,在第三实施方式的功率模块300中,在源极用分割引线框201(s1)、204(s4)与源极焊盘电极间配置应力松弛(stressrelaxation)层也可。

在这样的结构的第三实施方式的功率模块300中,在装载有4芯片结构的mosfetq1、q4的陶瓷基板9的背面侧如图12所示那样设置有由例如主布线导体(电极图案)构成的散热器(散热板)32。散热器32也可以为与陶瓷基板9的背面侧的主布线导体接合的散热板,与未图示的冷却器的接合面的全部或一部分被配置为从树脂层115向功率模块300的底面侧露出。

此外,在第三实施方式的功率模块300中,与上述的第二实施方式同样地,在与冷却器对置的树脂层115的底面的、散热器32的露出面(接合面)的周围以从该露出面突出的方式设置有凸部状的厚度控制用突起部(限制部)201a。

厚度控制用突起部201a在树脂层115的底面以使散热器32的露出面成为凹部的方式基于其高度(厚度)形成用于在与冷却器的接合时使规定的容量的导热材料(图示省略)埋设的空间区域,并且,设置有用于在接合时将成为剩余的导热材料向空间区域外排出的排出沟205。

关于排出沟205,如第二实施方式和其第一~第九变形例所示那样未限制配置的方向或个数。

像这样,根据第三实施方式的功率模块300,也通过将从mosfet(半导体器件)q1、q4的各芯片产生的热从散热器32经由导热材料向冷却器高效率地传导来有效地散热(冷却)。

即,根据第三实施方式的功率模块300,能够根据厚度控制用突起部201a的厚度均匀地控制散热器32与冷却器之间的距离(导热材料的厚度)。由此,在将散热器32与冷却器接合的情况下,也能够防止导热材料的厚度变得不均匀而冷却性能降低。因此,充分地进行冷却(散热),能够抑制芯片由于过热而被破坏或者布线被熔断,能够为可靠性更高的功率模块300。

再有,作为构造简单且能够导通大电流的2合1模块(半桥内置模块)300,设置第一实施方式和其第一~第三变形例所示那样的至少3个厚度控制用突起部104,由此,能够期待在为控制导热材料的厚度的结构的情况下也同样的效果。

(功率模块的具体例)

以下,对实施方式的功率模块的具体例进行说明。

实施方式的功率模块320即1合1模块的sicmosfet的电路表现如图13(a)所示那样表示,1合1模块的igbt的电路表现如图13(b)所示那样表示。

在图13(a)中示出了与mosfetq逆并联连接的二极管di。mosfetq的主电极由漏极端子dt和源极端子st表示。同样地,在图13(b)中示出了与igbtq逆并联连接的二极管di。igbtq的主电极由集电极端子ct和发射极端子et表示。

此外,实施方式的功率模块320即1合1模块的sicmosfet的详细电路表现如图14所示那样表示。

实施方式的功率模块320例如具备1合1模块的结构。即,1个mosfetq被内置于1个模块。作为一个例子,如图14所示那样,能够装载5芯片(mosfet×5),各个mosfetq能够并联连接到5个。再有,也能够装载5芯片之中的一部分来作为二极管di用。

在图14中示出了在mosfetq的源极与漏极之间逆并联连接的二极管di。二极管di由体二极管或分立芯片(discretechip)构成。

在图14中,mosfetq的主电极由作为电力类端子的漏极端子dt和源极端子st表示。此外,ss为源极感测端子,ds为漏极感测端子,g为栅极信号端子,都构成信号类端子。

此外,实施方式的功率模块300t即2合1模块的sicmosfet的电路表现如图15(a)所示那样表示。

如图15(a)所示那样,2个mosfetq1、q4和与mosfetq1、q4逆并联连接的二极管di1、di4被内置于1个模块。g1为mosfetq1的栅极信号端子,s1为mosfetq1的源极端子。g4为mosfetq4的栅极信号端子,s4为mosfetq4的源极端子。p为正侧电源输入端子,n为负侧电源输入端子,o为输出端子。

