(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ベース板と、
前記金属ベース板上に設けられた絶縁基板と、
前記絶縁基板の上下面にそれぞれ接合された上部金属層および下部金属層と、
前記絶縁基板の周囲を絶縁する絶縁封止材と
を備え、
前記下部金属層の端部の位置と前記絶縁基板の端部の位置との間の間隔が、前記上部金属層の端部の位置と前記絶縁基板の端部の位置との間の間隔よりも大きく、
前記下部金属層が設けられていない前記絶縁基板下の前記金属ベース板との間の隙間に、誘電率が前記絶縁封止材の誘電率よりも低い絶縁物が充填されている
ことを特徴とするパワーモジュール構造。
【請求項２】
前記絶縁基板の端部を前記上部金属層の端部と同じ位置とし、
前記絶縁基板下に充填される絶縁物が前記絶縁基板端部の位置よりも外側の位置まで延設されている
ことを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュール構造。
【請求項３】
前記請求項１または２に記載のパワーモジュール構造を有することを特徴とするパワーモジュール。
【請求項４】
下部金属層の端部の位置と絶縁基板の端部の位置との間の間隔が上部金属層の端部の位置と前記絶縁基板の端部の位置との間の間隔よりも大きくなるように、前記絶縁基板に前記上部金属層および前記下部金属層を接合する工程と、
前記上部金属層および前記下部金属層が接合された前記絶縁基板を金属ベース板上に接合する工程と、
絶縁物注入口を備えた絶縁物充填用壁で前記金属ベース板上の前記絶縁基板の周囲を囲い、前記絶縁物充填用壁を仮固定する工程と、
前記絶縁物充填用壁の前記絶縁物注入口から硬化していない状態の絶縁物を注入して、前記下部金属層が設けられていない前記絶縁基板下の前記金属ベース板との隙間に前記絶縁物を充填する工程と、
前記絶縁物の硬化後に、前記絶縁物充填用壁を取り外す工程と、
前記絶縁基板の周囲に絶縁封止材を注入する工程と
を備え、
前記絶縁物として誘電率が前記絶縁封止材の誘電率よりも低い絶縁材を用いることを特徴とするパワーモジュール構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパワーモジュール構造、その構造を有するパワーモジュール、およびその構造の製造方法に関し、特に、パワーモジュールの電界緩和および欠陥抑制によって絶縁性能を向上させるためのパワーモジュール構造、その構造を有するパワーモジュール、およびその構造の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パワーモジュールは電力変換機器として、電鉄や産業、家電に至るまで、幅広い分野で利用されている。パワーモジュールには高い絶縁信頼性が要求されており、機器内部で発生する部分放電の抑制が課題となっている。内部の絶縁はシリコーンゲルやエポキシ等の絶縁封止材によって維持されているが、絶縁物中にボイドが混入したり、界面が剥離したりすると、その欠陥部にて部分放電が発生し、機器の故障要因となる。
【０００３】
また、高電界箇所では絶縁性が低下するため、絶縁基板上の金属電極端に誘電体をコーティングして放電を抑制する方法などが提案されている。従来の技術には、絶縁基板の上下の金属層において、それらの端部同士の位置を変えて、上部金属層端と絶縁基板端との間の間隔を、下部金属層端と絶縁基板端との間の間隔よりも小さくすることで、電界を緩和し、絶縁性を向上させる構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２７０７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高電圧化するパワーモジュールにおいては、益々電界を緩和する構造が求められている。絶縁基板の上下の金属層において、上部金属層端部と絶縁基板端部の間隔（以下、上部沿面距離とする。）よりも下部金属層端部と絶縁基板端部の間隔（以下、下部沿面距離とする。）を大きくすると、高電圧が印加される上部金属層端部付近の電界を緩和することができる。さらに上部沿面距離と下部沿面距離の差（以下、間隔ａとする。）を大きくするほど電界緩和効果が得られる。しかしながら、間隔ａの距離を大きくすると、下部金属層端部付近や絶縁基板下の金属ベース板との間の領域の電界が高くなる。また、下部沿面距離が大きくなるため、基板全体の寸法が大きくなることや、絶縁基板に加わる応力が増加すること、さらに絶縁基板と金属ベース板の隙間の奥行きが長くなるため、絶縁封止材注入時に封止材が奥まで入りにくくなり、ボイドが残留しやすくなることが問題となる。上記観点から、間隔ａは小さいことが望ましい。従って、従来においては、電界緩和効果を保つことと、上部沿面距離と下部沿面距離の差（間隔ａ）を小さくすることとは、両立できないトレードオフの関係にあるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、電界緩和効果を保ったまま、上部沿面距離と下部沿面距離の差（間隔ａ）を小さくすることが可能なパワーモジュール構造、その構造を有するパワーモジュール、およびその構造の製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、金属ベース板と、前記金属ベース板上に設けられた絶縁基板と、前記絶縁基板の上下面にそれぞれ接合された上部金属層および下部金属層と、前記絶縁基板の周囲を絶縁する絶縁封止材とを備え、前記下部金属層の端部の位置と前記絶縁基板の端部の位置との間の間隔が、前記上部金属層の端部の位置と前記絶縁基板の端部の位置との間の間隔よりも大きく、前記下部金属層が設けられていない前記絶縁基板下の前記金属ベース板との間の隙間に、誘電率が前記絶縁封止材の誘電率よりも低い絶縁物が充填されていることを特徴とするパワーモジュール構造である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、金属ベース板と、前記金属ベース板上に設けられた絶縁基板と、前記絶縁基板の上下面にそれぞれ接合された上部金属層および下部金属層と、前記絶縁基板の周囲を絶縁する絶縁封止材とを備え、前記下部金属層の端部の位置と前記絶縁基板の端部の位置との間の間隔が、前記上部金属層の端部の位置と前記絶縁基板の端部の位置との間の間隔よりも大きく、前記下部金属層が設けられていない前記絶縁基板下の前記金属ベース板との間の隙間に、誘電率が前記絶縁封止材の誘電率よりも低い絶縁物が充填されていることを特徴とするパワーモジュール構造であるので、電界緩和効果を保ったまま、上部沿面距離と下部沿面距離の差（間隔ａ）を小さくすることを可能にし、基板寸法縮小、応力緩和、および、欠陥抑制効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一般的なパワーモジュールの基板周辺構造を示す図である。
【図２】従来の電界緩和が可能なパワーモジュールの基板周辺構造を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるパワーモジュール構造における基板周辺の構造を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるパワーモジュール構造における、基板下絶縁物の誘電率と間隔ａごとの上部金属層付近の電界の変化をグラフで示した説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるパワーモジュール構造における、基準時（ε２＝４）と同等の電界となる間隔ａを求めたグラフである。
【図６】本発明の実施の形態１におけるパワーモジュール構造における、基板下絶縁物の充填量を少なくした状態を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１におけるパワーモジュール構造における、基板下絶縁物の充填量を多くした状態を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２におけるパワーモジュール構造における基板周辺の構造を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２におけるパワーモジュール構造における、長さｂに対する電界の変化を求めたグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態２におけるパワーモジュール構造の基板周辺の電位分布の解析結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態２におけるパワーモジュール構造における、沿面を放電が進展する経路を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２におけるパワーモジュール構造における、コート材を塗布した場合を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態３におけるパワーモジュール構造の製造方法を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、一般的な従来のパワーモジュール構造における基板周辺の構造を示す図である。