JP6324539B2

JP6324539B2 - 半導体モジュール

Info

Publication number: JP6324539B2
Application number: JP2016565791A
Authority: JP
Inventors: 肇加藤; 三紀夫石原; 井本　裕児; 裕児井本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2018-05-16
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: CN107112316B; US20170278770A1; DE112014007285T5; WO2016103436A1; DE112014007285B4; JPWO2016103436A1; US10211122B2; CN107112316A

Description

本発明は半導体モジュールに関し、例えば水冷ジャケットを取り付けて使用する車載用途の半導体モジュールに関する。

従来の半導体モジュールは、動作時における半導体素子等を配置するベース板の反りが問題となっていた。例えば、特許文献１に記載のパワーモジュールは、２枚の絶縁基板の間に金属層を挟んで対称に近い構造とすることにより、ベース板の反りを低減している。

特開２０１４−１６５２４０号公報

磯部保明、竹内桂三、「アルミ合金製熱交換器の防食技術」、デンソーテクニカルレビュー、１９９９年、Ｖｏｌ．４、Ｎｏ．２、ｐ．６４−７１

しかしながら、特許文献１に記載のパワーモジュールは、ベース板の加熱変形を防止するために２枚のセラミックス絶縁基板が必要となり、製造コストが増大する問題があった。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、安価で放熱性の高い半導体モジュールの提供を目的とする。

本発明に係る半導体モジュールは、中空のケースと、ケースの中空の部分に対応する第１部分と、ケースの本体部分に対応する第２部分とを備え、第２部分を介してケースの底面に取り付けられる、アルミ合金製のベース板と、ベース板の第１部分上に配設されるセラミックス絶縁基板と、セラミックス絶縁基板上に配設される配線パターンと、配線パターン上に配設される半導体素子と、半導体素子上に接続される金属配線板と、セラミックス絶縁基板、配線パターン、半導体素子および金属配線板が配設されたケースの中空の部分を封止する封止樹脂と、を備える。

本発明に係る半導体モジュールでは、ベース板をアルミ合金製とする。これにより、ベース板の耐食性と剛性を向上させることができる。また、ベース板の剛性が向上することにより、ベース板をより薄く設計することができるため熱抵抗が低減され、放熱性が向上する。また、鍛造性に優れるアルミ合金を使用することで、ベース板の放熱面側にピンフィンを一体形成する場合、抜き勾配の少ない円柱に近いピンや、円柱より表面面積が広い角柱ピンが形成できる。これにより、熱伝達性能が上がり、放熱性が向上する。

この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによってより明白となる。

実施の形態１に係る半導体モジュールおよび水冷ジャケットの断面図である。実施の形態１に係る半導体モジュールの平面図である。実施の形態１に係る半導体モジュールの結線図である。実施の形態１に係る半導体モジュールにおいて配線パターンの厚みと絶縁基板側アルミ層の厚みの比を変化させたときのベース板の反り量を示す図である。実施の形態２に係る半導体モジュールの断面図である。実施の形態２に係る半導体モジュールの平面図である。実施の形態３に係る半導体モジュールの断面図である。実施の形態４に係る半導体モジュールの断面図である。実施の形態４に係る半導体モジュールの平面図である。実施の形態５に係る半導体モジュールの断面図である。実施の形態５に係る半導体モジュールおよび水冷ジャケットの断面図である。前提技術に係る半導体モジュールの断面図である。

＜前提技術＞
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の前提となる技術を説明する。図１２は、前提技術における半導体モジュール９０の断面図である。前提技術における半導体モジュール９０の基板一体型ベース板５１は、溶湯接合により、セラミックス絶縁基板７と、ベース板２を接合して形成される。ベース板２は純アルミ材２３に骨材としてのベース板用セラミックス絶縁基板２４を埋め込んで形成される。基板一体型ベース板５１上に配線パターン９が設けられ、配線パターン９上に、はんだ材１１により半導体素子１０ａ，１０ｂ、金属配線板１２などが接合される。ケース３内部は封止樹脂１４にて封止される。また、ベース板２の放熱面には複数のピンフィン２ｃが設けられる。

