JP2014127657A - Manufacturing method for semiconductor power converter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明の実施形態は、半導体電力変換装置の製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a method for manufacturing a semiconductor power conversion device.
近年、自動車の燃費向上を目的とし、内燃機関とモーターを併用したハイブリッド車の普及が急速に進んでいる。また一方で、モーターだけで走行可能な電気自動車の製品化も進んでいる。これら自動車を実現するためには、電池とモーター間に、直流電力から交流電力への変換および交流電力から直流電力への変換を行なう電力変換装置が必要となる。 In recent years, for the purpose of improving the fuel efficiency of automobiles, the spread of hybrid cars using both an internal combustion engine and a motor is rapidly progressing. On the other hand, commercialization of electric vehicles that can be driven by motors is also progressing. In order to realize these automobiles, a power conversion device that performs conversion from DC power to AC power and conversion from AC power to DC power is required between the battery and the motor.
ハイブリッド車および電気自動車では、半導体電力変換装置の小型化、高信頼性が要求されている。半導体電力変換装置の小型化、高信頼性を図るためには、冷却効率が良い半導体電力変換装置が必要となる。これを実現する方法としては、半導体素子の表裏面に導電体を接続し、導電体から冷却器へ放熱させる両面放熱型の電力変換装置構造が提案されている。 In hybrid vehicles and electric vehicles, miniaturization and high reliability of semiconductor power conversion devices are required. In order to achieve miniaturization and high reliability of the semiconductor power conversion device, a semiconductor power conversion device with good cooling efficiency is required. As a method for realizing this, there has been proposed a double-sided heat dissipation type power converter structure in which a conductor is connected to the front and back surfaces of a semiconductor element and heat is radiated from the conductor to a cooler.
両面放熱型のパワー半導体装置においては、冷却器へ放熱させる面において導電体を装置から露出させることが必要となるが、装置の製造過程において導電体を露出させることは難易度が高い。例えば、これらの半導体装置は、一般的に半導体素子と導電体を樹脂でモールドする構造がとられているが、導電体の寸法および平面度、組立て精度をゼロとすることは不可能である。そのため、導電体が樹脂から露出するとは限らず、導電体を露出させるよう研削する工程が必要となる。 In a double-sided heat dissipation type power semiconductor device, it is necessary to expose the conductor from the device on the surface to be radiated to the cooler. However, it is difficult to expose the conductor in the manufacturing process of the device. For example, these semiconductor devices generally have a structure in which a semiconductor element and a conductor are molded with a resin, but it is impossible to make the dimensions, flatness, and assembly accuracy of the conductor zero. Therefore, the conductor is not necessarily exposed from the resin, and a grinding process is required to expose the conductor.
研削工程での研削量は、導電体の寸法および平面度、組立て精度が良いほど少なくなるが、高精度な部材および高精度な研削設備が必要となり、製品コストが高くなる。逆に、研削量が多いと、材料効率が悪く、工程時間が長くなる。また、研削設備にワークをセッティングする際には、個々のワークを強固に固定する必要があり、工程が煩雑になる。 The amount of grinding in the grinding process decreases as the size and flatness of the conductor and the assembly accuracy are improved. However, a high-precision member and a high-precision grinding facility are required, which increases the product cost. Conversely, if the grinding amount is large, the material efficiency is poor and the process time becomes long. Moreover, when setting a workpiece | work to a grinding equipment, it is necessary to fix each workpiece | work firmly, and a process becomes complicated.
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その課題は、簡便で材料効率が高く、低コストで製造することが可能な電力半導体装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a power semiconductor device that is simple, has high material efficiency, and can be manufactured at low cost.
実施形態によれば、半導体電力変換装置の製造方法は、第1導電体の第1接合面上で、第1導電体の中心線の片側の第1領域に、それぞれ表裏面に異なる電極を有する板状の第1半導体素子および第2半導体素子を、それぞれ一方の電極が前記第1接合面に接触するように接合し、前記第1導電体の第1接合面上で、前記中心線の反対側の第2領域に、それぞれ表裏面に異なる電極を有する板状の第3半導体素子および第4半導体素子を、それぞれ一方の電極が前記第1接合面に接触するように接合し、前記第1ないし第4半導体素子の各々の電極上に導電体からなるスペーサをそれぞれ接合し、2組の電力端子、2組の信号端子、2組のアイランド接続部を有するリードフレームの前記アイランド接続部を前記第1および第2半導体素子上の前記スペーサ、および前記第3および第4半導体素子上の前記スペーサに、それぞれ接合し、1組の電力端子の一方を前記第1導電体の第1領域に接合し、他の組の電力端子の一方を前記第1導電体の第2領域に接合し、第2接合面を有する第2導電体を、その第2接合面が前記第1導電体の第1接合面と対向するように前記2組のアイランド接続部上に接合し、前記第1半導体素子の電極と1組の信号端子とを導線で接続し、前記第3半導体素子の電極と他の組の信号端子とを導線で接続し、前記2組の電極端子の基端部、前記2組の信号端子の基端部、並びに前記第1導電体および第2導電体を絶縁材で覆って絶縁体を形成し、前記絶縁体、前記第1導電体および第2導電体を、前記第1導電体の中心線に沿って切断し、前記第1および第2半導体素子を含む第1モジュールと、前記第3および第4半導体素子を含む第2モジュールとに分離し、前記リードフレームの前記アイランド接続部、前記電力端子、および前記信号端子を残して、前記リードフレームの他の部分を切除する製造方法である。 According to the embodiment, the method for manufacturing a semiconductor power conversion device has different electrodes on the front and back surfaces in the first region on one side of the center line of the first conductor on the first joint surface of the first conductor. The plate-like first semiconductor element and the second semiconductor element are joined such that one of the electrodes is in contact with the first joint surface, and on the first joint surface of the first conductor, opposite to the center line A plate-like third semiconductor element and a fourth semiconductor element each having different electrodes on the front and back surfaces are joined to the second region on the side so that one of the electrodes is in contact with the first joining surface; A spacer made of a conductor is joined to each electrode of the fourth semiconductor element, and the island connection portion of the lead frame having two sets of power terminals, two sets of signal terminals, and two sets of island connection portions On first and second semiconductor elements Bonding to the spacer and the spacer on the third and fourth semiconductor elements, respectively, and joining one of the set of power terminals to the first region of the first conductor, One of the two conductors is joined to the second region of the first conductor, and the second conductor having a second joint surface is connected to the second conductor so that the second joint surface faces the first joint surface of the first conductor. Bonding on the island connection portion of the set, connecting the electrode of the first semiconductor element and one set of signal terminals with a conducting wire, and connecting the electrode of the third semiconductor element and another set of signal terminals with a conducting wire A base end portion of the two sets of electrode terminals, a base end portion of the two sets of signal terminals, and the first conductor and the second conductor are covered with an insulating material to form an insulator, and the insulator, The first conductor and the second conductor are cut along a center line of the first conductor, and the first and second conductors are cut. Separated into a first module including a second semiconductor element and a second module including the third and fourth semiconductor elements, leaving the island connection portion, the power terminal, and the signal terminal of the lead frame, In the manufacturing method, the other part of the lead frame is cut off.
