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公開番号2024048788
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-09
出願番号2022154886
出願日2022-09-28
発明の名称半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人扶桑国際特許事務所
主分類H01L 25/07 20060101AFI20240402BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】信頼性が高く、品質に優れた半導体モジュールを実現する。
【解決手段】半導体モジュール1は、第1面10aを有するベース板10と、第1面10aに配置され、枠状の外周壁21とそこから内側に張り出した張り出し部22とを有する樹脂ケース20と、外周壁21の内側の第1面10aに配置された積層体30と、張り出し部22の、第1面10a側とは反対側の第2面22aに配置された接合部52と、積層体30と接合部52とを接続するワイヤ40と、を備える。張り出し部22の第2面22a及びそこに配置される接合部52は、張り出し部22の、外周壁21から張り出す方向D1の先端22b側よりも、外周壁21側(縁部22c側)の方が、ベース板10の第1面10aに近くなるように傾斜している。外周壁21の内側が、第1樹脂110で被覆され、更に第2樹脂120で封止される。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項1】
第1面を有するベース板と、
前記第1面に配置され、枠状の外周壁と、前記外周壁から内側に張り出した張り出し部とを有する樹脂ケースと、
前記外周壁の内側の前記第1面に配置された積層体と、
前記張り出し部の、前記第1面側とは反対側の第2面に配置された接合部と、
前記積層体と前記接合部とを接続するワイヤと、
を備え、
前記第2面及び前記接合部は、前記張り出し部の、前記外周壁から張り出す方向の先端側よりも、前記外周壁側の方が、前記第1面に近くなるように傾斜している、半導体モジュール。
続きを表示(約 1,300 文字)【請求項2】
前記外周壁に配置され、一端部が前記外周壁から突出し且つ他端部に前記接合部が設けられた端子を備える、請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項3】
前記積層体、前記第2面、前記接合部及び前記ワイヤの表面を前記表面に沿って被覆する第1樹脂を備える、請求項1に記載の半導体モジュール。
【請求項4】
前記第1樹脂は、前記第2面及び前記接合部の、前記外周壁側の縁部を被覆する、請求項3に記載の半導体モジュール。
【請求項5】
前記第1樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂を含む、請求項3に記載の半導体モジュール。
【請求項6】
前記外周壁の内側に配置され、前記第1樹脂とは異なる第2樹脂を備え、
前記第2樹脂は、前記表面が前記第1樹脂で被覆された前記積層体、前記第2面、前記接合部及び前記ワイヤを封止する、請求項3に記載の半導体モジュール。
【請求項7】
第1面を有するベース板と、
前記第1面に配置され、枠状の外周壁と、前記外周壁から内側に張り出した張り出し部とを有する樹脂ケースと、
前記外周壁の内側の前記第1面に配置された積層体と、
前記張り出し部の、前記第1面側とは反対側の第2面に配置された接合部と、
前記積層体と前記接合部とを接続するワイヤと、
を備え、
前記第2面及び前記接合部は、前記張り出し部の、前記外周壁から張り出す方向の先端側よりも、前記外周壁側の方が、前記第1面に近くなるように傾斜している、構造体を準備する工程と、
前記積層体、前記第2面、前記接合部及び前記ワイヤの表面を前記表面に沿って被覆する第1樹脂を形成する工程と、
を備える半導体モジュールの製造方法。
【請求項8】
前記第1樹脂を形成する工程は、
流動性を有する前記第1樹脂を準備する工程と、
準備された、流動性を有する前記第1樹脂を、スプレーノズルを用い、前記積層体、前記第2面、前記接合部及び前記ワイヤに対してスプレーする工程と、
を含み、
流動性を有する前記第1樹脂をスプレーする工程では、傾斜した前記第2面及び前記接合部の、前記外周壁側の縁部が、前記スプレーノズルからスプレーされる前記第1樹脂のスプレー範囲外となるように、前記スプレーノズルの位置が設定され、
傾斜した前記第2面及び前記接合部にスプレーされた前記第1樹脂が、前記第2面及び前記接合部の上を流下することによって、前記第2面及び前記接合部の前記縁部が前記第1樹脂で被覆される、請求項7に記載の半導体モジュールの製造方法。
【請求項9】
前記第1樹脂を形成する工程後に、前記外周壁の内側に、前記第1樹脂とは異なる第2樹脂を形成する工程を備え、
前記第2樹脂は、前記表面が前記第1樹脂で被覆された前記積層体、前記第2面、前記接合部及び前記ワイヤを封止する、請求項7に記載の半導体モジュールの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法に関する。
続きを表示(約 2,400 文字)【背景技術】
【0002】
