JP2001036003A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体モジュールの上面側にパワーボードなど
の外付け部品を自由，かつ安全に取付けられるように、
そのパッケージ構造を改良する。 【解決手段】パワー半導体素子を内装し、かつ樹脂ケー
ス２の上面に主回路端子３，補助端子４を引出した半導
体モジュール１において、樹脂ケースの上面側にパワー
ボード，コンデンサなどの外付け部品の固定手段として
金属製になる柱状ブロックのねじ座６を埋設するものと
し、このねじ座を樹脂ケースの四隅コーナー部に配置し
て樹脂ケースと一体にインサート成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＰＭ（インテリ
ジェントパワーモジュール）などのパワー半導体デバイ
スを対象とする半導体装置のパッケージ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、本発明の実施対象となる半導体装
置として、２個組パワー半導体モジュールを例にその構
成を図４(a),(b) に示す。まず、図４(a) において、１
はＩＧＢＴなどのパワー半導体素子を含む主回路ブロッ
ク，補助回路ブロックを内蔵した半導体モジュール、２
はその樹脂ケース、３，４は樹脂ケース２の上面に引出
してその周域に配列した主回路端子（ねじ端子），およ
び補助端子（ピン端子）、５は四隅に開口した取付用の
ねじ穴である。また、図４(b) は半導体モジュール１の
等価回路図であり、図中の記号Ｃ1,Ｅ2,Ｃ2 Ｅ1 は主回
路端子記号を表している。

【０００３】かかる構成になる半導体モジュール１のデ
ィスクリート製品を採用してインバータ装置，モータ制
御装置などに組付ける場合には、主回路の相数に応じて
２台，または３台の半導体モジュール１を並置して装置
側に備えた放熱フィンなどの上に装着し、さらに上面側
にパワーボード（プリント配線板）を配置し、パワーボ
ードと主回路端子，補助端子と相互接続するようにして
いる。

【０００４】ここで、前記パワーボードを支持する方法
として、従来では半導体モジュール１の主回路端子（ね
じ端子）３を利用してこの上にパワーボードをねじ止め
する、あるいは樹脂ケース２の上面にねじ穴を形成し、
このねじ穴にパワーボードに取付けたねじ付きの柱状支
持脚を直接ねじ込んで固定するなどの方法が採用されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体モジ
ュールの上部側にパワーボードを取付ける場合に、前記
のように主回路端子を利用する方法は配線面の制約があ
ることから一般的でない。また、樹脂ケースにねじ穴を
形成してここに支持脚を直接ねじ込んで固定する方法で
は、無理なねじ締めにより樹脂ケース２の材料にクラッ
クが生じたり、ねじ止めを繰り返し行うとねじ溝が変形
してガタが生じるなどのトラブルが生じ易いといった問
題がある。

【０００６】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、その目的は半導体モジュールの上面側にパワーボー
ドなどの外付け部品を自由，かつ安全に取付けられるよ
うに改良した半導体装置のパッケージ構造を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、パワー半導体素子を内装し、かつ
樹脂ケースの上面に主回路端子，補助端子を引出した半
導体装置において、前記樹脂ケースの上面側に外付け部
品の固定手段として金属製のねじ座を埋設する（請求項
１）ものとし、具体的には前記ねじ止め部材を次記のよ
うな態様で構成する。

【０００８】(1) ねじ座が雌ねじ，もしくは雄ねじを形
成した柱状ブロックであり、上部を樹脂ケースの上面に
突き出して埋設する（請求項２）。 (2) ねじ座を樹脂ケースの四隅コーナー部に配置して樹
脂ケースと一体にインサート成形する（請求項３）。

【０００９】上記の構成によれば、半導体装置をインバ
ータ装置，モータ制御装置などに組付けた状態で、金属
製のねじ座を使ってモジュールの上面側にパワーボー
ド，コンデンサなどの外付け部品を自由，かつ強固に支
持できる。また、別な利用法として複数台の半導体モジ
ュールを並べて設置した場合に、各モジュールの間に跨
がり連結フレームを架設してモジュール同士の間を連結
することもできる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例
の図中で図４に対応する同一部材には同じ符号を付して
その詳細な説明は省略する。

