半導(dǎo)體模塊及其制造方法
【專利摘要】在半導(dǎo)體模塊(100)中，帶導(dǎo)電圖案絕緣基板(2)粘著了半導(dǎo)體芯片、主電路端子(4)、控制端子(5)，在粘著了帶導(dǎo)電圖案絕緣基板(2)的金屬散熱基板(1)上粘著具有使主電路端子(4)的表面以及控制端子(5)露出的第1開口部(11)的樹脂外殼(8)，在形成于構(gòu)成樹脂外殼(8)的側(cè)壁的第2開口部(11)插裝埋入了固定主電路端子(4)以及控制端子(5)的螺母(22)的樹脂體(7)，在樹脂外殼(8)內(nèi)填充樹脂材料(9)，其中，使第1開口部(11)的側(cè)壁(18)為表面?zhèn)茸冋腻F形，在控制端子(5)設(shè)置與該錐形的側(cè)壁接觸的錐形的接觸部(19)，通過用埋入了螺母(22)的樹脂體(7)固定作為獨(dú)立端子的單梁構(gòu)造的控制端子(5)，能夠使控制端子(5)的表面高度(17)高精度地對(duì)齊。
【專利說明】半導(dǎo)體模塊及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體模塊及其制造方法，特別涉及能使多個(gè)控制端子的表面高度高精度地對(duì)齊的半導(dǎo)體模塊及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在半導(dǎo)體模塊的安裝中高密度化不斷發(fā)展，另外，希望提高安裝封裝的外部導(dǎo)出端子時(shí)的與帶導(dǎo)電圖案絕緣基板的接合強(qiáng)度、接合可靠性以及端子的安裝精度等。這些半導(dǎo)體模塊成為如下構(gòu)造:將帶導(dǎo)電圖案絕緣基板安裝到散熱用金屬基板上，并且向該基板上搭載半導(dǎo)體元件(半導(dǎo)體芯片)以及用于構(gòu)成電路的外部導(dǎo)出端子。
[0003]另外，為了謀求低成本化，開發(fā)了使作為外部導(dǎo)出端子的主電路端子(以下僅稱作主端子)以及控制端子為不嵌件固定在樹脂外殼的獨(dú)立端子(注塑固定)的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊。
[0004]在所述控制端子中包含輸入柵極信號(hào)的柵極端子、輸入輸出保護(hù)/檢測(cè)信號(hào)的保護(hù)/檢測(cè)端子、以及與流過主電路電流的主端子連接的發(fā)射極輔助端子、集電極輔助端子
坐寸ο
[0005]圖15是具有獨(dú)立端子的現(xiàn)有的半導(dǎo)體模塊的示意圖，圖15(a)是主要部分俯視圖，圖15(b)是從箭頭P方向觀察圖15(a)的主要部分側(cè)截面圖。在圖15中，該半導(dǎo)體模塊500由如下要素構(gòu)成:散熱用金屬基板51 ;錫焊在該散熱用金屬基板51上的帶導(dǎo)電圖案絕緣基板52 ;用焊錫53粘著在該帶導(dǎo)電圖案絕緣基板52上的作為獨(dú)立端子的主端子54、控制端子55、以及未圖示的半導(dǎo)體芯片；埋入了使外部布線與主端子54連接的金屬制螺母的樹脂體56 (通稱螺母套(f 卜π — )，下面僅稱作樹脂體)；固定該樹脂體56的樹脂外殼58 ;和填充樹脂外殼58內(nèi)的凝膠59。
[0006]控制端子55的一端由焊錫53固定,另一端從形成于樹脂外殼58的開口部61突出。該控制端子55是直線狀的獨(dú)立端子，使用插座63等來進(jìn)行與外部布線62的連接。圖中的符號(hào)60是露出主端子54的開口部。
[0007]圖16是在錫焊于帶導(dǎo)電圖案絕緣基板上的主端子的下側(cè)配置了樹脂體的構(gòu)成圖。在圖16中，主端子54是雙梁構(gòu)造的獨(dú)立端子，雙腳部64用焊錫53固定在帶導(dǎo)電圖案絕緣基板52上。另外，未圖示的外部布線和主端子54的連接，通過將未圖示的螺栓安裝在埋入樹脂體56的螺母65來進(jìn)行。
[0008]在專利文獻(xiàn)I中，記載了如下技術(shù):在將包含主端子以及控制端子的各端子框架與樹脂外殼一體地嵌件成型、與搭載于金屬基體板的電路組裝體錫焊來組裝的半導(dǎo)體裝置中，按各端子框架，在端子框架設(shè)置臺(tái)肩部、腿部以及開孔保持片，作為以放置在樹脂外殼的鑄型模具內(nèi)的狀態(tài)將該端子框架保持在規(guī)定的嵌件位置的定位支持單元，在將端子框架放置在鑄型模具內(nèi)的狀態(tài)下，使所述臺(tái)肩部和腿部夾持在模具的上模和下模之間，將模具的嵌件銷卡止在保持片，從而將端子框架保持在規(guī)定的嵌件位置。記載了，據(jù)此，在使端子一體形的樹脂外殼成型時(shí)，以放置在模具內(nèi)的狀態(tài)下穩(wěn)定保持端子框架，謀求各端子的位置精度提聞。
