半導(dǎo)體裝置及其制造方法
【專利摘要】控制端子（13）焊接在形成導(dǎo)電圖案的絕緣襯底（42）上，該襯底牢固地固定至散熱基座（41）圖案。樹脂外殼（1）被結(jié)合到該散熱基座（41）的邊緣，并覆蓋該散熱基座（41）的形成導(dǎo)電圖案的絕緣襯底（42）側(cè)。該控制端子（13）從該樹脂外殼（1）的開口（2）被暴露在該樹脂外殼（1）外。設(shè)置在該控制端子（13）一側(cè)端面（14）上的第一及第二突出部分（16、17），以及被插入樹脂外殼（1）開口（2）內(nèi)的樹脂塊（21）的凸起梯狀部（26），彼此相配。因此，提供了一種半導(dǎo)體裝置，其中即使諸如壓縮載荷或拉伸載荷之類的外力被施加至控制端子（13），該控制端子（13）不陷入該樹脂外殼（1）或被拉出該樹脂外殼（1）。
【專利說明】半導(dǎo)體裝置及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，其中控制端子可高度準(zhǔn)確地固定至樹脂外殼，以及制造這樣的半導(dǎo)體裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]常規(guī)地認(rèn)為IGBT模塊其中作為外部引線端子的主端子以及控制端子被焊接形成于絕緣襯底上的導(dǎo)電圖案(電路圖案)(下文中稱為“圖案化絕緣襯底”)上(例如，見以下的專利文獻I)。專利文獻I使用獨立的端子作為該外部引線端子。這些獨立端子沒有固定至樹脂外殼，意即它們沒有被插入模制到樹脂外殼中。這些獨立端子由螺母球電連接至外部電線，螺母球是配合在一起的螺母和螺母接收件的樹脂結(jié)構(gòu)。
[0003]隨著最近IGBT模塊集成度的增加，該封裝的圖案化絕緣襯底和外部引線端子之間的結(jié)合在IGBT模塊的組裝中需要強壯而可靠。另外，當(dāng)在該圖案化絕緣襯底上安裝外部引線端子時，部署封裝的外部引線端子的位置需要精確。現(xiàn)在參看圖19描述常規(guī)的IGBT模塊的結(jié)構(gòu)。
[0004]圖19是橫截面圖，示出了具有獨立端子的常規(guī)IGBT模塊的各基本部分的配置。作為外部引線端子的主端子53和控制端子54，被焊接或焊到固定附著在散熱基座51上的圖案化絕緣襯底52上。樹脂外殼55被接合到散熱基座51的邊緣。散熱基座51靠近圖案化絕緣襯底52的部分由樹脂外殼55覆蓋。開口 56、57形成于該樹脂外殼上，以便該主端子53以及控制端子54通過開口 56、57露出樹脂外殼55外。
[0005]專利文獻1:美國專利說明書N0.6597585
[0006]圖19所示的常規(guī)IGBT模塊具有的問題在于當(dāng)壓縮載荷施加至控制端子54時，該控制端子54會陷入樹脂外殼55內(nèi)。在其中控制端子54被焊至圖案化絕緣襯底52或該控制端子54輕微變形的情況下，圖案化絕緣襯底可能被施加在該控制端子54上的壓縮載荷所損壞。
[0007]另一個問題在于施加在該控制端子54上的拉伸載荷撕裂控制端子54和圖案化絕緣襯底52之間的接合，將控制端子54從樹脂外殼55中拉出。因此這個常規(guī)結(jié)構(gòu)允許該控制端子54易于移動，難以高精度地將控制端子54防止并固定在樹脂外殼55內(nèi)。特別是當(dāng)控制端子的臂部58較長時，控制端子54易于變形，使之更難以準(zhǔn)確地定位控制端子54。
[0008]發(fā)明公開
[0009]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體裝置，其中即使當(dāng)向該控制端子施加壓縮載荷或拉伸載荷時，控制端子被阻止上下移動且可被固定至樹脂外殼，以及制造這樣的半導(dǎo)體裝置的方法。為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種其中可精確地確定控制端子的位置的半導(dǎo)體裝置，以及該制造這樣的半導(dǎo)體裝置的方法。
[0010]為了達到解決前述問題并實現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置具有以下特性?？刂贫俗颖还潭ǖ馗竭B至圖案化絕緣襯底。在控制端子上形成第一突出。在控制端子上與該第一突出分離地形成第二突出。在第一突出和第二突出間形成凹谷。部署樹脂外殼以覆蓋該圖案化絕緣襯底，該樹脂外殼具有使控制端子通過其中的開口。在樹脂外殼開口的側(cè)壁上形成第一凹部。在樹脂外殼的開口底部部署一梁部。在該梁部上形成第二凹部。與樹脂外殼開口的側(cè)壁一起保持控制端子以使控制端子固定在樹脂外殼內(nèi)的樹脂塊，被插入樹脂外殼的開口。在該樹脂塊中形成嵌入控制端子凹谷的凸起梯狀部。在樹脂塊的側(cè)面上形成將嵌入第一凹部的第三突出。在該樹脂塊的底面上形成將嵌入第二凹部的第四突出。
[0011]根據(jù)前述發(fā)明，在本發(fā)明所述的半導(dǎo)體裝置中，該樹脂塊的底面以及該梁部可以通過粘合劑固定至彼此。
[0012]根據(jù)前述發(fā)明，在本發(fā)明所述的半導(dǎo)體裝置中，該梁部可設(shè)置有儲液器，防止流體形式的粘合劑流向控制端子。
