JP3225457B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、信頼性の高い構造を有
する半導体装置に関し、特に大電流用のＩＧＢＴチップ
を用いた高信頼度が要求されるインバータ装置に好適な
構造を有する半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような従来の半導体装置としては、
例えば特開昭６１−２１８１５１号公報に記載されてい
る構造を有するものがあった。このような従来の半導体
装置は、半導体チップを搭載した絶縁板と、その半導体
チップを周囲を取り囲む樹脂ケースと、その樹脂ケース
に充填した樹脂であって半導体チップを覆って半導体チ
ップと樹脂ケースとの隙間を埋める充填樹脂と、絶縁板
に取り付けられた放熱板とを有することを主要な構造と
している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の従
来の半導体装置では、ベースとなる金属性の放熱板と絶
縁板との熱膨張差の吸収について配慮が不十分であり、
その放熱板と絶縁板との間における熱応力の発生の繰返
しで、その放熱板と絶縁板とを接着するはんだ層におい
て疲労破壊が生じ易いという問題があった。
【０００４】また、従来の半導体装置では、はんだの疲
労破壊を防ぐためにはんだ層を厚くすると、このはんだ
層の熱抵抗が大きくなり、半導体チップで発生した熱が
放熱板に逃げにくくなるという問題があった。
【０００５】さらにまた、従来の半導体装置では、放熱
板と絶縁板との熱膨張差等によって絶縁板に生じる応力
につての配慮が不十分であり、絶縁板の割れが生じる場
合があった。
【０００６】さらにまた、従来の半導体装置では、樹脂
ケースの固定部に生じる熱応力についての配慮が不十分
であり、固定部の破壊が生じる場合があった。
【０００７】さらにまた、従来の半導体装置では、イン
バータ装置を構成しようとすると、その装置の外形が大
きく、厚く、また重くなってしまうという問題があっ
た。
【０００８】そこで、本発明の第１の目的は、半導体装
置内におけるはんだ層の疲労破壊を低減することができ
る半導体装置を提供することを目的とする。
【０００９】本発明の第２の目的は、半導体装置におい
て発生した熱について放熱性を向上させることができる
半導体装置を提供することを目的とする。
【００１０】本発明の第３の目的は、半導体装置におけ
る絶縁板の割れを低減することができる半導体装置を提
供することを目的とする。
【００１１】本発明の第４の目的は、半導体装置におけ
る樹脂ケースの固定部の破壊を低減することができる半
導体装置を提供することを目的とする。
【００１２】本発明の第５の目的は、小型で薄くまた軽
量のインバータ装置となり得る半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体チップを搭載した絶縁板と、前記半導体チップの
周囲を取り囲む樹脂部材と、前記絶縁板を取り付けられ
た放熱板とを有する半導体装置において、前記絶縁板を
前記放熱板に取り付ける手段として、前記樹脂部材を用
いて前記絶縁板を前記放熱板に押しつけるとともに、前
記絶縁板における放熱板側の面に金属膜が形成され、前
記絶縁板における放熱板側でない面から前記放熱板の方
向に前記絶縁板を押しつける突起を前記樹脂部材に設け
たことを特徴とする。
【００１４】本発明の半導体装置は、突起が、前記絶縁
板の面が形成する各辺に略並行となる線上の位置にリン
グ状に形成されており、半導体チップはリング状の前記
突起の内側に配置してあることが好ましい。
【００１５】本発明の半導体装置は、前記突起の位置
が、前記放熱板側の金属膜の外周位置よりも内側に位置
していることが望ましい。
【００１６】また、本発明の半導体装置は、樹脂ケース
にはボルトを通すボルト孔が設けてあり、放熱板には前
記ボルト用のねじ穴が設けてあり、前記樹脂ケースを貫
通した前記ボルトの先端部分を、前記放熱板に形成した
ボルト穴にねじこむことで、前記絶縁板を前記放熱板に
押しつけることが好ましい。
【００１７】また、本発明の半導体装置は、絶縁板と放
熱板との間にグリース層を設けることが好ましい。
【００１８】また、本発明の半導体装置は、半導体チッ
プを搭載した絶縁板と、前記半導体チップの周囲を取り
囲む樹脂ケースと、この樹脂ケースに充填した樹脂であ
って前記半導体チップを覆ってその半導体チップと樹脂
ケースとの隙間を埋める充填樹脂と、前記絶縁板を取り
付けた放熱板とを有する半導体装置において、樹脂ケー
スが絶縁板を接触加圧することにより、前記絶縁板と前
記放熱板とを熱的に結合したことを特徴とする。
【００１９】本発明のインバータ装置は、半導体チップ
を搭載した絶縁板と、前記半導体チップの周囲を取り囲
む樹脂ケースと、この樹脂ケースに充填した樹脂であっ
て前記半導体チップを覆ってその半導体チップと樹脂ケ
ースとの隙間を埋める充填樹脂と、前記絶縁板を取り付
けた放熱板とを有するインバータ装置において、インバ
ータ装置の各相の出力を出す回路毎に前記絶縁板と前記
樹脂ケースとをそれぞれ設け、各前記樹脂ケースをボル
トで前記放熱板に固定することにより、各前記絶縁板を
前記放熱板に押しつけたことを特徴とする。
【００２０】また、本発明のインバータ装置は、半導体
チップを搭載した絶縁板と、前記半導体チップの周囲を
取り囲む樹脂ケースと、この樹脂ケースに充填した樹脂
であって前記半導体チップを覆ってその半導体チップと
樹脂ケースとの隙間を埋める充填樹脂と、前記絶縁板を
取り付けた放熱板とを有するインバータ装置において、
前記樹脂ケースは、端子板を有し、この端子板を前記放
熱板の面と略平行方向に前記樹脂ケースから突き出し、
ゲート駆動回路用端子板と電源回路用端子板を片側に、
出力用端子板をその反対側に突き出したことを特徴とす
る。
【００２１】
【作用】本発明に係る半導体装置は、絶縁板を放熱板に
取り付ける手段として、樹脂ケースを用いて絶縁板を放
熱板に押しつける構造を有しているので、絶縁板と放熱
板との間のはんだ層がいらなくなり、さらに、絶縁板と
放熱板との間の熱膨張差は絶縁板と放熱板との間のすべ
りとして吸収されるようになるため、絶縁板と放熱板と
の接合部の熱疲労破壊が生じることがなくなる。また、
絶縁板と放熱板とが押しつけられて密着することによ
り、絶縁板と放熱板との間で熱が流れやすくなるので、
半導体装置における放熱性を確保することができる。
【００２２】また、本発明に係る半導体装置において、
絶縁板における放熱板側の面に金属膜が形成され、絶縁
板における放熱板側でない面から放熱板の方向に絶縁板
を押しつける突起を樹脂ケースが備えることで、絶縁板
を押しつける力が樹脂を介して加わり、絶縁板に生じる
応力が緩和されるので、その絶縁板の割れを防止するこ
とができる。
【００２３】ここで、樹脂ケースに設けた突起は、絶縁
板における放熱板側の面すなわち絶縁板の裏面に設けた
金属膜の外周端部の内側に対応する位置を、絶縁板の表
面側から絶縁板の裏面側の放熱板の方にその絶縁板を押
しつける。これにより、放熱板が反っていても、絶縁板
をその放熱板に密着させることができ、絶縁板から放熱
板へ熱が移動しやすくなり、半導体装置における放熱性
を向上させる。
【００２４】また、本発明に係る半導体装置において、
樹脂ケースに設けた突起が、絶縁板の面が形成する各辺
に略並行となる線上の位置にリング状に形成されてお
り、半導体チップがリング状の前記突起の内側に配置し
てあることで、充填樹脂の樹脂ケース外への漏れを防ぐ
ことができる。これにより、少ない充填樹脂で確実にチ
ップを覆うことができるので、半導体チップ表面付近の
絶縁性を確保しながら、充填樹脂の量をへらして、半導
体装置を軽量化することができる。また、半導体チップ
搭載部分の絶縁板の放熱板への密着性を向上し、放熱性
を向上できる。
【００２５】また、本発明に係る半導体装置において、
樹脂ケースにはボルトを通すボルト孔が設けてあり、放
熱板にはボルト用のねじ穴が設けてあり、樹脂ケースを
貫通したボルトの先端部分を、放熱板に形成したボルト
穴にねじこむことで、絶縁板を放熱板に押しつけること
により、適切な押付力を実現し、放熱特性と絶縁板の割
れの防止を両立することができる。
【００２６】また、本発明に係る半導体装置において、
絶縁板と放熱板との間にグリース層を設けることによ
り、絶縁板と放熱板の間のわずかなすきまがグリースで
埋められるので、放熱性をさらに向上させることができ
る。
【００２７】また、本発明に係る半導体装置において、
樹脂ケースが絶縁板を接触加圧することによって、絶縁
板と放熱板とを熱的に結合することで、絶縁板と放熱板
との熱膨張差がその両者の接触部のすべりとして吸収さ
れるので、樹脂ケース固定部の破壊を防止することがで
きる。
【００２８】また、本発明に係るインバータ装置は、イ
ンバータ装置の各相の出力を出す回路毎に絶縁板と樹脂
ケースとをそれぞれ分割して設け、各樹脂ケースをボル
トで放熱板に固定することにより、各絶縁板を前記放熱
板に押しつけた構造としているので、絶縁板と放熱板の
密着を良くすることができ、インバータ装置の放熱性を
向上させることができる。また、本インバータ装置は、
樹脂ケースをそれぞれ分割して設けあるので、その樹脂
ケースの中に入れる充填樹脂の量がインバータ装置全体
として少なくなり、小型軽量のインバータ装置とするこ
とができる。
【００２９】また、本発明に係るインバータ装置は、樹
脂ケースが端子板を有し、この端子板を放熱板の面と略
平行方向にその樹脂ケースから突き出し、ゲート駆動回
路用端子板と電源回路用端子板を片側に、出力用端子板
をその反対側に突き出したことにより、樹脂ケース外部
との配線を整理し易くなり、インバータ装置の薄型化と
小型化を図ることが可能となる。
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【００３１】図１は、本発明の実施例に係る半導体装置
の要部を示す側面断面図である。図２は、図１に示す半
導体装置の位置Ａ−Ａにおける平面断面図である。
【００３２】本半導体装置は、ＩＧＢＴチップ２を搭載
した絶縁板１と、ＩＧＢＴチップ２の周囲を取り囲む樹
脂ケース７と、この樹脂ケース７に充填した樹脂であっ
てＩＧＢＴチップ２を覆ってそのＩＧＢＴチップ２と樹
脂ケース７との隙間を埋める充填樹脂１６と、絶縁板１
を取り付けた放熱板９とを有している。
【００３３】さらに、本半導体装置は、絶縁板１を放熱
板９に取り付ける手段として、樹脂ケース７を用いて絶
縁板１を放熱板９に押しつける構造を有していることを
特徴としている。
【００３４】次に、本半導体装置の構造を詳細に説明す
る。図１及び図２に示すように、本半導体装置は、一つ
の絶縁板１の上に半導体チップとして４個のＩＧＢＴチ
ップ２と４個のダイオードチップ３を組み込んでいる。
【００３５】これらの半導体チップ２、３を電気的に接
続し、大電流のインバータ装置のＵ相の出力のための回
路の部分を構成することができる。同様な構成により、
Ｖ相、Ｗ相のための回路の部分を構成することができ
る。
【００３６】そして、図３は、図１及び図２に示す半導
体装置を複数並置することにより、３相インバータ装置
の主要部を構成したものである。
【００３７】図１に示すように、各絶縁板１の表面すな
わち放熱板側でない面には、部分的に金属膜４ａ、４ｂ
が形成され、この金属膜４ａ上にＩＧＢＴチップ２とダ
イオードチップ３がはんだ６で接合されている。
【００３８】なお、図１においては、ダイオードチップ
３は、ＩＧＢＴチップ２の影となるため、見えていな
い。
【００３９】ここで、絶縁板１の材料として窒化アルミ
ニウムを用いれば、半導体チップ２、３との熱膨張係数
差が小さいため、チップ２、３と絶縁板１の間にあるは
んだ層６のひずみを低減し、このはんだ層６の寿命を向
上するのに有効となる。
【００４０】また、各ＩＧＢＴチップ２、３上の電極は
ワイヤ５によって、一旦、別の金属膜４ｂに接続され
る。ワイヤ５にはアルミニウム、金属膜４に銅を用いれ
ば電気抵抗を低減し、電力の損失を低減する面で有効で
ある。
【００４１】絶縁板１の裏面にも、金属膜４ｃが形成さ
れている。この金属膜４ｃは絶縁板１の裏面のほぼ全面
を覆っている。これによって、傷のつきやすい絶縁板１
を保護することができる。また、金属膜４ｃは、絶縁板
