JP2019080014A

JP2019080014A - パワー半導体モジュール

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Publication number: JP2019080014A
Application number: JP2017207902A
Authority: JP
Inventors: 大地川村; Daichi Kawamura; 徹増田; Toru Masuda; 順平楠川; Junpei Kusukawa; 櫻井　直樹; Naoki Sakurai; 直樹櫻井
Original assignee: Hitachi Power Semiconductor Device Ltd
Current assignee: Minebea Power Semiconductor Device Inc
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2019-05-23
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: CN109727932A; DE102018126311B4; JP6898203B2; DE102018126311A1; US20190126374A1; CN109727932B; US10888941B2

Abstract

【課題】絶縁基板下に空隙が生じた場合においてもコロナ放電の発生を抑制することが可能であり絶縁信頼性を向上させたパワー半導体モジュールを実現する。【解決手段】ロウ材８−２の端部８−２ｅと絶縁基板２の側面の下方延長線との距離をａとしソルダーレジスト１１の半田９−２側の端部１１ｅと絶縁基板２の側面の下方延長線との距離をｂとした場合に、ａはｂより小の位置関係にある。半田９−２の端部位置がソルダーレジスト１１により規制され、ロウ材８−２の絶縁基板２の側面側の端部８−２ｅの位置が半田９−２の絶縁基板２の側面側の端部の位置より、絶縁基板２の側面側に近い位置となるように構成されている。したがって、ロウ材８−２と半田９−２との間に空隙が生じても、ロウ材８−２及び半田９−２の電位は共にグランドレベレルであることから、コロナ放電の発生を抑制することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、コロナ放電を抑制し絶縁信頼性を向上させるパワー半導体モジュールに関する。

パワー半導体モジュールを搭載する電力変換器（コンバータ、インバータ）は、鉄道・自動車・産業および電力・社会インフラなどの各分野に幅広く使用されており、高電圧を扱うパワー半導体モジュールには高い絶縁信頼性が要求される。

パワー半導体モジュールの外周部は空気／絶縁物の沿面によって絶縁され、所定の環境において短絡や放電が発生しないように、空間距離、沿面距離が規格（例えばＩＥＣ６０６６４）によって定められている。

また、パワー半導体チップ、絶縁基板、ボンディングワイヤ等が高密度に実装されるモジュール内部は、空間距離や沿面距離を大きくすることで絶縁性を確保することが困難であるため、内部実装部材の周囲を絶縁樹脂で封止し各部材間の絶縁を図っている。

モジュール内部を封止する絶縁樹脂材としては、例えば、定格電流百アンペア以上の大容量のパワー半導体モジュールではシリコーンゲル等の軟質樹脂が用いられるのが一般的である。

パワー半導体モジュールは、金属ベース上に、半田、裏面電極、ロウ材、絶縁基板及び半導体チップが順に搭載され、絶縁ケース内に配置される。そして、絶縁ケース内に絶縁樹脂が絶縁ケースに充填され、各部材の絶縁が図られている。

ここで、絶縁基板と金属ベースとの間は狭小であるが、半田は金属ベース面上に濡れ拡がる傾向にあり、半田流れが生じて、絶縁基板と半田との間に狭小な空隙が形成されることがある。絶縁基板と金属ベースとの間は狭小であるが、絶縁基板と半田との間は、さらに狭小である。

このため、絶縁基板と半田との間に、絶縁樹脂が充填されず、空隙が生じる場合があり、その空隙でコロナ放電が発生する可能性があった。

そこで、特許文献１に記載の技術では、金属ベース上面にレーザを照射して金属酸化膜を形成し、半田流れを抑制している。

特開２００８−２０７２０７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術においては、金属ベース上への絶縁基板の実装位置精度（絶縁基板の面に並行な方向の位置精度）のバラツキを考慮し、金属酸化膜は絶縁基板搭載領域に対応する位置から所定距離をとって形成される。このため、金属酸化膜までには、少なからず半田流れが生じてしまうため、絶縁基板と半田との狭幅な領域が顕在し、この狭い幅の領域に絶縁樹脂が充填されない空隙が形成される。この空隙にコロナ放電が生じる可能性があるという問題点があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、絶縁基板下に空隙が生じた場合においても、コロナ放電の発生を抑制することが可能であり、絶縁信頼性を向上させたパワー半導体モジュールを実現することである。

