JPS6361779B2 - - Google Patents

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JPS6361779B2
JPS6361779B2 JP21079883A JP21079883A JPS6361779B2 JP S6361779 B2 JPS6361779 B2 JP S6361779B2 JP 21079883 A JP21079883 A JP 21079883A JP 21079883 A JP21079883 A JP 21079883A JP S6361779 B2 JPS6361779 B2 JP S6361779B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体装置に係り、特にパワーモジユ
ールの樹脂封止構造に関する。
〔発明の背景〕
近年パワー半導体素子等の回路素子を絶縁基板
上に固定し、結線して回路としての単位機能を持
たせた所謂パワーモジユールの利用が広まつてい
る。中でも平面寸法が3cm程度の小型のものは全
体を樹脂で一体モールドした構造が採られている
が、平面寸法の一辺が10cm程度の比較的大型のも
のは第1図、第2図で示すような構造が採られて
いる。
両図において、放熱板1には、金属板2、絶縁
基板3、金属板4を介して回路素子としてダイオ
ード5a、ゲートターンオフサイリスタ5bが固
定されている。アノードリード6aが金属板4に
固着され、ゲートリード、カソードリード6b,
6cは金属板4上の絶縁板7に固着されており、
ダイオード5a、ゲートターンオフサイリスタ5
bの上面はボンデインワイヤ8a〜8cにより、
ゲートリード6a、カソードリード6cと接続さ
れている。放熱板1上にはケース9が設けられ、
ケース9内にはゲル状樹脂10aと硬質樹脂10
bが注入硬化され、ダイオード5a、ゲートター
ンオフサイリスタ5bを封止している。
ダイオード5aとゲートターンオフサイリスタ
5bはアノードリード6a、カソードリード6c
間で逆並列接続されている。金属板4は両素子5
a,5bの共通電極板となつており、ゲル状樹脂
10aとしてシリコーン樹脂、硬質樹脂10bと
してエポキシ樹脂が用いられている。
ゲル状樹脂10aは内部応力により両素子5
a,5bが破損することを防ぐために用いられて
いるが、一般に水分の透過性が高く、ゲル状樹脂
10aが放熱板1に接している第1図の例では耐
湿試験あるいはプレツシヤークツカー試験を行う
と、放熱板1とケース9、ゲル状樹脂10aの界
面から水分が浸入して、絶縁基板3の絶縁耐圧
や、両素子の阻止耐圧を低下させる問題があつ
た。第2図の例ではこのような問題を回避するた
めに硬質樹脂10bを放熱板1に接触させ、強固
に接着している。
放熱板1として銅を用いた場合、その熱膨張係
数は16×10-6/℃で、エポキシ樹脂10bは26×
10-6/℃と差があるため、エポキシ樹脂10bの
注入硬化後の収縮により、放熱板1が凸状になる
よう全体的に反つてしまう。極端な例では放熱板
1の中央と周辺で反りが0.4mmもあり、放熱板1
とこれを取付ける支持部材の間の熱抵抗が大きく
なつて、使用不可能となる。また、エポキシ樹脂
10b内の内部応力は大きいため、熱衝撃試験や
温度サイクル試験を行うと、放熱板1とエポキシ
樹脂10bの接着がはがれ、かえつて、水分が浸
入することが確認された。
放熱板1の反りは、第2図の構造を採るかぎり
において銅とエポキシ樹脂の組合せに係らず、概
その材料の組合せにおいて生じるものである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、放熱板に殆んど反りを生ぜ
ず、また、耐湿性を備えた樹脂封止型の半導体装
置を提供することである。
〔発明の概要〕
上記目的を達成する本発明の特徴とするところ
は、放熱板上の絶縁基板とケースの間に絶縁基板
とほぼ同じ厚さで第一の硬質樹脂を設け、次にケ
ースの中程までゲル状樹脂を設けて回路素子を覆
い、更にケースの上端部まで第二の硬質樹脂を設
けたことにある。
〔発明の実施例〕
第3図は本発明の一実施例を示しており、第1
図、第2図に示したものと同一物、相当物には同
一符号を付けてある。
第3図において、10cは本発明になる硬質樹
脂で、放熱板1上の絶縁基板3とケース9の間に
絶縁基板3とほぼ同じ厚さに設けられたものであ
る。実施例では金属板2があるため、金属板2の
厚さも持たせてある。硬質樹脂10cは硬質樹脂
10bと同様エポキシ樹脂を用いたが、放熱板1
との接着性の良いものであれば、異種のものでも
良い。ダイオード5aやゲートターンオフサイリ
スタ5bへの内部応力を与えないようにするた
め、硬質樹脂10cは金属板4上にまでは設けな
い方が良い。ゲル状樹脂10aはケース9内の中
程まで注入し、ダイオード5aやゲートターンオ
フサイリスタ5bがすつかり覆われるようにす
る。最後に硬質樹脂10bを注入し硬化させる。
第4図は本発明の他の実施例を示しており、ダ
