[go: up one dir, main page]

CN116913904A - 半导体模块 - Google Patents

半导体模块 Download PDF

Info

Publication number
CN116913904A
CN116913904A CN202310182072.1A CN202310182072A CN116913904A CN 116913904 A CN116913904 A CN 116913904A CN 202310182072 A CN202310182072 A CN 202310182072A CN 116913904 A CN116913904 A CN 116913904A
Authority
CN
China
Prior art keywords
semiconductor module
main terminal
semiconductor
metal wiring
circuit board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310182072.1A
Other languages
English (en)
Inventor
佐藤忠彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Publication of CN116913904A publication Critical patent/CN116913904A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H10W40/255
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/003Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H10W40/22
    • H10W40/258
    • H10W70/69
    • H10W72/60
    • H10W76/12
    • H10W76/15
    • H10W90/00
    • H10W90/701
    • H10W70/658
    • H10W72/07652
    • H10W72/07653
    • H10W72/621
    • H10W72/886
    • H10W74/00
    • H10W76/167
    • H10W76/47
    • H10W76/63
    • H10W90/734
    • H10W90/764

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

本发明提供一种半导体模块,在抑制由半导体元件产生的热传递到主端子的同时抑制半导体模块的大型化。半导体模块具备:层叠基板,在层叠基板中,在绝缘板的上表面至少配置有电路板(22a)和电路板(22b);半导体元件,其配置于电路板(22a)的上表面;主端子;以及金属布线板,其将半导体元件与主端子电连接,其中,金属布线板具有:接合部(43),其与半导体元件的上表面电极接合;接合部(45),其与电路板(22b)的上表面接合;连结部,其将接合部(43)与接合部(45)连结;以及上升部,其从接合部(45)的端部向上方上升,其中,上升部的上端与主端子电连接。

Description

半导体模块
技术领域
本发明涉及一种半导体模块。
背景技术
半导体模块具有设置有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极晶体管)、功率MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)、FWD(Free Wheeling Diode:续流二极管)等半导体元件的基板,用于逆变器装置等(例如参照专利文献1-7)。
在专利文献1中记载了在形成1个臂的多个半导体元件的中央配置栅极中继层27及源极中继层28来作为控制用电路板的半导体模块。在专利文献2中记载了将用于配置半导体元件的多个电路板形成为在俯视时为U字状且进行镜像配置的半导体模块。在专利文献3中记载了将用于配置半导体元件的多个电路板沿规定方向延伸形成且在与该规定方向交叉的方向上排列多个电路板的半导体模块。在专利文献4中记载了Ω形状的作为连接导体的引线框。在专利文献5中记载了具有将芯片接合部与布线接合部连接的交联部的引线框。在专利文献6中记载了在与邻接的半导体元件的中间部对应的部分具备突出部24a的金属板24。在专利文献7中记载了弯曲形成为倒U字形的引线框6。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2021-141219号公报
专利文献2:日本特开2021-141221号公报
专利文献3:日本特开2021-141222号公报
专利文献4:日本特开2010-219419号公报
