CN106898588B

CN106898588B - 半导体模块

Info

Publication number: CN106898588B
Application number: CN201610851371.XA
Authority: CN
Inventors: 林秀树
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2015-11-18
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2036-09-26
Also published as: DE102016218901A1; CN106898588A; DE102016218901B4; JP2017098292A; JP6551182B2; US20170141012A1; US10297528B2

Abstract

本发明提供半导体模块，该半导体模块具有难以因固定于散热片等时被施加的外力破损的构造，并且具备能够将封装体相对于散热片等以足够的面压按压的固定件。该半导体模块具有用于收纳半导体装置的外壳部，和一端与所述外壳部连接的固定部，所述固定部具有：第一延伸部，其一端与所述外壳部连接并向远离所述外壳部的方向延伸而成；第二延伸部，其一端与所述第一延伸部连接并向接近所述外壳部的方向延伸而成，根据外力能够使所述第二延伸部相对于所述第一延伸部的倾斜变化，所述第二延伸部具有：贯通孔，其从所述第二延伸部的正面贯通到所述第二延伸部的背面，突起部，其与所述贯通孔相比位于更靠近所述外壳部一侧且被设置在所述第二延伸部的背面。

Description

半导体模块

技术领域

本发明半涉及半导体模块。

背景技术

以往，已知有在收纳半导体晶片的封装体的侧面设置将封装体固定到散热片等的固定件的结构(例如参照专利文献1)。将固定件用螺钉等固定到散热片上，由此使封装体被固定到散热片上。

作为相关的在先技术文献，存在下述专利文献。

专利文献1：美国专利申请公开第2010/252922号说明书

专利文献2：日本专利第4685039号说明书

发明内容

技术问题

固定件优选为具有不易因固定于散热片等时所施加的外力而破损的构造，并且能够使封装体以足够的面压按压散热片等。

技术方案

在本发明的一个实施方式中提供一种半导体模块，该半导体模块具备：外壳部，其收纳半导体装置；固定部，其一端与外壳部连接。固定部可以具有：第一延伸部，其被设置为一端与外壳部连接，并向远离外壳部的方向延伸；第二延伸部，其被设置为一端与第一延伸部连接，并向接近外壳部的方向延伸，根据外力能够改变相对于第一延伸部的倾斜。第二延伸部可以具有贯通孔，该贯通孔从第二延伸部的正面贯通到第二延伸部的背面。第二延伸部可以具有突起部，该突起部与贯通孔相比位于更靠近外壳部的一侧且被设置在第二延伸部的背面。

在外壳部的对置的侧面可以分别设置固定部。贯通孔与突起部可以被分离设置。第二延伸部的最接近外壳部的外壳侧端部可以为自由端。突起部可以被设置在第二延伸部的外壳侧端部。

固定部可以在第二延伸部的两侧分别具有第一延伸部。第二延伸部的最远离外壳部的外侧端部可以与两侧的第一延伸部的外侧端部连接。

固定部在第一延伸部和第二延伸部的连接部还可以具有加固部，该加固部比其它部分厚度更厚。加固部可以被设置在第一延伸部的外侧端部的至少一部分的区域。在第二延伸部的外侧端部的至少一部分的区域可以不设置加固部。

固定部的背面可以被配置在外壳部的正面和外壳部的背面之间的位置。突起部的前端可以被配置在外壳部的正面和外壳部的背面之间的位置。

第一延伸部可以比第二延伸部宽度更宽。第一延伸部可以比第二延伸部厚度更厚。

半导体模块还可以具备：散热片，其载置外壳部；固定件，其被设置为通过第二延伸部的贯通孔，并且将第二延伸部固定在散热片上。

此外，上述的技术方案并未列举出本发明的全部特征。另外，这些的特征群的亚组合也可以构成本发明。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的半导体模块100的构造例的图。

