JP2000068426A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体チップの発熱を効果的に放熱する半導
体装置を得る。 【解決手段】 半導体チップとしてのダイオードチップ
１が載置された絶縁基板４を支持する銅ベース板７Ａの
周縁部に、絶縁基板４を囲むように樹脂製ケース８Ａに
装着した半導体装置において、熱伝導植設部材１５を樹
脂製ケース８Ａに植設し、その一端１５ａとダイオード
チップ１とを熱伝導接続部材１６により接続し、他端１
５ｂを樹脂製ケース８Ａより外部に露出し、他端１５ｂ
の表面にヒートシンク１７を絶縁シート１８を介して接
合したものであり、放熱特性の向上を図った。
体装置を得る。 【解決手段】 半導体チップとしてのダイオードチップ
１が載置された絶縁基板４を支持する銅ベース板７Ａの
周縁部に、絶縁基板４を囲むように樹脂製ケース８Ａに
装着した半導体装置において、熱伝導植設部材１５を樹
脂製ケース８Ａに植設し、その一端１５ａとダイオード
チップ１とを熱伝導接続部材１６により接続し、他端１
５ｂを樹脂製ケース８Ａより外部に露出し、他端１５ｂ
の表面にヒートシンク１７を絶縁シート１８を介して接
合したものであり、放熱特性の向上を図った。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、スイッチング素
子およびその制御素子等の半導体チップをパッケージン
グした半導体装置に関し、特に、その放熱特性の改善に
関するものである。
子およびその制御素子等の半導体チップをパッケージン
グした半導体装置に関し、特に、その放熱特性の改善に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ダイオード、ＩＧＢＴ、ＭＯＳ
ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ等のスイッチング素子
およびその制御素子等の半導体チップをパッケージ内に
納めた半導体装置としてのパワーモジュールが多用され
ている。図６は従来の半導体装置の構造を示す断面図で
ある。
ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ等のスイッチング素子
およびその制御素子等の半導体チップをパッケージ内に
納めた半導体装置としてのパワーモジュールが多用され
ている。図６は従来の半導体装置の構造を示す断面図で
ある。
【０００３】図６において、１は半導体チップとしての
ダイオードチップ、２は半田、３は銅パターン、４は絶
縁基板であり、絶縁基板４の一方の表面に複数の銅パタ
ーン３が設けられ、銅パターン３上にダイオードチップ
１が半田２により半田付けされている。５は絶縁基板４
の他方の表面に貼付けられた銅箔板、６は半田、７は絶
縁基板４を支持する放熱板としての銅ベース板であり、
絶縁基板４は銅箔板５を介して半田６により銅ベース板
７の一方の面に半田付されている。
ダイオードチップ、２は半田、３は銅パターン、４は絶
縁基板であり、絶縁基板４の一方の表面に複数の銅パタ
ーン３が設けられ、銅パターン３上にダイオードチップ
１が半田２により半田付けされている。５は絶縁基板４
の他方の表面に貼付けられた銅箔板、６は半田、７は絶
縁基板４を支持する放熱板としての銅ベース板であり、
絶縁基板４は銅箔板５を介して半田６により銅ベース板
７の一方の面に半田付されている。
【０００４】８は銅ベース板７の周縁部に絶縁基板４を
囲むように装着された樹脂製ケース、９は樹脂製ケース
８の蓋、１０、１１はそれぞれ樹脂製ケース８に埋設さ
れたアノード端子およびカソード端子としての外部端子
であり、樹脂製ケース８の内側に連通しており、その内
部端子１０ａ、１１ａがそれぞれダイオードチップ１の
上側面、ダイオードチップ１を載置した銅パターン３と
接続されている。
囲むように装着された樹脂製ケース、９は樹脂製ケース
８の蓋、１０、１１はそれぞれ樹脂製ケース８に埋設さ
れたアノード端子およびカソード端子としての外部端子
であり、樹脂製ケース８の内側に連通しており、その内
部端子１０ａ、１１ａがそれぞれダイオードチップ１の
上側面、ダイオードチップ１を載置した銅パターン３と
接続されている。
【０００５】１２はダイオードチップ１と銅パターン３
とを接続するアルミワイヤ、１３は樹脂製ケース８の内
側に充填されたシリコンゲル、１４はヒートシンクであ
り、銅ベース板７の他方の面がヒートシンク１４と接合
され、その接合面にはグリース（図示せず）が塗布され
ている。なお、制御素子としての半導体チップやその端
子等の図示が省略されている。
とを接続するアルミワイヤ、１３は樹脂製ケース８の内
側に充填されたシリコンゲル、１４はヒートシンクであ
り、銅ベース板７の他方の面がヒートシンク１４と接合
され、その接合面にはグリース（図示せず）が塗布され
ている。なお、制御素子としての半導体チップやその端
子等の図示が省略されている。
【０００６】次に、半導体装置の放熱について説明す
る。ダイオードチップ１に電流が流れると損失熱が発生
する。この熱はダイオードチップ１の底面の半田２、銅
パターン３、絶縁基板４、銅箔板５、半田６、銅ベース
板７、グリース（図示せず）を介してヒートシンク１４