イオード5a、ゲートターンオフサイリスタ5b
はそれぞれ放熱板1上の互に分離した金属板2
a,2b、絶縁基板3a,3b、金属板4a,4
b上に固着され、アノードリード6aは金属板4
a上にあつて、ボンデイングワイヤ8dがアノー
ドリード6aと金属板4bを接続している。ゲー
トリード6b、カソードリード6cは金属板4b
上の絶縁基板7に設けられている。この実施例で
はケース9の上揃に蓋11が設けられており、各
リード6a〜6cは蓋11から導出される。
以上の実施例で示されるように、本発明によれ
ば絶縁基板3,3a,3b上のダイオード5a、
ゲートターンオフサイリスタ5bは全周を接着性
の良い硬質樹脂で封止されているため、水分の浸
入は困難で、両素子5a,5bの耐圧低下、絶縁
基板3,3a,3bの絶縁耐圧の低下はない。そ
して、硬質樹脂10bは放熱板1に接していない
から、硬質樹脂10bの熱収縮による応力はゲル
状樹脂10aに吸収されてしまい、放熱板1に伝
わらない。硬質樹脂10cが放熱板1に固着して
いるが、薄くされているため、放熱板1は殆ん
で、反りを生じない。硬質樹脂10cとしてエポ
キシ樹脂を用い、絶縁基板3,3a,3bを取囲
んだ結果、放熱板1と10cmの長さで接しており、
厚さが2mmで、放熱板は銅製で厚さが3.2mmであ
る時、放熱板1の反りは0.05mmであつた。一般に
放熱板1の反りは0.2mmが限界とされており、0.1
mm程度では使用を許されているので、0.05mmの反
りは殆んど反りが無いと云える。
このように反りが小ないのは、硬質樹脂10c
が放熱板1と接しているにせよ、厚さが薄く、内
部応力が小さいためである。そして放熱板1を湾
曲させると云うより、硬質樹脂10cが熱収縮し
ようとしても、放熱板1の抗力が大きいため、か
えつて、硬質樹脂10cが伸びた状態になつてい
る。
以上の実施例では、回路素子として、ダイオー
ド5aとゲートターンオフサイリスタ5bのみを
示したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、抵抗、コンデンサ、通常のサイリスタ、トラ
ンジスタ等各種の回路素子を用い、回路を構成す
るために、絶縁基板3,3a,3b上に所定の金
属配線膜を設けて、各配線膜間にこれら回路素子
を固定させるような混成集積回路等にも適用可能
である。
〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、放熱板に
殆んど反りがなく、耐湿性を備えた樹脂封止型の
半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は従来の半導体装置の縦断面
図、第3図、第4図は本発明の異なる実施例にな
る半導体装置を示しており、aは縦断面図、bは
ゲル状樹脂、第二の硬質樹脂を除いた状態での平
面図である。 1……放熱板、2,4……金属板、3,3a,
3b,7……絶縁基板、5a,5b……回路素
子、6a〜6c……リード、8a〜8d……ボン
デイングワイヤ、9……ケース、10a……ゲル
状樹脂、10b,10c……硬質樹脂。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 金属製放熱板上にケースが固着され、そのケ
    ース内の放熱板上に絶縁基板を介して回路素子が
    固定され、ケースから回路素子に連らなるリード
    が導出され、ケース内に樹脂が封止される半導体
    装置において、上記樹脂は、上記絶縁基板と上記
    ケースの間の上記放熱板上に薄く形成された第一
    の硬質樹脂層と、この第一の硬質樹脂層及び上記
    回路素子上に上記回路素子を覆うに十分な厚さで
    上記ケース内全面に封止されたゲル状樹脂層、及
    びこのゲル状樹脂層上全面に封止された第二の硬
    質樹脂層からなることを特徴とする半導体装置。
JP58210798A 1983-11-11 1983-11-11 半導体装置 Granted JPS60103649A (ja)

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US4987478A (en) * 1990-02-20 1991-01-22 Unisys Corporation Micro individual integrated circuit package
US5408128A (en) * 1993-09-15 1995-04-18 International Rectifier Corporation High power semiconductor device module with low thermal resistance and simplified manufacturing
JP2973792B2 (ja) * 1993-09-21 1999-11-08 富士電機株式会社 樹脂封止形半導体装置

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