專利名稱：電子線路裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用半導體元件如IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)、二極管等驅(qū)動馬達的電源控制系統(tǒng)的電子線路裝置，及該電子線路裝置的制造方法。
在圖16中，附圖標記分別表示1a是IGBT；1b是二極管；3是高溫焊接劑；4是金屬元件；5是密封樹脂；6是焊接劑；7是電路板；10是熱輻射板；10a是突起的螺釘座；11是螺釘；12是放置了電子元件(無源元件)的表面；13是放置了電子元件(半導體元件)的表面；14是金屬基底電路板；15是硅脂；18是金屬絲；19是金屬導線；22是凸連接器；23是凹連接器；24是絕緣樹脂。
下面論述制造這種結(jié)構(gòu)常規(guī)馬達驅(qū)動設(shè)備的方法。
IGBT1a、二極管1b等半導體元件1由高溫焊接劑3連接到金屬元件4上。IGBT1a與二極管1b之間、半導體元件1與金屬導線19之間用金屬絲18電連接。金屬絲18通常為鋁絲或金絲。使用鋁等形成的金屬絲18時，金屬絲18采用鋁線楔形結(jié)合連接到半導體元件1的第二電極。第二電極與半導體元件1的第一電極相對，連接到金屬元件4上。半導體元件1的第二電極由鋁制成。在常溫下用超聲波能量將第二電極與金屬絲彼此壓接到一起時，可去除第二電極和金屬絲18鋁表面的氧化膜。第二電極與金屬絲18就這樣連接到一起。連接到半導體元件1第二電極的金屬絲18伸向在銅上鍍錫得到的金屬導體19，通過楔形結(jié)合的方法連接到金屬導體19上。
其后，為了完好地保護半導體元件1和金屬絲18并提高可靠性，對半導體元件1和金屬絲18涂層，并用傳遞成型技術(shù)或注射成型技術(shù)以密封樹脂5將它們密封。彎曲并模切金屬導線19，使它與金屬元件4變平(even)。通過這樣順序的步驟，可得到名為“TO-220”的電子元件，它包含有半導體元件1、高溫焊接劑3、金屬元件4、金屬絲18、金屬導線19和密封樹脂5。
在焊接糊劑印制到金屬基電路板14上之后，可在金屬基電路板上放置各種元件，如上述電子元件“TO-220”、凸連接器22等。將整個金屬基電路板放入加熱爐，焊接糊劑就會熔化?；氐匠睾蠛附雍齽┠獭Ｄ痰暮附觿?將電子元件“TO-220”、凸連接器22等各種電子元件完全電連接到金屬基電路板14上。
為了提供電絕緣，在整個金屬基電路板14上使用了密封樹脂24。帶有各種電子元件的金屬基電路板14放入減壓爐，去除混入密封樹脂24內(nèi)部的氣泡，然后放入加熱表面(heating surface)使密封樹脂24凝固。
接著，在熱輻射板10上使用硅脂15。金屬基電路板14緊密接觸到熱輻射板10，并由螺釘固定。然后，將凸連接器22放置在金屬基電路板14上和將凹連接器23放置在電路板7上之后，將凸連接器22插入凹連接器23中，這樣電路板7就緊密地接觸到突起的螺釘座10a，并由螺釘11固定。
在上述的方式中，完成了將包括電子元件“TO-220”的電子元件放置在金屬基電路板14上，用于控制轉(zhuǎn)換馬達驅(qū)動電流和熱輻射需求的過程；組合含有用于控制電子元件“TO-220”的電路的電路板7和無需熱輻射的過程。
上述的安排，會因金屬絲18和金屬導線19的電阻產(chǎn)生損耗，因絲18和導線19的長度產(chǎn)生雜散電感。此外，電子元件“TO-220”裝備有金屬導線19，因此要求金屬基電路板14的面積比電子元件“TO-220”的面積大，這就妨礙了微型化和高密度裝配。
同時，用于電子產(chǎn)品之類的馬達驅(qū)動設(shè)備也要求緊湊和高效熱輻射，以適應當前電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更輕、更薄、更小巧的趨勢。如果高溫焊接劑3內(nèi)部出現(xiàn)了氣泡，氣泡會妨礙半導體元件1產(chǎn)生的熱傳遞，因而增加了半導體元件1和金屬元件4之間的電阻。結(jié)果，只有氣泡部分的溫度升高，最糟的情況會導致半導體元件1破裂。
