JP2008130984A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ネジブロック端子の締め付けトルク耐量の向上が図られる半導体装置を提供する。
【解決手段】ネジブロック端子１０は、ブロック本体１１、ナット１２、電極１３、張出部１４を有して構成され、ブロック本体１１は、第１側面部、第２側面部、第３側面部、第４側面部、上面部および下面部を有している。張出部１４は、張出部１４とブロック本体１１とで側壁部５を挟み込む態様でブロック本体１１の第１側面部から張出している。張出部１４には、ケース部材２に設けられた壁状体７に対応した突起部が形成されている。第３側面部と第４側面部に、側壁部５の外壁面５ａとの接触面を拡張する態様で突出接触部１７がそれぞれ形成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は半導体装置に関し、特に、パッケージに電力用半導体搭載基板を収容した半導体装置に関するものである。

産業機器のインバータ駆動などに用いられる半導体装置には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のスイッチング素子の数やパッケージの数に対応したさまざまな形態があり、たとえば１ｉｎ１、２ｉｎ１、７ｉｎ１などと表記される。１ｉｎ１は、１つのスイッチング素子が１つのパッケージに搭載された半導体装置を表し、２ｉｎ１は、２つのスイッチング素子が１つのパッケージに搭載された半導体装置を表わす。そして、７ｉｎ１は、３相インバータ用途としての６つのスイッチング素子とブレーキ用途としての１つのスイッチング素子との合計７つのスイッチング素子が１つのパッケージに搭載された半導体装置を表わす。

また、半導体装置には、外部の機器等と接続するためにネジブロック端子やピン端子が取付けられる。半導体装置には、そのネジブロック端子やピン端子の取付位置が形態に応じて容易に変えられる構造が採用されている。つまり、半導体装置のパッケージを構成するケース部材には、その周縁に沿って複数の固定位置を設けるために側壁部から延在する壁状の固定部材が所定の間隔を隔てて形成されている。ネジブロック端子およびピン端子は、その形態に対応した所定の位置に位置する固定部材によって固定されることになる。なお、外部との接続端子を備えた一般的な半導体装置を開示した文献としてたとえば特許文献１〜３がある。
特開平１１−１７７２５９号公報 特開２００２−３１４０３５号公報 特開平１０−１１６９６１号公報

しかしながら、従来の半導体装置では次のような問題点があった。半導体装置と外部の機器とを接続する際に、ブスバーなどの外部端子をネジブロック端子に取付ける必要がある。この場合、ブスバーは、ブスバーの開口にネジを挿通し、そのネジをネジブロック端子に設けられたネジ穴に螺合することによってネジブロック端子に取付けられる。ところが、ネジブロック端子にネジを締め付ける際にその締め付け応力によって、ネジブロック端子あるいはネジブロック端子を固定するケース部材が損傷を受けるおそれがあった。そのため、十分な締め付けトルクを得ることができず、外部端子をネジブロック端子に確実に取付けることができないことがあった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ネジブロック端子の締め付けトルク耐量の向上が図られる半導体装置を提供することである。

本発明に係る半導体装置は、ケース部材とネジブロック端子と応力緩和部とを備えている。ケース部材は、ベース板とそのベース板の外縁に沿って形成された側壁部とを有して半導体搭載基板を収容する。ネジブロック端子はケース部材に取付けられ、ケース部材に取り付けられた状態で側壁部の外側に位置するブロック本体およびそのブロック本体とで側壁部を挟み込む態様でブロック本体から張出すように形成されてケース部材に固定される張出部を有し、ブロック本体にネジを締め付けることによって外部端子が接続される。応力緩和部はブロック本体に設けられ、ネジを締め付ける動作に伴ってネジブロック端子に生じる応力を緩和する。

本発明によれば、ネジを締め付ける動作に伴ってネジブロック端子に生じる締め付け応力が応力緩和部により分散されて、ネジブロック端子に特定の部分に局所的に応力が作用することがなくなる。その結果、より強い締め付けトルクをもってネジブロック端子にネジを締め付けることができ、締め付けトルク耐量を向上することができる。

実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る半導体装置について説明する。図１および図２に示すように、この半導体装置１では、パッケージとしての有底のケース部材２に半導体搭載基板３が収容されている。ケース部材２の底にはベース板４が配設され、半導体搭載基板３はそのベース板４に載置されている。ベース板４の外周部には、その外周に沿って所定の高さの側壁部５が形成されている。

また、ケース部材２には、半導体装置１と外部の機器（図示せず）とを接続する端子として、ネジブロック端子１０とピン端子８が取付けられている。側壁部５の内側には、そのネジブロック端子１０やピン端子８をケース部材２に固定するための固定部材６が配設されている。固定部材６は側壁部５から内側に向って延在する複数の壁状体７からなり、その複数の壁状体７は側壁部５に沿ってそれぞれ所定の間隔を隔てて配設されている。

