JP2000252416A - 電力半導体装置 - Google Patents
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- H01L2924/191—Disposition
- H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
- H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 封止樹脂の加熱硬化時の収縮に起因する枠体
の変形に伴う基板の反り等の変形を防止し、放熱板への
取付けによる熱抵抗を小さくできる電力半導体装置を得
る。 【解決手段】 外部接続端子６がインサートされた樹脂
製の枠体１におけるワイヤボンディングマシンのボンデ
ィングヘッド（図示せず）を挿入させるために必然的に
大きな開口端１ｂの内周に、格子状の支柱１３を圧入に
よりアウトサートし、枠体１の成形時の変形を矯正する
と共に、封止樹脂９の加熱硬化時の収縮に起因する枠体
１の変形に伴う基板の反り等の変形を防止する。
の変形に伴う基板の反り等の変形を防止し、放熱板への
取付けによる熱抵抗を小さくできる電力半導体装置を得
る。 【解決手段】 外部接続端子６がインサートされた樹脂
製の枠体１におけるワイヤボンディングマシンのボンデ
ィングヘッド（図示せず）を挿入させるために必然的に
大きな開口端１ｂの内周に、格子状の支柱１３を圧入に
よりアウトサートし、枠体１の成形時の変形を矯正する
と共に、封止樹脂９の加熱硬化時の収縮に起因する枠体
１の変形に伴う基板の反り等の変形を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、外部接続端子が
インサートされた枠体内に熱硬化性樹脂を充填し、電力
用半導体素子を樹脂封止した電力半導体装置の改良に関
するものである。
インサートされた枠体内に熱硬化性樹脂を充填し、電力
用半導体素子を樹脂封止した電力半導体装置の改良に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は外部接続端子がインサートされた
枠体に電力半導体素子を樹脂封止した従来の電力半導体
装置を示す断面図、図４は図３に示した電力半導体装置
の反りを示す正面図である。
枠体に電力半導体素子を樹脂封止した従来の電力半導体
装置を示す断面図、図４は図３に示した電力半導体装置
の反りを示す正面図である。
【０００３】図において、１は両端が開口した樹脂製の
枠体、２は枠体１の一方の開口端１ａを塞ぐ金属ベース
板、３は表主面上に回路パターン（図示せず）が形成さ
れ、該回路パターン上に電力半導体素子４や回路構成に
必要な電子部材５が実装されると共に、裏主面が金属ベ
ース板２の内側主面上に固着された絶縁基板としての電
力回路基板である。なお、枠体１の一方の開口端１ａの
内周に金属ベース板２を嵌挿し、金属ベース板２の外周
縁を後述の接着剤８で接着することにより開口端１ａの
内周に嵌着し、開口端１ａを金属ベース板２で塞いでい
る。また、電力半導体素子４は金属ブロック４Ａを介し
て電力回路基板３に載置されている。
枠体、２は枠体１の一方の開口端１ａを塞ぐ金属ベース
板、３は表主面上に回路パターン（図示せず）が形成さ
れ、該回路パターン上に電力半導体素子４や回路構成に
必要な電子部材５が実装されると共に、裏主面が金属ベ
ース板２の内側主面上に固着された絶縁基板としての電
力回路基板である。なお、枠体１の一方の開口端１ａの
内周に金属ベース板２を嵌挿し、金属ベース板２の外周
縁を後述の接着剤８で接着することにより開口端１ａの
内周に嵌着し、開口端１ａを金属ベース板２で塞いでい
る。また、電力半導体素子４は金属ブロック４Ａを介し
て電力回路基板３に載置されている。
【０００４】６、６Ａは一端が枠体１の内壁面に露出
し、他端が外部に露出するように枠体１にインサートさ
れ、電力半導体素子４や電子部材５と外部とを接続する
外部接続端子、７は電力半導体素子４、電子部材５及び
外部接続端子６、６Ａの間を接続するボンディングワイ
ヤ、８は金属ベース板２を枠体１の開口端１ａの内周に
固定するための接着剤、９は電力半導体素子４等を封止
すべく、枠体１と電力回路基板３とで区画される領域に
充填され、他方の開口端１ｂを塞ぐ加熱硬化性のエポキ
シ系封止樹脂であり、開口端１ｂから注入され、加熱硬
化により電力半導体素子４や電子部材５に対する気密
性、耐湿性、電気的絶縁性等の必要な性能を得るための
ものである。
し、他端が外部に露出するように枠体１にインサートさ
れ、電力半導体素子４や電子部材５と外部とを接続する
外部接続端子、７は電力半導体素子４、電子部材５及び
外部接続端子６、６Ａの間を接続するボンディングワイ
ヤ、８は金属ベース板２を枠体１の開口端１ａの内周に
固定するための接着剤、９は電力半導体素子４等を封止
すべく、枠体１と電力回路基板３とで区画される領域に
充填され、他方の開口端１ｂを塞ぐ加熱硬化性のエポキ
シ系封止樹脂であり、開口端１ｂから注入され、加熱硬
化により電力半導体素子４や電子部材５に対する気密
性、耐湿性、電気的絶縁性等の必要な性能を得るための
