JPH08167677A - 半導体モジュール - Google Patents
半導体モジュールInfo
- Publication number
- JPH08167677A JPH08167677A JP31021594A JP31021594A JPH08167677A JP H08167677 A JPH08167677 A JP H08167677A JP 31021594 A JP31021594 A JP 31021594A JP 31021594 A JP31021594 A JP 31021594A JP H08167677 A JPH08167677 A JP H08167677A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- partition wall
- semiconductor module
- gel
- resin
- adhesive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】金属による底板,表面に半導体素子を搭載した
セラミック配線基板,樹脂によるケース,ケースの側壁
から離れたモジュール内に設置された隔壁,シリコーン
ゲル,接着剤よりなる。 【効果】モジュール内に空間を設けない構造でも、シリ
コーンゲルの膨張収縮による応力に対応できる構造を実
現することができる。
セラミック配線基板,樹脂によるケース,ケースの側壁
から離れたモジュール内に設置された隔壁,シリコーン
ゲル,接着剤よりなる。 【効果】モジュール内に空間を設けない構造でも、シリ
コーンゲルの膨張収縮による応力に対応できる構造を実
現することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、側面及び上面から隔て
られ、シリコーンゲルに埋没する隔壁を、側面の内壁側
に設ける半導体モジュールに関する。
られ、シリコーンゲルに埋没する隔壁を、側面の内壁側
に設ける半導体モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】底面を金属板で構成し、側面及び上面を
樹脂で構成する半導体モジュールでは、一般的に内部に
シリコーンゲルを充填する構造が採られる。シリコーン
ゲルの熱膨張係数が大きいために、各所に大きい熱応力
が発生する。これを回避する一つの、しかも、有効な手
段は、たとえば、特開昭60−178650号公報に記載されて
いるように、モジュール内に緩衝用の空間を設けること
である。空間を設けるために、たとえば、特開昭63−11
4240号公報に記載されているように、隔壁(仕切り板)
を側壁の内側に設ける構造は有効な方策である。
樹脂で構成する半導体モジュールでは、一般的に内部に
シリコーンゲルを充填する構造が採られる。シリコーン
ゲルの熱膨張係数が大きいために、各所に大きい熱応力
が発生する。これを回避する一つの、しかも、有効な手
段は、たとえば、特開昭60−178650号公報に記載されて
いるように、モジュール内に緩衝用の空間を設けること
である。空間を設けるために、たとえば、特開昭63−11
4240号公報に記載されているように、隔壁(仕切り板)
を側壁の内側に設ける構造は有効な方策である。
【0003】しかし、モジュール内に空間を設けると、
水分が侵入した場合に結露する危険が伴う。従来技術に
は、モジュール内に空間を設けない場合でも、シリコー
ンゲルの膨張収縮による応力に対応する構造の提案がな
い。
水分が侵入した場合に結露する危険が伴う。従来技術に
は、モジュール内に空間を設けない場合でも、シリコー
ンゲルの膨張収縮による応力に対応する構造の提案がな
い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来技術には、必ずし
もモジュール内に空間を設けない場合でも、シリコーン
ゲルの膨張収縮による応力に対応する構造について、開
示がみられない。
もモジュール内に空間を設けない場合でも、シリコーン
ゲルの膨張収縮による応力に対応する構造について、開
示がみられない。
【0005】本発明の目的は、モジュール内に空間を設
けない構造でも、シリコーンゲルの膨張収縮による応力
に対応できる構造を提供することにある。
けない構造でも、シリコーンゲルの膨張収縮による応力
に対応できる構造を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】図2に、内部に空間を設
けない、典型的なモジュールの断面図を示す。モジュー
ルの温度を上げると、図中の矢印に示すようにゲル20
3(シリコーンゲルを今後ゲルと呼ぶ)の膨張によって
上下方向の引っ張り応力が発生する。ゲル203による熱
応力の発生する主な場所は、はんだ付け部204,はん
だ付け部210及び樹脂ケース202と金属製の底面2
01との接着部205である。はんだ付け部204及び
はんだ付け部210は、金属による接着であるので比較
的強度が大きい。しかも、端子足206に曲折を設けて
端子足207のようにすることで、はんだ付け部210
に示すように応力緩和を図ることができる。しかし、接
着部205では、はんだより低強度の接着剤を使用しな
ければならない。しかも、熱応力を緩衝する構造を採れ
ないので、熱応力が強く働く。すなわち、この構造で
は、接着部205がいちばん弱い。
けない、典型的なモジュールの断面図を示す。モジュー
ルの温度を上げると、図中の矢印に示すようにゲル20
3(シリコーンゲルを今後ゲルと呼ぶ)の膨張によって
上下方向の引っ張り応力が発生する。ゲル203による熱
応力の発生する主な場所は、はんだ付け部204,はん
だ付け部210及び樹脂ケース202と金属製の底面2
01との接着部205である。はんだ付け部204及び
はんだ付け部210は、金属による接着であるので比較
的強度が大きい。しかも、端子足206に曲折を設けて
端子足207のようにすることで、はんだ付け部210
に示すように応力緩和を図ることができる。しかし、接
着部205では、はんだより低強度の接着剤を使用しな
ければならない。しかも、熱応力を緩衝する構造を採れ
ないので、熱応力が強く働く。すなわち、この構造で
は、接着部205がいちばん弱い。
【0007】接着部205をできるだけ健全に保つに
は、接着剤を均一に、同時に過不足なく接着部に供給し
なければならない。ところが、この部分への接着剤塗布
の作業性が悪く、均一に塗布することが難しい。いきお
い、多めに塗ることになる。その結果、部分的に、図に
示すように接着剤がはみ出す場所208ができることに
なる。
は、接着剤を均一に、同時に過不足なく接着部に供給し
なければならない。ところが、この部分への接着剤塗布
の作業性が悪く、均一に塗布することが難しい。いきお
い、多めに塗ることになる。その結果、部分的に、図に
示すように接着剤がはみ出す場所208ができることに
なる。
【0008】一方、電力用半導体素子に高電圧がかかっ
ている状態で、半導体素子の耐圧を分担する部分の近傍
の空間には、電界がかかっている。図2では、半導体素
子を省略しているので、この部分に関しては、説明を省
略する。これと同様に、モジュール外壁に対して内部の
回路が高電圧に保たれている状態で、外部から内部を電
気的に絶縁するための絶縁物の、電圧がかかっている部
分の近くの空間には、電界がかかっている。この部分
は、図中の絶縁基板209の端部近くに相当する。この
ような、電界がかかっている部分に、場所によって誘電
率の異なる物質が存在すると、電界強度の均一性が阻害
される。電界がかかっている部分に気泡を内在した樹脂
を充填した場合を想定する。樹脂の比誘電率は3前後で
ある。これに比較して、気泡(なんらかの気体)の比誘
電率はほぼ1であるから、気泡内には樹脂部より約3倍
