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JPH11307721A - パワーモジュール装置およびその製造方法 - Google Patents

パワーモジュール装置およびその製造方法

Info

Publication number
JPH11307721A
JPH11307721A JP11297098A JP11297098A JPH11307721A JP H11307721 A JPH11307721 A JP H11307721A JP 11297098 A JP11297098 A JP 11297098A JP 11297098 A JP11297098 A JP 11297098A JP H11307721 A JPH11307721 A JP H11307721A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
resin
sealing resin
power device
power module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11297098A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshitaka Sekine
敏孝 関根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP11297098A priority Critical patent/JPH11307721A/ja
Publication of JPH11307721A publication Critical patent/JPH11307721A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パワーモジュールの小型化、早期の工程不良
除去を行う。 【解決手段】 パワーデバイスを封止樹脂中に封止し、
制御基板を封止樹脂表面に実装する事により、パワーデ
バイスと制御基板との積層を可能とし、所要面積の削減
をはかる。また、樹脂封止完了時点でのパワーデバイス
の電気特性検査を行う事により、早期の不良除去を可能
にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はパワーモジュール装
置およびその製造方法に関するものであり、特に半導体
パワーデバイスとその制御回路を一体化した構造を有す
る、半導体パワーモジュール装置およびその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】パワーモジュールはパワーデバイスとそ
のパワーデバイスの制御に用いる制御回路を一つのケー
ス内に収納した製品であり、部品の小型化、部品点数の
削減に寄与することから、需要が拡大している。特に、
３０Ｗないし２００Ｗ程度の電力（中電力）を出力する
半導体パワーデバイスを用いる半導体パワーモジュール
は、小型で信頼性が良いことからインバータ用等の用途
を中心に、急速に需要が拡大している。
【０００３】以下、図８を用いて、従来の半導体パワー
モジュール装置の概要を説明する。図８に、従来の半導
体パワーモジュール装置の上面図、断面図を示す。図８
（ａ）は、従来の半導体パワーモジュール装置のポッテ
ィング樹脂封止前の上面図を示しており、図８（ｂ）
は、図８（ａ）の一点鎖線部分での断面図を示してい
る。
【０００４】また、図８（ｃ）は、図８（ａ）にポッテ
ィング樹脂を封止した後の、図８（ａ）の一点鎖線部分
での断面図を示している。図８（ａ）、図８（ｂ）で
は、パワートランジスタチップ１が銅製のヒートスプレ
ッダー２１にマウントされ、そのヒートスプレッダー２
１が、表面に絶縁膜３１Ａを介して電極領域４１を含む
配線パターンが形成された金属ベース基板３１上の電極
領域４１にマウントされている。
【０００５】一方、表面に抵抗、コンデンサ等の回路部
品８５等が実装された制御基板８０が、樹脂ケース６０
内部の底面上に実装されている。その樹脂ケース６０は
蓋の無い箱状に形成され、その底面の上記制御基板８０
