WO2016059916A1 - 半導体装置 - Google Patents

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WO2016059916A1
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resin case
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文雄 繁田
悦宏 小平
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富士電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor device.
  • FIG. 12A is a plan view of a power semiconductor module described in Patent Document 1 regarding a conventional semiconductor device
  • FIG. 12B is a cross-sectional view thereof.
  • the laminated substrate 12 is fixed on the heat dissipation base 11.
  • the laminated substrate 12 is formed by laminating a metal plate, an insulating plate, and a circuit board.
  • the lower end of the main terminal 13 is electrically and mechanically bonded to the circuit board of the multilayer substrate 12 by a bonding material such as solder or direct bonding, and the lower end of the control terminal 140 is directly bonded to a bonding material such as solder. Electrically and mechanically joined by joining.
  • a resin case 500 is provided so as to cover the multilayer substrate 12 and is fixed to the heat dissipation base 11 with an adhesive.
  • FIG. 12 (c) shows an enlarged view of the main part near the upper end of the main terminal 13.
  • the upper end of the main terminal 13 has a U shape by an upper surface portion 13a and two side surface portions 13b connected to both ends of the upper surface portion.
  • the upper end of the main terminal 13 protrudes outward through the opening of the resin case 500.
  • a nut glove 510 which is a resin body in which a nut is embedded, is inserted between the two side surface portions 13b of the main terminal 13.
  • FIG. 12D shows an enlarged view near the upper end of the control terminal 140.
  • the control terminal 140 has a first protrusion 140a and a second protrusion 140b with a space therebetween.
  • a recess 140c is formed between the first protrusion 140a and the second protrusion 140b.
  • a resin block 520 having a convex stepped portion that fits into the concave portion 140 c of the control terminal 140 is inserted into the opening for the control terminal 140 of the resin case 500.
  • the recess 140c is engaged with the tip of the resin block 520.
  • the control terminal 140 is accurately positioned in the horizontal direction, and the vertical movement due to an external load is suppressed.
  • the insertion direction of the nut glove attached to the resin case is different from the insertion direction of the resin block. For this reason, when manufacturing the semiconductor device, it is necessary to separately perform a process of attaching the nut glove to the resin case and a process of attaching the resin block, and time and labor are required for the installation work.
  • the present invention advantageously solves the above-described problems, and provides a semiconductor device that can reduce time and labor for mounting work when manufacturing a semiconductor device such as a power semiconductor module. Objective.
  • the semiconductor device of the present invention includes a main terminal and a control terminal respectively bonded to the multilayer substrate, and a resin case having an opening through which the control terminal passes and covering the multilayer substrate.
  • the control terminal has a recess between the laminated substrate and the opening of the resin case.
  • the resin case has a fixing member and a resin case main body to which the fixing member can be attached.
  • the fixing member includes a resin block portion having a convex stepped portion that engages with the concave portion of the control terminal, a nut housing portion in which a nut aligned with the main terminal is embedded, the resin block portion, and the nut And a beam portion integrated by connecting the housing portions.
  • the resin case body includes a hollow portion into which the resin block portion can be inserted, and the nut housing portion and the resin block portion can be attached from one direction.
  • the semiconductor device of the present invention it is possible to reduce the time and labor of the mounting work when manufacturing the semiconductor device.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a power semiconductor module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is an explanatory view of the fixing member.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the distal end portion of the resin block portion.
  • FIG. 4 is a side view of the resin case main body.
  • FIG. 5 is an explanatory view of a fixing member of a modified example.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a fixing member according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a side view of the resin case main body.
  • FIG. 8 is a partially enlarged cross-sectional view of a resin case main body and a fixing member according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view of a fixing member according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 10 is a side view of a resin case main body according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 11 is a side view of a modified resin case main body.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional power semiconductor module.
  • the terms “upper” and “lower” mean the positional relationship between the upper side and the lower side in the drawing, and do not mean the positional relationship between the upper and lower sides in the actual use state.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram of a power semiconductor module 10 which is an embodiment of a semiconductor device of the present invention.
  • 1A is a plan view of the power semiconductor module 10
  • FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 1A.
  • the power semiconductor module 10 includes a heat dissipation base 11, a laminated substrate 12, a main terminal 13, a control terminal 14, and a resin case 15.
  • the laminated substrate 12 is fixed on the heat dissipation base 11.
  • the laminated substrate 12 is formed by laminating a metal plate, an insulating plate, and a circuit board, and is fixed to a heat radiating base 11 with a bonding material (not shown), for example, solder, facing the metal plate.
  • a predetermined electrical circuit pattern is selectively formed on the circuit board of the laminated substrate 12.
  • a power semiconductor chip (not shown) is electrically and mechanically bonded to the circuit board of the laminated substrate 12 by a bonding material. Further, the power semiconductor chip is electrically connected to the circuit board, the main terminal 13 and the control terminal 14 of the laminated substrate 12 by a wiring member (not shown).
