[发明专利]半导体模块

说明书

相关申请的交叉引用

本申请基于2012年12月19日提交的日本专利申请No.2012-277224并要求其优先权，该申请的内容通过引用结合于此。

发明背景

1.技术领域

本发明涉及多个半导体元件容纳在单个封装内的诸如功率半导体模块的半导体模块。

2.背景技术

图12A是包括例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等多个功率半导体元件的用于电动机驱动控制的现有半导体模块100的立体图。该半导体模块100如图4所示，包括金属基底板20、该基底板20上的绝缘电路板21、以及通过焊接固定在绝缘电路板21的预定位置上的多个功率半导体元件22。该半导体模块100还包括金属主端子102、控制端子103、以及用于保护功率半导体元件22且用于对引出到外壳外部的主端子102和控制端子103进行固定的作为框体的塑料外壳104。塑料外壳104内的空间填充有胶状树脂混合物。功率半导体元件安装在形成于绝缘电路板21的金属电路图案上，且通过铝引线23在金属电路图案与半导体元件22的金属电极之间进行连接。

图8示出分别由以下半导体元件、即IGBTT1和T2以及与IGBT T1和T2反并联连接的续流二极管(FWD)构成的半导体模块的等效电路。胶状树脂混合物填充于塑料外壳104与底板之间的空间内，该底板是用于安装这些功率半导体元件22的金属基底板20。图12A所示的金属主端子102即C1端子、E2端子、和C1E2端子通过螺钉孔105与外部连接，该螺钉孔105形成于在塑料外壳104的中央表面露出的金属主端子102中。辅助端子103即g1端子、e1端子、e2端子和g2端子通过形成于塑料外壳104表面的端部区域中的缝隙106引出。金属基底板20在基底板20的角部具有用于将其自身安装于热沉上的四个孔。塑料外壳104在其底部具有开口部，以用于将塑料外壳104与基底板嵌合。

专利文献1披露了如下半导体器件：电极端子被可靠地保持在热塑性树脂外壳上以提高组装质量的可靠性，且防止电极端子因振动从树脂外壳脱落。

专利文献2披露了如下半导体模块：包括塑料外壳、用于外部主连接和控制连接的连接元件、以及表面被金属化的绝缘基板。安装有半导体元件的绝缘基板被插入塑料外壳的底部开口部中。

专利文献3披露了具有高绝缘强度和高可靠性的半导体模块，其控制端子在贯通塑料外壳的位置具有突起部，在控制端子设置L形部，以用于防止在连接器的安装拆卸过程中应力传递到绝缘电路板上。

[专利文献1]

日本实用新型申请公开No.H05-006852(特别是摘要及图1)

[专利文献2]

美国专利No.6,597,585(特别是权利要求1及图3)

[专利文献3]

WO2012/0066833公报(特别是摘要及图1)

在图12A的立体图所示的半导体模块100中，注入到树脂外壳104中的树脂是呈现柔软性的胶状树脂混合物，无法牢固地固定金属主端子102和控制端子103的引出端子。由此，引出端子需要固定在为了将端子引出而形成的塑料外壳104的开口部上。引出端子中、金属主端子102由树脂外壳104保持，由此在外部连接过程中施加的应力几乎不会传递到主端子的底部。

然而，对于辅助端子103，在将辅助端子103固定在绝缘电路板21上之后，需要使辅助端子103容易地插入到形成于塑料外壳104的辅助端子用开口部107中，并且还需要将其可靠地保持在外壳上。为了满足这些要求，辅助端子用开口部107如图12A所示，分别具有如下结构：其缝隙尺寸稍微比端子的截面尺寸要大。此外，如图12B所示，辅助端子103设置有突起部，且塑料外壳设置有缺口部以将端子保持在外壳上。图12B中，标号104a和104b表示塑料外壳的部分截面。辅助端子103在塑料外壳104的内部分别具有突起部103a，且塑料外壳104具有与突起部103a相对的凹部108。凹部108限制突起部103a的垂直移动。然而，在利用突起部和缺口部保持端子的方法中，由于缝隙形成为具有稍大的尺寸，因此端子容易从缝隙的长边方向上的空间脱离。这是图12B中在辅助端子103的上部位置朝左侧施加外力的情况。若缝隙长度减小以用于防止辅助端子的脱离，则难以进行插入，在插入过程中一些应力可能会施加到辅助端子的底部。由此，缝隙长度的减小被限制。

发明内容