如上所述，金屬絲18通過與鋁絲楔形結(jié)合的方法連接到半導體1的第二電極。在以往的技術(shù)中，由于連接方法限制了金屬絲18的厚度，同時由于基底電極的排布限制了金屬絲18的長度，因此不可能減小線電阻。在上述情況中，由于當前半導體元件1的發(fā)展程度不能使通態(tài)電阻減小，并且由高頻、大電流電信號產(chǎn)生的噪音問題也需要改善。
為了達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供了一種電子線路裝置，包括需熱輻射的半導體元件，在其兩端面有彼此相對的電極；第一電路板，它通過金屬板電連接到半導體元件兩端面中一端面上的第一電極，金屬板和半導體元件放置在它上面；第二電路板，放置于半導體元件兩端面中另一端面上，與第一電路板相對，有半導體元件的控制電路；和金屬絲，直接將位于所述另一端面上電極的第二電極與第二電路板彼此電連接在一起。
上述金屬絲可包括第一彎曲部分，用于吸收半導體元件熱輻射造成的第一電路板和第二電路板的膨脹和收縮。
連接到第二電極的金屬絲可沿半導體元件的厚度方向延伸。
電子線路裝置的結(jié)構(gòu)還可進一步包括帶有支撐部分的熱輻射部分，在其上放置第一電路板并支撐第二電路板，金屬絲還可有第二彎曲部分，在支撐部分支撐第二電路板的情況下，用于吸收熱輻射造成的第一電路板和第二電路板的膨脹和收縮，并將第一電路板壓向熱輻射部分。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的電源控制系統(tǒng)的電子線路裝置，包括需熱輻射的半導體元件，在其一端面和另一端面分別有彼此相對的第一電極和第二電極；突塊，位于第二電極上；和金屬部分，其第一表面與第一電極相對并電連接到第一電極；還包括豎立在第一表面上的金屬形成的安裝部分，當?shù)谝槐砻嫔戏胖糜袔粔K的半導體元件時，該安裝部分沿著半導體元件厚度方向的高度超過突塊。
在上述第二方面的電子線路裝置中，給一個金屬部分提供三個或更多的安裝部分。
第二方面的電子線路裝置還可進一步包括第二電路板，放置于另一端面的一方，與突塊和安裝部分的前端電連接，帶有半導體元件的控制電路。
上述第二方面的電子線路裝置還可進一步包括帶有支撐部分的熱輻射部分，通過電絕緣部分在其上放置金屬部分，并散發(fā)由半導體元件向金屬部分傳導的熱量。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種制造電子線路裝置的方法，該電子線路裝置包括需熱輻射的半導體元件，在彼此相對的一個端面和另一個端面上分別有第一電極和第二電極；突塊，位于第二電極上；和金屬部分，其第一表面與第一電極相對并電連接到第一電極；還包括豎立在第一表面上的金屬形成的安裝部分，當?shù)谝槐砻嫔戏胖糜袔粔K的半導體元件時，該安裝部分沿著半導體元件厚度方向的高度超過突塊。
所述的方法包括使金屬部分的第一表面和第一電極彼此接觸，將半導體元件放置在第一表面，加熱半導體元件；在第一表面上放熔化的焊接劑；分別按壓半導體元件和金屬部分，去除第一表面和第一電極之間熔化的焊接劑內(nèi)的氣泡；和降低熔化焊接劑的溫度，同時維持按壓狀態(tài)，從而使熔化的焊接劑凝固，將半導體元件和金屬部分連接在一起。
在第三方面的制造方法中，將半導體元件和金屬元件連接在一起后，該方法進一步包括將突塊和安裝部分的前端電連接到第二電路板上，第二電路板位于另一端面的一側(cè)上，帶有半導體元件的控制電路。
其中，第二電路板附帶有許多金屬部分時，可調(diào)節(jié)金屬部分的安裝部分的高度，使所有金屬部分的高度相對于第二電路板一致。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明第一方面的電子線路裝置，有金屬絲直接將形成于半導體元件另一端面的第二電極和位于另一端面的一側(cè)上的第二電路板電連接到一起。因為常規(guī)的凹連接器和凸連接器可去除，電子線路裝置能夠做的緊湊。
另外，金屬絲有彎曲部分時，該彎曲部分可吸收半導體元件熱量在第一電路板和第二電路板間產(chǎn)生的膨脹和收縮。
金屬絲是沿著半導體元件的厚度方向延伸的，因此電子線路裝置能夠進一步微型化。
當金屬絲沿著半導體元件的厚度方向延伸，并且進一步包括第二彎曲部分時，不僅可以微型化電子線路裝置、吸收膨脹和收縮，而且第一電路板還可以壓接到熱輻射板上，更好地去除熱量。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的電子線路裝置，半導體元件帶有對于第二電極的突塊，還帶有包含了安裝部分的金屬部分，因此可去除配線。由配線產(chǎn)生的雜散電感和傳導電阻會減小。
當有許多個金屬部分時，金屬部分的高度可通過調(diào)節(jié)安裝部分得到統(tǒng)一。
半導體元件和第二電路板可通過金屬部分直接彼此電連接到一起，因此常規(guī)的凹連接器和凸連接器可去除，電子線路裝置的尺寸變小。當使用熱輻射部分支撐第二電路板時，金屬部分的熱量可通過一個熱輻射部分很好地散出。
根據(jù)本發(fā)明第三方面的電子線路裝置制造方法，半導體元件和金屬元件分別彼此壓接到一起以去除焊接劑內(nèi)部的氣泡之后，半導體元件和金屬部分間的焊接劑凝固。因此，半導體元件和金屬部分間的熱傳導不會被氣泡所阻止，能夠防止半導體元件異常的溫度升高。


以下結(jié)合優(yōu)選實施例并參考附圖進行說明，使本發(fā)明的目的及特征更清晰圖1是作為根據(jù)本發(fā)明第一實施例的電源控制系統(tǒng)電子線路裝置的第二電路裝置的截面圖；圖2是構(gòu)成圖1中第一電路單元的半導體元件簡圖；圖3是圖2中半導體元件帶有突塊時的簡圖；圖4是帶有圖3所示突塊的半導體元件放置在金屬部分上時的簡圖；圖5是圖4進一步帶有密封樹脂時的簡圖；圖6是圖5中第一電路單元放置在第二電路板上的截面圖；圖7是第二電路板上放置了多個第一電路單元的截面圖；圖8是據(jù)本發(fā)明第二實施例作為電源控制系統(tǒng)電子線路裝置的第二電路裝置的截面圖；圖9是圖8中第二電路裝置改進實例的截面圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明第三實施例作為電源控制系統(tǒng)電子線路裝置的第二電路裝置的截面圖；圖11是圖10中第二電路裝置改進實例的截面圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明第四實施例作為電源控制系統(tǒng)電子線路裝置的第二電路裝置的截面圖；圖13是圖12中第二電路裝置改進實例的截面圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明第五實施例作為電源控制系統(tǒng)電子線路裝置的第二電路裝置的截面圖；圖15是圖14中第二電路裝置改進實例的截面圖；和圖16是常規(guī)電源控制系統(tǒng)電子線路裝置的截面圖。
下面參考

，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的電子線路裝置和制造該電子線路裝置的方法。第一實施例圖5所示為電源控制系統(tǒng)的第一電子線路裝置(以下稱為“第一電路單元”)100，是實施例中電子線路裝置的一個例子。圖1所示為電源控制系統(tǒng)的第二電路裝置(以下稱為“第二電路裝置”)101，包括了與電子線路裝置其它例子相對應的第一電路單元100。
圖1中第二電路裝置101的構(gòu)成如下。111是驅(qū)動半導體元件，用于控制系統(tǒng)中控制馬達之類的驅(qū)動設(shè)備的驅(qū)動電流，需要熱輻射處理。驅(qū)動半導體元件包括IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)111-1和二極管111-2。如圖3所示，驅(qū)動半導體元件111有第一電極111c和第二電極111d分別形成于彼此相對的一端面111a和另一端面111b。112是突塊(突出的電極)，形成于驅(qū)動半導體元件111第二電極111d上。如圖4所示，114是金屬部分，輻射和散發(fā)由驅(qū)動半導體元件111產(chǎn)生的熱量。以銅作為基礎(chǔ)材料，用模具形成對應于以下所述的安裝部分114的突起部分后，金屬部分114的整個表面鍍錫。金屬部分114的第一表面114a與第一電極111c相對，電連接到第一電極111c。113是高溫焊接劑，將驅(qū)動半導體元件111的第一電極111c與金屬部分114的第一表面114a彼此連接在一起。上述安裝部分114b突起于第一表面114a，平行于驅(qū)動半導體111厚度方向111e，當帶有突塊112的驅(qū)動半導體111放置于第一表面114a上時，其沿著厚度方向111e的高度超過了突塊112。實施例中只有一對安裝部分114b，但是一個第一電路單元100中可有三個或更多的安裝部分。如果有三個或更多的安裝部分，如下所述，放置于第二電路板116上時第一電路單元100的平整度能夠得到很大的提高。
如圖5所示，115是密封樹脂，保護驅(qū)動半導體元件111和突塊112，此時驅(qū)動半導體元件111和突塊112一起放置在第一表面114a上，在厚度方向111e突塊112露出大約一半的高度。以上述方式構(gòu)成第一電路單元100。
如圖6所示，第一電路單元100由突塊112和安裝部分114b的前段114c，通過焊接劑117，電連接到位于驅(qū)動半導體元件111另一端面111b的一側(cè)上的第二電路板116上。
如圖1所示，第二電路板116包含了驅(qū)動半導體元件111的控制電路，電容、電阻之類的無源電子元件122和晶體管、寄存器等有源電子元件123構(gòu)成了控制電路，并放置于一個端面或兩個端面上。第二電路板116中有內(nèi)部線路124，將電子元件122和123與驅(qū)動半導體元件111電連接。
金屬部分位于其上的熱輻射部分120，將半導體元件111傳到金屬部分114的熱量散發(fā)到空氣中。
如圖1所示，熱輻射部分120還可包含由支撐第二電路板的支撐部分120a形成的凹進處120b。第一電路單元100放置于凹進處120b中，第二電路板116的兩端由螺釘121固定在一對支撐部分120a上。通過熱壓的方法將熱消散功效高的絕緣樹脂119放置在凹進處120b的底面120c上，以從金屬部分114向熱輻射部分120傳導熱量，同時將金屬部分114和熱輻射部分120彼此電絕緣。另外，在絕緣樹脂119和金屬部分114之間填充硅脂118，以減少金屬部分114和絕緣樹脂119間接觸部分的熱電阻。金屬部分114的高度如下所述是一定的，硅脂118作為將金屬部分114壓向絕緣樹脂119的緩沖部分，可使金屬部分114與絕緣樹脂119彼此一直緊密接觸?？捎萌彳浀钠婀柚?18。
第二電路裝置101的結(jié)構(gòu)如上所述。
參考圖2-6說明形成上述第一電路單元100的方法。
參見圖3，用改進了的線結(jié)合裝置作突起電極成形機器或用電鍍的方法，在圖2所示的驅(qū)動半導體元件111第二鋁電極111d上形成鍍金突塊112。然后如圖4所示，在驅(qū)動半導體元件111放在金屬部分114第一表面114a預定位置的狀態(tài)下，驅(qū)動半導體111和金屬部分114放入高溫爐中，加熱到350℃，爐中維持氮氫混合氣體的還原空氣狀態(tài)。根據(jù)實施例，在高溫爐中將熔化的高溫焊接劑113滴到金屬部分114的第一表面114a上。結(jié)果，金屬部分114的第一表面114a與驅(qū)動半導體元件111的第一電極111c由高溫焊接劑113連接在一起。
