(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の端子が設けられた電子部品内蔵モジュールにおいて、
ワイヤボンディングすべき領域を含む固定対象部分の側面から側方に向けて突出した凸部が設けられ、向かい合う前記側面の互いの前記凸部同士が正対しないように配置された複数の端子部材と、
前記複数の端子部材の前記凸部を覆うことによって前記複数の端子部材を固定するケース部材と、
を有することを特徴とする電子部品内蔵モジュール。
【請求項２】
前記複数の端子部材は、ワイヤボンディングすべき領域を挟むような位置に前記凸部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子部品内蔵モジュール。
【請求項３】
ワイヤボンディングすべき領域側を上面としたとき、前記凸部の上面の高さが、ワイヤボンディングすべき領域よりも低いことを特徴とする請求項１記載の電子部品内蔵モジュール。
【請求項４】
前記凸部は、突出した先端に近づくほど厚みが薄くなることを特徴とする請求項３記載の電子部品内蔵モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は複数の端子が設けられた電子部品内蔵モジュールに関し、特にワイヤボンディングによって内部回路と接続される端子を有する電子部品内蔵モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transistor)モジュール及びＩＰＭ(Intelligent Power Module)の端子半田付けレス構造品（ワイヤボンディングで端子と内部基板の配線を行う方式）では、端子がケースに確実に固定されていることが求められる。端子が浮いていたりすると、端子に対してワイヤボンディングを行う際に、接続不良を起こす可能性が高くなるためである。そこで従来は、端子におけるワイヤボンディングすべき領域の両側面を階段状にし、突出した部分（食い付き部）を樹脂製のケースに埋め込むことで、端子を固定していた。
【０００３】
図９は、従来の端子の固定構造の例を示す図である。（Ａ）が上面図であり、（Ｂ）がＣ−Ｃ断面図である。この図に示すように、端子６１〜６３と樹脂製のケース５１との食い付きをよくするために、端子６１〜６３をケース５１に埋め込むとともに、端子６１〜６３の両側面を階段状にし、食い付き部６１ａ，６１ｂ、６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂが形成されている。食い付き部６１ａ，６１ｂ、６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂは、樹脂製のケース５１に埋め込まれている。また、端子６１〜６３の上面はケース５１から露出しており、この部分にワイヤボンディングが行われる。
【０００４】
このように、端子６１〜６３に食い付き部６１ａ，６１ｂ、６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂを設け、その食い付き部６１ａ，６１ｂ、６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂがケース５１に食い付くようにすることで、端子６１〜６３がケース５１に固定される。
【０００５】
なお、このような構造の端子付きケースを製造するには、ケースの金型に端子の一端を挿入した状態で、金型に樹脂を流し込めばよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、端子間の距離は、なるべく狭いことが望まれる。それは、端子間の距離が狭ければ、電子部品を内蔵したモジュールの小型化を図ることができるとともに、端子に接続するコネクタを小さくすることもできるからである。
【０００７】
しかし、端子と端子との間には絶縁距離が必要であるとともに、ある程度の幅の食い付き部が必要であるため、端子間の距離を狭めるのには限界があった。
図９の例では、絶縁距離として０．８ｍｍ確保している。また、食い付き部の幅を０．３ｍｍとしている。なお、ワイヤボンディングを行うには、端子の露出面の幅はある程度以上必要であり、図の例では１．５ｍｍである。この場合、ある端子の露出面から隣接する端子の露出面までの距離は、０．８＋０．３＋０．３＝１．４ｍｍとなる。
【０００８】
このような端子間距離を狭めるには、絶縁距離、もしくは食い付き部の幅を狭めることが考えられるが、絶縁距離を狭めれば、電気的に動作させた場合の信頼性が低下する。また、食い付き部の幅を狭めれば、端子がしっかりと固定されなくなり、ワイヤボンディングの確実性が低下する。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、端子間の絶縁距離を保ちつつ、確実に固定された端子が狭い間隔で配置された電子部品内蔵モジュールを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、複数の端子が設けられた電子部品内蔵モジュールにおいて、ワイヤボンディングすべき領域を含む固定対象部分の側面から側方に向けて突出した凸部が設けられ、向かい合う前記側面の互いの前記凸部同士が正対しないように配置された複数の端子部材と、前記複数の端子部材の前記凸部を覆うことによって前記複数の端子部材を固定するケース部材と、を有することを特徴とする電子部品内蔵モジュールが提供される。
【００１１】
このような電子部品内蔵モジュールによれば、端子部材に設けられた凸部がケース部材に覆われることでしっかりと固定されている。さらに、複数の端子は、向かい合う側面の互いの凸部同士が正対しないように配置されているため、端子部材間の最短距離は、ある端子部材の凸部の先端と隣接する端子部材の側面との距離となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
ここでは、本発明をパワーモジュールに適用した場合の実施の形態を説明する。なお、本発明の特徴を最もよく示す図は図１であるが、以下の説明では、パワーモジュールの全体構成から順に説明する。
【００１３】
図２は、本発明を適用したパワーモジュールを示す図である。この図は、パワーモジュール１０の上蓋を外した状態の上面図である。また、ケース１１内部はシリコーンゲルで封止されている。
【００１４】
パワーモジュール１０は、ケース１１の内部から外部へ複数の端子１２が取り出されている。端子１２は、パワーモジュール１０に接続するケーブルのコネクタに合致するような間隔で配置されている。端子１２の一方の端部は、パワーモジュール１０の内部に露出しており、ワイヤボンディングで形成されたアルミワイヤ１３によって、回路基板１４上の配線パターン１５に接続されている。その配線パターン１５は、回路基板１４に搭載された半導体素子１６の電極に、アルミワイヤ１３のワイヤボンディングによって接続されている。
【００１５】
図３は、図２に示したパワーモジュールの正面図である。これは、図２の下方からパワーモジュール１０を見た場合の形状を示している。この図に示すように、複数の端子１２ａ〜１２ｏが狭い間隔で配置されている。端子１２ａ〜１２ｏの上方に飛び出した部分が、コネクタに接続すべき部分である。
【００１６】
図４は、図２のＡ−Ａ部分断面図である。端子１２ａは、Ｌ字型に曲げられている。端子１２ａの底辺の右側の部分は、上面のみがケース１１から露出している。その露出面に、アルミワイヤ１３ａがワイヤボンディングによって取り付けられている。アルミワイヤ１３ａの他方の端部は、回路基板１４ａ上の配線パターン１５ａに接続されている。これにより、パワーモジュール１０の端子１２ａと内部の回路とが電気的に接続される。
【００１７】
図１は、端子のワイヤボンディング部の拡大図である。この図は、端子のボンディング部分を上方から見たときの拡大図である。また、アルミワイヤは省略している。
【００１８】
端子１２ａ〜１２ｃには、露出面が設けられており、その幅は、１．５ｍｍである。端子１２ａ〜１２ｃ側面には、凸部１２ａａ，１２ａｂ，１２ｂａ，１２ｂｂ，１２ｃａ，１２ｃｂが設けられている。凸部１２ａａ，１２ａｂ，１２ｂａ，１２ｂｂ，１２ｃａ，１２ｃｂは、上から見た場合には半円形をしており、半径は０．３ｍｍである。この凸部１２ａａ，１２ａｂ，１２ｂａ，１２ｂｂ，１２ｃａ，１２ｃｂは、端子１２ａ〜１２ｃの左右に１つずつ設けられている。
【００１９】
一方の凸部１２ａａ，１２ｂａ，１２ｃａは端部から比較的離れた位置の左側に設けられており、他方の凸部１２ａｂ，１２ｂｂ，１２ｃｂは端部に近い部分の右側に設けられている。すなわち、隣り合った端子の向かい合う側面同士では、必ず凸部同士が正対しないように配置されている。なお、２つの凸部１２ａａ，１２ａｂ，１２ｂａ，１２ｂｂ，１２ｃａ，１２ｃｂに挟まれた領域がワイヤボンディング領域１７となる。
【００２０】
このような複数の端子１２ａ〜１２ｃは、露出面同士の間隔が１．１ｍｍとなるように配置されている。すなわち、端子同士の最短距離は、凸部の先端から隣接する端子の側面までの距離となり、その距離は０．８ｍｍである。従って、十分な絶縁距離が保たれている。
【００２１】
図５は、図１のＢ−Ｂ断面図である。端子１２ａ〜１２ｃの凸部１２ａａ，１２ｂａ，１２ｃａの断面形状は、下面に近づくに従って突出量が大きくなるような形をしている。このような形状は、コイニングによって成形されている。
【００２２】
以上のような形状の端子１２ａ〜１２ｃをケースに固定するには、端子１２ａ〜１２ｃの凸部１２ａａ，１２ｂａ，１２ｃａが設けられた部分を、ケース１１を成型するための金型に挿入する。そして、金型に樹脂を流し込めば、凸部１２ａａ，１２ｂａ，１２ｃａの上まで樹脂が流れ込む。その結果、端子の凸部が樹脂に食い込んだ状態となる。そのまま樹脂が固まってケース１１となれば、投錨効果が得られ、端子１２ａ〜１２ｃはケース１１に対して密着した状態でしっかりと固定される。
