JP2007281498A - Semiconductor power module - Google Patents

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Yasutoshi Kurihara
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Masahisa Sofue
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Yoshimasa Takahashi
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昌久 祖父江
清光 鈴木
可昌 高橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor power module having an insulating circuit board mounted thereon, with good usability, low thermal resistance, and high reliability. <P>SOLUTION: There is provided a semiconductor power module having an insulating circuit board 500 mounted thereon, on which one layer or more of a thermal diffusion plates 3 provided with a ceramic plate 2 are disposed between a circuit plate 1 and a heat dissipation plate 5, and the heat dissipation plate is set as an electric conducting path of a semiconductor power element. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体パワー素子を実装した半導体パワーモジュールに用いられる放熱用の絶縁回路基板に係わり、特に、低熱抵抗,高信頼性の絶縁回路基板に関する。 The present invention relates to an insulating circuit board for heat dissipation for use in a semiconductor power module mounted with semiconductor power devices, in particular, low thermal resistance, to a highly reliable insulation circuit board.

半導体パワー素子に用いられる放熱基板は、回路板、セラミックス板および放熱板の積層体よりなる絶縁回路基板を、Al−SiC複合材よりなるヒートシンク板へAl−Si系のろう材で接合したものが特開平10−65075号公報(特許文献1)等で知られている。 Radiating substrate used in a semiconductor power device, circuit board, an insulating circuit board comprising a laminate of a ceramic plate and heat sink are those joined by brazing material Al-Si system to the heat sink plate made of Al-SiC composite material JP-10-65075 discloses known in (Patent Document 1), and the like. これらの放熱基板は、高価なヒートシンク板を使用する必要があった。 These heat dissipating substrate, it was necessary to use an expensive heat sink plate.

一方、このようなヒートシンク板を使用しないで、回路板、セラミックス板および放熱板の積層体よりなる絶縁回路基板を単体でパワーモジュールを実装する方法が特開平11−330311号公報(特許文献2)に開示されている。 On the other hand, without using such a heat sink plate, circuit board, a ceramic plate and a method of mounting a power module insulation circuit board composed of a laminate of the heat sink by itself is Hei 11-330311 (Patent Document 2) which is incorporated herein by reference. なお、これにはセラミックス板として窒化ケイ素が適用されている。 Note that this silicon nitride is applied as a ceramic plate.

特開平10−65075号公報 JP-10-65075 discloses 特開平11−330311号公報 JP 11-330311 discloses

ヒートシンク板を使用しないで、回路板、セラミックス板および放熱板の積層体よりなる絶縁回路基板単体で、パワーモジュールを実装する方法には、使い勝手や信頼性に関して、次のような問題があった。 Without using a heat sink plate, circuit board, an insulating circuit board itself comprising a laminate of a ceramic plate and the heat radiating plate, the method of mounting the power module, with respect to ease of use and reliability, it has the following problems.

(a) セラミックス板へ比較的強度の高い窒化ケイ素を用いるときは、窒化ケイ素自体の熱伝導率が80W/m・Kと小さいため、絶縁回路基板の熱抵抗が大きくなると云う問題があった。 (A) when using relatively high strength silicon nitride to a ceramic plate, since the thermal conductivity of silicon nitride itself is small and 80W / m · K, there is a problem that the thermal resistance of the insulating circuit board is increased. なお、セラミックス板に熱伝導率のより小さいアルミナを用いると、絶縁回路基板としての熱抵抗が一層大きくなった。 Note that a smaller alumina thermal conductivity ceramic plate, the thermal resistance of the insulating circuit board becomes further increased.

(b) 前記熱抵抗を小さくする目的で回路板や放熱板を厚くすると、セラミックス板は回路板形状による曲げ応力を受け、過酷なヒートサイクル(−40℃⇔+120℃)で割れると云う問題があった。 (B) when the thickness of the circuit board and the heat radiating plate in order to reduce the heat resistance, the ceramic plate is subjected to bending stress by the circuit board shape, a problem that a crack under harsh heat cycle (-40 ℃ ⇔ + 120 ℃) ​​is there were. なお、セラミックス板へ熱伝導率が175W/m・Kと比較的大きい窒化アルミニウムを用いる場合にも、窒化アルミニウム自体の強度が窒化ケイ素の約半分と小さいために、回路板や放熱板を厚くするとセラミックス板が割れると云う問題があった。 In the case where the thermal conductivity to the ceramic plate using a relatively large aluminum nitride and 175W / m · K also for the strength of the aluminum nitride itself is small and approximately half of the silicon nitride, when the thickness of the circuit board and the heat radiating plate there has been a problem that the ceramic plate is broken.

(c) 回路板、セラミックス板および放熱板の積層体よりなる絶縁回路基板単体のトータル厚さは高々1mmと薄いため、絶縁回路基板が反り易く、かつ、剛性も小さい。 (C) a circuit board, since the thin and most 1mm is the total thickness of the insulating circuit board itself comprising a laminate of a ceramic plate and the heat radiating plate, easily warp insulating circuit board, and rigidity is also small. その結果、ヒートシンク板を用いないパワーモジュール実装時の使い勝手が悪かった。 As a result, usability at the time of the power module mounting without using a heat sink plate is poor.

(d) 従来の絶縁回路基板単体には、半導体パワー素子の通電路について開示されていなかった。 (D) Conventional insulated circuit board itself, it has not been disclosed for energizing path of the semiconductor power device.

(e) 従来の絶縁回路基板単体には、半導体パワー素子を冷却する水路が開示されていなかった。 The (e) conventional insulated circuit board itself, waterway for cooling the semiconductor power element is not disclosed.

(f) 従来の絶縁回路基板単体には、冷却部材への装着性が示されていなかった。 The insulated circuit board single (f) conventional mounting of the cooling member has not been shown.

このように、従来の絶縁回路基板には使い勝手や信頼性に関していろいろな問題を抱えていた。 In this way, the conventional insulated circuit board was having a variety of problems with the ease of use and reliability.

本発明の目的は、上記に鑑み、使い勝手が良く、低熱抵抗で高信頼性の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の提供にある。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, good usability is to provide an insulating circuit board for a semiconductor power device of high reliability with low thermal resistance.

本発明の他の目的は、上記の絶縁回路基板を用いた高信頼性の半導体パワー素子の提供にある。 Another object of the present invention is to provide a highly reliable semiconductor power device using the above-described insulating circuit board.

前記目的を達成する本発明の要旨は次のとおりである。 Gist of the present invention for achieving the above object are as follows.

(1) 回路板、第1のセラミックス板、熱拡散板、第2のセラミックス板および放熱板の積層体により形成した絶縁回路基板と、前記絶縁回路基板における回路板に搭載された半導体パワー素子とを有し、前記絶縁回路基板における熱拡散板が前記半導体パワー素子の通電路を兼ねている半導体パワーモジュールにある。 (1) circuit board, a first ceramic plate, the thermal diffusion plate, and the insulating circuit board formed by the laminate of the second ceramic plate and the heat radiating plate, and the semiconductor power element mounted on the circuit board in the insulating circuit board the a, in the semiconductor power module thermal diffusion plate in the insulating circuit board also serves as the current path of the semiconductor power device.

上記熱拡散板で熱を横方向に広げることにより、前記セラミックス板に低熱伝導率の窒化ケイ素やアルミナを使用しても、絶縁回路基板の熱抵抗を低減することができる。 By increasing the heat laterally the thermal diffusion plate, the use of silicon nitride or alumina with low thermal conductivity to the ceramic plate, it is possible to reduce the thermal resistance of the insulating circuit board.

また、絶縁回路基板を積層体としたことでその剛性が増加し、熱抵抗を小さくする目的で回路板や放熱板を厚くしても、セラミック基板に発生する応力の増加を抑制することができる。 Further, it is possible to an insulating circuit board rigidity is increased by having a laminate, even when the thickness of the circuit board and the heat radiating plate in order to reduce the thermal resistance, to suppress an increase in stress generated in the ceramic substrate .

その結果、セラミックス板に、高強度の窒化ケイ素の代わりに、これより低強度の窒化アルミニウムやアルミナを用いた場合でも、過酷なヒートサイクルによるセラミックス板の割れを防止することが可能になる。 As a result, the ceramic plate, instead of the silicon nitride of high strength, even when a lower-strength aluminum nitride and alumina which, it is possible to prevent cracking of the ceramic plate by severe heat cycle.

(2) 上記絶縁回路基板の熱抵抗を下げることとセラミックス板の割れ防止とを両立させるには、回路板、第1のセラミックス板、熱拡散板、第2のセラミックス板および放熱板よりなる絶縁回路基板において、 (2) In order to achieve both the cracking Preventing the ceramic plate to reduce the thermal resistance of the insulating circuit board, the circuit board, the first ceramic plate, the heat diffusion plate, made of the second ceramic plate and the heat radiating plate insulating in the circuit board,
イ) 熱拡散板の厚さを最も厚くする、 B) thickest thickness of the thermal diffusion plate,
ロ) 第1のセラミックス板および第2のセラミックス板の厚さをほぼ同じとし、かつ、これらの厚さが熱拡散板の厚さの50%以下とすることが望ましい。 B) a first ceramic plate and the second substantially the same as those of the thickness of the ceramic plate, and it is desirable that these thicknesses are 50% or less of the thickness of the thermal diffusion plate.