专利文献5:国际公开第2020/071102号
专利文献6:日本特开2008-098586号公报
专利文献7:日本特开2004-319740号公报
发明内容
发明要解决的问题
另外,在现有的半导体模块中,存在以下半导体模块:将半导体元件与主端子(外部端子)经由基板进行连接,使由半导体元件产生的热从基板散放,以抑制由半导体元件产生的热传递到主端子。例如,作为现有的半导体模块,存在以下半导体模块:除了具备用于将半导体元件与基板连接的金属布线板以外,还具备用于将基板与主端子连接的金属布线板。
然而,在这样构成的半导体模块中,金属布线板增加从而基板上的金属布线板的安装面积增加,因此担忧半导体模块的大型化。
本发明是鉴于上述方面而完成的,其目的在于在抑制由半导体元件产生的热传递到主端子的同时抑制半导体模块的大型化。
用于解决问题的方案
本发明的一个方式的半导体模块具备:层叠基板,在层叠基板中,在绝缘板的上表面至少配置有第一电路板和第二电路板;第一半导体元件,其配置于所述第一电路板的上表面;第一主端子;以及第一金属布线板,其将所述第一半导体元件与所述第一主端子电连接,其中,所述第一金属布线板具有:第一接合部,其与所述第一半导体元件的上表面电极接合;第二接合部,其与所述第二电路板的上表面接合;第一连结部,其将所述第一接合部与所述第二接合部连结;以及第一上升部,其从所述第二接合部的端部向上方上升,其中,所述第一上升部的上端与所述第一主端子电连接。
发明的效果
根据本发明,能够在抑制由半导体元件产生的热传递到主端子的同时抑制半导体模块的大型化。
附图说明
图1是实施方式中的半导体模块的立体图。
图2是实施方式中的半导体模块的俯视图及截面图。
图3是示出实施方式中的半导体模块的等效电路的图。
图4是金属布线板的立体图及俯视图。
图5是示出金属布线板的其它例的图。
图6是其它实施方式中的半导体模块的立体图及截面图。
图7是示出其它实施方式中的半导体模块的制造工序(其1)的图。
图8是示出其它实施方式中的半导体模块的制造工序(其2)的图。
图9是示出其它实施方式中的半导体模块的制造工序(其3)的图。
具体实施方式
下面,说明实施方式中的半导体模块。此外,以下所示的半导体模块只不过是一例,并不限定于此,而是能够进行适当变更。
图1是实施方式中的半导体模块的立体图。图2的(a)是实施方式中的半导体模块的俯视图,图2的(b)是将图2的(a)所示的半导体模块沿着A-A′线切断所得到的截面图。图3是示出实施方式中的半导体模块的等效电路的图。图4的(a)是图1所示的金属布线板的立体图,图4的(b)是图1所示的金属布线板的俯视图。另外,在下面的图中,将主端子(外部端子)在半导体模块的外侧延伸的方向定义为X方向,将各半导体元件并排的方向定义为Y方向,将高度方向定义为Z方向。X、Y、Z中的各方向相互正交,形成了三维坐标。另外,有时将X方向称为左右方向,将Y方向称为前后方向,将Z方向称为上下方向。这些方向(前后左右上下方向)是为了便于说明而使用的用语,其与XYZ方向中的各方向的对应关系有时会根据半导体模块的安装姿势而改变。例如,将半导体模块的散热面侧(冷却体侧)称为下表面侧,将与其相反的一侧称为上表面侧。另外,在本说明书中,俯视是指从Z方向正侧观察半导体模块的上表面的情况。
图1及图2所示的半导体模块1构成逆变器电路。例如,在3个半导体模块1相互并联连接的情况下,这3个半导体模块1构成三相逆变器电路。在该情况下,图1及图2所示的半导体模块1相当于三相逆变器电路的U相、V相、W相中的任一相的逆变器电路。
另外,图1及图2所示的半导体模块1构成为包括冷却体10、配置于冷却体10上的层叠基板2、配置于层叠基板2上的4个半导体元件3a~3d、收容层叠基板2及半导体元件3a~3d的壳体11以及填充于壳体11内的密封树脂(未图示)。
冷却体10是具有上表面和下表面的长方形的板。冷却体10具有冷却功能。另外,冷却体10具有俯视时在Y方向上较长的矩形形状。冷却体10例如是由铜、铝或者它们的合金等构成的金属板,也可以在表面实施镀覆处理。
在冷却体10的上表面配置俯视时为矩形形状且为框状的壳体11。壳体11例如由合成树脂成型,使用粘接剂等来与冷却体10的上表面接合。壳体11具有沿着冷却体10的外形的形状,将在X方向上相向的一对侧壁部11a与在Y方向上相向的一对侧壁部11b在四个角处连结从而形成为框状。此外,也可以将下降一级的台阶部形成于在X方向上相向的一对侧壁部11a中的一个侧壁部11a的上表面内侧,也可以在该台阶部的上表面嵌入未图示的栅极端子及源极端子来作为控制端子。栅极端子及源极端子被配置为各自的端部在台阶部的上表面露出,通过未图示的导线来与半导体元件3a~3d连接。导线的材质例如能够使用金、铜、铝、金合金、铜合金、铝合金中的任一种或者它们的组合。
另外,在壳体11的在X方向上相向的一对侧壁部11a,在X方向负侧设置有外部端子M(输出端子)来作为与外部的电力路径连接的主端子,在X方向正侧设置有外部端子P(正侧输入端子)及外部端子N(负侧输入端子)来作为与外部的电力路径连接的主端子。
外部端子M、P、N例如使用铜材料、铜合金类材料、铝合金类材料、铁合金类材料等金属材料通过冲压加工等形成。
另外,在壳体11的内侧,在冷却体10的上表面配置有层叠基板2。层叠基板2是由金属层与绝缘层层叠而形成的,例如由DCB(Direct Copper Bonding:直接铜键合)基板、AMB(Active Metal Brazing:活性金属钎焊)基板或者金属基底基板构成。具体地说,层叠基板2具有绝缘层20、配置于绝缘层20的下表面的散热层21以及配置于绝缘层20的上表面的多个导电层(电路板)22a~22c。层叠基板2例如形成为在俯视时为矩形形状。
绝缘层20在Z方向上具有规定的厚度,形成为具有上表面和下表面的平板状。绝缘层20例如由氧化铝(Al2O3)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)等陶瓷材料、环氧等树脂材料或者将陶瓷材料用作填料的环氧树脂材料等绝缘材料形成。此外,绝缘层20也可以称为绝缘膜。
散热层21在Z方向上具有规定的厚度,形成为覆盖绝缘层20的整个下表面。散热层21例如由铜、铝等热传导性良好的金属板形成。
在绝缘层20的上表面(主面),多个导电层22a~22c在相互电绝缘的状态下独立地配置成岛状。多个导电层22a~22c由利用铜箔等形成的规定厚度的金属构成。
导电层22a形成于能够与半导体元件3a、3b及金属布线板4a连接的位置。在导电层22a的上表面,隔着焊料等接合材料13配置有半导体元件3a、3b,并且配置有金属布线板4a。
导电层22b形成于能够与半导体元件3c、3d及金属布线板4b连接的位置。在导电层22b的上表面,隔着焊料等接合材料(未图示)配置有半导体元件3c、3d,并且配置有金属布线板4b。
导电层22c形成于能够与金属布线板4c连接的位置。
此外,金属布线板4a~4c使用焊料、超声波、烧结材料、激光焊接等来与导电层22a~22c的上表面接合。另外,金属布线板4a~4c也可以称为引线框。
半导体元件3a~3d例如使用硅(Si)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等形成为在俯视时为方形形状,构成为将IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极晶体管)元件和FWD(Free Wheeling Diode:续流二极管)元件的功能一体化而成的RC(ReverseConducting:反向导通)-IGBT元件。此外,半导体元件3a~3d不限定于RC-IGBT,也可以构成为IGBT、功率MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)、BJT(Bipolar Junction Transistor:双极结晶体管)等晶体管,还可以构成为使FWD(Free Wheeling Diode:续流二极管)等二极管与晶体管组合。另外,半导体元件3a~3d也可以构成为对反向偏压具有充分的耐压的RB(Reverse Blocking:反向阻断)-IGBT。另外,半导体元件3a~3d的形状、配置数量、配置部位等能够适当变更。
例如,如图3所示,实施方式中的半导体模块1使用半导体元件3a~3d来构成三相逆变器电路中的一相的逆变器电路。具体地说,实施方式中的半导体模块1具备构成三相逆变器电路的一相的上臂的半导体元件3a、3b以及构成下臂的半导体元件3c、3d。此外,设为半导体元件3a~3b分别在上表面具有栅极电极(未图示)和发射极电极或源极电极(未图示),在下表面具有集电极电极或漏极电极(未图示)。
半导体元件3a的集电极电极或漏极电极经由导电层22a来与半导体元件3b的集电极电极或漏极电极连接。另外,半导体元件3a的发射极电极或源极电极经由金属布线板4b来与半导体元件3b的发射极电极或源极电极连接。即,半导体元件3a、3b通过金属布线板4b及导电层22a来相互并联连接。
半导体元件3c的集电极电极或漏极电极经由导电层22b来与半导体元件3d的集电极电极或漏极电极连接。另外,半导体元件3c的发射极电极或源极电极经由金属布线板4c来与半导体元件3d的发射极电极或源极电极连接。即,半导体元件3c、3d通过金属布线板4c及导电层22b来相互并联连接。
另外,半导体元件3a、3b的集电极电极或漏极电极经由金属布线板4a来与外部端子P连接。
另外,半导体元件3a、3b的发射极电极或源极电极经由金属布线板4b来与外部端子M连接。
另外,半导体元件3c、3d的集电极电极或漏极电极经由导电层22b及金属布线板4b来与外部端子M连接。
另外,半导体元件3c、3d的发射极电极或源极电极经由金属布线板4c来与外部端子N连接。
金属布线板4a~4c例如使用铜材料、铜合金类材料、铝合金类材料、铁合金类材料等金属板通过冲压加工等折弯而形成。
金属布线板4a由接合部40、上升部41以及弯曲部42构成。接合部40的下表面与导电层22a接合,接合部40的X方向正侧的上表面端部与上升部41的一端连接。上升部41的另一端与弯曲部42的X方向正侧的下表面端部连接,弯曲部42的上表面通过焊料、螺栓等来与外部端子P的一端接合。即,金属布线板4a使导电层22a与外部端子P电连接。
