JPH04312966A - 封止型半導体装置 - Google Patents
封止型半導体装置Info
- Publication number
- JPH04312966A JPH04312966A JP3060341A JP6034191A JPH04312966A JP H04312966 A JPH04312966 A JP H04312966A JP 3060341 A JP3060341 A JP 3060341A JP 6034191 A JP6034191 A JP 6034191A JP H04312966 A JPH04312966 A JP H04312966A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- case
- electrode terminal
- terminal
- semiconductor device
- sealed semiconductor
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
- H05K5/06—Hermetically-sealed casings
- H05K5/069—Other details of the casing, e.g. wall structure, passage for a connector, a cable, a shaft
Landscapes
- Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、封止型半導体装置、特
にアウトサ−トケ−ス、すなわちケ−スに電極端子が組
立式になったもので構成されるパワ−モジュ−ルのパッ
ケ−ジに関するものである。
にアウトサ−トケ−ス、すなわちケ−スに電極端子が組
立式になったもので構成されるパワ−モジュ−ルのパッ
ケ−ジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のアウトサ−トケ−スで構成
される半導体装置を示す断面図である。この図において
、１は半導体装置のベ−スを構成するとともに、放熱を
兼ねた銅ベ−ス板、２はこの銅ベ−ス板１の上面に固着
され、両面に銅の厚箔が張られた絶縁基板、３は前記銅
ベ−ス板１の外周にはめ合わせて固着された樹脂製のア
ウトサ−トケ−ス、４は電極端子で、一端にＳ字状に形
成されたＳベント部４ａを有し、絶縁基板２上のパタ−
ンに半田接合されるとともに、他端がアウトサ−トケ−
ス３の上面から突出した状態で固定部３ａに固着されて
いる。５は前記絶縁基板２の上面にボンディングされた
半導体チップ、６はこの半導体チップ５と絶縁基板２の
所要回路とを回路的に接続するアルミワイヤ、７は前記
半導体チップ５、アルミワイヤ６および電極端子４等を
アウトサ−トケ−ス３の内部に封止するシリコンゲル、
８はこのシリコンゲル７の上部に注入され、電極端子４
をアウトサ−トケ−ス３内で樹脂封止するエポキシ樹脂
である。
される半導体装置を示す断面図である。この図において
、１は半導体装置のベ−スを構成するとともに、放熱を
兼ねた銅ベ−ス板、２はこの銅ベ−ス板１の上面に固着
され、両面に銅の厚箔が張られた絶縁基板、３は前記銅
ベ−ス板１の外周にはめ合わせて固着された樹脂製のア
ウトサ−トケ−ス、４は電極端子で、一端にＳ字状に形
成されたＳベント部４ａを有し、絶縁基板２上のパタ−
ンに半田接合されるとともに、他端がアウトサ−トケ−
ス３の上面から突出した状態で固定部３ａに固着されて
いる。５は前記絶縁基板２の上面にボンディングされた
半導体チップ、６はこの半導体チップ５と絶縁基板２の
所要回路とを回路的に接続するアルミワイヤ、７は前記
半導体チップ５、アルミワイヤ６および電極端子４等を
アウトサ−トケ−ス３の内部に封止するシリコンゲル、
８はこのシリコンゲル７の上部に注入され、電極端子４
をアウトサ−トケ−ス３内で樹脂封止するエポキシ樹脂
である。
【０００３】次に、アウトサ−トケ−スで構成されるパ
ワ−モジュ−ルの信頼性上の問題について述べる。半導
体製品は、パワ−モジュ−ルに限らず、様々な用途があ
る。パッケ−ジに限っていえば、半導体デバイスの特性
を十分に引き出し、かつ使用状況下において安定した性
能を発揮させることが第１である。本発明の対象である
アウトサ−トケ−スで構成されるパワ−モジュ−ルは、
製造の工期短縮および自動化，さらに品質の安定を追求
したひとつの結果として、現在パワ−モジュ−ルの主流
をなすパッケ−ジとなっている。パワ−モジュ−ルのパ
ッケ−ジとして信頼性の上で最も注意が払われるのは、
部品の接合に半田を用いている部分であり、特に外部の
電極端子４と銅厚箔付の絶縁基板２との半田接合部であ
る。この部分は、機能としては半導体デバイスで変換さ
れる電流を取り出す接点になり非常に重要な部分である
。この部分の信頼性を評価する試験としては、ヒ−トサ
イクル試験が一般的である。ヒ−トサイクル試験におい
て、この半田接合部には引っ張りと圧縮が交互に繰り返
し加わる（テスト温度−４０℃〜１２５℃）。信頼性上
で問題となるのは、引っ張り荷重が加わるときで、この
時荷重は電極端子４をこれが接合されている絶縁基板２
の銅厚箔から引き剥そうとする方向へ働く。半田接合部
に加わる繰り返し荷重の原因は、パッケ−ジの大きさや
、銅ベ−ス板１と銅厚箔の絶縁基板２の熱膨張係数の違
いにより発生する反りが作用する。また、封止剤として
用いられているシリコンゲル７の膨張係数がケ−ス材料
やエポキシ樹脂８の熱膨張係数より１桁大きいことによ
り、ヒ−トサイクルでの高温時にアウトサ−トケ−ス３
に電極端子４が固定されているため、電極端子４を絶縁
基板２の銅厚箔より引き剥す力が働く。したがって、こ
の繰り返し荷重を吸収し、端子半田付部に加わる応力を
軽減するために“Ｓベント部”４ａと呼ばれる一種のバ
ネ効果を持たせる部分が必須となっている。
ワ−モジュ−ルの信頼性上の問題について述べる。半導
体製品は、パワ−モジュ−ルに限らず、様々な用途があ
る。パッケ−ジに限っていえば、半導体デバイスの特性
を十分に引き出し、かつ使用状況下において安定した性
能を発揮させることが第１である。本発明の対象である
アウトサ−トケ−スで構成されるパワ−モジュ−ルは、
製造の工期短縮および自動化，さらに品質の安定を追求
したひとつの結果として、現在パワ−モジュ−ルの主流
をなすパッケ−ジとなっている。パワ−モジュ−ルのパ
ッケ−ジとして信頼性の上で最も注意が払われるのは、
部品の接合に半田を用いている部分であり、特に外部の
電極端子４と銅厚箔付の絶縁基板２との半田接合部であ
る。この部分は、機能としては半導体デバイスで変換さ
れる電流を取り出す接点になり非常に重要な部分である
。この部分の信頼性を評価する試験としては、ヒ−トサ
イクル試験が一般的である。ヒ−トサイクル試験におい
て、この半田接合部には引っ張りと圧縮が交互に繰り返
し加わる（テスト温度−４０℃〜１２５℃）。信頼性上
で問題となるのは、引っ張り荷重が加わるときで、この
時荷重は電極端子４をこれが接合されている絶縁基板２
の銅厚箔から引き剥そうとする方向へ働く。半田接合部
に加わる繰り返し荷重の原因は、パッケ−ジの大きさや
、銅ベ−ス板１と銅厚箔の絶縁基板２の熱膨張係数の違
いにより発生する反りが作用する。また、封止剤として
用いられているシリコンゲル７の膨張係数がケ−ス材料
やエポキシ樹脂８の熱膨張係数より１桁大きいことによ
り、ヒ−トサイクルでの高温時にアウトサ−トケ−ス３
に電極端子４が固定されているため、電極端子４を絶縁
基板２の銅厚箔より引き剥す力が働く。したがって、こ
の繰り返し荷重を吸収し、端子半田付部に加わる応力を
軽減するために“Ｓベント部”４ａと呼ばれる一種のバ
ネ効果を持たせる部分が必須となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のアウトサ−トケ
−ス３で構成されるパワ−モジュ−ルのパッケ−ジは、
以上のように構成されているので、電極端子４には必ず
Ｓベント４ａ部分を設ける必要があり、そのため電極端
子４の形状が複雑になり、コストが高くなる。また、ヒ
−ト試験時に発生する膨張で半田接合部が剥離する等の
問題点があった。
−ス３で構成されるパワ−モジュ−ルのパッケ−ジは、
以上のように構成されているので、電極端子４には必ず
Ｓベント４ａ部分を設ける必要があり、そのため電極端
子４の形状が複雑になり、コストが高くなる。また、ヒ
−ト試験時に発生する膨張で半田接合部が剥離する等の
問題点があった。
【０００５】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、電極端子の形状を簡単にできる
とともに、半田接合部の剥離をなくすことのできる封止
型半導体装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、電極端子の形状を簡単にできる
とともに、半田接合部の剥離をなくすことのできる封止
型半導体装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る封止型半導
体装置は、アウトサ−トケ−スの電極端子の貫通部を電
極端子の外形よりも大きくするとともに、ケ−ス内の上
半分の封止材にシリコンゴム等の弾性材を使用したもの
である。
体装置は、アウトサ−トケ−スの電極端子の貫通部を電
極端子の外形よりも大きくするとともに、ケ−ス内の上
半分の封止材にシリコンゴム等の弾性材を使用したもの
である。
【０００７】
【作用】本発明における封止型半導体装置は、アウトサ
−トケ−ス内の弾性材で保持された電極端子が、アウト
サ−トケ−スの貫通部をその長手方向に移動できる。
−トケ−ス内の弾性材で保持された電極端子が、アウト
サ−トケ−スの貫通部をその長手方向に移動できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１について説明
する。この図において、１および２，５ないし７は図３
の従来例の構成と略同様なのでその説明は省略する。９
は前記銅ベ−ス１の外縁にはめ合わせて固着された樹脂
製のアウトサ−トケ−スで、上部に貫通孔９ａを有する
。１０は一端が前記絶縁基板２上のパタ−ンに半田接続
され、他端が上記アウトサ−トケ−ス９の貫通孔９ａか
ら突出されたＳベント部のない電極端子、１１は前記シ
リコンゲル７の上部に注入され、電極端子１０をアウト
サ−トケ−ス９内で封止するシリコンゴムである。なお
、貫通孔９ａは電極端子１０の外形よりも幾分大きく形
成されている。
する。この図において、１および２，５ないし７は図３
の従来例の構成と略同様なのでその説明は省略する。９
は前記銅ベ−ス１の外縁にはめ合わせて固着された樹脂
製のアウトサ−トケ−スで、上部に貫通孔９ａを有する
。１０は一端が前記絶縁基板２上のパタ−ンに半田接続
され、他端が上記アウトサ−トケ−ス９の貫通孔９ａか
ら突出されたＳベント部のない電極端子、１１は前記シ
リコンゲル７の上部に注入され、電極端子１０をアウト
サ−トケ−ス９内で封止するシリコンゴムである。なお
、貫通孔９ａは電極端子１０の外形よりも幾分大きく形
成されている。
【０００９】次に、本発明の動作を図２について説明す
る。図２は、図１の矢印方向からみた図で、電極端子１
０をアウトサ−トケ−ス９内に保持した状態を示す図で
あり、電極端子１０はアウトサ−トケ−ス９内において
、上下方向ともに逃げのための所定のクリアランス、す
なわち下方向のクリアランスａ，上方向のクリアランス
ｂにて保持されている。この保持方式により、図１の電
極端子１０と銅厚箔付の絶縁基板２が半田接合された状
態で、電極端子１０はアウトサ−トケ−ス９にしてフリ
−となる。図３の従来の半導体装置では、この状態でシ
リコンゲル７を注入して降下した後、エポキシ樹脂８に
で電極端子４とアウトサ−トケ−ス３を固着させてしま
うため、ヒ−トサイクル試験では繰り返し荷重が直接半
田接合部に加わる。しかし、本発明のように、エポキシ
樹脂をシリコンゴム１１に変更するとともに、貫通孔９
ａを設けたことにより、電極端子１０はシリコンゴム１
１にて保持させた状態で、その長手方向に自在に移動で
き、熱膨張による電極端子１０の半田接合部に加わる力
をなくすことができる。
る。図２は、図１の矢印方向からみた図で、電極端子１
０をアウトサ−トケ−ス９内に保持した状態を示す図で
あり、電極端子１０はアウトサ−トケ−ス９内において
、上下方向ともに逃げのための所定のクリアランス、す
なわち下方向のクリアランスａ，上方向のクリアランス
ｂにて保持されている。この保持方式により、図１の電
極端子１０と銅厚箔付の絶縁基板２が半田接合された状
態で、電極端子１０はアウトサ−トケ−ス９にしてフリ
−となる。図３の従来の半導体装置では、この状態でシ
リコンゲル７を注入して降下した後、エポキシ樹脂８に
で電極端子４とアウトサ−トケ−ス３を固着させてしま
うため、ヒ−トサイクル試験では繰り返し荷重が直接半
田接合部に加わる。しかし、本発明のように、エポキシ
樹脂をシリコンゴム１１に変更するとともに、貫通孔９
ａを設けたことにより、電極端子１０はシリコンゴム１
１にて保持させた状態で、その長手方向に自在に移動で
き、熱膨張による電極端子１０の半田接合部に加わる力
をなくすことができる。
【００１０】なお、本発明では、電極端子１０を保持す
るのにシリコンゴム１１を使用したが、電極端子１０を
弾性的に指示し、かつ封止できれば他の材料でも良く、
上記実施例と同様の効果を奏する。
るのにシリコンゴム１１を使用したが、電極端子１０を
弾性的に指示し、かつ封止できれば他の材料でも良く、
上記実施例と同様の効果を奏する。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アウトサ−トケ−ス内に弾性材を封入して電極端子を保
持するとともに、電極端子を長手方向に移動できるよう
に構成したので、電極端子のＳベント部をなくすことが
でき、インダクタンスを減少させ、かつコスト低減が図
れる。また、半田接合部の剥離がなくなり、品質の向上
が図れる効果がある。
アウトサ−トケ−ス内に弾性材を封入して電極端子を保
持するとともに、電極端子を長手方向に移動できるよう
に構成したので、電極端子のＳベント部をなくすことが
でき、インダクタンスを減少させ、かつコスト低減が図
れる。また、半田接合部の剥離がなくなり、品質の向上
が図れる効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す封止型半導体装置の断
面図である。
面図である。
【図２】図１における電極端子を保持した状態を示す断
面図である。
面図である。
【図３】従来の封止型半導体装置の一例を示す断面図で
ある。
ある。
１ 銅ベ−ス板
２ 絶縁基板
５ 半導体チップ
７ シリコンゲル
９ アウトサ−トケ−ス
９ａ 貫通孔
１０ 電極端子
１１ シリコンゴム
Claims (1)
- 【請求項１】半導体チップが上部に載置されたベ−ス板
と、このベ−ス板の外縁に固着されたケ−スと、一端が
このケ−スの上部を貫通するとともに、他端が前記半導
体チップに電気的に接続された電極端子と、前記ケ−ス
内の略下半分を封止するゲル状封止材と、略上半分を封
止する固体状封止材とで構成された封止型半導体装置に
おいて、前記ケ−スに前記電極端子の一端が貫通する貫
通孔を前記電極端子の外形より大きく形成するとともに
、前記ケ−ス内の上半分の封止材に弾性材を使用したこ
とを特徴とする封止型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3060341A JPH04312966A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3060341A JPH04312966A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 封止型半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04312966A true JPH04312966A (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=13139368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3060341A Pending JPH04312966A (ja) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | 封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04312966A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005057875A (ja) * | 2003-08-04 | 2005-03-03 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
| CN104934393A (zh) * | 2014-03-20 | 2015-09-23 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP3060341A patent/JPH04312966A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005057875A (ja) * | 2003-08-04 | 2005-03-03 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
| CN104934393A (zh) * | 2014-03-20 | 2015-09-23 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
| JP2015185561A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置 |
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