(57)【要約】【課題】ヒートシンクが剥がれにくいパワーモジュールの提供。【解決手段】半導体素子（１ａ）と、半導体素子（１ａ）を覆う絶縁樹脂部（１ｂ）と、半導体素子（１ａ）に接続され、絶縁樹脂部（１ｂ）の側面から露出するパワー端子（２）と、絶縁樹脂部（１ｂ）の接着面に接着された金属製ヒートシンク（３）とを含むパワーモジュール（１０、２０、３０、４０）である。絶縁樹脂部（１ｂ）の側面は、スリット（１ｃ、２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ）を有する。スリット（１ｃ、２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ）は、パワー端子（２）から絶縁樹脂部（１ｂ）の前記接着面までに形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、
前記半導体素子を覆う絶縁樹脂部と、
前記半導体素子に接続され、前記絶縁樹脂部の側面から露出するパワー端子と、
前記絶縁樹脂部の接着面に接着された金属製ヒートシンクと、を含むパワーモジュールであって、
前記絶縁樹脂部の前記側面は、スリットを有し、
前記スリットは、前記パワー端子から前記絶縁樹脂部の前記接着面までに形成されるパワーモジュール。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を覆う成形樹脂と、半導体素子に接続されつつ成形樹脂の両側面から延びる端子と、成形樹脂の背面に設けられたヒートシンクとを含むパワーモジュールがある。
【０００３】
例えば、特許文献１では、成形樹脂の背面側に、溝状の凹部を設けたパワーモジュールが開示されている。このような構成によれば、端子とヒートシンクとの沿面距離を確保し、端子とヒートシンクとの絶縁性を担保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０３９７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されるパワーモジュールでは、ヒートシンクは成形樹脂より高い熱膨張率を有することが多い。そのため、冷熱サイクルを繰り返すと、ヒートシンクが反ってしまい、成形樹脂とヒートシンクとが剥がれることがあった。
【０００６】
そこで、上記の事情を背景としてなされたものであり、ヒートシンクが剥がれにくいパワーモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかるパワーモジュールは、
半導体素子と、
前記半導体素子を覆う絶縁樹脂部と、
前記半導体素子に接続され、前記絶縁樹脂部の側面から露出するパワー端子と、
前記絶縁樹脂部の接着面に接着された金属製ヒートシンクと、を含むパワーモジュールであって、
前記絶縁樹脂部の前記側面は、スリットを有し、
前記スリットは、前記パワー端子から前記絶縁樹脂部の前記接着面までに形成される。
【０００８】
このような構成によれば、絶縁樹脂部が変形しやすくなるため、金属製ヒートシンクが絶縁樹脂部から剥がれにくい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、金属製ヒートシンクが剥がれにくいパワーモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかるパワーモジュールの側面図である。
【図２】実施の形態２にかかるパワーモジュールの側面図である。
【図３】実施の形態３にかかるパワーモジュールの側面図である。
【図４】実施の形態４にかかるパワーモジュールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１
図１を参照して実施の形態１にかかるパワーモジュールについて説明する。図１は、実施の形態１にかかるパワーモジュールの側面図である。
【００１２】
図１に示すように、パワーモジュール１０は、パワーカード１と、パワー端子２と、パワーカード１の一方の主面に接着されたヒートシンク３と、絶縁放熱シート４とを含む。
【００１３】
パワーカード１は、半導体素子１ａを樹脂で封止した板状体である。パワーカード１は、例えば、半導体素子１ａをモールドの内側に配置し、封止樹脂をモールド成形することによって、形成される。半導体素子１ａは、樹脂部１ｂに覆われており、樹脂部１ｂは絶縁性を有する。半導体素子１ａは、例えば、電力機器を制御するための半導体素子である。パワーカード１は、スリット１ｃを両側面にそれぞれ有する。スリット１ｃは、パワー端子２とヒートシンク３との間に形成されている。スリット１ｃと絶縁放熱シート４との間には、樹脂部１ｂが確保される。
【００１４】
パワー端子２は、半導体素子１ａに接続されており、パワーカード１の両側面からそれぞれ露出する。パワー端子２は、パワーモジュール１０外部の他の半導体素子等にそれぞれ接続される。
【００１５】
ヒートシンク３は、パワーカード１の主面に絶縁放熱シート４を介して、接着されているシート体である。ヒートシンク３は、パワーカード１から離れる方向に延びるピン３ａを複数有する。ヒートシンク３は、樹脂部１ｂと比較して、高い熱伝導性を有し、高い熱膨張率を有する材料からなる。このような材料として、金属を含む材料、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金が挙げられる。
【００１６】
絶縁放熱シート４は、絶縁性と放熱性とを有するシート体である。絶縁放熱シート４は、例えば、ＢＮ（窒化ホウ素）フィラーを含んだエポキシ樹脂をシート状に加工することよって、形成される。絶縁放熱シート４は、ヒートシンク３とパワーカード１とを熱接着により接着している。
【００１７】
ここで、パワーカード１の両側面は、スリット１ｃを有するため、小さな剛性を有する。冷熱サイクル時において、ヒートシンク３が反っても、パワーカード１がヒートシンク３の形状に追従しやすい。したがって、熱応力を軽減し、ヒートシンク３がパワーカード１から剥がれにくい。その結果、ヒートシンク３の剥離による放熱性の低下を抑制する。
【００１８】
また、パワーカード１の両側面は、スリット１ｃを有するため、パワー端子２とヒートシンク３との間の実行距離が延びる。したがって、絶縁するための絶縁部材やパワーカード１の大型化を必要とすることなく、パワー端子２とヒートシンク３との沿面距離を確保できる。
【００１９】
以上、実施の形態１にかかるパワーモジュールは、ヒートシンクがパワーカードから剥がれにくく、沿面距離を確保できる。
【００２０】
実施の形態２
図２を参照して実施の形態２にかかるパワーモジュールについて説明する。図２は、実施の形態２にかかるパワーモジュールの側面図である。実施の形態２にかかるパワーモジュールは、パワーカードとヒートシンクと絶縁放熱モジュールとを除いて、実施の形態１にかかるパワーモジュールと同じ構成を有する。
【００２１】
図２に示すように、パワーモジュール２０は、パワーカード２１と、パワー端子２と、パワーカード１の両主面にそれぞれ接着された２つのヒートシンク３と、２つの絶縁放熱シート４と、を含む。
【００２２】
パワーカード２１は、２つのスリット２１ｃを両側面にそれぞれ有する。スリット２１ｃは、パワー端子２と一方のヒートシンク３との間、及び、パワー端子２と他方のヒートシンク３との間にそれぞれ形成されている。スリット２１ｃと絶縁放熱シート４との間には、樹脂部１ｂが確保される。
【００２３】
ここで、パワーカード２１の両側面は、それぞれ２つのスリット２１ｃを有するため、小さな剛性を有する。冷熱サイクル時において、両方のヒートシンク３が反っても、パワーカード２１がヒートシンク３の形状に追従しやすい。したがって、熱応力を軽減し、ヒートシンク３がパワーカード１から剥がれにくい。その結果、ヒートシンク３の剥離による放熱性の低下を抑制する。
【００２４】
また、パワーカード２１の両側面は、それぞれ２つのスリット２１ｃを有するため、パワー端子２とヒートシンク３との間の実行距離が延びる。したがって、絶縁するための絶縁部材やパワーカード１の大型化を必要とすることなく、パワー端子２とートシンク３との沿面距離を確保できる。
【００２５】
以上、実施の形態２にかかるパワーモジュールは、実施の形態１にかかるパワーモジュールと同様に、ヒートシンクがパワーカードから剥がれにくく、沿面距離を確保できる。
【００２６】
実施の形態３
図３を参照して実施の形態３にかかるパワーモジュールについて説明する。図３は、実施の形態３にかかるパワーモジュールの側面図である。実施の形態３にかかるパワーモジュールは、パワーカードと除いて、実施の形態２にかかるパワーモジュールと同じ構成を有する。
【００２７】
図３に示すように、パワーモジュール３０は、パワーカード３１を含む。パワーカード３１は、４つのスリット３１ｃを両側面にそれぞれ有する。２つのスリット３１ｃは、パワー端子２と一方のヒートシンク３との間、及び、パワー端子２と他方のヒートシンク３との間、にそれぞれ形成されている。この形成された２つのスリット３１ｃのうちヒートシンク３側に近いスリット３１ｃと、絶縁放熱シート４との間には、樹脂部１ｂが確保される。
【００２８】
ここで、パワーカード３１の両側面は、それぞれ４つのスリット３１ｃを有するため、パワーカード２１（図２参照。）よりも小さな剛性を有する。冷熱サイクル時において、両方のヒートシンク３が反っても、パワーカード３１がヒートシンク３の形状により追従しやすい。したがって、熱応力を軽減し、ヒートシンク３がパワーカード１からより剥がれにくい。その結果、ヒートシンク３の剥離による放熱性の低下を抑制する。
【００２９】
また、パワーカード３１の両側面は、それぞれ４つのスリット３１ｃを有するため、パワー端子２とヒートシンク３との間の実行距離が延びる。したがって、絶縁するための絶縁部材やパワーカード１の大型化を必要とすることなく、パワー端子２とヒートシンク３との沿面距離をより長く確保できる。
【００３０】
以上、実施の形態３にかかるパワーモジュールは、実施の形態２にかかるパワーモジュール（図２参照。）と比較して、両ヒートシンクがパワーカードから、より剥がれにくく、両ヒートシンクとの沿面距離を長く確保できる。
【００３１】
実施の形態４
図４を参照して実施の形態４にかかるパワーモジュールについて説明する。図４は、実施の形態４にかかるパワーモジュールの側面図である。実施の形態４にかかるパワーモジュールは、パワーカードを除いて、実施の形態１にかかるパワーモジュールと同じ構成を有する。
【００３２】
図４に示すように、パワーモジュール４０は、パワーカード４１を含む。パワーカード４１は、両側面にテーパ状スリット４１ｃを含む。テーパ状スリット４１ｃは、パワーカード４１の中心に向かって傾斜するスリットである。テーパ状スリット４１ｃは、パワー端子２とヒートシンク３との間にそれぞれ形成されている。テーパ状スリット４１ｃと絶縁放熱シート４との間には、樹脂部１ｂが確保される。
【００３３】
ここで、パワーカード４１の両側面は、テーパ状スリット４１ｃを有するため、小さな剛性を有する。冷熱サイクル時において、ヒートシンク３が反っても、パワーカード４１がヒートシンク３の形状により追従しやすい。したがって、熱応力を軽減し、ヒートシンク３がパワーカード４１からより剥がれにくい。その結果、ヒートシンク３の剥離による放熱性の低下を抑制する。
【００３４】
また、パワーカード４１の両側面は、テーパ状スリット４１ｃを有するため、パワー端子２とヒートシンク３との間の実行距離が延びる。したがって、絶縁するための絶縁部材やパワーカード１の大型化を必要とすることなく、パワー端子２とヒートシンク３との沿面距離をより長く確保できる。
【００３５】
以上、実施の形態４にかかるパワーモジュールによれば、実施の形態１にかかるパワーモジュール（図１参照。）と同様に、ヒートシンクがパワーカードから剥がれにくく、ヒートシンクとの沿面距離を確保できる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、また、実施の形態１〜４にかかるパワーモジュールでは、絶縁放熱シートを介して熱接着を用いてパワーカードとヒートシンクとを接着させたが、他の接着方法を用いてパワーカードとヒートシンクとを接着させてもよい。また、実施の形態３にかかるパワーモジュールでは、パワー端子と一方のヒートシンクとの間に、２つのスリットを設けたが、３つ以上のスリットを設けてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０、２０、３０、４０  パワーモジュール
１、２１、３１、４１  パワーカード
１ａ  半導体素子                          １ｂ  樹脂部
１ｃ、２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ  （テーパ状）スリット
２  パワー端子                        
３  ヒートシンク                      
【図１】
2016072354.tif 000003
【図２】
2016072354.tif 000004
【図３】
2016072354.tif 000005
【図４】
2016072354.tif 000006