JP2000323646A - 絶縁材料ケース及び半導体装置 - Google Patents
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- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２層絶縁基板とケースとの接合作業という製
造工程の削減化を通じて安価で信頼性の高い半導体装置
を提供する。 【解決手段】 第１及び第２外部電極端子６Ａ，６Ｂが
インサートされた樹脂性のインサートケース１１と、絶
縁基板９と、制御回路基板１０とを、射出成形によって
一体化する。
造工程の削減化を通じて安価で信頼性の高い半導体装置
を提供する。 【解決手段】 第１及び第２外部電極端子６Ａ，６Ｂが
インサートされた樹脂性のインサートケース１１と、絶
縁基板９と、制御回路基板１０とを、射出成形によって
一体化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力用半導体装置
のＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）に関す
るものであり、特に半導体装置のケースないしはパッケ
ージの構成技術に関している。
のＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）に関す
るものであり、特に半導体装置のケースないしはパッケ
ージの構成技術に関している。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の半導体装置ＩＭＰの構成
例を示す縦断面図である。同図２において、ベースとな
るアルミ金属基板１の片面上に絶縁樹脂を塗布し、さら
に当該絶縁樹脂の表面上に銅箔（図示せず）を設け、そ
の銅箔上に半田付けによって銅ブロック１５を設けると
共に、上記絶縁樹脂の表面の他部上に制御回路基板をパ
ターン配置することで、２層絶縁基板が構成される。そ
して、この２層絶縁基板の銅ブロック１５上に半田付け
によって半導体パワーチップ２が搭載されると共に、制
御回路基板のパターン上にＩＣ３、コンデンサ４、抵抗
（図示せず）等の各素子が半田付けされる。その後、こ
れらの各部品が所定箇所に半田付けされたアルミ金属基
板１は、一旦洗浄された上で、外部電極端子６が予めイ
ンサートされた樹脂パッケージにシリコーンゴムよりな
る接着剤５で以て接着される。更に、半導体パワーチッ
プ２と対応する外部電極端子６の一端間および当該パワ
ーチップ２を駆動・保護するための制御回路基板４内の
素子の１つと対応する外部電極端子６の一端間等が、ア
ルミワイヤで結線される。その後、ケースの内側にシリ
コーンゲルもしくはエポキシ樹脂７が注入され、ケース
の蓋８が装着されることで、あるいは蓋８をなしとする
場合には上記注入によって、完成品が形成される。
例を示す縦断面図である。同図２において、ベースとな
るアルミ金属基板１の片面上に絶縁樹脂を塗布し、さら
に当該絶縁樹脂の表面上に銅箔（図示せず）を設け、そ
の銅箔上に半田付けによって銅ブロック１５を設けると
共に、上記絶縁樹脂の表面の他部上に制御回路基板をパ
ターン配置することで、２層絶縁基板が構成される。そ
して、この２層絶縁基板の銅ブロック１５上に半田付け
によって半導体パワーチップ２が搭載されると共に、制
御回路基板のパターン上にＩＣ３、コンデンサ４、抵抗
（図示せず）等の各素子が半田付けされる。その後、こ
れらの各部品が所定箇所に半田付けされたアルミ金属基
板１は、一旦洗浄された上で、外部電極端子６が予めイ
ンサートされた樹脂パッケージにシリコーンゴムよりな
る接着剤５で以て接着される。更に、半導体パワーチッ
プ２と対応する外部電極端子６の一端間および当該パワ
ーチップ２を駆動・保護するための制御回路基板４内の
素子の１つと対応する外部電極端子６の一端間等が、ア
ルミワイヤで結線される。その後、ケースの内側にシリ
コーンゲルもしくはエポキシ樹脂７が注入され、ケース
の蓋８が装着されることで、あるいは蓋８をなしとする
場合には上記注入によって、完成品が形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の電力用半導体装
置（ＩＰＭ）は、上述の通り２層絶縁基板を有すると共
に、２層絶縁基板をケースに装着剤で以て接着させる構
造を有している。
置（ＩＰＭ）は、上述の通り２層絶縁基板を有すると共
に、２層絶縁基板をケースに装着剤で以て接着させる構
造を有している。
【０００４】このような構成ないしは製造方法によると
きには、樹脂のケースと高価な２層絶縁基板の部材とで
ＩＰＭが構成されているので、製造工程中でアライメン
トが必要となり、勢い工程数も多くならざるを得ない。
しかも、２層絶縁基板は高価なものであるためＩＭＰの
コストアップの要因の１つとなっており、この観点から
みる場合には、寧ろ２層絶縁基板構成とせずに絶縁基板
とプリント回路基板（ＰＣＢ）である制御回路基板とに
分割したほうが半導体装置のコスト低減化にとって有益
