JPH10229149A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH10229149A JPH10229149A JP3053097A JP3053097A JPH10229149A JP H10229149 A JPH10229149 A JP H10229149A JP 3053097 A JP3053097 A JP 3053097A JP 3053097 A JP3053097 A JP 3053097A JP H10229149 A JPH10229149 A JP H10229149A
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- 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
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は非絶縁型で電力用の半導体装置に関
し、アルミブロックを使用しない構造でモジュールをヒ
ートシンクに取り付け、装置を小型化すると共に装置の
コストダウンが可能な半導体装置を提供するものであ
る。 【解決手段】 モジュール２１に外部電極２２、２３を
取り付け、モジュール２１にヒートシンク２４を取り付
ける際、アルミブロックを使用することなく両部材をモ
ジュール２１に取り付けた半導体装置２０である。すな
わち、外部電極２２、２３の取り付けは、不図示の円筒
形ターミナルをモジュール２１に形成した第１の孔に貫
入し、この円筒形ターミナルを介してモジュール２１内
の電極と外部電極を接続し、ヒートシンク２４の取り付
けはモジュール２１に形成した第２の孔にネジ２９を嵌
入し、サーマルシート２５を介装して締着することで取
り付けられている。
し、アルミブロックを使用しない構造でモジュールをヒ
ートシンクに取り付け、装置を小型化すると共に装置の
コストダウンが可能な半導体装置を提供するものであ
る。 【解決手段】 モジュール２１に外部電極２２、２３を
取り付け、モジュール２１にヒートシンク２４を取り付
ける際、アルミブロックを使用することなく両部材をモ
ジュール２１に取り付けた半導体装置２０である。すな
わち、外部電極２２、２３の取り付けは、不図示の円筒
形ターミナルをモジュール２１に形成した第１の孔に貫
入し、この円筒形ターミナルを介してモジュール２１内
の電極と外部電極を接続し、ヒートシンク２４の取り付
けはモジュール２１に形成した第２の孔にネジ２９を嵌
入し、サーマルシート２５を介装して締着することで取
り付けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に係り、
特に非絶縁型で電力用の半導体装置に関する。
特に非絶縁型で電力用の半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、多くの産業分野で半導体装置が使
用され、特に電気自動車や電動式フォークリフト等の電
動機器には電力用の半導体装置が広く使用されている。
また、このような電力用の半導体装置は、スペース等の
関係から非絶縁型の半導体装置が採用されている。
用され、特に電気自動車や電動式フォークリフト等の電
動機器には電力用の半導体装置が広く使用されている。
また、このような電力用の半導体装置は、スペース等の
関係から非絶縁型の半導体装置が採用されている。
【０００３】図４は従来例の電力用半導体装置を示す。
半導体装置１は、半導体チップが内蔵されたモジュール
ケース２と、このモジュールケース２内の１つの電極と
接続するアルミニューム（以下、単にアルミという）ブ
ロック３と、アルミブロック３に絶縁性のサーマルシー
ト４を介して貼着されたヒートシンク５で構成されてい
る。また、モジュール２の上面には端部がＬ字型の板状
電極（ブースバー）６がネジ７で取り付けられている。
また、上述のアルミブロック３の上面にも端部がＬ字型
の板状電極（ブースバー）８がネジ９で取り付けられて
いる。
半導体装置１は、半導体チップが内蔵されたモジュール
ケース２と、このモジュールケース２内の１つの電極と
接続するアルミニューム（以下、単にアルミという）ブ
ロック３と、アルミブロック３に絶縁性のサーマルシー
ト４を介して貼着されたヒートシンク５で構成されてい
る。また、モジュール２の上面には端部がＬ字型の板状
電極（ブースバー）６がネジ７で取り付けられている。
また、上述のアルミブロック３の上面にも端部がＬ字型
の板状電極（ブースバー）８がネジ９で取り付けられて
いる。
【０００４】図５は上述のモジュールケース２内の構造
を簡単に説明する図である。半導体チップ１０は絶縁基
板１１上の電極１３とワイヤボンディング１２により接
続されている。また、半導体チップ１０の裏面電極はＭ
ｏ板１５を介して銅板１４に半田付けされており、銅板
１４に電気的に接続されている。また、図４に示すよう
