[发明专利]半导体模块及其制造方法

说明书

本发明提供一种具有能获得稳定的引线键合的引线框的半导体模块。对于通过引线框(2)和壳体(3)的一体成型而形成的端子壳体(1)，其内部具有安装有引线框(2)的内表面(6b)，并在外部具有固定电路块(11)的阶差部(6a)，该电路块(11)的绝缘基板(7)上形成有半导体模块(13，14)。在该阶差部(6a)和内表面(6b)之间形成有贯通这两者的开口部(8)，向该开口部(8)中填充将绝缘基板(7)粘接至阶差部(6a)的粘接剂(10)。由于引线框(2)的通过超声波接合来连接键合线(16)的连接面被固定，因此能降低引线框(2)的接合不良。

技术领域

本发明涉及半导体模块及其制造方法，特别涉及用于电动机驱动装置等逆变器装置、开关电源装置等功率转换装置的用途的半导体模块及其制造方法。

背景技术

功率转换用的半导体模块是将用于进行功率转换的功率晶体管或二极管等功率用的多个半导体芯片集成于一个封装。该半导体模块预先在封装内部进行适用于所希望应用的电路布线，对应用装置整体的小型化作出贡献。在功率转换用的半导体模块中，作为功率晶体管，一般使用MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)或IGBT(Insulated-Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)。

对于功率转换用的元件，为了通过散热来降低因其损耗而引起的发热，将其构成为通过绝缘基板上的铜箔面及绝缘基板而露出半导体模块的外部，使用散热体来从其露出面进行散热(例如参照专利文献1)。即，在该专利文献1中，在热传导性优异的金属板表面配置绝缘层，在该绝缘层上形成主电路布线图案，在该主线路布线图案上接合有半导体芯片。由该半导体芯片产生的热量会通过主电路布线图案及绝缘层而传导至金属板，通过与该金属板相接合的散热器进行散热。

另外，功率转换用的元件通过引线框、导电性引线或基板上所形成的布线图案而形成所希望的电路，这些电路与和外部进行电连接的电连接单元即端子之间直接连接或通过引线等间接连接。

而且，在半导体模块中安装有控制IC的被称为IPM(Intelligent Power Module：智能功率模块)的模块正在被产品化并得到广泛应用。控制IC具有用于驱动功率转换用元件的驱动器功能、检测过电流等异常状态并进行保护的功能。由于控制IC的发热量较小，且为了避开功率转换用元件的噪声，将控制IC安装在远离装载有功率转换用元件的基板的位置。在专利文献1中，控制IC安装于壳体内所形成的布线图案上。

另外，IPM中也存在有以下模块，即在模块内部安装有电流检测元件、温度检测元件、吸收元件、或为了向控制IC提供稳定功率而连接的电容器等无源元器件。然后，对安装了上述元件并进行了所希望的电连接后的半导体模块进行树脂密封，从而完成IPM。

例如，专利文献1中所记载的IPM中，在预先形成有布线图案的绝缘基板上通过焊接接合而安装有IGBT及FWD(Free Wheeling Diode：续流二极管)等功率转换用的元件。保持该绝缘基板的端子壳体通过插入成型来由引线框和PPS树脂(Polyphenylene SulfideResin：聚苯硫醚树脂)一体化形成。对于端子壳体，通过射出PPS树脂并使其成型于由固定销进行固定、设置的模具，上述固定销是为了避免引线框因成型时的树脂压力而发生位置偏移或变形而设置的固定销、或是推顶销等固定销，此时得到的开口部(固定销造成的孔)以使成型过程中固定销可动的方式被树脂密封。在端子壳体中，控制IC等元件通过银糊料等粘接单元安装于引线端子。之后，利用粘接剂将绝缘基板粘接于端子壳体，利用铝引线进行电接线(超声波接合)以使得在元件-绝缘基板的布线图案－引线框之间构成所希望的电路结构，然后利用树脂浇注进行密封，从而构成半导体模块。