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半導(dǎo)體模塊的制作方法

文檔序號(hào):11531403閱讀:189來源:國(guó)知局
半導(dǎo)體模塊的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及將裝載有晶閘管、晶體管等功率用半導(dǎo)體芯片的基板收納于樹脂性的殼體內(nèi)并且通過凝膠劑或環(huán)氧樹脂密封殼體內(nèi)的半導(dǎo)體模塊。



背景技術(shù):

將裝載有功率用半導(dǎo)體芯片的基板收納于樹脂性的殼體內(nèi)并且通過凝膠劑或環(huán)氧樹脂密封殼體內(nèi)的半導(dǎo)體模塊的制造工序包含以下工序。

即,包含:在底板上載置的基板上安裝半導(dǎo)體芯片等并且在回流焊中進(jìn)行焊接的工序、將位置對(duì)準(zhǔn)后的殼體和底板粘接固定的工序、在殼體內(nèi)注入硅凝膠或環(huán)氧樹脂并使其熱硬化的工序、以及在殼體插入并折彎外部端子的工序等。然后,在各工序結(jié)束后進(jìn)行利用目視的檢查。

作為殼體的形狀,提出了各種形狀。例如,在專利文獻(xiàn)1中,提出了通過上部整體進(jìn)行開口的殼體主體、以及覆蓋該殼體主體的上部開口部的安裝有外部端子的蓋構(gòu)成的形狀。在具備該殼體構(gòu)造的模塊制造方法中,在基板上將殼體主體和蓋組合在固定位置的狀態(tài)下,通過回流焊工序焊接內(nèi)部的電路,同時(shí)將殼體主體和蓋粘接。此外,在專利文獻(xiàn)2中提出了通過上表面進(jìn)行開口的殼體主體、以及覆蓋該殼體主體的開口部且形成有插入從基板向上方延伸的外部端子的孔部的蓋構(gòu)成的形狀。在具備該殼體構(gòu)造的模塊制造方法中,在通過夾具固定殼體主體或外部端子的狀態(tài)下,通過回流焊工序焊接內(nèi)部的電路,接著,在殼體主體內(nèi)注入硅凝膠或環(huán)氧樹脂并使其熱硬化,之后,在蓋的孔部插入外部端子來固定蓋,最后對(duì)外部端子進(jìn)行折彎加工。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開平5-160339號(hào)公報(bào);

專利文獻(xiàn)2:日本特開平3-178156號(hào)公報(bào)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的課題

可是,在上述專利文獻(xiàn)1所示的半導(dǎo)體模塊中,在基板上將殼體主體和蓋組合在固定位置的狀態(tài)下進(jìn)行回流焊,因此,不能在回流焊工序后從外部目視殼體內(nèi)部。因此,回流焊工序后的焊接目視檢查幾乎是不可能的。

此外,在上述專利文獻(xiàn)2所示的半導(dǎo)體模塊中,殼體主體上部開口,因此,容易進(jìn)行回流焊工序后的焊接目視檢查,但是,需要使用夾具固定外部端子來進(jìn)行焊接,作業(yè)性不好。此外,為了在將外部端子固定于基板的狀態(tài)下蓋上蓋,要求外部端子的安裝位置的高的精度。即,當(dāng)在回流焊工序時(shí)外部端子的位置稍微錯(cuò)開什么的時(shí),存在如下情況:產(chǎn)生外部端子不能插入到蓋的孔部中的情況或者在對(duì)外部端子進(jìn)行折彎加工時(shí)在其端子與電路的連接部產(chǎn)生較大的應(yīng)力而剝離或引起接觸不良。

此外,在上述專利文獻(xiàn)1所示的半導(dǎo)體模塊中,為了在基板上將殼體主體和安裝有外部端子的蓋組合在固定位置的狀態(tài)下進(jìn)行回流焊,要求基板和殼體主體和外部端子的各部件的安裝精度高。如果,當(dāng)這些安裝精度差時(shí),存在如下情況:在回流焊時(shí)外部端子的焊接部不能完全地焊接于基板或者使用焊接部過度地按壓基板而在電路中產(chǎn)生破裂。

此外,在上述專利文獻(xiàn)2所示的半導(dǎo)體模塊中,為了在將外部端子固定于基板的狀態(tài)下蓋上蓋,要求外部端子的安裝位置的高的精度。即,當(dāng)在回流焊工序時(shí)外部端子的位置稍微錯(cuò)開什么的時(shí),存在如下情況:產(chǎn)生外部端子不能插入到蓋的孔部中的情況或者在對(duì)外部端子進(jìn)行折彎加工時(shí)在其端子與電路的連接部產(chǎn)生較大的應(yīng)力而剝離或引起接觸不良。

此外,在上述專利文獻(xiàn)1所示的半導(dǎo)體模塊中,在基板上將殼體主體和安裝有外部端子的蓋組合在固定位置的狀態(tài)下進(jìn)行回流焊,因此,難以或者不能通過硅凝膠或環(huán)氧樹脂在基板上進(jìn)行密封。因此,存在產(chǎn)生絕緣特性的隨時(shí)間的劣化的問題。

此外,在上述專利文獻(xiàn)2所示的半導(dǎo)體模塊中,能夠在回流焊后通過硅凝膠或環(huán)氧樹脂在基板上進(jìn)行密封,但是,不是避免將在模塊使用時(shí)對(duì)密封材料施加的熱壓力成為原因的、密封材料自身的膨脹的構(gòu)造。因此,在密封材料自身重復(fù)膨脹和收縮的過程中,存在密封材料與基板的界面剝離或者在密封材料上的環(huán)氧樹脂產(chǎn)生破裂的可能性。

本發(fā)明的目的在于提供一種容易進(jìn)行焊接的目視并且能夠在外部端子被安裝于殼體的狀態(tài)下進(jìn)行回流焊工序的半導(dǎo)體模塊。

本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提供一種外部端子的焊接時(shí)的安裝精度高的半導(dǎo)體模塊。

本發(fā)明的進(jìn)一步的目的在于提供一種即使在基板上進(jìn)行密封的密封材料重復(fù)由熱壓力造成的膨脹或收縮也能夠吸收其物理上的變化的半導(dǎo)體模塊。此外,在于提供一種對(duì)在回流焊后的洗凈時(shí)殘存的洗凈劑成為原因而能夠產(chǎn)生的密封材料的硬化阻礙進(jìn)行防止的半導(dǎo)體模塊。

用于解決課題的方案

本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊具備:矩形狀的底板;陶瓷基板等基板,在該底板上形成有包含使半導(dǎo)體芯片驅(qū)動(dòng)的端子例如柵極端子和半導(dǎo)體芯片的電路;長(zhǎng)方體形狀的樹脂制的殼體,被安裝于前述底板,在內(nèi)部收納有前述基板;以及多個(gè)外部端子,使上端在前述殼體的上表面露出,下端被固定于前述基板。

前述半導(dǎo)體芯片例如為功率控制用的晶閘管、二極管、晶體管的芯片。

前述殼體由pps(聚苯硫醚)等樹脂材料形成。

前述殼體還具備:第一殼體開口部,沿著長(zhǎng)尺寸方向?qū)⑶笆鰵んw的前表面從上邊切下而成;第二殼體開口部,沿著長(zhǎng)尺寸方向?qū)⑶笆鰵んw的背面從上邊切下而成;以及外部端子保持部,被設(shè)置在前述第一殼體開口部與前述第二殼體開口部之間的前述殼體的上表面,沿著長(zhǎng)尺寸方向?qū)⑶笆龆鄠€(gè)外部端子以使其上端露出的方式保持。

