JPH062714U - 電力用半導体モジュール - Google Patents

電力用半導体モジュール

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JPH062714U
JPH062714U JP044862U JP4486292U JPH062714U JP H062714 U JPH062714 U JP H062714U JP 044862 U JP044862 U JP 044862U JP 4486292 U JP4486292 U JP 4486292U JP H062714 U JPH062714 U JP H062714U
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JP
Japan
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power semiconductor
control terminal
silicone rubber
semiconductor chip
semiconductor module
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JP044862U
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English (en)
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行良 中村
頼秀 土岐
晃一 斉藤
峰吉 岩本
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Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
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    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力用半導体モジュールにおいて、基板上に
搭載した電力用半導体チップから取り出された制御端子
が使用時の温度サイクルによってチップから剥れること
を防止する。 【構成】 絶縁層２を有する金属基板１上に形成した導
電端子１２にアノード電極６を接着することによって、
金属基板１上に搭載した電力用半導体チップ４の上部の
ゲート電極１０から上方に取り出される制御端子１６
の、シリコーンゴム封止層１９内の立上り部分に屈曲形
状部分１６ｂを形成する。これによってシリコーンゴム
層の熱伸縮によって制御端子に加わる伸縮力を屈曲形状
部分で吸収するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この考案は制御電極を有する電力用半導体チップを搭載し、この電力用半導体 チップから取り出した制御端子を外部に引出すようにした構造の電力用半導体モ ジュールにおける、上記制御端子の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電力用半導体モジュールとしては、例えば図３に示す構造のも のが知られている。即ち、鉄、銅、アルミニウムなどからなる金属基板３１の上 部にアルミナ、窒化アルミニウムなどを用いた絶縁層３２、３３が半田付けによ り固着形成されている。そして、この絶縁層３２、３３上には主電極となる導電 端子３４、３５が半田付けで取り付けられている。この導電端子３４、３５の上 部にはサイリスタ、トランジスタ、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢ Ｔ）などの制御電極を有する電力用半導体チップ３６、３７が半田付けされてい る。３８、３９は該電力用半導体チップ３６、３７上に半田付けで形成されてい る導電端子であり、一方の電力用半導体チップ３６上に形成された導電端子３８ と他方の絶縁膜３３上に形成された導電端子３５とは、夫々の一方端で半田付け によって固定されている。
【０００３】 ４１、４２は電力用半導体チップ３６、３７から取り出した制御端子であり、 それらの先端はケースの外部に引き出されて外部接続用制御端子４１ａ、４２ａ となっている。また、導電端子３４、３５および３９も先端がケース上方に引き 出されていて、樹脂封止、絶縁蓋４６装着後、この絶縁蓋４６に沿って折り曲げ られ、外部接続用端子３４ａ、３５ａ、３９ａを構成している。３４は電力用半 導体チップ３６、３７等を搭載した金属基板２１とその周囲の絶縁枠体４３とよ りなるケース内にシリコーンゴムを注入し、硬化させて形成したシリコーンゴム 層、４５はシリコーンゴム層４４の上にエポキシ樹脂を注入し硬化させたエポキ シ樹脂層であり、４６はケースの絶縁蓋である。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】
上記した構造の電力用半導体モジュールでは、制御端子４１、４２は電力用半 導体チップから上方に真直に引き出されており、このため、モジュールに温度サ イクルが加わってシリコーンゴム層４４に伸縮が起こると、この伸縮によって制 御端子４１、４２が半導体チップ３６、３７から剥れたり、伸びたりして電極が 破損（縮みによる圧縮で電極に穴があく）するという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この考案は従来の電力用半導体モジュールにおける上記した問題点を解消すべ く検討の結果、電力用半導体チップから取り出され、外部接続用端子としてケー スの外方に引き出される制御端子の形状としてゲル状シリコーンゴムを注入して 封止される部分に屈曲部を形成することによって、制御端子が苛酷な温度サイク ルにも耐えうるようにしたものである。
【０００６】
【作用】
この考案は、上記したように電力用半導体モジュールにおいて、電力用半導体 チップから取り出されて外部接続用端子としてケース外部にその先端が引き出さ れる制御端子のシリコーンゴム層で封止される部分に屈曲部分を形成したもので あり、これによって、電力用半導体モジュールの使用時の温度変化において、シ リコーンゴム層の伸縮に伴なってその影響が制御端子にまで及んだとしても、該 シリコーンゴム層内の制御端子の屈曲部分で伸縮力を吸収することができて、制 御端子が半導体チップから外れるなどの問題を防止することができるのである。
【０００７】
【実施例】
以下、この考案の一実施例を図に基いて詳細に説明する。図１はこの考案の電 力用半導体モジュールの構造を示す断面図であって、図において１は金属基板で あり、この金属基板１上にはアルミナ、窒化アルミニウムなどからなる絶縁層２ 、３が半田付けにて形成されている。４、５は電力用半導体チップとしてのサイ リスタであって、該サイリスタ４、５にはアノード電極６、７、カソード電極８ 、９、ゲート電極１０、１１が夫々形成されている。そして、このサイリスタ４ 、５は絶縁層２、３上に半田付けにて形成した導電端子１２、１３にアノード電 極６、７を半田付けすることによって金属基板１上に取り付けられる。
【０００８】 また、サイリスタ４、５上部の両側のカソード電極８、９には導電端子１４、 １５が半田付けで形成されている。さらに、サイリスタ４、５の上部中央にはゲ ート電極１０、１１が形成され、該ゲート電極１０、１１から上方に制御端子１ ６、１７が取り出されている。この制御端子１６、１７は何れも金属基板１とそ の周囲の絶縁枠体１８よりなるケース内を封止するシリコーンゴム層１９、エポ キシ樹脂層２０内を通ってケース外部に引き出され、外部接続用制御端子１６ａ 、１７ａとなっている。しかして、このゲート電極１０、１１から上方に取り出 される制御端子１６、１７は、図のようにシリコーンゴム層１９内にて逆Ｓ字型 の屈曲形状１６ｂ、１７ｂを呈していることがこの考案の特徴である。
【０００９】 また、導電端子１２、１３および１５はシリコーンゴム層１９、エポキシ樹脂 層２０内を垂直にケース外部まで立上らせ、エポキシ樹脂層２０上に絶縁蓋２１ を施した後、該絶縁蓋２１の上面に折り曲げて外部接続用端子１２ａ、１３ａ、 １５ａとして用いられる。さらに、導電端子１４の一方端と１３の一方端とは、 ケース内のシリコーンゴム層注入域内で半田接着されている。
【００１０】 図２はこの考案の他の実施例を示すもので、図１中の左半分を示す一部切欠部 分断面図であって、図１と異なるのはサイリスタ４のゲート電極１０から上方に 取り出されている制御端子１６がシリコーンゴム層１９内にてコ字状の屈曲形状 １６ｃを形成していることである。
【００１１】 この考案は、図１、図２のような構造の電力用半導体モジュールとすることに よって、その使用時に温度サイクルが加わって、ゲル状シリコーンゴム層が伸縮 すると、ゲート電極から取り出されている制御端子も伸縮するが、その伸縮力を 制御端子の屈曲形状部分で吸収して、例えば図１の制御端子では屈曲部分１６ｂ が破線１６ｄで示すように変化するだけで、苛酷な温度サイクルに耐えることが でき、制御端子１６が伸びてゲート電極から剥れたり、電極が破損するという事 態を防止することができるのである。
【００１２】 なお、上記実施例では電力用半導体チップとしてサイリスタを用いて説明した が、このほかトランジスタや絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）な ど制御端子を有する電力用半導体を用いても同じ効果が得られる。また、サイリ スタのアノード電極、カソード電極の導電端子への接着はその間にＭｏ、Ｗなど の熱緩衝材層を介在させてもよい。
【００１３】
【考案の効果】
以上説明したように、この考案の電力用半導体モジュールでは電力用半導体チ ップから上方に取り出される制御端子に、シリコーンゴム層内において屈曲形状 部分を形成したことによって、この電力用半導体モジュールの使用に際して温度 サイクルが加わって、たとえシリコーンゴム層の伸縮が生じ、それに伴って制御 端子も伸縮したとしても、その伸縮力を制御端子に設けた屈曲形状部分で吸収す ることができて、制御端子が電力用半導体チップから剥れることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この考案の電力用半導体モジュールの一実施例
を示す断面図である。
【図２】この考案の電力用半導体モジュールの他の実施
例を示す一部切欠部分断面図である。
【図３】従来の電力用半導体モジュールの断面図であ
る。
【符号の説明】
１ 金属基板 ２ 絶縁層 ４ サイリスタ ６ アノード電極 ８ カソード電極 １０ ゲート電極 １２ 導電端子 １４ 導電端子 １６ 制御端子 １６ｂ 制御端子の屈曲形状部 １８ 絶縁枠体 １９ シリコーンゴム層 ２０ エポキシ樹脂層 ２１ 絶縁蓋
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 岩本 峰吉 大阪府大阪市東淀川区淡路２丁目14番３号 株式会社三社電機製作所内

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 制御電極を有する電力用半導体チップを
    基板の導電端子上に搭載し、この導電端子の先端と電力
    用半導体チップから取り出した制御端子の先端とを外部
    に引き出すようにして上記基板とこの基板上の周囲に設
    けた絶縁枠体とより形成したケース内をシリコーンゴム
    およびエポキシ樹脂にて封止した電力用半導体モジュー
    ルにおいて、上記電力用半導体チップから取り出した制
    御端子が封入シリコーンゴム層内で屈曲形状部分を有し
    ていることを特徴とする電力用半導体モジュール。
JP044862U 1992-06-03 1992-06-03 電力用半導体モジュール Pending JPH062714U (ja)

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Effective date: 19960514