CN103210489A - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

电源模块（100）由金属基底（1）、连接至金属基底（1）的绝缘衬底（2）、连接至绝缘衬底（2）的电路图案的半导体芯片和控制端子（6）、以及接合至金属基底（1）的树脂外壳（7）所构成。该控制端子（6）包括贯穿树脂外壳（7）的盖（9）的贯穿部（6a）、连接至贯穿部（6a）的L-形成型部（6b）、和连接至L-形成型部（6b）的连接部（6c）。在控制端子（6）的部分中设置突出部（10），其贯穿盖（9）。该突出部（10）与被配置在盖（9）的表面上的突出接收部（9b）相接触。L-形成型部（6b）与设置在盖（9）的后表面上的凸起部（9c）接触。藉此，当连接器安装到控制端子（6）或从控制端子（6）上移除时，防止应力被传输至绝缘衬底（2），且可提供具有高绝缘强度的高度可靠的半导体装置。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及诸如功率半导体模块（下文简称为电源模块）之类的半导体装置，其中在同一个封装中包含多个半导体芯片。
背景技术
图14是示出相关技术中的电源模块的示意性截面图。如图14中所示，电源模块500的封装501被配置为包括金属基底51、绝缘衬底52、附连至绝缘衬底52的电路图案52a的主端子55和控制端子56、以及树脂外壳57。在电源模块500中，包含半导体元件的半导体芯片54被附连在封装501的绝缘衬底52上。
在绝缘衬底52中，电路图案52a被安装在绝缘层52b的前表面侧上，且后铜箔52c被安装在绝缘层后表面侧上。金属基底51的前表面通过焊料（未示出）附连至绝缘衬底52的后铜箔52c。半导体芯片54的后表面、主端子52的一端、和控制端子56的一端通过焊料（未示出）被附连至绝缘衬底52的电路图案52a。
安装在半导体芯片54前表面的半导体元件（未示出）的电极和电路图案52a通过接合线60彼此电连接，且电路图案52a通过接合线60彼此电连接。树脂外壳57粘附至金属基底51周围从而覆盖金属基底51的前表面侧。树脂外壳57被配置为使得侧壁58和盖59一体形成。主端子55和控制端子56的另一端的每一个贯穿树脂外壳57的盖59从而向树脂外壳57外部暴露。
接着，将详细描述电源模块500的控制端子56的周围M的配置。图15是示出图14中所示的电源模块的控制端子周围的主要组件的截面图。在图15中，在图示中简化了被配置为包括电路图案52a、绝缘层52b、和后铜箔52c的绝缘衬底52。控制端子56被形成为与控制端子框61一体。控制端子框61被装入树脂外壳57。
在相比和控制端子56一体化的控制端子框61而言更接近绝缘衬底22的部分处，控制端子56具有弯折部分T。由于弯折部分T的弹性，控制端子56用作弹簧来向绝缘衬底52下压，从而控制端子56确保相对于绝缘衬底52的电路图案52a的导电状态。控制端子56的端部，其向树脂外壳57的外侧暴露，通过连接件（未示出）连接至外部电线。
在安装/分离连接件时，在面向绝缘衬底52的方向或在与绝缘衬底52相分离的方向中，应力施加在控制端子56上。因此，在安装连接件时，在面向绝缘衬底52的方向中，应力施加在控制端子上。然而，由于控制端子56通过控制端子框61装入到树脂外壳57中，施加在控制端子56上的应力被防止通过控制端子56传递到绝缘衬底52。因此，没有应力施加在绝缘衬底52上。
作为其中控制端子和控制端子框被一体形成且控制端子框被以此方式装入到树脂外壳内的电源模块，提出了如下装置。信号端子的引线柱被保持在信号端子框内，且信号端子框被保持在外壳内。在封装中，引线柱在其中保持引线柱的部分和其远端部分之间具有弯折部分。当外壳被安装在金属基底板上时，压缩引线柱（其自由长度（压缩前）被设置为比压缩后的长度更长）从而对电路衬底进行加压（例如，参看下列的专利文献1）。
图16(a)和16(b)是示出相关技术的另一个示例中的电源模块的主要组件的截面图。图16(a)和16(b)中所示的电源模块600不同于图14中所示的电源模块500之处在于控制端子56的周围M的配置方面。图16(a)示出在电源模块600的控制端子56周围M中的主要组件的截面图。图16(b)示出从树脂外壳57的侧壁58一侧（在白色向左箭头N所示的方向）看到的图16(a)中所示的控制端子56的周围M的主要组件的截面图。
如图16(a)和16(b)中所示，金属基底51的前表面通过焊料53附连至绝缘衬底52的后铜箔52c。控制端子56被配置为包括贯穿树脂外壳57的盖59的贯穿孔59a的贯穿部56a、连接至贯穿部56a的端部来与贯穿部56a一起形成L-形截面的L-形加工部56b、和一端连接至L-形加工部56b且另一端通过焊接固定至绝缘衬底52的连接部56c。连接部56c的另一端被垂直地弯曲，且连接部56c的被垂直弯曲的端部通过焊料62附连至绝缘衬底52。
