JP5218442B2 - 電力用半導体装置 - Google Patents
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Description
即ち、本発明の第1態様における電力用半導体装置は、半導体素子が実装される回路パターンを有する基板と、筒状形状であり、上記回路パターンに固定される一端部、及び上記一端部に対向する他端部を有する筒状電極と、上記筒状電極の上記他端部における少なくとも他端を露出させて、上記基板、上記半導体素子、及び上記筒状電極を封止する樹脂筐体と、上記筒状電極の上記他端部に挿入される外部電極であって、上記挿入により、上記他端に当接し又は上記樹脂筐体に当接する張出部を有する外部電極と、を備え、上記外部電極は、板形状の本体部を有し、上記張出部は、上記本体部の板厚方向に直交する板幅方向に上記本体部の両側へ板厚にて延在する突出部と、両側の上記突出部からそれぞれ上記板厚方向で互いに逆向きに延在する支持部とを有する、ことを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態1にかかる電力用半導体装置101の外形図であって、図2に示すI−I方向における電力用半導体装置101の断面が示されている。本実施形態の電力用半導体装置101は、その基本的構成部分として、回路基板4と、筒状電極8と、樹脂筐体1と、外部電極2とを有する。
このような樹脂封止成型後、筒状電極8に外部電極2を圧入することによって電力用半導体装置101が完成する。筒状電極8に外部電極2を圧入した状態では、外部電極2に張出部21の当接面21aは、筒状電極8の他端8cに接触し又は樹脂筐体1の上面1aに接触し、張出部21は上面1aより露出して配置される。
即ち、各外部電極2において、張出部21から先端24までの長さは均一にて作製されている。さらに、上述のように、筒状電極8の他端8cは水平あるいは略水平に設置され、樹脂筐体1の高さは金型で規定される。よって、上記他端8cあるいは樹脂筐体1の上面1aに張出部21を当接させることで、筒状電極8への外部電極2の挿入高さは、全ての外部電極2においてほぼ一定とすることができる。
さらにまた、張出部21は、単に、筒状電極8の他端8cあるいは樹脂筐体1の上面1aに接触するだけでなく、接着などの手段により、他端8cあるいは上面1aに固定されてもよい。
このような変形例においても、上述した効果と同一の効果を奏することができる。
図3は、本発明の実施の形態2にかかる電力用半導体装置102の断面図である。上述した実施の形態1では、複数の外部電極2における各張出部21の間には何の物体も存在していない。これに対して本実施の形態2では、それぞれの張出部21間に、樹脂筐体1による障壁部11を設けた。この点でのみ、本実施の形態2は、実施の形態1における構成と異なり、実施の形態2におけるその他の構成は、実施の形態1の構成に同じである。よって、以下ではこの相違点のみについて説明を行う。
本実施形態では、外部電極2が筒状電極8に挿入されたとき、外部電極2の張出部21の当接面21aは、筒状電極8の他端8c、あるいは、凹部12の底面12a(図3)に接触し、張出部21は底面12aより露出して配置される。
図6は、本発明の実施の形態3にかかる電力用半導体装置103の斜視図である。本実施の形態では、IGBT5及びFWDi6の主電極と接続される外部電極2として、実施の形態1、2におけるピン電極ではなく、一実施例として板幅2mm、板厚1mmの板状のリード端子25を用いる。また、図6に示すように、リード端子25に対応して、樹脂筐体1には、上述の実施の形態2で説明した、凹部12を形成している。本実施の形態3の電力用半導体装置103におけるその他の構成は、上述した実施の形態1,2の電力用半導体装置101,102における構成と同じであり、ここでの説明は省略する。以下には、相違する構成部分であるリード端子25について主に説明を行う。
突出部251は、本体部253の板厚方向254に直交する板幅方向255に沿って、本体部253の軸方向におけるほぼ中央部から本体部253の両側へ突出する部材であり、その厚みは、本実施形態では本体部253の板厚と同じとしている。また、左右の突出部251は、本実施形態では同じ長さにて延在するが異なっても構わない。また、上記軸方向における突出部251の幅サイズは特に規定しない。尚、一実施例として、上記幅サイズは約3mmである。