  • a wiring member not shown
  • the power semiconductor chip and the wiring member are not characteristic parts of the present invention, and are not shown.
  • the lower end of the main terminal 13 is electrically and mechanically bonded to the circuit board of the multilayer substrate 12 by a bonding material such as solder or direct bonding, and the lower end of the control terminal 14 is directly bonded to a bonding material such as solder. Electrically and mechanically joined by joining.
  • the resin case 15 is provided so as to cover the multilayer substrate 12, and is fixed to the heat dissipation base 11 with an adhesive.
  • the resin case 15 includes a resin case main body 151 and a fixing member 152 attached to the resin case main body 151.
  • the resin case 15 has an opening 15a for projecting the upper end of the main terminal 13 outward, an opening 15b for projecting (penetrating) the upper end of the control terminal 14 outward, and a screw hole 15c. In the illustrated example, there are three main terminals 13 and four control terminals 14.
  • FIG. 1 (c) shows an enlarged view of the main part near the upper end of the main terminal 13.
  • the upper end of the main terminal 13 has a U shape by an upper surface portion 13a and two side surface portions 13b connected to both ends of the upper surface portion.
  • the upper end of the main terminal 13 protrudes outward through the opening of the resin case 15.
  • Bolt holes 13c are formed in the upper surface portion 13a.
  • a nut accommodating portion 153 of a fixing member 152 constituting the resin case 15 is inserted between the two side surface portions 13 b of the main terminal 13.
  • FIG. 1 (d) shows an enlarged view near the upper end of the control terminal 14.
  • the control terminal 14 has a first protrusion 14 a and a second protrusion 14 b spaced from each other between the multilayer substrate 12 and the opening 15 b of the resin case 15.
  • a recess 14c is formed between the first protrusion 14a and the second protrusion 14b.
  • the recess 14 c engages with the tip end portion of the resin block portion 154 of the fixing member 152 of the resin case 15.
  • the control terminal 14 is accurately positioned in the horizontal direction, that is, the direction parallel to the in-plane direction of the front surface of the heat radiating base 11, and the vertical movement due to the external load is suppressed. .
  • FIG. 2A is a plan view of the fixing member 152 including the nut housing portion 153 and the resin block portion 154.
  • FIG. 2B shows a side view of the fixing member 152.
  • the fixing member 152 has a shape in which a nut housing portion 153 and two resin block portions 154 provided on both sides of the nut housing portion 153 are connected by a beam portion 155.
  • the beam portion 155 connects the nut housing portion 153 and the two resin block portions 154 on one end side in the longitudinal direction of the fixing member 152.
  • Each of the nut housing portion 153 and the resin block portion 154 has an elongated bar (box) shape.
  • the longitudinal direction of the nut housing part 153 and the longitudinal direction of the resin block part 154 are substantially parallel.
  • the fixing member 152 can be attached to the resin case main body 151 in one direction, specifically, from the left direction to the right direction in FIG. 1 (a) and FIG. 2 (a).
  • the nut housing portion 153 is a resin body in which nuts 156 for connecting external wiring to the main terminals 13 are embedded.
  • three nuts 156 corresponding to the three main terminals 13 are connected to the main terminals 13. It is arranged linearly at the same interval as the interval.
  • Each nut 156 of the nut accommodating portion 153 is aligned with each of the main terminals 13. The connection between the main terminal 13 and the external wiring is performed by screwing a bolt or a screw (not shown) to the nut 156 of the nut housing portion 153 through the bolt hole 13c of the main terminal 13.
  • FIG. 3 shows an enlarged view of the distal end portion of the resin block portion 154.
  • 3A is a top view of the distal end portion of the resin block portion 154
  • FIG. 3B is a bottom view of the distal end portion of the resin block portion 154
  • FIG. 3C is a side view of the distal end portion of the resin block portion 154.
  • a groove 154 a that engages with the resin case is formed at the tip of the resin block portion 154.
  • a step portion 154b having a convex shape that engages with the concave portion 14c of the control terminal 14 is formed.
  • one projection 154c is formed on each side surface.
  • a protrusion 154 d is formed on the bottom surface of the resin block portion 154.
  • the step portions 154b are formed on both side surfaces of the front end portion of the resin block portion 154, the concave portions 14c of the control terminals 14 positioned in the step portions 154b can be engaged. Therefore, the two control terminals 14 can be engaged and fixed by one resin block portion 154.
  • the protrusions 154c and 154d formed on the side surface and the bottom surface of the front end portion of the resin block portion 154 are engaged with the recesses formed on the inner surface of the recess for the resin block portion 154 provided on the resin case main body 151, thereby resin.
  • the block unit 154 is fixed.
  • the beam portion 155 of the fixing member 152 shown in FIG. 2 is made of resin and connected to both the nut housing portion 153 and the resin block portion 154.
  • the beam portion 155 does not interfere with the main terminal 13 and does not interfere with the screw hole 15 c of the resin case 15 when attached to the resin case main body 151. Therefore, in this embodiment shown in FIG.1 and FIG.2, the beam part 155 is provided in the position between the main terminal 13 and the screw hole 15c.
  • the beam portion 155 can be integrally formed with the nut housing portion 153 and the resin block portion 154 by molding.
  • FIG. 4 shows a side view of the resin case main body 151.
  • a recess 151a for placing the nut housing portion 153 of the fixing member 152, an opening 151b into which the resin block portion 154 is inserted, and a groove 151c to which the beam portion is attached are formed.
  • the fixing member 152 can be attached and inserted into the resin case main body 151 from one direction.
  • a hollow portion extending in the horizontal direction of the resin case 15 is formed from the two openings 151b for the resin block portion 154 formed on one side surface of the resin case main body 151. The hollow portion reaches the control terminal 14. Yes.
  • the resin block portion 154 is inserted into the hollow portion to fix the control terminal 14 (see the plan view of FIG. 1A). Therefore, the hollow portion has a cross-sectional shape into which the resin block portion 154 can be inserted. Further, the extending directions of the two hollow portions corresponding to the two resin block portions 154 are substantially parallel to each other.
  • the resin case main body 151 and the fixing member 152 are fixed by engaging the protrusions 154c and 154d of the resin block portion 154 shown in FIG. 2 with a recess formed on the inner surface of the hollow portion of the resin case main body 151. . Therefore, the resin case main body 151 and the fixing member 152 can be fixed without using an adhesive. However, in this embodiment, fixing the resin case main body 151 and the fixing member 152 with an adhesive is not excluded.
  • FIG. 5 shows a modification of this embodiment.
  • the fixing member 157 shown in a plan view in FIG. 5A and in a side view in FIG. 5B has a protrusion 158 a for fixing to the resin case main body 151 at the rear end of the resin block portion 158.
  • the position of the protrusion for engaging the fixing member with the resin case main body may be the front end side or the rear end side.
  • the nut housing portion 153 and the resin block portion 154 are integrally formed by the beam portion 155, so that the semiconductor device can be fixed to the resin case main body from one direction. Moreover, the nut accommodating part 153 and the resin block part 154 can be fixed at once. Therefore, when manufacturing a semiconductor device, time and labor can be reduced for the mounting operation.
  • FIG. 6 illustrates the fixing member 252 of the present embodiment constituting the resin case as a characteristic configuration of the present embodiment
  • FIG. 7 illustrates the resin case main body 251 of the present embodiment.
  • the other configuration is basically the same as that of the power semiconductor module 10 shown in FIG. 6 and 7, the same members as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. Therefore, the description which overlaps already demonstrated in previous embodiment is abbreviate
  • the fixing member 252 includes a nut housing portion 153, a resin block portion 254, and a beam portion 155.
  • the resin block portion 254 has a protrusion 254e on the upper surface.
  • the resin case main body 251 includes a groove for guiding the protrusion 254e of the resin block portion 254 on the upper surface of the inner surface of the hollow portion into which the resin block portion 254 is inserted. This groove appears as a depression 251ba above the opening 251b in FIG.
  • the two resin block portions 254 are joined by a beam portion 155.
  • the extending directions of the two resin block portions 254 may not always maintain parallel. Even in this case, according to the present embodiment, since the protrusion 254e formed on the resin block portion 254 is guided to the groove of the hollow portion, the resin block portion 254 comes into contact with the inner surface of the hollow portion to cause a catch. This can be suppressed, and the resin block portion 254 can be inserted smoothly.
  • the protrusion 254 e is formed on the upper surface of the resin block portion 254.
  • the position where the protrusion 254e is formed is not limited to the upper surface of the resin block portion 254.
  • the position of the protrusion 254e in the longitudinal direction of the resin block portion 254 is not particularly limited.
  • the protrusion 254e is preferably formed in the vicinity of the tip portion of the resin block portion 254.
  • the protrusion 254 e is formed on each of the two resin block portions 254, but may be formed only on one of the resin block portions 254.
  • FIG. 8 is a partial enlarged cross-sectional view of the hollow portion of the resin case main body 351 constituting the resin case and the distal end portion of the resin block 354 of the fixing member inserted into the hollow portion. Indicated.
  • the other configuration is basically the same as that of the power semiconductor module 10 shown in FIG.
  • a stopper 351f is formed on the inner surface of the hollow portion of the resin case body 351. Further, the resin block 354 has a protrusion 354f that is engaged with the stopper 351f.
  • the protrusions 154c and 154d are formed at the front end of the resin block 154.
  • the front and rear ends of the resin block 354 are not the front end.
  • a protrusion 354f is formed between the protrusions 354f.
  • the position of the engaging means for fixing the resin block of the fixing member is not limited.
  • the protrusion 254e of the resin block portion 254 described in the previous embodiment and shown in FIG. 6 is provided with a protrusion 354f for engaging with the stopper 351f of the hollow portion of this embodiment. It can be set as the structure which serves also.
