KR20120018781A - 파워 모듈 - Google Patents

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후미아키 타나카
신타로 하라
쇼타 아키나가
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Abstract

파워 모듈 반제품을 구성하는 히트 플레이트를 절연 기판보다 면적적으로 작게 하여도, 성형시의 절연 기판의 균열이나 파괴에 의한 손상을 방지할 수 있음과 함께, 제품으로서의 파워 모듈의 극소화의 요청에 충분히 답할 수 있는 실용화 제품을 제공한다. 파워 모듈 반제품(Y)을, 양 외부 접속 단자(5, 6)에서의 일단측의 외부 표출측 단부(5b) 및 히트 플레이트(2)의 타면측을 각각 표출시킨 상태로, 성형 수지층(7)에 의해 밀봉하여 구성하는 경우, 적층 기판체(X)를 구성하는 파워 모듈 기판(3)에, 성형 수지층(7)을 성형하는 상측 성형틀(11)과 함께 성형틀을 구성하는 하측 성형틀(12)에 마련한 위치 결정 핀(14)이 삽입되는 위치 결정 구멍(8)을 마련하여, 파워 모듈 반제품(Y)의 캐비티(13) 내에서의 위치 결정을 행하도록 하였다.

Description

파워 모듈{POWER MODULE}
본 발명은, 솔리드-스테이트-릴레이나 전원 등의 특히 대전력 상품에 조립하는 파워 모듈에 관한 것이다.
이런 종류의 파워 모듈은, 세라믹 등으로 이루어지는 절연 기판과, 그 절연 기판의 한쪽의 면에 1면측이 접합되는 금속판으로 이루어지는 히트 플레이트와, 상기 절연 기판의 다른쪽의 면에 접합하는 회로 패턴을 형성하는 파워 모듈 기판과, 파워 모듈 기판의 회로 패턴 상에 배설하는 파워 반도체 소자와, 그 파워 반도체 소자에 상기 회로 패턴을 통하여 전기적으로 접속되는 외부 접속 단자를, 그 외부 접속 단자의 일단부 및 히트 플레이트의 다른쪽의 면을 표출시킨 상태로 성형 수지층을 이용하여 밀봉하는 것에 의해 구성되어 있다.
그리고, 이런 종류의 종래의 파워 모듈은, 예를 들면, 도 16에 도시하는 바와 같이, 세라믹 등의 절연 기판(a)과, 절연 기판(a)의 한쪽의 면에 1면측이 접합되는 금속판으로 이루어지는 히트 플레이트(b)와, 절연 기판(a)의 다른쪽의 면에 접합하고 회로 패턴(도시 생략)이 형성된 파워 모듈 기판(c)을 갖고 구성되어 있다.
파워 모듈 기판(c)의 회로 패턴 상에는, 파워 반도체 소자(d)를 배설함과 함께, 파워 모듈 기판(c)의 기판면 상에는, 파워 반도체 소자(d)에 전기적으로 접속하기 위해 절곡 형상을 나타내는 한 쌍의 외부 접속 단자(e, f)가 설치되어 있다.
그리고, 이들, 절연 기판(a), 히트 플레이트(b), 파워 모듈 기판(c), 파워 반도체 소자(d) 및 외부 접속 단자(e, f)는, 파워 모듈 반제품(g)을 구성하고 있다.
파워 모듈 반제품(g)은, 수지 성형틀인 상측 성형틀(h)과 하측 성형틀(i)로 형성하는 캐비티(j) 내에 세트되고, 캐비티(j) 내에 용융 수지를 봉입하여 형성된 성형 수지층에 의해, 외부 접속 단자(e, f)의 일단측의 외부 표출측 단부(e-1, f-1) 및 히트 플레이트(b)의 타면측을 각각 표출시킨 상태로 밀봉하여, 제품으로서의 파워 모듈로서 구성하게 된다(특허문헌 1 참조).
파워 모듈 반제품(g)은, 성형 수지층으로 밀봉하기 위해 캐비티(j) 내에 세트하는 경우, 외부 접속 단자(e, f)의 외부 표출측 단부(e-1, f-1)가 도면에서 수평 방향으로 연재되어 성형 수지층으로부터 표출하여 있는 것을 이용하여 외부 표출측 단부(e-1, f-1)에 마련한 위치 결정 구멍(e-2, f-2)을 하측 성형틀(i)에 마련한 위치 결정 핀(i-1, i-1)에 각각 끼움에 의해, 위치 결정하도록 하고 있다.
그러나, 파워 모듈 반제품(g)을 성형 수지층에 의해 밀봉하는 것에 의해 제작된 제품으로서의 파워 모듈은, 외부 접속 단자(e, f)의 외부 표출측 단부(e-1, f-1)가 성형 수지층으로부터 도면에서 수평 방향으로 크게 밖으로 튀어나온 형상으로 되어 있는 것과 더불어, 캐비티(g) 내에서 충격에 대해 약한 절연 기판(a)을 보호하는 면으로부터 금속판제의 히트 플레이트(b)를 절연 기판(a)에 비하여 수평 방향으로 크게 밖으로 튀어나오게 하여 면적적(面積的)으로 크게 하는 구성으로 되어 있기 때문에, 외부 접속 단자(e-1, f-1)와 히트 플레이트(b)의 절연 거리가 짧아지고, 절연성 확보를 위해 대형화시키지 않을 수가 없었다.
그래서, 본원 출원인은, 특허문헌 2에 기재되어 있는 바와 같은 파워 모듈을 제안하고 있다.
즉, 이러한 파워 모듈은, 도 17에 도시하는 바와 같이, 세라믹 등의 절연 기판(a)의 한쪽의 면에 1면측이 접합되는 금속판으로 이루어지는 히트 플레이트(b)와, 절연 기판(a)의 다른쪽의 면에 접합하고 회로 패턴(도시 생략)이 형성된 파워 모듈 기판(c)을 갖고 구성하고, 파워 모듈 기판(c)의 회로 패턴 상에, 파워 반도체 소자(d)를 마련함과 함께, 파워 모듈 기판(c)의 기판면 상에는, 파워 반도체 소자(d)에 전기적으로 접속하는 한 쌍의 외부 접속 단자(e, f)가 설치되어, 파워 모듈 반제품(g)을 구성하고 있는 점은, 상기한 특허문헌 1과 마찬가지지만, 외부 접속 단자(e, f)는, 직선 형상으로 형성되고, 파워 모듈 기판(c)의 기판면에 대해 교차한 방향으로 기립(起立) 설치함과 함께, 히트 플레이트(b)가 절연 기판(a)을 면적적으로 작아지도록 하고 있다. 또한, m은, 한쪽의 파워 모듈 기판(c)과 파워 반도체 소자(d)를 전기적으로 접속하는 본딩체(體)이다.
이러한 구성을 갖는 파워 모듈은, 외부 접속 단자(e, f)와 히트 플레이트(b)의 절연 거리가 충분히 확보되게 됨과 함께, 제품으로서의 파워 모듈 자체의 사이즈의 극소화라는 세간(世間)의 요청에 답할 수 있는 제품을 제공할 수 있는 것이다.
