半导体模块及其制造方法
【专利摘要】在半导体模块(100)中，带导电图案绝缘基板(2)粘着了半导体芯片、主电路端子(4)、控制端子(5)，在粘着了带导电图案绝缘基板(2)的金属散热基板(1)上粘着具有使主电路端子(4)的表面以及控制端子(5)露出的第1开口部(11)的树脂外壳(8)，在形成于构成树脂外壳(8)的侧壁的第2开口部(11)插装埋入了固定主电路端子(4)以及控制端子(5)的螺母(22)的树脂体(7)，在树脂外壳(8)内填充树脂材料(9)，其中，使第1开口部(11)的侧壁(18)为表面侧变窄的锥形，在控制端子(5)设置与该锥形的侧壁接触的锥形的接触部(19)，通过用埋入了螺母(22)的树脂体(7)固定作为独立端子的单梁构造的控制端子(5)，能够使控制端子(5)的表面高度(17)高精度地对齐。
【专利说明】半导体模块及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体模块及其制造方法，特别涉及能使多个控制端子的表面高度高精度地对齐的半导体模块及其制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，在半导体模块的安装中高密度化不断发展，另外，希望提高安装封装的外部导出端子时的与带导电图案绝缘基板的接合强度、接合可靠性以及端子的安装精度等。这些半导体模块成为如下构造:将带导电图案绝缘基板安装到散热用金属基板上，并且向该基板上搭载半导体元件(半导体芯片)以及用于构成电路的外部导出端子。
[0003]另外，为了谋求低成本化，开发了使作为外部导出端子的主电路端子(以下仅称作主端子)以及控制端子为不嵌件固定在树脂外壳的独立端子(注塑固定)的结构的半导体模块。
[0004]在所述控制端子中包含输入栅极信号的栅极端子、输入输出保护/检测信号的保护/检测端子、以及与流过主电路电流的主端子连接的发射极辅助端子、集电极辅助端子
坐寸ο
[0005]图15是具有独立端子的现有的半导体模块的示意图，图15(a)是主要部分俯视图，图15(b)是从箭头P方向观察图15(a)的主要部分侧截面图。在图15中，该半导体模块500由如下要素构成:散热用金属基板51 ;锡焊在该散热用金属基板51上的带导电图案绝缘基板52 ;用焊锡53粘着在该带导电图案绝缘基板52上的作为独立端子的主端子54、控制端子55、以及未图示的半导体芯片；埋入了使外部布线与主端子54连接的金属制螺母的树脂体56 (通称螺母套(f 卜π — )，下面仅称作树脂体)；固定该树脂体56的树脂外壳58 ;和填充树脂外壳58内的凝胶59。
[0006]控制端子55的一端由焊锡53固定,另一端从形成于树脂外壳58的开口部61突出。该控制端子55是直线状的独立端子，使用插座63等来进行与外部布线62的连接。图中的符号60是露出主端子54的开口部。
[0007]图16是在锡焊于带导电图案绝缘基板上的主端子的下侧配置了树脂体的构成图。在图16中，主端子54是双梁构造的独立端子，双脚部64用焊锡53固定在带导电图案绝缘基板52上。另外，未图示的外部布线和主端子54的连接，通过将未图示的螺栓安装在埋入树脂体56的螺母65来进行。
[0008]在专利文献I中，记载了如下技术:在将包含主端子以及控制端子的各端子框架与树脂外壳一体地嵌件成型、与搭载于金属基体板的电路组装体锡焊来组装的半导体装置中，按各端子框架，在端子框架设置台肩部、腿部以及开孔保持片，作为以放置在树脂外壳的铸型模具内的状态将该端子框架保持在规定的嵌件位置的定位支持单元，在将端子框架放置在铸型模具内的状态下，使所述台肩部和腿部夹持在模具的上模和下模之间，将模具的嵌件销卡止在保持片，从而将端子框架保持在规定的嵌件位置。记载了，据此，在使端子一体形的树脂外壳成型时，以放置在模具内的状态下稳定保持端子框架，谋求各端子的位置精度提闻。
