JP6043238B2 - Semiconductor module - Google Patents

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本明細書で開示される技術は、半導体素子と配線層が圧接固定される圧接型の半導体モジュールに関する。   The technology disclosed in this specification relates to a pressure-contact type semiconductor module in which a semiconductor element and a wiring layer are pressure-fixed.

特許文献1〜4に開示されるように、半導体素子と配線層が圧接固定される圧接型の半導体モジュールが開発されている。このような圧接型の半導体モジュールでは、半導体素子と配線層がはんだ等によって固定されていないので、半導体素子と配線層は、両者の接触面に平行な方向に拘束されない。このため、半導体素子が動作したときに発生する熱の影響によって半導体素子と配線層の間に熱膨張差が生じても、半導体素子と配線層の接触面に平行な方向における滑りの効果によって、半導体素子と配線層に加わる応力が緩和される。   As disclosed in Patent Documents 1 to 4, a pressure contact type semiconductor module in which a semiconductor element and a wiring layer are pressure contact fixed has been developed. In such a pressure contact type semiconductor module, since the semiconductor element and the wiring layer are not fixed by solder or the like, the semiconductor element and the wiring layer are not constrained in a direction parallel to the contact surface between them. For this reason, even if a thermal expansion difference occurs between the semiconductor element and the wiring layer due to the influence of heat generated when the semiconductor element operates, due to the effect of slipping in the direction parallel to the contact surface between the semiconductor element and the wiring layer, The stress applied to the semiconductor element and the wiring layer is relaxed.

特開平5−211259号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-21259 特開平7−99284号公報JP-A-7-99284 特開2005−101489号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-101489 特開2012−119651号公報JP 2012-119651 A

半導体素子は、素子部と終端部を有している。素子部は、ゲート構造が設けられており、電流が流れる部分である。終端部は、その素子部の周囲に設けられており、横方向の耐圧を向上させるための部分である。   The semiconductor element has an element part and a terminal part. The element portion is provided with a gate structure and is a portion through which a current flows. The termination portion is provided around the element portion and is a portion for improving the lateral breakdown voltage.

半導体素子が動作したときに発生する熱は、終端部よりも素子部で大きくなる。このため、半導体素子の温度は、素子部で高く、終端部で低い。このような温度分布が形成されると、素子部が終端部よりも大きく熱膨張するので、半導体素子が湾曲するように変形しようとする。しかしながら、圧接型の半導体モジュールでは、半導体素子は、配線層によって圧接方向が拘束されているので、湾曲変形が阻害され、大きな応力が加わる。   The heat generated when the semiconductor element operates is greater at the element portion than at the termination portion. For this reason, the temperature of the semiconductor element is high at the element part and low at the terminal part. When such a temperature distribution is formed, the element portion thermally expands more than the terminal portion, so that the semiconductor element tends to be deformed to be curved. However, in the pressure contact type semiconductor module, since the pressure contact direction of the semiconductor element is constrained by the wiring layer, the bending deformation is hindered and a large stress is applied.

本明細書では、半導体素子が動作したときの温度分布に起因する応力を緩和する技術を提供することを目的としている。   In this specification, it aims at providing the technique which relieve | moderates the stress resulting from temperature distribution when a semiconductor element operate | moves.

本明細書で開示される技術は、半導体素子と配線層が圧接固定される圧接型の半導体モジュールに具現化される。半導体モジュールは、半導体素子と配線層の間に設けられており、圧接方向に直交する面内に配置されている複数の弾性機構を備えている。弾性機構は、半導体素子に接触する導電性の接触体、及び接触体を半導体素子に向けて付勢する弾性体を有している。半導体素子と配線層は、接触体を介して電気的に接続可能に構成されている。   The technology disclosed in this specification is embodied in a pressure-contact type semiconductor module in which a semiconductor element and a wiring layer are pressure-fixed. The semiconductor module is provided between the semiconductor element and the wiring layer, and includes a plurality of elastic mechanisms arranged in a plane orthogonal to the pressure contact direction. The elastic mechanism includes a conductive contact body that contacts the semiconductor element and an elastic body that biases the contact body toward the semiconductor element. The semiconductor element and the wiring layer are configured to be electrically connectable via a contact body.

半導体素子が動作して温度分布が形成されると、半導体素子は湾曲するように変形しようとする。半導体モジュールでは、弾性機構の弾性体が圧縮することにより、半導体素子の湾曲変形を許容することができる。このため、半導体素子に加わる応力が緩和される。   When the semiconductor element operates to form a temperature distribution, the semiconductor element tends to be deformed so as to bend. In the semiconductor module, the bending deformation of the semiconductor element can be allowed by compressing the elastic body of the elastic mechanism. For this reason, the stress added to a semiconductor element is relieved.

図1は、第1実施例の半導体モジュールの一実施形態の要部断面図を模式的に示す。FIG. 1 schematically shows a cross-sectional view of an essential part of one embodiment of the semiconductor module of the first example. 図2は、第1実施例の弾性機構部の要部拡大断面図を模式的に示す。FIG. 2 schematically shows an enlarged cross-sectional view of the main part of the elastic mechanism part of the first embodiment. 図3は、第1実施例の弾性機構部の作用効果を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the effect of the elastic mechanism portion of the first embodiment. 図4は、第1実施例の弾性機構の一実施形態の断面図を模式的に示す。FIG. 4 schematically shows a cross-sectional view of one embodiment of the elastic mechanism of the first example. 図5は、第1実施例の弾性機構の一実施形態の断面図を模式的に示す。FIG. 5 schematically shows a cross-sectional view of one embodiment of the elastic mechanism of the first example. 図6は、第2実施例の半導体モジュールの一実施形態の要部断面図を模式的に示す。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a main part of one embodiment of the semiconductor module of the second example. 図7Aは、第2実施例の弾性機構の一実施形態の断面図を模式的に示す。FIG. 7A schematically shows a cross-sectional view of one embodiment of the elastic mechanism of the second example. 図7Bは、第2実施例の弾性機構の一実施形態の断面図を模式的に示す。FIG. 7B schematically shows a cross-sectional view of one embodiment of the elastic mechanism of the second example.

以下、本明細書で開示される技術の特徴を整理する。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。
(特徴1)本明細書で開示される半導体モジュールは、半導体素子と配線層が圧接固定される圧接型である。半導体モジュールは、半導体素子と配線層の間に設けられており、圧接方向に直交する面内に配置されている複数の弾性機構を備えていてもよい。弾性機構は、半導体素子に接触する導電性の接触体、及び接触体を半導体素子に向けて付勢する弾性体を有していてもよい。半導体素子と配線層は、接触体を介して電気的に接続可能に構成されていてもよい。ここで、接触体の材料は、電気抵抗が低く、熱伝導が大きい材料が望ましく、金属であるのが望ましい。接触体の材料は、一例では、銅、アルミ、グラファイト及びその複合材であってもよい。弾性体の形態及び材料は、特に限定されるものではない。弾性体には、圧縮変形後に復元力を有する様々なものが採用可能である。
(特徴2)弾性機構は、接触体と弾性体を収容しており、配線層に接触する導電性の筐体をさらに有していてもよい。接触体は、筐体に対して摺動可能に筐体に収容されていてもよい。半導体素子と配線層は、接触体及び筐体を介して電気的に接続可能に構成されていてもよい。ここで、接触体は、筐体の内壁に当接しながら摺動してもよく、摺動機構(接触体と筐体の間の電気的な接続を許容するガイド機構等)を利用して摺動してもよい。
(特徴3)筐体は、接触体が抜け落ちるのを防止する抜け防止部を有していてもよい。抜け防止部には、様々な形態を採用することができる。一例では、抜け防止部は、筐体の内壁の一部に形成された溝内に接触体の一部が突出するように構成されてもよい。また、抜け防止部は、接触体を横方向から付勢する弾性体によって構成されてもよい。
The technical features disclosed in this specification will be summarized below. The items described below have technical usefulness independently.
(Feature 1) The semiconductor module disclosed in this specification is a pressure contact type in which a semiconductor element and a wiring layer are pressure contact fixed. The semiconductor module may be provided between the semiconductor element and the wiring layer, and may include a plurality of elastic mechanisms arranged in a plane orthogonal to the pressure contact direction. The elastic mechanism may include a conductive contact body that contacts the semiconductor element and an elastic body that biases the contact body toward the semiconductor element. The semiconductor element and the wiring layer may be configured to be electrically connectable via a contact body. Here, the material of the contact body is preferably a material having low electrical resistance and high heat conduction, and is preferably a metal. In one example, the material of the contact body may be copper, aluminum, graphite, and a composite material thereof. The form and material of the elastic body are not particularly limited. Various elastic bodies having a restoring force after compression deformation can be used.
(Feature 2) The elastic mechanism accommodates the contact body and the elastic body, and may further include a conductive casing that contacts the wiring layer. The contact body may be accommodated in the housing so as to be slidable with respect to the housing. The semiconductor element and the wiring layer may be configured to be electrically connectable via a contact body and a housing. Here, the contact body may slide while being in contact with the inner wall of the housing, and the sliding body may be slid using a sliding mechanism (such as a guide mechanism that allows electrical connection between the contact body and the housing). You may move.
(Characteristic 3) The housing may have a drop prevention portion that prevents the contact body from falling off. Various forms can be employed for the slip-off prevention unit. In one example, the drop prevention part may be configured such that a part of the contact body protrudes into a groove formed in a part of the inner wall of the housing. Further, the drop prevention unit may be configured by an elastic body that urges the contact body from the lateral direction.

