JPH098192A - 接続ピンを有するパワー半導体モジュール - Google Patents

接続ピンを有するパワー半導体モジュール

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大電流用に設計されたパワー半導体モジュー
ルの場合にも配線ボードと膨潤ろう接により接合できる
ようにパワー半導体モジュールを改良する。 【解決手段】 各接続導体７の上方部分９が少なくとも
２本のピンからなり、接続導体の側壁２内の部分８及び
下方部分１０の断面を長方形に形成し、これらの断面積
が接続ピン９の断面積の合計よりも大きな断面積を有す
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、容器に側壁が設け
られ、底部に多数の半導体基体が固定されており、容器
側壁の上方から突出している上方部分及び容器側壁の内
側から突出している下方部分を有する接続導体が容器側
壁内に配設されており、接続導体の上方部分が接続ピン
として形成されており、接続導体の下方部分が電気的に
半導体基体と接続されているパワー半導体モジュールに
関する。
【０００２】
【従来の技術】このようなパワー半導体モジュールは既
に市販されている。この種のモジュールは例えば「ＳＩ
ＰＭＯＳ−カタログ（Ｋａｔａｌｏｇ）」１９９３／９
４、第３５頁に掲載されている。接続導体のピンにより
パワー半導体モジュールと配線ボードとの接合が膨潤ろ
う接により可能である。公知のパワー半導体モジュール
では各接続導体は終端が１本のピンになるように形成さ
れている。
【０００３】この種の接続導体の電流搬送力は大電流で
は負荷電流を運ぶのに十分ではない。従って比較的大き
な断面積を有する接続導体に変えることが必要となる。
しかしこのような大きな断面積を有する接続導体を配線
ボードと膨潤ろう接により接合することは容易なことで
はない。更にボードの１個の孔ではもはや足りず、接続
導体の断面積に相応するスリットを打ち抜かなければな
らない。更に比較的大きな断面積の接続導体を配線ボー
ドと膨潤ろう接により接合する実験でろう接箇所が著し
く不均一になることが示された。これは接続導体の電流
搬送力を完全には利用しきれないことになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
形式のパワー半導体モジュールを比較的高い電流用に設
計されているパワー半導体モジュールの場合にも配線ボ
ードとの接合を膨潤ろう接によって可能にするように改
良することにある。
【０００５】
【課題を解決するための課題】この課題は、各接続導体
の上方部分が少なくとも２本のピンからなり、接続導体
の側壁内にある部分及び下方部分の断面が長方形に形成
されており、これらがピンの断面積の合計よりも大きな
断面積を有していることにより解決される。
【０００６】驚くべきことに、この種の装置の電流搬送
力の方が接続導体が長方形の断面でボードとろう接され
た装置の電流搬送力よりも優れていることが判明した。
【０００７】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づき以下に詳述す
る。
【０００８】本発明によるパワー半導体モジュールは絶
縁材からなる容器と接合されている金属製底部１を有す
る。この容器は側壁２だけが断面で示されている。金属
製底部１の上にはセラミック基板３があり、その上に導
電路４が施されている。図にはこれらの導電路の１つだ
けが示されている。その上に半導体基体５及び６が固定
されている。
【０００９】この半導体モジュールは接続導体７を有し
ており、その中間部分８は全面を側壁２により囲まれて
いる。上方部分９は側壁２の上側から突出している。下
方部分１０は側壁２の内側から突出している。下方部分
１０は有利には半導体基体５、６の表面に対して並行な
ボンド面１１を構成する。機械的安定性を高めるために
接続導体７の下方部分１０は台座１２により下から支え
られている。この台座１２は容器側壁２の一部であって
もよく、ボンド面１１へのボンドの圧力を吸収する働き
をする。ボンド面１１はボンドワイヤ１４により半導体
基体５と接続されている。ワイヤはここでは分かり易く
するために１個だけが示されている。
【００１０】接続導体７の上方部分は配線ボードの孔に
係合するのに適した少なくとも２本のピン９を備えてい
る。その際これらのピンの断面積の合計は接続導体７の
中間部分８及び下方部分１０の断面積よりも小さい。
【００１１】図２は特にピンを有する接続導体の形状を
示すものである。この場合接続導体７は側壁２の上側か
ら突出する３本のピン９を有している。ピン９は例えば
幅１．５ｍｍ及び厚さ１ｍｍである。ピンの中心間隔が
３．８３ｍｍのフレーム寸法に相当すると有利である。
接続導体７の中間部分８は完全に側壁２内にある。上方
ではピン９が側壁２から突出しており、下方ではボンド
面１１が露出している。ちなみにそれらの部分には図１
と同じ符号がつけられている。大電流用には接続導体は
４本以上のピンを有していてもよい。
【００１２】接続導体７及びピン９の高い電流搬送力に
相応して半導体基体５は多数の例えば１０〜２０本のボ
ンドワイヤ１４を介して接続導体７と接続される。
【００１３】半導体基体５の下側面は導電路４を介して
ボンドワイヤ２４によりその形状が接続導体７の形状に
対応する接続導体１７と接触化されている。接続導体１
７は同様に完全に側壁２内に配置されている中間部分１
８を有する。接続導体１７の上方部分は３本のピン１９
を有する形状をしており、その下方部分２０は同様に半
導体基体５、６の表面に並行に配置されており、ボンド
面２１が設けられている。ボンド面２１は多数の例えば
１０〜２０本のボンドワイヤ２４を介して導電路４と電
気的に接続されている。
【００１４】これらのピンは接続導体から打ち抜き法に
より容易に形成可能である。
【００１５】上記形式のパワー半導体モジュールでセミ
ブリッジ、フルブジッジ、三相ブジッジその他を形成す
ることができる。更に三相ブリッジには５個の接続導体
が個々の交流相及び直流端子用に必要である。他の回路
には相応する数の接続導体が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパワー半導体モジュールの概略側
断面図。
【図２】図１のパワー半導体モジュールを別の角度から
見た図。
【符号の説明】
１ 底部 ２ 容器側壁 ３ 基板 ４ 導電路 ５、６ 半導体基体 ７、１７ 接続導体 ８、１８ 接続導体の側壁に囲まれている中間部分 ９、１９ 上方部分（ピン） １０、２０ 下方部分 １１、２１ ボンド面 １２ 台座 １４、２４ ボンドワイヤ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 容器に側壁（２）が設けられ、底部
    （１）に多数の半導体基体（５、６）が固定されてお
    り、容器側壁（２）の上方から突出している上方部分
    （９）及び容器側壁（２）の内側から突出している下方
    部分（１０）を有する接続導体（７）が容器側壁（２）
    内に配設されており、接続導体（７）の上方部分（９）
    が接続ピンとして形成されており、接続導体（７）の下
    方部分（１０）が電気的に半導体基体と接続されている
    パワー半導体モジュールにおいて、 ａ）各接続導体（７）の上方部分（９）が少なくとも２
    本のピンからなり、 ｂ）接続導体（７）の側壁（２）内にある部分及び下方
    部分の断面が長方形に形成されており、これらがピンの
    断面積の合計よりも大きな断面積を有していることを特
    徴とするパワー半導体モジュール。
  2. 【請求項２】 各接続導体（７、１７）のピンが所定の
    フレーム寸法に相応する相互間隔を有していることを特
    徴とする請求項１記載のパワー半導体モジュール。
  3. 【請求項３】 接続導体（７、１７）の下方部分（１
    ０）が半導体基体（５、６）の表面に並行にボンド面
    （１１、２１）を有していることを特徴とする請求項１
    又は２記載のパワー半導体モジュール。
  4. 【請求項４】 接続導体（７）の少なくとも１つが多数
    の並列するボンドワイヤ（１４）を介して半導体基体
    （５、６）の少なくとも１つと接続されていることを特
    徴とする請求項１ないし３の１つに記載のパワー半導体
    モジュール。
  5. 【請求項５】 半導体基体（５、６）が導電路（４）を
    載せているセラミック基板（３）上に配設されかつこの
    基板（３）と電気的に接続されており、ボンド面（１
    １、２１）が接続導体（７、１７）の少なくとも１つに
    多数の並列するボンドワイヤ（２４）を介して導電路
    （４）の１つと接続されていることを特徴とする請求項
    請求項１ないし３の１つに記載のパワー半導体モジュー
    ル。
  6. 【請求項６】 ボンド面（１１）の下に容器側壁（２）
    の一部である台座（１２）が配設されていることを特徴
    とする請求項１ないし５の１つに記載のパワー半導体モ
    ジュール。
  7. 【請求項７】 ピン（９）が側壁（２）内にある接続導
    体（７）の部分（８）と同じ厚さを有していることを特
    徴とする請求項１ないし６の１つに記載のパワー半導体
    モジュール。
  8. 【請求項８】 ピン（９）が接続導体（７）から打抜き
    法により形成されていることを特徴とする請求項１ない
    し７の１つに記載のパワー半導体モジュール。
  9. 【請求項９】 フレーム寸法が３．８３ｍｍであること
    を特徴とする請求項２記載のパワー半導体モジュール。
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