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JP5648527B2 - Semiconductor device with connector and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP5648527B2 JP2011035400A JP2011035400A JP5648527B2 JP 5648527 B2 JP5648527 B2 JP 5648527B2 JP 2011035400 A JP2011035400 A JP 2011035400A JP 2011035400 A JP2011035400 A JP 2011035400A JP 5648527 B2 JP5648527 B2 JP 5648527B2
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Description

本発明は、ボンディングワイヤを用いてリードフレームと接続した半導体素子と、制御回路部品とを含む半導体モジュールと、該半導体モジュールと外部との接続を図る端子金具とをコネクタ部内に一体的に収容したコネクタ付半導体装置に関する。   The present invention integrally accommodates a semiconductor module including a semiconductor element connected to a lead frame using a bonding wire, a control circuit component, and a terminal fitting for connecting the semiconductor module and the outside in a connector portion. The present invention relates to a semiconductor device with a connector.

入力に対して所定の処理を施して出力する、集積回路、半導体スイッチング素子といった能動部品と、抵抗、コイル、キャパシタといった受動部品とを組み合わせて、基板、リードフレーム等の機構部品を用いて配置し、入出力のための外部接続端子を設けて、筐体や樹脂モールド内に収納した半導体装置が様々な分野で使用されている。   A combination of active components such as integrated circuits and semiconductor switching elements, which outputs a specific input to the output, and passive components such as resistors, coils, and capacitors, and arranges them using mechanical components such as substrates and lead frames. Semiconductor devices that are provided with external connection terminals for input / output and housed in housings or resin molds are used in various fields.

特許文献１には、外部接続端子を接続した半導体集積基板と、前記端子及び基板を一体的に埋め込んで形成したコネクタ部を有する樹脂成形部とからなるコネクタ付半導体装置が開示されている。   Patent Document 1 discloses a semiconductor device with a connector including a semiconductor integrated substrate to which external connection terminals are connected and a resin molded portion having a connector portion formed by embedding the terminals and the substrate integrally.

このようなコネクタ付半導体装置を、ディーゼル車等の内燃機関の着火を補助したり燃焼排気の浄化を図ったりするためのグロープラグへの通電を制御するグロープラグ通電制御装置（以下、適宜ＧＣＵと称す。）に適用しようとした場合、コネクタ付半導体装置は、激しい振動に晒されたり水を被ったりする等の過酷な使用環境に載置されるため、コネクタ部には、激しい振動に対抗できる高い靱性と、被水したときに水の侵入を阻止する高い水密性が要求される。
また、近年、グロープラグの即暖化やアフターグローの要求により、ＧＣＵに用いられる半導体素子の発熱量が増大する傾向にあり、半導体素子の放熱性の向上が重要となっている（特許文献２参照）。 Such a semiconductor device with a connector is a glow plug energization control device (hereinafter referred to as GCU as appropriate) for controlling energization to a glow plug for assisting ignition of an internal combustion engine such as a diesel vehicle or purifying combustion exhaust gas. When the semiconductor device with a connector is placed in a harsh environment such as being exposed to severe vibration or being exposed to water, the connector portion can withstand severe vibration. High toughness and high water tightness that prevents water from entering when it is flooded are required.
In recent years, due to the demand for immediate warming of the glow plug and afterglow, the amount of heat generated by the semiconductor element used in the GCU tends to increase, and it is important to improve the heat dissipation of the semiconductor element (Patent Document 2). reference).

一方、半導体素子とリードフレームとの接続には、一般的に金やアルミニウム等からなるボンディングワイヤが用いられており、これらの半導体素子を封止保護する際には、封止時の断線を避けるために、比較的粘度の低いエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられている。   On the other hand, bonding wires made of gold, aluminum, or the like are generally used for connection between the semiconductor element and the lead frame. When sealing and protecting these semiconductor elements, avoid disconnection during sealing. Therefore, a thermosetting resin such as an epoxy resin having a relatively low viscosity is used.

ところが、熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂に比べ靱性が低い脆性材料であり、ＧＣＵ等のような過酷な使用環境に晒されるコネクタ部を形成するには不向きである。
一方、ポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の熱可塑性樹脂は、靱性が高く、車載用半導体装置のコネクタ部の形成に広く用いられているが、溶融時の粘度が比較的高く、充填時にボンディングワイヤの断線や剥離を招く虞があり半導体素子を直接的に覆う保護樹脂材料として用いることは困難である。
このため、特許文献１にあるように、半導体集積基板に端子を接続し、成型金型に配置した後、樹脂を前記金型に注入し、コネクタも同時に形成するためには、予め半導体集積基板に端子を接続した上で、半導体集積基板の周囲をエポキシ樹脂等の比較的粘度の低い熱硬化性樹脂で覆った後、成型金型に配置して、金型内に注入する樹脂として熱可塑性樹脂を用いることになる。 However, a thermosetting resin is a brittle material having lower toughness than a thermoplastic resin, and is not suitable for forming a connector part exposed to a severe use environment such as GCU.
On the other hand, thermoplastic resins such as polyphenyl sulfide (PPS) and polybutylene terephthalate (PBT) have high toughness and are widely used for forming connector parts of in-vehicle semiconductor devices. It is difficult to use as a protective resin material that directly covers the semiconductor element because there is a risk of disconnection or peeling of the bonding wire during filling.
For this reason, as disclosed in Patent Document 1, in order to connect a terminal to a semiconductor integrated substrate and place it in a molding die and then inject resin into the die and form a connector at the same time, a semiconductor integrated substrate is previously provided. After connecting the terminals to the semiconductor integrated substrate, the periphery of the semiconductor integrated substrate is covered with a thermosetting resin having a relatively low viscosity, such as an epoxy resin, and then placed in a molding die and thermoplastic as a resin to be injected into the die. Resin will be used.

ところが、熱可塑性樹脂は粘度が高く、押し退け力が極めて大きく、本発明者等が図１４に示すように、外部接続端子１０５ｚを金型２ｚの中子２２ｚに設けた端子固定溝２０４ｚに固定して、金型２ｚ内において半導体集積基板１０３ｚが浮き上がった状態で熱可塑性樹脂ＴＰＲを注入する試験を行った所、比較的粘度の高い熱可塑性樹脂ＴＰＲの押し退け力によって、図１４（ａ）に示すように、外部接続端子１０５ｚが変形したり、図１４（ｂ）に示すように、リードフレーム１０４ｙと外部接続端子１０５ｚとの接続が剥離したりする虞があることが判明した。
なお、図１４（ａ）に比較例１として示す半導体モジュール１０ｚは、基板１０３ｚ状にボンディングワイヤ１０２ｚによって接続された半導体素子１０１ｚと回路部品１０６ｚとが載置され、外部接続端子１０５ｚが直接基板１０３ｚに接続され、保護樹脂１０７ｚによって覆われており、これを移動型２０ｚ、固定型２１ｚ、中子２２ｚからなり、内側にキャビティを区画した金型２ｚを用いて半導体モジュール収容部とコネクタ部とを一体的に形成し、図１４（ｂ）に比較例２として示す半導体モジュール１０ｙは、基板１０３ｙ上にボンディングワイヤ１０２ｙで接続した半導体素子１０１ｙと回路部品１０６ｙを載置し、リードフレーム１０４ｙを接続し、低粘度の熱硬化性樹脂ＴＳＲからなる保護樹脂１０７ｚによって覆い、さらにその周囲を熱可塑性樹脂ＴＰＲ、又は、熱硬化性樹脂ＴＳＲからなるモールド樹脂１０７ｙで覆い、リードフレーム１０４ｙと外部接続端子１０５ｚとを抵抗溶接、加締め、ハンダ付け等によって接続してある。 However, the thermoplastic resin has a high viscosity and an extremely large pushing force. As shown in FIG. 14, the inventors fixed the external connection terminal 105z in the terminal fixing groove 204z provided in the core 22z of the mold 2z. Then, a test for injecting the thermoplastic resin TPR in a state where the semiconductor integrated substrate 103z is lifted in the mold 2z was performed. As a result, due to the displacement force of the thermoplastic resin TPR having a relatively high viscosity, as shown in FIG. As described above, it has been found that the external connection terminal 105z may be deformed or the connection between the lead frame 104y and the external connection terminal 105z may be peeled off as shown in FIG. 14B.
In addition, in the semiconductor module 10z shown as Comparative Example 1 in FIG. 14A, the semiconductor element 101z and the circuit component 106z connected by the bonding wire 102z are placed in the substrate 103z shape, and the external connection terminal 105z is directly connected to the substrate 103z. And is covered with a protective resin 107z, which is composed of a movable mold 20z, a fixed mold 21z, and a core 22z, and a mold 2z having a cavity inside, and a semiconductor module housing portion and a connector portion are connected to each other. A semiconductor module 10y formed integrally and shown as Comparative Example 2 in FIG. 14B is configured such that the semiconductor element 101y and the circuit component 106y connected by the bonding wire 102y are placed on the substrate 103y, and the lead frame 104y is connected. Covered with a protective resin 107z made of low-viscosity thermosetting resin TSR. Its periphery a thermoplastic resin TPR, or covered with a molding resin 107y made of a thermosetting resin TSR, resistance welding the lead frame 104y and the external connection terminal 105z, crimping, is connected by soldering or the like.

このような半導体モジュール１０ｚ、１０ｙを特許文献１にあるような従来のコネクタ付半導体装置と同様に、外部接続端子１０５ｚを金型２ｚ内に固定して熱可塑性樹脂ＴＰＲを充填した所、上記のような問題が発生することが判明したものである。
従来のコネクタ付半導体装置では、このような外部接続端子の変形や接続部の剥離が生じていたとしても、外観からは正常か否かの判断ができないため、コネクタ付半導の信頼性を著しく低下させることになる。
また、このような問題を生じさせないため粘度の低い熱硬化性樹脂を用いてコネクタ部を形成したのでは、靱性が低く、過酷な使用環境に置かれる車載用途には利用できない。 Similar to the conventional semiconductor device with a connector as disclosed in Patent Document 1, the semiconductor modules 10z and 10y are fixed in the mold 2z and filled with the thermoplastic resin TPR as described above. It has been found that such a problem occurs.
In the conventional semiconductor device with a connector, even if such deformation of the external connection terminal or separation of the connection portion occurs, it cannot be judged from the appearance whether it is normal or not, so the reliability of the semiconductor with connector is remarkably improved. Will be reduced.
In addition, in order not to cause such a problem, if the connector portion is formed using a thermosetting resin having a low viscosity, the connector portion is low in toughness and cannot be used for an in-vehicle application placed in a severe use environment.

そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、少なくとも半導体素子と制御回路部と外部接続端子とを収容する半導体モジュール収容部と相手方に嵌合可能とするコネクタ部とが一体となったコネクタ付半導体装置であって、高靱性で高水密性を確保できる熱可塑性樹脂を用いてコネクタ部を形成する際に、外部接続端子が変形したり、リードフレームと外部接続端子との接続が剥離したりする虞のない信頼性に高い構造のコネクタ付半導体装置とその製造方法とを提供することを目的とする。   Therefore, in view of such circumstances, the present invention provides a semiconductor device with a connector in which a semiconductor module housing portion that houses at least a semiconductor element, a control circuit portion, and an external connection terminal and a connector portion that can be fitted to the other party are integrated. However, when the connector portion is formed using a thermoplastic resin capable of ensuring high toughness and high water tightness, the external connection terminal may be deformed or the connection between the lead frame and the external connection terminal may be peeled off. An object of the present invention is to provide a connector-attached semiconductor device having a high reliability and no structure, and a manufacturing method thereof.

請求項１の発明では、少なくとも半導体素子と制御回路部とリードフレームとを保護樹脂部によって封止してリードフレームの一端を外部に引き出した半導体モジュールと、該半導体モジュールを収容する半導体モジュール収容部と、上記半導体モジュールに接続され外部との接続を図る外部接続端子を収容するコネクタ部とを具備し、上記半導体モジュール収容部と上記コネクタ部とが一体となったコネクタ付半導体装置であって、熱可塑性樹脂からなり、上記外部接続端子を内側に保持しつつ、上記半導体モジュールを固定するための半導体モジュール固定部と、上記コネクタ部を形成する際に、上記半導体モジュール固定手段を金型内の所定位置に保持するための固定手段被固定部とを形成した半導体モジュール固定手段を具備する。   In the invention of claim 1, at least a semiconductor element, a control circuit portion, and a lead frame are sealed with a protective resin portion, and a semiconductor module in which one end of the lead frame is drawn outside, and a semiconductor module housing portion for housing the semiconductor module And a connector part that accommodates an external connection terminal that is connected to the semiconductor module and is intended to be connected to the outside, wherein the semiconductor module housing part and the connector part are integrated, When forming the semiconductor module fixing portion and the connector portion for fixing the semiconductor module while holding the external connection terminal on the inside, the semiconductor module fixing means is formed in the mold. The semiconductor module fixing means is formed with fixing means to be fixed at a predetermined position.

請求項２の発明では、上記半導体モジュール固定手段は、インサート成型、又は、圧入により、上記外部接続端子の一端を上記半導体モジュール側に露出させ、他端をコネクタ部側に露出させるように保持している。   According to a second aspect of the present invention, the semiconductor module fixing means is held by insert molding or press-fitting so that one end of the external connection terminal is exposed to the semiconductor module side and the other end is exposed to the connector portion side. ing.

請求項３の発明では、上記半導体モジュール固定手段の一方の面には、上記半導体モジュールを保持固定する半導体モジュール固定部として、少なくとも上記半導体モジュールの封止樹脂部の下半部を収容し、保持可能とする凹溝を穿設し、又は、上記半導体モジュールの側に向かって伸びる複数の鈎爪部を突設し、若しくは、上記半導体モジュール固定手段の側面方向に開口し上記外部接続端子の配列方向に沿って伸びる略筒状の空隙部を形成する。   According to a third aspect of the present invention, at least one lower half of the sealing resin portion of the semiconductor module is accommodated and held on one surface of the semiconductor module fixing means as a semiconductor module fixing portion for holding and fixing the semiconductor module. An enabling groove is formed, or a plurality of claw portions extending toward the semiconductor module are protruded, or an opening in the side surface direction of the semiconductor module fixing means and the arrangement of the external connection terminals is arranged. A substantially cylindrical void extending along the direction is formed.

請求項４の発明では、上記半導体モジュール固定手段の他方の面には、上記コネクタ部を形成する際に、金型内の定位置に上記半導体モジュール固定手段を固定するための固定手段被固定部として、上記半導体モジュール固定手段の底部を階段状に縮形して金型に向かって突出させ、金型に設けた凹溝状の固定手段固定部に係合する段差状被固定部、又は、上記半導体モジュール固定手段の底部に穿設して、金型に設けた固定ピンを挿通可能とするピン孔状被固定部、若しくは、上記半導体モジュール固定手段の側面方向に張り出して金型に設けた溝状の固定手段固定部に嵌合する舌片状被固定部のいずれかを具備する。   According to a fourth aspect of the present invention, when the connector portion is formed on the other surface of the semiconductor module fixing means, a fixing means fixed portion for fixing the semiconductor module fixing means at a fixed position in the mold. As described above, the bottom of the semiconductor module fixing means is stepped and protruded toward the mold, and the stepped fixed part engaged with the concave groove-shaped fixing means fixing part provided in the mold, or Perforated at the bottom of the semiconductor module fixing means, a pin hole-like fixed part that allows a fixing pin provided in the mold to be inserted, or the semiconductor module fixing means is provided in the mold so as to protrude in the lateral direction. Any one of the tongue-like fixed portions fitted to the groove-shaped fixing means fixing portion is provided.

請求項５の発明では、半導体装置を構成する半導体モジュールと、該半導体モジュールを収容する半導体モジュール収容部と、上記半導体モジュールに接続した外部接続端子を収容すると共に、相手方に嵌合可能とするコネクタ部とを一体的に形成したコネクタ付半導体装置の製造方法であって、
予め、外部接続端子を保持した半導体モジュール固定手段に上記半導体モジュールを固定しつつ、上記半導体モジュールと上記外部接続端子とを接続して一体のインサート部品とするインサート部品組み付け工程と、
上記半導体モジュール固定手段に設けた固定手段被固定部を金型に形成した固定手段固定部によって固定した状態で、金型内に区画したキャビティに熱可塑性樹脂を充填して上記半導体モジュールと上記コネクタ部とを一体的に成形するコネクタ形成工程とを具備することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor module that constitutes a semiconductor device, a semiconductor module accommodating portion that accommodates the semiconductor module, and an external connection terminal that is connected to the semiconductor module, and a connector that can be fitted to the other party. A method of manufacturing a semiconductor device with a connector integrally formed with a portion,
Insert part assembly step of connecting the semiconductor module and the external connection terminal to form an integral insert part while fixing the semiconductor module to the semiconductor module fixing means holding the external connection terminal in advance,
In a state where the fixing means fixed portion provided in the semiconductor module fixing means is fixed by a fixing means fixing portion formed in a mold, the semiconductor module and the connector are filled with a thermoplastic resin in a cavity partitioned in the mold And a connector forming step of integrally forming the portion.

請求項６の発明では、上記半導体モジュール固定手段の基部を形成するための基部形成用キャビティと、上記半導体モジュール固定部を形成するための固定部形成用キャビティと、上記固定手段被固定部を形成するための被固定部形成用キャビティと、を区画した金型内に、熱可塑性樹脂を充填して上記半導体モジュール固定手段を形成する半導体モジュール固定手段形成工程を具備する。   According to a sixth aspect of the present invention, a base forming cavity for forming a base portion of the semiconductor module fixing means, a fixing portion forming cavity for forming the semiconductor module fixing portion, and the fixing means fixed portion are formed. And a semiconductor module fixing means forming step of forming the semiconductor module fixing means by filling a mold in which a cavity to be fixed is formed with a thermoplastic resin.

請求項７の発明では、上記半導体モジュール固定手段と上記樹脂成形部とを同材質の熱可塑性樹脂によって形成する。   According to a seventh aspect of the present invention, the semiconductor module fixing means and the resin molding part are formed of the same thermoplastic resin.

本発明によれば、上記半導体モジュール固定手段によって、上記半導体モジュールと上記外部接続端子とが固定されているので、高靱性で高水密性を確保できる熱可塑性樹脂を用いて上記半導体モジュール収容部と上記コネクタ部とを一体的に形成しても、粘度の高い熱可塑性樹脂の押し退け力に対抗することができ、上記外部接続端子が変形したり、上記リードフレームと上記外部接続端子との接続が剥離したりする虞がなく、信頼性の高いコネクタ付半導体装置が実現できる。   According to the present invention, since the semiconductor module and the external connection terminal are fixed by the semiconductor module fixing means, the semiconductor module housing portion is made of a thermoplastic resin capable of ensuring high toughness and high water tightness. Even if the connector part is integrally formed, it can resist the pushing-out force of the high-viscosity thermoplastic resin, the external connection terminal can be deformed, or the lead frame and the external connection terminal can be connected. There is no possibility of peeling off, and a highly reliable semiconductor device with a connector can be realized.

