[發明專利]功率模塊以及電力變換裝置

有效

• 申請號: 201910107599.1
• 申請日: 2019-02-02
• 公開（公告）號: CN110137140B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 中原賢太;山口義弘;河原史倫
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L23/13
• 分類號: H01L23/13;H01L23/31;H01L23/367;H01L23/373
• 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

本發明的目的在于提供能夠實現功率模塊的可靠性和散熱性的提高的技術。功率模塊(202)具備：凹狀的基座板(1)，其具有谷部(9)；至少1個絕緣基板(4)，其配置于基座板(1)的谷部(9)；至少1個半導體芯片(5)，其搭載于至少1個絕緣基板(4)之上；以及封裝樹脂(7)，其對基座板(1)的谷部(9)側的面、至少1個絕緣基板(4)以及至少1個半導體芯片(5)進行封裝。

技術領域

本發明涉及使功率模塊的散熱性提高，并且通過應力的降低而使可靠性提高的技術。

背景技術

當前，作為鐵道車輛用功率模塊的基座板，在機械特性上，大多使用AlSiC。作為該功率模塊的構造，主要是將絕緣基板與基座板進行焊料接合的構造。

為了使功率模塊的散熱性顯著提高，需要對功率模塊所使用的部件進行變更。作為鐵道車輛用功率模塊的構造，采用將絕緣基板與基座板進行焊料接合的構造，因此對基座板的翹曲進行控制變得重要。其原因在于，在將基座板的材質從AlSiC變更為銅或者鋁等金屬材料的情況下，基座板的線膨脹系數從7×10^-6/℃變為大于或等于15×10^-6/℃，即變為2倍以上，由于基座板與封裝樹脂的線膨脹系數的差異而產生的應力變大。如果應力變大，則基座板翹曲成凹狀，該翹曲量變大，因此存在功率模塊的可靠性和散熱性下降的問題。

作為降低上述應力的技術，在例如專利文獻1中，公開了在基座板的配置絕緣基板的位置的外周部設置了槽的結構。由此，使對絕緣基板的端部施加的應力分散。

專利文獻1：日本特開2016－195224號公報

但是，在專利文獻1所記載的技術中，雖然在基座板的配置絕緣基板的位置的外周部設置有槽，但絕緣基板配置于基座板的呈底座形狀的部分，另外，作為基座板整體來說是平板狀。因此，基座板翹曲成凹狀，該翹曲量變大，所以存在功率模塊的可靠性和散熱性下降的問題。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供能夠實現功率模塊的可靠性和散熱性的提高的技術。

本發明涉及的功率模塊具備：凹狀的基座板，其具有谷部；至少1個絕緣基板，其配置于所述基座板的所述谷部；至少1個半導體芯片，其搭載于至少1個所述絕緣基板之上；以及封裝樹脂，其對所述基座板的所述谷部側的面、至少1個所述絕緣基板以及至少1個所述半導體芯片進行封裝。

發明的效果

根據本發明，能夠將基座板的翹曲改善為凸狀，因此翹曲量不易變大。由此，能夠實現功率模塊的可靠性和散熱性的提高。

附圖說明

圖1是實施方式1涉及的功率模塊的剖面圖。

圖2是實施方式1的變形例涉及的功率模塊的剖面圖。

圖3是實施方式2涉及的功率模塊的剖面圖。

圖4是實施方式3涉及的功率模塊的剖面圖。

圖5是實施方式4涉及的功率模塊的剖面圖。

圖6是表示電力變換系統的結構的框圖，在該電力變換系統中應用了實施方式5涉及的電力變換裝置。

標號的說明

1基座板，1a底面，1b側面，4絕緣基板，5半導體芯片，7封裝樹脂，9谷部，11槽，12壁部，201主變換電路，202、202A、202B、202C、202D功率模塊，203控制電路。

具體實施方式

＜實施方式1＞

下面，使用附圖對本發明的實施方式1進行說明。圖1是實施方式1涉及的功率模塊202的剖面圖。圖2是實施方式1的變形例涉及的功率模塊202A的剖面圖。