[发明专利]半导体模块、其制造方法以及电力变换装置

说明书

本发明得到能够防止可靠性的降低的半导体模块、其制造方法以及电力变换装置。比下表面电极(3)薄的导电薄膜(7)在陶瓷基板(2)的下表面与下表面电极(3)相比设置于外侧，与下表面电极(3)连接。从下表面电极(3)的外周至陶瓷基板(2)的外周为止的长度，与从上表面电极(4、5)的外周至陶瓷基板(2)的外周为止的长度相同。导电薄膜(7)的厚度小于或等于陶瓷基板(2)的厚度的一半。

技术领域

本发明涉及半导体模块、其制造方法以及电力变换装置。

背景技术

在工业用设备以及电动铁路车辆的电动机控制等使用着半导体模块。在半导体模块中硅凝胶被用作绝缘封装材料(例如，参照专利文献1的图20)。

专利文献1：国际公开第2016/098431号

在使应用了半导体模块的设备在高海拔运转的情况下，环境气氛的压力容易变低。因此，在硅凝胶之中产生气泡，随着产生部位的不同，在模块内部产生局部放电，寿命变短。特别地，如果在陶瓷基板的下侧的檐部分处在硅凝胶产生气泡，则即使是低电压也容易产生局部放电。即使在并非是高海拔使用的情况下，也由于在组装时来自陶瓷基板的钎焊材料或焊料的脱气，而在檐部分容易储存气泡。并且，陶瓷基板的下侧的气泡从上方通过目视检查无法发现，在市场上的使用中绝缘性降低。

为了抑制局部放电，想到使基板下表面的下表面电极与上表面电极相比向外侧延长。但是，由于上表面电极和下表面电极的不平衡，所以如果施加温度循环则对陶瓷板施加应力。如果该应力超过陶瓷基板的弯曲强度，则陶瓷基板破裂，绝缘性受损。其结果，存在可靠性降低的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于，得到能够防止可靠性的降低的半导体模块、其制造方法以及电力变换装置。

本发明涉及的半导体模块具备：基座板；陶瓷基板，其设置于所述基座板之上；下表面电极，其设置于所述陶瓷基板的下表面，与所述基座板接合；上表面电极，其设置于所述陶瓷基板的上表面；半导体芯片，其与所述上表面电极接合；导电薄膜，其在所述陶瓷基板的下表面，与所述下表面电极相比设置于外侧，与所述下表面电极连接，比所述下表面电极薄；以及绝缘树脂，其对所述陶瓷基板、所述下表面电极、所述上表面电极、所述半导体芯片以及所述导电薄膜进行封装，从所述下表面电极的外周至所述陶瓷基板的外周为止的长度，与从所述上表面电极的外周至所述陶瓷基板的外周为止的长度相同，所述导电薄膜的厚度小于或等于所述陶瓷基板的厚度的一半。

发明的效果

在本发明中，将从下表面电极的外周至陶瓷基板的外周为止的长度，设为与从上表面电极的外周至陶瓷基板的外周为止的长度相同。

由此，减少了对陶瓷基板的应力。另外，导电薄膜在陶瓷基板的下表面，与下表面电极相比设置于外侧，与下表面电极连接。由于基座板和导电薄膜为相同电位，所以在绝缘树脂之中产生的气泡不分担电位，因此，在该部位不产生局部放电。因此，即使产生气泡，也能够将局部放电的产生开始电压保持得较高。另外，导电薄膜的厚度小于或等于陶瓷基板厚度的一半。即使设置这样薄的导电薄膜也不影响对陶瓷基板的应力，因此，能够防止在温度循环时的陶瓷基板的破裂。其结果，能够防止可靠性的降低。

附图说明

图1是表示实施方式1涉及的半导体模块的剖面图。

图2是表示对比例涉及的半导体模块的剖面图。

图3是表示实施方式2涉及的半导体模块的剖面图。

图4是表示电力变换系统的结构的框图，在该电力变换系统中应用了实施方式3涉及的电力变换装置。

标号的说明

1基座板，2陶瓷基板，3下表面电极，4、5上表面电极，7导电薄膜，8、9半导体芯片，16绝缘树脂，200电力变换装置，201主变换电路，202半导体装置，203控制电路