ものである。
【０００５】そして、枠体１〜封止樹脂９にて従来の電
力半導体装置１０が構成されている。なお、１１は金属
ベース板２の外側主面を当接させ、金属ブロック４Ａ、
電力回路基板３及び金属ベース板２を介して熱伝導され
た電力半導体素子４の発熱を放熱する放熱板、１２は電
力半導体装置１０を放熱板１１に固定するボルトであ
る。
力半導体装置１０が構成されている。なお、１１は金属
ベース板２の外側主面を当接させ、金属ブロック４Ａ、
電力回路基板３及び金属ベース板２を介して熱伝導され
た電力半導体素子４の発熱を放熱する放熱板、１２は電
力半導体装置１０を放熱板１１に固定するボルトであ
る。
【０００６】このような従来の電力半導体装置において
は、電力半導体素子４、電子部材５を載置した電力回路
基板３と外部接続端子６、６Ａにおける枠体１の内側の
露出部（図示せず）との間をワイヤ接続すべく、ワイヤ
ボンディングマシン（図示せず）のボンディングヘッド
が枠体１の開口端１ｂから内部に挿入されるので、開口
端１ｂは必然的に大きく口が開いた構造となる。
は、電力半導体素子４、電子部材５を載置した電力回路
基板３と外部接続端子６、６Ａにおける枠体１の内側の
露出部（図示せず）との間をワイヤ接続すべく、ワイヤ
ボンディングマシン（図示せず）のボンディングヘッド
が枠体１の開口端１ｂから内部に挿入されるので、開口
端１ｂは必然的に大きく口が開いた構造となる。
【０００７】また、開口端１ｂを塞ぐ加熱硬化性のエポ
キシ系封止樹脂９は、枠体１との密着力が大きいという
特徴を有する反面、加熱硬化に伴う収縮率、引張り強度
が大きく、かつ、開口端１ａの内周に金属ベース板２の
外周縁を嵌挿して接着剤８で接着することにより開口端
１ａを金属ベース板２で塞いでいるので、封止樹脂９が
硬化する際の収縮により開口端１ａ側に比較して開口端
１ｂ側は収縮し易く、図４に示すごとく、電力半導体装
置１０は開口端１ａ側が凸状に反ってしまい、電力半導
体装置１０を放熱板１１に取付けると、前記反りにより
放熱板１１との間に隙間が生じ、結果として放熱のため
の熱抵抗が大きくなった。
キシ系封止樹脂９は、枠体１との密着力が大きいという
特徴を有する反面、加熱硬化に伴う収縮率、引張り強度
が大きく、かつ、開口端１ａの内周に金属ベース板２の
外周縁を嵌挿して接着剤８で接着することにより開口端
１ａを金属ベース板２で塞いでいるので、封止樹脂９が
硬化する際の収縮により開口端１ａ側に比較して開口端
１ｂ側は収縮し易く、図４に示すごとく、電力半導体装
置１０は開口端１ａ側が凸状に反ってしまい、電力半導
体装置１０を放熱板１１に取付けると、前記反りにより
放熱板１１との間に隙間が生じ、結果として放熱のため
の熱抵抗が大きくなった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記のような外部接続
端子が枠体にインサートされたタイプの従来の電力半導
体装置では、金属ベース板及び電力回路基板により構成
された所謂基板を枠体に取付けた後にワイヤボンディン
グを必要とするので、前記枠体には、ワイヤボンディン
グマシンのボンディングヘッドを挿入させるために必然
的に大きな開口を要するが、該開口を封止する封止樹脂
が硬化する際に、該封止樹脂の硬化時の収縮率、引張り
強度及び密着力が大きいために、前記封止樹脂の加熱硬
化時の収縮により枠体が変形し、この枠体の変形に伴っ
て前記基板に反りを生じ、前記電力半導体装置と該電力
半導体装置を取付けた放熱板間に前記反りによる隙間が
生じ、熱抵抗が増大するという問題点があった。
端子が枠体にインサートされたタイプの従来の電力半導
体装置では、金属ベース板及び電力回路基板により構成
された所謂基板を枠体に取付けた後にワイヤボンディン
グを必要とするので、前記枠体には、ワイヤボンディン
グマシンのボンディングヘッドを挿入させるために必然
的に大きな開口を要するが、該開口を封止する封止樹脂
が硬化する際に、該封止樹脂の硬化時の収縮率、引張り
強度及び密着力が大きいために、前記封止樹脂の加熱硬
化時の収縮により枠体が変形し、この枠体の変形に伴っ
て前記基板に反りを生じ、前記電力半導体装置と該電力
半導体装置を取付けた放熱板間に前記反りによる隙間が
生じ、熱抵抗が増大するという問題点があった。
【０００９】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、外部接続端子が枠体にインサー
トされたタイプの電力半導体装置における封止樹脂の加
熱硬化時の収縮に起因する前記枠体の変形に伴う基板の
反り等の変形を防止した電力半導体装置を得ることを目
的とする。
ためになされたもので、外部接続端子が枠体にインサー
トされたタイプの電力半導体装置における封止樹脂の加
熱硬化時の収縮に起因する前記枠体の変形に伴う基板の
反り等の変形を防止した電力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の発明に係わる電力
半導体装置は、電力半導体素子を載置した基板と、両端
が開口し、その一方の開口端を前記基板で塞ぐと共に、
該基板に載置された前記電力半導体素子を囲繞する枠体
と、該枠体にインサートされ、一端が前記枠体の内壁面
に露出し、該露出した一端と前記電力半導体素子とをワ
イヤボンディングにて相互に接続された外部接続端子
と、前記電力半導体素子を樹脂封止すると共に前記枠体
における他方の開口端を塞ぐ封止樹脂と、前記他方の開
口端の内周に嵌挿され、前記封止樹脂の加熱硬化に伴う
前記枠体の変形を阻止する変形阻止部材とを備えたもの
である。
半導体装置は、電力半導体素子を載置した基板と、両端
が開口し、その一方の開口端を前記基板で塞ぐと共に、
該基板に載置された前記電力半導体素子を囲繞する枠体
と、該枠体にインサートされ、一端が前記枠体の内壁面
に露出し、該露出した一端と前記電力半導体素子とをワ
イヤボンディングにて相互に接続された外部接続端子
と、前記電力半導体素子を樹脂封止すると共に前記枠体
における他方の開口端を塞ぐ封止樹脂と、前記他方の開
口端の内周に嵌挿され、前記封止樹脂の加熱硬化に伴う
前記枠体の変形を阻止する変形阻止部材とを備えたもの
である。
【００１１】第２の発明に係わる電力半導体装置は、金
属ベース板と、表主面上に回路パターンを形成し、該回
路パターン上に電力半導体素子を実装すると共に、裏主
面を前記金属ベース板の主面上に固着した絶縁基板と、
両端を開口すると共に一方の開口端の内周に前記金属ベ
ース板の外周縁を嵌着させることにより前記開口端を前
記金属ベース板で塞ぎ、前記回路パターン及び前記電力
半導体素子を囲繞する枠体と、一端が前記枠体の内壁面
に露出するように前記枠体にインサートし、前記内壁面
に露出した一端と前記電力半導体素子との間を前記回路
パターンを介してワイヤボンディングにて接続した外部
接続端子と、前記枠体と前記絶縁基板とで区画される領
域に充填して前記電力半導体素子を樹脂封止する加熱硬
化性の封止樹脂と、前記他方の開口端の内周に嵌挿し、
前記封止樹脂の硬化に伴う前記枠体の変形を阻止する変
形阻止部材とを備えたものである。
属ベース板と、表主面上に回路パターンを形成し、該回
路パターン上に電力半導体素子を実装すると共に、裏主
面を前記金属ベース板の主面上に固着した絶縁基板と、
両端を開口すると共に一方の開口端の内周に前記金属ベ
ース板の外周縁を嵌着させることにより前記開口端を前
記金属ベース板で塞ぎ、前記回路パターン及び前記電力
半導体素子を囲繞する枠体と、一端が前記枠体の内壁面
に露出するように前記枠体にインサートし、前記内壁面
に露出した一端と前記電力半導体素子との間を前記回路
パターンを介してワイヤボンディングにて接続した外部
接続端子と、前記枠体と前記絶縁基板とで区画される領
域に充填して前記電力半導体素子を樹脂封止する加熱硬
化性の封止樹脂と、前記他方の開口端の内周に嵌挿し、
前記封止樹脂の硬化に伴う前記枠体の変形を阻止する変
形阻止部材とを備えたものである。
【００１２】第３の発明に係わる電力半導体装置は、第
１又は第２の発明に係わる電力半導体装置において、変
形阻止部材を縦横に延びる格子状の支柱にて形成したも
のである。
１又は第２の発明に係わる電力半導体装置において、変
形阻止部材を縦横に延びる格子状の支柱にて形成したも
のである。
【００１３】第４の発明に係わる電力半導体装置は、第
３の発明に係わる電力半導体装置において、格子状の支
柱における電力半導体素子側の側面を封止樹脂の表面に
対して傾斜させ、その少なくとも一部を前記封止樹脂に
埋没させたものである。
３の発明に係わる電力半導体装置において、格子状の支
柱における電力半導体素子側の側面を封止樹脂の表面に
対して傾斜させ、その少なくとも一部を前記封止樹脂に
埋没させたものである。
【００１４】第５の発明に係わる電力半導体装置は、第
１乃至第４の何れかに記載の発明に係わる電力半導体装
置において、枠体における樹脂封止側の開口端近傍の内
壁に、変形阻止部材の挿入深さを規制する段差を形成し
たものである。
１乃至第４の何れかに記載の発明に係わる電力半導体装
置において、枠体における樹脂封止側の開口端近傍の内
壁に、変形阻止部材の挿入深さを規制する段差を形成し
たものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の実施の形態１を示す電力半導体装置の断面図であり、
図１Ａは正面から見た断面、図１Ｂは側面から見た断面
を示す。また、図２は、図１に示した電力半導体装置に
おける格子状の支柱を示す図であり、図２Ａはその平面
図、図２Ｂ、図２Ｃはそれぞれ図２Ａに示した平面図に
おけるＢ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図である。なお、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。
の実施の形態１を示す電力半導体装置の断面図であり、
図１Ａは正面から見た断面、図１Ｂは側面から見た断面
を示す。また、図２は、図１に示した電力半導体装置に
おける格子状の支柱を示す図であり、図２Ａはその平面
図、図２Ｂ、図２Ｃはそれぞれ図２Ａに示した平面図に
おけるＢ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図である。なお、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。