图2是表示还具备散热片110以及固定件120的半导体模块100的侧视图。

图3是表示固定部30的构造例的图。

图4是表示贯通孔34中插入有固定件120的固定部30的侧视图。

图5是说明在未施加外力的状态的、固定部30和外壳部10的位置关系的侧视图。

图6是说明第一延伸部40以及第二延伸部50的宽度的图。

图7是表示固定部30的其它构造例的侧视图。

标记说明

10：外壳部，12：正面，14：端子，16：孔部，18：背面，20：侧面，30：固定部，32：加固部，34：贯通孔

具体实施方式

以下，通过发明的实施方式说明本发明，但以下的实施方式并不限定权利要求所涉及的发明。另外，实施方式中说明的特征的组合并非全部是发明的解決手段所必须的。

图1是表示本发明的一个实施方式的半导体模块100的构造例的图。在图1中(a)表示半导体模块100的正面，(b)表示半导体模块100的侧面。

半导体模块100具备外壳部10、一个以上的端子14和一个以上的固定部30。外壳部10收纳半导体晶片等半导体装置。在本例中外壳部10的至少一部分由树脂等绝缘材料形成。外壳部10具有正面12、背面18以及多个侧面20。

本例的外壳部10具有大致立方体形状。但是，外壳部10可以在立方体形状的角部以及任一面上具有曲线形状或者切口形状等。另外，在外壳部10的正面的角部可以设有孔部16。例如在外壳部10分离为箱部和盖部的情况下，孔部16中可以插入固定箱部和盖部的螺钉。

在本例的外壳部10的正面12上设有多个端子14。多个端子14与收纳于外壳部10的半导体装置电连接。半导体装置包含半导体晶片、电极焊盘、布线等。根据收纳于外壳部10的半导体装置的配置，多个端子14以规定的排列设于外壳部10的正面12。多个端子14可以被插入到在外壳部10的正面12上均匀排列的端子孔的至少一部分中。

在本例的外壳部10的内部设有用于载置半导体装置的绝缘性基板。在绝缘性基板的两面形成导电层。在正面侧的导电层以规定的形状形成图案，从而作为电气布线发挥功能。背面侧的导电层可以露出到外壳部10的背面。该导电层可以与散热片等热结合。另外，在外壳部10的内部可以形成将半导体装置密封的凝胶等密封件。

固定部30的一端与外壳部10连接。固定部30可以由导电材料形成，也可以由绝缘材料形成，还可以由导电材料和绝缘材料形成。在固定部30由导电材料形成的情况下，固定部30可以与收纳于外壳部10的布线等电连接，从而作为接地端子发挥功能。本例中，固定部30被设置在外壳部10的对置的两个侧面20上。固定部30的至少一部分的区域中的、相对于外壳部10的侧面20的倾斜能够根据外力发生变化。

本例的固定部30能够在高度方向上弯曲。应予说明，在本例中高度方向是指连结外壳部10的正面12和背面18的方向，不一定与重力方向一致。固定部30可以是在与外壳部10的侧面20垂直的方向上延伸设置的板状金属。固定部30可以具有固定于外壳部10的侧面20的固定端和能够在高度方向上位移的自由端。

固定部30具有从正面到背面贯通的贯通孔34。螺钉等固定件可被插入到贯通孔34中，由此使固定部30被固定到散热片等上。固定部30的至少一部分的区域根据由螺钉产生的按压力等外力而弯曲。固定部30也可以具有在没有外力的情况下该弯曲返回到初始状态的弹性。

固定部30根据外力而弯曲，由此能够降低施加到固定部30和外壳部10的连接部位上的力。因此，即使是在向固定部30施加大的外力的情况下，也能够抑制固定部30和外壳部10的连接部分破损的情况。

另外，本例的固定部30可以在与固定于外壳部10的侧面20的固定端相反一侧的端部具有加固部32。与固定部30中的其它部分相比，加固部32在高度方向上的厚度更大。另外，固定部30具有将后述的第一延伸部以及第二延伸部分离的分离孔36。

