JP5252626B2 - Power semiconductor module manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、3相ダイオードブリッジ回路を構成するパワー半導体モジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a power semiconductor module constituting a three-phase diode bridge circuit.
更に、本発明は、2個のダイオードを直列接続することによりダブラー型に構成されたパワー半導体モジュールの製造方法に関する。 Furthermore, the present invention relates to a method for manufacturing a power semiconductor module configured in a doubler type by connecting two diodes in series.
特に、本発明は、外部導出端子がインサート成形された外囲ケースが、金属製放熱板から浮いてしまったり、金属製放熱板が反ってしまったりする不具合を低減しつつ、半田リフロー工程の数を削減することができるパワー半導体モジュールの製造方法に関する。 In particular, the present invention reduces the number of solder reflow processes while reducing the problem that the outer case in which the external lead-out terminal is insert-molded floats from the metal heat sink or warps the metal heat sink. It is related with the manufacturing method of the power semiconductor module which can reduce.
従来から、3相ダイオードブリッジ回路を構成するパワー半導体モジュールが知られている。この種のパワー半導体モジュールの例としては、例えば特開2008−91787号公報の図1に記載されたものがある。 Conventionally, power semiconductor modules constituting a three-phase diode bridge circuit are known. As an example of this type of power semiconductor module, for example, there is one described in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-91787.
特開2008−91787号公報の図1に記載されたパワー半導体モジュールでは、絶縁基板の上面の左側に配置された第1ダイオードと第2ダイオードとが直列接続されている。また、絶縁基板の上面の中央に配置された第3ダイオードと第4ダイオードとが直列接続されると共に、第3ダイオードおよび第4ダイオードが第1ダイオードおよび第2ダイオードに対して並列接続されている。更に、絶縁基板の上面の右側に配置された第5ダイオードと第6ダイオードとが直列接続されると共に、第5ダイオードおよび第6ダイオードが第1ダイオードおよび第2ダイオードに対して並列接続され、それにより、3相ダイオードブリッジ回路が構成されている。 In the power semiconductor module described in FIG. 1 of Japanese Patent Laid-Open No. 2008-91787, a first diode and a second diode arranged on the left side of the upper surface of the insulating substrate are connected in series. A third diode and a fourth diode arranged in the center of the upper surface of the insulating substrate are connected in series, and the third diode and the fourth diode are connected in parallel to the first diode and the second diode. . Further, the fifth diode and the sixth diode arranged on the right side of the upper surface of the insulating substrate are connected in series, and the fifth diode and the sixth diode are connected in parallel to the first diode and the second diode, Thus, a three-phase diode bridge circuit is configured.
また、特開2008−91787号公報の図1に記載されたパワー半導体モジュールでは、第1ダイオードのアノード電極および第2ダイオードのカソード電極と第1外部導出端子とが、半田接合により電気的に接続されている。更に、第3ダイオードのアノード電極および第4ダイオードのカソード電極と第2外部導出端子とが、半田接合により電気的に接続されている。また、第5ダイオードのアノード電極および第6ダイオードのカソード電極と第3外部導出端子とが、半田接合により電気的に接続されている。 In the power semiconductor module described in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-91787, the anode electrode of the first diode, the cathode electrode of the second diode, and the first external lead-out terminal are electrically connected by solder bonding. Has been. Furthermore, the anode electrode of the third diode, the cathode electrode of the fourth diode, and the second external lead-out terminal are electrically connected by solder bonding. The anode electrode of the fifth diode, the cathode electrode of the sixth diode, and the third external lead-out terminal are electrically connected by solder bonding.
更に、特開2008−91787号公報の図1に記載されたパワー半導体モジュールでは、第1ダイオード、第3ダイオードおよび第5ダイオードのカソード電極と第4外部導出端子とが、半田接合により電気的に接続されている。また、第2ダイオード、第4ダイオードおよび第6ダイオードのアノード電極と第5外部導出端子とが、半田接合により電気的に接続されている。 Furthermore, in the power semiconductor module described in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-91787, the cathode electrodes of the first diode, the third diode, and the fifth diode and the fourth external lead terminal are electrically connected by solder bonding. It is connected. Further, the anode electrodes of the second diode, the fourth diode, and the sixth diode and the fifth external lead-out terminal are electrically connected by solder bonding.
詳細には、特開2008−91787号公報の図1に記載されたような従来のパワー半導体モジュールの製造時には、1回目の半田リフロー工程において、絶縁基板の第1上面側導体パターンと第1ダイオードと第1電極部材とが相互に半田接合され、絶縁基板の第2上面側導体パターンと第2ダイオードと第2電極部材とが相互に半田接合され、絶縁基板の第1上面側導体パターンと第3ダイオードと第3電極部材とが相互に半田接合され、絶縁基板の第3上面側導体パターンと第4ダイオードと第4電極部材とが相互に半田接合され、絶縁基板の第1上面側導体パターンと第5ダイオードと第5電極部材とが相互に半田接合され、絶縁基板の第4上面側導体パターンと第6ダイオードと第6電極部材とが相互に半田接合されていた。 Specifically, when manufacturing the conventional power semiconductor module as shown in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-91787, in the first solder reflow process, the first upper surface side conductor pattern of the insulating substrate and the first diode And the first electrode member are soldered to each other, the second upper surface side conductor pattern of the insulating substrate, the second diode and the second electrode member are soldered to each other, and the first upper surface side conductor pattern of the insulating substrate and the first electrode member are The third diode and the third electrode member are soldered to each other, the third upper surface side conductor pattern of the insulating substrate, the fourth diode and the fourth electrode member are soldered to each other, and the first upper surface side conductor pattern of the insulating substrate. The fifth diode and the fifth electrode member are soldered to each other, and the fourth upper surface side conductor pattern of the insulating substrate, the sixth diode, and the sixth electrode member are soldered to each other.
更に、特開2008−91787号公報の図1に記載されたような従来のパワー半導体モジュールの製造時には、2回目の半田リフロー工程において、金属製放熱板の上面と絶縁基板の下面側導体パターンとが半田接合され、第1電極部材と第1接続アングルと第2上面側導体パターンとが相互に半田接合され、第2電極部材と第2接続アングルと第5上面側導体パターンとが相互に半田接合され、第3電極部材と第3接続アングルと第3上面側導体パターンとが相互に半田接合され、第4電極部材と第4接続アングルと第5上面側導体パターンとが相互に半田接合され、第5電極部材と第5接続アングルと第4上面側導体パターンとが相互に半田接合され、第6電極部材と第6接続アングルと第5上面側導体パターンとが相互に半田接合され、第2上面側導体パターンと第1外部導出端子とが半田接合され、第3上面側導体パターンと第2外部導出端子とが半田接合され、第4上面側導体パターンと第3外部導出端子とが半田接合され、第1上面側導体パターンと第4外部導出端子とが半田接合され、第5上面側導体パターンと第5外部導出端子とが半田接合されていた。 Further, when manufacturing the conventional power semiconductor module as shown in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-91787, in the second solder reflow process, the upper surface of the metal heat sink and the lower surface side conductor pattern of the insulating substrate Are soldered together, the first electrode member, the first connection angle, and the second upper surface side conductor pattern are soldered together, and the second electrode member, the second connection angle, and the fifth upper surface side conductor pattern are soldered together. The third electrode member, the third connection angle, and the third upper surface side conductor pattern are soldered to each other, and the fourth electrode member, the fourth connection angle, and the fifth upper surface side conductor pattern are soldered to each other. The fifth electrode member, the fifth connection angle, and the fourth upper surface side conductor pattern are soldered to each other, and the sixth electrode member, the sixth connection angle, and the fifth upper surface side conductor pattern are soldered to each other. The second upper surface side conductor pattern and the first external lead terminal are soldered, the third upper surface side conductor pattern and the second external lead terminal are soldered, and the fourth upper surface side conductor pattern and the third external lead terminal are Are soldered, the first upper surface side conductor pattern and the fourth external lead terminal are soldered, and the fifth upper surface side conductor pattern and the fifth external lead terminal are soldered.
つまり、特開2008−91787号公報の図1に記載されたような従来のパワー半導体モジュールの製造工程には、2回の半田リフロー工程が設けられていた。 In other words, the conventional power semiconductor module manufacturing process as shown in FIG. 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-91787 has been provided with two solder reflow processes.
一方、パワー半導体モジュールの半田リフロー工程の数を削減するために、1回のみの半田リフロー工程によって上述したすべての半田接合を行おうとすると、外部導出端子の下面と絶縁基板の上面側導体パターンとの間に位置する半田層の厚みにより、外部導出端子がインサート成形された外囲ケースが、金属製放熱板から浮いてしまったり、金属製放熱板が反ってしまったりする不具合が生じていた。 On the other hand, in order to reduce the number of solder reflow processes of the power semiconductor module, when all the solder joints described above are performed by a single solder reflow process, the lower surface of the external lead terminal and the upper surface side conductor pattern of the insulating substrate Due to the thickness of the solder layer located between the outer casing and the outer casing, the outer case in which the outer lead-out terminal is insert-molded may float from the metal heat sink or the metal heat sink may be warped.
そこで、本発明者等は、上述した不具合を解消しつつ、半田リフロー工程の数を削減するために鋭意研究を行った結果、本発明を見い出したのである。 Thus, the present inventors have found the present invention as a result of intensive studies to reduce the number of solder reflow processes while eliminating the above-mentioned problems.
つまり、本発明は、外部導出端子がインサート成形された外囲ケースが金属製放熱板から浮いてしまったり、金属製放熱板が反ってしまったりする不具合を低減しつつ、半田リフロー工程の数を削減することができるパワー半導体モジュールの製造方法を提供することを目的とする。 In other words, the present invention reduces the number of solder reflow processes while reducing the problem that the outer case in which the external lead-out terminal is insert-molded floats from the metal heat sink or the metal heat sink warps. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a power semiconductor module that can be reduced.
