[发明专利]功率半导体模块及其制造方法、电力变换器

权利要求书

1.一种功率半导体模块，其特征在于，具备：

金属板，具有带凸檐贯通孔；和

带绝缘层金属块，在金属块的上表面以外的各表面和该上表面的除了元件安装区域以外的部分直接形成有由陶瓷材料构成的绝缘层，

其中，所述带绝缘层金属块以其上部侧与所述带凸檐贯通孔的凸檐抵接的方式嵌合于所述金属板的所述带凸檐贯通孔内，并通过所述绝缘层确保所述金属块与所述金属板之间的电绝缘，

并且，在所述金属块的上表面的所述元件安装区域固定有功率半导体元件，

所述功率半导体元件与隔着绝缘材料配置于所述金属板上的电路图案通过连接导体进行连接。

2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述带绝缘层金属块通过在上部具有凸状的阶梯部的金属块的上表面以外的各表面和该上表面的除了元件安装区域以外的部分直接形成由陶瓷材料构成的绝缘层而形成，所述带绝缘层金属块以形成于所述阶梯部的底面的绝缘层与所述带凸檐贯通孔的凸檐抵接的方式嵌合于所述金属板的所述带凸檐贯通孔内。

3.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述带绝缘层金属块的底面从所述金属板的背面突出。

4.根据权利要求2所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述带绝缘层金属块的底面从所述金属板的背面突出。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述绝缘层的厚度为50μm以上且2000μm以下。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述绝缘层为由选自填料组中的至少一种材料构成的陶瓷层，所述填料组由氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮化硼构成。

7.根据权利要求5所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述绝缘层为由选自填料组中的至少一种材料构成的陶瓷层，所述填料组由氧化硅、氧化铝、氮化硅、氮化铝、氮化硼构成。

8.根据权利要求6所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述绝缘层通过使用等离子喷涂法使由选自所述填料组中的至少一种材料构成的陶瓷微粒沉积而形成。

9.根据权利要求7所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述绝缘层通过使用等离子喷涂法使由选自所述填料组中的至少一种材料构成的陶瓷微粒沉积而形成。

10.根据权利要求6所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述绝缘层通过使用气溶胶沉积法使由选自所述填料组中的至少一种材料构成的陶瓷微粒沉积而形成。

11.根据权利要求7所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述绝缘层通过使用气溶胶沉积法使由选自所述填料组中的至少一种材料构成的陶瓷微粒沉积而形成。

12.根据权利要求1～4中任一项所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述电路图案为固定于所述金属板上的印制基板的电路图案，并且在该电路图案上固定有电子部件。

13.根据权利要求12所述的功率半导体模块，其特征在于，

在所述印制基板的上方配置有固定有电子部件的另一个印制基板。

14.一种电力变换器，其特征在于，具备：

权利要求1～13中任一项所述的功率半导体模块和散热器，其中，所述功率半导体模块以所述金属块的下表面隔着所述绝缘层与所述散热器抵接的方式固定于所述散热器。

15.一种功率半导体模块的制造方法，其特征在于，包括如下工序：

在金属板形成带凸檐贯通孔的工序；

在金属块的上表面以外的各表面和该上表面的除了元件安装区域以外的部分直接形成由陶瓷材料构成的绝缘层而构成带绝缘层金属块的工序；

将功率半导体元件固定于所述金属块的上表面的所述元件安装区域的工序；

将所述带绝缘层金属块以其上部侧抵接于所述带凸檐贯通孔的凸檐的方式嵌合并固定于所述金属板的所述带凸檐贯通孔内，并通过所述绝缘层确保所述金属块与所述金属板之间的电绝缘的工序；

隔着绝缘材料在所述金属板上形成电路图案的工序；以及

通过连接导体将所述功率半导体元件和所述电路图案进行连接的工序。