图2是表示还具备散热片110以及固定件120的半导体模块100的侧视图。如上所述，固定件120被插入到设于固定部30的贯通孔34中。本例的固定件120为螺钉。

固定件120被紧固到散热片110上。固定件120通过旋转运动等被紧固到设置在散热片110上的螺纹孔中，从而将固定部30压向散热片110。此外，也可以在外壳部10和散热片110之间设置提高散热性的导热膏。

固定部30优选具有弹性。由此，固定部30被紧固到散热片110上时，能够缓和应力的集中从而抑制破损。另一方面，若固定部30具有弹性，则存在将外壳部10压向散热片110时的面压降低的情况。若该面压降低，则外壳部10与散热片110的连接面上的导热膏的湿润性降低，导致散热性降低。

图3是表示固定部30的构造例的图。图3中，(a)表示固定部30的正面，(b)表示侧面。固定部30具有第一延伸部40、第二延伸部50、外壳侧连接部41和外侧连接部38。第一延伸部40、第二延伸部50、外壳侧连接部41和外侧连接部38可以一体形成。各个延伸部具有外壳侧端部和外侧端部。外壳侧端部是指在各个延伸部中离外壳部10最近的端部，外侧端部是指在各个延伸部中离外壳部10最远的端部。

第一延伸部40的外壳侧端部42与外壳部10连接。第一延伸部40被设置为从外壳侧端部42向远离外壳部10的方向延伸。第一延伸部40在与外壳侧端部42相反侧具有外侧端部44。第一延伸部40也可以具有从外壳侧端部42向外侧端部44延伸的板形状。在未被施加外力的状态下，第一延伸部40的正面可以与外壳部10的正面12平行。

本例的固定部30具有在相同的高度位置平行地设置的两个第一延伸部40。两个第一延伸部40的外壳侧端部42通过沿外壳部10的侧面设置的外壳侧连接部41相互连接。外壳侧连接部41可以被固定到外壳部10的侧面。第二延伸部50被配置到一组第一延伸部40之间。

第二延伸部50的外侧端部54与两侧的第一延伸部40的外侧端部44连接。在本例中，由外侧连接部38连接第二延伸部50的外侧端部54与第一延伸部40的外侧端部44。第二延伸部50设置为从外侧端部54向靠近外壳部10的方向延伸。与外侧连接部38相比更向外壳部10突出的第二延伸部50的区域被分离孔36包围。第二延伸部50在未被施加外力的状态下可以设置在与第一延伸部40平行的面内，第二延伸部50也可以相对于第一延伸部40具有倾斜。

第二延伸部50具有从正面贯通到背面的贯通孔34。贯通孔34可以是圆形，也可以其它形状。第二延伸部50被设置为根据被插入到贯通孔34的固定件120所施加的外力，能够改变相对于第一延伸部40的倾斜的构造。如图3的(b)所示，该倾斜是指从固定部30的侧面看到的、第一延伸部40的正面与第二延伸部50的正面的倾斜。

本例的第二延伸部50的外侧端部54与第一延伸部40连接。另外，第二延伸部50的外壳侧端部52是与第一延伸部40和外壳侧连接部41都不连接的自由端。也就是说，第二延伸部50根据从正面向背面施加的外力，其外壳侧连接部41侧的高度发生变动。

第二延伸部50在比其贯通孔34更靠近外壳部10的一侧的部位上具有设置于背面的突起部56。突起部56优选为与贯通孔34分离设置。进一步优选地，突起部56被设置为尽可能地远离贯通孔34。本例的突起部56被设置在第二延伸部50的外壳侧端部52上。

在未被施加外力的状态下，突起部56可以比第一延伸部40的背面更突出。另外，在未被施加外力的状态下，突起部56也可以不比第一延伸部40的背面突出。但是，第二延伸部50至少在被施加外力的状态下能够根据外力改变其倾斜的程度，使得突起部56比第一延伸部40的背面更突出。

