CN108780792B - 功率模块及其制造方法以及功率电子器件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
功率模块(1)具备:包括第一电极(44)的第一功率半导体元件(40)、包括第一收容部(24、27)的树脂框架(20)、以及第一引线框架(50)。第一引线框架(50)具有与第一电极(44)相向的第一主面(53),并且与第一电极(44)电连接以及机械连接。第一收容部(24、27)与第一引线框架(50)的第一主面(53)相向并接收第一引线框架(50)的一部分。因此,功率模块(1)具有高可靠性并且可以小型化。
Description
技术领域
本发明涉及功率模块及其制造方法、以及功率电子器件及其制造方法。
背景技术
功率模块例如用在对电动汽车、混合动力车或铁路车辆等的电机进行控制的逆变器(inverter)、或发电和再生用变流器(converter)中(参照专利文献1)。在专利文献1记载的功率模块中,引线框架经由金属带以及金属丝与功率半导体元件电连接。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-76562号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1中记载的功率模块具备金属带以及金属丝。因此,专利文献1中记载的功率模块例如在热循环试验中不具有足够高的可靠性。另外,在专利文献1记载的功率模块中,为了将金属带配线于准确的位置而需要使用带接合器,为了将金属丝配线于准确的位置而需要使用丝接合器。在专利文献1记载的功率模块中,需要用于接收带接合器以及丝接合器那样的夹具的空间。难以使专利文献1中记载的功率模块小型化。
本发明鉴于上述问题而作出,其目的在于提供一种具有足够高的可靠性并且可以小型化的功率模块以及功率电子器件。
用于解决课题的方案
本发明的功率模块具备:第一基板、第一功率半导体元件、树脂框架、第一引线框架以及第二引线框架。第一基板具有第一导电部。第一功率半导体元件包括:第一电极、以及与第一导电部电连接以及机械连接的第二电极。树脂框架以包围第一功率半导体元件的方式配置在第一基板上。第一引线框架与第一电极电连接以及机械连接。第一引线框架具有:与第一功率半导体元件的第一电极相向的第一主面、以及与第一主面交叉并沿第一引线框架的长度方向延伸的第一侧面。第二引线框架与第一导电部电连接以及机械连接。树脂框架包括与第一引线框架的第一主面相向的一个以上的第一收容部。第一收容部接收第一引线框架的一部分。
本发明的功率模块的制造方法具备以下工序:在具有第一导电部的第一基板上配置第一功率半导体元件和树脂框架,所述第一功率半导体元件包括第一电极和第二电极,所述树脂框架包围第一功率半导体元件并包括一个以上的第一收容部。在第一基板上配置第一功率半导体元件的工序包括:将第一功率半导体元件的第二电极与第一导电部电连接以及机械连接。本发明的功率模块的制造方法具备以下工序:以第一收容部接收第一引线框架的一部分且第一收容部与第一引线框架的第一主面相向并且第一主面与第一电极相向的方式,相对于第一收容部对第一引线框架进行定位。本发明的功率模块的制造方法具备将第一引线框架与第一电极电连接以及机械连接的工序。本发明的功率模块的制造方法具备将第二引线框架与第一导电部电连接以及机械连接的工序。
本发明的功率电子器件具备:上述功率模块、以及收容功率模块的壳体。壳体包括第一母线以及第二母线。第一母线以及第二母线分别与第一引线框架以及第二引线框架电连接以及机械连接。
本发明的功率电子器件的制造方法具备以下工序:在具有第一导电部的第一基板上配置第一功率半导体元件和树脂框架,所述第一功率半导体元件包括第一电极和第二电极,所述树脂框架包围第一功率半导体元件并包括一个以上的第一收容部。在第一基板上配置第一功率半导体元件的工序包括:将第一功率半导体元件的第二电极与第一导电部电连接以及机械连接。本发明的功率电子器件的制造方法具备将第二引线框架与第一导电部电连接以及机械连接的工序。本发明的功率电子器件的制造方法具备在包括第一母线、第二母线以及第三收容部的壳体内收容第一基板的工序。本发明的功率电子器件的制造方法具备以下工序:以第一收容部以及第三收容部接收第一引线框架的一部分且第一收容部以及第三收容部与第一引线框架的第一主面相向并且第一主面与第一电极相向的方式,相对于第一收容部以及第三收容部对第一引线框架进行定位。本发明的功率电子器件的制造方法具备将第一引线框架与第一电极电连接以及机械连接的工序。本发明的功率电子器件的制造方法具备将第一引线框架与第一母线电连接以及机械连接的工序。本发明的功率电子器件的制造方法具备将第二引线框架与第二母线电连接以及机械连接的工序。
发明的效果
本发明的功率模块具备第一引线框架以及第二引线框架而不具备金属带以及金属丝。因此,本发明的功率模块具有足够高的可靠性。并且,在本发明的功率模块中,第一收容部接收第一引线框架的一部分,从而第一引线框架相对于树脂框架以及第一功率半导体元件进行对位。在本发明的功率模块中,不需要确保接收用于对第一引线框架进行对准的夹具的空间。本发明的功率模块可以小型化。
本发明的功率模块的制造方法具备以下工序:将第一引线框架与第一电极电连接以及机械连接;以及将第二引线框架与第一导电部电连接以及机械连接。因此,根据本发明的功率模块的制造方法,可以制造具有足够高的可靠性的功率模块。并且,本发明的功率模块的制造方法具备以下工序:以第一收容部接收第一引线框架的一部分且第一收容部与第一引线框架的第一主面相向并且第一主面与第一电极相向的方式,相对于第一收容部对第一引线框架进行定位。在本发明的功率模块的制造方法中,不需要确保接收用于对第一引线框架进行对准的夹具的空间。根据本发明的功率模块的制造方法,可以制造能够小型化的功率模块。
本发明的功率电子器件具备上述功率模块。因此,本发明的功率电子器件具有足够高的可靠性并且可以小型化。
本发明的功率电子器件的制造方法具备以下工序:将第一引线框架与第一母线电连接以及机械连接;以及将第二引线框架与第二母线电连接以及机械连接。根据本发明的功率电子器件的制造方法,可以制造具有足够高的可靠性的功率电子器件。并且,本发明的功率电子器件的制造方法具备以下工序:以第一收容部以及第三收容部接收第一引线框架的一部分且第一收容部以及第三收容部与第一引线框架的第一主面相向并且第一主面与第一电极相向的方式,相对于第一收容部以及第三收容部对第一引线框架进行定位。在本发明的功率电子器件的制造方法中,不需要确保接收用于对第一引线框架进行对准的夹具的空间。根据本发明的功率电子器件的制造方法,可以制造能够小型化的功率电子器件。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的功率模块的概略俯视图。
图2是本发明的实施方式1的功率模块的、图1所示的剖切线II-II处的概略剖视图。
图3是表示本发明的实施方式1的功率模块的制造方法的一个工序的概略俯视图。
图4是本发明的实施方式1的功率模块的制造方法的一个工序的、图3所示的剖切线IV-IV处的概略剖视图。
图5是表示本发明的实施方式1的功率模块的制造方法中的、图3所示的工序的下一工序的概略俯视图。
图6是本发明的实施方式1的功率模块的制造方法的一个工序的、图5所示的剖切线VI-VI处的概略剖视图。
图7是表示本发明的实施方式1的功率模块的制造方法中的、图5所示的工序的下一工序的概略俯视图。
图8是本发明的实施方式1的功率模块的制造方法的一个工序的、图7所示的剖切线VIII-VIII处的概略剖视图。
图9是本发明的实施方式2的功率模块的概略俯视图。
图10是本发明的实施方式3的功率模块的概略俯视图。
图11是本发明的实施方式3的功率模块的、图10所示的剖切线XI-XI处的概略剖视图。
图12是本发明的实施方式4的功率模块的概略剖视图。
图13是本发明的实施方式5的功率模块的概略俯视图。
图14是本发明的实施方式5的功率模块的、图13所示的剖切线XIV-XIV处的概略剖视图。
图15是本发明的实施方式6的功率模块的概略俯视图。
图16是本发明的实施方式6的功率模块的、图15所示的剖切线XVI-XVI处的概略剖视图。
图17是本发明的实施方式7的功率模块的概略剖视图。
图18是本发明的实施方式8的功率模块的概略剖视图。
图19是本发明的实施方式9的功率电子器件的概略剖视图。
图20是本发明的实施方式10的功率电子器件的概略剖视图。
图21是表示本发明的实施方式10的功率电子器件的制造方法的一个工序的概略剖视图。
图22是表示本发明的实施方式10的功率电子器件的制造方法中的、图21所示的工序的下一工序的概略剖视图。
图23是表示本发明的实施方式10的功率电子器件的制造方法中的、图22所示的工序的下一工序的概略剖视图。
图24是表示本发明的实施方式10的功率电子器件的制造方法中的、图23所示的工序的下一工序的概略剖视图。
图25是表示本发明的实施方式10的功率电子器件的制造方法中的、图24所示的工序的下一工序的概略剖视图。
图26是表示本发明的实施方式10的功率电子器件的制造方法中的、图25所示的工序的下一工序的概略剖视图。
图27是本发明的实施方式11的功率模块的概略俯视图。
图28是本发明的实施方式11的功率模块的、图27所示的剖切线XXVIII-XXVIII处的概略剖视图。
图29是本发明的实施方式11的功率模块的、图27所示的剖切线XXIX-XXIX处的概略剖视图。
图30是本发明的实施方式11的第一变形例的功率模块的概略俯视图。
图31是本发明的实施方式11的第二变形例的功率模块的概略俯视图。
图32是本发明的实施方式11的第三变形例的功率模块的概略俯视图。
图33是本发明的实施方式11的第四变形例的功率模块的概略俯视图。
具体实施方式
以下,说明本发明的实施方式。需要说明的是,对相同的结构标注相同的附图标记而不重复其说明。
实施方式1.
