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半导体模块

阅读：1036发布：2020-07-21

IPRDB可以提供半导体模块专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且半导体模块具有层叠半导体装置、绝缘片以及冷却器而成的构造。半导体装置由半导体元件、与半导体元件连接的导热板、以及对半导体元件和导热板进行封固的树脂成型件构成。树脂成型件的侧面相对于正交于树脂成型件的与绝缘片接触的接触面的正交方向而以远离树脂成型件的中心的方式倾斜。侧面相对于正交方向的倾斜角为3°以上17°以下。，下面是半导体模块专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种半导体模块，其中，

层叠有半导体装置、绝缘片以及冷却器，所述半导体装置由半导体元件、与该半导体元件连接的导热板、以及对所述半导体元件和所述导热板进行封固的树脂成型件构成，所述树脂成型件具备与所述绝缘片接触的接触面和远离所述绝缘片的侧面，所述导热板在所述接触面的一部分露出，所述侧面相对于与所述接触面正交的正交方向而以远离所述树脂成型件的中心的方式倾斜，所述侧面相对于所述正交方向的倾斜角为3°以上17°以下。

2.根据权利要求1所述的半导体模块，其中，相对于通过所述树脂成型件的所述中心且沿正交方向延伸的中心线，随着从所述侧面到接触面的距离增加，从所述侧面到所述中心线的距离增加。

3.根据权利要求2所述的半导体模块，其中，所述绝缘片配置在所述半导体装置与所述冷却器之间。

4.一种半导体模块，其中，

层叠有半导体装置、绝缘片以及冷却器，所述半导体装置由半导体元件、与该半导体元件连接的导热板、以及对所述半导体元件和所述导热板进行封固的树脂成型件构成，所述树脂成型件具备与所述绝缘片接触的第一接触面和远离所述绝缘片的侧面，所述导热板在所述第一接触面的一部分露出，所述侧面相对于与所述第一接触面正交的正交方向而以远离所述树脂成型件的中心的方式倾斜，所述侧面相对于所述正交方向的第一倾斜角为3°以上，设置有与所述侧面以及所述绝缘片双方接触的树脂部件，所述树脂部件具备与所述绝缘片接触的第二接触面、和与所述绝缘片以及所述树脂成型件均不相接的表面，在将所述表面相对于与所述第二接触面正交的正交方向而朝远离所述树脂成型件的中心的方向倾斜时的第二倾斜角设为正时，所述表面相对于所述正交方向的第二倾斜角为

17°以下。

5.根据权利要求4所述的半导体模块，其中，所述绝缘片比所述第一接触面大，所述冷却器比所述绝缘片大，所述树脂部件与所述树脂成型件、所述绝缘片以及所述冷却器相接。

6.根据权利要求5所述的半导体模块，其中，所述树脂部件的线膨胀系数比所述树脂成型件的线膨胀系数大、且比所述冷却器的线膨胀系数小。

说明书全文

半导体模块

技术领域

[0001] 本申请主张基于2015年2月24日提出申请的日本专利申请第2015－034141号的优先权。在本说明书中，通过参照而援引上述申请的全部内容。在本说明书中，公开层叠有半导体装置、绝缘片以及冷却器的半导体模块。

背景技术

[0002] 日本特开2011－216564号公报中公开了层叠具备由树脂成型件封固的半导体元件的半导体装置和冷却器，并对发热的半导体元件进行冷却的技术。以下，将日本特开2011－216564号公报称为专利文献1。在专利文献1的技术中，传递半导体元件的热的导热板在半导体装置(树脂成型件)的表面露出，将该导热板固定于冷却器。

[0003] 导热性良好的导热板大多导电性高，冷却性良好的冷却器也大多导电性高。在专利文献1的技术中，为了将半导体元件的电极与冷却器电绝缘，在半导体元件的电极(实际上是与电极导通的散热器)与导热板之间设置绝缘片。即，在对半导体元件进行封固的树脂成型件的内部配置绝缘片。绝缘片为树脂制，在利用树脂成型件对半导体元件进行封固时固化。

[0004] 在专利文献1中，为了将半导体装置固定于冷却器，使用接合材料将两者固定。若将树脂制的绝缘片配置于半导体装置的外部，并通过使该绝缘片固化而将半导体装置与冷却器固定，则可以不需要使用接合材料。

[0005] 然而，若将绝缘片配置于半导体装置(树脂成型件)的外部，则在树脂成型件热膨胀时，容易从树脂成型件对绝缘片施加有拉伸应力或剪切应力。若对绝缘片施加有拉伸应力、剪切应力，则存在绝缘片剥离、产生裂缝的情况。在本说明书中，公开一种抑制在配置于半导体装置的外部的绝缘片产生损伤的技术。

[0006] 树脂成型件具备与绝缘片接触的接触面、和与接触面连续且朝远离绝缘片的方向延伸的侧面。已经明确：该侧面的倾斜角会对作用于绝缘片的应力造成影响，并密切影响在绝缘片容易产生损伤还是难以产生损伤。

[0007] 图6例示出树脂成型件48、绝缘片46以及冷却器13的层叠构造。树脂成型件48具备接触面48a(在其一部分露出有未图示的导热板)和侧面48b。在本说明书中，关于侧面48b的倾斜角，以与接触面48a正交的正交方向57作为基准(将倾斜角设为零)。进而，将侧面48b相对于正交方向57而以趋向树脂成型件48的中心的方式倾斜时的倾斜角设为负，将侧面48b相对于正交方向57而以趋向树脂成型件48的外侧的方式倾斜时的倾斜角设为正。研究结果表明：在图6所例示的侧面48b以3°以上17°以下的角度范围朝正方向倾斜时，在绝缘片46难以产生损伤，能够量产高品质的树脂成型件48。本说明书所记载的技术就是基于上述见解而创作的。

发明内容

[0008] 本说明书中公开的半导体模块层叠有半导体装置、绝缘片以及冷却器。半导体装置由半导体元件、与该半导体元件连接的导热板、以及对半导体元件和导热板进行封固的树脂成型件构成。树脂成型件具备与绝缘片接触的接触面和远离绝缘片的侧面。导热板在接触面的一部分露出。在本说明书所公开的半导体模块中，树脂成型件的侧面相对于与接触面正交的正交方向而以远离树脂成型件的中心的方式倾斜。树脂成型件的侧面相对于正交方向的倾斜角为3°以上17°以下。

[0009] 研究结果表明：若树脂成型件的侧面的倾斜角为+17°以下，则因树脂成型件的热膨胀而从树脂成型件施加于绝缘片的应力降低，被抑制在绝缘片的耐力以下。实际上，若树脂成型件的侧面的倾斜角为+17°以下，则能够抑制绝缘片的损伤。若树脂成型件的侧面的倾斜角为+3°以上，则能够容易地将树脂成型件从成型模抽出。若树脂成型件的侧面以3°以上17°以下的角度范围朝正方向倾斜，则绝缘片难以产生损伤，能够量产高品质的树脂成型件(半导体装置)。

[0010] 在本说明书所公开的半导体模块中，可以附加与树脂成型件的侧面以及绝缘片双方接触的树脂部件。在该情况下，半导体装置由半导体元件、与该半导体元件连接的导热板、以及对半导体元件和导热板进行封固的树脂成型件构成。树脂成型件具备与绝缘片接触的第一接触面和远离绝缘片的侧面。导热板在第一接触面的一部分露出。在该情况下，树脂成型件的侧面相对于与第一接触面正交的正交方向而以远离树脂成型件的中心的方式倾斜。另外，树脂成型件的侧面相对于正交方向的倾斜角为3°以上。另外，树脂部件具备与绝缘片接触的第二接触面、和与绝缘片以及树脂成型件均不相接的表面。在将树脂部件的表面相对于与第二接触面正交的方向而朝远离树脂成型件的中心的方向倾斜时的倾斜角设为正时，树脂部件的表面相对于正交方向的倾斜角为17°以下。若树脂部件的表面的倾斜角为17°以下，则在绝缘片产生的应力的大小降低，能够抑制绝缘片损伤这一情况。在该情况下，能够将树脂成型件的侧面的倾斜角成型为比17°大。

