JPH11354662A - 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
- Publication number
- JPH11354662A JPH11354662A JP17971898A JP17971898A JPH11354662A JP H11354662 A JPH11354662 A JP H11354662A JP 17971898 A JP17971898 A JP 17971898A JP 17971898 A JP17971898 A JP 17971898A JP H11354662 A JPH11354662 A JP H11354662A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power semiconductor
- terminal
- resin case
- external lead
- semiconductor module
- Prior art date
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- Pending
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-
- 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
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部引き出し端子が樹脂ケースに強固に一体
化される電力用半導体モジュールを提供する。 【解決手段】 基板２１上に絶縁層２２を介して形成さ
れた銅回路配線パターン２３に電力用半導体チップ２４
が取り付けられ，さらに上記基板の周縁及び上方に外部
引き出し端子４が一体に成形され，端子の内部側が露出
した接続部４ｂを有する樹脂ケース２で覆われ，上記接
続部と銅回路配線パターン又は電力用半導体チップとを
ワイヤボンディングし，電力用半導体モジュールが形成
される。さらに，上記外部引き出し端子４の外部引き出
し部４ａに，上記樹脂ケース２の側壁に埋め込まれるバ
ーリング加工穴４ｃが設けられる。
化される電力用半導体モジュールを提供する。 【解決手段】 基板２１上に絶縁層２２を介して形成さ
れた銅回路配線パターン２３に電力用半導体チップ２４
が取り付けられ，さらに上記基板の周縁及び上方に外部
引き出し端子４が一体に成形され，端子の内部側が露出
した接続部４ｂを有する樹脂ケース２で覆われ，上記接
続部と銅回路配線パターン又は電力用半導体チップとを
ワイヤボンディングし，電力用半導体モジュールが形成
される。さらに，上記外部引き出し端子４の外部引き出
し部４ａに，上記樹脂ケース２の側壁に埋め込まれるバ
ーリング加工穴４ｃが設けられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，電力用半導体チッ
プを基板上に搭載した電力用半導体モジュールに関する
ものである。
プを基板上に搭載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】電力用半導体モジュールは，それを搭載
する装置を小型，軽量化できるため種々の用途，例えば
モーターコントロール，充電器，溶接機，無停電電源装
置，調光装置などにおいて，用いられている。
する装置を小型，軽量化できるため種々の用途，例えば
モーターコントロール，充電器，溶接機，無停電電源装
置，調光装置などにおいて，用いられている。
【０００３】従来の電力用半導体モジュールは，図３に
示すように表面にメタライズなどにより銅回路配線パタ
ーン２３が形成されたプリント配線板等の絶縁層２２
を，例えば銅や鉄，アルミニウム等の金属製の基板２１
上に設けている。上記銅回路配線パターン２３上の必要
個所に，クリーム半田を塗布し，このクリーム半田上に
トランジスタやダイオード等の種々の電力用半導体チッ
プ２４及び抵抗やコンデンサ等の受動素子等のチップ部
品が配置され，これをリフロー炉で加熱することにより
半田付けされている。
示すように表面にメタライズなどにより銅回路配線パタ
ーン２３が形成されたプリント配線板等の絶縁層２２
を，例えば銅や鉄，アルミニウム等の金属製の基板２１
上に設けている。上記銅回路配線パターン２３上の必要
個所に，クリーム半田を塗布し，このクリーム半田上に
トランジスタやダイオード等の種々の電力用半導体チッ
プ２４及び抵抗やコンデンサ等の受動素子等のチップ部
品が配置され，これをリフロー炉で加熱することにより
半田付けされている。
【０００４】この半田付けの後に，基板の端部に外部引