  • FIG. 9 shows a plan view of the fixing member 452 constituting the resin case as a characteristic configuration of the present embodiment.
  • the other configuration is basically the same as that of the power semiconductor module 10 shown in FIG.
  • the nut housing portion 453 has a taper 453a at the tip thereof.
  • the nut housing portion 453 can be smoothly inserted between the two side surface portions 13b forming the U-shape of the upper end of the main terminal 13. Can do.
  • a protrusion is formed on the upper surface of the resin block portion 154, and the resin case main body into which the resin block portion 154 is inserted.
  • a groove may be formed in the hollow portion to guide the protrusion.
  • FIG. 10 shows a side view of a resin case main body 451 constituting the resin case.
  • the resin case main body 451 in FIG. 10 has a taper 451ba in the opening 451b into which the resin block portion 154 of the fixing member 452 in FIG. 9 is inserted. Thereby, the resin block part 154 can be smoothly inserted into the hollow part.
  • the resin block portion of the fixing member is not limited to the one inserted into the hollow portion formed in the resin case body.
  • a groove for guiding the resin block portion is formed on the upper surface of the resin case main body, and the resin block portion is guided along this groove to fix the control terminal. In the case of this configuration, the resin block portion is exposed on the upper surface of the resin case.
  • FIG. 11 is a modification of the resin case main body shown in FIG. 7, and a part of the upper side of the opening 251b is also opened on the upper surface of the resin case to form a slit. Accordingly, the protrusion 254e of the resin block portion 254 of the fixing member 252 shown in FIG. 6 is guided by this slit.

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Abstract

　半導体装置の制御端子１４は、凹部１４ｃを有している。樹脂ケース１５は、制御端子１４の凹部１４ｃと係合して固定する固定部材１５２を備えている。固定部材１５２は凹部１４ｃと係合する段差部を有する樹脂ブロック部１５４と、ナット収容部１５３と、樹脂ブロック部１５４及びナット収容部１５３を連結し一体化する梁部１５５と、からなる。固定部材１５２が取りつけられる樹脂ケース本体１５１は、樹脂ブロック部１５４を挿入可能な中空部を備えている。固定部材１５２のナット収容部１５３及び樹脂ブロック部１５４を、樹脂ケース本体１５１に一方向から取り付ける。

Description

半導体装置
　本発明は、半導体装置に関する。
　従来の半導体装置に関して特許文献１に記載されたパワー半導体モジュールを図１２（ａ）に平面図で、図１２（ｂ）に断面図で示す。図１２に示すパワー半導体モジュール１００は、放熱ベース１１上に積層基板１２が固着されている。積層基板１２は金属板、絶縁板及び回路板が積層されてなるものである。積層基板１２の回路板には，主端子１３の下端が、はんだ等の接合材や直接接合により電気的かつ機械的に接合され、また、制御端子１４０の下端が、はんだ等の接合材や直接接合により電気的かつ機械的に接合されている。積層基板１２を覆うように樹脂ケース５００が設けられ、放熱ベース１１に接着剤によって固着されている。
　図１２（ｃ）に主端子１３の上端近傍の要部拡大図を示す。主端子１３の上端は、上面部１３ａ及びこの上面部の両端に接続する２つの側面部１３ｂによりＵ字形状を有している。主端子１３の上端は、樹脂ケース５００の開口を通して外方に突出している。主端子１３の２つの側面部１３ｂの間には、ナットが埋め込まれた樹脂体であるナットグローブ５１０が挿入されている。
　図１２（ｄ）に制御端子１４０の上端近傍の拡大図を示す。制御端子１４０は、第１の突起１４０ａと第２の突起１４０ｂとを間隔を空けて有している。この第１の突起１４０ａと第２の突起１４０ｂの間に凹部１４０ｃが形成されている。
　樹脂ケース５００の制御端子１４０用の開口に、この制御端子１４０の凹部１４０ｃに嵌まり合う凸形状の段差部を有する樹脂ブロック５２０が挿入されている。凹部１４０ｃは、樹脂ブロック５２０の先端部と係合される。これにより制御端子１４０は、水平な方向に精度よく位置決めされ、また、外部からの荷重による上下方向の移動が抑制される。
国際公開第２０１２／０７１４４０号
　特許文献１に記載された半導体装置は、樹脂ケースに取り付けられるナットグローブの挿入方向と、樹脂ブロックの挿入方向が異なっていた。そのため、半導体装置を製造する際は、ナットグローブを樹脂ケースに取り付ける工程と、樹脂ブロックを取り付ける工程とを別途に行う必要があり、取り付け作業に時間及び手間を要していた。
　本発明は、上記の問題を有利に解決するものであり、パワー半導体モジュールを例とする半導体装置を製造する際に、取り付け作業に時間及び手間を軽減することのできる半導体装置を提供することを目的とする。
　本発明の半導体装置は、積層基板にそれぞれ接合された主端子及び制御端子と、前記制御端子が貫通した開口を有し、前記積層基板を覆う樹脂ケースと、を備えている。前記制御端子は、前記積層基板と前記樹脂ケースの開口との間に凹部を有している。前記樹脂ケースは、固定部材及び、前記固定部材を取り付け可能な樹脂ケース本体を有している。固定部材は、前記制御端子の凹部と係合する凸形状の段差部を有する樹脂ブロック部と、前記主端子に位置合わせされるナットが埋め込まれたナット収容部と、前記樹脂ブロック部及び前記ナット収容部を連結して一体化した梁部と、を含む。前記樹脂ケース本体は、前記樹脂ブロック部を挿入可能な中空部を備え、前記ナット収容部及び樹脂ブロック部を、一方向から取り付け可能である。
　本発明の半導体装置によれば、半導体装置を製造する際に、取り付け作業の時間及び手間を軽減することができる。
図１は、発明の実施形態１のパワー半導体モジュールの説明図である。 図２は、固定部材の説明図である。 図３は、樹脂ブロック部の先端部の拡大図である。 図４は、樹脂ケース本体の側面図である。 図５は、変形例の固定部材の説明図である。 図６は、本発明の実施形態２の固定部材の説明図である。 図７は、樹脂ケース本体の側面図である。 図８は、本発明の実施形態３の樹脂ケース本体及び固定部材の部分拡大断面図である。 図９は、本発明の実施形態４の固定部材の平面図である。 図１０は、本発明の実施形態４の樹脂ケース本体の側面図である。 図１１は、変形例の樹脂ケース本体の側面図である。 図１２は、従来のパワー半導体モジュールの説明図である。
　以下、本発明の半導体装置の実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。なお、以下の説明では、上、下については図面における紙面の上、下の位置関係を意味していて、実際の使用状態における上、下の位置関係を意味するものではない。
（実施形態１）
　図１は、本発明の半導体装置の一実施形態であるパワー半導体モジュール１０の説明図である。図１中、図１（ａ）はパワー半導体モジュール１０の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ－Ｂ線視の断面図である。パワー半導体モジュール１０は、放熱ベース１１、積層基板１２、主端子１３、制御端子１４及び樹脂ケース１５を備えている。
　放熱ベース１１上に積層基板１２が固着されている。積層基板１２は金属板、絶縁板及び回路板が積層されてなるものであって、放熱ベース１１に当該金属板を対向させて図示しない接合材、例えばはんだにより固着されている。積層基板１２の回路板は、所定の電気回路のパターンが選択的に形成されている。積層基板１２の回路板上には図示しないパワー半導体チップが接合材により電気的かつ機械的に接合されている。また、パワー半導体チップは、図示しない配線部材により積層基板１２の回路板や主端子１３や制御端子１４と電気的に接続されている。図１において、パワー半導体チップや配線部材は、本発明の特徴的な部分ではないので図示を省略している。積層基板１２の回路板には，主端子１３の下端が、はんだ等の接合材や直接接合により電気的かつ機械的に接合され、また、制御端子１４の下端が、はんだ等の接合材や直接接合により電気的かつ機械的に接合されている。
　樹脂ケース１５は、積層基板１２を覆うように設けられ、放熱ベース１１に接着剤によって固着されている。樹脂ケース１５は、樹脂ケース本体１５１と当該樹脂ケース本体１５１に取り付けられた固定部材１５２とにより構成されている。樹脂ケース１５は、主端子１３の上端を外方に突出させる開口１５ａ、制御端子１４の上端を外方に突出（貫通）させる開口１５ｂ及びねじ孔１５ｃを有している。図示した例では、主端子１３は３個であり、制御端子１４は４個である。
　図１（ｃ）に主端子１３の上端近傍の要部拡大図を示す。主端子１３の上端は、上面部１３ａ及びこの上面部の両端に接続する２つの側面部１３ｂによりＵ字形状を有している。主端子１３の上端は、樹脂ケース１５の開口を通して外方に突出している。上面部１３ａにはボルト穴１３ｃが形成されている。主端子１３の２つの側面部１３ｂの間には、樹脂ケース１５を構成する固定部材１５２のナット収容部１５３が挿入される。
　図１（ｄ）に制御端子１４の上端近傍の拡大図を示す。制御端子１４は、積層基板１２と樹脂ケース１５の開口１５ｂとの間に、第１の突起１４ａと第２の突起１４ｂとを間隔を空けて有している。この第１の突起１４ａと第２の突起１４ｂの間に凹部１４ｃが形成されている。凹部１４ｃは、樹脂ケース１５の固定部材１５２の樹脂ブロック部１５４の先端部と係合する。これにより制御端子１４は、水平な方向、すなわち、放熱ベース１１のおもて面の面内方向と平行な方向に精度よく位置決めされ、また、外部からの荷重による上下方向の移動が抑制される。
　図２（ａ）にナット収容部１５３及び樹脂ブロック部１５４を備える固定部材１５２の平面図を示す。また図２（ｂ）に固定部材１５２の側面図を示す。固定部材１５２は、ナット収容部１５３と、ナット収容部１５３の両側にそれぞれ設けられた２本の樹脂ブロック部１５４とが、梁部１５５により接続された形状を有している。梁部１５５は固定部材１５２の長手方向の一方の端部側でナット収容部１５３と２本の樹脂ブロック部１５４を連結している。ナット収容部１５３と樹脂ブロック部１５４はそれぞれ細長い棒（箱）状の形状である。ナット収容部１５３の長手方向と、樹脂ブロック部１５４の長手方向とは略平行である。このことにより固定部材１５２を樹脂ケース本体１５１に対して、一方向に、具体的には図１（ａ）及び図２（ａ）における紙面左方向から右方向に向かって、取り付けることができる。
　ナット収容部１５３は、主端子１３に外部配線を接続するナット１５６が埋め込まれた樹脂体であり、本実施形態では３個の主端子１３に対応した３個のナット１５６が、主端子１３の間隔と同じ間隔で直線状に配列されている。ナット収容部１５３の各ナット１５６は、主端子１３のそれぞれに位置合わせされる。主端子１３と外部配線との接続は、図示しないボルト又はねじを、主端子１３のボルト穴１３ｃを通してナット収容部１５３のナット１５６にねじ結合することにより行われる。
　図３に、樹脂ブロック部１５４の先端部の拡大図を示す。図３（ａ）は樹脂ブロック部１５４の先端部の上面図、図３（ｂ）は樹脂ブロック部１５４の先端部の下面図、図３（ｃ）は樹脂ブロック部１５４の先端部の側面図である。樹脂ブロック部１５４の先端部には樹脂ケースと係合する溝１５４ａが形成されている。また樹脂ブロック部１５４の両側面には、制御端子１４の凹部１４ｃと係合する凸形状を有する段差部１５４ｂが形成されている。また両側の側面には、それぞれ１つずつ突起１５４ｃが形成されている。また、樹脂ブロック部１５４の底面には、突起１５４ｄが形成されている。
　樹脂ブロック部１５４の先端部の両側面に段差部１５４ｂが形成されていることにより、段差部１５４ｂのそれぞれに位置させた制御端子１４の凹部１４ｃを係合させることができる。よって１つの樹脂ブロック部１５４で２本の制御端子１４を係合させ、固定することができる。樹脂ブロック部１５４の先端部の側面及び底面に形成された突起１５４ｃ、１５４ｄは、樹脂ケース本体１５１に設けられた樹脂ブロック部１５４用の窪みの内面に形成された凹部と係合することにより樹脂ブロック部１５４を固定する。
　図２に示す固定部材１５２の梁部１５５は、樹脂よりなり、ナット収容部１５３と樹脂ブロック部１５４との両者に接続されている。梁部１５５により、ナット収容部１５３と樹脂ブロック部１５４とが一体化されている。梁部１５５は、樹脂ケース本体１５１に取り付けたときに、主端子１３と干渉せず、かつ、樹脂ケース１５のねじ孔１５ｃに干渉しない位置であることが望ましい。そのために図１及び図２に示した本実施形態では、梁部１５５は、主端子１３とねじ孔１５ｃとの間の位置に設けられている。梁部１５５は、ナット収容部１５３と樹脂ブロック部１５４と共に、モールド成形により一体的に成形することができる。
　図４に樹脂ケース本体１５１の側面図を示す。樹脂ケース本体１５１の側面に、固定部材１５２のナット収容部１５３を載置する凹部１５１ａと、樹脂ブロック部１５４が挿入される開口１５１ｂと、梁部が取りつけられる溝１５１ｃが形成されている。これにより、固定部材１５２は、樹脂ケース本体１５１に一方向から取り付け挿入可能になっている。樹脂ケース本体１５１の一つの側面に形成された樹脂ブロック部１５４用の２個の開口１５１ｂから樹脂ケース１５の水平方向に延びる中空部が形成されていて、この中空部は制御端子１４まで達している。この中空部に樹脂ブロック部１５４が挿入されて、制御端子１４を固定する（図１（ａ）の平面図を参照）。そのため、中空部は樹脂ブロック部１５４を挿入可能な断面形状を有している。また、２個の樹脂ブロック部１５４に対応する２個の中空部の延伸方向は互いに略平行である。
　樹脂ケース本体１５１と固定部材１５２とは、図２に示す樹脂ブロック部１５４の突起１５４ｃ及び１５４ｄが、樹脂ケース本体１５１の上記中空部の内面に形成された凹部と係合することにより固定される。したがって、接着剤を用いることなく、樹脂ケース本体１５１と固定部材１５２とを固定することができる。もっとも、本実施形態において、樹脂ケース本体１５１と固定部材１５２とを接着剤により固定することを排除するものではない。
　図２に示す固定部材１５２は、２本の樹脂ブロック部１５４のそれぞれの先端部近傍に突起１５４ｃ及び１５４ｄが設けられている。もっとも、２本の樹脂ブロック部１５４のうちのいずれか一方の先端のみに突起１５４ｃ及び１５４ｄが設けられている場合であっても、樹脂ケース本体１５１と固定部材１５２とを固定することができる。
　本実施形態の変形例を図５に示す。図５（ａ）に平面図で、図５（ｂ）に側面図で示す固定部材１５７は、樹脂ブロック部１５８の後端部に樹脂ケース本体１５１に固定するための突起１５８ａが形成されている。この変形例で理解できるように固定部材を樹脂ケース本体に係合するための突起の位置は先端側、後端側を問わない。
　本実施形態の半導体装置は、ナット収容部１５３と樹脂ブロック部１５４とが梁部１５５により一体的に形成されていることにより、樹脂ケース本体に一方向から取り付けて固定することができる。また、ナット収容部１５３と樹脂ブロック部１５４とを一度に固定することができる。したがって、半導体装置を製造する際に、取り付け作業に時間及び手間を軽減することができる。
（実施形態２）
　本発明の半導体装置の別の実施形態を図６、図７を用いて説明する。本実施形態のパワー半導体モジュールは、図１に示したパワー半導体モジュール１０と基本的に同様の構成を有している。したがって、本実施形態の特徴的な構成として図６は、樹脂ケースを構成する本実施形態の固定部材２５２を図示し、図７は、本実施形態の樹脂ケース本体２５１を図示した。それ以外の構成は、図１に示したパワー半導体モジュール１０と基本的に同じである。なお、図６及び図７において、先に示した実施形態と同一部材については同一符号を付している。したがって、先の実施形態ですでに説明したのと重複する説明は省略する。
　図６及び図７に示した本実施形態の半導体装置は，固定部材２５２がナット収容部１５３と樹脂ブロック部２５４と梁部１５５とから構成されている。樹脂ブロック部２５４は、上面に、突起２５４ｅを有している。樹脂ケース本体２５１は、樹脂ブロック部２５４が挿入される中空部の内面のうちの上面に、該樹脂ブロック部２５４の突起２５４ｅを案内する溝を備えている。この溝は、図６において開口２５１ｂの上側の窪み２５１ｂａとして現れている。
　２本の樹脂ブロック部２５４は梁部１５５により接合されている。固定部材２５２の樹脂ブロック部２５４を樹脂ケース本体２５１の開口２５１ｂから挿入する際に、２本の樹脂ブロック部２５４の延伸方向は必ずしも平行を維持していない場合がある。この場合であっても本実施形態によれば、樹脂ブロック部２５４に形成された突起２５４ｅが中空部の溝に案内されるので、樹脂ブロック部２５４が中空部の内面に接触して引っ掛かりを生じることを抑制して、該樹脂ブロック部２５４をスムーズに挿入することができる。
　図６及び図７に示した本実施形態では、突起２５４ｅが樹脂ブロック部２５４の上面に形成されている。もっとも、突起２５４ｅが形成される位置は、樹脂ブロック部２５４の上面に限定されない。また、樹脂ブロック部２５４の長手方向における突起２５４ｅの位置も特に限定されない。もっとも、樹脂ブロック部２５４をスムーズに案内する観点から突起２５４ｅは樹脂ブロック部２５４の先端部近傍に形成されることが好ましい。
　更に、図６及び図７では、突起２５４ｅは２本の樹脂ブロック部２５４の各々に形成されているが、何れか一方の樹脂ブロック部２５４のみに形成されていてもよい。
（実施形態３）
　本発明の別の実施形態を、図８を用いて説明する。本実施形態のパワー半導体モジュールは、図１に示したパワー半導体モジュール１０と基本的に同様の構成を有している。したがって、本実施形態の特徴的な構成として図８は、樹脂ケースを構成する樹脂ケース本体３５１の中空部及び当該中空部に挿入された固定部材の樹脂ブロック３５４の先端部の部分拡大断面図を示した。それ以外の構成は、図１に示したパワー半導体モジュール１０と基本的に同じである。
　図８において、樹脂ケース本体３５１の中空部の内面に、ストッパー３５１ｆが形成されている。また、樹脂ブロック３５４には、このストッパー３５１ｆを乗り越えて係合される突起３５４ｆを有している。