[0013]為了解決上述問題并實現(xiàn)本發(fā)明目的，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置具有以下特性?？刂贫俗庸潭ǖ馗竭B至圖案化絕緣襯底。配置樹脂外殼以覆蓋該圖案化絕緣襯底，該樹脂外殼具有開口使得控制端子通過。在樹脂外殼的開口側(cè)壁的上側(cè)形成第一梯狀部以開口內(nèi)部突出。與樹脂外殼開口的側(cè)壁一起保持控制端子以將控制端子固定至樹脂外殼的樹脂塊，被插入該樹脂外殼的開口。在樹脂塊側(cè)面上形成凸起的第二梯狀部該第二梯狀部具有與第一梯狀部接觸地相配的傾斜上表面。
[0014]為了達到解決上述問題并實現(xiàn)本發(fā)明目的，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置具有以下特性?？刂贫俗庸潭ǖ馗竭B至圖案化絕緣襯底。部署樹脂外殼以覆蓋該圖案化絕緣襯底，該樹脂外殼具有使控制端子通過的開口。樹脂塊被插入該樹脂外殼的開口，該樹脂塊通過接觸控制端子的一部分并將控制端子的這部分轉(zhuǎn)至預(yù)定位置來確定控制端子的位置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體裝置的方法是制造半導(dǎo)體裝置的方法，該半導(dǎo)體裝置包括固定地附連至圖案化絕緣襯底的控制端子、以及部署為覆蓋圖案化絕緣襯底的樹脂外殼，該樹脂外殼具有使控制端子通過其中的開口，為了解決上述問題并實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本方法具有如下特性。首先，控制端子穿過樹脂外殼的開口以使控制端子從該開口被部分暴露，且然后該樹脂外殼被部署為覆蓋圖案化絕緣襯底。接著，一樹脂塊被插入并安裝在該樹脂外殼開口內(nèi)，且形成于該樹脂塊側(cè)面的凸起梯狀部被嵌入控制端子上兩個突出之間形成的凹谷。形成在樹脂塊側(cè)面的突出被嵌入形成于樹脂外殼開口側(cè)壁上的凹部。此外，形成在樹脂塊底面的突出被嵌入形成在樹脂外殼開口底部處的梁部上的凹部。因此，控制端子、樹脂外殼，以及樹脂塊相配在一起，定位并固定著控制端子。
[0016]根據(jù)前述發(fā)明，該種半導(dǎo)體裝置的方法可進一步包括將粘合劑應(yīng)用于梁部的步驟，從而將樹脂塊與樹脂外殼結(jié)合在一起。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體裝置的方法是制造半導(dǎo)體裝置的方法，該半導(dǎo)體裝置包括固定地附連至圖案化絕緣襯底的控制端子、和配置為覆蓋該圖案化絕緣襯底的樹脂外殼，且該樹脂外殼具有使控制端子通過其中的開口，為了解決上述問題并實現(xiàn)本發(fā)明目的，該方法具有如下特性。首先，該方法執(zhí)行用樹脂外殼覆蓋該圖案化絕緣襯底并將控制端子的一部分穿過樹脂外殼開口的步驟。接著，該方法執(zhí)行通過將樹脂塊插入該樹脂外殼開口來確定控制端子位置的步驟，使樹脂塊與控制端子的一部分接觸，并將控制端子的該部分轉(zhuǎn)至預(yù)定位置。[0018]根據(jù)前述發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，通過樹脂塊將控制端子的那部分轉(zhuǎn)向直到控制端子與樹脂外殼開口側(cè)壁接觸，該側(cè)壁位于樹脂塊插入方向的前方。
[0019]根據(jù)前述發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體裝置的方法，其特征在于，形成于樹脂塊側(cè)面上的凸起梯狀部的傾斜上表面與該開口側(cè)壁上側(cè)的向該樹脂外殼開口內(nèi)部突出的梯狀部配合，以將該樹脂塊固定至樹脂外殼。
[0020]根據(jù)本發(fā)明，由于設(shè)置在控制端子側(cè)端面上的兩個突出與插入該樹脂外殼開口的樹脂塊的凸起梯狀部配合，控制端子可被固定至樹脂外殼從而不被外力移動。因此，即使向控制端子施加諸如壓縮載荷或拉伸載荷之類的外力，控制端子仍可避免陷入該樹脂外殼或從樹脂外殼被拉出。
[0021]進一步，根據(jù)本發(fā)明，作為將該控制端子保持在樹脂塊側(cè)面與樹脂外殼開口側(cè)壁之間并將樹脂塊的凸起梯狀部嵌入控制端子兩個突出之間的谷內(nèi)的結(jié)果，控制端子可被適當(dāng)?shù)毓潭ㄖ翗渲鈿ぁ亩?，可高度?zhǔn)確地確定控制端子的位置。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置及其制造方法，即使在向控制端子施加壓縮載荷或拉伸載荷時，發(fā)揮了將控制端子固定至樹脂外殼，避免控制端子的垂直移動的效果，。根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置及其制造方法還可發(fā)揮以高準(zhǔn)確度定位控制端子的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是說明圖，示出了根據(jù)本發(fā)明實施例1的半導(dǎo)體裝置的各基本部件的配置；
[0024]圖2是說明圖，示出了圖1所示的樹脂外殼的控制端子附近的各基本部件的配置；
[0025]圖3是說明圖，示出了圖1所示的控制端子的配置；
[0026]圖4是說明圖，示出了樹脂塊的配置，圖1所示的控制端子通過該樹脂塊進行定位和固定；
[0027]圖5是說明圖，示出了控制端子以及樹脂塊被插入并安裝在圖2所示樹脂外殼的開口中；
[0028]圖6是說明圖，示出了將圖1的樹脂塊插入該樹脂外殼的方法的示例；
[0029]圖7是說明圖，示出了在制造過程中的本發(fā)明實施例2的半導(dǎo)體裝置；