ピン端子８は、隣接する２つの壁状体７と側壁部５とによって囲まれた空間（領域）に挿入され、さらに、その隣接する２つの壁状体７，７によって挟み込まれることでケース部材２に固定される。一方、ネジブロック端子１０には、壁状体７に固定される所定の部位（張出部）を有してケース部材２に固定される。

そのネジブロック端子１０についてさらに詳しく説明する。図３に示すように、ネジブロック端子１０は、ブロック本体１１、ナット１２、電極１３、張出部１４を有して構成される。ブロック本体１１は、略直方体の形状を呈し、第１側面部１１ａ、第２側面部１１ｂ、第３側面部１１ｃ、第４側面部１１ｄ、上面部１１ｅおよび下面部１１ｆを有している。第１側面部１１ａと第２側面部１１ｂとが互いに対向し、第３側面部１１ｃと第４側面部１１ｄとが互いに対向する。

図４に示すように、ブロック本体１１には中空部１５が設けられ、ナット１２はその中空部１５の上方に配設されている。張出部１４は、張出部１４とブロック本体１１とで側壁部５を挟み込む態様でブロック本体１１の第１側面部１１ａから張出している。電極１３の一端側はブロック本体１１の上面部１１ｅに露出し、他端側は張出部１４の内部を通って張出部１４の下端部において露出している。その電極１３の一端側には、ナット１２と同軸の開口１３ａが形成されている。

図５および図６に示すように、張出部１４には、ケース部材２に設けられた壁状体７に対応した突起部１６が形成されている。図４に示すように、その突起部１６を壁状体７と壁状体７との間の空間に嵌め込むことによって、ネジブロック端子１０がケース部材２に固定されることになる。ネジブロック端子１０がケース部材２に固定された状態では、ネジブロック本体１１の第１側面部１１ａがケース部材２の側壁部５の外壁面５ａに接触する。そして、図３および図５に示すように、このネジブロック端子１０では、ブロック本体１１の第３側面部１１ｃと第４側面部１１ｄに、その外壁面５ａとの接触面を拡張する態様で突出接触部１７がそれぞれ形成されている。

なお、ネジブロック端子１０のブロック本体１１や張出部１４は、所定の樹脂を成型することによって形成される。その樹脂としては、たとえばＰＥＴ−ＰＢＴ（ポリエチレンテレフタレート（Polyethyleneterephtalate）−ポリブチレンテレフタレート（polybutylene terephthalate））、ＰＢＴ、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド（polyphenylene sulfide））等が適用される。

次に、上述したネジブロック端子１０のケース部材２への取付け手順について説明する。まず、図７に示すように、ケース部材２における半導体装置１の形態に応じた所定の位置にネジブロック端子１０を合せ、ネジブロック端子１０の突起部１６（図４または図５参照）をケース部材２の壁状体７と壁状体７との間の空間に嵌め込む。これにより、図８に示すように、ネジブロック端子１０がケース部材２の所定の位置に固定されることになる。また、ピン端子８については、所定の位置に位置して互いに隣接する２つの壁状体７，７の間に挿入することによって、ピン端子８がケース部材２に固定される。

図９に示すように、ネジブロック端子１０がケース部材２に固定された状態では、ブロック本体１１の第１側面部１１ａが側壁部５の外壁面５ａに接触するとともに、その第１側面部１１ａの接触面１１ａａを拡張する態様で突出接触部１７も外壁面５ａに接触することになる。こうして、図８に示すように、ネジブロック端子１０がケース部材に取付けられた後に、外部の機器（図示せず）と接続するための端子として、たとえばブスバー９０の開口９０ａにネジ９１を挿通してナット１２に螺合することで、ブスバー９０がネジブロック端子１０に接続される。

一方、比較例に係る半導体装置として、突出接触部を備えないネジブロック端子の場合について説明する。この場合には、図１０に示すように、ネジブロック端子１１０をケース部材１０２における所定の位置に嵌め込んでケース部材１０２に固定すると、図１１に示すように、ネジブロック端子１１０のブロック本体１１１の第１側面部１１１ａだけが側壁部１０５の外壁面１０５ａに接触する。

ここで、本半導体装置１における突出接触部１７の突出量（突出長さ）について比較例の半導体装置１０１との関係で説明する。まず、図１２に示すように、突出接触部を備えない比較例に係る半導体装置１０１の場合、ブロック本体１１１にネジを矢印１４０に示す向きに締め付ける際には、側壁部１０５の外壁面１０５ａ（図１１参照）と接触する第１側面部１１１ａの接触面１１１ａａの端部Ａと、側壁部１０５の内壁面１０５ａ（図１１参照）と接触する張出部１１４の端部Ｂとに応力が集中する。ナット１１２（図１１参照）の中心Ｏからその端部Ａまでの距離Ｌ１は、ナット１１２の中心Ｏから端部Ｂまでの距離Ｌ１よりも短い。そのため、端部Ａに作用する応力の大きさと端部Ｂに作用する応力の大きさとに差があり、ネジブロック端子１１０に亀裂等が生じることがあった。