[0009]另外，在专利文献2中，记载了如下的技术:具有形成两端开口的筒状形状的外壳、和设于外壳上端部并向内侧面突出的突起部，电连接搭载于带导电图案绝缘基板的上主表面的半导体芯片等的电路部件和外部的装置的板状端子在其上部具有“U字”型的嵌合弯曲部，通过将该嵌合弯曲部从内侧面嵌合到外壳的突起部来将板状端子安装在外壳上。
[0010]专利文献2的技术中的板状端子，通过螺栓被固定在外壳上，并且通过设置于外壳的突起部的底面的小突起即阻止器被限制回转。由于专利文献2中的板状端子通过嵌合而安装在外壳上，所以能以单体的状态加工成规定的形状。由此，记载了，根据专利文献2的技术，由于能提闻加工精度并使装置的制造变得容易，所以能提闻板状端子的加工精度，并能降低装置的制造工时。
[0011]在先技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献I JP特开9-321217号公报
[0014]专利文献2 JP特开平7-66340号公报
【发明内容】
[0015]发明要解决的课题
[0016]对于图15所示的具有独立端子的主端子54以及控制端子55的半导体模块500，有将形成了控制电路的印刷基板配置在控制端子55上的用途。为了响应该用途，需要使控制端子55的表面构造变为平坦面，以使得能在控制端子55上载置印刷基板。另外，为了能在组装中使用机器人，要求使各控制端55的表面的高度高精度地对齐。另外，为了半导体模块500的低成本化，需要控制端子55不是嵌件构造而是独立端子构造。
[0017]但是，尽管本发明的半导体装置响应这些要求，但在前述的专利文献1、2中存在未考虑使作为独立端子的控制端子的表面高度高精度地对齐的问题。
[0018]为了消除上述现有技术中的问题点，本发明的目的在于提供一种能使作为独立端子的控制端子的表面高度高精度地对齐的半导体模块及其制造方法。
[0019]用于解决课题的手段
[0020]为了解决上述课题，达成目的，本发明所涉及的半导体模块特征在于，具备:金属散热基板；粘着在所述金属散热基板上的带导电图案绝缘基板；粘着在所述带导电图案绝缘基板上的半导体芯片；用焊锡粘着在所述带导电图案绝缘基板上的主电路端子以及控制端子；具有使所述主电路端子的表面以及所述控制端子的表面的至少一方分别露出的第I开口部，并粘着在所述金属散热基板的树脂外壳；插装在形成于构成所述树脂外壳的侧壁的第2开口部，并埋入了固定所述主电路端子以及所述控制端子的至少一方的螺母的树脂体；和填充在所述树脂外壳内的树脂材料，所述第I开口部具有所述表面侧变窄的锥形的侧壁，所述控制端子具有在从所述第I开口部露出的状态下与该第I开口部的锥形的侧壁接触的锥形的接触部。
[0021]另外，本发明所涉及的半导体模块在上述发明的基础上，特征在于，埋入了固定所述控制端子的所述螺母的所述树脂体，具备微小突起，该微小突起设置在该树脂体的表面并且在该树脂体中所埋入的所述螺母的开口部的外周侧，向插装在所述控制端子之下的状态下的上方突出。
[0022]另外，本发明所涉及的半导体模块在上述发明的基础上，特征在于，埋入了固定所述控制端子的所述螺母的所述树脂体具备突出部，该突出部向该树脂体的下侧、并且该树脂体对所述第2开口部的插装方向上的前端侧突出。
[0023]另外，本发明所涉及的半导体模块的制造方法特征在于，包含:在氢气氛的焊锡炉锡焊金属散热基板和带导电图案绝缘基板、带导电图案绝缘基板和半导体芯片的工序；使用规定的组装夹具将主电路端子以及控制端子锡焊到所述带导电图案绝缘基板的工序；在锡焊了所述主电路端子以及所述控制端子的带导电图案绝缘基板，从上盖上树脂外壳，使得所述主电路端子以及所述控制端子的至少一方的上部从向上方开口的第I开口部露出，并将该树脂外壳的侧壁的下侧周围粘着在所述金属散热基板的工序；通过分别将埋入了螺母的树脂体从所述第2开口部插装到所述主电路端子以及所述控制端子的至少一方之下从而将该树脂体载置在形成于所述树脂外壳内部的梁上，通过该树脂体固定所述主电路端子以及所述控制端子的至少一方。