に伝わり放熱される。
る。ダイオードチップ１に電流が流れると損失熱が発生
する。この熱はダイオードチップ１の底面の半田２、銅
パターン３、絶縁基板４、銅箔板５、半田６、銅ベース
板７、グリース（図示せず）を介してヒートシンク１４
に伝わり放熱される。
【０００７】なお、ダイオードチップ１と外部端子１
０、１１とは細線であるアルミワイヤ１２により接続さ
れているだけであり、ダイオードチップ１の上面はシリ
コンゲル１３で覆われているものの、アルミワイヤ１２
や熱伝導性が比較的悪いシリコンゲル１３を介しての放
熱量は小さく、これらを介しての実用上の放熱効果は期
待できない。
０、１１とは細線であるアルミワイヤ１２により接続さ
れているだけであり、ダイオードチップ１の上面はシリ
コンゲル１３で覆われているものの、アルミワイヤ１２
や熱伝導性が比較的悪いシリコンゲル１３を介しての放
熱量は小さく、これらを介しての実用上の放熱効果は期
待できない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は、
以上のように構成されているので、ダイオードチップ１
の損失熱は、半導体チップとしてのダイオードチップ１
の底面の半田２、銅パターン３、絶縁基板４等を介して
ヒートシンク１４に伝わって放熱されるが、特に、絶縁
基板４の熱伝導性が比較的悪く、ダイオードチップ１の
発熱に対する冷却効果が不十分であるという問題点があ
った。
以上のように構成されているので、ダイオードチップ１
の損失熱は、半導体チップとしてのダイオードチップ１
の底面の半田２、銅パターン３、絶縁基板４等を介して
ヒートシンク１４に伝わって放熱されるが、特に、絶縁
基板４の熱伝導性が比較的悪く、ダイオードチップ１の
発熱に対する冷却効果が不十分であるという問題点があ
った。
【０００９】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたものであり、半導体チップの発熱をモ
ジュール外部に積極的に放熱する構造の半導体装置を得
ることを目的とする。
るためになされたものであり、半導体チップの発熱をモ
ジュール外部に積極的に放熱する構造の半導体装置を得
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係わる半導
体装置は、パターンが形成され、該パターン上に半導体
チップを載置した絶縁基板と、該絶縁基板を支持すると
共に前記半導体チップの発熱を放熱する第１の放熱手段
と、該第１の放熱手段の周縁部に前記絶縁基板を囲むよ
うに装着された樹脂製ケースと、該樹脂製ケースを貫通
し、一端が前記半導体チップ若しくは該半導体チップを
載置した前記パターンに接触し、他端が前記樹脂製ケー
スの外部に露出した第２の放熱手段とを備えたものであ
る。
体装置は、パターンが形成され、該パターン上に半導体
チップを載置した絶縁基板と、該絶縁基板を支持すると
共に前記半導体チップの発熱を放熱する第１の放熱手段
と、該第１の放熱手段の周縁部に前記絶縁基板を囲むよ
うに装着された樹脂製ケースと、該樹脂製ケースを貫通
し、一端が前記半導体チップ若しくは該半導体チップを
載置した前記パターンに接触し、他端が前記樹脂製ケー
スの外部に露出した第２の放熱手段とを備えたものであ
る。
【００１１】第２の発明に係わる半導体装置は、第１の
発明に係わる半導体装置において、第２の放熱手段が、
樹脂製ケースに植設され、一端が該樹脂製ケースの内側
に、他端が該樹脂製ケースの外側に露出した熱伝導植設
部材と、該熱伝導植設部材の一端と半導体チップ若しく
は該半導体チップを載置したパターンとの間を接続する
熱伝導接続部材とを備えたものである。
発明に係わる半導体装置において、第２の放熱手段が、
樹脂製ケースに植設され、一端が該樹脂製ケースの内側
に、他端が該樹脂製ケースの外側に露出した熱伝導植設
部材と、該熱伝導植設部材の一端と半導体チップ若しく
は該半導体チップを載置したパターンとの間を接続する
熱伝導接続部材とを備えたものである。
【００１２】第３の発明に係わる半導体装置は、第１ま
たは第２の発明に係わる半導体装置において、第２の放
熱手段が、樹脂製ケースの外部に突出した露出部を有
し、該突出した露出部に放熱フィンが形成されているも
のである。
たは第２の発明に係わる半導体装置において、第２の放
熱手段が、樹脂製ケースの外部に突出した露出部を有
し、該突出した露出部に放熱フィンが形成されているも
のである。
【００１３】第４の発明に係わる半導体装置は、第３の
発明に係わる半導体装置において、樹脂製ケースの外部
に突出した露出部が、放熱フィンが形成されている第１
の露出部と、該第１の露出部を除く第２の露出部とから
なり、前記第１の露出部は、前記第２の露出部とは別ピ
ースとして形成され、該第２の露出部に接合されている
ものである。
発明に係わる半導体装置において、樹脂製ケースの外部
に突出した露出部が、放熱フィンが形成されている第１
の露出部と、該第１の露出部を除く第２の露出部とから
なり、前記第１の露出部は、前記第２の露出部とは別ピ
ースとして形成され、該第２の露出部に接合されている
ものである。
【００１４】第５の発明に係わる半導体装置は、第１の
露出部が、第２の露出部に電気絶縁薄膜を介して接合さ
れているものである。