に、モジュールケース２はネジ１６ａ、１６ｂによっ
て、アルミブロック３上に取り付けられている。したが
って、モジュール２内の銅板１４とアルミブロック３は
密着し、半導体チップ１０の裏面電極は、Ｍｏ板１５、
銅板１４、アルミブロック３を介して上述の板状電極
（ブースバー）８に接続される。
を簡単に説明する図である。半導体チップ１０は絶縁基
板１１上の電極１３とワイヤボンディング１２により接
続されている。また、半導体チップ１０の裏面電極はＭ
ｏ板１５を介して銅板１４に半田付けされており、銅板
１４に電気的に接続されている。また、図４に示すよう
に、モジュールケース２はネジ１６ａ、１６ｂによっ
て、アルミブロック３上に取り付けられている。したが
って、モジュール２内の銅板１４とアルミブロック３は
密着し、半導体チップ１０の裏面電極は、Ｍｏ板１５、
銅板１４、アルミブロック３を介して上述の板状電極
（ブースバー）８に接続される。
【０００５】尚、図６はアルミブロック３をヒートシン
ク５に取り付ける構造を説明する図である。この取り付
けは、図４に示すようにアルミブロック３の両側で行う
が、図６では代表して図４の左側の取り付け構造を示
す。同図に示すように、アルミブロック３はサーマルシ
ート４を介して、ネジ１７を締着することでヒートシン
ク５に取り付けられている。また、この時ネジ１７を絶
縁するため、例えば樹脂性の絶縁カラム１８を介装して
いる。
ク５に取り付ける構造を説明する図である。この取り付
けは、図４に示すようにアルミブロック３の両側で行う
が、図６では代表して図４の左側の取り付け構造を示
す。同図に示すように、アルミブロック３はサーマルシ
ート４を介して、ネジ１７を締着することでヒートシン
ク５に取り付けられている。また、この時ネジ１７を絶
縁するため、例えば樹脂性の絶縁カラム１８を介装して
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置で
は、上述のようにアルミブロック３が必要となる。すな
わち、非絶縁型モジュールにおいては、電極として銅板
１４がモジュール底面に露出して位置する構造であるた
め、その銅板１４に外部電極を接続するためにはアルミ
ブロックのような何らかの導電部材をモジュールの下に
配置する必要があった。しかも、このアルミブロック３
は上述のように、モジュール２の外側にネジ１７により
取り付けるため、大きなアルミブロック３を必要とす
る。したがって、装置が大型化すると共に、コストアッ
プの原因ともなる。
は、上述のようにアルミブロック３が必要となる。すな
わち、非絶縁型モジュールにおいては、電極として銅板
１４がモジュール底面に露出して位置する構造であるた
め、その銅板１４に外部電極を接続するためにはアルミ
ブロックのような何らかの導電部材をモジュールの下に
配置する必要があった。しかも、このアルミブロック３
は上述のように、モジュール２の外側にネジ１７により
取り付けるため、大きなアルミブロック３を必要とす
る。したがって、装置が大型化すると共に、コストアッ
プの原因ともなる。
【０００７】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、アルミブロックを使用しない構造でモジュール
をヒートシンクに取り付け、装置を小型化すると共に装
置のコストダウンが可能な半導体装置を提供するもので
ある。
であり、アルミブロックを使用しない構造でモジュール
をヒートシンクに取り付け、装置を小型化すると共に装
置のコストダウンが可能な半導体装置を提供するもので
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は上
記課題を解決するため、半導体回路が内蔵され第１の孔
と第２の孔が形成された絶縁性材料から成るモジュール
ケースと、該モジュールケースの第１の孔に貫入する導
電部材を介して前記半導体回路の１つの電極に接続され
た外部電極と、前記モジュールの第２の孔に嵌入する固
定部材により、前記モジュールケースに取り付けられた
放熱板とを有する半導体装置を提供することで達成でき
る。
記課題を解決するため、半導体回路が内蔵され第１の孔
と第２の孔が形成された絶縁性材料から成るモジュール
ケースと、該モジュールケースの第１の孔に貫入する導
電部材を介して前記半導体回路の１つの電極に接続され
た外部電極と、前記モジュールの第２の孔に嵌入する固
定部材により、前記モジュールケースに取り付けられた
放熱板とを有する半導体装置を提供することで達成でき
る。
【０００９】ここで、半導体回路は、例えば電力用トラ
ンジスタや、電力用ＩＣが形成された半導体チップであ
り、このような半導体回路に形成する電極の１つを絶縁
性のモジュールに形成された第１の孔に貫入した導電部
材を介して外部電極に導く構成とするものである。
ンジスタや、電力用ＩＣが形成された半導体チップであ
り、このような半導体回路に形成する電極の１つを絶縁
