JPH09107009A - パワーモジュール装置及びその製造方法 - Google Patents
パワーモジュール装置及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パワー素子などがマウントされた配線基板を
樹脂製ケース本体に装着、封装した構成で、電気的接続
の信頼性を向上させたパワーモジュール装置を提供す
る。 【解決手段】 外部接続用ターミナルが側壁を貫通して
設けられた樹脂製ケース本体と、前記樹脂製ケース本体
に接着性封止体によって装着された配線基板と、前記配
線基板にマウントされ且つ該配線基板と電気的に接続さ
れたパワー素子を含む半導体素子及び電子部品とを備
え、前記配線基板の入出力端子と前記外部接続用ターミ
ナルとを超音波ボンディング法によりワイヤーボンディ
ングし、且つその樹脂製ケース本体内をポリマーにより
充填・封入したパワーモジュール装置において、前記ワ
イヤーボンディング時の超音波照射方向に対応した前記
樹脂製ケース本体と前記配線基板との装着面に、凹凸形
状を設けたものである。
樹脂製ケース本体に装着、封装した構成で、電気的接続
の信頼性を向上させたパワーモジュール装置を提供す
る。 【解決手段】 外部接続用ターミナルが側壁を貫通して
設けられた樹脂製ケース本体と、前記樹脂製ケース本体
に接着性封止体によって装着された配線基板と、前記配
線基板にマウントされ且つ該配線基板と電気的に接続さ
れたパワー素子を含む半導体素子及び電子部品とを備
え、前記配線基板の入出力端子と前記外部接続用ターミ
ナルとを超音波ボンディング法によりワイヤーボンディ
ングし、且つその樹脂製ケース本体内をポリマーにより
充填・封入したパワーモジュール装置において、前記ワ
イヤーボンディング時の超音波照射方向に対応した前記
樹脂製ケース本体と前記配線基板との装着面に、凹凸形
状を設けたものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワー素子などが
マウントされた配線基板を樹脂製ケース本体に装着、封
装した構成のパワーモジュール装置及びその製造方法に
関する。
マウントされた配線基板を樹脂製ケース本体に装着、封
装した構成のパワーモジュール装置及びその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の分野のパワーモジュール
装置としては、例えば図3に示すようなものがあった。
装置としては、例えば図3に示すようなものがあった。
【0003】図3は、従来のパワーモジュール装置の一
構成例を示す断面図である。
構成例を示す断面図である。
【0004】このパワーモジュール装置は、配線基板1
01を有し、この配線基板101には、パワー素子等の
半導体部品102やその他の電子部品103が実装さ
れ、且つその配線パターン上には入出力端子104が形
成されている。さらに、配線基板101は、接着性封止
体105により樹脂製ケース本体106に接着、一体化
され、その樹脂製ケース本体106には、その側壁を貫
通して外部接続用ターミナル107が設けられている。
そして、該ターミナル107と前記配線基板101の入
出力端子104とが、Al(アルミニューム)線108
でワイヤボンディングされている。
01を有し、この配線基板101には、パワー素子等の
半導体部品102やその他の電子部品103が実装さ
れ、且つその配線パターン上には入出力端子104が形
成されている。さらに、配線基板101は、接着性封止
体105により樹脂製ケース本体106に接着、一体化
され、その樹脂製ケース本体106には、その側壁を貫
通して外部接続用ターミナル107が設けられている。
そして、該ターミナル107と前記配線基板101の入
出力端子104とが、Al(アルミニューム)線108
でワイヤボンディングされている。
【0005】さらに、このような構成において、樹脂製
ケース本体106内にシリコーン系のゴムなどのシリコ
ーン系ポリマー109が充填封入され、配線基板101
上に実装された半導体部品102や電子部品103など
の保護・安定化が図られている。
ケース本体106内にシリコーン系のゴムなどのシリコ
ーン系ポリマー109が充填封入され、配線基板101
上に実装された半導体部品102や電子部品103など
の保護・安定化が図られている。
【0006】このパワーモジュール装置の製造方法は、
まず、外部接続用ターミナル107が設けられた樹脂製
ケース本体106に、パワー素子を含む半導体部品10
2及び電子部品103が実装された配線基板101を接
着性封止体105によって接着する。次いで、配線基板
101の入出力端子104と外部接続用ターミナル10
7とをAl線108で超音波ボンディング法を用いてワ
イヤーボンディングした後、この樹脂製ケース本体10
6内にシリコーン系ポリマー109を充填・封入して硬
化させる。
まず、外部接続用ターミナル107が設けられた樹脂製