であるとも考えられる。
きには、樹脂のケースと高価な２層絶縁基板の部材とで
ＩＰＭが構成されているので、製造工程中でアライメン
トが必要となり、勢い工程数も多くならざるを得ない。
しかも、２層絶縁基板は高価なものであるためＩＭＰの
コストアップの要因の１つとなっており、この観点から
みる場合には、寧ろ２層絶縁基板構成とせずに絶縁基板
とプリント回路基板（ＰＣＢ）である制御回路基板とに
分割したほうが半導体装置のコスト低減化にとって有益
であるとも考えられる。
【０００５】さらに、従来の半導体装置では、シリコー
ンゲル等がケースの外側にはみ出さないようにするため
に、ケースと２層絶縁基板とを互いに接着剤で固定して
いるが、これが原因となって、製造歩留が低下したり、
耐湿性に関する信頼性を充分に確保することができない
という問題点も生じている。
ンゲル等がケースの外側にはみ出さないようにするため
に、ケースと２層絶縁基板とを互いに接着剤で固定して
いるが、これが原因となって、製造歩留が低下したり、
耐湿性に関する信頼性を充分に確保することができない
という問題点も生じている。
【０００６】本発明は、上記の課題を考慮して成された
ものであり、製造工程・製造時間の短縮化と材料コスト
の低減化とが可能で、より信頼性の高い半導体装置を提
供することを目的とする。
ものであり、製造工程・製造時間の短縮化と材料コスト
の低減化とが可能で、より信頼性の高い半導体装置を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
その両面上に金属薄板を具備し且つその片面上の金属薄
板にはパワーチップを搭載するためのパターンが形成さ
れた絶縁基板と、その片面上には前記パワーチップの制
御回路を構成する素子を搭載するための配線パターンが
形成された制御回路基板と、その一端部が前記パワーチ
ップの電極端に接続される第１外部電極端子と、その一
端部が前記制御回路を構成する素子の内の一つの一端に
接続される第２外部電極端子とが、樹脂によって当該ケ
ースに一体成形されていることを特徴とする。
その両面上に金属薄板を具備し且つその片面上の金属薄
板にはパワーチップを搭載するためのパターンが形成さ
れた絶縁基板と、その片面上には前記パワーチップの制
御回路を構成する素子を搭載するための配線パターンが
形成された制御回路基板と、その一端部が前記パワーチ
ップの電極端に接続される第１外部電極端子と、その一
端部が前記制御回路を構成する素子の内の一つの一端に
接続される第２外部電極端子とが、樹脂によって当該ケ
ースに一体成形されていることを特徴とする。
【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１記載の前
記絶縁材料ケースを有し、前記絶縁基板の前記パターン
上及び前記制御回路基板の前記配線パターン上に前記パ
ワーチップ及び前記制御回路を構成する素子がそれぞれ
搭載されていると共に、前記パワーチップの前記電極端
及び前記制御回路を構成する素子の内の一つの前記一端
がそれぞれ前記第１及び第２外部電極端子の一端部に接
続されていることを特徴とする。
記絶縁材料ケースを有し、前記絶縁基板の前記パターン
上及び前記制御回路基板の前記配線パターン上に前記パ
ワーチップ及び前記制御回路を構成する素子がそれぞれ
搭載されていると共に、前記パワーチップの前記電極端
及び前記制御回路を構成する素子の内の一つの前記一端
がそれぞれ前記第１及び第２外部電極端子の一端部に接
続されていることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）本実施の形態の
特徴点は、２つの外部電極端子と、半導体パワーチップ
（以下、単にパワーチップと称す）を搭載する絶縁基板
と、パワーチップの駆動・保護用の制御回路を構成する
各素子を搭載する制御回路基板とを、樹脂より成る絶縁
材料ケースと共に、プラスチック樹脂等の材料を用いた
射出成形（インジェクションモールディング）によって
一体成形化し、これによって絶縁基板や制御回路基板を
ケースに接着しなくても済むようにした点にある。以
下、図面を用いて、本発明の実施の形態１に係る半導体
装置（ＩＰＭ）２０の構成ないしはその製造方法を詳細
に説明する。
特徴点は、２つの外部電極端子と、半導体パワーチップ
（以下、単にパワーチップと称す）を搭載する絶縁基板
と、パワーチップの駆動・保護用の制御回路を構成する
各素子を搭載する制御回路基板とを、樹脂より成る絶縁
材料ケースと共に、プラスチック樹脂等の材料を用いた
射出成形（インジェクションモールディング）によって
一体成形化し、これによって絶縁基板や制御回路基板を
ケースに接着しなくても済むようにした点にある。以
下、図面を用いて、本発明の実施の形態１に係る半導体
装置（ＩＰＭ）２０の構成ないしはその製造方法を詳細
に説明する。
【００１０】図１は、本発明の実施の形態１に係る半導
体装置２０の構成を示す縦断面図である。同図１におい
て、絶縁基板９の両面上には金属薄板たる銅箔９Ａ，