[0030]圖8是說明圖，示出了本發(fā)明實施例2的半導(dǎo)體裝置，其正處于圖7所示制造步驟的后一制造步驟；
[0031]圖9是說明圖，示出了本發(fā)明實施例2的半導(dǎo)體裝置，其正處于圖8所示制造步驟的后一制造步驟；
[0032]圖10是說明圖，示出了本發(fā)明實施例2的半導(dǎo)體裝置，其正處于圖9所示制造步驟的后一制造步驟；
[0033]圖11是說明圖，示出了根據(jù)本發(fā)明實施例3的半導(dǎo)體裝置的各基本部件的配置；
[0034]圖12是說明圖，示出了根據(jù)本發(fā)明實施例3的半導(dǎo)體裝置的各基本部件的配置；
[0035]圖13是說明圖，示出了處于制造過程中的本發(fā)明實施例3的半導(dǎo)體裝置；
[0036]圖14是說明圖，示出了處于制造過程中的本發(fā)明實施例3的該半導(dǎo)體裝置；
[0037]圖15是說明圖，示出了處于制造過程中的本發(fā)明實施例3的該半導(dǎo)體裝置；[0038]圖16是說明圖，示出了處于制造過程中的本發(fā)明實施例3的該半導(dǎo)體裝置；
[0039]圖17是說明圖，示出了處于制造過程中的本發(fā)明實施例3的該半導(dǎo)體裝置；。
[0040]圖18是說明圖，示出了處于制造過程中的本發(fā)明實施例3的該半導(dǎo)體裝置；以及
[0041]圖19是橫截面圖，示出了具有獨立端子的常規(guī)IGBT模塊的各基本部件的配置。
[0042]最佳實施方案
[0043]現(xiàn)在將參看響應(yīng)附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置及其制造方法的優(yōu)選實施例。在以下對于每個實施例及附圖的說明中，相同附圖標(biāo)記用于指示相同配置，因此省略重復(fù)的解釋。
[0044](實施例1)
[0045]參看圖1至圖6進行說明根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的配置。圖1是說明圖，示出了根據(jù)本發(fā)明實施例1的半導(dǎo)體裝置的各基本部件的配置。圖1 (a)是根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體裝置100的俯視圖。圖1 (b)是沿圖1 (a)中線X-X所取的側(cè)視圖。圖1 (c)是以圖
1(a)中所示箭頭A的方向所視的主端子43的前視圖。圖1 (d)是示出圖1 (b)中所示矩形截面B的細(xì)節(jié)的截面圖。該半導(dǎo)體裝置100是，例如，IGBT模塊。
[0046]如圖1中所示，該半導(dǎo)體裝置100具有樹脂外殼1、散熱基座41、圖案化絕緣襯底42、螺母球45、主端子43、控制端子13、和樹脂塊21。該圖案化絕緣襯底42固定地附連至散熱基座41。樹脂外殼I結(jié)合至散熱基座41的邊緣以覆蓋散熱基座41靠近圖案化絕緣襯底42的部分。引出(連接)到外部的獨立端子，主端子43和控制端子13，被焊接或焊至圖案化絕緣襯底42。主端子43以及控制端子13是未被插入模制到樹脂外殼I的獨立端子。
[0047]主端子43以及控制端子13分別從開口 44以及開口 2露出樹脂外殼I外，這些開口形成在樹脂外殼的上表面上。主端子43以及控制端子13分別通過螺母球45以及樹脂塊21固定。特定地，主端子43呈倒“U”的形狀，其上部區(qū)域(“U”的底部)從該樹脂外殼I上表面的開口 44露出樹脂外殼I之外。主端子43的兩個腳部46 (“U”的開口端)被焊接或焊至圖案化絕緣襯底42。該螺母球45被插在主端子43的兩個腳部46之間以便從形成在樹脂外殼I側(cè)面的開口 44穿過主端子43的U形曲線下方，從而固定主端子43。
[0048]控制端子13基本被垂直設(shè)置在圖案化絕緣襯底42上，并被配置為具有垂直部和耦合部，該垂直部的一端露出樹脂外殼I外，且該耦合部耦合至該垂直部的另一端，從而與該垂直部一起形成基本L形。控制端子13耦合部的一端，與靠近垂直部的耦合部的那端相對，通過基本垂直在該圖案化絕緣襯底42上的接合件，被焊接或焊至圖案化絕緣襯底42?？刂贫俗?3的垂直部的側(cè)端面(以下簡稱為“側(cè)端面”)14設(shè)置為具有第一及第二突出16和17以及在第一突出16及第二突出17之間形成的凹谷18。樹脂塊21被嵌入控制端子13的谷18,藉此定位并固定控制端子13。
[0049]現(xiàn)在詳細(xì)描述樹脂外殼I的控制端子13的附近、控制端子13，以及樹脂塊21的配置。圖2是說明圖，示出圖1所示的樹脂外殼控制端子附近的各基本部件的配置。圖2(a)是該樹脂外殼的俯視圖。圖2 (b)是樹脂外殼I的前視圖，示出位于箭頭C的方向的圖
2(a)。樹脂外殼I具有形成為連接至樹脂外殼I的上表面及側(cè)面的開口 2。在這個開口 2的底部中形成梁部3。第一檐部(第一梯狀部)8，凸起從而從該開口 2的兩側(cè)側(cè)壁5向該開口 2的內(nèi)部突出，形成在該開口 2的兩側(cè)側(cè)壁5的上側(cè)。
[0050]第二檐部(梯狀部)9，凸起從而向該開口 2的內(nèi)部突出，形成在開口 2的前側(cè)壁上。開口 2的前側(cè)壁是放置為面對開口 2 口的側(cè)壁，位于樹脂外殼I側(cè)面附近。第一凹部6被加工形成于開口 2的兩側(cè)側(cè)壁5以向該開口 2的外延伸。第一凹部6被部署為離開該第一檐部8。第二凹部7形成于梁部3內(nèi)從而向下延伸(向著散熱基座41)。此外，使得控制端子13穿過的通孔4，形成于梁部3。進一步，第三凹部10以及儲液器11形成于梁部3。粘合劑，未示出，被滴落(施加)在該第三凹部10上。該儲液器11防止粘合劑流向控制端子13。