ケース本体106に、パワー素子を含む半導体部品10
2及び電子部品103が実装された配線基板101を接
着性封止体105によって接着する。次いで、配線基板
101の入出力端子104と外部接続用ターミナル10
7とをAl線108で超音波ボンディング法を用いてワ
イヤーボンディングした後、この樹脂製ケース本体10
6内にシリコーン系ポリマー109を充填・封入して硬
化させる。
【0007】ここで、上記の超音波ボンディング法によ
るワイヤボンディングは、Al線108を、ターミナル
107のボンディング面に適当な荷重で押さえつけて、
図4の矢印USの方向(ターミナル107の長手方向)
に超音波振動を与え、その時に発生する摩擦熱を利用し
てボンディングを行う。これによって、Al線108の
常温接合を可能としている。
るワイヤボンディングは、Al線108を、ターミナル
107のボンディング面に適当な荷重で押さえつけて、
図4の矢印USの方向(ターミナル107の長手方向)
に超音波振動を与え、その時に発生する摩擦熱を利用し
てボンディングを行う。これによって、Al線108の
常温接合を可能としている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来のパワーモジュール装置では、次のような問題
点があった。
成の従来のパワーモジュール装置では、次のような問題
点があった。
【0009】(1)上述したように、配線基板101
は、接着性封止体105により樹脂製ケース本体106
に接着、一体化されているが、その接着面は配線基板1
01及び樹脂製ケース本体106共に平面接着である。
そのため、上記超音波ボンディング法によるワイヤボン
ディング時において、Al線108のワイヤ径が大き
り、これに伴ってターミナル107のボンディング面に
加えられる荷重やパワー等が大きくなった場合には、前
記ターミナル107と配線基板101間のUS方向の剛
性が不足し、ボンディング性の低下を生ずる。その結
果、電気的接続の信頼性が損なわれ、加えて、回路の大
電流化に伴ってワイヤ数が増加した場合は、工数増大や
歩留まりが問題となり、量産化が困難となる。
は、接着性封止体105により樹脂製ケース本体106
に接着、一体化されているが、その接着面は配線基板1
01及び樹脂製ケース本体106共に平面接着である。
そのため、上記超音波ボンディング法によるワイヤボン
ディング時において、Al線108のワイヤ径が大き
り、これに伴ってターミナル107のボンディング面に
加えられる荷重やパワー等が大きくなった場合には、前
記ターミナル107と配線基板101間のUS方向の剛
性が不足し、ボンディング性の低下を生ずる。その結
果、電気的接続の信頼性が損なわれ、加えて、回路の大
電流化に伴ってワイヤ数が増加した場合は、工数増大や
歩留まりが問題となり、量産化が困難となる。
【0010】(2)配線基板101と樹脂製ケース本体
106との接着一体時に傾斜が生ずると、配線基板10
1の底面を基準として行う上記ワイヤボンディング時に
ターミナル107が傾斜して平面度が得られず、ボンデ
ィング性の低下、接続の信頼性が損なわれてしまう。こ
のため、上記接着一体時には、固定用の治具が必要とな
り、これによる工程増加のため、自動化による合理化及
び量産化に支障を来す。
106との接着一体時に傾斜が生ずると、配線基板10
1の底面を基準として行う上記ワイヤボンディング時に
ターミナル107が傾斜して平面度が得られず、ボンデ
ィング性の低下、接続の信頼性が損なわれてしまう。こ
のため、上記接着一体時には、固定用の治具が必要とな
り、これによる工程増加のため、自動化による合理化及
び量産化に支障を来す。
【0011】(3)接着性封止体105による配線基板
101と樹脂製ケース本体106との接着一体時に、こ
れらの間に隙間などが生じていると、樹脂製ケース本体
106内にシリコーン系ポリマー109を充填封入する
際に、ポリマーが硬化するまでの間に装置外部へ漏洩し
てしまう。従って、この未硬化ポリマーの漏洩を考慮し
て、ポリマー109の充填封入方法やその量のコントロ
ールを行う必要があり、作業性の低下をもたらせてい
た。
101と樹脂製ケース本体106との接着一体時に、こ
れらの間に隙間などが生じていると、樹脂製ケース本体
106内にシリコーン系ポリマー109を充填封入する
際に、ポリマーが硬化するまでの間に装置外部へ漏洩し
てしまう。従って、この未硬化ポリマーの漏洩を考慮し
て、ポリマー109の充填封入方法やその量のコントロ
ールを行う必要があり、作業性の低下をもたらせてい
た。
【0012】本発明は、上述の如き従来の問題点を解決
するためになされたもので、その目的は、パワー素子な
どがマウントされた配線基板を樹脂製ケース本体に装
着、封装した構成で、電気的接続の信頼性を向上させた
パワーモジュール装置を提供することである。またその
他の目的は、ボンディング性、作業性及び量産性の向上
