专利名称：功率模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及装入固态继电器或电源等特别是大功率商品的功率模块。
背景技术：
这种功率模块通过在使该外部连接端子的一端部及热板的另一面露出的状态下使用成形树脂层将由陶瓷等构成的绝缘基板、一面侧与该绝缘基板的一面接合的由金属板构成的热板、与上述绝缘基板的另一面接合的形成电路图案的功率模块基板、配设于功率模块基板的电路图案上的功率半导体元件、经由上述电路图案与该功率半导体元件电连接的外部连接端子密封而构成。于是，例如图16所示，这种现有的功率模块的构成具有陶瓷等绝缘板a、一面侧与绝缘基板a的一面接合的由金属板构成的热板b、与绝缘基板a的另一面接合且形成电路图案(未图示)的功率模块基板C。在功率模块基板c的电路图案上配设有功率半导体元件d，同时，在功率模块基板 c的基板面上设置有用于与功率半导体元件d电连接的呈现弯曲形状的一对外部连接端子 e、f。而且，这些绝缘基板a、热板b、功率模块基板C、功率半导体元件d及外部连接端子 e、f构成功率模块半成品g。功率模块半成品g被设置于由树脂成形模即上侧成形模h和下侧成形模i形成模腔j内，通过在模腔j内封入熔化树脂而形成的成形树脂层，在使外部连接端子e、f 一端侧的外部露出侧端部e-1、f-1及热板b的另一面侧分别露出的状态下将其密封，构成作为产品的功率模块(参照专利文献1)。功率模块半成品g在为了通过成形树脂层密封而设置于模腔j内的情况下，通过利用外部连接端子e、f的外部露出侧端部e-l、f_l向图中水平方向延伸并从成形树脂层露出，将设于外部露出侧端部e-1、f-Ι的定位孔e_2、f~2分别与设于下侧成形模i的定位销 i-Ui-Ι嵌合，由此进行定位。但是，作为通过利用成形树脂层密封功率模块半成品g而制作的产品的功率模块构成为，外部连接端子e、f的外部露出侧端部e-1、f-Ι从成形树脂层向图中水平方向大幅伸出的形状，加上从在模腔g内保护相对于冲击弱的绝缘基板a的面使金属板制的热板b 比绝缘基板a向水平方向更大地伸出且面积变大，因此，外部连接端子e-l、f_l与热板b的绝缘距离变短，为确保绝缘性而不得不使其大型化。因此，本申请人提案专利文献2中记载的功率模块。S卩，如图17所示，这样的功率模块的构成具有一面侧与陶瓷等的绝缘基板a的一面接合的由金属板构成的热板b、与绝缘基板a的另一面接合且形成电路图案(未图示)的功率模块基板c，在功率模块基板c的电路图案上配设功率半导体元件d，同时在功率模块基板c的基板面上设置有与功率半导体元件d电连接的一对外部连接端子e、f，在构成功率模块半成品g的这一点上与上述的专利文献1同样，但是，外部连接端子e、f形成直线形状，在相对于功率模块基板c的基板交叉的方向竖立设置，同时，热板b面积小于绝缘基板 a。另外，m是将一功率模块基板c和功率半导体元件d电连接的接合体。具有这种构成的功率模块能够提供充分确保外部连接端子e、f与热板b的绝缘距离，同时能够响应作为产品的功率模块本身尺寸的极小化的社会要求。专利文献1 (日本)特开2007-165588号公报专利文献2 (日本)特开2009-59812号公报但是，图7所示的功率模块由于由成形树脂层密封功率模块半成品g，因此，在上侧成形模h和下侧成形模i形成模腔j内设置功率模块半成品g的情况下，即使绝缘基板 a突出，也不能将这样的突出部分设为定位部位。这是因为，绝缘基板a相对于冲击非常脆弱，因此，例如仅与下侧成形模i抵接而产生裂纹及断裂等损伤，不能作为功率模块半成品 g的在模腔j内的定位而使用。因此，现有的技术由于使热板b形成为相对于绝缘基板a面积变小，由此，能够响应功率模块半成品g的极小化、进而作为产品的功率模块本身的极小化的要求，因此，残留有进行实用化的课题。
发明内容
因此，本发明即使将构成功率模块半成品的热板形成为比绝缘基板面积小，也能够防止成形时绝缘基板的裂纹及断裂导致的损伤，同时能够提供充分响应作为产品的功率模块的极小化的要求的实用化产品。本发明的功率模块，具备功率模块半成品，其具有包含一面侧与绝缘基板的一面接合的热板及与所述绝缘基板的另一面接合且形成电路图案的功率模块基板的层叠基板体、配设于所述功率模块基板的电路图案上的功率半导体元件、在相对于所述功率模块基板的基板面向交叉的方向竖立的状态下配置并与所述功率半导体元件电导通的一对外部连接端子；成形树脂层，其在使所述一对外部连接端子的一端侧的外部露出侧端部及所述热板的另一面侧分别露出的状态下密封所述功率模块半成品，在所述层叠基板体形成定位孔。根据本发明，功率模块半成品即使例如将热板形成为相对于绝缘基板面积小的形状，在设置于成形模的模腔内的情况中，通过将成形模侧的定位销插入设于层叠基板的定位孔，也能够总是在短时间内设置在模腔内的正规的位置，即使构成功率模块半成品的热板形成为比绝缘基板面积小，也能够防止成形时绝缘基板的裂纹及断裂造成的损伤，同时能够实现极小化，进而能够提供充分响应作为产品的功率模块本身的极小化的要求的实用化广品。而且，在所述功率模块的一实施方式中，也可以在层叠基板体形成一对定位孔。根据这样的构成，即使例如定位孔形成易加工的圆孔形状，设置于模腔内的功率模块半成品也能够设置于模腔内的正规的位置，而且在设置后也不会不经意使其旋转等移动。另外，作为所述功率模块的另一实施方式中，也可以在相对于功率模块半成品的重心线相互对称的位置形成一对定位孔。根据这样的构成，功率模块半成品在设置到模腔内后不会发生重力分布不均衡带来的晃动，能够在模腔内总是保持稳定的设置状态。另外，作为所述功率模块的另一实施方式，也可以在构成所述层叠基板体的热板上形成定位孔。根据这样的构成，将成形模侧的定位销插入形成于热板的定位孔，由此，设置于模腔内的功率模块半成品被设置于模腔内的正规的位置，而且在设置后不会不经意使其旋转等移动。另外，作为所述功率模块的另一实施方式，也可以在构成层叠基板体的功率模块基板上形成定位孔。根据这样的构成，将成形模侧的定位销插入形成于功率模块基板的定位孔，由此， 设置于模腔内的功率模块半成品被设置于模腔内的正规的位置，而且在设置后不会不经意使其旋转等移动，另外，功率模块基板与热板相比能够形成为厚壁，因此，能够大幅确保定位销在定位孔的接触面积，能够进一步稳定功率模块半成品的模腔内的定位。另外，作为所述功率模块的另一实施方式定位孔，也可以形成于向功率模块基板的基板面突出而形成的筒状体。根据这样的构成，将成形模侧的定位销插入形成于功率模块基板的定位孔，由此， 设置于模腔内的功率模块半成品被设置于模腔内的正规的位置，而且在设置后不会不经意使其旋转等移动，另外，由筒状体构成的定位孔由于在功率模块基板上突出形成，因此，最终突出到在功率模块基板上与其它部位相比比较壁厚地成形的成形树脂层内并被包覆，因此，对于功率模块半成品进而对于作为产品的功率模块本身的极小化不会带来丝毫害处， 而且，由于能够较长地形成，因此能够大幅确保定位销在定位孔的接触面积，能够进一步稳定功率模块半成品的模腔内的定位。另外，作为所述功率模块的另一实施方式，也可以是，层叠基板体还包含设置于一对外部连接端子的外部露出侧端部和由成形树脂层密封的基板连接侧端部的边界部的辅助树脂基板，定位孔形成于辅助树脂基板。根据这样的构成，将成形模侧的定位销插入形成于辅助树脂基板的定位孔，由此， 设置于模腔内的功率模块半成品被设置于模腔内的正规的位置，而且在设置后不会不经意使其旋转等移动，另外，辅助树脂基板被位于功率模块基板上并形成为成形树脂层的比较壁厚的部分包覆，因此，对于功率模块半成品进而对于作为产品的功率模块本身的极小化不会带来丝毫害处，并且能够较长地形成定位孔，因此，能够大幅确保定位销在定位孔的接触面积，能够进一步稳定功率模块半成品的模腔内的定位。另外，作为所述功率模块的另一实施方式，也可以是，成形树脂层具有通过插入定位孔的定位销形成的有底孔，在该有底孔的内壁面形成切底部。根据这样的构成，在模腔内通过成形树脂层密封功率模块半成品后，为了将作为完成的产品的功率模块脱模，例如在使上侧成形模相对于下侧成形模移动时，作为产品的功率模块能够挂在有底孔的切底部而可靠地停留于下侧成形模内。根据这一点，用于脱模的喷射机构只要设置在下侧成形模即可，不需要在上型侧成形模另外再设置，能够降低成形模本身的制作成本。另外，作为所述功率模块的另一实施方式，切底部也可以相对于内壁面为凹状。另外，作为所述功率模块的另一实施方式，也可以相对于内壁面为向内部的凸状。
另外，作为所述功率模块的另一实施方式，切底部也可以为三角螺纹牙状。另外，作为所述功率模块的另一实施方式，绝缘板也可以为陶瓷板。另外，作为所述功率模块的另一实施方式，热板也可以为金属板。另外，作为所述功率模块的另一实施方式，一对外部连接端子也可以为直线形状。如上构成的本发明中，功率模块半成品在成形模的模腔内设置的情况下，将成形模侧的定位销插入设于层叠基板的定位孔，由此，能够总是设置于模腔内的正规的位置，即使将构成功率模块半成品的热板形成为比绝缘基板面积小，也能够防止成形时绝缘基板的裂纹及断裂导致的损伤，同时能够实现极小化，进而能够提供充分响应作为产品的功率模块的极小化的要求的实用化产品。
图1是以热板侧为上侧描绘采用了本发明实施例1的功率模块的立体图；图2是图1的A-A剖面图；图3是从热板侧描绘图1描绘功率模块的平面图；图4是描绘在成形模的模腔内设置图1所示的实施例1的功率模块半成品的状态的纵剖面图；图5是从突出的外部连接端子侧描绘采用了本发明实施例2的功率模块的立体图；图6是图4的B-B剖面图；图7是从突出的外部连接端子侧描绘图4所示的功率模块的平面图；图8是采用了本发明实施例2的变形例的功率模块的与图6同样的剖面图；图9是采用了本发明实施例3的功率模块的与图6同样的剖面图；图10是描绘在成形模的模腔内设置图9所示的实施例3的功率模块半成品的状态的纵剖面图；图11是描绘在成形模的模腔内设置本发明实施例3的第一变形例的功率模块半成品的状态的纵剖面图；图12是描绘在设置了图11所示的功率模块半成品的状态的成形模的模腔内封入熔化树脂并对成形树脂层进行成形的状态的纵剖面图；图13是只对作为本发明实施例3的第二变形例的产品的功率模块的主要部分进行描绘的纵剖面图；图14是只对作为本发明实施例3的第三变形例的产品的功率模块的主要部分进行描绘的纵剖面图；图15是只对作为本发明实施例3的第四变形例的产品的功率模块的主要部分进行描绘的纵剖面图；图16是描绘在成形模的模腔内设置构成现有的一技术的功率模块的功率模块半成品的状态的纵剖面图；图17是描绘在成形模的模腔内设置构成现有的另一技术的功率模块的功率模块半成品的状态的纵剖面图。符号说明
1绝缘基板2 热板3功率模块基板4功率半导体元件5、6外部连接端子5a、6a基板连接侧端部5b、6b外部露出侧端部7成形树脂层7b有底孔7c切底部8定位孔9辅助树脂基板11上侧成形模12下侧成形模13 模腔14定位销Y层叠基板体X功率模块半成品Z作为产品的功率模块E重心线
