專利名稱：半導(dǎo)體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體模塊，特別涉及由連接在地電位上的散熱器抵接在其上的半導(dǎo)體裝置構(gòu)成的半導(dǎo)體模塊。
背景技術(shù)：
以往，在封殼封固半導(dǎo)體元件而形成的半導(dǎo)體裝置中，有在抵接著散熱器的狀態(tài)下使用的半導(dǎo)體裝置，該散熱器用來釋放從半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱量。根據(jù)半導(dǎo)體裝置的種類，也有將地電位連接在散熱器上而驅(qū)動的。在這種情況下，特別是在要求高絕緣耐壓(例如，600V或1200V)的電力用半導(dǎo)體裝置的情況下，在半導(dǎo)體裝置的端子和連接在地電位上的散熱器之間設(shè)置適當(dāng)?shù)慕^緣空間距離和絕緣沿面距離。作為具有用來設(shè)置適當(dāng)?shù)慕^緣空間距離和絕緣沿面距離的構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置(模塊)，有特許文獻(xiàn)1中的裝置。這在需要設(shè)置適當(dāng)?shù)慕^緣空間距離和絕緣沿面距離的端子間，通過樹脂制的壁和與壁相連而設(shè)置的槽來確保適當(dāng)?shù)慕^緣空間距離和絕緣沿面距離。
特許文獻(xiàn)1特開2003-303939公報但是，在使用已制成的半導(dǎo)體裝置、換言之已決定了形狀的半導(dǎo)體裝置而構(gòu)成的半導(dǎo)體模塊的情況下，難以形成壁和槽。特別地，在具有封固半導(dǎo)體元件而具有用來與散熱器抵接的主面的封殼、和從封殼側(cè)面突出而向離開主面的方向彎折的端子的半導(dǎo)體裝置(例如，DIP(Dual Inline Package，雙列直插封殼)型的半導(dǎo)體裝置)中，在與連接在地電位上的散熱器抵接的情況下，因為端子和散熱器的距離變近，所以確保絕緣空間距離和絕緣沿面距離成為較大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的目的是提供如下半導(dǎo)體模塊由具有封固半導(dǎo)體元件并具有用來與散熱器抵接的主面的封殼、和從封殼的側(cè)面突出并向離開主面的方向彎折的端子的半導(dǎo)體裝置構(gòu)成，即使與連接在地電位上所的散熱器抵接也能夠確保合適的絕緣空間距離和絕緣沿面距離。
有關(guān)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊是由與散熱器抵接的半導(dǎo)體裝置構(gòu)成的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，具有半導(dǎo)體裝置和斗形的殼體，半導(dǎo)體裝置具有，a)封固半導(dǎo)體元件、具有用來與散熱器抵接的主面的封殼；b)從封殼側(cè)面突出而向離開主面的方向彎折的端子；斗形的殼體在底部具備插通端子的端子孔，在端子插通在端子孔中的狀態(tài)下收容半導(dǎo)體裝置的封殼；將絕緣性樹脂填充于殼體和半導(dǎo)體裝置之間，至少將位于封殼側(cè)面的端子部分封固。
根據(jù)本發(fā)明，在與連接在地電位上的散熱器抵接的半導(dǎo)體模塊中，通過殼體和絕緣性樹脂，使絕緣空間距離和絕緣沿面距離與沒有它們的情況相比變長。結(jié)果也提高了半導(dǎo)體模塊的絕緣耐久性。


圖1是有關(guān)本發(fā)明的實施方式1的半導(dǎo)體模塊的剖視圖。
圖2是有關(guān)本發(fā)明的實施方式2的半導(dǎo)體模塊的部分剖視圖。
圖3是有關(guān)本發(fā)明的實施方式3的半導(dǎo)體模塊的剖視圖。
圖4是有關(guān)本發(fā)明的實施方式4的半導(dǎo)體模塊的剖視圖。
圖5是表示改良后的端子孔的圖。
圖6是表示端子導(dǎo)引部的圖。
圖7是改良后的半導(dǎo)體模塊的剖視圖。
具體實施例方式
實施方式1圖1表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式1的、整體由標(biāo)號10表示的半導(dǎo)體模塊的概略剖面(半導(dǎo)體裝置內(nèi)部省略)。如圖所示，半導(dǎo)體模塊10由電力用的半導(dǎo)體裝置12和斗形(中空箱形)的殼體14構(gòu)成，與散熱器16抵接，該散熱器16接受來自于半導(dǎo)體裝置12的熱量而散熱并且與地電位連接。半導(dǎo)體裝置12具有封固半導(dǎo)體元件(未圖示)的封殼18，通過封殼18的主面20與散熱器16抵接。
