JPS5844752A - 樹脂モ−ルド型半導体装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は樹脂モールド型半導体装置、特に放熱性能向上
に゛好適な、フィン付き金属ケースを備える半導体装置
に関する。

樹脂モールド型半導体装置の一例として、自冷式単相ダ
イオードモジュールを例として説明する。

自冷式単相ダイオードモジュールは、４個の半導体素子
を金属リードで接続しブリッジ回路を構成し、これをく
ぼみのついた金属ケースに入れ、樹脂でモールドしてい
る。従来の金属ケースの一例を第１図に、第１図のＡ−
Ａ’の断面図を第２図に、ダイオードモジュールの断面
図を第３図にそれぞれ示す。第１図から第３図において
金属ケース１の材質は例えばアルミニウムであり、これ
には放熱のだめのフィン１．、及びペレット等を入れる
くぼみ１゜がある。くぼみ１６にはモールド後、樹脂が
くぼみ１３から抜は出るのを防止するための抜は止め１
ｂが設置されている。

これを用いたダイオードモジュールは第３図に示すよう
に、金属ケース１のくぼみ１．中にセラミックの絶縁板
１１を入れ、リード１６．１７と半導体ペレット１２．
１３を設置し、シリコンゴム１４でコーティングして、
さらにエポキシ樹脂１５でモールドしている。抜は止め
１ｂにエポキシ樹脂１５が入るためモールド後、リード
１６゜１７を上方に引張っても抜けることはない。

金属ケース１は、第１図の紙面に垂直方向に引抜き型を
用いて長尺に押出し成型し、一定の長さに切断し、その
後機械加工によりくぼみ１１及び抜は止め１ｋを設ける
ことにより製造される。

このようにして作られた金属ケースは放熱特性面からは
必ずしも最適とはなっておらず、また機械加工を必要と
するためコスト高となっていた。

第４図は第１図にＥで示すフィンの部分拡大図である。

図から明らかなように、従来の金属ケースのフィンは、
凸部の反対側が凸部、凹部の反対側が凹部となるような
形状となっている。

放熱は自冷式であるので、放熱形態としては自然対流に
よる熱伝達が支配的であり、放熱性能はその熱伝達率で
決められる。一般に局所熱伝達率はフィンの断面積の大
きい個所即ち凸部が向い合っている１１□と１”１１＋
１ｍ４と１’１３ｔｌ１６と１１．。

１１．と１□１７の部分で大きく、断面積の小さい個所
即ち凹部が向い合っている１、１と１　ａＩＱ　＋１ｍ
ｓと１’ｊ２＋１・、と１・１６，１・７と”Ｉａ　＊
　１・。と１・１．で小さい。

このため、右から左へと流れる熱は、凹部が向い合って
いる部分で熱伝達を阻止され、フィンの放熱性能が悪い
という問題を生じる。

本発明の目的は、上記欠点を除去し放熱性能が向上゛す
ると共にその製作を簡略化した樹脂モールド型半導体装
置を提供することにある。

か＼る目的を奏する本発明樹脂モールド型半導体装置の
特徴とするところは、冷却フィンを凸部の反対側に凹部
が位置するような形状とすると共に、くぼみ部の底部を
底板のカシメ固着によシ形成した点にある。

以下、本発明を第１の実施例によシ詳細に説明する。

第５．６．７．８図において、金属ケース３の材質は例
えばアルミニウムであり、放熱のためのフィン３．及び
ペレット等を入れるくぼみ３．とから成っている。４は
凹部３゜の底板である。

フィンは第６図に示す様に、凹部の反対側が凸部即ち３
．１と３　”１０　ｍ　３ａ３と３ａＩ□、３．５と３
１１４　＋３、□と３’１６＊３ａｇと３．１６とが対
向するように、凸部の反対側が凹部即ち３・２と３．Ｉ
□、３，４と３ａ１３ｗ３１．と３’１５ｙ３ａｌｌと
３．Ｉ、とが対向するように形成され、フィン３．０厚
さが全体に亘って略均−となっている。