前提技術における基板一体型ベース板５１を使用した半導体モジュール９０では、セラミックス絶縁基板７とバランスする様に、放熱面側のベース板２内に骨材としてベース板用セラミックス絶縁基板２４を入れて、温度変化による反りを抑制している。また、反りを抑制した時にセラミックス絶縁基板７が割れることを防ぐために、ベース板２に純アルミ材２３を使用している。

セラミックス絶縁基板７、ベース板用セラミックス絶縁基板２４、純アルミ材２３は、溶湯接合という鋳造方法で接合されて、基板一体型ベース板５１が製造される。

半導体モジュール９０は、ボルト５により水冷ジャケット４に取り付けられる。ベース板２と水冷ジャケット４との間には、冷却材が漏れることを防止するためにオーリング６が配置される。

前提技術においては、水冷ジャケット４へのネジ締めトルクの上限制限があった。また、ピンフィン２ｃの寸法および形状的な制約（鋳造時に大きな抜き勾配が必要等）があった。また、ベース板２の加熱変形を防止するために、セラミックス絶縁基板７と、ほぼ同じサイズの同種のベース板用セラミックス絶縁基板２４が必要となり、コストが増大する問題があった。以下の実施形態は上記課題を解決するものである。

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態１における半導体モジュール１００および水冷ジャケット４の断面図である。図２は、半導体モジュール１００の平面図である。また、図３は半導体モジュール１００の半導体素子１０ａ，１０ｂ間の配線を示す結線図である。なお、図２において封止樹脂１４の図示を省略している。

半導体モジュール１００は、中空のケース３と、アルミ合金製のベース板２と、セラミックス絶縁基板７と、配線パターン９と、半導体素子１０ａ，１０ｂと、金属配線板１２を備える。半導体モジュール１００はさらに、ケース３の中空の部分を封止する封止樹脂１４を備える。

ベース板２は、第１部分２ａ、第２部分２ｂ、複数のピンフィン２ｃからなる。第１部分２ａはケース３の中空の部分に対応する。第２部分２ｂはケース３の本体部分に対応する。第２部分２ｂを介して、ベース板２はケース３の底面に取り付けられる。ピンフィン２ｃは第１部分２ａの水冷ジャケット４側の面に設けられた複数の円柱状のピンフィンである。

第２部分２ｂの厚みは、第１部分２ａの厚みよりも大きい。例えば、第１、第２部分の厚みはそれぞれ、０．６ｍｍ、４ｍｍである。

ベース板２の第１部分２ａ上には、第１の純アルミ層８を挟んでセラミックス絶縁基板７が設けられる。セラミックス絶縁基板７は例えばＳｉ_３Ｎ_４やＡｌＮなどである。セラミックス絶縁基板７表面には配線パターン９が設けられる。

配線パターン９は、下層の第２の純アルミ層９ａと上層のアルミ合金層９ｂから構成されている。アルミ合金層９ｂ表面にはＮｉによるメッキが施されている。アルミ合金層９ｂ上には、はんだ材１１により半導体素子１０ａ，１０ｂが接合される。半導体素子１０ａ，１０ｂの上面電極、およびこれらの電極と配線パターンのアルミ合金層９ｂとは金属配線板１２により、はんだ材１１により接合される。金属配線板１２の素材は例えば銅である。

半導体素子１０ａは、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）である。また、半導体素子１０ｂは、例えば還流ダイオード（ＦＷＤ）である。半導体素子１０ａ，１０ｂは、例えばＳｉＣ、ＧａＮ等を材料とするワイドバンドギャップ半導体素子であってもよい。

ケース３の外周部には、半導体モジュール１００を固定するための穴が設けられている。穴には、金属製（Ｆｅ等）のカラー３ａが埋め込まれている。半導体モジュール１００は水冷ジャケット４にボルト５で締め付けられる。ボルト５がカラー３ａの座面を介してベース板２の第２部分２ｂを押す力で、水冷ジャケット４の溝に入れたオーリング６が潰されてシールされる。

