JPH0531248U - 樹脂封止型電力半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型電力半導体装置

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JPH0531248U
JPH0531248U JP078608U JP7860891U JPH0531248U JP H0531248 U JPH0531248 U JP H0531248U JP 078608 U JP078608 U JP 078608U JP 7860891 U JP7860891 U JP 7860891U JP H0531248 U JPH0531248 U JP H0531248U
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂封止型電力半導体装置の放熱性、強度の
向上と製造工程の簡略化を図る。 【構成】 外枠ケース及び放熱板を、深しぼり加工（Ａ
部）を施し、さらにつば部分に折り曲げ加工（Ｂ部）を
施した一枚の金属板からなる一体構造としてなることを
特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は電力半導体装置に関し、更に詳しくは放熱板及び外枠ケースを一体化 した電力半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術について、図４及び図５を参照して説明する。図４は従来例による 樹脂封止型の電力半導体装置（以下、単に電力半導体装置と記す）の縦断面図、 図５は同じく放熱フィンを取り付けた電力半導体装置の側面図である。
【０００３】 従来の電力半導体装置は、図４に示すように、セラミック基板１上のマウント に電力半導体素子２をハンダ３によって接合、搭載し、アルミワイヤーリード線 ４でパターン配線を行う。次に外部入出力端子５を、セラミック基板１上のマウ ントにハンダ付け接合を行う。次に、上記作業完品を、金属放熱板６に搭載し、 次に上部の開口した外枠ケース７を、セットし、周辺部を囲む。その後外枠ケー ス上部開口部より電力半導体素子２を保護するための、シリコンゲル８を注入、 熱硬化させ、最後に半導体装置内部を外気より遮断するためにエポキシ樹脂９を 注入、熱硬化させる。
【０００４】 この後金属放熱板６の下部に空冷用放熱フィン１０を配置し、両者をビスどめ 穴１１を介してビス１２によりビス留めする。
【０００５】 以上の様にして図５に示すような電力半導体装置が得られる。
【０００６】
【考案が解決しようとする課題】
ところで、従来の半導体装置の外枠ケース材料には、ＰＥＴ（ポリエチレン・ テレフタレート樹脂）ＰＢＴ（ポリエチレン・テレフタレート樹脂）、ＰＰＳ（ ポリフェニレン・サルファイド樹脂）、等の高耐熱性のものが使用されているが 、なお充分な耐熱性が、確保されておらず、生産工程での細かな温度管理が必要 であった。
【０００７】 又、外枠ケース接着工程が、他の工程（電力半導体素子２とセラミック基板１ との接合工程、セラミック基板１と放熱板との接合工程、等）と耐熱性の関係上 同一工程で出来ない、もしくは、やりにくいといった問題があった。
【０００８】 さらに、樹脂を使用した外枠ケースはその物理的強度に問題があり電力半導体 素子２動作時の発熱による膨張、収縮により、破断することもある。
【０００９】 また、電力半導体素子２の動作時に発生する熱の放熱は、放熱板のみからしか 行なわれず、後ずけで、前述したような大型の空冷用放熱フィン１０の取付けが 必要であった。
【００１０】 そこで本考案の目的は、外枠ケース部が高耐熱性と高い物理的強度を有し、ま た優れた放熱性を有する電力半導体装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本考案は、外枠ケースの下部に放熱板を設けた樹脂 封止型電力半導体装置において、前記外枠ケース及び前記放熱板を、深しぼり加 工を施した金属板からなる一体構造としてなることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
外枠ケース及び放熱板を、深しぼり加工を施した金属板からなる一体構造とし ているので、放熱板面積が拡大されることになり、従来より放熱性を格段に向上 でき、電力損失の大幅な減少を図れ、また放熱フィンが不要となる。また、放熱 フィンを後付けする場合でも放熱フィンの形状を小型化できる。
【００１３】 さらに、全体の強度を向上できるとともに、電力半導体装置内部の熱分布を均 一化できるので電力半導体装置への熱応力及び機械的な歪みを低減でき信頼性を 向上できる。
【００１４】 しかも外枠ケース部が金属であることから、従来の樹脂材を使用した際のよう な生産工程での細かな温度管理が必要でなくなった。
【００１５】 また従来のような外枠ケース取り付け工程が削除できるので製造工程の簡略化 、コストダウンを図れる。
【００１６】
【実施例】
本考案の一実施例について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００１７】 図１（ａ）及び（ｂ）は本実施例による樹脂封止型電力半導体装置（以下、単 に電力半導体装置と記す）の放熱板一体型金属外枠ケースの加工工程図（部分断 面図）、図２は同じく電力半導体装置の縦断面図、図３は同じく電力半導体装置 の側面図である。
