CN114258585A - 电力用半导体装置、电力用半导体装置的制造方法以及电力转换装置 - Google Patents

电力用半导体装置、电力用半导体装置的制造方法以及电力转换装置 Download PDF

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Abstract

获得在树脂绝缘构件的外周部处抑制树脂从树脂绝缘构件泄漏并使可靠性提高的半导体装置。半导体装置具备：模块部(2)；树脂绝缘构件(12)，与模块部(2)粘接；冷却部(13)，经由树脂绝缘构件(12)而与模块部(2)连接；以及流动防止构件(11)，被模块部(2)和冷却部(13)夹持，配置在树脂绝缘构件(12)的周围，相比树脂绝缘构件(12)容易压缩变形。

Description

电力用半导体装置、电力用半导体装置的制造方法以及电力 转换装置
技术领域
本发明涉及隔着导热性树脂绝缘层地形成了密封有功率半导体元件的功率模块和散热构件的电力用半导体装置、电力用半导体装置的制造方法以及电力转换装置。
背景技术
在功率模块中，散热性是重要的课题之一。作为其解决策略之一，实际使用了在作为散热构件的散热器与功率模块之间配置兼具粘接功能、电绝缘功能以及导热功能的导热性树脂绝缘层的电力用半导体装置。在该导热性树脂绝缘层中，使用了含有无机充填材料的热硬化性树脂片、含浸了热硬化性树脂的无机成形体片以及涂敷膜等。这样的导热性树脂绝缘层通过进行加热加压处理而在功率模块与散热器之间显现出粘接功能。
导热性树脂绝缘层在因加热使树脂硬化之前成为软化状态，通过加压而使树脂流动，原本所具有的空隙变小，由此获得所期望的电绝缘性能。可是，在导热性树脂绝缘层的端部，由于加压，作用着树脂将要从端边漏出的力，产生树脂流动。此时，在导热性树脂绝缘层的端部周边，产生树脂流动，故而应填埋空隙的树脂不足，空隙无法充分变小，或是多个空隙连结起来而变大地成长等，有时无法获得所期望的电绝缘性能。
因而，为了解决该课题，设置导热性树脂绝缘片的厚度规定构件，规定导热性树脂绝缘片的厚度，由此限制因加压导致的树脂从导热性绝缘树脂片泄漏的漏出量(例如专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012－174965号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在专利文献1所述的电力用半导体装置中，虽然设置导热性绝缘树脂片的厚度规定构件来将加压时的导热性绝缘树脂片的厚度规定成所期望的厚度，但却无法抑制因加压导致的树脂从导热性绝缘树脂片的流出，在导热性绝缘树脂片的端部周边产生空隙，无法充分地获得电绝缘性，有时电力用半导体装置的可靠性会变差。
本发明是鉴于上述那样的课题而做出的，其目的在于获得抑制在加压时树脂从导热性绝缘树脂片流出、获得电绝缘性并使可靠性提高的电力用半导体装置。
用于解决课题的方案
本发明所涉及的电力用半导体装置具备：模块部；树脂绝缘构件，该树脂绝缘构件与模块部粘接；冷却部，该冷却部经由树脂绝缘构件而与模块部连接；以及流动防止构件，该流动防止构件被模块部和冷却部夹持，配置在树脂绝缘构件的周围，且比树脂绝缘构件容易压缩变形。
发明的效果
根据本发明，由于在树脂绝缘构件的外周部设置流动防止构件，所以，可抑制树脂绝缘构件的端部周边处的空隙的产生，能使电力用半导体装置的可靠性提高。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的平面结构示意图。
图2是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的剖面结构示意图。
图3是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的加压前的剖面结构示意图。
图4是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的加压后的剖面结构示意图。
图5是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的其他流动防止构件的加压前的剖面结构示意图。
图6是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的其他流动防止构件的加压后的剖面结构示意图。
图7是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的侧面外观的外面结构示意图。
图8是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的平面结构示意图。
图9是示出本发明的实施方式1中的其他电力用半导体装置的侧面外观的外面结构示意图。
图10是示出本发明的实施方式1中的其他电力用半导体装置的平面结构示意图。
图11是示出比较例中的电力用半导体装置的剖面结构示意图。
图12是示出比较例中的电力用半导体装置的平面结构示意图。
图13是示出本发明的实施方式1中的流动防止构件的平面结构示意图。
图14是示出本发明的实施方式1中的其他流动防止构件的平面结构示意图。
图15是示出本发明的实施方式1中的其他流动防止构件的平面结构示意图。
图16是示出本发明的实施方式1中的其他流动防止构件的平面结构示意图。
图17是示出本发明的实施方式1中的其他流动防止构件的平面结构示意图。
图18是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的制造工序的平面结构示意图。
图19是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的制造工序的平面结构示意图。
图20是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的制造工序的平面结构示意图。
图21是示出本发明的实施方式1中的其他电力用半导体装置的制造工序的平面结构示意图。
图22是示出本发明的实施方式1中的其他电力用半导体装置的制造工序的平面结构示意图。
图23是示出本发明的实施方式1中的其他电力用半导体装置的制造工序的平面结构示意图。
图24是示出本发明的实施方式2中的电力用半导体装置的剖面结构示意图。
图25是示出本发明的实施方式2中的其他电力用半导体装置的剖面结构示意图。
图26是示出本发明的实施方式3中的电力用半导体装置的剖面结构示意图。
图27是示出本发明的实施方式3中的电力用半导体装置的制造工序的剖面结构示意图。
图28是示出本发明的实施方式3中的电力用半导体装置的制造工序的剖面结构示意图。
图29是示出本发明的实施方式3中的其他电力用半导体装置的剖面结构示意图。
图30是示出本发明的实施方式3中的其他电力用半导体装置的剖面结构示意图。
图31是示出本发明的实施方式4中的应用了电力转换装置的电力转换系统的构成的框图。
具体实施方式
首先，关于本发明的电力用半导体装置的整体构成，参照附图来进行说明。另外，附图为示意性质，并不反映所示构成要素的准确尺寸等。另外，标注相同的附图标记的部分是相同或者与之相当的部分，这在说明书的全文中是共通的。
实施方式1.