【００１６】図において、１は両端が開口した樹脂製の
枠体、２は枠体１の一方の開口端１ａを塞ぐ金属ベース
板、３は表主面上に回路パターン（図示せず）が形成さ
れ、該回路パターン上に電力半導体素子４や回路構成に
必要な電子部材５が実装されると共に、裏主面が金属ベ
ース板２の主面上に固着された絶縁基板として電力回路
基板である。なお、金属ベース板２及び電力回路基板３
により所謂基板を構成しており、また、枠体１の一方の
開口端１ａの内周に金属ベース板２を嵌挿し、金属ベー
ス板２の外周縁を後述の接着剤８で接着することにより
開口端１ａの内周に嵌着し、開口端１ａを金属ベース板
２で塞いでいる。また、電力半導体素子４は金属ブロッ
ク４Ａを介して電力回路基板３に載置されている。
枠体、２は枠体１の一方の開口端１ａを塞ぐ金属ベース
板、３は表主面上に回路パターン（図示せず）が形成さ
れ、該回路パターン上に電力半導体素子４や回路構成に
必要な電子部材５が実装されると共に、裏主面が金属ベ
ース板２の主面上に固着された絶縁基板として電力回路
基板である。なお、金属ベース板２及び電力回路基板３
により所謂基板を構成しており、また、枠体１の一方の
開口端１ａの内周に金属ベース板２を嵌挿し、金属ベー
ス板２の外周縁を後述の接着剤８で接着することにより
開口端１ａの内周に嵌着し、開口端１ａを金属ベース板
２で塞いでいる。また、電力半導体素子４は金属ブロッ
ク４Ａを介して電力回路基板３に載置されている。
【００１７】６、６Ａは一端が枠体１の内壁面に露出
し、他端が外部に露出するように樹脂製の枠体１にイン
サートされ、電力半導体素子４や電子部材５と外部とを
接続する外部接続端子、７は電力半導体素子４、電子部
材５及び外部接続端子６、６Ａの間を接続するボンディ
ングワイヤ、８は金属ベース板２を枠体１の開口端１ａ
の内周に固定するための接着剤、９は電力半導体素子４
等を封止すべく、枠体１と電力回路基板３とで区画され
る領域に充填され、他方の開口端１ｂを塞ぐ加熱硬化性
のエポキシ系封止樹脂であり、開口端１ｂから注入さ
れ、加熱硬化により気密性、耐湿性、電気的絶縁性等の
必要な性能を得るためのものである。
し、他端が外部に露出するように樹脂製の枠体１にイン
サートされ、電力半導体素子４や電子部材５と外部とを
接続する外部接続端子、７は電力半導体素子４、電子部
材５及び外部接続端子６、６Ａの間を接続するボンディ
ングワイヤ、８は金属ベース板２を枠体１の開口端１ａ
の内周に固定するための接着剤、９は電力半導体素子４
等を封止すべく、枠体１と電力回路基板３とで区画され
る領域に充填され、他方の開口端１ｂを塞ぐ加熱硬化性
のエポキシ系封止樹脂であり、開口端１ｂから注入さ
れ、加熱硬化により気密性、耐湿性、電気的絶縁性等の
必要な性能を得るためのものである。
【００１８】そして、枠体１〜封止樹脂９及び後述の支
柱１３にて電力半導体装置１０が構成される。なお、１
１は金属ベース板２の外側主面を当接させ、電力回路基
板３及び金属ベース板２を介して熱伝導された電力半導
体素子４の発熱を放熱する放熱板、１２は電力半導体装
置１０の枠体１を放熱板１１に固定するボルトである。
柱１３にて電力半導体装置１０が構成される。なお、１
１は金属ベース板２の外側主面を当接させ、電力回路基
板３及び金属ベース板２を介して熱伝導された電力半導
体素子４の発熱を放熱する放熱板、１２は電力半導体装
置１０の枠体１を放熱板１１に固定するボルトである。
【００１９】そして、１３は枠体１の開口端１ｂの内周
に挿入された変形阻止部材としての格子状の支柱であ
り、枠体１の開口端１ｂの内周に、開口端１ｂを広げる
方向に圧入によりアウトサートされ、枠体１の成形時に
おける変形を矯正すると共に、封止樹脂９の加熱硬化時
の収縮に起因する枠体１の変形に伴う金属ベース板２の
反り等の変形を防止する。
に挿入された変形阻止部材としての格子状の支柱であ
り、枠体１の開口端１ｂの内周に、開口端１ｂを広げる
方向に圧入によりアウトサートされ、枠体１の成形時に
おける変形を矯正すると共に、封止樹脂９の加熱硬化時
の収縮に起因する枠体１の変形に伴う金属ベース板２の
反り等の変形を防止する。
【００２０】なお、格子状の支柱１３は、両端縁におけ
る枠体１の内側との接触面１３ａにおいて、その挿入側
に傾斜面１３ｂが形成されている。また、図２のＢ−Ｂ
断面図及びＣ−Ｃ断面図に示すごとく、格子状の支柱１
３の断面は五角形に形成され、挿入側に突出した構造、
即ち、支柱１３における電力回路基板３との対向面側に
傾斜した壁面１３ｃを有する構造を為す。また、枠体１
の開口端１ｂにおける内壁面に、アウトサートされる支
柱１３のストッパーとしての段差１ｃが設けられてい
る。
る枠体１の内側との接触面１３ａにおいて、その挿入側
に傾斜面１３ｂが形成されている。また、図２のＢ−Ｂ
断面図及びＣ−Ｃ断面図に示すごとく、格子状の支柱１
３の断面は五角形に形成され、挿入側に突出した構造、
即ち、支柱１３における電力回路基板３との対向面側に
傾斜した壁面１３ｃを有する構造を為す。また、枠体１
の開口端１ｂにおける内壁面に、アウトサートされる支
