JPH10173126A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH10173126A JPH10173126A JP8329421A JP32942196A JPH10173126A JP H10173126 A JPH10173126 A JP H10173126A JP 8329421 A JP8329421 A JP 8329421A JP 32942196 A JP32942196 A JP 32942196A JP H10173126 A JPH10173126 A JP H10173126A
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- case
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- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
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- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
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- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
- H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
- H05K3/3421—Leaded components
- H05K3/3426—Leaded components characterised by the leads
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＩＧＢＴパワーモジュールなどを対象に、端子
一体形の外装樹脂ケース，並びに該樹脂ケースにインサ
ート成形した端子組立に関して品質の安定化，信頼性の
向上化が図れるように、その端子配線構造を改良する。 【解決手段】金属ベース，パワー素子を搭載した回路ブ
ロック，端子一体形外装樹脂ケース，ケース蓋を組み合
わせて構成した半導体装置で、主回路端子，補助端子５
の端子フレーム５ａを外装樹脂ケース１にインサート成
形し、かつ補助端子についてはケース端部に集中配備し
た上で、その端子フレームをケース周壁に沿って敷設
し、そのインナリード脚片５ｂを回路ブロックに半田付
けしたものにおいて、前記端子フレームをケースの内壁
面に添わせて半没状態にインサート成形するとともに、
その途中箇所を樹脂ケースのリブ状突起１ａで内側から
保持し、さらに端子フレームにはピン穴５ｄ，穴開き突
起片５ｃを設けてモールド金型のインサートピンで端子
フレームを所定のインサート位置に支持する。
一体形の外装樹脂ケース，並びに該樹脂ケースにインサ
ート成形した端子組立に関して品質の安定化，信頼性の
向上化が図れるように、その端子配線構造を改良する。 【解決手段】金属ベース，パワー素子を搭載した回路ブ
ロック，端子一体形外装樹脂ケース，ケース蓋を組み合
わせて構成した半導体装置で、主回路端子，補助端子５
の端子フレーム５ａを外装樹脂ケース１にインサート成
形し、かつ補助端子についてはケース端部に集中配備し
た上で、その端子フレームをケース周壁に沿って敷設
し、そのインナリード脚片５ｂを回路ブロックに半田付
けしたものにおいて、前記端子フレームをケースの内壁
面に添わせて半没状態にインサート成形するとともに、
その途中箇所を樹脂ケースのリブ状突起１ａで内側から
保持し、さらに端子フレームにはピン穴５ｄ，穴開き突
起片５ｃを設けてモールド金型のインサートピンで端子
フレームを所定のインサート位置に支持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング素子
にＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transister)など
のパワー半導体素子を用いたパワーモジュールを対象と
する半導体装置、詳しくは半導体装置の端子配線構造に
関する。
にＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transister)など
のパワー半導体素子を用いたパワーモジュールを対象と
する半導体装置、詳しくは半導体装置の端子配線構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】頭記した半導体装置として、セラミック
ス基板などの絶縁基板にパワー半導体素子 (ＩＧＢＴ)
を含む回路部品を搭載した回路ブロックと、該回路ブロ
ックの裏面側に重ね合わせて接合した金属ベースと、回
路ブロックを包囲して金属ベースの周縁に接着剤で接合
した端子一体形の外装樹脂ケースと、ケース蓋と、樹脂
ケース内に充填した封止樹脂との組立体よりなり、外部
導出端子としてのコレクタ, エミッタの主端子, エミッ
タ, ゲートの信号用補助端子の端子フレームを前記外装
樹脂ケースと一体にインサート成形するとともに、ケー
ス内方に引回し配線したインナリードの脚片を前記回路
ブロックの基板上の回路パターンに半田付けした構成の
ものが、特開平７−３２１２８５号公報などで公知であ
る。
ス基板などの絶縁基板にパワー半導体素子 (ＩＧＢＴ)
を含む回路部品を搭載した回路ブロックと、該回路ブロ
ックの裏面側に重ね合わせて接合した金属ベースと、回