性のモジュールに形成された第１の孔に貫入した導電部
材を介して外部電極に導く構成とするものである。
【００１０】このように構成することにより、従来必要
であったアルミブロックを不要とし、半導体装置を小型
化するものである。請求項２記載の発明は上記請求項１
記載の発明をより具体化するものであり、例えば前記第
１の孔に嵌入する導電部材は、前記半導体回路の下面に
設けられた導電板に固設する構成である。
であったアルミブロックを不要とし、半導体装置を小型
化するものである。請求項２記載の発明は上記請求項１
記載の発明をより具体化するものであり、例えば前記第
１の孔に嵌入する導電部材は、前記半導体回路の下面に
設けられた導電板に固設する構成である。
【００１１】ここで、半導体回路の下面に設けられた導
電板は、半導体回路の前記１つの電極に電気的に接続す
るものであり、この導電板に前記導電部材を固設するこ
とで、半導体回路に形成する電極の１つを導電板、導電
部材を介して外部電極に導くことができる。
電板は、半導体回路の前記１つの電極に電気的に接続す
るものであり、この導電板に前記導電部材を固設するこ
とで、半導体回路に形成する電極の１つを導電板、導電
部材を介して外部電極に導くことができる。
【００１２】請求項３記載の発明は、前記導電部材と導
電板の構成を具体化するものであり、前記導電部材と導
電板は金属材料から成る。ここで、金属材料は例えば銅
（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等であり、大
きな構成のアルミブロックを使用することなく半導体回
路の１つの電極を外部電極に接続することができる。
電板の構成を具体化するものであり、前記導電部材と導
電板は金属材料から成る。ここで、金属材料は例えば銅
（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）等であり、大
きな構成のアルミブロックを使用することなく半導体回
路の１つの電極を外部電極に接続することができる。
【００１３】請求項４記載の発明は、前記第２の孔に嵌
入する固定部材を特定するものであり、前記第２の孔に
嵌入する固定部材は、例えばネジである。すなわち、例
えばネジでモジュールと放熱板を固定することにより、
アルミブロックを使用することなく、放熱板をモジュー
ルに取り付けることができる。
入する固定部材を特定するものであり、前記第２の孔に
嵌入する固定部材は、例えばネジである。すなわち、例
えばネジでモジュールと放熱板を固定することにより、
アルミブロックを使用することなく、放熱板をモジュー
ルに取り付けることができる。
【００１４】請求項５記載の発明は、前記モジュールと
放熱板間に絶縁材料を介装する構成とするものである。
このように構成することにより、モジュールの下面に形
成された導電板と放熱板間の絶縁を確実に行い、例えば
マイラフィルム等の熱伝導率に優れた材料を使用するこ
とで効率よい放熱を行うことができる。
放熱板間に絶縁材料を介装する構成とするものである。
このように構成することにより、モジュールの下面に形
成された導電板と放熱板間の絶縁を確実に行い、例えば
マイラフィルム等の熱伝導率に優れた材料を使用するこ
とで効率よい放熱を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態例
の半導体装置の全体構成図である。尚、同図に示す半導
体装置は、例えば電気自動車や電動式フォークリフトの
駆動回路に使用する半導体パワー回路である。
図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態例
の半導体装置の全体構成図である。尚、同図に示す半導
体装置は、例えば電気自動車や電動式フォークリフトの
駆動回路に使用する半導体パワー回路である。
【００１６】同図において、本実施形態例の半導体装置
２０はモジュール２１と板状電極（ブースバー）２２、
２３、及びモジュール２１に接続するヒートシンク２４
で構成されている。モジュール２１は内部に半導体チッ
プを有し、外形は樹脂等の絶縁材料で構成されている。
また、モジュール２１はサーマルシート２５を介してヒ
ートシンク２４に取り付けられている。この取り付け
は、後述するネジ２６、２７により行われている。ま
た、モジュール２１上には上述の板状電極（ブースバ
ー）２２、２３が取り付けられている。それぞれの板状
電極（ブースバー）は、例えば信号電極や、電源電極を
構成し、大きな電流を流す。
２０はモジュール２１と板状電極（ブースバー）２２、
２３、及びモジュール２１に接続するヒートシンク２４
で構成されている。モジュール２１は内部に半導体チッ
プを有し、外形は樹脂等の絶縁材料で構成されている。
また、モジュール２１はサーマルシート２５を介してヒ
ートシンク２４に取り付けられている。この取り付け
は、後述するネジ２６、２７により行われている。ま
た、モジュール２１上には上述の板状電極（ブースバ
ー）２２、２３が取り付けられている。それぞれの板状
電極（ブースバー）は、例えば信号電極や、電源電極を
構成し、大きな電流を流す。
【００１７】次に、上述のモジュール２１に取り付けら
れた板状電極（ブースバー）２２、２３の取り付け構造
を説明する。図２は板状電極（ブースバー）２３の取り
付け構造を説明する図である。上述のように、板状電極
（ブースバー）２３はモジュール２１の上面にネジ２９
で取り付けられている。尚、この取り付けはモジュール
２１の側部を上下につらぬいて形成されている。すなわ
ち、図１のＡ部に形成されており、モジュール２１内の
半導体チップ、基板、銅ベースの配置は同じである。
れた板状電極（ブースバー）２２、２３の取り付け構造
を説明する。図２は板状電極（ブースバー）２３の取り
付け構造を説明する図である。上述のように、板状電極
（ブースバー）２３はモジュール２１の上面にネジ２９
で取り付けられている。尚、この取り付けはモジュール
２１の側部を上下につらぬいて形成されている。すなわ
ち、図１のＡ部に形成されており、モジュール２１内の
半導体チップ、基板、銅ベースの配置は同じである。
【００１８】導電部材である円筒形ターミナル２８は、
その凸部２８ａが銅ベース３０に固設され、かつその周
面部２８ｂがモジュール２１に形成された孔２１ａに圧
設している。また、円筒形ターミナル２８の内周には所
定ピッチのネジ溝２８ｃが形成され、このネジ溝２８ｃ
に上述のネジ２９が締着される構成である。
その凸部２８ａが銅ベース３０に固設され、かつその周
面部２８ｂがモジュール２１に形成された孔２１ａに圧
設している。また、円筒形ターミナル２８の内周には所
定ピッチのネジ溝２８ｃが形成され、このネジ溝２８ｃ
に上述のネジ２９が締着される構成である。
【００１９】すなわち、第１の孔である孔２１ａが形成
されたモジュール２１に円筒形ターミナル２８を貫入す
ると共に、円筒形ターミナル２８の凸部２８ａを銅ベー
ス３０に形成する孔３０ａに圧入し、例えば接着剤で固
定する。次に、外部電極である端部がＬ字型の板状電極
（ブースバー）２３をネジ２９で締着する。尚、ネジ２
９の締着には、ネジ頭と板状電極（ブースバー）２３間
にワシャー３１を介装する。
されたモジュール２１に円筒形ターミナル２８を貫入す
ると共に、円筒形ターミナル２８の凸部２８ａを銅ベー
ス３０に形成する孔３０ａに圧入し、例えば接着剤で固
定する。次に、外部電極である端部がＬ字型の板状電極
（ブースバー）２３をネジ２９で締着する。尚、ネジ２
９の締着には、ネジ頭と板状電極（ブースバー）２３間
にワシャー３１を介装する。
【００２０】このように構成することで、半導体チップ
からワイヤボンディングにより導かれた電極、例えば信
号電極や電源電極の中の１つの電極を銅ベース３０、円
筒形ターミナル２８を介して板状電極（ブースバー）２
３に接続することができる。
からワイヤボンディングにより導かれた電極、例えば信
号電極や電源電極の中の１つの電極を銅ベース３０、円
筒形ターミナル２８を介して板状電極（ブースバー）２
３に接続することができる。
【００２１】次に、モジュール２１を放熱板であるヒー
トシンク２４に取り付ける構成について、図３を参照し
て説明する。同図に示すように、モジュール２１には第
２の孔である孔２１ｂが形成されている。また、前述の
銅ベース３０の端部には穴３０ｂが形成され、モジュー
ル２１の孔２１ｂを有する部分が銅ベース３０に形成さ
れた穴３０ｂに嵌入している。したがって、ネジ３２を
締着すると、銅ベース３０に対してモジュール２１が絶
縁手段となり、銅ベース３０からネジ３２とヒートシン
ク２４を絶縁する。
トシンク２４に取り付ける構成について、図３を参照し
て説明する。同図に示すように、モジュール２１には第
２の孔である孔２１ｂが形成されている。また、前述の
銅ベース３０の端部には穴３０ｂが形成され、モジュー
ル２１の孔２１ｂを有する部分が銅ベース３０に形成さ
れた穴３０ｂに嵌入している。したがって、ネジ３２を
締着すると、銅ベース３０に対してモジュール２１が絶
縁手段となり、銅ベース３０からネジ３２とヒートシン
ク２４を絶縁する。
【００２２】また、ネジ３２を締着することで銅ベース
３０とヒートシンク２４は接触するが、両部材間にサー
マルシート２５を介装することで、両部材を絶縁してい
る。尚、サーマルシート２５は絶縁性を有すると共に、
熱伝導性に優れ、半導体回路で発生する熱が伝達され高
温となる銅ベース３０の熱を効率良くヒートシンク２４
に逃がす。
３０とヒートシンク２４は接触するが、両部材間にサー
マルシート２５を介装することで、両部材を絶縁してい
る。尚、サーマルシート２５は絶縁性を有すると共に、
熱伝導性に優れ、半導体回路で発生する熱が伝達され高
温となる銅ベース３０の熱を効率良くヒートシンク２４
に逃がす。
【００２３】以上のように構成することにより、従来必
要であったアルミブロックを用いることなく、半導体装