柱１３のストッパーとしての段差１ｃが設けられてい
る。
【００２１】このような電力半導体装置１０において
は、電力半導体素子４及び電子部材５を載置した電力回
路基板３と外部接続端子６、６Ａとの間をワイヤ接続す
る際に、ワイヤボンディングマシン（図示せず）のボン
ディングヘッドが開口端１ｂから挿入されるので、開口
端１ｂ側は必然的に大きく口が開いた構造となり、樹脂
製の枠体１の強度が相対的に弱く、枠体１の成形時に変
形が生じ易いと共に、開口端１ｂを塞ぐ加熱硬化性のエ
ポキシ系封止樹脂９は、枠体１との密着力が大きいとい
う特徴を有する反面、加熱硬化に伴う収縮率、引張り強
度が大きく、かつ、開口端１ａの内周に金属ベース板２
の外周縁を嵌挿して接着剤８で接着することにより開口
端１ａを金属ベース板２で塞いでいるので、封止樹脂９
が硬化する際の収縮により開口端１ａ側に比較して開口
端１ｂ側は収縮し易く、開口端１ａ側を凸状に反らせる
力が作用する。
は、電力半導体素子４及び電子部材５を載置した電力回
路基板３と外部接続端子６、６Ａとの間をワイヤ接続す
る際に、ワイヤボンディングマシン（図示せず）のボン
ディングヘッドが開口端１ｂから挿入されるので、開口
端１ｂ側は必然的に大きく口が開いた構造となり、樹脂
製の枠体１の強度が相対的に弱く、枠体１の成形時に変
形が生じ易いと共に、開口端１ｂを塞ぐ加熱硬化性のエ
ポキシ系封止樹脂９は、枠体１との密着力が大きいとい
う特徴を有する反面、加熱硬化に伴う収縮率、引張り強
度が大きく、かつ、開口端１ａの内周に金属ベース板２
の外周縁を嵌挿して接着剤８で接着することにより開口
端１ａを金属ベース板２で塞いでいるので、封止樹脂９
が硬化する際の収縮により開口端１ａ側に比較して開口
端１ｂ側は収縮し易く、開口端１ａ側を凸状に反らせる
力が作用する。
【００２２】しかし、開口端１ｂの内周に、枠体１を広
げる方向に縦横に延びる格子状の支柱１３を圧入により
アウトサートしたので、枠体１の成形時における変形を
矯正すると共に、封止樹脂９の加熱硬化時の収縮に起因
する変形を防止することができる。即ち、加熱硬化性の
封止樹脂９の収縮に起因する枠体１の変形に伴う金属ベ
ース板２の反り等の変形を、枠体１の一方の開口端１ａ
の内周に嵌着した金属ベース板２と、他方の開口端１ｂ
の内周に嵌挿した格子状の支柱１３とでバランス良く阻
止し、前記金属ベース板２の反り等の変形を防止するこ
とができる。この結果、電力半導体装置１０を放熱板１
１にボルト１２で固定する場合において、放熱板１１と
の間に隙間が発生するのを防止でき、熱抵抗を小さく保
持することができる。
げる方向に縦横に延びる格子状の支柱１３を圧入により
アウトサートしたので、枠体１の成形時における変形を
矯正すると共に、封止樹脂９の加熱硬化時の収縮に起因
する変形を防止することができる。即ち、加熱硬化性の
封止樹脂９の収縮に起因する枠体１の変形に伴う金属ベ
ース板２の反り等の変形を、枠体１の一方の開口端１ａ
の内周に嵌着した金属ベース板２と、他方の開口端１ｂ
の内周に嵌挿した格子状の支柱１３とでバランス良く阻
止し、前記金属ベース板２の反り等の変形を防止するこ
とができる。この結果、電力半導体装置１０を放熱板１
１にボルト１２で固定する場合において、放熱板１１と
の間に隙間が発生するのを防止でき、熱抵抗を小さく保
持することができる。
【００２３】なお、格子状の支柱１３には、その両端、
即ち、開口端１ｂの内周との当接部１３ａの挿入側に傾
斜面１３ｂを形成したので、支柱１３を開口端１ｂの内
周に圧入するに際し、容易にアウトサートすることがで
きる。
即ち、開口端１ｂの内周との当接部１３ａの挿入側に傾
斜面１３ｂを形成したので、支柱１３を開口端１ｂの内
周に圧入するに際し、容易にアウトサートすることがで
きる。
【００２４】また、開口端１ｂの内壁面に、アウトサー
トされる支柱１３のストッパーとしての段差１ｃを設け
たので、支柱１３は段差１ｃで容易に位置決めできる。
即ち、支柱１３の圧入によるアウトサート作業におい
て、所定の深さ以上に誤って圧入する恐れがなく、アウ
トサート作業の容易なものが得られる。
トされる支柱１３のストッパーとしての段差１ｃを設け
たので、支柱１３は段差１ｃで容易に位置決めできる。
即ち、支柱１３の圧入によるアウトサート作業におい
て、所定の深さ以上に誤って圧入する恐れがなく、アウ
トサート作業の容易なものが得られる。
【００２５】さらに、実施の形態１では、図１に示すよ
うに、封止樹脂９を支柱１３と接触しないように注入し
たが、支柱１３の全部を封止樹脂９中に埋没させても、
若しくは一部を埋没させても、図２に示すごとく、格子
状の支柱１３の下部、即ち、支柱１３の電力回路基板３
との対向面側を傾斜した壁面１３ｃを有する構造とした
ので、加熱硬化前の液状の封止樹脂９に混入した気泡が
支柱１３の下部側に存在しても、支柱１３の壁面１３ｃ
に沿って浮上可能であり、硬化後の封止樹脂９中への気
泡の閉じ込めを防止でき、その耐絶縁性を向上させるこ
とができる。
うに、封止樹脂９を支柱１３と接触しないように注入し
たが、支柱１３の全部を封止樹脂９中に埋没させても、
若しくは一部を埋没させても、図２に示すごとく、格子
