JPS6328052A - 電力用半導体モジュ−ル - Google Patents
電力用半導体モジュ−ルInfo
- Publication number
- JPS6328052A JPS6328052A JP62161444A JP16144487A JPS6328052A JP S6328052 A JPS6328052 A JP S6328052A JP 62161444 A JP62161444 A JP 62161444A JP 16144487 A JP16144487 A JP 16144487A JP S6328052 A JPS6328052 A JP S6328052A
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- JP
- Japan
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- sealing member
- case
- module
- module according
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W76/00—Containers; Fillings or auxiliary members therefor; Seals
- H10W76/40—Fillings or auxiliary members in containers, e.g. centering rings
- H10W76/42—Fillings
- H10W76/47—Solid or gel fillings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W76/00—Containers; Fillings or auxiliary members therefor; Seals
- H10W76/10—Containers or parts thereof
- H10W76/12—Containers or parts thereof characterised by their shape
- H10W76/15—Containers comprising an insulating or insulated base
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W76/00—Containers; Fillings or auxiliary members therefor; Seals
- H10W76/10—Containers or parts thereof
- H10W76/17—Containers or parts thereof characterised by their materials
- H10W76/18—Insulating materials, e.g. resins, glasses or ceramics
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、底板として用いられる基板を取付けたケー
スを有し、該基板のケースの内部に向かった側に半導体
素子と電気接続部材が取付けられ、該ケースの中には先
ず所定のレベルまで軟質封止部材が注入され、その上に
硬質封止部材が注入される電力用半導体モジュールに関
する。
スを有し、該基板のケースの内部に向かった側に半導体
素子と電気接続部材が取付けられ、該ケースの中には先
ず所定のレベルまで軟質封止部材が注入され、その上に
硬質封止部材が注入される電力用半導体モジュールに関
する。
上記種類のモジュールの基板は内部に向いた表面すなわ
ち上表面に金属化領域を設けたセラミック部材を用いて
形成されるのが通常であった。このような基板は上記上
表面の裏側の面すなわち下表面にも金属化を施すことが
できる。上記基板の上表面の金属化領域には、半導体要
素、外部回路につながれる接続部材、その池たとえば内
部結合用の部材が通常半田付けにより取付けられる。モ
ジュールの製造にあたり、所定の部材を配置され半田付
けされた基板はモジュールのケースノ底部に設けられた
開口に接着される。ケースは、たとえばフレーム状又は
カップ状に形成されている。上記接着が硬化した後、モ
ジュールの中に軟質封止部材として用いられるたとえば
シリコン樹脂が所定のレベルまで注入式れる。この軟質
封止部材が硬化した後、モジュールの中には硬質封止部
材が、第２の所定レベルに達するまで注入される。
ち上表面に金属化領域を設けたセラミック部材を用いて
形成されるのが通常であった。このような基板は上記上
表面の裏側の面すなわち下表面にも金属化を施すことが
できる。上記基板の上表面の金属化領域には、半導体要
素、外部回路につながれる接続部材、その池たとえば内
部結合用の部材が通常半田付けにより取付けられる。モ
ジュールの製造にあたり、所定の部材を配置され半田付
けされた基板はモジュールのケースノ底部に設けられた
開口に接着される。ケースは、たとえばフレーム状又は
カップ状に形成されている。上記接着が硬化した後、モ
ジュールの中に軟質封止部材として用いられるたとえば
シリコン樹脂が所定のレベルまで注入式れる。この軟質
封止部材が硬化した後、モジュールの中には硬質封止部
材が、第２の所定レベルに達するまで注入される。
従来ノモジュール特に表面の大きいモジュールに於ては
、試験中及び実用中に機械的な破損を生ずることがあっ
た。この破損とは、外部回路との接続に用いる部材が、
基板から離脱することである。上記破損を調査した結果
、軟質封止部材が１℃に対して約１パーミルという高い
体膨張をなすのが原因であることが確められた。
、試験中及び実用中に機械的な破損を生ずることがあっ
た。この破損とは、外部回路との接続に用いる部材が、
基板から離脱することである。上記破損を調査した結果
、軟質封止部材が１℃に対して約１パーミルという高い
体膨張をなすのが原因であることが確められた。
冷却部材に取付ける前に、モジュールの温度試験を行な
った場合、上記軟質封止部材温度特性に基づいて、該部
材の中に極めて大きな圧力が発生する。それは中に外部
回路用の接続部材を固く保持した硬質封止部材はほとん
ど弯曲せず、薄く製作てれた基板が変形するからで、そ
のために上記接続部材を引き離されるのである。
った場合、上記軟質封止部材温度特性に基づいて、該部
材の中に極めて大きな圧力が発生する。それは中に外部
回路用の接続部材を固く保持した硬質封止部材はほとん
ど弯曲せず、薄く製作てれた基板が変形するからで、そ
のために上記接続部材を引き離されるのである。
若しモジュールが厚い金属製底板金有するか、又は冷却
部材上に取付けられているときは、該底板が熱せられて
温度上昇をしても外に向がって弯曲することは少ない。
部材上に取付けられているときは、該底板が熱せられて
温度上昇をしても外に向がって弯曲することは少ない。
従って上記温度上昇に伴って合ＸＷ脂製のケースは上方
に押しやられ、この場合にも接続部材は基板引き離され
るとともに、ケースと基板との接着部に加重がかがるこ
ととなる。
に押しやられ、この場合にも接続部材は基板引き離され
るとともに、ケースと基板との接着部に加重がかがるこ
ととなる。
この発明の目的は、軟質封止部材に体積の膨張が生じて
も、破損しない電力用半導体モジュールを提供すること
にある。
も、破損しない電力用半導体モジュールを提供すること
にある。
上述の目的は特許請求の範囲の特徴事項に記した工うに
モジュールを形成することに工って達底嘔れた。
モジュールを形成することに工って達底嘔れた。
この発明のモジュールは、内部に保償空間を設けられ、
軟質封止部材は体積膨張を行なうことができるので、モ
ジュールを破損する工うな高い圧力が該モジュールの中
に発生す２のＶｉ妨げられる。
軟質封止部材は体積膨張を行なうことができるので、モ
ジュールを破損する工うな高い圧力が該モジュールの中
に発生す２のＶｉ妨げられる。
この場合上記保償空間の大きさを適宜に選定することに
より、軟質封止部材が低温になったとき、加熱前の状報
に戻るのに十分な残留圧力を有するように設定すること
ができる。不発明の保償空間は、種々の構造により製作
することができ、その−列は、保償空間をモジュールの
内部に設けた隔壁により、該モジュールのケース内に形
成する方法である。又保偵空間は、モジール内に圧縮可
能な部分を形成することにより前記保償空間と等価なも
のが形成きれる。上記のようにしてモジュールのケース
に特別の形状を付与することなしに、必要な保護作用を
得ることができる。本発明のモジュールに用いられる圧
縮可能な上記部分は、内部にガスを閉じ込めた独立気泡
を含有する材料であってもよい。
より、軟質封止部材が低温になったとき、加熱前の状報
に戻るのに十分な残留圧力を有するように設定すること
ができる。不発明の保償空間は、種々の構造により製作
することができ、その−列は、保償空間をモジュールの
内部に設けた隔壁により、該モジュールのケース内に形
成する方法である。又保偵空間は、モジール内に圧縮可
能な部分を形成することにより前記保償空間と等価なも
のが形成きれる。上記のようにしてモジュールのケース
に特別の形状を付与することなしに、必要な保護作用を
得ることができる。本発明のモジュールに用いられる圧
縮可能な上記部分は、内部にガスを閉じ込めた独立気泡
を含有する材料であってもよい。
父上記軟質封上部材として、自重に基づいて流れる部材
を選ぶとき、及び保償空間がモジュールの好ましくない
内部形状のために、軟質封止部材に１って充満されるの
を妨げるために、気体を充満した保償空間と軟質封止部
材の間に、弾性を有する隔壁を設けるのが好ましい。
を選ぶとき、及び保償空間がモジュールの好ましくない
内部形状のために、軟質封止部材に１って充満されるの
を妨げるために、気体を充満した保償空間と軟質封止部
材の間に、弾性を有する隔壁を設けるのが好ましい。
又この発明のモジュールでは、保償空間を形成するケー
スの壁に開口を設け、該開口を介して、保償空間内の空
気とこのモジー−ルを取巻く外気を連通させ、工ってモ
ノニールがいわゆる呼吸できる工うにするのが好ましい
。
スの壁に開口を設け、該開口を介して、保償空間内の空
気とこのモジー−ルを取巻く外気を連通させ、工ってモ
ノニールがいわゆる呼吸できる工うにするのが好ましい
。
次に実施例を説明する。図の１はこの発明の電力用半導
体モノニールの一部断面を示す。図に於て、上記半導体
モジュールλは、合成樹脂製のケース６と、該ケースの
開口を覆って張合わされたセラミック製基板２を有して
いる。基板２のケース６の内側に向かう表面には、導電
路や導電面を形成する金属化領域３が形ｆＮ、され、該
金属化領域３上には、半導体素子４、外部との接続に用
いる接続部材５、また必要に応じてその他の素子が牛田
付けされる。ケース６はカップ状をなし、図の土壁から
下方に隔壁７が突出している。ケース６の中には上記＠
壁７に工って区分ぢれたチャンバ１２が形成され、該チ
ャンバ１２の中には内部に空気を収容する保償空間８が
形底芒れている。半導体モノニール１の中には、ケース
６の土壁にあけられた図示しない孔を通して、先ず軟質
封止部材９が所定のレベル迄注入される。上記軟性封止
部材９が硬化した後、該モノニール１の中には硬質封止
部材１０がケース６の上壁に達するまで、又は所定の第
２のレベルまで注入される。
体モノニールの一部断面を示す。図に於て、上記半導体
モジュールλは、合成樹脂製のケース６と、該ケースの
開口を覆って張合わされたセラミック製基板２を有して
いる。基板２のケース６の内側に向かう表面には、導電
路や導電面を形成する金属化領域３が形ｆＮ、され、該
金属化領域３上には、半導体素子４、外部との接続に用
いる接続部材５、また必要に応じてその他の素子が牛田
付けされる。ケース６はカップ状をなし、図の土壁から
下方に隔壁７が突出している。ケース６の中には上記＠
壁７に工って区分ぢれたチャンバ１２が形成され、該チ
ャンバ１２の中には内部に空気を収容する保償空間８が
形底芒れている。半導体モノニール１の中には、ケース
６の土壁にあけられた図示しない孔を通して、先ず軟質
封止部材９が所定のレベル迄注入される。上記軟性封止
部材９が硬化した後、該モノニール１の中には硬質封止
部材１０がケース６の上壁に達するまで、又は所定の第
２のレベルまで注入される。
上記軟質封止部材９を注入する際、該封止部材９の一部
はチャンバ１２の中に、開口１１全通して、極く僅かな
レベルに達するまで進入し、チャ軟質封止部材ヨ＃苓才
が適している。この工つなゲル状の封止部材は、硬化後
にあっても、十分な粘性を有しなくてはならない。実用
状態に於てモジュールＪの温度が上昇すると、モジュー
ル１の中に保償空間８の大きさによって定まる静流体圧
が発生する。上記硬貨封止部材１０としては、通常エポ
キシペースのものを用いるのが工い。
はチャンバ１２の中に、開口１１全通して、極く僅かな
レベルに達するまで進入し、チャ軟質封止部材ヨ＃苓才
が適している。この工つなゲル状の封止部材は、硬化後
にあっても、十分な粘性を有しなくてはならない。実用
状態に於てモジュールＪの温度が上昇すると、モジュー
ル１の中に保償空間８の大きさによって定まる静流体圧
が発生する。上記硬貨封止部材１０としては、通常エポ
キシペースのものを用いるのが工い。
品質管理のための試験に於て、モジュールにかける高温
度の限界は約２５０℃とするのが好ましい。この温度で
保償空間８の中の圧力は高いものとなる。このような場
合にもモジュールが破損しない工うに、保償空間８を囲
む壁（土壁であるのが好ましい）に開口１３を設け、該
開口Ｊ３を介して圧力の平衡をとらせるとＬい。このよ
うに開口１３を設は念場合には、モジュール内に硬貨封
止部材１０を注入するとき、該部材１０を保償空間８に
注入しないように十分注意しなければならない。
度の限界は約２５０℃とするのが好ましい。この温度で
保償空間８の中の圧力は高いものとなる。このような場
合にもモジュールが破損しない工うに、保償空間８を囲
む壁（土壁であるのが好ましい）に開口１３を設け、該
開口Ｊ３を介して圧力の平衡をとらせるとＬい。このよ
うに開口１３を設は念場合には、モジュール内に硬貨封
止部材１０を注入するとき、該部材１０を保償空間８に
注入しないように十分注意しなければならない。
図面は本発明のモジュールの一部の断面を示す。
１・・・電力用半導体モジュール、２・・・基板、３・
・・金属化領域、４・・・半導体素子、５・・・接続部
材、６・・・ケース、７・・・隔壁、８・・・保償空間
、９・・・軟質封止部材、１０・・・硬質封止部材、１
１・・・開口、１２・・・チャンバ、Ｊ３・・・開口。
・・金属化領域、４・・・半導体素子、５・・・接続部
材、６・・・ケース、７・・・隔壁、８・・・保償空間
、９・・・軟質封止部材、１０・・・硬質封止部材、１
１・・・開口、１２・・・チャンバ、Ｊ３・・・開口。
Claims (10)
- （１）底板として用いられる基板を取付けたケースを有
し、該基板のケースの内部に向かった側に半導体素子と
電気接続部材が取付けられ、該ケースの中には先ず所定
のレベルまで軟質封止部材が注入され、その上に硬質封
止部材が注入される電力用半導体モジュールに於て； 上記電力用半導体モジュールは、上記軟質封止部材（９
）を注入されたケース内部の空間に連結された保償空間
（８）を有するとともに、 上記軟質封止部材（９）として、硬化後に於てもなお十
分な粘性を有するゲル状材質が使用され、上記軟質封止
部材（９）は温度上昇をなしたとき保償空間（８）の中
に膨張するように形成されていること、 を特徴とする電力用半導体モジュール。 - （２）ケース（６）の内部に、少くとも１個の空気を充
満したチャンバ（１２）を形成する保償空間（８）が、
軟質封止部材（９）によって開口（１１）を覆うことに
よって形成されていること、を特徴とする特許請求の範
囲第（１）項に記載のモジュール。 - （３）上記軟質封止部材（８）は、封止部材（９、１０
）の中に設けられた圧縮可能な構造によって実現される
こと、 を特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のモジュ
ール。 - （４）上記軟質封止部材（８）及び硬質封止部材（９）
の間に、弾性を有する隔壁が設けられていること、 を特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（３）項
のいずれか１に記載のモジュール。 - （５）上記ケース（６）が合成樹脂で形成されているこ
と、 を特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（４）項
のいずれか１に記載のモジュール。 - （６）上記基板（２）はセラミック材料により形成され
ていること、 を特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（５）項
のいずれか１に記載のモジュール。 - （７）上記基板（２）は銅製であること、 を特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（５）項
のいずれか１に記載のモジュール。 - （８）上記基板（２）はケース（６）に張合されている
こと、 を特徴とする特許請求の範囲第（１）項乃至第（７）項
のいずれか１に記載のモジュール。 - （９）上記セラミック製基板（２）の少くとも上面に、
金属化領域（３）を形成する金属層が設けられているこ
と、 を特徴とする特許請求の範囲第（６）項に記載のモジュ
ール。 - （１０）上記補償空間（８）はケース（６）に設けられ
た開口（１３）を介して、該モジュール（１）の周囲を
取巻く大気に連通していること、 を特徴とする特許請求の範囲第（１）項、第（２）項、
及び第（４）項乃至第（９）項のいずれか１に記載のモ
ジュール。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3621994.0 | 1986-07-01 | ||
| DE19863621994 DE3621994A1 (de) | 1986-07-01 | 1986-07-01 | Leistungshalbleitermodul |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6328052A true JPS6328052A (ja) | 1988-02-05 |
Family
ID=6304110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62161444A Pending JPS6328052A (ja) | 1986-07-01 | 1987-06-30 | 電力用半導体モジュ−ル |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0251260A1 (ja) |
| JP (1) | JPS6328052A (ja) |
| DE (1) | DE3621994A1 (ja) |
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| JPH01144635A (ja) * | 1987-11-30 | 1989-06-06 | Mitsubishi Electric Corp | 電子部品の固定方法 |
| JPH0334355A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-14 | Sansha Electric Mfg Co Ltd | 電力用半導体モジュール |
| JP2014229649A (ja) * | 2013-05-20 | 2014-12-08 | カルソニックカンセイ株式会社 | 半導体モジュール及びその製造方法 |
| JP2016178220A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | 富士電機株式会社 | 半導体モジュールおよび樹脂ケース |
Families Citing this family (12)
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| JPH02222565A (ja) * | 1989-02-23 | 1990-09-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JPH0611536Y2 (ja) * | 1989-03-03 | 1994-03-23 | 新電元工業株式会社 | 樹脂封止型電子回路装置 |
| DE3915707A1 (de) * | 1989-05-13 | 1990-11-22 | Asea Brown Boveri | Kunststoffgehaeuse und leistungshalbleitermodul mit diesem gehaeuse |
| JP2867753B2 (ja) * | 1991-02-25 | 1999-03-10 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP3316714B2 (ja) * | 1994-05-31 | 2002-08-19 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP3168901B2 (ja) * | 1996-02-22 | 2001-05-21 | 株式会社日立製作所 | パワー半導体モジュール |
| EP1336990A1 (de) * | 2002-02-14 | 2003-08-20 | Abb Research Ltd. | Gehäuse für ein hochspannungsfestes Leistungshalbleitermodul |
| US8184440B2 (en) * | 2009-05-01 | 2012-05-22 | Abl Ip Holding Llc | Electronic apparatus having an encapsulating layer within and outside of a molded frame overlying a connection arrangement on a circuit board |
| DE102009024369B4 (de) * | 2009-06-09 | 2011-12-29 | Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg | Leistungselektronisches System |
| EP2448389B1 (de) * | 2010-11-02 | 2013-08-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrisches Gerät |
| EP4273918A1 (en) * | 2022-05-05 | 2023-11-08 | Infineon Technologies AG | A semiconductor package comprising structures configured to withstand a change of the volume of an potting compound |
| CN117116870A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-11-24 | 江苏宏微科技股份有限公司 | 高气密性的功率模块及其制作方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| CS214034B1 (en) * | 1980-06-10 | 1982-04-09 | Michal Pellant | Semiconductor modulus |
| DE3028178C2 (de) * | 1980-07-25 | 1985-05-09 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Leistungshalbleiter-Modul |
| DE3127457C2 (de) * | 1981-07-11 | 1985-09-12 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Stromrichtermodul |
| JPS5931044A (ja) * | 1982-08-12 | 1984-02-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| DE3241508A1 (de) * | 1982-11-10 | 1984-05-10 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Leistungstransistor-modul |
| JPS59198740A (ja) * | 1983-04-25 | 1984-11-10 | Mitsubishi Electric Corp | 樹脂封止形半導体複合素子 |
| JPS60157241A (ja) * | 1984-01-26 | 1985-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JPS6148947A (ja) * | 1984-08-16 | 1986-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
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-
1986
- 1986-07-01 DE DE19863621994 patent/DE3621994A1/de not_active Withdrawn
-
1987
- 1987-06-27 EP EP87109263A patent/EP0251260A1/de not_active Withdrawn
- 1987-06-30 JP JP62161444A patent/JPS6328052A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0251260A1 (de) | 1988-01-07 |
| DE3621994A1 (de) | 1988-01-14 |
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