JP6766744B2 - Semiconductor module - Google Patents
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Description
本発明は、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.
ポッテングモールド構造の半導体モジュールにおいて、構成部品である樹脂ケースと基板をモールド前に接合する手段として一般的に接着剤が用いられる。その際、樹脂ケースと基板間が接着剤で満たされ接合される（例えば特許文献１）。 In a semiconductor module having a potting mold structure, an adhesive is generally used as a means for joining a resin case, which is a component, and a substrate before molding. At that time, the resin case and the substrate are filled with an adhesive and joined (for example, Patent Document 1).
ところで、基板の上面に枠状の樹脂ケースを接着した状態で枠状の樹脂ケースの内部にポッティング樹脂を充填する。基板の上面に枠状の樹脂ケースを接着するときに接着剤が使用される。この接着の際に、基板の上面と樹脂ケースとの間に荷重をかけた状態で接着剤を硬化させる。このとき、接着剤が樹脂ケースと基板との間の隙間を移動して枠状の樹脂ケースの内側にはみ出てしまう懸念がある。接着剤がはみ出していると、ポッティング樹脂と接着剤との間の接着力が小さいため、剥離が発生する虞がある。 By the way, the potting resin is filled inside the frame-shaped resin case with the frame-shaped resin case adhered to the upper surface of the substrate. An adhesive is used to bond the frame-shaped resin case to the top surface of the substrate. At the time of this adhesion, the adhesive is cured with a load applied between the upper surface of the substrate and the resin case. At this time, there is a concern that the adhesive moves in the gap between the resin case and the substrate and protrudes inside the frame-shaped resin case. If the adhesive sticks out, the adhesive force between the potting resin and the adhesive is small, so that peeling may occur.
本発明の目的は、枠状の樹脂ケースの内側に接着剤がはみ出るのを抑制できる半導体モジュールを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a semiconductor module capable of suppressing the adhesive from squeezing out inside a frame-shaped resin case.
請求項１に記載の発明では、導体パターンが形成されるとともに半導体素子を搭載した基板と、枠状をなし、前記基板の上面において接着される樹脂ケースと、前記基板の上面の前記樹脂ケース内に配置されたポッティング樹脂と、を備え、前記樹脂ケースにおける前記基板との接着箇所において、前記樹脂ケース内側寄りに面当たり部が形成されるとともに前記面当たり部よりも外側に溝を形成してなることを要旨とする。 In the invention according to claim 1, a substrate in which a conductor pattern is formed and a semiconductor element is mounted, a resin case forming a frame shape and adhered on the upper surface of the substrate, and the inside of the resin case on the upper surface of the substrate. A surface contact portion is formed near the inside of the resin case and a groove is formed outside the surface contact portion at the bonding portion with the substrate in the resin case. The gist is to become.
請求項１に記載の発明によれば、樹脂ケースと基板を接着剤により接合する際、押付力により接着剤が樹脂ケースにおける基板との接着箇所において移動する。樹脂ケース内側寄りに面当たり部が形成され塞いでいるので枠状の樹脂ケースの内側に接着剤がはみ出るのが抑制されるとともに、面当たり部よりも外側に形成された溝により接着剤が溜まり枠状の樹脂ケースの内側に接着剤がはみ出るのが抑制される。 According to the first aspect of the present invention, when the resin case and the substrate are bonded with an adhesive, the adhesive moves at the bonding portion with the substrate in the resin case due to the pressing force. Since the surface contact portion is formed and closed toward the inside of the resin case, the adhesive is prevented from squeezing out inside the frame-shaped resin case, and the adhesive is accumulated by the groove formed on the outside of the surface contact portion. Adhesive is prevented from squeezing out inside the frame-shaped resin case.
請求項２に記載のように、請求項１に記載の半導体モジュールにおいて、ねじ止め孔が前記樹脂ケースと前記基板との両方を貫通しているとよい。
請求項３に記載のように、請求項１又は２に記載の半導体モジュールにおいて、前記樹脂ケースは、前記基板の孔に嵌め合う突起を有するとよい。
As described in claim 2, in the semiconductor module according to claim 1, it is preferable that the screw holes penetrate both the resin case and the substrate.
