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KR20090010166A - 파워 모듈용 베이스 - Google Patents

파워 모듈용 베이스 Download PDF

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KR20090010166A
KR20090010166A KR1020087024785A KR20087024785A KR20090010166A KR 20090010166 A KR20090010166 A KR 20090010166A KR 1020087024785 A KR1020087024785 A KR 1020087024785A KR 20087024785 A KR20087024785 A KR 20087024785A KR 20090010166 A KR20090010166 A KR 20090010166A
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노부히로 와까바야시
신따로오 나까가와
시노부 야마우찌
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
쇼와 덴코 가부시키가이샤
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Abstract

파워 모듈용 베이스(1)는 고열전도성 재료로 이루어지는 방열 기판(2)과, 방열 기판(2)의 상면에 접합된 절연 기판(3)과, 절연 기판(3)의 상면에 설치된 배선층(8)과, 방열 기판(2)의 하면에 접합된 방열 핀(4)을 구비하고 있다. 방열 기판(2)의 상면에 방열 기판(2)보다도 두껍고 또한 절연 기판(3)을 통과시키는 관통 구멍(11)을 갖는 부품 장착판(5)을, 절연 기판(3)이 관통 구멍(11) 내에 위치하도록 접합한다.
이 파워 모듈용 베이스(1)에 따르면, 부품 장착판(5)의 상면을 평탄하게 보유 지지하는 것이 가능해져, 여기에 케이싱(13) 등의 파워 모듈에 필요한 다양한 부품을 장착할 수 있다.
Figure P1020087024785
파워 모듈용 베이스, 절연 기판, 방열 핀, 관통 구멍, 부품 장착판

Description

파워 모듈용 베이스 {BASE FOR POWER MODULE}
본 발명은 파워 모듈을 구성하는 파워 모듈용 베이스에 관한 것이다.
본 명세서 및 특허청구범위에 있어서,「알루미늄」이라고 하는 용어에는 「질화 알루미늄」,「산화 알루미늄」및「순(純) 알루미늄」으로 표현하는 경우를 제외하고, 순 알루미늄 외에 알루미늄 합금을 포함하는 것으로 한다. 또한, 본 명세서 및 특허청구범위에 있어서,「구리」라고 하는 용어에는 순 구리 외에 구리 합금을 포함하는 것으로 한다.
예를 들어 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등의 반도체 소자로 이루어지는 파워 디바이스를 구비한 파워 모듈에 있어서는, 반도체 소자로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열하여 반도체 소자의 온도를 소정 온도 이하로 유지할 필요가 있다. 그래서, 종래 한쪽 면에 알루미늄제 배선층이 형성되는 동시에, 다른 쪽 면에 알루미늄제 전열층이 형성된 세라믹스제 절연 기판과, 절연 기판의 전열층에 납땜된 알루미늄제 방열 기판과, 방열 기판에 있어서의 절연 기판에 납땜된 측과 반대측의 면에 납땜된 알루미늄제 히트 싱크로 이루어지고, 히트 싱크의 내부에 냉각액 유로가 형성된 파워 모듈용 베이스가 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1에 기재된 파워 모듈용 베이스에 있어서는, 절연 기판의 배선층 상에 파워 디바이스가 장착되고, 또한 방열 기판 상에 파워 디바이스에 필요한 다양한 부품, 예를 들어 절연 기판 및 파워 디바이스를 덮는 수지 케이싱이 장착되거나, 혹은 전기 배선 프레임이나 전자 부품 등이 장착되어 파워 모듈로서 이용된다. 이 파워 모듈은, 예를 들어 전동 모터를 구동원의 일부로 하는 하이브리드 카 등의 이동체의 인버터 회로에 적용됨으로써, 이동체의 운전 상황에 따라서 전동 모터에 공급하는 전력을 제어하도록 되어 있다.
그리고 파워 디바이스로부터 발생된 열은 배선층, 절연 기판, 전열층 및 방열 기판을 거쳐서 히트 싱크에 전달되고, 냉각액 유로 내를 흐르는 냉각액으로 방열된다.
그런데, 특허 문헌 1에 기재된 파워 모듈용 베이스에 있어서는 절연 기판, 방열 기판 및 히트 싱크의 납땜시의 가열시에 절연 기판, 방열 기판 및 히트 싱크가 열팽창되는 동시에 열팽창된 상태에서 납땜되고, 가열 종료 후 절연 기판, 방열 기판 및 히트 싱크가 열수축된다. 그런데, 비교적 선팽창 계수가 큰 알루미늄으로 이루어지는 방열 기판 및 히트 싱크는 납땜시의 가열에 의해 비교적 크게 열팽창하려고 하는 경향을 나타낸다. 한편, 절연 기판을 형성하는 세라믹스의 선팽창 계수는 알루미늄의 선팽창 계수보다도 작으므로, 납땜시의 가열에 의해서도 방열 기판 및 히트 싱크만큼 크게 열팽창하려고 하지 않는다. 그 결과, 방열 기판 및 히트 싱크의 열수축의 정도도 절연 기판보다도 커진다. 이로 인해, 아무 대책도 강구하지 않으면, 납땜 종료 후 상온까지 냉각되었을 때에 절연 기판, 방열 기판 및 히트 싱크가 열수축되면, 수축의 정도가 절연 기판보다도 방열 기판 및 히트 싱크 쪽이 커져, 방열 기판 및 히트 싱크가 절연 기판에 의해 인장되어 방열 기판에 휨 등의 변형이 발생한다. 그 결과, 방열 기판에 다양한 부품을 정확하게 장착할 수 없게 된다. 예를 들어, 절연 기판 및 파워 디바이스를 덮는 수지 케이싱의 경우, 수지 케이싱을 간극 없이 밀봉 상태에서 장착할 수 없게 될 우려가 있다. 또한, 전기 배선 프레임이나 전자 부품 등의 파워 모듈에 필요한 부품도 정확하게 장착할 수 없게 될 우려가 있다.
