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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung, und insbesondere eine Halbleitervorrichtung mit einer Einsatzelektrode, die mit einer externen Elektrode verbunden werden soll.
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Stand der Technik
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Als Halbleitervorrichtung, die als Leistungsmodul verwendet wird, das für eine Motorsteuerung und einen Inverter für eine Klimaanlage eingesetzt wird, ist zum Beispiel eine Halbleitervorrichtung mit einem Kühlkörper, einem mit dem Kühlkörper verbundenen Wärmestrahlung-Isoliersubstrat, einem auf dem Wärmestrahlung-Isoliersubstrat angeordneten Halbleiterelement, und einer Einsatzelektrode zum Verbinden des Halbleiterelements mit einer externen Elektrode bekannt.
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Eine Mutter ist auf einer Innenseite der Einsatzelektrode angeordnet, und ein Schraubbolzen kann von einer Außenseite der Einsatzelektrode (d. h. einer Außenseite der Halbleitervorrichtung) verschraubt werden. Die Innenseite der Einsatzelektrode, die Mutter und das Halbleiterelement werden z. B. mittels eines Siegelharzes versiegelt.
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Wenn ein kleiner Zwischenraum zwischen der Einsatzelektrode und der Mutter zum Zeitpunkt einer Harzversiegelung (die auch als Harzformung bezeichnet wird) vorliegt, dringt das Harz in den Zwischenraum ein. Nach der Harzversiegelung tritt dann ein Eindringen des Harzes zwischen die Einsatzelektrode und die Mutter auf.
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Das Eindringen des Harzes zwischen die Einsatzelektrode und die Mutter verursacht ein Kriechen des Harzes zu einem Zeitpunkt des Festziehens des Schraubbolzens. Das Kriechen des Harzes verursacht eine Reduzierung der Axialkraft während des Einsatzes oder unmittelbar nach dem Festziehen des Schraubbolzens. Die Reduzierung der Axialkraft kann eine angenommene Qualität des Leistungsmoduls ernsthaft beeinträchtigen. Daher ist das Verhindern des Eindringens des Harzes ein signifikant wichtiger Faktor beim Ausführen der Harzversiegelung.
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Als Techniken zur vorübergehenden Fixierung einer Einsatzelektrode und einer Mutter zum Zeitpunkt der Harzversiegelung sind eine Technik des Vorsehens einer Harzplatte zum Festziehen eines Schraubbolzens und eine Technik des temporären magnetischen Fixierens der Mutter bekannt. Jedoch weisen die oben genannten Techniken ein Problem auf, dass eine Befestigungskraft zwischen der Mutter und der Einsatzelektrode so schwach ist, dass ein Zwischenraum auftritt und gelöstes Harz in den Zwischenraum eindringt. Eine Technik zum vorübergehenden Fixieren einer Mutter in Drehrichtung ist bekannt (siehe Patentdokument 1).
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Dokument des Standes der Technik
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Patentdokument
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Patentdokument 1: offengelegte japanische Patentanmeldung
JP 2002- 005 128 A -
Die
JP 2004- 106 468 A betrifft ein eine Struktur eines Verbindungsteils für eine Harzkomponente, die konfiguriert ist, um zu verhindern, dass ein Harzmaterial aus seinem Raum in ein Gewindeloch eindringt, ohne eine Mutter mit geschlossenem Ende durch eine Form oder dergleichen an ein Einsatzelement zu drücken, wenn das Einsatzelement verwendet wird und die Mutter mit geschlossenem Ende durch Umspritzen einstückig an einer Harzkomponente befestigt sind. Das Harzmaterial wird daran gehindert, in das Gewindeloch zwischen einer Überwurfmutter und einem Verbindungsanschluss während des Einsatzformens einzudringen, da der Raum zum Verbindungsanschluss geschlossen wird, der sich über den gesamten Umfang erstreckt, indem ein Passvorsprungsteil an dem Öffnungsteil des Gewindelochs bereitgestellt wird Hutmutter, und wird in ein Bolzeneinführloch gepresst und integral befestigt. Da die Vorsprungsabmessung des Passvorsprungsteils innerhalb der Grenzen von 80 % bis 95 % der Wanddicke des Verbindungsanschlusses liegt, besteht keine Möglichkeit, dass die Spitze des Passvorsprungsteils aufgrund dessen an einer externen Elektrode anstößt elastische Verformung des Verbindungsanschlusses oder dergleichen, und andererseits wird das Problem, dass die Überwurfmutter aus dem Bolzeneinführloch herausgezogen wird und eine Position verschoben wird, zufriedenstellend verhindert.
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Die
JP S50- 118 369 U zeigt eine Mutter, bei der in einem Mutterkörper ein ringförmiges Führungsteil fest in ein Befestigungsloch eingepasst ist und ein Mutterbefestigungskörper integral mit dem Schraubenloch in einer konzentrischen Form ausgebildet ist.
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Die
JP H04- 127 411 U offenbart eine Mutterbefestigungsstruktur, bei der ein dünner zylindrischer Teil vorspringend an einem Innenumfangskantenteil einer Endfläche einer an einer Platte anzubringenden Mutter vorgesehen ist, wobei ein polygonales Montageloch, dessen zylindrischer Teil fast eingeschrieben ist, auf der Platte geöffnet ist wird eine Außenumfangsfläche des in das Montageloch eingeführten zylindrischen Teils in Kontakt mit der gesamten Innenfläche des Montagelochs gebracht, und das zylindrische Teil wird in einer polygonalen Form vergrößert, die der Form des Montagelochs entspricht, so dass die Spitze ein Teil des zylindrischen Teils bedeckt den Umfang des Montagelochs.