在將前述殼體安裝于前述底板之前,使前述多個(gè)外部端子保持在前述外部端子保持部中。由此,在將殼體安裝于底板時(shí),能夠同時(shí)將外部端子安裝于底板上的基板。此外,存在前述第一殼體開口部和第二殼體開口部,因此,在回流焊工序后,能夠容易地從這些殼體開口部目視處于殼體內(nèi)部的基板上的焊接狀態(tài)。前述第一殼體開口部被配置于殼體的前表面,前述第二殼體開口部被配置于殼體的背面,因此,在進(jìn)行目視檢查時(shí),充分的光從殼體的前表面和背面進(jìn)入到殼體內(nèi)的基板上。因此,能夠容易地進(jìn)行焊接狀態(tài)的目視檢查。

此外,將前述殼體分為配置有基板的中央室、應(yīng)力吸收室、以及引繞對(duì)半導(dǎo)體芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)端子的驅(qū)動(dòng)端子室這3個(gè)室,所述基板裝載有作為模塊的性能所涉及的重要部件的半導(dǎo)體芯片等。將前述殼體劃分為各個(gè)室,因此,即使萬一垃圾等進(jìn)入到應(yīng)力吸收室或驅(qū)動(dòng)端子室中,也能夠防止向中央室的影響。此外,在該中央室形成前述第一殼體開口部、前述第二殼體開口部和前述外部端子保持部,由此,在制造工序之中僅在需要目視檢查的部分從外部對(duì)殼體內(nèi)部進(jìn)行開口,因此,能夠在以殼體覆蓋不需要目視檢查的應(yīng)力吸收室和驅(qū)動(dòng)端子室的狀態(tài)下進(jìn)行制造。

此外,從前述殼體開口部向前述基板上表面分別注入密封材料例如硅凝膠等凝膠和樹脂,但是,由于注入用的面積大,所以每一個(gè)的注入是容易的。像這樣,通過使用密封材料來在基板上進(jìn)行密封,從而使底板和基板不向外部露出,能夠保持品質(zhì)。再有,關(guān)于密封材料,能夠使用凝膠和樹脂的任一個(gè)或分別雙方。

在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中,還具備蓋體。

前述蓋體具備形成有在上表面露出前述多個(gè)外部端子的端子引出部的上表面,以及從該上表面朝向下方在前表面和背面覆蓋前述殼體開口部的遮蓋物。

使用該蓋體覆蓋前述殼體開口部,因此,強(qiáng)化前述外部端子保持部,能夠防止垃圾或灰塵等從殼體開口部侵入到內(nèi)部。即使在使用密封材料來在基板上進(jìn)行密封的情況下,也能夠通過使用該蓋體覆蓋殼體開口而提高外部端子保持部進(jìn)而半導(dǎo)體模塊的強(qiáng)度。

前述蓋體在前述遮蓋物的下部具備到達(dá)前述密封材料的腳部。通過具備這樣的腳部,從而能夠在將密封材料硬化的工序中將腳部固定來將蓋體固定于殼體。

在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中,前述外部端子具備在前述上端與前述下端之間設(shè)置的第一垂直片,前述外部端子保持部具備第一垂直片保持部,前述第一垂直片保持部以限制向水平方向的移動(dòng)的方式在垂直方向上滑動(dòng)引導(dǎo)前述外部端子的前述第一垂直片,在前述殼體被安裝于前述底板之前的狀態(tài)下,前述外部端子經(jīng)由前述外部端子保持部能夠在垂直方向上移動(dòng)并且在水平方向上被限制移動(dòng)。

通過以上的結(jié)構(gòu),外部端子在焊接工序之前被保持在外部端子保持部中。此時(shí),外部端子經(jīng)由外部端子保持部能夠在垂直方向上移動(dòng)并且在水平方向上被限制移動(dòng)。因此,在焊接前,外部端子的下端的焊接部經(jīng)由焊錫漿抵接于基板的電路上,外部端子為向上方浮動(dòng)焊錫漿的厚度的狀態(tài)。此時(shí),向外部端子的上下方向完全不施加外力。此外,在水平方向上被限制移動(dòng)以使外部端子的位置不會(huì)偏離。接著,當(dāng)進(jìn)入到焊接的工序時(shí)(回流焊),上述焊錫漿熔化,由此,外部端子由于自重而下降,下端的焊接部被焊接在電路上。

像這樣,使外部端子在上下方向上為自由的狀態(tài),利用由于自重造成的下降來進(jìn)行焊接,因此,在焊接時(shí)不對(duì)外部端子施加不需要的外力。此外,外部端子能夠在焊接前進(jìn)行折彎,因此,不會(huì)在焊接時(shí)在外部端子產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力,折彎加工自身也由于能夠在外部端子單獨(dú)地進(jìn)行所以是容易的。利用外部端子的自由落下來進(jìn)行焊接,由此,使外部端子的下端的焊接部與基板上的電路的焊接可靠,沒有在下端與電路(半導(dǎo)體芯片等)的連接部產(chǎn)生較大的應(yīng)力而破損或引起接觸不良的情況。

在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式中,前述外部端子具有與前述第一垂直片連續(xù)地形成的、比前述垂直片的寬度窄的寬度的窄寬度部,前述第一垂直片保持部具有在貫通孔的一個(gè)表面進(jìn)行開口而形成的插入口、以及在前述插入口的左右兩個(gè)側(cè)部形成的多個(gè)第一引導(dǎo)槽,前述多個(gè)第一引導(dǎo)槽間的寬度具備前述外部端子的前述第一垂直片能夠滑動(dòng)引導(dǎo)的寬度,前述插入口的寬度具備比前述第一垂直片的寬度窄的前述窄寬度部以上的寬度。

在安裝外部端子時(shí),一邊使前述第一垂直片引導(dǎo)到第一引導(dǎo)槽中一邊向下方移動(dòng)。此時(shí),窄寬度部比插入口的寬度窄,因此,即使從垂直片折彎窄寬度部,外部端子整體也能夠向下方移動(dòng)。因此,能夠預(yù)先折彎加工外部端子。

在本發(fā)明的進(jìn)而優(yōu)選的實(shí)施方式中,前述外部端子在使前述第一垂直片折彎后的水平片中具備矩形孔,前述外部端子保持部在前述殼體內(nèi)部具備矩形突起,在將前述外部端子的前述第一垂直片插入到前述垂直片引導(dǎo)部中時(shí),前述矩形突起與前述矩形孔卡合,由此,將前述外部端子保持在前述外部端子保持部中。

如以上的結(jié)構(gòu)那樣,將外部端子的矩形孔與殼體內(nèi)部的矩形突起吻合,由此,外部端子的向殼體的固定可靠。

在本發(fā)明的又一實(shí)施方式中,前述殼體具備:在前述殼體內(nèi)在上下方向上形成的第一間隔壁;以及被前述第一間隔壁間隔開的中央室和應(yīng)力吸收室,在前述中央室配置有前述基板,前述應(yīng)力吸收室具備由前述密封材料的熱應(yīng)力造成的體積膨脹的量以上的大小的空間部、以及設(shè)置在上方的與外部連通的小孔。

設(shè)置前述應(yīng)力吸收室的理由如以下那樣。

密封材料例如硅凝膠等凝膠在通常使用時(shí)由于從半導(dǎo)體芯片或基板受到的熱壓力而重復(fù)膨脹和收縮,因此,需要預(yù)先設(shè)置對(duì)其體積變化進(jìn)行吸收的空間部。前述應(yīng)力吸收室發(fā)揮該功能。

