[发明专利]半导体模块

说明书

技术领域

本发明涉及半导体模块，特别涉及功率器件芯片与外部电极的连接结构。

背景技术

作为从功率器件取出电流的手段，从20世纪80年代开始实施使用铝或金等细的引线对功率器件的电极部和外部电极进行连接的引线键合的方法（参照专利文献1）。但是，根据该方法，功率器件的反复导通/截止所引起的热应力使引线键合的接合部的寿命缩短，所以，当使长寿命优先时，需要将最大接合温度设计得较低，导致功率模块的大型化或高成本化。

因此，为了提高接合部的可靠性，提出了在元件表面直接将引线框架与元件的电极部连接的直接引线键合（DLB）方式。

此外，关于功率器件的密封方法，采用将加热加压后的树脂注入到封闭了的模具中进行成形的传递模塑方式（参照专利文献2）。

专利文献1：日本特开2010-238892号公报；

专利文献2：日本特开2011-103367号公报。

DLB方式提高了接合部的可靠性，但是，与引线键合相比，存在成本高的问题。

此外，利用传递模塑方式进行的功率器件的密封具有优良的可靠性和量产性，但是，由于模具等的初期投资需要很多，所以，存在对端子形状或尺寸的自由度有较大的制约、当应用于多品种或少量的产品组时成本变高的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种电极端子的可靠性高并且能够以低成本制造的半导体模块。

本发明提供一种半导体模块，具备：绝缘基板；多个金属图案，在所述绝缘基板上彼此离开地形成；功率器件芯片，焊接在一个所述金属图案上；引线框架，焊接在未焊接有所述功率器件芯片的所述金属图案上和所述功率器件芯片上；外部主电极，设置于外围壳体，在未接合有所述功率器件芯片的所述金属图案上利用引线键合与所述引线框架接合；密封树脂，利用灌注形成，密封所述功率器件芯片、所述引线框架、所述金属图案。

根据本发明的半导体模块，由于在功率器件芯片上焊接引线框架，所以，该接合部对功率器件芯片的导通/截止所引起的热循环应力具有高的耐受性。

并且，从引线框架的与搭载有功率器件芯片的金属图案不同的金属图案上的部分利用引线键合与外部电极接合。该接合部的引线框架与功率器件芯片上部相比为温度，所以，采用引线键合能够减少成本并且提高该接合部的可靠性。

附图说明

图1是示出实施方式1的半导体模块的结构的剖面图。

图2是示出实施方式2的半导体模块的结构的剖面图。

图3是示出实施方式3的半导体模块的结构的剖面图。

图4是示出实施方式4的半导体模块的结构的剖面图。

具体实施方式

（实施方式1）

图1是示出实施方式1的半导体模块的结构的剖面图。在该半导体模块中，在由铜、铝或者AlSiC等金属构成的基底板（base plate）1上经由焊料31接合有绝缘基板。绝缘基板是在陶瓷制的绝缘板2的两面利用刻蚀法形成有铜或铝的金属图案的结构。在绝缘板2的背面形成有金属图案21，金属图案21经由焊料31与基底板1接合。在绝缘板2的表面形成有金属图案22、23。在金属图案22上经由焊料32、34分别接合有IGBT或MOSFET等功率器件芯片3、续流二极管芯片4。

在功率器件芯片3、续流二极管芯片4上分别经由焊料33、35接合引线框架5，将功率器件芯片3和续流二极管芯片4并联连接。引线框架5以一端与功率器件芯片3接合并且以另一端经由焊料36与金属图案23接合。再有，如果引线框架5使用铜，则能够提高引线框架5自身的耐热性。

外部主电极51以及外部信号电极52在半导体模块的外围壳体8中利用嵌件成型（insert molding）或注塑成型（outsert molding）来形成。引线框架5在与金属图案23的接合位置利用铝线41与外部主电极51连接。外部信号电极52利用铝线42与功率器件芯片3连接。通常，铝线41的直径为200～500μm，铝线42的直径为50～150μm。

在绝缘板2上形成金属图案21、22、23之后，以包围绝缘板2的方式利用成形模具形成由Si橡胶构成的堤部（dam）6。在堤部6的内部灌注（potting）液状的环氧树脂7并使其热硬化。环氧树脂7保护焊料33、35免受功率器件芯片3或续流二极管芯片4的导通/截止引起的热循环应力的影响。