JP3462361B2 - 電力半導体装置 - Google Patents

電力半導体装置

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JP3462361B2
JP3462361B2 JP04478297A JP4478297A JP3462361B2 JP 3462361 B2 JP3462361 B2 JP 3462361B2 JP 04478297 A JP04478297 A JP 04478297A JP 4478297 A JP4478297 A JP 4478297A JP 3462361 B2 JP3462361 B2 JP 3462361B2
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雅洋 青山
純夫 藤田
成治 田中
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Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
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  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
  • Combinations Of Printed Boards (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は金属プリント基板と
制御プリント基板を有し前記金属プリント基板と前記制
御プリント基板を中継端子で接続する電力半導体装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術の一実施例を図3に示す。片
面の樹脂絶縁層で絶縁された金属ベース1aと、前記絶
縁層上に形成される金属パターン7とで、形成する金属
プリント基板1と、前記金属プリント基板1上に搭載さ
れ、アルミワイヤーボンディングで配線した電力半導体
チップ6と、前記電力半導体チップ6と前記金属プリン
ト基板1で形成する電力回路を制御する制御回路を搭載
した制御プリント基板34と、前記金属プリント基板1
と前記制御プリント基板34を接続する、複数の中継端
子32と、前記複数の中継端子32同士を所定の配置に
固定する樹脂タイバー33と、で構成し、前記電力半導
体チップ6を搭載した金属プリント基板1と前記制御プ
リント基板34は平行な位置関係に構成した電力半導体
装置である。
【0003】前記樹脂タイバー33で固定された前記複
数の中継端子32は前記金属ベース1上の金属パターン
7に半田付けで固定される。前記制御プリント基板34
には前記複数の中継端子32の数と同じ数のスルホール
穴35が設けられる。前記複数の中継端子32は前記複
数のスルホール穴35を同時に貫通させて、半田付けに
よって前記中継端子32と前記制御プリント基板34は
固定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では前記複
数の中継端子を前記制御プリント基板に設けられた複数
のスルホール穴に同時に貫通する必要があった。前記複
数の制御端子の位置の精度、前記制御プリント基板の複
数のスルホール穴の精度の問題によって前記複数の中継
端子を前記複数のスルホール穴に同時に通すことは困難
であり組立に時間がかかる。
【0005】前記電力半導体チップ及び前記アルミワイ
ヤーボンディングを保護するシリコンゲルを注入するた
めに、前記中継端子と前記金属プリント基板をリフロー
炉のような流れライン上で半田付けした後、前記シリコ
ンゲルを注入し、前記制御プリント基板を前記制御端子
に半田付けをする必要がある。すなわち、前記シリコン
ゲルを注入した後前記制御プリント基板の半田付けを行
うので、前記シリコンゲルが高温にさらされるリフロー
炉の半田付け工程は使用できず、手作業の半田付けが必
要になる。
【0006】
【課題を解決するための手段】第一の発明は、片面の樹
脂絶縁層で絶縁された金属ベースと、前記絶縁層上に形
成される金属パターンとで、形成する金属プリント基板
と、前記金属プリント基板上に搭載され、アルミワイヤ
ーボンディングで配線された電力半導体チップと、前記
電力半導体チップと前記金属プリント基板で形成する電
力回路を制御する制御回路を搭載した制御プリント基板
と、前記金属プリント基板と前記制御プリント基板を接
続する、複数の中継端子と、前記複数の中継端子同士を
所定の配置に固定する樹脂タイバーと、で構成し、前記
電力半導体を搭載した金属プリント基板と前記制御プリ
ント基板は平行な位置関係に構成した電力半導体装置に
おいて、前記制御プリント基板に表面実装用のランドを
もうけ、前記制御プリント基板側に接続する複数の中継
端子の両端部分を曲げ、「コ」の字の形を形成し、表面
実装技術により、前記制御プリント基板に接続すること
を特徴とする電力半導体装置である。すなわち、前記制
御プリント基板を前記中継端子に載せ、前記制御プリン
ト基板に設けられた表面実装用ランドに前記中継端子の
両端が「コ」の字の形に曲げた部分の片端を合わせて、
表面実装技術により半田付け及び固定を行う。
【0007】第二の発明は、片面の樹脂絶縁層で絶縁さ
れた金属ベースと、前記絶縁層上に形成される金属パタ
ーンとで、形成する金属プリント基板と、前記金属プリ
ント基板上に搭載され、アルミワイヤーボンディングで
配線された電力半導体チップと、前記電力半導体チップ
と前記金属プリント基板で形成する電力回路を制御する
制御回路を搭載した制御プリント基板と、前記金属プリ
ント基板と前記制御プリント基板を接続する、複数の中
継端子と、前記複数の中継端子同士を所定の配置に固定
する樹脂タイバーと、で構成し、前記電力半導体を搭載
した金属プリント基板と前記制御プリント基板は平行な
位置関係に構成した電力半導体装置において、前記制御
プリント基板に少なくとも2個の位置決穴を設けて、前
記複数の中継端子の少なくとも2本の中継端子を前記の
「コ」の字の形に曲げず、前記制御プリント側の端まっ
すぐな形状で前記位置決穴に貫通し、前記少なくとも2
本の中継端子を固定した後、前記複数の中継端子の表面
実装の半田づけを施すことを特徴とする電力半導体装置
である。すなわち、前記複数の中継端子の少なくとも2
本の中継端子を前記制御プリント基板を貫通し、前記制
御プリント基板と前記金属プリント基板の位置関係を固
定することでその他の制御端子の位置がそれぞれの表面
実装用ランドに合うようになる。各中継端子がそれぞれ
のランドに合った状態で前記各中継端子の半田付けを施
す。
【0008】第三の発明は第一の発明の電力半導体装置
において、前記制御プリント基板にシリコンゲル注入穴
を設けることを特徴とする電力半導体装置である。すな
わち、シリコンゲル注入用のシリコンゲル注入口を設け
て、前記制御プリント基板の半田付けを施した後にシリ
コンゲルを注入する。
【0009】第四の発明は第一の発明の電力半導体装置
において、前記複数の中継端子を前記制御プリント基板
の周辺に配置し、前記複数の中継端子の両端部を内側に
「コ」の字の形に曲げて、前記中継端子が曲がった部分
と前記樹脂タイバーの間に前記制御プリント基板を挟む
様に固定して、前記制御プリント基板と前記中継端子を
半田付けで固定することを特徴とする電力半導体装置で
ある。すなわち、前記制御プリント基板を前記中継端子
の「コ」の字に曲がった部分と樹脂タイバーの間に挟み
込むことで前記表面実装用のランドと前記中継端子との
位置関係が固定できる。前記中継端子と前記制御プリン
ト基板の表面実装のランドの位置関係が固定された後に
このランドと前記中継端子との半田付けが施される。
【0010】
【発明の実施の形態】第一の発明の実施の形態を図1を
参照して説明する。片面の樹脂絶縁層1bで絶縁された
金属ベース1aと、前記絶縁層1b上に形成される金属
パターン7とで、形成する金属プリント基板1と、前記
金属プリント基板1上に搭載され、アルミワイヤーボン
ディングで配線された電力半導体チップ6と、前記電力
半導体チップ6と前記金属プリント基板1で形成する電
力回路を制御する制御回路を搭載した制御プリント基板
4と、前記金属プリント基板1と前記制御プリント基板
4を接続する、複数の中継端子2と、前記複数の中継端
子同士を所定の配置に固定する樹脂タイバー3と、で構
成し、前記電力半導体6を搭載した前記金属プリント基
板1と前記制御プリント基板4を平行な位置関係に構成
した電力半導体装置において、前記制御プリント基板4
に表面実装用のランドを設け、前記制御プリント基板4
側に接続する複数の中継端子2の両端部分を曲げて
「コ」の字の形にして表面実装技術により、前記制御プ
リント基板4及び前記金属プリント基板1に接続するこ
とを特徴とする電力半導体装置である。
【0011】この電力半導体装置の組立プロセスでは前
記金属プリント基板1にエッチングで電力回路用の金属
パターン7を施した後、前記金属パターン7上に前記電
力半導体チップ6を半田付けによって搭載し、アルミワ
イヤーボンディング9により前記金属パターン7と前記
電力半導体チップ6の間の回路を形成する。さらに、前
記金属パターン7を形成するプロセスで前記複数の中継
端子2を半田付けするためのランドを設ける。
【0012】前記金属パターン7上のランドには前記樹
脂タイバー3で固定した前記複数の中継端子2を載せ、
前記制御プリント基板4を前記複数の中継端子2の上に
載せ、同時にリフロー炉などの連続半田付け炉で半田付
けを施して前記金属プリント基板1と前記中継端子2と
前記制御プリント基板4を接続して固定する。
【0013】第二の発明の実施の形態を図1参照しなが
ら説明する。片面の樹脂絶縁層1bで絶縁された金属ベ
ース1aと、前記絶縁層1b上に形成される金属パター
ン7とで、形成する金属プリント基板1と、前記金属プ
リント基板1上に搭載され、アルミワイヤーボンディン
グで配線された電力半導体チップ6と、前記電力半導体
チップ6と前記金属プリント基板1で形成する電力回路
を制御する制御回路を搭載した制御プリント基板4と、
前記金属プリント基板1と前記制御プリント基板4を接
続する、複数の中継端子2と、前記複数の中継端子同士
を所定の配置に固定する樹脂タイバー3と、で構成し、
前記電力半導体6を搭載した前記金属プリント基板1と
前記制御プリント基板4を平行な位置関係に構成した電
力半導体装置において、前記制御プリント基板4に少な
くとも2個の位置決穴8を設けて、前記複数の中継端子
2の少なくとも2本の中継端子を「L」の字の形に曲
げ、前記2本の中継端子のまっすぐな片端が前記位置決
穴を貫通し、位置決穴がスルホールである場合には、半
田付けによって前記少なくとも2本の中継端子が前記制
御プリント基板4と前記中継端子2を固定すると同時に
前記金属プリント基板1に接続し固定することを特徴と
する電力半導体装置である。
【0014】第三の発明の実施の形態を図1に示す。第
一の発明の電力半導体装置において、前記制御プリント
基板4に直径5mm程度のシリコンゲルの注入穴5を設
けることを特徴とする電力半導体装置である。前記金属
プリント基板1と中継端子2と前記制御プリント基板4
をリフロー炉等の連続半田付け炉で同時に半田付けを施
す。そこでアルミワイヤーボンデイング9及び電力半導
体チップ6を保護するためのシリコンゲルを前記シリコ
ンゲル注入穴5によって、半田付け工程の後にシリコン
ゲルを注入する。
【0015】第四の発明の実施の形態を図2を参照しな
がら説明する。第一の発明の電力半導体装置において、
前記複数の中継端子22を前記制御プリント基板24の
周辺に配置し、前記複数の中継端子22の前記制御プリ
ント基板24側の両端部を内側に「コ」の字の形に曲げ
て、前記中継端子が曲がった部分と前記樹脂タイバー2
3の間に前記制御プリント基板24を挟む様に固定し
て、前記制御プリント基板24と前記複数の中継端子を
半田付けで接続し、固定することを特徴とする電力半導
体装置である。
【0016】
【発明の効果】前記複数の中継端子2の両端部分を
「コ」の字の形に曲げて前記制御プリント基板4に表面
実装技術により半田付けを施す事によって前記制御プリ
ント基板4と前記金属プリント基板1を接続する中継端
子2の前記制御プリント基板4のスルホールへの差し込
む必要が無くなるので作業時間の短縮が図れる。
【0017】なお、シリコンゲルの注入穴5を設けたこ
とで前記複数の中継端子2を前記金属ベース1aと前記
制御プリント基板4にリフロー炉によって同時に半田付
けをすることができ、前記電力半導体チップ6とアルミ
ワイヤーボンディングの保護用のシリコンゲルの注入は
すべての半田付けが終わった後に前記シリコンゲルの注
入穴5から前記シリコンゲルを注入することができ、手
作業の半田付けが無くなり、製造工数が減る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の図面である。
【図2】本発明の実施の形態の図面である。
【図3】従来技術の一実施例の図面である。
【符号の説明】
1 金属ベース 1a 樹脂絶縁層 1b 金属ベース 2、22、32 複数の中継端子 3、23、33 樹脂タイバー 4、24、34 制御プリント基板 5 シリコンゲル注入穴 6 電力半導体チップ 7 金属パターン 8 2個の位置決穴 9 アルミワイヤーボンディング 10 2本の中継端子 35 複数のスルホール穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−292689(JP,A) 特開 平7−153906(JP,A) 特開 平5−218613(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 1/14

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 片面の樹脂絶縁層で絶縁された金属ベー
    スと、前記絶縁層上に形成される金属パターンとで形成
    する金属プリント基板と、前記金属プリント基板上に搭
    載され、アルミワイヤーボンディングで配線された電力
    半導体チップと、前記電力半導体チップと前記金属プリ
    ント基板で形成する電力回路を制御する制御回路を搭載
    した制御プリント基板と、前記金属プリント基板と前記
    制御プリント基板を接続する、複数の中継端子と、前記
    複数の中継端子同士を所定の配置に固定する樹脂タイバ
    ーとで構成し、前記電力半導体チップを搭載した金属プ
    リント基板と前記制御プリント基板は平行な位置関係に
    あり、前記複数の中継端子の片側は前記金属プリント基
    板に半田付けで接続され、反対側は前記制御プリント基
    板に接続された電力半導体装置において、前記複数の中
    継端子の両端部分は直角に曲がっており、「コ」の字の
    形を形成し、前記金属プリント基板及び前記制御プリン
    ト基板には表面実装で半田付けを施して接続しているこ
    とを特徴とする電力半導体装置。
  2. 【請求項2】 片面の樹脂絶縁層で絶縁された金属ベー
    スと、前記絶縁層上に形成される金属パターンとで形成
    する金属プリント基板と、前記金属プリント基板上に搭
    載され、アルミワイヤーボンディングで配線された電力
    半導体チップと、前記電力半導体チップと前記金属プリ
    ント基板で形成する電力回路を制御する制御回路を搭載
    した制御プリント基板と、前記金属プリント基板と前記
    制御プリント基板を接続する、複数の中継端子と、前記
    複数の中継端子同士を所定の配置に固定する樹脂タイバ
    ーとで構成し、前記電力半導体チップを搭載した金属プ
    リント基板と前記制御プリント基板は平行な位置関係に
    あり、前記複数の中継端子の片側は前記金属プリント基
    板に半田付けで接続され、反対側は前記制御プリント基
    板に接続された電力半導体装置において、前記制御プリ
    ント基板に少なくとも2個の位置決穴があり、前記複数
    の中継端子の少なくとも2本の中継端子は「L」の形に
    曲げられ、前記中継端子のまっすぐな片端が前記位置決
    穴を貫通することを特徴とする電力半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1の電力半導体装置において、前
    記制御プリント基板にシリコンゲルの注入穴を設けてい
    ることを特徴とする電力半導体装置。
  4. 【請求項4】 請求項1の電力半導体装置において、前
    記複数の中継端子が前記制御プリント基板の周辺に配置
    されており、前記複数の中継端子の前記制御プリント基
    板側の両端部を内側に曲げ「コ」の字の形を形成し、前
    記中継端子が曲がった部分と前記樹脂タイバーの間に前
    記制御プリント基板を挟ませて、前記制御プリント基板
    と前記中継端子を半田付けで固定していることを特徴と
    する電力半導体装置。
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WO2021256407A1 (ja) * 2020-06-19 2021-12-23 ファナック株式会社 モータ駆動装置

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