[0009]另外，在專利文獻(xiàn)2中，記載了如下的技術(shù):具有形成兩端開口的筒狀形狀的外殼、和設(shè)于外殼上端部并向內(nèi)側(cè)面突出的突起部，電連接搭載于帶導(dǎo)電圖案絕緣基板的上主表面的半導(dǎo)體芯片等的電路部件和外部的裝置的板狀端子在其上部具有“U字”型的嵌合彎曲部，通過將該嵌合彎曲部從內(nèi)側(cè)面嵌合到外殼的突起部來將板狀端子安裝在外殼上。
[0010]專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中的板狀端子，通過螺栓被固定在外殼上，并且通過設(shè)置于外殼的突起部的底面的小突起即阻止器被限制回轉(zhuǎn)。由于專利文獻(xiàn)2中的板狀端子通過嵌合而安裝在外殼上，所以能以單體的狀態(tài)加工成規(guī)定的形狀。由此，記載了，根據(jù)專利文獻(xiàn)2的技術(shù)，由于能提聞加工精度并使裝置的制造變得容易，所以能提聞板狀端子的加工精度，并能降低裝置的制造工時(shí)。
[0011]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)I JP特開9-321217號(hào)公報(bào)
[0014]專利文獻(xiàn)2 JP特開平7-66340號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明要解決的課題
[0016]對(duì)于圖15所示的具有獨(dú)立端子的主端子54以及控制端子55的半導(dǎo)體模塊500，有將形成了控制電路的印刷基板配置在控制端子55上的用途。為了響應(yīng)該用途，需要使控制端子55的表面構(gòu)造變?yōu)槠教姑?，以使得能在控制端?5上載置印刷基板。另外，為了能在組裝中使用機(jī)器人，要求使各控制端55的表面的高度高精度地對(duì)齊。另外，為了半導(dǎo)體模塊500的低成本化，需要控制端子55不是嵌件構(gòu)造而是獨(dú)立端子構(gòu)造。
[0017]但是，盡管本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置響應(yīng)這些要求，但在前述的專利文獻(xiàn)1、2中存在未考慮使作為獨(dú)立端子的控制端子的表面高度高精度地對(duì)齊的問題。
[0018]為了消除上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種能使作為獨(dú)立端子的控制端子的表面高度高精度地對(duì)齊的半導(dǎo)體模塊及其制造方法。
[0019]用于解決課題的手段
[0020]為了解決上述課題，達(dá)成目的，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體模塊特征在于，具備:金屬散熱基板；粘著在所述金屬散熱基板上的帶導(dǎo)電圖案絕緣基板；粘著在所述帶導(dǎo)電圖案絕緣基板上的半導(dǎo)體芯片；用焊錫粘著在所述帶導(dǎo)電圖案絕緣基板上的主電路端子以及控制端子；具有使所述主電路端子的表面以及所述控制端子的表面的至少一方分別露出的第I開口部，并粘著在所述金屬散熱基板的樹脂外殼；插裝在形成于構(gòu)成所述樹脂外殼的側(cè)壁的第2開口部，并埋入了固定所述主電路端子以及所述控制端子的至少一方的螺母的樹脂體；和填充在所述樹脂外殼內(nèi)的樹脂材料，所述第I開口部具有所述表面?zhèn)茸冋腻F形的側(cè)壁，所述控制端子具有在從所述第I開口部露出的狀態(tài)下與該第I開口部的錐形的側(cè)壁接觸的錐形的接觸部。
[0021]另外，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體模塊在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，特征在于，埋入了固定所述控制端子的所述螺母的所述樹脂體，具備微小突起，該微小突起設(shè)置在該樹脂體的表面并且在該樹脂體中所埋入的所述螺母的開口部的外周側(cè)，向插裝在所述控制端子之下的狀態(tài)下的上方突出。
[0022]另外，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體模塊在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，特征在于，埋入了固定所述控制端子的所述螺母的所述樹脂體具備突出部，該突出部向該樹脂體的下側(cè)、并且該樹脂體對(duì)所述第2開口部的插裝方向上的前端側(cè)突出。
