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(shù)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(shù)脂來(lái)進(jìn)行了樹(shù)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)元件的ICdntegrated Circuit)等控制半導(dǎo)體元件,對(duì)它們進(jìn)行樹(shù)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(lái)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，在制造半導(dǎo)體模塊時(shí)，對(duì)于復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行樹(shù)脂封裝時(shí)也要求高樹(shù)脂填充性。作為現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)有如下所述的內(nèi)容在芯片安裝臺(tái)的延伸部上形成通孔，使表背兩面?zhèn)鹊目臻g連通，使樹(shù)脂填充時(shí)的樹(shù)脂壓力平衡(例如，參照專利文獻(xiàn)1，圖I)，由此，能夠防止芯片安裝臺(tái)的位移，提高填充性。專利文獻(xiàn)I日本特開(kāi)2000-150553號(hào)公報(bào)一般，半導(dǎo)體模塊是復(fù)合半導(dǎo)體，搭載多個(gè)半導(dǎo)體元件，引線框架的下墊板的圖案也復(fù)雜，封裝尺寸也大。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中存在如下所述的問(wèn)題具有散熱片，雖然有效地從長(zhǎng)度端面向?qū)挾确较蛱畛?，但是由于通孔位于?shù)脂注入澆口側(cè)，因此存在在向長(zhǎng)度方向填充樹(shù)脂時(shí)，填充路徑長(zhǎng)、在中途下墊板會(huì)發(fā)生位移。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型是為了解決上述問(wèn)題而完成的，其目的在于，提供如下所述的半導(dǎo)體模塊在樹(shù)脂向封裝體的長(zhǎng)度方向流動(dòng)的結(jié)構(gòu)中，控制成型樹(shù)脂的流動(dòng)性，因此下墊板不會(huì)位移。為了解決上述問(wèn)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，將使用具有半導(dǎo)體元件、下墊板和引線的引線框架而搭載多個(gè)半導(dǎo)體元件得到的引線框架組裝體載置到塑模模具上，從塑模模具的澆口向排氣道側(cè)填充塑模樹(shù)脂，進(jìn)行樹(shù)脂封裝，在作為下墊板的最末端的排氣道側(cè)設(shè)置有相對(duì)于塑模樹(shù)脂的流動(dòng)成為塑模樹(shù)脂的迂回道的框架貫通區(qū)。另外，對(duì)于引線框架為樹(shù)脂封裝上部與樹(shù)脂封裝下部之間的厚度相同的薄板狀的DIP型封裝結(jié)構(gòu)，關(guān)于澆口，在側(cè)面具有雙澆口，在長(zhǎng)度方向上填充了塑模樹(shù)脂。本實(shí)用新型具有如下所述的效果由于在引線框架的下墊板最末端上具有框架貫通區(qū)，因此能夠提供下墊板不會(huì)由于塑模樹(shù)脂填充而位移的高可信度的半導(dǎo)體模塊。

圖I是本實(shí)用新型的實(shí)施例I的半導(dǎo)體模塊的引線框架的俯視圖。圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例I的半導(dǎo)體模塊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I的半導(dǎo)體模塊的外形面圖。圖5是對(duì)一般的半導(dǎo)體模塊的塑模樹(shù)脂的流動(dòng)進(jìn)行說(shuō)明的剖視圖。圖6是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例I的半導(dǎo)體模塊的塑模樹(shù)脂的流動(dòng)進(jìn)行說(shuō)明的剖視圖。圖7是本實(shí)用新型的實(shí)施例I的樹(shù)脂填充時(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。