９Ｂが貼り付けられており、しかも、その片面上の銅箔
９Ｂにはパワーチップ２を搭載するためのパターンが施
されている絶縁基板９と、ガラスエポキシ基板等のプ
リント回路基板（ＰＣＢ）であり、パワーチップ２を駆
動・保護する制御回路を構成する各素子を搭載するため
の配線パターンがその片面上に形成された制御回路基板
１０と、一方のパワーチップ２の電極端の１つにその
一端部６Ｅが電気的に接続されうる第１外部電極端子６
Ａと、上記制御回路内の素子の１つの一端にその一端
部６Ｅが電気的に接続されうる第２外部電極端子６Ｂ
（尚、両端子６Ａ，６Ｂを総称して外部電極端子６と定
義する）とが、ＰＢＴ（ポリブチレン テレフタレー
ト）やＰＰＳ（ポリフェニレン サルファイド）等の射
出成形用のプラスチック樹脂材料を用いたインジェクシ
ョンモールディングによって当該ケース自体に一体成形
されたインサートケース１１を予め形成しておき、この
ケース１１を本半導体装置２０のケースに使用する。
体装置２０の構成を示す縦断面図である。同図１におい
て、絶縁基板９の両面上には金属薄板たる銅箔９Ａ，
９Ｂが貼り付けられており、しかも、その片面上の銅箔
９Ｂにはパワーチップ２を搭載するためのパターンが施
されている絶縁基板９と、ガラスエポキシ基板等のプ
リント回路基板（ＰＣＢ）であり、パワーチップ２を駆
動・保護する制御回路を構成する各素子を搭載するため
の配線パターンがその片面上に形成された制御回路基板
１０と、一方のパワーチップ２の電極端の１つにその
一端部６Ｅが電気的に接続されうる第１外部電極端子６
Ａと、上記制御回路内の素子の１つの一端にその一端
部６Ｅが電気的に接続されうる第２外部電極端子６Ｂ
（尚、両端子６Ａ，６Ｂを総称して外部電極端子６と定
義する）とが、ＰＢＴ（ポリブチレン テレフタレー
ト）やＰＰＳ（ポリフェニレン サルファイド）等の射
出成形用のプラスチック樹脂材料を用いたインジェクシ
ョンモールディングによって当該ケース自体に一体成形
されたインサートケース１１を予め形成しておき、この
ケース１１を本半導体装置２０のケースに使用する。
【００１１】次に、パターンが形成されている銅箔９Ｂ
及び制御回路基板１０の片面上の配線パターンの所定箇
所に、それぞれパワーチップ２、及びＩＣ３やコンデン
サ４等の素子を半田付けする。そして、半田付け時のフ
ラックスを洗浄した後に、一方のパワーチップ２の電極
端の１つとインサートケース１１の第１外部電極端子６
の一端部６Ｅ間や、各パワーチップ２間や、他方のパワ
ーチップ２の電極端の１つと制御回路側のＩＣ３の一端
間や、コンデンサ４の一端と第２外部電極端子６Ｂの一
端部６Ｅ間を、それぞれアルミワイヤー１２，１３Ａ，
１３Ｂ，１４を用いた超音波ワイヤボンディングを行う
ことによって結線する。
及び制御回路基板１０の片面上の配線パターンの所定箇
所に、それぞれパワーチップ２、及びＩＣ３やコンデン
サ４等の素子を半田付けする。そして、半田付け時のフ
ラックスを洗浄した後に、一方のパワーチップ２の電極
端の１つとインサートケース１１の第１外部電極端子６
の一端部６Ｅ間や、各パワーチップ２間や、他方のパワ
ーチップ２の電極端の１つと制御回路側のＩＣ３の一端
間や、コンデンサ４の一端と第２外部電極端子６Ｂの一
端部６Ｅ間を、それぞれアルミワイヤー１２，１３Ａ，
１３Ｂ，１４を用いた超音波ワイヤボンディングを行う
ことによって結線する。
【００１２】その後、インサートケース１１の内側にエ
ポキシ樹脂あるいはシリコーンゲル等より成る樹脂７を
注入し、恒温槽で同樹脂７を硬化させる。更に、インサ
ートケース１１に蓋８を装着することで、図１の半導体
装置２０が完成される。
ポキシ樹脂あるいはシリコーンゲル等より成る樹脂７を
注入し、恒温槽で同樹脂７を硬化させる。更に、インサ
ートケース１１に蓋８を装着することで、図１の半導体
装置２０が完成される。
【００１３】
【発明の効果】請求項１及び２に記載の各発明によれ
ば、ケースと各外部電極端子と絶縁基板と制御回路基板
とを一体的にモールド成形するため、各部材を接合する
作業がなくなり製造工程を削減化することができると共
に、従来技術のような高価な２層絶縁基板を用いる必要
もなくなり安価に半導体装置を製造することができる。
加えて、各発明によれば、従来技術のような接着剤を用
いた接合部がなくなるので、これにより半導体装置の信
頼性の向上を図ることも可能となる。
ば、ケースと各外部電極端子と絶縁基板と制御回路基板
とを一体的にモールド成形するため、各部材を接合する
作業がなくなり製造工程を削減化することができると共
に、従来技術のような高価な２層絶縁基板を用いる必要
もなくなり安価に半導体装置を製造することができる。
加えて、各発明によれば、従来技術のような接着剤を用
いた接合部がなくなるので、これにより半導体装置の信
頼性の向上を図ることも可能となる。
【図１】 本実施の形態１に係る半導体装置の構成を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図２】 従来例の構成を示す縦断面図である。
