JPH0349399Y2

JPH0349399Y2 -

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Publication number: JPH0349399Y2
Application number: JP12316390U
Authority: JP
Priority date: 1990-11-22
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 1991-10-22
Also published as: JPH0379443U

Description

【考案の詳細な説明】技術分野本考案は、高耐圧半導体装置に適した形状およ
び構造を有する絶縁物封止半導体装置に関する。

従来技術第１図〜第５図は従来の樹脂モールド形パワー
トランジスタの１例を示すもので、第１図と第２
図はモールドされた樹脂体のない状態、第３図〜
第５図はモールドされた樹脂体のある状態であ
る。第１図と第３図は平面図、第２図と第４図は
それぞれ第１図と第３図のＡ−Ａ線断面図、第５
図は第３図に対応する正面図である。第１図と第
２図にはモールドされた樹脂体の外形を破線で示
している。

裏面をコレタク電極とするトランジスタチツプ
１が放熱板２の上に固着されており、放熱板２か
らコレクタリードとなる外部リード３が延びてい
る。外部リード３と並列配置された外部リード
４，５は、それぞれベースリードとエミツタリー
ドであり、トランジスタチツプ１の表面のベース
電極あるいはエミツタ電極との間はそれぞれ内部
リード線６，７で接続されている。トランジスタ
チツプ１は樹脂体８でモールド（封止）されてお
り、外部リード３，４，５は樹脂体８から１平面
上に並列して導出されている。

外部リード３，４，５は樹脂体８からの導出側
が幅広部３ａ，４ａ，５ａとなつており、そこか
ら先端側が幅狭部３ｂ，４ｂ，５ｂとなつてい
る。幅広部３ａ，４ａ，５ａは、外部リードに外
力が加わつてもあるいは加えても樹脂体８からの
導出部近傍で外部リードが変形し難いように補強
するためのものである。幅広部３ａ，４ａ，５ａ
は、それぞれの幅狭部３ｂ，４ｂ，５ｂを樹脂体
８まで延長した部分の両側に張出した形状であ
る。幅狭部３ｂ，４ｂ，５ｂは、実質的に外部へ
の接続端子として使われる部分であり、かなり幅
を狭くしてリード線として必要な柔軟性を持たせ
ている。外部リード４，５の放熱板２に隣接する
部分は、内部リード線６，７を接続するための端
子部４ｃ，５ｃとなつている。

放熱板２には孔９が形成されており、孔９を貫
通するように樹脂体８の一部で取付け孔１０が形
成されている。パワートランジスタを外部放熱体
等にネジ止め等するために必要な取付け孔１０
は、１例として直径3.1mmの大きさが必要である。
そのためには、孔９の周囲に形成される樹脂体８
がネジ止めによるしめつけに耐える強度を持つ厚
さとなるように、孔９は直径4.1mm以上の大きさ
に形成しておかなければならない。この場合、孔
９を通常行われるように機械的に打抜いて形成す
るためには、孔９を形成する部分において放熱板
２にかなりの強度が要求される。すなわち、放熱
板２の厚さが0.4〜1.0mmの場合、孔９の中心から
放熱板２の上端までの長さ（第１図のＨ）が４mm
以上必要である。また、放熱板２の端には、製造
過程で多数の放熱板２を並列・一体化しておくた
めに必要であつた放熱板連結部の残存部１１，１
２が放熱板２の一部として形成されており、樹脂
体８から突出している。

ところで、トランジスタチツプ１に高耐圧のも
のを使用したとき、高電圧の印加される２点を樹
脂体８の表面に沿つて結ぶ最短距離、いわゆる沿
面距離が問題となる。すなわち、沿面距離が短い
と、悪条件下の使用では樹脂体８の表面を電流通
路と絶縁耐圧不良が発生してしまう。したがつ
て、耐圧400V以上の製品では、沿面距離を２mm
以上取るのが望ましい。

しかし、上記従来構造では、パワートランジス
タを放熱板２の底面に絶縁シートを介して外部放
熱体にネジ止めした場合でも、孔９の周囲の樹脂
体８ａの表面において、取付け孔１０に差込まれ
たネジと放熱板２の間、すなわち外部放熱体とパ
ワートランジスタのコレクタの間で絶縁耐圧不良
を発生しやすい。樹脂体８ａを厚くしてこの部分
の沿面距離を大きくとればこの問題は解決する
が、そのためには孔９の径を大きくしなければな
らず、その分第１図のＨが大きくなつて、樹脂体
８の平面サイズが大きくなつてしまう。また、外
部リード３と４の間および外部リード３と５の間
の樹脂体８の表面に沿つての最短距離、いわゆる
外部リード間の沿面距離ｌも問題となる。すなわ
ち、高圧が印加されると外部リード間の樹脂体表
面を電流通路とする耐圧不良が起きやすいので、
例えば耐圧400V以上の製品では外部リード間の
沿面距離ｌを２mm以上は取りたいところである。

しかし、外部リードの端広部の幅Ｗは、補強部
としての効果を持たせるために小さくするにも限
度がある。また、外部リードの間隔ｐは、半導体
装置の小形化の要求に応えるために樹脂体８の幅
をできるだけ小さく設計する必要があることか
ら、大きくするにも限度がある。しかも、外部リ
ード間隔ｐは、業界としての標準的な値があつて
設計の自由度がない場合も多い。このため、特に
小形の樹脂モールド形パワートランジスタでは、
その耐圧からすると外部リード間の沿面距離ｌが
不足している場合があり、悪条件下の使用では樹
脂体８の表面において耐圧不良を引き起こす恐れ
があつた。

本考案の目的および特徴本考案は、上記従来の決点を解消して、外部放
熱体との間の沿面距離および外部リード間の沿面
距離を大きく取れる絶縁物封止半導体装置を提供
することを目的とする。

本考案は、以下で実施例について説明するよう
に、放熱板および外部リードの形状とモールドさ
れた絶縁物の形状に特徴を有する絶縁物封止半導
体装置である。

実施例第６図〜第１０は、本考案の１実施例に係る樹
脂モールド形パワートランジスタを示すもので、
第１図〜第５図の従来構造にそれぞれ対応してい
る。したがつて、同一箇所には同一符号を付し、
その説明を省略する。なお、従来例を含むすべて
の断面は実質的に同一箇所であるので、これらに
共通する形でＡ−Ａ線断面と表示した。

放熱板２は、肉厚部２ａと肉薄部２ｂに２分さ
れている。肉厚部２ａにはトランジスタチツプ１
が固着されている。肉薄部２ｂにはＵ形状の凹部
１３が形成されている。肉薄部２ｂには凹部１３
の底部と頂部の途中に折曲げ部を有し、この折曲
げ部からの放熱板連結部の残存部１１，１２まで
は放熱板の肉厚部２ａのトランジスタチツプ１側
の上方に偏位させられている。放熱板の肉薄部と
同様の薄板状部材で形成されたリード線３，４，
５についても、同様に偏位させられている。放熱
板の肉厚部２ａの底面側には樹脂体８が厚さ１mm
以下（例えば0.5mm）の薄板状に形成されており、
このパワートランジスタを外部放熱体に取りつけ
るときに、この部分に絶縁シートを置く必要がな
い構造としている。この結果、外部リード３，
４，５と放熱板連結部の残存部１１，１２が樹脂
体８から突出している以外には、このパワートラ
ンジスタの外表面はすべて樹脂体８で覆われてい
る。

放熱板の凹部１３の位置には、樹脂体８の一部
によつて凹部１３を貫通するように取付け孔１０
が形成されている。取付け孔１０は外付けの絶縁
ブツシユをはめ込んだ上でネジ止め等をする必要
のない構造である。また、取付け孔１０の部分を
補強するために、第６図と第８図の平面状態で見
たとき取付け孔１０が凹部１３に完全に収容され
るようになつている。

中央に位置する外部リード３については、幅広
部３ａが幅狭部３ｂを樹脂体８まで延長した部分
の両側に張出している。上側に位置する外部リー
ド４については、幅広部４ａは幅狭部４ｂを樹脂
体８まで延長した部分の上側（外部リード３に対
面する側とは反対側）にのみ張出しており、外部
リード４の下側面は樹脂体８から先端まで直線的
に延びている。このため、外部リード４は直線状
の外部リードと見なせる範囲のものである。下側
に位置する外部リード５については、上下の違い
があるだけで、外部リード４と同じである。

なお、外部リードの幅広部３ａ，４ａ，５ａに
は、第８図に対応する第１１図の平面図で示すよ
うに、製造段階で外部リード同志を連結していた
部分を切断した結果として残るリード連結部の残
存部１４が見られる場合が多い。しかし、外部リ
ード４の下側面と外部リード５の上側面は、それ
ぞれ樹脂体８から先端まで直線的であることにつ
いては変りがなく、外部リード４，５が直線状の
外部リードと見なせるものであることにも変りが
ない。

外部リード３と４の間および外部リード３と５
の間には、樹脂体８の形状変更による段差部１
５，１６を設けている。段差部１５，１６は、樹
脂体８に凹部１７を設けることにより形成されて
おり、外部リード３を凹部１７の底面から導出し
ている。外部リード４，５は，凹部１７の底面に
対して相対的に凸となる凹部１７の両側からそれ
ぞれ導出している。段差部１５，１６の設け方と
しては、凹部１７を逆に凸部とするなどの種々の
方法が考えられるが、樹脂体８の外形寸法や強度
に影響を与えることのない凹部１７とする方法が
最も実用的である。

以上、この実施例によれば次のような効果が得
られる。

（）取付け孔１０の内周およびその近辺に放
熱板２が露出していないので、取付け孔１０に
差込まれるネジと放熱板２の間の沿面距離不足
による絶縁耐圧不良はまつたく発生しない。

この場合、放熱板連結部の残存部１１，１２
と樹脂体８の底面までの沿面距離（第１０図の
ｍ）および外部リード３，４，５と樹脂体８の
底面までの沿面距離（第１０図のｎ）がパワー
トランジスタと外部放熱体との間の絶縁耐圧を
決定することになる。沿面距離ｍについては、
放熱板連結部の残存部１１，１２を放熱板の肉
薄部２ｂに形成するとともに、放熱板連結部の
残存部１１，１２を放熱板の肉厚部２ａに対し
てトランジスタチツプ１側の上方に偏位させる
ことによつて十分な長さを取つている。沿面距
離ｎについても、肉薄の外部リード３，４，５
を放熱板連結部の残存部１１，１２と同じく偏
位させることによつて十分な長さを取つてい
る。例えば、ｍとｎを2.5mmとしている。

したがつて、放熱板２の底面側に樹脂体８を
薄く形成したタイプの従来品と比べても、外部
放熱体との絶縁耐圧の面で優れている。

（）取付け孔１０の形成箇所を放熱板の孔９
から凹部１３に変更したことにより、従来は加
工上の制約から第１図のＨが例えば４mm以上必
要であつたものが、この制約がなくなつた。そ
こで、Ｈに相当する第６図のｈを例えば2.3mm
に短縮したが、何ら問題は生じなかつた。した
がつて、第８図における樹脂体８の平面サイズ
を小さくすることができ、小形軽量化が達成さ
れている。放熱板２の材料削減によつてコスト
ダウンもはかられている。また、放熱板２を肉
厚部２ａ肉薄部２ｂに２分して肉薄部２ｂを凹
部１３を形成していることにより、放熱板２の
材料削減に伴う軽量化およびコストダウンの効
果が一層大きくなつている。

なお、第１図のＨに対応する部分の放熱板２
は、構造上、あまり放熱効果を発揮していな
い。したがつて、この実施例のように、第６図
のｈに対応する部分の放熱板２を肉薄部２ｂと
するとともにできるだけ小面積とし、放熱能力
は肉厚部２ａの厚みと面積によつて調整するの
が合理的である。このため、肉薄部２ｂはもは
や放熱板とは言えない面もあるが、ここでは便
宜上、放熱板２の一部とみなしている。

（）外部リードの幅広部４ａ，５ａの張出し
形状を直線状の外部リードと見なせる範囲で変
更して、直線状の外部リードのもつ取扱いの容
易さを損なうことなく外部リード間の沿面距離
を大きく取つている。また、樹脂体８に凹部１
７を形成したことによる段差部１５，１６によ
つても外部リード間の沿面距離を大きく取つて
いる。１例として、外部リードの間隔を2.54
mm、外部リードの幅広部の幅を1.4mm、外部リ
ードの幅狭部の幅を0.7mm、段差部１５，１６
の長さ（凹部１７の深さ）を0.6mmとすると、
外部リード間の沿面距離は2.09mmとなる。同じ
条件であれば、外部リード間の沿面距離は1.14
mmである。

考案の効果以上実施例について説明したように、本考案に
よれば、放熱板の露出部および外部リードの導出
部以外では放熱板および外部リードの露出部分が
実質的になく、かつ放熱板の露出部および外部リ
ードの露出部と樹脂体の底面との沿面距離が増大
した絶縁物封止半導体装置が得られる。したがつ
て、絶縁物封止半導体装置と外部放熱体との絶縁
耐圧が増大する。また、外部リード間の沿面距離
も大きくとれるため、高耐圧の半導体素子を組込
むのに好適な絶縁物封止半導体装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は従来の絶縁物封止半導体装置
を示す。第６図〜第１１図は本考案に係る絶縁物
封止半導体装置を示す。なお、第１図、第２図、
第６図および第７図の破線は、絶縁物の外形を示
している。１はパワートランジスタチツプ（半導体素子）、
２は放熱板、２ａは放熱板の肉厚部、２ｂは放熱
板の肉薄部、３，４，５は外部リード、３ａ，４
ａ，５ａは外部リードの幅広部、３ｂ，４ｂ，５
ｂは外部リードの幅狭部，４ｃ，５ｃは外部リー
ドの内部リード線用端子部、６、７は内部リード
線、８は樹脂体（絶縁物）、９は放熱板の孔９、
８ａは孔９の周囲に形成された樹脂体、１０は取
付け孔、１１，１２は放熱板連結部の残存部、１
３は放熱板の凹部、１４はリード連結部の残存
部、１５，１６は樹脂体の段差部、１７は樹脂体
の凹部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

放熱板と、該放熱板の一方の端部側に配設され
た第１、第２および第３の外部リードと、前記放
熱板の上面に載置された半導体素子と、該半導体
素子を被覆する絶縁物とを具備し、前記放熱板の
前記一方の端部側に対向する他方の端部側は前記
放熱板の前記半導体素子が載置された部分の下面
よりも上方に偏位した位置において前記絶縁物か
ら露出する露出部を有し、前記第１、第２および
第３の外部リードは前記放熱板の前記半導体素子
が載置された部分の下面よりも上方に偏位した位
置において前記絶縁物から導出された導出部を有
し、前記放熱板および前記第１、第２および第３
の外部リードは前記露出部および露出部以外では
前記絶縁物から露出しておらず、前記第１、第２
および第３の外部リードは前記第１の外部リード
を中心にして並列配置されており且つ前記第１、
第２および第３の外部リードの前記導出部は前記
絶縁物からの導出側と前記絶縁物から離間した先
端側にそれぞれ幅広部と幅狭部を有し、前記第１
の外部リードの幅広部は前記第１の外部リードの
幅狭部を前記絶縁物まで延長した部分の両側に張
出しており、前記第２および第３の外部リードの
幅広部はそれぞれ前記第２および第３の外部リー
ドの幅狭部を前記絶縁物まで延長した部分の前記
第１の外部リードに対面する側と反対側にのみ張
出しており、前記第２および第３の外部リードの
前記第１の外部リードに対面する側は前記絶縁物
から前記先端側まで略直線状に延びた形状である
ことを特徴とする絶縁物封止半導体装置。