絶縁基板１の上下面にはそれぞれ上部金属層２および下部金属層３が接合されており、下部金属層３と金属ベース板４とはハンダ５によって接合され、周囲は絶縁封止材６によって絶縁が維持されている。上部金属層２に電圧が印加されると、上部金属層端部７付近に電界が集中する。この電界が高くなりすぎると、上部金属層端部７より部分放電が発生し、放電は界面を劣化させながら絶縁基板１の沿面を沿って絶縁基板端部９に進展し、最終的に金属ベース板４に短絡する。従って、上部金属層端部７付近の電界を緩和することが絶縁性の向上に大きく影響する。
【００１１】
上記の特許文献１に記載の従来技術においては、この電界緩和構造として、図２に示すように、上部金属層端部７の位置と絶縁基板端部９の位置との間の間隔（以下、上部沿面距離Ｄ１とする）を下部金属層端部８の位置と絶縁基板端部９の位置との間の間隔（下部沿面距離Ｄ２とする）よりも小さくすることで、上部金属層端部７付近の電界を緩和することが提案されている。このとき、上部沿面距離Ｄ１と下部沿面距離Ｄ２との差（＝Ｄ２−Ｄ１）（以下、間隔ａとする。）が大きいと、上部金属層端部７付近の電界緩和効果は大きくなるが、逆に、下部金属層端部８付近や絶縁基板１と金属ベース板４との間の領域の電界が高くなる。さらに、間隔ａが大きくなると、下部沿面距離Ｄ２が大きくなるため、基板全体の寸法が大きくなることや、絶縁基板１が不安定になって、絶縁基板１にかかる応力が大きくなること、絶縁基板１と金属ベース板４との間に絶縁封止材６を注入する際に奥行きが長くなるため、そこにボイドが残留しやすくなることが問題となる。
【００１２】
図３は、このような従来の問題を解決するために考案された、本発明の実施の形態１に係るパワーモジュール構造の基板周辺の構造を示す図である。本実施の形態１では、絶縁基板１の上下の金属層端同士の間隔ａを小さくしながら、電界緩和効果を保ち、基板寸法縮小、応力緩和、欠陥抑制効果を実現する構造について示す。
【００１３】
図３においても、図２の構造と同様に、絶縁基板１の上下の金属層端同士の間隔ａを変えることで高電界箇所の電界を緩和する構造であるが、図２の構造との違いは、図３においては、間隔ａが図２に比べて小さい点と、下部金属層３およびハンダ５が設けられていない絶縁基板１と金属ベース板４との間の空間（隙間）に絶縁封止材６よりも誘電率の低い基板下絶縁物１０が充填されている点である。本実施の形態１においては、そのような基板下絶縁物１０を充填したことにより、上部金属層端部７付近の電界が緩和する効果があるため、間隔ａを小さくしても、間隔ａが大きい図２の状態における電界緩和効果と同等の効果が得られる。このように、本実施の形態１においては、間隔ａの大きさを小さくすることができるため、結果として、基板全体の寸法（サイズ）を小さくすることができる。
【００１４】
例えば、絶縁基板１の材質をＡｌＮ（比誘電率：９）、絶縁封止材６を比誘電率ε１＝４のエポキシとし、絶縁基板１の厚さを０．５ｍｍ、上部金属層２の厚さを０．５ｍｍ、絶縁基板１と金属ベース板４との間隔を０．５ｍｍとして、間隔ａおよび基板下絶縁物１０の比誘電率ε２を変更して、上部金属層端部７付近の電界を計算・比較した結果を図４に示す。電界値は基板下絶縁物１０がない場合（ε２＝４）でａ＝０ｍｍの時の値を基準に規格化している。間隔ａが大きくなると電界は下がり、また、基板下絶縁物１０の比誘電率ε２が小さいと電界が下がることが分かる。例えば、基板下絶縁物１０の比誘電率ε２を３とした場合（例えばシリコーンゴム等）、ａ＝１ｍｍのとき、ε２＝４の場合と比べて電界が１割程度低くなる。基準状態（ε２＝４）における間隔ａに対して、基板下絶縁物１０がある状態で同等の電界になる間隔ａを図４より導いた結果を図５に示す。例えばε２＝３の時、ε２＝４でａ＝１ｍｍの時と同等の電界となる間隔ａは約０．６ｍｍとなり、基板下絶縁物１０によって間隔ａを小さくすることができることが分かる。図５において、ａ＝０．５ｍｍまでは変化が直線的で、基板下絶縁物１０があるとき（ε２＝２、３）と基準（ε２＝４）との差は小さいが、０．５ｍｍ以上では傾きが緩やかになり、基準（ε２＝４）との差が次第に大きくなる。したがって、間隔ａを０．５ｍｍ以上とすると、基板下絶縁物１０による間隔ａの縮小化の効果が大きくなる。
【００１５】
また、絶縁基板１下の金属ベース板４との隙間を基板下絶縁物１０で充填して、絶縁基板１を基板下絶縁物１０で支持するようにしたので、絶縁基板１に加わる応力を小さくすることができ、装置全体の信頼性が高くなり、欠陥抑制効果および長寿命化が図れるという効果が得られる。
【００１６】
また、基板下絶縁物１０は、製造工程において、絶縁封止材６を注入する前に予め充填される（後述の実施の形態３参照）。そのため、従来構造ではボイドが残留しやすい絶縁基板１下の隙間に、ボイドが残ることがないという効果もある。
【００１７】
なお、低誘電率の基板下絶縁物１０が絶縁基板１下の領域にあることで電界緩和効果があるので、図６に示すように、絶縁基板端部９の位置よりも内側の位置までしか基板下絶縁物１０が充填されていなくても効果はある。しかし、基板下絶縁物１０の充填量が多いほど電界緩和効果があることや、上記のように絶縁封止材６の注入前に絶縁基板１下の隙間を無くすということ、さらに絶縁基板１にかかる応力を減らすという点から、図３に示すように、絶縁基板１下の隙間全体に充填させることが望ましい。逆に、図７に示すように、基板下絶縁物１０が絶縁基板端部９よりも外側まではみ出している場合は、電界緩和効果や応力緩和効果は保たれるので構わない。
【００１８】
以上のように、本発明の実施の形態１に係るパワーモジュール構造は、絶縁基板１の上部金属層２および下部金属層３において、上部金属層端部７の位置と絶縁基板端部９の位置との間の間隔（上部沿面距離Ｄ１）よりも下部金属層端部８の位置と絶縁基板端部９の位置との間の間隔（下部沿面距離Ｄ２）の方を大きくするとともに、絶縁封止材６を基板周囲に注入する前に、絶縁基板１下の金属ベース板４との隙間の空間に、絶縁封止材６よりも低い誘電率の基板下絶縁物１０を充填するようにしたので、当該基板下絶縁物１０による電界緩和効果により、電界緩和効果を保ったまま、間隔ａを小さくすることができるため、電界緩和効果を実現しながら、基板寸法を小さくでき、基板にかかる応力も低減できるという効果が得られる。従来技術においては高電界化に対する電界緩和方法として、絶縁基板１の基板サイズが大きくなったり、絶縁基板１にかかる応力が大きくなったりする問題があったが、本発明の実施の形態１においては、そのような問題点はすべて解消できる。例えば、ＳｉＣチップは従来チップに比較して、チップサイズの小型化が見込まれており、本発明を利用すれば、チップサイズに即した基板サイズの小型化が可能となる。さらに、基板下絶縁物１０が絶縁基板１と金属ベース板４との隙間に充填されるため、従来構造ではボイドが残留しやすかった絶縁基板１下の隙間にボイドが残ることがないという効果も得られる。
【００１９】
なお、本実施の形態１で説明したパワーモジュール構造は種々のパワーモジュールに利用することができ、上述したような効果を奏するパワーモジュール構造を有したパワーモジュールにおいては、高い絶縁信頼性が得られるとともに、小型化が図れ、さらに、機器の故障の要因となる、応力による破損や、ボイド混入などによる欠陥部の発生も防げ、装置全体の信頼性向上や長寿命化を実現することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係るパワーモジュール構造の基板周辺の構造を示す図である。上部金属層２が下部金属層３よりも間隔ａだけ長く、絶縁基板１の下に絶縁物１０が充填されている点は実施の形態１と同様だが、本実施の形態２においては、絶縁基板端部９と上部金属層端部７が同じ位置にあり、すなわち、実施の形態１で説明した上部沿面距離Ｄ１を０とし、かつ、基板下絶縁物１０が絶縁基板端部９の位置よりも長さｂだけ外側の位置まで延設されていることを特徴としている。他の構成については、実施の形態１と同じである。
【００２１】
このような構造とすることで、上部金属層端部７の電界は、実施の形態１に示す構造よりも若干緩和される。例えば、ａ＝１．０ｍｍ、絶縁基板１の比誘電率を９、絶縁基板１の厚さを０．５ｍｍ、上部金属層２の厚さを０．５ｍｍ、下部金属層３と金属ベース板４との間隔を０．５ｍｍ、絶縁封止材６の比誘電率ε１を４、基板下絶縁物１０の比誘電率ε２を３、ｂ＝２．０ｍｍとして、実施の形態１の構造の上部金属層端部７の最大電界と比較すると、本実施の形態２に示す構造では、電界が約１５％低くなる計算となる。
【００２２】
長さｂに対する上部金属層端部７の最大電界の変化を計算した結果を図９に示す。ａは０．５ｍｍおよび１．０ｍｍ、ε２は２および３の計４通りで計算した。ｂが大きくなるほど電界は低下するが、徐々に飽和しており、１ｍｍ以上になると低下も緩やかになる。このことからｂは１ｍｍ以上にすることが有効である。逆にｂを大きくしすぎても全体のサイズが大きくなり、それに見合う電界低減効果も得られないため有効ではなくなる。
【００２３】
また、上部沿面距離Ｄ１が０となるため、上部金属層端部７と金属ベース板４までの沿面距離が短くなる。そのため、本実施の形態２においては、基板下絶縁物１０が絶縁基板端部９よりも長さｂだけ外側に伸びている（はみ出している）構成としたが、このことは沿面距離を伸ばすという点に寄与している。ここで、長さｂを図３のＤ１と同等の長さとすれば、沿面距離としては図３と同等となる。また、絶縁基板１の下の下部金属層端部８までの距離が短くなるが、図１０の電位分布の等電位線１１で示されるように、絶縁基板端部９から見て下部金属層端部８へ向かう方向へは電位が同等もしくは若干高くなるため、その方向へは放電が進展しにくく、図１１の放電経路１２で示されるように、電位の低い外側へ向かって放電の進展が起こりやすい。また、寸法に関しては、例えば、図２に示した従来技術の構造において、ａ＝１ｍｍ、Ｄ１＝２ｍｍであったとする。それと比較するために、図８の構造において、沿面距離を同等とするためにｂ＝２ｍｍとし、基板下絶縁物１０の比誘電率を３とした場合、上部金属層端部７の電界が、図２の従来技術の構造と同程度となるａは、約０．５ｍｍになり、図２の従来技術の構造と比較して寸法も小さくなる計算となる。
【００２４】
図１のような従来構造では、放電の抑制のために上部金属層端部７にポリイミドなどのコーティング材が塗布される場合がある。これには、耐圧向上や絶縁封止材６との剥離抑制などの効果がある。本実施の形態においては、図１２のように、上部金属層端部７と絶縁基板端部９の位置が同じでまっすぐになっていると、その面に対して、ポリイミドなどのコーティング材１３を均一に塗布しやすくでき、製造工程が容易になる。また、言うまでもないが、従来構造と同様に、図１２の構造においても、コーティング材１３の塗布より、耐圧向上や絶縁封止材６との剥離抑制などの効果が得られる。
【００２５】
本実施の形態２の構造は、従来構造（図１、図２）や実施の形態１の構造（図３）と異なり、絶縁基板１が上部金属層２から突出していないため、絶縁基板１にかかる応力の影響を大幅に低減することができる。また、従来構造では、絶縁基板１と絶縁封止材６との熱膨張係数差に起因する熱応力によって絶縁封止材６との剥離が発生しやすいことが問題となるが、本実施の形態２の構造では、絶縁基板１と絶縁封止材６がほとんど接触していないため、熱応力の影響を受けることがないので、絶縁封止材６の剥離が起こりにくい。
【００２６】
以上のように、本発明の実施の形態２に係るパワーモジュール構造は、上述の実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、さらに、本実施の形態２においては、絶縁基板端部９を、上部金属層端部７と同じ位置とし、絶縁基板１下に充填される基板下絶縁物１０を絶縁基板端部９より外側へはみ出す構成としたので、絶縁基板１にかかる応力の影響を大幅に低減することができる。また、本実施の形態２の構成においては、絶縁基板１と絶縁封止材６がほとんど接触しないため、それらの熱膨張係数差に起因する熱応力による絶縁封止材６の剥離も防止することができる。
【００２７】
本実施の形態２で説明したパワーモジュール構造も、実施の形態１と同様に、種々のパワーモジュールに利用することができる。上述したような効果を奏するパワーモジュール構造を有したパワーモジュールにおいては、高い絶縁信頼性が得られるとともに、小型化が図れ、さらに、機器の故障の要因となる、応力による絶縁基板１の破損や、熱応力による絶縁防止材の剥離、および、ボイド混入などによる欠陥部の発生が防げ、装置全体の信頼性向上や長寿命化を実現することができる。
【００２８】
実施の形態３．
本実施の形態３においては、上述の実施の形態１および２で示したパワーモジュール構造の製造方法について説明する。
【００２９】
本発明におけるパワーモジュール構造を製造する際、まずはじめに、絶縁基板１の上下面にそれぞれ上部金属層２および下部金属層３を接合する。このときに、実施の形態１の構造の場合においては、図３に示すように、上部金属層端部７の位置と絶縁基板端部９の位置との間の間隔である上部沿面距離Ｄ１が、下部金属層端部８の位置と絶縁基板端部９の位置との間の間隔である下部沿面距離Ｄ２よりも、間隔ａだけ小さくなるように、上部金属層２および下部金属層３を接合する。一方、実施の形態２の構造の場合は、図８に示すように、上部金属層２が下部金属層３よりも間隔ａだけ長く、かつ、上部金属層端部７の位置と絶縁基板端部９の位置とが同じになるように、上部金属層２および下部金属層３を接合する。これにより、上部金属層端部７付近の電界を緩和することができる。
【００３０】
次に、上部金属層２および下部金属層３が接合された絶縁基板１を金属ベース板４にハンダ５により半田付けする。具体的には、金属ベース板４の上面に下部金属層３の下面を半田付けする。次に、図１３に示すように、金属ベース板４上の絶縁基板１の周囲を絶縁物充填用壁１４で隙間がないように囲い、絶縁物充填用壁１４を動かないように固定する（仮固定）。図１３（ａ）と（ｂ）はそれぞれ実施の形態１および２の構造の場合によるものであり、このとき、図１３（ａ）では、絶縁基板１の上面（但し、外縁部は除く）および上部金属層２が、図１３（ｂ）では、上部金属層２の上面（但し、外縁部は除く）が、絶縁物充填用壁１４で覆われずに外部に露出しており、絶縁基板１下の金属ベース板４との間の空間を外部から密閉するように絶縁物充填用壁１４が設置される。なお、絶縁物充填用壁１４は、基板下絶縁物１０が硬化した後に取り外すので、テフロン（登録商標）等の接着性の低い材質を用いる。また、絶縁物充填用壁１４には、図１３に示すように、互いに反対側となる対向する位置の２箇所に絶縁物注入口１５ａ，１５ｂが設けられており、その内の一方の絶縁物注入口１５ａから硬化前の基板下絶縁物１０を注入する。基板下絶縁物１０は、絶縁封止材６よりも誘電率が低く、硬化前の流動性がある状態の樹脂を使用する。また、この時、ボイドが残らないように真空に引いた状態で注入する。このようにして、基板下絶縁物１０を注入していき、もう一方の絶縁物注入口１５ｂから基板下絶縁物１０が流れ出してきたら、充填が完了となるので、その時点で注入を終了する。その状態で基板下絶縁物１０を硬化させた後、絶縁物充填用壁１４を取り外す。次に、絶縁基板１上にチップ配線等の配線を行い、それが済んだ後、絶縁封止材６を注入して絶縁基板１の周囲を絶縁することで、本発明におけるパワーモジュール構造を製造することができる。
【００３１】
以上のように、本実施の形態３によれば、上述の実施の形態１および２と同様の効果が得られるとともに、さらに、従来の製造方法に対して、絶縁基板１を絶縁封止材６で封止する前に、絶縁基板１と金属ベース板４との間の隙間に、絶縁封止材６よりも低い誘電率の基板下絶縁物１０を充填する工程を含むようにしたので、当該隙間に残りやすいボイドの残留を防止し、かつ、そのような簡単な工程をわずかに追加するだけで、基板サイズを抑えながら、電界緩和効果を保持することが可能な、パワーモジュール構造を容易に製造することができるという効果が得られる。
【符号の説明】
【００３２】
１  絶縁基板、２  上部金属層、３  下部金属層、４  金属ベース板、５  ハンダ、６  絶縁封止材、７  上部金属層端部、８  下部金属層端部、９  絶縁基板端部、１０  基板下絶縁物、１１  等電位線、１２  放電経路、１３  コーティング材、１４  絶縁物充填用壁、１５ａ，１５ｂ  絶縁物注入口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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