JP3671712B2 - Electronic component built-in module - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の端子が設けられた電子部品内蔵モジュールに関し、特にワイヤボンディングによって内部回路と接続される端子を有する電子部品内蔵モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)モジュール及びIPM(Intelligent Power Module)の端子半田付けレス構造品(ワイヤボンディングで端子と内部基板の配線を行う方式)では、端子がケースに確実に固定されていることが求められる。端子が浮いていたりすると、端子に対してワイヤボンディングを行う際に、接続不良を起こす可能性が高くなるためである。そこで従来は、端子におけるワイヤボンディングすべき領域の両側面を階段状にし、突出した部分(食い付き部)を樹脂製のケースに埋め込むことで、端子を固定していた。
【0003】
図9は、従来の端子の固定構造の例を示す図である。(A)が上面図であり、(B)がC−C断面図である。この図に示すように、端子61〜63と樹脂製のケース51との食い付きをよくするために、端子61〜63をケース51に埋め込むとともに、端子61〜63の両側面を階段状にし、食い付き部61a,61b、62a,62b,63a,63bが形成されている。食い付き部61a,61b、62a,62b,63a,63bは、樹脂製のケース51に埋め込まれている。また、端子61〜63の上面はケース51から露出しており、この部分にワイヤボンディングが行われる。
【0004】
このように、端子61〜63に食い付き部61a,61b、62a,62b,63a,63bを設け、その食い付き部61a,61b、62a,62b,63a,63bがケース51に食い付くようにすることで、端子61〜63がケース51に固定される。
【0005】
なお、このような構造の端子付きケースを製造するには、ケースの金型に端子の一端を挿入した状態で、金型に樹脂を流し込めばよい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、端子間の距離は、なるべく狭いことが望まれる。それは、端子間の距離が狭ければ、電子部品を内蔵したモジュールの小型化を図ることができるとともに、端子に接続するコネクタを小さくすることもできるからである。
【0007】
しかし、端子と端子との間には絶縁距離が必要であるとともに、ある程度の幅の食い付き部が必要であるため、端子間の距離を狭めるのには限界があった。
図9の例では、絶縁距離として0.8mm確保している。また、食い付き部の幅を0.3mmとしている。なお、ワイヤボンディングを行うには、端子の露出面の幅はある程度以上必要であり、図の例では1.5mmである。この場合、ある端子の露出面から隣接する端子の露出面までの距離は、0.8+0.3+0.3=1.4mmとなる。
【0008】
このような端子間距離を狭めるには、絶縁距離、もしくは食い付き部の幅を狭めることが考えられるが、絶縁距離を狭めれば、電気的に動作させた場合の信頼性が低下する。また、食い付き部の幅を狭めれば、端子がしっかりと固定されなくなり、ワイヤボンディングの確実性が低下する。
【0009】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、端子間の絶縁距離を保ちつつ、確実に固定された端子が狭い間隔で配置された電子部品内蔵モジュールを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、複数の端子が設けられた電子部品内蔵モジュールにおいて、ワイヤボンディングすべき領域を含む固定対象部分の側面から側方に向けて突出した凸部が設けられ、向かい合う前記側面の互いの前記凸部同士が正対しないように配置された複数の端子部材と、前記複数の端子部材の前記凸部を覆うことによって前記複数の端子部材を固定するケース部材と、を有することを特徴とする電子部品内蔵モジュールが提供される。
【0011】
このような電子部品内蔵モジュールによれば、端子部材に設けられた凸部がケース部材に覆われることでしっかりと固定されている。さらに、複数の端子は、向かい合う側面の互いの凸部同士が正対しないように配置されているため、端子部材間の最短距離は、ある端子部材の凸部の先端と隣接する端子部材の側面との距離となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
ここでは、本発明をパワーモジュールに適用した場合の実施の形態を説明する。なお、本発明の特徴を最もよく示す図は図1であるが、以下の説明では、パワーモジュールの全体構成から順に説明する。
【0013】
図2は、本発明を適用したパワーモジュールを示す図である。この図は、パワーモジュール10の上蓋を外した状態の上面図である。また、ケース11内部はシリコーンゲルで封止されている。
【0014】
パワーモジュール10は、ケース11の内部から外部へ複数の端子12が取り出されている。端子12は、パワーモジュール10に接続するケーブルのコネクタに合致するような間隔で配置されている。端子12の一方の端部は、パワーモジュール10の内部に露出しており、ワイヤボンディングで形成されたアルミワイヤ13によって、回路基板14上の配線パターン15に接続されている。その配線パターン15は、回路基板14に搭載された半導体素子16の電極に、アルミワイヤ13のワイヤボンディングによって接続されている。
【0015】
図3は、図2に示したパワーモジュールの正面図である。これは、図2の下方からパワーモジュール10を見た場合の形状を示している。この図に示すように、複数の端子12a〜12oが狭い間隔で配置されている。端子12a〜12oの上方に飛び出した部分が、コネクタに接続すべき部分である。
【0016】
図4は、図2のA−A部分断面図である。端子12aは、L字型に曲げられている。端子12aの底辺の右側の部分は、上面のみがケース11から露出している。その露出面に、アルミワイヤ13aがワイヤボンディングによって取り付けられている。アルミワイヤ13aの他方の端部は、回路基板14a上の配線パターン15aに接続されている。これにより、パワーモジュール10の端子12aと内部の回路とが電気的に接続される。
【0017】
図1は、端子のワイヤボンディング部の拡大図である。この図は、端子のボンディング部分を上方から見たときの拡大図である。また、アルミワイヤは省略している。
【0018】
端子12a〜12cには、露出面が設けられており、その幅は、1.5mmである。端子12a〜12c側面には、凸部12aa,12ab,12ba,12bb,12ca,12cbが設けられている。凸部12aa,12ab,12ba,12bb,12ca,12cbは、上から見た場合には半円形をしており、半径は0.3mmである。この凸部12aa,12ab,12ba,12bb,12ca,12cbは、端子12a〜12cの左右に1つずつ設けられている。
【0019】
一方の凸部12aa,12ba,12caは端部から比較的離れた位置の左側に設けられており、他方の凸部12ab,12bb,12cbは端部に近い部分の右側に設けられている。すなわち、隣り合った端子の向かい合う側面同士では、必ず凸部同士が正対しないように配置されている。なお、2つの凸部12aa,12ab,12ba,12bb,12ca,12cbに挟まれた領域がワイヤボンディング領域17となる。
【0020】
このような複数の端子12a〜12cは、露出面同士の間隔が1.1mmとなるように配置されている。すなわち、端子同士の最短距離は、凸部の先端から隣接する端子の側面までの距離となり、その距離は0.8mmである。従って、十分な絶縁距離が保たれている。
【0021】
図5は、図1のB−B断面図である。端子12a〜12cの凸部12aa,12ba,12caの断面形状は、下面に近づくに従って突出量が大きくなるような形をしている。このような形状は、コイニングによって成形されている。
【0022】
以上のような形状の端子12a〜12cをケースに固定するには、端子12a〜12cの凸部12aa,12ba,12caが設けられた部分を、ケース11を成型するための金型に挿入する。そして、金型に樹脂を流し込めば、凸部12aa,12ba,12caの上まで樹脂が流れ込む。その結果、端子の凸部が樹脂に食い込んだ状態となる。そのまま樹脂が固まってケース11となれば、投錨効果が得られ、端子12a〜12cはケース11に対して密着した状態でしっかりと固定される。
【0023】
このように、本発明によれば、複数の端子を狭い間隔で並べることができる。すなわち、隣り合った端子同士の凸部が互いに正対しないように配置されているため、端子間の距離は、凸部の先端から隣接する端子の側面までの距離が絶縁距離を満たしていればよいこととなり、従来に比べ端子間距離を短くできる。本実施の形態と図10に示した従来の技術とを比較すると、端子間の間隔(露出面間の距離)が1.4mmから1.1mmとなり、2割近く間隔が狭まっている。これにより、端子に接続するコネクタの小型化や、モジュール自身の小型化を図ることができる。例えば、10本の端子が並んでいれば、0.3×9=2.7mmの小型化が図れる。
【0024】
また、端子の側面の限られた領域に凸部を設けるようにしたことで、端子を製造するための材料費が節約できる。
なお、端子の断面形状は、図5に示した以外にも考えられる。
【0025】
図6は、端子の固定構造の第1の変形例を示す図である。ここでは、断面図のみを示している。この例では、ケース21にはめ込まれた端子22〜24の側面を斜面とすることで、凸部22a,23a,24aが形成されている。また、ケース21は、凸部22a,23a,24aを包み込むように形成されている。このような、凸部22a,23a,24aを、位置をずらして端子22〜24の両側に設けることで端子22〜24をケース21に固定できる。
【0026】
図7は、端子の固定構造の第2の変形例を示す図である。ここでは、断面図のみを示している。この例では、ケース31にはめ込まれた端子32〜34の側面に、同じ厚みの凸部32a,33a,34aを設けている。また、端子32〜34は、上面がケース31の表面よりも低くなるように深く埋め込まれ、凸部32a,33a,34aがケース31で覆われている。ただし、ワイヤボンディングすべき領域は、ケース31の樹脂に覆われずに露出している。このような凸部32a,33a,34aを、位置をずらして端子32〜34の両側に設けることで端子32〜34をケース31に固定できる。
【0027】
図8は、端子の固定構造の第3の変形例を示す図である。ここでは、断面図のみを示している。この例では、ケース41にはめ込まれた端子42〜44の側面に階段状の凸部42a,43a,44aが設けられている。また、この凸部42a,43a,44aは、ケース41の樹脂で覆われている。このような凸部42a,43a,44aを、位置をずらして両側に設けることで端子42〜44をケース41に固定できる。
【0028】
以上のように、様々な形状の凸部が考えられる。これは、断面形状に限らない。すなわち、上から見た場合の形状も、半円である必要はない。長方形や、その他の複雑な形でもよい。さらに、凸部の数も、必ずしも両側に1つずつである必要はなく、端子の両側に複数の凸部を設けてもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、端子部材に設けられた凸部がケース部材に覆われることでしっかりと固定されているとともに、複数の端子部材が、向かい合う側面の互いの凸部同士が正対しないように配置されているため、端子間の最短距離は、ある端子の凸部の先端と隣接する端子の側面との距離となり、端子間の距離を狭めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】端子のワイヤボンディング部の拡大図である。
【図2】本発明を適用したパワーモジュールを示す図である。
【図3】図2に示したパワーモジュールの正面図である。
【図4】図2のA−A部分断面図である。
【図5】図1のB−B断面図である。
【図6】端子の固定構造の第1の変形例を示す図である。
【図7】端子の固定構造の第2の変形例を示す図である。
【図8】端子の固定構造の第3の変形例を示す図である。
【図9】従来の端子の固定構造の例を示す図である。(A)が上面図であり、(B)がC−C断面図である。
【符号の説明】
10 パワーモジュール
11 ケース
12,12a〜12o 端子
12aa,12ab,12ba,12bb,12ca,12cb 凸部
13,13a アルミワイヤ
14,14a 回路基板
15,15a 配線パターン
16 半導体素子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component built-in module provided with a plurality of terminals, and more particularly to an electronic component built-in module having terminals connected to an internal circuit by wire bonding.
[0002]
[Prior art]
In IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) module and IPM (Intelligent Power Module) terminal solderless structure (wire bonding between terminal and internal board), the terminal is securely fixed to the case. Desired. This is because if the terminal is floating, there is a high possibility that a connection failure will occur when wire bonding is performed on the terminal. Therefore, conventionally, the terminals are fixed by making both side surfaces of the region to be wire-bonded in the terminal stepped and embedding the protruding portions (biting portions) in a resin case.
[0003]
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a conventional terminal fixing structure. (A) is a top view and (B) is a CC cross-sectional view. As shown in this figure, in order to improve the biting between the