の電界が発生する。そのため、気泡のない状態よりかな
り低い電圧で放電を開始する恐れがある。これは、絶縁
不良の大きな原因である。したがって、電界がかかって
いる部分に充填される樹脂には、気泡が発生しないよう
に脱泡を施さなければならない。
ている状態で、半導体素子の耐圧を分担する部分の近傍
の空間には、電界がかかっている。図2では、半導体素
子を省略しているので、この部分に関しては、説明を省
略する。これと同様に、モジュール外壁に対して内部の
回路が高電圧に保たれている状態で、外部から内部を電
気的に絶縁するための絶縁物の、電圧がかかっている部
分の近くの空間には、電界がかかっている。この部分
は、図中の絶縁基板209の端部近くに相当する。この
ような、電界がかかっている部分に、場所によって誘電
率の異なる物質が存在すると、電界強度の均一性が阻害
される。電界がかかっている部分に気泡を内在した樹脂
を充填した場合を想定する。樹脂の比誘電率は3前後で
ある。これに比較して、気泡(なんらかの気体)の比誘
電率はほぼ1であるから、気泡内には樹脂部より約3倍
の電界が発生する。そのため、気泡のない状態よりかな
り低い電圧で放電を開始する恐れがある。これは、絶縁
不良の大きな原因である。したがって、電界がかかって
いる部分に充填される樹脂には、気泡が発生しないよう
に脱泡を施さなければならない。
【0009】ゲルでは、脱泡を行うことが容易である。
しかし、接着剤には接着という工程の事情から、脱泡作
業ができない。脱泡作業時には減圧するのでさかんに気
泡が発生する。接着部分に気泡が発生すると、ギャップ
が狭いので抜けにくく、気泡の残留による接着不良を招
きやすいのである。以上の理由により、電界のかかる部
分には接着剤が存在してはいけないのである。
しかし、接着剤には接着という工程の事情から、脱泡作
業ができない。脱泡作業時には減圧するのでさかんに気
泡が発生する。接着部分に気泡が発生すると、ギャップ
が狭いので抜けにくく、気泡の残留による接着不良を招
きやすいのである。以上の理由により、電界のかかる部
分には接着剤が存在してはいけないのである。
【0010】ところが、接着の健全性を保つためには、
どうしても接着剤のはみ出す場所208ができてしま
う。接着剤が絶縁基板209に触れると(触れなくて
も、電界のかかっている部分にはみ出すだけでも)、電
気絶縁性能に支障をきたす。そこで、接着剤がはみ出し
ても、絶縁基板209に近づかない構造が求められる。
本発明によれば、接着剤のはみ出しを防止するための隔
壁をケースの内側に設置することにより、接着剤が内部
の電界のかかる部分へはみ出すことを効果的に防止す
る。その結果、ゲルの膨張収縮に伴う応力に対して強度
を保ちながら絶縁不良を発生しないモジュール構造を実
現する。
どうしても接着剤のはみ出す場所208ができてしま
う。接着剤が絶縁基板209に触れると(触れなくて
も、電界のかかっている部分にはみ出すだけでも)、電
気絶縁性能に支障をきたす。そこで、接着剤がはみ出し
ても、絶縁基板209に近づかない構造が求められる。
本発明によれば、接着剤のはみ出しを防止するための隔
壁をケースの内側に設置することにより、接着剤が内部
の電界のかかる部分へはみ出すことを効果的に防止す
る。その結果、ゲルの膨張収縮に伴う応力に対して強度
を保ちながら絶縁不良を発生しないモジュール構造を実
現する。
【0011】
【作用】本発明の基本的な構成要件は、モジュール内に
隔壁を設けることである。隔壁により、モジュール内の
電界のかかる部分に接着剤が到達しないようにしてい
る。ところが、隔壁が存在することによってゲルの流れ
を阻害し、一部にゲルが流入しない部分ができやすくな
る。すなわち、ゲル中に気泡が発生しやすくなる。もっ
とも発生の恐れがあるのは、隔壁の下部の微小な隙間で
ある。隔壁下部の部材と一部でも接触する構造にする
と、接触部近くで流入不良による気泡の発生が起こりや
すい。また、別の現象として、隔壁は、それ自身で脱泡
時のゲル内からの気泡発生の核になる。その場合も、気
泡発生をもっとも恐れなければならないのは、隔壁の下
部の微小な隙間である。狭い部分に発生した気泡は抜け
ずに残留しやすいのである。したがって、隔壁下部の部
材と一部でも接触する構造にすると、接触部近くで発生
した気泡が残りやすい。そこで、隔壁を、周囲の樹脂壁
のみならず、直下の部材(セラミック基板あるいは金属
板)にも接触しない配置にすることで、隔壁下部の隙間
にゲルが流入しやすく、また、この隙間で発生した気泡
も抜けやすい構造とした。その結果、隔壁の存在による
気泡の発生を最小限に抑えることができている。なお、
隔壁と直下の部材とに隙間があっても接着剤が洩れ出さ
ないのは、接着剤に粘性があるためである。
隔壁を設けることである。隔壁により、モジュール内の
電界のかかる部分に接着剤が到達しないようにしてい
る。ところが、隔壁が存在することによってゲルの流れ
を阻害し、一部にゲルが流入しない部分ができやすくな
る。すなわち、ゲル中に気泡が発生しやすくなる。もっ
とも発生の恐れがあるのは、隔壁の下部の微小な隙間で
ある。隔壁下部の部材と一部でも接触する構造にする
と、接触部近くで流入不良による気泡の発生が起こりや
すい。また、別の現象として、隔壁は、それ自身で脱泡
時のゲル内からの気泡発生の核になる。その場合も、気
泡発生をもっとも恐れなければならないのは、隔壁の下
部の微小な隙間である。狭い部分に発生した気泡は抜け
ずに残留しやすいのである。したがって、隔壁下部の部
材と一部でも接触する構造にすると、接触部近くで発生
した気泡が残りやすい。そこで、隔壁を、周囲の樹脂壁
のみならず、直下の部材(セラミック基板あるいは金属
板)にも接触しない配置にすることで、隔壁下部の隙間
にゲルが流入しやすく、また、この隙間で発生した気泡
も抜けやすい構造とした。その結果、隔壁の存在による
気泡の発生を最小限に抑えることができている。なお、
隔壁と直下の部材とに隙間があっても接着剤が洩れ出さ
ないのは、接着剤に粘性があるためである。
【0012】また、隔壁をゲルの中に埋没させる構造を
取っているのも、本発明の特徴である。隔壁の一部がゲ
ルからはみ出していると、隔壁の存在により電界の形状
が変わる。すなわち、電界のかかる領域を隔壁より内側
にとじ込める作用がある。高電圧がかかる場合、電界が
局所に集中するのは好ましくない。これに対して、隔壁
をゲル中に埋没させると、ゲルの連続性のために、比較
的電界の形状が隔壁により変化しにくいのである。ま
た、物理的作用は、外部から侵入する水分にとって、ゲ
ルと隔壁の界面が存在しないように見えるメリットがあ
る。一般に、水分は界面を伝わる傾向がある。接着力が
弱いと尚更である。その点、隔壁が埋没していると、ゲ
ルと隔壁の界面が、外部から眺めると存在しないのであ
る。したがって、隔壁をゲル中に埋没させることによっ
て、界面を伝って侵入する水分の経路を遮断することに
なる。この面からも、隔壁の存在による悪影響を最小限
に抑えている。
取っているのも、本発明の特徴である。隔壁の一部がゲ
ルからはみ出していると、隔壁の存在により電界の形状
が変わる。すなわち、電界のかかる領域を隔壁より内側
にとじ込める作用がある。高電圧がかかる場合、電界が
局所に集中するのは好ましくない。これに対して、隔壁
をゲル中に埋没させると、ゲルの連続性のために、比較
的電界の形状が隔壁により変化しにくいのである。ま
た、物理的作用は、外部から侵入する水分にとって、ゲ
ルと隔壁の界面が存在しないように見えるメリットがあ
る。一般に、水分は界面を伝わる傾向がある。接着力が
弱いと尚更である。その点、隔壁が埋没していると、ゲ
ルと隔壁の界面が、外部から眺めると存在しないのであ
る。したがって、隔壁をゲル中に埋没させることによっ
て、界面を伝って侵入する水分の経路を遮断することに
なる。この面からも、隔壁の存在による悪影響を最小限
