JP7117960B2 - パワーモジュール用基板およびパワーモジュール - Google Patents
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Description
ワーモジュールに用いられるパワーモジュール用基板として、例えば、セラミック基板の表面に銅等の金属材料からなる金属板が回路導体として接合されたパワーモジュール用基板が用いられている。
接合部3bの外周)と、ろう材3と金属板2との間に発生する熱応力が集中する位置(第1接合部3aの外周)とが一致せずに離れている。これによって、金属板2がセラミック基板1から剥がれるような挙動が抑えられる。すなわち、ヒートサイクル等の熱応力負荷によって金属板2がセラミック基板1から剥がれる可能性が低減される。
ろう材3の外周、すなわち第2接合部3bの外周が金属板2の外周と同程度の位置にあるのがよい。
の上端部)より内側に位置する部分を有している。図4および図9に示す例では、金属板2の側面は、下端部が金属板2の上面の外周端部(側面の上端部)より内側に位置する、傾斜した平坦な傾斜面である。上端部に対して下端部は図に示す長さLだけ内側に位置している。図5および図6に示す例では、側面は凹面(凹曲面)である。図5に示す例では、金属板2の上端部と下端部の平面方向における位置は同じであり、最外端部は上端および下端である。これに対して、図6に示す例では、金属板2の下端は上端より内側に位置しており、凹面の最も内側の底部は、下端よりも内側に位置している。図7,図8および図10に示す例では、側面の金属板2の上端より少し下が凹面となっている。なお、セラミック基板1の下面に接合されている金属板2においては、セラミック基板1とは反対側の面は下面であるので、側面は下面の外周端部(側面の下端部)より内側に位置する部分を有している。
セラミック基板1の上下面間で熱を伝導する伝熱部材としても機能する。セラミック基板1の大きさはパワーモジュール100の用途等に応じて適宜設定されるものであるが、例えば、厚みは0.25mm~1.0mmで、平面視の大きさは1辺の長さが10mm~200mmの矩形状とすることができる。
ないセラミック粉末(例えば、TiO2,Al2O3等)のペーストである。セラミック基板1の上面に、流れ防止材24のペーストをスクリーン印刷等で所定形状に塗布して乾燥させることで流れ防止材24の膜を形成することができる。
2を接合してエッチング加工し、複数のパワーモジュール用基板10が一体となった多数個取りパワーモジュール用基板を作製し、これを分割することで複数のパワーモジュール用基板10を作製することもできる。多数個取りパワーモジュール基板は、多数個取りの各々のパワーモジュール用基板10(領域)の配置の位置精度が高いために、分割せずに多数個取りパワーモジュール用基板で電子部品11を実装することも容易にできる。これによって、実装工程の生産性を高めることもでき、パワーモジュール100の生産性を効果的に高めることもできる。
ータドライブなどの各種制御ユニットに使用される。パワーモジュール100は、このような車載の制御ユニットに限られるものではなく、例えば、その他の各種インバータ制御回路、電力制御回路、パワーコンディショナー等に用いられる。
の大きさが金属皮膜の大きさより小さいと、電子部品11の側面から金属皮膜の上面にかけて接合材11aのフィレットが形成されるので、電子部品11の金属板2(金属皮膜)への接合強度を高めることができる。また、金属皮膜の表面は接合材11aによって覆わ
れて露出しないので、後述する封止樹脂13の接合性が向上する。
2・・・金属板
2a・・・対向面
3・・・ろう材
3a・・・第1接合部
3b・・・第2接合部
10・・・パワーモジュール用基板
11・・・電子部品
11a・・・接合材
12・・・ボンディングワイヤ
13・・・封止樹脂
14・・・筐体
15・・・枠体
16・・・放熱板
17・・・リード端子
18・・・冷却器
19・・・伝熱性接合材
22・・・金属素板
23・・・ろう材ペースト
24・・・流れ防止材
25・・・エッチングマスク
100,101,102・・・・パワーモジュール
Claims (6)
- セラミック基板と、
該セラミック基板の表面に前記セラミック基板の前記表面と対向する対向面がろう材を介して接合された金属板と、を備えており、
前記ろう材における、前記金属板と接合している第1接合部の外周は前記対向面の外周より内側に位置し、前記セラミック基板と接合している第2接合部の外周は前記第1接合部の外周より外側に位置し、
前記第2接合部の外周における前記ろう材の厚みは、前記第1接合部の外周における前記ろう材の厚みより小さいパワーモジュール用基板。 - 前記対向面の全体が一続きの平面から構成されており、
前記第1接合部の外周から前記対向面の外周にかけて、前記ろう材と前記対向面との間に空間が形成されている請求項1に記載のパワーモジュール用基板。 - 前記ろう材の前記第2接合部の外周は、前記金属板の外周と同じ位置か前記金属板の外周より内側に位置している請求項1または請求項2に記載のパワーモジュール用基板。
- 前記金属板の側面は、金属板の前記セラミック基板とは反対側の面の外周端部より内側に位置する部分を有する請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のパワーモジュール用基板。
- 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のパワーモジュール用基板と、
該パワーモジュール用基板の前記金属板上に搭載された電子部品と、を備えるパワーモジュール。 - 前記電子部品、前記金属板および前記セラミック基板を覆う封止樹脂を備える請求項5に記載のパワーモジュール。
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