JPH08162569A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH08162569A
JPH08162569A JP30472294A JP30472294A JPH08162569A JP H08162569 A JPH08162569 A JP H08162569A JP 30472294 A JP30472294 A JP 30472294A JP 30472294 A JP30472294 A JP 30472294A JP H08162569 A JPH08162569 A JP H08162569A
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JP
Japan
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frame
insulating case
semiconductor device
lead
case frame
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JP30472294A
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Shin Soyano
伸 征矢野
Susumu Toba
進 鳥羽
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/40Leadframes
    • H10W70/421Shapes or dispositions
    • H10W70/424Cross-sectional shapes
    • H10W70/427Bent parts
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W76/00Containers; Fillings or auxiliary members therefor; Seals
    • H10W76/40Fillings or auxiliary members in containers, e.g. centering rings
    • H10W76/42Fillings
    • H10W76/47Solid or gel fillings
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/50Bond wires
    • H10W72/531Shapes of wire connectors
    • H10W72/5363Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped

Landscapes

  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】絶縁性ケース枠の取付け長穴の穴寸法管理をラ
フにしても、リードフレームの掛止用突片を圧入固定に
ガタ付きの生じることがなく、リードフレームの取付け
構造の信頼性が高い半導体装置を提供することにある。 【構成】掛止用突片81c,81cは互いに逆方向に捩
じり角θの捩じり状態となっている。そして掛止用突片
83,83の先端は幅広の長円状に形成されている。リ
ードフレーム81はその掛止用突片81c,81cを樹
脂製額縁部12の段差面16に形成された取付け長穴
c,cに圧入して取付け固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子が実装され
た回路基板を絶縁性ケース枠内に収納したパワーモジュ
ールと称される半導体装置に関し、特に、リードフレー
ムの取付け構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、パワーモジュール又はインテリジ
ェントパワーモジュールと称される半導体装置は、図7
に示す如く、リードフレーム付きの絶縁性ケース枠10
と、この絶縁性ケース枠10の額縁部12の一方面側の
開口段差14に接着剤を以て固着して開口を閉蓋する放
熱性ベース板(金属板)20と、この放熱性ベース板2
0の内面に半田等で固着された回路基板(セラミックス
基板)30と、この回路基板30上の厚膜配線にインナ
ーリード先端Aが接続したリードフレーム40〜43
と、絶縁性ケース枠10の内部空間に充填され、回路基
