JPS6020930Y2 - 両面冷却形半導体装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は放熱特性に優れた両面冷却形半導体装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

複数の半導体チップを使用した複合半導体装置、たとえ
ば、第１図および第２図に示すような全波整流ブリッジ
回路を構成した複合半導体装置は従来から良く知られて
いる。

第１図に示す装置の構造は、リードフレーム１．２間に
極性を考慮して半導体チップ３を固定した後、絶縁ケー
ス４内に収納し、樹脂等をポツティングして全体を一体
的に固定したものである。

第２図に示す構造は、セラミック、ベリリア等絶縁性材
料で形成した絶縁基板５の表面に導電性材料により所定
の回路パターン６を形成し、このパターンの所定の個所
に半導体チップ７、連結部材８およびリード部材９を取
付け、これら全体を金属ケース１０内に収納したもので
ある。

〔従来技術の問題点〕

しかるに、第１図に示した複合半導体装置は、半導体チ
ップ３からの発熱が主にリードフレーム１．２を介して
放熱され、絶縁ケース４自体は熱抵抗が高いために殆ん
ど熱放散に寄与せず、そのため全体として放熱特性に劣
るという問題点を有する。

また、第２図に示した複合半導体装置は、第１図に示し
た構造のものに比較して放熱特性は向上するが、反面、
部品点数が多くなりかつ組立工程の簡素化が図りにくく
、組立工程の自動化困難、コスト高になる等の問題点が
ある。

〔考案の目的〕

この考案はこのような問題点を解決するためになされた
もので、放熱特性を向上させかつ組立工程の自動化が可
能で安価に製作できる両面冷却形半導体装置を得ること
を目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案にかかる両面冷却形半導体装置は、対向面に回
路パターンが形成された一対の冷極体を、それら回路パ
ターンに接続される半導体ペレットを収納した絶縁板を
介した対向配置させたものである。

〔作 用〕

装置の駆動時に半導体ペレットから発生する熱は、半導
体ペレットの両面に直接、接触する対向配置の冷却体を
介して放散される。

〔実施例〕

第３図は、この考案の一実施例による両面冷却形半導体
装置の構成部品の斜視図である。

図において、１．１２は一対の冷却体であり、これら・
冷却体１１．１２の対向面１１ａ、１２ａには導電性材
料で形成した回路パターン１３，１４が形成されている
。

ｌｌｂ、１２ｂはそれぞれ冷却体１１．１２の脚部であ
る。

１５は回路パターン１３．１４の所定個所に配置される
半導体ペレット、１６は回路パターン１３．１４同士を
電気的に接続するための接続導体、１７は外部リード、
１８は絶縁板である。

この絶縁板１８は耐熱かつ絶縁材料で形成され、この絶
縁板１８の両面にはそれぞれ冷却体１１．１２が嵌め込
まれる凹所１８ａ、１８ｂが形成されている。

１９は凹所１８ａを貫通外部リード挿通用の孔、２０．
２１は同じく凹所１８ａを貫通する接続導体挿通用の孔
、２２は半導体ペレット収納用の切欠き、２３は回路パ
ターン１３．１４上に設けられたソルダを示す。

次に上記各構成部品を組合せて両面冷却形半導体装置と
する組立方法について説明する。

まず、外部リード１７の一端を絶縁板１８の外部リード
挿通用の孔１９に通す。

次いで、絶縁板１８の切欠き２２に半導体ペレット１５
をその極性を考慮“して収納するとともに接続導体１６
を接続導体挿通用の孔２０．２１にそれぞれ挿通する。

この状態で絶縁板１８の両側からそれぞれの凹所１８ａ
、１８ｂに冷却体１１．１２を嵌め込む。

上記の組立体を適当な手段で仮固定し加熱炉等を通過さ
せれば、回路パターン１３．１４上のソルダ２３が溶融
し、半導体ペレット１５、接続導体１６、外部リード１
７がそれぞれ所定の位置に固定される。

なお、上記の溶着工程は一般に不活性雰囲気中で行なわ
れるが、その場合、絶縁板１８の切欠き２２が不活性ガ
スの流通間隙となる。

その後、一体化した上記の組立体を取出し、絶縁板１８
の凹所１８ａ、１８ｂと冷却体Ｙ１１゜１２の間隙に絶
縁性樹脂を充填することにより絶縁性樹脂が孔１９．２
０，２１、切欠き２２に回り込みそれを硬化させること
によって半導体ペレット１５の保護および構成部品の一
体化がさらに強固になる。

なお、上記の実施例で用いた絶縁板１８は第４図に示す
ように長手方向に連続させかつ容易に切断可能なように
所謂チョコフレーク形式にしておいても良く、この場合
にはその発明の装置の量産化、自動化にさらに適するよ
うになる。

第５図は上記実施例における等価回路であり、全波整流
ブリッジ回路を構成した例であるが、勿論、この回路に
限定されることなく、冷却体１１．１２上の回路パター
ン１３．１４を変更することにより種々の回路構成の両
面冷却形半導体装置が構成できる。

第６図は上記の方法により組立てられた両面冷却形半導
体装置の外観図を示し、冷却体１１，１２の一端を折り
曲げて形成した脚部１１ｂ、１２ｂを図示を省略した外
部部材に固定することにより絶縁板１８を直立的に配置
することができる。

第７図は冷却体１１．１２に脚部１１ｂ、１２ｂを設け
ることなく、平板としたもので、この平板の中央部に貫
通孔２３を形成し、この貫通孔２３を利用して同じく図
示を省略した外部部材に高さ方向のスペースをとること
なく平板状に取付可能にしたものである。

〔考案の効果〕

この考案によれば以上のように対向面に回路パターンが
形成された一対の冷却体を、それら回路パターンに接続
される半導体ペレットを収納した絶縁板を介して対向配
置させたので、装置駆動時に半導体ペレットから発生す
る熱は該ペレットの両面に直接接続される冷却体を介し
て放散され放熱特性が向上するとともにあらかじめ冷却
体に回路パターンが形成しであること等で、複雑な形状
の構成部品を取扱う必要がなく組立工程の自動化が可能
であり、量産に適するので安価に製作できる等の効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の片面冷却形半導体装置の構成例
を示す斜視図、第３図はこの考案の両面冷却形半導体装
置の構成部品を示す斜視図、第４図は切断可能なように
連続的に形成した絶縁板の斜視図、第５図はこの考案の
第３図に示す実施例の等価回路図、第６図は同じくこの
考案の完成品の斜視図、第７図は冷却体の脚部を設けな
いこの考案の他の実施例を示す完成品の斜視図である。 図において、１１．１２は冷却体、１３．１４は回路パ
ターン、１５は半導体ペレット、１６は接続導体、１７
は外部リード、１８は絶縁板、１８ａ、１８ｂは凹部、
１９，２０，２１は孔、２２は切欠きである。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 対向面に回路パターンが形成された一対の冷却体を、そ
   れら回路パターンに接続される半導体ペレットを収納し
   た絶縁板を介して対向配置させたことを特徴とする両面
   冷却形半導体装置。