以下、図面を参照して各実施例を説明する。なお、各実施例において共通する構成要素については共通の符号を付している。   Embodiments will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component which is common in each Example.

図1に示されるように、圧接型の半導体モジュール1は、冷却器2、絶縁基板3、半導体素子4、弾性機構部5及び配線層6を備えている。冷却器2と配線層6は、図示しない締結具(一例では、ナットとボルト)によって結合されており、絶縁基板3と半導体素子4と弾性機構部5を圧接方向(紙面上下方向)に圧接固定している。   As shown in FIG. 1, the pressure contact type semiconductor module 1 includes a cooler 2, an insulating substrate 3, a semiconductor element 4, an elastic mechanism portion 5, and a wiring layer 6. The cooler 2 and the wiring layer 6 are coupled by a fastener (not shown) (in the example, a nut and a bolt), and the insulating substrate 3, the semiconductor element 4, and the elastic mechanism portion 5 are pressed and fixed in the pressing direction (up and down direction in the drawing). doing.

冷却器2には冷媒を流通させる流路が形成されており、半導体素子4で発生した熱はその冷媒を介して外部に放熱される。冷却器11の材料は、一例ではアルミニウムである。   The cooler 2 is formed with a flow path for circulating a refrigerant, and heat generated in the semiconductor element 4 is radiated to the outside through the refrigerant. The material of the cooler 11 is aluminum in one example.

絶縁基板3は、上側金属層3a、絶縁層3b及び下側金属層3cを有している。上側金属層3aは、半導体素子4の裏面電極に電気的に接続されており、配線層として用いられる。絶縁層3bは、半導体素子4と冷却器2を電気的に絶縁している。下側金属層3cは、冷却器2にろう材あるいはグリースを介して接合している。上側金属層3a及び下側金属層3cの材料は、一例ではアルミニウムである。絶縁層3bの材料は、一例では窒化アルミニウムである。   The insulating substrate 3 has an upper metal layer 3a, an insulating layer 3b, and a lower metal layer 3c. The upper metal layer 3a is electrically connected to the back electrode of the semiconductor element 4 and is used as a wiring layer. The insulating layer 3b electrically insulates the semiconductor element 4 and the cooler 2 from each other. The lower metal layer 3c is joined to the cooler 2 via a brazing material or grease. In one example, the material of the upper metal layer 3a and the lower metal layer 3c is aluminum. For example, the material of the insulating layer 3b is aluminum nitride.

半導体素子4は、一例では縦型のIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である。半導体素子4の裏面電極であるコレクタ電極が絶縁基板3の上側金属層3aに電気的に接続されており、表面電極であるエミッタ電極が弾性機構部5を介して配線層6に電気的に接続されている。   For example, the semiconductor element 4 is a vertical IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). The collector electrode, which is the back electrode of the semiconductor element 4, is electrically connected to the upper metal layer 3 a of the insulating substrate 3, and the emitter electrode, which is the front electrode, is electrically connected to the wiring layer 6 via the elastic mechanism portion 5. Has been.

図2に示されるように、弾性機構部5は、配線層6と半導体素子4の間に設けられており、圧接方向に直交する面内に配置されている複数の弾性機構10を備えている。弾性機構10の個数は、後述するように、半導体素子4の湾曲変形に追従できる程度であればよい。例えば、弾性機構10は、10mm×10mmの半導体素子4に対して5×5個が用いられている。弾性機構10の各々は、半導体素子4に接触する導電性の接触体12、接触体12を半導体素子4に向けて付勢する弾性体14、及び接触体12と弾性体14を収容している導電性の筐体16を有している。   As shown in FIG. 2, the elastic mechanism portion 5 is provided between the wiring layer 6 and the semiconductor element 4 and includes a plurality of elastic mechanisms 10 arranged in a plane orthogonal to the pressure contact direction. . The number of the elastic mechanisms 10 may be as long as it can follow the curved deformation of the semiconductor element 4 as will be described later. For example, 5 × 5 elastic mechanisms 10 are used for a semiconductor element 4 of 10 mm × 10 mm. Each of the elastic mechanisms 10 houses a conductive contact body 12 that contacts the semiconductor element 4, an elastic body 14 that biases the contact body 12 toward the semiconductor element 4, and the contact body 12 and the elastic body 14. A conductive housing 16 is provided.

接触体12は、一例では概ね円柱状の形態を有しており、一端が半導体素子4に接触しており、他端が弾性体14に接触している。半導体素子4に接触する側の接触体12の端部が曲面で構成されており、接触体12と半導体素子4は点接触している。接触体12は、筐体16の内壁に当接しており、筐体16に当接した状態で筐体16に対して圧接方向に沿って摺動可能である。接触体12の材料には、一例では銅が用いられる。接触体12は、配線層6に筐体16を接合した後に、筐体16内に収容される。   In one example, the contact body 12 has a substantially cylindrical shape, and one end is in contact with the semiconductor element 4 and the other end is in contact with the elastic body 14. The end of the contact body 12 on the side in contact with the semiconductor element 4 is formed of a curved surface, and the contact body 12 and the semiconductor element 4 are in point contact. The contact body 12 is in contact with the inner wall of the housing 16, and can slide along the press-contact direction with respect to the housing 16 in a state of being in contact with the housing 16. For example, copper is used as the material of the contact body 12. The contact body 12 is accommodated in the housing 16 after the housing 16 is bonded to the wiring layer 6.

弾性体14は、一例では絶縁性の樹脂ばねであり、一端が接触体12に接触しており、他端が配線層6に接触している。弾性体14は、接触体12を半導体素子4に向けて付勢する。弾性体14は、配線層6に筐体16を接合した後に、所定の圧縮荷重が加えられた状態で筐体16内に収容される。   The elastic body 14 is an insulating resin spring, for example, and has one end in contact with the contact body 12 and the other end in contact with the wiring layer 6. The elastic body 14 biases the contact body 12 toward the semiconductor element 4. The elastic body 14 is accommodated in the housing 16 in a state where a predetermined compressive load is applied after the housing 16 is joined to the wiring layer 6.

筐体16は、一例では筒状の形態を有しており、接触体12に対応した形態の内壁面を有している。筐体16は、一端が配線層6に接合されている。筐体16と配線層6は、例えばエッチング技術を利用して接合されている。筐体16の材料には、一例では銅が用いられる。   The housing 16 has a cylindrical shape as an example, and has an inner wall surface corresponding to the contact body 12. One end of the housing 16 is joined to the wiring layer 6. The casing 16 and the wiring layer 6 are bonded using, for example, an etching technique. For example, copper is used as the material of the housing 16.

次に、半導体素子4が動作したときに半導体素子4に加わる応力が緩和される作用を説明する。半導体素子4は、素子部と終端部を有している。素子部は、ゲート構造が設けられており、電流が流れる部分である。終端部は、その素子部の周囲に設けられており、横方向の耐圧を向上させるための部分である。例えば、終端部には、ガードリング、リサーフ層等の耐圧構造が設けられている。   Next, the action that the stress applied to the semiconductor element 4 is relaxed when the semiconductor element 4 operates will be described. The semiconductor element 4 has an element part and a terminal part. The element portion is provided with a gate structure and is a portion through which a current flows. The termination portion is provided around the element portion and is a portion for improving the lateral breakdown voltage. For example, a pressure-resistant structure such as a guard ring and a RESURF layer is provided at the terminal portion.

半導体素子4が動作したときに発生する熱は、終端部よりも素子部で大きい。特に、半導体素子4の素子部の上面側で多くの熱が発生する。このため、半導体素子4の温度は、素子部の上面側で高くなる分布を有する。図3に示されるように、このような温度分布が形成されると、素子部の上面側が残部よりも大きく熱膨張するので、上に凸となるように湾曲変形する。   The heat generated when the semiconductor element 4 operates is greater in the element part than in the terminal part. In particular, a lot of heat is generated on the upper surface side of the element portion of the semiconductor element 4. For this reason, the temperature of the semiconductor element 4 has a distribution that increases on the upper surface side of the element portion. As shown in FIG. 3, when such a temperature distribution is formed, the upper surface side of the element portion thermally expands more than the remaining portion, so that it is curved and deformed so as to protrude upward.

弾性機構10は、弾性体14が圧縮変形することによって、半導体素子4の湾曲変形に良好に追従することができる。これにより、半導体素子4に加わる応力が緩和される。   The elastic mechanism 10 can satisfactorily follow the curved deformation of the semiconductor element 4 by compressing and deforming the elastic body 14. Thereby, the stress applied to the semiconductor element 4 is relieved.

また、弾性機構10では、接触体12と筐体16を介して半導体素子4と配線層6の電気的な接続、及び熱伝導の経路が確保されており、低い電気抵抗と高い熱伝導の特性が確保されている。さらに、接触体12と筐体16を介して電流が流れるので、弾性体14のインダクタンス成分の影響が抑えられる。   Further, in the elastic mechanism 10, an electrical connection between the semiconductor element 4 and the wiring layer 6 and a heat conduction path are ensured through the contact body 12 and the housing 16, and low electrical resistance and high heat conduction characteristics are ensured. Is secured. Furthermore, since an electric current flows through the contact body 12 and the housing | casing 16, the influence of the inductance component of the elastic body 14 is suppressed.

また、弾性機構10では、1つの接触体12に対して1つの弾性体14が設けられているので、接触体12の大きさにバラツキがあっても、弾性体14によってそのバラツキが吸収される。   In the elastic mechanism 10, since one elastic body 14 is provided for one contact body 12, even if the size of the contact body 12 varies, the variation is absorbed by the elastic body 14. .

また、弾性機構10では、半導体素子4と接触する側の接触体12の端部が曲面で構成されており、半導体素子4と接触体12が点接触している。これにより、半導体素子4と接触体12の接触面に平行な方向における半導体素子4の熱膨張に対して、滑り効果によって半導体素子4に加わる応力が緩和される。   Moreover, in the elastic mechanism 10, the edge part of the contact body 12 of the side which contacts the semiconductor element 4 is comprised by the curved surface, and the semiconductor element 4 and the contact body 12 are in point contact. Thereby, the stress applied to the semiconductor element 4 due to the sliding effect is relieved with respect to the thermal expansion of the semiconductor element 4 in the direction parallel to the contact surface between the semiconductor element 4 and the contact body 12.

図4に、弾性機構10の他の例を示す。なお、図4では、図示の明瞭化のために、複数の弾性機構10のうちの1つのみを示している。この例では、接触体22がスライド部材22aと球状部材22bで構成されている。スライド部材22aは、一端が弾性体14に接触しており、他端が球状部材22bに接触している。スライド部材22aはまた、筐体16の内壁に当接しており、筐体16に対して圧接方向に沿って摺動可能である。球状部材22bは、一端がスライド部材22aに接触しており、他端が半導体素子4(図示省略)に接触している。筐体26は、内壁面26aの一部に凹状の溝が形成されており、その溝内に球状部材22bが収容されている。筐体26の端部の内径26Wは、球状部材22bの外径22Wよりも小さく構成されている。これにより、球状部材22bが筐体26から抜け落ちることが防止されている。なお、これらの抜け防止用の構造が、特許請求の範囲に記載されている「抜け防止部」の一例である。このような抜け防止部が設けられていると、弾性機構10を配線層6に取り付ける作業時にスライド部材22a及び球状部材22bが抜け落ちることが防止され、製造時の作業負担が軽減される。   FIG. 4 shows another example of the elastic mechanism 10. In FIG. 4, only one of the plurality of elastic mechanisms 10 is shown for clarity of illustration. In this example, the contact body 22 includes a slide member 22a and a spherical member 22b. The slide member 22a has one end in contact with the elastic body 14 and the other end in contact with the spherical member 22b. The slide member 22 a is also in contact with the inner wall of the housing 16 and is slidable along the press-contact direction with respect to the housing 16. The spherical member 22b has one end in contact with the slide member 22a and the other end in contact with the semiconductor element 4 (not shown). The casing 26 has a concave groove formed in a part of the inner wall surface 26a, and the spherical member 22b is accommodated in the groove. The inner diameter 26W at the end of the casing 26 is configured to be smaller than the outer diameter 22W of the spherical member 22b. Thereby, the spherical member 22b is prevented from falling off from the casing 26. It should be noted that these structures for preventing disconnection are examples of the “prevention part” described in the claims. If such a drop prevention part is provided, the slide member 22a and the spherical member 22b are prevented from falling off during the operation of attaching the elastic mechanism 10 to the wiring layer 6, and the work load during manufacturing is reduced.

また、図5に示すように、接触体32は、スライド部材32aと鍔部32bを有していてもよい。なお、スライド部材32aは、図2及び図3に示される接触体12と同一のものであってもよい。鍔部32bは、スライド部材32aの側面の一部に設けられている。鍔部32bは、スライド部材32aの側面を周方向に一巡するリング状の形態であってもよい。また、鍔部32bは、スライド部材32aと一体で構成されていてもよい。この例でも、接触体32が筐体26から抜け落ちることが防止されている。   Moreover, as shown in FIG. 5, the contact body 32 may have the slide member 32a and the collar part 32b. The slide member 32a may be the same as the contact body 12 shown in FIGS. The collar portion 32b is provided on a part of the side surface of the slide member 32a. The collar portion 32b may have a ring shape that makes a round of the side surface of the slide member 32a in the circumferential direction. Moreover, the collar part 32b may be comprised integrally with the slide member 32a. Also in this example, the contact body 32 is prevented from falling off from the housing 26.

図6に示されるように、弾性体114と接触体112を有する弾性機構110が、配線層6に設けられた溝6a内に収容されていてもよい。なお、弾性体114と接触体112は、図2及び図3に示される弾性体14と接触体12と同一のものであってもよい。この例では、図2〜5で例示した筐体16,26が不要となり、構成が簡単化される。   As shown in FIG. 6, the elastic mechanism 110 having the elastic body 114 and the contact body 112 may be accommodated in the groove 6 a provided in the wiring layer 6. The elastic body 114 and the contact body 112 may be the same as the elastic body 14 and the contact body 12 shown in FIGS. In this example, the casings 16 and 26 illustrated in FIGS. 2 to 5 are not necessary, and the configuration is simplified.

