CN106206497B - 功率半导体模块及其制造方法 - Google Patents
功率半导体模块及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106206497B CN106206497B CN201510283638.5A CN201510283638A CN106206497B CN 106206497 B CN106206497 B CN 106206497B CN 201510283638 A CN201510283638 A CN 201510283638A CN 106206497 B CN106206497 B CN 106206497B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- terminal
- assembly terminal
- assembly
- power semiconductor
- semiconductor modular
- 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.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000005007 epoxy-phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- -1 such as Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
- H01L23/49548—Cross section geometry
- H01L23/49551—Cross section geometry characterised by bent parts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/4985—Flexible insulating substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/528—Geometry or layout of the interconnection structure
- H01L23/5283—Cross-sectional geometry
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
- H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
- H01L21/565—Moulds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
- H01L23/3142—Sealing arrangements between parts, e.g. adhesion promotors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
- H01L23/49562—Geometry of the lead-frame for devices being provided for in H01L29/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49572—Lead-frames or other flat leads consisting of thin flexible metallic tape with or without a film carrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
- H01L23/49575—Assemblies of semiconductor devices on lead frames
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/71—Means for bonding not being attached to, or not being formed on, the surface to be connected
- H01L24/72—Detachable connecting means consisting of mechanical auxiliary parts connecting the device, e.g. pressure contacts using springs or clips
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/90—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies using means for bonding not being attached to, or not being formed on, the body surface to be connected, e.g. pressure contacts using springs or clips
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/065—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L27/00
- H01L25/0657—Stacked arrangements of devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
- H01L25/11—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