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。

パワー半導体モジュールにおいて、絶縁基板と、上記絶縁基板の表面及び裏面に表面ロウ材及び裏面ロウ材をそれぞれ介して固定される表面電極及び裏面電極と、上記表面電極に表面半田を介して接続されるパワー半導体チップと、上記裏面電極の上記絶縁基板側とは反対側の面に形成される裏面半田と、上記裏面半田が配置され、上記裏面半田を介して上記裏面電極が固定される金属ベースと、上記金属ベースの上記裏面半田が配置された面に形成された半田流れ抵抗部と、上記絶縁基板、上記表面電極、上記裏面電極、上記パワー半導体チップ、及び上記金属ベースを収容する絶縁ケースと、上記絶縁ケース内に充填される絶縁樹脂と、を備え、上記絶縁基板、上記表面半田、上記表面電極、上記裏面ロウ材、上記裏面電極および上記裏面半田は上下方向に積層され、上記裏面ロウ材の端部の左右方向位置と上記絶縁基板の端部の左右方向位置との差は、上記半田流れ抵抗部の上記裏面半田の左右方向端部に対向する端部の位置と上記絶縁基板の端部の左右方向位置との差より小である。

本発明によれば、絶縁基板下に空隙が生じた場合においても、コロナ放電の発生を抑制することが可能であり、絶縁信頼性を向上させたパワー半導体モジュールを実現することができる。

実施例１のパワー半導体モジュールの要部説明図である。実施例２のパワー半導体モジュールの要部説明図である。実施例３のパワー半導体モジュールの要部説明図である。実施例４のパワー半導体モジュールの要部説明図である。実施例５のパワー半導体モジュールの要部説明図である。実施例６のパワー半導体モジュールの要部説明図である。本発明のパワー半導体モジュールの第７の実施例である。本発明が適用されるパワー半導体モジュールの概略構造を示す図である。本発明が適用されない場合のパワー半導体モジュールの構成例を示す図であり、本発明との比較のための図である。

以下、図示した実施例に基づいて本発明のパワー半導体モジュールを説明する。なお、各実施例において、同一構成部品には同符号を使用する。

（実施例１）
図１は、実施例１のパワー半導体モジュールの要部説明図である。

実施例１に説明に先だって、本発明が適用されるパワー半導体モジュールについて説明する。

図８は、本発明が適用されるパワー半導体モジュールの概略構造を示す図である。図８において、パワー半導体モジュールは、ＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅＢｉｐａｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＯＳ（ＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等のパワー半導体チップ１、絶縁基板２、金属ベース３、ボンディングワイヤ４、絶縁ケース５、絶縁封止材であるシリコーンゲル６等から構成されている。

絶縁基板２の一方の面には表面電極７−１がロウ材８−１により接合され、絶縁基板２のもう一方の面には裏面電極７−２がロウ材８−２により接合されている。表面電極７−１にパワー半導体チップ１が半田９−１により接合され、裏面電極７−２と金属ベース３とが半田９−２により接合されている。金属ベース３の周囲に絶縁ケース５が接着剤により接続され、絶縁ケース５内にシリコーンゲル６が封止されている。

次に、実施例１について図１を参照して説明する。

図１において、実施例１のパワー半導体モジュール３００は、パワー半導体チップ１、絶縁基板２、金属ベース３、ボンディングワイヤ４、絶縁ケース５、絶縁封止材であるシリコーンゲル６、ソルダーレジスト１１から構成されている。絶縁基板２の上方側の一方の面には表面電極７−１が表面ロウ材８−１により接合され、絶縁基板２の下方側のもう一方の面（他方の面）には裏面電極７−２が裏面ロウ材８−２により接合されている。表面電極７−１上にはパワー半導体チップ１が表面半田９−１により接合され、裏面電極７−２の絶縁基板２側とは反対側の面に半田９−２を介して金属ベース３が接合されている。