与连接至L-形加工部56b的贯穿部56a的端部相对的贯穿部56a的一端，被暴露在树脂外壳57的外侧。在电源模块600组装完成后与树脂外壳57的盖59的后表面59c相接触的突出部63被安装在贯穿树脂外壳57的贯穿部56a的部分中。由于突出部63与树脂外壳57的盖59的后表面59c相接触，控制端子56没有在从树脂外壳57到外侧的方向（在图16(b)中白色向上箭头P所表示的方向中）中被拉出。
外部电线通过连接器64被连接至控制端子56的贯穿部56a的端部，该端部被暴露在树脂外壳57的外侧。尽管图16(a)和16(b)中未示出，控制端子56的贯穿部56a连接至连接器64的插座64a内。在将连接器64从控制端子56的贯穿部56a上卸装的情况下，在与绝缘衬底52分离的方向P（在白色向上箭头P所指示的方向）中，应力被施加在控制端子56上。
由于形成在控制端子56中的突出部63与树脂外壳57的盖59的后表面59c相接触，可防止在与绝缘衬底56分离的方向P中施加在控制端子56上的应力。因此，在将连接器64从控制端子56的贯穿部56a上卸装的情况下，施加在控制端子56上的应力没有通过控制端子56被传递到绝缘衬底56上。
作为其中在将连接器从控制端子上以此方式卸装时没有应力被施加到绝缘衬底上的电源模块，提出了如下装置。弹簧被安装在更接近于绝缘衬底的控制端子的端部，且通过按压弹簧，控制端子与绝缘衬底相接触。可选地，具有如弹簧一样操作的部件被安装在更接近于绝缘衬底的控制端子的端部，且通过使用该部件，控制端子与绝缘衬底相接触。此外，钩子被安装在控制端子中来防止控制端子在与绝缘衬底分开的方向中移动。另一方面，作为具有其中在将连接器安装到控制端子时通过该控制端子没有压力被施加到绝缘衬底上的配置的电源模块，建议这样的装置，其中暴露在树脂外壳外侧的控制端子的部分被允许弯曲从而接触到树脂外壳的表面（例如，参看下列的专利文献2）。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP2000-208686A
专利文献2：US2008/0217756A
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在专利文献1中公开的电源模块和上述图14和15中所示的电源模块500中，要求在控制端子块61中一体地形成控制端子56的工艺和将控制端子块61装入到树脂外壳57的工艺，从而增加了制造成本。
此外，在图16(a)和16(b)中所示的电源模块600中，在安装连接器64时，在面向绝缘衬底52的方向（白色向下箭头）Q中，应力被施加到控制端子56上。因此，在安装连接器64时，施加到控制端子56上的应力通过控制端子56被传递到绝缘衬底52，从而压力被施加到绝缘衬底52上。因此，在对应于绝缘衬底52的控制端子56的部分R处，绝缘衬底52破裂，从而减少了电介质强度。否则，绝缘衬底52被压下，且因此，控制端子56位移，从而损坏了附连控制端子56和绝缘衬底52的焊料62。因此，存在电源模块600的可靠性被劣化的问题。
此外，在上述专利文献2中公开的电源模块中，在将连接器附连至控制端子的情况下，没有公开通过安装在控制端子中的突出部来阻隔通过控制端子施加在绝缘衬底上的压力。因此，在将连接器附连至控制端子的情况下，不可抑制施加在绝缘衬底上的压力。
为了解决相关技术中的问题，本发明要提供具有较高电介质强度的半导体装置。此外，为了解决相关技术中的问题，本发明要提供具有高可靠性的半导体装置。
解决问题的手段
根据本发明的一方面，提供了半导体装置，包括：绝缘衬底；控制端子，其附连至该绝缘衬底从而电连接至安装至该绝缘衬底的半导体芯片；外壳，该控制端子贯穿该外壳；第一止动部，其防止该控制端子在面向该绝缘衬底的方向上的移动；和第二止动部，其防止该控制端子在与该绝缘衬底分开的方向上的移动。
此外，在根据本发明的上述方面的半导体装置中，该控制端子包括：贯穿该外壳的盖的贯穿部；L-形部件，与所述贯穿部基本垂直地连接至该贯穿部以与所述贯穿部一起形成L形状，且该L-形部件与该外壳的盖的后表面接触。此外，该控制端子包括突出部，该突出部被安装在贯穿部内，且突出部与外壳的盖的前表面接触。该第一止动部是该突出部。该第二止动部是该L-形部件。
此外，在根据本发明的上述方面的半导体装置中，该突出部与突出接收部相接触，该突出接收部由该外壳的盖的该前表面构成，且该突出部构成第一止动部。该L-形部件与形成在外壳的盖的后表面中的凸起部相接触，且该L-形部件构成第二止动部。
此外，在根据本发明的上述方面的半导体装置中，该控制端子还包括连接部，该连接部一端连接至该L-形部件的底面部分且该连接部的另一端附连至绝缘衬底。该L-形部件的侧表面基本垂直于该贯穿部的侧表面。该连接部的侧表面基本垂直于该L-形部件的侧表面且基本平行于该贯穿部的侧表面。该突出部用该贯穿部的侧表面形成。
此外，在根据本发明的上述方面的半导体装置中，贯穿部、L-形部件、和控制端子的连接部是从一片金属板上切割下来的连续部件。
此外，在根据本发明的上述方面的半导体装置中，控制端子包括贯穿外壳的盖的贯穿部。该控制端子包括第一突出部，该第一突出部被安装在贯穿部内，且该第一突出部与外壳的盖的前表面接触。该控制端子包括第二突出部，该第二突出部被安装在贯穿部内且与第一突出部分离，且该第二突出部与外壳的盖的后表面接触。所述第一止动部是所述第一突出部。所述第二止动部是所述第二突出部。
