JP2020004893A - Power semiconductor module, power conversion device, and method of manufacturing power semiconductor module - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、電力用半導体素子および電力用半導体素子を制御する制御用半導体素子を内包するパワー半導体モジュール、電力変換装置、およびパワー半導体モジュールの製造方法に関する。 The present application relates to a power semiconductor module, a power conversion device, and a method for manufacturing a power semiconductor module that include a power semiconductor element and a control semiconductor element that controls the power semiconductor element.
インバータ制御装置のコストを低減するため制御回路基板の小型化が図られている。それに伴い、制御回路基板に実装されるパワー半導体モジュールも低コスト化および小型化が求められている。このため、電力用パワー半導体チップのみならず、その半導体チップを制御するICチップを1パッケージに内蔵したインテリジェントパワーモジュール(Intelligent Power Module、以下IPMと称す)が製造されてきた。このIPMとして、これまでDIP(Dual In-line Package)、SIP(Single In-line Package)またはSOP(Small Outline Package)などがパッケージ形状として、製品化されている。 In order to reduce the cost of the inverter control device, the size of the control circuit board has been reduced. Accordingly, the power semiconductor module mounted on the control circuit board is also required to be reduced in cost and size. For this reason, not only power semiconductor chips for power but also intelligent power modules (hereinafter, referred to as IPMs) in which an IC chip for controlling the semiconductor chips is incorporated in one package have been manufactured. As the IPM, DIP (Dual In-line Package), SIP (Single In-line Package), SOP (Small Outline Package), and the like have been commercialized as package shapes.
これらのパッケージは、半導体チップなどを封止する絶縁物のモールド樹脂から実装基板との接続用のリードが外側にはみ出しているため、パッケージサイズが大きくなりやすい。そこで、IC、メモリおよびLSIなどでは、ノンリードタイプのSON(Small Outline Non-leaded Package)およびQFN(Quad Flat Non-lead Package)のパッケージ形状が開発されている。また、半導体チップは動作時に多量の熱を発生させるため、発生した熱をパッケージ外部に逃がす必要がある。 In these packages, the size of the package tends to increase because the leads for connecting to the mounting board protrude outward from the molding resin of the insulator that seals the semiconductor chip and the like. Therefore, non-lead type SON (Small Outline Non-leaded Package) and QFN (Quad Flat Non-lead Package) package shapes have been developed for ICs, memories, LSIs, and the like. In addition, since a semiconductor chip generates a large amount of heat during operation, it is necessary to release the generated heat to the outside of the package.
例えば、特許文献1のように、半導体チップを実装しているリード部が実装面側に配置されモールド樹脂で絶縁されていると、パッケージの絶縁性が保たれるが実装基板に熱を逃がすことになり、冷却フィンなどの取り付けも困難になり、積極的に冷却することが難しくなる。そこで、例えば、特許文献2では、半導体チップを実装しているリード部を外部に露出させ、冷却剤または冷却フィンを取り付けることで積極的に冷却している。
For example, as in
しかしながら、特許文献2のように、半導体チップを実装しているリード部が露出している構造だと、パワー半導体チップの場合、実装面が高電圧であるため露出したリード部も高電圧となり、絶縁性が保たれないという問題があった。
However, in the structure in which the lead portion on which the semiconductor chip is mounted is exposed as in
本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、パッケージの絶縁性を保ちながら半導体チップの発熱を積極的に逃がすことができ、ノンリードタイプのパッケージにより小型化することが可能なパワー半導体モジュール、電力変換装置、およびパワー半導体モジュールの製造方法を得ることを目的としている。 The present application discloses a technique for solving the above-described problem, and can actively release heat of a semiconductor chip while maintaining the insulation of the package, and reduce the size of the package by a non-lead type package. It is an object of the present invention to obtain a power semiconductor module, a power converter, and a method of manufacturing a power semiconductor module, which are capable of performing the above-described steps.
本願に開示されるパワー半導体モジュールは、基板実装面側に設けられた複数の外部端子部にそれぞれ接続された第一ダイパッド部および第二ダイパッド部が設けられたリードフレームと、前記第一ダイパッド部に搭載されるパワー半導体チップと、前記第二ダイパッド部に搭載される前記パワー半導体チップを制御する制御半導体チップと、前記パワー半導体チップおよび前記制御半導体チップを覆うモールド樹脂とを備え、前記第一ダイパッド部は、前記外部端子部から曲げ部を介して前記基板実装面から離れる方向にオフセットされた位置に配設されたことを特徴とする。 The power semiconductor module disclosed in the present application is a lead frame provided with a first die pad portion and a second die pad portion respectively connected to a plurality of external terminal portions provided on the substrate mounting surface side, and the first die pad portion A power semiconductor chip mounted on the first die pad, a control semiconductor chip for controlling the power semiconductor chip mounted on the second die pad portion, and a mold resin covering the power semiconductor chip and the control semiconductor chip, The die pad portion is disposed at a position offset from the external terminal portion in a direction away from the substrate mounting surface via a bent portion.
本願に開示されるパワー半導体モジュールの製造方法は、複数の外部端子部に曲げ部を介してそれぞれ接続する第一ダイパッド部および第二ダイパッド部が設けられ、前記第一ダイパッド部および前記第二ダイパッド部が基板実装面側から離れる方向にそれぞれオフセットした位置に配設されたリードフレームを用意し、パワー半導体チップおよび制御半導体チップを前記リードフレームの前記第一ダイパッド部と前記第二ダイパッド部の基板実装面側にそれぞれ実装する工程と、前記リードフレームの第一接続パッド部と前記パワー半導体チップの表面電極、前記パワー半導体チップの表面電極と前記制御半導体チップの表面電極、前記制御半導体チップの表面電極と前記リードフレームの第二接続パッド部のそれぞれの間をワイヤ配線する工程と、前記パワー半導体チップおよび前記制御半導体チップをモールド樹脂で覆うモールド工程とを含むことを特徴とする。 The method for manufacturing a power semiconductor module disclosed in the present application is provided with a first die pad portion and a second die pad portion respectively connected to a plurality of external terminal portions via a bent portion, and the first die pad portion and the second die pad A lead frame disposed at a position offset in a direction away from the substrate mounting surface side, and a power semiconductor chip and a control semiconductor chip are mounted on the substrate of the first die pad portion and the second die pad portion of the lead frame. Mounting on the mounting surface side, the first connection pad portion of the lead frame and the surface electrode of the power semiconductor chip, the surface electrode of the power semiconductor chip and the surface electrode of the control semiconductor chip, the surface of the control semiconductor chip A wire is connected between the electrode and each of the second connection pad portions of the lead frame. Characterized in that it comprises a step, a molding step for covering the power semiconductor chip and said control semiconductor chip in a molding resin.