露出部が、第２の露出部に電気絶縁薄膜を介して接合さ
れているものである。
【００１５】第６の発明に係わる半導体装置は、第１乃
至第４の何れかの発明に係わる半導体装置において、第
２の放熱手段が、樹脂製ケースの外部に露出した露出部
に半導体チップの一方の主電極と導通する外部端子を有
するものである。
至第４の何れかの発明に係わる半導体装置において、第
２の放熱手段が、樹脂製ケースの外部に露出した露出部
に半導体チップの一方の主電極と導通する外部端子を有
するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１を図１、図２に基づき説明する。図１は半導体装
置の構造を示す断面図、図２は同半導体装置の外観を示
す斜視図である。図中、従来例と同じ符号で示されたも
のは従来例のそれと同一若しくは同等なものを示す。
形態１を図１、図２に基づき説明する。図１は半導体装
置の構造を示す断面図、図２は同半導体装置の外観を示
す斜視図である。図中、従来例と同じ符号で示されたも
のは従来例のそれと同一若しくは同等なものを示す。
【００１７】図１、図２において、７Ａは絶縁基板４を
支持する放熱板である銅ベース板であり、銅ベース板７
Ａの一方の面に絶縁基板４が銅箔板５を介して半田６に
より半田付けされている。８Ａは銅ベース板７Ａの周縁
部に絶縁基板４を囲むように装着された樹脂製ケース、
９Ａは樹脂製ケース８Ａの蓋である。
支持する放熱板である銅ベース板であり、銅ベース板７
Ａの一方の面に絶縁基板４が銅箔板５を介して半田６に
より半田付けされている。８Ａは銅ベース板７Ａの周縁
部に絶縁基板４を囲むように装着された樹脂製ケース、
９Ａは樹脂製ケース８Ａの蓋である。
【００１８】ダイオードチップ１の底面は、図６に示し
た従来例の場合と同様に、絶縁基板４の一方の面に設け
られた銅パターン３と半田２で半田付けされ、絶縁基板
４はその他方の面に設けられた銅箔板５が銅ベース板７
Ａの一方の面に半田６で半田付けされ、銅ベース板７Ａ
の周縁部に、絶縁基板４を囲むように樹脂製ケース８Ａ
が装着され、ダイオードチップ１が載置された絶縁基板
４を樹脂製ケース８Ａで覆っている。そして、銅ベース
板７Ａの他方の面がヒートシンク１４と接合され、その
接合面にはグリース（図示せず）が塗布されている。な
お、放熱板である銅ベース板７Ａ、ヒートシンク１４等
により第１の放熱手段を構成している。
た従来例の場合と同様に、絶縁基板４の一方の面に設け
られた銅パターン３と半田２で半田付けされ、絶縁基板
４はその他方の面に設けられた銅箔板５が銅ベース板７
Ａの一方の面に半田６で半田付けされ、銅ベース板７Ａ
の周縁部に、絶縁基板４を囲むように樹脂製ケース８Ａ
が装着され、ダイオードチップ１が載置された絶縁基板
４を樹脂製ケース８Ａで覆っている。そして、銅ベース
板７Ａの他方の面がヒートシンク１４と接合され、その
接合面にはグリース（図示せず）が塗布されている。な
お、放熱板である銅ベース板７Ａ、ヒートシンク１４等
により第１の放熱手段を構成している。
【００１９】樹脂製ケース８Ａから上部表側に露出した
外部端子１０は樹脂製ケース８Ａの内側に露出している
内部端子１０ａと連通し、ダイオードチップ１の上側と
アルミワイヤ１２で接続されている。なお、図２に示し
た外部端子１１に相当するカソード端子が、図１では外
部端子１０に隠れて存在し、ダイオードチップ１を載置
した銅パターン３と接合されている。
外部端子１０は樹脂製ケース８Ａの内側に露出している
内部端子１０ａと連通し、ダイオードチップ１の上側と
アルミワイヤ１２で接続されている。なお、図２に示し
た外部端子１１に相当するカソード端子が、図１では外
部端子１０に隠れて存在し、ダイオードチップ１を載置
した銅パターン３と接合されている。
【００２０】１５は樹脂製ケース８Ａに植設された熱伝
導植設部材であり、樹脂製ケース８Ａを貫通し、その一
端１５ａが樹脂製ケース８Ａの内側に露出し、他端１５
ｂが樹脂製ケース８Ａの外側に露出している。１６はダ
イオードチップ１と熱伝導植設部材１５の一端１５ａ間
を接続する帯状銅箔製の熱伝導接続部材である。１７は
ヒートシンクであり、放熱フィン１７ａが形成されてい
る。１８は電気絶縁薄膜としての熱伝導性が良好で耐電
圧特性の優れた絶縁シートである。
導植設部材であり、樹脂製ケース８Ａを貫通し、その一
端１５ａが樹脂製ケース８Ａの内側に露出し、他端１５
ｂが樹脂製ケース８Ａの外側に露出している。１６はダ
イオードチップ１と熱伝導植設部材１５の一端１５ａ間
を接続する帯状銅箔製の熱伝導接続部材である。１７は
ヒートシンクであり、放熱フィン１７ａが形成されてい
る。１８は電気絶縁薄膜としての熱伝導性が良好で耐電
圧特性の優れた絶縁シートである。
【００２１】なお、熱伝導植設部材１５、熱伝導接続部
材１６およびヒートシンク１７により第２の放熱手段を
構成している。即ち、樹脂製ケース８Ａの外部に突出し
た放熱フィン１７ｃが形成されている第１の露出部とし
てのヒートシンク１７が、樹脂製ケース８Ａの外側に露
出した第２の露出部としての熱伝導植設部材１５の他端
１５ｂに、絶縁シート１８を挟んで絶縁ねじ（図示せ
ず）結合により接合されている。
材１６およびヒートシンク１７により第２の放熱手段を