請求項1に記載の発明によれば、第1ダイオード(3a)と第2ダイオード(3b)とを直列接続し、
第3ダイオード(3c)と第4ダイオード(3d)とを直列接続すると共に、第3ダイオード(3c)および第4ダイオード(3d)を第1ダイオード(3a)および第2ダイオード(3b)に対して並列接続し、
第5ダイオード(3e)と第6ダイオード(3f)とを直列接続すると共に、第5ダイオード(3e)および第6ダイオード(3f)を第1ダイオード(3a)および第2ダイオード(3b)に対して並列接続することにより、3相ダイオードブリッジ回路を構成し、
絶縁基板(2)の上面の左側に第1ダイオード(3a)および第2ダイオード(3b)を配置し、
絶縁基板(2)の上面の右側に第5ダイオード(3e)および第6ダイオード(3f)を配置し、
絶縁基板(2)の上面の中央に第3ダイオード(3c)および第4ダイオード(3d)を配置し、
第1ダイオード(3a)のアノード電極および第2ダイオード(3b)のカソード電極と第1外部導出端子(6a)とを電気的に接続し、
第3ダイオード(3c)のアノード電極および第4ダイオード(3d)のカソード電極と第2外部導出端子(6b)とを電気的に接続し、
第5ダイオード(3e)のアノード電極および第6ダイオード(3f)のカソード電極と第3外部導出端子(6c)とを電気的に接続し、
第1ダイオード(3a)、第3ダイオード(3c)および第5ダイオード(3e)のカソード電極と第4外部導出端子(6d)とを電気的に接続し、
第2ダイオード(3b)、第4ダイオード(3d)および第6ダイオード(3f)のアノード電極と第5外部導出端子(6e)とを電気的に接続するパワー半導体モジュール(20)の製造方法において、
金属製放熱板(1)の上面と絶縁基板(2)の下面側導体パターン(2c)との間に半田(10a)を配置し、
絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と第1ダイオード(3a)の下面のカソード電極との間に半田(10b1)を配置し、
絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と第2ダイオード(3b)の下面のカソード電極との間に半田(10b2)を配置し、
絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と第3ダイオード(3c)の下面のカソード電極との間に半田(10b3)を配置し、
絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と第4ダイオード(3d)の下面のカソード電極との間に半田(10b4)を配置し、
絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と第5ダイオード(3e)の下面のカソード電極との間に半田(10b5)を配置し、
絶縁基板(2)の第4上面側導体パターン(2b4)と第6ダイオード(3f)の下面のカソード電極との間に半田(10b6)を配置し、
第1ダイオード(3a)の上面のアノード電極と第1電極部材(4a)の下面との間に半田(10c1)を配置し、
第2ダイオード(3b)の上面のアノード電極と第2電極部材(4b)の下面との間に半田(10c2)を配置し、
第3ダイオード(3c)の上面のアノード電極と第3電極部材(4c)の下面との間に半田(10c3)を配置し、
第4ダイオード(3d)の上面のアノード電極と第4電極部材(4d)の下面との間に半田(10c4)を配置し、
第5ダイオード(3e)の上面のアノード電極と第5電極部材(4e)の下面との間に半田(10c5)を配置し、
第6ダイオード(3f)の上面のアノード電極と第6電極部材(4f)の下面との間に半田(10c6)を配置し、
第1電極部材(4a)の上面と第1接続アングル(5a)の第1端部(5a1)の下面との間に半田(10d1)を配置し、
第2電極部材(4b)の上面と第2接続アングル(5b)の第1端部(5b1)の下面との間に半田(10d2)を配置し、
第3電極部材(4c)の上面と第3接続アングル(5c)の第1端部(5c1)の下面との間に半田(10d3)を配置し、
第4電極部材(4d)の上面と第4接続アングル(5d)の第1端部(5d1)の下面との間に半田(10d4)を配置し、
第5電極部材(4e)の上面と第5接続アングル(5e)の第1端部(5e1)の下面との間に半田(10d5)を配置し、
第6電極部材(4f)の上面と第6接続アングル(5f)の第1端部(5f1)の下面との間に半田(10d6)を配置し、
絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と第1接続アングル(5a)の第2端部(5a2)の下面との間に半田(10e1)を配置し、
絶縁基板(2)の第5上面側導体パターン(2b5)と第2接続アングル(5b)の第2端部(5b2)の下面との間に半田(10e2)を配置し、
絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と第3接続アングル(5c)の第2端部(5c2)の下面との間に半田(10e3)を配置し、
絶縁基板(2)の第5上面側導体パターン(2b5)と第4接続アングル(5d)の第2端部(5d2)の下面との間に半田(10e4)を配置し、
絶縁基板(2)の第4上面側導体パターン(2b4)と第5接続アングル(5e)の第2端部(5e2)の下面との間に半田(10e5)を配置し、
絶縁基板(2)の第5上面側導体パターン(2b5)と第6接続アングル(5f)の第2端部(5f2)の下面との間に半田(10e6)を配置し、
絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第1外部導出端子(6a)の下面との間に半田(10f1)を配置し、
絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第2外部導出端子(6b)の下面との間に半田(10f2)を配置し、
絶縁基板(2)の第4上面側導体パターン(2b4)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第3外部導出端子(6c)の下面との間に半田(10f3)を配置し、
絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第4外部導出端子(6d)の下面との間に半田(10f4)を配置し、
絶縁基板(2)の第5上面側導体パターン(2b5)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第5外部導出端子(6e)の下面との間に半田(10f5)を配置し、
十字状上冶具(41)の前側アーム部(41a)によって外囲ケース(6)の前側壁(6g)を下向きに押圧し、十字状上冶具(41)の後側アーム部(41b)によって外囲ケース(6)の後側壁(6h)を下向きに押圧し、十字状上冶具(41)の右側アーム部(41c)によって外囲ケース(6)の右側壁(6i)を下向きに押圧し、十字状上冶具(41)の左側アーム部(41d)によって外囲ケース(6)の左側壁(6j)を下向きに押圧すると共に、下冶具(42)によって金属製放熱板(1)を上向きに押圧している状態で、1回のみの半田リフロー工程により、半田(10a,10b1,10b2,10b3,10b4,10b5,10b6,10c1,10c2,10c3,10c4,10c5,10c6,10d1,10d2,10d3,10d4,10d5,10d6,10e1,10e2,10e3,10e4,10e5,10e6,10f1,10f2,10f3,10f4,10f5)を溶融させ、半田接合を行うことを特徴とするパワー半導体モジュール(20)の製造方法が提供される。
According to invention of
The third diode (3c) and the fourth diode (3d) are connected in series, and the third diode (3c) and the fourth diode (3d) are connected to the first diode (3a) and the second diode (3b). Connected in parallel,
The fifth diode (3e) and the sixth diode (3f) are connected in series, and the fifth diode (3e) and the sixth diode (3f) are connected to the first diode (3a) and the second diode (3b). By connecting in parallel, a three-phase diode bridge circuit is configured,
The first diode (3a) and the second diode (3b) are arranged on the left side of the upper surface of the insulating substrate (2),
A fifth diode (3e) and a sixth diode (3f) are arranged on the right side of the upper surface of the insulating substrate (2);
A third diode (3c) and a fourth diode (3d) are arranged in the center of the upper surface of the insulating substrate (2);
Electrically connecting the anode electrode of the first diode (3a) and the cathode electrode of the second diode (3b) to the first external lead-out terminal (6a);
Electrically connecting the anode electrode of the third diode (3c) and the cathode electrode of the fourth diode (3d) to the second external lead-out terminal (6b);
Electrically connecting the anode electrode of the fifth diode (3e) and the cathode electrode of the sixth diode (3f) to the third external lead-out terminal (6c);
Electrically connecting the cathode electrodes of the first diode (3a), the third diode (3c) and the fifth diode (3e) and the fourth external lead-out terminal (6d);
In the method of manufacturing the power semiconductor module (20) in which the anode electrodes of the second diode (3b), the fourth diode (3d) and the sixth diode (3f) are electrically connected to the fifth external lead terminal (6e).
Solder (10a) is disposed between the upper surface of the metal heat sink (1) and the lower surface side conductor pattern (2c) of the insulating substrate (2),
Solder (10b1) is disposed between the first upper surface side conductor pattern (2b1) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the first diode (3a),
Solder (10b2) is disposed between the second upper surface side conductor pattern (2b2) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the second diode (3b),
Solder (10b3) is disposed between the first upper surface side conductor pattern (2b1) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the third diode (3c),
Solder (10b4) is disposed between the third upper surface side conductor pattern (2b3) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the fourth diode (3d),
Solder (10b5) is disposed between the first upper surface side conductor pattern (2b1) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the fifth diode (3e),
Solder (10b6) is disposed between the fourth upper surface side conductor pattern (2b4) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the sixth diode (3f),
Solder (10c1) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the first diode (3a) and the lower surface of the first electrode member (4a),
Solder (10c2) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the second diode (3b) and the lower surface of the second electrode member (4b),
Solder (10c3) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the third diode (3c) and the lower surface of the third electrode member (4c),
Solder (10c4) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the fourth diode (3d) and the lower surface of the fourth electrode member (4d),
Solder (10c5) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the fifth diode (3e) and the lower surface of the fifth electrode member (4e),
Solder (10c6) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the sixth diode (3f) and the lower surface of the sixth electrode member (4f),
Solder (10d1) is disposed between the upper surface of the first electrode member (4a) and the lower surface of the first end (5a1) of the first connection angle (5a),
Solder (10d2) is disposed between the upper surface of the second electrode member (4b) and the lower surface of the first end (5b1) of the second connection angle (5b),
Solder (10d3) is disposed between the upper surface of the third electrode member (4c) and the lower surface of the first end (5c1) of the third connection angle (5c),
Solder (10d4) is disposed between the upper surface of the fourth electrode member (4d) and the lower surface of the first end (5d1) of the fourth connection angle (5d),
Solder (10d5) is disposed between the upper surface of the fifth electrode member (4e) and the lower surface of the first end (5e1) of the fifth connection angle (5e),
Solder (10d6) is disposed between the upper surface of the sixth electrode member (4f) and the lower surface of the first end (5f1) of the sixth connection angle (5f),
Solder (10e1) is disposed between the second upper surface side conductor pattern (2b2) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5a2) of the first connection angle (5a),
Solder (10e2) is disposed between the fifth upper surface side conductor pattern (2b5) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5b2) of the second connection angle (5b),
Solder (10e3) is disposed between the third upper surface side conductor pattern (2b3) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5c2) of the third connection angle (5c),
Solder (10e4) is disposed between the fifth upper surface side conductor pattern (2b5) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5d2) of the fourth connection angle (5d),
Solder (10e5) is disposed between the fourth upper surface side conductor pattern (2b4) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5e2) of the fifth connection angle (5e),
Solder (10e6) is disposed between the fifth upper surface side conductor pattern (2b5) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5f2) of the sixth connection angle (5f),
Solder (10f1) is disposed between the second upper surface side conductor pattern (2b2) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the first external lead terminal (6a) insert-molded in the outer case (6),
Solder (10f2) is arranged between the third upper surface side conductor pattern (2b3) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second external lead-out terminal (6b) insert-molded in the outer case (6),
Solder (10f3) is disposed between the fourth upper surface side conductor pattern (2b4) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the third external lead-out terminal (6c) insert-molded in the outer case (6),
Solder (10f4) is disposed between the first upper surface side conductor pattern (2b1) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the fourth external lead-out terminal (6d) insert-molded in the outer case (6),
Solder (10f5) is arranged between the fifth upper surface side conductor pattern (2b5) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the fifth external lead-out terminal (6e) insert-molded in the surrounding case (6),
The front side wall (6g) of the outer casing (6) is pressed downward by the front arm portion (41a) of the cross-shaped upper jig (41), and the outer arm by the rear arm portion (41b) of the cross-shaped upper jig (41). Press the rear side wall (6h) of the surrounding case (6) downward, press the right side wall (6i) of the outer case (6) downward by the right arm part (41c) of the cross-shaped upper jig (41), The left arm (41d) of the cross-shaped upper jig (41) presses the left side wall (6j) of the outer case (6) downward, and the lower jig (42) causes the metal heat sink (1) to face upward. In the pressed state, the solder (10a, 10b1, 10b2, 10b3, 10b4, 10b5, 10b6, 10c1, 10c2, 10c3, 10c4, 10c5, 10c6, 10d1, 1 is obtained by a single solder reflow process. d2, 10d3, 10d4, 10d5, 10d6, 10e1, 10e2, 10e3, 10e4, 10e5, 10e6, 10f1, 10f2, 10f3, 10f4, 10f5) are melted and solder-bonded (20 ) Is provided.
請求項2に記載の発明によれば、第1ダイオード(3a)と第2ダイオード(3b)とを直列接続し、
絶縁基板(2)の上面の左側に第1ダイオード(3a)を配置し、
絶縁基板(2)の上面の右側に第2ダイオード(3b)を配置し、
第1ダイオード(3a)のアノード電極および第2ダイオード(3b)のカソード電極と第1外部導出端子(6a)とを電気的に接続し、
第1ダイオード(3a)のカソード電極と第2外部導出端子(6b)とを電気的に接続し、
第2ダイオード(3b)のアノード電極と第3外部導出端子(6c)とを電気的に接続することによりダブラー型に構成されたパワー半導体モジュール(30)の製造方法において、
金属製放熱板(1)の上面と絶縁基板(2)の下面側導体パターン(2c)との間に半田(10a)を配置し、
絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と第1ダイオード(3a)の下面のカソード電極との間に半田(10b1)を配置し、
絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と第2ダイオード(3b)の下面のカソード電極との間に半田(10b2)を配置し、
第1ダイオード(3a)の上面のアノード電極と第1電極部材(4a)の下面との間に半田(10c1)を配置し、
第2ダイオード(3b)の上面のアノード電極と第2電極部材(4b)の下面との間に半田(10c2)を配置し、
第1電極部材(4a)の上面と第1接続アングル(5a)の第2端部(5a2)の下面との間に半田(10e1)を配置し、
第2電極部材(4b)の上面と第2接続アングル(5b)の第1端部(5b1)の下面との間に半田(10d2)を配置し、
絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と第1接続アングル(5a)の第1端部(5a1)の下面との間に半田(10d1)を配置し、
絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と第2接続アングル(5b)の第2端部(5b2)の下面との間に半田(10e2)を配置し、
絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第1外部導出端子(6a)の下面との間に半田(10f1)を配置し、
絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第2外部導出端子(6b)の下面との間に半田(10f2)を配置し、
絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第3外部導出端子(6c)の下面との間に半田(10f3)を配置し、
上冶具(41)の前端部(41a’)によって外囲ケース(6)の前側壁(6g)を下向きに押圧し、上冶具(41)の後端部(41b’)によって外囲ケース(6)の後側壁(6h)を下向きに押圧すると共に、下冶具(42)によって金属製放熱板(1)を上向きに押圧している状態で、1回のみの半田リフロー工程により、半田(10a,10b1,10b2,10c1,10c2,10d1,10d2,10e1,10e2,10f1,10f2,10f3)を溶融させ、半田接合を行うことを特徴とするパワー半導体モジュール(30)の製造方法が提供される。
According to invention of
The first diode (3a) is arranged on the left side of the upper surface of the insulating substrate (2),
A second diode (3b) is arranged on the right side of the upper surface of the insulating substrate (2);
Electrically connecting the anode electrode of the first diode (3a) and the cathode electrode of the second diode (3b) to the first external lead-out terminal (6a);
Electrically connecting the cathode electrode of the first diode (3a) and the second external lead-out terminal (6b);
In the method of manufacturing the power semiconductor module (30) configured in a doubler type by electrically connecting the anode electrode of the second diode (3b) and the third external lead terminal (6c),
Solder (10a) is disposed between the upper surface of the metal heat sink (1) and the lower surface side conductor pattern (2c) of the insulating substrate (2),
Solder (10b1) is disposed between the first upper surface side conductor pattern (2b1) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the first diode (3a),
Solder (10b2) is disposed between the second upper surface side conductor pattern (2b2) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the second diode (3b),
Solder (10c1) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the first diode (3a) and the lower surface of the first electrode member (4a),
Solder (10c2) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the second diode (3b) and the lower surface of the second electrode member (4b),
Solder (10e1) is disposed between the upper surface of the first electrode member (4a) and the lower surface of the second end (5a2) of the first connection angle (5a),
Solder (10d2) is disposed between the upper surface of the second electrode member (4b) and the lower surface of the first end (5b1) of the second connection angle (5b),
Solder (10d1) is disposed between the second upper surface side conductor pattern (2b2) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the first end (5a1) of the first connection angle (5a),
Solder (10e2) is disposed between the third upper surface side conductor pattern (2b3) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5b2) of the second connection angle (5b),
Solder (10f1) is disposed between the second upper surface side conductor pattern (2b2) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the first external lead terminal (6a) insert-molded in the outer case (6),
Solder (10f2) is disposed between the first upper surface side conductor pattern (2b1) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second external lead-out terminal (6b) insert-molded in the outer case (6),
Solder (10f3) is disposed between the third upper surface side conductor pattern (2b3) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the third external lead-out terminal (6c) insert-molded in the outer case (6),
The front side wall (6g) of the outer casing (6) is pressed downward by the front end (41a ′) of the upper jig (41), and the outer casing (6b) is pressed by the rear end (41b ′) of the upper jig (41). ) In a state where the rear side wall (6h) is pressed downward and the metal heat radiating plate (1) is pressed upward by the lower jig (42), the solder (10a, 10B1,10b2,10c1,10c2,10d1,10d2,10e1,10e2,10f1,10f2,10f3) is melted, the method for manufacturing power semiconductor module that comprises carrying out solder bonding (30) is provided.
請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、金属製放熱板(1)の上面と絶縁基板(2)の下面側導体パターン(2c)との間に半田(10a)が配置される。
In the method for manufacturing the power semiconductor module (20) according to
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と、絶縁基板(2)の上面の左側に位置する第1ダイオード(3a)の下面のカソード電極との間に半田(10b1)が配置される。また、絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と、絶縁基板(2)の上面の左側に位置する第2ダイオード(3b)の下面のカソード電極との間に半田(10b2)が配置される。
Furthermore, in the manufacturing method of the power semiconductor module (20) according to
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と、絶縁基板(2)の上面の中央に位置する第3ダイオード(3c)の下面のカソード電極との間に半田(10b3)が配置される。更に、絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と、絶縁基板(2)の上面の中央に位置する第4ダイオード(3d)の下面のカソード電極との間に半田(10b4)が配置される。
Moreover, in the manufacturing method of the power semiconductor module (20) according to
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と、絶縁基板(2)の上面の右側に位置する第5ダイオード(3e)の下面のカソード電極との間に半田(10b5)が配置される。また、絶縁基板(2)の第4上面側導体パターン(2b4)と、絶縁基板(2)の上面の右側に位置する第6ダイオード(3f)の下面のカソード電極との間に半田(10b6)が配置される。
Furthermore, in the manufacturing method of the power semiconductor module (20) according to
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、第1ダイオード(3a)の上面のアノード電極と第1電極部材(4a)の下面との間に半田(10c1)が配置される。更に、第2ダイオード(3b)の上面のアノード電極と第2電極部材(4b)の下面との間に半田(10c2)が配置される。また、第3ダイオード(3c)の上面のアノード電極と第3電極部材(4c)の下面との間に半田(10c3)が配置される。
In the method for manufacturing the power semiconductor module (20) according to
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、第4ダイオード(3d)の上面のアノード電極と第4電極部材(4d)の下面との間に半田(10c4)が配置される。また、第5ダイオード(3e)の上面のアノード電極と第5電極部材(4e)の下面との間に半田(10c5)が配置される。更に、第6ダイオード(3f)の上面のアノード電極と第6電極部材(4f)の下面との間に半田(10c6)が配置される。
Furthermore, in the method for manufacturing the power semiconductor module (20) according to
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、第1電極部材(4a)の上面と第1接続アングル(5a)の第1端部(5a1)の下面との間に半田(10d1)が配置される。更に、第2電極部材(4b)の上面と第2接続アングル(5b)の第1端部(5b1)の下面との間に半田(10d2)が配置される。また、第3電極部材(4c)の上面と第3接続アングル(5c)の第1端部(5c1)の下面との間に半田(10d3)が配置される。
Moreover, in the manufacturing method of the power semiconductor module (20) according to
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、第4電極部材(4d)の上面と第4接続アングル(5d)の第1端部(5d1)の下面との間に半田(10d4)が配置される。また、第5電極部材(4e)の上面と第5接続アングル(5e)の第1端部(5e1)の下面との間に半田(10d5)が配置される。更に、第6電極部材(4f)の上面と第6接続アングル(5f)の第1端部(5f1)の下面との間に半田(10d6)が配置される。
Furthermore, in the manufacturing method of the power semiconductor module (20) according to
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と第1接続アングル(5a)の第2端部(5a2)の下面との間に半田(10e1)が配置される。更に、絶縁基板(2)の第5上面側導体パターン(2b5)と第2接続アングル(5b)の第2端部(5b2)の下面との間に半田(10e2)が配置される。また、絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と第3接続アングル(5c)の第2端部(5c2)の下面との間に半田(10e3)が配置される。
Moreover, in the manufacturing method of the power semiconductor module (20) according to
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、絶縁基板(2)の第5上面側導体パターン(2b5)と第4接続アングル(5d)の第2端部(5d2)の下面との間に半田(10e4)が配置される。また、絶縁基板(2)の第4上面側導体パターン(2b4)と第5接続アングル(5e)の第2端部(5e2)の下面との間に半田(10e5)が配置される。更に、絶縁基板(2)の第5上面側導体パターン(2b5)と第6接続アングル(5f)の第2端部(5f2)の下面との間に半田(10e6)が配置される。
Furthermore, in the manufacturing method of the power semiconductor module (20) according to
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第1外部導出端子(6a)の下面との間に半田(10f1)が配置される。更に、絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第2外部導出端子(6b)の下面との間に半田(10f2)が配置される。また、絶縁基板(2)の第4上面側導体パターン(2b4)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第3外部導出端子(6c)の下面との間に半田(10f3)が配置される。
Moreover, in the manufacturing method of the power semiconductor module (20) according to
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第4外部導出端子(6d)の下面との間に半田(10f4)が配置される。また、絶縁基板(2)の第5上面側導体パターン(2b5)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第5外部導出端子(6e)の下面との間に半田(10f5)が配置される。
Furthermore, in the manufacturing method of the power semiconductor module (20) according to
次いで、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、上冶具(41)によって外囲ケース(6)を下向きに押圧すると共に、下冶具(42)によって金属製放熱板(1)を上向きに押圧している状態で、1回のみの半田リフロー工程により、半田(10a,10b1,10b2,10b3,10b4,10b5,10b6,10c1,10c2,10c3,10c4,10c5,10c6,10d1,10d2,10d3,10d4,10d5,10d6,10e1,10e2,10e3,10e4,10e5,10e6,10f1,10f2,10f3,10f4,10f5)が溶融せしめられ、半田接合が行われる。
Next, in the method for manufacturing the power semiconductor module (20) according to
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法によれば、外囲ケース(6)が下向きに押圧されておらず、金属製放熱板(1)が上向きに押圧されていない状態で、1回のみの半田リフロー工程により半田接合が行われるのに伴って、外囲ケース(6)が金属製放熱板(1)から浮いてしまったり、金属製放熱板(1)が反ってしまったりするのを回避することができる。
Therefore, according to the manufacturing method of the power semiconductor module (20) according to
換言すれば、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法によれば、外囲ケース(6)が金属製放熱板(1)から浮いてしまったり、金属製放熱板(1)が反ってしまったりする不具合を低減しつつ、半田リフロー工程の数を削減することができる。
In other words, according to the method for manufacturing the power semiconductor module (20) according to
詳細には、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、第1ダイオード(3a)のアノード電極および第2ダイオード(3b)のカソード電極と第1外部導出端子(6a)とが電気的に接続される。また、第3ダイオード(3c)のアノード電極および第4ダイオード(3d)のカソード電極と第2外部導出端子(6b)とが電気的に接続される。更に、第5ダイオード(3e)のアノード電極および第6ダイオード(3f)のカソード電極と第3外部導出端子(6c)とが電気的に接続される。
Specifically, in the method for manufacturing the power semiconductor module (20) according to
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、第1ダイオード(3a)、第3ダイオード(3c)および第5ダイオード(3e)のカソード電極と第4外部導出端子(6d)とが電気的に接続される。更に、第2ダイオード(3b)、第4ダイオード(3d)および第6ダイオード(3f)のアノード電極と第5外部導出端子(6e)とが電気的に接続される。
Moreover, in the manufacturing method of the power semiconductor module (20) according to
請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、十字状上冶具(41)の前側アーム部(41a)によって外囲ケース(6)の前側壁(6g)を下向きに押圧し、十字状上冶具(41)の後側アーム部(41b)によって外囲ケース(6)の後側壁(6h)を下向きに押圧し、十字状上冶具(41)の右側アーム部(41c)によって外囲ケース(6)の右側壁(6i)を下向きに押圧し、十字状上冶具(41)の左側アーム部(41d)によって外囲ケース(6)の左側壁(6j)を下向きに押圧すると共に、下冶具(42)によって金属製放熱板(1)を上向きに押圧している状態で、1回のみの半田リフロー工程により、半田(10a,10b1,10b2,10b3,10b4,10b5,10b6,10c1,10c2,10c3,10c4,10c5,10c6,10d1,10d2,10d3,10d4,10d5,10d6,10e1,10e2,10e3,10e4,10e5,10e6,10f1,10f2,10f3,10f4,10f5)が溶融せしめられ、半田接合が行われる。
In the method for manufacturing the power semiconductor module (20) according to
つまり、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法では、半田リフロー工程中に、第5外部導出端子(6e)の左側に位置する十字状上冶具(41)の前側アーム部(41a)によって外囲ケース(6)の前側壁(6g)が下向きに押圧される。また、第1外部導出端子(6a)および第2外部導出端子(6b)の右側であって第3外部導出端子(6c)および第4外部導出端子(6d)の左側に位置する十字状上冶具(41)の後側アーム部(41b)によって外囲ケース(6)の後側壁(6h)が下向きに押圧される。更に、第5外部導出端子(6e)の後側であって第3外部導出端子(6c)および第4外部導出端子(6d)の前側に位置する十字状上冶具(41)の右側アーム部(41c)によって外囲ケース(6)の右側壁(6i)が下向きに押圧される。また、第1外部導出端子(6a)および第2外部導出端子(6b)の前側に位置する十字状上冶具(41)の左側アーム部(41d)によって外囲ケース(6)の左側壁(6j)が下向きに押圧される。
That is, in the method for manufacturing the power semiconductor module (20) according to
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(20)の製造方法によれば、外囲ケース(6)の前側壁(6g)、後側壁(6h)、右側壁(6i)および左側壁(6j)のいずれかが下向きに押圧されない場合よりも、外囲ケース(6)を均一に下向きに押圧することができ、それにより、外囲ケース(6)が金属製放熱板(1)から浮いてしまったり、金属製放熱板(1)が反ってしまったりする不具合を低減することができる。
Therefore, according to the method for manufacturing the power semiconductor module (20) according to
請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法では、金属製放熱板(1)の上面と絶縁基板(2)の下面側導体パターン(2c)との間に半田(10a)が配置される。
In the method for manufacturing the power semiconductor module (30) according to
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法では、絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と、絶縁基板(2)の上面の左側に位置する第1ダイオード(3a)の下面のカソード電極との間に半田(10b1)が配置される。また、絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と、絶縁基板(2)の上面の右側に位置する第2ダイオード(3b)の下面のカソード電極との間に半田(10b2)が配置される。
Furthermore, in the manufacturing method of the power semiconductor module (30) according to
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法では、第1ダイオード(3a)の上面のアノード電極と第1電極部材(4a)の下面との間に半田(10c1)が配置される。更に、第2ダイオード(3b)の上面のアノード電極と第2電極部材(4b)の下面との間に半田(10c2)が配置される。
In the method of manufacturing the power semiconductor module (30) according to
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法では、第1電極部材(4a)の上面と第1接続アングル(5a)の第2端部(5a2)の下面との間に半田(10e1)が配置される。また、第2電極部材(4b)の上面と第2接続アングル(5b)の第1端部(5b1)の下面との間に半田(10d2)が配置される。
Furthermore, in the manufacturing method of the power semiconductor module (30) according to
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法では、絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と第1接続アングル(5a)の第1端部(5a1)の下面との間に半田(10d1)が配置される。更に、絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と第2接続アングル(5b)の第2端部(5b2)の下面との間に半田(10e2)が配置される。
Moreover, in the manufacturing method of the power semiconductor module (30) according to
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法では、絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第1外部導出端子(6a)の下面との間に半田(10f1)が配置される。また、絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第2外部導出端子(6b)の下面との間に半田(10f2)が配置される。更に、絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第3外部導出端子(6c)の下面との間に半田(10f3)が配置される。
Furthermore, in the method for manufacturing the power semiconductor module (30) according to
次いで、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法では、上冶具(41)によって外囲ケース(6)を下向きに押圧すると共に、下冶具(42)によって金属製放熱板(1)を上向きに押圧している状態で、1回のみの半田リフロー工程により、半田(10a,10b1,10b2,10c1,10c2,10d1,10d2,10e1,10e2,10f1,10f2,10f3)が溶融せしめられ、半田接合が行われる。
Next, in the method for manufacturing the power semiconductor module (30) according to
そのため、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法によれば、外囲ケース(6)が下向きに押圧されておらず、金属製放熱板(1)が上向きに押圧されていない状態で、1回のみの半田リフロー工程により半田接合が行われるのに伴って、外囲ケース(6)が金属製放熱板(1)から浮いてしまったり、金属製放熱板(1)が反ってしまったりするのを回避することができる。
Therefore, according to the method for manufacturing the power semiconductor module (30) according to
換言すれば、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法によれば、外囲ケース(6)が金属製放熱板(1)から浮いてしまったり、金属製放熱板(1)が反ってしまったりする不具合を低減しつつ、半田リフロー工程の数を削減することができる。
In other words, according to the method for manufacturing the power semiconductor module (30) according to
詳細には、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法では、第1ダイオード(3a)と第2ダイオード(3b)とが直列接続される。
Specifically, in the method for manufacturing the power semiconductor module (30) according to
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法では、第1ダイオード(3a)のアノード電極および第2ダイオード(3b)のカソード電極と第1外部導出端子(6a)とが電気的に接続される。
Furthermore, in the method for manufacturing the power semiconductor module (30) according to
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法では、第1ダイオード(3a)のカソード電極と第2外部導出端子(6b)とが電気的に接続される。更に、第2ダイオード(3b)のアノード電極と第3外部導出端子(6c)とが電気的に接続される。
In the method for manufacturing the power semiconductor module (30) according to
請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法では、上冶具(41)の前端部(41a’)によって外囲ケース(6)の前側壁(6g)を下向きに押圧し、上冶具(41)の後端部(41b’)によって外囲ケース(6)の後側壁(6h)を下向きに押圧すると共に、下冶具(42)によって金属製放熱板(1)を上向きに押圧している状態で、1回のみの半田リフロー工程により、半田(10a,10b1,10b2,10c1,10c2,10d1,10d2,10e1,10e2,10f1,10f2,10f3)が溶融せしめられ、半田接合が行われる。
In the method of manufacturing the power semiconductor module (30) according to
つまり、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法では、半田リフロー工程中に、第2外部導出端子(6b)および第3外部導出端子(6c)の左側に位置する上冶具(41)の前端部(41a’)によって外囲ケース(6)の前側壁(6g)が下向きに押圧される。また、第1外部導出端子(6a)の右側に位置する十字状上冶具(41)の後端部(41b’)によって外囲ケース(6)の後側壁(6h)が下向きに押圧される。
That is, in the method for manufacturing the power semiconductor module (30) according to
そのため、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(30)の製造方法によれば、外囲ケース(6)の前側壁(6g)および後側壁(6h)のいずれかが下向きに押圧されない場合よりも、外囲ケース(6)を均一に下向きに押圧することができ、それにより、外囲ケース(6)が金属製放熱板(1)から浮いてしまったり、金属製放熱板(1)が反ってしまったりする不具合を低減することができる。
Therefore, according to the manufacturing method of the power semiconductor module (30) of
以下、本発明のパワー半導体モジュールの製造方法の第1の実施形態について説明する。図1は第1の実施形態のパワー半導体モジュールに用いられる金属製放熱板1を示した図である。詳細には、図1(A)は金属製放熱板1の平面図、図1(B)は図1(A)のA−A線に沿った断面図である。
Hereinafter, a first embodiment of a method for manufacturing a power semiconductor module of the present invention will be described. FIG. 1 is a view showing a
第1の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図1(A)に示すように、金属製放熱板1の上面にレジスト1a(図1(A)中のハッチング部分)が形成されている。そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュールによれば、後述する半田リフロー工程において、絶縁基板2(図2参照)が金属製放熱板1に対して位置ずれしてしまうおそれを低減することができる。また、第1の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図1(A)および図1(B)に示すように、金属製放熱板1にねじ穴1bが形成されている。
In the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIG. 1 (A), a resist 1a (hatched portion in FIG. 1 (A)) is formed on the upper surface of the
図2は図1に示した金属製放熱板1上に搭載される絶縁基板2を示した図である。詳細には、図2(A)は絶縁基板2の平面図、図2(B)は絶縁基板2の正面図、図2(C)は絶縁基板2の底面図である。
FIG. 2 is a view showing an insulating
第1の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図2に示すように、絶縁層2aの上面に5個の上面側導体パターン2b1,2b2,2b3,2b4,2b5を形成し、絶縁層2aの下面に下面側導体パターン2cを形成することにより、絶縁基板2が構成されている。
In the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIG. 2, five upper surface side conductor patterns 2b1, 2b2, 2b3, 2b4, 2b5 are formed on the upper surface of the insulating
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図2(A)に示すように、上面側導体パターン2b1の上面にレジスト2b1aが形成されている。そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュールによれば、後述する半田リフロー工程において、ダイオード3a,3c,3e(図3(A)参照)が上面側導体パターン2b1に対して位置ずれしてしまうおそれを低減することができる。
Specifically, in the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIG. 2A, a resist 2b1a is formed on the upper surface of the upper surface side conductor pattern 2b1. Therefore, according to the power semiconductor module of the first embodiment, the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図2(A)に示すように、上面側導体パターン2b2の上面にレジスト2b2aが形成されている。そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュールによれば、後述する半田リフロー工程において、ダイオード3b(図3(A)参照)および接続アングル5a(図4(A)参照)の前側端部5a2が上面側導体パターン2b2に対して位置ずれしてしまうおそれを低減することができる。
In the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIG. 2A, a resist 2b2a is formed on the upper surface of the upper surface side conductor pattern 2b2. Therefore, according to the power semiconductor module of the first embodiment, the front end portion 5a2 of the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図2(A)に示すように、上面側導体パターン2b3の上面にレジスト2b3aが形成されている。そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュールによれば、後述する半田リフロー工程において、ダイオード3d(図3(A)参照)および接続アングル5c(図4(A)参照)の前側端部5c2が上面側導体パターン2b3に対して位置ずれしてしまうおそれを低減することができる。
Furthermore, in the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIG. 2A, a resist 2b3a is formed on the upper surface of the upper surface side conductor pattern 2b3. Therefore, according to the power semiconductor module of the first embodiment, the front end portion 5c2 of the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図2(A)に示すように、上面側導体パターン2b4の上面にレジスト2b4aが形成されている。そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュールによれば、後述する半田リフロー工程において、ダイオード3f(図3(A)参照)および接続アングル5e(図4(A)参照)の前側端部5e2が上面側導体パターン2b4に対して位置ずれしてしまうおそれを低減することができる。
In the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIG. 2A, a resist 2b4a is formed on the upper surface of the upper surface side conductor pattern 2b4. Therefore, according to the power semiconductor module of the first embodiment, the front end portion 5e2 of the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図2(A)に示すように、上面側導体パターン2b5の上面にレジスト2b5aが形成されている。そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュールによれば、後述する半田リフロー工程において、接続アングル5b(図4(A)参照)の前側端部5b2、接続アングル5d(図4(A)参照)の前側端部5d2、および、接続アングル5f(図4(A)参照)の前側端部5f2が上面側導体パターン2b5に対して位置ずれしてしまうおそれを低減することができる。
Furthermore, in the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIG. 2A, a resist 2b5a is formed on the upper surface of the upper surface side conductor pattern 2b5. Therefore, according to the power semiconductor module of the first embodiment, the front end 5b2 of the
図3は金属製放熱板1上に絶縁基板2等が搭載される様子を示した図である。詳細には、図3(A)は金属製放熱板1上に絶縁基板2が搭載され、絶縁基板2上にダイオード3a,3b,3c,3d,3e,3fが搭載され、ダイオード3a,3b,3c,3d,3e,3f上に例えばアノードPCM(琺瑯鉄)板、アノードモリブデン板などのような電極部材4a,4b,4c,4d,4e,4fが搭載された状態を示した平面図である。図3(B)は図3(A)のB−B線に沿った分解組立断面図、図3(C)は図3(A)のC−C線に沿った分解組立断面図である。
FIG. 3 is a view showing a state in which the insulating
第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図3に示すように、金属製放熱板1上に絶縁基板2が搭載され、絶縁基板2上にダイオード3a,3b,3c,3d,3e,3fが搭載され、ダイオード3a,3b,3c,3d,3e,3f上に電極部材4a,4b,4c,4d,4e,4fが搭載される。詳細には、電極部材4a,4b,4c,4d,4e,4fが、ダイオード3a,3b,3c,3d,3e,3fの上面のアノード電極のガードリング(図示せず)の内側に搭載される。
At the time of manufacturing the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIG. 3, the insulating
更に詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図3(B)および図3(C)に示すように、金属製放熱板1の上面と絶縁基板2の下面側導体パターン2cとの間に半田10aが配置される。
More specifically, when the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, as shown in FIGS. 3B and 3C, the upper surface of the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図3(B)に示すように、絶縁基板2の上面側導体パターン2b1と、絶縁基板2の上面の左側に位置するダイオード3aの下面のカソード電極との間に半田10b1が配置される。また、絶縁基板2の上面側導体パターン2b1と、絶縁基板2の上面の中央に位置するダイオード3cの下面のカソード電極との間に半田10b3が配置される。更に、絶縁基板2の上面側導体パターン2b1と、絶縁基板2の上面の右側に位置するダイオード3eの下面のカソード電極との間に半田10b5が配置される。
Further, when the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, as shown in FIG. 3B, the upper surface side conductor pattern 2b1 of the insulating
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図3(C)に示すように、絶縁基板2の上面側導体パターン2b2と、絶縁基板2の上面の左側に位置するダイオード3bの下面のカソード電極との間に半田10b2が配置される。更に、絶縁基板2の上面側導体パターン2b3と、絶縁基板2の上面の中央に位置するダイオード3dの下面のカソード電極との間に半田10b4が配置される。また、絶縁基板2の上面側導体パターン2b4と、絶縁基板2の上面の右側に位置するダイオード3fの下面のカソード電極との間に半田10b6が配置される。
When the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, as shown in FIG. 3C, the upper surface side conductor pattern 2b2 of the insulating
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図3(B)に示すように、ダイオード3aの上面のアノード電極と電極部材4aの下面との間に半田10c1が配置される。また、ダイオード3cの上面のアノード電極と電極部材4cの下面との間に半田10c3が配置される。更に、ダイオード3eの上面のアノード電極と電極部材4eの下面との間に半田10c5が配置される。
Furthermore, when the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, as shown in FIG. 3B, the solder 10c1 is disposed between the anode electrode on the upper surface of the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図3(C)に示すように、ダイオード3bの上面のアノード電極と電極部材4bの下面との間に半田10c2が配置される。更に、ダイオード3dの上面のアノード電極と電極部材4dの下面との間に半田10c4が配置される。また、ダイオード3fの上面のアノード電極と電極部材4fの下面との間に半田10c6が配置される。
Further, when the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, as shown in FIG. 3C, the solder 10c2 is disposed between the anode electrode on the upper surface of the
図4は図3(A)に示した組立体上に接続アングル5a,5b,5c,5d,5e,5fが搭載される様子を示した図である。詳細には、図4(A)は図3(A)に示した組立体上に接続アングル5a,5b,5c,5d,5e,5fが搭載された状態を示した平面図である。図4(B)は図4(A)のD−D線に沿った分解組立断面図、図4(C)は図4(A)のE−E線に沿った分解組立断面図、図4(D)は図4(A)のF−F線に沿った分解組立断面図、図4(E)は図4(A)のG−G線に沿った分解組立断面図である。 FIG. 4 is a view showing how the connection angles 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, and 5f are mounted on the assembly shown in FIG. Specifically, FIG. 4A is a plan view showing a state in which the connection angles 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, and 5f are mounted on the assembly shown in FIG. 4B is an exploded sectional view taken along the line DD in FIG. 4A, FIG. 4C is an exploded sectional view taken along the line EE in FIG. 4A, and FIG. 4D is an exploded sectional view taken along line FF in FIG. 4A, and FIG. 4E is an exploded sectional view taken along line GG in FIG.
第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図3および図4に示すように、図3(A)に示した組立体上に、例えば板金のプレス加工などによって形成された接続アングル5a,5b,5c,5d,5e,5fが搭載される。
At the time of manufacturing the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図4(A)および図4(B)に示すように、電極部材4aの上面と接続アングル5aの後側端部5a1の下面との間に半田10d1が配置される。また、電極部材4cの上面と接続アングル5cの後側端部5c1の下面との間に半田10d3が配置される。更に、電極部材4eの上面と接続アングル5eの後側端部5e1の下面との間に半田10d5が配置される。
Specifically, when the power semiconductor module according to the first embodiment is manufactured, as shown in FIGS. 4A and 4B, the upper surface of the electrode member 4a and the lower surface of the rear end portion 5a1 of the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図4(A)および図4(C)に示すように、絶縁基板2の上面側導体パターン2b2と接続アングル5aの前側端部5a2の下面との間に半田10e1が配置される。また、絶縁基板2の上面側導体パターン2b3と接続アングル5cの前側端部5c2の下面との間に半田10e3が配置される。更に、絶縁基板2の上面側導体パターン2b4と接続アングル5eの前側端部5e2の下面との間に半田10e5が配置される。
Further, when the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, as shown in FIGS. 4A and 4C, the upper surface side conductor pattern 2b2 of the insulating
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図4(A)および図4(D)に示すように、電極部材4bの上面と接続アングル5bの後側端部5b1の下面との間に半田10d2が配置される。更に、電極部材4dの上面と接続アングル5dの後側端部5d1の下面との間に半田10d4が配置される。また、電極部材4fの上面と接続アングル5fの後側端部5f1の下面との間に半田10d6が配置される。
Further, when the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, as shown in FIGS. 4A and 4D, the upper surface of the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図4(A)および図4(E)に示すように、絶縁基板2の上面側導体パターン2b5と接続アングル5bの前側端部5b2の下面との間に半田10e2が配置される。また、絶縁基板2の上面側導体パターン2b5と接続アングル5dの前側端部5d2の下面との間に半田10e4が配置される。更に、絶縁基板2の上面側導体パターン2b5と接続アングル5fの前側端部5f2の下面との間に半田10e6が配置される。
Further, when the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, as shown in FIGS. 4A and 4E, the upper surface side conductor pattern 2b5 of the insulating
図5は図4(A)に示した組立体上に被せられる外囲ケース6の部品図である。詳細には、図5(A)は外囲ケース6の平面図、図5(B)は図5(A)のH−H線に沿った断面図、図5(C)は図5(A)のI−I線に沿った断面図、図5(D)は図5(A)のJ−J線に沿った断面図、図5(E)は図5(A)のK−K線に沿った断面図である。
FIG. 5 is a component diagram of the
第1の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図5に示すように、樹脂材料の成形によって外囲ケース6が形成されている。詳細には、外囲ケース6に、前側壁6gと後側壁6hと右側壁6iと左側壁6jとが設けられ、天井部および底部は設けられていない。つまり、外囲ケース6の上端および下端が開口している。更に、外部導出端子6a,6b,6c,6dが後側壁6hにインサート成形され、外部導出端子6eが前側壁6gにインサート成形されている。また、図1および図5に示すように、金属製放熱板1の上面の外周部と当接せしめられる段差部6kが、外囲ケース6の前側壁6g、後側壁6h、右側壁6iおよび左側壁6jの下端に形成されている。
In the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIG. 5, an
図6および図7は図4(A)に示した組立体上に図5に示した外囲ケース6が被せられる様子を示した図である。詳細には、図6(A)は図4(A)に示した組立体上に図5に示した外囲ケース6が被せられた状態を示した平面図である。図6(B)は図6(A)のH−H線に沿った分解組立断面図、図7(A)は図6(A)のI−I線に沿った分解組立断面図、図7(B)は図6(A)のJ−J線に沿った分解組立断面図である。
6 and 7 are views showing a state in which the
第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図4、図5、図6および図7に示すように、図4(A)に示した組立体上に図5に示した外囲ケース6が被せられる。詳細には、図1、図5、図6および図7に示すように、金属製放熱板1の上面の外周部と、外囲ケース6の段差部6kとが、接着剤によって接合される。
At the time of manufacturing the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIGS. 4, 5, 6 and 7, the enclosing
更に詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図6(A)および図6(B)に示すように、絶縁基板2の上面側導体パターン2b1と、外囲ケース6の外部導出端子6dの下面との間に半田10f4が配置される。
More specifically, when the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, as shown in FIGS. 6A and 6B, the upper surface side conductor pattern 2b1 of the insulating
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図6(A)および図7(A)に示すように、絶縁基板2の上面側導体パターン2b2と、外囲ケース6の外部導出端子6aの下面との間に半田10f1が配置される。更に、絶縁基板2の上面側導体パターン2b3と、外囲ケース6の外部導出端子6bの下面との間に半田10f2が配置される。また、絶縁基板2の上面側導体パターン2b4と、外囲ケース6の外部導出端子6cの下面との間に半田10f3が配置される。
Further, when the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, as shown in FIGS. 6A and 7A, the upper surface side conductor pattern 2b2 of the insulating
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図6(A)および図7(B)に示すように、絶縁基板2の上面側導体パターン2b5と、外囲ケース6の外部導出端子6eの下面との間に半田10f5が配置される。
Furthermore, when the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, as shown in FIGS. 6A and 7B, the upper surface side conductor pattern 2b5 of the insulating
図8は半田リフロー工程中に図6(A)に示した組立体を固定するための上冶具41の部品図である。詳細には、図8(A)は上冶具41の平面図、図8(B)は図8(A)のK−K線に沿った断面図である。図8に示すように、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時に用いられる上冶具41は、十字形状に形成されている。詳細には、外囲ケース6の前側壁6g(図5(A)参照)を下向きに押圧するための前側アーム部41aと、外囲ケース6の後側壁6h(図5(A)参照)を下向きに押圧するための後側アーム部41bと、外囲ケース6の右側壁6i(図5(A)参照)を下向きに押圧するための右側アーム部41cと、外囲ケース6の左側壁6j(図5(A)参照)を下向きに押圧するための左側アーム部41dとが、上冶具41に設けられている。更に、ねじ穴41eが上冶具41に形成されている。
FIG. 8 is a component diagram of the
図9は半田リフロー工程中に図6(A)に示した組立体を固定するための下冶具42の部品図である。詳細には、図9(A)は下冶具42の平面図、図9(B)は下冶具42の正面図である。図9に示すように、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時に用いられる下冶具42には、ねじ穴42aが形成されている。
FIG. 9 is a component diagram of the
図10は半田リフロー工程中に図6(A)に示した組立体が図8に示した上冶具41および図9に示した下冶具42によって固定されている状態を示した図である。詳細には、図10(A)は半田リフロー工程中に図6(A)に示した組立体が図8に示した上冶具41および図9に示した下冶具42によって固定されている状態を上側から見た図である。図10(B)は半田リフロー工程中に図6(A)に示した組立体が図8に示した上冶具41および図9に示した下冶具42によって固定されている状態を前側から見た図である。図10において、43はねじを示している。第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時のリフロー工程中には、図10に示すように、2個のねじ43が、上冶具41のねじ穴41e(図8参照)および金属製放熱板1のねじ穴1b(図1参照)を通され、下冶具42のねじ穴42a(図9参照)の雌ねじ部と螺合せしめられている。
10 is a view showing a state where the assembly shown in FIG. 6A is fixed by the
第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、1回のみの半田リフロー工程が設けられている。詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図10に示すように、半田リフロー工程中に、上冶具41によって外囲ケース6が下向きに押圧されると共に、下冶具42によって金属製放熱板1が上向きに押圧されている。また、半田リフロー工程中に、図6に示した組立体に含まれるすべての半田10a,10b1,10b2,10b3,10b4,10b5,10b6,10c1,10c2,10c3,10c4,10c5,10c6,10d1,10d2,10d3,10d4,10d5,10d6,10e1,10e2,10e3,10e4,10e5,10e6,10f1,10f2,10f3,10f4,10f5が溶融せしめられ、半田接合が行われる。
At the time of manufacturing the power semiconductor module of the first embodiment, only one solder reflow process is provided. Specifically, when the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, the
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造方法によれば、外囲ケース6が下向きに押圧されておらず、金属製放熱板1が上向きに押圧されていない状態で、1回のみの半田リフロー工程により半田接合が行われるのに伴って、外囲ケース6が金属製放熱板1から浮いてしまったり、金属製放熱板1が反ってしまったりするのを回避することができる。
Therefore, according to the method for manufacturing the power semiconductor module of the first embodiment, the
換言すれば、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造方法によれば、外囲ケース6が金属製放熱板1から浮いてしまったり、金属製放熱板1が反ってしまったりする不具合を低減しつつ、半田リフロー工程の数を削減することができる。
In other words, according to the method for manufacturing the power semiconductor module of the first embodiment, the problem that the
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造方法では、図5、図6、図8および図10に示すように、上冶具41の前側アーム部41aによって外囲ケース6の前側壁6gを下向きに押圧し、上冶具41の後側アーム部41bによって外囲ケース6の後側壁6hを下向きに押圧し、上冶具41の右側アーム部41cによって外囲ケース6の右側壁6iを下向きに押圧し、上冶具41の左側アーム部41dによって外囲ケース6の左側壁6jを下向きに押圧すると共に、下冶具42によって金属製放熱板1を上向きに押圧している状態で、1回のみの半田リフロー工程により、図6に示した組立体に含まれるすべての半田10a,10b1,10b2,10b3,10b4,10b5,10b6,10c1,10c2,10c3,10c4,10c5,10c6,10d1,10d2,10d3,10d4,10d5,10d6,10e1,10e2,10e3,10e4,10e5,10e6,10f1,10f2,10f3,10f4,10f5が溶融せしめられ、半田接合が行われる。
Specifically, in the method for manufacturing the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIGS. 5, 6, 8, and 10, the front side wall of the
つまり、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造方法では、図5、図8および図10に示すように、半田リフロー工程中に、外部導出端子6eの左側に位置する上冶具41の前側アーム部41aによって外囲ケース6の前側壁6gが下向きに押圧される。また、外部導出端子6a,6bの右側であって外部導出端子6c,6dの左側に位置する上冶具41の後側アーム部41bによって外囲ケース6の後側壁6hが下向きに押圧される。更に、外部導出端子6eの後側であって外部導出端子6c,6dの前側に位置する上冶具41の右側アーム部41cによって外囲ケース6の右側壁6iが下向きに押圧される。また、外部導出端子6a,6bの前側に位置する上冶具41の左側アーム部41dによって外囲ケース6の左側壁6jが下向きに押圧される。
That is, in the method for manufacturing the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIGS. 5, 8, and 10, the front arm of the
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造方法によれば、外囲ケース6の前側壁6g、後側壁6h、右側壁6iおよび左側壁6jのいずれかが下向きに押圧されない場合よりも、外囲ケース6を均一に下向きに押圧することができ、それにより、外囲ケース6が金属製放熱板1から浮いてしまったり、金属製放熱板1が反ってしまったりする不具合を低減することができる。
Therefore, according to the manufacturing method of the power semiconductor module of the first embodiment, compared to the case where any of the front side wall 6g, the
更に詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造方法では、図3、図4、図8および図10に示すように、半田リフロー工程中に、上冶具41によって外囲ケース6が拘束され、下冶具42によって金属製放熱板1が拘束されるものの、絶縁基板2、ダイオード3a,3b,3c,3d,3e,3f、電極部材4a,4b,4c,4d,4e,4fおよび接続アングル5a,5b,5c,5d,5e,5fは上冶具41あるいは下冶具42によって拘束されない。
More specifically, in the method for manufacturing the power semiconductor module of the first embodiment, as shown in FIGS. 3, 4, 8, and 10, the
第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、半田リフロー後に、図6(A)に示した組立体の外囲ケース6の内部などの洗浄が行われ、次いで、外囲ケース6の内部にシリコーンゲルが充填され、硬化せしめられる。
At the time of manufacturing the power semiconductor module of the first embodiment, after the solder reflow, the inside of the
図11は図6(A)に示した組立体上に被せられる蓋体7の部品図である。詳細には、図11(A)は蓋体7の平面図、図11(B)は蓋体7の正面図である。
FIG. 11 is a component diagram of the
第1の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、シリコーンゲルの充填後に、図6(A)に示した組立体の外囲ケース6に、図11に示した蓋体7が被せられる。詳細には、その時に、外部導出端子6aの上端が蓋体7の導出穴7aを通され、外部導出端子6bの上端が蓋体7の導出穴7bを通され、外部導出端子6cの上端が蓋体7の導出穴7cを通され、外部導出端子6dの上端が蓋体7の導出穴7dを通され、外部導出端子6eの上端が蓋体7の導出穴7eを通される。次いで、蓋体7の上面の凹部7fにナット(図示せず)が挿入される。次いで、外部導出端子6a,6b,6c,6d,6eの上端が折り曲げられ、第1の実施形態のパワー半導体モジュールが完成する。
When the power semiconductor module of the first embodiment is manufactured, the
図12は第1の実施形態のパワー半導体モジュール20の等価回路図である。第1の実施形態のパワー半導体モジュール20では、図3(A)、図4(A)、図6(A)および図12に示すように、ダイオード3aとダイオード3bとが直列接続されている。また、ダイオード3cとダイオード3dとが直列接続されている。更に、ダイオード3c,3dがダイオード3a,3bに対して並列接続されている。また、ダイオード3eとダイオード3fとが直列接続されている。更に、ダイオード3e,3fがダイオード3a,3bに対して並列接続されている。それにより、3相ダイオードブリッジ回路が構成されている。
FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of the
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール20では、図3(A)、図4(A)、図6(A)および図12に示すように、ダイオード3aのアノード電極およびダイオード3bのカソード電極と外部導出端子6aとが電気的に接続されている。また、ダイオード3cのアノード電極およびダイオード3dのカソード電極と外部導出端子6bとが電気的に接続されている。更に、ダイオード3eのアノード電極およびダイオード3fのカソード電極と外部導出端子6cとが電気的に接続されている。
Specifically, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール20では、図3(A)、図4(A)、図6(A)および図12に示すように、ダイオード3a,3c,3eのカソード電極と外部導出端子6dとが電気的に接続されている。更に、ダイオード3b,3d,3fのアノード電極と外部導出端子6eとが電気的に接続されている。
Further, in the
更に詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール20では、図2(A)、図3(A)および図4(A)に示すように、ダイオード3bを包囲するレジスト2b2aの一部が、接続アングル5aの前側端部5a2を包囲するレジスト2b2aの一部として機能せしめられる。そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール20によれば、ダイオード3bを包囲するレジスト2b2aと接続アングル5aの前側端部5a2を包囲するレジスト2b2aとが完全に独立して設けられている場合よりも、実装密度を向上させることができ、それにより、パワー半導体モジュール20全体を小型化することができる。
More specifically, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール20では、図2(A)、図3(A)および図4(A)に示すように、ダイオード3dを包囲するレジスト2b3aの一部が、接続アングル5cの前側端部5c2を包囲するレジスト2b3aの一部として機能せしめられる。そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール20によれば、ダイオード3dを包囲するレジスト2b3aと接続アングル5cの前側端部5c2を包囲するレジスト2b3aとが完全に独立して設けられている場合よりも、実装密度を向上させることができ、それにより、パワー半導体モジュール20全体を小型化することができる。
Further, in the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール20では、図2(A)、図3(A)および図4(A)に示すように、ダイオード3fを包囲するレジスト2b4aの一部が、接続アングル5eの前側端部5e2を包囲するレジスト2b4aの一部として機能せしめられる。そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール20によれば、ダイオード3fを包囲するレジスト2b4aと接続アングル5eの前側端部5e2を包囲するレジスト2b4aとが完全に独立して設けられている場合よりも、実装密度を向上させることができ、それにより、パワー半導体モジュール20全体を小型化することができる。
Furthermore, in the
以下、本発明のパワー半導体モジュールの製造方法の第2の実施形態について説明する。図13は第2の実施形態のパワー半導体モジュールに用いられる金属製放熱板1を示した図である。詳細には、図13(A)は金属製放熱板1の平面図、図13(B)は図13(A)のL−L線に沿った断面図である。
Hereinafter, a second embodiment of the method for manufacturing the power semiconductor module of the present invention will be described. FIG. 13 is a view showing the
第2の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図13(A)に示すように、金属製放熱板1の上面にレジスト1a(図13(A)中のハッチング部分)が形成されている。そのため、第2の実施形態のパワー半導体モジュールによれば、後述する半田リフロー工程において、絶縁基板2(図14参照)が金属製放熱板1に対して位置ずれしてしまうおそれを低減することができる。また、第2の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図13(A)および図13(B)に示すように、金属製放熱板1にねじ穴1bが形成されている。
In the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIG. 13A, a resist 1a (a hatched portion in FIG. 13A) is formed on the upper surface of the
図14は図13に示した金属製放熱板1上に搭載される絶縁基板2を示した図である。詳細には、図14(A)は絶縁基板2の平面図、図14(B)は絶縁基板2の正面図、図14(C)は絶縁基板2の底面図である。
FIG. 14 is a view showing the insulating
第2の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図14に示すように、絶縁層2aの上面に3個の上面側導体パターン2b1,2b2,2b3を形成し、絶縁層2aの下面に下面側導体パターン2cを形成することにより、絶縁基板2が構成されている。
In the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIG. 14, three upper surface side conductor patterns 2b1, 2b2, 2b3 are formed on the upper surface of the insulating
詳細には、第2の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図14(A)に示すように、上面側導体パターン2b1の上面にレジスト2b1aが形成されている。そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュールによれば、後述する半田リフロー工程において、ダイオード3a(図15(A)参照)が上面側導体パターン2b1に対して位置ずれしてしまうおそれを低減することができる。
Specifically, in the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIG. 14A, a resist 2b1a is formed on the upper surface of the upper surface side conductor pattern 2b1. Therefore, according to the power semiconductor module of the first embodiment, the possibility that the
また、第2の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図14(A)に示すように、上面側導体パターン2b2の上面にレジスト2b2aが形成されている。そのため、第2の実施形態のパワー半導体モジュールによれば、後述する半田リフロー工程において、ダイオード3b(図15(A)参照)および接続アングル5a(図16(A)参照)の後側端部5a1が上面側導体パターン2b2に対して位置ずれしてしまうおそれを低減することができる。
In the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIG. 14A, a resist 2b2a is formed on the upper surface of the upper surface side conductor pattern 2b2. Therefore, according to the power semiconductor module of the second embodiment, the rear end portion 5a1 of the
更に、第2の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図14(A)に示すように、上面側導体パターン2b3の上面にレジスト2b3aが形成されている。そのため、第2の実施形態のパワー半導体モジュールによれば、後述する半田リフロー工程において、接続アングル5b(図16(A)参照)の前側端部5b2が上面側導体パターン2b3に対して位置ずれしてしまうおそれを低減することができる。
Furthermore, in the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIG. 14A, a resist 2b3a is formed on the upper surface of the upper surface side conductor pattern 2b3. Therefore, according to the power semiconductor module of the second embodiment, the front end portion 5b2 of the
図15は金属製放熱板1上に絶縁基板2等が搭載される様子を示した図である。詳細には、図15(A)は金属製放熱板1上に絶縁基板2が搭載され、絶縁基板2上にダイオード3a,3bが搭載され、ダイオード3a,3b上に例えばアノードPCM(琺瑯鉄)板、アノードモリブデン板などのような電極部材4a,4bが搭載された状態を示した平面図である。図15(B)は図15(A)のM−M線に沿った分解組立断面図、図15(C)は図15(A)のN−N線に沿った分解組立断面図である。
FIG. 15 is a diagram showing a state where the insulating
第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図15に示すように、金属製放熱板1上に絶縁基板2が搭載され、絶縁基板2上にダイオード3a,3bが搭載され、ダイオード3a,3b上に電極部材4a,4bが搭載される。詳細には、電極部材4a,4bが、ダイオード3a,3bの上面のアノード電極のガードリング(図示せず)の内側に搭載される。
At the time of manufacturing the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIG. 15, the insulating
詳細には、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図15(B)および図15(C)に示すように、金属製放熱板1の上面と絶縁基板2の下面側導体パターン2cとの間に半田10aが配置される。
Specifically, when manufacturing the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIGS. 15B and 15C, the upper surface of the
更に、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図15(C)に示すように、絶縁基板2の上面側導体パターン2b1と、絶縁基板2の上面の左側に位置するダイオード3aの下面のカソード電極との間に半田10b1が配置される。また、図15(B)に示すように、絶縁基板2の上面側導体パターン2b2と、絶縁基板2の上面の右側に位置するダイオード3bの下面のカソード電極との間に半田10b2が配置される。
Furthermore, at the time of manufacturing the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIG. 15C, the upper surface side conductor pattern 2b1 of the insulating
また、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図15(C)に示すように、ダイオード3aの上面のアノード電極と電極部材4aの下面との間に半田10c1が配置される。更に、図15(B)に示すように、ダイオード3bの上面のアノード電極と電極部材4bの下面との間に半田10c2が配置される。
Further, during the manufacture of the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIG. 15C, the solder 10c1 is disposed between the anode electrode on the upper surface of the
図16は図15(A)に示した組立体上に接続アングル5a,5bが搭載される様子を示した図である。詳細には、図16(A)は図15(A)に示した組立体上に接続アングル5a,5bが搭載された状態を示した平面図である。図16(B)は図16(A)のP−P線に沿った分解組立断面図、図16(C)は図16(A)のQ−Q線に沿った分解組立断面図である。 FIG. 16 is a view showing a state in which the connection angles 5a and 5b are mounted on the assembly shown in FIG. Specifically, FIG. 16A is a plan view showing a state in which the connection angles 5a and 5b are mounted on the assembly shown in FIG. 16B is an exploded sectional view taken along the line P-P in FIG. 16A, and FIG. 16C is an exploded sectional view taken along the line Q-Q in FIG.
第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図15および図16に示すように、図15(A)に示した組立体上に、例えば板金のプレス加工などによって形成された接続アングル5a,5bが搭載される。
At the time of manufacturing the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, the
詳細には、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図16(A)および図16(B)に示すように、絶縁基板2の上面側導体パターン2b2と接続アングル5aの後側端部5a1の下面との間に半田10d1が配置される。また、電極部材4bの上面と接続アングル5bの後側端部5a1の下面との間に半田10d2が配置される。
Specifically, when the power semiconductor module according to the second embodiment is manufactured, as shown in FIGS. 16A and 16B, the upper surface side conductor pattern 2b2 of the insulating
更に、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図16(A)および図16(C)に示すように、電極部材4aの上面と接続アングル5aの前側端部5a2の下面との間に半田10e1が配置される。また、絶縁基板2の上面側導体パターン2b3と接続アングル5bの前側端部5b2の下面との間に半田10e2が配置される。
Further, when the power semiconductor module according to the second embodiment is manufactured, as shown in FIGS. 16A and 16C, the gap between the upper surface of the electrode member 4a and the lower surface of the front end portion 5a2 of the
図17は図16(A)に示した組立体上に被せられる外囲ケース6の部品図である。詳細には、図17(A)は外囲ケース6の平面図、図17(B)は図17(A)のR−R線に沿った断面図、図17(C)は図17(A)のS−S線に沿った断面図、図17(D)は図17(A)のT−T線に沿った断面図である。
FIG. 17 is a component diagram of the
第2の実施形態のパワー半導体モジュールでは、図17に示すように、樹脂材料の成形によって外囲ケース6が形成されている。詳細には、外囲ケース6に、前側壁6gと後側壁6hと右側壁と左側壁とが設けられ、天井部および底部は設けられていない。つまり、外囲ケース6の上端および下端が開口している。更に、外部導出端子6aが後側壁6hにインサート成形され、外部導出端子6b,6cが前側壁6gにインサート成形されている。また、図13および図17に示すように、金属製放熱板1の上面の外周部と当接せしめられる段差部6kが、外囲ケース6の前側壁6g、後側壁6h、右側壁および左側壁の下端に形成されている。
In the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIG. 17, the
図18は図16(A)に示した組立体上に図17に示した外囲ケース6が被せられる様子を示した図である。詳細には、図18(A)は図16(A)に示した組立体上に図17に示した外囲ケース6が被せられた状態を示した平面図である。図18(B)は図18(A)のU−U線に沿った分解組立断面図、図18(C)は図18(A)のV−V線に沿った分解組立断面図である。
18 is a view showing a state in which the
第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図16、図17および図18に示すように、図16(A)に示した組立体上に図17に示した外囲ケース6が被せられる。詳細には、図13、図17および図18に示すように、金属製放熱板1の上面の外周部と、外囲ケース6の段差部6kとが、接着剤によって接合される。
When the power semiconductor module of the second embodiment is manufactured, as shown in FIGS. 16, 17, and 18, the
更に詳細には、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図18(A)および図18(B)に示すように、絶縁基板2の上面側導体パターン2b2と、外囲ケース6の外部導出端子6aの下面との間に半田10f1が配置される。
More specifically, at the time of manufacturing the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIGS. 18A and 18B, the upper surface side conductor pattern 2b2 of the insulating
また、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図18(A)および図18(C)に示すように、絶縁基板2の上面側導体パターン2b1と、外囲ケース6の外部導出端子6bの下面との間に半田10f2が配置される。更に、絶縁基板2の上面側導体パターン2b3と、外囲ケース6の外部導出端子6cの下面との間に半田10f3が配置される。
Further, when manufacturing the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIGS. 18A and 18C, the upper surface side conductor pattern 2b1 of the insulating
図19は半田リフロー工程中に図18(A)に示した組立体を固定するための上冶具41の部品図である。詳細には、図19(A)は上冶具41の平面図、図19(B)は図19(A)のW−W線に沿った断面図である。図8に示すように、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時に用いられる上冶具41は、概略Z形状に形成されている。詳細には、外囲ケース6の前側壁6g(図17(A)参照)を下向きに押圧するための前端部41a’と、外囲ケース6の後側壁6h(図17(A)参照)を下向きに押圧するための後端部41b’とが、上冶具41に設けられている。更に、ねじ穴41eが上冶具41に形成されている。
FIG. 19 is a component diagram of the
図20は半田リフロー工程中に図18(A)に示した組立体を固定するための下冶具42の部品図である。詳細には、図20(A)は下冶具42の平面図、図20(B)は下冶具42の正面図である。図20に示すように、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時に用いられる下冶具42には、ねじ穴42aが形成されている。
FIG. 20 is a component diagram of the
図21は半田リフロー工程中に図18(A)に示した組立体が図19に示した上冶具41および図20に示した下冶具42によって固定されている状態を示した図である。詳細には、図21(A)は半田リフロー工程中に図18(A)に示した組立体が図19に示した上冶具41および図20に示した下冶具42によって固定されている状態を上側から見た図である。図21(B)は半田リフロー工程中に図18(A)に示した組立体が図19に示した上冶具41および図20に示した下冶具42によって固定されている状態を前側から見た図である。図21において、43はねじを示している。第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時のリフロー工程中には、図21に示すように、2個のねじ43が、上冶具41のねじ穴41e(図19参照)および金属製放熱板1のねじ穴1b(図13参照)を通され、下冶具42のねじ穴42a(図20参照)の雌ねじ部と螺合せしめられている。
FIG. 21 is a view showing a state where the assembly shown in FIG. 18A is fixed by the
第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、1回のみの半田リフロー工程が設けられている。詳細には、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、図21に示すように、半田リフロー工程中に、上冶具41によって外囲ケース6が下向きに押圧されると共に、下冶具42によって金属製放熱板1が上向きに押圧されている。また、半田リフロー工程中に、図18に示した組立体に含まれるすべての半田10a,10b1,10b2,10c1,10c2,10d1,10d2,10e1,10e2,10f1,10f2,10f3が溶融せしめられ、半田接合が行われる。
At the time of manufacturing the power semiconductor module according to the second embodiment, only one solder reflow process is provided. Specifically, when the power semiconductor module of the second embodiment is manufactured, as shown in FIG. 21, the