具体实施例方式本发明提供一种能够将热板设为比绝缘基板小并实现功率模块半成品的极小化、 进而实现作为产品的功率模块本身的极小化，同时防止进行成形绝缘基板的成形时绝缘基板的裂纹及断裂导致的损伤的功率模块。(实施例1)接着，使用图1 图4对本发明的实施例1进行说明。如图2所明示，本发明实施例1的功率模块Z具有陶瓷等的绝缘基板1、一面侧与绝缘基板1的一面接合的由金属板构成的热板2、形成与绝缘基板1的另一面接合的电路图案的功率模块基板3，热板2及功率模块基板3构成层叠基板体X。而且，功率模块基板3由相互被电切断的第一基板部3-1和第二基板部3-2构成， 在形成于第一基板部3-1的电路图案(未图示)上配设功率半导体4，同时功率半导体元件 4和形成于第二基板部3-2的电路图案(未图示)经由接合体3-3电连接。另外，在第一基板部3-1及第二基板部3-2的各基板面分别竖立设置有形成直线状的外部连接端子5、6的一端部侧即基板连接侧端部fe、6a。这样，将一外部连接端子5、第一基板部3-1的电路图案、功率半导体元件4、接合体3-3、第二基板部3-2、以及另一外部连接端子6电连接，构成功率模块半成品Y(参照图 4)。在分别使外部连接端子5、6的另一端侧的外部露出侧端部^、6b及热板2的另一
7侧露出的状态下，功率模块半成品Y通过成形树脂层7密封，构成作为产品的功率模块Z。该功率模块Z如图3所示俯视呈现长方形，且使形成直线形状的外部连接端子5、 6的外部露出侧端部^、6b从成形树脂层7的与热板2相反侧的面露出，同时将热板2形成为相对于绝缘基板1面积小，充分确保外部连接端子5、6与热板2的绝缘距离，同时实现产品尺寸极小化的社会中的要求。另外，在热板2的另一面侧，以相对于图3所示的功率模块半成品Y的长度方向的重心线E (或宽度方向的重心线)相互存在于对象位置的方式形成有一对圆孔状的定位孔 8、8。定位孔8、8形成为绝缘基板1侧为细径的锥形孔。如图4所示，功率模块半成品Y在设置于将上侧成形模11和下侧成形模12以合模状态形成的模腔13内的状态下，通过对模腔13内密封熔化树脂而实施成形树脂层7。在对功率模块半成品Y实施成形树脂层7时，功率模块半成品Y在模腔13内使热板2朝向下侧成形模12侧，此时，使与下侧成形模12 —体或分体突出形成的定位销14与定位孔8、8嵌合，而设置于模腔13内的规定位置。该状态下，外部连接端子5、6的外部露出侧端部嵌合于在上侧成形模11上设置的放出孔Ila内。从该状态起，在模腔13内封入熔化树脂，形成成形树脂层7。然后，使上侧成形模 11相对于下侧成形模12向上方移动进行开模，作为残留于下侧成形模12的产品而取出完成的图1所示的功率模块Z。因此，本发明第一实施例中，在对成形树脂层7进行成形时，功率模块半成品Y在设置于上侧成形模11及下侧成形模12所形成的模腔13内的情况下，将设于下侧成形模 12侧的定位销14分别插入设于构成层叠基板体X的热板2的定位孔8、8，由此，能够在短时间内总是设置于模腔13内的正规位置，即使将热板2形成为比绝缘基板1面积小，也能够在成形成形树脂层7时例如使绝缘基板1不会与下侧成形模12接触抵接，防止绝缘基板 1的裂纹或断裂带来的损伤，同时实现极小化的实用化，进而能够提供实现功率模块本身极小化的实用化产品。另外，定位孔8、8由于在热板2上形成一对，因此，即使例如形成易加工的圆孔形状，也能够将设置于模腔13内的功率模块半成品Y可靠地设置于正规的位置，而且在设置后，不会不经意使其旋转等移动。另外，一对的定位孔8、8相对于功率模块半成品Y的重心线相互分别配置形成于对象位置，因此，在功率模块半成品Y设置到模腔内后不会发生由于重力分布的不均衡引起的晃动，总是保持稳定的设置状态。(实施例2)接着，使用图5 图7对本发明的实施例2进行说明。如图6所明示，本发明实施例2的功率模块Z与实施例1同样，其构成具有陶瓷等绝缘基板1、一面侧与绝缘基板1的一面接合的由金属板构成的热板2、与绝缘基板1的另一面接合的形成有电路图案的功率模块基板3，由热板2及功率模块基板3构成层叠基板体 X。于是，功率模块基板3由相互被电切断的第一基板部3-1和基板部3-2构成，在形成于第一基板部3-1的电路图案(未图示)配设有功率半导体元件4，同时，功率半导体元件4和形成于第二基板部的电路图案(未图示)经由接合体3-3电连接。
另外，在第一基板部3-1及第二基板部3-2的各基板面分别竖立设置有形成为直线的外部连接端子5、6的一端部侧即基板连接侧端部fe、6a。这样，将一外部连接端子5、第一基板部3-1的电路图案、功率半导体元件4、接合体3-3、第二基板部3-2、以及另一外部连接端子6电连接，构成功率模块半成品Y。功率模块半成品Y通过分别在功率模块基板3的第一基板部3-1及第二基板部 3-2形成未图示的成形模的定位销嵌合的定位孔8、8，由此，在设置于成形模的模腔内的状态下将成形模侧的定位销插入定位孔8、8进行定位，在分别使外部连接端子5、6的另一端侧的外部露出侧端部^、6b及热板2的另一面侧露出的状态下通过成形树脂层7进行密封，构成作为产品的功率模块Z。作为这种产品的功率模块Z如图7所示俯视呈长方形，且将外部连接端子5、6构成为直线形状，使外部露出侧端部^、6b从成形树脂层7的与热板2相反侧的面露出，同时，将热板2形成为相对于绝缘基板1面积小，能够充分确保外部连接端子5、6与热板2的绝缘距离，同时实现作为产品尺寸极小化的社会中的要求。分别形成于功率模块基板3的第一基板部3-1及第二基板部3-2的定位孔8、8与第一实施例同样，以在相对于功率模块半成品Y的长度方向的重心线(或宽度方向的重心线)相互对象位置存在的方式形成。虽然未图示，但与实施例1同样，功率模块半成品Y在设置于上侧成形模和下侧成形模在合模的状态下形成的模腔13内的状态下，向模腔内封入熔化树脂，由此实施成形树脂层7。在对功率模块半成品Y实施成形树脂层7时，功率模块半成品Y例如在下侧成形模侧形成定位销的情况下，将外部连接端子5、6的外部露出侧端部朝向下侧成形模侧，此时，使与下侧成形模一体或分体突出形成的定位销(未图示)与定位孔8、8嵌合，设置于模腔内的规定位置。由于在这样的定位销与定位孔8、8嵌合的状态下对成形树脂层7进行成形，因此， 在成形树脂层7形成与利用定位销穿设的定位孔8连通的贯通孔7a。而且，定位孔8、8及与其连通的贯通孔7a形成为绝缘基板1侧成细径的锥形孔。这样构成的本发明的实施例2中，在成形成形树脂层7时，在功率模块半成品Y设置于模腔内的情况下，将成形模侧的定位销插入设于构成层叠基板体X的功率模块基板3 的定位孔8、8，由此，能够总是在短时间内设置于模腔13内的正规的位置，即使将热板2形成为比绝缘基板1面积小，也能够在成形成形树脂层7时，使绝缘基板1不与成形模接触抵接，防止绝缘基板1的裂纹及断裂带来的损伤，同时实现极小化的实用化，进而实现能够提供一种作为产品的功率模块Z本身的极小化的实用化产品。另外，定位孔8、8由于在分别与绝缘基板1接合固定的功率模块基板3的第一基板部3-1及第二基板部3-2上形成为一对，因此即使形成例如易加工的圆孔形状，也能够将设置于模腔内的功率模块半成品Y可靠地设置在正规的位置，而且，在设置后不会不经意使其旋转等移动。另外，一对的定位孔8、8由于分别配置形成于相对于功率模块半成品Y的重心线相互对象位置，因此，在功率模块半成品Y设置到模腔内后不会发生重力分布不均衡导致的晃动，总是在稳定的设置状态下被保持。
