JPH0738037A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極端子板の曲げ加工の際に絶縁基板に加わ
る応力を低減する構造の半導体装置およびその製造方法
を得ることを目的とする。 【構成】 絶縁基板４ｂと電極端子板Ｅとを溶着する半
田付けの領域を曲げ加工部よりもさらに内側に形成す
る。 【効果】 電極端子板に物理的な力が加わっても絶縁基
板への応力が低減されるので、絶縁基板が物理的な力に
対して弱い材質で形成されている場合でも、該絶縁基板
の破損を防止する効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置およびその製
造方法に関し、特に絶縁基板の破損を防止する構造の半
導体装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来のトランジスタモジュールの
内部構造を示す斜視図である。図６において、土台とな
る放熱板３の上に絶縁基板４が載置され、その上に熱伝
導促進のための銅板２が載置されている。銅板２の中央
部分には垂直方向に屈曲した電極端子板ＣおよびＥが設
けられている。また、電極端子板ＣおよびＥの左右両側
の銅板２の上には半導体チップ部９が設けられ、電極端
子板ＣおよびＥからボンディングにより配線が接続され
ている（図示せず）。また、電極端子板ＣおよびＥの一
部分を除いて他の構成は樹脂ケース１０によって覆わ
れ、樹脂ケース１０の内部にはシリコンゲルやエポキシ
樹脂などが密封される。

【０００３】次に図７を用いて電極端子板ＣおよびＥに
係る部分の構造について説明する。図７は電極端子板Ｃ
およびＥ部分の断面を示した図である。まず、放熱板３
の上に半田１を介してアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）セラミッ
クスの絶縁基板４が載置され、その上に半田１を介して
銅板２が載置されている。銅板２の上には半田１を介し
て電極端子板Ｃが載置され、その上には半田１を介して
アルミナセラミックスの絶縁基板４ａが載置されてい
る。絶縁基板４ａの上には半田１を介して電極端子板Ｅ
が載置されている。電極端子板ＣおよびＥは図７の紙面
に向かって各々左および右に延在している。絶縁基板４
および４ａの両面には半田１を溶着させるためのメタラ
イズ領域７がほぼ全域に渡って設けられている。図８に
絶縁基板４ａを示す。絶縁基板４ａの表裏両面にほぼ全
域に渡ってメタライズ加工が施されている。

【０００４】次に図７を参照して組立工程について説明
する。上述の構成について全ての半田付けが完了した
後、半導体チップと電極端子板とをワイヤボンディング
により接続（図示せず）した後、電極端子板ＣおよびＥ
の曲げ加工を行う。曲げ加工は押え治具５の先端を電極
端子板ＣおよびＥの所定位置に当てて固定し、押え治具
５の先端を支点として電極端子板ＣおよびＥの延在する
部分を直角上方に折り曲げる。

【０００５】上記のように構成されたトランジスタモジ
ュールは、所定の外部回路に接続されて通電されると主
に半導体チップが発熱する。この熱は電極端子板Ｃおよ
びＥと、熱伝導性の良いアルミナセラミックスの絶縁基
板４および４ａを経て放熱板３に伝達されて外部に放散
される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のトランジスタモ
ジュールは以上のように構成されているので、セラミッ
クスの絶縁基板４ａのほぼ全域に渡って溶着した半田１
によって電極端子板Ｅが溶着されており、電極端子板Ｅ
の曲げ加工の際に絶縁基板４ａにも応力が加わってセラ
ミックスの絶縁基板４ａにクラックが生じて絶縁不良が
発生するなどの問題があった。

【０００７】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、電極端子板Ｅの曲げ加工の際にセラ
ミックスの絶縁基板２に加わる応力を低減する構造の半
導体装置およびその製造方法を得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の第１の態様は、主面に対して垂直方向に屈曲した屈曲
部を有する電極端子板と、前記電極端子板をロウ付けに
よって載置する絶縁基板とを有する半導体装置におい
て、前記ロウ付けの領域が前記屈曲部より所定距離だけ
離れて形成されたことを特徴とする。

【０００９】本発明に係る半導体装置の第２の態様は、
前記ロウ付けの領域と前記屈曲部との間の前記所定距離
が２ｍｍ以上であることを特徴とする。

【００１０】本発明に係る半導体装置の製造方法の第１
の態様は、絶縁基板と電極端子板とをロウ付けにより溶
着する工程と、前記ロウ付けの後、前記電極端子板に屈
曲部を設け、主面に対して垂直方向に屈曲させる工程と
を有し、前記電極端子板をロウ付けにより溶着する工程
は、前記ロウ付けの領域を前記屈曲部より所定距離だけ
離れた位置に形成する工程を含んでいる。

【００１１】本発明に係る半導体装置の製造方法の第２
の態様は、前記電極端子板をロウ付けにより溶着する工
程において、前記ロウ付けの領域を前記屈曲部より２ｍ
ｍ以上離れた位置に形成することを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明に係る半導体装置の第１の態様によれ
ば、電極端子板と絶縁基板との間のロウ付けの領域が屈
曲部より所定距離だけ離れて形成されているので、電極
端子板に物理的な力が加わっても絶縁基板への応力が低
減される。

【００１３】本発明に係る半導体装置の第２の態様によ
れば、ロウ付けの領域と屈曲部との間の距離が２ｍｍ以
上離れているので、電極端子板に物理的な力が加わって
も絶縁基板への応力が半分以下に低減される。

【００１４】本発明に係る半導体装置の製造方法の第１
の態様によれば、ロウ付けの領域を前記屈曲部より所定
距離だけ離れた位置に形成することにより、電極端子板
の屈曲に際して絶縁基板に加えられる応力が低減され
る。

【００１５】本発明に係る半導体装置の製造方法の第２
の態様によれば、ロウ付けの領域を屈曲部より２ｍｍ以
上離れた位置に形成することにより、電極端子板の屈曲
に際して絶縁基板に加えられる応力が半分以下に低減さ
れる。

【００１６】

【実施例】図１に本発明に係る半導体装置の一実施例と
してトランジスタモジュールの断面図を示す。図１は電
極端子板ＣおよびＥ部分の断面を示した図である。図１
においては、後述するように絶縁基板４ｂだけが図７で
説明した従来例と異なるが、基本的な構成は従来のトラ
ンジスタモジュールと同様である。図２は図１の部分拡
大図である。図２において絶縁基板４ｂと電極端子板Ｅ
とを溶着する半田付けの領域が曲げ加工部よりもさらに
内側に形成されている。このように半田１の溶着領域を
限定するには絶縁基板４ｂに形成されるメタライズ加工
領域７を限定する。図３にメタライズ加工が施された絶
縁基板４ｂを示す。絶縁基板４ｂは一方面は片側に広い
未加工部分を有しており、この部分には半田１は溶着し
ない。よって、未加工部分に対応して電極端子板Ｅの曲
げ加工を行うことにより、電極端子板Ｅの曲げ加工に伴
って絶縁基板４ｂに作用する応力が軽減され、セラミッ
クスの絶縁基板４ｂにクラックが生じるなどの現象を防
止できる。一方、電極端子板Ｃの曲げ加工においては電
極端子板Ｃが銅板２の上に接続されるので、曲げ加工に
伴う応力の影響を懸念する必要はない。他の構成は従来
のトランジスタモジュールと同様である。

【００１７】次に、図４において半田領域から曲げ位置
までの距離と絶縁基板４ｂに作用する応力との関係をグ
ラフで表す。横軸は半田領域から曲げ位置までの距離を
表し、縦軸は応力を表す。応力の値は任意であるが、距
離の増加と共に急激に減少することがわかる。図４よ
り、電極端子板に加わる応力を従来の半分以下にするに
は、半田領域を電極端子板の曲げ加工部から２ｍｍ以上
離れて形成することが望ましい。なお、図４のグラフは
歪ゲージを用いて実測した測定値に基づいて作成された
ものである。

【００１８】なお上述の実施例では、絶縁基板４ｂと電
極端子板Ｅとを溶着する半田付けの領域を曲げ加工部よ
りもさらに内側に形成することによって、電極端子板Ｅ
の曲げ加工に伴って絶縁基板４ｂに作用する応力の軽減
を図ったが、以下に説明する方法によっても応力の軽減
を図ることができる。

【００１９】すなわち、図５に示されるように絶縁基板
４ａの上に半田１を介して、例えば銅板などの熱伝導性
の良い金属板を緩衝材６として載置し、その上にさらに
半田１を介して電極端子板Ｅを載置することにより、電
極端子板Ｅの曲げ加工に伴う応力が緩衝材６によって緩
和されるので絶縁基板４ａに加わる応力が低減される。
この方法は従来のトランジスタモジュールの構成に緩衝
材６を加えるだけなので比較的簡単に応力の軽減を達成
することができる。緩衝材６の材質は銅に限らず熱伝導
性の良い金属であれば同様の効果が得られる。

【００２０】また、本実施例および変形例はトランジス
タモジュールを例として説明したがが、ダイオードモジ
ュールあるいはサイリスタモジュールなどについても同
様に本発明を適用できる。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の半導体装置によれば、電
極端子板に物理的な力が加わっても絶縁基板への応力が
低減されるので、絶縁基板が物理的な力に対して弱い材
質で形成されている場合でも、該絶縁基板が破損されな
い効果がある。

【００２２】請求項２記載の半導体装置によれば、電極
端子板に物理的な力が加わっても絶縁基板への応力が半
分以下に低減されるので、絶縁基板が物理的な力に対し
て弱い材質で形成されている場合でも、該絶縁基板が破
損されない効果がある。

【００２３】請求項３記載の半導体装置の製造方法によ
れば、電極端子板の屈曲に際して絶縁基板に加えられる
応力が低減されるので、電極端子板の屈曲の工程で絶縁
基板が破損することを防ぐ効果がある。

【００２４】請求項４記載の半導体装置の製造方法によ
れば、電極端子板の屈曲に際して絶縁基板に加えられる
応力が半分以下に低減されるので、電極端子板の屈曲の
工程で絶縁基板が破損することを防ぐ効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体装置の一実施例を示す断面
図である。

【図２】本発明に係る半導体装置の一実施例を示す断面
図の部分拡大図である。

【図３】本発明に係る半導体装置の絶縁基板を示す斜視
図である。

【図４】半田領域から曲げ加工部までの距離と応力との
関係を示すグラフである。

【図５】本発明に係る半導体装置の一変形例を示す断面
図である。

【図６】従来のトランジスタモジュールを示す斜視図で
ある。

【図７】従来のトランジスタモジュールを示す断面図で
ある。

【図８】従来のトランジスタモジュールの絶縁基板を示
す斜視図である。

【符号の説明】

Ｅ 電極端子板 ４ｂ 絶縁基板 ６ 緩衝材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主面に対して垂直方向に屈曲した屈曲部
   を有する電極端子板と、 前記電極端子板をロウ付けによって載置する絶縁基板と
   を有する半導体装置において、 前記ロウ付けの領域が前記屈曲部より所定距離だけ離れ
   て形成されたことを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記ロウ付けの領域と前記屈曲部との間
   の前記所定距離が２ｍｍ以上であることを特徴とする請
   求項１記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 絶縁基板と電極端子板とをロウ付けによ
   り溶着する工程と、 前記ロウ付けの後、前記電極端子板に屈曲部を設け、主
   面に対して垂直方向に屈曲させる工程とを有する半導体
   装置の製造方法において、 前記電極端子板をロウ付けにより溶着する工程は、前記
   ロウ付けの領域を前記屈曲部より所定距離だけ離れた位
   置に形成する工程を含む半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記電極端子板をロウ付けにより溶着す
   る工程において、前記ロウ付けの領域を前記屈曲部より
   ２ｍｍ以上離れた位置に形成することを特徴とする請求
   項３記載の半導体装置の製造方法。