專利名稱：半導(dǎo)體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體模塊，特別涉及在引線框架上搭載多個(gè)半導(dǎo)體元件并進(jìn)行了樹脂封裝的半導(dǎo)體模塊。
背景技術(shù)：
在使用多個(gè)半導(dǎo)體芯片時(shí)，多使用如下所述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊在引線框架的下墊板之上搭載有半導(dǎo)體元件，用絕緣性高的塑模樹脂來進(jìn)行了樹脂封裝。在這種半導(dǎo)體模塊中，例如多使用不是進(jìn)行單純的開關(guān)動(dòng)作，而是考慮了安全性等進(jìn)行更復(fù)雜的動(dòng)作 IPM(Intelligent Power Module)。在 IPM 中，同時(shí)使用開關(guān)兀件(IGBT :InsulatedGate Bipolar Transistor等)構(gòu)成的功率半導(dǎo)體元件、和用于控制該開關(guān)元件的ICdntegrated Circuit)等控制半導(dǎo)體元件,對(duì)它們進(jìn)行樹脂封裝,在逆變器等電力轉(zhuǎn)換 裝置中使用。此時(shí)，使用引線框架和這些半導(dǎo)體元件來構(gòu)成IPM中的電路，引線框架不僅成為這些半導(dǎo)體元件的支撐基板，而且還構(gòu)成該電路中的配線。因此，在該半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)中，在被構(gòu)圖的引線框架的下墊板之上搭載有各半導(dǎo)體元件。另外，構(gòu)成為在下墊板周圍設(shè)置有多個(gè)引線，該引線從模具層突出的結(jié)構(gòu)。該突出的部分，成為該半導(dǎo)體模塊中的輸入輸出端子。由于引線框架成為配線的一部分，因此由導(dǎo)電率高的銅或銅合金構(gòu)成。另外，特別是由于在開關(guān)元件構(gòu)成的半導(dǎo)體元件上流過大電流，容易受到電噪聲的影響，因此還要求抗噪聲性高。在這種結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)中，作為現(xiàn)有技術(shù)公開有如下所述的內(nèi)容在分離主電路塊和控制電路塊的直線狀的分離帶上，在帶狀的導(dǎo)體區(qū)域上配置引線框架(例如，參照專利文獻(xiàn)1，圖5)。由此，能夠防止控制電路由于在主電路上產(chǎn)生的電磁噪聲而進(jìn)行誤動(dòng)作。專利文獻(xiàn)I日本特開2000-133768號(hào)公報(bào)一般，在搭載多個(gè)半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體模塊中，需要將從各元件產(chǎn)生的電磁噪聲的影響抑制在最小限。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中存在如下所述的問題雖然具有分離主電路塊和控制電路塊的結(jié)構(gòu)，但是由于沒有使在主電路中產(chǎn)生的熱釋放的部位，因此在引線框架的散熱性上存在問題。另外，由于在直線上分開引線框架，因此存在封裝變大的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型是為了解決上述問題而完成的，其目的在于，提供提高引線框架上的散熱性并使封裝小型化的半導(dǎo)體模塊。為了解決上述問題，本實(shí)用新型具有如下所述的結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的半導(dǎo)體模塊，是在引線框架上搭載功率半導(dǎo)體元件和控制半導(dǎo)體元件的樹脂封裝型半導(dǎo)體模塊，該半導(dǎo)體模塊具有分離功率半導(dǎo)體元件的下墊板的引線帶體。另外，具有圍繞搭載高端側(cè)功率半導(dǎo)體元件的下墊板周圍的引線帶體A ;以及將搭載低端側(cè)功率半導(dǎo)體元件的下墊板的側(cè)部按一條直線來分開的引線帶體B和引線帶體C0另外，引線帶體與外部端子連接，并配備于塑模樹脂的螺釘固定部附近。本實(shí)用新型具有如下所述的效果由于具有分離下墊板的引線帶體，隔離發(fā)熱源，因此能夠提供提高了引線框架上的散熱性的半導(dǎo)體模塊。另外，具有如下所述的效果由于圍繞搭載高端側(cè)功率元件的下墊板周圍，因此無需不必要地具有很大的面積，能夠提供實(shí)現(xiàn)了小型化的半導(dǎo)體模塊。·
圖I是本實(shí)用新型的實(shí)施例I的引線框架的俯視圖。圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例I的引線框架組裝體的俯視圖。圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例I的半導(dǎo)體模塊的透視俯視圖。圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的半導(dǎo)體模塊的透視俯視圖。符號(hào)說明I :引線框架；2 :下墊板(低端用下墊板)；3 :下墊板(高端用下墊板)；4 :下墊板(控制用下墊板)；5 :內(nèi)部引線；6 :支撐引線；7 :外部引線；8 :系桿；9 :框架框；10A、10B、IOC :引線帶體；11 :引線框架組裝體；12 :功率半導(dǎo)體元件(低端)；13 :功率半導(dǎo)體元件(高端)；14 :控制用半導(dǎo)體元件；15 :塑模樹脂；16 :線纜；17 :螺釘固定部；18 :保護(hù)半導(dǎo)體元件(二極管)；21、31 :半導(dǎo)體模塊。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明用于實(shí)施本實(shí)用新型的方式。但是，本實(shí)用新型絲毫不限定于以下的記載。實(shí)施例I以下，參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例I的引線框架和半導(dǎo)體模塊進(jìn)行說明。圖I是本實(shí)用新型的實(shí)施例I的引線框架的俯視圖。如圖I所示，引線框架I由下墊板2、3、4和內(nèi)部引線5、支撐引線6、外部引線7、系桿8、框架框9、引線帶體10構(gòu)成。在半導(dǎo)體中使用的引線框架I 一般是通過對(duì)平板狀的金屬板進(jìn)行沖壓加工來制造的。例如，對(duì)于引線框架I能夠使用具有O. 4mm厚度的銅或銅合金。此處，表示了一個(gè)后述的半導(dǎo)體模塊量的圖案。作為實(shí)際的引線框架，連接有多個(gè)該圖案。下墊板2、3、4具有用于搭載半導(dǎo)體元件等的面積。下墊板2是低端用下墊板。下墊板3是高端用下墊板。下墊板4是控制用下墊板。內(nèi)部引線5具有一個(gè)端部，作為引線接合部來使用。另一個(gè)端部與系桿8連接。在支撐引線6中，一個(gè)端部與各個(gè)下墊板2、3、4連接，另一個(gè)端部與下墊板8連接。由此，支撐各下墊板。在外部引線7中，一個(gè)端部經(jīng)由下墊板8與內(nèi)部引線5和支撐引線6連接。另一個(gè)端部與框架框連接。該部位成為半導(dǎo)體模塊的外部端子。系桿8將內(nèi)部引線5、支撐引線6和外部引線7連接保持，并與框架框9連接。由此被機(jī)械地固定?？蚣芸?位于引線框架I的外周部，與系桿8 一起圍繞引線框架I的圖案而被連
接保持。引線帶體IOA圍繞下墊板3的外周，與系桿8連接，通過外部引線7與框架框9連接。由于是圍繞，因此在系桿8和外部引線7上兩處連接。由此，使高端側(cè)下墊板獨(dú)立。
·[0033]引線帶體IOB貫通下墊板2之間的間隔，與圖中上下的系桿8連接，通過外部引線7與框架框9連接。引線帶體IOC貫通下墊板2的外側(cè)(圖中右側(cè))，與圖中上下的系桿8連接，通過外部引線7與框架框9連接。由于低端側(cè)的下墊板的每個(gè)面積小、且被分割，因此具有多個(gè)引線帶體。由于引線帶體IOB和引線帶體IOC大致平行，使低端側(cè)下墊板獨(dú)立，因此機(jī)械地、熱地連接。此處，為了防止樹脂填充時(shí)的引線框架圖案的位移，引線帶體10A、10B、10C的寬度優(yōu)選為下墊板之間的1/3以上。例如,在間隔為I. Omm時(shí),能夠設(shè)為3. 5_。另外,在通過壓力加工制造引線框架時(shí)，為了在加工制造時(shí)防止扭曲，優(yōu)選成為引線框架I的厚度以上。例如，在厚度為O. 4mm時(shí)，能夠設(shè)為O. 6mm。也可以從O. 4mm到O. 8mm中選擇。圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例I的引線框架組裝體的俯視圖。如圖2所示，引線框架組裝體11將功率半導(dǎo)體元件12搭載在下墊板2上、將功率半導(dǎo)體元件13搭載在下墊板3上、通過焊料等(未圖示)將控制半導(dǎo)體元件14搭載在下墊板4上。之后，通過引線接合裝置用金細(xì)線等線纜(未圖示)將各半導(dǎo)體元件的表面電極與內(nèi)部引線5的一個(gè)端部電連接。功率半導(dǎo)體元件12為低端側(cè)M0S，是外形尺寸為I. 8mmX 3. Omm的N溝道MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor :金屬氧化膜半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)。3個(gè)元件搭載在分別獨(dú)立的下墊板2上。同樣，功率半導(dǎo)體元件13是高端側(cè)M0S，外形尺寸為I. 8mmX 3. 0mm。3個(gè)元件搭載在共同的下墊板3上?？刂瓢雽?dǎo)體兀件14 是 MIC (Monolithic Integrated Circuit),外形尺寸為
3.7mm X 2. 5mm和2. 7mm X 2. 2mm。被分為低端側(cè)和高端側(cè)。之后，通過傳遞模塑裝置，進(jìn)行樹脂封裝，形成塑模樹脂15。樹脂封裝以覆蓋搭載有功率半導(dǎo)體元件12、13和控制半導(dǎo)體元件14的下墊板2、3、4、內(nèi)部引線5、引線帶體10的方式進(jìn)行樹脂封裝，外部引線7、系桿8、框架框9露出到外部。例如，對(duì)于塑模樹脂15能夠使用熱硬化性環(huán)氧樹脂。接著，剪切切斷去除引線框架I的保持部的不需要的部位、即系桿8和框架框9。此處，外部引線7從矩形形狀的塑模樹脂15突出。該外部引線7是作為電輸入輸出端子來使用的，被引線成型為適合于基板安裝的形狀(未圖示)。以上，完成了圖3所示的半導(dǎo)體模塊21。在圖3中，為了便于說明，成為使引線帶體10A、10BU0C交叉，透視了塑模樹脂15的內(nèi)部的狀態(tài)。[0045]接著，對(duì)上述實(shí)施例I的半導(dǎo)體模塊21的效果進(jìn)行說明。通過半導(dǎo)體模塊的動(dòng)作(通電)，功率半導(dǎo)體元件交替地發(fā)熱。在下墊板上通過熱而產(chǎn)生翹曲應(yīng)力，出現(xiàn)針對(duì)搭載了控制半導(dǎo)體元件的下墊板的應(yīng)力影響。特別是，動(dòng)作之后的塑模樹脂冷卻時(shí)的樹脂收縮大。本實(shí)用新型的實(shí)施例I的引線框架I具有圍繞搭載高端側(cè)功率半導(dǎo)體元件13的下墊板3周圍的引線帶體IOA ;以及將搭載低端側(cè)功率半導(dǎo)體元件12的下墊板2的側(cè)部按照一條直線來分開的引線帶體10B、10C。由此，在半導(dǎo)體模塊中，在功率半導(dǎo)體元件發(fā)熱時(shí)，由于下墊板通過該引線帶體而被隔離，因此針對(duì)其他的半導(dǎo)體元件的傳熱被截止。另外，由于該引線帶體與外部引線連接，因此對(duì)接收到的熱進(jìn)行傳熱，能夠向塑模樹脂的外部進(jìn)行散熱。 本實(shí)用新型的實(shí)施例I的半導(dǎo)體模塊具有引線帶體，該引線帶體使搭載功率半導(dǎo)體元件的引線框架的下墊板在高端側(cè)和低端側(cè)上獨(dú)立。由此，在半導(dǎo)體模塊21中，由于能夠進(jìn)行獨(dú)立的散熱、隔熱，因此在能夠抑制動(dòng)作時(shí)的發(fā)熱影響的同時(shí)，使封裝小型化。另外，由于用引線帶體IOA來圍繞或者分割功率半導(dǎo)體元件，因此能夠抑制由電磁噪聲引起的影響。特別是，由于高端側(cè)半導(dǎo)體元件容易受到電磁噪聲的影響，因此是有效的。另外，引線帶體10BU0C與外部引線7連接，作為GND端子(接地端子)。由于該外部引線7從封裝(塑模樹脂15)的兩側(cè)突出，因此能夠在安裝電路設(shè)計(jì)時(shí)容易進(jìn)行配線設(shè)計(jì)，使用方便。如上所述，雖然記載了用于實(shí)施本實(shí)用新型的方式，但是可知本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠從該公開得到各種代替實(shí)施方式、實(shí)施例。在上述的例子中，雖然直線地配置功率半導(dǎo)體元件和控制半導(dǎo)體元件，但是也可以配置在大致一平面上。例如，作為實(shí)施例2，能夠使用如圖4所示的半導(dǎo)體模塊31。如果以互相糾纏的方式配置半導(dǎo)體元件，則能夠縮小引線框架的圖案的面積。由此，由于沒有以直線狀分開配置半導(dǎo)體元件，因此從容地進(jìn)行布局設(shè)計(jì)。由此，能夠使封裝進(jìn)一步小型化。在圖4中，為了便于說明，成為使引線帶體10A、10B、10C交叉，透視了塑模樹脂15的內(nèi)部的狀態(tài)。另外，此處，作為其他搭載部件，搭載保護(hù)半導(dǎo)體元件18的下墊板(1.2_X1.2mm)。此處，使用線纜16，使用直徑35微米的金細(xì)線。另外，引線帶體IOA的圖中左側(cè)、引線帶體IOC的圖中右側(cè)位于塑模樹脂15的封裝的螺釘固定部17附近。由此，由于與功率半導(dǎo)體元件接近，因此能夠在常溫時(shí)緩和在進(jìn)行螺釘固定時(shí)固定的樹脂發(fā)熱而引起的熱膨脹的應(yīng)力(動(dòng)作時(shí)溫度周期)的影響。另外，雖然高端側(cè)的引線帶體IOA是以圍繞下墊板3的方式與封裝一側(cè)的外部引線連接，但是對(duì)于圖案布局，也可以導(dǎo)出到另一側(cè)的封裝側(cè)部。由此，安裝電路的短路的使用方便。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體模塊，其是在引線框架上搭載功率半導(dǎo)體元件和控制半導(dǎo)體元件的樹脂封裝型半導(dǎo)體模塊， 該半導(dǎo)體模塊的特征在于具有引線帶體，該引線帶體分離所述功率半導(dǎo)體元件的下墊板。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 所述引線帶體具有圍繞搭載有高端側(cè)功率半導(dǎo)體元件的下墊板周圍的引線帶體(A);以及將搭載有低端側(cè)功率半導(dǎo)體元件的下墊板的側(cè)部按一條直線分開的引線帶體(B)和引線帶體(C)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 所述引線帶體與外部端子連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 所述引線帶體配備于塑模樹脂的螺釘固定部附近。
專利摘要本實(shí)用新型提供提高引線框架上的散熱性且小型化的半導(dǎo)體模塊。本實(shí)用新型的半導(dǎo)體模塊是在引線框架上搭載功率半導(dǎo)體元件和控制半導(dǎo)體元件的樹脂封裝型半導(dǎo)體模塊，具有分離功率半導(dǎo)體元件的下墊板的引線帶體。另外，具有圍繞搭載高端側(cè)功率半導(dǎo)體元件的下墊板周圍的引線帶體(A)；以及將搭載低端側(cè)功率半導(dǎo)體元件的下墊板的側(cè)部按照一條直線來分開的引線帶體(B)。另外，引線帶體與外部端子連接，并配備于塑模樹脂的螺釘固定部附近。
文檔編號(hào)H01L25/16GK202712183SQ20122018038
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者板橋竜也 申請(qǐng)人:三墾電氣株式會(huì)社