此外，半導(dǎo)體裝置12具有從封殼側(cè)面24突出而向離開主面20(散熱器16)的方向彎折的多個端子26。這樣的半導(dǎo)體裝置12對應(yīng)于例如DIP(Dual Inline Package)型構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置。
殼體14由絕緣材料、例如PPS、PBT、PET等樹脂形成。殼體14是斗形而具有至少部分收容半導(dǎo)體裝置12的封殼18的結(jié)構(gòu)。這里所謂的“收容”是指從與封殼側(cè)面24垂直的方向觀察的情況下、在半導(dǎo)體裝置12的封殼的18的至少一部分被殼體14覆蓋而無法看到的狀態(tài)下位于斗形的殼體14內(nèi)。殼體14的深度D設(shè)置為可充分收容半導(dǎo)體裝置12的端子26的根部28的大小。
此外，殼體14為了能夠收容半導(dǎo)體裝置12的封殼18，在與半導(dǎo)體裝置12的端子26相對應(yīng)的底部(基座部)30的位置上，具有端子所插通的端子孔32。半導(dǎo)體裝置12以端子26插通在端子孔32中的狀態(tài)收容在殼體14中。
在半導(dǎo)體裝置12的封殼18和殼體14之間，填充有例如環(huán)氧樹脂等的絕緣性樹脂34。絕緣性樹脂34優(yōu)選為，在填充時是液態(tài)而具有流入到封殼18和殼體14的間隙的細(xì)小部的流動性，能夠用簡單的方法硬化。另外，液態(tài)的樹脂是與圖1不同、將半導(dǎo)體裝置12收容在底部30朝下(殼體14的開口朝上)配置的殼體14中而填充的。
通過殼體14和絕緣性樹脂34，使端子26的從端子孔32到前端的部分露出到外界氣體中。結(jié)果，介于端子26到散熱器16之間的最短距離(絕緣空間距離)為L1，端子26和散熱器16之間的沿面上的最短距離(絕緣沿面距離)為L2。半導(dǎo)體模塊10具有比沒有殼體14和絕緣性樹脂34時的絕緣空間距離(為了參考而用虛線L表示)以及絕緣沿面距離長的絕緣空間距離L1和絕緣沿面距離L2。結(jié)果，絕緣耐久性也提高了。
實施方式2圖2表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式2的半導(dǎo)體模塊的概略的部分剖面。圖2的剖視圖為與半導(dǎo)體裝置的側(cè)面平行的剖視圖。在多個半導(dǎo)體裝置收容于殼體中這一點上與實施方式1不同。說明與實施方式1的不同之處。
有關(guān)本實施方式的半導(dǎo)體模塊110將2個半導(dǎo)體裝置112a和112b收容在殼體114中。殼體114具有2個半導(dǎo)體裝置112a和112b的端子126a和126b所插通的端子孔132。
說明由2個半導(dǎo)體裝置形成1個半導(dǎo)體模塊的優(yōu)點。在制成了組合了2個半導(dǎo)體裝置的功能的1個半導(dǎo)體裝置、換言之具有2個功能部的半導(dǎo)體裝置的情況下，如果1個功能部發(fā)生不合格，即使另一個是合格品，半導(dǎo)體裝置也會成為不合格(合格的功能部變得沒用了)。例如，使用具有與其它功能部相比成品率低(不合格率高)的功能部的半導(dǎo)體裝置和具有剩余的功能部的半導(dǎo)體裝置來代替具有多個功能部的半導(dǎo)體裝置，制造具有相同功能部的半導(dǎo)體模塊。通過使用具有成品率低的功能部的半導(dǎo)體裝置的合格品，具有剩余的功能部的半導(dǎo)體裝置不會變得無用。結(jié)果，與具有相同功能部的半導(dǎo)體裝置相比具有相同功能部的半導(dǎo)體模塊的成品率變得更高。
此外，在半導(dǎo)體裝置112a中，2根端子126a在絕緣性樹脂134內(nèi)通過配線136電氣連接。進(jìn)而，2個半導(dǎo)體裝置112a、112b的端子126a、126b的各1個，在絕緣性樹脂134內(nèi)通過配線138電氣連接。因而，在半導(dǎo)體模塊110的外部，這些端子不需要電氣地連接。結(jié)果，使用有關(guān)本實施方式的半導(dǎo)體模塊的用戶不需要連接這些端子。
實施方式3圖3表示的是有關(guān)本發(fā)明的實施方式3的半導(dǎo)體模塊的概略的部分剖面。與上述實施方式不同的點是，將連接在半導(dǎo)體裝置上的電路基板收容在半導(dǎo)體裝置和殼體的間隙中。說明與上述實施方式的不同之處。