参照图1以及图2说明实施方式1的功率模块1。本实施方式的功率模块1主要具备:第一基板10、树脂框架20、第一功率半导体元件40、第一引线框架50以及第二引线框架60。本实施方式的功率模块1可以还具备密封树脂体70。
第一基板10具有:第一绝缘板11、第一绝缘板11的表面上的第一导电部12以及第一绝缘板11的背面上的导电部13。第一基板10可以沿第一方向(x方向)和与第一方向(x方向)正交的第二方向(y方向)延伸。第一绝缘板11可以由例如氧化铝、氮化铝或氮化硅等陶瓷、或具有高导热性的树脂构成。第一导电部12以及导电部13可以由铜或铝那样的金属构成。为了防止第一基板10翘曲,第一导电部12以及导电部13能够以第一绝缘板11为基准而具有实质上对称的形状。为了防止第一导电部12被焊料46侵蚀、以及防止第一导电部12和导电部13被氧化,可以在第一导电部12以及导电部13的表面形成镍层。
第一功率半导体元件40既可以是例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)那样的半导体开关元件,也可以是续流二极管(FWD)。第一功率半导体元件40可以由硅、碳化硅或氮化镓那样的半导体材料构成。第一功率半导体元件40包括第一电极44和第二电极43。第二电极43利用焊料46与第一导电部12电连接以及机械连接。焊料46可以是Sn-Ag-Cu系焊料那样的无铅焊料。第二电极43也可以使用包含低熔点金属的液相扩散接合层或银膏那样的其他导电性接合部件与第一导电部12电连接以及机械连接。
第一引线框架50是朝向第一功率半导体元件40流动的大电流的主路径。第一引线框架50可以由铜或铝那样的、具有高电导率和高导热系数的材料构成。为了防止第一引线框架50被焊料那样的导电性接合部件47侵蚀、以及防止第一引线框架50被氧化,可以在第一引线框架50的表面形成镍层。
第一引线框架50可以包括:面向第一基板10的第一引线框架部51、以及以与第一引线框架部51交叉的方式延伸的第二引线框架部52。第一引线框架部51可以沿第一方向(x方向)和与第一方向(x方向)正交的第二方向(y方向)延伸。第二引线框架部52可以沿第二方向(y方向)和与第一方向(x方向)以及第二方向(y方向)正交的第三方向(z方向)延伸。第一引线框架50具有与第一电极44相向的第一主面53。特别是,第一引线框架部51具有与第一电极44相向的第一主面53。第一主面53可以沿第一方向(x方向)和与第一方向(x方向)正交的第二方向(y方向)延伸。
第一引线框架部51具有第一端部55和与第一端部55相反的一侧的第二端部56。第一端部55以及第二端部56可以是第一方向(x方向)上的第一引线框架部51的两端部。第二引线框架部52可以在第二端部56与第一引线框架部51连接。第一引线框架部51具有第一侧面57和与第一侧面57相反的一侧的第一侧面58。第一侧面57、58的每一个将第一端部55和第二端部56连接。第一侧面57、58与第一主面53交叉。特别是,第一侧面57、58可以与第一主面53正交。第一侧面57、58沿第一引线框架50(第一引线框架部51)的长度方向延伸。
第一引线框架50利用导电性接合部件47与第一功率半导体元件40的第一电极44电连接以及机械连接。特别是,第一引线框架50的第一主面53利用导电性接合部件47与第一功率半导体元件40的第一电极44电连接以及机械连接。第一引线框架部51利用导电性接合部件47与第一功率半导体元件40的第一电极44电连接以及机械连接。导电性接合部件47可以是Sn-Ag-Cu系焊料那样的无铅焊料、银膏、或包含低熔点金属的液相扩散接合层。从吸收接合强度、导电性以及接合厚度的偏差的观点来看,导电性接合部件47优选为Sn-Ag-Cu系焊料那样的无铅焊料。
参照图1,第二引线框架60与第一导电部12电连接以及机械连接。特别是,第二引线框架60利用导电性接合部件65与第一导电部12电连接以及机械连接。第二引线框架60可以由铜或铝那样的、具有高电导率和高导热系数的材料构成。为了防止第二引线框架60被焊料那样的导电性接合部件65侵蚀、以及防止第二引线框架60被氧化,可以在第二引线框架60的表面形成镍层。导电性接合部件65可以是Sn-Ag-Cu系焊料那样的无铅焊料、银膏、或包含低熔点金属的液相扩散接合层。从吸收接合强度、导电性以及接合厚度的偏差的观点看,导电性接合部件65优选为Sn-Ag-Cu系焊料那样的无铅焊料。
树脂框架20以包围第一功率半导体元件40的方式配置在第一基板10上。特别是,树脂框架20配置在第一基板10的第一导电部12上。树脂框架20可以由例如环氧树脂、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)那样的、具有电绝缘性且具有125℃以上的耐热温度的材料构成。树脂框架20可以使用硅粘接剂或环氧树脂粘接剂那样的、具有250℃以上的耐热温度的粘接剂39固定在第一基板10上。
树脂框架20具有与第一引线框架50的第一主面53相向的一个以上的第一收容部(24、27)。第一收容部(24、27)可以是形成于树脂框架20的第一凹陷部24、27。一个以上的第一凹陷部24、27接收第一引线框架50的一部分。在树脂框架20自身的内部不存在第一引线框架50。树脂框架20自身未包含第一引线框架50。第一引线框架50未直接固定于树脂框架20。第一引线框架50可以与一个以上的第一凹陷部24、27接触。特别是,第一引线框架50可以与一个以上的第一凹陷部24、27的底面、即与第一基板10最近的一个以上的第一凹陷部24、27的面接触。第一引线框架50既可以从一个以上的第一凹陷部24、27离开,也可以位于一个以上的第一凹陷部24、27的上方(+z方向)。特别是,第一引线框架50也可以从一个以上的第一凹陷部24、27的底面离开。一个以上的第一凹陷部24、27可以在与第一主面53正交的第三方向(z方向)上对第一引线框架50进行对准。
特别是,一个以上的第一凹陷部24、27可以接收第一引线框架50的一个以上的端部(第一端部55、第二端部56)。第一凹陷部24可以接收第一引线框架50的第一端部55。第一凹陷部27可以接收第一引线框架50的第二端部56。为了将第一引线框架50与第一功率半导体元件40电连接以及机械连接,在第一引线框架50从第一功率半导体元件40的上方(+z方向)朝向第一功率半导体元件40移动时,一个以上的第一凹陷部24、27可以构成为使得第一引线框架50不会与第一功率半导体元件40碰撞。例如,一个以上的第一凹陷部24、27的底面和第一基板10的表面(第一导电部12的表面)之间的距离,可以比第一功率半导体元件40的第二电极43的表面和第一基板10的表面(第一导电部12的表面)之间的距离大。
参照图1,一个以上的第一凹陷部24、27也可以还与第一引线框架50的第一侧面57、58相向。在本说明书中,一个以上的第一凹陷部24、27与第一引线框架50的第一侧面57、58相向意味着:一个以上的第一凹陷部24、27与一对第一侧面57、58的至少一个相向。一个以上的第一凹陷部24、27可以在第一引线框架50的宽度方向即第二方向(y方向)上对第一引线框架50进行对准。一个以上的第一凹陷部24、27也可以还与同第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(例如,第二侧面59)相向。一个以上的第一凹陷部24、27可以在第一引线框架50的长度方向即第一方向(x方向)上对第一引线框架50进行对准。一个以上的第一凹陷部24、27可以与第一侧面57、58和与第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(例如,第二侧面59)中的至少一个相向。
本实施方式的功率模块1可以利用密封树脂体70密封。密封树脂体70具有电绝缘性。密封树脂体70可以由例如环氧树脂构成。密封树脂体70可以利用传递模塑法形成。第一引线框架50的一部分从密封树脂体70突出。第二引线框架60的一部分从密封树脂体70突出。
参照图1至图8说明本实施方式的功率模块1的制造方法。
参照图3至图6,本实施方式的功率模块1的制造方法具备在第一基板10上配置第一功率半导体元件40和树脂框架20的工序。第一功率半导体元件40包括第一电极44和第二电极43。树脂框架20包围第一功率半导体元件40并包括一个以上的第一凹陷部24、27。
特别是,如图3以及图4所示,在第一基板10上配置包括第一电极44和第二电极43的第一功率半导体元件40。通过使用焊料46将第一功率半导体元件40的第二电极43与第一基板10的第一导电部12电连接以及机械连接,从而可以在第一基板10上接合第一功率半导体元件40。
如图5以及图6所示,可以使用焊料那样的导电性接合部件65将第二引线框架60(未图示)与第一导电部12电连接以及机械连接。可以使用粘接剂39将树脂框架20固定在第一基板10上。第二引线框架60的一部分可以与树脂框架20构成一体。
参照图7以及图8,本实施方式的功率模块1的制造方法具备以下工序:以一个以上的第一凹陷部24、27接收第一引线框架50的一部分且第一凹陷部24、27与第一引线框架50的第一主面53相向并且第一主面53与第一电极44相向的方式,相对于一个以上的第一凹陷部24、27对第一引线框架50进行定位。特别是,一个以上的第一凹陷部24、27可以接收第一引线框架50的一个以上的端部(第一端部55、第二端部56)。一个以上的第一凹陷部24、27可以在第三方向(z方向)上对第一引线框架50进行对准。更特别的是,一个以上的第一凹陷部24、27可以与第一引线框架50的第一侧面57、58相向。一个以上的第一凹陷部24、27可以在第二方向(y方向)上对第一引线框架50进行对准。一个以上的第一凹陷部24、27也可以还与同第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(例如,第二侧面59)相向。一个以上的第一凹陷部24、27可以在第一方向(x方向)上对第一引线框架50进行对准。
参照图7以及图8,本实施方式的功率模块1的制造方法还具备将第一引线框架50与第一电极44电连接以及机械连接的工序。具体而言,利用焊料回流工序,使用焊料那样的导电性接合部件47将第一引线框架50与第一电极44电连接以及机械连接。
说明本实施方式的功率模块1及其制造方法的效果。
本实施方式的功率模块1具备:第一基板10、第一功率半导体元件40、树脂框架20、第一引线框架50以及第二引线框架60。第一基板10具有第一导电部12。第一功率半导体元件40包括:第一电极44、以及与第一导电部12电连接以及机械连接的第二电极43。树脂框架20以包围第一功率半导体元件40的方式配置在第一基板10上。第一引线框架50与第一电极44电连接以及机械连接。第一引线框架50具有:与第一功率半导体元件40的第一电极44相向的第一主面53、以及与第一主面53交叉并沿第一引线框架50的长度方向延伸的第一侧面57、58。第二引线框架60与第一导电部12电连接以及机械连接。树脂框架20包括与第一引线框架50的第一主面53相向的一个以上的第一收容部(24、27)。第一收容部(24、27)接收第一引线框架50的一部分。第一收容部(24、27)可以是形成于与第一主面53相向的树脂框架20的第一凹陷部24、27。
本实施方式的功率模块1为了使大电流在第一功率半导体元件40中流动而具备第一引线框架50以及第二引线框架60,并非具备金属带以及金属丝。因此,本实施方式的功率模块1例如在热循环试验中具有足够高的可靠性。并且,在本实施方式的功率模块1中,第一收容部(24、27)接收第一引线框架50的一部分,由此,第一引线框架50相对于树脂框架20以及第一功率半导体元件40进行对位。在本实施方式的功率模块1中,不需要确保接收用于对第一引线框架50进行对准的夹具的空间。本实施方式的功率模块1可以小型化。
在本实施方式的功率模块1中,第一收容部(24、27)接收第一引线框架50的一部分。第一引线框架50未直接固定于树脂框架20。因此,在本实施方式的功率模块1中,可以提高第一引线框架50的设计的自由度。
在本实施方式的功率模块1中,第一收容部(24、27)可以接收第一引线框架50的一个以上的端部(第一端部55、第二端部56)。因此,本实施方式的功率模块1具有足够高的可靠性并且可以小型化。
在本实施方式的功率模块1中,第一收容部(24、27)也可以还与第一引线框架50的第一侧面57、58相向。第一收容部(24、27)可以在第一引线框架50的第一侧面57、58的法线方向、例如第二方向(y方向)上对第一引线框架50进行对准。根据本实施方式的功率模块1,第一引线框架50可以相对于树脂框架20以及第一功率半导体元件40以更高精度进行对准。
本实施方式的功率模块1的制造方法具备在具有第一导电部12的第一基板10上配置第一功率半导体元件40和树脂框架20的工序,所述第一功率半导体元件40包括第一电极44和第二电极43,所述树脂框架20包围第一功率半导体元件40并包括一个以上的第一收容部(24、27)。本实施方式的功率模块1的制造方法具备以下工序:以第一收容部(24、27)接收第一引线框架50的一部分且第一收容部(24、27)与第一引线框架50的第一主面53相向并且第一主面53与第一电极44相向的方式,相对于第一收容部(24、27)对第一引线框架50进行定位。本实施方式的功率模块1的制造方法具备将第一引线框架50与第一电极44电连接以及机械连接的工序。本实施方式的功率模块1的制造方法具备将第二引线框架60与第一导电部12电连接以及机械连接的工序。在第一基板10上配置第一功率半导体元件40的工序包括:将第一功率半导体元件40的第二电极43与第一导电部12电连接以及机械连接。
本实施方式的功率模块1的制造方法具备以下工序:将第一引线框架50与第一电极44电连接以及机械连接;以及将第二引线框架60与第一导电部12电连接以及机械连接。根据本实施方式的功率模块1的制造方法,可以制造例如在热循环试验中具有足够高的可靠性的功率模块1。并且,本实施方式的功率模块1的制造方法具备以下工序:以第一收容部(24、27)接收第一引线框架50的一部分且第一收容部(24、27)与第一引线框架50的第一主面53相向并且第一主面53与第一电极44相向的方式,相对于第一收容部(24、27)对第一引线框架50进行定位。在本实施方式的功率模块1的制造方法中,不需要确保接收用于对第一引线框架50进行对准的夹具的空间。根据本实施方式的功率模块1的制造方法,可以制造能够小型化的功率模块1。
在本实施方式的功率模块1的制造方法中,通过第一收容部(24、27),第一引线框架50可以容易且可靠地与第一功率半导体元件40的第一电极44接合。本实施方式的功率模块1的制造方法提高了生产率。
本实施方式的功率模块1的制造方法具备以下工序:以第一收容部(24、27)接收第一引线框架50的一部分的方式相对于第一收容部(24、27)对第一引线框架50进行定位。第一引线框架50未直接固定于树脂框架20。因此,在本实施方式的功率模块1的制造方法中,可以提高第一引线框架50的设计的自由度。
说明本实施方式的变形例。在本实施方式的变形例中,树脂框架20也可以还包括接收第二引线框架60的第一收容部。在本实施方式的变形例的功率模块中,不需要确保接收用于对第二引线框架60进行对准的夹具的空间。根据本实施方式的变形例的功率模块,可以制造能够进一步小型化的功率模块。
实施方式2.