１の表面に形成されている金属膜４ａ、４ｂと絶縁板１
との熱膨張差による絶縁板１の反りを防止する働きもす
る。
【００４２】絶縁板１の裏面に形成されている金属膜４
ｃは、絶縁板１の裏面における各辺の周辺においては省
かれている。すなわち、金属膜４ｃは、絶縁板１の裏面
全部を覆ってはいない。
【００４３】これによって、金属膜４ｃと金属膜４ａ、
４ｂとの距離、すなわち絶縁板１の表側との間の縁面距
離を長くし、電気絶縁性を向上させている。
【００４４】絶縁板１の裏面に絶縁板１よりも厚い金属
板を接合すると、この金属板の熱膨張がチップ２、３の
下にあるはんだ６のひずみに影響し、はんだ６の熱疲労
寿命を低下させてしまう。
【００４５】本半導体装置では、絶縁板１の裏面には絶
縁板１より薄い金属膜４ｃのみが形成されるため、熱膨
張は金属膜４ｃ自身の変形として吸収され、はんだ６の
ひずみに影響を与えることがなく、はんだ６の寿命を低
下させることがない。
【００４６】一方、樹脂ケース７には、絶縁板１を組み
込むための凹みが形成してある。また、樹脂ケース７に
はボルト１０を通すための穴が形成してある。そして、
絶縁板１を樹脂ケース７の凹みにセットし、絶縁板１の
裏面の金属膜４ｃにグリース８を塗布し、樹脂ケース７
を放熱板９にボルト１０で締め付けることにより、絶縁
板１は、放熱板９の上に位置決めされ、固定される。
【００４７】ここで、絶縁板１と放熱板９の間には、薄
く押し伸ばされたグリース８の層が形成される。これに
より、放熱板９の表面にある微小な凹凸によるすきまが
埋められるので、絶縁板１から放熱板９への放熱を向上
させることができる。
【００４８】従来の半導体装置のように、絶縁板１と放
熱板９をはんだで接合した場合は、絶縁板１と放熱板９
の熱膨張差がこのはんだ層に加わり、このはんだ層は熱
疲労によって寿命が短くなってしまう。
【００４９】しかし、本半導体装置では、絶縁板１と放
熱板９との間は、はんだ層ではなく、グリース８の層で
あるので、絶縁板１と放熱板９の熱膨張差はグリース８
の層において吸収される。そして、グリース８の層は熱
疲労破壊を生じることがないので、半導体装置の寿命を
向上させることができる。
【００５０】なお、グリース８の材料としては、シリコ
ーングリースを用いることにより、耐熱性、放熱性の面
で優れた構造とすることができる。
【００５１】一方、本半導体装置では、ボルト１０にお
いて締め付けトルクを管理することで、絶縁板１から放
熱板９への適切な押しつけ力を実現することができる。
【００５２】ここで、本半導体装置では、樹脂ケース７
を用いて押しつけているので、ボルト１０で直接絶縁板
１を締め付けた場合に比べ、絶縁板１におけるボルトの
押しつけ部分の応力集中を緩和しており、絶縁板１の割
れを防止している。
【００５３】樹脂ケース７を接着剤を用いて固定する場
合は、樹脂ケース７の熱膨張により、接着部に応力が集
中し、この部分の接着剤または樹脂ケース７の割れが生
じやすくなってしまう。
【００５４】本半導体装置では、接着剤を使わず、押し
つけにより絶縁板１を放熱板９に固定しているので、樹
脂ケース７の熱膨張は押しつけ面のずれとして吸収され
るため、接着部や樹脂ケース７の割れを生じることがな
い。なお、樹脂ケース７の材料としては、耐熱性の高い
ＰＢＴを用いれば、さらに信頼性の高い半導体装置を得
ることができる。
【００５５】また、樹脂ケース７におけるボルト穴には
ブッシュ１１が埋め込まれている。これにより、ボルト
１０を締めたときの樹脂ケース７に加わる応力を緩和
し、樹脂ケース７の割れを防ぐことができる。またボル
ト１０をばね１２を介して締め付けるているので、樹脂
ケース７の経時変形による締め付け力の低下を防ぐこと
ができる。
【００５６】さらに、樹脂ケース７は、絶縁板１の面が
形成する各辺に略並行となる線上の位置に配置され、絶
縁板１における放熱板９側でない面からその放熱板９の
方向に絶縁板１を押しつける突起７ａを有している。
【００５７】図４は、本半導体装置の作用を説明するた
めの側面断面図である。突起７ａを用いて絶縁板１を押
しつけることにより、図４に示すように、放熱板９の表
