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技術 電力用半導体モジュール

出願人 三菱電機株式会社
発明者 大開美子岡誠次大井健史
出願日 2008年11月26日 (12年0ヶ月経過) 出願番号 2008-301064
公開日 2010年6月10日 (10年5ヶ月経過) 公開番号 2010-129670
状態 特許登録済
技術分野 半導体または固体装置の組立体
主要キーワード コネクター構造 樹脂絶縁シート 周囲側面 圧入接続 金属回路基板 補修性 金属放熱体 トランスファーモールド樹脂
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

回路に設けられた端子外部端子との接続が確実であるとともに、各端子から外部端子を容易に取り外すことができ、補修性信頼性とに優れた電力用半導体モジュールを得る。

解決手段

回路基板と、この回路基板の配線パターン素子搭載部に接合された電力用半導体電力素子と、配線パターンに接合された筒状外部端子連通部と、電気的な接続を必要とする部分を接続する回路形成手段と、これらを封止するトランスファーモールド樹脂とを備えた電力用半導体モジュールであって、筒状外部端子連通部が円錐台形金属筒であり、円錐台形筒状外部端子連通部のトランスファーモールド樹脂から露出した側の径が配線パターンに接合した側の径より小さいものである。

概要

背景

小型であり、動作に伴う発熱を外部に効率良く逃がすことができるとともに、大電流化を可能にする、トランスファーモールド樹脂封止した電力用半導体モジュールとして、金属の放熱ベース接合された回路パターンに、IGBT等の電力用半導体素子を搭載するとともに、外部接続用主端子制御端子とを回路パターンの面に対して略垂直に接合して設けたものがある。

この電力用半導体モジュールの主回路に接続されている主端子には、銅のブロック、ねじ穴が付いた円筒ナット樹脂モールドしたものが用いられており、銅のブロックの主端子は外部配線はんだで接合され、ねじ穴が付いた円筒およびナットを樹脂モールドした主端子は外部配線と、ボルトで接続されている。また、この電力用半導体モジュールの制御回路に接続する制御端子には、メスコネクタが用いられ、外部配線とは、外部配線である制御基板に設けられたピンタイプ端子で接続されている(例えば、特許文献1参照)。

特開2007−184315号公報(第7頁〜第9頁、第2図、第6図)

概要

回路に設けられた端子と外部端子との接続が確実であるとともに、各端子から外部端子を容易に取り外すことができ、補修性信頼性とに優れた電力用半導体モジュールを得る。回路基板と、この回路基板の配線パターン素子搭載部に接合された電力用半導体電力素子と、配線パターンに接合された筒状外部端子連通部と、電気的な接続を必要とする部分を接続する回路形成手段と、これらを封止するトランスファーモールド樹脂とを備えた電力用半導体モジュールであって、筒状外部端子連通部が円錐台形金属筒であり、円錐台形筒状外部端子連通部のトランスファーモールド樹脂から露出した側の径が配線パターンに接合した側の径より小さいものである。

目的

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、トランスファーモールド樹脂により封止された電力用半導体モジュールであって、電力用半導体モジュールの各回路に設けられた端子と外部端子との接続が確実であるとともに、各端子から外部端子を容易に取り外すことができ、信頼性と補修性とに優れた電力用半導体モジュールを提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

金属放熱体とこの金属放熱体の一方の面に接合した高熱伝導絶縁層とこの高熱伝導絶縁層における上記金属放熱体と接合した面と対向する面に設けられた配線パターンとからなる回路基板と、上記配線パターンの素子搭載部に接合された電力用半導体素子と、上記配線パターンに対して略垂直に接合された筒状外端子連通部と、上記電力用半導体素子間、上記配線パターン間、上記電力用半導体素子と上記配線パターンとの間の各間を電気的に接続する回路形成手段と、少なくとも、上記配線パターンと上記電力用半導体素子と上記筒状外部端子連通部と上記回路形成手段とを封止したトランスファーモールド樹脂とを備えた電力用半導体モジュールであって、上記筒状外部端子連通部が金属筒で形成された円錐台形筒状外部端子連通部であり、上記円錐台形筒状外部端子連通部の上記トランスファーモールド樹脂から露出した側の径が上記配線パターンに接合した側の径より小さい電力用半導体モジュール。