金属布线板4b由接合部43~45、连结部46、47、上升部48以及弯曲部49构成。此外,金属布线板4b、4c是彼此相同的形状,因此,在图4的(a)及图4的(b)中,仅示出金属布线板4b。
在金属布线板4b中,接合部43的下表面与半导体元件3a的上表面接合,接合部44的下表面与半导体元件3b的上表面接合。接合部43的X方向负侧的上表面端部与连结部46的一端连接,接合部44的X方向负侧的上表面端部与连结部47的一端连接,连结部46、47各自的另一端与接合部45的X方向正侧的上表面端部连接。即,连结部46、47将接合部43与接合部45连结并且将接合部44与接合部45连结。另外,接合部45的下表面与导电层22b接合,接合部45的X方向负侧的上表面端部与上升部48的一端连接,上升部48的另一端与弯曲部49的X方向负侧的下表面端部连接。即,上升部48形成为从接合部45的端部向上方上升。另外,弯曲部42的上表面通过焊料、螺栓等来与外部端子M的一端接合。
即,金属布线板4b使半导体元件3a、3b与外部端子M经由导电层22b来进行电连接。这样,金属布线板4b是通过接合部43~45来在3个点处安装于半导体元件3a、3b及导电层22b的结构,因此能够提高安装之后的金属布线板4b的稳定性。
在金属布线板4c中,接合部43的下表面与半导体元件3c的上表面接合,接合部44的下表面与半导体元件3d的上表面接合。接合部43的X方向正侧的上表面端部与连结部46的一端连接,接合部44的X方向正侧的上表面端部与连结部47的一端连接,连结部46、47各自的另一端与接合部45的X方向负侧的上表面端部接合。即,连结部46、47将接合部43与接合部45连结并且将接合部44与接合部45连结。另外,接合部45的下表面与导电层22c连接,接合部45的X方向正侧的上表面端部与上升部48的一端连接,上升部48的另一端与弯曲部49的X方向正侧的下表面端部连接。即,上升部48形成为从接合部45的端部向上方上升。另外,弯曲部49的上表面通过焊料、螺栓等来与外部端子N的一端接合。
即,金属布线板4c使半导体元件3c、3d与外部端子N经由导电层22c来进行电连接。这样构成的金属布线板4c是通过接合部43~45来在3个点处安装于半导体元件3c、3d及导电层22c的结构,因此能够提高安装之后的金属布线板4c的稳定性。
另外,在金属布线板4b、4c中,由于弯曲部49朝向连结部46、47弯曲,因此能够使弯曲部49与接合部45在俯视时至少一部分重叠,从而能够使金属布线板4b、4c的安装面积比较小。
另外,期望的是,如图4的(b)所示,从接合部43的Y方向负侧的端部到接合部44的Y方向正侧的端部的距离a比从接合部45的Y方向负侧的端部到接合部45的Y方向正侧的端部的距离b长。通过像这样设为距离a>距离b,能够使金属布线板4b的安装面积比较小。
另外,期望的是,如图4的(b)所示,距离b比从弯曲部49的Y方向负侧的端部到弯曲部49的Y方向正侧的端部的距离c长。通过像这样设为距离b>距离c,在使用焊料将接合部45安装到导电层22b时,能够俯视确认在接合部45的Y方向周围产生的焊脚。
另外,期望的是,如图4的(b)所示,从接合部45的X方向正侧的端部到接合部45的X方向负侧的端部的距离f比从弯曲部49的X方向正侧的端部到弯曲部49的X方向负侧的端部的距离e长。通过像这样设为距离f>距离e,在使用焊料将接合部45安装到导电层22b时,能够俯视确认在接合部45的X方向周围产生的焊脚。
另外,期望的是,如图4的(b)所示,距离e比从导电层22b的X方向正侧的端部到导电层22b的X方向负侧的端部的距离g短。此外,也可以构成为:使得在俯视时弯曲部49不到导电层22a、22b之间,且使得距离e<距离g。通过像这样设为距离e<距离g,能够使俯视时的金属布线板4b的安装面积比较小。
此外,关于金属布线板4c也同样地,期望设为距离a>距离b、距离b>距离c、距离f>距离e、距离e<距离g。
另外,图4的(a)及图4的(b)所示的金属布线板4b的形状仅示出一例,能够适当变更。
例如,也可以如图5的(a)所示的金属布线板4b那样,形成为弯曲部49向X方向负侧延伸。即,在图5的(a)所示的金属布线板4b中,弯曲部49朝向远离连结部46、47的方向弯曲。
另外,也可以如图5的(b)所示的金属布线板4b那样,省略弯曲部49,将形成为L字状的外部端子M与上升部48接合。
另外,也可以如图5的(c)所示的金属布线板4b那样,在弯曲部49设置贯通孔50。此外,贯通孔50的位置、大小没有特别限定。通过像这样在弯曲部59设置贯通孔50,在将模制树脂填充于壳体11内时,能够使模制树脂通过贯通孔50后落到接合部45的上表面侧,因此能够在接合部45的上表面与弯曲部59的下表面之间充分地填满模制树脂。
另外,在与金属布线板4b连接的半导体元件为1个的情况下,也可以如图5的(d)所示的金属布线板4b那样省略接合部44及连结部47。
