JP6498566B2 - パワー半導体モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態に係るパワー半導体モジュールは、第1金型を用いた射出成形により一次成形体としての端子ブロックを形成し、この端子ブロックを複数のパワー半導体素子と共にベース基板上に搭載してモジュール本体部を作製し、このモジュール本体部を第2金型を用いたインサート成形により二次成形体である樹脂ケースで覆った構造を備えている。なお、端子ブロックは、複数の外部導出端子及び制御信号系端子をモールド樹脂により非接触状態で位置決め固定してなるものであり、モールド樹脂部分からベース基板への搭載側に突出する3つ以上の脚部を有する。以下、このような構造を有するパワー半導体モジュールについて詳述する。
図1は、本発明の一実施形態に係るパワー半導体モジュール1を示す外観斜視図である。図1に示すように、パワー半導体モジュール1は、矩形板状のベース基板20と、このベース基板20の搭載面27側の基板上をその長手方向の両端部を除いて覆うように形成された略長方形状の樹脂ケース40とを備えた外観を有する。ベース基板20は、例えばアルミニウムにより構成され得る。ベース基板20の長手方向の両端部近傍には、パワー半導体モジュール1の被取付部材へのねじ止め等に利用され得る取付用穴28がそれぞれ貫通形成されている。
図2は、パワー半導体モジュール1の端子ブロック10を示す外観斜視図である。また、図3は、パワー半導体モジュール1においてベース基板20に端子ブロック10を搭載する様子を示す分解斜視図である。図2に示すように、一次成形体である端子ブロック10は、各メイン端子11〜13、補助カソード端子14及びゲート端子15と共に、これらの端子11〜15をモールド固定するモールド樹脂部分16を有する。
図3に示すように、ベース基板20は、矩形短冊状の外形を備えている。ベース基板20の長手方向の各取付用穴28よりも内側には、長手方向と交差する短手方向に向かって側面部から切り欠かれた複数の切欠部29が形成されている。これら切欠部29よりも更に長手方向の内側のベース基板20の搭載面27側には、回路21が形成されている。
図4は、パワー半導体モジュール1のモジュール本体部30を示す外観斜視図である。また、図5は、モジュール本体部30のベース基板20と端子ブロック10との接触態様を説明するための図であり、図5(a)は要部概略側面図を示し、図5(b)は図5(a)のA−A’線断面を含む上面図を示している。また、図6は、比較例のモジュール本体部30’のベース基板20’と端子ブロック10’との接触態様を説明するための図であり、図6(a)は要部概略側面図を示し、図6(b)は図6(a)のB−B’線断面を含む上面図を示している。
次に、このように構成されたパワー半導体モジュール1の製造工程について、図7のフローチャートを参照しながら説明する。図7は、パワー半導体モジュール1の製造工程を示すフローチャートである。
10 端子ブロック
11〜13 メイン端子
14 補助カソード端子
15 ゲート端子
16 モールド樹脂部分
16a 隅部
19 脚部
19a 隙間
20 ベース基板
21 回路
22 サイリスタチップ
23 ダイオードチップ
27 搭載面
29 切欠部
30 モジュール本体部
40 樹脂ケース
Claims (9)
- 複数のパワー半導体素子を内蔵した樹脂成形品からなるパワー半導体モジュールであって、
複数の外部導出端子と共に複数の制御信号系端子を射出成形によりモールド固定した一次成形体と、
ベース基板に前記各パワー半導体素子及び前記一次成形体が搭載されたモジュール本体部と、
前記モジュール本体部を前記各外部導出端子及び前記制御信号系端子の一部が露出するようにモールド封止した二次成形体とを備え、
前記一次成形体は、
前記ベース基板の搭載面側に突出する3つ以上の脚部を有し、
前記ベース基板は、前記一次成形体のモールド樹脂部分の隅部と鉛直方向に重なる位置の近傍に切欠部を有する
ことを特徴とするパワー半導体モジュール。 - 前記脚部は、前記一次成形体のモールド樹脂部分の隅部近傍に設けられている
ことを特徴とする請求項1記載のパワー半導体モジュール。 - 前記脚部は、前記一次成形体のモールド樹脂部分から突出し、その突出長が3mm以上である
ことを特徴とする請求項1又は2記載のパワー半導体モジュール。 - 前記一次成形体及び前記二次成形体のモールド樹脂部分の樹脂材料は、同一特性を有する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載のパワー半導体モジュール。 - 前記一次成形体及び前記二次成形体のモールド樹脂部分の間には、界面が存在する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のパワー半導体モジュール。 - ベース基板上に搭載された複数のパワー半導体素子を内蔵した樹脂成形品からなるパワー半導体モジュールの製造方法であって、
複数の外部導出端子と共に複数の制御信号系端子を第1金型のキャビティ内に非接触状態で配置して型閉する端子配置工程と、
前記キャビティ内に樹脂を射出して前記各外部導出端子及び制御信号系端子をモールド固定し、モールド樹脂部分から前記ベース基板への搭載側に突出する3つ以上の脚部を有する一次成形体を形成する工程と、
前記ベース基板の搭載面に前記各パワー半導体素子を搭載すると共に前記脚部を載せて前記一次成形体を搭載し、モジュール本体部を作製する工程と、
前記モジュール本体部を第2金型のキャビティ内に配置して樹脂を射出し、当該モジュール本体部の前記各外部導出端子及び制御信号系端子の一部が露出するようにモールド封止した二次成形体を形成する工程とを備え、
前記二次成形体を形成する工程では、前記一次成形体の脚部間における前記ベース基板の搭載面とモールド樹脂部分との間にも樹脂が充填される
ことを特徴とするパワー半導体モジュールの製造方法。 - 前記一次成形体を形成する工程では、前記脚部は、前記モールド樹脂部分の隅部近傍に設けられる
ことを特徴とする請求項6記載のパワー半導体モジュールの製造方法。 - 前記ベース基板は、前記一次成形体のモールド樹脂部分の隅部と鉛直方向に重なる位置の近傍に切欠部を有し、
前記二次成形体を形成する工程では、前記ベース基板の切欠部に、前記ベース基板の裏面側から搭載面側に向けて開口する樹脂射出口が配置される
ことを特徴とする請求項7記載のパワー半導体モジュールの製造方法。 - 前記二次成形体を形成する工程では、樹脂の射出圧力は100MPa以上である
ことを特徴とする請求項7又は8記載のパワー半導体モジュールの製造方法。
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