請求項2

円錐台形筒状外部端子連通部の内側壁面と配線パターン面に対する直角方向との角度が5度〜30度であることを特徴とする請求項1に記載の電力用半導体モジュール。

請求項3

回路基板が、金属放熱体である金属板とこの金属板の一方の面に接合された高熱伝導絶縁層である樹脂絶縁層とこの樹脂絶縁層における上記金属板に接合された面と対向する面に設けられた配線パターンとからなる金属回路基板であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力用半導体モジュール。

請求項4

回路基板が、高熱伝導絶縁層であるセラミック板とこのセラミック板の一方の面に接合された金属放熱体である金属箔と上記セラミック板の他方の面に設けられた配線パターンとからなるセラミック回路基板であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力用半導体モジュール。

請求項5

円錐台形筒状外部端子連通部の配線パターンに接合される側に底体を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電力用半導体モジュール。

請求項6

円錐台形筒状外部端子連通部の孔部にゲル充填されたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電力用半導体モジュール。

請求項7

円錐台形筒状外部端子連通部の、内側部分と配線パターンに接合される部分とトランスファーモールド樹脂から露出する部分とにのみ、めっきが設けられたことを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の電力用半導体モジュール。

請求項8

円錐台形筒状外部端子連通部に、外部端子圧入接続されたことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の電力用半導体モジュール。

技術分野

0001

本発明は、生産性に優れたトランスファーモールドによる樹脂封止型電力用半導体モジュールに関し、特に、小型で大電流化を実現するとともに、信頼性に優れたトランスファーモールドによる樹脂封止型の電力用半導体モジュールに関する。

背景技術

0002

小型であり、動作に伴う発熱を外部に効率良く逃がすことができるとともに、大電流化を可能にする、トランスファーモールドで樹脂封止した電力用半導体モジュールとして、金属の放熱ベース接合された回路パターンに、IGBT等の電力用半導体素子を搭載するとともに、外部接続用主端子制御端子とを回路パターンの面に対して略垂直に接合して設けたものがある。

0003

この電力用半導体モジュールの主回路に接続されている主端子には、銅のブロック、ねじ穴が付いた円筒ナット樹脂モールドしたものが用いられており、銅のブロックの主端子は外部配線はんだで接合され、ねじ穴が付いた円筒およびナットを樹脂モールドした主端子は外部配線と、ボルトで接続されている。また、この電力用半導体モジュールの制御回路に接続する制御端子には、メスコネクタが用いられ、外部配線とは、外部配線である制御基板に設けられたピンタイプ端子で接続されている(例えば、特許文献1参照)。

0004

特開2007−184315号公報(第7頁〜第9頁、第2図、第6図)

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1に記載のトランスファーモールド樹脂封止した電力用半導体モジュールは、主端子に大電流を流す外部配線が、ねじ止めやはんだ付けで固定されるため、外部配線からの取り外しが容易でなく、不具合があった場合の補修性に問題があった。
また、特許文献1には、ねじ止めやはんだ付けでない端子構造として、ピンが挿入されるコネクターが制御端子として記載されている。しかし、ピンの外部端子が挿入されるコネクター構造の端子は、通常使用では問題ないが、不要な外力が加わった場合に、外部端子が抜ける場合があるとの問題があった。

0006

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、トランスファーモールド樹脂により封止された電力用半導体モジュールであって、電力用半導体モジュールの各回路に設けられた端子と外部端子との接続が確実であるとともに、各端子から外部端子を容易に取り外すことができ、信頼性と補修性とに優れた電力用半導体モジュールを提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明に係わる電力用半導体モジュールは、金属放熱体とこの金属放熱体の一方の面に接合した高熱伝導絶縁層とこの高熱伝導絶縁層における金属放熱体と接合した面と対向する面に設けられた配線パターンとからなる回路基板と、配線パターンの素子搭載部に接合された電力用半導体素子と、配線パターンに対して略垂直に接合された筒状外部端子連通部と、電力用半導体素子間、配線パターン間、電力用半導体素子と配線パターンとの間の各間を電気的に接続する回路形成手段と、少なくとも、配線パターンと電力用半導体素子と筒状外部端子連通部と回路形成手段とを封止したトランスファーモールド樹脂とを備えた電力用半導体モジュールであって、筒状外部端子連通部が金属筒で形成された円錐台形筒状外部端子連通部であり、円錐台形筒状外部端子連通部のトランスファーモールド樹脂から露出した側の径が配線パターンに接合した側の径より小さいものである。

