JP2017045771A - パワー半導体モジュールの製造方法及びパワー半導体モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
また、ベース基板に複数のパワー半導体素子及び一次成形体を搭載してモジュール本体部を作製し、このモジュール本体部を各外部導出端子及び制御信号系端子の一部が露出するようにモールド封止した二次成形体を形成するので、モジュール全体の高さ、奥行き及び幅方向の設計寸法を抑えることができ、パワー半導体モジュールの低背化及び小型化を図ることができる。
本発明の一実施形態に係るパワー半導体モジュールは、第1金型を用いた射出成形により一次成形体としての端子ブロックを形成し、この端子ブロックを複数のパワー半導体素子と共にベース基板上に搭載してモジュール本体部を作製し、このモジュール本体部を第2金型を用いたインサート成形により二次成形体である樹脂ケースで覆った構造を備えている。なお、端子ブロックは、複数の外部導出端子及び制御信号系端子をモールド樹脂により非接触状態で位置決め固定してなるものである。以下、このような構造を有するパワー半導体モジュールについて詳述する。
図1は、本発明の一実施形態に係るパワー半導体モジュール1を示す外観斜視図である。図1に示すように、パワー半導体モジュール1は、矩形板状のベース基板20と、このベース基板20の搭載面27側の基板上をその長手方向の両端部を除いて覆うように形成された略長方形状の樹脂ケース40とを備えた外観を有する。ベース基板20は、例えばアルミニウムにより構成され得る。ベース基板20の長手方向の両端部近傍には、パワー半導体モジュール1の被取付部材へのねじ止め等に利用され得る取付用穴28がそれぞれ貫通形成されている。
図2は、パワー半導体モジュール1の一次成形体である端子ブロック10を示す外観斜視図である。図2に示すように、端子ブロック10は、各メイン端子11〜13、補助カソード端子14及びゲート端子15と共に、これらの端子11〜15をモールド固定するモールド樹脂部分16を有する。
図3は、パワー半導体モジュール1のベース基板20を示す外観斜視図である。また、図4は、ベース基板20に端子ブロック10を搭載する様子を示す分解斜視図である。図3及び図4に示すように、ベース基板20は、矩形短冊状の外形を備えている。ベース基板20の長手方向の各取付用穴28よりも内側には、長手方向と交差する短手方向に向かって側面部から切り欠かれた複数の切欠部29が形成されている。これら切欠部29よりも更に長手方向の内側のベース基板20の搭載面27側には、回路21が形成されている。
図5は、パワー半導体モジュール1のモジュール本体部30を示す外観斜視図である。図5に示すように、モジュール本体部30は、ベース基板20上に搭載された端子ブロック10を有する。このモジュール本体部30は、図4に示した端子ブロック10の各端子11〜15と、ベース基板20上の電極板22a,23aを含む各チップ22,23、ゲートアングル24及び回路21とを、半田リフロー等で半田付けすることにより作製される。なお、図5においては半田の図示は省略している。
次に、このように構成されたパワー半導体モジュール1の製造工程について、図6のフローチャートを参照しながら説明する。図6は、パワー半導体モジュール1の製造工程を示すフローチャートである。更に、図7〜図10は、この製造工程における端子位置決め工程の一部を示す図であり、図7は上面図、図8は斜視図、図9及び図10は断面図を示している。
10 端子ブロック
11〜13 メイン端子
14 補助カソード端子
15 ゲート端子
16 モールド樹脂部分
17 水平ピン抜去孔
18 鉛直ピン抜去孔
20 ベース基板
21 回路
22 サイリスタチップ
23 ダイオードチップ
27 搭載面
30 モジュール本体部
40 樹脂ケース
91 第1位置決め用ピン
92 第2位置決め用ピン
Claims (9)
- 複数のパワー半導体素子を内蔵した樹脂成形品からなるパワー半導体モジュールの製造方法であって、
複数の外部導出端子と共に複数の制御信号系端子を第1金型のキャビティ内に非接触状態で配置して型閉する際に、水平方向に延びる第1位置決め用ピンによって各制御信号系端子の鉛直方向位置を位置決めし、且つ鉛直方向に延びる第2位置決め用ピンによって前記各制御信号系端子の水平方向位置を位置決めする端子位置決め工程と、
前記キャビティ内に樹脂を射出して、前記各外部導出端子及び制御信号系端子をモールド固定した後に、前記第1及び第2位置決め用ピンを抜去して一次成形体を形成する工程と、
ベース基板に前記各パワー半導体素子及び前記一次成形体を搭載してモジュール本体部を作製する工程と、
前記モジュール本体部を第2金型のキャビティ内に配置して樹脂を射出し、当該モジュール本体部の前記各外部導出端子及び制御信号系端子の一部が露出するようにモールド封止した二次成形体を形成する工程とを備えた
ことを特徴とするパワー半導体モジュールの製造方法。 - 前記制御信号系端子は、鉛直方向に延びる鉛直部及び水平方向に延びる水平部を組み合わせた三軸方向に延伸する形状を有する
ことを特徴とする請求項1記載のパワー半導体モジュールの製造方法。 - 前記端子位置決め工程では、前記各制御信号系端子の鉛直方向位置の位置決めに際し、
上方に配置される第1制御信号系端子の水平部は、前記第1金型の上型キャビティ内面と前記第1位置決め用ピンとの間で位置決め固定され、
下方に配置される第2制御信号系端子の水平部は、前記第1金型の下型キャビティ内面と前記第1位置決め用ピンとの間で位置決め固定される
ことを特徴とする請求項2記載のパワー半導体モジュールの製造方法。 - 前記端子位置決め工程では、前記第1及び第2制御信号系端子の水平部の鉛直方向配置間隔は、前記第1位置決め用ピンの直径により定められる
ことを特徴とする請求項3記載のパワー半導体モジュールの製造方法。 - 前記端子位置決め工程では、前記各制御信号系端子の水平方向位置の位置決めに際し、
前記第1及び第2制御信号系端子の水平部は、前記第1金型と前記第2位置決め用ピンとの間で位置決め固定される
ことを特徴とする請求項3又は4記載のパワー半導体モジュールの製造方法。 - 前記第2位置決め用ピンは、前記第1金型の上型から延びている
ことを特徴とする請求項5記載のパワー半導体モジュールの製造方法。 - 前記二次成形体を形成する工程では、前記一次成形体の前記ピン抜去孔はモールド樹脂により埋められる
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載のパワー半導体モジュールの製造方法。 - 前記一次成形体を形成する工程及び前記二次成形体を形成する工程で用いられる樹脂材料は、同一特性を有する
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載のパワー半導体モジュールの製造方法。 - 複数のパワー半導体素子を内蔵した樹脂成形品からなるパワー半導体モジュールであって、
複数の外部導出端子と共に複数の制御信号系端子を射出成形によりモールド固定した一次成形体と、
ベース基板に前記各パワー半導体素子及び前記一次成形体が搭載されたモジュール本体部と、
前記モジュール本体部を前記各外部導出端子及び制御信号系端子の一部が露出するようにモールド封止した二次成形体とを備え、
前記一次成形体は、
モールド時に前記各制御信号系端子の鉛直方向位置及び水平方向位置をそれぞれ位置決めして非接触状態で配置するための水平方向に延びる第1位置決め用ピン及び鉛直方向に延びる第2位置決め用ピンを、モールド後に抜去して形成されるピン抜去孔をモールド樹脂部分に有し、
前記二次成形体は、
モールド樹脂部分が、前記ピン抜去孔を埋めて前記一次成形体のモールド樹脂部分を内包するように形成されており、
前記一次成形体及び前記二次成形体のモールド樹脂部分の間には、界面が存在する
ことを特徴とするパワー半導体モジュール。
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