功率模块以及电力转换装置的制作方法

本公开涉及功率模块以及电力转换装置。

背景技术：

1、在工业设备、家电以及信息终端等所有产品中搭载有功率模块，对功率模块要求高生产率。对于搭载于电动汽车的功率模块要求较高的散热性，为了可靠地进行相对于水冷套的紧固而要求较高的平面度。另外，也同时要求是能够在sic半导体中采用的封装形态，该sic半导体由于动作温度高、效率优异，因此今后成为主流的可能性高。

2、功率模块随着环境问题的深化，在电能的发电、输电以及再生的所有场景中正在普及。在功率模块中，为了处理大电流和高电压，使用具有高绝缘性和散热性的陶瓷基板作为绝缘基板。但是，作为陶瓷基材的原材料的氮化铝和氮化硅等与用于散热部件等的铜和铝相比，线膨胀系数明显小。因此，在将这些部件接合时，在接合部位会产生较大的热应力，存在散热部件容易产生翘曲及温度循环时的裂纹的问题。

3、例如，在专利文献1中提出了如下的功率模块的结构：在陶瓷基板上搭载半导体元件，通过引线键合进行电路形成，使用引脚端子作为外部端子。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特许第5978589号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、然而，在专利文献1所记载的技术中，在陶瓷基板的上表面，为了搭载半导体元件及引脚端子而设置有成为电路图案的正面导体层，但在陶瓷基板的下表面大致整面地设置有背面导体层。

3、在电动汽车等车载用功率模块的情况下，元件尺寸超过10mm见方，在6合1模块的情况下元件数为12个，陶瓷基板的尺寸为60mm～70mm见方的大型。

4、若将大型的陶瓷基板与铜或铝制的散热部件接合，则陶瓷基板与散热部件的线膨胀系数之差大，因此散热部件会产生过大的翘曲。在使用散热部件进行水冷(液冷)的情况下，通常需要固定于作为金属制的刚体的水冷套。虽然通过基于螺纹紧固等的紧固而抑制了某种程度的翘曲，但为了均等地对用于得到水密的o形环施加变形压力，需要进一步抑制翘曲。

5、因此，本公开的目的在于，提供一种在功率模块中能够抑制因热应力而产生的散热部件的翘曲的技术。

6、用于解决课题的手段

7、本公开的功率模块具备：半导体元件；绝缘基板，其具有搭载所述半导体元件的搭载面；以及散热部件，其接合于所述绝缘基板的与所述搭载面相反的一侧的面，所述绝缘基板中的与所述散热部件接合的接合区域是与搭载有所述半导体元件的部分对应的区域，所述绝缘基板中的与所述散热部件接合的接合区域的面积比搭载有所述半导体元件的部分的面积小。

8、发明效果

9、根据本公开，通过减小绝缘基板中的与散热部件接合的接合区域的面积，能够抑制因热应力而产生的散热部件的翘曲。

10、本公开的目的、特征、方面以及优点通过以下的详细说明和附图而变得更清楚。

技术特征：

1.一种功率模块，其具备：

2.根据权利要求1所述的功率模块，其中，

3.根据权利要求1所述的功率模块，其中，

4.根据权利要求1所述的功率模块，其中，

5.根据权利要求1所述的功率模块，其中，

6.根据权利要求1所述的功率模块，其中，

7.一种电力转换装置，其具备：

技术总结目的在于提供一种在功率模块中能够抑制因热应力而产生的散热部件的翘曲的技术。功率模块具备：半导体元件(21、22)；陶瓷基板(10)，其具有搭载半导体元件(21、22)的搭载面；以及翅片基底(70)，其接合于陶瓷基板(10)的与搭载面相反的一侧的面，陶瓷基板(10)中的与翅片基底(70)接合的接合区域是与搭载有半导体元件(21、22)的部分对应的区域，陶瓷基板(10)中的与翅片基底(70)接合的接合区域的面积比搭载有半导体元件(21、22)的部分的面积小。技术研发人员：藤野纯司,川添智香,小川道雄,井本裕儿,和田文雄受保护的技术使用者：三菱电机株式会社技术研发日：技术公布日：2024/11/18