功率半导体模块的制作方法
【技术领域】
本发明涉及一种功率半导体模块，尤其涉及一种对基板与外部连接用端子的连接中配备中继用端子的功率半导体功率模块。
【背景技术】
以往，在功率半导体模块中，大多对基板与外部连接用端子的连接使用引线接合。近年来，为了实现大容量化、小型化、降低功率损耗、降噪以及削减零件数量，需要驱动装置与控制装置成为一体的装置即机电一体式装置。在机电一体式装置中，使用有中继用端子作为引线接合的替代方案。
但另一方面，随着大容量化，流至中继用端子的电流成为大电流，导致发热量较大。因此，基板与中继用端子之间产生热膨胀差，导致对焊接部产生应力，从而担忧焊料寿命降低。
为了提高中继用端子的焊接部的焊料寿命，已知有如下技术:通过对中继用端子使用预先施行了退火的铜材料，并且对下部采用弯曲结构，来缓和施加至焊接部的应力(例如，参见专利文献1)。
此外，为了提高中继用端子的焊接部的焊料寿命，已知有如下技术:通过将由热膨胀系数与基板近似的第1材料构成的第1层焊接在基板上，来降低因焊接部的温度循环的反复所引起的损坏，提尚耐久性(例如，参见专利文献2)。
现有技术文献专利文献
专利文献1:日本专利特开2010-63242号公报专利文献2:日本专利特开平5-47989号公报
【发明内容】
发明要解决的问题
像专利文献1那样对中继用端子使用预先施行了退火的铜材料并对下部采用弯曲结构的结构，或者像专利文献2那样将由热膨胀系数与基板近似的第1材料构成的第1层焊接在基板上的结构，具有缓和基板与中继用端子之间因热膨胀差而产生的施加至焊接部的应力的效果。但如以下所说明，无法缓和中继用端子与外部连接用端子连接时的初始应力。
中继用端子与安装至基板的电子零件一起利用回流焊炉与基板进行焊接。这些中继用端子或电子零件安装在基板的导线分布图上所印刷的焊料上。
众所周知，在回流焊时，炉内温度的偏差或者安装零件的热容的差异会导致焊料的熔融时刻不一样，先行熔融的焊料的张力作用于电子零件，导致电子零件在焊接好时已偏离指定位置。该现象在中继用端子中也一样，中继用端子会因所述理由而在焊接好时已偏离指定位置。
由于中继用端子是在偏离指定位置的状态下与外部连接用端子连接，因此必须强制性地对发生错位的中继用端子的顶端与外部连接用端子的顶端进行对位。具体而言，以将与未焊接的外部连接用端子的接合面侧的中继用端子顶端朝外部连接端子方向弯曲的方式进行对位。此时，中继用端子顶端弯曲的力传递至中继用端子焊接部，导致焊接部产生应力。
该应力以初始应力的形式恒定地施加至焊接部，与因热膨胀差所引起的焊接部的应力叠加，导致焊料寿命降低。此外，在中继用端子的错位较大的情况下，无法与外部连接端子充分进行接合，即使连接上了，也无法获得必要的焊接强度或熔融截面积，导致产品质量差或者可靠性较低。
本发明的目的在于提供一种可缓和中继用端子的焊接部所产生的应力的功率半导体模块。
解决问题的技术手段
为了达成上述目的，本发明包括:基板；中继用端子，其借助于焊料与所述基板连接；外部连接用端子，其与所述中继用端子接合；以及非导电性中继用端子保持构件，其对与所述焊料的接合面侧的所述中继用端子的端部进行保持。
发明的效果
根据本发明，可缓和中继用端子的焊接部所产生的应力。上述以外的课题、构成及效果将通过以下实施方式的说明加以明确。
【附图说明】
[0016]图1A为本发明的第1实施方式的功率半导体模块的分解立体图。
图1B为从另一方向观察图1A所示的功率半导体模块时的分解立体图。
图2为本发明的第1实施方式的功率半导体模块的俯视图。
图3为表示图2中的A-A剖面的剖视图。
图4为本发明的第2实施方式的功率半导体模块的分解图。
图5为本发明的第2实施方式的功率半导体模块的剖视图。
图6为本发明的第3实施方式的功率半导体模块的分解图。
图7为本发明的第3实施方式的功率半导体模块的剖视图。
图8为本发明的第4实施方式的功率半导体模块的分解图。
图9为本发明的第4实施方式的功率半导体模块的剖视图。
图10为作为本发明的一应用例的发动机起动装置的电路图。
图11为图10所示的功率半导体模块的俯视图。
图12为表示图11中的B-B剖面的剖视图。
【具体实施方式】
下面，使用图1?图12，对本发明的第1?第4实施方式的功率半导体模块的构成进行说明。功率半导体模块例如控制用于车辆的负载(马达、螺线管等)的驱动。再者，在附图中，对同一部分标注同一符号。
(第1实施方式)
下面，使用图1?图3，对第1实施方式的功率半导体模块的整体构成进行说明。 首先，使用图1A，对功率半导体模块1的构成进行说明。图1A为本发明的第1实施方式的功率半导体模块1的分解立体图。
本实施方式的功率半导体模块1是将基板2、中继用端子保持构件6及外部连接用端子保持构件11层叠而构成的。
四边形的基板2具有至少1处以上与中继用端子保持构件6的凸部7(图1B)卡合的通孔5。在图1A中，作为一例，显示有2处通孔5。
方框形的中继用端子保持构件6由合成树脂制等绝缘构件形成。中继用端子保持构件6在内侧具有开口部0P1。在中继用端子保持构件6上嵌合、埋设有中继用端子9、10。中继用端子9、10以固定在与外部连接用端子13、14接合时的最佳位置的方式进行配置。中继用端子保持构件6具有至少1处以上与外部连接用端子保持构件11的凹部12卡合的凸部8。在图1A中，作为一例，显示有2处凸部8。
再者，中继用端子9为电力系统的端子，中继用端子10为信号系统的端子。关于中继用端子9、10的具体例子，将使用图10在后文中加以叙述。
方框形的外部连接用端子保持构件11由合成树脂制等绝缘构件形成。外部连接用端子保持构件11在内侧具有开口部OP2。在外部连接用端子保持构件11上嵌合、埋设有外部连接用端子13、14。外部连接用端子13、14以固定在与中继用端子9、10接合时的最佳位置的方式进行配置。
再者，外部连接用端子13为电力系统的端子，外部连接用端子14为信号系统的端子。外部连接用端子13、14通过分别与中继用端子9、10接合而借助于中继用端子9、10与基板2连接。
接着，使用图1B，对功率半导体模块1的构成进行说明。图1B为从另一方向观察图1A所示的功率半导体模块1时的分解立体图。
外部连接用端子保持构件11具有至少1处以上与中继用端子保持构件6的凸部8(图1A)卡合的凹部12。在图1B中，作为一例，显示有2处凹部12。
中继用端子保持构件6具有至少1处以上与基板2的凹部5卡合的凸部7。在图1B中，作为一例，显示有2处凸部7。
接着，使用图2，对功率半导体模块1的构成进行说明。图2为本发明的第1实施方式的功率半导体模块1的俯视图。
如图2所示，以保持在外部连接用端子保持构件11上的外部连接用端子13、14的端部与保持在中继用端子保持构件6上的中继用端子9、10的端部至少在接合时接触的方式确定外部连接用端子13、14与中继用端子9、10的位置。
再者，分别焊接外部连接用端子13、14与中继用端子9、10。该焊接例如为电弧焊、电阻焊等，但并不限定于此。中继用端子保持构件6利用朝开口部OP1侧突出的大致U字形的臂部6a来保持中继用端子9、10。
接着，使用图3，对功率半导体模块1的构成进行说明。图3为表示图2中的A-A剖面的剖视图。
在基板2上，在金属基底上隔着绝缘层以导体形成有布线图案3，在其上形成有焊料4。中继用端子9、10借助于布线图案3和焊料4与基板2连接。
基板2上所配备的通孔5与中继用端子保持构件6上所配备的凸部7卡合，且中继用端子9、10与中继用端子保持构件6上所配备的嵌合部17嵌合。由此，中继用端子9、10即便以回流焊方式安装在基板2上，也不会发生错位，而是配置在指定位置。
并且，中继用端子9、10以固定在与外部连接用端子13、14接合时的最佳位置的方式与中继用端子保持构件6的嵌合部17嵌合。S卩，嵌合部17以中继用端子9、10与外部连接用端子13、14至少在接合时接触的方式对中继用端子9、10进行定位。
此外，中继用端子保持构件6上所配备的凸部8与外部连接用端子保持构件11上所配备的凹部12卡合，且外部连接用端子13、14以固定在与中继用