另外，在将功率模块半成品Y设置于成形模的模腔内的情况下，定位孔8、8与成形模中设于下侧成形模的定位销嵌合，由此，作业者可一边目视定位孔8、8和定位销的嵌合作业，一边进行功率模块半成品Y的设置作业，可以期望设置的可靠性及设置时间的大幅缩短。图8表示上述实施例2的变形例。根据该图8表示的变形例，形成于功率模块基板3的定位孔8、8在通过向功率模块基板3的基板面突出形成的筒状体构成的方面与上述实施例2采用不同的构成。根据这样的构成，通过筒状体构成的定位孔8、8即使在功率模块基板3上突出形成，由于成形树脂层7与功率模块基板3上的其它部位相比较厚地形成，因此最终也会向成形树脂层7内突出并被其完全包覆，因此，对于功率模块半成品Y进而对于作为产品的功率模块Z本身的极小化不会带来丝毫害处，而且，由于能够较长地形成，因此，能够大幅确保定位销与定位孔的接触面积，能够进一步稳定功率模块半成品Y在模腔内的定位。(实施例3)接着，使用图9 图10对本发明的实施例3进行说明。如图9所明示，本发明实施例3的功率模块Z与上述实施例同样，具有陶瓷等绝缘基板1、一侧面与绝缘基板1的一面接合的由金属板构成的热板2、与绝缘基板1的另一面接合的形成有电路图案的功率模块基板3，热板2及功率模块基板3构成层叠基板体X。而且，功率模块基板3由相互被电切断的第一基板部3-1和第二基板部3-2构成， 在形成于第一基板部3-1的电路图案(未图示)上配设功率半导体元件4，同时，功率半导体元件4和形成于第二基板部3-2的电路图案(未图示)经由接合体3-3电连接。另外，在第一基板部3-1及第二基板部3-2的各基板面分别竖立设置有形成为直线的外部连接端子5、6的一端部侧即基板连接侧端部fe、6a。这样，将一外部连接端子5、第一基板部3-1的电路图案、功率半导体元件4、接合体3-3、第二基板部3-2、以及另一外部连接端子6电连接，构成功率模块半成品Y (参照图 10)。而且，本实施例3的特征在于，在外部连接端子5、6的基板连接侧端部fe、6a和外部露出侧端部^、6b的边界部还设置有构成层叠基板体X的平俯视呈长方形的辅助树脂基板9，在辅助树脂基板9上形成定位孔8、8。另外，定位孔8、8配置于相对于辅助树脂基板9的功率模块半成品Y的长度方向的重心线(或宽度方向的重心线)相互对象位置，并且形成为在功率模块基板3侧成细径的锥形孔。功率模块半成品Y在分别使外部连接端子5、6的另一端侧的外部露出侧端部恥、 6b及热板2的另一侧露出的状态下通过成形树脂层7密封，构成作为产品的功率模块Z。这样的功率模块Z将外部连接端子5、6构成为直线状形状，使外部露出侧端部恥、 6b从成形树脂层7的与热板2相反侧的面露出，同时，将热板2形成为相对于绝缘基板1面积小，充分确保外部连接端子5、6与热板2的绝缘距离，同时能够提供实现产品尺寸的极小化的实用化产品。如图10所示，功率模块半成品Y通过在设置于上侧成形模11和下侧成形模12在合模状态下形成的模腔13内的状态下，向模腔13内封入熔化树脂而实施成形树脂层7。
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在对功率模块半成品Y实施成形树脂层7时，功率模块半成品Y在模腔13内使热板2朝向下侧成形模12侧，此时，使与下侧成形模12 —体地突出形成的定位销14与定位孔8、8嵌合，设置于模腔13内的规定位置。此时，定位销14贯穿定位孔8、8并向模腔13 内突出。另外，如图10所示，外部连接端子5、6的外部露出侧端部^、6b以一定间隙嵌合于设于下侧成形模12的放出孔12a内。即使形成这样的间隙，由于辅助树脂基板9堵塞放出孔12a，因此，成形树脂层7也不包覆外部连接端子5、6的外部露出侧端部S3、6b侧，另夕卜，在成形树脂层7上通过比定位孔8、8更向模腔13侧突出的定位销形成与定位孔8、8连设的锥形状的有底孔7b。由这样的状态起向模腔13内封入熔化树脂形成成形树脂层7。然后，使上侧成形模11相对于下侧成形模12向上方移动进行开模，作为残留于下侧成形模12的产品取出完成的图9表示的功率模块Z。