【００１８】 なお、図４及び図５に示す従来例と同一機能部分には同一記号を付している。 図１（ａ）に示すように、まず、厚みが１ｍｍ前後の金属放熱板（アルミ板に ニッケルメッキ品、銅板、ｅｔｃ）に深絞り加工を行い（Ａ部）、次に、図１（ ｂ）のごとく深絞り品つば部（Ｂ部）を再度折り返し曲げ加工を行い、本考案の 放熱板一体型金属外枠ケース１３を得る。
【００１９】 なお、図１（ａ）及び（ｂ）は部分断面図であり、全体としては、上部が開口 した筺体が形成されるように加工する。
【００２０】 次に、図２に示すようにセラミック基板１のマウントへ電力半導体素子２を半 田３で金属接合を行い、次に電力半導体素子２の内部電極を入出力するためにア ルミワイヤーリード線４でセラミック基板１の回路パターン上にワイヤーボンド を行う。次にセラミック基板１上の電極を、外部に入出力をおこなうために、タ ブ端子５を半田３で金属接合を行う。次に上記工程完品を、図１（ｂ）に示す放 熱板一体型金属外枠ケース１３の上部開口部より挿入、半田３にて半田付け固定 する。次に電力半導体素子２の表面保護及び、アルミワイヤーリード線４、セラ ミック基板１上の電極の腐食防止の為に、シリコーンゲル剤８を、注入、熱硬化 を行う。
【００２１】 そして最後に電力半導体装置の内部と外部とを、遮断するためにエポキシ樹脂 ９を、注入、熱硬化をおこなうために行い、本実施例の電力半導体装置を得る。 以上のように、本実施例の電力半導体装置においては、金属放熱板と外枠ケー スとを一体化構造にすることにより、放熱板面積が拡大されるため、ケース内部 の電力半導体素子２の動作時に発生する熱をより効率的に、放熱することが可能 となり、電力半導体素子動作時の電力損失を、減少させることが可能となる。
【００２２】 又、先に述べているように放熱板面積が拡大されているため、半導体装置に後 付けされる空冷用放熱フィン１０の小型設計が可能となるか若しくは、不要とな る。
【００２３】 さらに、半導体装置の上部開口部以外が金属で構成されているため、全体の強 度アップがはかれるほか、半導体装置内部の熱分布が従来の樹脂を使用した外枠 品に比べ格段均一化され、熱応力により、電力半導体素子２に加わる歪みは、従 来の１／２以下に低減され、より信頼性の向上がはかれる。
【００２４】 しかも、外枠ケース材利用にＰＥＴ，ＰＢＴ，ＰＰＳ等の樹脂材を使用せず、 金属材料になったため、生産工程での細かな温度管理が必要でなくなった。また 従来不可能であった電力半導体素子２とセラミック基板１、セラミック基板１と タブ端子５、セラミック基板１と外枠ケース、外枠ケースと放熱板との接着工程 が、本実施例の放熱板一体型金属外枠ケース１３を、使うことにより同一作業工 程で処理が可能となり製造工程の簡素化が、はかれる上、外枠ケース取り付け工 程を削除できるなど、製造工程の簡素化、並びにコスト低減が図れる。
【００２５】 図３は本考案の電力半導体装置において、より放熱を必要とした場合に空冷用 放熱フィン１４を取り付けた状態を示す側面図である。
【００２６】 この場合、図５に示す従来例の空冷用放熱フィン１０よりも小型、薄型の空冷 用放熱フィン１４で充分な放熱性を確保できる。
【００２７】
【考案の効果】
以上説明したように本考案によれば、放熱板と外枠ケースとが金属板による一 体化構造となっているので、放熱板の放熱面積が拡大され、効率的な放熱ができ 電力損失の大幅な低減を図れる。
【００２８】 また、従来不可欠であった空冷用放熱フィンが不要となるか、小型化が図れる 。
【００２９】 さらに、半導体装置全体の強度アップを図れ、電力半導体素子に加わる歪みを 低減でき高信頼性が得られる。
【００３０】 しかも、製造工程を簡略化できるのでコストダウンもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本考案の一実施例による樹
脂封止型電力半導体装置の放熱板一体型金属外枠ケース
の加工工程図である。
【図２】本考案の一実施例による樹脂封止型電力半導体
装置の縦断面図である。
【図３】本考案の他の実施例による樹脂封止型電力半導
体装置の側面図である。
【図４】従来例による樹脂封止型電力半導体装置の縦断
面図である。
【図５】従来例による樹脂封止型電力半導体装置の側面
図である。
【符号の説明】
１３ 外枠ケース（放熱板と一体） Ａ 深しぼり部

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外枠ケースの下部に放熱板を設けた樹脂
    封止型電力半導体装置において、 前記外枠ケース及び前記放熱板を、深しぼり加工を施し
    た金属板からなる一体構造としてなることを特徴とする
    樹脂封止型電力半導体装置。
JP078608U 1991-09-30 1991-09-30 樹脂封止型電力半導体装置 Pending JPH0531248U (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015194023A1 (ja) * 2014-06-20 2017-04-20 株式会社日立製作所 パワーモジュール装置及び電力変換装置
JPWO2015198411A1 (ja) * 2014-06-25 2017-04-20 株式会社日立製作所 パワーモジュール装置、電力変換装置およびパワーモジュール装置の製造方法
JP2019009292A (ja) * 2017-06-26 2019-01-17 新光電気工業株式会社 放熱板及びその製造方法と電子部品装置

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