JP2011187819A - Resin sealed power module and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin sealed power module easily improved in insulation characteristic without a harmful effect, and to provide a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: The resin sealed power module includes an insulating board, a power semiconductor element arranged on the insulating board, a plurality of hollow cylindrical sockets arranged on the insulating board, and a resin case in which a plurality of recesses are formed on its upper surface, and is so formed as to cover the power semiconductor element and the plurality of hollow cylindrical sockets. The plurality of hollow cylindrical sockets are exposed from the plurality of recesses in such manner as a single hollow cylindrical socket among the plurality of hollow cylindrical sockets is exposed from a single recess among the plurality of recesses. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、トランスファーモールド法を用いてパワー半導体素子などを樹脂封止した樹脂封止型パワーモジュールおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a resin-sealed power module in which a power semiconductor element or the like is resin-sealed using a transfer mold method, and a method for manufacturing the same.

特許文献1には、QFN(Quad Flat Non leaded package)型の半導体パッケージなどをモールド成形法により封止する技術が開示されている。この技術は離型性シートを用いた射出成型法により電極を筺体の同一面上に露出させるプロセスに関するものである。特許文献2には、放熱板が露出する面と反対の面に円柱状の電極が伸びる構成が開示されている。これは、一旦複数の電極をまとめて配置し、その後にその上面を切断するプロセスに関するものである。   Patent Document 1 discloses a technique for sealing a QFN (Quad Flat Non-Leaded Package) type semiconductor package by a molding method. This technique relates to a process in which electrodes are exposed on the same surface of a casing by an injection molding method using a release sheet. Patent Document 2 discloses a configuration in which a cylindrical electrode extends on a surface opposite to a surface on which a heat sink is exposed. This relates to a process of once arranging a plurality of electrodes and then cutting the upper surface thereof.

特開2004−253498号公報JP 2004-253498 A 特開2001−223321号公報JP 2001-223321 A 実開平4−127996号公報Japanese Utility Model Publication No. 4-127996 特開2002−124602号公報JP 2002-124602 A 特開平10−321786号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-321786

樹脂封止型パワーモジュールで用いられる電極は、放熱板と十分な沿面距離を確保して配置される必要がある。そのため、放熱板の露出する樹脂筐体底面と反対の面である樹脂筐体上面から電極を露出させることが検討されている。ところが、樹脂筐体上面から電極を露出させると樹脂筐体上面に電極が集中することになり、小型化が求められる樹脂封止型パワーモジュールでは、電極間の十分な沿面距離を確保することが困難となる。よって電極間の絶縁特性が劣化する問題があった。   The electrode used in the resin-encapsulated power module needs to be arranged with a sufficient creepage distance from the heat sink. Therefore, it has been studied to expose the electrode from the upper surface of the resin casing, which is the opposite surface of the bottom surface of the resin casing from which the heat sink is exposed. However, if the electrodes are exposed from the top surface of the resin casing, the electrodes are concentrated on the top surface of the resin casing, and in a resin-sealed power module that requires downsizing, a sufficient creepage distance between the electrodes can be secured. It becomes difficult. Therefore, there has been a problem that the insulating characteristics between the electrodes deteriorate.

ここで、電極間の沿面距離を伸ばすために、電極間の樹脂筐体上面を非平面となるよう変形させることが考えられる。しかしながら、特許文献1のプロセスでは離型性シートを用いるため樹脂筐体上面は平坦となる。また、特許文献2のプロセスの場合、柱状電極を切断する工程が必要であり、パッケージ上面を変形することは困難である。よって、特許文献1又は特許文献2に開示のプロセスでは絶縁特性などが良好な樹脂封止型パワーモジュールを簡易な方法で製造できない問題があった。   Here, in order to extend the creeping distance between the electrodes, it is conceivable to deform the upper surface of the resin housing between the electrodes so as to be non-planar. However, since the release sheet is used in the process of Patent Document 1, the upper surface of the resin casing is flat. Further, in the process of Patent Document 2, a step of cutting the columnar electrode is necessary, and it is difficult to deform the upper surface of the package. Therefore, the process disclosed in Patent Document 1 or Patent Document 2 has a problem that a resin-encapsulated power module having good insulation characteristics and the like cannot be manufactured by a simple method.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、絶縁特性などが良好な樹脂封止型パワーモジュールを簡易な方法で製造することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to manufacture a resin-encapsulated power module having good insulation characteristics and the like by a simple method.

