[发明专利]半导体模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体模块，其执行用于驱动电动机旋转的开关操作，特别地，涉及一种安装在电路板上的半导体模块。

背景技术

近年来，车辆的很多部分被电动机操作，由此电动机及其电子控制单元的数量增大了。已经进行用于增加车辆的有效内部空间的很多努力，以向用户提供舒适的空间。因此，保留用于电动机及其电子控制单元的空间变为问题。因此，使得电动机及其电子控制单元尺寸较小是重要的问题。

例如，在引擎室的空间中或在仪表板之后布置用于车辆动力转向系统的电子控制单元。因为用于动力转向系统的电子控制单元用大电流(大约100A)驱动电动机，所以增加了在开关元件处生成的热量。因此，必须有高热辐射结构以便使得这种电子控制单元尺寸较小。

例如，现有技术公开1(日本专利公开No.2002-083912)，现有技术公开2(日本实用新型公开No.S57-083746)或现有技术公开3(日本实用新型公开No.S58-187153)公开了一种半导体模块或电子控制单元的改进的结构，以改进半导体模块的热辐射性能。根据以上现有技术公开1、2或3中公开的半导体模块，具有比覆盖半导体芯片的树脂主体的表面中的一个的表面面积更大的表面面积的热辐射板(以金属或树脂制成)被固定到树脂主体，从而半导体芯片生成的热量经由该热辐射板辐射到空气中。

根据以上现有技术公开1、2或3，没有公开热辐射板相对于树脂主体的详细相对尺寸的任何内容。例如，在热辐射板距树脂主体的延伸部分的尺寸小的情况下，换句话说，当热辐射板(延伸部分)的表面面积对树脂主体的表面面积的比率极小时，热辐射效果可能十分小。另一方面，当热辐射板相对于树脂主体极大地延伸时，不仅热辐射板的重量和材料成本可能增加，而且还可能难以保持用于在印制电路板上安装半导体模块以及其它电气或电子部分和组件的空间。

此外，根据以上现有技术公开1至3的半导体模块，因为电子部分和组件中的每一个是所谓的THD(通孔器件)类型，所以用于将这些部分和组件固定到电路板的可工作性以及用于量产的性能劣于所谓的SMD(表面贴装器件)类型的部分和组件。

发明内容

鉴于以上问题做出本发明。本发明的目的在于提供一种半导体模块，根据该半导体模块，更容易将电子部分和组件安装到电路板，并且该半导体模块具有高热辐射性能。

例如，根据本发明的特征，半导体模块安装到电路板的表面。所述半导体模块具有半导体芯片、树脂主体以及多个端子。所述半导体芯片具有开关操作的功能。树脂主体形成为板状，以覆盖所述半导体芯片，并且在所述树脂主体的相反两侧上具有第一树脂表面和第二树脂表面。电连接到半导体芯片并且从树脂主体突出的多个端子焊接到在电路板上形成的引线图案。

多个端子中的每一个分别电连接到半导体芯片的源级、漏极和栅极，使得通过这些端子不仅可以实现电流到半导体芯片的供应或该电流的切断而且还可以实现控制信号的供应。

第一金属板形成为板状，并且在第一金属板的相反两侧上具有第一金属表面和第二金属表面。所述第一金属板被提供在树脂主体的第一树脂表面和第二树脂表面中的一个表面处，使得：第一金属表面和第二金属表面中的一个相对于树脂主体的第一树脂表面和第二树脂表面中的一个暴露于外部，另一金属表面电连接到半导体芯片。根据该特征，来自半导体芯片的热量可以有效地传送到第一金属板，然后经由第一金属板辐射。第一金属板具有在第一金属板的板表面的方向上相对于树脂主体向外延伸的延伸部分。因此，经由延伸部分可以有效地辐射来自半导体芯片的热量。

在使得第一金属板和树脂主体满足“Sm/Sr＜0.5”的情况下，其中，“Sm”是延伸部分的表面的面积，“Sr”是树脂主体的表面的面积，可能存在第一金属板辐射热量的效果变得太小的问题。另一方面，当使得第一金属板和树脂主体满足“Sm/Sr＞1.0”的关系时，可能存在重量和材料成本将增加的问题，并且将难以保持用于将其它电子部分和组件安装到电路板的空间。

因此，根据本发明，使得第一金属板和树脂主体满足“0.5≤Sm/Sr≤1.0”的关系。

当满足“0.5≤Sm/Sr”的关系时，第一金属板(所述延伸部分42)的表面面积以及立体体积(热质量)可以分别被保持在高于预定值的值。结果，经由第一金属板可以有效地传送来自半导体芯片的热量。换句话说，本发明的半导体模块具有高热辐射性能。

当满足“Sm/Sr≤1.0”的关系时，可以抑制重量和材料成本的可能增加，并且可以容易地获得将其它电子部分和组件安装到电路板的空间。