JP2005033123A - Semiconductor power module - Google Patents

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護 瀬尾
Kazuhiro Kuriaki
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost semiconductor power module which ensures a predetermined spatial distance when used for a case in which comparatively high voltage is required to be applied to a terminal. <P>SOLUTION: The semiconductor power module 2 comprises a power semiconductor device 6a, a plate lead frame 4 for mounting the device 6a, and a plate heat sink 10 facing the rear of the lead frame 4. The device 6a, the lead frame 4 and the heat sink 10 are sealed with a resin so that a plurality of terminals 4a of the lead frame 4 and a rear 10a of the heat sink 10 are exposed. A radiating member 14 is provided facing the rear 10a of the heat sink 10. A metal spacer 16 is provided between the heat sink 10 and the radiating member 14. The spacer 16 has a thickness for ensuring the predetermined spatial direction between the surface of the radiating member 14 and the plurality of terminals 4a of the lead frame 4. As the heat sink 10 can be made from a plate member having a sufficient thickness for enabling punching process, the costs of the semiconductor power module can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は半導体パワーモジュールに関する。   The present invention relates to a semiconductor power module.

従来、例えばインバータ装置などに用いる半導体パワーモジュールとして、パワー半導体素子と、該素子等を搭載する板状のリードフレームとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この半導体パターモジュールでは、パワー半導体素子は、リードフレームのリードとワイヤを介して接続されている。また、パワー半導体素子を搭載する面とは反対側の主面に間隙をもって対向する主面を有する板状のヒートシンクが設けてある。ヒートシンクは、熱伝導性の良好な金属からできている。パワー半導体素子、リードフレーム、ヒートシンク等は、リードフレームと対向する主面とは反対側のヒートシンク主面およびリードフレームの複数の端子が露出するように樹脂封止されている。リードフレームとヒートシンクとの間を電気的に絶縁するよう、リードフレームとヒートシンクの対向する主面同士の間の間隙もまた樹脂で充填されている。ヒートシンクは、その露出面である主面を介して放熱部材に接触している。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a semiconductor power module used for, for example, an inverter device, a module including a power semiconductor element and a plate-like lead frame on which the element or the like is mounted is known (see, for example, Patent Document 1). In this semiconductor putter module, the power semiconductor element is connected to the lead frame lead via a wire. A plate-shaped heat sink having a main surface facing the main surface opposite to the surface on which the power semiconductor element is mounted with a gap is provided. The heat sink is made of a metal having good thermal conductivity. The power semiconductor element, the lead frame, the heat sink, and the like are resin-sealed so that the heat sink main surface opposite to the main surface facing the lead frame and a plurality of terminals of the lead frame are exposed. The gap between the opposing main surfaces of the lead frame and the heat sink is also filled with resin so as to electrically insulate the lead frame and the heat sink. The heat sink is in contact with the heat radiating member through the main surface which is the exposed surface.

かかる半導体パワーモジュールを動作させるためにリードフレーム端子に所定の電圧を印加してパワー半導体素子に電流が流れると、該素子では大量の熱が発生するが、この熱はヒートシンクを介して放熱部材に放散される。   When a predetermined voltage is applied to a lead frame terminal to operate such a semiconductor power module and a current flows through the power semiconductor element, a large amount of heat is generated in the element, but this heat is transmitted to the heat dissipation member via the heat sink. Dissipated.