符號(hào)說(shuō)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；10 :框架貫通區(qū)；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(shù)脂；16 :線纜；17 :螺釘固定部；18 :保護(hù)半導(dǎo)體元件(二極管)；21 :半導(dǎo)體模塊；22:塑模模具(上)；23:塑模模具(下)；24:澆口 ；25 :排氣道；26 :腔體(上)；27 :腔體(下)。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)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(shuō)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(guò)對(duì)平板狀的金屬板進(jìn)行沖壓加工來(lái)制造的。例如，對(duì)于引線框架I能夠使用具有0.4mm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(lái)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。[0029]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。框架框9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。框架貫通區(qū)10是減小下墊板3的面積而得到的引線框架圖案的空間。貫通引線框架的表背，沒(méi)有設(shè)置有內(nèi)部引線等。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(guò)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(guò)引線接合裝置用金細(xì)線等線纜16將各半導(dǎo)體元件的表面電極與內(nèi)部引線5的一個(gè)端部配線而電連接。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(chǎng)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(guò)傳遞模塑裝置，進(jìn)行樹(shù)脂封裝，形成塑模樹(shù)脂15。樹(shù)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(shù)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(shù)脂15能夠使用熱硬化性環(huán)氧樹(shù)脂。接著，參照?qǐng)D3、圖5、圖6對(duì)半導(dǎo)體模塊的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。用塑模模具(上)22和塑模模具(下)23來(lái)夾持在圖2中說(shuō)明的引線框架組裝體11。通過(guò)作為塑模模具的樹(shù)脂注入口的澆口 24來(lái)注入被加熱軟化的塑模樹(shù)脂15。此時(shí)，由于引線框架2在截面上下中位于中央，因此由作為塑模模具(上)22的空間的腔體(上)26和作為塑模模具(下)23的空間的腔體(下)27來(lái)構(gòu)成。塑模樹(shù)脂15在腔體內(nèi)是從澆口 24向排氣道25流動(dòng)的。如圖3所示，塑模樹(shù)脂15在俯視時(shí)呈長(zhǎng)方形，沿著長(zhǎng)度方向(圖中左右方向)填充樹(shù)脂。澆口 24和排氣道25都設(shè)置了兩處。也稱為雙澆口。排氣道25是用填充樹(shù)脂將在腔體空間中存在的空氣壓出的空氣窗口。此時(shí)，由于在引線框架I的上面配置有半導(dǎo)體元件和線纜，因此成為阻力，相對(duì)于腔體(下)27，腔體(上)26的樹(shù)脂流動(dòng)變慢，填充變慢。另外，由于半導(dǎo)體模塊搭載多個(gè)半導(dǎo)體元件和部件等，并且想要實(shí)現(xiàn)小型化，因此沒(méi)有在引線框架的圖案上制作間隙的余量。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(I. 2_X I. 2mm)。此處,使用線纜16,使用直徑35微米的金細(xì)線。由此，在到達(dá)排氣道側(cè)的塑模樹(shù)脂15的流動(dòng)中，在上下出現(xiàn)差異。由于下側(cè)先到達(dá)，因此下側(cè)的樹(shù)脂壓力膨脹，作用有向上側(cè)推框架的力。參照?qǐng)D5。特別是，接近最末端的面積大的下墊板3的位移大，線纜的短路或斷開(kāi)，會(huì)降低半導(dǎo)體模塊的可信度。通過(guò)使用本實(shí)用新型的引線框架1，由于在下墊板最末端上存在上下貫通的框架貫通區(qū)10，因此在腔體(下)27中流動(dòng)的樹(shù)脂到達(dá)排氣道25側(cè)之前，樹(shù)脂流出到上側(cè)而能夠使下側(cè)的壓力向上側(cè)逃離。參照?qǐng)D6。由此，下墊板不會(huì)受到壓力，不可能出現(xiàn)位移。圖7示出發(fā)明人試制和評(píng)價(jià)的結(jié)果，是位移不良發(fā)生率和框架貫通區(qū)寬度的圖。如果寬度為2. 58mm以上，則能夠消除不良。之后，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(shù)脂15突出。該外部引線7是作為電輸入輸出端子來(lái)使用的，被引線成形為適合于基板安裝的形狀(未圖示)。此處，是長(zhǎng)方形的封裝，具有外部引線7從長(zhǎng)度側(cè)面突出，彎曲為大致L字型的DIP(Dual Inlin Package)型封裝結(jié)構(gòu)。 由此，完成圖4所示的半導(dǎo)體模塊21。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(shuō)明。在本實(shí)用新型中，相對(duì)于樹(shù)脂流動(dòng)到塑模模具的排氣道側(cè)，在半導(dǎo)體模塊的上面?zhèn)群拖旅鎮(zhèn)鹊臉?shù)脂流動(dòng)中，首先到達(dá)排氣道側(cè)的下側(cè)的塑模樹(shù)脂產(chǎn)生反壓力，向上推引線框架的下墊板。此時(shí)，在接近排氣道側(cè)的、面積大的部位(此處為下墊板)上產(chǎn)生影響。本實(shí)用新型的實(shí)施例I的半導(dǎo)體模塊，在引線框架中，在下墊板最末端上具有對(duì)于塑模樹(shù)脂的流動(dòng)成為迂回的框架貫通區(qū)。由此，在樹(shù)脂封裝中，能夠使下墊板不根據(jù)塑模樹(shù)脂填充而位移。另外，也可以作為樹(shù)脂的未填充對(duì)策。由此，能夠提供高可信度的半導(dǎo)體模塊。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(kāi)得到各種代替實(shí)施方式、實(shí)施例。在上述的例子，雖然是DIP型半導(dǎo)體裝置，但是也可以是S0P(Small OutlinePackage)型半導(dǎo)體裝置。只是外部引線形狀不同，樹(shù)脂填充中的效果相同。 另外，雖然是雙澆口，但是也可以是單澆口。一般是為了降低壓力而使用多澆口，但是樹(shù)脂的流動(dòng)狀況在單澆口中也相同，因此樹(shù)脂填充中的效果相同。
權(quán)利要求1.一種半導(dǎo)體模塊，其將引線框架組裝體載置到塑模模具上，從所述塑模模具的澆ロ向排氣道側(cè)填充塑模樹(shù)脂，利用所述塑模樹(shù)脂對(duì)所述引線框架組裝體進(jìn)行樹(shù)脂封裝，其中，該引線框架組裝體是使用具有半導(dǎo)體元件、下墊板和引線的引線框架，將多個(gè)所述半導(dǎo)體元件搭載到所述引線框架上而得到的，該下墊板搭載有所述半導(dǎo)體元件，該引線與所述半導(dǎo)體元件連接而成為外部輸入輸出端子， 該半導(dǎo)體模塊的特征在于，在作為所述下墊板的最末端的所述排氣道側(cè)設(shè)置有相對(duì)于所述塑模樹(shù)脂的流動(dòng)成為所述塑模樹(shù)脂的迂回道的框架貫通區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在干， 對(duì)于所述引線框架，為樹(shù)脂封裝上部與樹(shù)脂封裝下部之間的厚度相同的薄板狀的DIP型封裝結(jié)構(gòu)，關(guān)于所述澆ロ，在側(cè)面具有雙澆ロ，在長(zhǎng)度方向上填充有所述塑模樹(shù)脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在干， 所述框架空間的寬度為2. 58mm。
專利摘要本實(shí)用新型提供下墊板不根據(jù)塑模樹(shù)脂填充而位移的高可信度的半導(dǎo)體模塊。本實(shí)用新型的半導(dǎo)體模塊是使用具有半導(dǎo)體元件、下墊板和引線的引線框架，將搭載了多個(gè)半導(dǎo)體元件的引線框架組裝體載置在塑模模具上，從塑模模具的澆口向排氣道側(cè)填充塑模樹(shù)脂，并進(jìn)行樹(shù)脂封裝的半導(dǎo)體模塊，在作為下墊板的最末端的排氣道側(cè)上設(shè)置有相對(duì)于塑模樹(shù)脂的流動(dòng)成為塑模樹(shù)脂的通道的框架貫通區(qū)。另外，對(duì)于引線框架，為樹(shù)脂封裝上部與樹(shù)脂封裝下部之間的厚度相同的薄板狀的DIP型封裝結(jié)構(gòu)，關(guān)于澆口，在側(cè)面具有雙澆口，在長(zhǎng)度方向上填充塑模樹(shù)脂。
文檔編號(hào)H01L23/31GK202549841SQ20122018085
公開(kāi)日2012年11月21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