JP3465480B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Description
グ素子にＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar Transiste
r) を用いたＩＧＢＴモジュールなどを対象とする半導
体装置、詳しくは半導体装置のパッケージ構造に関す
る。
ス基板などの絶縁基板に１ないし複数個のパワー半導体
素子（ＩＧＢＴ）をマウントして該基板の導体パターン
との間にワイヤボンディングを施した回路組立体と、該
回路組立体を搭載した金属ベース板と、金属ベース板上
に接着結合した端子一体形の外装樹脂ケースと、上面に
端子引出し穴を開口したケース蓋と、外装樹脂ケース内
に充填した封止樹脂との組立体よりなり、外部接続用端
子としてコレクタ，エミッタの主回路端子，コレクタの
補助端子，およびドライブ制御用のゲート端子を含めて
プレス打ち抜き，曲げ加工を施して製作した端子組立体
としての端子フレームを前記外装樹脂ケースにインサー
ト形成し、金属ベース板に外装樹脂ケースを接合した状
態で樹脂ケースから内方に突き出した各端子フレームの
内部リード脚片とこれに対応する絶縁基板の導体パター
ンとの間を半田付けするとともに、樹脂ケースの上面に
被着したケース蓋の端子引出し穴を貫通して各端子を外
方に引出した構成の半導体装置が、本発明と同一出願人
より先に提案されている（特許文献１参照）。図４
（ａ）〜（ｄ）はパッケージ内に４個のＩＧＢＴを組み
込んで並列に接続した４個組ＩＧＢＴモジュールを例
に、端子一体形外装樹脂ケースを採用して構成した従来
の半導体装置の組立構造を示すものである。図におい
て、１は金属ベース板、２は金属ベース板１の上に搭載
したＩＧＢＴの回路組立体、３は端子一体形の外装樹脂
ケース、４はケース蓋であり、これらを組合せて（ｄ）
図に示す半導体装置を構成している。ここで、回路組立
体２は、２枚に分割したセラミックス基板２ａの上にフ
リーホイーリングダイオード２ｂと組合せたＩＧＢＴ２
ｃを２個ずつ振り分けてマウントし、セラミックス基板
２ａの上面に形成した導体パターンにワイヤボンディン
グして構成されたものである。一方、樹脂モールド品と
して作られた端子一体形の外装樹脂ケース３には、前記
セラミックス基板２ａの上面にＩＧＢＴのコレクタ，エ
ミッタ，ゲートに対応して形成した導体パターンに接続
する外部接続用端子の端子フレームが樹脂ケース３と一
体にインサート成形されている。この端子フレームは黄
銅などを材料にプレス，曲げ加工して形成したものであ
り、該端子フレームの端部に外部導出端子部として起立
形成した主回路のエミッタ端子Ｃ，コレクタ端子Ｅ，エ
ミッタ補助端子ｅ，制御端子としてのゲート端子Ｇが樹
脂ケース３から上方に突き出している。また、ケース蓋
４の上面には、前記の各端子に対応した端子引出し穴４
ａ〜４ｄが開口している。そして、かかる半導体装置の
組立ては次のようにして行う。まず、金属ベース板１の
上に回路組立体２を搭載してセラミックス基板２ａを金
属ベース板１に半田付けする。次に、金属ベース板１に
外装樹脂ケース３を接着剤で接合し、この状態で樹脂ケ
ース３から回路組立体２に向けて突き出した各端子フレ
ームの内部リード脚片をこれに対応するセラミックス基
板２ａの導体パターンに半田付けする。さらに、樹脂ケ
ース４の中にゲル状の封止樹脂（図示せず）を注入して
硬化させた後、最後に樹脂ケース３の上面にケース蓋４
を被せて接着剤で接合し、ケース蓋４の端子引出し穴４
ａ〜４ｄを通して上方に引出した各端子をＬ字形に折り
曲げて図４（ｄ）の製品を完成する。前記のように外部
接続用端子の端子フレームを外装樹脂ケースにインサー
ト形成して一体化した半導体装置は、樹脂ケースとは別
な部品として作られたケース蓋兼用の端子ブロックに各
端子に対応する外部導出端子を個別に固定保持し、内部
配線の一部にリード線を採用して組立てた在来製品のパ
ッケージ構造と比べて、樹脂ケースのモールド成形と同
時に各端子相互間の平坦度を保って精度よく固定保持す
ることができるほか、端子フレームは外装樹脂ケースの
周枠部分に取り囲まれているので、搬送，組立工程での
取扱い時に端子が物に当たって変形したりするおそれが
無いなど、組立性，信頼性の面での利点が得られる。
一体形の外装樹脂ケースを採用した従来構成の半導体装
置は、次記のように製作，使用面で改良すべき問題点が
ある。即ち、外装樹脂ケースのモールド金型内にセット
した端子フレームは、金型に設けたインサートピンで所
定のインサート位置に位置決め固定するようにしている
が、この固定方法だけでは端子フレームの位置決め保持
が不十分である。このために、モールド金型を型締めし
て成形樹脂を加圧注入する際に、その成形圧力によって
端子フレームが金型のキャビティ内で所定のインサート
位置からずれ動いたりして、インサート成形後の端子位
置精度が低下して絶縁基板との半田付けが適正に行えな
くなるといった不具合の生じることがあり、このことが
製品の歩留りを低める一因となっている。本発明は、先
記した端子一体形の外装樹脂ケースを採用した半導体装
置を対象に、前記の課題解決を目的としてなされたもの
であり、端子フレームを外装樹脂ケースのモールド金型
内に安定よく位置決め保持してインサート成形できるよ
うにした半導体装置を提供することにある。
り、次記のように構成することにで達成される。外装樹
脂ケースにインサート成形される端子フレームごとに、
該端子フレームを樹脂ケースのモールド金型内にセット
した状態で所定のインサート位置に保持する位置決めサ
ポート手段を設けたものとし、具体的には位置決めサポ
ート手段として、端子フレームの外部導出端子部に肩部
と脚部を設け、端子フレームをモールド金型内にセット
した状態で、前記肩部と脚部を金型の上型と下型との間
に挟持して所定のインサート位置に保持する。あるいは
端子フレームの内部リード片から樹脂ケースの内方に突
き出した穴あき保持片を設け、端子フレームをモールド
金型内にセットした状態で、前記保持片を金型のインサ
ートピンに係止して所定のインサート位置に保持する。
上記の構成により、端子フレームをモールド金型内にセ
ットした上で金型を型締めすると、端子フレームはその
肩部と脚部が金型の上型と下型の間に挟持されるかたち
で所定位置に位置決め固定される。あるいは、金型のイ
ンサートピンが端子フレームから側方に突き出した保持
片の穴に差し込まれ、各端子フレームが所定のインサー
ト位置から動かないように保持される。したがって、金
型に成形樹脂を加圧注入しても、その成形圧力で端子フ
レームが所定のインサート位置からずれ動くことがな
く、これにより各端子を所定の位置に精度よく固定保持
することができる。
樹脂ケース３に、ケース蓋４として図２（ｄ）に示すよ
うな位置にゲート端子の引出し穴４ｄを開口したケース
蓋を組合せた実施例であり、樹脂ケース３には図２
（ｂ),（ｃ）に示す端子フレーム５，６，および７がイ
ンサート成形されており、特に端子フレーム７について
は、二箇所に形成したゲート端子Ｇ1,Ｇ2 のうちゲート
端子Ｇ1 を残し、不要となるゲート端子Ｇ2 を根元から
カットして切除しておく。そして、樹脂ケース３の上面
にケース蓋４を被着接合した状態でケース蓋の端子引出
し穴４ａ〜４ｄを貫通して上方に引出した各端子をＬ字
形に折り曲げて図２（ａ）の製品を完成する。 〔参考例２〕 図３（ａ）〜（ｄ）は、ケース蓋４の上面に引出した各
端子を前記の実施例１と異なる配列にして構成した半導
体装置の実施例を示すものである。具体的には図２と比
べてコレクタ端子Ｃとエミッタ端子Ｅの配列順序を入れ
替え、ケース蓋４の端子引出し穴４ａからエミッタ端子
Ｅを引出し、端子引出し穴４ｂからコレクタ端子Ｃを引
き出すようにしてケース蓋上に並ぶ主回路端子の極性を
逆配列とし、さらにゲート端子Ｇを図２と反対側の位置
に引出している。そのために、ケース蓋４として、その
端子引出し穴４ｄが図２（ｄ）と反対側に開口されたも
のを用いる。また、主回路の端子フレーム５，６につい
ては、図３（ｂ）で示すように、回路組立体２（図１
（ｂ）参照）に半田付けする脚片の位置は変えずに、コ
レクタ用端子フレーム５がエミッタ用端子フレーム６の
上を跨ぐように立体交差させて樹脂ケース３にインサー
ト成形する。なお、この場合には、コレクタ端子Ｃ，エ
ミッタ端子Ｅの端子形状を図示のように角形とし、図２
（ｂ）に示した端子フレーム５，６に形成したコレクタ
端子Ｃ，エミッタ端子Ｅの円弧形状（外部導出端子部の
先端が円弧状に整形カットされている）と一見して識別
できるように形状を変えておく。また、ゲート用の端子
フレーム７については、図１（ｄ）で述べたように二箇
所に形成したゲート端子Ｇ1,Ｇ2 のうち、ゲート端子Ｇ
2 を残して他方のゲート端子Ｇ1 を根元からカットして
切除する。そして、樹脂ケース３にケース蓋４を被着し
た状態で端子引出し穴４ａ〜４ｄを通して各端子を図３
（ａ）のような配列順序に引き出す。これにより、ケー
ス蓋４の上面に引出したコレクタ端子Ｃ，エミッタ端子
Ｅの配列順序が図２（ａ）の配列と逆極性に入れ替わ
る。前記から判るように、図１に示した回路組立体２，
および外装樹脂ケース３のモールド金型には何らの変更
を加えることなく、端子フレーム５，６について若干の
変更を加えるだけで、図２と端子配列の異なるパッケー
ジを簡単に構成することができる。なお、図３（ｂ）の
端子フレーム５，６の代わりに、図２（ｂ）に示した端
子フレーム５，６を採用すれば、コレクタ端子Ｃ，エミ
ッタ端子Ｅの配列が図２と同様で、ゲート端子Ｇの引出
し位置が異なるパッケージとなる。また、図示の実施例
ではパワー半導体素子としてＩＧＢＴを採用した例を示
したが、ＩＧＢＴの代わりにバイポーラトランジスタ、
ＭＯＳ−ＦＥＴを採用して実施できることは勿論であ
る。そして、ＭＯＳ−ＦＥＴを採用する場合には、ＩＧ
ＢＴモジュールのコレクタ端子，エミッタ端子をそれぞ
れソース端子，ドレイン端子に置き換えて実施すればよ
い。
ば、半導体装置の外装樹脂ケースに端子フレームをイン
サート成形する際に、モールド金型内にセットした端子
フレームが所定のインサート位置に安定保持されるの
で、これにより位置精度の高い端子一体形の外装樹脂ケ
ースを構成することができて製品の歩留り向上が図れ
る。
による半導体装置の主要部品の構成図であり、（ａ）は
端子一体形外装樹脂ケースの外形斜視図、（ｂ）は金属
ベース板に搭載した回路組立体の外形斜視図、（ｃ),
（ｄ）はそれぞれ（ａ）図の樹脂ケースにインサート成
形した主回路端子，ゲート端子用の端子フレームの外形
斜視図
図であり、（ａ）は組立状態のパッケージの外形斜視
図、（ｂ),（ｃ）は（ａ）図の外装樹脂ケースにインサ
ート成形した主回路端子，ゲート端子用の端子フレーム
の外形斜視図、（ｄ）はケース蓋の外形斜視図
図であり、（ａ）は組立状態のパッケージの外形斜視
図、（ｂ),（ｃ）は（ａ）図の外装樹脂ケースにインサ
ート成形した主回路端子，ゲート端子用の端子フレーム
の外形斜視図、（ｄ）はケース蓋の外形斜視図
置の構成図であり、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれはケース
蓋，端子一体形の外装樹脂ケース，金属ベース板に搭載
した回路組立体，およびパッケージ組立体の外形斜視図
Claims (2)
- 【請求項１】絶縁基板にパワー半導体素子をマウントし
て該基板の導体パターンとの間にワイヤボンディングを
施した回路組立体と、該回路組立体を搭載した金属ベー
ス板と、金属ベース板上に接着結合した端子一体形の外
装樹脂ケースと、上面に端子引出し穴を開口したケース
蓋と、外装樹脂ケース内に充填した封止樹脂との組立体
よりなり、外部接続用の主回路端子，主回路端子の補助
端子，および制御端子を含む端子フレームを前記外装樹
脂ケースにインサート形成し、該樹脂ケースを金属ベー
ス板に結合した状態で樹脂ケースから絶縁基板上に向け
て突き出した各端子フレームの内部リード脚片と絶縁基
板の導体パターンとの間を半田付けするとともに、樹脂
ケースの上面に被着したケース蓋を貫通して各端子を外
方に引出した半導体装置において、前記の端子フレーム
ごとに、該端子フレームに起立形成した外部導出部に肩
部と脚部とからなる位置決めサポート手段を備え、該端
子フレームをモールド金型内にセットした状態で、前記
肩部と脚部を金型の上型と下型との間に挟持して所定の
インサート位置に保持するようにしたことを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項２】絶縁基板にパワー半導体素子をマウントし
て該基板の導体パターンとの間にワイヤボンディングを
施した回路組立体と、該回路組立体を搭載した金属ベー
ス板と、金属ベース板上に接着結合した端子一体形の外
装樹脂ケースと、上面に端子引出し穴を開口したケース
蓋と、外装樹脂ケース内に充填した封止樹脂との組立体
よりなり、外部接続用の主回路端子，主回路端子の補助
端子，および制御端子を含む端子フレームを前記外装樹
脂ケースにインサート形成し、該樹脂ケースを金属ベー
ス板に結合した状態で樹脂ケースから絶縁基板上に向け
て突き出した各端子フレームの内部リード脚片と絶縁基
板の導体パターンとの間を半田付けするとともに、樹脂
ケースの上面に被着したケース蓋を貫通して各端子を外
方に引出した半導体装置において、前記の端子フレーム
ごとに、該端子フレームの内部リード部から樹脂ケース
の内方に突き出した穴あき保持片からなる位置決めサポ
ート手段を備え、該端子フレームをモールド金型内にセ
ットした状態で、前記保持片を金型のインサートピンに
係止して所定のインサート位置に保持するようにしたこ
とを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13934196A JP3465480B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13934196A JP3465480B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | 半導体装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003106733A Division JP3852698B2 (ja) | 2003-04-10 | 2003-04-10 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09321217A JPH09321217A (ja) | 1997-12-12 |
| JP3465480B2 true JP3465480B2 (ja) | 2003-11-10 |
Family
ID=15243081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13934196A Expired - Lifetime JP3465480B2 (ja) | 1996-06-03 | 1996-06-03 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3465480B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2002082542A1 (ja) * | 2001-04-02 | 2004-07-29 | 三菱電機株式会社 | 電力用半導体装置 |
| EP2688100B1 (en) | 2011-03-16 | 2018-08-22 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor module |
| DE112015006979B4 (de) * | 2015-09-28 | 2021-02-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Halbleitervorrichtung |
-
1996
- 1996-06-03 JP JP13934196A patent/JP3465480B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09321217A (ja) | 1997-12-12 |
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