[0051]圖3是說明圖，示出了圖1所示的控制端子的配置。圖3 (a)是控制端子13的側(cè)視圖。圖3(b)是控制端子13的俯視圖。兩個突出，第一及第二突出16和17，并排形成于控制端子13的側(cè)端面14?？刂贫俗?3的側(cè)端面14還具有在該第一和第二突出16和17之間形成的谷18。如將在下面說明的，形成于該樹脂塊21的各側(cè)面上的凸起梯狀部(第二梯狀部)26的前端27，被嵌入該谷18。圖3中所示附圖標(biāo)記15代表構(gòu)成控制端子13的垂直部的平板(以下簡稱為“平板”)。該半導(dǎo)體裝置100組裝后，梯狀部26的前端27面向控制端子13的側(cè)端面14。附圖標(biāo)記13a至13c分別代表控制端子13的垂直部、耦合部和接合件。
[0052]圖4是說明圖，示出了樹脂塊的配置，圖1所示的控制端子即通過該樹脂塊被定位和固定。圖4 (a)是樹脂塊21的俯視圖。圖4 (b)是樹脂塊21的仰視圖。圖4 (c)是樹脂塊21的側(cè)視圖。第三突出23被形成于樹脂塊21的各側(cè)面22上。第四突出25被加工形成于樹脂塊21的底面24。凸起梯狀部26被加工形成于該樹脂塊21的各個側(cè)面22。
[0053]該凸起梯狀部26被形成于樹脂塊21的各個側(cè)面的下側(cè)，在樹脂塊21的后端。在半導(dǎo)體裝置組裝后，樹脂塊21的后端置于開口 2在樹脂外殼I側(cè)面的口處。凹槽29形成于該樹脂塊21的前端28。該凸起梯狀部26的前端27被嵌入控制端子13上第一和第二突出16和17之間形成的谷18中。在半導(dǎo)體裝置組裝后，樹脂塊21的前端28放置為面對樹脂外殼I上開口2的前側(cè)壁。
[0054]圖5是說明圖，示出了控制端子以及樹脂塊被插入并安裝在圖2所示樹脂外殼的開口中。圖5 (a)是示出控制端子13以及該樹脂塊21被插入并安裝在該樹脂外殼I的開口 2中的俯視圖。圖5 (b)是在圖5 (a)所示箭頭D方向查看的前視圖。圖5 (c)是示出樹脂塊21各側(cè)面22上凸起梯狀部26的前端27被嵌入控制端子13上第一和第二突出16和17之間形成的谷18中的截面圖。
[0055]該控制端子13的平板15被樹脂外殼I開口 2的各側(cè)壁5以及樹脂塊21的各側(cè)面22壓住，藉此將該控制端子13以垂直于該箭頭D方向的方向(垂直于該控制端子13平板15的方向)固定在適當(dāng)位置。位于樹脂塊21各側(cè)面22上的凸起梯狀部26的前端27被嵌入控制端子13上第一和第二突出16和17之間形成的谷18內(nèi)，藉此將該控制端子13在箭頭D的方向固定在適當(dāng)位置。以此方式，通過使用樹脂外殼I開口 2的側(cè)壁5以及樹脂塊21按壓控制端子13的平板15以及側(cè)端面14，可準(zhǔn)確地定位并固定控制端子13。
[0056]接著描述圖1所示半導(dǎo)體裝置的制造方法。如圖1所示，將該圖案化絕緣襯底42焊接到散熱基座41上后，主端子43以及控制端子13，作為獨立端子，被焊接到該圖案化絕緣襯底42上。具體地，主端子43的兩個腳部46被焊接到該圖案化絕緣襯底42上。該控制端子13的接合件被焊接到該圖案化絕緣襯底42上。
[0057]然后該圖案化絕緣襯底42由樹脂外殼I覆蓋，以使主端子43的上表面以及該控制端子13的上部暴露在樹脂外殼I外，然后樹脂外殼I的下部被結(jié)合到該散熱基座41的邊緣。之后，螺母球45被插入并安裝以便從設(shè)置在該樹脂外殼I側(cè)面的開口 44穿過該主端子43的下方。螺母球45是螺母和螺母接收件組合在一起形成的樹脂結(jié)構(gòu)并呈例如長方體(桿狀長方體)形狀。該螺母被嵌入該螺母接收件以便可以在該接收螺母內(nèi)自由地上下移動。
[0058]主端子43呈圖1 (C)所示的倒“U”形，且螺母球45被插入并安裝以從主端子43的U形曲線下穿過。主端子43的上部露出該樹脂外殼I外。將安裝在外部引線上的安裝孔形成在暴露在樹脂外殼I外的主端子43的上部。然后，圖3所示的控制端子13被插入圖2所示的樹脂外殼I開口 2底部的各通孔4，圖4所示的樹脂塊21被從該樹脂外殼I側(cè)面上的開口 2橫向插入并安裝，以準(zhǔn)確地定位并固定控制端子13。此處橫向表示平行于該圖案化絕緣襯底42主表面的方向。
[0059]此時，樹脂塊21各側(cè)面22上的凸起梯狀部26前端27被嵌入該控制端子13的第一和第二突出16和17之間形成的谷18內(nèi)。因此，當(dāng)向控制端子13施加壓縮載荷時，樹脂塊21各側(cè)面22上的凸起梯狀部26前端27會被抓在第二突出17處，且當(dāng)向向控制端子13施加拉伸載荷時，會在第一突出16被抓住。這可防止該控制端子13陷入該樹脂外殼1，或被拉出該樹脂外殼I外。
[0060]由于該控制端子13的平板15及側(cè)端面14被保持在樹脂外殼I的開口 2以及樹脂塊21之間，控制端子13被定位并固定在該樹脂外殼I內(nèi)，與該外部引線端子被插入模制到該樹脂外殼I中一樣準(zhǔn)確。另外，即使當(dāng)控制端子13變形時，將控制端子13的平板15以及側(cè)端面14保持在樹脂外殼I開口 2與樹脂塊21之間可糾正該變形。
