JP6080929B2 - Semiconductor module - Google Patents

Semiconductor module Download PDF

Info

Publication number
JP6080929B2
JP6080929B2 JP2015199881A JP2015199881A JP6080929B2 JP 6080929 B2 JP6080929 B2 JP 6080929B2 JP 2015199881 A JP2015199881 A JP 2015199881A JP 2015199881 A JP2015199881 A JP 2015199881A JP 6080929 B2 JP6080929 B2 JP 6080929B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat sink
receiving surface
mold
lead frame
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015199881A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016001766A (en
Inventor
享 木村
享 木村
正喜 後藤
正喜 後藤
清文 北井
清文 北井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2015199881A priority Critical patent/JP6080929B2/en
Publication of JP2016001766A publication Critical patent/JP2016001766A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6080929B2 publication Critical patent/JP6080929B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description

この発明は半導体素子とリードフレームの一部を樹脂でモールドして構成した半導体モジュールに関するものであり、特に、放熱性能の向上及び歩溜まりの向上に寄与することのできる樹脂モールド型半導体モジュールに関するものである。   The present invention relates to a semiconductor module configured by molding a part of a semiconductor element and a lead frame with resin, and particularly relates to a resin mold type semiconductor module that can contribute to improvement of heat dissipation performance and yield. It is.

従来、半導体素子やリードフレームを樹脂系材料で一体的にモールドした樹脂モールド型半導体モジュールが広く用いられている。半導体素子は発熱部品であり、その熱を外気に放熱しなければならず、半導体モジュールの小型化、低コスト化するためには、放熱性能の向上が不可欠である。   Conventionally, a resin mold type semiconductor module in which a semiconductor element and a lead frame are integrally molded with a resin material has been widely used. A semiconductor element is a heat-generating component, and its heat must be dissipated to the outside air. In order to reduce the size and cost of a semiconductor module, it is essential to improve heat dissipation performance.

そのため、半導体モジュールの放熱性を高めたものとして、例えば、熱伝導性の高い金属材料で形成されたヒートシンクを、半導体素子等を含めて樹脂系材料で一体的にモールドして、ヒートシンクの一面を露出させたものがあった（特許文献１参照）。
上記特許文献１に示されたような半導体モジュールは、ヒートシンクの露出面が全面にわたって平坦であり、外気との接触面積が小さく、外気へ効率的に放熱することが困難である。そこで外気への放熱を効率的に行うために、ヒートシンクの露出面を、ペースト状の熱伝導グリスを介して、外気との接触面積が大きい別の放熱部材に密着させることが一般的に行われている。 Therefore, as an example of improving the heat dissipation of the semiconductor module, for example, a heat sink formed of a metal material having high thermal conductivity is integrally molded with a resin-based material including a semiconductor element and the like. Some were exposed (see Patent Document 1).
In the semiconductor module disclosed in Patent Document 1, the exposed surface of the heat sink is flat over the entire surface, the contact area with the outside air is small, and it is difficult to efficiently dissipate heat to the outside air. Therefore, in order to efficiently dissipate heat to the outside air, it is generally performed that the exposed surface of the heat sink is brought into close contact with another heat dissipating member having a large contact area with the outside air via paste-like heat conduction grease. ing.

しかしながら、上記従来の技術によれば、半導体モジュールと放熱部材は個別の構成部材であり、両者を密着させて且つ固定するための構成部材および組立工程が必要なため、半導体モジュールが適用される電力変換装置などの機器の生産性を向上させることや、コストを低くすることを阻害していた。   However, according to the above-described conventional technology, the semiconductor module and the heat radiating member are separate constituent members, and the constituent member and the assembling process are required to bring them into close contact with each other. It has been impeded to improve the productivity of equipment such as converters and to reduce costs.

このような課題を解決するため手段として、ヒートシンクの露出面に凹凸のフィン部を設けることで放熱効率を向上させ、さらに凹凸部の周囲に平坦部を設け、この平坦部を金型の密着面に密着することでモールド樹脂が凹凸のフィン部に漏れ出すのを防ぐようにしたものがあった（特許文献２参照)。
また、ヒートシンクの凹凸部の周囲に設ける平坦部の代わりに、凹凸部の周囲に突起部を設けて、凹凸部へのモールド樹脂が漏れ出すのを防ぐものもあった（特許文献３参照)。 As a means to solve such problems, heat radiation efficiency is improved by providing uneven fin portions on the exposed surface of the heat sink, and further, a flat portion is provided around the uneven portion, and this flat portion is attached to the mold contact surface. There is one in which the mold resin is prevented from leaking into the concave and convex fin portions by being in close contact with (see Patent Document 2).
In addition, instead of the flat portion provided around the concavo-convex portion of the heat sink, there has been provided a projection portion around the concavo-convex portion to prevent the mold resin from leaking to the concavo-convex portion (see Patent Document 3).

特開昭６３−２０５９３５号公報JP-A 63-205935 特開２００９−２９５８０８号公報JP 2009-295808 A 特開２０１０−１９９４９４号公報JP 2010-199494 A

上記特許文献２および３に示される半導体モジュールは、小容量で、ヒートシンクの露出面の大きさに対して、その厚みが相対的に大きい場合、つまりヒートシンクの曲げ剛性が高い場合には、問題なく製造可能である。
しかしながら、より大容量の半導体モジュールにこれを適用することを考えると、放熱すべき熱量が大きくなることから必然的にヒートシンクの露出面の大きさは大きくなり、一方、ヒートシンクの厚さは熱抵抗を抑制する必要から十分な曲げ剛性を得るための厚さを確保できない場合が多い。 The semiconductor modules disclosed in Patent Documents 2 and 3 have a small capacity and have no problem when the thickness is relatively large with respect to the size of the exposed surface of the heat sink, that is, when the bending rigidity of the heat sink is high. It can be manufactured.
However, considering the application of this to a larger-capacity semiconductor module, the amount of heat to be dissipated increases, so the size of the exposed surface of the heat sink inevitably increases, while the thickness of the heat sink increases the thermal resistance. In many cases, it is not possible to secure a thickness for obtaining sufficient bending rigidity because of the need to suppress the above.

また、モールド時の樹脂注入圧力（一般的に１００〜１５０kgf/cm2）がヒートシンクの露出面と対向する面全体に印加されるのに対し、ヒートシンクの露出面は凹凸部の周囲のみで支持されることから、ヒートシンクの曲げ剛性が低いと、モールド樹脂注入圧力によって変形することがある。
ヒートシンクが変形したままモールドすると、半導体モジュールの内部に応力が残留し、モールド樹脂の割れや、ヒートシンクとモールド樹脂の剥離が発生しやすくなる。
さらに、ヒートシンクの曲げ剛性がモールド樹脂注入圧力に対して著しく低い場合には、ヒートシンクが塑性変形し、所望の形状を保持することができなくなる。 In addition, the resin injection pressure during molding (generally 100 to 150 kgf / cm 2 ) is applied to the entire surface facing the exposed surface of the heat sink, whereas the exposed surface of the heat sink is supported only around the uneven portion. Therefore, when the bending rigidity of the heat sink is low, the heat sink may be deformed by the mold resin injection pressure.
If the mold is performed with the heat sink deformed, the stress remains in the semiconductor module, and cracking of the mold resin and peeling of the heat sink and the mold resin are likely to occur.
Furthermore, when the bending rigidity of the heat sink is remarkably low with respect to the mold resin injection pressure, the heat sink is plastically deformed and cannot maintain a desired shape.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、大容量の半導体モジュールであっても、ヒートシンクの放熱性能を高めつつ、樹脂系材料をモールドする際のヒートシンクと金型との密着不良およびモールド時の樹脂注入圧によるヒートシンクの変形を抑えて歩留まりを向上させることを目的とする半導体モジュールを得ることにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems. Even in a large-capacity semiconductor module, the heat sink and mold for molding a resin material while improving the heat dissipation performance of the heat sink It is an object of the present invention to obtain a semiconductor module aimed at improving the yield by suppressing the deformation of the heat sink due to poor adhesion with the resin and the resin injection pressure at the time of molding.

この発明に係わる半導体モジュールは、リードフレームと、リードフレームの表面に実装された半導体素子と、リードフレームの裏面に接着される接着部を一方面側に有し、他方面側には放熱用の凹凸部を有するヒートシンクと、リードフレームと半導体素子とヒートシンクを、少なくともヒートシンクの凹凸部を露出させて、一体的にモールドするモールド樹脂とを備え、ヒートシンクの凹凸部の周囲にはモールド樹脂のモールド時に使用される金型に密着して凹凸部にモールド樹脂が漏れ出るのを防ぐ第１の受け面を設けると共に、ヒートシンクの凹凸部の一部には金型と密着してモールド樹脂の注入圧力によるヒートシンクの変形を抑制する第２の受け面を設け、第１の受け面及び第２の受け面は平坦部または突起部で構成され、第１の受け面及び第２の受け面の平坦部または突起部は同一面として構成され、ヒートシンクの第１の受け面と凹凸部との間に、第１の受け面に対して突出する位置決め部を形成し、位置決め部によって、モールド樹脂をモールドするための金型を位置決め可能とするようにしたものである。 The semiconductor module according to the present invention has a lead frame, a semiconductor element mounted on the surface of the lead frame, and an adhesive portion bonded to the back surface of the lead frame on one side, and a heat radiating side on the other side. A heat sink having an uneven portion, a lead frame, a semiconductor element, and a heat sink are provided, and at least the uneven portion of the heat sink is exposed, and a mold resin is molded integrally. A first receiving surface is provided to prevent the mold resin from leaking to the uneven portion by being in close contact with the mold used, and a portion of the uneven portion of the heat sink is in close contact with the mold due to the injection pressure of the mold resin. A second receiving surface that suppresses deformation of the heat sink is provided, and the first receiving surface and the second receiving surface are configured by a flat portion or a protruding portion. Flat portion or projecting portion of the receiving surface and the second receiving surface is configured as the same surface, between the first receiving surface and a concave-convex portion of the heat sink, forming a positioning portion that protrudes with respect to the first receiving surface In addition, the positioning unit can position a mold for molding the mold resin .

この発明によれば、ヒートシンクの露出面に設けた凹凸部によって表面積の拡大を可能にし、放熱性能の向上に寄与することができるとともに、凹凸部の周囲に設けた受け面が、樹脂系材料をモールドする際の金型と密着することで、樹脂系材料の凹凸部への漏れを防いで歩留まりの向上に寄与することができるだけでなく、凹凸部の一部に設けた受け面が、樹脂系材料をモールドする際の金型と密着することで、大容量の半導体モジュールであっても樹脂注入圧力によるヒートシンクの変形を抑制することが可能となる。   According to this invention, the uneven surface provided on the exposed surface of the heat sink enables an increase in surface area, which can contribute to the improvement of heat dissipation performance, and the receiving surface provided around the uneven portion is made of resin-based material. By closely adhering to the mold when molding, not only can the leakage of the resin-based material to the concave and convex portions be prevented and the yield can be improved, but the receiving surface provided on a part of the concave and convex portions is a resin-based By closely adhering to a mold for molding the material, it is possible to suppress deformation of the heat sink due to the resin injection pressure even in a large-capacity semiconductor module.

この発明の実施の形態１に係る半導体モジュールの概略構成を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows schematic structure of the semiconductor module which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１に係る半導体モジュールのヒートシンクをフィン部側から見た平面図である。It is the top view which looked at the heat sink of the semiconductor module which concerns on Embodiment 1 of this invention from the fin part side. この発明に使用されるリードフレーム基板の外観斜視図である。1 is an external perspective view of a lead frame substrate used in the present invention. この発明の実施の形態１に係る半導体モジュールの製造方法の一工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1 process of the manufacturing method of the semiconductor module which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態２に係る半導体モジュールのヒートシンクをフィン部側から見た平面図である。It is the top view which looked at the heat sink of the semiconductor module which concerns on Embodiment 2 of this invention from the fin part side. この発明の実施の形態３に係る半導体モジュールのヒートシンクをフィン部側から見た平面図である。It is the top view which looked at the heat sink of the semiconductor module which concerns on Embodiment 3 of this invention from the fin part side. この発明の実施の形態４に係る半導体モジュールのヒートシンクをフィン部側から見た平面図である。It is the top view which looked at the heat sink of the semiconductor module which concerns on Embodiment 4 of this invention from the fin part side. この発明の実施の形態５に係る半導体モジュールの概略構成を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows schematic structure of the semiconductor module which concerns on Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態５に係る半導体モジュールのヒートシンクをフィン部側から見た平面図である。It is the top view which looked at the heat sink of the semiconductor module which concerns on Embodiment 5 of this invention from the fin part side.

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る半導体モジュールを図１〜図４に基づいて説明する。図１はこの発明の半導体モジュールの概略構成を示す横断面図、図２は半導体モジュールのヒートシンクをフィン部側から見た平面図、図３はリードフレーム基板の外観斜視図、図４は半導体モジュールの製造方法の一工程を示す断面図である。 Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a semiconductor module according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a semiconductor module according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of a heat sink of the semiconductor module viewed from the fin side, FIG. 3 is an external perspective view of a lead frame substrate, and FIG. It is sectional drawing which shows 1 process of this manufacturing method.