そのため、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造方法によれば、外囲ケース6が下向きに押圧されておらず、金属製放熱板1が上向きに押圧されていない状態で、1回のみの半田リフロー工程により半田接合が行われるのに伴って、外囲ケース6が金属製放熱板1から浮いてしまったり、金属製放熱板1が反ってしまったりするのを回避することができる。
Therefore, according to the manufacturing method of the power semiconductor module of the second embodiment, the
換言すれば、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造方法によれば、外囲ケース6が金属製放熱板1から浮いてしまったり、金属製放熱板1が反ってしまったりする不具合を低減しつつ、半田リフロー工程の数を削減することができる。
In other words, according to the method for manufacturing the power semiconductor module of the second embodiment, the problem of the
詳細には、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造方法では、図17、図18、図19および図21に示すように、上冶具41の前端部41a’によって外囲ケース6の前側壁6gを下向きに押圧し、上冶具41の後端部41b’によって外囲ケース6の後側壁6hを下向きに押圧すると共に、下冶具42によって金属製放熱板1を上向きに押圧している状態で、1回のみの半田リフロー工程により、図18に示した組立体に含まれるすべての半田10a,10b1,10b2,10c1,10c2,10d1,10d2,10e1,10e2,10f1,10f2,10f3が溶融せしめられ、半田接合が行われる。
Specifically, in the method for manufacturing the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIGS. 17, 18, 19, and 21, the front side wall of the
つまり、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造方法では、図17、図19および図21に示すように、半田リフロー工程中に、外部導出端子6b,6cの左側に位置する上冶具41の前端部41a’によって外囲ケース6の前側壁6gが下向きに押圧される。また、外部導出端子6aの右側に位置する上冶具41の後端部41b’によって外囲ケース6の後側壁6hが下向きに押圧される。
That is, in the method for manufacturing the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIGS. 17, 19 and 21, the
そのため、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造方法によれば、外囲ケース6の前側壁6gおよび後側壁6hのいずれかが下向きに押圧されない場合よりも、外囲ケース6を均一に下向きに押圧することができ、それにより、外囲ケース6が金属製放熱板1から浮いてしまったり、金属製放熱板1が反ってしまったりする不具合を低減することができる。
Therefore, according to the method for manufacturing the power semiconductor module of the second embodiment, the
更に詳細には、第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造方法では、図15、図16、図19および図21に示すように、半田リフロー工程中に、上冶具41によって外囲ケース6が拘束され、下冶具42によって金属製放熱板1が拘束されるものの、絶縁基板2、ダイオード3a,3b、電極部材4a,4bおよび接続アングル5a,5bは上冶具41あるいは下冶具42によって拘束されない。
More specifically, in the method for manufacturing the power semiconductor module of the second embodiment, as shown in FIGS. 15, 16, 19, and 21, the
第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、半田リフロー後に、図18(A)に示した組立体の外囲ケース6の内部などの洗浄が行われ、次いで、外囲ケース6の内部にシリコーンゲルが充填され、硬化せしめられる。
At the time of manufacturing the power semiconductor module of the second embodiment, after the solder reflow, the inside of the
図22は図18(A)に示した組立体上に被せられる蓋体7の部品図である。詳細には、図22(A)は蓋体7の平面図、図22(B)は蓋体7の正面図である。
FIG. 22 is a component diagram of the
第2の実施形態のパワー半導体モジュールの製造時には、シリコーンゲルの充填後に、図18(A)に示した組立体の外囲ケース6に、図22に示した蓋体7が被せられる。詳細には、その時に、外部導出端子6aの上端が蓋体7の導出穴7aを通され、外部導出端子6bの上端が蓋体7の導出穴7bを通され、外部導出端子6cの上端が蓋体7の導出穴7cを通される。次いで、蓋体7の上面の凹部7fにナット(図示せず)が挿入される。次いで、外部導出端子6a,6b,6cの上端が折り曲げられ、第2の実施形態のパワー半導体モジュールが完成する。
When the power semiconductor module of the second embodiment is manufactured, the
図23は第2の実施形態のパワー半導体モジュール30の等価回路図である。第2の実施形態のパワー半導体モジュール30では、図15(A)、図16(A)、図18(A)および図23に示すように、2個のダイオード3a,3bを直列接続することによりダブラー型に構成されている。
FIG. 23 is an equivalent circuit diagram of the
詳細には、第2の実施形態のパワー半導体モジュール30では、図15(A)、図16(A)、図18(A)および図23に示すように、ダイオード3aのアノード電極およびダイオード3bのカソード電極と外部導出端子6aとが電気的に接続されている。
Specifically, in the
また、第2の実施形態のパワー半導体モジュール30では、図15(A)、図16(A)、図18(A)および図23に示すように、ダイオード3aのカソード電極と外部導出端子6bとが電気的に接続されている。更に、ダイオード3bのアノード電極と外部導出端子6cとが電気的に接続されている。
In the
1 金属製放熱板
1a レジスト
1b ねじ穴
2 絶縁基板
2a 絶縁層
2b1,2b2,2b3,2b4,2b5 上面側導体パターン
2b1a,2b2a,2b3a,2b4a,2b5a レジスト
2c 下面側導体パターン
3a,3b,3c,3d,3e,3f ダイオード
4a,4b,4c,4d,4e,4f 電極部材
5a,5b,5c,5d,5e,5f 接続アングル
5a1,5a2,5b1,5b2,5c1,5c2 端部
5d1,5d2,5e1,5e2,5f1,5f2 端部
6 外囲ケース
6a,6b,6c,6d,6e 外部導出端子
6g 前側壁
6h 後側壁
6i 右側壁
6j 左側壁
6k 段差部
7 蓋体
7a,7b,7c,7d,7e 導出穴
7f 凹部
10a 半田
10b1,10b2,10b3,10b4,10b5,10b6 半田
10c1,10c2,10c3,10c4,10c5,10c6 半田
10d1,10d2,10d3,10d4,10d5,10d6 半田
10e1,10e2,10e3,10e4,10e5,10e6 半田
10f1,10f2,10f3,10f4,10f5 半田
20 パワー半導体モジュール
30 パワー半導体モジュール
41 上冶具
41a 前側アーム部
41b 後側アーム部
41c 右側アーム部
41d 左側アーム部
41e ねじ穴
41a’ 前端部
41b’ 後端部
42 下冶具
42a ねじ穴
43 ねじ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Metal heat sink 1a Resist 1b Screw hole 2 Insulating board 2a Insulating layer 2b1, 2b2, 2b3, 2b4, 2b5 Upper surface side conductor pattern 2b1a, 2b2a, 2b3a, 2b4a, 2b5a Resist 2c Lower surface side conductor pattern 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f Diodes 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f Electrode members 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f Connection angles 5a1, 5a2, 5b1, 5b2, 5c1, 5c2 Ends 5d1, 5d2, 5e1 5e2, 5f1, 5f2 End portion 6 Enclosure cases 6a, 6b, 6c, 6d, 6e External lead-out terminal 6g Front side wall 6h Rear side wall 6i Right side wall 6j Left side wall 6k Stepped portion 7 Lids 7a, 7b, 7c, 7d, 7e Lead-out hole 7f Recess 10a Solder 10b1, 10b2, 10b3, 10b4, 10b5, 10b6 Solder 10c 1, 10c2, 10c3, 10c4, 10c5, 10c6 Solder 10d1, 10d2, 10d3, 10d4, 10d5, 10d6 Solder 10e1, 10e2, 10e3, 10e4, 10e5, 10e6 Solder 10f1, 10f2, 10f3, 10f4, 10f5 Solder 20 Power semiconductor module 30 Power semiconductor module 41 Upper jig 41a Front arm part 41b Rear arm part 41c Right arm part 41d Left arm part 41e Screw hole 41a 'Front end part 41b' Rear end part 42 Lower jig 42a Screw hole 43 Screw
Claims (2)
第3ダイオード(3c)と第4ダイオード(3d)とを直列接続すると共に、第3ダイオード(3c)および第4ダイオード(3d)を第1ダイオード(3a)および第2ダイオード(3b)に対して並列接続し、
第5ダイオード(3e)と第6ダイオード(3f)とを直列接続すると共に、第5ダイオード(3e)および第6ダイオード(3f)を第1ダイオード(3a)および第2ダイオード(3b)に対して並列接続することにより、3相ダイオードブリッジ回路を構成し、
絶縁基板(2)の上面の左側に第1ダイオード(3a)および第2ダイオード(3b)を配置し、
絶縁基板(2)の上面の右側に第5ダイオード(3e)および第6ダイオード(3f)を配置し、
絶縁基板(2)の上面の中央に第3ダイオード(3c)および第4ダイオード(3d)を配置し、
第1ダイオード(3a)のアノード電極および第2ダイオード(3b)のカソード電極と第1外部導出端子(6a)とを電気的に接続し、
第3ダイオード(3c)のアノード電極および第4ダイオード(3d)のカソード電極と第2外部導出端子(6b)とを電気的に接続し、
第5ダイオード(3e)のアノード電極および第6ダイオード(3f)のカソード電極と第3外部導出端子(6c)とを電気的に接続し、
第1ダイオード(3a)、第3ダイオード(3c)および第5ダイオード(3e)のカソード電極と第4外部導出端子(6d)とを電気的に接続し、
第2ダイオード(3b)、第4ダイオード(3d)および第6ダイオード(3f)のアノード電極と第5外部導出端子(6e)とを電気的に接続するパワー半導体モジュール(20)の製造方法において、
金属製放熱板(1)の上面と絶縁基板(2)の下面側導体パターン(2c)との間に半田(10a)を配置し、
絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と第1ダイオード(3a)の下面のカソード電極との間に半田(10b1)を配置し、
絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と第2ダイオード(3b)の下面のカソード電極との間に半田(10b2)を配置し、
絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と第3ダイオード(3c)の下面のカソード電極との間に半田(10b3)を配置し、
絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と第4ダイオード(3d)の下面のカソード電極との間に半田(10b4)を配置し、
絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と第5ダイオード(3e)の下面のカソード電極との間に半田(10b5)を配置し、
絶縁基板(2)の第4上面側導体パターン(2b4)と第6ダイオード(3f)の下面のカソード電極との間に半田(10b6)を配置し、
第1ダイオード(3a)の上面のアノード電極と第1電極部材(4a)の下面との間に半田(10c1)を配置し、
第2ダイオード(3b)の上面のアノード電極と第2電極部材(4b)の下面との間に半田(10c2)を配置し、
第3ダイオード(3c)の上面のアノード電極と第3電極部材(4c)の下面との間に半田(10c3)を配置し、
第4ダイオード(3d)の上面のアノード電極と第4電極部材(4d)の下面との間に半田(10c4)を配置し、
第5ダイオード(3e)の上面のアノード電極と第5電極部材(4e)の下面との間に半田(10c5)を配置し、
第6ダイオード(3f)の上面のアノード電極と第6電極部材(4f)の下面との間に半田(10c6)を配置し、
第1電極部材(4a)の上面と第1接続アングル(5a)の第1端部(5a1)の下面との間に半田(10d1)を配置し、
第2電極部材(4b)の上面と第2接続アングル(5b)の第1端部(5b1)の下面との間に半田(10d2)を配置し、
第3電極部材(4c)の上面と第3接続アングル(5c)の第1端部(5c1)の下面との間に半田(10d3)を配置し、
第4電極部材(4d)の上面と第4接続アングル(5d)の第1端部(5d1)の下面との間に半田(10d4)を配置し、
第5電極部材(4e)の上面と第5接続アングル(5e)の第1端部(5e1)の下面との間に半田(10d5)を配置し、
第6電極部材(4f)の上面と第6接続アングル(5f)の第1端部(5f1)の下面との間に半田(10d6)を配置し、
絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と第1接続アングル(5a)の第2端部(5a2)の下面との間に半田(10e1)を配置し、
絶縁基板(2)の第5上面側導体パターン(2b5)と第2接続アングル(5b)の第2端部(5b2)の下面との間に半田(10e2)を配置し、
絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と第3接続アングル(5c)の第2端部(5c2)の下面との間に半田(10e3)を配置し、
絶縁基板(2)の第5上面側導体パターン(2b5)と第4接続アングル(5d)の第2端部(5d2)の下面との間に半田(10e4)を配置し、
絶縁基板(2)の第4上面側導体パターン(2b4)と第5接続アングル(5e)の第2端部(5e2)の下面との間に半田(10e5)を配置し、
絶縁基板(2)の第5上面側導体パターン(2b5)と第6接続アングル(5f)の第2端部(5f2)の下面との間に半田(10e6)を配置し、
絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第1外部導出端子(6a)の下面との間に半田(10f1)を配置し、
絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第2外部導出端子(6b)の下面との間に半田(10f2)を配置し、
絶縁基板(2)の第4上面側導体パターン(2b4)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第3外部導出端子(6c)の下面との間に半田(10f3)を配置し、
絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第4外部導出端子(6d)の下面との間に半田(10f4)を配置し、
絶縁基板(2)の第5上面側導体パターン(2b5)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第5外部導出端子(6e)の下面との間に半田(10f5)を配置し、
十字状上冶具(41)の前側アーム部(41a)によって外囲ケース(6)の前側壁(6g)を下向きに押圧し、十字状上冶具(41)の後側アーム部(41b)によって外囲ケース(6)の後側壁(6h)を下向きに押圧し、十字状上冶具(41)の右側アーム部(41c)によって外囲ケース(6)の右側壁(6i)を下向きに押圧し、十字状上冶具(41)の左側アーム部(41d)によって外囲ケース(6)の左側壁(6j)を下向きに押圧すると共に、下冶具(42)によって金属製放熱板(1)を上向きに押圧している状態で、1回のみの半田リフロー工程により、半田(10a,10b1,10b2,10b3,10b4,10b5,10b6,10c1,10c2,10c3,10c4,10c5,10c6,10d1,10d2,10d3,10d4,10d5,10d6,10e1,10e2,10e3,10e4,10e5,10e6,10f1,10f2,10f3,10f4,10f5)を溶融させ、半田接合を行うことを特徴とするパワー半導体モジュール(20)の製造方法。 A first diode (3a) and a second diode (3b) are connected in series;
The third diode (3c) and the fourth diode (3d) are connected in series, and the third diode (3c) and the fourth diode (3d) are connected to the first diode (3a) and the second diode (3b). Connected in parallel,
The fifth diode (3e) and the sixth diode (3f) are connected in series, and the fifth diode (3e) and the sixth diode (3f) are connected to the first diode (3a) and the second diode (3b). By connecting in parallel, a three-phase diode bridge circuit is configured,
The first diode (3a) and the second diode (3b) are arranged on the left side of the upper surface of the insulating substrate (2),
A fifth diode (3e) and a sixth diode (3f) are arranged on the right side of the upper surface of the insulating substrate (2);
A third diode (3c) and a fourth diode (3d) are arranged in the center of the upper surface of the insulating substrate (2);
Electrically connecting the anode electrode of the first diode (3a) and the cathode electrode of the second diode (3b) to the first external lead-out terminal (6a);
Electrically connecting the anode electrode of the third diode (3c) and the cathode electrode of the fourth diode (3d) to the second external lead-out terminal (6b);
Electrically connecting the anode electrode of the fifth diode (3e) and the cathode electrode of the sixth diode (3f) to the third external lead-out terminal (6c);
Electrically connecting the cathode electrodes of the first diode (3a), the third diode (3c) and the fifth diode (3e) and the fourth external lead-out terminal (6d);
In the method of manufacturing the power semiconductor module (20) in which the anode electrodes of the second diode (3b), the fourth diode (3d) and the sixth diode (3f) are electrically connected to the fifth external lead terminal (6e).
Solder (10a) is disposed between the upper surface of the metal heat sink (1) and the lower surface side conductor pattern (2c) of the insulating substrate (2),
Solder (10b1) is disposed between the first upper surface side conductor pattern (2b1) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the first diode (3a),
Solder (10b2) is disposed between the second upper surface side conductor pattern (2b2) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the second diode (3b),
Solder (10b3) is disposed between the first upper surface side conductor pattern (2b1) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the third diode (3c),
Solder (10b4) is disposed between the third upper surface side conductor pattern (2b3) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the fourth diode (3d),
Solder (10b5) is disposed between the first upper surface side conductor pattern (2b1) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the fifth diode (3e),
Solder (10b6) is disposed between the fourth upper surface side conductor pattern (2b4) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the sixth diode (3f),
Solder (10c1) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the first diode (3a) and the lower surface of the first electrode member (4a),
Solder (10c2) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the second diode (3b) and the lower surface of the second electrode member (4b),
Solder (10c3) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the third diode (3c) and the lower surface of the third electrode member (4c),
Solder (10c4) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the fourth diode (3d) and the lower surface of the fourth electrode member (4d),
Solder (10c5) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the fifth diode (3e) and the lower surface of the fifth electrode member (4e),
Solder (10c6) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the sixth diode (3f) and the lower surface of the sixth electrode member (4f),
Solder (10d1) is disposed between the upper surface of the first electrode member (4a) and the lower surface of the first end (5a1) of the first connection angle (5a),
Solder (10d2) is disposed between the upper surface of the second electrode member (4b) and the lower surface of the first end (5b1) of the second connection angle (5b),
Solder (10d3) is disposed between the upper surface of the third electrode member (4c) and the lower surface of the first end (5c1) of the third connection angle (5c),
Solder (10d4) is disposed between the upper surface of the fourth electrode member (4d) and the lower surface of the first end (5d1) of the fourth connection angle (5d),
Solder (10d5) is disposed between the upper surface of the fifth electrode member (4e) and the lower surface of the first end (5e1) of the fifth connection angle (5e),
Solder (10d6) is disposed between the upper surface of the sixth electrode member (4f) and the lower surface of the first end (5f1) of the sixth connection angle (5f),
Solder (10e1) is disposed between the second upper surface side conductor pattern (2b2) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5a2) of the first connection angle (5a),
Solder (10e2) is disposed between the fifth upper surface side conductor pattern (2b5) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5b2) of the second connection angle (5b),
Solder (10e3) is disposed between the third upper surface side conductor pattern (2b3) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5c2) of the third connection angle (5c),
Solder (10e4) is disposed between the fifth upper surface side conductor pattern (2b5) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5d2) of the fourth connection angle (5d),
Solder (10e5) is disposed between the fourth upper surface side conductor pattern (2b4) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5e2) of the fifth connection angle (5e),
Solder (10e6) is disposed between the fifth upper surface side conductor pattern (2b5) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5f2) of the sixth connection angle (5f),
Solder (10f1) is disposed between the second upper surface side conductor pattern (2b2) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the first external lead terminal (6a) insert-molded in the outer case (6),
Solder (10f2) is arranged between the third upper surface side conductor pattern (2b3) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second external lead-out terminal (6b) insert-molded in the outer case (6),
Solder (10f3) is disposed between the fourth upper surface side conductor pattern (2b4) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the third external lead-out terminal (6c) insert-molded in the outer case (6),
Solder (10f4) is disposed between the first upper surface side conductor pattern (2b1) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the fourth external lead-out terminal (6d) insert-molded in the outer case (6),
Solder (10f5) is arranged between the fifth upper surface side conductor pattern (2b5) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the fifth external lead-out terminal (6e) insert-molded in the surrounding case (6),
The front side wall (6g) of the outer casing (6) is pressed downward by the front arm portion (41a) of the cross-shaped upper jig (41), and the outer arm by the rear arm portion (41b) of the cross-shaped upper jig (41). Press the rear side wall (6h) of the surrounding case (6) downward, press the right side wall (6i) of the outer case (6) downward by the right arm part (41c) of the cross-shaped upper jig (41), The left arm (41d) of the cross-shaped upper jig (41) presses the left side wall (6j) of the outer case (6) downward, and the lower jig (42) causes the metal heat sink (1) to face upward. In the pressed state, the solder (10a, 10b1, 10b2, 10b3, 10b4, 10b5, 10b6, 10c1, 10c2, 10c3, 10c4, 10c5, 10c6, 10d1, 1 is obtained by a single solder reflow process. d2, 10d3, 10d4, 10d5, 10d6, 10e1, 10e2, 10e3, 10e4, 10e5, 10e6, 10f1, 10f2, 10f3, 10f4, 10f5) are melted and solder-bonded (20 ) Manufacturing method.
絶縁基板(2)の上面の左側に第1ダイオード(3a)を配置し、
絶縁基板(2)の上面の右側に第2ダイオード(3b)を配置し、
第1ダイオード(3a)のアノード電極および第2ダイオード(3b)のカソード電極と第1外部導出端子(6a)とを電気的に接続し、
第1ダイオード(3a)のカソード電極と第2外部導出端子(6b)とを電気的に接続し、
第2ダイオード(3b)のアノード電極と第3外部導出端子(6c)とを電気的に接続することによりダブラー型に構成されたパワー半導体モジュール(30)の製造方法において、
金属製放熱板(1)の上面と絶縁基板(2)の下面側導体パターン(2c)との間に半田(10a)を配置し、
絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と第1ダイオード(3a)の下面のカソード電極との間に半田(10b1)を配置し、
絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と第2ダイオード(3b)の下面のカソード電極との間に半田(10b2)を配置し、
第1ダイオード(3a)の上面のアノード電極と第1電極部材(4a)の下面との間に半田(10c1)を配置し、
第2ダイオード(3b)の上面のアノード電極と第2電極部材(4b)の下面との間に半田(10c2)を配置し、
第1電極部材(4a)の上面と第1接続アングル(5a)の第2端部(5a2)の下面との間に半田(10e1)を配置し、
第2電極部材(4b)の上面と第2接続アングル(5b)の第1端部(5b1)の下面との間に半田(10d2)を配置し、
絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と第1接続アングル(5a)の第1端部(5a1)の下面との間に半田(10d1)を配置し、
絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と第2接続アングル(5b)の第2端部(5b2)の下面との間に半田(10e2)を配置し、
絶縁基板(2)の第2上面側導体パターン(2b2)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第1外部導出端子(6a)の下面との間に半田(10f1)を配置し、
絶縁基板(2)の第1上面側導体パターン(2b1)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第2外部導出端子(6b)の下面との間に半田(10f2)を配置し、
絶縁基板(2)の第3上面側導体パターン(2b3)と、外囲ケース(6)にインサート成形された第3外部導出端子(6c)の下面との間に半田(10f3)を配置し、
上冶具(41)の前端部(41a’)によって外囲ケース(6)の前側壁(6g)を下向きに押圧し、上冶具(41)の後端部(41b’)によって外囲ケース(6)の後側壁(6h)を下向きに押圧すると共に、下冶具(42)によって金属製放熱板(1)を上向きに押圧している状態で、1回のみの半田リフロー工程により、半田(10a,10b1,10b2,10c1,10c2,10d1,10d2,10e1,10e2,10f1,10f2,10f3)を溶融させ、半田接合を行うことを特徴とするパワー半導体モジュール(30)の製造方法。 A first diode (3a) and a second diode (3b) are connected in series;
The first diode (3a) is arranged on the left side of the upper surface of the insulating substrate (2),
A second diode (3b) is arranged on the right side of the upper surface of the insulating substrate (2);
Electrically connecting the anode electrode of the first diode (3a) and the cathode electrode of the second diode (3b) to the first external lead-out terminal (6a);
Electrically connecting the cathode electrode of the first diode (3a) and the second external lead-out terminal (6b);
In the method of manufacturing the power semiconductor module (30) configured in a doubler type by electrically connecting the anode electrode of the second diode (3b) and the third external lead terminal (6c),
Solder (10a) is disposed between the upper surface of the metal heat sink (1) and the lower surface side conductor pattern (2c) of the insulating substrate (2),
Solder (10b1) is disposed between the first upper surface side conductor pattern (2b1) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the first diode (3a),
Solder (10b2) is disposed between the second upper surface side conductor pattern (2b2) of the insulating substrate (2) and the cathode electrode on the lower surface of the second diode (3b),
Solder (10c1) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the first diode (3a) and the lower surface of the first electrode member (4a),
Solder (10c2) is disposed between the anode electrode on the upper surface of the second diode (3b) and the lower surface of the second electrode member (4b),
Solder (10e1) is disposed between the upper surface of the first electrode member (4a) and the lower surface of the second end (5a2) of the first connection angle (5a),
Solder (10d2) is disposed between the upper surface of the second electrode member (4b) and the lower surface of the first end (5b1) of the second connection angle (5b),
Solder (10d1) is disposed between the second upper surface side conductor pattern (2b2) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the first end (5a1) of the first connection angle (5a),
Solder (10e2) is disposed between the third upper surface side conductor pattern (2b3) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second end (5b2) of the second connection angle (5b),
Solder (10f1) is disposed between the second upper surface side conductor pattern (2b2) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the first external lead terminal (6a) insert-molded in the outer case (6),
Solder (10f2) is disposed between the first upper surface side conductor pattern (2b1) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the second external lead-out terminal (6b) insert-molded in the outer case (6),
Solder (10f3) is disposed between the third upper surface side conductor pattern (2b3) of the insulating substrate (2) and the lower surface of the third external lead-out terminal (6c) insert-molded in the outer case (6),
The front side wall (6g) of the outer casing (6) is pressed downward by the front end (41a ′) of the upper jig (41), and the outer casing (6b) is pressed by the rear end (41b ′) of the upper jig (41). ) In a state where the rear side wall (6h) is pressed downward and the metal heat radiating plate (1) is pressed upward by the lower jig (42), the solder (10a, 10B1,10b2,10c1,10c2,10d1,10d2,10e1,10e2,10f1,10f2,10f3) is melted, the method for manufacturing power semiconductor module that comprises carrying out solder bonding (30).
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