특허문헌 1 : 일본 특개2007-165588호 공보
특허문헌 2 : 일본 특개2009-59812호 공보
그러나, 도 7에 도시하는 파워 모듈은, 파워 모듈 반제품(g)을 성형 수지층에 밀봉하기 위해, 파워 모듈 반제품(g)을 상측 성형틀(h) 및 하측 성형틀(i)이 형성하는 캐비티(j) 내에 세트하는 경우, 절연 기판(a)이 돌출하여 있다고 할지라도, 이러한 돌출 부분을 위치 결정 부위로 할 수는 없다. 왜냐하면, 절연 기판(a)은 충격에 대해 매우 취약하기 때문에, 예를 들면 하측 성형틀(i)에 맞닿게 하는 것만으로 균열이나 파괴 등 손괴(損壞)하여 버려, 파워 모듈 반제품(g)의 캐비티(j) 내에서의 위치 결정으로서 사용할 수가 없다.
이렇기 때문에, 종래의 기술은, 히트 플레이트(b)를 절연 기판(a)에 대해 면적적으로 작게 하는 것에 의해 파워 모듈 반제품(g)의 극소화, 나아가서는 제품으로서의 파워 모듈 자체의 극소화의 요청에 답하기 위해, 실용화하는데 있어서의 과제가 남아 있다.
그래서, 본 발명은, 파워 모듈 반제품을 구성하는 히트 플레이트를 절연 기판보다 면적적으로 작게 하여도, 성형시의 절연 기판의 균열이나 파괴에 의한 손상을 방지할 수 있음과 함께, 제품으로서의 파워 모듈의 극소화의 요청에 충분히 답할 수 있는 실용화 제품의 제공을 가능하게 하는 것이다.
본 발명에 관한 파워 모듈은, 절연 기판의 한쪽의 면에 1면측이 접합되는 히트 플레이트, 및 절연 기판의 다른쪽의 면에 접합하고 회로 패턴이 형성된 파워 모듈 기판을 포함하는 적층 기판체와, 파워 모듈 기판의 회로 패턴 상에 배설되는 파워 반도체 소자와, 파워 모듈 기판의 기판면에 대해 교차하는 방향으로 기립한 상태로 배치되어, 파워 반도체 소자에 전기적으로 도통하는 한 쌍의 외부 접속 단자를 갖는 파워 모듈 반제품과, 한 쌍의 외부 접속 단자에서의 일단측의 외부 표출측 단부 및 히트 플레이트의 타면측을 각각 표출시킨 상태로, 파워 모듈 반제품을 밀봉하는 성형 수지층을 구비하고, 적층 기판체에 위치 결정 구멍이 형성된다.
본 발명에 의하면, 파워 모듈 반제품은, 예를 들어 절연 기판에 대해 히트 플레이트를 면적적(面積的)으로 작은 형상으로 하였다고 하여도, 성형틀의 캐비티 내에 세트하는 경우에, 적층 기판에 마련한 위치 결정 구멍을 성형틀측의 위치 결정 핀에 삽입함에 의해, 항상 캐비티 내에서 정규의 위치에 단시간에 세트할 수 있고, 파워 모듈 반제품을 구성하는 히트 플레이트를 절연 기판보다 면적적으로 작게 하여도, 성형시의 절연 기판의 균열이나 파괴에 의한 손상을 방지할 수 있음과 함께, 극소화를 실현할 수 있게 되고, 나아가서는 제품으로서의 파워 모듈 자체의 극소화의 요청에 충분히 답할 수 있는 실용화 제품을 제공하는 것이 가능하게 하는 것이다.
그리고, 상기 파워 모듈의 하나의 실시의 형태에서는, 한 쌍의 위치 결정 구멍이, 적층 기판체에 형성되어도 좋다.
이러한 구성에 의해, 예를 들어 위치 결정 구멍을 가공하기 쉬운 원구멍(圓孔) 형상으로 하여도, 캐비티 내에 세트된 파워 모듈 반제품은, 캐비티 내에서 정규의 위치에 세트되고, 게다가 세트 후에 부주의로 회전 등 이동하는 일이 없다.
또한, 상기 파워 모듈의 다른 하나의 실시의 형태로서, 한 쌍의 위치 결정 구멍이, 파워 모듈 반제품의 중심선(重心線)에 대해 서로 대칭 위치에 형성되어도 좋다.
이러한 구성에 의해, 파워 모듈 반제품은, 캐비티 내에로의 세트 후에 중력(重力) 분포의 불균형에 의한 흔들림을 일으키는 일없이, 캐비티 내에서 항상 안정된 세트 상태를 유지할 수 있다.
또한, 상기 파워 모듈의 다른 하나의 실시의 형태로서, 위치 결정 구멍이, 상기 적층 기판체를 구성하는 히트 플레이트에 형성되어도 좋다.
이러한 구성에 의해, 히트 플레이트에 형성한 위치 결정 구멍에 성형틀측의 위치 결정 핀을 삽입함에 의해, 캐비티 내에 세트된 파워 모듈 반제품은, 캐비티 내에서 정규의 위치에 세트되고, 게다가 세트 후에 부주의로 회전 등 이동하는 일은 없다.
또한, 상기 파워 모듈의 다른 하나의 실시의 형태로서, 위치 결정 구멍이, 적층 기판체를 구성하는 파워 모듈 기판에 형성되어도 좋다.
이러한 구성에 의해, 파워 모듈 기판에 형성한 위치 결정 구멍에 성형틀측의 위치 결정 핀을 삽입함에 의해 캐비티 내에 세트된 파워 모듈 반제품은, 캐비티 내에서 정규의 위치에 세트되고, 게다가 세트 후에 부주의로 회전 등 이동하는 일이 없고, 나아가서는, 파워 모듈 기판은, 히트 플레이트에 비교하여 두껍게 형성할 수 있기 때뮨에, 위치 결정 핀의 위치 결정 구멍에서의 접촉면적을 크게 확보할 수 있고, 파워 모듈 반제품의 캐비티 내에서의 위치 결정을 더욱 안정된 것으로 할 수 있다.
또한, 상기 파워 모듈의 다른 하나의 실시의 형태로서, 위치 결정 구멍은, 파워 모듈 기판의 기판면에 돌출하여 형성된 통형상체(筒狀體)로 형성되어도 좋다.
이러한 구성에 의해, 파워 모듈 기판에 형성한 위치 결정 구멍에 성형틀측의 위치 결정 핀을 삽입함에 의해, 캐비티 내에 세트된 파워 모듈 반제품은, 캐비티 내에서 정규의 위치에 세트되고, 게다가 세트 후에 부주의로 회전 등 이동하여 버리는 일이 없고, 나아가서는, 통형상체에 구성된 위치 결정 구멍은, 파워 모듈 기판상에 돌출 형성하고 있기 때문에, 파워 모듈 기판상에 다른 부위에 비하여 비교적 두껍게 형성된 성형 수지층 내로 최종적으로 돌출하여 싸여 들어가 버리기 때문에, 파워 모듈 반제품 나아가서는 제품으로서의 파워 모듈 자체의 극소화에 대해 하등 폐해를 미치는 일은 없고, 게다가, 비교적 길게 형성할 수 있기 때뮨에, 위치 결정 핀의 위치 결정 구멍에서의 접촉면적을 크게 확보할 수 있고, 파워 모듈 반제품의 캐비티 내에서의 위치 결정을 더욱 안정된 것으로 할 수 있다.
