JP5069758B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
即ち、本発明の一態様における半導体装置は、半導体素子が実装される回路パターンを有する基板と、筒状形状であり、上記回路パターンに接合材により固定される一端部、及び外部電極が挿入され接続される他端部を有する筒状電極と、上記筒状電極の上記他端部における少なくとも他端を露出させて、上記基板、上記半導体素子、及び上記筒状電極を封止する樹脂筐体と、を備えた半導体装置において、上記筒状電極は、上記一端部の肉厚を上記他端部の肉厚に比べて薄く構成したことを特徴とする。
図1には、本発明の実施の形態1における半導体装置101であって、図3に示すI−I方向における半導体装置101の断面が示されている。本実施形態の半導体装置101は、その基本的構成部分として、回路基板3と、筒状電極2と、樹脂筐体1とを有する。
筒状電極2については、まず下記の製造方法を説明した後、さらにより詳しく説明する。
また、樹脂筐体1には、放熱板31に接続するヒートシンク(不図示)を取り付けるための貫通穴1bが設けられており、ネジ止めにより上記ヒートシンクの固定が可能である。該ヒートシンクからの放熱により、IGBT4及びFWDi5の発熱による温度上昇がさらに抑制される。また、筒状電極2には、ピン状の端子にてなる外部電極90が挿入され、外部機器と当該半導体装置101との電気的接続が可能となる。
上述のような製造過程により、筒状電極2は、図1に示すように、樹脂筐体1の内部を貫通して、回路パターン33上に立設し固着されている。また、半導体装置101における熱源は、IGBT4及びFWDi5であり、半導体装置101全体から見ると一部分に相当する。よって、IGBT4及びFWDi5が発熱したとき、半導体装置101には温度分布が発生し、特にIGBT4及びFWDi5の半導体素子近傍では、温度が100℃以上となる。
そこで出願人は、はんだフィレットが構成される接合部近傍のみを薄くすることが有効であることを見出した。
即ち、筒状電極2は、外部電極90と接続され、外部電極90を介してさらに半導体装置101以外の外部回路であるプリント基板(不図示)と接続される。その際、複数の外部電極90を上記プリント基板に挿入するため、筒状電極2は、正しい寸法で、樹脂筐体1の上面1aに対して概ね垂直となるよう立設することが求められる。つまり筒状電極2を、回路パターン33に垂直又は略垂直に固着しなければならない。
即ち、筒状電極2では外径寸法を変化させて肉厚を変化させたが、図4及び図5に示す筒状電極2−1のように、外径を一定とし、内径を変化させることで肉厚を変更してもよい。
図6には、本発明の実施の形態2における半導体装置102の断面図が示されている。実施の形態2における半導体装置102は、上記筒状電極2に相当する筒状電極2A−2又は筒状電極2A−1(図8A)を有する点でのみ半導体装置101と相違する。半導体装置102におけるその他の構成部分は、半導体装置101の構成に同じであり、以下では、相違部分である筒状電極2A−2及び筒状電極2A−1についてのみ説明を行う。ここで、筒状電極2A−2は、基本形態の筒状電極2A−1を発展させた形態を有する。図6に示す半導体装置102は、筒状電極2A−2を備えた構成を図示しているが、勿論、筒状電極2A−1を備えた構成を採ることもできる。
第1傾斜面21が形成された一端部2aの領域では、筒状電極2A−1の他端部2bの肉厚に比べて薄肉となっている。したがって、実施の形態1の半導体装置101にて得られる上述した、接続信頼性及び生産性の向上、等の効果は、本実施の形態2における半導体装置102でも得ることができる。
図9には、本発明の実施の形態3における半導体装置103の断面図が示されている。実施の形態3における半導体装置103は、上述した実施の形態2の半導体装置102における一部の上記筒状電極2A−2について、筒状電極2A−2に相当する筒状電極2Bで置き換えた構成を有する点でのみ半導体装置102と相違する。半導体装置103におけるその他の構成部分は、半導体装置102の構成に同じであり、以下では、相違部分である筒状電極2Bについてのみ説明を行う。
このような筒状電極2Bでは、その肉厚を0.5mm、高さを5mm、外径を4mm、折り曲げ部25における先端での内径を2mm程度としている。
IGBT4及びFWDi5の主電極は、装置によっては100A以上の大電流を流す素子であることも多く、その際には、筒状電極に接続される外部電極90も大きくなり、概ね板厚1mm、板幅2mm以上の外部電極90を複数用いる必要がある。
2, 2−1,2A−1,2A−2,2B 筒状電極、2a 一端部、2b 他端部、
3 回路基板、4 IGBT、5 FWDi、
21 第1傾斜面、21a 第1角度、22 第2傾斜面、22a 第2角度、
23a 外面、23b 内面、25 折り曲げ部、33 回路パターン、
61 はんだ、90 外部電極、
101〜103 半導体装置。
Claims (4)
- 半導体素子が実装される回路パターンを有する基板と、
筒状形状であり、上記回路パターンに接合材により固定される一端部、及び外部電極が挿入され接続される他端部を有する筒状電極と、
上記筒状電極の上記他端部における少なくとも他端を露出させて、上記基板、上記半導体素子、及び上記筒状電極を封止する樹脂筐体と、を備えた半導体装置において、
上記筒状電極は、上記一端部の肉厚を上記他端部の肉厚に比べて薄く構成したことを特徴とする半導体装置。 - 上記筒状電極は、一定の外形寸法を有する、請求項1記載の半導体装置。
- 上記筒状電極は、上記一端部において、外面側から内面側に向かって傾斜した第1傾斜面を有する、請求項1又は2記載の半導体装置。
- 上記筒状電極は、上記他端部において、外面側から内面側に向かって傾斜した第2傾斜面を有し、電極外面と上記第1傾斜面とでなす第1角度は、上記電極外面と上記第2傾斜面とでなす第2角度よりも小さい、請求項3記載の半導体装置。
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