[發明專利]功率半導體模塊

有效

• 申請號: 201811253311.3
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109727932B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 川村大地;增田徹;楠川順平;櫻井直樹
• 申請（專利權）人: 株式會社日立功率半導體
• 主分類號: H01L23/31
• 分類號: H01L23/31;H01L23/488;H01L23/498
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 陳彥;馬鐵軍

提供功率半導體模塊，在絕緣基板下產生空隙時抑制電暈放電、提高絕緣性。以硬釬焊料(8?2)的端部(8?2e)與絕緣基板(2)側面的下方延長線之間距離為a，以助焊劑(11)的軟釬焊料(9?2)側的端部(11e)與絕緣基板(2)側面的下方延長線之間距離為b，則a小于b。軟釬焊料(9?2)的端部位置被助焊劑(11)限制，硬釬焊料(8?2)的絕緣基板(2)的側面一側端部(8?2e)的位置，相比于軟釬焊料(9?2)的絕緣基板(2)側面一側的端部位置，更接近絕緣基板(2)側面一側。即使硬釬焊料(8?2)與軟釬焊料(9?2)之間產生空隙，因硬釬焊料(8?2)及軟釬焊料(9?2)同為接地電勢而抑制電暈放電。

技術領域

本發明涉及抑制電暈放電且提高絕緣可靠性的功率半導體模塊。

背景技術

搭載功率半導體模塊的電源轉換器(變流器、逆變器)，廣泛應用于鐵路和汽車工業以及電力、社會基礎設施等各領域，處理高電壓的功率半導體模塊要求具有高絕緣可靠性。

功率半導體模塊的外周部由于空氣/絕緣物的沿面(沿面)而被絕緣，通過標準(例如IEC60664)限定空間距離、沿面距離以在預定的環境中不會發生短路、放電。

另外，在以高密度組裝有功率半導體芯片、絕緣基板、接合線等的模塊內部，通過增加空間距離或沿面距離來確保絕緣性是困難的，因此在內部安裝部件的周圍通過絕緣樹脂進行密封來實現各部件間的絕緣。

作為對模塊內部進行密封的絕緣樹脂材，例如，在額定電流100安培以上的大容量功率半導體模塊中通常使用硅膠等軟質樹脂。

對于功率半導體模塊，在金屬底座上依次搭載有軟釬焊料(半田)、背面電極、硬釬焊料(ロウ材)、絕緣基板及半導體芯片，并配置在絕緣殼體內。并且，在絕緣殼體內填充絕緣樹脂以實現各部件的絕緣。

此處，雖然絕緣基板與金屬底座之間距離狹小，但軟釬焊料傾向于在金屬底座面上潤濕擴散，產生軟釬焊料流淌，從而在絕緣基板與軟釬焊料之間形成狹小的空隙。雖然絕緣基板與金屬底座之間距離狹小，但是絕緣基板與軟釬焊料之間更加狹小。

因此，存在絕緣基板與軟釬焊料之間未填充絕緣樹脂從而產生空隙的情況，在此空隙處有發生電暈放電的可能性。

為此，專利文獻1中記載的技術中，對金屬底座上表面進行激光照射從而形成金屬氧化膜，以抑制軟釬焊料流淌。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1

日本特開2008-207207號公報

發明內容

發明所要解決的課題

然而，在專利文獻1所記載的技術中，考慮到對于金屬底座上的絕緣基板的組裝位置精度(與絕緣基板的表面平行方向的位置精度)的變動，要在從對應絕緣基板搭載區域的位置以預定距離來形成金屬氧化膜。因此，常見產生軟釬焊料流淌，直至金屬氧化膜，從而在絕緣基板與軟釬焊料之間顯著存在窄幅區域，在該窄幅區域內未填充絕緣樹脂從而形成空隙。因而會有在此空隙處發生電暈放電的可能性的問題。

本發明是鑒于上述現有技術的問題而完成的，其目的在于，提供一種即使在絕緣基板下產生空隙的情況下，也能夠抑制電暈放電發生、提高絕緣可靠性的功率半導體模塊。

解決課題的手段

為了達成上述目的，本發明為如下構成。