또한, 상기 파워 모듈의 다른 하나의 실시의 형태로서, 적층 기판체는, 한 쌍의 외부 접속 단자에서의 외부 표출측 단부와 성형 수지층에 의해 밀봉되는 기판 접속측 단부(端部)의 경계부에 설치된 보조 수지 기판을 더 포함하고, 위치 결정 구멍은, 보조 수지 기판에 형성되어도 좋다.
이러한 구성에 의해, 보조 수지 기판에 형성한 위치 결정 구멍에 성형틀측의 위치 결정 핀을 삽입함에 의해, 캐비티 내에 세트된 파워 모듈 반제품은, 캐비티 내에서 정규의 위치에 세트되고, 게다가 세트 후에 부주의로 이동하여 버리는 일이 없고, 나아가서는, 보조 수지 기판은, 파워 모듈 기판상에 위치하여 성형 수지층의 비교적 두껍게 형성하는 부분으로 싸여 들어가 버리기 때문에, 파워 모듈 반제품 나아가서는 제품으로서의 파워 모듈 자체의 극소화에 대해 하등 폐해를 미치는 일이 없고, 나아가서는, 위치 결정 구멍을 비교적 길게 형성할 수 있기 때뮨에, 위치 결정 핀의 위치 결정 구멍에서의 접촉면적을 크게 확보할 수 있고, 파워 모듈 반제품의 캐비티 내에서의 위치 결정을 더욱 안정된 것으로 할 수 있다.
또한, 상기 파워 모듈의 다른 하나의 실시의 형태로서, 성형 수지층이, 위치 결정 구멍에 삽입된 위치 결정 핀에 의해 형성된 바닥이 있는 구멍을 갖고 있고, 그 바닥이 있는 구멍의 내벽면에는 언더커트부가 형성되어도 좋다.
이러한 구성에 의해, 캐비티 내에서 파워 모듈 반제품을 성형 수지층에 의해 밀봉한 후, 완성한 제품으로서의 파워 모듈을 이형(離型)하기 위해, 예를 들면, 하측 성형틀에 대해 상측 성형틀을 이동시킨 때에, 제품으로서의 파워 모듈은, 바닥이 있는 구멍의 언더커트부에 걸려 있게 되어 확실하게 하측 성형틀 내에 머무르게 할 수 있다. 이러한 점에서, 이형을 위한 이젝트 기구는, 하측 성형틀측만에 마련하면 좋고, 상형측 성형틀에 별도로 마련할 필요가 없게 되어, 성형틀 자체의 제작 비용을 저감할 수 있다.
또한, 상기 파워 모듈의 다른 하나의 실시의 형태로서, 언더커트부는, 내벽면에 대해 오목 형상이라도 좋다.
또한, 상기 파워 모듈의 다른 하나의 실시의 형태로서, 내벽면에 대해 안쪽으로 볼록 형상이라도 좋다.
또한, 상기 파워 모듈의 다른 하나의 실시의 형태로서, 언더커트부는, 삼각 나사산 형상이라도 좋다.
또한, 상기 파워 모듈의 다른 하나의 실시의 형태로서, 절연 기판은, 세라믹판이라도 좋다.
또한, 상기 파워 모듈의 다른 하나의 실시의 형태로서, 히트 플레이트는, 금속판이라도 좋다.
또한, 상기 파워 모듈의 다른 하나의 실시의 형태로서, 한 쌍의 외부 접속 단자는, 직선 형상이라도 좋다.
상기한 바와 같이 구성하는 본 발명에서, 파워 모듈 반제품은, 성형틀의 캐비티 내에 세트하는 경우에, 적층 기판에 마련한 위치 결정 구멍을 성형틀측의 위치 결정 핀에 삽입함에 의해, 항상 캐비티 내에서 정규의 위치에 세트되게 되어, 파워 모듈 반제품을 구성하는 히트 플레이트를 절연 기판보다 면적적으로 작게 하여도, 성형시의 절연 기판의 균열이나 파괴에 의한 손상을 방지할 수 있음과 함께, 극소화를 실현할 수 있게 되고, 나아가서는 제품으로서의 파워 모듈 자체의 극소화의 요청에 충분히 답할 수 있는 실용화 제품의 제공을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 실시예 1을 채용한 파워 모듈을, 히트 플레이트측을 상측으로 하여 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 A-A 단면도.
도 3은 도 1에 도시하는 파워 모듈을, 히트 플레이트측에서 도시한 평면도.
도 4는 도 1에 도시하는 실시예 1에 관한 파워 모듈 반제품을 성형틀의 캐비티 내에 세트한 상태를 도시한 종단면도.
도 5는 본 발명에 관한 실시예 2를 채용한 파워 모듈을, 돌출하는 외부 접속 단자측에서 도시한 사시도.
도 6은 도 4의 B-B 단면도.
도 7은 도 4에 도시하는 파워 모듈을, 돌출하는 외부 접속 단자측에서 도시한 평면도.
도 8은 본 발명의 실시예 2의 변형예를 채용한 파워 모듈의 도 6과 같은 단면도.
도 9는 본 발명에 관한 실시예 3을 채용한 파워 모듈의 도 6과 같은 단면도.
도 10은 도 9에 도시하는 실시예 3에 관한 파워 모듈 반제품을 성형틀의 캐비티 내에 세트한 상태를 도시한 종단면도.
도 11은 본 발명에 관한 실시예 3의 제 1 변형예에 관한 파워 모듈 반제품을 성형틀의 캐비티 내에 세트한 상태를 도시한 종단면도.
도 12는 도 11에 도시하는 파워 모듈 반제품을 세트한 상태에서의 성형틀의 캐비티 내에 용융 수지를 봉입하여 성형 수지층을 성형한 상태를 도시한 주요부 단면도.
도 13은 본 발명에 관한 실시예 3의 제 2 변형예에 관한 제품으로서의 파워 모듈의 주요부만을 도시한 종단면도.
도 14는 본 발명에 관한 실시예 3의 제 3 변형예에 관한 제품으로서의 파워 모듈의 주요부만을 도시한 종단면도.
도 15는 본 발명에 관한 실시예 3의 제 4 변형예에 관한 제품으로서의 파워 모듈의 주요부만을 도시한 종단면도.
도 16은 종래의 하나의 기술에 관한 파워 모듈을 구성하는 파워 모듈 반제품을 성형틀의 캐비티 내에 세트한 상태를 도시한 종단면도.
