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JP5488196B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description

本発明は、ハイサイド側半導体素子とローサイド側半導体素子とを備え、両面からの冷却を可能とする半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device that includes a high-side semiconductor element and a low-side semiconductor element and enables cooling from both sides.

従来、例えばハイブリッド自動車の電源等を制御する半導体装置として、半導体素子を実装したパワーカードが用いられている。一般に、パワーカードに実装される半導体素子は、トランジスタ(例えばIGBT)とダイオードとが1組となって構成されている。そして、パワーカードの中には、小型化などを目的として、P極側に接続するハイサイド側半導体素子と、N極側に接続するローサイド側半導体素子との2組を、1つのパワーカードに実装したものがある(例えば特許文献1)。こうしたパワーカード(いわゆる2in1パワーカード)では、ハイサイド側半導体素子がハイサイド電極板及びミドルサイド電極板に接続され、ローサイド側半導体素子がローサイド電極板及びミドルサイド電極板に接続されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a power card on which a semiconductor element is mounted is used as a semiconductor device that controls a power source of a hybrid vehicle. In general, a semiconductor element mounted on a power card is configured by a set of a transistor (for example, IGBT) and a diode. And, for the purpose of downsizing and the like, some power cards include two sets of a high-side semiconductor element connected to the P-pole side and a low-side semiconductor element connected to the N-pole side in one power card. There is what was mounted (for example, patent document 1). In such a power card (so-called 2-in-1 power card), the high-side semiconductor element is connected to the high-side electrode plate and the middle-side electrode plate, and the low-side semiconductor element is connected to the low-side electrode plate and the middle-side electrode plate.

2in1パワーカードの具体的な積層構造としては、例えば特許文献2に記載されるように、一枚板のミドルサイド電極板上にハイサイド側半導体素子とローサイド側半導体素子とが積層されている。そして、ハイサイド側半導体素子上には、ハイサイド電極板が積層されている。一方、ローサイド側半導体素子上には、ローサイド電極板が積層されている。こうした積層構造によると、各半導体素子での発熱は、上側のハイサイド電極板及びローサイド電極板と、下側のミドルサイド電極板とに放熱される。したがって、パワーカードの上面側と下面側の両方に冷却器を配置することにより、上下の各電極板を介して半導体素子を両面から冷却することができる。   As a specific laminated structure of the 2-in-1 power card, for example, as described in Patent Document 2, a high-side semiconductor element and a low-side semiconductor element are laminated on a single-plate middle-side electrode plate. A high side electrode plate is laminated on the high side semiconductor element. On the other hand, a low-side electrode plate is laminated on the low-side semiconductor element. According to such a laminated structure, heat generated in each semiconductor element is dissipated to the upper high-side electrode plate and the low-side electrode plate and the lower middle-side electrode plate. Therefore, by disposing the coolers on both the upper surface side and the lower surface side of the power card, the semiconductor element can be cooled from both sides via the upper and lower electrode plates.

ここで、パワーカードを製造する場合には、例えば特許文献3に記載されるように、まず半導体素子の下面を下側電極板の上面にはんだ接合し、続いて半導体素子の上面を上側電極板の下面にはんだ接合することが行われている。このとき、上側電極板には、はんだを注入するための注入口が設けられており、この注入口から上側電極板と半導体素子との間にはんだを注入して、素子と電極板とのはんだ接合が行われる。   Here, when manufacturing a power card, as described in Patent Document 3, for example, first, the lower surface of the semiconductor element is soldered to the upper surface of the lower electrode plate, and then the upper surface of the semiconductor element is connected to the upper electrode plate. Soldering is performed on the lower surface of the substrate. At this time, the upper electrode plate is provided with an injection port for injecting solder, and solder is injected between the upper electrode plate and the semiconductor element from this injection port, and the solder between the element and the electrode plate is injected. Joining is performed.

特開2004−208411号公報JP 2004-208411 A 特開2001−308263号公報JP 2001-308263 A 特開2004−134445号公報JP 2004-134445 A

しかしながら、2in1パワーカードを製造する場合には、次のような問題点があった。
ミドルサイド電極板と半導体素子とをはんだ接合する際、はんだコテ等の加熱器具を使用して、ミドルサイド電極板の接合部位を所定温度まで加熱しておかなければならない。ところが、2in1パワーカードでは、ハイサイド側半導体素子とローサイド側半導体素子との両方を一枚板のミドルサイド電極板に接続しているため、全長の長いミドルサイド電極板を用いる必要がある。そのため、例えばハイサイド側半導体素子とミドルサイド電極板とをはんだ接合する際に、ミドルサイド電極板のハイサイド側に加えた熱がローサイド側へと逃げてしまい、加熱効率が悪かった。同様に、ローサイド側半導体素子とミドルサイド電極板とをはんだ接合する際に、ミドルサイド電極板のローサイド側に加えた熱がハイサイド側へと逃げてしまい、加熱効率が悪かった。その結果、ミドルサイド電極板の接合部位を必要な温度まで加熱するのに、長い時間が必要であるという問題があった。この場合には、加熱器具等による消費電力も増大してしまう。
However, when manufacturing a 2-in-1 power card, there are the following problems.
When soldering the middle side electrode plate and the semiconductor element, the joining portion of the middle side electrode plate must be heated to a predetermined temperature using a heating tool such as a soldering iron. However, in the 2-in-1 power card, since both the high-side semiconductor element and the low-side semiconductor element are connected to a single-sheet middle-side electrode plate, it is necessary to use a middle-side electrode plate having a long overall length. Therefore, for example, when soldering the high-side semiconductor element and the middle-side electrode plate, heat applied to the high-side side of the middle-side electrode plate escapes to the low-side side, resulting in poor heating efficiency. Similarly, when soldering the low-side semiconductor element and the middle-side electrode plate, heat applied to the low-side side of the middle-side electrode plate escapes to the high-side, resulting in poor heating efficiency. As a result, there has been a problem that it takes a long time to heat the joining portion of the middle side electrode plate to a necessary temperature. In this case, power consumption due to the heating device or the like also increases.

そこで、本発明は、前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、製造時にはんだ接合工程で要する時間を短くすることができる半導体装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can shorten the time required for the soldering process during manufacturing. .

上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、次のような特徴を有している。
(1)ハイサイド側半導体素子とローサイド側半導体素子とを備え、両面からの冷却を可能とする半導体装置において、前記ハイサイド側半導体素子に接続するハイサイド電極板と、前記ローサイド側半導体素子に接続するローサイド電極板と、前記ハイサイド側半導体素子及び前記ローサイド側半導体素子に接続するミドルサイド電極板とを備え、前記ミドルサイド電極板は、前記ハイサイド側半導体素子を接続するハイサイド側板部と、前記ローサイド側半導体素子を接続するローサイド側板部とが、前記ハイサイド側板部及び前記ローサイド側板部より断面積の小さい連結部を介して連結されたものであること、前記連結部は、前記ミドルサイド電極板に厚さ方向へ貫通するスリットを形成したときの残存部分であること、前記スリットは、連結方向と直交するように前記ミドルサイド電極板の両側から中央に向かって延設、または一端側から他端側に向かって延設されたものであることを特徴とする。
ここで、「断面積の小さい連結部」とは、一方の素子との接合部位に加えた熱が連結部を越えて他方の素子側へと逃げるのを抑制するのに十分小さい断面積であればよく、かつ電極板の通電性能や冷却器による冷却性能を確保する必要もあることから、連結部の断面積は、ハイサイド側板部及びローサイド側板部の断面積の1/5〜1/2程度であることが望ましい。
In order to solve the above problems, the semiconductor device of the present invention has the following characteristics.
(1) In a semiconductor device comprising a high-side semiconductor element and a low-side semiconductor element and capable of cooling from both sides, a high-side electrode plate connected to the high-side semiconductor element, and the low-side semiconductor element A low-side electrode plate to be connected; a high-side semiconductor element; and a middle-side electrode plate to be connected to the low-side semiconductor element, wherein the middle-side electrode plate is connected to the high-side semiconductor element. And the low side plate part connecting the low side semiconductor element is connected via a connecting part having a smaller cross-sectional area than the high side plate part and the low side plate part , the connecting part is It is the remaining portion when a slit penetrating in the thickness direction is formed in the middle side electrode plate, the slip It is characterized in that extending from either side of the middle side electrode plates so as to be perpendicular to the coupling direction towards extending towards the center or from the one end, the other end side.
Here, the “connecting portion having a small cross-sectional area” is a cross-sectional area that is sufficiently small to prevent heat applied to the joint portion with one element from escaping to the other element side beyond the connecting portion. The cross-sectional area of the connecting part is 1/5 to 1/2 of the cross-sectional area of the high-side side plate part and the low-side side plate part. It is desirable that the degree.

(2)(1)に記載する半導体装置において、前記スリットは、前記連結部の周囲にて連結方向に延設されていることを特徴とする (2) In the semiconductor device described in (1) , the slit extends in a connecting direction around the connecting portion .

本発明の半導体装置は、次のような作用・効果を奏する。
(1)2物体間を移動する熱の移動量は、2物体間における熱の伝達面積に比例する。そこで、本発明の半導体装置では、ハイサイド側板部とローサイド側板部とを、断面積の小さい連結部を介して連結することで、ハイサイド側板部とローサイド側板部との間における熱の伝達面積を小さくしている。これにより、ハイサイド側板部とハイサイド側半導体素子とをはんだ接合する際、ハイサイド側板部の接合部位に加えた熱が連結部を越えてローサイド側板部へと逃げるのを抑制することができる。同様に、ローサイド側板部とローサイド側半導体素子とをはんだ接合する際、ローサイド側板部の接合部位に加えた熱が連結部を越えてハイサイド側板部へと逃げるのを抑制することができる。こうして、ミドルサイド電極板の加熱効率を高めることができるので、接合部位を必要な温度まで加熱するのにかかる時間を短縮でき、製造時にはんだ接合工程で要する時間を短くすることができる。これに伴って、加熱器具等による消費電力も低減することができる。
例えば、連結部の断面積を、ハイサイド側板部及びローサイド側板部の断面積の1/5〜1/2程度にすることで、実際の製造工程において、はんだ接合工程で要する時間を半減することができる。
The semiconductor device of the present invention has the following operations and effects.
(1) The amount of heat that moves between two objects is proportional to the heat transfer area between the two objects. Therefore, in the semiconductor device of the present invention, the heat transfer area between the high side plate and the low side plate is obtained by connecting the high side plate and the low side plate via a connecting portion having a small cross-sectional area. Is made smaller. Thereby, when soldering the high-side side plate portion and the high-side side semiconductor element, it is possible to suppress the heat applied to the joining portion of the high-side side plate portion from escaping to the low-side side plate portion beyond the connecting portion. . Similarly, when soldering the low-side side plate portion and the low-side side semiconductor element, it is possible to suppress the heat applied to the joining portion of the low-side side plate portion from escaping to the high-side side plate portion beyond the connecting portion. Thus, since the heating efficiency of the middle side electrode plate can be increased, it is possible to shorten the time required to heat the bonding portion to a necessary temperature, and to shorten the time required for the solder bonding process during manufacturing. In connection with this, the power consumption by a heating appliance etc. can also be reduced.
For example, by reducing the cross-sectional area of the connecting portion to about 1/5 to 1/2 of the cross-sectional area of the high-side side plate portion and the low-side side plate portion, the time required for the solder joining step can be halved in the actual manufacturing process. Can do.

(2)連結部の周囲に厚さ方向へ貫通するスリットが形成されているため、ハイサイド側板部とローサイド側板部との間で連結部しか熱の伝達経路が存在せず、加熱効率をより確実に向上させることができる。これにより、製造時にはんだ接合工程で要する時間をさらに短くすることができる。また、スリットの形成は、凹部の形成に比べて加工が容易であるため、製造コストを低く抑えることも可能となる。 (2) Since a slit penetrating in the thickness direction is formed around the connecting portion, only the connecting portion has a heat transfer path between the high side plate portion and the low side plate portion. It can certainly be improved. As a result, the time required for the soldering process during manufacturing can be further shortened. Moreover, since the formation of the slit is easier to process than the formation of the recess, the manufacturing cost can be kept low.

(3)2物体間を移動する熱の移動量は、2物体間における熱の伝達経路の長さに反比例する。このとき、スリットをそのまま連結方向に延設して連結部を連結方向へ長くすることも考えられるが、これでは、ミドルサイド電極板と冷却器との接触面積が小さくなり冷却性能が低下してしまう。そこで、連結部の周囲にてスリット又は凹部を連結方向に延設することにより、連結部を実質的に連結方向に長くしている。これにより、熱が連結部を越えて他方の素子側へと逃げるのをより確実に抑制できるうえ、連結部の周囲を除いた電極板部分では冷却器と接触させることができるので、ミドルサイド電極板の冷却性能を確保することができる。 (3) The amount of heat transferred between two objects is inversely proportional to the length of the heat transfer path between the two objects. At this time, it is possible to extend the slit in the connecting direction as it is and lengthen the connecting part in the connecting direction, but this reduces the contact area between the middle side electrode plate and the cooler and decreases the cooling performance. End up. Therefore, by extending a slit or a recess in the connecting direction around the connecting portion, the connecting portion is made substantially longer in the connecting direction. As a result, it is possible to more reliably suppress heat from escaping to the other element side beyond the connecting portion, and the electrode plate portion excluding the periphery of the connecting portion can be brought into contact with the cooler. The cooling performance of the plate can be ensured.

本発明の実施形態に係る2in1パワーカードの全体構成を示す上面図である。It is a top view which shows the whole structure of the 2in1 power card which concerns on embodiment of this invention. 2in1パワーカードの回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit structure of a 2-in-1 power card. 図1のIII−III線における拡大断面図である。It is an expanded sectional view in the III-III line of FIG. 同パワーカードのミドルサイド電極板を示す上面図である。It is a top view which shows the middle side electrode plate of the power card. (a)は、図4におけるV(a)−V(a)断面図であり、(b)は、図4におけるV(b)−V(b)断面図であり、(c)は、図4におけるV(c)−V(c)断面図である。(A) is V (a) -V (a) sectional drawing in FIG. 4, (b) is V (b) -V (b) sectional drawing in FIG. 4, (c) is a figure. 4 is a V (c) -V (c) cross-sectional view in FIG. 同パワーカードの製造方法における第1はんだ接合工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 1st solder joining process in the manufacturing method of the same power card. 同製造方法における封止工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the sealing process in the manufacturing method. 同製造方法における研削工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the grinding process in the manufacturing method. 同製造方法における第2はんだ接合工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 2nd solder joining process in the manufacturing method. 同製造方法における第3はんだ接合工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 3rd solder joining process in the manufacturing method. 同製造方法における仕上げ工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the finishing process in the manufacturing method. 同製造方法における第3はんだ接合工程時のミドルサイド電極板における熱伝達の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of the heat transfer in the middle side electrode plate at the time of the 3rd solder joining process in the manufacturing method. (a)は、本実施形態の変更例1に係る連結部を示す断面図であり、(b)は、本実施形態の変更例2に係る連結部を示す断面図であり、(c)は、本実施形態の変更例3に係る連結部を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the connection part which concerns on the modification 1 of this embodiment, (b) is sectional drawing which shows the connection part which concerns on the modification 2 of this embodiment, (c) is FIG. 10 is a cross-sectional view showing a connecting portion according to Modification 3 of the present embodiment. 参考例1に係る2in1パワーカードを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2in1 power card which concerns on the reference example 1. FIG. 同パワーカードの製造方法における第1はんだ接続工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 1st solder connection process in the manufacturing method of the same power card. 同製造方法における封止工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the sealing process in the manufacturing method. 同製造方法における研削工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the grinding process in the manufacturing method. 同製造方法における第2はんだ接合工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 2nd solder joining process in the manufacturing method. 同製造方法における第3はんだ接合工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 3rd solder joining process in the manufacturing method. (a)は、参考例1の参考変更例1に係る接合構造を示す断面図であり、(b)は、参考例1の参考変更例2に係る接合構造を示す断面図である。(A) is sectional drawing which shows the joining structure which concerns on the reference modification example 1 of the reference example 1, (b) is sectional drawing which shows the joining structure which concerns on the reference modification example 2 of the reference example 1. FIG. (a)は、参考例1の参考変更例3に係る連結部分を示す上面図であり、(b)は、参考例1の参考変更例4に係る連結部分を示す上面図である。(A) is a top view which shows the connection part which concerns on the reference modification example 3 of the reference example 1, (b) is a top view which shows the connection part which concerns on the reference modification example 4 of the reference example 1. FIG. (a)は、参考例1の参考変更例5に係る連結部分を示す上面図であり、(b)は、参考例1の参考変更例6に係る連結部分を示す上面図である。(A) is a top view which shows the connection part which concerns on the reference modification example 5 of the reference example 1, (b) is a top view which shows the connection part which concerns on the reference modification example 6 of the reference example 1. FIG. 参考例2に係る2in1パワーカードを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2in1 power card which concerns on the reference example 2. 同パワーカードの製造方法における第1はんだ接続工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 1st solder connection process in the manufacturing method of the same power card. 同製造方法における封止工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the sealing process in the manufacturing method. 同製造方法における研削工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the grinding process in the manufacturing method. 同製造方法における第2はんだ接合工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 2nd solder joining process in the manufacturing method. 同製造方法における仕上げ工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the finishing process in the manufacturing method. (a)は、参考例2の参考変更例1に係る連結部分を示す上面図であり、(b)は、参考例2の参考変更例2に係る連結部分を示す上面図である。(A) is a top view which shows the connection part which concerns on the reference modification example 1 of the reference example 2, (b) is a top view which shows the connection part which concerns on the reference modification example 2 of the reference example 2. FIG. 参考例3に係る2in1パワーカードを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2in1 power card which concerns on the reference example 3. 同パワーカードの製造方法における第2はんだ接合工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 2nd solder joining process in the manufacturing method of the same power card. 同製造方法における第3はんだ接合工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 3rd solder joining process in the manufacturing method. (a)は、参考例3の参考変更例1に係る連結部分を示す上面図であり、(b)は、参考例3の参考変更例2に係る連結部分を示す上面図である。(A) is a top view which shows the connection part which concerns on the reference modification example 1 of the reference example 3, (b) is a top view which shows the connection part which concerns on the reference modification example 2 of the reference example 3. FIG. (a)は、参考例1〜3の共通参考変更例1に係る連結部分を示す上面図であり、(b)は、参考例1〜3の共通参考変更例2に係る連結部分を示す上面図である。(A) is a top view which shows the connection part which concerns on the common reference modification example 1 of the reference examples 1-3, (b) is an upper surface which shows the connection part which concerns on the common reference modification example 2 of the reference examples 1-3 FIG.

以下、本発明を具体化した実施形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施形態は、ハイブリッド自動車等の電源を制御する2in1パワーカードに本発明を適用したものである。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, the present invention is applied to a 2-in-1 power card that controls a power source of a hybrid vehicle or the like.

