JP6010942B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
装置によって制御されている。このようなインバータ装置の主回路にはIGBT(Insureted Gate Bipolar Transistor)またはパワーMOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)などの電力用半導体素子が用いられている。この電力用半導体素子を複数個結線して三相インバータブリッジを構成したインバータブリッジモジュールである半導体装置が特許文献1に開示されている。
図12に示すように、このユニット集合体601を冷却体700に止めるボルト締め取り付け部材26は、ユニット集合体601の両側のユニット101に接着剤で固定され、この両側に配置される取り付け部材26と冷却体700をボルト締めすることで、ユニット集合体601は冷却体700にボルト800で取り付けられる。
図1は、この発明の実施の形態1である半導体装置100の構成図であり、同図(a)は要部斜視図、同図(b)は同図(a)のX−X線で切断した要部側面図である。尚、従来と同一の部位には同一の符号を付した。
また、ユニット101の裏面1aと冷却体700の間にサーマルコンパウンドを介在させることで、半導体装置100と冷却体700の接触熱抵抗をさらに低減させることができる。ユニット集合体51の上の点線52は配線基板28の厚さの中心線であり、Aの範囲が配線基板28の反りが発生する領域であり、Bの範囲は配線基板28に反りが発生しない領域である。
<実施の形態2>
図5は、この発明の実施の形態2である図1の半導体装置100の製造方法であり、同図(a)〜同図(d)は工程順に示した要部製造工程断面図である。
<実施の形態3>
図7は、この発明の実施の形態3である半導体装置400の要部断面図である。図1の半導体装置100との違いは、ユニット集合体51の裏面51a(ユニット101の裏面1aでもある)に接触する高熱伝導性の支持基板65(放熱ベース板に相当する)を配置した点である。ボルト締め部材26にボルト66を通し、高熱伝導性の支持基板65の雌ねじ67にボルト66を止めることで、ユニット集合体51は支持基板65に密着して固定される。配線基板28は上方へ凸状に反り、支持基板65は下側に凸状に反る。ユニット101の裏面1aと支持基板65の間にサーマルコンパウンドを介在させることで接触熱抵抗を下げることができる。
1a、26a,51a 裏面
2、7、9、11、12、14、58 半田
3 導電パターン
4 絶縁基板
5 導電パターン
6 導電パターン付絶縁基板
8 第2銅ブロック
10 IGBTチップ
13 FWDチップ
15、19、20 外部導出端子
16 プリント基板(インプラントピン方式プリント基板)
16a 貫通孔
17 インプラントピン
21 樹脂ケース
26 ボルト締めユニット
27、30、31 取り付け孔(貫通孔)
28 配線基板
29 配線パターン
51 ユニット集合体
51a 裏面
52 点線
55,59 組立治具
56、67 雌ねじ
57 位置決めボルト
60 平板
61、62 スペーサ
63 貫通孔
65 支持基板
66 ボルト
68 取り付け孔
69 リング
100,200,300,400,500,600 半導体装置
101 半導体装置用ユニット(単にユニットと称す)
501 Pバスバー
502 Nバスバー
503 ヒートシンク(冷却板)
504 半導体装置用ユニット
700 冷却体
700a 表面
800 ボルト
Claims (8)
- 半導体チップと、該半導体チップを封止する樹脂ケースと、該樹脂ケースの上面から露出する外部導出端子と、上面と対向する下面から露出する導電体と、を備える複数の半導体装置用ユニットと、
該半導体装置用ユニットを集合したユニット集合体と、該ユニット集合体を両側面から挟み、前記ユニット集合体を冷却体に固定するためのボルト用の貫通孔が設けられた取り付け部材と、
前記ユニット集合体の一方の側に配置され、前記外部導出端子と電気的に接続し、前記半導体装置用ユニット同士を配線する配線パターンが形成された配線基板と、
を具備する半導体装置において、
前記配線基板と前記半導体装置用ユニットの集合体の間の距離が、前記半導体装置用ユニットの集合体の中央部に向かって大きくなり、前記半導体装置用ユニットの集合体の裏面が前記中央部に向かって、突出程度が大きくなり、前記取り付け部材の裏面より隣接する前記半導体装置用ユニットの裏面が突出している
ことを特徴とする半導体装置。 - その一方の面に第1導電パターンが、他方の面に第2導電パターンが、夫々形成された絶縁基板と、該第1導電パターンに固着された第1導電ブロックと、前記第2導電パターンに固着された第2導電ブロックと、該第2導電ブロック上にその一方の面が固着された半導体チップと、該半導体チップの他方の面に固着された複数のインプラントピンと、第3導電パターンが形成され、かつ、該第3導電パターンに前記インプラントピンが固着されたプリント基板と、前記第3導電パターンに固着され、前記インプラントピンと電気的に接続された第1の外部導出端子と、前記第2導電ブロックに固着された第2の外部導出端子と、前記第1導電ブロックを、その一の面から露出させるよう、かつ、前記第1の外部導出端子および第2の外部導出端子を、夫々の端部を前記一の面に対向する面から突出させるよう、封止している樹脂ケースと、を具備している、複数の半導体装置用ユニットと、
前記半導体装置用ユニットを集合したユニット集合体の一方の側に配置され、前記第1の外部導出端子および前記第2の外部導出端子と電気的に接続し、前記半導体装置用ユニット同士を配線する配線パターンが形成された配線基板と、
前記ユニット集合体を両側面から挟み、前記配線基板と共に前記ユニット集合体を冷却体に固定するためのボルト用の貫通孔が設けられた取り付け部材と、を具備する半導体装置において、
前記配線基板と前記半導体装置用ユニットの集合体の間の距離が、前記半導体装置用ユニットの集合体の中央部に向かって大きくなり、前記半導体装置用ユニットの集合体の裏面が前記中央部に向かって、突出程度が大きくなり、前記取り付け部材の裏面より隣接する前記半導体装置用ユニットの裏面が突出していることを特徴とする半導体装置。 - 前記半導体装置用ユニットの集合体の裏面に圧接し、前記取り付け部材の貫通孔を介してボルトで固定される高熱伝導性の支持部材を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置。
- 前記半導体装置用ユニットの集合体と前記支持部材の間に接触熱抵抗を低下させるサーマルコンパウンドを配置することを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 前記請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法において、
中央に向かって階段状に低くなる段差を有する組立治具を用いて、前記半導体装置用ユニットを前記段差に配置して、前記ユニット集合体の裏面を前記半導体装置用ユニットの中央に向かって突出させる工程と、
前記ユニット集合体上に前記配線基板を配置し前記外部導出端子もしくは第1の外部導出端子と前記第2の外部導出端子を前記配線基板に固着する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記請求項5の工程の後に、前記ユニット集合体の裏面に圧接し、前記取り付け部材の貫通孔を介してボルトで前記配線基板、前記取り付け部材、高熱伝導性の支持部材および前記半導体装置用ユニットを固定する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 前記組立治具が、該組立治具の中央に向かって階段状に低くなる前記段差を切削加工によって形成することを特徴とする請求項5または6に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記組立治具が、該組立治具の中央に向かって階段状に低くなる前記段差を中央に向かって厚さが薄くなるスペーサを配置することで形成することを特徴とする請求項5または6に記載の半導体装置の製造方法。
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