ベース板２の材料としては、塑性変形耐量が高く、耐食性の高いアルミ合金（例えばＡ３００３材やＡ６０６３材）を使用する。ベース板２の第２部分２ｂの厚みは、第１部分２ａ（厚さ０．６ｍｍ）と同時に鍛造加工できる範囲で厚い方が望ましく、約４ｍｍとした。

本実施の形態１において、絶縁基板側アルミ層とは、第１の純アルミ層８とベース板２の第１部分２ａを指す。また、絶縁基板側アルミ層の厚みとは、第１の純アルミ層８の厚みとベース板２の第１部分２ａの厚みとロウ材の厚みとの和を指す。また、配線パターン９の厚みとは、第２の純アルミ層９ａの厚みとアルミ合金層９ｂの厚みの和を指す。

図４は、配線パターン９の厚みと、絶縁基板側アルミ層の厚みの比率を変化させたときの加熱に対するベース板２の反り量を示す図である。ここで、加熱とは２５℃から２５０℃への加熱である。図４の結果は、シミュレーション解析により計算した。

図４から分かるように、配線パターン９の厚みを、絶縁基板側アルミ層の厚みの１．１倍以上１．４５倍以下にすると反り量が±０．２ｍｍの範囲に収まり抑制される。このときの、セラミックス絶縁基板７の放熱面側のアルミの厚み（第１の純アルミ層８と、ベース板２の第１部分２ａの厚み）で熱抵抗が決まる。

配線パターン９の厚みと、絶縁基板側アルミ層の厚みの比率を最適化して、基板一体型ベース板５１の反り量を０．１ｍｍ程度に低減していくと、セラミックス絶縁基板７への応力が増大して基板割れが起こる可能性がある。この基板割れを防止するため、セラミックス絶縁基板７の上下層に、第２、第１の純アルミ層９ａ，８をそれぞれ挿入している。

ここで、純アルミ層とは純度９９.９９％以上のアルミからなる層をいう。この純アルミは、アルミ合金に比べ塑性応力が５０％から７０％低い。第１、第２の純アルミ層８，９ａの厚みは、それぞれ０．６ｍｍ程度となる。

ベース板２の第１部分２ａが薄いほど熱抵抗は低減できる。株式会社デンソーのアルミ合金製熱交換器の防食に関する技術資料（非特許文献１を参照）などにあるように、冷媒内の不純物（塩素イオン、硫酸イオンなど）によりＡ３００３材で０．４ｍｍの孔食が発生するとの報告がある。そのため、ベース板２の第１部分２ａの最小厚さとして０．５ｍｍ、望ましくは０．６ｍｍが必要となる。

半導体モジュール１００のベース板２の第２部分２ｂ上の外周とケース３が接着材１３で固定される。ケース３内部に封止樹脂１４が充填されることで、セラミックス絶縁基板７、配線パターン９、はんだ材１１、半導体素子１０ａ，１０ｂ、金属配線板１２が樹脂封止される。

半導体モジュール１００を水冷ジャケット４に固定して冷却すると、ベース板２の第１部分２ａの下面側より水圧（０．５ＭＰａから１．０ＭＰａ）を受ける。ベース板２の第１部分２ａのセラミックス絶縁基板７と接合していない部分（厚さ０．６ｍｍ）において、変形の繰り返しや孔食により亀裂や穴が発生する可能性がある。すると、亀裂や穴から冷媒がケース３内に浸入してしまう。

ベース板２の第１部分２ａの面積（約６５ｍｍ×６５ｍｍ）に水圧（０．５ＭＰａから１．０ＭＰａ）が加わる場合、簡易計算からベース板２の第１部分２ａと第１の純アルミ層８がロウ付けされない端部(厚さ０．６ｍｍ)には、約３０ＭＰａの応力が発生することになる。従って、１００ＭＰａ以上のヤング率も有する封止樹脂１４でケース３内部を封止することが望ましい。また、加熱時（２５０℃）の配線パターン９上の撓み量を約０．１ｍｍ以下とするには、半導体素子１０ａ，１０ｂをはんだ付けする基板一体型ベース板５１の熱膨張係数は約１０ｐｐｍ／℃となる。よって、で封止樹脂１４は、この線膨張係数に近い６ｐｐｍ／℃以上１６ｐｐｍ／℃以下が望ましい。