パワー半導体チップ１と絶縁基板２の表面電極７−１はボンディングワイヤ４により接続され、金属ベース３の周囲に絶縁ケース５が接着剤（図示せず）により接続され、絶縁ケース５内にシリコーンゲル６が封止されている。絶縁ケース５は、絶縁基板２、表面電極７−１、裏面電極７−２、パワー半導体チップ１、及び金属ベース３を少なくとも収容する。

金属ベース３の上面のうち、絶縁基板搭載領域の外周にはソルダーレジスト１１が形成されている。ここで、ロウ材８−２及び半田９−２の電位は共にＧＮＤ電位（グランド電位）である。

絶縁基板２と絶縁基板裏面電極７−２とを接合するロウ材８−２の端部８−２ｅはソルダーレジスト１１の裏面半田９−２側の端部１１ｅ（半田９−２の端部でもある）よりも、絶縁基板２の側面２ｅの方向（絶縁基板２の表面（裏面）に平行な方向）へ迫り出している。

つまり、ロウ材８−２の端部８−２ｅと絶縁基板２の側面２ｅの下方延長線との距離をａとし、ソルダーレジスト１１の半田９−２側の端部１１ｅと絶縁基板２の側面の下方延長線との距離をｂとした場合に、ａはｂより小（ａ＜ｂ）の位置関係にある。

言い換えると、絶縁基板２と、ロウ材８−２と、裏面電極７−２と、半田９−２は、図１の上下方向に積層され、ロウ材８−２の端部８−２ｅの左右方向位置と絶縁基板２の端部（側面２ｅ）の左右方向位置との差ａは、半田９−２の端部１１ｅの左右方向位置と絶縁基板２の端部（側面２ｅ）の左右方向位置との差ｂより小となる関係になるように構成されている（裏面ロウ材８−２の端部の左右方向位置と絶縁基板２の端部の左右方向位置との差ａは、半田流れ抵抗部であるソルダーレジスト１１の裏面半田７−２の左右方向端部に対向する端部の位置と絶縁基板２の端部の左右方向位置との差ｂより小である）。

絶縁基板２の裏面電極７−２と金属ベース３とを接合する半田９−２は絶縁基板２の側面方向（図１の左方向）へ流れ、ソルダーレジスト１１が形成された箇所まで到達すると、半田９−２の流れが抑制される。このソルダーレジスト１１の半田９−２側の端部１１ｅよりもロウ材８−２の端部８−２ｅは、絶縁基板２の側面方向へ迫り出しているため、半田９−２の端部に対してもロウ材８−２の端部８−２ｅは絶縁基板２の側面方向へ迫り出した構造となっている。

半田９−２と絶縁基板２との上下方向の間は狭幅であるため、半田９−２と絶縁基板２との上下方向の間の領域に空隙１０が形成される可能性がある。

本発明においては、空隙１０の上下は同じＧＮＤ電位であるロウ材８−２と半田９−２とで挟まれるように構成されている。このため、空隙１０に電圧は印加されない。したがって、空隙１０が形成された場合においても当該箇所でのコロナ放電を抑制することが可能となる。

実施例１とは異なり、ソルダーレジスト１１の半田９−２側の端部１１ｅがロウ材８−２の絶縁基板２の側面方向の端部８−２ｅより絶縁基板２の側面方向に突出している場合（ａ＞ｂ）は、ロウ材８−２を介すること無く、絶縁基板２と半田９−２との間に空隙が生じることがあり、この空隙にコロナ放電が発生する恐れがある。

なお、図１に示したロウ材８−２とソルダーレジスト１１との位置関係は、パワー半導体モジュール３００の製造工程において調整することができる。

以上のように、実施例１によれば、半田９−２の端部位置がソルダーレジスト１１により規制され、ロウ材８−２の絶縁基板２の側面側の端部８−２ｅの位置が、半田９−２の絶縁基板２の側面側の端部の位置より、絶縁基板２の側面側に近い位置となるように構成されている。

したがって、ロウ材８−２と半田９−２との間に空隙が生じても、ロウ材８−２及び半田９−２の電位は共にグランドレベレルであることから、コロナ放電の発生を抑制することができる。

つまり、絶縁基板下に空隙が生じた場合においても、コロナ放電の発生を抑制することが可能であり、絶縁信頼性を向上させたパワー半導体モジュールを実現することができる。

（実施例２）
次に、実施例２について説明する。

図２は実施例２のパワー半導体モジュール４００の要部説明図である。

図２において、実施例２のパワー半導体モジュール４００は、実施例１のパワー半導体モジュール３００と比較すると、絶縁基板裏面電極７−２と金属ベース３とを接合する半田９−２の半田流れを抑制する部分が実施例１のソルダーレジスト１１ではなく金属酸化膜１２となっている。その他の構成は実施例１と実施例２とは略同様である。

金属ベース３の上面のうち、絶縁基板２の側面の延長線より外周領域も含めて金属酸化膜１２が形成されている。金属ベース３の基材にはＡｌＳｉＣやＣｕが用いられており、半田濡れ性を良好にするため、金属ベース３の基材は、例えばＮｉ等を用いてメッキ処理がなされている。メッキ材を例えばレーザ光を照射するなどして酸化させて金属酸化膜１２を形成する。

半田９−２は、上述したように、絶縁基板２の裏面電極７−２と金属ベース３とを接合する。この半田９−２は、パワー半導体モジュール４００の製造時において、絶縁基板２の側面方向へ流れ、金属酸化膜１２が形成された箇所まで到達すると、その流れが抑制される。

ロウ材８−２の端部８−２ｅは金属酸化膜１２の半田９−２側の端部１２ｅよりも、絶縁基板２の側面方向（絶縁基板２の表面（裏面）に平行な方向）へ迫り出している。

つまり、実施例１と同様に、ロウ材８−２の端部８−２ｅと絶縁基板２の側面の下方延長線との距離をａとし、金属酸化膜１２の半田９−２側の端部１２ｅと絶縁基板２の側面の下方延長線との距離をｂとした場合に、ａはｂより小（ａ＜ｂ）の位置関係にある。

半田９−２と絶縁基板２との上下方向の間の領域に空隙１０が形成される可能性があるが、実施例２は、実施例１と同様に、空隙１０の上下は同じＧＮＤ電位であるロウ材８−２と半田９−２で挟まれているため空隙１０に電圧は印加されない。したがって、空隙１０が形成された場合においても当該箇所でのコロナ放電を抑制することが可能となる。

以上のように、実施例２によれば、実施例１と同様な効果を得ることができる他、金属酸化膜１２はレーザ光を使用して形成するため、金属酸化膜１２の位置精度が高いという効果がある。

（実施例３）
次に、実施例３について説明する。

図３は実施例３のパワー半導体モジュール５００の要部説明図である。

図３において、実施例３のパワー半導体モジュール５００は、実施例１のパワー半導体モジュール３００と比較すると、絶縁基板裏面電極７−２と金属ベース３とを接合する半田９−２の半田流れを抑制する部分が、実施例１のソルダーレジスト１１ではなくメッキ未処理部１３となっている。その他の構成は実施例１と実施例３とは略同様である。

上述したように、金属ベース３の基材にはＡｌＳｉＣやＣｕが用いられており、半田濡れ性を良好にするため、金属ベース３の基材は、例えばＮｉ等を用いてメッキ処理がなされているが、金属ベース３の上面のうち、絶縁基板２の側面の延長線より外周領域も含めてメッキ未処理部１３が形成されている。このメッキ未処理部１３は、金属ベース３の表面をメッキ処理した後、メッキの除去処理を行い、メッキ未処理部１３が形成されている。

半田９−２は、パワー半導体モジュール５００の製造時において、絶縁基板２の側面方向へ流れるが、メッキ未処理部１３は半田濡れ性が悪いため、メッキ未処理部１３の端部１３ｅで半田９−２の流れが抑制されるようにしている。

