功率模块制造技术

功率模块(1A)具备：具有电绝缘性的第一基板(11)；配置在第一基板(11)的第一基板主面(11s)的导电性的第一搭载层(13A)；配置在第一搭载层(13A)并具有各向异性的热传导系数的第一石墨板(90A)；以及配置在第一石墨板(90A)的第一功率半导体元件(30A)。第一功率半导体元件(30A)。第一功率半导体元件(30A)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率模块


[0001]本公开涉及功率模块。

技术介绍

[0002]作为上述功率模块的一例，公知有作为逆变器装置而构成的功率模块(例如，参照专利文献1)。该功率模块具备由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)等晶体管构成的功率半导体元件串联连接而成的结构。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2012－38803号公报

技术实现思路

[0006]专利技术所要解决的课题
[0007]然而，由于向功率模块中的功率半导体元件供给大电流，因此各功率半导体元件容易变成高温。因此，在功率模块中，功率半导体元件的散热构造变得重要。
[0008]本公开的目的在于提供一种能够从功率半导体元件高效地散热的功率模块。
[0009]用于解决课题的方案
[0010]解决上述课题的功率模块具备：基板，其具有在厚度方向上相互朝向相反侧的基板主面及基板背面，且具有电绝缘性；导电性的搭载层，其配置在上述基板主面；以及石墨板，其具有在上述厚度方向上相互朝向相反侧的板主面及板背面，且上述板背面与上述搭载层连接，并具有各向异性的热传导系数；以及功率半导体元件，其配置在上述板主面。
[0011]根据该结构，功率半导体元件的热容易在石墨板的面方向上扩展。因此，功率半导体元件的热在石墨板中大范围地传播，能够从功率半导体元件高效地散热。
[0012]解决上述课题的功率模块具备：基板，其具有在厚度方向上相互朝向相反侧的基板主面及基板背面，且具有电绝缘性；第一搭载层、第二搭载层以及导电层，其在上述基板主面上沿与上述厚度方向正交的方向排列；第一石墨板，其具有在上述厚度方向上相互朝向相反侧的第一板主面及第一板背面，上述第一板背面层叠于上述第一搭载层，并具有各向异性的热传导系数；第二石墨板，其具有在上述厚度方向上相互朝向相反侧的第二板主面及第二板背面，上述第二板背面层叠于上述第二搭载层，并具有各向异性的热传导系数；第一功率半导体元件，其配置在上述第一板主面；以及第二功率半导体元件，其配置在上述第二板主面。
[0013]根据该结构，第一功率半导体元件的热容易在第一石墨板的面方向上扩展，第二功率半导体元件的热容易在第二石墨板的面方向上扩展。因此，第一功率半导体元件的热在第一石墨板上大范围地传播，第二功率半导体元件的热在第二石墨板上大范围地传播，因此能够从各功率半导体元件高效地散热。
[0014]专利技术效果
[0015]上述功率模块能够从功率半导体元件高效地散热。
附图说明
[0016]图1是第一实施方式的功率模块的立体图。
[0017]图2是图1的功率模块的俯视图。
[0018]图3是图1的功率模块的侧视图。
[0019]图4关于图1的功率模块，是从与图3不同的方向观察的侧视图。
[0020]图5关于图1的功率模块，是从与图3以及图4不同的方向观察的侧视图。
[0021]图6是图1的功率模块的仰视图。
[0022]图7是表示图1的功率模块的内部构造的俯视图。
[0023]图8是表示图1的功率模块的电路结构的电路图。
[0024]图9是图7的局部放大图。
[0025]图10是图7的局部放大图。
[0026]图11是图7的局部放大图。
[0027]图12是图7的12－12线的剖视图。
[0028]图13是图12的局部放大图。
[0029]图14是第一功率半导体元件、第一二极管、以及它们周边的放大图。
[0030]图15是图7的15－15线的剖视图。
[0031]图16是图15的局部放大图。
[0032]图17是图12的局部放大图。
[0033]图18是第二功率半导体元件、第二二极管、以及它们周边的放大图。
[0034]图19是图7的19－19线的剖视图。
[0035]图20是图19的局部放大图。
[0036]图21是图7的21－21线的剖视图。
[0037]图22是图15的局部放大图。
[0038]图23是第一功率半导体元件、第一二极管、以及它们周边的放大图。
[0039]图24是图21的局部放大图。
[0040]图25是第二功率半导体元件、第二二极管、以及它们周边的放大图。
[0041]图26关于能够应用于第一实施方式的功率模块的石墨板，(a)是例示XY取向的石墨板的立体图，(b)是例示XZ取向的石墨板的立体图。
[0042]图27是构成能够应用于第一实施方式的功率模块的石墨板的石墨片的层叠构造的立体图。
[0043]图28关于第二实施方式的功率模块，是表示其内部构造的俯视图。
[0044]图29是图28的29－29线的剖视图。
[0045]图30是图28的30－30线的剖视图。
[0046]图31是第一功率半导体元件及其周边的放大图。
[0047]图32是第一功率半导体元件及其周边的放大图。
[0048]图33是第二功率半导体元件及其周边的放大图。
[0049]图34是第二功率半导体元件及其周边的放大图。
[0050]图35是应用了功率模块的三相交流逆变器的电路图。
[0051]图36是应用了功率模块的三相交流逆变器的电路图。
[0052]图37是变更例的功率模块的侧视图。
[0053]图38关于变更例的功率模块，是第一功率半导体元件、第一二极管、以及它们周边的放大图。
[0054]图39关于变更例的功率模块，是第二功率半导体元件、第二二极管、以及它们周边的放大图。
[0055]图40关于变更例的功率模块，是第一功率半导体元件及其周边的放大图。
[0056]图41关于变更例的功率模块，是第二功率半导体元件及其周边的放大图。
[0057]图42关于变更例的功率模块，是第一石墨板及其周边的俯视图。
[0058]图43关于变更例的功率模块，是第一石墨板及其周边的俯视图。
[0059]图44关于变更例的功率模块，是第一石墨板及其周边的俯视图。
具体实施方式
[0060]以下，参照附图对功率模块的实施方式进行说明。以下所示的实施方式例示了用于将技术的思想具体化的结构、方法，各构成部件的材质、形状、构造、配置、尺寸等并不限定于下述说明。以下的实施方式能够加以各种变更。
[0061][第一实施方式][0062]参照图1～图27对第一实施方式的功率模块1A进行说明。
[0063]图1～图6表示功率模块1A的外观形状。图7表示功率模块1A的内部构造。
[0064]如图1～图7所示，功率模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功率模块，其特征在于，具备：基板，其具有在厚度方向上相互朝向相反侧的基板主面及基板背面，且具有电绝缘性；导电性的搭载层，其配置在上述基板主面；以及石墨板，其具有在上述厚度方向上相互朝向相反侧的板主面及板背面，且上述板背面与上述搭载层连接，并具有各向异性的热传导系数；以及功率半导体元件，其配置在上述板主面。2.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，上述石墨板具有与上述厚度方向正交的面方向的热传导系数比上述厚度方向的热传导系数高的第一热传导部。3.根据权利要求2所述的功率模块，其特征在于，上述功率半导体元件是多个功率半导体元件中的一个，上述功率模块具备上述多个功率半导体元件，上述多个功率半导体元件在上述板主面的上述面方向上相互分离地配置。4.根据权利要求3所述的功率模块，其特征在于，从上述厚度方向观察，上述板主面由具有长边方向以及短边方向的形状构成，上述多个功率半导体元件在上述长边方向上相互分离地配置。5.根据权利要求1～4任一项中所述的功率模块，其特征在于，上述功率半导体元件是晶体管，还具备与上述功率半导体元件反向并列连接的二极管。6.根据权利要求2～4任一项中所述的功率模块，其特征在于，上述功率半导体元件是多个功率半导体元件中的一个，上述功率模块具备上述多个功率半导体元件、以及分别与上述多个功率半导体元件中的一个反向并列连接的多个二极管，上述多个功率半导体元件分别是晶体管，上述多个功率半导体元件在上述板主面的上述面方向上相互分离地配置，从上述厚度方向观察，上述多个二极管在上述面方向中的与上述多个功率半导体元件的排列方向正交的方向上与上述多个功率半导体元件分离地配置，而且在沿上述排列方向的方向上相互分离地配置。7.根据权利要求6所述的功率模块，其特征在于，从上述厚度方向观察，上述板主面由具有长边方向以及短边方向的形状构成，上述多个功率半导体元件在上述长边方向上分离地配置，上述多个二极管在上述短边方向上与上述多个功率半导体元件分离地配置，而且在上述长边方向上相互分离地配置。8.根据权利要求5～7任一项中所述的功率模块，其特征在于，从上述厚度方向观察，上述板主面由具有长边方向以及短边方向的形状构成，在上述基板主面配置有与上述功率半导体元件的控制电极电连接的控制层，从上述厚度方向观察，在上述板主面的沿上述短边方向的方向上，上述控制层和上述石墨板分离地配置，从上述厚度方向观察，上述功率半导体元件配置在比上述二极管更靠上述控制层侧。
9.根据权利要求5～8任一项中所述的功率模块，其特征在于，上述二极管具有：在上述厚度方向上相互朝向相反侧的主面及背面；形成于上述主面的阳极电极；以及形成于上述背面的阴极电极，上述阴极电极经由上述石墨板与上述搭载层电连接。10.根据权利要求1所述的功率模块，其特征在于，上述石墨板具有第二热传导部，该第二热传导部在上述板主面的面方向上且在预定的第一方向的热传导系数比与上述第一方向交叉的第二方向的热传导系数高。11.根据权利要求10所述的功率模块，其特征在于，上述第二方向的热传导系数比上述厚度方向的热传导系数低。12.根据权利要求10或11所述的功率模块，其特征在于，上述功率半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：林口匡司，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：