＜効果＞
本実施の形態１における半導体モジュール１００は、中空のケース３と、ケース３の中空の部分に対応する第１部分２ａと、ケース３の本体部分に対応する第２部分２ｂとを備え、第２部分２ｂを介してケース３の底面に取り付けられる、アルミ合金製のベース板２と、ベース板２の第１部分２ａ上に配設されるセラミックス絶縁基板７と、セラミックス絶縁基板７上に配設される配線パターン９と、配線パターン９上に配設される半導体素子１０ａ，１０ｂと、半導体素子１０ａ，１０ｂ上に接続される金属配線板１２と、セラミックス絶縁基板７、配線パターン９、半導体素子１０ａ，１０ｂおよび金属配線板１２が配設されたケース３の中空の部分を封止する封止樹脂１４と、を備える。

本実施の形態１における半導体モジュール１００では、ベース板２をアルミ合金製とする。これにより、ベース板２の耐食性と剛性を向上させることができる。また、ベース板２の剛性が向上することにより、ベース板２をより薄く設計することができるため熱抵抗が低減され、放熱性が向上する。また、鍛造性に優れるアルミ合金を使用することで、ピンフィン２ｃとして、抜き勾配の少ない円柱に近いピンや、円柱より表面面積が広い角柱ピンがベース板２に形成できるので、熱伝達性能が上がり、放熱性が向上する。

また、本実施の形態１における半導体モジュール１００において、ベース板２の第１部分２ａとセラミックス絶縁基板７との間に配設される第１の純アルミ層８をさらに備え、配線パターン９は、アルミ合金層９ｂと、アルミ合金層９ｂとセラミックス絶縁基板７との間に配設される第２の純アルミ層９ａと、を備える。

従って、セラミックス絶縁基板７の上下を、アルミ合金に比べ塑性応力が低い第２、第１の純アルミ層９ａ，８で挟むことにより、セラミックス絶縁基板７の割れを防止することができる。

また、本実施の形態１における半導体モジュール１００において、ベース板２の第２部分２ｂの厚みは、第１部分２ａの厚みよりも大きい。

従って、放熱性に影響のないベース板２の第２部分２ｂの厚みを第１部分２ａの厚みよりも大きくすることにより、半導体モジュール１００を水冷ジャケット４に取り付ける際のネジ締めトルクを上げることができる。

また、本実施の形態１における半導体モジュール１００において、ベース板２の第１部分２ａの厚みは０．５ｍｍ以上である。

冷媒内の不純物（塩素イオン、硫酸イオンなど）により、例えばＡ３００３材で０．４ｍｍの孔食が発生するとの報告がある。そのため、ベース板２の第１部分２ａの最小厚さとして０．５ｍｍが必要となる。ベース板２の厚みを薄くすることにより、放熱性において有利になる。

また、本実施の形態１における半導体モジュール１００において、配線パターン９の厚みと、ベース板２および第１の純アルミ層８の厚みとの比率は、（１．１以上１．４５以下）：１である。

従って、配線パターン９の厚みと、ベース板２および第１の純アルミ層８の厚みとの比率を上記範囲内とすることにより、ベース板２の反り量を、およそ０．２ｍｍ以内に収めることが可能である。また、半導体モジュール１００全体の反りも低減することが可能である。

また、本実施の形態１における半導体モジュール１００において、ベース板２のアルミ合金は、Ａｌ−Ｍｎ系のアルミ合金またはＡｌ−Ｓｉ―Ｍｇ系のアルミ合金である。

従って、ベース板２の素材として、Ａｌ−Ｍｎ系またはＡｌ−Ｓｉ―Ｍｇ系といった鍛造性に優れるアルミ合金を使用することで、ピンフィン２ｃとして、抜き勾配の少ない円柱に近いピンや、円柱より表面面積が広い角柱ピンがベース板２に形成できるので、熱伝達性能が上がり、放熱性が向上する。