[0004]
In this way, the
[0005]
In order to manufacture a case with a terminal having such a structure, a resin may be poured into a mold while one end of the terminal is inserted into the mold of the case.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it is desirable that the distance between the terminals is as small as possible. This is because if the distance between the terminals is small, the module incorporating the electronic component can be miniaturized and the connector connected to the terminals can be made small.
[0007]
However, since an insulation distance is required between the terminals and a biting portion having a certain width is required, there is a limit in reducing the distance between the terminals.
In the example of FIG. 9, an insulation distance of 0.8 mm is secured. Further, the width of the biting portion is set to 0.3 mm. In addition, in order to perform wire bonding, the width of the exposed surface of the terminal is required to some extent, and is 1.5 mm in the example in the figure. In this case, the distance from the exposed surface of a certain terminal to the exposed surface of an adjacent terminal is 0.8 + 0.3 + 0.3 = 1.4 mm.
[0008]
In order to reduce the distance between the terminals, it is conceivable to reduce the insulation distance or the width of the biting portion. However, if the insulation distance is reduced, the reliability when electrically operated is lowered. Moreover, if the width of the biting portion is narrowed, the terminal is not firmly fixed, and the reliability of wire bonding is lowered.
[0009]
The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide an electronic component built-in module in which terminals that are securely fixed are arranged at a narrow interval while maintaining an insulation distance between the terminals. .
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the electronic component built-in module provided with a plurality of terminals, a convex portion protruding from the side surface of the portion to be fixed including the region to be wire-bonded is provided, and the case member for fixing the plurality of terminal members by covering a plurality of terminal members the convex portions of each other facing the side is arranged so does not face, the convex portion of the plurality of terminal members, An electronic component built-in module is provided.
[0011]
According to such an electronic component built-in module, the convex portion provided on the terminal member is firmly fixed by being covered by the case member. Furthermore, since the plurality of terminals are arranged so that the convex portions on the opposite side surfaces do not face each other, the shortest distance between the terminal members is the side surface of the terminal member adjacent to the tip of the convex portion of a certain terminal member. And the distance.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
Here, an embodiment when the present invention is applied to a power module will be described. The best illustration of the features of the present invention is shown in FIG. 1, but in the following description, the entire configuration of the power module will be described in order.
[0013]
FIG. 2 is a diagram showing a power module to which the present invention is applied. This figure is a top view of the power module 10 with the top cover removed. The inside of the
[0014]
The power module 10 has a plurality of terminals 12 taken out from the inside of the
[0015]
FIG. 3 is a front view of the power module shown in FIG. This shows the shape when the power module 10 is viewed from below in FIG. As shown in this figure, the plurality of
[0016]
4 is a partial cross-sectional view taken along line AA of FIG. The terminal 12a is bent in an L shape. Only the upper surface of the portion on the right side of the bottom side of the terminal 12 a is exposed from the
[0017]
FIG. 1 is an enlarged view of a wire bonding portion of a terminal. This figure is an enlarged view when the bonding portion of the terminal is viewed from above. Also, aluminum wires are omitted.
[0018]
The
[0019]
One convex portion 12aa, 12ba, 12ca is provided on the left side of the position relatively far from the end portion, and the other convex portion 12ab, 12bb, 12cb is provided on the right side of the portion close to the end portion. In other words, the side surfaces of adjacent terminals facing each other are arranged so that the convex portions do not face each other. A region sandwiched between the two convex portions 12aa, 12ab, 12ba, 12bb, 12ca, and 12cb is a
[0020]
Such a plurality of
[0021]
5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. The cross-sectional shapes of the protrusions 12aa, 12ba, and 12ca of the
[0022]
In order to fix the
[0023]
Thus, according to the present invention, a plurality of terminals can be arranged at a narrow interval. That is, since the convex portions of adjacent terminals are arranged so as not to face each other, the distance between the terminals is as long as the distance from the tip of the convex portion to the side surface of the adjacent terminal satisfies the insulation distance. As a result, the distance between the terminals can be shortened as compared with the prior art. When this embodiment is compared with the conventional technique shown in FIG. 10, the distance between terminals (distance between exposed surfaces) is 1.4 mm to 1.1 mm, and the distance is narrowed by nearly 20%. Thereby, size reduction of the connector connected to a terminal and size reduction of the module itself can be achieved. For example, if 10 terminals are arranged, the size can be reduced to 0.3 × 9 = 2.7 mm.
[0024]
Further, by providing the convex portion in a limited region on the side surface of the terminal, the material cost for manufacturing the terminal can be saved.
In addition, the cross-sectional shape of the terminal can be considered other than that shown in FIG.
[0025]
FIG. 6 is a diagram illustrating a first modification of the terminal fixing structure. Here, only a sectional view is shown. In this example,
[0026]
FIG. 7 is a diagram showing a second modification of the terminal fixing structure. Here, only a sectional view is shown. In this example,
[0027]
FIG. 8 is a diagram showing a third modification of the terminal fixing structure. Here, only a sectional view is shown. In this example, stepped
[0028]
As described above, convex portions having various shapes are conceivable. This is not limited to the cross-sectional shape. That is, the shape when viewed from above need not be a semicircle. It may be a rectangle or other complex shapes. Furthermore, the number of convex portions is not necessarily one on each side, and a plurality of convex portions may be provided on both sides of the terminal.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the convex portions provided on the terminal member are firmly fixed by being covered with the case member, and the convex portions on the side surfaces facing each other are facing each other. Therefore, the shortest distance between the terminals is the distance between the tip of the convex portion of a certain terminal and the side surface of the adjacent terminal, and the distance between the terminals can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged view of a wire bonding portion of a terminal.
FIG. 2 is a diagram showing a power module to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a front view of the power module shown in FIG. 2;
4 is a partial cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2;
5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a first modification of the terminal fixing structure.
FIG. 7 is a diagram showing a second modification of the terminal fixing structure.
FIG. 8 is a diagram showing a third modification of the terminal fixing structure.
FIG. 9 is a diagram showing an example of a conventional terminal fixing structure. (A) is a top view and (B) is a CC cross-sectional view.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (4)
ワイヤボンディングすべき領域を含む固定対象部分の側面から側方に向けて突出した凸部が設けられ、向かい合う前記側面の互いの前記凸部同士が正対しないように配置された複数の端子部材と、
前記複数の端子部材の前記凸部を覆うことによって前記複数の端子部材を固定するケース部材と、
を有することを特徴とする電子部品内蔵モジュール。In the electronic component built-in module provided with a plurality of terminals,
Convex portion protruding toward the side from the side of the fixed target portion including the region to be wire bonding is provided, a plurality of terminal members the convex portions of another of the side is arranged so does not face opposite the ,
A case member for fixing the plurality of terminal members by covering the convex portions of the plurality of terminal members;
An electronic component built-in module comprising:
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