도 17은 종래의 다른 기술에 관한 파워 모듈을 구성하는 파워 모듈 반제품을 성형틀의 캐비티 내에 세트한 상태를 도시한 종단면도.
본 발명은, 히트 플레이트를 절연 기판보다 작게 하여 파워 모듈 반제품의 극소화, 나아가서는 제품으로서의 파워 모듈 자체의 극소화를 이룰 수 있음과 함께, 성형 수지층의 성형에 있어서 절연 기판의 균열이나 파괴에 의한 손상을 방지할 수 있는 파워 모듈을 제공하는 것이다.
실시예 1
다음에, 본 발명에 관한 실시예 1에 관해, 도 1부터 도 4를 이용하여 설명한다.
본 발명의 실시예 1에 관한 파워 모듈(Z)은, 도 2에 명확하게 도시하는 바와 같이, 세라믹 등의 절연 기판(1)과, 절연 기판(1)의 한쪽의 면에 1면측이 접합되는 금속판으로 이루어지는 히트 플레이트(2)와, 절연 기판(1)의 다른쪽의 면에 접합하는 회로 패턴이 형성된 파워 모듈 기판(3)을 갖고 있고, 히트 플레이트(2) 및 파워 모듈 기판(3)은 적층 기판체(X)를 구성하고 있다.
그리고, 파워 모듈 기판(3)은, 서로 전기적으로 절단된 제 1의 기판부(3-1)와 제 2의 기판부(3-2)로 구성하고 있고, 제 1의 기판부(3-1)에 형성된 회로 패턴(도시 생략)에 파워 반도체(4)를 배설함과 함께, 파워 반도체 소자(4)와 제 2의 기판부(3-2)에 형성된 회로 패턴(도시 생략)은 본딩체(3-3)를 통하여 전기적으로 접속하고 있다.
또한, 제 1의 기판부(3-1) 및 제 2의 기판부(3-2)의 각 기판면에 각각 직선 형상으로 형성되어 있는 외부 접속 단자(5, 6)의 일단부측인 기판 접속측 단부(5a, 6a)가 기립 설치되어 있다.
이리하여, 한쪽의 외부 접속 단자(5), 제 1의 기판부(3-1)의 회로 패턴, 파워 반도체 소자(4), 본딩체(3-3), 제 2의 기판부(3-2), 그리고, 다른쪽의 외부 접속 단자(6)가 전기적으로 접속되어, 파워 모듈 반제품(Y)(도 4 참조)을 구성하게 된다.
파워 모듈 반제품(Y)은, 외부 접속 단자(5, 6)의 타단측의 외부 표출측 단부(5b, 6b) 및 히트 플레이트(2)의 타면측을 각각 표출시킨 상태로, 성형 수지층(7)에 의해 밀봉되어, 제품으로서의 파워 모듈(Z)을 구성하게 된다.
이러한 파워 모듈(Z)은, 도 3에 도시하는 바와 같이 평면으로 보아 사각형 형상을 나타내고 있고, 또한, 직선 형상으로 형성한 외부 접속 단자(5, 6)의 외부 표출측 단부(5b, 6b)를 성형 수지층(7)에서의 히트 플레이트(2)와는 반대측의 면부터 표출시킴과 함께, 히트 플레이트(2)를 절연 기판(1)에 대해 면적적으로 작게 형성되어 있어서, 외부 접속 단자(5, 6)와 히트 플레이트(2)의 절연 거리를 충분히 확보하도록 하는 동시에, 제품 사이즈의 극소화라는 세간의 요청에 답하고 있다.
또한, 히트 플레이트(2)의 타면측에는, 도 3에 도시하는 파워 모듈 반제품(Y)의 장변 방향의 중심선(重心線)(ㄱ)(또는 단변 방향의 중심선)에 대해 서로 대칭 위치에 존재하도록, 한 쌍의 둥근 구멍형상의 위치 결정 구멍(8, 8)이 형성되어 있다. 위치 결정 구멍(8, 8)은, 절연 기판(1)측이 세경(細徑)으로 되는 테이퍼 구멍으로 형성되어 있다.
파워 모듈 반제품(Y)은, 도 4에 도시하는 바와 같이, 상측 성형틀(11)과 하측 성형틀(12)이 클로징 상태에서 형성된 캐비티(13) 내에 세트한 상태에서 캐비티(13) 내에 용융 수지를 봉입함에 의해, 성형 수지층(7)이 입혀진다.
파워 모듈 반제품(Y)에 성형 수지층(7)을 입히는데 즈음하여, 파워 모듈 반제품(Y)은, 캐비티(13) 내에서 히트 플레이트(2)를 하측 성형틀(12)측으로 향하게 되고, 이때, 위치 결정 구멍(8, 8)에 하측 성형틀(12)에 일체 또는 별체로 돌출 형성한 위치 결정 핀(14)을 감합(嵌合)시켜서, 캐비티(13) 내의 소정 위치에 세트되게 된다. 이러한 상태에서, 외부 접속 단자(5, 6)의 외부 표출측 단부(5b, 6b)는, 상측 성형틀(11)에 마련한 도피구멍(11a) 내에 감합하도록 되어 있다.
이러한 상태에서, 캐비티(13) 내에 용융 수지를 봉입하고, 성형 수지층(7)을 형성하게 된다. 그 후, 하측 성형틀(12)에 대해 상측 성형틀(11)을 상방으로 이동시켜서 오프닝을 행하고, 하측 성형틀(12)에 남겨진 제품으로서 완성한 도 1에 도시하는 파워 모듈(Z)을 취출하게 된다.
따라서 본 발명에 관한 제 1의 실시예에서는, 성형 수지층(7)을 성형하는데 즈음하여, 파워 모듈 반제품(Y)은, 상측 성형틀(11) 및 하측 성형틀(12)이 형성하는 캐비티(13) 내에 세트하는 경우에, 적층 기판체(X)를 구성하는 히트 플레이트(2)에 마련한 위치 결정 구멍(8, 8)에 하측 성형틀(12)측에 마련한 위치 결정 핀(14)을 각각 삽입함에 의해, 항상 캐비티(13) 내에서 정규의 위치에 단시간에 세트할 수 있고, 히트 플레이트(2)를 절연 기판(1)보다 면적적으로 작게 하여도, 성형 수지층(7)을 성형하는데 즈음하여 예를 들면 하측 성형틀(12)에 절연 기판(1)이 접촉하여 맞닿는 것을 없게 하여, 절연 기판(1)의 균열이나 파괴에 의한 손상을 방지할 수 있음과 함께, 극소화의 실용화를 이루게 되고, 나아가서는 파워 모듈 자체의 극소화한 실용화 제품을 제공할 수 있다.
또한, 위치 결정 구멍(8, 8)은, 히트 플레이트(2)에 한 쌍으로 형성되어 있기 때문에, 예를 들어 가공하기 쉬운 원 구멍 형상으로 하였다고 하여도, 캐비티(13) 내에 세트된 파워 모듈 반제품(Y)을 정규의 위치에 확실하게 세트할 수 있고, 게다가 세트 후에 부주의로 회전 등 이동하는 일이 없다.
또한, 한 쌍의 위치 결정 구멍(8, 8)은, 파워 모듈 반제품의 중심선에 대해 서로 대칭 위치에 각각 배치 형성되어 있기 때문에, 파워 모듈 반제품(Y)이 캐비티 내에로의 세트 후에 중력 분포의 불균형에 의한 덜커덕거림을 일으키는 일이 없고, 항상 안정된 세트 상태로 유지되게 된다.
실시예 2
다음에, 도 5부터 도 7을 이용하여, 본 발명에 관한 실시예 2에 관해 설명한다.
본 발명의 실시예 2에 관한 파워 모듈(Z)은, 실시예 1과 마찬가지로, 도 6에 명확하게 도시하는 바와 같이, 세라믹 등의 절연 기판(1)과, 절연 기판(1)의 한쪽의 면에 1면측이 접합되는 금속판으로 이루어지는 히트 플레이트(2)와, 절연 기판(1)의 다른쪽의 면에 접합하는 회로 패턴이 형성된 파워 모듈 기판(3)을 갖고서 구성하고 있고, 히트 플레이트(2)와 파워 모듈 기판(3)으로 적층 기판체(X)가 구성되어 있다.
그리고, 파워 모듈 기판(3)은, 서로 전기적으로 절단된 제 1의 기판부(3-1)와 제 2의 기판부(3-2)로 구성하고 있고, 제 1의 기판부(3-1)에 형성된 회로 패턴(도시 생략)에 파워 반도체 소자(4)를 배설함과 함께, 파워 반도체 소자(4)와 제 2의 기판부에 형성된 회로 패턴(도시 생략)은 본딩체(3-3)를 통하여 전기적으로 접속하고 있다.
또한, 제 1의 기판부(3-1) 및 제 2의 기판부(3-2)의 각 기판면에 각각 직선 형상으로 형성되어 있는 외부 접속 단자(5, 6)의 일단부측인 기판 접속측 단부(5a, 6a)가 기립 설치되어 있다.
이리하여, 한쪽의 외부 접속 단자(5), 제 1의 기판부(3-1)의 회로 패턴, 파워 반도체 소자(4), 본딩체(3-3), 제 2의 기판부(3-2), 그리고, 다른쪽의 외부 접속 단자(6)가 전기적으로 접속되어, 파워 모듈 반제품(Y)이 구성되게 된다.
파워 모듈 반제품(Y)은, 파워 모듈 기판(3)의 제 1의 기판부(3-1) 및 제 2의 기판부(3-2)에 도시하지 않은 성형틀의 위치 결정 핀이 감합하는 위치 결정 구멍(8, 8)을 각각 형성함에 의해, 성형틀의 캐비티 내에 세트된 상태에서 위치 결정 구멍(8, 8)에 성형틀측의 위치 결정 핀을 삽입하여 위치 결정하고, 외부 접속 단자(5, 6)의 타단측의 외부 표출측 단부(5b, 6b) 및 히트 플레이트(2)의 타면측을 각각 표출시킨 상태로, 성형 수지층(7)에 의해 밀봉되어, 제품으로서의 파워 모듈(Z)을 구성하게 된다.
이러한 제품으로서의 파워 모듈(Z)은, 도 7에 도시하는 바와 같이 평면으로 보아 사각형 형상을 나타내고 있고, 또한, 외부 접속 단자(5, 6)를 직선 형상으로 구성하여, 외부 표출측 단부(5b, 6b)를 성형 수지층(7)에서의 히트 플레이트(2)와는 반대측의 면에서 표출시킴과 함께, 히트 플레이트(2)를 절연 기판(1)에 대해 면적적으로 작게 형성되어 있어서, 외부 접속 단자(5, 6)와 히트 플레이트(2)의 절연 거리를 충분히 확보할 수 있는 동시에, 제품 사이즈의 극소화라는 세간의 요청에 답하고 있다.
파워 모듈 기판(3)의 제 1의 기판부(3-1) 및 제 2의 기판부(3-2)에 각각 형성한 위치 결정 구멍(8, 8)은, 제 1의 실시예와 마찬가지로, 파워 모듈 반제품(Y)의 장변 방향의 중심선(또는 단변 방향의 중심선)에 대해 서로 대칭 위치에 존재하도록, 형성되어 있다.
파워 모듈 반제품(Y)은, 도시하지 않지만 실시예 1과 마찬가지로, 상측 성형틀 및 하측 성형틀이 클로징 상태에서 형성한 캐비티 내에 세트한 상태에서 캐비티 내에 용융 수지를 봉입함에 의해, 성형 수지층(7)이 입혀진다.
파워 모듈 반제품(Y)에 성형 수지층(7)을 입히는데 즈음하여, 파워 모듈 반제품(Y)은, 예를 들면 위치 결정 핀을 하측 성형틀측에 형성하는 경우에는, 외부 접속 단자(5, 6)의 외부 표출측 단부(5b, 6a)를 하측 성형틀측으로 향하게 되고, 이때, 위치 결정 구멍(8, 8)에 하측 성형틀에 일체 또는 별체로 돌출 형성한 위치 결정 핀(도시 생략)을 감합시켜서, 캐비티 내의 소정 위치에 세트하게 된다.
이러한 위치 결정 핀이 위치 결정 구멍(8, 8)에 감합한 상태에서, 성형 수지층(7)이 성형되기 때문에, 성형 수지층(7)에는, 위치 결정 핀에 의해 천공된 위치 결정 구멍(8)에 연통하는 관통구멍(7a)이 형성되게 된다. 그리고, 위치 결정 구멍(8, 8) 및 이에 연접(連接)하는 관통구멍(7a)은, 절연 기판(1)측이 세경으로 되는 테이퍼 구멍으로 형성되어 있다.
이와 같이 구성하는 본 발명에 관한 실시예 2에서는, 성형 수지층(7)을 성형하는데 즈음하여, 파워 모듈 반제품(Y)은, 캐비티 내에 세트되는 경우에, 적층 기판체(X)를 구성하는 파워 모듈 기판(3)에 마련한 위치 결정 구멍(8, 8)에 성형틀측의 위치 결정 핀을 삽입함에 의해, 항상 캐비티(13) 내에서 정규의 위치에 단시간에 세트할 수 있고, 히트 플레이트(2)를 절연 기판(1)보다 면적적으로 작게 하여도, 성형 수지층(7)을 성형하는데 즈음하여, 절연 기판(1)이 성형틀에 접촉하여 맞닿는 것을 없게 하여, 절연 기판(1)의 균열이나 파괴에 의한 손상을 방지할 수 있음과 함께, 극소화의 실용화를 이루게 되고, 나아가서는 제품으로서의 파워 모듈(Z) 자체의 극소화한 실용화 제품을 제공할 수 있다.
또한, 위치 결정 구멍(8, 8)은, 절연 기판(1)에 각각 접합 고정된 파워 모듈 기판(3)의 제 1의 기판부(3-1) 및 제 2의 기판부(3-2)에 한 쌍으로 형성되어 있기 때문에, 예를 들어 가공하기 쉬운 원구멍 형상으로 하였다고 하여도, 캐비티 내에 세트된 파워 모듈 반제품(Y)을 정규의 위치에 확실하게 세트할 수 있고, 게다가 세트 후에 부주의로 회전 등 이동하는 일이 없다.
또한, 한 쌍의 위치 결정 구멍(8, 8)은, 파워 모듈 반제품(Y)의 중심선에 대해 서로 대칭 위치에 각각 배치 형성되어 있기 때문에, 파워 모듈 반제품(Y)이 캐비티 내로의 세트 후에 중력 분포의 불균형에 의한 덜커덕거림을 일으키는 일이 없고, 항상 안정된 세트 상태로 유지되게 된다.
또한, 파워 모듈 반제품(Y)을 성형틀의 캐비티 내에 세트하는 경우, 위치 결정 구멍(8, 8)이 성형틀 중 하측 성형틀에 마련한 위치 결정 핀에 감합하도록 함에 의해, 작업자는, 위치 결정 구멍(8, 8)과 위치 결정 핀의 감합 작업을 눈으로 보면서, 파워 모듈 반제품(Y)의 세트 작업이 가능해져서, 세트의 확실성과 함께 세트 시간의 대폭 단축을 기대할 수 있다.
도 8은, 상기 실시예 2에서의 변형예를 도시하고 있다.
이러한 도 8에 도시하는 변형예에 의하면, 파워 모듈 기판(3)에 형성하는 위치 결정 구멍(8, 8)은, 파워 모듈 기판(3)의 기판면에 돌출 형성한 통형상체에 의해 구성하고 있는 점이 상기 실시예 2와는 다른 구성을 채택하고 있다.
이러한 구성에 의해, 통형상체에 의해 구성한 위치 결정 구멍(8, 8)은, 파워 모듈 기판(3) 상에 돌출 형성하였다고 하여도, 성형 수지층(7)이 파워 모듈 기판(3) 상에서 다른 부위에 비하여 비교적 두껍게 형성되어 있기 때문에 최종적으로는 성형 수지층(7) 내로 돌출하여 완전히 싸여 들어가 버리기 때문에, 파워 모듈 반제품(Y) 나아가서는 제품으로서의 파워 모듈(Z) 자체의 극소화에 대해 하등 폐해를 미치는 것은 없고, 게다가, 비교적 길게 형성할 수 있기 때뮨에, 위치 결정 핀의 위치 결정 구멍에서의 접촉면적을 크게 확보할 수 있고, 파워 모듈 반제품(Y)의 캐비티 내에서의 위치 결정을 더욱 안정된 것으로 할 수 있다.
실시예 3
다음에, 본 발명에 관한 실시예 3에 관해, 도 9 및 도 10을 이용하여 설명한다.
본 발명의 실시예 3에 관한 파워 모듈(Z)은, 상기 실시예와 마찬가지로, 도 9에 명확하게 도시하는 바와 같이, 세라믹 등의 절연 기판(1)과, 절연 기판(1)의 한쪽의 면에 1면측이 접합되는 금속판으로 이루어지는 히트 플레이트(2)와, 절연 기판(1)의 다른쪽의 면에 접합하는 회로 패턴이 형성된 파워 모듈 기판(3)을 갖고 있고, 히트 플레이트(2) 및 파워 모듈 기판(3)이 적층 기판체(X)를 구성하고 있다.
그리고, 파워 모듈 기판(3)은, 서로 전기적으로 절단된 제 1의 기판부(3-1)와 제 2의 기판부(3-2)로 구성하고 있고, 제 1의 기판부(3-1)에 형성된 회로 패턴(도시 생략)에 파워 반도체 소자(4)를 배설함과 함께, 파워 반도체 소자(4)와 제 2의 기판부(3-2)에 형성된 회로 패턴(도시 생략)은 본딩체(3-3)를 통하여 전기적으로 접속하고 있다.
또한, 제 1의 기판부(3-1) 및 제 2의 기판부(3-2)의 각 기판면에 각각 직선 형상으로 형성되어 있는 외부 접속 단자(5, 6)의 일단부측인 기판 접속측 단부(5a, 6a)가 기립 설치되어 있다.
이리하여, 한쪽의 외부 접속 단자(5), 제 1의 기판부(3-1)의 회로 패턴, 파워 반도체 소자(4), 본딩체(3-3), 제 2의 기판부(3-2), 그리고, 다른쪽의 외부 접속 단자(6)가 전기적으로 접속되어, 파워 모듈 반제품(Y)(도 10 참조)을 구성하게 된다.
그리고, 본 실시예 3은, 외부 접속 단자(5, 6)에서의 기판 접속측 단부(5a, 6a)와 외부 표출측 단부(5b, 6b)의 경계부에 마찬가지로 적층 기판체(X)를 구성하는 평면으로 보아 사각형 형상을 나타낸 보조 수지 기판(9)이 마련되어 있고, 보조 수지 기판(9)에 위치 결정 구멍(8, 8)을 형성하도록 한 점을 특징으로 하고 있다.
또한, 위치 결정 구멍(8, 8)은, 보조 수지 기판(9)에서의 파워 모듈 반제품(Y)의 장변 방향 중심선(또는 단변 방향 중심선)에 대해 서로 대칭의 위치에 배치되어 있음과 함께, 파워 모듈 기판(3)측으로 세경이 되는 테이퍼 구멍으로 형성되어 있다.
파워 모듈 반제품(Y)은, 외부 접속 단자(5, 6)의 타단측의 외부 표출측 단부(5b, 6b) 및 히트 플레이트(2)의 타면측을 각각 표출시킨 상태로, 성형 수지층(7)에 의해 밀봉되어, 제품으로서의 파워 모듈(Z)을 구성하게 된다.
이러한 파워 모듈(Z)은, 외부 접속 단자(5, 6)를 직선 형상으로 구성하여, 외부 표출측 단부(5b, 6b)를 성형 수지층(7)에서의 히트 플레이트(2)와는 반대측의 면에서 표출시킴과 함께, 히트 플레이트(2)를 절연 기판(1)에 대해 면적적으로 작게 형성되어 있어서, 외부 접속 단자(5, 6)와 히트 플레이트(2)의 절연 거리를 충분히 확보되도록 하는 동시에, 제품 사이즈의 극소화한 실용화 제품을 제공할 수 있다.
파워 모듈 반제품(Y)은, 도 10에 도시하는 바와 같이, 상측 성형틀(11)과 하측 성형틀(12)이 클로징 상태에서 형성된 캐비티(13) 내에 세트한 상태에서 캐비티(13) 내에 용융 수지를 봉입함에 의해, 성형 수지층(7)이 입혀진다.
파워 모듈 반제품(Y)에 성형 수지층(7)을 입히는데 즈음하여, 파워 모듈 반제품(Y)은, 캐비티(13) 내에서 히트 플레이트(2)를 하측 성형틀(12)측으로 향하게 되고, 이때, 위치 결정 구멍(8, 8)에 하측 성형틀(12)에 일체로 돌출 형성한 위치 결정 핀(14)을 감합시켜서, 캐비티(13) 내의 소정 위치에 세트하게 된다. 이때, 위치 결정 핀(14)은, 위치 결정 구멍(8, 8)을 관통하여 캐비티(13) 내로 돌출하도록 되어 있다.
또한, 외부 접속 단자(5, 6)의 외부 표출측 단부(5b, 6b)은, 도 10에 도시하는 바와 같이, 하측 성형틀(12)에 마련한 도피구멍(12a) 내에 간극을 두고서 감합하도록 되어 있다. 이러한 간극이 형성되었다고 하여도, 성형 수지층(7)은, 보조 수지 기판(9)이 도피구멍(12a)을 폐색하고 있기 때문에, 외부 접속 단자(5, 6)의 외부 표출측 단부(5b, 6b)측을 피복하는 일이 없고, 또한, 성형 수지층(7)에는, 위치 결정 구멍(8, 8)보다 캐비티(13)측으로 돌출한 위치 결정 핀에 의해, 위치 결정 구멍(8, 8)에 연설되는 테이퍼 형상의 바닥이 있는 구멍(7b)이 형성되게 된다.
이러한 상태에서, 캐비티(13) 내에 용융 수지를 봉입하고, 성형 수지층(7)을 형성하게 된다. 그 후, 하측 성형틀(12)에 대해 상측 성형틀(11)을 상방으로 이동시켜서 오프닝을 행하고, 하측 성형틀(12)에 남겨진 제품으로서 완성한 도 9에 도시하는 파워 모듈(Z)을 취출하게 된다.
따라서 본 발명에 관한 실시예 3에서는, 성형 수지층(7)을 성형하는데 즈음하여, 파워 모듈 반제품(Y)은, 상측 성형틀(11) 및 하측 성형틀(12)이 형성하는 캐비티(13) 내에 세트하는 경우에, 적층 기판체(X)를 구성하는 보조 수지 기판(9)에 마련한 위치 결정 구멍(8, 8)에 하측 성형틀(12)측에 마련한 위치 결정 핀(14)을 각각 삽입함에 의해, 항상 캐비티(13) 내에서 정규의 위치에 단시간에 세트할 수 있고, 히트 플레이트(2)를 절연 기판(1)보다 면적적으로 작게 하여도, 성형 수지층(7)을 성형하는데 즈음하여 예를 들면 하측 성형틀(12)에 절연 기판(1)이 접촉하여 맞닿는 것을 없게 하여, 절연 기판(1)의 균열이나 파괴에 의한 손상을 방지할 수 있음과 함께, 극소화의 실용화를 이루게 되고, 나아가서는 제품으로서의 파워 모듈 자체의 극소화한 실용화 제품을 제공할 수 있다.
또한, 위치 결정 구멍(8, 8)은, 보조 수지 기판(9)에 한 쌍으로 형성되어 있기 때문에, 예를 들어 가공하기 쉬운 원구멍 형상으로 하였다고 하여도, 캐비티(13) 내에 세트된 파워 모듈 반제품(Y)을 정규의 위치에 확실하게 세트할 수 있고, 게다가 세트 후에 부주의로 회전 등 이동하는 일이 없다.
또한, 한 쌍의 위치 결정 구멍(8, 8)은, 파워 모듈 반제품(Y)의 중심선에 대해 서로 대칭 위치에 각각 배치 형성되어 있기 때문에, 파워 모듈 반제품(Y)이 캐비티(13) 내로의 세트 후에 중력 분포의 불균형에 의한 덜커덕거림을 일으키는 일이 없고, 항상 캐비티(13) 내에서 안정된 세트 상태로 유지되게 된다.
또한, 파워 모듈 반제품(Y)을 캐비티(13)에 세트하는 경우, 위치 결정 구멍(8, 8)이 하측 성형틀(12)측에 마련한 위치 결정 핀(14, 14)에 각각 감합하도록 함에 의해, 작업자는, 위치 결정 구멍(8, 8)과 위치 결정 핀(14, 14)의 감합 작업을 눈으로 보면서, 파워 모듈 반제품(Y)의 세트 작업이 가능해져서, 세트 위치의 확실성과 함께 세트 시간의 대폭 단축을 기대할 수 있다.
다음에, 상기 실시예 3의 변형예에 관해, 도 11부터 도 15를 이용하여 설명한다.
우선, 실시예 3에서의 제 1 변형예에 관해, 도 11 및 도 12를 이용하여 설명한다.
이러한 제 1 변형예에서는, 위치 결정 핀(14)은, 그 중도부에 파워 모듈 기판(3)측으로 서서히 가늘어지는 잘록한 부분을 마련함에 의해 개략 단면 삼각형 형상의 돌기부(14a)가 마련되어 있음과 함께, 일단부에 나사 축(14b)을 일체로 형성하여 하측 성형틀(12)에 착탈 가능하게 설치한 점을 특징으로 하고 있다.
이러한 구성에 의해, 도 12에 도시하는 바와 같이, 성형 수지층(7)은, 보조 수지 기판(9)의 위치 결정 구멍(8)과 위치 결정 핀의 사이에 형성되는 간극 내에도 침입 형성됨과 함께, 위치 결정 핀(14)에 의해 형성된 바닥이 있는 구멍(7b)이 형성되고, 바닥이 있는 구멍(7b)의 내벽면에는 돌기부(14a)에 의해 형성된 볼록 형상의 언더커트부(7c)가 형성되어 있다.
이와 같이 구성한 결과, 캐비티(13) 내에서 파워 모듈 반제품(Y)을 성형 수지층(7)에 의해 밀봉한 후, 완성한 제품으로서의 파워 모듈(Z)을 이형하기 위해, 예를 들면, 하측 성형틀(12)에 대해 상측 성형틀(11)을 이동시킨 때에, 제품으로서의 파워 모듈(Z)은, 바닥이 있는 구멍(7b)의 언더커트부(7c)가 위치 결정 핀(14)의 돌기부(14a)에 걸려 있게 되어 확실하게 하측 성형틀(12) 내에 머무르게 하여 상측 성형틀(11)에의 달라붙음이 방지되게 된다. 이러한 점에서, 이형을 위한 이젝트 기구(도시 생략)는, 하측 성형틀(12)측만에 마련하면 좋고, 상측 성형틀(11)에 별도로 마련할 필요가 없게 되어, 성형틀 자체의 제작 비용을 저감할 수 있다.
도 13에 도시하는 실시예 3의 제 2 변형예는, 위치 결정 핀(14)의 형상을 변경함에 의해, 성형 수지층(7)에 형성되는 바닥이 있는 구멍(7b)이, 파워 모듈 기판(3)측으로 서서히 세경으로 되는 테이퍼 형상을 나타낸 후, 그 저측 선단부가 단면 사각형 형상의 오목부로 형성됨에 의해, 내벽면에 볼록 형상의 언더커트부(7c)를 형성한 것이고, 도 14에 도시하는 실시예 3의 제 3 변형예는, 역시 위치 결정 핀(14)의 형상을 변경함에 의해, 성형 수지층(7)에 형성된 바닥이 있는 구멍(7b)이, 파워 모듈 기판(3)측으로 서서히 세경으로 되는 테이퍼 형상을 나타내는 내벽면 형상으로 되어 있음과 함께, 해당 내벽면에 안쪽으로 볼록 형상으로 된 언더커트부(7c)를 형성한 것이고, 나아가서는, 도 15에 도시하는 실시예 3의 제 4 변형예는, 역시 위치 결정 핀(14)의 형상을 변경함에 의해, 성형 수지층(7)에 형성된 바닥이 있는 구멍(7b)이, 파워 모듈 기판측으로 서서히 테이퍼 형상을 나타내는 내벽면 형상으로 되어 있음과 함께, 내벽면에 삼각 나사산 형상을 나타내는 볼록 형상의 언더커트부(7c)를 형성한 것이고, 제 2부터 제 4의 변형예에서의 언더커트부(7c)는, 모두 제 1 변형예의 언더커트부(7c)와 같은 작용 효과를 발휘하는 것이다.
또한, 실시예 3에서 각 변형예에서는, 하측 성형틀(12)에 마련한 위치 결정 핀(14)은, 나사축(14b)을 마련하고 하측 성형틀(12)에 대해 착탈 가능하게 구성하였기 때문에, 마모 등이 발생한 경우에는, 신품 부품으로 교환할 수 있고, 하측 성형틀(12) 자체를 교환할 필요가 없어서, 틀 제작비를 경감할 수 있다.
또한, 상기 어느 실시예에서, 위치 결정 구멍(8)은, 각각 한 쌍으로 형성하도록 하였지만, 캐비티(13) 내에서 파워 모듈 반제품(Y)을 세트할 때의 위치 결정이 됨과 함께 세트 후에 부주의로 움직이지 않도록 하기 위해 마련한 것이기 때문에, 한 쌍인 것으로 한정되는 것이 아니고, 3개 이상 마련하여도 좋고, 또한, 구멍 형상을 다각형 형상으로 함에 의해, 파워 모듈 반제품(Y)의 중심(重心)이 포함하는 위치에 단일한 것이라도 좋다.
[산업상의 이용 가능성]
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 파워 모듈 반제품이, 성형틀의 캐비티 내에서 위치 결정 구멍에 성형틀측의 위치 결정 핀이 삽입되어서 항상 정규의 위치에 세트되고, 히트 플레이트를 절연 기판보다 면적적으로 작게 하여도, 성형시의 절연 기판의 균열이나 파괴에 의한 손상을 방지할 수 있음과 함께, 극소화를 실현할 수 있게 되고, 나아가서는 제품으로서의 파워 모듈 자체의 극소화의 요청에 충분히 답할 수 있는 실용화 제품의 제공을 가능하게 할 수 있기 때문에, 솔리드-스테이트-릴레이나 전원 등의 특히 대전력 상품에 조립하는 파워 모듈 등에 알맞다.
1 : 절연 기판 2 : 히트 플레이트
3 : 파워 모듈 기판 4 : 파워 반도체 소자
5, 6 : 외부 접속 단자 5a, 6a : 기판 접속측 단부
5b, 6b : 외부 표출측 단부 7 : 성형 수지층
7b : 바닥이 있는 구멍 7c : 언더커트부
8 : 위치 결정 구멍 9 : 보조 수지 기판
11 : 상측 성형틀 12 : 하측 성형틀
13 : 캐비티 14 : 위치 결정 핀
Y : 적층 기판체 X : 파워 모듈 반제품
Z : 제품으로서의 파워 모듈 (ㄱ) : 중심선

Claims (8)

  1. 절연 기판의 한쪽의 면에 1면측이 접합되는 히트 플레이트, 및 상기 절연 기판의 다른쪽의 면에 접합하고 회로 패턴이 형성된 파워 모듈 기판을 포함하는 적층 기판체와, 상기 파워 모듈 기판의 회로 패턴 상에 배설되는 파워 반도체 소자와, 상기 파워 모듈 기판의 기판면에 대해 교차하는 방향으로 기립한 상태로 배치되고, 상기 파워 반도체 소자에 전기적으로 도통하는 한 쌍의 외부 접속 단자를 갖는 파워 모듈 반제품과,
    상기 한 쌍의 외부 접속 단자에서의 일단측의 외부 표출측 단부 및 상기 히트 플레이트의 타면측을 각각 표출시킨 상태로, 상기 파워 모듈 반제품을 밀봉하는 성형 수지층을 구비하고,
    상기 적층 기판체를 구성하는 상기 파워 모듈 기판의 상기 기판면에 돌출하여 형성된 통형상체에, 위치 결정 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 파워 모듈.
  2. 절연 기판의 한쪽의 면에 1면측이 접합되는 히트 플레이트, 및 상기 절연 기판의 다른쪽의 면에 접합하고 회로 패턴이 형성된 파워 모듈 기판을 포함하는 적층 기판체와, 상기 파워 모듈 기판의 회로 패턴 상에 배설되는 파워 반도체 소자와, 상기 파워 모듈 기판의 기판면에 대해 교차하는 방향으로 기립한 상태로 배치되고, 상기 파워 반도체 소자에 전기적으로 도통하는 한 쌍의 외부 접속 단자를 갖는 파워 모듈 반제품과,
    상기 한 쌍의 외부 접속 단자에서의 일단측의 외부 표출측 단부 및 상기 히트 플레이트의 타면측을 각각 표출시킨 상태로, 상기 파워 모듈 반제품을 밀봉하는 성형 수지층과,
    상기 한 쌍의 외부 접속 단자에서의 상기 외부 표출측 단부와 상기 성형 수지층에 의해 밀봉되는 기판 접속측 단부의 경계부에 설치되는 보조 수지 기판을 구비하고,
    상기 보조 수지 기판에 위치 결정 구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 파워 모듈.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 성형 수지층은, 상기 위치 결정 구멍에 삽입된 위치 결정 핀에 의해 형성된 바닥이 있는 구멍을 갖고 있고, 그 바닥이 있는 구멍의 내벽면에는 언더커트부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파워 모듈.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 언더커트부는, 상기 내벽면에 대해 오목 형상인 것을 특징으로 하는 파워 모듈.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 언더커트부는, 상기 내벽면에 대해 안쪽으로 볼록 형상인 것을 특징으로 하는 파워 모듈.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 언더커트부는, 삼각 나사산 형상인 것을 특징으로 하는 파워 모듈.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 결정 구멍은, 한 쌍의 위치 결정 구멍인 것을 특징으로 하는 파워 모듈.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 한 쌍의 위치 결정 구멍은, 상기 파워 모듈 반제품의 중심선에 대해 서로 대칭 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 파워 모듈.
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