[0061]當(dāng)樹脂塊21被插入樹脂外殼I開口 2時，樹脂塊21各側(cè)面22上的第三突出23以及樹脂塊21底面24上的第四突出25分別被嵌入樹脂外殼I開口 2側(cè)壁5上的第一凹部6以及樹脂外殼I開口 2底部梁部3上的第二凹部7。結(jié)果，樹脂塊21可以被準(zhǔn)確地定位并固定在樹脂外殼I內(nèi)。
[0062]當(dāng)樹脂塊21被插入該樹脂外殼I開口 2時，該形成于樹脂塊21各側(cè)面22下側(cè)上的凸起梯狀部26被配合至形成于樹脂外殼I開口 2上側(cè)的第一檐部8下方。此外，形成于樹脂外殼I開口 2前側(cè)壁的第二檐部9被嵌入形成于樹脂塊21前端28的凹槽29。這進一步地將樹脂塊固定至樹脂外殼I。該術(shù)語“前”表示樹脂塊21從樹脂外殼I各側(cè)面22上的開口 2被插入的方向。嵌入樹脂外殼I的樹脂塊21的上表面及前表面露出樹脂外殼I外。
[0063]進一步地，通過未示出的粘合劑固定樹脂塊21的底面24和位于樹脂外殼I開口 2底部的梁部3。梁部3設(shè)置有儲液器U、容納液體粘合劑使其在固定前不流向控制端子13的溝槽，如圖2所示。第三凹部10形成于梁部3的中央，液體粘合劑部署在其中，而位于樹脂塊21底面24上的第五突出30被嵌入第三凹部10。
[0064]以此方式，通過粘合劑的方式來互相固定和結(jié)合樹脂外殼I及樹脂塊21，可實現(xiàn)樹脂外殼I和樹脂塊21之間更強的固定。
[0065]如上所述，通過將該樹脂塊21凸起梯狀部26前端27插入控制端子13第一和第二突出16和17之間形成的谷18內(nèi)，控制端子13可準(zhǔn)確地定位和固定在樹脂外殼I內(nèi)。結(jié)果，這可防止當(dāng)向控制端子13施加壓縮載荷時控制端子13陷入樹脂外殼I內(nèi)。當(dāng)向控制端子13施加拉伸載荷時，也可防止控制端子13被拉出樹脂外殼I外。[0066]樹脂塊21的側(cè)面22以及底面24分別設(shè)置有第三突出23以及第四突出25，而該樹脂外殼I的開口 2的側(cè)壁5及梁部3分別設(shè)置有第一凹部6以及第二凹部7。將第三突出23嵌入第一凹部6，且將第四突出25嵌入第二凹部7，可防止樹脂塊21從樹脂外殼I被移除。
[0067]當(dāng)多個控制端子13連接至圖案化絕緣襯底42時，半導(dǎo)體裝置100可使得樹脂外殼I具有與控制端子13相同多數(shù)量的開口 2以及與該樹脂外殼I開口 2相同多數(shù)量的樹脂塊21。在這種情況下，例如，樹脂塊21可以分別被插入樹脂外殼I的開口 2內(nèi)。圖6是說明圖，示出了將圖1中的樹脂塊插入樹脂外殼的方法的示例?，F(xiàn)在將描述其中半導(dǎo)體裝置100具有含兩個開口 2 (以下為開口 2a，2b)的樹脂外殼I以及兩個樹脂塊21 (以下為樹脂塊21a, 21b)的示例。
[0068]如圖6所示，一旦樹脂塊21a、21b樹脂模制成型，樹脂塊21a、21b已經(jīng)用連接器31預(yù)先互相連接，樹脂塊21a、21b之間留下的間隔與該樹脂外殼I的開口 2a、2b之間的間隔一樣。在將樹脂塊21a、21b插入并安裝入至樹脂外殼I的開口 2a、2b后，連接器31 (也被稱為“流道”)例如在樹脂外殼I的開口 2a、2b附近的虛線32處被切斷，藉此移除連接器31。通過將樹脂塊21a、21b以上述方式插入樹脂外殼I開口 2a、2b，可將樹脂塊21a、21b有效地插入和安裝到樹脂外殼I內(nèi)，提高該半導(dǎo)體裝置100的組裝簡易度。
[0069]進一步，增加圖1所示樹脂塊21側(cè)面22上第三突出23的尺寸，可提高樹脂塊21和樹脂外殼I之間的嵌合。因此，在不適用粘合劑的情況下，樹脂塊21可準(zhǔn)確地固定至樹脂外殼I。這樣做時，該樹脂塊21底面24上形成的第四突出25并非必要。
[0070]盡管該端子43以及控制端子13在實施例1中被描述為獨立端子，但主端子43并不必須是獨立端子。
[0071](實施例2)
[0072]現(xiàn)在詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的制造半導(dǎo)體裝置的方法。圖7至圖10是各自示出在制造過程中的本發(fā)明實施例2的半導(dǎo)體裝置。根據(jù)實施例2的制造半導(dǎo)體裝置的方法是制造圖1至圖6所示實施例1的半導(dǎo)體裝置100的制造方法。從圖7至圖10，Ca)是圖示出整個半導(dǎo)體裝置100的截面圖，而(b)是示出控制端子13附近的區(qū)域的放大的俯視圖。
[0073]如圖7所示，一半導(dǎo)體芯片，未示出，主端子43和控制端子13通過焊接方式(或有時焊)固定在圖案化絕緣襯底42上，圖案化絕緣襯底42被固定在散熱基座41上。接著，安裝樹脂外殼I以覆蓋圖案化絕緣襯底42。主端子43從樹脂外殼I開口 44的上面露出，而控制端子13通過形成在開口 2底部的通孔4。因此，樹脂外殼I的下部結(jié)合至散熱基座41的邊緣。然后螺母球45從主端子43的下方穿過從而固定至樹脂外殼I。
[0074]接著，如圖8所示，液體粘合劑47a滴落(或施加)在該樹脂外殼I開口 2底部設(shè)置的梁部3上形成的第三凹部10上。
[0075]接著，樹脂塊21被插入并安裝到樹脂外殼I的開口 2內(nèi)，如圖9所示。這樣做時，樹脂塊21各側(cè)面22上凸起梯狀部26的前端27被嵌入控制端子13第一及第二突出16及17之間形成的谷18內(nèi)。樹脂塊21的第三突出23被嵌入形成在樹脂外殼I開口 2側(cè)壁5上的第一凹部6，而樹脂塊21的第四突出25被嵌入形成在樹脂外殼I開口 2底部的梁部3上的第二凹部7，從而定位并固定該控制端子13于該樹脂外殼I。