[0023]另外，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體模塊的制造方法特征在于，包含:在氫氣氛的焊錫爐錫焊金屬散熱基板和帶導(dǎo)電圖案絕緣基板、帶導(dǎo)電圖案絕緣基板和半導(dǎo)體芯片的工序；使用規(guī)定的組裝夾具將主電路端子以及控制端子錫焊到所述帶導(dǎo)電圖案絕緣基板的工序；在錫焊了所述主電路端子以及所述控制端子的帶導(dǎo)電圖案絕緣基板，從上蓋上樹脂外殼，使得所述主電路端子以及所述控制端子的至少一方的上部從向上方開口的第I開口部露出，并將該樹脂外殼的側(cè)壁的下側(cè)周圍粘著在所述金屬散熱基板的工序；通過分別將埋入了螺母的樹脂體從所述第2開口部插裝到所述主電路端子以及所述控制端子的至少一方之下從而將該樹脂體載置在形成于所述樹脂外殼內(nèi)部的梁上，通過該樹脂體固定所述主電路端子以及所述控制端子的至少一方。
[0024]另外，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體模塊的制造方法在上述的發(fā)明的基礎(chǔ)上，特征在于，所述第I開口部具有所述表面?zhèn)茸冋腻F形的側(cè)壁，所述控制端子具有錐形的接觸部，該接觸部在通過在進(jìn)行所述粘著的工序中從上對(duì)所述帶導(dǎo)電圖案絕緣基板蓋上所述樹脂外殼從而從所述第I開口部露出的狀態(tài)下，與所述第I開口部的錐形的側(cè)壁接觸。
[0025]另外，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體模塊的制造方法在上述的發(fā)明的基礎(chǔ)上，特征在于，埋入了固定所述控制端子的所述螺母的所述樹脂體具備微小突起，該微小突起設(shè)置在該樹脂體的表面并且在該樹脂體中所埋入的所述螺母的開口部的外周側(cè)，向插裝在所述控制端子之下的狀態(tài)下的上方突出，進(jìn)行所述固定的工序中，在所述樹脂體插裝在所述控制端子之下的狀態(tài)下，通過使所述微小突起與該控制端子抵接來固定該控制端子。
[0026]另外，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體模塊的制造方法在上述的發(fā)明的基礎(chǔ)上，特征在于，埋入了固定所述控制端子的所述螺母的所述樹脂體具備突出部，該突出部向該樹脂體的下側(cè)、并且該樹脂體對(duì)所述第2開口部的插裝方向上的前端側(cè)突出。
[0027]發(fā)明效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明，通過用埋入了螺母的樹脂體來固定作為獨(dú)立端子的單梁構(gòu)造的控制端子，能使端子的表面高度高精度地對(duì)齊。
[0029]另外，根據(jù)本發(fā)明，通過在所述樹脂體的表面附加微小的突起，能進(jìn)一步使端子的表面高度高精度地對(duì)齊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I的半導(dǎo)體模塊的構(gòu)成圖，(a)是主要部分俯視圖，(b)是從(a)的箭頭A方向觀察的主要部分側(cè)截面圖。
[0031]圖2是圖1所示的樹脂外殼的構(gòu)成圖，(a)是主要部分俯視圖，(b)是以X-X線切斷的主要部分截面圖，(C)是從(a)的箭頭B方向觀察的主要部分側(cè)視圖。
[0032]圖3是在圖1所示的帶導(dǎo)電圖案絕緣基板錫焊了主端子和控制端子的構(gòu)成圖，(a)是主要部分俯視圖，(b)是從(a)的箭頭C方向觀察的主要部分側(cè)截面圖。
[0033]圖4是圖3所示的控制端子的構(gòu)成圖，(a)是從圖3的箭頭D觀察的圖，(b)是從(a)的箭頭E方向觀察的圖，(C)是從(a)的箭頭F觀察的圖。
[0034]圖5是圖1所示的樹脂體(通稱螺母套)的構(gòu)成圖，(a)是主要部分俯視圖，(b)是從(a)的箭頭G方向觀察的主要部分側(cè)視圖。
[0035]圖6是將圖5所示的樹脂體配置在控制端子下的圖，(a)是主要部分俯視圖，(b)是從(a)的箭頭H方向觀察的圖，(C)是從(a)的箭頭I方向觀察的圖。
[0036]圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式2的半導(dǎo)體模塊的制造方法，(a)?(C)是以工序順序表示的主要部分制造工序截面圖。
[0037]圖8是表示將樹脂體插裝在樹脂外殼的樣子的圖，(a)是插裝前的圖，(b)是插裝中的圖，(C)是插裝后的圖。
[0038]圖9是錫焊用的組裝夾具的構(gòu)成圖，(a)是主要部分俯視圖，(b)是從(a)的箭頭K方向觀察的側(cè)截面圖。