此外，在根据本发明的上述方面的半导体装置中，控制端子包括贯穿外壳的盖的贯穿部。控制端子包括被安装在该贯穿部内的槽部来插入外壳的盖并与外壳的盖的前表面和后表面相接触。第一止动部是槽部的与外壳的盖的前表面接触的侧壁。第二止动部是槽部的与外壳的盖的后表面接触的侧壁。
此外，在根据本发明的上述方面的半导体装置中，该控制端子还包括：L-形部件，与所述贯穿部基本垂直地连接至该贯穿部以与该贯穿部一起形成L形；和连接部，该连接部的一端连接至L-形部件的底面部分且该连接部的另一端附连至绝缘衬底。
此外，为了解决上述问题并实现本发明的目的，根据本发明的另一个方面，提供了半导体装置，包括：绝缘衬底；覆盖该绝缘衬底的外壳；附连至该绝缘衬底并贯穿该外壳的控制端子；第一止动部，其被安装在控制端子的暴露在该外壳的外侧的部分，该第一止动部从该外壳的外侧与外壳接触；和第二止动部，其被安装在控制端子的位于该外壳的内侧的部分，该第二止动部从外壳的内侧与外壳接触。
此外，为了解决上述问题并实现本发明的目的，根据本发明的又一个方面，提供了半导体装置，包括：金属部件；绝缘衬底，其附连至该金属部件的前表面；附连至该绝缘衬底的电路图案的半导体芯片和主端子；外壳，其附连至该金属部件从而覆盖该金属部件的前表面侧；安装在该外壳内的贯穿孔；控制端子，其包括附连至该电路图案的连接部、由该贯穿孔支承的贯穿部、形成在该贯穿部内的第一止动部、和形成在该贯穿部内的第二止动部；第一紧固部，其被配置为包括该贯穿孔的侧壁和该外壳的前表面，且与第一止动部相接触从而紧固该第一止动部；和第二紧固部，其被配置为包括该贯穿孔的侧壁和该外壳的后表面，且与该第二止动部相接触从而紧固该第二止动部。
根据本发明的上述方面，由于控制端子包括突出部和L-形部件，控制端子的突出部和L-形部件分别接触盖的前表面和后表面，从而固定控制端子。因此，在卸装连接器时，施加在控制端子上的应力不会通过控制端子传递到绝缘衬底。因此，在卸装连接器时，可能防止由于绝缘衬底破裂引起的电介质强度的减少并防止由于绝缘衬底被压下引起的控制端子的位移和对于附连控制端子和绝缘衬底的焊料的损坏。
此外，根据本发明的上述方面，由于在贯穿外壳的控制端子的部分中安装了插入树脂外壳的盖的两个突出部，这两个突出部分别接触到外壳的盖的前表面和后表面，从而固定了控制端子。因此，在卸装连接器时，施加在控制端子上的应力不会通过控制端子传递到绝缘衬底。因此，在卸装连接器时，可能防止由于绝缘衬底破裂引起的电介质强度的减少并防止由于绝缘衬底被压下引起的控制端子的位移和对于附连控制端子和绝缘衬底的焊料的损坏。
此外，根据本发明的上述方面，由于在贯穿外壳的控制端子的部分中安装了槽部，该槽部的上侧壁和下侧壁分别接触到外壳的盖的前表面和后表面，从而固定了控制端子。因此，在卸装连接器时，施加在控制端子上的应力不会通过控制端子传递到绝缘衬底。因此，在卸装连接器时，可能防止由于绝缘衬底破裂引起的电介质强度的减少并防止由于绝缘衬底被压下引起的控制端子的位移和对于附连控制端子和绝缘衬底的焊料的损坏。
本发明的效果
根据本发明的半导体装置，可能获得提供具有较高电介质强度的半导体装置的效果。此外，根据本发明的半导体装置，可能获得提供具有高可靠性的半导体装置的效果。
附图说明
图1是用于描述根据本发明的第一实施例的半导体装置的示图。
图2是示出图1所示的半导体装置的主要组件的截面图。
图3是用于描述图1所示的半导体装置的主要组件的示图。
图4是示出描述根据本发明的第一实施例的半导体装置的平面图。
图5是示出在制造根据第一实施例的半导体装置的过程中，根据第一实施例的半导体装置的主要组件的截面图。
图6是示出根据第一实施例的半导体装置的主要组件的透视图。
图7是示出根据第一实施例的半导体装置的主要组件的另一个示例的透视图。
图8是示出在组装图7所示的半导体装置过程中的该半导体装置的主要组件的透视图。
图9是示出在安装/卸装图1中所示的半导体装置的连接器时所施加的力的方向的截面图。
图10是示出根据本发明的第二实施例的半导体装置的主要组件的截面图。
图11是示出图10所示的半导体装置的主要组件的截面图。
图12是示出根据本发明的第三实施例的半导体装置的主要组件的截面图。
图13是示出根据本发明的第四实施例的半导体装置的主要组件的截面图。
图14是示出相关技术中的电源模块的示意性截面图。
图15是示出图14中所示的电源模块的控制端子附近的主要组件的截面图。
图16(a)和16(b)是示出相关技术的另一个示例中的电源模块的主要组件的截面图。
用于实现本发明的最佳模式
下文中，将参考附图详细描述根据本发明的半导体装置的示例性实施例。此外，在根据如下实施例的描述和附图中，用相同的参考标号表示相同的部件，且将不再重复其描述。
（第一实施例）