また、複数の外部端子部に曲げ部を介してそれぞれ接続する第一ダイパッド部および第二ダイパッド部が設けられ、前記第一ダイパッド部が基板実装面側から離れる方向にオフセットした位置に配設され、前記第二ダイパッド部が基板実装面側から前記第一ダイパッド部のオフセット量より小さいオフセット量だけ離れた位置に配設されたリードフレームを用意し、パワー半導体チップまたは制御半導体チップを前記リードフレームの前記第一ダイパッド部または前記第二ダイパッド部の基板実装面側または前記基板実装面とは反対側の放熱面側に実装した後、前記制御半導体チップまたは前記パワー半導体チップを前記リードフレームの前記第二ダイパッド部または前記第一ダイパッド部の前記放熱面側または前記基板実装面側に実装する工程と、前記リードフレームの第二接続パッド部または第一接続パッド部と前記制御半導体チップまたは前記パワー半導体チップの表面電極、前記制御半導体チップまたは前記パワー半導体チップの表面電極と前記制御半導体チップおよび前記パワー半導体チップの間にある前記リードフレームの第三接続パッド部のそれぞれの間を前記放熱面側または前記基板実装面側からワイヤ配線した後で、前記リードフレームの第一接続パッド部または第二接続パッド部と前記パワー半導体チップまたは前記制御半導体チップの表面電極、前記パワー半導体チップまたは前記制御半導体チップの表面電極と前記パワー半導体チップおよび前記制御半導体チップの間にある前記リードフレームの第三接続パッド部のそれぞれの間を前記基板実装面側または前記放熱面側からワイヤ配線する工程と、前記パワー半導体チップおよび前記制御半導体チップをモールド樹脂で覆うモールド工程とを含むことを特徴とする。 Further, a first die pad portion and a second die pad portion respectively connected to the plurality of external terminal portions via a bent portion are provided, and the first die pad portion is disposed at a position offset in a direction away from the substrate mounting surface side. Preparing a lead frame provided at a position where the second die pad portion is separated from the substrate mounting surface by an offset amount smaller than the offset amount of the first die pad portion, and connecting a power semiconductor chip or a control semiconductor chip to the lead frame; After being mounted on the substrate mounting surface side of the first die pad portion or the second die pad portion or on the heat dissipation surface side opposite to the substrate mounting surface, the control semiconductor chip or the power semiconductor chip is mounted on the lead frame of the lead frame. Mounted on the heat dissipation surface side or the substrate mounting surface side of the second die pad portion or the first die pad portion The second connection pad portion or the first connection pad portion of the lead frame, the surface electrode of the control semiconductor chip or the power semiconductor chip, the surface electrode of the control semiconductor chip or the power semiconductor chip, the control semiconductor chip, and After wire-wiring between each of the third connection pad portions of the lead frame between the power semiconductor chips from the heat dissipation surface side or the substrate mounting surface side, the first connection pad portion or the third connection pad portion of the lead frame is connected. A second connection pad portion and a surface electrode of the power semiconductor chip or the control semiconductor chip, a third electrode of the lead frame between the surface electrode of the power semiconductor chip or the control semiconductor chip and the power semiconductor chip and the control semiconductor chip; The space between each of the connection pad portions is the board mounting surface side or A step of wire wired from the radiating surface, characterized in that it comprises a molding step for covering the power semiconductor chip and said control semiconductor chip in a molding resin.
また、複数の外部端子部に曲げ部を介してそれぞれ接続する第一ダイパッド部および第二ダイパッド部が設けられ、前記第一ダイパッド部が基板実装面側から離れる方向にオフセットした位置に配設され、前記第二ダイパッド部が外部端子部として基板実装面に配設されたリードフレームを用意し、パワー半導体チップまたは制御半導体チップを前記リードフレームの前記第一ダイパッド部または前記第二ダイパッド部の基板実装面側または前記基板実装面とは反対側の放熱面側にそれぞれ実装した後、前記制御半導体チップまたは前記パワー半導体チップを前記リードフレームの前記第二ダイパッド部または前記第一ダイパッド部の前記放熱面側または前記基板実装面側にそれぞれ実装する工程と、前記リードフレームの第二接続パッド部または第一接続パッド部と前記制御半導体チップまたは前記パワー半導体チップの表面電極、前記制御半導体チップまたは前記パワー半導体チップの表面電極と前記制御半導体チップおよび前記パワー半導体チップの間にある前記リードフレームの第三接続パッド部のそれぞれの間を前記放熱面側または前記基板実装面側からワイヤ配線した後で、前記リードフレームの第一接続パッド部または第二接続パッド部と前記パワー半導体チップまたは前記制御半導体チップの表面電極、前記パワー半導体チップまたは前記制御半導体チップの表面電極と前記パワー半導体チップおよび前記制御半導体チップの間にある前記リードフレームの第三接続パッド部のそれぞれの間を前記基板実装面側または前記放熱面側からワイヤ配線する工程と、前記パワー半導体チップおよび前記制御半導体チップをモールド樹脂で覆うモールド工程とを含むことを特徴とする。 Further, a first die pad portion and a second die pad portion respectively connected to the plurality of external terminal portions via a bent portion are provided, and the first die pad portion is disposed at a position offset in a direction away from the substrate mounting surface side. Preparing a lead frame in which the second die pad portion is disposed on a substrate mounting surface as an external terminal portion, and mounting a power semiconductor chip or a control semiconductor chip on the substrate of the first die pad portion or the second die pad portion of the lead frame; After mounting the control semiconductor chip or the power semiconductor chip on the mounting surface side or the heat radiation surface side opposite to the substrate mounting surface, respectively, the heat radiation of the second die pad portion or the first die pad portion of the lead frame is performed. Mounting on a surface side or the substrate mounting surface side, respectively, and a second connection pad portion of the lead frame. Or the first connection pad portion and a surface electrode of the control semiconductor chip or the power semiconductor chip, and the lead frame between the control semiconductor chip or the surface electrode of the power semiconductor chip and the control semiconductor chip and the power semiconductor chip. After wire-wiring between the respective third connection pad portions from the heat dissipation surface side or the substrate mounting surface side, the first connection pad portion or the second connection pad portion of the lead frame and the power semiconductor chip or the Mounting the substrate between the surface electrode of the control semiconductor chip, the power semiconductor chip or the third connection pad portion of the lead frame between the power semiconductor chip and the control semiconductor chip and the surface electrode of the control semiconductor chip; Wiring a wire from a surface side or the heat radiation surface side; Characterized in that it comprises a molding step for covering the word semiconductor chip and said control semiconductor chip in a molding resin.
