JPH0328510Y2

JPH0328510Y2 -

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Publication number: JPH0328510Y2
Application number: JP1987151522U
Authority: JP
Priority date: 1987-10-02
Filing date: 1987-10-02
Publication date: 1991-06-19
Also published as: JPS6371548U

Description

【考案の詳細な説明】「技術分野」本考案は、高耐圧半導体装置に適した形状およ
び構造を有する絶縁物封止半導体装置に関する。

「従来技術」第１図〜第５図は従来の樹脂モールド形パワー
トランジスタの１例を示すもので、第１図と第２
図はモールドされた樹脂体のない状態、第３図〜
第５図はモールドされた樹脂体のある状態であ
る。第１図と第３図は平面図、第２図と第４図は
それぞれ第１図と第３図のＡ−Ａ線断面図、第５
図は第３図に対応する正面図である。第１図と第
２図にはモールドされた樹脂体の外形を破線で示
している。

裏面をコレクタ電極とするトランジスタチツプ
１が放熱板２の上に固着されており、放熱板２か
らコレクタリードとなる外部リード３が延びてい
る。外部リード３と並列配置された外部リード
４，５は、それぞれベースリードとエミツタリー
ドであり、トランジスタチツプ１の表面のベース
電極あるいはエミツタ電極との間はそれぞれ内部
リード線６，７で接続されている。トランジスタ
チツプ１は樹脂体８でモールド（封止）されてお
り、外部リード３，４，５は樹脂体８から１平面
上に並列して導出されている。

外部リード３，４，５は樹脂体８からの導出側
が幅広部３ａ，４ａ，５ａとなつており、そこか
ら先端側が幅狭部３ｂ，４ｂ，５ｂとなつてい
る。幅広部３ａ，４ａ，５ａは、外部リードに外
力が加わつてもあるいは加えても樹脂体８からの
導出部近傍で外部リードが変形し難いように補強
するためのものである。幅広部３ａ，４ａ，５ａ
は、それぞれの幅狭部３ｂ，４ｂ，５ｂを樹脂体
８まで延長した部分の両側に張出した形状であ
る。幅狭部３ｂ，４ｂ，５ｂは、実質的に外部へ
の接続端子として使われる部分であり、かなり幅
を狭くしてリード線として必要な柔軟性を持たせ
ている。外部リード４，５の放熱板２に隣接する
部分は、内部リード線６，７を接続するための端
子部４ｃ，５ｃとなつている。

放熱板２には孔９が形成されており、孔９を貫
通するように樹脂体８の一部で取付け孔１０が形
成されている。パワートランジスタを外部放熱体
等にネジ止め等するために必要な取付け孔１０
は、１例として直径3.1mmの大きさが必要である。
そのためには、孔９の周囲に形成される樹脂体８
ａがネジ止めによるしめつけに耐える強度を持つ
厚さとなるように、孔９は直径4.1mm以上の大き
さに形成しておかなければならない。この場合、
孔９を通常行われるように機械的に打抜いて形成
するためには、孔９を形成すべき部分において放
熱板２にかなりの強度が要求される。すなわち、
放熱板２の厚さが0.4〜1.0mmの場合、孔９の中心
から放熱板２の上端までの長さ（第１図のＨ）が
４mm以上必要である。また、放熱板２の端には、
製造過程で多数の放熱板２を並列・一体化してお
くために必要であつた放熱板連結部の残存部１
１，１２が放熱板２の一部として形成されてお
り、樹脂体８から突出している。

ところで、トランジスタチツプ１に高耐圧のも
のを使用したとき、高電圧の印加される２点を樹
脂体８の表面に沿つて結ぶ最短距離、いわゆる沿
面距離が問題となる。すなわち、沿面距離が短い
と、悪条件下の使用では樹脂体８の表面を電流通
路とする絶縁耐圧不良が発生してしまう。したが
つて、耐圧400V以上の製品では、沿面距離を２
mm以上取るのが望ましい。