置を構成することができる。尚、上述の実施形態例では
円筒形ターミナル２８として銅（Ｃｕ）を使用したが、
その他の金属材料であってもよく、または他の導電材料
であってもよい。
要であったアルミブロックを用いることなく、半導体装
置を構成することができる。尚、上述の実施形態例では
円筒形ターミナル２８として銅（Ｃｕ）を使用したが、
その他の金属材料であってもよく、または他の導電材料
であってもよい。
【００２４】また、銅ベース３０も他の材料で構成され
た導電板であってもよい。さらに、導電部材として円筒
形ターミナル２８を用い、モジュール２１及び銅ベース
３０に圧入して取り付けたが、他の方法でモジュール２
１等に固設してもよく、また円筒形に限るものでもな
い。
た導電板であってもよい。さらに、導電部材として円筒
形ターミナル２８を用い、モジュール２１及び銅ベース
３０に圧入して取り付けたが、他の方法でモジュール２
１等に固設してもよく、また円筒形に限るものでもな
い。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればア
ルミブロックを使用しないので半導体装置を小型化で
き、装置のコストダウンを図ることもできる。
ルミブロックを使用しないので半導体装置を小型化で
き、装置のコストダウンを図ることもできる。
【００２６】また、半導体装置を構成する部材が少なく
てすむので、組立等の作業も簡単になる。
てすむので、組立等の作業も簡単になる。
【図１】本実施形態例の半導体装置の全体構成図であ
る。
る。
【図２】板状電極（ブースバー）の取り付け構造を説明
する図である。
する図である。
【図３】モジュールを放熱板であるヒートシンクに取り
付ける構成を説明する図である。
付ける構成を説明する図である。
【図４】従来例の電力用半導体装置を示す図である。
【図５】モジュール内の構造を簡単に説明する図であ
る。
る。
【図６】アルミブロックをヒートシンクに取り付ける構
造を説明する図である。
造を説明する図である。
２０ 半導体装置 ２１ モジュール ２１ａ 孔 ２２、２３ 板状電極（ブースバー） ２４ ヒートシンク ２５ サーマルシート ２６、２７ ネジ ２９ ネジ ２８ 円筒形ターミナル ２８ａ 凸部 ２８ｂ 周面部 ２８ｃ ネジ溝 ２９ ネジ ３０ 銅ベース ３０ａ，３０ｂ 孔 ３２ ネジ
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体回路が内蔵され、第１の孔と第２
の孔が形成された絶縁性材料から成るモジュールケース
と、 該モジュールケースの第１の孔に貫入する導電部材を介
して、前記半導体回路の１つの電極に接続された外部電
極と、 前記モジュールケースの第２の孔に嵌入する固定部材に
より、前記モジュールケースに取り付けられた放熱板
と、 を有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記第１の孔に嵌入する導電部材は、前
記半導体回路の下面に設けられた導電板に固設されてい
ることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記導電部材と導電板は金属材料から成
ることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記第２の孔に嵌入する固定部材は、ネ
ジであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。 - 【請求項５】 前記モジュールと放熱板間に絶縁材料が
介装されていることを特徴とする請求項１記載の半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3053097A JPH10229149A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3053097A JPH10229149A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10229149A true JPH10229149A (ja) | 1998-08-25 |
Family
ID=12306363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3053097A Withdrawn JPH10229149A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10229149A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1997
- 1997-02-14 JP JP3053097A patent/JPH10229149A/ja not_active Withdrawn
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