ロウ材８−２の端部８−２ｅはメッキ未処理部１３の半田９−２側の端部１３ｅよりも、絶縁基板２の側面方向（絶縁基板２の表面（裏面）に平行な方向）へ迫り出している。

つまり、実施例１と同様に、ロウ材８−２の端部８−２ｅと絶縁基板２の側面の下方延長線との距離をａとし、メッキ未処理部１３の半田９−２側の端部１３ｅと絶縁基板２の側面の下方延長線との距離をｂとした場合に、ａはｂより小（ａ＜ｂ）の位置関係にある。

半田９−２と絶縁基板２との上下方向の間の領域に空隙１０が形成される可能性があるが、実施例３は、実施例１と同様に、空隙１０の上下は同じＧＮＤ電位であるロウ材８−２と半田９−２で挟まれているため空隙１０に電圧は印加されない。したがって、空隙１０が形成された場合においても当該箇所でのコロナ放電を抑制することが可能となる。

以上のように、実施例３によれば、実施例１と同様な効果を得ることができる。

（実施例４）
次に、実施例４について説明する。

図４は実施例４のパワー半導体モジュール６００の要部説明図である。

図４において、実施例４のパワー半導体モジュール６００は、実施例１のパワー半導体モジュール３００と比較すると、絶縁基板裏面電極７−２と金属ベース３とを接合する半田９−２の半田流れを抑制する部分が、ソルダーレジスト１１ではなく金属ベース凹部１４となっている。その他の構成は実施例１と実施例４とは略同様である。金属ベース凹部１４は機械的加工により形成することができる。

金属ベース３のうち、絶縁基板２の側面の延長線より外周領域も含めて金属ベース凹部１４が形成されている。パワー半導体モジュール６００の製造時、半田９−２は絶縁基板２の側面方向へ流れるが、金属ベース凹部１４で半田流れが抑制されるようにしている。

ロウ材８−２の端部８−２ｅは金属ベース凹部１４の半田９−２側の端部１４ｅよりも、絶縁基板２の側面方向（絶縁基板２の表面（裏面）に平行な方向）へ迫り出している。

つまり、実施例１と同様に、ロウ材８−２の端部８−２ｅと絶縁基板２の側面の下方延長線との距離をａとし、金属ベース凹部１４の端部１４ｅと絶縁基板２の側面の下方延長線との距離をｂとした場合に、ａはｂより小（ａ＜ｂ）の位置関係にある。

半田９−２と絶縁基板２との間は狭幅であるため、当該領域に空隙１０が形成される可能性があるが、本実施例４は実施例１と同様に、空隙１０の上下は同じＧＮＤ電位であるロウ材８−２と半田９−２で挟まれているため空隙１０に電圧は印加されない。したがって、空隙１０が形成された場合においても当該箇所でのコロナ放電を抑制することが可能となる。

（実施例５）
次に、実施例５について説明する。

図５は実施例５のパワー半導体モジュールの要部説明図である。

図５において、実施例５のパワー半導体モジュール７００は、実施例１と同様に、金属ベース３の上面にソルダーレジスト１１が形成されている。実施例５においては、裏面電極７−２の端部がソルダーレジスト１１の端部１１ｅよりも絶縁基板２の側面方向へ延びたテーパー形状のテーパー部１５となっている。

実施例５におけるロウ材８−２の端部８−２ｅと、ソルダーレジスト１１の半田９−２側の端部１１ｅとの位置関係は、実施例１と同様に、ａはｂより小となっている。

半田９−２と絶縁基板２との間は狭幅であるが、裏面電極７−２の端部がテーパー形状のテーパー部１５となっているため、絶縁樹脂６が充填しやすくなるが、空隙１０が形成される可能性がある。しかし、実施例５は、空隙１０の上下が同じグランド電位である裏面電極７−２のテーパー部１５と半田９−２とで挟まれているため空隙１０に電圧は印加されない。

したがって、空隙１０が形成された場合においても当該空隙でのコロナ放電を抑制することが可能となり、実施例５は実施例１と同様な効果を得ることができる。

なお、実施例５におけるテーパー部１５は、実施例２〜４における裏面電極７−２に形成することも可能である。

（実施例６）
次に、実施例６について説明する。

図６は実施例６のパワー半導体モジュール８００の要部説明図である。

図６において、実施例６のパワー半導体モジュール８００は、ロウ材８−２の端部に導電性ペースト１６が追加されるように、導電ペースト１６が絶縁基板２の裏面に塗布されている。また、実施例１と同様にソルダーレジスト１１が金属ベース３に形成されている。そして、導電性ペースト１６の端部１６ｅはソルダーレジスト１１の端部１１ｅよりも絶縁基板２の側面方向に位置するように塗布されている。

つまり、導電ペースト１６の端部１６ｅと絶縁基板２の側面の下方延長線との距離をａとし、ソルダーレジスト１１の端部１１ｅと絶縁基板２の側面の下方延長線との距離をｂとした場合に、ａはｂより小（ａ＜ｂ）の位置関係にある。

半田９−２と導電ペースト１６との間は狭幅であるため、当該領域に空隙１０が形成される可能性があるが、実施例１と同様に、空隙１０の上下が同じＧＮＤ電位である導電性ペースト１６と半田９−２とに挟まれているため空隙１０に電圧は印加されない。

したがって、空隙１０が形成された場合においても当該箇所でのコロナ放電を抑制することが可能となり、実施例６は実施例１と同様な効果を得ることができる。

なお、実施例６における導電ペースト１６は、実施例２〜４に適用することも可能である。

（実施例７）
次に、実施例７について説明する。

図７は実施例７のパワー半導体モジュール９００の要部説明図である。

図７において、実施例７のパワー半導体モジュール９００は、実施例１のパワーモジュール半導体３００と比較すると、絶縁基板２と絶縁基板表面電極７−１とを接合するロウ材８−１の端部８−１ｅの位置が、絶縁基板２と絶縁基板裏面電極７−２とを接合するロウ材８−２の端部８−２ｅの位置に対して、絶縁基板２の側面方向へ迫り出している構成となっている。その他の構成は実施例１と実施例７とは略同様である。

ロウ材８−１の端部８−１ｅと絶縁基板２の側面の上方延長線との距離をｃとすると、ｃはａより小さく、ａはｃより小さい関係となる（ｃ＜ａ＜ｂ）。つまり、表面ロウ材８−１の端部８−１ｅの左右方向位置と絶縁基板２の端部２ｅの左右方向位置との差ｃは、裏面ロウ材８−２の端部８−２ｅの左右方向位置と絶縁基板２の端部２ｅの左右方向位置との差より小である。

パワー半導体モジュール９００のうち、絶縁基板２と絶縁基板表面電極７−１とを接合するロウ材８−１の端部の電界が高くなり、当該箇所を絶縁破壊の起点として絶縁破壊が生じ易い。

当該箇所の電界はＧＮＤとの距離を離すことによって小さくすることでできる。

実施例７においては、ロウ材８−２（ＧＮＤ電位）の端部８−２ｅを絶縁基板２の中央側（図７の左側）へずらすことで、ロウ材８−１の端部８−１ｅからみたＧＮＤまでの距離が増加し、当該箇所での電界を緩和して絶縁耐性が向上するように構成している。

ロウ材８−２と半田９−２との位置関係は実施例１と同様であり、ロウ材８−２の端部８−２ｅは半田レジスト１１の端部１１ｅよりも、絶縁基板２の側面方向へ迫り出させ、半田９−２と絶縁基板２との間に空隙１０が生じた場合でも当該箇所でのコロナ放電を抑制できるようにしている。

実施例７の構成によって、絶縁耐量が向上し、かつ絶縁基板下ボイドでのコロナ放電を抑制するパワー半導体モジュール９００を実現することができる。

（本発明とは異なる例）
図９は、本発明が適用されない場合のパワー半導体モジュール２００の構成例を示す図であり、本発明との比較のための図である。

図９において、絶縁基板２の裏面電極７−２と金属ベース３とを接合する半田９−２は、絶縁基板２の側面方向へ濡れ広がっている。絶縁基板２と金属ベース３との間の距離は５００μｍ前後と狭幅となっており、絶縁基板２と半田９−２との間は更に狭幅となっている。