[0024]另外，本发明所涉及的半导体模块的制造方法在上述的发明的基础上，特征在于，所述第I开口部具有所述表面侧变窄的锥形的侧壁，所述控制端子具有锥形的接触部，该接触部在通过在进行所述粘着的工序中从上对所述带导电图案绝缘基板盖上所述树脂外壳从而从所述第I开口部露出的状态下，与所述第I开口部的锥形的侧壁接触。
[0025]另外，本发明所涉及的半导体模块的制造方法在上述的发明的基础上，特征在于，埋入了固定所述控制端子的所述螺母的所述树脂体具备微小突起，该微小突起设置在该树脂体的表面并且在该树脂体中所埋入的所述螺母的开口部的外周侧，向插装在所述控制端子之下的状态下的上方突出，进行所述固定的工序中，在所述树脂体插装在所述控制端子之下的状态下，通过使所述微小突起与该控制端子抵接来固定该控制端子。
[0026]另外，本发明所涉及的半导体模块的制造方法在上述的发明的基础上，特征在于，埋入了固定所述控制端子的所述螺母的所述树脂体具备突出部，该突出部向该树脂体的下侧、并且该树脂体对所述第2开口部的插装方向上的前端侧突出。
[0027]发明效果
[0028]根据本发明，通过用埋入了螺母的树脂体来固定作为独立端子的单梁构造的控制端子，能使端子的表面高度高精度地对齐。
[0029]另外，根据本发明，通过在所述树脂体的表面附加微小的突起，能进一步使端子的表面高度高精度地对齐。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是本发明的实施方式I的半导体模块的构成图，(a)是主要部分俯视图，(b)是从(a)的箭头A方向观察的主要部分侧截面图。
[0031]图2是图1所示的树脂外壳的构成图，(a)是主要部分俯视图，(b)是以X-X线切断的主要部分截面图，(C)是从(a)的箭头B方向观察的主要部分侧视图。
[0032]图3是在图1所示的带导电图案绝缘基板锡焊了主端子和控制端子的构成图，(a)是主要部分俯视图，(b)是从(a)的箭头C方向观察的主要部分侧截面图。
[0033]图4是图3所示的控制端子的构成图，(a)是从图3的箭头D观察的图，(b)是从(a)的箭头E方向观察的图，(C)是从(a)的箭头F观察的图。
[0034]图5是图1所示的树脂体(通称螺母套)的构成图，(a)是主要部分俯视图，(b)是从(a)的箭头G方向观察的主要部分侧视图。
[0035]图6是将图5所示的树脂体配置在控制端子下的图，(a)是主要部分俯视图，(b)是从(a)的箭头H方向观察的图，(C)是从(a)的箭头I方向观察的图。
[0036]图7是本发明的实施方式2的半导体模块的制造方法，(a)?(C)是以工序顺序表示的主要部分制造工序截面图。
[0037]图8是表示将树脂体插装在树脂外壳的样子的图，(a)是插装前的图，(b)是插装中的图，(C)是插装后的图。
[0038]图9是锡焊用的组装夹具的构成图，(a)是主要部分俯视图，(b)是从(a)的箭头K方向观察的侧截面图。
[0039]图10是表示控制端子倾斜的样子的截面图。
[0040]图11是本发明的实施方式3的半导体模块的构成图，(a)是主要部分俯视图，(b)是从(a)的箭头A方向观察的主要部分侧截面图。
[0041]图12是图11所示的树脂体(通称螺母套)的构成图，(a)是主要部分俯视图，(b)是从(a)的箭头G方向观察的主要部分侧视图。
[0042]图13是表示使用图12的树脂体时的控制端子的状态的图。
[0043]图14是形成于树脂体的突起的变形例，(a)是突起为3个的情况下的俯视图，(b)为在螺母的两侧形成直线状的半圆筒型的突起的情况下的俯视图。