を可能とするパワーモジュール装置の製造方法を提供す
ることである。
するためになされたもので、その目的は、パワー素子な
どがマウントされた配線基板を樹脂製ケース本体に装
着、封装した構成で、電気的接続の信頼性を向上させた
パワーモジュール装置を提供することである。またその
他の目的は、ボンディング性、作業性及び量産性の向上
を可能とするパワーモジュール装置の製造方法を提供す
ることである。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明であるパワーモジュール装置の特徴は、
外部接続用ターミナルが側壁を貫通して設けられた樹脂
製ケース本体と、前記樹脂製ケース本体に接着性封止体
を介して装着された配線基板と、前記配線基板にマウン
トされ且つ該配線基板と電気的に接続されたパワー素子
を含む半導体素子及び電子部品とを備え、前記配線基板
の入出力端子と前記外部接続用ターミナルとを超音波ボ
ンディング法によりワイヤーボンディングし、且つその
樹脂製ケース本体内にポリマーを充填・封入したパワー
モジュール装置において、前記樹脂製ケース本体と前記
配線基板との装着面のうち、前記ワイヤーボンディング
時の超音波照射方向に対応した装着面に凹凸形状を設け
たことにある。
に、第1の発明であるパワーモジュール装置の特徴は、
外部接続用ターミナルが側壁を貫通して設けられた樹脂
製ケース本体と、前記樹脂製ケース本体に接着性封止体
を介して装着された配線基板と、前記配線基板にマウン
トされ且つ該配線基板と電気的に接続されたパワー素子
を含む半導体素子及び電子部品とを備え、前記配線基板
の入出力端子と前記外部接続用ターミナルとを超音波ボ
ンディング法によりワイヤーボンディングし、且つその
樹脂製ケース本体内にポリマーを充填・封入したパワー
モジュール装置において、前記樹脂製ケース本体と前記
配線基板との装着面のうち、前記ワイヤーボンディング
時の超音波照射方向に対応した装着面に凹凸形状を設け
たことにある。
【0014】上述の如き構成の第1の発明のパワーモジ
ュール装置によれば、樹脂製ケース本体と配線基板との
装着面に設けられた凹凸形状は、外部接続用ターミナル
と配線基板間における超音波照射方向の剛性を向上さ
せ、ワイヤボンディング時の安定したボンディング性を
保証する。
ュール装置によれば、樹脂製ケース本体と配線基板との
装着面に設けられた凹凸形状は、外部接続用ターミナル
と配線基板間における超音波照射方向の剛性を向上さ
せ、ワイヤボンディング時の安定したボンディング性を
保証する。
【0015】上記第1の発明において、前記装着面にお
ける前記配線基板側の凹凸形状は、導体のパターンニン
グにより形成してもよい。
ける前記配線基板側の凹凸形状は、導体のパターンニン
グにより形成してもよい。
【0016】上記第1の発明において、配線基板側の凹
凸形状を導体のパターンニングにより形成することによ
り、配線基板の配線パターンと同時に該凹凸形状を形成
することができるようになる。
凸形状を導体のパターンニングにより形成することによ
り、配線基板の配線パターンと同時に該凹凸形状を形成
することができるようになる。
【0017】上記第1の発明において、前記装着面にお
ける前記配線基板側の凹凸形状は、機械的加工により形
成してもよい。
ける前記配線基板側の凹凸形状は、機械的加工により形
成してもよい。
【0018】上記第1の発明において、配線基板側の凹
凸形状を機械的加工により形成することにより、例えば
プレス加工により深みの有る凹凸形状を簡便に形成で
き、外部接続用ターミナルと配線基板間における超音波
照射方向の剛性をより向上させることができる。
凸形状を機械的加工により形成することにより、例えば
プレス加工により深みの有る凹凸形状を簡便に形成で
き、外部接続用ターミナルと配線基板間における超音波
照射方向の剛性をより向上させることができる。
【0019】また、上記第1の発明において、前記装着
面における前記樹脂製ケース本体側の凹凸形状と前記配
線基板側の凹凸形状とは、互いに嵌合する位置関係で形
成されることが望ましい。
面における前記樹脂製ケース本体側の凹凸形状と前記配
線基板側の凹凸形状とは、互いに嵌合する位置関係で形
成されることが望ましい。
【0020】また、上記第1の発明において、樹脂製ケ
ース本体側の凹凸形状と配線基板側の凹凸形状とを、互
いに嵌合する位置関係で形成することにより、配線基板
装着時における外部接続用ターミナルの傾斜防止が可能
となり、ワイヤボンディング時のより安定したボンディ
ング性が保証される。
ース本体側の凹凸形状と配線基板側の凹凸形状とを、互
いに嵌合する位置関係で形成することにより、配線基板
装着時における外部接続用ターミナルの傾斜防止が可能
となり、ワイヤボンディング時のより安定したボンディ
ング性が保証される。
【0021】上記第1の発明において、前記装着面の樹
脂製ケース本体側に、前記配線基板を位置決め固定する
