JPH0638246U - Power module - Google Patents
Power moduleInfo
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- JPH0638246U JPH0638246U JP7306992U JP7306992U JPH0638246U JP H0638246 U JPH0638246 U JP H0638246U JP 7306992 U JP7306992 U JP 7306992U JP 7306992 U JP7306992 U JP 7306992U JP H0638246 U JPH0638246 U JP H0638246U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 同一ベース板に固定された絶縁性ヒートスプ
レッダと、プリント配線基板との電気的接続を半田付け
及びワイヤーボンディングにより行うパワーモジュー
ル。
【構成】 １はベース板で、このベース板１上に絶縁性
ヒートスプレッダ２が接着剤或いは半田付け５などによ
り固定されており、この絶縁性ヒートスプレッダ２の上
面のメタライズされた部分７に半導体素子４が半田付け
６により実装されている。また、前記ベース板上１に前
記絶縁性ヒートスプレッダー２を収容する穴を設け、上
面に制御部品（図示せず）を実装したプリント配線基板
３が接着剤或いは半田付け５などにより固定されてい
る。前記半導体素子４上の電極とプリント配線基板３上
の所定の導体ランド部はアルミワイヤー等８をワイヤー
ボンディングすることにより電気的に接続され、前記半
導体素子４の裏面の電極は、絶縁性ヒートスプレッダ上
２のメタライズされた部分７とプリント配線基板３上の
所定の導体ランド部は半田付け９にょって電気的に接続
する。
(57) [Summary] [Purpose] A power module that electrically connects an insulating heat spreader fixed to the same base plate and a printed wiring board by soldering and wire bonding. [Structure] Reference numeral 1 denotes a base plate, on which an insulating heat spreader 2 is fixed by an adhesive or soldering 5, and the semiconductor element 4 is provided on a metallized portion 7 of the upper surface of the insulating heat spreader 2. Are mounted by soldering 6. Further, a hole for accommodating the insulating heat spreader 2 is provided on the base plate 1, and a printed wiring board 3 having a control component (not shown) mounted on the upper surface is fixed by an adhesive or soldering 5. . The electrodes on the semiconductor element 4 and predetermined conductor lands on the printed wiring board 3 are electrically connected by wire bonding an aluminum wire 8 or the like, and the electrode on the back surface of the semiconductor element 4 is on an insulating heat spreader. The metallized portion 7 of 2 and a predetermined conductor land portion on the printed wiring board 3 are electrically connected by soldering 9.
Description
【０００１】[0001]
本考案はパワーモジュールに係り、同一のベース板に併設された絶縁性ヒート スプレッダとプリント配線基板を電気的に接続する構造に関する。 The present invention relates to a power module, and relates to a structure for electrically connecting an insulating heat spreader and a printed wiring board, which are provided on the same base plate.
【０００２】[0002]
パワーモジュールは、三相交流波形合成や周辺機器制御用などに利用されてい るが、電源・インバーター回路等において、電力用半導体素子を使った駆動回路 と、その制御・保護回路を１つのパッケージに集積したインテリジェントパワー モジュールは、小型化・作業性等の面で特にすぐれているため多用されている。 図２は従来のパワーモジュールの一例の要部断面図であるが、図において、ア ルミベース基板若しくはＤＢＣ基板（ダイレクト・ボンディング・カッパー基板 ）などからなるベース基板１１上に、銅などからなるヒートスプレッダ１２が半 田付け１５により実装され、このヒートスプレッダ１２上に電力用半導体素子１ ３が半田付け１６により実装されている。この半導体素子１３上の電極とベース 基板１１上の電極はワイヤボンディングによりアルミワイヤー１４が接続され、 また、前記半導体素子１３の裏面の電極は、前記ヒートスプレッダ１２を介して 前記ベース基板１１と電気的に接続されている。 ところが、ベース基板は放熱性のよい絶縁基板であるため材料コストが高くつ くこと、さらに取付構造においては、別途にプリント配線基板を用いた制御基板 が必要で、この制御基板と前記ベース基板の接続が必要であり、構造が複雑化し て生産性が悪いなどの問題があるため、ベース板上に、半導体素子を実装した絶 縁性のヒートスプレッダ及びプリント配線基板を固定した構造とすると、絶縁性 ヒートスプレッダとプリント配線基板をどのように電気的に接続するかが問題と なる。 Power modules are used for three-phase AC waveform synthesis, peripheral device control, etc., but in a power supply / inverter circuit, etc., a drive circuit that uses power semiconductor elements and its control / protection circuit in one package The integrated intelligent power module is widely used because it is particularly excellent in terms of downsizing and workability. FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of an example of a conventional power module. In the figure, a heat spreader 12 made of copper or the like is placed on a base substrate 11 made of an aluminum base substrate or a DBC substrate (direct bonding copper substrate). Are mounted by soldering 15, and the power semiconductor element 13 is mounted on the heat spreader 12 by soldering 16. An aluminum wire 14 is connected to the electrode on the semiconductor element 13 and the electrode on the base substrate 11 by wire bonding, and the electrode on the back surface of the semiconductor element 13 is electrically connected to the base substrate 11 via the heat spreader 12. It is connected to the. However, since the base board is an insulating board with good heat dissipation, the material cost is high, and the mounting structure requires a separate control board using a printed wiring board. Since connection is required and the structure is complicated and productivity is poor, insulation with a heat spreader that has semiconductor elements mounted on the base plate and a printed wiring board is fixed. The problem is how to electrically connect the heat spreader and the printed wiring board.
【０００３】[0003]
本考案はこのような点に鑑みなされたもので、ベース板上に、半導体素子を実 装した絶縁性ヒートスプレッダ及びプリント配線基板を併設したパワーモジュー ルにおいて、絶縁性ヒートスプレッダ及び半導体素子とプリント配線基板とを効 果的に電気的接続ができるパワーモジュルを提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances. In a power module in which an insulating heat spreader having a semiconductor element mounted and a printed wiring board are provided on a base plate, the insulating heat spreader, the semiconductor element and the printed wiring board are provided. It is intended to provide a power module that can effectively make an electrical connection with and.
【０００４】[0004]
本考案は上述の課題を解決するため、ベース板上に、半導体素子を実装した絶 縁性のヒートスプレッダ及びプリント配線基板を併設し、絶縁性ヒートスプレッ ダ及び半導体素子とプリント配線基板との電気的接続を、半田付け及びワイヤー ボンディングによって行うことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an insulating heat spreader and a printed wiring board on which a semiconductor element is mounted on a base plate, and an insulating heat spreader and an electrical connection between the semiconductor element and the printed wiring board. The feature is that the connection is made by soldering and wire bonding.
【０００５】[0005]
以上のように構成したので、本考案によるパワーモジュルにおいては、半導体 素子を実装した絶縁性ヒートスプレッダとプリント配線基板とを半田付けおよび ワイヤーボンディングによって電気的接続が可能となる。さらに、半田付け接続 のため、絶縁性ヒートスプレッダーとプリント配線基板との熱膨張係数の差を吸 収するため、熱ストレスに対する信頼性が向上する。 With the above configuration, in the power module according to the present invention, the insulating heat spreader having the semiconductor element mounted thereon and the printed wiring board can be electrically connected by soldering and wire bonding. Furthermore, since the soldering connection absorbs the difference in the coefficient of thermal expansion between the insulating heat spreader and the printed wiring board, the reliability against thermal stress is improved.
【０００６】[0006]
以下、図面に基づいて本考案による実施例を詳細に説明する。図１は本考案に おけるパワーモジュールの一実施例の要部断面図である。図において、１はベー ス板で、このベース板１上に窒化アルミ或いはアルミナなどからなる絶縁性ヒー トスプレッダ２が接着剤或いは半田付け５などにより固定されており、この絶縁 性ヒートスプレッダ２の上面のメタライズされた部分７に半導体素子４が半田付 け６により実装されている。また、前記ベース板上１に前記絶縁性ヒートスプレ ッダー２を収容する穴を設け、上面に制御部品（図示せず）を実装したプリント 配線基板３が接着剤５或いは半田付けなどにより固定されている。 実装手順としては、窒化アルミ或いはアルミナ等からなる絶縁性ヒートスプレ ッダ２上に半導体素子４を半田付け６し、次に前記絶縁性ヒートスプレッダ２を 収納する穴を設けたプリント配線基板３上に制御部品を実装する。この絶縁性ヒ ートスプレッダ２及びプリント配線基板３を一枚のアルミ或いはニッケルメッキ 付銅等からなるベース板１上に接着剤により貼りつけるか若しくは半田付け５し た後、前記半導体素子４上の電極とプリント配線基板３上の所定の導体ランド部 をアルミワイヤー等８をワイヤーボンディングすることにより電気的に接続し、 前記半導体素子４の裏面の電極は、絶縁性ヒートスプレッダ上２のメタライズさ れた部分７とプリント配線基板３上の所定の導体ランド部を半田付けによって半 田部分９を形成することにより、電気的に接続する。 なお、本実施例では、ベース板１に絶縁性ヒートスプレッダー２とプリント配 線基板を併設する構成として、プリント配線基板３に形成した穴に絶縁性ヒート スプレッダー２を収容するようにしたが、ベース板１上に、絶縁性ヒートスプレ ッダ２とプリント配線基板３を並設するようにしても同等の効果を期待できる。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a main part of an embodiment of a power module according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a base plate, on which an insulating heat spreader 2 made of aluminum nitride or alumina is fixed by an adhesive or soldering 5, and the upper surface of the insulating heat spreader 2 is shown. The semiconductor element 4 is mounted on the metallized portion 7 by soldering 6. Further, a hole for accommodating the insulating heat spreader 2 is provided on the base plate 1, and a printed wiring board 3 having a control component (not shown) mounted on the upper surface is fixed by an adhesive 5 or soldering. . As a mounting procedure, the semiconductor element 4 is soldered 6 on the insulating heat spreader 2 made of aluminum nitride or alumina, and then the printed wiring board 3 having holes for accommodating the insulating heat spreader 2 is controlled. Mount the parts. The insulating heat spreader 2 and the printed wiring board 3 are bonded or soldered 5 onto a base plate 1 made of aluminum or nickel-plated copper or the like by an adhesive, and then the electrodes on the semiconductor element 4 are connected. And a predetermined conductor land portion on the printed wiring board 3 are electrically connected by wire bonding an aluminum wire 8 or the like, and the electrode on the back surface of the semiconductor element 4 is a metallized portion of the insulating heat spreader 2. 7 and a predetermined conductor land portion on the printed wiring board 3 are electrically connected to each other by soldering to form a half portion 9. In this embodiment, the insulating heat spreader 2 and the printed wiring board are provided side by side on the base plate 1, and the insulating heat spreader 2 is housed in the hole formed in the printed wiring board 3. Even if the insulating heat spreader 2 and the printed wiring board 3 are arranged side by side on the plate 1, the same effect can be expected.
【０００７】[0007]
以上のように構成したので、本考案によるパワーモジュールにおいては、半導 体素子を実装した絶縁性ヒートスプレッダとプリント配線基板との電気的接続が 半田付け及びワイヤーボンディングによって可能となる。さらに、半田付け接続 のため、絶縁性ヒートスプレッダーとプリント配線基板との熱膨張係数の差を吸 収するため、熱ストレスに対する信頼性が向上する。また、前記絶縁性ヒートス プレッダーとプリント配線基板の半田付けは、リフロー処理により半導体素子と 絶縁性ヒートスプレッダーの半田付け等と同時処理することが出来る。 With the above-described structure, in the power module according to the present invention, the insulating heat spreader having the semiconductor element mounted thereon and the printed wiring board can be electrically connected by soldering and wire bonding. Furthermore, since the soldering connection absorbs the difference in the coefficient of thermal expansion between the insulating heat spreader and the printed wiring board, the reliability against thermal stress is improved. Also, the soldering of the insulating heat spreader and the printed wiring board can be performed simultaneously with the soldering of the semiconductor element and the insulating heat spreader by a reflow process.
【図１】本考案によるパワーモジュールの一実施例の要
部断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an essential part of an embodiment of a power module according to the present invention.
【図２】従来のパワーモジュールの一例の要部断面図で
ある。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of an example of a conventional power module.
１ ベース板 ２ 絶縁性ヒートスプレッダ ３ プリント配線基板 ４ 半導体素子 ５ 接着剤或いは半田付け ６ 半田付け ７ メタライズされた部分 ８ アルミ等のワイヤー ９ 半田付け 1 base plate 2 insulating heat spreader 3 printed wiring board 4 semiconductor element 5 adhesive or soldering 6 soldering 7 metallized portion 8 wire such as aluminum 9 soldering
Claims (1)
縁性のヒートスプレッダ及びプリント配線基板を併設
し、前記絶縁性ヒートスプレッダ及び半導体素子とプリ
ント配線基板との電気的接続を、半田付け及びワイヤー
ボンディングによって行うことを特徴とするパワーモジ
ュール。1. A base plate is provided with an insulating heat spreader and a printed wiring board on which a semiconductor element is mounted, and the insulating heat spreader and the semiconductor element and the printed wiring board are electrically connected to each other by soldering and wire bonding. Power module characterized by being performed by.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7306992U JPH0638246U (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Power module |
| KR1019930021249A KR100307465B1 (en) | 1992-10-20 | 1993-10-14 | Power module |
| US08/136,881 US5398160A (en) | 1992-10-20 | 1993-10-18 | Compact power module with a heat spreader |
| DE69325232T DE69325232T2 (en) | 1992-10-20 | 1993-10-19 | Power semiconductor module |
| EP93308296A EP0594395B1 (en) | 1992-10-20 | 1993-10-19 | Semiconductor power module |
| CN93119047A CN1036043C (en) | 1992-10-20 | 1993-10-20 | Power module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7306992U JPH0638246U (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Power module |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0638246U true JPH0638246U (en) | 1994-05-20 |
Family
ID=13507684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7306992U Pending JPH0638246U (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Power module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638246U (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61292942A (en) * | 1985-06-21 | 1986-12-23 | Hitachi Ltd | Substrate for semiconductor |
| JPS62224951A (en) * | 1986-03-27 | 1987-10-02 | Toshiba Corp | High-frequency power amplification module |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP7306992U patent/JPH0638246U/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61292942A (en) * | 1985-06-21 | 1986-12-23 | Hitachi Ltd | Substrate for semiconductor |
| JPS62224951A (en) * | 1986-03-27 | 1987-10-02 | Toshiba Corp | High-frequency power amplification module |
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