【００２３】
このように、本発明によれば、複数の端子を狭い間隔で並べることができる。すなわち、隣り合った端子同士の凸部が互いに正対しないように配置されているため、端子間の距離は、凸部の先端から隣接する端子の側面までの距離が絶縁距離を満たしていればよいこととなり、従来に比べ端子間距離を短くできる。本実施の形態と図１０に示した従来の技術とを比較すると、端子間の間隔（露出面間の距離）が１．４ｍｍから１．１ｍｍとなり、２割近く間隔が狭まっている。これにより、端子に接続するコネクタの小型化や、モジュール自身の小型化を図ることができる。例えば、１０本の端子が並んでいれば、０．３×９＝２．７ｍｍの小型化が図れる。
【００２４】
また、端子の側面の限られた領域に凸部を設けるようにしたことで、端子を製造するための材料費が節約できる。
なお、端子の断面形状は、図５に示した以外にも考えられる。
【００２５】
図６は、端子の固定構造の第１の変形例を示す図である。ここでは、断面図のみを示している。この例では、ケース２１にはめ込まれた端子２２〜２４の側面を斜面とすることで、凸部２２ａ，２３a，２４ａが形成されている。また、ケース２１は、凸部２２ａ，２３a，２４ａを包み込むように形成されている。このような、凸部２２ａ，２３a，２４ａを、位置をずらして端子２２〜２４の両側に設けることで端子２２〜２４をケース２１に固定できる。
【００２６】
図７は、端子の固定構造の第２の変形例を示す図である。ここでは、断面図のみを示している。この例では、ケース３１にはめ込まれた端子３２〜３４の側面に、同じ厚みの凸部３２ａ，３３a，３４ａを設けている。また、端子３２〜３４は、上面がケース３１の表面よりも低くなるように深く埋め込まれ、凸部３２ａ，３３a，３４ａがケース３１で覆われている。ただし、ワイヤボンディングすべき領域は、ケース３１の樹脂に覆われずに露出している。このような凸部３２ａ，３３a，３４ａを、位置をずらして端子３２〜３４の両側に設けることで端子３２〜３４をケース３１に固定できる。
【００２７】
図８は、端子の固定構造の第３の変形例を示す図である。ここでは、断面図のみを示している。この例では、ケース４１にはめ込まれた端子４２〜４４の側面に階段状の凸部４２ａ，４３a，４４ａが設けられている。また、この凸部４２ａ，４３a，４４ａは、ケース４１の樹脂で覆われている。このような凸部４２ａ，４３a，４４ａを、位置をずらして両側に設けることで端子４２〜４４をケース４１に固定できる。
【００２８】
以上のように、様々な形状の凸部が考えられる。これは、断面形状に限らない。すなわち、上から見た場合の形状も、半円である必要はない。長方形や、その他の複雑な形でもよい。さらに、凸部の数も、必ずしも両側に１つずつである必要はなく、端子の両側に複数の凸部を設けてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、端子部材に設けられた凸部がケース部材に覆われることでしっかりと固定されているとともに、複数の端子部材が、向かい合う側面の互いの凸部同士が正対しないように配置されているため、端子間の最短距離は、ある端子の凸部の先端と隣接する端子の側面との距離となり、端子間の距離を狭めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】端子のワイヤボンディング部の拡大図である。
【図２】本発明を適用したパワーモジュールを示す図である。
【図３】図２に示したパワーモジュールの正面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ部分断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】端子の固定構造の第１の変形例を示す図である。
【図７】端子の固定構造の第２の変形例を示す図である。
【図８】端子の固定構造の第３の変形例を示す図である。
【図９】従来の端子の固定構造の例を示す図である。（Ａ）が上面図であり、（Ｂ）がＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１０  パワーモジュール
１１  ケース
１２，１２ａ〜１２ｏ  端子
１２ａａ，１２ａｂ，１２ｂａ，１２ｂｂ，１２ｃａ，１２ｃｂ  凸部
１３，１３ａ  アルミワイヤ
１４，１４ａ  回路基板
１５，１５ａ  配線パターン
１６  半導体素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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