[0044]图15是具有独立端子的现有的半导体模块的示意图，(a)是主要部分俯视图，(b)是从箭头P方向观察(a)的主要部分侧截面图。
[0045]图16是将树脂体配置在锡焊于带导电图案绝缘基板的主端子的下侧的构成图。【具体实施方式】
[0046]下面，参照附图来详细说明本发明所涉及的半导体模块以及半导体模块的制造方法的优选的实施方式。
[0047](实施方式I)
[0048]首先，说明本发明的实施方式I。在实施方式I中，说明本发明所涉及的半导体模块。图1是本发明的实施方式I的半导体模块的构成图，图1 (a)是主要部分俯视图，图1 (b)是从图1(a)的箭头A方向观察的主要部分侧截面图。图2是图1所示的树脂外壳的构成图，图2(a)是主要部分俯视图，图2(b)是以X-X线切断的主要部分截面图，图2 (c)是从图2(a)的箭头B方向观察的主要部分侧视图。
[0049]图3是将主端子和控制端子锡焊在图1所示的带导电图案绝缘基板上的构成图，图3(a)是主要部分俯视图，图3(b)是从图3(a)的箭头C方向观察的主要部分侧截面图。图4是图3所示的控制端子的构成图，图4(a)是从图3的箭头D观察的图，图4(b)是从图4(a)的箭头E方向观察的图，图4(c)是从图4(a)的箭头F观察的图。
[0050]图5是图1所示的树脂体(通称螺母套)的构成图，图5(a)是主要部分俯视图，图5(b)是从图5(a)的箭头G方向观察的主要部分侧视图。图6是将图5所示的树脂体配置于控制端子下的图，图6(a)是主要部分俯视图，图6(b)是从图6(a)的箭头H方向观察的图，图6(c)是从图6(a)的箭头I方向观察的图。
[0051]在图1、图2、图3、图4、图5以及图6中，该半导体模块100具备:散热用金属基板1(散热基体)；用未图示的焊锡粘着在该散热用金属基板(金属散热基板)1上的带导电图案绝缘基板2 ;用焊锡3粘着在带导电图案绝缘基板2上的主端子(主电路端子)4、控制端子5以及未图示的半导体芯片；连接半导体芯片彼此、半导体芯片与带导电图案绝缘基板的未图示的焊线(bonding wire);分别固定主端子4以及控制端子5、用在与未图示的外部布线的连接中的树脂体6、7 ;以及固定该树脂体6、7的树脂外壳8。在树脂外壳8内设有凝胶9。图中的符号28是用于将散热用金属基板I安装在未图示的冷却片(cooling fin)上的安装孔。
[0052]在树脂外壳8设有开口部10、11。开口部10、11从树脂外壳8的侧面起跨到与树脂外壳8的侧面相连的上表面地连续形成。该开口部10、11由形成于所述树脂外壳8的表面的第I开口部、和与该第I开口部相连且形成于前述树脂外壳8的侧壁的第2开口部构成。在该实施方式I中，第I开口部以及第2开口部通过一体的I个开口部10、11实现。主端子4和控制端子5从开口部10、11露出。前述的树脂体6、7插装在树脂外壳8的开口部10、11,固定主端子4和控制端子5。
[0053]如图3所示，主端子4厚且宽，所以刚性强，另外双梁构造的双脚部12用焊锡固定，所以难以变形。在主端子4与省略图示的外部布线连接。主端子4和与该主端子4连接的外部布线，通过将未图示的螺栓安装在埋入树脂体6的螺母14(参照图1)来相互固定。如此，配置在主端子4下的树脂体6，比起固定主端子4的作用，更发挥连接外部布线和主端子4的作用。
[0054]控制端子5是单梁构造，具备梁14。单梁构造的控制端子5的梁14用焊锡3固定单脚部13。由于单脚部13被焊锡3固定，因此，在梁14的宽度狭窄而长的情况下，该梁14的刚性弱，易于变形，从而控制端子5的表面易于向上下、左右发生位置偏离。在该实施方式I的半导体模块100中，如图1所示，通过在控制端子5的下表面16配置树脂体7来稳固地固定控制端子5。如此，通过在控制端子5的下表面16配置树脂体7，能可靠地将控制端子5固定在树脂外壳8。
[0055]在前述的图1(b)中，未图示配置于纸面内侧的控制端子5。在图2中，参考程度地示出埋入了螺母14的树脂体6。在图3中，未图示带导电图案绝缘基板的各导电图案和安装孔。在图3(b)中未图示配置于纸面内侧的控制端子。在图4(a)中示出树脂外壳8的开口部的部位。
[0056]另外，多个控制端子5能使表面高度17高精度地对齐。与控制端子5连接的未图示的外部布线，通过将未图示的螺栓安装在埋入树脂体7的螺母22上来相互固定。配置于控制端子5下的树脂体7发挥如下3种作用:固定控制端子5的作用、使控制端子5的表面高度17精度良好地对齐的作用、连接外部布线和控制端子的作用。作为将螺母22埋入树脂体7的方法，能使用将树脂体7和螺母22 —体成形的方法、在树脂体7形成与螺母22嵌合的凹部并将螺母22嵌合在该凹部的方法等公知的方法。
[0057]如图4所示，树脂外壳8的开口部11的侧壁18形成为在内部宽、在表面侧窄的锥状。该开口部11能实现形成于树脂外壳8的表面的第I开口部。另外，与该锥形的侧壁18接触的控制端子5的接触部19与该锥形吻合(fit)地形成为锥状。[0058]开口部11的侧壁18和控制端子5的接触部19构成为相互在锥形的部位接触。通过使开口部11的侧壁18和控制端子5的接触部19成为锥形，例如，在控制端子5倾斜而与单方的锥形接触的情况下，在插装树脂体7的过程中两方的锥形的部位接触。通过将接触部19收于侧壁18，两者的锥形接触，控制端子5的表面20与树脂外壳8的表面成为平行，能使控制端子5的表面高度17高精度地对齐。
[0059]另外，侧壁18的形状从外部朝向内部变宽，成为收纳接触部19的锥形状即可。可以跨宽度整体将侧壁18形成为锥形状，也可以在侧壁18部分地形成凹部，将该内部形成为收纳接触部18的锥形状。另外，不管是直线的锥形还是研钵(cone)状的锥形，都可以使用。
[0060]前述的控制端子5示出了单梁构造的情况，但在控制端子5的厚度变薄、宽度变窄、刚性变弱、易于变形的双梁构造的情况下，通过将树脂体7配置在控制端子5之下，也能得到相同的效果。但是，由于锡焊控制端子5的空间变大，因此半导体模块100的外形变大。
[0061]如图5所示，配置于控制端子5之下的树脂体7在树脂性的长方体形成凹部21，在该凹部21内埋入金属制的螺母22。控制端子5的上表面、下表面以及侧面都平坦，在树脂体7的前端23实施锥化。从该实施了锥化一侧向形成于树脂外壳8的侧面的开口部11插装。
[0062]如图1的J部所示那样，通过在形成于树脂外壳8内部的梁25上载置树脂体7的底面24(参照图5)，利用梁25阻止了树脂体7的向下方的移动。通过阻止树脂体7的向下方的移动，也阻止了控制端子5的向下方的移动。另外，由于用焊锡3将控制端子5的单脚部13粘着在带导电图案绝缘基板上，因此阻止了树脂体7的向上方的移动。
[0063]另外，如图6所示，通过在控制端子5的下表面16配置前述的树脂体7，使控制端子5的表面高度17高精度地对齐。另外，与控制端子5以及主端子4连接的外部布线，通过将螺栓安装在埋入各自的树脂体7、6的螺母22来相互固定。图中的26是插装未图示的螺栓的形成于控制端子5的安装孔，图中的27是插装未图示的螺栓的形成于树脂体5的螺母22的螺纹孔。
[0064](实施方式2)
[0065]接下来，说明本发明的实施方式2。在实施方式2中说明上述实施方式I的半导体模块100的制造方法。图7是本发明的实施方式2的半导体模块的制造方法，图7(a)?图7(c)是以工序顺序表示的主要部分制造工序截面图。以实施方式I的半导体模块100的制造方法为例来表示。
[0066]在图7(a)中，在半导体模块100的制造时，在氢气氛的焊锡炉中锡焊散热用金属基板I和带导电图案绝缘基板2、带导电图案绝缘基板2和未图示的半导体芯片。另外，用未图示的焊线连接半导体芯片彼此、半导体芯片和带导电图案绝缘基板2的未图示的导电图案。进而，将主端子4以及控制端子5锡焊在带导电图案绝缘基板2上。主端子4以及控制端子5例如能使用图9所示的组装夹具来锡焊在带导电图案绝缘基板2上。
