JP2526183B2 - 電力用半導体モジュ―ル - Google Patents
電力用半導体モジュ―ルInfo
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
ルに係り、特にその製造時および使用時において熱歪み
による半導体チップの損傷を防止するとともに、内部に
半導体の配線用プリント基板を設けた電力用半導体モジ
ュールに関するものである。
オード、IGBTなどの電力用半導体チップを金属基板
にセラミックスなどの絶縁板を介して半田付けされた電
力用半導体モジュールとしては、例えば一部破断断面図
として示す図4のものがある。即ち、金属基板21上に
表面をメタライズ処理した絶縁板23を半田付けし、こ
の絶縁板23上の中央部から一方端に半導体チップ24
が半田付けにて取付けられている。図示省略したが、絶
縁板上にW、M0 などの熱緩衝材層を設け、この層上に
半導体チップを半田付けする場合もある。
27、28が直立状となるように半田付けあるいはその
他の方法で取付けられ、先端はケース22の上部22a
から外部に引出されている。この端子部材27は絶縁板
23上に取付けられた部分27aで半導体チップ24と
リード線25でボンディングされている。この後ゲル状
のシリコーンゴムをケース22内に注入し、加熱炉で1
50℃程度に加熱して硬化させ、シリコーンゴム層29
が得られる。
エポキシ樹脂を注入して135℃で加熱し、エポキシ樹
脂層30を形成することにより半導体チップを封止す
る。かくして封止されたケース22の上部から外部に引
出されている端子部材27、28はケース22の上部2
2a上に折り曲げられる。
げ部分は肉厚とし、この肉厚部分にナット挿入用穴31
を設け、この穴31内にはナット32が挿入されてい
る。
ム層29とエポキシ樹脂30で封止するのは、シリコー
ンゴムは固化後も軟らかいことから、リード線接続時に
端子部材に余分な力がかかり、リード線や半導体チップ
を損傷させるおそれがあることと、非常に高価であるこ
とのために、シリコーンゴム層のみでの封止は好ましく
なく、エポキシ樹脂は硬化後の硬さが固く、外部リード
線と接続する場合に適していることと、シリコーンゴム
より安価に得られることのためである。
シ樹脂は硬化時に一旦熱膨張し、その後収縮するため、
この熱膨張時にシリコーンゴム層に加圧力が働らき、半
導体チップを損傷させるという問題がある。一方ケース
の上部から外部に引出された端子部材は、ケース上部で
折り曲げられるが、この折り曲げに過大な力が加わり、
絶縁板や半導体チップを損傷させるおそれがある。
造の従来の電力用半導体モジュールにおける問題点を解
消するべく検討の結果、ケース内のシリコーンゴム層の
上部に端子部材と一体成形よりなる格子状または梯子状
の耐熱樹脂製の端子支持枠を設け、さらにこの端子支持
枠上に絶縁基板あるいは半導体チップの駆動回路、スナ
バ回路、電気配線を構成するプリント基板を搭載するこ
とにより解決したものである。
部に設けた格子状または梯子状の端子支持枠とその上に
戴置した絶縁基板によって、端子支持枠の内部が空間と
なっているため、その上部にエポキシ樹脂を注入して硬
化させ、半導体チップを封止する際のエポキシ樹脂の熱
膨張によるシリコーンゴム層への圧力をこの空間に逃が
すことができて、半導体チップには何らの損傷も与えな
いのである。また、端子部材は前記格子状または梯子状
の端子支持枠と一体成形よりなっていて固定が充分に保
持されるので、該部材の外部引出し部分をケース上部に
折り曲げる時にかかる力が緩和でき、半導体チップや絶
縁板を損傷するおそれがないのである。
に説明する。図に示すように、表面を予めメタライズ処
理した絶縁板3上の一方端に電力用半導体チップ4が半
田付けで取付けられ、この絶縁板3が金属基板1上に半
田付けにて積層されている。7は端子部材であって、こ
の端子部材7は格子状または梯子状あるいはその組み合
わせからなる上下開口した耐熱樹脂製の端子支持枠11
に対して直立状となるように端子支持枠11と一体成形
で得たものである。この端子支持枠11と一体成形で得
た端子部材7を、その下端の折曲部7aで絶縁基板3の
他方端に半田付けする。これによって端子支持枠11も
図示のように所定の位置にセットされることになる。そ
して端子支持枠11上に絶縁基板12を載置する。次い
で、半導体チップ4と端子部材7の折曲部7aとをリー
ド線5でボンディングする。なお、このボンディング
は、上記した半導体チップ4と端子部材7の直接ボンデ
ィングよりも、端子部材7を絶縁板3上に半田付けする
に先立って半導体チップ4と絶縁板3上のメタライズ部
とをボンディングしておき、この絶縁板3上に端子部材
7を半田付けすることによって間接的に半導体チップ4
と端子部材7とを電気接続する方が加工上有利である。
板2aをシリコーンゴムで接着する。しかるのち、ケー
ス2の上蓋2bに設けた開口2cからゲル状のシリコー
ンゴムを端子支持枠11の下部の位置あるいはそれより
若干上部まで注入し、炉で加熱硬化させてシリコーンゴ
ム層9を形成する。次に、端子支持枠11の上部に開口
2cからエポキシ樹脂を注入し、炉で加熱硬化させてエ
ポキシ樹脂層10を形成した。この時、端子支持枠11
と絶縁基板12とによりシリコーンゴム層9上に形成さ
れる空間13にエポキシ樹脂の熱膨張によるシリコーン
ゴム層9への圧力を逃がすことができるので、半導体チ
ップ4の損傷は見られなかった。その後、ケース2の上
蓋2bの外方に引き出されている端子部材7は、ケース
上蓋2b上に折り曲げられ、その肉厚部分のナット挿入
用穴15に埋込まれたナット16によって外部配線と接
続される。
と上蓋2bとが一体のものを示したが、側板と蓋部が分
