JP2018073892A - 回路体および回路体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
半導体素子の入力端子および制御端子は、ボンディングワイヤにより、電源や制御回路部等の外部装置に接続されるリード端子に接合されている。
本発明の第2の態様によると、回路体の製造方法は、第1導体と第2導体とを、長手方向におけるそれぞれの一端側が露出するように樹脂封止材により封止する回路体の製造方法であって、前記第1導体と前記第2導体とが連結された連結部の、長手方向における前記一端側の反対側に、前記第1導体と前記第2導体とが前記樹脂封止材から露出する露出面よりも陥没する凹状の薄肉部が形成されるように前記樹脂封止材により、前記第1導体と前記第2導体とを封止し、前記連結部および前記樹脂封止材の前記薄肉部の少なくとも一部を除去して、前記薄肉部の領域に凹部を形成する。
図1は、本発明の回路体の一実施の形態を示す外観斜視図である。
なお、以下では、回路体を、パワー半導体モジュール300を例として説明する。
パワー半導体モジュール300は、第1回路部300Uと第2回路部300Lとを樹脂封止材321により封止した構造を有する。詳細は後述するが、第1回路部300Uおよび第2回路部300Lは、半導体素子を有している。第1回路部300Uの第2導体板331と第2回路部の第4導体板332は、樹脂封止材321の表面から露出している。また、第1回路部300Uの第1導体板333(図4参照)と第2回路部の第3導体板334(図4参照)は、樹脂封止材321の裏面から露出している。
パワー半導体モジュール300は、インバータ回路の上アームを構成する第1回路部300Uと、下アームを構成する第2回路部300Lを備える。パワー半導体モジュール300は、交流電力を入出力する交流端子313を備える。交流端子313は、モータやモータ/ジェネレータに対し、U相、V相、W相からなる3相のいずれかの交流電力を入出力する。また、パワー半導体モジュール300は、直流正極端子311と直流負極端子312を備える。直流正極端子311と直流負極端子312は、それぞれ、不図示のバッテリおよびコンデンサに接続され直流電力を入出力する。さらに、パワー半導体モジュール300は、供給された直流電力を交流電力に変換するスイッチング素子としてのパワー半導体素子を備える。
第3半導体素子363および第4半導体素子364は、例えば、ダイオードである。
パワー半導体モジュール300を構成する第1回路部300Uと第2回路部300Lは隣接して配置されている。第1回路部300Uは、対向して配置された第1導体板333と第2導体板331との間に、第1半導体素子361と第3半導体素子363を挟んだ構造を有し、ほぼ薄板状の直方体形状に形成されている。第1半導体素子361と第3半導体素子363は、それぞれ、板状の半導体基板であり、相互に離間して隣接して配置されている。
第1半導体素子361の一面には、コレクタ電極が形成されており、該一面がはんだ等の接合材365により第1導体板333に接合されている。第1半導体素子361の他面には、エミッタ電極および制御電極が形成されている。第1半導体素子361のエミッタ電極は、はんだ等の接合材365により第2導体板331に接合されている。図示はしないが、第3半導体素子363のアノード電極は、第2導体板331に、カソード電極は第1導体板333に、それぞれ、はんだ等の接合材365により接合されている。
リードフレーム350は、第1導体板333と第3導体板334とが分離され、入出力端子310と上アーム用信号接続端子314との間、上アーム用信号接続端子314と下アーム用信号接続端子315との間を、タイバーと言われる、中間連結部351および上部連結部352で連結された構造を有する。それぞれ、分離して配置された各入出力端子310間、各上アーム用信号接続端子314間および各下アーム用信号接続端子315間も、中間連結部351および上部連結部352により連結されている。また、リードフレーム350の第1導体板333および第3導体板334は、それぞれ、中間連結部351を介して、直流正極端子311または交流端子313に接続されている。
なお、リードフレーム350は、第1、第3導体板333、334を連結する下部連結部353を有する。
なお、図示はしないが、第1半導体素子361の制御端子341は、ボンディングワイヤにより上アーム用信号接続端子314に接続され、第2半導体素子362の制御端子342は、ボンディングワイヤにより下アーム用信号端子315に接続される。また、第4導体板332は、不図示のリードフレーム部材により、図3に図示されたリードフレーム350の直流負極端子312に接続される。リードフレーム部材は、はんだ等の接合材を用いて、一端および他端が、それぞれ、第4導体板332および直流負極端子312に接合される。リードフレーム部材を第4導体板332に一体成型し、その先端を直流負極端子312に接合するようにしてもよい。
なお、このように、不図示のボンディングワイヤにより、第1、第2半導体素子361、362の制御端子341、342と上・下アーム用信号接続端子314、315とが接続され、不図示のリードフレーム部材により第4導体板332と直流負極端子312とが接続された状態をパワー半導体モジュール中間体という。
モールド成型直後の状態では、リードフレーム350は、上部連結部352、中間連結部351および下部連結部353を有している。従って、各入出力端子310間および各上アーム用信号接続端子314間および各下アーム用信号接続端子315間は、中間連結部351および上部連結部352で連結されている。
また、この状態では、図1に図示されるパワー半導体モジュール300の完成状態で形成されている各凹部340の領域を含む、中間連結部351と樹脂封止材321の上面321aとの間には、薄肉部322が形成されている。
直流負極端子312と交流端子313とは、中間連結部351により連結されている。中間連結部351と樹脂封止材321の上面321aとの間における、直流負極端子312の一側面312aと交流端子313の一側面313aとの間の領域、および完成状態で凹部340(図1参照)が形成される領域は、樹脂封止材321が薄く形成された薄肉部322となっている。図8に図示されるように、薄肉部322は、直流負極端子312や交流端子313の厚さ、すなわち、中間連結部351の厚さよりも小さい厚さに形成されている。
本一実施の形態では、モールド成型により形成された各薄肉部322を、リードフレーム350の中間連結部351を除去する際、中間連結部351と共に除去することができ、各薄肉部322を除去するための工程を設ける必要が無い。このため、端子間に、該端子間の沿面距離を大きくするための凹部340が形成された樹脂封止材321を有するパワー半導体モジュール300の生産性を向上することができる。
絶縁部材390は、直流負極端子312と交流端子313との間に延在される絶縁片391を有する。絶縁片391は、直流負極端子312および交流端子313の上方から下方に向けて延在され、その先端は凹部340内に配置されている。つまり、絶縁片391は、直流負極端子312と交流端子313の樹脂封止材321の上面321aから露出された全長に亘り直流負極端子312と交流端子313とを分離している。このため、直流負極端子312と交流端子313との間の沿面距離が大きくなるばかりでなく、直流負極端子312と交流端子313との間の空間距離も大きくすることができる。これにより、直流負極端子312と交流端子313との間の絶縁性の確保を一層確実にすることができる。
なお、図示はしないが、絶縁部材390は、図1に図示される4つの凹部340の左右方向における全長をカバーする長さに形成されており、各凹部340に対応する4か所に形成された絶縁片391を有している。
(1)パワー半導体モジュール300は、直流負極端子312の一側面312aと交流端子313の一側面313aとを離間対向し、かつ、直流負極端子312の一部と交流端子313の一部とを露出した状態で直流負極端子312と交流端子313とを封止する樹脂封止材321とを備えている。直流負極端子312の一側面312aの一部と交流端子313の一側面313aの一部には、それぞれ、導体破断面371aが形成されている。直流負極端子312と交流端子313が露出する樹脂封止材321の上面(露出面)321aにおける、直流負極端子312の一側面312aと交流端子313の一側面313aとの間に、上面(露出面)321aから導体破断面371aの反値側に陥没する凹部340が形成されている。直流負極端子312の導体破断面371aと凹部340との間および交流端子313の導体破断面371aと凹部340との間に、樹脂破断面381aが形成されている。直流負極端子312の一側面312aおよび交流端子313の一側面313aの厚さ方向と平行な方向の樹脂破断面381aの長さは、当該平行な方向の直流負極端子312および交流端子313いずれの導体破断面371aの長さより小さい。このような構成であるので、直流負極端子312と交流端子313とが中間連結部351で連結されたリードフレーム350の状態でモールド成型することができ、成型工程の能率を向上することができる。また、成型後、中間連結部351を除去すると、中間連結部351と共に薄肉部322が除去されて、樹脂封止材321の上面(露出面)321aから露出された直流負極端子312と交流端子313との間に凹部340が形成される。このように、凹部340を形成するための薄肉部322を除去する工程を設ける必要が無い。従って、直流負極端子312と交流端子313との間に沿面距離を大きくするための凹部340が形成された樹脂封止材321を有するパワー半導体モジュール300の生産性を向上することができる。また、樹脂封止材321に、直流負極端子312と交流端子313との間の沿面距離を大きくする凹部340が形成されるので、パワー半導体モジュール300の小型化、パワー半導体モジュール300に内蔵される回路部に供給する電圧の高電圧化を図ることが可能となる。
さらに、直流負極端子312と交流端子313との間に薄肉部322を形成するので、成型の際、薄肉部322が形成される箇所における上金型と下金型との接触を無くすことができる。このため、上金型と下金型とが接触することよる摩耗を抑制することができ、型寿命を向上することができる。
300U 第1回路部
300L 第2回路部
310 入出力端子
311 直流正極端子
312 直流負極端子(第1導体)
312a 一側面
313 交流端子(第2導体)
313a 一側面
314 上アーム用信号接続端子
315 下アーム用信号接続端子
321 樹脂封止材
321a 上面(露出面)
322 薄肉部
340 凹部
350 リードフレーム
351 中間連結部(連結部)
361〜364 第1〜第4半導体素子
371 切断残部
371a 導体破断面
381 薄肉残部
381a 樹脂破断面
390 絶縁部材
391 絶縁片(絶縁性の部材)
Claims (5)
- 第1導体と、
第2導体と、
前記第1導体の一側面と前記第2導体の一側面とを離間対向し、かつ、前記第1導体の一部と前記第2導体の一部とを露出した状態で前記第1導体と前記第2導体とを封止する樹脂封止材とを備え、
前記第1導体の前記一側面の一部および前記第2導体の前記一側面の一部には、それぞれ、導体破断面が形成され、
前記第1導体と前記第2導体が露出する前記樹脂封止材の露出面における、前記第1導体の前記一側面と前記第2導体の前記一側面との間に、前記露出面から導体破断面の反対側に陥没する凹部が形成され、
前記第1導体および前記第2導体それぞれの前記導体破断面と前記凹部との間に、樹脂破断面が形成され、
前記第1導体および前記第2導体の前記一側面の厚さ方向と平行な方向の前記樹脂破断面の長さは、当該平行な方向の前記第1導体および前記第2導体いずれの前記導体破断面の長さより小さい、回路体。 - 請求項1に記載の回路体において、
前記樹脂封止材には、半導体素子を有する回路部が封止されており、
前記第1導体および前記第2導体は、前記回路部に接続される外部接続用端子である、回路体。 - 請求項1に記載の回路体において、
前記第1導体および前記第2導体は、入力用または出力用の端子であり、前記第1導体の前記一側面と前記第2導体の前記一側面との間に、絶縁性の部材が配置されている、回路体。 - 請求項3に記載の回路体において、
前記絶縁性の部材の一部は、前記樹脂封止材の前記凹部内に配置されている、回路体。 - 第1導体と第2導体とを、長手方向におけるそれぞれの一端側が露出するように樹脂封止材により封止する回路体の製造方法であって、
前記第1導体と前記第2導体とが連結された連結部の、長手方向における前記一端側の反対側に、前記第1導体と前記第2導体とが前記樹脂封止材から露出する露出面よりも陥没する凹状の薄肉部が形成されるように前記樹脂封止材により、前記第1導体と前記第2導体とを封止し、
前記連結部および前記樹脂封止材の前記薄肉部の少なくとも一部を除去して、前記薄肉部の領域に凹部を形成する、回路体の製造方法。
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