此外,前述應(yīng)力吸收室具備與外部連通的小孔的理由如以下那樣。

上述小孔將在密封材料的熱硬化時(shí)產(chǎn)生的氣體向外部完全排出。由于沒有氣體的殘存,所以,沒有應(yīng)力吸收室內(nèi)壁面的隨時(shí)間的特性劣化。此外,在回流焊后的洗凈時(shí)洗凈液能夠在該小孔中流通,因此,在洗凈時(shí)的殼體內(nèi)的循環(huán)變好,在應(yīng)力吸收室內(nèi)不殘存洗凈液。因此,能夠防止洗凈液殘存而密封材料難以熱硬化的硬化阻礙現(xiàn)象。進(jìn)而,由于在洗凈時(shí)的殼體內(nèi)的循環(huán)變好,所以提高基板的洗凈性。

發(fā)明效果

在本發(fā)明中,在將殼體粘接于底板之前使外部端子保持于外部端子保持部,由此,在將殼體安裝于底板時(shí),能夠同時(shí)將外部端子安裝于底板上的基板。此外,存在第一殼體開口部和第二殼體開口部,因此,在回流焊工序后,能夠容易地從這些殼體開口部目視處于殼體內(nèi)部的基板上的焊接狀態(tài)。這些殼體開口部處于前表面和背面,因此,在進(jìn)行目視檢查時(shí),充分的光從前表面和背面進(jìn)入到基板上。因此,能夠在殼體內(nèi)部充分地取入光,能夠進(jìn)行焊接狀態(tài)的目視檢查。

此外,從前述這些殼體外口部向基板上表面注入作為密封材料的例如硅凝膠等凝膠和樹脂的一個(gè)或雙方,但是,由于注入用的面積大,所以每一個(gè)的注入是容易的,作業(yè)性極好。

此外,在本發(fā)明中,能夠利用由于自重造成的下降來進(jìn)行焊接,因此,在外部端子不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。此外,外部端子的下端的焊接部與基板上的電路的焊接可靠,不會(huì)在下部與電路的連接部產(chǎn)生較大的應(yīng)力而剝離或引起接觸不良。

此外,在本發(fā)明中,設(shè)置有具有由密封材料的熱應(yīng)力造成的體積膨脹的量以上的大小的空間部的應(yīng)力吸收室,因此,由密封材料的熱壓力造成的體積變化被應(yīng)力吸收室吸收。此外,在應(yīng)力吸收室的上方形成有與外部連通的小孔,因此,在密封材料的硬化時(shí)發(fā)生的氣體被完全排出到外部。由此,處于前述中央室的基板與前述密封材料的界面維持物理上穩(wěn)定的狀態(tài),沒有由于殘存氣體造成的應(yīng)力吸收室的壁面的物理上的變化的壞影響。此外,將在回流焊后的洗凈時(shí)使用的洗凈液從小孔向外部排出,因此,能夠防止將殘存洗凈液作為原因而產(chǎn)生密封材料的硬化阻礙。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的半導(dǎo)體模塊的立體圖。

圖2是半導(dǎo)體模塊的分解立體圖。

圖3是示出在殼體安裝外部端子時(shí)的情況的立體圖。

圖4是回流焊(solderreflow)工序前的半導(dǎo)體模塊的剖面圖。

圖5是回流焊工序后的半導(dǎo)體模塊的剖面圖。

圖6是安裝有外部端子的殼體的立體圖。

圖7是示意性地示出硅凝膠(siliconegel)10的注入量和環(huán)氧樹脂11的注入量。

具體實(shí)施方式

圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的半導(dǎo)體模塊的立體圖,圖2是其分解立體圖,圖3是示出在殼體安裝外部端子時(shí)的情況的立體圖,圖4示出回流焊工序前的半導(dǎo)體模塊的剖面圖。圖5示出回流焊工序后的半導(dǎo)體模塊的剖面圖。圖6示出安裝有外部端子的殼體的立體圖。圖7是示意性地示出硅凝膠10的注入量和環(huán)氧樹脂11的注入量的圖。

在圖1中,半導(dǎo)體模塊1作為整體而處于長(zhǎng)方體形狀,在上部露出作為3個(gè)外部端子的上端的端子部30a~30c。該模塊1具備:位于其下部的金屬制的底板2(參照?qǐng)D2)、覆蓋包含該底板2的模塊內(nèi)部的整體的由上表面、前表面、背面、左側(cè)面和右側(cè)面構(gòu)成的殼體4、以及從上部蓋到殼體4上的蓋體5。

如圖4所示,在本例子中,半導(dǎo)體模塊1被間隔為中央室9a、應(yīng)力吸收室9b、以及柵極端子室9c這3個(gè)室。

在中央室9a配置有作為驅(qū)動(dòng)端子的柵極端子、半導(dǎo)體芯片和電路圖案等。它們?yōu)樽鳛橹破返钠焚|(zhì)所涉及的重要部件。在中央室9a的左側(cè)配置有應(yīng)力吸收室9b。在中央室9a的右側(cè)配置有引繞柵極端子7的柵極端子室9c。

蓋體5覆蓋中央室9a。在中央室9a與應(yīng)力吸收室9b之間設(shè)置有間隔壁15a。在該間隔壁15a的下部設(shè)置有硅凝膠流入孔12a。在中央室9a與柵極端子室9c之間設(shè)置有間隔壁15b。在該間隔壁15b的下部設(shè)置有布線有柵極端子7的柵極端子孔12b。關(guān)于這些硅凝膠流入孔12a和柵極端子孔12b的細(xì)節(jié),在后面進(jìn)行敘述。

蓋體5如在后述的制造工序中詳細(xì)敘述那樣,具備在使環(huán)氧樹脂硬化的工序中被粘接的腳部50。

殼體4和蓋體5由熱塑性且對(duì)環(huán)境溫和且能夠高溫硬化且具有高的導(dǎo)熱性的pps(聚苯硫醚)等樹脂材料形成。

在圖2中,在金屬制的底板2上,銅電路圖案被形成于與底板電絕緣用的陶瓷基板6。陶瓷基板6非常薄,因此,陶瓷基板6的熱容易經(jīng)由底板2被擴(kuò)散。在陶瓷基板6安裝有包含功率控制用的半導(dǎo)體芯片的電路元件、電路圖案和內(nèi)部端子60等。半導(dǎo)體芯片例如為功率控制用的晶閘管(thyristor)、二極管、晶體管的芯片。

在陶瓷基板6焊接有作為被保持在殼體4中的3個(gè)外部端子3a~3c的各下端部的焊接部32a~32c。各外部端子3a~3c的上端部被折彎而形成端子部30a~30c。

關(guān)于左右的外部端子3a、3c和中央的外部端子3b,向殼體4的安裝方法不同,因此,那些端子有不同的形狀。

外部端子3a、3c具備:垂直片31a、31c、使這些垂直片31b的上方朝水平折彎后的端子部30a、33c、在這些垂直片31a、31c的中央的下方向水平折彎后的水平片33a、33c、使這些水平片33a、33c向下方折彎后的下部垂直片34a、34c、以及使這些下部垂直片34a、34c的最下端折彎后的用于焊接的焊接部32a、32c。此外,在水平片33a、33c的中央部具備矩形的嵌合孔36a、36c。水平片33a、33c的至少下表面以在將焊接部32a、32c焊接于陶瓷基板6時(shí)為殼體開口下邊部40l(參照?qǐng)D4、圖5)的高度以下的方式形成。

中央的外部端子3b具備:垂直片31b、使該垂直片31b的上方朝水平折彎后的端子部30b、在該垂直片31b的中央的下方向水平折彎后的水平片33b、使該水平片33b向下方折彎后的下部垂直片34b、以及使該下部垂直片34b的最下端折彎后的用于焊接的焊接部32b。此外,具備使前述端子部30b的背面?zhèn)认蛳路秸蹚澏c垂直片31b相對(duì)的第二垂直片36。