位置決め固定用ガイドを設けることが望ましい。
脂製ケース本体側に、前記配線基板を位置決め固定する
位置決め固定用ガイドを設けることが望ましい。
【0022】上記第1の発明において、樹脂製ケース本
体側に、配線基板を位置決め固定する位置決め固定用ガ
イドを設けることにより、配線基板装着時の傾斜防止が
より確実となり、ワイヤボンディング時のより安定した
ボンディング性が保証される。
体側に、配線基板を位置決め固定する位置決め固定用ガ
イドを設けることにより、配線基板装着時の傾斜防止が
より確実となり、ワイヤボンディング時のより安定した
ボンディング性が保証される。
【0023】第2の発明であるパワーモジュール装置の
製造方法の特徴は、外部接続用ターミナルが側壁を貫通
して設けられた樹脂製ケース本体に、パワー素子を含む
半導体素子及び電子部品が実装された配線基板を装着す
る基板装着工程と、前記配線基板の入出力端子と前記外
部接続用ターミナルとを超音波ボンディング法によりワ
イヤーボンディングするボンディング工程と、該ボンデ
ィング工程後の前記樹脂製ケース本体内にポリマーを充
填・封入する充填・封入工程とを実行するパワーモジュ
ール装置の製造方法において、前記基板装着工程は、前
記樹脂製ケース本体と前記配線基板との装着面のうち、
前記ワイヤーボンディング時の超音波照射方向に対応し
た装着面に凹凸形状を予め設けておき、この樹脂製ケー
ス本体と配線基板とを接着性封止体によって接着したこ
とにある。
製造方法の特徴は、外部接続用ターミナルが側壁を貫通
して設けられた樹脂製ケース本体に、パワー素子を含む
半導体素子及び電子部品が実装された配線基板を装着す
る基板装着工程と、前記配線基板の入出力端子と前記外
部接続用ターミナルとを超音波ボンディング法によりワ
イヤーボンディングするボンディング工程と、該ボンデ
ィング工程後の前記樹脂製ケース本体内にポリマーを充
填・封入する充填・封入工程とを実行するパワーモジュ
ール装置の製造方法において、前記基板装着工程は、前
記樹脂製ケース本体と前記配線基板との装着面のうち、
前記ワイヤーボンディング時の超音波照射方向に対応し
た装着面に凹凸形状を予め設けておき、この樹脂製ケー
ス本体と配線基板とを接着性封止体によって接着したこ
とにある。
【0024】第2の発明であるパワーモジュール装置の
製造方法によれば、基板装着工程において、ワイヤーボ
ンディング時の超音波照射方向に対応した樹脂製ケース
本体と配線基板との装着面に凹凸形状を予め設けてお
き、この樹脂製ケース本体と配線基板とを接着性封止体
によって接着するようにしたので、凹凸形状が、外部接
続用ターミナルと配線基板間における超音波照射方向の
剛性を向上させ、ワイヤボンディング時の安定したボン
ディング性を保証し、さらに、未硬化ポリマーが漏洩す
るまでのパスを長くする。
製造方法によれば、基板装着工程において、ワイヤーボ
ンディング時の超音波照射方向に対応した樹脂製ケース
本体と配線基板との装着面に凹凸形状を予め設けてお
き、この樹脂製ケース本体と配線基板とを接着性封止体
によって接着するようにしたので、凹凸形状が、外部接
続用ターミナルと配線基板間における超音波照射方向の
剛性を向上させ、ワイヤボンディング時の安定したボン
ディング性を保証し、さらに、未硬化ポリマーが漏洩す
るまでのパスを長くする。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係
るパワーモジュール装置の構成を示す断面図である。
基づいて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係
るパワーモジュール装置の構成を示す断面図である。
【0026】このパワーモジュール装置は、放熱性に優
れた金属配線基板1を有し、この金属配線基板1の表面
上には、配線パターン(図示省略)が形成されると共
に、該配線パターンに電気的に接続される形でパワー素
子等の半導体部品2、及びその他の電子部品3が実装さ
れている。また、配線パターンの一部として、入出力端
子4も形成されている。さらに、後述するワイヤーボン
ディング時の超音波照射方向に対応した金属配線基板1
の両端部は、導体のパターンニングにより凹凸形状5が
形成されている。
れた金属配線基板1を有し、この金属配線基板1の表面
上には、配線パターン(図示省略)が形成されると共
に、該配線パターンに電気的に接続される形でパワー素
子等の半導体部品2、及びその他の電子部品3が実装さ
れている。また、配線パターンの一部として、入出力端
子4も形成されている。さらに、後述するワイヤーボン
ディング時の超音波照射方向に対応した金属配線基板1
の両端部は、導体のパターンニングにより凹凸形状5が
形成されている。
【0027】この金属配線基板1は、外部接続用ターミ
ナル6が側壁を貫通して配設された樹脂製ケース本体7
に、接着性封止体(例えばシリコーン系接着剤)8を介