参照图9说明实施方式2的功率模块1a。本实施方式的功率模块1a基本上具备与实施方式1的功率模块1相同的结构,主要在以下方面不同。
在本实施方式的功率模块1a中,第一引线框架50a在一个以上的端部(第一端部55)包括一个以上的第一突出部25a以及一个以上的第一凹部55a中的一方。树脂框架20a在第一凹陷部24包括一个以上的第一突出部25a以及一个以上的第一凹部55a中的另一方,一个以上的第一突出部25a与一个以上的第一凹部55a嵌合。在本说明书中,一个以上的第一突出部25a与一个以上的第一凹部55a嵌合这种情况包括:一个以上的第一突出部25a与一个以上的第一凹部55a间隙配合。
特别是,第一引线框架50a的第一端部55可以包括第一凹部55a。第一凹部55a既可以在与第一引线框架50a的第一主面53交叉的方向、例如第三方向(z方向)上贯通第一引线框架50a,也可以不贯通第一引线框架50a。树脂框架20a可以在第一凹陷部24包括第一突出部25a。树脂框架20a可以包括在第一引线框架50a的长度方向即第一方向(x方向)上突出的第一突出部25a。
在本实施方式的功率模块1a中,第一引线框架50a在第一引线框架50a的第一侧面57、58包括一个以上的第二突出部28a、29a以及一个以上的第二凹部57a、58a中的一方。树脂框架20a在第一凹陷部27包括一个以上的第二突出部28a、29a以及一个以上的第二凹部57a、58a中的另一方。一个以上的第二突出部28a、29a与一个以上的第二凹部57a、58a嵌合。在本说明书中,一个以上的第二突出部28a、29a与一个以上的第二凹部57a、58a嵌合这种情况包括:一个以上的第二突出部28a、29a与一个以上的第二凹部57a、58a间隙配合。
特别是,第一引线框架50a的第一侧面57、58可以包括第二凹部57a、58a。更特别的是,第一引线框架50a的第二端部56的第一侧面57可以包括第二凹部57a。第一引线框架50a的第二端部56的第一侧面58可以包括第二凹部58a。第二凹部57a、58a既可以在与第一引线框架50a的第一主面53交叉的方向、例如第三方向(z方向)上贯通第一引线框架50a,也可以不贯通第一引线框架50a。树脂框架20a可以在第一凹陷部27包括第二突出部28a、29a。树脂框架20a可以包括在第一引线框架50a的宽度方向即第二方向(y方向)上突出的第二突出部28a、29a。
说明本实施方式的功率模块1a的效果。本实施方式的功率模块1a除实施方式1的功率模块1的效果之外还起到以下的效果。
在本实施方式的功率模块1a中,第一引线框架50a在一个以上的端部(第一端部55)包括第一突出部25a以及第一凹部55a中的一方。树脂框架20a在第一收容部(24)包括第一突出部25a以及第一凹部55a中的另一方。第一突出部25a与第一凹部55a嵌合。第一突出部25a以及第一凹部55a可以在例如第一引线框架50a的宽度方向即第二方向(y方向)上对第一引线框架50a进行对准。根据本实施方式的功率模块1a,第一引线框架50a可以相对于树脂框架20a以及第一功率半导体元件40以更高精度进行对准。
在本实施方式的功率模块1a中,第一引线框架50a在第一引线框架50a的第一侧面57、58包括第二突出部28a、29a以及第二凹部57a、58a中的一方。树脂框架20a在第一收容部(27)包括第二突出部28a、29a以及第二凹部57a、58a中的另一方。第二突出部28a、29a与第二凹部57a、58a嵌合。第二突出部28a、29a以及第二凹部57a、58a可以在例如第一引线框架50a的长度方向即第一方向(x方向)上对第一引线框架50a进行对准。根据本实施方式的功率模块1a,第一引线框架50a可以相对于树脂框架20a以及第一功率半导体元件40以更高精度进行对准。
实施方式3.
参照图10以及图11说明实施方式3的功率模块1b。本实施方式的功率模块1b基本上具备与实施方式1的功率模块1相同的结构,主要在以下方面不同。
在本实施方式的功率模块1b中,第一引线框架50b在第一引线框架50b的第一主面53包括一个以上的第三突出部25b、28b以及一个以上的第一孔55b、56b中的一方。树脂框架20b在第一凹陷部24、27包括一个以上的第三突出部25b、28b以及一个以上的第一孔55b、56b中的另一方。一个以上的第三突出部25b、28b与一个以上的第一孔55b、56b嵌合。在本说明书中,一个以上的第三突出部25b、28b与一个以上的第一孔55b、56b嵌合这种情况包括:一个以上的第三突出部25b、28b与一个以上的第一孔55b、56b间隙配合。
特别是,第一引线框架50b可以在第一引线框架50b的第一主面53包括第一孔55b、56b。更特别的是,可以在第一引线框架50b的第一端部55的第一主面53包括第一孔55b。可以在第一引线框架50b的第二端部56的第一主面53包括第一孔56b。第一孔55b、56b既可以在与第一引线框架50b的第一主面53交叉的方向、例如与第一引线框架50b的第一主面53正交的方向即第三方向(z方向)上贯通第一引线框架50b,也可以不贯通第一引线框架50b。树脂框架20b可以在第一凹陷部24、27包括第三突出部25b、28b。
说明本实施方式的功率模块1b的效果。本实施方式的功率模块1b除实施方式1的功率模块1的效果之外还起到以下的效果。在本实施方式的功率模块1b中,第一引线框架50b在第一引线框架50b的第一主面53包括第三突出部25b、28b以及第一孔55b、56b中的一方。树脂框架20b在第一收容部(24、27)包括第三突出部25b、28b以及第一孔55b、56b中的另一方。第三突出部25b、28b与第一孔55b、56b嵌合。第三突出部25b、28b以及第一孔55b、56b可以在第一引线框架50b的宽度方向即第二方向(y方向)和第一引线框架50b的长度方向即第一方向(x方向)上对第一引线框架50b进行对准。根据本实施方式的功率模块1b,第一引线框架50b可以相对于树脂框架20b以及第一功率半导体元件40以更高精度进行对准。
实施方式4.
参照图12说明实施方式4的功率模块1c。本实施方式的功率模块1c基本上具备与实施方式1的功率模块1相同的结构,主要在以下方面不同。
在本实施方式的功率模块1c中,树脂框架20c还包括与第一基板10相向配置的金属膜35。树脂框架20c经由与金属膜35接合的焊料39c固定于第一基板10。特别是,树脂框架20c经由与金属膜35接合的焊料39c固定于第一导电部12。金属膜35由铜、镍、金或银那样的、能够与焊料接合的金属构成。
说明本实施方式的功率模块1c的制造方法。本实施方式的功率模块1c的制造方法基本上具备与实施方式1的功率模块1的制造方法相同的工序,主要在以下方面不同。
本实施方式的功率模块1c的制造方法具备以下工序:在第一基板10上经由焊料46的预成形件以及焊料39c的预成形件而载置第一功率半导体元件40以及树脂框架20c。本实施方式的功率模块1c的制造方法具备以下工序:利用焊料回流工序使用焊料39c、46将第一功率半导体元件40以及树脂框架20c一并固定于第一基板10。这样一来,第一功率半导体元件40经由与第二电极43接合的焊料46,与第一导电部12电连接以及机械连接。树脂框架20c经由与金属膜35接合的焊料39c,与第一基板10机械连接。
说明本实施方式的功率模块1c的效果。本实施方式的功率模块1c起到与实施方式1的功率模块1相同的效果,但在以下方面不同。在本实施方式的功率模块1c中,树脂框架20c还包括与第一基板10相向配置的金属膜35。树脂框架20c经由与金属膜35接合的焊料39c固定于第一基板10。本实施方式的焊料39c的软化温度比实施方式1的粘接剂39的软化温度高。本实施方式的功率模块1c即便在高温下也稳定地动作,具有更高的可靠性。另外,树脂框架20c以及第一功率半导体元件40可以使用焊料39c、46一并固定于第一基板10。本实施方式的功率模块1c具有能够减少用于制造功率模块1c的成本以及时间的结构。
说明本实施方式的功率模块1c的制造方法的效果。本实施方式的功率模块1c除实施方式1的功率模块1的制造方法的效果之外还起到以下的效果。在本实施方式的功率模块1c的制造方法中,第一功率半导体元件40以及树脂框架20c可以使用焊料39c、46一并固定于第一基板10。根据本实施方式的功率模块1c的制造方法,能够减少用于制造功率模块1c的成本以及时间。
实施方式5.
参照图13以及图14说明实施方式5的功率模块1d。本实施方式的功率模块1d基本上具备与实施方式1的功率模块1相同的结构,主要在以下方面不同。
在本实施方式的功率模块1d中,树脂框架20d包括一个以上的第四突出部37以及一个以上的第二孔14中的一方。第一基板10包括一个以上的第四突出部37以及一个以上的第二孔14中的另一方。特别是,第一导电部12包括一个以上的第四突出部37以及一个以上的第二孔14中的另一方。一个以上的第四突出部37与一个以上的第二孔14嵌合。
在本实施方式的功率模块1d中,树脂框架20d具有一个以上的卡定部38。一个以上的卡定部38可以是爪部或突起部。一个以上的卡定部38可以从树脂框架20d向第一基板10的方向突出。一个以上的卡定部38可以由与树脂框架20d相同的材料构成并且与树脂框架20d构成一体。一个以上的卡定部38与第一基板10卡定。特别是,一个以上的卡定部38可以与第一导电部12卡定。
说明本实施方式的功率模块1d的效果。本实施方式的功率模块1d除实施方式1的功率模块1的效果之外还起到以下的效果。
在本实施方式的功率模块1d中,第一基板10包括第四突出部37以及第二孔14中的一方。树脂框架包括第四突出部37以及第二孔14中的另一方。第四突出部37与第二孔14嵌合。根据本实施方式的功率模块1d,第四突出部37以及第二孔14可以使树脂框架20d相对于第一基板10准确地对准。
在本实施方式的功率模块1d中,树脂框架20d具有一个以上的卡定部38。一个以上的卡定部38与第一基板10卡定。根据本实施方式的功率模块1d,一个以上的卡定部38可以使树脂框架20d相对于第一基板10准确地对准。并且,树脂框架20d除粘接剂39之外还利用一个以上的卡定部38与第一基板10机械连接。本实施方式的功率模块1d可以提高树脂框架20d和第一基板10的机械连接强度。
实施方式6.
参照图15以及图16说明实施方式6的功率模块2。本实施方式的功率模块2基本上具备与实施方式1的功率模块1相同的结构,主要在以下方面不同。
本实施方式的功率模块2还具备第二基板110。第二基板110例如在第一方向(x方向)上与第一基板10隔开间隔地配置。第二基板110具有:第二绝缘板111、第二绝缘板111的表面上的第二导电部112以及第二绝缘板111的背面上的导电部113。第二基板110可以沿第一方向(x方向)和与第一方向(x方向)正交的第二方向(y方向)延伸。第二绝缘板111可以由例如氧化铝、氮化铝或氮化硅等陶瓷、或具有高导热性的树脂构成。第二导电部112与第一导电部12电气分离。导电部113与导电部13电气分离。第二导电部112以及导电部113可以由铜或铝那样的金属构成。为了防止第二基板110翘曲,第二导电部112以及导电部113能够以第二绝缘板111为基准而具有实质上对称的形状。为了防止第二导电部112被焊料146侵蚀、以及防止第二导电部112和导电部113被氧化,可以在第二导电部112以及导电部113的表面形成镍层。第二基板110可以具有与第一基板10相同的结构。
本实施方式的功率模块2还具备第二功率半导体元件140。第二功率半导体元件140既可以是例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)那样的半导体开关元件,也可以是续流二极管(FWD)。第二功率半导体元件140可以由硅、碳化硅或氮化镓那样的半导体材料构成。第二功率半导体元件140包括第三电极144和第四电极143。第四电极143利用焊料146与第二导电部112电连接以及机械连接。焊料146可以是Sn-Ag-Cu系焊料那样的无铅焊料。第四电极143也可以使用包含低熔点金属的液相扩散接合层或银膏那样的其他导电性接合部件与第二导电部112电连接以及机械连接。第一功率半导体元件40和第二功率半导体元件140也能够以反并联相互电连接。
本实施方式的第一引线框架50e可以包括:面向第一基板10的第一引线框架部51e、以及以与第一引线框架部51e交叉的方式延伸的第二引线框架部52。第一引线框架50e可以不仅在第一功率半导体元件40的上方延伸,而且在第二功率半导体元件140的上方也延伸。特别是,第一引线框架部51e可以不仅在第一功率半导体元件40的上方延伸,而且在第二功率半导体元件140的上方也延伸。第一引线框架50e与第三引线框架150电气分离。第一引线框架部51e可以与第三引线框架150实质上平行地延伸。因此,本实施方式的功率模块2可以具有低电感。在从第一引线框架50e的第一主面53的法线方向俯视时,第一引线框架部51e可以与第三引线框架150重叠。
本实施方式的功率模块2还具备第三引线框架150。第三引线框架150是朝向第二功率半导体元件140流动的大电流的主路径。第三引线框架150可以由铜或铝那样的具有高电导率和高导热系数的材料构成。为了防止第三引线框架150被焊料那样的导电性接合部件147侵蚀、以及防止第三引线框架150被氧化,可以在第三引线框架150的表面形成镍层。
第三引线框架150可以沿第一方向(x方向)和与第一方向(x方向)正交的第二方向(y方向)延伸。第三引线框架150具有与第三电极144相向的第二主面153。第二主面153可以沿第一方向(x方向)和与第一方向(x方向)正交的第二方向(y方向)延伸。
第三引线框架150具有第三端部155和与第三端部155相反的一侧的第四端部156。第三端部155以及第四端部156可以是第一方向(x方向)上的第三引线框架150的两端部。第三引线框架150具有第三侧面157和与第三侧面157相反的一侧的第三侧面158。第三侧面157、158的每一个将第三端部155和第四端部156连接。第三侧面157、158与第二主面153交叉。特别是,第三侧面157、158可以与第二主面153正交。第三侧面157、158沿第三引线框架150的长度方向延伸。
第三引线框架150利用导电性接合部件147与第二功率半导体元件140的第三电极144电连接以及机械连接。特别是,第三引线框架150的第二主面153利用导电性接合部件147与第二功率半导体元件140的第三电极144电连接以及机械连接。第三引线框架150可以利用焊料那样的导电性接合部件162与第一导电部12电连接以及机械连接。特别是,第三引线框架150的第三端部155可以利用导电性接合部件162与第一导电部12电连接以及机械连接。导电性接合部件162可以配置在树脂框架20e的第三凹部30内。导电性接合部件147、162可以是Sn-Ag-Cu系焊料那样的无铅焊料、银膏、或包含低熔点金属的液相扩散接合层。从吸收接合强度、导电性以及接合厚度的偏差的观点来看,导电性接合部件147、162优选为Sn-Ag-Cu系焊料那样的无铅焊料。
参照图15,本实施方式的功率模块2可以还具备第四引线框架160。第四引线框架160利用导电性接合部件165与第二导电部112电连接以及机械连接。第四引线框架160可以由铜或铝那样的、具有高电导率和高导热系数的材料构成。为了防止第四引线框架160被焊料那样的导电性接合部件165侵蚀、以及防止第四引线框架160被氧化,可以在第四引线框架160的表面形成镍层。导电性接合部件165可以是Sn-Ag-Cu系焊料那样的无铅焊料、银膏、或包含低熔点金属的液相扩散接合层。从吸收接合强度、导电性以及接合厚度的偏差的观点来看,导电性接合部件165优选为Sn-Ag-Cu系焊料那样的无铅焊料。
本实施方式的树脂框架20e包括第一树脂框架部20e1和第二树脂框架部20e2。树脂框架20e以包围第一功率半导体元件40的方式配置在第一基板10上。特别是,第一树脂框架部20e1以包围第一功率半导体元件40的方式配置在第一基板10上。树脂框架20e以包围第二功率半导体元件140的方式配置在第二基板110上。特别是,第二树脂框架部20e2以包围第二功率半导体元件140的方式配置在第二基板110上。第一树脂框架部20e1以及第二树脂框架部20e2可以由例如环氧树脂、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、液晶聚合物(LCP)那样的、具有电绝缘性且具有125℃以上的耐热温度的材料构成。第一树脂框架部20e1可以使用硅粘接剂或环氧树脂粘接剂那样的、具有250℃以上的耐热温度的粘接剂39固定在第一基板10上。第二树脂框架部20e2可以使用硅粘接剂或环氧树脂粘接剂那样的、具有250℃以上的耐热温度的粘接剂139固定在第二基板110上。粘接剂139可以是与粘接剂39相同的材料。
树脂框架20e具有与第一引线框架50e的第一主面53相向的一个以上的第一凹陷部24、27。一个以上的第一凹陷部24、27接收第一引线框架50e的一部分。特别是,第一树脂框架部20e1具有与第一引线框架50e的第一主面53相向的第一凹陷部24。第二树脂框架部20e2具有与第一引线框架50e的第一主面53相向的第一凹陷部27。在树脂框架20e自身的内部不存在第一引线框架50e。树脂框架20e自身未包含第一引线框架50e。第一引线框架50e未直接固定于树脂框架20e。第一引线框架50e可以与一个以上的第一凹陷部24、27接触。第一引线框架50e既可以从一个以上的第一凹陷部24、27离开,也可以位于一个以上的第一凹陷部24、27的上方(+z方向)。一个以上的第一凹陷部24、27可以在与第一主面53正交的第三方向(z方向)上对第一引线框架50e进行对准。
特别是,一个以上的第一凹陷部24、27可以接收第一引线框架50e的一个以上的端部(第一端部55、第二端部56)。第一凹陷部24可以接收第一引线框架50e的第一端部55。第一凹陷部27可以接收第一引线框架50e的第二端部56。为了将第一引线框架50e与第一功率半导体元件40电连接以及机械连接,在第一引线框架50e从第一功率半导体元件40的上方(+z方向)朝向第一功率半导体元件40移动时,一个以上的第一凹陷部24、27可以构成为使得第一引线框架50e不会与第一功率半导体元件40碰撞。
参照图15,一个以上的第一凹陷部24、27也可以还与第一引线框架50e的第一侧面57、58相向。一个以上的第一凹陷部24、27可以在第一引线框架50e的宽度方向即第二方向(y方向)上对第一引线框架50e进行对准。一个以上的第一凹陷部24、27也可以还与同第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50e的面(第二侧面59)相向。一个以上的第一凹陷部24、27可以在第一引线框架50e的长度方向即第一方向(x方向)上对第一引线框架50e进行对准。
树脂框架20e具有与第三引线框架150的第二主面153相向的一个以上的第二收容部(124、127)。第二收容部(124、127)可以是形成于树脂框架20e的第二凹陷部124、127。一个以上的第二凹陷部124、127接收第三引线框架150的一部分。特别是,第二树脂框架部20e2具有与第三引线框架150的第二主面153相向的第二凹陷部124、127。在树脂框架20e自身的内部不存在第三引线框架150。树脂框架20e自身未包含第三引线框架150。第三引线框架150未直接固定于树脂框架20e。第三引线框架150可以与一个以上的第二凹陷部124、127接触。第三引线框架150既可以从一个以上的第二凹陷部124、127离开,也可以位于一个以上的第二凹陷部124、127的上方(+z方向)。一个以上的第二凹陷部124、127可以在与第二主面153正交的第三方向(z方向)上对第三引线框架150进行对准。
特别是,一个以上的第二凹陷部124、127可以接收第三引线框架150的一个以上的端部(第四端部156)。第二凹陷部127可以接收第三引线框架150的第四端部156。为了将第三引线框架150与第二功率半导体元件140电连接以及机械连接,在第三引线框架150从第二功率半导体元件140的上方(+z方向)朝向第二功率半导体元件140移动时,一个以上的第二凹陷部124、127可以构成为使得第三引线框架150不会与第二功率半导体元件140碰撞。
参照图15,一个以上的第二凹陷部124、127也可以还与第三引线框架150的第三侧面157、158相向。在本说明书中,一个以上的第二凹陷部124、127与第三引线框架150的第三侧面157、158相向意味着:一个以上的第二凹陷部124、127与一对第三侧面157、158的至少一个相向。一个以上的第二凹陷部124、127可以在第三引线框架150的宽度方向即第二方向(y方向)上对第三引线框架150进行对准。第二凹陷部127也可以还与同第二主面153以及第三侧面157、158交叉的第三引线框架150的面相向。第二凹陷部127可以在第三引线框架150的长度方向即第一方向(x方向)上对第三引线框架150进行对准。一个以上的第二凹陷部124、127可以与第三侧面157、158和与第二主面153以及第三侧面157、158交叉的第三引线框架150的面中的至少一个相向。
树脂框架20e可以包括接收第三引线框架150的一部分的一个以上的第三凹部30。特别是,第一树脂框架部20e1可以包括接收第三引线框架150的一部分的一个以上的第三凹部30。第一导电部12可以从一个以上的第三凹部30露出。一个以上的第三凹部30可以接收第三引线框架150的一个以上的端部(第三端部155)。一个以上的第三凹部30也可以还与第三引线框架150的第三侧面157、158相向。在本说明书中,一个以上的第三凹部30与第三引线框架150的第三侧面157、158相向意味着:一个以上的第三凹部30与一对第三侧面157、158的至少一个相向。一个以上的第三凹部30可以在第三引线框架150的宽度方向即第二方向(y方向)上对第三引线框架150进行对准。一个以上的第三凹部30也可以还与同第二主面153以及第三侧面157、158交叉的第三引线框架150的面(第四侧面159)相向。一个以上的第三凹部30可以在第三引线框架150的长度方向即第一方向(x方向)上对第三引线框架150进行对准。一个以上的第三凹部30可以与第三侧面157、158和与第二主面153以及第三侧面157、158交叉的第三引线框架150的面(第四侧面159)中的至少一个相向。
本实施方式的功率模块2可以利用密封树脂体70密封。密封树脂体70可以利用传递模塑法形成。第一引线框架50e的一部分从密封树脂体70突出。第二引线框架60的一部分从密封树脂体70突出。第三引线框架150的一部分从密封树脂体70突出。第四引线框架160的一部分从密封树脂体70突出。
说明本实施方式的功率模块2的效果。本实施方式的功率模块2起到与实施方式1的功率模块1相同的效果,但在以下方面不同。
本实施方式的功率模块2还具备:第二基板110、第二功率半导体元件140、第三引线框架150以及第四引线框架160。第二基板110具有第二导电部112。第二功率半导体元件140包括:第三电极144、以及与第二导电部112电连接以及机械连接的第四电极143。第三引线框架150具有与第三电极144相向的第二主面153并与第三电极144电连接以及机械连接。第四引线框架160与第二导电部112电连接以及机械连接。第四电极143与第二导电部112电连接以及机械连接。树脂框架20e以包围第二功率半导体元件140的方式配置在第二基板110上。树脂框架20e还包括与第三引线框架150的第二主面153相向的第二收容部(124、127)。第二收容部(124、127)接收第三引线框架150的一部分。
为了使大电流在第二功率半导体元件140中流动,本实施方式的功率模块2具备第三引线框架150以及第四引线框架160而并非具备金属带以及金属丝。因此,本实施方式的功率模块2例如在热循环试验中具有足够高的可靠性。并且,在本实施方式的功率模块2中,第二收容部(124、127)接收第三引线框架150的一部分,由此,第三引线框架150相对于树脂框架20e(第二树脂框架部20e2)以及第二功率半导体元件140进行对位。在本实施方式的功率模块2中,不需要确保接收用于对第三引线框架150进行对准的夹具的空间。本实施方式的功率模块2可以小型化。
在本实施方式的功率模块2中,第二收容部(124、127)接收第三引线框架150的一部分。第三引线框架150未直接固定于树脂框架20e(第二树脂框架部20e2)。因此,在本实施方式的功率模块2中,可以提高第三引线框架150的设计的自由度。
在本实施方式的功率模块2中,第二收容部(124)可以接收第三引线框架150的一个以上的端部(第四端部156)。因此,本实施方式的功率模块2具有足够高的可靠性并且可以小型化。
在本实施方式的功率模块2中,第三引线框架150也可以还具有第三侧面157、158。第二收容部(124、127)也可以还与第三引线框架150的第三侧面157、158相向。第二收容部(124、127)可以在第三引线框架150的宽度方向即第二方向(y方向)上对第三引线框架150进行对准。根据本实施方式的功率模块2,第三引线框架150可以相对于树脂框架20e以及第二功率半导体元件140以更高精度进行对准。
说明本实施方式的变形例的功率模块。在本实施方式的变形例的功率模块中,第二收容部(124)可以省略。树脂框架20e(第二树脂框架部20e2)的表面也可以在第三方向(z方向)上对第三引线框架150进行对准。
实施方式7.
参照图17说明实施方式7的功率模块2a。本实施方式的功率模块2a基本上具备与实施方式6的功率模块2相同的结构,主要在以下方面不同。
本实施方式的功率模块2a不具备实施方式6的功率模块2的第二基板110。在本实施方式的功率模块2a中,第一基板10(第一绝缘板11)也在第二功率半导体元件140的下方延伸。第一基板10还具有第二导电部112。特别是,第二导电部112设置在第一绝缘板11的表面上。第二导电部112与第一导电部12电气分离。在第二功率半导体元件140的下方的第一绝缘板11的背面上也设置有导电部13。第一功率半导体元件40的下方的导电部13和第二功率半导体元件140的下方的导电部13可以构成一体。第一功率半导体元件40的下方的导电部13和第二功率半导体元件140的下方的导电部13也可以如第一导电部12以及第二导电部112那样彼此分离,导电部13以第一绝缘板11为基准而具有与第一导电部12以及第二导电部112实质上对称的形状。
说明本实施方式的功率模块2a的制造方法。本实施方式的功率模块2a的制造方法除实施方式1的功率模块1的制造方法之外还具备以下的工序。
本实施方式的功率模块2a的制造方法还具备在第一基板10上配置包括第三电极144和第四电极143的第二功率半导体元件140的工序。第一基板10还具有与第一导电部12电气分离的第二导电部112。树脂框架20e包围第二功率半导体元件140并包括第二凹陷部124、127。在第一基板10上配置第二功率半导体元件140的工序包括:将第二功率半导体元件140的第四电极143与第一基板10的第二导电部112电连接以及机械连接。
本实施方式的功率模块2a的制造方法还具备以下工序:以第二凹陷部124、127接收第三引线框架150的一部分且第二凹陷部124、127与第三引线框架150的第二主面153相向并且第二主面153与第三电极144相向的方式,相对于第二凹陷部124、127对第三引线框架150进行定位。本实施方式的功率模块2a的制造方法还具备将第三引线框架150与第三电极144电连接以及机械连接的工序。还具备将第四引线框架160与第二导电部112电连接以及机械连接的工序。
说明本实施方式的功率模块2a的效果。本实施方式的功率模块2a除实施方式6的功率模块2的效果之外还起到以下的效果。
本实施方式的功率模块2a具备:第二功率半导体元件140、第三引线框架150以及第四引线框架160。第二功率半导体元件140包括第三电极144和第四电极143。第三引线框架150具有与第三电极144相向的第二主面153并与第三电极144电连接以及机械连接。第一基板10还具有第二导电部112。第四引线框架160与第二导电部112电连接以及机械连接。第四电极143与第二导电部112电连接以及机械连接。树脂框架20e以包围第二功率半导体元件140的方式配置在第一基板10上。树脂框架20e还包括与第三引线框架150的第二主面153相向的第二收容部(124、127)。第二收容部(124、127)接收第三引线框架150的一部分。
在本实施方式的功率模块2a中,不仅第一功率半导体元件40配置在第一基板10上,而且第二功率半导体元件140也配置在第一基板10上。在本实施方式的功率模块2a中,不需要如实施方式6的功率模块2那样在第一基板10和第二基板110之间空出间隔。本实施方式的功率模块2a可以小型化。
本实施方式的功率模块2a的制造方法的效果与本实施方式的功率模块2a的效果相同。
实施方式8.
参照图18说明实施方式8的功率模块2b。本实施方式的功率模块2b基本上具备与实施方式7的功率模块2a相同的结构,主要在以下方面不同。
本实施方式的功率模块2b在第一引线框架50e和第三引线框架150之间还具备绝缘膜175。绝缘膜175可以由例如聚酰亚胺、Nomex(注册商标)、环氧树脂、聚苯硫醚(PPS)或液晶聚合物(LCP)构成。第一引线框架50e的一部分从绝缘膜175露出。特别是,第一引线框架50e的第一主面53的第一端部55以及第三引线框架150的第二主面153的第三端部155中的至少一个可以从绝缘膜175露出,第一引线框架50e的第一主面53的第二端部56以及第三引线框架150的第二主面153的第四端部156中的至少一个可以从绝缘膜175露出。
利用第一引线框架50e和第三引线框架150之间的绝缘膜175,第一引线框架50e和第三引线框架150可以构成一体。通过利用聚酰亚胺或Nomex(注册商标)那样的绝缘膜175对第一引线框架50e以及第三引线框架150进行层压,由此,第一引线框架50e和第三引线框架150可以利用绝缘膜175构成一体。通过利用环氧树脂、聚苯硫醚(PPS)或液晶聚合物(LCP)那样的绝缘性树脂对第一引线框架50e以及第三引线框架150进行模制,由此,第一引线框架50e和第三引线框架150可以利用绝缘膜175构成一体。
说明本实施方式的功率模块2b的制造方法。本实施方式的功率模块2b的制造方法除实施方式7的功率模块2a的制造方法之外还具备以下的工序。
本实施方式的功率模块2b的制造方法具备以下工序:利用第一引线框架50e和第三引线框架150之间的绝缘膜175将第一引线框架50e以及第三引线框架150构成一体。本实施方式的功率模块2b的制造方法具备以下工序:以第一凹陷部24、27接收第一引线框架50e的一部分并且第二凹陷部124、127接收第三引线框架150的一部分的方式,相对于第一凹陷部24、27以及第二凹陷部124、127,对利用绝缘膜175构成一体的第一引线框架50e以及第三引线框架150进行定位。
说明本实施方式的功率模块2b的效果。本实施方式的功率模块2b起到与实施方式7的功率模块2a相同的效果,但在以下方面不同。
本实施方式的功率模块2b在第一引线框架50e和第三引线框架150之间还具备绝缘膜175。绝缘膜175可以减少第一引线框架50e和第三引线框架150之间的间隔。本实施方式的功率模块2b可以小型化,并且可以具有低电感。
在本实施方式的功率模块2b中,第一引线框架50e和第三引线框架150可以利用绝缘膜175构成一体。由于第一引线框架50e和第三引线框架150构成一体,因此,第一引线框架50e和第三引线框架150可以一并相对于第一功率半导体元件40、第二功率半导体元件140以及树脂框架20e(第一树脂框架部20e1、第二树脂框架部20e2)进行对准。本实施方式的功率模块2b具有能够减少用于制造功率模块2b的成本以及时间的结构。
说明本实施方式的功率模块2b的制造方法的效果。本实施方式的功率模块2b的制造方法具备以下工序:以第一收容部(24、27)以及第二收容部(124、127)收容第一引线框架50e的一部分并且第二收容部(124、127)收容第三引线框架150的一部分的方式,相对于第一收容部(24、27)以及第二收容部(124、127),对利用第一引线框架50e和第三引线框架150之间的绝缘膜175构成一体的第一引线框架50e以及第三引线框架150进行定位。第一引线框架50e和第三引线框架150可以一并相对于第一功率半导体元件40、第二功率半导体元件140以及树脂框架20e(第一树脂框架部20e1、第二树脂框架部20e2)进行对准。根据本实施方式的功率模块2b的制造方法,能够减少用于制造功率模块2b的成本以及时间。
本实施方式的变形例的功率模块2b包括:第一收容部(24)和第二收容部(124)之一、以及第一收容部(27)和第二收容部(124、127)之一。在本实施方式的变形例的功率模块2b中,第一引线框架50e、第三引线框架150和绝缘膜175构成一体,因此,第一收容部(24)和第二收容部(124、127)中的另一方、以及第一收容部(27)和第二收容部(124、127)中的另一方可以省略。因此,本实施方式的变形例的功率模块2b可以进一步小型化。
实施方式9.
参照图19说明实施方式9的功率电子器件3。
本实施方式的功率电子器件3具备实施方式7的功率模块2a和收容功率模块2a的壳体200。也可以代替实施方式7的功率模块2a而在壳体200内收容实施方式1至实施方式6以及实施方式8的功率模块1、1a、1b、1c、1d、2、2b。
壳体200包括散热部件201和筒状体203。散热部件201可以是铜板或铝板那样的由具有高导热性的材料构成的板。散热部件201将在功率模块2a产生的热散失。散热部件201也可以还包括散热片202。包括散热片202的散热部件201可以使在功率模块2a产生的热更高效地散失。筒状体203可以由绝缘性树脂构成。筒状体203可以使用硅粘接剂那样的接合材料205a固定在散热部件201上。功率模块2a载置于散热部件201上。特别是,功率模块2a使用焊料或导热性润滑脂那样的接合材料205b固定在散热部件201上。
壳体200还包括第一母线206和第二母线207。第一母线206以及第二母线207可以一体地设置于壳体200。特别是,第一母线206以及第二母线207可以一体地设置于筒状体203。壳体200也可以还包括第三母线(未图示)。第三母线可以一体地设置于壳体200。特别是,第三母线可以一体地设置于筒状体203。
第一母线206在第一连接部208处与第一引线框架50e电连接以及机械连接。第二母线207在第二连接部209处与第二引线框架60电连接以及机械连接。第三母线在第三连接部(未图示)处与第四引线框架160(参照图15)电连接以及机械连接。第一母线206、第二母线207以及第三母线也可以通过例如TIG焊接或激光焊接那样的焊接,分别与第一引线框架50e、第二引线框架60以及第四引线框架160电连接以及机械连接。第一母线206、第二母线207以及第三母线也可以分别与第一引线框架50e、第二引线框架60以及第四引线框架160螺纹紧固。
密封树脂体70将壳体200的内侧密封。密封树脂体70可以由例如环氧树脂或凝胶那样的绝缘性树脂材料构成。
说明本实施方式的功率电子器件3的效果。
本实施方式的功率电子器件3具备实施方式7的功率模块2a。因此,本实施方式的功率电子器件3具有与实施方式7的功率模块2a相同的效果。例如,本实施方式的功率电子器件3具有足够高的可靠性并且可以小型化。
本实施方式的功率电子器件3具备功率模块2a和收容功率模块2a的壳体200。壳体200包括第一母线206以及第二母线207。第一母线206以及第二母线207分别与第一引线框架50e以及第二引线框架60电连接以及机械连接。因此,第一引线框架50e和第一母线206的第一连接部208以及第二引线框架60和第二母线207的第二连接部209位于功率模块2a的上方(+z方向)。本实施方式的功率电子器件3可以在第一基板10的主面延伸的方向、即第一方向(x方向)以及第二方向(y方向)上小型化。并且,能够减少从功率模块2a到第一母线206以及第二母线207的配线长度,因此,本实施方式的功率电子器件3具有低电感。
在本实施方式的功率电子器件3中,壳体200收容功率模块2a。本实施方式的功率电子器件3可以保护功率模块2a免受机械冲击。
在本实施方式的功率电子器件3中,壳体200包括散热部件201。功率模块2a载置于散热部件201上。根据本实施方式的功率电子器件3,在功率模块2a产生的热能够利用散热部件201高效地散失。
实施方式10.
