CN105378921A - 功率半导体模块 - Google Patents

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国分修一
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Abstract

本发明提供一种可缓和中继用端子的焊接部所产生的应力的功率半导体模块。功率半导体模块1包括基板2、中继用端子(9、10)、外部连接用端子(13、14)及中继用端子保持构件6。中继用端子(9、10)借助于焊料4与基板2连接。外部连接用端子(13、14)与中继用端子(9、10)接合。非导电性中继用端子保持构件6保持与焊料4的接合面侧的中继用端子(9、10)的端部。

Description

功率半导体模块
技术领域
本发明涉及一种功率半导体模块，尤其涉及一种对基板与外部连接用端子的连接中配备中继用端子的功率半导体功率模块。
背景技术
以往，在功率半导体模块中，大多对基板与外部连接用端子的连接使用引线接合。
近年来，为了实现大容量化、小型化、降低功率损耗、降噪以及削减零件数量，需要驱动装置与控制装置成为一体的装置即机电一体式装置。在机电一体式装置中，使用有中继用端子作为引线接合的替代方案。
但另一方面，随着大容量化，流至中继用端子的电流成为大电流，导致发热量较大。因此，基板与中继用端子之间产生热膨胀差，导致对焊接部产生应力，从而担忧焊料寿命降低。
为了提高中继用端子的焊接部的焊料寿命，已知有如下技术：通过对中继用端子使用预先施行了退火的铜材料，并且对下部采用弯曲结构，来缓和施加至焊接部的应力(例如，参见专利文献1)。
此外，为了提高中继用端子的焊接部的焊料寿命，已知有如下技术：通过将由热膨胀系数与基板近似的第1材料构成的第1层焊接在基板上，来降低因焊接部的温度循环的反复所引起的损坏，提高耐久性(例如，参见专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-63242号公报
专利文献2：日本专利特开平5-47989号公报
发明内容
发明要解决的问题
像专利文献1那样对中继用端子使用预先施行了退火的铜材料并对下部采用弯曲结构的结构，或者像专利文献2那样将由热膨胀系数与基板近似的第1材料构成的第1层焊接在基板上的结构，具有缓和基板与中继用端子之间因热膨胀差而产生的施加至焊接部的应力的效果。但如以下所说明，无法缓和中继用端子与外部连接用端子连接时的初始应力。
中继用端子与安装至基板的电子零件一起利用回流焊炉与基板进行焊接。这些中继用端子或电子零件安装在基板的导线分布图上所印刷的焊料上。
众所周知，在回流焊时，炉内温度的偏差或者安装零件的热容的差异会导致焊料的熔融时刻不一样，先行熔融的焊料的张力作用于电子零件，导致电子零件在焊接好时已偏离指定位置。该现象在中继用端子中也一样，中继用端子会因所述理由而在焊接好时已偏离指定位置。
由于中继用端子是在偏离指定位置的状态下与外部连接用端子连接，因此必须强制性地对发生错位的中继用端子的顶端与外部连接用端子的顶端进行对位。具体而言，以将与未焊接的外部连接用端子的接合面侧的中继用端子顶端朝外部连接端子方向弯曲的方式进行对位。此时，中继用端子顶端弯曲的力传递至中继用端子焊接部，导致焊接部产生应力。
该应力以初始应力的形式恒定地施加至焊接部，与因热膨胀差所引起的焊接部的应力叠加，导致焊料寿命降低。此外，在中继用端子的错位较大的情况下，无法与外部连接端子充分进行接合，即使连接上了，也无法获得必要的焊接强度或熔融截面积，导致产品质量差或者可靠性较低。
本发明的目的在于提供一种可缓和中继用端子的焊接部所产生的应力的功率半导体模块。
解决问题的技术手段
为了达成上述目的，本发明包括：基板；中继用端子，其借助于焊料与所述基板连接；外部连接用端子，其与所述中继用端子接合；以及非导电性中继用端子保持构件，其对与所述焊料的接合面侧的所述中继用端子的端部进行保持。
发明的效果
根据本发明，可缓和中继用端子的焊接部所产生的应力。上述以外的课题、构成及效果将通过以下实施方式的说明加以明确。
附图说明
图1A为本发明的第1实施方式的功率半导体模块的分解立体图。