以下に、図面を参照しながら、実施形態に係る半導体電力変換装置およびその製造方法ついて詳細に説明する。なお、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。 Hereinafter, a semiconductor power conversion device and a manufacturing method thereof according to embodiments will be described in detail with reference to the drawings. Each figure is a schematic diagram for promoting an understanding of the embodiment and its shape, dimensions, ratio, etc. are different from the actual apparatus, but these are considered in consideration of the following description and known techniques. The design can be changed as appropriate.
(第1の実施形態)
図1は、制御回路基板を取り外して示す第1の実施形態に係る半導体電力変換装置の斜視図である。
図1に示すように、半導体電力変換装置10は、冷却器12、冷却器12上に固定された支持フレーム14、および、冷却器上に載置され、支持フレームにより支持された複数の半導体モジュール16を備えている。冷却器12は、平坦な矩形状の受熱面を有する扁平な直方体形状の冷却ブロック18を有している。冷却ブロック18は、例えば、アルミニウムで形成されている。冷却ブロック18内には、水等の冷却媒体を流す冷媒流路20が形成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view of the semiconductor power conversion device according to the first embodiment with the control circuit board removed.
As shown in FIG. 1, a semiconductor power conversion device 10 includes a cooler 12, a support frame 14 fixed on the cooler 12, and a plurality of semiconductor modules mounted on the cooler and supported by the support frame. 16 is provided. The cooler 12 has a flat rectangular
支持フレーム14は、受熱面に対応する大きさの矩形状の外枠と、外枠間を延びる互いに平行な複数の連結梁とを一体に有し、これら外枠および連結梁により例えば、4列に並んだ、それぞれ矩形状の設置空間部を形成している。また、支持フレーム14には、後述する半導体モジュール16に電気的に接続される複数の接続端子24を有する複数のバスバー、複数の入力端子28、および2組の3相の出力端子30が設けられている。バスバーの接続端子24は、各設置空間部の各側縁に沿って、複数個ずつ間隔を置いて並んで配置されている。そして、支持フレーム14は、例えば、インサートモールドにより、複数の端子と一体に樹脂により成形されている。また、支持フレーム14は、例えば、複数のねじにより冷却ブロック18の受熱面上に固定されている。
The support frame 14 integrally includes a rectangular outer frame having a size corresponding to the heat receiving surface and a plurality of parallel connection beams extending between the outer frames, and the outer frame and the connection beams, for example, form four rows. Are arranged in a rectangular shape. The support frame 14 is provided with a plurality of bus bars having a plurality of
図1に示すように、半導体モジュール16は、例えば、6個ずつ、4列に並んで支持フレーム14に設置されている。各列において、6個の半導体モジュール16は、支持フレーム14の設置空間部内に配置され、各半導体モジュールの底面は、図示しない絶縁シートを介して冷却器12の受熱面上に設置されている。各半導体モジュール16の電力端子は、バスバーの接続端子24に接触し、バスバーに電気的に接続されている。また、各半導体モジュール16の複数の信号端子50は、上方へ突出している。
As shown in FIG. 1, for example, six
半導体電力変換装置10は、半導体モジュール16および装置全体の入出力および動作を制御する図示しない制御回路基板を備えている。制御回路基板は、支持フレーム14とほぼ等しい大きさの矩形状に形成されている。制御回路基板32は、半導体モジュール16上に重ねて設置され、図示しない固定ねじ等により支持フレーム14に取り付けられている。各半導体モジュール16の信号端子50は、制御回路基板32に電気的に接続されている。
The semiconductor power conversion device 10 includes a
次に、半導体電力変換装置を構成する半導体モジュール16について詳細に説明する。
図2は、半導体モジュールを示す斜視図、図3は、半導体モジュールのモールド樹脂体を透視して内部構造を示す斜視図、図4は、半導体モジュールの構成部品を示す分解斜視図である。図5は、半導体モジュールを示す正面図である。
Next, the
2 is a perspective view showing the semiconductor module, FIG. 3 is a perspective view showing the internal structure through the mold resin body of the semiconductor module, and FIG. 4 is an exploded perspective view showing the components of the semiconductor module. FIG. 5 is a front view showing the semiconductor module.
