半导体模块及电力转换装置制造方法及图纸

得到能够提高散热性、降低制造成本的半导体模块及电力转换装置。在绝缘性的散热片(12)之上设置半导体元件(13～16)。引线框(8、9)具有一体地构成的引线端子(8a、9a)和芯片焊盘(8b、9b)。导线(20、22)对引线框(8、9)和半导体元件(13～16)进行连接，成为主电流路径。模塑树脂(6)对散热片(12)、半导体元件(13～16)、引线框(8、9)以及导线(20、22)进行封装。引线端子(8a、9a)从模塑树脂(6)引出。散热片(12)与芯片焊盘(8b、9b)的下表面直接接触。在芯片焊盘(8b、9b)与散热片(12)的接触部分的正上方，导线(20、22)键合于芯片焊盘(8b、9b)。9b)。9b)。

【技术实现步骤摘要】
半导体模块及电力转换装置


[0001]本专利技术涉及半导体模块及电力转换装置。

技术介绍

[0002]在半导体模块内部，半导体元件与引线端子通过导线连接。近年来，以SiC MOS芯片为首，与功率半导体元件的高性能化相伴的芯片缩小化正在加速。与此相伴，导线的根数也受到限制。如果导线的根数减少，则模块动作时的导线发热量增加。由此，引发引线端子和与其连接的外部的印刷基板的温度上升。因此，存在最终用户的冷却成本增加的问题。
[0003]作为解决该问题的方法，提出了在散热片之上设置中继电极，将导线和引线端子与中继电极连接的结构(例如，参照专利文献1(图1(b))。由此，能够将模块动作时在导线产生的热经由中继电极和散热片散热。
[0004]专利文献1：日本专利第6024750号公报
[0005]但是，由于通过追加中继电极而增加了部件数量和生产工序，因此生产成本上升。因此，现有的结构难以应用于要求大量生产的产品。

技术实现思路

[0006]本专利技术是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种能够提高散热性、降低制造成本的半导体模块以及电力转换装置。
[0007]本专利技术所涉及的半导体模块的特征在于，具有：绝缘性的散热片；半导体元件，其设置于所述散热片之上；引线框，其具有一体地构成的引线端子和芯片焊盘；导线，其连接所述引线框和所述半导体元件，成为主电流路径；以及模塑树脂，其对所述散热片、所述半导体元件、所述引线框以及所述导线进行封装，所述引线端子从所述模塑树脂引出，所述散热片与所述芯片焊盘的下表面直接接触，在所述芯片焊盘与所述散热片的接触部分的正上方，所述导线键合于所述芯片焊盘。
[0008]专利技术的效果
[0009]在本专利技术中，散热片与芯片焊盘的下表面直接接触，在芯片焊盘与散热片的接触部分的正上方，导线键合于芯片焊盘。由此，在模块动作时在导线产生的热经由散热片散热，因此能够提高散热性。另外，不需要为了导线的散热而新追加部件。因此，能够减少部件数量和生产工序，降低制造成本。
附图说明
[0010]图1是表示安装了实施方式1所涉及的半导体模块的状态的剖面图。
[0011]图2是表示实施方式1所涉及的半导体模块的内部结构的俯视图。
[0012]图3是将图2的一部分放大后的俯视图。
[0013]图4是图3的内部结构的沿着输出侧引线框的剖面图。
[0014]图5是图3的内部结构的沿着N侧引线框的剖面图。
[0015]图6是将对比例所涉及的半导体模块的内部结构的一部分放大后的俯视图。
[0016]图7是图6的内部结构的沿着输出侧引线框的剖面图。
[0017]图8是图6的内部结构的沿着N侧引线框的剖面图。
[0018]图9是将实施方式1所涉及的半导体模块的变形例的内部结构的一部分放大后的俯视图。
[0019]图10是表示实施方式2所涉及的半导体模块的剖面图。
[0020]图11是表示实施方式3所涉及的半导体模块的剖面图。
[0021]图12是表示实施方式3所涉及的半导体模块的变形例的剖面图。
[0022]图13是表示实施方式4所涉及的半导体模块的剖面图。
[0023]图14是表示引线端子的前端部插入至印刷基板的通孔的状态的斜视图。
[0024]图15是表示引线端子的前端部插入至印刷基板的通孔的状态的斜视图。
[0025]图16是表示引线端子的前端部插入至印刷基板的通孔的状态的斜视图。
[0026]图17是表示实施方式5所涉及的半导体模块的剖面图。
[0027]图18是表示实施方式6所涉及的电力转换装置的框图。
[0028]标号的说明
[0029]1半导体模块，2散热器，6模塑树脂，8N侧引线框，9输出侧引线框，8a、9a引线端子，8b、9b芯片焊盘，8c连接部，12散热片，13、14N侧半导体元件，15、16P侧半导体元件，20、22导线，25绝缘材料，26附加件(attachment)，29控制电路。
具体实施方式
[0030]参照附图对实施方式所涉及的半导体模块以及电力转换装置进行说明。对于相同或者对应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。
[0031]实施方式1.
[0032]图1是表示安装了实施方式1所涉及的半导体模块的状态的剖面图。半导体模块1经由油脂3安装于具有散热鳍片的散热器2之上。印刷基板4配置于半导体模块1的上方。半导体模块1的引线端子5从模塑树脂6凸出，插入至印刷基板4的通孔7，与印刷基板4的电路连接。
[0033]图2是表示实施方式1所涉及的半导体模块的内部结构的俯视图。图3是将图2的一部分放大后的俯视图。设置有3个N侧引线框8、3个输出侧引线框9、1个P侧引线框10、控制侧引线框11。这些引线框是从一片金属板切出且在制造阶段相互连接的单个的引线框。因此，这些引线框的材质以及厚度相同。
[0034]N侧引线框8、输出侧引线框9、P侧引线框10设置于绝缘性的散热片12之上。3相的N侧半导体元件13、14分别被芯片键合于3个输出侧引线框9之上。3相的P侧半导体元件15、16被芯片键合于1个P侧引线框10之上。例如，N侧半导体元件13和P侧半导体元件15是IGBT，N侧半导体元件14和P侧半导体元件16是续流二极管。N侧半导体元件15连接于P侧半导体元件13的低压侧。控制IC 17、18与控制侧引线框11连接。
[0035]N侧半导体元件13、14的上表面电极彼此通过导线19连接，下表面电极与输出侧引线框9连接。N侧半导体元件14的上表面电极通过导线20与N侧引线框8连接。P侧半导体元件15、16的上表面电极彼此通过导线21连接，下表面电极与P侧引线框10连接。P侧半导体元件
16的上表面电极通过导线22与输出侧引线框9连接。N侧半导体元件13的控制电极通过导线23与控制IC 17连接。P侧半导体元件15的控制电极通过导线24与控制IC 18连接。
[0036]图4是图3的内部结构的沿着输出侧引线框的剖面图。输出侧引线框9具有一体地构成的引线端子9a和芯片焊盘9b。散热片12与芯片焊盘9b的下表面直接接触。在芯片焊盘9b与散热片12的接触部分的正上方，导线22键合于芯片焊盘9b。
[0037]图5是图3的内部结构的沿着N侧引线框的剖面图。N侧引线框8具有一体地构成的引线端子8a和芯片焊盘8b。散热片12与芯片焊盘8b的下表面直接接触。在芯片焊盘8b与散热片12的接触部分的正上方，导线20键合于芯片焊盘8b。导线20、22成为模块动作时流过大的主电流的主电流路径。
[0038]模塑树脂6对散热片12、N侧半导体元件13、14、P侧半导体元件15、16、N侧引线框8、输出侧引线框9、P侧引线框10、控制侧引线框11以及导线19～24进行封装。N侧引线框8的引线端子8a、输出侧引线框9的引线端子9a、P侧引线框10的引线端子、控制引线框11的引线端子从模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体模块，其特征在于，具有：绝缘性的散热片；半导体元件，其设置于所述散热片之上；引线框，其具有一体地构成的引线端子和芯片焊盘；导线，其连接所述引线框和所述半导体元件，成为主电流路径；以及模塑树脂，其对所述散热片、所述半导体元件、所述引线框以及所述导线进行封装，所述引线端子从所述模塑树脂引出，所述散热片与所述芯片焊盘的下表面直接接触，在所述芯片焊盘与所述散热片的接触部分的正上方，所述导线键合于所述芯片焊盘。2.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，所述引线框在所述引线端子与所述芯片焊盘之间具有高度差。3.根据权利要求1或2所述的半导体模块，其特征在于，所述半导体元件具有低压侧半导体元件和在所述低压侧半导体元件的高压侧连接的高压侧半导体元件，所述引线框通过所述导线与所述低压侧半导体元件连接。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体模块，其特征在于，所述引线框具有连接部，该连接部设置于所述引线端子与所述芯片焊盘之间，具有比所述引线端子和所述芯片焊盘小的截面积。5.根据权利要求1或2所述的半导体模块，其特征在于，还具有：低压侧半导体元件，其连接于所述半导体元件的低...

【专利技术属性】
技术研发人员：杉町诚也，酒井伸次，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：