に抑えている。
【0013】図3を使用して、隔壁の機能を紹介する。
隔壁306は、余分の接着剤302がモジュール内部の
電界のかかる部分に入り込まないようにする。すなわ
ち、余分の接着剤302を樹脂ケース305と隔壁30
6の間の空間に貯めるようにする。したがって、図3に
Gで示す、隔壁306の下部のギャップをいくらにする
かが重要になる。図中の(a)に示すように、Gが大き
過ぎると接着剤が隔壁306を越えて流れ出す。その部
分が接着剤の流出部303である。(b)のようにGが
適切な値であると、隔壁306で、余分な接着剤302
が止められる。図4に、隔壁下部のギャップGと接着剤
のはみ出しの関係を示す。Gを大きく取ると、ゲルの流
入及び脱泡時の気泡の離脱が容易になる。その結果、隔
壁周辺での気泡の発生を少なくすることができる。ま
た、組み立て時の寸法の許容値(公差)が大きくなるの
で、製造コストを小さく抑えることもできる。逆に、G
を小さくすると、容易に接着剤のはみ出しを抑えること
ができる反面、ゲルの流通までも阻害する。したがっ
て、ゲルが良好に流通し、しかも、接着剤のはみ出しを
抑えることのできるGの値には、適切な範囲がある。流
出距離は1mm以下であることが望ましいので、図4から
Gの最大許容値は0.5mm になる。同時に、ゲルの流通
条件(流出距離が大きい方が良い)から、最小許容値は
0.1mm である。
隔壁306は、余分の接着剤302がモジュール内部の
電界のかかる部分に入り込まないようにする。すなわ
ち、余分の接着剤302を樹脂ケース305と隔壁30
6の間の空間に貯めるようにする。したがって、図3に
Gで示す、隔壁306の下部のギャップをいくらにする
かが重要になる。図中の(a)に示すように、Gが大き
過ぎると接着剤が隔壁306を越えて流れ出す。その部
分が接着剤の流出部303である。(b)のようにGが
適切な値であると、隔壁306で、余分な接着剤302
が止められる。図4に、隔壁下部のギャップGと接着剤
のはみ出しの関係を示す。Gを大きく取ると、ゲルの流
入及び脱泡時の気泡の離脱が容易になる。その結果、隔
壁周辺での気泡の発生を少なくすることができる。ま
た、組み立て時の寸法の許容値(公差)が大きくなるの
で、製造コストを小さく抑えることもできる。逆に、G
を小さくすると、容易に接着剤のはみ出しを抑えること
ができる反面、ゲルの流通までも阻害する。したがっ
て、ゲルが良好に流通し、しかも、接着剤のはみ出しを
抑えることのできるGの値には、適切な範囲がある。流
出距離は1mm以下であることが望ましいので、図4から
Gの最大許容値は0.5mm になる。同時に、ゲルの流通
条件(流出距離が大きい方が良い)から、最小許容値は
0.1mm である。
【0014】隔壁と側壁の隙間にゲルを確実に流し込む
ため、隔壁には適宜孔を開けることが望ましい。孔の大
きさは、直径0.1mm 以上必要である。また、孔の位置
は、接着剤が到達しない高さにすることが必要である。
図5のhが1mm以上であることが望ましい。また、樹脂
の側壁501から隔壁502までの距離(図中のd)
は、大きいほど良いが、実用的には1mm以上で充分であ
る。
ため、隔壁には適宜孔を開けることが望ましい。孔の大
きさは、直径0.1mm 以上必要である。また、孔の位置
は、接着剤が到達しない高さにすることが必要である。
図5のhが1mm以上であることが望ましい。また、樹脂
の側壁501から隔壁502までの距離(図中のd)
は、大きいほど良いが、実用的には1mm以上で充分であ
る。
【0015】
【実施例】以下、本発明を、実施例により説明する。
【0016】本発明の実施例1ないし4を、図1及び図
6ないし図11に基づいて説明する。
6ないし図11に基づいて説明する。
【0017】(実施例1)本発明の第一の実施例につい
て、図1及び図6を参照して説明する。
て、図1及び図6を参照して説明する。
【0018】図1は、本発明の第一の実施例をほぼ中央
で切断し、切断面を斜め上方から眺めたところである。
銅ベース101は、縦100mm,横130mm,厚さ4mm
の無酸素銅の板に厚さ10μmの電解ニッケルめっきを
施したものである。樹脂ケース109は、縦80mm,横
110mm,高さ35mmである。素材は、ガラス繊維を分
散させて熱膨張係数を銅とほぼ同じに下げた熱硬化性樹
脂である。内部には、1枚のアルミナセラミック基板1
02が、銅ベース101上にはんだで固定されている。
基板のサイズは、縦60mm,横90mmである。内部の配
線と外部とを絶縁するため、アルミナセラミック基板1
02の周囲には、幅2mmの配線のない部分、すなわち、
配線外部間絶縁間隙107が設けてある。アルミナセラ
ミック基板102上には、2種類の配線が施されてい
る。すなわち、プラス側端子104及びマイナス側銅箔
105である。その両者の間には、絶縁のための1mmの
間隙、すなわち、配線間絶縁間隙108が設けられてい
る。配線外部間絶縁間隙107及び配線間絶縁間隙108
は、いずれも接着剤が近づくことを避けなければならな
い場所である。接着剤112がこれらの場所に近づかな
いように、樹脂ケース109と一体整形された隔壁11
0が設けられている。隔壁110の厚さは0.5mmであ
る。また、高さは13mmである。銅ベース101及び樹
脂ケース109で囲まれた容器の中に、ゲル114が充
填されている。ゲル114の表面は、隔壁110より上
であり、隔壁110が完全にゲル114中に埋没してい
る。ゲル114の上部には、封止樹脂115があり、モ
ジュール内は、全部樹脂で埋まっている。空間はない。
封止樹脂115の上部は樹脂ケース109と同じ材質で
構成された樹脂蓋113である。樹脂蓋113,樹脂ケ
ース109、及び銅ベース101で構成される容器の隙
間を封止樹脂115が覆う構造である。気密構造ではな
いが、水の流入を阻止することはできる構造となってい
る。プラス側銅箔103にはプラス側端子104が、ま
た、マイナス側銅箔105にはマイナス側端子106
が、それぞれはんだ付けされている。図では、簡略化の
ため、端子足の曲折部を表示していないが、実物では、
図2の端子足207のように、熱応力を緩和するための
曲折部を設けている。隔壁110の両面をゲル114が
覆うために、隔壁110と樹脂ケース109との間は開
放状態になっている。隔壁110を樹脂ケース109に
固定するために、数個所の部分的に張り出した隔壁固定
梁111を使用している。本実施例では隔壁110と樹
脂ケース109の間隔(図5のd)が1mmである。1
mmの間隔があるので、図5で示した孔504を開けなく
てもゲル114が隔壁110と樹脂ケース109との隙
間に充分入り込んだ。本実施例の製造方法を図6に従っ
て説明する。図は、左半分が製造工程,右半分が各工程
終了後(つぎの工程開始前)の状態を断面で示してい
る。
で切断し、切断面を斜め上方から眺めたところである。
銅ベース101は、縦100mm,横130mm,厚さ4mm
の無酸素銅の板に厚さ10μmの電解ニッケルめっきを
施したものである。樹脂ケース109は、縦80mm,横
110mm,高さ35mmである。素材は、ガラス繊維を分
散させて熱膨張係数を銅とほぼ同じに下げた熱硬化性樹
脂である。内部には、1枚のアルミナセラミック基板1
02が、銅ベース101上にはんだで固定されている。
基板のサイズは、縦60mm,横90mmである。内部の配
線と外部とを絶縁するため、アルミナセラミック基板1
02の周囲には、幅2mmの配線のない部分、すなわち、
配線外部間絶縁間隙107が設けてある。アルミナセラ
ミック基板102上には、2種類の配線が施されてい
る。すなわち、プラス側端子104及びマイナス側銅箔
105である。その両者の間には、絶縁のための1mmの
間隙、すなわち、配線間絶縁間隙108が設けられてい