参照图20说明实施方式10的功率电子器件3a。本实施方式的功率电子器件3a基本上具备与实施方式9的功率电子器件3相同的结构,主要在以下方面不同。
本实施方式的功率电子器件3a具备功率模块2c和收容功率模块2c的壳体200j。本实施方式的功率模块2c具有与实施方式9的功率模块2a相同的结构,但在以下方面不同。第一,在本实施方式的功率模块2c中,第一引线框架50j的第一引线框架部51j延伸至壳体200j所包含的第三收容部(204)。第二,在本实施方式的功率模块2c中,树脂框架20j不具有第一凹陷部27(参照图19)。特别是,本实施方式的第二树脂框架部20j2不具有第一凹陷部27(参照图19)。
壳体200j包括与第一引线框架50j的第一主面53相向的第三收容部(204)。第三收容部(204)可以是第三凹陷部204。特别是,筒状体203j包括与第一引线框架50j的第一主面53相向的第三凹陷部204。第三凹陷部204接收第一引线框架50j的一部分。特别是,第三凹陷部204接收第一引线框架50j的第二端部56。在筒状体203j自身的内部不存在第一引线框架50j。筒状体203j自身未包含第一引线框架50j。第一引线框架50j未直接固定于壳体200j(筒状体203j)。
参照图20至图24说明本实施方式的功率电子器件3a的制造方法。本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备以下的工序。
参照图21以及图22,本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备在具有第一导电部12的第一基板10上配置第一功率半导体元件40和树脂框架20j的工序。第一功率半导体元件40包括第一电极44和第二电极43。树脂框架20j包围第一功率半导体元件40并包括第一凹陷部24。在第一基板10上配置第一功率半导体元件40的工序包括:将第一功率半导体元件40的第二电极43与第一导电部12电连接以及机械连接。
特别是,如图21所示,在第一基板10上配置第一功率半导体元件40和第二功率半导体元件140,所述第一功率半导体元件40包括第一电极44和第二电极43,所述第二功率半导体元件140包括第三电极144和第四电极143。可以使用焊料46将第一功率半导体元件40的第二电极43与第一基板10的第一导电部12电连接以及机械连接。可以使用焊料146将第二功率半导体元件140的第四电极143与第一基板10的第二导电部112电连接以及机械连接。
如图22所示,可以使用粘接剂39将树脂框架20j的第一树脂框架部20e1固定在第一基板10上。第一树脂框架部20e1能够以第一树脂框架部20e1包围第一功率半导体元件40的方式配置在第一基板10上。第一树脂框架部20e1可以包括第一凹陷部24和第三凹部30。可以使用粘接剂139将树脂框架20j的第二树脂框架部20j2固定在第一基板10上。第二树脂框架部20j2能够以第二树脂框架部20j2包围第二功率半导体元件140的方式配置在第一基板10上。第二树脂框架部20j2可以包括第二凹陷部124、127。
如图22所示,本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备将第二引线框架60与第一导电部12电连接以及机械连接的工序。可以使用焊料那样的导电性接合部件65将第二引线框架60与第一导电部12电连接以及机械连接。第二引线框架60的一部分可以与第一树脂框架部20e1构成一体。本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备将第四引线框架160(参照图15)与第二导电部112电连接以及机械连接的工序。可以使用焊料那样的导电性接合部件165(未图示)将第四引线框架160与第二导电部112电连接以及机械连接。第四引线框架160的一部分可以与第二树脂框架部20j2构成一体。
参照图23,本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备在包括第一母线206、第二母线207以及第三凹陷部204的壳体200j内收容第一基板10的工序。特别是,可以在包括第一母线206、第二母线207、第三母线(未图示)以及第三凹陷部204的壳体200j内,收容图22所示的、第一基板10、第一功率半导体元件40、第二功率半导体元件140、树脂框架20j、第二引线框架60以及第四引线框架160(参照图15)。第一母线206、第二母线207以及第三母线可以设置于壳体200j。特别是,第一母线206、第二母线207以及第三母线可以设置于筒状体203j。
参照图24,本实施方式的功率电子器件3a的制造方法可以包括:以第二凹陷部124、127以及第三凹部30接收第三引线框架150的一部分且第二凹陷部124、127与第三引线框架150的第二主面153相向并且第二主面153与第三电极144相向的方式,相对于第二凹陷部124、127以及第三凹部30对第三引线框架150进行定位。特别是,第二凹陷部127以及第三凹部30可以接收第三引线框架150的一个以上的端部(第三端部155、第四端部156)。第二凹陷部124、127可以在与第二主面153正交的第三方向(z方向)上对第三引线框架150进行对准。
更特别的是,第二凹陷部124、127以及第三凹部30可以与第三引线框架150的第三侧面157、158相向。在本说明书中,第二凹陷部124、127以及第三凹部30与第三引线框架150的第三侧面157、158相向意味着:第二凹陷部124、127以及第三凹部30与一对第三侧面157、158的至少一个相向。第二凹陷部124、127以及第三凹部30可以在第三引线框架150的宽度方向即第二方向(y方向)上对第三引线框架150进行对准。第二凹陷部127以及第三凹部30也可以还与同第二主面153以及第三侧面157、158交叉的第三引线框架150的面(例如,第四侧面159)相向。第二凹陷部127以及第三凹部30可以在第三引线框架150的长度方向即第一方向(x方向)上对第三引线框架150进行对准。第二凹陷部127以及第三凹部30可以与第三侧面157、158和与第二主面153以及第三侧面157、158交叉的第三引线框架150的面(例如,第四侧面159)中的至少一个相向。
本实施方式的功率电子器件3a的制造方法可以具备:将第三引线框架150与第二功率半导体元件140的第三电极144电连接以及机械连接。具体而言,使用焊料那样的导电性接合部件147将第三引线框架150与第二功率半导体元件140的第三电极144电连接以及机械连接。本实施方式的功率电子器件3a的制造方法可以具备:使用焊料那样的导电性接合部件162将第三引线框架150的第三端部155与第一导电部12电连接以及机械连接。
参照图25,本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备以下工序:以第一凹陷部24以及第三凹陷部204接收第一引线框架50j的一部分且第一凹陷部24以及第三凹陷部204与第一引线框架50j的第一主面53相向并且第一主面53与第一电极44相向的方式,相对于第一凹陷部24以及第三凹陷部204对第一引线框架50j进行定位。特别是,第一凹陷部24以及第三凹陷部204可以接收第一引线框架50j的一个以上的端部(第一端部55、第二端部56)。第一凹陷部24以及第三凹陷部204可以在与第一主面53正交的第三方向(z方向)上对第一引线框架50j进行对准。
更特别的是,第一凹陷部24以及第三凹陷部204可以与第一引线框架50j的第一侧面57、58相向。第一凹陷部24以及第三凹陷部204可以在第一引线框架50j的宽度方向即第二方向(y方向)上对第一引线框架50j进行对准。第一凹陷部24以及第三凹陷部204也可以还与同第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50j的面(例如,第二侧面59)相向。第一凹陷部24以及第三凹陷部204可以在第一引线框架50j的长度方向即第一方向(x方向)上对第一引线框架50j进行对准。
本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备将第一引线框架50j与第一电极44电连接以及机械连接的工序。具体而言,使用焊料那样的导电性接合部件47将第一引线框架50j与第一功率半导体元件40的第一电极44电连接以及机械连接。这样一来,功率模块2c被收容在壳体200j内。
参照图26,本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备将第一引线框架50j与第一母线206电连接以及机械连接的工序。本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备将第二引线框架60与第二母线207电连接以及机械连接的工序。本实施方式的功率电子器件3a的制造方法可以具备:将第四引线框架160(参照图15)与第三母线(未图示)电连接以及机械连接。
特别是,第一母线206在第一连接部208处与第一引线框架50j电连接以及机械连接。第二母线207在第二连接部209处与第二引线框架60电连接以及机械连接。第三母线(未图示)在第三连接部(未图示)处与第四引线框架160(参照图15)电连接以及机械连接。第一母线206、第二母线207以及第三母线可以通过例如TIG焊接或激光焊接那样的焊接分别与第一引线框架50j、第二引线框架60以及第四引线框架160电连接以及机械连接。第一母线206、第二母线207以及第三母线也可以分别与第一引线框架50j、第二引线框架60以及第四引线框架160螺纹紧固。
本实施方式的功率电子器件3a的制造方法可以具备:利用密封树脂体70将功率模块2c密封。特别是,可以通过在壳体200j内设置密封树脂体70来密封壳体200j内的功率模块2c。
说明本实施方式的功率电子器件3a的效果。本实施方式的功率电子器件3a起到与实施方式9的功率电子器件3相同的效果,但在以下方面不同。
在本实施方式的功率电子器件3a中,第一收容部(24)以及第三收容部(204)接收第一引线框架50j的一部分,由此,第一引线框架50j不仅可以相对于树脂框架20j、第一功率半导体元件40以及第二功率半导体元件140进行对准,而且也可以相对于壳体200j(筒状体203j)进行对准。在本实施方式的功率电子器件3a中,不需要确保接收用于对第一引线框架50j进行对准的夹具的空间。本实施方式的功率电子器件3a可以小型化。
在本实施方式的功率电子器件3a中,第一收容部(24)以及第三收容部(204)接收第一引线框架50j的一部分。第一引线框架50j未直接固定于树脂框架20j以及壳体200j。因此,在本实施方式的功率电子器件3a中,可以提高第一引线框架50j的设计的自由度。
在本实施方式的功率电子器件3a中,壳体200j包括与第一引线框架50j的第一主面53相向的第三收容部(204)。第三收容部(204)接收第一引线框架50j的一部分。由于壳体200j包括接收第一引线框架50j的一部分的第三收容部(204),因此,实施方式9的一个以上的第一收容部(24、27)(参照图19)的一部分(第一收容部(27))可以省略。本实施方式的功率电子器件3a可以进一步小型化。
说明本实施方式的功率电子器件3a的制造方法的效果。
本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备以下工序:在具有第一导电部12的第一基板10上配置包括第一电极44和第二电极43的第一功率半导体元件40、以及包括第一收容部(24)的树脂框架20j。在第一基板10上配置第一功率半导体元件40的工序包括:将第一功率半导体元件40的第二电极43与第一导电部12电连接以及机械连接。本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备将第二引线框架60与第一导电部12电连接以及机械连接的工序。本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备在包括第一母线206、第二母线207以及第三收容部(204)的壳体200j内收容第一基板10的工序。本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备以下工序:以第一收容部(24)以及第三收容部(204)接收第一引线框架50j的一部分且第一收容部(24)以及第三收容部(204)与第一引线框架50j的第一主面53相向并且第一主面53与第一电极44相向的方式,相对于第一收容部(24)以及第三收容部(204)对第一引线框架50j进行定位。本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备将第一引线框架50j与第一电极44电连接以及机械连接的工序。本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备将第一引线框架50j与第一母线206电连接以及机械连接的工序。本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备将第二引线框架60与第二母线207电连接以及机械连接的工序。
本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备以下工序:将第一引线框架50j与第一母线206电连接以及机械连接;以及将第二引线框架60与第二母线207电连接以及机械连接。根据本实施方式的功率电子器件3a的制造方法,可以制造例如在热循环试验中具有足够高的可靠性的功率电子器件3a。并且,本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备以下工序:以第一收容部(24)以及第三收容部(204)接收第一引线框架50j的一部分且第一收容部(24)以及第三收容部(204)与第一引线框架50j的第一主面53相向并且第一主面53与第一电极44相向的方式,相对于第一收容部(24)以及第三收容部(204)对第一引线框架50j进行定位。在本实施方式的功率电子器件3a的制造方法中,不需要确保接收用于对第一引线框架50j进行对准的夹具的空间。根据本实施方式的功率电子器件3a的制造方法,可以制造能够小型化的功率电子器件3a。
在本实施方式的功率电子器件3a的制造方法中,通过第一收容部(24)以及第三收容部(204),第一引线框架50j可以容易且可靠地与第一功率半导体元件40的第一电极44接合。本实施方式的功率电子器件3a的制造方法提高了生产率。
本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备以下工序:以第一收容部(24)以及第三收容部(204)接收第一引线框架50j的一部分的方式,相对于第一收容部(24)以及第三收容部(204)对第一引线框架50j进行定位。第一引线框架50j未直接固定于树脂框架20j。因此,本实施方式的功率电子器件3a的制造方法可以提高第一引线框架50j的设计的自由度。
本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备以下工序:以第一收容部(24)以及第三收容部(204)接收第一引线框架50j的一部分的方式,相对于第一收容部(24)以及第三收容部(204)对第一引线框架50j进行定位。由于壳体200j包括接收第一引线框架50j的一部分的第三收容部(204),因此,实施方式9的一个以上的第一收容部(24、27)(参照图19)的一部分(第一收容部(27))可以省略。根据本实施方式的功率电子器件3a的制造方法,功率电子器件3a可以进一步小型化。
本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备以下工序:在包括第一母线206、第二母线207以及第三收容部(204)的壳体200j内收容第一基板10;将第一引线框架50j与第一母线206电连接以及机械连接;以及将第二引线框架60与第二母线207电连接以及机械连接。因此,第一引线框架50j和第一母线206的第一连接部208以及第二引线框架60和第二母线207的第二连接部209位于功率模块2c的上方(+z方向)。根据本实施方式的功率电子器件3a的制造方法,在第一基板10的主面延伸的方向、即第一方向(x方向)以及第二方向(y方向)上,功率电子器件3a可以小型化。根据本实施方式的功率电子器件3a的制造方法,能够减少从功率模块2c到第一母线206以及第二母线207的配线长度。根据本实施方式的功率电子器件3a的制造方法,可以制造具有低电感的功率电子器件3a。
本实施方式的功率电子器件3a的制造方法具备在包括第一母线206、第二母线207以及第三收容部(204)的壳体200j内收容第一基板10的工序。根据本实施方式的功率电子器件3a的制造方法,可以保护功率模块2c免受机械冲击。
实施方式11.
参照图27至图29说明实施方式11的功率模块1e。本实施方式的功率模块1e具备与实施方式1的功率模块1相同的结构,主要在以下方面不同。
在本实施方式的功率模块1e中,树脂框架20包括与第一引线框架50的第一主面53相向的一个以上的第一收容部(72、74、77)。具体而言,树脂框架20包括第一收容部(72、74)和第一收容部(72、77)。一个以上的第一收容部(72、74、77)包括:面向第一主面53的树脂框架20的第三主面72、以及从第三主面72突出的突起部74、77。突起部74、77与第一引线框架50的第一侧面57、58和与第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(例如,第二侧面59)中的至少一个相向。树脂框架20具有第三主面72并包括从第三主面72突出的突起部74、77。突起部74可以与第一引线框架50的第一端部55相向。突起部77可以与第一引线框架50的第二端部56相向。
一个以上的第一收容部(72、74、77)接收第一引线框架50的一部分。在树脂框架20自身的内部不存在第一引线框架50。树脂框架20自身未包含第一引线框架50。第一引线框架50未直接固定于树脂框架20。第一引线框架50可以与一个以上的第一收容部(72、74、77)接触。特别是,第一引线框架50可以与一个以上的第一收容部(72、74、77)的底面、即第三主面72接触。第一引线框架50也可以位于一个以上的第一收容部(72、74、77)的底面、即第三主面72的上方。一个以上的第一收容部(72、74、77)可以在与第一主面53正交的第三方向(z方向)上对第一引线框架50进行对准。
特别是,一个以上的第一收容部(72、74、77)可以接收第一引线框架50的一个以上的端部(第一端部55、第二端部56)。第一收容部(72、74)可以接收第一引线框架50的第一端部55。第一收容部(72、77)可以接收第一引线框架50的第二端部56。为了将第一引线框架50与第一功率半导体元件40电连接以及机械连接,在第一引线框架50从第一功率半导体元件40的上方(+z方向)朝向第一功率半导体元件40移动时,一个以上的第一收容部(72、74、77)可以构成为使得第一引线框架50不会与第一功率半导体元件40碰撞。例如,一个以上的第一收容部(72、74、77)的底面(第三主面72)和第一基板10的表面(第一导电部12的表面)之间的距离,可以比第一功率半导体元件40的第二电极43的表面和第一基板10的表面(第一导电部12的表面)之间的距离大。
一个以上的第一收容部(72、74、77)也可以还与第一引线框架50的第一侧面57、58相向。一个以上的第一收容部(72、74、77)可以在第一引线框架50的宽度方向即第二方向(y方向)上对第一引线框架50进行对准。一个以上的第一收容部(72、74、77)也可以还与同第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(例如,第二侧面59)相向。一个以上的第一收容部(72、74、77)可以在第一引线框架50的长度方向即第一方向(x方向)上对第一引线框架50进行对准。
特别是,突起部74、77包括:与第一引线框架50的第一侧面57、58相向的第一突起部分75、78、以及与同第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(例如,第二侧面59)相向的第二突起部分76、79。突起部74包括第二突起部分76和一对第一突起部分75。第二突起部分76从一对第一突起部分75离开地配置。突起部77包括第二突起部分79和一对第一突起部分78。第二突起部分79从一对第一突起部分78离开地配置。突起部74、77既可以是壁,也可以是柱。
具体而言,第一突起部分75与第一引线框架50的第一端部55的、第一引线框架50的第一侧面57、58相向。第一突起部分78与第一引线框架50的第二端部56的、第一引线框架50的第一侧面57、58相向。第一突起部分75、78可以在第一引线框架50的宽度方向即第二方向(y方向)上对第一引线框架50进行对准。
第二突起部分76、79和与第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(例如,第二侧面59)相向。具体而言,第二突起部分76与第一引线框架50的第一端部55的、同第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(第二侧面59)相向。第二突起部分79与第一引线框架50的第二端部56的、同第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面相向。第二突起部分76、79可以在第一引线框架50的长度方向即第一方向(x方向)上对第一引线框架50进行对准。
参照图30至图33说明实施方式11的第一变形例至第四变形例的功率模块1f-1i。本实施方式的第一变形例至第四变形例的功率模块1f-1i与本实施方式的功率模块1e在突起部74、77的结构上不同。
在图30所示的本实施方式的第一变形例的功率模块1f中,一个突起部74在第一引线框架50的第一端部55与第一侧面57、58和与第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(第二侧面59)相向。突起部74可以在第一引线框架50的长度方向以及宽度方向上对第一引线框架50进行对准。在本实施方式的第一变形例的功率模块1f中,一个突起部77在第一引线框架50的第二端部56与第一侧面57、58和与第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面相向。突起部77可以在第一引线框架50的长度方向以及宽度方向上对第一引线框架50进行对准。
在图31所示的本实施方式的第二变形例的功率模块1g中,突起部74包括第一突起部分75和第三突起部分76g。第一突起部分75在第一引线框架50的第一端部55与第一侧面58相向。第一突起部分75可以在第一引线框架50的宽度方向上对第一引线框架50进行对准。第三突起部分76g在第一引线框架50的第一端部55与第一侧面57和与第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(第二侧面59)相向。第三突起部分76g可以在第一引线框架50的长度方向以及宽度方向上对第一引线框架50进行对准。在俯视树脂框架20的第三主面72时,第三突起部分76g可以具有L形的形状。第三突起部分76g从第一突起部分75离开地配置。
在本实施方式的第二变形例的功率模块1g中,突起部77包括第一突起部分78和第三突起部分79g。第一突起部分78在第一引线框架50的第二端部56与第一侧面57相向。第一突起部分78可以在第一引线框架50的宽度方向上对第一引线框架50进行对准。第三突起部分79g在第一引线框架50的第二端部56与第一侧面58和与第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面相向。第三突起部分79g可以在第一引线框架50的长度方向以及宽度方向上对第一引线框架50进行对准。在俯视树脂框架20的第三主面72时,第三突起部分79g可以具有L形的形状。第三突起部分79g从第一突起部分78离开地配置。
在图32所示的本实施方式的第三变形例的功率模块1h中,突起部74包括第一突起部分75和第二突起部分76。第一突起部分75在第一引线框架50的第一端部55与第一侧面57相向。第一突起部分75可以在第一引线框架50的宽度方向上对第一引线框架50进行对准。第二突起部分76在第一引线框架50的第一端部55和与第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(第二侧面59)相向。第二突起部分76可以在第一引线框架50的长度方向上对第一引线框架50进行对准。
第二突起部分76从第一突起部分75离开地配置。在本实施方式的第三变形例的功率模块1h中,突起部77包括第一突起部分78和第二突起部分79。第一突起部分78在第一引线框架50的第二端部56与第一侧面58相向。第一突起部分78可以在第一引线框架50的宽度方向上对第一引线框架50进行对准。第二突起部分79在第一引线框架50的第二端部56和与第一主面53及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面相向。第二突起部分79可以在第一引线框架50的长度方向上对第一引线框架50进行对准。第二突起部分79从第一突起部分78离开地配置。
在图33所示的本实施方式的第四变形例的功率模块1i中,一个突起部74在第一引线框架50的第一端部55与第一侧面57和与第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(第二侧面59)相向。突起部74可以在第一引线框架50的长度方向以及宽度方向上对第一引线框架50进行对准。在俯视树脂框架20的第三主面72时,突起部74可以具有L形的形状。在本实施方式的第二变形例的功率模块1g中,一个突起部77在第一引线框架50的第二端部56与第一侧面58和与第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面相向。突起部77可以在第一引线框架50的长度方向以及宽度方向上对第一引线框架50进行对准。在俯视树脂框架20的第三主面72时,突起部77可以具有L形的形状。
在本实施方式及其第一至第四变形例的功率模块1e-1i中,第一收容部(72、74、77)包括:面向第一主面53的树脂框架20的第三主面72、以及从第三主面72突出的突起部74、77。突起部74、77与第一引线框架50的第一侧面57、58和与第一主面53以及第一侧面57、58交叉的第一引线框架50的面(例如,第二侧面59)中的至少一个相向。本实施方式及其第一至第四变形例的功率模块1e-1i的效果起到与实施方式1的功率模块1的效果相同的效果。
本次公开的实施方式以及变形例应理解为在所有方面都是例示而并非限制性的。只要不存在矛盾,就能够将本次公开的实施方式1至实施方式11以及它们的变形例的至少两个组合。例如,在实施方式6至实施方式10中,第二收容部(124、127)可以包括实施方式11中公开的突起部74、77来代替第二凹陷部124、127。在实施方式10中,第三收容部(204)可以包括实施方式11中公开的突起部74、77来代替第三凹陷部204。本发明的范围并非由上述说明而是由权利要求的范围示出,意图包括与权利要求的范围等同的意思及范围内的所有变更。
附图标记说明
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h、1i、2、2a、2b、2c功率模块、3、3a功率电子器件、10第一基板、11第一绝缘板、12第一导电部、13、113导电部、14第二孔、20、20a、20b、20c、20d、20e、20j树脂框架、20e1第一树脂框架部、20e2、20j2第二树脂框架部、24、27第一凹陷部、25a第一突出部、25b、28b第三突出部、28a、29a第二突出部、30第三凹部、35金属膜、37第四突出部、38卡定部、39、139粘接剂、39c、46、146焊料、40第一功率半导体元件、43第二电极、44第一电极、47、65、147、162、165导电性接合部件、50、50a、50b、50e、50j第一引线框架、51、51e、51j第一引线框架部、52第二引线框架部、53第一主面、55第一端部、55a第一凹部、55b、56b第一孔、56第二端部、57、58第一侧面、57a、58a第二凹部、59第二侧面、60第二引线框架、70密封树脂体、72第三主面、74、77突起部、75、78第一突起部分、76、79第二突起部分、76g、79g第三突起部分、110第二基板、111第二绝缘板、112第二导电部、124、127第二凹陷部、140第二功率半导体元件、143第四电极、144第三电极、150第三引线框架、153第二主面、155第三端部、156第四端部、157、158第三侧面、159第四侧面、160第四引线框架、175绝缘膜、200、200j壳体、201散热部件、202散热片、203、203j筒状体、204第三凹陷部、205a、205b接合材料、206第一母线、207第二母线、208第一连接部、209第二连接部。