附图说明

[0011] 图1示出使用了实施例1的半导体模块的装置的立体图。

[0012] 图2示出图1的装置的一部分的分解立体图。

[0013] 图3示出沿着图1的III－III线的剖视图。

[0014] 图4示出实施例2的半导体模块的剖视图。

[0015] 图5示出实施例3的半导体模块的剖视图。

[0016] 图6示出用于说明从树脂成型件施加于绝缘片的应力的关系的图。

[0017] 图7示出树脂成型件和绝缘片所形成的角度、与从成型件施加于绝缘片的力的关系。

具体实施方式

[0018] (第一实施例)

[0019] 参照图1～图3，对半导体模块10和使用了半导体模块10的电力转换器100进行说明。此外，在以下的说明中，在对实际具有相同构造的部件进行说明的情况下，省略附加于标号的字母而进行说明。

[0020] 图1所示的电力转换器100是将直流电转换为交流电的装置，例如被搭载于电动车。电力转换器100包括：对电池的输出电压进行升压的电压转换器、和将升压后的直流转换为交流并朝行驶用马达供给的变频器。电力转换器100具备多个半导体装置5a～5d。在半导体装置5a～5d的内部收纳有构成上述的电压转换器、变频器等的半导体元件。半导体装置5a～5d构成本实施例的半导体装置10的一部分，详细情况后述。此外，半导体装置5的数量可以根据需要增减。半导体装置5由半导体元件、与半导体元件连接的导热板、以及对半导体元件和导热板进行封固的树脂成型件构成，详细情况后述。这样的半导体装置有时被称为电源卡。

[0021] 电力转换器100具备四个半导体装置5(半导体装置5a～5d)、五个冷却器3(冷却器3a～3e)。在X方向(层叠方向)上，半导体装置5和冷却器3交替层叠。在冷却器3a的不与半导体装置相接的面安装有罩4a。另外，冷却器3e的不与半导体装置相接的面安装有罩4b。通过对罩4a和罩4b在X方向施加压缩力，冷却器3和半导体装置5被固定。冷却器3的内部为空洞，冷却器3a～3e是连通的，详细情况后述。在冷却器3连接有制冷剂供给管91和制冷剂排出管
92。从制冷剂供给管91供给的制冷剂在冷却器3的内部循环的期间对半导体装置5进行冷却，并从制冷剂排出管92被排出。制冷剂典型而言使用水或LLC(Long Life Coolant：长效冷却液)。

[0022] 图2是图1的半导体装置5a、冷却器3b以及半导体装置5b层叠的部分的分解立体图。此外，用假想线示出半导体装置5a和半导体装置5b。冷却器3b具备树脂制的冷却器主体30、一对金属板13a、13b、一对垫圈12a、12b。使用铜、铝(Al)、包含铜以及/或者铝的合金作为金属板13的材料。在冷却器主体30的内部形成有供制冷剂流动的流路Ps。在冷却器主体
30的与两侧的半导体装置5对置的位置设置有开口32a、32b。开口32a、32b与流路Ps连通。此外，在图2中省略了后述的绝缘片46的图示。

[0023] 在冷却器主体30的Y方向(与X方向正交的方向，且是连结制冷剂供给管91与制冷剂排出管92的方向)的一方的端部设置有筒部35a。在筒部35a设置有从X方向的一端直达另一端的连通孔34a。另外，在冷却器主体30的Y方向的另一方的端部设置有筒部35b。在筒部35b设置有从X方向的一端直达另一端的连通孔34b。连通孔34a、34b与在邻接的冷却器3(图
1的冷却器3a、3c)的筒部设置的连通孔连通。冷却器3a～3e的构造相同。因此，全部的冷却器3是连通的，从制冷剂供给管91被导入的制冷剂在全部的冷却器流通。