の実装部以外の部分に、上記の金属ベース基板３１が取
り付けられている。
【０００６】また、箱状の樹脂ケース６０の一側面に
は、樹脂ケース６０の内部、外部をつなぐ外部接続リー
ド６５が貫通しており、その外部接続リード６５の樹脂
ケース６０内部の部分は、電気接続用に表面の一部を露
出している。
【０００７】そして、上記金属ベース基板３１上に形成
された電極領域４１、およびパワートランジスタチップ
１と、上記制御基板８０との間は、ボンディングワイヤ
５０で電気的に接続されている。
【０００８】また、上記制御基板８０と、樹脂ケース６
０内部に露出した外部接続リード６５との間は、ボンデ
ィングワイヤ５０Ａで、同様に電気的に接続されてい
る。更に、上記の箱状の樹脂ケース６０内部にはポッテ
ィング樹脂９０が充填されて、半導体パワーモジュール
装置が形成されている（図８（ｃ））。
【０００９】次に、図８、図９に基づいて、従来の半導
体パワーモジュール装置の製造方法について説明する。
図９は、従来のパワーモジュール装置の製造工程の要部
の製造工程断面図を示したものである。
【００１０】まず、パワートランジスタチップ１を金属
性のヒートスプレッダー２１上面に半田マウントする。
ここで、ヒートスプレッダー２１は、銅などの熱伝導
率、電気伝導率の良い材料が用いられ、パワートランジ
スタチップ１裏面のコレクタ電極と導通している（図９
（ａ））。
【００１１】次に、パワートランジスタチップ１がマウ
ントされたヒートスプレッダー２１を、金属ベース基板
３１にマウントする。金属ベース基板３１はヒートスプ
レッダー２１と同様に熱伝導率、電気伝導率の良い材料
を用いるが、金属ベース基板３１は上部に複数のパワー
トランジスタチップ１をマウントする場合には各トラン
ジスタチップ間で、チップ裏面の電位を独立に制御する
ことが必要であり、このため、表面に絶縁膜３１Ａを形
成して、更に各トランジスタチップ毎に、電極領域４１
を形成して各チップの裏面電位を独立に制御できるよう
にしている（図９（ｂ））。
【００１２】一方、上記のパワートランジスタの出力を
制御する制御回路は抵抗、コンデンサ等の回路部品８５
をガラスエポキシ等の制御基板８０に半田付けする事に
より形成される（図９（ｃ））。
【００１３】次に、上記の制御基板８０を、予め外部接
続リード６５の形成された樹脂ケース６０内底面の所定
の場所に接着する（図９（ｄ））。続いて、ヒートスプ
レッダ−２１のマウントされた金属ベース基板３１を上
記樹脂ケース６０底面に形成された所定の空間にとりつ
ける（図９（ｅ））。
【００１４】次に、パワートランジスタ１、制御基板８
０の必要部分を、相互にボンディングワイヤ５０により
接続する。更に、制御基板８０と、樹脂ケース６０内部
の外部接続リード６５とをボンディングワイヤ５０Ａに
より接続する。これにより、必要な電気的接続を得る
（図８（ｂ））。
【００１５】次に、上記のボンディングワイヤ５０、５
０Ａ、およびパワートランジスタチップ１の表面の保護
の為に、ポッティング樹脂９０を樹脂ケース６０内の凹
部全面に形成し、特性検査を行うことによって、パワー
モジュール装置が完成する（図８（ｃ））。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
パワーモジュール装置では、次に示すような問題があっ
た。すなわち、 １）パワートランジスタチップ１を金属ベース基板３１
に実装しているが、金属ベース基板３１は各パワートラ
ンジスタチップ１の電気絶縁確保のため表面にエポキシ
系の絶縁膜３１Ａが形成されている。しかしながら、絶
縁膜３１Ａの熱伝導性はたとえフィラーを混ぜてもＡ
ｌ、Ｃｕと比較して2 桁程度悪く、これにより過渡放熱
特性は低下する。そして、これを補うため、パワートラ
ンジスタチップ１は銅製のヒートスプレッダー２１上に
マウントされ、そのヒートスプレッダー２１が金属ベー
ス基板３１にマウントされている。
【００１７】このような構成のためパワートランジスタ
チップ１周辺の実装部品点数が多く、構成部品価格が高
い。 ２）樹脂ケース６０内に金属ベース基板３１、制御基板
８０を配置し、それぞれをボンディングワイヤ５０で接
続する構成をとっているため、金属ベース基板３１と制