[0039]圖10是表示控制端子傾斜的樣子的截面圖。
[0040]圖11是本發(fā)明的實(shí)施方式3的半導(dǎo)體模塊的構(gòu)成圖，(a)是主要部分俯視圖，(b)是從(a)的箭頭A方向觀察的主要部分側(cè)截面圖。
[0041]圖12是圖11所示的樹脂體(通稱螺母套)的構(gòu)成圖，(a)是主要部分俯視圖，(b)是從(a)的箭頭G方向觀察的主要部分側(cè)視圖。
[0042]圖13是表示使用圖12的樹脂體時(shí)的控制端子的狀態(tài)的圖。
[0043]圖14是形成于樹脂體的突起的變形例，(a)是突起為3個(gè)的情況下的俯視圖，(b)為在螺母的兩側(cè)形成直線狀的半圓筒型的突起的情況下的俯視圖。
[0044]圖15是具有獨(dú)立端子的現(xiàn)有的半導(dǎo)體模塊的示意圖，(a)是主要部分俯視圖，(b)是從箭頭P方向觀察(a)的主要部分側(cè)截面圖。
[0045]圖16是將樹脂體配置在錫焊于帶導(dǎo)電圖案絕緣基板的主端子的下側(cè)的構(gòu)成圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0046]下面，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體模塊以及半導(dǎo)體模塊的制造方法的優(yōu)選的實(shí)施方式。
[0047](實(shí)施方式I)
[0048]首先，說明本發(fā)明的實(shí)施方式I。在實(shí)施方式I中，說明本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體模塊。圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I的半導(dǎo)體模塊的構(gòu)成圖，圖1 (a)是主要部分俯視圖，圖1 (b)是從圖1(a)的箭頭A方向觀察的主要部分側(cè)截面圖。圖2是圖1所示的樹脂外殼的構(gòu)成圖，圖2(a)是主要部分俯視圖，圖2(b)是以X-X線切斷的主要部分截面圖，圖2 (c)是從圖2(a)的箭頭B方向觀察的主要部分側(cè)視圖。
[0049]圖3是將主端子和控制端子錫焊在圖1所示的帶導(dǎo)電圖案絕緣基板上的構(gòu)成圖，圖3(a)是主要部分俯視圖，圖3(b)是從圖3(a)的箭頭C方向觀察的主要部分側(cè)截面圖。圖4是圖3所示的控制端子的構(gòu)成圖，圖4(a)是從圖3的箭頭D觀察的圖，圖4(b)是從圖4(a)的箭頭E方向觀察的圖，圖4(c)是從圖4(a)的箭頭F觀察的圖。
[0050]圖5是圖1所示的樹脂體(通稱螺母套)的構(gòu)成圖，圖5(a)是主要部分俯視圖，圖5(b)是從圖5(a)的箭頭G方向觀察的主要部分側(cè)視圖。圖6是將圖5所示的樹脂體配置于控制端子下的圖，圖6(a)是主要部分俯視圖，圖6(b)是從圖6(a)的箭頭H方向觀察的圖，圖6(c)是從圖6(a)的箭頭I方向觀察的圖。
[0051]在圖1、圖2、圖3、圖4、圖5以及圖6中，該半導(dǎo)體模塊100具備:散熱用金屬基板1(散熱基體)；用未圖示的焊錫粘著在該散熱用金屬基板(金屬散熱基板)1上的帶導(dǎo)電圖案絕緣基板2 ;用焊錫3粘著在帶導(dǎo)電圖案絕緣基板2上的主端子(主電路端子)4、控制端子5以及未圖示的半導(dǎo)體芯片；連接半導(dǎo)體芯片彼此、半導(dǎo)體芯片與帶導(dǎo)電圖案絕緣基板的未圖示的焊線(bonding wire);分別固定主端子4以及控制端子5、用在與未圖示的外部布線的連接中的樹脂體6、7 ;以及固定該樹脂體6、7的樹脂外殼8。在樹脂外殼8內(nèi)設(shè)有凝膠9。圖中的符號(hào)28是用于將散熱用金屬基板I安裝在未圖示的冷卻片(cooling fin)上的安裝孔。
[0052]在樹脂外殼8設(shè)有開口部10、11。開口部10、11從樹脂外殼8的側(cè)面起跨到與樹脂外殼8的側(cè)面相連的上表面地連續(xù)形成。該開口部10、11由形成于所述樹脂外殼8的表面的第I開口部、和與該第I開口部相連且形成于前述樹脂外殼8的側(cè)壁的第2開口部構(gòu)成。在該實(shí)施方式I中，第I開口部以及第2開口部通過一體的I個(gè)開口部10、11實(shí)現(xiàn)。主端子4和控制端子5從開口部10、11露出。前述的樹脂體6、7插裝在樹脂外殼8的開口部10、11,固定主端子4和控制端子5。