图1是用于描述根据本发明的第一实施例的半导体装置的示图。图1(a)示出电源模块100的封装101的主要组件的平面图。图1(b)示出沿图1(a)中线X-X’所取的截面图。图1(c)示出沿图1(a)中线Y-Y’所取的截面图。图1(b)和1(c)示出在图1(a)的割线附近示出的白色箭头方向中所见的电源模块100。图1(d)示出图1(b)的绝缘衬底2周围A的放大。
此外，图2是示出图1所示的半导体装置的主要组件的截面图。此外，图3是用于描述图1所示的半导体装置的主要组件的示图。图2示出图1中所示的电源模块100的控制端子6的周围B的放大。图3详细示出控制端子6的配置。图3(a)是从树脂外壳7的开口侧看（从由白色向下箭头C所示的方向看）图2中所示的控制端子6的平面图。图3(b)是从其中未安装突出部10的侧表面的侧看（从白色向上箭头D所示的方向看）在图3(a)中所示的控制端子6的截面图。图3(c)是从其中安装突出部10的侧表面的侧看（从白色向左箭头E所示的方向看）在图3(a)中所示的控制端子6的截面图。
图4是示出描述根据本发明的第一实施例的半导体装置的平面图。图4示出其中多个半导体芯片4和多个控制端子6通过焊料3被附连至绝缘衬底2的电路图案2a的电源模块100。该半导体芯片4是，例如，IGBT（绝缘栅双极晶体管）芯片、FWD（续流二极管）芯片等。如图1到4中所示，其中多个半导体芯片4被集成在同一个封装101中的电源模块100被用作根据第一实施例的半导体装置的示例，且描述了根据第一实施例的半导体装置的配置。
电源模块100的封装101被配置为包括金属基底（金属部件）1、附连至金属基底1的绝缘衬底2、附连至绝缘衬底2的电路图案2a的主端子5和控制端子6、以及粘合至金属基底1的外围的树脂外壳7。在该电源模块100中，诸如IGBT或FWD之类的多个半导体芯片4被安装至封装101的绝缘衬底2的电路图案2a。
在绝缘衬底2中，电路图案2a被安装在绝缘层2b的前表面侧上，且后铜箔2c被安装在其后表面侧上。金属基底1的前表面通过焊料（未示出）附连至绝缘衬底2的后铜箔2c。半导体芯片4的后表面、主端子5的一端、和控制端子6的一端通过焊料3附连至绝缘衬底2的电路图案2a。
安装在半导体芯片4的前表面上的半导体元件的电极（未示出）和电路图案通过诸如铝线之类的接合线13彼此电连接，且电路图案2a通过诸如铝线之类的接合线13彼此电连接。树脂外壳7粘合至金属基底1的外围。该树脂外壳7被配置为使得侧壁8和盖9一体形成，且树脂外壳7的侧壁8的端部粘合至金属基底1的外围。与附连至电路图案2a的主端子5和控制端子6的端部相对的主端子5的端部和控制端子6的端部贯穿树脂外壳7的盖9从而暴露于树脂外壳7的外侧。
接着，将详细描述电源模块100的控制端子6的周围B的配置。控制端子6被配置为包括贯穿树脂外壳7的盖9的贯穿部6a、L-形加工部（L-形部件）6b（连接至该贯穿部6a并被安装为基本与贯通部6a垂直从而与贯通部6a一起构成L-形部件）、和连接部6c，该连接部6c的一端连接至L-形加工部6b的底面部分且该连接部的另一端通过焊料3粘合至绝缘衬底2。连接部6c的另一端被垂直地弯曲，且连接部6c的被垂直弯曲的端部通过焊料3附连至绝缘衬底2。
L-形加工部6b的L-形截面被形成为具有配置有贯穿部6a和底面部分的突出部。因此，该L-形加工部6b的底面部分的侧表面6bb基本垂直于贯穿部6a的侧表面6aa。连接部6c的侧表面6cc在相对于L-形加工部6b的底面部分一侧的侧表面6bb（连接至贯穿部6a）的L-形加工部6b的底面部分的一侧的侧表面6bb处基本垂直于L-形加工部6b的底面部分，且基本平行于贯穿部6a的侧表面6aa。贯穿部6a的侧表面6aa是平面，除了其中安装突出部10的部分外。L-形加工部6b的底面部分和连接部6c的侧表面6bb和6cc是平面。
在树脂外壳7的盖9中安装有贯穿控制端子6的贯穿孔9a。此外，突出部（钩）10被安装作为控制端子6的穿过贯穿孔9a一部分。更特定地，在完成电源模块100的组装之后，突出部10被安装在控制端子6的贯穿部6a的向树脂外壳7的外侧暴露的部分中。例如，突出部10被安装在贯穿部6a的侧表面，该侧表面面对着树脂外壳7的侧壁8，从而与树脂外壳7的盖9的前表面相接触。
控制端子6的突出部10是第一止动部11，其防止控制端子6在面向绝缘衬底2的方向中移动。更特定地，突出部10与树脂外壳7的盖9的前表面相接触，从而在将连接器安装至控制端子6的贯穿部6a时，防止控制端子6在压向绝缘衬底2的方向中移动。控制端子6的L-形加工部6b的底面部分是第二止动部12，其防止控制端子6在与绝缘衬底2分离的方向中移动。更特定地，L-形加工部6b的底面部分与树脂外壳7的盖9的后表面相接触，从而在将连接器安装至控制端子6的贯穿部6a时，防止控制端子6被从树脂外壳7被向外取出。
接着，将详细描述与控制端子6的突出部10和控制端子6的L-形加工部6b的底面部分相接触的树脂外壳7的盖9的配置。与控制端子6的突出部10相接触的突出接收部9b被安装在树脂外壳7的盖9的前表面侧中。更特定地，突出接收部9b被配置为包括树脂外壳7的贯穿孔9a的侧壁和盖9的前表面的部件，从而通过使用贯穿孔9a的侧壁，突出接收部9b与贯穿部6a的侧表面6aa相接触，且通过使用盖9的前表面，突出接收部9b与突出部10相接触。