(3) さらに、熱拡散板の積層枚数を多くし、回路板、第1のセラミックス板、第1の熱拡散板、第2のセラミックス板、第2の熱拡散板、第3のセラミックス板および放熱板の積層体構造よりなる絶縁回路基板、あるいは、回路板、第1のセラミックス板、第1の熱拡散板、第2のセラミックス板、第2の熱拡散板、第3のセラミックス板、第3の熱拡散板、第4のセラミックス板および放熱板の積層体構造よりなる絶縁回路基板も、上記と同様な理由により有効であった。 (3) Further, by increasing the number of stacked thermal diffusion plate, circuit board, a first ceramic plate, the first thermal diffusion plate, a second ceramic plate, the second thermal diffusion plate, the third ceramic plate and a stacked structure of the heat radiating plate insulating circuit board or a circuit board, a first ceramic plate, the first thermal diffusion plate, a second ceramic plate, the second thermal diffusion plate, a third ceramic plate, the 3 of the heat diffusion plate, the insulating circuit board of the layer structure of the fourth ceramic plate and the heat radiating plate were also effective for the same reason as above.

また、回路板と放熱板の間に、両面にセラミックス板を設けた熱拡散板を少なくとも1層以上介在させることにより、熱抵抗や信頼性を損なうことなく、絶縁回路基板単体のトータル厚さを従来品より厚くすることができる。 Further, the heat radiation plates to the circuit board, by interposing at least one layer of the thermal diffusion plate provided with a ceramic plate on both sides, without impairing the thermal resistance and reliability, conventional total thickness of the insulating circuit board alone it can be thicker.

その結果、絶縁回路基板単体のトータル厚さを2mm以上と厚くすることも可能となり、絶縁回路基板の反りを抑制し、かつ、剛性を増加させることができ、ヒートシンク板を使用しないパワーモジュール実装時の使い勝手が向上した。 As a result, the total thickness of the insulating circuit board itself becomes possible to thicken the above 2 mm, to suppress warpage of the insulating circuit board, and can increase the rigidity, when the power module mounting without using a heat sink plate ease of use has been improved of.

(4) 両面にセラミックス板を配置した熱拡散板は、回路板や放熱板から電気的に絶縁されているため、半導体パワー素子の通電路として使用することが可能になり、絶縁回路基板の使い勝手が向上した。 (4) thermal diffusion plate arranged ceramic plates on both sides, because it is electrically insulated from the circuit board and the heat radiating plate, it becomes possible to use as a current path of the semiconductor power device, the usability of the insulating circuit board There was improved.

(5) 両面にセラミックス板を配置した熱拡散板は、回路板から電気的に絶縁されていること、また、熱拡散板を比較的厚くできること等により、熱拡散板中に半導体パワー素子を冷却する水路を設けることが可能になり、絶縁回路基板の使い勝手が向上した。 (5) heat diffusion plate disposed a ceramic plate on both sides, that are electrically insulated from the circuit board, also such as by relatively thick thermal diffusion plate, cooling the semiconductor power device in the heat diffusion plate waterway it is possible to provide that, with improved usability of the insulating circuit board.

(6) 熱拡散板と放熱板とで第2のセラミックス板を完全に覆うように、前記熱拡散板の端部と前記放熱板の端部を一体化する。 (6) As in the thermal diffusion plate and the heat dissipation plate completely covers the second ceramic plate, to integrate the end portion of the heat radiating plate and the end portion of the heat diffusion plate. この比較的に肉厚が増加した端部の一体化部分に、ネジ止め用の孔やOリング用の溝を設けることで、絶縁回路基板の使い勝手が向上した。 This relatively integral part of the end wall thickness is increased, by providing the grooves of the hole and the O-ring for screwing, an improved usability of the insulating circuit board.

さらに、端部の一体化部分で、絶縁回路基板を冷却部材へ摩擦撹拌溶接によって簡単に気密接合できるようになった。 Moreover, an integral part of the end portion, can now be easily hermetically joined by friction stir welding an insulating circuit board to the cooling member. その結果、冷却部材への装着性が向上した。 As a result, the mounting of the cooling member is improved.

上記により、使い勝手が良く、高信頼性の絶縁回路基板並びに半導体パワー素子を実現することができる。 The above, good usability, it is possible to realize a dielectric circuit board and a semiconductor power device of high reliability.

本発明によれば、使い勝手が良く、低熱抵抗で高信頼性の半導体パワー素子用絶縁回路基板を搭載した半導体パワーモジュールを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to convenience in use, to provide a semiconductor power module with insulating circuit board highly reliable power semiconductor device with low thermal resistance.

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED embodiment of the present invention with reference to the drawings.

図1は本実施例の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す模式断面図である。 Figure 1 is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of this embodiment. 絶縁回路基板は回路板1、第1のセラミックス板2、熱拡散板3、第2のセラミックス板4および放熱板5を積層した構造のもので、これらの積層体は活性金属やAl合金系のろう材6を用いて接合されている。 Insulating circuit board circuit board 1, the first ceramic plate 2, the thermal diffusion plate 3, that of the second ceramic plate 4 and the radiating plate 5 laminated structure, these laminates active metal or Al alloy-based It is joined with the brazing material 6.

前記積層体は高真空中あるいは不活性雰囲気中で接合され、ろう材6にAg−Cu−Ti系の活性金属を用いたときは約800℃以上、Al−Si−Mg系のAl合金を用いたときは約600℃以上で強固に接合される。 The laminate is bonded in a high vacuum or in an inert atmosphere, when using Ag-Cu-Ti-based active metal brazing filler 6 is about 800 ° C. or higher, use the Al-Si-Mg series Al alloy when it was is firmly bonded at about 600 ° C. or higher.

なお、回路板1、熱拡散板3および放熱板5は、高熱伝導性を有し、かつ、電気抵抗の小さいCu,Cu合金,Al,Al合金中のいずれかの材料が用いられる。 The circuit board 1, the thermal diffusion plate 3 and the heat radiating plate 5 has a high thermal conductivity, and smaller Cu, Cu alloy electric resistance, Al, one of the materials in the Al alloy used.

また、第1のセラミックス板2および第2のセラミックス板4は、低熱膨張特性を有し、絶縁抵抗の高い窒化ケイ素、窒化アルミニウム、アルミナ中のいずれかの材料が用いられる。 The first ceramic plate 2 and the second ceramic plate 4 has a low thermal expansion properties, high silicon nitride insulation resistance, aluminum nitride, or a material in the alumina used. ここで、窒化ケイ素,窒化アルミニウム,アルミナの熱伝導率は、それぞれ80W/m・K,175W/m・K,36W/m・Kであることが知られている。 Here, silicon nitride, aluminum nitride, the thermal conductivity of alumina, respectively 80W / m · K, 175W / m · K, are known to be 36W / m · K.

本絶縁回路基板における熱拡散板3の効果は後述するように、回路板1上に実装した半導体パワー素子の熱を熱拡散板3で横方向に広げることにより絶縁回路基板自体の熱抵抗を低減できる。 The effect of the thermal diffusion plate 3 in the insulating circuit board as described below, reduces the thermal resistance of the insulating circuit board itself by increasing the heat of the semiconductor power element mounted on the circuit board 1 in the transverse direction at the thermal diffusion plate 3 it can.

また、絶縁回路基板のトータル厚さが増すことによって、その剛性が増加するので、熱抵抗を小さくする目的で回路板や放熱板を厚くしても、回路板形状によって第1のセラミックス板2および第2のセラミックス板4に発生する最大主応力の増加を抑制することができる。 Further, by the total thickness of the insulating circuit board is increased, so that the rigidity is increased, even when the thickness of the circuit board and the heat radiating plate in order to reduce the thermal resistance, the first ceramic plate by a circuit board shape 2 and it is possible to suppress the increase of the maximum principal stress generated in the second ceramic plate 4.

図2は、上記半導体パワー素子用の絶縁回路基板の平面図である。 Figure 2 is a plan view of an insulating circuit board for the semiconductor power element. なお、後述する同一符号の要素は全て同じ機能を有するものとして、以下の説明を行うことにする。 Incidentally, elements of the same code which will be described later as all having the same function, to be carried out of the following description.

図2における回路板1は、絶縁回路基板のほぼ中央で2個に分割した例である。 Circuit board 1 in FIG. 2 is an example of dividing approximately two at the center of the insulating circuit board. なお、回路板1はユーザの使用目的に応じて種々の形状に分割することができる。 The circuit board 1 can be divided into various shapes according to the intended use of the user. 回路板1,第1のセラミックス板2,熱拡散板3,第2のセラミックス板4および放熱板5の積層体よりなる絶縁回路基板は、積層体を構成する各材料の熱膨張係数が異なるため、ろう材6で接合した後に絶縁回路基板の各部に残留応力が発生する。 Circuit board 1, the first ceramic plate 2, the thermal diffusion plate 3, the insulating circuit board comprising a laminate of the second ceramic plate 4 and the heat radiating plate 5, the thermal expansion coefficient of the materials constituting the laminated body have different , residual stress in each part of the insulating circuit board after bonding with the brazing material 6 is generated. 図2の場合、第1のセラミックス板2および第2のセラミックス板4に発生する最大の残留主応力は、回路板形状の影響を受ける回路板分離部100で生じる。 For Figure 2, the maximum of residual principal stress generated in the first ceramic plate 2 and the second ceramic plate 4 is caused in the circuit board separator 100 affected by the circuit board shape.

