JPH04350957A - 電力用半導体モジュール - Google Patents
電力用半導体モジュールInfo
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- JPH04350957A JPH04350957A JP3154138A JP15413891A JPH04350957A JP H04350957 A JPH04350957 A JP H04350957A JP 3154138 A JP3154138 A JP 3154138A JP 15413891 A JP15413891 A JP 15413891A JP H04350957 A JPH04350957 A JP H04350957A
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- epoxy resin
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- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims abstract description 21
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 claims description 2
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- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 4
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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
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電力用半導体モジュー
ルに係り、特にその製造時および使用時において熱歪み
による半導体チップの損傷を防止した電力用半導体モジ
ュールに関するものである。
ルに係り、特にその製造時および使用時において熱歪み
による半導体チップの損傷を防止した電力用半導体モジ
ュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、サイリスタ、トランジスタ、ダイ
オード、ＩＧＢＴなどの電力用半導体チップを金属基板
にセラミックスなどの絶縁板を介して半田付けされた電
力用半導体モジュールとしては、例えば図４に示すもの
がある。即ち、金属基板２１上に表面がメタライズされ
た絶縁板２３を半田付けし、この絶縁板２３上の中央部
から一方端に半導体チップ２４が半田付けにて取付けら
れている。図示省略したが、絶縁板上にＷ、Ｍｏ等の熱
緩衝材層を設け、この層上に半導体チップを半田付けす
る場合もある。
オード、ＩＧＢＴなどの電力用半導体チップを金属基板
にセラミックスなどの絶縁板を介して半田付けされた電
力用半導体モジュールとしては、例えば図４に示すもの
がある。即ち、金属基板２１上に表面がメタライズされ
た絶縁板２３を半田付けし、この絶縁板２３上の中央部
から一方端に半導体チップ２４が半田付けにて取付けら
れている。図示省略したが、絶縁板上にＷ、Ｍｏ等の熱
緩衝材層を設け、この層上に半導体チップを半田付けす
る場合もある。
【０００３】そして、絶縁板２３上の他方端に端子部材
２７および２８が直立状となるように半田付けあるいは
その他の方法で取付けられ、先端はケース２２の上部か
ら外方に引出されている。この端子部材２７および２８
は絶縁板２３上に取付けられた部分で半導体チップ２４
との間をリード線２５および２６でボンディングされて
いる。この後ゲル状のシリコーンゴムをケース２２内に
注入し、加熱炉で１５０℃程度に加熱して硬化させ、シ
リコーンゴム層２９が得られる。
２７および２８が直立状となるように半田付けあるいは
その他の方法で取付けられ、先端はケース２２の上部か
ら外方に引出されている。この端子部材２７および２８
は絶縁板２３上に取付けられた部分で半導体チップ２４
との間をリード線２５および２６でボンディングされて
いる。この後ゲル状のシリコーンゴムをケース２２内に
注入し、加熱炉で１５０℃程度に加熱して硬化させ、シ
リコーンゴム層２９が得られる。
【０００４】次いで、シリコーンゴム層２９の上にさら
にエポキシ樹脂を注入して１３５℃で加熱し、エポキシ
樹脂層３０を形成することにより半導体チップを封止す
る。かくして封止されたケース２２の上部外方に引出さ
れている端子部材２７、２８はケース２２の上部に折り
曲げられる。
にエポキシ樹脂を注入して１３５℃で加熱し、エポキシ
樹脂層３０を形成することにより半導体チップを封止す
る。かくして封止されたケース２２の上部外方に引出さ
れている端子部材２７、２８はケース２２の上部に折り
曲げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、ケース２
２内をシリコーンゴム層２９とエポキシ樹脂層３０で封
止するのは、シリコーンゴムは固化後も軟らかいことか
ら、リード線接続時に端子部材に余分な力がかかり、リ
ード線や半導体チップを損傷させるおそれがあることと
、非常に高価であることのために、シリコーンゴム層の
みでの封止は好ましくなく、エポキシ樹脂は硬化後の硬
さが固く、外部リード線と接続する場合に適しているこ
とと、シリコーンゴムより安価に得られることのためで
ある。
２内をシリコーンゴム層２９とエポキシ樹脂層３０で封
止するのは、シリコーンゴムは固化後も軟らかいことか
ら、リード線接続時に端子部材に余分な力がかかり、リ
ード線や半導体チップを損傷させるおそれがあることと
、非常に高価であることのために、シリコーンゴム層の
みでの封止は好ましくなく、エポキシ樹脂は硬化後の硬
さが固く、外部リード線と接続する場合に適しているこ
とと、シリコーンゴムより安価に得られることのためで
ある。
【０００６】しかしながら、エポキシ樹脂は硬化時に一
旦熱膨張し、その後収縮するため、この熱膨張時にシリ
コーンゴム層に加圧力が働き、半導体チップを損傷させ
るという問題がある。一方ケースの上部から外方に引出
された端子部材は、ケース上部で折り曲げられるが、こ
の折り曲げに過大な力が加わり、絶縁板や半導体チップ
を損傷させるおそれがある。
旦熱膨張し、その後収縮するため、この熱膨張時にシリ
コーンゴム層に加圧力が働き、半導体チップを損傷させ
るという問題がある。一方ケースの上部から外方に引出
された端子部材は、ケース上部で折り曲げられるが、こ
の折り曲げに過大な力が加わり、絶縁板や半導体チップ
を損傷させるおそれがある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記した構
造の従来の電力用半導体モジュールにおける問題点をケ
ース内のシリコーンゴム層の上部に箱型またはコ字型形
状の端子支持枠を設けることによって解決したものであ
る。
造の従来の電力用半導体モジュールにおける問題点をケ
ース内のシリコーンゴム層の上部に箱型またはコ字型形
状の端子支持枠を設けることによって解決したものであ
る。
【０００８】
【作用】この発明はケース内のシリコーンゴム層の上部
に設けた箱型またはコ字型形状の端子支持枠の内部が空
間となっているため、その上部にエポキシ樹脂を注入し
て硬化させ、半導体チップを封止する際のエポキシ樹脂
の熱膨張によるシリコーンゴム層への圧力をこの空間に
逃がすことができて、半導体チップには何らの損傷も与
えないのである。また、端子部材が端子支持枠に設けた
孔部に貫入して固定されるので、該部材の外部引出し部
分をケース上部に折り曲げる時にかかる力が緩和でき、
半導体チップや絶縁板を損傷するおそれがないのである
。
に設けた箱型またはコ字型形状の端子支持枠の内部が空
間となっているため、その上部にエポキシ樹脂を注入し
て硬化させ、半導体チップを封止する際のエポキシ樹脂
の熱膨張によるシリコーンゴム層への圧力をこの空間に
逃がすことができて、半導体チップには何らの損傷も与
えないのである。また、端子部材が端子支持枠に設けた
孔部に貫入して固定されるので、該部材の外部引出し部
分をケース上部に折り曲げる時にかかる力が緩和でき、
半導体チップや絶縁板を損傷するおそれがないのである
。
【０００９】
【実施例】以下、この発明をその一実施例を示す図１お
よび図２により説明する。図１に示すように、表面をメ
タライズ処理した絶縁板３上の一方端に電力用半導体チ
ップ４を半田付けで取付け、この絶縁板３を金属基板１
に半田付けした。次に、絶縁板３上の他方端に端子部材
７および８をその折曲部にて該部材が直立状となるよう
に半田付けして取付けたのち、半導体チップ４と端子部
材７、８の折曲部７ａ、８ａとをリード線５、６でボン
ディングする。金属基板１にケース２の側板２ａをシリ
コーンゴムで接着する。その後、図２に斜視図として示
すような端子部材７、８の貫入孔１３、１４を上面の所
要個所に設けた箱型形状の端子支持枠１１を、該貫入孔
１３、１４に端子部材７、８を挿通させつつ半導体チッ
プ４の上部所要位置にてケース側板２ａに固定する。
よび図２により説明する。図１に示すように、表面をメ
タライズ処理した絶縁板３上の一方端に電力用半導体チ
ップ４を半田付けで取付け、この絶縁板３を金属基板１
に半田付けした。次に、絶縁板３上の他方端に端子部材
７および８をその折曲部にて該部材が直立状となるよう
に半田付けして取付けたのち、半導体チップ４と端子部
材７、８の折曲部７ａ、８ａとをリード線５、６でボン
ディングする。金属基板１にケース２の側板２ａをシリ
コーンゴムで接着する。その後、図２に斜視図として示
すような端子部材７、８の貫入孔１３、１４を上面の所
要個所に設けた箱型形状の端子支持枠１１を、該貫入孔
１３、１４に端子部材７、８を挿通させつつ半導体チッ
プ４の上部所要位置にてケース側板２ａに固定する。
【００１０】しかるのち、上部からゲル状のシリコーン
ゴムを端子支持枠１１の下部の位置あるいはそれより若
干上部まで注入し、炉で加熱硬化させてシリコーンゴム
層９を形成する。次に端子支持枠１１の上部にエポキシ
樹脂を注入し、上部にケース上蓋２ｂをのせ、炉で加熱
硬化させてエポキシ樹脂層１０を形成した。この時、端
子支持枠１１の空間１２にエポキシ樹脂の熱膨張による
シリコーンゴム層９への圧力を逃がすことができて、半
導体チップ４の損傷は見られなかった。その後、ケース
２の上蓋２ｂ外方に引出されている端子部材７、８の端
部をケース上蓋２ｂ上面に折り曲げ、半田付けで固定し
た。
ゴムを端子支持枠１１の下部の位置あるいはそれより若
干上部まで注入し、炉で加熱硬化させてシリコーンゴム
層９を形成する。次に端子支持枠１１の上部にエポキシ
樹脂を注入し、上部にケース上蓋２ｂをのせ、炉で加熱
硬化させてエポキシ樹脂層１０を形成した。この時、端
子支持枠１１の空間１２にエポキシ樹脂の熱膨張による
シリコーンゴム層９への圧力を逃がすことができて、半
導体チップ４の損傷は見られなかった。その後、ケース
２の上蓋２ｂ外方に引出されている端子部材７、８の端
部をケース上蓋２ｂ上面に折り曲げ、半田付けで固定し
た。
【００１１】なお、端子支持枠１１には半導体チップ４
の駆動回路、スナバ回路、外部電気配線等を直接または
プリント基板を介して搭載することができる。
の駆動回路、スナバ回路、外部電気配線等を直接または
プリント基板を介して搭載することができる。
【００１２】図１においては、半導体チップ４はメタラ
イズ処理した絶縁板３上に半田付けされているが、この
ほかメタライズ処理した絶縁板３上にＷ、Ｍｏ等の熱緩
衝材を設け、これに半導体チップ４を半田取付けしても
よい。
イズ処理した絶縁板３上に半田付けされているが、この
ほかメタライズ処理した絶縁板３上にＷ、Ｍｏ等の熱緩
衝材を設け、これに半導体チップ４を半田取付けしても
よい。
【００１３】また、ケース２の上蓋２ｂ上面に端子部材
７、８の端部を折り曲げ固定するには、図３に部分拡大
側断面図として示すように上蓋２ｂの端子部材折り曲げ
部分を肉厚とし、該肉厚部分にナット挿入用穴１５を設
け、該穴１５内にナット１６を挿入したのち、端子部材
７、８の端部を半田固定するようにすれば、該部材に外
部接続配線をビス固定することができる。
７、８の端部を折り曲げ固定するには、図３に部分拡大
側断面図として示すように上蓋２ｂの端子部材折り曲げ
部分を肉厚とし、該肉厚部分にナット挿入用穴１５を設
け、該穴１５内にナット１６を挿入したのち、端子部材
７、８の端部を半田固定するようにすれば、該部材に外
部接続配線をビス固定することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
シリコーンゴム層の上部に端子支持枠を設けたことによ
って、その上部に注入したエポキシ樹脂の加熱硬化にお
いてエポキシ樹脂の熱膨張によるシリコーンゴム層への
圧力を端子支持枠下部の空間に逃がすことができて、半
導体チップにかかる圧力を軽減できる結果、半導体チッ
プの損傷がなく、また端子支持枠で端子部材が支持固定
されているので端子部材をケースの上蓋上面に折り曲げ
固定する時にかかる力で絶縁板やチップを損傷させるこ
とのないことが認められた。
シリコーンゴム層の上部に端子支持枠を設けたことによ
って、その上部に注入したエポキシ樹脂の加熱硬化にお
いてエポキシ樹脂の熱膨張によるシリコーンゴム層への
圧力を端子支持枠下部の空間に逃がすことができて、半
導体チップにかかる圧力を軽減できる結果、半導体チッ
プの損傷がなく、また端子支持枠で端子部材が支持固定
されているので端子部材をケースの上蓋上面に折り曲げ
固定する時にかかる力で絶縁板やチップを損傷させるこ
とのないことが認められた。
【図１】この発明の電力用半導体モジュールの側断面で
ある。
ある。
【図２】この発明で用いる端子支持枠の斜視図である。
【図３】この発明で端子部材を固定するケース上蓋の他
の構成を示す部分拡大側断面図である。
の構成を示す部分拡大側断面図である。
【図４】従来の電力用半導体モジュールの側断面図であ
る。
る。
１ 金属基板
２ ケース
３ 絶縁板
４ 半導体チップ
７ 端子部材
８ 端子部材
９ シリコーンゴム層
１０ エポキシ樹脂層
１１ 端子支持枠
１２ 空間
Claims (3)
- 【請求項１】 金属基板上に電力用半導体チップを取
付け、該半導体チップと電気的に接続された端子部材を
外部に引出し、前記半導体チップをシリコーンゴムおよ
びエポキシ樹脂で封止してなる電力用半導体モジュール
において、シリコーンゴム層の上部に前記端子部材を貫
入して固定する端子支持枠を設けたことを特徴とする電
力用半導体モジュール。 - 【請求項２】 端子支持枠が箱型またはコ字型形状で
あることを特徴とする請求項１記載の電力用半導体モジ
ュール。 - 【請求項３】 端子支持枠に半導体チップの駆動回路
、スナバ回路、電気配線を構成するプリント基板を搭載
したことを特徴とする請求項１記載の電力用半導体モジ
ュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3154138A JPH04350957A (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 電力用半導体モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3154138A JPH04350957A (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 電力用半導体モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04350957A true JPH04350957A (ja) | 1992-12-04 |
Family
ID=15577720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3154138A Pending JPH04350957A (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 電力用半導体モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04350957A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008016564A (ja) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Mitsubishi Electric Corp | 樹脂封止型パワーモジュール |
| JP2013115271A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置 |
| JP2020145307A (ja) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-05-28 JP JP3154138A patent/JPH04350957A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008016564A (ja) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Mitsubishi Electric Corp | 樹脂封止型パワーモジュール |
| JP2013115271A (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-10 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発光装置 |
| JP2020145307A (ja) * | 2019-03-06 | 2020-09-10 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| CN111668197A (zh) * | 2019-03-06 | 2020-09-15 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
| CN111668197B (zh) * | 2019-03-06 | 2023-09-19 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19951205 |