[发明专利]功率半导体模块

权利要求书

1.一种功率半导体模块，具有在表面具有Cu层的功率半导体元件、 以及在SiNx陶瓷板的两面具有Cu层的Cu/SiNx/Cu层叠体的绝缘部，

将所述功率半导体元件和所述绝缘部以彼此的Cu层相对的方式进 行配置，并在2个Cu层之间用Bi系焊接材料接合而成，

所述Cu/SiNx/Cu层叠体中Cu的纯度为99.96％以上，

所述Cu/SiNx/Cu层叠体的热膨胀系数与所述功率半导体元件的热 膨胀系数的差为1.6ppm/℃以下。

2.一种功率半导体模块，具有功率半导体元件、在SiNx陶瓷板的 两面具有Cu层的Cu/SiNx/Cu层叠体的绝缘部、以及在表面具有Cu层 的散热板，将所述绝缘部和所述散热板以彼此的Cu层相对的方式进行 配置，并在2个Cu层之间用Bi系焊接材料接合而成，

所述Cu/SiNx/Cu层叠体中Cu的纯度为99.96％以上，

所述Cu/SiNx/Cu层叠体的热膨胀系数与所述功率半导体元件的热 膨胀系数的差为1.6ppm/℃以下。

3.根据权利要求1或2所述的功率半导体模块，所述Cu/SiNx/Cu 层叠体的热膨胀系数通过调整所述SiNx陶瓷板和所述Cu层的厚度来 调整。

4.根据权利要求1或2所述的功率半导体模块，所述Bi系焊接材 料是(1)Bi单质、(2)在Bi中分散有CuAlMn合金粒子的Bi-CuAlMn、 (3)在Bi中添加了Cu的材料、或(4)在Bi中添加了Ni的材料。

5.根据权利要求3中所述的功率半导体模块，所述Bi系焊接材料 是(1)Bi单质、(2)在Bi中分散有CuAlMn合金粒子的Bi-CuAlMn、 (3)在Bi中添加了Cu的材料、或(4)在Bi中添加了Ni的材料。

6.根据权利要求4所述的功率半导体模块，所述在Bi中添加了 Ni的材料的Ni含有率为0.01质量％～7质量％。

7.根据权利要求5所述的功率半导体模块，所述在Bi中添加了 Ni的材料的Ni含有率为0.01质量％～7质量％。

8.根据权利要求4所述的功率半导体模块，所述在Bi中添加了 Cu的材料的Cu含有率为0.01质量％～5质量％。

9.根据权利要求5所述的功率半导体模块，所述在Bi中添加了 Cu的材料的Cu含有率为0.01质量％～5质量％。

10.根据权利要求4所述的功率半导体模块，所述Bi-CuAlMn的 CuAlMn合金粒子含有率为0.5质量％～20质量％。

11.根据权利要求5所述的功率半导体模块，所述Bi-CuAlMn的 CuAlMn合金粒子含有率为0.5质量％～20质量％。

12.根据权利要求2所述的功率半导体模块，具有在表面具有Ni 层的所述功率半导体元件、以及在表面具有Ni层的所述绝缘部，将所 述功率半导体元件和所述绝缘部以彼此的Ni层相对的方式进行配置， 并在该2个Ni层之间用Zn_(1-x-y)Al_xM_y所表示的合金接合而成，其中， x是0.02～0.10，y是0～0.02，M表示除锌和铝以外的金属。

13.根据权利要求1、2、5～12中任一项所述的功率半导体模块， 所述功率半导体元件用GaN或SiC形成。

14.根据权利要求3所述的功率半导体模块，所述功率半导体元件 用GaN或SiC形成。

15.根据权利要求4所述的功率半导体模块，所述功率半导体元件 用GaN或SiC形成。

16.根据权利要求2、5～12、14～15中任一项所述的功率半导体模 块，所述散热板是在Mo层的两面具有Cu层的Cu层/Mo层/Cu层的层 叠体。