しかし、上記従来構造では、パワートランジス
タを放熱板２の底面に絶縁シートを介して外部放
熱体にネジ止めした場合でも、孔９の周囲に樹脂
体８ａの表面において、取付け孔１０に差込まれ
たネジと放熱板２の間、すなわち外部放熱体とパ
ワートランジスタのコレクタの間で絶縁耐圧不良
を発生しやすい。樹脂体８ａを厚くしてこの部分
の沿面距離を大きく取ればこの問題は解決する
が、そのためには孔９の径を大きくしなければな
らず、その分第１図のＨが大きくなつて、樹脂体
８の平面サイズが大きくなつてしまう。

「考案の目的および特徴」本考案は、上記従来の欠点を解消して、外部放
熱体との間の沿面距離を大きく取れる絶縁物封止
半導体装置を提供することを目的とする。

本考案は、以下で実施例について説明するよう
に、放熱板の形状とモールドされた絶縁物の形状
に特徴を有する絶縁物封止半導体装置である。

「実施例」第６図〜第１０図は、本考案の１実施例に係る
樹脂モールド形パワートランジスタを示すもの
で、第１図〜第５図の従来構造にそれぞれ対応し
ている。したがつて、同一箇所には同一符号を付
し、その説明を省略する。なお、従来例を含むす
べての断面は実質的に同一箇所であるので、これ
らに共通する形でＡ−Ａ線断面と表示した。

放熱板２は、肉厚部２ａと肉薄部２ｂに２分さ
れている。肉厚部２ａにはトランジスタチツプ１
が固着されている。肉薄部２ｂにはＵ字形状の凹
部１３が形成されている。肉薄部２ｂには凹部１
３の底部と頂部の途中に折曲げ部を有し、この折
曲げ部から放熱板連結部の残存部１１，１２まで
は放熱板の肉厚部２ａのトランジスタチツプ１側
の上方に偏位させられている。放熱板の肉薄部と
同様の薄板状部材で形成されたリード線３，４，
５についても、同様に偏位させられている。放熱
板の肉厚部２ａの底面側には樹脂体８が厚さ１mm
以下（例えば0.5mm）の薄板状に形成されており、
このパワートランジスタを外部放熱体に取りつけ
るときに、この部分に絶縁シートを置く必要がな
い構造としている。この結果、外部リード線３，
４，５と放熱板連結部の残存部１１，１２が樹脂
体８から突出している以外には、このパワートラ
ンジスタの外表面はすべて樹脂体８で覆われてい
る。

放熱板の凹部１３の位置には、樹脂体８の一部
によつて凹部１３を貫通するように取付け孔１０
が形成されている。取付け孔１０は外付けの絶縁
ブツシユをはめ込んだ上でネジ止め等をする必要
のない構造である。また、取付け孔１０の部分を
補強するために、第６図と第８図の平面状態で見
たとき取付け孔１０が凹部１３に完全に収容され
るようになつている。

中央に位置する外部リード３については、幅広
部３ａが幅狭部３ｂを樹脂体８まで延長した部分
の両側に張出している。上側に位置する外部リー
ド４については、幅広部４ａは幅狭部４ｂを樹脂
体８まで延長した部分の上側（外部リード３に対
面する側とは反対側）にのみ張出しており、外部
リード４の下側面は樹脂体８から先端まで直線的
に延びている。このため、外部リード４は直線状
の外部リードと見なせる範囲のものである。下側
に位置する外部リード５については、上下の違い
があるだけで、外部リード４と同じである。

なお、外部リードの幅広部３ａ，４ａ，５ａに
は、第８図に対応する第１１図の平面図で示すよ
うに、製造段階で外部リード同志を連結していた
部分を切断した結果として残るリード連結部の残
存部１４が見られる場合が多い。しかし、外部リ
ード４の下側面と外部リード５の上側面は、それ
ぞれ樹脂体８から先端まで直線的であることにつ
いては変りがなく、外部リード４，５が直線状の
外部リードと見なせるものであることにも変りが
ない。