発熱素子及びその両面に設けられた放熱板等と、それらをモールドする樹脂とを備えた半導体装置において、発熱素子及び放熱板等と樹脂との間に、樹脂の密着性を高めるポリアミド樹脂を設ける技術が知られている(特許文献1)。更に、この半導体装置において、放熱板の内面に発熱素子を囲むリング状の突起若しくは溝部又はリング状部材を設け、発熱素子等の端部にポリアミド樹脂の厚い部分ができないようにする技術が知られている(特許文献1)。このほか、ポリアミド樹脂に絶縁性を有するフィラーを混合する、或いは放熱板の内面にメッシュを配設することで、ポリアミド樹脂の剛性を高めたり乾燥時の収縮を抑えたりする技術が知られている(特許文献1)。
【0003】
また、電子回路組立体と、電子回路組立体を固定するベースと、電子回路組立体を電気的に接続したリード端子とを、モールド樹脂で封止した電子回路装置において、電子回路組立体の回路基板を、接着剤でベースに接着固定する技術が知られている(特許文献2)。更に、この電子回路装置において、回路基板の接着側面に、ソルダレジストにより放射状に凹凸のスリットパターンを回路基板の端部まで連続して形成し、接着剤が均一に濡れ広がるような流路を設ける技術が知られている(特許文献2)。
【0004】
また、絶縁基板の一面に半田を介して固着された半導体チップ及びその表面に接続されたワイヤを含む収納部品と、その表面を覆う比較的軟らかい被覆樹脂と、これらの部品を収納するケースと、被覆樹脂の上に充填され当該被覆樹脂よりも硬い封止樹脂とを備えた半導体パワーモジュールが知られている(特許文献3)。この半導体パワーモジュールに関し、被覆樹脂をポリイミド系又はポリアミドイミド系の樹脂で形成する技術、封止樹脂をエポキシ系樹脂で形成する技術が知られている(特許文献3)。更に、この半導体パワーモジュールに関し、絶縁基板の他面に固着されるベース基板の当該絶縁基板の外側に溝を形成する技術、絶縁基板の一面に設けられ半導体チップが半田で固着される導電部の当該半導体チップの外側に溝を形成する技術が知られている(特許文献3)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2003-124406号公報
特開2013-68235号公報
特開2006-32617号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、半導体モジュールとして、次のような構成を有するものが知られている。即ち、ベース板と、その上に配置される樹脂ケースであって枠状の外周壁とその外周壁の一部から内側に張り出した張り出し部とを有する樹脂ケースと、樹脂ケースの外周壁内側のベース板上に配置された積層体であって絶縁回路基板と半導体チップとの積層体と、樹脂ケースの張り出し部のベース板側とは反対の面側に配置された接合部と、張り出し部の接合部と積層体とを接続するワイヤとを備えた半導体モジュールが知られている。一般に、このような構成を有する半導体モジュールでは、樹脂ケースの外周壁内側に、積層体、樹脂ケースの張り出し部とそこに配置される接合部、及びその接合部と積層体とを接続するワイヤ等を封止するための樹脂(「封止樹脂」とも言う)が設けられる。
【0007】
封止樹脂を設ける際には、その密着力を高めて剥離を抑えるため、予め、上記のような絶縁回路基板と半導体チップとの積層体、樹脂ケースの張り出し部とそこに配置される接合部、及びその接合部と積層体とを接続するワイヤ等を、ポリアミド樹脂等の樹脂(「被覆樹脂」とも言う)で被覆することが行われる場合がある。しかし、この場合、被覆樹脂の被覆に用いる方法や、樹脂ケースの外周壁から張り出す張り出し部の形状等によっては、張り出し部の一部、例えば、張り出し部の外周壁近傍に、被覆樹脂による被覆漏れが生じることがあった。被覆樹脂による被覆漏れが生じると、封止樹脂の密着力低下による剥離が生じ易くなる可能性があり、半導体モジュールの信頼性の低下、品質の低下を招く恐れがある。
【0008】
1つの側面では、本発明は、信頼性が高く、品質に優れた半導体モジュールを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
1つの態様では、第1面を有するベース板と、前記第1面に配置され、枠状の外周壁と、前記外周壁から内側に張り出した張り出し部とを有する樹脂ケースと、前記外周壁の内側の前記第1面に配置された積層体と、前記張り出し部の、前記第1面側とは反対側の第2面に配置された接合部と、前記積層体と前記接合部とを接続するワイヤと、を備え、前記第2面及び前記接合部は、前記張り出し部の、前記外周壁から張り出す方向の先端側よりも、前記外周壁側の方が、前記第1面に近くなるように傾斜している、半導体モジュールが提供される。
【0010】
また、1つの態様では、第1面を有するベース板と、前記第1面に配置され、枠状の外周壁と、前記外周壁から内側に張り出した張り出し部とを有する樹脂ケースと、前記外周壁の内側の前記第1面に配置された積層体と、前記張り出し部の、前記第1面側とは反対側の第2面に配置された接合部と、前記積層体と前記接合部とを接続するワイヤと、を備え、前記第2面及び前記接合部は、前記張り出し部の、前記外周壁から張り出す方向の先端側よりも、前記外周壁側の方が、前記第1面に近くなるように傾斜している、構造体を準備する工程と、前記積層体、前記第2面、前記接合部及び前記ワイヤの表面を前記表面に沿って被覆する第1樹脂を形成する工程と、を備える半導体モジュールの製造方法が提供される。
【発明の効果】
(【0011】以降は省略されています)

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