き出し端子２６が一体に成形された樹脂ケース２５が接
着され，端子２６の接続部２６ａと，チップ部品２４あ
るいは銅回路配線パターン２３間をワイヤ２７によりワ
イヤボンディングで配線を行っている。この配線後，上
部樹脂ケース内に所定量のシリコンゲルを注入し，これ
を加熱硬化し，さらにこのシリコンゲルの上にエポキシ
樹脂を充填して加熱硬化することによって，電力用半導
体モジュールを完成させている。なお，抵抗やコンデン
サ等の電子部品が別途，プリント配線板に搭載され，基
板上に段積みされることもある。
き出し端子２６が一体に成形された樹脂ケース２５が接
着され，端子２６の接続部２６ａと，チップ部品２４あ
るいは銅回路配線パターン２３間をワイヤ２７によりワ
イヤボンディングで配線を行っている。この配線後，上
部樹脂ケース内に所定量のシリコンゲルを注入し，これ
を加熱硬化し，さらにこのシリコンゲルの上にエポキシ
樹脂を充填して加熱硬化することによって，電力用半導
体モジュールを完成させている。なお，抵抗やコンデン
サ等の電子部品が別途，プリント配線板に搭載され，基
板上に段積みされることもある。
【０００５】上記外部引き出し端子が，一体に形成され
た樹脂ケースの従来のものに図４ないし図６に示すもの
がある。図４のものは，樹脂ケース２の外壁２ａと，端
子１０の外部引き出し部１０ａとの表面とが同一面を有
し，さらに，段部２ｂの表面とチップ部品又は銅回路配
線パターン間がワイヤボンディングされる接続部の端子
段部２ｂの表面とが同一面を有するものである。
た樹脂ケースの従来のものに図４ないし図６に示すもの
がある。図４のものは，樹脂ケース２の外壁２ａと，端
子１０の外部引き出し部１０ａとの表面とが同一面を有
し，さらに，段部２ｂの表面とチップ部品又は銅回路配
線パターン間がワイヤボンディングされる接続部の端子
段部２ｂの表面とが同一面を有するものである。
【０００６】図５のものは，樹脂ケース１２の側壁１２
ａの内部に，端子１４の外部引き出し部１４ａの一部が
埋め込まれている。さらに，樹脂ケース１２の段部１２
ｂの表面と，チップ部品又は銅回路配線パターンがワイ
ヤボンディングされる端子段部１４ｂの表面とが同一面
を有するものである。
ａの内部に，端子１４の外部引き出し部１４ａの一部が
埋め込まれている。さらに，樹脂ケース１２の段部１２
ｂの表面と，チップ部品又は銅回路配線パターンがワイ
ヤボンディングされる端子段部１４ｂの表面とが同一面
を有するものである。
【０００７】図６のものは樹脂ケース１６の側壁１６ａ
の内部に，端子１８の外部引き出し部１８ａの全部が埋
め込まれ，さらに，樹脂ケース１６の段部１６ｂの表面
と，チップ部品又は銅回路配線パターン間ワイヤボンデ
ィングされる端子段部１８ｂの表面とが同一面を有する
ものである。
の内部に，端子１８の外部引き出し部１８ａの全部が埋
め込まれ，さらに，樹脂ケース１６の段部１６ｂの表面
と，チップ部品又は銅回路配線パターン間ワイヤボンデ
ィングされる端子段部１８ｂの表面とが同一面を有する
ものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記図４のものは，端
子１０と外部の配線とを接続する際に，外壁の外部から
内側に加わる方向の力によって，端子１０が樹脂ケース
２から外れる恐れがある。
子１０と外部の配線とを接続する際に，外壁の外部から
内側に加わる方向の力によって，端子１０が樹脂ケース
２から外れる恐れがある。
【０００９】上記図５のものは，Ｘで図示する端子段部
１４ｂの寸法が短くなり，端子段部１４ｂと，チップ部
品又は銅回路配線パターン間を配線するワイヤボンディ
ングが行いにくくなる問題がある。また，端子段部１４
ｂの寸法を長くすると，ケース１２そのものを大きくし
なければならないという問題が発生する。さらに，端子
１４の外部引き出し部１４ａを一部覆うコーナ部１２ｃ
において，ケース形成時に割れが生じやすく，外観不良
の原因となる。
１４ｂの寸法が短くなり，端子段部１４ｂと，チップ部
品又は銅回路配線パターン間を配線するワイヤボンディ
ングが行いにくくなる問題がある。また，端子段部１４
ｂの寸法を長くすると，ケース１２そのものを大きくし
なければならないという問題が発生する。さらに，端子
１４の外部引き出し部１４ａを一部覆うコーナ部１２ｃ
において，ケース形成時に割れが生じやすく，外観不良
の原因となる。
【００１０】さらに，上記図６のものは，端子段部１８
ｂの寸法が短くなり，端子段部１８ｂとチップ部品又は
銅回路配線パターン間を配線するワイヤボンディングが
行いにくくなる問題がある。また，端子を樹脂により一
体成形時に，２方向から流れてくる樹脂の接合部で，縞
模様が出るウェルドが発生し，外観不良の原因となる。
さらに，一体成形時に，外部引き出し端子に成形圧力が
掛かり，端子が変形する問題もあった。
ｂの寸法が短くなり，端子段部１８ｂとチップ部品又は
銅回路配線パターン間を配線するワイヤボンディングが
行いにくくなる問題がある。また，端子を樹脂により一
体成形時に，２方向から流れてくる樹脂の接合部で，縞
模様が出るウェルドが発生し，外観不良の原因となる。
さらに，一体成形時に，外部引き出し端子に成形圧力が
掛かり，端子が変形する問題もあった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の電力用半導体モ
ジュールは，基板に絶縁層を介して形成された銅回路配
線パターンに，電力用半導体チップが取り付けられ，さ
らに上記基板の端部に，外部引き出し端子が一体に成形
され，上記端子の内部側が露出した接続部を有する樹脂
ケースが接着され，上記接続部と銅回路配線パターン又
は電力用半導体チップとをワイヤボンディングされる電
力用半導体モジュールにおいて，上記外部引き出し端子
の外部引き出し部に，上記樹脂ケースの外壁に埋め込ま
れるバーリング加工穴が設けられたものである。
ジュールは，基板に絶縁層を介して形成された銅回路配
線パターンに，電力用半導体チップが取り付けられ，さ
らに上記基板の端部に，外部引き出し端子が一体に成形
され，上記端子の内部側が露出した接続部を有する樹脂
ケースが接着され，上記接続部と銅回路配線パターン又
は電力用半導体チップとをワイヤボンディングされる電
力用半導体モジュールにおいて，上記外部引き出し端子
の外部引き出し部に，上記樹脂ケースの外壁に埋め込ま
れるバーリング加工穴が設けられたものである。
【００１２】すなわち，バーリング加工穴が，樹脂ケー
スの側壁内にラッパ状に埋め込まれ，樹脂ケースと外部
引き出し端子とは強固に一体化される。
スの側壁内にラッパ状に埋め込まれ，樹脂ケースと外部
引き出し端子とは強固に一体化される。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明をその一実施の形態を示し
た図１及び図２に基づき説明する。図１は，鳥瞰図，図
２は主要部の断面図である。図において，２は樹脂ケー
スであり，外壁２ａと段差２ｂを有している。４は外部
引き出し端子であり，外部引き出し部４ａと，内部のチ
ップ部品又は銅回路配線パターン間をワイヤボンディン
グされる接続部の端子段差４ｂとを有している。さら
に，外部引き出し部４ａには，内側から外側に絞り出さ
れたバーリング加工された穴４ｃを有している。
た図１及び図２に基づき説明する。図１は，鳥瞰図，図
２は主要部の断面図である。図において，２は樹脂ケー
スであり，外壁２ａと段差２ｂを有している。４は外部
引き出し端子であり，外部引き出し部４ａと，内部のチ
ップ部品又は銅回路配線パターン間をワイヤボンディン
グされる接続部の端子段差４ｂとを有している。さら
に，外部引き出し部４ａには，内側から外側に絞り出さ
れたバーリング加工された穴４ｃを有している。
【００１４】このバーリング加工穴４ｃは，例えば，幅
６ｍｍ，厚み０．６ｍｍの外部引き出し部４ａに，１ｍ
ｍの下穴が開けられ，この下穴を外側に１．４ｍｍ程度
絞り出して，直径１．５ｍｍの穴が形成されている。
６ｍｍ，厚み０．６ｍｍの外部引き出し部４ａに，１ｍ
ｍの下穴が開けられ，この下穴を外側に１．４ｍｍ程度
絞り出して，直径１．５ｍｍの穴が形成されている。
【００１５】このバーリング加工穴４ｃを有する外部引
き出し端子４が，樹脂ケースの形成時に一体に形成され
る。すなわち，樹脂ケース２の側壁２ａの内側表面と，
外部引き出し端子４の外部引き出し部４ａの内側表面が
同一面を有し，樹脂ケース２の段部の表面２ｂと端子段
部４ｂの表面が同一面を有している。従って，バーリン
グ加工穴４ｃは，図２に示すように樹脂ケース２の側壁
２の内側に，ラッパ状に埋め込まれ，樹脂ケース２と外
部引き出し端子４とは強固に一体化される。
き出し端子４が，樹脂ケースの形成時に一体に形成され
る。すなわち，樹脂ケース２の側壁２ａの内側表面と，
外部引き出し端子４の外部引き出し部４ａの内側表面が
同一面を有し，樹脂ケース２の段部の表面２ｂと端子段
部４ｂの表面が同一面を有している。従って，バーリン
グ加工穴４ｃは，図２に示すように樹脂ケース２の側壁
２の内側に，ラッパ状に埋め込まれ，樹脂ケース２と外
部引き出し端子４とは強固に一体化される。
【００１６】次に，電力用半導体モジュールの製造工程
について説明する。まず，表面にメタライズ等により銅
回路配線パターンが形成されたプリント配線板等の絶縁