此外,实施方式的功率模块300t即2合1模块的igbt的电路表现如图15(b)所示那样表示。如图15(b)所示那样,2个igbtq1、q4和与igbtq1、q4逆并联连接的二极管di1、di4被内置于一个模块。g1为igbtq1的栅极信号端子,e1为igbtq1的发射极端子。g4为igbtq4的栅极信号端子,e4为igbtq4的发射极端子。p为正侧电源输入端子,n为负侧电源输入端子,o为输出端子。

(半导体器件的结构例)

能够应用于实施方式的功率模块的半导体器件的例子即sicmosfet的示意性剖面构造如图16(a)所示那样表示,igbt的示意性剖面构造如图16(b)所示那样表示。

作为能够应用于实施方式的功率模块的半导体器件(q)310的例子,sicmosfet的示意性剖面构造如图16(a)所示那样具备由n-高电阻层构成的半导体基板326、在半导体基板326的表面侧形成的p体区域328、在p体区域328的表面形成的源极区域330、在p体区域328间的半导体基板326的表面上配置的栅极绝缘膜332、在栅极绝缘膜332上配置的栅极电极338、与源极区域330和p体区域328连接的源极电极334、在半导体基板326的与表面相反侧的背面配置的n+漏极区域324、以及与n+漏极区域324连接的漏极电极336。

在图16(a)中,半导体器件310由平面栅型的n沟道纵型sicmosfet构成,但是,如后述的图20所示那样,由n沟道纵型sictmosfet等构成也可。

此外,对于能够应用于实施方式的功率模块的半导体器件(q)310,也能够采用gan类fet等来代替sicmosfet。

对于能够应用于实施方式的功率模块的半导体器件310,能够采用sic类、gan类的任一个功率器件。

进而,对于能够应用于实施方式的功率模块的半导体器件310,能够使用带隙能例如为1.1ev~8ev的半导体。

同样地,作为能够应用于实施方式的功率模块的半导体器件(q)310a的例子,igbt如图16(b)所示那样具备:由n-高电阻层构成的半导体基板326、在半导体基板326的表面侧形成的p体区域328、在p体区域328的表面形成的发射极区域330e、在p体区域328间的半导体基板326的表面上配置的栅极绝缘膜332、在栅极绝缘膜332上配置的栅极电极338、与发射极区域330e和p体区域328连接的发射极电极334e、在半导体基板326的与表面相反侧的背面配置的p+集电极区域324p、以及与p+集电极区域324p连接的集电极电极336c。

在图16(b)中,半导体器件310a由平面栅型的n沟道纵型igbt构成,但是,由沟槽栅型的n沟道纵型igbt等构成也可。

能够应用于实施方式的功率模块的半导体器件310的例子即包含源极焊盘电极sp、栅极焊盘电极gp的sicmosfet的示意性剖面构造如图17所示那样表示。栅极焊盘电极gp连接于在栅极绝缘膜332上配置的栅极电极338,源极焊盘电极sp连接于与源极区域330和p体区域328连接的源极电极334。

此外,栅极焊盘电极gp和源极焊盘电极sp如图17所示那样被配置在覆盖半导体器件310的表面的钝化用的层间绝缘膜344上。再有,在栅极焊盘电极gp和源极焊盘电极sp的下方的半导体基板326内,虽然未图示,但是与图16(a)的中央部同样地形成微细构造的晶体管构造也可。

进而,如图17所示那样,在中央部的晶体管构造中,也可以将源极焊盘电极sp延伸配置在钝化用的层间绝缘膜344上。

应用于实施方式的功率模块300、300t的半导体器件310a的例子即包含源极焊盘电极sp、栅极焊盘电极gp的igbt的示意性剖面构造如图18所示那样表示。栅极焊盘电极gp连接于在栅极绝缘膜332上配置的栅极电极338,发射极焊盘电极ep连接于与发射极区域330e和p体区域328连接的发射极电极334e。