本願によれば、パワー半導体チップを搭載するダイパッド部を、外部端子部から曲げ部を介して基板実装面から離れる方向にオフセットされた位置に配設することで、パワー半導体チップから発生した熱が基板実装面と反対側の放熱面から放熱し易いパワー半導体モジュールを得ることができる。 According to the present application, by disposing the die pad portion on which the power semiconductor chip is mounted at a position offset from the external terminal portion in a direction away from the substrate mounting surface via the bent portion, heat generated from the power semiconductor chip is reduced. A power semiconductor module that easily radiates heat from the heat radiating surface opposite to the substrate mounting surface can be obtained.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1におけるパワー半導体モジュール101の構成を示す表面側から見た平面図である。図2は、図1のAA矢視断面図である。図3は、パワー半導体モジュール101に用いるリードフレーム111の全体を示す平面図であり、図3の領域S1の部分が図1に対応する。なお、図1では、モールド樹脂26の図示を省略している。
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the
図1、図2および図3に示すように、パワー半導体モジュール101は、パワー半導体チップ22、制御半導体チップ23、パワー半導体チップ22を実装するリードフレーム111の第一ダイパッド部としてのパワーダイパッド14a、制御半導体チップ23を実装するリードフレーム111の第二ダイパッド部としての制御ダイパッド15a、パワーダイパッド14aと接続するリードフレーム111の曲げ部14bと外部端子部14c、制御ダイパッド15aと接続するリードフレーム111の曲げ部15bと外部端子部15c、パワー半導体チップ22の表面電極と制御半導体チップ23の表面電極とを接続するワイヤ配線38、パワー半導体チップ22の表面電極とワイヤ配線37を介して接続する第一接続パッド部である接続パッド10a、接続パッド10aと接続するリードフレーム111の曲げ部10bと外部端子部10c、制御半導体チップ23の表面電極とワイヤ配線39を介して接続する第二接続パッド部である接続パッド11a、接続パッド11aと接続するリードフレーム111の曲げ部11bと外部端子部11c、およびモールド樹脂26から構成される。
As shown in FIGS. 1, 2 and 3, the
パワー半導体チップ22および制御半導体チップ23はそれぞれ、パワーダイパッド14a、制御ダイパッド15aの、パワー半導体モジュール101の基板実装面31側に実装する。制御半導体チップ23は、パワー半導体チップ22の制御を司る半導体であり、パワー半導体チップ22のゲート駆動および電流検知などの機能が搭載されている。パワー半導体チップ22および制御半導体チップ23は、パワーダイパッド14a、制御ダイパッド15aのそれぞれに、はんだ28、29を用いて実装される。なお、実装には、はんだ28、29の代わりに、Agペーストに代表される導電性接着剤、またはAg、Cuの焼結材料などを用いてもよい。さらに、コンデンサおよび抵抗などの部品を必要に応じて実装してもよい。また、制御半導体チップ23は、1個に限られるものでなく、パワー半導体モジュール101内に複数個搭載されていてもよい。
The
パワー半導体チップ22は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)またはDiode、パワーMOS−FET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)等のパワー半導体素子が採用される。ここでは、パワー半導体チップ22として、MOS−FETを用いる。
The
制御半導体チップ23は、HVIC(High Voltage IC)、LVIC(Low-Voltage Integrated Circuit)等の制御半導体チップが採用される。本願の実施の形態では、制御半導体チップ23は、高圧側のパワー半導体チップ22を制御するHVIC(図1の上側の制御半導体チップ23)と、低圧側のパワー半導体チップ22を制御するLVIC(図1の下側の制御半導体チップ23)を用いる。
As the
リードフレーム111は、CuまたはAlおよびその合金製のものを用いる。表面に酸化防止のため、NiまたはAgでめっき処理してあってもよい。ワイヤ配線37、38、39は、Al、Cu、Au、Agおよびその合金などの材料からなるφ10μm程度からφ500μm程度の円柱形のものを用い、接合にはボールボンドまたはウェッジボンドなどの既存の接合方法が用いられる。モールド樹脂26は、絶縁性のエポキシ系の基材に熱伝導を向上させるためにシリカまたはアルミナなどの材料が混ざったものを用いる。
The
図4は、パワー半導体モジュール101での、パワー半導体チップ22の位置を説明するための図である。図4に示すように、パワー半導体チップ22を搭載するパワーダイパッド14aは、リードフレーム111の外部端子部14cに対して、曲げ部14bを介して基板実装面31から離れる方向にオフセットされている。オフセットされる量は、モールド樹脂26にて封止された時にリードフレーム111が外部に露出されないオフセット量L1であり、またパワーダイパッド14aが外部に対して絶縁されていれば、任意に選択できる。ただし、冷却性を向上させるためには、パワーダイパッド14aとモジュール外部側の放熱面30との間のモールド樹脂26の厚みは薄い方がよい。
FIG. 4 is a diagram for explaining the position of the
また、図2ではパワーダイパッド14aと制御ダイパッド15aのオフセット量が同一となっているが、異なっていても問題ない。パワーダイパッド14aおよび制御ダイパッド15aを外部端子部14c、15cからオフセットすることにより、実装時に実装基板との接合部となる外部端子部14c、15cのみを露出することができる。これにより、基板実装時のはんだのぬれ広がる領域を制御しやすくなり、基板実装時の不良発生を抑制することができる。
Further, in FIG. 2, the offset amounts of the
また、ワイヤ配線37、38、39がモールド樹脂から露出せず、電位の異なるワイヤ配線37、38、39とパワー半導体チップ22、制御半導体チップ23などの間で接触せず、絶縁性が保たれる距離が必要となる。ワイヤ配線37、38、39が接合される箇所、パワー半導体チップ22および制御半導体チップ23が実装される箇所のリードフレーム111上には、接合性および実装性を向上させるため、部分的にAgなどで表面をめっき処理されていることが望ましい。
In addition, the
次に、実施の形態1におけるパワー半導体モジュール101の製造方法について、図5に基づき説明する。図5は、実施の形態1におけるパワー半導体モジュール101の製造の手順を示すフローチャート図である。
Next, a method of manufacturing