また、本実施の形態１における半導体モジュール１００において、封止樹脂１４は、ヤング率が１００ＭＰａ以上で、線膨張係数が６ｐｐｍ／℃以上１６ｐｐｍ／℃以下の樹脂である。

従って、封止樹脂１４のヤング率を１００ＭＰａ以上とすることにより、水冷ジャケット４側から受ける水圧による半導体モジュール１００の変形を抑制することができる。

また、本実施の形態１における半導体モジュール１００において、半導体素子１０ａ，１０ｂは、ワイドバンドギャプ半導体素子である。

従って、配線パターン９としてアルミ合金層９ｂを備える半導体モジュール１００は高温で動作が可能なため、高温で動作するワイドバンドギャプ半導体素子を搭載するのが特に有効である。

＜実施の形態２＞
図５、図６は、本実施の形態２における半導体モジュール２００の断面図と平面図である。なお、図６において封止樹脂１４の図示を省略している。

半導体モジュール２００においては、ベース板２の第１部分２ａの上面であって、セラミックス絶縁基板７と接合していない領域に、溝２ｄが設けられる。ケース３内部に封止樹脂１４が充填される際に、溝２ｄも封止樹脂で充填される。溝２ｄに封止樹脂１４が入り込むことにより、ベース板２と封止樹脂１４との接着強度が向上する。

図６に示すように、溝２ｄは平面視でセラミックス絶縁基板７の外周に沿って断続的に複数設けられる。溝２ｄの配置パターンは図６に限定されるものではなく、少なくとも１箇所に溝２ｄが設けられていれば、上述した効果を得ることができる。その他の構成は実施の形態１（図１、図２）と同じため説明を省略する。

＜効果＞
本実施の形態２における半導体モジュール２００において、ベース板２は、セラミックス絶縁基板７が配設される第１部分２ａの面に、セラミックス絶縁基板７の外周に沿った溝２ｄを備える。

ベース板２の第１部分２ａのセラミックス絶縁基板７の外周に沿った部分は、第１の純アルミ層８と封止樹脂１４間の線膨張係数の差が大きい箇所である。そのため、封止樹脂１４の剥離が発生する起点となる可能性がある。セラミックス絶縁基板７と封止樹脂１４の界面まで剥離が進展すると絶縁耐圧の低下や基板割れの原因となる。この剥離の起点となる部分に溝２ｄを設け、ベース板２と封止樹脂１４との密着性を高めることで温度サイクル等の信頼性が向上する。

＜実施の形態３＞
図７は、本実施の形態３における半導体モジュール３００の断面図である。半導体モジュール３００においては、ベース板２の第２部分２ｂの上面に溝２ｅを設ける。さらに、ケース３の溝２ｅと対面する部分に溝３ｂを設ける。溝２ｅおよび溝３ｂはケース３の中空部分へ開口している。即ち、溝２ｅおよび溝３ｂはケース３の中空部分とつながっている。

溝２ｅ，３ｂは封止樹脂１４で充填されている。溝２ｅ，３ｂに充填された封止樹脂１４によりケース３とベース板２とが接着されている。その他の構成は実施の形態１と同じため説明を省略する。

＜効果＞
本実施の形態３における半導体モジュール３００は、ケース３の本体部分とベース板２の第２部分２ｂとの対面部分に設けられ、ケース３の中空の部分へと開口する溝２ｅ，３ｂをさらに備える。

従って、封止樹脂１４をケース３内に注入した状態で真空脱法すると溝２ｅおよび溝３ｂにも封止樹脂１４が入り込む、ケース３とベース板２との接着が可能となる。このように、本実施の形態３では、溝２ｅ，３ｂを設けて、この溝に封止樹脂が入り込むことで、ケース３とベース板２とを接着するため、実施の形態１（図１）における接着剤１３および接着剤１３でケース３とベース板２を接着する工程が不要となる。