因此，本发明的实施例3中，在成形成形树脂层7时，在功率模块半成品Y设置在上侧成形模11及下侧成形模12形成的模腔13内的情况下，分别将设于下侧成形模12侧的定位销14插入设于构成层叠基板体X的辅助树脂基板9的定位孔8、8，由此，能够在短时间内总是设置于模腔13内的正规的位置，即使将热板2设为比绝缘基板1面积小，也能够在成形成形树脂层7时，使绝缘基板1不与下侧成形模12接触抵接，防止绝缘基板1的裂纹及断裂带来的损伤，同时实现极小化的实用化，进而能够提供实现作为产品的功率模块Z 本身的极小化的实用化产品。另外，定位孔8、8在辅助树脂基板9上形成有一对，因此，即使形成例如易加工的圆孔形状，也能够将设置于模腔13内的功率模块半成品Y可靠地设置在正规的位置，而且， 在设置后不会不经意使其旋转等移动。另外，一对定位孔8、8分别配置形成于相对于功率模块半成品Y的重心线相互对象位置，因此，在功率模块半成品Y设置到模腔内后不会发生重力分布不均衡导致的晃动， 能够总是在模腔13内以稳定的设置状态被保持。另外，在将功率模块半成品Y设置于成形模的模腔13内的情况下，定位孔8、8分别与设于下侧成形模12侧的定位销14、14嵌合，由此，作业者可一边目视定位孔8、8和定位销14、14的嵌合作业，一边进行功率模块半成品Y的设置作业，可以期待设置的可靠性及设置时间的大幅缩短。接着，使用图11 图15对上述实施例3的变形例进行说明。首先，使用图11 图12对实施例3的第一变形例进行说明。这样的第一变形例中，定位销14的特征在于，通过在其中途部设置向功率模块基板3侧逐渐变细的细径部，设有截面大致三角形状的突出部14a，同时，在一端部一体形成螺纹轴14b并可拆卸地设置于下侧成形模12。如图12所示，根据这样的构成，成形树脂层7也侵入形成于在辅助树脂基板9的定位孔8与定位销之间形成的间隙内，同时形成由定位销14形成的有底孔7b，在有底孔7b 的内壁面形成有由突出部Ha形成的凸状的切底部7c。这样构成的结果是，在模腔13内将功率模块半成品Y通过成形树脂层7进行密封后，为了将作为完成的产品的功率模块Z脱模，例如在使上侧成形模11相对于下侧成形模12移动时，作为产品的功率模块Z的有底孔7b的切底部7c挂于定位销14的突出部1 而可靠地停留于下侧成形模12内，防止向上侧成形模11粘贴。根据这一点，用于脱模的喷射机构(未图示)只要在下侧成形模12设置即可，不需要在上侧成形模11另外设置，能够降低成形模本身的制作成本。图13所示的实施例3的第二变形例中，通过变更定位销14的形状，在成形树脂层 7形成的有底孔7b呈现向功率模块基板3侧逐渐变细径的锥形状后，其底侧前端部形成为截面长方形状的凹部，由此，在内壁面形成凸状的切底部7c，图14所示的实施例3的第三变形例中，也通过变更定位销14的形状，在成形树脂层7形成的有底孔7b成为呈现向功率模块基板3侧逐渐变细径的锥形状的内壁面形状，同时，在该内壁面形成向内部成凸状的切底部7c的变形例，另外，图15所示的实施例3的第四变形例中，也通过变更定位销14的形状，在成形树脂层7形成的有底孔7b成为向功率模块基板侧逐渐呈现锥形状的内壁面形状，并且，在内壁面形成呈三角螺纹牙状的凸状的切底部7c的变形例，从第二变形例到第四变形例的切底部7c全都发挥与第一变形例的切底部7c同样的作用效果。另外，实施例3的各变形例中，设于下侧成形模12的定位销14由于设置螺纹轴 14b并相对于下侧成形模12可拆卸地构成，因此，在产生磨损等的情况下，能够更换新的零件，不需要对下侧成形模12本身进行更换，能够降低制作模的费用。另外，上述任何的实施例中，定位孔8分别形成一对，但是，为了在成为设置模腔 13内的功率模块半成品Y时的定位并且在设置后不会不经意移动而设置，因此，并不限定于一对，也可以设置三个以上，另外，也可以将孔形状设为多边形状，由此，也可以为功率模块半成品Y的重心所包含的位置单一的结构。产业上的可利用性如以上说明，本发明将成形模侧的定位销插入成形模的模腔内的定位孔而总是将功率模块半成品设置到正规的位置，即使热板形成为比绝缘基板面积小，也能够防止成形时绝缘基板的裂纹及断裂导致的损伤，并且能够实现极小化，进而能够提供充分响应作为产品的功率模块本身的极小化的要求的实用化产品，因此，适用于组装到固态继电器或电源等特别是大功率商品的功率模块等。
1权利要求
1.一种功率模块，具备功率模块半成品，其具有包含一面侧与绝缘基板的一面接合的热板及与所述绝缘基板的另一面接合且形成电路图案的功率模块基板的层叠基板体、配设于所述功率模块基板的电路图案上的功率半导体元件、在相对于所述功率模块基板的基板面向交叉的方向竖立的状态下配置并与所述功率半导体元件电导通的一对外部连接端子；成形树脂层，其在使所述一对外部连接端子的一端侧的外部露出侧端部及所述热板的另一面侧分别露出的状态下密封所述功率模块半成品， 在所述层叠基板体形成定位孔。
2.如权利要求1所述的功率模块，其中， 一对的所述定位孔形成于所述层叠基板体。
3.如权利要求2所述的功率模块，其中，所述一对的定位孔形成于相对于所述功率模块半成品的重心线相互对称的位置。
4.如权利要求1 3中任一项所述的功率模块，其中， 所述定位孔形成于构成所述层叠基板体的热板。
5.如权利要求1 3中任一项所述的功率模块，其中， 所述定位孔形成于构成所述层叠基板体的所述功率模块基板。
6.如权利要求5所述的功率模块，其中，所述定位孔形成于向所述层叠基板体的所述基板面突出而形成的筒状体。
7.如权利要求1 3中任一项所述的功率模块，其中，所述层叠基板体还包含设置于所述一对外部连接端子的所述外部露出侧端部和由所述成形树脂层密封的基板连接侧端部的边界部的辅助树脂基板， 所述定位孔形成于所述辅助树脂基板。
8.如权利要求5 7中任一项所述的功率模块，其中，所述成形树脂层具有通过插入所述定位孔的定位销形成的有底孔，在该有底孔的内壁面形成有切底部。
9.如权利要求8所述的功率模块，其中， 所述切底部相对于所述内壁面为凹状。
10.如权利要求8所述的功率模块，其中， 所述切底部相对于所述内壁面为向内部的凸状。
11.如权利要求8所述的功率模块，其中， 所述切底部为三角螺纹牙状。
12.如权利要求1 11中任一项所述的功率模块，其中， 所述绝缘基板为陶瓷板。
13.如权利要求1 12中任一项所述的功率模块，其中， 所述热板为金属板。
14.如权利要求1 13中任一项所述的功率模块，其中， 所述一对外部连接端子为直线形状。
全文摘要
一种功率模块，即使将构成功率模块半成品的热板设为比绝缘基板面积小，也能够防止成形时绝缘基板的裂纹及断裂导致的损伤，同时能够提供充分响应作为产品的功率模块的极小化的要求的实用化产品。在使两外部连接端子(5、6)的一端侧的外部露出侧端部(5b)及热板(2)的另一面侧分别露出的状态下通过成形树脂层(7)密封功率模块半成品(Y)而构成的情况下，在构成层叠基板体(X)的功率模块基板(3)上设置插入定位销(14)的定位孔(8)，进行功率模块半成品(Y)在模腔(13)内的定位，其中，该定位销(14)设置在与对成形树脂层(7)进行成形的上侧成形模(11)一同构成成形模的下侧成形模(12)上。
文档编号H01L23/28GK102473692SQ20108002630
公开日2012年5月23日 申请日期2010年6月22日 优先权日2009年8月6日
发明者井上直人, 原慎太郎, 山本真吾, 杉原亮, 松田康男, 田中史昭, 田见诚, 秋永正太, 角谷彰朗 申请人:欧姆龙株式会社