功率半導體模塊的制作方法
【技術領域】
本發明涉及一種功率半導體模塊，尤其涉及一種對基板與外部連接用端子的連接中配備中繼用端子的功率半導體功率模塊。
【背景技術】
以往，在功率半導體模塊中，大多對基板與外部連接用端子的連接使用引線接合。近年來，為了實現大容量化、小型化、降低功率損耗、降噪以及削減零件數量，需要驅動裝置與控制裝置成為一體的裝置即機電一體式裝置。在機電一體式裝置中，使用有中繼用端子作為引線接合的替代方案。
但另一方面，隨著大容量化，流至中繼用端子的電流成為大電流，導致發熱量較大。因此，基板與中繼用端子之間產生熱膨脹差，導致對焊接部產生應力，從而擔憂焊料壽命降低。
為了提高中繼用端子的焊接部的焊料壽命，已知有如下技術:通過對中繼用端子使用預先施行了退火的銅材料，并且對下部采用彎曲結構，來緩和施加至焊接部的應力(例如，參見專利文獻1)。
此外，為了提高中繼用端子的焊接部的焊料壽命，已知有如下技術:通過將由熱膨脹系數與基板近似的第1材料構成的第1層焊接在基板上，來降低因焊接部的溫度循環的反復所引起的損壞，提尚耐久性(例如，參見專利文獻2)。
現有技術文獻專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2010-63242號公報專利文獻2:日本專利特開平5-47989號公報
【發明內容】
發明要解決的問題
像專利文獻1那樣對中繼用端子使用預先施行了退火的銅材料并對下部采用彎曲結構的結構，或者像專利文獻2那樣將由熱膨脹系數與基板近似的第1材料構成的第1層焊接在基板上的結構，具有緩和基板與中繼用端子之間因熱膨脹差而產生的施加至焊接部的應力的效果。但如以下所說明，無法緩和中繼用端子與外部連接用端子連接時的初始應力。
中繼用端子與安裝至基板的電子零件一起利用回流焊爐與基板進行焊接。這些中繼用端子或電子零件安裝在基板的導線分布圖上所印刷的焊料上。
眾所周知，在回流焊時，爐內溫度的偏差或者安裝零件的熱容的差異會導致焊料的熔融時刻不一樣，先行熔融的焊料的張力作用于電子零件，導致電子零件在焊接好時已偏離指定位置。該現象在中繼用端子中也一樣，中繼用端子會因所述理由而在焊接好時已偏離指定位置。
由于中繼用端子是在偏離指定位置的狀態下與外部連接用端子連接，因此必須強制性地對發生錯位的中繼用端子的頂端與外部連接用端子的頂端進行對位。具體而言，以將與未焊接的外部連接用端子的接合面側的中繼用端子頂端朝外部連接端子方向彎曲的方式進行對位。此時，中繼用端子頂端彎曲的力傳遞至中繼用端子焊接部，導致焊接部產生應力。
該應力以初始應力的形式恒定地施加至焊接部，與因熱膨脹差所引起的焊接部的應力疊加，導致焊料壽命降低。此外，在中繼用端子的錯位較大的情況下，無法與外部連接端子充分進行接合，即使連接上了，也無法獲得必要的焊接強度或熔融截面積，導致產品質量差或者可靠性較低。
本發明的目的在于提供一種可緩和中繼用端子的焊接部所產生的應力的功率半導體模塊。
解決問題的技術手段
為了達成上述目的，本發明包括:基板；中繼用端子，其借助于焊料與所述基板連接；外部連接用端子，其與所述中繼用端子接合；以及非導電性中繼用端子保持構件，其對與所述焊料的接合面側的所述中繼用端子的端部進行保持。
發明的效果
根據本發明，可緩和中繼用端子的焊接部所產生的應力。上述以外的課題、構成及效果將通過以下實施方式的說明加以明確。
【附圖說明】
[0016]圖1A為本發明的第1實施方式的功率半導體模塊的分解立體圖。
圖1B為從另一方向觀察圖1A所示的功率半導體模塊時的分解立體圖。
圖2為本發明的第1實施方式的功率半導體模塊的俯視圖。
圖3為表示圖2中的A-A剖面的剖視圖。
圖4為本發明的第2實施方式的功率半導體模塊的分解圖。
圖5為本發明的第2實施方式的功率半導體模塊的剖視圖。
圖6為本發明的第3實施方式的功率半導體模塊的分解圖。
圖7為本發明的第3實施方式的功率半導體模塊的剖視圖。
圖8為本發明的第4實施方式的功率半導體模塊的分解圖。
圖9為本發明的第4實施方式的功率半導體模塊的剖視圖。
圖10為作為本發明的一應用例的發動機起動裝置的電路圖。
圖11為圖10所示的功率半導體模塊的俯視圖。
圖12為表示圖11中的B-B剖面的剖視圖。
【具體實施方式】
下面，使用圖1?圖12，對本發明的第1?第4實施方式的功率半導體模塊的構成進行說明。功率半導體模塊例如控制用于車輛的負載(馬達、螺線管等)的驅動。再者，在附圖中，對同一部分標注同一符號。
(第1實施方式)
下面，使用圖1?圖3，對第1實施方式的功率半導體模塊的整體構成進行說明。 首先，使用圖1A，對功率半導體模塊1的構成進行說明。圖1A為本發明的第1實施方式的功率半導體模塊1的分解立體圖。
本實施方式的功率半導體模塊1是將基板2、中繼用端子保持構件6及外部連接用端子保持構件11層疊而構成的。
四邊形的基板2具有至少1處以上與中繼用端子保持構件6的凸部7(圖1B)卡合的通孔5。在圖1A中，作為一例，顯示有2處通孔5。
方框形的中繼用端子保持構件6由合成樹脂制等絕緣構件形成。中繼用端子保持構件6在內側具有開口部0P1。在中繼用端子保持構件6上嵌合、埋設有中繼用端子9、10。中繼用端子9、10以固定在與外部連接用端子13、14接合時的最佳位置的方式進行配置。中繼用端子保持構件6具有至少1處以上與外部連接用端子保持構件11的凹部12卡合的凸部8。在圖1A中，作為一例，顯示有2處凸部8。
再者，中繼用端子9為電力系統的端子，中繼用端子10為信號系統的端子。關于中繼用端子9、10的具體例子，將使用圖10在后文中加以敘述。
方框形的外部連接用端子保持構件11由合成樹脂制等絕緣構件形成。外部連接用端子保持構件11在內側具有開口部OP2。在外部連接用端子保持構件11上嵌合、埋設有外部連接用端子13、14。外部連接用端子13、14以固定在與中繼用端子9、10接合時的最佳位置的方式進行配置。
再者，外部連接用端子13為電力系統的端子，外部連接用端子14為信號系統的端子。外部連接用端子13、14通過分別與中繼用端子9、10接合而借助于中繼用端子9、10與基板2連接。
接著，使用圖1B，對功率半導體模塊1的構成進行說明。圖1B為從另一方向觀察圖1A所示的功率半導體模塊1時的分解立體圖。
外部連接用端子保持構件11具有至少1處以上與中繼用端子保持構件6的凸部8(圖1A)卡合的凹部12。在圖1B中，作為一例，顯示有2處凹部12。
中繼用端子保持構件6具有至少1處以上與基板2的凹部5卡合的凸部7。在圖1B中，作為一例，顯示有2處凸部7。
接著，使用圖2，對功率半導體模塊1的構成進行說明。圖2為本發明的第1實施方式的功率半導體模塊1的俯視圖。
如圖2所示，以保持在外部連接用端子保持構件11上的外部連接用端子13、14的端部與保持在中繼用端子保持構件6上的中繼用端子9、10的端部至少在接合時接觸的方式確定外部連接用端子13、14與中繼用端子9、10的位置。
再者，分別焊接外部連接用端子13、14與中繼用端子9、10。該焊接例如為電弧焊、電阻焊等，但并不限定于此。中繼用端子保持構件6利用朝開口部OP1側突出的大致U字形的臂部6a來保持中繼用端子9、10。
接著，使用圖3，對功率半導體模塊1的構成進行說明。圖3為表示圖2中的A-A剖面的剖視圖。
在基板2上，在金屬基底上隔著絕緣層以導體形成有布線圖案3，在其上形成有焊料4。中繼用端子9、10借助于布線圖案3和焊料4與基板2連接。
基板2上所配備的通孔5與中繼用端子保持構件6上所配備的凸部7卡合，且中繼用端子9、10與中繼用端子保持構件6上所配備的嵌合部17嵌合。由此，中繼用端子9、10即便以回流焊方式安裝在基板2上，也不會發生錯位，而是配置在指定位置。
并且，中繼用端子9、10以固定在與外部連接用端子13、14接合時的最佳位置的方式與中繼用端子保持構件6的嵌合部17嵌合。S卩，嵌合部17以中繼用端子9、10與外部連接用端子13、14至少在接合時接觸的方式對中繼用端子9、10進行定位。
此外，中繼用端子保持構件6上所配備的凸部8與外部連接用端子保持構件11上所配備的凹部12卡合，且外部連接用端子13、14以固定在與中繼用