[发明专利]功率半导体模块

权利要求书

1.一种功率半导体模块，其特征在于，具有：

功率半导体设备，其具有在电路面上形成的主电极和控制电极，以及在电路面的相反侧的面上形成的里面电极；

陶瓷配线衬底，其在陶瓷衬底的两面形成金属图案，该金属图案与所述功率半导体设备的里面电极接合；

引线部件，其在陶瓷衬底的两面形成金属图案，该金属图案与所述功率半导体设备的主电极及控制电极接合；以及

热膨胀率在10ppm/K以下的模塑树脂，其密封所述陶瓷配线衬底、功率半导体设备及引线部件，以使所述陶瓷配线衬底的未与功率半导体设备接合一侧的金属图案及所述引线部件的未与功率半导体设备接合一侧的金属图案露出于外部。

2.如权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，

在所述陶瓷配线衬底和所述引线部件之间配置有热膨胀率为2～6ppm/K的绝缘性的部件。

3.如权利要求2所述的功率半导体模块，其特征在于，

在所述绝缘性的部件的与所述陶瓷配线衬底对置的面及所述绝缘性的部件的与所述引线部件对置的面上分别形成金属层，该金属层、所述陶瓷衬底及引线部件利用焊锡材料接合。

4.如权利要求2所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述绝缘性的部件的厚度与所述功率半导体设备的厚度相同。

5.如权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述配线衬底和所述里面电极，及所述引线部件、主电极和控制电极具有比所述陶瓷配线衬底的金属图案的材质更高的屈服强度，且通过熔点在260℃以上的焊锡材料接合。

6.如权利要求5所述的功率半导体模块，其特征在于，

所述焊锡材料为SnSbAgCu焊锡。

7.如权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，

构成所述配线衬底及引线部件的陶瓷衬底为Si₃N₄。

8.如权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，

具有与所述陶瓷配线衬底同等尺寸的陶瓷衬底被埋设在所述模塑树脂中，或粘接在模塑树脂上。

9.一种功率半导体模块，其特征在于，具备：

在陶瓷衬底的两面形成了金属图案的陶瓷配线衬底；

至少一个功率半导体设备；

热膨胀率为2～8ppm/K的绝缘性的无机部件；

热膨胀率为10ppm/K以下的模塑树脂部件，

所述陶瓷配线衬底配置在所述设备的上下，且所述设备的上下的电极通过固相温度为260℃以上的合金相与上下的金属图案相接合，在所述半导体设备的周围配置所述无机部件，所述陶瓷配线衬底间的空间被所述模塑树脂部件充填。

10.如权利要求9所述的功率半导体模块，其特征在于，

热膨胀率为10ppm/K以下的低热膨胀金属部件接合在功率半导体设备的电路面侧的主电极和控制电极上，所述设备和陶瓷配线衬底间，及所述低热膨胀金属部件和另一方的陶瓷配线衬底间由具有比金属图案的材质的屈服强度更高的机械特性的合金层接合。

11.如权利要求9所述的功率半导体模块，其特征在于，

以所述功率半导体设备为中心，形成上下的构成部件对称的构造。

12.一种功率半导体模块，其特征在于，由如下部分构成：

在陶瓷衬底的两面形成了金属图案的陶瓷配线衬底；

至少一个功率半导体设备；

热膨胀率为2～8ppm/K以下的绝缘性的无机部件；

气密容器，其具有被无机的绝缘材料电屏蔽的多个电输入输出部；

以及绝缘性的气体或者液体的制冷剂，

该功率半导体模块的构造为：所述陶瓷配线衬底配置在所述功率半导体设备的上下，所述功率半导体设备上的电极和金属图案由熔点在260℃以上的合金层接合，在所述半导体设备的周围配置所述无机部件，所述陶瓷配线衬底、所述功率半导体设备以及所述无机部件内置于所述气密容器内，在该气密容器内充填所述制冷剂，所述金属图案和所述电输入输出部电连接。