[發明專利]半導體模塊

在審

• 申請號: 202211655190.1
• 申請日: 2022-12-21
• 公開（公告）號: CN116344515A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 神谷真行
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝;豐田自動車株式會社;未來瞻科技株式會社
• 主分類號: H01L23/60
• 分類號: H01L23/60;H01L23/367;H01L23/373
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王瓊先

一種半導體模塊(1)，包括絕緣板(10)、石墨板和半導體元件(40)。石墨板由石墨烯層的堆疊提供。石墨板具有接合到絕緣板的第一表面和與第一表面相反的第二表面。半導體元件鄰近石墨板的第二表面設置。絕緣板在沿垂直于石墨板的方向的平面圖中從石墨板延伸。

技術領域

本公開涉及一種半導體模塊。

背景技術

例如，JP2017-112334A公開了一種設置在冷卻器上的半導體模塊。該半導體模塊包括絕緣板、石墨板和半導體元件。石墨板結合到絕緣板。半導體元件安裝在石墨板的與結合到絕緣板的表面相反的表面上。半導體模塊在絕緣板與冷卻器接觸的狀態中使用。

石墨板有效地將根據半導體元件的操作產生的熱傳遞到冷卻器。提供絕緣板是為了確保石墨板和冷卻器之間的電絕緣。

發明內容

在JP2017-112334A的半導體模塊中，絕緣板和石墨板在平面圖上，即在與絕緣板垂直的方向上觀察時，具有相同的尺寸。由于這個原因，人們擔心由于沿著絕緣板的爬電泄漏電流，電流可能從石墨板流到冷卻器。

根據本公開的一方面，一種半導體模塊包括絕緣板、石墨板和半導體元件。石墨板由石墨烯層的堆疊提供。石墨板具有第一表面和與第一表面相反的第二表面。石墨板的第一表面與絕緣板接合。半導體元件鄰近石墨板的第二表面設置。絕緣板在垂直于石墨板的方向的平面圖中從石墨板延伸。

在這樣的半導體模塊中，由于絕緣板處的爬電距離保持較長，所以能夠抑制沿絕緣板的爬電泄漏電流。

附圖說明

從以下參照附圖進行的詳細描述中，本公開的目的、特征和優點將變得更加明顯，在附圖中，相同的部件由相同的附圖標記表示，并且：

圖1是示意性地顯示半導體模塊的主要部分的橫截面圖的示意圖；以及

圖2是示意性地示出絕緣板和石墨板的分解透視圖的圖，其中為了圖示清楚而省略了對釬焊材料的圖示。

具體實施方式

下面將參照附圖描述本公開的實施例。

如圖1所示，半導體模塊1包括絕緣板10、石墨板20、金屬板30、半導體元件40和模塑樹脂50。半導體模塊1以布置在水冷式或空冷式冷卻器2上的狀態使用。作為一個示例，半導體模塊1被配置為單面冷卻型。作為另一示例，半導體模塊1可以被配置為雙面冷卻型。

絕緣板10是具有絕緣性能的板狀構件。雖然不是特別限制，但是絕緣板10可以是例如由諸如氮化鋁(AlN)或氧化鋁(Al₂O₃)等制成的陶瓷板。絕緣板10以這種方式被模塑樹脂50覆蓋使得絕緣板10的側表面和一部分上表面被模塑樹脂50覆蓋，并且僅面向冷卻器2的表面從模塑樹脂50露出。絕緣板10和冷卻器2通過潤滑脂彼此接觸。作為另一示例，絕緣板10和冷卻器2可以通過釬焊材料彼此釬焊。

石墨板20是板狀構件。石墨板20設置在絕緣板10和金屬板30之間，并且接合到絕緣板10和金屬板30中的每一個。在這種情況下，“接合到”或“接合”是指其中兩種基材物理和/或化學地固定的固定狀態。這兩種基材可以通過直接接觸接合，或者可以經由另一構件接合。在該示例中，石墨板20和絕緣板10通過釬焊材料62被釬焊，并且石墨板20和金屬板30通過釬焊材料64被釬焊。例如，釬焊材料62和64不被特別地限制，而是可以由例如銀(Ag)或銅(Cu)制成。

圖2示出了絕緣板10和石墨板20的主要部分的分解透視圖。在圖2中，z軸方向對應于絕緣板10和石墨板20的堆疊方向，也對應于絕緣板10的厚度方向和垂直于絕緣板10的方向。另外，x軸方向是與z軸方向正交的方向，y軸方向是與z軸方向和x軸方向都正交的方向。石墨板20是沿xy平面延伸的板狀構件，即，具有沿xy平面的平面方向。