突出接收部9b是第一紧固部，其被配置为包括贯穿孔9a的侧壁和与面对金属基底1的那侧相反的表面，从而将第一止动部11紧固（固定）向与面对金属基底1的那侧相反的表面。更特定地，当贯穿孔9a被安装到树脂外壳7的盖9中时，用留存在树脂外壳7的侧壁8一侧中的盖9的部分来构成突出接收部9b。突出部10与突出接收部9b的上表面（即，树脂外壳7的盖9的前表面）相接触，从而紧固控制端子6。
与控制端子6的L-形加工部6b的底面部分相接触的凸起部9c被安装在树脂外壳7的盖9的后表面侧中。凸起部9c从盖9的后侧突出至绝缘衬底2一侧。凸起部9c的表面，面对着绝缘衬底2，与L-形加工部6b的底面部分的侧表面6bb相接触，从而紧固控制端子6。
凸起部9c是第二紧固部，被配置为包括贯穿孔9a的侧壁（面对着构成突出接收部9b的侧壁）和面对金属基底1侧的表面，从而通过使用面对着金属基底1侧的表面来紧固第二止动部12。更特定地，凸起部9c被安装在树脂外壳7的盖9的后表面位置处，这对应于L-形加工部6b的底面部分的侧表面6bb，从而在这样的高度向金属基底1突出从而使得控制端子6与L-形加工部6b的底面部分相接触。L-形加工部6b的底面部分与凸起部9c的表面（面对着金属基底1）相接触，从而紧固了控制端子6。
控制端子6和树脂外壳7是彼此无关的独立组件。图5是示出在制造根据第一实施例的半导体装置的过程中，根据第一实施例的半导体装置的主要组件的截面图。图5示出制造过程中的控制端子6。如图5中所示，控制端子6是通过形成贯穿部6a、L-形加工部6b、和连接部6c一系列作为一个组件获得的组件，且通过将一片金属板14切割而形成。
通过将金属板14弯折为与贯穿部6a的侧表面6aa基本垂直来形成成为L-形加工部6b的底面部分的侧表面6bb的部分。通过在基本垂直于L-形加工部6b的底面部分的侧表面6bb且基本平行于贯穿部6a的侧表面6aa处弯折金属板14，来形成成为连接部6c的侧表面6cc的部分。在其中贯穿部6a贯穿树脂外壳7的盖9的位置处，形成突出部10。形成具有上述截面形状的控制端子6，从而通过施加在贯穿部分6a上的应力来弯折L-形加工部6b（弹簧效应）。因此，当应力施加在贯穿部6a上时，L-形加工部6b被弯折，从而可能减少对于焊料3的损坏。
接着，将详细描述控制端子6的突出部10。图6是示出在根据第一实施例的半导体装置的主要组件的透视图。图6示出被安装在电源模块100的控制端子6的贯穿部6a中的突出部10的三维形状。形成在控制端子6中的突出部10的截面形状具有三角形，此三角形在控制端子6的上侧较窄且向下侧变宽。突出部10的下端表面10a和控制端子6的纵向15之间的角度θ在约60°到约90°的范围内。如果突出部10的下端表面10a和控制端子6的纵向15之间的角度θ是锐角，突出部10处在贯穿部6a突出并刺穿树脂外壳7的状态中，从而改进了突出部10的下端表面10a和突出接收部9b之间的接触度。
可如下地组装包括控制端子6和树脂外壳7的上述电源模块100。首先，通过使用已知方法，绝缘衬底2、半导体芯片4、控制端子6等被附连至金属基底1的前表面。接着，控制端子6的贯穿部6a从盖9的后表面侧沿着形成在盖9中的贯穿孔9a的侧壁被插入到贯穿孔9a中。此时，贯穿部6a被插入，直到安装在贯穿部6a中的突出部10贯穿了贯穿孔9a。
接着，控制端子6被配置为使得突出部10的下端表面10a与盖9的前表面相接触（即，突出接收部9b的上表面），从而控制端子6的L-形加工部6b的底面部分的侧表面（上表面）6bb与形成在盖9的后表面侧中的凸起部9c相接触。接着，金属基底1的外围和树脂外壳7的下端被允许彼此对齐，且金属基底1的外围和树脂外壳7的下端通过使用粘合材料来彼此粘合。因此，完成了电源模块100的组装。
图7是示出在根据第一实施例的半导体装置的主要组件的另一个示例的透视图。如图7中所示，突出部20的截面形状也可以是矩形的。换言之，突出部20还可以是矩形柱。除了图7中所示的突出部20外，控制端子6的其他配置与图6中所示的控制端子6的那些一样。在使用该控制端子6的情况下可如下组装电源模块100。图8是示出在组装图7所示的半导体装置过程中的主要组件的透视图。图8示出其中控制端子6的突出部20穿过贯穿孔9a的状态。
首先，如图8中所示，控制端子6的侧表面21（与其中安装了控制端子6的突出部20的侧表面相反）被推向位于凸起部9c侧中的贯穿孔9a的侧壁22，且在从盖9的后表面侧向着前表面侧的方向（白色向上箭头）F中控制端子6被插入贯穿孔9a从而将树脂外壳7覆盖在控制端子6上。树脂外壳7在平行于盖9的前表面的方向（白色向左箭头）G中移动从而允许在突出部20贯穿了贯穿孔9a之后，突出部10的下端表面23与突出接收部9b相接触。接着，金属基底1的外围和树脂外壳7的下端被允许彼此对齐，且金属基底1的外围和树脂外壳7的下端通过使用粘合材料来彼此粘合。因此，完成了电源模块100的组装。