る。配線外部間絶縁間隙107及び配線間絶縁間隙108
は、いずれも接着剤が近づくことを避けなければならな
い場所である。接着剤112がこれらの場所に近づかな
いように、樹脂ケース109と一体整形された隔壁11
0が設けられている。隔壁110の厚さは0.5mmであ
る。また、高さは13mmである。銅ベース101及び樹
脂ケース109で囲まれた容器の中に、ゲル114が充
填されている。ゲル114の表面は、隔壁110より上
であり、隔壁110が完全にゲル114中に埋没してい
る。ゲル114の上部には、封止樹脂115があり、モ
ジュール内は、全部樹脂で埋まっている。空間はない。
封止樹脂115の上部は樹脂ケース109と同じ材質で
構成された樹脂蓋113である。樹脂蓋113,樹脂ケ
ース109、及び銅ベース101で構成される容器の隙
間を封止樹脂115が覆う構造である。気密構造ではな
いが、水の流入を阻止することはできる構造となってい
る。プラス側銅箔103にはプラス側端子104が、ま
た、マイナス側銅箔105にはマイナス側端子106
が、それぞれはんだ付けされている。図では、簡略化の
ため、端子足の曲折部を表示していないが、実物では、
図2の端子足207のように、熱応力を緩和するための
曲折部を設けている。隔壁110の両面をゲル114が
覆うために、隔壁110と樹脂ケース109との間は開
放状態になっている。隔壁110を樹脂ケース109に
固定するために、数個所の部分的に張り出した隔壁固定
梁111を使用している。本実施例では隔壁110と樹
脂ケース109の間隔(図5のd)が1mmである。1
mmの間隔があるので、図5で示した孔504を開けなく
てもゲル114が隔壁110と樹脂ケース109との隙
間に充分入り込んだ。本実施例の製造方法を図6に従っ
て説明する。図は、左半分が製造工程,右半分が各工程
終了後(つぎの工程開始前)の状態を断面で示してい
る。
【0019】アルミナセラミック基板102上には、必
要な半導体素子が取り付けられ、配線が施されている
(いずれも、図示しない)。この状態のアルミナセラミ
ック基板102を銅ベース101にはんだ付けした状態
が、図6の一番上の断面図である。
要な半導体素子が取り付けられ、配線が施されている
(いずれも、図示しない)。この状態のアルミナセラミ
ック基板102を銅ベース101にはんだ付けした状態
が、図6の一番上の断面図である。
【0020】樹脂蓋113で固定された端子群(図で
は、マイナス側端子106とプラス側端子104のみを
表示した)を一括してアルミナセラミック基板102に
接着する。接着個所が図中の接着部601である。
は、マイナス側端子106とプラス側端子104のみを
表示した)を一括してアルミナセラミック基板102に
接着する。接着個所が図中の接着部601である。
【0021】隔壁110と一体の樹脂ケース109を銅
ベース101に接着剤112で接着する。この際、接着
剤112は樹脂ケース109と銅ベース101の対向す
る面にのみ塗布し、隔壁110の下側端面には、接着剤
112が付着しないようにする。
ベース101に接着剤112で接着する。この際、接着
剤112は樹脂ケース109と銅ベース101の対向す
る面にのみ塗布し、隔壁110の下側端面には、接着剤
112が付着しないようにする。
【0022】ゲル114を注入する。この際、ゲル11
4が隔壁110の両面を覆うように、隔壁110の高さ
以上にゲル110を充填することが肝要である。注入
後、減圧室にモジュールを入れて、ゲル114内の気泡
を抜く(脱泡)。
4が隔壁110の両面を覆うように、隔壁110の高さ
以上にゲル110を充填することが肝要である。注入
後、減圧室にモジュールを入れて、ゲル114内の気泡
を抜く(脱泡)。
【0023】ゲル114の上部に封止樹脂115を注入
する。樹脂蓋113の上面と同じレベルまで入れる。約
150℃で保持して樹脂を硬化させると、モジュールが
完成する。
する。樹脂蓋113の上面と同じレベルまで入れる。約
150℃で保持して樹脂を硬化させると、モジュールが
完成する。
【0024】(実施例2)本発明の第二の実施例につい
て、図7を参照して説明する。
て、図7を参照して説明する。
【0025】図7は、本発明の第二の実施例をほぼ中央
で切断し、切断面を斜め上方から眺めたところである。
アルミニウムベース701は、縦98mm,横128mm,
厚さ6mmのアルミニウムの板に厚さ10μmの電解ニッ
ケルめっきを施したものである。樹脂ケース709は、
縦78mm,横108mm,高さ35mmである。素材は、熱
硬化性樹脂である。アルミニウムは銅に比べて熱膨張係
数が大きいので、第一の実施例のように、樹脂ケース7
09の素材にフィラーを混入して熱膨張係数を抑える必
要がない。その結果、樹脂の流動性が良くなり、樹脂ケ
ース709の形状の細かい加工が可能になるばかりでな
く、製作時の歩留まりも向上し、コストも下がる。内部
には、1枚のアルミナセラミック基板702が、アルミ
ニウムベース701上にはんだで固定されている。基板
のサイズは、縦60mm,横90mmである。内部の配線と
外部とを絶縁するため、アルミナセラミック基板702
の周囲には、幅2mmの配線のない部分、すなわち、配線
外部間絶縁間隙707が設けてある。アルミナセラミッ
ク基板702上には、2種類の配線が施されている。す
なわち、プラス側端子704及びマイナス側銅箔705
である。その両者の間には、絶縁のための1mmの間隙、
すなわち配線間絶縁間隙708が設けられている。配線
外部間絶縁間隙707及び配線間絶縁間隙708は、い
ずれも接着剤が近づくことを避けなければならない場所
である。接着剤712がこれらの場所に近づかないよう
に、樹脂ケース709と一体整形された隔壁710が設
けられている。隔壁710の厚さは0.2mm である。ま
た、高さは13mmである。アルミニウムベース701及
び樹脂ケース709で囲まれた容器の中に、ゲル714
が充填されている。ゲル714の表面は、隔壁710よ
り上であり、隔壁710が完全にゲル714中に埋没し
ている。ゲル714の上部には、封止樹脂715があ
り、モジュール内は、全部樹脂で埋まっている。モジュ
ール内に空間はない。封止樹脂715の上部は樹脂ケー
ス709と同じ材質で構成された樹脂蓋713である。樹
脂蓋713,樹脂ケース709、及びアルミニウムベー
ス701で構成される容器の隙間を封止樹脂715が覆
う構造である。気密構造ではないが、水の流入を阻止す
ることはできる構造となっている。プラス側銅箔703
にはプラス側端子704が、また、マイナス側銅箔70
5にはマイナス側端子706が、それぞれはんだ付けさ
れている。図では、簡略化のため、端子足の曲折部を表
示していないが、実物では、図2の端子足207のよう
に、熱応力を緩和するための曲折部を設けている。隔壁
710の両面をゲル714が覆うために、隔壁710と
樹脂ケース709との間は、開放状態になっている。隔
壁710を樹脂ケース709に固定するために、数個所
の部分的に張り出した隔壁固定梁711を使用してい
る。本実施例では隔壁710と樹脂ケース709の間隔
(図5のd)が0.5mm である。隙間が第一の実施例より
狭いので、孔716を開けてゲル714が隔壁710と
樹脂ケース709との隙間に充分入り込むようにした。
孔の直径は5mmである。ゲル714が通過するために
は、孔の面積を0.07 平方mm以上にしなければならな
い。その条件に照らし合わせると、直径5mmの円形の孔
は、充分な大きさである。また、孔の位置はできるだけ
低い方が早期にゲルの流入を促進するが、接着剤の流出
があってはならない。そこで、図5のhに相当する距離
を2mmとした。孔716の加工が容易にできたのは、さ
きほど述べたように、樹脂ケース709の熱膨張係数を
抑えるために、素材にフィラーを混入していないためで
ある。
で切断し、切断面を斜め上方から眺めたところである。
アルミニウムベース701は、縦98mm,横128mm,
厚さ6mmのアルミニウムの板に厚さ10μmの電解ニッ
ケルめっきを施したものである。樹脂ケース709は、
縦78mm,横108mm,高さ35mmである。素材は、熱
硬化性樹脂である。アルミニウムは銅に比べて熱膨張係
数が大きいので、第一の実施例のように、樹脂ケース7
09の素材にフィラーを混入して熱膨張係数を抑える必
要がない。その結果、樹脂の流動性が良くなり、樹脂ケ
ース709の形状の細かい加工が可能になるばかりでな
く、製作時の歩留まりも向上し、コストも下がる。内部
には、1枚のアルミナセラミック基板702が、アルミ
ニウムベース701上にはんだで固定されている。基板
のサイズは、縦60mm,横90mmである。内部の配線と
外部とを絶縁するため、アルミナセラミック基板702
の周囲には、幅2mmの配線のない部分、すなわち、配線
外部間絶縁間隙707が設けてある。アルミナセラミッ
ク基板702上には、2種類の配線が施されている。す
なわち、プラス側端子704及びマイナス側銅箔705
である。その両者の間には、絶縁のための1mmの間隙、
すなわち配線間絶縁間隙708が設けられている。配線
外部間絶縁間隙707及び配線間絶縁間隙708は、い
ずれも接着剤が近づくことを避けなければならない場所
である。接着剤712がこれらの場所に近づかないよう
に、樹脂ケース709と一体整形された隔壁710が設
けられている。隔壁710の厚さは0.2mm である。ま
た、高さは13mmである。アルミニウムベース701及
び樹脂ケース709で囲まれた容器の中に、ゲル714
が充填されている。ゲル714の表面は、隔壁710よ
り上であり、隔壁710が完全にゲル714中に埋没し
ている。ゲル714の上部には、封止樹脂715があ
り、モジュール内は、全部樹脂で埋まっている。モジュ
ール内に空間はない。封止樹脂715の上部は樹脂ケー
ス709と同じ材質で構成された樹脂蓋713である。樹
脂蓋713,樹脂ケース709、及びアルミニウムベー
ス701で構成される容器の隙間を封止樹脂715が覆
う構造である。気密構造ではないが、水の流入を阻止す
ることはできる構造となっている。プラス側銅箔703
にはプラス側端子704が、また、マイナス側銅箔70
5にはマイナス側端子706が、それぞれはんだ付けさ
れている。図では、簡略化のため、端子足の曲折部を表
示していないが、実物では、図2の端子足207のよう
に、熱応力を緩和するための曲折部を設けている。隔壁
710の両面をゲル714が覆うために、隔壁710と
樹脂ケース709との間は、開放状態になっている。隔
壁710を樹脂ケース709に固定するために、数個所
の部分的に張り出した隔壁固定梁711を使用してい
る。本実施例では隔壁710と樹脂ケース709の間隔
(図5のd)が0.5mm である。隙間が第一の実施例より
狭いので、孔716を開けてゲル714が隔壁710と
樹脂ケース709との隙間に充分入り込むようにした。
孔の直径は5mmである。ゲル714が通過するために
は、孔の面積を0.07 平方mm以上にしなければならな
い。その条件に照らし合わせると、直径5mmの円形の孔
は、充分な大きさである。また、孔の位置はできるだけ
低い方が早期にゲルの流入を促進するが、接着剤の流出
があってはならない。そこで、図5のhに相当する距離
を2mmとした。孔716の加工が容易にできたのは、さ
きほど述べたように、樹脂ケース709の熱膨張係数を
抑えるために、素材にフィラーを混入していないためで
ある。
【0026】本実施例の製造方法は、第一の実施例と同
じであるので省略する。
じであるので省略する。
【0027】本実施例の特徴は、隔壁に孔を開けること
によって隔壁とケースの隙間を狭くすることができ、モ
ジュール全体をコンパクトにまとめることができるとこ
ろにある。
によって隔壁とケースの隙間を狭くすることができ、モ
ジュール全体をコンパクトにまとめることができるとこ
ろにある。
【0028】(実施例3)本発明の第三の実施例につい
て、図8及び図9を参照して説明する。
て、図8及び図9を参照して説明する。
【0029】図8は、本発明の第三の実施例をほぼ中央
で切断し、切断面を斜め上方から眺めたところである。
本実施例の特徴は、ベース材料に熱伝導率が良く熱膨張
係数の小さい銅−モリブデン−銅クラッド材を使用し、
セラミック基板の材料として、熱伝導率が良く熱膨張係
数の小さいアルミニウムナイトライドセラミックを使用
している点である。全体として、低熱膨張係数で、高熱
伝導の材料構成になっている。銅−モリブデン−銅クラ
ッドベース801は、銅板8011とモリブデン板80
12を圧着で積層した複合材料である。熱伝導(とく
に、板面に水平な方向の)がよく、しかも、熱膨張係数
が比較的小さいことが特徴である。大きさは、縦100
mm,横130mm,厚さ4mmである。なお、銅−モリブデ
ン−銅クラッド板の表面には、厚さ10μmの電解ニッ
ケルめっきが施してある。樹脂ケース809は、縦80
mm,横110mm,高さ35mmである。素材は、石英系の
フィラーを分散して熱膨張係数を小さくした熱硬化性樹
脂である。内部には、1枚のアルミニウムナイトライド
セラミック基板802が、銅−モリブデン−銅クラッド
ベース801上にはんだで固定されている。基板のサイ
ズは、縦60mm,横90mmである。内部の配線と外部と
を絶縁するため、アルミニウムナイトライドセラミック
基板802の周囲には、幅2mmの配線のない部分、すな
わち、配線外部間絶縁間隙807が設けてある。アルミ
ニウムナイトライドセラミック基板802上には、2種
類の配線が施されている。すなわち、プラス側端子80
4及びマイナス側銅箔805である。その両者の間に
は、絶縁のための1mmの間隙、すなわち、配線間絶縁間
隙808が設けられている。配線外部間絶縁間隙807
及び配線間絶縁間隙808は、いずれも接着剤が近づく
ことを避けなければならない場所である。接着剤812
がこれらの場所に近づかないように、樹脂蓋813と一体
整形された隔壁810が設けられている。本実施例の構
造上の特徴は、第一及び第二の実施例と異なり、隔壁8
10が樹脂ケース809とではなく、樹脂蓋813と一
体になっていることである。隔壁810の厚さは0.4m
m である。また、高さは13mmである。銅−モリブデン
−銅クラッドベース801及び樹脂ケース809で囲ま
れた容器の中に、ゲル814が充填されている。ゲル8
14の表面は、隔壁810より上であり、隔壁固定突起
811を除いて、隔壁810が完全にゲル814中に埋
没している。ゲル814の上部には、封止樹脂815が
あり、モジュール内は、全部樹脂で埋まっている。モジ
ュール内に空間はない。封止樹脂815の上部は樹脂ケ
ース809と同じ材質で構成された樹脂蓋813である。
樹脂蓋813,樹脂ケース809、及び銅−モリブデン
−銅クラッドベース801で構成される容器の隙間を封
止樹脂815が覆う構造である。気密構造ではないが、
水の流入を阻止することはできる構造となっている。プ
ラス側銅箔803にはプラス側端子804が、また、マ
イナス側銅箔805にはマイナス側端子806が、それ
ぞれはんだ付けされている。図では、簡略化のため、端
子足の曲折部を表示していないが、実物では、図2の端
子足207のように、熱応力を緩和するための曲折部を
設けている。隔壁810の両面をゲル814が覆うため
に、隔壁810の上部はできるだけ開放されている。わ
ずかに数個所隔壁固定突起811を設けて、その部分で
のみ樹脂蓋813とつながっている。本実施例では隔壁
810と樹脂ケース809が前もってつながっていない
ので、組み立て精度との絡みで、両者の間隔(図5の
d)を比較的大きく設定する必要がある。そこで、1.