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Zusammenfassung
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Durch die Erfindung zu lösendes Problem
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Die herkömmliche Technik ist jedoch auf das zeitweise Fixieren der Mutter in der Drehrichtung fokussiert, sodass diese ein Problem aufweist, dass die Befestigungskraft in Axialrichtung schwach ist und ein Zwischenraum zwischen der Elektrode und der Mutter ohne weiteres auftritt.
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Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen der oben beschriebenen Probleme geschaffen, und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Halbleitervorrichtung mit eine Struktur bereitzustellen, bei der Harz zum Zeitpunkt der Harzversiegelung schwerlich zwischen eine Einsatzelektrode und eine Mutter eindringt.
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Mittel zum Lösen des Problems
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einer Halbleitervorrichtung erfindungsgemäß jeweils alternativ mit den Merkmalen des Anspruchs 1, des Anspruchs 3, des Anspruchs 4 und des Anspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
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Eine Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Einsatzelektrode mit einer Einsatzöffnung, in die ein Schraubbolzen von außen eingefügt ist, eine Mutter, die eine mit dem Schraubbolzen zu verschraubende Schraubenöffnung aufweist und auf einer Innenseite der Einsatzelektrode so angeordnet ist, dass die Schraubenöffnung mit der Einsatzöffnung kommuniziert, zumindest ein Halbleiterelement, das mit der Einsatzelektrode elektrisch verbunden ist, und ein Harz, das die Innenseite der Einsatzelektrode, die Mutter und das zumindest eine Halbleiterelement versiegelt, wobei ein Saum auf einem Außenumfang einer direkten Kontaktfläche der Mutter vorgesehen ist, die in direktem Kontakt mit der Einsatzelektrode steht.
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Die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Einsatzelektrode mit einer Einsatzöffnung, in die ein Schraubbolzen von außen eingefügt ist, eine Mutter, die eine mit dem Schraubbolzen zu verschraubende Schraubenöffnung aufweist und auf einer Innenseite der Einsatzelektrode so angeordnet ist, dass die Schraubenöffnung mit der Einsatzöffnung kommuniziert, zumindest ein Halbleiterelement, das mit der Einsatzelektrode elektrisch verbunden ist, und ein Harz, das die Innenseite der Einsatzelektrode, die Mutter und das zumindest eine Halbleiterelement versiegelt, wobei die Mutter und/oder die Einsatzelektrode eine Presspassungsstruktur aufweist, die in die jeweils andere der Mutter und/oder der Einsatzelektrode gepresst ist.
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Die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Einsatzelektrode mit einer Einsatzöffnung, in die ein Schraubbolzen von außen eingefügt ist, eine Mutter, die eine mit dem Schraubbolzen zu verschraubende Schraubenöffnung aufweist und auf einer Innenseite der Einsatzelektrode so angeordnet ist, dass die Schraubenöffnung mit der Einsatzöffnung kommuniziert, zumindest ein Halbleiterelement, das mit der Einsatzelektrode elektrisch verbunden ist, und ein Harz, das die Innenseite der Einsatzelektrode, die Mutter und das zumindest eine Halbleiterelement versiegelt, wobei die Einsatzelektrode einen U-förmigen Abschnitt aufweist, in einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, die einander im U-förmigen Abschnitt gegenüberliegen, die Einsatzöffnung im ersten Abschnitt vorgesehen ist, die direkte Kontaktfläche der Mutter in direktem Kontakt mit dem ersten Abschnitt steht, ein Endabschnitt der Mutter auf einer gegenüberliegenden Seite der direkten Kontaktfläche in direktem Kontakt mit dem zweiten Abschnitt steht, und die Mutter zwischen den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt gepresst ist.
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Effekte der Erfindung
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Die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Halbleitervorrichtung schaffen, die ein Eindringen des Harzes zwischen die Mutter die Innenseite der Einsatzelektrode unterbindet. Dementsprechend kann das Auftreten eines Kriechens des Harzes zum Zeitpunkt des Festziehens des Schraubbolzens an der Einsatzelektrode unterbunden werden, wodurch die Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit erreicht werden kann.
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Diese und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorzüge der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen offensichtlicher.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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- 1 zeigt eine Explosionsseitenansicht einer Einsatzelektrode und einer Mutter einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel 1.
- 2 zeigt eine Seitenansicht der Einsatzelektrode und der Mutter der Halbleitervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1.
- 3 zeigt eine Seitenansicht einer Einsatzelektrode und einer Mutter einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel 2.
- 4 zeigt eine Seitenansicht einer Einsatzelektrode und einer Mutter einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel 3.
- 5 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Einsatzelektrode und der Mutter der Halbleitervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 3.
- 6 zeigt eine perspektivische Ansicht der Einsatzelektrode und der Mutter der Halbleitervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 3.
- 7 zeigt eine Seitenansicht einer Einsatzelektrode und einer Mutter einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel 4.
- 8 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Einsatzelektrode und der Mutter der Halbleitervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 4 von einer Außenseite der Einsatzelektrode aus gesehen.