図2ないし図4に示すように、半導体モジュール16は、いわゆる両面放熱型および垂直実装型の半導体電力変換装置として構成されている。すなわち、半導体モジュール16は、例えば、銅により形成された角柱形状の第1導電体34と、同じく、銅により形成された角柱形状の第2導電体36と、これら第1および第2導電体間に挟まれてこれらの導電体に接合された第1半導体素子38および第2半導体素子40と、を備えている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
第1導電体34は、1つの主面(側面)が矩形状の接合面(第1接合面)34aを構成し、更に、この接合面と直交する底面34bが放熱面を構成している。第2導電体36は、長さが第1導電体34とほぼ等しく、厚さ(幅)が第1導電体34よりも小さく、例えば、約3分の1程度に形成され、更に、高さが、第1導電体34の高さよりも低く形成されている。第2導電体36は、1つの主面(側面)が矩形状の接合面(第2接合面)36aを構成し、更に、この接合面と直交する底面36bが放熱面を構成している。第2導電体36は、その接合面36aが第1導電体34の接合面34aと平行に対向し、かつ、底面36bが第1導電体34の底面34bと同一平面上に位置するように配置されている。
As for the
第1半導体素子38は、パワー半導体素子、例えば、IGBT(insulated gate bipolar transistor)であり、第2半導体素子40は、ダイオードを備えている。第1半導体素子38は、矩形板状に形成され、表面および裏面に異なる電極を構成している。また、第1半導体素子38の一方の表面に、複数、例えば、4つの接続端子38aが形成されている。そして、第1半導体素子38の表面および裏面は、電極部分および接続端子部分を除いて、絶縁膜、例えば、ポリイミドのフィルムで覆われている。
The
第2半導体素子40は、矩形板状に形成され、表面および裏面に異なる電極を構成している。第2半導体素子38の表面および裏面は、矩形状の電極部分を除いて、絶縁膜、例えば、ポリイミドのフィルムで覆われている。
The
第1半導体素子38は、第1導電体34の接合面34aと平行に配置され、一方の電極が第1接続体、例えば、矩形状の半田シート42aにより第1導電体34の接合面34aに接合されている。第2半導体素子40は、第1導電体34の接合面34aと平行に配置され、更に、第1導電体34の長手方向に隙間を置いて第1半導体素子38と並んで配置されている。第2半導体素子40は、一方の電極が第2接続体、例えば、矩形状の半田シート42aにより第1導電体34の接合面34aに接合されている。
The
このように、第1半導体素子38および第2半導体素子40は、第1導電体34の接合面34aと平行に、かつ、第1導電体の底面34bに対して垂直に配置されている。
また、第1導電体34の接合面34aには、第5接続体、例えば、矩形状の半田シート42eが設けられ、第1半導体素子38の側方に並んで位置している。
As described above, the
Further, a fifth connection body, for example, a
第1半導体素子38の他方の電極上に第3接続体、例えば、矩形状の半田シート42cを介して、位置決め用の第1凸型導電体(スペーサ)44aが接合されている。第1凸型導電体44aは、例えば、銅により形成され、扁平な直方体形状の本体と、本体の一方の主面から突出し、本体よりも小径で扁平な直方体形状の凸部45aと、を一体に有している。そして、第1凸型導電体44aは、本体の平坦な主面側が半田シート42cにより第1半導体素子38の電極に電気的かつ機械的に接合されている。
A first convex conductor (spacer) 44a for positioning is joined to the other electrode of the
第2半導体素子40の他方の電極上に第4接続体、例えば、矩形状の半田シート42dを介して、位置決め用の第2凸型導電体(スペーサ)44bが接合されている。第2凸型導電体44bは、例えば、銅により形成され、扁平な直方体形状の本体と、本体の一方の主面から突出し、本体よりも小径で扁平な直方体形状の凸部45bと、を一体に有している。そして、第2凸型導電体44bは、本体の平坦な主面側が半田シート42dにより第2半導体素子40の電極に電気的かつ機械的に接合されている。
なお、第1および第2凸型導電体44a、44bは、別体に限らず、2つの本体を一体に形成し、2つの凸部を共通の本体上に設ける構成としてもよい。
A second convex conductor (spacer) 44b for positioning is joined to the other electrode of the
The first and second
図2ないし図4に示すように、半導体モジュール16は、後述する導電金属板からなるリードフレームによりそれぞれ構成された第1電力端子46a、第2電力端子46b、第2電力端子に連続する矩形板状の接続部(アイランド接続部)48、複数、例えば、5本の信号端子50を備えている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
第1電力端子46aは、独立して形成され、その基端部が半田シート42eにより第1導電体34の接合面34aに接合されている。第1電力端子46aは、第1導電体34の長手方向一端からモジュールの外側に突出し、その接触部47aは、第1導電体34側へ直角に折り曲げられ、モジュールの端面とほぼ平行に対向している。
The
第2電力端子46bは、その基端部が接続部48に連結されている。また、第2電力端子46bは、第1導電体34の長手方向他端側からモジュールの外側に突出し、その接触部47bは、第1導電体34側へ直角に折り曲げられ、半導体モジュールの他端面とほぼ平行に対向している。
The base end portion of the
接続部48は、細長い矩形板状に形成されている。この接続部48には、それぞれ位置決め用の矩形状の第1開口51aおよび第2開口51bが並んで形成されている。第1開口51aは、第1凸型導電体44aの凸部45aが嵌合可能な大きさで、かつ、第1凸型導電体44aの本体よりも小さく形成されている。同様に、第2開口51bは、第2凸型導電体44bの凸部45bが嵌合可能な大きさで、かつ、第2凸型導電体44bの本体よりも小さく形成されている。接続部48の第2導電体36側の表面には、第1および第2開口51a、51bを含む領域に亘って浅い矩形状の凹所56が形成されている。更に、接続部48は、その上縁から上方に突出する3本の支持突起を一体に有している。真ん中の支持突起から一本の信号端子50が上方へ延びている。
The connecting
接続部48および第2電力端子46bは、第1および第2凸型導電体44a、44bの凸部45a、45bが第1開口51a、第2開口51bにそれぞれ係合した状態で、第1および第2凸型導電体44a、44bに接合されている。
The connecting
更に、接続部48および第1および第2凸型導電体44a、44bの凸部45a、45bは、接続部48の凹所56内に配置された第6接続体、例えば、矩形状の半田シート42dにより、第2導電体36の接合面36aに電気的および機械的に接合されている。すなわち、接続部48、第1および第2凸型導電体44a、44b、および第2導電体34の3部材は、半田シート42dにより相互に接合されている。
Furthermore, the connecting
以上により、第1半導体素子38および第2半導体素子40の電極は、第1凸型導電体44a、44bを介して、第2導電体36に電気的に接合されている。第1半導体素子38および第2半導体素子40は、第1導電体34と第2導電体36と間に挟まれ、接合面34a、36aと平行に、かつ、第1導電体および第2導電体の底面34b、36bに対して垂直に配置されている。
As described above, the electrodes of the
信号端子50は、モジュールから上方に突出し、第1導電体34の接合面34aと平行に延びている。4本の信号端子50の基端は、ボンディングワイヤ53により、第1半導体素子38の接続端子38aに接続されている。
The
図2、図3および図5に示すように、半導体モジュール16は、上述した構成部材を被覆した絶縁材、例えば、モールド樹脂体(絶縁体)52を備えている。モールド樹脂体52は、ほぼ直方体形状に形成されている。モールド樹脂体52は、第1および第2導電体34、36の接合面23a、36aと平行に位置する互いに平行な2つの側面52a、52bと、これらの側面52a、52bと直交する平坦な底面52cと、底面52cに対向する上面52dと、長手方向の両端に位置する2つの端面52eと、を有している。底面52cは、平坦に研削され、この底面52cに、第1および第2導電体34、46の底面34b、36bが露出し、底面52cと同一平面に位置している。
As shown in FIGS. 2, 3, and 5, the
モールド樹脂体52は、成形型を型抜きする際に形成されるパーティングライン54を有している。このパーティングライン54は、リードフレームの接続部48、第1および第2電力端子46a、46bを含む平面内に位置し、モールド樹脂体52の上面52dおよび両端面52eに沿って残っている。また、パーティングライン54は、モールド樹脂体52の厚さ方向Wの中心よりも、側面52b側にずれて位置している。
The
モールド樹脂体52の上面52dにおいて、パーティングライン54と側面52aとの間の部分は、パーティングライン54から側面52aに向かって底面52c側へ僅かに傾斜して延び、パーティングライン54と側面52bとの間の部分は、パーティングライン54から側面52bに向かって底面52c側へ僅かに傾斜して延びている。
On the upper surface 52d of the
モールド樹脂体52の各端面52eにおいて、パーティングライン54と側面52aとの間の部分は、パーティングライン54から側面52aに向かって他方の端面側へ僅かに傾斜して延び、パーティングライン54と側面52bとの間の部分は、パーティングライン54から側面52bに向かって他方の端面側へ僅かに傾斜して延びている。
In each
図2、図3および図5に示すように、第1電力端子46aは、パーティングライン54の位置でモールド樹脂体52の一方の端面52eからモールド樹脂体の長手方向外方に突出し、更に、第1電力端子の接触部47aは、側面52a側へ直角に折り曲げられ、モールド樹脂体52の端面52eと隙間を置いて対向している。また、接触部47aは、折り曲げることにより、モールド樹脂体52に対して、モールド樹脂体の厚さ方向Wの中央に位置している。
As shown in FIGS. 2, 3 and 5, the
第2電力端子46bは、パーティングライン54の位置でモールド樹脂体52の一方の端面52eからモールド樹脂体の長手方向外方に突出し、更に、第2電力端子46bの接触部47bは、側面52a側へ直角に折り曲げられ、モールド樹脂体52の端面52eと隙間を置いて対向している。また、接触部47aは、折り曲げることにより、モールド樹脂体52に対して、モールド樹脂体の厚さ方向Wの中央に位置している。
The
5本の信号端子50は、細長い棒状に形成され、パーティングライン54の位置でモールド樹脂体52の上面52dから上方に突出している。5本の信号端子50は、互いに平行に延びている。また、5本の信号端子50は、それぞれ長手方向に離間した2箇所で折曲げられ、信号端子の延出端側の端部50aは、モールド樹脂体52の厚さ方向Wの中央に位置している。また、5本の信号端子50、並びに、第1および第2電力端子46a、46bは、モールド樹脂体52の長手方向中央に位置する中心線に対して、左右対称に配置されている。信号端子50の少なくとも端部50aの外面に、図示しない導電膜が形成されている。
The five
以上のように構成された半導体モジュール16は、図1および図5に示すように、支持フレーム14の設置空間部22内に配置され、半導体モジュールの底面52cは、絶縁シート55を介して冷却器12の受熱面18a上に設置されている。これにより、第1および第2導電体34、36は、冷却器12に熱的に接続され、第1および第2半導体素子38、40で発生した熱を第1および第2導電体34、36を介して冷却器12に放熱することができる。半導体モジュール16の第1および第2電力端子46a、46bの接触部47a、47bは、それぞれバスバー26の接続端子24に接触し、バスバー26に電気的に接続されている。また、半導体モジュール16の複数の信号端子50は、上方へ突出している。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
一列に並んだ複数の半導体モジュール16において、隣合う2つの半導体モジュールは、モールド樹脂体52の側面同志が隣接対向して、あるいは、互いに当接した状態で配置されている。隣合う2つの半導体モジュール16の内、一方は、他方に対して180度反転した向きで配置してもよい。いずれの向きで配置した場合でも、半導体モジュールの第1および第2電力端子46a、46bは、バスバー26の接続端子24に確実に係合する。また、この場合でも、いずれの向きで配置した場合でも、半導体モジュール16の信号端子50は、モールド樹脂体52の厚さ方向中央部に位置し、制御回路基板32に対して所定位置に配置される。
In a plurality of
制御回路基板を半導体モジュール16上に設置することにより、各半導体モジュール16の信号端子50の端部は、制御回路基板に形成されたスルーホールに挿通され、図示しない半田等により制御回路基板に電気的に接続される。
By installing the control circuit board on the
次に、上述した半導体電力変換装置を構成する半導体モジュール16の製造方法について説明する。図6ないし図21は、半導体モジュールの製造工程をそれぞれ示す斜視図である。本実施形態では、2つの半導体モジュールを一緒に製造した後、切断して2つの半導体モジュールに分離する。その際、切断により、半導体モジュールの底面を同時に形成する。
Next, the manufacturing method of the
図6に示すように、例えば、SUSにより形成された第1固定治具60を用意し、第1固定治具の位置決め凹所60cに第1導電体34を装着および位置決めする。この際、第1導電体34の接合面34aが上を向くように、第1導電体34を第1固定治具60に装填する。ここで、第1導電体34は、モジュール2つ分の大きさに形成され、すなわち、2倍の大きさに形成されている。そして、接合面34aは、第1導電体34の中心線Cを境として、片側の第1領域35aと、反対側の第2領域35bとを有している。
As shown in FIG. 6, for example, a
第1固定治具60は、矩形状の底壁と底壁60aの周縁に沿って立設された周壁60bとを有し、矩形箱状に形成されている。底壁60aに第1導電体34に対応する大きさの矩形状の位置決め凹所60cが形成されている。凹所60cの中央には、透孔60gが形成されている。離型する際、イジェクトピンを透孔60gに挿通し、第1導電体34を突き上げて第1固定治具60から取外す。また、周壁60bには、2つの凹所60dが形成され、位置決め凹所60cの長手方向両側に位置している。
The
次いで、図7に示すように、例えば、SUSで形成された細長い矩形板状の分割式治具62を第1導電体34の接合面34a上に載置するとともに、分割式治具62の両端部を第1固定治具60の凹所60d内に配置し位置決めする。
Next, as shown in FIG. 7, for example, an elongated rectangular plate-shaped
分割式治具62は、第1導電体34に対して第1半導体素子を位置決めするための矩形状の第1開口63a、第2半導体素子を位置決めするための矩形状の第2開口63b、および、第1電力端子46aの基端部を位置決めするための矩形状の第3開口63cを有し、これらの開口は、接合面34aの第1領域35a上に位置している。また、分割式治具62は、第1導電体34に対して第3半導体素子を位置決めするための矩形状の第4開口63d、第4半導体素子を位置決めするための矩形状の第5開口63e、および、第1電力端子46aの基端部を位置決めするための矩形状の第6開口63fを有し、これらの開口は、接合面34aの第1領域35b上に位置している。分割式治具62は、第1ないし第3開口を通る中心線に沿って第1分割部62aおよび第2分割部62bの2つに分割されている。そして、第1分割部62aおよび第2分割部62bは、それぞれ独立して第1固定治具60に脱着可能となっている。
The
続いて、図8に示すように、分割式治具62の第1開口63a内で第1導電体34の接合面34aの第1領域35a上に、第1接続体、例えば、矩形状の半田シート42aを載置する。また、分割式治具62の第2開口63b内で第1導電体34の接合面34aの第1領域35a上に、第2接続体、例えば、矩形状の半田シート42bを載置する。分割式治具62の第4開口63d内で第1導電体34の接合面34aの第2領域35b上に、第3接続体、例えば、矩形状の半田シート42cを載置する。また、分割式治具62の第5開口63f内で第2領域35b上に、第4接続体、例えば、矩形状の半田シート42dを載置する。なお、半田シート42a、42b、42c、42dおよび後述する複数の半田シートは、それぞれ複数、例えば、3つ以上の粒子を含有しているものを用いる。所定径の粒子を含有させることにより、半田溶融、固化後も接合部の高さが粒子径以下にならないようにする。粒子は、半田の溶融温度よりも高い溶融温度を有する材料で形成する。また、粒子は、第2導電体およびおもりによる著しい変形が起きない程度の硬さを必要とし、設計する接合高さと同じ径とすることが良い。
Subsequently, as shown in FIG. 8, a first connection body, for example, a rectangular solder, is formed on the
次に、図9に示すように、分割式治具62の第1開口63a内で半田シート42a上に第1半導体素子38を載置する。この際、第1半導体素子38の一方の電極が半田シート42a上に位置するように、第1半導体素子38を第1導電体34の接合面34aと平行に載置する。同時に、第1半導体素子38を第1開口63a内に配置し、分割式治具62により第1半導体素子38を第1導電体34に対して位置決めする。分割式治具62の第2開口63b内で半田シート42b上に第2半導体素子40を載置する。この際、第2半導体素子40の一方の電極が半田シート42b上に位置するように、第2半導体素子40を第1導電体34の接合面34aと平行に載置する。同時に、第2半導体素子40を第2開口63b内に配置し、第2半導体素子40を第1導電体34に対して位置決めする。
Next, as shown in FIG. 9, the
また、分割式治具62の第4開口63d内で半田シート42c上に第3半導体素子38b(半導体モジュールの第1半導体素子(IGBT)に相当する)を載置する。この際、第3半導体素子38bの一方の電極が半田シート42c上に位置するように、第3半導体素子38bを第1導電体34の接合面34aと平行に載置する。同時に、第3半導体素子38bを第4開口63d内に配置し、分割式治具62により第3半導体素子38bを第1導電体34に対して位置決めする。分割式治具62の第5開口63e内で半田シート42d上に第4半導体素子40b(半導体モジュールの第2半導体素子(ダイオード)に相当する)を載置する。この際、第4半導体素子40bの一方の電極が半田シート42d上に位置するように、第4半導体素子40bを第1導電体34の接合面34aと平行に載置する。同時に、第4半導体素子40bを第5開口63e内に配置し、第4半導体素子40bを第1導電体34に対して位置決めする。なお、第3および第4半導体素子38b、40bは、第1導電体34の中心線Cに対して、第1および第2半導体素子38、40と対称となる位置に配置する。
In addition, the
続いて、図10に示すように、分割式治具62の第1開口63a内で第1半導体素子38の電極上に、第5接続体としての矩形状の半田シート42eを載置し、第2開口63b内で第2半導体素子40の電極上に、第6接続体として、矩形状の半田シート42fを載置する。更に、分割式治具62の第3開口63c内で第1導電体34の接合面34a上に、第7接続体として、矩形状の半田シート42gを載置する。同様に、分割式治具62の第4開口63d内で第3半導体素子38bの電極上に、第8接続体として、矩形状の半田シート42hを載置し、第5開口63e内で第4半導体素子40bの電極上に、第9接続体として、矩形状の半田シート42iを載置する。更に、分割式治具62の第6開口63f内で第1導電体34の接合面34a上に、第10接続体として、矩形状の半田シート42jを載置する。なお、半田シート42e〜42kは、それぞれ複数、例えば、3つ以上の所定径の粒子を含有しているものを用いる。
Subsequently, as shown in FIG. 10, a
次に、図11に示すように、分割式治具62の第1開口63a内で半田シート42e上に第1凸型導電体44aを載置する。この際、第1凸型導電体44aは、本体の平坦な主面側が半田シート42c上に位置するように載置され、本体の上部および凸部45aは、第1開口63aから分割式治具62の表面を越えて上方へ突出している。
Next, as shown in FIG. 11, the first
分割式治具62の第2開口63b内で半田シート42f上に第2凸型導電体44bを載置する。第2凸型導電体44bは、本体の平坦な主面側が半田シート42d上に位置するように載置され、本体の上部および凸部45bは、第2開口63bから分割式治具62の上面を越えて上方へ突出している。
The second
同様に、分割式治具62の第4開口63d内で半田シート42h上に第3凸型導電体44c(半導体モジュールの第1凸型導電体に相当する)を載置する。第3凸型導電体44cは、本体の平坦な主面側が半田シート42h上に位置するように載置され、本体の上部および凸部45cは、第4開口63dから分割式治具62の表面を越えて上方へ突出している。分割式治具62の第5開口63e内で半田シート42i上に第4凸型導電体44d(半導体モジュールの第2凸型導電体に相当する)を載置する。第4凸型導電体44dは、本体の平坦な主面側が半田シート42g上に位置するように載置され、本体の上部および凸部45dは、第5開口63eから分割式治具62の上面を越えて上方へ突出している。なお、第1ないし第4凸型導電体は、金属ブロックをプレス加工することにより形成する。
Similarly, the third convex conductor 44c (corresponding to the first convex conductor of the semiconductor module) is placed on the solder sheet 42h in the
続いて、導電金属板からなるリードフレーム70を第1固定治具60上、並びに、第1ないし第4凸型導電体44aないし44d上に載置する。図18に示すように、リードフレーム70は、矩形状の枠体70aと、この枠体に連結および支持された2組の電力端子、2組の信号端子、および2つの接続部を一体に有している。すなわち、枠体70aの一側部から内側に延出する第1電力端子46aと、枠体の他側部から内側に延出する第2電力端子46bと、第2電力端子から第1電力端子に向かって延出する矩形状の接続部48と、枠体の他の側部から外側および内側に延びる5本の信号端子50と、を2つずつ有している。枠体70aには、位置決めピンを挿通可能な複数のピン孔71が設けられている。そして、リードフレーム70は、中心線Cに対して、対称に形成されている。
Subsequently, the
各接続部48には、それぞれ矩形状の第1開口51aおよび第2開口51bが並んで形成されている。接続部48の第2導電体36側の表面には、第1および第2開口51a、51bを含む領域に亘って浅い矩形状の凹所56が形成されている。更に、第1電力端子46aの先端部は、プレス等により下方へ一段折曲げられ、第1半導体素子38および第1凸型導電体44aの厚さに対応する高さ分だけ、接続部48よりも第1導電体34側にずれて位置している。
Each
図12に示すように、リードフレーム70の枠体70aを第1固定治具60の周壁60bの段差部上に配置し、第1固定治具60に対してリードフレーム70を所定位置に位置決めする。リードフレーム70の一方の接続部48は、第1および第2凸型導電体44a、44b上に載置される。この際、第1および第2凸型導電体44a、44bの本体の上面が接続部48の下面に当接し、更に、凸部45a、45bが接続部48の第1開口51aおよび第2開口51b内に係合する。これにより、第1および第2凸型導電体44a、44bを接続部48に対して所定位置に位置決めする。また、凸部45a、45bは、接続部48の表面、特に、凹所56の底面に露出して位置する。一方、第1電力端子46aの先端部は、接合面34a上の半田シート42g上に載置される。
As shown in FIG. 12, the
リードフレーム70の他方の接続部48は、第3および第4凸型導電体44c、44d上に載置される。この際、第3および第4凸型導電体44c、44dの本体の上面が接続部48の下面に当接し、更に、凸部45c、45dが接続部48の第1開口51aおよび第2開口51b内に係合する。これにより、第3および第4凸型導電体44c、44dを接続部48に対して所定位置に位置決めする。凸部45c、45dは、接続部48の表面、特に、凹所56の底面に露出して位置する。また、他方の第1電力端子46aの先端部は、接合面34a上の半田シート42j上に載置される。
なお、リードフレーム70は、中心線Cに沿って枠体70aを2つに分離し、独立した2つのリードフレーム(第1リードフレーム、第2リードフレーム)を用いてもよい。
The other connecting
The
続いて、図13に示すように、各接続部48の凹所56に、接続体として、細長い矩形状の半田シート42kを載置する。半田シート42kは、第1および第2凸型導電体44a、44bの凸部45a、45b上、並びに接続部48上に載置される。他方の半田シート42kは、第3および第4凸型導電体44c、44dの凸部45c、45d上、並びに接続部48上に載置される。
Subsequently, as illustrated in FIG. 13, an elongated
図14および図15に示すように、第2導電体36を半田シート42kおよび2つの接続部48上に載置するとともに、第2導電体36の周囲およびリードフレーム70上に第2固定治具80を載置する。ここで、第2導電体36は、半導体モジュール2つ分の大きさに形成され、すなわち、ほぼ2倍の大きさに形成されている。そして、接合面36aが第1導電体34と対向するように配置される。第2固定治具80は、例えば、SUSにより、第1固定治具60とほぼ同等の大きさの矩形板状に形成され、また、第2導電体36を装着可能な矩形状の位置決め開口80aを有している。第2固定治具80は、周縁部を第1固定治具60の周壁段差部を係合させることにより、第1固定治具60に対して所定位置に位置決めされた状態でリードフレーム70上に載置される。これにより、第2固定治具80は、リードフレーム70を上から押さえ付け、リードフレーム70を所定位置に保持する。また、第2導電体36は、第2固定治具80の位置決め開口80a内に係合し、リードフレーム70に対して所定位置に位置決めされる。
なお、第2固定治具80を第1固定治具60に装着した後、第2固定治具80の位置決め開口80aに第3導電体36を装着するようにしてもよい。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
Alternatively, after the
次いで、図16に示すように、第2固定治具80および第2導電体36に重ねて矩形板状のおもり82を載置する。おもり82により、前述した複数の部材を積層方向に押付けて、位置固定する。おもり82は、実質的に接合部高さが半田内の粒子サイズと同等となるおもり重量を選択する。
Next, as shown in FIG. 16, a rectangular plate-shaped
以上のように積層および位置決めされた構成部材および第1、第2固定治具60、80を例えば、リフロー炉で所定時間だけ加熱し、半田シート42aないし42kを一括溶融させた後、冷却し、半田を固化させることにより、各構成部材を接合する。半田による接合の際、半田シート42kは、接続部48の凹所56内に配置させているため、溶融時に凹所56の外へ流れることがなく、構成部材の所定位置を接合することができる。また、半田シート42kは、溶融することにより、接続部48、第1、第2凸型導電体の凸部45a、45b、および第2導電体36の3者を相互に接合する。同様に、もう一方の半田シート42kは、溶融することにより、接続部48、第3、第4凸型導電体の凸部45c、45d、および第2導電体36の3者を相互に接合する。
The component members and the first and second fixing jigs 60 and 80 stacked and positioned as described above are heated for a predetermined time in a reflow furnace, for example, and the
上記のように半田シートを溶融、固化させた後、図17に示すように、接合された構成部材およびリードフレーム70からおもり82、第1および第2固定治具60、80、および分割式治具62を取外す。続いて、接合された構成部材およびリードフレーム70の外観検査を行った後、図18に示すように、ワイヤボンディングにより、各信号端子50の基端と第1半導体素子38の対応する接続端子38aとをボンディングワイヤ(導線)53で接続する。また、ワイヤボンディングにより、各信号端子50の基端と第3半導体素子38bの対応する接続端子38aとをボンディングワイヤ(導線)53で接続する。
After the solder sheet is melted and solidified as described above, as shown in FIG. 17, the
ワイヤボンディングの後、外観検査、例えば、ワイヤ未接合が発生していないか、ワイヤループ形状が潰れていないか、等を検査する。
次に、図19に示すように、リードフレーム70の枠体70aと、第1および第2電力端子46a、46bの端部と、信号端子50の延出部とを除く全ての構成部材を絶縁材、例えば、樹脂で覆い、ほぼ直方体形状のモールド樹脂体52を成形する。このようなモールド樹脂体52は、前述の接合された積層体を成形型内に配置し、合成樹脂を成形型内に射出することにより成形する。成形型は、リードフレーム70を堺に離型され、モールド樹脂体52には、リードフレーム70と同一平面に位置するパーティングライン54が形成される。
After wire bonding, an appearance inspection, for example, inspection of whether wire unbonding has occurred or whether the wire loop shape has been crushed is performed.
Next, as shown in FIG. 19, all components except the
続いて、図20および図21に示すように、モールド樹脂体52、第1導電体34、第2導電体36、およびリードフレーム70の枠体70aを、第1導電体34の中心線C(カットライン)に沿って切断し、第1および第2半導体素子38、40を含む第1モジュール16aと、第3および第4半導体素子38b、40bを含む第2モジュール16bとに分離する。切断には、例えば、回転ブレード84を用いる。切断により、第1および第2導電体34、36が露出する第1モジュール16aの底面、並びに、前記第1および第2導電体が露出する第2モジュール16bの底面を同時に形成する。
なお、切断には、ブレードに限らず、レーザー、ウォータージェット等を用いても良い。
Subsequently, as shown in FIGS. 20 and 21, the
The cutting is not limited to a blade, and a laser, a water jet, or the like may be used.
続いて、第1および第2モジュール16a、16bの各々について、リードフレーム70を所定の位置でカットし、モールド樹脂体52から切り離すとともに、5本の信号端子50および第1、第2電力端子46a、46bを切り出す。
Subsequently, for each of the first and
その後、第1および第2電力端子46a、46bの接触部47a、47bを直角に折曲げ、また、各信号端子50を2箇所で折曲げフォーミングする。最後に、各信号端子50の表面に導電膜を形成する。
上記の工程により、電力変換装置の半導体モジュール16が2つ完成する。
Thereafter, the
Through the above steps, two
以上のように構成された半導体電力変換装置の製造方法によれば、導電体上に対となるように複数の半導体素子を配置して絶縁体で封止した後、対となる半導体装置を分離するように導電体および絶縁体を切断することにより、導電体をモジュールの底面に露出させる方法としている。この製造方法によれば、切断後には導電体と絶縁体が同一面となり、切断するだけで導電体を露出させることが可能となる。そのため、底面を研削する作業が不要となり、製造工程を簡便とすることができる。また、切断による導電体の露出においては、導電体の寸法および平面度、組立て精度によらないため、低コスト部材および汎用設備を用いた製造が可能となる。 According to the method of manufacturing a semiconductor power conversion device configured as described above, a plurality of semiconductor elements are arranged on a conductor so as to form a pair and sealed with an insulator, and then the paired semiconductor device is separated. Thus, the conductor and the insulator are cut so that the conductor is exposed to the bottom surface of the module. According to this manufacturing method, the conductor and the insulator are flush with each other after cutting, and the conductor can be exposed only by cutting. This eliminates the need to grind the bottom surface and simplifies the manufacturing process. Further, the exposure of the conductor by cutting does not depend on the dimensions and flatness of the conductor and the assembly accuracy, and therefore, it is possible to manufacture using a low-cost member and general-purpose equipment.
材料ロスとなるのは、切断するブレードの厚さ(幅)分だけとなるため、ブレード厚の薄いものを使用すれば材料効率も向上する。リードフレームに設けたピン孔をガイドとしてワークを加工点に精度良く搬送することが可能であり、ワークを上から加圧、固定するだけで切断が可能となる。これにより、製造工程を簡素化することができる。更に、切断の場合、研削に比較して加工時間を短くでき、製造工程時間を短縮することが可能となる。単一の第1導電体、第2導電体、リードフレームを用いて、2つの半導体モジュールを製造することができ、部品点数および工数の削減を図ることができる。また、電力端子、信号端子、接続部を一体部品(リードフレーム)とすることにより部品数を削減することができる。同時に、電力端子と信号端子を別部品とする場合よりも、電力端子と信号端子の取り付け位置精度に優れ、完成品の寸法ばらつきが低下する。 Since the material loss is only the thickness (width) of the blade to be cut, the material efficiency is improved by using a thin blade. The workpiece can be accurately conveyed to the processing point using a pin hole provided in the lead frame as a guide, and cutting can be performed simply by pressing and fixing the workpiece from above. Thereby, a manufacturing process can be simplified. Furthermore, in the case of cutting, the processing time can be shortened compared to grinding, and the manufacturing process time can be shortened. Two semiconductor modules can be manufactured using a single first conductor, second conductor, and lead frame, and the number of parts and man-hours can be reduced. Moreover, the number of parts can be reduced by making the power terminal, the signal terminal, and the connection part into an integral part (lead frame). At the same time, compared with the case where the power terminal and the signal terminal are separate parts, the mounting position accuracy of the power terminal and the signal terminal is excellent, and the dimensional variation of the finished product is reduced.
接続体となる半田に複数の粒子を含有することにより、はんだ溶融・固化後も接合部の高さが粒子以下にならないように制御することができる。これにより、接合部の高さ寸法のばらつきを低減し、組み立て精度の向上を図ることが可能となる。更に、接合時、第2導電体上におもりを搭載することにより、半田の表面張力による第2導電体の浮きを抑え、接合部の高さ寸法のばらつきを低減する。同時に、おもりによって構成部品に荷重を掛けることにより、接合時における部品の位置ずれを防止することができる。
以上のことから、簡便で材料効率が高く、低コストで半導体装置を製造することが可能な電力半導体装置の製造方法が得られる。
By containing a plurality of particles in the solder as the connection body, it is possible to control so that the height of the joint portion does not become the particle or less even after the solder is melted and solidified. Thereby, it is possible to reduce the variation in the height dimension of the joint and improve the assembly accuracy. Further, by mounting a weight on the second conductor at the time of joining, floating of the second conductor due to the surface tension of the solder is suppressed, and variation in the height dimension of the joint is reduced. At the same time, by applying a load to the component part with the weight, it is possible to prevent the positional deviation of the part at the time of joining.
From the above, it is possible to obtain a method for manufacturing a power semiconductor device that is simple, has high material efficiency, and can manufacture a semiconductor device at low cost.
次に他の実施形態に係る電力半導体装置の製造方法について説明する。以下に述べる他の実施形態において、前述した第1の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。 Next, a method for manufacturing a power semiconductor device according to another embodiment will be described. In other embodiments to be described below, the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, detailed description thereof is omitted, and different parts will be mainly described.
(第2の実施形態)
図22は、第2の実施形態に係る製造方法による製造工程を示している。本実施形態によれば、第1および第2導電体を含む構成部品をモールド樹脂で覆う際、図22に示すように、第1導電体の中心線Cに沿った所定幅の領域73を除いて、構成部品をモールド樹脂で覆い、領域73の両側にモールド樹脂体52を形成する。領域73に第1および第2導電体の一部が露出している。
(Second Embodiment)
FIG. 22 shows a manufacturing process by the manufacturing method according to the second embodiment. According to the present embodiment, when the component including the first and second conductors is covered with the mold resin, the
続いて、第1導電体34、第2導電体36、およびリードフレーム70の枠体70aを、第1導電体34の中心線C(カットライン)に沿って切断し、第1モジュール16aと、第2モジュール16bとに分離する。この際、モールド樹脂体52から領域73に露出している第1および第2導電体の部分で、これら第1および第2導電体を切断する。切断には、例えば、回転ブレード84を用いる。切断により、第1および第2導電体34、36が露出する第1モジュール16aの底面、並びに、前記第1および第2導電体が露出する第2モジュール16bの底面を同時に形成する。
なお、切断には、ブレードに限らず、レーザー、ウォータージェット等を用いても良い。第2の実施形態に係る製造方法において、他の製造工程は、前述した第1の実施形態と同一である。
Subsequently, the
The cutting is not limited to a blade, and a laser, a water jet, or the like may be used. In the manufacturing method according to the second embodiment, other manufacturing steps are the same as those in the first embodiment described above.
上記のような第2の実施形態に係る製造方法によれば、切断領域を除いて絶縁材(モールド樹脂)を充填することにより、絶縁材の充填量を低減し、製造コストの削減を図ることができる。その他、第2の実施形態においても、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 According to the manufacturing method according to the second embodiment as described above, by filling the insulating material (mold resin) except for the cutting region, the filling amount of the insulating material is reduced, and the manufacturing cost is reduced. Can do. In addition, also in 2nd Embodiment, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired.
なお、この発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、電力変換装置の構成部材の寸法、形状等は、前述した実施形態に限定されることなく、設計に応じて種々変更可能である。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
For example, the dimensions, shapes, and the like of the components of the power conversion device are not limited to the above-described embodiments, and can be variously changed according to the design.
10…半導体電力変換装置、12…冷却器、14…支持フレーム、
16…半導体モジュール、18…冷却ブロック、18a…受熱面、24…接続端子、
32…制御回路基板、34…第1導電体、34a…接合面、34b…底面、
36…第2導電体、36a…接合面、36b…底面、38…第1半導体素子、
40…第2半導体素子、38b…第3半導体素子、40b…第4半導体素子、
44a…第1凸型導電体、44b…第2凸型導電体、44c…第3凸型導電体、
44d…第4凸型導電体、46a…第1電力端子、46b…第2電力端子、
48…接続部、50…信号端子、52…モールド樹脂体、60…第1固定治具、
62…分割式治具、70…リードフレーム、80…第2固定治具
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Semiconductor power converter device, 12 ... Cooler, 14 ... Support frame,
16 ... Semiconductor module, 18 ... Cooling block, 18a ... Heat receiving surface, 24 ... Connection terminal,
32 ... Control circuit board, 34 ... First conductor, 34a ... Bonding surface, 34b ... Bottom surface,
36 ... 2nd conductor, 36a ... Bonding surface, 36b ... Bottom surface, 38 ... 1st semiconductor element,
40 ... 2nd semiconductor element, 38b ... 3rd semiconductor element, 40b ... 4th semiconductor element,
44a ... first convex conductor, 44b ... second convex conductor, 44c ... third convex conductor,
44d ... fourth convex conductor, 46a ... first power terminal, 46b ... second power terminal,
48 ... Connection portion, 50 ... Signal terminal, 52 ... Mold resin body, 60 ... First fixing jig,
62 ... Split jig, 70 ... Lead frame, 80 ... Second fixing jig
Claims (6)
前記第1導電体の第1接合面上で、前記中心線の反対側の第2領域に、それぞれ表裏面に異なる電極を有する板状の第3半導体素子および第4半導体素子を、それぞれ一方の電極が前記第1接合面に接触するように接合し、
前記第1ないし第4半導体素子の各々の電極上に導電体からなるスペーサをそれぞれ接合し、
2組の電力端子、2組の信号端子、2組の接続部を有するリードフレームの前記接続部を前記第1および第2半導体素子上の前記スペーサ、および前記第3および第4半導体素子上の前記スペーサに、それぞれ接合し、
1組の電力端子の一方を前記第1導電体の第1領域に接合し、
他の組の電力端子の一方を前記第1導電体の第2領域に接合し、
第2接合面を有する第2導電体を、その第2接合面が前記第1導電体の第1接合面と対向するように前記2組のアイランド接続部上に接合し、
前記第1半導体素子の電極と1組の信号端子とを導線で接続し、
前記第3半導体素子の電極と他の組の信号端子とを導線で接続し、
前記2組の電極端子の端部、前記2組の信号端子の端部、並びに前記第1導電体および第2導電体を絶縁材で覆って絶縁体を形成し、
前記絶縁体、前記第1導電体および第2導電体を、前記第1導電体の中心線に沿って切断し、前記第1および第2半導体素子を含む第1モジュールと、前記第3および第4半導体素子を含む第2モジュールとに分離し、
前記リードフレームの前記アイランド接続部、前記電力端子、および前記信号端子を残して、前記リードフレームの他の部分を切除することを特徴する半導体電力変換装置の製造方法。 On the first bonding surface of the first conductor, plate-like first semiconductor elements and second semiconductor elements each having different electrodes on the front and back surfaces in the first region on one side of the center line of the first conductor, One electrode is joined so as to contact the first joining surface,
On the first bonding surface of the first conductor, plate-like third semiconductor elements and fourth semiconductor elements each having different electrodes on the front and back surfaces in the second region opposite to the center line, respectively, Bonding so that the electrode contacts the first bonding surface,
Bonding a spacer made of a conductor on each electrode of the first to fourth semiconductor elements,
The connecting portion of the lead frame having two sets of power terminals, two sets of signal terminals, and two sets of connecting portions is connected to the spacers on the first and second semiconductor elements, and on the third and fourth semiconductor elements. Bonding to each of the spacers,
Joining one of the set of power terminals to the first region of the first conductor;
Joining one of the other set of power terminals to the second region of the first conductor;
A second conductor having a second bonding surface is bonded onto the two sets of island connection portions such that the second bonding surface faces the first bonding surface of the first conductor;
Connecting the electrode of the first semiconductor element and a set of signal terminals with a conducting wire;
Connecting the electrode of the third semiconductor element and another set of signal terminals with a conductive wire;
An end of the two sets of electrode terminals, an end of the two sets of signal terminals, and the first conductor and the second conductor are covered with an insulating material to form an insulator,
Cutting the insulator, the first conductor, and the second conductor along a center line of the first conductor; and a first module including the first and second semiconductor elements; and the third and second Separated into a second module containing four semiconductor elements,
A method of manufacturing a semiconductor power conversion device, wherein the island connection portion, the power terminal, and the signal terminal of the lead frame are left, and other portions of the lead frame are cut off.
前記切断は、前記絶縁材から露出している前記第1および第2導電体の領域を前記中心線に沿って切断することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半導体電力変換装置の製造方法。 The insulator is formed by covering the first and second semiconductors with an insulating material except for a part of the first and second semiconductors along a center line of the first semiconductor,
4. The semiconductor according to claim 1, wherein the cutting is performed by cutting a region of the first and second conductors exposed from the insulating material along the center line. 5. A method for manufacturing a power converter.
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