0mm にしてある。また、組み立て途中での検査性を上
げるため、孔816を開けてある。もちろん、孔816
は、ゲル814が隔壁810と樹脂ケース809との隙
間に充分入り込むためにも役立っている。孔の直径は5
mmである。また、孔の位置として、図5のhに相当する
距離を2mmに設定した。
で切断し、切断面を斜め上方から眺めたところである。
本実施例の特徴は、ベース材料に熱伝導率が良く熱膨張
係数の小さい銅−モリブデン−銅クラッド材を使用し、
セラミック基板の材料として、熱伝導率が良く熱膨張係
数の小さいアルミニウムナイトライドセラミックを使用
している点である。全体として、低熱膨張係数で、高熱
伝導の材料構成になっている。銅−モリブデン−銅クラ
ッドベース801は、銅板8011とモリブデン板80
12を圧着で積層した複合材料である。熱伝導(とく
に、板面に水平な方向の)がよく、しかも、熱膨張係数
が比較的小さいことが特徴である。大きさは、縦100
mm,横130mm,厚さ4mmである。なお、銅−モリブデ
ン−銅クラッド板の表面には、厚さ10μmの電解ニッ
ケルめっきが施してある。樹脂ケース809は、縦80
mm,横110mm,高さ35mmである。素材は、石英系の
フィラーを分散して熱膨張係数を小さくした熱硬化性樹
脂である。内部には、1枚のアルミニウムナイトライド
セラミック基板802が、銅−モリブデン−銅クラッド
ベース801上にはんだで固定されている。基板のサイ
ズは、縦60mm,横90mmである。内部の配線と外部と
を絶縁するため、アルミニウムナイトライドセラミック
基板802の周囲には、幅2mmの配線のない部分、すな
わち、配線外部間絶縁間隙807が設けてある。アルミ
ニウムナイトライドセラミック基板802上には、2種
類の配線が施されている。すなわち、プラス側端子80
4及びマイナス側銅箔805である。その両者の間に
は、絶縁のための1mmの間隙、すなわち、配線間絶縁間
隙808が設けられている。配線外部間絶縁間隙807
及び配線間絶縁間隙808は、いずれも接着剤が近づく
ことを避けなければならない場所である。接着剤812
がこれらの場所に近づかないように、樹脂蓋813と一体
整形された隔壁810が設けられている。本実施例の構
造上の特徴は、第一及び第二の実施例と異なり、隔壁8
10が樹脂ケース809とではなく、樹脂蓋813と一
体になっていることである。隔壁810の厚さは0.4m
m である。また、高さは13mmである。銅−モリブデン
−銅クラッドベース801及び樹脂ケース809で囲ま
れた容器の中に、ゲル814が充填されている。ゲル8
14の表面は、隔壁810より上であり、隔壁固定突起
811を除いて、隔壁810が完全にゲル814中に埋
没している。ゲル814の上部には、封止樹脂815が
あり、モジュール内は、全部樹脂で埋まっている。モジ
ュール内に空間はない。封止樹脂815の上部は樹脂ケ
ース809と同じ材質で構成された樹脂蓋813である。
樹脂蓋813,樹脂ケース809、及び銅−モリブデン
−銅クラッドベース801で構成される容器の隙間を封
止樹脂815が覆う構造である。気密構造ではないが、
水の流入を阻止することはできる構造となっている。プ
ラス側銅箔803にはプラス側端子804が、また、マ
イナス側銅箔805にはマイナス側端子806が、それ
ぞれはんだ付けされている。図では、簡略化のため、端
子足の曲折部を表示していないが、実物では、図2の端
子足207のように、熱応力を緩和するための曲折部を
設けている。隔壁810の両面をゲル814が覆うため
に、隔壁810の上部はできるだけ開放されている。わ
ずかに数個所隔壁固定突起811を設けて、その部分で
のみ樹脂蓋813とつながっている。本実施例では隔壁
810と樹脂ケース809が前もってつながっていない
ので、組み立て精度との絡みで、両者の間隔(図5の
d)を比較的大きく設定する必要がある。そこで、1.
0mm にしてある。また、組み立て途中での検査性を上
げるため、孔816を開けてある。もちろん、孔816
は、ゲル814が隔壁810と樹脂ケース809との隙
間に充分入り込むためにも役立っている。孔の直径は5
mmである。また、孔の位置として、図5のhに相当する
距離を2mmに設定した。
【0030】本実施例の製造方法を図9に従って説明す
る。図は、左半分が製造工程,右半分が各工程終了後
(つぎの工程開始前)の状態を断面で示している。な
お、銅−モリブデン−銅クラッドベース801について
は、図面の簡略化のため単一の板として表示した。
る。図は、左半分が製造工程,右半分が各工程終了後
(つぎの工程開始前)の状態を断面で示している。な
お、銅−モリブデン−銅クラッドベース801について
は、図面の簡略化のため単一の板として表示した。
【0031】アルミニウムナイトライドセラミック基板
802上には、必要な半導体素子が取り付けられ、配線
が施されている(いずれも、図示しない)。この状態の
アルミニウムナイトライドセラミック基板802を銅−
モリブデン−銅クラッドベース801にはんだ付けした
状態が、図9の一番上の断面図である。
802上には、必要な半導体素子が取り付けられ、配線
が施されている(いずれも、図示しない)。この状態の
アルミニウムナイトライドセラミック基板802を銅−
モリブデン−銅クラッドベース801にはんだ付けした
状態が、図9の一番上の断面図である。
【0032】樹脂蓋813で固定された端子群(図で
は、マイナス側端子806とプラス側端子804のみを
表示した)を一括してアルミニウムナイトライドセラミ
ック基板802に接着する。接着個所が図中の接着部9
01である。樹脂蓋813に隔壁固定突起811で固定
された隔壁810が、この時点で固定される。なお、簡
略化のため隔壁固定突起811を省略しているので、図
では、隔壁810が空中に浮いたように表示されてい
る。隔壁810と下地の銅−モリブデン−銅クラッドベ
ース801とのギャップを正確に調整する必要があれ
ば、この時点で隔壁810の下にゲージを挟む等の方法
を採用することができる。したがって、本実施例では、
第一及び第二の実施例と異なり、隔壁810と下地のギ
ャップ(図3のG)を正確にコントロールできることが
特徴である。なぜかというと、隔壁810が樹脂ケース
809と一体であれば、樹脂ケース809の陰になって
隔壁810が見えないのである。しかし、この構成で
は、隔壁810が接着部901を隠すので、はんだ付け
部の検査性を良くするため、孔816が必須となる。
は、マイナス側端子806とプラス側端子804のみを
表示した)を一括してアルミニウムナイトライドセラミ
ック基板802に接着する。接着個所が図中の接着部9
01である。樹脂蓋813に隔壁固定突起811で固定
された隔壁810が、この時点で固定される。なお、簡
略化のため隔壁固定突起811を省略しているので、図
では、隔壁810が空中に浮いたように表示されてい
る。隔壁810と下地の銅−モリブデン−銅クラッドベ
ース801とのギャップを正確に調整する必要があれ
ば、この時点で隔壁810の下にゲージを挟む等の方法
を採用することができる。したがって、本実施例では、
第一及び第二の実施例と異なり、隔壁810と下地のギ
ャップ(図3のG)を正確にコントロールできることが
特徴である。なぜかというと、隔壁810が樹脂ケース
809と一体であれば、樹脂ケース809の陰になって
隔壁810が見えないのである。しかし、この構成で
は、隔壁810が接着部901を隠すので、はんだ付け
部の検査性を良くするため、孔816が必須となる。
【0033】樹脂ケース809を銅−モリブデン−銅ク
ラッドベース801に接着剤812で接着する。この
際、接着剤812は樹脂ケース809と銅−モリブデン
−銅クラッドベース801の対向する面にのみ塗布し、
隔壁810の下側端面には、接着剤812が付着しない
ようにする。
ラッドベース801に接着剤812で接着する。この
際、接着剤812は樹脂ケース809と銅−モリブデン
−銅クラッドベース801の対向する面にのみ塗布し、
隔壁810の下側端面には、接着剤812が付着しない
ようにする。
【0034】ゲル注入および封止樹脂注入は第一の実施
例の場合と同じである。
例の場合と同じである。
【0035】このように、隔壁下部のギャップを前もっ
て正確にコントロールすることができる点が本実施例の
特徴である。また、本実施例の欠点は、外部から眺めて
ゲル814の一部に隔壁固定突起811との界面が露出
しているため、水分の侵入経路になることである。
て正確にコントロールすることができる点が本実施例の
特徴である。また、本実施例の欠点は、外部から眺めて
ゲル814の一部に隔壁固定突起811との界面が露出
しているため、水分の侵入経路になることである。
【0036】(実施例4)本発明の第四の実施例につい
て、図10を参照して説明する。
て、図10を参照して説明する。
【0037】図10は、本発明の第四の実施例をほぼ中
央で切断し、切断面を斜め上方から眺めたところであ
る。銅ベース1001は、縦100mm,横130mm,厚
さ4mmの無酸素銅の板に厚さ10μmの電解ニッケル
めっきを施したものである。樹脂ケース1009は、縦
80mm,横110mm,高さ35mmである。素材は、ガ
ラス繊維を分散させて熱膨張係数を銅とほぼ同じに下げ
た熱硬化性樹脂である。内部には、1枚のアルミナセラ
