专利名称：半导体模块的制作方法
技术领域：
本实用新 型涉及半导体模块，特别涉及在引线框架上搭载多个半导体元件并进行了树脂封装的半导体模块。
背景技术：
在使用多个半导体芯片时，多使用如下所述结构的半导体模块在引线框架的下垫板之上搭载有半导体元件，用绝缘性高的塑模树脂来进行了树脂封装。在这种半导体模块中，例如多使用不是进行单纯的开关动作，而是考虑了安全性等进行更复杂的动作 IPM(Intelligent Power Module)。在 IPM 中，同时使用开关兀件(IGBT :InsulatedGate Bipolar Transistor等)构成的功率半导体元件、和用于控制该开关元件的ICdntegrated Circuit)等控制半导体元件,对它们进行树脂封装,在逆变器等电力转换装置中使用。此时，使用引线框架和这些半导体元件来构成IPM中的电路，引线框架不仅成为这些半导体元件的支撑基板，而且还构成该电路中的配线。因此，在该半导体模块的结构中，在被构图的引线框架的下垫板之上搭载有各半导体元件。另外，构成为在下垫板周围设置有多个引线，该引线从模具层突出的结构。该突出的部分，成为该半导体模块中的输入输出端子。由于引线框架成为配线的一部分，因此由导电率高的铜或铜合金构成。另外，在制造半导体模块时，对于复杂的内部结构，在进行树脂封装时也要求高树脂填充性。作为现有技术公开有如下所述的内容在芯片安装台的延伸部上形成通孔，使表背两面侧的空间连通，使树脂填充时的树脂压力平衡(例如，参照专利文献1，图I)，由此，能够防止芯片安装台的位移，提高填充性。专利文献I日本特开2000-150553号公报一般，半导体模块是复合半导体，搭载多个半导体元件，引线框架的下垫板的图案也复杂，封装尺寸也大。但是，在现有技术中存在如下所述的问题具有散热片，虽然有效地从长度端面向宽度方向填充，但是由于通孔位于树脂注入浇口侧，因此存在在向长度方向填充树脂时，填充路径长、在中途下垫板会发生位移。
实用新型内容因此，本实用新型是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供如下所述的半导体模块在树脂向封装体的长度方向流动的结构中，控制成型树脂的流动性，因此下垫板不会位移。为了解决上述问题，本实用新型具有如下所述的结构。本实用新型的半导体模块，将使用具有半导体元件、下垫板和引线的引线框架而搭载多个半导体元件得到的引线框架组装体载置到塑模模具上，从塑模模具的浇口向排气道侧填充塑模树脂，进行树脂封装，在作为下垫板的最末端的排气道侧设置有相对于塑模树脂的流动成为塑模树脂的迂回道的框架贯通区。另外，对于引线框架为树脂封装上部与树脂封装下部之间的厚度相同的薄板状的DIP型封装结构，关于浇口，在侧面具有双浇口，在长度方向上填充了塑模树脂。本实用新型具有如下所述的效果由于在引线框架的下垫板最末端上具有框架贯通区，因此能够提供下垫板不会由于塑模树脂填充而位移的高可信度的半导体模块。
图I是本实用新型的实施例I的半导体模块的引线框架的俯视图。图2是本实用新型的实施例I的半导体模块的引线框架组装体的俯视图。图3是本实用新型的实施例I的半导体模块的透视俯视图。图4是本实用新型的实施例I的半导体模块的外形面图。图5是对一般的半导体模块的塑模树脂的流动进行说明的剖视图。图6是对本实用新型的实施例I的半导体模块的塑模树脂的流动进行说明的剖视图。图7是本实用新型的实施例I的树脂填充时的实验结果图。符号说明I :引线框架；2 :下垫板(低端用下垫板)；3 :下垫板(高端用下垫板)；4 :下垫板(控制用下垫板)；5 :内部引线；6 :支撑引线；7 :外部引线；8 :系杆；9 :框架框；10 :框架贯通区；11 :引线框架组装体；12 :功率半导体元件(低端)；13 :功率半导体元件(高端)；14 控制用半导体元件；15 :塑模树脂；16 :线缆；17 :螺钉固定部；18 :保护半导体元件(二极管)；21 :半导体模块；22:塑模模具(上)；23:塑模模具(下)；24:浇口 ；25 :排气道；26 :腔体(上)；27 :腔体(下)。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明用于实施本实用新型的方式。但是，本实用新型丝毫不限定于以下的记载。实施例I以下，参照附图对本实用新型的实施例I的引线框架和半导体模块进行说明。图I是本实用新型的实施例I的引线框架的俯视图。如图I所示，引线框架I由下垫板2、3、4和内部引线5、支撑引线6、外部引线7、系杆8、框架框9、引线带体10构成。在半导体中使用的引线框架I 一般是通过对平板状的金属板进行冲压加工来制造的。例如，对于引线框架I能够使用具有0.4mm厚度的铜或铜合金。此处，表示了一个后述的半导体模块量的图案。作为实际的引线框架，连接有多个该图案。下垫板2、3、4具有用于搭载半导体元件等的面积。下垫板2是低端用下垫板。下垫板3是高端用下垫板。下垫板4是控制用下垫板。内部引线5具有一个端部，作为引线接合部来使用。另一个端部与系杆8连接。在支撑引线6中，一个端部与各个下垫板2、3、4连接，另一个端部与下垫板8连接。由此，支撑各下垫板。[0029]在外部引线7中，一个端部经由下垫板8与内部引线5和支撑引线6连接。另一个端部与框架框连接。该部位成为半导体模块的外部端子。系杆8将内部引线5、支撑引线6和外部引线7连接保持，并与框架框9连接。由此被机械地固定。框架框9位于引线框架I的外周部，与系杆8 一起围绕引线框架I的图案而被连
接保持。框架贯通区10是减小下垫板3的面积而得到的引线框架图案的空间。贯通引线框架的表背，没有设置有内部引线等。图2是本实用新型的实施例I的引线框架组装体的俯视图。如图2所示，引线框 架组装体11将功率半导体元件12搭载在下垫板2上、将功率半导体元件13搭载在下垫板3上、通过焊料等(未图示)将控制半导体元件14搭载在下垫板4上。之后，通过引线接合装置用金细线等线缆16将各半导体元件的表面电极与内部引线5的一个端部配线而电连接。功率半导体元件12为低端侧M0S，是外形尺寸为I. 8mmX 3. Omm的N沟道MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor :金属氧化膜半导体场效应晶体管)。3个元件搭载在分别独立的下垫板2上。同样，功率半导体元件13是高端侧M0S，外形尺寸为I. 8mmX 3. 0mm。3个元件搭载在共同的下垫板3上。控制半导体兀件14 是 MIC (Monolithic Integrated Circuit),外形尺寸为
3.7mm X 2. 5mm和2. 7mm X 2. 2mm。被分为低端侧和高端侧。之后，通过传递模塑装置，进行树脂封装，形成塑模树脂15。树脂封装以覆盖搭载有功率半导体元件12、13和控制半导体元件14的下垫板2、3、4、内部引线5、引线带体10的方式进行树脂封装，外部引线7、系杆8、框架框9露出到外部。例如，对于塑模树脂15能够使用热硬化性环氧树脂。接着，参照图3、图5、图6对半导体模块的制造方法进行说明。用塑模模具(上)22和塑模模具(下)23来夹持在图2中说明的引线框架组装体11。通过作为塑模模具的树脂注入口的浇口 24来注入被加热软化的塑模树脂15。此时，由于引线框架2在截面上下中位于中央，因此由作为塑模模具(上)22的空间的腔体(上)26和作为塑模模具(下)23的空间的腔体(下)27来构成。塑模树脂15在腔体内是从浇口 24向排气道25流动的。如图3所示，塑模树脂15在俯视时呈长方形，沿着长度方向(图中左右方向)填充树脂。浇口 24和排气道25都设置了两处。也称为双浇口。排气道25是用填充树脂将在腔体空间中存在的空气压出的空气窗口。此时，由于在引线框架I的上面配置有半导体元件和线缆，因此成为阻力，相对于腔体(下)27，腔体(上)26的树脂流动变慢，填充变慢。另外，由于半导体模块搭载多个半导体元件和部件等，并且想要实现小型化，因此没有在引线框架的图案上制作间隙的余量。此处，作为其他搭载部件，搭载保护半导体元件18的下垫板(I. 2_X I. 2mm)。此处,使用线缆16,使用直径35微米的金细线。由此，在到达排气道侧的塑模树脂15的流动中，在上下出现差异。由于下侧先到达，因此下侧的树脂压力膨胀，作用有向上侧推框架的力。参照图5。特别是，接近最末端的面积大的下垫板3的位移大，线缆的短路或断开，会降低半导体模块的可信度。通过使用本实用新型的引线框架1，由于在下垫板最末端上存在上下贯通的框架贯通区10，因此在腔体(下)27中流动的树脂到达排气道25侧之前，树脂流出到上侧而能够使下侧的压力向上侧逃离。参照图6。由此，下垫板不会受到压力，不可能出现位移。图7示出发明人试制和评价的结果，是位移不良发生率和框架贯通区宽度的图。如果宽度为2. 58mm以上，则能够消除不良。之后，切断去除引线框架I的保持部的不需要的部位、即系杆8和框架框9。此处，外部引线7从矩形形状的塑模树脂15突出。该外部引线7是作为电输入输出端子来使用的，被引线成形为适合于基板安装的形状(未图示)。此处，是长方形的封装，具有外部引线7从长度侧面突出，弯曲为大致L字型的DIP(Dual Inlin Package)型封装结构。 由此，完成图4所示的半导体模块21。接着，对上述实施例I的半导体模块21的效果进行说明。在本实用新型中，相对于树脂流动到塑模模具的排气道侧，在半导体模块的上面侧和下面侧的树脂流动中，首先到达排气道侧的下侧的塑模树脂产生反压力，向上推引线框架的下垫板。此时，在接近排气道侧的、面积大的部位(此处为下垫板)上产生影响。本实用新型的实施例I的半导体模块，在引线框架中，在下垫板最末端上具有对于塑模树脂的流动成为迂回的框架贯通区。由此，在树脂封装中，能够使下垫板不根据塑模树脂填充而位移。另外，也可以作为树脂的未填充对策。由此，能够提供高可信度的半导体模块。如上所述，虽然记载了用于实施本实用新型的方式，但是可知本领域技术人员能够从该公开得到各种代替实施方式、实施例。在上述的例子，虽然是DIP型半导体装置，但是也可以是S0P(Small OutlinePackage)型半导体装置。只是外部引线形状不同，树脂填充中的效果相同。 另外，虽然是双浇口，但是也可以是单浇口。一般是为了降低压力而使用多浇口，但是树脂的流动状况在单浇口中也相同，因此树脂填充中的效果相同。
权利要求1.一种半导体模块，其将引线框架组装体载置到塑模模具上，从所述塑模模具的浇ロ向排气道侧填充塑模树脂，利用所述塑模树脂对所述引线框架组装体进行树脂封装，其中，该引线框架组装体是使用具有半导体元件、下垫板和引线的引线框架，将多个所述半导体元件搭载到所述引线框架上而得到的，该下垫板搭载有所述半导体元件，该引线与所述半导体元件连接而成为外部输入输出端子， 该半导体模块的特征在于，在作为所述下垫板的最末端的所述排气道侧设置有相对于所述塑模树脂的流动成为所述塑模树脂的迂回道的框架贯通区。
2.根据权利要求I所述的半导体模块，其特征在干， 对于所述引线框架，为树脂封装上部与树脂封装下部之间的厚度相同的薄板状的DIP型封装结构，关于所述浇ロ，在侧面具有双浇ロ，在长度方向上填充有所述塑模树脂。
3.根据权利要求I或2所述的半导体模块，其特征在干， 所述框架空间的宽度为2. 58mm。
专利摘要本实用新型提供下垫板不根据塑模树脂填充而位移的高可信度的半导体模块。本实用新型的半导体模块是使用具有半导体元件、下垫板和引线的引线框架，将搭载了多个半导体元件的引线框架组装体载置在塑模模具上，从塑模模具的浇口向排气道侧填充塑模树脂，并进行树脂封装的半导体模块，在作为下垫板的最末端的排气道侧上设置有相对于塑模树脂的流动成为塑模树脂的通道的框架贯通区。另外，对于引线框架，为树脂封装上部与树脂封装下部之间的厚度相同的薄板状的DIP型封装结构，关于浇口，在侧面具有双浇口，在长度方向上填充塑模树脂。
文档编号H01L23/31GK202549841SQ20122018085
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年3月6日
发明者板桥竜也 申请人:三垦电气株式会社