[0024] 金属板13a被固定于半导体装置5a。同样，金属板13b被固定于半导体装置5b。此外，在图2中省略了图示，但在半导体装置5a的与金属板13a相反的一侧固定有构成冷却器3a的金属板13b(参照图1)。在半导体装置5b的与金属板13b相反的一侧固定有构成冷却器
3c的金属板13a。半导体装置5与金属板13之间的关系后述。

[0025] 冷却器开口32a隔着垫圈12a被金属板13a堵塞。冷却器开口32b隔着垫圈12b被金属板13b堵塞。在金属板13a的靠流路Ps侧的表面15设置有多个翅片14a。在金属板13b的靠流路Ps侧的表面15设置有多个翅片14b。翅片14配置于制冷剂流中。通过设置翅片14，金属板13与制冷剂的接触面积增大。半导体装置5的热经由金属板13而被制冷剂吸收。

[0026] 参照图3，对半导体模块10进行说明。图3示出图1的半导体装置5b周围的剖视图。半导体模块10具备半导体装置5b、绝缘片46a、46b、金属板13a、13b(参照图2)。即，半导体模块10具备半导体装置5、绝缘片46、冷却器3的构成部件的一部分(金属板13)。按金属板13a、绝缘片46a、半导体装置5b、绝缘片46b、金属板13b的顺序层叠。

[0027] 半导体装置5b具备半导体元件56a和半导体元件56b。半导体元件56a配置在导热板40a与导热板52a之间。半导体元件56b配置在导热板40b与导热板52b之间。半导体元件56a、56b分别具备IGBT和与该IGBT并联连接的反馈二极管。虽然省略图示，但IGBT的发射极和反馈二极管的阳极连接于共通的电极，IGBT的集电极和反馈二极管的阴极连接于共通的电极。

[0028] 半导体元件56a的阳极电极(发射极电极)经由金属制的接合部件54a接合于导热板52a。半导体元件56a的阴极电极(集电极电极)经由金属制的接合部件58a接合于金属制的隔离件44a。隔离件44a经由金属制的接合部件42a(图3中标号错误)接合于导热板40a。半导体元件56b的阳极电极(发射极电极)经由金属制的接合部件54b接合于导热板52b。半导体元件56b的阴极电极(集电极电极)经由金属制的接合部件58b接合于金属制的隔离件44b。隔离件44b经由金属制的接合部件42b接合于导热板40b。导热板40a经由金属制的接合部件60a接合于金属制的导线45。另外，导热板52b经由接合部件60b接合于金属制的导线
45。即，导热板40a与导热板52b电连接。半导体元件56a与半导体元件56b串联连接。接合部件42、54、58以及60是钎料。导热板40、52以及隔离件44的材料是铜(Cu)。

[0029] 半导体元件56a、56b由树脂制的第一成型件48封固。第一成型件48的一方的表面经由绝缘片46a接合于金属板13a(冷却器3的一部分)。另外，第一成型件48的另一方的表面经由绝缘片46b接合于金属板13b。即，第一成型件48的两面经由绝缘片46接合于金属板13。由此，半导体装置5的两面由冷却器3冷却。导热板40a、40b、52a以及52b除了表面外的大致整体均由第一成型件48覆盖。导热板40a、40b、52a以及52b的一部分由第一成型件48覆盖，并且与金属板13对置的表面(与绝缘片46相接的表面)从第一成型件48露出。即，导热板
40a、40b、52a以及52b在半导体装置5与绝缘片46接触的接触面48a的一部分露出。第一成型件48是树脂成型件的一个例子。作为金属板13的材料，使用铜、铝(Al)、作为构成元素而包含铜以及/或者铝的合金。

[0030] 第一成型件48的侧面48b(第一成型件48的Y方向的面)远离绝缘片46。侧面48b随着趋向X方向的中心而Y方向的尺寸变大。更具体而言，第一成型件48的Y方向的尺寸在X方向的端部最小，在X方向的中点最大。侧面48b相对于接触面48a呈锥状。即，第一成型件48的Y方向的尺寸从接触面48a的外缘趋向X方向的中点而以一定的比例增加。第一成型件48的X方向的两端部(接触面48a)的面积相等。作为第一成型件48的材料，使用环氧系树脂、PPS(聚苯硫醚)树脂。

[0031] 绝缘片46(绝缘片46a、46b)为树脂制。绝缘片配置在导热板40与金属板13(冷却器3的一部分)之间。绝缘片46对导热板40与金属板13进行绝缘。另外，绝缘片46将金属板13、第一成型件48以及导热板40接合。绝缘片46的尺寸比第一成型件48的接触面48a的尺寸大。
即，绝缘片46的与第一成型件48相接侧的面积比第一成型件48的表面(接触面48a)的面积大。另外，绝缘片46的与金属板13相接侧的面积比金属板13的表面(与绝缘片46相接的面)的面积小。作为绝缘片46的材料，使用环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂等。

[0032] 绝缘片46对金属板13与导热板40进行绝缘，并将金属板13与半导体装置5接合。通过在金属板13与半导体装置5之间配置绝缘片46、并对金属板13与半导体装置5之间施加载荷，能够将金属板13与半导体装置5接合。更具体而言，在将半导体装置5(半导体装置5a～5d)、冷却器3(冷却器3a～3e)交替层叠的状态下，通过对冷却器3a与冷却器3e之间(更准确的说是罩4a与罩4b之间)施加压缩力，能够将金属板13与半导体装置5接合(参照图1)。如上所述，金属板13是冷却器3的一部分。因此，可以说半导体装置5固定于冷却器3。此外，第一成型件48的X方向的两端部的面积相等，因此第一成型件48与绝缘片46a的接触面48a的面积等于第一成型件48与绝缘片46b的接触面48a的面积。

[0033] 图3的假想线70示出沿正交于第一成型件48与绝缘片46的接触面48a的正交方向延伸的线段。另外，假想线72示出沿第一成型件48的侧面48b延伸的线段。在半导体模块10中，第一成型件48的侧面48b相对于与接触面48a正交的正交方向(假想线70延伸的方向)而以远离第一成型件48的中心的方式倾斜。换言之，随着从第一成型件48的侧面48b到接触面48a的距离增加，从通过第一成型件48的中心且与接触面48a正交的直线到侧面48b的距离增加。另外，第一成型件48形成为侧面48b的倾斜角θ1为3°以上17°以下。此外，本说明书中提及的“角度、倾斜角”是指锐角。

[0034] 对半导体模块10的优点进行说明。如上所述，在半导体模块10中，将倾斜角θ1调整为3°以上17°以下。在利用第一成型件48对半导体元件56进行封固的情况下，为了使与金属板13对置的面平坦，朝在X方向被分割的金属模的内部注入树脂而对半导体元件56进行封固。在该情况下，例如若倾斜角θ1小于3°，则难以将半导体装置5(树脂固化后的第一成型件48)从金属模分离。通过使倾斜角θ1为3°以上，能够使半导体装置5与金属模的脱模性良好。
另外，通过使倾斜角θ1为17度以下能够抑制绝缘片46损伤这一情况。以下，参照图7对通过使倾斜角θ1为17度以下而能够抑制绝缘片46的损伤的理由进行说明。

[0035] 图7示出使用聚酰亚胺系的树脂片作为绝缘片46时的、倾斜角θ1与第一成型件48热膨胀时从第一成型件施加于绝缘片46的应力的关系。横轴表示倾斜角θ1(度)，纵轴表示施加于绝缘片46的应力(MPa)。直线80示出施加于绝缘片46的垂直拉伸应力，直线82示出施加于绝缘片46的剪切应力。

[0036] 如图7所示，在倾斜角θ1为17度以下的情况下，施加于绝缘片46的应力(垂直拉伸应力以及剪切应力)小于18MPa。如上所述，绝缘片46对金属板13与第一成型件48进行绝缘，并且将两者接合。作为具有这样的特性的绝缘片，可举出聚酰亚胺系的树脂片、环氧类的树脂片。聚酰亚胺系的树脂片的强度(拉伸强度、剪断强度)为18MPa，聚酰亚胺系的树脂片的强度为20MPa。因此，例如在使用聚酰亚胺系的树脂片作为绝缘片46的情况下，若在绝缘片46施加有大于18Mpa的力，则存在绝缘片46破损的情况。由图7可知，若倾斜角θ1为17度以下，则能够使施加于绝缘片46的力比在绝缘片46产生破损的力(聚酰亚胺系的树脂片的强度)小。此外，在使用环氧类的树脂片作为绝缘片46的情况下，若使倾斜角θ1为17度以下，则能够使施加于绝缘片46的力比在绝缘片46产生破损的力(20MPa)小。通过将倾斜角θ1调整为17度以下，能够防止绝缘片46破损这一情况。

[0037] 如图3所示，在半导体模块10预先安装有冷却器3的一部分(金属板13、翅片14)。因此，在组装冷却器3时，半导体装置5相对于冷却器3的位置是唯一确定的。能够不需要进行半导体装置5相对于冷却器3的对位。此外，如上所述，通过对存在于层叠方向的两端的冷却器3(冷却器3a和冷却器3e)之间施加压缩力而将半导体装置5与冷却器3接合。对存在于层叠方向的两端的冷却器之间施加压缩力的工序在绝缘片配置于树脂成型件的内部的形态(现有技术)下也能实施。在本实施例中公开的半导体模块10相对于现有技术不增加工序数，就能够将绝缘片46配置于树脂成型件48的外部，利用绝缘片46的固化在半导体装置5的两面固定冷却器3。能够省略在半导体装置5与冷却器3之间使用仅用于将两者接合的接合材料(油脂等)的情况。另外，通过将绝缘片46配置于树脂成型件48的外部，能够选择热传导率的高的材料作为绝缘片46的材料、或减薄绝缘片46的厚度等，能够提高绝缘片46自身的导热性。

[0038] (第二实施例)

[0039] 参照图4对半导体模块210进行说明。半导体模块210是半导体模块10的变形例。因此，对于半导体模块210，对与半导体模块10相同的部件，有时标注相同或者后两位相同的标号而省略说明。半导体模块210的半导体装置5(5b)周围的构造与半导体模块10不同。此外，半导体模块210与半导体模块10同样能够作为电力转换器的部件使用(参照图1)。

[0040] 半导体模块210具备第一成型件48和第二成型件78。第一成型件48以及第一成型件48的内部的构造与半导体模块10相同。第二成型件78与第一成型件48的侧面48b以及绝缘片46双方接触。更具体而言，第二成型件78覆盖绝缘片46的表面和第一成型件48的侧面48b的一部分。另外，第二成型件78具备与绝缘片46以及第一成型件48均不相接的表面78b。
第二成型件78在半导体装置5与绝缘片46的接触范围(即接触面48a)的周围环绕一圈。第二成型件78是树脂部件的一个例子。

[0041] 在半导体模块210中，在第一成型件48与绝缘片46接触的部分，第二成型件78覆盖第一成型件48的周围。第二成型件78通过在使用绝缘片46将第一成型件48与金属板13接合后对第一成型件48与绝缘片46的接触部分涂覆灌封树脂而形成。即，第二成型件78在利用第一成型件48封固半导体元件56、并将封固后的半导体元件56(即第一成型件48)从金属模取出后形成。此外，作为第二成型件78(灌封树脂)的材料，使用环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂等。

[0042] 如上所述，在第一成型件48与绝缘片46接触的部分，第一成型件48被第二成型件78覆盖。因此，若第一成型件48以及第二成型件78热膨胀，则第一成型件48以及第二成型件
78的热膨胀所产生的力集中在第二成型件78与绝缘片46的接触面78a的外缘部分。

[0043] 图4的假想线71示出沿正交于第二成型件78与绝缘片46的接触面78a的正交方向延伸的线段。另外，假想线73示出沿第二成型件78的表面78b延伸的线段。这里，若将表面78b相对于正交方向而朝远离第一成型件48的中心的方向倾斜时的倾斜角设为正，将表面
78b相对于正交方向而朝趋向第一成型件48的中心的方向倾斜时的倾斜角设为负，则表面
78b的倾斜角θ2为负值。如上所述，在半导体模块10中，在倾斜角θ1为17°以下的情况下，能够使从第一成型件48施加于绝缘片46的力比在绝缘片46产生破损的力小(参照图7)。该现象也适用于第二成型件78和绝缘片46。即，若倾斜角θ2为17°以下，则能够使从第二成型件
78施加于绝缘片46的力比在绝缘片46产生破损的力小。

[0044] 由图7可知，倾斜角θ(θ1、θ2)与施加于绝缘片的力成正比关系。该现象在倾斜角θ为负值时也适用。特别地，若倾斜角θ2为－15°以下，则从成型件(第一成型件48、第二成型件78)对绝缘片46施加有压缩力，能够使成型件和绝缘片46难以剥离。此外，如上所述，在半导体模块210中，将倾斜角θ1调整为3°以上。因此，与半导体模块10同样，能够使第一成型件48和金属模的脱模性良好。另外，在半导体模块210中，第一成型件48以及第二成型件78的热膨胀所产生的力集中在第二成型件78的外缘部分。因此，即便倾斜角θ1为17°以上，也能够防止绝缘片46破损这一情况。换言之，通过使用第二成型件78，能够使第一成型件48的倾斜角θ1为17°以上。能够使第一成型件48和金属模的脱模性更好。

[0045] (第三实施例)

[0046] 参照图5，对半导体模块310进行说明。半导体模块310是半导体模块210的变形例，半导体装置5(5b)周围的构造与半导体模块210不同。对于半导体模块310，对与半导体模块210相同的构造，有时标注相同或者后两位相同的标号而省略说明。

[0047] 如图5所示，第二成型件378覆盖绝缘片46的表面整体，还覆盖金属板13的表面的一部分。换言之，绝缘片46由第二成型件378封固。因此，第二成型件378的端部并不位于绝缘片46的表面。因此，即便第一成型件48以及第二成型件378热膨胀，力也不会集中在绝缘片46的表面。能够更可靠地抑制绝缘片46损伤这一情况。另外，第二成型件378与第一成型件48和金属板13双方接触，能够进一步提高第一成型件48与金属板13的接合强度。

[0048] 如上所述，使用环氧系树脂、聚酰亚胺系树脂等作为第二成型件78(灌封树脂)的材料。作为第二成型件78，使用线膨胀系数比第一成型件48的线膨胀系数大、且比金属板13的线膨胀系数小的材料。例如，在第一成型件48的材料为环氧系树脂，金属板13的材料为铝的情况下，使用具有在环氧系树脂(线膨胀系数为14ppm/K)与铝(线膨胀系数为23ppm/K)之间的热膨胀系数的聚酰亚胺系树脂。此外，也可以通过使用比半导体模块210多的灌封树脂来形成第二成型件378。

[0049] 此外，在上述实施例中，对在半导体装置5的两面固定有冷却器3(金属板13)的形态进行了说明。然而，本说明书所公开的技术也能够应用于在半导体装置5的单面经由绝缘片46固定有冷却器3的形态。要点在于：在半导体模块10的情况下，第一成型件48的侧面48b相对于正交于第一成型件48与绝缘片46的接触面48a的正交方向而以远离第一成型件48的中心的方式倾斜，第一成型件48以侧面48b相对于正交方向的倾斜角θ1为3°以上17°以下的方式形成。另外，在半导体模块210、310的情况下，第一成型件48的侧面48b的倾斜角θ1为3°以上，第二成型件78的表面78b(378b)相对于正交于第二成型件78(378)与绝缘片46的接触面78a(378a)的正交方向的倾斜角θ2为17°以下。