[パワーカードの構成]
本実施形態に係る2in1パワーカードの全体構成について、図1を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施形態に係る2in1パワーカードの全体構成を示す上面図である。
2in1パワーカード1は、図1に示すように、ハイサイド側のスイッチング回路を構成するハイサイド側回路部10と、ローサイド側のスイッチング回路を構成するローサイド側回路部20とを備えている。ハイサイド側回路部10には、P極側に接続するハイサイド側パワー素子11が実装されている。ローサイド側回路部20には、N極側に接続するローサイド側パワー素子21が実装されている。なお、図1では、両パワー素子11,21をモータ側に接続するための出力バスバーを省略して示している。
[Power card configuration]
The overall configuration of the 2-in-1 power card according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a top view showing an overall configuration of a 2-in-1 power card according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the 2-in-1 power card 1 includes a high-side circuit unit 10 that constitutes a high-side switching circuit and a low-side circuit unit 20 that constitutes a low-side switching circuit. A high side power element 11 connected to the P pole side is mounted on the high side circuit unit 10. A low side power element 21 connected to the N pole side is mounted on the low side circuit unit 20. In FIG. 1, an output bus bar for connecting both power elements 11 and 21 to the motor side is omitted.

2in1パワーカード1の回路構成について、図2を参照しながら説明する。図2は、2in1パワーカードの回路構成を示す回路図である。
ハイサイド側パワー素子11は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)11Aとダイオード11Bとが、1組となって構成されている。ハイサイド側IGBT11AのゲートGは、制御用配線15を介して、ゲート電圧を制御するための制御用端子16に接続されている。ハイサイド側IGBT11AのエミッタEは、出力側に接続されている。ハイサイド側IGBT11AのコレクタCは、バスバー13を介してP極側に接続されている。そして、ハイサイド側ダイオード11Bは、ハイサイド側IGBT11AのエミッタE−コレクタC間に並列接続されている。
The circuit configuration of the 2-in-1 power card 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a circuit diagram showing a circuit configuration of the 2-in-1 power card.
The high-side power element 11 is composed of an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 11A and a diode 11B. The gate G of the high-side IGBT 11A is connected to the control terminal 16 for controlling the gate voltage via the control wiring 15. The emitter E of the high side IGBT 11A is connected to the output side. The collector C of the high-side IGBT 11A is connected to the P-pole side via the bus bar 13. The high-side diode 11B is connected in parallel between the emitter E and the collector C of the high-side IGBT 11A.

ローサイド側パワー素子21は、IGBT21Aとダイオード21Bとが1組となって構成されている。ローサイド側IGBT21AのゲートGは、制御用配線25を介して、ゲート電圧を制御するための制御用端子26に接続されている。ローサイド側IGBT21AのエミッタEは、バスバー23を介してN極側に接続されている。ローサイド側IGBT21AのコレクタCは、出力側に接続されている。そして、ローサイド側ダイオード21Bは、ローサイド側IGBT21AのエミッタE−コレクタC間に並列接続されている。   The low-side power element 21 includes an IGBT 21A and a diode 21B as a set. The gate G of the low-side IGBT 21A is connected to a control terminal 26 for controlling the gate voltage via a control wiring 25. The emitter E of the low-side IGBT 21A is connected to the N pole side via the bus bar 23. The collector C of the low side IGBT 21A is connected to the output side. The low-side diode 21B is connected in parallel between the emitter E and the collector C of the low-side IGBT 21A.

続いて、本実施形態に係る2in1パワーカード1の積層構造について、図3を参照しながら説明する。図3は、図1のIII−III線における拡大断面図である。
図3に示すように、ハイサイド側回路部10では、ハイサイド電極板12、ハイサイド側パワー素子11、ハイサイド側ブロック電極14、ハイサイド側板部31が、この順に積層されている。ハイサイド電極板12、ハイサイド側ブロック電極14及びハイサイド側板部31は、それぞれ矩形平板形状をなしており、銅板又は銅板やアルミ板にニッケルをめっきしたものである。そして、ハイサイド電極板12の上面12aと、ハイサイド側パワー素子11の下面11bとの間には、はんだ層2が形成されている。また、ハイサイド側パワー素子11の上面11aと、ハイサイド側ブロック電極14の下面14bとの間には、はんだ層3が形成されている。さらに、ハイサイド側ブロック電極14の上面14aと、ハイサイド側板部31の下面31bとの間には、はんだ層4が形成されている。また、ハイサイド側板部31の中央には、はんだを注入するために厚さ方向へ貫通形成されたはんだ注入口32が設けられている。
Next, a stacked structure of the 2-in-1 power card 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
As shown in FIG. 3, in the high-side circuit unit 10, the high-side electrode plate 12, the high-side power element 11, the high-side block electrode 14, and the high-side plate unit 31 are stacked in this order. The high-side electrode plate 12, the high-side block electrode 14, and the high-side plate portion 31 each have a rectangular flat plate shape, and are obtained by plating nickel on a copper plate, a copper plate, or an aluminum plate. A solder layer 2 is formed between the upper surface 12 a of the high-side electrode plate 12 and the lower surface 11 b of the high-side power element 11. A solder layer 3 is formed between the upper surface 11 a of the high-side power element 11 and the lower surface 14 b of the high-side block electrode 14. Further, a solder layer 4 is formed between the upper surface 14 a of the high-side block electrode 14 and the lower surface 31 b of the high-side plate portion 31. Further, a solder injection port 32 penetrating in the thickness direction for injecting solder is provided at the center of the high side plate portion 31.

一方、ローサイド側回路部20では、ローサイド電極板22、ローサイド側ブロック電極24、ローサイド側パワー素子21、ローサイド側板部35が、この順に積層されている。ローサイド電極板22、ローサイド側ブロック電極24及びローサイド側板部35は、それぞれ矩形平板形状をなしており、銅板又は銅板やアルミ板にニッケルをめっきしたものである。そして、ローサイド電極板22の上面22aと、ローサイド側ブロック電極24の下面24bとの間には、はんだ層5が形成されている。また、ローサイド側ブロック電極24の上面24aと、ローサイド側パワー素子21の下面21bとの間には、はんだ層6が形成されている。さらに、ローサイド側パワー素子21の上面21aと、ローサイド側板部35の下面35bとの間には、はんだ層7が形成されている。また、ローサイド電極板22の中央には、はんだを注入するために厚さ方向へ貫通形成されたはんだ注入口29が設けられている。   On the other hand, in the low side circuit portion 20, the low side electrode plate 22, the low side block electrode 24, the low side power element 21, and the low side plate portion 35 are laminated in this order. The low side electrode plate 22, the low side block electrode 24, and the low side plate portion 35 each have a rectangular flat plate shape, and are obtained by plating nickel on a copper plate, a copper plate, or an aluminum plate. A solder layer 5 is formed between the upper surface 22 a of the low side electrode plate 22 and the lower surface 24 b of the low side block electrode 24. A solder layer 6 is formed between the upper surface 24 a of the low-side block electrode 24 and the lower surface 21 b of the low-side power element 21. Furthermore, a solder layer 7 is formed between the upper surface 21 a of the low side power element 21 and the lower surface 35 b of the low side plate portion 35. In addition, a solder injection port 29 penetrating in the thickness direction is provided in the center of the low side electrode plate 22 to inject solder.

このようにハイサイド側回路部10とローサイド側回路部20とを積層させた状態で、上面31a,35a及び下面12b,22bを除いた部分が封止樹脂8によりモールドされている。こうした積層構造によると、各パワー素子11,21での発熱は、図中下側のハイサイド電極板12及びローサイド電極板22と、図中上側のハイサイド側板部31及びローサイド側板部35とに放熱される。したがって、パワーカード1の上面側と下面側の両方に冷却器(図示略)を配置することにより、上下の各電極板を介してパワー素子11,21を両面から冷却することができる。   In a state where the high-side circuit unit 10 and the low-side circuit unit 20 are laminated as described above, the portions excluding the upper surfaces 31 a and 35 a and the lower surfaces 12 b and 22 b are molded with the sealing resin 8. According to such a laminated structure, heat generated in each of the power elements 11 and 21 is transferred to the lower high-side electrode plate 12 and the low-side electrode plate 22 in the drawing, and to the upper high-side side plate portion 31 and the low-side side plate portion 35 in the drawing. Heat is dissipated. Therefore, by disposing coolers (not shown) on both the upper surface side and the lower surface side of the power card 1, the power elements 11 and 21 can be cooled from both sides via the upper and lower electrode plates.

続いて、本実施形態のミドルサイド電極板30について、図4及び図5を参照しながら詳細に説明する。図4は、本実施形態に係る2in1パワーカードのミドルサイド電極板を示す上面図である。図5(a)は、図4のV(a)−V(a)断面図である。図5(b)は、図4のV(b)−V(b)断面図である。図5(c)は、図4のV(c)−V(c)断面図である。
ミドルサイド電極板30は、図4に示すように、ハイサイド側パワー素子11を接続するハイサイド側板部31と、ローサイド側パワー素子21を接続するローサイド側板部35と、ハイサイド側板部31とローサイド側板部35とを連結する連結部36とが、一体に形成されたものである。ハイサイド側板部31とローサイド側板部35とは、略同じ矩形平板形状をなしている。ハイサイド側板部31とローサイド側板部35との連結位置は、ハイサイド側板部31及びローサイド側板部35それぞれの端面における中央位置である。ハイサイド側板部31の上面視中央には、はんだを注入するために厚さ方向へ貫通形成されたはんだ注入口32が設けられている。なお、はんだ注入口32の位置や数は、素子の接続位置や接続数に応じて変更してもよい。
Next, the middle side electrode plate 30 of the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a top view showing the middle side electrode plate of the 2 in 1 power card according to the present embodiment. Fig.5 (a) is V (a) -V (a) sectional drawing of FIG. FIG. 5B is a V (b) -V (b) cross-sectional view of FIG. FIG. 5C is a V (c) -V (c) sectional view of FIG.
As shown in FIG. 4, the middle-side electrode plate 30 includes a high-side plate portion 31 that connects the high-side power element 11, a low-side plate portion 35 that connects the low-side power element 21, and a high-side plate portion 31. A connecting portion 36 that connects the low-side side plate portion 35 is integrally formed. The high side plate 31 and the low side plate 35 have substantially the same rectangular flat plate shape. The connection position of the high side plate part 31 and the low side plate part 35 is the center position on the end surface of each of the high side plate part 31 and the low side plate part 35. In the center of the high-side side plate portion 31 as viewed from above, a solder injection port 32 that is formed in the thickness direction so as to inject solder is provided. Note that the position and number of the solder injection holes 32 may be changed according to the connection position and the number of connections of the elements.

連結部36は、図4及び図5(a)に示すように、矩形平板形状をなしており、ハイサイド側板部31及びローサイド側板部35と同じ厚みを有している。連結部36の断面積S1は、図5(a),(b),(c)に示すように、ハイサイド側板部31及びローサイド側板部35の断面積S2,S3より小さく形成されている。特に、本実施形態では、連結部36の断面積S1は、ハイサイド板部31及びローサイド板部35の断面積S2,S3の1/4程度である。なお、連結部36の断面積S1は、一方の素子との接合部位に加えた熱が連結部36を越えて他方の素子側へと逃げるのを抑制するのに十分小さい断面積であればよく、例えばハイサイド板部31及びローサイド板部35の断面積S2,S3の1/3〜1/2以下であればよい。また、ミドルサイド電極板30の通電性能や冷却器による冷却性能を確保する必要性から、連結部36の断面積S1は、例えばハイサイド板部31及びローサイド板部35の断面積S2,S3の1/5以上であることが望ましい。   As shown in FIGS. 4 and 5A, the connecting portion 36 has a rectangular flat plate shape, and has the same thickness as the high-side side plate portion 31 and the low-side side plate portion 35. As shown in FIGS. 5A, 5 </ b> B, and 5 </ b> C, the cross-sectional area S <b> 1 of the connecting portion 36 is smaller than the cross-sectional areas S <b> 2 and S <b> 3 of the high-side side plate portion 31 and the low-side side plate portion 35. In particular, in the present embodiment, the cross-sectional area S1 of the connecting portion 36 is about 1/4 of the cross-sectional areas S2 and S3 of the high-side plate portion 31 and the low-side plate portion 35. Note that the cross-sectional area S1 of the connecting portion 36 may be a cross-sectional area that is sufficiently small to suppress heat applied to the joint portion with one element from escaping to the other element side beyond the connecting portion 36. For example, the cross-sectional areas S2 and S3 of the high side plate portion 31 and the low side plate portion 35 may be 1/3 to 1/2 or less. Further, from the necessity of ensuring the energization performance of the middle side electrode plate 30 and the cooling performance by the cooler, the cross-sectional area S1 of the connecting portion 36 is, for example, the cross-sectional areas S2 and S3 of the high-side plate portion 31 and the low-side plate portion 35. It is desirable that it is 1/5 or more.

こうした連結部36は、図4に示すように、ミドルサイド電極板30に厚さ方向へ貫通するスリット33,34を形成したときの残存部分となっている。つまり、一枚板のミドルサイド電極板30から、スリット33,34部分を切り取ることにより、連結部36を形成することができる。スリット33,34は、連結方向Xと直交する方向Yにおいて両側から中央へ向けて延設された第1スリット33,33と、連結部36の周囲にて連結方向Xにおけるハイサイド側に向けて延設された第2スリット34,34とから構成されている。すなわち、第1スリット33,33は、ハイサイド側板部31の図中上側の端面33aと、ローサイド側板部35の図中下側の端面33bと、連結部36(及び二点鎖線)とで囲まれた部分である。第2スリット34,34は、ハイサイド側板部31の連結部36周囲を切り抜いて形成された端面34a、34bと、連結部36(及び二点鎖線)とで囲まれた部分である。この第2スリット34により、ほとんどミドルサイド電極板30の面積を減らすことなく、連結部36の連結方向Xにおける長さが、実質的に延長されている。図3において、ミドルサイド電極板30を冷却するための冷却器は図中上側にも配置される。従ってこの様に、ミドルサイド電極板30の面積を減らさないということは、冷却性能への影響を回避できることになる。なお、図4では、第2スリット34,34を、連結方向Xにおけるハイサイド側に向けて延設した場合を示したが、連結方向Xにおけるローサイド側に向けて延設してもよく、連結方向Xにおける両側に向けて延設してもよい。   As shown in FIG. 4, the connecting portion 36 is a remaining portion when slits 33 and 34 penetrating in the thickness direction are formed in the middle side electrode plate 30. In other words, the connecting portion 36 can be formed by cutting the slits 33 and 34 from the single-sided middle-side electrode plate 30. The slits 33, 34 extend from the both sides toward the center in the direction Y orthogonal to the connection direction X, and toward the high side in the connection direction X around the connection portion 36. The second slits 34 and 34 are extended. That is, the first slits 33 and 33 are surrounded by the upper end surface 33a of the high side plate portion 31 in the drawing, the lower end surface 33b of the low side plate portion 35 in the drawing, and the connecting portion 36 (and a two-dot chain line). It is the part that was. The second slits 34 and 34 are portions surrounded by end surfaces 34 a and 34 b formed by cutting out the periphery of the connecting portion 36 of the high-side side plate portion 31 and the connecting portion 36 (and a two-dot chain line). The second slit 34 substantially extends the length of the connecting portion 36 in the connecting direction X without substantially reducing the area of the middle side electrode plate 30. In FIG. 3, the cooler for cooling the middle side electrode plate 30 is also arranged on the upper side in the figure. Accordingly, not reducing the area of the middle side electrode plate 30 in this way can avoid the influence on the cooling performance. 4 shows the case where the second slits 34, 34 are extended toward the high side in the connecting direction X, but may be extended toward the low side in the connecting direction X. You may extend toward the both sides in the direction X. FIG.

[パワーカードの製造方法]
次に、本実施形態に係る2in1パワーカードの製造方法について、図6〜図12を参照しながら説明する。本実施形態の製造方法では、主として、第1はんだ接合工程、封止工程、研削工程、第2はんだ接合工程、第3はんだ接合工程、仕上げ工程が、この順に行われる。図6は、同製造方法における第1はんだ接合工程の様子を示す断面図である。図7は、同製造方法における封止工程の様子を示す断面図である。図8は、同製造方法における研削工程の様子を示す断面図である。図9は、同製造方法における第2はんだ接合工程の様子を示す断面図である。図10は、同製造方法における第3はんだ接合工程の様子を示す断面図である。図11は、同製造方法における仕上げ工程の様子を示す断面図である。図12は、第3はんだ接合工程時のミドルサイド電極板における熱伝達の様子を示す説明図である。なお、図6〜図9では、ローサイド側を上下方向に反転させた状態で各工程を行うため、図3の場合とは、上面及び下面が逆になっている。
[Power card manufacturing method]
Next, a manufacturing method of the 2-in-1 power card according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the manufacturing method of the present embodiment, the first solder joint process, the sealing process, the grinding process, the second solder joint process, the third solder joint process, and the finishing process are mainly performed in this order. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state of a first soldering step in the manufacturing method. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state of a sealing step in the manufacturing method. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state of a grinding step in the manufacturing method. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the state of the second soldering step in the manufacturing method. FIG. 10 is a cross-sectional view showing the state of the third soldering step in the manufacturing method. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a finishing process in the manufacturing method. FIG. 12 is an explanatory diagram showing a state of heat transfer in the middle side electrode plate during the third solder joining step. 6 to 9, each process is performed in a state where the low side is inverted in the vertical direction, and therefore, the upper surface and the lower surface are reversed from the case of FIG. 3.

第1はんだ接合工程では、図6(a)に示すように、ハイサイド電極板12と、ハイサイド側パワー素子11とハイサイド側ブロック電極14とをはんだ接合する。ここでは、ハイサイド側パワー素子11の下面11bと、ハイサイド電極板12の上面12aとの間、及びハイサイド側パワー素子11の上面11aと、ハイサイド側ブロック電極14の下面14bとの間に、それぞれはんだ箔を挿入し、ハイサイド側ブロック電極14、ハイサイド側パワー素子11及びハイサイド電極板12を重ねたまま丸ごと加熱して、はんだ箔を溶融させることにより、はんだ層2,3を形成する。これにより、ハイサイド側パワー素子11と、ハイサイド電極板12とが、電気的及び熱的に接続される。また、ハイサイド側パワー素子11と、ハイサイド側ブロック電極14とが、電気的及び熱的に接続される。こうして形成されたものが、ハイサイド側接合体17である。なお、はんだ箔を挿入してはんだ層2,3を形成する場合を示したが、溶融はんだを注入してはんだ層2,3を形成してもよい。   In the first solder bonding step, as shown in FIG. 6A, the high side electrode plate 12, the high side power element 11, and the high side block electrode 14 are solder bonded. Here, between the lower surface 11 b of the high-side power element 11 and the upper surface 12 a of the high-side electrode plate 12, and between the upper surface 11 a of the high-side power element 11 and the lower surface 14 b of the high-side block electrode 14. Each of the solder foils is inserted into each of them, and the high side block electrode 14, the high side power element 11 and the high side electrode plate 12 are superposedly heated and melted to melt the solder layers 2, 3 Form. Thereby, the high-side power element 11 and the high-side electrode plate 12 are electrically and thermally connected. In addition, the high-side power element 11 and the high-side block electrode 14 are electrically and thermally connected. What is formed in this way is the high-side bonded body 17. Although the case where the solder layers 2 and 3 are formed by inserting the solder foil is shown, the solder layers 2 and 3 may be formed by injecting molten solder.

また、第1はんだ接合工程では、図6(b)に示すように、ミドルサイド電極板30のローサイド側板部35と、ローサイド側パワー素子21とローサイド側ブロック電極24とをはんだ接合する。ここでは、ローサイド側パワー素子21の下面21aと、ローサイド側板部35の上面35bとの間、及びローサイド側パワー素子21の上面21bと、ローサイド側ブロック電極24の下面24aとの間に、それぞれはんだ箔を挿入し、ローサイド側ブロック電極24、ローサイド側パワー素子21及びローサイド側板部35を重ねたまま丸ごと加熱して、はんだ箔を溶融させることにより、はんだ層6,7を形成する。これにより、ローサイド側パワー素子21と、ローサイド側板部35とが、電気的及び熱的に接続される。また、ローサイド側パワー素子21と、ローサイド側ブロック電極24とが、電気的及び熱的に接続される。こうして形成されたものが、ローサイド側接合体27である。なお、はんだ箔を挿入してはんだ層6,7を形成する場合を示したが、溶融はんだを注入してはんだ層6,7を形成してもよい。   Further, in the first solder joining step, as shown in FIG. 6B, the low side plate portion 35 of the middle side electrode plate 30, the low side power element 21, and the low side block electrode 24 are solder joined. Here, solder is provided between the lower surface 21a of the low-side power element 21 and the upper surface 35b of the low-side plate portion 35, and between the upper surface 21b of the low-side power element 21 and the lower surface 24a of the low-side block electrode 24, respectively. Solder layers 6 and 7 are formed by inserting the foil and heating the whole while the low-side block electrode 24, the low-side power element 21 and the low-side plate portion 35 are overlapped to melt the solder foil. Thereby, the low side power element 21 and the low side plate part 35 are electrically and thermally connected. Further, the low side power element 21 and the low side block electrode 24 are electrically and thermally connected. What is formed in this way is the low-side joined body 27. In addition, although the case where solder foil is inserted and the solder layers 6 and 7 are formed is shown, the solder layers 6 and 7 may be formed by injecting molten solder.

封止工程では、図7(a),(b)に示すように、トランスファーモールド又はポッティング封止などにより、ハイサイド側接合体17及びローサイド側接合体27それぞれの周囲を封止樹脂8で覆う。封止樹脂8としては、例えばエポキシ樹脂を用いる。なお、ハイサイド側接合体17の下面12b及びローサイド側接合体27の下面35aは、封止樹脂8で覆わないようにしている。これは、各パワー素子11,21の熱を電極板12,35の外側の面12b,35aに接触させた冷却器に放熱する際に、封止樹脂8がその面12b,35aを覆っていると、封止樹脂8が断熱体となって放熱を阻害するからである。   In the sealing step, as shown in FIGS. 7A and 7B, the periphery of each of the high-side joined body 17 and the low-side joined body 27 is covered with the sealing resin 8 by transfer molding or potting sealing. . For example, an epoxy resin is used as the sealing resin 8. Note that the lower surface 12 b of the high-side bonded body 17 and the lower surface 35 a of the low-side bonded body 27 are not covered with the sealing resin 8. This is because the sealing resin 8 covers the surfaces 12b and 35a when the heat of the power elements 11 and 21 is radiated to the cooler in contact with the outer surfaces 12b and 35a of the electrode plates 12 and 35. This is because the sealing resin 8 becomes a heat insulator and inhibits heat dissipation.

研削工程では、図8(a),(b)に示すように、各接合体17,27のブロック電極14,24の上面14a,24bが露出する高さまで、上側に存在する封止樹脂8を研削して除去する。   In the grinding process, as shown in FIGS. 8A and 8B, the sealing resin 8 existing on the upper side is exposed to a height at which the upper surfaces 14a and 24b of the block electrodes 14 and 24 of the joined bodies 17 and 27 are exposed. Remove by grinding.

第2はんだ接合工程では、図9(b)に示すように、ローサイド側ブロック電極24と、ローサイド電極板22とをはんだ接合する。このとき、電極接合面の酸化膜を除去するために、還元雰囲気中で接合を行う。あるいは、フラックスを用いて、酸化皮膜を除去してもよい。はんだを注入する前には、予め予備加熱ヒータ40を用いて、はんだ層6,7の融点及び封止樹脂8の耐熱温度以下の温度で、ローサイド側板部35を加熱しておく。また、ローサイド電極板22も、予め還元雰囲気中ではんだ付け温度付近まで加熱しておくか、搭載前後にホットエアを用いて加熱しておく。そして、所定温度まで加熱されたローサイド電極板22をローサイド側ブロック電極24に載置した状態で、はんだ注入器9によりローサイド電極板22のはんだ注入口29に溶融はんだを注入する。こうして、ローサイド電極板22の下面22aと、ローサイド側ブロック電極24の上面24bとの間に、はんだ層5を形成する。これにより、ローサイド電極板22と、ローサイド側ブロック電極24とが、電気的及び熱的に接続される。なお、はんだ注入口29から溢れ
出たはんだは、後の仕上げ工程で取り除かれるので、はんだ注入器9による注入量の精度は、厳密に管理されていなくてもよい。
In the second solder bonding step, as shown in FIG. 9B, the low-side block electrode 24 and the low-side electrode plate 22 are solder-bonded. At this time, bonding is performed in a reducing atmosphere in order to remove the oxide film on the electrode bonding surface. Or you may remove an oxide film using a flux. Before injecting the solder, the low-side side plate portion 35 is preliminarily heated at a temperature equal to or lower than the melting point of the solder layers 6 and 7 and the heat resistance temperature of the sealing resin 8 using the preheating heater 40. The low side electrode plate 22 is also heated in advance in a reducing atmosphere to near the soldering temperature, or is heated using hot air before and after mounting. Then, with the low-side electrode plate 22 heated to a predetermined temperature placed on the low-side block electrode 24, molten solder is injected into the solder injection port 29 of the low-side electrode plate 22 by the solder injector 9. Thus, the solder layer 5 is formed between the lower surface 22 a of the low side electrode plate 22 and the upper surface 24 b of the low side block electrode 24. Thereby, the low side electrode plate 22 and the low side block electrode 24 are electrically and thermally connected. In addition, since the solder overflowing from the solder injection port 29 is removed in a subsequent finishing process, the accuracy of the injection amount by the solder injector 9 may not be strictly controlled.

第3はんだ接合工程では、図10に示すように、ハイサイド側ブロック電極14と、ミドルサイド電極板30のハイサイド側板部31とをはんだ接合する。このとき、電極接合面の酸化膜を除去するために、還元雰囲気中で接合を行う。あるいは、フラックスを用いて、酸化皮膜を除去してもよい。また、この工程前には、通電検査や強度検査等の特性検査を、ハイサイド側とローサイド側とで各別に行っておく。そして、不良品を除去した状態で、2in1化する。これは、2in1化した後に、一方の素子の不良が発見されると、正常な他方の素子をも含めて、丸ごと廃棄せざるを得ないからである。   In the third solder bonding step, as shown in FIG. 10, the high-side block electrode 14 and the high-side plate portion 31 of the middle-side electrode plate 30 are solder-bonded. At this time, bonding is performed in a reducing atmosphere in order to remove the oxide film on the electrode bonding surface. Or you may remove an oxide film using a flux. Further, before this process, characteristic inspections such as energization inspection and strength inspection are separately performed on the high side and the low side. Then, it is made into 2 in 1 with the defective product removed. This is because if a defect of one element is found after the conversion to 2 in 1, the entire element, including the other normal element, must be discarded.

さらに、はんだを注入する前には、予め予備加熱ヒータ40を用いて、はんだ層2,3の融点及び封止樹脂8の耐熱温度以下の温度で、ハイサイド電極板12を加熱しておく。同様に、ミドルサイド電極板30のハイサイド側板部31も、予め還元雰囲気中ではんだ付け温度付近まで加熱しておくか、搭載前後にホットエアを用いて加熱しておく。
ところで、2in1パワーカード1では、ハイサイド側パワー素子11とローサイド側パワー素子21との両方を一枚板のミドルサイド電極板30に接続しているため、ミドルサイド電極板30の全長が長い。したがって、ハイサイド側ブロック電極14とハイサイド側板部31とをはんだ接合する際に、ミドルサイド電極板30のハイサイド側に加えた熱がローサイド側へと逃げてしまう。
Furthermore, before injecting the solder, the high-side electrode plate 12 is heated in advance using the preheating heater 40 at a temperature not higher than the melting points of the solder layers 2 and 3 and the heat resistance temperature of the sealing resin 8. Similarly, the high side plate portion 31 of the middle side electrode plate 30 is also heated in advance in a reducing atmosphere to near the soldering temperature, or is heated using hot air before and after mounting.
By the way, in the 2in1 power card 1, both the high-side power element 11 and the low-side power element 21 are connected to the single-sided middle-side electrode plate 30, so that the total length of the middle-side electrode plate 30 is long. Therefore, when the high-side block electrode 14 and the high-side plate portion 31 are soldered together, heat applied to the high-side side of the middle-side electrode plate 30 escapes to the low-side side.

しかしながら、本実施形態の2in1パワーカード1では、図5(a)に示すように、ハイサイド側板部31とローサイド側板部35とが断面積の小さい連結部36を介して連結されている。そのため、ハイサイド側板部31の接合部位Pに加えた熱は、図12に太線矢印で示すように、主としてハイサイド側板部31内で広がっていく。なぜなら、連結部36を越えてローサイド側板部35へと逃げていく熱の伝達経路Zもあるが、連結部36の断面積S1を小さくしたことで、ハイサイド側板部31とローサイド側板部35との間における熱の伝達面積が小さくなり、それにより連結部36を越えてローサイド側板部35へと熱が逃げるのを抑制できるからである。こうして、ハイサイド側板部31の接合部位Pを必要な温度まで加熱するのにかかる時間を短縮できるので、製造時にはんだ接合工程で要する時間を短くすることができる。特に、連結部36の断面積S1を、ハイサイド側板部31及びローサイド側板部35の断面積S2,S3の1/5〜1/2程度にすることで、実際の製造工程において、はんだ接合工程で要する時間を半減することができる。これに伴って、加熱器具等による消費電力も低減することができる。   However, in the 2-in-1 power card 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 5A, the high-side side plate portion 31 and the low-side side plate portion 35 are connected via a connecting portion 36 having a small cross-sectional area. Therefore, the heat applied to the joining portion P of the high-side side plate portion 31 mainly spreads in the high-side side plate portion 31 as indicated by a thick arrow in FIG. This is because there is a heat transfer path Z that escapes to the low-side side plate portion 35 beyond the connecting portion 36, but by reducing the cross-sectional area S1 of the connecting portion 36, the high-side side plate portion 31 and the low-side side plate portion 35 This is because the heat transfer area between the two can be reduced, thereby preventing the heat from escaping to the low-side side plate portion 35 beyond the connecting portion 36. In this way, the time required to heat the joining portion P of the high side plate portion 31 to the required temperature can be shortened, so that the time required for the solder joining process during production can be shortened. In particular, by setting the cross-sectional area S1 of the connecting portion 36 to about 1/5 to 1/2 of the cross-sectional areas S2 and S3 of the high-side side plate portion 31 and the low-side side plate portion 35 in the actual manufacturing process, Can be halved. In connection with this, the power consumption by a heating appliance etc. can also be reduced.

また、連結部36の周囲には、連結方向Xと直交する方向Yに第1スリット33が延設されているため、ハイサイド側板部35への熱の伝達経路は、連結部36しか存在しない。加えて、第2スリット34により連結部36の連結方向Xにおける長さが実質的に延長されている。ここで、2物体間を移動する熱の移動量は、2物体間における熱の伝達経路の長さに反比例する。したがって、第1スリット33をそのまま連結方向Xに延設することも考えられるが、これでは、ミドルサイド電極板30と冷却器(図示略)との接触面積が小さくなり冷却性能が低下してしまう。そこで、連結部36の周囲にて連結方向Xに第2スリット34,34を延設したことにより、連結部36を実質的に連結方向Xに長くしている。これにより、熱が連結部36を越えてローサイド側板部35へと逃げるのをより確実に抑制できるうえ、連結部36の周囲を除いた電極板部分37,37では冷却器と接触させることができるので、ミドルサイド電極板30の冷却性能を確保することができる。さらに、連結部36が電気伝導率の高い銅又はアルミにより形成されているため、各スリット33,33,34,34を形成した場合にも、ハイサイド側板部31とローサイド側板部35との間で必要な通電性能は十分に確保されている。   Moreover, since the 1st slit 33 is extended in the direction Y orthogonal to the connection direction X around the connection part 36, only the connection part 36 exists in the heat transfer path to the high side side plate part 35. . In addition, the length of the connecting portion 36 in the connecting direction X is substantially extended by the second slit 34. Here, the amount of heat transferred between the two objects is inversely proportional to the length of the heat transfer path between the two objects. Therefore, it is conceivable to extend the first slit 33 as it is in the connecting direction X. However, in this case, the contact area between the middle side electrode plate 30 and the cooler (not shown) is reduced, and the cooling performance is lowered. . Therefore, by extending the second slits 34 in the connection direction X around the connection part 36, the connection part 36 is substantially elongated in the connection direction X. Thereby, it is possible to more reliably suppress heat from escaping to the low-side side plate portion 35 beyond the connecting portion 36, and the electrode plate portions 37, 37 excluding the periphery of the connecting portion 36 can be brought into contact with the cooler. Therefore, the cooling performance of the middle side electrode plate 30 can be ensured. Further, since the connecting portion 36 is made of copper or aluminum having high electrical conductivity, the slits 33, 33, 34, 34 are formed between the high side plate portion 31 and the low side plate portion 35 even when the slits 33, 33, 34, 34 are formed. The necessary energization performance is sufficiently secured.

そして、ハイサイド側板部31の接合部位Pを所定温度まで加熱した後、図10に示すように、はんだ注入口32に溶融はんだを注入する。これにより、ハイサイド側板部31の下面31bと、ハイサイド側ブロック電極14の上面14aとの間に、はんだ層4を形成する。こうして、ハイサイド側板部31とハイサイド側ブロック電極14とが、電気的及び熱的に接続される。なお、はんだ注入口32から溢れ出たはんだは、後の仕上げ工程で取り除かれるので、はんだ注入器9による注入量の精度は、厳密に管理されていなくてもよい。   And after heating the junction part P of the high side side board part 31 to predetermined temperature, molten solder is inject | poured into the solder injection port 32, as shown in FIG. Thereby, the solder layer 4 is formed between the lower surface 31 b of the high-side side plate portion 31 and the upper surface 14 a of the high-side block electrode 14. In this way, the high side plate part 31 and the high side block electrode 14 are electrically and thermally connected. In addition, since the solder overflowing from the solder injection port 32 is removed in a subsequent finishing process, the accuracy of the injection amount by the solder injector 9 may not be strictly controlled.

仕上げ工程では、図11に示すように、はんだコテ等の加熱器具を用いて、はんだ層4,5の融点以上の温度で、はんだ注入口29,32から溢れ出たはんだを溶かして除去する。あるいは、はんだ注入口29,32から溢れ出たはんだを機械的に切削してもよい。その後、必要に応じて封止樹脂8による成形がなされ、2in1パワーカード1が製造される。   In the finishing process, as shown in FIG. 11, the solder overflowing from the solder injection holes 29 and 32 is melted and removed at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder layers 4 and 5 using a heating tool such as a soldering iron. Alternatively, the solder overflowing from the solder injection ports 29 and 32 may be mechanically cut. Thereafter, molding with the sealing resin 8 is performed as necessary, and the 2-in-1 power card 1 is manufactured.

以上、詳細に説明したように、本実施形態の2in1パワーカード1によれば、ハイサイド側板部31とローサイド側板部35とを、断面積の小さい連結部36を介して連結することで、ハイサイド側板部31とローサイド側板部35との間における熱の伝達面積を小さくしている。これにより、ハイサイド側板部31とハイサイド側ブロック電極14とをはんだ接合する第3はんだ接合工程において、ハイサイド側板部31の接合部位Pに加えた熱が連結部36を越えてローサイド側板部35へと逃げるのを抑制することができる。こうして、接合部位Pの加熱効率を高めることができるので、接合部位Pが必要な温度に達するまでにかかる時間を短縮でき、製造時にはんだ接合工程で要する時間を短くすることができる。これに伴って、加熱器具等による消費電力も低減することができる。   As described above in detail, according to the 2-in-1 power card 1 of the present embodiment, the high-side side plate portion 31 and the low-side side plate portion 35 are connected via the connecting portion 36 having a small cross-sectional area. The heat transfer area between the side side plate portion 31 and the low side side plate portion 35 is reduced. As a result, in the third solder joining step in which the high-side side plate portion 31 and the high-side block electrode 14 are soldered together, the heat applied to the joining portion P of the high-side side plate portion 31 exceeds the connecting portion 36 and the low-side side plate portion. Escape to 35 can be suppressed. In this way, since the heating efficiency of the joining site P can be increased, the time required for the joining site P to reach the required temperature can be shortened, and the time required for the solder joining process during production can be shortened. In connection with this, the power consumption by a heating appliance etc. can also be reduced.

また、本実施形態の2in1パワーカード1によれば、連結部36の周囲に厚さ方向へ貫通する第1スリット33,33が形成されているため、ハイサイド側板部31とローサイド側板部35との間で連結部36しか熱の伝達経路が存在せず、加熱効率をより確実に向上させることができる。これにより、製造時にはんだ接合工程で要する時間をさらに短くすることができる。また、スリットの形成は、凹部の形成に比べて加工が容易であるため、製造コストを低く抑えることも可能となる。   Further, according to the 2-in-1 power card 1 of the present embodiment, since the first slits 33 and 33 penetrating in the thickness direction are formed around the connecting portion 36, the high-side side plate portion 31 and the low-side side plate portion 35 Between them, only the connecting portion 36 has a heat transfer path, and the heating efficiency can be improved more reliably. As a result, the time required for the soldering process during manufacturing can be further shortened. Moreover, since the formation of the slit is easier to process than the formation of the recess, the manufacturing cost can be kept low.

さらに、本実施形態の2in1パワーカード1によれば、連結部36の周囲にて第2スリット34,34を連結方向Xに延設したことにより、連結部36を実質的に連結方向Xに長くしている。これにより、熱が連結部36を越えてローサイド側板部35へと逃げるのをより確実に抑制できるうえ、連結部36の周囲を除いた電極板部分37,37では冷却器と接触させることができるので、ミドルサイド電極板30の冷却性能を確保することができる。   Furthermore, according to the 2-in-1 power card 1 of the present embodiment, the second slits 34, 34 are extended in the connection direction X around the connection part 36, so that the connection part 36 is substantially elongated in the connection direction X. doing. Thereby, it is possible to more reliably suppress heat from escaping to the low-side side plate portion 35 beyond the connecting portion 36, and the electrode plate portions 37, 37 excluding the periphery of the connecting portion 36 can be brought into contact with the cooler. Therefore, the cooling performance of the middle side electrode plate 30 can be ensured.

次に、本実施形態に係る2in1パワーカード1の変更例1〜3について、図面を参照しながら説明する。以下に示す変更例1〜3は、ミドルサイド電極板の形状において、上記実施形態のものと相違する。   Next, modified examples 1 to 3 of the 2-in-1 power card 1 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. Modifications 1 to 3 shown below are different from those of the above embodiment in the shape of the middle side electrode plate.

