[发明专利]功率模块和使用它的电力变换装置

说明书

技术领域

本发明涉及搭载于汽车等车辆的电力变换装置，特别涉及搭载有伴随发热的电子部件的功率模块和使用它的电力变换装置。

背景技术

例如，以下的文献公开了伴随发热的电子部件的两面散热结构。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-57212号公报

专利文献1中，构成为在对搭载有功率模块的外壳的开口面用盖体封口，使功率半导体元件的发热向外壳和盖体的两面散热的结构中，将盖体压紧、固定于外壳上搭载的功率模块。

如专利文献1所示用盖体压紧固定功率模块的情况下，为了确保散热性能需要使盖体和功率模块精度良好地密合，必须以最佳的压紧力密合。压紧力过强时担心功率模块损伤，过弱时担心功率模块与盖体的接触面积减少、散热性能降低。因而不容易进行适当的压紧力的设定。

发明内容

发明要解决的课题

本发明的课题是实现搭载有发热量大的功率半导体元件的功率模块的高散热化。

此外，本发明的其他课题是提高功率半导体元件的连接可靠性。

此外，本发明的其他课题是吸收功率模块的构成部件的高度差。

此外，本发明的其他课题是抑制组装时功率模块上产生的应力。

用于解决课题的方案

根据本发明的第一方式，功率模块包括搭载有多个功率半导体元件的功率单元、散热部件和外壳，功率单元具有功率半导体元件、引线框和密封树脂，引线框连接到功率半导体元件的两面，上侧和下侧引线框的外表面的一部分从所述密封树脂露出，外壳由外壳基座和外壳盖构成，按照外壳基座、述散热部件、功率单元、散热部件、外壳盖的顺序叠层，设外壳基座的外形尺寸为S₁、外壳盖的外形尺寸为S₂、功率单元的引线框露出部尺寸为S₃时，S₁>S₂>S₃的关系成立，外壳盖被按压到外壳基座的支承部而被固定。

根据本发明的第二方式，在第一方式的功率模块中，优选散热部件比密封树脂软。

根据本发明的第三方式，优选功率模块包括密封体，其具有半导体元件、经由金属接合部件与半导体元件的一个电极面连接的第一引线框、经由金属接合部件与半导体元件的另一个电极面连接的第二引线框、和用于将半导体元件与第一引线框以及第二引线框密封的密封部件；壳体，其收纳密封体，并形成有开口部；盖，其形成为比壳体的开口部的开口面积大；第一绝缘部件，其配置在密封体与壳体的内壁之间；和第二绝缘部件，其配置在密封体与盖之间，第一引线框从密封部件露出，且该第一引线框的露出面与第一绝缘部件接触，第二引线框从密封部件露出，且该第二引线框的露出面与第二绝缘部件接触，壳体形成有盖支承部，该盖支承部形成在该壳体的开口部的周围，盖形成有与第二绝缘部件的相对部分朝向密封体一侧突出的突出部，且该盖被固定于盖支承部，第一绝缘部件和第二绝缘部件的至少一方构成为其厚度响应规定以上的按压力变化，且该第一绝缘部件和该第二绝缘部件的至少一方在其厚度因来自盖的突出部的按压力而变化的状态下被按压到密封体。

根据本发明的第四方式，在第三方式的功率模块中，优选将从壳体的内壁到盖支承部的与盖的相对面的高度定义为h₁，将突出部的高度定义为h₂，将从第一引线框的露出面到第二引线框的露出面的高度定义为h₃，将第一绝缘部件的厚度与第二绝缘部件的厚度的和定义为T时，T>h₁－h₂－h₃的关系成立。

根据本发明的第五方式，在第三或第四方式的功率模块中，优选第一绝缘部件和所述第二绝缘部件的至少一方的压缩率为10%以上～60%以下。

根据本发明的第六方式，在第三～五方式的功率模块中，优选第二引线框在与半导体元件的另一个电极面的相对部分形成有凸部，且半导体元件配置于该凸部，第二引线框的露出面形成为比凸部的面积大。

根据本发明的第七方式，在第三～六方式的功率模块中，优选密封体的从第一引线框的露出面的垂直方向投影的投影部呈大致四边形，且形成有从该大致四边形的相邻两边分别突出的突起，壳体在该壳体内壁形成有用于与突起嵌合的凹部。