＜実施の形態４＞
図８、図９は、本実施の形態４における半導体モジュール４００の断面図と平面図である。なお、図９において封止樹脂１４の図示を省略している。

本実施の形態４において、セラミックス絶縁基板７は、第１、第２のセラミックス絶縁基板７ａ，７ｂを含む複数の絶縁基板からなる（図９においては６個の絶縁基板からなる）。

ベース板２の第１部分２ａのセラミックス絶縁基板７が接合される側の面において、平面視で、複数の絶縁基板の間には梁部２ｆが設けられる。例えば、図８に示すように、第１、第２のセラミックス絶縁基板７ａ，７ｂの間に梁部２ｆが設けられる。その他の構成は実施の形態１と同じため説明を省略する。

＜効果＞
本実施の形態４における半導体モジュール４００において、セラミックス絶縁基板７は、第１および第２のセラミックス絶縁基板７ａ，７ｂを含み、ベース板２上の第１および第２のセラミックス絶縁基板７ａ，７ｂ間に配設される梁部２ｆをさらに備える。

従って、ベース板２上に梁部２ｆを設けたことで、ベース板２の剛性が増大する。また、セラミックス絶縁基板７を、小さい複数のセラミックス絶縁基板に分割したことで、個々のセラミックス絶縁基板が受ける応力が低減されるので、封止樹脂１４に要求されるヤング率や線膨張係数の選択幅が広がる。よって、より安価な封止樹脂１４を使用することができる。

＜実施の形態５＞
図１０は、本実施の形態５における半導体モジュール５００の断面図である。図１１は、半導体モジュール５００に水冷ジャケット４を取り付けた構成の断面図である。

実施の形態１（半導体モジュール１００）においては、ベース板２の素材はアルミ合金であった。また、本実施の形態１においては、配線パターン９は、第２の純アルミ層９ａとアルミ合金層９ｂから構成されていた。

一方、本実施の形態５では、ベース板２を銅合金層２１とアルミ合金層２２のクラッド材とする。さらに、配線パターン９は、第２の純アルミ層９ａと銅合金層９ｃから構成する。

ベース板２において、水冷ジャケット４の冷媒が当たる面は銅の腐食防止としてアルミ合金層２２とする。ベース板２の銅合金層２１と、配線パターン９の銅合金層９ｃは、セラミックス絶縁基板７上下の応力バランスを取るために設けられる。

本実施の形態５では、ベース板２はクラッド材である。クラッド材は条材から作る方が安価であるため、ベース板２にピンフィン２ｃを設けず、水冷ジャケット４側にフィン４ａを設けた。その他の構成は実施の形態１と同じため、説明を省略する。

＜効果＞
本実施の形態５における半導体モジュール５００において、配線パターン９は、アルミ合金層９ｂに代えて銅合金層９ｃを備え、ベース板２は、アルミ合金に代えて、アルミ合金層２２と銅合金層２１のクラッド材よりなる。

従って、本実施の形態５によれば半導体素子１０ａ，１０ｂの下層に銅合金層９ｃおよび銅合金層２１を設けることで、過渡熱抵抗を低減できる。アルミ材に比べ銅材は再結晶化温度が高くなるので、半導体素子１０ａ，１０ｂとして、高温動作が可能なＳｉＣ半導体素子などを搭載した場合、高温での使用が可能となる。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

２ベース板、２ａ第１部分、２ｂ第２部分、２ｃピンフィン、２ｄ，２ｅ，３ａ溝、２ｆ梁部、３ケース、３ａカラー、４水冷ジャケット、５ボルト、６オーリング、７セラミックス絶縁基板、７ａ第１のセラミックス絶縁基板、７ｂ第２のセラミックス絶縁基板、８第１の純アルミ層、９配線パターン、９ａ第２の純アルミ層、９ｂアルミ合金層、１０ａ，１０ｂ半導体素子、１１はんだ材、１２配線板、１３接着材、１４封止樹脂、２１銅合金層、２２アルミ合金層、２３純アルミ材、２４ベース板用セラミックス絶縁基板、５１基板一体型ベース板、９０，１００，２００，３００，４００，５００半導体モジュール。