- H01L25/117—Stacked arrangements of devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
- H01L2924/1203—Rectifying Diode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本申请公开了功率半导体模块及其制造方法。该功率半导体模块可包括第一器件以及以预定间隔与第一器件隔开的第二器件。第一装配端子被固定地布置在第一器件与第二器件之间以成为第一连接端子。第二装配端子被固定地装配为与第一器件的外表面和第二器件的外表面接触以成为第二连接端子。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年10月16日提交的韩国专利申请第10-2014-0139723号的优先权权益,通过引用将其全部内容结合于此。
技术领域
本公开内容涉及功率半导体模块,并且更具体地,涉及通过夹形端子直接连接内部器件的功率半导体模块以及用于制造功率半导体模块的方法。
背景技术
功率半导体模块包括具有高电流密度的功率器件以及具有低耐热性的绝缘结构,从而实现大功率和抗热的高辐射功率半导体模块。
通常,诸如可控硅整流器(SCR)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)以及金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或者其结合的功率半导体被装配在非绝缘封装件内。
即,形成封装型装置的背面的金属片(tab,薄片)通过焊接和/或引线接合与封装型装置中的半导体芯片(die)电耦接。焊接是通过将热量施加至焊料以使其熔融来将金属片接合至半导体芯片。引线接合是通过焊接具有线状的Au、Al、Cu等将金属片接合至半导体芯片。
然而,功率半导体模块具有大约为30V至1000V的相对较高的电压,并且因此被设计为比其他电子半导体器件(诸如,逻辑器件和/或存储器件)以更高的电压工作。
进一步地,功率半导体模块用在温度相对较高的地方,诸如,引擎室或者工厂,因此,当功率半导体模块工作在这样的环境时产生更多热辐射。
因此,将产生几瓦特或者几千瓦特的功率使得增加环境温度的有源装置之间的耐热性最小化非常重要。
进一步地,由于焊接和/或引线接合,会增加材料成本和工序成本。
发明内容
本发明涉及通过夹形端子直接连接内部器件的功率半导体模块以及用于制造功率半导体模块的方法。
可以通过以下描述来理解本公开内容的其他目的和优点,并且所述目的和优点通过参考本发明构思的实施方式而变得清晰可见。并且,对于本公开内容所属领域中的技术人员显而易见的是,本公开内容的目的和优点可以通过要求保护的方法及其组合来实现。
本发明构思的一方面提供了通过夹形端子直接连接内部器件的功率半导体模块以及用于制造功率半导体模块的方法。
根据本发明的实施方式,功率半导体模块包括第一器件以及以预定间隔与第一器件隔开的第二器件。第一装配端子被固定地布置在第一器件与第二器件之间以成为第一连接端子。第二装配端子被固定地装配为接触第一器件与第二器件的外表面以成为第二连接端子。
第一装配端子和第二装配端子可以具有夹子形状。
功率半导体模块可进一步包括具有保护性外表面的保护部分以使用密封材料支撑连接端子。
功率半导体模块可进一步包括插入第一装配端子与第二装配端子之间的绝缘构件。
功率半导体模块可进一步包括附接至第一装配端子的内侧和第二装配端子的外侧的绝缘构件。
第一装配端子的一个端部(tip,末端)可具有直线形状。
第一装配端子的一个端部可具有形状。
第一装配端子的一个端部的宽度可宽于第一装配端子的其他部分的宽度。
第一装配端子的一个端部或者第二装配端子的两个端部可具有锯齿形状。
第一装配端子的一个端部或者第二装配端子的两个端部可具有弯曲形状。
第一器件和第二器件可以是场效应晶体管(FET)、金属氧化物半导体FET(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)以及功率整流二极管中的任意一种或者其组合。
可在通过模具使第一装配端子和第二装配端子被按压的状态下,注入密封材料并凝结。
密封材料可以是热固性树脂。
根据本发明构思的另一实施方式,一种用于制造功率半导体模块的方法包括:放置第一器件,并以与第一器件隔开预定间隔的方式放置第二器件。作为另一个连接端子的第一装配端子被固定地装配为将第一装配端子放置在第一器件与第二器件之间。作为一个连接端子的第二装配端子被固定地装配为允许第二装配端子接触第一器件的外表面与第二器件的外表面。
该方法可进一步包括使用密封材料形成用于保护性外表面的保护部分以支撑装配端子。
该方法可进一步包括将绝缘构件插入第一装配端子与第二装配端子之间。
该方法可进一步包括将绝缘构件附接至第一装配端子的内侧和第二装配端子的外侧。
形成保护部分的步骤可包括使用模具按压第一装配端子和第二装配端子,并且通过该模具注入密封材料以凝结密封材料。
附图说明
图1是示出了根据本发明构思的第一示例性实施方式的功率半导体模块的内部连接的示图。
图2是示出了装配端子被装配为如图1中所示并且使用密封材料被最终固定的状态的示图。
图3是示出了根据本发明构思的第二示例性实施方式的输入端子被更改的功率半导体模块的结构的示图。
图4是示出了根据本发明构思的第三示例性实施方式的输入端子被更改的功率半导体模块的结构的示图。
图5是示出了根据本发明构思的第四示例性实施方式的用于增加装配端子与器件之间的接触强度的功率半导体模块的结构的示图。
图6是示出了根据本发明构思的第五示例性实施方式的用于增加装配端子与器件之间的接触强度的功率半导体模块的结构的示图。
图7是示出了根据本发明构思的第六示例性实施方式的用于增加装配端子与器件之间的接触强度的功率半导体模块的结构的示图。
图8是示出了根据本发明构思的第七示例性实施方式的在绝缘层附接至装配端子的状态下功率半导体模块的内部连接的示图。
图9是示出了根据本发明构思的第八示例性实施方式的使用模具进一步增强装配端子与器件之间的接触强度的状态的示图。
图10是示出了根据本发明构思的示例性实施方式的使用装配端子制造功率半导体模块的过程的流程图。
具体实施方式
由于本发明可以进行各种修改并且具有多个示例性实施方式,所以将在附图中示出并且在具体实施方式中详细描述特定的示例性实施方式。然而,应当理解,本发明不限于特定的示例性实施方式,而是包括包含于本发明构思的精神和范围内的所有修改、等同物以及替代物。
贯穿附图,相同的参考标号将用于描述相同的部件。
可以将说明书中使用的术语,“第一”、“第二”等用于描述不同部件,但是该部件不被解释为局限于所述术语。术语被用于区分一个部件与另一个部件。
因此,第一部件可称为第二部件,并且第二部件可称为第一部件。术语“和/或”包括多个项的组合或者多个项中的任何一个。
应当理解的是,除非另有说明,在说明书中使用的包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本领域的技术人员所理解的相同含义。
应当理解,词典所定义的术语与相关技术的上下文中的含义相同,并且除非上下文另有清楚说明,否则它们不应理想地或者过度地被正式定义。
在下文中,将参照附图详细描述根据本发明构思的示例性实施方式的功率半导体模块和用于制造功率半导体模块的方法。
图1是示出了根据本发明构思的第一示例性实施方式的功率半导体模块的内部连接的示图。参照图1,功率半导体模块100包括第一器件131以及以与第一器件131具有预定间隔布置的第二器件132。第二装配端子112被固定地装配为接触第一器件131与第二器件132的外表面,并且因此成为一个连接端子。第一装配端子111被固定地装配为使第一器件131与第二器件132之间接触,并且因此成为另一个连接端子。
第一装配端子111和/或第二装配端子112由导电材料制成并且具有夹形。因此,第一装配端子111和/或第二装配端子112利用预定力固定第一器件131和第二器件132同时利用弹性力使第一器件131和第二器件132接触。
第一器件131和第二器件132为功率半导体。功率半导体可以是场效应晶体管(FET)、金属氧化物半导体FET(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)以及功率整流二极管或者其结合中的任意一个。
功率半导体模块100可应用于绿色汽车的逆变器系统。绿色汽车的实例可包括混合电动车辆(HEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)、电动车辆(EV)、社区电动车辆(NEV)、燃料电池车辆(FCV)、洁净柴油车辆(CDV)等。
绝缘构件120被布置在第一装配端子111与第二装配端子112之间。绝缘构件120阻断由导电材料制成的第一装配端子111与第二装配端子112之间的导电性并且使它们之间绝缘。
图1示出了当使第一器件131和第二器件132接触时,第一装配端子111和第二装配端子112均与第一器件131和第二器件132装配。然而,第一装配端子111和第二装配端子112可以被同时装配,并且可以首先装配第二装配端子112,然后装配第一装配端子111。进一步地,第一装配端子111和第二装配端子112可以按照相反顺序被装配。
对于绝缘构件120,可以使用诸如环氧树脂、酚醛树脂和聚亚胺脂的高分子绝缘材料。
为了便于理解,图1示出了两个器件和两个装配端子,但是本发明构思的示例性实施方式不限于此。因此,可以使用至少两个器件和至少两个装配端子实现功率半导体模块。
图2是示出了装配端子被装配为如图1中所示并然后使用密封材料被最终固定的状态的概念图。参照图2,第一装配端子111和第二装配端子112、第一器件131和第二器件132以及绝缘构件120被首先装配并且被固定,如图1中所示。然后,使用密封材料形成保护部分210。保护部分210形成功率半导体模块100的保护性外表面。
对于密封材料,主要使用环氧树脂,但是本发明构思的示例性实施方式不限于此。因此,可以使用热固性树脂,诸如,酚醛树脂、聚酯树脂以及三聚氰胺树脂、硅等。
进一步地,为了形成与其他电子元件连接的输出端子,第二装配端子112的一个端部部分被暴露为用密封材料覆盖。进一步地,为了形成与其他电子元件连接的输入端子,第一装配端子111的一个端部部分也被暴露为用密封材料覆盖。
图3和图4示出了输入端子的各种形状。即,图3是示出了根据本发明构思的第二示例性实施方式的输入端子被更改的功率半导体模块的结构的示图。参照图3,第一装配端子311的输入端子311-1具有直线形状。第二装配端子312具有半椭圆形状。
图4是示出了根据本发明构思的第三示例性实施方式的输入端子被更改的功率半导体模块的结构的示图。参照图4,第一装配端子411的输入端子411-1具有形状,并且第二装配端子412具有半椭圆形状。
图5至图7不同地示出了增加装配端子与器件之间的接触强度的接触部分的形状。即,图5是示出了根据本发明构思的第四示例性实施方式的用于增加装配端子与器件之间的接触强度的功率半导体模块的结构的示图。参照图5,作为第一装配端子511的右端部部分的接触部分511-1的形状所具有的宽度宽于其他部分的宽度,并且第二装配端子512具有半椭圆形状。
图6是示出了根据本发明构思的第五示例性实施方式的用于增加装配端子与器件之间的接触强度的功率半导体模块的结构的概念图。参照图6,第一装配端子611的接触部分611-1的两侧具有锯齿形状,并且第二装配端子612的接触部分612-1的内侧具有锯齿形状。
图7是示出了根据本发明构思的第六示例性实施方式的用于增加装配端子与器件之间的接触强度的功率半导体模块的结构的示图。参照图7,第一装配端子711的接触部分711-1的两侧具有弯曲形状,并且第二装配端子712的接触部分712-1的仅内侧具有弯曲形状。
图8是示出了根据本发明构思的第七示例性实施方式的在绝缘层附接至装配端子的状态下功率半导体模块的内部连接的示图。参照图8,第一装配端子811的内侧与第一绝缘构件811-1附接,并且第二装配端子812的外侧与第二绝缘构件812-1附接。
在这种情况下,与图1中示出的结构不同,绝缘构件811-1和绝缘构件812-1附接至装配端子811和装配端子812,因此简化过程。
图9是示出了根据本发明构思的第八示例性实施方式的使用模具更加增强装配端子与器件之间的接触强度的状态的示图。参照图9,将初始装配的第一装配端子111和第二装配端子112以及第一器件131和第二器件132插入下模具框架901和上模具框架902中。在此状态下,通过按压下模具框架901和上模具框架902使第一装配端子111和第二装配端子112以及第一器件131和第二器件132另外处于次接触状态。在次接触状态下,分别通过下模具框架901和上模具框架902注入密封材料910。经过预定时间之后,注入的密封材料被硬化(或者凝结)。因此,可以保证最终的固定力。
图10是示出了根据本发明构思的示例性实施方式的使用装配端子制造功率半导体模块的过程的流程图。以预定间隔布置第一器件131、第二器件132和/或绝缘构件120等(步骤S1010)。作为输出端子的第二装配端子112被固定地装配为与第一器件131和第二器件132的外表面接触。作为输入端子的第一装配端子111被固定地装配为实现第一器件131与第二器件132之间的接触(步骤S1020)。进一步地,可以相反装配顺序并且可以同时执行该装配。
使用密封材料形成用于保护性外表面的保护部分210以保持固定的装配状态(步骤S1030)。形成保护部分的步骤(S1030)可进一步包括使用模具按压第一装配端子和第二装配端子并且通过模具注入密封材料以凝结该密封材料。
根据本发明构思的示例性实施方式,可以通过夹形端子在内部器件之间直接连接而不需要异质粘合剂。进一步地,根据本发明构思的示例性实施方式,不需要额外的接合材料和/或焊接工序以及引线接合工序,并且因此,减少工序成本并且提高了空间效率。
此外,使用金属夹子形状,并且因此,可以实现双面冷却结构,从而改善性能。
上述示例性实施方式仅仅是允许本发明构思所属技术领域的普通技术人员(在下文中,称为“本领域中的技术人员”)易于实践本公开内容的示例。本发明构思不限于上述示例性实施方式和附图,并且因此,本发明构思的范围不限于上述示例性实施方式。因此,对本领域中的技术人员显而易见的是,在不偏离由所附权利要求所限定的本公开内容的精神和范围的前提下,可以进行替代、修改和变形,并且这些替代、修改和变形也可以属于本公开内容的范围。
Claims (17)
1.一种功率半导体模块,包括:
第一器件;
第二器件,以预定间隔与所述第一器件隔开;
第一装配端子,被固定地布置在所述第一器件与所述第二器件之间从而成为第一连接端子;以及
第二装配端子,被固定地布置为与所述第一器件的外表面和所述第二器件的外表面接触从而成为第二连接端子,其中,所述第一装配端子和所述第二装配端子具有夹子形状。
2.根据权利要求1所述的功率半导体模块,进一步包括:
具有保护性外表面的保护部分,使用密封材料支撑所述第一连接端子和所述第二连接端子。
3.根据权利要求1所述的功率半导体模块,进一步包括:
绝缘构件,插在所述第一装配端子与所述第二装配端子之间。
4.根据权利要求1所述的功率半导体模块,进一步包括:
绝缘构件,附接至所述第一装配端子的内侧以及所述第二装配端子的外侧。
5.根据权利要求1所述的功率半导体模块,其中,所述第一装配端子的一个端部具有直线形状。
6.根据权利要求1所述的功率半导体模块,其中,所述第一装配端子的一个端部具有形状。
7.根据权利要求1所述的功率半导体模块,其中,所述第一装配端子的一个端部的宽度宽于所述第一装配端子的其他部分的宽度。
8.根据权利要求1所述的功率半导体模块,其中,所述第一装配端子的一个端部或者所述第二装配端子的两个端部均具有锯齿形状。
9.根据权利要求1所述的功率半导体模块,其中,所述第一装配端子的一个端部或者所述第二装配端子的两个端部均具有弯曲形状。
10.根据权利要求1所述的功率半导体模块,其中,所述第一器件和所述第二器件是场效应晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管以及功率整流二极管中的任意一种或者其组合。
11.根据权利要求2所述的功率半导体模块,其中,在通过模具使所述第一装配端子和所述第二装配端子被按压的状态下,所述密封材料被注入并且被凝结。
12.根据权利要求2所述的功率半导体模块,其中,所述密封材料是热固性树脂。
13.一种用于制造功率半导体模块的方法,包括以下步骤:
放置第一器件,并以预定间隔与所述第一器件隔开的方式放置第二器件;
固定地装配作为第一连接端子的第一装配端子以使所述第一装配端子放置在所述第一器件与所述第二器件之间;
固定地装配作为第二连接端子的第二装配端子以允许所述第二装配端子接触所述第一器件的外表面与所述第二器件的外表面,并且
将绝缘构件插入所述第一装配端子与所述第二装配端子之间,其中,所述第一装配端子和所述第二装配端子具有夹子形状。
14.根据权利要求13所述的方法,进一步包括:
使用密封材料形成具有保护性外表面的保护部分以支撑所述第一装配端子和所述第二装配端子。
15.根据权利要求13所述的方法,进一步包括:
将所述绝缘构件附接至所述第一装配端子的内侧以及所述第二装配端子的外侧。
16.根据权利要求14所述的方法,其中,形成所述保护部分的步骤包括:
使用模具按压所述第一装配端子和所述第二装配端子;并且
通过所述模具注入所述密封材料以凝结所述密封材料。
17.根据权利要求14所述的方法,其中,所述密封材料是热固性树脂。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2014-0139723 | 2014-10-16 | ||
KR1020140139723A KR101673680B1 (ko) | 2014-10-16 | 2014-10-16 | 전력 반도체 모듈 및 이의 제조 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106206497A CN106206497A (zh) | 2016-12-07 |
CN106206497B true CN106206497B (zh) | 2019-07-05 |
Family
ID=53181132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510283638.5A Active CN106206497B (zh) | 2014-10-16 | 2015-05-28 | 功率半导体模块及其制造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9524936B2 (zh) |
EP (1) | EP3010039B1 (zh) |
JP (1) | JP6474645B2 (zh) |
KR (1) | KR101673680B1 (zh) |
CN (1) | CN106206497B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6480856B2 (ja) * | 2015-12-14 | 2019-03-13 | 株式会社東芝 | 半導体モジュール |
JP6685143B2 (ja) * | 2016-02-03 | 2020-04-22 | 三菱電機株式会社 | 電極端子、半導体装置及び電力変換装置 |
CN109699191A (zh) * | 2017-07-14 | 2019-04-30 | 新电元工业株式会社 | 电子模块 |
US10510636B2 (en) * | 2017-07-14 | 2019-12-17 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Electronic module |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102867786A (zh) * | 2011-07-04 | 2013-01-09 | 三星电子株式会社 | 芯片层叠的半导体封装件 |
CN103094262A (zh) * | 2011-11-04 | 2013-05-08 | 英飞凌科技股份有限公司 | 包括两个功率半导体芯片的装置及其制造 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06104367A (ja) * | 1992-09-18 | 1994-04-15 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体集積回路装置 |
US6404065B1 (en) | 1998-07-31 | 2002-06-11 | I-Xys Corporation | Electrically isolated power semiconductor package |
KR100341387B1 (en) | 2001-11-15 | 2002-06-21 | Vitzrosys Co Ltd | Automatic system for injecting chemicals in waterworks and method thereof |
JP2005340639A (ja) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Toyota Industries Corp | 半導体装置及び三相インバータ装置 |
WO2006068643A1 (en) | 2004-12-20 | 2006-06-29 | Semiconductor Components Industries, L.L.C. | Semiconductor package structure having enhanced thermal dissipation characteristics |
US7285849B2 (en) * | 2005-11-18 | 2007-10-23 | Fairchild Semiconductor Corporation | Semiconductor die package using leadframe and clip and method of manufacturing |
DE102005061015B4 (de) | 2005-12-19 | 2008-03-13 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauteils mit einem vertikalen Halbleiterbauelement |
JP2009071059A (ja) | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置 |
US8198710B2 (en) | 2008-02-05 | 2012-06-12 | Fairchild Semiconductor Corporation | Folded leadframe multiple die package |
US8188587B2 (en) | 2008-11-06 | 2012-05-29 | Fairchild Semiconductor Corporation | Semiconductor die package including lead with end portion |
JP5740995B2 (ja) * | 2011-01-17 | 2015-07-01 | 富士通株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
