CN105531817A - 半导体模块单元以及半导体模块 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供轻小型且散热性能优良、合格率高、容易组装的半导体模块单元、以及使该半导体模块单元和冷却器形成为一体型而成的半导体模块。本发明的半导体模块具备:半导体芯片(3);绝缘电路基板(11),其在绝缘基板(2)的一侧的主面内具有与半导体芯片(3)电连接电路部件(6),并且在绝缘基板(2)的另一侧的主面内具有第一金属部件(7);第二金属部件(10a),其配置于第一金属部件(7)的外边缘侧,并且至少一部分配置于比绝缘基板(2)靠近外侧的位置;模塑树脂部(9),其在使第一金属部件(7)的一部分和第二金属部件(10a)的一部分露出的状态下密封半导体芯片(3)、绝缘电路基板(11)和第二金属部件(10a);冷却器(1);第一接合部件(8a),将冷却器(1)和第一金属部件(7)之间进行接合;第二接合部件(8b),将冷却器(1)和第二金属部件(10a)之间进行接合。
Description
技术领域
本发明涉及半导体模块单元以及使该半导体模块单元和冷却器形成为一体型而成的半导体模块。
背景技术
电力用半导体模块单元具备如下的结构,即IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor:绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)、FWD(FreeWheelingDiode:续流二极管)等功率半导体芯片通过焊料向具有预定的电路的绝缘电路基板接合,并将这些进行树脂密封。这样的电力用半导体模块单元可用于如电动汽车、电动铁路车辆、机床等这样的控制大电流的用途中。由于有大电流流通的功率半导体芯片的发热量多,所以半导体模块单元为了使外形紧凑而要求能够高效散热的结构。另外,半导体模块单元为了进一步提高散热性而从实用性出发安装于冷却器而使用。以下的说明中,将在冷却器上安装半导体模块单元而成的结构称为半导体模块。
以往,为了高效地散热,将焊接了多个作为发热源的功率半导体芯片的绝缘电路基板焊接在导热性(散热性)优良的铜等的金属基板上。进一步地,该金属基板的背面经由散热油脂而与冷却器密合,并且经由设置于金属基板周边的孔利用螺栓和螺母固定于冷却器(专利文献1)。
另外,将半导体模块单元固定于冷却器的作业一般在半导体模块单元的用户端进行。通常,散热用的金属基板使用铜或者铜合金作为主要材料的情况较多,冷却器使用铝或者铝合金作为主要材料的情况较多。铜和铝的导热率分别为约390W/m·K和约220W/m·K。对此,散热油脂的导热率小,约为1.0W/m·K,因此关于电力用半导体模块的散热,存在散热油脂的部分热电阻变大而半导体芯片的温度易于上升,相应地允许电流容量降低的问题。
近来,节约能源、清洁能源备受关注,风力发电、电动汽车正在成为市场的推动力。在这些用途中使用的电力用半导体模块为了处理大电流,形成为紧凑的外形,需要尽可能高效地将在功率半导体芯片产生的热能传递给冷却器,并向体系外散热。特别是在电动汽车用途中,为了形成为更轻小型而采用了水冷作为冷却方式。另外,已经开发并应用了如下结构的冷却器一体型的半导体模块,该结构是省去前述作为热电阻的散热油脂和外形大且具有厚度和重量的金属基板,将安装了半导体芯片的金属基板直接接合于水冷式的冷却器的表面(专利文献2、专利文献3、专利文献4)。作为将安装了半导体芯片的绝缘电路基板与冷却器直接接合的方法,通常是使用焊接材料的接合。还已知有利用螺栓将包围半导体芯片和/或绝缘电路基板的周围的树脂框固定于冷却器的结构(专利文献4)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-288414号公报
专利文献2:日本特开2008-226920号公报