まず、パワー半導体チップ22を搭載するパワーダイパッド14aの位置がリードフレーム111の外部端子部14cに対して、曲げ部14bを介して基板実装面31から離れる方向にオフセットされているリードフレーム111を用意し、パワー半導体チップ22および制御半導体チップ23をリードフレーム111のパワーダイパッド14a、制御ダイパッド15aの基板実装面31側にそれぞれ、はんだ28、29を用いて実装する(実装工程、ステップS501)。
First, a
続いて、ワイヤ配線37、38、39を用いてパワー半導体チップ22および制御半導体チップ23とリードフレーム111を接続する(ワイヤ接続、ステップS502)。このとき、パワー半導体チップ22とリードフレーム111(接続パッド10a)との間、パワー半導体チップ22と制御半導体チップ23との間、制御半導体チップ23とリードフレーム111(接続パッド11a)との間のワイヤ配線37、38、39が同一の種類のものであれば、同時に接合することが可能となるが、パワー半導体チップ22に流す電流容量、および制御半導体チップ23の接合部の電極サイズにより、最適なワイヤ配線を選択することが望ましい。また、これらのワイヤ配線37、38、39を接合する順番も任意に選択することができる。
Subsequently, the
次いで、モールド樹脂26を用いて、基板実装する外部端子部10c、11c、14c、15cのみを露出させ、その他の部材を封止する(モールド工程、ステップS503)。モールドの方法として、トランスファーモールドを用いてもよいが、ワイヤ配線の変形を抑えることが可能なコンプレッションモールドを用いることが望ましい。
Next, using the
続いて、モールド樹脂26に覆われていないリードフレーム111の部分をめっき処理する(めっき処理工程、ステップS504)。めっきとして、基板実装時のはんだ付けに対応するためにSnめっき、またはSn−Cuめっきなどが選ばれる。なお、予めリードフレーム全面にめっき処理を施している場合、または基板実装時のはんだ付けに表面処理が不要と判断した場合、このめっき処理を省略してもよい。
Subsequently, the portion of the
最後に、パワー半導体モジュール101ごとに、金型プレスなどにより切断し、個片化することでSON(Small Outline No Lead Package)型もしくはQFN(Quad For Non-Lead Package)型のパッケージとしてパワー半導体モジュール101が得られる(切断工程、ステップS505)。
Finally, each
パワー半導体モジュール101の動作時には、主にパワー半導体チップ22が発熱する。パワー半導体モジュール101を基板に実装した後、パワー半導体チップ22から発生した熱は、基板実装面31と反対側の放熱面30から逃がすことになる。
During operation of the
そこで、パワー半導体モジュール101のパワーダイパッド14aの放熱面30側にモールド樹脂26よりも熱伝導性の高い熱伝導性絶縁シートを別途追加してもよい。図6に、パワーダイパッド14aの放熱面30側に熱伝導性絶縁シート40を備えたパワー半導体モジュール101の断面図を示す。熱伝導性絶縁シートとしては、例えば、窒化ホウ素、アルミナまたはシリカ製のフィラーが充填されたエポキシシートが挙げられる。これにより、パワー半導体チップ22から発生した熱を、パワーダイパッド14aおよび熱伝導性絶縁シート40を介して、局所的に放熱面30から放熱しやすくなる。
Therefore, a heat conductive insulating sheet having higher heat conductivity than the
また、パワー半導体モジュール101の放熱面30側に金属製の冷却フィンを連結してもよい。図7に、パワー半導体モジュール101の放熱面30側に放熱グリス24を介して冷却フィン41を備えたパワー半導体モジュール101の断面図を示す。冷却フィン41を連結する放熱グリス24には、例えばシリコーンベースのサーマルグリスが挙げられる。冷却フィン41の固定には、既存のねじまたはクリップなどを使う。冷却フィンとしては、例えば、アルミニウムなどの金属が挙げられる。冷却フィン41を追加することで積極的に熱を放熱することが可能となり、よりパワー半導体チップ22が発熱する条件で駆動させることができる。
Further, a metal cooling fin may be connected to the
このようなSON型もしくはQFN型のパッケージであるパワー半導体モジュール101は、従来のDIP型のパッケージと比べて、挿入端子分のリードが不要となる。図8に、従来のDIP型のパッケージを有するパワー半導体モジュールの構成を示す表面側から見た平面図を示す。図9は、図8のDD矢視断面図である。図10は、従来のパワー半導体モジュールに用いるリードフレーム120の全体を示す平面図であり、図10の領域S0の部分が図8に対応する。なお、図8では、モールド樹脂26の図示を省略している。
The
図9に示すように、従来のパワー半導体モジュールでは、挿入端子分のリード25を備える。図3と図10を比較したとき、リードフレーム111とリードフレーム120の縦幅は同じであるが、横幅が短くなっているのもかかわらず、パワー半導体モジュール101の方がパワー半導体モジュールの台数が多い。このことから、リードフレーム111の1枚あたりのパワー半導体モジュールの取れ数が向上することがわかる。したがって、リードフレーム111の1枚あたりのパワー半導体モジュール101の取れ数が向上することにより、モールド成型に要する時間を短縮することが可能となる。
As shown in FIG. 9, the conventional power semiconductor module includes leads 25 for insertion terminals. When FIG. 3 and FIG. 10 are compared, the
以上のように、実施の形態1におけるパワー半導体モジュール101によれば、基板実装面31に設けられた外部端子部14c、15cに接続されたパワーダイパッド14aおよび制御ダイパッド15aが設けられたリードフレーム111と、パワーダイパッド14aに搭載されるパワー半導体チップ22と、制御ダイパッド15aに搭載される制御半導体チップ23を制御する制御半導体チップ23と、パワー半導体チップ22および制御半導体チップ23を覆うモールド樹脂26とを備え、パワーダイパッド14aは、外部端子部14cから曲げ部14bを介して基板実装面31から離れる方向にオフセットされた位置に配設されるようにしたので、パワー半導体チップから発生した熱が基板実装面と反対側の放熱面から放熱し易く、信頼性の高いパワー半導体モジュールを得ることができる。また、従来のパワー半導体モジュールと較べ、挿入端子分のリードが不要となるので、小型化を図ることができる。また、リードフレーム1枚あたりのパワー半導体モジュールの取れ数が向上することで、パワー半導体モジュール1個あたりのモールド成型に要する時間を短縮することが可能となる。
As described above, according to
また、パワーダイパッド14aは、基板実装面31と反対側の放熱面30との間に、熱伝導性絶縁シート40を設けるようにしたので、局所的に放熱面から熱を放熱することができる。さらに、基板実装面31と反対側の放熱面30に冷却フィン41を備えるようにしたので、積極的に熱を放熱すことが可能となり、よりパワー半導体チップが発熱する条件で駆動させることができる。
Further, since the
実施の形態2.