[0076]其后，如圖10所示，第三凹部10中的液體粘合劑47a凝固，將位于樹脂外殼I開口底部的梁部3更牢固地固定至樹脂塊21的底面24。在不使用粘合劑47的情況下，可簡單地將樹脂塊21嵌入樹脂外殼I。
[0077](實施例3)
[0078]現(xiàn)在參看圖11和12描述本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的另一種配置，作為實施例3。圖11和圖12都是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例3的半導(dǎo)體裝置的各基本部件的配置的說明圖。根據(jù)實施例3的半導(dǎo)體裝置是圖1至圖6所示實施例1的半導(dǎo)體裝置的變形。圖11示出圖1所示樹脂外殼控制端子附近各基本部件的其他配置。圖11 (a)是樹脂外殼I的俯視圖。圖11 (b)是樹脂外殼I的前視圖，示出在箭頭E方向的圖11 (a)。圖12示出了樹脂塊的其他配置，圖1所示的控制端子通過該樹脂塊被定位和固定。圖12 Ca)是樹脂塊21的俯視圖。圖12 (b)是樹脂塊21的仰視圖。圖12 (c)是該樹脂塊21的側(cè)視圖。
[0079]圖11及圖12所示的實施例3的半導(dǎo)體裝置與實施例1的半導(dǎo)體裝置不同之處在于，在不使用粘合劑的情況下，通過壓配將樹脂塊21嵌入樹脂外殼I的開口 2內(nèi)。特定地，位于樹脂塊21側(cè)面22的凸起梯狀部26的上表面26a從梯狀部26的后端向前端27向下傾斜。
[0080]通過利用梯狀部26的傾斜上表面26a，當(dāng)樹脂塊21插入樹脂外殼I的開口 2時，梯狀部26的前端27被防止接觸到形成在樹脂外殼I開口 2側(cè)壁5上側(cè)的第一檐部8。由于這樣的配置，樹脂塊21可易于簡單地插入樹脂外殼I的開口 2內(nèi)。
[0081]由于梯狀部26的上表面26a是傾斜的，以使梯狀部26的后端的水平面比這些前端27的水平面高，通過將樹脂塊21壓配到樹脂外殼I的開口 2直到該樹脂塊21停止，可使得梯狀部26的上表面26a嵌入接觸到第一檐部8。作為結(jié)果，樹脂塊21以其插入方向(橫向)被固定在適當(dāng)位置。由于從樹脂外殼I施加至樹脂塊21的下向力，確定了樹脂塊21的垂直位置。與實施例1 一樣，形成在樹脂塊21側(cè)面22上的第三突出23嵌入樹脂外殼I開口 2側(cè)壁5上的第一凹部6,藉此在垂直于插入方向的方向(橫向)將樹脂塊21固定在適當(dāng)位置。以此方式確定樹脂塊21的垂直和水平位置可防止樹脂塊21從樹脂外殼I的開口 2被移除。
[0082]進一步，作為將樹脂塊21壓配到樹脂外殼I的開口 2中直到樹脂塊21停止的結(jié)果，控制端子13的垂直部13a被樹脂塊21轉(zhuǎn)向內(nèi)并因此固定接觸樹脂外殼I開口 2的前側(cè)壁。因此，控制端子13的位置可基于樹脂外殼I開口 2的前側(cè)壁被抓取。即使當(dāng)連接到圖案化絕緣襯底42的控制端子13向外傾時，控制端子13的位置可被樹脂塊21糾正，改進了控制端子13的位置準(zhǔn)確度。除了梯狀部26的上表面26a外，根據(jù)實施例3的半導(dǎo)體裝置的其他元件的結(jié)構(gòu)與圖1至圖6所示的半導(dǎo)體裝置的那些一樣。
[0083]在實施例3中，在不使用粘合劑的情況下，樹脂塊21可被嵌入樹脂外殼I的開口
2。這意味著不需要使粘合劑滴落(或施加)在其上的第三凹部、防止粘合劑流向控制端子的儲液器、以及位于樹脂塊21底面24上的第五突出。而且，因為可通過傾斜梯狀部26的上表面26a禁止樹脂塊21的垂直移動，不需要位于樹脂塊21梁部3下側(cè)的第二凹部以及位于樹脂塊21底面24上的第四突出。當(dāng)沒有在樹脂塊21的底面24上設(shè)置第四和第五突出時，就不需要考慮到第四和第五突出的高度而增加樹脂外殼I開口 2在厚度方向的寬度。因此，可減少樹脂外殼I開口 2和樹脂塊21之間的在厚度方向的間隙。
[0084]接著描述制造圖11和圖12所示半導(dǎo)體裝置的方法。圖13至圖18都是示出了處于制造過程中的本發(fā)明實施例3的半導(dǎo)體裝置說明圖。散熱基座41，由銅(Cu)制成，被焊接連接到圖案化絕緣襯底的結(jié)果是會變得熱膨脹和變形。為此，考慮到它由于熱膨脹而變形的事實，事先將散熱基座41向背面彎曲形成凸形。
[0085]接著，圖案化絕緣襯底42，例如陶瓷絕緣襯底(DCB襯底)經(jīng)由其間的焊點層，未示出，連接到散熱基座41的正面，該散熱基座41向背面彎曲形成凸形。由于考慮到它會由于上述熱膨脹變形的事實，散熱基座41事先是變形的，如圖14所示，將圖案化絕緣襯底42焊接連接至散熱基座41消除了散熱基座41的彎曲并使其變平。
[0086]接著，將控制端子13及主端子43焊接或焊至圖案化絕緣襯底42的電路圖案上。一般在260°C左右的溫度連接控制端子13及主端子43。然而，由于焊料的熔點大約為2400C，連接散熱基座41以及圖案化絕緣襯底42的焊點層可能會由于焊接或焊控制端子13及主端子43而熔化。
[0087]當(dāng)連接散熱基座41及圖案化絕緣襯底42的焊點層熔化時，散熱基座41將回到其向背面變形成凸形時的初態(tài)，如圖15所示。因此，控制端子13及主端子43會被焊接或焊至向背面彎曲形成凸形的圖案化絕緣襯底42，垂直于，例如，散熱基座41所放置的臺面，就如圖案化絕緣襯底42是平的一樣。