構成している。即ち、樹脂製ケース８Ａの外部に突出し
た放熱フィン１７ｃが形成されている第１の露出部とし
てのヒートシンク１７が、樹脂製ケース８Ａの外側に露
出した第２の露出部としての熱伝導植設部材１５の他端
１５ｂに、絶縁シート１８を挟んで絶縁ねじ（図示せ
ず）結合により接合されている。
【００２２】次に、半導体装置の放熱について説明す
る。ダイオードチップ１に電流が流れることにより発生
した損失熱は、図６に示した従来例の場合と同様に第１
の放熱手段により、即ち、ダイオードチップ１の底面の
半田２、銅パターン３、絶縁基板４、銅箔板５、半田
６、銅ベース板７Ａ、グリース（図示せず）を介してヒ
ートシンク１４に伝わり放熱されるのに加え、さらに、
第２の放熱手段により、即ち、ダイオードチップ１の上
面から熱伝導接続部材１６を介して熱伝導植設部材１５
へ熱伝導され、樹脂製ケース８Ａから露出した他端１５
ｂの表面より、絶縁シート１８を介してヒートシンク１
７へ熱伝導され、放熱される。
る。ダイオードチップ１に電流が流れることにより発生
した損失熱は、図６に示した従来例の場合と同様に第１
の放熱手段により、即ち、ダイオードチップ１の底面の
半田２、銅パターン３、絶縁基板４、銅箔板５、半田
６、銅ベース板７Ａ、グリース（図示せず）を介してヒ
ートシンク１４に伝わり放熱されるのに加え、さらに、
第２の放熱手段により、即ち、ダイオードチップ１の上
面から熱伝導接続部材１６を介して熱伝導植設部材１５
へ熱伝導され、樹脂製ケース８Ａから露出した他端１５
ｂの表面より、絶縁シート１８を介してヒートシンク１
７へ熱伝導され、放熱される。
【００２３】上記において、ダイオードチップ１の上面
と熱伝導植設部材１５の一端１５ａとを熱伝導接続部材
１６で接続した例を示したが、ダイオードチップ１が半
田付けされている銅パターン３と熱伝導植設部材１５の
一端１５ａとが接続されている場合においても同様な効
果が得られる。
と熱伝導植設部材１５の一端１５ａとを熱伝導接続部材
１６で接続した例を示したが、ダイオードチップ１が半
田付けされている銅パターン３と熱伝導植設部材１５の
一端１５ａとが接続されている場合においても同様な効
果が得られる。
【００２４】放熱フィン１７ａが形成されたヒートシン
ク１７は、熱伝導植設部材１５の他端１５ｂに、絶縁ね
じ（図示せず）結合により着脱可能に接合されており、
使用環境の温度条件に応じてヒートシンク１７のサイズ
を選択でき、部材の標準化等、経済的に優れたものが得
られる。なお、熱伝導植設部材１５の他端１５ｂは、絶
縁シート１８を介してヒートシンク１７で覆われ、充電
部が露出しないように考慮されているが、充電部が露出
しても問題ない用途においては、絶縁シート１８を省く
ことにより、熱伝導性をさらに向上できる。
ク１７は、熱伝導植設部材１５の他端１５ｂに、絶縁ね
じ（図示せず）結合により着脱可能に接合されており、
使用環境の温度条件に応じてヒートシンク１７のサイズ
を選択でき、部材の標準化等、経済的に優れたものが得
られる。なお、熱伝導植設部材１５の他端１５ｂは、絶
縁シート１８を介してヒートシンク１７で覆われ、充電
部が露出しないように考慮されているが、充電部が露出
しても問題ない用途においては、絶縁シート１８を省く
ことにより、熱伝導性をさらに向上できる。
【００２５】以上のように、図１、図２に示した実施の
形態１の場合においては第１の放熱手段および第２の放
熱手段により、即ち、ヒートシンク１４およびヒートシ
ンク１７への二つのルートで放熱されるので、放熱性能
が向上し、半導体装置の通電容量を大きくすることがで
き、同一通電容量の場合には小型にでき、かつ、熱伝導
植設部材１５における樹脂製ケース８Ａの外側に露出し
た部分は、絶縁シート１８を介してヒートシンク１７で
覆われ、充電部が露出しないので、感電の恐れがなく、
小形で安価な半導体装置が得られる。
形態１の場合においては第１の放熱手段および第２の放
熱手段により、即ち、ヒートシンク１４およびヒートシ
ンク１７への二つのルートで放熱されるので、放熱性能
が向上し、半導体装置の通電容量を大きくすることがで
き、同一通電容量の場合には小型にでき、かつ、熱伝導
植設部材１５における樹脂製ケース８Ａの外側に露出し
た部分は、絶縁シート１８を介してヒートシンク１７で
覆われ、充電部が露出しないので、感電の恐れがなく、
小形で安価な半導体装置が得られる。
【００２６】実施の形態２．この発明の実施の形態２を
図３、図４に基づき説明する。図３は半導体装置の構造
を示す断面図、図４は同半導体装置の外観を示す斜視図
である。図３、図４において、８Ｂは樹脂製ケース、１
９は樹脂製ケース８Ｂにその一部が植設された外部端子
付ヒートシンクであり、図１、図２に示した実施の形態
１の半導体装置における外部端子１１、熱伝導植設部材
１５およびヒートシンク１７が一体になったものであ
り、樹脂製ケース８Ｂから突出した露出部としてのヒー
トシンク部に外部端子１９ａが形成され、樹脂製ケース
８Ｂの内側露出部に熱伝導接続部材１６と接続される内
部端子１９ｂが形成され、さらに、前記ヒートシンク部
に放熱フィン１９ｃが形成されている。
図３、図４に基づき説明する。図３は半導体装置の構造
を示す断面図、図４は同半導体装置の外観を示す斜視図
である。図３、図４において、８Ｂは樹脂製ケース、１
９は樹脂製ケース８Ｂにその一部が植設された外部端子
付ヒートシンクであり、図１、図２に示した実施の形態
１の半導体装置における外部端子１１、熱伝導植設部材
１５およびヒートシンク１７が一体になったものであ
り、樹脂製ケース８Ｂから突出した露出部としてのヒー
トシンク部に外部端子１９ａが形成され、樹脂製ケース
８Ｂの内側露出部に熱伝導接続部材１６と接続される内
部端子１９ｂが形成され、さらに、前記ヒートシンク部
に放熱フィン１９ｃが形成されている。
【００２７】そして、外部端子付ヒートシンク１９にお
ける樹脂製ケース８Ｂの内側に露出した内部端子１９ｂ
と、絶縁基板４上に形成された銅パターン３におけるダ
イオードチップ１が載置されていない部分とが熱伝導接
続部材１６で接続されている。この場合において、外部
端子付ヒートシンク１９は銅パターン３と、即ち、ダイ
オードチップ１のカソード電極と等電位に充電されてい
る。なお、熱伝導接続部材１６、外部端子付ヒートシン
ク１９により第２の放熱手段を構成している。
ける樹脂製ケース８Ｂの内側に露出した内部端子１９ｂ
と、絶縁基板４上に形成された銅パターン３におけるダ
イオードチップ１が載置されていない部分とが熱伝導接
続部材１６で接続されている。この場合において、外部
端子付ヒートシンク１９は銅パターン３と、即ち、ダイ
オードチップ１のカソード電極と等電位に充電されてい
る。なお、熱伝導接続部材１６、外部端子付ヒートシン
ク１９により第２の放熱手段を構成している。
【００２８】ダイオードチップ１に電流が流れることに
より発生した損失熱は、第１の放熱手段により、即ち、
ダイオードチップ１の底面から銅パターン３、絶縁基板
４、銅箔板５、銅ベース板７Ａ、ヒートシンク１４等を
介して放熱されるのに加え、第２の放熱手段により、即
ち、銅パターン３から熱伝導接続部材１６を介して外部
端子付ヒートシンク１９へ熱伝導され、放熱フィン１９
ｃ等から放熱されると共に、外部端子１９ａを介してこ
れに接続された電力線、ブスバー等（図示せず）へ放熱
される。
より発生した損失熱は、第１の放熱手段により、即ち、
ダイオードチップ１の底面から銅パターン３、絶縁基板
４、銅箔板５、銅ベース板７Ａ、ヒートシンク１４等を
介して放熱されるのに加え、第２の放熱手段により、即
ち、銅パターン３から熱伝導接続部材１６を介して外部
端子付ヒートシンク１９へ熱伝導され、放熱フィン１９
ｃ等から放熱されると共に、外部端子１９ａを介してこ
れに接続された電力線、ブスバー等（図示せず）へ放熱
される。
【００２９】上記において、ダイオードチップ１が半田
付けされた銅パターン３、即ち、カソード電極と外部端
子付ヒートシンク１９の内部端子１９ｂとが熱伝導接続
部材１６で接続されている例を示したが、接続ダイオー
ドチップ１の上面、即ち、アノード電極と外部端子付ヒ
ートシンク１９の内部端子１９ｂとを熱伝導接続部材１
６で接続されても同様な効果が得られる。
付けされた銅パターン３、即ち、カソード電極と外部端
子付ヒートシンク１９の内部端子１９ｂとが熱伝導接続
部材１６で接続されている例を示したが、接続ダイオー
ドチップ１の上面、即ち、アノード電極と外部端子付ヒ
ートシンク１９の内部端子１９ｂとを熱伝導接続部材１
６で接続されても同様な効果が得られる。
【００３０】以上のように、図３、図４に示した実施の
形態２の場合においては、外部端子付ヒートシンク１９
は、露出した充電部となるものの、図１、図２に示した
実施の形態１の場合における外部端子１１、熱伝導植設
部材１５およびヒートシンク１７が一体となったものに
相当し、絶縁シート１８が存在しないのでダイオードチ
ップ１から外部端子付ヒートシンク１９に至る熱抵抗値
が小さいと共に、外部端子１９ａに接続された電力線へ
の放熱効果が大きく、これに、放熱フィン１９ｃを介し
ての放熱効果が加わるので、実施の形態１のものと比較
して、著しく放熱効果の優れたものが得られ、さらに、
小形で安価な半導体装置が得られる。
形態２の場合においては、外部端子付ヒートシンク１９
は、露出した充電部となるものの、図１、図２に示した
実施の形態１の場合における外部端子１１、熱伝導植設
部材１５およびヒートシンク１７が一体となったものに
相当し、絶縁シート１８が存在しないのでダイオードチ
ップ１から外部端子付ヒートシンク１９に至る熱抵抗値
が小さいと共に、外部端子１９ａに接続された電力線へ
の放熱効果が大きく、これに、放熱フィン１９ｃを介し
ての放熱効果が加わるので、実施の形態１のものと比較
して、著しく放熱効果の優れたものが得られ、さらに、
小形で安価な半導体装置が得られる。
【００３１】実施の形態３．この発明の実施の形態３を
図５に基づき説明する。図５は半導体装置としてのダイ
オードモジュールの構造を示す断面図である。図５にお
いて、８Ｃは樹脂製ケース、１９Ａは放熱部材としての
外部端子付ヒートシンクであり、図３、図４に示した実
施の形態２の半導体装置における外部端子付ヒートシン
ク１９と同様に、外部端子１９Ａａ、放熱フィン１９Ａ
ｃが形成されているが、樹脂製ケース８Ｃへの植設部分
が存在しない。
図５に基づき説明する。図５は半導体装置としてのダイ
オードモジュールの構造を示す断面図である。図５にお
いて、８Ｃは樹脂製ケース、１９Ａは放熱部材としての