此外，在使用具有如图7中所示的矩形柱状突出部20的控制端子6的情况下，可如下组装电源模块100。首先，通过使用控制端子6的弹簧效应，控制端子6的侧表面21（与其中安装了控制端子6的突出部10的侧表面相反）被推向处于凸起部9c一侧的贯穿孔9a的侧壁22，且在从盖9的后表面侧向着前表面侧的方向中，控制端子6被插入贯穿孔9a。接着，在当突出部20贯穿了贯穿孔9a时，停止推向位于凸起部9c一侧中的贯穿孔9a的侧壁22从而释放负载至控制端子6的L-形加工部6b，从而消除了弹簧效应。因此，突出部20被允许与突出接收部9b相接触。
接着，将描述在将连接器16从控制端子6卸装时力的方向。图9是示出在安装/卸装图1中所示的半导体装置的连接器时所施加的力的方向的截面图。在图9中，用画在连接器16左侧的白色箭头来表示连接器16的移动方向。位于连接器16左侧的白色向下箭头是在将连接器16安装至控制端子16时，连接器16的移动方向。此外，位于连接器16左侧的白色向上箭头是在将连接器16从控制端子16上卸装时，连接器16的移动方向。
首先，在将连接器16安装至控制端子16的情况下，将控制端子6向着绝缘衬底2移动的应力被施加在控制端子6上。换言之，在H方向（白色向下箭头）中，应力被施加在控制端子6上，其中压缩应力被施加在绝缘衬底2上。此时，控制端子6的突出部10与盖9的突出接收部9b相接触，从而停止了控制端子6的移动。另一方面，在将连接器16从控制端子6上卸装的情况下，在J方向（白色向上箭头）（其中控制端子6与绝缘衬底2分离）中，移动控制端子6的应力被施加在控制端子6上。此时，控制端子6的L-形加工部6b的底面部分与盖9的后表面的凸起部9c相接触，从而停止了控制端子6的移动。因此，通过允许突出部10由盖9的突出部9b钩住并允许L-形加工部6b的底面部分由盖9的凸起部9c钩住，紧固了控制端子6。
以此方式，在卸装连接器16时，突出接收部9b和凸起部9c接收施加在控制端子6上的应力，从而控制端子6不被移动。因此，施加在控制端子6上的应力不会通过焊料3传递至绝缘衬底2。因此，在卸装连接器16时，抑制了绝缘衬底2上的应力，从而不发生绝缘衬底2的破裂或控制端子6的压下（位移）。作为结果，防止了绝缘衬底2的绝缘强度的降低或对于焊料3的损坏，从而可能提供具有高可靠性的电源模块100。
此外，优选的是，在突出接收部9b一侧中的贯穿孔9a具有使得侧壁与贯穿部6a相接触从而支承该贯穿部6a的形状。使得侧壁与贯穿部6a相接触从而支承贯穿部6a的形状是，例如，在相比突出接收部9b而言更接近绝缘衬底2的位置处该侧壁支承贯穿部6a的形状。位于突出接收部9b侧中的贯穿孔9a的侧壁具有其中该侧壁与贯穿部6a相接触来支承贯穿部6a的形状，从而在相对于作为支承点的突出接收部9b的旋转方向中的力不被施加到控制端子6上。因此，可能提供具有更高可靠性的电源模块100。
如上所述，在根据该第一实施例的半导体装置中，由于控制端子6包括突出部10和L-形部件6b，控制端子6的突出部10和L-形部件6b与盖9的突出接收部9b和凸起部9c相接触，从而固定了控制端子6。因此，在卸装连接器16时，施加在控制端子6上的应力不会通过控制端子6传递到绝缘衬底2。因此，在卸装连接器16时，可能防止由于绝缘衬底2破裂引起的绝缘强度的减少并防止由于绝缘衬底2被压下引起的控制端子6的位移和对于附连控制端子6和绝缘衬底2的焊料3的损坏。因此，可能提供具有高绝缘强度和高可靠性的半导体装置。
（第二实施例）
图10是示出根据本发明的第二实施例的半导体装置的主要组件的截面图。此外，图11是示出图10所示的半导体装置的主要组件的截面图。图10示出在将构成电源模块200的控制端子6插入树脂外壳7时的主要组件的截面图。图11(a)是从其中未安装突出部10的侧表面侧看来，构成图10中所示的电源模块200的封装101的控制端子6的截面图。图11(b)是从其中安装突出部10的侧表面的侧看（从白色向左箭头K所示的方向看）在图11(a)中所示的控制端子6的截面图。
根据第二实施例的电源模块200与根据第一实施例的电源模块的不同之处在于，控制端子6的侧表面6aa、6bb、和6cc、L-形加工部6b的底面部分、和连接部6c在相同平面中。根据第二实施例的电源模块200的配置与根据第一实施例的电源模块的配置相同，除了控制端子6的连接位置。在这个情况下，由于L-形加工部6b的底面部分的侧表面6bb和贯穿部6a的侧表面6aa位于相同平面内且并没有弯折，相比其中L-形加工部6b的弯折（弹簧效应）较小的第一实施例，焊料3易于被损坏。
然而，类似于根据第一实施例的电源模块，在其中卸装连接器（未示出）的情况下，控制端子6的突出部10和控制端子6的L-形加工部6b的底面部分分别与盖9的突出接收部9b和凸起部9c相接触。因此，在该电源模块200中，施加在控制端子6上的应力也没有被传递至绝缘衬底2。因此，在该电源模块200中，突出部10成为第一止动部11，且L-形加工部6b的底面部分成为第二止动部12。
如上所述，根据第二实施例，可能获得与根据第一实施例的半导体装置的相同效果。
（第三实施例）
图12是示出根据本发明的第三实施例的半导体装置的主要组件的截面图。图12示出在将构成电源模块300的控制端子6插入树脂外壳7时的主要组件的截面图。
