[发明专利]功率用半导体模块

说明书

技术领域

本发明涉及使用于逆变器等功率变换装置中的绝缘型的功率用半导体模块。

背景技术

近年来，要求功率变换装置的小型化，使用于功率变换装置中的功率用半导体模块的小型化变得重要。

作为功率用半导体模块的构造，一般在作为散热板的金属板上隔着绝缘层形成布线图案，在其上设置功率用半导体元件并通过引线键合(wire bond)等而与各端子连接，并且用树脂进行密封。

这样的功率用半导体模块大致可分成2种，有用硅凝胶密封的壳体型(case-type)模块和用环氧树脂密封的传递模型(transfer-mold-type)模块(例如前者参照专利文献1，后者参照专利文献2)。在前者的壳体型模块中，作为绝缘层而使用陶瓷绝缘层，在后者的传递模型模块中，作为绝缘层而使用树脂绝缘层的情况较多。

但是，在以大电流、高电压实施开关动作的功率用半导体模块中，通过功率用半导体元件OFF时的电流的时间变化率di/dt和功率变换装置中包含的布线电感L，对功率用半导体元件施加浪涌电压ΔV＝L·di/dt。如果布线电感L大，则发生超过功率用半导体元件的耐压的浪涌电压，有时成为功率用半导体元件劣化的原因。

因此，功率用半导体模块要求小型化，并且低电感化也很重要。

在例如以往的半导体模块中，在陶瓷电路基板上搭载有作为电子零件的半导体元件(例如参照专利文献3)，该陶瓷电路基板具备将3层以上的陶瓷基板层叠并相互接合了的陶瓷多层基板、接合在陶瓷多层基板的上表面以及下表面的表层金属电路板、配置在形成于内层的陶瓷基板的电路贯通孔内的内层金属电路板、以及金属柱，该金属柱通过焊料将一端与内层金属电路板接合、将另一端与其他内层金属电路板或者表层金属电路板接合，该金属柱将内层金属电路板和其他内层金属电路板或者表层金属电路板连接起来。

另外，例如以往的半导体模块通过将模块内部的汇流条设为层叠构造来实现汇流条部分的低电感，从而实现半导体模块的低电感(例如参照专利文献4)。

专利文献1：日本特开平08-316357号公报

专利文献2：日本特开平10-135377号公报

专利文献3：日本特开2011-199275号公报

专利文献4：专利第4430497号公报

发明内容

上述专利文献3记载的以往的半导体模块使用了陶瓷多层基板，所以被认为能够使半导体模块小型化，并且在电路重叠的部分中也能够得到降低电感的效果。但是，在陶瓷多层基板中，由于是多层构造，所以热阻大，存在无法对搭载在陶瓷多层基板的功率用半导体元件开关时等的发热高效地散热的问题。另外，为了连接多层金属电路板彼此而使用金属柱、并作为电流路径的方法不适合于电流容量大的功率模块。

另外，在上述专利文献4记载的以往的半导体模块中，虽然能够在汇流条的层叠部分实现低电感化，但没有关于汇流条的输出端子的形状、汇流条与半导体元件的连接的说明，推测输出端子的形状、与功率用半导体元件的连接构造复杂化。另外，推测在汇流条之间夹着绝缘纸而与壳体插入成型等制造工序繁杂。另外，有如下担忧：壳体的树脂流动性恶化、需要扩大汇流条之间的距离，从而减弱了电感的降低效果。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于，得到一种以简单的结构实现小型化/低电感化，并且抑制了热阻增大的功率用半导体模块。

本发明的功率用半导体模块是在内部收纳多个功率用半导体元件而构成的绝缘型的功率用半导体模块，具备作为金属散热体的基底板、设置在上述基底板上的第一绝缘层、以及设置在上述第一绝缘层上的第一布线图案，上述第一布线图案上的规定区域是仅隔着树脂制的第二绝缘层而层叠第二层的第二布线图案的图案层叠区域。

本发明的功率用半导体模块是在内部收纳多个功率用半导体元件而构成的绝缘型的功率用半导体模块，具备作为金属散热体的基底板、设置在上述基底板上的第一绝缘层、以及设置在上述第一绝缘层上的第一布线图案，上述第一布线图案上的规定区域是仅隔着树脂制的第二绝缘层层叠第二层的第二布线图案的图案层叠区域。因此，能够在图案层叠区域层叠功率用半导体模块中的布线，能够以简单的结构实现功率半导体模块的小型化/低电感化。除此以外，功率用半导体元件能够配置于第一布线图案上的图案层叠区域以外的区域，能够对来自功率用半导体元件的发热高效地散热。

附图说明

图1是示意地示出本发明的实施方式1中的功率用半导体模块的结构的平面图。

图2是图1的平面图中的A1-A2剖面图。