JPH04109550U - 電力半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の回路基板が積層保持されてなる注型樹
脂封止タイプの電力半導体装置において、回路基板間の
断熱性を従来の様に空気層を設けることなく実現すると
ともに耐湿性を向上させる。 【構成】 電力回路基板１上の半導体素子６及び金属ワ
イヤー７をシリコーンゲル８で覆い、さらに電力回路基
板１と制御回路基板５との間をシリコーンゴムフォーム
１３によって充填する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は注型樹脂封止タイプの電力半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の技術について、図２乃至図６を参照して説明する。 図２及び図３はそれぞれ、従来例による電力半導体装置の平面図及び正面図で ある。 図中、１は電力回路基板、２は外装ケース、３は外部接続用コネクタ、４は外 部入出力端子である。 図４は、図２に示す半導体装置のＡ−Ａ´断面図である。 図４に示すように、従来の電力半導体装置は、電力回路基板１と制御回路基板 ５を備え、電力回路基板１上に搭載されたトランジスタやダイオード等の半導体 素子６及び半導体素子６と電力回路基板１とを接続している金属ワイヤー７を保 護する為に、外装ケース２内に保護用樹脂のシリコーンゲル８を注入し、さらに 制御回路基板５上をエポキシ樹脂９で樹脂封止して、両回路基板を外装ケース２ 内に積層保持した構造となっている。 また、制御回路基板５上に形成された配線パターンに各種の電気部品１０及び 外部接続用コネクタ３が搭載され、電力回路基板１には外部入出力端子４が半田 付けされている。 また、図中、１１は電力回路基板１に穿設された外部入出力用端子４用の孔部 である。

【０００３】 図５は他の従来例による電力半導体装置の断面図である。この電力半導体装置 は図４に示す電力半導体装置において、制御回路基板５とシリコーンゲル８の間 に、シリコーンゲル８の熱膨張を吸収するとともに、電力回路基板１及び制御回 路基板５間を断熱する為の空気層１２が形成されたものである。

【０００４】 図６はさらに他の従来例による電力半導体装置の断面図である。この電力半導 体装置は、半導体素子６及び金属ワイヤー７をシリコーンゲル８によって覆い、 さらにその上に、エポキシ樹脂９を充填したものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、４図に示す電力半導体装置のように、制御回路基板５と電力回路基 板１との間がシリコーンゲル８のみであると、図５の構造のように空気層１２が ある場合と比べ、電力回路基板１からの熱が制御回路基板５に伝わり易い。

【０００６】 また、５図に示す電力半導体装置のように、制御回路基板５及びシリコーンゲ ル８間に空気層１２がある構造では、制御回路基板５にスルーホールや電力回路 基板１に外部入出力端子用の穴１１があいている為に、液状エポキシ樹脂９を注 入、硬化する際の熱により空気層１２の空気が膨張し、それが制御回路基板５の 穴１１を通じて外部へ放出される際、エポキシ樹脂層に気泡や貫通孔が形成され てしまう。これらの気泡や貫通孔は半導体装置の信頼性を低下させるもので好ま しくない。これを除くには製造工程途中で制御回路基板５を完全にシールする工 程を要し、コストがかかる上歩留りも良くない。

【０００７】 さらに、５図に示す電力半導体装置においては、電力回路基板１上の半導体素 子６から発生した熱がシリコーンゲル８を伝わり空気層１１で対流を起こし、制 御回路基板５へ熱を伝え制御回路基板５上の電気部品１０の信頼性を劣化させる という問題がある。

【０００８】 しかも、制御回路基板５及び電力回路基板１の間がシリコーンゲル８と空気層 １２だけの構造のため、耐湿性に劣り半導体素子６のリーク不良の原因となる。

【０００９】 また、６図に示す電力半導体装置においては、シリコーンゲル８よりエポキシ 樹脂９の方が熱伝導率が高い為に、電力回路基板１上の半導体素子６に大電流を 流すことができないという問題点がある。

【００１０】 そこで本考案の目的は、電力回路基板と制御回路基板間に空気層を設けること なく、両回路基板間に優れた断熱性を実現し、しかも耐湿性に優れた電力半導体 装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

前期目的を達成するために本考案は、外装ケースを備え、複数の回路基板が積 層保持されてなる注型樹脂封止タイプの電力半導体装置において、前記回路基板 間をシリコーンゴムフォームによって充填してなることを特徴とする。

【００１２】

【作用】

回路基板間を断熱性及び撥水性に優れたシリコーンゴムフォームによって充填 するので、電力回路基板の半導体素子の発する熱が制御回路基板にまで伝わらず 、また、外部より半導体素子まで水分が浸透することもなく高信頼性を得ること ができる。

【００１３】 しかも、回路基板間には従来のような断熱のための空気層が不要となることか ら、上部の回路基板上の充填樹脂に空気の気泡が混入するという事態を回避でき る。

【００１４】 さらに、シリコーンゴムフォームは硬化時に膨張するので、硬化前の注入量が 少なくて済みコストメリットがある。

【００１５】

【実施例】

本考案の一実施例について図１を参照して説明する。

【００１６】 ここでは、図２乃至図６に示す従来例と異なる点についてのみ説明する。

【００１７】 なお、図２乃至図６の従来例と同一機能部分については同一記号を付している 。

【００１８】 図１は本実施例による電力半導体装置の断面図である。

【００１９】 図１に示すように、本実施例による電力半導体装置は、半導体素子６及び金属 ワイヤー７の上をシリコーンゲル８で覆い、さらに、電力回路基板１に及び制御 回路基板５間を断熱性、撥水性に優れたシリコーンゴムフォーム１３で充填して いる。

【００２０】 従って、半導体素子６が発熱しても、その上に覆われているシリコーンゴムフ ォーム１３によって制御回路基板５まで熱が伝わらない。又エポキシ樹脂を硬化 させる工程に於ても、空気層１２がない為に制御回路基板５に穴があいていても 気泡が出ないので、従来のように、エポキシ樹脂に気泡が混入することがなく信 頼性を向上できる。

【００２１】 又、シリコーンゴムフォーム１３は撥水性に優れている為に半導体素子６まで 水分を通さないので耐湿性にも優れている。

【００２２】 さらに、シリコーンゴムフォーム１３は硬化の際に３倍程度膨張するので、硬 化前に注入する樹脂量を少なくすることができ、コストダウンを図れる。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、回路基板間をシリコーンゴムフォームに よって充填するので、電力回路基板の半導体素子の発する熱が制御回路基板にま で伝わらず、また外部より半導体素子まで水分が浸透することもなく高信頼性を 得ることができる。

【００２４】 しかも、従来のような、上部の回路基板上の充填樹脂に空気の気泡が混入する という事態を回避できる。

【００２５】 さらに、シリコーンゴムフォームは硬化時に膨張するので、硬化前の注入量が 少なくて済みコストメリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例による電力半導体装置の断面
図である。

【図２】従来例による電力半導体装置の平面図である。

【図３】従来例による電力半導体装置の正面図である。

【図４】図２に示す従来の電力半導体装置のＡ−Ａ´線
断面図である。

【図５】他の従来例による電力半導体装置の断面図であ
る。

【図６】さらに他の従来例による電力半導体装置の断面
図である。

【符号の説明】

１ 回路基板（電力回路基板） ２ 外装ケース ５ 回路基板（制御回路基板） １３ シリコーンゴムフォーム

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外装ケースを備え、複数の回路基板が積
   層保持されてなる注型樹脂封止タイプの電力半導体装置
   において、前期回路基板間をシリコーンゴムフォームに
   よって充填してなることを特徴とする電力半導体装置。