御基板８０をボンディングができる程度にほぼ平面的に
配置する必要がある。このため、金属ベース基板３１と
制御基板８０を積み重ねた配置は出来ず、所要面積が大
きくなる。
【００１８】また、上述した従来の半導体パワーモジュ
ール装置の製造方法では、次に示すような問題があっ
た。 １）樹脂ケース、金属ベース基板、制御基板等、部品点
数が多く、それにともない製造工程が長い。このため、
製造価格が高い。 ２）パワートランジスタチップ１のマウント後、ポッテ
ィング樹脂９０充填までの工程が長く、この間パワート
ランジスタチップ１の表面が露出している。このため、
工程中にパワートランジスタチップ１の表面に傷が付く
事が多く、パワートランジスタチップ１の不良が発生す
る恐れが大きい。 ３）ボンディングワイヤ５０，５０Ａ形成工程終了まで
パワートランジスタチップ１の正確な電気特性検査がで
きない。このため、パワートランジスタチップ１の電気
特性不良の除去が最終工程まで出来ず、最終工程での不
良率が高くなる。
【００１９】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
であり、部品点数の少ない、小型化が可能なパワーモジ
ュール装置、及び、製造工程の短縮可能な、デバイスの
信頼性の高い、かつ、前工程で発生したパワーデバイス
の不良の除去が可能な、パワーモジュール装置の製造方
法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、本発明に係るパワーモジュール装置では、パワーデ
バイスと、前記パワーデバイスが表面に実装されたパワ
ーデバイス搭載部と、前記パワーデバイス搭載部と一体
にかつ同一材料から加工形成された導電性を有するパワ
ーデバイス用リードと、前記パワーデバイス搭載部と異
なる回路基板上に形成された前記パワーデバイスのパワ
ーを制御する制御回路とを具備し、前記パワーデバイス
および前記パワーデバイス搭載部のうち前記パワーデバ
イス実装部周辺が封止樹脂内部に封止されており、前記
回路基板が前記封止樹脂表面に実装されている事を特徴
とする。
【００２１】また、前記パワーデバイス搭載部および前
記パワーデバイス用リードと同一材料から加工成形され
た複数の導電性リードを具備し、前記封止樹脂に内包さ
れ前記パワーデバイスの電極と前記導電性リードとを接
続する第一の接続手段と、前記封止樹脂から露出した前
記導電性リードと前記回路基板の信号端子とを電気的に
接続する第二の接続手段を有する事を特徴とする。
【００２２】また、前記封止樹脂が断面凹状の箱型に形
成され、前記回路基板が前記封止樹脂の凹部底面に実装
されていることを特徴とする。また、本発明に係るパワ
ーモジュール装置の製造方法では、導電性薄板から成形
されたパワーデバイス搭載部にパワーデバイスを実装す
る工程、前記パワーデバイスを前記導電性薄板から成形
された複数の導電性リードに電気的に接続する工程、前
記パワーデバイスを樹脂封止し、樹脂封止体を形成する
工程、前記樹脂封止体上に、前記パワーデバイスのパワ
ーを制御する制御回路の形成された回路基板を実装する
工程、前記導電性リードと前記回路基板の所望の部分を
電気的に接続する工程、を含む事を特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】（第一の実施の形態）以下に、本
発明の第一の実施の形態に係るパワーモジュール装置に
ついて、半導体パワーモジュール装置を例にとって図１
を用いて詳細に説明する。
【００２４】図１は、半導体パワーモジュール装置の断
面図である。図１では、銅等の金属薄板で形成されたパ
ワートランジスタマウント部４（パワーデバイス搭載
部）表面上にパワートランジスタチップ１（パワーデバ
イス）が実装されている。パワートランジスタチップ１
からはボンディングワイヤ５がリード３に接続され、電
気的導通をとっている。
【００２５】また、上記パワートランジスタチップ１、
上記パワートランジスタマウント部４、上記ボンディン
グワイヤ５、上記リード３の一部を内蔵して、蓋の無い
箱状にエポキシ樹脂等の封止樹脂６が形成されている。
【００２６】その蓋の無い箱状の封止樹脂６の裏面には
上記パワートランジスタマウント部４の裏面が、また、
蓋の無い箱状の封止樹脂６凹部の底面には上記リード３
の表面の一部が露出しており、更に、リード３は、一部
が封止樹脂６の外部に突出して、外部との電気的接続を
得る事ができるように構成されている。
【００２７】また、蓋の無い箱状の封止樹脂６凹部内部
の底面には、回路部品８Ａにより制御回路の形成された
制御基板８が実装されており、その制御基板８からはボ
ンディングワイヤ５Ａが、封止樹脂底面の一部に露出し
た上記リード３の表面に接続されている。
【００２８】また、上記の制御基板８、ボンディングワ
イヤ５Ａを覆って、蓋の無い箱状の封止樹脂６の凹部内
にシリコーン樹脂等のポッティング樹脂９が充填されて
いる。
【００２９】ここで、一つの封止樹脂６中には、パワー
トランジスタチップ１は、必要に応じて１個ないし複数
個、封止する事が出来る。複数個のパワートランジスタ
チップ１を封止した場合でも、図２（ａ）に示したよう
にリードフレーム２のパワートランジスタマウント部４
を分離形成しておく事により、封止樹脂６内に電気的に
絶縁してパワートランジスタチップ１を載置する事が出
来る。但し、この場合は図2 （ｃ）のような形態では複
数個のパワートランジスタマウント部4 の裏面が、通常
その下面に設置される放熱フィンで相互に電気的に導通
してしまうことになる。このような不都合は、パワート
ランジスタマウント部裏面に封止樹脂６を薄く形成し、
熱放散性を余り阻害しない範囲で電気的な絶縁を確保す
れば解消される。
【００３０】上述の本発明の第一の実施の形態に係るパ
ワーモジュール装置によれば、 １）パワートランジスタチップ１はパワートランジスタ
マウント部４にマウントされているが、複数のパワート
ランジスタチップを用いる場合でも、パワートランジス
タマウント部４は複数を同一封止樹脂６中に、離間し
て、電気的に絶縁した上で固定する事が容易である。こ
のため、実質的に少ない部品点数で電気絶縁の確保と良
好な過渡放熱特性の確保が可能である。 ２）パワートランジスタチップ１、パワートランジスタ
マウント部４と制御基板８との電気的接続はリード３を
介して行う事ができる。このため、それらを同一面上に
配置する必要がなく、封止樹脂６の内部と上部に積み重
ねて配置する事ができる。このため、所要面積が小さ
い。
【００３１】次に、上記の第一の実施の形態にかかるパ
ワーモジュール装置の製造方法について、図２を用いて
詳細に説明する。図２は、本発明の第一の実施の形態に
係る半導体装置の製造工程の工程上面図及び工程断面図
である。
【００３２】図２（ａ）は、パワートランジスタチップ
１をリードフレーム２のパワートランジスタマウント部
４に、図示しない半田を用いてマウントし、ボンディン
グワイヤ５によってパワーデバイス用リード３Ａと接続
した状態の上面図を示している。ここで、リードフレー
ム２中のパワートランジスタマウント部４は、帯状に展
延して形成されたリードフレーム２の両側の支持部２Ａ
から内側に伸びたマウント部リード２Ｂによって、リー
ドフレーム２上に固定され、 そのマウント部リード２Ｂ
の両側にはパワーモジュールのリードとなるべきパワー
デバイス用リード３Ａ、制御基板用リード３Ｂが形成さ
れている。 ここで、制御基板用リード３Ｂは、後工程で
実装される制御基板８の電気接続をとるため形成されて
いる。
【００３３】また、図２（ｂ）は、図２（ａ）の一点鎖
線部分での断面図を示している。ここで、パワートラン
ジスタマウント部４は、熱拡散性を向上させるため、リ
ードフレーム２の他の部分よりも厚く形成されている。
【００３４】次に、通常の樹脂封止技術によりパワート
ランジスタチップをエポキシ樹脂で外形が蓋の無い箱状
になるように樹脂封止し、リードフレームの不要部を切
断除去する。樹脂封止後のパワートランジスタ部分の断
面図を図２（ｃ）に示す。ここで、樹脂封止は、後工程
でワイヤボンディングが容易に行えるように、リード３
の表面の一部が、蓋の無い箱状の封止樹脂６凹部の内部
底面から露出するように行われる。また、パワートラン
ジスタチップ１は熱放散が充分に行えるように、パワー
トランジスタチップ１のパワートランジスタマウント部
４の裏面も、パワーモジュール装置外部のヒートシンク
と直接接触できるように、蓋の無い箱状の封止樹脂６裏
面から露出するように形成する。
【００３５】次に、蓋の無い箱状に形成された封止樹脂
の凹部底面に予め回路部品８Ａの実装された制御基板８
を接着固定する。更に、制御基板８の所望の部分を、封
止樹脂６表面から露出したリード３の表面３Ａにボンデ
ィングワイヤ５Ａで接続し、必要な電気的接続をとる。
【００３６】次に、封止樹脂６凹部をシリコーン樹脂等
のポッティング樹脂９で充填する事により、制御基板
８、ボンディングワイヤ５Ａを保護し、パワーモジュー
ル装置を得る事が出来る（図１（ｄ））。
【００３７】上記の本発明の第一の実施の形態のパワー
モジュール装置の製造方法によれば、次のような効果を
得る事ができる。すなわち、 １）従来のパワーモジュール装置と比較して部品点数が
少ない。即ち、従来のパワーモジュール装置の樹脂ケー
スの役割と金属ベースの役割の一部を封止樹脂で、ま
た、従来のリード、ヒートスプレッダーの役割と金属ベ
ースの配線の役割をリードフレームが果たしており、全
体として部品点数が削減されている。また、金属ベース
基板へのヒートスプレッダーの実装工程と、 金属ベース
基板のケースへの接着工程が不要になるため製造工程が
短い。 ２）パワートランジスタチップ１のマウント、ワイヤボ
ンディング後に直ちに樹脂封止を行うため、パワートラ
ンジスタチップ１の表面が露出している工程が少なく、
表面に傷が付く恐れが少ない。このため、工程中にパワ
ートランジスタチップ１の不良が発生する恐れが少な
い。 ３）樹脂封止工程後、制御基板実装前にパワートランジ
スタチップ１の電気特性検査が可能であり、工程途中で
電気特性不良を除去する事が出来る。このため、最終工
程での不良率を大幅に削減でき製造コストを大幅に削減
できる。
【００３８】次に、上述の本発明の第一の実施の形態に
係るパワーモジュール装置の変形例に付き、半導体パワ
ーモジュールを例にとって図３、図４、図５を用いて詳
細に説明する。
【００３９】図３は、本発明の第一の実施の形態に係る
半導体パワーモジュール装置の第一の変形例を示した断
面図である。図３で、図１と同一の部分には同一の符号
を付し、説明を省略する。図３に示した半導体パワーモ
ジュール装置の変形例では、ボンディングワイヤ５Ａに
替えて金属ジャンパー線５Ｂを半田付けする事によって
制御基板８と、リード３を電気的に接続している。この
ような金属ジャンパー５Ｂを用いる事により、上述の本
発明の第一の実施の形態に係るパワーモジュール装置に
付いて述べた効果に加え、リード３の表面が酸化等によ
り変質している場合にも充分な電気的導通を確実に得る
事ができる効果がある。
【００４０】図４は、本発明の第一の実施の形態に係る
半導体パワーモジュール装置の第二の変形例を示した断
面図である。図４で、図１と同一の部分には同一の符号
を付し、説明を省略する。図４に示した半導体パワーモ
ジュール装置の変形例では、パワートランジスタマウン
ト部４の裏面を封止樹脂６の裏面に露出させず、封止樹
脂６内に封止している。
【００４１】このような形態を取る事により、上述の本
発明の第一の実施の形態に係るパワーモジュール装置に
付いて述べた効果に加え、パワートランジスタマウント
部４の露出した裏面の変質を防止する事ができ、また、
パワートランジスタマウント部４、封止樹脂６の界面か
らの水分の進入を防止できる。また、このような実施の
形態を取る事により、パワートランジスタマウント部４
裏面に封止樹脂６による絶縁層が形成されているため、
封止樹脂裏面に導電性の放熱フィンを接触させても電気
的導通が無く、放熱フィンと独立にパワートランジスタ
マウント部の電気的制御が可能となる。
【００４２】また、図５は、本発明の第一の実施の形態
に係る半導体パワーモジュール装置の第三の変形例を示
した断面図である。図５で、図１と同一の部分には同一
の符号を付し、説明を省略する。図５に示した半導体パ
ワーモジュール装置の変形例では、上記の第二の変形例
と同様にパワートランジスタマウント部４の裏面が封止
樹脂６の裏面に露出されず、封止樹脂６内に封止されて
いる。また、本第三の変形例では、パワートランジスタ
マウント部４裏面に薄い封止樹脂６を介してパワートラ
ンジスタマウント部４よりも大きな金属板状の放熱フィ
ン３５が載置されており、その放熱フィン３５の裏面は
封止樹脂６の裏面に露出している。このような形態を取
る事により、上述の第二の変形例で述べた効果に加え、
放熱フィン３５をパワーモジュール内に取り込むこと
で、安定した放熱特性を得る事ができる。
【００４３】（第二の実施の形態）次に、本発明の第二
の実施の形態に係るパワーモジュール装置に付き、半導
体パワーモジュールを例にとって、図６を用いて詳細に
説明する。
【００４４】図６は、本発明の第二の実施の形態に係る
半導体パワーモジュール装置の断面図である。図６で、
図１と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略す
る。図６では、図１に示した第一の実施の形態と同様
に、図１（ａ）に示したリードフレーム２を用いて、図
１（ｂ）に示したようにパワートランジスタマウント部
４にパワートランジスタチップ１がマウントされ、ボン
ディングワイヤ５で接続されている。ただし、本発明の
第二の実施の形態では、第一の実施の形態と異なり、樹
脂封止時には蓋の無い箱状に凹部が形成されておらず、
表面が平坦に形成されている。
【００４５】また、第一の実施の形態にかかるパワーモ
ジュール装置と同様に封止樹脂表面に制御基板８が接着
され、ボンディングワイヤ５Ａで接続されている。更
に、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の粘性の高いポッ
ティング樹脂９で封止樹脂６表面がポッティングされ、
パワーモジュール装置が形成されている。
【００４６】上述の本発明の第二の実施の形態では、上
記の第一の実施の形態で述べた効果に加え、モールド樹
脂の表面が凹部の無い平坦な面に形成されているため、
樹脂モールド後の金型からの離型性が良く、樹脂封止体
の寸法精度も良いという効果がある。また、封止樹脂の
量が少なくて済み、モジュールの小型化が容易であると
いう利点もある。
【００４７】次に本発明の第三の実施の形態に係るパワ
ーモジュール装置につき、半導体パワーモジュールを例
にとって、図７を用いて詳細に説明する。図７は、本発
明の第三の実施の形態に係るパワーモジュール装置の断
面図である。
【００４８】図７では、封止樹脂６の形成方法は、蓋の
無い箱状をなす凹部の大きさが小さい他は、図１に示し
た第一の実施の形態にかかるパワーモジュール装置とほ
ぼ同様であり、図１と同一の部分には同一の符号を付し
説明を省略する。
【００４９】図７では、制御基板８の寸法が上述の第一
の実施の形態と比較して大きく、ほぼ、封止樹脂６の底
面積と等しく形成されている。また、回路部品８Ａは、
制御基板８裏面の封止樹脂６の凹部に対応する部分に実
装されており、制御基板８と封止樹脂６は、接着、ネジ
止め等により相互に固定されている。
【００５０】上述の本発明の第三の実施の形態にかかる
パワーモジュール装置では、上述の本発明の第一の実施
の形態にかかる装置で述べた効果に加え、ポッティング
樹脂を用いていないため、装置表面が堅牢であり外部衝
撃に対して強いという効果がある。
【００５１】尚、上記の各実施の形態、およびその変形
例では、封止樹脂中にパワーデバイスのみを実装封止す
る場合に付いて説明したが、本発明の実施はこれに限る
事はなく、パワーデバイスの制御回路の一部など、他の
デバイスを同一樹脂中に封止しても良い。
【００５２】また、上記の各実施の形態、およびその変
形例では、リードフレームのパワートランジスタマウン
ト部は、平坦に、また、放熱の為厚く形成したが、本発
明の実施はこれに限る事はなく、リードフレームの他部
分と同一の厚さでも良く、また、必要に応じてパワート
ランジスタマウント部に凹部を形成しても良い。
【００５３】また、上記の各実施の形態ではポッティン
グ樹脂をシリコーン樹脂としたが、これは、チクソ性の
あるシリコーンゲル、 シリコーンラバーで良く、 又、 エ
ポキシでもよい。
【００５４】
【発明の効果】上述したように本発明を用いる事によ
り、部品点数が少なく、小型化が可能なパワーモジュー
ル装置、また、工程短縮の可能な、前工程での不良選別
の可能なパワーモジュール装置の製造方法を得る事が出
来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る半導体パワー
モジュール装置の断面図である。
【図２】本発明の第一の実施の形態に係る半導体装置の
製造工程の工程上面図及び工程断面図である。
【図３】本発明の第一の実施の形態に係る半導体パワー
モジュール装置の第一の変形例を示している。
【図４】本発明の第一の実施の形態に係る半導体パワー
モジュール装置の第二の変形例を示している。
【図５】本発明の第一の実施の形態に係る半導体パワー
モジュール装置の第三の変形例を示している
【図６】本発明の第二の実施の形態に係るパワーモジュ
ール装置の断面図である。
【図７】本発明の第三の実施の形態に係るパワーモジュ
ール装置の断面図である。
【図８】従来の半導体パワーモジュール装置の上面図お
よび断面図を示している。
【図９】従来の半導体パワーモジュール装置の製造工程
の工程断面図である。
【符号の説明】
１・・・パワートランジスタチップ ２・・・リードフレーム ２Ａ・・・支持部（リードフレーム） ２Ｂ・・・マウント部リード ３・・・リード（リードフレームの一部） ３Ａ・・・パワーデバイス用リード ３Ｂ・・・制御基板用リード ３５・・・放熱フィン ４・・・パワートランジスタマウント部（リードフレー
ムの一部） ５，５Ａ・・・ボンディングワイヤ ５Ｂ・・・金属ジャンパー線 ６・・・封止樹脂 ７・・・凹部（封止樹脂の上部） ８・・・制御基板 ８Ａ・・・回路部品 ９・・・ポッティング樹脂 ２１・・・ヒートスプレッダー ３１・・・金属ベース基板 ３１Ａ・・・絶縁膜（金属ベース基板３１上） ４１・・・電極領域（絶縁膜３１Ａ上） ５０，５０Ａ・・・ボンディングワイヤ ６０・・・樹脂ケース ６５・・・外部接続リード ８０・・・制御基板 ８５・・・回路部品 ９０・・・ポッティング樹脂

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】パワーデバイスと、前記パワーデバイスが
    表面に実装されたパワーデバイス搭載部と、前記パワー
    デバイス搭載部と一体にかつ同一材料から加工形成され
    た導電性を有するパワーデバイス用リードと、前記パワ
    ーデバイス搭載部と異なる回路基板上に形成された前記
    パワーデバイスのパワーを制御する制御回路とを具備
    し、前記パワーデバイスおよび前記パワーデバイス搭載
    部のうち前記パワーデバイス実装部周辺が封止樹脂内部
    に封止されており、前記回路基板が前記封止樹脂表面に
    実装されている事を特徴とするパワーモジュール装置。
  2. 【請求項２】前記パワーデバイス搭載部および前記パワ
    ーデバイス用リードと同一材料から加工成形された複数
    の導電性リードを具備し、前記封止樹脂に内包され前記
    パワーデバイスの電極と前記導電性リードとを接続する
    第一の接続手段と、前記封止樹脂から露出した前記導電
    性リードと前記回路基板の信号端子とを電気的に接続す
    る第二の接続手段を有する事を特徴とする請求項1 に記
    載のパワーモジュール装置。
  3. 【請求項３】前記封止樹脂が断面凹状の箱型に形成さ
    れ、前記回路基板が前記封止樹脂の凹部底面に実装され
    ていることを特徴とする請求項２に記載のパワーモジュ
    ール装置。
  4. 【請求項４】導電性薄板から成形されたパワーデバイス
    搭載部にパワーデバイスを実装する工程、前記パワーデ
    バイスを前記導電性薄板から成形された複数の導電性リ
    ードに電気的に接続する工程、前記パワーデバイスを樹
    脂封止し、樹脂封止体を形成する工程、前記樹脂封止体
    上に、前記パワーデバイスのパワーを制御する制御回路
    の形成された回路基板を実装する工程、前記導電性リー
    ドと前記回路基板の所望の部分を電気的に接続する工
    程、を含む事を特徴とするパワーモジュール装置の製造
    方法。
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