図１および図２において、半導体モジュール１００は、リードフレーム１ａ、１ｂ（総称する場合は添字を省略）と、このリードフレーム１の表面に実装された半導体素子２と、リードフレーム１の裏面に接着される接着部を一方面側に有し、他方面側には放熱用の凹凸部を有するヒートシンク３と、リードフレーム１と半導体素子２とヒートシンク３を、少なくともヒートシンク３の凹凸部を露出させて、一体的にモールドするモールド樹脂４とを備えている。   1 and 2, the semiconductor module 100 is bonded to the lead frames 1a and 1b (subscripts are omitted when collectively referred to), the semiconductor element 2 mounted on the surface of the lead frame 1, and the back surface of the lead frame 1. A heat sink 3 having a heat-dissipating portion on one side and a heat-dissipating portion on the other side, the lead frame 1, the semiconductor element 2, and the heat sink 3, with at least the uneven portions of the heat sink 3 exposed. , And a molding resin 4 for integrally molding.

ヒートシンク３は、半導体モジュール１００のベース基板であるとともに、半導体素子２が駆動した際に発する熱を放熱する機能を有する。ヒートシンク３としては、熱伝導率が高く放熱性の良好な金属材料が用いられ、例えば、アルミニウムが用いられる。
ヒートシンク３は、ベース部３１とフィン部（凹凸部）３２とを有して構成される。ベース部３１は、リードフレーム１に接着される接着面（接着部）３１ａを一方面側に有する。接着面３１aには絶縁性樹脂５が設けられる。絶縁性樹脂５としては、例えば、エポキシ樹脂に窒化アルミや窒化ホウ素、アルミナなどの絶縁性高熱伝導フィラーを含有させ、熱伝導率を高めたものを適用する。 The heat sink 3 is a base substrate of the semiconductor module 100 and has a function of radiating heat generated when the semiconductor element 2 is driven. As the heat sink 3, a metal material having high thermal conductivity and good heat dissipation is used, for example, aluminum.
The heat sink 3 includes a base portion 31 and fin portions (uneven portions) 32. The base portion 31 has a bonding surface (bonding portion) 31a bonded to the lead frame 1 on one surface side. An insulating resin 5 is provided on the bonding surface 31a. As the insulating resin 5, for example, an epoxy resin containing an insulating high thermal conductive filler such as aluminum nitride, boron nitride, or alumina to increase the thermal conductivity is used.

フィン部（凹凸部）３２は、接着面３１ａの他方面側に形成された複数の放熱フィンによって形成されている。フィン部３２は、凹凸からなる放熱面３２ａによって放熱性能を向上させることができる。フィン部（凹凸部）３２の周囲のベース部３１には、モールド樹脂４のモールド時に使用される金型（後述する）に密着して凹凸部３２にモールド樹脂４が漏れ出るのを防ぐ第１の受け面３１ｂを設けている。   The fin portion (uneven portion) 32 is formed by a plurality of heat radiating fins formed on the other surface side of the bonding surface 31a. The fin part 32 can improve heat dissipation performance by the heat dissipation surface 32a which consists of unevenness. The base portion 31 around the fin portion (uneven portion) 32 is in close contact with a mold (described later) used when the mold resin 4 is molded to prevent the mold resin 4 from leaking into the uneven portion 32. The receiving surface 31b is provided.

また、フィン部（凹凸部）３２の一部である略中央部には、金型（後述する）と密着してモールド樹脂の注入圧力によるヒートシンク３の変形を抑制する第２の受け面３１ｃを設けている。この第２の受け面３１ｃは、図２に示すように、フィン部（凹凸部）３２のフィンと平行に形成されている。
第１の受け面３１ｂおよび第２の受け面３１ｃは、この実施形態１では接着面３１ａと略平行とされた平坦な面（平坦部）で形成され、第１の受け面３１ｂ及び第２の受け面３１ｃの平坦部は接着面３１ａからの高さ寸法が同じ同一面として構成されている。 In addition, a second receiving surface 31c, which is in close contact with a mold (described later) and suppresses deformation of the heat sink 3 due to the injection pressure of the mold resin, is provided at a substantially central portion that is a part of the fin portion (uneven portion) 32. Provided. As shown in FIG. 2, the second receiving surface 31 c is formed in parallel with the fins of the fin portion (uneven portion) 32.
In the first embodiment, the first receiving surface 31b and the second receiving surface 31c are formed as flat surfaces (flat portions) substantially parallel to the bonding surface 31a, and the first receiving surface 31b and the second receiving surface 31c The flat portion of the receiving surface 31c is configured as the same surface having the same height from the bonding surface 31a.

リードフレーム１は、半導体素子２に電力を供給するためのものであり、リードフレーム１を介して半導体素子２に電力が供給される。リードフレーム１は、正極側の正極側リードフレーム１ａと、負極側の負極側リードフレーム１ｂとを有して構成される。正極側リードフレーム１ａは、半導体素子２がはんだ６で接合されて実装される実装部（表面）１１を有する。   The lead frame 1 is for supplying power to the semiconductor element 2, and power is supplied to the semiconductor element 2 via the lead frame 1. The lead frame 1 includes a positive electrode side lead frame 1a on the positive electrode side and a negative electrode side lead frame 1b on the negative electrode side. The positive electrode side lead frame 1 a has a mounting portion (surface) 11 on which the semiconductor element 2 is mounted by bonding with solder 6.

正極側リードフレーム１ａの実装部１１には、複数の半導体素子２が実装されている。半導体素子２としては、例えばフリーホイールダイオード（ＦｒＤｉ）や絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）が用いられる。半導体素子２同士は、アルミ等のワイヤ７によって電気的に接続されている。また、半導体素子２と負極側リードフレーム１ｂとが、ワイヤ７で電気的に接続されている。正極側リードフレーム１ａの実装部１１の裏面がヒートシンク接着面（裏面）１２になっており、ヒートシンク３の接着面３１ａが絶縁性樹脂５によって接着されるようになっているが、その接着工程については後述する。   A plurality of semiconductor elements 2 are mounted on the mounting portion 11 of the positive lead frame 1a. As the semiconductor element 2, for example, a free wheel diode (FrDi) or an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is used. The semiconductor elements 2 are electrically connected by a wire 7 such as aluminum. Further, the semiconductor element 2 and the negative electrode side lead frame 1 b are electrically connected by a wire 7. The back surface of the mounting part 11 of the positive lead frame 1a is a heat sink bonding surface (back surface) 12, and the bonding surface 31a of the heat sink 3 is bonded by the insulating resin 5. Will be described later.

モールド樹脂４は、ヒートシンク３のベース部３１の受け面３１ｂ及びフィン部（凹凸部）３２以外の部分を覆う樹脂系材料からなるモールド部材である。モールド樹脂４は、リードフレーム１、半導体素子２、ヒートシンク３を一体的にモールドして、樹脂モールド型半導体モジュール１００のケースとして機能する。   The mold resin 4 is a mold member made of a resin material that covers portions other than the receiving surface 31 b of the base portion 31 and the fin portion (uneven portion) 32 of the heat sink 3. The mold resin 4 functions as a case of the resin mold type semiconductor module 100 by integrally molding the lead frame 1, the semiconductor element 2, and the heat sink 3.

このように、半導体素子２と正極側リードフレーム１ａとが、導電性で熱伝導率が高いはんだ６を介してつながっており、正極側リードフレーム１ａとヒートシンク３とが、絶縁性で熱伝導率の高い絶縁性樹脂５を介してつながっているので、半導体素子２で発生した熱は、はんだ６、正極側リードフレーム１ａ、絶縁性樹脂５を介して効率よくヒートシンク３に伝わり放熱性能が向上する。   Thus, the semiconductor element 2 and the positive lead frame 1a are connected via the solder 6 having conductivity and high thermal conductivity, and the positive lead frame 1a and the heat sink 3 are insulating and have thermal conductivity. Therefore, the heat generated in the semiconductor element 2 is efficiently transmitted to the heat sink 3 through the solder 6, the positive lead frame 1a, and the insulating resin 5 to improve the heat dissipation performance. .

なお、実施の形態１では、正極側リードフレーム１ａに半導体素子２とヒートシンク３が取り付けられているが、負極側リードフレーム１ｂに半導体素子２とヒートシンク３が取り付けられていても構わない。すなわち、正極側リードフレーム１ａ又は負極側リードフレーム１ｂのいずれか一方に対して半導体素子２とヒートシンク３の両方が取り付けられていれば、半導体素子２で発生した熱を、ヒートシンク３を介して効率よく放熱させることができる。   In the first embodiment, the semiconductor element 2 and the heat sink 3 are attached to the positive lead frame 1a. However, the semiconductor element 2 and the heat sink 3 may be attached to the negative lead frame 1b. That is, if both the semiconductor element 2 and the heat sink 3 are attached to either the positive lead frame 1a or the negative lead frame 1b, the heat generated in the semiconductor element 2 is efficiently transmitted via the heat sink 3. It can dissipate heat well.

次に、樹脂モールド型半導体モジュール１００の製造工程の一部について図面を用いて説明する。
図３は、正極側リードフレーム１ａと負極側リードフレーム１ｂとが一体となって形成されたリードフレーム基板１０の外観斜視図である。リードフレーム基板１０は、正極側リードフレーム１ａと負極側リードフレーム１ｂとを一体的に連結した形状で形成された板状の部材であり、モールド樹脂４でモールドした後の工程において、切断部分１３で切断されることによって、正極側リードフレーム１ａと負極側リードフレーム１ｂとに分離するようになっている。リードフレーム基板１０の実装部（表面）１１には、後に正極側リードフレーム１ａと繋がる部分に半導体素子２が、はんだ６によって取り付けられ、半導体素子２はワイヤ７によって各部が接続される。こうしてリードフレーム１の表面に半導体素子２を実装する工程が構成される。 Next, a part of manufacturing process of the resin mold type semiconductor module 100 will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is an external perspective view of the lead frame substrate 10 in which the positive lead frame 1a and the negative lead frame 1b are integrally formed. The lead frame substrate 10 is a plate-like member formed in a shape in which the positive electrode side lead frame 1 a and the negative electrode side lead frame 1 b are integrally connected. In the step after molding with the mold resin 4, the cut portion 13 is formed. By being cut at, the positive lead frame 1a and the negative lead frame 1b are separated. The semiconductor element 2 is attached to the mounting portion (front surface) 11 of the lead frame substrate 10 at a portion that will be connected to the positive electrode side lead frame 1 a later by the solder 6. Thus, a process of mounting the semiconductor element 2 on the surface of the lead frame 1 is configured.

一方、ヒートシンク３の一方面側にはリードフレーム１の裏面が接着される平坦な接着面３１ａ設け、ヒートシンク３の他方面側には放熱用の凹凸部３２と、この凹凸部３２の周囲には後述する金型と密着する平坦な第１の受け面３１ｂと、凹凸部３２の中央部には後述する金型と密着する平坦な第２の受け面３１ｃを設けて、ヒートシンク３を製作する工程とする。   On the other hand, a flat adhesive surface 31 a to which the back surface of the lead frame 1 is bonded is provided on one side of the heat sink 3, and an uneven portion 32 for heat dissipation is provided on the other surface side of the heat sink 3. A step of manufacturing the heat sink 3 by providing a flat first receiving surface 31b in close contact with a mold described later and a flat second receiving surface 31c in close contact with a mold described later in the center of the concavo-convex portion 32. And

次に、図４（ａ）に示すように、ヒートシンク３を金型８の下側金型８１に載置する。この場合、ヒートシンク３は、第１の受け面３１ｂと凹凸部３２との間に、第１の受け面３１ｂに対してヒートシンク裏面側に突出する突出面３１ｄからなる位置決め部を形成し、この突出面３１ｄが下側金型８１に形成された当接面８ａが当接することで、下側金型８１に対するヒートシンク３の位置が決まる。   Next, as shown in FIG. 4A, the heat sink 3 is placed on the lower mold 81 of the mold 8. In this case, the heat sink 3 forms a positioning portion including a projecting surface 31d projecting toward the back surface of the heat sink with respect to the first receiving surface 31b between the first receiving surface 31b and the concavo-convex portion 32. The position of the heat sink 3 relative to the lower mold 81 is determined by the contact of the contact surface 8 a formed on the lower mold 81 with the surface 31 d.

更にこの際に、ヒートシンク３の周囲に設けた第１の受け面３１ｂを下側金型８１に設けた第１の密着面８ｂに密着させると共に、ヒートシンク３の凹凸部３２の一部に設けた第２の受け面３１ｃを下側金型８１に設けた第２の密着面８ｃに密着させて、ヒートシンク３を下側金型８１に載置する。この場合、下側金型８１に設けた第１および第２の密着面８ｂ、８ｃは平坦で同じ高さの同一面となっており、ヒートシンク３に設けた第１および第２の受け面３１ｂ、３１ｃも同一面となっているため、ヒートシンク３と下側金型８１は密着した関係となる。   Further, at this time, the first receiving surface 31 b provided around the heat sink 3 is brought into close contact with the first contact surface 8 b provided in the lower mold 81 and is provided on a part of the uneven portion 32 of the heat sink 3. The heat sink 3 is placed on the lower mold 81 with the second receiving surface 31 c in close contact with the second contact surface 8 c provided on the lower mold 81. In this case, the first and second contact surfaces 8b and 8c provided on the lower mold 81 are flat and have the same height and the first and second receiving surfaces 31b provided on the heat sink 3. , 31c are also on the same surface, so that the heat sink 3 and the lower mold 81 are in close contact with each other.

