[发明专利]功率半导体模块以及电力变换装置

说明书

功率半导体模块(1)具备电路基板(10)、包含半导体基板(20)的功率半导体元件(19)以及至少一个接合部(5)。至少一个接合部(5)包含远离半导体基板(20)的第1金属构件(12)、靠近半导体基板(20)的第2金属构件(23)以及将第1金属构件(12)和第2金属构件(23)互相接合的接合层(15)。在同一温度下，第1金属构件(12)的0.2％屈服强度比第2金属构件(23)的0.2％屈服强度更小，并且比接合层(15)的剪切强度更小。

技术领域

本发明涉及功率半导体模块及电力变换装置。

背景技术

日本特开2008-41707号公报(专利文献1)公开了具备半导体元件、金属基板和将半导体元件接合到金属基板的接合层的半导体装置。在该半导体装置中，在同一温度下，接合层的0.2％屈服强度等于金属基板的0.2％屈服强度或者更大。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-41707号公报

发明内容

本发明的目的是延长功率半导体模块及电力变换装置的寿命。

用于解决课题的手段

本发明的功率半导体模块具备电路基板、包含半导体基板的功率半导体元件以及至少一个接合部。至少一个接合部包含远离半导体基板的第1金属构件、靠近半导体基板的第2金属电路构件以及将第1金属构件和第2金属构件互相接合的接合层。在同一温度下，第1金属构件的0.2％屈服强度比第2金属构件的0.2％屈服强度更小，并且比接合层的剪切强度更小。

本发明的电力变换装置具备主变换电路和控制电路。主变换电路具有本发明的功率半导体模块，并且被构成为将所输入的电力进行变换并输出。控制电路被构成为将控制主变换电路的控制信号输出到主变换电路。

发明效果

第1金属构件的0.2％屈服强度比第2金属构件的0.2％屈服强度更小，并且比接合层的剪切强度更小。因此，即使对功率半导体模块施加冷热循环，也会在远离半导体基板的第1金属构件中选择性地产生裂纹。通过接合层，防止该裂纹进展到功率半导体元件中。能够防止在功率半导体元件中发生裂纹。根据本发明的功率半导体模块及电力变换装置，能够延长功率半导体模块及电力变换装置的寿命。

附图说明

图1是实施方式1的功率半导体模块的概要平面图。

图2是实施方式1的功率半导体模块的在图1中所示出的剖面线II-II中的概要剖面图。

图3是示出实施方式1的功率半导体模块的制造方法的一个工序的概要剖面图。

图4是示出实施方式1的功率半导体模块的制造方法中的在图3中所示出的工序的后继工序的概要剖面图。

图5是示出实施方式1的功率半导体模块的制造方法中的在图4中所示出的工序的后继工序的概要剖面图。

图6是示出实施方式1的功率半导体模块的制造方法中的在图5中所示出的工序的后继工序的概要剖面图。

图7是示出实施方式1的功率半导体模块的制造方法中的在图6中所示出的工序的后继工序的概要剖面图。

图8是实施方式2的功率半导体模块的概要剖面图。

图9是实施方式3的功率半导体模块的概要平面图。

图10是实施方式3的功率半导体模块的在图9中所示出的剖面线X-X中的概要剖面图。

图11是实施方式4的功率半导体模块的概要剖面图。

图12是示出实施方式5的电力变换系统的结构的框图。