して一体的に装着固定されている。樹脂製ケース本体7
には、金属配線基板1側の凹凸形状5との接着面部分に
凹凸形状9が形成されている。つまり、外部接続用ター
ミナル6を支持するケース本体7下部とその反対側のケ
ース本体7端部とに凹凸形状9が形成されている。加え
て、樹脂製ケース本体7には、金属配線基板1を位置決
め固定するための位置決め固定用ガイド10が形成され
ている。
ナル6が側壁を貫通して配設された樹脂製ケース本体7
に、接着性封止体(例えばシリコーン系接着剤)8を介
して一体的に装着固定されている。樹脂製ケース本体7
には、金属配線基板1側の凹凸形状5との接着面部分に
凹凸形状9が形成されている。つまり、外部接続用ター
ミナル6を支持するケース本体7下部とその反対側のケ
ース本体7端部とに凹凸形状9が形成されている。加え
て、樹脂製ケース本体7には、金属配線基板1を位置決
め固定するための位置決め固定用ガイド10が形成され
ている。
【0028】金属配線基板1が樹脂製ケース本体7に装
着固定される際には、これら金属配線基板1側の凹凸形
状5と樹脂製ケース本体7側の凹凸形状9とが、各々の
凸部及び凹部をそれぞれ対向させる位置関係で、接着性
封止体8を介して接着される。この装着時に、位置決め
固定用ガイド10は、金属配線基板1を前記位置関係に
位置決め固定するように働く。
着固定される際には、これら金属配線基板1側の凹凸形
状5と樹脂製ケース本体7側の凹凸形状9とが、各々の
凸部及び凹部をそれぞれ対向させる位置関係で、接着性
封止体8を介して接着される。この装着時に、位置決め
固定用ガイド10は、金属配線基板1を前記位置関係に
位置決め固定するように働く。
【0029】さらに、樹脂製ケース本体7のターミナル
6と金属配線基板1の入出力端子4とが、超音波ボンデ
ィング法を用いてAl線11でワイヤボンディングされ
ている。
6と金属配線基板1の入出力端子4とが、超音波ボンデ
ィング法を用いてAl線11でワイヤボンディングされ
ている。
【0030】このような構成において、金属配線基板1
上に実装された半導体部品2や電子部品3などの保護・
安定化のために、金属配線基板1上の樹脂製ケース本体
7内部には、シリコーン系のゴムなどのシリコーン系ポ
リマー12が充填封入されている。
上に実装された半導体部品2や電子部品3などの保護・
安定化のために、金属配線基板1上の樹脂製ケース本体
7内部には、シリコーン系のゴムなどのシリコーン系ポ
リマー12が充填封入されている。
【0031】次に、上記図1に示したパワーモジュール
装置の製造方法を説明する。
装置の製造方法を説明する。
【0032】まず、前述の、半導体部品2及び電子部品
3が実装され且つ凹凸形状5が形成された金属配線基板
1と、ターミナル6、凹凸部9及び固定用ガイド10が
形成された樹脂製ケース本体7とを作製しておく。
3が実装され且つ凹凸形状5が形成された金属配線基板
1と、ターミナル6、凹凸部9及び固定用ガイド10が
形成された樹脂製ケース本体7とを作製しておく。
【0033】すなわち、金属配線基板1の作製は、例え
ば通常のホトエッチング技術を用いて、配線パターン
(入出力端子4を含む)と同時に、導体パターンによる
凹凸形状5を形成する。具体的には、金属基板上にホト
レジスト膜を塗布し、露光・現像してホトレジストパタ
ーン(凹凸形状5に対応したパターンも含む)を作り、
これをマスクにして前記基板をエッチングする。そし
て、配線パターンが形成された金属配線基板1上に半導
体部品2及び電子部品3を実装する。また、樹脂製ケー
ス本体7の作製は、前記凹凸部9及び前記固定用ガイド
10の形状に対応した金型を用意し、その金型の所定の
位置にターミナル6をセットし、その状態で金型内に樹
脂を充填して固化する。
ば通常のホトエッチング技術を用いて、配線パターン
(入出力端子4を含む)と同時に、導体パターンによる
凹凸形状5を形成する。具体的には、金属基板上にホト
レジスト膜を塗布し、露光・現像してホトレジストパタ
ーン(凹凸形状5に対応したパターンも含む)を作り、
これをマスクにして前記基板をエッチングする。そし
て、配線パターンが形成された金属配線基板1上に半導
体部品2及び電子部品3を実装する。また、樹脂製ケー
ス本体7の作製は、前記凹凸部9及び前記固定用ガイド
10の形状に対応した金型を用意し、その金型の所定の
位置にターミナル6をセットし、その状態で金型内に樹
脂を充填して固化する。
【0034】続いて、このようにして作製された金属配
線基板1を、位置決め固定用ガイド10の案内により樹
脂製ケース本体7の底部に装着し、接着性封止体8によ
り金属配線基板1と樹脂製ケース本体7とを接着一体化
する。このとき、これら金属配線基板1側の凹凸形状5
と樹脂製ケース本体7側の凹凸形状9とは、各々の凸部
及び凹部をそれぞれ対向させる位置関係で、接着性封止
体8を介して接着される。
線基板1を、位置決め固定用ガイド10の案内により樹