그리고 특허 문헌 1에 기재된 파워 모듈용 베이스에 있어서는, 방열 기판의 두께를 크게 함으로써 상술한 바와 같은 방열 기판 및 히트 싱크의 휨을 억제하고 있다. 그러나 방열 기판의 두께를 크게 하면, 파워 디바이스로부터 히트 싱크까지의 열전도의 경로가 길어져, 방열 성능이 저하되는 경우가 있다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 출원 공개 제2003-86744호 공보
본 발명의 목적은, 상기 문제를 해결하여 절연 기판 및 파워 디바이스를 덮는 케이싱과 같은 파워 모듈에 필요한 부품을 정확하게 장착할 수 있고, 게다가 방열 성능의 저하를 방지할 수 있는 파워 모듈용 베이스를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 이하의 형태로 이루어진다.
1) 고열전도성 재료로 이루어지는 방열 기판과, 방열 기판의 한쪽 면에 접합된 절연 기판과, 절연 기판에 있어서의 방열 기판에 접합된 측과 반대측의 면에 설치된 배선층과, 방열 기판의 다른 쪽 면에 접합된 방열 핀을 구비하고 있는 파워 모듈용 베이스이며,
방열 기판에 있어서의 절연 기판이 접합된 측의 면에, 방열 기판보다도 두껍고 또한 절연 기판을 통과시키는 관통 구멍을 갖는 부품 장착판이, 절연 기판이 관통 구멍 내에 위치하도록 접합되어 있는 파워 모듈용 베이스.
2) 방열 기판에 있어서의 방열 핀이 접합된 측의 면에, 방열 핀을 덮도록 냉각 재킷이 고정되어 있고, 냉각 재킷 내를 냉각액이 흐르도록 이루어져 있는 상기 1)에 기재된 파워 모듈용 베이스.
3) 절연 기판과 방열 기판, 방열 기판과 방열 핀, 및 방열 기판과 부품 장착판이 각각 납땜되어 있는 상기 1) 또는 2)에 기재된 파워 모듈용 베이스.
4) 냉각 재킷에 있어서의 방열 기판과 대향하는 벽 부분의 외면에 제2 부품 장착판이 접합되어 있는 상기 1) 내지 3) 중 어느 하나에 기재된 파워 모듈용 베이스.
5) 양 부품 장착판이 서로 결합되어 있는 상기 4)에 기재된 파워 모듈용 베이스.
6) 절연 기판에 있어서의 배선층이 설치된 측과는 반대측의 면에 고열전도성 재료로 이루어지는 전열층이 설치되고, 전열층과 방열 기판이 접합되어 있는 상기 1) 내지 5) 중 어느 하나에 기재된 파워 모듈용 베이스.
7) 절연 기판에 있어서의 배선층이 설치된 측과는 반대측의 면과 방열 기판이 직접 접합되어 있는 상기 1) 내지 5) 중 어느 하나에 기재된 파워 모듈용 베이스.
8) 절연 기판이 세라믹스에 의해 형성되어 있고, 당해 세라믹스가 질화 알루미늄, 산화 알루미늄 또는 질화 규소로 이루어지는 상기 1) 내지 7) 중 어느 하나에 기재된 파워 모듈용 베이스.
9) 배선층이 알루미늄 또는 구리로 이루어지는 상기 1) 내지 8) 중 어느 하나에 기재된 파워 모듈용 베이스.
10) 절연 기판과 방열 기판 사이에 고열전도성 재료로 이루어지는 응력 완화 부재가 개재되고, 응력 완화 부재가 절연 기판 및 방열 기판에 접합되어 있는 상기 1) 내지 9) 중 어느 하나에 기재된 파워 모듈용 베이스.
11) 응력 완화 부재가, 복수의 관통 구멍이 형성된 판 형상체로 이루어지는 상기 10)에 기재된 파워 모듈용 베이스.
12) 응력 완화 부재가, 판 형상 본체와 판 형상 본체의 적어도 한쪽 면에 서로 간격을 두고 일체로 형성된 복수의 돌기로 이루어지는 상기 10)에 기재된 파워 모듈용 베이스.
13) 응력 완화 부재가, 절연 기판의 선팽창 계수와 방열 기판의 선팽창 계수 사이의 선팽창 계수를 갖는 재료로 이루어지는 상기 10)에 기재된 파워 모듈용 베이스.
14) 응력 완화 부재가 다공질성 재료로 이루어지는 상기 10)에 기재된 파워 모듈용 베이스.
15) 상기 1) 내지 14) 중 어느 하나에 기재된 파워 모듈용 베이스와, 파워 모듈용 베이스의 절연 기판의 배선층 상에 장착된 파워 디바이스를 구비하고 있는 파워 모듈.
16) 부품 장착판 상에 장착되고, 또한 파워 모듈용 베이스의 절연 기판 및 파워 디바이스를 덮는 케이싱을 구비하고 있는 상기 15)에 기재된 파워 모듈.
상기 1)의 파워 모듈용 베이스에 따르면, 절연 기판, 방열 기판, 방열 핀 및 부품 장착판의 접합을, 예를 들어 납땜에 의해 행하는 경우, 납땜시의 가열시에 절연 기판, 방열 기판 및 부품 장착판이 열팽창되는 동시에, 열팽창된 상태에서 납땜되고, 가열 종료 후 절연 기판, 방열 기판 및 부품 장착판이 열수축된다. 그런데, 방열 기판은 예를 들어 알루미늄과 같은 고열전도성 재료로 형성되고, 그 선팽창 계수가 절연 기판의 선팽창 계수보다도 크기 때문에, 방열 기판의 열팽창의 정도는 절연 기판보다도 크고, 그 결과 방열 기판의 열수축의 정도도 절연 기판보다도 커진다. 이로 인해, 납땜 종료 후 상온까지 냉각되었을 때에 절연 기판 및 방열 기판이 열수축된 경우, 수축의 정도가 절연 기판보다도 방열 기판의 쪽이 커져, 방열 기판이 절연 기판에 의해 인장되어, 방열 기판에 휨과 같은 변형이 발생한다. 그러나 부품 장착판은 방열 기판보다도 두껍고 강성이 높으므로, 부품 장착판이 방열 기판의 변형의 영향을 받을 일은 없고, 부품 장착판에 있어서의 방열 기판과 접합된 면과는 반대측의 면은 평탄면 상태로 유지된다. 따라서, 다양한 부품을 정확하게 장착하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 파워 모듈용 베이스의 절연 기판 및 파워 디바이스를 덮는 케이싱을 부품 장착판에 장착할 때에 케이싱과 부품 장착판의 사이에 간극이 발생하는 것이 방지되어, 케이싱의 내부를 밀봉 상태로 할 수 있다. 또한, 전기 배선 프레임이나 전자 부품 등의 파워 모듈에 필요한 부품도 정확하게 장착할 수 있다.