板30及びリードフレーム40〜43のインナーリード
を浸漬するゲル状樹脂(シリコーン樹脂)封止材50
と、絶縁性ケース枠10の他面側の開口段差18に接着
剤を以て固着して開口を閉蓋する絶縁性蓋板60とを有
している。回路基板30にはパワートランジスタ,IG
BT(伝導度変調形トランジスタ),ダイオード,サイ
リスタ等の半導体素子(チップ)32,34が実装され
ており、リードフレーム40〜43のインナーリード先
端は回路基板30の厚膜配線(ランド部)に半田等で固
着されており、その配線と対応の半導体素子32,34
にボンディングワイア32a,34aで接続されてい
る。外部接続用のリードフレーム40,41は額縁部1
2にインサート成形で固着されており、額縁部12の端
子座板40a,41aに外部接続の端子ねじ(図示せ
ず)が螺着するようになっている。他方、回路基板内の
複数の電極を内的に相互接続するための内部接続用(内
部電源給電用)のリードフレーム42,43は、図8に
示す如く、その掛止用突片Bを樹脂製額縁部12の段差
面16に形成された取付け長穴cに圧入して取付け固定
されている。この掛止用突片Bの板厚面には取付け穴b
の穴壁に食い込み投錨作用を果たす鋸歯部bが形成され
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
半導体装置の内部接続用のリードフレーム42,43の
取付け構造にあっては、次のような問題点があった。
【0004】即ち、樹脂製の額縁部12のスリット状の
取付け長穴cに掛止用突片Bを圧入すると、鋸歯部bが
穴壁に食い込み抜け止めされるようになっているが、掛
止用突片Bの幅W1 (例えば数mm)は取付け長穴cの長
さW2 よりも大きくする必要があるが、大きくし過ぎる
と圧入自体が不可能になる。このため、突片Bの幅W1
と長穴cの長さW2 との寸法管理を厳格にしなければな
らない。ところが、取付け長穴c自体は樹脂成形法によ
り形成されるため、樹脂のヒケ等により長穴cの長さW
2 にはどうしてもバラツキが生じてしまう。従って、リ
ードフレームの圧入が困難であったり、またその取付け
にガタ付きが伴うことがあり、半導体装置の歩留まりの
向上の障害になっていた。
【0005】そこで上記問題点に鑑み、本発明の課題
は、絶縁性ケース枠の取付け長穴の穴寸法管理をラフに
しても、リードフレームの掛止用突片を圧入固定にガタ
付きの生じることがなく、リードフレームの取付け構造
の信頼性が高い半導体装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、取付け長穴と掛止用突片との嵌合に捩じ
れバネ性を付与して抜け止めしようとするものである。
即ち、本発明は、額縁部の段差面の取付け長穴に掛止用
突片を圧入して固定したリードフレームを組み付けて成
る絶縁性ケース枠と、絶縁性ケース枠の一方の開口を閉
蓋する放熱性ベース板と、上記放熱性ベース板の内面に
固着され、上記リードフレームのインナーリード先端に
接続する半導体素子が実装された回路基板と、上記絶縁
性ケース枠の内部空間に充填され、上記回路基板及び前
記インナーリードを浸漬するゲル状樹脂封止材と、上記
絶縁性ケース枠の他方の開口を閉蓋する絶縁性蓋板とを
有する半導体装置において、上記取付け長穴又は上記掛
止用突片のうち隣接するもの同士が互いに逆方向に捩じ
り角を以て形成されて成ることを特徴とする。ここで、
上記掛止用突片は先端幅広の長円状であることが望まし
い。
【0007】上記の取付け構造の代わりに、断面がへの
字状に形成された掛止用突片であっても良い。
【0008】
【作用】取付け長穴又は掛止用突片のうち隣接するもの
同士が互いに逆方向に捩じり角を以て形成されて成るた
め、リードフレームの掛止用突片を絶縁性ケース枠の取
付け長穴に圧入する際、圧入初期では一旦捩じれ角が解
消する方向に突片先端が捩じられるので、圧入完了時で
は、その戻り捩れの弾性力によって長穴内に突片が膨ら
み圧着し強固に抜け止めされる。このため、リードフレ
ームのガタ付きのない固定が達成されている。
【0009】特に、掛止用突片は先端幅広の長円状であ
るため、取付け長穴への圧入時には突片の先端が滑らか
に嵌入するので、圧入操作をたやすく行うことができ
る。
【0010】上記の取付け構造は、隣接する取付け長穴
同士又は隣接する掛止用突片同士を逆方向に捩じった配
置にしてあるが、この代わりに、各掛止用突片の断面を
への字状に形成したものでも構わない。かかる構造で
