JPH10209197A - パワーデバイスおよびその製造方法 - Google Patents

パワーデバイスおよびその製造方法

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JPH10209197A
JPH10209197A JP9023134A JP2313497A JPH10209197A JP H10209197 A JPH10209197 A JP H10209197A JP 9023134 A JP9023134 A JP 9023134A JP 2313497 A JP2313497 A JP 2313497A JP H10209197 A JPH10209197 A JP H10209197A
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electrode conductor
electrode
power device
insulating
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JP9023134A
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Junichi Yasu
淳一 安
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Abstract

(57)【要約】 【課題】パワーデバイスの端子導体から見たデバイス内
部の構造に付随するインダクタンスを低減することがで
きるパワーデバイスの新規な構造を提供する。 【解決手段】放熱板10上にV溝16を挟んで対向する
位置に絶縁板12、18を固定し、絶縁板12上にV溝
16に近接してコレクタ電極導体板14を固定し、絶縁
板18上にV溝16に近接してエミッタ電極導体板19
を固定する。コレクタ電極導体板14上に複数のチップ
15を、その一面にあるコレクタ電極がコレクタ電極導
体板14に接するように、かつV溝16に平行に配置さ
れるように固定する。各チップ15の他面にあるエミッ
タ電極とエミッタ電極導体板19との間のワイヤボンデ
ィングを行った後、放熱板10を、両電極導体板14,
19が外側に来る方向に折り重ねる。絶縁板を介在して
対向配置したコレクタおよびエミッタ端子導体43,4
1をそれぞれ両電極導体板14,19に対して接続す
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、パワーデバイスに
係り、特に、高速大電流の電力制御が可能なパワーデバ
イスに関する。
【0002】
【従来の技術】このようなパワーデバイスとしては、パ
ワーMOSFET、IGBT(Insulated Gate Bipolar
Transistor)等が知られている。現在、例えば、IG
BTでは、耐圧600V以上、電流10A以上、周波数
1kHz以上の領域のアプリケーション(産業用モー
タ、インバータ、カメラのストロボフラッシュ等)に利
用されている。
【0003】IGBTやパワーMOSFETでは、チッ
プを複数個単位で1パッケージに封入したモジュール型
の製品も利用されている。
【0004】図8に、従来のIGBTモジュールの概略
構成の一例を示す。大電流化のために、複数(n)個の
半導体チップ85を並列接続する構成となっている。す
なわち、図8(a)および(b)に示すように、IGB
Tモジュール800は、銅などの放熱板を構成するベー
ス板80上に、セラミック等の絶縁板82を介してコレ
クタ電極導体板84が固定され、さらにこの上に複数個
の半導体チップ85が配置されている。絶縁板82上に
は、コレクタ電極導体板84の両側部に並行してそれぞ
れゲート電極導体板81およびエミッタ電極導体板89
が配置されている。各半導体チップ85上のエミッタ電
極とエミッタ電極導体板89との間にはボンディングワ
イヤ87が接続されている。同様に、各半導体チップ8
5上のゲート電極とゲート電極導体板81との間にはボ
ンディングワイヤ83が接続されている。ゲート電極導
体板81には、外部との電気的接続のための端子導体
(G)95が接続されている。同様に、コレクタ電極導
体板84およびエミッタ電極導体板89にも、それぞ
