JP4430472B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特に、モータやヒータなどの大電流を用いる電子機器を制御するための電力用半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a power semiconductor device for controlling an electronic device using a large current such as a motor or a heater.
従来技術による電力用半導体装置(パワーモジュール)は、ここでは詳細図示しないが、概略、半導体チップが実装された絶縁基板と、絶縁基板が搭載された放熱板と、放熱板の周囲において接着剤により接合された樹脂ケースと、樹脂ケースの上方から内部(下方)に延びる複数の主電極とを有する。また、金属製タッピングねじが放熱板の下方から樹脂ケース内部に向かって挿通されることにより、樹脂ケースが放熱板に固定される。 Although the power semiconductor device (power module) according to the prior art is not shown in detail here, the insulating substrate on which the semiconductor chip is mounted, the heat sink on which the insulating substrate is mounted, and an adhesive around the heat sink It has a joined resin case and a plurality of main electrodes extending from the top to the inside (downward) of the resin case. Further, the resin case is fixed to the heat sink by inserting the metal tapping screw from below the heat sink toward the inside of the resin case.
一般に、大電力(大電流)を制御する電力用半導体装置(パワーモジュール)においては、主電極(充電部)と放熱板および金属製タッピングねじ(接地部)の間において所定の絶縁耐圧以上の耐圧を有することが必要であり、絶縁劣化の指標である実使用電圧での部分放電耐量に関する条件を満足させなければならない。 In general, in a power semiconductor device (power module) that controls high power (large current), a withstand voltage that exceeds a predetermined withstand voltage between a main electrode (charging part), a heat sink, and a metal tapping screw (grounding part) It is necessary to satisfy the condition regarding the partial discharge withstand voltage at the actual operating voltage, which is an index of insulation deterioration.
しかしながら、これまでのパワーモジュールによれば、上述のとおり、主電極(充電部)が上方から下方に延びる一方、金属製タッピングねじ(接地部)が下方から上方に延びるので、両者が接近して、とりわけ金属製タッピングねじの先端部と主電極の間において強い電界が生じることがあった。 However, according to the conventional power modules, as described above, the main electrode (charging part) extends downward from above, while the metal tapping screw (grounding part) extends upward from below. In particular, a strong electric field may be generated between the tip of the metal tapping screw and the main electrode.
また、タッピングねじを用いて、樹脂ケースを放熱板に固定させるとき、すなわちタッピングねじが樹脂ケースのねじ孔に穿孔するとき、ねじ孔の壁部が削られて樹脂くずが発生する。この樹脂くずをねじ孔内において吸収するための空隙を、タッピングねじの先端部付近に設けておく必要がある。ところが、こうした空隙において、強い電界が生じると、部分放電耐量がより低くなることがあった(部分放電が発生し得る)。 Further, when the resin case is fixed to the heat radiating plate using the tapping screw, that is, when the tapping screw is drilled in the screw hole of the resin case, the wall portion of the screw hole is scraped to generate resin waste. It is necessary to provide a gap for absorbing the resin waste in the screw hole in the vicinity of the tip of the tapping screw. However, when a strong electric field is generated in such voids, the partial discharge withstand capability may be lower (partial discharge may occur).
例えば、特開平5−190695号公報に記載の半導体装置において、タッピングねじ3が上板部12上に敷設された主電極に近接しているため、下穴4における電界が著しく大きくなる可能性があった。さらに、タッピングねじ3と主電極の間の下穴4に空隙が形成されるため、十分な部分放電耐量が得られないことがあった。
そこで本発明は、部分放電耐量および絶縁破壊耐量が改善された半導体装置を実現することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to realize a semiconductor device having improved partial discharge resistance and dielectric breakdown resistance.