は、圧入時にはヘの時の開き角が拡大するので、圧入後
は穴内でヘの字の開き角が狭まる方向に弾力的に膨ら
む。従って、リードフレームのガタ付きのない固定が達
成されている。
【0011】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0012】図1は本発明の実施例に係る半導体装置に
おけるリードフレーム付きの絶縁性ケース枠を示す平面
図、図2はそのリードフレーム付きの絶縁性ケース枠を
示す底面図、図3(a)は図1のA−A′線に沿って切
断した状態を示す断面図、図3(b)は図1のB−B′
線に沿って切断した状態を示す断面図である。
【0013】本例の半導体装置はパワーモジュール又は
インテリジェントパワーモジュールと称される半導体装
置で、リードフレーム付きの絶縁性ケース枠10と、こ
の絶縁性ケース枠10の額縁部12の一方面側の開口段
差14に接着剤を以て固着して開口を閉蓋する放熱性ベ
ース板(図示せず)と、この放熱性ベース板の内面に半
田等で固着された回路基板(図示せず)と、この回路基
板上の厚膜配線にリード先端Aが接続したリードフレー
ム70〜76,80,81と、絶縁性ケース枠10の内
部空間に充填され、回路基板及びリードフレームのイン
ナーリードを浸漬するゲル状樹脂(シリコーン樹脂)封
止材(図示せず)と、絶縁性ケース枠10の他面側の開
口段差18に接着剤を以て固着して開口を閉蓋する絶縁
性蓋板(図示せず)とを有している。前述したように、
回路基板にはパワートランジスタ,IGBT(伝導度変
調形トランジスタ),ダイオード,サイリスタ等の半導
体素子が実装されており、リードフレーム70〜76,
80,81のリード先端Aは回路基板の厚膜配線(ラン
ド部)に半田等で固着されている(図示せず)。外部接
続用のリードフレーム70〜76は額縁部12にインサ
ート成形で固着されており、額縁部12の端子座板70
a〜76aに外部接続の端子ねじ(図示せず)が螺着す
るようになっている。他方、回路基板内の複数の電極を
内的に相互接続するための内部接続用(内部電源給電
用)のリードフレーム80,81は、図4,図5に示す
如くの形状となっている。リードフレーム80は、複数
のスリット穴80aを有するフレーム80bと、フレー
ム80bの一方の端部から張り出て屈曲したリード先端
Aと、フレーム80bの他方の端部から張り出した一対
の掛止用突片80c,80cを有している。掛止用突片
80c,80cは互いに逆方向に捩じり角θの捩じり状
態となっている。そして掛止用突片80c,80cの先
端は幅広の長円状に形成されている。同様に、リードフ
レーム81は、複数のスリット穴81aを有するフレー
ム81bと、フレーム81bの一方の端部から張り出て
屈曲したリード先端Aと、フレーム81bの他方の端部
から張り出した一対の掛止用突片81c,81cとを有
している。掛止用突片81c,81cは互いに逆方向に
捩じり角θの捩じり状態となっている。そしてまた掛止
用突片81c,81cの先端は幅広の長円状に形成され
ている。図6に示す如く、リードフレーム81はその掛
止用突片81c,81cを樹脂製額縁部12の段差面1
6に形成された取付け長穴c,cに圧入して取付け固定
されている。なお、リードフレーム80も同様な方法で
取付け固定されている。
【0014】このように、隣接する掛止用突片80c,
80c(81c,81c)が互いに逆方向に捩じり角θ
を以て形成されているため、取付け長穴c,cに圧入す
る際、圧入初期では一旦捩じれ角が解消する方向に突片
先端が捩じられるので、圧入完了時では、その戻り捩れ
の弾性力によって長穴c,c内に突片が膨らみ強固に抜
け止めされる。このため、リードフレーム80(81)
はガタ付きのなく取付け固定される。本例では掛止用突
片80c,80c(81c,81c)は先端幅広の長円
状であるため、取付け長穴c,cへの圧入時には突片が
スムーズに滑り込むので、圧入操作をたやすく行うこと
ができる。
【0015】なお、上記実施例では隣接する突片同士を
逆方向に捩じって形成してあるが、取付け長穴の方を逆
方向に捩じった状態に形成しても良い。また、各掛止用
突片の断面をへの字状に形成したものでも構わない。か
かる構造でも、圧入時にはヘの時の開き角が拡大するの
で、圧入後は穴内でヘの字の開き角が狭まる方向に弾力
的に膨らむ。従って、リードフレームのガタ付きのない
固定が達成される。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、取付け