脂製ケース本体7の底部に装着し、接着性封止体8によ
り金属配線基板1と樹脂製ケース本体7とを接着一体化
する。このとき、これら金属配線基板1側の凹凸形状5
と樹脂製ケース本体7側の凹凸形状9とは、各々の凸部
及び凹部をそれぞれ対向させる位置関係で、接着性封止
体8を介して接着される。
【0035】次いで、超音波ボンディング法により、金
属配線基板1の入出力端子4と前記外部接続用ターミナ
ル6とをワイヤーボンディングする。具体的には、先の
図4で説明したように、Al線11を、ターミナル6の
ボンディング面に適当な荷重で押さえつけて、ターミナ
ル6の長手方向に超音波振動を与えて行う。このとき、
超音波照射方向に沿って金属配線基板1及び樹脂製ケー
ス本体7には凹凸形状5,9がそれぞれ形成されている
ため、ターミナル6と金属配線基板1間における超音波
照射方向の剛性が向上し、Al線11のワイヤ径が大き
くなって前記ボンディング面に加えられる荷重やパワー
等が大きくなった場合であっても、安定したワイヤボン
ディングを行うことができる。
属配線基板1の入出力端子4と前記外部接続用ターミナ
ル6とをワイヤーボンディングする。具体的には、先の
図4で説明したように、Al線11を、ターミナル6の
ボンディング面に適当な荷重で押さえつけて、ターミナ
ル6の長手方向に超音波振動を与えて行う。このとき、
超音波照射方向に沿って金属配線基板1及び樹脂製ケー
ス本体7には凹凸形状5,9がそれぞれ形成されている
ため、ターミナル6と金属配線基板1間における超音波
照射方向の剛性が向上し、Al線11のワイヤ径が大き
くなって前記ボンディング面に加えられる荷重やパワー
等が大きくなった場合であっても、安定したワイヤボン
ディングを行うことができる。
【0036】ボンディング工程後には、前記樹脂製ケー
ス本体7内にシリコーン系ポリマー12を充填・封入し
て、図1に示す装置を得る。このとき、金属配線基板1
及び樹脂製ケース本体7にそれぞれ形成された凹凸形状
5,9により、未硬化のシリコンポリマー12が漏洩す
るまでのパスを長くすることができ、装置外部へ漏洩す
る前に未硬化のシリコンポリマー12を硬化させること
が可能になる。
ス本体7内にシリコーン系ポリマー12を充填・封入し
て、図1に示す装置を得る。このとき、金属配線基板1
及び樹脂製ケース本体7にそれぞれ形成された凹凸形状
5,9により、未硬化のシリコンポリマー12が漏洩す
るまでのパスを長くすることができ、装置外部へ漏洩す
る前に未硬化のシリコンポリマー12を硬化させること
が可能になる。
【0037】図2は、本発明の第2実施形態に係るパワ
ーモジュール装置の構成を示す断面図であり、図1と共
通する要素には同一の符号が付されている。
ーモジュール装置の構成を示す断面図であり、図1と共
通する要素には同一の符号が付されている。
【0038】本実施形態は、上述した金属配線基板1側
の凹凸形状を、プレスなどの機械加工により形成して凹
凸形状5Aとし、さらに、樹脂製ケース本体7側の凹凸
形状は、前記凹凸形状5Aに嵌合する位置関係で形成し
て凹凸形状9Aとしたものである。
の凹凸形状を、プレスなどの機械加工により形成して凹
凸形状5Aとし、さらに、樹脂製ケース本体7側の凹凸
形状は、前記凹凸形状5Aに嵌合する位置関係で形成し
て凹凸形状9Aとしたものである。
【0039】このように、樹脂製ケース本体7側の凹凸
形状9Aと金属配線基板1側の凹凸形状5Aとを互いに
嵌合する位置関係で形成することにより、配線基板装着
時のターミナル6の傾斜防止が可能となり、ワイヤボン
ディング時において、より安定したワイヤボンディング
性を確保することができる。また、プレス加工により深
みの有る凹凸形状を簡便に形成することができ、前記タ
ーミナル6と金属配線基板1間のUS方向の剛性をより
向上させることが可能となる。
形状9Aと金属配線基板1側の凹凸形状5Aとを互いに
嵌合する位置関係で形成することにより、配線基板装着
時のターミナル6の傾斜防止が可能となり、ワイヤボン
ディング時において、より安定したワイヤボンディング
性を確保することができる。また、プレス加工により深
みの有る凹凸形状を簡便に形成することができ、前記タ
ーミナル6と金属配線基板1間のUS方向の剛性をより
向上させることが可能となる。
【0040】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
のパワーモジュール装置によれば、ワイヤーボンディン
グ時の超音波照射方向に対応した樹脂製ケース本体と配
線基板との装着面に、凹凸形状を設けたので、外部接続
用ターミナルと配線基板間における超音波照射方向の剛
性を向上させることができ、安定したワイヤボンディン
グ性を確保することが可能となる。これにより、電気的
接続の信頼性が大幅に向上し、量産性も向上する。
のパワーモジュール装置によれば、ワイヤーボンディン
グ時の超音波照射方向に対応した樹脂製ケース本体と配