ミック基板1002が、銅ベース1001上にはんだで
固定されている。基板のサイズは、縦60mm,横90mm
である。内部の配線と外部とを絶縁するため、アルミナ
セラミック基板1002の周囲には、幅2mmの配線のな
い部分、すなわち、配線外部間絶縁間隙1007が設け
てある。アルミナセラミック基板1002上には、2種
類の配線が施されている。すなわち、プラス側端子10
04及びマイナス側銅箔1005である。その両者の間
には、絶縁のための1mmの間隙、すなわち、配線間絶縁
間隙1008が設けられている。配線外部間絶縁間隙1
007及び配線間絶縁間隙1008は、いずれも接着剤
が近づくことを避けなければならない場所である。接着
剤1012がこれらの場所に近づかないように、樹脂ケ
ース1009と一体整形された隔壁1010が設けられ
ている。隔壁1010の厚さは0.5mm である。また、
高さは5mmである。本実施例では、隔壁1010が他の
実施例に比べて低いこと、また、隔壁固定梁1011が
隔壁1010の最上部でなく、ほぼ中央部に配置されて
いることが特徴である。隔壁1010が低いことの理由
は、図を見れば明らかなように、端子足の曲折部101
6(図2の端子足207を参照)が、隔壁1010の上
をまたいでいるためである。この配置を取れば、明らか
にモジュール全体を小型化することができる。また、隔
壁固定梁1011が隔壁1010の最上部でなく、ほぼ
中央部に配置されていることの理由は、隔壁固定梁10
11が接着剤1012を吸いつける効果があるので、比
較的低い隔壁1010でも接着剤1012がオーバーフ
ローしにくいためである。銅ベース1001及び樹脂ケ
ース1009で囲まれた容器の中に、ゲル1014が充
填されている。ゲル1014の表面は、隔壁1010よ
り上であり、隔壁1010が完全にゲル1014中に埋
没している。ゲル1014の上部には、空気層1015
があり、ゲル1014の膨張収縮による応力発生を抑制
している。そのため、樹脂ケース1009及び樹脂蓋10
13には鈎状の溝を作り、その中に封止樹脂1017を充
填している。樹脂蓋1013は、樹脂ケース1009と
同じ材質で構成されている。樹脂蓋1013,樹脂ケー
ス1009、及び銅ベース1001で構成される容器を
封止樹脂1017が封印する構造である。気密構造では
ないが、水の流入を阻止することはできる構造となって
いる。プラス側銅箔1003にはプラス側端子1004
が、また、マイナス側銅箔1005にはマイナス側端子
1006が、それぞれはんだ付けされている。端子足に
は、熱応力を緩和するための曲折部1016を設けてい
る。隔壁1010の両面をゲル1014が覆うために、
隔壁1010と樹脂ケース1009との間は、数個所の部分
的に張り出した隔壁固定梁1011を使用して固定して
いる。本実施例では隔壁1010と樹脂ケース1009
の間隔(図5のd)が1mmである。1mmの間隔があるの
で、しかも、隔壁1010が低いので、図5で示した孔
504を開けなくてもゲル1014が隔壁1010と樹
脂ケース1009との隙間に充分入り込んだ。
央で切断し、切断面を斜め上方から眺めたところであ
る。銅ベース1001は、縦100mm,横130mm,厚
さ4mmの無酸素銅の板に厚さ10μmの電解ニッケル
めっきを施したものである。樹脂ケース1009は、縦
80mm,横110mm,高さ35mmである。素材は、ガ
ラス繊維を分散させて熱膨張係数を銅とほぼ同じに下げ
た熱硬化性樹脂である。内部には、1枚のアルミナセラ
ミック基板1002が、銅ベース1001上にはんだで
固定されている。基板のサイズは、縦60mm,横90mm
である。内部の配線と外部とを絶縁するため、アルミナ
セラミック基板1002の周囲には、幅2mmの配線のな
い部分、すなわち、配線外部間絶縁間隙1007が設け
てある。アルミナセラミック基板1002上には、2種
類の配線が施されている。すなわち、プラス側端子10
04及びマイナス側銅箔1005である。その両者の間
には、絶縁のための1mmの間隙、すなわち、配線間絶縁
間隙1008が設けられている。配線外部間絶縁間隙1
007及び配線間絶縁間隙1008は、いずれも接着剤
が近づくことを避けなければならない場所である。接着
剤1012がこれらの場所に近づかないように、樹脂ケ
ース1009と一体整形された隔壁1010が設けられ
ている。隔壁1010の厚さは0.5mm である。また、
高さは5mmである。本実施例では、隔壁1010が他の
実施例に比べて低いこと、また、隔壁固定梁1011が
隔壁1010の最上部でなく、ほぼ中央部に配置されて
いることが特徴である。隔壁1010が低いことの理由
は、図を見れば明らかなように、端子足の曲折部101
6(図2の端子足207を参照)が、隔壁1010の上
をまたいでいるためである。この配置を取れば、明らか
にモジュール全体を小型化することができる。また、隔
壁固定梁1011が隔壁1010の最上部でなく、ほぼ
中央部に配置されていることの理由は、隔壁固定梁10
11が接着剤1012を吸いつける効果があるので、比
較的低い隔壁1010でも接着剤1012がオーバーフ
ローしにくいためである。銅ベース1001及び樹脂ケ
ース1009で囲まれた容器の中に、ゲル1014が充
填されている。ゲル1014の表面は、隔壁1010よ
り上であり、隔壁1010が完全にゲル1014中に埋
没している。ゲル1014の上部には、空気層1015
があり、ゲル1014の膨張収縮による応力発生を抑制
している。そのため、樹脂ケース1009及び樹脂蓋10
13には鈎状の溝を作り、その中に封止樹脂1017を充
填している。樹脂蓋1013は、樹脂ケース1009と
同じ材質で構成されている。樹脂蓋1013,樹脂ケー
ス1009、及び銅ベース1001で構成される容器を
封止樹脂1017が封印する構造である。気密構造では
ないが、水の流入を阻止することはできる構造となって
いる。プラス側銅箔1003にはプラス側端子1004
が、また、マイナス側銅箔1005にはマイナス側端子
1006が、それぞれはんだ付けされている。端子足に
は、熱応力を緩和するための曲折部1016を設けてい
る。隔壁1010の両面をゲル1014が覆うために、
隔壁1010と樹脂ケース1009との間は、数個所の部分
的に張り出した隔壁固定梁1011を使用して固定して
いる。本実施例では隔壁1010と樹脂ケース1009
の間隔(図5のd)が1mmである。1mmの間隔があるの
で、しかも、隔壁1010が低いので、図5で示した孔
504を開けなくてもゲル1014が隔壁1010と樹
脂ケース1009との隙間に充分入り込んだ。
【0038】本実施例の製造方法を図11に従って説明
する。図は、左半分が製造工程,右半分が各工程終了後
(つぎの工程開始前)の状態を断面で示している。
する。図は、左半分が製造工程,右半分が各工程終了後
(つぎの工程開始前)の状態を断面で示している。
【0039】アルミナセラミック基板1002上には、
必要な半導体素子が取り付けられ、配線が施されている
(いずれも、図示しない)。この状態のアルミナセラミ
ック基板1002を銅ベース1001にはんだ付けした
状態が、図11の一番上の断面図である。
必要な半導体素子が取り付けられ、配線が施されている
(いずれも、図示しない)。この状態のアルミナセラミ
ック基板1002を銅ベース1001にはんだ付けした
状態が、図11の一番上の断面図である。
【0040】樹脂蓋1013で固定された端子群(図で
は、マイナス側端子1006とプラス側端子1004の
みを表示した)を一括してアルミナセラミック基板10
02に接着する。接着個所が図中の接着部1101であ
る。なお、樹脂蓋1013の周辺には、モジュール内部
に空気層を残すための蓋側鈎部1102がある。また、
他の実施例では省略した端子の曲折部1016を、この
実施例では表示した。隔壁1010と一体の樹脂ケース
1009を銅ベース1001に接着剤1012で接着する。
ケース側鈎部1103の出っぱりが蓋側鈎部1102の
へこみにはまるように位置合わせする。この際、接着剤
1012は樹脂ケース1009と銅ベース1001の対
向する面にのみ塗布し、隔壁1010の下側端面には、
接着剤1012が付着しないようにする。
は、マイナス側端子1006とプラス側端子1004の
みを表示した)を一括してアルミナセラミック基板10
02に接着する。接着個所が図中の接着部1101であ
る。なお、樹脂蓋1013の周辺には、モジュール内部
に空気層を残すための蓋側鈎部1102がある。また、
他の実施例では省略した端子の曲折部1016を、この
実施例では表示した。隔壁1010と一体の樹脂ケース
1009を銅ベース1001に接着剤1012で接着する。
ケース側鈎部1103の出っぱりが蓋側鈎部1102の
へこみにはまるように位置合わせする。この際、接着剤
1012は樹脂ケース1009と銅ベース1001の対
向する面にのみ塗布し、隔壁1010の下側端面には、
接着剤1012が付着しないようにする。
【0041】ゲル1014を注入する。他の実施例と異
なり、本実施例ではゲルを注入する隙間がない。そこ
で、樹脂蓋1013に注入孔をあらかじめ開けておく。
ただし、図示はしていない。注入の際、ゲル1014が
隔壁1010の両面を覆うように、隔壁1010の高さ
以上にゲル1010を充填することが肝要である。注入
後、減圧室にモジュールを入れて、ゲル1014内の気
