JP2009111154A - 電力半導体モジュール - Google Patents
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Abstract
を提供する。
【解決手段】電力半導体モジュールにおいて、電力半導体素子を搭載するフレーム部2aの沈め寸法を従来のものより浅く形成するとともに、第1のリード段差部2eと第2のリード段差部2hの2箇所で保持することにより、フレーム部2aのバタツキを抑え、電力半導体素子の搭載面積の縮小を防止した。
【選択図】 図5
Description
また、前記リードフレームとヒートシンク間の絶縁は前記絶縁シートによって担保され、また電力半導体素子からの発熱も絶縁シートを通しヒートシンクからモジュール外部に効率よく放出されるため、モールド樹脂に熱伝導率の高いものを使用する必要がなく、フィラーの含有率が低いものが使用できる。そのためモジュールにおける長期信頼性が向上する上に、材料コストを抑えることができる。
また、リードフレームのリード段差部における沈め寸法を0.1〜0.7mmとし、従来の電力半導体モジュールと比較して浅い沈め寸法であるため、電力半導体素子を搭載するダイパッド部の有効面積を広く取ることができ、チップ面積の大きな電力半導体素子を搭載する場合においてもモジュール外形を拡大する必要がない。
また、電力半導体素子を搭載するダイパッド面を前記第1リード端子から延伸された第1のリード段差部と、前記モールド樹脂の端面近傍にて切断されるダミーリード部から延伸された第2のリード段差部の複数箇所で支持するため、電力半導体素子へのワイヤボンディング時にもダイパッド面が安定し、確実なワイヤボンド処理が実現できる。
この発明を実施するための実施の形態1における電力半導体モジュールについて以下説明する。電力半導体モジュールの平面外観を図1に示し、側面外観をそれぞれ図2および図3に示す。
既に背景技術の項で説明した通り、電力半導体モジュールにおいては、IGBTなど複数のスイッチング素子とフリーホイールダイオードなどの電力半導体素子と、前記スイッチング素子の駆動および短絡や過熱などの異常状態からの保護を行う制御用集積回路を1パッケージに搭載されている。これらの電力半導体素子と制御用集積回路は、例えば熱硬化性エポキシ樹脂などのモールド樹脂12によって封止されている。また、電力半導体モジュールの使用者によって、電力半導体モジュールの裏面に接触するように放熱フィン(図示せず)が設置されるが、この放熱フィンとの締結用に貫通穴20を設けている。
前記リードフレーム部2は、銅などの導電性かつ良熱伝導性の材質が用いられ、一枚板状の銅板をパンチングなどによって所定の形状に打ち抜かれると同時に、次の段落で説明する前記第1フレーム部2aの沈め加工が施される。さらに、 前記第1フレーム部2a、前記第2フレーム部2cの一方主面およびボンディングワイヤ8が接続される所定のリードフレームのボンディング領域に銀などでメッキ処理が施される。
製作された電力半導体モジュールの特性をまとめたものである。
図6に半導体素子搭載およびワイヤボンディング後の電力半導体モジュールにおける内部構成を示す平面図を示す。
また制御用集積回路6は同様に第2フレーム部2cに搭載され、所定のリード端子に金線などのボンディングワイヤによって電気的に接続される。なお、金線ボンディングワイヤのフレーム側接続点には接着性および電気伝導性向上の目的で部分銀メッキ処理が施されている。
IGBTチップ4と制御用集積回路6との接続は中継リード2fによって行う。すなわち、制御用集積回路6と中継リード2fが金線ボンディングワイヤにて接続され、同じ中継リード2fとIGBTチップ4がアルミニウム線ボンディングワイヤにて接続される。
また、リードフレーム部2の各端子はタイバー2iによってそれぞれが接続、保持されている。
なお、ダミーリード2gは第2のリード端子2dとの絶縁距離確保のため距離を離して短くカットされ、近傍のモールド樹脂12自体もダミーリード2gを短くカットできるようにモジュール内部方向にえぐれて形成されている。
Claims (3)
- 電力半導体素子と、
前記電力半導体素子を制御するための制御用集積回路と、
一方主面と他方主面を有する板状であって、前記電力半導体素子を前記一方主面に搭載する第1フレーム部、前記制御用集積回路を前記一方主面に搭載する第2フレーム部、前記第1フレーム部に接続される第1リード端子および前記第2フレーム部に接続される第2リード端子を有する導電性のリードフレーム部と、
前記第1フレーム部の前記他方主面に対し、一方主面が対向するよう配設された良熱伝導性の放熱板と、
前記第1フレーム部と前記放熱板の間に介在し、これらの間を電気的に絶縁するとともに、熱的に結合せしめる電気絶縁性かつ良熱伝導性の絶縁シートと、
互いに対向する第1側面部および第2側面部を有し、前記第1リード端子を前記第1側面部から突出させるとともに、前記第2リード端子を前記第2側面部から突出させて、前記電力用チップおよび前記制御用集積回路を含む前記リードフレーム部、前記放熱板、および前記絶縁シートを封止するモールド樹脂と、
を備え、
前記放熱板は、前記一方主面の反対側に他方主面を有し、前記他方主面の少なくとも一部が前記モールド樹脂の外部に露出し、
前記第1フレーム部は、前記第1リード端子から延伸された第1のリード段差部と、前記モールド樹脂の端面近傍にて切断されるダミーリード部から延伸された第2のリード段差部を介して前記第2フレーム部と略平行であるよう支持されるよう配置され、前記第1リード端子から前記放熱板側への沈め寸法が0.1〜0.7mmであることを特徴とする電力半導体モジュール。 - 前記第1のリード段差部と前記第2のリード段差部はそれぞれが前記第1フレーム部の対向する二辺に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電力半導体モジュール。
- 前記第1のリード段差部と前記第2のリード段差部はそれぞれが前記第1フレーム部の隣り合う二辺に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の電力半導体モジュール。
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