外部リード３と４の間および外部リード３と５
の間には、樹脂体８の形状変更による段差部１
５，１６を設けている。段差部１５，１６は、樹
脂体８に凹部１７を設けることにより形成されて
おり、外部リード３を凹部１７の底面から導出し
ている。外部リード４，５は、凹部１７の底面に
対して相対的に凸部となる凹部１７の両側からそ
れぞれ導出している。段差部１５，１６の設け方
としては、凹部１７を逆に凸部とするなどの種々
の方法が考えられるが、樹脂体８の外形寸法や強
度に影響を与えることのない凹部１７とする方法
が最も実用的である。

以上、この実施例によれば次のような効果が得
られる。

(i) 取付け孔１０の内周およびその近辺に放熱板
２が露出していないので、取付け孔１０に差込
まれるネジと放熱板２の間の沿面距離不足によ
る絶縁耐圧不良はまつたく発生しない。

この場合、放熱板連結部の残存部１１，１２
と樹脂体８の底面までの沿面距離（第１０図の
ｍ）および外部リード３，４，５と樹脂体８の
底面までの沿面距離（第１０図のｎ）がパワー
トランジスタと外部放熱体との間の絶縁耐圧を
決定することになる。沿面距離ｍについては、
放熱板連結部の残存部１１，１２を放熱板の肉
薄部２ｂに形成するとともに、放熱板連結部の
残存部１１，１２を放熱板の肉厚部２ａに対し
てトランジスタチツプ１側の上方に偏位させる
ことによつて十分な長さを取つている。沿面距
離ｎについても、肉薄の外部リード３，４，５
を放熱板連結部の残存部１１，１２と同じく偏
位させることによつて十分な長さを取つてい
る。例えば、ｍとｎを2.5mmとしている。

したがつて、放熱板２の底面側に樹脂体８を
薄く形成したタイプの従来品と比べても、外部
放熱体との絶縁耐圧の面で優れている。

(ii) 取付け孔１０の形成箇所を放熱板の孔９から
凹部１３に変更したことにより、従来は加工上
の制約から第１図のＨが例えば４mm以上必要で
あつたものが、この制約がなくなつた。そこ
で、Ｈに相当する第６図のｈを例えば2.3mmに
短縮したが、何ら問題は生じなかつた。したが
つて、第８図における樹脂体８の平面サイズを
小さくすることができ、小形軽量化が達成され
ている。放熱板２の材料削減によつてコストダ
ウンもはかられている。また、放熱板２を肉厚
部２ａと肉薄部２ｂに２分して肉薄部２ｂに凹
部１３を形成していることにより、放熱板２の
材料削減に伴う軽量化およびコストダウンの効
果が一層大きくなつている。

なお、第１図のＨに対応する部分の放熱板２
は、構造上、あまり放熱効果を発揮していな
い。したがつて、この実施例のように、第６図
のｈに対応する部分の放熱板２を肉薄部２ｂと
するとともにできるだけ小面積とし、放熱能力
は肉厚部２ａの厚みと面積によつて調整するの
が合理的である。このため、肉薄部２ｂはもは
や放熱板とは言えない面もあるが、ここでは便
宜上、放熱板２の一部と見なしている。

(iii) 外部リード間の沿面距離も、外部リード間の
樹脂体８の表面での絶縁耐圧を確保するために
重要である。しかし、外部リードの幅広部３
ａ，４ａ，５ａの幅は、補強部としての効果を
持たせるために小さくするにも限度がある。ま
た、外部リード３，４，５の間隔は、半導体装
置の小形化の要求に応えるために樹脂体８の幅
をできるだけ小さく設計する必要のあることか
ら、大きくするにも限度がある。しかも、外部
リードの間隔は、業界としての標準的な値があ
つて設計の自由度がない場合も多い。このた
め、特に小形の樹脂モールド形パワートランジ
スタでは、その耐圧からすると外部リード間の
沿面距離が不足している場合がある。

そこで、外部リードの幅広部４ａ，５ａの張
出し形状を直線状の外部リードと見なせる範囲
で変更して、直線状の外部リードのもつ取扱い
の容易さを損なうことなく外部リード間の沿面
距離を大きく取つている。また、樹脂体８に凹
部１７を形成したことによる段差部１５，１６
によつても外部リード間の沿面距離を大きく取
つている。１例として、外部リードの間隔を
2.54mm、外部リードの幅広部の幅を1.4mm、外
部リードの幅狭部の幅を0.7mm、段差部１５，
１６の長さ（凹部１７の深さ）を0.6mmとする
と、外部リード間の沿面距離は2.09mmとなる。
同じ条件で従来構造であれば、外部リード間の
沿面距離は1.14mmである。

(iv) 樹脂体８の外部リードが導出された側と反対
の側面と放熱板２の折曲げ部との間隔が、折曲
げ部と放熱板２の肉厚部２ａとの間隔よりも大
きくなつている。結果として、放熱板２の折曲
げ部を樹脂体８の側面から離れさせることがで
き、放熱板連結部の破断時に折曲げ部近傍の樹
脂体８に亀裂や割れが生じることが防止され
る。このため、長期間にわたつて使用しても特
性低下等が生じない信頼性の高い樹脂モールド
型パワートランジスタを提供できる。

「考案の効果」以上実施例について説明したように、本考案に
よれば、放熱板連結部の残存部の露出部および外
部リードの導出部以外は放熱板および外部リード
の露出部分が実質的になく、かつ放熱板連結部の
残存部の露出部分および外部リードの導出部と樹
脂体の底面との沿面距離が増大した絶縁物封止半
導体装置が得られる。したがつて、絶縁物封止半
導体装置と外部放熱体との絶縁耐圧が増大し、高
耐圧の半導体素子を組込むのに好適な絶縁物封止
半導体装置を提供することができる。また、放熱
板の折曲げ部が絶縁物の側面から離間しているの
で、放熱板連結部の破断時に折曲げ部近傍の絶縁
物に亀裂や割れが生じ難い構造の絶縁物封止半導
体装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は従来の絶縁物封止半導体装置
を示す。第６図〜第１１図は本考案に係る絶縁物
封止半導体装置を示す。なお、第１図、第２図、
第６図および第７図の破線は、絶縁物の外形を示
している。１はパワートランジスタチツプ（半導体素子）、
２は放熱板、２ａは放熱板の肉厚部、２ｂは放熱
板の肉薄部、３，４，５は外部リード、３ａ，４
ａ，５ａは外部リードの幅広部、３ｂ，４ｂ，５
ｂは外部リードの幅狭部、４ｃ，５ｃは外部リー
ドの内部リード線用端子部、６，７は内部リード
線、８は樹脂体（絶縁物）、９は放熱板の孔９、
８ａは孔９の周囲に形成された樹脂体、１０は取
付け孔、１１，１２は放熱板連結部の残存部、１
３は放熱板の凹部、１４はリード連結部の残存
部、１５，１６は樹脂体の段差部、１７は樹脂体
の凹部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

一方の主面に半導体素子が固着された肉厚部と
先端部分に放熱板連結部の残存部を有する肉薄部
とを備えた放熱板と、前記放熱板の肉厚部よりも
薄い板状部材から形成された複数の外部リードと
を具備し、前記放熱板の肉薄部は折曲げ部を有し
て前記放熱板連結部の残存部を含む先端側が前記
放熱板の肉厚部の前記一方の主面よりも上方に偏
位しており、前記半導体素子は絶縁物に封止さ
れ、前記放熱板連結部の残存部は前記放熱板の肉
厚部の前記一方の主面よりも上方に偏位した位置
において前記絶縁物から露出した露出部を有し、
前記複数の外部リードは前記放熱板の肉厚部の前
記一方の主面から上方に偏位した位置において前
記絶縁物から導出した導出部を有し、前記放熱板
連結部の残存部の露出部及び前記複数の外部リー
ドの導出部以外では前記放熱板及び前記複数の外
部リードが前記絶縁物から露出しておらず、前記
放熱板の肉厚部の前記一方の主面とは反対側の主
面に形成された前記絶縁物の厚さが１mm以下とな
つており、前記絶縁物の前記複数の外部リードが
導出された側面とは反対の側面と前記放熱板の肉
薄部の前記折曲げ部との間隔が前記放熱板の肉薄
部の前記折曲げ部と前記放熱板の肉厚部との間隔
よりも大きくなつていることを特徴とする絶縁物
封止半導体装置。