れ、端子導体(C)93および端子導体(E)91が接
続されている。図8(c)に示すように、このIGBT
モジュール800は、ハウジング90内に収納され、端
子導体95、93、91は、絶縁板91、92を介して
外部に露出される。
【0005】なお、パワーデバイスの詳細については、
例えば「トランジスタ技術」1996年3月号、pp2
44−247に開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、パワーデバ
イスにおいては、高電流を高速スイッチングすることに
伴って、ライン配線のインダクタンス(L)によるスパ
イク電圧が発生するという問題がある。このスパイク電
圧の大きさは、インダクタンスLと電流の変化率(di
/dt)とに比例する。このようなスパイク電圧は、半
導体素子を破壊したり、誤動作の原因となったりするた
め、インダクタンスの低減が重要となる。
【0007】従来、ライン配線のインダクタンスを低減
するため、電力経路に太い配線(例えば銅板)を利用し
たり、積層配線を利用したりすることが行われている
(トランジスタ技術1996年3月号pp278−27
9参照)。
【0008】しかしながら、従来のインダクタンスの低
減は、いずれもパワーデバイスの端子導体から外側につ
いてのライン配線の改善であり、パワーデバイス自体
(その内部)に対しては考慮されていないというのが現
状である。
【0009】本発明は、パワーデバイスの端子導体から
見たデバイス内部の構造に付随するインダクタンスを低
減することができるパワーデバイスの新規な構造を提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によるパワーデバ
イスは、第1および第2の電極間に主電流が流れるチッ
プを有するパワーデバイスにおいて、前記チップの第1
の電極が接続される第1の電極導体板と、前記チップの
第2の電極が接続される第2の電極導体板と、前記第1
の電極導体板に接続された第1の端子導体と、前記第2
の電極導体板に接続された第2の端子導体と、少なくと
も前記第1および第2の電極導体板の間に介在する絶縁
手段とを備え、前記第1および第2の電極導体板の面同
士が前記絶縁手段を介して対向配置されたことを特徴と
する。
【0011】この構成において、パワーデバイスを流れ
る主電流は、第1および第2の端子導体の一方から流入
し、第1および第2の電極導体板の一方を経由し、チッ
プ内を流れ、さらに第1および第2の電極導体板の他方
を経由して、第1および第2の端子導体の他方から流れ
出る。少なくとも前記第1および第2の電極導体板の各
部を流れる電流は、絶縁手段を挟んで近接し、かつ対向
する部位において逆方向に流れる。したがって、逆方向
に流れる電流により生じる磁束が互いに打ち消し合う向
きとなり、結果として外部から見たデバイス内部のイン
ダクタンスが低減される。
【0012】なお、第1および第2の電極間の主電流を
制御する第3の電極が接続される第3の電極導体板は都
合の良い任意の位置に設けることができる。
【0013】本パワーデバイスは、好ましくは、前記第
1および第2の端子導体も絶縁手段を介して対向配置さ
れる。この絶縁手段は、前記前記第1および第2の電極
導体板の間に介在する絶縁手段と同じであっても、ある
いは異なってもよい。
【0014】前記パワーデバイスの一つの形態として、
前記パワーデバイスはベース板上に形成され、前記第1
および第2の電極導体板は、それぞれ、前記ベース板の
対向する平行平面上に前記絶縁手段としての第1および
第2の絶縁板を介して配置され、前記チップの該当する
電極から前記第2の電極導体板にワイヤボンディングが
なされる。
【0015】この構成によれば、放熱板としても機能す
るベース板を第1および第2の電極導体板の中間に挟む
ので、放熱効率が良く、多数個のチップの並列接続によ
る大電流化が容易となる。
【0016】前記ベース板は、例えば、1枚のベース板
を半分に折り重ねたものである。その場合の「対向する
平行平面」はベース板の同一の主面により形成されるこ
とになる。これは、後述するパワーデバイスの製造方法
により製造された場合の結果物としての構造である。但