게다가, 특허 문헌 1에 기재된 파워 모듈용 베이스의 경우와 같이, 방열 기판의 두께를 크게 할 필요가 없기 때문에, 파워 디바이스로부터 방열 핀까지의 열전도의 경로가 비교적 짧아져 방열 성능의 저하가 억제된다.
상기 2)의 파워 모듈용 베이스에 따르면, 절연 기판에 탑재된 파워 디바이스로부터 발생된 열은 절연 기판 및 방열 기판을 거쳐서 방열 핀에 전달되고, 방열 핀으로부터 냉각 재킷 내를 흐르는 냉각액으로 방열된다. 따라서, 방열 성능이 비교적 우수한 것으로 된다.
상기 3)의 파워 모듈용 베이스와 같이, 절연 기판과 방열 기판, 방열 기판과 방열 핀, 및 방열 기판과 부품 장착판이 각각 납땜되어 있는 경우, 납땜시의 가열시에 절연 기판, 방열 기판 및 부품 장착판이 열팽창되는 동시에, 열팽창된 상태에서 납땜되고, 가열 종료 후 절연 기판, 방열 기판 및 부품 장착판이 열수축된다. 그런데, 방열 기판은 예를 들어 알루미늄과 같은 고열전도성 재료로 형성되고, 그 선팽창 계수가 절연 기판의 선팽창 계수보다도 크기 때문에, 방열 기판의 열팽창의 정도는 절연 기판보다도 크고, 그 결과 방열 기판의 열수축의 정도도 절연 기판보다도 커진다. 이로 인해, 납땜 종료 후 상온까지 냉각되었을 때에 절연 기판 및 방열 기판이 열수축된 경우, 수축의 정도가 절연 기판보다도 방열 기판의 쪽이 커져 방열 기판이 절연 기판에 의해 인장되고, 방열 기판에 휨과 같은 변형이 발생한다. 그러나 부품 장착판은 방열 기판보다도 두꺼우며 강성이 높으므로, 부품 장착판이 방열 기판의 변형의 영향을 받을 일은 없고, 부품 장착판에 있어서의 방열 기판과 접합된 면과는 반대측의 면은 평탄면 상태로 유지된다. 따라서, 다양한 부품을 정확하게 장착하는 것이 가능해진다. 예를 들어, 파워 모듈용 베이스의 절연 기판 및 파워 디바이스를 덮는 케이싱을 부품 장착판에 장착할 때에 케이싱과 부품 장착판 사이에 간극이 발생하는 것이 방지되어, 케이싱의 내부를 밀봉 상태로 할 수 있다. 또한, 전기 배선 프레임이나 전자 부품 등의 파워 모듈에 필요한 부품도 정확하게 장착할 수 있다.
상기 4)의 파워 모듈용 베이스에 따르면, 제2 부품 장착판을 이용하여 파워 모듈 전체를 수납하는 하우징이나, 전기 배선 프레임이나 파워 모듈에 필요한 다양한 부품 등을 장착할 수 있다. 게다가, 이들 부품이 발열체인 경우에는, 냉각 재킷 내를 흐르는 냉각액에 의해 이들 발열 부품을 냉각할 수 있다.
상기 6)의 파워 모듈용 베이스에 따르면, 절연 기판에 탑재되는 파워 디바이스로부터 전달된 열이 전열층의 면 방향으로 확산되어 방열 기판에 전달되므로, 방열 기판, 나아가서는 방열 핀에의 전열성이 향상된다.
상기 10) 내지 14)의 파워 모듈용 베이스에 따르면, 절연 기판의 배선층 상에 파워 디바이스가 장착되어 파워 모듈이 구성된다. 이 파워 모듈은, 예를 들어 전동 모터를 구동원의 일부로 하는 하이브리드 카의 인버터 회로에 적용되고, 운전 상황에 따라서 전동 모터에 공급하는 전력을 제어한다. 그리고 파워 디바이스로부터 발생된 열은 배선층, 절연 기판 및 방열 기판을 거쳐서 방열 핀에 전달되고, 방열 핀으로부터 방열된다. 이때, 절연 기판과 방열 기판 사이에 고열전도성 재료로 이루어지는 응력 완화 부재가 개재되고, 응력 완화 부재가 절연 기판 및 방열 기판에 접합되어 있으므로 다음과 같은 효과를 발휘한다. 즉, 파워 디바이스로부터 발생되는 열에 의해 고온(예를 들어, 150 ℃ 정도)으로 가열되므로, 절연 기판 및 방열 기판은 열팽창하려고 한다. 특히, 방열 기판이 비교적 열전도성이 우수한 알루미늄으로 형성되어 있는 경우, 알루미늄의 선팽창 계수가 절연 기판에 비해 크기 때문에, 방열 기판과 절연 기판의 열팽창차에 의해 방열 기판이 절연 기판으로 인장되어 휘려고 하여 열응력이 발생한다. 그러나 응력 완화 부재의 작용에 의해 열응력이 완화되므로, 절연 기판에 크랙이 발생하거나 절연 기판과 응력 완화 부재의 접합부에 크랙이 발생하거나, 방열 기판에 휨이 발생하는 것이 방지된다. 따라서, 방열 성능이 장기간에 걸쳐 유지된다.
도1은 본 발명에 따른 파워 모듈용 베이스를 이용한 파워 모듈의 수직 확대 단면도이다.
도2는 절연 기판과 방열 기판 사이에 배치되어 양자에 접합되는 응력 완화 부재의 예를 도시하는 사시도이다.
도3은 절연 기판과 방열 기판 사이에 배치되어 양자에 접합되는 응력 완화 부재의 다른 예를 도시하는 사시도이다.
도4는 절연 기판과 방열 기판 사이에 배치되어 양자에 접합되는 응력 완화 부재의 또 다른 예를 도시하는 사시도이다.
도5는 도2 내지 도4에 도시하는 응력 완화 부재가 파워 모듈용 베이스에 있어서의 절연 기판의 전열층과 방열 기판 사이에 개재되어, 전열층 및 방열 기판에 납땜된 예를 도시하는 도1 상당의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 도1의 상하, 좌우를 상하, 좌우로 하는 것으로 한다.