另外，加固部32的至少一部分被设置在外侧连接部38。由此，能够防止第二延伸部50的倾斜发生变化时被施加负担的外侧连接部38的破损。本例的加固部32在固定部30的外侧端部从固定部30的正面突出而成。

加固部32与位于第二延伸部50的两侧的各个外侧连接部38对应而设置。各个外侧连接部38优选为分离。在本例中各个加固部32形成在第一延伸部40的整个外侧端部44、外侧连接部38的整个外侧端部以及第二延伸部50的外侧端部54的一部分部位上。

在第二延伸部50的外侧端部54中的、与贯通孔34对置的区域的至少一部分部位上也可以不形成加固部32。通过这样的构造，能够加强外侧连接部38。另外，能够抑制因来自于第二延伸部50的力使外侧连接部38弯曲的情况，并且能将施加于第二延伸部50的外力高效地传递到第一延伸部40。

图4是表示固定件120被插入到贯通孔34中的固定部30的侧视图。图4中，(a)表示第二延伸部50，(b)表示第一延伸部40。第二延伸部50因固定件120而被按压时，则向散热片110的正面移动。但是，在外壳侧端部52的附近设有突起部56，因此在突起部56与散热片110的正面接触的阶段，外壳侧端部52停止。

若在突起部56与散热片110接触的状态下，第二延伸部50因固定件120而被进一步按压，则外侧端部54要进一步向散热片110的正面移动。此时，第二延伸部50优选具有可以向下凸出地弯曲的那种程度的弹性。例如第二延伸部50的、与外侧连接部38相比更向外壳部10侧突出的区域能够根据外力进行弯曲。

第二延伸部50的外侧端部54会被向下按压，因此与外侧端部54连接的第一延伸部40的外侧端部44上也会施加到朝下的力。因此，第一延伸部40将外壳部10压向散热片110。

根据本例的固定部30，与贯通孔34相比将突起部56设在第二延伸部50的前端侧。因此，能够使突起部56成为支点，将施加于成为力点的贯通孔34附近的外力高效地传递到外壳部10。因此，即使在固定部30具有弹性的情况下，也能够维持外壳部10和散热片110之间的面压，维持导热膏的湿润性，由此能够维持散热性。

另外，第二延伸部50沿相对于第一延伸部40折回的方向形成。因此，能够增大形成于第二延伸部50的前端的突起部56(作为杠杆中的支点发挥功能)和外壳部10(作为作用点发挥功能)的延伸部上的距离，并且能实现小型的固定部30。

图5是说明未施加外力的状态的、固定部30和外壳部10的位置关系的侧视图。固定部30的背面配置在外壳部10的正面12和背面18之间的位置。此外，第一延伸部40的整个背面、第二延伸部50的整个背面也可以设置在外壳部10的正面12和背面18之间的位置。

若在未施加外力的状态下突起部56的前端与外壳部10的背面相比更突出，则将外壳部10载置到散热片110上时，突起部56被推到上方，因此还考虑到产生将外壳部10抬升的方向的力的情况。因此，突起部56的前端也可以配置在外壳部10的正面以及背面之间的位置。另外，突起部56的前端也可以配置在与外壳部10的背面相同的位置。

图6是说明第一延伸部40和第二延伸部50的宽度的图。将一个第一延伸部40的宽度设为W1，将第二延伸部50的宽度设为W2。在本例中第二延伸部50的宽度是指从贯通孔34的端部起到第二延伸部50的端部的距离。换句话说，在贯通孔34的两侧形成宽度W2的第二延伸部50。

第一延伸部40的宽度W1可以大于第二延伸部50的宽度W2。由此，第一延伸部40变得不易弯曲，能够将施加于外侧端部44的力高效地传递到外壳侧端部42。第一延伸部40的宽度W1可以是第二延伸部50的宽度W2的2倍以上。另外，贯通孔34的直径D可以大于第二延伸部50的宽度W2的2倍。

