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公開番号2025168990
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-12
出願番号2024073921
出願日2024-04-30
発明の名称半導体装置、電力変換装置、半導体装置の製造方法
出願人Astemo株式会社
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類H01L 23/29 20060101AFI20251105BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】放熱性と信頼性を両立した半導体装置、電力変換装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置300は、半導体素子155、156が一方面に接合された第1導体板430と、第1導体板430の他方面に密着した熱硬化性樹脂の熱伝導シート440と、第1導体板430及び熱伝導シート440をモールド封止している封止材360と、を備える。第1導体板430は、第1導体板430の他方面の外周側端部において傾斜部461を有し、熱伝導シート440は、傾斜部461の少なくとも一部に密着し、熱伝導シート440の厚さは、傾斜部461に対向するシート端部が、導体板431の他方面において傾斜部461よりも内周側の部分に対向するシート中央部より厚い。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
半導体素子が一方面に接合された導体板と、
前記導体板の他方面に密着した熱硬化性樹脂の熱伝導シートと、
前記導体板および前記熱伝導シートをモールド封止している封止材と、を備え、
前記導体板は、前記他方面の外周側端部おいて傾斜部を有し、
前記熱伝導シートは、前記傾斜部の少なくとも一部に密着し、
前記熱伝導シートの厚さは、前記傾斜部に対向するシート端部が、前記導体板の他方面において前記傾斜部よりも内周側の部分に対向するシート中央部より厚い
半導体装置。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記熱伝導シートは、加熱により膨張する体積膨張部位を有する
半導体装置。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体装置であって、
前記体積膨張部位は、発泡材である
半導体装置。
【請求項４】
請求項２に記載の半導体装置であって、
前記体積膨張部位は、加圧により体積収縮されているボイドを有する
半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記導体板が前記熱伝導シートに対して加圧する加圧力は、前記封止材が前記導体板および前記熱伝導シートに対してそれぞれ加圧する成形圧力よりも大きい
半導体装置。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記熱伝導シートにおいて、前記導体板に密着する面とは反対側の面が、冷却部材と接触する
半導体装置。
【請求項７】
請求項１～６のいずれか一項に記載の半導体装置を備えた
電力変換装置。
【請求項８】
半導体素子が一方面に接合された導体板と、前記導体板の他方面に密着した熱硬化性樹脂である熱伝導シートと、前記導体板および前記熱伝導シートをモールド封止する封止材と、を備え、前記導体板は、前記他方面の外周側端部おいて傾斜部を有する半導体装置の製造方法であって、
熱伝導性の充填材を含有した前記熱伝導シートを加圧圧縮することで半硬化状態にし、
前記半硬化状態にした前記熱伝導シートを、前記導体板の他方面上に配置し、
前記導体板および前記熱伝導シートを、所定の加圧力で厚さ方向に加圧しながら加熱する
半導体装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、電力変換装置、半導体装置の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
電力変換装置は、パワー半導体素子のスイッチングによる電力変換効率が高いことから、民生用、車載用、鉄道用、変電設備等に幅広く利用されている。このようなパワー半導体素子は、通電により発熱するため、高い放熱性が求められる。例えば、車載用途においての電力変換装置は、小型化、軽量化のため、水冷を用いた高効率な冷却システムが採用されている。このような放熱構造について、例えば下記の特許文献１には、電力変換装置における半導体装置の放熱面およびその周囲において、絶縁性樹脂を充填した構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開２０１５／０３７０７２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、半導体装置の放熱性を向上させることはできるが、同時に信頼性を向上させる必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
半導体装置および電力変換装置は、半導体素子が一方面に接合された導体板と、前記導体板の他方面に密着した熱硬化性樹脂の熱伝導シートと、前記導体板および前記熱伝導シートをモールド封止している封止材と、を備え、前記導体板は、前記他方面の外周側端部おいて傾斜部を有し、前記熱伝導シートは、前記傾斜部の少なくとも一部に密着し、前記熱伝導シートの厚さは、前記傾斜部に対向するシート端部が、前記導体板の他方面において前記傾斜部よりも内周側の部分に対向するシート中央部より厚い。
また、上述の半導体装置の製造方法として、熱伝導性の充填材を含有した前記熱伝導シートを加圧圧縮することで半硬化状態にし、半硬化状態にした前記熱伝導シートを、前記導体板の他方面上に配置し、前記導体板および熱伝導シートを、所定の加圧力で厚さ方向に加圧しながら加熱する方法を採用する。
【発明の効果】
【０００６】
放熱性と信頼性を両立した半導体装置、電力変換装置および半導体装置の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の一実施形態に係る、電気回路体の平面図。
本発明の一実施形態に係る、Ｘ－Ｘ断面図。
本発明の一実施形態に係る、Ｙ－Ｙ断面図。
本発明の一実施形態に係る、半導体装置の断面斜視図。
本発明の一実施形態に係る、半導体装置の半透過平面図。
本発明の一実施形態に係る、半導体装置の回路の一例。
本発明の一実施形態に係る、半導体装置の製造方法を説明する断面図。
本発明の一実施形態に係る、半導体装置の製造方法を説明する断面図。
本発明の一実施形態に係る、発明の原理を説明する断面図。
本発明の一実施形態に係る、絶縁シートの製造方法。
本発明の効果を説明する図。
本発明の一実施形態に係る、電力変換装置の回路図。
本発明の一実施形態に係る、電力変換装置の一例を示す外観斜視図。
本発明の一実施形態に係る、電力変換装置のＸＶ－ＸＶ線断面斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
【０００９】
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
【００１０】
（一実施形態および全体構成）
（図１～図６）
電気回路体４００は、少なくとも１つの半導体装置３００、冷却部材３４０を有する。半導体装置３００は、複数の半導体素子を用いて直流電流と交流電流を変換している。電気回路体４００は通電により発熱するため、冷却部材３４０内に流れる冷媒によって冷却されている。なお、冷却部材３４０内に流れる冷媒には、水や、水にエチレングリコールを混入した不凍液等を用いることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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