[0067]接下来，在图7(b)中，按照主端子4和控制端子5的上部从开在树脂外壳8的上部的开口部10、11(第I开口部)露出的方式从散热用金属基板I的上方盖上树脂外壳8，将树脂外壳8的外壁内的下侧周围粘着在散热用金属基板I。之后，在树脂外壳8内填充凝胶9。
[0068]接下来，在图7 (C)中，从树脂外壳8的侧面的开口部10、11 (第2开口部)分别将配置了螺母的树脂体6、7(螺母套)插装到主端子4以及控制端子5之下。树脂体6、7以在树脂外壳8的梁25载置了该树脂体6、7的下部的状态固定主端子4以及控制端子5。即使将前述的树脂体7替换成后述的图11以及图12说明的树脂体40也能采用同样的制造方法。
[0069]图8是表示将树脂体插装在树脂外壳的样子的图，图8 (a)是插装前的图，图8 (b)是插装中的图，图8(c)是插装后的图。在图8中，在将树脂体7插装在树脂外壳8时，首先使树脂体7的前端23位于树脂外壳8的侧面的开口部11 (第2开口部)(参照图8 (a))。
[0070]接下来，一边使树脂体7的底面24与树脂外壳8的侧壁的开口部11接触一边使其位于控制端子5的下表面16 (参照图8(b))。进而，使树脂体7在树脂外壳8的内部行进，将树脂体7的前端23载置到形成于树脂外壳8内部的J部的梁25上，并将树脂体7固定于树脂外壳8，利用该树脂体7来固定控制端子5 (参照图8 (c))。
[0071]如图6(c)所示，控制端子5在其表面20和与表面垂直的面29构成为U字型。通过在该U字形的部位配置树脂体7，即使控制端子5倾斜，也能通过在图8 (c)所示的工序中使树脂体7在树脂外壳8的内部行进从而使控制端子5返回到正规的位置。
[0072]如此，通过在易于上下左右可动的单梁构造的控制端子5之下插装树脂体7，并且使树脂体7的上表面30与控制端子5的下表面16的间隙31较小，能使单梁构造的控制端子5的表面高度17高精度地对齐。
[0073]图9是锡焊用的组装夹具的构成图，图9(a)是主要部分俯视图，图9 (b)是从图9(a)的箭头K方向观察的侧截面图。在图9中，图9(a)是将主端子4和控制端子5的上部(表面)插装在组装夹具35的凹部36的俯视图，是从锡焊的双脚部12以及单脚部13侧观察的俯视图。即，在锡焊时，组装夹具35的上下成为颠倒。图9(b)是以图9(a)的锡焊的双脚部12以及单脚部13为下方来表示锡焊到带导电图案绝缘基板2的状态的截面图。
[0074]使用该组装夹具35来对主端子4以及控制端子5进行定位，进行锡焊。通过使用该组装夹具35，能用焊锡3将主端子4和控制端子5定位置地粘着在带导电图案绝缘基板2上。由于主端子4刚性强，双脚部12被焊锡3固定，因此难以变形，主端子4的表面高度的精度依赖于在锡焊工序中使用的该组装夹具35。由于控制端子5具有柔性，因此在锡焊时用支承台37支承梁部14，以使得不会变形。
[0075]在图1的半导体模块100中，通过使用树脂体7来固定控制端子5，使树脂体7的上表面30和控制端子5的下表面16的间隙31 (参照图6)较小(例如0.2mm左右)，能使刚性弱的单梁构造的控制端子5的表面高度17以±0.25mm以下的高精度对齐。
[0076]图10是表示控制端子倾斜的样子的截面图。如前述那样，由于在控制端子5的下表面16和树脂体7的上表面30之间有间隙31，因此有时会控制端子5的表面20倾斜而使得表面高度17不对齐。在下面的实施方式3中，说明能进一步使控制端子5的表面高度17高精度地对齐的半导体模块。
[0077](实施方式3)