第５図に於いて、放熱に最適なフィン長りとフィン間隔
Ｓとの間には ８ｏｃＣ１＋Ｃ，Ｌ　　　　　　　　　　・　（１）Ｃ
ｔ　、Ｃｚ　　二定数 の関係があり、フィン長りが Ｌ　−＜　Ｌ　ｂ　＜　Ｌ　−＜　Ｌ　ａ　　　　　・
・・■になっていることに応じて、フィン間゛隔Ｓも、
Ｓ、くＳｂくＳ。

としている。これによシ、放熱性能の向上を図る。

また、金属ケースのくぼみは、機械加工を用いずカシメ
方式によシ形成されている。即ち、第７図（樽に示す様
に、貫通孔を有する金属ケース３を準備し、その貫通孔
の一方の開口端に底板４を設置し、この底板４を矢印Ｐ
方向がら押付けることにより横方向（矢印Ｑ）に広げ、
第７図（ｂ）′ｆ−示すように底板４と金属ケース３と
を固着することによってくぼみが形成される。従って、
従来に比較して製作工程が大幅に削減される。

本方式ではカシメ後、第７図（ｂ）に示すように金属ケ
ース３のくぼみが開口端から底部に向うに従って断面積
が大きくなるテーパー状となっているため、第８図に示
す様に半導体ペレット１２゜１３をモールド後にも、樹
脂１５が抜けることがない。従って、第２図に示す様な
抜は止め１ｂが不要となり、製作が更に簡略化できる。

本発明の第１の実施例によれば、従来例に比べて、放熱
性能は約１５％向上し、材料重量も従来の約６０％にな
ることを本発明者等は確認した。

本発明による第２の実施例を第９図及び第１０図に示す
。

第９図及び第１０図はともに、フィン形状を示すもので
、第５図のＦの部分を拡大した第６図に対応するもので
あり、フィン形状以外は、第１の実施例と同一構造であ
る。いずれの場合もフィンの凸部の裏側が凹部となって
いるので、第１の実施例と同様の効果がある。

以上述べた様に、本発明によれば、放熱性能が向上し、
また、製造方法が簡略化し、低コストの樹脂−モールド
型半導体装置を得ることができる。

以上は、本発明をダイオード・ブリッジに適用した場合
について説明したがこれに−限らず、単体のダイオード
、トランジスタ、サイリスタ等を凹部に案内する樹脂モ
ールド型半導体装置にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の金属ケースの平面図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ’断面図、第３図は従来の樹脂モールド型半導体
装置の断面図、第４図は第１図のＥ部分の拡大図、第５
図は本発明に使用する金属ケースの〆１の実施例を示す
平面図、第６図は第５図のＦ部分の拡大図、第７図は金
属ケースの製造工程を示す断面図、第８図は第５図の金
属ケースを使用した樹脂モールド型半導体装置の断面図
、第９図及び第１０図は本発明に使用する金属ケースの
他の実施例を示す図である。 １．３・・・金属ケース、１．．３．・・・フィン、１
ｅ１３ｃ・・・くぼみ、４・・・底板、１２，１３・・
・半導体ぺ第３図 第４目 第ｆ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数のフィン部を有する金属ケースのくぼみ内に少
   なくとも一つの半導体ベレットを設け、該半導体ペレッ
   トが樹脂でモールドされる樹脂モールド型半導体装置に
   於いて、上記フィン部は複数の凹凸部を有し、凸部の裏
   側に凹部、凹部の裏側に凸部がそれぞれ位置するように
   形成され、上記くぼみは金属ケースに形成された貫通孔
   と、その一端にカシメ固着された底板とから形成されて
   いることを特徴とする樹脂モールド型半導体装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記金属ケースの
   くぼみが、開口部から底部に向うに従ってその断面積が
   大きくなっていることを特徴とする樹脂モールド型半導
   体装置。 ３、特許請求の範囲第１項或いは第２項に於いて、上記
   複数のフィンの間隔が、フィンの長さが短い部分で狭く
   、フィンの長さが長い部分で広いことを特徴とする樹脂
   モールド型半導体装置。