層を図示しないが，例えば銅や鉄，アルミニウム等の金
属製の基板上に設ける。上記銅回路配線パターン上の必
要個所にクリーム半田が塗布され，このクリーム半田上
にトランジスタやダイオードなどの種々の電力用半導体
チップ及び抵抗やコンデンサ等の受動素子等のチップ部
品が配置される。これをリフロー炉で加熱して，半田付
けしている。この半田付け後に，基板の端部に，図１に
示す外部引き出し端子と一体成形された樹脂ケース２が
搭載され，樹脂ケース３と基板とがシリコンゴム等によ
り接着される。
について説明する。まず，表面にメタライズ等により銅
回路配線パターンが形成されたプリント配線板等の絶縁
層を図示しないが，例えば銅や鉄，アルミニウム等の金
属製の基板上に設ける。上記銅回路配線パターン上の必
要個所にクリーム半田が塗布され，このクリーム半田上
にトランジスタやダイオードなどの種々の電力用半導体
チップ及び抵抗やコンデンサ等の受動素子等のチップ部
品が配置される。これをリフロー炉で加熱して，半田付
けしている。この半田付け後に，基板の端部に，図１に
示す外部引き出し端子と一体成形された樹脂ケース２が
搭載され，樹脂ケース３と基板とがシリコンゴム等によ
り接着される。
【００１７】樹脂ケース２と基板とが接着された後，外
部引き出し端子４の端子段部４ｂの接続部と，銅回路配
線パターン又は電力用半導体チップとがワイヤボンダー
により配線される。この配線後，樹脂ケース内に所定量
のシリコンゲルを注入し，これを加熱硬化し，さらにそ
の上にエポキシ樹脂を充填して加熱硬化することによっ
て，電力用半導体モジュールを完成させている。なお，
抵抗やコンデンサ及び小形の半導体チップは，別途プリ
ント配線板に搭載され，基板上に段積みされることもあ
る。
部引き出し端子４の端子段部４ｂの接続部と，銅回路配
線パターン又は電力用半導体チップとがワイヤボンダー
により配線される。この配線後，樹脂ケース内に所定量
のシリコンゲルを注入し，これを加熱硬化し，さらにそ
の上にエポキシ樹脂を充填して加熱硬化することによっ
て，電力用半導体モジュールを完成させている。なお，
抵抗やコンデンサ及び小形の半導体チップは，別途プリ
ント配線板に搭載され，基板上に段積みされることもあ
る。
【００１８】外部引き出し端子４が樹脂ケース２と強固
に一体化されているので，外部引き出し端子４と外部の
導体とを接続する際に加わる力等によって，外部引き出
し端子４が外れる恐れもない。また，端子段部４ｂの接
続部の寸法の長さを大きくでき，ワイヤボンディングが
行いやすくなる。さらに，外部引き出し端子の内側の一
面が，樹脂ケース２で覆われていないため，端子４と樹
脂ケース２の接する部分でヒケやウェルドが生じること
もない。また，外部引き出し端子４と樹脂ケース２を一
体化するときに，外部引き出し端子に成型圧力が掛かる
こともなく，端子が変形することがない。
に一体化されているので，外部引き出し端子４と外部の
導体とを接続する際に加わる力等によって，外部引き出
し端子４が外れる恐れもない。また，端子段部４ｂの接
続部の寸法の長さを大きくでき，ワイヤボンディングが
行いやすくなる。さらに，外部引き出し端子の内側の一
面が，樹脂ケース２で覆われていないため，端子４と樹
脂ケース２の接する部分でヒケやウェルドが生じること
もない。また，外部引き出し端子４と樹脂ケース２を一
体化するときに，外部引き出し端子に成型圧力が掛かる
こともなく，端子が変形することがない。
【００１９】また，電力用半導体モジュールが電源装置
等に実装され，外部引き出し端子に電流が流れたとき，
バーリング加工部にも電流が流れるため，外部引き出し
端子に流れる電流による端子の電流密度が大きくなるこ
とはない。
等に実装され，外部引き出し端子に電流が流れたとき，
バーリング加工部にも電流が流れるため，外部引き出し
端子に流れる電流による端子の電流密度が大きくなるこ
とはない。
【００２０】なお，上記実施の形態では，外部引き出し
端子にバーリング加工穴を１つ設けていたが，バーリン
グ加工穴を複数個設けても良い。
端子にバーリング加工穴を１つ設けていたが，バーリン
グ加工穴を複数個設けても良い。
【００２１】
【発明の効果】本発明の電力用半導体モジュールは，外
部引き出し端子が樹脂ケースと強固に一体化されてお
り，外部の力により外部引き出し端子から外れることは
ない。また，接続部の寸法の長さを大きくでき，ワイヤ
ボンディングが行いやすい。さらに端子と樹脂ケースと
を一体化するさいに，ケースにヒケやウェルドが生じる
こともなく，端子の変形もない。また，バーリング加工
部にも電流が流れるため，端子の電流密度が大きくなる
こともなく，端子の温度上昇も少ない。
部引き出し端子が樹脂ケースと強固に一体化されてお
り，外部の力により外部引き出し端子から外れることは
ない。また，接続部の寸法の長さを大きくでき，ワイヤ
ボンディングが行いやすい。さらに端子と樹脂ケースと
を一体化するさいに，ケースにヒケやウェルドが生じる
こともなく，端子の変形もない。また，バーリング加工
部にも電流が流れるため，端子の電流密度が大きくなる
こともなく，端子の温度上昇も少ない。
【図１】本発明の電力用半導体モジュールの一実施の形
態の鳥瞰図である。
態の鳥瞰図である。
【図２】図１の主要部の断面図である。
【図３】従来の電力用半導体モジュールの断面図であ
る。
る。
【図４】従来の電力用半導体モジュールの鳥瞰図であ
る。
る。
【図５】従来の電力用半導体モジュールの鳥瞰図であ
る。
る。
【図６】従来の電力用半導体モジュールの鳥瞰図であ
る。
る。
２ 樹脂ケース ２ａ 側壁 ２ｂ 段部 ４ 外部引き出し端子 ４ａ 外部引き出し部 ４ｂ 端子段部（接続部） ４ｃ バーリング加工穴
Claims (1)
- 【請求項１】 基板に絶縁層を介して形成された銅回路
配線パターンに，電力用半導体チップが取り付けられ，
さらに上記基板の端部に，外部引き出し端子が一体に成
形され，上記端子の内部側が露出した接続部を有する樹
脂ケースが接着され，上記接続部と銅回路配線パターン
又は電力用半導体チップとをワイヤボンディングされる
電力用半導体モジュールにおいて，上記外部引き出し端
子の外部引き出し部に，上記樹脂ケースの外壁に埋め込
まれるバーリング加工穴が設けられたことを特徴とする
電力用半導体モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17971898A JPH11354662A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 電力用半導体モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17971898A JPH11354662A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 電力用半導体モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11354662A true JPH11354662A (ja) | 1999-12-24 |
Family
ID=16070666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17971898A Pending JPH11354662A (ja) | 1998-06-11 | 1998-06-11 | 電力用半導体モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11354662A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009021286A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置 |
| US11107776B2 (en) | 2018-03-15 | 2021-08-31 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US11178770B2 (en) | 2019-12-06 | 2021-11-16 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method |
-
1998
- 1998-06-11 JP JP17971898A patent/JPH11354662A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009021286A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Mitsubishi Electric Corp | 電力用半導体装置 |
| US11107776B2 (en) | 2018-03-15 | 2021-08-31 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US11178770B2 (en) | 2019-12-06 | 2021-11-16 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method |
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