[发明专利]电子线路装置及其制造方法

说明书

本申请是2002年1月15日递交的PCT申请PCT/JP02/00167(国家申请号：02800119.2)的分案申请，并要求如下优先权：

2001年1月17日递交的日本专利申请2001-8823。

技术领域

本发明涉及一种用半导体元件如IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、二极管等驱动马达的电源控制系统的电子线路装置，及该电子线路装置的制造方法。

背景技术

近来，随着马达驱动设备中的电子装置性能和功能的提高，马达驱动设备中的工作电流也增加了，需要使用半导体来处理高电流。图16中示出了常规使用的马达驱动设备。以下参考图说明常规使用的马达驱动设备的例子。

在图16中，附图标记分别表示：1a是IGBT；1b是二极管；3是高温焊接剂；4是金属元件；5是密封树脂；6是焊接剂；7是电路板；10是热辐射板；10a是突起的螺钉座；11是螺钉；12是放置了电子元件(无源元件)的表面；13是放置了电子元件(半导体元件)的表面；14是金属基底电路板；15是硅脂；18是金属丝；19是金属导线；22是凸连接器；23是凹连接器；24是绝缘树脂。

下面论述制造这种结构常规马达驱动设备的方法。

IGBT1a、二极管1b等半导体元件1由高温焊接剂3连接到金属元件4上。IGBT1a与二极管1b之间、半导体元件1与金属导线19之间用金属丝18电连接。金属丝18通常为铝丝或金丝。使用铝等形成的金属丝18时，金属丝18采用铝线楔形结合连接到半导体元件1的第二电极。第二电极与半导体元件1的第一电极相对，连接到金属元件4上。半导体元件1的第二电极由铝制成。在常温下用超声波能量将第二电极与金属丝彼此压接到一起时，可去除第二电极和金属丝18铝表面的氧化膜。第二电极与金属丝18就这样连接到一起。连接到半导体元件1第二电极的金属丝18伸向在铜上镀锡得到的金属导体19，通过楔形结合的方法连接到金属导体19上。

其后，为了完好地保护半导体元件1和金属丝18并提高可靠性，对半导体元件1和金属丝18涂层，并用传递成型技术或注射成型技术以密封树脂5将它们密封。弯曲并模切金属导线19，使它与金属元件4变平(even)。通过这样顺序的步骤，可得到名为“TO-220”的电子元件，它包含有半导体元件1、高温焊接剂3、金属元件4、金属丝18、金属导线19和密封树脂5。

在焊接糊剂印制到金属基电路板14上之后，可在金属基电路板上放置各种元件，如上述电子元件“TO-220”、凸连接器22等。将整个金属基电路板放入加热炉，焊接糊剂就会熔化。回到常温后焊接糊剂凝固。凝固的焊接剂6将电子元件“TO-220”、凸连接器22等各种电子元件完全电连接到金属基电路板14上。

为了提供电绝缘，在整个金属基电路板14上使用了密封树脂24。带有各种电子元件的金属基电路板14放入减压炉，去除混入密封树脂24内部的气泡，然后放入加热表面(heating surface)使密封树脂24凝固。

接着，在热辐射板10上使用硅脂15。金属基电路板14紧密接触到热辐射板10，并由螺钉固定。然后，将凸连接器22放置在金属基电路板14上和将凹连接器23放置在电路板7上之后，将凸连接器22插入凹连接器23中，这样电路板7就紧密地接触到突起的螺钉座10a，并由螺钉11固定。

在上述的方式中，完成了将包括电子元件“TO-220”的电子元件放置在金属基电路板14上，用于控制转换马达驱动电流和热辐射需求的过程；组合含有用于控制电子元件“TO-220”的电路的电路板7和无需热辐射的过程。

上述的安排，会因金属丝18和金属导线19的电阻产生损耗，因丝18和导线19的长度产生杂散电感。此外，电子元件“TO-220”装备有金属导线19，因此要求金属基电路板14的面积比电子元件“TO-220”的面积大，这就妨碍了微型化和高密度装配。

同时，用于电子产品之类的马达驱动设备也要求紧凑和高效热辐射，以适应当前电子产品结构更轻、更薄、更小巧的趋势。如果高温焊接剂3内部出现了气泡，气泡会妨碍半导体元件1产生的热传递，因而增加了半导体元件1和金属元件4之间的电阻。结果，只有气泡部分的温度升高，最糟的情况会导致半导体元件1破裂。