[0053]如圖3所示，主端子4厚且寬，所以剛性強(qiáng)，另外雙梁構(gòu)造的雙腳部12用焊錫固定，所以難以變形。在主端子4與省略圖示的外部布線連接。主端子4和與該主端子4連接的外部布線，通過將未圖示的螺栓安裝在埋入樹脂體6的螺母14(參照?qǐng)D1)來相互固定。如此，配置在主端子4下的樹脂體6，比起固定主端子4的作用，更發(fā)揮連接外部布線和主端子4的作用。
[0054]控制端子5是單梁構(gòu)造，具備梁14。單梁構(gòu)造的控制端子5的梁14用焊錫3固定單腳部13。由于單腳部13被焊錫3固定，因此，在梁14的寬度狹窄而長的情況下，該梁14的剛性弱，易于變形，從而控制端子5的表面易于向上下、左右發(fā)生位置偏離。在該實(shí)施方式I的半導(dǎo)體模塊100中，如圖1所示，通過在控制端子5的下表面16配置樹脂體7來穩(wěn)固地固定控制端子5。如此，通過在控制端子5的下表面16配置樹脂體7，能可靠地將控制端子5固定在樹脂外殼8。
[0055]在前述的圖1(b)中，未圖示配置于紙面內(nèi)側(cè)的控制端子5。在圖2中，參考程度地示出埋入了螺母14的樹脂體6。在圖3中，未圖示帶導(dǎo)電圖案絕緣基板的各導(dǎo)電圖案和安裝孔。在圖3(b)中未圖示配置于紙面內(nèi)側(cè)的控制端子。在圖4(a)中示出樹脂外殼8的開口部的部位。
[0056]另外，多個(gè)控制端子5能使表面高度17高精度地對(duì)齊。與控制端子5連接的未圖示的外部布線，通過將未圖示的螺栓安裝在埋入樹脂體7的螺母22上來相互固定。配置于控制端子5下的樹脂體7發(fā)揮如下3種作用:固定控制端子5的作用、使控制端子5的表面高度17精度良好地對(duì)齊的作用、連接外部布線和控制端子的作用。作為將螺母22埋入樹脂體7的方法，能使用將樹脂體7和螺母22 —體成形的方法、在樹脂體7形成與螺母22嵌合的凹部并將螺母22嵌合在該凹部的方法等公知的方法。
[0057]如圖4所示，樹脂外殼8的開口部11的側(cè)壁18形成為在內(nèi)部寬、在表面?zhèn)日腻F狀。該開口部11能實(shí)現(xiàn)形成于樹脂外殼8的表面的第I開口部。另外，與該錐形的側(cè)壁18接觸的控制端子5的接觸部19與該錐形吻合(fit)地形成為錐狀。[0058]開口部11的側(cè)壁18和控制端子5的接觸部19構(gòu)成為相互在錐形的部位接觸。通過使開口部11的側(cè)壁18和控制端子5的接觸部19成為錐形，例如，在控制端子5傾斜而與單方的錐形接觸的情況下，在插裝樹脂體7的過程中兩方的錐形的部位接觸。通過將接觸部19收于側(cè)壁18，兩者的錐形接觸，控制端子5的表面20與樹脂外殼8的表面成為平行，能使控制端子5的表面高度17高精度地對(duì)齊。
[0059]另外，側(cè)壁18的形狀從外部朝向內(nèi)部變寬，成為收納接觸部19的錐形狀即可?？梢钥鐚挾日w將側(cè)壁18形成為錐形狀，也可以在側(cè)壁18部分地形成凹部，將該內(nèi)部形成為收納接觸部18的錐形狀。另外，不管是直線的錐形還是研缽(cone)狀的錐形，都可以使用。
[0060]前述的控制端子5示出了單梁構(gòu)造的情況，但在控制端子5的厚度變薄、寬度變窄、剛性變?nèi)酢⒁子谧冃蔚碾p梁構(gòu)造的情況下，通過將樹脂體7配置在控制端子5之下，也能得到相同的效果。但是，由于錫焊控制端子5的空間變大，因此半導(dǎo)體模塊100的外形變大。
[0061]如圖5所示，配置于控制端子5之下的樹脂體7在樹脂性的長方體形成凹部21，在該凹部21內(nèi)埋入金屬制的螺母22?？刂贫俗?的上表面、下表面以及側(cè)面都平坦，在樹脂體7的前端23實(shí)施錐化。從該實(shí)施了錐化一側(cè)向形成于樹脂外殼8的側(cè)面的開口部11插裝。
[0062]如圖1的J部所示那樣，通過在形成于樹脂外殼8內(nèi)部的梁25上載置樹脂體7的底面24(參照?qǐng)D5)，利用梁25阻止了樹脂體7的向下方的移動(dòng)。通過阻止樹脂體7的向下方的移動(dòng)，也阻止了控制端子5的向下方的移動(dòng)。另外，由于用焊錫3將控制端子5的單腳部13粘著在帶導(dǎo)電圖案絕緣基板上，因此阻止了樹脂體7的向上方的移動(dòng)。
[0063]另外，如圖6所示，通過在控制端子5的下表面16配置前述的樹脂體7，使控制端子5的表面高度17高精度地對(duì)齊。另外，與控制端子5以及主端子4連接的外部布線，通過將螺栓安裝在埋入各自的樹脂體7、6的螺母22來相互固定。圖中的26是插裝未圖示的螺栓的形成于控制端子5的安裝孔，圖中的27是插裝未圖示的螺栓的形成于樹脂體5的螺母22的螺紋孔。
[0064](實(shí)施方式2)