面に下に凸の反りがあった場合に、絶縁板１に加わる力
は、突起７ａの部分で樹脂ケース７の側から押し下げる
力１３と、絶縁板裏面の金属膜４ｃの外周部で放熱板９
の側から押し上げる力１４となる。
【００５８】そして、押し下げる力１３が押し上げる力
１４よりも絶縁板１等において内側にあるので、絶縁板
１にも図面下方に凸の反りが生じ、絶縁板１を放熱板９
に密着させることができる。これにより、絶縁板１から
放熱板９への放熱性を向上させることができる。
【００５９】一方、図２に示すように、樹脂ケース７に
は、端子板１５が埋め込まれている。この端子板１５と
絶縁板１表面の金属膜４ａ、４ｂがワイヤ５で接続され
ることにより、ＩＧＢＴチップ２の端子として電極を外
に取りだされる。
【００６０】端子板１５は、樹脂ケース７からすべて水
平方向、すなわち絶縁板１に平行となるように突き出し
ているので、垂直方向に突き出すものがある場合に比
べ、半導体装置の厚さを薄くすることができる。なお、
端子板１５の材料としては、銅を用いれば、配線の電気
抵抗を小さくして、電力の損失を小さくすることができ
る。
【００６１】図１おいて、樹脂ケース７の内側には、充
填樹脂１６が充填されている。これにより、チップ２、
３の表面付近の絶縁性を向上させ、回路の信頼性を向上
させることができる。
【００６２】一方、絶縁板１を押すように形成された樹
脂ケースの突起７ａは、図２に示すように半導体チップ
２、３を囲むようにリング状に形成されている。
【００６３】これにより、充填樹脂１６が樹脂ケースか
ら外にもれるのを防ぐことができる。したがって、少な
い量の充填樹脂１６を用いて確実にチップ２、３を覆う
ことができるので、チップ２、３付近の絶縁性を確保し
ながら、充填樹脂１６の量をへらし、半導体装置を軽量
化することができる。
【００６４】また、この突起７ａがこのようにリング状
に形成されていることにより、半導体チップ２、３を搭
載する部分付近の絶縁板１の放熱板９への密着性が良く
なるので、半導体チップ２、３で発生した熱の放熱板９
への放熱性を良くする面でも効果がある。
【００６５】なお、充填樹脂１６の材料としては、シリ
コーンゲルを用いることにより、絶縁性の面で優れた構
造が得られる。またこの材料は容易に変形するので、ワ
イヤ５に力を加えないため、ワイヤ５における断線を防
止できる。
【００６６】一方、図３に示すように、上述した図２の
ように構成された半導体装置を３つ並列に配置すること
により、３相インバータ装置の主要部を構成することが
できる。
【００６７】図３においては、各樹脂ケース７の内部の
詳細構造は省略してある。また、他の回路への配線や他
の電気部品は省略してある。ここで、３相のそれぞれの
出力のための回路に対応して、絶縁板１と樹脂ケース７
はそれぞれ３つに分割され、それぞれがボルト１０で放
熱板９に締め付けられる。
【００６８】これにより、３相全部を一体化して半導体
装置を構成した場合に比べ、絶縁板１の放熱板９への密
着性を向上させることができ、放熱性を向上させること
ができる。また、樹脂ケース７の中に入れる充填樹脂１
６の量を減らせるので、軽量化の効果もある。
【００６９】一方、絶縁板１と樹脂ケース７を各相ごと
よりもさらに細かく分割した場合には、端子板１５の数
が増えてしまうため、半導体装置が大型化してしまう。
しかし、本半導体装置では、各相ごとに分割しているの
で、端子板１５の数の増加を押さえ、半導体装置を小型
化することができる。
【００７０】ここで、入力側の端子すなわち、電源用の
端子１５ａとゲート駆動回路につながる端子１５ｂは、
すべて樹脂ケース７の片方側に突き出しており、出力側
の端子板１５ｃと入力側の端子板１５ａ、１５ｂは、電
源用の端子１５ａ等に対して樹脂ケース７の反対側に突
きでている。
【００７１】このような構成とすることにより、外部と
の配線が整理され、半導体装置のさらなる小型化が可能
となる。
【００７２】これらにより、本半導体装置によれば、樹
脂ケース７を用いて絶縁板１を放熱板９に押しつけた構
造を採用しているので、絶縁板１と放熱板９の間にはん
だ層がいらなくなる。そして、絶縁板１と放熱板９との