图1是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的平面结构示意图。图2是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的剖面结构示意图。图1是透过密封构件5地从上面观看电力用半导体装置100的平面结构示意图。图2是图1的单点划线AA处的剖面结构示意图。
在附图中，电力用半导体装置100具备模块部2、冷却部13、树脂绝缘构件12和流动防止构件11。另外，模块部2具备功率半导体元件3、板状的导电性构件4、输入输出端子6a、6b、接合材料7、8a、8b和密封构件5。进而，冷却部13具备散热器10、翅片15和水冷套14。
在附图中，电力用半导体装置100经由树脂绝缘构件12将模块部2和冷却部13连接。流动防止构件11包围树脂绝缘构件12地配置在树脂绝缘构件12的外周部，由模块部2和冷却部13夹持。
在图1中，密封构件5由虚线表示，可知被密封构件5密封的构件的位置关系。电力用半导体装置100的最外周是冷却部13的周缘部。在比冷却部13的周缘部靠内侧的位置配置有密封构件5(模块部2)。另外，在比密封构件5的外缘靠内侧且比树脂绝缘构件12的外缘靠外侧的位置配置有流动防止构件11。进而，树脂绝缘构件12的外形比导电性构件4大，在比树脂绝缘构件12的外缘靠内侧的位置配置有导电性构件4。在导电性构件4的上表面配置有功率半导体元件3和输入输出端子6b。输入输出端子6a配置在功率半导体元件3的上表面的上电极上。
在图2中，功率半导体元件3的下表面侧的下电极(未图示)经由(利用)接合材料7而与板状的导电性构件4的上表面电连接。另外，输入输出端子6b经由接合材料8b而与板状的导电性构件4的上表面电连接。进而，功率半导体元件3的上表面侧的上电极(未图示)经由接合材料8a而与输入输出端子6a电连接。密封构件5使作为板状的导电性构件4的下表面的散热面露出，使输入输出端子6a、6b的一端从密封构件5露出，将另一端内包于密封构件5，将功率半导体元件3、导电性构件4和输入输出端子6a、6b密封。从密封构件5露出的导电性构件4的下表面经由树脂绝缘构件12而配置(连接)在冷却部13的上表面(散热器10的上表面)。
流动防止构件11和树脂绝缘构件12在将流动防止构件11相对于压缩的阻力设为Eseal、将树脂绝缘构件12相对于压缩的阻力设为Eseat时，满足Eseal＜Eseat的关系。换言之，流动防止构件11的压缩阻力设定成小于树脂绝缘构件12的压缩阻力。另外，在此，相对于压缩的阻力E在将压缩应力设为σc、将压缩应变设为ε时，由E＝σc/ε表示。该压缩变形的形态包括弹性变形、塑性变形、橡胶弹性或者它们的合成。
接着，对各个构成、材料以及材质进行说明。
首先，对构成模块部2的构件进行说明。
功率半导体元件3具有上表面和下表面。在功率半导体元件3的上表面形成上电极，在下表面形成下电极。在功率半导体元件3的上电极，经由接合材料8a接合输入输出端子6a。对于功率半导体元件3，作为器件结构，例如可列举IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极晶体管)、OSFET(Metal Oxide Semiconductor Field EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)、双极晶体管、二极管等，作为基板材料，可列举硅(Si)或碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化镓(GaO)等宽带隙半导体。
导电性构件4是板状的构件。导电性构件4具有上表面和下表面。在导电性构件4的上表面，利用接合材料7、8b接合有功率半导体元件3和输入输出端子6b。作为导电性构件4的材料，由铜(Cu)、铝(Al)、以它们为主成分的合金、碳纳米管或者石墨等碳类材料等兼具优异的导电性和导热性的材料构成。另外，也可以对导电性构件4的表面进行Ni－P镀敷等表面处理。
密封构件5使作为板状的导电性构件4的下表面的散热面露出，使输入输出端子6a、6b的一端从密封构件5的侧面露出，将另一端内包于密封构件5，将功率半导体元件3、导电性构件4和输入输出端子6a、6b密封。密封构件5通过对包含硅石等填料的环氧树脂进行转移模塑成形而形成。
输入输出端子6a、6b将模块部2的内部与外部电连接。输入输出端子6a、6b由铜等高导电材料形成。输入输出端子6a、6b也可以对应于模块部2的电路构成而具备2根以上的多根。
接合材料7将功率半导体元件3与导电性构件4接合。接合材料7也被称为粘合材料、贴片材料或者芯片底接材料，导电性和导热性、进而相对于热负荷或冲击的机械可靠性优异是重点。作为接合材料7的材料，一般是Sn类的焊料，但近年来也使用利用了纳米颗粒的烧结Ag、烧结Cu或者液相扩散(Transient Liquid Phase Diffusion：TLP)接合等，可出于性能和成本的平衡的观点来适当选择。另外，功率半导体元件3与板状的导电性构件4的接合也可以是明确不存在接合材料7的例如功率半导体元件3与板状的导电性构件4的直接接合。
接合材料8a、8b将输入输出端子6a、6b与功率半导体元件3或者导电性构件4接合。接合材料8a、8b虽然导热性的重要度不如接合材料7，但可使用与接合材料7同样的构成。另外，在由接合材料8a、8b进行接合的部位，也可以使用明确不存在接合材料8a、8b的例如超声波接合或焊接等直接接合。
在上述内容中，作为模块部2的主配线接合，以直接引线键合(Direct LeadBonding：DLB)型进行了说明，但也可以使用一般所采用的铝(Al)或铜(Cu)丝的接合，还可以是其他接合方法。另外，模块部2不限定于转移模塑类型，只要是能对树脂绝缘构件12进行加热加压的结构即可。
接着，对构成冷却部13的构件进行说明。
冷却部13具备散热器10和水冷套14。散热器10的上表面是冷却部13的上表面。散热器10以及翅片15一般使用导热性优异的铜、铝或者以这些材料为主成分的合金。另外，散热器10以及翅片15也可以是具有超高导热性且轻量的碳纳米管或者石墨等碳类材料，也可以是导热性优异的其他材料。进而，为了改进耐腐蚀性或者接合性，也可以对散热器10以及翅片15的表面实施镀敷处理。散热器10以及翅片15的形状的形成既可以通过机械加工进行，也可以通过铸造或者模具成形来实现。
水冷套14通过与散热器10组合而构成冷却部13。通过在散热器10组合水冷套14，形成在内部具备翅片15的流路。水冷套14一般是轻量且成形性优异的铝压铸，但也可以是其他材料。