Claims (20)
1.一种功率模块,其中,所述功率模块具备:
第一基板,所述第一基板具有第一导电部;
第一功率半导体元件,所述第一功率半导体元件包括第一电极和与所述第一导电部电连接以及机械连接的第二电极;
树脂框架,所述树脂框架以包围所述第一功率半导体元件的方式配置在所述第一基板上;以及
第一引线框架,所述第一引线框架与所述第一电极电连接以及机械连接,
所述第一引线框架具有:与所述第一电极相向的第一主面、以及与所述第一主面交叉并沿所述第一引线框架的长度方向延伸的第一侧面,
所述功率模块还具备与所述第一导电部电连接以及机械连接的第二引线框架,
所述树脂框架包括与所述第一引线框架的所述第一主面相向的一个以上的第一收容部,
所述第一收容部接收所述第一引线框架的一部分。
2.如权利要求1所述的功率模块,其中,
所述第一收容部是形成于与所述第一主面相向的所述树脂框架的凹陷部。
3.如权利要求1所述的功率模块,其中,
所述第一收容部包括:面向所述第一主面的所述树脂框架的第三主面、以及从所述第三主面突出的突起部,
所述突起部与所述第一侧面和与所述第一主面以及所述第一侧面交叉的所述第一引线框架的面中的至少一个相向。
4.如权利要求1~3中任一项所述的功率模块,其中,
所述第一收容部接收所述第一引线框架的一个以上的端部。
5.如权利要求4所述的功率模块,其中,
所述第一引线框架在所述一个以上的端部包括第一突出部以及第一凹部中的一方,
所述树脂框架在所述第一收容部包括所述第一突出部以及所述第一凹部中的另一方,
所述第一突出部与所述第一凹部嵌合。
6.如权利要求1~5中任一项所述的功率模块,其中,
所述第一收容部还与所述第一引线框架的所述第一侧面相向。
7.如权利要求6所述的功率模块,其中,
所述第一引线框架在所述第一引线框架的所述第一侧面包括第二突出部以及第二凹部中的一方,
所述树脂框架在所述第一收容部包括所述第二突出部以及所述第二凹部中的另一方,
所述第二突出部与所述第二凹部嵌合。
8.如权利要求1~7中任一项所述的功率模块,其中,
所述第一引线框架在所述第一引线框架的所述第一主面包括第三突出部以及第一孔中的一方,
所述树脂框架在所述第一收容部包括所述第三突出部以及所述第一孔中的另一方,
所述第三突出部与所述第一孔嵌合。
9.如权利要求1~8中任一项所述的功率模块,其中,
所述树脂框架还包括与所述第一基板相向配置的金属膜,
所述树脂框架经由与所述金属膜接合的焊料固定于所述第一基板。
10.如权利要求1~9中任一项所述的功率模块,其中,
所述第一基板包括第四突出部以及第二孔中的一方,
所述树脂框架包括所述第四突出部以及所述第二孔中的另一方,
所述第四突出部与所述第二孔嵌合。
11.如权利要求1~10中任一项所述的功率模块,其中,
所述树脂框架具有一个以上的卡定部,
所述一个以上的卡定部与所述第一基板卡定。
12.如权利要求1~11中任一项所述的功率模块,其中,
所述功率模块还具备:
第二基板,所述第二基板具有第二导电部;
第二功率半导体元件,所述第二功率半导体元件包括第三电极和与所述第二导电部电连接以及机械连接的第四电极;
第三引线框架,所述第三引线框架具有与所述第三电极相向的第二主面,并与所述第三电极电连接以及机械连接;以及
第四引线框架,所述第四引线框架与所述第二导电部电连接以及机械连接,
所述第四电极与所述第二导电部电连接以及机械连接,
所述树脂框架以包围所述第二功率半导体元件的方式配置在所述第二基板上,
所述树脂框架还包括与所述第三引线框架的所述第二主面相向的一个以上的第二收容部,
所述第二收容部接收所述第三引线框架的一部分。
13.如权利要求1~11中任一项所述的功率模块,其中,
所述功率模块还具备:
第二功率半导体元件,所述第二功率半导体元件包括第三电极和第四电极;
第三引线框架,所述第三引线框架具有与所述第三电极相向的第二主面,并与所述第三电极电连接以及机械连接;以及
第四引线框架,
所述第一基板还具有第二导电部,
所述第四引线框架与所述第二导电部电连接以及机械连接,
所述第四电极与所述第二导电部电连接以及机械连接,
所述树脂框架以包围所述第二功率半导体元件的方式配置在所述第一基板上,
所述树脂框架还包括与所述第三引线框架的所述第二主面相向的一个以上的第二收容部,
所述第二收容部接收所述第三引线框架的一部分。
14.如权利要求12或13所述的功率模块,其中,
在所述第一引线框架和所述第三引线框架之间还具备绝缘膜。
15.如权利要求14所述的功率模块,其中,
所述第一引线框架和所述第三引线框架利用所述绝缘膜构成一体。
16.一种功率电子器件,其中,所述功率电子器件具备:
权利要求1~15中任一项所述的功率模块;以及
收容所述功率模块的壳体,
所述壳体包括第一母线以及第二母线,
所述第一母线以及所述第二母线分别与所述第一引线框架以及所述第二引线框架电连接以及机械连接。
17.如权利要求16所述的功率电子器件,其中,
所述壳体包括与所述第一引线框架的所述第一主面相向的第三收容部,
所述第三收容部接收所述第一引线框架的一部分。
18.一种功率模块的制造方法,其中,所述功率模块的制造方法具备以下工序:
在具有第一导电部的第一基板上配置第一功率半导体元件和树脂框架,所述第一功率半导体元件包括第一电极和第二电极,所述树脂框架包围所述第一功率半导体元件并包括一个以上的第一收容部;
以所述第一收容部接收第一引线框架的一部分且所述第一收容部与所述第一引线框架的第一主面相向并且所述第一主面与所述第一电极相向的方式,相对于所述第一收容部对所述第一引线框架进行定位;
将所述第一引线框架与所述第一电极电连接以及机械连接;以及将第二引线框架与所述第一导电部电连接以及机械连接,
在所述第一基板上配置所述第一功率半导体元件的工序包括:将所述第一功率半导体元件的所述第二电极与所述第一导电部电连接以及机械连接。
19.如权利要求18所述的功率模块的制造方法,其中,
所述制造方法还具备在所述第一基板上配置包括第三电极和第四电极的第二功率半导体元件的工序,所述第一基板还具有与所述第一导电部电气分离的第二导电部,所述树脂框架包围所述第二功率半导体元件并包括一个以上的第二收容部,
所述制造方法还具备以下工序:
以所述第二收容部接收第三引线框架的一部分且所述第二收容部与所述第三引线框架的第二主面相向并且所述第二主面与所述第三电极相向的方式,相对于所述第二收容部对所述第三引线框架进行定位;
将所述第三引线框架与所述第三电极电连接以及机械连接;以及将第四引线框架与所述第二导电部电连接以及机械连接,
在所述第一基板上配置所述第二功率半导体元件的工序包括:将所述第二功率半导体元件的所述第四电极与所述第二导电部电连接以及机械连接,
相对于所述第一收容部对所述第一引线框架进行定位以及相对于所述第二收容部对所述第三引线框架进行定位的工序包括:相对于所述第一收容部以及所述第二收容部,对利用所述第一引线框架和所述第三引线框架之间的绝缘膜构成一体的所述第一引线框架以及所述第三引线框架进行定位。
20.一种功率电子器件的制造方法,其中,所述功率电子器件的制造方法具备以下工序:
在具有第一导电部的第一基板上配置第一功率半导体元件和树脂框架,所述第一功率半导体元件包括第一电极和第二电极,所述树脂框架包围所述第一功率半导体元件并包括一个以上的第一收容部;
将第二引线框架与所述第一导电部电连接以及机械连接;
在包括第一母线、第二母线以及第三收容部的壳体内收容所述第一基板;
以所述第一收容部以及所述第三收容部接收第一引线框架的一部分且所述第一收容部以及所述第三收容部与所述第一引线框架的第一主面相向并且所述第一主面与所述第一电极相向的方式,相对于所述第一收容部以及所述第三收容部对所述第一引线框架进行定位;
将所述第一引线框架与所述第一电极电连接以及机械连接;
将所述第一引线框架与所述第一母线电连接以及机械连接;以及
将所述第二引线框架与所述第二母线电连接以及机械连接,
在所述第一基板上配置所述第一功率半导体元件的工序包括:将所述第一功率半导体元件的所述第二电极与所述第一导电部电连接以及机械连接。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07153907A (ja) * | 1993-11-29 | 1995-06-16 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 電力用半導体モジュール |
CN101523597A (zh) * | 2006-12-27 | 2009-09-02 | 爱信艾达株式会社 | 电子电路装置及其制造方法 |
CN103430307A (zh) * | 2012-02-13 | 2013-12-04 | 松下电器产业株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
CN103534796A (zh) * | 2011-08-10 | 2014-01-22 | 富士电机株式会社 | 半导体装置和半导体装置的制造方法 |
KR20140080180A (ko) * | 2012-12-20 | 2014-06-30 | 삼성전기주식회사 | 걸쇠형 리드 부재를 구비한 전력 반도체 모듈 |
CN104067387A (zh) * | 2012-03-22 | 2014-09-24 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003264265A (ja) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07153907A (ja) * | 1993-11-29 | 1995-06-16 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 電力用半導体モジュール |
CN101523597A (zh) * | 2006-12-27 | 2009-09-02 | 爱信艾达株式会社 | 电子电路装置及其制造方法 |
CN103534796A (zh) * | 2011-08-10 | 2014-01-22 | 富士电机株式会社 | 半导体装置和半导体装置的制造方法 |
CN103430307A (zh) * | 2012-02-13 | 2013-12-04 | 松下电器产业株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
CN104067387A (zh) * | 2012-03-22 | 2014-09-24 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
KR20140080180A (ko) * | 2012-12-20 | 2014-06-30 | 삼성전기주식회사 | 걸쇠형 리드 부재를 구비한 전력 반도체 모듈 |
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