状の支柱１３の下部、即ち、支柱１３の電力回路基板３
との対向面側を傾斜した壁面１３ｃを有する構造とした
ので、加熱硬化前の液状の封止樹脂９に混入した気泡が
支柱１３の下部側に存在しても、支柱１３の壁面１３ｃ
に沿って浮上可能であり、硬化後の封止樹脂９中への気
泡の閉じ込めを防止でき、その耐絶縁性を向上させるこ
とができる。
【００２６】なお、実施の形態１においては、支柱１３
を格子状に形成したが、支柱１３の形状は格子状に限定
されるものではない。また、支柱１３の断面形状を五角
形としたが、この断面形状は五角形に限定されるもので
はなく、封止樹脂９に埋没される支柱の壁面が硬化前の
液状の封止樹脂９の表面に対して傾斜し、封止樹脂９に
混入した気泡が傾斜した前記壁面に沿って浮上可能であ
ればよい。
を格子状に形成したが、支柱１３の形状は格子状に限定
されるものではない。また、支柱１３の断面形状を五角
形としたが、この断面形状は五角形に限定されるもので
はなく、封止樹脂９に埋没される支柱の壁面が硬化前の
液状の封止樹脂９の表面に対して傾斜し、封止樹脂９に
混入した気泡が傾斜した前記壁面に沿って浮上可能であ
ればよい。
【００２７】なお、支柱１３を封止樹脂９中に埋没させ
る構造の場合には、支柱１３とボンディングワイヤとが
必然的に接近するが、支柱１３を絶縁材若しくは絶縁材
で被覆された金属材で構成することにより短絡等の恐れ
のないものが得られる。
る構造の場合には、支柱１３とボンディングワイヤとが
必然的に接近するが、支柱１３を絶縁材若しくは絶縁材
で被覆された金属材で構成することにより短絡等の恐れ
のないものが得られる。
【００２８】また、支柱１３の断面の巾、厚みについて
は、枠体１の形状、寸法及び材質と、封止樹脂９の厚さ
や収縮率、固有の引張り強度等とで決まる枠体１の変形
を矯正するに必要な強度が得られるように、支柱１３の
固有の材質強度に基づき適切に選定されることは言うま
でもない。
は、枠体１の形状、寸法及び材質と、封止樹脂９の厚さ
や収縮率、固有の引張り強度等とで決まる枠体１の変形
を矯正するに必要な強度が得られるように、支柱１３の
固有の材質強度に基づき適切に選定されることは言うま
でもない。
【００２９】さらに、実施の形態１においては、図１に
示したように、金属ベース板２を枠体１の開口端１ａの
内周に嵌着させ、開口端１ａを金属ベース板２で塞いだ
が、金属ベース板２を開口端１ａの端面に固着させたタ
イプのものであっても本発明を適用できる。また、実施
の形態１においては、図１に示したように、金属ベース
板２と電力回路基板３とにより構成された所謂基板にお
ける金属ベース板２で開口端１ａを塞いだが、開口端１
ａを塞ぐのは非金属の基板であっても本発明を適用でき
る。
示したように、金属ベース板２を枠体１の開口端１ａの
内周に嵌着させ、開口端１ａを金属ベース板２で塞いだ
が、金属ベース板２を開口端１ａの端面に固着させたタ
イプのものであっても本発明を適用できる。また、実施
の形態１においては、図１に示したように、金属ベース
板２と電力回路基板３とにより構成された所謂基板にお
ける金属ベース板２で開口端１ａを塞いだが、開口端１
ａを塞ぐのは非金属の基板であっても本発明を適用でき
る。
【００３０】
【発明の効果】両端が開口し、その一方の開口端が基板
で塞がれ、該基板に載置された電力半導体素子を樹脂封
止した枠体における他方の開口端の内周に変形阻止部材
を嵌挿したので、封止樹脂の加熱硬化による収縮に起因
する前記枠体の変形に伴う前記基板の反り等の変形が生
じ難く、前記基板を被放熱体へ密着固定することがで
き、放熱効果の優れた電力半導体装置が得られる効果が
ある。
で塞がれ、該基板に載置された電力半導体素子を樹脂封
止した枠体における他方の開口端の内周に変形阻止部材
を嵌挿したので、封止樹脂の加熱硬化による収縮に起因
する前記枠体の変形に伴う前記基板の反り等の変形が生
じ難く、前記基板を被放熱体へ密着固定することがで
き、放熱効果の優れた電力半導体装置が得られる効果が
ある。
【００３１】また、両端が開口し、その一方の開口端
が、その内周に金属ベース板の外周縁を嵌着することに
より該金属ベース板で塞がれ、該金属ベース板の主面上
に固着された絶縁基板に載置された回路パターン及び電
力半導体素子を囲繞すると共に加熱硬化性の封止樹脂で
封止した枠体における他方の開口端の内周に変形阻止部
材を嵌挿したので、前記加熱硬化性の封止樹脂の収縮に
起因する前記枠体の変形を該枠体の両開口端でバランス
良く阻止でき、前記枠体の変形に伴う前記金属ベース板
の反り等の変形が極めて生じ難く、前記金属ベース板を
被放熱体へ確実に密着固定することができ、放熱効果の
極めて優れた電力半導体装置が得られる効果がある。
が、その内周に金属ベース板の外周縁を嵌着することに
より該金属ベース板で塞がれ、該金属ベース板の主面上
に固着された絶縁基板に載置された回路パターン及び電
力半導体素子を囲繞すると共に加熱硬化性の封止樹脂で
封止した枠体における他方の開口端の内周に変形阻止部
材を嵌挿したので、前記加熱硬化性の封止樹脂の収縮に
起因する前記枠体の変形を該枠体の両開口端でバランス