另外,在与金属布线板4b连接的半导体元件为1个的情况下,也可以如图5的(e)所示的金属布线板4b那样,省略接合部44及连结部47,并且使弯曲部49朝向远离连结部46的方向弯曲。
<实施方式中的半导体模块1的制造方法>
作为图1及图2所示的半导体模块1的制造方法,考虑下述1)~6)。
1)首先,在层叠基板2上安装半导体元件3a~3c。
2)接着,将金属布线板4a~4c及导线(未图示)与层叠基板2及半导体元件3a~3c接合。
3)接着,在层叠基板2上安装壳体11。
4)接着,在壳体11内填充模制树脂。
5)接着,使外部端子M通过在壳体11的X方向负侧的侧壁部11a设置的贯通孔(未图示),并且使外部端子P、N通过在壳体11的X方向正侧的侧壁部11a设置的2个贯通孔(未图示)。
6)然后,将金属布线板4a的弯曲部42与外部端子P的一端接合,并且将金属布线板4b的弯曲部49与外部端子M的一端接合,并且将金属布线板4c的弯曲部49与外部端子N的一端接合。
此外,在外部端子M、P、N预先安装于壳体11的情况下,省略上述5)。
另外,在现有的半导体模块中,存在以下半导体模块:将半导体元件与层叠基板上的导电层经由金属布线板进行连接,并且经由其它金属布线板将导电层与外部端子连接,以抑制由半导体元件产生的热经由金属布线板传递到外部端子。根据这样构成的半导体模块,能够使由半导体元件产生的热通过层叠基板散放。
然而,在这样构成的半导体模块中,需要在半导体元件与外部端子之间连接2个金属布线板,担忧与金属布线板的安装面积的增加相伴的半导体模块的大型化。
因此,在实施方式的半导体模块1中,在金属布线板4b、4c的接合部45至少设置上升部48,经由该上升部48来连接外部端子M、N。由于接合部45与导电层22b、22c接合,因此能够使由半导体元件3a~3d产生的热从导电层22b、22c散放。另外,不需要为了将导电层22b、22c与外部端子M、N连接而再准备除金属布线板4b、4c以外的金属布线板,因此能够抑制金属布线板4b、4c的安装面积的扩大。
另外,金属布线板4b、4c具有与外部端子M、N平行地延伸的弯曲部49,因此能够实现外部端子M、N与金属布线板4b、4c接合时的稳定性。
另外,实施方式的半导体模块1是经由上升部48来连接外部端子M、N的结构,因此在外部端子M、N在Z方向上的位置比接合部45在Z方向上的位置高的情况下是优选的。
<变形例>
图6的(a)是示出实施方式中的半导体模块1的变形例的立体图,图6的(b)是将图6的(a)所示的半导体模块1沿着B-B′线切断所得到的截面图。此外,在图6的(a)及图6的(b)中,对与图1及图2所示的结构相同的结构标注相同的附图标记,并且省略其说明。
在图6的(a)及图6的(b)所示的半导体模块1中,与图1及图2所示的半导体模块1的不同之处在于,金属布线板4a的弯曲部42与外部端子P在壳体11的外部通过螺栓B来接合,金属布线板4b的弯曲部49与外部端子M在壳体11的外部通过螺栓B来接合,金属布线板4c的弯曲部49与外部端子N在壳体11的外部通过螺栓B来接合。此外,图6的(a)及图6的(b)所示的半导体模块1中的其它结构与图1及图2所示的半导体模块1相同。
<实施方式中的半导体模块1的变形例的制造方法>
作为实施方式中的半导体模块1的变形例的制造方法,考虑下述7)~13)。
7)首先,在层叠基板2上安装半导体元件3a~3c。
8)接着,将金属布线板4a~4c及导线(未图示)与层叠基板2及半导体元件3a~3c接合。
9)接着,如图7所示,在层叠基板2上安装壳体11。在图7所示的金属布线板4a~4c中,设为弯曲部42、49沿Z方向延伸。即,在半导体模块1的变形例中的金属布线板4b、4c中,设为在安装时弯曲部42、49没有被弯曲。另外,在图7所示的金属布线板4a~4c中,设为供螺栓B通过的贯通孔51设置于弯曲部42、49。
10)接着,在壳体11内填充模制树脂。
11)接着,如图8所示,使弯曲部42、49通过预先设置于盖52的3个贯通孔(未图示),并且在壳体11的上表面配置盖52。
12)接着,如图9所示,使金属布线板4a的弯曲部42向X方向正侧弯曲,使金属布线板4b的弯曲部49向X方向负侧弯曲,使金属布线板4c的弯曲部49向X方向正侧弯曲。
13)然后,如图6的(a)及图6的(b)所示,利用螺栓B将金属布线板4a的弯曲部42与外部端子P接合,利用螺栓B将金属布线板4b的弯曲部49与外部端子M接合,利用螺栓B将金属布线板4c的弯曲部49与外部端子N接合。
在实施方式中的半导体模块1的变形例中,也在金属布线板4b、4c的接合部45至少设置上升部48,经由该上升部48来连接外部端子M、N。由于接合部45与导电层22b、22c接合,因此能够将由半导体元件3a~3d产生的热从导电层22b、22c散放。另外,不需要为了将导电层22b、22c与外部端子M、N连接而再准备除金属布线板4b、4c以外的金属布线板,因此能够抑制金属布线板4b、4c的安装面积的扩大。
此外,在上述实施方式中,半导体元件的个数及配置部位不限定于上述结构,而是能够适当变更。
