半导体模块、电力变换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种例如在大电流的通断中使用的半导体模块、和具有该半导体模块的电力变换装置。
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了一种半导体装置，该半导体装置在覆盖半导体元件的绝缘性树脂上设置了导电性树脂。
[0003]专利文献1:日本特开平7 — 307416号公报
[0004]与半导体元件的通断相伴，在半导体元件的周边产生磁场。由于该磁场会对半导体元件的外围设备的动作造成不良影响，因此应当进行屏蔽。但是，在专利文献I公开的技术中存在不能将磁场充分地屏蔽的问题。
【发明内容】
[0005]本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种半导体模块、以及具备该半导体模块的电力变换装置，该半导体模块能够充分地屏蔽从半导体元件产生的磁场。
[0006]本发明所涉及的半导体模块的特征在于，具有:壳体;半导体元件，其设置于该壳体中，对电流进行通断;封装树脂，其设置于该壳体中，覆盖该半导体元件;磁屏蔽部，其与该封装树脂接触，含有磁体;以及填埋磁屏蔽部，其填埋于该壳体中，含有磁体。
[0007]本发明所涉及的其他半导体模块的特征在于，具有:壳体;半导体元件，其设置于该壳体中，对电流进行通断;封装树脂，其设置于该壳体中，覆盖该半导体元件;磁屏蔽部，其与该封装树脂接触，含有磁体;控制电路基板，其在该壳体中，设置于该磁屏蔽部上方；以及电子部件，其固定于该控制电路基板。
[0008]本发明所涉及的电力变换装置的特征在于，具有半导体模块以及控制电路，该半导体模块具有:壳体;半导体元件，其设置于该壳体中，对电流进行通断;封装树脂，其设置于该壳体中，覆盖该半导体元件;磁屏蔽部，其与该封装树脂接触，含有磁体；以及填埋磁屏蔽部，其填埋于该壳体中，含有磁体，该控制电路设置于该半导体模块的外部，向该半导体元件传送控制信号。
[0009]发明的效果
[0010]根据本发明，通过设置与封装树脂接触的磁屏蔽部、和填埋于壳体中的填埋磁屏蔽部，从而能够将磁场充分地屏蔽。
【附图说明】
[0011 ]图1是实施方式I所涉及的半导体模块的剖视图。
[0012]图2是变形例所涉及的半导体模块的剖视图。
[0013]图3是实施方式2所涉及的半导体模块的剖视图。
[0014]图4是表示微型变压器构造的图。
[0015]图5是实施方式3所涉及的半导体模块的剖视图。
[0016]图6是实施方式4所涉及的电力变换装置的概念图。
[0017]图7是对比例所涉及的电力变换装置的概念图。
[0018]标号的说明
[0019]10半导体模块，11基座板，12壁部，13壳体，14信号端子，16电力端子，20绝缘基板，24半导体元件，30封装树脂，32磁屏蔽部，50填埋磁屏蔽部，60控制电路基板，62、64电子部件
【具体实施方式】
[0020]参照附图，对本发明的实施方式所涉及的半导体模块和电力变换装置进行说明。对相同或者相对应的结构要素标注相同的标号，有时省略说明的重复。
[0021]实施方式I
[0022]图1是本发明的实施方式I所涉及的半导体模块10的剖视图。半导体模块10具备壳体13，该壳体13具有基座板11和壁部12。在壳体13中埋入有信号端子14和电力端子16。信号端子14具有露出至壳体13内部的部分和露出至壳体13外部的部分。电力端子16也是同样的。
[0023]在基座板11处利用焊料19固定有绝缘基板20。绝缘基板20具有:陶瓷基板20a;金属层20b，其形成于陶瓷基板20a的底面；以及金属图案20c，其形成于陶瓷基板20a的顶面。
[0024]在金属图案20c处利用焊料22固定有半导体元件24。半导体元件24例如是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等对电流进行通断的元件。也可以在半导体元件24的基础上搭载续流二极管等。导线28a将半导体元件24的栅极和信号端子14进行连接。导线28b将半导体元件24的发射极和金属图案20c进行连接。导线28c将连接于发射极的金属图案20c和电力端子16进行连接。此外，形成于半导体元件24的背面侧的集电极经由半导体元件24正下方的金属图案20c而与未图示的电力端子连接。
[0025]如上所述，绝缘基板20、半导体元件24、以及导线28a、28b、28c收容于壳体13中。在壳体13中设置有覆盖半导体元件24的封装树脂30。在封装树脂30上，以与封装树脂30接触的方式而形成有磁屏蔽部32。磁屏蔽部32形成于封装树脂30的顶面整体。磁屏蔽部32含有磁体。优选磁屏蔽部32是含有磁体的树脂。作为上述树脂，例如存在含有铁素体粉末的环氧树脂。
[0026]在壳体13中填埋有填埋磁屏蔽部50。填埋磁屏蔽部50以包围半导体元件24的侧面的方式形成。填埋磁屏蔽部50在俯视观察时，无缝地包围半导体元件24。填埋磁屏蔽部50含有磁体。此外，优选填埋磁屏蔽部50和磁屏蔽部32为相同的材料，将两者一起形成。
[0027]在磁屏蔽部32上设置有盖34。半导体元件24根据来自信号端子14的信号进行导通/截止，其主电流流向电力端子16。如果半导体元件24的EMI辐射噪声大，则会由于其磁场使外围设备进行误动作。例如在处理几?几百A数量级的电流的情况下，EMI辐射噪声也会变大。因此，应该使得与半导体元件24的通断相伴而产生的磁场不泄漏至半导体模块10外部。
[0028]根据本发明的实施方式I所涉及的半导体模块10，利用磁屏蔽部32和填埋磁屏蔽部50，能够防止由半导体元件24产生的磁场泄漏至外部。即，利用磁屏蔽部32，能够对产生于半导体元件24上方的磁场进行屏蔽，利用填埋磁屏蔽部50，能够对产生于半导体元件24旁侧的磁场进行屏蔽。
[0029]在假设磁屏蔽部32和填埋磁屏蔽部50是含有磁体的树脂的情况下，仅通过将该树脂流入至封装树脂30上，就能够容易地形成磁屏蔽部32和填埋磁屏蔽部50。因此，完全不需要用于固定磁屏蔽部32和填埋磁屏蔽部50的构造体。另外，如果使用具有一定程度的流动性的磁屏蔽部32，则通过将其流入至封装树脂30上，从而能够使磁屏蔽部32与封装树脂30的顶面整体和壳体13内壁接触。即，能够使磁屏蔽部32占有充分大的面积。此外，也可以使磁屏蔽部32和填埋磁屏蔽部50含有热硬化性树脂，对它们进行加热而发生硬化。
[0030]半导体模块10利用磁屏蔽部32和填埋磁屏蔽部50，对半导体元件24周边的磁场进行屏蔽。因此，在不丧失该特征的范围内，能够进行各种变形。例如，如果磁屏蔽部32和填埋磁屏蔽部50含有磁体，则不特别地予以限定。磁屏蔽部32和填埋磁屏蔽部50也可以是液体、胶体、橡胶、或者弹性体中的任意一种。另外，也可以将板状的固体状态的磁屏蔽部固定于封装树脂处。
[0031]磁屏蔽部32和填埋磁屏蔽部50的形成方法不特别地予以限定。例如，也可以将磁屏蔽部32涂敷或分散于封装树脂30。
[0032]也可以对半导体模块10的壳体13的构造、用于进行电连接的结构、以及用于进行电绝缘的结构等适当地进行变更。半导体元件24大多由Si形成，但也可以由宽带隙半导体形成。关于高速通断用途的半导体模块等，优选使用与硅相比低损耗且高温耐量高的宽带隙半导体。作为宽带隙半导体，例如存在碳化硅、氮化镓类材料或者金刚石。
[0033]通过使用宽带隙半导体，从而能够将半导体模块小型化。并且，磁屏蔽部32和填埋磁屏蔽部50不会增大半导体模块的规模。因此，适合于半导体模块10通过使用宽带隙半导体而实现小型化。
[0034]也可以对磁屏蔽部32进行喷雾喷射而喷向封装树脂30。另外，也可以在磁屏蔽部32的基础上，通过在磁屏蔽部32之上或之下形成导电性树脂，从而得到对电场进行屏蔽的效果。在该情况下，如果在壳体中设置有填埋导