【００１１】すなわち、図示実施例の半導体モジュール
においては、図１(a),(b) で示すように樹脂ケース２の
上面側における四隅コーナー部に、外付け部品の固定手
段として金属製のねじ座６が設けてある。

【００１２】このねじ座６は、図２(a) 〜(e) に示すよ
うに外形が六角柱（(a) 〜(c) 図），もしくは円柱
（(d) ，(e) 図）の柱状ブロックで、ブロックに雌ねじ
６ａを切ったナット（(c) 図を除く），あるいは雄ねじ
６ｂを切ったボトル（(c) 図）としてなり、その基部に
は凹溝６ｃを形成し、さらに必要に応じて周面にローレ
ット６ｅ（(d) ，(e) 図）が形成されている。

【００１３】また、このねじ座６は、半導体モジュール
１の樹脂ケース２のモールド成形工程で、ねじ座の上部
が樹脂ケース２の上面から突き出すようにセットしてイ
ンサート成形するものとする。この場合に、先記した凹
溝６ｃ，ローレット６ｅを形成しておくことで、その投
錨効果で樹脂ケース２に強固に結合される。

【００１４】そして、半導体モジュール１の実使用状態
では、図３に示すように、ねじ座６を使ってモジュール
の上面側にパワーボード７を載置し、締結ねじ８により
パワーボード７をねじ座６に固定する。また、パワーボ
ード７の代わりにコンデンサなどの外付け部品も取付け
ることができる。

【００１５】さらに、ねじ座６を利用して左右に並ぶ半
導体モジュール１を連結フレームにより相互連結するこ
ともできる。すなわち、図示の２個組半導体モジュール
１を３台使用して三相のインバータ回路を構成する場合
に、各モジュールの間を連結してその主回路端子間を外
部配線で結線しておくことで、６個組半導体モジュール
のユニットとして取り扱うことができ、これによりイン
バータ装置などへの組み込む際に取付け，配線作業が簡
単に行える。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、パワー半導体素子を内装し、かつ樹脂ケースの上面
に主回路端子，補助端子を引出した半導体装置におい
て、前記樹脂ケースの上面側に外付け部品の固定手段と
して金属製のねじ座を埋設したことにより、この金属製
のねじ座を使って半導体装置の上にパワーボード，コン
デンサなどの外付け部品を自由，かつ安全に固定支持す
ることができる。しかも、このねじ座を樹脂ケースにイ
ンサート成形したことで、樹脂ケースに無理な応力を加
えることなく外付け部品を固定支持でき、かつ繰り返し
作業にも十分に耐える耐久性が確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる半導体装置の構成図で
あり、(a) は平面図、(b) は一部断面側視図

【図２】図１におけるねじ止め部材の実施例を示し、
(a) 〜(e) はそれぞれ異なる実施例の構造図

【図３】図１の半導体装置の上面側にパワーボードを取
付けた状態を表す側面図

【図４】従来における２個組半導体モジュールの構成図
であり、(a) は外観斜視図、(b) は等価回路図

【符号の説明】

１ 半導体モジュール ２ 樹脂ケース ３ 主回路端子 ４ 補助端子 ６ ねじ座 ７ パワーボード ８ 締結ねじ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パワー半導体素子を内装し、かつその樹脂
   ケースの上面に主回路端子，補助端子を引出した半導体
   装置において、前記樹脂ケースの上面側に外付け部品の
   固定手段として金属製のねじ座を埋設したことを特徴と
   する半導体装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の半導体装置において、ねじ
   座が雌ねじ，もしくは雄ねじを形成した柱状ブロックで
   あり、上部を樹脂ケースの上面に突き出して埋設したこ
   とを特徴とする半導体装置。
3. 【請求項３】請求項１，または２記載の半導体装置にお
   いて、ねじ座を樹脂ケースの四隅コーナー部に配置して
   樹脂ケースと一体にインサート成形したことを特徴とす
   る半導体装置。