JPH0452998Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、熱良導性基板と絶縁性の側壁および
蓋体とからなる容器内に、複数の電極を有する半
導体素子片が複数個内蔵されており、これら半導
体素子片の各電極に蓋体を貫通している外部端子
導体が接続され、樹脂封止されている半導体装
置、例えば、パワートランジスタ，サイリスタな
どの半導体モジユールに関する。

〔従来の技術〕

上述のような半導体装置の一例としてのトラン
ジスタモジユールを第２図ａ，ｂに示す。ａは蓋
体９を外した状態での平面図であり、ｂは断面で
表した正面図である。第２図において、２個のト
ランジスタ片１がコレクタ端子板２を介して絶縁
板３１の上に固着され、トランジスタ片１上のエ
ミツタ電極およびベース電極はそれぞれ導線６の
ボンデイングにより絶縁板３１上に固定されたエ
ミツタ端子板４，ベース端子板５と接続されてい
る。コレクタ端子板２，エミツタ端子板４，ベー
ス端子板５の端部は垂直に立ち上がつて、それぞ
れ外部引き出し用のコレクタ端子２１，エミツタ
端子４１，接続用端子５１が形成されている。そ
して別に、ベース駆動用の補助エミツタ端子４
２，補助ベース端子５２が絶縁板３２の上に固定
され、それぞれエミツタ端子板４，ベース接続用
端子５１に接続されている。絶縁板３１，３２は
共通の熱良導性基板（銅板）７の上に固着されて
おり、この基板７に接着されている側壁８内にゲ
ル状樹脂１０および封止用硬化樹脂１１が充填さ
れ、蓋体９が取り付けられている。各端子，各補
助端子はゲル状樹脂１０，封止用硬化樹脂１１を
貫通し、さらに蓋体９を貫通して、上部へ引き出
されている。

ところが、このような半導体装置は、半導体素
子片１から各端子の接続孔１２までにインダクタ
ンスを有しているため、複数の半導体素子片を並
列にて用いた場合、各々の半導体素子片から接続
孔までのインダクタンスが異なり、高周波動作を
させた場合、スイツチングする時点が各々の半導
体素子片間でずれが生じ、各々半導体素子片の性
能を充分に活用して使用することが困難である。

そこで、本件出願人は複数の半導体素子片と所
定の接続がなされるそれぞれの共通な端子板のう
ち、例えばパワートランジスタであればエミツタ
端子板とコレクタ端子板とに接続される外部導出
の端子導体を立ち上がり部が板面方向に対峙して
平行でかつ間隙をおいて配置する構成とすること
により、対峙する端子で流れる電流の向きが逆方
向となり、誘導磁界が互いに打ち消されること
で、半導体素子片から各端子の接続孔までのイン
ダクタンスが小さくなり、また、その値もほぼ等
しくなり、その結果、各半導体素子片のスイツチ
ングする時点にずれが生じなくなることを見いだ
し特許出願した（特願昭61−239742号）。

〔考案が解決しようとする課題〕

このように端子導体を間隙をおいて近接させて
配置した場合、容器内に注入した樹脂により埋没
する部分の端子導体の絶縁性は樹脂によつて確保
することができる。しかし、容器内に充填する樹
脂はまずゲル状樹脂が充填され、その後水分の侵
入等を防ぐための封止用硬化樹脂が充填される
が、蓋体９の内側に空間を残さないように樹脂を
充填することは難しく、特に蓋体の内側で間隙を
おいて近接させて配置した端子導体の間に隙間な
く樹脂を充填することは至難のことである。また
別の理由として、半導体素子片の動作時に生ずる
熱により充填した樹脂が膨張して容器の変形ある
いは破裂するのを防ぐために容器内に若干の空間
を残す必要もある。そして、蓋体９と端子導体と
は気密に結合することは困難であり、端子導体と
蓋体との界面を伝わつて侵入してくる水分を皆無
とすることは不可能である。このように容器内に
は樹脂で封止されない空間部分があり、さらにこ
の空間部分への水分の侵入を皆無とできないた
め、端子導体を間隙をおいて近接させて配置した
場合、樹脂に埋没していない容器内空間での絶縁
性が悪く最悪の場合、端子間が短絡してしまうと
いう問題がある。

本考案は、上述の問題点を解消して、各半導体
素子片の電極と端子導体の容器外の端部との間の
インダクタンスを小さく、かつ、それぞれのイン
ダクタンスの値の差も小さくして、高周波動作さ
せた場合にも、各半導体素子片のスイツチングす
る時点にずれが生じない半導体装置において、さ
らに端子間の絶縁耐量を充分確保した半導体装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案によれば、
熱良導性の基板と絶縁性の側壁および蓋体とから
なる容器内に複数の電極を有する半導体素子片が
複数個内蔵され、前記半導体素子片の各電極に電
気的に接続された各端子導体が前記蓋体を貫通し
て外部に導出され、そして前記容器内がゲル状緩
衝樹脂層とその上に形成される封止用硬化樹脂層
により封止されてなる装置において、立ち上がり
部が板面方向に対峙して平行でかつ間隙をおいて
蓋体から導出される位置関係の第１，第２の端子
導体を少なくとも有し、前記蓋体は前記第１，第
２の端子導体の貫通部分の間に凸部を内外両面に
具備し、かつ蓋体内側の凸部先端が前記硬化樹脂
層内にまで達する長さとする。

〔作用〕

端子導体を間隙で接近させて配置した場合最も
問題となるのが絶縁耐量であるが、端子導体間に
ゲル状樹脂，硬化樹脂および蓋体に設けられた凸
部を介在させることにより、接近した端子導体間
において空間のみの部分が存在せず、容器内にお
いて常に絶縁物が介在しているので絶縁性能を向
上させることができる。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の実施例を図面を参照しながら説
明する。

第１図ａ，ｂは本考案の一実施例を示し、ａは
蓋体９を外した状態での平面図であり、ｂは断面
で表した正面図であり、第２図と共通の部位には
同一の符号が付されている。第１図において、コ
レクタ端子板２はセラミツクからなる絶縁板３１
を介して銅からなる基板７上に固着されている。
コレクタ端子板２は中央部に長方形のエミツタ端
子板４が絶縁板３３を介して固着されており、長
方形の長辺の端部から外部引き出し用のエミツタ
端子導体４１が立ち上がつている。このエミツタ
端子導体４１に対向して間隙をおいて平行にコレ
クタ端子板２の端部からコレクタ端子導体２１が
立ち上がつている。エミツタ端子板４の上に絶縁
板３４を介して細長いベース端子板５が固着さ
れ、その端部にはベース接続用端子導体５１が立
ち上がつている。エミツタ端子板４をはさんでコ
レクタ端子板２の露出面上に２個のトランジスタ
片１が固着され、そのエミツタ電極およびベース
電極はアルミニウムからなる導線６によつて、そ
れぞれエミツタ端子板４，ベース端子板５にボン
デイングで接続されている。別に、補助エミツタ
端子４２，補助ベース端子５２が絶縁板３２を介
して基板７に固着されており、補助エミツタ端子
導体４２とエミツタ端子導体４１，補助ベース端
子導体５２とベース接続用端子導体５１とはそれ
ぞれ導線６で接続されている。基板７の外周に固
着された絶縁材料からなる側壁８内にトランジス
タ片１，各端子板，導線などをすべて埋め込むよ
うにゲル状樹脂１０が注入され、さらにその上を
封止用硬化樹脂１１が被覆して、絶縁材料例えば
一般的に用いられるエンジニアリングプラスチツ
クであるポリブチレンテレフタレート（PBT樹
脂）あるいはポリフエニレンサルフアイド（PPS
樹脂）からなる蓋体９が取り付けられている。各
端子導体，各補助端子導体はゲル状樹脂１０，封
止用硬化樹脂１１，蓋体９を貫通して上部へ引き
出されており接続孔１２によつて外部と接続され
るようになつている。コレクタ端子板２，エミツ
タ端子板４より間隙をおいて互いに平行に対向し
て立ち上がり、近接して容器外部へ引き出されて
いるコレクタ端子導体２１，エミツタ端子導体４
１が貫通する蓋体９の部位には端子導体導出用の
孔が形成されている。蓋体９における前記２つの
端子導体導出用の孔の間に凸部９１が形成されて
いる。この凸部９１は蓋体９と別体として蓋体９
に嵌め込み等により設けてもよいが、成形加工及
び組立工数等を考慮すると蓋体９と一体に形成す
ることが望ましい。この凸部９１の形状が判り易
いように、第１図ａでは蓋体９を外した状態であ
るが、凸部９１のみを記載してある。ａで判るよ
うに凸部９１は対峙する各端子導体に長手方向の
面より幅が広く形成されている。これは各端子導
体より幅が狭いと絶縁効果があまり得られないた
めである。また、ｂに示すように蓋体９に形成さ
れた凸部９１の下面側先端は封止用硬化樹脂１１
内に迄達する長さとなつており、コレクタ端子導
体２１とエミツタ端子導体４１との間に連通する
空間部が形成されるのを防いでいる。

このような構成とすることにより、コレクタ端
子導体２１とエミツタ端子導体４１のそれぞれの
端子を流れる電流は、トランジスタ片から平行な
経路を逆方向となるので、トランジスタ片１から
各端子導体の接続孔１２までのインダクタンスが
小さくなる。また、トランジスタ片１からコレク
タ端子導体２１，エミツタ端子導体４１の接続孔
１２までの経路の長さはほぼ等しくなるため、そ
のインダクタンスもほぼ等しくなる。従つて、各
トランジスタ片のスイツチングする時点がずれる
ことはなくなる。また、このように端子導体を間
隙で接近させても、この間隙が絶縁物，すなわち
ゲル状樹脂、封止用硬化樹脂および蓋体に設けら
れた凸部により空間が生じないように埋められて
いるので絶縁性が向上し、充分な絶縁性を確保す
ることができる。このとき、絶縁性の樹脂だけで
間隙を残すことなく埋めつくすことができれば凸
部の必要性はないのであるが、現実に蓋体９の内
側に空間１３を残さないように樹脂を充填するこ
とは難しく、特に蓋体の内側で間隙をおいて互い
に平行に配置されている空間に隙間なく樹脂を充
填することは至難のことである。ところが本実施
例のように蓋体の端子導体の貫通する部位に、平
行している端子導体の間にはさまれるように凸部
９１を設け、この凸部９１が端子導体間の間隙を
埋め、その蓋体の内側の先端が封止用硬化樹脂の
内部にまで達するようにすれば、容易に間隙の空
間を残すことなく絶縁物で埋めつくすことができ
ることになる。本実施例ではトランジスタ片をエ
ミツタ端子板をはさんで両側に配置したが、エミ
ツタ端子板の片側に並置してもよい。また、端子
板からの端子導体の立ち上がり位置も実施例の位
置に限られることはない。各端子板，各端子導体
が互いに対向して間隙をおいて平行に配置されて
おり、その間隙が絶縁物で埋められていることが
ポイントである。

次に蓋体の形状について更に明確とするために
第３図を用いて説明する。第３図は異なる実施例
である半導体モジユールの蓋体だけを表したもの
であり、ａは平面図，ｂは正面図，ｃは裏面図で
ある。第３図において、蓋体９の側方には補助端
子が導出される端子孔６１が形成されている。端
子導体が導出される端子孔６２は対峙して端子導
体が接近するように平行に設けられている。これ
ら端子孔６１，６２は蓋体を側壁に被せて固定す
る際に端子導体が端子孔に嵌合し易くするために
蓋体の下面側がテーパ状となつている。６３は端
子導体を外部と接続するために用いるナツトを嵌
め込むための孔である。

〔考案の効果〕

本考案によれば、立ち上がり部が板面方向に対
峙して平行でかつ間隙をおいて蓋体から導出され
る位置関係の第１，第２の端子導体を少なくとも
有し、蓋体は前記第１，第２の端子導体の貫通部
分の間に凸部を内外両面に具備し、かつ蓋体内側
の凸部先端が前記硬化樹脂層内にまで達する長さ
とすることにより、半導体装置を高周波動作させ
た場合に各半導体素子片のスイツチングする時点
にずれが生じることがない装置において、各端子
板，各端子導体間の絶縁性を向上させることがで
き、端子間の絶縁耐量の低下に伴う短絡が生じな
くなる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示し、ａは平面
図，ｂは正面図、第２図は従来例を示し、ａは平
面図，ｂは正面図、第３図は本考案の異なる実施
例であり、ａは平面図，ｂは正面図，ｃは裏面図
である。 １……半導体素子片、２……コレクタ端子板、
２１……コレクタ端子導体、３１，３２，３３，
３４……絶縁板、４……エミツタ端子板、４１…
…エミツタ端子導体、４２……補助エミツタ端子
導体、５……ベース端子板、５１……ベース接続
用端子導体、５２……補助ベース端子導体、６…
…導体、７……基板、８……側壁、９……蓋体、
９１……凸部、１０……ゲル状樹脂、１１……封
止用硬化樹脂、１２……接続孔、１３……空間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 熱良導性の基板と絶縁性の側壁および蓋体とか
   らなる容器内に複数の電極を有する半導体素子片
   が複数個内蔵され、前記半導体素子片の各電極に
   電気的に接続された各端子導体が前記蓋体を貫通
   して外部に導出され、そして前記容器内がゲル状
   緩衝樹脂層とその上に形成される封止用硬化樹脂
   層により封止されてなる装置において、立ち上が
   り部が板面方向に対峙して平行でかつ間隙をおい
   て蓋体から導出される位置関係の第１，第２の端
   子導体を少なくとも有し、前記蓋体は前記第１，
   第２の端子導体の貫通部分の間に凸部を内外両面
   に具備し、かつ蓋体内側の凸部先端が前記硬化樹
   脂層内にまで達する長さとすることを特徴とする
   半導体装置。