- 9 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Einsatzelektrode und der Mutter der Halbleitervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 4 von einer Innenseite der Einsatzelektrode aus gesehen.
- 10 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer Einsatzelektrode und einer Mutter einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel 5 von der Außenseite der Einsatzelektrode aus gesehen.
- 11 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Einsatzelektrode und der Mutter der Halbleitervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 5 von der Innenseite der Einsatzelektrode aus gesehen.
- 12 zeigt eine Explosionsseitenansicht einer Einsatzelektrode und einer Mutter einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel 6.
- 13 eine Seitenansicht einer Einsatzelektrode und einer Mutter einer Halbleitervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel 7.
- 14 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Einsatzelektrode und der Mutter der Halbleitervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 7.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels/der Ausführungsbeispiele
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<Ausführungsbeispiel 1>
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<Konfiguration>
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1 zeigt eine Explosionsseitenansicht einer Einsatzelektrode 102 und einer Mutter 103 einer Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 1. 2 zeigt eine Seitenansicht der Einsatzelektrode 102 und der Mutter 103 der Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 1.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, ist eine Einsatzöffnung 102a vorgesehen, in die ein Schraubbolzen (nicht dargestellt) von einer Außenseite eingefügt ist.
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Eine Schraubenöffnung ist in der Mutter 103 vorgesehen. Wie in 2 veranschaulicht, ist die Mutter 103 auf einer Innenseite der Einsatzelektrode 102 so angeordnet, dass die Schraubenöffnung mit der Einsatzöffnung 102a kommuniziert.
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Wie in 1 dargestellt, ist die Mutter 103 eine Hutmutter (nicht Durchgangs-Mutter) mit einem Rand 103e. Eine Auflagefläche der Mutter 103 (d. h. eine Kontaktfläche zwischen dem Rand 103e und der Einsatzelektrode 102) ist als direkte Kontaktfläche 103a definiert. Ein Saum 103b ist nahtlos auf einem Außenumfang der direkten Kontaktfläche 103a (d. h. einem Randbereich des Rands 103e) der Mutter 103 vorgesehen. Der Saum 103b ist ein Bund, der auf dem Außenumfang der direkten Kontaktfläche 103a (d. h. der Auflagefläche der Mutter 103) der Mutter 103 vorgesehen ist. Wie in 1 dargestellt, ragt der Saum 103b vor der Harzversiegelung zur Einsatzelektrode 102 hin vor.
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Ein nicht dargestelltes Halbleiterelement ist mit der Einsatzelektrode 102 z. B. über einen Draht elektrisch verbunden. Das Halbleiterelement ist z. B. mit einem Isoliersubstrat (nicht dargestellt) verlötet, in dem ein Metallmuster auf beiden Oberflächen davon ausgebildet ist.
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Wie in 2 dargestellt, sind die Innenseite der Einsatzelektrode 102, die Mutter 103 und das Halbleiterelement (nicht dargestellt) mit Siegelharz 104 versiegelt. In einem Stadium der Harzversiegelung wird der Saum 103b der Mutter 103 zerdrückt, und die direkte Kontaktfläche 103a der Mutter 103 und die Einsatzelektrode 102 werden eng aneinander befestigt.
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Die Mutter 103 des vorliegenden Ausführungsbeispiels 1 ist eine Mutter mit dem Rand 103e, jedoch ist eine Mutter, die den Rand 103e nicht aufweist, ebenfalls einsetzbar. In diesem Fall ist der Saum 103b an einem Hauptkörper der Mutter 103 entlang des Außenumfangs der direkten Kontaktfläche 103a vorgesehen.
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<Herstellungsverfahren>
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Wie in 1 und 2 dargestellt, wird die Einsatzelektrode 102 zuerst auf einer Form 101 angeordnet. Anschließend wird die Mutter 103 auf der Einsatzelektrode 102 angeordnet. Dabei wird die Mutter 103 so angeordnet, dass die Schraubenöffnung der Mutter 103 mit der Einsatzöffnung 102a kommuniziert Danach wird das Harz 104 in die Form 101 eingespritzt und ausgehärtet. Dementsprechend werden die Einsatzelektrode 102, die Mutter 103 und das Halbleiterelement (nicht dargestellt) mit dem Siegelharz 104 versiegelt. Zum Zeitpunkt der Harzversiegelung, wird die Mutter 103 zur Innenseite der Einsatzelektrode 102 durch einen Druck gepresst, der durch das Einspritzen des Harzes 104 verursacht wird. Anschließend wird, wie in 2 dargestellt, der auf dem Außenumfang der direkten Kontaktfläche 103a der Mutter 103 vorgesehene Saum 103b zerdrückt. Infolgedessen werden der zerdrückte Saum 103b und das Innere der Einsatzelektrode 102 eng aneinander befestigt.
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<Effekt>
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Die Halbleitervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 umfasst die Einsatzelektrode 102 mit der Einsatzöffnung 102a, in die der Schraubbolzen (nicht dargestellt) von außen eingefügt ist, die Mutter 103, die eine mit dem Schraubbolzen zu verschraubende Schraubenöffnung aufweist und auf einer Innenseite der Einsatzelektrode 102 so angeordnet ist, dass die Schraubenöffnung mit der Einsatzöffnung 102 kommuniziert, zumindest ein Halbleiterelement, das mit der Einsatzelektrode 102a elektrisch verbunden ist; und ein Harz 104, das die Innenseite der Einsatzelektrode 102, die Mutter 103 und das zumindest eine Halbleiterelement versiegelt, wobei der Saum 103b auf dem Außenumfang der direkten Kontaktfläche 103a der Mutter 103 vorgesehen ist, die in direktem Kontakt mit der Einsatzelektrode 102 steht.