線基板との装着面に、凹凸形状を設けたので、外部接続
用ターミナルと配線基板間における超音波照射方向の剛
性を向上させることができ、安定したワイヤボンディン
グ性を確保することが可能となる。これにより、電気的
接続の信頼性が大幅に向上し、量産性も向上する。
【0041】上記第1の発明において、配線基板側の凹
凸形状を導体のパターンニングにより形成することによ
り、配線基板の配線パターンと同時に該凹凸形状を形成
することができ、工程数を増加させないで凹凸形状を形
成することができる。
凸形状を導体のパターンニングにより形成することによ
り、配線基板の配線パターンと同時に該凹凸形状を形成
することができ、工程数を増加させないで凹凸形状を形
成することができる。
【0042】上記第1の発明において、配線基板側の凹
凸形状を機械的加工により形成することにより、例えば
プレス加工により深みの有る凹凸形状を簡便に形成で
き、外部接続用ターミナルと配線基板間における超音波
照射方向の剛性をより向上させることが可能となる。
凸形状を機械的加工により形成することにより、例えば
プレス加工により深みの有る凹凸形状を簡便に形成で
き、外部接続用ターミナルと配線基板間における超音波
照射方向の剛性をより向上させることが可能となる。
【0043】上記第1の発明において、樹脂製ケース本
体側の凹凸形状と配線基板側の凹凸形状とを、互いに嵌
合する位置関係で形成することにより、配線基板装着時
における外部接続用ターミナルの傾斜防止が可能とな
り、ワイヤボンディング時のより安定したボンディング
性を確保することが可能となる。
体側の凹凸形状と配線基板側の凹凸形状とを、互いに嵌
合する位置関係で形成することにより、配線基板装着時
における外部接続用ターミナルの傾斜防止が可能とな
り、ワイヤボンディング時のより安定したボンディング
性を確保することが可能となる。
【0044】上記第1の発明において、樹脂製ケース本
体側に、配線基板を位置決め固定する位置決め固定用ガ
イドを設けることにより、配線基板装着時の傾斜防止が
より確実となる。
体側に、配線基板を位置決め固定する位置決め固定用ガ
イドを設けることにより、配線基板装着時の傾斜防止が
より確実となる。
【0045】第2の発明であるパワーモジュール装置の
製造方法によれば、基板装着工程は、ワイヤーボンディ
ング時の超音波照射方向に対応した樹脂製ケース本体と
配線基板との装着面に凹凸形状を予め設けておき、この
樹脂製ケース本体と配線基板とを接着性封止体によって
接着するようにしたので、外部接続用ターミナルと配線
基板間における超音波照射方向の剛性を向上させること
ができ、ワイヤボンディング時に安定したボンディング
を行うことが可能となる。さらに、前記凹凸形状によ
り、未硬化ポリマーが漏洩するまでのパスを長くするこ
とができるので、ポリマーの充填封入方法やその量のコ
ントロールが容易になり、作業性と共に、量産性も向上
する。
製造方法によれば、基板装着工程は、ワイヤーボンディ
ング時の超音波照射方向に対応した樹脂製ケース本体と
配線基板との装着面に凹凸形状を予め設けておき、この
樹脂製ケース本体と配線基板とを接着性封止体によって
接着するようにしたので、外部接続用ターミナルと配線
基板間における超音波照射方向の剛性を向上させること
ができ、ワイヤボンディング時に安定したボンディング
を行うことが可能となる。さらに、前記凹凸形状によ
り、未硬化ポリマーが漏洩するまでのパスを長くするこ
とができるので、ポリマーの充填封入方法やその量のコ
ントロールが容易になり、作業性と共に、量産性も向上
する。
【図1】本発明の第1実施形態に係るパワーモジュール
装置の構成を示す断面図である。
装置の構成を示す断面図である。
【図2】本発明の第2実施形態に係るパワーモジュール
装置の構成を示す断面図である。
装置の構成を示す断面図である。
【図3】従来のパワーモジュール装置の一構成例を示す
断面図である。
断面図である。
【図4】超音波ボンディング法によるワイヤボンディン
グを説明するための図である。
グを説明するための図である。
1 金属配線基板 2 半導体部品 3 電子部品 4 入出力端子 5,5A,9,9A 凹凸形状 6 外部接続用ターミナル 7 樹脂製ケース本体 8 接着性封止体 10 位置決め固定用ガイド 11 Al線 12 シリコーン系ポリマー
Claims (6)
- 【請求項1】 外部接続用ターミナルが側壁を貫通して
設けられた樹脂製ケース本体と、前記樹脂製ケース本体
に接着性封止体を介して装着された配線基板と、前記配
線基板にマウントされ且つ該配線基板と電気的に接続さ
れたパワー素子を含む半導体素子及び電子部品とを備
え、前記配線基板の入出力端子と前記外部接続用ターミ
ナルとを超音波ボンディング法によりワイヤーボンディ
ングし、且つその樹脂製ケース本体内にポリマーを充填
・封入したパワーモジュール装置において、 前記樹脂製ケース本体と前記配線基板との装着面のう