另外,在上述实施方式中,导电层的个数及布局不限定于上述结构,而使能够适当变更。
另外,在上述实施方式中,设为层叠基板、半导体元件形成为在俯视时为矩形形状或方形形状的结构,但不限定于该结构。层叠基板、半导体元件也可以形成为除上述以外的多边形状。
另外,在上述实施方式中,说明了上臂位于Y方向负侧,下臂位于Y方向正侧的情况,但不限定于该结构。上下臂的位置关系也可以与上述相反。
另外,作为又一实施方式,也可以将上述实施方式及变形例整体或部分地进行组合。
另外,本实施方式并不限定于上述实施方式及变形例,也可以在不脱离技术的思想的主旨的范围内进行各种变更、置换、变形。并且,如果能够通过技术的进步或派生的其它技术来以其它方法实现技术的思想,则也可以使用该方法来进行实施。因而,权利要求书覆盖在技术的思想的范围内所能够包含的所有实施方式。
下述将整理上述实施方式中的特征点。
上述实施方式所记载的半导体模块具备:层叠基板,在所述层叠基板中,在绝缘板的上表面至少配置有第一电路板和第二电路板;第一半导体元件,其配置于所述第一电路板的上表面;第一主端子;以及第一金属布线板,其将所述第一半导体元件与所述第一主端子电连接,其中,所述第一金属布线板具有:第一接合部,其与所述第一半导体元件的上表面电极接合;第二接合部,其与所述第二电路板的上表面接合;第一连结部,其将所述第一接合部与所述第二接合部连结;以及第一上升部,其从所述第二接合部的端部向上方上升,其中,所述第一上升部的上端与所述第一主端子电连接。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,在所述第一上升部的上端设置有向规定方向弯曲的第一弯曲部,所述第一主端子的一端与所述第一弯曲部接合。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,所述第一弯曲部与所述第二接合部在俯视时至少一部分重叠。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,所述第一弯曲部朝向所述第一连结部弯曲。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,所述第一弯曲部朝向远离所述第一连结部的方向弯曲。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,所述第一半导体元件在所述第一电路板的上表面沿规定方向并排配置有2个,所述第一连结部将同2个所述第一半导体元件对应地配置的2个所述第一接合部与所述第二接合部连结。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,在所述绝缘板的上表面还配置有第三电路板,所述半导体模块还具备:第二半导体元件,其配置于所述第二电路板的上表面;第二主端子;以及第二金属布线板,其将所述第二半导体元件与所述第二主端子电连接,其中,所述第二金属布线板具有:第三接合部,其与所述第二半导体元件的上表面电极接合;第四接合部,其与所述第三电路板的上表面接合;第二连结部,其将所述第三接合部与所述第四接合部连结;以及第二上升部,其从所述第四接合部的端部向上方上升,其中,所述第二上升部的上端与所述第二主端子电连接。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,在所述第二上升部的上端设置有向规定方向弯曲的第二弯曲部,所述第二主端子的一端与所述第二弯曲部接合。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,所述第二弯曲部与所述第四接合部在俯视时至少一部分重叠。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,所述第二弯曲部朝向所述第二连结部弯曲。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,所述第二弯曲部朝向远离所述第二连结部的方向弯曲。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,所述第二半导体元件在所述第二电路板的上表面沿规定方向并排配置有2个,所述第二连结部将同2个所述第二半导体元件对应地配置的2个所述第三接合部与所述第四接合部连结。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,还具备第三主端子,所述第三主端子与所述第一电路板电连接,所述第一主端子构成输出端子,所述第二主端子构成负侧的输入端子,所述第三主端子构成正侧的输入端子。
另外,也可以是,在上述实施方式所记载的半导体模块中,所述第二主端子与所述第三主端子被并排配置,所述第一主端子被配置为与所述第二主端子及所述第三主端子相向。
产业上的可利用性
如以上所说明的那样,本发明具有能够在抑制由半导体元件产生的热传递到主端子的同时抑制半导体模块的大型这样的效果,特别是在半导体模块中是有用的。
附图标记说明