間の熱膨張差は両者の間のすべりとして吸収されるよう
になるので、両者の接合部の熱疲労破壊が生じることが
なくなる。
【００７３】また、本半導体装置は、絶縁板１と放熱板
９とが押しつけられ、密着するので、両者の間で熱が流
れやすくなるため、放熱性を確保できる。
【００７４】また、本半導体装置は、金属ベースを省略
することができ、半導体装置の大きさを小さくできる。
【００７５】また、本半導体装置は、絶縁板１を押しつ
ける力が樹脂ケースを介して加わるので、絶縁板１に生
じる応力が緩和されるため、絶縁板１の割れを防止する
ことができる。
【００７６】また、本半導体装置は、絶縁板１の裏面の
金属膜の外周端部の内側に対応する位置を、絶縁板１の
表面側から絶縁板１の裏面側の放熱板９の方に押しつけ
るような突起７ａを樹脂ケースが有するようにすること
により、放熱板１が反っていても、絶縁板９をこれに密
着させることができるので、放熱性をさらに向上させる
ことができる。
【００７７】また、本半導体装置は、突起７ａを半導体
チップを囲むようなリング状に形成することにより、充
填樹脂１６の樹脂ケース７の外への漏れを防ぐことがで
きる。
【００７８】これにより、少ない充填樹脂で確実に半導
体チップを覆うことができるため、半導体チップ表面付
近の絶縁性を確保しながら、充填樹脂の量をへらし、半
導体装置を軽量化することができる。
【００７９】また、本半導体装置は、突起７ａを半導体
チップを囲むようなリング状に形成することにより、半
導体チップ搭載部分の絶縁板１の放熱板９への密着性を
向上し、放熱性を向上させることができる。
【００８０】また、本半導体装置は、絶縁板１を放熱板
９にボルト１０を用いて押しつけることにより、適切な
押付力を実現し、放熱特性と絶縁板１の割れの防止を両
立できる。
【００８１】また、本半導体装置は、絶縁板１が放熱板
９にグリース層を介して押しつけることにより、絶縁板
１と放熱板９の間のわずかなすきまがグリース８で埋め
られるから、放熱性をさらに向上させることができる。
【００８２】さらに、本半導体装置は、樹脂ケース７と
絶縁板１を接触加圧することによって、両者を結合する
ことにより、両者の熱膨張差が接触部のすべりとして吸
収されるので、樹脂ケース固定部の破壊を防止できる。
【００８３】また、本半導体装置は、インバータ装置の
各相の出力を出すための回路ごとに絶縁板１と樹脂ケー
ス７をそれぞれ分割し、各樹脂ケースをボルトで放熱板
に固定し、絶縁板を放熱板に押しつけることにより、絶
縁板１と放熱板９の密着を良くすることができ、放熱性
を向上させることができる。
【００８４】これにより、樹脂ケース７の中に入れる充
填樹脂の量も全体として少なくすることができるので、
小型軽量の半導体装置とすることができる。
【００８５】また、本半導体装置は、端子を放熱板の面
と平行方向に樹脂ケースから突き出し、ゲート駆動回路
用端子と電源回路用端子を片側に、出力用端子板をその
反対側に突き出すことにより、樹脂ケース外部との配線
を整理し、半導体装置の薄型化と小型化を図ることが可
能となる。
【００８６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、樹
脂ケースを用いて絶縁板を放熱板に押しつけた構造を採
用しているので、絶縁板と放熱板の間にはんだ層を設け
る必要がなくなり、半導体装置内におけるはんだ層の疲
労破壊を低減することができる半導体装置を提供するこ
とができる。
【００８７】また、本発明によれば、絶縁板と放熱板と
が押しつけられ密着するので、両者の間で熱が流れやす
くなるため、半導体装置において発生した熱について放
熱性を向上させることができる半導体装置を提供するこ
とができる。
【００８８】また、本発明によれば、絶縁板を押しつけ
る力を樹脂ケースを介して加えることで、絶縁板に生じ
る応力を緩和して、絶縁板の割れを低減することができ
る半導体装置を提供することができる。
【００８９】また、本発明によれば、樹脂ケースと絶縁
板を接触加圧することによって、両者を結合することに
より、両者の熱膨張差が接触部のすべりとして吸収され
るので、樹脂ケース固定部の破壊を低減することができ
