JP5379816B2 - Power semiconductor device - Google Patents

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Description

この発明は、例えば発熱体から放熱部材へ熱を伝達させるために用いる熱伝導性絶縁部材を用いた電力用半導体装置に関し、特に電力用半導体素子等の発熱体からの熱を放熱部材に伝達させ、かつ絶縁層としても機能する熱伝導性樹脂層を形成するための電力用半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a power semiconductor device using a heat conductive insulating member used for transferring heat from a heating element to a heat radiating member, for example, and more particularly to transferring heat from a heating element such as a power semiconductor element to the heat radiating member. Further, the present invention relates to a power semiconductor device for forming a thermally conductive resin layer that also functions as an insulating layer.

従来、電気・電子機器の発熱部から放熱部材へ熱を伝達させる熱伝導性樹脂層には、高熱伝導性、絶縁性、接着性の要求から、熱硬化性樹脂に無機充填材を添加した熱伝導性樹脂組成物が用いられている。   Conventionally, a heat conductive resin layer that transfers heat from a heat generating part of an electric / electronic device to a heat radiating member is a heat obtained by adding an inorganic filler to a thermosetting resin due to demands for high heat conductivity, insulation, and adhesion. A conductive resin composition is used.

電力用半導体装置においては、電力用半導体素子を搭載したパワーモジュールの金属電極の裏面と放熱部となるヒートシンクとの間に設ける熱伝導性樹脂層として、無機充填材を含有した熱硬化性樹脂シートや塗布膜が用いられている。   In a power semiconductor device, a thermosetting resin sheet containing an inorganic filler as a heat conductive resin layer provided between a back surface of a metal electrode of a power module on which a power semiconductor element is mounted and a heat sink serving as a heat radiating portion And a coating film is used.

このとき、ヒートシンクの固着面の少なくとも一部に凹凸部を形成することにより、熱伝導性絶縁樹脂シートとの接触面の表面積が増大するので、パワーモジュールとヒートシンクとの固着強度が高くなり、接続の信頼性の向上を図るようにしている。（特許文献１参照）   At this time, since the surface area of the contact surface with the heat conductive insulating resin sheet is increased by forming the uneven portion on at least a part of the fixing surface of the heat sink, the fixing strength between the power module and the heat sink is increased, and the connection To improve the reliability. (See Patent Document 1)

特開２００８−２４３８７７号公報JP 2008-243877 A 特開２００４−１６５２８１号公報JP 2004-165281 A

しかしながら、上述した電力用半導体装置においての熱伝導性絶縁樹脂シートは、高耐圧特性が要求され、熱伝導性絶縁樹脂シート中のボイドが耐圧を低下させる要因となっている。   However, the heat conductive insulating resin sheet in the power semiconductor device described above is required to have a high withstand voltage characteristic, and voids in the heat conductive insulating resin sheet cause a decrease in the withstand voltage.

この対策として、例えば、トランスファーモールド型パワーモジュールの熱伝導性絶縁樹脂シートの生成工程においては、未硬化状態の熱伝導性樹脂を加熱して硬化させる際に、１０ＭＰａにも及ぶ圧力を印加して熱伝導性絶縁樹脂シート内に内在するボイドを潰すことにより耐圧を向上させている。（特許文献２参照）   As a countermeasure, for example, in the production process of the thermally conductive insulating resin sheet of the transfer mold type power module, a pressure of 10 MPa is applied when the uncured thermally conductive resin is heated and cured. The pressure resistance is improved by crushing voids present in the thermally conductive insulating resin sheet. (See Patent Document 2)

すなわち、所謂パッショエンの法則に示されているように、絶縁層中の気泡サイズと、放電電圧の相関関係があるため、ボイドサイズを小さくすることが放電が起きる電圧を高めることにつながるためである。このためにはボイドを小さく潰しこむ工程を経ることが有効である。また、熱伝導性絶縁樹脂シートが硬化するまえの軟化しているタイミングでの加圧が有効である。   That is, as shown in the so-called Passen's law, there is a correlation between the bubble size in the insulating layer and the discharge voltage, so reducing the void size leads to increasing the voltage at which discharge occurs. . For this purpose, it is effective to go through a process of crushing voids. Further, it is effective to apply pressure at a timing when the thermally conductive insulating resin sheet is softened before it is cured.

また、高放熱性も要求され、放熱性能は熱伝導性絶縁樹脂シートの熱伝導率と厚みでほぼ決定されることから、この両パラメータの管理も重要な要素となる。   Moreover, since high heat dissipation is also required and the heat dissipation performance is almost determined by the thermal conductivity and thickness of the thermally conductive insulating resin sheet, management of both parameters is also an important factor.

パワーモジュールとヒートシンクとの間における熱伝導性絶縁樹脂シートによる接着工程においても、ボイドによる耐圧低下防止のため熱伝導性絶縁樹脂シートを加熱しながら
加圧する必要がある。 Even in the bonding process using the heat conductive insulating resin sheet between the power module and the heat sink, it is necessary to pressurize the heat conductive insulating resin sheet while heating it in order to prevent a decrease in pressure resistance due to voids.

この時、パワーモジュール及びヒートシンクは変形することが想定されるが、この変形に対して熱伝導絶縁樹脂シートが体積的に吸収しながらパワーモジュールの金属電極の裏面及びヒートシンクの表面と接着し、更に硬化後のシート形状を規定しなければならないという問題がある。   At this time, it is assumed that the power module and the heat sink are deformed, and the heat conductive insulating resin sheet absorbs the deformation in volume while adhering to the back surface of the metal electrode of the power module and the surface of the heat sink. There is a problem that the sheet shape after curing must be defined.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、熱伝導性が安定して確保され、かつボイドが抑制されて良好な電気絶縁性が確保された熱伝導性絶縁樹脂層を有する電力用半導体装を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and the object thereof is to provide a heat in which thermal conductivity is stably ensured and voids are suppressed to ensure good electrical insulation. A power semiconductor device having a conductive insulating resin layer is provided.

この発明に係わる電力用半導体装置は、半導体素子と金属配線部材とがはんだ接合され、前記金属配線部材の少なくとも1面が表面に露出するようモールド樹脂で覆われて構成されたパワーモジュールと、前記金属配線部材の露出面側の前記パワーモジュール面と相対して配置されたヒートシンクと、前記パワーモジュールと前記ヒートシンクとの間に設けられた熱伝導性絶縁樹脂シートと、前記パワーモジュールおよび前記ヒートシンクの少なくとも一方側に設けられ、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの厚みを規定するシート厚み規定部材と、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの周縁部近傍に設けられた絶縁性を有するシート体積増減吸収部とを設けたものである。   A power semiconductor device according to the present invention includes a power module configured by soldering a semiconductor element and a metal wiring member, and covering with a mold resin so that at least one surface of the metal wiring member is exposed on the surface, A heat sink disposed opposite to the power module surface on the exposed surface side of the metal wiring member, a thermally conductive insulating resin sheet provided between the power module and the heat sink, and the power module and the heat sink. A sheet thickness defining member that is provided on at least one side and that defines the thickness of the thermally conductive insulating resin sheet; and an insulating sheet volume increase / decrease absorbing portion provided in the vicinity of a peripheral edge of the thermally conductive insulating resin sheet; Is provided.