도1은 본 발명에 따른 파워 모듈용 베이스를 이용한 파워 모듈의 전체 구성을 도시한다.
도1에 있어서, 파워 모듈용 베이스(1)는 방열 기판(2)과, 방열 기판(2)의 상면에 납땜된 절연 기판(3)과, 방열 기판(2)의 하면에 납땜된 방열 핀(4)과, 방열 기판(2)의 상면에 있어서의 절연 기판(3)의 주위의 부분에 납땜된 상측 부품 장착판(5)과, 방열 기판(2)의 하면에 방열 핀(4)을 덮도록 고정된 냉각 재킷(6)과, 냉각 재킷(6)의 하면에 납땜된 하측 부품 장착판(7)(제2 부품 장착판)을 구비하고 있다.
방열 기판(2)은 알루미늄, 구리 등의 고열전도성 재료, 여기서는 알루미늄으로 형성되어 있다. 방열 기판(2)의 두께는 0.1 내지 1.0 ㎜인 것이 바람직하고, 0.4 ㎜ 정도인 것이 바람직하다.
절연 기판(3)은 필요해지는 절연 특성, 열전도율 및 기계적 강도를 만족시키고 있으면 어떠한 절연 재료로 형성되어 있어도 좋지만, 예를 들어 세라믹으로 형성되는 경우, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 질화 규소 등이 이용된다. 절연 기판(3)의 두께는 0.1 내지 1 ㎜인 것이 바람직하다. 절연 기판(3) 상면에 배선층(8)이 설치되는 동시에 하면에 전열층(9)이 설치되어 있다. 배선층(8)은 도전성이 우수한 알루미늄, 구리 등의 금속에 의해 형성되지만, 전기 전도율이 높고, 변 형 능력이 높고, 게다가 반도체 소자와의 납땜성이 우수한 순도가 높은 순 알루미늄에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 전열층(9)은 열전도성이 우수한 알루미늄, 구리 등의 금속에 의해 형성되지만, 열전도율이 높고, 변형 능력이 높고, 게다가 용융된 납땜재와의 젖음성이 우수한 순도가 높은 순 알루미늄에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 배선층(8) 및 전열층(9)은 동일 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 배선층(8) 및 전열층(9)의 두께는 0.1 내지 1.0 ㎜인 것이 바람직하고, 0.6 ㎜ 정도인 것이 바람직하다. 그리고 전열층(9)이 방열 기판(2)에 납땜되어 있다. 또한, 배선층(8) 및 전열층(9)이 미리 설치된 절연 기판(3)으로서는, DBA(Direct Brazed Aluminum, 등록 상표) 기판이나, DBC(Direct Bonded Copper, 등록 상표) 기판 등을 이용할 수 있다.
방열 핀(4)은 알루미늄, 구리 등의 고열전도성 재료, 여기서는 알루미늄으로 형성되어 있고, 파형 정상부, 파형 바닥부 및 파형 정상부와 파형 바닥부를 연결하는 연결부로 이루어지는 콜게이트 형상이며, 파형 정상부 및 파형 바닥부의 길이 방향을 도1의 지면(紙面) 표리 방향을 향해 방열 기판(2)에 납땜되어 있다. 방열 핀(4)의 두께는 0.5 ㎜, 핀 높이 10 ㎜, 핀 피치 1.3 ㎜ 정도이다.
상측 부품 장착판(5)은 방열 기판(2)과 동일한 재료, 여기서는 알루미늄으로 형성되어 있고, 그 상면은 평탄면으로 되어 있다. 상측 부품 장착판(5)에는 절연 기판(3)을 통과시키기 위한 관통 구멍(11)이 형성되어 있다. 또한, 상측 부품 장착판(5)은 방열 기판(2)보다도 두껍고, 상측 부품 장착판(5)의 두께는 1.0 내지 3.0 ㎜인 것이 바람직하고, 2 ㎜ 정도인 것이 바람직하다. 이 경우, 상측 부품 장 착판(5)의 강성을 방열 기판(2)의 강성보다도 충분히 높게 하는 것이 가능해져, 후술하는 파워 모듈용 베이스(1)의 제조시에 상측 부품 장착판(5)의 변형이 방지된다. 그리고 상측 부품 장착판(5)은 절연 기판(3)이 관통 구멍(11) 내에 위치하도록 방열 기판(2)의 상면에 납땜되어 있다.
또한, 방열 기판(2)의 상면에 복수의 절연 기판(3)이 납땜되어 있는 경우, 상측 부품 장착판(5)에는 절연 기판(3)을 통과시키는 관통 구멍이 절연 기판(3)과 동일 개수 형성되거나, 모든 절연 기판(3)을 통과시키는 1개의 관통 구멍이 형성되거나, 혹은 하나 또는 복수의 절연 기판(3)을 통과시키는 관통 구멍이 절연 기판(3)의 개수보다도 적게 형성된다.
냉각 재킷(6)은 방열 기판(2)과 동일한 재료, 여기서는 알루미늄으로 형성되어 있고, 방열 기판(2)의 하면에 납땜된 금속제, 여기서는 알루미늄제 주위벽(6a)과, 주위벽(6a)에 납땜되고 또한 주위벽의 하단부 개구를 막는 저벽(底壁)(6b)에 의해 전체적으로 상자 형상으로 이루어져 있다. 도시는 생략하였지만, 냉각 재킷(6)의 주위벽(6a)에 냉각액 입구 파이프 및 냉각액 출구 파이프가 접속되어 있고, 냉각액 입구 파이프로부터 송입된 냉각액이 냉각 재킷(6) 내를 흘러, 냉각액 출구 파이프로부터 송출되도록 되어 있다.