本発明の1つの態様によれば、ねじ孔を含む樹脂ケースと、半導体チップが実装された絶縁基板と、放熱板貫通孔を含み、該絶縁基板を搭載した放熱板と、該放熱板貫通孔および該ねじ孔を通り、該樹脂ケースを該放熱板に係合する金属製タッピングねじと、を有する半導体装置において、前記樹脂ケースと前記金属製タッピングねじの間に形成された前記ねじ孔内における空隙が、絶縁性樹脂により充填されることを特徴とする。
According to one aspect of the present invention, a resin case including a screw hole, an insulating substrate on which a semiconductor chip is mounted, a heat dissipation plate including the heat dissipation plate through hole, and the heat dissipation plate through hole And a metal tapping screw that passes through the screw hole and engages the resin case with the heat radiating plate, in the screw hole formed between the resin case and the metal tapping screw. The void is filled with an insulating resin .
本発明によれば、主電極などの充電部と金属製タッピングねじなどの接地部の間に充填された高耐電圧樹脂により、両者間の部分放電耐圧を改善することができる。 According to the present invention, the partial discharge withstand voltage between the charging portion such as the main electrode and the grounding portion such as the metal tapping screw can be improved by the high withstand voltage resin.
以下、添付図面を参照して本発明に係る半導体装置の実施の形態を説明する。各実施の形態の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語(例えば、「左側」、「右側」、「上方」、および「下方」など)を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本発明を限定するものでない。 Embodiments of a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the description of each embodiment, terms for indicating directions (for example, “left side”, “right side”, “upward”, “downward”, etc.) are used as appropriate for easy understanding. These terms are not intended to limit the invention.
実施の形態1.
図1〜図4を参照しながら、本発明に係る半導体装置(パワーデバイス)の実施の形態1について以下に説明する。図1に示すパワーデバイス1は、概略、樹脂などの絶縁材料からなる樹脂ケース10と、その主面12上に配設されたエミッタ主電極14およびコレクタ主電極16を備える。またパワーデバイス1は、図2に示すように、樹脂ケース10により包囲された内部空間において、放熱板20と、これに半田により実装される絶縁基板30を備える。放熱板20は良好な熱伝導性を有する銅などの金属からなり、絶縁基板30は、その上面および下面にロウ材で接合された銅またはアルミニウムなどの金属からなる表電極パターンおよび裏電極パターン(ともに図示せず)を有する。また、絶縁基板30の表電極パターン上には、同様に半田を介して、IGBTチップなどの電力用半導体チップ32が実装されている。
A first embodiment of a semiconductor device (power device) according to the present invention will be described below with reference to FIGS. A
図2および図3に示すように、エミッタ主電極14は、パワーデバイス1の主面12からその内部(下方)に延び、図3の中央にある絶縁基板30bの表電極パターンに半田にて電気的に接続される。そして、図中の両側にある絶縁基板30a,30c上の半導体チップ32のエミッタ端子(図示せず)が、アルミワイヤ34(および絶縁基板30b)を介してエミッタ主電極14に電気的に接続されている。一方、コレクタ主電極16は、図3の破線で示したように、エミッタ主電極14の紙面奥側にあって、同様にパワーデバイス1の主面12からその内部に延び、図3の両側にある絶縁基板30a,30cの表電極パターンに半田にて電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the emitter