根据第三实施例的电源模块300不同于根据第一实施例的电源模块之处在于，两个突出部（下文中，称为第一和第二突出部）10和30被安装在控制端子6的贯穿部6a中从而插入盖9。第一突出部10具有与安装在根据第一实施例的电源模块的控制端子6的贯穿部6a中的突出部相同的配置。第二突出部30被安装在其中安装了控制端子6的第一突出部10的侧表面中。
此外，例如，第二突出部30是第一突出部10的对称部分，且第二突出部30具有倒三角截面形状，此三角截面形状在控制端子6的下侧较窄且向着上侧变宽。此外，突出接收部9b具有面向金属基底1的表面，且第二突出部30与面对着金属基底1的突出接收部9b的表面相接触。更特定地，突出接收部9b具有矩形柱形状，且第二突出部30与接收突出部9b的下端表面相接触。以此方式，安装第二突出部30，从而在从控制端子6上卸装连接器时，可能防止控制端子6在与金属基底1分离的方向中移动。
以此方式，在电源模块300中，由于安装了第一和第二突出部10和30这两个突出部，在卸装连接器（未示出）时，停止了控制端子6的移动，从而可防止应力通过控制端子6向绝缘衬底2传递。除了突出部30外，根据第三实施例的电源模块300的配置与根据第一实施例的电源模块一样。
因此，在电源模块300中，在第一和第二突出部10和30这两个突出部中，形成在盖9的前表面侧中的第一突出部10成为第一止动部11，且形成在盖9的后表面侧中的突出部30成为第二止动部12。此外，盖9的表面（前表面），其对着与面对金属基底1侧的表面相反的侧，成为第一紧固部，且盖9的表面，其对着金属基底1侧，即盖9的表面（后表面），其对着金属基底1的前表面，成为第二紧固部。此外，在电源模块300中，可不安装控制端子6的L-形加工部6b。因此，类似于根据第二实施例的电源模块，控制端子6的贯穿部6a和连接部6c可彼此连接从而对齐在一条直线中。
如上所述，根据第三实施例的半导体装置，由于第一和第二突出部10和30这两个突出部安装在控制端子6的贯穿部6a中来插入树脂外壳7的盖9，第一和第二突出部10和30这两个突出部分别与树脂外壳7的盖9的前表面和后表面，从而固定住控制端子6。因此，可能获得与根据第一实施例的半导体装置相同的效果。
（第四实施例）
图13是示出根据本发明的第四实施例的半导体装置的主要组件的截面图。图13示出在将构成电源模块400的控制端子6插入树脂外壳7中时的主要组件的截面图。
根据第四实施例的电源模块400与根据第三实施例的电源模块的区别在于，在位于在第一和第二突出部之间的部分中安装了槽部41作为根据第三实施例的电源模块的第一和第二突出部的替代物。形成在盖9中的贯穿孔9a的侧壁42装入到槽部41。更特定地，盖9的贯穿孔9a的侧壁42与槽部41的底面接触，该底面与贯穿部6a的侧表面6aa平行。此外，盖9的前表面和后表面分别与槽部41的上侧壁43和下侧壁44接触。槽部41的上侧壁43是与槽部41的底面基本垂直的表面。槽部41的下侧壁44是与槽部41的底面基本垂直且面对槽部41的上侧壁43的表面。以此方式，安装了槽部41，从而在卸装连接器（未示出）时，停止了控制端子6的移动。因此，可能防止应力通过控制端子6被传递至绝缘衬底2。
在电源模块400中，槽部41的上侧壁43是第一止动部11，且槽部41的下侧壁44是第二止动部12。此外，对着与盖9的面对金属基底1的表面相反的侧的盖9的表面（前表面）是第一紧固部。盖9的面对着金属基底1侧的表面，即面对着金属基底1的前表面的盖9的表面（后表面）是第二紧固部。此外，在电源模块400中，可不安装控制端子6的L-形加工部6b。因此，类似于根据第二实施例的电源模块，控制端子6的贯穿部6a和连接部6c可彼此连接从而在直线中对齐。
如上所述，根据第四实施例的半导体装置，由于槽部41安装在控制端子6的贯穿部6a中，槽部41的上侧壁43和下侧壁44分别与树脂外壳7的盖9的前表面和后表面接触，从而固定控制端子6。因此，可能获得与根据第一实施例的半导体装置相同的效果。
在本发明中，描述了其中诸如IGBT芯片或FWD芯片之类的多个半导体芯片通过焊料被安装到绝缘衬底的电路图案的示例，但是本发明并不限于此。本发明可被应用于具有各种配置的模块的封装。此外，在上述实施例中，描述了包括与贯穿部一起形成L形的L-形加工部的控制端子的示例，但是本发明并不限于此。控制端子可具有其中控制端子与安装在外壳的盖的后表面侧中的凸起部接触的配置，从而可紧固控制端子。更特定地，例如，控制端子可具有一配置，其中控制端子具有与贯穿部一起形成T形的T-形加工部，或具有相对于贯穿部具有锐角的加工部，作为L-形加工部的替代物。
工业实用性
以此方式，根据本发明的半导体装置可有用地应用于其中在同一个封装中包括多个半导体芯片的功率半导体模块之类的半导体装置。
参考标号的说明
1:金属基底
2:绝缘衬底
3:焊料
4:半导体芯片
5:主端子
6:控制端子
6a：控制端子的贯穿部
6b:控制端子的L-形加工部
6c:控制端子的连接部
6aa,6bb,6cc,21:控制端子的侧表面
7:树脂外壳