有關(guān)本實施方式的半導(dǎo)體模塊210將通過端子226而與半導(dǎo)體裝置212電氣連接的電路基板242收容在與半導(dǎo)體裝置212的主面220對置的面240和殼體214的底部230之間。
此外，電路基板242具有用來與外部的部件電氣連接的端子244，殼體214具有端子244用的端子孔246。
根據(jù)本實施方式，與半導(dǎo)體裝置212電氣連接的電路基板242受到絕緣性樹脂234保護(hù)。
實施方式4圖4表示的是有關(guān)本發(fā)明的實施方式4的半導(dǎo)體模塊的概略的部分剖面。與上述實施方式不同的點是在殼體上具有端子臺。說明與上述實施方式的不同之處。
在有關(guān)本實施方式的半導(dǎo)體模塊310中，由半導(dǎo)體裝置312的端子326d和殼體314構(gòu)成端子臺348。殼體314具有構(gòu)成端子臺348的端子臺基座350，在其內(nèi)部收容著螺母352。端子326d具有與螺母352螺合的螺釘?shù)穆菁y部(未圖示)所插通的孔354，端子326d彎曲以使螺母352和孔354存在于同軸上，并且使端子326d與端子臺基座350抵接。
根據(jù)本實施方式，通過端子臺，匯流條等的配線能夠容易地拆裝。
以上舉出了4個實施方式的半導(dǎo)體模塊，但并不是需要相互獨立地實施。例如，也可以是具有多個半導(dǎo)體裝置、在殼體的底部和半導(dǎo)體裝置之間有電路基板、并且具有端子臺的半導(dǎo)體模塊。此外，很明顯，可以不脫離本發(fā)明的確保合適的絕緣空間距離和絕緣沿面距離的目的而進(jìn)行改良。
例如，端子孔也可以構(gòu)成為，使端子與端子孔接觸，具體而言，在端子孔的孔深方向的一部分上與端子的外周接觸。例如，如圖5所示，相對于具有一邊為W的正方形的剖面的端子426，在殼體414的端子孔432中，如果殼體414的內(nèi)部456側(cè)的開口剖面為比W大的W1的正方形形狀、并且外側(cè)部458的開口剖面為與W相等的W2的正方形形狀，則端子426和端子孔432接觸。由此，將端子426相對于殼體414而定位，此外，在填充的絕緣性樹脂的流動性高的情況下，可以防止該絕緣性樹脂從端子孔432泄漏。
此外，如圖5所示，端子孔432優(yōu)選地構(gòu)成為使內(nèi)部側(cè)的剖面變大，即構(gòu)成為錐狀。通過形成為錐狀，錐部起到導(dǎo)引的功能，使端子426容易插通在端子孔432中。
進(jìn)而，如果參照圖1，則殼體14優(yōu)選地構(gòu)成為，使半導(dǎo)體裝置12的端子26的根部28為最小限度收容的深度(深度D)。如果以完全收容半導(dǎo)體裝置的封殼的方式構(gòu)成殼體，則在殼體中使用的樹脂材料變多。殼體只要具有填充的絕緣性樹脂不外溢的深度、以使半導(dǎo)體裝置的端子的根部不露出到外界氣體中就可以。
進(jìn)而，如果參照圖1，半導(dǎo)體模塊10優(yōu)選地構(gòu)成為，使從絕緣性樹脂34露出的半導(dǎo)體裝置12的封殼18的側(cè)面24的長度(圖中露出側(cè)面長度S)為作為絕緣沿面距離L2而確認(rèn)的最小值以上。如圖1所示，為了提高散熱效果，與主面20抵接的散熱器16即使以與殼體14和封殼18之間的絕緣性樹脂34對置那樣的大小來構(gòu)成，也可以確保封殼18的露出側(cè)面長度S作為絕緣沿面距離L2的一部分。此外，與圖1那樣與整個主面20接觸不同，在使用與封殼的主面的一部分接觸的散熱器的情況下，能夠?qū)臍んw內(nèi)的絕緣性樹脂露出的半導(dǎo)體裝置的封殼的側(cè)面(露出側(cè)面)和沒有與散熱器接觸的主面部分作為絕緣沿面距離來利用。進(jìn)而，優(yōu)選地使該封殼的露出側(cè)面的長度為作為絕緣沿面距離而確認(rèn)的最小值，由此，半導(dǎo)體模塊可在確保絕緣沿面距離的同時實現(xiàn)小型化。
此外，殼體也可以具有在將半導(dǎo)體裝置收容于殼體中時將端子導(dǎo)引到端子孔中的導(dǎo)引部。圖6表示形成有導(dǎo)引部560的殼體514。導(dǎo)引部560由端子前端引導(dǎo)部566和端子限制部570構(gòu)成，所述端子前端引導(dǎo)部566由從殼體514的內(nèi)側(cè)面562(在收容半導(dǎo)體裝置時，與端子突出的側(cè)面對置的面)向設(shè)置在底面564上的端子孔532傾斜的傾斜面而形成；所述的端子限制部570設(shè)置在引導(dǎo)部566之間，比引導(dǎo)部566更高地而從殼體隆起，限制在端子插通時端子向端子排列方向568的移動。由此，在將半導(dǎo)體裝置收容在殼體中時的端子的向端子孔的插通變得容易。