し、本発明はこれに限定されるものではなく、予め分離
された2枚のベース板を重ね合わせてもよく、あるい
は、可能であれば、1枚のベース板の表面および裏面を
利用してもよい。
【0017】前記パワーデバイスは、好ましくは、前記
端子導体を外部に露出させた状態でハウジングに収納さ
れる。
【0018】本発明によるパワーデバイスは、積層型の
デバイスとしても構成することができる。この場合に
は、前記の基本構成に加えて、ベース板と、前記絶縁手
段としての第1および第2の絶縁板とを備え、前記第1
の電極導体板は、前記ベース板上に前記第1の絶縁板を
介して配置され、前記第2の絶縁板は前記第1の電極導
体板上に被覆され、前記第2の絶縁板に設けられた開口
を介して前記チップが、その一面にある第1の電極を前
記第1の電極導体板に接するように前記第1の電極導体
板上に固定され、前記第2の電極導体板は、前記チップ
の他面にある第2の電極に接触するように前記チップの
上に配置され、前記第1および第2の電極導体板はそれ
ぞれそれらの一部が突出して前記第1および第2の端子
導体を構成するとともに、前記第2の絶縁板の一部が突
出して、前記第1および第2の端子導体の間に、前記絶
縁手段として介在する。ベース板は放熱板としても機能
しうる。
【0019】この構成により、ボンディングワイヤのよ
うな配線手段を用いることなく、積層構造によるコンパ
クトなパワーデバイスを形成することができる。
【0020】この積層型のパワーデバイスにおいては、
前記ベース板および前記端子導体を除く部分が絶縁部材
によりモールドすることが好ましい。これにより、デバ
イスの取り扱いが容易になる。
【0021】前記いずれの型のパワーデバイスにおいて
も、前記第1および第2の端子導体は、1つの雄型コネ
クタを構成することができる。これによって、端子導体
に付随するインダクタンスを低減することが可能とな
る。
【0022】より大電流化のためには、前記チップとし
て、前記第1の電極導体板の上に複数のチップを配置す
ることが好ましい。
【0023】この場合、前記第1および第2の端子導体
は、それぞれ前記第1および第2の電極導体板に対し
て、前記複数のチップからの距離のバラツキがほぼ最小
となる位置に取り付けることが好ましい。これにより、
前記距離のバラツキに伴う各チップのオンオフ時間のず
れを最小限に押さえることができる。
【0024】本発明によるパワーデバイスの製造方法
は、第1および第2の電極間に主電流が流れるチップを
有するパワーデバイスの製造方法において、ベース板の
ほぼ中央部に前記ベース板の折り曲げを容易にする加工
を行い、前記ベース板上に折り曲げ線を挟んで対向する
位置に第1および第2の絶縁板を固定し、前記第1の絶
縁板上に前記折り曲げ線に近接して第1の電極導体板を
固定し、前記第2の絶縁板上に前記折り曲げ線に近接し
て第2の電極導体板を固定し、前記第1の電極導体板上
に前記チップを、その一面にある第1の電極が前記第1
の電極導体板に接するように、固定し、前記チップの他
面にある第2の電極と前記第2の電極導体板との間のワ
イヤボンディングを行い、前記ベース板を、前記折り曲
げ線に沿って、前記第1および第2の電極導体板が外側
に来る方向に折り曲げ、該折り曲げたベース板を重ね合
わせ、第1および第2の端子導体をそれぞれ前記第1お
よび第2の電極導体板に対して接続することを特徴とす
る。
【0025】なお、これらの各工程は、必ずしも記載の
順序どおりに行われる必要はない。物理的な制約により
順序を逆にすることが困難な場合(例えば、ワイヤボン
ディングはその対象物が配置された後でなければ困難)
を除き、実行順序は任意である。
【0026】この製造方法により、平面的な組立工程後
に単にベース板を折り曲げるだけで、本発明によるパワ
ーデバイスの立体構造化を実現することができる。すな
わち、製造が容易となるとともに、従来の製造ラインを
そのまま、または若干の変更で利用することができる。
【0027】この製造方法において、好ましくは、前記
第1および第2の端子導体も絶縁板を介在して対向配置
させる。これにより、インダクタンス値がさらに低減さ
れる。
【0028】また、前記製造方法において、前記折り曲
げ線に平行な前記ベース板の両側端部を前記チップの搭
載面側に直角に折り曲げておき、前記ベース板の折り曲
げ後に前記両側端部が1つの平面を構成するようにし、
該両側端部の平面を放熱板上に当接させるように取り付
けることができる。これにより、チップ等を搭載したベ
ース板を別の放熱板に取付可能となるので、チップ等を
搭載したベース板の厚さを薄くすることができ、第1お
よび第2の電極導体板の距離をより近接させることが可
能となる。その結果として、一層のインダクタンス低減
を図ることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、詳細に説明する。
【0030】まず、図1〜図4により、本発明によるパ
ワーデバイスの第1の実施の形態について説明する。こ
の実施の形態は、モジュール型のパワーデバイスに本発
明を適用したものである。
【0031】図1は、モジュール型のパワーデバイス1
00を立体構造化する前の構成を示す。(a)はその平
面図、(b)はA−A線から見たその正面断面図であ
る。
【0032】銅またはアルミなどの熱伝導率の比較的高
い材料(ここでは非磁性体)からなる放熱板として機能
するベース板10を用いる。ベース板10の両側端部2
0は、後述する他の放熱板(図2の29)への取付部を
構成するために、垂直に折り曲げられている。本実施の
形態では、この折り曲げは、以下に説明するチップの搭
載の前に行っているが、後に行なってもよい。両側端部
20の中間には、両側端部20に平行な断面V字状の溝
16(折り曲げ線)が形成されている。この溝16は、
後述する立体構造化のためにベース板10をほぼ中央で
折り曲げる際に、折り曲げの位置を決めると共に折り曲
げ動作を容易にするためのものである。このような目的
を達成できれば、溝の形成の代わりに任意の加工を行っ
てよい。例えば、断続的なスリットを設けてもよい。溝
16の中央部には、長方形の開口21が設けられてい
る。これは、後述する絶縁板42(図4)を貫通させる
ためのものである。
【0033】このようなベース板10の上において、溝
16の両側にこれに平行に絶縁板12,18が固定され
る。絶縁板12,18は例えばセラミックのような絶縁
材料により形成することができる。
【0034】絶縁板12上には、溝16に近接してこれ
に平行に伸びた長方形のコレクタ電極導体板14が固定
される。このコレクタ電極導体板14の上には複数個
(図では4個)のトランジスタチップ15が溝16に沿
って配置される。コレクタ電極導体板14の中央部に
は、後述するコレクタ端子導体の取付部25が設けられ
る。コレクタ電極導体板14の外側にはゲート電極導体
板11が設けられる。このゲート電極導体板11は、コ
レクタ電極導体板14の周囲に沿ってL字状に折れ曲が
り、その先端部にゲート端子導体の取付部27が設けら
れる。
【0035】一方、絶縁板18の上には、溝16に近接
してこれに平行に伸びる長方形のエミッタ電極導体板1
9が固定される。このエミッタ電極導体板19のほぼ中
央部において、前記コレクタ端子導体取付部25に対応
する位置に、エミッタ端子導体取付部23が設けられ
る。
【0036】各トランジスタチップ15の表面にあるゲ
ート電極とゲート電極導体板11との間は、ボンディン
グワイヤ13により電気的に接続される。同様に、各ト
ランジスタチップ15の表面にあるエミッタ電極とエミ
ッタ電極導体板19との間は、ボンディングワイヤ17
により電気的に接続される。ボンディングワイヤ17
は、後述するベース板10の折り曲げ工程に備えて、そ
の長さに若干の余裕をもたせて接続される。従来と同
様、大電流化および低インダクタンス化のために、1つ
のトランジスタチップ15から複数本のボンディングワ
イヤ17がエミッタ電極導体板に接続されている。な
お、トランジスタチップ15のコレクタ電極はその裏面
にあり、コレクタ電極導体板14と直接接触して接続さ
れている。
【0037】さて、このようにして製造された、図1に
示したパワーデバイス100の構造体に対して、ベース
板10を、その中央部の溝16において、矢印28の方
向に折り曲げて重ね合わせる工程を行う。その結果、図
2に示すような立体構造化されたパワーデバイス100
が得られる。このような折り曲げ工程の結果、両側端部
20が結合して底部平面を構成する。この底部平面は別
の放熱板29に取り付けられる。これにより出来上がっ
た構造体の斜視図を図4(a)に示す。別の放熱板29
を結合することにより、チップ等を搭載する放熱板10
自体の厚さは薄くてよく、これによって、コレクタ電極
導体板14およびエミッタ電極導体板19の間の距離を
より近接させることができる。放熱板29はまた機械的
に構造体100を支持する働きをする。
【0038】図4(a)の構造体では、前記のエミッタ
端子導体取付部(図1の23)にエミッタ端子導体41
を取り付けると共に、コレクタ端子導体取付部(図1の
25)にコレクタ端子導体43を取り付けている。両端
子導体41,43の間には、絶縁板42を固定、介在さ
せている。また、ゲート端子導体取付部(図1の27)
にゲート端子導体45を取り付けている。これらの端子
導体41,42,45の先端は、それぞれ直角に折り曲
げられ、ネジ穴を有している。また、放熱板29の短辺
側部近傍には固定用の穴47が設けられている。
【0039】図4(a)に示した構造体を、図示しない
ハウジングに収納し、ハウジング外部に端子導体41,
42,43の端部を露出させる。好ましくは、ハウジン
グ内部には、シリコーンのような流動性の絶縁材が充填
される。このようにして、本実施の形態によるモジュー
ル型のパワーデバイスが完成する。
【0040】図4(a)から分かるように、本実施の形
態によれば、コレクタ端子導体43とエミッタ端子導体
41とが絶縁板42を挟んで近接対向配置され、かつ、
コレクタ電極導体板14とエミッタ電極導体板19もベ
ース板10および絶縁板12,18を挟んで、近接対向
配置される。トランジスタにおける主電流はコレクタと
エミッタの間を流れる。ゲートに流れる電流は、スパイ
ク電圧の発生の観点からは無視できるほど小さい。した
がって、トランジスタチップを複数個並列接続したパワ
ーデバイスにおいても大電流が流れるのは、エミッタ端
子導体41とコレクタ端子導体43との間であり、ゲー
ト端子導体45に流れる電流は無視できる。
【0041】その結果、図4(b)に示すように、コレ
クタ端子導体43を流れる電流とエミッタ端子導体41
を流れる電流はほぼ等しく、かつその流れる方向が逆方
向となる。また、コレクタ電極導体板14とエミッタ電
極導体板19の内部の各部を流れる電流の向きも、対向
する部分毎に逆となる。その結果、両電流により発生す
る磁束が打ち消し合うために、モジュール全体を外部か
ら見た場合のインダクタンスが低減する。往復線路を近
接配置することによりインダクタンスを低減しうること
は、例えば、「トランジスタ技術」1994年9月号p
249に開示されている。
【0042】したがって、大電流のスイッチングにより
発生するスパイク電圧が低減されることになる。さら
に、1個のチップに、より大きな電流を流すことが許容
され、これによって並列化のチップ個数を減らすことが
でき、モジュールの小型化を図ることも可能となる。ボ
ンディングワイヤの接続は、従来と同様に平面に対して
行うことができるので、従来の製造ラインをそのまま、
または若干の変更により利用することができる。
【0043】また、コレクタ端子導体43およびエミッ
タ端子導体41を複数のトランジスタチップの中間点に
配置したので、両端子導体と各チップ15との間の距離
のバラツキが小さくなり、各トランジスタのオンオフの
タイミングのずれによる不都合を低減することができ
る。
【0044】なお、図4のパワーデバイス100におい
て、エミッタ端子導体41およびコレクタ端子導体43
に代えて、図3に示すような端子導体33,35を用い
てもよい。これは、ネジによる電気接続ではなく、後述
する雌コネクタ70に対して着脱可能な雄コネクタとし
て機能するものである。これによって、端子導体に、ネ
ジ止めのための直角折り曲げ部分がなくなるので、さら
にインダクタンスの低減化を図ることができる。
【0045】次に、図5〜図7により、本発明によるパ
ワーデバイスの第2の実施の形態について説明する。こ
の実施の形態は、第1の実施の形態と異なり、ボンディ
ングワイヤを用いることなく、積層構造で構成した例を
示す。
【0046】図5(a)は、この実施の形態のパワーデ
バイス500の内部構造の平面図、(b)は(a)のB
−B線断面図、(c)は(a)のC−C線断面図であ
る。
【0047】図から分かるように、放熱板である長方形
のベース板60の上に長方形の絶縁板59が被着され、
この上にコレクタ電極導体板57が設けられる。コレク
タ電極導体板57(図5(c)参照)は横長の凸型形状
をしており、凸部の上端(図では左側)が雄型コネクタ
の端子導体58となる。さらに、コレクタ電極導体板5
7の上に絶縁板50が載置される。絶縁板50は、コレ
クタ電極導体板57の全体を覆い隠すサイズの横長凸型
形状をしており、凸部先端56を有する。絶縁板50に
は、その長手方向に沿って、互いに隔離配置された複数
個のチップ51の裏面がコレクタ電極導体板57に接触
できるような開口が設けられる。
【0048】各トランジスタチップ51の表面には、そ
のエミッタ電極に接触するように、長手方向に沿って横
長に伸びたほぼ凸型形状のエミッタ電極導体板52が設
けられる。エミッタ電極導体板52の凸型先端部55
は、絶縁板50の先端部56を介して、前記コレクタ電
極導体板57の端子導体58と対向する位置に突出す
る。さらに、各トランジスタチップ51の表面のゲート
電極にはゲート電極導体板54が接続される。ゲート電
極導体板54は絶縁板50の長手方向に沿って伸びる本
体部分54aと、この本体部分54aから各チップ51
のゲート電極まで伸びる枝状部分54bと、本体部分5
4aの一端において直角に曲がり、外部方向へ突出した
端子導体53の部分からなる。ゲート電極導体板54の
本体部分54aは、エミッタ電極導体板52の端子導体
55との干渉を避けるために、チップ表面位置から浮き
上がるように、枝状部分が階段状に折れ曲げられている
(図5(b)参照)。本実施の形態では、エミッタ電極
導体板52は、ある程度の電極導体板の幅を確保すると
同時に、ゲート電極導体板54との干渉を避けるため
に、ゲート電極導体板54の枝状部分54bを回避する
ような凹部を有している。
【0049】図5(a)に示した構造体は、一点鎖線の
枠で示したように、外部へ突出した端子導体およびベー
ス板60を除いて、全体が前縁材料(例えばエポキシ樹
脂)によりモールド成形される。
【0050】このようにして、図6に示したような概略
の外観のパワーデバイスが出来上がる。前述した第1の
実施の形態の場合と同様、本実施の形態においても、コ
レクタ端子導体58とエミッタ端子導体55との間を流
れる電流が図4(b)に示したように流れるために、デ
バイス全体を外部から見た場合の内部のインダクタンス
が低減されることになる。本実施例では、積層型である
ため各部の配線長が第1の実施の形態に比べて短くな
り、かつ、両電極導体板52,57がより近接するの
で、第1の実施の形態に比べてさらに小さいインダクタ
ンス値が得られる。
【0051】前述したように、エミッタ端子導体55お
よびコレクタ端子導体58(図6では絶縁板56の下に
隠れている)は、1つの雄型のコネクタ61を構成す
る。
【0052】図7に、この雄型のコネクタ61と着脱可
能に接続される雌型コネクタ71の構成例を示す。雌型
コネクタ71は、雄型コネクタ61を受容する空洞70
を形成する本体部72と、この本体部72の空洞70内
に配置された弾性導電体73を有する。弾性導電体73
はこの例では、金属製板バネにより構成しているが、雌
型コネクタ71に挿入された雄型コネクタ61の端子導
体55,58と電気的に良好に接続できれば、他の構造
または材質の接続手段であってもよい。
【0053】図7の構成により、パワーデバイスの外部
との電気的接続においても、不用意にインダクタンスを
増加させることのない外部接続構造を実現することがで
きる。
【0054】以上、本発明の好適な実施の形態について
説明したが、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の
変形・変更を行うことが可能である。例えば、本発明に
よるパワーデバイスにおいて使用するトランジスタチッ
プの個数は図示したものに限定されるものではなく、1
個であっても、あるいは4個以外の個数であってもよ
い。また、トランジスタチップ以外の素子(例えばダイ
オード)を含んでもよい。
【0055】さらに、第1の実施の形態において、1枚
のベース板を折り曲げる構造としたが、V溝16の位置
で初めから分離された2枚のベース板を、相互の位置関
係を維持しながら保持して用いるようにしてもよい。
【0056】
【発明の効果】本発明のパワーデバイスによれば、その
端子導体から見たデバイス内部の構造に付随するインダ
クタンスを低減することができ、大電流スイッチングに
伴うインダクタンスによるスパイク電圧を抑圧すること
ができる。その結果、より大電流のパワーデバイス、あ
るいは、より小型のパワーデバイスを実現することが可
能になる。
【0057】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるパワーデバイスの第1の実施の形
態の立体構造化前の構成を示す平面図(a)および正面
断面図である。
【図2】図1の構成の立体構造化の説明図である。
【図3】図1の実施の形態における外部接続のための雄
型コネクタの概略構成の斜視図である。
【図4】図2の立体構造化されたパワーデバイスに外部
接続のための端子導体を接続した構造を示す斜視図
(a)およびコレクタ・エミッタ間の電流の流れを示す
説明図(b)である。
【図5】本発明によるパワーデバイスの第2の実施の形
態の説明するための図であり、その平面図(a)、およ
びB−B線断面図(b)、およびC−C線断面図(c)
である。
【図6】第2の実施の形態のパワーデバイスの概略の外
観図である。
【図7】第2の実施の形態のコレクタ端子導体およびエ
ミッタ端子導体からなる雄型コネクタと、これが着脱さ
れる雌型コネクタの説明図である。
【図8】従来のモジュール型のパワーデバイスを説明す
るための図であり、その内部構成の概略斜視図(a)、
側面図(b)、および外観の斜視図(c)である。
【符号の説明】
10,60 ベース板 11,54 ゲート電極導体板 12,18,50,59 絶縁板 13,17 ボンディングワイヤ 14,57 コレクタ電極導体板 15,51 トランジスタチップ 16 V溝 19,52 エミッタ電極導体板 20 側端部 21 開口 23 エミッタ端子導体取付部 25 コレクタ端子導体取付部 27 ゲート端子導体取付部 33,41,55 エミッタ端子導体 35,43,58 コレクタ端子導体 45,53 ゲート端子導体 100,500 パワーデバイス

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1および第2の電極間に主電流が流れる
    チップを有するパワーデバイスにおいて、 前記チップの第1の電極が接続される第1の電極導体板
    と、 前記チップの第2の電極が接続される第2の電極導体板
    と、 前記第1の電極導体板に接続された第1の端子導体と、 前記第2の電極導体板に接続された第2の端子導体と、 少なくとも前記第1および第2の電極導体板の間に介在
    する絶縁手段とを備え、 前記第1および第2の電極導体板の面同士が前記絶縁手
    段を介して対向配置されたことを特徴とするパワーデバ
    イス。
  2. 【請求項2】前記第1および第2の端子導体も絶縁手段
    を介して対向配置されたことを特徴とする請求項1記載
    のパワーデバイス。
  3. 【請求項3】前記パワーデバイスはベース板上に形成さ
    れ、 前記第1および第2の電極導体板は、それぞれ、前記ベ
    ース板の対向する平行平面上に前記絶縁手段としての第
    1および第2の絶縁板を介して配置され、 前記チップの該当する電極から前記第2の電極導体板に
    ワイヤボンディングがなされたことを特徴とする請求項
    1または2記載のパワーデバイス。
  4. 【請求項4】前記ベース板は、1枚のベース板を半分に
    折り重ねたものである請求項3記載のパワーデバイス。
  5. 【請求項5】前記パワーデバイスは、前記端子導体を外
    部に露出させた状態でハウジングに収納されたことを特
    徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のパワーデバイ
    ス。
  6. 【請求項6】ベース板と、 前記絶縁手段としての第1および第2の絶縁板とを備
    え、 前記第1の電極導体板は、前記ベース板上に前記第1の
    絶縁板を介して配置され、 前記第2の絶縁板は前記第1の電極導体板上に被覆さ
    れ、 前記第2の絶縁板に設けられた開口を介して前記チップ
    が、その一面にある第1の電極を前記第1の電極導体板
    に接するように前記第1の電極導体板上に固定され、 前記第2の電極導体板は、前記チップの他面にある第2
    の電極に接触するように前記チップの上に配置され、 前記第1および第2の電極導体板はそれぞれそれらの一
    部が突出して前記第1および第2の端子導体を構成する
    とともに、 前記第2の絶縁板の一部が突出して、前記第1および第
    2の端子導体の間に、前記絶縁手段として介在すること
    を特徴とする請求項1記載のパワーデバイス。
  7. 【請求項7】前記ベース板および前記端子導体を除く部
    分が絶縁部材によりモールドされたことを特徴とする請
    求項6記載のパワーデバイス。
  8. 【請求項8】前記第1および第2の端子導体は、1つの
    雄型コネクタを構成することを特徴とする請求項1〜7
    のいずれかに記載のパワーデバイス。
  9. 【請求項9】前記チップとして、前記第1の電極導体板
    の上に複数のチップが配置されたことを特徴とする請求
    項1〜8のいずれかに記載のパワーデバイス。
  10. 【請求項10】前記第1および第2の端子導体は、それ
    ぞれ前記第1および第2の電極導体板に対して、前記複
    数のチップからの距離のバラツキがほぼ最小となる位置
    に取り付けられたことを特徴とする請求項9記載のパワ
    ーデバイス。
  11. 【請求項11】第1および第2の電極間に主電流が流れ
    るチップを有するパワーデバイスの製造方法において、 ベース板のほぼ中央部に前記ベース板の折り曲げを容易
    にする加工を行い、 前記ベース板上に折り曲げ線を挟んで対向する位置に第
    1および第2の絶縁板を固定し、 前記第1の絶縁板上に前記折り曲げ線に近接して第1の
    電極導体板を固定し、 前記第2の絶縁板上に前記折り曲げ線に近接して第2の
    電極導体板を固定し、 前記第1の電極導体板上に前記チップを、その一面にあ
    る第1の電極が前記第1の電極導体板に接するように、
    固定し、 前記チップの他面にある第2の電極と前記第2の電極導
    体板との間のワイヤボンディングを行い、 前記ベース板を、前記折り曲げ線に沿って、前記第1お
    よび第2の電極導体板が外側に来る方向に折り曲げ、該
    折り曲げたベース板を重ね合わせ、 第1および第2の端子導体をそれぞれ前記第1および第
    2の電極導体板に対して接続することを特徴とするパワ
    ーデバイスの製造方法。
  12. 【請求項12】前記第1および第2の端子導体を絶縁板
    を介在して対向配置することを特徴とする請求項11記
    載のパワーデバイスの製造方法。
  13. 【請求項13】前記折り曲げ線に平行な前記ベース板の
    両側端部を前記チップの搭載面側に直角に折り曲げてお
    き、前記ベース板の折り曲げ後に前記両側端部が1つの
    平面を構成するようにし、該両側端部の平面を放熱板上
    に当接させるように取り付けることを特徴とする請求項
    11または12記載のパワーデバイスの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6870253B1 (en) 2003-09-05 2005-03-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Power semiconductor device

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US6870253B1 (en) 2003-09-05 2005-03-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Power semiconductor device

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