る半導体装置を提供することができる。
【００９０】また、本発明によれば、インバータ装置の
各相の出力を出すための回路ごとに絶縁板と樹脂ケース
をそれぞれ分割し、各樹脂ケースをボルトで放熱板に固
定し、絶縁板を放熱板に押しつけることにより、絶縁板
と放熱板の密着を良くすることができ、放熱性を向上さ
せることができる。これにより、樹脂ケースの中に入れ
る充填樹脂の量も全体として少なくすることができるの
で、小型で薄くまた軽量のインバータ装置となり得る半
導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る半導体装置の要部を示す
側面断面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の平面断面図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る半導体装置を示す平
面図である。
【図４】本発明に係る半導体装置の作用を示す側面断面
図である。
【符号の説明】
１ 絶縁板 ２ ＩＧＢＴチップ ３ ダイオードチップ ４ 金属膜 ５ ワイヤ ６ はんだ ７ 樹脂ケース ７ａ 突起 ８ グリース ９ 放熱板 １０ ボルト １１ ブッシュ １２ バネ １３ 絶縁板を押し下げる力 １４ 絶縁板を押し上げる力 １５ 端子板 １６ 充填樹脂
フロントページの続き (72)発明者 内藤 祥太郎 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (56)参考文献 特開 平６−291433（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−76090（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−98696（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 23/40 H01L 25/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体チップを搭載した絶縁板と、前記
    半導体チップの周囲を取り囲む樹脂部材と、前記絶縁板
    を取り付けられた放熱板とを有する半導体装置におい
    て、 前記絶縁板を前記放熱板に取り付ける手段として、前記
    樹脂部材を用いて前記絶縁板を前記放熱板に押しつける
    とともに、前記絶縁板における放熱板側の面に金属膜が
    形成され、前記絶縁板における放熱板側でない面から前
    記放熱板の方向に前記絶縁板を押しつける突起を前記樹
    脂部材に設けたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体装置において、前記 突起は、前記絶縁板の面が形成する各辺に略並行と
    なる線上の位置にリング状に形成されており、前記 半導体チップは、リング状の前記突起の内側に配置
    してあることを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の半導体装置において、 前記突起の位置が、前記放熱板側の金属膜の外周位置よ
    りも内側に位置していることを特徴とする半導体装置。
  4. 【請求項４】 半導体チップを搭載した絶縁板と、前記
    半導体チップの周囲を取り囲む樹脂ケースと、この樹脂
    ケースに充填した樹脂であって前記半導体チップを覆っ
    てその半導体チップと樹脂ケースとの隙間を埋める充填
    樹脂と、前記絶縁板を取り付けた放熱板とを有するイン
    バータ装置において、 前記樹脂ケースは、端子板を有し、この端子板を前記放
    熱板の面と略平行方向に前記樹脂ケースから突き出し、
    ゲート駆動回路用端子板と電源回路用端子板を片側に、
    出力用端子板をその反対側に突き出したことを特徴とす
    るインバータ装置。
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