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In der Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 1 ist der Saum 103b auf dem Außenumfang der direkten Kontaktfläche 103a der Mutter 103 vorgesehen, damit ein Eindringen des Harzes 104 zwischen die Einsatzelektrode 102 und die Mutter 103 beim Harzversiegelungsvorgang verhindert wird. Da der Saum 103b zur Innenseite der Einsatzöffnung 102 gepresst wird und zum Zeitpunkt der Harzversiegelung zerdrückt wird, werden der Abschnitt, an dem der Saum 103b in der Mutter vorgesehen ist, und die Einsatzelektrode 102 in Axialrichtung der Schraubenöffnung eng aneinander befestigt. Das heißt, das Auftreten des Zwischenraums, in den das Harz 104 zwischen die Mutter 103 und die Innenseite der Einsatzelektrode 102 eindringt, kann unterbunden werden. Somit kann die Halbleitervorrichtung erreicht werden, die das Eindringen des Harzes zwischen die Mutter 103 und die Einsatzelektrode 102 unterbindet. Folglich kann das Auftreten des Kriechens des Harzes zum Zeitpunkt des Festziehens des Schraubbolzens an der Einsatzelektrode 102 verhindert werden, wodurch die Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit erreicht werden kann.
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<Ausführungsbeispiel 2>
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3 zeigt eine Seitenansicht der Einsatzelektrode 102 und der Mutter 103 einer Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 2. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 ist eine Nut 103c entlang des Außenumfangs der Mutter 103 (d. h. entlang des Außenumfangs des Rands 103e) vorgesehen. Die Nut 103c ist parallel zur direkten Kontaktfläche 103a vorgesehen. Die Nut 103c ist vorzugsweise nahtlos entlang des Außenumfangs der Mutter 103 vorgesehen, kann jedoch auch auf einem Teilbereich des Außenumfangs der Mutter 103 vorgesehen werden. Obwohl in 3 eine Nut 103c vorgesehen ist, kann auch eine Vielzahl von Nuten 103c entlang des Außenumfangs der Mutter 103 vorgesehen werden.
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Die Mutter 103 des Ausführungsbeispiels 2 ist eine Mutter mit dem Rand 103e, jedoch kann auch eine Mutter, die den Rand 103e nicht aufweist, eingesetzt werden. In diesem Fall ist die Nut 103c entlang des Außenumfangs des Hauptkörpers der Mutter vorgesehen. Eine weitere Konfiguration der Halbleitervorrichtung im vorliegenden Ausführungsbeispiel 2 ist die gleiche wie die Konfiguration im Ausführungsbeispiel 1, sodass die Beschreibung entfällt.
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<Effekt>
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In der Halbleitervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 2 ist die Nut 103c, die sich in eine zur direkten Kontaktfläche 103a parallelen Richtung erstreckt, entlang des Außenumfangs der Mutter 103 vorgesehen. Da die Nut 103c vorgesehen ist, vergrößert sich eine Fläche in der Mutter 103, auf die der Druck vom Harz 104 in eine Richtung ausgeübt wird, in welche die Mutter 103 zur Einsatzelektrode 102 (der Axialrichtung der Schraubenöffnung) gepresst wird. Somit kann die Mutter 103 zum Zeitpunkt der Harzversiegelung noch fester an der Einsatzelektrode 102 befestigt werden.
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<Ausführungsbeispiel 3>
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4, 5 und 6 zeigen eine Seitenansicht, eine perspektivische Explosionsansicht und eine perspektivische Ansicht der Einsatzelektrode 102 bzw. der Mutter 103 der Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 3.
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Wie in 4 und 6 dargestellt, ist eine Einsatzöffnung 102a, in die der Schraubbolzen (nicht dargestellt) von außen eingefügt wird, in der Einsatzelektrode 102 vorgesehen. Eine Schraubenöffnung ist in der Mutter 103 vorgesehen. Wie in 4 bis 6 dargestellt, ist die Mutter 103 auf der Innenseite der Einsatzelektrode 102 so angeordnet, dass die Schraubenöffnung 103c mit der Einsatzöffnung 102a kommuniziert.
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Wie in 4 dargestellt, ist die Mutter 103 eine Hutmutter mit dem Rand 103e. In ähnlicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel 1 ist die Auflagefläche der Mutter 103 (d. h. die Kontaktfläche zwischen dem Rand 103e und der Einsatzelektrode 102) als die direkte Kontaktfläche 103a definiert.
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Wie in 5 dargestellt, ist ein abgestufter Abschnitt 103d auf der direkten Kontaktfläche 103a (d. h. der Auflagefläche des Rands 103e) der Mutter 103 vorgesehen. Der abgestufte Abschnitt 103d ist konzentrisch zur Schraubenöffnung der Mutter 103 und die Schraubenöffnung umschließend vorgesehen.
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Da der abgestufte Abschnitt 103a als Presspassungsstruktur die Einsatzöffnung 102a gepresst ist, werden eine Innenseite der Einsatzöffnung 102a (eine Seite in Innendurchmesserrichtung) und eine Außenseite des abgestuften Abschnitts 103d (eine Seite in Außendurchmesserrichtung) eng aneinander befestigt.