次に、図3は、従来の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の例を示す模式断面図である。 Next, FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a conventional power semiconductor device.

図3に示すように、従来の絶縁回路基板は回路板1、セラミックス板2および放熱板5の積層体を活性金属やAl合金系のろう材6を用いて接合したものである。 As shown in FIG. 3, the conventional insulation circuit board is obtained by joining with the brazing material 6 of the circuit board 1, a ceramic plate 2 and the active metal laminate of the heat radiating plate 5 and Al alloy system. この場合も、セラミックス板2に発生する最大の残留主応力は、回路板の形状の影響を受ける回路板分離部100で生じる。 Again, the maximum residual principal stress generated in the ceramic plate 2 is caused in the circuit board separator 100 affected by the shape of the circuit board.

この従来型絶縁回路基板におけるセラミックス板2に発生する最大主応力の解析例を図4のグラフに示す。 It shows an analysis example of the maximum principal stress occurring in the ceramic plate 2 in the conventional insulating circuit board in the graph of FIG. セラミックス板2の素材として厚さ0.635mmの窒化ケイ素を用い、回路板1の厚さと放熱板5の厚さを変えた場合の最大主応力の変化を示したものである。 Using silicon nitride having a thickness of 0.635mm as the ceramic plate 2 material shows a change of the maximum principal stress in the case of changing the thickness of the thickness and the heat radiating plate 5 of the circuit board 1.

横軸の数値は、回路板1の厚さを分子に、放熱板5の厚さを分母としている。 It figures horizontal axis in a molecular thickness of the circuit board 1, and the denominator the thickness of the radiating plate 5. なお、分母の放熱板5の厚さを分子の回路板1の厚さよりも薄くするのは、絶縁回路基板自体の反り量を低減するために有効な手法として知られている。 Incidentally, the thickness of the heat radiating plate 5 of the denominator is smaller than the thickness of the circuit board 1 molecules are known as an effective method for reducing the warpage of the insulating circuit board itself.

セラミックス板2に窒化ケイ素を用いたとき、この材料の曲げ強度は約650MPaで、図4中点線で示した。 When using silicon nitride ceramic plate 2, the bending strength of this material is about 650 MPa, indicated by a dotted line in FIG. 図に示すように、回路板1/放熱板5の値が大きくなるにつれて、セラミックス板2に残留する最大主応力は増加し、セラミックス板2を構成する窒化ケイ素の曲げ強度に接近することが分かる。 As shown, as the value of the circuit board 1 / radiating plate 5 is increased, the maximum principal stress remaining in the ceramic plate 2 is increased, it can be seen to approach the bending strength of silicon nitride forming the ceramic plate 2 .

絶縁回路基板を過酷なヒートサイクル(−40℃⇔+120℃)のもとで使用し、例えば、1000サイクル以上の信頼性を確保するためには、セラミックス板2に残留する最大主応力をセラミックス板2を構成する素材の曲げ強度のおよそ50%以下にする必要があった。 Using the insulating circuit board under harsh heat cycle (-40 ℃ ⇔ + 120 ℃), for example, in order to ensure a 1000 cycles or more of reliability, ceramic plates maximum principal stress remaining in the ceramic plate 2 It had to be approximately 50% of the material of the bending strength constituting the 2 or less.

従って、従来構造の絶縁回路基板においては、回路板1および放熱板5の素材としてCuやCu合金を用いたCu回路板、AlやAl合金を用いたAl回路板を適用したときの回路板2/放熱板5の限界の肉厚は、セラミックス板2が窒化ケイ素であるときは、それぞれ0.4mm/0.3mm,0.6mm/0.4mmであった。 Thus, in the insulating circuit board of the conventional structure, the circuit board 1 and the heat radiating plate Cu circuit board using Cu or a Cu alloy as a 5 materials, circuits when applying Al circuit board using the Al or Al alloy plate 2 / thickness of the limits of the radiator plate 5, when the ceramic plate 2 is silicon nitride, were respectively 0.4 mm / 0.3 mm, 0.6 mm / 0.4 mm.

一方、セラミックス板2に曲げ強度が約350MPaの窒化アルミニウムを用いたときの最大主応力は図4には記載していないが、窒化アルミニウムへCu回路板およびAl回路板を適用したときの回路板2/放熱板5の限界の肉厚は、それぞれ0.3mm/0.2mm,0.4mm/0.3mmと窒化ケイ素の場合より薄くなった。 On the other hand, the maximum principal stress when bending strength to the ceramic plate 2 using the aluminum nitride of approximately 350MPa is not described in FIG. 4, the circuit board when applying Cu circuit boards and Al circuit board to an aluminum nitride thickness limit of 2 / radiating plate 5 is thinner than the 0.3 mm / 0.2 mm, 0.4 mm / 0.3 mm and silicon nitride, respectively.

なお、CuやCu合金およびAlやAl合金の熱伝導率はそれぞれ約398W/m・K,220W/m・Kとセラミックス板2の熱伝導率より大きい。 Incidentally, larger Cu or Cu alloy and Al and the thermal conductivity of Al alloy about each 398W / m · K, 220W / m · K and the ceramic plate 2 of the thermal conductivity. それ故、回路板2/放熱板5の肉厚が厚いほど、半導体パワー素子で発生した熱は回路板2/放熱板5の部分で、より横方向に拡散するため、絶縁回路基板自体の熱抵抗は小さくなる。 Therefore, as the thickness of the circuit board 2 / radiating plate 5 is thick, the portion of the heat circuit board 2 / radiating plate 5 generated in the semiconductor power device, to diffuse more laterally, the insulating circuit board itself heat resistance is reduced. しかし、絶縁回路基板の信頼性を確保するために、従来型絶縁回路基板における回路板2/放熱板5の高肉厚化には、前記のような限界があった。 However, in order to ensure the reliability of the insulating circuit board, a high thickening of the circuit board 2 / radiating plate 5 in conventional insulating circuit board, there limitations as described above is.

図1に示す本発明による絶縁回路基板におけるセラミックス板2およびセラミックス板4に発生する最大主応力の解析例を図5に示す。 The analysis example of the maximum principal stress occurring in the ceramic plate 2 and the ceramic plate 4 in the insulating circuit board according to the invention shown in FIG 1 is shown in FIG.

図5は回路板1の厚さが1.0mm、放熱板5の厚さが0.8mmで、セラミックス板2およびセラミックス板4に厚さ0.32mmの窒化ケイ素を適用し、熱拡散板3の厚さを変えたときの最大主応力の変化を示したものである。 Figure 5 is 1.0mm thickness of the circuit board 1, is at 0.8mm thickness of the heat radiating plate 5, by applying the silicon nitride having a thickness of 0.32mm to a ceramic plate 2 and the ceramic plate 4, the thermal diffusion plate 3 It shows the change of the maximum principal stress when varying the thickness of the. なお、図中には回路板1と放熱板5がCuあるいはCu合金で構成されるときの絶縁回路基板の反り量の変化も記載した。 Incidentally, the heat radiating plate 5 and the circuit board 1 also described the change amount of warpage of the insulating circuit board as it is made of Cu or Cu alloy in FIG.

図5に示すように、セラミックス板2およびセラミックス板4に生じる最大主応力は、共に熱拡散板3の厚さが増加するにつれて減少する。 As shown in FIG. 5, the maximum principal stress occurring in the ceramic plate 2 and the ceramic plate 4 decreases as both the thickness of the thermal diffusion plate 3 is increased. そして、回路板1および放熱板5にCuやCu合金を用いたCu回路板の方が、AlやAl合金を用いたAl回路板の場合より、セラミックス板に生じる最大主応力は熱拡散板3の厚さが増したとき急激に減少した。 Then, the circuit board 1 and towards the Cu circuit board using Cu or Cu alloy to the heat radiating plate 5, the maximum principal stress is the thermal diffusion plate 3 than in the case of Al circuit board using the Al or Al alloy, resulting in a ceramic plate It decreased sharply when the thickness of the has increased. これは、Cu回路板のヤング率がAl回路板のヤング率より大きく、かつ、セラミックス板の素材である窒化ケイ素のヤング率に近いからである。 This is the Young's modulus of the Cu circuit plate is larger than the Young's modulus of Al circuit board, and, because close to the Young's modulus of the silicon nitride which is a material of the ceramic plate.

セラミックス板に発生する最大主応力が点線で示した窒化ケイ素の50%以下になるときの熱拡散板3の厚さは、Cu回路板の場合でおよそ0.6mm以上、Al回路板の場合でおよそ0.2mm以上であることが分かる。 The thickness of the thermal diffusion plate 3 when the maximum principal stress occurring in the ceramic plate is 50% or less of silicon nitride as shown in dotted line, about 0.6mm or more in the case of Cu circuit board, in the case of Al circuit board it is seen that approximately 0.2mm or more.

なお、図5は窒化ケイ素よりなるセラミックス板2およびセラミックス板4の厚さが、同じ0.32mmのときの解析例であり、この場合はセラミックス板2に発生する最大主応力は、セラミックス板4に発生する最大主応力の約2倍であったが、図には大きいほうの主応力値を記載した。 Note that FIG. 5 is the thickness of the ceramic plate 2 and the ceramic plate 4 made of silicon nitride, an analysis example when the same 0.32 mm, the maximum principal stress in this case is generated in the ceramic plate 2, the ceramic plate 4 was approximately twice the maximum principal stress occurring and wherein the principal stress value the larger the FIG. このことは、セラミックス板4の厚さをセラミックス板2より薄くできることを示唆している。 This suggests that the thickness of the ceramic plate 4 may be thinner than the ceramic plate 2.

絶縁回路基板の生産性を考慮した場合、セラミックス板2とセラミックス板4の厚さを同じにすべきであり、信頼性の限界設計を考慮するならセラミックス板2よりセラミックス板4の厚さを薄くすべきである。 When considering the productivity of the insulating circuit board, should be the thickness of the ceramic plate 2 and the ceramic plate 4 in the same, the thickness of the ceramic plate 4 of a ceramic plate 2 If considering the reliability of the limits design Should. そして、絶縁回路基板の限界設計を行ったときに、絶縁回路基板の熱抵抗がより小さくなることは述べるまでもない。 Then, when performing the limits design of the insulating circuit board, the thermal resistance of the insulating circuit board is not even mentioned are becoming smaller.

セラミックス板に生じる最大主応力が熱拡散板3の厚さが増すにつれて減少するのは、熱拡散板3の厚さが増加するに伴い絶縁回路基板のトータル厚さが増すことによって、絶縁回路基板自体の剛性が大きくなるからである。 The maximum principal stress occurring in the ceramic plate is reduced with increasing thickness of the thermal diffusion plate 3, by the total thickness of the insulating circuit board with the thickness of the thermal diffusion plate 3 is increased is increased, the insulating circuit board This is because the rigidity of itself increases.

図5に示すように、絶縁回路基板の剛性が大きくなる故、熱拡散板3の厚さが増すにつれて、絶縁回路基板の反り量が減少する。 As shown in FIG. 5, because the rigidity of the insulating circuit board is increased, as the thickness of the thermal diffusion plate 3 is increased, warpage of the insulating circuit board is reduced. 絶縁回路基板自体の反り量が小さいことは非常に重要なことである。 It is very important warpage of the insulating circuit board itself is small. 例えば、本絶縁回路基板をグリースを介して冷却部材に実装するとき、実使用状態での熱抵抗を下げる点からも有利なことである。 For example, this insulating circuit board when mounting the cooling member via the grease, is advantageously from the viewpoint of reducing the thermal resistance in actual use condition.

なお、図5はセラミックス板の素材が窒化ケイ素であるときの解析例を示したものであるが、窒化アルミニウムやアルミナを用いたときも同様に、セラミックス板に生じる最大主応力は、熱拡散板3の厚さが増加するにつれて減少した。 Although FIG. 5 shows an analysis example when the material of the ceramic plate is silicon nitride, similarly when using aluminum nitride and alumina, the maximum principal stress occurring in the ceramic plate, the thermal diffusion plate thickness of 3 decreased with increasing.

本発明による絶縁回路基板におけるセラミックス板2およびセラミックス板4に発生する最大主応力の他の解析例を図6に示す。 Other analysis example of the maximum principal stress occurring in the ceramic plate 2 and the ceramic plate 4 in the insulating circuit board according to the present invention shown in FIG. 図6は熱拡散板3の厚さが1.0mmで、セラミックス板2およびセラミックス板4に厚さ0.32mmの窒化ケイ素を適用し、回路板1の厚さと放熱板5の厚さを変えたときの最大主応力の変化を示したものである。 Figure 6 is a 1.0mm thickness of the thermal diffusion plate 3, by applying a silicon nitride having a thickness of 0.32mm to a ceramic plate 2 and the ceramic plate 4, changing the thickness and the thickness of the radiating plate 5 of the circuit board 1 shows the change of the maximum principal stress at the time was.

横軸には回路板1の厚さを分子に、放熱板5の厚さを分母として示す。 The thickness of the circuit board 1 to the molecule the horizontal axis represents the thickness of the heat radiating plate 5 as the denominator. セラミックス板2に窒化ケイ素を用いたとき、この材料の曲げ強度は約650MPaであり、図6中に点線で示した。 When using silicon nitride ceramic plate 2, the bending strength of the material is about 650 MPa, indicated by dotted lines in FIG. 6.

図6に示すように、回路板1/放熱板5の厚さが厚くなるにつれて、セラミックス板に残留する最大の主応力は増加するが、全ての回路板2/放熱板5の肉厚に対してCu回路板の場合もAl回路板の場合も、セラミックス板に発生する最大主応力を窒化ケイ素の曲げ強度の50%以下にすることが容易であった。 As shown in FIG. 6, as the thickness of the circuit board 1 / radiating plate 5 is increased, the maximum main stress remaining in the ceramic plate increases, and the wall thickness of all of the circuit board 2 / radiating plate 5 for Al circuit board even if the Cu circuit plate Te was also easy to the maximum principal stress generated in the ceramic plate to 50% of the bending strength of the silicon nitride.

そして、この窒化アルミニウムへCu回路板およびAl回路板を適用したときの回路板2/放熱板5の限界肉厚を、共に0.8mm/0.6mm以上にすることも可能であり、過酷なヒートサイクル(−40℃⇔+120℃)下で使用しても信頼性を確保することができた。 Then, the limit thickness of the circuit board 2 / radiating plate 5 when applying Cu circuit boards and Al circuit board to the aluminum nitride, it is also possible to both 0.8 mm / 0.6 mm or more, severe be used under heat cycle (-40 ℃ ⇔ + 120 ℃) ​​was able to secure the reliability.

なお、本発明による絶縁回路基板の場合、図5,図6から分かるように、回路板1,第1のセラミックス板2,熱拡散板3,第2のセラミックス板4および放熱板5の中で、熱拡散板3の厚さが最も厚いこと、また、第1のセラミックス板2および第2のセラミックス板4の厚さは、ほぼ同じで、かつ、これらの厚さが熱拡散板3の厚さの少なくとも50%以下であること、さらに、絶縁回路基板単体のトータル厚さを2mm以上と厚くすることなどが望ましいことを示唆している。 In the case of the insulating circuit board according to the present invention, FIG. 5, as can be seen from FIG. 6, the circuit board 1, the first ceramic plate 2, the thermal diffusion plate 3, in the second ceramic plate 4 and the heat radiating plate 5 , the thickness of the thermal diffusion plate 3 is thickest, and the thickness of the first ceramic plate 2 and the second ceramic plate 4 is substantially the same, and these thicknesses the thickness of the thermal diffusion plate 3 it is a least 50% or less, further suggesting that such be desirable to increase the total thickness of the insulating circuit board itself or more 2 mm.

図7は、本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の他の一例を示す模式断面図である。 Figure 7 is a schematic sectional view showing another example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention.

絶縁回路基板を冷却するための水路7を熱拡散板3に設けた。 Waterways 7 for cooling the insulating circuit board is provided on the thermal diffusion plate 3. 既述したように、熱拡散板3を容易に厚く(例えば、1mm以上)できるので、熱拡散板3の中に水路7を配置することが可能となった。 As already mentioned, the thermal diffusion plate 3 easily thick (e.g., more than 1mm) because it has become possible to arrange the water channel 7 in the thermal diffusion plate 3. このように、両面にセラミックス板2とセラミックス板4を配置した熱拡散板3は、回路板1から電気的に絶縁されていること、また、熱拡散板3を比較的に厚くできることにより、熱拡散板3中に半導体パワー素子を冷却する水路7を設けることが可能となり、絶縁回路基板の使い勝手が向上した。 Thus, the thermal diffusion plate 3 which is disposed a ceramic plate 2 and the ceramic plate 4 on both sides, it is electrically insulated from the circuit board 1, and by being able to increase the thermal diffusion plate 3 relatively, heat it is possible to provide a water passage 7 for cooling the semiconductor power device in the diffuser plate 3, and improved usability of the insulating circuit board.

図8は、本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の他の一例を示す模式断面図である。 Figure 8 is a schematic sectional view showing another example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention.

回路板1,第1のセラミックス板2,熱拡散板3,第2のセラミックス板4および放熱板5の積層体よりなり、活性金属やアルミ合金系などのろう材を用いない製法により製造した絶縁回路基板である。 Circuit board 1, the first ceramic plate 2, the thermal diffusion plate 3, made of a laminate of the second ceramic plate 4 and the heat radiating plate 5, an insulating prepared by the method without using the brazing material, such as active metal and an aluminum alloy system is a circuit board.

以下に、その製法について説明する。 The following is a description of the production process. 最初に金型内の所定の位置へ第1のセラミックス板2と第2のセラミックス板4をセットする。 Initially set first and ceramic plate 2 and the second ceramic plate 4 into a predetermined position in the mold. 次に、回路板1,熱拡散板3および放熱板5となる溶融Alあるいは溶融Al合金を金型内に高圧で注入する。 Next, the circuit board 1, the molten Al or molten Al alloy becomes the thermal diffusion plate 3 and the radiating plate 5 is injected at high pressure into a mold. 注入後、前記溶融Alあるいは溶融Al合金を冷却して固体化する。 After injection, it solidified by cooling the molten Al or molten Al alloy.

最後に、回路板1,第1のセラミックス板2,熱拡散板3,第2のセラミックス板4および放熱板5よりなる積層体を前記金型より取り出すことによって、図8の絶縁回路基板が得られる。 Finally, the circuit board 1, the first ceramic plate 2, the thermal diffusion plate 3, by the second ceramic plate 4 and the heat radiating plate 5 than consists laminate is taken out from the mold, resulting insulating circuit board of FIG. 8 It is.

なお、回路板1,熱拡散板3および放熱板5の素材として融点が575〜610℃であるAl−7%,Si−0.3〜0.5%,MgよりなるAl合金を用いたとき、前記溶融Al合金を620℃以上で金型内へ数MPaの高圧で注入した。 The circuit board 1, Al-7% a melting point of 575-610 ° C. as the material of the thermal diffusion plate 3 and the heat radiating plate 5, Si-0.3 to 0.5%, when using the Al alloy consisting of Mg , it was injected at high pressure several MPa into the mold the molten Al alloy at 620 ° C. or higher. そして、Al合金部の温度が550℃以下になったとき、絶縁回路基板を金型から取り出した。 When the temperature of the Al alloy portion became 550 ° C. or less, it was removed insulation circuit board from the mold.

この製法により得られる絶縁回路基板はろう材がなくても、回路板1,熱拡散板3および放熱板5は、第1のセラミックス板2および第2のセラミックス板4と強固に接合することができ、過酷なヒートサイクル(−40℃⇔+120℃)下でも剥離などのトラブルは生じなかった。 Be insulated circuit substrate obtained by this process has no brazing material, the circuit board 1, the thermal diffusion plate 3 and the heat radiating plate 5, be firmly bonded to the first ceramic plate 2 and the second ceramic plate 4 can, severe heat cycle (-40 ℃ ⇔ + 120 ℃) ​​did not result in trouble such as peeling even under.

図9は、本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の他の一例を示す模式断面図である。 Figure 9 is a schematic sectional view showing another example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention.

本実施例は図8と同様に、ろう材不要の製法で作製した絶縁回路基板であり、熱拡散板と放熱板とで第2のセラミックス板4を完全に覆うように、前記熱拡散板の端部と前記放熱板の端部を一体化した点が特徴である。 This embodiment similarly to FIG. 8, an insulating circuit substrate manufactured in the brazing material-free process, as in the thermal diffusion plate and the heat dissipation plate completely covers the second ceramic plate 4, of the thermal diffusion plate point integral with the end of the end portion of the heat radiating plate is characterized. 図9において、熱拡散板相当部200と、放熱板相当部300とを有し、熱拡散板の端部と放熱板の端部を一体化した部分を8で示した。 9, a heat diffusion plate corresponding unit 200, and a heat dissipation plate corresponding unit 300, and shows an end portion and the portion integral with an end portion of the heat radiating plate of the heat diffusion plate 8. なお、端部の一体化部分8は高肉厚であり、その厚さは1mm以上、望ましくは1.5mm以上である。 Incidentally, integral part 8 of the end portion is a high wall thickness, its thickness is 1mm or more, preferably 1.5mm or more.

熱拡散板部と放熱板部が電気的に導通していても良い半導体パワー素子の実装形態もあり、この場合は第2のセラミックス板4を熱散板相当部200と放熱板相当部300の間に埋没させても差し支えない。 Heat dissipation plate and the heat dissipating plate portion is also implementation of good semiconductor power device be in electrical communication, in this case of the heat radiating plate corresponding portion 300 of the second ceramic plate 4 and the thermal diffusion plate corresponding portion 200 no problem even if buried in between.

図10は、本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の他の一例を示す模式断面図である。 Figure 10 is a schematic sectional view showing another example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention.

本実施例は、図9の絶縁回路基板へネジ用の孔10やOリング用の溝9を設けたものである。 This embodiment, is provided with a groove 9 of the holes 10 and O-ring screw into the insulating circuit board of FIG. 端部の一体化部分8は高肉厚であるために、この部分へネジ用の孔10やOリング用の溝9を設けることが容易になる。 Integral part 8 of the end portion because of a high wall thickness, be provided with a groove 9 of the holes 10 and O-ring screw into this portion becomes easy. その結果、パワーモジュール実装時における絶縁回路基板の使い勝手が向上した。 As a result, improved usability of the insulating circuit board at the time of the power module mounting.

図11は、本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の他の一例を示す模式断面図である。 Figure 11 is a schematic sectional view showing another example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention.

本実施例は、図9に示した絶縁回路基板の熱拡散板相当部200に本絶縁回路基板を冷却するための水路11を設けた実施例である。 This embodiment is an embodiment in which a water passage 11 for cooling the insulating circuit board in the insulating circuit heat diffusion plate corresponding portion 200 of the substrate shown in FIG. 熱拡散板相当部200を容易に厚く(例えば、1mm以上)できるので、熱拡散板相当部200中に水路11の配置が可能となる。 The heat diffusion plate corresponding portion 200 easily thick (e.g., more than 1mm) because it becomes possible arrangement of the channel 11 in the heat diffusion plate corresponding portion 200. なお、水路11を設けた熱拡散板相当部200と回路板1は、第1のセラミックス板2によって電気的に絶縁されている。 The thermal diffusion plate corresponding portion 200 and the circuit board 1 provided with the water channel 11 is electrically insulated by the first ceramic plate 2.

このように、絶縁回路基板中に半導体パワー素子を冷却するための水路11を設けることが可能となり、本絶縁回路基板の使い勝手が向上した。 Thus, it is possible to provide a water channel 11 for cooling the semiconductor power element in the insulating circuit board, usability of the insulating circuit board is improved.

図12は、本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の実装状態の一例を示す模式断面図である。 Figure 12 is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit mounting state of the substrate for a semiconductor power device of the present invention.

本実施例は、図9に示した絶縁回路基板を水路12を有する冷却部材13へ気密に実装した例である。 This embodiment is an example in which the insulating circuit board is mounted in an air-tight to the cooling member 13 having a water channel 12 shown in FIG. 端部の一体化部分8の下面400部で、冷却部材13に摩擦撹拌溶接によって接合したものである。 In the lower surface 400 parts of an integral part 8 of the end portion is obtained by joining by friction stir welding to the cooling member 13.

本実施例の端部の一体化部分8はAlあるいはAl合金よりなるため、冷却部材13が銅あるいはAl系などの軟質の材料で構成されるとき、周知の摩擦撹拌溶接が可能になる。 For integral part 8 of the end portion of this embodiment is made of Al or an Al alloy, when the cooling member 13 is composed of a soft material such as copper or Al-based, allowing well-known friction stir welding.

なお、周知の摩擦撹拌溶接とはバーナ等で接合部を高温に加熱する必要が全くなく、室温雰囲気中で気密に接合できる技術である。 Note that the known friction stir welding without any need to heat to a high temperature junction by a burner or the like, it is a technique that can be airtightly joined at room temperature atmosphere. このように、端部の一体化部分8へ摩擦撹拌溶接によって冷却部材13を簡単に気密接合できるようになり、絶縁回路基板の使い勝手が向上した。 Thus, it makes it easier to hermetically bonded cooling member 13 by friction stir welding to the integral part 8 of the end portion, and enhancing usability of the insulating circuit board.

図13は、本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の他の一例を示す模式断面図である。 Figure 13 is a schematic sectional view showing another example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention.

本実施例は図1と同様の回路板1,第1のセラミックス板2,熱拡散板3,第2のセラミックス板4および放熱板5の積層体よりなる絶縁回路基板において、第1のセラミックス板2,熱拡散板3および第2のセラミックス板4の平面的な寸法を変えたものである。 This embodiment circuit board 1 similar to FIG. 1, the first ceramic plate 2, the thermal diffusion plate 3, the insulating circuit board comprising a laminate of the second ceramic plate 4 and the heat radiating plate 5, a first ceramic plate 2 is obtained by changing a planar dimension of the thermal diffusion plate 3 and the second ceramic plate 4. 第1のセラミックス板2と第2のセラミックス板4間の熱拡散板3をその端部500において露出させた構造である。 It is exposed structure in the first ceramic plate 2 and the second thermal diffusion plate 3 the ends 500 between the ceramics plate 4.

図14は、図13の絶縁回路基板の実装例を示す模式断面図である。 Figure 14 is a schematic sectional view showing a mounting example of the insulating circuit board of FIG. 13. 半導体パワー素子15が半田16を介して回路板1の上に接合されている。 Semiconductor power element 15 is bonded on the circuit board 1 via the solder 16. そして、熱拡散板3の露出端部500と半導体パワー素子15が導線14で電気的に接続されている。 Then, the exposed end portions 500 and the semiconductor power element 15 of the thermal diffusion plate 3 are electrically connected by wires 14. こうすることにより、熱拡散板3を半導体パワー素子15の通電路として使用することが可能になる。 Thereby, it is possible to use a thermal diffusion plate 3 as current path of the semiconductor power device 15.

この場合、パワーモジュール全体を小型化できるなどの優れた効果があり、絶縁回路基板の使い勝手が向上した。 In this case, there are excellent effects such as the entire power module can be downsized, and improved usability of the insulating circuit board.

図15は、図13に記載した絶縁回路基板の平面図の例を示す。 Figure 15 shows an example of a plan view of an insulating circuit board described in Figure 13. 第1のセラミックス板2の上に接合された回路板1の形状は3個に分割されている。 The shape of the circuit board 1 joined onto the first ceramic plate 2 is divided into three. 第2のセラミックス板4の上に接合された熱拡散板3が1個の場合を図15(A)、2個に分割されている場合を図15(B)、3個に分割されている場合を図15(C)に示した。 Where the thermal diffusion plate 3 joined onto the second ceramic plate 4 is one FIG. 15 (A), the Figure 15 when it is divided into two (B), is divided into three If are shown in FIG. 15 (C).

いずれの場合も、熱拡散板3を半導体パワー素子の通電路として使用することができる。 In any case, it is possible to use a thermal diffusion plate 3 as current path of the semiconductor power device. 例えば、図15(A)の場合、熱拡散板3を半導体パワー素子の+側通電路あるいは−側通電路のいずれかに使用することができる。 For example, in the case of FIG. 15 (A), the thermal diffusion plate 3 of the semiconductor power device + side electric path or - can be used on either side current path.

図15(B)の場合、熱拡散板3a,熱拡散板3bの一方を半導体パワー素子の+側通電路、他方を−側通電路に使用することができる。 If in FIG. 15 (B), the thermal diffusion plate 3a, + side current path of one of the semiconductor power element of the thermal diffusion plate 3b, and the other - can be used for the side current path.

半導体パワー素子がパワーMOSよりなるときは、図15(C)の場合が有効で、熱拡散板3a、熱拡散板3bおよび熱拡散板3cをそれぞれエミッタ側、ベース側およびコレクタ側の通電路として使用することができる。 When the semiconductor power device is made of the power MOS is valid if 15 of (C), the thermal diffusion plate 3a, the heat diffusion plate 3b and the heat diffusion plate 3c each emitter side, as current path of the base side and the collector side it can be used.

図16は、本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の他の一を示す模式断面図である。 Figure 16 is a schematic sectional view showing an isolation circuit another substrate for a semiconductor power device of the present invention.

本実施例は熱拡散板を2枚にしたもので、回路板1,第1のセラミックス板2,第1の熱拡散板3,第2のセラミックス板4,第2の熱拡散板17,第3のセラミックス板18および放熱板5の積層体構造より形成されたものである。 This embodiment obtained by the two heat diffusion plate, the circuit board 1, the first ceramic plate 2, a first thermal diffusion plate 3, a second ceramic plate 4, the second thermal diffusion plate 17, the 3 of a ceramic plate 18 and which has been formed from the laminate structure of the heat radiating plate 5.

第1のセラミックス板2,第2のセラミックス板4および第3のセラミックス板18の厚さはほぼ同じで、第1の熱拡散板3および第2の熱拡散板17の厚さの50%以下にすることが有効であった。 The first ceramic plate 2, the thickness of the second ceramic plate 4 and the third ceramic plate 18 is substantially the same, 50% of the thickness of the first thermal diffusion plate 3 and the second thermal diffusion plate 17 below it was effective to. そして、図16の場合も低熱抵抗で高信頼性の絶縁回路基板を実現することができた。 Then, it was possible to realize a highly reliable insulating circuit board in a low thermal resistance in the case of FIG 16. なお、図16には溶融Alあるいは溶融Al合金を金型内に高圧注入する方法で作製したものを示したが、前記積層体を活性金属やAl合金系のろう材を用いて接合したものでもよい。 Incidentally, although the ones manufactured by the method of high-pressure injecting molten Al or molten Al alloy into the mold in Figure 16, also obtained by bonding the laminate with an active metal or Al alloy-based brazing material good.

図17は、本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の他の一例を示す模式断面図である。 Figure 17 is a schematic sectional view showing another example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention.

本実施例は熱拡散板を3枚にしたものであり、回路板1,第1のセラミックス板2,第1の熱拡散板3,第2のセラミックス板4,第2の熱拡散板17,第3のセラミックス板18,第3の熱拡散板19,第4のセラミックス板20および放熱板5の積層体構造よりなるものである。 This embodiment is obtained by the three heat diffusion plate, the circuit board 1, the first ceramic plate 2, a first thermal diffusion plate 3, a second ceramic plate 4, the second thermal diffusion plate 17, the third ceramic plate 18, the third heat diffusion plate 19 is made of a laminated structure of the fourth ceramic plate 20 and the radiating plate 5.

図16と同様、第1のセラミックス板2,第2のセラミックス板4,第3のセラミックス板18および第4のセラミックス板20の厚さはほぼ同じで、第1の熱拡散板3,第2の熱拡散板17および第3の熱拡散板19の厚さの50%以下にすることが有効であった。 Similar to Figure 16, a first ceramic plate 2, a second ceramic plate 4, the thickness of the third ceramic plate 18 and a fourth ceramic plate 20 is substantially the same, the first thermal diffusion plate 3, second it was effective for 50% of the thickness of the thermal diffusion plate 17 and the third heat diffusion plate 19 below.

また、図16は溶融Alあるいは溶融Al合金を金型内に高圧注入する方法で作製したものを示したが、前記積層体を活性金属やAl合金系のろう材を用いて接合したものでもよい。 Further, FIG. 16 is shown a disk produced by the method of high-pressure injecting molten Al or molten Al alloy into the mold, the laminate may be obtained by bonding using a brazing material of the active metal or an Al alloy-based .

図18は、本発明の絶縁回路基板の他の一例を示す模式断面図である。 Figure 18 is a schematic sectional view showing another example of the insulating circuit board of the present invention. 積層体構造中の熱拡散板の枚数が1枚の場合を図18(A)、2枚の場合を図18(B)、3枚の場合を図18(C)に示した。 When the number of the heat diffusion plate of the laminate structure of one piece of FIG. 18 (A), the FIG. 18 in the case of two (B), it shows a case of three in Fig. 18 (C).

セラミックス板と熱拡散板の平面的な寸法を変えることによって、各々の熱拡散板の端部を露出させたものである。 By varying the planar dimensions of the ceramic plate and the heat dissipating plate, it is obtained by exposing the end portion of each of the thermal diffusion plate. こうすることによって、熱拡散板を半導体パワー素子の通電路として使用することができる。 By doing so, it is possible to use a thermal diffusion plate as current path of the semiconductor power device.

例えば、図18(A)の場合、第1の熱拡散板3を半導体パワー素子の+側通電路あるいは−側通電路のいずれかに使用することができる。 For example, in the case of FIG. 18 (A), the first thermal diffusion plate 3 + side current path of the semiconductor power element or - can be used on either side current path.

図18(B)の場合、第1の熱拡散板3および第2の熱拡散板17の一方を半導体パワー素子の+側通電路、他方を−側通電路に使用することができる。 For FIG. 18 (B), the one of the first thermal diffusion plate 3 and the second thermal diffusion plate 17 + side current path of the semiconductor power element, and the other - can be used for the side current path.

半導体パワー素子がパワーMOSよりなるときは、図18(C)の場合が有効で、第1の熱拡散板3,第2の熱拡散板17および第3の熱拡散板19をそれぞれエミッタ側,ベース側およびコレクタ側の通電路として使用することができる。 When the semiconductor power device is made of the power MOS is valid if in FIG. 18 (C), the first thermal diffusion plate 3, the second thermal diffusion plate 17 and the third respectively the emitter side heat diffusion plate 19, it can be used as a current path of the base side and the collector side.

このように、両面にセラミックス板を配置した熱拡散板は、回路板1や放熱板5から電気的に絶縁されているため、半導体パワー素子の通電路として使用することが可能になり、絶縁回路基板の使い勝手が向上した。 Thus, heat diffusion plate disposed a ceramic plate on both sides, because it is electrically insulated from the circuit board 1 and the heat radiating plate 5, it is possible to use as a current path of the semiconductor power device, the insulating circuit usability of the substrate is improved.

図19は、絶縁回路基板をパワーモジュールへ実装した一例を示す模式断面図である。 Figure 19 is a schematic sectional view showing an example of mounting the insulating circuit board to the power module. 図19(A)および図19(B)はそれぞれ従来の絶縁回路基板および本発明による絶縁回路基板をグリース21を介して冷却部材22へ装着したものである。 Figure 19 (A) and FIG. 19 (B) is obtained by the insulating circuit board by the conventional insulation circuit board and the present invention respectively mounted through the grease 21 to the cooling member 22. そして、回路板1の上には半田16で半導体パワー素子15を接合している。 Then, on top of the circuit board 1 are bonded to the semiconductor power element 15 with solder 16.

図19(A)の従来の絶縁回路基板を用いた場合、通電によって半導体パワー素子15に発生した熱は半田16→回路板1→セラミックス板2→放熱板5→グリース21を経て冷却部材22へ伝えられる。 When using a conventional insulating circuit board of FIG. 19 (A), heat generated in the semiconductor power element 15 by the energization through the solder 16 → circuit board 1 → ceramic plate 2 → radiator plate 5 → the grease 21 to the cooling member 22 Reportedly.

一方、図19(B)の本発明による絶縁回路基板を用いた場合、半導体パワー素子15に発生した熱は半田16→回路板1→第1のセラミックス板2→熱拡散板3→第2のセラミックス板4→放熱板5→グリース21を経て冷却部材22へ伝えられる。 On the other hand, in the case of using an insulating circuit board according to the present invention in FIG. 19 (B), the generated power semiconductor device 15 heat the solder 16 → circuit board 1 → the first ceramic plate 2 → the thermal diffusion plate 3 → second transmitted to the cooling member 22 through the ceramic plate 4 → radiator plate 5 → the grease 21. 熱拡散板3部において熱は横方向に大きく拡散するので、半導体パワー素子15はより効果的に冷却される。 Since heat is diffused largely in the horizontal direction at the thermal diffusion plate 3, semiconductor power device 15 is cooled more effectively. それ故、本発明による絶縁回路基板を用いた場合、通電による半導体パワー素子15の温度上昇は抑制され小さくなる。 Therefore, when using the insulating circuit board according to the present invention, the temperature rise of the semiconductor power element 15 due to energization is suppressed small.

図20は、本発明の絶縁回路基板を適用したパワーモジュールの熱抵抗の一例を示すグラフである。 Figure 20 is a graph showing an example of the thermal resistance of the power module to which the insulating circuit board of the present invention.

回路板1の厚さが0.6mm、窒化ケイ素よりなる第1のセラミックス板2および第2のセラミックス板4の厚さが共に0.32mm、放熱板5の厚さが0.4mmである絶縁回路板において、熱拡散板3の厚さを変えたときの熱抵抗の変化を示したものである。 0.6mm thickness of the circuit board 1, insulating the first ceramic plate 2 and the thickness of the second ceramic plate 4 are both 0.32mm made of silicon nitride, the thickness of the heat radiating plate 5 is 0.4mm in the circuit board, it shows the change in thermal resistance when changing the thickness of the thermal diffusion plate 3.

10mm角×厚さ0.5mmの半導体パワー素子15を厚さ0.1mmの半田16(材料は5Sb−Sn半田)で回路板1の上に接合し、図19(B)に示すように厚さ0.05mmのグリース21を介して、Alよりなる厚さ3mmの冷却部材22へ実装したときの熱抵抗の実測値を示した。 (Materials 5Sb-Sn solder) solder 16 with a thickness of 0.1mm the semiconductor power element 15 of 10mm square × thickness 0.5mm bonded on the circuit board 1, the thickness as shown in FIG. 19 (B) through 0.05mm grease 21 is showed the measured value of the thermal resistance when mounted to the cooling member 22 having a thickness of 3mm consisting of Al. なお、熱抵抗は半導体パワー素子15の温度と冷却部材22の最下面における温度との差を、半導体パワー素子15で発生した熱量W(ワット)で割り算した値で定義した。 The heat resistance of the difference between the temperature in the lowermost surface of the temperature and the cooling member 22 of the semiconductor power element 15, defined by dividing the value by the amount of heat generated in the semiconductor power device 15 W (watt).

図20に示すように、熱拡散板3の厚さ(T)が増すにつれて熱抵抗は減少した。 As shown in FIG. 20, the thermal resistance as the thickness of the thermal diffusion plate 3 (T) increases decreased. これは、前記のように熱拡散板3部において熱が横方向に大きく拡散した効果であり、熱拡散板3は厚いほどよいことを示唆している。 This is the heat in the thermal diffusion plate 3 as is greatly diffused effect laterally, the thermal diffusion plate 3 suggests that the better thick.

なお、回路板1,熱拡散板3および放熱板5がCuからなる場合をCu回路板、Alからなる場合をAl回路板として、それぞれ図20中に示した。 The circuit board 1, if the thermal diffusion plate 3 and the radiating plate 5 is made of Cu and Cu circuit board, a case made of Al as Al circuit board, shown in each Figure 20. Cu回路板の熱抵抗がAl回路板より小さいのは、Cuの熱伝導率が398W/m・KとAlの220W/m・Kより大きいためである。 The thermal resistance of the Cu circuit plate is less than the Al circuit board, the thermal conductivity of Cu is for greater than 220 W / m · K of 398 W / m · K and Al.

図21は、本発明の絶縁回路基板の熱抵抗を示すグラフである。 Figure 21 is a graph showing the thermal resistance of the insulating circuit board of the present invention. 従来の絶縁回路基板を図19(A)、本発明による絶縁回路基板を図19(B)に示す方法で実装したときの熱抵抗の実測値を比較したものである。 Conventional insulating circuit board Fig. 19 (A), in which the insulating circuit board according to the present invention was compared the measured value of the thermal resistance when mounted in the manner shown in FIG. 19 (B).

回路板1の厚さと放熱板5の厚さを変えたときの熱抵抗を、横軸に回路板1の厚さを分子に、また、放熱板5の厚さを分母とした時をパラメータとした。 Heat resistance when changing the thickness of the thickness and the heat radiating plate 5 of the circuit board 1, and the molecule to the thickness of the circuit board 1 on the horizontal axis, also when the thickness of the heat radiating plate 5 and the denominator parameter did. ここで、従来の絶縁回路基板におけるセラミックス板2の厚さは0.635mm、本発明の絶縁回路基板における第1のセラミックス板2および第2のセラミックス板4の厚さは共に0.32mmであり、その素材が窒化ケイ素である場合を示した。 Here, the thickness of the ceramic plate 2 in a conventional insulated circuit board 0.635 mm, insulation circuit thickness of the first ceramic plate 2 and the second ceramic plate 4 in the substrate of the present invention are both located at 0.32mm , shows the case the material is silicon nitride. また、本発明の絶縁回路基板中の熱拡散板3の厚さは1.0mmである。 The thickness of the thermal diffusion plate 3 of the insulating circuit in the substrate of the present invention is 1.0 mm. そして、回路板、熱拡散板および放熱板がCuで構成されるCu回路板時の熱抵抗を比較した。 Then, the circuit board, the thermal diffusion plate and the heat radiating plate were compared thermal resistance when formed Cu circuit plate is Cu.

図21に示すように、従来の絶縁回路基板より本発明による絶縁回路基板の方の熱抵抗が小さく、熱拡散板3の効果が大きいことが分かる。 As shown in FIG. 21, the thermal resistance in the direction of the insulating circuit board according to the invention than conventional insulation circuit board is small, it can be seen the effect of the thermal diffusion plate 3 is larger. なお、回路板1/放熱板5の厚さが厚いほど、従来の絶縁回路基板および本発明の絶縁回路基板の熱抵抗が共に小さくなるのは、回路板1および放熱板5部において熱が横方向に拡散するからである。 Incidentally, as the thickness of the circuit board 1 / radiating plate 5, the thermal resistance of the insulating circuit board of a conventional insulating circuit board and the present invention are both smaller, heat is horizontal in the circuit board 1 and the heat radiating plate 5 parts This is because the diffusion in direction. 但し、過酷なヒートサイクル(−40℃⇔+120℃)下でのセラミックス板の割れを防止するには、前記したように、従来の絶縁回路基板では、回路板1および放熱板5をあまり厚くすることはできない。 However, to prevent cracking of the severe heat cycle (-40 ℃ ⇔ + 120 ℃) ​​ceramic plate under, as mentioned above, in the conventional insulated circuit board, it is too thick circuit board 1 and the heat radiating plate 5 It is not possible.

図22は、本発明の絶縁回路基板の熱抵抗の他の一例を示すグラフである。 Figure 22 is a graph showing another example of the thermal resistance of the insulating circuit board of the present invention. 図21と同様に、従来の絶縁回路基板を図19(A)、本発明の絶縁回路基板を図19(B)に示す方法で実装したときの熱抵抗の実測値を示したものである。 Similar to FIG. 21, a conventional insulation circuit board Fig. 19 (A), in which the insulating circuit board of the present invention showing the measured values ​​of thermal resistance when mounted in the manner shown in FIG. 19 (B). そして、図22は回路板,熱拡散板および放熱板がAlで構成されるAl回路板時の熱抵抗の比較を示したもので、その他の条件は図21の場合と同じである。 Then, Figure 22 is intended circuit board, the thermal diffusion plate and the heat dissipation plate is a comparison of the thermal resistance at the time comprised Al circuit board with Al, other conditions are the same as in FIG. 21.

Al回路板時も図21のCu回路板時と同様に、従来の絶縁回路基板より本発明の絶縁回路基板の方の熱抵抗が小さく、熱拡散板3の効果の大きいことを実測で確認できた。 As in the case Cu circuit plate of FIG 21 even when Al circuit board, conventional insulated circuit isolation circuit thermal resistance is small towards the substrate of the present invention from the substrate, can be confirmed by actual measurement that the greater effect of the thermal diffusion plate 3 It was.

本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す摸式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention. 図1に示した絶縁回路基板の平面図である。 It is a plan view of an insulating circuit board shown in FIG. 従来の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す摸式断面図である。 Is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a conventional power semiconductor device. 従来型絶縁回路基板のセラミックス板に発生する最大主応力の解析例を示すグラフである。 Is a graph showing an analysis example of the maximum principal stress occurring in the ceramic plate of a conventional insulating circuit board. 本発明の絶縁回路基板のセラミックス板に発生する最大主応力の解析例を示すグラフである。 Is a graph showing an analysis example of the maximum principal stress occurring in the ceramic plate of the insulating circuit board of the present invention. 本発明の絶縁回路基板のセラミックス板に発生する最大主応力の他の解析例を示すグラフである。 It is a graph showing another analysis example of the maximum principal stress occurring in the ceramic plate of the insulating circuit board of the present invention. 本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す摸式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention. 本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す摸式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention. 本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す摸式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention. 本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す摸式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention. 本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す摸式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention. 本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す摸式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention. 本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す摸式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention. 図13の絶縁回路基板の実装例を示した図である。 Is a diagram illustrating an example of implementation of the insulating circuit board of FIG. 13. 図13の絶縁回路基板の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す平面図である。 It is a plan view showing one example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the insulating circuit board of FIG. 13. 本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す摸式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention. 本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す摸式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention. 本発明の半導体パワー素子用の絶縁回路基板の一例を示す摸式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of the insulating circuit board for a semiconductor power device of the present invention. 絶縁回路基板をパワーモジュールへ実装した一例を示す摸式断面図である。 It is a schematic sectional view showing an example of mounting the insulating circuit board to the power module. 本発明の絶縁回路基板をパワーモジュールへ実装した一例を示した図である。 An insulating circuit board of the present invention is a diagram showing an example of mounting the power module. 本発明の絶縁回路基板の熱抵抗の一例を示すグラフである。 Is a graph showing an example of the thermal resistance of the insulating circuit board of the present invention. 本発明の絶縁回路基板の熱抵抗の他の一例を示すグラフである。 Another example of the thermal resistance of the insulating circuit board of the present invention is a graph showing.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…回路板、2…第1のセラミックス板、3,3a,3b,3c…熱拡散板、4…第2のセラミックス板、5…放熱板、6…接合ろう材、7,11,12…水路、8…端部の一体化部分、9…Oリング用の溝、10…ネジ用の孔、13…冷却部材、14…導線、15…半導体パワー素子、16…半田、17…第2の熱拡散板、18…第3のセラミックス板、19…第3の熱拡散板、20…第4のセラミックス板、21…グリース、22…冷却部材、100…回路板分離部、200…熱拡散板相当部、300…放熱板相当部、400…摩擦撹拌溶接部、500…露出端部。 1 ... circuit board, 2 ... first ceramic plate, 3, 3a, 3b, 3c ... heat diffusion plate, 4: second ceramic plate, 5 ... heat sink 6 ... bonding brazing material, 7,11,12 ... waterways, integral part of the 8 ... end, 9 ... grooves for O-ring, 10 ... hole for the screw, 13 ... cooling member, 14 ... lead, 15 ... semiconductor power device, 16 ... solder, 17 ... of the second the heat diffusion plate, 18 ... third ceramic plate, 19 ... third heat diffusion plate, 20 ... fourth ceramic plate, 21 ... grease, 22 ... cooling member, 100 ... circuit board separation unit, 200 ... heat diffusion plate corresponding portion, 300 ... heat radiating plate corresponding portion, 400 ... friction stir weld, 500 ... exposed end.

Claims (9)

  1. 半導体パワー素子が搭載される回路板、第1のセラミックス板、熱拡散板、第2のセラミックス板および放熱板の順に積層された積層体からなる絶縁回路基板と、前記絶縁回路基板における回路板に搭載された半導体パワー素子とを有し、前記絶縁回路基板における熱拡散板が前記半導体パワー素子の通電路を兼ねていることを特徴とする半導体パワーモジュール。 Circuit board on which the semiconductor power element is mounted, a first ceramic plate, the thermal diffusion plate, and the insulating circuit board comprising a laminated stack in order of the second ceramic plate and heat sink to the circuit board in the insulating circuit board and a mounting semiconductor power device, the semiconductor power module, wherein the heat diffusion plate in the insulating circuit board also serves as the current path of the semiconductor power device.
  2. 前記熱拡散板が平面的に2つ以上に分割されて電気的に絶縁されており、分割された各熱拡散板と前記半導体パワー素子が導線で電気的に接続され、分割された各熱拡散板が前記半導体パワー素子の通電路を兼ねていることを特徴とする請求項1に記載の半導体パワーモジュール。 Are has been electrically insulated split to the heat diffusion plate or two dimensionally, wherein each thermal diffusion plate which is divided semiconductor power element are electrically connected by wires, each thermal diffusion divided the semiconductor power module according to claim 1, characterized in that the plate also serves as a current path of the semiconductor power device.
  3. 前記第1のセラミックス板と前記第2のセラミックス板の厚さがほぼ同じであり、かつ前記第1のセラミックス板と前記第2のセラミックス板の厚さがいずれも前記熱拡散板の厚さの50%以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体パワーモジュール。 Wherein the first ceramic plate thickness of the second ceramic plate is substantially the same, and both the thickness of the second ceramic plate and the first ceramic plate having a thickness of the thermal diffusion plate the semiconductor power module according to claim 1 or 2, characterized in that 50% or less.
  4. 回路板、第1のセラミックス板、第1の熱拡散板、第2のセラミックス板、第2の熱拡散板、第3のセラミックス板および放熱板の順に積層された積層体からなる絶縁回路基板と、前記絶縁回路基板における前記回路板に搭載された半導体パワー素子とを有する半導体パワーモジュールであって、前記第1の熱拡散板および第2の熱拡散板は電気的に絶縁され、前記半導体パワー素子と前記第1,第2の熱拡散板が導線で電気的に接続されることによって、前記第1,第2の熱拡散板が前記半導体パワー素子の通電路を兼ねていることを特徴とする半導体パワーモジュール。 Circuit board, a first ceramic plate, the first thermal diffusion plate, a second ceramic plate, the second thermal diffusion plate, and the insulating circuit board comprising a third ceramic plate and sequentially laminated the laminate of the heat radiating plate the a semiconductor power module having a semiconductor power chip mounted on the circuit board in the insulating circuit board, the first thermal diffusion plate and the second thermal diffusion plate is electrically insulated, the semiconductor power by the the device first, second thermal diffusion plate are electrically connected by wires, and wherein the first, second thermal diffusion plate also serves as a current path of the semiconductor power device semiconductor power module to be.
  5. 前記第1のセラミックス板、前記第2のセラミックス板および前記第3のセラミックス板の厚さがほぼ同じであり、かつ前記第1の熱拡散板および前記第2の熱拡散板の厚さの50%以下である請求項4に記載の半導体パワーモジュール。 It said first ceramic plate, the thickness of the second ceramic plate and the third ceramic plate is substantially the same, and the first 50 of the thickness of the thermal diffusion plate and the second thermal diffusion plate % semiconductor power module according to claim 4 less.
  6. 回路板、第1のセラミックス板、第1の熱拡散板、第2のセラミックス板、第2の熱拡散板、第3のセラミックス板、第3の熱拡散板、第4のセラミックス板および放熱板の順に積層された積層体からなる絶縁回路基板と、前記絶縁回路基板における前記回路板に搭載された半導体パワー素子とを有する半導体パワーモジュールであって、前記第1の熱拡散板と前記第2の熱拡散板および前記第3の熱拡散板は電気的に絶縁され、前記半導体パワー素子と前記第1、第2および第3の熱拡散板が導線で電気的に接続されることによって、前記第1,第2および第3の熱拡散板が前記半導体パワー素子の通電路を兼ねていることを特徴とする半導体パワーモジュール。 Circuit board, a first ceramic plate, the first thermal diffusion plate, a second ceramic plate, the second thermal diffusion plate, a third ceramic plate, a third heat diffusion plate, the fourth ceramic plate and the heat radiating plate an insulating circuit board comprising a laminated stack in this order, said isolation circuit a semiconductor power module having a semiconductor power chip mounted on the circuit board on the substrate, wherein the first thermal diffusion plate and the second the thermal diffusion plate and the third heat diffusion plate is electrically insulated, the semiconductor power device and the first, by the second and third heat dissipating plate are electrically connected by wires, wherein semiconductor power module first, second and third heat diffusion plate, characterized in that it also serves as a current path of the semiconductor power device.
  7. 前記第1のセラミックス板、前記第2のセラミックス板、前記第3のセラミックス板および前記第4のセラミックス板の厚さがほぼ同じであり、かつ前記第1の熱拡散板と前記第2の熱拡散板および前記第3の熱拡散板の厚さの50%以下である請求項6に記載の半導体パワーモジュール。 It said first ceramic plate, the second ceramic plate, the third ceramic plate and the thickness of the fourth ceramic plate is substantially the same, and the second heat and the first thermal diffusion plate diffuser plate and the third semiconductor power module according to claim 6 and 50% or less is a thickness of the thermal diffusion plate.
  8. 前記絶縁回路基板の熱拡散板の厚さを最も厚くしたことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の半導体パワーモジュール。 The semiconductor power module according to claim 1, wherein the the most increasing the thickness of the thermal diffusion plate of the insulating circuit board.
  9. 前記絶縁回路基板の放熱板の厚さを前記回路板の厚さよりも薄くしたことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の半導体パワーモジュール。 The semiconductor power module according to claim 1, characterized in that the thickness of the heat radiating plate of the insulating circuit board is made thinner than the thickness of the circuit board.
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