[发明专利]功率半导体模块及电源单元装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率半导体模块，该功率半导体模块构成例如用于汽车用电动助力转向装置的电动机等旋转电气设备的逆变器电路的一部分、或继电器电路。

背景技术

作为现有的功率半导体模块,可举出例如日本专利第4540884号（专利文献1）中所示出的功率半导体模块。该模块中，半导体元件直接设置于多个具有导电性的散热基板上，它们同与半导体电连接的多个外部连接电极一起通过传递模塑成形在模塑封装的内部成形为一体。

多个散热基板的设置有半导体元件的面的相反侧部分上的模塑封装较薄，从半导体元件发出的热量在通过散热基板后，通过较薄的树脂封装，之后，发出的热量散发至安装在功率半导体模块的外部的散热器等。此外，功率半导体模块和散热器通过具有散热性的绝缘粘接剂等相接合。

另外，为了确保电流容量，半导体元件间的电源线连接通过实施多条引线的接合来实现。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4540884号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，采用这种结构的功率半导体模块具有以下问题：由于分别单独准备的多个外部连接端子和散热基板通过焊接等相接合，因此使得模块增大了接合面积部分这么大的多余面积，从而阻碍了小型化。

另外，由于采用使半导体元件发出的热量在通过散热基板后、再通过热传导性较差的模塑封装的结构，因此在散热性方面较为不利，其结果是，不得不通过扩大散热基板的面积来确保散热性能，结果阻碍了模块的散热性、小型化。

另外，尽管为了确保电流容量而采用以多条引线接合来进行布线的电源线，但在使用性上受到限制，在降低内部电阻上也受到限制。此外，需要实施多次引线接合，使得在可靠性上也存在问题。

本发明是为了解决上述问题而完成的，提供了一种能够实现小型化、散热性良好、降低了内部电阻、且可靠性较高的功率半导体模块。另外，在与致动器的连接结构中，由于采用了能够将功率半导体模块的端子用于其它作用的结构，因此，能够小型化、且降低成本。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的功率半导体模块具有：多个第1金属板，该多个第1金属板配置在同一平面上；功率半导体元件（以下称为功率半导体芯片），该功率半导体元件装载在该第1金属板上；以及第2金属板，该第2金属板呈拱桥状，由桥框部和支撑该桥框部的脚部构成，且利用该脚部来适当地焊接接合所述功率半导体芯片的电极之间，并适当地焊接接合功率半导体芯片的电极和所述第1金属板之间，所述功率半导体模块由树脂封装构成，该树脂封装利用电气绝缘性树脂将这些构件进行密封而得以形成，所述脚部的焊接接合部利用弯曲加工形成为平面状，并且设置在比所述桥框部要低的位置上。

另外，本发明所涉及的电源单元装置中，在散热器部上设置有功率半导体模块，两者之间夹持有对上述功率半导体模块产生的热量进行散热的热传导材料，并且所述电源单元装置还包括经由该热传导材料向所述散热器部按压所述功率半导体模块的按压机构。

发明效果

根据本发明的功率半导体模块，由于第2金属板与半导体芯片之间的接合部以及第2金属板与第1金属板之间的接合部比其他部分要低，因此，不会发生第2金属板的接合部的焊料从电极中溢出的情况，从而能稳定地相接合。另外，由于在接合部周边稳定地形成有焊料倒角，因此使得连接得以稳定。另外，由于第2金属板采用在接合部处弯曲的结构，因此，能缓和热应力，从而提高可靠性。并且，第2金属板可以构成为具有与半导体芯片电极大致相同的宽度，从而能降低内部电阻。

另外，根据本发明的电源单元装置，能容易地抑制功率半导体模块和散热器部之间的热阻抗偏差，从而使得散热性变得稳定。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的功率半导体模块的立体图。

图2是示出了本发明的实施方式1所涉及的功率半导体模块，图2（a）为俯视图，图2（b）为图2（a）中的A－A线处的放大剖视图。

图3是本发明的实施方式1所涉及的功率半导体芯片的立体图。

图4是示出了本发明的实施方式1所涉及的功率半导体模块的主要部分，是图1中的B部分的放大图。

图5是示出了本发明的实施方式1所涉及的功率半导体模块的主要部分，图5（a）是从背面对树脂模塑封装进行观察的俯视图，图5（b）是图5（a）中的B－B线处的放大剖视图。

图6是组装有本发明的实施方式2所涉及的功率半导体模块的设备的俯视图。