[0088]此后，在散熱基座41以及圖案化絕緣襯底42之間的焊點層被冷卻并凝固。散熱基座41及圖案化絕緣襯底42結(jié)果被焊點層再次互相連接，結(jié)果消除了散熱基座41的彎曲并使該散熱基座41以及圖案化絕緣襯底42變平。然而，如上所述，控制端子13是該圖案化絕緣襯底42向背后彎曲形成凸形時被連接到圖案化絕緣襯底42上的。這意味著，如圖16所示，控制端子13在散熱基座41以及圖案化絕緣襯底42的彎曲消除時會向外傾。因此，控制端子13的上端(露出該樹脂外殼的一端)會向外移。
[0089]接著，如圖17所示，樹脂外殼I被結(jié)合到圖案化絕緣襯底42的邊緣以覆蓋圖案化絕緣襯底42。在這種情況下，主端子43被暴露在樹脂外殼I的開口 44上側(cè)外，且控制端子13穿過形成于開口 2底部的通孔4。為了清晰起見，在圖17中示出控制端子13，和簡化的樹脂外殼(圖18亦然)。
[0090]如圖18所示，樹脂塊21被插入樹脂外殼I的開口 2內(nèi)，以使樹脂塊21各側(cè)面22上的凸起梯狀部26前端27嵌入控制端子13上第一及第二突出16及17之間形成的谷18中。樹脂塊21被按壓進該樹脂外殼I的開口 2直到該樹脂塊21停止。因此，控制端子13的垂直部13a被樹脂塊21以箭頭F所出方向轉(zhuǎn)動，且控制端子13的表面，與側(cè)端面14相對，接觸到樹脂外殼I開口 2的前側(cè)壁。作為結(jié)果，控制端子13由樹脂外殼I開口 2的前側(cè)壁以及樹脂塊21的前端27所保持?？刂贫俗?3的平板15也被樹脂外殼I開口 2的側(cè)壁5以及樹脂塊21的側(cè)面22所保持。
[0091]通過將樹脂塊21壓配入樹脂外殼I的開口 2，形成在樹脂塊21側(cè)面22下側(cè)的凸起梯狀部26的傾斜上表面26a接觸并嵌入樹脂外殼I開口 2上側(cè)的第一檐部8。在樹脂外殼I的開口 2內(nèi)，樹脂塊21側(cè)面22上的第三突出23嵌入形成在樹脂外殼I開口 2側(cè)壁5上的第一凹部6。因此，樹脂塊21完全固定至樹脂外殼1，而作為結(jié)果，控制端子13在橫向被固定在適當(dāng)位置。隨后，主端子43被螺母球45固定，如圖1 (b)所示，完成了根據(jù)實施例3的半導(dǎo)體裝置。
[0092]根據(jù)以上的每一個所說明的實施例，通過使控制端子側(cè)端面的第一和第二突出配合插入到樹脂外殼開口內(nèi)的樹脂塊凸起梯狀部，可將控制端子被固定至樹脂塊上不被外力移動。因此，即使向控制端子施加諸如壓縮載荷或拉伸載荷之類的外力，可防止控制端子陷入樹脂外殼或被拉出樹脂外殼。
[0093]另外，根據(jù)前述各實施例，通過將控制端子保持在樹脂塊側(cè)面和樹脂外殼開口側(cè)壁之間、且然后將樹脂塊的凸起梯狀部嵌入控制端子的第一及第二突出之間的谷中，控制端子被固定在樹脂外殼的適當(dāng)位置。這可準(zhǔn)確都確定控制端子的位置。
[0094]根據(jù)實施例3，將樹脂塊壓配入樹脂外殼開口直到樹脂塊停止，不僅將控制端子固定在樹脂外殼及樹脂塊之間，而且確定了該樹脂塊的垂直和橫向位置。這可以防止樹脂外殼被從該樹脂外殼的開口移除并將該控制端子固定在樹脂外殼的適當(dāng)位置。根據(jù)實施例3，即使當(dāng)結(jié)合到圖案化絕緣襯底的控制端子向外傾斜，通過用該樹脂塊向內(nèi)轉(zhuǎn)動該控制端子的垂直部，控制端子可接觸到樹脂外殼開口的前側(cè)壁。因此，即使結(jié)合到圖案化絕緣襯底的控制端子向外傾斜，控制端子也可被固定在樹脂外殼的適當(dāng)位置，所以可準(zhǔn)確地掌握控制端子的位置。
[0095]本發(fā)明不僅可以被應(yīng)用于前述的每一個實施例，還可以被應(yīng)用于不同配置的半導(dǎo)體裝置。本發(fā)明在此用示例說明其中控制端子的側(cè)端面設(shè)置有兩個突出及兩個突起之間的谷，但控制端子的側(cè)端面可能設(shè)置有三個或更多的突出。
[0096]工業(yè)實用性
[0097]如上所述，在其中有封裝的外部引線端子被安裝在圖案化絕緣襯底上的模塊半導(dǎo)體裝置中，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置及其制造方法是有用的。
[0098]附圖標(biāo)記說明
[0099]I 樹脂外殼
[0100]2，2a，2b 插入控制端子的開口
[0101]3 梁部
[0102]4 通孔
[0103]5開口側(cè)壁
[0104]6第一凹部
[0105]7第二凹部
[0106]8第一檐部
[0107]9第二檐部
[0108]10第三凹部
[0109]11儲液器
[0110]13控制端子
[0111]13a控制端子垂直部
[0112]13b控制端子稱合部
[0113]13c控制端子接合件
[0114]14側(cè)端面
[0115]15 平板
[0116]16第一突出
[0117]17第二突出[0118]18 谷
[0119]21，21a, 21b 樹脂塊
[0120]22樹脂塊側(cè)面
[0121]23第三突出
[0122]24樹脂塊底面
[0123]25第四突出
[0124]26樹脂塊側(cè)面上的凸起梯狀部
[0125]26a樹脂塊側(cè)面上凸起梯狀部的傾斜上表面
[0126]27凸起梯狀部前端
[0127]28樹脂塊前端