図7A,7Bに示すように、配線層6の溝6a内に抜け防止部材116が設けられていてもよい。抜け防止部材116は、接触体112が配線層6の溝6a内に収容されたときに、横方向(紙面左右方向)に沿って接触体112を付勢する。これにより、接触体112が配線層6の溝6aから抜け落ちることが防止されている。   As shown in FIGS. 7A and 7B, a drop prevention member 116 may be provided in the groove 6 a of the wiring layer 6. When the contact body 112 is accommodated in the groove 6 a of the wiring layer 6, the come-off prevention member 116 urges the contact body 112 along the lateral direction (left and right direction on the paper surface). This prevents the contact body 112 from falling out of the groove 6 a of the wiring layer 6.

本実施例では、弾性機構部5が半導体素子4と配線層6の間にのみ設けられているが、弾性機構部5と同一な構造が半導体素子4と絶縁基板3の間にも設けられていてもよい。この場合、半導体素子4が湾曲変形したときに、半導体素子4の表面と裏面の双方において、電気的な接続と熱伝導の経路が確保されるので、半導体素子4を安定して動作させることができる。   In this embodiment, the elastic mechanism portion 5 is provided only between the semiconductor element 4 and the wiring layer 6, but the same structure as the elastic mechanism portion 5 is also provided between the semiconductor element 4 and the insulating substrate 3. May be. In this case, when the semiconductor element 4 is bent and deformed, electrical connection and heat conduction paths are ensured on both the front surface and the back surface of the semiconductor element 4, so that the semiconductor element 4 can be operated stably. it can.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

1:半導体モジュール
2:冷却器
3:絶縁基板
4:半導体素子
5:弾性機構部
6:配線層
10,110:弾性機構
11:冷却器
12,22,32:接触体
14,114:弾性体
16,26:筐体
1: Semiconductor module 2: Cooler 3: Insulating substrate 4: Semiconductor element 5: Elastic mechanism 6: Wiring layer 10, 110: Elastic mechanism 11: Cooler 12, 22, 32: Contact body 14, 114: Elastic body 16 , 26: housing

Claims (1)

半導体素子と配線層が圧接固定される圧接型の半導体モジュールであって、
前記半導体素子と前記配線層の間に設けられており、圧接方向に直交する面内に配置されている複数の弾性機構と、
複数の抜け防止部材と、を備えており、
前記弾性機構は、
前記半導体素子に接触する導電性の接触体と、
前記接触体を前記半導体素子に向けて付勢する弾性体と、を有しており、
前記配線層には、複数の溝が設けられており、
前記配線層の複数の前記溝の各々には、前記弾性機構と前記抜け防止部材が収容されており、
前記抜け防止部材は、前記接触体が前記配線層の溝内に収容されたときに、前記圧接方向に直交する方向に沿って前記接触体を付勢するように構成されており、
前記半導体素子と前記配線層は、前記接触体を介して電気的に接続可能に構成されている半導体モジュール。
A pressure contact type semiconductor module in which a semiconductor element and a wiring layer are pressure contact fixed,
A plurality of elastic mechanisms provided between the semiconductor element and the wiring layer and disposed in a plane orthogonal to the pressure contact direction ;
A plurality of drop prevention members ,
The elastic mechanism is
A conductive contact that contacts the semiconductor element;
An elastic body that urges the contact body toward the semiconductor element,
The wiring layer is provided with a plurality of grooves,
In each of the plurality of grooves of the wiring layer, the elastic mechanism and the prevention member are accommodated.
The disconnection preventing member is configured to bias the contact body along a direction orthogonal to the pressure contact direction when the contact body is accommodated in the groove of the wiring layer.
The semiconductor module is configured such that the semiconductor element and the wiring layer are electrically connectable via the contact body.
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