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In ähnlicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel 1 ist das nicht dargestellte Halbleiterelement mit der Einsatzelektrode 102 z. B. über den Draht elektrisch verbunden. Das Halbleiterelement ist z. B. mit dem Isoliersubstrat (nicht dargestellt) verlötet, in dem das Metallmuster auf beiden Oberflächen davon ausgebildet ist.
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Wie in 4 dargestellt, sind die Innenseite der Einsatzelektrode 102, die Mutter 103 und das Halbleiterelement (nicht dargestellt) mit dem Siegelharz 104 versiegelt.
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Die Mutter 103 des vorliegenden Ausführungsbeispiels 1 umfasst den Rand 103e und weist den abgestuften Abschnitt 103d auf der Auflagefläche des Rands 103e auf, jedoch ist eine Mutter, die den Rand 103e nicht aufweist, ebenfalls einsetzbar. In diesem Fall ist der abgestufte Abschnitt 103d auf der Auflagefläche des Hauptkörpers der Mutter 103 vorgesehen.
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<Herstellungsverfahren>
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Wie in 6 dargestellt, wird der abgestufte Abschnitt 103d der Mutter 103 zuerst in die Einsatzöffnung 102a der Einsatzelektrode 102 gepresst. Anschließend wird das Harz 104 in die Form 101 eingespritzt und ausgehärtet. Somit sind die Einsatzelektrode 102, die Mutter 103 und das Halbleiterelement (nicht dargestellt) mit dem Siegelharz 104 versiegelt.
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<Effekt>
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Die Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 3 umfasst die Einsatzelektrode 102 mit der Einsatzöffnung 102a, in die der Schraubbolzen (nicht dargestellt) von außen eingefügt ist, die Mutter 103, welche die mit dem Schraubbolzen zu verschraubende Einsatzöffnung aufweist und auf der Innenseite der Einsatzelektrode 102 so angeordnet ist, dass die Schraubenöffnung mit der Einsatzöffnung 102a kommuniziert, zumindest ein Halbleiterelement, das mit der Einsatzelektrode 102 elektrisch verbunden ist, und ein Harz 104, das die Innenseite der Einsatzelektrode 102, die Mutter 103 und das zumindest eine Halbleiterelement versiegelt, wobei die Mutter 103 und/oder die Einsatzelektrode 102 eine Presspassungsstruktur aufweist, die jeweils andere der Mutter 103 und/oder der Einsatzelektrode 102 gepresst ist.
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Demzufolge weist die Mutter 103 und/oder die Einsatzelektrode 102 die Presspassungsstruktur auf, die in die jeweils andere der Mutter 103 und/oder der Einsatzelektrode 102 gepresst ist, wodurch die Mutter 103 und die Einsatzelektrode 102 ohne Zwischenraum eng aneinander befestigt werden können. Die Harzversiegelung wird in einem Zustand ausgeführt, bei dem die Mutter 103 und die Innenseite der Einsatzelektrode 102 ohne Zwischenraum eng aneinander befestigt sind, wodurch die Halbleitervorrichtung, die das Eindringen des Harzes 104 zwischen die Mutter 103 und die Einsatzelektrode 102 unterbindet, erreicht werden kann. Somit kann das Auftreten des Kriechens des Harzes zum Zeitpunkt des Festziehens des Schraubbolzens an der Einsatzelektrode 102 unterbunden werden, wodurch die Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit erreicht werden kann.
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In der Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 3 ist die Presspassungsstruktur zudem der abgestufte Abschnitt 103d, der konzentrisch zur Schraubenöffnung ist, die in der direkten Kontaktfläche 103a der Mutter 103 vorgesehen ist, und der abgestufte Abschnitt 103d der Mutter 103 ist in die Einsatzöffnung 102a gepresst.
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Dementsprechend ist der abgestufte Abschnitt 103d vorgesehen, der konzentrisch zur Schraubenöffnung ist, die in der direkten Kontaktfläche 103a der Mutter 103 vorgesehen ist, und der abgestufte Abschnitt 103d ist die Einsatzöffnung 102a gepresst, wodurch die Mutter 103 und die Einsatzelektrode 102 ohne Zwischenraum eng aneinander befestigt werden können.
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<Ausführungsbeispiel 4>
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7, 8 und 9 zeigen eine Seitenansicht der Einsatzelektrode 102 und der Mutter 103 einer Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 4, eine perspektivische Explosionsansicht derselben von der Außenseite der Einsatzelektrode 102 aus gesehen, bzw. eine perspektivische Explosionsansicht derselben von einer Innenseite der Einsatzelektrode 102 aus gesehen.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel 4 sind, wie in 8 und 9 dargestellt, eine Vielzahl von Vorsprüngen 103f auf dem Außenumfang der Mutter 103 (d. h. dem Außenumfang des Rands 103e) vorgesehen. Ein Innendurchmesser der Einsatzöffnung 102a der Einsatzelektrode 102 weist eine Größe zum Einpassen in die Auflagefläche der Mutter 103 (der Auflagefläche des Rands 103e) auf. Eine Vielzahl von konkaven Abschnitten 102b sind auf einer Umrandung der Einsatzöffnung 102a in Abständen vorgesehen, die dem Abstand zwischen der Vielzahl von Vorsprüngen 103f entsprechen, die an der Mutter 103 vorgesehen sind.
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Eine weitere Konfiguration der Halbleitervorrichtung im vorliegenden Ausführungsbeispiel 4 ist die gleiche wie die Konfiguration im Ausführungsbeispiel 3, sodass die Beschreibung entfällt.
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<Herstellungsverfahren>
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Wie in 8 und 9 dargestellt, wird der Rand 103e der Mutter 103 zuerst in die Einsatzöffnung 102a der Einsatzelektrode 102 eingepasst. Dabei wird jeder Vorsprung 103f der Mutter 103 in jeden konkaven Abschnitt 102b der Einsatzelektrode 102 gepresst. Danach wird das Harz 104 in die Form 101 eingespritzt und ausgehärtet. Somit werden die Innenseite der Einsatzelektrode 102, die Mutter 103 und das Halbleiterelement (nicht dargestellt) mit dem Siegelharz 104 versiegelt.
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<Effekt>
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In der Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 4 umfasst die Presspassungsstruktur die Vielzahl von Vorsprüngen 103f, die auf dem Außenumfang der Mutter 103 vorgesehen sind, und die Vielzahl von konkaven Abschnitten 102b, die auf der Umrandung der Einsatzöffnung 102a vorgesehen sind, und jeder der Vielzahl von Vorsprüngen 103f wird in jeden der Vielzahl von konkaven Abschnitten 102b gepresst.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel 4 ist auf einer Kontaktfläche zwischen der Mutter 103 und der Einsatzelektrode 102 die Presspassungsstruktur vorgesehen, bei der jeder der Vielzahl von Vorsprüngen 103f in jeden der Vielzahl von konkaven Abschnitten 102b gepresst ist. Somit wird eine enge Befestigung der Mutter 103 an der Elektrode 102 verbessert. Die Harzversiegelung kann in dem Zustand ausgeführt werden, bei dem die Mutter 103 und die Innenseite der Einsatzelektrode 102 ohne Zwischenraum eng aneinander befestigt sind, wodurch die Halbleitervorrichtung geschaffen werden kann, die das Eindringen des Harzes 104 zwischen die Mutter 103 und die Einsatzelektrode 102 unterbindet. Wenn die Mutter 103 ferner mit einer spezifischen Richtungseigenschaft befestigt werden soll, kann die Richtung der Mutter 103 durch eine Position des Vorsprungs 103f und des konkaven Abschnitts 102b definiert werden. Somit kann eine Positionierung der Mutter 103 auf einfache Weise ausgeführt werden, und eine Produktivität der Halbleitervorrichtung kann verbessert werden.
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<Ausführungsbeispiel 5>
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10 und 11 zeigen eine perspektivische Explosionsansicht der Einsatzelektrode 102 und der Mutter 103 einer Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 von einer Außenseite der Einsatzelektrode 102 aus gesehen, bzw. eine perspektivische Explosionsansicht derselben von einer Innenseite der Einsatzelektrode 102 aus gesehen.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 ist der abgestufte Abschnitt 102c, wie in 10 dargestellt, auf der Innenseite der Einsatzelektrode 102 vorgesehen. Der abgestufte Abschnitt 102c liegt eine Stufe tiefer als eine Innenfläche der Einsatzelektrode 102. Der abgestufte Abschnitt 102c ist konzentrisch zur Einsatzöffnung 102a vorgesehen. Die direkte Kontaktfläche 103a (d. h. der Rand 103e) der Mutter 103 ist in den abgestuften Abschnitt 102c gepresst. Das heißt, die Seite des abgestuften Abschnitts 102 in der Innendurchmesserrichtung und die Seite der direkten Kontaktfläche 103a der Mutter 103 in der Außendurchmesserrichtung sind eng miteinander verbunden.
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Eine Vielzahl von konkaven Abschnitten 102d sind in einer Bodenfläche des abgestuften Abschnitts 102c der Einsatzelektrode 102 vorgesehen. Eine Vielzahl von Vorsprüngen 103g sind auf der direkten Kontaktfläche 103a der Mutter 103 vorgesehen.
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Eine weitere Konfiguration der Halbleitervorrichtung im vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 ist die gleiche wie die Konfiguration im Ausführungsbeispiel 3, sodass die Beschreibung entfällt.
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<Herstellungsverfahren>
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Wie in 10 und 11 dargestellt, wird der Rand 103e der Mutter 103 zuerst in den abgestuften Abschnitt 102c der Einsatzelektrode 102 gepresst. Dabei wird jeder Vorsprung 103f, der an der direkten Kontaktfläche 103a der Mutter 103 vorgesehen ist, in jeden konkaven Abschnitt 102d, der im abgestuften Abschnitt 102c der Einsatzelektrode 102 vorgesehen ist, gepresst und darin eingepasst. Anschließend wird das Harz 104 in die Form 101 eingespritzt und ausgehärtet. Somit sind die Innenseite der Einsatzelektrode 102, die Mutter 103 und das Halbleiterelement (nicht dargestellt) mit dem Siegelharz 104 versiegelt.