特開平９−１５３５７４号公報JP 9-153574 A

上記のような半導体パワーモジュールにおいて、電圧が印加される端子と放熱部材との間の電気的絶縁を確保するために、端子と放熱部材との間の空間を通る最短距離である「空間距離」は、印加電圧（例えば６００Ｖ）に応じて所定の値以上（例えば２ｍｍ）を確保する必要がある。しかしながら、上記構成を備えた半導体パワーモジュールを比較的高い電圧（例えば１２００Ｖ）を印加する用途に利用するには、上記「空間距離」は更に長い距離を確保する必要があり、その為、ヒートシンクの厚みを大きく（例えば厚み１０ｍｍ）しなければならなくなる。従来、ヒートシンクは、対向する所定のパターン形状を有するリードフレーム等の形状に対応した特定の形状に加工するために、板材料に対して打ち抜き加工を施すことにより作製していた。しかしながら、ヒートシンクの厚みが大きくなると打ち抜き加工が困難で、例えば削り出し加工を施す必要があり、ヒートシンクしたがってモジュールの製造コストが大幅に高くなる問題が生じる。   In the semiconductor power module as described above, in order to ensure electrical insulation between the terminal to which the voltage is applied and the heat radiating member, “space distance” which is the shortest distance passing through the space between the terminal and the heat radiating member. It is necessary to ensure a predetermined value or more (for example, 2 mm) according to the applied voltage (for example, 600 V). However, in order to use the semiconductor power module having the above configuration for applying a relatively high voltage (for example, 1200 V), it is necessary to secure a longer distance for the “spatial distance”. The thickness must be increased (for example, thickness 10 mm). Conventionally, a heat sink has been manufactured by punching a plate material in order to process it into a specific shape corresponding to the shape of a lead frame or the like having a predetermined pattern shape facing it. However, when the thickness of the heat sink is increased, punching is difficult, and for example, it is necessary to perform machining, which causes a problem that the manufacturing cost of the heat sink and thus the module is significantly increased.

そこで、本発明の目的は、印加電圧が比較的高い用途に用いる半導体パワーモジュールであって、ヒートシンクを簡易に作製できしたがって安価なモジュールを提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor power module for use in applications where the applied voltage is relatively high, in which a heat sink can be easily manufactured, and thus an inexpensive module.

上記目的を達成するために、本発明に係る半導体パワーモジュールは、
パワー半導体素子と、
該パワー半導体素子を搭載する第１の主面と、該第１の主面とは反対側に第２の主面を有し、パワー半導体素子と電気的に接続された板状のリードフレームと、
リードフレームの第２の主面と対向する第３の主面と、該第３の主面とは反対側に第４の主面を有する板状のヒートシンクとを備え、
リードフレームの複数の端子とヒートシンクの第４の主面とが露出するよう、パワー半導体素子、リードフレーム、およびヒートシンクを樹脂封止した半導体パワーモジュールにおいて、
ヒートシンクの第４の主面に対向する表面を有し、ヒートシンクと熱的に接続された放熱部材と、
ヒートシンクの第４の主面と接触する第５の主面と、該第５の主面とは反対側に位置し放熱部材の上記表面と接触する第６の主面とを有し、放熱部材の上記表面とリードフレームの複数の端子との間に所定の空間距離が確保されるような厚みを有する板状の金属スペーサと、
をさらに備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a semiconductor power module according to the present invention includes:
A power semiconductor element;
A first main surface on which the power semiconductor element is mounted, and a plate-like lead frame having a second main surface opposite to the first main surface and electrically connected to the power semiconductor element; ,
A third main surface facing the second main surface of the lead frame, and a plate-shaped heat sink having a fourth main surface on the opposite side of the third main surface,
In the semiconductor power module in which the power semiconductor element, the lead frame, and the heat sink are resin-sealed so that the plurality of terminals of the lead frame and the fourth main surface of the heat sink are exposed,
A heat dissipating member having a surface facing the fourth main surface of the heat sink and thermally connected to the heat sink;
A heat dissipating member having a fifth main surface in contact with the fourth main surface of the heat sink and a sixth main surface in contact with the surface of the heat dissipating member located on the opposite side of the fifth main surface; A plate-shaped metal spacer having a thickness such that a predetermined spatial distance is secured between the surface of the lead frame and the plurality of terminals of the lead frame;
Is further provided.

ここで、所定の空間距離とは、該距離が半導体パワーモジュールの耐電圧に対応した距離以上となること意味する。   Here, the predetermined spatial distance means that the distance is not less than a distance corresponding to the withstand voltage of the semiconductor power module.

本発明によれば、端子に比較的高い電圧が印加される用途に用いる半導体パワーモジュールにおいて、ヒートシンクを薄くしても所定の空間距離を確保できる。その結果、半導体パワーモジュールの低コスト化を図ることができる。   According to the present invention, in a semiconductor power module used for an application in which a relatively high voltage is applied to a terminal, a predetermined spatial distance can be secured even if the heat sink is thinned. As a result, the cost of the semiconductor power module can be reduced.

以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

実施の形態１．
図１は、本発明に係る半導体パワーモジュールの実施の形態１を示す外観図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。この半導体パワーモジュール２は、所定のパターン形状に形成された板状のリードフレーム４を備える。リードフレーム４の表面には、半導体パワーモジュール２の用途、目的に応じて，複数の半導体素子６（例えば、パワー半導体素子としてＩＧＢＴ６ａおよび該素子を駆動する素子としてＩＣ６ｂ）がろう材で接合され、実装されている。半導体素子６の各電極は、ボンディングワイヤ８を介してリードフレーム４のリード（図示せず）に接続されている。これらボンディングワイヤ８は、金、アルミ等の金属細線である。 Embodiment 1 FIG.
1 is an external view showing a first embodiment of a semiconductor power module according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. The semiconductor power module 2 includes a plate-like lead frame 4 formed in a predetermined pattern shape. A plurality of semiconductor elements 6 (for example, an IGBT 6a as a power semiconductor element and an IC 6b as an element for driving the element) are bonded to the surface of the lead frame 4 with a brazing material depending on the use and purpose of the semiconductor power module 2. Has been implemented. Each electrode of the semiconductor element 6 is connected to a lead (not shown) of the lead frame 4 through a bonding wire 8. These bonding wires 8 are fine metal wires such as gold and aluminum.

リードフレーム４の半導体素子６を載置する表面とは反対側の裏面に対向して、例えばアルミなど、熱伝導性の良好な金属からなる板状のヒートシンク１０が設けてある。リードフレーム４とヒートシンク１０の間には間隙が設けてある。ヒートシンク１０は、比較的厚みが小さく（例えば２〜３ｍｍ）、例えば外形が矩形状のヒートシンク材料に対する打ち抜き加工により、対向するリードフレームの形状や半導体素子６ａ，６ｂの配置等に応じた所定のパターン状に形成されている。図の例では、パワー半導体素子であるＩＧＢＴ６ａは、ＩＣ６ｂに比べて動作中に発生する熱が大きいため、熱の通路であるヒートシンク１０は、ＩＣ６ｂを載置したリードフレーム部分との間隙に比べて、ＩＧＢＴ６ａを載置したリードフレーム部分との間隙を小さくしている。しかしながら、加工のし易さの点を考慮して、ヒートシンク８の面方向全体にわたって厚みを等しくしてもよい。   A plate-shaped heat sink 10 made of a metal having good thermal conductivity, such as aluminum, is provided facing the back surface of the lead frame 4 opposite to the surface on which the semiconductor element 6 is placed. A gap is provided between the lead frame 4 and the heat sink 10. The heat sink 10 has a relatively small thickness (for example, 2 to 3 mm), for example, a predetermined pattern corresponding to the shape of the opposing lead frame, the arrangement of the semiconductor elements 6a and 6b, etc. by punching a heat sink material having a rectangular outer shape. It is formed in a shape. In the example shown in the figure, the IGBT 6a, which is a power semiconductor element, generates more heat during operation than the IC 6b. Therefore, the heat sink 10, which is a heat path, is larger than the gap between the lead frame portion on which the IC 6b is placed. The gap with the lead frame portion on which the IGBT 6a is placed is reduced. However, the thickness may be made equal over the entire surface direction of the heat sink 8 in consideration of the ease of processing.

半導体パワーモジュール２のリードフレーム４、半導体素子６、ボンディングワイヤ、ヒートシンク１０等の各種部品は、リードフレーム４の複数の端子４ａおよびヒートシンク１０のリードフレーム４と対向する主面とは反対側の平坦状の主面（裏面）１０ａが露出するよう、電気絶縁性の樹脂１２により封止されている。リードフレーム４とヒートシンク１０の間の間隙もまた樹脂１２により充填され、これにより両者間の電気的絶縁を確保するようになっている。なお、樹脂１２は熱伝導性が良好で、したがってリードフレーム４とヒートシンク１０とは熱的に接続されている。   Various components such as the lead frame 4, the semiconductor element 6, the bonding wire, and the heat sink 10 of the semiconductor power module 2 are flat on the opposite side of the main surface of the lead frame 4 facing the lead frame 4 and the terminals 4 a of the lead frame 4. It is sealed with an electrically insulating resin 12 so that the main surface (back surface) 10a is exposed. The gap between the lead frame 4 and the heat sink 10 is also filled with the resin 12, thereby ensuring electrical insulation between the two. The resin 12 has good thermal conductivity, and therefore the lead frame 4 and the heat sink 10 are thermally connected.