高溫焊接劑113放入后，對驅(qū)動半導體元件111和金屬部分114分別相互按壓，從第一表面114a和第一電極111c之間熔化的焊接劑內(nèi)部去除氣泡。金屬部分114要平行于驅(qū)動半導體元件111按壓，使金屬部分114和驅(qū)動半導體元件111緊密接觸。保持絕對的接觸狀態(tài)，冷卻金屬部分114和驅(qū)動半導體元件111，使焊接劑113凝固。凝固之后，金屬部分114和驅(qū)動半導體元件111返回到空氣中。
接著參見圖5，密封樹脂115用于機械保護驅(qū)動半導體元件111本身和驅(qū)動半導體元件111與突塊112間的連接部分。密封樹脂115為液體狀態(tài)，高溫設(shè)置，或由傳遞成型技術(shù)、注射成型技術(shù)形成。以此方法做成第一電路單元100。
隨后，為了保護驅(qū)動半導體元件111，并可使其作為電子元件使用，如圖6所示，第一電路單元100通過焊接劑117同時與第二電路板116上的電子元件122和123連接。連接時可使用通常的表面安裝技術(shù)(SMT)。
在上述實施例中，金屬部分114有金屬的安裝部分114b，金屬的安裝部分114b從金屬部分114的第一表面114a沿驅(qū)動半導體元件111厚度方向111e突起。因此，可通過安裝部分114b得到驅(qū)動半導體元件111的第一電極111c與第二電路板116之間的電連接，而且還可通過安裝部分114b將帶有驅(qū)動半導體元件111的金屬部分114固定到第二電路板116上。因為可去掉常規(guī)所需的凹連接器23和凸連接器22，第一電路單元100和第二電路裝置101在尺寸上可做的緊湊。同時，驅(qū)動半導體元件111的第二電極111d通過突塊112電連接到第二電路板116，與使用金屬絲18、金屬導線19和電阻的常規(guī)技術(shù)相比，可減少雜散電容。
與常規(guī)技術(shù)相比通過突塊112連接可減少線電阻，因此能夠減少接通狀態(tài)電阻和噪聲。
如上所述，通過分別相互按壓驅(qū)動半導體元件111的第一電極111c和金屬部分114可將它們連接到一起，并去除焊接劑113內(nèi)部的氣泡。防止驅(qū)動半導體元件111由于空隙產(chǎn)生的異常過熱。
圖7所示為完成了圖2-5的過程后，有多個第一電路單元100連接到第二電路板116上。雖然圖7中安裝了兩個第一電路單元100，但是無需說，可安裝三個或更多的單元，或者相反只安裝一個單元。在安裝多個第一電路單元100的情況下，相對于第二電路板116的第一電路單元100高度H1和H2的誤差范圍應在一指定數(shù)值內(nèi)。實施例中金屬部分114有安裝部分114b，每個金屬部分114的安裝部分114b高度可調(diào)，即可切除安裝部分114b，因此可將高度H1和H2的位置精確地保持在±50μm的誤差范圍內(nèi)。
圖1所示的第二電路裝置101是圖7中第二電路板116和熱輻射部分120的組合。第二電路裝置101能夠發(fā)揮與第一電路單元100同樣的效果。第二實施例參見圖8說明第二電路裝置101的改進實例第四電路裝置103。
第四電路裝置103包括上述第一電路單元100的改進實例第三電路單元102。圖8中的附圖標記133所指的是金屬制的第一電路板。圖8中第二電路板116做單表面安裝。