次に、下側金型８１に載置したヒートシンク３の一方面側に半導体素子２を実装したリードフレーム基板１０を配置して上側金型８２を被せ、上側金型８２と下側金型８１とによりリードフレーム基板１０およびヒートシンク３が挟み込まれ、半導体素子２を含む充填空間９が形成される。
この状態では、ヒートシンク３とリードフレーム基板１０とは、その間に絶縁性樹脂５が配置されているだけで、未だ接着されていない。また、リードフレーム基板１０は上側金型８２と下側金型８１とによって保持されて位置が決まる。 Next, the lead frame substrate 10 on which the semiconductor element 2 is mounted is placed on one surface side of the heat sink 3 placed on the lower mold 81, and the upper mold 82 and the lower mold 81 are covered with the upper mold 82. As a result, the lead frame substrate 10 and the heat sink 3 are sandwiched, and a filling space 9 including the semiconductor element 2 is formed.
In this state, the heat sink 3 and the lead frame substrate 10 are not bonded yet, only the insulating resin 5 is disposed between them. Further, the lead frame substrate 10 is held by the upper mold 82 and the lower mold 81 to determine the position.

次に、図４（ｂ）に示すように、充填空間９にエポキシ等の熱硬化性の樹脂系材料からなるモールド部材が流し込まれ、そのモールド部材が硬化することでモールド樹脂４が形成される。モールド部材を充填空間９に充填する際の注入圧力は、１００〜３００ｋｇｆ／ｃｍ２と非常に高圧であり、樹脂温度は約１５０〜２００℃に加熱される。ヒートシンク３とリードフレーム基板１０との間に配置された絶縁性樹脂５は、充填空間９に流し込まれたモールド部材の熱によって軟化するとともに、その圧力を受けてヒートシンク３とリードフレーム基板１０に密着し、その後、架橋反応によって硬化する。これによってヒートシンク３とリードフレーム基板１０とが接着される。また、こうしてリードフレーム１と半導体素子２とヒートシンク３がモールド樹脂４により一体的にモールドされる。 Next, as shown in FIG. 4B, a mold member made of a thermosetting resin material such as epoxy is poured into the filling space 9, and the mold resin is cured to form the mold resin 4. . The injection pressure when filling the mold member into the filling space 9 is as high as 100 to 300 kgf / cm 2 , and the resin temperature is heated to about 150 to 200 ° C. The insulating resin 5 disposed between the heat sink 3 and the lead frame substrate 10 is softened by the heat of the mold member poured into the filling space 9 and is in close contact with the heat sink 3 and the lead frame substrate 10 under the pressure. And then cured by a crosslinking reaction. As a result, the heat sink 3 and the lead frame substrate 10 are bonded. In addition, the lead frame 1, the semiconductor element 2, and the heat sink 3 are integrally molded with the mold resin 4 in this way.

ここで、ヒートシンク３のフィン部（凸凹部）３２の周囲に形成された受け面３１ｂと下側金型８１の密着面８ｂとが密着して、モールド部材がフィン部（凸凹部）３２側に漏れ出すのを防いでいる。受け面３１ｂは平坦な面であるため、受け面３１ｂと下側金型８１の密着面８ｂとが密着しやすく、モールド部材の漏れの原因となるような隙間ができにくい。
また、ヒートシンク３のフィン部（凸凹部）３２の略中央に形成された受け面３１ｃは、下側金型８１の密着面８ｃが密着して、モールド部材の注入圧力によるヒートシンク３の変形を抑制している。 Here, the receiving surface 31b formed around the fin portion (convex concave portion) 32 of the heat sink 3 and the close contact surface 8b of the lower mold 81 are in close contact with each other, so that the mold member faces the fin portion (convex concave portion) 32 side. Prevents leakage. Since the receiving surface 31b is a flat surface, the receiving surface 31b and the contact surface 8b of the lower mold 81 are easily in close contact with each other, and it is difficult to form a gap that causes leakage of the mold member.
In addition, the receiving surface 31c formed at the approximate center of the fin portion (convex recess) 32 of the heat sink 3 is in close contact with the contact surface 8c of the lower mold 81 to suppress deformation of the heat sink 3 due to the injection pressure of the mold member. doing.

ヒートシンク３に形成される受け面３１ｂおよび３１ｃは、この実施形態のように、同一面として形成されていることが望ましい。受け面３１ｂおよび３１ｃが同一面ではなく段差を有する場合、段差の寸法バラツキがあると、一方が下側金型８１の密着面８ｂに密着したときに、他方が密着面８ｃに密着していないという状況となり、モールド部材がフィン部（凸凹部）３２に漏れ出したり、ヒートシンク３の変形抑制が不十分になる可能性がある。これらの不具合を抑制するためには、受け面３１ｂおよび３１ｃの段差のバラツキを１０〜５０μｍ程度にしておく必要があるが、このような高精度加工はコストが高くなる要因となる。
これに対し、受け面３１ｂおよび３１ｃをこの実施形態のように同一面として形成すれば、段差の寸法バラツキを考慮する必要がなく、低コストで歩留まりの高い製造が可能となる。 The receiving surfaces 31b and 31c formed on the heat sink 3 are preferably formed as the same surface as in this embodiment. When the receiving surfaces 31b and 31c are not the same surface but have a step, if there is a variation in the size of the step, when one contacts the contact surface 8b of the lower mold 81, the other does not contact the contact surface 8c. As a result, the mold member may leak into the fin portion (convex concave portion) 32, or deformation of the heat sink 3 may be insufficiently suppressed. In order to suppress these problems, it is necessary to make the variation in the level difference between the receiving surfaces 31b and 31c about 10 to 50 μm. Such high-precision machining becomes a factor that increases the cost.
On the other hand, if the receiving surfaces 31b and 31c are formed as the same surface as in this embodiment, it is not necessary to consider the dimensional variation of the steps, and it is possible to manufacture at a low cost and with a high yield.

また、ヒートシンク３のフィン部（凸凹部）３２の一部に形成された受け面３１ｃは、この実施形態のように、変形量が最も大きくなるヒートシンク３の略中央を支持する構成とすることが望ましい。フィン部（凸凹部）３２の一部に受け面３１ｃを形成することは、放熱面３２ａを減少させ、放熱性能を低下させることになる。
したがって変形量が最も大きくなるヒートシンク３の略中央を支持する構成とすることによって、受け面３１ｃの面積を最小限に抑制し、ひいては放熱面３２ａの減少を最小限に抑制することで、放熱性能の低下を最小限に抑制することができる。 Further, the receiving surface 31c formed on a part of the fin portion (convex concave portion) 32 of the heat sink 3 may be configured to support the approximate center of the heat sink 3 where the amount of deformation is greatest, as in this embodiment. desirable. Forming the receiving surface 31c in a part of the fin portion (convex concave portion) 32 reduces the heat radiating surface 32a and lowers the heat radiating performance.
Therefore, by adopting a configuration that supports the substantially center of the heat sink 3 where the amount of deformation is the largest, the area of the receiving surface 31c is minimized, and by extension, the decrease in the heat radiating surface 32a is minimized, so that the heat radiation performance is reduced. Can be minimized.

以上のようにこの発明の半導体モジュールによれば、ヒートシンク３の露出面に設けた凹凸部３２によって表面積の拡大を可能にし、放熱性能の向上に寄与することができるとともに、凹凸部３２の周囲に設けた平坦な第１の受け面３１ｂが、樹脂系材料をモールドする際の金型８と密着することで、樹脂系材料の凹凸部３２への漏れを防いで歩留まりの向上に寄与することができる。また、凹凸部３２の一部に設けた平坦な第２の受け面３１ｃが、樹脂系材料をモールドする際の金型８と密着することで、大容量の半導体モジュールであっても樹脂注入圧力によるヒートシンク３の変形を抑制することが可能となる。更には、ヒートシンク３の露出面に一体的に凹凸のフィン部３２を設けることにより、別の放熱部材や熱伝導グリスを不要とすることができ、半導体モジュールが適用される機器の生産性向上や低コスト化を図ることができる。   As described above, according to the semiconductor module of the present invention, the surface area can be increased by the uneven portion 32 provided on the exposed surface of the heat sink 3, which can contribute to the improvement of the heat radiation performance and around the uneven portion 32. The provided flat first receiving surface 31b is in close contact with the mold 8 when molding the resin-based material, thereby preventing leakage of the resin-based material to the concavo-convex portion 32 and contributing to an improvement in yield. it can. Further, the flat second receiving surface 31c provided in a part of the concavo-convex portion 32 is in close contact with the mold 8 when molding the resin-based material, so that the resin injection pressure can be obtained even for a large-capacity semiconductor module. It is possible to suppress the deformation of the heat sink 3 due to the above. Furthermore, by providing the concave and convex fin portions 32 integrally on the exposed surface of the heat sink 3, it is possible to eliminate the need for another heat radiating member and heat conduction grease, and to improve the productivity of equipment to which the semiconductor module is applied. Cost reduction can be achieved.

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る半導体モジュールを図５に基づいて説明する。図５は半導体モジュールのヒートシンクをフィン部側から見た平面図である。
実施の形態１の発明では、ヒートシンク３の凹凸部３２の一部に設けた平坦な第２の受け面３１ｃは、凹凸部３２の略中央部にフィン部（凹凸部）３２のフィンと平行に形成したが、実施の形態２の発明では、図５に示すように、第２の受け面３１ｃをヒートシンク３の凹凸部３２の略中央部にフィン部（凹凸部）３２のフィンと直交するように形成したものである。
その他の構成は、実施の形態１と同じにつき、同じまたは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
このような構成でも実施の形態１と同じ効果を得ることができる。 Embodiment 2. FIG.
Next, a semiconductor module according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a plan view of the heat sink of the semiconductor module as seen from the fin portion side.
In the invention of the first embodiment, the flat second receiving surface 31 c provided on a part of the uneven portion 32 of the heat sink 3 is substantially parallel to the fin of the fin portion (uneven portion) 32 at the substantially central portion of the uneven portion 32. Although formed, in the second embodiment, as shown in FIG. 5, the second receiving surface 31 c is arranged at a substantially central portion of the uneven portion 32 of the heat sink 3 so as to be orthogonal to the fin of the fin portion (uneven portion) 32. Is formed.
Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
Even in such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る半導体モジュールを図６に基づいて説明する。図６は半導体モジュールのヒートシンクをフィン部側から見た平面図である。
実施の形態１および実施の形態２の発明では、ヒートシンク３の凹凸部３２の一部に設けた平坦な第２の受け面３１ｃは、凹凸部３２の略中央部にフィン部（凹凸部）３２と同じ長さでフィンと平行または直交するように形成したが、実施の形態３の発明では、図６に示すように、第２の受け面３１ｃをヒートシンク３の凹凸部３２の略中央部のみにほぼ円形状に形成したものである。
その他の構成は、実施の形態１と同じにつき、同じまたは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
このような構成にすれば、フィン部（凹凸部）３２の放熱面３２ａの減少を最小限に抑制することができ、放熱性能の低下を最小限に抑制することができる。 Embodiment 3 FIG.
Next, a semiconductor module according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a plan view of the heat sink of the semiconductor module as seen from the fin side.
In the first and second embodiments, the flat second receiving surface 31 c provided on a part of the uneven portion 32 of the heat sink 3 has a fin portion (uneven portion) 32 at a substantially central portion of the uneven portion 32. However, in the invention of the third embodiment, the second receiving surface 31c is provided only at the substantially central portion of the concavo-convex portion 32 of the heat sink 3, as shown in FIG. Are formed in a substantially circular shape.
Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
With such a configuration, it is possible to minimize the decrease in the heat radiating surface 32a of the fin portion (uneven portion) 32, and it is possible to minimize the decrease in the heat dissipation performance.

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る半導体モジュールを図７に基づいて説明する。図７は半導体モジュールのヒートシンクをフィン部側から見た平面図である。
実施の形態１〜３の発明では、ヒートシンク３の凹凸部３２の一部に設けた平坦な第２の受け面３１ｃは、凹凸部３２の略中央部に長方形状または円形状で１箇所に形成した。 Embodiment 4 FIG.
Next, a semiconductor module according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a plan view of the heat sink of the semiconductor module as seen from the fin side.
In the first to third embodiments, the flat second receiving surface 31 c provided on a part of the uneven portion 32 of the heat sink 3 is formed at one location in a rectangular shape or a circular shape at a substantially central portion of the uneven portion 32. did.

実施の形態４の発明では、図７に示すように、ヒートシンク３の第２の受け面３１ｃを形成する位置をヒートシンク３の中央に限定せず、ヒートシンク３のフィン部（凹凸部）３２を３分割するような位置に、ヒートシンク３の凹凸部３２の一部にフィン部（凹凸部）３２のフィンと平行に２箇所の第２の受け面３１ｃで形成したものである。
このようにヒートシンク３の第２の受け面３１ｃを、ヒートシンク３の中央に限定せず、全体としてヒートシンク３の変形を所望の範囲に抑制するように、支持する箇所を分散してもよい。
その他の構成は、実施の形態１と同じにつき、同じまたは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
このような構成によれば、樹脂注入圧力を分散して支持できるから、大容量の半導体モジュールでも樹脂注入圧力によるヒートシンク３の変形を抑制することが可能となる。 In the invention of the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the position where the second receiving surface 31 c of the heat sink 3 is formed is not limited to the center of the heat sink 3, and the fin portion (uneven portion) 32 of the heat sink 3 is 3 A part of the concavo-convex portion 32 of the heat sink 3 is formed by two second receiving surfaces 31c in parallel with the fins of the fin portion (concavo-convex portion) 32 at positions to be divided.
As described above, the second receiving surface 31c of the heat sink 3 is not limited to the center of the heat sink 3, and the supporting portions may be dispersed so as to suppress the deformation of the heat sink 3 to a desired range as a whole.
Other configurations are the same as those in the first embodiment, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
According to such a configuration, since the resin injection pressure can be distributed and supported, the deformation of the heat sink 3 due to the resin injection pressure can be suppressed even in a large-capacity semiconductor module.

実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５に係る半導体モジュールを図８および図９に基づいて説明する。図８はこの発明の実施の形態５に係る半導体モジュールの概略構成を示す横断面図、図９は半導体モジュールのヒートシンクをフィン部側から見た平面図である。
実施の形態１では、ヒートシンク３の第１の受け面３１ｂおよび第２の受け面３１ｃが平坦部の場合について説明したが、実施の形態５の発明は平坦部に代えて突起部で構成したものである。 Embodiment 5. FIG.
Next, a semiconductor module according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a transverse sectional view showing a schematic configuration of a semiconductor module according to Embodiment 5 of the present invention, and FIG. 9 is a plan view of the heat sink of the semiconductor module as seen from the fin portion side.
In the first embodiment, the case where the first receiving surface 31b and the second receiving surface 31c of the heat sink 3 are flat portions has been described, but the invention of the fifth embodiment is configured by a protruding portion instead of the flat portion. It is.

図８において、ヒートシンク３のフィン部（凹凸部）３２の周囲のベース部３１には、モールド樹脂４のモールド時に使用される金型に密着して凹凸部３２にモールド樹脂４が漏れ出るのを防ぐ突起部で形成された第１の受け面３１ｅを設けている。
また、フィン部（凹凸部）３２の一部である略中央部には、金型と密着してモールド樹脂の注入圧力によるヒートシンク３の変形を抑制する突起部で形成された第２の受け面３１ｆを設けている。この第２の受け面３１ｆは、図９に示すように、フィン部（凹凸部）３２のフィンと平行に形成されている。
第１の受け面３１ｅおよび第２の受け面３１ｆは、この実施形態５では接着面３１ａと略平行とされた平坦な面（平坦部）を有する突起部で形成され、第１の受け面３１ｅ及び第２の受け面３１ｆの平坦突起部は接着面３１ａからの高さ寸法が同じ同一面として構成されている。その他の構成は実施の形態１の図１と同じにつき、同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。 In FIG. 8, the base portion 31 around the fin portion (uneven portion) 32 of the heat sink 3 is in close contact with a mold used when the mold resin 4 is molded, and the mold resin 4 leaks into the uneven portion 32. A first receiving surface 31e formed by a protruding protrusion for prevention is provided.
Further, a second receiving surface formed at a substantially central portion, which is a part of the fin portion (uneven portion) 32, is formed with a protruding portion that is in close contact with the mold and suppresses deformation of the heat sink 3 due to the injection pressure of the mold resin. 31f is provided. As shown in FIG. 9, the second receiving surface 31 f is formed in parallel with the fins of the fin portion (uneven portion) 32.
In the fifth embodiment, the first receiving surface 31e and the second receiving surface 31f are formed by protrusions having a flat surface (flat portion) substantially parallel to the bonding surface 31a, and the first receiving surface 31e. And the flat protrusion part of the 2nd receiving surface 31f is comprised as the same surface with the same height dimension from the adhesion surface 31a. Other configurations are the same as those in FIG. 1 of the first embodiment, and the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

このように実施の形態５の発明においても、モールド樹脂４のモールド時に、凹凸部３２の周囲に設けた第１の受け面３１ｅが、下側金型８の第１の密着面８ｂと密着することで、樹脂系材料の凹凸部３２への漏れを防いで歩留まりの向上に寄与することができる。また、凹凸部３２の一部に設けた第２の受け面３１ｆが、樹脂系材料をモールドする際の下側金型８の第２の密着面８ｃと密着することで、大容量の半導体モジュールであっても樹脂注入圧力によるヒートシンク３の変形を抑制することが可能となる。   As described above, also in the fifth embodiment, the first receiving surface 31e provided around the uneven portion 32 is in close contact with the first contact surface 8b of the lower mold 8 when the mold resin 4 is molded. Thus, it is possible to prevent leakage of the resin-based material to the concavo-convex portion 32 and contribute to an improvement in yield. Further, the second receiving surface 31f provided on a part of the concavo-convex portion 32 is in close contact with the second contact surface 8c of the lower mold 8 when molding the resin-based material, so that a large capacity semiconductor module is obtained. Even so, it is possible to suppress deformation of the heat sink 3 due to the resin injection pressure.

また、この発明の実施形態５において、ヒートシンク３のフィン部（凹凸部）３２の周囲に設けられる第１の受け面３１ｅの突起部、フィン部（凹凸部）３２の一部に設けられる第２の受け面３１ｆの突起部うち、どちらか一方を実施の形態１のように平坦な面（平坦部）で形成された受け面としてもよい。この場合は受け面が突起部と平坦部となるが、それぞれの平坦な面（平坦部）は接着面３１ａからの高さ寸法が同じ同一面として構成される必要がある。
以上の実施形態では、ヒートシンク３とフィン部（凹凸部）３２が一体の場合について説明したが、これに限定するものではなく、ヒートシンク３とフィン部（凹凸部）３２が別体であっても同様の効果が得られることはいうまでもない。 In the fifth embodiment of the present invention, the protrusions of the first receiving surface 31e provided around the fin portion (uneven portion) 32 of the heat sink 3 and the second portion provided on a part of the fin portion (uneven portion) 32. Any one of the protrusions of the receiving surface 31f may be a receiving surface formed by a flat surface (flat portion) as in the first embodiment. In this case, the receiving surface is a protrusion and a flat portion, but each flat surface (flat portion) needs to be configured as the same surface having the same height from the bonding surface 31a.
In the above embodiment, the case where the heat sink 3 and the fin portion (uneven portion) 32 are integrated has been described. However, the present invention is not limited to this, and the heat sink 3 and the fin portion (uneven portion) 32 may be separate. Needless to say, similar effects can be obtained.

以上、この発明の実施の形態を記述したが、この発明は実施の形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行うことが可能であり、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments, and various design changes can be made. Within the scope of the present invention, each embodiment These embodiments can be freely combined, and each embodiment can be modified or omitted as appropriate.

１：リードフレーム １ａ：正極側リードフレーム
１ｂ：負極側リードフレーム ２：半導体素子
３：ヒートシンク ４：モールド樹脂
５：絶縁性樹脂 ６：はんだ
７：ワイヤ（ボンディングワイヤ） ８：金型
８ａ：金型の当接面 ８ｂ：金型の第１の密着面
８ｃ：金型の第２の密着面
９：充填空間 １０：リードフレーム基板
１１：実装部（表面） １２：ヒートシンク接着面（裏面）
３１：ヒートシンクのベース部 ３１ａ：接着面（接着部）
３１ｂ：第１の受け面（平坦部） ３１ｃ：第２の受け面（平坦部）
３１ｄ：突出面（位置決め部） ３１ｅ：第１の受け面（突起部）
３１ｆ：第２の受け面（突起部）
３２：フィン部（凹凸部） ３２ａ：放熱面
８１：下側金型 ８２：上側金型 1: Lead frame 1a: Positive side lead frame 1b: Negative side lead frame 2: Semiconductor element 3: Heat sink 4: Mold resin 5: Insulating resin 6: Solder 7: Wire (bonding wire) 8: Mold 8a: Mold 8b: Mold first contact surface 8c: Mold second contact surface 9: Filling space 10: Lead frame substrate 11: Mounting portion (front surface) 12: Heat sink adhesion surface (back surface)
31: Base part of heat sink 31a: Adhesive surface (adhesive part)
31b: 1st receiving surface (flat part) 31c: 2nd receiving surface (flat part)
31d: Projecting surface (positioning portion) 31e: First receiving surface (projecting portion)
31f: 2nd receiving surface (protrusion part)
32: Fin part (uneven portion) 32a: Heat radiation surface 81: Lower mold 82: Upper mold