実施の形態1では、パワー半導体チップ22および制御半導体チップ23は、パワーダイパッド14a、制御ダイパッド15aの、パワー半導体モジュール101の基板実装面31側に実装した場合について説明したが、実施の形態2では、制御半導体チップ23を制御ダイパッド15aの、基板実装面31とは反対側の放熱面30側に実装した場合について説明する。
In the first embodiment, a case has been described where the
図11は、実施の形態2におけるパワー半導体モジュール102の構成を示す表面側から見た平面図であり、図12は、裏面側から見た平面図である。図13は、図11および図12のBB矢視断面図である。図14は、パワー半導体モジュール102に用いるリードフレーム112の全体を示す平面図であり、図14の領域S2の部分が図11および図12に対応する。なお、図11および図12では、モールド樹脂26の図示を省略している。
FIG. 11 is a plan view of the configuration of
図11、図12、図13、および図14に示すように、パワー半導体モジュール102は、制御半導体チップ23が制御ダイパッド15aの基板実装面31と反対側の放熱面30側に実装されており、制御半導体チップ23とパワー半導体チップ22間のワイヤ配線38が第三接続パッド部である接続パッド19aの両面を介して接続されている。
As shown in FIGS. 11, 12, 13, and 14, in the
図15は、パワー半導体モジュール102での、パワー半導体チップ22と制御半導体チップ23の位置を説明するための図である。図15に示すように、制御半導体チップ23を搭載する制御ダイパッド15aは、リードフレーム112の外部端子部15cに対して、曲げ部15bを介して基板実装面31から離れる方向にオフセットされている。オフセットされる量は、パワー半導体チップ22を搭載するパワーダイパッド14aのオフセット量L1よりも小さいオフセット量L2であり、制御ダイパッド15aが外部に対して絶縁されていれば、任意に選択できる。
FIG. 15 is a diagram for explaining positions of the
また、パワーダイパッド14aおよび制御ダイパッド15aを外部端子部14c、15cからオフセットすることにより、実装時に実装基板との接合部となる外部端子部14c、15cのみを露出することができる。これにより、基板実装時のはんだのぬれ広がる領域を制御しやすくなり、基板実装時の不良発生を抑制することができる。
In addition, by offsetting the
図13では、接続パッド19aもパワーダイパッド14aと同様にオフセットされているが、制御ダイパッド15aのオフセット量L2より大きく、オフセット量L1以下であれば、任意に選択できる。しかし、ワイヤ配線38は、パワー半導体チップ22、制御半導体チップ23、および異電位のリードフレームに接触および絶縁破壊するほど接近しないように、配線する必要がある。そのため、接続パッド19aのオフセット量を調整することで、上記接触等を防ぐことができる。実施の形態2によるパワー半導体モジュール102のその他の構成については、実施の形態1のパワー半導体モジュール101と同様であり、対応する部分には同符号を付してその説明を省略する。
In FIG. 13, the
次に、実施の形態2におけるパワー半導体モジュール102の製造方法について説明する。パワー半導体モジュール102の製造方法は、基本的に実施の形態1と同様であり、実施の形態1で用いた図5に基づいて説明する。
Next, a method for manufacturing
まず、パワー半導体チップ22を搭載するパワーダイパッド14aが、リードフレーム112の外部端子部14cに対して、曲げ部14bを介して基板実装面31からオフセット量L1だけ離れた位置に設定され、制御半導体チップ23を搭載する制御ダイパッド15aが、リードフレーム112の外部端子部15cに対して、曲げ部15bを介して基板実装面31からオフセット量L1より小さいオフセット量L2だけ離れた位置に設定されたリードフレーム112を用意し、パワー半導体チップ22をリードフレーム112のパワーダイパッド14aの基板実装面31側に、はんだ28を用いて実装し、その後、リードフレーム112の裏表を入れ替え、制御半導体チップ23をリードフレーム112の制御ダイパッド15aの放熱面30側に、はんだ29を用いて実装する(実装工程、ステップS501)。
First, the
なお、本実施の形態2では、パワー半導体チップ22を実装してから、制御半導体チップ23を実装したが、先に制御半導体チップ23を実装した後にパワー半導体チップ22を実装してもよい。また、実施の形態1と同様に、はんだ28、29の代わりに、導電性接着剤などを用いてもよい。
In the second embodiment, the
続いて、ワイヤ配線38、39を用いて制御半導体チップ23とリードフレーム112(接続パッド11a)との間および制御半導体チップ23の表面電極と接続パッド19aとの間を接続し、その後、リードフレーム112の裏表を入れ替え、パワー半導体チップ22とリードフレーム112(接続パッド10a)との間およびパワー半導体チップ22の表面電極と接続パッド19aとの間を接続する(ワイヤ接続、ステップS502)。
Subsequently, the
このとき、制御半導体チップ23側のワイヤ接続後は、接続パッド19aの放熱面30側にはすでにワイヤ配線38が接合されているため、接続パッド19aの基板実装面31側にワイヤ配線38を接合するときには、リードフレーム112を固定する治具およびリードフレーム112を配置するステージが制御半導体チップ23側のワイヤ配線38に干渉しないようにする必要がある。
At this time, after the wire connection on the
なお、接続パッド19aの両側の同じ箇所にワイヤ配線38をそれぞれ接合してもよいし、接続パッド19aの基板実装面31側と放熱面30側でワイヤ配線38の接合位置を変えても、ワイヤ配線38を破断させることなく接合できていれば問題ない。また、本実施の形態2では、制御半導体チップ23側のワイヤ配線をしてから、パワー半導体チップ22側のワイヤ配線をしたが、先に制御半導体チップ23側のワイヤ配線をした後にパワー半導体チップ22側のワイヤ配線をしてもよい。また、両面のそれぞれの側から同時に、制御半導体チップ23側のワイヤ配線およびパワー半導体チップ22側のワイヤ配線をしてもよい。このように、両面側から同時にワイヤ配線をすることにより、ワイヤ配線に要する時間を短縮することが可能となる。
Note that the
ステップS503からステップS505の工程については、実施の形態1と同様の操作を行うことで、SON型もしくはQFN型のパッケージとしてパワー半導体モジュール102が得られる。
The
このように、制御ダイパッド15aのオフセット量L1がパワーダイパッド14aのオフセット量L2と異なることにより、熱源となるパワー半導体チップ22が制御半導体チップ23から離れることになり、熱による制御半導体チップ23の誤作動およびリーク電流の増加を低減することができる。また、図9の従来のパワー半導体モジュールにおける領域V分だけ、パワー半導体モジュールの厚みを薄くすることができる。これにより、モールド樹脂26の使用量がその分少なくなり、低コスト化が実現できる。また、図14と図10を比較したとき、リードフレーム112とリードフレーム120の縦幅は同じであるが、横幅が短くなっているのもかかわらず、実施の形態1と同様に、パワー半導体モジュール102の方がパワー半導体モジュールの台数が多いことから、リードフレーム112の1枚あたりのパワー半導体モジュール102の取れ数が向上することにより、パワー半導体モジュール1個あたりのモールド成型に要する時間を短縮することが可能となる。
As described above, since the offset amount L1 of the control die
以上のように、実施の形態2におけるパワー半導体モジュール102によれば、制御ダイパッド15aは、外部端子部15cから曲げ部15bを介して基板実装面31から離れる方向にオフセットされた位置に配設され、制御ダイパッド15aのオフセット量がパワーダイパッド14aのオフセット量よりも小さくなるようにしたので、実施の形態1の効果だけでなく、熱源となるパワー半導体チップが制御半導体チップから離れることになり、熱による制御半導体チップの誤作動およびリーク電流の増加を低減することができ、さらに信頼性の高いパワー半導体モジュールを得ることができる。また、図9に示すパワー半導体モジュールと較べると、モールド樹脂をV領域の分だけ小さくすることができるので、モールド樹脂の使用量がその分少なくなり、低コスト化が実現できる。また、両面のそれぞれの側から同時に、制御半導体チップ23側のワイヤ配線およびパワー半導体チップ22側のワイヤ配線をしてもよい。このように、両面側から同時にワイヤ配線をすることにより、ワイヤ配線に要する時間を短縮することが可能となる。
As described above, according to
実施の形態3.