　先に図１に示した実施形態では樹脂ブロック部１５４の先端部に突起１５４ｃ、１５４ｄが形成されているが、本実施形態では樹脂ブロック３５４の先端部ではなく、先端部と後端部との間に突起３５４ｆが形成されている。この突起３５４ｆと上記ストッパーとが係合されることにより固定部材の樹脂ブロックが樹脂ケース本体に固定される。
　本実施形態で明らかなように固定部材の樹脂ブロックを固定するための係合手段の位置は問わない。
　また、本実施形態の変形例として、先の実施形態で説明し、図６に示した樹脂ブロック部２５４の突起２５４ｅが、本実施形態の中空部のストッパー３５１ｆと係合するための突起３５４ｆを兼ねる構成とすることができる。
（実施形態４）
　本発明の別の実施形態を、図９を用いて説明する。本実施形態のパワー半導体モジュールは、図１に示したパワー半導体モジュール１０と基本的に同様の構成を有している。したがって、本実施形態の特徴的な構成として図９は、樹脂ケースを構成する固定部材４５２の平面図を示した。それ以外の構成は、図１に示したパワー半導体モジュール１０と基本的に同じである。
　図９に示した固定部材４５２は、ナット収容部４５３がその先端部にテーパー４５３ａを有している。ナット収容部４５３の先端部にテーパー４５３ａを有していることにより、当該ナット収容部４５３を、主端子１３の上端のＵ字形状を形成する２つの側面部１３ｂの間にスムーズに挿入することができる。
　本実施形態においては、先に実施形態２において図６及び図７を用いて説明したように、樹脂ブロック部１５４の上面に突起を形成し、この樹脂ブロック部１５４が挿入される樹脂ケース本体の中空部に溝を形成して、当該突起が案内される構成とすることもできる。かかる構成によれば、樹脂ブロック部１５４が中空部の内面に接触して引っ掛かりを生じることを抑制するので、固定部材４５２を樹脂ケース本体に、よりスムーズに挿入することができる。
　本実施形態の別の例として、図１０に樹脂ケースを構成する樹脂ケース本体４５１の側面図を示す。図１０の樹脂ケース本体４５１は、図９の固定部材４５２の樹脂ブロック部１５４が挿入される開口４５１ｂに、テーパー４５１ｂａが形成されている。これにより、樹脂ブロック部１５４を中空部にスムーズに挿入することができる。
　以上、本発明の半導体装置を図面及び実施形態を用いて具体的に説明したが、本発明は、実施形態及び図面の記載に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で幾多の変形が可能である。
　例えば、固定部材の樹脂ブロック部は、樹脂ケース本体に形成された中空部に挿入されるものに限られない。樹脂ケース本体の上面に樹脂ブロック部を案内する溝が形成され、この溝に沿って樹脂ブロック部が案内され、制御端子を固定する構成とすることもできる。この構成の場合は、樹脂ブロック部は樹脂ケースの上面にて露出している。
　図１１は図７に示した樹脂ケース本体の変形例であり、開口２５１ｂの上側の一部が樹脂ケースの上面においても開口してスリットを形成している。これにより図６に示した固定部材２５２の樹脂ブロック部２５４の突起２５４ｅは、このスリットに案内される。
　１０　パワー半導体モジュール
　１２　積層基板
　１３　主端子
　１４　制御端子
　１４ｃ　凹部
　１５　樹脂ケース
　１５ｂ　開口
　１５１、２５１、３５１　樹脂ケース本体
　１５１ｂ、２５１ｂ　中空部
　２５１ｂａ　溝
　３５１ｆ　ストッパー
　１５２、２５２、４５２　固定部材
　１５３、４５３　ナット収容部
　４５３ａ　テーパー
　１５４、２５４、３５４　樹脂ブロック部
　２５４ｅ　突起
　３５４ｆ　突起
　１５４ｃ、１５４ｄ　突起
　１５５　梁部
　１５６　ナット
 

Claims (5)

  1. 　積層基板にそれぞれ接合された主端子及び制御端子と、
    　前記制御端子が貫通した開口を有し、前記積層基板を覆う樹脂ケースと、
    を備え、
    　前記制御端子が、前記積層基板と前記樹脂ケースの開口との間に凹部を有し、
    　前記樹脂ケースが、固定部材及び、前記固定部材を取り付け可能な樹脂ケース本体を有し、
    　前記固定部材は、前記制御端子の凹部と係合する凸形状の段差部を有する樹脂ブロック部と、前記主端子に位置合わせされるナットが埋め込まれたナット収容部と、前記樹脂ブロック部及び前記ナット収容部を連結して一体化した梁部と、を含み、
    　前記樹脂ケース本体は、前記樹脂ブロック部を挿入可能な中空部を備え、前記ナット収容部及び樹脂ブロック部を、一方向から取り付け可能であることを特徴とする半導体装置。
  2. 　前記固定部材の樹脂ブロック部が、前記樹脂ケース本体と係合する突起を備える請求項１記載の半導体装置。
  3. 　前記樹脂ケース本体の中空部の内面に、前記固定部材の樹脂ブロック部を案内する溝が形成され、
    　前記固定部材の樹脂ブロック部が、前記溝に案内される突起を備える請求項１記載の半導体装置。
  4. 　前記樹脂ケース本体の中空部の内面に、前記固定部材の樹脂ブロック部を固定するストッパーが形成され、
    　前記固定部材の樹脂ブロック部が、前記ストッパーと係合する突起を備える請求項１記載の半導体装置。
  5. 　前記固定部材のナット収容部の先端にテーパーが形成された請求項１記載の半導体装置。
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