[変更例1]
図13(a)は、本実施形態の変更例1に係るミドルサイド電極板の連結部分を拡大して示す断面図である。なお、図13(a)では、ミドルサイド電極板を連結方向Xに沿って切断した断面を示している。
本実施形態の変更例1に係るミドルサイド電極板70は、図13(a)に示すように、ハイサイド側パワー素子11に接続するハイサイド側板部71と、ローサイド側パワー素子21に接続するローサイド側板部75とが、一体に形成されたものである。ハイサイド側板部71とローサイド側板部75との間には、ミドルサイド電極板70を厚さ方向Zにおける両側から凹ませた凹部72,73が形成されている。この凹部72,73を形成したときの残存部分が、ハイサイド側板部71とローサイド側板部75とを連結する連結部76となっている。この例では、連結部76の厚みT1を、ハイサイド側板部71及びローサイド板部75の厚みT2の1/2程度としている。なお、連結部76の厚みT1は、一方の素子との接合部位に加えた熱が連結部76を越えて他方の素子側へと逃げるのを抑制するのに十分小さい厚みであればよく、例えばハイサイド板部71及びローサイド板部75の厚みT2の1/3〜1/2以下であればよい。
[Modification 1]
FIG. 13A is an enlarged cross-sectional view illustrating a connecting portion of the middle side electrode plate according to the first modification of the present embodiment. FIG. 13A shows a cross section of the middle side electrode plate cut along the connecting direction X.
The middle side electrode plate 70 according to the first modification of the present embodiment is connected to the high side plate portion 71 connected to the high side power element 11 and the low side power element 21 as shown in FIG. The low side plate portion 75 is integrally formed. Between the high side plate portion 71 and the low side plate portion 75, concave portions 72 and 73 are formed in which the middle side electrode plate 70 is recessed from both sides in the thickness direction Z. The remaining portion when the concave portions 72 and 73 are formed is a connecting portion 76 that connects the high-side side plate portion 71 and the low-side side plate portion 75. In this example, the thickness T <b> 1 of the connecting portion 76 is about ½ of the thickness T <b> 2 of the high side plate portion 71 and the low side plate portion 75. Note that the thickness T1 of the connecting portion 76 may be a thickness that is small enough to prevent heat applied to the joint portion with one element from escaping over the connecting portion 76 to the other element side. What is necessary is just 1/3 to 1/2 or less of thickness T2 of the high side board part 71 and the low side board part 75. FIG.

本実施形態の変更例1では、連結部76が、ミドルサイド電極板70に厚さ方向Zへ凹ませた凹部72,73を形成したときの残存部分であるため、連結部76の断面積は、ハイサイド側板部71及びローサイド側板部75より小さくなっている。これにより、ハイサイド側板部71とローサイド側板部75との間における熱の伝達面積を小さくできるので、ハイサイド側板部71とハイサイド側ブロック電極14とをはんだ接合する第3はんだ接合工程において、ハイサイド側板部71の接合部位Pに加えた熱が連結部76を越えてローサイド側板部75へと逃げるのを抑制することができる。こうして、接合部位Pの加熱効率を高めることができるので、接合部位Pが必要な温度に達するまでにかかる時間を短縮でき、製造時にはんだ接合工程で要する時間を短くすることができる。これに伴って、加熱器具等による消費電力も低減することができる。   In the first modification of the present embodiment, the connecting portion 76 is a remaining portion when the concave portions 72 and 73 that are recessed in the thickness direction Z are formed in the middle side electrode plate 70, and thus the cross-sectional area of the connecting portion 76 is These are smaller than the high-side side plate portion 71 and the low-side side plate portion 75. Thereby, since the heat transfer area between the high-side side plate portion 71 and the low-side side plate portion 75 can be reduced, in the third solder joining step for solder-joining the high-side side plate portion 71 and the high-side block electrode 14, It is possible to suppress the heat applied to the joining portion P of the high side plate portion 71 from escaping to the low side plate portion 75 beyond the connecting portion 76. In this way, since the heating efficiency of the joining site P can be increased, the time required for the joining site P to reach the required temperature can be shortened, and the time required for the solder joining process during production can be shortened. In connection with this, the power consumption by a heating appliance etc. can also be reduced.

なお、本実施形態の変更例1においても、凹部72,73を連結方向Xに延設すれば、連結部76を実質的に連結方向Xに長くすることができる。これにより、熱が連結部76を越えてローサイド側板部75へと逃げるのをより確実に抑制することができる。   Even in the first modification of the present embodiment, if the recesses 72 and 73 are extended in the connecting direction X, the connecting portion 76 can be made substantially longer in the connecting direction X. Thereby, it can suppress more reliably that a heat | fever escapes over the connection part 76 to the low side side board part 75. FIG.

[変更例2]
図13(b)は、本実施形態の変更例2に係るミドルサイド電極板の連結部分を拡大して示す断面図である。なお、図13(b)では、ミドルサイド電極板を連結方向Xに沿って切断した断面を示している。
本実施形態の変更例2に係るミドルサイド電極板80は、図13(b)に示すように、ハイサイド側パワー素子11に接続するハイサイド側板部81と、ローサイド側パワー素子21に接続するローサイド側板部85とが、一体に形成されたものである。ハイサイド側板部81とローサイド側板部85との間には、ミドルサイド電極板80を厚さ方向Zにおける一端側(図中上側)から凹ませた凹部82が形成されている。この凹部82を形成したときの残存部分が、ハイサイド側板部81とローサイド側板部85とを連結する連結部86となっている。
[Modification 2]
FIG. 13B is an enlarged cross-sectional view illustrating a connecting portion of the middle side electrode plate according to the second modification of the present embodiment. FIG. 13B shows a cross section of the middle side electrode plate cut along the connecting direction X.
The middle side electrode plate 80 according to the second modification of the present embodiment is connected to the high side plate portion 81 connected to the high side power element 11 and the low side power element 21 as shown in FIG. The low-side side plate portion 85 is integrally formed. Between the high side plate portion 81 and the low side plate portion 85, a concave portion 82 is formed in which the middle side electrode plate 80 is recessed from one end side (upper side in the drawing) in the thickness direction Z. The remaining portion when the concave portion 82 is formed serves as a connecting portion 86 that connects the high side plate portion 81 and the low side plate portion 85.

本実施形態の変更例2では、連結部86が、ミドルサイド電極板80に厚さ方向Zへ凹ませた凹部82を形成したときの残存部分であるため、連結部86の断面積は、ハイサイド側板部81及びローサイド側板部85より小さくなっている。これにより、ハイサイド側板部81とローサイド側板部85との間における熱の伝達面積を小さくできるので、ハイサイド側板部81とハイサイド側ブロック電極14とをはんだ接合する第3はんだ接合工程において、ハイサイド側板部81の接合部位Pに加えた熱が連結部86を越えてローサイド側板部85へと逃げるのを抑制することができる。こうして、接合部位Pの加熱効率を高めることができるので、接合部位Pが必要な温度に達するまでにかかる時間を短縮でき、製造時にはんだ接合工程で要する時間を短くすることができる。これに伴って、加熱器具等による消費電力も低減することができる。   In the second modification of the present embodiment, since the connecting portion 86 is a remaining portion when the concave portion 82 that is recessed in the thickness direction Z is formed in the middle side electrode plate 80, the cross-sectional area of the connecting portion 86 is high. It is smaller than the side side plate portion 81 and the low side side plate portion 85. Thereby, since the heat transfer area between the high-side side plate portion 81 and the low-side side plate portion 85 can be reduced, in the third solder joining step for solder-joining the high-side side plate portion 81 and the high-side block electrode 14, It is possible to suppress the heat applied to the joining portion P of the high-side side plate portion 81 from escaping to the low-side side plate portion 85 beyond the connecting portion 86. In this way, since the heating efficiency of the joining site P can be increased, the time required for the joining site P to reach the required temperature can be shortened, and the time required for the solder joining process during production can be shortened. In connection with this, the power consumption by a heating appliance etc. can also be reduced.

特に、本実施形態の変更例2では、ミドルサイド電極板80の厚さ方向Zにおける上側にのみ凹部82を形成しているので、本実施形態の変更例1のように厚さ方向Zにおける両側に凹部72,73を形成する場合に比べて、容易に形成することができる。なお、本実施形態の変更例2においても、凹部82を連結方向Xに延設すれば、連結部86を実質的に連結方向Xに長くすることができる。これにより、熱が連結部86を越えてローサイド側板部85へと逃げるのをより確実に抑制することができる。   In particular, in the second modification of the present embodiment, since the recess 82 is formed only on the upper side in the thickness direction Z of the middle side electrode plate 80, both sides in the thickness direction Z as in the first modification of the present embodiment. Compared with the case where the recesses 72 and 73 are formed on the substrate, it can be formed easily. Even in the second modification of the present embodiment, if the recess 82 is extended in the connecting direction X, the connecting portion 86 can be made substantially longer in the connecting direction X. Thereby, it can suppress more reliably that a heat | fever escapes over the connection part 86 to the low side side board part 85. FIG.

[変更例3]
図13(c)は、本実施形態の変更例3に係るミドルサイド電極板の連結部分を拡大して示す断面図である。なお、図13(c)では、ミドルサイド電極板を連結方向Xに沿って切断した断面を示している。
本実施形態の変更例3に係るミドルサイド電極板90は、図13(c)に示すように、ハイサイド側パワー素子11に接続するハイサイド側板部91と、ローサイド側パワー素子21に接続するローサイド側板部95とが、一体に形成されたものである。ハイサイド側板部91とローサイド側板部95との間には、ミドルサイド電極板90を厚さ方向Zにおける一端側(図中下側)から凹ませた凹部92が形成されている。この凹部92を形成したときの残存部分が、ハイサイド側板部91とローサイド側板部95とを連結する連結部96となっている。
[Modification 3]
FIG. 13C is an enlarged cross-sectional view showing a connecting portion of the middle side electrode plate according to the third modification of the present embodiment. FIG. 13C shows a cross section of the middle side electrode plate cut along the connecting direction X.
As shown in FIG. 13C, the middle side electrode plate 90 according to the third modification of the present embodiment is connected to the high side plate portion 91 connected to the high side power element 11 and the low side power element 21. The low side plate portion 95 is integrally formed. Between the high side plate portion 91 and the low side plate portion 95, a recess 92 is formed in which the middle side electrode plate 90 is recessed from one end side (the lower side in the figure) in the thickness direction Z. The remaining portion when the recess 92 is formed serves as a connecting portion 96 that connects the high side plate 91 and the low side plate 95.

本実施形態の変更例3でも、連結部96が、ミドルサイド電極板90に厚さ方向Zへ凹ませた凹部92を形成したときの残存部分であるため、連結部96の断面積は、ハイサイド側板部91及びローサイド側板部95より小さくなっている。これにより、ハイサイド側板部91とローサイド側板部95との間における熱の伝達面積を小さくできるので、ハイサイド側板部91とハイサイド側ブロック電極14とをはんだ接合する第3はんだ接合工程において、ハイサイド側板部91の接合部位Pに加えた熱が連結部96を越えてローサイド側板部95へと逃げるのを抑制することができる。こうして、接合部位Pの加熱効率を高めることができるので、接合部位Pが必要な温度に達するまでにかかる時間を短縮でき、製造時にはんだ接合工程で要する時間を短くすることができる。これに伴って、加熱器具等による消費電力も低減することができる。
また、本実施形態の変更例3でも、ミドルサイド電極板90の厚さ方向Zにおける下側にのみ凹部92を形成しているので、本実施形態の変更例1のように厚さ方向Zにおける両側に凹部72,73を形成する場合に比べて、容易に形成することができる。
Also in the third modification of the present embodiment, since the connecting portion 96 is a remaining portion when the concave portion 92 that is recessed in the thickness direction Z is formed on the middle side electrode plate 90, the cross-sectional area of the connecting portion 96 is high. It is smaller than the side side plate portion 91 and the low side side plate portion 95. Thereby, since the heat transfer area between the high-side side plate portion 91 and the low-side side plate portion 95 can be reduced, in the third solder joining step for solder-joining the high-side side plate portion 91 and the high-side block electrode 14, It is possible to suppress the heat applied to the joint portion P of the high-side side plate portion 91 from escaping to the low-side side plate portion 95 beyond the connecting portion 96. In this way, since the heating efficiency of the joining site P can be increased, the time required for the joining site P to reach the required temperature can be shortened, and the time required for the solder joining process during production can be shortened. In connection with this, the power consumption by a heating appliance etc. can also be reduced.
Also, in the third modification of the present embodiment, since the concave portion 92 is formed only on the lower side in the thickness direction Z of the middle side electrode plate 90, as in the first modification of the present embodiment, in the thickness direction Z. Compared with the case where the concave portions 72 and 73 are formed on both sides, it can be easily formed.

ところで、上記実施形態の積層構造(図3参照)を採用した場合、ミドルサイド電極板90を冷却するための冷却器は、図中上側にも配置される。したがって、本実施形態の変更例2のようにミドルサイド電極板80の厚さ方向Zにおける上側に凹部82を形成した場合には、その分だけ冷却器との接触面が小さくなってしまう。
これに対して、本実施形態の変更例3では、ミドルサイド電極板90の厚さ方向Zにおける下側に凹部92を形成することにより、冷却器との接触面90aを小さくすることがないため、ミドルサイド電極板90の冷却性能を確保することができる。なお、本実施形態の変更例3においても、凹部92を連結方向Xに延設すれば、連結部96を実質的に連結方向Xに長くすることができる。これにより、熱が連結部96を越えてローサイド側板部95へと逃げるのをより確実に抑制できる。
[参考例]
By the way, when the laminated structure of the said embodiment (refer FIG. 3) is employ | adopted, the cooler for cooling the middle side electrode plate 90 is also arrange | positioned at the upper side in the figure. Therefore, when the concave portion 82 is formed on the upper side in the thickness direction Z of the middle side electrode plate 80 as in the second modification of the present embodiment, the contact surface with the cooler is correspondingly reduced.
On the other hand, in the third modification of the present embodiment, the concave surface 92 is formed on the lower side in the thickness direction Z of the middle side electrode plate 90, so that the contact surface 90a with the cooler is not reduced. The cooling performance of the middle side electrode plate 90 can be ensured. Even in the third modification of the present embodiment, if the recess 92 is extended in the connecting direction X, the connecting portion 96 can be made substantially longer in the connecting direction X. Thereby, it can suppress more reliably that a heat | fever escapes over the connection part 96 to the low side side board part 95. FIG.
[Reference example]

ここで、2in1パワーカードの参考例について、図面を参照しながら説明する。以下に示す参考例は、ハイサイド側半導体素子とローサイド側半導体素子とを備え、両面からの冷却を可能とする半導体装置に関するものである。
従来、2in1パワーカードにおいては、2in1化した後に一方の素子の不良が発見されると、正常な他方の素子をも含めて、丸ごと廃棄せざるを得ないという問題があった。こうした問題点を解決したものが、以下に示す参考例である。
Here, a reference example of the 2-in-1 power card will be described with reference to the drawings. The following reference example relates to a semiconductor device that includes a high-side semiconductor element and a low-side semiconductor element and that can be cooled from both sides.
Conventionally, in the case of a 2in1 power card, if a defect of one element is found after the conversion to 2in1, there is a problem that the entire element including the normal other element has to be discarded. Reference examples shown below solve these problems.

[参考例1]
参考例1に係る2in1パワーカードの構成について、図14を参照しながら説明する。図14は、参考例1に係る2in1パワーカードを示す断面図である。なお、参考例1に係る2in1パワーカード100は、上記実施形態のものと基本的に同様の構成を有するため、同一部品については同符号を付して説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
2in1パワーカード100は、図14に示すように、ハイサイド側半導体素子11に接続するハイサイド電極板12と、ローサイド側半導体素子21に接続するローサイド電極板22と、ハイサイド側半導体素子11及びローサイド側半導体素子21に接続するミドルサイド電極板110とを備えている。
[Reference Example 1]
The configuration of the 2-in-1 power card according to Reference Example 1 will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a 2-in-1 power card according to Reference Example 1. Since the 2-in-1 power card 100 according to the reference example 1 has basically the same configuration as that of the above-described embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate. The explanation is centered.
As shown in FIG. 14, the 2-in-1 power card 100 includes a high-side electrode plate 12 connected to the high-side semiconductor element 11, a low-side electrode plate 22 connected to the low-side semiconductor element 21, a high-side semiconductor element 11 and A middle side electrode plate 110 connected to the low side semiconductor element 21 is provided.

ミドルサイド電極板110は、ハイサイド側半導体素子11を接続するハイサイド側板部材111と、ローサイド側半導体素子21を接続するローサイド側板部材115とを備え、ハイサイド側半導体素子11とハイサイド側板部材111との接続後かつローサイド側半導体素子21とローサイド側板部材115との接続後に、ハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115とが接続されたものである。この2in1パワーカード100では、ハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115とが、同じ高さ位置に配置されている。   The middle side electrode plate 110 includes a high side plate member 111 that connects the high side semiconductor element 11 and a low side plate member 115 that connects the low side semiconductor element 21, and the high side semiconductor element 11 and the high side plate member The high side plate member 111 and the low side side plate member 115 are connected after the connection to the low side side semiconductor element 21 and the low side side plate member 115 after the connection to the low side side semiconductor element 21. In the 2-in-1 power card 100, the high side plate member 111 and the low side plate member 115 are disposed at the same height position.

ハイサイド側板部材111及びローサイド側板部材115は、それぞれ矩形平板形状をなしており、銅板又は銅板やアルミ板にニッケルをめっきしたものである。ハイサイド側板部材111の中央には、はんだを注入するために厚さ方向へ貫通形成されたはんだ注入口112が設けられている。ハイサイド側板部材111の一端面111cとローサイド側板部材115の一端面115cとの間には、はんだ層101が形成されている。   The high side plate member 111 and the low side plate member 115 each have a rectangular flat plate shape, and are obtained by plating nickel on a copper plate or a copper plate or an aluminum plate. In the center of the high-side plate member 111, a solder injection port 112 formed through in the thickness direction for injecting solder is provided. A solder layer 101 is formed between one end surface 111 c of the high side plate member 111 and one end surface 115 c of the low side plate member 115.

ここで、参考例1に係る2in1パワーカード100の製造方法について、図15〜図19を参照しながら説明する。参考例1に係る製造方法では、主として、第1はんだ接合工程、封止工程、研削工程、第2はんだ接合工程、第3はんだ接合工程が、この順に行われる。図15は、同製造方法における第1はんだ接続工程の様子を示す断面図である。図16は、同製造方法における封止工程の様子を示す断面図である。図17は、同製造方法における研削工程の様子を示す断面図である。図18は、同製造方法における第2はんだ接合工程の様子を示す断面図である。図19は、同製造方法における第3はんだ接合工程の様子を示す断面図である。なお、図15〜図18では、ローサイド側を上下方向に反転させた状態で各工程を行うため、図14の場合とは、上面及び下面が逆になっている。   Here, a method for manufacturing the 2-in-1 power card 100 according to Reference Example 1 will be described with reference to FIGS. In the manufacturing method according to Reference Example 1, the first solder joint process, the sealing process, the grinding process, the second solder joint process, and the third solder joint process are mainly performed in this order. FIG. 15 is a cross-sectional view showing the state of the first solder connection step in the manufacturing method. FIG. 16 is a cross-sectional view showing the state of the sealing step in the manufacturing method. FIG. 17 is a cross-sectional view showing a state of a grinding step in the manufacturing method. FIG. 18 is a cross-sectional view showing the state of the second soldering step in the manufacturing method. FIG. 19 is a cross-sectional view showing the state of the third soldering step in the manufacturing method. 15 to 18, each process is performed in a state where the low side is inverted in the vertical direction, and therefore, the upper surface and the lower surface are reversed from the case of FIG. 14.