在將前述垂直片31b暫時(shí)向前表面?zhèn)日蹚澲髮⑵湎蛳路秸蹚潄硇纬汕笆鱿虏看怪逼?4b。因此,下部垂直片34b的表面與垂直片31b的表面相比被配置在前表面?zhèn)?。此外,在垂直?1b與水平片33b之間的垂直片31b的下端形成有寬度比垂直片31b窄的窄寬度部35(參照?qǐng)D3)。

如圖4所示,殼體4具有左右的第一和第二間隔壁15a、15b,通過這些間隔壁15a、15b將殼體4間隔為中央室9a、應(yīng)力吸收室9b、柵極端子室(驅(qū)動(dòng)端子室)9c。在第一間隔壁15a的下部形成有硅凝膠流入孔12a,中央室9a與應(yīng)力吸收室9b通過該硅凝膠流入孔12a連通。在第二間隔壁15b的下部形成有用于將柵極端子7從中央室9a向柵極端子室9c引繞的柵極端子孔12b,中央室9a與柵極端子室9c通過該柵極端子孔12b連通。關(guān)于柵極端子孔12b,從側(cè)面來看呈梳齒狀地由多個(gè)突出部構(gòu)成,以使能夠使多個(gè)柵極端子7分別分離地引繞。關(guān)于硅凝膠流入孔12a和柵極端子孔12b的高度,在后面進(jìn)行敘述。

在殼體4的一個(gè)端部、在本例子中為左側(cè)部具備應(yīng)力吸收室9b。在應(yīng)力吸收室9b的上表面或側(cè)面或者從上表面到側(cè)面形成有小孔90、91。此外,在殼體4的另一個(gè)端部、在本例子中為右側(cè)部具備柵極端子室9c(驅(qū)動(dòng)端子室)。在柵極端子室9c的上表面形成有柵極開口41。從中央室9a通過柵極端子孔12b引繞的柵極端子7從該柵極開口41向外部露出。中央室9a被形成在應(yīng)力吸收室9b與柵極端子室9c之間,被第一和第二間隔壁15a、15b和殼體4的前表面、背面、上表面包圍。

殼體4具備:沿著其長(zhǎng)尺寸方向?qū)⑶笆鰵んw4的前表面從上邊切下后的第一殼體開口部40a、以及沿著長(zhǎng)尺寸方向?qū)⑶笆鰵んw4的表面從上邊切下后的第二殼體開口部40b(參照?qǐng)D2、圖6)。這些第一殼體開口部40a、第二殼體開口部40b在長(zhǎng)尺寸方向上被設(shè)定為間隔壁15a與15b間的長(zhǎng)度。此外,在上下方向上設(shè)定為殼體4的上表面到殼體開口下邊部40l的高度。

上述外部端子保持部42位于第一殼體開口部40a與第二殼體開口部40b間。

因此,當(dāng)從上來看殼體4時(shí),如以下那樣。

在左右存在應(yīng)力吸收室9b和柵極端子室9c,在被它們夾著的中間存在中央室9a。在中央室9a之上在其前表面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)却嬖诘谝粴んw開口部40a和第二殼體開口部40b,在第一殼體開口部40a與第二殼體開口部40b之間存在i字狀的外部端子保持部42。從第一殼體開口部40a和第二殼體開口部40b能夠看見殼體開口下邊部40l。此外,當(dāng)從前表面?zhèn)葋砜礆んw4時(shí),在被應(yīng)力吸收室9b與柵極端子室9c的前表面夾著的位置有中央室9a的前表面。關(guān)于中央室9a,從第一殼體開口部40a和第二殼體開口部40b能看見內(nèi)部。

外部端子保持部42在上表面設(shè)置有端子面48a~48c。在該端子面48a~48c配置有外部端子的端子部30a~30c。在端子面48a與48b之間以及端子面48b與48c之間形成有用于使直線距離變長(zhǎng)且謀求絕緣的凹狀的凹處。在這些凹處形成有小孔47(參照?qǐng)D4、圖5)。在端子面48a與第一間隔壁15a(應(yīng)力吸收室9a)之間的上表面也形成有小孔92(參照?qǐng)D4、圖5)。在左右的端子面48a~48c的端部形成有外部端子3a、3c的垂直片31a、31c能夠在上下方向上滑動(dòng)的矩形狀的貫通孔44a~44c。此外,在外部端子保持部42的端子面48a、48c的相反面形成有向下方突出的矩形突起42a、42c(參照?qǐng)D4)。矩形突起42a、42c的下端的高度被設(shè)定為成為殼體開口下邊部40l的高度以下的高度。通過這些貫通孔44a、44c和矩形突起42a、42c構(gòu)成左右的垂直片保持部43a、43c。在中央的垂直片保持部43b形成有插入口45。該插入口45使矩形狀的貫通孔的前表面?zhèn)乳_口,形成為外部端子3b的垂直片31b能夠在上下方向上滑動(dòng)的寬度和厚度。在該插入口45的左右端部形成有引導(dǎo)槽44b。

在殼體4的背面?zhèn)纫餐瑯拥匦纬捎斜趁姹婚_口的垂直片保持部43b。前述引導(dǎo)槽44b從外部端子保持部42的上表面起被形成到殼體開口下邊部40l的高度以下的高度。引導(dǎo)槽44b的寬度被設(shè)定為外部端子3b的垂直片31b能夠在上下方向上滑動(dòng)的寬度,插入口45的寬度比垂直片31b設(shè)定得窄而比窄寬度部35設(shè)定得寬。在通常使外部端子3b折彎而在垂直片31b具有水平片33b的狀態(tài)下,水平片33b不能通過插入口45。因此,不能將垂直片31b插入并安裝到垂直片保持部43b中??墒?,在本例子中,由于在外部端子3b形成有窄寬度部35,所以,即使在折彎為最終形態(tài)的狀態(tài)下,也能夠?qū)⒃摯怪逼?1b安裝到垂直片保持部43b中。即,當(dāng)使窄寬度部35位于垂直片保持部43b上端時(shí),從窄寬度部35起以下的部分為向插入口45的前表面?zhèn)韧怀龅臓顟B(tài)。在該狀態(tài)下,當(dāng)從插入口45的上部插入窄寬度部35時(shí),垂直片31b被插入到引導(dǎo)槽44b中。此時(shí),從窄寬度部35起以下的部分向插入口45的前表面?zhèn)韧怀觯虼?,不?huì)阻礙垂直片31b的上下運(yùn)動(dòng)。此外,垂直片31b的寬度比插入口45寬,因此,垂直片31b在不從引導(dǎo)槽44b的前表面脫落的情況下被保持,能夠使其沿著引導(dǎo)槽44b上下運(yùn)動(dòng)。

因此,能夠在中央的外部端子3b中使端子部30b折彎的狀態(tài)下即在使外部端子3b完成為最終形狀的狀態(tài)下將中央的外部端子3b安裝于垂直片保持部43b來進(jìn)行保持。當(dāng)將垂直片31b從上方沿著引導(dǎo)槽44b壓下時(shí),在外端端子3b的上部附近,第二垂直片36被插入到背面?zhèn)鹊囊龑?dǎo)槽44b中。之后,當(dāng)進(jìn)一步壓下垂直片31b時(shí),端子部30b與外部端子保持部42的端子面48b抵接,不能再向下移動(dòng)。像這樣,在使垂直片31b保持于垂直片保持部43b的狀態(tài)下,垂直片31b被限制為不能通過引導(dǎo)槽44b進(jìn)行向前后左右的水平方向的移動(dòng)。

再有,在本例子中在垂直片31b的下部形成有窄寬度部35,但是,也可以將水平片33b自身做成窄寬度部35。此外,背面?zhèn)鹊牡诙怪逼?6和引導(dǎo)槽44b是為了利用垂直片保持部43b堅(jiān)固地穩(wěn)定地保持外部端子3b而設(shè)置的,但是,也能夠省略它們。此外,在外部端子3b形成有水平片33b和下部垂直片34b,但是,也能夠省略下部垂直片34b而將水平部33b用作窄寬度部35兼焊接部32b。

