半导体模块和半导体模块的制造方法技术

本发明专利技术提供半导体模块以及半导体模块的制造方法。使半导体模块小型化并且容易生产。半导体模块(1)包括：层叠基板(2)，其通过在散热板(20)的上表面配置绝缘层(21)，并在绝缘层的上表面配置导电图案(22)而构成；功率芯片(3、4)，其配置于导电图案的上表面；IC芯片(9)，其控制功率芯片的驱动；控制侧引线框(7)，其具有主表面，在主表面之上配置IC芯片；以及模制树脂(11)，其将层叠基板、功率芯片、IC芯片以及控制侧引线框封装。控制侧引线框具有朝向散热板突出的棒状的销部(74)。散热板具有供销部的顶端压入的圆形孔(27)。

【技术实现步骤摘要】
半导体模块和半导体模块的制造方法
本专利技术涉及半导体模块和半导体模块的制造方法。
技术介绍
半导体装置具有设有IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)、功率MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor)、FWD(FreeWheelingDiode)等半导体元件的基板，被利用于变换器装置等。被广泛用于家用、工业用的马达驱动用等的变换器装置由MOSFET、IGBT等半导体开关元件(开关元件)以及驱动该半导体开关元件的驱动用集成电路(IC芯片)构成。而且，作为用于使设备小型化和内置保护电路的方法，使用将上述的开关元件和IC芯片一体封装化而成的IPM(IntelligentPowerModule)。通常，由于功率芯片等开关元件发热，因此安装于热导率较高的绝缘基板上的引线框。另一方面，IC芯片安装于与功率芯片用的引线框不同的IC芯片用的引线框。特别是，由于与功率芯片相比IC芯片的容许结温较低，因而对于使装置的封装尺寸小型化而言，需要确保了芯片之间的温度差的封装设计。专利文献1：日本特开2009－111154号公报专利文献2：国际公开第2014/076856号
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在专利文献1中，虽然IGBT芯片配置于散热板上的引线框，但是控制用集成电路配置于与IGBT共用的引线框上。因此，IGBT芯片的热经由引线框向控制用集成电路传递，其结果可能导致IPM的工作被限制。而且，在专利文献2中，在一体成型有引线框的壳体内配置有绝缘基板，在绝缘基板上配置有半导体芯片。半导体芯片与引线框之间利用接合线(日文：ボンディングワイヤ)连接，壳体内的上述结构利用模制树脂密封。在专利文献2那样利用模制树脂进行密封的构造中，需要确保对壳体和绝缘基板进行粘接的面积，而需要用于密封模制树脂的侧壁。因此，难以使封装小型化。而且，由于壳体与绝缘基板之间的粘接使用绝缘性树脂等粘接剂，因此需要通过加热进行热固化，固化时间较长而妨碍大量生产。本专利技术即是鉴于该方面而做成的，其中一个目的在于提供能够容易生产、能够小型化的半导体模块和半导体模块的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术的一技术方案的半导体模块的特征在于，该半导体模块包括：层叠基板，其通过在散热板的上表面配置绝缘层并在所述绝缘层的上表面配置导电图案而构成；半导体元件，其配置于所述导电图案的上表面；集成电路，其控制所述半导体元件的驱动；控制侧引线框，其具有主表面，在所述主表面之上配置所述集成电路；以及模制树脂，其将所述层叠基板、所述半导体元件、所述集成电路以及所述控制侧引线框封装，所述控制侧引线框具有朝向所述散热板突出的棒状的销部，所述散热板具有供所述销部的顶端压入的插入孔。而且，本专利技术的一技术方案的半导体模块的制造方法的特征在于，该半导体模块的制造方法实施：准备工序，准备通过在散热板的上表面配置绝缘层并在所述绝缘层的上表面配置导电图案而构成的层叠基板以及要与所述层叠基板接合的控制侧引线框；插入工序，将所述控制侧引线框的一部分向形成于所述层叠基板的插入孔插入并压入；芯片安装工序，在所述层叠基板安装半导体元件，在所述控制侧引线框安装用于控制所述半导体元件的驱动的集成电路；以及成型工序，通过传递模塑成型来利用模制树脂将所述层叠基板、所述半导体元件以及所述集成电路封装。专利技术的效果根据本专利技术，能够使半导体模块小型化并且容易生产。附图说明图1是表示本实施方式所涉及的半导体模块的一个例子的俯视示意图。图2A、图2B是表示本实施方式所涉及的半导体模块的一个例子的剖视示意图。图3A～图3D是表示本实施方式所涉及的半导体模块的制造方法的示意图。图4A、图4B是表示变形例所涉及的半导体模块的剖视示意图。图5A～图5D是表示变形例所涉及的半导体模块的制造方法的示意图。附图标记说明1、半导体模块；2、层叠基板；3、功率芯片(半导体元件)；4、功率芯片(半导体元件)；5、功率芯片(半导体元件)；6、功率芯片(半导体元件)；7、控制侧引线框；8、主电流侧引线框；9、IC芯片(集成电路)；10、IC芯片(集成电路)；11、模制树脂；20、散热板；21、绝缘层；22、导电图案；23、导电图案；24、导电图案；25、导电图案；26、虚设图案；27、圆形孔(插入孔)；28、凹部；70、端子部；71、支持棒(日文：タイバー)；72、支持棒；73、内部连接部；74、销部；75、突起部；76、销部；77、突起部；78、铆接部；80、端子部；81、支持棒；82、支持棒；83、销部；84、突起部；85、销部；86、突起部；87、铆接部；S、焊料；W1、布线构件；W2、布线构件；W3、布线构件；W4、布线构件；W5、布线构件；W6、布线构件；W7、布线构件。具体实施方式以下，对能够应用本专利技术的半导体模块进行说明。图1是表示本实施方式所涉及的半导体模块的一个例子的俯视示意图。图2A、图2B是表示本实施方式所涉及的半导体模块的一个例子的剖视示意图。图2A是半导体模块的高侧(日文：ハイサイド側)的剖视示意图，图2B是图2A的局部放大图。另外，以下所示的半导体模块仅是一个例子，半导体模块并不限定于此，而能够适当变更。在本说明书中，俯视意味着自与层叠基板垂直方向观察半导体模块的情况。而且，在图1的俯视中，将纸面上侧设为高侧，将纸面下侧设为低侧(日文：ローサイド側)，将纸面左侧设为控制侧，将纸面右侧设为主电流侧。半导体模块1例如应用于功率模块等电力转换装置。如图1所示，半导体模块1构成为包含层叠基板2、多个半导体元件以及多个集成电路。如图1和图2A、图2B所示，层叠基板2通过层叠金属层和绝缘层而构成，形成为俯视矩形形状。具体而言，层叠基板2通过在散热板20的上表面(主表面)配置绝缘层21并在绝缘层21的上表面(主表面)配置多个导电图案22～25而构成。散热板20发挥作为层叠基板2的基板的作用，由铜、铝等导热性良好的金属板形成为俯视矩形形状。绝缘层21由陶瓷、树脂等绝缘材料形成为覆盖散热板20的主表面的至少一部分的俯视矩形形状。绝缘层21也可以形成为覆盖散热板20的主表面的整个区域的俯视矩形形状。绝缘层21例如使用氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)等陶瓷材料、环氧等树脂材料、或使用了陶瓷材料作为填料的环氧树脂材料形成。在绝缘层21的主表面以岛状(相互电绝缘的状态)形成有多个导电图案22～25。多个导电图案22～25在绝缘层21的长度方向上并列配置有四个，自图1的纸面上的上方开始依次由导电图案22～25表示。详细后述说明，在位于高侧的导电图案22上配置高侧的半导体元件，在位于低侧的剩余的三个导电图案23～25上配置低侧的半导体元件。而且，在绝缘层21的主表面的四个角落形成有与上述的导电图案22～25独立形成的多个虚设图案26。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体模块，其特征在于，/n该半导体模块包括：/n层叠基板，其通过在散热板的上表面配置绝缘层并在所述绝缘层的上表面配置导电图案而构成；/n半导体元件，其配置于所述导电图案的上表面；/n集成电路，其控制所述半导体元件的驱动；/n控制侧引线框，其具有主表面，在所述主表面之上配置所述集成电路；以及/n模制树脂，其将所述层叠基板、所述半导体元件、所述集成电路以及所述控制侧引线框封装，/n所述控制侧引线框具有朝向所述散热板突出的棒状的销部，/n所述散热板具有供所述销部的顶端压入的插入孔。/n

【技术特征摘要】
20190215 JP 2019-0251841.一种半导体模块，其特征在于，
该半导体模块包括：
层叠基板，其通过在散热板的上表面配置绝缘层并在所述绝缘层的上表面配置导电图案而构成；
半导体元件，其配置于所述导电图案的上表面；
集成电路，其控制所述半导体元件的驱动；
控制侧引线框，其具有主表面，在所述主表面之上配置所述集成电路；以及
模制树脂，其将所述层叠基板、所述半导体元件、所述集成电路以及所述控制侧引线框封装，
所述控制侧引线框具有朝向所述散热板突出的棒状的销部，
所述散热板具有供所述销部的顶端压入的插入孔。


2.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，
该半导体模块还包括主电流侧引线框，该主电流侧引线框隔着所述半导体元件配置于与所述控制侧引线框相反的一侧，
所述插入孔设有多个，
所述主电流侧引线框具有朝向所述散热板突出的棒状的所述销部。


3.根据权利要求2所述的半导体模块，其特征在于，
设于所述控制侧引线框和/或所述主电流侧引线框的所述销部位于所述层叠基板的靠外侧的位置。


4.根据权利要求3所述的半导体模块，其特征在于，
在所述控制侧引线框形成有所述销部的端子为共用端子。


5.根据权利要求3所述的半导体模块，其特征在于，
在所述主电流侧引线框形成有所述销部的端子为未连接端子。


6.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，
所述插入孔以贯通所述绝缘层的方式形成，
在所述绝缘层的上表面以包围所述插入孔的周围的方式形成虚设图案。


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【专利技术属性】
技术研发人员：东展弘，
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