此外,栅极焊盘电极gp和发射极焊盘电极ep如图18所示那样被配置在覆盖半导体器件310a的表面的钝化用的层间绝缘膜344上。再有,在栅极焊盘电极gp和发射极焊盘电极ep的下方的半导体基板326内,虽然未图示,但是与图16(b)的中央部同样地形成微细构造的igbt构造也可。

进而,如图18所示那样,在中央部的igbt构造中,也可以将发射极焊盘电极ep延伸配置在钝化用的层间绝缘膜344上。

-sicdimosfet-

能够应用于实施方式的功率模块的半导体器件310的例子即sicdimosfet的示意性剖面构造如图19所示那样表示。

能够应用于实施方式的功率模块的sicdimosfet如图19所示那样具备由n-高电阻层构成的半导体基板326、在半导体基板326的表面侧形成的p体区域328、在p体区域328的表面形成的n+源极区域330、在p体区域328间的半导体基板326的表面上配置的栅极绝缘膜332、在栅极绝缘膜332上配置的栅极电极338、与源极区域330和p体区域328连接的源极电极334、在半导体基板326的与表面相反侧的背面配置的n+漏极区域324、以及与n+漏极区域324连接的漏极电极336。

在图19中,在半导体器件310中,以双离子注入(di)形成p体区域328和在p体区域328的表面形成的n+源极区域330,源极焊盘电极sp连接于与源极区域330和p体区域328连接的源极电极334。栅极焊盘电极gp(图示省略)连接于在栅极绝缘膜332上配置的栅极电极338。此外,源极焊盘电极sp和栅极焊盘电极gp(图示省略)如图19所示那样被配置在覆盖半导体器件310的表面的钝化用的层间绝缘膜344上。

sicdimosfet如图19所示那样在被p体区域328夹着的由n-高电阻层构成的半导体基板326内形成由虚线示出那样的耗尽层,因此,形成伴随着结型fet(jfet)效果的沟道电阻rjfet。此外,在p体区域328/半导体基板326间如图19所示那样形成体二极管bd。

-sictmosfet-

能够应用于实施方式的功率模块的半导体器件310的例子即sictmosfet的示意性剖面构造如图20所示那样表示。

能够应用于实施方式的功率模块的sictmosfet如图20所示那样具备:由n层构成的半导体基板326n、在半导体基板326n的表面侧形成的p体区域328、在p体区域328的表面形成的n+源极区域330、在贯通p体区域328形成到半导体基板326n的沟槽内经由栅极绝缘膜332和层间绝缘膜344u、344b形成的沟槽栅电极338tg、与源极区域330和p体区域328连接的源极电极334、在半导体基板326n的与表面相反侧的背面配置的n+漏极区域324、以及与n+漏极区域324连接的漏极电极336。

在图20中,在半导体器件310中,形成在贯通p体区域328形成到半导体基板326n的沟槽内经由栅极绝缘膜332和层间绝缘膜344u、344b形成的沟槽栅电极338tg,源极焊盘电极sp连接于与源极区域330和p体区域328连接的源极电极334。栅极焊盘电极gp(图示省略)连接于在栅极绝缘膜332上配置的沟槽栅电极338tg。此外,源极焊盘电极sp和栅极焊盘电极gp(图示省略)如图20所示那样被配置在覆盖半导体器件310的表面的钝化用的层间绝缘膜344u上。

在sictmosfet中,不会形成sicdimosfet那样的伴随着结型fet(jfet)效果的沟道电阻rjfet。此外,在p体区域328/半导体基板326n间与图19同样地形成体二极管bd。

本实施方式的功率模块能够形成为1合1、2合1、4合1、6合1或7合1型的任一个。

如以上说明那样,根据本实施方式,能够根据厚度控制用突起部的厚度限制将散热器与冷却器接合的导热材料的厚度的结果是,能够提供能够确保充分的冷却性能且能够抑制由于过热造成的劣化的、可靠性高的功率模块、功率模块的散热构造、以及功率模块的接合方法。

[其他的实施方式]

如上述那样,与变形例一起记载了本实施方式,但是,形成本公开的一部分的论述和附图是例示性,不应该理解为是限定的。根据本公开,对于本领域技术人员来说,各种代替实施方式、实施例和运用技术变得明显。

像这样,本实施方式包含在此未记载的各种实施方式等。

产业上的可利用性

本实施方式的功率模块能够用于igbt模块、二极管模块、mos模块(si、sic、gan)等半导体模块制作技术,能够应用于面向hev/ev的逆变器、面向产业的逆变器、转换器等广泛的应用领域。

附图标记的说明

9…陶瓷基板

201(s1)、204(s4)…源极用分割引线框

241、244…栅极用分割引线框

261、264…源极信号用分割引线框

32…散热器(电极图案、散热板)

321、324…主布线导体(漏极电极图案)

32n…主布线导体(源极电极图案)

100、100a、100b、100c、200、200a、200b、200c、200d、200e、200f、200g、200h、200i、300、300t、320…功率模块

101、201…封装(密封体)

102、202…引线端子

103…定位用突起部

104…厚度控制用突起部(凸部、限制部)

106c、206c…散热器(散热板)

110、210…冷却器(冷却体)

115…树脂层(密封体)

120、121、220、221…导热材料

1241、1244…信号基板

201a…厚度控制用突起部(限制部)

205…排出沟

310、310a、q、q1、q4…半导体器件(mosfet、igbt)

324…n+漏极区域

324p…p+集电极区域

326、326n…半导体基板(n-高电阻层)

328…p体区域

330…源极区域

330e…发射极区域

332…栅极绝缘膜

334…源极电极

334e…发射极电极

336…漏极电极

336c…集电极电极

338…栅极电极

338tg…沟槽栅电极

344、344u、344b…层间绝缘膜。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种功率模块,形成有在第一电源端子与第二电源端子之间串联连接的多个开关元件、以及将其连接点连接于输出端子的电路,所述功率模块的特征在于,具备:

散热板,接合有所述开关元件;

密封体,以使所述散热板的至少一部分露出的方式密封多个所述开关元件的外围和各端子的一部分;以及

限制部,设置于所述密封体,对使用导热材料将所述散热板与和所述散热板对置的冷却体接合时的、所述导热材料的厚度进行限制,

所述各端子从所述密封体的与所述散热板的露出面不同的高度的侧面即所述密封体的相对的侧面露出。

2.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述限制部被设置在与所述冷却体对置的所述密封体的、所述散热板的露出面侧的周围。

3.根据权利要求1或2所述的功率模块,其特征在于,

所述限制部被配置在与所述冷却体对置的所述密封体的、所述散热板的露出面侧的4个角。

4.根据权利要求1或2所述的功率模块,其特征在于,所述限制部为至少3个凸部。

5.根据权利要求1~4的任一项所述的功率模块,其特征在于,所述限制部具有圆柱状或棱柱状。

6.根据权利要求1~5的任一项所述的功率模块,其特征在于,所述限制部在所述散热板的露出面上形成用于使规定的容量的所述导热材料介入的空间区域。

7.根据权利要求1~6的任一项所述的功率模块,其特征在于,在所述密封体的、所述散热板的露出面侧的周围还设置有至少3个定位用突起部。

8.根据权利要求7所述的功率模块,其特征在于,所述至少3个定位用突起部被设置为贯通所述限制部。

9.根据权利要求1或2所述的功率模块,其特征在于,所述限制部为被配置为从所述散热板的露出面突出的凸部。

10.根据权利要求9所述的功率模块,其特征在于,所述凸部在环绕所述散热板的周围的平面视中具有方形状或圆形状。

11.根据权利要求10所述的功率模块,其特征在于,所述凸部在所述散热板的露出面上形成用于埋设规定的容量的所述导热材料的空间区域。

12.根据权利要求11所述的功率模块,其特征在于,所述凸部具备将在所述空间区域内成为剩余的所述导热材料向所述空间区域外排出的排出沟。

13.根据权利要求12所述的功率模块,其特征在于,沿与所述密封体的和所述冷却体对置的方向分别正交的第一方向、与所述第一方向不同的第二方向或与所述第一方向和所述第二方向不同的第三方向的、至少任一个方向设置所述排出沟。

14.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述开关元件被装载于将铜、铜合金、铝或铝合金的任一个作为布线的主成分的电路基板。

15.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述开关元件被装载于由金属、陶瓷和金属的接合体构成的电路基板。

16.根据权利要求1所述的功率模块,其特征在于,所述导热材料具有0.5w/mk~300w/mk的热导率。

17.根据权利要求16所述的功率模块,其特征在于,所述导热材料为环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、聚氨酯树脂或者聚酰亚胺任一个有机物。

18.根据权利要求16所述的功率模块,其特征在于,所述导热材料为在环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、聚氨酯树脂或者聚酰亚胺任一个有机物中混合金属粉或陶瓷粉后的合成树脂。

19.根据权利要求16所述的功率模块,其特征在于,所述导热材料为加热固化型的焊锡或烧结银。

20.根据权利要求1~19的任一项所述的功率模块,其特征在于,所述半导体器件具备igbt、二极管、si类mosfet、sic类mosfet、gan类fet的任一个或多个元件。

21.一种功率模块的散热构造,其特征在于,具备:

半导体器件;

散热板,接合有所述半导体器件;

密封体,以使所述散热板的至少一部分露出的方式密封所述半导体器件的外围;

多个端子,连接于所述半导体器件的电极,从所述密封体的与所述散热板的露出面不同的高度的侧面即所述密封体的相对的侧面露出;

经由导热材料接合有从所述密封体露出的所述散热板的与所述散热板对置的冷却体;以及

限制部,设置于所述密封体,进行限制以使所述导热材料的厚度变得均匀,

所述限制部为被配置为环绕所述散热板的周围的具有方形状或圆形状的凸部,并且,在所述散热板的露出面上形成用于埋设规定的容量的所述导热材料的空间区域,并且,具备将在所述空间区域内成为剩余的所述导热材料向所述空间区域外排出的排出沟。

22.根据权利要求21所述的功率模块的散热构造,其特征在于,沿与所述密封体的和所述冷却体对置的方向分别正交的第一方向、与所述第一方向不同的第二方向或与所述第一方向和所述第二方向不同的第三方向的、至少任一个方向设置所述排出沟。

23.根据权利要求21或22所述的功率模块的散热构造,其特征在于,所述导热材料向密封体的所述排出沟的外侧溢出。

24.一种功率模块的接合方法,将功率模块经由导热材料以与所述散热板对置的方式与冷却体接合,所述功率模块具备:半导体器件、接合有所述半导体器件的散热板、以使所述散热板的至少一部分露出的方式密封所述半导体器件的外围的密封体、以及连接于所述半导体器件的电极且从所述密封体的与所述散热板的露出面不同的高度的侧面即所述密封体的相对的侧面露出的多个端子,所述方法的特征在于,

利用包含被配置为环绕所述散热板的周围的具有方形状或圆形状的凸部的限制部,在所述散热板的露出面上形成用于埋设规定的容量的所述导热材料的空间区域,并且,将在所述空间区域内成为剩余的所述导热材料从设置于所述凸部的排出沟向所述空间区域外排出,

在所述接合时,利用在所述密封体中形成或者由所述密封体形成的限制部进行限制以使所述导热材料的厚度变得均匀。

25.根据权利要求24所述的功率模块的接合方法,其特征在于,沿与所述密封体的和所述冷却体对置的方向分别正交的第一方向、与所述第一方向不同的第二方向或与所述第一方向和所述第二方向不同的第三方向的、至少任一个方向设置所述排出沟。

26.根据权利要求24或25所述的功率模块的接合方法,其特征在于,所述导热材料向密封体的所述排出沟的外侧溢出。

27.根据权利要求24~26的任一项所述的功率模块的接合方法,其特征在于,在所述空间区域中埋设比所述规定的容量多的量的所述导热材料。

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