图7是表示固定部30的其它构造例的侧视图。在本例中第一延伸部40的厚度T1大于第二延伸部50的厚度T2。第二延伸部50可以具有厚度从T1到T2逐渐变化的迁移部。通过这样的构成，第一延伸部40变得不易弯曲，能够将施加于外侧端部44的力高效地传递到外壳侧端部42。

以上使用实施方式说明了本发明，但本发明的技术性范围不限于上述实施方式所记载的范围。对于本领域技术人员而言，可以对上述实施方式进行各种变更或者改良是显而易见的。从权利要求的记载可以明确，这种进行了变更或改良的实施方式也包含于本发明的技术范围内。

Claims

1.一种半导体模块，其具备：

外壳部，其收纳半导体装置，

固定部，其一端与所述外壳部连接，

所述固定部具有：

第一延伸部，其被设置为一端与所述外壳部连接，并向远离所述外壳部的方向延伸，

第二延伸部，其被设置为一端与所述第一延伸部连接，并向接近所述外壳部的方向延伸，且根据外力能够改变相对于所述第一延伸部的倾斜，

所述第二延伸部具有：

贯通孔，其从所述第二延伸部的正面贯通到所述第二延伸部的背面，

突起部，其与所述贯通孔相比位于更靠近所述外壳部的一侧且被设置在所述第二延伸部的背面。

2.根据权利要求1记载的半导体模块，其特征在于，在所述外壳部的对置的侧面分别设置所述固定部。

3.根据权利要求1记载的半导体模块，其特征在于，所述贯通孔与所述突起部被分离设置。

4.根据权利要求2记载的半导体模块，其特征在于，所述贯通孔与所述突起部被分离设置。

5.根据权利要求1记载的半导体模块，其特征在于，

所述第二延伸部的最接近所述外壳部的外壳侧端部为自由端，

所述突起部被设置在所述第二延伸部的外壳侧端部。

6.根据权利要求2记载的半导体模块，其特征在于，

所述突起部被设置在所述第二延伸部的外壳侧端部。

7.根据权利要求3记载的半导体模块，其特征在于，

所述突起部被设置在所述第二延伸部的外壳侧端部。

8.根据权利要求4记载的半导体模块，其特征在于，

所述突起部被设置在所述第二延伸部的外壳侧端部。

9.根据权利要求1～8中任意一项记载的半导体模块，其特征在于，

所述固定部在所述第二延伸部的两侧分别具有所述第一延伸部，

所述第二延伸部的最远离所述外壳部的外侧端部与两侧的所述第一延伸部的外侧端部连接。

10.根据权利要求9记载的半导体模块，其特征在于，所述固定部在所述第一延伸部和所述第二延伸部的连接部还具有加固部，该加固部比其它部分厚度更厚。

11.根据权利要求10记载的半导体模块，其特征在于，

所述加固部被设置在所述第一延伸部的外侧端部的至少一部分的区域，且在所述第二延伸部的外侧端部的至少一部分的区域不设置所述加固部。

12.根据权利要求1～8中任意一项记载的半导体模块，其特征在于，

所述固定部的背面被配置在所述外壳部的正面和所述外壳部的背面之间的位置。

13.根据权利要求12记载的半导体模块，其特征在于，

所述突起部的前端被配置在所述外壳部的正面和所述外壳部的背面之间的位置。

14.根据权利要求1～8中任意一项记载的半导体模块，其特征在于，所述第一延伸部比所述第二延伸部宽度更宽。

15.根据权利要求1～8中任意一项记载的半导体模块，其特征在于，所述第一延伸部比所述第二延伸部厚度更厚。

16.根据权利要求1～8中任意一项记载的半导体模块，其特征在于，还具备：

散热片，其载置所述外壳部，

固定件，其被设置为通过所述第二延伸部的所述贯通孔，并且将所述第二延伸部固定在所述散热片上。