良く阻止でき、前記枠体の変形に伴う前記金属ベース板
の反り等の変形が極めて生じ難く、前記金属ベース板を
被放熱体へ確実に密着固定することができ、放熱効果の
極めて優れた電力半導体装置が得られる効果がある。
【００３２】さらに、変形阻止部材を縦横に延びる格子
状の支柱にて形成したので、封止樹脂の加熱硬化時の収
縮に起因する枠体の変形に伴う基板の反り等の変形を防
止できる前記変形阻止部材を安価に得られ、結果とし
て、放熱効果に優れた安価な電力半導体装置が得られる
効果がある。
状の支柱にて形成したので、封止樹脂の加熱硬化時の収
縮に起因する枠体の変形に伴う基板の反り等の変形を防
止できる前記変形阻止部材を安価に得られ、結果とし
て、放熱効果に優れた安価な電力半導体装置が得られる
効果がある。
【００３３】また、格子状の支柱の側面における電力半
導体素子との対向面側を、封止樹脂の表面に対して傾斜
させたので、未硬化の封止樹脂を注入した際に、前記格
子状の支柱の背部に気泡を閉じ込める恐れが少なく、該
気泡の存在に起因する前記封止樹脂の電気絶縁性の低下
を防止でき、電気絶縁性に優れた電力半導体装置が得ら
れる効果がある。
導体素子との対向面側を、封止樹脂の表面に対して傾斜
させたので、未硬化の封止樹脂を注入した際に、前記格
子状の支柱の背部に気泡を閉じ込める恐れが少なく、該
気泡の存在に起因する前記封止樹脂の電気絶縁性の低下
を防止でき、電気絶縁性に優れた電力半導体装置が得ら
れる効果がある。
【００３４】さらにまた、前記枠体における樹脂封止側
の開口端近傍の内壁に、格子状の支柱の挿入深さを規制
する段差を形成したので、前記格子状の支柱の位置決め
精度を向上できると共に、前記開口端への前記格子状の
支柱の挿入作業が容易となり、組立作業性に優れた電力
半導体装置が得られる効果がある。
の開口端近傍の内壁に、格子状の支柱の挿入深さを規制
する段差を形成したので、前記格子状の支柱の位置決め
精度を向上できると共に、前記開口端への前記格子状の
支柱の挿入作業が容易となり、組立作業性に優れた電力
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を示す電力半導体装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図２】 図１に示した電力半導体装置の支柱の平面
図、及び該平面図におけるＢ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面
図である。
図、及び該平面図におけるＢ−Ｂ断面図及びＣ−Ｃ断面
図である。
【図３】 従来の電力半導体装置を示す平面図である。
【図４】 図３に示した電力半導体装置の反りを示す正
面図である。
面図である。
１ 枠体、１ａ、１ｂ 開口端、１ｃ 段差、２ 金属
ベース板、３ 電力回路基板、４ 電力半導体素子、５
電子部材、６、６Ａ 外部接続端子、７ ボンディン
グワイヤ、８ 接着剤、９ 封止樹脂、１０ 電力半導
体装置、１１ 放熱板、１２ ボルト、１３ 格子状の
支柱
ベース板、３ 電力回路基板、４ 電力半導体素子、５
電子部材、６、６Ａ 外部接続端子、７ ボンディン
グワイヤ、８ 接着剤、９ 封止樹脂、１０ 電力半導
体装置、１１ 放熱板、１２ ボルト、１３ 格子状の
支柱
Claims (5)
- 【請求項１】 電力半導体素子を載置した基板と、両端
が開口し、その一方の開口端を前記基板で塞ぐと共に、
該基板に載置された前記電力半導体素子を囲繞する枠体
と、該枠体にインサートされ、一端が前記枠体の内壁面
に露出し、該露出した一端と前記電力半導体素子とをワ
イヤボンディングにて相互に接続された外部接続端子
と、前記電力半導体素子を樹脂封止すると共に前記枠体
における他方の開口端を塞ぐ封止樹脂と、前記他方の開
口端の内周に嵌挿され、前記封止樹脂の加熱硬化に伴う
前記枠体の変形を阻止する変形阻止部材とを備えたこと
を特徴とする電力半導体装置。 - 【請求項２】 金属ベース板と、表主面上に回路パター
ンを形成し、該回路パターン上に電力半導体素子を実装
すると共に、裏主面を前記金属ベース板の主面上に固着
した絶縁基板と、両端を開口すると共に一方の開口端の
内周に前記金属ベース板の外周縁を嵌着させることによ
り前記開口端を前記金属ベース板で塞ぎ、前記回路パタ
ーン及び前記電力半導体素子を囲繞する枠体と、一端が
前記枠体の内壁面に露出するように前記枠体にインサー
トし、前記内壁面に露出した一端と前記電力半導体素子
との間を前記回路パターンを介してワイヤボンディング
にて接続した外部接続端子と、前記枠体と前記絶縁基板
とで区画される領域に充填して前記電力半導体素子を樹
脂封止する加熱硬化性の封止樹脂と、前記他方の開口端
の内周に嵌挿し、前記封止樹脂の硬化に伴う前記枠体の
変形を阻止する変形阻止部材とを備えたことを特徴とす
る電力半導体装置。 - 【請求項３】 変形阻止部材を縦横に延びる格子状の支
柱にて形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２
記載の電力半導体装置。 - 【請求項４】 格子状の支柱における電力半導体素子側
の側面を封止樹脂の表面に対して傾斜させ、その少なく
