功率模块、功率用半导体装置及其制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115939061A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211184393.7H01L23/31(2006.01)(22)申请日2022.09.27H01L21/56(2006.01)(30)优先权数据2021-1632442021.10.04JP(71)申请人三菱电机株式会社地址日本东京(72)发明人山根朋久山本圭原田耕三田屋昌树田中阳多田和弘(74)专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100专利代理师俞丹宋俊寅(51)Int.Cl.H01L23/367(2006.01)H01L23/373(2006.01)H01L23/495(2006.01)权利要求书2页说明书15页附图8页(54)发明名称功率模块、功率用半导体装置及其制造方法(57)摘要本申请的功率模块包括：具有热传导性的板状的散热器；至少热连接到散热器的一个面的半导体元件；一个面热连接到散热器的另一个面的板状的高散热绝缘粘接片材；一个面热连接到高散热绝缘粘接片材的另一个面的金属板；以及在使金属板的另一个面露出的状态下密封半导体元件、散热器、高散热绝缘粘接片材、金属板的密封树脂构件，高散热绝缘粘接片材是将树脂浸渍于陶瓷颗粒具有空隙并且整体烧结的多孔陶瓷烧结体后得到的复合体。CN115939061ACN115939061A权利要求书1/2页1.一种功率模块，其特征在于，包括：具有热传导性的板状的散热器；至少热连接到所述散热器的一个面的半导体元件；一个面热连接到所述散热器的另一个面的板状的高散热绝缘粘接片材；一个面热连接到所述高散热绝缘粘接片材的另一个面的金属板；以及在使所述金属板的另一个面露出的状态下密封所述半导体元件、所述散热器、所述高散热绝缘粘接片材和所述金属板的密封树脂构件，所述高散热绝缘粘接片材是将树脂浸渍于陶瓷颗粒具有空隙并且整体烧结的多孔陶瓷烧结体后得到的复合体。2.如权利要求1所述的功率模块，其特征在于，从垂直于所述金属板的一个面的方向观察时，所述高散热绝缘粘接片材的外周部分设置在所述金属板的外周部分的内侧。3.如权利要求1或2所述的功率模块，其特征在于，所述高散热绝缘粘接片材和所述散热器抵接，并且所述高散热绝缘粘接片材和所述金属板抵接。4.如权利要求1至3中任一项所述的功率模块，其特征在于，从垂直于所述散热器的一个面的方向观察时，在所述散热器的与所述高散热绝缘粘接片材相接的面的外周部分形成有至少一个台阶，该台阶从所述外周部分向所述散热器的内侧部分缩进。5.如权利要求1至4中任一项所述的功率模块，其特征在于，所述半导体元件由具有宽带隙的半导体材料形成。6.如权利要求1至5中任一项所述的功率模块，其特征在于，包括：追加的所述散热器，该追加的所述散热器具有热传导性并且呈板状，热连接到所述半导体元件的与所述散热器相反一侧的面；追加的所述高散热绝缘粘接片材，该追加的所述高散热绝缘粘接片材具有热传导性且呈板状，热连接到追加的所述散热器的与所述半导体元件相反一侧的面；以及追加的所述金属板，该追加的所述金属板热连接到追加的所述高散热绝缘粘接片材的与追加的所述散热器相反一侧的面，所述密封树脂构件在使追加的所述金属板的与追加的所述高散热绝缘粘接片材相反一侧的面露出的状态下，对追加的所述散热器、追加的所述高散热绝缘粘接片材和追加的所述金属板进行密封。7.一种功率用半导体装置，其特征在于，包括：如权利要求1至6中任一项所述的功率模块；以及冷却器，该冷却器经由金属接合体热连接到从所述密封树脂构件露出的所述金属板的面。8.一种功率模块的制造方法，其特征在于，包括：构件准备工序，该构件准备工序准备具有热传导性的板状的散热器、至少热连接到所述散热器的一个面的半导体元件、一个面热连接到所述散热器的另一个面的板状的高散热绝缘粘接片材、及一个面热连接到所述高散热绝缘粘接片材的另一个面的金属板；以及2CN115939061A权利要求书2/2页密封树脂构件注入工序，该密封树脂构件注入工序在将所述散热器、所述半导体元件、所述高散热绝缘粘接片材以及所述金属板配置在模具内的状态下，将未固化的密封树脂构件加压注入所述模具内，所述金属板在执行所述密封树脂构件注入工序之后，所述金属板的另一个面从所述密封树脂构件露出，所述高散热绝缘粘接片材是将树脂浸渍于陶瓷颗粒具有空隙并且整体烧结的多孔陶瓷烧结体后得到的复合体，在执行所述密封树脂构件注入工序之前，所述陶瓷烧结体具有未被所述树脂填充的空隙，在所述密封树脂构件注入工序中，通过所述密封树脂构件的注入压力，对所述高散热绝缘粘接片材施加压力，使所述树脂填充在未被所述树脂填充的空隙中。9.如权利要求8所述的功率模块的制造方法，其特征在于，在所述构件准备工序中，还准备：追加的所述散