外部端子付ヒートシンクであり、図３、図４に示した実
施の形態２の半導体装置における外部端子付ヒートシン
ク１９と同様に、外部端子１９Ａａ、放熱フィン１９Ａ
ｃが形成されているが、樹脂製ケース８Ｃへの植設部分
が存在しない。
【００３２】２０は銅材からなる熱伝導バーであり、そ
の一端２０ａが樹脂製ケース８Ｃの内側における絶縁基
板４上に形成された銅パターン３に直接、半田付けによ
り固着され、他端２０ｂが樹脂製ケース８Ｃの開口部よ
り露出し、樹脂製ケース８Ｃから突出した露出部として
の外部端子付ヒートシンク１９Ａの背面１９Ａｂと樹脂
製ケース８Ｃの外側面の間に挟持されて固定されてい
る。そして、外部端子付ヒートシンク１９Ａは樹脂製ケ
ース８Ｃの外側面にねじ止めされ、樹脂製ケース８Ｃの
開口部および熱伝導バー２０における樹脂製ケース８Ｃ
の外側露出部２０ｂは外部端子付ヒートシンク１９Ａの
背面１９Ａｂにより覆われている。なお、外部端子付ヒ
ートシンク１９Ａ、熱伝導バー２０により第２の放熱手
段を構成している。
の一端２０ａが樹脂製ケース８Ｃの内側における絶縁基
板４上に形成された銅パターン３に直接、半田付けによ
り固着され、他端２０ｂが樹脂製ケース８Ｃの開口部よ
り露出し、樹脂製ケース８Ｃから突出した露出部として
の外部端子付ヒートシンク１９Ａの背面１９Ａｂと樹脂
製ケース８Ｃの外側面の間に挟持されて固定されてい
る。そして、外部端子付ヒートシンク１９Ａは樹脂製ケ
ース８Ｃの外側面にねじ止めされ、樹脂製ケース８Ｃの
開口部および熱伝導バー２０における樹脂製ケース８Ｃ
の外側露出部２０ｂは外部端子付ヒートシンク１９Ａの
背面１９Ａｂにより覆われている。なお、外部端子付ヒ
ートシンク１９Ａ、熱伝導バー２０により第２の放熱手
段を構成している。
【００３３】このように構成されたものにおいては、ダ
イオードチップ１に電流が流れることにより発生した損
失熱は、第１の放熱手段により、即ち、ダイオードチッ
プ１の底面から銅パターン３、絶縁基板４、銅箔板５、
銅ベース板７Ａ、ヒートシンク１４等を介して放熱され
るのに加え、第２の放熱手段により、即ち、銅パターン
３から熱伝導バー２０を介して外部端子付ヒートシンク
１９Ａへ熱伝導され、その表面からの外部へ放熱される
と共に、外部端子１９Ａａを介してこれにに接続された
電力線（図示せず）へ放熱される。
イオードチップ１に電流が流れることにより発生した損
失熱は、第１の放熱手段により、即ち、ダイオードチッ
プ１の底面から銅パターン３、絶縁基板４、銅箔板５、
銅ベース板７Ａ、ヒートシンク１４等を介して放熱され
るのに加え、第２の放熱手段により、即ち、銅パターン
３から熱伝導バー２０を介して外部端子付ヒートシンク
１９Ａへ熱伝導され、その表面からの外部へ放熱される
と共に、外部端子１９Ａａを介してこれにに接続された
電力線（図示せず）へ放熱される。
【００３４】即ち、実施の形態２では、熱伝導植設部材
１５の一端と、銅パターン３とが熱伝導接続部材１６で
接続されている例を示したが、実施の形態３では、熱伝
導接続部材１６の代わりに熱伝導バー２０を用い、熱伝
導バー２０の一端２０ａが銅パターン３に直接接触し、
他端２０ｂが樹脂製ケース８Ｃより露出してヒートシン
ク１９Ａと接触する構造としたので、ダイオードチップ
１と外部端子付ヒートシンク１９Ａとの接続が容易であ
ると共に、その熱抵抗値が比較的小さく、熱伝導性に優
れるので、生産性に優れると共に、比較的小形、安価な
ものが得られる。
１５の一端と、銅パターン３とが熱伝導接続部材１６で
接続されている例を示したが、実施の形態３では、熱伝
導接続部材１６の代わりに熱伝導バー２０を用い、熱伝
導バー２０の一端２０ａが銅パターン３に直接接触し、
他端２０ｂが樹脂製ケース８Ｃより露出してヒートシン
ク１９Ａと接触する構造としたので、ダイオードチップ
１と外部端子付ヒートシンク１９Ａとの接続が容易であ
ると共に、その熱抵抗値が比較的小さく、熱伝導性に優
れるので、生産性に優れると共に、比較的小形、安価な
ものが得られる。
【００３５】なお、実施の形態１、２においては、熱伝
導接続部材１６を帯状銅箔製としたが、帯状銅箔製に限
定されるものではなく、その材質は熱伝導性とボンディ
ング性能に優れたものであればよく、形状も、円形、楕
円形、その他の形状であってもよい。また、実施の形態
３においては、熱伝導バー２０を銅製としたが、銅製に
限定されるものではなく、その材質は熱伝導性とボンデ
ィング性能に優れたものであればよい。
導接続部材１６を帯状銅箔製としたが、帯状銅箔製に限
定されるものではなく、その材質は熱伝導性とボンディ
ング性能に優れたものであればよく、形状も、円形、楕
円形、その他の形状であってもよい。また、実施の形態
３においては、熱伝導バー２０を銅製としたが、銅製に
限定されるものではなく、その材質は熱伝導性とボンデ
ィング性能に優れたものであればよい。
【００３６】また、実施の形態２、３においては、放熱
フィン１９ｃ、１９Ａｃが形成されたヒートシンク１
９、１９Ａに外部端子１９ａ、１９Ａａが形成されたも
のを例示したが、通常、外部端子１９ａ、１９Ａａに接
続される電力線、ブスバー（図示せず）を介する放熱効
果が比較的大きいので、外部端子付ヒートシンクには必
ずしも放熱フィンは必要なく、さらに、電力線、ブスバ
ー（図示せず）等の配線上の問題がなければ、例えば、
図１、図２に示した実施の形態１における、ヒートシン
ク１７、絶縁シート１８を取除き、樹脂製ケース８Ａよ
り露出した熱伝導植設部材１５の他端１５ｂに外部端子
を設けても、実用上、充分な効果が得られる。
フィン１９ｃ、１９Ａｃが形成されたヒートシンク１
９、１９Ａに外部端子１９ａ、１９Ａａが形成されたも
のを例示したが、通常、外部端子１９ａ、１９Ａａに接
続される電力線、ブスバー（図示せず）を介する放熱効
果が比較的大きいので、外部端子付ヒートシンクには必
ずしも放熱フィンは必要なく、さらに、電力線、ブスバ
ー（図示せず）等の配線上の問題がなければ、例えば、
図１、図２に示した実施の形態１における、ヒートシン
ク１７、絶縁シート１８を取除き、樹脂製ケース８Ａよ
り露出した熱伝導植設部材１５の他端１５ｂに外部端子
を設けても、実用上、充分な効果が得られる。
【００３７】
【発明の効果】第１の発明によれば、半導体チップを載
置するパターンが形成された絶縁基板を支持すると共に
前記半導体チップの発熱を放熱する第１の放熱手段の他
に、樹脂製ケースを貫通し、一端が前記半導体チップ若
しくは該半導体チップを載置した前記パターンに接触
し、他端が前記樹脂製ケースの外部に露出した第２の放
熱手段を備えたので、前記半導体チップの発熱を放熱で
きるので、放熱性に優れ、半導体チップ等の縮小化が可
能な半導体装置が得られる効果がある。
置するパターンが形成された絶縁基板を支持すると共に
前記半導体チップの発熱を放熱する第１の放熱手段の他
に、樹脂製ケースを貫通し、一端が前記半導体チップ若
しくは該半導体チップを載置した前記パターンに接触
し、他端が前記樹脂製ケースの外部に露出した第２の放
熱手段を備えたので、前記半導体チップの発熱を放熱で
きるので、放熱性に優れ、半導体チップ等の縮小化が可
能な半導体装置が得られる効果がある。
【００３８】また、第２の発明によれば、第２の放熱手
段を、樹脂製ケースに植設された熱伝導植設部材と、該
熱伝導植設部材と半導体チップ若しくは該半導体チップ
を載置した前記パターンとの間を接続する熱伝導接続部
材とにより構成したので、放熱性に優れると共に接続作
業が容易であり、半導体チップ等の縮小化が可能である
と共に生産性の優れた半導体装置が得られる効果があ
る。
段を、樹脂製ケースに植設された熱伝導植設部材と、該
熱伝導植設部材と半導体チップ若しくは該半導体チップ
を載置した前記パターンとの間を接続する熱伝導接続部
材とにより構成したので、放熱性に優れると共に接続作
業が容易であり、半導体チップ等の縮小化が可能である
と共に生産性の優れた半導体装置が得られる効果があ
る。
【００３９】また、第３の発明によれば、第２の放熱手
段における樹脂製ケースからの露出部が突出し、該突出
した露出部に放熱フィンが形成されているので、さら
に、放熱特性の優れた半導体装置が得られる効果があ
る。
段における樹脂製ケースからの露出部が突出し、該突出
した露出部に放熱フィンが形成されているので、さら
に、放熱特性の優れた半導体装置が得られる効果があ
る。
【００４０】また、第４の発明によれば、樹脂製ケース
の外部に突出した露出部における、放熱フィンが形成さ
れている第１の露出部が、該第１の露出部を除く第２の
露出部とは別ピースに形成され、該第２の露出部に接合
されているので、使用環境の温度条件に応じて放熱フィ
ンが形成された第１の露出部のサイズを選択でき、経済
的に優れた半導体装置が得られる効果がある。
の外部に突出した露出部における、放熱フィンが形成さ
れている第１の露出部が、該第１の露出部を除く第２の
露出部とは別ピースに形成され、該第２の露出部に接合
されているので、使用環境の温度条件に応じて放熱フィ
ンが形成された第１の露出部のサイズを選択でき、経済
的に優れた半導体装置が得られる効果がある。
【００４１】また、第５の発明によれば、放熱フィンが
形成されている第１の露出部が、該第１の露出部を除く
第２の露出部に電気絶縁薄膜を介して接合されているの
で、前記第１の露出部を充電部から絶縁でき、安全性に
優れた半導体装置が得られる効果がある。
形成されている第１の露出部が、該第１の露出部を除く
第２の露出部に電気絶縁薄膜を介して接合されているの
で、前記第１の露出部を充電部から絶縁でき、安全性に
優れた半導体装置が得られる効果がある。
【００４２】また、第６の発明によれば、第２の放熱手
段における樹脂製ケースからの露出部に半導体チップの
一方の主電極と導通する外部端子を設けたので、前記外
部端子に接続される電力線、ブスバー等を介しても放熱
でき、放熱特性が極めて優れた、小形安価な半導体装置
が得られる効果がある。
段における樹脂製ケースからの露出部に半導体チップの
一方の主電極と導通する外部端子を設けたので、前記外
部端子に接続される電力線、ブスバー等を介しても放熱
でき、放熱特性が極めて優れた、小形安価な半導体装置
が得られる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１としての半導体装置
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図２】 図１に示した半導体装置の外観を示す斜視図
である。