１ アルミ金属基板、２ 半導体パワーチップ、３ Ｉ
Ｃ、４ コンデンサ、５ シリコーン接着剤、６，６
Ａ，６Ｂ （第１及び第２）外部電極端子、７エポキシ
樹脂又はシリコーンゲル、８ 蓋、９ 絶縁基板、１０
制御回路基板、１１ インサートケース（絶縁材料ケ
ース）、１２，１３Ａ，１３Ｂ，１４アルミワイヤ、６
Ｅ 外部電極端子の一端部。
Ｃ、４ コンデンサ、５ シリコーン接着剤、６，６
Ａ，６Ｂ （第１及び第２）外部電極端子、７エポキシ
樹脂又はシリコーンゲル、８ 蓋、９ 絶縁基板、１０
制御回路基板、１１ インサートケース（絶縁材料ケ
ース）、１２，１３Ａ，１３Ｂ，１４アルミワイヤ、６
Ｅ 外部電極端子の一端部。
Claims (2)
- 【請求項１】 その両面上に金属薄板を具備し且つその
片面上の金属薄板にはパワーチップを搭載するためのパ
ターンが形成された絶縁基板と、 その片面上には前記パワーチップの制御回路を構成する
素子を搭載するための配線パターンが形成された制御回
路基板と、 その一端部が前記パワーチップの電極端に接続される第
１外部電極端子と、 その一端部が前記制御回路を構成する素子の内の一つの
一端に接続される第２外部電極端子とが、 樹脂によって当該ケースに一体成形されていることを特
徴とする、絶縁材料ケース。 - 【請求項２】 請求項１記載の前記絶縁材料ケースを有
し、 前記絶縁基板の前記パターン上及び前記制御回路基板の
前記配線パターン上に前記パワーチップ及び前記制御回
路を構成する素子がそれぞれ搭載されていると共に、 前記パワーチップの前記電極端及び前記制御回路を構成
する素子の内の一つの前記一端がそれぞれ前記第１及び
第２外部電極端子の一端部に接続されていることを特徴
とする、半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11133774A JP2000323646A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 絶縁材料ケース及び半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11133774A JP2000323646A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 絶縁材料ケース及び半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000323646A true JP2000323646A (ja) | 2000-11-24 |
Family
ID=15112670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11133774A Pending JP2000323646A (ja) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | 絶縁材料ケース及び半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000323646A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003051560A (ja) * | 2001-08-03 | 2003-02-21 | Fuji Electric Co Ltd | 半導体装置のパッケージ |
| US6717258B2 (en) * | 2001-04-02 | 2004-04-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Power semiconductor device |
| US7892893B2 (en) | 2007-03-26 | 2011-02-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
| DE102016210161A1 (de) | 2015-07-01 | 2017-01-05 | Fuji Electric Co., Ltd. | Halbleiterbauelement und Halbleiterbauelementherstellungsverfahren |
| US10028400B2 (en) | 2015-08-07 | 2018-07-17 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
-
1999
- 1999-05-14 JP JP11133774A patent/JP2000323646A/ja active Pending
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| JP4710194B2 (ja) * | 2001-08-03 | 2011-06-29 | 富士電機システムズ株式会社 | 半導体装置のパッケージ |
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