[0065]接下來，說明本發(fā)明的實(shí)施方式2。在實(shí)施方式2中說明上述實(shí)施方式I的半導(dǎo)體模塊100的制造方法。圖7是本發(fā)明的實(shí)施方式2的半導(dǎo)體模塊的制造方法，圖7(a)?圖7(c)是以工序順序表示的主要部分制造工序截面圖。以實(shí)施方式I的半導(dǎo)體模塊100的制造方法為例來表示。
[0066]在圖7(a)中，在半導(dǎo)體模塊100的制造時(shí)，在氫氣氛的焊錫爐中錫焊散熱用金屬基板I和帶導(dǎo)電圖案絕緣基板2、帶導(dǎo)電圖案絕緣基板2和未圖示的半導(dǎo)體芯片。另外，用未圖示的焊線連接半導(dǎo)體芯片彼此、半導(dǎo)體芯片和帶導(dǎo)電圖案絕緣基板2的未圖示的導(dǎo)電圖案。進(jìn)而，將主端子4以及控制端子5錫焊在帶導(dǎo)電圖案絕緣基板2上。主端子4以及控制端子5例如能使用圖9所示的組裝夾具來錫焊在帶導(dǎo)電圖案絕緣基板2上。
[0067]接下來，在圖7(b)中，按照主端子4和控制端子5的上部從開在樹脂外殼8的上部的開口部10、11(第I開口部)露出的方式從散熱用金屬基板I的上方蓋上樹脂外殼8，將樹脂外殼8的外壁內(nèi)的下側(cè)周圍粘著在散熱用金屬基板I。之后，在樹脂外殼8內(nèi)填充凝膠9。
[0068]接下來，在圖7 (C)中，從樹脂外殼8的側(cè)面的開口部10、11 (第2開口部)分別將配置了螺母的樹脂體6、7(螺母套)插裝到主端子4以及控制端子5之下。樹脂體6、7以在樹脂外殼8的梁25載置了該樹脂體6、7的下部的狀態(tài)固定主端子4以及控制端子5。即使將前述的樹脂體7替換成后述的圖11以及圖12說明的樹脂體40也能采用同樣的制造方法。
[0069]圖8是表示將樹脂體插裝在樹脂外殼的樣子的圖，圖8 (a)是插裝前的圖，圖8 (b)是插裝中的圖，圖8(c)是插裝后的圖。在圖8中，在將樹脂體7插裝在樹脂外殼8時(shí)，首先使樹脂體7的前端23位于樹脂外殼8的側(cè)面的開口部11 (第2開口部)(參照?qǐng)D8 (a))。
[0070]接下來，一邊使樹脂體7的底面24與樹脂外殼8的側(cè)壁的開口部11接觸一邊使其位于控制端子5的下表面16 (參照?qǐng)D8(b))。進(jìn)而，使樹脂體7在樹脂外殼8的內(nèi)部行進(jìn)，將樹脂體7的前端23載置到形成于樹脂外殼8內(nèi)部的J部的梁25上，并將樹脂體7固定于樹脂外殼8，利用該樹脂體7來固定控制端子5 (參照?qǐng)D8 (c))。
[0071]如圖6(c)所示，控制端子5在其表面20和與表面垂直的面29構(gòu)成為U字型。通過在該U字形的部位配置樹脂體7，即使控制端子5傾斜，也能通過在圖8 (c)所示的工序中使樹脂體7在樹脂外殼8的內(nèi)部行進(jìn)從而使控制端子5返回到正規(guī)的位置。
[0072]如此，通過在易于上下左右可動(dòng)的單梁構(gòu)造的控制端子5之下插裝樹脂體7，并且使樹脂體7的上表面30與控制端子5的下表面16的間隙31較小，能使單梁構(gòu)造的控制端子5的表面高度17高精度地對(duì)齊。
[0073]圖9是錫焊用的組裝夾具的構(gòu)成圖，圖9(a)是主要部分俯視圖，圖9 (b)是從圖9(a)的箭頭K方向觀察的側(cè)截面圖。在圖9中，圖9(a)是將主端子4和控制端子5的上部(表面)插裝在組裝夾具35的凹部36的俯視圖，是從錫焊的雙腳部12以及單腳部13側(cè)觀察的俯視圖。即，在錫焊時(shí)，組裝夾具35的上下成為顛倒。圖9(b)是以圖9(a)的錫焊的雙腳部12以及單腳部13為下方來表示錫焊到帶導(dǎo)電圖案絕緣基板2的狀態(tài)的截面圖。
[0074]使用該組裝夾具35來對(duì)主端子4以及控制端子5進(jìn)行定位，進(jìn)行錫焊。通過使用該組裝夾具35，能用焊錫3將主端子4和控制端子5定位置地粘著在帶導(dǎo)電圖案絕緣基板2上。由于主端子4剛性強(qiáng)，雙腳部12被焊錫3固定，因此難以變形，主端子4的表面高度的精度依賴于在錫焊工序中使用的該組裝夾具35。由于控制端子5具有柔性，因此在錫焊時(shí)用支承臺(tái)37支承梁部14，以使得不會(huì)變形。
[0075]在圖1的半導(dǎo)體模塊100中，通過使用樹脂體7來固定控制端子5，使樹脂體7的上表面30和控制端子5的下表面16的間隙31 (參照?qǐng)D6)較小(例如0.2mm左右)，能使剛性弱的單梁構(gòu)造的控制端子5的表面高度17以±0.25mm以下的高精度對(duì)齊。
[0076]圖10是表示控制端子傾斜的樣子的截面圖。如前述那樣，由于在控制端子5的下表面16和樹脂體7的上表面30之間有間隙31，因此有時(shí)會(huì)控制端子5的表面20傾斜而使得表面高度17不對(duì)齊。在下面的實(shí)施方式3中，說明能進(jìn)一步使控制端子5的表面高度17高精度地對(duì)齊的半導(dǎo)體模塊。