泡を抜く(脱泡)。
なり、本実施例ではゲルを注入する隙間がない。そこ
で、樹脂蓋1013に注入孔をあらかじめ開けておく。
ただし、図示はしていない。注入の際、ゲル1014が
隔壁1010の両面を覆うように、隔壁1010の高さ
以上にゲル1010を充填することが肝要である。注入
後、減圧室にモジュールを入れて、ゲル1014内の気
泡を抜く(脱泡)。
【0042】蓋側鈎部1102とケース側鈎部1103
で構成される容器内に封止樹脂1017を注入する。その結
果、空気層1015が形成される。約150℃で保持し
て樹脂を硬化させると、モジュールが完成する。
で構成される容器内に封止樹脂1017を注入する。その結
果、空気層1015が形成される。約150℃で保持し
て樹脂を硬化させると、モジュールが完成する。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、モジュール内に空間を
設けない構造でも、シリコーンゲルの膨張収縮による応
力に対応できる構造を実現することができる。
設けない構造でも、シリコーンゲルの膨張収縮による応
力に対応できる構造を実現することができる。
【図1】本発明の第一の実施例を示す一部断面の斜視
図。
図。
【図2】本発明の手段を示す断面図。
【図3】本発明の作用を示す断面図。
【図4】本発明の作用を示すグラフである。
【図5】本発明の作用を示す一部断面の斜視図。
【図6】本発明の第一の実施例を示す工程の断面図。
【図7】本発明の第二の実施例を示す一部断面の斜視
図。
図。
【図8】本発明の第三の実施例を示す一部断面の斜視
図。
図。
【図9】本発明の第三の実施例を示す工程の断面図。
【図10】本発明の第四の実施例を示す一部断面の斜視
図。
図。
【図11】本発明の第四の実施例を示す工程の断面図。
101…銅ベース、102…アルミナセラミック基板、
103…プラス側銅箔、104…プラス側端子、105
…マイナス側銅箔、106…マイナス側端子、107…
配線外部間絶縁間隙、108…配線間絶縁間隙、109
…樹脂ケース、110…隔壁、111…隔壁固定梁、1
12…接着剤、113…樹脂蓋、114…ゲル、115
…封止樹脂。
103…プラス側銅箔、104…プラス側端子、105
…マイナス側銅箔、106…マイナス側端子、107…
配線外部間絶縁間隙、108…配線間絶縁間隙、109
…樹脂ケース、110…隔壁、111…隔壁固定梁、1
12…接着剤、113…樹脂蓋、114…ゲル、115
…封止樹脂。
Claims (8)
- 【請求項1】底面を金属,側面及び上面を樹脂で構成
し、表面に半導体素子を搭載した電気絶縁用のセラミッ
ク基板を該金属の内側主面に載置し、前記金属及び前記
樹脂で構成される容器内にシリコーンゲルを注入するこ
とによって前記半導体素子及び前記セラミック基板上の
空間をシリコーンゲルで満たして構成する半導体モジュ
ールにおいて、前記半導体モジュールの側面あるいは上
面を構成する樹脂の何れかと一体成形され、側面及び上
面から隔てられ、前記シリコーンゲル中に埋没する隔壁
を、側面の内壁側に設けることを特徴とする半導体モジ
ュール。 - 【請求項2】請求項1において、前記半導体モジュール
内から前記半導体モジュール外へ電流を導く電気的経路
として前記半導体モジュール内に収納された、軟化のた
めの熱処理を施した銅あるいは軟化のための熱処理を施
した銅の表面にニッケルめっきを施した端子足群に設け
た、前記半導体モジュールの構成部材間の熱膨張係数の
不整合を緩衝するための曲折部の一部が、隔壁の上をま
たぐ半導体モジュール。 - 【請求項3】請求項1において、前記隔壁が、前記金属
の内側主面に接着された、両面を金属化したセラミック
基板の、前記金属の内側主面への接着面と逆の主面の金
属化部分に触れず、前記隔壁が前記金属化部分の垂直上
方にも存在しない半導体モジュール。 - 【請求項4】請求項1において、前記隔壁に0.007
平方ミリメートル以上の孔が開いている半導体モジュー
ル。 - 【請求項5】請求項1において、前記底面を構成する金
属に対して側面を構成する樹脂を固定する接着剤が、内
部の電界を生じる部分に存在しない半導体モジュール。 - 【請求項6】請求項1において、前記隔壁の底辺と該隔
壁の直下の部材が0.5mm 以下の隙間で隔てられている
半導体モジュール。 - 【請求項7】請求項1において、前記隔壁の最上部に支
柱がある半導体モジュール。 - 【請求項8】請求項1において、前記隔壁の中央部に支
柱がある半導体モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31021594A JPH08167677A (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 半導体モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31021594A JPH08167677A (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 半導体モジュール |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08167677A true JPH08167677A (ja) | 1996-06-25 |
Family
ID=18002586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31021594A Pending JPH08167677A (ja) | 1994-12-14 | 1994-12-14 | 半導体モジュール |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08167677A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008012873A1 (fr) * | 2006-07-25 | 2008-01-31 | Panasonic Corporation | Carte circuit et dispositif électronique portable |
WO2008012885A1 (fr) * | 2006-07-26 | 2008-01-31 | Panasonic Corporation | Carte circuit et dispositif électronique portable |
WO2009019792A1 (ja) | 2007-08-09 | 2009-02-12 | Panasonic Corporation | 回路モジュールおよびこれを用いた電子機器 |
JP5106528B2 (ja) * | 2007-05-29 | 2012-12-26 | 京セラ株式会社 | 電子部品収納用パッケージ、及び電子装置 |
CN105990258A (zh) * | 2015-03-20 | 2016-10-05 | 富士电机株式会社 | 半导体模块及树脂壳体 |
-
1994
- 1994-12-14 JP JP31021594A patent/JPH08167677A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008012873A1 (fr) * | 2006-07-25 | 2008-01-31 | Panasonic Corporation | Carte circuit et dispositif électronique portable |
US8134840B2 (en) | 2006-07-25 | 2012-03-13 | Panasonic Corporation | Circuit board and mobile electronic apparatus |
WO2008012885A1 (fr) * | 2006-07-26 | 2008-01-31 | Panasonic Corporation | Carte circuit et dispositif électronique portable |
JP5106528B2 (ja) * | 2007-05-29 | 2012-12-26 | 京セラ株式会社 | 電子部品収納用パッケージ、及び電子装置 |
US8405200B2 (en) | 2007-05-29 | 2013-03-26 | Kyocera Corporation | Electronic-component-housing package and electronic device |
WO2009019792A1 (ja) | 2007-08-09 | 2009-02-12 | Panasonic Corporation | 回路モジュールおよびこれを用いた電子機器 |
CN105990258A (zh) * | 2015-03-20 | 2016-10-05 | 富士电机株式会社 | 半导体模块及树脂壳体 |
JP2016178220A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | 富士電機株式会社 | 半導体モジュールおよび樹脂ケース |
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