第三電路單元102分別附帶有金屬彈簧絲136和第二金屬部分134，代替第一電路單元100中的突塊112和金屬部分114。彈簧絲136是導體，將驅(qū)動半導體元件111和第二電路板116彼此電連接在一起，如圖所示，有第二彎曲部分136a。圖8第四電路裝置103中，彈簧絲136的一端穿過第二電路板116，焊在第二電路板116上。第二金屬部分134沒有安裝部分114b。彈簧絲136的第二彎曲部分136a沒有由密封樹脂115密封。
第三電路單元102結(jié)構(gòu)中其他的部分與上述第一電路單元100相同。
上述結(jié)構(gòu)的第三電路單元102中，第二金屬部分134通過焊接劑117與第一電路板133連接在一起。第一電路板133通過硅脂118放置在熱輻射部分120上。
在上述結(jié)構(gòu)的第四電路裝置103中，可通過彈簧絲136的第二彎曲部分136a將第一電路板133按壓到熱輻射部分120，而且彈簧絲136可吸收熱應力，因此可靠性高。
每一個彈簧絲136都平行于厚度方向111e，如圖所示，沒有與厚度方向111e正交，因此第四電路裝置103可做得緊湊。另外，去除了驅(qū)動半導體元件111與第二金屬部分134間焊接劑113內(nèi)的氣泡，因此可防止空隙引起的驅(qū)動半導體元件111異常過熱。
圖9中所示的第四電路裝置103-1是圖8中第四電路裝置103的變型，如圖所示，彈簧絲136-1不穿過第二電路板116，焊接在第二電路板116的一個表面。第二電路板116作雙面安裝。改進的第四電路裝置103-1中的其他部分與上述圖8中第四電路裝置103的結(jié)構(gòu)相同。
圖9中第四電路裝置103-1能夠獲得圖8中第四電路裝置103同樣的效果。第三實施例參見圖10描述第二電路裝置101的改進實例第五電路裝置104。
在第五電路裝置105的結(jié)構(gòu)中，去掉了圖16中驅(qū)動設(shè)備的凸連接器22和凹連接器23，用新的金屬導線139連接金屬絲18。將驅(qū)動半導體元件111和第二金屬部分134焊接在一起時，進行上述去除氣泡的操作。在圖8中對第二電路板116進行單表面安裝。
金屬導線139是銅鍍錫的金屬絲，連接到鋁楔形結(jié)合的鋁金屬絲18。金屬導線139中途形成第一彎曲部分139a。金屬導線139的一端穿過第二電路板116焊接。第二電路板116進行雙面安裝。
去掉了凸連接器22和凹連接器23，金屬導線139直接連接到第二電路板116，因此第五電路裝置104能夠做得緊湊。金屬導線139的第一彎曲部分139a能吸收熱應力，得到高可靠性。另外，去除了驅(qū)動半導體元件111與第二金屬部分134間焊接劑113內(nèi)的氣泡，因此可防止空隙引起的驅(qū)動半導體元件111異常過熱。
圖11中所示的第五電路裝置104-1是圖10中第五電路裝置104的變型。如圖所示，金屬導線139-1不穿過第二電路板116，焊接在第二電路板116的一個表面。第五電路裝置104-1結(jié)構(gòu)中的其他部分與上述圖10中第五電路裝置104相同。
類似地，第五電路裝置104-1能夠獲得圖10中第五電路裝置104同樣的效果。第四實施例下面參見圖12說明上述第四電路裝置103的改進實例第六電路裝置105。
第六電路裝置105中，金屬絲141代替了第四電路裝置103中的彈簧絲136。金屬絲141有金球140，是通過電火花熔化金絲形成的。金球140連接到驅(qū)動半導體元件111等上。通過加熱和超聲波振動金絲，用線結(jié)合技術(shù)連接金球140。連接后，沿厚度方向111e拔起金屬絲141，按預定的長度切割，并用密封樹脂115密封以防止變形。金屬絲141的一端穿過第二電路板116焊接。第六電路裝置結(jié)構(gòu)中的其他部分與圖8中所示的前述第四電路裝置103相同。
根據(jù)第六電路裝置105，與第四電路裝置103相似，金屬絲141沿厚度方向111e延伸，因此第六電路裝置105能做的緊湊。另外，去除了驅(qū)動半導體元件111與第二金屬部分134間焊接劑113內(nèi)的氣泡，因此可防止空隙引起的驅(qū)動半導體元件111異常過熱。
圖13中所示的第六電路裝置105-1是圖12中第六電路裝置105的變型。由圖可清楚地看到，金屬絲141-1不穿過第二電路板116，焊接在第二電路板116的一個表面。第六電路裝置105-1結(jié)構(gòu)中的其他部分與上述第六電路裝置105相同。
圖13中的第六電路裝置105-1能夠獲得圖12中第六電路裝置同樣的效果。第五實施例參見圖14描述第四電路裝置103的改進實例第七電路裝置106。
第七電路裝置106使用了金屬絲142，如鋁絲或銅絲。通過用超聲波振動的楔形結(jié)合技術(shù)將金屬絲142連接到驅(qū)動半導體元件111等上。連接后沿厚度方向111e拔起金屬絲142，按預定的長度切割，并用密封樹脂115密封以防止變形。金屬絲142的一端穿過第二電路板116焊接。第七電路裝置106的結(jié)構(gòu)中其它的部分與圖8所示的上述第四電路裝置103相同。
根據(jù)與第四電路裝置103相似的第七電路裝置106，金屬絲142沿厚度方向111e延伸，因此第七電路裝置106的尺寸可做得緊湊。也由于金屬絲使用了鋁或銅，與使用金絲的情況相比，第七電路裝置106的構(gòu)造便宜。除此之外，去除氣泡的過程防止了驅(qū)動半導體元件111異常過熱。
圖13中的第七電路裝置106變形為如圖14所示的第七電路裝置106-1。如圖所示，金屬絲142-1不穿過第二電路板，焊接于第二電路板116的一個表面。改進的第七電路裝置106-1中結(jié)構(gòu)的其他部分與前述的第七電路裝置106相同。
圖14中第七電路裝置106-1可獲得圖13中第七電路裝置106同樣的效果。
盡管參考附圖，結(jié)合優(yōu)選實施例，對本發(fā)明作了詳細的說明，但是仍應注意到，本領(lǐng)域技術(shù)人員可做出各種變化和變型?？梢岳斫猓@些變化和變型包含在所附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)，除非它們不在其中。
權(quán)利要求
1.一種電子線路裝置，包括需熱輻射的半導體元件(111)，在彼此相對的兩端面(111a，111b)形成有電極(111c，111d)；第一電路板(133)，通過金屬平板(134)電連接到半導體元件兩端面之一(111a)上的電極的第一電極(111c)上，金屬平板和半導體元件放置在它上面；第二電路板(116)，位于半導體元件兩端面的另一端面(111b)的一側(cè)，與第一電路板相對，帶有半導體元件的控制電路；和金屬絲(136，136-1，139，139-1，141，141-1，142，142-1)，直接將位于另一端面的電極的第二電極(111d)與第二電路板彼此電連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子線路裝置，其中金屬絲有第一彎曲部分(139a)，用于吸收半導體元件熱輻射引起的第一電路板和第二電路板的膨脹和收縮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子線路裝置，其中連接到第二電極的金屬絲沿半導體元件的厚度方向(111e)延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子線路裝置，進一步包括帶有支撐部分(120a)的熱輻射部分(120)，在其上放置第一電路板并支撐第二電路板，其中金屬絲有第二彎曲部分(136a)，當支撐部分支撐第二電路板時，用于吸收熱輻射引起的第一電路板和第二電路板的膨脹和收縮，并將第一電路板壓向熱輻射部分。