1:半导体模块;2:层叠基板;20:绝缘层;21:散热层;22a~22c:导电层;3a~3d:半导体元件;4a~4c:金属布线板;40:接合部;41:上升部;42:弯曲部;43:接合部;44:接合部;45:接合部;46:连结部;47:连结部;48:上升部;49:弯曲部;M、P、N:外部端子。

Claims (14)

1.一种半导体模块,具备:
层叠基板,在所述层叠基板中,在绝缘板的上表面至少配置有第一电路板和第二电路板;
第一半导体元件,其配置于所述第一电路板的上表面;
第一主端子;以及
第一金属布线板,其将所述第一半导体元件与所述第一主端子电连接,
其中,所述第一金属布线板具有:
第一接合部,其与所述第一半导体元件的上表面电极接合;
第二接合部,其与所述第二电路板的上表面接合;
第一连结部,其将所述第一接合部与所述第二接合部连结;以及
第一上升部,其从所述第二接合部的端部向上方上升,
其中,所述第一上升部的上端与所述第一主端子电连接。
2.根据权利要求1所述的半导体模块,其中,
在所述第一上升部的上端设置有向规定方向弯曲的第一弯曲部,
所述第一主端子的一端与所述第一弯曲部接合。
3.根据权利要求2所述的半导体模块,其中,
所述第一弯曲部与所述第二接合部在俯视时至少一部分重叠。
4.根据权利要求2所述的半导体模块,其中,
所述第一弯曲部朝向所述第一连结部弯曲。
5.根据权利要求2所述的半导体模块,其中,
所述第一弯曲部朝向远离所述第一连结部的方向弯曲。
6.根据权利要求1所述的半导体模块,其中,
所述第一半导体元件在所述第一电路板的上表面沿规定方向并排配置有两个,
所述第一连结部将同两个所述第一半导体元件对应地配置的两个所述第一接合部与所述第二接合部连结。
7.根据权利要求1所述的半导体模块,其中,
在所述绝缘板的上表面还配置有第三电路板,
所述半导体模块还具备:
第二半导体元件,其配置于所述第二电路板的上表面;
第二主端子;以及
第二金属布线板,其将所述第二半导体元件与所述第二主端子电连接,
其中,所述第二金属布线板具有:
第三接合部,其与所述第二半导体元件的上表面电极接合;
第四接合部,其与所述第三电路板的上表面接合;
第二连结部,其将所述第三接合部与所述第四接合部连结;以及
第二上升部,其从所述第四接合部的端部向上方上升,
其中,所述第二上升部的上端与所述第二主端子电连接。
8.根据权利要求7所述的半导体模块,其中,
在所述第二上升部的上端设置有向规定方向弯曲的第二弯曲部,
所述第二主端子的一端与所述第二弯曲部接合。
9.根据权利要求8所述的半导体模块,其中,
所述第二弯曲部与所述第四接合部在俯视时至少一部分重叠。
10.根据权利要求8所述的半导体模块,其中,
所述第二弯曲部朝向所述第二连结部弯曲。
11.根据权利要求8所述的半导体模块,其中,
所述第二弯曲部朝向远离所述第二连结部的方向弯曲。
12.根据权利要求7所述的半导体模块,其中,
所述第二半导体元件在所述第二电路板的上表面沿规定方向并排配置有两个,
所述第二连结部将同两个所述第二半导体元件对应地配置的两个所述第三接合部与所述第四接合部连结。
13.根据权利要求7所述的半导体模块,其中,
还具备第三主端子,所述第三主端子与所述第一电路板电连接,所述第一主端子构成输出端子,
所述第二主端子构成负侧的输入端子,
所述第三主端子构成正侧的输入端子。
14.根据权利要求13所述的半导体模块,其中,
所述第二主端子与所述第三主端子被并排配置,
所述第一主端子被配置为与所述第二主端子及所述第三主端子相向。
CN202310182072.1A 2022-04-13 2023-03-01 半导体模块 Pending CN116913904A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022066388A JP2023156806A (ja) 2022-04-13 2022-04-13 半導体モジュール
JP2022-066388 2022-04-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116913904A true CN116913904A (zh) 2023-10-20

Family

ID=88307988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310182072.1A Pending CN116913904A (zh) 2022-04-13 2023-03-01 半导体模块

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20230335460A1 (zh)
JP (1) JP2023156806A (zh)
CN (1) CN116913904A (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230361087A1 (en) * 2022-05-04 2023-11-09 Infineon Technologies Ag Molded power semiconductor package