また、この発明に係わる電力用半導体装置は、半導体素子と金属配線部材とがはんだ接合され、前記金属配線部材の少なくとも1面が表面に露出するようモールド樹脂で覆われ
て構成されたパワーモジュールと、前記金属配線部材の露出面側の前記パワーモジュール面と相対して配置されたヒートシンクと、前記パワーモジュールと前記ヒートシンクとの間に設けられた熱伝導性絶縁樹脂シートと、前記パワーモジュールおよび前記ヒートシンクの少なくとも一方側に設けられ、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの厚みを規定するシート厚み規定部材と、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの周縁部に設けられ、前記ヒートシンクの被接着面に対して平行方向に伸展され、その高さが前記熱伝導性絶縁樹脂シートの厚みと同等以下である絶縁性を有するシート体積増減吸収部とを設けたものである。 A power semiconductor device according to the present invention includes a power module configured by soldering a semiconductor element and a metal wiring member, and covering with a mold resin so that at least one surface of the metal wiring member is exposed on the surface. A heat sink disposed opposite to the power module surface on the exposed surface side of the metal wiring member, a heat conductive insulating resin sheet provided between the power module and the heat sink, the power module, and the power module Provided on at least one side of the heat sink, a sheet thickness defining member for defining the thickness of the thermally conductive insulating resin sheet, and provided on a peripheral portion of the thermally conductive insulating resin sheet, with respect to the adherend surface of the heat sink An insulating sheet that extends in the parallel direction and whose height is equal to or less than the thickness of the thermally conductive insulating resin sheet. And a volume increase / decrease absorption part.

また、この発明に係わる電力用半導体装置は、半導体素子と金属配線部材とがはんだ接合され、前記金属配線部材の少なくとも1面が表面に露出するようモールド樹脂で覆われ
て構成されたパワーモジュールと、前記金属配線部材の露出面側の前記パワーモジュール面と相対して配置されたヒートシンクと、前記パワーモジュールと前記ヒートシンクとの間に設けられた熱伝導性絶縁樹脂シートと、前記パワーモジュールおよび前記ヒートシンクの少なくとも一方側に設けられ、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの厚みを規定するシート厚み規定部材と、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの周縁部に設けられ、前記ヒートシンクの被接着面に対して垂直方向に伸展され、前記パワーモジュールの側面に接着された絶縁性を有するシート体積増減吸収部とを設けたものである。 A power semiconductor device according to the present invention includes a power module configured by soldering a semiconductor element and a metal wiring member, and covering with a mold resin so that at least one surface of the metal wiring member is exposed on the surface. A heat sink disposed opposite to the power module surface on the exposed surface side of the metal wiring member, a heat conductive insulating resin sheet provided between the power module and the heat sink, the power module, and the power module Provided on at least one side of the heat sink, a sheet thickness defining member for defining the thickness of the thermally conductive insulating resin sheet, and provided on a peripheral portion of the thermally conductive insulating resin sheet, with respect to the adherend surface of the heat sink A sheet volume increase / decrease absorbing portion having an insulating property and extending in the vertical direction and bonded to the side surface of the power module; Is provided.

また、この発明に係わる電力用半導体装置は、半導体素子と金属配線部材とがはんだ接合され、前記金属配線部材の少なくとも1面が表面に露出するようモールド樹脂で覆われ
て構成されたパワーモジュールと、前記金属配線部材の露出面側の前記パワーモジュール面と相対して配置されたヒートシンクと、前記パワーモジュールと前記ヒートシンクとの間に設けられた熱伝導性絶縁樹脂シートと、前記パワーモジュールおよび前記ヒートシンクの少なくとも一方側に設けられ、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの厚みを規定するシート厚み規定部材と、前記パワーモジュールの側面に位置する前記ヒートシンクの被接着面に形成されたヒートシンク凹部と、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの周縁部に設けられ、前記ヒートシンクに形成されたヒートシンク凹部に一方側が挿着され、他方側が前記ヒートシ
ンクの被接着面に対して垂直方向に伸展され、前記パワーモジュールの側面に接着された絶縁性を有するシート体積増減吸収部とを設けたものである。 A power semiconductor device according to the present invention includes a power module configured by soldering a semiconductor element and a metal wiring member, and covering with a mold resin so that at least one surface of the metal wiring member is exposed on the surface. A heat sink disposed opposite to the power module surface on the exposed surface side of the metal wiring member, a heat conductive insulating resin sheet provided between the power module and the heat sink, the power module, and the power module A sheet thickness defining member which is provided on at least one side of the heat sink and defines the thickness of the thermally conductive insulating resin sheet; a heat sink recess formed on the adherend surface of the heat sink located on a side surface of the power module; A heat formed on the heat sink provided on the peripheral edge of the thermally conductive insulating resin sheet. The sink recess is provided with an insulating sheet volume increase / decrease absorbing portion having one side inserted into the sink recess, the other side extending in a direction perpendicular to the adherend surface of the heat sink, and bonded to the side surface of the power module. is there.

この発明に係わる電力用半導体装置によれば、熱伝導性が安定して確保され、かつボイドが抑制されて良好な電気絶縁性が確保された熱伝導性絶縁樹脂層を有する電力用半導体装置を得ることができる。   According to the power semiconductor device of the present invention, there is provided a power semiconductor device having a thermally conductive insulating resin layer in which thermal conductivity is stably ensured and voids are suppressed and good electrical insulation is ensured. Can be obtained.

この発明の実施の形態１に係わる電力用半導体装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a power semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態１に係わる電力用半導体装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a power semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態１に係わる電力用半導体装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a power semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態２に係わる電力用半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the power semiconductor device concerning Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態３に係わる電力用半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the power semiconductor device concerning Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態４に係わる電力用半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the power semiconductor device concerning Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態５に係わる電力用半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the power semiconductor device concerning Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態６に係わる電力用半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the power semiconductor device concerning Embodiment 6 of this invention.