路ブロックを包囲して金属ベースの周縁に接着剤で接合
した端子一体形の外装樹脂ケースと、ケース蓋と、樹脂
ケース内に充填した封止樹脂との組立体よりなり、外部
導出端子としてのコレクタ, エミッタの主端子, エミッ
タ, ゲートの信号用補助端子の端子フレームを前記外装
樹脂ケースと一体にインサート成形するとともに、ケー
ス内方に引回し配線したインナリードの脚片を前記回路
ブロックの基板上の回路パターンに半田付けした構成の
ものが、特開平７−３２１２８５号公報などで公知であ
る。
【０００３】また、前記のように外部導出端子と一体に
インサート形成した外装樹脂ケースを備えた半導体装置
において、特に補助端子については外装樹脂ケースの端
部に一括して集中配備した上で、その端子フレームがケ
ース内方に組み込んだ回路ブロックのボンディングワイ
ヤなどと干渉するのを避けてその配線経路を迂回させる
ために、その端子フレームを外装樹脂ケースの周壁に埋
設して回路ブロックの半田付け地点近くまで敷設し、こ
こからケース内方に引出したインナリードの脚片を回路
ブロックの基板上に半田付けした構成のものが知られて
いる。
インサート形成した外装樹脂ケースを備えた半導体装置
において、特に補助端子については外装樹脂ケースの端
部に一括して集中配備した上で、その端子フレームがケ
ース内方に組み込んだ回路ブロックのボンディングワイ
ヤなどと干渉するのを避けてその配線経路を迂回させる
ために、その端子フレームを外装樹脂ケースの周壁に埋
設して回路ブロックの半田付け地点近くまで敷設し、こ
こからケース内方に引出したインナリードの脚片を回路
ブロックの基板上に半田付けした構成のものが知られて
いる。
【０００４】次に、２組のＩＧＢＴを直列に接続してハ
ーフブリッジ回路を構成したパワーモジュールを例に、
前記構成の半導体装置の外形を図５に、その等価回路を
図６に示す。まず、図５(a),(b) において、１は端子一
体形の外装樹脂ケース、２はケース蓋、３は底面側の金
属ベース、４は主回路端子、５は信号用補助端子であ
り、主回路端子４はケース蓋２を貫通して上面に引出
し、補助端子５は外装樹脂ケース１の側端部に一括して
集中配置した上で、各端子がケース内に組み込んだ回路
ブロック（図示せず）の基板上に半田付けして図６の等
価回路を構成している。図６において、Tr1,Tr2 は回路
ブロックに搭載したＩＧＢＴ、ＤはＩＧＢＴに並列接続
したフリーホイーリングダイオードである。なお、各図
において回路ブロックから引出した外部接続用の主回路
端子４, 補助端子５のコレクタ，エミッタ，ゲートの各
端子記号をＣ1,Ｅ2,Ｃ2 Ｅ1,Ｇ1,Ｅ1,Ｇ2,Ｅ2 で表す。
ーフブリッジ回路を構成したパワーモジュールを例に、
前記構成の半導体装置の外形を図５に、その等価回路を
図６に示す。まず、図５(a),(b) において、１は端子一
体形の外装樹脂ケース、２はケース蓋、３は底面側の金
属ベース、４は主回路端子、５は信号用補助端子であ
り、主回路端子４はケース蓋２を貫通して上面に引出
し、補助端子５は外装樹脂ケース１の側端部に一括して
集中配置した上で、各端子がケース内に組み込んだ回路
ブロック（図示せず）の基板上に半田付けして図６の等
価回路を構成している。図６において、Tr1,Tr2 は回路
ブロックに搭載したＩＧＢＴ、ＤはＩＧＢＴに並列接続
したフリーホイーリングダイオードである。なお、各図
において回路ブロックから引出した外部接続用の主回路
端子４, 補助端子５のコレクタ，エミッタ，ゲートの各
端子記号をＣ1,Ｅ2,Ｃ2 Ｅ1,Ｇ1,Ｅ1,Ｇ2,Ｅ2 で表す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の内部配線構造では、製作，および信頼性の面で次記
のような問題点がある。 １）端子一体形の外装樹脂ケースを成形する際には、モ
ールド金型に主端子，補助端子の端子フレームを所定位
置にインサートし、次いで金型を型締めした上でゲート
から注型樹脂を注入して成形するわけであるが、この場
合の成形圧力は３００〜４００kg／cm2 にも達すること
から、この成形圧力によりモールド金型内にインサート
した端子フレームが所定位置からずれ動いて変位した
り、端子フレーム自身が変形したりする。特に補助端子
のように樹脂ケースの周壁に埋設して敷設した帯状の端
子フレームは成形圧力の影響を受けて変形し易い。
来の内部配線構造では、製作，および信頼性の面で次記
のような問題点がある。 １）端子一体形の外装樹脂ケースを成形する際には、モ
ールド金型に主端子，補助端子の端子フレームを所定位
置にインサートし、次いで金型を型締めした上でゲート
から注型樹脂を注入して成形するわけであるが、この場
合の成形圧力は３００〜４００kg／cm2 にも達すること
から、この成形圧力によりモールド金型内にインサート
した端子フレームが所定位置からずれ動いて変位した
り、端子フレーム自身が変形したりする。特に補助端子
のように樹脂ケースの周壁に埋設して敷設した帯状の端
子フレームは成形圧力の影響を受けて変形し易い。
【０００６】そのために、樹脂ケースの周壁にインサー
トした補助端子では、端子フレームの途中箇所がケース
壁の外面側に押し出されて端子フレームが露呈したり、
異極端子の端子フレーム同士がケースの樹脂層内で接触
したりする成形欠陥が生じる。さらに、端子フレームの
変位に起因して、ケース内に引出したインナリードの脚
片が回路ブロックに対して所定の半田付け位置からずれ
るなどのバラツキが大きく、このために半田付け工程に
支障を来すなどの組立上の問題が生じる。
トした補助端子では、端子フレームの途中箇所がケース
壁の外面側に押し出されて端子フレームが露呈したり、
異極端子の端子フレーム同士がケースの樹脂層内で接触
したりする成形欠陥が生じる。さらに、端子フレームの
変位に起因して、ケース内に引出したインナリードの脚
片が回路ブロックに対して所定の半田付け位置からずれ
るなどのバラツキが大きく、このために半田付け工程に
支障を来すなどの組立上の問題が生じる。
【０００７】２）また、前記のように外装樹脂ケース，
金属ベース，セラミックスの絶縁基板，端子フレーム，
および半導体素子で組立てた半導体装置では、各部材の
材料，したがって熱膨張率も異なるために、半導体装置
の通電動作によるヒートサイクルで各部材相互の接合部
には熱ストレスが加わるようになる。ここで、特に端子
のインナリード脚片と回路ブロックの配線パターンとの
半田接合部に熱ストレスによる応力が繰り返し加わると
半田層にクラックが発生し、このクラックが成長すると
半田接合面が完全に剥離して遂には半導体装置の機能が
ストップする重大事故に進展するおそれがある。
金属ベース，セラミックスの絶縁基板，端子フレーム，
および半導体素子で組立てた半導体装置では、各部材の
材料，したがって熱膨張率も異なるために、半導体装置
の通電動作によるヒートサイクルで各部材相互の接合部
には熱ストレスが加わるようになる。ここで、特に端子
のインナリード脚片と回路ブロックの配線パターンとの
半田接合部に熱ストレスによる応力が繰り返し加わると
半田層にクラックが発生し、このクラックが成長すると
半田接合面が完全に剥離して遂には半導体装置の機能が
ストップする重大事故に進展するおそれがある。
【０００８】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、頭記したＩＧＢＴパワーモジュールなどを対象
に、前記課題を解決して安定した品質，高信頼性の製品
を製作できる改良した半導体装置、特にその端子配線構
造を提供することを目的とする。
であり、頭記したＩＧＢＴパワーモジュールなどを対象
に、前記課題を解決して安定した品質，高信頼性の製品
を製作できる改良した半導体装置、特にその端子配線構
造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、金属ベースに重ねた絶縁基板上に
パワー半導体素子を含む回路部品を搭載した回路ブロッ
クと、回路ブロックを包囲して金属ベースに接合した端
子一体形の外装樹脂ケースと、ケース蓋とで構成した半
導体装置で、外部導出用の主回路端子，信号用補助端子
の端子フレームを前記外装樹脂ケースにインサート成形
するとともに、補助端子については外装樹脂ケースの端
部に一括して集中配備した上で、その端子フレームを外
装樹脂ケースの周壁にインサートして敷設し、その終端
からケース内方に引出したインナリード脚片を前記回路
ブロックの基板上に半田付けしたものにおいて、 １）補助端子の端子フレームを外装樹脂ケースの内壁面
に添わせて半没状態に敷設するとともに、該端子フレー
ムの途中箇所を樹脂ケースの内壁面側に膨出形成したリ
ブ状突起で保持する。
に、本発明によれば、金属ベースに重ねた絶縁基板上に
パワー半導体素子を含む回路部品を搭載した回路ブロッ
クと、回路ブロックを包囲して金属ベースに接合した端
子一体形の外装樹脂ケースと、ケース蓋とで構成した半
導体装置で、外部導出用の主回路端子，信号用補助端子
の端子フレームを前記外装樹脂ケースにインサート成形
するとともに、補助端子については外装樹脂ケースの端
部に一括して集中配備した上で、その端子フレームを外
装樹脂ケースの周壁にインサートして敷設し、その終端
からケース内方に引出したインナリード脚片を前記回路
ブロックの基板上に半田付けしたものにおいて、 １）補助端子の端子フレームを外装樹脂ケースの内壁面
に添わせて半没状態に敷設するとともに、該端子フレー
ムの途中箇所を樹脂ケースの内壁面側に膨出形成したリ
ブ状突起で保持する。
【００１０】２）補助端子フレームの途中箇所に、イン
サート成形に際してモールド金型のインサートピンで端
子フレームを所定位置に位置決め支持するためのピン
穴，ないし穴開き突起片を設ける。上記構成のように、
端子一体形の外装樹脂ケースを成形するに際して、モー
ルド金型内にインサートした端子フレームを金型側のイ
ンサートピンにより金型キャビティの内周壁面に添わせ
た所定の敷設位置に固定することで、モールド金型に注
型樹脂を注入した際の成形圧力で端子フレームが変形し
たり、樹脂ケースの外側に押し出されたりすることが防
止できるとともに、この成形工程で樹脂ケースの内壁面
側に形成したリブ状突起で半没状態にインサート成形し
た端子フレームを内周側から支えることにより、端子フ
レームがケースから不測に抜け出したりするおそれなし
に安定保持できる。
サート成形に際してモールド金型のインサートピンで端
子フレームを所定位置に位置決め支持するためのピン
穴，ないし穴開き突起片を設ける。上記構成のように、
端子一体形の外装樹脂ケースを成形するに際して、モー
ルド金型内にインサートした端子フレームを金型側のイ
ンサートピンにより金型キャビティの内周壁面に添わせ
た所定の敷設位置に固定することで、モールド金型に注
型樹脂を注入した際の成形圧力で端子フレームが変形し
たり、樹脂ケースの外側に押し出されたりすることが防
止できるとともに、この成形工程で樹脂ケースの内壁面
側に形成したリブ状突起で半没状態にインサート成形し
た端子フレームを内周側から支えることにより、端子フ
レームがケースから不測に抜け出したりするおそれなし
に安定保持できる。
【００１１】３）外装樹脂ケースにインサート成形した
各端子について、外装樹脂ケースの内方に引出したイン
ナリード脚片を前記回路ブロックの基板に重ね合わせて
半田付けしたものにおいて、ヒートサイクルで半田付け
面に生じる熱応力を緩和する手段として、前記脚片の一
部に切欠き溝を形成するものとし、前記脚片に形成した
切欠溝は、脚片の基部側端を起点として脚片長さＬの１
／３〜１／２の位置に形成する。
各端子について、外装樹脂ケースの内方に引出したイン
ナリード脚片を前記回路ブロックの基板に重ね合わせて
半田付けしたものにおいて、ヒートサイクルで半田付け
面に生じる熱応力を緩和する手段として、前記脚片の一
部に切欠き溝を形成するものとし、前記脚片に形成した
切欠溝は、脚片の基部側端を起点として脚片長さＬの１
／３〜１／２の位置に形成する。
【００１２】すなわち、半導体装置の通電動作時に、材
料間の熱膨張率差に基づく熱ストレスが原因で端子フレ
ームのインナリード脚片／回路ブロック間の半田付け部
に生じる半田クラックは、脚片の基部側（端子フレーム
に連なって拘束されている）に生じて脚片の先端に向け
て拡大するようになる。そこで、前記のように脚片の途
中箇所に切欠き溝を形成してこの部分の撓み性を高めて
おけば、この溝位置まで半田クラックが進行したところ
で、熱応力は切欠き部分で吸収されるようになるため、
半田クラックが切欠き溝から先には拡大しなくなる。こ
のことは発明者等が行った実験結果からも確認されてい
る。
料間の熱膨張率差に基づく熱ストレスが原因で端子フレ
ームのインナリード脚片／回路ブロック間の半田付け部
に生じる半田クラックは、脚片の基部側（端子フレーム
に連なって拘束されている）に生じて脚片の先端に向け
て拡大するようになる。そこで、前記のように脚片の途
中箇所に切欠き溝を形成してこの部分の撓み性を高めて
おけば、この溝位置まで半田クラックが進行したところ
で、熱応力は切欠き部分で吸収されるようになるため、
半田クラックが切欠き溝から先には拡大しなくなる。こ
のことは発明者等が行った実験結果からも確認されてい
る。
【００１３】また、切欠き溝を脚片の基部側端を起点と
して脚片長さＬの１／３〜１／２の位置に形成しておけ
ば、切欠き溝部まで半田クラックが拡大しても、切欠き
溝から先端までの健全な半田接合部域を通じて端子に流
れる主回路電流，制御信号を支障なく回路ブロックに通
電させることができ、それだけ半田クラックに対する耐
量が高まる。
して脚片長さＬの１／３〜１／２の位置に形成しておけ
ば、切欠き溝部まで半田クラックが拡大しても、切欠き
溝から先端までの健全な半田接合部域を通じて端子に流
れる主回路電流，制御信号を支障なく回路ブロックに通
電させることができ、それだけ半田クラックに対する耐
量が高まる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図５，図６に示したパワー
モジュールを対象に、本発明の実施例を図１ないし図４
に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図５に対応
する同一部材には同じ符号が付してある。まず、図１，
図２において、外装樹脂ケース１の端部に集中配備して
樹脂ケースと一体にインサート成形した補助端子５（Ｇ
2,Ｅ2)は、その端子フレーム５ａがケースの内壁面に添
って半没するように敷設されており、樹脂ケース１から
内方に突き出したインナリードの先端に回路ブロック６
の基板と半田付けするＬ字形の脚片５ｂが形成してあ
る。また、前記の端子フレーム５ａを外装樹脂ケース１
にインサート成形するに際し、モールド金型に設けたイ
ンサートピンで端子フレーム５ａを所定のインサート位
置に位置決めして固定保持するための手段として、端子
フレーム５ａの途中箇所にケース内方に突き出した穴開
き突起片５ｃが設けてあり、さらにケース内方に突き出
したインナリード部分にはピン穴５ｄが穿孔してある。
さらに、外装樹脂ケース１には、その内壁面に添って敷
設した端子フレーム５ａの途中数箇所をケース内周側か
ら押さえ込んで保持するリブ状突起１ａ、およびケース
壁面から内方に突き出して端子フレーム５ａのインナリ
ード部分を支え、脚片５ｂを所定の半田付け位置に位置
決めするようにした支持アーム１ｂが形成されている。
モジュールを対象に、本発明の実施例を図１ないし図４
に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図５に対応
する同一部材には同じ符号が付してある。まず、図１，
図２において、外装樹脂ケース１の端部に集中配備して
樹脂ケースと一体にインサート成形した補助端子５（Ｇ
2,Ｅ2)は、その端子フレーム５ａがケースの内壁面に添
って半没するように敷設されており、樹脂ケース１から
内方に突き出したインナリードの先端に回路ブロック６
の基板と半田付けするＬ字形の脚片５ｂが形成してあ
る。また、前記の端子フレーム５ａを外装樹脂ケース１
にインサート成形するに際し、モールド金型に設けたイ
ンサートピンで端子フレーム５ａを所定のインサート位
置に位置決めして固定保持するための手段として、端子
フレーム５ａの途中箇所にケース内方に突き出した穴開
き突起片５ｃが設けてあり、さらにケース内方に突き出
したインナリード部分にはピン穴５ｄが穿孔してある。
さらに、外装樹脂ケース１には、その内壁面に添って敷
設した端子フレーム５ａの途中数箇所をケース内周側か
ら押さえ込んで保持するリブ状突起１ａ、およびケース
壁面から内方に突き出して端子フレーム５ａのインナリ
ード部分を支え、脚片５ｂを所定の半田付け位置に位置
決めするようにした支持アーム１ｂが形成されている。
【００１５】一方、主回路端子４は、外装樹脂ケース１
の周壁から内方に張り出した端子保持枠にインサート成
形して保持されており、かつ前記の補助端子５と同様に
各主回路端子４ごとに、その端子フレーム４ａの途中箇
所には、インサート成形に際してモールド金型のインサ
ートピンで所定位置に固定保持するためのピン穴４ｄが
穿孔してある。
の周壁から内方に張り出した端子保持枠にインサート成
形して保持されており、かつ前記の補助端子５と同様に
各主回路端子４ごとに、その端子フレーム４ａの途中箇
所には、インサート成形に際してモールド金型のインサ
ートピンで所定位置に固定保持するためのピン穴４ｄが
穿孔してある。
【００１６】そして、主回路端子４，補助端子５と一体
に外装樹脂ケース１をモールド成形する際には、まずモ
ールド金型に主回路端子４，補助端子５の端子フレーム
４ａ，５ａをインサートして定位置にセットし、金型を
型締めする過程でインサートピン７（図３参照）を先記
した穴開き突起片５ｃ，およびピン穴５ｄ，４ｄに差し
込んで各端子フレームをその位置に固定保持する。この
場合に、特に補助端子５の端子フレーム５ａはモールド
金型内で内周側に寄せてキャビティの壁面に重ね合わせ
るように位置決めしておく。この状態でモールド金型に
ゲートを通じて注型樹脂を注入することにより、図１，
図２に示した端子一体形の外装樹脂ケース１が成形され
る。
に外装樹脂ケース１をモールド成形する際には、まずモ
ールド金型に主回路端子４，補助端子５の端子フレーム
４ａ，５ａをインサートして定位置にセットし、金型を
型締めする過程でインサートピン７（図３参照）を先記
した穴開き突起片５ｃ，およびピン穴５ｄ，４ｄに差し
込んで各端子フレームをその位置に固定保持する。この
場合に、特に補助端子５の端子フレーム５ａはモールド
金型内で内周側に寄せてキャビティの壁面に重ね合わせ
るように位置決めしておく。この状態でモールド金型に
ゲートを通じて注型樹脂を注入することにより、図１，
図２に示した端子一体形の外装樹脂ケース１が成形され
る。
【００１７】次に、図１における補助端子５を回路ブロ
ック６に半田付けするために端子フレーム５ａの先端に
形成したインナリード脚片５ｂについて、本発明の請求
項３，４に対応する実施例を図３，図４(a),(b) にて説
明する。すなわち、外装樹脂ケース１から内方に引出し
て回路ブロック６の基板上に半田付けされる脚片５ｂに
対して、その長手方向の途中箇所で半田付け面に熱応力
緩和用の切欠き溝５ｅが形成されている。なお、８は半
田接合部である。この切欠き溝５ｅは、図３のように脚
片５ｂの底面に形成するか、あるいは図４(a),(b) のよ
うに脚片５ｂの側縁の片側，ないし両側に形成する。そ
して、切欠き溝５ｅの位置は、脚片５ｂの長さをＬとし
て、端子フレーム５ａに連なる基部側を起点とした切欠
き溝５ｅまでの距離Ｌ1 が１／３〜１／２となるように
定め、その溝深さは脚片の通電性を考慮して脚片５ｂの
厚さ，幅の１／３〜１／２に設定するのがよい。
ック６に半田付けするために端子フレーム５ａの先端に
形成したインナリード脚片５ｂについて、本発明の請求
項３，４に対応する実施例を図３，図４(a),(b) にて説
明する。すなわち、外装樹脂ケース１から内方に引出し
て回路ブロック６の基板上に半田付けされる脚片５ｂに
対して、その長手方向の途中箇所で半田付け面に熱応力
緩和用の切欠き溝５ｅが形成されている。なお、８は半
田接合部である。この切欠き溝５ｅは、図３のように脚
片５ｂの底面に形成するか、あるいは図４(a),(b) のよ
うに脚片５ｂの側縁の片側，ないし両側に形成する。そ
して、切欠き溝５ｅの位置は、脚片５ｂの長さをＬとし
て、端子フレーム５ａに連なる基部側を起点とした切欠
き溝５ｅまでの距離Ｌ1 が１／３〜１／２となるように
定め、その溝深さは脚片の通電性を考慮して脚片５ｂの
厚さ，幅の１／３〜１／２に設定するのがよい。
【００１８】このように脚片５ｅの半田付け面に切欠き
溝５ｅを形成することにより、この部分の撓み性が大き
くなる。したがって、半導体装置の通電動作時に、材料
間の熱膨張率差に基づく熱ストレスが原因で脚片５ｂと
回路ブロック６との間の半田接合部８に半田クラック９
が生じた場合でも、半田クラック９は脚片５ｂの基部側
から先端に向けて徐々に拡大する過程で、前記した切欠
き溝５ｅの位置まで進行すると、熱応力は脚片５ｂ自身
の撓みによって吸収されるようになる。このために、以
降は半田接合部に熱応力が殆ど加わることがなく、半田
クラック９は切欠き溝５ｅで停止して、そこから先には
拡大しなくなる。このことは発明者等が行った実験結果
からも確認されている。
溝５ｅを形成することにより、この部分の撓み性が大き
くなる。したがって、半導体装置の通電動作時に、材料
間の熱膨張率差に基づく熱ストレスが原因で脚片５ｂと
回路ブロック６との間の半田接合部８に半田クラック９
が生じた場合でも、半田クラック９は脚片５ｂの基部側
から先端に向けて徐々に拡大する過程で、前記した切欠
き溝５ｅの位置まで進行すると、熱応力は脚片５ｂ自身
の撓みによって吸収されるようになる。このために、以
降は半田接合部に熱応力が殆ど加わることがなく、半田
クラック９は切欠き溝５ｅで停止して、そこから先には
拡大しなくなる。このことは発明者等が行った実験結果
からも確認されている。
【００１９】また、前記のように切欠き溝５ｅの位置
を、脚片５ｂの基部側端を起点として脚片長Ｌの１／３
〜１／２の位置に形成しておけば、切欠き溝部５ｅまで
半田クラック９が拡大しても、切欠き溝５ｅから脚片５
ｂの先端までのＬ2 領域の半田接合部８（この部分は半
田クラックのない状態にある）を通じて端子に流れる信
号を支障なく回路ブロック６に通電させることができ、
それだけ半田クラックに対する耐量が高まる。
を、脚片５ｂの基部側端を起点として脚片長Ｌの１／３
〜１／２の位置に形成しておけば、切欠き溝部５ｅまで
半田クラック９が拡大しても、切欠き溝５ｅから脚片５
ｂの先端までのＬ2 領域の半田接合部８（この部分は半
田クラックのない状態にある）を通じて端子に流れる信
号を支障なく回路ブロック６に通電させることができ、
それだけ半田クラックに対する耐量が高まる。
【００２０】なお、図示例は補助端子５について述べた
が、主回路端子４の端子フレーム４ａに形成した脚片４
ｂについても同様に実施することで、熱ストレスに起因
する半田接合部に生じる半田クラックの拡大を抑えるこ
とができる。
が、主回路端子４の端子フレーム４ａに形成した脚片４
ｂについても同様に実施することで、熱ストレスに起因
する半田接合部に生じる半田クラックの拡大を抑えるこ
とができる。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば次記の効果を奏する。 １）本発明の請求項１，２の構成によれば、端子一体形
の外装樹脂ケースを成形するに際してモールド金型にイ
ンサートした端子フレームを金型のインサートピンで定
位置に固定保持することにより、端子フレームが成形圧
力で変形したり、樹脂ケースの外側に押し出されたりす
ることが防止できる。また、この成形工程で樹脂ケース
の内壁面側に形成したリブ状突起で、半没状態にインサ
ート成形した端子フレームがケース壁から不測に抜け出
ないよう内周側から安定よく支えることができる。
ば次記の効果を奏する。 １）本発明の請求項１，２の構成によれば、端子一体形
の外装樹脂ケースを成形するに際してモールド金型にイ
ンサートした端子フレームを金型のインサートピンで定
位置に固定保持することにより、端子フレームが成形圧
力で変形したり、樹脂ケースの外側に押し出されたりす
ることが防止できる。また、この成形工程で樹脂ケース
の内壁面側に形成したリブ状突起で、半没状態にインサ
ート成形した端子フレームがケース壁から不測に抜け出
ないよう内周側から安定よく支えることができる。
【００２２】２）また、本発明の請求項３，４の構成を
採用することにより、半導体装置の通電動作時に作用す
る熱ストレスが原因でインナリード脚片／回路ブロック
間の半田接合部に半田クラックが生じた場合でも、半田
クラックは脚片の切欠き溝の位置で停止してそこから先
には拡大しなくなり、これにより半田クラックに対する
耐量が増すなど、本発明により信頼性が高く，かつ組立
性にも優れた半導体装置を提供することができる。
採用することにより、半導体装置の通電動作時に作用す
る熱ストレスが原因でインナリード脚片／回路ブロック
間の半田接合部に半田クラックが生じた場合でも、半田
クラックは脚片の切欠き溝の位置で停止してそこから先
には拡大しなくなり、これにより半田クラックに対する
耐量が増すなど、本発明により信頼性が高く，かつ組立
性にも優れた半導体装置を提供することができる。
【図１】本発明の実施例による端子一体形外装樹脂ケー
スの構造を示す断面斜視図
スの構造を示す断面斜視図
【図２】図１の外装樹脂ケースを用いた半導体装置の組
立構造を示す平面図
立構造を示す平面図
【図３】本発明の実施例による端子のインナリード脚片
の構造，並びに回路ブロックとの半田接合部分を示す側
面図
の構造，並びに回路ブロックとの半田接合部分を示す側
面図
【図４】図３の応用実施例を示すインナリード脚片の構
造図であり、(a),(b) はそれぞれ脚片に対して切欠き溝
を側縁の片側，両側に形成した実施例の斜視図
造図であり、(a),(b) はそれぞれ脚片に対して切欠き溝
を側縁の片側，両側に形成した実施例の斜視図
【図５】本発明の実施対象例であるＩＧＢＴパワーモジ
ュール製品の外形図であり、(a) は平面図、(b) は側面
図
ュール製品の外形図であり、(a) は平面図、(b) は側面
図
【図６】図５に示したパワーモジュールの等価回路図
【符号の説明】 １ 外装樹脂ケース １ａ リブ状突起 １ｂ インナリード支持アーム ２ ケース蓋 ３ 金属ベース ４ 主回路端子 ５ 補助端子 ５ａ 端子フレーム ５ｂ インナリード脚片 ５ｃ 穴開き突起片 ５ｄ ピン穴 ５ｅ 切欠き溝 ６ 回路ブロック ７ インサートピン ８ 半田接合部 ９ 半田クラック
Claims (4)
- 【請求項１】金属ベースに重ねた絶縁基板上にパワー半
導体素子を含む回路部品を搭載した回路ブロックと、該
回路ブロックを包囲して金属ベースの周縁に接合した端
子一体形の外装樹脂ケースと、ケース蓋とで構成した半
導体装置であり、外部導出用の主回路端子，信号用補助
端子の端子フレームを前記外装樹脂ケースにインサート
成形するとともに、補助端子については外装樹脂ケース
の端部に一括して集中配備した上で、その端子フレーム
を外装樹脂ケースの周壁にインサートして敷設し、その
終端からケース内方に引出したインナリード脚片を前記
回路ブロックの基板に半田付けしたものにおいて、補助
端子の端子フレームを外装樹脂ケースの内壁面に添わせ
て半没状態に敷設するとともに、該端子フレームの途中
箇所を、樹脂ケースの内壁面側に膨出形成したリブ状突
起で保持したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】金属ベースに重ねた絶縁基板上にパワー半
導体素子を含む回路部品を搭載した回路ブロックと、該
回路ブロックを包囲して金属ベースの周縁に接合した端
子一体形の外装樹脂ケースと、ケース蓋とで構成した半
導体装置であり、外部導出用の主回路端子，信号用補助
端子の端子フレームを前記外装樹脂ケースにインサート
成形するとともに、補助端子については外装樹脂ケース
の端部に一括して集中配備した上で、その端子フレーム
を外装樹脂ケースの周壁にインサートして敷設し、その
終端からケース内方に引出したインナリード脚片を前記
回路ブロックの基板に半田付けしたものにおいて、前記
端子フレームの途中箇所に、インサート成形に際してモ
ールド金型のインサートピンで端子フレームを定位置に
位置決め支持するためのピン穴，ないし穴開き突起片を
設けたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項３】金属ベースに重ねた絶縁基板上にパワー半
導体素子を含む回路部品を搭載した回路ブロックと、該
回路ブロックを包囲して金属ベースの周縁に接合した端
子一体形の外装樹脂ケースと、ケース蓋とで構成した半
導体装置であり、外部導出用の主回路端子，信号用補助
端子の端子フレームを前記外装樹脂ケースにインサート
成形するとともに、各端子について外装樹脂ケースの内
方に引出したインナリード脚片を前記回路ブロックの基
板上に重ね合わせて半田付けしたものにおいて、ヒート
サイクルで半田付け面に生じた熱応力を緩和する手段と
して、前記脚片の一部に切欠き溝を形成したことを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項４】請求項３記載の半導体装置において、脚片
に形成した切欠溝を、脚片の基部側端を起点として脚片
長さＬの１／３〜１／２の位置に形成したことを特徴と
する半導体装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8329421A JP3013794B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 半導体装置 |
| DE19752408A DE19752408B4 (de) | 1996-12-10 | 1997-11-26 | Leistungsmodul mit einem oder mehreren Halbleiter-Leistungsbauelementen |
| DE19758864A DE19758864B4 (de) | 1996-12-10 | 1997-11-26 | Verfahren zur Herstellung eines Leistungsmoduls |
| US08/987,087 US5967858A (en) | 1996-12-10 | 1997-12-09 | Power module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8329421A JP3013794B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10173126A true JPH10173126A (ja) | 1998-06-26 |
| JP3013794B2 JP3013794B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=18221213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8329421A Expired - Lifetime JP3013794B2 (ja) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | 半導体装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5967858A (ja) |
| JP (1) | JP3013794B2 (ja) |
| DE (2) | DE19752408B4 (ja) |
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| US6984883B2 (en) | 2002-12-12 | 2006-01-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor power module |
| JP2006228948A (ja) * | 2005-02-17 | 2006-08-31 | Toyota Industries Corp | 半導体装置 |
| JP2006295158A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Semikron Elektronik Gmbh & Co Kg | 材料結合式で配設された端子要素を有するパワー半導体モジュール |
| JP2016100544A (ja) * | 2014-11-26 | 2016-05-30 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP2017045771A (ja) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 京セラ株式会社 | パワー半導体モジュールの製造方法及びパワー半導体モジュール |
| JP2017079307A (ja) * | 2015-10-22 | 2017-04-27 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
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| JP3675260B2 (ja) * | 1999-11-12 | 2005-07-27 | 株式会社村田製作所 | リード付き電子部品 |
| DE10120402B4 (de) * | 2001-04-25 | 2005-04-14 | Danfoss Silicon Power Gmbh | Leistungshalbleitermodul-Gehäuse |
| JP4066644B2 (ja) * | 2001-11-26 | 2008-03-26 | 株式会社豊田自動織機 | 半導体装置、半導体装置の配線方法 |
| DE10237561C1 (de) | 2002-08-16 | 2003-10-16 | Semikron Elektronik Gmbh | Induktivitätsarme Schaltungsanordnung bzw. Schaltungsaufbau für Leistungshalbleitermodule |
| DE102004046807B4 (de) * | 2004-09-27 | 2010-08-12 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Gehäuseteils für ein Leistungshalbleitermodul |
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| AU2007201109B2 (en) * | 2007-03-14 | 2010-11-04 | Tyco Electronics Services Gmbh | Electrical Connector |
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| JP5789264B2 (ja) * | 2010-09-24 | 2015-10-07 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | 回路装置 |
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| US10825748B2 (en) | 2015-12-15 | 2020-11-03 | Semiconductor Components Industries, Llc | Semiconductor package system and related methods |
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| JP6989824B2 (ja) * | 2018-03-29 | 2022-01-12 | 株式会社アテックス | 端子、端子を備えたパワーモジュール用射出成形体、及びその製造方法 |
| EP3923321A1 (de) | 2020-06-08 | 2021-12-15 | CeramTec GmbH | Modul mit anschlusslaschen für zuleitungen |
| DE102021104793B4 (de) | 2021-03-01 | 2024-01-25 | Infineon Technologies Ag | Leistungshalbleitermodul mit externem kontaktelement |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0247109B2 (ja) * | 1984-09-29 | 1990-10-18 | Mitsubishi Electric Corp | Jushifushigatamojuuru |
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| FR2638594B1 (fr) * | 1988-11-03 | 1990-12-21 | Cartier Systemes G | Procede de realisation d'un circuit electrique de puissance monocouche ou multicouches, et circuit obtenu par ce procede |
| DE59100737D1 (de) * | 1991-05-15 | 1994-01-27 | Abb Ixys Semiconductor Gmbh | Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines solchen Moduls. |
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-
1996
- 1996-12-10 JP JP8329421A patent/JP3013794B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-11-26 DE DE19752408A patent/DE19752408B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-26 DE DE19758864A patent/DE19758864B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-09 US US08/987,087 patent/US5967858A/en not_active Expired - Lifetime
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