關(guān)于外部端子3a、3c,將垂直片31a、31b折彎來形成水平片33a、33c,將其向下方折彎來形成下部垂直片34a、34c,接著,將最下端折彎來形成焊接部32a、32c。

對(duì)將外部端子3a、3c安裝于貫通孔44a、44c的順序進(jìn)行說明。

在使端子部30a、30c折彎之前,使為1條直線的垂直片31a、31c從貫通孔44a、44c下方貫通并推上。

接著,使外部端子3a、3c的水平片33a、33c的嵌合孔33a、33c與在端子面48a、48c的相反面被設(shè)置為向下方突出的矩形突起42a、42c嵌合(參照?qǐng)D4)。由此,使外部端子3a、3c保持于垂直片保持部43a、43c。

在該狀態(tài)下,外部端子3a、3c通過矩形突起42a、42c和嵌合孔33a、33c被定位于垂直片保持部43a、43c,但是,并不被固定。因此,在使外部端子3a、3c保持于垂直片保持部43a、43c之后,將端子部30a、30c折彎。

像這樣,通過使嵌合孔36a、36c與矩形突起42a、42c嵌合,從而限制為不能進(jìn)行外部端子3a、3c的向前后左右的水平方向的移動(dòng)。在外部端子3a、3c形成有水平片33a、33c和下部垂直片34a、34c,但是,也能夠使下部垂直片34a、34c兼用為焊接部32a、32c而省略水平片33a、33c。

在以上的構(gòu)造中,關(guān)于外部端子3a、3c,由于嵌合孔36a、36c和矩形突起42a、42c,水平方向的移動(dòng)被限制,關(guān)于外部端子3b,由于引導(dǎo)槽44b,水平方向的移動(dòng)被限制。另一方面,這些外部端子3a~3c在未被完全固定的情況下被定位,該垂直片31a~31c沿著垂直片保持部43a~43c在上下方向上以幾毫米左右自由移動(dòng)。因此,當(dāng)預(yù)先將安裝于殼體4的外部端子3a~3c放置在底板2之上時(shí),外部端子3a~3c的焊接部32a~32c由于抵接于底板2的陶瓷基板的弱力(weakforce)而向上移動(dòng),即使在高度方向上存在若干個(gè)誤差等,也能夠吸收該誤差。因此,能夠防止外部端子3a~3c強(qiáng)烈地按壓半導(dǎo)體芯片等而使其破損或者外部端子3a~3c傾斜或彎曲等問題。

圖3示出了像這樣將3個(gè)外部端子3a~3c安裝于殼體4時(shí)的情況。

第一,關(guān)于外部端子3a、3c,如以下那樣。

在將端子部30a、30c折彎之前的狀態(tài)下將該外部端子3a、3c從下方向貫通孔44a、44c插入,使矩形突起42a、42c與嵌合孔36a、36c嵌合。在該狀態(tài)下,外部端子3a、3c并不被完全固定。使外部端子3a、3c定位并保持于垂直片保持部43a、43c,折彎形成端子部30a、30c。在該狀態(tài)下,外部端子3a、3c能夠由于較少的力而在垂直方向上移動(dòng)。

第二,關(guān)于外部端子3b,如以下那樣。

在將端子部30b折彎的狀態(tài)下,使水平片33b為前表面?zhèn)榷鴮⒃摯怪逼?1b的窄寬度部35從垂直片保持部43b的引導(dǎo)槽44b的上端插入。此時(shí),外部端子3b的窄寬度部35以下的部分為從插入口45向前表面?zhèn)韧怀龅臓顟B(tài),垂直片31b能夠在引導(dǎo)槽44b中移動(dòng)。當(dāng)將垂直片31b從上方進(jìn)一步壓下時(shí),在外部端子3b的上部附近,第二垂直片36也被插入到背面?zhèn)鹊囊龑?dǎo)槽44b中。進(jìn)而,通過壓下該垂直片31b,從而端子部30b抵接于端子面48b而停止下降。像這樣,前表面?zhèn)鹊拇怪逼?1b與背面?zhèn)鹊牡诙怪逼?6的兩側(cè)被保持在引導(dǎo)槽44b中。即,外部端子3b被保持于垂直片保持部43b,由此,外部端子3b的前后左右的移動(dòng)被限制。在該狀態(tài)下,外部端子3b也未被完全固定,能夠由于較少的力在垂直方向上移動(dòng)。

在圖3中,關(guān)于外部端子3a,示出了向垂直片保持部43a插入前的狀態(tài),關(guān)于外部端子3b,示出了向垂直片保持部43b插入前的狀態(tài),關(guān)于外部端子3c,示出了插入到垂直片保持部43c中而將端子部30c折彎后的狀態(tài)。

在圖4中示出如以上那樣在殼體4安裝有3個(gè)外部端子3a~3c的狀態(tài)。

如圖2所示那樣,在半導(dǎo)體模塊1中也能夠設(shè)置覆蓋殼體4的蓋體5。

蓋體5覆蓋在殼體4的中央室9a形成的殼體開口部40。在蓋體5的上表面設(shè)置有沿面部53a~53d,以便確保端子間的電爬電距離。沿面部53a~53d處于向下方突出的u字形狀。沿面部53b為嵌入于外部端子保持部42的端子面48a-48b間的凹處的形狀。沿面部53c為嵌入于外部端子保持部42的端子面48b-48c間的凹處的形狀。左右兩端的沿面部53a、53d被配置在端子面48a、48c的兩個(gè)外側(cè)。

在蓋體5的上表面形成有在將蓋體5蓋到殼體4上時(shí)使端子部30a~30c露出的端子引出部54a~54c。此外,在蓋體5的上表面刻有表示各個(gè)端子的號(hào)碼,確定將蓋體5蓋到殼體4上的方向。因此,為了不弄錯(cuò)蓋上蓋體5的方向,在殼體的外部端子保持部42和蓋體5形成互相嵌合的凹部和凸部也可。如圖2所示那樣,在本例子中,在外部端子保持部42的右側(cè)的端子面48c的右側(cè)部設(shè)置有凸部46,在蓋體5的端子引出部54c的右側(cè)的沿面部53d設(shè)置有凹部52。在對(duì)殼體4沿正確的方向蓋上蓋體5的情況下,蓋體5的凹部52嵌入于外部端子保持部42的凸部46。與此相對(duì)地,在對(duì)殼體4沿不正確的方向蓋上蓋體5的情況下,蓋體5的凹部52不會(huì)嵌入于外部端子保持部42的凸部46。也就是說,將蓋體5沿180°相反方向配置,因此,在外部端子保持部42的凸部46上相對(duì)配置蓋體5的相反方向的沿面部53a。因此,蓋體5的沿面部53a與凸部46碰觸,其右側(cè)浮起。

由以上的構(gòu)造防止沿錯(cuò)誤的方向蓋上蓋體5的情況。

在蓋體5的前表面和背面形成有長(zhǎng)方形狀的遮蓋物(cover)51,在該遮蓋物的四角在稍微內(nèi)側(cè)的位置朝向下方形成有腳部50,以使進(jìn)入到殼體4的前表面和背面的內(nèi)側(cè)。當(dāng)將蓋體5蓋到殼體4上時(shí),蓋體5的沿面部53a、54d被配置在外部端子保持部42的端子面48a、48c的外側(cè)上表面。此外,沿面部52b、52c嵌入于外部端子保持部42的端子面48b-48c間的凹處。此外,從蓋體5的端子引出部54a~54c引出外部端子3a~3c。其結(jié)果是,覆蓋殼體開口部40來被密閉。

再有,蓋體5的腳部50在將蓋體5蓋到殼體4上的狀態(tài)下位于殼體開口下邊部40l的下方。該腳部50被形成為與矩形突起42a、42c的下端的位置為相同那樣的長(zhǎng)度。

以往的半導(dǎo)體模塊的蓋體有薄的平坦的形狀,用手指拿起薄的側(cè)面來裝配在殼體上。可是,難以用手指拿起蓋體,此外,即使將蓋體放置在殼體上,也存在蓋體之后在橫向上錯(cuò)開的情況。像這樣,裝配時(shí)的作業(yè)性差。

與此相對(duì)地,在本例子中,關(guān)于蓋體5,由于存在覆蓋殼體開口部40的遮蓋物51,所以,能在具有廣的面積的遮蓋物51的前表面和背面從橫向保持蓋體5。因此,能夠通過單手容易地抓住蓋體5,蓋到殼體4上也是容易的。此外,在使腳部50插入到殼體4的中央室9a的內(nèi)側(cè)之后將蓋體5蓋到殼體4上,因此,蓋體5的位置對(duì)準(zhǔn)也是容易的。在腳部50設(shè)置用于使腳部50與殼體4嵌合的爪并且在殼體4設(shè)置用于與該爪嵌合的凹部也可。此外,在殼體4設(shè)置沿著腳部的引導(dǎo)槽也可,以使能夠?qū)⒛_部引導(dǎo)到殼體的固定位置。只要像這樣做,則蓋體5與殼體4的位置對(duì)準(zhǔn)變得更容易,作業(yè)效率提高。

如后述那樣,在殼體開口部40中,在蓋上蓋體5之前,使作為密封材料的硅凝膠10等凝膠或環(huán)氧樹脂11等樹脂填充并硬化。因此,中央室9a、應(yīng)力吸收室9b、柵極端子室9c被密封,半導(dǎo)體芯片等電路元件或電路圖案不會(huì)向外部露出。因此,蓋體5不會(huì)左右半導(dǎo)體模塊的功能,未必是需要的。可是,在本例子的情況下,在使用密封材料密封的狀態(tài)下,外部端子保持部42在左右和下為空洞的狀態(tài)下被搭橋,因此,不為充分的強(qiáng)度。可是,能夠通過蓋體5來強(qiáng)化外部端子保持部42。此外,蓋體5防止在密封材料上垃圾或塵土等浸入到縫隙中。

接著,對(duì)半導(dǎo)體模塊的制造工序進(jìn)行說明。

在圖2中,陶瓷基板6、半導(dǎo)體芯片、內(nèi)部端子60進(jìn)行規(guī)定的位置對(duì)準(zhǔn)而被搭載在底板2上。在陶瓷基板6、半導(dǎo)體芯片、內(nèi)部端子60之上涂敷通過在之后的回流焊工序中熔化而提供給焊接的焊錫漿或?qū)щ娦哉辰觿?。此時(shí),在內(nèi)部端子60的上表面也涂敷有用于將外部端子3a~3c的焊接部32a~32c焊接的焊錫漿8a~8c(參照?qǐng)D4)。

如參照?qǐng)D3來說明那樣,通過上述的方法,將3個(gè)外部端子3a~3c安裝于殼體4。再有,此時(shí),3個(gè)外部端子3a~3c的每一個(gè)不被完全固定,在垂直方向上少許移動(dòng)自由。即,垂直片31a~31c被垂直片保持部43a~43c限制向前后左右的運(yùn)動(dòng),但是,在垂直方向上少許移動(dòng)自由。

接著,在圖4中,在基底2涂敷熱硬化性粘接劑并蓋上殼體4。在圖4中省略了外部端子3b的垂直片31b的下側(cè)。

如圖4所示那樣,當(dāng)使焊接部32a~32c配置在焊錫漿8a~8c上來蓋上殼體4時(shí),焊接部32a~32c被焊錫漿8a~8c推上,外部端子3a~3c向上移動(dòng)長(zhǎng)度t。根據(jù)該長(zhǎng)度t,調(diào)整外部端子3a~3c的上下方向的高度位置,吸收誤差。在此,焊錫漿8a~8c的厚度為300μm~500μm左右。對(duì)焊錫漿8a~8c施加外部端子3a~3c的自重,當(dāng)在底板2蓋上殼體4時(shí),通過該自重來確定外部端子3a~3c的位置。

在以往的構(gòu)造中,在將外部端子3a~3c完全固定于殼體4之后在底板2蓋上殼體4??墒牵谠撘酝臉?gòu)造中,如果當(dāng)在外部端子3a~3c的高度存在誤差時(shí),產(chǎn)生問題。即,焊接部32a~32c無法到達(dá)焊錫漿8a~8c而引起連接不良。經(jīng)由焊錫漿8a~8c通過外部端子3a~3c強(qiáng)烈地按壓半導(dǎo)體芯片而使其破裂。此外,外部端子3a~3c自身傾斜或變形。與此相對(duì)地,在本例子中,第一,在殼體4以能上下地移動(dòng)的方式安裝外部端子3a~3c。第二,當(dāng)在底板2蓋上殼體4時(shí),由于自重而向下方移動(dòng)的外部端子3a~3c上升長(zhǎng)度t。此時(shí),外部端子3a~3c的焊接部32a~32c可靠地與焊錫漿8a~8c相接。即,能夠自動(dòng)地進(jìn)行外部端子3a~3c的垂直方向的位置對(duì)準(zhǔn)。此外,外部端子3a~3c能夠防止使半導(dǎo)體芯片破損或者外部端子折彎等問題。

接著,使半導(dǎo)體模塊整體移動(dòng)到回流焊工序來進(jìn)行焊接的處理。

在該工序中,與焊錫漿熔化來進(jìn)行各要素的焊接同時(shí)地,將殼體4粘接固定于基底2。

在圖4中,焊錫漿8a~8c熔化,其結(jié)果是,外部端子3a~3c由于自重而下降。將焊錫接合層的高度設(shè)為α,外部端子3a~3c下降t-α。此時(shí),外部端子3a~3c被垂直片保持部43a~43c限制向水平方向的移動(dòng),因此,不會(huì)向水平方向錯(cuò)開什么的。其結(jié)果是,焊接部32a~32c被焊接在陶瓷基板6上并如圖5所示那樣外部端子3a~3c被固定于規(guī)定的位置。像這樣,外部端子3a~3c被高精度地安裝于規(guī)定的位置。再有,端子部30a~30c在焊接前預(yù)先被安裝于殼體4并被折彎加工,因此,沒有如以往那樣通過在焊接后進(jìn)行折彎而焊接部由于折彎加工時(shí)的應(yīng)力而剝離或引起接觸不良的問題。

如以上那樣,在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體模塊的構(gòu)造中,外部端子3a~3c被高精度地安裝于底板2。

接著,通過超聲波洗凈機(jī)等對(duì)焊接結(jié)束后的圖5的狀態(tài)的半導(dǎo)體模塊進(jìn)行洗凈。

如前述那樣,在外部端子保持部42中,在端子面48a-48b間以及端子面48b-48c間形成有孔47,在端子面48a與應(yīng)力吸收室9b之間的上表面形成有小孔92。此外,在柵極端子室9c的上表面柵極開口41進(jìn)行開口。在洗凈工序中,洗凈液的大部分從中央室9a的殼體開口部40(第一殼體開口部40a、第二殼體開口部40b)進(jìn)出,洗凈液通過硅凝膠流入孔12a和柵極端子孔12b在應(yīng)力吸收室9b、柵極端子室9c中也循環(huán)。此外,洗凈液從孔47和小孔92或柵極開口41也進(jìn)入到殼體4的內(nèi)部,使洗凈液對(duì)流到各個(gè)角落,流暢地循環(huán)在殼體內(nèi)部的洗凈液。

在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體模塊中,如圖5所示那樣,殼體4在一個(gè)側(cè)部(圖的左側(cè))設(shè)置有應(yīng)力吸收室9b。使用基板密封用的硅凝膠,但是,應(yīng)力吸收室9b如后述那樣具有由該硅凝膠的熱應(yīng)力造成的體積膨脹的量以上的充分的大小的空間部。此外,該應(yīng)力吸收室9b如前述那樣在上表面具備小孔90、91(參照?qǐng)D2)。

在洗凈工序后的干燥工序中,當(dāng)使殼體4與圖上下相反時(shí),殼體4內(nèi)部的洗凈液從殼體開口部40和小孔92排出。柵極端子室9b的洗凈液從上表面的大的柵極開口41排出,并且,也通過柵極端子孔12b從中央室9a的柵極開口部40排出。應(yīng)力吸收室9b的洗凈液從在上表面形成的小孔90、91排出,并且,使用硅凝膠流入孔12a通過中央室9a從殼體開口部40排出。應(yīng)力吸收室9b的小孔90、91也可以形成在上表面以外的面例如側(cè)面,也可以從上表面到側(cè)面形成使殼體開口部40變小那樣的形狀的孔。當(dāng)小孔90、91形成于在干燥工序中殼體4向下的位置時(shí),能夠最高效率地進(jìn)行干燥。如果,當(dāng)在應(yīng)力吸收室9b中殘存洗凈液時(shí),在之后注入的硅凝膠的硬化工序時(shí)產(chǎn)生不會(huì)完全地硬化的現(xiàn)象(硬化阻礙)。當(dāng)結(jié)束洗凈工序時(shí),進(jìn)入到半導(dǎo)體模塊的目視檢查和電特性檢查的檢查工序。

在目視檢查工序中,通過作業(yè)者的目視,進(jìn)行焊錫的溶合或端子位置的確認(rèn)等焊接是否完善等的檢查。目視通過從圖6的殼體開口部40觀察內(nèi)部來進(jìn)行。以在垂直方向上從殼體4的上邊朝向下方開口到殼體開口下邊部40l的高度的方式并且以在長(zhǎng)尺寸方向上開口到第一和第二間隔壁15a-15b間的方式切下殼體4的前表面和背面來形成殼體開口部40(第一殼體開口部40a、第二殼體開口部40b)。因此,殼體開口部40在目視中處于充分的開口面積。因此,在通常姿勢(shì)下能夠從殼體開口部40確認(rèn)內(nèi)部,能夠通過目視確認(rèn)容易地判斷焊接不良等。進(jìn)而,在外部端子保持部42的上表面形成有孔47,因此,能夠使在目視時(shí)外部光進(jìn)入的面積變大。因此,光從殼體4的前表面和背面的兩側(cè)充分地到達(dá)內(nèi)部,能夠容易地檢查基板上的焊接狀態(tài)等。此外,能夠進(jìn)行焊接結(jié)束后的利用目視的檢查,因此,也可以如以往那樣在檢查電特性之后不判斷不良。也就是說,在電機(jī)檢查前的早的階段判別焊錫的熔合不良或端子位置的偏離等的不良品,能夠可靠地進(jìn)行不良品的除去。

當(dāng)檢查工序結(jié)束時(shí),進(jìn)入到基板密封工序中。

在本例子中,作為密封材料而使用硅凝膠10和環(huán)氧樹脂11。硅凝膠10與環(huán)氧樹脂11相比粘度較小。因此,硅凝膠10的注入時(shí)的向殼體4內(nèi)的蔓延好,此外,硅凝膠10在熱循環(huán)時(shí)難以與基板剝離。因此,注入硅凝膠10并將其硬化,接著,進(jìn)行利用環(huán)氧樹脂11的密封。在基板密封工序中,從圖6的半導(dǎo)體模塊1的殼體開口部40(第一殼體開口部40a、第二殼體開口部40b)向配置于中央室9a的陶瓷基板6上第一注入硅凝膠10,該硅凝膠10從中央室9a通過硅凝膠流入孔12a和柵極端子孔12b也流入到應(yīng)力吸收室9b和柵極端子室9c中。之后,通過加熱來硬化硅凝膠10。接著,如后述那樣,注入環(huán)氧樹脂11并通過加熱來將其硬化。圖7示意性地示出了硅凝膠10的注入量和環(huán)氧樹脂11的注入量。

在此,在本實(shí)施方式的半導(dǎo)體模塊中,如圖7所示那樣,在中央室9a與應(yīng)力吸收室9b之間的第一間隔壁15a的下部設(shè)置的硅凝膠流入孔12a的高度被設(shè)定得比在陶瓷基板6上焊接的外部端子3a~3c的焊接部32a~32c的上表面的高度低。在中央室9a與柵極端子室9c之間的第二間隔壁15b的下部設(shè)置的柵極端子孔12b為將柵極端子7從中央室9a引出的孔,柵極端子孔12b的高度被設(shè)置在比硅凝膠流入孔12a高的位置,并且,被設(shè)置為與外部端子3a、3c的水平片33a、33b相同程度的高度。換言之,硅凝膠10的注入量為將在外部端子3a~3b的焊接部32a~32c的上表面之前埋沒的程度的量,硅凝膠流入孔12a的高度被設(shè)定在比硅凝膠10的上表面低的位置。因此,如圖7所示那樣,當(dāng)注入硅凝膠10時(shí),硅凝膠流入孔12a被硅凝膠10埋沒。硅凝膠10的上表面高度位于硅凝膠流入孔12a以上,并且,為外部端子3a~3b的焊接部32a~32c的上表面以上的高度。此時(shí),柵極端子孔12b的高度處于比硅凝膠10高的位置,因此,柵極端子孔12b處于未被埋沒的狀態(tài)。

在硅凝膠10的注入后,通過加熱,硬化硅凝膠10。在該硬化時(shí)之際產(chǎn)生的氣體在中央部9a中從殼體開口部40、小孔92排出。該氣體在柵極端子室9b中從柵極開口41排出。中央室9a和柵極端子室9b在柵極端子孔12b的硅凝膠10上連通,因此,也從殼體開口部40(第一殼體開口部40a、第二殼體開口部40b)排出。

硅凝膠流入孔12a被硅凝膠10埋沒,因此,通過第一間隔板15a和硅凝膠10使中央室9a和應(yīng)力吸收室9b隔絕,應(yīng)力吸收室9b成為獨(dú)立的室。在硅凝膠10的硬化時(shí)在應(yīng)力吸收室內(nèi)產(chǎn)生的氣體從小孔90、91排出,不會(huì)殘存在殼體4內(nèi)。像這樣,形成于應(yīng)力吸收室9b的小孔90、91被用于洗凈干燥工序并且也被用于密封工序。

接著,當(dāng)將環(huán)氧樹脂11與硅凝膠10同樣地從殼體開口部40(第一殼體開口部40a、第二殼體開口部40b)向中央室9a注入適當(dāng)量時(shí),環(huán)氧樹脂11在硅凝膠10上擴(kuò)散,也從中央室9a通過柵極端子孔12b向柵極端子室9c流入??墒牵缜笆瞿菢?,由于硅凝膠流入孔12a被硅凝膠10埋沒,所以,環(huán)氧樹脂11不會(huì)流入到應(yīng)力吸收室9b中。環(huán)氧樹脂11的注入量為在本例子中環(huán)氧樹脂11不會(huì)從殼體開口部40灑落的程度的、為殼體開口下邊部40l以下的高度的量,在本例子中為到外部端子3a~3c的水平片33a、33c的下表面的高度。再有,環(huán)氧樹脂11的注入量為埋沒水平片33a、33c的高度也可。

在環(huán)氧樹脂11的注入后,在其硬化之前將蓋體5蓋到殼體4上。

使蓋體5的腳部50沿著殼體4的殼體開口部40(第一殼體開口部40a、第二殼體開口部40b)的內(nèi)表面下降,凸?fàn)畹恼谏w物5的沿面部53b、53c向下嵌入于外部端子保持部42的端子面48a-48b、48b-48c間的凹處,使用沿面部53、53c使在外部端子保持部42的凹處形成的孔47閉塞。同時(shí)將蓋體的左右兩側(cè)的沿面部53a、53d蓋到外部端子保持部42的端子面48a、48c的兩個(gè)外側(cè)上,使用沿面部53a使孔92閉塞。此時(shí),將外部端子保持部42的凸部46和遮蓋物5的凹部52組合,因此,在殼體4上表面平坦地蓋上蓋體5。在蓋上蓋體5時(shí),外部端子3a~3c的端子部30a~30c為從蓋體5的端子引出部54a~54c露出的狀態(tài)。

當(dāng)像這樣在殼體4蓋上蓋體5時(shí),使用遮蓋物51完全覆蓋殼體開口部40,中央室9a為密閉狀態(tài)。在殼體4蓋上蓋體5時(shí),其腳部50的下端位于與外部端子3a、3c的水平片33a、33c相同的程度的高度。此外,如前述那樣,插入到水平片33a、33c的嵌合孔36a、36c的矩形突起42a、42c的下端也處于與腳部50的下端相同程度的高度。此外,垂直片保持部43b的引導(dǎo)槽44b形成到殼體開口下邊部40l以下的高度,其下端處于水平片33a、33c以下的高度。因此,蓋體5的腳部50的下端、插入到外部端子3a、3c的嵌合孔36a、37a的狀態(tài)的外部端子保持部42的矩形突起42a、42c的下端以及引導(dǎo)槽44b的下部為浸入到環(huán)氧樹脂11中的狀態(tài)。

在將蓋體5(參照?qǐng)D2)蓋在殼體4上之后通過加熱來硬化環(huán)氧樹脂11。通過使環(huán)氧樹脂11硬化,從而密封中央室9a和柵極端子室9c。此時(shí),注入環(huán)氧樹脂11直到蓋體5的下部的4角所具備的腳步50的下端,因此,通過環(huán)氧樹脂11進(jìn)行硬化的情況將腳部50粘接于殼體4。矩形突起42a、42c的下端也與硬化后的環(huán)氧樹脂11整體化,因此,外部端子3a、3c被固定,引導(dǎo)槽44b的下部也與硬化后的環(huán)氧樹脂11整體化,插入口45的下部被埋沒,外部端子3b被固定。像這樣完全固定外部端子3a~3c,因此,能夠防止外部端子晃蕩而焊錫剝離等問題。

再有,在柵極端子室9c中,柵極端子7的下部也被環(huán)氧樹脂11加固,在第二間隔壁15b的下部,梳齒狀的柵極端子孔12b與環(huán)氧樹脂11整體化,因此,與柵極端子室9c被密封同時(shí)地,柵極端子7也被固定。根據(jù)本例子,在密封殼體4內(nèi)部的工序中也能夠進(jìn)行蓋體5與殼體4粘接,因此,減少工序,也能夠削減粘接劑等另外部件。

像這樣,半導(dǎo)體模塊1內(nèi)部的中央室9a的半導(dǎo)體芯片等電路主體和柵極端子被環(huán)氧樹脂11埋沒并加固,能夠防止來自外部的干擾。此外,應(yīng)力吸收室9b被硅凝膠10填充,同樣地能夠防止來自外部的干擾。

像這樣,能夠通過作為密封材料的硅凝膠10和環(huán)氧樹脂11來密封應(yīng)力吸收室9b、中央室9a、柵極端子室9c,并且,利用密封材料將3個(gè)室劃分為分別隔離的獨(dú)立的室。因此,即使垃圾或塵土從孔90、91侵入到例如應(yīng)力吸收室9b中,其也不會(huì)移動(dòng)到相鄰的中央室9a,應(yīng)力吸收室9b自身也由于使用作為密封材料的硅凝膠10將底板2的表面密封,所以不會(huì)被垃圾或塵土影響。關(guān)于柵極端子室9c也同樣地,使用作為密封材料的環(huán)氧樹脂將其表面密封,不會(huì)被垃圾或塵土影響,也不會(huì)對(duì)相鄰的中央室9a造成壞影響。

在本例子中,將硅凝膠10和環(huán)氧樹脂11用作密封材料,但是,密封材料僅為任一個(gè)也可以,也能夠使用另外的密封材料。能夠通過密封材料來防止由于垃圾或塵土造成的半導(dǎo)體模塊1的電短路等故障,因此,即使沒有蓋體5也能夠作為制品來使用??墒?,在本例子的結(jié)構(gòu)的情況下,在中央室9a的上表面部分以左右和下為空洞的狀態(tài)露出外部端子保持部42,因此,外部端子保持部42的強(qiáng)度并沒有那么強(qiáng)。因此,通過如本例子那樣使用蓋體5來覆蓋殼體4,從而將半導(dǎo)體模塊1的中央室9a密閉,強(qiáng)化外部端子保持部42的左右,由此,能夠增加半導(dǎo)體模塊1的安全性。此外,能夠防止垃圾或塵土從外部侵入到半導(dǎo)體模塊1內(nèi)的環(huán)氧樹脂11上。因此,能夠強(qiáng)化樹脂量少的外部端子保持部42,也能夠保持外觀。

再有,在圖7中,當(dāng)在模塊使用時(shí)基板受到熱壓力時(shí),在硅凝膠10中產(chǎn)生熱膨脹應(yīng)力,但是,硅凝膠10能夠在應(yīng)力吸收室9b內(nèi)進(jìn)行膨脹,因此,在基板密封部中的硅凝膠10自身或在硅凝膠10與基板的界面不產(chǎn)生物理上的變化。因此,不會(huì)產(chǎn)生凝膠進(jìn)行膨脹而在殼體4中產(chǎn)生破裂或者硅凝膠10與基板的界面的接合狀態(tài)劣化而進(jìn)行隔離等現(xiàn)象。

在以上的工序后,結(jié)束包含最終目視、電特性檢查的最終檢查工序來完成圖1的半導(dǎo)體模塊。

在本實(shí)施方式中,殼體4的中央的垂直片保持部43b由使貫通孔的前表面?zhèn)乳_口的插入口45和將其左右殘留而形成的引導(dǎo)槽44b構(gòu)成。此外,在中央的外部端子3b形成有插入到引導(dǎo)槽44b中的垂直片和從插入口45突出的窄寬度部35。因此,中央的外部端子3b即使在折彎形成端子部30b之后,也能夠從上方向該垂直片保持部43b插入。像這樣,能夠預(yù)先使端子部30b折彎,因此,作業(yè)性好。與此相對(duì)地,關(guān)于左右的外部端子3a、3c,由貫通孔44a、44c構(gòu)成殼體4的左右的垂直片保持部43a、43c,因此,使垂直片31a、31c在筆直的狀態(tài)下在這些貫通孔44a、44c中貫通來進(jìn)行定位保持之后,需要將其折彎來形成端子部30a、30c。因此,從作業(yè)性的觀點(diǎn)出發(fā),關(guān)于這些垂直片保持部43a、43c,也采用與垂直片保持部43b同樣的構(gòu)造,關(guān)于外部端子3a、3c,也可以為與外部端子3b相同的形狀。

附圖標(biāo)記的說明

1-半導(dǎo)體模塊

2-底板

3(3a、3b、3c)-外部端子

4-殼體

5-蓋體

6-陶瓷基板

7-柵極端子

9a-中央室

9b-應(yīng)力吸收室

9c-柵極端子室

40-殼體開口部。

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