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<Effekt>
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In der Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 umfasst die Presspassungsstruktur einen abgestuften Abschnitt 102c, der in der Einsatzelektrode 102 vorgesehen ist und in den die direkte Kontaktfläche 103a der Mutter 103 gepresst ist, die Vielzahl von Vorsprüngen 103g, die in der direkten Kontaktfläche der Mutter 103 vorgesehen sind, und die Vielzahl von konkaven Abschnitten 102d, die in der Bodenfläche des abgestuften Abschnitts 102c der Einsatzelektrode 102 zum jeweiligen Einpassen der Vielzahl Vorsprüngen 103g vorgesehen sind.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel 5 ist der abgestufte Abschnitt 102c, in den die direkte Kontaktfläche 103a der Mutter 103 gepresst ist, in der Einsatzelektrode 102 als Presspassungsstruktur vorgesehen. Diese Presspassungsstruktur ermöglicht die enge Befestigung der Mutter 103 an der Innenseite der Einsatzelektrode 102 ohne Zwischenraum. Wenn die Mutter 103 ferner mit einer spezifischen Richtungseigenschaft befestigt werden soll, kann eine Richtung der Mutter 103 durch eine Position des Vorsprungs 103g und des konkaven Abschnitts 102d definiert werden. Somit kann die Positionierung der Mutter 103 auf einfache Weise ausgeführt werden, und die Produktivität der Halbleitervorrichtung kann verbessert werden.
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< Ausführungsbeispiel 6>
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12 zeigt eine Explosionsseitenansicht der Einsatzelektrode 102 und der Mutter 103 einer Halbleitervorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 6.
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Wie in 12 dargestellt, ist eine Einsatzöffnung 102a, in die der Schraubbolzen (nicht dargestellt) von außen eingefügt wird, in der Einsatzelektrode 102 vorgesehen. Die Schraubenöffnung ist in der Mutter 103 vorgesehen. Die Mutter 103 ist auf der Innenseite der Einsatzelektrode 102 so vorgesehen, dass die Schraubenöffnung mit der Einsatzöffnung 102a kommuniziert.
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Wie in 12 dargestellt, ist die Mutter 103 eine Hutmutter, die den Rand 103e aufweist. In ähnlicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel 1 ist die Auflagefläche der Mutter 103 (d. h. die Kontaktfläche zwischen dem Rand 103e und der Einsatzelektrode 102) als die direkte Kontaktfläche 103a definiert.
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Wie in 12 dargestellt, weist die Einsatzelektrode 102 einen U-förmigen Abschnitt auf. Der U-förmige Abschnitt ist aus einem ersten Abschnitt 1021, einem zweiten Abschnitt 1022, der den ersten Abschnitt zugewandt ist, und einem Abschnitt gebildet, der den ersten Abschnitt 1021 und dem zweiten Abschnitt 1022 verbindet. Die Einsatzöffnung 102a ist im ersten Abschnitt 1021 der Einsatzelektrode 102 vorgesehen. Im U-förmigen Abschnitt ist ein Abstand zwischen dem ersten Abschnitt 1021 und dem zweiten Abschnitt 1022 kleiner als eine Höhe der Mutter 103.
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Die Mutter 103 ist so angeordnet, dass diese im U-förmigen Abschnitt der Einsatzelektrode 102 gehalten wird. Das heißt, die direkte Kontaktfläche 103a der Mutter 103 steht in direktem Kontakt mit dem ersten Abschnitt 1021, und ein Endbereich der Mutter 103 auf einer gegenüberliegenden Seite der direkten Kontaktfläche 103a (d. h. ein Kopfbereich der Mutter 103) steht in direktem Kontakt mit dem zweiten Abschnitt.
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Im U-förmigen Abschnitt ist der Abstand zwischen dem ersten Abschnitt 1021 und dem zweiten Abschnitt 1022 kleiner als die Höhe der Mutter 103, sodass die Mutter 103 zwischen dem ersten Abschnitt 1021 und dem zweiten Abschnitt 1022 gepresst und fixiert wird.
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In ähnlicher Weise wie im Ausführungsbeispiel 1 ist das nicht dargestellte Halbleiterelement mit der Einsatzelektrode 102 z. B. über den Draht elektrisch verbunden. Das Halbleiterelement ist mit dem Isoliersubstrat (nicht dargestellt) verlötet, in dem das Metallmuster z. B. auf beiden Oberflächen davon ausgebildet ist. Die Innenseite der Einsatzelektrode 102, die Mutter 103 und das Halbleiterelement (nicht dargestellt) sind mit dem Siegelharz 104 versiegelt.
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Die Mutter 103 des vorliegenden Ausführungsbeispiels 1 umfasst den Rand 103e, jedoch ist eine Mutter, die den Rand 103e nicht aufweist, ebenfalls einsetzbar. In diesem Fall dient die Auflagefläche des Hauptkörpers der Mutter 103 als die direkte Kontaktfläche 103a.
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<Herstellungsverfahren>
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Wie in 12 dargestellt, wird die Einsatzelektrode zuerst auf der Form 101 angeordnet. Anschließend wird die Mutter 103 in den U-förmigen Abschnitt der Einsatzelektrode 102 gepresst und so angeordnet, dass die Schraubenöffnung der Mutter 103 mit der Einsatzöffnung 102a kommuniziert. Dabei wird die Mutter 103 zwischen den ersten Abschnitt 1021 und dem zweiten Abschnitt 1022 des U-förmigen Abschnitts gepresst. Danach wird das Harz 104 in die Form 101 eingespritzt und ausgehärtet. Dementsprechend sind die Innenseite der Einsatzelektrode 102, die Mutter 103 und das Halbleiterelement (nicht dargestellt) mit dem Siegelharz 104 versiegelt.