JP2025130504A (ja) * 2024-02-27 2025-09-08 ダイキン工業株式会社 パワーモジュール及び半導体装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6230238B2 (ja) * 2013-02-06 2017-11-15 三菱電機株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP6012533B2 (ja) * 2013-04-05 2016-10-25 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
JP6475918B2 (ja) * 2014-02-05 2019-02-27 ローム株式会社 パワーモジュール
JP6256309B2 (ja) * 2014-11-11 2018-01-10 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
JP5887007B1 (ja) * 2015-07-07 2016-03-16 カルソニックカンセイ株式会社 パワー半導体装置
KR102196397B1 (ko) * 2020-05-13 2020-12-30 제엠제코(주) 메탈포스트, 이를 포함하는 반도체 패키지 및 반도체 패키지 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20230335460A1 (en) 2023-10-19
JP2023156806A (ja) 2023-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8497572B2 (en) Semiconductor module and method of manufacturing the same
JP2022179649A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP7428017B2 (ja) 半導体モジュール
JP7428018B2 (ja) 半導体モジュール
JP7532813B2 (ja) 半導体モジュール
JP6891904B2 (ja) 半導体モジュール、電気自動車およびパワーコントロールユニット
CN112599486A (zh) 半导体模块和半导体模块的制造方法
CN116913904A (zh) 半导体模块
CN113228265A (zh) 半导体组件的电路构造
US11335660B2 (en) Semiconductor module
CN114365281A (zh) 电气回路和半导体模块
CN116913862A (zh) 半导体装置
EP3739624A1 (en) Semiconductor arrangement with a compressible contact element encapsulated between two carriers and corresponding manufacturing method
US11302612B2 (en) Lead frame wiring structure and semiconductor module
CN117080194A (zh) 半导体装置和半导体装置的制造方法
CN120359612A (zh) 双面冷却功率封装件
JP2023134143A (ja) 半導体モジュール、半導体装置、及び車両
US20240038643A1 (en) Semiconductor device
US20250157892A1 (en) Semiconductor device
US20240304530A1 (en) Power converter apparatus
US20240071876A1 (en) Semiconductor module, power converter, and power converter manufacturing method
US20250279339A1 (en) Semiconductor device and external connection main terminal
US20250014981A1 (en) Semiconductor device
US20220330429A1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US20240297100A1 (en) Semiconductor module, semiconductor device, and vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination