JPH0786498A - インテリジェントパワーモジュール - Google Patents
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- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
Abstract
(57)【要約】
【目的】 組み立て工程中の金属細線の変形や歩留まり
低下を抑制することができ、大電流に対応した高性能、
小型パッケージを実現できる電極構造を有したインテリ
ジェントパワーモジュールを提供する。 【構成】 パワーデバイスチップ５上の電極と金属細線
６で接続した金属薄膜４と他の端子７とを配線するため
に、板状の金属端子１０を設けた。これによって、組立
工程での工数削減や配線の断線や接触による歩留まりの
低下、信頼性の低下などを抑制できる。また、板状の金
属端子１０自体は抵抗成分が低いので、大電流を扱える
比較的長い立体的配線回路を容易に形成でき、高密度実
装を可能とした大電流対応高性能・小型パッケージのイ
ンテリジェントパワーモジュールが実現できた。
低下を抑制することができ、大電流に対応した高性能、
小型パッケージを実現できる電極構造を有したインテリ
ジェントパワーモジュールを提供する。 【構成】 パワーデバイスチップ５上の電極と金属細線
６で接続した金属薄膜４と他の端子７とを配線するため
に、板状の金属端子１０を設けた。これによって、組立
工程での工数削減や配線の断線や接触による歩留まりの
低下、信頼性の低下などを抑制できる。また、板状の金
属端子１０自体は抵抗成分が低いので、大電流を扱える
比較的長い立体的配線回路を容易に形成でき、高密度実
装を可能とした大電流対応高性能・小型パッケージのイ
ンテリジェントパワーモジュールが実現できた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電極配線構造に特徴を
有するインテリジェントパワーモジュールに関するもの
である。
有するインテリジェントパワーモジュールに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来のインテリジェントパワーモジュー
ルについて、以下、図面を参照しながら説明する。図５
および図６に従来のインテリジェントパワーモジュール
の断面図を示し、電極配線構造について説明する。
ルについて、以下、図面を参照しながら説明する。図５
および図６に従来のインテリジェントパワーモジュール
の断面図を示し、電極配線構造について説明する。
【０００３】図５に示す第１の従来の技術においては、
金属基板１上に形成した有機絶縁膜２上に部分的に配線
用の金属薄膜３，４を配置し、金属薄膜３上の目的とす
る箇所にパワーチップデバイス５を搭載し、目的とする
金属薄膜４とパワーチップデバイス５の電極部とを金属
細線６で接続する。そして、金属薄膜４と外部リード端
子７のボンド部とを金属細線６で接続する。
金属基板１上に形成した有機絶縁膜２上に部分的に配線
用の金属薄膜３，４を配置し、金属薄膜３上の目的とす
る箇所にパワーチップデバイス５を搭載し、目的とする
金属薄膜４とパワーチップデバイス５の電極部とを金属
細線６で接続する。そして、金属薄膜４と外部リード端
子７のボンド部とを金属細線６で接続する。
【０００４】また、図６に示す第２の従来の技術におい
ては、金属基板１上に形成した有機絶縁膜２上に部分的
に配線用の金属薄膜３，４，８，９を配置し、金属薄膜
３上の目的とする箇所にパワーチップデバイス５を搭載
し、金属薄膜４上のボンド部とパワーチップデバイス５
の電極部とを金属細線６で接続する。そして、金属薄膜
４と、それとはかなり離れた位置にある外部リード端子
７のボンド部とを金属細線６で接続するのであるが、第
１の従来の技術と異なる点は、部分的に配線した金属薄
膜３，４，８，９の配置構造が異なり、金属薄膜４と外
部リード７のボンド部との距離が離れている場合、すな
わち金属薄膜４と外部リード７との間に配線目的としな
い金属薄膜８，９が存在する場合でも金属細線６で配線
していることである。
ては、金属基板１上に形成した有機絶縁膜２上に部分的
に配線用の金属薄膜３，４，８，９を配置し、金属薄膜
３上の目的とする箇所にパワーチップデバイス５を搭載
し、金属薄膜４上のボンド部とパワーチップデバイス５
の電極部とを金属細線６で接続する。そして、金属薄膜
４と、それとはかなり離れた位置にある外部リード端子
７のボンド部とを金属細線６で接続するのであるが、第
１の従来の技術と異なる点は、部分的に配線した金属薄
膜３，４，８，９の配置構造が異なり、金属薄膜４と外
部リード７のボンド部との距離が離れている場合、すな
わち金属薄膜４と外部リード７との間に配線目的としな
い金属薄膜８，９が存在する場合でも金属細線６で配線
していることである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の構成では、以下のような課題がある。まず、従来の技
術においては、インテリジェントパワーモジュールの組
み立ては容易であるが、大電流を流すために配線用の金
属薄膜の幅を広くすると、配線のための面積を多く必要
とし、実装密度を高めることができなくなる。そのた
め、大電流に対応した高性能、小型パッケージを製造す
ることはむずかしい。
の構成では、以下のような課題がある。まず、従来の技
術においては、インテリジェントパワーモジュールの組
み立ては容易であるが、大電流を流すために配線用の金
属薄膜の幅を広くすると、配線のための面積を多く必要
とし、実装密度を高めることができなくなる。そのた
め、大電流に対応した高性能、小型パッケージを製造す
ることはむずかしい。
【０００６】また、目的とする金属薄膜と外部リードの
ボンド部との距離が離れすぎている場合の金属細線の配
線が長い場合や、複数の金属細線を配線した場合などに
は、金属細線自体の抵抗成分の増大が起こり、電流容量
の制限が必要となる。また、配線した金属細線の長さが
長いゆえに、金属細線のループ形状の変形によって断線
や接触が発生してしまう。そのため、組み立て歩留まり
の低下や製品の信頼性の低下という問題が発生する。
ボンド部との距離が離れすぎている場合の金属細線の配
線が長い場合や、複数の金属細線を配線した場合などに
は、金属細線自体の抵抗成分の増大が起こり、電流容量
の制限が必要となる。また、配線した金属細線の長さが
長いゆえに、金属細線のループ形状の変形によって断線
や接触が発生してしまう。そのため、組み立て歩留まり
の低下や製品の信頼性の低下という問題が発生する。
【０００７】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、組立工程中の金属細線の変形や歩留まり低下を抑制
することができ、大電流に対応した高性能、小型パッケ
ージを実現できる電極構造を有したインテリジェントパ
ワーモジュールを提供することを目的とする。
で、組立工程中の金属細線の変形や歩留まり低下を抑制
することができ、大電流に対応した高性能、小型パッケ
ージを実現できる電極構造を有したインテリジェントパ
ワーモジュールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
るために、本発明は、基板上の絶縁された領域にパワー
デバイスチップを搭載したインテリジェントパワーモジ
ュールにおいて、パワーデバイスチップ上の電極と金属
細線で接続された金属薄膜同士もしくは他の金属薄膜と
を配線するために板状の金属端子を設け、金属端子の架
橋形状を変えることにより、金属薄膜設計の自由度を大
幅に高めたことを特徴とする。
るために、本発明は、基板上の絶縁された領域にパワー
デバイスチップを搭載したインテリジェントパワーモジ
ュールにおいて、パワーデバイスチップ上の電極と金属
細線で接続された金属薄膜同士もしくは他の金属薄膜と
を配線するために板状の金属端子を設け、金属端子の架
橋形状を変えることにより、金属薄膜設計の自由度を大
幅に高めたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】前記構成によって、金属端子を設けているの
で、配線の断線や接触による歩留まりの低下を防止し、
信頼性の低下を抑制することができ、抵抗成分は非常に
少なく、一枚の板状の金属端子で大電流を扱うことがで
きる。また特に前記金属端子が板状であり、後工程の樹
脂封止の際の応力に耐性があり、強度設計ができる。そ
して前記金属端子での配線は半田付けするボンド部以外
は基板とは離れているので、基板面積を小さくして実装
密度を高めることができると同時に、金属端子の架橋形
状を変えることにより、金属薄膜設計の自由度を大幅に
高めることができる。
で、配線の断線や接触による歩留まりの低下を防止し、
信頼性の低下を抑制することができ、抵抗成分は非常に
少なく、一枚の板状の金属端子で大電流を扱うことがで
きる。また特に前記金属端子が板状であり、後工程の樹
脂封止の際の応力に耐性があり、強度設計ができる。そ
して前記金属端子での配線は半田付けするボンド部以外
は基板とは離れているので、基板面積を小さくして実装
密度を高めることができると同時に、金属端子の架橋形
状を変えることにより、金属薄膜設計の自由度を大幅に
高めることができる。
【００１０】
【実施例】本発明にかかるインテリジェントパワーモジ
ュールの一実施例について、以下、図面を参照しながら
説明する。
ュールの一実施例について、以下、図面を参照しながら
説明する。
【００１１】図１は第１の実施例の断面図であり、以
下、その電極配線構造について説明する。
下、その電極配線構造について説明する。
【００１２】第１の実施例においては、銅材の金属基板
１上に形成したエポキシ樹脂またはポリイミド樹脂より
なる有機絶縁膜２上に、配線用の銅よりなる金属薄膜
３，４，８，９とを選択的に配置し、金属薄膜３上の目
的とする箇所にパワーチップデバイス５を半田で接着搭
載し、金属薄膜４上のボンド部とパワーチップデバイス
５の電極部とを金属細線６で接続した。そして、金属細
線６で接続した金属薄膜４と外部リード端子７のボンド
部とを金属端子１０で接続した。すなわち、パワーデバ
イスチップ５と金属薄膜４との間を、アルミニウム細線
や金細線などの金属細線６で超音波接合により接続した
後、金属薄膜４と外部リード７のボンド部とを金属細線
６ではなく、板状の金属端子１０で半田付けにより架橋
接続した。
１上に形成したエポキシ樹脂またはポリイミド樹脂より
なる有機絶縁膜２上に、配線用の銅よりなる金属薄膜
３，４，８，９とを選択的に配置し、金属薄膜３上の目
的とする箇所にパワーチップデバイス５を半田で接着搭
載し、金属薄膜４上のボンド部とパワーチップデバイス
５の電極部とを金属細線６で接続した。そして、金属細
線６で接続した金属薄膜４と外部リード端子７のボンド
部とを金属端子１０で接続した。すなわち、パワーデバ
イスチップ５と金属薄膜４との間を、アルミニウム細線
や金細線などの金属細線６で超音波接合により接続した
後、金属薄膜４と外部リード７のボンド部とを金属細線
６ではなく、板状の金属端子１０で半田付けにより架橋
接続した。
【００１３】本実施例は、板状の金属端子で金属薄膜４
と外部リード端子７とを接続したので、大電流を扱う動
作時でも、抵抗成分の増大を起こさず機能し、電流容量
の制限が広げることができる。また、大電流を流すため
に配線用の金属薄膜の幅を広げる必要がなくまた、配線
のための面積を多く必要としないため、実装密度を高め
ることができる。そのため、大電流に対応した高性能、
小型パッケージを製造することができる。また、金属薄
膜４と外部リード端子７のボンド部との距離が離れすぎ
ている場合でも、従来のように金属細線を使用しないの
で、金属細線のループ形状の変形などの問題も解消でき
る。
と外部リード端子７とを接続したので、大電流を扱う動
作時でも、抵抗成分の増大を起こさず機能し、電流容量
の制限が広げることができる。また、大電流を流すため
に配線用の金属薄膜の幅を広げる必要がなくまた、配線
のための面積を多く必要としないため、実装密度を高め
ることができる。そのため、大電流に対応した高性能、
小型パッケージを製造することができる。また、金属薄
膜４と外部リード端子７のボンド部との距離が離れすぎ
ている場合でも、従来のように金属細線を使用しないの
で、金属細線のループ形状の変形などの問題も解消でき
る。
【００１４】また、組立工程時においても金属端子１０
を設けているので、配線の断線や接触による歩留まりの
低下を防止し、信頼性の低下を抑制することができる。
つまりは、金属端子１０は配線の機能と、断線、変形な
どの信頼性低下を防止するプロテクトの機能とを有する
ものである。
を設けているので、配線の断線や接触による歩留まりの
低下を防止し、信頼性の低下を抑制することができる。
つまりは、金属端子１０は配線の機能と、断線、変形な
どの信頼性低下を防止するプロテクトの機能とを有する
ものである。
【００１５】図２は第２の実施例のインテリジェントパ
ワーモジュールの断面図であり、以下、その電極配線構
造について説明する。これは、複数のパワーデバイスチ
ップが存在する場合の一例として、２個のパワーデバイ
スチップが存在する場合の電極構造を示す。
ワーモジュールの断面図であり、以下、その電極配線構
造について説明する。これは、複数のパワーデバイスチ
ップが存在する場合の一例として、２個のパワーデバイ
スチップが存在する場合の電極構造を示す。
【００１６】第２の実施例は、金属基板１上に形成した
有機絶縁膜２上に、配線用の金属薄膜３，４，１１，１
２，１３を配置し、金属薄膜３，１１上の目的とする箇
所にパワーチップデバイス５およびパワーチップデバイ
ス１４を半田を介して接着搭載し、前記金属薄膜４（１
２）上のボンド部とパワーチップデバイス５（１４）の
電極部とを金属細線６で接続した。そして、金属細線６
で接続した金属薄膜４と金属薄膜１２のボンド部とを金
属端子１０で接続した。すなわち、パワーデバイスチッ
プ５，１４と金属薄膜４，１２とをアルミニウム細線や
金細線などの金属細線６で超音波接合により接続した
後、金属薄膜４と金属薄膜１２との間を板状の金属端子
１０で半田付けにより架橋接続したものである。
有機絶縁膜２上に、配線用の金属薄膜３，４，１１，１
２，１３を配置し、金属薄膜３，１１上の目的とする箇
所にパワーチップデバイス５およびパワーチップデバイ
ス１４を半田を介して接着搭載し、前記金属薄膜４（１
２）上のボンド部とパワーチップデバイス５（１４）の
電極部とを金属細線６で接続した。そして、金属細線６
で接続した金属薄膜４と金属薄膜１２のボンド部とを金
属端子１０で接続した。すなわち、パワーデバイスチッ
プ５，１４と金属薄膜４，１２とをアルミニウム細線や
金細線などの金属細線６で超音波接合により接続した
後、金属薄膜４と金属薄膜１２との間を板状の金属端子
１０で半田付けにより架橋接続したものである。
【００１７】本実施例は、前記第１の実施例と同様に、
板状の金属端子で金属薄膜４と外部リード端子７とを接
続しているので、大電流を扱う動作時でも、抵抗成分の
増大を起こさず機能し、電流容量の制限が広げることが
できる。また、大電流を流すために配線用の金属薄膜の
幅を広くしなくてもよく、また、配線のための面積を多
く必要としないため、実装密度を高めることができる。
そのため大電流に対応した高性能、小型パッケージを製
造することができる。
板状の金属端子で金属薄膜４と外部リード端子７とを接
続しているので、大電流を扱う動作時でも、抵抗成分の
増大を起こさず機能し、電流容量の制限が広げることが
できる。また、大電流を流すために配線用の金属薄膜の
幅を広くしなくてもよく、また、配線のための面積を多
く必要としないため、実装密度を高めることができる。
そのため大電流に対応した高性能、小型パッケージを製
造することができる。
【００１８】なお、本実施例の金属薄膜３，４，８，
９，１１，１２，１３の厚さは１０５μｍ程度であり、
有機絶縁膜２の厚さは１２０μｍ程度である。
９，１１，１２，１３の厚さは１０５μｍ程度であり、
有機絶縁膜２の厚さは１２０μｍ程度である。
【００１９】また、本実施例における金属端子１０は、
銅製板状の厚みが０.５ｍｍのものであり、それ自体は
抵抗成分が低いので、大電流を扱える。また、後工程の
樹脂封止の際の応力に耐性があり、強度設計ができると
いう効果を得るため、金属端子１０を板状としており、
加工面においても、金属板のプレス加工やエッチング加
工によって、自由な板形状の金属端子１０が得られる。
金属端子１０は銅で形成することに限定するものではな
く、鉄などの金属に銅メッキを施した金属端子でもよ
い。強度を大きくする目的であれば、チタン（Ｔｉ）を
含有した硬質金属板を用いてもよい。
銅製板状の厚みが０.５ｍｍのものであり、それ自体は
抵抗成分が低いので、大電流を扱える。また、後工程の
樹脂封止の際の応力に耐性があり、強度設計ができると
いう効果を得るため、金属端子１０を板状としており、
加工面においても、金属板のプレス加工やエッチング加
工によって、自由な板形状の金属端子１０が得られる。
金属端子１０は銅で形成することに限定するものではな
く、鉄などの金属に銅メッキを施した金属端子でもよ
い。強度を大きくする目的であれば、チタン（Ｔｉ）を
含有した硬質金属板を用いてもよい。
【００２０】金属端子１０の形状は、本実施例において
は、強度を考慮して断面形状を直角に折れ曲がった角状
コ型の形状としているが、この形状に限定されるもので
はなく、強度に加えてインテリジェントパワーモジュー
ルのトータル厚みも考慮した場合には、第３の実施例と
して図３に示すように、直角に折り曲げずに台形角状
（テーパー状）の形状としてもよい。
は、強度を考慮して断面形状を直角に折れ曲がった角状
コ型の形状としているが、この形状に限定されるもので
はなく、強度に加えてインテリジェントパワーモジュー
ルのトータル厚みも考慮した場合には、第３の実施例と
して図３に示すように、直角に折り曲げずに台形角状
（テーパー状）の形状としてもよい。
【００２１】金属端子１０の材料に硬質金属板を用いた
場合には、角状コ型もしくはテーパー状にしなくても十
分な強度が得られるので、第４の実施例として、図４に
示すように角型ではなく円弧状（半円状）としても、強
度、厚さの問題はないので適用できる。前述のように金
属端子１０の架橋形状を変えることにより、金属薄膜設
計の自由度を大幅に高めることができる。
場合には、角状コ型もしくはテーパー状にしなくても十
分な強度が得られるので、第４の実施例として、図４に
示すように角型ではなく円弧状（半円状）としても、強
度、厚さの問題はないので適用できる。前述のように金
属端子１０の架橋形状を変えることにより、金属薄膜設
計の自由度を大幅に高めることができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、板状の金属端子を用い
たので、組立工程での工数削減や配線の断線や接触によ
る歩留まりの低下、信頼性の低下などを抑制できる。ま
た板状の金属端子自体は抵抗成分が低いことによって、
大電流を扱える比較的長い立体的配線回路を容易に形成
でき、金属基板上での実装設計の自由度を大幅に向上さ
せることができ、高密度実装を可能とした大電流対応高
性能・小型パッケージのインテリジェントパワーモジュ
ールが得られる。
たので、組立工程での工数削減や配線の断線や接触によ
る歩留まりの低下、信頼性の低下などを抑制できる。ま
た板状の金属端子自体は抵抗成分が低いことによって、
大電流を扱える比較的長い立体的配線回路を容易に形成
でき、金属基板上での実装設計の自由度を大幅に向上さ
せることができ、高密度実装を可能とした大電流対応高
性能・小型パッケージのインテリジェントパワーモジュ
ールが得られる。
【図１】本発明の第１の実施例のインテリジェントパワ
ーモジュールの断面図
ーモジュールの断面図
【図２】本発明の第２の実施例のインテリジェントパワ
ーモジュールの断面図
ーモジュールの断面図
【図３】本発明の第３の実施例のインテリジェントパワ
ーモジュールの断面図
ーモジュールの断面図
【図４】本発明の第４の実施例のインテリジェントパワ
ーモジュールの断面図
ーモジュールの断面図
【図５】従来の第１のインテリジェントパワーモジュー
ルの断面図
ルの断面図
【図６】従来の第２のインテリジェントパワーモジュー
ルの断面図
ルの断面図
１ 金属基板 ２ 有機絶縁膜 ３，４ 金属薄膜 ５ パワーチップデバイス ６ 金属細線 ７ 外部リード端子 ８，９ 金属薄膜 １０ 金属端子 １１〜１３ 金属薄膜 １４ パワーチップデバイス
Claims (6)
- 【請求項１】 基板上の絶縁された領域上に搭載された
パワーデバイスチップと、前記パワーデバイスチップに
近接して絶縁設置された金属薄膜と、前記パワーデバイ
スチップ上の電極と前記パワーデバイスチップに近接し
て絶縁設置された金属薄膜とを接続した金属細線と、前
記金属細線で接続された金属薄膜と他の端子とを架橋接
続した金属端子とを有することを特徴とするインテリジ
ェントパワーモジュール。 - 【請求項２】 基板上の絶縁された領域上に搭載された
複数個のパワーデバイスチップと、前記複数個のパワー
デバイスチップの各々のパワーデバイスチップに近接し
て絶縁設置された金属薄膜と、前記各々のパワーデバイ
スチップ上の電極と前記金属薄膜とを接続した金属細線
と、前記各々のパワーデバイスチップと前記金属細線で
接続された金属薄膜同士を架橋接続した金属端子とを有
することを特徴とするインテリジェントパワーモジュー
ル。 - 【請求項３】 金属端子が板状の金属端子であることを
特徴とする請求項１または請求項２記載のインテリジェ
ントパワーモジュール。 - 【請求項４】 パワーデバイスチップと金属細線で接続
された金属薄膜同士あるいは他の金属薄膜とを架橋接続
した金属端子の配線架橋形状が、角状の形状であること
を特徴とする請求項１または請求項２記載のインテリジ
ェントパワーモジュール。 - 【請求項５】 パワーデバイスチップと金属細線で接続
された金属薄膜同士あるいは他の金属薄膜とを架橋接続
した金属端子の配線架橋形状が、台形角状の形状である
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のインテ
リジェントパワーモジュール。 - 【請求項６】 パワーデバイスチップと金属細線で接続
された金属薄膜同士あるいは他の金属薄膜とを架橋接続
した金属端子の配線架橋形状が、円弧状の形状であるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２記載のインテリ
ジェントパワーモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5228575A JPH0786498A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | インテリジェントパワーモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5228575A JPH0786498A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | インテリジェントパワーモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0786498A true JPH0786498A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16878519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5228575A Pending JPH0786498A (ja) | 1993-09-14 | 1993-09-14 | インテリジェントパワーモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0786498A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10352671A1 (de) * | 2003-11-11 | 2005-06-23 | eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH | Leistungsmodul |
-
1993
- 1993-09-14 JP JP5228575A patent/JPH0786498A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10352671A1 (de) * | 2003-11-11 | 2005-06-23 | eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH | Leistungsmodul |
| US7656672B2 (en) | 2003-11-11 | 2010-02-02 | Infineon Technologies Ag | Power module |
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