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<Effekt>
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Die Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 6 umfasst die Einsatzelektrode 102 mit der Einsatzöffnung 102a, in die der Schraubbolzen von außen eingefügt ist, die Mutter 103, die eine mit dem Schraubbolzen zu verschraubende Schraubenöffnung aufweist und auf einer Innenseite der Einsatzelektrode 102 so angeordnet ist, dass die Schraubenöffnung mit der Einsatzöffnung 102a kommuniziert, zumindest ein Halbleiterelement, das mit der Einsatzelektrode 102 elektrisch verbunden ist, und ein Harz, das die Innenseite der Einsatzelektrode 102, die Mutter 103 und das zumindest eine Halbleiterelement versiegelt, wobei die Einsatzelektrode 102 den U-förmigen Abschnitt aufweist, und im ersten Abschnitt 1021 und im zweiten Abschnitt 1022, die einander im U-förmigen Abschnitt zugewandt sind, die Einsatzöffnung 102a im ersten Abschnitt 1021 vorgesehen ist, wobei die Oberfläche der Mutter 103 mit der Schraubenöffnung (d. h. die direkte Kontaktfläche 103a) in direktem Kontakt mit dem ersten Abschnitt 1021 steht, der Endbereich der Mutter 103 auf einer gegenüberliegenden Seite der direkten Kontaktfläche 103a in direktem Kontakt mit dem zweiten Abschnitt 1022 steht, und die Mutter 103 zwischen den ersten Abschnitt 1021 und dem zweiten Abschnitt 1022 gepresst ist.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel 6 ist die Mutter 103 zwischen dem ersten Abschnitt 1021 mit dem zweiten Abschnitt 1022 des U-förmigen Abschnitts der Einsatzelektrode 102 gepresst und fixiert. Somit kann die Mutter 103 an der Einsatzelektrode 102 ohne Zwischenraum eng befestigt werden. Die Harzversiegelung wird in dem Zustand ausgeführt, bei dem die Mutter 103 und die Innenseite der Einsatzelektrode 102 ohne Zwischenraum eng aneinander befestigt sind, sodass die Halbleitervorrichtung, die das Eindringen des Harzes 104 zwischen die Mutter 103 und die Einsatzelektrode 102 unterbindet, erreicht werden kann. Demzufolge kann das Auftreten des Kriechen des Harzes zum Zeitpunkt des Festziehens des Schraubbolzens an der Einsatzelektrode 102 unterbunden werden, wodurch die Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit erreicht werden kann.
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<Ausführungsbeispiel 7>
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13 und 14 zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Explosionsseitenansicht der Einsatzelektrode 102 und der Mutter 103 der Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 7.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel 7 ist ferner ein konkaver Abschnitt 102e im ersten Abschnitt 1021 des U-förmigen Abschnitts der Einsatzelektrode 102 vorgesehen. Die Einsatzöffnung 102a ist in einem Bodenbereich des konkaven Abschnitts 102e vorgesehen. Die direkte Kontaktfläche 103a der Mutter 102 ist in den konkaven Abschnitt 102e der Einsatzelektrode 102 eingepasst.
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Eine weitere Konfiguration der Halbleitervorrichtung im vorliegenden Ausführungsbeispiel 7 ist die gleiche wie die Konfiguration im Ausführungsbeispiel 6, sodass die Beschreibung entfällt.
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<Effekt>
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In der Halbleitervorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel 7 ist der konkave Abschnitt 102e im ersten Abschnitt 1021 der Einsatzelektrode 102 vorgesehen, und die Oberfläche der Mutter 103 mit der Schraubenöffnung (d. h. die direkte Kontaktfläche 103a) ist in den konkaven Abschnitt 102e der Einsatzelektrode 102 eingepasst.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel 7 sind der konkave Abschnitt 102e der Einsatzelektrode 102 und die Oberfläche der Mutter 103 mit der Schraubenöffnung (d. h. die direkte Kontaktfläche 103a) ineinander eingepasst. Somit kann die Positionierung der Mutter 103 auf einfache Weise zum Zeitpunkt des Anordnens der Mutter 103 in der Einsatzelektrode 102 ausgeführt werden. Demzufolge kann die Produktivität der Halbleitervorrichtung zusätzlich zu dem im Ausführungsbeispiel 6 beschriebenen Effekt verbessert werden. Darüber hinaus sind der konkave Bereich 102e der Einsatzelektrode 102 und die direkte Kontaktfläche 103a der Mutter 103 ineinander eingepasst, sodass ein akzeptables Toleranzmaß in Bezug auf eine Höhenrichtung der Mutter 103 zunimmt.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Form
- 102
- Einsatzelektrode
- 102a
- Einsatzöffnung
- 102b
- konkaver Abschnitt
- 102c
- abgestufter Abschnitt
- 102d
- konkaver Abschnitt
- 102e
- abgestufter Abschnitt
- 1021
- erster Abschnitt
- 1022
- zweiter Abschnitt
- 103
- Mutter
- 103a
- direkte Kontaktfläche
- 103b
- Saum
- 103c
- Nut
- 103d
- abgestufter Bereich
- 103e
- Rand
- 103f, 103g
- Vorsprung
- 104
- Siegelharz
