半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种半导体装置，并提供一种能缩小智能功率模块的占有面积的模块的控制端子结构。使安装有功率半导体元件的绝缘电路基板与具有控制电路的印刷基板采用层级结构，并采用如下结构：使将控制信号输入到控制基板的控制端子形成为直线形，并将其插入到模块的壳体底部所具备的控制端子插入孔、以及印刷基板的通孔中。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术涉及半导体装置，尤其涉及搭载了功率半导体元件的功率模块。
技术介绍
搭载有多个IGBT (绝缘栅双极晶体管)、功率MOSFET、FffD (续流二极管)等功率半导体元件、在逆变器等中用于进行电力控制的称为功率模块的半导体装置在产业领域中得到了广泛使用。通常，功率模块具有如下结构:对电力进行转换的功率半导体元件安装在设有主电路图案的绝缘电路基板上，将这些部件安装在散热用的金属底板上，并在其外周覆盖树脂制的壳体。此外，对该功率模块添加了各种控制功能的被称为IPM (智能功率模块:Intelligent Power Module)的半导体装置内置有主电路用的绝缘电路基板以及具有控制用元件和控制电路用图案的印刷基板。在该IPM中，通常采用划分为绝缘电路基板和印刷基板这两层的结构，因而需要对各个基板之间、基板与外部端子之间等进行电连接。因此，在装置内部，利用被称为引线框的金属板、接合引线、各种焊接材料等来实现电连接，构建半导体装置正常工作所需的电路。并且，从IPM的外部通过控制端子提供的控制信号被提供给IPM内的控制电路，基于从该控制电路输出的信号来驱动主电路的功率半导体元件，由此能进行高效的电力控制。关于IPM的控制信号用的内部布线，已知有专利文献I和2所记载的技术。以下进行详细描述。 图6是现有的IPM100的剖视图。金属底板111上放置有绝缘电路基板112，还放置有功率半导体元件113。此外，与控制端子130、连接端子131a以及131b —体成形的树脂制的壳体120以包围绝缘电路基板112的方式放置在金属底板111上。利用接合引线等在功率半导体元件113上设置了主电路布线以及控制用布线，其中，控制用布线利用接合引线140、连接端子131a以及131b与印刷基板150相连。另外，印刷基板150与IPM外部之间的控制用布线利用U字形的控制端子130来实现。另外，控制端子130构成为埋入壳体侧壁120a中。IPM100的内部由绝缘性胶(未图示)等来密封，上部放置有用于防止异物混入等的盖160。接着，对IPM100的制造方法进行描述。首先，利用焊料等在绝缘电路基板112上安装功率半导体元件113，并利用焊料等将上述部件安装在金属底板111上。另一方面，在金属模具中设置将金属板加工成规定形状后得到的控制端子130、连接端子131a以及131b，进行嵌入成形，由此形成壳体120。利用粘接剂等将该成形后的壳体120以包围金属底板111上的绝缘电路基板112的方式进行安装。在该状态下，利用接合引线140对连接端子131a、131b以及功率半导体元件113进行连接。该阶段下的俯视图如图7所示，VII1-VIII’剖视图如图8所示。如图7所示，在壳体120的周围四条边中的相对的两条边上设有连接端子131a、131b，此外，在一条边上设有控制端子130。接着，对印刷基板150进行安装，使控制端子130、连接端子131a以及131b插入到设置在该印刷基板150上的通孔中。并且对通孔与各个端子的连接部实施焊接等，从而确保印刷基板150与各端子的电连接，并将印刷基板150固定在IPM100内。最后将绝缘性胶(未图示)注入到内部，利用粘接剂等对盖160进行安装，从而完成 IPM0 另外，关于上述IPM100的主电路布线，与控制用布线同样地设置了各种布线，以将其导出到IPM外部，这里省略了图示以及说明。 现有技术文献 专利文献专利文献1:日本专利特开平11-68035号公报 专利文献2:日本专利特开2000-68446号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，本专利技术人经过潜心研究，发现现有结构的IPM存在着各种问题。以下进行详细描述。 IPM最终安装在需要进行电力控制的各种装置的内部来使用，但若IPM的占有面积较大，则安装有该IPM的装置也相应地大型化，因此近年来强烈要求IPM进一步小型化。另一方面，壳体侧壁120a必须通过嵌入成形来保持控制端子130，其厚度不能低于能对控制端子130进行保持的厚度。此外，如图6所示，为了将控制端子130配置在壳体侧壁120a上，需要来自印刷基板150的水平方向的布线，但也需要相应地确保该延长布线的空间。由此，侧壁厚度、水平方向布线的必要性显然会对IPM的占有面积的缩小造成妨碍。另外，关于IPM中控制端子的安装位置，不存在标准规格，因此需要将控制端子130安装于根据使用用途而被需求的各种位置。另一方面，如上所述，控制端子130利用嵌入成形从而安装于壳体120，因此需要准备与控制端子130的各种安装位置相对应的各种嵌入成形用的金属模具。由此，准备各种金属模具的必要性会导致IPM的制造成本的上升。本专利技术是鉴于上述内容而完成的，提供一种能缩小IPM的占有面积、且无需准备各种金属模具就能实现各种控制端子的安装位置的半导体装置。 解决技术问题所采用的技术方案为了实现上述目的，本专利技术的一个方式的结构的特征在于，包括:功率半导体元件；绝缘电路基板，该绝缘电路基板上放置有所述功率半导体元件；印刷基板，该印刷基板与所述功率半导体元件进行电连接，并具有控制电路；壳体，该壳体的底部具有控制端子插入孔；以及控制端子，该控制端子将所述印刷基板与半导体装置的外部进行电连接，所述印刷基板与所述绝缘电路基板以及所述壳体底部形成分层结构，所述控制端子为直线形，并被插入到所述控制端子插入孔以及所述印刷基板的通孔中。 专利技术效果根据上述结构，通过采用将直线形的控制端子插入到壳体底部所具备的控制端子插入孔、以及印刷基板的通孔中而形成的结构，从而不需要上述现有结构的壳体侧壁具有能对嵌入成形的控制端子进行保持的树脂厚度，能实现侧壁的薄型化。此外也不需要现有结构中必须的、用于从控制端子连接到印刷基板的水平方向的延长布线，因此也无需确保与该延长布线相应的空间。由此，能缩小IPM的占有面积。【附图说明】图1是本专利技术的实施例所涉及的半导体装置的剖视图。 图2是本专利技术的实施例所涉及的半导体装置的制造流程图。 图3是本专利技术的实施例所涉及的半导体装置的制造阶段中的俯视图。 图4是本专利技术的实施例所涉及的半导体装置的制造阶段中的剖视图。 图5是本专利技术的实施例所涉及的控制端子插入孔的俯视图和剖视图。 图6是本专利技术的现有例中的半导体装置的剖视图。 图7是本专利技术的现有例中的半导体装置的制造阶段的俯视图。 图8是本专利技术的现有例中的半导体装置的制造阶段的剖视图。【具体实施方式】下面，基于附图对本专利技术的优选实施方式(实施例)进行说明。 对于实施方式中共同的结构标注相同的标号，并省略其重复说明。另外，本实施例不限于所说明的实施方式，在不脱离专利权利要求的范围所示的技术思想的范围内可以变更为各种各样的实施方式。 图1是本专利技术的实施例所涉及的半导体装置即IPMl的剖视图。以下对装置的结构进行说明。在由铜、铝等散热性较高的金属所构成的金属底板11上，放置有绝缘电路基板12。这里，通过在由氧化铝、氮化硅等绝缘性和热传导性较高的陶瓷等形成的绝缘板的下表面上，接合有铜等的金属薄膜，并在其上表面上接合有设有主电路用的电路图案的铜等的金属薄膜，从而构成绝缘电路基板12。绝缘电路基板12也被称为DCB(Dire本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，包括：功率半导体元件；绝缘电路基板，该绝缘电路基板上放置有所述功率半导体元件；印刷基板，该印刷基板与所述功率半导体元件进行电连接，并具有控制电路；壳体，该壳体的底部具有控制端子插入孔；以及控制端子，该控制端子将所述印刷基板与半导体装置的外部进行电连接，所述印刷基板与所述绝缘电路基板以及所述壳体底部形成分层结构，所述控制端子为直线形，并被插入到所述控制端子插入孔以及所述印刷基板的通孔中。

【技术特征摘要】
2013.03.08 JP 2013-0462771.一种半导体装置，其特征在于，包括: 功率半导体元件； 绝缘电路基板，该绝缘电路基板上放置有所述功率半导体元件； 印刷基板，该印刷基板与所述功率半导体元件进行电连接，并具有控制电路； 壳体，该壳体的底部具有控制端子插入孔；以及 控制端子，该控制端子将所述印刷基板与半导体装置的外部进行电连接， 所述印刷基板与所述绝缘电路基板以及所述壳体底部形成分层结构， 所述控制端子为直线形，并被插入...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥秀明，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP