JP5213919B2 - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5213919B2 JP5213919B2 JP2010138068A JP2010138068A JP5213919B2 JP 5213919 B2 JP5213919 B2 JP 5213919B2 JP 2010138068 A JP2010138068 A JP 2010138068A JP 2010138068 A JP2010138068 A JP 2010138068A JP 5213919 B2 JP5213919 B2 JP 5213919B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal
- bus bar
- semiconductor device
- pkg
- product
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 87
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- -1 Poly Butylene Terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
- H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
- H01L23/049—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body the other leads being perpendicular to the base
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—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
- H01L25/10—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 having separate containers
- H01L25/11—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 having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
- H01L25/115—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 having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/16—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 main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
- H01L25/165—Containers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
- H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
Description
本発明は半導体装置に関し、特に、大電流が流れる半導体素子を用いた半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device using a semiconductor element through which a large current flows.
従来、半導体素子を用いた半導体装置の配線は、ネジ締結もしくははんだ付け手法により接続されていた。ただ、ネジ締結により配線接続した場合は、半導体装置の小型化、軽量化が実現し難く、また、はんだ付けにより配線接続した場合は、接合部において高い耐久性を実現することが難しかった。また、ネジ締結およびはんだ付け両者とも、製造工程上の生産効率が好ましくなく、作業者に依存した工程となっており、生産性の向上、安定した工程の実現が問題となっていた。 Conventionally, wiring of semiconductor devices using semiconductor elements has been connected by screw fastening or soldering techniques. However, when wiring is connected by screw fastening, it is difficult to reduce the size and weight of the semiconductor device. When wiring is connected by soldering, it is difficult to achieve high durability at the joint. In addition, both screw fastening and soldering are unfavorable in terms of production efficiency in the manufacturing process, and are dependent on the operator, and there are problems in improving productivity and realizing a stable process.
上記のような配線接続の方法に対し、例えば特許文献1に示すような溶接により配線接続を行う方法がある。しかし溶接手法により接合する場合には、クランプ等の溶接専用治具を用いて接合個所毎に電位を与える必要があった。そこで、必要な各半導体素子を樹脂で封止したパッケージ部品(PKG品)をケース内に組立し半導体装置を製造することにより、PKG品から露出させた端子とケース内のバスバーとを接触させ、容易に配線接続していた。
In contrast to the above-described wiring connection method, for example, there is a method of performing wiring connection by welding as shown in
しかしこのような場合でも、接合個所においてお互い接していない、導通されていないため、溶接不良モードが発生してしまうという問題があった。たとえば、電位が印加されていないためアーク放電されず溶接ができない、それぞれの母材が溶融するだけで両者が接合されていない分岐形状が発生する、という問題があった。 However, even in such a case, there is a problem in that a welding failure mode occurs because the joints are not in contact with each other and are not conductive. For example, there is a problem that no arc discharge occurs because no electric potential is applied and welding is not possible, and a branch shape is generated in which the respective base materials are melted and are not joined together.
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、生産性に優れた高品質、高信頼性の高寿命化された配線接続を得るとともに、しいては高信頼性を実現した半導体装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and obtains high-quality, high-reliability and long-life wiring connections with excellent productivity, and also high reliability. An object of the present invention is to provide a semiconductor device.
本発明にかかる半導体装置は、半導体素子を封止してなるパッケージ部品と、前記パッケージ部品を挿入して組立体を形成するケースとを備え、前記パッケージ部品は、その側面から上方へ延在する端子を備え、前記ケースは、上方へ延在する前記端子に対し側方から接し、かつ、前記端子と溶接されたバスバーを備え、前記端子は、上広がりに延在し、前記端子は、前記バスバーとの接触部を前記バスバーと平行にするための曲折部を有する。 A semiconductor device according to the present invention includes a package component formed by sealing a semiconductor element, and a case in which the package component is inserted to form an assembly, and the package component extends upward from a side surface thereof. The terminal includes a bus bar that is in contact with the terminal extending from the side and is welded to the terminal, the terminal extends upward , and the terminal extends from the terminal. There is a bent portion for making the contact portion with the bus bar parallel to the bus bar.
本発明にかかる半導体装置によれば、半導体素子を封止してなるパッケージ部品と、前記パッケージ部品を挿入して組立体を形成するケースとを備え、前記パッケージ部品は、その側面から上方へ延在する端子を備え、前記ケースは、上方へ延在する前記端子に対し側方から接し、かつ、前記端子と溶接されたバスバーを備え、前記端子は、上広がりに延在し、前記端子は、前記バスバーとの接触部を前記バスバーと平行にするための曲折部を有することにより、端子およびバスバー両者の接触を確保でき、溶接不良モードの発生を抑制できるので、生産性に優れた高品質、高信頼性の高寿命化された配線接続を得るとともに、しいては半導体装置の高信頼性を実現することが可能となる。
The semiconductor device according to the present invention includes a package component formed by sealing a semiconductor element, and a case that forms an assembly by inserting the package component, and the package component extends upward from a side surface thereof. The case is provided with a bus bar that is in contact with the terminal extending from the side and welded to the terminal, the terminal extends upward , and the terminal is By having a bent part for making the contact part with the bus bar parallel to the bus bar, it is possible to ensure contact between both the terminal and the bus bar and to suppress the occurrence of a welding failure mode, so that the high quality with excellent productivity. As a result, it is possible to obtain a highly reliable and long-life wiring connection and to realize high reliability of the semiconductor device.
<A.実施の形態1>
本発明の実施の形態1である半導体装置、該半導体装置の製造方法について、図を参照しながら以下に説明する。
<A.
A semiconductor device according to
<A−1.構成>
図1に、本発明の実施の形態1に係る半導体装置101の概略斜視図を示す。図2は、図1の上面図である。
<A-1. Configuration>
FIG. 1 is a schematic perspective view of a
図1において、半導体装置101は、ケース3に入出力端子5を備え、入出力端子5に接続される端子2を備えたPKG品1を、ケース3内部に備える。
In FIG. 1, the
ケース3内部には、PKG品1が複数備えられ、各々のPKG品1が、バスバー4を介して接続されている。
A plurality of
図2は、図1の半導体装置101を上方から見た図であり、ケース3内に複数備えられたPKG品1が、バスバー4を介して互いに接続され、ケース3に備えられた入出力端子5と、PKG品1の端子2とが接続されていることが分かる。
FIG. 2 is a view of the
図3は、図1、2に示す半導体装置101の断面図である。図3は、図1、2において図示を省略していた構成要素も加えられた、詳細な断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
半導体装置101は、半導体素子等が樹脂にて封止されたパッケージ部品としてのPKG品1と、複数のPKG品1を内部に挿入して組立体を形成するケース3と、各々のPKG品1を接続する際に介在するケース3のバスバー4、PKG品1の端子2とを備える。
The
半導体装置101はさらに以下に説明する構成を備える。尚、以下の説明にて示す各部の寸法は、一例であり、記載の寸法に限定するものではない。
The
半導体装置101のケース3は、平面方向の一辺が60〜400mm、高さが50〜70mm程度で、面積が60〜400mmの冷却器6の上面に接着されている。ケース3には底面はなく、冷却器6がケース3と接着することで、底面が形成される。
The
ケース3は、銅を主成分とし、厚さが0.6〜2.5mmの導体金属を、PPS(Poly Phenylene Sulfide)、PBT(Poly Butylene Terephthalate)をはじめとした熱可塑性樹脂で一体成型したものである。導体金属の一部がバスバー4、入出力端子5として樹脂から露出している。このバスバー4、入出力端子5は、それぞれ配線接続される。入出力端子5は、バッテリー等の電源やモータ駆動機、発電機に接続される。
ケース3の下方に位置する冷却器6は、主にアルミから成り立っており、空冷もしくは水冷式によりPKG品1の内部に搭載された半導体素子を冷却させる。冷却器6上において、ケース3は接着剤で接着され固定されている。
The
前述のように、複数個(図1では14個)のPKG品1がケース3内に組み込まれている。PKG品1には、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、FwDi(Free Wheeling Diode)といった半導体素子が備えられる。
As described above, a plurality (14 in FIG. 1) of
このような半導体素子は、放熱性を有した回路基板上に、Snをはじめとした金属接合材料もしくは熱伝導率20〜90W/mkのAgペースト、ナノペースト状の175℃以上の耐久性を有する導電性接着剤材料等により接合されている。また、半導体素子および回路基板上は、アルミ等によりワイヤボンディング、Snをはじめとした金属接合材料により、PKG品1に実装されている。
Such a semiconductor element has a durability of 175 ° C. or more in the form of a metal bonding material such as Sn or an Ag paste having a thermal conductivity of 20 to 90 W / mk or a nanopaste on a circuit board having heat dissipation properties. Bonded by a conductive adhesive material or the like. Further, the semiconductor element and the circuit board are mounted on the
そしてPPS、PBTまたはエポキシといった樹脂でPKG品1を一体成型し、PKG品1内の配線部である、主に銅から成り立っている端子2を露出させる。尚、本実施の形態1では、半導体素子をIGBT、FwDiとしたが、用途に応じてMOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)等を用いても構わない。
Then, the
PKG品1内に搭載されている半導体素子数も用途に応じて搭載している。したがって、PKG品1のサイズは、半導体素子の仕様(サイズ、個数)に対応しており、一辺20〜80mmである。
The number of semiconductor elements mounted in the
PKG品1は、放熱グリス剤7を介して冷却器6に取り付けられている。放熱グリス剤7は、1.1〜5W/mk程度の放熱性があり、PKG品1内に搭載された半導体素子で発生した熱が、放熱性を有した回路基板、放熱グリス剤7を介して冷却器6に放熱される。こうすることにより、半導体素子の特性を十分に引き出すことができる。
The PKG
コンデンサ、ICや保護回路等を有した制御基板8が、PKG品1の上面に搭載され、PKG品1の信号端子と配線接続される(図示は省略)。図1〜3には示していないが、ケース3内はエポキシ等の樹脂で封止してかまわない。また制御基板8のさらに上方で、ねじ締めで蓋をしてもかまわない。
A
半導体製品の通電電流は45〜400Aであり、定格電圧としては600〜1500Vである。主に入力電圧を昇圧するコンバータ、モータの回生エネルギーの回収、モータ制御を実施する機能を保有している。 The energization current of the semiconductor product is 45 to 400 A, and the rated voltage is 600 to 1500 V. It has a converter that boosts the input voltage, a function to recover motor regenerative energy, and motor control.
PKG品1の端子2は、半導体素子の各電極と接続されており、幅が3〜20mm、厚さが0.5〜2.0mm程度である。PKG品1の側面から露出し、フォーミングされ曲折し、長さ3〜10mm程度が上方向に向き、端子2の先端付近でバスバー4と接触するように、上広がりに延在する。
The
端子2は、PKG品1の側面から水平方向に延び、略鉛直上方向に曲折し誘導される形状である。このとき、鉛直上方向に曲折するよりも浅い角度で、上方に誘導されるように形成されるため、端子2の端部は互いから離れる方向に広がり(上広がり)、それぞれが接するバスバー4側方向に寄りかかるような形状となる。すなわち端子2の曲折角度は90度より小さい。
The
このように形成することにより、PKG品1の端子2は、それぞれが接するバスバー4から反力を受ける。バスバー4は、端子2に対し側方から接する。本実施の形態1では、端子2の曲折角度は75〜90度未満とした。なお、端子2の厚みより、バスバー4の厚みを若干大きくし、剛性に差をつけた。
By forming in this way, the
端子2の曲折角度と反力との関係を図4に示す。図4において、横軸が端子2の曲折角度、縦軸がそのとき端子2が受ける反力である。本実施の形態1では、80N以下の反力を受ける曲折角度に設定した(すなわち、75°以上の曲折角度)。曲折角度75°以下で端子2を曲げても反力の大きさは大きくは変わらず、反力による接触向上の効果に差は少ないと考えられるからである。このバスバー4からの反力により、端子2とバスバー4とは接触し、導通し、半導体装置101内の配線接続は容易に実現することができる。このとき、端子2とバスバー4の抵抗値は、0.1Ω以下である。
FIG. 4 shows the relationship between the bending angle of the
また端子2が上広がりの形状であるのでバスバー4に接触しながらPKG品1を搭載することができ、その作業が容易となる。さらに図3に示すように、端子2がPKG品1中心に対し対称位置にある場合、すなわち、1対の端子2がPKG品1の向かい合う側面において、互いに対応する位置に配置される場合は、端子2はPKG品1の中心方向に向かって略対称方向の反力を受けるので、PKG品1の冷却器6上の位置、配置が、この反力をガイドにして容易に固定することができる。よって、従来必要であったPKG品1の位置決め構造、治具は不要になるという効果がある。
Further, since the
端子2、バスバー4の各先端が接触している個所を溶接することによって(溶接部11)、半導体装置101内の配線接続がさらに安定し、一定以上の接合強度を確保した配線接続を得ることができる。溶接手法としては、TIGをはじめとしたアーク放電を用いた溶接接合、もしくは局所加熱可能なレーザ発生電源を用いたレーザ溶接、もしくは電子ビームを用いた溶接を適用させることができる。
By welding the portions where the tips of the
通常、上記に挙げた溶接手法は、すべての接合個所に電位印加が必要であったり、また接合個所に隙間があると接合不良が発生しやすい。しかしながら、本実施の形態1においては、端子2、バスバー4は、反力を受けながら接触し、導通しているので、クランプ等の溶接専用治具を用いて個々の接合個所に電位を与える必要はない。つまり、半導体装置101の入出力端子5のうち必要な個所のみにケーブル等にて配線し電位を与えれば、容易に溶接することができる。また、電位が与えられていないことにより溶接不可となることを回避できる(リードタイムの向上となる)。
In general, the welding methods listed above require potential application at all joints, and if there are gaps at the joints, poor joints are likely to occur. However, in the first embodiment, the
端子2、バスバー4は、接合個所である端部で接触しているので、端子2、バスバー4のうち厚みの小さいほう(本実施の形態1では端子2)の、その厚みの1/2以下に、端子2とバスバー4との隙間(GAP間)を抑制することができるので、隙間を原因として発生する分岐形状(接合個所が、一つの接合形状ではなく、二つの接合形状となり、端子2とバスバー4とが適切に接合されていない、もしくは一部だけが接合している溶接不良モードを生じる形状)の発生を抑制することができる。
Since the
PKG品1の端子2がバスバー4と接触しない場合は、ケース3と直接接触することになる(図3参照)。PKG品1を冷却器6上に搭載するとき、バスバー4と接触しない端子2が最初に接するケース3の側面をテーパー形状3aにする。こうすることにより、このテーパー形状3aがPKG品1を搭載する際のガイドとなり、その搭載性が容易となり、しいてはPKG品1搭載時に発生しやすい樹脂製ケースの割れ、欠けを抑制することができる。
When the
<A−2.製造方法>
半導体装置101の製造工程として、順に記す。バスバー4と一体成型するケース3を製作し、その後、ケース3と大キャストもしくはろう付けで製作された冷却器6を、接着剤で固定する(本実施の形態1では、冷却器6)。
<A-2. Manufacturing method>
The manufacturing process of the
次に、冷却器6上の間に放熱グリス剤7塗布、印刷し、PKG品1を冷却器6上面の放熱グリス剤7を塗布した位置に鉛直方向に下降させる。その際、PKG品1は、吸着され推力を持った装置にて変位・荷重制御をしながら押し込まれる。
Next, the heat dissipating
PKG品1には端子2が設けられており、冷却器6上に搭載される際、その端子2が、ケース3に設けられているバスバー4またはケース側面と接触する。1対の端子2が、バスバー4側またはケース側面に寄りかかるように、すなわち上広がりに設けられているため、端子2はバスバー4またはケース側面から反力を受ける。
The
次に、互いが反力を受け接している端子2およびバスバー4の先端に溶接を実施し(図の溶接部11)、最後に制御基板8をケース3上方にて配置、はんだ付けし、蓋をねじ止めする(図示せず)。なお、端子2およびバスバー4の接合は溶接せずに、加圧接合してもかまわない。
Next, welding is performed on the ends of the
このように、本実施の形態1における半導体装置101の製造方法では、半導体素子を直接実装するわけではないので、容易に半導体装置を製造することができる。また半導体装置101は、複数のPKG品1から構成されているので、製造工程もしくは製品としての使用中に、何らかの原因により半導体素子に不具合が発生しても、不具合個所のみ、つまり不具合が発生したPKG品1のみ交換、リペアすればよい。これは、従来製品ごと廃棄していたことを鑑みればコスト上大いにメリットがある。
As described above, in the method for manufacturing the
<A−3.効果>
本発明にかかる実施の形態1によれば、半導体装置において、半導体素子を封止してなるパッケージ部品としてのPKG品1と、PKG品1を挿入して組立体を形成するケース3とを備え、PKG品1は、その側面から上方へ延在する端子2を備え、ケース3は、上方へ延在する端子2に対し側方から接するバスバー4を備え、端子2は、上広がりに延在することで、端子2およびケース3の配線部としてのバスバー4両者の接触を確保でき、溶接不良モードの発生を抑制できるので、生産性に優れた高品質、高信頼性の高寿命化された配線接続を得るとともに、しいては半導体装置の高信頼性を実現することが可能となる。また、配線接続も容易になる。
<A-3. Effect>
According to the first embodiment of the present invention, a semiconductor device includes a
また、本発明にかかる実施の形態1によれば、半導体装置において、端子2とバスバー4とは溶接されることで、配線接続がさらに安定し、信頼性に優れた半導体装置を得ることができる。
In addition, according to the first embodiment of the present invention, in the semiconductor device, the
また、本発明にかかる実施の形態1によれば、半導体装置において、端子2は、複数備えられ、複数の端子2は、PKG品1の向かい合う側面において互いに対応する位置に備えられることで、バスバー4から略対称方向の反力を受け、その反力をガイドにして容易にPKG品1を位置決めし、搭載することができる。
Also, according to the first embodiment of the present invention, in the semiconductor device, a plurality of
また、本発明にかかる実施の形態1によれば、半導体装置において、ケース3の側面は、テーパー形状3aを有することで、PKG品1の挿入の際、バスバー4に接触しない端子2が、ケース3の側面を損傷させること、または端子2が損傷を受ける等の不具合を抑制することができる。また、PKG品1の挿入が容易になる。
Further, according to the first embodiment of the present invention, in the semiconductor device, the side surface of the
<B.実施の形態2>
<B−1.構成>
図5に、本発明の実施の形態2に係る半導体装置102の断面図を示す。半導体装置102は、半導体素子が樹脂にて封止されたPKG品1と、バスバー4と一体成型されたケース3と、冷却器6とを備える。その他実施の形態1と同様の符号を付けた構成要素については、実施の形態1と同様であるので、詳細な説明を省略する。
<B. Second Embodiment>
<B-1. Configuration>
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the
PKG品1の端子20は、PKG品1の側面から水平方向に延び、略鉛直上方向に曲折し誘導される形状である。このとき、鉛直上方向に曲折するよりも浅い角度で、上方に誘導されるように形成されるため、端子20の端部は互いから離れる方向に広がり(上広がり)、それぞれが接するバスバー4側方向に寄りかかるような形状となる。また、その曲折個所から先端にかけて、鉛直方向に向かうように、すなわち1対の端子20のバスバー4との接触部が、バスバー4と平行になるような曲折形状となっている。
The terminal 20 of the
このように形成することにより、端子20およびバスバー4の端部における接触面積が大きくなるので、十分な接合強度を確保できるように接合サイズを大きくすることができる。また、溶接手法により配線接続すると、この溶接による接合部に加えて、接合部根元付近においても端子20とバスバー4とが接することになるので、高品質、高寿命な配線接続となりうる。しいては、半導体装置の高品質、高寿命になることから、特に車載対応の半導体装置に適している。
By forming in this way, the contact area at the end of the terminal 20 and the
また、PKG品1を冷却器6上に搭載するとき、搭載当初からスムーズな挿入、組立が可能である。なお、端子20およびバスバー4が、同一形状でもかまわない。
Further, when the
<B−2.効果>
本発明にかかる実施の形態2によれば、半導体装置において、端子20は、バスバー4との接触部をバスバー4と平行にするための曲折部を有することで、端子20とバスバー4との接触面積が大きくなり、より高品質、高寿命な配線接続を実現することができる。
<B-2. Effect>
According to the second embodiment of the present invention, in the semiconductor device, the terminal 20 has a bent portion for making the contact portion with the
<C.実施の形態3>
<C−1.構成>
図6に、本発明の実施の形態3に係る半導体装置103の断面図を示す。半導体装置103は、半導体素子が樹脂にて封止されたPKG品1と、バスバー4と一体成型されたケース3と、冷却器6とを備える。その他実施の形態1と同様の符号を付けた構成要素については、実施の形態1と同様であるので、詳細な説明を省略する。
<
<C-1. Configuration>
FIG. 6 shows a cross-sectional view of the
PKG品1の端子21は、PKG品1の側面から水平方向に延び、略鉛直上方向に曲折し誘導される形状である。このとき、鉛直上方向に曲折するよりも浅い角度で、上方に誘導されるように形成されるため、端子21の端部は互いから離れる方向に広がり(上広がり)、それぞれが接するバスバー4側方向に寄りかかるような形状となる。さらに、端子21とバスバー4とが接する部分(接触部)において凸形状(凸部)となっている。
The terminal 21 of the
端子21の先端を接触するバスバー4側に凸形状(凸部)とすることで、端子21とバスバー4とを容易に接触させ、導通させることができる。
By forming a convex shape (convex portion) on the side of the
さらにPKG品1を冷却器6上に搭載したあと、PKG品1の上面にばね10を介して押さえ板9を配置してもよく、これによって全PKG品1を押さえ込む。こうすることによって、端子21とバスバー4との接触部が安定し、PKG品1が上向きの力を受けてもPKG品1の放熱能力を変わらず保持することができる。なお、ばね10および押さえ板9は、実施の形態1、2において備えることも可能である。
Further, after the
なお、凸部を設けた端子21を備える場合、端子21は、凸形状の頂点がバスバー4に接触し反力を受けるような曲折角度を備えればよい。
In addition, when providing the terminal 21 which provided the convex part, the terminal 21 should just be provided with the bending angle which a convex-shaped vertex contacts the bus-
<C−2.効果>
本発明にかかる実施の形態3によれば、半導体装置において、端子21は、バスバー4との接触部に凸部を有することで、端子21とバスバー4とを容易に接続させ、信頼性の高い配線接続を実現できる。また、加工も容易となる。
<C-2. Effect>
According to the third embodiment of the present invention, in the semiconductor device, the terminal 21 has the convex portion at the contact portion with the
<D.実施の形態4>
<D−1.構成>
図7に、本発明の実施の形態4に係る半導体装置104の断面図を示す。半導体装置102は、半導体素子が樹脂にて封止されたPKG品1と、バスバー40と一体成型されたケース3と、冷却器6とを備える。その他実施の形態1と同様の符号を付けた構成要素については、実施の形態1と同様であるので、詳細な説明を省略する。
<
<D-1. Configuration>
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
端子22は、PKG品1の側面から略鉛直上方向に延びる。このとき、鉛直方向よりもバスバー40側に傾いて、すなわち端子22の端部は互いに離れる方向に広がり(上広がり)、それぞれが接するバスバー40側方向に寄りかかるような形状となる。さらにその先端が、1対の端子22の互いに向き合う方向(内方向)に向かうR形状である。同様にバスバー40も、略鉛直上方向に、端子22側に傾いて延びるように形成される。端子22とバスバー40は、それぞれそのR形状をした先端個所で接触し、導通している。
The terminal 22 extends substantially vertically upward from the side surface of the
端子22およびバスバー40の接触する部分は、それぞれを金型でリードカットしフォーミングする際、ダレ面が生じるのでそれを活用してかまわない。ただし、そのダレ面の方向は互いに反する方向とする必要がある。
The portions where the
このように形成することにより、端子22とバスバー40とを容易に接触させることができ、製造工程も、端子22とバスバー40とを接触させるための新たな工程は不要となり安価である。なお端子22およびバスバー40の厚みは同一でもかまわない。
By forming in this way, the terminal 22 and the
またR形状の部分があるため、溶接接合サイズは大きくなり十分な接合強度の接合部を得ることができる。なお端子22およびバスバー40の先端を溶接しなくてもかまわない。
In addition, since there is an R-shaped portion, the weld joint size is increased, and a joint portion having sufficient joint strength can be obtained. The
なお、図7においてはケース3の側面には実施の形態1〜3のようなテーパー形状3aは示されていないが、同様に備えられていてもよい。
In FIG. 7, the side surface of the
<D−2.効果>
本発明にかかる実施の形態4によれば、半導体装置において、端子22の先端は、内方向に向かうR形状部を有することで、端子22とバスバー40とを容易に接触させることができる。また、端子22は金型でフォーミング、カットされるので、そのダレ面をも活用することができ、端子22とバスバー40とが接するための工程が不要となる。
<D-2. Effect>
According to the fourth embodiment of the present invention, in the semiconductor device, the tip of the terminal 22 has the R-shaped portion directed inward, so that the terminal 22 and the
また、本発明にかかる実施の形態4によれば、半導体装置において、バスバー40は、端子22と同様の形状であることで、端子22とバスバー40とを容易に接触させることができる。また、より大きな反力を受け、導通を確保することができる。さらにPKG品1の固定も安定化する。
In addition, according to the fourth embodiment of the present invention, in the semiconductor device, the
1 PKG品、2,20,21,22 端子、3 ケース、3a テーパー形状、4,40 バスバー、5 入出力端子、6 冷却器、7 放熱グリス剤、8 制御基板、9 押さえ板、10 ばね、11 溶接部、101,102,103,104 半導体装置。 1 PKG product, 2, 20, 21, 22 terminal, 3 case, 3a taper shape, 4,40 bus bar, 5 input / output terminal, 6 cooler, 7 heat dissipating grease agent, 8 control board, 9 holding plate, 10 spring, 11 Welded part, 101, 102, 103, 104 Semiconductor device.
Claims (7)
前記パッケージ部品を挿入して組立体を形成するケースとを備え、
前記パッケージ部品は、その側面から上方へ延在する端子を備え、
前記ケースは、上方へ延在する前記端子に対し側方から接し、かつ、前記端子と溶接されたバスバーを備え、
前記端子は、上広がりに延在し、
前記端子は、前記バスバーとの接触部を前記バスバーと平行にするための曲折部を有する、
半導体装置。 A package component formed by sealing a semiconductor element;
A case for inserting the package component to form an assembly;
The package component includes a terminal extending upward from a side surface thereof,
The case includes a bus bar that is in contact with the terminal extending upward from the side and welded to the terminal ,
The terminal extends upward;
The terminal has a bent portion for making a contact portion with the bus bar parallel to the bus bar.
Semiconductor device.
前記複数の端子は、前記パッケージ部品の向かい合う側面において互いに対応する位置に備えられる、
請求項1に記載の半導体装置。 A plurality of the terminals are provided,
The plurality of terminals are provided at positions corresponding to each other on opposite side surfaces of the package component.
The semiconductor device according to claim 1.
請求項2に記載の半導体装置。 The bus bar has the same shape as the terminal .
The semiconductor device according to claim 2 .
請求項1〜3のいずれかに記載の半導体装置。 The side surface of the case has a tapered shape ,
The semiconductor device according to claim 1.
前記パッケージ部品を挿入して組立体を形成するケースとを備え、
前記パッケージ部品は、その側面から上方へ延在する端子を備え、
前記ケースは、上方へ延在する前記端子に対し側方から接し、かつ、前記端子と溶接されたバスバーを備え、
前記端子は、上広がりに延在し、前記バスバーとの接触部に凸部を有する、
半導体装置。 A package component formed by sealing a semiconductor element;
A case for inserting the package component to form an assembly;
The package component includes a terminal extending upward from a side surface thereof,
The case includes a bus bar that is in contact with the terminal extending upward from the side and welded to the terminal,
The terminal extends upward and has a convex portion at a contact portion with the bus bar .
Semiconductor device.
前記パッケージ部品を挿入して組立体を形成するケースとを備え、
前記パッケージ部品は、その側面から上方へ延在する端子を備え、
前記ケースは、上方へ延在する前記端子に対し側方から接し、かつ、前記端子と溶接されたバスバーを備え、
前記端子は、上広がりに延在し、
前記端子の先端は、内方向に向かうR形状部を有する、
半導体装置。 A package component formed by sealing a semiconductor element;
A case for inserting the package component to form an assembly;
The package component includes a terminal extending upward from a side surface thereof,
The case includes a bus bar that is in contact with the terminal extending upward from the side and welded to the terminal,
The terminal extends upward;
The tip of the terminal has an R-shaped portion that faces inward .
Semiconductor device.
前記パッケージ部品を挿入して組立体を形成するケースとを備え、
前記パッケージ部品は、その側面から上方へ延在する端子を備え、
前記ケースは、上方へ延在する前記端子に対し側方から接し、かつ、前記端子と溶接されたバスバーを備え、
前記端子は、上広がりに延在し、
前記端子は、複数備えられ、
前記複数の端子は、前記パッケージ部品の向かい合う側面において互いに対応する位置に備えられ、
前記バスバーは、前記端子と同様の形状である、
半導体装置。 A package component formed by sealing a semiconductor element;
A case for inserting the package component to form an assembly;
The package component includes a terminal extending upward from a side surface thereof,
The case includes a bus bar that is in contact with the terminal extending upward from the side and welded to the terminal ,
The terminal extends upward;
A plurality of the terminals are provided,
The plurality of terminals are provided at positions corresponding to each other on opposite side surfaces of the package component,
The bus bar has the same shape as the terminal .
Semiconductor device.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010138068A JP5213919B2 (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Semiconductor device |
DE201110076130 DE102011076130A1 (en) | 2010-06-17 | 2011-05-19 | Semiconductor device for recovering regenerative energy of motor in vehicle, has housing comprising bus bar in contact with terminal and upwardly extended from housing side, where terminal is upwardly extended |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010138068A JP5213919B2 (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012004346A JP2012004346A (en) | 2012-01-05 |
JP5213919B2 true JP5213919B2 (en) | 2013-06-19 |
Family
ID=45091373
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010138068A Active JP5213919B2 (en) | 2010-06-17 | 2010-06-17 | Semiconductor device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5213919B2 (en) |
DE (1) | DE102011076130A1 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104303299B (en) | 2012-05-15 | 2017-05-10 | 松下知识产权经营株式会社 | Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device |
JP6171586B2 (en) | 2013-06-04 | 2017-08-02 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device |
US9196510B2 (en) | 2013-11-12 | 2015-11-24 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor package comprising two semiconductor modules and laterally extending connectors |
JP2016178717A (en) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 愛三工業株式会社 | Electronic control device and manufacturing method thereof |
JP6800121B2 (en) * | 2017-09-21 | 2020-12-16 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor devices and power converters |
JP6937729B2 (en) | 2018-09-06 | 2021-09-22 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor device, power conversion device and manufacturing method of semiconductor device |
JP2020155297A (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 日本電産モビリティ株式会社 | Terminal connection structure and electronic device |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3482183B2 (en) | 2000-10-30 | 2003-12-22 | Tdk株式会社 | Electronic component mounting structure |
JP2005294252A (en) * | 2004-03-10 | 2005-10-20 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | Electronic circuit device |
JP4111346B2 (en) * | 2005-04-15 | 2008-07-02 | 東海興業株式会社 | Bus bar, electrical component case, electrical component mounting method, and terminal connection structure |
JP2009099352A (en) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Mitsubishi Electric Corp | Electronic circuit device and its manufacturing method |
JP4981848B2 (en) * | 2009-06-02 | 2012-07-25 | 三菱電機株式会社 | Power converter and manufacturing method thereof |
-
2010
- 2010-06-17 JP JP2010138068A patent/JP5213919B2/en active Active
-
2011
- 2011-05-19 DE DE201110076130 patent/DE102011076130A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102011076130A1 (en) | 2011-12-22 |
JP2012004346A (en) | 2012-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5213919B2 (en) | Semiconductor device | |
JP6979864B2 (en) | Power semiconductor devices and their manufacturing methods | |
JP5279632B2 (en) | Semiconductor module | |
US8659147B2 (en) | Power semiconductor circuit device and method for manufacturing the same | |
US9673118B2 (en) | Power module and method of manufacturing power module | |
US8610263B2 (en) | Semiconductor device module | |
JP2007035670A (en) | Semiconductor device | |
JP5659938B2 (en) | Semiconductor unit and semiconductor device using the same | |
JP5821949B2 (en) | SEMICONDUCTOR DEVICE, INVERTER DEVICE HAVING THE SAME, AND VEHICLE ROTARY ELECTRIC DEVICE HAVING THE SAME | |
JP6308300B2 (en) | Semiconductor device | |
WO2013118422A1 (en) | Semiconductor device | |
JP7100569B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor modules, power converters and semiconductor modules | |
JP6331294B2 (en) | Semiconductor device | |
US10615131B2 (en) | Semiconductor device with high quality and reliability wiring connection, and method for manufacturing the same | |
US20150262917A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
CN110771027B (en) | Power semiconductor device and power conversion device using the same | |
JP5869285B2 (en) | Semiconductor device | |
WO2018151010A1 (en) | Semiconductor device | |
JP4883684B2 (en) | Method for manufacturing insulated high power semiconductor device | |
JP6407300B2 (en) | Semiconductor module and conductive member for semiconductor module | |
JP6276721B2 (en) | Power module | |
JP6787118B2 (en) | Manufacturing methods for semiconductor devices, power converters, lead frames, and semiconductor devices | |
JP5100674B2 (en) | Inverter device | |
JP2018073923A (en) | Power semiconductor device, method of manufacturing the same, and power conversion device | |
US20150221621A1 (en) | Semiconductor module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120521 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120817 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120828 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121012 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121106 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130129 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130226 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5213919 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160308 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |