JP6240790B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
例えば特許文献1には、平面視矩形状の装置本体と、一方向に間隔をあけて配列されるように装置本体から突出する複数の電源用リード及び複数の信号用リードと、を備える半導体装置が開示されている。前述した一方向(配列方向)に沿う信号用リードの幅寸法は、配列方向に沿う電源用リードの幅寸法よりも小さい。
例えば、半導体装置はトレイに収納した状態で搬送することが多いが、搬送時の振動によって信号用リードがトレイにぶつかる等して信号用リードに外力が作用し、信号用リードが変形してしまう虞がある。
一方、装置本体の外周面には、幅方向の寸法が第1リードよりも大きい第2リードが設けられるため、仮に第2リードに外力が作用しても第2リードが変形することを抑制できる。
本発明の第1の実施形態の半導体装置について図1〜3を参照して説明する。
図1に示すように、本実施形態の半導体装置1は、装置本体2、放熱部5、第1リード3、および第2リード4を備える。
図2に示すように、装置本体2の平面視の概略形状は、点Oを中心とする半円環状(部分環状)である。
装置本体2は、板厚方向に延びる側面として、外周面2a、内周面2b、第1側面2c、および第2側面2dを備える。
図3に示すように、装置本体2は、側面視では、厚さ一定の板状である。
図2に示すように、内周面2bは、平面視で点Oを中心として円弧状に延びる側面である。内周面2bの半径は、外周面2aの半径よりも小さい。外周面2aおよび内周面2bは互いに同心の円弧状(弧状)に形成されている。内周面2bの形状は、例えば、図3に示すように、板厚方向の中途部が膨らむような形状でもよい。
径方向においては、中心軸線Cから離れる側を径方向外側、中心軸線Cに近づく側を径方向内側という場合がある。
第1側面2cと第2側面2dとの間には、内周面2bが位置する。このため、平面視では、内周面2bは、第1側面2c、第2側面2dから装置本体2の内側に凹んだ半円状の凹溝部を構成している。
各第1溝部2eは、半導体装置1をねじ止めする場合に、ねじを挿通する挿通孔として用いることができる。
第1溝部2eの個数および形成位置は、特に限定されない。本実施形態では、第1溝部2eは、一例として、外周面2aを周方向に3等分する2箇所に形成されている。
このため、第2溝部2fおよび第3溝部2gは、上記のように配置された2つの半導体装置1をともにねじ止めする場合に、ねじを挿通する挿通孔として用いることができる。
放熱部5の材質としては、例えば、銅、アルミニウムなどの熱伝導率が高い金属を用いることができる。
複数の第1リード3および第2リード4のうち、少なくとも一部は、それぞれ装置本体2内において図示略の半導体素子に電気的に接続される。
「短冊状」とは、「帯板状」および「棒状」の形状を含む。棒状の場合、棒の断面形状は特に限定されず、例えば、円形、楕円形、多角形であってもよい。
本実施形態では、一例として、第1リード3は、板幅方向が内周面2bの周方向に沿う角棒状に形成されている。第1リード3の板幅はw1である。このため、第1リード3の内周面2bの周方向に沿う幅方向の寸法もw1である。
第1リード3の先端部の突出方向は、装置本体2の板厚方向において、放熱部5が設けられたのと反対側である。第1リード3の突出形状は、径方向から見ると幅w1の矩形状である。
第1リード3の本数は、2以上であれば、特に限定されない。
本実施形態では、第2リード4は、一例として、板幅方向が外周面2aの周方向に沿う帯板状に形成されている。第2リード4の板幅はw2(ただし、w2>w1)である。このため、第2リード4の外周面2aの周方向に沿う幅方向の寸法もw2である。
第2リード4の板厚は、第1リード3の板厚に等しい。
本実施形態では、第2リード4は、第1リード3と同様のL字状に形成されている。第2リード4は、突出方向における中途部での屈曲方向も第1リード3と同じである。第1リード3および第2リード4の屈曲方向(第2リード4の先端部の向き)が同じであるため、第1リード3および第2リード4は、同一の基板上に接続することが可能である。
第2リード4の突出形状(装置本体2における径方向の長さおよび板厚方向の長さ)は、第1リード3と同様でもよいし、第1リード3と異なってもよい。
第2リード4の本数は、2以上であれば、特に限定されない。
本実施形態では、第1リード3および第2リード4の材質や板厚が共通であるため、第1リード3および第2リード4は、単一のリードフレームから製造することができる。
第2リード4は、第1リード3よりも板幅が大きいため、第1リード3に比べると電気抵抗が小さい。このため、第2リード4は、例えば、電源用リードとして用いてもよい。
半導体装置1によれば、第1リード3および第2リード4を有し、第1リード3の方が、第2リード4に比べて、低剛性、低強度である。
このため、外力が作用すると、第1リード3の方が、第2リード4よりも変形し易い。
言い換えれば、内周面2bは、第1側面2cおよび第2側面2dよりも内側に凹んでいる。このため、第1リード3は、装置本体2に囲まれる。これにより、半導体装置1の搬送時などにおいて、第1リード3に外力が作用することを抑制できる。すなわち、第1リード3が変形することを抑制できる。
このため、第2リード4が仮に外力を受けても、第2リード4の変形は抑制される。
半導体装置1は平面視半円環状であるため、同様な形状の2つの半導体装置1を互いに第1側面2c、第2側面2dを対向させ、全体で円環状をなすように配置して、機器に取り付けることができる。
例えば、半導体装置1を円柱状のモータのうち円形状または円環状の配置面に取り付ける場合、半導体装置1の第2リード4が配列された円周の径をモータの外径以下にすることによって、半導体装置1がモータの径方向外側に突出することを防止できる。この場合、半導体装置1を含むモータモジュールとしての外径がモータの外径と同等となり、モータモジュールを単純な円柱形状とすることができる。このため、モータモジュールの他の装置への組み込みが容易になる。
本発明の第1の実施形態の変形例の半導体装置について図4〜6を参照して説明する。
図4に示すように、本変形例の半導体装置11は、上記第1の実施形態の複数の第2リード4のうちの一部を、把持用リード15に代えて構成される。図4には、一例として、把持用リード15が1個の場合の例が図示されているが、把持用リード15の個数は複数でもよい。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
ただし、把持用リード15の形状は、第2リード4と異なる。
このため、把持用リード15の剛性、強度は、把持用リード15によって半導体装置11を把持しても、把持用リード15が塑性変形したり、破損したりしない剛性、強度に設定されている。
さらに、把持用リード15は、図示略の半導体素子と電気的に接続されていなくてもよい。このため、把持用リード15の材質は、金属でもよいし、非金属でもよい。
本変形例では、一例としてとして、把持用リード15は、第1リード3および第2リード4と同様の金属である。
例えば、把持用リード15の形状は、帯板状であって、第2リード4と異なる板厚を有する形状でもよい。
例えば、把持用リード15の形状は、装置本体2の径方向または板厚方向から見て、第2リード4と異なる形状でもよい。例えば、把持用リード15の形状は、突出方向に沿って板幅が変化してもよい。
図4に示すように、本変形例の把持用リード15は、第2リード4と同様、板幅が外周面2aの周方向に沿う帯板状に形成されている。ただし、把持用リード15の板幅は、w3(ただし、w3>w2)であって、第2リード4の板幅とは異なる。
図5に示すように、本変形例における第2リード4の突出形状は、外周面2aから距離d2だけ突出した位置で屈曲され、この屈曲部分(外周面からの突出方向における中途部)から先端部までの長さがhのL字状である。
これに対して、図6に示すように、本変形例における把持用リード15の突出形状は、外周面2aから距離d3(ただし、d3>d2)だけ突出した位置で、第2リード4と同方向に屈曲され、この屈曲部分(外周面からの突出方向における中途部)から先端部までの長さがh3(ただし、h3>h)である。
本変形例では、把持用リード15、第1リード3、および第2リード4は、単一のリードフレームから製造することができる。
半導体装置11は、上記第1と同形状の装置本体2と、第1リード3および第2リード4とを備えるため、上記第1の実施形態と同様の作用を備える。
このため、半導体装置11によれば、上記第1の実施形態と同様、外力による第1リード3、第2リード4の変形を抑制することができる。
さらに、半導体装置11によれば、例えば、円形の配置面を有するモータなどの機器に取り付けることによって、省スペース化、小型化を図ることができる。
例えば、半導体装置11を円柱状のモータのうち円形状または円環状の配置面に取り付ける場合、半導体装置11の第2リード4および把持用リード15が配列された円周の径をモータの外径以下にすることによって、半導体装置11がモータの径方向外側に突出することを防止できる。この場合、半導体装置11を含むモータモジュールとしての外径がモータの外径と同等となり、モータモジュールを単純な円柱形状とすることができる。このため、モータモジュールの他の装置への組み込みが容易になる。
本発明の第2の実施形態の半導体装置について図7〜9を参照して説明する。
図7、図8に示すように、本実施形態の半導体装置21は、上記第1の実施形態の装置本体2、放熱部5に代えて、装置本体22、放熱部25(図8参照)を備える。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図8に示すように、装置本体22の平面視の概略形状は、点Oを中心とする円環状(環状)である。
装置本体22は、板厚方向に延びる側面として、外周面22aおよび内周面22bを備える。
図9に示すように、装置本体22は、側面視では、厚さ一定の板状である。
本実施形態の説明でも、点Oを通る外周面22a、内周面22bの中心軸線Cに関して、上記第1の実施形態と同様に、周方向、径方向等を用いる場合がある。
装置本体22の材質は、上記第1の実施形態における装置本体2と同様の材質を採用することができる。
装置本体22における外周面22aには、上記第1の実施形態と同様の構成を有する複数の第2リード4が外方に突出されている。第2リード4の個数および配列ピッチは、特に限定されない。
外周面22aから突出する第2リード4に関しては、上記第1の実施形態と同様の理由で、外力による第2リード4の変形を抑制できる。
内周面22bから突出する第1リード3に関しては、本実施形態では、第1リード3が装置本体22によって全周にわたって囲まれている。このため、上記第1の実施形態の凹溝部に第1リード3が配置されている場合に比べてより確実に、外力による第1リード3の変形を抑制することができる。
例えば、内周面は、多角形状の凹溝部を形成したり、楕円状の凹溝部を形成したりしてもよい。さらに、内周面は、多角形状の孔部を形成したり、楕円状の孔部を形成したりしてもよい。
例えば、装置本体の平面視形状は、楕円環状、多角形型の環状、径方向の幅が周方向に不均一な環状のいずれでもよい。例えば、半導体装置を取り付けるモータの外形が、多角形型の外形を有する場合に、装置本体の外周面の形状を、モータの外形に対応する多角形型の外周面を有する環状または部分環状の外形としてもよい。このとき、装置本体の内周面の平面視形状は、例えば、多角形、円形、楕円形などとしてもよい。
装置本体が円環状または半円環状以外の外形を有する場合、上記各実施形態および変形例における軸方向、周方向、および径方向を用いた説明は、外形全体または一部の近似円(円弧)およびその中心軸線に関する方向に読み換えればよい。
部分環状の形状は、内周面が装置本体の外形における凹溝部を構成する限り、特に限定されない。したがって、部分環状の中心に対する内周面の範囲を表す中心角も特に限定されない。例えば、中心角は、半円環状のように、180°には限定されず、180°より小さくても大きくてもよい。ただし、第1リード3の変形をよりよく抑制するには、中心角は大きい方がより好ましい。
しかし、内周面と外周面とは、例えば、互いに偏心してもよい。装置本体が部分環状であって、かつ、内周面と外周面とが互いに偏心する場合、平面視で互いに面対称となる形状を有する二つの半導体装置を用いることによって、二つの半導体装置が全体で環状をなすように、二つの半導体装置を機器に取り付けることができる。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の請求の範囲によってのみ限定される。
2 装置本体
2a、22a 外周面
2b、22b 内周面
3 第1リード
4 第2リード
15 把持用リード
Claims (5)
- 平面視で弧状に形成された内周面と平面視で弧状に形成された外周面とを有する環状または部分環状の装置本体と、
前記内周面から突出して前記内周面の周方向に間隔をあけて配列される複数の短冊状の第1リードと、
前記外周面から突出して前記外周面の周方向に間隔をあけて配列される複数の短冊状の第2リードと、
を備え、
前記周方向に沿う前記第2リードの幅方向の寸法は、前記周方向に沿う前記第1リードの幅方向の寸法よりも大きい、
半導体装置。 - 前記外周面から突出して設けられ、前記第1リードの幅方向の寸法よりも大きい幅方向の寸法を有し、かつ、前記第2リードと形状が異なる把持用リードを、さらに備える
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記把持用リードは、
前記外周面からの突出方向において、前記第2リードよりも突出している
請求項2に記載の半導体装置。 - 前記把持用リードおよび前記第2リードは、
前記外周面からの突出方向における中途部において屈曲されて、先端部まで延ばされており、
前記把持用リードにおける前記中途部から前記先端部までの長さは、
前記第2リードにおける前記中途部から前記先端部までの長さよりも長い
請求項2または3に記載の半導体装置。 - 前記第1リードは、
前記内周面からの突出方向における中途部において屈曲され、前記中途部よりも先端側が前記突出方向と交差する方向に延ばされている
請求項1から4のいずれか1項に記載の半導体装置。
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