ち、前記ワイヤーボンディング時の超音波照射方向に対
応した装着面に、凹凸形状を設けたことを特徴とするパ
ワーモジュール装置。 - 【請求項2】 前記装着面における前記配線基板側の凹
凸形状は、導体のパターンニングにより形成したことを
特徴とする請求項1記載のパワーモジュール装置。 - 【請求項3】 前記装着面における前記配線基板側の凹
凸形状は、機械的加工により形成したことを特徴とする
請求項1記載のパワーモジュール装置。 - 【請求項4】 前記装着面における前記樹脂製ケース本
体側の凹凸形状と前記配線基板側の凹凸形状とは、互い
に嵌合する位置関係で形成されたことを特徴とする請求
項1記載のパワーモジュール装置。 - 【請求項5】 前記装着面の樹脂製ケース本体側に、前
記配線基板を位置決め固定する位置決め固定用ガイドを
設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項4記載のパ
ワーモジュール装置。 - 【請求項6】 外部接続用ターミナルが側壁を貫通して
設けられた樹脂製ケース本体に、パワー素子を含む半導
体素子及び電子部品が実装された配線基板を装着する基
板装着工程と、前記配線基板の入出力端子と前記外部接
続用ターミナルとを超音波ボンディング法によりワイヤ
ーボンディングするボンディング工程と、該ボンディン
グ工程後の前記樹脂製ケース本体内にポリマーを充填・
封入する充填・封入工程とを実行するパワーモジュール
装置の製造方法において、 前記基板装着工程は、 前記樹脂製ケース本体と前記配線基板との装着面のう
ち、前記ワイヤーボンディング時の超音波照射方向に対
応した装着面に凹凸形状を予め設けておき、この樹脂製
ケース本体と配線基板とを接着性封止体によって接着し
たことを特徴とするパワーモジュール装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26437695A JPH09107009A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | パワーモジュール装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26437695A JPH09107009A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | パワーモジュール装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09107009A true JPH09107009A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17402300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26437695A Pending JPH09107009A (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | パワーモジュール装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09107009A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017098593A1 (ja) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール |
JP2020174159A (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | 富士電機株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
CN112236855A (zh) * | 2018-12-10 | 2021-01-15 | 富士电机株式会社 | 半导体装置 |
-
1995
- 1995-10-12 JP JP26437695A patent/JPH09107009A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017098593A1 (ja) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール |
CN112236855A (zh) * | 2018-12-10 | 2021-01-15 | 富士电机株式会社 | 半导体装置 |
JP2020174159A (ja) * | 2019-04-12 | 2020-10-22 | 富士電機株式会社 | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
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