Claims (2)

リードフレームと、前記リードフレームの表面に実装された半導体素子と、前記リードフレームの裏面に接着される接着部を一方面側に有し、他方面側には放熱用の凹凸部を有するヒートシンクと、前記リードフレームと前記半導体素子と前記ヒートシンクを、少なくとも前記ヒートシンクの凹凸部を露出させて、一体的にモールドするモールド樹脂とを備え、
前記ヒートシンクの凹凸部の周囲には前記モールド樹脂のモールド時に使用される金型に密着して前記凹凸部に前記モールド樹脂が漏れ出るのを防ぐ第１の受け面を設けると共に、前記ヒートシンクの凹凸部の一部には前記金型と密着して前記モールド樹脂の注入圧力による前記ヒートシンクの変形を抑制する第２の受け面を設け、前記第１の受け面及び前記第２の受け面は平坦部または突起部で構成され、前記第１の受け面及び第２の受け面の平坦部または突起部は同一面として構成され、前記ヒートシンクの第１の受け面と前記凹凸部との間に、前記第１の受け面に対して突出する位置決め部を形成し、前記位置決め部によって、前記モールド樹脂をモールドするための金型を位置決め可能とすることを特徴とする半導体モジュール。 A lead frame, a semiconductor element mounted on the surface of the lead frame, a heat sink having an adhesive portion bonded to the back surface of the lead frame on one side, and an uneven portion for heat dissipation on the other side The lead frame, the semiconductor element, and the heat sink are provided with a mold resin that molds integrally by exposing at least uneven portions of the heat sink,
Around the uneven portion of the heat sink, a first receiving surface is provided which is in close contact with a mold used when molding the mold resin and prevents the mold resin from leaking to the uneven portion, and the uneven portion of the heat sink A part of the portion is provided with a second receiving surface that is in close contact with the mold and suppresses deformation of the heat sink due to the injection pressure of the mold resin, and the first receiving surface and the second receiving surface are flat. A flat portion or a protruding portion of the first receiving surface and the second receiving surface is configured as the same surface, and between the first receiving surface of the heat sink and the uneven portion, A semiconductor module , wherein a positioning part protruding from the first receiving surface is formed, and a mold for molding the molding resin can be positioned by the positioning part . 前記ヒートシンクの凹凸部の一部に形成される前記第２の受け面が、少なくとも前記ヒートシンクの中央に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。   The semiconductor module according to claim 1, wherein the second receiving surface formed on a part of the uneven portion of the heat sink is formed at least in the center of the heat sink.
JP2015199881A 2015-10-08 2015-10-08 Semiconductor module Active JP6080929B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015199881A JP6080929B2 (en) 2015-10-08 2015-10-08 Semiconductor module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015199881A JP6080929B2 (en) 2015-10-08 2015-10-08 Semiconductor module

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011166374A Division JP2013030649A (en) 2011-07-29 2011-07-29 Semiconductor module and manufacturing method of the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016001766A JP2016001766A (en) 2016-01-07
JP6080929B2 true JP6080929B2 (en) 2017-02-15

Family

ID=55077181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015199881A Active JP6080929B2 (en) 2015-10-08 2015-10-08 Semiconductor module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6080929B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3703117B1 (en) 2019-02-28 2022-11-23 Audi Ag Electric power converter device with improved integration of cooler frame
WO2022058426A1 (en) * 2020-09-17 2022-03-24 Hitachi Energy Switzerland Ag Power module and method for producing a power module

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5041902A (en) * 1989-12-14 1991-08-20 Motorola, Inc. Molded electronic package with compression structures
JPH07312376A (en) * 1994-05-19 1995-11-28 Hitachi Ltd Method of manufacturing resin sealing type semiconductor device
JPH10112519A (en) * 1996-10-08 1998-04-28 Nippon Motorola Ltd Integrated circuit device with heat dissipation means and its manufacture
JP2000058575A (en) * 1998-08-17 2000-02-25 Sanken Electric Co Ltd Resin sealed lead frame assembly and its manufacture
JP5171404B2 (en) * 2008-06-05 2013-03-27 三菱電機株式会社 Resin mold type semiconductor module
JP5153684B2 (en) * 2009-02-27 2013-02-27 三菱電機株式会社 Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
JP2011238644A (en) * 2010-05-06 2011-11-24 Denso Corp Method of manufacturing power semiconductor module
JP2011258594A (en) * 2010-06-04 2011-12-22 Denso Corp Manufacturing method of semiconductor module
JP2012164763A (en) * 2011-02-04 2012-08-30 Toyota Motor Corp Method for manufacturing semiconductor package with heat sink, and heat sink
JP5776328B2 (en) * 2011-05-19 2015-09-09 トヨタ自動車株式会社 Jig, semiconductor module manufacturing method, and semiconductor module

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016001766A (en) 2016-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2013030649A (en) Semiconductor module and manufacturing method of the same
JP6743916B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
US6650006B2 (en) Semiconductor package with stacked chips
JP3740117B2 (en) Power semiconductor device
US20150097281A1 (en) Semiconductor device
JP5046378B2 (en) Power semiconductor module and power semiconductor device equipped with the module
JP5484429B2 (en) Power converter
JP5171404B2 (en) Resin mold type semiconductor module
JP2013247274A (en) Semiconductor package and wiring board unit
JP5153684B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
CN113454774A (en) Packaged chip and manufacturing method thereof
JP2016054249A (en) Semiconductor device
JP6080929B2 (en) Semiconductor module
JP4367376B2 (en) Power semiconductor device
JP4046623B2 (en) Power semiconductor module and fixing method thereof
US10964627B2 (en) Integrated electronic device having a dissipative package, in particular dual side cooling package
JP2013026296A (en) Power module
KR20210120355A (en) Power module of double-faced cooling
JP7059714B2 (en) Power converter and manufacturing method of power converter
JP5693395B2 (en) Semiconductor device
JP2017228811A (en) Semiconductor device
JP2017028131A (en) Package mounting body
JP2006128571A (en) Semiconductor device
CN221427720U (en) Radiator and integrated circuit device comprising same
US20240087977A1 (en) Integrated circuit package heat sink

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151008

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160825

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160906

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161012

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20161220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170117

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6080929

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250