本発明の第１の実施形態におけるコネクタ付半導体装置の概要を示し、（ａ）は、斜視図、（ｂ）は、本図（ａ）中Ａ−Ａに沿った断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The outline | summary of the semiconductor device with a connector in the 1st Embodiment of this invention is shown, (a) is a perspective view, (b) is sectional drawing along AA in this figure (a). 本発明の第１の実施形態におけるコネクタ付き半導体装置の具体例として示すグロープラグ通電制御装置の全体構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of the glow plug electricity supply control apparatus shown as a specific example of the semiconductor device with a connector in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態におけるコネクタ付半導体装置の製造工程概要の順を追って示し、（ａ）は、リードフレーム上に半導体素子及び制御回路部を実装した平面図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）は、熱硬化性樹脂で半導体素子及び制御回路部を封止した後の断面図。The order of the manufacturing process outline | summary of the semiconductor device with a connector in the 1st Embodiment of this invention is shown later, (a) is the top view which mounted the semiconductor element and the control circuit part on the lead frame, (b) is the cross section. FIG. 4C is a cross-sectional view after sealing the semiconductor element and the control circuit portion with a thermosetting resin. 本発明の要部である半導体モジュール固定手段を形成する半導体モジュール固定手段形成工程の概要を示し、（ａ）は、平面図、（ｂ）は断面図。The outline | summary of the semiconductor module fixing means formation process which forms the semiconductor module fixing means which is the principal part of this invention is shown, (a) is a top view, (b) is sectional drawing. 図３、図４に示した工程に続く、半導体モジュールと半導体モジュール固定手段とを組み合わせてインサート部品とするインサート部品形成工程を示す断面図。Sectional drawing which shows the insert component formation process which uses a semiconductor module and a semiconductor module fixing means as an insert component following the process shown in FIG. 3, FIG. 図５に続く、コネクタ形成工程の概要と本発明の効果を示す断面図。Sectional drawing which shows the outline | summary of the connector formation process following FIG. 5, and the effect of this invention. 本発明の第１の実施形態におけるコネクタ形成工程の概要を示す断面図。Sectional drawing which shows the outline | summary of the connector formation process in the 1st Embodiment of this invention. （ａ）は、本発明の第２の実施形態におけるコネクタ形成工程の概要を示す断面図、（ｂ）は、本実施形態のコネクタ付半導体装置を示す断面図。(A) is sectional drawing which shows the outline | summary of the connector formation process in the 2nd Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing which shows the semiconductor device with a connector of this embodiment. （ａ）は、本発明の第３の実施形態におけるコネクタ形成工程の概要を示す断面図、（ｂ）は、本実施形態のコネクタ付半導体装置を示す断面図。(A) is sectional drawing which shows the outline | summary of the connector formation process in the 3rd Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing which shows the semiconductor device with a connector of this embodiment. （ａ）は、本発明の第４の実施形態におけるコネクタ形成工程の概要を示す断面図、（ｂ）は、本実施形態のコネクタ付半導体装置を示す断面図。(A) is sectional drawing which shows the outline | summary of the connector formation process in the 4th Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing which shows the semiconductor device with a connector of this embodiment. 本発明の第５の実施形態におけるコネクタ形成工程の概要を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図。The outline | summary of the connector formation process in the 5th Embodiment of this invention is shown, (a) is sectional drawing, (b) is a top view. （ａ）は、本発明の第６の実施形態におけるコネクタ形成工程の概要を示す断面図、（ｂ）は、本実施形態のコネクタ付半導体装置を示す断面図。(A) is sectional drawing which shows the outline | summary of the connector formation process in the 6th Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing which shows the semiconductor device with a connector of this embodiment. 本発明の第６の実施形態におけるコネクタ付半導体装置の要部である半導体モジュール固定手段を示し、（ａ）、（ｂ）は組み付け方法を示す側面図、（ｂ）組み付け後の断面図。The semiconductor module fixing means which is the principal part of the semiconductor device with a connector in the 6th Embodiment of this invention is shown, (a), (b) is a side view which shows the assembly method, (b) Sectional drawing after an assembly | attachment. 比較例として従来のコネクタ付半導体装置の問題点を示す断面図。Sectional drawing which shows the problem of the conventional semiconductor device with a connector as a comparative example.

図１を参照して本発明の第１の実施形態におけるコネクタ付半導体装置１の概要について説明する。
コネクタ付半導体装置１は、半導体モジュール１０と、相手方に嵌合可能とするコネクタ部１１０を含む樹脂成形部１１と、半導体モジュール固定手段１２とによって構成されている。
半導体モジュール１０は、内部に半導体素子１０１と制御回路部１０６とを具備し、半導体素子１０１を実装しつつヒートシンクを兼ねる半導体実装部１０８と、制御回路部を実装する制御回路実装部１０３と、半導体素子１０１及び制御回路部１０６とリードフレーム１０４とを接続するボンディングワイヤ１０２と、半導体素子１０１及び制御回路部１０６と外部接続端子１０５との接続を可能とするリードフレーム１０４の一方の端とが保護樹脂部として設けられた熱硬化性樹脂（ＴＳＲ）からなるモールド樹脂１０７によって一体的に覆われ、リードフレーム１０４の他端が外部に引き出されている。
本実施形態において、半導体モジュール固定手段１２は、熱可塑性樹脂（ＴＰＲ）によって形成され、インサート成型、又は、圧入により、固定手段基部１２０の内側に外部接続端子１０５を保持し、外部接続端子１０５の一端を半導体モジュール側に露出させ、他端をコネクタ部側に露出させるように保持している。
半導体モジュール固定手段１２の一方の面には、半導体モジュール１０を保持固定する半導体モジュール固定部１２１として、半導体モジュール１０のモールド樹脂１０７の下半部を収容し、保持可能とする凹溝が形成されている。なお、半導体モジュール固定部１２１は、凹溝に限定されるものではなく、半導体モジュール固定手段１２の一方の表面に複数の鈎爪部を突設して、熱可塑性樹脂の可撓性を利用して半導体モジュール１０を弾性的に保持するものでも良い。 With reference to FIG. 1, the outline | summary of the semiconductor device 1 with a connector in the 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
The semiconductor device with a connector 1 includes a semiconductor module 10, a resin molding portion 11 including a connector portion 110 that can be fitted to a counterpart, and a semiconductor module fixing means 12.
The semiconductor module 10 includes a semiconductor element 101 and a control circuit unit 106 therein, a semiconductor mounting unit 108 that also serves as a heat sink while mounting the semiconductor element 101, a control circuit mounting unit 103 that mounts the control circuit unit, and a semiconductor The bonding wire 102 that connects the element 101 and the control circuit unit 106 to the lead frame 104 and one end of the lead frame 104 that enables the connection between the semiconductor element 101 and the control circuit unit 106 and the external connection terminal 105 are protected. The lead frame 104 is integrally covered with a mold resin 107 made of a thermosetting resin (TSR) provided as a resin portion, and the other end of the lead frame 104 is drawn to the outside.
In this embodiment, the semiconductor module fixing means 12 is formed of a thermoplastic resin (TPR), and holds the external connection terminal 105 inside the fixing means base 120 by insert molding or press-fitting. One end is exposed to the semiconductor module side and the other end is held to the connector portion side.
On one surface of the semiconductor module fixing means 12, a concave groove is formed as a semiconductor module fixing portion 121 for holding and fixing the semiconductor module 10 so as to accommodate and hold the lower half of the mold resin 107 of the semiconductor module 10. ing. The semiconductor module fixing portion 121 is not limited to the concave groove, and a plurality of claw portions are provided on one surface of the semiconductor module fixing means 12 so as to utilize the flexibility of the thermoplastic resin. The semiconductor module 10 may be elastically held.

さらに、半導体モジュール固定手段１２の他方の面には、コネクタ部１１０を形成する際に、金型内の所定位置に半導体モジュール固定手段１２を固定するための固定手段被固定部１２２として、半導体モジュール固定手段１２の底部が金型２の中子２２に向かって突き出し、階段状に縮形した段差状被固定部１２２が形成されている。   Further, when the connector part 110 is formed on the other surface of the semiconductor module fixing means 12, a semiconductor module is used as a fixing means fixed part 122 for fixing the semiconductor module fixing means 12 at a predetermined position in the mold. A bottom portion of the fixing means 12 protrudes toward the core 22 of the mold 2 to form a stepped fixed portion 122 that is reduced in a step shape.

樹脂成形部１１は、半導体モジュール固定手段１２と同材質の熱可塑性樹脂によって形成されている。樹脂成形部１１には、コネクタ部１１０と半導体モジュール収容部１１１とが一体的に形成されている。
コネクタ部１１０には、相手側のコネクタをロックするための爪部１１２が形成されている。
半導体モジュール収容部１１１は、半導体モジュール１０と半導体モジュール固定手段１２とを一体的に覆っている。
本実施形態においては、半導体モジュール固定手段１２の固定手段被固定部１２２がコネクタ部１１０内に突出すように形成されている。 The resin molding part 11 is formed of a thermoplastic resin made of the same material as the semiconductor module fixing means 12. The resin molding part 11 is integrally formed with a connector part 110 and a semiconductor module housing part 111.
The connector part 110 is formed with a claw part 112 for locking the mating connector.
The semiconductor module housing part 111 integrally covers the semiconductor module 10 and the semiconductor module fixing means 12.
In the present embodiment, the fixing means fixed portion 122 of the semiconductor module fixing means 12 is formed so as to protrude into the connector portion 110.

なお、本実施形態においては、半導体モジュール１０は、基板を用いず、裸の半導体素子１０１をリードフレームに直接実装したものを示したが、本発明は、通常の基板上に半導体集積回路を形成した一般的な半導体モジュールにも適用可能である。
また、本実施形態においては、リードフレーム１０４がモールド樹脂１０７の両側に引き出された、いわゆるＤＩＰ型の半導体モジュールを用いた例を示したが、本発明は、リードフレームが保護樹脂部の片側に引き出された、いわゆるＳＩＰ型の半導体モジュールにも適用可能である。
さらに、半導体素子１０１として、発熱量の多いパワーデバイスを用いる場合には、放熱性を良好にするために、モールド樹脂１０７、半導体モジュール固定手段１２、樹脂成形部１１を形成する際に、熱伝導率が大きい窒化アルミニウム、窒化珪素等の絶縁性耐熱粒子をフィラーとして混合しても良い。
また、当然のことながら、半導体装置１の具体的な機能、使用目的に応じて、半導体素子１０１の機能、形態、数量、及び制御回路部１０６の機能、構成、リードフレーム１０４の材質、形態、数量、外部接続端子１０５の材質、形態、数量、コネクタ部１１０の大きさ、形態等は適宜変更可能である。 In the present embodiment, the semiconductor module 10 is shown in which a bare semiconductor element 101 is directly mounted on a lead frame without using a substrate, but the present invention forms a semiconductor integrated circuit on a normal substrate. The present invention can also be applied to general semiconductor modules.
Further, in this embodiment, an example using a so-called DIP type semiconductor module in which the lead frame 104 is drawn out on both sides of the mold resin 107 is shown. However, in the present invention, the lead frame is provided on one side of the protective resin portion. The present invention is also applicable to a so-called SIP type semiconductor module drawn out.
Further, when a power device having a large calorific value is used as the semiconductor element 101, in order to improve heat dissipation, heat conduction is performed when forming the mold resin 107, the semiconductor module fixing means 12, and the resin molding portion 11. Insulating heat resistant particles such as aluminum nitride and silicon nitride having a high rate may be mixed as a filler.
Of course, depending on the specific function and purpose of use of the semiconductor device 1, the function, configuration and quantity of the semiconductor element 101, and the function and configuration of the control circuit unit 106, the material and configuration of the lead frame 104, The quantity, the material, form and quantity of the external connection terminal 105, the size and form of the connector part 110, and the like can be changed as appropriate.

本発明は、半導体装置の具体的な機能を限定するものではなく、コネクタ部と半導体モジュールを収容する半導体モジュール収容部とが一体となったコネクタ付半導体装置について広く採用し得るものであるが、本発明の特徴を理解し易くするため、図略のディーゼル機関の燃焼室に設けたグロープラグ８への通電を制御するグロープラグ通電制御装置（ＧＣＵ）１を具体例として、本発明のコネクタ付半導体装置の特徴並びに製造方法について説明する。
先ず、図２を参照して本発明を適用したＧＣＵ１の構成について簡単に説明する。
ＧＣＵ１は、複数のグロープラグ８への通電を開閉するためのパワーＭＯＳＦＥＴ等からなる複数の半導体素子１０１と、機関の運転状況に応じてエンジン電子制御装置（ＥＣＵ）９から発信された駆動信号ＳＩにしたがって半導体素子１０１を開閉駆動する駆動制御部（ＤＲＶ）と、グロープラグ８に流れる電流等の情報に基づいて異常を検出する異常診断部（ＤＩＵ）とによって構成された制御回路部１０６とを一体的に収容し、駆動電源ＢＡＴＴ、制御電源＋Ｂ、駆動信号ＳＩを入力とし、グロープラグ８に印加するプラグ電圧Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、異常診断信号ＤＩを出力としている。 The present invention does not limit the specific function of the semiconductor device, and can be widely adopted for a semiconductor device with a connector in which a connector portion and a semiconductor module housing portion for housing a semiconductor module are integrated. In order to facilitate understanding of the features of the present invention, a glow plug energization control unit (GCU) 1 for controlling energization to a glow plug 8 provided in a combustion chamber of a diesel engine (not shown) is taken as a specific example, and the connector of the present invention is attached. The features and manufacturing method of the semiconductor device will be described.
First, the configuration of the GCU 1 to which the present invention is applied will be briefly described with reference to FIG.
The GCU 1 includes a plurality of semiconductor elements 101 such as power MOSFETs for opening and closing energization to the plurality of glow plugs 8, and a drive signal SI transmitted from an engine electronic control unit (ECU) 9 in accordance with the operating state of the engine. And a control circuit unit 106 configured by a drive control unit (DRV) that opens and closes the semiconductor element 101 and an abnormality diagnosis unit (DIU) that detects an abnormality based on information such as a current flowing through the glow plug 8. The power supply BATT, the control power supply + B, and the drive signal SI are input, and plug voltages G1, G2, G3, and G4 to be applied to the glow plug 8 and an abnormality diagnosis signal DI are output.

図３〜図９を参照して、図１に示したＧＣＵ１の製造工程概要の順を追って説明する。
図３ａに示すように、リードフレーム１０４は、所定の数、大きさ、形状に加工され、半導体素子１０１を載置すると共にヒートシンクを兼ねた半導体実装部１０８と、制御回路部１０６を実装する制御回路部実装部１０３と共に一体的に枠部３００に結合されている。
制御するグロープラグ８の数に応じた数の半導体素子１０１が、半導体実装部１０８に載置される。半導体実装部１０８は、外部接続端子１０５を介して外部の駆動電源ＢＡＴＴに接続されるリードフレーム１０４（ＢＡＴＴ）に結合している。
本実施形態において、制御回路部１０６は、内部に集積回路を構成したモノリシックＩＣによって構成され、制御電源端子を兼ねる制御回路実装部１０３に載置され、電源入力端子と制御回路実装部１０３とがボンディングワイヤ１０２によって接続されている。
制御回路実装部１０３は、外部接続端子１０５を介して外部の制御電源（＋Ｂ）に接続されるリードフレーム１０４（＋Ｂ）と結合している。
半導体素子１０１のドレイン端子Ｄは、半導体実装部１０８にハンダ付けや導電性接着剤等によって固定され、各半導体素子１０１のソース端子Ｓは、外部接続端子１０５を介してグロープラグ８に接続されるリードフレーム１０４（Ｇ１〜Ｇ４）とボンディングワイヤ１０２によって接続され、ゲート端子Ｇは、制御回路部１０６の各出力端子とボンディングワイヤ１０２によって接続されている。
制御回路部１０６の駆動信号入力端子は、外部接続端子１０５を介して、ＥＣＵ９に接続されＥＣＵ９から発信される駆動信号ＳＩを入力するためのリードフレーム１０４（ＳＩ）とボンディングワイヤ１０２によって接続されている。
制御回路部１０６の自己診断信号出力端子は、外部接続端子１０５を介して、ＥＣＵ９に接続され、ＥＣＵ９へ自己診断信号ＤＩを発信するためのリードフレーム１０４（ＤＩ）とボンディングワイヤ１０２によって接続されている。
さらに、本実施形態においては、半導体素子の一部を電流検出するためのセンス部として用いるために制御回路部１０６の検出電流入力端子に接続してある。
本図（ｂ）に示すように、半導体実装部１０８は厚肉に形成され、半導体素子１０１で発生する熱を放出するためのヒートシンクを兼ねている。 With reference to FIG. 3 to FIG. 9, the manufacturing process outline of the GCU 1 shown in FIG.
As shown in FIG. 3A, the lead frame 104 is processed into a predetermined number, size, and shape, and a semiconductor mounting portion 108 on which the semiconductor element 101 is mounted and also serves as a heat sink, and a control circuit portion 106 are mounted. Together with the circuit unit mounting unit 103, the frame unit 300 is integrally coupled.
The number of semiconductor elements 101 corresponding to the number of glow plugs 8 to be controlled is placed on the semiconductor mounting portion 108. The semiconductor mounting unit 108 is coupled to a lead frame 104 (BATT) connected to an external drive power supply BATT via an external connection terminal 105.
In the present embodiment, the control circuit unit 106 is configured by a monolithic IC having an integrated circuit therein, and is placed on the control circuit mounting unit 103 that also serves as a control power supply terminal. The power input terminal and the control circuit mounting unit 103 are connected to each other. They are connected by bonding wires 102.
The control circuit mounting unit 103 is coupled to a lead frame 104 (+ B) connected to an external control power source (+ B) via an external connection terminal 105.
The drain terminal D of the semiconductor element 101 is fixed to the semiconductor mounting portion 108 by soldering, conductive adhesive, or the like, and the source terminal S of each semiconductor element 101 is connected to the glow plug 8 via the external connection terminal 105. The lead frame 104 (G 1 to G 4 ) is connected to the bonding wire 102, and the gate terminal G is connected to each output terminal of the control circuit unit 106 by the bonding wire 102.
The drive signal input terminal of the control circuit unit 106 is connected to the lead frame 104 (SI) and the bonding wire 102 for inputting the drive signal SI connected to the ECU 9 and transmitted from the ECU 9 via the external connection terminal 105. Yes.
The self-diagnosis signal output terminal of the control circuit unit 106 is connected to the ECU 9 via the external connection terminal 105, and connected to the lead frame 104 (DI) for transmitting the self-diagnosis signal DI to the ECU 9 by the bonding wire 102. Yes.
Further, in the present embodiment, a part of the semiconductor element is connected to the detection current input terminal of the control circuit unit 106 in order to use as a sense unit for detecting current.
As shown in FIG. 2B, the semiconductor mounting portion 108 is formed thick and also serves as a heat sink for releasing heat generated in the semiconductor element 101.

上述の如くリードフレーム上に半導体素子１０１及び制御回路部１０６を実装し、所定の端子をボンディングワイヤによって接続した後、これらを、本図（ｂ）に点線で示したように半導体素子１０１、制御回路部１０６、ボンディングワイヤ１０２、及びリードフレーム１０４の一部を覆うような空隙を設けた図略の金型内に載置し、ボンディングワイヤ１０２にダメージを与えないよう、保護樹脂部として、エポキシ樹脂等の低粘度の熱硬化性樹脂（ＴＳＲ）を充填し、加熱固化させたモールド樹脂１０７によって覆い、リードフレーム１０４を所定の形状に加工することによって、本図（ｃ）に示すように半導体素子１０１と、制御回路部１０６と、ボンディングワイヤ１０２と、半導体実装部１０８と、制御回路実装部１０３と、リードフレーム１０４の一部とがモールド樹脂１０７に覆われた半導体モジュール１０が形成される。
なお、本実施形態においては、絶縁基板を用いることなく、リードフレームにベアチップを実装した半導体モジュール１０を示したが、通常のセラミック基板や、ガラスエポキシ基板等の機構部品に半導体素子や集積回路等の能動部品や、抵抗、インダクタンス、キャパシタンス等の受動部品と、を載置し、電子回路を形成し、これらを樹脂で覆って、電極端子を引き出した公知の半導体モジュールを用いても本発明のコネクタ付半導体装置とすることができる。 As described above, the semiconductor element 101 and the control circuit unit 106 are mounted on the lead frame, and predetermined terminals are connected by bonding wires, and these are connected to the semiconductor element 101 and the control as shown by the dotted line in FIG. An epoxy resin is used as a protective resin portion so as not to damage the bonding wire 102 by placing it in a mold (not shown) having a gap that covers a part of the circuit portion 106, the bonding wire 102, and the lead frame 104. By filling a low-viscosity thermosetting resin (TSR) such as resin, covering with heat-cured mold resin 107, and processing the lead frame 104 into a predetermined shape, a semiconductor as shown in FIG. The element 101, the control circuit unit 106, the bonding wire 102, the semiconductor mounting unit 108, the control circuit mounting unit 103, Semiconductor module 10 a portion is covered with the mold resin 107 of the lead frame 104 is formed.
In the present embodiment, the semiconductor module 10 in which the bare chip is mounted on the lead frame without using an insulating substrate is shown. However, a semiconductor element, an integrated circuit, or the like is used for a mechanical component such as a normal ceramic substrate or a glass epoxy substrate. Active components and passive components such as resistors, inductances, capacitances, etc. are mounted to form an electronic circuit, which is covered with a resin, and a known semiconductor module in which electrode terminals are drawn out can be used. A semiconductor device with a connector can be obtained.

次いで、図４を参照して本発明の要部である半導体モジュール固定手段１２の概要及び半導体モジュール固定手段１２を形成する半導体モジュール固定手段形成工程について説明する。
本図（ａ）は、半導体モジュール固定手段１２をインサート成形によって形成する場合に用いる移動金型６１の概要を示す平面図であり、本図（ｂ）は、半導体モジュール固定手段形成工程の概要を示す金型６の断面図である。
金型６は、固定金型６０、移動金型６１、中子６２、エジェクタ６３によって構成されている。 Next, the outline of the semiconductor module fixing means 12 and the semiconductor module fixing means forming step for forming the semiconductor module fixing means 12 as the main part of the present invention will be described with reference to FIG.
This figure (a) is a top view which shows the outline | summary of the moving mold 61 used when the semiconductor module fixing means 12 is formed by insert molding, and this figure (b) shows the outline | summary of a semiconductor module fixing means formation process. It is sectional drawing of the metal mold | die 6 shown.
The mold 6 includes a fixed mold 60, a moving mold 61, a core 62, and an ejector 63.

固定金型６０及び移動金型６１には、スプルゲート６００から充填した熱可塑性樹脂ＴＰＲによって、固定手段基部１２０、半導体モジュール固定部１２１、固定手段被固定部１２２をそれぞれ形成するための基部形成用キャビティ６０１、６０３、固定部形成用キャビティ６０２、被固定部形成用キャビティ６０４が区画されている。
移動金型６１及び中子６２には、それぞれ、外部接続端子１０５を保持固定するための端子固定溝６０５、６０６が穿設されている。
端子固定溝６０５、６０６に外部接続端子１０５を嵌め込み、固体側金型６０と移動金型６１とを密着させた状態で、キャビティ６０１、６０２、６０３、６０４内に熱可塑性樹脂ＴＰＲを充填する。 Base forming cavities for forming the fixing means base 120, the semiconductor module fixing part 121, and the fixing means fixed part 122 by the thermoplastic resin TPR filled from the sprue gate 600 in the fixed mold 60 and the moving mold 61, respectively. Reference numerals 601 and 603, a fixing portion forming cavity 602, and a fixed portion forming cavity 604 are defined.
The movable mold 61 and the core 62 are provided with terminal fixing grooves 605 and 606 for holding and fixing the external connection terminal 105, respectively.
The external connection terminals 105 are fitted into the terminal fixing grooves 605 and 606, and the cavities 601, 602, 603, and 604 are filled with the thermoplastic resin TPR in a state where the solid-side mold 60 and the moving mold 61 are in close contact with each other.

このとき、外部接続端子１０５が、端子固定溝６０５、６０６の２カ所で保持されているので、外部接続端子１０５の変形を招くことなく、固定手段基部１２０、半導体モジュール固定部１２１、固定手段被固定部１２２が形成され、一端が、固定手段基部１２０の側面から露出し、他端が、固定手段被固定部１２２の下端面から露出した状態で固定される。
金型６内に充填された熱可塑性樹脂ＴＰＲが冷却され固化すると、固定金型６０と移動金型６１とが離れ、エジェクタ６３によって固定手段基部１２０の底部が押し出され半導体モジュール固定手段１２が完成する。このとき、スプルゲート６００内の樹脂は自動的に切除される。 At this time, since the external connection terminal 105 is held at two positions of the terminal fixing grooves 605 and 606, the fixing means base 120, the semiconductor module fixing part 121, the fixing means cover are not deformed without causing the external connection terminal 105 to be deformed. The fixing portion 122 is formed, and one end is exposed from the side surface of the fixing means base 120 and the other end is fixed in a state exposed from the lower end surface of the fixing means fixed portion 122.
When the thermoplastic resin TPR filled in the mold 6 is cooled and solidified, the fixed mold 60 and the moving mold 61 are separated from each other, and the bottom of the fixing means base 120 is pushed out by the ejector 63 to complete the semiconductor module fixing means 12. To do. At this time, the resin in the sprue gate 600 is automatically removed.

次いで、図３に示した工程を経て形成された半導体モジュール１０と図４に示した工程を経て形成された半導体モジュール固定手段１２とを、図５に示すインサート部品組み付け工程において組み合わせてインサート部品とする。
このとき、半導体モジュール１０の下半部を半導体モジュール固定手段１２の半導体モジュール固定部１２１内に嵌合させることによって、半導体モジュール１０が半導体モジュール固定手段１２に固定された状態となる。
さらに、リードフレーム１０４と外部接続端子１０５の一端とを抵抗溶接、加締め、ハンダ付け等によって接続状態とする。
なお、後述の実施形態の説明において、当該接続部分についてハンダ付けを意味する符号ＳＤＲを図中に示してあるが本発明において、如何なる接続方法を用いるかは適宜選択可能である。
以上により、コネクタ部１１０を形成する際にインサートするインサート部品（１０、１２）が完成する。 Next, the semiconductor module 10 formed through the process shown in FIG. 3 and the semiconductor module fixing means 12 formed through the process shown in FIG. 4 are combined in the insert part assembly process shown in FIG. To do.
At this time, the semiconductor module 10 is fixed to the semiconductor module fixing unit 12 by fitting the lower half of the semiconductor module 10 into the semiconductor module fixing unit 121 of the semiconductor module fixing unit 12.
Furthermore, the lead frame 104 and one end of the external connection terminal 105 are connected to each other by resistance welding, caulking, soldering, or the like.
In the description of the embodiment described later, a symbol SDR meaning soldering is shown in the drawing for the connection portion, but in the present invention, what connection method is used can be appropriately selected.
Thus, the insert parts (10, 12) to be inserted when forming the connector portion 110 are completed.

なお、本実施形態においては、略平板状に形成されたリードフレーム１０４の先端と外部接続端子１０５の先端とを密接させ、ハンダ付けによって接続した例を示したが、外部接続端子１０５の一端を略筒状に形成して、リードフレーム１０４を挿入し、さらに、ハンダ付けを施すようにしても良い。
また、本実施形態においては、ＤＩＰ型の半導体モジュール１０のリードフレーム１０４と外部接続端子１０５とを接続するため、固定部基部１２０の両側面に外部接続端子１０５が露出する構成を示したが、ＳＩＰ型の半導体モジュールに対応するため、固定部基部１２０の方側面に外部接続端子１０５が露出するように構成したり、ＰＧＡ型の半導体モジュールに対応するため、固定部基部１２０の上面側に筒状に形成した外部接続端子の一端を露出させるように構成したりしても良い。 In the present embodiment, the example in which the tip of the lead frame 104 formed in a substantially flat plate shape and the tip of the external connection terminal 105 are in close contact and connected by soldering is shown. The lead frame 104 may be inserted into a substantially cylindrical shape, and further soldered.
Further, in the present embodiment, the configuration in which the external connection terminals 105 are exposed on both side surfaces of the fixed portion base 120 to connect the lead frame 104 of the DIP type semiconductor module 10 and the external connection terminals 105 is shown. In order to correspond to the SIP type semiconductor module, the external connection terminal 105 is configured to be exposed on the side surface of the fixed part base 120, or in order to correspond to the PGA type semiconductor module, a tube is formed on the upper surface side of the fixed part base 120. One end of the external connection terminal formed in a shape may be exposed.

インサート部品組み付け工程に続くコネクタ形成工程においては、このようにして、一体となったインサート部品（１０、１２）を、図６に示す金型２内に載置し、金型内に熱可塑性樹脂ＴＰＲを充填してコネクタ部１１０を形成すると共に、半導体モジュール１０を覆うように半導体モジュール収容部１１１を形成する。
金型２は、例えば、固定金型２０、移動金型２１、中子２２、エジクタ２３によって構成されており、固定金型２０、移動金型２１、中子２２には、ゲート２００から充填した熱可塑性樹脂ＴＰＲによってコネクタ部１１０と半導体モジュール収容部１１１とからなる樹脂成形部１１を一体的に形成するためのキャビティ２０１、２０２、２０３が区画され、中子２２には、固定手段被固定部１２２を保持固定するための凹溝状に形成した固定手段固定溝２２０、及び、外部接続端子１０５の先端を固定するための端子固定溝２２１が穿設されている。
段差状に形成された固定手段被固定部１２２を凹溝状に形成した固定手段固定溝２２０に係合して嵌着させると共に、外部接続端子１０５の先端を端子固定溝２２１内に挿通し、インサート部品（１０、１２）を中子２２に固定した状態で、固定金型２０と移動金型２１とを密着させ、スプルゲート２００から熱可塑性樹脂ＴＰＲを充填する。 In the connector forming process following the insert part assembling process, the integrated insert parts (10, 12) are placed in the mold 2 shown in FIG. 6, and a thermoplastic resin is placed in the mold. The connector portion 110 is formed by filling TPR, and the semiconductor module housing portion 111 is formed so as to cover the semiconductor module 10.
The mold 2 includes, for example, a fixed mold 20, a movable mold 21, a core 22, and an ejector 23, and the fixed mold 20, the movable mold 21, and the core 22 are filled from the gate 200. Cavities 201, 202, and 203 for integrally forming the resin molded portion 11 including the connector portion 110 and the semiconductor module housing portion 111 are partitioned by the thermoplastic resin TPR, and the core 22 includes a fixing means fixed portion. A fixing means fixing groove 220 formed in a recessed groove shape for holding and fixing 122 and a terminal fixing groove 221 for fixing the tip of the external connection terminal 105 are formed.
The fixing means fixed portion 122 formed in a step shape is engaged with and fitted in the fixing means fixing groove 220 formed in a concave groove shape, and the tip of the external connection terminal 105 is inserted into the terminal fixing groove 221. In a state where the insert parts (10, 12) are fixed to the core 22, the fixed mold 20 and the movable mold 21 are brought into close contact with each other, and the thermoplastic resin TPR is filled from the sprue gate 200.