如以上那样，例如以车载用的电力用半导体装置中常用的散热器10为冷却部13的一部分的结构进行了说明，但冷却方式并不限定于水冷。另外，并不限定于散热器10与翅片15一体成型的构成，作为冷却部13，只要使用适于用途的结构及材料来构成即可。
接着，对构成本发明核心的树脂绝缘构件12以及流动防止构件11进行说明。
树脂绝缘构件12将模块部2的下表面与冷却部13的上表面连接。树脂绝缘构件12的外形设定得比模块部2的导电性构件4大。因而，树脂绝缘构件12的上表面与导电性构件4的下表面和密封构件5的下表面相接。树脂绝缘构件12不仅导热性以及电气绝缘性优异，而且还作为模块部2与冷却部13的粘接材料(接合材料)发挥功能，相对于热负荷以及冲击的机械可靠性优异。作为用于满足这样的要求的树脂绝缘构件12的构件，广泛使用在热硬化性树脂的硬化物中分散设有无机充填材料的导热性片。作为无机充填材料，使用氮化硼、氮化硅或者氧化铝等。另外，作为热硬化性树脂，使用环氧树脂、聚酰亚胺树脂或者聚酰胺树脂等。作为无机充填材料，氮化硼除了导热性以及电气绝缘性优异之外，化学稳定性也优异，而且具有无毒性且比较廉价，因而，大多使用于尤其要求高导热性、高绝缘性的构成。
另外，也有以下比以往的导热性片优异的树脂绝缘构件：通过将预先形成为颗粒状的氮化硼那样的高导热构件即高导热无机材料加压烧结，制作各向同性地定向且高导热无机材料彼此的接触面积大的骨材，之后在高导热无机材料的间隙含浸热硬化性树脂。进而，作为树脂绝缘构件12的高度(厚度)，例如是0.2mm～0.4mm左右。
流动防止构件11在树脂绝缘构件12的外周部包围树脂绝缘构件12地遍及整周配置。流动防止构件11相比模块部2(密封构件5)的外周配置在内侧。流动防止构件11的上表面与密封构件5的下表面相接。流动防止构件11具有比树脂绝缘构件12容易压缩变形的特性。流动防止构件11具有以下功能：抵抗在模块部2与冷却部13粘接时被加热加压的树脂绝缘构件12内的树脂将要从树脂绝缘构件12的端边(外周部)朝模块部2的外周侧漏出(流出)的力，成为防壁。即，流动防止构件11是针对树脂绝缘构件12的密封材料。
热硬化型树脂在加热时有树脂的粘度暂时变得非常小的状态。在使用树脂绝缘构件12的场合下粘接模块部2和冷却部13时，树脂将要从树脂绝缘构件12的端边漏出(要流出)的最大压力是静水压力，因而，成为与按压模块部2的上表面的加压条件相同的程度。实际的模块部2与冷却部13粘接时的加压值根据树脂绝缘构件12的材质而有所不同，例如也有到达10MPa的场合，树脂的漏出(流出)压力有时会成为MPa等级的非常大的值。为了抵抗该值的压力地将树脂密封，当然要在流动防止构件11的上下(模块部2或者散热器10的界面)没有间隙，而为了防止树脂从流动防止构件11的上下位置漏出，需要形成从夹持流动防止构件11的模块部2以及散热器10对流动防止构件11施加充分压力的状态。
图3是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的加压前的剖面结构示意图。图4是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的加压后的剖面结构示意图。图3是模块部2与散热器10粘接前。图4是模块部2与散热器10粘接后。
在附图中，流动防止构件11b是模块部2与散热器10的加压(粘接)前的树脂流动防止构件。另外，树脂绝缘构件12b是模块部2与散热器10的加压(粘接)前的树脂绝缘构件。如图3所示那样，在加压前的状态下，与树脂绝缘构件12b的外周部(周缘部)空开间隔地配置流动防止构件11b。此时，流动防止构件11b的高度设定得比树脂绝缘构件12的高度(厚度)高(厚)。如图4所示那样，在加压处理后，流动防止构件11b通过被加压变形，抑制树脂绝缘构件12b流向模块部2的外周侧，防止树脂流动(树脂泄漏)。此时，由于在加压时被压缩变形，所以，流动防止构件11的高度变成与树脂绝缘构件12相同的高度。由此，能抑制树脂从树脂绝缘构件12的流动。
在模块部2与散热器10粘接时的加热加压工序中，为了一边充分地对树脂绝缘构件12加压一边形成也对流动防止构件11施加充分压力的状态，重要的是，流动防止构件11是加压前(粘接前)的高度尺寸比树脂绝缘构件12高(大)且相对于模块部2与散热器10粘接时的压缩应力容易变形的材料，不使对树脂绝缘构件12的加压大幅减小。
即，若将粘接前的流动防止构件11b的高度设为t11b，将粘接前的树脂绝缘构件12b的高度设为t12b，将粘接后的树脂绝缘构件12的高度设为t12，则当t11b＞t12b＞t12且将流动防止构件11相对于压缩的阻力设为Eseal，将树脂绝缘构件12相对于压缩的阻力设为Eseat时，需要Eseal＜Eseat的关系成立。换言之，粘接前的流动防止构件11b的高度设定得比粘接前的树脂绝缘构件12b的高度高，且流动防止构件11的压缩阻力设定得比树脂绝缘构件12的压缩阻力小。
另外，对于流动防止构件11，需要相对于模块部2与散热器10粘接时的加热温度的耐热性。通常，由于粘接温度是180～250℃左右，所以，对于流动防止构件11，至少需要200℃、优选250℃以上的耐热性。
作为满足这样的条件的流动防止构件11的材料，例如可考虑氟类或者硅类等的橡胶材料、或是铝、铟或者锡等低硬度金属所代表的低压缩阻力材料、以它们为主成分的铝合金、铟合金或者锡合金。另外，流动防止构件11的高度(厚度)可对应于流动防止构件11的材料进行适当选择，例如设定成树脂绝缘构件12的高度的1.05倍～2倍左右。进而，对于流动防止构件11的宽度，作为与流动防止构件11的厚度的宽高比，能在1/2～2左右的范围内适当选择。
另外，模块部2与散热器10粘接前的流动防止构件11的剖面形状除了图3所示的四边形以外，还可考虑圆、椭圆或三角形、六边形等各种形状。
图5是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的其他流动防止构件的加压前的剖面结构示意图。图6是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的其他流动防止构件的加压后的剖面结构示意图。图5是模块部2与散热器10粘接前，图6是模块部2与散热器10粘接后。在图5中，流动防止构件11的剖面形状是圆。作为流动防止构件11的形状，从形状的制作容易度的观点出发，优选的是四边形或是圆。如图5所示那样，即便在流动防止构件11b的形状为圆的场合，在加压前的状态下，以在与树脂绝缘构件12之间设置间隙的方式配置流动防止构件11b。此时，流动防止构件11b的高度大于树脂绝缘构件12的高度。如图6所示那样，在加压处理后，流动防止构件11b通过被加压变形，抑制树脂绝缘构件12流向模块部2的外周侧，防止树脂流动。此时，流动防止构件11的高度由于在加压时被压缩变形，所以变成与树脂绝缘构件12相同的高度。