である。
【図３】 この発明の実施の形態２としての半導体装置
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図４】 図３に示した半導体装置の外観を示す斜視図
である。
である。
【図５】 この発明の実施の形態３としての半導体装置
の構造を示す断面図である。
の構造を示す断面図である。
【図６】 従来の半導体装置の構造を示す断面図であ
る。
る。
１ ダイオードチップ、３ 銅パターン、４ 絶縁基
板、５ 銅箔板、７Ａ 銅ベース板、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ
樹脂製ケース、１０、１１ 外部端子、１２ アルミ
ワイヤ、１４ ヒートシンク、１５ 熱伝導植設部材、
１６ 熱伝導接続部材、１７ ヒートシンク、１８ 絶
縁シート、１９、１９Ａ 外部端子付ヒートシンク、１
９ａ、１９Ａａ 外部端子、２０ 熱伝導バー
板、５ 銅箔板、７Ａ 銅ベース板、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ
樹脂製ケース、１０、１１ 外部端子、１２ アルミ
ワイヤ、１４ ヒートシンク、１５ 熱伝導植設部材、
１６ 熱伝導接続部材、１７ ヒートシンク、１８ 絶
縁シート、１９、１９Ａ 外部端子付ヒートシンク、１
９ａ、１９Ａａ 外部端子、２０ 熱伝導バー
Claims (6)
- 【請求項１】 パターンが形成され、該パターン上に半
導体チップを載置した絶縁基板と、該絶縁基板を支持す
ると共に前記半導体チップの発熱を放熱する第１の放熱
手段と、該第１の放熱手段の周縁部に前記絶縁基板を囲
むように装着された樹脂製ケースと、該樹脂製ケースを
貫通し、一端が前記半導体チップ若しくは該半導体チッ
プを載置した前記パターンに接触し、他端が前記樹脂製
ケースの外部に露出した第２の放熱手段とを備えたこと
を特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置において、第
２の放熱手段は、樹脂製ケースに植設され、一端が該樹
脂製ケースの内側に、他端が該樹脂製ケースの外側に露
出した熱伝導植設部材と、該熱伝導植設部材の一端と半
導体チップ若しくは該半導体チップを載置したパターン
との間を接続する熱伝導接続部材とを備えたことを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の半導体装
置において、第２の放熱手段は、樹脂製ケースの外部に
突出した露出部を有し、該突出した露出部に放熱フィン
が形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の半導体装置において、樹
脂製ケースの外部に突出した露出部は、放熱フィンが形
成されている第１の露出部と、該第１の露出部を除く第
２の露出部とからなり、前記第１の露出部は、前記第２
の露出部とは別ピースとして形成され、該第２の露出部
に接合されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の半導体装置において、第
１の露出部は、第２の露出部に電気絶縁薄膜を介して接
合されていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
の半導体装置において、第２の放熱手段は、樹脂製ケー
スの外部に露出した露出部に半導体チップの一方の主電
極と導通する外部端子を有することを特徴とする半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10239022A JP2000068426A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10239022A JP2000068426A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000068426A true JP2000068426A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=17038731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10239022A Pending JP2000068426A (ja) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000068426A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280489A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-27 | Unisia Jecs Corp | 半導体装置 |
| JP2008101227A (ja) * | 2007-12-27 | 2008-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | 熱伝導性樹脂シートおよびこれを用いたパワーモジュール |
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