As described in claim 3, in the semiconductor module according to claim 1 or 2, the resin case may have protrusions that fit into holes in the substrate.
請求項４に記載のように、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体モジュールにおいて、前記樹脂ケースにおける前記基板との接着箇所において、前記樹脂ケース内側寄りの面当たり部よりも外側に溝を２つ有するとよい。 As described in claim 4, in the semiconductor module according to any one of claims 1 to 3, the bonding portion with the substrate in the resin case is outside the surface contact portion near the inside of the resin case. It is preferable to have two grooves in the.
請求項５に記載のように、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体モジュールにおいて、前記樹脂ケースの下端よりも前記基板の下端面の方が突出しているとよい。 As described in claim 5, in the semiconductor module according to any one of claims 1 to 4, it is preferable that the lower end surface of the substrate protrudes more than the lower end of the resin case.
本発明によれば、枠状の樹脂ケースの内側に接着剤がはみ出るのを抑制できる。 According to the present invention, it is possible to prevent the adhesive from squeezing out inside the frame-shaped resin case.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。なお、図示の都合上、ボンディングワイヤーや端子・電極の図示は省略している。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、半導体モジュール１０は、四角板状の基板（放熱基板）２０と、四角枠状の樹脂ケース３０と、基板２０上での樹脂ケース３０内のポッティング樹脂（モールド樹脂）４０と、を備える。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. For convenience of illustration, the bonding wires and terminals / electrodes are not shown.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the semiconductor module 10 includes a square plate-shaped substrate (heat dissipation substrate) 20, a square frame-shaped resin case 30, and a resin case 30 on the substrate 20. A potting resin (mold resin) 40 and the like are provided.
基板２０は金属ベース基板であり、四角板状の金属基板２１の上に絶縁層２２が形成されている。絶縁層２２の上に金属箔による導体パターン２３が形成され、半導体素子２４が半田付けされて搭載されている。半導体モジュール１０は、例えばインバータモジュールであり、半導体素子２４は上アーム・下アームを構成するスイッチング素子（ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等のパワートランジスタ）である。 The substrate 20 is a metal base substrate, and an insulating layer 22 is formed on a square plate-shaped metal substrate 21. A conductor pattern 23 made of metal foil is formed on the insulating layer 22, and the semiconductor element 24 is soldered and mounted. The semiconductor module 10 is, for example, an inverter module, and the semiconductor element 24 is a switching element (power transistor such as an IGBT or MOSFET) constituting an upper arm and a lower arm.
また、四角板状の基板２０には外周部に８つの貫通孔２５が形成されている。貫通孔２５は円形をなしている。
図２（ａ），（ｂ）に示すように、樹脂ケース３０は、基板２０の上面に配置される四角枠状の本体部３１を有する。本体部３１の下面には、８つの突起３２が形成されている。突起３２は本体部３１の下面から下方に延びている。突起３２は円柱状をなしている。各突起３２は基板２０の各貫通孔２５に嵌め込まれる（図１（ｂ）参照）。つまり、突起３２の外径は貫通孔２５の内径よりも若干小さく、嵌め合い可能となっており、突起３２と貫通孔２５の内壁とは若干の隙間が生じる。
Further, the square plate-shaped substrate 20 is formed with eight through holes 25 on the outer peripheral portion. The through hole 25 has a circular shape.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the resin case 30 has a square frame-shaped main body 31 arranged on the upper surface of the substrate 20. Eight protrusions 32 are formed on the lower surface of the main body 31. The protrusion 32 extends downward from the lower surface of the main body 31. The protrusion 32 has a columnar shape. Each protrusion 32 is fitted into each through hole 25 of the substrate 20 (see FIG. 1B). That is, the outer diameter of the protrusion 32 is slightly smaller than the inner diameter of the through hole 25 and can be fitted, so that a slight gap is formed between the protrusion 32 and the inner wall of the through hole 25.
なお、樹脂ケース３０の突起３２と基板２０の貫通孔２５とは嵌め合う形状であればよく、例えば、貫通孔２５が断面矩形をなし、突起３２も断面矩形状をなしていてもよい。
樹脂ケース３０には、突起３２を貫通する貫通孔３３が形成されている。貫通孔３３は突起３２の中心を上下に延びている。貫通孔３３には、図１（ｂ）に示すようにねじＳｃ１が挿通可能となっている。
The protrusion 32 of the resin case 30 and the through hole 25 of the substrate 20 may be fitted into each other. For example, the through hole 25 may have a rectangular cross section, and the protrusion 32 may also have a rectangular cross section.
The resin case 30 is formed with a through hole 33 that penetrates the protrusion 32. The through hole 33 extends vertically through the center of the protrusion 32. As shown in FIG. 1 (b), the screw Sc1 can be inserted into the through hole 33.
図１に示すように、ポッティング樹脂４０は、基板２０の上面の樹脂ケース３０内に配置されている（充填されている）。
半導体モジュール１０はベース部材５０の上面に載置される。ベース部材５０は、板状をなす。ベース部材５０は、アルミ製であり、熱伝導性に優れている。半導体素子２４で発生する熱は基板２０を介してベース部材５０に逃がされる。
As shown in FIG. 1, the potting resin 40 is arranged (filled) in the resin case 30 on the upper surface of the substrate 20.
The semiconductor module 10 is mounted on the upper surface of the base member 50. The base member 50 has a plate shape. The base member 50 is made of aluminum and has excellent thermal conductivity. The heat generated by the semiconductor element 24 is released to the base member 50 via the substrate 20.
ベース部材５０の上面に基板２０が載置されている。基板２０の上に樹脂ケース３０が位置し、この状態で、ねじＳｃ１が樹脂ケース３０の貫通孔３３及び基板２０の貫通孔２５を通してベース部材５０に螺入されている。これにより、半導体モジュール１０がベース部材５０にねじ締結される。ねじ締結により樹脂ケース３０には基板２０側に向かう下向きの締結力（押付力）が加わる。なお、ねじ締結の本数は８箇所に限らず樹脂ケース３０を介して基板２０をベース部材５０へ押し付けることが可能であれば何本でもよい。 The substrate 20 is placed on the upper surface of the base member 50. The resin case 30 is located on the substrate 20, and in this state, the screw Sc1 is screwed into the base member 50 through the through hole 33 of the resin case 30 and the through hole 25 of the substrate 20. As a result, the semiconductor module 10 is screwed to the base member 50. A downward fastening force (pressing force) toward the substrate 20 side is applied to the resin case 30 by screw fastening. The number of screws to be fastened is not limited to eight, and may be any number as long as the substrate 20 can be pressed against the base member 50 via the resin case 30.
基板２０と樹脂ケース３０は接着剤６０により接合されている。接着剤６０は基板２０の上面と樹脂ケース３０の本体部３１の下面との間に配置されている。
図３，４に示すように、樹脂ケース３０における基板２０との接着箇所において本体部３１の下面には面当たり部７０が内側寄りに形成されている。つまり、樹脂ケース３０の面当たり部７０で樹脂ケース３０が基板２０の上面に面当たりしている。
The substrate 20 and the resin case 30 are joined by an adhesive 60. The adhesive 60 is arranged between the upper surface of the substrate 20 and the lower surface of the main body 31 of the resin case 30.
As shown in FIGS. 3 and 4, a surface contact portion 70 is formed inward on the lower surface of the main body portion 31 at the adhesion portion with the substrate 20 in the resin case 30. That is, the resin case 30 is in contact with the upper surface of the substrate 20 at the surface contact portion 70 of the resin case 30.
樹脂ケース３０における基板２０との接着箇所において本体部３１の下面における突起３２よりも内側には、接着剤注入用の溝７１が形成されている。溝７１は、下面が開口する断面四角形状の凹部である。溝７１は、図２（ｂ）に示すように、樹脂ケース３０の本体部３１の下面における突起３２よりも内側において突起３２に接近した位置に四角環状に形成されている。図５に示すように溝７１には硬化前の接着剤６０が注入される。 A groove 71 for injecting an adhesive is formed inside the protrusion 32 on the lower surface of the main body 31 at the bonding portion with the substrate 20 in the resin case 30. The groove 71 is a recess having a quadrangular cross section with an opening on the lower surface. As shown in FIG. 2B, the groove 71 is formed in a square ring shape at a position closer to the protrusion 32 on the lower surface of the main body 31 of the resin case 30 than the protrusion 32. As shown in FIG. 5, the adhesive 60 before curing is injected into the groove 71.
樹脂ケース３０における基板２０との接着箇所において本体部３１の下面における接着剤注入用の溝７１よりも内側には接着剤溜まり用の溝７２が形成されている。溝７２は、下面が開口する断面四角形状の凹部である。溝７２は、図２（ｂ）に示すように、樹脂ケース３０の本体部３１の下面における接着剤注入用の溝７１よりも内側に四角環状に形成されている。図４に示すように溝７１，７２の断面での大きさについて、接着剤注入用の溝７１よりも溝７２は小さい。 A groove 72 for collecting the adhesive is formed inside the groove 71 for injecting the adhesive on the lower surface of the main body 31 at the position where the resin case 30 is bonded to the substrate 20. The groove 72 is a recess having a quadrangular cross section with an opening on the lower surface. As shown in FIG. 2B, the groove 72 is formed in a square ring shape inside the groove 71 for injecting the adhesive on the lower surface of the main body 31 of the resin case 30. As shown in FIG. 4, the size of the grooves 71 and 72 in the cross section is smaller than that of the groove 71 for injecting the adhesive.
このように、樹脂ケース３０における基板２０との接着箇所において、樹脂ケース３０内側寄りに面当たり部７０が形成されるとともに面当たり部７０よりも外側に溝７２が形成されている。 As described above, at the bonding portion of the resin case 30 with the substrate 20, the surface contact portion 70 is formed closer to the inside of the resin case 30 and the groove 72 is formed outside the surface contact portion 70.
接着する時において樹脂ケース３０は、突起３２が基板２０の孔２５に嵌め合う。また、図３に示すように、樹脂ケース３０の下端３４、即ち、突起３２の先端よりも基板２０の下端面２６、即ち、基板２０の下面の方がより下方、即ち、ベース部材５０側に突出している。 At the time of bonding, the protrusion 32 of the resin case 30 fits into the hole 25 of the substrate 20. Further, as shown in FIG. 3, the lower end surface 26 of the substrate 20, that is, the lower surface of the substrate 20 is lower than the lower end 34 of the resin case 30, that is, the tip of the protrusion 32, that is, the base member 50 side. It is protruding.
次に、作用について説明する。
接着にあたり、図４に示すように、基板２０と、樹脂ケース３０と、ベース部材５０と、ねじＳｃ１を用意する。
Next, the action will be described.
For bonding, as shown in FIG. 4, a substrate 20, a resin case 30, a base member 50, and a screw Sc1 are prepared.
そして、図５に示すように、樹脂ケース３０における溝（凹部）７１に、硬化前の接着剤６０を塗布する。
基板２０の上から、接着剤６０を塗布した樹脂ケース３０を載置する。この状態で治具を用いて基板２０と樹脂ケース３０とを固定する。治具を用いないでベース部材５０の上に基板２０、樹脂ケース３０を順に載せねじＳｃ１で締結することにより基板２０と樹脂ケース３０とを固定してもよい。
Then, as shown in FIG. 5, the adhesive 60 before curing is applied to the groove (recess) 71 in the resin case 30.
The resin case 30 coated with the adhesive 60 is placed on the substrate 20. In this state, the substrate 20 and the resin case 30 are fixed using a jig. The substrate 20 and the resin case 30 may be fixed by placing the substrate 20 and the resin case 30 on the base member 50 in this order and fastening them with screws Sc1 without using a jig.
基板２０と樹脂ケース３０とを固定するとき、樹脂ケース３０には基板２０側に向かう下向きの押付力（締結力）が加わる。
引き続き、基板２０と樹脂ケース３０とを固定した状態で接着剤６０を硬化させる。
When the substrate 20 and the resin case 30 are fixed, a downward pressing force (fastening force) toward the substrate 20 side is applied to the resin case 30.
Subsequently, the adhesive 60 is cured with the substrate 20 and the resin case 30 fixed.
接着工程において、樹脂ケース３０の面当たり部７０で樹脂ケース３０が基板２０の上面に面当たりする。このとき、硬化前の接着剤６０は、溝（凹部）７１から樹脂ケース３０の内側に広がり溝７２に溜まる。 In the bonding step, the resin case 30 comes into contact with the upper surface of the substrate 20 at the surface contact portion 70 of the resin case 30. At this time, the adhesive 60 before curing spreads from the groove (recess) 71 to the inside of the resin case 30 and accumulates in the groove 72.
接着剤６０を硬化した後、硬化前のポッティング樹脂４０を、基板２０の上面の樹脂ケース３０内に注入し、その後にポッティング樹脂４０を硬化させる。
そして、治具等を外した後、半導体モジュール１０をベース部材５０の上に載置した状態で、ねじＳｃ１で半導体モジュール１０をベース部材５０に締結する。
After the adhesive 60 is cured, the uncured potting resin 40 is injected into the resin case 30 on the upper surface of the substrate 20, and then the potting resin 40 is cured.
Then, after removing the jig and the like, the semiconductor module 10 is fastened to the base member 50 with the screw Sc1 in a state where the semiconductor module 10 is placed on the base member 50.
このような製造工程（組立工程）において樹脂ケース３０と基板２０を接着剤６０により接合する際、押付力により接着剤６０が樹脂ケース３０における基板２０との接着箇所において移動する。 When the resin case 30 and the substrate 20 are joined by the adhesive 60 in such a manufacturing process (assembly process), the adhesive 60 moves at the bonding portion with the substrate 20 in the resin case 30 due to the pressing force.
このとき、樹脂ケース３０内側寄りに面当たり部７０が形成され塞いでいるので枠状の樹脂ケース３０の内側に接着剤６０がはみ出るのが抑制されるとともに、面当たり部７０よりも外側に形成された溝７２により接着剤６０が溜まり枠状の樹脂ケース３０の内側に接着剤６０がはみ出るのが抑制される。 At this time, since the surface contact portion 70 is formed and closed toward the inside of the resin case 30, the adhesive 60 is suppressed from protruding inside the frame-shaped resin case 30, and is formed outside the surface contact portion 70. The groove 72 is formed so that the adhesive 60 is accumulated and the adhesive 60 is prevented from protruding inside the frame-shaped resin case 30.
また、面当たり部７０が基板２０に面当たりしているので、下端面２６がベース部材５０に強固に接触可能であるとともに、ポッティング樹脂４０と樹脂ケース３０との間に剥離が生じることを抑制できる。 Further, since the surface contact portion 70 is in contact with the substrate 20, the lower end surface 26 can be firmly contacted with the base member 50 and the peeling between the potting resin 40 and the resin case 30 is suppressed. it can.
以下、詳しく説明する。
図１０は比較例である。
図１０に示すように、接合時に接着剤６０が押付力や毛細管現象によって樹脂ケース３０と基板２０の隙間を移動する。そして、樹脂ケース３０の内側に接着剤６０がはみ出すと、ポッティング樹脂４０との材質相性（例えば、シリコーン系接着剤とエポキシ樹脂とを用いた場合）によってポッティング樹脂４０側にはみ出した接着剤６０におけるポッティング樹脂４０と接着剤６０との界面において剥離が生じやすい。そして、接着剤６０とポッティング樹脂４０との間の界面剥離した部位を起点にポッティング樹脂４０と基板２０間の剥離につながる懸念がある。また、樹脂ケース３０の外側に接着剤６０がはみ出す場合において、基板２０の放熱面に接着剤６０がはみ出すと基板２０の下面の放熱面にベース部材５０が接触せず放熱性が悪化する。また、側面への接着剤６０のはみ出しにより樹脂バリが発生し、バリの脱落により異物が発生する。
The details will be described below.
FIG. 10 is a comparative example.
As shown in FIG. 10, the adhesive 60 moves in the gap between the resin case 30 and the substrate 20 due to a pressing force or a capillary phenomenon at the time of joining. Then, when the adhesive 60 protrudes inside the resin case 30, the adhesive 60 that protrudes toward the potting resin 40 due to the material compatibility with the potting resin 40 (for example, when a silicone-based adhesive and an epoxy resin are used). Peeling is likely to occur at the interface between the potting resin 40 and the adhesive 60. Then, there is a concern that the peeling between the potting resin 40 and the substrate 20 may occur starting from the portion where the interface between the adhesive 60 and the potting resin 40 is peeled off. Further, when the adhesive 60 protrudes to the outside of the resin case 30, if the adhesive 60 protrudes from the heat radiating surface of the substrate 20, the base member 50 does not come into contact with the heat radiating surface of the lower surface of the substrate 20, and the heat radiating property deteriorates. Further, resin burrs are generated due to the protrusion of the adhesive 60 to the side surface, and foreign matter is generated due to the burrs falling off.
また、ねじにより締結した場合、接着剤６０が締結力にて変形して基板２０の下端面２６に伝わる締結力を低下させるとともに、基板２０と樹脂ケース３０とが相対移動するため、ポッティング樹脂４０と樹脂ケース３０との間に剥離が生じやすい。 Further, when fastening with screws, the adhesive 60 is deformed by the fastening force to reduce the fastening force transmitted to the lower end surface 26 of the substrate 20, and the substrate 20 and the resin case 30 move relative to each other. Therefore, the potting resin 40 Peeling is likely to occur between the resin case 30 and the resin case 30.
これに対し、図３に示す本実施形態においては、樹脂ケース３０の押さえ込み時に樹脂ケース３０内側寄りに面当たり部７０が形成されているので樹脂ケース３０と基板２０との間の隙間を無くしてポッティング樹脂４０側への接着剤６０のはみ出しを防止することができる。また、樹脂ケース３０と基板２０を接着剤６０により接合する際に押付力により移動してくる接着剤６０が樹脂ケース３０に設けた溝７２に溜まり押付時の接着剤６０を吸収してポッティング樹脂４０側への接着剤６０のはみ出しを抑制できる。また、溝７２により樹脂ケース３０と基板２０との間の隙間が部分的に拡がり毛細管現象も抑制することにより、接着剤６０のはみ出しを抑制することができる。他にも樹脂ケース３０の簡易な形状の変更により接着剤６０のはみ出しを抑制することができる。 On the other hand, in the present embodiment shown in FIG. 3, since the surface contact portion 70 is formed near the inside of the resin case 30 when the resin case 30 is pressed down, the gap between the resin case 30 and the substrate 20 is eliminated. It is possible to prevent the adhesive 60 from sticking out to the potting resin 40 side. Further, when the resin case 30 and the substrate 20 are joined by the adhesive 60, the adhesive 60 that moves due to the pressing force collects in the groove 72 provided in the resin case 30 and absorbs the adhesive 60 at the time of pressing to make a potting resin. The protrusion of the adhesive 60 to the 40 side can be suppressed. Further, the groove 72 partially widens the gap between the resin case 30 and the substrate 20 to suppress the capillary phenomenon, so that the adhesive 60 can be suppressed from protruding. In addition, the protrusion of the adhesive 60 can be suppressed by simply changing the shape of the resin case 30.
また、面当たり部７０が基板２０に面当たりしているので、ねじＳｃ１による締結力が接着剤を介さないことになる。それゆえ、基板２０の下端面２６がベース部材５０に強固に接触可能である。また、基板２０と樹脂ケース３０との相対位置が変化しないので、ポッティング樹脂４０と樹脂ケース３０との間に剥離が生じることを抑制できる。 Further, since the surface contact portion 70 is in surface contact with the substrate 20, the fastening force by the screw Sc1 does not go through the adhesive. Therefore, the lower end surface 26 of the substrate 20 can be firmly contacted with the base member 50. Further, since the relative positions of the substrate 20 and the resin case 30 do not change, it is possible to suppress the occurrence of peeling between the potting resin 40 and the resin case 30.
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）半導体モジュール１０の構成として、導体パターン２３が形成されるとともに半導体素子２４を搭載した基板２０と、枠状をなし、基板２０の上面において接着される樹脂ケース３０と、基板２０の上面の樹脂ケース３０内に配置されたポッティング樹脂４０と、を備える。樹脂ケース３０における基板２０との接着箇所において、樹脂ケース３０内側寄りに面当たり部７０が形成されるとともに面当たり部７０よりも外側に溝７２を形成してなる。よって、樹脂ケース３０と基板２０を接着剤６０により接合する際、樹脂ケース３０における基板２０との接着箇所において移動する接着剤を面当たり部７０で塞いで枠状の樹脂ケース３０の内側に接着剤６０がはみ出るのが抑制されるとともに溝７２により接着剤６０が溜まり枠状の樹脂ケース３０の内側に接着剤６０がはみ出るのが抑制される。その結果、枠状の樹脂ケース３０の内側に接着剤６０がはみ出るのを抑制できる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) As a configuration of the semiconductor module 10, a substrate 20 on which a conductor pattern 23 is formed and a semiconductor element 24 is mounted, a resin case 30 which has a frame shape and is adhered to the upper surface of the substrate 20, and an upper surface of the substrate 20. The potting resin 40 arranged in the resin case 30 of the above is provided. At the bonding portion of the resin case 30 with the substrate 20, a surface contact portion 70 is formed near the inside of the resin case 30 and a groove 72 is formed outside the surface contact portion 70. Therefore, when the resin case 30 and the substrate 20 are joined by the adhesive 60, the adhesive that moves at the bonding portion with the substrate 20 in the resin case 30 is closed by the surface contact portion 70 and adhered to the inside of the frame-shaped resin case 30. The protrusion of the agent 60 is suppressed, and the groove 72 prevents the adhesive 60 from squeezing out inside the frame-shaped resin case 30. As a result, it is possible to prevent the adhesive 60 from protruding inside the frame-shaped resin case 30.
（２）半導体モジュール１０はベース部材５０にねじ締結されるが、ねじ止め孔（３３，２５）が樹脂ケース３０と基板２０との両方を貫通している。よって、樹脂ケース３０と基板２０との両方を容易に締結できる。 (2) The semiconductor module 10 is screwed to the base member 50, and the screwing holes (33, 25) penetrate both the resin case 30 and the substrate 20. Therefore, both the resin case 30 and the substrate 20 can be easily fastened.
（３）樹脂ケース３０は、基板２０の孔２５に嵌め合う突起３２を有する。よって、樹脂ケース３０と基板２０とを容易に位置決めすることができる。
（４）樹脂ケース３０における基板２０との接着箇所において、樹脂ケース３０内側寄りの面当たり部７０よりも外側に溝（７１，７２）を２つ有する。これにより、外側の溝７１を接着剤注入用とし、内側の溝７１を接着剤溜まり用とすることができる。
(3) The resin case 30 has a protrusion 32 that fits into the hole 25 of the substrate 20. Therefore, the resin case 30 and the substrate 20 can be easily positioned.
(4) The resin case 30 has two grooves (71, 72) on the outer side of the surface contact portion 70 on the inner side of the resin case 30 at the bonding portion with the substrate 20. As a result, the outer groove 71 can be used for injecting the adhesive, and the inner groove 71 can be used for the adhesive pool.
（５）樹脂ケース３０の下端３４よりも基板２０の下端面２６の方が突出している。樹脂ケース３０の下端が基板２０の下端面より突出していると、基板２０の下面がベース部材５０の上面に対し浮いてしまい（空隙ができ）放熱性能が悪い。これに対し、樹脂ケース３０の下端３４よりも基板２０の下端面２６の方が突出しているので、基板２０の下面がベース部材５０の上面に当接した状態で突起３２が嵌め込まれて放熱性に優れている。このようにして、基板２０と樹脂ケース３０とを浮くことなく放熱性向上が図られる。 (5) The lower end surface 26 of the substrate 20 protrudes more than the lower end 34 of the resin case 30. If the lower end of the resin case 30 protrudes from the lower end surface of the substrate 20, the lower surface of the substrate 20 floats with respect to the upper surface of the base member 50 (a gap is formed), resulting in poor heat dissipation performance. On the other hand, since the lower end surface 26 of the substrate 20 protrudes more than the lower end 34 of the resin case 30, the protrusion 32 is fitted in the state where the lower surface of the substrate 20 is in contact with the upper surface of the base member 50 to dissipate heat. Is excellent. In this way, heat dissipation can be improved without floating the substrate 20 and the resin case 30.
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 図６に示すように、樹脂ケース３０における基板２０との接着箇所において、樹脂ケース３０内側寄りの面当たり部７０よりも外側に３つの溝８０，８１，８２を形成してもよい。つまり、内外に３重に溝を配置し、中央の溝８１を接着剤注入用の溝とする。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
○ As shown in FIG. 6, three grooves 80, 81, 82 may be formed on the outer side of the surface contact portion 70 on the inner side of the resin case 30 at the bonding portion with the substrate 20 in the resin case 30. That is, the grooves are arranged three times inside and outside, and the central groove 81 is used as the groove for injecting the adhesive.
○ 図７に示すように、樹脂ケース３０の貫通孔８３を通るねじＳｃ２をベース部材５０に螺入して、樹脂ケース３０をねじＳｃ２によりベース部材５０に固定してもよい。
○ 図８に示すように、樹脂ケース３０における基板２０との接着箇所において、樹脂ケース３０の下面において内側に溝８４を、外側に溝８５を形成して、図９に示すように、樹脂ケース３０の下面における溝８４と溝８５との間に接着剤６０を塗布してもよい。
○ As shown in FIG. 7, the screw Sc2 passing through the through hole 83 of the resin case 30 may be screwed into the base member 50, and the resin case 30 may be fixed to the base member 50 by the screw Sc2.
○ As shown in FIG. 8, at the bonding portion of the resin case 30 with the substrate 20, a groove 84 is formed inside and a groove 85 is formed outside on the lower surface of the resin case 30, and as shown in FIG. 9, the resin case is formed. The adhesive 60 may be applied between the groove 84 and the groove 85 on the lower surface of the 30.
○ 樹脂ケース３０は、四角枠状でなくてもよく、他の形状の枠であってもよい。
○ 基板２０として金属ベース基板（金属板の上面に絶縁層を形成した基板）を用いたが、これに限るものでない。例えば、金属基板（絶縁層を形成しない金属板）、セラミック基板、プリント基板等を用いてもよい。
○ The resin case 30 does not have to have a square frame shape, and may have a frame having another shape.
○ A metal base substrate (a substrate having an insulating layer formed on the upper surface of the metal plate) was used as the substrate 20, but the present invention is not limited to this. For example, a metal substrate (a metal plate that does not form an insulating layer), a ceramic substrate, a printed circuit board, or the like may be used.
１０…半導体モジュール、２０…基板、３０…樹脂ケース、４０…ポッティング樹脂、７０…面当たり部、７１…溝、７２…溝。 10 ... Semiconductor module, 20 ... Substrate, 30 ... Resin case, 40 ... Potting resin, 70 ... Surface contact part, 71 ... Groove, 72 ... Groove.
Claims (2)
枠状をなし、前記基板の上面と対向する対向面において前記基板の上面に接着剤により接着される本体部と当該本体部から突出する突起とを有する樹脂ケースと、
前記基板の上面の前記樹脂ケース内に配置されたポッティング樹脂と、
を備え、
前記対向面は、前記樹脂ケース内側寄りに面当たり部を有しており、
前記対向面には、前記面当たり部よりも前記樹脂ケース外側に設けられる第１の溝と、当該第１の溝よりも前記樹脂ケース外側に設けられる第２の溝とが形成され、
前記突起は、前記第２の溝よりも前記樹脂ケース外側に設けられるとともに、前記基板における当該基板の厚さ方向に延設する面と接着剤によって接着され、
前記第２の溝は、一部分が、前記突起と前記基板の厚さ方向に延設する面との間に位置する接着剤と前記基板の厚さ方向において重なる位置に形成されることを特徴とする半導体モジュール。 A substrate on which a conductor pattern is formed and a semiconductor element is mounted,
A resin case having a frame shape and having a main body portion that is bonded to the upper surface surface of the substrate by an adhesive and a protrusion that protrudes from the main body portion on the facing surface facing the upper surface of the substrate .
With the potting resin arranged in the resin case on the upper surface of the substrate,
With
The facing surface has a surface contact portion near the inside of the resin case .
On the facing surface, a first groove provided outside the resin case with respect to the surface contact portion and a second groove provided outside the resin case with respect to the first groove are formed.
The protrusion is provided on the outside of the resin case with respect to the second groove, and is adhered to the surface of the substrate extending in the thickness direction of the substrate by an adhesive.
The second groove is characterized in that a part thereof is formed at a position where the adhesive located between the protrusion and the surface extending in the thickness direction of the substrate overlaps with the adhesive located in the thickness direction of the substrate. Semiconductor module.
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