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１ないし図３に基づいて説明するが、各図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図１はこの発明の実施の形態１に係わる電力用半導体装置を示す断面図である。図２はこの発明の実施の形態１に係わる電力用半導体装置を示す断面図である。図３はこの発明の実施の形態１に係わる電力用半導体装置を示す断面図である。 Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. In the drawings, the same or equivalent members and parts will be described with the same reference numerals. 1 is a sectional view showing a power semiconductor device according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a sectional view showing a power semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing the power semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

これら各図において、半導体素子１は例えばインバータやコンバータ等を構成するＩＧＢＴ素子のような発熱性の電力用素子からなる構成されている。半導体素子１の上面と主端子２ａは半田３によりはんだ付けされており、半導体素子１の下面と金属配線部材４とは半田５によりはんだ付けされている。また、主端子２ｂと金属配線部材４もはんだ付けされている。   In each of these drawings, the semiconductor element 1 is composed of a heat-generating power element such as an IGBT element constituting an inverter, a converter, or the like. The upper surface of the semiconductor element 1 and the main terminal 2 a are soldered by solder 3, and the lower surface of the semiconductor element 1 and the metal wiring member 4 are soldered by solder 5. The main terminal 2b and the metal wiring member 4 are also soldered.

これら半導体素子１、主端子２ａ，２ｂ、金属配線部材４をモールド樹脂６に覆ってパワーモジュール７を形成している。なお、金属配線部材４の反半導体素子側の面はパワーモジュール７より露出しており、主端子２ａ，２ｂの他端部はパワーモジュール７の外部、すなわち、モールド樹脂６より外側へ突出されている。   A power module 7 is formed by covering the semiconductor element 1, the main terminals 2 a and 2 b, and the metal wiring member 4 with a mold resin 6. Note that the surface of the metal wiring member 4 on the side opposite to the semiconductor element is exposed from the power module 7, and the other end portions of the main terminals 2 a and 2 b protrude outside the power module 7, that is, outside the mold resin 6. Yes.

金属配線部材４は、電極としての役割と、ヒートスプレッダとしての役割とを有する。すなわち、上述のように半田５にて金属配線部材４に接合された半導体素子１にて発生した熱は、半田５を介して金属配線部材４の全体に広がり、金属配線部材４は放熱性を向上させる。   The metal wiring member 4 has a role as an electrode and a role as a heat spreader. That is, the heat generated in the semiconductor element 1 joined to the metal wiring member 4 with the solder 5 as described above spreads over the entire metal wiring member 4 through the solder 5, and the metal wiring member 4 has a heat dissipation property. Improve.

また、この金属配線部材４に主端子２ａを電気的に接続することによって、半導体素子１に通電が行われる。このような２つの役割から、金属配線部材４の材料としては、熱伝導性及び電気伝導性の良いものが好ましく、例えば銅や、半田付け可能なようにニッケルメッキされたアルミニウム等を用いることができる。もちろん、これらの材料に限らず、熱及び電気を伝える材料であれば、他の材料を用いてもよい。なお、金属配線部材４には半導体素子１の動作中に電位が発生する構成となっている。   Further, the semiconductor element 1 is energized by electrically connecting the main terminal 2 a to the metal wiring member 4. Because of these two roles, the material of the metal wiring member 4 is preferably a material having good thermal conductivity and electrical conductivity. For example, copper or aluminum plated with nickel so that it can be soldered is used. it can. Of course, the present invention is not limited to these materials, and other materials may be used as long as they transmit heat and electricity. The metal wiring member 4 is configured to generate a potential during the operation of the semiconductor element 1.

一方、金属配線部材４の露出面側のパワーモジュール７面と相対して配置されたヒート
シンク８は、例えばアルミニウムや銅など導電性の金属で構成されており、更に、ヒートシンク８内を流れる導電性溶液を通じて例えばラジエターなど周辺部品とも接続されている状態で冷却を行うのが水冷方式の通例である。 On the other hand, the heat sink 8 disposed opposite to the surface of the power module 7 on the exposed surface side of the metal wiring member 4 is made of a conductive metal such as aluminum or copper, and further conducts in the heat sink 8. It is customary to use a water-cooling method in which cooling is performed through a solution while being connected to peripheral components such as a radiator.

ここで、ヒートシンク８の金属面に電位が発生し電流が流れると、上述の通り周辺部品とも導通し、最悪の場合、アースと短絡故障する可能性があるため、ヒートシンク８はパワーモジュール７と絶縁する必要がある。   Here, when a potential is generated on the metal surface of the heat sink 8 and a current flows, the peripheral components are conducted as described above, and in the worst case, there is a possibility of a short circuit failure with the ground. Therefore, the heat sink 8 is insulated from the power module 7. There is a need to.

そこで、パワーモジュール７とヒートシンク８との間に熱伝導性絶縁樹脂シート９を設けている。この熱伝導性絶縁樹脂シート９は、パワーモジュール７とヒートシンク８のいずれかの面に設置され、図示しない真空式ヒータープレス装置などで減圧下において加熱しながら加圧し、樹脂を完全に硬化させる。   Therefore, a heat conductive insulating resin sheet 9 is provided between the power module 7 and the heat sink 8. The thermally conductive insulating resin sheet 9 is installed on either surface of the power module 7 and the heat sink 8 and is pressurized while being heated under reduced pressure by a vacuum heater press device (not shown) to completely cure the resin.

真空式ヒータープレス装置を用いる理由としては、熱伝導性絶縁樹脂シート９を加熱して、軟化させた期間に加圧力を加え、ボイドを潰しこみながら接着するためである。また、真空式ヒータープレス装置を用いる理由としては、減圧化で圧力を加えることで、熱伝導性絶縁樹脂シート９とヒートシンク８や、熱伝導性絶縁樹脂シート９とパワーモジュール７の間に空気層の挟みこみを防止できるためである。   The reason why the vacuum heater press device is used is that the heat conductive insulating resin sheet 9 is heated and applied with a pressure during the softening period, and the voids are crushed and bonded. The reason for using the vacuum heater press device is that an air layer is formed between the heat conductive insulating resin sheet 9 and the heat sink 8 or between the heat conductive insulating resin sheet 9 and the power module 7 by applying pressure by reducing the pressure. This is because it is possible to prevent pinching.

パワーモジュール７およびヒートシンク８の少なくとも一方側に熱伝導性絶縁樹脂シート９の厚みを規定するシート厚み規定部材１０が設けられている。図は一例として、パワーモジュール７の裏面に一体的に設けられた場合を示している。なお、シート厚み規定部材１０はパワーモジュール７と相対するヒートシンク８の面に設けてもよいことは勿論のことである。   A sheet thickness defining member 10 that defines the thickness of the heat conductive insulating resin sheet 9 is provided on at least one side of the power module 7 and the heat sink 8. As an example, the figure shows a case where the power module 7 is integrally provided on the back surface. Needless to say, the sheet thickness defining member 10 may be provided on the surface of the heat sink 8 facing the power module 7.