接着，对流动防止构件11的平面上的(俯视时的)形状进行说明。
图7是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的侧面外观的外面结构示意图。图8是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的平面结构示意图。图8是图7的单点划线BB处的平面结构示意图。
如图所示那样，在模块部2与散热器10粘接前，流动防止构件11b以接近树脂绝缘构件12b的外周部的全部(整周)的方式(空开间隙地)配置。这样，通过配置流动防止构件11b，能遍及整周地防止模块部2与散热器10粘接时因加热加压导致的树脂从树脂绝缘构件12的流出。作为树脂流出防止的密封目的，对于在围绕树脂绝缘构件12b设置的流动防止构件11b，优选的是没有容易变成机械方面弱点的接缝。
流动防止构件11b的无接缝的框形状能从板状的材料通过冲裁加工来进行制作。在流动防止构件11b的制作中，从材料出成率的观点出发，优选的是通过利用模具的成形或铸造来进行制作。
接着，对树脂流动防止构件11的定位方法进行说明。
图9是示出本发明的实施方式1中的其他电力用半导体装置的外观侧面的外面结构示意图。图10是示出本发明的实施方式1中的其他电力用半导体装置的平面结构示意图。图10是图9的单点划线CC处的剖面结构示意图。
在图9、图10中，示出了模块部2和流动防止构件11的定位方法的一例。在附图中，模块部2的定位用销32通过转移模塑成形，在由密封构件5密封模块部2时，从模块部2的外周突出地一体形成。在散热器10的上表面侧，在与模块部2的定位用销32对应的位置形成有定位孔，通过将模块部2的定位用销32插入于定位孔，进行模块部2在散热器10上的定位。在流动防止构件11中，也通过在朝散热器10的外周侧突出的流动防止构件11的定位用突起部31在与模块部2的定位用销32对应的位置形成贯通孔，进行相对于模块部2流动防止构件11的定位。
在上述内容中，在模块部2侧配置有模块部2的定位用销32，但也可以在散热器10侧配置相对于模块部2的定位用销或是定位框。尤其是在散热器10通过模具成形或铸造制作的场合，能容易形成定位用销或是定位框。
另外，作为其他定位方法，也可考虑以下方法：通过在流动防止构件11内压入或是临时粘接树脂绝缘构件12，预先一体地形成流动防止构件11和树脂绝缘构件12。树脂绝缘构件12例如适于在氮化硼的骨材中含浸有树脂那样的具有某种程度的机械强度的材料的场合。
如上述那样，由于在树脂绝缘构件12的外周部配置了相比树脂绝缘构件12容易压缩变形的流动防止构件11，所以，即便是在加压并粘接模块部2和冷却部13的场合，也可在树脂绝缘构件12的外周部抑制空隙的产生。其结果，在模块部2与冷却部13的粘接中，能提高绝缘性、散热性，能提高电力用半导体装置100的可靠性。
接着，对如上述那样构成的本实施方式1的电力用半导体装置100的制造方法进行说明。
首先，从电力用半导体装置100的模块部2起进行制作。在导电性构件4的上表面侧，经由接合材料7而接合功率半导体元件3的下电极。经由接合材料8a将输入输出端子6a与功率半导体元件3的上电极接合。另外，在导电性构件4的上表面侧的规定位置，经由接合材料8b而接合输入输出端子6b。在导电性构件4的上表面侧接合了功率半导体元件3以及输入输出端子6a、6b之后，使导电性构件4的下表面露出地由密封构件5将功率半导体元件3以及输入输出端子6a、6b一体密封，形成模块部2(模块部形成工序)。
接着，包围在下表面侧配置有翅片15的散热器10和翅片15，将散热器10的下表面与水冷套14接合，由此形成冷却部13(冷却部准备工序)。
接着，在冷却部13(散热器10)的上表面侧配置树脂绝缘构件12(12b)(树脂绝缘构件配置工序)。在配置树脂绝缘构件12之后，在树脂绝缘构件12的外周部，离开树脂绝缘构件12的周缘地配置流动防止构件11(11b)(树脂绝缘构件及流动防止构件配置工序)。
在冷却部13的上表面，以配置的树脂绝缘构件12的上表面与模块部2的导电性构件4的下表面相接的方式配置模块部2(模块部配置工序)。
在冷却部13的上表面配置了模块部2之后，通过对模块部2和冷却部13进行加热加压，将模块部2和冷却部13粘接(模块部粘接工序)。此时，流动防止构件11由于将相对于压缩变形的阻力设定得比树脂绝缘构件12小(容易压缩变形)，所以，通过从模块部2侧加压，流动防止构件11b变形，防止树脂绝缘构件12b朝模块部2的外周外漏出。
经过以上的主要制造工序，能制造图1、图2所示的电力用半导体装置100。
针对流动防止构件11的平面上的形状进行了锐意研究，结果发现：有时即便在配置于树脂绝缘构件12的外周区域的流动防止构件11的一部分设置接缝，也能确保模块部2与散热器10(冷却部13)之间的电绝缘性。
图11是示出比较例中的电力用半导体装置的剖面结构示意图。图12是示出比较例中的电力用半导体装置的平面结构示意图。图11是图12的单点划线CC处的剖面结构示意图。在图12中，为了容易理解从树脂绝缘构件12流出的树脂41的状态，由虚线表示输入输出端子6a、6b。如图11、图12所示那样，在未设置流动防止构件11的场合，树脂41从树脂绝缘构件12流出，从树脂绝缘构件12流出的树脂41的流出量在树脂绝缘构件12的四边各自的中央部多，在边的角部几乎没有流出量。即，在模块部2与冷却部13粘接前，处于树脂绝缘构件12的边的角部的树脂通过模块部2与冷却部13的粘接(加压)而朝边的中央部被吸引，在边的角部，树脂成为不足状态。因而，电力用半导体装置的绝缘破坏一般产生在树脂绝缘构件12的边的角部。
即，了解到：通过将流动防止构件11的接缝配置在树脂绝缘构件12的边的角部周围，即便树脂从流动防止构件11的接缝流出，也不会出现树脂绝缘构件的边的角部的树脂不足，可获得良好的绝缘耐压。
在此，对依据上述见解的流动防止构件11的平面上的(俯视时的)形状的变形例进行说明。
图13至图17是示出本发明的实施方式1中的流动防止构件的平面结构示意图。
在附图中，与流动防止构件11b相应地也图示了树脂绝缘构件12b。图13是与图8所示的结构同样的无接缝的流动防止构件11b。在图13中，流动防止构件11b无接缝地配置在树脂绝缘构件12b的外周部。在图14至图16中，流动防止构件11b的接缝是在树脂绝缘构件12b的边的角部区域设在一个部位的结构例。在图14中，流动防止构件11b的接缝部是在树脂绝缘构件12b的边的角部接触(连接)的结构。在图15中，是在流动防止构件11b的接缝部使流动防止构件11成为双重的结构。在图16中，是流动防止构件11b在树脂绝缘构件12b的边的角部交叉而接缝部大致沿着平面的结构。另外，在图17中，使用多个流动防止构件11b，流动防止构件11b的接缝部处于边的角部的四个部位，是接缝为多个的构成的一例。
流动防止构件11b各自的接缝部也可以是图15或者图16的接缝那样的接缝部。图14至图16所示的流动防止构件11b的接缝若为一个部位，则能由一根线材形成流动防止构件11b，另外，在图17所示那样的流动防止构件11边的角部处的接缝为多个部位的场合，能由多个线材构成流动防止构件11b。这样，流动防止构件11b为线材，树脂绝缘构件12b的外周部处的流动防止构件11b的交叉部或者连接部处于树脂绝缘构件12b的角部。
接着，对包括上述的流动防止构件11的流动防止构件11的定位方法的变形例进行说明。
如上述那样，在作为流动防止构件11使用线材的场合，与形成图9、图10所示那样的流动防止构件11的定位用突起部31的方式相比，在模块部2和散热器10中的至少一方形成流动防止构件11定位用的槽33、34，在该流动防止构件11定位用的槽33、34中嵌入线材比较容易。
图18至图23是示出本发明的实施方式1中的电力用半导体装置的制造工序的平面结构示意图。图18至图20是在散热器10的上表面形成了流动防止构件11定位用的槽33的场合。图21至图23是在模块部2的下表面形成了流动防止构件11定位用的槽34的场合。模块部2与冷却部13粘接前的流动防止构件11b的剖面形状在图18至图20的场合为圆形。在图21至图23的场合为四边形。在任意场合，无论流动防止构件11定位用的槽33、34的形成部位如何，流动防止构件11的剖面形状都能适用圆形、四边形或者其他的剖面形状。
在散热器10的上表面形成有定位用的槽33的场合，如图18所示那样，通过切削等机械加工、优选铸造或是模具成形，在散热器10的上表面设置定位用的槽33。接着，如图19所示那样，以嵌入定位用的槽33的方式配置粘接前的流动防止构件11b。然后，利用流动防止构件11b，在由流动防止构件11b包围的区域内配置粘接前的树脂绝缘构件12b，在散热器10的上表面侧配置模块部2，进行加热加压，由此获得图20所示的形态。另外，如上述那样，当在配置了流动防止构件11b之后配置树脂绝缘构件12b时，树脂绝缘构件12b的定位容易，但流动防止构件11b和树脂绝缘构件12b的配置顺序也可以颠倒。
在模块部2的下表面形成有流动防止构件11定位用的槽34的场合，如图21所示那样，在转移模塑成形模块部2时，根据模具形状而在模块部2的下表面同时形成出流动防止构件11定位用的槽34。接着，如图22所示那样，以嵌入流动防止构件11定位用的槽34的方式配置粘接前的流动防止构件11b。然后，利用流动防止构件11b，在由流动防止构件11b包围的区域内配置粘接前的树脂绝缘构件12b，在模块部2的下表面侧配置散热器10，进行加热加压，由此获得图23所示的形态。另外，如上述那样，当在配置流动防止构件11b之后配置树脂绝缘构件12b时，树脂绝缘构件12b的定位容易，但流动防止构件11b和树脂绝缘构件12b的配置顺序也可以颠倒。
进而，对流动防止构件11的定位方法的其他例进行说明。在流动防止构件11和散热器10例如是铝那样的金属的场合，流动防止构件11能直接粘接(接合)于散热器10的上表面。未形成图18所示那样的定位用的槽33，例如使用丝线绑扎机那样的设备来进行丝线绑扎，由此，能将使用了绑扎丝线的流动防止构件11配置在散热器10的上表面上。在该场合，作为直接粘接的手段，除了超声波接合那样的固相接合以外，还可适用利用激光焊接的点焊等。
在如以上那样构成的电力用半导体装置100中，由于在树脂绝缘构件12的外周部配置了比树脂绝缘构件12容易压缩变形的流动防止构件11，所以，即便在加压并粘接模块部2和冷却部13的场合，也可在树脂绝缘构件12的外周部抑制空隙的产生。其结果，在模块部2与冷却部13的粘接中，能提高绝缘性、散热性，能提高电力用半导体装置100的可靠性。
实施方式2.
在本实施方式2中，不同的方面在于：在实施方式1所使用的树脂绝缘构件12的外周部设置有从模块部2的下表面或者冷却部13的上表面(散热器10的上表面)突出的突起部22、23。这样，由于在树脂绝缘构件12的外周部形成有从模块部2的下表面或者冷却部13的上表面(散热器10的上表面)突出的突起部22、23，所以，流动防止构件11由突起部22、23和与突起部22、23相向的面加压压缩，在树脂绝缘构件12的外周部抑制空隙的产生。其结果，在模块部2与冷却部13的粘接中，能提高绝缘性、散热性，能提高电力用半导体装置100的可靠性。另外，关于其他方面，由于与实施方式1同样，所以省略详细说明。
图24是示出本发明的实施方式2中的电力用半导体装置的剖面结构示意图。在附图中，电力用半导体装置200具备模块部2、冷却部13、树脂绝缘构件12和流动防止构件11。另外，模块部2具备功率半导体元件3、板状的导电性构件4、输入输出端子6a、6b、接合材料7、8a、8b、密封构件5和作为第一突起部的突起部22。进而，冷却部13具备散热器10、翅片15和水冷套14。
在附图中，电力用半导体装置200经由树脂绝缘构件12而连接模块部2和冷却部13。流动防止构件11配置在树脂绝缘构件12的外周部，由从模块部2的下表面突出的突起部22和冷却部13(散热器10)夹持。即，流动防止构件11配置在突起部22的与散热器10相向的面上。在树脂绝缘构件12的外周部配置有从模块部2的下表面突出的突起部22，利用突起部22能进行树脂绝缘构件12的定位。突起部22和流动防止构件11的接触面的平面形状优选与流动防止构件11的平面形状同样。
这样，由于在树脂绝缘构件12的外周部形成了突起部22和流动防止构件11，所以，在通过加热加压处理将模块部2与冷却部13粘接时，也能抑制树脂绝缘构件12的空隙产生并防止树脂绝缘构件12的流出。
接着，对本发明的实施方式2中的制造工序的一例进行说明。形成于模块部2的下表面的突起部22在模块部形成工序中，能通过转移模塑成形等在与形成密封构件(模制树脂)5时同时地形成。之后，在树脂绝缘构件及流动防止构件配置工序中，在突起部22的成为与流动防止构件11接触的接触面的部分，涂敷硅橡胶等可涂敷的材料、即成为流动防止构件11的材料，通过热处理等使其硬化，由此形成流动防止构件11。通过经过这样的制造工序，能廉价地制造树脂流动防止结构。并且，利用突起部22，流动防止构件11是比树脂绝缘构件12薄的厚度，能获得树脂从树脂绝缘构件12的流出抑制效果。
图25是示出本发明的实施方式2中的其他电力用半导体装置的剖面结构示意图。在附图中，电力用半导体装置201具备模块部2、冷却部13、树脂绝缘构件12和流动防止构件11。另外，模块部2具备功率半导体元件3、板状的导电性构件4、输入输出端子6a、6b、接合材料7、8a、8b和密封构件5。进而，冷却部13具备散热器10、翅片15和水冷套14。散热器10在上表面具备作为第二突起部的突起部23。