图1B为从另一方向观察图1A所示的功率半导体模块时的分解立体图。
图2为本发明的第1实施方式的功率半导体模块的俯视图。
图3为表示图2中的A-A剖面的剖视图。
图4为本发明的第2实施方式的功率半导体模块的分解图。
图5为本发明的第2实施方式的功率半导体模块的剖视图。
图6为本发明的第3实施方式的功率半导体模块的分解图。
图7为本发明的第3实施方式的功率半导体模块的剖视图。
图8为本发明的第4实施方式的功率半导体模块的分解图。
图9为本发明的第4实施方式的功率半导体模块的剖视图。
图10为作为本发明的一应用例的发动机起动装置的电路图。
图11为图10所示的功率半导体模块的俯视图。
图12为表示图11中的B-B剖面的剖视图。
具体实施方式
下面，使用图1～图12，对本发明的第1～第4实施方式的功率半导体模块的构成进行说明。功率半导体模块例如控制用于车辆的负载(马达、螺线管等)的驱动。再者，在附图中，对同一部分标注同一符号。
(第1实施方式)
下面，使用图1～图3，对第1实施方式的功率半导体模块的整体构成进行说明。
首先，使用图1A，对功率半导体模块1的构成进行说明。图1A为本发明的第1实施方式的功率半导体模块1的分解立体图。
本实施方式的功率半导体模块1是将基板2、中继用端子保持构件6及外部连接用端子保持构件11层叠而构成的。
四边形的基板2具有至少1处以上与中继用端子保持构件6的凸部7(图1B)卡合的通孔5。在图1A中，作为一例，显示有2处通孔5。
方框形的中继用端子保持构件6由合成树脂制等绝缘构件形成。中继用端子保持构件6在内侧具有开口部OP1。在中继用端子保持构件6上嵌合、埋设有中继用端子9、10。中继用端子9、10以固定在与外部连接用端子13、14接合时的最佳位置的方式进行配置。中继用端子保持构件6具有至少1处以上与外部连接用端子保持构件11的凹部12卡合的凸部8。在图1A中，作为一例，显示有2处凸部8。
再者，中继用端子9为电力系统的端子，中继用端子10为信号系统的端子。关于中继用端子9、10的具体例子，将使用图10在后文中加以叙述。
方框形的外部连接用端子保持构件11由合成树脂制等绝缘构件形成。外部连接用端子保持构件11在内侧具有开口部OP2。在外部连接用端子保持构件11上嵌合、埋设有外部连接用端子13、14。外部连接用端子13、14以固定在与中继用端子9、10接合时的最佳位置的方式进行配置。
再者，外部连接用端子13为电力系统的端子，外部连接用端子14为信号系统的端子。外部连接用端子13、14通过分别与中继用端子9、10接合而借助于中继用端子9、10与基板2连接。
接着，使用图1B，对功率半导体模块1的构成进行说明。图1B为从另一方向观察图1A所示的功率半导体模块1时的分解立体图。
外部连接用端子保持构件11具有至少1处以上与中继用端子保持构件6的凸部8(图1A)卡合的凹部12。在图1B中，作为一例，显示有2处凹部12。
中继用端子保持构件6具有至少1处以上与基板2的凹部5卡合的凸部7。在图1B中，作为一例，显示有2处凸部7。
接着，使用图2，对功率半导体模块1的构成进行说明。图2为本发明的第1实施方式的功率半导体模块1的俯视图。
如图2所示，以保持在外部连接用端子保持构件11上的外部连接用端子13、14的端部与保持在中继用端子保持构件6上的中继用端子9、10的端部至少在接合时接触的方式确定外部连接用端子13、14与中继用端子9、10的位置。
再者，分别焊接外部连接用端子13、14与中继用端子9、10。该焊接例如为电弧焊、电阻焊等，但并不限定于此。中继用端子保持构件6利用朝开口部OP1侧突出的大致U字形的臂部6a来保持中继用端子9、10。
接着，使用图3，对功率半导体模块1的构成进行说明。图3为表示图2中的A-A剖面的剖视图。
在基板2上，在金属基底上隔着绝缘层以导体形成有布线图案3，在其上形成有焊料4。中继用端子9、10借助于布线图案3和焊料4与基板2连接。
基板2上所配备的通孔5与中继用端子保持构件6上所配备的凸部7卡合，且中继用端子9、10与中继用端子保持构件6上所配备的嵌合部17嵌合。由此，中继用端子9、10即便以回流焊方式安装在基板2上，也不会发生错位，而是配置在指定位置。
并且，中继用端子9、10以固定在与外部连接用端子13、14接合时的最佳位置的方式与中继用端子保持构件6的嵌合部17嵌合。即，嵌合部17以中继用端子9、10与外部连接用端子13、14至少在接合时接触的方式对中继用端子9、10进行定位。
此外，中继用端子保持构件6上所配备的凸部8与外部连接用端子保持构件11上所配备的凹部12卡合，且外部连接用端子13、14以固定在与中继用端子9、10接合时的最佳位置的方式与外部连接用端子保持构件11的嵌合部18嵌合。
如此一来，中继用端子9、10与外部连接用端子13、14可确保必要的焊接强度、熔融截面积。
此处，非导电性中继用端子保持构件6保持与焊料4的接合面侧的中继用端子9、10的端部。此外，如图3所示，将外部连接用端子保持构件11、中继用端子保持构件6及基板2层叠。
如以上所说明，根据本实施方式，中继用端子9、10与外部连接用端子13、14的相对位置精度提高。即，中继用端子9、10在回流焊时不会发生错位。因此，在对中继用端子9、10与外部连接用端子13、14分别进行接合时，无须强制性地弯曲中继用端子9、10来进行对位，可缓和对焊接部的应力，从而可提高焊料寿命。此外，即便是在将外部连接用端子保持构件11、中继用端子保持构件6及基板2层叠之后实施回流焊，也获得同样的效果。
接着，使用图4、图5，对本发明的第2实施方式的功率半导体模块进行说明。
首先，使用图4，对本发明的第2实施方式的功率半导体模块1的构成进行说明。图4为本发明的第2实施方式的功率半导体模块1的分解图。
夹具21是回流焊时所使用的夹具，是在基板2上焊接中继用端子9、10时所使用的夹具。夹具21具有至少1处以上与基板2的通孔15卡合的凸部22。进而，夹具21具有至少1处以上与中继用端子保持构件6的凸部25卡合的凹部23。在图4中，作为一例，显示有1处凸部22和1处凹部23。
在基板2上，在金属基底上隔着绝缘层以导体形成有布线图案3，在其上形成有焊料4。基板2具有至少1处以上与外部连接用端子保持构件11的凸部24卡合的通孔15。在图4中，作为一例，显示有1处通孔15。
进而，基板2的与外部连接用端子保持构件11的凸部24卡合的通孔15起到与回流焊时的夹具21的凸部22卡合的作用。
中继用端子保持构件6由合成树脂制等绝缘构件形成，具有至少1处以上与夹具21的凹部23卡合的凸部25。在图4中，作为一例，显示有1处凸部25。
此外，中继用端子9、10以固定在与外部连接用端子13、14接合时的最佳位置的方式嵌合、埋设在中继用端子保持构件6的嵌合部17中。
再者，中继用端子9为电力系统的端子，中继用端子10为信号系统的端子，通过焊料4与布线图案3接合。
另一方面，外部连接用端子保持构件11由合成树脂制等绝缘构件形成，具有至少1处以上卡合至基板2的通孔15的凸部24。在图4中，作为一例，显示有1处凸部24。此外，外部连接用端子13、14以固定在与中继用端子9、10接合时的最佳位置的方式嵌合、埋设在外部连接用端子保持构件11的嵌合部18中。
再者，外部连接用端子13为电力系统的端子，外部连接用端子14为信号系统的端子，通过与中继用端子9、10接合并借助于中继用端子9、10与基板2连接。
基板2上所配备的通孔15与回流焊时所使用的夹具21上所配备的凸部22卡合，且夹具21上所配备的凹部23与中继用端子保持构件6上所配备的凸部25卡合，进而，中继用端子9、10与中继用端子保持构件6的嵌合部17嵌合。
由此，中继用端子9、10即便以回流焊方式安装在基板2上，也不会发生错位，而是配置在指定位置。并且，中继用端子9、10以固定在与外部连接用端子13、14接合时的最佳位置的方式与中继用端子保持构件6的嵌合部17嵌合。
此外，基板2上所配备的通孔15与外部连接用端子保持构件11上所配备的凸部24卡合，且外部连接用端子13、14以固定在与中继用端子9、10接合时的最佳位置的方式与外部连接用端子保持构件11的嵌合部18嵌合。
接着，使用图5，对本发明的第2实施方式的功率半导体模块1的成品进行说明。图5为本发明的第2实施方式的功率半导体模块的剖视图。
像使用图4所说明的那样，在回流焊时，基板2的通孔15与夹具21的凸部22卡合。由此，基板2被固定在夹具21上。另一方面，焊接后，从基板2的通孔15中拔出夹具21的凸部22，并且像图5所示那样使基板2的通孔15与外部连接用端子保持构件11的凸部24卡合。由此，外部连接用端子保持构件11被固定在基板2上。
此处，如图5所示，将基板2与中继用端子保持构件6层叠，并将基板2与外部连接用端子保持构件11层叠。也就是说，中继用端子保持构件6和外部连接用端子保持构件11配置在基板2上。
如以上所说明，根据本实施方式，中继用端子9、10与外部连接用端子13、14的相对位置精度提高。即，中继用端子9、10在回流焊时不会发生错位。因此，在对中继用端子9、10与外部连接用端子13、14分别进行接合时，无须强制性地弯曲中继用端子9、10来进行对位，可缓和对焊接部的应力，从而可提高焊料寿命。此外，即便是在将夹具21、基板2及中继用端子保持构件6层叠、以及将夹具21、基板2及外部连接用端子保持构件11层叠之后实施回流焊，也获得同样的效果。
接着，使用图6、图7，对本发明的第3实施方式的功率半导体模块1进行说明。
首先，使用图6，对本发明的第3实施方式的功率半导体模块1的构成及其所使用的夹具的构成进行说明。图6为本发明的第3实施方式的功率半导体模块1的分解图。
夹具21是回流焊时所使用的夹具，是在基板2上焊接中继用端子9、10时所使用的夹具。夹具21具有至少1处以上与基板2的通孔16卡合的凸部22。进而，夹具21具有至少1处以上与中继用端子保持构件6的凸部25卡合的凹部23。在图6中，作为一例，显示有1处凸部22和1处凹部23。
在基板2上，在金属基底上隔着绝缘层以导体形成有布线图案3，在其上形成有焊料4。基板2具有至少1处以上与回流焊时的夹具21的凸部22卡合的通孔16。在图6中，作为一例，显示有1处通孔16。
中继用端子保持构件6由合成树脂制等绝缘构件形成，具有至少1处以上与夹具21的凹部23卡合的凸部25。在图6中，作为一例，显示有1处凸部25。
此外，中继用端子9、10以固定在与外部连接用端子13、14接合时的最佳位置的方式嵌合、埋设在中继用端子保持构件6的嵌合部17中。而且，中继用端子保持构件6具有至少1处以上与外部连接用端子保持构件11的凹部12卡合的凸部8。在图6中，作为一例，显示有1处凸部8。
再者，中继用端子9为电力系统的端子，中继用端子10为信号系统的端子，通过焊料4与布线图案3接合。
另一方面，外部连接用端子保持构件11由合成树脂制等绝缘构件形成，具有至少1处以上与中继用端子保持构件6的凸部8卡合的凹部12。在图6中，作为一例，显示有1处凹部12。
此外，外部连接用端子13、14以固定在与中继用端子9、10接合时的最佳位置的方式嵌合、埋设在外部连接用端子保持构件11的嵌合部18中。
再者，外部连接用端子13为电力系统的端子，外部连接用端子14为信号系统的端子，通过与中继用端子9、10接合并借助于中继用端子9、10与基板2连接。
基板2上所配备的通孔16与回流焊时所使用的夹具21上所配备的凸部22卡合，且夹具21上所配备的凹部23与中继用端子保持构件6上所配备的凸部25卡合，进而，中继用端子9、10与中继用端子保持构件6的嵌合部17嵌合。由此，中继用端子9、10即便以回流焊方式安装在基板2上，也不会发生错位，而是配置在指定位置。此外，中继用端子9、10以固定在与外部连接用端子13、14接合时的最佳位置的方式与中继用端子保持构件6的嵌合部17嵌合。
此外，中继用端子保持构件6上所配备的凸部8与外部连接用端子保持构件11上所配备的凹部12卡合，且外部连接用端子13、14以固定在与中继用端子9、10接合时的最佳位置的方式与外部连接用端子保持构件11的嵌合部18嵌合。
接着，使用图7，对本发明的第3实施方式的功率半导体模块1的成品进行说明。图7为本发明的第3实施方式的功率半导体模块1的剖视图。
像使用图6所说明的那样，在回流焊时，基板2的通孔16与夹具21的凸部22卡合。由此，基板2被固定在夹具21上。另一方面，焊接后，像图7所示那样从基板2的通孔16中拔出夹具21的凸部22。再者，中继用端子保持构件6与基板2利用粘结剂等加以固定。
此处，如图7所示，将外部连接用端子保持构件11、中继用端子保持构件6及基板2层叠。
如以上所说明，根据本实施方式，中继用端子9、10与外部连接用端子13、14的相对位置精度提高。即，中继用端子9、10在回流焊时不会发生错位。因此，在对中继用端子9、10与外部连接用端子13、14分别进行接合时，无须强制性地弯曲中继用端子9、10来进行对位，可缓和对焊接部的应力，从而可提高焊料寿命。此外，即便是在将外部连接用端子保持构件11、中继用端子保持构件6、基板2及夹具21层叠之后实施回流焊，也获得同样的效果。
接着，使用图8、图9，对本发明的第4实施方式的功率半导体模块进行说明。
首先，使用图8，对本发明的第4实施方式的功率半导体模块1的构成及其所使用的夹具的构成进行说明。图8为本发明的第4实施方式的功率半导体模块1的分解图。
夹具21是回流焊时所使用的夹具，是在基板2上焊接中继用端子9、10时所使用的夹具。夹具21具有至少1处以上与基板2的通孔31卡合的凸部22。进而，夹具21具有至少1处以上与中继用端子保持构件6的凸部25卡合的凹部23。在图8中，作为一例，显示有1处凸部22和1处凹部23。
在基板2上，在金属基底上隔着绝缘层以导体形成有布线图案3，在其上形成有焊料4。基板2具有至少1处以上与中间构件32的凸部33卡合的通孔31。在图8中，作为一例，显示有1处通孔31。
进而，基板2的与中间构件32的凸部33卡合的通孔31起到与回流焊时的夹具21的凸部22卡合的作用。
中继用端子保持构件6由合成树脂制等绝缘构件形成，具有至少1处以上与夹具21的凹部23卡合的凸部25。在图8中，作为一例，显示有1处凸部25。
此外，中继用端子9、10以固定在与外部连接用端子13、14接合时的最佳位置的方式嵌合、埋设在中继用端子保持构件6的嵌合部17中。
再者，中继用端子9为电力系统的端子，中继用端子10为信号系统的端子，通过焊料4与布线图案3接合。
中间构件32由合成树脂制等绝缘构件或者磁性体等导电性构件形成，具有至少1处以上与基板2的通孔31卡合的凸部33。此外，中间构件32具有至少1处以上与外部连接用端子保持构件11的凹部35卡合的凸部34。在图8中，作为一例，显示有1处凸部33和1处凸部34。
另一方面，外部连接用端子保持构件11由合成树脂制等绝缘构件形成，具有至少1处以上与中间构件32的凸部34卡合的凹部35。在图8中，作为一例，显示有1处凹部35。此外，外部连接用端子13、14以固定在与中继用端子9、10接合时的最佳位置的方式嵌合、埋设在外部连接用端子保持构件11的嵌合部18中。
再者，外部连接用端子13为电力系统的端子，外部连接用端子14为信号系统的端子，通过与中继用端子9、10接合并借助于中继用端子9、10与基板2连接。
基板2上所配备的通孔31与回流焊时所使用的夹具21上所配备的凸部22卡合，且夹具21上所配备的凹部23与中继用端子保持构件6上所配备的凸部25卡合，进而，中继用端子9、10与中继用端子保持构件6的嵌合部17嵌合。由此，中继用端子9、10即便以回流焊方式安装在基板2上，也不会发生错位，而是配置在指定位置。并且，中继用端子9、10以固定在与外部连接用端子13、14接合时的最佳位置的方式与中继用端子保持构件6的嵌合部17嵌合。
此外，中间构件32上所配备的凸部33与基板2上所配备的通孔31卡合，且中间构件32上所配备的凸部34与外部连接用端子保持构件11上所配备的凹部35卡合，进而，外部连接用端子13、14以固定在与中继用端子9、10接合时的最佳位置的方式与外部连接用端子保持构件11的嵌合部18嵌合。
接着，使用图9，对本发明的第4实施方式的功率半导体模块1的成品进行说明。图9为本发明的第4实施方式的功率半导体模块1的剖视图。
像使用图8所说明的那样，在回流焊时，基板2的通孔31与夹具21的凸部22卡合。由此，基板2被固定在夹具21上。另一方面，焊接后，从基板2的通孔31中拔出夹具21的凸部22，并且像图9所示那样使基板2的通孔31与中间构件32的凸部33卡合。由此，中间构件32被固定在基板2上。
此处，如图9所示，将基板2与中继用端子保持构件6层叠，并将基板2、中间构件32及外部连接用端子保持构件11层叠。
如以上所说明，根据本实施方式，中继用端子9、10与外部连接用端子13、14的相对位置精度提高。即，中继用端子9、10在回流焊时不会发生错位。因此，在对中继用端子9、10与外部连接用端子13、14分别进行接合时，无须强制性地弯曲中继用端子9、10来进行对位，可缓和对焊接部的应力，从而可提高焊料寿命。此外，即便是在将夹具21、基板2及中继用端子保持构件6层叠、以及将夹具21、基板2、中间构件32及外部连接用端子保持构件11层叠之后实施回流焊，也获得同样的效果。
(第1变形例)
在第1～第4实施方式中，
就基板与中继用端子保持构件的卡合用通孔5、
中继用端子保持构件与基板的卡合用凸部7、
中继用端子保持构件与外部连接用端子保持构件的卡合用凸部8、
外部连接用端子保持构件与中继用端子保持构件的卡合用凹部12、
基板与外部连接用端子保持构件的卡合用通孔15、
基板与夹具的卡合用通孔16、
夹具与基板的卡合用凸部22、
夹具与中继用端子保持构件的卡合用凹部23、
外部连接用端子保持构件的与基板的卡合用凸部24、
中继用端子保持构件与夹具的卡合用凸部25、
基板与中间构件的卡合用通孔31、
中间构件与基板的卡合用凸部33、
中间构件与外部连接用端子保持构件的卡合用凸部34、
以及外部连接用端子保持构件与中间构件的卡合用凹部35而言，
只要能获得本发明的效果，则各个通孔、凸部、凹部可自由组合(未图示)。再者，这些通孔、凸部、凹部是作为卡合部而发挥功能的。
此外，关于各个通孔、凸部、凹部，在为圆筒状形状的情况下，优选为2个以上的组合，在为圆筒状形状以外的形状的情况下，优选为非对称形状且为1个以上的组合(未图示)。
(第2变形例)
在第1～第4实施方式及第1变形例中，关于电力系统的中继用端子9和信号系统的中继用端子10，也可由1个中继用端子保持构件构成多个电力系统的中继用端子9以及多个信号系统的中继用端子10。此外，电力系统的中继用端子9以及信号系统的中继用端子10也能以一个单一个体的形式分别由单个中继用端子保持构件构成(未图示)。
此外，关于电力系统的外部连接用端子13和信号系统的外部连接用端子14，也可由1个外部连接用端子保持构件构成多个电力系统的外部连接用端子13以及多个信号系统的外部连接用端子14。而且，电力系统的外部连接用端子13以及外部连接用端子14也能以一个单一个体的形式分别由单个外部连接用端子保持构件构成(未图示)。
(应用例)
接着，使用图10～图12，将使用本发明的实施方式的功率半导体模块1的发动机起动装置作为一应用例进行说明。
首先，使用图10，对发动机起动装置100的构成进行说明。图10为作为本发明的一应用例的发动机起动装置的电路图。
发动机起动装置100通过电磁开关102的动作使小齿轮104沿箭头方向移动而与齿圈105咬合，所述齿圈105与发动机连结。并且，使起动马达103动作而使发动机的曲轴转动并进行燃料或点火的控制，由此起动发动机。
发动机控制单元107借助于点火开关109与车辆中所搭载的电池108连接。电磁开关102及起动马达103由起动机控制部106控制。电磁开关102及起动马达103经外部连接用端子111、112、113、114并借助于中继用端子121、122、123、124与半导体开关131、132或飞轮二极管133、134等连接。
半导体开关131、132与起动机控制部106连接。起动机控制部106根据来自发动机控制单元107的信号来驱动半导体开关131、132。起动机控制部106由中继用端子125、126、127、128并借助于外部连接用端子115、116、117、118与发动机控制单元107或点火开关109连接。
本实施例的功率半导体模块被应用于以符号101表示的部分。此处，中继用端子121、122、123、124对应于电力系统的中继用端子9，中继用端子125、126、127、128对应于信号系统的中继用端子10。
此外，外部连接用端子111、112、113、114对应于电力系统的外部连接用端子13，中继用端子115、116、117、118对应于信号系统的外部连接用端子14。
图11为图10所示的功率半导体模块101的俯视图，图12为表示图11中的B-B剖面的剖视图。
在图12中，半导体开关132借助于布线图案3及焊料4而连接在基板2上，并借助于布线图案3及焊料4与电力系统的中继用端子123、外部连接用端子113连接。外部连接用端子113与起动马达103(图10)连接。
此外，在图12中，起动机控制部106借助于布线图案3及焊料4而连接在基板2上，并借助于布线图案3及焊料4与信号系统的中继用端子127、外部连接用端子117连接。外部连接用端子117与发动机控制单元107(图10)连接。
根据本实施例，基板2上所配备的通孔5与中继用端子保持构件6上所配备的凸部7卡合，且电力系统的中继用端子121、122、123、124以及信号系统的中继用端子125、126、127、128与中继用端子保持构件6的嵌合部17嵌合。
由此，电力系统的中继用端子121、122、123、124以及信号系统的中继用端子125、126、127、128即便以回流焊方式安装在基板2上，也不会发生错位，而是配置在指定位置。
并且，电力系统的中继用端子121、122、123、124以及信号系统的中继用端子125、126、127、128以分别固定在与电力系统的外部连接用端子111、112、113、114以及信号系统的外部连接用端子115、116、117、118接合时的最佳位置的方式与嵌合部17嵌合。
此外，中继用端子保持构件6上所配备的凸部8与外部连接用端子保持构件11上所配备的凹部12卡合，且电力系统的外部连接用端子111、112、113、114以及信号系统的外部连接用端子115、116、117、118以分别固定在与电力系统的中继用端子121、122、123、124以及信号系统的中继用端子125、126、127、128接合时的最佳位置的方式与外部连接用端子保持构件11的嵌合部18嵌合。
如以上所说明，根据本实施方式，电力系统的中继用端子121、122、123、124以及信号系统的中继用端子125、126、127、128与电力系统的外部连接用端子111、112、113、114以及信号系统的外部连接用端子115、116、117、118的相对位置精度提高。因此，在对两者进行接合时，无需强制性地弯曲电力系统的中继用端子121、122、123、124以及信号系统的中继用端子125、126、127、128来进行对位，通过对焊接部的应力进行缓和，可提高焊料寿命，从而可提供长寿命的发动机起动装置。
再者，本发明包括各种变形例，并不限定于上述实施例。上述实施例是以易于理解的方式对本发明进行说明的实施例，并非一定限定于包括说明过的所有构成的实施例。此外，可将某一实施例的构成的一部分替换为另一实施例的构成，也可在某一实施例的构成中加入另一实施例的构成。此外，也可对各实施例的构成的一部分追加、删除、替换其他构成。
例如，可利用树脂填补功率半导体模块1的内侧所形成的开口部OP1、OP2。如此一来，可提高接合部的耐振动性或耐腐蚀性。
符号说明
1功率半导体模块
2基板
3布线图案
4焊料
5基板与中继用端子保持构件的卡合用通孔
6中继用端子保持构件
7中继用端子保持构件与基板的卡合用凸部
8中继用端子保持构件与外部连接用端子保持构件的卡合用凸部
9电力系统的中继用端子
10信号系统的中继用端子
11外部连接用端子保持构件
12外部连接用端子保持构件与中继用端子保持构件的卡合用凹部
13电力系统的外部连接用端子
14信号系统的外部连接用端子
15基板与外部连接用端子保持构件的卡合用通孔
16基板与夹具的卡合用通孔
17以确定为可与外部连接用端子进行接合的位置关系的方式对中继用端子进行定位的嵌合部
18以确定为可与中继用端子进行接合的位置关系的方式对外部连接用端子进行定位的嵌合部
21夹具
22夹具与基板的卡合用凸部
23夹具与中继用端子保持构件的卡合用凹部
24外部连接用端子保持构件与基板的卡合用凸部
25中继用端子保持构件与夹具的卡合用凸部
31基板与中间构件的卡合用通孔
32中间构件
33中间构件与基板的卡合用凸部
34中间构件与外部连接用端子保持构件的卡合用凸部
35外部连接用端子保持构件与中间构件的卡合用凹部
100发动机起动装置
101功率半导体模块
102电磁开关
103起动马达
104小齿轮
105齿圈
106起动机控制部
107发动机控制单元
108电池
109点火开关
111、112、113、114电力系统的外部连接用端子
115、116、117、118信号系统的外部连接用端子
121、122、123、124电力系统的中继用端子
125、126、127、128信号系统的中继用端子
131、132半导体开关