Claims

中空のケースと、
前記ケースの前記中空の部分に対応する第１部分と、前記ケースの本体部分に対応する第２部分とを備え、前記第２部分を介して前記ケースの底面に取り付けられる、アルミ合金製のベース板と、
前記ベース板の前記第１部分上に配設されるセラミックス絶縁基板と、
前記セラミックス絶縁基板上に配設される配線パターンと、
前記配線パターン上に配設される半導体素子と、
前記半導体素子上に接続される金属配線板と、
前記セラミックス絶縁基板、前記配線パターン、前記半導体素子および前記金属配線板が配設された前記ケースの前記中空の部分を封止する封止樹脂と、
前記ベース板の前記第１部分と前記セラミックス絶縁基板との間に配設される第１の純アルミ層と、
を備え、
前記配線パターンは、
アルミ合金層と、
当該アルミ合金層と前記セラミックス絶縁基板との間に配設される第２の純アルミ層と、
を備え、
前記配線パターンの厚みと、前記ベース板および前記第１の純アルミ層の厚みとの比率は、（１．１以上１．４５以下）：１である半導体モジュール。
中空のケースと、
前記ケースの前記中空の部分に対応する第１部分と、前記ケースの本体部分に対応する第２部分とを備え、前記第２部分を介して前記ケースの底面に取り付けられる、アルミ合金製のベース板と、
前記ベース板の前記第１部分上に配設されるセラミックス絶縁基板と、
前記セラミックス絶縁基板上に配設される配線パターンと、
前記配線パターン上に配設される半導体素子と、
前記半導体素子上に接続される金属配線板と、
前記セラミックス絶縁基板、前記配線パターン、前記半導体素子および前記金属配線板が配設された前記ケースの前記中空の部分を封止する封止樹脂と、
前記ケースの本体部分と前記ベース板の前記第２部分との対面部分に設けられ、前記ケースの前記中空の部分へと開口する溝と、
を備え、
前記溝に前記封止樹脂が入り込んでいる半導体モジュール。
前記封止樹脂のうち、前記溝に入り込んでいる部分と、前記ケースの前記中空の部分を封止する部分とが、同じ材料からなる、請求項２に記載の半導体モジュール。
前記ベース板の前記第１部分と前記セラミックス絶縁基板との間に配設される第１の純アルミ層をさらに備え、
前記配線パターンは、
アルミ合金層と、
当該アルミ合金層と前記セラミックス絶縁基板との間に配設される第２の純アルミ層と、
を備える、
請求項２または３に記載の半導体モジュール。
前記配線パターンの厚みと、前記ベース板および前記第１の純アルミ層の厚みとの比率は、（１．１以上１．４５以下）：１である、
請求項４に記載の半導体モジュール。
前記ベース板の前記第２部分の厚みは、前記第１部分の厚みよりも大きい、
請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
前記ベース板の前記第１部分の厚みは０．５ｍｍ以上である、
請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
前記ベース板のアルミ合金は、Ａｌ−Ｍｎ系のアルミ合金またはＡｌ−Ｓｉ―Ｍｇ系のアルミ合金である、
請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
前記封止樹脂は、ヤング率が１００ＭＰａ以上で、線膨張係数が６ｐｐｍ／℃以上１６ｐｐｍ／℃以下の封止樹脂である、
請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
前記ベース板は、前記セラミックス絶縁基板が配設される前記第１部分の面に、前記セラミックス絶縁基板の外周に沿った溝を備える、
請求項１から９のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
前記セラミックス絶縁基板は、第１および第２のセラミックス絶縁基板を含み、
前記ベース板上の前記第１および第２のセラミックス絶縁基板間に配設される梁部をさらに備える、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
前記半導体素子は、ワイドバンドギャプ半導体素子である、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の半導体モジュール。
前記配線パターンは、前記アルミ合金層に代えて銅合金層を備え、
前記ベース板は、前記アルミ合金に代えて、アルミ合金と銅合金のクラッド材よりなる、
請求項１または４に記載の半導体モジュール。