第1はんだ接合工程では、図15(a)に示すように、ハイサイド電極板12と、ハイサイド側パワー素子11とハイサイド電極14とをはんだ接合する。ここでは、ハイサイド側パワー素子11の下面11bと、ハイサイド側電極板12の上面12aとの間、及びハイサイド側パワー素子11の上面11aと、ハイサイド側ブロック電極14の下面14bとの間に、それぞれはんだ箔を挿入し、ハイサイド側ブロック電極14、ハイサイド側パワー素子11及びハイサイド電極板12を重ねたまま丸ごと加熱して、はんだ箔を溶融させることにより、はんだ層2,3を形成する。これにより、ハイサイド側パワー素子11と、ハイサイド電極板12とが、電気的及び熱的に接続される。また、ハイサイド側パワー素子11と、ハイサイド側ブロック電極14とが、電気的及び熱的に接続される。こうして形成されたものが、ハイサイド側接合体113である。なお、はんだ箔を挿入してはんだ層2,3を形成する場合を示したが、溶融はんだを注入してはんだ層2,3を形成してもよい。   In the first solder joining step, as shown in FIG. 15A, the high side electrode plate 12, the high side power element 11 and the high side electrode 14 are solder joined. Here, between the lower surface 11 b of the high-side power element 11 and the upper surface 12 a of the high-side electrode plate 12, and between the upper surface 11 a of the high-side power element 11 and the lower surface 14 b of the high-side block electrode 14. A solder foil is inserted between each of them, and the high side block electrode 14, the high side power element 11 and the high side electrode plate 12 are superposedly heated to melt the solder foil. 3 is formed. Thereby, the high-side power element 11 and the high-side electrode plate 12 are electrically and thermally connected. In addition, the high-side power element 11 and the high-side block electrode 14 are electrically and thermally connected. What is formed in this way is the high-side bonded body 113. Although the case where the solder layers 2 and 3 are formed by inserting the solder foil is shown, the solder layers 2 and 3 may be formed by injecting molten solder.

また、第1はんだ接合工程では、図15(b)に示すように、ローサイド側板部材115と、ローサイド側パワー素子21とローサイド側ブロック電極24とをはんだ接合する。ここでは、ローサイド側パワー素子21の下面21aと、ローサイド側板部材115の上面115bとの間、及びローサイド側パワー素子21の上面21bと、ローサ
イド側ブロック電極24の下面24aとの間に、それぞれはんだ箔を挿入し、ローサイド側ブロック電極24、ローサイド側パワー素子21及びローサイド側板部材115を重ねたまま丸ごと加熱して、はんだ箔を溶融させることにより、はんだ層6,7を形成する。これにより、ローサイド側パワー素子21と、ローサイド側板部材115とが、電気的及び熱的に接続される。また、ローサイド側パワー素子21と、ローサイド側ブロック電極
24とが、電気的及び熱的に接続される。こうして形成されたものが、ローサイド側接合体118である。なお、はんだ箔を挿入してはんだ層6,7を形成する場合を示したが、溶融はんだを注入してはんだ層6,7を形成してもよい。
In the first solder joining step, as shown in FIG. 15B, the low-side plate member 115, the low-side power element 21 and the low-side block electrode 24 are solder-joined. Here, solder is provided between the lower surface 21a of the low-side power element 21 and the upper surface 115b of the low-side plate member 115, and between the upper surface 21b of the low-side power element 21 and the lower surface 24a of the low-side block electrode 24, respectively. Solder layers 6 and 7 are formed by inserting the foil and heating the whole while the low-side block electrode 24, the low-side power element 21 and the low-side plate member 115 are stacked to melt the solder foil. Thereby, the low side power element 21 and the low side plate member 115 are electrically and thermally connected. Further, the low side power element 21 and the low side block electrode 24 are electrically and thermally connected. What is formed in this way is a low-side joined body 118. In addition, although the case where solder foil is inserted and the solder layers 6 and 7 are formed is shown, the solder layers 6 and 7 may be formed by injecting molten solder.

封止工程では、図16(a),(b)に示すように、トランスファーモールド又はポッティング封止などにより、ハイサイド側接合体113及びローサイド側接合体118それぞれの周囲を封止樹脂8で覆う。封止樹脂8としては、例えばエポキシ樹脂を用いる。なお、ハイサイド側接合体113の下面12b及びローサイド側接合体118の下面115aは、封止樹脂8で覆わないようにしている。これは、各パワー素子11,21の熱を電極板12,115の外側の面12b,115aに接触させた冷却器に放熱する際に、封止樹脂8がその面12b,115aを覆っていると、封止樹脂8が断熱体となって放熱を阻害するからである。また、ローサイド側板部材115の一端面115cも、後にハイサイド側板部材111の一端面111cと接合されるため、封止樹脂8で覆わないようにしている。   In the sealing step, as shown in FIGS. 16A and 16B, the periphery of the high-side bonded body 113 and the low-side bonded body 118 is covered with the sealing resin 8 by transfer molding or potting sealing. . For example, an epoxy resin is used as the sealing resin 8. Note that the lower surface 12 b of the high-side bonded body 113 and the lower surface 115 a of the low-side bonded body 118 are not covered with the sealing resin 8. This is because the sealing resin 8 covers the surfaces 12b and 115a when the heat of the power elements 11 and 21 is radiated to the cooler in contact with the outer surfaces 12b and 115a of the electrode plates 12 and 115. This is because the sealing resin 8 becomes a heat insulator and inhibits heat dissipation. Further, the one end surface 115 c of the low side plate member 115 is also joined to the one end surface 111 c of the high side plate member 111 later, so that it is not covered with the sealing resin 8.

研削工程では、図17(a),(b)に示すように、各接合体113,118のブロック電極14,24の上面14a,24bが露出する高さまで、上側に存在する封止樹脂8を研削して除去する。   In the grinding process, as shown in FIGS. 17A and 17B, the sealing resin 8 existing on the upper side is exposed to a height at which the upper surfaces 14a and 24b of the block electrodes 14 and 24 of the joined bodies 113 and 118 are exposed. Remove by grinding.

第2はんだ接合工程では、図18(a)に示すように、ハイサイド側ブロック電極14と、ハイサイド側板部材111とをはんだ接合する。このとき、電極接合面の酸化膜を除去するために、還元雰囲気中で接合を行う。あるいは、フラックスを用いて、酸化皮膜を除去してもよい。はんだを注入する前には、予めハイサイド側板部材111等を、還元雰囲気中ではんだ付け温度付近まで加熱しておくか、搭載前後にホットエアを用いて加熱しておく。そして、ハイサイド側板部材111をハイサイド側ブロック電極14に載置した状態で、はんだ注入器9によりハイサイド側板部材111のはんだ注入口112に溶融はんだを注入する。こうして、ハイサイド側板部材111の下面111bと、ハイサイド側ブロック電極14の上面14aとの間に、はんだ層4を形成する。これにより、ハイサイド側板部材111と、ハイサイド側ブロック電極14とが、電気的及び熱的に接続される。   In the second solder joining step, as shown in FIG. 18A, the high-side block electrode 14 and the high-side plate member 111 are solder-joined. At this time, bonding is performed in a reducing atmosphere in order to remove the oxide film on the electrode bonding surface. Or you may remove an oxide film using a flux. Before injecting the solder, the high side plate member 111 or the like is preheated in the reducing atmosphere to near the soldering temperature, or is heated using hot air before and after mounting. Then, with the high-side plate member 111 placed on the high-side block electrode 14, molten solder is injected into the solder injection port 112 of the high-side plate member 111 by the solder injector 9. In this way, the solder layer 4 is formed between the lower surface 111 b of the high side plate member 111 and the upper surface 14 a of the high side block electrode 14. Thereby, the high side plate member 111 and the high side block electrode 14 are electrically and thermally connected.

また、第2はんだ接合工程では、図18(b)に示すように、ローサイド側ブロック電極24と、ローサイド電極板22とをはんだ接合する。このとき、電極接合面の酸化膜を除去するために、還元雰囲気中で接合を行う。あるいは、フラックスを用いて、酸化皮膜を除去してもよい。はんだを注入する前には、予めローサイド電極板22等を、還元雰囲気中ではんだ付け温度付近まで加熱しておくか、搭載前後にホットエアを用いて加熱しておく。そして、ローサイド電極板22をローサイド側ブロック電極24に載置した状態で、はんだ注入器9によりローサイド電極板22のはんだ注入口29に溶融はんだを注入する。こうして、ローサイド電極板22の下面22aと、ローサイド側ブロック電極24の上面24bとの間に、はんだ層5を形成する。これにより、ローサイド電極板22と、ローサイド側ブロック電極24とが、電気的及び熱的に接続される。   In the second solder bonding step, as shown in FIG. 18B, the low-side block electrode 24 and the low-side electrode plate 22 are solder-bonded. At this time, bonding is performed in a reducing atmosphere in order to remove the oxide film on the electrode bonding surface. Or you may remove an oxide film using a flux. Before injecting the solder, the low-side electrode plate 22 or the like is heated in advance in the reducing atmosphere to near the soldering temperature, or heated using hot air before and after mounting. Then, with the low side electrode plate 22 placed on the low side block electrode 24, molten solder is injected into the solder injection port 29 of the low side electrode plate 22 by the solder injector 9. Thus, the solder layer 5 is formed between the lower surface 22 a of the low side electrode plate 22 and the upper surface 24 b of the low side block electrode 24. Thereby, the low side electrode plate 22 and the low side block electrode 24 are electrically and thermally connected.

第3はんだ接合工程では、図19に示すように、ハイサイド側板部材111と、ローサイド側板部材115とをはんだ接合する。ところで、この工程前には、通電検査や強度検査等の特性検査を、ハイサイド側とローサイド側とで各別に行っておく。そして、不良品を除去した状態で、ハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115とを接続して2in1化するようにしている。これは、2in1化した後に、一方の素子の不良が発見されると、正常な他方の素子をも含めて、丸ごと廃棄せざるを得ないからである。   In the third solder joining step, as shown in FIG. 19, the high side plate member 111 and the low side plate member 115 are solder joined. By the way, before this process, characteristic inspections such as energization inspection and strength inspection are separately performed on the high side and the low side. Then, the high-side plate member 111 and the low-side plate member 115 are connected to form 2 in 1 with the defective product removed. This is because if a defect of one element is found after the conversion to 2 in 1, the entire element, including the other normal element, must be discarded.

この特性検査の後、ハイサイド側板部材111の一端面111cと、ローサイド側板部材115の一端面115cとの間に溶融はんだを注入して、はんだ層101を形成する。これにより、ハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115が、電気的に接続される。その後、必要に応じて仕上げ工程や封止樹脂8による成形がなされ、2in1パワーカード100が製造される。   After this characteristic inspection, molten solder is injected between the one end surface 111 c of the high side plate member 111 and the one end surface 115 c of the low side plate member 115 to form the solder layer 101. Thereby, the high side plate member 111 and the low side plate member 115 are electrically connected. Thereafter, a finishing process or molding with the sealing resin 8 is performed as necessary, and the 2-in-1 power card 100 is manufactured.

以上のように、参考例1によれば、ハイサイド側半導体素子11を接続するハイサイド側板部材111と、ローサイド側半導体素子21を接続するローサイド側板部材115とが予め別体に形成され、ハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115とが接続される前に、ハイサイド側とローサイド側とで各別に特性検査が行われているので、不良品を予め除去してから良品同士を2in1化することができる。これにより、2in1化した後に一方の素子の不良のため正常な素子をも含めて丸ごと廃棄するような状況を回避することができる。なお、例えば3in1や6in1など複数のインバータ回路を構成する場合には、実装された素子の不良率が高くなり、正常な素子の廃棄率も高まる。したがって、こうした場合に参考例を適用することで、より高い効果を得ることが可能となる。   As described above, according to Reference Example 1, the high-side plate member 111 that connects the high-side semiconductor element 11 and the low-side plate member 115 that connects the low-side semiconductor element 21 are separately formed in advance. Before the side-side plate member 111 and the low-side side plate member 115 are connected, characteristic inspections are performed on the high-side side and the low-side side, respectively. be able to. As a result, it is possible to avoid a situation in which the entire element including a normal element is discarded due to a defect of one element after the conversion to 2in1. For example, when a plurality of inverter circuits such as 3 in 1 and 6 in 1 are configured, the defective rate of mounted elements increases and the discard rate of normal elements also increases. Therefore, it is possible to obtain a higher effect by applying the reference example in such a case.

ここで、参考例1に係るミドルサイド電極板110におけるハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115との接合構造について、以下にその参考変更例1,2を示す。図20(a)は、参考例1の参考変更例1に係る接合構造を示す断面図である。図20(b)は、参考例1の参考変更例2に係る接合構造を示す断面図である。   Here, the reference modification examples 1 and 2 are shown below for the joining structure of the high-side plate member 111 and the low-side plate member 115 in the middle-side electrode plate 110 according to Reference Example 1. FIG. 20A is a cross-sectional view showing a joint structure according to Reference Modification 1 of Reference Example 1. FIG. FIG. 20B is a cross-sectional view showing a joint structure according to Reference Modification 2 of Reference Example 1.

[参考変更例1]
参考例1の参考変更例1に係る接合構造では、図20(a)に示すように、ハイサイド側板部材111の接合端面とローサイド側板部材115の接合端面とに、互いに上下段違いとなるように凸部171,175が形成されている。そして、凸部171,175同士を嵌め合わせたときの隙間Gに溶融はんだを注入することで、ハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115との接合端面において、階段状のはんだ層101が形成されている。
参考例1の参考変更例1によれば、ハイサイド側板部材111及びローサイド側板部材115の接合端面に溶融はんだを注入する際、下側の凸部175によってはんだが下側へと漏れ落ちるのを防止できるので、はんだ接合を容易に行うことができる。
[Reference change example 1]
In the joining structure according to Reference Modification 1 of Reference Example 1, as shown in FIG. 20A, the joining end surface of the high-side plate member 111 and the joining end surface of the low-side plate member 115 are different from each other. Convex portions 171 and 175 are formed. Then, by injecting molten solder into the gap G when the convex portions 171 and 175 are fitted together, the stepped solder layer 101 is formed on the joining end surface of the high side plate member 111 and the low side plate member 115. ing.
According to the reference modification example 1 of the reference example 1, when the molten solder is injected into the joining end surfaces of the high side plate member 111 and the low side plate member 115, the lower convex portion 175 causes the solder to leak down. Since it can prevent, soldering can be performed easily.

[参考変更例2]
参考例1の参考変更例2に係る接合構造では、図20(b)に示すように、ハイサイド側板部材111の接合端面とローサイド側板部材115の接合端面とにおいて、互いに上下段違いとなるように凸部171,175が形成され、上側に位置するハイサイド側板部材111の凸部171には、はんだを注入するために厚さ方向へ貫通形成されたはんだ注入口172が設けられている。そして、凸部171,175同士を嵌め合わせたときの隙間Gにはんだ注入口172から溶融はんだを注入することで、ハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115との接合端面において、階段状のはんだ層101が形成されている。
参考例1の参考変更例2によれば、はんだ注入口172からハイサイド側板部材111及びローサイド側板部材115の接合端面に溶融はんだを注入でき、かつ、注入の際に下側の凸部175によってはんだが下側へと漏れ落ちるのを防止できるので、はんだ接合をさらに容易に行うことができる。
[Reference change example 2]
In the joining structure according to Reference Modification 2 of Reference Example 1, as shown in FIG. 20B, the joining end face of the high side plate member 111 and the joining end face of the low side plate member 115 are different from each other in the vertical direction. Convex portions 171 and 175 are formed, and a solder injection port 172 penetrating in the thickness direction is provided in the convex portion 171 of the high-side plate member 111 located on the upper side in order to inject solder. Then, by injecting molten solder from the solder injection port 172 into the gap G when the convex portions 171 and 175 are fitted together, a stepped solder is formed on the joint end surface of the high side plate member 111 and the low side plate member 115. Layer 101 is formed.
According to Reference Modification 2 of Reference Example 1, it is possible to inject molten solder from the solder injection port 172 to the joining end surfaces of the high-side side plate member 111 and the low-side side plate member 115, and at the time of injection, the lower convex portion 175 Since it is possible to prevent the solder from leaking downward, solder joining can be performed more easily.

続いて、参考例1に係るミドルサイド電極板110におけるハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115との連結部分について、以下にその参考変更例3〜6を示す。図21(a)は、参考例1の参考変更例3に係る連結部分を示す上面図である。図21(b)は、参考例1の参考変更例4に係る連結部分を示す上面図である。図22(a)は、参考例1の参考変更例5に係る連結部分を示す上面図である。図22(b)は、参考例1の参考変更例6に係る連結部分を示す上面図である。   Next, reference modification examples 3 to 6 are shown below for the connecting portion of the high-side plate member 111 and the low-side plate member 115 in the middle-side electrode plate 110 according to Reference Example 1. FIG. 21A is a top view showing a connecting portion according to Reference Modification 3 of Reference Example 1. FIG. FIG. 21B is a top view showing a connecting portion according to Reference Modification 4 of Reference Example 1. FIG. 22A is a top view showing a connecting portion according to Reference Modification 5 of Reference Example 1. FIG. FIG. 22B is a top view showing a connecting portion according to Reference Modification 6 of Reference Example 1. FIG.

[参考変更例3]
参考例1の参考変更例3は、参考例1に示す構造(図14参照)及び参考例1の参考変更例1に示す構造(図20(a)参照)を採用した場合の連結部分の例である。参考例1の参考変形例3に係るミドルサイド電極板110Aは、図21(a)に示すように、ハイサイド側パワー素子11に接続するハイサイド側板部材111と、ローサイド側パワー素子21に接続するローサイド側板部材115とが、はんだ層101によりはんだ接合されたものである。ハイサイド側板部材111には、ハイサイド側スリット176A,176Aが形成されている。ハイサイド側スリット176A,176Aは、ハイサイド側板部材111の方向Yにおける両端側から、中央に向けて方向Yに延設されたものである。このハイサイド側スリット176A,176Aを形成したときの残存部分が、ハイサイド側連結部177Aとなっている。
一方、ローサイド側板部材115には、ローサイド側スリット178A,178Aが形成されている。ローサイド側スリット178A,178Aは、ローサイド側板部材115の方向Yにおける両端側から、中央に向けて方向Yに延設されたものである。このローサイド側スリット178A,178Aを形成したときの残存部分が、ローサイド側連結部179Aとなっている。
[Reference modification 3]
The reference modification example 3 of the reference example 1 is an example of a connecting portion when the structure shown in the reference example 1 (see FIG. 14) and the structure shown in the reference modification example 1 of the reference example 1 (see FIG. 20A) are adopted. It is. The middle side electrode plate 110A according to Reference Modification 3 of Reference Example 1 is connected to the high side plate member 111 connected to the high side power element 11 and the low side power element 21 as shown in FIG. The low-side side plate member 115 to be soldered is joined by the solder layer 101. High-side slits 176A and 176A are formed in the high-side plate member 111. The high side slits 176A and 176A are extended in the direction Y from the both ends in the direction Y of the high side plate member 111 toward the center. The remaining portion when the high-side slits 176A and 176A are formed is a high-side connecting portion 177A.
On the other hand, low side slits 178A and 178A are formed in the low side plate member 115. The low-side slits 178A and 178A are extended in the direction Y from the both end sides in the direction Y of the low-side plate member 115 toward the center. The remaining portion when the low-side slits 178A and 178A are formed is a low-side connecting portion 179A.

参考例1の参考変更例3では、各連結部177A,179Aが方向Yに延設されたスリット176A,176A,178A,178Aの残存部分であるため、各連結部177A,179Aの断面積は、ハイサイド側板部材111及びローサイド側板部材115より小さくなっている。これにより、ハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115との接合部位を必要な温度まで加熱するのにかかる時間を短縮でき、製造時にはんだ接合工程で要する時間をさらに短くすることができる。これに伴って、加熱器具等による消費電力もさらに低減することができる。   In the reference modification example 3 of the reference example 1, since the connecting portions 177A, 179A are the remaining portions of the slits 176A, 176A, 178A, 178A extending in the direction Y, the cross-sectional areas of the connecting portions 177A, 179A are: It is smaller than the high side plate member 111 and the low side plate member 115. As a result, the time required to heat the joining portion of the high-side plate member 111 and the low-side plate member 115 to a necessary temperature can be shortened, and the time required for the solder joining process during manufacturing can be further shortened. In connection with this, the power consumption by a heating appliance etc. can further be reduced.

[参考変更例4]
参考例1の参考変更例4は、参考例1に示す構造(図14参照)及び参考例1の参考変更例1に示す構造(図20(a)参照)を採用した場合の連結部分の例である。参考例1の参考変更例4に係るミドルサイド電極板110Bは、図21(b)に示すように、ハイサイド側パワー素子11に接続するハイサイド側板部材111と、ローサイド側パワー素子21に接続するローサイド側板部材115とが、はんだ層101によりはんだ接合されたものである。ハイサイド側板部材111には、ハイサイド側スリット176Bが形成されている。ハイサイド側スリット176Bは、ハイサイド側板部材111の方向Yにおける一端側(図中下側)から、他端側(図中上側)へ向けて方向Yに延設されたものである。このハイサイド側スリット176Bを形成したときの残存部分が、ハイサイド側連結部177Bとなっている。
一方、ローサイド側板部材115には、ローサイド側スリット178Bが形成されている。ローサイド側スリット178Bは、ローサイド側板部材115のY方向における一端側(図中下側)から、他端側(図中上側)へ向けてY方向に延設されたものである。このローサイド側スリット178Bを形成したときの残存部分が、ローサイド側連結部179Bとなっている。
[Reference change example 4]
The reference modification example 4 of the reference example 1 is an example of a connecting portion when the structure shown in the reference example 1 (see FIG. 14) and the structure shown in the reference modification example 1 of the reference example 1 (see FIG. 20A) are adopted. It is. The middle side electrode plate 110B according to the reference modification example 4 of the reference example 1 is connected to the high side plate member 111 connected to the high side power element 11 and the low side power element 21 as shown in FIG. The low-side side plate member 115 to be soldered is joined by the solder layer 101. The high side plate member 111 is formed with a high side slit 176B. The high side slit 176B is extended in the direction Y from one end side (lower side in the figure) in the direction Y of the high side plate member 111 toward the other end side (upper side in the figure). The remaining portion when the high-side slit 176B is formed is a high-side connecting portion 177B.
On the other hand, the low side plate member 115 is formed with a low side slit 178B. The low side slit 178B extends in the Y direction from one end side (lower side in the figure) of the low side plate member 115 to the other end side (upper side in the figure). The remaining portion when the low-side slit 178B is formed is a low-side connecting portion 179B.

参考例1の参考変更例4では、各連結部177B,179Bが方向Yに延設されたスリット176B,178Bの残存部分であるため、各連結部177B,179Bの断面積は、ハイサイド側板部材111及びローサイド側板部材115より小さくなっている。これにより、ハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115との接合部位を必要な温度まで加熱するのにかかる時間を短縮でき、製造時にはんだ接合工程で要する時間をさらに短くすることができる。これに伴って、加熱器具等による消費電力もさらに低減することができる。
特に、参考例1の参考変更例4では、各スリット176B,178Bを、方向Yにおける一端側のみから切り取った形状としているため、参考例1の参考変更例3のように方向Yにおける両端側から切り取った形状のスリット176A,176A,178A,178Aに比べて、容易に形成することができる。
In the reference modification example 4 of the reference example 1, since the connecting portions 177B and 179B are the remaining portions of the slits 176B and 178B extending in the direction Y, the cross-sectional area of the connecting portions 177B and 179B is the high side plate member. 111 and the lower side plate member 115 are smaller. As a result, the time required to heat the joining portion of the high-side plate member 111 and the low-side plate member 115 to a necessary temperature can be shortened, and the time required for the solder joining process during manufacturing can be further shortened. In connection with this, the power consumption by a heating appliance etc. can further be reduced.
In particular, in the reference modification example 4 of the reference example 1, each slit 176B, 178B has a shape cut out only from one end side in the direction Y. Therefore, from the both end sides in the direction Y as in the reference modification example 3 of the reference example 1. Compared with the slits 176A, 176A, 178A, 178A of the cut shape, it can be easily formed.

[参考変更例5,6]
参考例1の参考変更例5及び参考変更例6は、参考変更例2に示す接合構造(図20(b)参照)を採用した場合の連結部分の例である。参考変更例5及び参考変更例6では、図22(a)及び(b)に示すように、ハイサイド側板部材111の凸部171に形成されたはんだ注入口172に溶融はんだを注入することで、ハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115とをはんだ接合することができる。こうして、参考変更例2に示す接合構造を採用した場合にも、上記した参考変更例3,4と同様の効果を得ることが可能となる。
[Reference modification examples 5 and 6]
Reference modification example 5 and reference modification example 6 of reference example 1 are examples of connecting portions when the joining structure shown in reference modification example 2 (see FIG. 20B) is adopted. In the reference modification example 5 and the reference modification example 6, as shown in FIGS. 22A and 22B, molten solder is injected into the solder injection port 172 formed in the convex portion 171 of the high-side plate member 111. The high side plate member 111 and the low side plate member 115 can be soldered together. Thus, even when the joining structure shown in the reference modification example 2 is adopted, the same effects as those of the reference modification examples 3 and 4 described above can be obtained.

[参考例2]
参考例2に係る2in1パワーカードの構成について、図23を参照しながら説明する。図23は、参考例2に係る2in1パワーカードを示す断面図である。なお、参考例2に係る2in1パワーカード120は、上記実施形態及び参考例1のものと基本的に同様の構成を有するため、同一部品については同符号を付して説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
2in1パワーカード120は、図23に示すように、ハイサイド側半導体素子11に接続するハイサイド電極板12と、ローサイド側半導体素子21に接続するローサイド電極板22と、ハイサイド側半導体素子11及びローサイド側半導体素子21に接続するミドルサイド電極板130とを備えている。
[Reference Example 2]
The configuration of the 2-in-1 power card according to Reference Example 2 will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a cross-sectional view showing a 2-in-1 power card according to Reference Example 2. Since the 2-in-1 power card 120 according to Reference Example 2 has basically the same configuration as that of the above-described embodiment and Reference Example 1, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate. Now, the differences will be mainly described.
As shown in FIG. 23, the 2-in-1 power card 120 includes a high-side electrode plate 12 connected to the high-side semiconductor element 11, a low-side electrode plate 22 connected to the low-side semiconductor element 21, a high-side semiconductor element 11 and A middle side electrode plate 130 connected to the low side semiconductor element 21 is provided.

ミドルサイド電極板130は、ハイサイド側半導体素子11を接続するハイサイド側板部材131と、ローサイド側半導体素子21を接続するローサイド側板部材135と、ハイサイド側板部材131とローサイド側板部材135とを連結する中継部材139とを備え、ハイサイド側半導体素子11とハイサイド側板部材131との接続後かつローサイド側半導体素子21とローサイド側板部材135との接続後に、ハイサイド側板部材131とローサイド側板部材135とが中継部材139を介して接続されたものである。この2in1パワーカード120では、ハイサイド側板部材131とローサイド側板部材135とが、中継部材139を介して上下位置が反転するように配置されている。   The middle side electrode plate 130 connects the high side plate member 131 connecting the high side semiconductor element 11, the low side plate member 135 connecting the low side semiconductor element 21, and the high side plate member 131 and the low side plate member 135. The high-side plate member 131 and the low-side plate member 135 after the connection between the high-side semiconductor element 11 and the high-side plate member 131 and after the low-side semiconductor element 21 and the low-side plate member 135 are connected. Are connected via a relay member 139. In the 2-in-1 power card 120, the high-side plate member 131 and the low-side plate member 135 are arranged so that their vertical positions are reversed via the relay member 139.

ハイサイド側板部材131、ローサイド側板部材135及び中継部材139は、それぞれ矩形平板形状をなしており、銅板又は銅板やアルミ板にニッケルをめっきしたものである。ハイサイド側板部材131の中央及び一端には、はんだを注入するために厚さ方向へ貫通形成されたはんだ注入口132,133が設けられている。ハイサイド側板部材131の一端側の下面131cと、中継部材139の上面139aとの間には、はんだ層121が形成されている。また、ローサイド側板部材135の一端側の上面135cと、中継部材139の下面139bとの間には、はんだ層122が形成されている。   Each of the high side plate member 131, the low side plate member 135, and the relay member 139 has a rectangular flat plate shape, and is formed by plating nickel on a copper plate, a copper plate, or an aluminum plate. At the center and one end of the high side plate member 131, solder injection holes 132, 133 are formed penetrating in the thickness direction in order to inject solder. A solder layer 121 is formed between the lower surface 131 c on one end side of the high-side plate member 131 and the upper surface 139 a of the relay member 139. Further, a solder layer 122 is formed between the upper surface 135 c on one end side of the low side plate member 135 and the lower surface 139 b of the relay member 139.

ここで、参考例2に係る2in1パワーカード120の製造方法について、図24〜図28を参照しながら説明する。参考例2に係る製造方法では、主として、第1はんだ接合工程、封止工程、研削工程、第2はんだ接合工程、仕上げ工程が、この順に行われる。図24は、同製造方法における第1はんだ接続工程の様子を示す断面図である。図25は、同製造方法における封止工程の様子を示す断面図である。図26は、同製造方法における研削工程の様子を示す断面図である。図27は、同製造方法における第2はんだ接合工程の様子を示す断面図である。図28は、同製造方法における仕上げ工程の様子を示す断面図である。   Here, a manufacturing method of the 2-in-1 power card 120 according to the reference example 2 will be described with reference to FIGS. In the manufacturing method according to Reference Example 2, the first solder joining process, the sealing process, the grinding process, the second solder joining process, and the finishing process are mainly performed in this order. FIG. 24 is a cross-sectional view showing the state of the first solder connection step in the manufacturing method. FIG. 25 is a cross-sectional view showing a sealing process in the manufacturing method. FIG. 26 is a cross-sectional view showing a state of a grinding step in the manufacturing method. FIG. 27 is a cross-sectional view showing the state of the second soldering step in the manufacturing method. FIG. 28 is a cross-sectional view showing the state of the finishing step in the manufacturing method.

第1はんだ接合工程では、図24(a)に示すように、ハイサイド電極板12と、ハイサイド側パワー素子11とハイサイド側ブロック電極14とをはんだ接合する。ここでは、ハイサイド側パワー素子11の下面11bと、ハイサイド電極板12の上面12aとの間、及びハイサイド側パワー素子11の上面11aと、ハイサイド側ブロック電極14の下面14bとの間に、それぞれはんだ箔を挿入し、ハイサイド側ブロック電極14、ハイサイド側パワー素子11及びハイサイド電極板12を重ねたまま丸ごと加熱して、はんだ箔を溶融させることにより、はんだ層2,3を形成する。これにより、ハイサイド側パワー素子11と、ハイサイド電極板12とが、電気的及び熱的に接続される。また、ハイサイド側パワー素子11と、ハイサイド側ブロック電極14とが、電気的及び熱的に接続される。こうして形成されたものが、ハイサイド側接合体133である。なお、はんだ箔を挿入してはんだ層2,3を形成する場合を示したが、溶融はんだを注入してはんだ層2,3を形成してもよい。   In the first solder joining step, as shown in FIG. 24A, the high side electrode plate 12, the high side power element 11, and the high side block electrode 14 are soldered. Here, between the lower surface 11 b of the high-side power element 11 and the upper surface 12 a of the high-side electrode plate 12, and between the upper surface 11 a of the high-side power element 11 and the lower surface 14 b of the high-side block electrode 14. Each of the solder foils is inserted into each of them, and the high side block electrode 14, the high side power element 11 and the high side electrode plate 12 are superposedly heated and melted to melt the solder layers 2, 3 Form. Thereby, the high-side power element 11 and the high-side electrode plate 12 are electrically and thermally connected. In addition, the high-side power element 11 and the high-side block electrode 14 are electrically and thermally connected. What is formed in this way is the high-side bonded body 133. Although the case where the solder layers 2 and 3 are formed by inserting the solder foil is shown, the solder layers 2 and 3 may be formed by injecting molten solder.

また、第1はんだ接合工程では、図24(b)に示すように、ローサイド側板部材135と、ローサイド側パワー素子21とローサイド側ブロック電極24とをはんだ接合する。併せて、ローサイド側板部材135と、中継部材139とをはんだ接合する。ここでは、ローサイド側パワー素子21の下面21aと、ローサイド側板部材135の上面135aとの間、ローサイド側パワー素子21の上面21bと、ローサイド側ブロック電極24の下面24aとの間、及びローサイド側板部材135の一端側の上面135cと、中継部材139の下面139bとの間に、それぞれはんだ箔を挿入し、ローサイド側ブロック電極24、ローサイド側パワー素子21、ローサイド電極板135及び中継部材139を重ねたまま丸ごと加熱して、はんだ箔を溶融させることにより、はんだ層6,7,122を形成する。これにより、ローサイド側パワー素子21と、ローサイド側板部材135とが、電気的及び熱的に接続される。また、ローサイド側パワー素子21と、ローサイド側ブロック電極24とが、電気的及び熱的に接続される。さらに、ローサイド側板部材135と、中継部材139とが、電気的及び熱的に接続される。こうして形成されたものが、ローサイド側接合体140である。なお、はんだ箔を挿入してはんだ層6,7,122を形成する場合を示したが、溶融はんだを注入してはんだ層6,7を形成してもよい。   In the first solder bonding step, as shown in FIG. 24B, the low side plate member 135, the low side power element 21, and the low side block electrode 24 are soldered. At the same time, the low side plate member 135 and the relay member 139 are soldered together. Here, between the lower surface 21a of the low-side power element 21 and the upper surface 135a of the low-side plate member 135, between the upper surface 21b of the low-side power element 21 and the lower surface 24a of the low-side block electrode 24, and the low-side plate member Solder foil is inserted between the upper surface 135c on one end side of 135 and the lower surface 139b of the relay member 139, and the low-side block electrode 24, the low-side power element 21, the low-side electrode plate 135, and the relay member 139 are stacked. By heating the whole as it is and melting the solder foil, the solder layers 6, 7, 122 are formed. Thereby, the low side power element 21 and the low side plate member 135 are electrically and thermally connected. Further, the low side power element 21 and the low side block electrode 24 are electrically and thermally connected. Further, the low side plate member 135 and the relay member 139 are electrically and thermally connected. What is formed in this way is the low-side bonded body 140. In addition, although the case where solder foil was inserted and the solder layers 6, 7, and 122 were formed was shown, the solder layers 6 and 7 may be formed by injecting molten solder.

封止工程では、図25に示すように、トランスファーモールド又はポッティング封止などにより、ハイサイド側接合体133及びローサイド側接合体140の周囲を封止樹脂8で一体に覆う。封止樹脂8としては、例えばエポキシ樹脂を用いる。なお、ハイサイド側接合体133の下面12b及びローサイド側接合体140の下面135bは、封止樹脂8で覆わないようにしている。これは、各パワー素子11,21の熱を電極板12,135の外側の面12b,135bに接触させた冷却器に放熱する際に、封止樹脂8がその面12b,135bを覆っていると、封止樹脂8が断熱体となって放熱を阻害するからである。   In the sealing step, as shown in FIG. 25, the periphery of the high-side bonded body 133 and the low-side bonded body 140 is integrally covered with the sealing resin 8 by transfer molding or potting sealing. For example, an epoxy resin is used as the sealing resin 8. Note that the lower surface 12 b of the high-side bonded body 133 and the lower surface 135 b of the low-side bonded body 140 are not covered with the sealing resin 8. This is because the sealing resin 8 covers the surfaces 12b and 135b when the heat of the power elements 11 and 21 is radiated to the cooler in contact with the outer surfaces 12b and 135b of the electrode plates 12 and 135. This is because the sealing resin 8 becomes a heat insulator and inhibits heat dissipation.

研削工程では、図26に示すように、各接合体133,140のブロック電極14,24の上面14a,24bが露出する高さまで、上側に存在する封止樹脂8を研削して除去する。なお、中継部材139の上面139aは、各ブロック電極14,24の上面14a,24bと同じ高さになっている。   In the grinding step, as shown in FIG. 26, the sealing resin 8 existing on the upper side is removed by grinding to a height at which the upper surfaces 14a and 24b of the block electrodes 14 and 24 of the joined bodies 133 and 140 are exposed. The upper surface 139a of the relay member 139 is the same height as the upper surfaces 14a, 24b of the block electrodes 14, 24.

第2はんだ接合工程では、図27に示すように、ハイサイド側ブロック電極14と、ハイサイド側板部材131とをはんだ接合する。このとき、電極接合面の酸化膜を除去するために、還元雰囲気中で接合を行う。あるいは、フラックスを用いて、酸化皮膜を除去してもよい。はんだを注入する前には、予めハイサイド側板部材131等を、還元雰囲気中ではんだ付け温度付近まで加熱しておくか、搭載前後にホットエアを用いて加熱しておく。そして、ハイサイド側板部材131をハイサイド側ブロック電極14に載置した状態で、はんだ注入器9によりハイサイド側板部材131のはんだ注入口132に溶融はんだを注入する。こうして、ハイサイド側板部材131の下面131bと、ハイサイド側ブロック電極14の上面14aとの間に、はんだ層4を形成する。これにより、ハイサイド側板部材131と、ハイサイド側ブロック電極14とが、電気的及び熱的に接続される。   In the second solder joining step, as shown in FIG. 27, the high-side block electrode 14 and the high-side plate member 131 are solder-joined. At this time, bonding is performed in a reducing atmosphere in order to remove the oxide film on the electrode bonding surface. Or you may remove an oxide film using a flux. Before injecting the solder, the high side plate member 131 or the like is heated in advance in a reducing atmosphere to near the soldering temperature, or heated using hot air before and after mounting. Then, with the high-side plate member 131 placed on the high-side block electrode 14, molten solder is injected into the solder injection port 132 of the high-side plate member 131 by the solder injector 9. In this way, the solder layer 4 is formed between the lower surface 131b of the high side plate member 131 and the upper surface 14a of the high side block electrode 14. Thereby, the high side plate member 131 and the high side block electrode 14 are electrically and thermally connected.

また、第2はんだ接合工程では、ローサイド側ブロック電極24と、ローサイド電極板22とをはんだ接合する。このとき、電極接合面の酸化膜を除去するために、還元雰囲気中で接合を行う。あるいは、フラックスを用いて、酸化皮膜を除去してもよい。はんだを注入する前には、予めローサイド電極板22等を、還元雰囲気中ではんだ付け温度付近まで加熱しておくか、搭載前後にホットエアを用いて加熱しておく。そして、ローサイド電極板22をローサイド側ブロック電極24に載置した状態で、はんだ注入器9によりローサイド電極板22のはんだ注入口29に溶融はんだを注入する。こうして、ローサイド電極板22の下面22aと、ローサイド側ブロック電極24の上面24bとの間に、はんだ層5を形成する。これにより、ローサイド電極板22と、ローサイド側ブロック電極24とが、電気的及び熱的に接続される。   In the second solder bonding step, the low-side block electrode 24 and the low-side electrode plate 22 are solder-bonded. At this time, bonding is performed in a reducing atmosphere in order to remove the oxide film on the electrode bonding surface. Or you may remove an oxide film using a flux. Before injecting the solder, the low-side electrode plate 22 or the like is heated in advance in the reducing atmosphere to near the soldering temperature, or heated using hot air before and after mounting. Then, with the low side electrode plate 22 placed on the low side block electrode 24, molten solder is injected into the solder injection port 29 of the low side electrode plate 22 by the solder injector 9. Thus, the solder layer 5 is formed between the lower surface 22 a of the low side electrode plate 22 and the upper surface 24 b of the low side block electrode 24. Thereby, the low side electrode plate 22 and the low side block electrode 24 are electrically and thermally connected.

さらに、第2はんだ接合工程では、ハイサイド側板部材131と、中継部材139とをはんだ接合する。ところで、この接合前には、通電検査や強度検査等の特性検査を、ハイサイド側とローサイド側とで各別に行っておく。そして、不良品を除去した状態で、ハイサイド側板部材131と中継部材139とを接合して、2in1化するようにしている。これは、2in1化した後に、一方の素子の不良が発見されると、正常な他方の素子をも含めて、丸ごと廃棄せざるを得ないからである。   Further, in the second solder joining step, the high side plate member 131 and the relay member 139 are joined by solder. By the way, before this joining, characteristic inspection such as energization inspection and strength inspection is separately performed on the high side and the low side. Then, the high-side plate member 131 and the relay member 139 are joined in a state in which the defective product is removed, so that 2in1 is achieved. This is because if a defect of one element is found after the conversion to 2 in 1, the entire element, including the other normal element, must be discarded.

この特性検査の後、はんだ注入器9によりハイサイド側板部材131のはんだ注入口133に溶融はんだを注入する。こうして、ハイサイド側板部材131の一端側の下面131cと、中継部材139の上面139aとの間に、はんだ層121を形成する。これにより、ハイサイド側板部材131と、中継部材139とが、電気的に接続される。   After this characteristic inspection, molten solder is injected into the solder injection port 133 of the high side plate member 131 by the solder injector 9. In this way, the solder layer 121 is formed between the lower surface 131c on one end side of the high-side plate member 131 and the upper surface 139a of the relay member 139. Thereby, the high side plate member 131 and the relay member 139 are electrically connected.

仕上げ工程では、図28に示すように、はんだコテ等の加熱器具を用いて、はんだ層4,5,121の融点以上の温度で、はんだ注入口29,132,133から溢れ出たはんだを溶かして除去する。あるいは、はんだ注入口29,132,133から溢れ出たはんだを機械的に切削してもよい。その後、必要に応じて封止樹脂8による成形がなされ、2in1パワーカード1が製造される。   In the finishing process, as shown in FIG. 28, the solder overflowing from the solder inlets 29, 132, 133 is melted at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder layers 4, 5, 121 using a heating tool such as a soldering iron. To remove. Alternatively, the solder overflowing from the solder injection ports 29, 132, 133 may be mechanically cut. Thereafter, molding with the sealing resin 8 is performed as necessary, and the 2-in-1 power card 1 is manufactured.

以上のように、参考例2によれば、ハイサイド側半導体素子11を接続するハイサイド側板部材131と、ローサイド側半導体素子21を接続するローサイド側板部材135とが予め別体に形成され、ハイサイド側板部材131とローサイド側板部材135とが接続される前に、ハイサイド側とローサイド側とで各別に特性検査が行われているので、不良品を予め除去してから良品同士を2in1化することができる。これにより、2in1化した後に一方の素子の不良のため正常な素子をも丸ごと廃棄するような状況を回避することができる。
また、参考例2では、ハイサイド側板部材131とローサイド側板部材135とが、中継部材139を介して上下位置が反転するように配置されているため、参考例1のようにハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115とが同じ高さに配置されている場合と使い分けて使用すれば、配置の自由度や組付性を向上させることが可能となる。
As described above, according to Reference Example 2, the high-side plate member 131 that connects the high-side semiconductor element 11 and the low-side plate member 135 that connects the low-side semiconductor element 21 are separately formed in advance. Before the side-side plate member 131 and the low-side side plate member 135 are connected, characteristic inspections are performed on the high-side side and the low-side side, respectively. be able to. As a result, it is possible to avoid a situation where the entire normal element is discarded due to a defect of one element after the 2in1 conversion.
Further, in Reference Example 2, the high side plate member 131 and the low side plate member 135 are arranged so that their vertical positions are reversed via the relay member 139, so that the high side plate member 111 is the same as in Reference Example 1. If the low side plate member 115 and the low side plate member 115 are used separately from the case where they are arranged at the same height, it is possible to improve the degree of freedom of arrangement and the assembling property.

ここで、参考例2に係るミドルサイド電極板130におけるハイサイド側板部材131と中継部材139との連結部分について、以下にその参考変更例1,2を示す。図29(a)は、参考例2の参考変更例1に係る連結部分を示す上面図である。図29(b)は、参考例2の参考変更例2に係る連結部分を示す上面図である。   Here, reference modification examples 1 and 2 will be described below with respect to a connecting portion between the high-side plate member 131 and the relay member 139 in the middle-side electrode plate 130 according to the reference example 2. FIG. 29A is a top view showing a connecting portion according to Reference Modification 1 of Reference Example 2. FIG. FIG. 29B is a top view showing a connecting portion according to Reference Modification 2 of Reference Example 2.

[参考変更例1]
参考例2に係る参考変更例1では、図29(a)に示すように、ハイサイド側板部材131のはんだ注入口133の周囲に、スリット145A,145Aが形成されている。このスリット145A,145Aは、ハイサイド側板部材131の方向Yにおける両端側から、中央に向けて方向Yに延設されたものである。このスリット145A,145Aを形成したときの残存部分が、連結部146Aとなっている。
参考例2に係る参考変更例1によれば、連結部146Aが方向Yに延設されたスリット145A,145Aの残存部分であるため、連結部146Aの断面積は、ハイサイド側板部材131より小さくなっている。これにより、ハイサイド側板部材131と中継部材139との接合部位を必要な温度まで加熱するのにかかる時間を短縮でき、製造時にはんだ接合工程で要する時間をさらに短くすることができる。これに伴って、加熱器具等による消費電力もさらに低減することができる。
[Reference change example 1]
In Reference Modification 1 according to Reference Example 2, as shown in FIG. 29A, slits 145A and 145A are formed around the solder inlet 133 of the high-side plate member 131. The slits 145A and 145A are extended in the direction Y from the both end sides in the direction Y of the high side plate member 131 toward the center. The remaining portion when the slits 145A and 145A are formed is a connecting portion 146A.
According to the reference modification example 1 according to the reference example 2, since the connecting portion 146A is a remaining portion of the slits 145A and 145A extending in the direction Y, the cross-sectional area of the connecting portion 146A is smaller than that of the high side plate member 131. It has become. As a result, the time required to heat the joint portion between the high-side plate member 131 and the relay member 139 to a necessary temperature can be shortened, and the time required for the solder joining process during manufacturing can be further shortened. In connection with this, the power consumption by a heating appliance etc. can further be reduced.

[参考変更例2]
参考例2に係る参考変更例2では、図29(b)に示すように、ハイサイド側板部材131のはんだ注入口133の周囲に、スリット145Bが形成されている。このスリット145Bは、ハイサイド側板部材131の方向Yにおける一端側(図中下側)から、他端側(図中上側)に向けて方向Yに延設されたものである。このスリット145Bを形成したときの残存部分が、連結部146Bとなっている。
参考例2に係る参考変更例2によれば、連結部146Bが方向Yに延設されたスリット145Bの残存部分であるため、連結部146Bの断面積は、ハイサイド側板部材131より小さくなっている。これにより、ハイサイド側板部材131と中継部材139との接合部位を必要な温度まで加熱するのにかかる時間を短縮でき、製造時にはんだ接合工程で要する時間をさらに短くすることができる。これに伴って、加熱器具等による消費電力もさらに低減することができる。
特に、参考例2の参考変更例2では、スリット145Bを、方向Yにおける一端側のみから切り取った形状としているため、参考例2の参考変更例1のように方向Yにおける両端側から切り取った形状のスリット145A,145Aに比べて、容易に形成することができる。
[Reference change example 2]
In Reference Modification 2 according to Reference Example 2, as shown in FIG. 29B, a slit 145 </ b> B is formed around the solder injection port 133 of the high-side plate member 131. The slit 145B extends in the direction Y from one end side (lower side in the figure) in the direction Y of the high side plate member 131 toward the other end side (upper side in the figure). The remaining portion when the slit 145B is formed is a connecting portion 146B.
According to the reference modification example 2 according to the reference example 2, since the connecting portion 146B is a remaining portion of the slit 145B extending in the direction Y, the cross-sectional area of the connecting portion 146B is smaller than that of the high side plate member 131. Yes. As a result, the time required to heat the joint portion between the high-side plate member 131 and the relay member 139 to a necessary temperature can be shortened, and the time required for the solder joining process during manufacturing can be further shortened. In connection with this, the power consumption by a heating appliance etc. can further be reduced.
In particular, in the reference modification example 2 of the reference example 2, since the slit 145B has a shape cut from only one end side in the direction Y, the shape cut from both ends in the direction Y like the reference modification example 1 of the reference example 2 Compared to the slits 145A and 145A, it can be easily formed.

[参考例3]
参考例3に係る2in1パワーカードの構成について、図30を参照しながら説明する。図30は、参考例3に係る2in1パワーカードを示す断面図である。なお、参考例3に係る2in1パワーカード150は、上記実施形態及び参考例1,2のものと基本的に同様の構成を有するため、同一部品については同符号を付して説明を適宜省略し、以下では相違点を中心に説明する。
2in1パワーカード150は、図30に示すように、ハイサイド側半導体素子11に接続するハイサイド電極板12と、ローサイド側半導体素子21に接続するローサイド電極板22と、ハイサイド側半導体素子11及びローサイド側半導体素子21に接続するミドルサイド電極板160とを備えている。
[Reference Example 3]
The configuration of the 2-in-1 power card according to Reference Example 3 will be described with reference to FIG. FIG. 30 is a cross-sectional view showing a 2-in-1 power card according to Reference Example 3. Since the 2-in-1 power card 150 according to Reference Example 3 has basically the same configuration as that of the above embodiment and Reference Examples 1 and 2, the same parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate. Hereinafter, the difference will be mainly described.
As shown in FIG. 30, the 2-in-1 power card 150 includes a high-side electrode plate 12 connected to the high-side semiconductor element 11, a low-side electrode plate 22 connected to the low-side semiconductor element 21, a high-side semiconductor element 11 and A middle side electrode plate 160 connected to the low side semiconductor element 21 is provided.

ミドルサイド電極板160は、ハイサイド側半導体素子11を接続するハイサイド側板部材161と、ローサイド側半導体素子21を接続するローサイド側板部材165と、ハイサイド側板部材161とローサイド側板部材165とを連結する中継部材169とを備え、ハイサイド側半導体素子11とハイサイド側板部材161との接続後かつローサイド側半導体素子21とローサイド側板部材165との接続後に、ハイサイド側板部材161とローサイド側板部材165とが中継部材169を介して接続されたものである。この2in1パワーカード150では、ハイサイド側板部材161とローサイド側板部材165とが、中継部材169を介して上下位置が反転するように配置されている。   The middle side electrode plate 160 connects the high side plate member 161 connecting the high side semiconductor element 11, the low side plate member 165 connecting the low side semiconductor element 21, and the high side plate member 161 and the low side plate member 165. A high-side plate member 161 and a low-side plate member 165 after the connection between the high-side semiconductor element 11 and the high-side plate member 161 and after the low-side semiconductor element 21 and the low-side plate member 165 are connected. Are connected via a relay member 169. In this 2-in-1 power card 150, the high-side plate member 161 and the low-side plate member 165 are arranged so that the vertical position is reversed via the relay member 169.

ハイサイド側板部材161、ローサイド側板部材165及び中継部材169は、それぞれ矩形平板形状をなしており、銅板又は銅板やアルミ板にニッケルをめっきしたものである。ハイサイド側板部材161の中央には、はんだを注入するために厚さ方向へ貫通形成されたはんだ注入口162が設けられている。ハイサイド側板部材161の一端側の端面161cと、中継部材169の上部側面169aとの間には、はんだ層151が形成されている。また、ローサイド側板部材165の一端側の端面165cと、中継部材169の下部側面169bとの間には、はんだ層152が形成されている。   The high side plate member 161, the low side plate member 165, and the relay member 169 each have a rectangular flat plate shape, and are obtained by plating a copper plate, a copper plate, or an aluminum plate with nickel. In the center of the high-side plate member 161, a solder injection port 162 is formed penetrating in the thickness direction in order to inject solder. A solder layer 151 is formed between the end surface 161 c on one end side of the high-side plate member 161 and the upper side surface 169 a of the relay member 169. Further, a solder layer 152 is formed between the end surface 165 c on one end side of the low side plate member 165 and the lower side surface 169 b of the relay member 169.

ここで、参考例3に係る2in1パワーカード150の製造方法について、図31及び図32を参照しながら説明する。参考例3に係る製造方法では、主として、第1はんだ接合工程、封止工程、研削工程、第2はんだ接合工程、第3はんだ接合工程、仕上げ工程が、この順に行われる。図31は、同製造方法における第2はんだ接合工程の様子を示す断面図である。図32は、同製造方法における第3はんだ接合工程の様子を示す断面図である。なお、参考例3では、第1はんだ接合工程、封止工程、研削工程が、参考例1の場合と同様に行われるため、それらの工程を示す図面及び説明を省略している。   Here, a manufacturing method of the 2-in-1 power card 150 according to Reference Example 3 will be described with reference to FIGS. 31 and 32. In the manufacturing method according to Reference Example 3, the first solder joining process, the sealing process, the grinding process, the second solder joining process, the third solder joining process, and the finishing process are mainly performed in this order. FIG. 31 is a cross-sectional view showing the state of the second soldering step in the manufacturing method. FIG. 32 is a cross-sectional view showing the state of the third soldering step in the manufacturing method. In Reference Example 3, the first solder joining step, the sealing step, and the grinding step are performed in the same manner as in Reference Example 1, and therefore drawings and descriptions showing these steps are omitted.

まず、参考例1と同様の手順で第1はんだ接合工程、封止工程、研削工程を行い、ハイサイド側接合体163及びローサイド側接合体170を得る。その後、各接合体163,170に対して、第2はんだ接合工程を行う。   First, the first solder joining step, the sealing step, and the grinding step are performed in the same procedure as in Reference Example 1 to obtain the high side joined body 163 and the low side joined body 170. Thereafter, a second solder bonding process is performed on each of the bonded bodies 163 and 170.

第2はんだ接合工程では、図31に示すように、ハイサイド側ブロック電極14と、ハイサイド側板部材161とをはんだ接合する。このとき、電極接合面の酸化膜を除去するために、還元雰囲気中で接合を行う。あるいは、フラックスを用いて、酸化皮膜を除去してもよい。はんだを注入する前には、予めハイサイド側板部材161等を、還元雰囲気中ではんだ付け温度付近まで加熱しておくか、搭載前後にホットエアを用いて加熱しておく。そして、ハイサイド側板部材161をハイサイド側ブロック電極14に載置した状態で、はんだ注入器9によりハイサイド側板部材161のはんだ注入口162に溶融はんだを注入する。こうして、ハイサイド側板部材161の下面161bと、ハイサイド側ブロック電極14の上面14aとの間に、はんだ層4を形成する。これにより、ハイサイド側板部材161と、ハイサイド側ブロック電極14とが、電気的及び熱的に接続される。   In the second solder joining step, as shown in FIG. 31, the high-side block electrode 14 and the high-side plate member 161 are solder-joined. At this time, bonding is performed in a reducing atmosphere in order to remove the oxide film on the electrode bonding surface. Or you may remove an oxide film using a flux. Before injecting the solder, the high side plate member 161 and the like are heated in advance in the reducing atmosphere to near the soldering temperature, or heated using hot air before and after mounting. Then, with the high side plate member 161 placed on the high side block electrode 14, molten solder is injected into the solder injection port 162 of the high side plate member 161 by the solder injector 9. In this way, the solder layer 4 is formed between the lower surface 161b of the high side plate member 161 and the upper surface 14a of the high side block electrode 14. Thereby, the high side plate member 161 and the high side block electrode 14 are electrically and thermally connected.

また、第2はんだ接合工程では、ローサイド側ブロック電極24と、ローサイド電極板22とをはんだ接合する。このとき、電極接合面の酸化膜を除去するために、還元雰囲気中で接合を行う。あるいは、フラックスを用いて、酸化皮膜を除去してもよい。はんだを注入する前には、予めローサイド電極板22等を、還元雰囲気中ではんだ付け温度付近まで加熱しておくか、搭載前後にホットエアを用いて加熱しておく。そして、ローサイド電極板22をローサイド側ブロック電極24に載置した状態で、はんだ注入器9によりローサイド電極板22のはんだ注入口29に溶融はんだを注入する。こうして、ローサイド電極板22の下面22aと、ローサイド側ブロック電極24の上面24bとの間に、はんだ層5を形成する。これにより、ローサイド電極板22と、ローサイド側ブロック電極24とが、電気的及び熱的に接続される。   In the second solder bonding step, the low-side block electrode 24 and the low-side electrode plate 22 are solder-bonded. At this time, bonding is performed in a reducing atmosphere in order to remove the oxide film on the electrode bonding surface. Or you may remove an oxide film using a flux. Before injecting the solder, the low-side electrode plate 22 or the like is heated in advance in the reducing atmosphere to near the soldering temperature, or heated using hot air before and after mounting. Then, with the low side electrode plate 22 placed on the low side block electrode 24, molten solder is injected into the solder injection port 29 of the low side electrode plate 22 by the solder injector 9. Thus, the solder layer 5 is formed between the lower surface 22 a of the low side electrode plate 22 and the upper surface 24 b of the low side block electrode 24. Thereby, the low side electrode plate 22 and the low side block electrode 24 are electrically and thermally connected.

