JP4569473B2 - 樹脂封止型パワー半導体モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、パワー半導体モジュール、特に、車載用途等の信頼性が高く、寿命が長いIGBTモジュールの構造に関する。

定格電流が百アンペア程度以上の大容量IGBTモジュール等、大容量パワー半導体モジュールの封止形態は、パワー半導体チップ、絶縁基板、金属ベース他が接着され内蔵されている樹脂ケース中を、シリコーンゲル等のソフトレジンで封止する構造が一般的である。これは、各種異種部材が接合されているため、歪や、応力が内在した構造体を、剛性の高い樹脂で封止すると、封止時に新たに大きな応力を発生させ、内蔵部材を破壊させる懸念があり、構造的に成立しにくいためである。

一方、定格電流数十アンペア以下の低容量パワー半導体モジュールでは、非絶縁性ディスクリートパッケージに代表されるように、構造が比較的単純で、かつ小型であるため、ハードレジンであるエポキシ樹脂で封止しても、上述の大容量パワー半導体モジュールで生じた応力による問題が、発生しづらい。そのために、これらの低容量パワー半導体モジュールでは、エポキシ樹脂でトランスファモールドする構造が、採用されている。このようにトランスファモールドされたパッケージでは、内蔵された部材間の接合応力が分散・低減されることが知られている。

特許文献1には、図12に断面模式図を示すような、トランスファモールドを大容量パワー半導体モジュールに適用したものが開示されている。特許文献1では、パッケージ1200の絶縁を、大容量品では一般的なセラミックス基板ではなく、応力発生の少ない柔らかい絶縁樹脂シート1204で実現し、熱伝導率が低い絶縁樹脂シート1204の欠点を解消するために、厚く、大きな銅製のヒートスプレッダ1206を採用し、この上にパワー半導体チップ1202をはんだ1203で接着し、熱を大きく拡散させて伝熱面積を大きくして熱抵抗の低下を図っている。線膨張係数が大きく異なるSiと銅を接着する場合、接着はんだ層の応力が大きくなり、亀裂が発生がするが、特許文献1では全体をエポキシ樹脂1201で封止して、はんだ1203の応力・歪を分散、低減し、温度サイクルによるクラック防止を図っている。

特許文献2には、パワー半導体モジュールの一箇所で良好な熱的接触を実現するために、封止樹脂にボルト用貫通孔を備え、特別な取り付け治具を用いるものが開示されている。

エポキシ樹脂で封止するパッケージは、上述したように、内蔵物の応力が分散・低減することが特徴である。しかしながら、この効果は、内蔵物と封止エポキシ樹脂の接着性が良好であって初めて達成される。しかしながら、エポキシ樹脂の接着性は十分ではないのが現状である。そこで、特許文献3では、エポキシ樹脂と内蔵物の界面にポリアミド樹脂をコーティングして接着性を確保している。

特開2004−165281号公報(図2と、(0056)段落から(0060)段落の記載。) 特開2004−87552号公報(図1、図2と、(0008)段落から(0010)段落の記載。) 特開2003−124406号公報(図1と、(0024)段落から(0025)段落の記載。)

前記特許文献1に開示のパワーモジュールでは、パッケージの放熱器への取り付けが困難である。また、特許文献2に開示のパワーモジュールでは取り付けに特別な冶具が必要になるので、工数を含め実装コストが増大する。また、特許文献2の構造では、中央の取り付けボルト用貫通穴はパッケージに穴を穿って作られており、ボルトが封止樹脂を締結するので、樹脂のクリープによる締結力の経年劣化の懸念がある。

また、特許文献3に開示のパワーモジュールでは、コーティング樹脂がエポキシ樹脂に比べて柔らかいために、接着性が改善される一方、エポキシ樹脂の応力分散・低減効果が減少する可能性がある。

本発明の目的は、パワー半導体素子をトランスファモールド等によりエポキシ封止するモジュールで、モジュールのサイズを大型にすることなく、放熱ベースへの固定や配線部材の取り付けが容易で、内蔵部材とエポキシ樹脂の接着性を、エポキシ封止による部材の応力分散・低減を損なうことなく実現したパワー半導体モジュールを提供することである。

本発明のパワー半導体モジュールは、上記目的を達成するために、少なくとも電流をスイッチングするパワー半導体素子と、該パワー半導体素子が接着され、電気的に接続される回路パタン付絶縁基板と、該回路パタン付絶縁基板を接着する金属ベースとを備え、前記パワー半導体素子は、金属ワイヤ或いはリードフレームにより、前記回路パタン付絶縁基板の回路パタン或いは前記回路パタン付絶縁基板外に配置された端子に電気的に接続されるパワー半導体モジュールにおいて、前記回路パタン付絶縁基板周囲近傍の前記金属ベース表面に、2列以上の溝或いは1本以上の突起が形成され、前記回路パタン付絶縁基板は、前記溝或いは突起とともに硬質樹脂で封止され、該封止領域は、前記金属ベースの最外周を直線的に結んだ領域の内側であり、かつ、前記封止領域外側の露出した金属ベースには、該金属ベースの取り付け穴が存在すると共に、前記硬質封止樹脂及び前記絶縁基板、パワー半導体素子、金属ベース等の被封止物の界面には、全領域に渡って前記封止樹脂よりも硬度が低いコーティング樹脂が介在され、該コーティング樹脂はポリアミド樹脂であり、線膨張係数、弾性係数は各々封止樹脂の2倍以上、1/5以下であり、厚さは10μm以下であるを特徴とする。

本発明のパワー半導体モジュールは放熱器との良好な熱的接触を実現した。さらに、本発明のパワー半導体モジュールは、エポキシ樹脂の内蔵物歪分散・低減効果を損なうことなく、モジュールの信頼性・寿命を大幅に向上させることができる。

本発明のIGBTモジュールは、従来技術のシリコーンゲル封止に代えて、エポキシ樹脂でトランスファモールド封止し、長寿命と、高い信頼性とを実現できる構造とした。本発明のエポキシ樹脂でトランスファモールド封止したIGBTモジュールは、封止樹脂と部材の接着性改善を、部材の応力分散・低減効果を損なわないように実現し、かつ、モジュールサイズを大型化させずに、信頼性が高いモジュール取り付け手段である金属ベースをボルト締結する取り付けとした。以下、本発明の詳細を図面を用いながら説明する。

図1は、本実施例IGBTモジュールの断面摸式図であり、図7は本実施例に使用される放熱ベースである銅ベースの平面模式図、図8は、図7中のモールド樹脂かしめ領域の断面摸式図である。本実施例では、銅ベース109が、放熱フィン110を裏面に有するフィン付き銅ベースである。すなわち、本実施例のIGBTモジュールでは、放熱フィン110が付いた銅ベース109に直接冷却水が当てられることによりモジュールが冷却される。図11は、本実施例のモジュール長手方向の断面構造模式図である。

本実施例のIGBTモジュール100の定格電圧/電流は、各々600V/400Aである。IGBTチップ104とこのIGBTチップ104の主電極に逆並列に接続したFree Wheeling Diodeチップ(FWDチップ105と以下略す。)は、シリコンの各2チップが並列で一枚の銅貼りの回路パターンが付いたAlN基板107に、はんだ106で接着されている。図1ではIGBT、FWD各々1チップの断面が示されている。銅貼りの回路パターンが付いたAlN基板107の部材厚さは、以下の通りである。表面回路パタン厚さ0.3mm、裏面銅板厚さ0.2mm、AlN厚さ0.635mm である。IGBTチップ104、FWDチップ105の厚さは0.35mmであり、はんだ106の厚さは0.1mmである。このはんだ106は、融点300℃程度の高融点はんだである。

パワー半導体チップが搭載されたAlN基板107は、融点180℃程度の低融点のはんだ108で、銅ベース109にはんだ接着されている。このはんだ108の厚さは0.2mmである。銅ベース109の材質は無酸素銅であり、平板部厚さが3mmである。放熱フィン110の高さ、幅、間隔は各々8mm、1mm、1.5mm である。これらの寸法は、冷却水を通流した際の圧力損失を可能な限り低減し、かつ、冷却能力向上に配慮した構造となっている。銅貼りのAlN基板107の銅板、及び銅ベース109の表面は、いずれもニッケルメッキ処理されている。このニッケルメッキ層の厚さは、6μm程度であり、はんだ106、108による接着の信頼性を考慮してニッケルメッキ処理を実施している。銅ベース109には貫通穴112が設けられ、この貫通穴112にボルトなどを通して、IGBTモジュール100を図示していないヒートシンクへ取り付ける。

本実施例では、M6ボルトでの締結を想定しており、貫通穴112は6.6mmφとしている。Siパワー半導体チップであるIGBTチップ104と、FWDチップ105とから主端子101への電気的接続は、線径400μmのAlワイヤ103で実施され、本Alワイヤ103での接続、及び、銅ベース109へのAlN基板107へのはんだ接着が完了した構造で、トランスファモールドされる。

図1の符号111が封止樹脂を示し、この領域がトランスファモールドされたエポキシ樹脂の領域である。封止樹脂111の高さである封止領域厚さ113は、7mmである。この高さは、Alワイヤ103が封止樹脂から露出せず、かつ十分な絶縁が確保できるような余裕がある高さにしてある。本実施例に用いたエポキシ樹脂の線膨張係数αは16ppm 程度で、弾性係数Eは、16GPa程度である。本実施例のパワーモジュールでは、このような物性にしたので、モジュール底面の反りを0.1mm程度以下にできた。この理由は、封止樹脂111であるエポキシ樹脂の線膨張係数αが銅ベースの線膨張係数αとほぼ一致しているためである。

本実施例の特徴は、トランスファモールドした封止樹脂111と銅ベース109のかしめ用溝102、及び、外部接続用の主端子101である。まず、かしめ用溝102を配置したかしめ領域について、図7と図8を使用して説明する。トランスファモールドは、高圧力下でエポキシ樹脂を注入硬化させるため、大気圧下で樹脂を滴下させた後に硬化させる、いわゆるポッティング法と比べ、接着性が向上すると考えている。しかしながら、ニッケルメッキとエポキシ樹脂の接着性が悪いことが知られている。そこで、本実施例では、ニッケルメッキされた部材である、銅貼りのAlN基板107と銅ベース109とエポキシ樹脂との接着性を確保することは極めて重要である。また、AlN基板107を接着するはんだ108は、本実施例のIGBTモジュール100の熱疲労耐量を決定する部材であり、はんだ108と周囲の樹脂との接着性に対してもっとも配慮しなければならない。そこで、本実施例のIGBTモジュールでは、封止樹脂111であるエポキシ樹脂と銅ベース109のかしめ領域のかしめ用溝102をAlN基板107の極近傍に配置している。

図7に示すように、2列のかしめ用溝701間の突起702を、封止樹脂111のエポキシ樹脂は成形硬化過程で、自身の収縮により強く圧縮し、かしめる。また、図7中、20箇所設けられたかしめ用逆テーパ領域703は、このかしめ力をより強固にするための領域である。断面を図8に示す。かしめ用逆テーパ領域703は、2本の溝を製造した後に、プレスにより、溝の一部をつぶして、図8示したように逆テーパ構造を形成して、封止樹脂の剥離を防止できる構造になっている。本実施例ではこのような構造になっているので、封止領域が銅ベース109の内側上面のみにもかかわらず、良好な接着性を確保できる。このため、モジュール取り付けボルト用の貫通穴112を封止領域の外側に、モジュールサイズを大きくする事なく配置することが可能となった。

次に、本実施例の端子構造を説明する。従来技術のトランスファモールドによるモジュール構造は、図12に示すように、エポキシ樹脂1201の側面から主端子1207、制御端子1208を取り出す形状である。この形状をそのまま本実施例のモジュールに採用すると、銅ベース109の外側に主端子や、制御端子が横に張り出し、大型化は避けられない。そこで本実施例では、図1に示すように主端子101を銅ブロックとし、AlN基板107上にはんだ等で接着する構造とした。主端子101の銅ブロックの材質は無酸素銅であり、表面は厚さ6μm程度のニッケルメッキが形成されている。このような構造とすることで、図示していないが、トランスファモールド成型時に上型で主端子101上面を固定する事ができ、封止領域上面に主端子101表面を露出させる事ができる。本実施例のような構造では、成型時の金型プレス圧力は、主端子101である銅ブロックを介してAlN基板107等の部材に印加されるため、主端子101の銅ブロックを予め高温で焼きなまして、降伏応力を50MPa程度以下にしておき、金型で押さえた時の部材破損の懸念をなくしている。本実施例の構造で、封止領域上面に露出した主端子101と外部配線との接続は、はんだ接着、あるいは、専用の固定治具等を使用する。

本実施例では、モジュール中の絶縁基板はAlN基板107であったがこれだけには限らず、セラミックスの材質は、アルミナ、SiN等であってもよい。特に、高い熱伝導率と高い強度を兼ね備えた銅貼りSiN基板は、本実施例のパワー半導体モジュールに適したセラミックス基板である。また、本実施例ではIGBTモジュールの金属ベースとして、一般的な銅ベースを用いたが、軽量化を考慮して、アルミをベース材として使用してもよい。アルミをベース材として使用する場合は、セラミックス基板の材質はアルミナが好ましい。この理由は、アルミとAlNあるいはSiNとでは線膨張係数αの差が大きすぎ、パワーモジュールの製造過程での反りが許容量(例えば0.2mm)を超えたり、あるいは、セラミックス基板に割れを生じる可能性があるためである。そこで、AlN、SiNとくらべて線膨張係数αの大きなアルミナ基板とを用いることで、この不具合を回避できる。この場合、封止エポキシ樹脂の線膨張係数αをアルミと合わせる事が望まれ、封止エポキシ樹脂の線膨張係数αを23ppm程度とすることが望ましい。

本実施例のIGBTモジュールのフィン長手方向構造を図11に示す。図11のIGBTモジュール1100は、三相モジュールであって、図11では、IGBTチップ、Alワイヤ、はんだ層等を省略し、銅貼りのAlN基板1103、フィン付きの銅ベース1101、封止樹脂1102を示した。図11に示すIGBTモジュールは、1アームを1基板に搭載した構成であり、計6枚のAlN基板1103から構成されている。1相分、即ち2枚のAlN基板1103を1つの封止樹脂1102で封止しており、各封止樹脂1102毎に、銅ベース1101上に樹脂かしめ領域1105を設けている。

1枚のAlN基板1103毎に樹脂封止すると、この樹脂かしめ領域1105を含め、モジュール全体が大型化してしまう。逆に、例えば全体を一つの封止領域とすると、封止領域が大きすぎて、モールド時の樹脂ボイド、未封止領域発生の懸念がある。また、例えモールドが問題なくできたとしても、封止樹脂と部材界面の熱応力が大きくなり、界面剥離、他の問題が顕在化する恐れがある。放熱フィン1104は、1相分ごとに区切られており、銅ベース1101の剛性増大を低減し、同時に製造時に、金型で銅ベース1101を固定可能とし、封止領域を分割可能としている。

本実施例のパワー半導体モジュールを図2に示す。本実施例は、図2に示すように、実施例1の封止樹脂のかしめ用溝102に加えて、封止樹脂の接着手段を追加した。本実施例のIGBTモジュール200の定格電圧/電流、内蔵基板構成、銅ベース109等は実施例1と同一であり、トランスファモールドに使用したエポキシ樹脂も実施例1と同一である。

本実施例では、封止エポキシ樹脂と部材の接着向上を実現するコーティング層201を設けたことが実施例1とは異なる。コーティング層201の材質は、ポリアミド樹脂であって、このポリアミド樹脂は、エポキシ樹脂、及び、シリコンチップやアルミボンディングワイヤや銅貼りAlN基板などの内蔵各部材と良く接着することを確認している。コーティング層201の代表物性である線膨張係数αは50ppm、弾性係数Eは2.6GPa程度である。即ち、実施例1に示した封止樹脂111の物性と、比べるとコーティング層201が大幅に柔らかい事が分かる。エポキシ樹脂封止のメリットは前述したように、硬いエポキシ樹脂で封止して、内蔵物の応力・歪を分散・低減し、長寿命にできることである。従って、本実施例において、接着性を改善するために導入したコーティング層201は、単に柔らかいだけではエポキシ樹脂封止応力・歪を分散・低減する効果を損なう懸念がある。

そこで、本実施例では、コーティング層201の厚さを可能な限り薄くした。コーティング層201は接着性も確保するため、できるだけ均一に塗布する必要あるので、その厚さを概略10μmとしている。このような厚さに塗布することで、例えば、AlN基板107に接着するはんだ108の層を常温(20℃)から125℃まで昇温した場合に生じる歪は、コーティング層201がない場合と同等であることを、応力解析で確認した。即ち、シリコーンゲル封止を、エポキシ樹脂封止に変えることにより、はんだ歪は半減し、この効果は、厚さ10μmのコーティング層201が存在しても変わらなかった。

一方、コーティング層201の厚さが0.1mm(100μm)程度になると、はんだ歪を低減する効果が1/2程度から、3/4程度になった。従って、単にコーティング層201を設けただけでは、エポキシ樹脂で封止する歪の低減が、必ずしも十分ではないので、コーティング層201の厚さを10μm程度にして塗布することが重要である。本実施例IGBTモジュールはコーティング層201を備えているので、−40℃〜室温(20℃)〜125℃〜室温(20℃)、2時間/サイクルの条件で3000サイクルの試験を実施しても、界面には剥離が見られなかった。

本実施例のIGBTモジュールの断面構造の模式図を図3に、外部主配線を接続した断面模式図を図5に示す。本実施例のIGBTモジュール300では、ネジ穴が付いた円筒形の主端子301に特徴がある。その他の部材構成、寸法、材質は図1に示した実施例1と同じである。主端子301は、材質が無酸素銅であり、その表面がニッケルメッキ処理されている。本実施例では主端子301に、M5ボルト用のネジ穴を内部に設けてあり、このネジ穴が封止樹脂302の上面に露出している。図5に示すように、PNバスバー500がM5ボルトの取り付けボルト501で、出力配線502が同じくM5ボルトの取り付けボルト501で主端子301に接続されている。

また、外部配線との接触抵抗をできるだけ低減させるために、主端子301の外部配線との接触部は、外径15mmφと、それ以外の接続端子の外径9mmφに比べて大きくなっている。また、部材の破損を防止するために、実施例1、実施例2と同様に主端子301を焼鈍してある。さらに、主端子301の封止樹脂302との接触面は、樹脂との密着を強固にするため、網目型の凹凸(ローレット処理)が設けてある。このようにローレット処理を施したので、この種のボルト締めの標準的な締め付けトルクである、2.45N・mのトルクを印加しても、封止樹脂302から主端子301が剥離する等の問題は全く発生しなかった。このように、本実施例のIGBTモジュールは実装性が優れている。

本実施例のパワー半導体モジュールの断面構造の模式図を図4に、制御基板を接続した断面模式図を図6に示す。本実施例は、制御端子の接続に特徴がある。図4に示すIGBTモジュール400は、IGBTチップ404のゲートワイヤ402が、ボンディングされて回路パタンに接続し、制御端子401が回路パタンにはんだ等で接着されている。図4に示す制御端子401は、電気的な接触を高い信頼性で実現するメスコネクタになっている。制御端子401の上面が封止樹脂405に露出されている点は実施例3と同様である。図6は、IGBTモジュール400を制御する制御基板601に設けたピンタイプの信号端子600をIGBTモジュール400のメスコネクタになっている制御端子401に実装した断面模式図である。図6の信号端子600のピンは1mm角である。制御基板601の固定手段は特に図示していないが、IGBTモジュール400と一体で固定されているので、振動等による接続信頼性の劣化は問題にならない。

本実施例は、放熱板/セラミックス一体構造を実現した実施例である。本実施例のIGBTモジュール900の断面構造の模式図を図9に示す。図9で、符号901は回路パタン、902はセラミックス層、903は銅ベース、904は基板、905は放熱フィンである。

封止樹脂を従来技術の柔らかいシリコーンゲルから硬いエポキシ樹脂へと替えることは、実施例1や実施例2で説明したように、内蔵部品の歪分散、低減を実現し、長寿命化できる。本実施例では、エポキシ樹脂が硬質樹脂であるという特性そのものを活かした。従来技術で、銅ベースとセラミックス基板との一体構造が実現できなかったのは、銅ベースが通常3mm以上と厚く、ロー付け等の手段で銅ベースにセラミックス基板を接着すると、反りが激しく、最悪の場合、セラミックス基板の破壊をもたらす可能性があるためであった。一方、セラミックス基板を、例えば1mm程度以下と薄くすると、反りは低減し、セラミックス基板の破壊の懸念は低減するが、従来技術の柔らかいシリコーンゲル封止ではモジュールの強度に問題が残るので、モジュールを放熱フィンなどに取り付けることが困難であった。

しかし、本実施例では、硬いエポキシ樹脂で封止して、この問題を解決した。本実施例では銅ベース903の厚さは1mm、回路パタン901厚さは1.2mmである。セラミックス層902の材質はSiNであり、その厚さは0.6mmである。表裏面の銅板厚さは、基板904が反らないように配慮して決めた。セラミックスとしてSiNを選択した理由は、SiNがAlNに比べて、高強度であり、銅ベースとセラミックスとを一体にした基板904を、ロー付けで製造する際の応力に耐えることができるためである。本実施例の放熱フィン905の形状は、実施例1から実施例4で説明したものと同じである。

本実施例のモジュールの場合、IGBTチップ104、FWDチップ105からの発熱が、グリースを介して放熱器に銅ベースを固着したモジュールの場合のように、銅ベース中で横方向への熱が広がるのではなく、銅ベースの厚さ方向に熱が流れる。従って、本実施例のパワーモジュールのような薄い銅ベース903では、熱が多く流れて来る放熱フィン905側を、直接水冷する直接水冷型モジュール構造が適している。本実施例のIGBTモジュール900の寿命を支配する部分は、Alワイヤ103の接合部、及びはんだ106の接合部のみである。本実施例のIGBTモジュールでは、エポキシ樹脂によって歪を分散しているので、飛躍的に長い寿命を実現できる。

本実施例のIGBTモジュール1000の断面構造を図10に模式図で示す。本実施例では、端子を樹脂でモールドした主端子ブロック1001と、制御端子ブロック1004とを備えている。これらの端子ブロックは、銅ベース1005上に固着され、封止部材と一緒にトランスファモールドされる。封止される際、封止樹脂1010上面に露出され、外部配線と接続される点は、実施例1から実施例5と同様である。また、封止樹脂と銅ベースとのかしめ領域1009は、図10に示すように、端子ブロック近傍の外側に配置される。端子をモールドする樹脂は、PPS樹脂(ポリフェニレンスルフェート樹脂)である。主端子ブロック1001と、制御端子ブロック1004とには、Alワイヤ1002、1003の接続用パッドが露出しており、Alワイヤ1002、1003によって内部回路と接続される。主端子ブロック1001は配線をボルト接続するためのナット1007と、ボルト逃げ用空隙1008を有しており、制御端子ブロック1004の制御ピン接続部の形状は、実施例4で説明した制御端子401と同一である。本実施例のIGBTモジュールでは、以上説明した構造で、AlN基板1006の大きさを小さくでき、はんだ1011の寿命を長くできるとともに、モジュールのコストも低くできる。

実施例1のパワー半導体モジュールの断面模式図である。 実施例2のパワー半導体モジュールの断面模式図である。 実施例3のパワー半導体モジュールの断面模式図である。 実施例4のパワー半導体モジュールの一部断面の模式図である。 実施例3のパワー半導体モジュールに外部配線を実装した説明図である。 実施例4のパワー半導体モジュールに制御基板を接続した説明図である。 実施例1のパワー半導体モジュールの金属ベースの平面模式図である。 図7のかしめ領域の部分拡大図である。 実施例5のパワー半導体モジュールの断面模式図である。 実施例6のパワー半導体モジュールの断面模式図である。 実施例1のパワー半導体モジュールのフィン長手方向の断面模式図である。 従来技術のエポキシ樹脂封止型IGBTモジュールの断面構造模式図である。

符号の説明

100、200、300、400、900、1000、1100…IGBTモジュール、101、301、1207…主端子、102、701…かしめ用溝、103、1002、1003、1209…Alワイヤ、104、404…IGBTチップ、105…FWDチップ、106、108、1011、1203…はんだ、107、1006、1103…AlN基板、109、903、1005、1101…銅ベース、110、905、1104…放熱フィン、111、302、405、1010、1102…封止樹脂、112…貫通穴、113…封止領域厚さ、201…コーティング層、401、1208…制御端子、402…ゲートワイヤ、403…エミッタワイヤ、500…PNバスバー、501…取り付けボルト、502…出力配線、600…信号端子、601…制御基板、702…突起、703…かしめ用逆テーパ領域、901…回路パタン、902…セラミックス層、904…基板、1001…主端子ブロック、1004…制御端子ブロック、1007…ナット、1008…ボルト逃げ用空隙、1009…かしめ領域、1105…樹脂かしめ領域、1200…パッケージ、1201…エポキシ樹脂、1202…パワー半導体チップ、1204…絶縁樹脂シート、1205…絶縁樹脂シート保護用銅箔、1206…ヒートスプレッダ。

Claims (1)

  1. 少なくとも電流をスイッチングするパワー半導体素子と、該パワー半導体素子が接着され、電気的に接続される回路パタン付絶縁基板と、該回路パタン付絶縁基板を接着する金属ベースとを備え、前記パワー半導体素子は、金属ワイヤ或いはリードフレームにより、前記回路パタン付絶縁基板の回路パタン或いは前記回路パタン付絶縁基板外に配置された端子に電気的に接続されるパワー半導体モジュールにおいて、
    前記回路パタン付絶縁基板周囲近傍の前記金属ベース表面に、2列以上の溝或いは1本以上の突起が形成され、前記回路パタン付絶縁基板は、前記溝或いは突起とともに硬質樹脂で封止され、該封止領域は、前記金属ベースの最外周を直線的に結んだ領域の内側であり、かつ、前記封止領域外側の露出した金属ベースには、該金属ベースの取り付け穴が存在すると共に、前記硬質封止樹脂及び前記絶縁基板、パワー半導体素子、金属ベース等の被封止物の界面には、全領域に渡って前記封止樹脂よりも硬度が低いコーティング樹脂が介在され、該コーティング樹脂はポリアミド樹脂であり、線膨張係数、弾性係数は各々封止樹脂の2倍以上、1/5以下であり、厚さは10μm以下であるを特徴とするパワー半導体モジュール。
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