最后，如圖7所示，在殼體614中，端子626的根部628被絕緣性樹脂634覆蓋，如果端子626的露出到外界氣體中的部分(端子孔632)位于距離散熱器616較遠(yuǎn)的位置(經(jīng)由半導(dǎo)體裝置612與散熱器616對置的位置)，則可確保合適的絕緣空間距離和絕緣沿面距離，所以也可以在底部630上設(shè)置開口部672。由此，構(gòu)成殼體614的材料較少就夠了。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體模塊，其特征在于，包括至少1個半導(dǎo)體裝置，具有由包含主面及側(cè)面的封殼封固的半導(dǎo)體元件、以及從側(cè)面突出并向離開主面的方向彎折的多個端子；中空箱形(斗形)的殼體，具有含多個端子孔的基座部(底部)以及與其對置的開口部，在半導(dǎo)體裝置的端子插通在端子孔中的狀態(tài)下收容半導(dǎo)體裝置；絕緣性樹脂，填充在半導(dǎo)體裝置和殼體間形成的間隙，將半導(dǎo)體裝置的封殼的側(cè)面的端子部分封固。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，多個半導(dǎo)體裝置收容在殼體內(nèi)，各個半導(dǎo)體裝置的端子插通在各端子孔中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，經(jīng)由在絕緣性樹脂內(nèi)形成的導(dǎo)電性連接部，半導(dǎo)體裝置的1個端子與其他端子電氣地連接。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，還具有與半導(dǎo)體裝置電氣地連接、收容在半導(dǎo)體裝置和殼體間的絕緣性樹脂內(nèi)的電路基板。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，殼體具有與半導(dǎo)體裝置的端子一起形成端子臺的端子臺基座。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，殼體的端子孔與半導(dǎo)體裝置的端子接觸。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，殼體的端子孔的剖面朝向離開半導(dǎo)體裝置的方向變細(xì)。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，半導(dǎo)體裝置的端子的根部被充分地封固在絕緣性樹脂中。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，從填充在箱體內(nèi)的絕緣性樹脂露出的封殼的側(cè)面的長度為作為絕緣沿面距離而確認(rèn)的最小值以上。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，殼體具有在將半導(dǎo)體裝置收容在殼體中時將端子導(dǎo)引到端子孔中的導(dǎo)引部。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，還具有與半導(dǎo)體裝置的主面抵接的散熱器。
全文摘要
提供一種具備合適的絕緣空間距離和絕緣沿面距離的半導(dǎo)體模塊。本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊(10)的特征在于，包括半導(dǎo)體裝置(12)和斗形的殼體(14)，半導(dǎo)體裝置(12)具有，a)封固半導(dǎo)體元件、具有用來與散熱器(16)抵接的主面(20)的封殼(18)；b)具有從封殼(18)的側(cè)面(24)突出而向離開主面(20)的方向彎折的端子(26)；斗形的殼體(14)在底部(30)具備插通端子(26)的端子孔(32)，以端子(26)插通在端子孔(32)中的狀態(tài)收容半導(dǎo)體裝置(12)的封殼(18)；將絕緣性樹脂(34)填充于殼體(14)和半導(dǎo)體裝置(12)之間，至少將位于封殼(18)側(cè)面的端子部分封固。
文檔編號H01L21/50GK1832164SQ200610058960
公開日2006年9月13日 申請日期2006年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月9日
發(fā)明者筱原利彰 申請人:三菱電機(jī)株式會社