また図2に示すように、放熱板20は放熱板貫通孔40を有し、樹脂ケース10はねじ孔50を有する。そしてパワーデバイス1は、放熱板貫通孔40およびねじ孔50を通り、樹脂ケース10を放熱板20に固定(係合)する金属製タッピングねじ60を有する。すなわち、金属製タッピングねじ60を放熱板貫通孔40の下方から上方に向かって樹脂ケース10を締め付けることにより、樹脂ケース10を放熱板20に固定する。このとき、より確実に固定するためにも、樹脂ケース10と放熱板20の間に接着樹脂22(図4)を塗布しておくことが好ましい。
As shown in FIG. 2, the
さらに樹脂ケース10は、図1に示す周縁角部において、放熱板20に固定された樹脂ケース10をその下方に配設された放熱フィン(図示せず)にブッシュ24により取り付けるためのブッシュ貫通孔26を有する。
Further, the
先に説明したように、一般に、金属製タッピングねじ60を用いて樹脂ケース10を放熱板20に固定する場合、金属製タッピングねじ60がねじ孔50内に下方から上方に向かって進入する(ねじ込まれる)につれて、金属製タッピングねじ60の先端部において樹脂くずが形成されるので、これを吸収するために、ねじ孔50内に空隙を金属製タッピングねじ60の先端部付近に設ける必要がある。こうしたねじ孔50内の空隙は、上述のとおり、部分放電耐量を小さくすることがある。
As described above, generally, when the
しかし、本発明に係る第1の実施の形態の半導体装置1によれば、とりわけ図4の拡大図で示すように、この空隙にシリコーンゴムまたはエポキシ樹脂などの高耐電圧樹脂70(耐圧が例えば20kV以上)が充填される。すなわち、液状の高耐電圧樹脂70を注入した状態で、金属製タッピングねじ60を締め付けた後、この高耐電圧樹脂70を硬化させる。このとき、樹脂ケース10と放熱板20の間に配設された接着樹脂22は、接着機能だけでなく、液状の高耐電圧樹脂が放熱板側に漏れないように、高耐電圧樹脂70を封止するためのシール機能を果たす。
However, according to the
したがって、高耐電圧樹脂70が金属製タッピングねじ60の先端部62付近の空隙に充填されるので、金属製タッピングねじ60の先端部62が、エミッタ主電極14およびコレクタ主電極16に近接して配設された場合でも、部分放電耐圧および絶縁破壊耐量を改善することができる。また、金属製タッピングねじ60の先端部62において空隙が形成されないので、部分放電耐圧をより向上させることができる。
さらに高耐電圧樹脂70は、空隙に注入される前に、脱泡処理しておくことが好ましく、高耐電圧樹脂70内に気泡を残すことなく、空隙を一様に充填し、部分放電耐量をさらにいっそう改善することができる。
Therefore, since the high
Further, the high
樹脂ケース10を放熱板20に固定した後、樹脂ケース10および放熱板20により包囲されたパワーデバイス1の内部空間に、脱泡処理されたシリコーンゲル36が絶縁基板30、電力用半導体チップ32、およびアルミワイヤ34を覆うように充填され、さらにまたその上にエポキシ樹脂38が充填される。なお、図2〜図4においては、図面を分かりやすくするため、シリコーンゲル36およびエポキシ樹脂38のハッチングを省略し、これらの境界線を一点鎖線で示した。
After fixing the
さらに付言すると、以上のように構成されたパワーデバイス1において、エミッタ主電極14、コレクタ主電極16、表電極パターン、およびアルミワイヤ34が充電部を構成し、放熱板20、金属製タッピングねじ60、および裏電極パターンが接地部を構成する。したがって、高耐電圧樹脂70は、金属製タッピングねじ60の先端部62のみならず、樹脂ケース10と金属製タッピングねじ60の間に形成された空隙全体に充填されることがより好ましい。
In addition, in the
実施の形態2.
次に、図5を参照しながら、本発明に係るパワーデバイスの実施の形態2について以下に説明する。図5に示すパワーデバイス2は、高耐圧樹脂が空隙に充填される代わりに、金属製タッピングねじが高耐電圧樹脂からなる被膜を有し、ねじ孔内の空隙には高耐電圧樹脂が充填されない点以外は、実施の形態1と同様の構成を有するので、重複する部分に関する詳細な説明を省略する。
Next, a power device according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The
図5のパワーデバイス2によれば、上述のように、金属製タッピングねじ60が高耐電圧樹脂からなる被膜(コーティング膜)64を有する。金属製タッピングねじ60上の被膜64は、任意の手法を用いて形成することができるが、例えば、金属製タッピングねじ60を液状の高耐電圧樹脂に浸積させた後、硬化させることにより形成してもよい。このように高耐電圧樹脂が全体的にコーティングされた金属製タッピングねじ60を用いて、樹脂ケース10が放熱板20に固定される。
According to the
その結果、金属製タッピングねじ60は、被膜64により放熱板20と絶縁されるため、金属製タッピングねじ60はもはや接地部を構成することはない。また、たとえ金属製タッピングねじ60の頭部66が被膜64から露出して放熱板20と同電位を有する場合であっても、金属製タッピングねじ60の先端部62が全体的に高耐電圧樹脂によりコーティングされているので、エミッタ主電極14などの充電部との間の部分放電耐量を改善することができる。
さらに、金属製タッピングねじ60上の高耐電圧樹脂からなる被膜64を形成する工程は、実施の形態1で説明したように、空隙に高耐電圧樹脂を注入して、硬化させる作業より簡便であるので、実施の形態1と比べて工数を削除し、組立作業性の向上を図ることができる。
As a result, since the
Further, the process of forming the
実施の形態3.
図6を参照しながら、本発明に係るパワーデバイスの実施の形態3について以下に説明する。図6に示すパワーデバイス3は、概略、ねじ孔が樹脂ケースの内部空間まで連通する点を除き、実施の形態1と同様の構成を有するので、重複する部分に関する詳細な説明を省略する。
A third embodiment of the power device according to the present invention will be described below with reference to FIG. Since the
実施の形態3のパワーデバイス3によれば、樹脂ケース10がその内部空間に連通するケース貫通孔52を有する。そして、金属製タッピングねじ60を放熱板貫通孔40の下方からケース貫通孔52の上方に向かって樹脂ケース10を締め付けることにより、樹脂ケース10と放熱板20を固定した後、液状のシリコーンゲル36が樹脂ケース10の内部空間に注入される。このとき液状のシリコーンゲル36は、樹脂ケース10の内部空間だけでなく、これに連通したケース貫通孔52の空隙にも充填される。すなわち、実施の形態3によれば、絶縁部材であるシリコーンゲル36がケース貫通孔52内に充填される。
According to the
このように、充填されたシリコーンゲル36は、実施の形態1で説明した高耐電圧樹脂70と同様に高い耐電圧を有するので(耐圧が例えば10kV以上)、この実施の形態によるパワーデバイス3は、実施の形態1と同様に、金属製タッピングねじ60とエミッタ主電極14などの充電部との間の部分放電耐量を改善することができる。
また、実施の形態1のように高耐電圧樹脂70を別途注入する必要がないので、より簡便な作業工程(すなわちより安価な製造コスト)により、部分放電耐量を改善することができる。
Thus, since the filled
Further, since it is not necessary to separately inject the high withstand
実施の形態4.
図7を参照しながら、本発明に係るパワーデバイスの実施の形態4について以下に説明する。図7に示すパワーデバイス4は、絶縁部材として、シリコーンゲルではなく高耐電圧樹脂をケース貫通孔に別途注入した点を除き、実施の形態3と同様の構成を有するので、重複する部分に関する詳細な説明を省略する。
A power device according to a fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The
実施の形態4のパワーデバイス4によれば、金属製タッピングねじ60を用いて、樹脂ケース10と放熱板20を固定した後、絶縁部材としての高耐電圧樹脂70をケース貫通孔52の空隙に金属製タッピングねじ60の先端部62側から注入する。そして高耐電圧樹脂70の気泡を除去した後、これを硬化させる。
According to the
このようにケース貫通孔52の空隙が高耐電圧樹脂70により充填されるので、実施の形態1と同様、金属製タッピングねじ60とエミッタ主電極14などの充電部の間の部分放電耐圧を向上させることができる。また、高耐電圧樹脂70は、シリコーンゲル36より耐電圧が高いので、実施の形態3のパワーデバイス3より高い部分放電耐圧を実現することができる。
Since the gap of the case through
実施の形態5.
図8を参照しながら、本発明に係るパワーデバイスの実施の形態5について以下に説明する。図8に示すパワーデバイス5は、ケース貫通孔が金属製タッピングねじの先端部に隣接して配設された拡大部を有する点を除き、実施の形態4と同様の構成を有するので、重複する部分に関する詳細な説明を省略する。
A power device according to a fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The
上述のように、この実施の形態によるパワーデバイス5において、ケース貫通孔52は、金属製タッピングねじ60の先端部62付近に拡大部(樹脂受け部)72を有する。樹脂ケース10を放熱板20に固定した後、高耐電圧樹脂70をケース貫通孔52の空隙に金属製タッピングねじ60の先端部62側から注入して硬化させるとき、拡大部72が設けてあるので、高耐電圧樹脂70を注入しやすい。すなわち、拡大部72を設けることにより、高耐電圧樹脂70をケース貫通孔52の空隙へ注入する作業を容易にできる。さらに、通常、高耐電圧樹脂70を注入した後、脱泡処理を行って高耐電圧樹脂70内の気泡が取り除かれるが、拡大部72の開口面積が実施の形態4のケース貫通孔52の開口面積より実質的に大きいので、気泡を除去しやすく、部分放電耐量をより確実に改善することができる。
なお、当業者ならば容易に理解されるように、実施の形態5による拡大部72は、絶縁部材として、高耐電圧樹脂70だけでなく、シリコーンゲル36を受容するために用いることができる。すなわち、この拡大部72は、実施の形態4のみならず、実施の形態3にも適用することができる。
As described above, in the
As will be readily understood by those skilled in the art, the
実施の形態6.
図9を参照しながら、本発明に係るパワーデバイスの実施の形態6について以下に説明する。図9に示すパワーデバイス6は、樹脂ケースを放熱板に係合させるために、金属製タッピングねじの代わりに、金属製ねじと金属製ナットを用いるが、その他の点において実施の形態3と同様の構成を有するので、重複する部分に関する詳細な説明を省略する。
A power device according to a sixth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The
実施の形態6のパワーデバイス6において、樹脂ケース10がケース貫通孔52を有し、放熱板20が放熱板貫通孔40を有し、放熱板貫通孔40からケース貫通孔52まで挿通する金属製小ねじ(以下、単に「金属製ねじ」という。)80が配設される。そして樹脂ケース10の内部空間には、金属製ナット82が配設され、金属製ねじ80と金属製ナット82が協働して、樹脂ケース10を放熱板20に固定(係合)する。すなわち、金属製ねじ80を放熱板20の下方から放熱板貫通孔40およびケース貫通孔52に挿入した後、金属製ナット82に締め付けることにより、樹脂ケース10を放熱板20に固定する。その後、脱泡処理したシリコーンゲル36を樹脂ケース10の内部空間に注入して硬化させる(充填させる)。
In the
こうして構成されたパワーデバイス6は、実施の形態3のパワーデバイス3と同様、接地部である金属製ねじ80および金属製ナット82が、高い耐電圧を有するシリコーンゲル36によりカバーされるので、金属製ねじ80とエミッタ主電極14などの充電部の間の部分放電耐量を改善することができる。また、樹脂ケース10を放熱板20に固定するためにタッピングねじを用いないので、タッピングねじを過剰に締め付けることにより生じ得る樹脂ケース10の破損を防止することができる。
In the
なお、上記実施の形態では、放熱板20と樹脂ケース10を固定するために、金属製ねじ80を用いたが、絶縁性材料からなるねじ(図示せず)を用いてもよい。この場合、絶縁性ねじおよびナット82は、放熱板20から絶縁され、もはや接地部を構成しない。すなわち、絶縁性ねじと充電部の間における部分放電耐量の問題を払拭することができる。さらに、絶縁性ねじは、金属製ねじよりも軽量であるので、パワーデバイス6の全体の重量を削減することができる。
In the above embodiment, the
実施の形態7.
図10を参照しながら、本発明に係るパワーデバイスの実施の形態7について以下に説明する。図10に示すパワーデバイス7は、金属製ナットを樹脂ケースと一体に成型した点以外、実施の形態6と同様の構成を有するので、重複する部分に関する詳細な説明を省略する。
A power device according to a seventh embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Since the
上述の通り、図10に示すパワーデバイス7の金属製ナット82は、樹脂ケース10と一体にインサート成型されている。したがって、実施の形態7によれば、組立部品の点数を削減できるとともに、金属製ねじ80を金属製ナット82に締め付けるとき、作業者は金属製ナット82を保持する必要がなく、組立作業を容易にすることができる。
また、実施の形態6と同様、樹脂ケースを放熱板に固定するためにタッピングねじを用いないので、タッピングねじを過剰に締め付けることにより生じ得る樹脂ケースの破損を防止することができる。
さらに、金属製のねじ80の代わりに、絶縁性材料からなるねじを用いて、樹脂ケース10を放熱板20に固定してもよい。こうして、絶縁性ねじと充電部の間における部分放電耐量の問題を解消することができる。
As described above, the
Further, as in the sixth embodiment, since the tapping screw is not used to fix the resin case to the heat radiating plate, it is possible to prevent the resin case from being damaged by excessively tightening the tapping screw.
Further, the
実施の形態8.
図11〜図13を参照しながら、本発明に係るパワーデバイスの実施の形態8について以下に説明する。図11に示すパワーデバイス8は、概略、下方から挿通されるねじの代わりに、上方から挿入される頭部付きねじを用い、放熱板貫通孔に雌ねじが形成されているが、その他の点においては実施の形態6と同様の構成を有するので、重複する部分に関する詳細な説明を省略する。
An eighth embodiment of the power device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The
実施の形態8のパワーデバイス8によれば、樹脂ケース10を放熱板20に固定するために、頭部付きねじ84が、樹脂ケース10のケース貫通孔52の上方から放熱板20の放熱板貫通孔40に向かって下方に挿通され、放熱板貫通孔40の内側に形成された雌ねじ42(ねじ山を図示せず)と係合する。こうして、実施の形態8によれば、別の構成部品としてのナットを省略して部品点数を削減するとともに、作業性を改善して製造コストを削減することができる。
According to the
また、パワーデバイス8において、頭部付きねじ84をケース貫通孔52の上方から挿入しやすくするために、図12および図13に示すように、ねじ挿入ガイド86を設けてもよい。ねじ挿入ガイド86は、樹脂ケース10から上方に延びる円筒状壁として構成され、頭部付きねじ84がねじ挿入ガイド86内に投入されると、頭部付きねじ84の先端部87がケース貫通孔52に位置合わせされ、放熱板貫通孔40に容易に締め付けることができる。このように、ねじ挿入ガイド86により、パワーデバイス8の組立作業性をよりいっそう改善することができる。なお好適には、ねじ挿入ガイド86は樹脂ケース10と一体に成型される。
さらに図13に示すように、ねじ挿入ガイド86は、その内側にシリコーンゲル36を案内して流入しやすくするために、少なくとも1つのスリットを設けておくことが好ましい。これにより、頭部付きねじ84の頭部89上において、十分にシリコーンゲル36を充填して、部分放電耐量を改善することができる。
Further, in the
Furthermore, as shown in FIG. 13, it is preferable that the
なお、雌ねじ42が形成される放熱板貫通孔40は、必ずしも放熱板20を貫通する必要はなく、雌ねじ42が形成された単なる孔であってもよい。
In addition, the heat sink plate through-
実施の形態9.
図14を参照しながら、本発明に係るパワーデバイスの実施の形態9について以下に説明する。図14に示すパワーデバイス9は、樹脂ケース10を放熱板20に固定するために、頭部付きねじの代わりに、止めねじを用いるが、その他の点において実施の形態8と同様の構成を有するので、重複する部分に関する詳細な説明を省略する。
A ninth embodiment of a power device according to the present invention will be described below with reference to FIG. The
パワーデバイス9の樹脂ケース10は、これに保持された、好適にはインサート成型されたナット90を含み、放熱板20は、雌ねじ42(ねじ山を図示せず)および端部44を有する放熱板孔46を含む。またパワーデバイス9は、ナット90、ケース貫通孔52、および放熱板孔46に挿通される止めねじ92を有する。
The
止めねじ92は、その先端部が放熱板20の端部44に当接するまで締め付けられて、樹脂ケース10を放熱板20に固定する。こうして、止めねじ92の上方端部94の上において、十分にシリコーンゲル36を充填して、部分放電耐量を改善することができる。
また、止めねじ92の上方端部94は、ナット90の上側端面96より下方に位置するように、すなわち上側端面96より突出させないように構成される。これにより、とりわけ止めねじ92の上方端部94における電界を緩和して、部分放電耐量をさらに改善することができる。
The
Further, the
なお、パワーデバイス9においても、実施の形態7と同様、絶縁性材料からなる止めねじを用いて、樹脂ケース10を放熱板20に固定してもよい。すると、絶縁性止めねじと充電部の間における部分放電耐量の問題を解消することができる。
さらに、実施の形態8で説明したように、止めねじ92をナット90および放熱板孔46に挿入しやすくするために、樹脂ケース10にスリット88付きのねじ挿入ガイド86を設けて(図示せず)、組立作業性を改善することもできる。
In the
Further, as described in the eighth embodiment, in order to facilitate the insertion of the
1〜9 電力用半導体装置(パワーデバイス)、10 樹脂ケース、12 主面、14 エミッタ主電極、16 コレクタ主電極、20 放熱板、22 接着樹脂、24 ブッシュ、26 ブッシュ貫通孔、30 絶縁基板、32 電力用半導体チップ、34 アルミワイヤ、36 シリコーンゲル、38 エポキシ樹脂、40 放熱板貫通孔、42 雌ねじ、44 端部、46 放熱板孔、50 ねじ孔、52 ケース貫通孔、60 金属製タッピングねじ、62 先端部、64 被膜、66 頭部、70 高耐電圧樹脂、72 拡大部、80 金属製ねじ、82 金属製ナット、84 頭部付きねじ、86 ねじ挿入ガイド、89 頭部、90 ナット、92 止めねじ、94 上方端部。
1-9 Power semiconductor device (power device), 10 resin case, 12 main surface, 14 emitter main electrode, 16 collector main electrode, 20 heat sink, 22 adhesive resin, 24 bush, 26 bush through-hole, 30 insulating substrate, 32 Semiconductor chip for power, 34 Aluminum wire, 36 Silicone gel, 38 Epoxy resin, 40 Heat sink plate through hole, 42 Female screw, 44 End, 46 Heat sink plate hole, 50 Screw hole, 52 Case through hole, 60 Metal tapping screw , 62 tip, 64 coating, 66 head, 70 high voltage resin, 72 enlarged portion, 80 metal screw, 82 metal nut, 84 head screw, 86 screw insertion guide, 89 head, 90 nut, 92 Set screw, 94 Upper end.
Claims (12)
前記樹脂ケースと前記金属製タッピングねじの間に形成された前記ねじ孔内における空隙が、絶縁性樹脂により充填されることを特徴とする半導体装置。 A resin case including a screw hole, an insulating substrate on which a semiconductor chip is mounted, a heat sink including a heat sink through-hole, and mounting the insulating substrate, and passing through the heat sink through hole and the screw hole, the resin case In a semiconductor device having a metal tapping screw that engages with the heat sink,
A semiconductor device characterized in that a gap in the screw hole formed between the resin case and the metal tapping screw is filled with an insulating resin .
前記金属製タッピングねじが絶縁性樹脂からなる被膜を有することを特徴とする半導体装置。 A resin case including a screw hole, an insulating substrate on which a semiconductor chip is mounted, a heat sink including a heat sink through-hole, and mounting the insulating substrate, and passing through the heat sink through hole and the screw hole, the resin case In a semiconductor device having a metal tapping screw that engages with the heat sink,
The semiconductor device, wherein the metal tapping screw has a coating made of an insulating resin .
前記樹脂ケースが前記内部空間と連通するケース貫通孔を有し、
前記金属製タッピングねじが前記放熱板貫通孔および前記ケース貫通孔を通り、
前記ケース貫通孔内には絶縁部材が充填されることを特徴とする半導体装置。 A resin case; an insulating substrate on which a semiconductor chip is mounted; a heat dissipation plate including the heat sink through hole; and a metal tapping screw that engages the resin case with the heat sink; and the resin In a semiconductor device having a silicone gel filled in an internal space surrounded by a case,
The resin case has a case through hole communicating with the internal space;
The metal tapping screw passes through the heat sink through hole and the case through hole,
An insulating member is filled in the case through hole.
前記絶縁部材が前記シリコーンゲルまたは絶縁性樹脂であることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 3.
The semiconductor device, wherein the insulating member is the silicone gel or an insulating resin .
前記ケース貫通孔が前記金属製タッピングねじの先端部に隣接して配設された拡大部を有し、
前記絶縁部材が前記ケース貫通孔の前記拡大部内に充填されることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 3.
The case through hole has an enlarged portion disposed adjacent to a tip of the metal tapping screw;
The semiconductor device, wherein the insulating member is filled in the enlarged portion of the case through hole.
前記樹脂ケースが前記内部空間と連通するケース貫通孔を有し、
前記放熱板貫通孔および前記ケース貫通孔を通り、前記樹脂ケース内に配設されたナットと協働して、放熱板と樹脂ケースを係合するねじが配設され、
前記内部空間に充填される前記シリコーンゲルが前記ケース貫通孔にも充填され、ねじおよびナットをカバーすることを特徴とする半導体装置。 A resin case, an insulating substrate on which a semiconductor chip is mounted, a heat sink including a heat sink through hole, and a heat sink having the insulating substrate mounted therein, and a silicone gel filled in an internal space surrounded by the resin case In semiconductor devices,
The resin case has a case through hole communicating with the internal space;
Through the heat sink through hole and the case through hole, in cooperation with a nut disposed in the resin case, a screw for engaging the heat sink and the resin case is disposed ;
The semiconductor device is characterized in that the silicone gel filled in the internal space is also filled in the case through hole and covers a screw and a nut .
前記ナットが前記樹脂ケースと一体に成型されていることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6.
A semiconductor device, wherein the nut is molded integrally with the resin case.
前記ねじが金属または絶縁性材料からなることを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6.
The semiconductor device, wherein the screw is made of a metal or an insulating material.
前記樹脂ケースが前記内部空間と連通するケース貫通孔を有し、
前記放熱板孔が雌ねじを含み、
前記ケース貫通孔および前記放熱板孔を通り、前記放熱板孔の前記雌ねじと協働して、前記放熱板と前記樹脂ケースを係合する頭部付きねじが配設され、
前記内部空間に充填される前記シリコーンゲルが前記ケース貫通孔にも充填され、頭部付きねじをカバーすることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor having a resin case, an insulating substrate on which a semiconductor chip is mounted, a heat radiating plate including a heat radiating plate hole and mounting the insulating substrate, and a silicone gel filled in an internal space surrounded by the resin case In the device
The resin case has a case through hole communicating with the internal space;
The heat sink hole includes an internal thread;
Through the case through hole and the heat sink hole, in cooperation with the female screw of the heat sink hole, a screw with a head for engaging the heat sink and the resin case is disposed ,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the silicone gel filled in the internal space is also filled in the case through hole and covers the screw with a head .
前記樹脂ケースがねじ挿入ガイドを有することを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 9.
The semiconductor device, wherein the resin case has a screw insertion guide.
前記ねじ挿入ガイドが前記シリコーンゲルを案内する少なくとも1つのスリットを有することを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 10.
The semiconductor device, wherein the screw insertion guide has at least one slit for guiding the silicone gel.
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