专利文献3:日本特开2012-142465号公报
专利文献4:日本特开2008-218814号公报
发明内容
技术问题
然而,在通过焊接使安装了半导体芯片的绝缘电路基板与冷却器直接接合的方法中,为了将绝缘电路基板焊接到冷却器,需要将热容量大的冷却器加热到焊接材料的熔融温度以上(250~350℃的程度)。相应地,焊接作业所需要的时间变长,生产效率降低。另外,使用助焊剂对前述的冷却器进行焊接的情况下,必须清洗附着在体积大且重的冷却器上的助焊剂,作业效率降低。
进一步地,在将安装了多个半导体芯片的绝缘电路基板向冷却器焊接后,利用引线键合连接半导体芯片和/或绝缘电路基板上的电路的情况下,需要在冷却器被接合的状态下进行引线键合作业。然而,此时引线键合连接所需要的超声波的传播易于变得不充分,因此有可能产生接合不良。并且,若为了避免该接合不良而加强超声波功率,则担心对半导体芯片的损害会变大。
这样,为了使半导体模块轻小型化而省去散热油脂和散热用金属基板、在冷却器上直接接合绝缘电路基板后在绝缘电路基板上接合半导体芯片的结构存在易于引起合格率的降低和组装成本的增大的问题。
另外,对于先制造树脂密封成型而成的无散热用金属基板的半导体模块单元、然后将半导体模块单元直接焊接到冷却器而形成半导体模块的结构,是从半导体模块单元的底面的一部分露出的绝缘电路基板背面的金属面与冷却器的表面被焊接的结构。半导体模块单元的底面的上述焊接部与冷却器相接的面积比前述的散热用金属基板小,进而接合部的周围的树脂部不与冷却器粘合,由此导致产生从焊接部的外周起劣化易于扩大的问题。
另外,在利用螺栓将包围半导体芯片和/或绝缘电路基板的周围的树脂框固定于冷却器的结构中,由于产生了拧紧螺栓的作业,所以具有增加组装成本的缺点。
本发明的目的在于提供轻小型且散热性能优良、合格率高、容易组装的半导体模块单元、以及使该半导体模块单元和冷却器形成为一体型而成的半导体模块。
技术方案
为了实现上述目的,本发明的半导体模块的特征在于,具备:半导体元件;绝缘电路基板,其在绝缘基板的一侧的主面内具有与上述半导体元件电连接的电路部件,并且在上述绝缘基板的另一侧的主面内具有第一金属部件;第二金属部件,其配置于上述第一金属部件的外边缘侧,并且至少一部分配置在比上述绝缘基板靠近外侧的位置;模塑树脂部,其在使上述第一金属部件的一部分和上述第二金属部件的一部分露出的状态下密封上述半导体元件、上述绝缘电路基板和上述第二金属部件;冷却器;第一接合部件,将上述冷却器和上述第一金属部件之间进行接合;第二接合部件,将上述冷却器和上述第二金属部件之间进行接合。
根据本发明,能够提供轻小型型且散热性能优良、合格率高、容易组装的半导体模块单元以及使该半导体模块单元和冷却器形成为一体型而成的半导体模块。
在本发明的半导体模块中,优选上述第一金属部件和第二金属部件分离。
根据这样的构成,第二接合部件的龟裂不易传播到分离的第一接合材,能够形成机械强度优良的接合部。
或者,在本发明的半导体模块中,优选上述第一接合部件和第二接合部件的各自的边界在冷却器的主面上连接。
根据这样的构成,由于能够最大限度地扩大接合面积,所以能够使第一金属部件和第二金属部件与冷却器的接合稳固。
或者,在本发明的半导体模块中,优选上述第二金属部件覆盖了上述模塑树脂部的侧面的至少一部分。
根据这样的构成,第二金属部件和模塑树脂部的密合面积增大,不仅得到与冷却器的接合部的加强效果,还得到加强模塑树脂部的外形的效果。
在本发明的半导体模块中,优选上述第二金属部件具有对上述模塑树脂部的外形进行加强的框状。
根据这样的构成,由于在模塑树脂部的各边配置有第二金属部件,所以能够抑制模塑树脂部的外形变形。
在本发明的半导体模块中,优选上述第二金属部件在与上述模塑树脂部相接的面设置有凹凸。
根据这样的构成,能够提高第二金属部件和模塑树脂部的密合强度。
在本发明的半导体模块中,优选上述第一接合部件和上述第二接合部件分别为不含有铅的金属接合材料。
根据这样的构成,能够提供环保的无铅的半导体模块。
在本发明的半导体模块中,优选上述第一接合部件和上述第二接合部件分别为组成不同且不含铅的金属接合材料。
根据这样的构成,能够选择适于接合位置的组成,从而形成低成本且冷却性能优良的接合。
在本发明的半导体模块中,优选上述第二金属部件在与上述第二接合部件相接的面具有凹凸。
根据这样的构成,能够提高第二金属部件和第二接合部件的接合强度。
在本发明的半导体模块中,优选上述第一接合部件为不含有铅的金属接合材料,上述第二接合部件为热塑性树脂或者热固性树脂。
根据这样的构成,由于第二接合部件为热塑性树脂或者热固性树脂,所以与焊料这样的金属材料的接合部件相比容易蠕变变形,因此能够使第二接合部件不易断裂。
在本发明的半导体模块中,优选上述第一接合部件为银粒子被烧结而成的部件。
根据这样的构成,导热率变好,冷却效率提高。
在本发明的半导体模块中,优选上述第二金属部件在与上述第二接合部件相接的面,具有选自镀镍层、镀金层、镀银层、镀锡层、镀铜层中的至少一个金属层。
根据这样的构成,能够提高第二金属部件和第二接合部件的接合强度。
在本发明的半导体模块中,优选上述冷却器在与上述第二接合部件相接的面,具有选自镀镍层、镀金层、镀银层、镀锡层、镀铜层中的至少一个金属层。
根据这样的构成,能够提高冷却器和第二接合部件的接合强度。
在本发明的半导体模块中,优选上述冷却器的与上述第一接合部件相接的部分、以及上述第一金属部件的与上述第一接合部件相接的部分具有选自镀金层和镀银层中的至少一个金属层。
根据这样的构成,能够提高从第一金属部件向冷却器的导热性能。
在本发明的半导体模块中,优选上述绝缘基板为以选自氧化铝、氮化硅、氮化铝中的至少任意一种陶瓷材料为主要成分的陶瓷基板。
根据这样的构成,由于绝缘基板的导热率高,所以能够提高散热性能。若能够提高散热性能,则能够在更高的温度下使半导体元件工作,因此能够提高半导体元件的输出。
在本发明的半导体模块中,优选上述第二金属部件以选自铜、铜合金、铝、铝合金中的至少任意一种材料为主要成分。
根据这样的构成,能够提高第二金属部件的导热率。
本发明的半导体模块单元的特征在于,具备:半导体元件;绝缘电路基板,其在绝缘基板的一侧的主面内具有与上述半导体元件电连接的电路部件,并且在上述绝缘基板的另一侧的主面内具有第一金属部件;第二金属部件,其配置于上述第一金属部件的外边缘侧,并且至少一部分配置于比上述绝缘基板靠近外侧的位置;以及模塑树脂部,在使上述第一金属部件的一部分和上述第二金属部件的一部分露出状态下密封上述半导体元件、上述绝缘电路基板和上述第二金属部件,上述第一金属部件和上述第二金属部件被连接到上述冷却器。
根据这样的构成,能够容易地制造适于连接到冷却器的半导体模块单元。
有益效果
根据本发明,能够提供轻小型且散热性能优良、合格率高、容易组装的半导体模块单元和冷却器形成为一体型而成的半导体模块。
附图说明
图1是本发明的实施例1的半导体模块的剖视图。
图2是现有的半导体模块的剖视图。
图3是从半导体模块单元的背面观察的平面图。
图4是表示本发明的实施例1的焊接部中的发生形变量的条形图。
图5是本发明的实施例2的半导体模块的剖视图。
图6是表示本发明的实施例2的焊接部中的发生形变量的条形图。
图7是本发明的实施例1的加强金属板的立体图。
图8是表示本发明的加强金属部件的一个形态的立体图。
图9是表示本发明的加强金属部件的另一形态的立体图。
图10是表示本发明的加强金属部件的又一形态的立体图。
图11是本发明的实施例3的半导体模块的剖视图。
图12是本发明的实施例4的半导体模块的剖视图。
符号说明
1冷却器
2陶瓷板(绝缘基板)
3半导体芯片
4外部导出端子
5引线框
6电路铜箔
7铜板(第一金属部件)
8a第一接合部件
8b第二接合部件
8c第二接合部件
9模塑树脂部
10a加强金属板(第二金属部件)
10b加强金属部件(第二金属部件)
10c加强金属部件(第二金属部件)
10d加强金属部件(第二金属部件)
10e加强金属部件(第二金属部件)
10f加强金属部件(第二金属部件)
11绝缘电路基板
12供冷却器的制冷剂流通的孔
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的半导体模块单元以及半导体模块的实施方式,进行详细说明。应予说明,在以下的实施例的说明以及附图中,对相同的构成标记相同的符号,并省略重复说明。另外,为了使以下的说明所使用的附图易于观察或易于理解,没有按照正确的比例和尺寸比进行绘制。另外,只要本发明不超出其主旨,就不限于以下说明的实施方式的记载。
[实施例1]
对本发明的半导体模块的实施例1,参照图1的剖视图进行详细说明。另外,图2的剖视图是为了与图1的实施例1的半导体模块的结构进行区分而示出的现有结构的半导体模块。
图1的半导体模块在以AlN、Si3N4、Al2O3等为主要成分的陶瓷板2(绝缘基板)的一侧的主面接合有电路铜箔6(电路部件)等,并在该电路铜箔6上的所需要的位置焊接有半导体元件3。半导体元件3的上表面的电极(未图示)和设置在与上述电路铜箔6分离的电路铜箔6上的外部导出端子4以在图中省略了详细的连接关系的方式记载,但通过引线框5或者引线键合等而连接。通过上述陶瓷板2在与上表面侧的电路铜箔6保持绝缘距离的配置情况下在下表面侧接合有铜箔或者铜板7(第一金属部件)。陶瓷基板2、具有上表面侧的电路铜箔6和下表面侧的铜板7的绝缘电路基板11、上述半导体元件3、外部导出端子4以及引线框5通过模塑树脂而密封,但外部导出端子4从模塑树脂部9的上部露出,接合于绝缘电路基板11的下表面的铜板7的下表面从模塑树脂部9的下部露出。
在本发明的实施例1的半导体模块中,图7的立体图所示的平板状的加强金属板10a(第二金属部件)在围绕从模塑树脂部9的下表面露出的铜板7的周边部,以与铜板7在沿面的方向分离,并且至少使其下表面从树脂部露出的方式配置。铜板7和加强金属板10a的下表面优选为齐平,但由于可以利用与冷却器1接合所使用的接合部件的厚度进行调整,所以只要在利用接合部件能够调整的范围内,也可以偏离齐平。另外,图7所示的加强金属板10a在与模塑树脂部9接触的加强金属板的内侧的面,为了提高密合强度,优选具备凹凸,或者被粗糙化。
对于加强金属板10a而言,在利用第一接合部件8a将绝缘电路基板11的背面侧的铜板7与冷却器1的上表面接合时,加强金属板10a也利用第二接合部件8b接合到冷却器1的上表面。第一接合部件8a和第二接合部件8b可以是相同的接合部件,也可以是不同的接合部件。铜板7与冷却器1之间的接合从散热性的观点出发优选为金属接合部件。加强金属板10a与冷却器1之间不仅可以利用金属接合部件进行接合,还可以利用有机系的粘合剂进行接合。作为有机系的粘合剂,可以使用热塑性树脂或者热固性树脂。根据这样的构成,由于与焊料这样的金属材料的接合部件相比变得更容易蠕变变形,所以可以使第二接合部件不易断裂。利用该加强金属板10a进行的接合具有加强铜板7与冷却器1的接合的效果。其结果,解决了前述的以往的半导体模块单元的底面的上述焊接部的劣化变得显著的问题。并且,加强金属板10a还具有模塑树脂部本身的加强效果。应予说明,加强金属板10a以及冷却器1优选以选自铜、铝、铜合金、铝合金中的至少任一种材料为主要成分。
在冷却器1,设置有供制冷剂通流的孔12,并设置有未图示的制冷剂流入口和制冷剂流出口。从制冷剂流出口流出的制冷剂通过半导体模块外部的热交换器冷却,经过冷却的制冷剂从制冷剂流入口流入。在连接冷却器与热交换器的配管,设置有用于使制冷剂流动的泵。
对本发明的实施例1的半导体模块的制造方法进行说明。
首先,制造包括IGBT半导体元件和/或FWD半导体元件等半导体芯片3、外部导出端子4、引线框5以及绝缘电路基板11的结构体,其中,绝缘电路基板11是在陶瓷板2的上表面和下表面(表和背)接合了电路铜箔6(电路部件)和铜板(第一金属部件)7而成。在该结构体中,半导体芯片3和外部导出端子4焊接于电路铜箔6(电路部件),引线框5焊接于半导体芯片3的表面电极(未图示)和电路铜箔6。另外,在上述结构体的铜板7露出的面一侧,以厚度0.5mm的平板状配置铜制的加强金属板10a,使用模塑树脂进行传递模塑,形成半导体模块单元。或者,也可以在将加强金属板10a一体成型而成的树脂壳体配置前述的结构体,将模塑树脂注入成型而形成半导体模块单元。在上述中,引线框5的材质优选铜作为主要成分,作为模塑树脂,优选为环氧类树脂、有机硅系树脂、PPS树脂(聚苯硫醚树脂)等。图3是表示树脂密封后的半导体模块单元的绝缘电路基板11的背面侧的铜板7和加强金属板10a的露出面的平面图。在铜板7和加强金属板10a之间的分离部露出模塑树脂部9。
接下来,使用接合部件将半导体模块单元的铜板7以及加强金属板10a的两个背面与以铝合金为主要成分的冷却器1的上表面(镀镍面)进行接合。
上述接合部件优选为环保的无铅的接合部件。具体而言,优选为Sn-Sb焊料。
另外,用于第一接合部件的接合材和用于第二接合部件的材料的组成可以不同。第一接合部件除了优选物理性地稳固接合第一金属部件和冷却器之外,还优选导热率高,并优选为混合银等导热率高的物质而成的组成。对于第二接合部件而言,期待至少物理性地稳固接合第一金属部件和冷却器,但特别是也可以不是导热好的材料。例如,通过在第一接合部件使用含有银的焊料,并且在第二接合部件使用不含有银的焊料,从而能够得到必要的冷却能力,且减少成本。
作为用于该接合的焊料的形态,可以选择板状的焊料板或膏状焊料。膏状焊料含有助焊剂,与使用了板状焊料的情况相比,具有能够降低接合温度的优点。
应予说明,使用了Sn-Sb焊料的接合可以变更为使用了Ag烧结接合部件的接合。根据这样的构成,导热率变好,冷却效率提高。
优选在上述冷却器的上表面或者铜板7和加强金属板10a的背面,形成有选自镀镍层、镀金层、镀银层、镀锡层、镀铜层中的至少一个镀覆层。但是,用于使半导体模块单元和冷却器接合的接合部件的实际的作业温度必须是比半导体模块单元内的焊接部件的熔融温度低的温度。由此,能够在不使已经焊接的位置熔融的情况下,将从半导体模块单元背面露出的绝缘电路基板11背面的铜板7和位于该铜板7的外周的加强金属板10a向冷却器1进行焊接。
另外,在使用相同的接合部件作为上述第一接合部件、第二接合部件的情况下,能够在遍及铜板7和加强金属板10a的露出面这两个区域的广阔的一个区域展开接合部件后使铜板7和加强金属板10a接合于在冷却器1的上表面。
这里,对在绝缘电路基板11的外周的模塑树脂部9下部埋入加强金属板10a的效果进行说明。在图4中,对于本发明的实施例1的具有加强金属板10a的半导体模块和无加强金属板的以往的半导体模块,以条形图图示出了在半导体模块单元-冷却器之间的焊接部产生的应力(形变)的大小。无加强金属板10a的情况下的发生应力(形变)为10%左右,对此具有加强金属板10a的情况下为5%左右,由此可知在具有加强金属板10a的本发明的半导体模块中发生应力减少到一半左右。通过埋入加强金属板10a,能够使发生应力(形变)变小,使焊接部寿命长。
在实施例1中,由于铜板(第一金属部件)7和加强金属板(第二金属部件)10a分离,所以假如即使加强金属板(第二金属部件)10a下的第二接合部件8b中产生龟裂,也不易传播到铜板(第一金属部件)7下的第一接合材8a。而且,即使在半导体模块工作时因发热由各部件的热膨胀系数的不同产生应力,以在绝缘电路基板产生弯曲的方式应力发生作用,也能够通过将第二金属部件配置在模塑树脂部的下表面的更靠近外侧的位置而与冷却器进行接合,来抵抗该弯曲应力。
[实施例2]
对于本发明的半导体模块的实施例2,参照图5的剖视图进行详细说明。在实施例2的半导体模块中,半导体模块单元的模塑树脂部9的侧面的至少一部分被加强金属部件10b覆盖。在图8中示出了加强金属部件10b的立体图。加强金属部件10b为金属(铜)框状。通过使用该形状的加强金属部件10b,如图5所示,使得加强金属部件10b与模塑树脂部9的密合面积增大,不仅得到了与冷却器1的接合部的加强效果,还得到了加强模塑树脂部9的外形的效果,能够进一步提高半导体模块单元的可靠性。
在图6中,对于实施例1的具备加强金属板10a的半导体模块和实施例2的具备在外周具有L字状的直立部的加强金属部件10b的半导体模块,以条形图图示出了在半导体模块单元-冷却器之间的焊接部产生的应力(形变)的大小。平板状的加强金属板10a的发生应力(形变)为5%左右,对此具有L字状的直立部的加强金属部件10b能够将接合部的形变进一步减小为2%左右。
因此,为了加强模塑树脂部,优选使加强金属部件为图8、图9、图10的立体图所示的形状。图8是将图7所示的平板状的加强金属板10a的最外周直立为直角而成的形状,是沿模塑树脂部的外缘而直立的形状。直立高度可以适当地选择为与模塑树脂部的高度相同的高度以下。图9是以图7所示的平板状的加强金属板10a为基底,加强了立方体形状的模塑树脂部的全部的边的形状。图10是表示相对于图8的形状的加强金属部件10b,为了轻量化而作为对平面部进行抠除得到的形状的加强金属部件10d的结构的图。在图10中设置成圆形状的抠除孔,但也可以不是圆形的。
[实施例3]
对于本发明的半导体模块的实施例3,参照图11的剖视图进行详细说明。与实施例1的图1不同的点在于,第二金属部件10e和第一金属部件7相接,且第二金属部件10e和绝缘基板2不相接。为了确保电路部件6和第二金属部件10e的沿面绝缘距离,优选使第一金属部件7的厚度比图1中的厚,从而加长绝缘基板的外周端的未形成电路部件的区域的沿面绝缘距离长度。也可以将图8~10中记载的第二金属部件10b~10d的各种变形例的形态应用于实施例3的第二金属部件10e。
[实施例4]
对于本发明的半导体模块的实施例4,参照图12的剖视图进行详细说明。与实施例1的图1不同的点在于,第二金属部件10f与第一金属部件7和绝缘基板2这两者相接。为了确保电路部件6和第二金属部件10f的沿面绝缘距离,优选与实施例1以及实施例3相比,加长绝缘基板2的外周端的未形成电路部件6的区域的沿面绝缘距离长度。也可以将图8~10中记载的第二金属部件10b~10d的各种变形例的形态应用于实施例4的第二金属部件10f。
根据以上说明的实施例1以及实施例2,由于在以往的模塑树脂部9的下表面和冷却器1的上表面相接的绝缘电路基板周边部的陶瓷基板的下侧或者围绕该陶瓷基板的外周部新具备了配置有加强金属板的加强金属部件,所以能够加强与冷却器1的表面的焊接。其结果,绝缘电路基板下部的铜板的露出部上的焊接部的接合强度变大,接合形变变小,能够提高接合的可靠性。
另外,组装而成的半导体模块单元在利用电气特性试验经过筛选之后,仅合格品能够与冷却器1接合。由于仅组装合格品,所以合格率高。接合时,使用了与以往相同的焊料,仅通过增加了焊接区域,就能够接合半导体模块单元和冷却器,所以能够提供一种使工序简单化、效率化,且散热性优良的冷却器一体型功率半导体模块。另外,通过采用制作小型的半导体模块单元,接着接合到冷却器的制造方法,具有能够增减半导体模块的电气容量和增大半导体模块单元内的电路构成的自由度的特征。因此,能够得到小型、高散热、大电流容量的半导体模块单元以及冷却器一体型的半导体模块。
Claims (17)
1.一种半导体模块,其特征在于,具备:
半导体元件;
绝缘电路基板,其在绝缘基板的一侧的主面内具有与所述半导体元件电连接的电路部件,并且在所述绝缘基板的另一侧的主面内具有第一金属部件;
第二金属部件,其配置于所述第一金属部件的外边缘侧,并且至少一部分配置在比所述绝缘基板靠近外侧的位置;
模塑树脂部,其在使所述第一金属部件的一部分和所述第二金属部件的一部分露出的状态下密封所述半导体元件、所述绝缘电路基板和所述第二金属部件;
冷却器;
第一接合部件,将所述冷却器和所述第一金属部件之间进行接合;以及
第二接合部件,将所述冷却器和所述第二金属部件之间进行接合。
2.根据权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,
所述第一金属部件和第二金属部件分离。
3.根据权利要求1或2所述的半导体模块,其特征在于,
所述第一接合部件和第二接合部件的各自的边界在冷却器的主面上连接。
4.根据权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,
所述第二金属部件覆盖了所述模塑树脂部的侧面的至少一部分。
5.根据权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,
所述第二金属部件具有对所述模塑树脂部的外形进行加强的框状。
6.根据权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,
所述第二金属部件在与所述模塑树脂部相接的面设置有凹凸。
7.根据权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,
所述第一接合部件和所述第二接合部件分别为不含有铅的金属接合材料。
8.根据权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,
所述第一接合部件和所述第二接合部件分别为组成不同且不含有铅的金属接合材料。
9.根据权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,
所述第二金属部件在与所述第二接合部件相接的面具有凹凸。
10.根据权利要求9所述的半导体模块,其特征在于,
所述第一接合部件为不含有铅的金属接合材料,所述第二接合部件为热塑性树脂或者热固性树脂。
11.根据权利要求7~10中任一项所述的半导体模块,其特征在于,
所述第一接合部件为银粒子被烧结而成的部件。
12.根据权利要求7或8所述的半导体模块,其特征在于,
所述第二金属部件在与所述第二接合部件相接的面,具有选自镀镍层、镀金层、镀银层、镀锡层、镀铜层中的至少一个金属层。
13.根据权利要求7或8所述的半导体模块,其特征在于,
所述冷却器在与所述第二接合部件相接的面,具有选自镀镍层、镀金层、镀银层、镀锡层、镀铜层中的至少一个金属层。
14.根据权利要求7或8所述的半导体模块,其特征在于,
所述冷却器的与所述第一接合部件相接的部分、以及所述第一金属部件的与所述第一接合部件相接的部分具有选自镀金层和镀银层中的至少一个金属层。
15.根据权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,
所述绝缘基板为陶瓷基板,所述陶瓷基板以选自氧化铝、氮化硅、氮化铝中的至少任意一种陶瓷材料为主要成分。
16.根据权利要求1所述的半导体模块,其特征在于,
所述第二金属部件以选自铜、铜合金、铝、铝合金中的至少任意一种材料为主要成分。
17.一种半导体模块单元,是连接到冷却器的半导体模块单元,其特征在于,具备:
半导体元件;
绝缘电路基板,其在绝缘基板的一侧的主面内具有与所述半导体元件电连接的电路部件,并且在所述绝缘基板的另一侧的主面内具有第一金属部件;
第二金属部件,其配置于所述第一金属部件的外边缘侧,并且至少一部分配置于比所述绝缘基板靠近外侧的位置;以及
模塑树脂部,其在使所述第一金属部件的一部分和所述第二金属部件的一部分露出的状态下密封所述半导体元件、所述绝缘电路基板和所述第二金属部件,
所述第一金属部件和所述第二金属部件被连接到所述冷却器。
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