JPH0568860B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0568860B2 JPH0568860B2 JP59198703A JP19870384A JPH0568860B2 JP H0568860 B2 JPH0568860 B2 JP H0568860B2 JP 59198703 A JP59198703 A JP 59198703A JP 19870384 A JP19870384 A JP 19870384A JP H0568860 B2 JPH0568860 B2 JP H0568860B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- case
- terminal
- resin
- conductive pattern
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W76/00—Containers; Fillings or auxiliary members therefor; Seals
- H10W76/40—Fillings or auxiliary members in containers, e.g. centering rings
- H10W76/42—Fillings
- H10W76/47—Solid or gel fillings
Landscapes
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
この発明は、整流素子から成る半導体装置に関
し、特に、従来装置よりも放熱性及び絶縁性にす
ぐれ且つ半田結合部などに熱疲労を生じさせる恐
れのない、改良された半導体整流装置に関すもの
である。
し、特に、従来装置よりも放熱性及び絶縁性にす
ぐれ且つ半田結合部などに熱疲労を生じさせる恐
れのない、改良された半導体整流装置に関すもの
である。
［発明の技術的背景］
整流装置として使用されているダイオードは、
例えば第４図及び第５図に示すダイオード７のよ
うにリード部１とデイスク部２とペレツト部３と
から成つており、該ダイオード７を使用した三相
全波整流装置は、第６図に示すように、絶縁層５
及び絶縁層５の上の導電パターン６及び絶縁層５
を介しない導電パターン６′を有する放熱基板４
の該導電パターン６，６′上に前記ダイオード７
のデイスク部２が半田付けされ、該ダイオード７
及びその入出力端子９，１０を包囲してケース１
１が接着され、さらに端子ホルダ１２がケース１
１の上に接着されて、外囲器が組み立てられる。
端子ホルダ１２内の外囲器上部空間にはエポキシ
樹脂１５が注入され、またケース１２内の該エポ
キシ樹脂１５により密閉された外囲器下部空間に
はN2ガスを充填して封止するようになつている。
例えば第４図及び第５図に示すダイオード７のよ
うにリード部１とデイスク部２とペレツト部３と
から成つており、該ダイオード７を使用した三相
全波整流装置は、第６図に示すように、絶縁層５
及び絶縁層５の上の導電パターン６及び絶縁層５
を介しない導電パターン６′を有する放熱基板４
の該導電パターン６，６′上に前記ダイオード７
のデイスク部２が半田付けされ、該ダイオード７
及びその入出力端子９，１０を包囲してケース１
１が接着され、さらに端子ホルダ１２がケース１
１の上に接着されて、外囲器が組み立てられる。
端子ホルダ１２内の外囲器上部空間にはエポキシ
樹脂１５が注入され、またケース１２内の該エポ
キシ樹脂１５により密閉された外囲器下部空間に
はN2ガスを充填して封止するようになつている。
［背景技術の問題点］
前記のごとき従来の整流装置においては次のよ
うな問題点があつた。
うな問題点があつた。
(i) 端子ホルダ内部を封止している硬質樹脂と金
属製端子との間また硬質樹脂と端子ホルダとの
間には、熱膨脹係数にかなり差があるため気密
性が低く、界面から空気や水などが侵入しやす
いかつた。その水がケース１１内にまで侵入す
ると、ダイオードを支持している放熱基板上の
絶縁層の絶縁が低下して整流装置の作動を不能
にする等の事故を生じやすかつた。
属製端子との間また硬質樹脂と端子ホルダとの
間には、熱膨脹係数にかなり差があるため気密
性が低く、界面から空気や水などが侵入しやす
いかつた。その水がケース１１内にまで侵入す
ると、ダイオードを支持している放熱基板上の
絶縁層の絶縁が低下して整流装置の作動を不能
にする等の事故を生じやすかつた。
(ii) 従来の整流装置では、ダイオードのペレツト
部の上面はN2ガスに接触しているため該ペレ
ツト部の下面側にくらべて放熱性が悪く、従つ
てダイオードの素子内温度分布に大きな偏りが
生じていた。このため、ダイオードに熱応力が
生じ、熱疲労のために寿命が短くなり勝ちであ
る。
部の上面はN2ガスに接触しているため該ペレ
ツト部の下面側にくらべて放熱性が悪く、従つ
てダイオードの素子内温度分布に大きな偏りが
生じていた。このため、ダイオードに熱応力が
生じ、熱疲労のために寿命が短くなり勝ちであ
る。
(iii) ダイオードのリード部１とペレツト部３、お
よびペレツト部３とデイスク部２、の相互の接
着には半田が使用されているが、従来の整流装
置では外囲器内の気密性が低下して外囲器内に
わずかの大気や湿分な侵入が生ずると、半田が
酸化されやすく、従つて前記接着部分の劣化が
早かつた。このため、従来の整流装置では接着
部分の熱疲労が大きく、従つて、使用寿命が短
かつた。
よびペレツト部３とデイスク部２、の相互の接
着には半田が使用されているが、従来の整流装
置では外囲器内の気密性が低下して外囲器内に
わずかの大気や湿分な侵入が生ずると、半田が
酸化されやすく、従つて前記接着部分の劣化が
早かつた。このため、従来の整流装置では接着
部分の熱疲労が大きく、従つて、使用寿命が短
かつた。
(iv) 従来の整流装置のなかには、入力端子と出力
端子とが外囲器の頂面に混在して配置されてい
たものもあつたが、このように入力端子と出力
端子とが外囲器の同じ面に混在して配置されて
いると、保守や点検が煩雑になり、使い難かつ
た。
端子とが外囲器の頂面に混在して配置されてい
たものもあつたが、このように入力端子と出力
端子とが外囲器の同じ面に混在して配置されて
いると、保守や点検が煩雑になり、使い難かつ
た。
［発明の目的］
この発明の目的は、従来の整流装置における前
記問題点を解決し、従来装置よりも気密性及び絶
縁性並びに放熱性にすぐれるとともに信頼性が高
く且つ長寿命の半導体整流装置を提供することで
あり、また保守及び点検等に便利で使いやすい半
導体整流装置を提供することである。
記問題点を解決し、従来装置よりも気密性及び絶
縁性並びに放熱性にすぐれるとともに信頼性が高
く且つ長寿命の半導体整流装置を提供することで
あり、また保守及び点検等に便利で使いやすい半
導体整流装置を提供することである。
［発明の概要］
この発明による半導体整流装置の特徴は、外囲
器の枠形ケースの上に更に枠形の端子ホルダを配
置して該枠形ケース内の空間を硬化硬度の高い第
一の樹脂で充填するとともに該ケース内空間より
も上方の該端子ホルダ内の空間を硬化硬度の低い
第二の樹脂で充填し、これにより、該ケース及び
該端子ホルダ内の連続した空間内を上下二層の樹
脂層で密封したことである。従つて、この発明に
よる半導体整流装置では、上層が熱膨脹を吸収す
る軟質樹脂により封止されているから、端子と樹
脂間の、あるいは端子ホルダと樹脂間の界面クラ
ツクや空隙つまり外気に対する開口が生じなくな
るとともに、半導体素子（ペレツト）とリード部
との接合部分やペレツトと外囲器基板との接合部
分及びペレツト上面はすべて樹脂層で被覆されて
いるため、外囲器内への湿分や空気の侵入は全く
なく、従つて、外囲器内への空気や湿分の侵入に
基因する絶縁不良、半田劣化等の問題が解決され
た。また、ペレツト上面がN2ガスよりも熱伝導
性の高い硬質樹脂で被覆されるため、ペレツト内
の温度分布を偏りが著しく少なくなり、従つてペ
レツトの熱疲労も著しく少なくなり、信頼性及び
寿命が著しく向上した 更に、本発明の装置では、ケースの上に配置し
た枠形の端子ホルダに横方向にのみ開口部を有す
る箱形の端子カバーを突設し、該端子カバー内に
横方向へ延在する出力端子を設け、これにより入
力端子と出力端子とを分離したので、従来装置よ
りも使い易く、保守点検性にすぐれていることを
特徴とする。
器の枠形ケースの上に更に枠形の端子ホルダを配
置して該枠形ケース内の空間を硬化硬度の高い第
一の樹脂で充填するとともに該ケース内空間より
も上方の該端子ホルダ内の空間を硬化硬度の低い
第二の樹脂で充填し、これにより、該ケース及び
該端子ホルダ内の連続した空間内を上下二層の樹
脂層で密封したことである。従つて、この発明に
よる半導体整流装置では、上層が熱膨脹を吸収す
る軟質樹脂により封止されているから、端子と樹