即ち、例えばリード端子25を外部の回路を構成するプリント基板(図示せず)などに接続する際、及び、上記プリント基板との接続後、リード端子25を有する電力用半導体装置103が温度サイクル環境下に置かれた際には、電力用半導体装置103と上記プリント基板との温度差あるいは熱膨張率差により、リード端子25を変形させる応力が発生する。よって、張出部21として突出部251及び支持部252を有しない、単なる短冊状のリード端子であれば、特に板厚方向254への応力に対してはリード端子自体が撓み、筒状電極8との接続部に応力がかかる。
また、リード端子25を筒状電極8に圧入するときにおいても、板厚方向254へリード端子25が傾き難くなる。よって、リード端子25の角度を気にせずに筒状電極8への設置が完了するため、生産性の向上にも寄与する。
このような効果は、特に図6に示すような、それぞれのリード端子25が同一の板幅方向255に沿って配向されている構成において顕著に発揮される。
図8は、本発明の実施の形態4における電力用半導体装置に備わり、外部電極2の変形例に相当するリード端子26を示している。尚、図8において、左側の図はリード端子26の正面図に相当し、右側の図はリード端子26の側面図に相当する。このようなリード端子26は、上述した実施の形態1から3の電力用半導体装置101〜103における外部電極2又はリード端子25に代えて用いることができる。よって、以下では、リード端子26についてのみ説明を行い、電力用半導体装置におけるその他の構成部分についての説明は省略する。尚、実施の形態3のように、リード端子26は、IGBT5及びFWDi6の主電極と接続される外部電極として使用するのが好ましい。
屈曲部261は、リード端子26における、突出部251及び支持部252と、先端262との間に位置し、リード端子26の板厚方向264に凸となる部分であり、本実施形態では、半円形の円弧形状にてなる。尚、屈曲部261の形状は、円弧状に限定されず、例えばV字、W字、又はS字等の形状であってもよい。
即ち、実施の形態3で述べた通り、電力用半導体装置と外部の回路とを接続すると、使用環境における温度分布や、装置と基板との熱膨張率の差により、リード端子26が変形したり、リード端子26に応力が作用したりする。これに対しては上述したように、リード端子26に備わる突出部251及び支持部252によって、リード端子26と筒状電極8との接続信頼性を向上させることができる。
また、上述した各実施形態における構成を適宜組み合わせて構成することも可能である。
8 筒状電極、11 障壁部、12 凹部、21 張出部、25〜27 リード端子、
101〜103 電力用半導体装置、
251 突出部、252 支持部、261 屈曲部、271 ねじり部。
Claims (5)
- 半導体素子が実装される回路パターンを有する基板と、
筒状形状であり、上記回路パターンに固定される一端部、及び上記一端部に対向する他端部を有する筒状電極と、
上記筒状電極の上記他端部における少なくとも他端を露出させて、上記基板、上記半導体素子、及び上記筒状電極を封止する樹脂筐体と、
上記筒状電極の上記他端部に挿入される外部電極であって、上記挿入により、上記他端に当接し又は上記樹脂筐体に当接する張出部を有する外部電極と、を備え、
上記外部電極は、板形状の本体部を有し、上記張出部は、上記本体部の板厚方向に直交する板幅方向に上記本体部の両側へ板厚にて延在する突出部と、両側の上記突出部からそれぞれ上記板厚方向で互いに逆向きに延在する支持部とを有する、
ことを特徴とする電力用半導体装置。 - 上記筒状電極及び上記外部電極は複数組設けられ、
上記樹脂筐体は、隣接する上記張出部の間に形成される障壁部を有する、請求項1記載の電力用半導体装置。 - 上記障壁部は、上記樹脂筐体において上記張出部に対応して凹部を設けることで形成される、請求項2記載の電力用半導体装置。
- 上記外部電極は、板状形状であり、上記張出部と当該外部電極の先端との間に、当該外
部電極の板厚方向に凸となる屈曲部を有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の電
力用半導体装置。 - 上記外部電極は、板状形状であり、上記張出部と当該外部電極の先端との間に形成され
るねじり部を有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の電力用半導体装置。
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