[0128]29樹脂塊凹槽
[0129]30第五突出(嵌入凹部10)
[0130]31連接器
[0131]32樹脂外殼開口附近的虛線
[0132]41散熱基座
[0133]42圖案化絕緣襯底
[0134]43主端子
[0135]44插入主端子的開口
[0136]45螺母球
[0137]46主端子的腳
[0138]47粘合劑
[0139]47a液體粘合劑
[0140]47b凝固的粘合劑
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體裝置，包括: 控制端子，固定地附連至圖案化絕緣襯底； 第一突出，形成在所述控制端子上； 第二突出，形成在所述控制端子上，與所述第一突出分開； 凹谷，形成在所述第一突出及所述第二突出之間； 樹脂外殼，被部署為覆蓋所述圖案化絕緣襯底并具有使得所述控制端子通過其中的開口 ； 第一凹部，形成在所述樹脂外殼的所述開口的側(cè)壁上； 梁部，部署于所述樹脂外殼的所述開口的底部； 第二凹部，形成在所述梁部內(nèi)； 樹脂塊，被插入所述樹脂外殼的所述開口內(nèi)并與所述樹脂外殼的所述開口的側(cè)壁一起保持所述控制端子以將所述控制端子固定至所述樹脂外殼； 凸起梯狀部，形成在所述樹脂塊內(nèi)并嵌入所述控制端子的所述凹谷內(nèi)； 第三突出，形成在所述樹脂塊的側(cè)壁上并被嵌入所述第一凹部內(nèi)；以及 第四突出，形成在所述樹脂塊的底面上并嵌入所述第二凹部內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述樹脂塊的所述底面和所述梁部通過粘合劑互相固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述梁部設(shè)置有儲液器，所述儲液器防止所述粘合劑以液體形式流向所述控制端子。
4.一種半導(dǎo)體裝置，包括: 控制端子，固定地附連至圖案化絕緣襯底； 樹脂外殼，部署為覆蓋所述圖案化絕緣襯底并具有使得所述控制端子從其中通過的開口 ； 第一梯狀部，形成在所述樹脂外殼的所述開口的側(cè)壁上側(cè)以向所述開口內(nèi)部突出； 樹脂塊，被插入所述樹脂外殼的所述開口內(nèi)并與所述樹脂外殼的所述開口的側(cè)壁一起保持所述控制端子以將所述控制端子固定至所述樹脂外殼，以及 凸起的第二梯狀部，形成在所述樹脂塊的側(cè)面上并具有與所述第一梯狀部接觸地相配的傾斜上表面。
5.一種半導(dǎo)體裝置，包括: 控制端子，固定地附連至圖案化絕緣襯底； 樹脂外殼，部署為覆蓋所述圖案化絕緣襯底并具有使得所述控制端子從其中通過的開口 ；以及 樹脂塊，被插入所述樹脂外殼的所述開口內(nèi)并通過與所述控制端子一部分接觸并將所述控制端子所述部分轉(zhuǎn)至預(yù)定位置，來確定所述控制端子的位置。
6.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述半導(dǎo)體裝置包括固定地附連至圖案化絕緣襯底的控制端子，和部署為覆蓋所述圖案化絕緣襯底的樹脂外殼，所述樹脂外殼具有使得所述控制端子從其中通過的開口，所述方法包括如下步驟: 將控制端子穿過所述樹脂外殼的所述開口，以使所述控制端子從所述開口中部分地露出，然后用所述樹脂外殼覆蓋所述圖案化絕緣襯底；以及將樹脂塊插入并安裝至所述樹脂外殼的所述開口內(nèi)，將形成在所述樹脂塊的側(cè)面上的凸起梯狀部嵌入所述控制端子上的兩個突出之間形成的凹谷中，將形成在所述樹脂塊的側(cè)表面上的突出嵌入形成在所述樹脂外殼的所述開口的側(cè)壁上的凹部內(nèi)，并將形成在所述樹脂塊底面的突出嵌入在形成于所述樹脂外殼開口底部梁部上的凹部內(nèi)，藉此定位并固定所述控制端子。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括向所述梁部施加粘合劑以將所述樹脂塊結(jié)合至所述樹脂外殼的步驟。
8.—種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述半導(dǎo)體裝置包括固定地附連至圖案化絕緣襯底的控制端子，和部署為覆蓋所述圖案化絕緣襯底的樹脂外殼，且所述樹脂外殼具有使得所述控制端子從中通過的開口了，所述方法包括如下步驟: 用所述樹脂外殼覆蓋所述圖案化絕緣襯底并使得所述控制端子的一部分通過所述樹脂外殼的所述開口 ；且 通過將樹脂塊插入所述樹脂外殼的所述開口，使所述樹脂塊接觸所述控制端子的一部分，并將所述控制端子的所述一部分轉(zhuǎn)至預(yù)定位置，來確定所述控制端子的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，由所述樹脂塊轉(zhuǎn)動所述控制端子的所述一部分，直到所述控制端子接觸到所述樹脂外殼的所述開口的位于所述樹脂塊的插入方向前方處的側(cè)壁。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，形成在所述樹脂塊側(cè)面的凸起梯狀部的傾斜上表面被配合至位于所述開口側(cè)壁上側(cè)的向所述樹脂外殼開口內(nèi)部突出的梯狀部，以將所述樹脂塊固定至所述樹`脂外殼。
【文檔編號】H01L25/18GK103650138SQ201280034713
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月25日
【發(fā)明者】小平悅宏 申請人:富士電機株式會社