133、134飞轮二极管。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种功率半导体模块，其特征在于，包括：
基板；
中继用端子，其借助于焊料与所述基板连接；
外部连接用端子，其与所述中继用端子接合；
非导电性中继用端子保持构件，其对与所述焊料的接合面侧的所述中继用端子的端部进行保持；
非导电性外部连接用端子保持构件，其对所述外部连接用端子进行保持；以及
中间构件，其配置在所述基板与所述外部连接用端子保持构件之间，
所述中继用端子保持构件具有：第1卡合部，所述第1卡合部与对所述中继用端子和所述基板进行焊接时固定所述基板的夹具卡合；以及与所述中继用端子嵌合的嵌合部，
所述嵌合部对所述中继用端子进行定位，以使所述中继用端子与所述外部连接用端子被确定为可进行接合的位置关系，
所述中间构件具有与所述基板卡合的第2卡合部，
所述外部连接用端子保持构件具有与所述中间构件卡合的第3卡合部。
2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，
将所述基板与所述中继用端子保持构件层叠，
并将所述基板、所述中间构件及所述外部连接用端子保持构件层叠。

Claims (13)

1.一种功率半导体模块，其特征在于，包括：
基板；
中继用端子，其借助于焊料与所述基板连接；
外部连接用端子，其与所述中继用端子接合；以及
非导电性中继用端子保持构件，其对与所述焊料的接合面侧的所述中继用端子的端部进行保持。
2.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，
所述中继用端子保持构件具有与所述基板卡合的第1卡合部。
3.根据权利要求2所述的功率半导体模块，其特征在于，
所述中继用端子保持构件具有与所述中继用端子嵌合的嵌合部，
所述嵌合部对所述中继用端子进行定位，以使所述中继用端子与所述外部连接用端子被确定为可进行接合的位置关系。
4.根据权利要求3所述的功率半导体模块，其特征在于，
包括对所述外部连接用端子进行保持的非导电性外部连接用端子保持构件，
所述中继用端子保持构件具有与所述外部连接用端子保持构件卡合的第2卡合部。
5.根据权利要求4所述的功率半导体模块，其特征在于，
将所述外部连接用端子保持构件、所述中继用端子保持构件及所述基板层叠。
6.根据权利要求1所述的功率半导体模块，其特征在于，
所述中继用端子保持构件具有第1卡合部，所述第1卡合部与对所述中继用端子和所述基板进行焊接时固定所述基板的夹具卡合。
7.根据权利要求6所述的功率半导体模块，其特征在于，
所述中继用端子保持构件具有与所述中继用端子嵌合的嵌合部，
所述嵌合部对所述中继用端子进行定位，以使所述中继用端子与所述外部连接用端子被确定为可进行接合的位置关系。
8.根据权利要求7所述的功率半导体模块，其特征在于，
包括对所述外部连接用端子进行保持的非导电性外部连接用端子保持构件，
所述外部连接用端子保持构件具有与所述基板卡合的第2卡合部。
9.根据权利要求8所述的功率半导体模块，其特征在于，
将所述基板与所述中继用端子保持构件层叠，
并将所述基板与所述外部连接用端子保持构件层叠。
10.根据权利要求7所述的功率半导体模块，其特征在于，
包括对所述外部连接用端子进行保持的非导电性外部连接用端子保持构件，
所述中继用端子保持构件具有与所述外部连接用端子保持构件卡合的第2卡合部。
11.根据权利要求10所述的功率半导体模块，其特征在于，
将所述外部连接用端子保持构件、所述中继用端子保持构件及所述基板层叠。
12.根据权利要求7所述的功率半导体模块，其特征在于，包括：
非导电性外部连接用端子保持构件，其对所述外部连接用端子进行保持；以及
中间构件，其配置在所述基板与所述外部连接用端子保持构件之间，
所述中间构件具有与所述基板卡合的第2卡合部，
所述外部连接用端子具有与所述中间构件卡合的第3卡合部。
13.根据权利要求12所述的功率半导体模块，其特征在于，
将所述基板与所述中继用端子保持构件层叠，
并将所述基板、所述中间构件及所述外部连接用端子保持构件层叠。
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