とも一部を前記封止樹脂に埋没させたことを特徴とする
請求項３記載の電力半導体装置。 - 【請求項５】 枠体における樹脂封止側の開口端近傍の
内壁に、変形阻止部材の挿入深さを規制する段差を形成
したことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに
記載の電力半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5260199A JP2000252416A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 電力半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5260199A JP2000252416A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 電力半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252416A true JP2000252416A (ja) | 2000-09-14 |
Family
ID=12919318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5260199A Pending JP2000252416A (ja) | 1999-03-01 | 1999-03-01 | 電力半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000252416A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009054617A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 発光モジュール及び発光装置 |
| JP2010010569A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 回路装置およびその製造方法 |
| JP2012151281A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JP2013110296A (ja) * | 2011-11-22 | 2013-06-06 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | パワーモジュールおよびその製造方法、並びに樹脂フレーム |
| JP2014082274A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Toyota Industries Corp | 半導体装置 |
-
1999
- 1999-03-01 JP JP5260199A patent/JP2000252416A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009054617A (ja) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 発光モジュール及び発光装置 |
| JP2010010569A (ja) * | 2008-06-30 | 2010-01-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 回路装置およびその製造方法 |
| JP2012151281A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JP2013110296A (ja) * | 2011-11-22 | 2013-06-06 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | パワーモジュールおよびその製造方法、並びに樹脂フレーム |
| JP2014082274A (ja) * | 2012-10-15 | 2014-05-08 | Toyota Industries Corp | 半導体装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Effective date: 20040618 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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| RD01 | Notification of change of attorney |
Effective date: 20040629 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060301 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060307 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060627 |