このとき、本図（ａ）に示すように、比較的粘度の高い熱可塑性樹脂ＴＰＲによって、インサート部品（１０、１２）が押圧されるが、半導体モジュール１０は、半導体モジュール固定手段１２によって固定され、半導体モジュール固定手段１２は、中子２２に固定されているので、金型２内を半導体モジュール１０が移動することがなく、リードフレーム１０４と外部接続端子１０５とが変形したり、リードフレーム１０４と外部接続端子１０５との接続が剥離したりする虞がない。
したがって、本図（ｂ）に示すように、半導体モジュール１０の位置を保持したまま、コネクタ１１０と半導体モジュール収容部１１１とを一体的に形成することができる。
金型２内に充填された熱可塑性樹脂ＴＰＲが冷却され固化すると、固定金型２１と移動金型２０とが離れ、エジェクタ２３によって固定手段基部１２０の底部が押し出されコネクタ付半導体装置１が完成する。このとき、スプルゲート２００内の樹脂は自動的に切除される。 At this time, as shown in this figure (a), the insert components (10, 12) are pressed by the thermoplastic resin TPR having a relatively high viscosity, but the semiconductor module 10 is fixed by the semiconductor module fixing means 12. Since the semiconductor module fixing means 12 is fixed to the core 22, the semiconductor module 10 does not move in the mold 2, the lead frame 104 and the external connection terminal 105 are deformed, or the lead frame 104 There is no possibility that the connection between the external connection terminal 105 and the external connection terminal 105 will be separated.
Therefore, as shown in FIG. 4B, the connector 110 and the semiconductor module housing portion 111 can be integrally formed while maintaining the position of the semiconductor module 10.
When the thermoplastic resin TPR filled in the mold 2 is cooled and solidified, the fixed mold 21 and the moving mold 20 are separated from each other, and the bottom of the fixing means base 120 is pushed out by the ejector 23 to complete the semiconductor device 1 with a connector. To do. At this time, the resin in the sprue gate 200 is automatically removed.

また、半導体モジュール固定手段１２と半導体モジュール収容部１１１とが同じ材質の熱可塑性樹脂ＴＰＲで形成されているため、熱膨張率に差がなく、密着状態が維持されるので、被水したときに両者の界面から水が侵入する虞がない。
なお、コネクタ部１１０には、相手方に嵌合するための爪部１１２が移動金型２０内に突出するように形成されているが、移動金型２０の一部にスライド機構を設ける等して、コネクタ付半導体装置１を取り出す際に爪部１１２が妨げとならないようにすることができる。 Further, since the semiconductor module fixing means 12 and the semiconductor module housing portion 111 are formed of the same thermoplastic resin TPR, there is no difference in thermal expansion coefficient, and the close contact state is maintained. There is no risk of water entering from the interface between the two.
In addition, although the connector part 110 is formed so that the nail | claw part 112 for fitting to the other party may protrude in the moving mold 20, a slide mechanism is provided in a part of the moving mold 20, etc. When the semiconductor device with a connector 1 is taken out, the claw portion 112 can be prevented from becoming an obstacle.

また、金型２は、通常のインサート部品を成形する場合に慣用されているのと同様、図７に示すように、多数個取りとすることができる。
射出成形機３からスプル２０５に射出された熱可塑性樹脂ＴＰＲは、ランナ２０４を介して複数に分岐し、それぞれのスプルゲート２００からそれぞれのキャビティ内に充填され同時に同時に複数のコネクタ付半導体装置１を形成できる。 Further, as shown in FIG. 7, the mold 2 can be made in a multi-piece manner, as is commonly used when molding a normal insert part.
The thermoplastic resin TPR injected from the injection molding machine 3 into the sprue 205 is branched into a plurality through the runners 204, filled into the respective cavities from the sprue gates 200, and simultaneously formed with a plurality of semiconductor devices 1 with connectors. it can.

図８を参照して、本発明の第２の実施形態におけるコネクタ付半導体装置及びそのコネクタ形成工程について説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態と同様の構成につては同じ符号を付したので説明を省略する。
上記実施形態においては、固定手段基部１２０の上面を窪ませて半導体モジュール１０の下半部を固定する半導体モジュール固定部１２１とし、固定手段基部１２０の下面側に段差を設けて固定手段被固定部１２２としたが、本実施形態においては、半導体モジュール固定部１２１ａの周壁を移動金型２１にキャビティ２０１の上面に達するまで延設して第２の固定手段被固定部１２３ａとした点が相違する。 With reference to FIG. 8, the connector-equipped semiconductor device and the connector forming process thereof in the second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
In the above embodiment, the upper surface of the fixing means base 120 is recessed to form the semiconductor module fixing portion 121 that fixes the lower half of the semiconductor module 10, and a step is provided on the lower surface side of the fixing means base 120 to fix the fixing means fixed portion. However, the present embodiment is different in that the peripheral wall of the semiconductor module fixing portion 121a is extended to the movable mold 21 until it reaches the upper surface of the cavity 201 to form the second fixing means fixed portion 123a. .

このような構成とすることによって、本図（ａ）に示すように、半導体モジュール１０のモールド樹脂１０７全体が半導体モジュール固定部１２１ａによって保持されるのに加え、固定手段被固定部１２２と第２の固定手段被固定部１２３ａとが中子２２と固定金型２１とによって挟持されることになる。
したがって、スプルゲート２００から熱可塑性樹脂ＴＰＲがキャビティ２０１、２０２、２０３内に射出され、高い粘度の熱可塑性樹脂ＴＰＲによる強い押し退け力が作用しても、確実に、半導体モジュール１０が定位置に保持されているので、リードフレーム１０４と外部接続端子１０５とが変形したり、リードフレーム１０４と外部接続端子１０５との接続が剥離したりすることなく、コネクタ付半導体装置１ａを形成することができる。 With this configuration, as shown in FIG. 5A, in addition to the entire mold resin 107 of the semiconductor module 10 being held by the semiconductor module fixing portion 121a, the fixing means fixed portion 122 and the second portion The fixing means fixed portion 123 a is sandwiched between the core 22 and the fixed mold 21.
Therefore, even if the thermoplastic resin TPR is injected into the cavities 201, 202, and 203 from the sprue gate 200 and a strong displacement force due to the high viscosity thermoplastic resin TPR is applied, the semiconductor module 10 is surely held in place. Therefore, the connector-attached semiconductor device 1a can be formed without the lead frame 104 and the external connection terminal 105 being deformed or the connection between the lead frame 104 and the external connection terminal 105 being peeled off.

なお、第２の固定手段被固定部１２３ａには、上方から、半導体モジュール１０を半導体モジュール固定部１２１ａ内に挿入する際に、リードフレーム１０４を挿通するための切り欠き溝が設けてあり、コネクタ形成工程では、その切り欠き溝を熱可塑性樹脂ＴＰＲが通過してキャビティ２０１内に充填されることになる。
さらに、半導体モジュール固定手段１２ａを形成する際に、切り欠き溝の周縁部に襞状のバリが発生する可能性があるが、あえてこのようなバリを残しておき、コネクタ形成工程において、熱可塑性樹脂ＴＰＲを充填したときに、熱可塑性樹脂ＴＰＲの熱によってバリが溶融され、半導体モジュール収容部１１１と第２の固定手段被固定部１２３ａとの界面が渾然一体となり、密着状態をさらに強化することもできる。 The second fixing means fixed portion 123a is provided with a notch groove through which the lead frame 104 is inserted when the semiconductor module 10 is inserted into the semiconductor module fixing portion 121a from above. In the forming step, the thermoplastic resin TPR passes through the notch groove and is filled in the cavity 201.
Further, when the semiconductor module fixing means 12a is formed, there is a possibility that ridge-like burrs may be generated at the peripheral edge of the cutout groove. When the resin TPR is filled, the burrs are melted by the heat of the thermoplastic resin TPR, and the interface between the semiconductor module housing portion 111 and the second fixing means fixed portion 123a is naturally integrated to further strengthen the adhesion state. You can also.

図９を参照して本発明の第３の実施形態におけるコネクタ付き半導体装置１ｂの概要とそのコネクタ形成工程について説明する。
上記実施形態においては、半導体モジュール１０の全面を熱可塑性樹脂ＴＰＲからなる半導体モジュール収容部１１１が覆っている例を示したが、本実施形態においては、固定金型２１ｂのキャビティ２０１をその内側頂面と半導体モジュール１０のモールド樹脂１０７の上面とが当接する高さで区画した点が相違する。
このような構成とすることによって、本図（ａ）に示すように、半導体モジュール１０が半導体モジュール固定手段１２を介して、固定金型２１ｂと中子２２とによって挟持されることになるので、コネクタ形成工程において、半導体モジュール１０が熱可塑性樹脂ＴＰＲに押圧されて移動する虞がない。
さらに、このようにして形成されたコネクタ付半導体装置１ｂには、本図（ｂ）に示すように、半導体モジュール１０の表面を覆うように、放熱板１３を貼り合わせることによって半導体素子１０１の発熱をさらに効果的に発散させ、コネクタ付半導体装置１ｂの信頼性を向上させることができる。 With reference to FIG. 9, the outline | summary of the semiconductor device 1b with a connector in the 3rd Embodiment of this invention and its connector formation process are demonstrated.
In the above embodiment, the semiconductor module housing portion 111 made of the thermoplastic resin TPR covers the entire surface of the semiconductor module 10. However, in this embodiment, the cavity 201 of the fixed mold 21 b is formed on the inner side of the cavity 201. The difference is that the surface is partitioned at a height at which the upper surface of the mold resin 107 of the semiconductor module 10 abuts.
By adopting such a configuration, the semiconductor module 10 is sandwiched between the fixed mold 21b and the core 22 via the semiconductor module fixing means 12, as shown in FIG. In the connector forming step, there is no possibility that the semiconductor module 10 is moved by being pressed by the thermoplastic resin TPR.
Furthermore, in the semiconductor device with connector 1b formed as described above, the heat generation of the semiconductor element 101 is achieved by bonding the heat radiating plate 13 so as to cover the surface of the semiconductor module 10 as shown in FIG. Can be more effectively diffused, and the reliability of the connector-attached semiconductor device 1b can be improved.

図１０を参照して、本発明の第４の実施形態におけるコネクタ付半導体装置１ｃとそのコネクタ形成工程について説明する。
上記実施形態においては、半導体モジュール固定手段１２に固定手段被固定部１２２を中子２２に設けた固定手段固定部２２０によって保持するようにし、コネクタ形成工程において、コネクタ部１１０と半導体モジュール収容部１１１とを一体的に形成する例を示したが、本実施形態においては、半導体モジュール固定手段１２ｃを形成する際にコネクタ部１１０ｃも同時に形成し、コネクタ部１１０ｃを固定手段被固定部１２２ｃとして、移動型２０ｃに固定手段固定部として、コネクタ部１１０ｃに嵌合するキャビティ２２０ｃを区画してある。
このような構成とすることによっても上記実施形態と同様に、半導体モジュール収容部１１１ｃを形成する際に、リードフレーム１０４と外部接続端子１０５とが変形したり、リードフレーム１０４と外部接続端子１０５との接続が剥離したりすることなく、コネクタ付半導体装置１ｃを形成することができる。
なお、本実施形態においても、第２の実施形態や第３の実施形態に示したような変更を加えることもできる。 With reference to FIG. 10, the semiconductor device with connector 1c and the connector forming process thereof according to the fourth embodiment of the present invention will be described.
In the above embodiment, the fixing means fixed portion 122 is held by the semiconductor module fixing means 12 by the fixing means fixing portion 220 provided in the core 22, and the connector portion 110 and the semiconductor module housing portion 111 are formed in the connector forming step. In the present embodiment, when the semiconductor module fixing means 12c is formed, the connector part 110c is also formed at the same time, and the connector part 110c is moved as the fixing means fixed part 122c. A cavity 220c that fits into the connector part 110c is defined as a fixing means fixing part in the mold 20c.
Also with this configuration, as in the above embodiment, when forming the semiconductor module housing portion 111c, the lead frame 104 and the external connection terminal 105 are deformed, or the lead frame 104 and the external connection terminal 105 are The connector-attached semiconductor device 1c can be formed without peeling off the connection.
Also in the present embodiment, changes as shown in the second embodiment and the third embodiment can be added.

図１１を参照して本発明の第５の実施形態におけるコネクタ付き半導体装置１ｄとそのコネクタ形成工程について説明する。
上記実施形態においては、半導体モジュール固定手段１２の上下方向に固定手段被固定部１２２、第２の固定手段被固定部１２３ａを設けた例を示したが、本実施形態においては、半導体モジュール固定手段１２ｄの側面方向に突出するように略舌片状に形成した固定手段被固定部１２１ｄを設けて、移動金型２１ｄに形成した溝状の固定手段固定部２２０ｄに係止させて金型２ｄ内に収容した状態で、コネクタ部１１０と半導体モジュール収容部１１１ｄとを形成した点が相違する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の効果が発揮される。
なお、本実施形態によれば、固定手段被固定部１２１ｄが半導体モジュール収容部１１１ｄの両側面から突出することになるが、金型２ｄから取り出す際に、スプルゲート２００内に残留する樹脂と同様に切除することもできる。 With reference to FIG. 11, a semiconductor device with connector 1d and a connector forming process thereof according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
In the above embodiment, the example in which the fixing means fixed portion 122 and the second fixing means fixed portion 123a are provided in the vertical direction of the semiconductor module fixing means 12 has been described. However, in this embodiment, the semiconductor module fixing means is provided. A fixing means fixed portion 121d formed in a substantially tongue-like shape so as to protrude in the side surface direction of 12d is provided, and is engaged with a groove-like fixing means fixing portion 220d formed in the moving mold 21d to be in the mold 2d. The connector portion 110 and the semiconductor module housing portion 111d are formed in a state of being housed in the housing.
Also in this embodiment, the same effect as the above embodiment is exhibited.
According to the present embodiment, the fixing means fixed portion 121d protrudes from both side surfaces of the semiconductor module housing portion 111d, but when taking out from the mold 2d, it is similar to the resin remaining in the sprue gate 200. It can also be excised.

図１２を参照して、本発明の第６の実施形態におけるコネクタ付半導体装置１ｅとそのコネクタ形成工程について説明する。上記実施形態においては、コネクタ部を成形する際に、半導体モジュール固定手段１２の移動を阻止するため、半導体モジュール固定手段１２に固定手段被固定部１２２を設け、金型２、２ａ〜２ｄに固定手段固定部２２０、２２０ａ〜２２０ｄを形成した例を示したが、本実施形態においては、エジェクタ２３ｅに縁設して、固定ピン状の固定手段固定部２２０ｅを形成し、半導体モジュール固定手段１２ｅの固定手段基部１２０ｅに固定手段固定部２２０ｅを挿通可能とするピン孔状の固定手段被固定部１２２ｅを穿設し、さらに、固定型２１ｅに第２の固定手段固定部２２１ｅを設けた点が相違する。
本実施形態においては、固定手段固定部２２０ｅと第２の固定手段固定部２２１ｅとによって、半導体モジュール１０の移動が阻止されるので、上記実施形態と同様の効果が発揮される。 With reference to FIG. 12, a semiconductor device with connector 1e and a connector forming process thereof according to a sixth embodiment of the present invention will be described. In the above embodiment, when molding the connector portion, in order to prevent the movement of the semiconductor module fixing means 12, the semiconductor module fixing means 12 is provided with the fixing means fixed portion 122 and fixed to the molds 2, 2a to 2d. Although the example which formed the means fixing | fixed part 220, 220a-220d was shown, in this embodiment, the fixing means fixing | fixed part 220e of a fixing pin shape was formed around the ejector 23e, and the semiconductor module fixing means 12e was formed. A difference is that a fixing means fixing portion 122e having a pin hole shape that allows the fixing means fixing portion 220e to be inserted is formed in the fixing means base portion 120e, and a second fixing means fixing portion 221e is provided in the fixing die 21e. To do.
In the present embodiment, since the movement of the semiconductor module 10 is blocked by the fixing means fixing portion 220e and the second fixing means fixing portion 221e, the same effect as in the above embodiment is exhibited.

なお、本実施形態においては、コネクタ成形後に固定手段固定部２２０ｅと第２の固定手段固定部２２１ｅとが引き抜かれるので、その後がピン孔（１１３、１１４）となるが、本図（ｂ）に示すように、接着剤等を充填することによって容易に封止することができる。
また、第２の固定手段固定部２２１ｅを廃して、上記第２の実施形態と同様に、半導体モジュール固定手段１２ｅの周壁を縁設して、固定金型２１ｅのキャビティ２０１ｅの内側頂面に当接するようにしても良い。 In this embodiment, since the fixing means fixing portion 220e and the second fixing means fixing portion 221e are pulled out after the connector is formed, the pin holes (113, 114) are formed thereafter, but in this figure (b). As shown, it can be easily sealed by filling with an adhesive or the like.
Further, the second fixing means fixing portion 221e is eliminated, and the peripheral wall of the semiconductor module fixing means 12e is provided so as to contact the inner top surface of the cavity 201e of the fixing mold 21e as in the second embodiment. You may make it touch.

図１３を参照して、本発明の第７の実施形態におけるコネクタ付半導体装置１ｆの要部である半導体モジュール固定手段１２ｆについて説明する。
上記実施形態においては、半導体モジュール固定手段１２の上面に半導体モジュール固定部１２１を形成し、上方から半導体モジュール１０を挿入する構成について説明したが、本実施形態においては、本図（ａ）に示すように、半導体モジュール固定手段１２ｆの側面方向から半導体モジュール１０を挿入するようにしても良い。 With reference to FIG. 13, the semiconductor module fixing means 12f which is the principal part of the connector-attached semiconductor device 1f according to the seventh embodiment of the present invention will be described.
In the above embodiment, the configuration in which the semiconductor module fixing portion 121 is formed on the upper surface of the semiconductor module fixing means 12 and the semiconductor module 10 is inserted from above has been described. Thus, the semiconductor module 10 may be inserted from the side surface direction of the semiconductor module fixing means 12f.

本実施形態において半導体モジュール固定手段１２は、本図（ａ）に示すように、半導体モジュール固定部１２１ｆとして、側面方向に開口する空隙部が外部接続端子１０５の配列方向に沿って伸びる略筒状に形成され、半導体モジュール１０を挿入する際にリードフレーム１０４を挿通するための長溝１２４が穿設され、底部に上記実施形態と同様の固定手段固定部１２２が形成されている。
本図（ｂ）、（ｃ）に示すように、半導体モジュール１０を半導体モジュール固定手段１２ｆ内に挿入した後、リードフレーム１０４と外部接続端子１０５とをハンダ付け等によって接続する。
その後は、上記実施形態と同様の工程を経てコネクタ付半導体装置１ｆが完成する。 In the present embodiment, the semiconductor module fixing means 12 has a substantially cylindrical shape in which a gap opening in the side surface direction extends along the arrangement direction of the external connection terminals 105 as a semiconductor module fixing portion 121f as shown in FIG. A long groove 124 through which the lead frame 104 is inserted when the semiconductor module 10 is inserted is formed, and a fixing means fixing portion 122 similar to the above embodiment is formed at the bottom.
As shown in FIGS. 2B and 2C, after the semiconductor module 10 is inserted into the semiconductor module fixing means 12f, the lead frame 104 and the external connection terminal 105 are connected by soldering or the like.
After that, the connector-attached semiconductor device 1f is completed through the same steps as in the above embodiment.

本発明は、上記実施形態に限定するものではなく、コネクタ付半導体装置を形成する際に、予め外部接続端子を固定しつつ、半導体モジュールを保持する半導体モジュール固定部と、自身も成形時の移動を規制するための固定手段被固定部とを設けた半導体モジュール固定手段を用いることによって、高粘度の熱可塑性樹脂からなるコネクタ部と半導体モジュール収容部とが一体的に形成されたコネクタ付半導体装置のコネクタ形成工程において、熱可塑性樹脂の押し退け力によって半導体モジュールが移動するのを防ぎ、リードフレームと外部接続端子との剥離や外部接続端子の変形等を起こりがたくする本発明の趣旨に反しない限り、半導体モジュールの種類や形状、外部接続端子の数、大きさ、形態、配設位置、コネクタ部の形態等適宜変更可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and when forming a semiconductor device with a connector, a semiconductor module fixing portion that holds a semiconductor module while fixing an external connection terminal in advance, and also moves during molding Semiconductor device with a connector in which a connector portion made of a thermoplastic resin having a high viscosity and a semiconductor module housing portion are integrally formed by using a semiconductor module fixing means provided with a fixing means fixed portion for regulating In the connector forming step, the semiconductor module is prevented from moving due to the pushing-off force of the thermoplastic resin, and it is not contrary to the gist of the present invention that the lead frame and the external connection terminal are not peeled off or the external connection terminal is hardly deformed. As long as the type and shape of the semiconductor module, number of external connection terminals, size, configuration, location, connector configuration, etc. It is possible to change.

例えば、上記実施形態においては、車載用等の過酷な使用環境に置かれる半導体装置としてＧＣＵを例に説明したが、ＧＣＵに限らず、本発明は、加速度センサや燃料噴射制御装置等にも適用可能である。
また、上記実施形態においては、リードフレームの幅と外部接続端子の幅とが同程度に表現してあるが、市販の半導体モジュールを用いる場合等は規格によって定められたリードフレームの幅、ピッチに対して、コネクタの規格によって定められた外部接続端子の幅、ピッチが異なる場合には、半導体モジュール固定手段にインサートする外部接続端子の形状を、一端を半導体モジュールのリードフレームの幅及びピッチに合わせ、他端を相手方のコネクタに収容された接続端子の幅及びピッチに合わせた異形形状に形成しても良い。 For example, in the above-described embodiment, the GCU has been described as an example of a semiconductor device placed in a harsh usage environment such as a vehicle. However, the present invention is not limited to the GCU, and the present invention is also applicable to an acceleration sensor, a fuel injection control device, and the like. Is possible.
In the above embodiment, the width of the lead frame and the width of the external connection terminal are expressed to the same degree. However, when using a commercially available semiconductor module, the width and pitch of the lead frame determined by the standard are used. On the other hand, when the width and pitch of the external connection terminals determined by the connector standard are different, match the shape of the external connection terminals inserted into the semiconductor module fixing means with the width and pitch of the lead frame of the semiconductor module. The other end may be formed in a deformed shape in accordance with the width and pitch of the connection terminal accommodated in the mating connector.

１ コネクタ付半導体装置
１０ 半導体モジュール
１０１ 半導体素子
１０２ ボンディングワイヤ
１０３ ベース部（制御回路実装部）
１０４ リードフレーム
１０５ 外部接続端子
１０６ 制御回路部
１０７ モールド樹脂（ＴＳＲ）
１０８ ヒートシンク（半導体素子実装部）
１１ 樹脂成形部（ＴＰＲ）
１１０ コネクタ部
１１１ 半導体モジュール収容部
１１２ コネクタ爪部
１２ 半導体モジュール固定手段
１２０ 固定手段基部
１２１ 半導体モジュール固定部
１２２ 固定手段被固定部
２ コネクタ形成用金型
２０ 移動金型
２００ スプルゲート
２０１、２０２、２０３ 成形空間部
２１ 固定金型
２２ 中子
２２０ 半導体モジュール固定手段固定部
２２１ 端子金具固定部
２３ イジェクタピン
３ 射出成形機
ＴＳＲ 熱硬化性樹脂（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｅｔｔｉｎｇ Ｒｅｓｉｎ）
ＴＰＲ 熱可塑性樹脂（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ Ｒｅｓｉｎ） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device with connector 10 Semiconductor module 101 Semiconductor element 102 Bonding wire 103 Base part (control circuit mounting part)
104 Lead frame 105 External connection terminal 106 Control circuit unit 107 Mold resin (TSR)
108 Heatsink (Semiconductor element mounting part)
11 Resin molding part (TPR)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Connector part 111 Semiconductor module accommodating part 112 Connector nail | claw part 12 Semiconductor module fixing means 120 Fixing means base 121 Semiconductor module fixing part 122 Fixing means fixed part 2 Mold for connector formation 20 Moving mold 200 Sprue gate 201, 202, 203 Molding Space part 21 Fixed mold 22 Core 220 Semiconductor module fixing means fixing part 221 Terminal fitting fixing part 23 Ejector pin 3 Injection molding machine TSR Thermosetting resin (Thermal Setting Resin)
TPR thermoplastic resin (Thermal Plasticity Resin)

実開昭６３−１０２２４６号公報Japanese Utility Model Publication No. 63-102246 特開２０１０−１６４００５号公報JP 2010-164005 A

Claims (7)

少なくとも半導体素子と制御回路部とリードフレームとを保護樹脂部によって封止してリードフレームの一端を外部に引き出した半導体モジュールと、 該半導体モジュールを収容する半導体モジュール収容部と、上記半導体モジュールに接続され外部との接続を図る外部接続端子を収容するコネクタ部とを具備し、上記半導体モジュール収容部と上記コネクタ部とが一体となったコネクタ付半導体装置であって、
熱可塑性樹脂からなり、上記外部接続端子を内側に保持しつつ、上記半導体モジュールを固定するための半導体モジュール固定部と、上記コネクタ部を形成する際に、上記半導体モジュール固定手段を金型内の所定位置に保持するための固定手段被固定部とを形成した半導体モジュール固定手段を具備することを特徴とするコネクタ付半導体装置。 A semiconductor module in which at least a semiconductor element, a control circuit portion, and a lead frame are sealed with a protective resin portion and one end of the lead frame is drawn to the outside, a semiconductor module housing portion for housing the semiconductor module, and a connection to the semiconductor module A connector part for accommodating an external connection terminal for connection to the outside, and a semiconductor device with a connector in which the semiconductor module accommodation part and the connector part are integrated,
When forming the semiconductor module fixing portion and the connector portion for fixing the semiconductor module while holding the external connection terminal on the inside, the semiconductor module fixing means is formed in the mold. A semiconductor device with a connector, comprising: semiconductor module fixing means formed with fixing means to be fixed at a predetermined position. 上記半導体モジュール固定手段は、インサート成型、又は、圧入により、上記外部接続端子の一端を上記半導体モジュール側に露出させ、他端をコネクタ部側に露出させるように保持している請求項１に記載のコネクタ付半導体装置。   2. The semiconductor module fixing means according to claim 1, wherein one end of the external connection terminal is exposed to the semiconductor module side and the other end is exposed to the connector part side by insert molding or press-fitting. Semiconductor device with connector. 上記半導体モジュール固定手段の一方の面には、上記半導体モジュールを保持固定する半導体モジュール固定部として、
少なくとも上記半導体モジュールの封止樹脂部の下半部を収容し、保持可能とする凹溝を穿設し、
又は、
上記半導体モジュールの側に向かって伸びる複数の鈎爪部を突設し、
若しくは、
上記半導体モジュール固定手段の側面方向に開口し上記外部接続端子の配列方向に沿って伸びる略筒状の空隙部を形成した請求項１又は２に記載のコネクタ付半導体装置。 On one surface of the semiconductor module fixing means, as a semiconductor module fixing portion for holding and fixing the semiconductor module,
Accommodating at least the lower half of the sealing resin portion of the semiconductor module, drilling a concave groove that can be held;
Or
Protruding a plurality of claws extending toward the semiconductor module,
Or
The semiconductor device with a connector according to claim 1 or 2, wherein a substantially cylindrical gap portion that opens in a side surface direction of the semiconductor module fixing means and extends along an arrangement direction of the external connection terminals is formed. 上記半導体モジュール固定手段の他方の面には、上記コネクタ部を形成する際に、金型内の定位置に上記半導体モジュール固定手段を固定するための固定手段被固定部として、
上記半導体モジュール固定手段の底部を階段状に縮形して金型に向かって突出させ、金型に設けた凹溝状の固定手段固定部に係合する段差状の被固定部、
又は、
上記半導体モジュール固定手段の底部に穿設して、金型に設けた固定ピンを挿通可能とするピン孔状の被固定部、
若しくは、
上記半導体モジュール固定手段の側面方向に張り出して金型に設けた溝状の固定手段固定部に嵌合する舌片状の被固定部のいずれかを具備する請求項１ないし３のいずれかに記載のコネクタ付半導体装置。 When forming the connector part on the other surface of the semiconductor module fixing means, as a fixing means fixed part for fixing the semiconductor module fixing means at a fixed position in the mold,
A stepped fixed portion that is formed in a step-like shape by projecting the bottom of the semiconductor module fixing means to protrude toward the mold and engages with a recessed groove-shaped fixing means fixing portion provided in the mold,
Or
A pin hole-like fixed portion that is drilled in the bottom of the semiconductor module fixing means so that a fixing pin provided in the mold can be inserted;
Or
4. The device according to claim 1, further comprising: a tongue-like fixed portion that protrudes in a lateral direction of the semiconductor module fixing means and fits into a groove-shaped fixing means fixing portion provided in a mold. Semiconductor device with connector. 半導体装置を構成する半導体モジュールと、該半導体モジュールを収容する半導体モジュール収容部と、上記半導体モジュールに接続した外部接続端子を収容すると共に、相手方に嵌合可能とするコネクタ部とを一体的に形成したコネクタ付半導体装置の製造方法であって、
予め、外部接続端子を保持した半導体モジュール固定手段に上記半導体モジュールを固定しつつ、上記半導体モジュールと上記外部接続端子とを接続して一体のインサート部品とするインサート部品組み付け工程と、
上記半導体モジュール固定手段に設けた固定手段被固定部を金型に形成した固定手段固定部によって固定した状態で、金型内に区画したキャビティに熱可塑性樹脂を充填して上記半導体モジュールと上記コネクタ部とを一体的に成形するコネクタ形成工程とを具備することを特徴とするコネクタ付半導体装置の製造方法。 A semiconductor module constituting a semiconductor device, a semiconductor module housing portion for housing the semiconductor module, and a connector portion for housing an external connection terminal connected to the semiconductor module and capable of being fitted to a counterpart are integrally formed. A method for manufacturing a semiconductor device with a connector, comprising:
Insert part assembly step of connecting the semiconductor module and the external connection terminal to form an integral insert part while fixing the semiconductor module to the semiconductor module fixing means holding the external connection terminal in advance,
In a state where the fixing means fixed portion provided in the semiconductor module fixing means is fixed by a fixing means fixing portion formed in a mold, the semiconductor module and the connector are filled with a thermoplastic resin in a cavity partitioned in the mold And a connector forming step of integrally molding the portion with the connector. 上記半導体モジュール固定手段の基部を形成するための基部形成用キャビティと、上記半導体モジュール固定部を形成するための固定部形成用キャビティと、上記固定手段被固定部を形成するための被固定部形成用キャビティと、を区画した金型内に、熱可塑性樹脂を充填して上記半導体モジュール固定手段を形成する半導体モジュール固定手段形成工程を具備する請求項５に記載のコネクタ付半導体装置の製造方法。   A base forming cavity for forming the base of the semiconductor module fixing means, a fixing portion forming cavity for forming the semiconductor module fixing part, and a fixed part forming for forming the fixing means fixed part 6. The method of manufacturing a semiconductor device with a connector according to claim 5, further comprising a semiconductor module fixing means forming step of forming the semiconductor module fixing means by filling a thermoplastic resin into a mold that divides the cavity for use. 上記半導体モジュール固定手段と上記樹脂成形部とを同材質の熱可塑性樹脂によって形成する請求項５又は６に記載のコネクタ付半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device with a connector according to claim 5 or 6, wherein the semiconductor module fixing means and the resin molding portion are formed of the same thermoplastic resin.
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