リードフレーム４の端子（高電圧端子）４ａは、外部電源（図示せず）から所定の電圧を印加して半導体パワーモジュール２を動作させるためのもので、本実施形態では比較的高い電圧（例えば１２００Ｖ）が印加される。各端子４ａの先端側は、ヒートシンク１０の裏面１０ａから離れる方向に折り曲げられている。   A terminal (high voltage terminal) 4a of the lead frame 4 is for operating a semiconductor power module 2 by applying a predetermined voltage from an external power source (not shown). In the present embodiment, a relatively high voltage (for example, 1200V) is applied. The front end side of each terminal 4 a is bent in a direction away from the back surface 10 a of the heat sink 10.

ヒートシンク裏面１０ａに対向して、平坦面１４ａを有する放熱フィン（広義には放熱部材）１４が設けてある（図１では、放熱フィン１４の平坦面１４ａの一部のみ図示する。）。放熱フィン１４は例えばアルミや鉄などから構成される。放熱フィン１４は接地されている。さらに、ヒートシンク１０と放熱フィン１４の間には、ヒートシンク裏面１０ａと面接触する平坦面状の主面と放熱フィン平坦面１４ａと面接触する平坦面状の主面を備えた板状の金属スペーサ１６が設けてある。ヒートシンク１０と金属スペーサ１６の間、および金属スペーサ１６と放熱フィン１４の間は、それぞれボルト（図示せず）などの固定手段を介して互いに連結されている。金属スペーサ１６は、熱伝導性の良好な例えばアルミや銅などからなる。したがって、ヒートシンク１０と放熱フィン１４ａは熱的に接続されている。金属スペーサ１６の厚みは、端子４ａと放熱フィン１４の平坦面１４ａとの空間距離が、モジュール２の耐電圧に対応した値以上となるよう（例えば１０ｍｍ）設定されている。金属スペーサ１６は、ヒートシンク１０の外形に合わせて例えば矩形状のものを用意すればよく、厚みが大きくなっても金属スペーサ１６の作製は容易に行える。   A heat dissipating fin (a heat dissipating member in a broad sense) 14 having a flat surface 14a is provided opposite to the heat sink back surface 10a (FIG. 1 shows only a part of the flat surface 14a of the heat dissipating fin 14). The heat radiating fins 14 are made of, for example, aluminum or iron. The heat radiating fins 14 are grounded. Furthermore, between the heat sink 10 and the radiation fin 14, the plate-shaped metal spacer provided with the flat main surface in surface contact with the heat sink back surface 10a and the flat main surface in surface contact with the heat dissipation fin flat surface 14a. 16 is provided. The heat sink 10 and the metal spacer 16 and the metal spacer 16 and the heat radiation fin 14 are connected to each other via fixing means such as bolts (not shown). The metal spacer 16 is made of, for example, aluminum or copper having good thermal conductivity. Therefore, the heat sink 10 and the radiation fin 14a are thermally connected. The thickness of the metal spacer 16 is set so that the spatial distance between the terminal 4a and the flat surface 14a of the radiating fin 14 is not less than a value corresponding to the withstand voltage of the module 2 (for example, 10 mm). The metal spacer 16 may be prepared, for example, in a rectangular shape according to the outer shape of the heat sink 10, and the metal spacer 16 can be easily manufactured even when the thickness is increased.

上記のように構成された半導体パワーモジュール２の動作時に、リードフレーム４の端子４ａに外部電源から所定の電圧が印加されると、半導体素子６、特にパワー半導体素子６ａで発生した大量の熱は、ヒートシンク１０を介して金属スペーサ１６に伝達し、さらに放熱フィン１４に放熱される。   When a predetermined voltage is applied from the external power source to the terminal 4a of the lead frame 4 during the operation of the semiconductor power module 2 configured as described above, a large amount of heat generated in the semiconductor element 6, particularly the power semiconductor element 6a, is generated. The heat is transmitted to the metal spacer 16 through the heat sink 10 and further radiated to the heat radiating fins 14.

放熱フィン１４と金属スペーサ１６は、同じ材質から構成してもよいが、異なる材質で構成してもよい。異なる材質で構成する場合、放熱フィン１４の材料の選択の自由度が増え、鉄などの安価な材料を用いることで、安価な半導体パワーモジュール２を提供できる利点がある。   The heat radiation fin 14 and the metal spacer 16 may be made of the same material, but may be made of different materials. In the case of using different materials, the degree of freedom in selecting the material of the heat radiating fins 14 is increased, and an inexpensive semiconductor power module 2 can be provided by using an inexpensive material such as iron.

また、放熱部材１４の大気に接する表面積は、金属スペーサ１６の大気に接する表面積に比べて大きく設定するのが好ましい。これは、金属スペーサ１６に比べて熱伝導率の低い安価な材料で放熱部材１４を構成することができ、その結果、半導体パワーモジュールの低コスト化を図れる利点を有する。この点を考慮すれば、放熱部材１４として放熱フィンが好ましい。   Moreover, it is preferable that the surface area of the heat radiating member 14 in contact with the atmosphere is set larger than the surface area of the metal spacer 16 in contact with the atmosphere. This has the advantage that the heat radiating member 14 can be made of an inexpensive material having a lower thermal conductivity than the metal spacer 16, and as a result, the cost of the semiconductor power module can be reduced. Considering this point, a heat radiating fin is preferable as the heat radiating member 14.

なお、当業者により理解されるように、端子４ａと金属スペーサ１６またはヒートシンク１０の間の樹脂パッケージ１２表面に沿った最短距離である「沿面距離」が耐電圧に対応した値以上となるように設定されている必要がある。図の例では、ヒートシンク１０の外形と金属スペーサ１６の外形を略等しくしてヒートシンク１０の裏面１０ａが大気に露出しないようになっているが、金属スペーサ１６はヒートシンク裏面１０ａの周縁より外側まで延在してもよい。これら２つの場合、沿面距離は、端子４ａと金属スペーサ１６との間の沿面距離である。一方、金属スペーサ１６がヒートシンク裏面１０ａの周縁の内側に後退してヒートシンク１０の裏面１０ａの一部が大気に露出していてもよく、この場合、沿面距離は、端子４ａとヒートシンク１０との間の沿面距離である。   As understood by those skilled in the art, the “creeping distance” that is the shortest distance along the surface of the resin package 12 between the terminal 4a and the metal spacer 16 or the heat sink 10 is equal to or greater than the value corresponding to the withstand voltage. Must be set. In the illustrated example, the outer shape of the heat sink 10 and the outer shape of the metal spacer 16 are substantially equal so that the back surface 10a of the heat sink 10 is not exposed to the atmosphere. However, the metal spacer 16 extends beyond the periphery of the heat sink back surface 10a. May be present. In these two cases, the creepage distance is the creepage distance between the terminal 4 a and the metal spacer 16. On the other hand, the metal spacer 16 may recede to the inside of the periphery of the heat sink back surface 10a and a part of the back surface 10a of the heat sink 10 may be exposed to the atmosphere. In this case, the creepage distance is between the terminal 4a and the heat sink 10. The creepage distance.

また、本実施形態に係る半導体パワーモジュールは、図１に示すように、複数のリードフレーム端子４ａが樹脂パッケージ１２の対向する２つの側壁から突出している構造に限定されない。   Further, the semiconductor power module according to the present embodiment is not limited to a structure in which a plurality of lead frame terminals 4a protrude from two opposing side walls of the resin package 12, as shown in FIG.

本実施形態によれば、端子４ａと放熱フィン平坦面１４ａとの空間距離を所定の値に確保しつつ、打ち抜き加工が可能な厚みを有する板状の材料から作製できるヒートシンク１０を用いることができ、したがって、安価な半導体パワーモジュールを提供できる。   According to the present embodiment, it is possible to use the heat sink 10 that can be manufactured from a plate-like material having a thickness that can be punched while ensuring the spatial distance between the terminal 4a and the flat surface 14a of the radiating fin at a predetermined value. Therefore, an inexpensive semiconductor power module can be provided.

実施の形態２．
図３は、本発明に係る半導体パワーモジュールの実施の形態２の図２に類似した断面図である。以下、実施の形態１と同一の構成要素に対しては同一の符号を用いる。本実施形態に係る半導体パワーモジュール２０は放熱部材を含まず、また、モジュール２０は外部装置（図示せず）の一部を形成するボックス２２内に設置される。ボックス２２は、例えば厚みが１〜２ｍｍのアルミや鉄などの金属の板を折り曲げて作製する。半導体パワーモジュール２のヒートシンク１０は、ボックス２２の平坦面状の底面２２ａ上に、金属スペーサ１６を介して固定され、これにより、端子４ａと金属ボックス２２との空間の最短距離、図の例では端子４ａと金属ボックス底面２２ａとの空間距離が、耐電圧に対応した値以上となるようにしてある。このように、本実施形態では、金属スペーサ１６をヒートシンク１０と金属ボックス底面２２ａとの間に設けることで、モジュール設置用の外部ボックス２２を放熱部材として利用できる。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view similar to FIG. 2 of the second embodiment of the semiconductor power module according to the present invention. Hereinafter, the same reference numerals are used for the same components as those in the first embodiment. The semiconductor power module 20 according to the present embodiment does not include a heat dissipation member, and the module 20 is installed in a box 22 that forms a part of an external device (not shown). The box 22 is manufactured by bending a metal plate such as aluminum or iron having a thickness of 1 to 2 mm, for example. The heat sink 10 of the semiconductor power module 2 is fixed on the flat bottom surface 22a of the box 22 via the metal spacer 16, so that the shortest distance in the space between the terminal 4a and the metal box 22, The spatial distance between the terminal 4a and the metal box bottom surface 22a is set to be equal to or greater than the value corresponding to the withstand voltage. Thus, in this embodiment, the external box 22 for module installation can be used as a heat radiating member by providing the metal spacer 16 between the heat sink 10 and the metal box bottom surface 22a.

本実施形態によれば、端子４ａと金属ボックス底面２２ａとの空間距離を所定の値に確保しつつ、打ち抜き加工が可能な厚みを有する板状の材料から作製できるヒートシンク１０を用いることができ、したがって、安価な半導体パワーモジュールを提供できる。   According to the present embodiment, it is possible to use the heat sink 10 that can be manufactured from a plate-like material having a thickness that can be punched while securing the spatial distance between the terminal 4a and the metal box bottom surface 22a to a predetermined value. Therefore, an inexpensive semiconductor power module can be provided.

以上、本発明に係る具体的実施形態を説明したが、本発明はこれらに限らず種々改変可能である。例えば、上記実施形態では、放熱部材１４（金属ボックス２２）は平坦面を有し、該平坦面とリードフレーム４の端子４ａとの最短距離が全ての端子４ａに関し等しくしてあるが、高電圧が印加される端子が端子４ａの一部だけであって、該高電圧端子と放熱部材１４（金属ボックス２２）との空間距離が確保されるのであれば、放熱部材１４（金属ボックス２２）は、金属スペーサ１６と面接触する部分以外は平坦状である必要はない。   While specific embodiments according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to these and can be variously modified. For example, in the above embodiment, the heat dissipation member 14 (metal box 22) has a flat surface, and the shortest distance between the flat surface and the terminal 4a of the lead frame 4 is equal for all the terminals 4a. Is applied to only a part of the terminal 4a, and a space distance between the high voltage terminal and the heat radiating member 14 (metal box 22) is secured, the heat radiating member 14 (metal box 22) The portion other than the portion in surface contact with the metal spacer 16 need not be flat.

本発明に係る半導体パワーモジュールの実施の形態１を示す外観図。1 is an external view showing a first embodiment of a semiconductor power module according to the present invention. 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。Sectional drawing along the II-II line of FIG. 本発明に係る半導体パワーモジュールの実施の形態２を示す図２に類似した断面図。Sectional drawing similar to FIG. 2 which shows Embodiment 2 of the semiconductor power module which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

２、２０：半導体パワーモジュール
４：リードフレーム
４ａ：リードフレーム端子
６ａ，６ｂ：半導体素子
１０：ヒートシンク
１２：樹脂パッケージ
１４：放熱フィン
１４ａ：放熱フィン平坦面
１６：金属スペーサ
２２：外部金属ボックス
２２ａ：金属ボックス底面

2, 20: Semiconductor power module 4: Lead frame 4a: Lead frame terminals 6a, 6b: Semiconductor element 10: Heat sink 12: Resin package 14: Radiation fin 14a: Radiation fin flat surface 16: Metal spacer 22: External metal box 22a: Metal box bottom

Claims (5)

パワー半導体素子と、
該パワー半導体素子を搭載する第１の主面と、該第１の主面とは反対側に第２の主面を有し、パワー半導体素子と電気的に接続された板状のリードフレームと、
リードフレームの第２の主面と対向する第３の主面と、該第３の主面とは反対側に第４の主面を有する板状のヒートシンクとを備え、
リードフレームの複数の端子とヒートシンクの第４の主面とが露出するよう、パワー半導体素子、リードフレーム、およびヒートシンクを樹脂封止した半導体パワーモジュールにおいて、
ヒートシンクの第４の主面に対向する表面を有し、ヒートシンクと熱的に接続された放熱部材と、
ヒートシンクの第４の主面と接触する第５の主面と、該第５の主面とは反対側に位置し放熱部材の上記表面と接触する第６の主面とを有し、放熱部材の上記表面とリードフレームの複数の端子との間に所定の空間距離が確保されるような厚みを有する板状の金属スペーサと、
をさらに備えることを特徴とする半導体パワーモジュール。 A power semiconductor element;
A first main surface on which the power semiconductor element is mounted, and a plate-like lead frame having a second main surface opposite to the first main surface and electrically connected to the power semiconductor element; ,
A third main surface facing the second main surface of the lead frame; and a plate-shaped heat sink having a fourth main surface on the opposite side of the third main surface;
In the semiconductor power module in which the power semiconductor element, the lead frame, and the heat sink are resin-sealed so that the plurality of terminals of the lead frame and the fourth main surface of the heat sink are exposed,
A heat dissipating member having a surface facing the fourth main surface of the heat sink and thermally connected to the heat sink;
A heat dissipation member having a fifth main surface in contact with the fourth main surface of the heat sink and a sixth main surface in contact with the surface of the heat dissipation member located on the opposite side of the fifth main surface; A plate-like metal spacer having a thickness such that a predetermined spatial distance is ensured between the surface of the lead frame and the plurality of terminals of the lead frame;
A semiconductor power module further comprising: 放熱部材と金属スペーサを異なる材質で構成したことを特徴とする請求項１の半導体パワーモジュール。 2. The semiconductor power module according to claim 1, wherein the heat dissipating member and the metal spacer are made of different materials. 放熱部材の表面積を金属スペーサの表面積より大きく設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体パワーモジュール。 3. The semiconductor power module according to claim 1, wherein the surface area of the heat dissipating member is set larger than the surface area of the metal spacer. ヒートシンクは、板状の材料を打ち抜き加工して作製したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体パワーモジュール。 The semiconductor power module according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat sink is manufactured by punching a plate-like material. パワー半導体素子と、
該パワー半導体素子を搭載する第１の主面と、該第１の主面とは反対側に第２の主面を有し、パワー半導体素子と電気的に接続された板状のリードフレームと、
リードフレームの第２の主面と対向する第３の主面と、該第３の主面とは反対側に第４の主面を有する板状のヒートシンクとを備え、
リードフレームの複数の端子とヒートシンクの第４の主面とが外部に露出するよう、パワー半導体素子、リードフレーム、およびヒートシンクを樹脂封止した半導体パワーモジュールにおいて、
半導体パワーモジュールは、ヒートシンクの第４の主面に対向する表面を有する外部の金属板と熱的に接続され、
ヒートシンクの第４の主面と接触する第５の主面と、該第５の主面とは反対側に位置し金属板の上記表面と接触する第６の主面とを有し、金属板の上記表面とリードフレームの複数の端子との間に所定の空間距離が確保されるような厚みを有する板状の金属スペーサと、
をさらに備えることを特徴とする半導体パワーモジュール。
A power semiconductor element;
A first main surface on which the power semiconductor element is mounted, and a plate-like lead frame having a second main surface opposite to the first main surface and electrically connected to the power semiconductor element; ,
A third main surface facing the second main surface of the lead frame; and a plate-shaped heat sink having a fourth main surface on the opposite side of the third main surface;
In the semiconductor power module in which the power semiconductor element, the lead frame, and the heat sink are resin-sealed so that the plurality of terminals of the lead frame and the fourth main surface of the heat sink are exposed to the outside,
The semiconductor power module is thermally connected to an external metal plate having a surface facing the fourth main surface of the heat sink,
A fifth main surface that contacts the fourth main surface of the heat sink, and a sixth main surface that is located on the opposite side of the fifth main surface and contacts the surface of the metal plate; A plate-like metal spacer having a thickness such that a predetermined spatial distance is ensured between the surface of the lead frame and the plurality of terminals of the lead frame;
A semiconductor power module further comprising:
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