離したものであっても差支えない。この場合、蓋部はエ
ポキシ樹脂を注入した後、加熱硬化させる際に用いれば
よい。
動回路、スナバ回路、電気配線などを搭載したプリント
基板であってもよく、またこのようなプリント基板を絶
縁基板上に設けてもよい。
持枠とを梯子状に一体成形した部材の平面図であり、図
3はその側面図である。この一体成形部材は、端子部材
7となる金属を予め所定形状の金型にはめ込んでおい
て、端子支持枠を構成する、例えばポリフエニレンサル
ファイドのような耐熱樹脂を用いてインサート成形によ
り得ることができる。図において、71乃至75は外部
配線用の端子部材であり、76乃至81は内部配線用の
端子部材である。そして、外部配線用の端子部材71〜
75はその下部が折り曲げられていて絶縁板3のメタラ
イズ表面と半田付けしやすいようになっている。また、
内部配線用端子部材76〜81は端子支持枠11上に搭
載する絶縁基板12に接続できるように端子支持枠11
の上部に突出している。外部に引き出される端子部材7
1〜75が絶縁基板12を貫通するか否かは何れでもよ
いが、貫通させないほうが加工が容易である。
ケース内のシリコーンゴム層の上部に外部引出し端子部
材と一体成形で得た格子状または梯子状の耐熱樹脂製の
端子支持枠を設け、この端子支持枠の上部に絶縁基板を
搭載して該端子支持枠の内部を空間としたことによっ
て、その上部に注入したエポキシ樹脂の加熱硬化におい
てエポキシ樹脂の熱膨張によってシリコーンゴム層にか
かる圧力を前記端子支持枠内部の空間に逃がすことがで
きて、半導体チップにかかる圧力を軽減できることから
半導体チップの損傷がなく、また端子部材が前記格子状
または梯子状の端子支持枠と一体成形よりなっていて固
定が充分に保持されるので、端子部材をケース上蓋上面
に折り曲げ固定する時にかかる力で絶縁板や半導体チッ
プを損傷させるおそれのないことが認められた。
である。
成形平面図である。
成形側面図である。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】 金属基板上に電力用半導体チップを取付
け、該半導体チップと電気的に接続された端子部材を外
部に引出し、前記半導体チップをシリコーンゴムおよび
エポキシ樹脂で封止してなる電力用半導体モジュールに
おいて、シリコーンゴム層の上部に前記端子部材と一体
成形よりなる端子支持枠を設け、この端子支持枠上に絶
縁基板を有し、上記シリコーンゴム層上部と絶縁基板と
の間の端子支持枠内部に空間を形成してなる電力用半導
体モジュール。 - 【請求項2】 端子支持枠が格子状または梯子状または
その組み合わせ形状からなる請求項1記載の電力用半導
体モジュール。 - 【請求項3】 絶縁基板が半導体チップの駆動回路、ス
ナバ回路、電気配線を構成するプリント基板である請求
項1記載の電力用半導体モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3222191A JP2526183B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 電力用半導体モジュ―ル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3222191A JP2526183B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 電力用半導体モジュ―ル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0541477A JPH0541477A (ja) | 1993-02-19 |
JP2526183B2 true JP2526183B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=16778582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3222191A Expired - Fee Related JP2526183B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 電力用半導体モジュ―ル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2526183B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4934559B2 (ja) * | 2007-09-27 | 2012-05-16 | オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド | 回路装置およびその製造方法 |
CN115116986A (zh) * | 2021-03-22 | 2022-09-27 | 天津工业大学 | 一种3d双面散热封装结构的功率模块 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6216553A (ja) * | 1985-07-15 | 1987-01-24 | Sharp Corp | 制御回路内蔵型電力半導体装置 |
-
1991
- 1991-08-06 JP JP3222191A patent/JP2526183B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0541477A (ja) | 1993-02-19 |
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