半导体功率模块的制作方法

本申请涉及半导体功率模块。

背景技术：

1、作为搭载了半导体元件的半导体功率模块，使用利用环氧树脂等热固性树脂来密封半导体元件的传递模塑型的半导体功率模块、以及利用凝胶状树脂来密封半导体元件的凝胶密封型的半导体功率模块。特别是传递模塑型的半导体功率模块小型且可靠性优良，因此被广泛用于功率控制等。

2、在这样的半导体功率模块的内部，为了不在有电位差的电极对上发生绝缘破坏，在电极间设置绝缘体，确保电极对的绝缘。确保绝缘的部位例如是散热器与冷却器之间以及重叠配置的引线框之间。如果在需要这样的绝缘的部位单纯地推进半导体功率模块的小型化及高电压化，则会在这些部位上产生更高的电场。特别是，由于在电极的角部电场变高，导致绝缘性能降低，所以在电极的角部存在难以实现小型化及高电压化的问题。

3、另外，公开了通过以将电流反向流动的引线框上下重叠的方式进行接近配置，从而在该区域中使电感相互抵消，降低半导体功率模块的内部电感，降低伴随半导体功率模块的使用电压的高频化的阻抗损耗的技术(例如专利文献1)。在该技术中，需要使电极接近直到获得电感降低的效果。如果使电极过于接近，则电极间的电场达到绝缘体的破坏电场强度以上，因此有可能在电极间引起绝缘破坏。因此，需要在电极间确保一定程度以上的距离，从而存在不能充分得到电感降低的效果的问题。

4、为了解决这些问题，公开了一种半导体功率模块，其通过在具有电位差的电极对中使一个电极比另一个电极更突出，从而缓和了一个电极的角部周围的电场(例如专利文献2)。另外，公开了一种半导体功率模块，其通过使一个电极比另一个电极更突出，并且在突出的部分填充介电常数比密封树脂要低的绝缘体来缓和电场(例如专利文献3)。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本专利特开2018-137283号公报

8、专利文献2：日本专利特开2019-197816号公报

9、专利文献3：日本专利特开2012-9815号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的技术问题

2、在上述专利文献2中的半导体功率模块的结构中,能够缓和突出的一个电极的角部周围的电场。但是，与突出的一个电极重叠的另一个电极的角部周围的电场比一个电极和另一个电极的角部在俯视时重叠的情况要高。由于另一个电极的角部周围的电场变高，所以在另一个电极的角部周围绝缘性能降低，因此存在半导体功率模块的小型化及高电压化变得困难的问题。

3、在上述专利文献3中的半导体功率模块的结构中，一个电极的角部和另一个电极在俯视时重叠，但由于填充了介电常数比密封树脂要低的绝缘体，因此能够抑制电极的角部周围的电场。但是，需要填充介电常数比密封树脂要低的绝缘体，制造工序增加，成本提高，并且除了密封树脂之外还需要填充绝缘体，因此，孔隙等绝缘缺陷的发生概率提高，所以存在半导体功率模块的绝缘性能降低的风险变高的问题。

4、因此，本申请的目的在于获得一种在小型化及高电压化的同时抑制电极的角部及角部周围的电场的半导体功率模块。

5、用于解决技术问题的技术手段

6、本发明所公开的半导体功率模块包括多个电极，该多个电极分别具有不同的电位并隔着间隙而重叠，在多个电极重叠的方向上观察时，多个电极的每一个具有三个以上的角部，在相邻的两个电极中，一个电极的角部的至少一部分设置为比另一个电极更靠外侧的位置，另一个电极的角部的至少一部分设置为比一个电极更靠外侧的位置。

7、发明效果

8、根据本申请所公开的半导体功率模块，包括多个电极，该多个电极分别具有不同的电位并隔着间隙而重叠，在多个电极重叠的方向上观察时，多个电极的每一个具有3个以上的角部，在相邻的两个电极中，一个电极的角部的至少一部分设置为比另一个电极更靠外侧的位置，另一个电极的角部的至少一部分设置为比一个电极更靠外侧的位置，因此，由于一个电极的角部在相邻的两个电极重叠的方向上观察时未与另一个电极重叠，另一个电极的角部在相邻的两个电极重叠的方向上观察时未与一个电极重叠，所以在两个电极中，均能抑制电极的角部及角部周围的电场。由于电极的角部及角部周围的电场被抑制，所以能够使半导体功率模块高电压化。另外，由于不需要如专利文献3所示那样追加绝缘体，所以不存在制造工序增加以及孔隙等绝缘缺陷的发生概率上升，因此能够使半导体功率模块小型化及高电压化。

技术特征：

1.一种半导体功率模块，其特征在于，

2.如权利要求1所述的半导体功率模块，其特征在于，

3.如权利要求2所述的半导体功率模块，其特征在于，

4.如权利要求3所述的半导体功率模块，其特征在于，

5.如权利要求1所述的半导体功率模块，其特征在于，

6.如权利要求5所述的半导体功率模块，其特征在于，

7.如权利要求1至6的任一项所述的半导体功率模块，其特征在于，包括：

技术总结
本发明获得一种实现小型化及高电压化的同时抑制电极的角部及角部周围的电场的半导体功率模块。本发明的半导体功率模块包括多个电极，该多个电极分别具有不同的电位并隔着间隙而重叠，在多个电极重叠的方向上观察时，多个电极的每一个具有三个以上的角部，在相邻的两个电极中，一个电极的角部的至少一部分设置在比另一个电极更靠外侧的位置，另一个电极的角部的至少一部分设置在比一个电极更靠外侧的位置。

技术研发人员：中田胜志,宫路仁崇
受保护的技术使用者：三菱电机株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/10/17