脂間の、あるいは端子ホルダと樹脂間の界面クラ
ツクや空隙つまり外気に対する開口が生じなくな
るとともに、半導体素子（ペレツト）とリード部
との接合部分やペレツトと外囲器基板との接合部
分及びペレツト上面はすべて樹脂層で被覆されて
いるため、外囲器内への湿分や空気の侵入は全く
なく、従つて、外囲器内への空気や湿分の侵入に
基因する絶縁不良、半田劣化等の問題が解決され
た。また、ペレツト上面がN2ガスよりも熱伝導
性の高い硬質樹脂で被覆されるため、ペレツト内
の温度分布を偏りが著しく少なくなり、従つてペ
レツトの熱疲労も著しく少なくなり、信頼性及び
寿命が著しく向上した 更に、本発明の装置では、ケースの上に配置し
た枠形の端子ホルダに横方向にのみ開口部を有す
る箱形の端子カバーを突設し、該端子カバー内に
横方向へ延在する出力端子を設け、これにより入
力端子と出力端子とを分離したので、従来装置よ
りも使い易く、保守点検性にすぐれていることを
特徴とする。
［発明の実施例］
以下に第１図乃至第３図を参照して本発明の一
実施例について説明する。
実施例について説明する。
第１図は本発明により改良された半導体整流装
置の外観を示す斜視図であり、第２図は外囲器の
ケース部分を除去するとともに外囲器内に充填し
た樹脂層を除去した状態の斜視図であり、また、
第３図は第１図の−矢視断面図である、図に
おいて、４はアルミ製の放熱基板であり、この放
熱基板４の上面にはサンドブラスト処理後、溶
射、蒸着もしくはスパツタ等により薄いアルミナ
の絶縁層５が形成されている。また、絶縁層５を
形成した放熱基板４の上にはプラズマ溶射、アー
ク熔射もしくはフレーム熔射等により銅の導電パ
ターン６が形成されている。導電パターン６上に
は６個のダイオード７と接地端子８及び棒状の出
力電極９とがろう付け固定されとり、ダイオード
７の上にはＬ形の入力端子１０がろう付け固定さ
れている。
置の外観を示す斜視図であり、第２図は外囲器の
ケース部分を除去するとともに外囲器内に充填し
た樹脂層を除去した状態の斜視図であり、また、
第３図は第１図の−矢視断面図である、図に
おいて、４はアルミ製の放熱基板であり、この放
熱基板４の上面にはサンドブラスト処理後、溶
射、蒸着もしくはスパツタ等により薄いアルミナ
の絶縁層５が形成されている。また、絶縁層５を
形成した放熱基板４の上にはプラズマ溶射、アー
ク熔射もしくはフレーム熔射等により銅の導電パ
ターン６が形成されている。導電パターン６上に
は６個のダイオード７と接地端子８及び棒状の出
力電極９とがろう付け固定されとり、ダイオード
７の上にはＬ形の入力端子１０がろう付け固定さ
れている。
放熱基板４上にはこれらのダイオード７及び接
地端子８並びに入力端子１０及び出力電極９を包
囲してアルミ製の枠形のケース１１が接着固定さ
れ、更に該ケース１２の上端面には枠形の端子ホ
ルダ１２が接着固定されている。端子ホルダには
その一側面に横方向に延在する箱形の偏平な端子
カバー１２ａが突設されており、該端子カバー１
２ａはその先端に横向きの開口部を有している。
端子カバー１２ａ内には横方向に延在する三本の
出力端子１２ｂが収容されており、該出力端子１
２ｂの基端は枠形の端子ホルダ１２内の空間に侵
入して出力電極９と頂部近傍にろう付け接合され
ている。
地端子８並びに入力端子１０及び出力電極９を包
囲してアルミ製の枠形のケース１１が接着固定さ
れ、更に該ケース１２の上端面には枠形の端子ホ
ルダ１２が接着固定されている。端子ホルダには
その一側面に横方向に延在する箱形の偏平な端子
カバー１２ａが突設されており、該端子カバー１
２ａはその先端に横向きの開口部を有している。
端子カバー１２ａ内には横方向に延在する三本の
出力端子１２ｂが収容されており、該出力端子１
２ｂの基端は枠形の端子ホルダ１２内の空間に侵
入して出力電極９と頂部近傍にろう付け接合され
ている。
ケース１１内の空間には、硬化時の硬度がシヨ
アD90以上の硬質樹脂１３が充填され、該硬質樹
脂１３によつてダイオード７及びその接合部分並
びに入力端子１０の下半部が被覆されている。
アD90以上の硬質樹脂１３が充填され、該硬質樹
脂１３によつてダイオード７及びその接合部分並
びに入力端子１０の下半部が被覆されている。
この硬質樹脂は、硬化時の線膨脹係数が金属
（Fe、Cu、Al等）のそれに近いもが好ましく、
例えばエポキシ樹脂組成物の線膨脹係数は1.5×
10-5／℃程度である。
（Fe、Cu、Al等）のそれに近いもが好ましく、