5.一種電子線路裝置，包括需熱輻射的半導體元件(111)，有分別位于彼此相對的一端面(111a)和另一端面(111b)上的第一電極(111c)和第二電極(111d)；突塊(112)，位于第二電極上；和金屬部分(114)，有相對于第一電極的第一表面，電連接到第一電極，還包括金屬形成的安裝部分(114b)，豎立在第一表面上，當帶有突塊的半導體元件位于第一表面上時，其沿半導體元件厚度方向(111e)的高度超過突塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子線路裝置，其中一個金屬部分有三個或更多的安裝部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子線路裝置，進一步包括第二電路板(116)，位于另一端面的一側(cè)上，電連接到突塊和安裝部分的前端(114c)，帶有半導體元件的控制電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子線路裝置，進一步包括第二電路板(116)，位于另一端面的一側(cè)上，電連接到突塊和安裝部分的前端(114c)，帶有半導體元件的控制電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子線路裝置，進一步包括帶有支撐部分(120a)的熱輻射部分(120)，通過電絕緣部分(119)在其上放置金屬部分，并將半導體元件傳導到金屬部分的熱量散出。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子線路裝置，進一步包括帶有支撐部分(120a)的熱輻射部分(120)，通過電絕緣部分(119)在其上放置金屬部分，并將半導體元件傳導到金屬部分的熱量散出。
11.一種制造電子線路裝置的方法，該電子線路裝置包括需熱輻射的半導體元件(111)，在彼此相對的一端面(111a)和另一端面(111b)分別形成第一電極(111c)和第二電極(111d)；突塊(112)，位于第二電極上；和金屬部分(114)，具有與第一電極相對的第一表面(114a)，電連接到第一電極，還包括金屬制成的安裝部分(114b)，豎立在第一表面上，當帶有突塊的半導體元件放置在第一表面上時，金屬制成的安裝部分(114b)沿半導體元件厚度方向(111e)的高度超過突塊，所述方法包括使金屬部分的第一表面和第一電極彼此接觸到一起，半導體元件放置在第一表面上并加熱半導體元件；在第一表面上放置熔化的焊接劑；分別按壓半導體元件和金屬部分，去除第一表面和第一電極間熔化的焊接劑內(nèi)部的氣泡；維持按壓狀態(tài)，對熔化的焊接劑降溫，使熔化的焊接劑凝固并連接半導體元件和金屬部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造電子線路裝置的方法，進一步包括連接半導體元件和金屬部分之后，將突塊和安裝部分的前段(114c)電連接到第二電路板(116)，該第二電路板位于另一端面的一側(cè)，帶有半導體元件的控制電路，其中，當?shù)诙娐钒甯綆в卸鄠€金屬部分時，調(diào)整金屬部分的安裝部分的高度，使所有金屬部分相對于第二電路板的高度一致。
全文摘要
半導體元件(111)的電極上形成突塊(112)，另外帶有突塊的半導體元件電連接到有安裝部分(114b)的金屬部分(114)，因此可去除線路。減少線路引起的雜散電感和傳導電阻。通過將安裝部分連接到第二電路板可去除常規(guī)的凹連接器和凸連接器，使電源控制系統(tǒng)的電子線路裝置制造得緊湊。
文檔編號H01L23/49GK1471730SQ02800119
公開日2004年1月28日 申請日期2002年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月17日
發(fā)明者登一博, 司, 池田敏, 加藤康司, 文, 中島康文 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社