実施の形態1および実施の形態2では、制御半導体チップ23を搭載する制御ダイパッド15aは、リードフレーム111、112の外部端子部15cに対して、曲げ部15bを介して基板実装面31から離れる方向にオフセットされている場合を説明したが、実施の形態3では、オフセットされていない場合について説明する。
In the first and second embodiments, the control die
図16は、実施の形態3におけるパワー半導体モジュール103の構成を示す表面側から見た平面図であり、図17は、裏面側から見た平面図である。図18は、図16および図17のCC矢視断面図である。図19は、パワー半導体モジュール103に用いるリードフレーム113の全体を示す平面図であり、図19の領域S3の部分が図16および図17に対応する。なお、図16および図17では、モールド樹脂26の図示を省略している。
FIG. 16 is a plan view of the configuration of
図16、図17、図18、および図19に示すように、パワー半導体モジュール103は、実施の形態2と同様に、制御半導体チップ23が制御ダイパッド15aの基板実装面31と反対側の放熱面30側に実装されており、制御半導体チップ23とパワー半導体チップ22間のワイヤ配線38が接続パッド19aの両面を介して接続されている。
As shown in FIGS. 16, 17, 18, and 19, in the
図20は、パワー半導体モジュール103での、パワー半導体チップ22と制御半導体チップ23の位置を説明するための図である。図18に示すように、制御半導体チップ23を搭載する制御ダイパッド15aは、実施の形態1および実施の形態2とは異なり、オフセットされておらず、制御ダイパッド15a自体が実装時に実装基板との接合部となる外部端子部として、一部が基板実装面に露出する。実施の形態3によるパワー半導体モジュール103のその他の構成については、実施の形態1のパワー半導体モジュール101と同様であり、対応する部分には同符号を付してその説明を省略する。
FIG. 20 is a diagram for explaining positions of the
次に、実施の形態3におけるパワー半導体モジュール103の製造方法について説明する。パワー半導体モジュール103の製造方法は、基本的に実施の形態1と同様であり、実施の形態1で用いた図5に基づいて説明する。
Next, a method for manufacturing
まず、パワー半導体チップ22を搭載するパワーダイパッド14aが、リードフレーム113の外部端子部14cに対して、曲げ部14bを介して基板実装面31からオフセット量L1だけ離れた位置に設定され、制御半導体チップ23を搭載する制御ダイパッド15aが、オフセットなしで、リードフレーム113の外部端子部として、基板実装面31に一部が露出する位置に設定されたリードフレーム113を用意し、パワー半導体チップ22をリードフレーム113のパワーダイパッド14aの基板実装面31側に、はんだ28を用いて実装し、その後、リードフレーム113の裏表を入れ替え、パワー半導体チップ22をリードフレーム113のパワーダイパッド14aの基板実装面31側に、はんだ28を用いて実装し、制御半導体チップ23をリードフレーム113の制御ダイパッド15aの放熱面30側に、はんだ29を用いて実装する(実装工程、ステップS501)。
First, the
ステップS502からステップS505の工程については、実施の形態2と同様の操作を行うことで、SON型もしくはQFN型のパッケージとしてパワー半導体モジュール102が得られる。
The
このように、熱源となるパワー半導体チップ22が、オフセット量L1分だけ制御半導体チップ23から離れることになり、熱による制御半導体チップ23の誤作動およびリーク電流の増加を低減することができる。また、実施の形態2と同様、図9の従来のパワー半導体モジュールにおける領域V分だけ、パワー半導体モジュールの厚みを薄くすることができる。これにより、モールド樹脂26の使用量がその分少なくなり、低コスト化が実現できる。また、図19と図3、図14を比較してもわかるように、制御ダイパッド15aのオフセットがなくなることにより、外部端子部14c、15c、曲げ部14b、15bおよび引き回し部分が必要なくなり、その分だけ横幅が小さくなるため、モジュールのサイズも小さくでき、さらにリードフレーム113の1枚あたりのパワー半導体モジュールの取れ数が向上し、モールド成型に要する時間を短縮することが可能となる。
As described above, the
以上のように、実施の形態3におけるパワー半導体モジュール103によれば、制御ダイパッド15aは、オフセットなしで、外部端子部として基板実装面31に露出して設けられるようにしたので、実施の形態1の効果だけでなく、熱源となるパワー半導体チップが制御半導体チップから最大限離れることになり、熱による制御半導体チップの誤作動およびリーク電流の増加をさらに低減することができ、さらに信頼性の高いパワー半導体モジュールを得ることができる。また、図9に示すパワー半導体モジュールと較べると、モールド樹脂をV領域の分だけ小さくすることができるので、モールド樹脂の使用量がその分少なくなり、低コスト化が実現できる。また、制御ダイパッドのオフセットがなくなることにより、外部端子部、曲げ部および引き回し部分が必要なくなり、その分だけ横幅が小さくなるため、モジュールのサイズも小さくでき、さらにリードフレーム113の1枚あたりのパワー半導体モジュールの取れ数が向上し、モールド成型に要する時間を短縮することが可能となる。また、両面のそれぞれの側から同時に、制御半導体チップ23側のワイヤ配線およびパワー半導体チップ22側のワイヤ配線をしてもよい。このように、両面側から同時にワイヤ配線をすることにより、ワイヤ配線に要する時間を短縮することが可能となる。
As described above, according to the
実施の形態4.
実施の形態4は、上述した実施の形態1〜3にかかるパワー半導体モジュールを電力変換装置に適用したものである。本願は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、実施の形態4として、三相のインバータに本願を適用した場合について説明する。
In the fourth embodiment, the power semiconductor module according to the first to third embodiments is applied to a power converter. Although the present application is not limited to a specific power conversion device, a case where the present application is applied to a three-phase inverter will be described below as a fourth embodiment.
図21は、実施の形態4による電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。 FIG. 21 is a block diagram illustrating a configuration of a power conversion system to which the power conversion device according to the fourth embodiment is applied.
図21に示す電力変換システムは、電源100、電力変換装置200、負荷300から構成される。電源100は、直流電源であり、電力変換装置200に直流電力を供給する。電源100は種々のもので構成することが可能であり、例えば、直流系統、太陽電池、蓄電池で構成することができるし、交流系統に接続された整流回路またはAC/DCコンバータで構成することとしてもよい。また、電源100を、直流系統から出力される直流電力を所定の電力に変換するDC/DCコンバータによって構成することとしてもよい。
The power conversion system illustrated in FIG. 21 includes a
電力変換装置200は、電源100と負荷300の間に接続された三相のインバータであり、電源100から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷300に交流電力を供給する。電力変換装置200は、図21に示すように、直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路201と、主変換回路201を制御する制御信号を主変換回路201に出力する制御回路203とを備えている。
負荷300は、電力変換装置200から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷300は特定の用途に限られるものではなく、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車または電気自動車、鉄道車両、エレベーター、もしくは、空調機器向けの電動機として用いられる。
以下、電力変換装置200の詳細を説明する。主変換回路201は、スイッチング素子と還流ダイオードを備えており(図示せず)、スイッチング素子がスイッチングすることによって、電源100から供給される直流電力を交流電力に変換し、負荷300に供給する。主変換回路201の具体的な回路構成は種々のものがあるが、実施の形態4にかかる主変換回路201は2レベルの三相フルブリッジ回路であり、6つのスイッチング素子とそれぞれのスイッチング素子に逆並列された6つの還流ダイオードから構成することができる。主変換回路201の各スイッチング素子および各還流ダイオードは、上述した実施の形態1〜3のいずれかに相当するパワー半導体モジュール(ここではパワー半導体モジュール101で説明する)によって構成する。6つのスイッチング素子は2つのスイッチング素子ごとに直列接続され上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相(U相、V相、W相)を構成する。そして、各上下アームの出力端子、すなわち主変換回路201の3つの出力端子は、負荷300に接続される。
Hereinafter, the details of the
また、主変換回路201は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路(図示なし)を備えているが、駆動回路はパワー半導体モジュール101に内蔵されていてもよいし、パワー半導体モジュール101とは別に駆動回路を備える構成であってもよい。駆動回路は、主変換回路201のスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成し、主変換回路201のスイッチング素子の制御電極に供給する。具体的には、後述する制御回路203からの制御信号に従い、スイッチング素子をオン状態にする駆動信号とスイッチング素子をオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子の制御電極に出力する。スイッチング素子をオン状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以上の電圧信号(オン信号)であり、スイッチング素子をオフ状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以下の電圧信号(オフ信号)となる。
Although the
制御回路203は、負荷300に所望の電力が供給されるよう主変換回路201のスイッチング素子を制御する。具体的には、負荷300に供給すべき電力に基づいて主変換回路201の各スイッチング素子がオン状態となるべき時間(オン時間)を算出する。例えば、出力すべき電圧に応じてスイッチング素子のオン時間を変調するPWM制御によって主変換回路201を制御することができる。そして、各時点においてオン状態となるべきスイッチング素子にはオン信号を、オフ状態となるべきスイッチング素子にはオフ信号が出力されるよう、主変換回路201が備える駆動回路に制御指令(制御信号)を出力する。駆動回路は、この制御信号に従い、各スイッチング素子の制御電極にオン信号又はオフ信号を駆動信号として出力する。
The
実施の形態4に係る電力変換装置では、主変換回路201のスイッチング素子と還流ダイオードとして実施の形態1〜3にかかる半導体装置を適用するため、信頼性向上を実現することができる。
In the power converter according to the fourth embodiment, since the semiconductor devices according to the first to third embodiments are applied as the switching element and the return diode of the
実施の形態4では、2レベルの三相インバータに本願を適用する例を説明したが、本願は、これに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用することができる。実施の形態4では、2レベルの電力変換装置としたが3レベルまたはマルチレベルの電力変換装置であっても構わないし、単相負荷に電力を供給する場合には単相のインバータに本願を適用しても構わない。また、直流負荷等に電力を供給する場合にはDC/DCコンバータまたはAC/DCコンバータに本願を適用することも可能である。 In the fourth embodiment, an example in which the present invention is applied to a two-level three-phase inverter has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to various power converters. In the fourth embodiment, a two-level power converter is used. However, a three-level or multi-level power converter may be used. When supplying power to a single-phase load, the present invention is applied to a single-phase inverter. It does not matter. In addition, when power is supplied to a DC load or the like, the present invention can be applied to a DC / DC converter or an AC / DC converter.
また、本願を適用した電力変換装置は、上述した負荷が電動機の場合に限定されるものではなく、例えば、放電加工機またはレーザー加工機、又は誘導加熱調理器または非接触器給電システムの電源装置として用いることもでき、さらには太陽光発電システムまたは蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いることも可能である。 The power converter to which the present invention is applied is not limited to the case where the above-described load is an electric motor. For example, a power supply device of an electric discharge machine or a laser machine, or an induction heating cooker or a non-contact power supply system It can also be used as a power conditioner for a solar power generation system or a power storage system.
本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、1つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも1つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも1つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。 Although this application describes various exemplary embodiments and examples, the various features, aspects, and functions described in one or more embodiments may apply to particular embodiments. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to the embodiment alone or in various combinations. Accordingly, innumerable modifications not illustrated are contemplated within the scope of the technology disclosed herein. For example, a case where at least one component is deformed, added or omitted, and a case where at least one component is extracted and combined with a component of another embodiment are included.
14a パワーダイパッド、14b 曲げ部、14c 外部端子部、15a 制御ダイパッド、15b 曲げ部、15c 外部端子部、22 パワー半導体チップ、23 制御半導体チップ、26 モールド樹脂、30 放熱面、31 基板実装面、101 パワー半導体モジュール、L1 オフセット量。 14a power die pad, 14b bent portion, 14c external terminal portion, 15a control die pad, 15b bent portion, 15c external terminal portion, 22 power semiconductor chip, 23 control semiconductor chip, 26 mold resin, 30 heat radiation surface, 31 substrate mounting surface, 101 Power semiconductor module, L1 offset amount.
Claims (13)
前記第一ダイパッド部に搭載されるパワー半導体チップと、
前記第二ダイパッド部に搭載される前記パワー半導体チップを制御する制御半導体チップと、
前記パワー半導体チップおよび前記制御半導体チップを覆うモールド樹脂と
を備え、
前記第一ダイパッド部は、前記外部端子部から曲げ部を介して前記基板実装面から離れる方向にオフセットされた位置に配設されたことを特徴とするパワー半導体モジュール。 A lead frame provided with a first die pad portion and a second die pad portion respectively connected to a plurality of external terminal portions provided on the substrate mounting surface side,
A power semiconductor chip mounted on the first die pad portion,
A control semiconductor chip for controlling the power semiconductor chip mounted on the second die pad portion,
And a mold resin covering the power semiconductor chip and the control semiconductor chip,
The power semiconductor module according to claim 1, wherein the first die pad portion is disposed at a position offset from the external terminal portion in a direction away from the substrate mounting surface via a bent portion.
前記制御半導体チップの表面電極とワイヤ配線を介して接続する前記リードフレームの第二接続パッド部と
を備えたことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のパワー半導体モジュール。 A first connection pad portion of the lead frame connected to the surface electrode of the power semiconductor chip via a wire,
The power semiconductor according to any one of claims 1 to 4, further comprising a second connection pad portion of the lead frame connected to a surface electrode of the control semiconductor chip via a wire. module.
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と
を備えた電力変換装置。 A main conversion circuit having the power semiconductor module according to any one of claims 1 to 8 for converting input power and outputting the power,
A control circuit for outputting a control signal for controlling the main conversion circuit to the main conversion circuit.
前記リードフレームの第一接続パッド部と前記パワー半導体チップの表面電極、前記パワー半導体チップの表面電極と前記制御半導体チップの表面電極、前記制御半導体チップの表面電極と前記リードフレームの第二接続パッド部のそれぞれの間をワイヤ配線する工程と、
前記パワー半導体チップおよび前記制御半導体チップをモールド樹脂で覆うモールド工程と
を含むことを特徴とするパワー半導体モジュールの製造方法。 A first die pad portion and a second die pad portion respectively connected to the plurality of external terminal portions via a bent portion are provided, and the first die pad portion and the second die pad portion are respectively offset in a direction away from the substrate mounting surface side. Prepare a lead frame disposed at the position, the step of mounting a power semiconductor chip and a control semiconductor chip on the substrate mounting surface side of the first die pad portion and the second die pad portion of the lead frame, respectively,
A first connection pad portion of the lead frame and a surface electrode of the power semiconductor chip; a surface electrode of the power semiconductor chip and a surface electrode of the control semiconductor chip; a surface electrode of the control semiconductor chip and a second connection pad of the lead frame; Wiring between each of the sections;
And a molding step of covering the power semiconductor chip and the control semiconductor chip with a molding resin.
前記リードフレームの第二接続パッド部または第一接続パッド部と前記制御半導体チップまたは前記パワー半導体チップの表面電極、前記制御半導体チップまたは前記パワー半導体チップの表面電極と前記制御半導体チップおよび前記パワー半導体チップの間にある前記リードフレームの第三接続パッド部のそれぞれの間を前記放熱面側または前記基板実装面側からワイヤ配線した後で、前記リードフレームの第一接続パッド部または第二接続パッド部と前記パワー半導体チップまたは前記制御半導体チップの表面電極、前記パワー半導体チップまたは前記制御半導体チップの表面電極と前記パワー半導体チップおよび前記制御半導体チップの間にある前記リードフレームの第三接続パッド部のそれぞれの間を前記基板実装面側または前記放熱面側からワイヤ配線する工程と、
前記パワー半導体チップおよび前記制御半導体チップをモールド樹脂で覆うモールド工程と
を含むことを特徴とするパワー半導体モジュールの製造方法。 A first die pad portion and a second die pad portion respectively connected to the plurality of external terminal portions via a bent portion are provided, and the first die pad portion is disposed at a position offset in a direction away from the substrate mounting surface side, Prepare a lead frame disposed at a position where the second die pad portion is separated from the substrate mounting surface side by an offset amount smaller than the offset amount of the first die pad portion, and connect a power semiconductor chip or a control semiconductor chip to the lead frame. After mounting on the substrate mounting surface side of the first die pad portion or the second die pad portion or on the heat radiation surface side opposite to the substrate mounting surface, the control semiconductor chip or the power semiconductor chip is mounted on the second side of the lead frame. A step of mounting the die pad portion or the first die pad portion on the heat dissipation surface side or the substrate mounting surface side;
A second connection pad portion or a first connection pad portion of the lead frame, a surface electrode of the control semiconductor chip or the power semiconductor chip, a surface electrode of the control semiconductor chip or the power semiconductor chip, the control semiconductor chip, and the power semiconductor After wire-wiring between the third connection pad portions of the lead frame between the chips from the heat dissipation surface side or the substrate mounting surface side, the first connection pad portion or the second connection pad of the lead frame Part and a surface electrode of the power semiconductor chip or the control semiconductor chip, a third connection pad part of the lead frame between the surface electrode of the power semiconductor chip or the control semiconductor chip and the power semiconductor chip and the control semiconductor chip Between the substrate mounting surface side and the A step of wire wiring from the side,
And a molding step of covering the power semiconductor chip and the control semiconductor chip with a molding resin.
前記リードフレームの第二接続パッド部または第一接続パッド部と前記制御半導体チップまたは前記パワー半導体チップの表面電極、前記制御半導体チップまたは前記パワー半導体チップの表面電極と前記制御半導体チップおよび前記パワー半導体チップの間にある前記リードフレームの第三接続パッド部のそれぞれの間を前記放熱面側または前記基板実装面側からワイヤ配線した後で、前記リードフレームの第一接続パッド部または第二接続パッド部と前記パワー半導体チップまたは前記制御半導体チップの表面電極、前記パワー半導体チップまたは前記制御半導体チップの表面電極と前記パワー半導体チップおよび前記制御半導体チップの間にある前記リードフレームの第三接続パッド部のそれぞれの間を前記基板実装面側または前記放熱面側からワイヤ配線する工程と、
前記パワー半導体チップおよび前記制御半導体チップをモールド樹脂で覆うモールド工程と
を含むことを特徴とするパワー半導体モジュールの製造方法。 A first die pad portion and a second die pad portion respectively connected to the plurality of external terminal portions via a bent portion are provided, and the first die pad portion is disposed at a position offset in a direction away from the substrate mounting surface side, A lead frame having a second die pad portion provided on a substrate mounting surface as an external terminal portion is prepared, and a power semiconductor chip or a control semiconductor chip is mounted on the substrate mounting surface of the first die pad portion or the second die pad portion of the lead frame. After mounting the control semiconductor chip or the power semiconductor chip on the second die pad portion or the first die pad portion of the lead frame, Or mounting each on the substrate mounting surface side,
A second connection pad portion or a first connection pad portion of the lead frame, a surface electrode of the control semiconductor chip or the power semiconductor chip, a surface electrode of the control semiconductor chip or the power semiconductor chip, the control semiconductor chip, and the power semiconductor After wire-wiring between the third connection pad portions of the lead frame between the chips from the heat dissipation surface side or the substrate mounting surface side, the first connection pad portion or the second connection pad of the lead frame Part and a surface electrode of the power semiconductor chip or the control semiconductor chip, a third connection pad part of the lead frame between the surface electrode of the power semiconductor chip or the control semiconductor chip and the power semiconductor chip and the control semiconductor chip Between the substrate mounting surface side and the A step of wire wiring from the side,
And a molding step of covering the power semiconductor chip and the control semiconductor chip with a molding resin.
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