하측 부품 장착판(7)은 상측 부품 장착판(5)과 동일한 재료, 여기서는 알루미늄으로 형성되어 있고, 냉각 재킷(6)의 저벽(6b)의 하면에 납땜되어 있다. 상측 부품 장착판(5)의 주연부와, 하측 부품 장착판(7)의 주연부 사이에는 관통 형상의 나사 구멍(12a)을 갖는 복수의 암나사 부재(12)가 주위 방향으로 적당한 간격을 두 고 배치되어 있고, 상측 부품 장착판(5) 및 하측 부품 장착판(7)에 납땜되고, 상하 양쪽 부품 장착판(5, 7)이 서로 결합되어 있다. 또한, 상측 부품 장착판(5) 및 하측 부품 장착판(7)에 있어서의 암나사 부재(12)의 나사 구멍(12a)과 대응하는 부분에는 각각 관통 구멍(5a, 7a)이 형성되어 있다. 또한, 도시는 생략하였지만, 암나사 부재(12)가 배치되어 있지 않은 부분에 있어서는 상측 부품 장착판(5)의 주연부의 소요 부위 및 하측 부품 장착판(7)의 주연부의 소요 부위는 각각 서로 다른 쪽측으로 돌출되도록 절곡되어 있고, 양 판(5, 7)의 절곡부가 서로 납땜되어 있다.
또한, 파워 모듈용 베이스(1)에 있어서 절연 기판(3)의 하면에 전열층(9)이 형성되지 않고, 절연 기판(3)이 직접 방열 기판(2)에 납땜되는 경우가 있다.
파워 모듈용 베이스(1)는 다음과 같이 하여 제조된다.
즉, 절연 기판(3)의 하면에 방열 기판(2)을 적층하고, 방열 기판(2)의 상면에, 상측 부품 장착판(5)을 절연 기판(3)이 관통 구멍(11) 내에 위치하도록 적층한다. 또한, 방열 기판(2)의 하면에 방열 핀(4), 냉각 재킷(6)의 주위벽(6a) 및 저벽(6b)을 배치한다. 또한, 냉각 재킷(6)의 저벽(6b)의 하면에 하측 부품 장착판(7)을 적층하고, 상측 부품 장착판(5)과 하측 부품 장착판(7) 사이에 암나사 부재(12)를 배치한다. 방열 기판(2)과 절연 기판(3)의 전열층(9)과의 사이, 방열 기판(2)과 방열 핀(4) 및 주위벽(6a)과의 사이 및 방열 기판(2)과 상측 부품 장착판(5)과의 사이, 저벽(6b)과 방열 핀(4) 및 주위벽(6a)과의 사이, 저벽(6b)과 하측 부품 장착판(7)과의 사이 및 암나사 부재(12)와 상측 부품 장착판(5) 및 하측 부품 장착판(7)과의 사이에는 각각 Al-Si계 합금, Al-Si-Mg계 합금 등으로 이루어지는 시트 형상 알루미늄 납땜재를 개재시켜 둔다. 또한, 양 판(5, 7)의 절곡부 사이에도 Al-Si계 합금, Al-Si-Mg계 합금 등으로 이루어지는 알루미늄 납땜재를 개재시켜 둔다.
이어서, 방열 기판(2), 절연 기판(3), 방열 핀(4), 상측 부품 장착판(5), 냉각 재킷(6)의 주위벽(6a) 및 저벽(6b), 하측 부품 장착판(7) 및 암나사 부재(12)를 적당한 수단으로 임시 고정하고, 접합면에 적당한 하중을 가하면서 진공 분위기 중 또는 불활성 가스 분위기 중에 있어서 570 내지 6O0 ℃로 가열함으로써, 방열 기판(2)과 절연 기판(3)의 전열층(9), 방열 기판(2)과 방열 핀(4), 방열 기판(2)과 상측 부품 장착판(5), 방열 기판(2)과 주위벽(6a), 방열 핀(4) 및 주위벽(6a)과 저벽(6b), 저벽(6)과 하측 부품 장착판(7), 상측 부품 장착판(5) 및 하측 부품 장착판(7)과 암나사 부재(12)를 각각 동시에 납땜한다. 이와 같이 하여, 파워 모듈용 베이스(1)가 제조된다.
상술한 납땜시의 가열시에는 절연 기판(3), 배선층(8), 전열층(9), 방열 기판(2), 방열 핀(4), 상측 부품 장착판(5), 주위벽(6a), 저벽(6b), 하측 부품 장착판(7) 및 암나사 부재(12)가 열팽창되는 동시에, 열팽창된 상태에서 납땜되고, 가열 종료 후 이들은 열수축된다. 여기서, 방열 기판(2)의 열팽창의 정도는 절연 기판(3)보다도 크고, 그 결과 방열 기판(2)의 열수축의 정도도 절연 기판(3)보다도 커진다. 이로 인해, 납땜 종료 후 상온까지 냉각되었을 때에 절연 기판(3) 및 방열 기판(2)이 열수축된 경우, 수축의 정도가 절연 기판(3)보다도 방열 기판(2)의 쪽이 커져, 방열 기판(2)이 절연 기판(3)에 의해 인장되어 휘도록 변형된다. 그러 나 방열 기판(2)이 변형되었다고 해도, 상측 부품 장착판(5)이 방열 기판(2)보다도 두꺼우며 강성이 높고, 게다가 상측 부품 장착판(5) 및 방열 기판(2)이 모두 알루미늄으로 이루어지고 또한 양자의 선팽창 계수의 차가 거의 없으므로, 방열 기판(2)의 변형이 상측 부품 장착판(5)에 영향을 미치는 일은 없다. 따라서, 상측 부품 장착판(5)의 평탄도는 유지되고, 상측 부품 장착판(5)의 상면은 평탄면 상태로 유지된다.
상술한 파워 모듈용 베이스(1)에 따르면, 절연 기판(3)의 배선층(8) 상에 파워 디바이스(P)가, 예를 들어 납땜부에서 접합됨으로써 장착되고, 또한 파워 모듈용 베이스(1)의 절연 기판(3) 및 파워 디바이스(P)를 덮는 수지 케이싱(13)이 상측 부품 장착판(5)에 장착됨으로써 파워 모듈이 구성된다. 수지 케이싱(13)의 하단부 개구의 주연부에는 외향 플랜지(13a)가 형성되어 있고, 외향 플랜지(13a)를 상방으로부터 관통시키는 동시에 관통 구멍(5a)에 관통된 수나사(14)를 암나사 부재(12)의 암나사 구멍(12a) 내에 나사 끼움으로써, 수지 케이싱(13)이 상측 부품 장착판(5)에 장착되어 있다. 여기서, 상측 부품 장착판(5)의 상면이 평탄면이기 때문에, 수지 케이싱(13)을 상측 부품 장착판(5)에 장착할 때에 수지 케이싱(13)의 외향 플랜지(13a)와 상측 부품 장착판(5) 사이에 간극이 발생하는 것이 방지되어, 수지 케이싱(13)의 내부를 밀봉 상태로 할 수 있다. 또한, 상측 부품 장착판(5)에는 전기 배선 프레임이나 전자 부품 등의 파워 모듈에 필요한 부품도 정확하게 장착할 수 있다.
