[發明專利]功率半導體模塊

有效

• 申請號: 201080066906.3
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN102906874A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 畑井彰;田村靜里
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L25/065;H01L25/18
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 何立波;張天舒

技術領域

本發明涉及功率轉換裝置，特別是涉及用于功率轉換裝置的功率半導體模塊的安裝構造。

背景技術

對電動機進行驅動的功率轉換裝置中使用的功率半導體模塊運轉時的發熱量多。該發熱由安裝在功率半導體模塊內部的晶體管元件及二極管元件等功率半導體元件產生。因此，在現有的功率轉換裝置中，通過在功率半導體模塊的外部設置冷卻片或冷卻風扇等冷卻構造，進行功率半導體模塊的散熱及冷卻。

另外，在專利文獻1中公開了下述技術，即，為了可以減小內部不均勻的熱分布或溫度梯度，可以減小由半導體元件間的配線形成的電感成分，可以對應于功率半導體元件的發熱條件而有效地冷卻，因而使得功率半導體模塊由冷卻用基體和各自安裝在該冷卻用基體的正反表面上的至少2個功率半導體元件構成，功率半導體元件包含IGBT和二極管，IGBT安裝在冷卻用基體的正反面中的一方或另一方上，二極管安裝在冷卻用基體的正反面中的一方或另一方上，且位于隔著冷卻用基體而與IGBT的安裝位置一致的位置。

另外，在專利文獻2中公開了下述技術，即，為了減小造成半導體裝置中的通斷時的過沖電壓增大及與其伴隨的元件破壞和功率損耗增大的電感，使橋接連接半導體開關的配線的一部分層疊化，將至少2對的與所述配線連接的正極負極直流端子對，使直流端子正負極交替地并列設置在半導體裝置的方形殼體上表面的1邊上。

專利文獻1：日本特開2007－12721號公報

專利文獻2：日本特開2001－286158號公報

發明內容

但是，在功率半導體模塊的外部設置冷卻片或冷卻風扇等冷卻構造的方法中，存在導致妨礙功率轉換裝置小型化及低成本化的問題。

另外，在專利文獻1公開的方法中，由于隔著冷卻用基體而將功率半導體元件安裝在兩個表面，因而存在妨礙功率半導體模塊小型化及低成本化的問題。

另外，在專利文獻2公開的方法中，由于半導體開關安裝在金屬底板的一個表面，因而存在導致功率半導體模塊大型化的問題。

本發明是鑒于上述情況提出的，其目的在于，通過無需隔著冷卻用基體，將功率半導體元件安裝在基板的兩個表面，從而實現低噪聲、小型、低成本的功率半導體模塊。

為了解決上述課題、實現目的，本發明的功率半導體模塊的特征在于，具有：第1絕緣性基板，其在兩個表面形成有導體圖案；第1晶體管芯片，其安裝在所述絕緣性基板的正面，由形成有上橋臂用晶體管元件的寬帶隙半導體形成；以及第2晶體管芯片，其安裝在所述絕緣性基板的背面，由形成有下橋臂用晶體管元件的寬帶隙半導體形成，并且，將絕緣性基板的兩個表面的導電圖案配置為面對稱。

發明的效果

根據本發明，無需設置冷卻用基體、冷卻片、冷卻風扇等冷卻構造，即可將形成有晶體管元件的晶體管芯片安裝在絕緣性基板的兩個表面，從而得到可以實現功率半導體模塊的低噪聲化、小型化、低成本化的效果。

附圖說明

圖1（a）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式1的概略結構的俯視圖，圖1（b）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式1的概略結構的后視圖，圖1（c）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式1的概略結構的側視圖，圖1（d）是由圖1（a）至圖1（c）的A-A’線剖斷的剖視圖。

圖2是表示包含圖1的功率半導體模塊的功率轉換裝置的電路結構的圖。

圖3（a）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式2的概略結構的俯視圖，圖3（b）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式2的概略結構的一側的側視圖，圖3（c）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式2的概略結構的后視圖，圖3（d）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式2的概略結構的另一側的側視圖。

圖4（a）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式3的概略結構的俯視圖，圖4（b）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式3的概略結構的后視圖，圖4（c）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式3的概略結構的側視圖。

圖5（a）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式4的概略結構的俯視圖，圖5（b）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式4的概略結構的側視圖，圖5（c）是表示本發明所涉及的功率半導體模塊的實施方式4的概略結構的后視圖。