8:树脂外壳的侧壁
9:树脂外壳的盖
9a：树脂外壳的贯穿孔
9b:树脂外壳的突出接收部
9c:树脂外壳的凸起部
10,20,30:突出部
10a,23:突出部的下端表面
11:第一止动部
12:第二止动部
13:接合线
14:金属板
15:控制端子的纵向
16:连接器
22:贯穿孔的侧壁
41:槽部
42:贯穿孔的侧壁
43:槽的上侧壁
44:槽的下侧壁
100,200,300,400:电源模块
101:封装

Claims (10)

1.一种半导体装置，包括：
绝缘衬底；
控制端子，其附连至所述绝缘衬底从而电连接至安装至所述绝缘衬底的半导体芯片；
外壳，所述控制端子贯穿该外壳；
第一止动部，其防止所述控制端子在面向所述绝缘衬底的方向上的移动；和
第二止动部，其防止所述控制端子在与所述绝缘衬底分开的方向上的移动。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述控制端子包括：
贯穿所述外壳的盖的贯穿部；和
L-形部件，与所述贯穿部基本垂直地连接至所述贯穿部以与所述贯穿部一起形成L形状，且所述L-形部件与所述外壳的所述盖的后表面接触，
其中所述控制端子包括突出部，所述突出部被安装在所述贯穿部内，且所述突出部与所述外壳的所述盖的前表面接触，
其中所述第一止动部是所述突出部，且
其中所述第二止动部是所述L-形部件。
3.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
其中所述突出部与所述突出接收部相接触，所述突出接收部由所述外壳的所述盖的所述前表面构成，且
其中所述L-形部件与形成在所述外壳的所述盖的后表面中的凸起部相接触。
4.如权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
其中所述控制端子还包括连接部，所述连接部的一端连接至所述L-形部件的底面部分且所述连接部的另一端附连至所述绝缘衬底，
其中所述L-形部件的侧表面基本垂直于所述贯穿部的侧表面，
其中所述连接部的侧表面基本垂直于所述L-形部件的所述侧表面且基本平行于所述贯穿部的所述侧表面，且
其中所述突出部用所述贯穿部的所述侧表面形成。
5.如权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，所述贯穿部、所述L-形部件、和所述控制端子的所述连接部是从一片金属板上切割下来的连续部件。
6.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
其中所述控制端子包括贯穿所述外壳的盖的贯穿部，
其中所述控制端子包括第一突出部，所述第一突出部被安装到所述贯穿部，且所述第一突出部与所述外壳的所述盖的前表面接触，
其中所述控制端子包括第二突出部，所述第二突出部被安装在所述贯穿部内且与所述第一突出部分离，且所述第二突出部与所述外壳的所述盖的后表面接触，
其中所述第一止动部是所述第一突出部，且
其中所述第二止动部是所述第二突出部。
7.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
其中所述控制端子包括贯穿所述外壳的盖的贯穿部，
其中所述控制端子包括被安装在所述贯穿部内的槽部，所述槽部插入所述外壳的所述盖并与所述外壳的所述盖的前表面和后表面相接触，
其中所述第一止动部是所述槽部的与所述外壳的所述盖的前表面接触的侧壁，和
其中所述第二止动部是所述槽部的与所述外壳的所述盖的后表面接触的侧壁。
8.如权利要求6或7所述的半导体装置，其特征在于，所述控制端子还包括：
L-形部件，与所述贯穿部基本垂直地连接至所述贯穿部以与所述贯穿部一起形成L形；和
连接部，所述连接部的一端连接至所述L-形部件的底面部分且所述连接部的另一端附连至所述绝缘衬底。
9.一种半导体装置，包括：
绝缘衬底；
覆盖所述绝缘衬底的外壳；
附连至所述绝缘衬底并贯穿所述外壳的控制端子；
第一止动部，其被安装在所述控制端子的暴露在所述外壳的外侧的部分，所述第一止动部从所述外壳的所述外侧与所述外壳接触；和
第二止动部，其被安装在所述控制端子的位于所述外壳的内侧的部分，所述第二止动部从所述外壳的所述内侧与所述外壳接触。
10.一种半导体装置，包括：
金属部件；
绝缘衬底，其附连至所述金属部件的前表面；
附连至所述绝缘衬底的电路图案的半导体芯片和主端子；
外壳，其附连至所述金属部件从而覆盖所述金属部件的前表面侧；
安装在所述外壳内的贯穿孔；
控制端子，其包括附连至所述电路图案的连接部、由所述贯穿孔支承的贯穿部、形成在所述贯穿部内的第一止动部、和形成在所述贯穿部内的第二止动部；
第一紧固部，其被配置为包括所述贯穿孔的侧壁和所述外壳的前表面，且与所述第一止动部相接触从而紧固所述第一止动部；和
第二紧固部，其被配置为包括所述贯穿孔的侧壁和所述外壳的后表面，且与所述第二止动部相接触从而紧固所述第二止动部。
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