第3はんだ接合工程では、図32に示すように、ハイサイド側板部材161と中継部材169とをはんだ接合するとともに、ローサイド側板部材165と中継部材169とをはんだ接合する。ところで、これらの接合前には、通電検査や強度検査等の特性検査を、ハイサイド側とローサイド側とで各別に行っておく。そして、不良品を除去した状態で、2in1化する。これは、2in1化した後に、一方の素子の不良が発見されると、正常な他方の素子をも含めて、丸ごと廃棄せざるを得ないからである。   In the third solder joining step, as shown in FIG. 32, the high-side plate member 161 and the relay member 169 are solder-joined, and the low-side plate member 165 and the relay member 169 are solder-joined. By the way, before these joining, characteristic inspections such as energization inspection and strength inspection are separately performed on the high side and the low side. Then, it is made into 2 in 1 with the defective product removed. This is because if a defect of one element is found after the conversion to 2 in 1, the entire element, including the other normal element, must be discarded.

この特性検査の後、はんだ注入器9により、ハイサイド側板部材161の一端側の端面161cと、中継部材169の上部側面169aとの間に溶融はんだを注入して、はんだ層151を形成する。これにより、ハイサイド側板部材161と、中継部材169とが、電気的及び熱的に接続される。また、ローサイド側板部材165の一端側の端面165cと、中継部材169の下部側面169bとの間に溶融はんだを注入して、はんだ層152を形成する。これにより、ローサイド側板部材165と、中継部材169とが、電気的に接続される。   After this characteristic inspection, the solder layer 151 is formed by injecting molten solder between the end surface 161 c on one end side of the high-side plate member 161 and the upper side surface 169 a of the relay member 169 by the solder injector 9. Thereby, the high side plate member 161 and the relay member 169 are electrically and thermally connected. Further, molten solder is injected between the end surface 165 c on one end side of the low side plate member 165 and the lower side surface 169 b of the relay member 169 to form the solder layer 152. Thereby, the low side plate member 165 and the relay member 169 are electrically connected.

仕上げ工程では、はんだコテ等の加熱器具を用いて、はんだ層4,5,151,152の融点以上の温度で、はんだ注入口29,162やはんだ層151,152から溢れ出たはんだを溶かして除去する。あるいは、はんだ注入口29,162やはんだ層151,152から溢れ出たはんだを機械的に切削してもよい。その後、必要に応じて封止樹脂8による成形がなされ、2in1パワーカード150が製造される。   In the finishing process, the solder overflowing from the solder inlets 29, 162 and the solder layers 151, 152 is melted at a temperature equal to or higher than the melting point of the solder layers 4, 5, 151, 152 using a heating tool such as a soldering iron. Remove. Alternatively, the solder overflowing from the solder injection holes 29 and 162 and the solder layers 151 and 152 may be mechanically cut. Thereafter, molding with the sealing resin 8 is performed as necessary, and the 2-in-1 power card 150 is manufactured.

以上のように、参考例3によれば、ハイサイド側半導体素子11を接続するハイサイド側板部材161と、ローサイド側半導体素子21を接続するローサイド側板部材165とが予め別体に形成され、ハイサイド側板部材161とローサイド側板部材165とが接続される前に、ハイサイド側とローサイド側とで各別に特性検査が行われているので、不良品を予め除去してから良品同士を2in1化することができる。これにより、2in1化した後に一方の素子の不良のため正常な素子をも丸ごと廃棄するような状況を回避することができる。
また、参考例3でも、ハイサイド側板部材161とローサイド側板部材165とが、中継部材169を介して上下位置が反転するように配置されているため、参考例1のようにハイサイド側板部材111とローサイド側板部材115とが同じ高さに配置されている場合と使い分けて使用すれば、配置の自由度や組付性を向上させることが可能となる。
As described above, according to Reference Example 3, the high-side plate member 161 that connects the high-side semiconductor element 11 and the low-side plate member 165 that connects the low-side semiconductor element 21 are separately formed in advance. Before the side-side plate member 161 and the low-side side plate member 165 are connected, characteristic inspections are performed on the high-side side and the low-side side, respectively. be able to. As a result, it is possible to avoid a situation where the entire normal element is discarded due to a defect of one element after the 2in1 conversion.
Also in Reference Example 3, since the high side plate member 161 and the low side plate member 165 are arranged so that their vertical positions are reversed via the relay member 169, the high side plate member 111 is the same as in Reference Example 1. If the low side plate member 115 and the low side plate member 115 are used separately from the case where they are arranged at the same height, it is possible to improve the degree of freedom of arrangement and the assembling property.

ここで、参考例3に係るミドルサイド電極板160におけるハイサイド側板部材161と中継部材169との連結部分について、以下にその参考変更例1,2を示す。図33(a)は、参考例3の参考変更例1に係る連結部分を示す上面図である。図33(b)は、参考例3の参考変更例2に係る連結部分を示す上面図である。   Here, reference modification examples 1 and 2 will be described below with respect to a connecting portion between the high-side plate member 161 and the relay member 169 in the middle-side electrode plate 160 according to the reference example 3. FIG. 33A is a top view showing a connecting portion according to Reference Modification 1 of Reference Example 3. FIG. FIG. 33 (b) is a top view showing a connecting portion according to Reference Modification 2 of Reference Example 3.

[参考変更例1]
参考例3に係る参考変更例1では、図33(a)に示すように、ハイサイド側板部材161におけるはんだ層151の周囲に、スリット155A,155Aが形成されている。このスリット155A,155Aは、ハイサイド側板部材161の方向Yにおける両端側から、中央に向けて方向Yに延設されたものである。このスリット155A,155Aを形成したときの残存部分が、連結部156Aとなっている。
参考例3に係る参考変更例1によれば、連結部156Aが方向Yに延設されたスリット155A,155Aの残存部分であるため、連結部156Aの断面積は、ハイサイド側板部材161より小さくなっている。これにより、ハイサイド側板部材161と中継部材169との接合部位を必要な温度まで加熱するのにかかる時間を短縮でき、製造時にはんだ接合工程で要する時間をさらに短くすることができる。これに伴って、加熱器具等による消費電力もさらに低減することができる。
[Reference change example 1]
In Reference Modification 1 according to Reference Example 3, slits 155A and 155A are formed around the solder layer 151 in the high-side plate member 161, as shown in FIG. The slits 155A and 155A are extended in the direction Y from the both ends in the direction Y of the high side plate member 161 toward the center. The remaining portion when the slits 155A and 155A are formed is a connecting portion 156A.
According to the reference modification example 1 according to the reference example 3, since the connecting portion 156A is the remaining portion of the slits 155A and 155A extending in the direction Y, the cross-sectional area of the connecting portion 156A is smaller than that of the high side plate member 161. It has become. As a result, the time required to heat the joint portion between the high-side plate member 161 and the relay member 169 to a necessary temperature can be shortened, and the time required for the solder joining process during manufacturing can be further shortened. In connection with this, the power consumption by a heating appliance etc. can further be reduced.

[参考変更例2]
参考例3に係る参考変更例2では、図33(b)に示すように、ハイサイド側板部材161におけるはんだ層151の周囲に、スリット155Bが形成されている。このスリット155Bは、ハイサイド側板部材161の方向Yにおける一端側(図中下側)から、他端側(図中上側)に向けて方向Yに延設されたものである。このスリット155Bを形成したときの残存部分が、連結部156Bとなっている。
参考例3に係る参考変更例2によれば、連結部156Bが方向Yに延設されたスリット155Bの残存部分であるため、連結部156Bの断面積は、ハイサイド側板部材161より小さくなっている。これにより、ハイサイド側板部材161と中継部材169との接合部位を必要な温度まで加熱するのにかかる時間を短縮でき、製造時にはんだ接合工程で要する時間をさらに短くすることができる。これに伴って、加熱器具等による消費電力もさらに低減することができる。
特に、参考例3の参考変更例2では、スリット155Bを、方向Yにおける一端側のみから切り取った形状としているため、参考例3の参考変更例1のように方向Yにおける両端側から切り取った形状のスリット155A,155Aに比べて、容易に形成することができる。
[Reference change example 2]
In the reference modification example 2 according to the reference example 3, as shown in FIG. 33B, a slit 155B is formed around the solder layer 151 in the high-side plate member 161. The slit 155B extends from one end side (lower side in the figure) in the direction Y of the high side plate member 161 toward the other end side (upper side in the figure) in the direction Y. The remaining portion when the slit 155B is formed is a connecting portion 156B.
According to Reference Modification 2 according to Reference Example 3, since the connecting portion 156B is a remaining portion of the slit 155B extending in the direction Y, the cross-sectional area of the connecting portion 156B is smaller than that of the high-side plate member 161. Yes. As a result, the time required to heat the joint portion between the high-side plate member 161 and the relay member 169 to a necessary temperature can be shortened, and the time required for the solder joining process during manufacturing can be further shortened. In connection with this, the power consumption by a heating appliance etc. can further be reduced.
In particular, in the reference modification example 2 of the reference example 3, since the slit 155B has a shape cut from only one end side in the direction Y, the shape cut from both ends in the direction Y as in the reference modification example 1 of the reference example 3 Compared to the slits 155A and 155A, it can be easily formed.

最後に、上記した参考例1〜3に共通して適用可能な共通参考変更例1,2について、図34を参照しながら説明する。図34(a)は、参考例1〜3の共通参考変更例1に係る連結部分を示す上面図である。図34(b)は、参考例1〜3の共通参考変更例2に係る連結部分を示す上面図である。この共通参考変更例1,2において、ハイサイド側板部材180A,180Bは、上記した参考例1〜3のハイサイド側板部材111,131,161のいずれにも置き換えて適用することができる。   Finally, common reference modification examples 1 and 2 that can be commonly applied to the reference examples 1 to 3 described above will be described with reference to FIG. FIG. 34A is a top view showing a connecting portion according to the common reference modification example 1 of the reference examples 1 to 3. FIG. FIG. 34B is a top view showing a connecting portion according to common reference modification example 2 of reference examples 1 to 3. In the common reference modification examples 1 and 2, the high side plate members 180A and 180B can be replaced with any of the high side plate members 111, 131, and 161 of the reference examples 1 to 3 described above.

[共通参考変更例1]
共通参考変更例1のハイサイド側板部材180Aには、図34(a)に示すように、方向Yにおける両端側から中央に向けて、第1スリット181A,181Aが延設されている。この第1スリット181A,181Aを形成したときの残存部分が、連結部183Aとなっている。また、第1スリット181A,181Aの連結部183A周囲には、連結方向Xに延設された第2スリット182A,182Aが形成されている。これにより、連結部183Aの連結方向Xにおける長さが、実質的に延長されている。
共通参考変更例1によれば、第2スリット182A,182Aにより連結部183Aの連結方向Xにおける長さを実質的に延長したことで、ハイサイド側板部材180Aの接合部位185における加熱効率をより高めることができる。これにより、製造時にはんだ接合工程で要する時間をさらに短くするとともに、加熱器具等による消費電力もさらに低減することができる。また、連結部183Aの周囲を除いた電極部分では冷却器と接触させることができるので、ハイサイド側板部材180Aの冷却性能を確保することができる。
[Common Reference Change Example 1]
As shown in FIG. 34A, first slits 181A and 181A are extended from the both end sides in the direction Y toward the center of the high-side plate member 180A of the common reference modification example 1. The remaining portion when the first slits 181A and 181A are formed is a connecting portion 183A. Further, second slits 182A and 182A extending in the connecting direction X are formed around the connecting portion 183A of the first slits 181A and 181A. Thereby, the length in the connecting direction X of the connecting portion 183A is substantially extended.
According to the common reference modification example 1, the heating efficiency in the joint portion 185 of the high-side plate member 180A is further increased by substantially extending the length of the connecting portion 183A in the connecting direction X by the second slits 182A and 182A. be able to. Thereby, while shortening the time which a solder joining process requires at the time of manufacture, the power consumption by a heating instrument etc. can further be reduced. Further, since the electrode portion excluding the periphery of the connecting portion 183A can be brought into contact with the cooler, the cooling performance of the high side plate member 180A can be ensured.

[共通参考変更例2]
共通参考変更例2のハイサイド側板部材180Bには、図34(b)に示すように、方向Yにおける一端側(図中下側)から他端側(図中上側)に向けて、第1スリット181Bが延設されている。この第1スリット181Bを形成したときの残存部分が、連結部183Bとなっている。また、第1スリット181Bの連結部183B周囲には、連結方向Xに延設された第2スリット182Bが形成されている。これにより、連結部183Bの連結方向Xにおける長さが、実質的に延長されている。
共通参考変更例1によれば、第2スリット182Bにより連結部183Bの連結方向Xにおける長さを実質的に延長したことで、ハイサイド側板部材180Bの接合部位185における加熱効率をより高めることができる。これにより、製造時にはんだ接合工程で要する時間をさらに短くするとともに、加熱器具等による消費電力もさらに低減することができる。また、連結部183Bの周囲を除いた電極部分では冷却器と接触させることができるので、ハイサイド側板部材180Bの冷却性能を確保することができる。
特に、共通参考変更例2では、スリット181B,182Bを、方向Yにおける一端側のみから切り取った形状としているため、共通参考変更例1のように方向Yにおける両端側から切り取った形状のスリット181A,181A,182A,182Aに比べて、容易に形成することができる。
[Common Reference Change Example 2]
As shown in FIG. 34 (b), the high-side plate member 180B of the common reference modification example 2 has a first direction from one end side (lower side in the figure) to the other end side (upper side in the figure) in the direction Y. A slit 181B is extended. The remaining portion when the first slit 181B is formed is a connecting portion 183B. A second slit 182B extending in the connecting direction X is formed around the connecting portion 183B of the first slit 181B. Thereby, the length in the connection direction X of the connection part 183B is substantially extended.
According to the common reference modification example 1, by substantially extending the length in the connecting direction X of the connecting portion 183B by the second slit 182B, it is possible to further increase the heating efficiency at the joining portion 185 of the high side plate member 180B. it can. Thereby, while shortening the time which a solder joining process requires at the time of manufacture, the power consumption by a heating instrument etc. can further be reduced. Further, since the electrode portion excluding the periphery of the connecting portion 183B can be brought into contact with the cooler, the cooling performance of the high side plate member 180B can be ensured.
In particular, in the common reference modification example 2, since the slits 181B and 182B have a shape cut out only from one end side in the direction Y, the slit 181A having a shape cut out from both end sides in the direction Y as in the common reference modification example 1 Compared with 181A, 182A, and 182A, it can be formed easily.

なお、上記した実施形態及び参考例は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
例えば、上記実施形態及び参考例では、2つのパワー素子11,21を1つのパワーカードに実装した2in1パワーカードの場合を示したが、例えば3in1や6in1など、複数のインバータ回路を構成する場合に適用してもよい。
また、上記実施形態では、第3はんだ接合工程に要する時間の短縮について詳細に説明したが、これに限られず、ミドルサイド電極板30のハイサイド側板部31又はローサイド板部35の一方のみを加熱する必要がある他工程においても、同様に時間を短縮することができる。
また、上記実施形態の各変更例や上記参考例の各参考変更例を適宜自由に組み合わせてもよい。
It should be noted that the above-described embodiments and reference examples are merely illustrative, and do not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention.
For example, in the above embodiment and the reference example, the case of a 2 in 1 power card in which two power elements 11 and 21 are mounted on one power card is shown. However, for example, when configuring a plurality of inverter circuits such as 3 in 1 and 6 in 1 You may apply.
Moreover, although the said embodiment demonstrated in detail about shortening of the time which a 3rd solder joining process requires, it is not restricted to this, Only one of the high side side board part 31 or the low side board part 35 of the middle side electrode plate 30 is heated. In other processes that need to be performed, the time can be similarly reduced.
Moreover, you may combine freely each modification of the said embodiment, and each reference modification of the said reference example suitably.

1…2in1パワーカード
10…ハイサイド側回路部
11…ハイサイド側パワー素子
12…ハイサイド電極板
20…ローサイド側回路部
21…ローサイド側パワー素子
22…ローサイド電極板
30…ミドルサイド電極板
31…ハイサイド側板部
33…第1スリット
34…第2スリット
35…ローサイド側板部
36…連結部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 2in1 power card 10 ... High side circuit part 11 ... High side power element 12 ... High side electrode plate 20 ... Low side circuit part 21 ... Low side side power element 22 ... Low side electrode plate 30 ... Middle side electrode plate 31 ... High-side side plate portion 33 ... first slit 34 ... second slit 35 ... low-side side plate portion 36 ... connecting portion

Claims (3)

ハイサイド側半導体素子とローサイド側半導体素子とを備え、両面からの冷却を可能とする半導体装置において、
前記ハイサイド側半導体素子に接続するハイサイド電極板と、
前記ローサイド側半導体素子に接続するローサイド電極板と、
前記ハイサイド側半導体素子及び前記ローサイド側半導体素子に接続するミドルサイド電極板とを備え、
前記ミドルサイド電極板は、前記ハイサイド側半導体素子を接続するハイサイド側板部と、前記ローサイド側半導体素子を接続するローサイド側板部とが、前記ハイサイド側板部及び前記ローサイド側板部より断面積の小さい連結部を介して連結されたものであること、
前記連結部は、前記ミドルサイド電極板に厚さ方向へ貫通するスリットを形成したときの残存部分であること、
前記スリットは、連結方向と直交するように前記ミドルサイド電極板の両側から中央に向かって延設、または一端側から他端側に向かって延設されたものである
ことを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device comprising a high-side semiconductor element and a low-side semiconductor element, and enabling cooling from both sides,
A high-side electrode plate connected to the high-side semiconductor element;
A low-side electrode plate connected to the low-side semiconductor element;
A middle side electrode plate connected to the high side semiconductor element and the low side semiconductor element;
The middle side electrode plate includes a high side plate portion connecting the high side semiconductor element and a low side plate portion connecting the low side semiconductor element, each having a cross-sectional area greater than the high side plate portion and the low side side plate portion. Being connected via a small connecting part ,
The connecting portion is a remaining portion when a slit penetrating in the thickness direction is formed in the middle side electrode plate,
The slit is extended from both sides of the middle side electrode plate toward the center, or extended from one end side to the other end side so as to be orthogonal to the connecting direction. A semiconductor device.
請求項に記載する半導体装置において、
前記スリットは、前記連結部の周囲にて連結方向に延設されていることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1 ,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the slit extends in a connecting direction around the connecting portion.
請求項1または請求項2に記載する半導体装置において、前記残存部の断面積が、前記ハイサイド側板部及び前記ローサイド側板部の断面積の1/5〜1/2であることを特徴とする半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the remaining portion is 1/5 to 1/2 of a cross-sectional area of the high-side side plate portion and the low-side side plate portion. Semiconductor device.
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