例えばエポキシ樹脂組成物の線膨脹係数は1.5×
10-5／℃程度である。
一方、ケース内空間に連通する端子ホルダ１２
内の空間には、硬化時硬度が前記樹脂１３よりも
低いシヨアA40以下の軟質樹脂１４が充填されて
おり、入力端子１０の中間部分や出力電極９と出
力端子１２ｂとの結合部分が該樹脂１４によつて
被覆されている。この軟質樹脂にとつても線膨脹
係数が金属のそれに近いこと、またガラス転移点
が低いことは好ましい。例えばシリコーンゴムコ
ンパウンドはガラス転移点が−30℃近傍にある。
内の空間には、硬化時硬度が前記樹脂１３よりも
低いシヨアA40以下の軟質樹脂１４が充填されて
おり、入力端子１０の中間部分や出力電極９と出
力端子１２ｂとの結合部分が該樹脂１４によつて
被覆されている。この軟質樹脂にとつても線膨脹
係数が金属のそれに近いこと、またガラス転移点
が低いことは好ましい。例えばシリコーンゴムコ
ンパウンドはガラス転移点が−30℃近傍にある。
［発明の効果］
前記のごとき構造の本発明の装置では、ケース
１１と端子ホルダ１２とで作られている空間が二
種異なつた樹脂で上下二層に充填されているの
で、該ケース内と該端子ホルダ内には湿気や空気
が侵入することがなく、従つてダイオード７や入
力端子１０及び出力電極９のそれぞれのろう付け
結合部が劣化する恐れがない。特に、本発明の装
置では外気に接する上層部の樹脂を軟質のものに
して熱膨脹の際の隙間の発生を抑えたため、外部
環境の温度が大きく変動する場合や、ダイオード
からの発熱が大きい場合にもケース内や端子ホル
ダ内に空気や水分が侵入する恐れはない。
１１と端子ホルダ１２とで作られている空間が二
種異なつた樹脂で上下二層に充填されているの
で、該ケース内と該端子ホルダ内には湿気や空気
が侵入することがなく、従つてダイオード７や入
力端子１０及び出力電極９のそれぞれのろう付け
結合部が劣化する恐れがない。特に、本発明の装
置では外気に接する上層部の樹脂を軟質のものに
して熱膨脹の際の隙間の発生を抑えたため、外部
環境の温度が大きく変動する場合や、ダイオード
からの発熱が大きい場合にもケース内や端子ホル
ダ内に空気や水分が侵入する恐れはない。
また、ダイオード７の上面がN2ガス等の気体
よりも熱伝導率のよい樹脂で被覆されているた
め、ダイオードの温度分布の偏りが少なくなり、
ダイオードの寿命が長くなり、且つ、動作が安定
する。特に、ダイオードへの通電開始時にはダイ
オードの発熱量が急激に増大するが、このような
場合にも従来装置よりは熱放散がはるかによいう
え、ダイオードの上下両面における熱放散特性に
大きな差がないため、過渡運転時の動作特性が安
定し、且つ、装置の寿命が長くなる。
よりも熱伝導率のよい樹脂で被覆されているた
め、ダイオードの温度分布の偏りが少なくなり、
ダイオードの寿命が長くなり、且つ、動作が安定
する。特に、ダイオードへの通電開始時にはダイ
オードの発熱量が急激に増大するが、このような
場合にも従来装置よりは熱放散がはるかによいう
え、ダイオードの上下両面における熱放散特性に
大きな差がないため、過渡運転時の動作特性が安
定し、且つ、装置の寿命が長くなる。
更に、本発明装置は樹脂封止してあるため、従
来装置にくらべて熱容量が大きくなり、その結
果、内部発熱及び外部温度の影響を受けにくくな
り、ダイオードの動作特性が安定する。
来装置にくらべて熱容量が大きくなり、その結
果、内部発熱及び外部温度の影響を受けにくくな
り、ダイオードの動作特性が安定する。
また、本発明の装置では出力端子１２ｂが入力
端子１０とは別に横方向に配置されえいるので従
来装置よりも取扱いに便利であり、保守点検が容
易である。
端子１０とは別に横方向に配置されえいるので従
来装置よりも取扱いに便利であり、保守点検が容
易である。
なお、本発明装置を自動車用整流装置として使
用することを前提としてTFT評価テストを実施
したところ、従来装置の５倍以上の高レベル結果
が得られた。
用することを前提としてTFT評価テストを実施
したところ、従来装置の５倍以上の高レベル結果
が得られた。
第１図は本発明の半導体整流装置の一実施例の
斜視図、第２図は第１図の装置の外側部分を除去
して示した斜視図、第３図は第１図の−矢視
断面図、第４図は従来の装置のダイオード部分の
平面図、第５図は第４図の縦断面図、第６図は従
来装置の縦断面図である。 １……リード部、２……デイスク部、３……ペ
レツト部、４……放熱基板、５……絶縁層、６…
…導電パターン、７……ダイオード、８……接地
端子、９……出力電極、１０……入力端子、１１
……ケース、１２……端子ホルダ、１２ａ……端
子カバー、１２ｂ……出力端子、１３……硬質樹
脂、１４……軟質樹脂。
斜視図、第２図は第１図の装置の外側部分を除去
して示した斜視図、第３図は第１図の−矢視
断面図、第４図は従来の装置のダイオード部分の
平面図、第５図は第４図の縦断面図、第６図は従
来装置の縦断面図である。 １……リード部、２……デイスク部、３……ペ
レツト部、４……放熱基板、５……絶縁層、６…
…導電パターン、７……ダイオード、８……接地
端子、９……出力電極、１０……入力端子、１１
……ケース、１２……端子ホルダ、１２ａ……端
子カバー、１２ｂ……出力端子、１３……硬質樹
脂、１４……軟質樹脂。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 導電パターン及び該導電パターンとの間を絶
縁する所定の絶縁層を備えた放熱基板と、該導電
パターン上の適所に固定された半導体素子と、該
導電パターン及び該半導体素子を包囲して該放熱
基板上に固定された枠形の金属製のケースと、該
半導体素子に取り付けられるとともに該ケース内
から上方に突出する入力端子と、該導電パターン
上などに取り付けられるととも該ケース内から上
方に突出している出力電極とを有する半導体整流
装置において、 該出力電極に結合される横向きの出力端子を具
備した枠形の端子ホルダを該ケース上に固定し、
該ケース内の空間をシヨアD90以上の硬度の高い
第一の樹脂で充填するとともに、該入力端子の中
間部分及び該出力電極と該出力端子との結合部分
を含めて、該端子ホルダ内の空間をシヨア40A以
下の硬度の低い第二の樹脂で充填したことを特徴
とする半導体整流装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198703A JPS6177353A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 半導体整流装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59198703A JPS6177353A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 半導体整流装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6177353A JPS6177353A (ja) | 1986-04-19 |
| JPH0568860B2 true JPH0568860B2 (ja) | 1993-09-29 |
Family
ID=16395615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59198703A Granted JPS6177353A (ja) | 1984-09-25 | 1984-09-25 | 半導体整流装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6177353A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2593471B2 (ja) * | 1987-03-11 | 1997-03-26 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
| EP1587140B1 (de) * | 2004-03-12 | 2011-09-21 | Robert Bosch Gmbh | Elektronisches Bauteil mit einer Schaltung, die mit einer Gelschicht versehen ist und Verfahren zur Herstellung des Bauteils |
-
1984
- 1984-09-25 JP JP59198703A patent/JPS6177353A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6177353A (ja) | 1986-04-19 |
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