US8531016B2 (en) | 2011-05-19 | 2013-09-10 | International Rectifier Corporation | Thermally enhanced semiconductor package with exposed parallel conductive clip |
JP2013069739A (ja) * | 2011-09-21 | 2013-04-18 | Toyota Motor Corp | 半導体ユニットとその製造方法 |
JP5734216B2 (ja) * | 2012-02-01 | 2015-06-17 | 三菱電機株式会社 | 電力用半導体装置および電力用半導体装置の製造方法 |
JP2013219268A (ja) | 2012-04-11 | 2013-10-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体デバイス |
-
2014
- 2014-10-16 KR KR1020140139723A patent/KR101673680B1/ko active IP Right Grant
-
2015
- 2015-03-02 JP JP2015040491A patent/JP6474645B2/ja active Active
- 2015-05-14 US US14/712,776 patent/US9524936B2/en active Active
- 2015-05-18 EP EP15167978.4A patent/EP3010039B1/en active Active
- 2015-05-28 CN CN201510283638.5A patent/CN106206497B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102867786A (zh) * | 2011-07-04 | 2013-01-09 | 三星电子株式会社 | 芯片层叠的半导体封装件 |
CN103094262A (zh) * | 2011-11-04 | 2013-05-08 | 英飞凌科技股份有限公司 | 包括两个功率半导体芯片的装置及其制造 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106206497A (zh) | 2016-12-07 |
EP3010039A1 (en) | 2016-04-20 |
US9524936B2 (en) | 2016-12-20 |
US20160111367A1 (en) | 2016-04-21 |
JP2016082213A (ja) | 2016-05-16 |
JP6474645B2 (ja) | 2019-02-27 |
EP3010039B1 (en) | 2017-11-29 |
KR20160044799A (ko) | 2016-04-26 |
KR101673680B1 (ko) | 2016-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106206497B (zh) | 功率半导体模块及其制造方法 | |
CN107170718B (zh) | 半导体模块 | |
US9390996B2 (en) | Double-sided cooling power module and method for manufacturing the same | |
US10798854B2 (en) | Modular power module with integrated coolant passageway and assemblies thereof | |
CN106711137B (zh) | 半导体装置及采用该半导体装置的交流发电机 | |
US9001518B2 (en) | Power module with press-fit clamps | |
CN109314102A (zh) | 半导体电源模块 | |
JP6600172B2 (ja) | パワーモジュール半導体装置およびその製造方法、およびインバータ装置 | |
US10861833B2 (en) | Semiconductor device | |
US10403558B2 (en) | Power module with multi-layer substrate | |
CN104681502B (zh) | 大功率半导体装置 | |
US9837380B2 (en) | Semiconductor device having multiple contact clips | |
CN204190731U (zh) | 大功率半导体电路 | |
US9362240B2 (en) | Electronic device | |
JP2019046899A (ja) | 電子装置 | |
CN105814682B (zh) | 半导体装置 | |
CN105609478A (zh) | 电连接组件、半导体模块和用于制造半导体模块的方法 | |
CN104112721A (zh) | 具有散热器的半导体功率设备 | |
CN105643153B (zh) | 晶体管引线的熔焊和钎焊 | |
CN109801898A (zh) | 具有多个模塑料的功率封装 | |
CN109844939A (zh) | 功率模块 | |
CN113140551A (zh) | 空间高效且低寄生的半桥 | |
CN104701379A (zh) | 功率半导体装置 | |
CN206225351U (zh) | 一种半导体装置和电子设备 | |
Dey et al. | Trends in Power Electronics Packaging Technologies For XEVs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |