非绝缘型功率模块的制作方法

本发明涉及非绝缘型功率模块。

背景技术：

就非绝缘型模块而言，搭载有功率芯片的芯片焊盘在封装件的下表面露出。在封装件的下表面安装散热鳍片。此时，为了将在封装件的下表面露出的芯片焊盘与散热鳍片绝缘，需要在封装件与散热鳍片之间插入具有柔性的绝缘部件。在专利文献1中，公开了在非绝缘型模块处为了确保芯片焊盘与散热鳍片之间的绝缘距离，在封装件的下表面设置凹部。

专利文献1：国际公开第2013/099545号

技术实现要素：

在封装件的下表面，在露出于封装件下表面的多个芯片焊盘之间的区域设置槽，由此能够确保芯片焊盘与散热鳍片之间的绝缘距离。但是，如果采用这样的构造，则存在芯片焊盘的芯片搭载面积减少这一问题。本发明就是为了解决上述的问题而提出的，其目的在于，在非绝缘型功率模块中，兼顾确保绝缘距离和确保芯片搭载面积。

本发明的非绝缘型功率模块具有：多个芯片焊盘；多个半导体芯片，它们搭载于多个芯片焊盘的上表面；以及封装件，其将多个半导体芯片封装，多个芯片焊盘的下表面从封装件的下表面露出，在封装件的下表面的位于多个芯片焊盘之间的区域形成第1槽，就多个芯片焊盘而言，厚度方向的截面形状是梯形，上表面的面积比下表面的面积大。

发明的效果

就本发明的非绝缘型功率模块而言，在封装件的下表面的位于多个芯片焊盘之间的区域形成第1槽，因此在隔着绝缘部件而将散热鳍片安装于封装件的下表面时，绝缘部件进入至第1槽，由此芯片焊盘之间的绝缘距离变长，绝缘耐量提高。另外，多个芯片焊盘呈上表面的面积比下表面的面积大的梯形的截面形状，因此即使通过在封装件的下表面形成第1槽而使芯片焊盘的下表面的面积变小，也能够确保芯片焊盘的上表面、即芯片搭载面的面积。

附图说明

图1是从下侧观察实施方式1的非绝缘型功率模块的俯视图。

图2是实施方式1的非绝缘型功率模块的图1中的a-a剖面图。

图3是实施方式1的非绝缘型功率模块的图1中的b-b剖面图。

图4是表示在实施方式1的非绝缘型功率模块安装有散热鳍片的状态的剖面图。

图5是从下侧观察实施方式2的非绝缘型功率模块的俯视图。

图6是实施方式2的非绝缘型功率模块的图4中的c-c剖面图。

图7是实施方式2的非绝缘型功率模块的图4中的d-d剖面图。

图8是表示在实施方式2的非绝缘型功率模块安装有散热鳍片的状态的剖面图。

图9是从下侧观察实施方式3的非绝缘型功率模块的俯视图。

图10是实施方式3的非绝缘型功率模块的图7中的e-e剖面图。

图11是实施方式3的非绝缘型功率模块的图7中的f-f剖面图。

图12是表示在实施方式3的非绝缘型功率模块安装有散热鳍片的状态的剖面图。

标号的说明

1、2引线，3芯片焊盘，4igbt芯片，5fwd芯片，6输入导线，7芯片间导线，8输出导线，9控制ic，10封装件，12、13槽，14螺孔，15散热鳍片，16绝缘部件，101-103非绝缘型功率模块。

具体实施方式

＜a.实施方式1＞

图1是从下侧观察实施方式1的非绝缘型功率模块101的俯视图。图2是非绝缘型功率模块101的沿图1的a-a线的剖面图。图3是非绝缘型功率模块101的沿图1的b-b线的剖面图。以下，参照图1至图3，对非绝缘型功率模块101的结构进行说明。

非绝缘型功率模块101构成为具有引线1、2、芯片焊盘3、igbt(insulatedgatebipolartransistor)芯片4、fwd(freewheelingdiode)芯片5、控制ic(integratedcircuit)9、输入导线6、芯片间导线7、输出导线8以及封装件10。

引线框中的从封装件10的侧面凸出且作为外部连接端子而起作用的部分是引线1、2，搭载半导体芯片的部分是芯片焊盘3。引线框是将金属制的薄板加工成配线状而成的。

芯片焊盘3在其上表面31搭载igbt芯片4和fwd芯片5。将芯片焊盘3的上表面31也称为芯片搭载面。如图1所示，非绝缘型功率模块101具有4个芯片焊盘3。在图1中，在从上起至第3个为止的芯片焊盘3搭载下桥臂的各相的igbt芯片4和fwd芯片5，在图1中，在最下侧的芯片焊盘3搭载上桥臂的3相的igbt芯片4和fwd芯片5。igbt芯片4进行主电流的通断切换。控制ic9对igbt芯片4的通断切换进行控制。fwd芯片5在igbt芯片4的截止时流过续流电流。这些半导体芯片通过焊料等接合材料而被粘接于芯片焊盘3的上表面31。

半导体芯片之间以及引线框之间通过导电性的导线而连接。控制ic9与igbt芯片4通过输入导线6而连接。igbt芯片4与fwd芯片5通过芯片间导线7而连接。fwd芯片5与引线2通过输出导线8而连接。芯片焊盘3兼用作igbt芯片4的集电极(collector)电极(electrode)的外部连接端子。igbt芯片4的发射极电极通过芯片间导线7和输出导线8而与引线2连接。在各芯片焊盘3搭载的igbt芯片4在不同的定时(timing)进行通断切换，因此在芯片焊盘3之间产生几百v至一千几百v的高电位差。

igbt芯片4、fwd芯片5、控制ic9、输入导线6、芯片间导线7以及输出导线8被封装件10封装。封装件10是通过使封装树脂硬化而形成的。芯片焊盘3的下表面32在封装件10的下表面11露出。在封装件10的下表面11中的位于芯片焊盘3之间的区域形成有槽12。将槽12也称为第1槽。

图4是表示在非绝缘型功率模块101安装有散热鳍片15的状态的剖面图。散热鳍片15隔着具有柔性的绝缘部件16而安装于封装件10的下表面11。芯片焊盘3的热从下表面32经由绝缘部件16而向散热鳍片15传递，从散热鳍片15散热。因此，将芯片焊盘3的下表面32也称为散热面。绝缘部件16具有在被封装件10的下表面11与散热鳍片15夹着时，能够进入槽12这种程度的柔性。绝缘部件16进入槽12，由此确保芯片焊盘3之间的绝缘距离，芯片焊盘3之间的绝缘耐量提高。

如图3、4所示，就芯片焊盘3而言，上表面31的面积比下表面32的面积大，厚度方向的截面形状是梯形。因此，在封装件10的下表面11形成有槽12，由此上表面31的面积的减少得到抑制。这样，根据非绝缘型功率模块101，能够确保产生电位差的芯片焊盘3之间的绝缘距离，并且防止芯片搭载面积的减少。

此外，在图1至图4中，作为非绝缘型功率模块101的例子而示出6合1的ipm(intelligentpowermodule)，但本实施方式也能够应用于其它非绝缘型功率模块。例如，在芯片焊盘3搭载的半导体芯片也可以取代igbt芯片，而是mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor)芯片或者sbd(schottkybarrierdiode)芯片。

实施方式1的非绝缘型功率模块101具有：多个芯片焊盘3；多个半导体芯片，它们搭载于多个芯片焊盘3的上表面31；以及封装件10，其将半导体芯片封装。多个芯片焊盘3的下表面32从封装件10的下表面11露出。在封装件10的下表面11的位于多个芯片焊盘3之间的区域形成槽12，由此在将散热鳍片15安装于非绝缘型功率模块101时，绝缘部件16进入至槽12而确保了绝缘距离，因此芯片焊盘3之间的绝缘耐量提高。另外，就多个芯片焊盘3而言，厚度方向的截面形状是梯形，上表面31的面积比下表面32的面积大，因此通过在封装件10的下表面11设置槽12而使得上表面31即芯片搭载面的面积的减少得到抑制。

＜b.实施方式2＞

图5是从下侧观察实施方式2的非绝缘型功率模块102的俯视图。图6是非绝缘型功率模块102的沿图5的c-c线的剖面图。图7是非绝缘型功率模块102的沿图5的d-d线的剖面图。

非绝缘型功率模块102在封装件10的下表面11除了槽12以外还形成有槽13，除此以外的结构与实施方式1的非绝缘型功率模块101相同。将槽13也称为第2槽。槽13形成于封装件10的下表面11的将全部芯片焊盘3的下表面32包围的区域。

图8是表示在非绝缘型功率模块102安装有散热鳍片15的状态的剖面图。散热鳍片15隔着具有柔性的绝缘部件16而安装于封装件10的下表面11。绝缘部件16进入至槽13，由此抑制了水分从封装件10的下表面11与绝缘部件16之间的界面侵入至芯片焊盘3的下表面32。由此，非绝缘型功率模块102的可靠性提高。

＜c.实施方式3＞

图9是从下侧观察实施方式3的非绝缘型功率模块103的俯视图。图10是非绝缘型功率模块103的沿图9的e-e线的剖面图。图11是非绝缘型功率模块103的沿图9的f-f线的剖面图。

就非绝缘型功率模块103而言，将封装件10沿厚度方向贯通的螺孔14被设置于与封装件10的槽13相比更靠外周侧处，除此以外的结构与实施方式2的非绝缘型功率模块102相同。换言之，就封装件10而言，槽12和槽13设置于与螺孔14相比更靠内侧处。螺孔14是用于将散热鳍片15安装于封装件10的螺孔。

图12是表示在非绝缘型功率模块103安装有散热鳍片15的状态的剖面图。通过被插入至螺孔14的螺钉而将封装件10与散热鳍片15固定，但在图12中，省略了螺钉的图示。散热鳍片15隔着具有柔性的绝缘部件16而安装于封装件10的下表面11。绝缘部件16进入至槽13，由此最外侧的芯片焊盘3与螺钉之间的绝缘距离变长，两者间的绝缘耐量提高。

此外，本发明能够在该发明的范围内对各实施方式自由地进行组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。