発明の効果

0008

本発明に係わる電力用半導体モジュールは、筒状外部端子連通部が金属筒で形成された円錐台形筒状外部端子連通部であり、円錐台形筒状外部端子連通部のトランスファーモールド樹脂から露出した側の径が配線パターンに接合した側の径より小さいものであるので、円錐台形筒状外部端子連通部から外部端子を取り外すことが容易であり、補修性に優れているとともに、異常な力が加わらない限り、外部端子がはずれることがなく、接続の信頼性が高いものである。

発明を実施するための最良の形態

0009

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る電力用半導体モジュールの断面模式図である。
図1に示すように、本実施の形態の電力用半導体モジュール100は、電力用半導体モジュール100の熱を放熱する金属放熱体である金属板1の一方の面に、高熱伝導絶縁層である樹脂絶縁層2が設けられている。この樹脂絶縁層2における金属板1に接合された面と対向する面には、金属箔の配線パターン3が設けられている。
すなわち、金属板1と樹脂絶縁層2と配線パターン3とで、回路基板である金属回路基板8を構成している。

0010

また、配線パターン3上には、電力用半導体モジュール100の端子となる円錐台形筒状外部端子連通部6が、はんだ4で接合されている。特に、円錐台形筒状外部端子連通部6は配線パターン3に対し、その中心軸が略垂直になるように設けられている。
また、配線パターン3と配線パターン3との間、電力用半導体素子5と電力用半導体素子5との間、および、配線パターン3と電力用半導体素子5との間は、これらを電気的に接続する回路形成手段であるワイヤーボンド9で接続されている。
そして、金属回路基板8の配線パターン形成面部および周囲側面部と、電力用半導体素子5と、ワイヤーボンド9と、円錐台形筒状外部端子連通部6の外側面は、トランスファーモールド樹脂7で封止されている。しかし、金属板1の樹脂絶縁層2が設けられた面と対向する面はトランスファーモールド樹脂7で封止されておらず、円錐台形筒状外部端子連通部6の孔部にはトランスファーモールド樹脂7は充填されていない。

0011

図2は、本発明の実施の形態1に係る電力用半導体モジュールにおける円錐台形筒状外部端子連通部に外部端子が挿入された状態を示す断面模式図である。
電力用半導体モジュールの円錐台形筒状外部端子連通部6は、外部端子が接続される端子であり、図2に示す外部端子が接続された電力用半導体モジュール(外部端子接続電力用半導体モジュールと記す)101は、上記電力用半導体モジュール100の円錐台形筒状外部端子連通部6にコンプライアントピンの外部端子12が挿入された状態のものである。
上記電力用半導体モジュール100の円錐台形筒状外部端子連通部6への、外部端子12であるコンプライアントピンの接続は、プレスフィットに代表される圧入接続で行われる。そのため、筒状外部端子連通部6と外部端子12とは金属間接合をしている。本実施の形態における電力用半導体モジュール101は、外部端子12が設けられているので、外部回路への接続が容易である。

0012

本実施の形態において、金属板1には、熱伝導性に優れた金属、例えば、アルミニウムおよびアルミニウム合金、銅および銅合金、鉄および鉄合金等、あるいは、銅/鉄−ニッケル合金/銅、アルミニウム/鉄−ニッケル合金/アルミニウム等の複合材料を用いることができる。特に、電流容量が大きい電力用半導体モジュール100には電気伝導性に優れた銅を用いるのが好ましい。
また、金属板1の厚み、長さ、幅とは、電力用半導体モジュール100の電流容量により、適宜決められる。すなわち、電力用半導体モジュール100の電流容量が大きくなると、金属板1の厚みを厚くし、金属板1の長さと幅とを大きくする。
本実施の形態において、樹脂絶縁層2には、例えば、各種セラミックス無機粉末を含有する樹脂絶縁シートガラス繊維を含有する樹脂絶縁シートを用いることができる。上記樹脂絶縁層2に含有される無機粉末としては、アルミナ、ベリリヤボロンナイトライドマグネシアシリカ窒化珪素窒化アルミニウムが挙げられる。そして、樹脂絶縁層2の厚みは、例えば、20〜400μmである。

0013

本実施の形態において、配線パターン3には、例えば、銅箔が用いられ、ワイヤーボンド9には、アルミニウム線が用いられる。配線パターン3に用いられる銅箔の厚み、および、ワイヤーボンド9に用いられるアルミニウム線の線径や本数も、電力用半導体モジュール100の電流容量により、適宜決められる。

0014

本実施の形態において、円錐台形筒状外部端子連通部6には、例えば、貫通孔を有する金属筒が用いられ、その材質は、熱伝導性と電気伝導性とに優れ、配線パターン3に、はんだ4で接合できる金属、例えば、銅および銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金等のめっき品を用いるのが好ましい。めっきとしては、例えば、Ni—Snめっきが挙げられる。めっき品を用いた場合には、はんだ4との接合性をより良くしたり、表面の酸化を防いだりすることができる。
また、円錐台形筒状外部端子連通部6の上面は、トランスファーモールド樹脂7から露出しており、外部端子12が挿入される側の径が、配線パターン3に接合される側の径より小さい。そして、円錐台形筒状外部端子連通部6の厚みは、トランスファーモールド時の成形圧力により潰れない厚みであれば良く、それは電力用半導体モジュール100の電流容量により適宜決められる。円錐台形筒状外部端子連通部6の高さは、後で挿入接続する外部端子を十分に接続できる高さであれば良い。

0015

また、円錐台形筒状外部端子連通部6の小さい方の内径は、後で挿入接続する外部端子12の挿入部の外径から決まり、少なくとも、外部端子12を取り付けることができる内径であれば良い。そして、内径が小さい方の円錐台形筒状外部端子連通部6の内壁側端部を面取りして広げても良い。このようにすると、円錐台形筒状外部端子連通部6への外部端子12の挿入が容易になる。
また、円錐台形筒状外部端子連通部6の傾斜角度、すなわち円錐台形筒状外部端子連通部6の内側壁面と配線パターン3面に対する直角方向との角度は、5度〜30度が好ましい。
この角度が5度未満では、従来の筒状外部端子連通部とほとんど変わらず、不要な外力が加わった場合に圧入接続された外部端子12がはずれるのを、防止する効果が小さい。この角度が30度より大きいと、外部端子12が円錐台形筒状外部端子連通部6に接触する面積の減少を防止するため、外部端子12の弾性を有する挿入部分を大きくする必要があり、外部端子12を筒状外部端子連通部6に挿入しにくくなるとともに、外部端子12を筒状外部端子連通部6から取り外すのも難しくなる。
本実施の形態において、円錐台形筒状外部端子連通部6に挿入する外部端子12には、圧入接続するコンプライアントピンが用いられるが、圧入接続できるものであればこれに限定されない。また、外部端子12には熱伝導性と電気伝導性に優れた金属が用いられ、特に、銅系の材料が好ましい。外部端子12の断面積は、電力用半導体モジュール100の電流容量により、適宜決められる。

0016

本実施の形態において、トランスファーモールド樹脂7には、例えば、フィラーとしてシリカ粉末が充填されたエポキシ樹脂が用いられる。トランスファーモールド樹脂7において、充填されるシリカ粉末の含有率は、電力用半導体モジュール100に用いられる部材の熱膨張係数などを考慮して最適な量が選定される。
例えば、配線パターン3と金属板1とに銅を用いた場合、トランスファーモールド樹脂7の熱膨張係数を銅の熱膨張係数である16ppm/℃に合わすように、エポキシ樹脂へのシリカ粉末の充填量が設定される。このようにすることにより、反りのない電力用半導体モジュールが得られる。
また、トランスファーモールド樹脂7の放熱性を向上させる場合は、フィラーとしてシリカ粉末の代わりにアルミナ粉末を用いることが好ましい。

0017

本実施の形態における電力用半導体モジュールの製造方法の一例について説明する。
本実施の形態の電力用半導体モジュール100は、例えば、厚み3mmのアルミニウム板に、Bステージ状態のアルミナ粉末を含有するエポキシ樹脂シートを載せ、その上に厚み0.3mmの銅箔を重ねる。そして、アルミニウム板とアルミナ粉末を含有するエポキシ樹脂シートと銅箔とを積層したものを加熱・加圧して、アルミニウム板と銅箔とをアルミナ粉末を含有するエポキシ樹脂シートで接合する。次に、銅箔をエッチングして配線パターン3を形成する。このようにして、アルミニウムの金属板1とアルミナ粉末を含有するエポキシ樹脂の樹脂絶縁層2と銅の配線パターン3とからなる金属回路基板8を形成する。その後、図示していないが、ソルダーレジストを所定の場所に形成する。しかし、この工程はなくても良い。

0018

次に、配線パターン3上の所定の場所に設けられる素子搭載部に電力用半導体素子5を、そして配線パターン3上の所定の場所に設けられる筒状外部端子連通部との接合部に円錐台形筒状外部端子連通部6を、各々はんだ4を用いて接合する。
そして、配線パターン3と配線パターン3との間、電力用半導体素子5と電力用半導体素子5との間、および、配線パターン3と電力用半導体素子5との間において、導通が必要な箇所をアルミニウムのワイヤーボンド9で接続する。
また、本実施の形態では、導通が必要な箇所をワイヤーボンド9で接続しているが、これに限定されるものではなく、これ以外の電気的接続を行えるものであっても良い。

0019

次に、ワイヤーボンディングされた電力用半導体素子5と円錐台形筒状外部端子連通部6とを搭載した金属回路基板8は、金型にセットされ、トランスファーモールド法により、例えば、シリカ粉末が充填されたエポキシ樹脂系のトランスファーモールド樹脂7で封止され、電力用半導体モジュール100が完成する。

0020

本実施の形態における電力用半導体モジュール100の製造方法では、金属回路基板8の配線パターン3に、電力用半導体素子5や円錐台形筒状外部端子連通部6などの全ての部品はんだ接合した後に、所定の部位間をワイヤーボンディングしているが、金属回路基板8の配線パターン3に、全ての電力用半導体素子5のみを接合した後に、所定の部位間のワイヤーボンディングを行い、ワイヤーボンディング終了後に、配線パターン3に、円錐台形筒状外部端子連通部6を接合しても良い。

0021

このようにすると、ワイヤーボンディング時におけるワイヤーボンディング装置制約がないので、例え高さが高い円錐台形筒状外部端子連通部6を用いる場合でも、円錐台形筒状外部端子連通部6の近傍にワイヤーボンディングすることができ、高さが高い筒状外部端子連通部6を用いた場合に生じる、部品の実装面積の増大を防止でき、電力用半導体モジュールのさらなる小型化が実現できる。
この製造方法では、円錐台形筒状外部端子連通部6の接合は、すでに電力用半導体素子5が接合された配線パターン3に行うので、低融点はんだを用いるか、もしくは、はんだ以外の接合方法を用いる。はんだ以外の接合方法としては、例えば、銀ペースト接着する方法や、超音波接合による方法が挙げられる。

0022

本実施の形態の電力用半導体モジュール100では、金属回路基板8の配線パターン面に外部端子12を接続する端子が設けられているが、この端子が円錐台形筒状外部端子連通部6であるので、コンプライアントピンの外部端子12をプレスフィット等の圧入で接続ができる。
すなわち、本実施の形態の電力用半導体モジュール100は、円錐台形筒状外部端子連通部6が外部端子12を圧入接続できる構造であるので、外部端子12の取り外しが容易であり、補修性に優れている。また、本実施の形態の電力用半導体モジュール100は、円錐台形筒状外部端子連通部6の入口側の径が底部の径より小さくなっているので、通常の使用では、円錐台形筒状外部端子連通部6から外部端子12がはずれることがなく、接続の信頼性が高い。
また、本実施の形態の電力用半導体モジュール101も、電力用半導体モジュール100と同様な効果を有する。

0023

本実施の形態の電力用半導体装置100では、回路基板に金属回路基板を用いているが、回路基板に、例えば、高熱伝導絶縁層であるセラミック板と、セラミック板の一方の面に設けられた銅箔の配線パターンと、セラミック板の他方の面に設けられた銅箔の金属放熱体とからなる、セラミック回路基板を用いても良い。

0024

実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2に係る電力用半導体モジュールの断面模式図である。
図3に示すように、本実施の形態の電力用半導体モジュール200は、円錐台形筒状外部端子連通部6aの配線パターン3に接合される側に底体が設けられている以外、実施の形態1の電力用半導体モジュール100と同様である。
図4は、本発明の実施の形態2に係る電力用半導体モジュールにおける円錐台形筒状外部端子連通部に外部端子が挿入された状態を示す断面模式図である。
図4に示す外部端子接続電力用半導体モジュール201は、上記電力用半導体モジュール200の円錐台形筒状外部端子連通部6にコンプライアントピンの外部端子12が挿入された状態のものである。

0025

本実施の形態の電力用半導体モジュール200は、実施の形態1の電力用半導体モジュール100と同様な効果がある。また、本実施の形態の電力用半導体モジュール201は、実施の形態1の電力用半導体モジュール101と同様な効果がある。それに加え、本実施の形態の電力用半導体モジュール200,201は、円錐台形筒状外部端子連通部6aに設けられた底体が配線パターン3に接合されるので、円錐台形筒状外部端子連通部6aと配線パターン3との接合面積が大きく、はんだの付きが良くなり、円錐台形筒状外部端子連通部6aと配線パターン3との接合信頼性が向上する。

0026

実施の形態3.
図5は、本発明の実施の形態3に係る電力用半導体モジュールにおける円錐台形筒状外部端子連通部付近の部分断面模式図である。
図5に示すように、本実施の形態の電力用半導体モジュール300では、円錐台形筒状外部端子連通部6の孔部にゲル11が充填されている以外、実施の形態1の電力用半導体モジュール100と同様である。
本実施の形態で用いられるゲル11は、針入度40〜150/10mm程度のものが好ましい。また、ゲル11は、導電性または絶縁性のいずれであっても良い。特に、導電性のゲルを用いると、外部端子12と円錐台形筒状外部端子連通部6との物理的接触のみならず、ゲル11を介して導電できるので、外部端子12と円錐台形筒状外部端子連通部6との接触抵抗が低下し、電流容量を大きくできる。但し、絶縁性のゲルを用いても、ゲル11の針入度が大きいので、外部端子12と円錐台形筒状外部端子連通部6との十分な電気接触を確保できる。

0027

本実施の形態の電力用半導体モジュール300では、実施の形態1の電力用半導体モジュール100と同様な効果があるとともに、円錐台形筒状外部端子連通部6の孔部にゲル11が充填されているので、湿度的に厳しい環境で、電力用半導体モジュールを用いても、円錐台形筒状外部端子連通部6の内部への水分の浸入を防止でき、円錐台形筒状外部端子連通部6の内部や配線パターンの腐食が防止できる。また、ゲル11の充填は円錐台形筒状外部端子連通部6と挿入される外部端子12との熱抵抗下げる。
この円錐台形筒状外部端子連通部の孔部へのゲル11の充填は、実施の形態2の電力用半導体モジュール200にも適用でき、同様な効果が得られる。

0028

実施の形態4.
図6は、本発明の実施の形態4に係る電力用半導体モジュールにおける円錐台形筒状外部端子連通部付近の部分断面模式図である。
図6に示すように、本実施の形態の電力用半導体モジュール400では、円錐台形筒状外部端子連通部6の内側部分と配線パターン3に接合される部分とトランスファーモールド樹脂7から露出する部分とにのみ、めっき13が設けられている以外、実施の形態1の電力用半導体モジュール100と同様である。
本実施の形態において、円錐台形筒状外部端子連通部6の内側部分と配線パターン3に接合される部分とトランスファーモールド樹脂7から露出する部分とに設けられるめっき13は、ニッケルめっきや錫めっきが好ましい。

0029

本実施の形態の電力用半導体モジュール400では、実施の形態1の電力用半導体モジュール100と同様な効果があるとともに、円錐台形筒状外部端子連通部6の内側部分と配線パターン3に接合される部分とトランスファーモールド樹脂7から露出する部分とにのみめっき13が設けられているので、円錐台形筒状外部端子連通部6とトランスファーモールド樹脂7との密着性が優れており、これらの界面に隙間の発生がなく、この部分へ水分が浸入しないので、封止の信頼性が向上する。この円錐台形筒状外部端子連通部6の内側と配線パターン3に接合される部分とトランスファーモールド樹脂7から露出する部分とにのみめっき13を設けることは、実施の形態2の電力用半導体モジュール200にも適用でき、同様な効果が得られる。

0030

実施の形態5.
図7は、本発明の実施の形態5に係る電力用半導体モジュールにおける円錐台形筒状外部端子連通部付近の部分断面模式図である。
図7に示すように、本実施の形態の電力用半導体モジュール500では、円錐台形筒状外部端子連通部6の内側部分と配線パターン3に接合される部分とトランスファーモールド樹脂7から露出する部分とにのみめっき13を設けた以外、実施の形態3の電力用半導体モジュール300と同様である。
本実施の形態の電力用半導体モジュール500は、円錐台形筒状外部端子連通部6の孔部にゲル11が充填されているので、実施の形態3の電力用半導体モジュール300と同様に、円錐台形筒状外部端子連通部6の内部への水分の浸入を防止でき、円錐台形筒状外部端子連通部6の孔部や配線パターン3の腐食が防止できる。
それに加え、本実施の形態の電力用半導体モジュール500は、円錐台形筒状外部端子連通部6の内側と配線パターン3に接合される部分とトランスファーモールド樹脂7から露出する部分とにのみ、めっき13が設けられているので、円錐台形筒状外部端子連通部6とトランスファーモールド樹脂7との密着性が優れており、これらの界面に隙間の発生がなく、この部分へ水分が浸入しないので、封止の信頼性が向上している。
本実施の形態の構造は、実施の形態2の電力用半導体モジュール200にも適用でき、同様な効果が得られる。

0031

本発明に係る電力用半導体モジュールは、電力用半導体モジュールの端子と外部端子との、接続と脱着とが容易であるとともに、不必要に外れることがないので、補修性と信頼性が要求される電力用半導体装置に有効に利用できる。

図面の簡単な説明

0032

本発明の実施の形態1に係る電力用半導体モジュールの断面模式図である。
本発明の実施の形態1に係る電力用半導体モジュールにおける円錐台形筒状外部端子連通部に外部端子が挿入された状態を示す断面模式図である。
本発明の実施の形態2に係る電力用半導体モジュールの断面模式図である。
本発明の実施の形態2に係る電力用半導体モジュールにおける円錐台形筒状外部端子連通部に外部端子が挿入された状態を示す断面模式図である。
本発明の実施の形態3に係る電力用半導体モジュールにおける円錐台形筒状外部端子連通部付近の部分断面模式図である。
本発明の実施の形態4に係る電力用半導体モジュールにおける円錐台形筒状外部端子連通部付近の部分断面模式図である。
本発明の実施の形態5に係る電力用半導体モジュールにおける円錐台形筒状外部端子連通部付近の部分断面模式図である。

符号の説明

0033

1金属板、2樹脂絶縁層、3配線パターン、4はんだ、
5電力用半導体素子、6,6a円錐台形筒状外部端子連通部、
7トランスファーモールド樹脂、8金属回路基板、9ワイヤーボンド、
11ゲル、12外部端子、13 めっき、
100,200,300,400,500電力用半導体モジュール、
101,201 外部端子接続電力用半導体モジュール。

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