熱伝導性絶縁樹脂シート９の周縁部近傍に絶縁性を有するシート体積増減吸収部１１が設けられている。図１においては、熱伝導性絶縁樹脂シート９の周縁部がパワーモジュール７の側部に位置し、シート体積増減吸収部１１がパワーモジュール７の側部に位置する熱伝導性絶縁樹脂シート９の周縁部に配置されている。すなわち、パワーモジュール７の側部の外側でヒートシンク８の被接着面に対して平行方向に伸展された場合を示している。また、シート体積増減吸収部１１は絶縁性を有する熱伝導樹脂シートで構成された場合を示している。   An insulating sheet volume increase / decrease absorption part 11 is provided in the vicinity of the peripheral edge of the thermally conductive insulating resin sheet 9. In FIG. 1, the peripheral portion of the heat conductive insulating resin sheet 9 is positioned on the side of the power module 7, and the sheet volume increase / decrease absorption unit 11 is positioned on the side of the power module 7. It is arrange | positioned at the peripheral part. That is, the case where the power module 7 is extended in a direction parallel to the adherend surface of the heat sink 8 outside the side portion of the power module 7 is shown. Moreover, the sheet | seat volume increase / decrease absorption part 11 has shown the case where it is comprised with the heat conductive resin sheet which has insulation.

熱伝導性絶縁樹脂シート９は、所定のシート厚みに応じた例えばパワーモジュール７の裏面に少なくとも３ヶ所に設けたシート厚み規定凸部１０の高さでシート厚みを規定し、硬化プロセス中に発生するパワーモジュール７、またはヒートシンク８の面内分布によるシート厚みの増減を、加熱加圧中にシート体積増減吸収部１１側へ滲み出すことによりその増減分を吸収することで、所定のシート厚み範囲内に収めながら接着面の全面に熱伝導性絶縁樹脂シート９が充填され、垂直方向の絶縁性も確保出来るようにしている。   The heat conductive insulating resin sheet 9 defines the sheet thickness at the height of the sheet thickness defining convex portions 10 provided at least at three locations on the back surface of the power module 7 according to a predetermined sheet thickness, and is generated during the curing process. The sheet thickness increase / decrease due to the in-plane distribution of the power module 7 or the heat sink 8 oozes out to the sheet volume increase / decrease absorption unit 11 side during heating and pressurization, thereby absorbing the increase / decrease, and a predetermined sheet thickness range A heat conductive insulating resin sheet 9 is filled on the entire surface of the adhesive surface while being accommodated inside, so that the insulation in the vertical direction can be secured.

この時、熱伝導性絶縁樹脂シート９が軟化して加圧によりパワーモジュール７の周囲にはみ出す程度の加圧力を加えることで、熱伝導性絶縁樹脂シート９はボイドの潰しこみ作用が発揮され、絶縁性が飛躍的に高まるが、反面厚みが薄くなっていき、結果的に貫通方向の絶縁距離が小さくなり、より短い期間や低い電圧で絶縁破壊するような絶縁状態しか得られなくなっては問題外である。この防止のためには、この発明のように、少なくともシート厚み規定凸部１０の高さでシート厚みを規定するなど、熱伝導性絶縁樹脂シート９の潰れすぎを防止することが必要である。   At this time, the heat conductive insulating resin sheet 9 is softened, and by applying pressure to such an extent that the heat conductive insulating resin sheet 9 protrudes around the power module 7 due to pressurization, the heat conductive insulating resin sheet 9 exerts a void collapse action, Insulation increases dramatically, but on the other hand, the thickness decreases, resulting in a shorter insulation distance in the penetration direction, and it is a problem if only an insulation state that can break down in a shorter period or at a lower voltage can be obtained. Outside. In order to prevent this, it is necessary to prevent the heat conductive insulating resin sheet 9 from being crushed too much, such as defining the sheet thickness at least by the height of the sheet thickness defining convex portion 10 as in the present invention.

ここで、シート体積増減吸収部１１の高さは接着面のシート厚みと同等または小さくし、水平方向の距離を熱伝導性絶縁樹脂シート９の増減分の最悪想定値で設定することで、
滲み出し量がシート体積増減吸収部１１で収まるように設定する。なお、シート体積増減吸収部１１とは、例えばパワーモジュール７の底面に周囲に設けた段差であり、例えばシート厚み規定凸部１０と同じか若干低い壁のような領域を設けることで構成される。 Here, the height of the sheet volume increase / decrease absorbing portion 11 is equal to or smaller than the sheet thickness of the adhesive surface, and the horizontal distance is set with the worst estimated value for the increase / decrease of the heat conductive insulating resin sheet 9.
The amount of bleeding is set so as to be accommodated in the sheet volume increase / decrease absorption unit 11. The sheet volume increase / decrease absorbing portion 11 is a step provided around the bottom surface of the power module 7, for example, and is configured by providing a region such as a wall that is the same as or slightly lower than the sheet thickness defining convex portion 10. .

このようなシート体積増減吸収部１１を設ける理由としては、パワーモジュール７の底面から熱伝導性絶縁樹脂シート９がはみ出すほどにまで変形すると、圧力が開放されてしまい、ボイド低減効果がないことが挙げられる。   The reason for providing such a sheet volume increase / decrease absorbing portion 11 is that if the heat conductive insulating resin sheet 9 is deformed to the extent that it protrudes from the bottom surface of the power module 7, the pressure is released and there is no void reduction effect. Can be mentioned.

すなわち、軟化した絶縁樹脂はパワーモジュール７の底面の外に出て行き続けることで、パワーモジュール７の底面の下にとどまる樹脂の重量は減ってしまい、結果として熱伝導性絶縁樹脂シート９にかかる圧力が抜けてしまい、ボイドを潰しこむ作用が不十分となってしまう。   That is, since the softened insulating resin continues to go out of the bottom surface of the power module 7, the weight of the resin remaining below the bottom surface of the power module 7 is reduced, and as a result, the heat conductive insulating resin sheet 9 is applied. The pressure is released and the effect of crushing the voids becomes insufficient.

これに対して、シート体積増減吸収部１１を設けた場合、シート体積増減吸収部１１を絶縁樹脂が満たし、その外側へはみ出すまでの期間は、パワーモジュール７の底面に接した部分の絶縁樹脂には加圧力が十分かかり、圧力抜けが防止できる。   On the other hand, when the sheet volume increase / decrease absorbing portion 11 is provided, the insulating resin fills the sheet volume increase / decrease absorbing portion 11 and the period until the outside protrudes to the insulating resin in the portion in contact with the bottom surface of the power module 7. Is sufficiently pressurized and can prevent pressure loss.