在附图中，电力用半导体装置201经由树脂绝缘构件12而连接模块部2和冷却部13。流动防止构件11配置在树脂绝缘构件12的外周部，由从散热器10的上表面突出的突起部23和模块部2夹持。即，流动防止构件11配置在突起部23的与模块部2相向的面上。在树脂绝缘构件12的外周部，配置有从散热器10的上表面突出的突起部23，利用突起部23能进行树脂绝缘构件12的定位。突起部23与流动防止构件11的接触面的平面形状优选与流动防止构件11的平面形状同样。
这样，由于在树脂绝缘构件12的外周部形成了突起部23和流动防止构件11，所以，在通过加热加压处理将模块部2与冷却部13粘接时，也能抑制树脂绝缘构件12的空隙产生并防止树脂绝缘构件12的流出。
接着，对本发明的实施方式2中的制造工序的一例进行说明。形成于散热器10的上表面的突起部23与散热器10为一体，在制作散热器10时，通过切削等机械加工、优选铸造或是模具成形来形成。然后，在树脂绝缘构件及流动防止构件配置工序中，在突起部23的成为与流动防止构件11接触的接触面的部分，涂敷硅橡胶等可涂敷的材料、即成为流动防止构件11的材料，通过热处理等使其硬化，由此形成流动防止构件11。能经过这样的制造工序来廉价地制造树脂流动防止结构。并且，利用突起部23，流动防止构件11为比树脂绝缘构件12薄的厚度，能获得树脂从树脂绝缘构件12的流出抑制效果。
在本实施方式2中，流动防止构件11并不一定是涂敷材料，能使用实施方式1所记载的各种材料、形态。在该场合，即便在使用流动防止构件11的厚度与图3的t11b不同的例如标准构件(一般厚度的密封构件)的情况下，通过调整突起部22、23的高度，对于标准构件也能获得抑制树脂从树脂绝缘构件12的流出的效果。也就是，突起部22、23作为相对于流动防止构件11的辅助构件发挥功能。另外，也能设置从模块部2的下表面侧突出的突起部22和从散热器10的上表面侧突出的突起部23双方。在该场合，流动防止构件11由突起部22和突起部23夹持。另外，在本实施方式2中，使用了突起部22以及突起部23中的至少一方和流动防止构件11的场合下的厚度(高度)作为最终形状被设定成为图4等所示的t12。
在如以上那样构成的电力用半导体装置200中，由于在树脂绝缘构件12的外周部配置了比树脂绝缘构件12容易压缩变形的流动防止构件11，所以，在加压并粘接了模块部2和冷却部13的场合，也可在树脂绝缘构件12的外周部抑制空隙的产生。其结果，在模块部2与冷却部13的粘接中，能提高绝缘性、散热性，能提高电力用半导体装置200的可靠性。
另外，流动防止构件11由于形成在突起部22、23，所以，不需要突起部22、23与流动防止构件11的定位。
进而，通过使用突起部22、23，能容易进行树脂绝缘构件12相对于流动防止构件11的定位。
实施方式3.
在本实施方式3中，不同方面在于：在实施方式1所使用的流动防止构件11的外周部，形成了从模块部2的下表面或者冷却部13的上表面(散热器10的上表面)突出的流动防止加强壁24、25、26。这样，由于在流动防止构件11的外周部形成了从模块部2的下表面或者冷却部13的上表面(散热器10的上表面)突出的流动防止加强壁24、25、26，所以，即便在树脂从树脂绝缘构件12的流出压力高的场合，也能通过设置流动防止加强壁24、25、26来抑制树脂的流出，可在树脂绝缘构件12的外周部抑制空隙的产生。其结果，在模块部2与冷却部13的粘接中，能提高绝缘性、散热性，能提高电力用半导体装置300的可靠性。另外，关于其他方面，由于与实施方式1相同，故而省略详细说明。
图26是示出本发明的实施方式3中的电力用半导体装置的剖面结构示意图。在附图中，电力用半导体装置300具备模块部2、冷却部13、树脂绝缘构件12和流动防止构件11。另外，模块部2具备功率半导体元件3、板状的导电性构件4、输入输出端子6a、6b、接合材料7、8a、8b、密封构件5和流动防止加强壁24。进而，冷却部13具备散热器10、翅片15和水冷套14。
在附图中，电力用半导体装置300经由树脂绝缘构件12而连接模块部2和冷却部13。流动防止构件11配置在树脂绝缘构件12的外周部，由模块部2和冷却部13(散热器10)夹持。另外，在流动防止构件11的外周部，配置有从模块部2的下表面朝散热器10的上表面突出的流动防止加强壁24。在模块部2与冷却部13粘接后，流动防止加强壁24与冷却部13的上表面(散热器10的上表面)具有间隙。
这样，由于在流动防止构件11的外周部形成有从模块部2的下表面突出的流动防止加强壁24，所以，在通过加热加压处理将模块部2与冷却部13粘接时，即便在树脂从树脂绝缘构件12的流出压力高的场合，也能抑制树脂绝缘构件12的空隙产生并防止树脂绝缘构件12的流出。
优选的是，流动防止加强壁24在模块部形成工序中，通过转移模塑成形等，在与形成密封构件(模制树脂)5时同时地形成。
接着，对树脂流动防止加强壁24的效果进行说明。
图27是示出本发明的实施方式3中的电力用半导体装置的制造工序的剖面结构示意图。图28是示出本发明的实施方式3中的电力用半导体装置的制造工序的剖面结构示意图。图27示出模块部2与冷却部13粘接前的状态。图28示出模块部2与冷却部13粘接后的状态。在附图中，流出防止构件11b是模块部2与冷却部13粘接前的流动防止构件，树脂绝缘构件12b是模块部2与冷却部13粘接前的树脂绝缘构件。在流动防止构件11(11b)的外周侧配置有流动防止加强壁24，在流动防止构件11(11b)的内周侧配置有树脂绝缘构件12(12b)。
也如本发明的实施方式1中所述那样，从树脂绝缘构件12流出的树脂的流出压力有时是MPa等级的非常大的值。此时，流动防止构件11在像橡胶那样相对于压缩的阻力Eseal非常小的场合，相对于树脂从树脂绝缘构件12的流出压力，有时仅依靠来自夹持流动防止构件11的模块部2以及散热器10的压力无法支撑。因而，在模块部2和冷却部13粘接时的加热加压工序中，树脂绝缘构件12需要被充分加压并压缩。如果在流动防止构件11和树脂绝缘构件12被充分加压并压缩之前流动防止加强壁24与散热器10的上表面接触，则流动防止加强壁24支撑来自模块部2的上表面的加压力。此后，加压力不再充分地施加于流动防止构件11和树脂绝缘构件12，存在于树脂绝缘构件12内的空隙不缩小，存在导致耐压不良的可能性。
即，优选的是，如图28所示那样，当将流动防止构件11的高度设为tseal，将流动防止加强壁24的高度设为tw时，满足tseal＞tw的关系。换言之，流动防止构件11的高度被设定得比流动防止加强壁24的高度高。在此，流动防止构件11的高度和树脂绝缘构件12的高度大致相同，但从与流动防止加强壁24的高度的比较容易性出发，以邻接的流动防止构件11的高度进行规定。
另一方面，流动防止加强壁24与散热器10的间隙越少，则相对于来自树脂绝缘构件12的树脂的密封性就越高，因而，优选的是，在尺寸公差的允许范围内接近零间隙。作为流动防止加强壁24的高度(突出量)，例如能在树脂绝缘构件12的高度(厚度)的0.5倍至0.95倍的范围内设定。另外，在流动防止加强壁24与散热器10的上表面之间有间隙的场合，流动防止构件11的一部分也可以朝流动防止加强壁24侧流出。
这样，由于在流动防止构件11的外周部在模块部2的下表面形成有流动防止加强壁24，所以，在通过加热加压处理将模块部2与冷却部13粘接时，即便在从树脂绝缘构件12漏出的树脂的流出压力非常大的场合，也能抑制树脂绝缘构件12的空隙产生并防止树脂绝缘构件12的流出。
图29是示出本发明的实施方式3中的其他电力用半导体装置的剖面结构示意图。图30是示出本发明的实施方式3中的其他电力用半导体装置的剖面结构示意图。
在图29中，电力用半导体装置400具备模块部2、冷却部13、树脂绝缘构件12以及流动防止构件11。另外，模块部2具备功率半导体元件3、板状的导电性构件4、输入输出端子6a、6b、接合材料7、8a、8b以及密封构件5。进而，冷却部13具备散热器10、翅片15以及水冷套14。散热器10在流动防止构件11的外周部具备从散热器10的上表面朝模块部2的下表面突出的流动防止加强壁25。
在附图中，电力用半导体装置400经由树脂绝缘构件12连接模块部2和冷却部13。流动防止构件11配置在树脂绝缘构件12的外周部，由模块部2和冷却部13(散热器10)夹持。另外，在流动防止构件11的外周部，配置有从散热器10的上表面朝模块部2的下表面突出的流动防止加强壁25。流动防止加强壁25与散热器10一体地形成，能通过切削等机械加工、优选铸造或是模具成形来形成。另外，在流动防止加强壁25与模块部2的下表面之间有间隙的场合，流动防止构件11的一部分也可以朝流动防止加强壁25侧流出。
另外，也可以如图30所示那样，将散热器10的上表面的中央区域设为挖空形状，将挖空的区域的外周部作为流动防止加强壁26。流动防止加强壁26的形状与上述的流动防止加强壁25的场合同样，在制作散热器10时，能以切削等机械加工、优选铸造或是模具成形来形成。
这样，由于在流动防止构件11的外周部在散热器10的上表面形成有流动防止加强壁25、26，所以，在通过加热加压处理将模块部2与冷却部13粘接时，即便在从树脂绝缘构件12漏出的树脂的流出压力非常大的场合，也能抑制树脂绝缘构件12的空隙产生并防止树脂绝缘构件12的流出。另外，流动防止加强壁25、26、流动防止构件11(11b)和树脂绝缘构件12(12b)的关系与上述的流动防止加强壁24、流动防止构件11(11b)和树脂绝缘构件12(12b)相同。
在模块部2中，作为主配线接合以直接引线键合(Direct Lead Bonding)型进行了说明，但也可以使用一般所使用的铝(Al)或铜(Cu)丝接合，还可以是其他的接合方法。另外，模块部2并不限定于转移模塑类型，只要是能加热加压树脂绝缘构件12的结构即可。
这样，由于在流动防止构件11的外周部形成有从散热器10的上表面突出的流动防止加强壁25、26，所以，在通过加热加压处理将模块部2与冷却部13粘接时，即便树脂从树脂绝缘构件12的流出压力高的场合，也能抑制树脂绝缘构件12的空隙产生并且防止树脂绝缘构件12的流出。
另外，关于冷却部13，以在车载用的电力用半导体装置中一般常用的散热器10构成水冷的冷却部13的一部分的结构进行说明，但作为冷却方式，并不限定于水冷。进而，并不限定于散热器10与翅片15一体地形成的构成，能应用适于用途的结构及材料。
在如以上那样构成的电力用半导体装置300、400、500中，由于在树脂绝缘构件12的外周部配置有比树脂绝缘构件12容易压缩变形的流动防止构件11，所以，即便在加压并粘接了模块部2和冷却部13的场合，也可抑制在树脂绝缘构件12的外周部产生空隙。其结果，在模块部2与冷却部13的粘接中，能提高绝缘性、散热性，能提高电力用半导体装置300、400、500的可靠性。
另外，由于在流动防止构件11的外周部形成有流动防止加强壁24、25、26，所以，在通过加热加压处理将模块部2与冷却部13粘接时，即便在从树脂绝缘构件12漏出的树脂的流出压力非常大的场合，也能抑制树脂绝缘构件12的空隙产生并防止树脂绝缘构件12的流出。
实施方式4.
本实施方式4将上述的实施方式1～3中任一者所涉及的电力用半导体装置应用于电力转换装置。本发明并不限定于特定的电力转换装置，以下，作为实施方式4，以将本发明应用于三相的变换器的场合进行说明。
图31是示出本发明的实施方式4中的应用了电力转换装置的电力转换系统的构成的框图。
图31所示的电力转换系统具备电源1000、电力转换装置2000、负荷3000。电源1000是直流电源，对电力转换装置2000供给直流电力。电源1000能以各种形式来构成，例如能由直流系统、太阳能电池、蓄电池构成，也可以由与交流系统连接的整流电路、AC/DC换流器等构成。另外，电源1000也可以由将从直流系统输出的直流电力转换成规定电力的DC/DC换流器构成。
电力转换装置2000是连接在电源1000与负荷3000之间的三相的变换器，将从电源1000供给的直流电力转换成交流电力，对负荷3000供给交流电力。电力转换装置2000如图45所示那样具备：将从电源1000输入的直流电力转换成交流电力并输出的主转换电路2001；以及将控制主转换电路2001的控制信号输出给主转换电路2001的控制电路2003。
负荷3000是由从电力转换装置2000供给的交流电力进行驱动的三相的电动机。另外，负荷3000不限于特定的用途，是搭载在各种电气设备上的电动机，例如被用作面向混动汽车、电动汽车、轨道车辆、电梯、空调设备的电动机等。
以下，对电力转换装置2000的详细情况进行说明。主转换电路2001具备内置在电力用半导体装置2002中的开关元件和回流二极管(未图示)，开关元件进行开关，从而将从电源1000供给的直流电力转换成交流电力，向负荷3000供给。主转换电路2001的具体电路构成有各种形式，本实施方式所涉及的主转换电路2001是2级的三相全桥式电路，能由6个开关元件和与各个开关元件逆并联地连接的6个回流二极管构成。主转换电路2001由与内置各开关元件、各回流二极管等的上述的实施方式1～5中任一者相当的电力用半导体装置2002构成。6个开关元件按照每2个开关元件串列连接而构成上下臂，各上下臂构成全桥式电路的各相(U相、V相、W相)。各上下臂的输出端子即主转换电路2001的3个输出端子与负荷3000连接。
另外，主转换电路2001具备驱动各开关元件的驱动电路(未图示)。驱动电路既可以内置于电力用半导体装置2002，也可以是与电力用半导体装置2002分体地具备驱动电路的构成。驱动电路生成驱动主转换电路2001的开关元件的驱动信号，向主转换电路2001的开关元件的控制电极供给。具体来讲，根据来自后述的控制电路2003的控制信号，对各开关元件的控制电极输出将开关元件设成接通状态的驱动信号和将开关元件设成断开状态的驱动信号。在将开关元件维持成接通状态的场合，驱动信号是开关元件的阈值电压以上的电压信号(接通信号)，在将开关元件维持成断开状态的场合，驱动信号是开关元件的阈值电压以下的电压信号(断开信号)。
控制电路2003以对负荷3000供给所期望的电力的方式控制主转换电路2001的开关元件。具体来讲，基于应对负荷3000供给的电力来计算主转换电路2001的各开关元件应成为接通状态的时间(接通时间)。例如，能通过根据应输出的电压对开关元件的接通时间进行调制的PWM控制，对主转换电路2001进行控制。另外，以在各时刻应成为接通状态的开关元件输出接通信号并对应成为断开状态的开关元件输出断开信号的方式，对主转换电路2001所具备的驱动电路输出控制指令(控制信号)。驱动电路根据该控制信号，对各开关元件的控制电极输出接通信号或者断开信号来作为驱动信号。
在如以上那样构成的本实施方式4所涉及的电力转换装置中，由于作为主转换电路2001的电力用半导体装置2002应用实施方式1～3所涉及的电力用半导体装置，所以，能实现可靠性的提高。
在本实施方式中，说明了在2级的三相变换器中应用本发明的例子，但本发明并不限于此，能应用于各种电力转换装置。在本实施方式中，设为2级的电力转换装置，但也可以是3级、多级的电力转换装置，在对单相负荷供给电力的场合也可以对单相的变换器应用本发明。另外，在对直流负荷等供给电力的场合，也能对DC/DC换流器、AC/DC换流器等应用本发明。
另外，应用了本发明的电力转换装置并不限定于上述的负荷为电动机的场合，例如也能作为放电加工机、激光加工机、感应加热调理器、非接触器供电系统的电源装置等来使用，进而也可以作为太阳能发电系统、蓄电系统等的功率调节器来使用。
尤其是在作为功率半导体元件3使用SiC的场合，电力用半导体元件为了达成其特性，以比Si时高的温度进行工作。在搭载SiC器件的电力用半导体装置中，由于寻求更高的可靠性，所以，实现高可靠性的电力用半导体装置这样的本发明的优势更为明显。
应理解上述的实施方式在所有方面均为例示而并非限制性构成。本发明的范围并不是上述的实施方式的范围，而是由权利要求书表示，包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。另外，也可以通过适当组合上述的实施方式所公开的多个构成要素来形成发明。
附图标记的说明
2模块部，3功率半导体元件，4导电性构件，5密封构件，6a、6b输入输出端子，7、8a、8b接合材料，10散热器，11、11b流动防止构件，12、12b树脂绝缘构件，13冷却部，14水冷套，15翅片，22、23突起部，24、25、26流动防止加强壁，31定位用突起部，32定位用销，33、34定位用槽，41树脂，100、200、201、300、400、500、2002电力用半导体装置，1000电源，2000电力转换装置，2001主转换电路，2003控制电路，3000负荷。

Claims (14)

1.一种电力用半导体装置，其中，
上述电力用半导体装置具备：
模块部；
树脂绝缘构件，该树脂绝缘构件与上述模块部粘接；
冷却部，该冷却部经由上述树脂绝缘构件而与上述模块部连接；以及
流动防止构件，该流动防止构件被上述模块部和上述冷却部夹持，配置在上述树脂绝缘构件的周围，且比上述树脂绝缘构件容易压缩变形。
2.如权利要求1所述的电力用半导体装置，其中，
在上述模块部，在比上述树脂绝缘构件靠外周侧的位置设有第一突起部，上述流动防止构件被上述第一突起部和上述冷却部夹持。
3.如权利要求1或2所述的电力用半导体装置，其中，
在上述冷却部，在比上述树脂绝缘构件靠外周侧的位置设有第二突起部，上述流动防止构件被上述第二突起部和上述模块部夹持。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电力用半导体装置，其中，
上述流动防止构件为线材，上述树脂绝缘构件的外周部处的上述线材的交叉部或者连接部处于上述树脂绝缘构件的角部。
5.如权利要求4所述的电力用半导体装置，其中，
上述线材设有多个。
6.如权利要求1～5中任一项所述的电力用半导体装置，其中，
在上述模块部以及上述冷却部中的任一方设有上述流动防止构件定位用的槽。
7.如权利要求1～6中任一项所述的电力用半导体装置，其中，
在上述流动防止构件的外周侧，在上述模块部以及上述冷却部中的任一方设有流动防止加强壁。
8.如权利要求7所述的电力用半导体装置，其中，
上述流动防止构件的高度比上述流动防止加强壁的高度高。
9.如权利要求1～8中任一项所述的电力用半导体装置，其中，
上述树脂绝缘构件在高导热构件中含浸有树脂。
10.如权利要求1～9中任一项所述的电力用半导体装置，其中，
上述流动防止构件的材料是铝、铟、锡、铝合金、铟合金、锡合金和橡胶中的任一者。
11.一种电力用半导体装置的制造方法，其中，
上述电力用半导体装置的制造方法具备：
模块部形成工序，该模块部形成工序形成模块部；
冷却部形成工序，该冷却部形成工序形成冷却部；
树脂绝缘构件及流动防止构件配置工序，该树脂绝缘构件及流动防止构件配置工序在上述冷却部上配置树脂绝缘构件和流动防止构件，该流动防止构件配置在上述树脂绝缘构件的周围且比上述树脂绝缘构件容易压缩变形；以及
冷却部及模块部粘接工序，该冷却部及模块部粘接工序压缩上述树脂绝缘构件和上述流动防止构件，粘接上述冷却部和上述模块部。
12.如权利要求11所述的电力用半导体装置的制造方法，其中，
上述树脂绝缘构件及流动防止构件配置工序将上述流动防止构件直接接合于上述冷却部。
13.如权利要求11所述的电力用半导体装置的制造方法，其中，
上述树脂绝缘构件及流动防止构件配置工序将上述流动防止构件涂敷于上述冷却部和上述树脂绝缘构件中的任一方。
14.一种电力转换装置，其中，
上述电力转换装置具备：
主转换电路，该主转换电路具有权利要求1～10中任一项所述的电力用半导体装置，对所输入的电力进行转换并输出；以及
控制电路，该控制电路将控制上述主转换电路的控制信号输出给上述主转换电路。
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