[发明专利]功率模块

说明书

技术领域

本发明涉及散热性和可靠性优异的功率模块。

背景技术

从节能的观点出发，对于汽车而言，寻求高燃耗率化，且以电动机驱动的电动车、组合电动机驱动和发动机驱动的混合动力车备受关注。用于汽车的大容量的车载用电动机在电池的直流电压下难以驱动或控制，为了进行升压并进行交流控制而利用了功率半导体元件的开关的电力转换装置不可或缺。另外，功率半导体元件由于通电而发热，因此，对于搭载有功率半导体元件的功率模块而言，要求其具有较高散热能力的绝缘层。

例如，作为这种功率模块，已知有利用树脂外壳包装层叠体而制成构造体，并将该构造体安装至冷却体的构造，其中，该层叠体由功率半导体芯片、搭载功率半导体芯片的导体板、搭载导体板的金属基底板以及将导体板和金属基底板绝缘的陶瓷板构成。以低成本化为目的，例如，在专利文献1所记载的发明中，对树脂密封的导体板的散热面侧形成陶瓷喷镀膜，并作为绝缘层使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利第4023397号公报

发明所要解决的课题

但是，上述专利文献1中记载的绝缘层即喷镀膜由于膜中存在气孔，因此，在喷镀后的状态下，功率模块中必要的绝缘性能不足，而需要较厚地形成。另外，膜中的气孔会引起导热性能的劣化。因此，向孔内含浸树脂而提高绝缘性能和导热性能是有效的。另外，如果利用含浸树脂粘接于散热冷却用的金属基底板，则与经由油脂（grease）的安装方式相比，可赋予优异的散热性。但是，具有如下问题，由于与金属制的导体板或金属基底板的热膨胀系数差所引起的热应力，而在绝缘层的周围端部产生龟裂或剥离。

发明内容

用于解决课题的方案

根据本发明的一方式，提供一种功率模块，其包括：密封体，其用树脂将搭载有半导体芯片的导体板以该导体板的散热面露出的方式密封；散热部件，其以与散热面相对的方式配置；和绝缘层，其配置于密封体与散热部件之间，绝缘层具有：层叠体，该层叠体是将含浸有含浸用树脂的陶瓷喷镀膜和混入有具有良好导热性的填料的粘接用树脂层层叠而成，以与散热部件和至少散热面的整个区域相接触的方式设置；和应力缓和用树脂部，其以覆盖层叠体的端部的整个边缘（整周、整个周围）的方式设置于散热部件与密封体的间隙。

发明效果

根据本发明，通过设置应力缓和用树脂部，能够缓和绝缘层的端部的应力，并能够实现功率模块的可靠性的提高。

附图说明

图1是表示本发明的功率模块的一实施方式的图，是功率模块的外观立体图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是表示功率模块构造体3000的图；

图4是功率模块300的电路图；

图5是表示一次密封体302的制造工序的图；

图6是表示一次密封体302的制造工序的图，是表示图5的下一个工序的图；

图7是表示一次密封体302的制造工序的图，是表示图6的下一个工序的图；

图8是表示一次密封体302的制造工序的图，是表示利用密封树脂348进行的密封后的状态；

图9是说明密封树脂348的传递模工序的图；

图10是一次密封体302的立体图；

图11是表示辅助模体600的图；

图12是用于说明将功率模块构造体3000向模块外壳304进行封入的图；

图13是由图2的符号B表示的部分的放大图；

图14是表示形成喷镀膜333A之前的一次密封体302的剖视图；

图15是说明喷镀膜333A的形成工序的图；

图16是说明喷镀膜333A的形成工序的图，表示与图16连续的工序；

图17是表示含浸作业后的一次密封体302的图；

图18是表示第二实施方式的功率模块的剖视图；

图19是说明功率模块的组装工序的图；

图20是表示在形成有绝缘层333的模块外壳304中插入一次密封体302的状态的图；

图21是表示形成有绝缘层333的散热部307B的图；

图22是说明第三实施方式的图；

图23是说明层叠体的第一形成方法的图；

图24是说明层叠体的其它形成方法的图；

图25是表示第一变形例的图；

图26是表示第二变形例的图；