本発明にかかる樹脂封止型パワーモジュールは、絶縁基板と、該絶縁基板上に配置されたパワー半導体素子と、該絶縁基板上に配置された複数の中空円筒ソケットと、上面に複数の凹部が形成され、かつ該パワー半導体素子および該複数の中空円筒ソケットを覆うように形成された樹脂筐体とを備える。そして、該複数の中空円筒ソケットは、該複数の凹部の1つの凹部から該複数の中空円筒ソケットの1つの中空円筒ソケットが露出するように、該複数の凹部から露出することを特徴とする。   A resin-encapsulated power module according to the present invention includes an insulating substrate, a power semiconductor element disposed on the insulating substrate, a plurality of hollow cylindrical sockets disposed on the insulating substrate, and a plurality of recesses on the upper surface. And a resin housing formed to cover the power semiconductor element and the plurality of hollow cylindrical sockets. The plurality of hollow cylindrical sockets are exposed from the plurality of recesses such that one hollow cylinder socket of the plurality of hollow cylinder sockets is exposed from one recess of the plurality of recesses.

本発明にかかる樹脂封止型パワーモジュールの製造方法は、絶縁基板上にパワー半導体素子および複数の中空円筒ソケットを固着する工程と、該複数の中空円筒ソケットの開口に該開口を塞ぐように弾性体のキャップ治具を挿入する工程と、上金型が該キャップ治具と接しかつ該キャップ治具を該絶縁基板方向に押し、下金型が該絶縁基板の底面と接するように型締めを行う工程と、トランスファーモールド法により該パワー半導体素子および該複数の中空円筒ソケットを樹脂封止する工程と、該キャップ治具を該複数の中空円筒ソケットから取り外す工程とを備えたことを特徴とする。   A method for manufacturing a resin-encapsulated power module according to the present invention includes a step of fixing a power semiconductor element and a plurality of hollow cylindrical sockets on an insulating substrate, and an elasticity so as to block the openings in the openings of the plurality of hollow cylindrical sockets. A step of inserting the body cap jig, and clamping so that the upper mold is in contact with the cap jig and the cap jig is pushed toward the insulating substrate, and the lower mold is in contact with the bottom surface of the insulating substrate. And a step of resin-sealing the power semiconductor element and the plurality of hollow cylindrical sockets by a transfer molding method, and a step of removing the cap jig from the plurality of hollow cylindrical sockets. .

本発明によれば、簡易な方法で絶縁特性が良好な樹脂封止型パワーモジュールを製造できる。   According to the present invention, it is possible to manufacture a resin-encapsulated power module having good insulation characteristics by a simple method.

図1Aと図1Bは本発明にかかる実施の形態の樹脂封止型パワーモジュールの断面図と平面図である。1A and 1B are a sectional view and a plan view of a resin-sealed power module according to an embodiment of the present invention. 樹脂封止型パワーモジュールの製造方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the manufacturing method of a resin-sealed power module. 被モールド物を示す図である。It is a figure which shows a to-be-molded object. キャップ治具が中空円筒ソケットに挿入された様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the cap jig | tool was inserted in the hollow cylindrical socket. キャップ治具の各部の寸法例を示す図である。It is a figure which shows the example of a dimension of each part of a cap jig | tool. 被モールド物が下金型に配置された状態を示す図である。It is a figure which shows the state by which the to-be-molded object has been arrange | positioned at the lower metal mold | die. 上金型と下金型によって型締めした状態を示す図である。It is a figure which shows the state clamped by the upper metal mold | die and the lower metal mold | die.

図1ないし図7を参照して本発明にかかる実施の形態を説明する。なお、同一又は対応する構成要素には同一の符号を付して説明の繰り返しを省略する場合がある。   An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol may be attached | subjected to the same or corresponding component, and description of description may be abbreviate | omitted.

図1Aと図1Bは本発明にかかる実施の形態の樹脂封止型パワーモジュール10の断面図と平面図である。樹脂封止型パワーモジュール10は放熱板として機能する熱伝導性が良好な銅で形成された金属基板12を備える。金属基板12上には絶縁層14を介して回路パターン16が形成されている。絶縁層14には高熱伝導タイプのエポキシ系樹脂が使用される。回路パターン16には銅の薄板が使用される。金属基板12と絶縁層14と回路パターン16とは一体的に接合されて形成されるため、これらをまとめて絶縁基板18と称することがある。   1A and 1B are a sectional view and a plan view of a resin-sealed power module 10 according to an embodiment of the present invention. The resin-encapsulated power module 10 includes a metal substrate 12 made of copper that functions as a heat sink and has good thermal conductivity. A circuit pattern 16 is formed on the metal substrate 12 via an insulating layer 14. The insulating layer 14 is made of a high thermal conductivity type epoxy resin. A thin copper plate is used for the circuit pattern 16. Since the metal substrate 12, the insulating layer 14, and the circuit pattern 16 are integrally joined, they may be collectively referred to as an insulating substrate 18.

回路パターン16にはパワー半導体素子20が半田により固着されている。つまり、絶縁基板18上にパワー半導体素子20が配置されている。パワー半導体素子20はたとえばIGBTやダイオードである。回路パターン16にはさらに中空円筒ソケット24が半田により固着されている。つまり、図1に示すとおり、絶縁基板18上に複数の中空円筒ソケット24が配置されている。中空円筒ソケット24は樹脂封止型パワーモジュール10の外部接続端子であり、銅で形成されている。中空円筒ソケット24には、開口(穴)が形成されている。この開口はたとえばプレスフィット端子を用いて簡単に外部構成との電気的接続がとれるように設けられるものである。中空円筒ソケット24の開口は樹脂封止型パワーモジュール10の外部方向に向いている。パワー半導体素子20と、中空円筒ソケット24が固着された回路パターン16との間はアルミの金属ワイヤ22によって電気的に接続されている。   The power semiconductor element 20 is fixed to the circuit pattern 16 with solder. That is, the power semiconductor element 20 is disposed on the insulating substrate 18. The power semiconductor element 20 is, for example, an IGBT or a diode. A hollow cylindrical socket 24 is further fixed to the circuit pattern 16 with solder. That is, as shown in FIG. 1, a plurality of hollow cylindrical sockets 24 are arranged on the insulating substrate 18. The hollow cylindrical socket 24 is an external connection terminal of the resin-encapsulated power module 10 and is formed of copper. An opening (hole) is formed in the hollow cylindrical socket 24. This opening is provided so that an electrical connection with an external configuration can be easily obtained using, for example, a press-fit terminal. The opening of the hollow cylindrical socket 24 faces the outside of the resin-sealed power module 10. The power semiconductor element 20 and the circuit pattern 16 to which the hollow cylindrical socket 24 is fixed are electrically connected by an aluminum metal wire 22.

図3に示される各構成要素(一部を除く)を覆うように樹脂封止することで樹脂筐体26が形成されている。また、樹脂筐体26の上面には複数の凹部28が形成されている。図1に示すとおり、複数の凹部28は斜面と底面を有する形状である。より具体的には、凹部28の幅は樹脂筐体26の内部に向かうほど狭くなる。この複数の凹部28から中空円筒ソケット24の開口が露出する。ここで、複数の中空円筒ソケット24は、複数の凹部28の1つの凹部28から複数の中空円筒ソケット24の1つの中空円筒ソケット24が露出するように、複数の凹部28から露出する。これにより中空円筒ソケット24と他の中空円筒ソケット24の間には凹部28が存在することとなる。よって中空円筒ソケット24間の沿面距離を長くすることができる。   A resin casing 26 is formed by resin sealing so as to cover each component (excluding a part) shown in FIG. A plurality of recesses 28 are formed on the upper surface of the resin casing 26. As shown in FIG. 1, the plurality of recesses 28 have a shape having a slope and a bottom surface. More specifically, the width of the recess 28 becomes narrower toward the inside of the resin casing 26. The openings of the hollow cylindrical socket 24 are exposed from the plurality of recesses 28. Here, the plurality of hollow cylindrical sockets 24 are exposed from the plurality of recesses 28 such that one hollow cylinder socket 24 of the plurality of hollow cylinder sockets 24 is exposed from one recess 28 of the plurality of recesses 28. As a result, a recess 28 exists between the hollow cylindrical socket 24 and the other hollow cylindrical socket 24. Therefore, the creeping distance between the hollow cylindrical sockets 24 can be increased.

樹脂筐体26の底面には金属基板12の底面が露出する。これにより金属基板12は放熱板として機能することができる。   The bottom surface of the metal substrate 12 is exposed on the bottom surface of the resin casing 26. Thereby, the metal substrate 12 can function as a heat sink.

図2は樹脂封止型パワーモジュール10の製造方法を説明するフローチャートである。以後、図2のフローチャートに沿って樹脂封止型パワーモジュール10の製造方法を説明する。まず被モールド物(インサート)の組み立てが行われる(ステップ50)。被モールド物は後の工程において樹脂で覆われる構造物である。図3は被モールド物を示す図である。絶縁基板18における回路パターン16上には半田リフローを用いてパワー半導体素子20と中空円筒ソケット24が固着される。回路パターン16とパワー半導体素子20の表面の電極とはアルミの金属ワイヤ22で超音波ボンディングされている。なお、金属ワイヤ22の代わりにアルミリボンや銅のリードを使って接合してもよい。   FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for manufacturing the resin-encapsulated power module 10. Hereinafter, a method for manufacturing the resin-encapsulated power module 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, an object to be molded (insert) is assembled (step 50). The object to be molded is a structure that is covered with a resin in a later process. FIG. 3 is a view showing the object to be molded. The power semiconductor element 20 and the hollow cylindrical socket 24 are fixed onto the circuit pattern 16 in the insulating substrate 18 by using solder reflow. The circuit pattern 16 and the electrode on the surface of the power semiconductor element 20 are ultrasonically bonded with an aluminum metal wire 22. In place of the metal wire 22, an aluminum ribbon or a copper lead may be used for bonding.

ステップ50の処理を終えるとステップ52へと処理が進められる。ステップ52はキャップ治具30を中空円筒ソケット24へ挿入する工程である。図4はキャップ治具30が中空円筒ソケット24に挿入された様子を示す図である。キャップ治具30はたとえばシリコーンゴムやフッ素系ゴムなどの弾性の高い材料で形成されたものである。図5はキャップ治具30の各部の寸法例が示されている。図5に示すようにキャップ治具30は非挿入部32と挿入部34を備える。非挿入部32は中空円筒ソケット24の開口へ挿入されない部分であり、挿入部34は中空円筒ソケット24の開口へ挿入される部分である。非挿入部32は上面が平坦であって、その平坦な上面で後述する上金型と面接触する。また、非挿入部32は樹脂筐体の凹部28(図1参照)の形状を決める部分でもある。そのため、非挿入部32は凹部28の斜面と底面を形成できる形状となっている。   When the process of step 50 is completed, the process proceeds to step 52. Step 52 is a step of inserting the cap jig 30 into the hollow cylindrical socket 24. FIG. 4 is a diagram illustrating a state where the cap jig 30 is inserted into the hollow cylindrical socket 24. The cap jig 30 is made of a highly elastic material such as silicone rubber or fluorine rubber. FIG. 5 shows an example of dimensions of each part of the cap jig 30. As shown in FIG. 5, the cap jig 30 includes a non-insertion portion 32 and an insertion portion 34. The non-insertion portion 32 is a portion that is not inserted into the opening of the hollow cylindrical socket 24, and the insertion portion 34 is a portion that is inserted into the opening of the hollow cylindrical socket 24. The non-insertion portion 32 has a flat upper surface, and is in surface contact with an upper mold described later on the flat upper surface. The non-insertion portion 32 is also a portion that determines the shape of the recess 28 (see FIG. 1) of the resin housing. Therefore, the non-insertion portion 32 has a shape that can form the slope and bottom surface of the recess 28.

挿入部34の外径は中空円筒ソケット24の開口の内径と等しい。また、挿入部34は、中空円筒ソケット24への挿入が容易となるように先端部が先細の形状である。なお、図5の寸法のキャップ治具30に対応する中空円筒ソケット24の寸法はたとえば、内径φ1.70mm、外径φ2.70mm、長さ5.0mmである。このような形状および材質のキャップ治具30が複数の中空円筒ソケット24の開口を塞ぐように挿入される。図4に示すようにキャップ治具30の挿入前の被モールド物の高さはAで表される。キャップ治具30が挿入されるとこの高さがBで示される高さまで上昇する(図4参照)。   The outer diameter of the insertion portion 34 is equal to the inner diameter of the opening of the hollow cylindrical socket 24. Further, the insertion portion 34 has a tapered shape at the tip so that the insertion into the hollow cylindrical socket 24 is easy. The dimensions of the hollow cylindrical socket 24 corresponding to the cap jig 30 having the dimensions shown in FIG. 5 are, for example, an inner diameter φ1.70 mm, an outer diameter φ2.70 mm, and a length 5.0 mm. The cap jig 30 having such a shape and material is inserted so as to close the openings of the plurality of hollow cylindrical sockets 24. As shown in FIG. 4, the height of the molding object before insertion of the cap jig 30 is represented by A. When the cap jig 30 is inserted, this height rises to a height indicated by B (see FIG. 4).

ステップ52の処理を終えるとステップ54へと処理が進められる。ステップ54ではキャップ治具30が挿入された被モールド物が下金型40に配置される。図6は被モールド物が下金型40に配置された状態を示す図である。キャップ治具30が挿入された被モールド物は、トランスファー成型するために、高温(170〜180℃)の下金型40の上に配置される。そして、被モールド物を室温から金型と同等の温度に上昇させるため、数分間放置する。   When the process of step 52 is completed, the process proceeds to step 54. In step 54, the object to be molded with the cap jig 30 inserted is placed in the lower mold 40. FIG. 6 is a view showing a state in which the object to be molded is arranged in the lower mold 40. The object to be molded with the cap jig 30 inserted is placed on the lower mold 40 at a high temperature (170 to 180 ° C.) for transfer molding. And in order to raise a to-be-molded object from room temperature to the temperature equivalent to a metal mold | die, it is left to stand for several minutes.

ステップ54の処理を終えるとステップ56へと処理が進められる。ステップ56は上金型42と下金型40で型締めを行う工程である。図7は上金型42と下金型40によって型締めした状態を示す図である。図7に示すとおり、型締めの際、上金型42がキャップ治具30と接しかつキャップ治具30を絶縁基板18方向に押し付ける。このとき下金型40は絶縁基板18の底面と接している。ここで、上金型42と下金型40で構成されるキャビティ内の高さをXとする(図7参照)。本発明にかかる実施の形態ではXが図4におけるAより大きくかつBより小さくなるように被モールド物およびキャップ治具30が形成されている。なお、これらの寸法は後述する各条件に適合するように適宜定められる。   When the process of step 54 is finished, the process proceeds to step 56. Step 56 is a process in which the upper mold 42 and the lower mold 40 are clamped. FIG. 7 is a view showing a state in which the upper mold 42 and the lower mold 40 are clamped. As shown in FIG. 7, when the mold is clamped, the upper mold 42 is in contact with the cap jig 30 and presses the cap jig 30 toward the insulating substrate 18. At this time, the lower mold 40 is in contact with the bottom surface of the insulating substrate 18. Here, the height in the cavity formed by the upper mold 42 and the lower mold 40 is defined as X (see FIG. 7). In the embodiment according to the present invention, the object to be molded and the cap jig 30 are formed so that X is larger than A and smaller than B in FIG. These dimensions are appropriately determined so as to meet each condition described later.

このように下金型40および上金型42で型締めをすることで、キャップ治具30の上面(天面)に歪が発生する。この歪はキャップ治具30が上金型42によって中空円筒ソケット24に押し付けられて生じる。この歪による圧力は、後述するトランスファーモールド法による射出圧力である5MPaないし30MPaよりも大きくなる。弾性体であるキャップ治具30を用いてこのような歪を故意に発生させる。射出圧力以上の応力がキャップ治具30に生じることで、キャップ治具30の非挿入部32と中空円筒ソケット24の上端の隙間が埋まる。   In this way, by clamping with the lower mold 40 and the upper mold 42, distortion occurs on the upper surface (top surface) of the cap jig 30. This distortion occurs when the cap jig 30 is pressed against the hollow cylindrical socket 24 by the upper mold 42. The pressure due to this strain becomes larger than 5 MPa to 30 MPa which is an injection pressure by a transfer molding method described later. Such a strain is intentionally generated using the cap jig 30 which is an elastic body. When the stress higher than the injection pressure is generated in the cap jig 30, the gap between the non-insertion portion 32 of the cap jig 30 and the upper end of the hollow cylindrical socket 24 is filled.

ステップ56の処理を終えるとステップ58へと処理が進められる。ステップ58はトランスファーモールド法を行う工程である。トランスファーモールド法のプロセスの概要は以下のとおりである。まず、トランスファーモールド法で用いるエポキシ樹脂などの樹脂を加熱溶融させ、低粘度の状態でキャビティに注入する。この工程は注入工程と呼ばれる。そして、キャビティへの樹脂の充填完了後に圧力を保持しながら樹脂を硬化反応させる。この工程は保圧工程と呼ばれる。   When the process of step 56 is finished, the process proceeds to step 58. Step 58 is a step of performing a transfer molding method. The outline of the process of the transfer mold method is as follows. First, a resin such as an epoxy resin used in the transfer molding method is heated and melted and injected into the cavity in a low viscosity state. This process is called an injection process. Then, the resin is cured and reacted while the pressure is maintained after the resin is filled into the cavity. This process is called a pressure holding process.

中空円筒ソケット24と上金型42との間に挟まれたキャップ治具30により中空円筒ソケット24に蓋がされている状態となるため、注入工程では低粘度の溶融樹脂は中空円筒ソケット24内に流入しない。ここで、保圧工程にてキャップ治具30には射出圧力が加わる。しかしながらキャップ治具30には上述のとおり射出圧力以上の歪が発生しているため、保圧工程においても溶融樹脂は中空円筒ソケット24内に流入しない。このようにステップ58ではトランスファーモールド法により樹脂筐体の形成が行われる。   Since the hollow cylindrical socket 24 is capped by the cap jig 30 sandwiched between the hollow cylindrical socket 24 and the upper mold 42, the low-viscosity molten resin is contained in the hollow cylindrical socket 24 in the injection process. Does not flow into. Here, an injection pressure is applied to the cap jig 30 in the pressure holding step. However, as described above, the cap jig 30 is distorted more than the injection pressure, so that the molten resin does not flow into the hollow cylindrical socket 24 even in the pressure holding process. Thus, in step 58, the resin casing is formed by the transfer molding method.

ステップ58の処理を終えるとステップ60へと処理が進められる。ステップ60は上金型42、下金型40およびキャップ治具30を被モールド物から取り外す工程である。樹脂筐体26(図1参照)を構成する樹脂が十分硬化した後に上金型42と下金型40を開く。このとき、上金型42により押さえられていたキャップ治具30が元の厚みに復元し離型する。離型したキャップ治具30を中空円筒ソケット24から取り外すと樹脂筐体26に凹部28ができる。また、キャップ治具30の非挿入部32は、モールド樹脂と接する部分において勾配が形成されている。そのため、容易にキャップ治具30を樹脂筐体26から取り外すことができる。   When the process of step 58 is completed, the process proceeds to step 60. Step 60 is a step of removing the upper mold 42, the lower mold 40, and the cap jig 30 from the object to be molded. After the resin constituting the resin casing 26 (see FIG. 1) is sufficiently cured, the upper mold 42 and the lower mold 40 are opened. At this time, the cap jig 30 held by the upper mold 42 is restored to its original thickness and released. When the released cap jig 30 is removed from the hollow cylindrical socket 24, a recess 28 is formed in the resin casing 26. Further, the non-insertion portion 32 of the cap jig 30 is formed with a gradient at a portion in contact with the mold resin. Therefore, the cap jig 30 can be easily detached from the resin casing 26.

ステップ60を終えると図1に示す樹脂封止型パワーモジュール10が完成し処理を終了する。   When step 60 is completed, the resin-encapsulated power module 10 shown in FIG. 1 is completed, and the process ends.

本発明にかかる実施の形態の樹脂封止型パワーモジュール10は樹脂筐体26の1つの凹部28から1つの中空円筒ソケット24が露出する構成である。よって中空円筒ソケット24と他の中空円筒ソケット24は凹部28の分だけ沿面距離が離間する。故に樹脂筐体26の上面の抵抗を大きくし、表面放電を抑制することができる。また、凹部28は斜面と底面を有し中空円筒ソケット24から樹脂筐体26上面までの距離を長くしているため、耐トラッキング特性を向上できる。   The resin-sealed power module 10 according to the embodiment of the present invention has a configuration in which one hollow cylindrical socket 24 is exposed from one recess 28 of the resin casing 26. Therefore, the creeping distance between the hollow cylindrical socket 24 and the other hollow cylindrical socket 24 is increased by the amount of the recess 28. Therefore, the resistance of the upper surface of the resin casing 26 can be increased to suppress surface discharge. Moreover, since the recessed part 28 has an inclined surface and a bottom face and lengthens the distance from the hollow cylindrical socket 24 to the resin housing | casing 26 upper surface, it can improve a tracking resistance characteristic.

本発明にかかる実施の形態ではトランスファーモールド法を行う際にキャップ治具30を用いる。キャップ治具30は中空円筒ソケット24に挿入されるものであり、離型性シートのようなシート状のものではない。よってシートがエアベントを塞ぐことはなく、これに伴って樹脂筐体にボイドが生成されるようなことも防止できる。   In the embodiment according to the present invention, the cap jig 30 is used when performing the transfer molding method. The cap jig 30 is inserted into the hollow cylindrical socket 24 and is not a sheet-like material such as a releasable sheet. Therefore, the sheet does not block the air vent, and it can be prevented that a void is generated in the resin casing.

本発明にかかる実施の形態では樹脂筐体26に形成された凹部28の形状は、キャップ治具30の非挿入部32の形状により自由に変形できる。よって樹脂封止型パワーモジュール10の仕様等に応じて必要な特性を満たすような凹部28の形状を容易に得ることができる。故に絶縁特性が良好な樹脂封止型パワーモジュール10を製造できる。また、外部接続端子(中空円筒ソケット24)の配置変更だけであれば、金型を変更する必要が生じないので設計変更の際のコスト削減も可能である。   In the embodiment according to the present invention, the shape of the recess 28 formed in the resin casing 26 can be freely deformed by the shape of the non-insertion portion 32 of the cap jig 30. Therefore, it is possible to easily obtain the shape of the recess 28 that satisfies the required characteristics according to the specifications of the resin-encapsulated power module 10. Therefore, the resin-sealed power module 10 with good insulation characteristics can be manufactured. Further, if only the arrangement of the external connection terminals (hollow cylindrical socket 24) is changed, it is not necessary to change the mold, so that the cost can be reduced when the design is changed.

本発明にかかる実施の形態ではトランスファーモールド法を行う際に弾性体で構成されたキャップ治具30を用いる。キャップ治具30は射出圧力よりも大きな圧力で上金型42により押さえつけられている。よって樹脂が中空円筒ソケット24内に侵入することを防止できる。   In the embodiment according to the present invention, a cap jig 30 made of an elastic body is used when performing the transfer molding method. The cap jig 30 is pressed by the upper mold 42 with a pressure larger than the injection pressure. Therefore, it is possible to prevent the resin from entering the hollow cylindrical socket 24.

なお、キャップ治具30は室温からトランスファーモールド法の温度までの温度範囲において、圧縮弾性率が20MPaないし1000MPa、かつ圧縮強度が20MPa以上の材料で製造されることが好ましいがこれに限定されない。   The cap jig 30 is preferably made of a material having a compressive modulus of 20 MPa to 1000 MPa and a compressive strength of 20 MPa or more in a temperature range from room temperature to the temperature of the transfer molding method, but is not limited thereto.

その他、本発明の特徴を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。   In addition, various modifications can be made without departing from the characteristics of the present invention.

10 樹脂封止型パワーモジュール、 18 絶縁基板、 20 パワー半導体素子、 22 金属ワイヤ、 24 中空円筒ソケット、 26 樹脂筐体、 28 凹部、 30 キャップ治具、 40 下金型、 42 上金型   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Resin type | mold power module, 18 Insulation board | substrate, 20 Power semiconductor element, 22 Metal wire, 24 Hollow cylindrical socket, 26 Resin housing | casing, 28 Recessed part, 30 Cap jig | tool, 40 Lower mold, 42 Upper mold

Claims (8)

絶縁基板と、
前記絶縁基板上に配置されたパワー半導体素子と、
前記絶縁基板上に配置された複数の中空円筒ソケットと、
上面に複数の凹部が形成され、かつ前記パワー半導体素子および前記複数の中空円筒ソケットを覆うように形成された樹脂筐体とを備え、
前記複数の中空円筒ソケットは、前記複数の凹部の1つの凹部から前記複数の中空円筒ソケットの1つの中空円筒ソケットが露出するように、前記複数の凹部から露出することを特徴とする樹脂封止型パワーモジュール。
An insulating substrate;
A power semiconductor element disposed on the insulating substrate;
A plurality of hollow cylindrical sockets disposed on the insulating substrate;
A plurality of recesses are formed on the upper surface, and the resin housing is formed so as to cover the power semiconductor element and the plurality of hollow cylindrical sockets,
The plurality of hollow cylindrical sockets are exposed from the plurality of recesses such that one hollow cylinder socket of the plurality of hollow cylindrical sockets is exposed from one recess of the plurality of recesses. Type power module.
前記凹部の幅は前記樹脂筐体の内部に向かうほど狭くなることを特徴とする請求項1に記載の樹脂封止型パワーモジュール。   The resin-encapsulated power module according to claim 1, wherein the width of the concave portion becomes narrower toward the inside of the resin casing. 絶縁基板上にパワー半導体素子および複数の中空円筒ソケットを固着する工程と、
前記複数の中空円筒ソケットの開口に前記開口を塞ぐようにキャップ治具を挿入する工程と、
上金型が前記キャップ治具と接しかつ前記キャップ治具を前記絶縁基板方向に押し、下金型が前記絶縁基板の底面と接するように型締めを行う工程と、
トランスファーモールド法により前記パワー半導体素子および前記複数の中空円筒ソケットを樹脂封止する工程と、
前記キャップ治具を前記複数の中空円筒ソケットから取り外す工程とを備えたことを特徴とする樹脂封止型パワーモジュールの製造方法。
Fixing a power semiconductor element and a plurality of hollow cylindrical sockets on an insulating substrate;
Inserting a cap jig so as to close the openings in the openings of the plurality of hollow cylindrical sockets;
The upper mold is in contact with the cap jig and the cap jig is pushed toward the insulating substrate, and the mold is clamped so that the lower mold is in contact with the bottom surface of the insulating substrate;
A step of resin-sealing the power semiconductor element and the plurality of hollow cylindrical sockets by a transfer mold method;
And a step of removing the cap jig from the plurality of hollow cylindrical sockets.
前記樹脂封止する工程では、前記上金型により前記キャップ治具が前記複数の中空円筒ソケットに押し付けられる応力が、前記トランスファーモールド法による射出圧力よりも高いことを特徴とする請求項3に記載の樹脂封止型パワーモジュールの製造方法。   4. The stress of pressing the cap jig against the plurality of hollow cylindrical sockets by the upper mold in the resin sealing step is higher than an injection pressure by the transfer molding method. Manufacturing method of resin-sealed power module. 前記キャップ治具は前記上金型と面接触する非挿入部を有することを特徴とする請求項3又は4のいずれか1項に記載の樹脂封止型パワーモジュールの製造方法。   5. The method for manufacturing a resin-encapsulated power module according to claim 3, wherein the cap jig has a non-insertion portion in surface contact with the upper mold. 前記キャップ治具は前記中空円筒ソケットの開口に挿入される挿入部を有し、前記挿入部の外径は前記中空円筒ソケットの開口の内径と等しいことを特徴とする請求項3ないし5のいずれか1項に記載の樹脂封止型パワーモジュールの製造方法。   6. The cap jig according to claim 3, wherein the cap jig has an insertion portion to be inserted into the opening of the hollow cylindrical socket, and an outer diameter of the insertion portion is equal to an inner diameter of the opening of the hollow cylindrical socket. A method for producing a resin-encapsulated power module according to claim 1. 前記挿入部は先細の形状であることを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1項に記載の樹脂封止型パワーモジュールの製造方法。   The method for manufacturing a resin-encapsulated power module according to claim 3, wherein the insertion portion has a tapered shape. 前記キャップ治具は室温からトランスファーモールド法の温度までの温度範囲において圧縮弾性率が20MPaないし1000MPaであり、かつ圧縮強度が20MPa以上の材料であることを特徴とする請求項3ないし7のいずれか1項に記載の樹脂封止型パワーモジュールの製造方法。   8. The cap jig according to claim 3, wherein the cap jig is a material having a compressive elastic modulus of 20 MPa to 1000 MPa and a compressive strength of 20 MPa or more in a temperature range from room temperature to a temperature of a transfer molding method. 2. A method for producing a resin-encapsulated power module according to item 1.
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