[0077](實(shí)施方式3)
[0078]圖11是本發(fā)明的實(shí)施方式3的半導(dǎo)體模塊的構(gòu)成圖，圖11 (a)是主要部分俯視圖，圖11(b)是從圖11(a)的箭頭A方向觀察的主要部分側(cè)截面圖。圖12是圖11所示的樹脂體(通稱螺母套)的構(gòu)成圖，(a)是主要部分俯視圖，(b)是從(a)的箭頭G方向觀察的主要部分側(cè)視圖。在圖12中示出相當(dāng)于上述實(shí)施方式I的半導(dǎo)體模塊100的說明中的圖5的樹脂體的主體部分構(gòu)成。
[0079]在圖11以及圖12中，本發(fā)明的實(shí)施方式3的半導(dǎo)體模塊200與圖1所示的本發(fā)明的實(shí)施方式I的半導(dǎo)體模塊100比較，具有如下不同:在固定控制端子5的樹脂體40的表面43設(shè)置了微小的突起41 ;在樹脂體40的前端底部44設(shè)置了突出部42。
[0080]如圖12所示，突起41在樹脂體40的表面并且螺母的周圍設(shè)置了多個(gè)(在實(shí)施方式3中為4部位)。突起41呈半球狀的外形。另外，能夠使突起41的高度方向(圖12(a)中的紙面正背面方向、圖12(b)中的紙面上下方向)的尺寸(高度)為0.1mm左右，半球的直徑為0.ΙπιπιΦ左右。通過設(shè)置該突起41，插裝了樹脂體40的狀態(tài)下的突起41的前端部與控制端子5的下表面16之間的間隙，與實(shí)施方式I的插裝了樹脂體7的情況相比，小0.1mm左右。
[0081]圖13是表示使用圖12的樹脂體時(shí)的控制端子的狀態(tài)的圖。如圖13所示，由于有突起41，因此控制端子5的傾斜變小。由此，通過使用樹脂體40，與使用圖2的樹脂體7的情況比較，能進(jìn)一步使多個(gè) 控制端子5的表面高度17高精度地對(duì)齊。
[0082]另外，在通過使用樹脂體40將印刷基板安裝在控制端子5時(shí)，控制端子5的底面與形成于樹脂體40的全部的突起41接觸。由此，控制端子5的表面高度比起安裝印刷基板前，安裝印刷基板后更高精度地對(duì)齊。另外，通過使用樹脂體40，由于印刷基板以平坦的狀態(tài)安裝，因此能使加在印刷基板的應(yīng)力變小，優(yōu)選。
[0083]在將樹脂體40載置在形成于樹脂外殼8內(nèi)部的梁上時(shí)，突出部42作為引導(dǎo)器發(fā)揮功能。如此，通過在樹脂體40設(shè)置突出部42，能容易地將樹脂體40插裝在樹脂外殼8。
[0084]圖14是形成于樹脂體的突起的變形例，圖14(a)是突起為3個(gè)的情況下的俯視圖，圖14(b)是在螺母的兩側(cè)形成了直線狀的半圓筒形的突起的情況的俯視圖。在圖14中，圖14(a)以及圖14(b)的突起41的高度都是0.1mm左右。在圖14中，作為突起41的示例，示出了 2個(gè)種類，但并不限于此。如圖14所示，通過在樹脂體40設(shè)置突起41，能夠比圖1的情況高精度地使控制端子5的表面高度17對(duì)齊。
[0085]圖11的半導(dǎo)體模塊200的制造工序與圖7的工序相同。即，圖11所示的半導(dǎo)體模塊200能通過與圖7所示的制造工序相同的制造工序來制造。但是，在半導(dǎo)體模塊200中，由于如圖11以及圖12所示那樣，在樹脂體40的表面43形成了突起41，因此能使控制端子5的表面高度17高精度地對(duì)齊。
[0086]產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
[0087]如以上那樣，本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體模塊及其制造方法，涉及具有作為獨(dú)立端子的主端子以及控制端子的半導(dǎo)體模塊及其制造方法，特別適于要求多個(gè)控制端子的表面高度高精度地對(duì)齊的半導(dǎo)體模塊及其制造方法。
[0088]符號(hào)說明[0089]I散熱用金屬基板[0090]2帶導(dǎo)電圖案絕緣基板[0091]3焊錫[0092]4主端子[0093]5控制端子[0094]6樹脂體(主端子用)[0095]7樹脂體(控制端子用)[0096]8樹脂外殼[0097]9凝膠[0098]10開口部(主端子)[0099]11開口部(控制端子)[0100]12雙腳部[0101]13單腳部[0102]14梁(控制端子的一部分)[0103]16下表面(控制端子)[0104]17表面高度[0105]18側(cè)壁[0106]19接觸部[0107]20表面(控制端子)[0108]21凹部(樹脂體)[0109]22螺母[0110]23前端[0111]24底面[0112]25梁[0113]26安裝孔(控制端子)[0114]27螺紋孔[0115]28安裝孔(散熱用金屬基板)[0116]29垂直的面[0117]30上表面(樹脂體)[0118]31間隙[0119]35組裝夾具 [0120]36凹部(組裝夾具)[0121]37支承臺(tái)[0122]41突起[0123]42突出部[0124]43表面(樹脂體40)[0125]44前端底部
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體模塊，其特征在于，具備:金屬散熱基板；粘著在所述金屬散熱基板上的帶導(dǎo)電圖案絕緣基板；粘著在所述帶導(dǎo)電圖案絕緣基板上的半導(dǎo)體芯片；用焊錫粘著在所述帶導(dǎo)電圖案絕緣基板上的主電路端子以及控制端子；具有使所述主電路端子的表面以及所述控制端子的表面的至少一方分別露出的第I開口部，并粘著在所述金屬散熱基板的樹脂外殼；插裝在形成于構(gòu)成所述樹脂外殼的側(cè)壁的第2開口部，并埋入有固定所述主電路端子以及所述控制端子的至少一方的螺母的樹脂體；和填充在所述樹脂外殼內(nèi)的樹脂材料，所述第I開口部具有所述表面?zhèn)茸冋腻F形的側(cè)壁，所述控制端子具有在從所述第I開口部露出的狀態(tài)下與該第I開口部的錐形的側(cè)壁接觸的錐形的接觸部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，埋入有固定所述控制端子的所述螺母的所述樹脂體具備微小突起，該微小突起設(shè)置在該樹脂體的表面的比埋入該樹脂體的所述螺母的開口部靠外周側(cè)的部位，向插裝在所述控制端子之下的狀態(tài)下的上方突出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 埋入有固定所述控制端子的所述螺母的所述樹脂體具備突出部，該突出部向該樹脂體的下側(cè)的該樹脂體插裝到所述第2開口部的插裝方向的前端側(cè)突出。
4.一種半導(dǎo)體模塊的制造方法，其特征在于，包含:在氫氣氛的焊錫爐錫焊金屬散熱基板和帶導(dǎo)電圖案絕緣基板、帶導(dǎo)電圖案絕緣基板和半導(dǎo)體芯片的工序；使用規(guī)定的組裝夾具將主電路端子以及控制端子錫焊到所述帶導(dǎo)電圖案絕緣基板的工序；在通過焊錫焊接有所述主電路端子以及所述控制端子的帶導(dǎo)電圖案絕緣基板，從上方蓋上樹脂外殼，使得所述主電路端子以及所述控制端子的至少一方的上部從向上方開口的第I開口部露出，并將該樹脂外殼的側(cè)壁的下側(cè)周圍粘著在所述金屬散熱基板的工序；通過分別將埋入有螺母的樹脂體從所述第2開口部插裝到所述主電路端子以及所述控制端子的至少一方之下從而將該樹脂體載置在形成于所述樹脂外殼內(nèi)部的梁上，通過該樹脂體固定所述主電路端子以及所述控制端子的至少一方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體模塊的制造方法，其特征在于，所述第I開口部具有所述表面?zhèn)茸冋腻F形的側(cè)壁，所述控制端子具有錐形的接觸部，該接觸部在通過在進(jìn)行所述粘著的工序中從上方將所述樹脂外殼蓋在所述帶導(dǎo)電圖案絕緣基板上而從所述第I開口部露出的狀態(tài)下，與所述第I開口部的錐形的側(cè)壁接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的半導(dǎo)體模塊的制造方法，其特征在于，埋入有固定所述控制端子的所述螺母的所述樹脂體具備微小突起，該微小突起設(shè)置在該樹脂體的表面的比埋入該樹脂體的所述螺母的開口部靠外周側(cè)的部位，向插裝在所述控制端子之下的狀態(tài)下的上方突出，進(jìn)行所述固定的工序中，在所述樹脂體插裝在所述控制端子之下的狀態(tài)下，通過使所述微小突起與該控制端子抵接來固定該控制端子。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的半導(dǎo)體模塊的制造方法，其特征在于，埋入有固定所述控制端子的所述螺母的所述樹脂體具備突出部，該突出部向該樹脂體的下側(cè)的該樹脂體插裝到 所述第2開口部的插裝方向的前端側(cè)突出。
【文檔編號(hào)】H01L23/48GK103430306SQ201180068823
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月16日
【發(fā)明者】小平悅宏 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社