そのため、絶縁基板２と半田９−２とは、両者の端部付近で、互いに対向する構成となっており、絶縁基板２と半田９−２との間に絶縁樹脂であるシリコーンゲル６が充填されず空隙１０が生じる。半田９−２の電位はグランド電位であり、絶縁基板２はグランド基板ではないことから、当該空隙１０でコロナ放電が生じることがある。

これに対して、実施例１〜７は、上述のように、ロウ材８−２と半田９−２との間に空隙１０が発生したとしても、ロウ材８−２と半田９−２とは共にグランド電位であることから、空隙１０にはコロナ放電の発生を抑制することができる。

なお、ソルダーレジスト１１、金属酸化膜１２、メッキ未処理部１３および金属ベース凹部１４は、半田流れ抵抗部と総称することができる。

１・・・パワー半導体チップ、２・・・絶縁基板、２ｅ・・・側面、３・・・金属ベース、４・・・ボンディングワイヤ、５・・・絶縁ケース、６・・・シリコーンゲル、７−１・・・表面電極、７−２・・・裏面電極、８−１・・・表面ロウ材、８−２・・・裏面ロウ材、８−１ｅ、８−２ｅ・・・端部、９−１・・・表面半田、９−２・・・裏面半田、１０・・・空隙、１１・・・ソルダーレジスト、１１ｅ・・・端部、１２・・・：金属酸化膜、１２ｅ・・・端部、１３・・・メッキ未処理部、１３ｅ・・・端部、１４・・・金属ベース凹部、１４ｅ・・・端部、１５・・・裏面電極テーパー部、１６・・・導電性ペースト、１６ｅ・・・端部、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００・・・パワー半導体モジュール

Claims

絶縁基板と、
上記絶縁基板の表面及び裏面に表面ロウ材及び裏面ロウ材をそれぞれ介して固定される表面電極及び裏面電極と、
上記表面電極に表面半田を介して接続されるパワー半導体チップと、
上記裏面電極の上記絶縁基板側とは反対側の面に形成される裏面半田と、
上記裏面半田が配置され、上記裏面半田を介して上記裏面電極が固定される金属ベースと、
上記金属ベースの上記裏面半田が配置された面に形成された半田流れ抵抗部と、
上記絶縁基板、上記表面電極、上記裏面電極、上記パワー半導体チップ、及び上記金属ベースを収容する絶縁ケースと、
上記絶縁ケース内に充填される絶縁樹脂と、
を備え、上記絶縁基板、上記表面半田、上記表面電極、上記裏面ロウ材、上記裏面電極および上記裏面半田は上下方向に積層され、上記裏面ロウ材の端部の左右方向位置と上記絶縁基板の端部の左右方向位置との差は、上記半田流れ抵抗部の上記裏面半田の左右方向端部に対向する端部の位置と上記絶縁基板の端部の左右方向位置との差より小であることを特徴とするパワー半導体モジュール。
請求項１に記載のパワー半導体モジュールにおいて、
上記半田流れ抵抗部は、ソルダーレジストであることを特徴とするパワー半導体モジュール。
請求項１に記載のパワー半導体モジュールにおいて、
上記半田流れ抵抗部は、金属酸化膜であることを特徴とするパワー半導体モジュール。
請求項１に記載のパワー半導体モジュールにおいて、
上記半田流れ抵抗部は、メッキ未処理部であることを特徴とするパワー半導体モジュール。
請求項１に記載のパワー半導体モジュールにおいて、
上記半田流れ抵抗部は、金属ベース凹部であることを特徴とするパワー半導体モジュール。
請求項１から請求項５のうちのいずれか一項に記載のパワー半導体モジュールにおいて、
上記表面ロウ材の端部の左右方向位置と上記絶縁基板の端部の左右方向位置との差は、上記裏面ロウ材の端部の左右方向位置と上記絶縁基板の端部の左右方向位置との差より小であることを特徴とするパワー半導体モジュール。