[0078]图11是本发明的实施方式3的半导体模块的构成图，图11 (a)是主要部分俯视图，图11(b)是从图11(a)的箭头A方向观察的主要部分侧截面图。图12是图11所示的树脂体(通称螺母套)的构成图，(a)是主要部分俯视图，(b)是从(a)的箭头G方向观察的主要部分侧视图。在图12中示出相当于上述实施方式I的半导体模块100的说明中的图5的树脂体的主体部分构成。
[0079]在图11以及图12中，本发明的实施方式3的半导体模块200与图1所示的本发明的实施方式I的半导体模块100比较，具有如下不同:在固定控制端子5的树脂体40的表面43设置了微小的突起41 ;在树脂体40的前端底部44设置了突出部42。
[0080]如图12所示，突起41在树脂体40的表面并且螺母的周围设置了多个(在实施方式3中为4部位)。突起41呈半球状的外形。另外，能够使突起41的高度方向(图12(a)中的纸面正背面方向、图12(b)中的纸面上下方向)的尺寸(高度)为0.1mm左右，半球的直径为0.ΙπιπιΦ左右。通过设置该突起41，插装了树脂体40的状态下的突起41的前端部与控制端子5的下表面16之间的间隙，与实施方式I的插装了树脂体7的情况相比，小0.1mm左右。
[0081]图13是表示使用图12的树脂体时的控制端子的状态的图。如图13所示，由于有突起41，因此控制端子5的倾斜变小。由此，通过使用树脂体40，与使用图2的树脂体7的情况比较，能进一步使多个 控制端子5的表面高度17高精度地对齐。
[0082]另外，在通过使用树脂体40将印刷基板安装在控制端子5时，控制端子5的底面与形成于树脂体40的全部的突起41接触。由此，控制端子5的表面高度比起安装印刷基板前，安装印刷基板后更高精度地对齐。另外，通过使用树脂体40，由于印刷基板以平坦的状态安装，因此能使加在印刷基板的应力变小，优选。
[0083]在将树脂体40载置在形成于树脂外壳8内部的梁上时，突出部42作为引导器发挥功能。如此，通过在树脂体40设置突出部42，能容易地将树脂体40插装在树脂外壳8。
[0084]图14是形成于树脂体的突起的变形例，图14(a)是突起为3个的情况下的俯视图，图14(b)是在螺母的两侧形成了直线状的半圆筒形的突起的情况的俯视图。在图14中，图14(a)以及图14(b)的突起41的高度都是0.1mm左右。在图14中，作为突起41的示例，示出了 2个种类，但并不限于此。如图14所示，通过在树脂体40设置突起41，能够比图1的情况高精度地使控制端子5的表面高度17对齐。
[0085]图11的半导体模块200的制造工序与图7的工序相同。即，图11所示的半导体模块200能通过与图7所示的制造工序相同的制造工序来制造。但是，在半导体模块200中，由于如图11以及图12所示那样，在树脂体40的表面43形成了突起41，因此能使控制端子5的表面高度17高精度地对齐。
[0086]产业上的利用可能性
[0087]如以上那样，本发明所涉及的半导体模块及其制造方法，涉及具有作为独立端子的主端子以及控制端子的半导体模块及其制造方法，特别适于要求多个控制端子的表面高度高精度地对齐的半导体模块及其制造方法。
[0088]符号说明[0089]I散热用金属基板[0090]2带导电图案绝缘基板[0091]3焊锡[0092]4主端子[0093]5控制端子[0094]6树脂体(主端子用)[0095]7树脂体(控制端子用)[0096]8树脂外壳[0097]9凝胶[0098]10开口部(主端子)[0099]11开口部(控制端子)[0100]12双脚部[0101]13单脚部[0102]14梁(控制端子的一部分)[0103]16下表面(控制端子)[0104]17表面高度[0105]18侧壁[0106]19接触部[0107]20表面(控制端子)[0108]21凹部(树脂体)[0109]22螺母[0110]23前端[0111]24底面[0112]25梁[0113]26安装孔(控制端子)[0114]27螺纹孔[0115]28安装孔(散热用金属基板)[0116]29垂直的面[0117]30上表面(树脂体)[0118]31间隙[0119]35组装夹具 [0120]36凹部(组装夹具)[0121]37支承台[0122]41突起[0123]42突出部[0124]43表面(树脂体40)[0125]44前端底部
【权利要求】
1.一种半导体模块，其特征在于，具备:金属散热基板；粘着在所述金属散热基板上的带导电图案绝缘基板；粘着在所述带导电图案绝缘基板上的半导体芯片；用焊锡粘着在所述带导电图案绝缘基板上的主电路端子以及控制端子；具有使所述主电路端子的表面以及所述控制端子的表面的至少一方分别露出的第I开口部，并粘着在所述金属散热基板的树脂外壳；插装在形成于构成所述树脂外壳的侧壁的第2开口部，并埋入有固定所述主电路端子以及所述控制端子的至少一方的螺母的树脂体；和填充在所述树脂外壳内的树脂材料，所述第I开口部具有所述表面侧变窄的锥形的侧壁，所述控制端子具有在从所述第I开口部露出的状态下与该第I开口部的锥形的侧壁接触的锥形的接触部。
2.根据权利要求1所述的半导体模块，其特征在于，埋入有固定所述控制端子的所述螺母的所述树脂体具备微小突起，该微小突起设置在该树脂体的表面的比埋入该树脂体的所述螺母的开口部靠外周侧的部位，向插装在所述控制端子之下的状态下的上方突出。
3.根据权利要求1或2所述的半导体模块，其特征在于， 埋入有固定所述控制端子的所述螺母的所述树脂体具备突出部，该突出部向该树脂体的下侧的该树脂体插装到所述第2开口部的插装方向的前端侧突出。
4.一种半导体模块的制造方法，其特征在于，包含:在氢气氛的焊锡炉锡焊金属散热基板和带导电图案绝缘基板、带导电图案绝缘基板和半导体芯片的工序；使用规定的组装夹具将主电路端子以及控制端子锡焊到所述带导电图案绝缘基板的工序；在通过焊锡焊接有所述主电路端子以及所述控制端子的带导电图案绝缘基板，从上方盖上树脂外壳，使得所述主电路端子以及所述控制端子的至少一方的上部从向上方开口的第I开口部露出，并将该树脂外壳的侧壁的下侧周围粘着在所述金属散热基板的工序；通过分别将埋入有螺母的树脂体从所述第2开口部插装到所述主电路端子以及所述控制端子的至少一方之下从而将该树脂体载置在形成于所述树脂外壳内部的梁上，通过该树脂体固定所述主电路端子以及所述控制端子的至少一方。
5.根据权利要求4所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，所述第I开口部具有所述表面侧变窄的锥形的侧壁，所述控制端子具有锥形的接触部，该接触部在通过在进行所述粘着的工序中从上方将所述树脂外壳盖在所述带导电图案绝缘基板上而从所述第I开口部露出的状态下，与所述第I开口部的锥形的侧壁接触。
6.根据权利要求4或5所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，埋入有固定所述控制端子的所述螺母的所述树脂体具备微小突起，该微小突起设置在该树脂体的表面的比埋入该树脂体的所述螺母的开口部靠外周侧的部位，向插装在所述控制端子之下的状态下的上方突出，进行所述固定的工序中，在所述树脂体插装在所述控制端子之下的状态下，通过使所述微小突起与该控制端子抵接来固定该控制端子。
7.根据权利要求4或5所述的半导体模块的制造方法，其特征在于，埋入有固定所述控制端子的所述螺母的所述树脂体具备突出部，该突出部向该树脂体的下侧的该树脂体插装到 所述第2开口部的插装方向的前端侧突出。
【文档编号】H01L23/48GK103430306SQ201180068823
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2011年11月15日 优先权日:2011年3月16日
【发明者】小平悦宏 申请人:富士电机株式会社