そして、シート厚み規定凸部１０により規定される隙間量およびシート体積増減吸収部１１により規定される空間の体積が、熱伝導性絶縁樹脂シート９のもともとの体積と同等程度にしておくことで、そのようなシート体積増減吸収部１１を超えた時の熱伝導性絶縁樹脂シート９の大量流出を防止することができる。   And, by setting the gap volume defined by the sheet thickness defining convex part 10 and the volume of the space defined by the sheet volume increase / decrease absorption part 11 to be approximately the same as the original volume of the thermally conductive insulating resin sheet 9, Massive outflow of the heat conductive insulating resin sheet 9 when exceeding the sheet volume increase / decrease absorption part 11 can be prevented.

ここで、シート体積増減吸収部１１はモールド樹脂６で形成するか、絶縁性樹脂枠１２のように別部材の枠を構成するほうが、絶縁距離の損がなく有利であるが、シート体積増減吸収部１１は、図２に示すように、モールド樹脂６底面を突出させてパワーモジュール裏面凸部１３を形成してもよいし、図３に示すように、ヒートシンク８の一部を突出させてヒートシンク凸部１４を形成してもよい。   Here, it is more advantageous that the sheet volume increase / decrease absorbing portion 11 is formed of the mold resin 6 or is configured as a separate member frame such as the insulating resin frame 12 because there is no loss in the insulation distance. As shown in FIG. 2, the part 11 may form the power module back surface convex portion 13 by projecting the bottom surface of the mold resin 6, or as shown in FIG. 3, by projecting a part of the heat sink 8. The convex portion 14 may be formed.

熱伝導性絶縁樹脂シート９の材料としては、例えばエポキシ樹脂やシリコーン樹脂、ポリイミド樹脂のような熱硬化性の樹脂が好ましい。熱伝導性絶縁樹脂シート９にはフィラーを含浸させることで、熱伝導率を格段に向上させることができるが、そのような材料としては、アルミナ、窒化ボロン、窒化シリコン、窒化アルミなどがある。フィラーの含有率としては、体積％で５０％〜８０％程度が良好であった。   As a material of the heat conductive insulating resin sheet 9, a thermosetting resin such as an epoxy resin, a silicone resin, or a polyimide resin is preferable. The thermal conductivity can be remarkably improved by impregnating the thermally conductive insulating resin sheet 9 with a filler. Examples of such materials include alumina, boron nitride, silicon nitride, and aluminum nitride. As a content rate of a filler, about 50 to 80% was favorable by volume%.

すなわち、５０％以下であると熱伝導率が低い。８０％以上、特に９０％以上では、ボロボロと脆い物質となり、容易に成形できなかった。８０％以上では、適切なフィラー粒径分布の配合比を選択しないと、十分な混ぜ込みができず、ボイドが残りやすかった。熱伝導性絶縁樹脂シート９の厚みとしては、およそ１００μｍから５００μｍ程度が好ましかった。   That is, if it is 50% or less, the thermal conductivity is low. If it is 80% or more, particularly 90% or more, it becomes a tattered and brittle substance, and it cannot be easily molded. If it was 80% or more, sufficient mixing could not be carried out unless a suitable blending ratio of filler particle size distribution was selected, and voids were likely to remain. The thickness of the heat conductive insulating resin sheet 9 was preferably about 100 μm to about 500 μm.

実施の形態２．
この発明の実施の形態２を図４に基づいて説明するが、図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図４はこの発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置を示す断面図である。 Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. In the figure, the same or corresponding members and parts will be described with the same reference numerals. 4 is a sectional view showing a power semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

この実施の形態２の電力用半導体装置によれば、シート体積増減吸収部１１とパワーモジュール７の側面、およびシート体積増減吸収部１１とヒートシンク８のとの交差部を完全に覆い、その外形が変曲点をもたない滑らかな面の応力緩和樹脂層１５を設けている。   According to the power semiconductor device of the second embodiment, the sheet volume increase / decrease absorption unit 11 and the side surface of the power module 7 and the intersection of the sheet volume increase / decrease absorption unit 11 and the heat sink 8 are completely covered, and the outer shape thereof is A smooth surface stress relaxation resin layer 15 having no inflection points is provided.

この応力緩和樹脂層１５を設けることにより、パワーモジュール７の角部と熱伝導性絶
縁樹脂シート９界面の角部がほぼ90°で接着しており、形状変化が急峻なことによる熱応力集中を緩和でき、接着界面の信頼性が向上する。ここでの応力緩和樹脂層１５の材料としては、ポリイミド系樹脂などが好ましい。 By providing the stress relaxation resin layer 15, the corner of the power module 7 and the corner of the interface of the heat conductive insulating resin sheet 9 are bonded at about 90 °, and the thermal stress concentration due to the sharp shape change is achieved. It can be relaxed and the reliability of the adhesive interface is improved. The material of the stress relaxation resin layer 15 here is preferably a polyimide resin.

このような応力緩和樹脂層１５は、熱伝導性絶縁樹脂シート９を接着後に、パワーモジュール７の周囲に例えばディスペンスなどで供給し、キュアを行う。工程簡略化のために熱伝導性絶縁樹脂シート９と応力緩和樹脂層１５のキュアを同時に行うなどしてもよい。   Such a stress relaxation resin layer 15 is supplied to the periphery of the power module 7 by, for example, dispensing after the heat conductive insulating resin sheet 9 is bonded, and is cured. In order to simplify the process, the heat conductive insulating resin sheet 9 and the stress relaxation resin layer 15 may be cured at the same time.

熱伝導性絶縁樹脂シート９の端部がパワーモジュール７の端部と同じか内側に入り込んでいるときが、熱応力が高い状態であるが、熱伝導性絶縁樹脂シート９がパワーモジュール７の底面からはみ出していると、熱伝導性絶縁樹脂シート９に与える圧力を低減させることにもなるため、熱伝導性絶縁樹脂シート９の端部には熱応力の集中する部分が形成される。ところで、応力緩和樹脂層１５を設けることにより、そのような熱伝導性絶縁樹脂シート９の端部の応力集中を緩和させることができる。   When the end portion of the heat conductive insulating resin sheet 9 is the same as or inside the end portion of the power module 7, the thermal stress is high, but the heat conductive insulating resin sheet 9 is the bottom surface of the power module 7. If it protrudes, the pressure applied to the heat conductive insulating resin sheet 9 is also reduced, so that a portion where thermal stress is concentrated is formed at the end of the heat conductive insulating resin sheet 9. By the way, by providing the stress relaxation resin layer 15, it is possible to reduce the stress concentration at the end of the thermally conductive insulating resin sheet 9.

すなわち、ここで問題としているのは、パワーモジュール７とヒートシンク８の線膨張係数の差により生じる熱応力によって、熱伝導性絶縁樹脂シート９が剥離する現象である。その防止のためには熱応力の低減が必要であり、そのような作用を実現するために、応力緩和樹脂層１５の追加が有効である。この場合、熱伝導性絶縁樹脂シート９の剥離代を追加しなくても所定のサイクル数の耐久性を実現できるため、電力用半導体装置を小型化することができる。   That is, the problem here is a phenomenon in which the thermally conductive insulating resin sheet 9 peels off due to the thermal stress generated by the difference between the linear expansion coefficients of the power module 7 and the heat sink 8. In order to prevent this, it is necessary to reduce the thermal stress. In order to realize such an action, the addition of the stress relaxation resin layer 15 is effective. In this case, the durability of a predetermined number of cycles can be realized without adding a separation allowance for the heat conductive insulating resin sheet 9, and thus the power semiconductor device can be miniaturized.

実施の形態３．
この発明の実施の形態３を図５に基づいて説明するが、図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図５はこの発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置を示す断面図である。 Embodiment 3 FIG.
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. In the figure, the same or equivalent members and parts will be described with the same reference numerals. 5 is a sectional view showing a power semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

この実施の形態３の電力用半導体装置によれば、シート体積増減吸収部１１はパワーモジュール７の側面に沿って厚み方向の高さをシート増減分のパラメータと置き換えることで吸収する構造としている。   According to the power semiconductor device of the third embodiment, the sheet volume increase / decrease absorption unit 11 absorbs the height in the thickness direction along the side surface of the power module 7 by substituting the parameter for the sheet increase / decrease.

その利点は以下の２点のような理由による。第1は、電力用半導体装置で自動車のモー
ター駆動用途などの場合には、小型化、軽量化が自動車の基本性能である燃費に直結するため重要な要素となってくる。通常、半導体素子１が２個または４個搭載されているパワーモジュール７は、複数台を並べて３相モーター駆動用とすることで成立しているため、各パワーモジュール７間の距離は可能な限り近付けることが必須となるためである。 The advantage is due to the following two reasons. First, in the case of power semiconductor devices such as automobile motor drive applications, miniaturization and weight reduction are important factors because they are directly linked to the basic fuel efficiency of automobiles. Usually, the power module 7 on which two or four semiconductor elements 1 are mounted is established by arranging a plurality of units for driving a three-phase motor, and therefore the distance between the power modules 7 is as much as possible. This is because it is essential to approach.

第２は、シート部への熱応力に対する信頼性、絶縁性に関与する。パワーモジュール７とヒートシンク８は必ずしも同材料の構成とはならず、例えばパワーモジュール７内の金属配線部材４が銅の場合は、モールド樹脂６も銅の線膨張率に合わせることでパワーモジュール７内の半田３，５の信頼性を確保することが一般的であるため、パワーモジュール７としてはほぼ銅の線膨張率（16*10^-6/℃）と等価なのに対し、ヒートシンク８がアルミニウム（23*10^-6/℃）であった場合にはその間に挟まれる熱伝導性絶縁樹脂シート９がその線膨張率差を吸収する必要がある。   The second is related to reliability and insulation against thermal stress on the sheet portion. The power module 7 and the heat sink 8 are not necessarily composed of the same material. For example, when the metal wiring member 4 in the power module 7 is copper, the mold resin 6 is also matched with the linear expansion coefficient of the copper so that It is common to ensure the reliability of the solders 3 and 5, so that the power module 7 is almost equivalent to the linear expansion coefficient of copper (16 * 10 ^ -6 / ° C), whereas the heat sink 8 is made of aluminum ( 23 * 10 ^ -6 / ° C), the thermally conductive insulating resin sheet 9 sandwiched between them needs to absorb the difference in linear expansion coefficient.

この時、上述した実施の形態１におけるシート体積増減吸収部１１とモールド樹脂６の端部から剥離が進展し、電位の発生する金属配線部材４まで到達した場合、金属配線部材４とヒートシンク８間は沿面距離次第で放電する可能性がある。   At this time, when the peeling progresses from the end portion of the sheet volume increase / decrease absorbing portion 11 and the mold resin 6 in the first embodiment and reaches the metal wiring member 4 where the potential is generated, the gap between the metal wiring member 4 and the heat sink 8 is reached. May discharge depending on the creepage distance.

ここで、この沿面距離確保のために、この実施の形態３においては、熱伝導性絶縁樹脂
シート９の周縁部に設けられ、ヒートシンク８の被接着面に対して垂直方向に伸展され、パワーモジュール７の側面に接着された絶縁性を有するシート体積増減吸収部１６としている。なお、シート体積増減吸収部１６は絶縁性を有する熱伝導樹脂シートで構成された場合を示している。また、シート体積増減吸収部１６には絶縁性樹脂枠１７が設けられている。 Here, in order to secure this creepage distance, in the third embodiment, the power module is provided at the peripheral edge portion of the heat conductive insulating resin sheet 9 and extended in the direction perpendicular to the adherend surface of the heat sink 8. 7 is a sheet volume increase / decrease absorption part 16 having an insulating property adhered to the side surface of 7. In addition, the sheet | seat volume increase / decrease absorption part 16 has shown the case where it is comprised with the heat conductive resin sheet which has insulation. In addition, an insulating resin frame 17 is provided in the sheet volume increase / decrease absorbing portion 16.

このように、シート体積増減吸収部１６をヒートシンク８の被接着面に対して垂直方向に配置することにより、シート体積増減吸収部１６の水平方向への距離を抑えながら沿面距離の確保が可能になる。以上の理由より、シート体積増減吸収部１６のパワーモジュール７の水平方向へのサイズ拡大を抑えることで、商品力の向上に繋がる。   Thus, by arranging the sheet volume increase / decrease absorbing portion 16 in the direction perpendicular to the adherend surface of the heat sink 8, it is possible to secure a creepage distance while suppressing the distance of the sheet volume increase / decrease absorbing portion 16 in the horizontal direction. Become. For the above reasons, suppressing the size increase in the horizontal direction of the power module 7 of the sheet volume increase / decrease absorption part 16 leads to an improvement in the product power.

実施の形態４．
この発明の実施の形態４を図６に基づいて説明するが、図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図６はこの発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置を示す断面図である。 Embodiment 4 FIG.
Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. 6. In the figure, the same or equivalent members and parts will be described with the same reference numerals. 6 is a sectional view showing a power semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

この実施の形態４の電力用半導体装置によれば、シート体積増減吸収部１６とパワーモジュール７の側面、およびシート体積増減吸収部１６とヒートシンク８のとの交差部を完全に覆い、その外形が変曲点をもたない滑らかな面の応力緩和樹脂層１８を設けている。   According to the power semiconductor device of the fourth embodiment, the sheet volume increase / decrease absorption unit 16 and the side surface of the power module 7 and the intersection of the sheet volume increase / decrease absorption unit 16 and the heat sink 8 are completely covered, and the outer shape thereof is A smooth surface stress relaxation resin layer 18 having no inflection points is provided.

この応力緩和樹脂層１８を設けることにより、パワーモジュール７の角部と熱伝導性絶縁樹脂シート９界面の角部がほぼ90°で接着しており、形状変化が急峻なことによる熱応力集中を緩和でき、接着界面の信頼性が向上する。ここでの応力緩和樹脂層１８の材料としては、ポリイミド系樹脂などが好ましい。   By providing the stress relaxation resin layer 18, the corner of the power module 7 and the corner of the interface of the heat conductive insulating resin sheet 9 are bonded at approximately 90 °, and the thermal stress concentration due to the sharp change in shape is achieved. It can be relaxed and the reliability of the adhesive interface is improved. The material of the stress relaxation resin layer 18 here is preferably a polyimide resin.

実施の形態５．
この発明の実施の形態５を図７に基づいて説明するが、図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図７はこの発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置を示す断面図である。 Embodiment 5 FIG.
Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. 7. In the figure, the same or corresponding members and parts will be described with the same reference numerals. FIG. 7 is a sectional view showing a power semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

この実施の形態５の電力用半導体装置によれば、パワーモジュール７の側面に位置するヒートシンク８の被接着面にヒートシンク凹部１９が形成されている。シート体積増減吸収部１６の一方側が挿着され、他方側がヒートシンク８の被接着面に対して垂直方向に伸展されている。   According to the power semiconductor device of the fifth embodiment, the heat sink recess 19 is formed on the adherend surface of the heat sink 8 located on the side surface of the power module 7. One side of the sheet volume increase / decrease absorbing portion 16 is inserted, and the other side is extended in a direction perpendicular to the adherend surface of the heat sink 8.

ヒートシンク８の被接着面に形成されたヒートシンク凹部１９にシート体積増減吸収部１６の垂直方向下部の一方側が挿着されることにより、シート体積増減吸収部１６とモールド樹脂６の端部から剥離が進展し、電位の発生する金属配線部材４まで到達した場合に、ヒートシンク８のシート被着面と垂直方向分の沿面距離を確保出来るため、ヒートシンク８のシート被着面の水平方向距離を更に縮めることが可能となり、シート体積増減吸収部１６の水平方向への必要なサイズを最小限に抑えながら沿面距離を確保出来る。   When one side of the lower part in the vertical direction of the sheet volume increase / decrease absorption part 16 is inserted into the heat sink recess 19 formed on the adherend surface of the heat sink 8, the sheet volume increase / decrease absorption part 16 is peeled off from the end of the mold resin 6. When the metal wiring member 4 that develops and reaches a potential is generated, a creepage distance in a direction perpendicular to the sheet deposition surface of the heat sink 8 can be secured, so the horizontal distance of the sheet deposition surface of the heat sink 8 is further reduced. Accordingly, the creepage distance can be secured while minimizing the required size of the sheet volume increase / decrease absorbing portion 16 in the horizontal direction.

実施の形態６．
この発明の実施の形態６を図８に基づいて説明するが、図において、同一、または相当部材、部位については同一符号を付して説明する。図８はこの発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置を示す断面図である。 Embodiment 6 FIG.
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8. In the figure, the same or corresponding members and parts will be described with the same reference numerals. FIG. 8 is a sectional view showing a power semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

この実施の形態６の電力用半導体装置によれば、シート体積増減吸収部１６とパワーモジュール７の側面、およびシート体積増減吸収部１６とヒートシンク８のとの交差部を完全に覆い、その外形が変曲点をもたない滑らかな面の応力緩和樹脂層１８を設けている。   According to the power semiconductor device of the sixth embodiment, the sheet volume increase / decrease absorption unit 16 and the side surface of the power module 7 and the intersection between the sheet volume increase / decrease absorption unit 16 and the heat sink 8 are completely covered, and the outer shape thereof is A smooth surface stress relaxation resin layer 18 having no inflection points is provided.

この応力緩和樹脂層１８を設けることにより、パワーモジュール７の角部と熱伝導性絶縁樹脂シート９界面の角部がほぼ90°で接着しており、形状変化が急峻なことによる熱応力集中を緩和でき、接着界面の信頼性が向上する。ここでの応力緩和樹脂層１８の材料としては、ポリイミド系樹脂などが好ましい。   By providing the stress relaxation resin layer 18, the corner of the power module 7 and the corner of the interface of the heat conductive insulating resin sheet 9 are bonded at approximately 90 °, and the thermal stress concentration due to the sharp change in shape is achieved. It can be relaxed and the reliability of the adhesive interface is improved. The material of the stress relaxation resin layer 18 here is preferably a polyimide resin.

この発明は、熱伝導性が安定して確保され、かつボイドが抑制されて良好な電気絶縁性が確保された熱伝導性絶縁樹脂層を有する電力用半導体装置の実現に好適である。   The present invention is suitable for realizing a power semiconductor device having a thermally conductive insulating resin layer in which thermal conductivity is stably secured and voids are suppressed to ensure good electrical insulation.

１ 半導体素子
４ 金属配線部材
６ モールド樹脂
７ パワーモジュール
８ ヒートシンク
９ 熱伝導性絶縁樹脂シート
１０ シート厚み規定部材
１１ シート体積増減吸収部
１５ 応力緩和樹脂層
１６ シート体積増減吸収部
１８ 応力緩和樹脂層
１９ ヒートシンク凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor element 4 Metal wiring member 6 Mold resin 7 Power module 8 Heat sink 9 Thermal conductive insulating resin sheet 10 Sheet thickness regulation member 11 Sheet volume increase / decrease absorption part 15 Stress relaxation resin layer 16 Sheet volume increase / decrease absorption part 18 Stress relaxation resin layer 19 Heat sink recess

Claims (7)

半導体素子と金属配線部材とがはんだ接合され、前記金属配線部材の少なくとも1面が
表面に露出するようモールド樹脂で覆われて構成されたパワーモジュールと、前記金属配線部材の露出面側の前記パワーモジュール面と相対して配置されたヒートシンクと、前記パワーモジュールと前記ヒートシンクとの間に設けられた熱伝導性絶縁樹脂シートと、前記パワーモジュールおよび前記ヒートシンクの少なくとも一方側に設けられ、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの厚みを規定するシート厚み規定部材と、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの周縁部近傍に設けられた絶縁性を有するシート体積増減吸収部とを備えたことを特徴とする電力用半導体装置。 A power module configured by soldering a semiconductor element and a metal wiring member, and covering with a mold resin so that at least one surface of the metal wiring member is exposed on the surface; and the power on the exposed surface side of the metal wiring member A heat sink disposed opposite to the module surface; a heat conductive insulating resin sheet provided between the power module and the heat sink; and provided on at least one side of the power module and the heat sink, A sheet thickness regulating member that regulates the thickness of the insulating insulating resin sheet, and an insulating sheet volume increase / decrease absorbing portion provided in the vicinity of the peripheral edge of the thermally conductive insulating resin sheet. Semiconductor device. 半導体素子と金属配線部材とがはんだ接合され、前記金属配線部材の少なくとも1面が
表面に露出するようモールド樹脂で覆われて構成されたパワーモジュールと、前記金属配線部材の露出面側の前記パワーモジュール面と相対して配置されたヒートシンクと、前記パワーモジュールと前記ヒートシンクとの間に設けられた熱伝導性絶縁樹脂シートと、前記パワーモジュールおよび前記ヒートシンクの少なくとも一方側に設けられ、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの厚みを規定するシート厚み規定部材と、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの周縁部に設けられ、前記ヒートシンクの被接着面に対して平行方向に伸展され、その高さが前記熱伝導性絶縁樹脂シートの厚みと同等以下である絶縁性を有するシート体積増減吸収部とを備えたことを特徴とする電力用半導体装置。 A power module configured by soldering a semiconductor element and a metal wiring member, and covering with a mold resin so that at least one surface of the metal wiring member is exposed on the surface; and the power on the exposed surface side of the metal wiring member A heat sink disposed opposite to the module surface; a heat conductive insulating resin sheet provided between the power module and the heat sink; and provided on at least one side of the power module and the heat sink, A sheet thickness regulating member that regulates the thickness of the conductive insulating resin sheet, and a peripheral edge of the thermally conductive insulating resin sheet, and is extended in a direction parallel to the adherend surface of the heat sink, the height of which is the heat A sheet volume increase / decrease absorbing portion having an insulating property equal to or less than the thickness of the conductive insulating resin sheet is provided. Power semiconductor device. 前記シート体積増減吸収部と前記パワーモジュールの側面、および前記シート体積増減吸収部と前記ヒートシンクの交差部を覆う応力緩和樹脂層を設けたことを特徴とする請求項２に記載の電力用半導体装置。   3. The power semiconductor device according to claim 2, further comprising: a stress relaxation resin layer that covers a side surface of the sheet volume increase / decrease absorption unit and the power module, and an intersection of the sheet volume increase / decrease absorption unit and the heat sink. . 半導体素子と金属配線部材とがはんだ接合され、前記金属配線部材の少なくとも1面が
表面に露出するようモールド樹脂で覆われて構成されたパワーモジュールと、前記金属配線部材の露出面側の前記パワーモジュール面と相対して配置されたヒートシンクと、前記パワーモジュールと前記ヒートシンクとの間に設けられた熱伝導性絶縁樹脂シートと、前記パワーモジュールおよび前記ヒートシンクの少なくとも一方側に設けられ、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの厚みを規定するシート厚み規定部材と、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの周縁部に設けられ、前記ヒートシンクの被接着面に対して垂直方向に伸展され、前記パワーモジュールの側面に接着された絶縁性を有するシート体積増減吸収部とを備えたことを特徴とする電力用半導体装置。 A power module configured by soldering a semiconductor element and a metal wiring member, and covering with a mold resin so that at least one surface of the metal wiring member is exposed on the surface; and the power on the exposed surface side of the metal wiring member A heat sink disposed opposite to the module surface; a heat conductive insulating resin sheet provided between the power module and the heat sink; and provided on at least one side of the power module and the heat sink, A sheet thickness regulating member that regulates the thickness of the conductive insulating resin sheet, and a peripheral edge of the thermally conductive insulating resin sheet, and is extended in a direction perpendicular to the adherend surface of the heat sink, and is attached to a side surface of the power module. A power semiconductor device, comprising: a bonded sheet volume increase / decrease absorbing portion. 前記シート体積増減吸収部と前記パワーモジュールの側面、および前記シート体積増減吸収部と前記ヒートシンクの交差部を覆う応力緩和樹脂層を設けたことを特徴とする請求項４に記載の電力用半導体装置。   5. The power semiconductor device according to claim 4, further comprising: a stress relaxation resin layer that covers a side surface of the sheet volume increase / decrease absorption unit and the power module, and an intersection of the sheet volume increase / decrease absorption unit and the heat sink. . 半導体素子と金属配線部材とがはんだ接合され、前記金属配線部材の少なくとも1面が
表面に露出するようモールド樹脂で覆われて構成されたパワーモジュールと、前記金属配線部材の露出面側の前記パワーモジュール面と相対して配置されたヒートシンクと、前記パワーモジュールと前記ヒートシンクとの間に設けられた熱伝導性絶縁樹脂シートと、前記パワーモジュールおよび前記ヒートシンクの少なくとも一方側に設けられ、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの厚みを規定するシート厚み規定部材と、前記パワーモジュールの側面に位置する前記ヒートシンクの被接着面に形成されたヒートシンク凹部と、前記熱伝導性絶縁樹脂シートの周縁部に設けられ、前記ヒートシンクに形成されたヒートシンク凹部に一方側が挿着され、他方側が前記ヒートシンクの被接着面に対して垂直方向に伸展され、前記パワーモジュールの側面に接着された絶縁性を有するシート体積増減吸収部とを備えたことを特徴とする電力用半導体装置。 A power module configured by soldering a semiconductor element and a metal wiring member, and covering with a mold resin so that at least one surface of the metal wiring member is exposed on the surface; and the power on the exposed surface side of the metal wiring member A heat sink disposed opposite to the module surface; a heat conductive insulating resin sheet provided between the power module and the heat sink; and provided on at least one side of the power module and the heat sink, A sheet thickness regulating member that regulates the thickness of the conductive insulating resin sheet; a heat sink recess formed on the adherend surface of the heat sink located on the side surface of the power module; and a peripheral edge of the thermally conductive insulating resin sheet. , One side is inserted into the heat sink recess formed in the heat sink, and the other side is the A power semiconductor device comprising: an insulating sheet volume increase / decrease absorbing portion that extends in a direction perpendicular to a surface to be bonded of a heat sink and is bonded to a side surface of the power module. 前記シート体積増減吸収部と前記パワーモジュールの側面、および前記シート体積増減吸収部と前記ヒートシンクの交差部を覆う応力緩和樹脂層を設けたことを特徴とする請求項６に記載の電力用半導体装置。   The power semiconductor device according to claim 6, further comprising a stress relaxation resin layer that covers a side surface of the sheet volume increase / decrease absorption unit and the power module, and an intersection of the sheet volume increase / decrease absorption unit and the heat sink. .
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