또한, 하측 부품 장착판(7)을 이용하여, 파워 모듈 전체를 수납하는 하우징 이나, 전기 배선 프레임이나, 전자 부품 등의 파워 모듈에 필요한 다양한 부품이 장착된다.
상술한 파워 모듈은, 예를 들어 전동 모터를 구동원의 일부로 하는 하이브리드 카의 인버터 회로에 적용되고, 운전 상황에 따라서 전동 모터에 공급하는 전력을 제어한다.
이때, 파워 디바이스(P)로부터 발생된 열은 배선층(8), 절연 기판(3), 전열층(9) 및 방열 기판(2)을 거쳐서 방열 핀(4)에 전달되고, 방열 핀(4)으로부터 냉각 재킷(6) 내를 흐르는 냉각액으로 방열된다.
상술한 파워 모듈용 베이스(1)에 있어서, 절연 기판(3)의 전열층(9)과 방열 기판(2) 사이에 고열전도성 재료로 이루어지는 응력 완화 부재가 개재되어, 응력 완화 부재가 전열층(9) 및 방열 기판(2)에 납땜되는 경우가 있다.
응력 완화 부재를 갖는 파워 모듈용 베이스(1)를 사용한 파워 모듈의 경우, 파워 디바이스(P)로부터 발생된 열은 배선층(8), 절연 기판(3), 전열층(9) 및 방열 기판(2)을 거쳐서 방열 핀(4)에 전달되고, 방열 핀(4)으로부터 냉각 재킷(6) 내를 흐르는 냉각액으로 방열된다. 이때, 절연 기판(3) 및 방열 기판(2)은 파워 디바이스(P)로부터 발생되는 열에 의해 고온(예를 들어, 150 ℃ 정도)으로 가열되므로 열팽창하려고 한다. 특히, 방열 기판(2)이 비교적 열전도성이 우수한 알루미늄으로 형성되어 있는 경우, 알루미늄의 선팽창 계수가 절연 기판(3)에 비해 크기 때문에, 방열 기판(2)과 절연 기판(3)의 열팽창 차에 의해 방열 기판(2)이 절연 기판(3)으로 인장되어 휘려고 한다. 그러나 응력 완화 부재의 작용에 의해, 방열 기판(2)을 인장하는 힘이 완화되어, 방열 기판(2)에 있어서의 휨의 발생이 억제된다.
또한, 응력 완화 부재를 갖는 파워 모듈용 베이스(1)를 사용한 파워 모듈이 저온 환경하(예를 들어, -50 ℃ 정도)에 장시간 방치된 경우, 절연 기판(3)과 방열 기판(2)의 선팽창 계수의 차에 기인하여 방열 기판(2)이 절연 기판(3)의 구속하에서 수축되어 휘려고 한다. 그러나 응력 완화 부재의 작용에 의해, 방열 기판(2)을 인장하는 힘이 완화되어 방열 기판(2)에 있어서의 휨의 발생이 억제된다.
또한, 응력 완화 부재를 갖는 파워 모듈용 베이스(1)의 제조에 있어서, 모든 부재를 납땜하는 경우 납땜시의 가열시에 절연 기판(3) 및 방열 기판(2)이 열팽창되는 동시에, 열팽창된 상태에서 납땜되고, 가열 종료 후 절연 기판(3) 및 방열 기판(2)이 열수축된다. 그런데, 방열 기판(2)은 예를 들어 알루미늄과 같은 고열전도성 재료로 형성되고, 그 선팽창 계수가 절연 기판(3)의 선팽창 계수보다도 크기 때문에, 방열 기판(2)의 열팽창의 정도는 절연 기판(3)보다도 크고, 그 결과 방열 기판(2)의 열수축의 정도도 절연 기판(3)보다도 커진다. 이로 인해, 납땜 종료 후 상온까지 냉각되었을 때에 절연 기판(3) 및 방열 기판(2)이 열수축된 경우, 수축의 정도가 절연 기판(3)보다도 방열 기판(2)의 쪽이 커져, 방열 기판(2)이 절연 기판(3)에 의해 인장되어 휘려고 한다. 그러나 응력 완화 부재의 작용에 의해, 방열 기판(2)을 인장하는 힘이 완화되어, 방열 기판(2)에 있어서의 휨의 발생이 억제된다.
응력 완화 부재의 예를 도2 내지 도4에 도시한다.
도2에 도시하는 응력 완화 부재(20)는 알루미늄제 판 형상체(21)에, 복수의 비각형(非角形), 여기서는 원형 관통 구멍(22)이 지그재그 배치 형상으로 형성된 것이며, 관통 구멍(22)이 응력 흡수 공간으로 되어 있다. 원형 관통 구멍(22)은 판 형상체(21)에 있어서의 적어도 절연 기판(3)의 주연부와 대응하는 위치, 즉 판 형상체(21)에 있어서의 절연 기판(3)의 주연부와 대응하는 주연부를 포함하여 전체적으로 형성되어 있다. 판 형상체(21)는 열전도율이 높고, 납땜시의 가열에 의해 강도가 저하되어 변형 능력이 높고, 게다가 용융된 납땜재와의 젖음성이 우수한 순도 99 ％ 이상, 바람직하게 순도 99.5 ％ 이상의 순 알루미늄에 의해 형성되어 있는 것이 좋다. 판 형상체(21)의 두께는 0.3 내지 3 ㎜인 것이 바람직하고, 0.3 내지 1.5 ㎜인 것이 바람직하다. 관통 구멍(22)의 원 상당 직경, 여기서는 관통 구멍(22)이 원형이기 때문에, 그 구멍 직경은 1 내지 4 ㎜인 것이 바람직하다. 또한, 판 형상체(21)의 한쪽 면의 면적에 대한 모든 관통 구멍(22)의 면적의 합계의 비율이 3 내지 50 ％의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
또한, 도2에 도시하는 응력 완화 부재(20)에 있어서, 판 형상체(21)의 주연부에만 복수의 원형 관통 구멍(22)이 형성되어 있어도 좋다. 이 경우에도, 판 형상체(21)의 한쪽 면의 면적에 대한 모든 관통 구멍(22)의 면적의 합계의 비율은, 도2에 도시하는 응력 완화 부재(20)의 경우와 마찬가지로, 3 내지 50 ％의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 또한, 도2에 도시하는 응력 완화 부재(20)에 있어서 원형 관통 구멍(22) 대신에, 사각형 관통 구멍이 형성되어 있어도 좋다. 즉, 관통 구멍의 형상, 배치는 적절하게 변경 가능하다. 또한, 관통 구멍(22) 대신에, 판 형상체(21)의 적어도 어느 한쪽 면에 복수의 오목부가 형성되어 있어도 좋다. 이 경우, 오목부로서는 오목 구면 형상, 원뿔대 형상, 사각뿔 형상, 직육면체 형상, 홈 형상 등인 것이 이용된다. 오목부의 형상, 배치는 적절하게 변경 가능하다. 또한, 판 형상체(21)에는 관통 구멍과 오목부가 혼재하도록 형성되어 있어도 좋다.
도3에 도시하는 응력 완화 부재(30)는 알루미늄, 예를 들어 냉간 단조(鍛造)에 의해 형성된 것이며, 판 형상 본체(31)와, 판 형상 본체(31)의 상면에 지그재그 배치 형상으로 간격을 두고 형성된 복수의 중실 원기둥 형상 돌기(32)로 이루어진다. 그리고 돌기(32)의 선단부면이 전열층(9)에 납땜되고, 판 형상 본체(31)의 하면이 방열 기판(2)에 납땜되어 있다. 응력 완화 부재(30)는 열전도율이 높고, 납땜시의 가열에 의해 강도가 저하되어 변형 능력이 높고, 게다가 용융된 납땜재와의 흡습성이 우수한 순도 99 ％ 이상, 바람직하게 순도 99.5 ％ 이상의 순 알루미늄에 의해 형성되어 있는 것이 좋다.
판 형상 본체(31)의 두께는 0.5 내지 3 ㎜인 것이 바람직하다. 판 형상 본체(31)의 두께가 지나치게 얇으면, 절연 기판(3)과 방열 기판(2)의 선팽창 계수의 차이에 기인하여 파워 모듈용 디바이스(1)에 열응력이 발생된 경우의 응력 완화 부재(30)의 변형이 불충분해져, 응력 완화 부재(30)에 의한 응력 완화 성능이 충분하지 않게 될 우려가 있고, 이 두께가 지나치게 두꺼우면 열전도성이 저하되어 방열 성능이 저하될 우려가 있기 때문이다.
파워 모듈용 디바이스(1)에 발생하는 열응력이 비교적 큰 경우에는, 돌기(32)의 돌출 높이가 횡단면의 외경보다도 크게 되어 있는 것이 바람직하고, 돌기(32)의 돌출 높이는 0.8 ㎜를 초과하고 1.5 ㎜ 이하이며, 횡단면의 외경은 0.8 ㎜ 이상 1.5㎜ 미만인 것이 보다 바람직하다. 돌기(32)의 돌출 높이가 지나치게 낮고, 또한 돌기(32)의 횡단면의 외경이 지나치게 크면, 절연 기판(3)과 방열 기판(2)의 선팽창 계수의 차이에 기인하여 열응력이 발생된 경우의 응력 완화 부재(30)의 변형이 불충분해져, 응력 완화 부재(30)에 의한 응력 완화 성능이 충분하지 않게 될 우려가 있고, 돌기(32)의 돌출 높이가 지나치게 높고, 또한 돌기(32)의 횡단면의 외경이 지나치게 작으면, 열전도성이 저하되어 방열 성능이 저하될 우려가 있기 때문이다.
또한, 파워 모듈용 디바이스(1)에 발생하는 열응력이 비교적 작은 경우에는, 돌기(32)의 돌출 높이가 횡단면의 외경보다도 작게 되어 있는 것이 바람직하고, 돌기(32)의 돌출 높이는 0.5 내지 0.8 ㎜, 횡단면의 외경은 1.5 내지 3 ㎜인 것이 보다 바람직하다. 돌기(32)의 돌출 높이가 지나치게 낮고, 또한 돌기(32)의 횡단면의 외경이 지나치게 크면, 절연 기판(3)과 방열 기판(2)의 선팽창 계수의 차이에 기인하여 파워 모듈용 디바이스(1)에 열응력이 발생된 경우의 응력 완화 부재(30)의 변형이 불충분해져, 응력 완화 부재(30)에 의한 응력 완화 성능이 충분하지 않게 될 우려가 있고, 돌기(32)의 돌출 높이가 지나치게 높고, 또한 돌기(32)의 횡단면의 외경이 지나치게 작으면, 열전도성이 저하되어 방열 성능이 저하될 우려가 있기 때문이다.
또한, 도3에 도시하는 응력 완화 부재(30)를 고열전도성 재료, 여기서는 알루미늄으로 이루어지고, 또한 응력 완화 부재(30)의 돌기(32)를 통과시키는 복수의 관통 구멍을 갖는 열전도판과 조합하여 사용해도 좋다. 이 열전도판은 관통 구멍 에 돌기(32)를 통과시킨 상태에서, 응력 완화 부재(30)에 있어서의 판 형상 본체(31)의 상면에 배치되고, 절연 기판(3)의 전열층(9) 및 응력 완화 부재(30)의 판 형상 본체(31)에 납땜된다. 여기서, 돌기(32)의 외주면과 관통 구멍의 내주면의 사이 및 응력 완화 부재(30)의 판 형상 본체(31)의 상면과 열전도판의 하면의 사이에는 각각 간극을 존재시키는 것이 바람직하다. 이 경우, 이들 간극에 고열전도성 그리스 또는 열전도 수지가 충전되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 절연 기판(3)의 전열층(9)과 방열 기판(2) 사이에, 도3에 도시하는 응력 완화 부재(30)가 2매 배치되어 있어도 좋다. 이 경우, 상측의 응력 완화 부재(30)는 돌기(32)가 하향으로 되도록 배치되고, 하측의 응력 완화 부재(30)는 돌기(32)가 상향으로 되도록 배치되고, 상측 응력 완화 부재(30)의 판 형상 본체(31)의 상면이 절연 기판(3)의 전열층(9)에 납땜되는 동시에, 하측 응력 완화 부재(30)의 판 형상 본체(31)의 하면이 방열 기판(2)에 납땜된다. 또한, 도3에 도시하는 응력 완화 부재(30)에 있어서, 돌기(32)에 상하 방향으로 신장되는 관통 구멍이 형성되어 있어도 좋다. 또한, 도3에 도시하는 응력 완화 부재(30)에 있어서, 돌기의 형상은 적절하게 변경 가능하다.
도4에 도시하는 응력 완화 부재(40)는, 다공질 재료로 형성된 판 형상체(41)로 이루어진다. 판 형상체(41)는 알루미늄 등의 금속 섬유로 이루어지는 직물 및 부직포, 탄소 섬유로 이루어지는 직물 및 부직포, 세라믹스 섬유로 이루어지는 직물 및 부직포 등을 이용하여 형성된다.
또한, 도시는 생략하였지만, 절연 기판(3)의 전열층(9)과 방열 기판(2) 사이 에 개재되는 응력 완화 부재로서는, 절연 기판(3)의 선팽창 계수와, 방열 기판(2)의 선팽창 계수의 중간의 선팽창 계수를 갖는 재료로 이루어지는 판 형상체가 이용되는 경우가 있다. 예를 들어, 절연 기판(3)이 세라믹스제이고, 방열 기판(2)이 알루미늄제인 경우, 응력 완화 부재의 판 형상체는 선팽창 계수가 12 × 10-6/℃ 정도인 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
도5에, 상술한 응력 완화 부재(20, 30, 40)가, 파워 모듈용 베이스(1)에 있어서의 절연 기판(3)의 전열층(9)과 방열 기판(2) 사이에 개재되고, 전열층(9) 및 방열 기판(2)에 납땜된 예를 도시한다.
상술한 응력 완화 부재(20, 30, 40)를 구비한 파워 모듈용 베이스에 있어서, 절연 기판(3)의 전열층(9)과 방열 기판(2) 사이에 고열전도성 재료로 이루어지는 응력 완화 부재가 개재되는 대신에, 전열층(9)으로 바꾸어 상술한 바와 같은 응력 완화 부재가 배치되고, 응력 완화 부재가 절연 기판(3)에 직접 납땜되는 동시에, 방열 기판(2)에 납땜되는 경우도 있다.
본 발명의 파워 모듈용 베이스는, 파워 디바이스를 구비한 파워 모듈을 구성하고, 반도체 소자로부터 발생되는 열을 효율적으로 방열하는 데 적절하게 사용된다. 그리고 본 발명의 파워 모듈용 베이스에 따르면, 파워 모듈에 필요한 다양한 부품을 정확하게 장착하는 것이 가능해진다.

Claims (16)

  1. 고열전도성 재료로 이루어지는 방열 기판과, 방열 기판의 한쪽 면에 접합된 절연 기판과, 절연 기판에 있어서의 방열 기판에 접합된 측과 반대측의 면에 설치된 배선층과, 방열 기판의 다른 쪽 면에 접합된 방열 핀을 구비하고 있는 파워 모듈용 베이스이며,
    방열 기판에 있어서의 절연 기판이 접합된 측의 면에, 방열 기판보다도 두껍고 또한 절연 기판을 통과시키는 관통 구멍을 갖는 부품 장착판이, 절연 기판이 관통 구멍 내에 위치하도록 접합되어 있는 파워 모듈용 베이스.
  2. 제1항에 있어서, 방열 기판에 있어서의 방열 핀이 접합된 측의 면에, 방열 핀을 덮도록 냉각 재킷이 고정되어 있고, 냉각 재킷 내를 냉각액이 흐르도록 이루어져 있는 파워 모듈용 베이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 절연 기판과 방열 기판, 방열 기판과 방열 핀, 및 방열 기판과 부품 장착판이 각각 납땜되어 있는 파워 모듈용 베이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각 재킷에 있어서의 방열 기판과 대향하는 벽 부분의 외면에 하측 부품 장착판이 접합되어 있는 파워 모듈용 베이스.
  5. 제4항에 있어서, 양 부분 장착판이 서로 결합되어 있는 파워 모듈용 베이스.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 기판에 있어서의 배선층이 설치된 측과는 반대측의 면에 고열전도성 재료로 이루어지는 전열층이 설치되고, 전열층과 방열 기판이 접합되어 있는 파워 모듈용 베이스.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 기판에 있어서의 배선층이 설치된 측과는 반대측의 면과 방열 기판이 직접 접합되어 있는 파워 모듈용 베이스.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 기판이 세라믹스에 의해 형성되어 있고, 당해 세라믹스가 질화 알루미늄, 산화 알루미늄 또는 질화 규소로 이루어지는 파워 모듈용 베이스.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 배선층이 알루미늄 또는 구리로 이루어지는 파워 모듈용 베이스.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 절연 기판과 방열 기판 사이에 고열전도성 재료로 이루어지는 응력 완화 부재가 개재되고, 응력 완화 부재가 절연 기판 및 방열 기판에 접합되어 있는 파워 모듈용 베이스.
  11. 제10항에 있어서, 응력 완화 부재가, 복수의 관통 구멍이 형성된 판 형상체로 이루어지는 파워 모듈용 베이스.
  12. 제10항에 있어서, 응력 완화 부재가, 판 형상 본체와, 판 형상 본체의 적어도 한쪽 면에 서로 간격을 두고 일체로 형성된 복수의 돌기로 이루어지는 파워 모듈용 베이스.
  13. 제10항에 있어서, 응력 완화 부재가, 절연 기판의 선팽창 계수와 방열 기판의 선팽창 계수 사이의 선팽창 계수를 갖는 재료로 이루어지는 파워 모듈용 베이스.
  14. 제10항에 있어서, 응력 완화 부재가 다공질성 재료로 이루어지는 파워 모듈용 베이스.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 파워 모듈용 베이스와, 파워 모듈용 베이스의 절연 기판의 배선층 상에 장착된 파워 디바이스를 구비하고 있는 파워 모듈.
  16. 제15항에 있어서, 부품 장착판 상에 장착되고, 또한 파워 모듈용 베이스의 절연 기판 및 파워 디바이스를 덮는 케이싱을 구비하고 있는 파워 모듈.
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