長穴と掛止用突片との嵌合に捩じれバネ性を付与して抜
け止めしようとするものである。従って次の効果を奏す
る。
【0017】 圧入完了時では、その戻り捩れの弾性
力によって長穴内に突片が膨らみ強固に抜け止めされ
る。このため、取付け長穴の穴寸法管理をラフにして
も、リードフレームのガタ付きのない固定が達成され
る。
【0018】 掛止用突片の先端が幅広の長円状であ
る場合、取付け長穴への圧入時には突片の先端が滑らか
に嵌入するので、圧入操作をたやすく行うことができ
る。
【0019】 各掛止用突片の断面をへの字状に形成
した場合、圧入時にはヘの時の開き角が拡大するので、
圧入後は穴内でヘの字の開き角が狭まる方向に弾力的に
膨らむ。かかる場合もリードフレームのガタ付きのない
固定が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る半導体装置におけるリー
ドフレーム付きの絶縁性ケース枠を示す平面図である。
【図2】同実施例のリードフレーム付きの絶縁性ケース
枠を示す底面図である。
【図3】(a)は図1のA−A′線に沿って切断した状
態を示す断面図、図3(b)は図1のB−B′線に沿っ
て切断した状態を示す断面図である。
【図4】(a)は同実施例に係る半導体装置に用いるリ
ードフレームを示す平面図、(b)はその正面図、
(c)はその側面図である。
【図5】(a)は同実施例に係る半導体装置に用いる別
のリードフレームを示す平面図、(b)はその正面図、
(c)はその側面図である。
【図6】同実施例に係る半導体装置に用いるリードフレ
ームの取付け構造を示す分解斜視図である。
【図7】パワーモジュールと称される半導体装置の一般
的な構造を示す断面図である。
【図8】図7に示す半導体装置に用いるリードフレーム
の取付け構造を示す断面図である。
【符号の説明】
10…絶縁性ケース枠 12…額縁部 14…表面側の開口段差 16…段差面 18…裏面側の開口段差 20…放熱性ベース板 30…回路基板 32…半導体素子(チップ) 34…ボンディングワイア 40…ゲル状樹脂封止材(シリコーン樹脂) 50…絶縁性蓋板 70〜76,80,81…リードフレーム 80a,81a…スリット穴 80b,81b…フレーム 80c,81b…掛止用突片 70a〜76a…端子座板 A…リード先端 c…取付け長穴 θ…捩じれ角。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 25/18

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 額縁部の段差面の取付け長穴に掛止用突
    片を圧入して固定したリードフレームを組み付けて成る
    絶縁性ケース枠と、絶縁性ケース枠の一方の開口を閉蓋
    する放熱性ベース板と、前記放熱性ベース板の内面に固
    着され、前記リードフレームのインナーリード先端に接
    続する半導体素子が実装された回路基板と、前記絶縁性
    ケース枠の内部空間に充填され、前記回路基板及び前記
    インナーリードを浸漬するゲル状樹脂封止材と、前記絶
    縁性ケース枠の他方の開口を閉蓋する絶縁性蓋板とを有
    する半導体装置において、前記取付け長穴又は前記掛止
    用突片のうち隣接するもの同士が互いに逆方向に捩じり
    角を以て形成されて成ることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置において、
    前記掛止用突片は先端幅広の長円状であることを特徴と
    する半導体装置。
  3. 【請求項3】 額縁部の段差面の取付け長穴に掛止用突
    片を圧入して固定したリードフレームを組み付けて成る
    絶縁性ケース枠と、絶縁性ケース枠の一方の開口を閉蓋
    する放熱性ベース板と、前記放熱性ベース板の内面に固
    着され、前記リードフレームのインナーリード先端に接
    続する半導体素子が実装された回路基板と、前記絶縁性
    ケース枠の内部空間に充填され、前記回路基板及び前記
    インナーリードを浸漬するゲル状樹脂封止材と、前記絶
    縁性ケース枠の他方の開口を閉蓋する絶縁性蓋板とを有
    する半導体装置において、前記掛止用突片は断面がへの
    字状に形成されて成ることを特徴とする半導体装置。
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