[0050] 以下记载本说明书所公开的半导体模块的若干技术特征。此外，以下记载的事项分别单独地具有技术有用性。

[0051] 半导体模块层叠有半导体装置、绝缘片以及冷却器。半导体装置由半导体元件、与该半导体元件连接的导热板、以及对半导体元件和导热板进行封固的树脂成型件构成。树脂成型件可以具备与绝缘片接触的接触面和远离绝缘片的侧面。导热板可以在树脂成型件与绝缘片的接触面的一部分露出。导热板可以与半导体元件的电极导通。此外，导热板与半导体元件的电极可以直接连接，也可以经由其它部件间接连接。半导体装置可以并非固定于已完成的冷却器、而是固定于构成冷却器的部件的一部分。绝缘片的面积可以比半导体装置的与绝缘片接触的接触面大。另外，冷却器的面积可以比绝缘片的与冷却器接触的接触面大。

[0052] 树脂成型件的侧面(半导体装置的侧面)可以为锥状。树脂成型件的侧面可以相对于正交于树脂成型件与绝缘片的接触面的正交方向而以远离树脂成型件的中心的方式倾斜。树脂成型件的侧面相对于正交方向的倾斜角可以为3°以上17°以下。换言之，树脂成型件的同绝缘片接触的表面与树脂成型件的侧面之间的角度为93°以上107°以下。

[0053] 半导体模块可以具备与树脂成型件的侧面以及绝缘片的表面双方接触的树脂部件。树脂部件可以环绕树脂成型件的侧面一圈。或者树脂部件也可以局部设置于树脂成型件的侧面。该树脂部件可以具备与绝缘片接触的接触面、和与绝缘片以及树脂成型件均不相接的表面。树脂部件可以与冷却器相接。在该情况下，树脂部件可以在树脂成型件与绝缘片的接触面的外侧覆盖绝缘片。树脂部件的线膨胀系数可以比树脂成型件的线膨胀系数大、且比冷却器的线膨胀系数小。

[0054] 在具备树脂部件的半导体模块中，在将树脂成型件与绝缘片的接触面设为第一接触面，将树脂部件与绝缘片的接触面设为第二接触面时，树脂成型件的侧面可以相对于正交于第一接触面的正交方向而以远离树脂成型件的中心的方式倾斜，树脂成型件的侧面相对于正交方向的倾斜角可以为3°以上。另外，在将树脂部件的表面相对于正交于第二接触面的正交方向而朝远离树脂成型件的中心的方向倾斜时的倾斜角设为正(将树脂部件的表面相对于正交于第二接触面的正交方向而朝趋向树脂成型件的中心的方向倾斜时的倾斜角设为负)时，树脂部件的表面相对于正交方向的倾斜角可以为17°以下。换言之，树脂成型件的同绝缘片接触的表面与树脂成型件的侧面之间的角度可以为93°以上，树脂部件的同绝缘片接触的表面、和树脂部件的与绝缘片以及树脂成型件均不相接的表面之间的角度可以为107°以下。

[0055] 以上对本发明的具体例详细地进行了说明，但这些仅为例示，并不限定技术方案。技术方案中记载的技术包含对以上例示的具体例进行各种变形、改变后的情况。本说明书或者附图中说明的技术要素通过单独或各种组合而发挥技术效果，并不限于申请时的技术方案所记载的组合。另外，本说明书或者附图例示的技术同时实现多个目的，实现其中的一个目的这一情况自身即具有技术有用性。

标题	发布/更新时间	阅读量
导体模块-专利编号CN109390537A	2020-05-11	196
导体模块-专利编号CN109390538A	2020-05-11	201
支模体系-专利编号CN104652808B	2020-05-12	1014
模块体-专利编号CN1305682C	2020-05-13	67
爬模架体-专利编号CN105401717B	2020-05-12	149
模具壳体-专利编号CN101502998B	2020-05-12	914
墙体模块-专利编号CN101748843A	2020-05-13	313
体模-专利编号CN106037632A	2020-05-11	865
模体组件-专利编号CN109770929A	2020-05-11	775
立体模型-专利编号CN100506157C	2020-05-13	590

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