これに対して本半導体装置１の場合では、図１３に示すように、ブロック本体１１にネジ９１（図８参照）を矢印４０に示す向き締め付ける際には、側壁部５の外壁面５ａと接触する突出接触部１７の接触面１７ａの端部Ａと、側壁部５の内壁面５ｂと接触する張出部１４の端部Ｂとに応力が集中する。ナット１２の中心Ｏから端部Ａまでの距離Ｌ１は、ナット１２の中心Ｏから端部Ｂまでの距離Ｌ１と同じ距離になるように、突出接触部１７が第３側面部１１ｃおよび第４側面部１１ｄのそれぞれから突出するように形成されている。これにより、端部Ａに作用する応力と端部Ｂに作用する応力とはほぼ同じ大きさとなって応力がつりあい、応力がネジブロック端子１０の特定の一ヶ所に集中するのを防ぐことができる。

上述した半導体装置１では、ネジブロック端子１０の応力緩和部として突出接触部１７が設けられている。そのため、突出接触部が設けられていないネジブロック端子１１０を備えた比較例に係る半導体装置１０１（図１１参照）の場合と比べると、本半導体装置１においては、ネジブロック端子１０がケース部材２に固定された状態で、第１側面部１１ａに加えて２つの突出接触部１７が側壁部５の外壁面５ａに接触することになる（図９参照）。

これにより、ブロック本体１１が側壁部５の外壁面５ａと接触する接触面として、接触面１１ａａに接触面１７ａが加わることで接触面積が増えて、ネジを締め付ける動作に伴ってブロック本体１１に生じる締め付け応力（回転応力）が分散されて、ネジブロック端子１０の特定の部分に局所的に応力が作用するのを防止することができる。また、端部Ａとナット１２の中心Ｏとの距離Ｌ１と端部Ｂとナット１２中心Ｏとの距離Ｌ２が同じ距離となるように突出接触部１７の突出量を設定することによって、各端部Ａ，Ｂに作用する応力がほぼ同じになって応力がつりあうことになる。その結果、より強い締め付けトルクをもってネジブロック端子１０にネジを締め付けることができて、締め付けトルク耐量を向上することができる。

実施の形態２
前述したように、半導体装置１では形態に応じてネジブロック端子１０はケース部材２に複数取り付けられることになる（図１参照）。実施の形態２に係る半導体装置では、図１４に示すように、そのような複数のネジブロック端子１０のうち、互いに隣接する２つのネジブロック端子１０のブロック本体１１同士が所定の接続固定部材３０によって互いに固定される半導体装置について説明する。

図１４および図１５に示すように、まず、ネジブロック端子１０では、ブロック本体１１における第３側面部１１ｃおよび第４側面部１１ｄには、ブロック本体１１の上面部１１ｅから下方に向って幅が徐々に広がる態様でテーパ１１ｃｔ、１１ｄｔが設けられている。そのため、互いに隣接する２つのネジブロック端子１０では、一方のネジブロック端子１０のブロック本体１１の第４側面部１１ｄと、他方のネジブロック端子１０のブロック本体１１の第３側面部１１ｃとは徐々に接近することになる。また、それぞれのネジブロック本体１１の第２側面部１１ｂには、２つの溝部１８がそれぞれ所定の位置に形成されている。

一方、接続固定部材３０は、互いに隣接する２つのブロック本体１１を渡すように延在する延在部３１と、その延在部３１のそれぞれ所定の位置に形成された第１突出部３２、第２突出部３３および第３突出部３４とを備えて構成される。第１突出部３２は、第１突出部３２が一方のブロック本体１１の第４側面部１１ｄと他方のブロック本体１１の第３側面部１１ｃとによって挟まれた領域に嵌り込むように、延在部３１の中央部に突設されて先端部分から延在部３１との付け根に向って幅が徐々に狭まる態様でテーパ３２ｔが設けられている。つまり、第１突出部３２には逆テーパが設けられている。

また、第２突出部３３は、第２突出部３３を溝部１８に嵌め込むことにより第１突出部３２と第２突出部３３とで一方のブロック本体１１の部分を挟み込む態様で延在部３１の一端側に突設されている。そして、第３突出部３４は、第３突出部３４を溝部１８に嵌め込むことにより第１突出部３２と第３突出部３４とで他方のブロック本体１１の部分を挟み込む態様で延在部３１の他端側に突設されている。その第２突出部３３と第３突出部３４のそれぞれの上端部には、さらに突起部３５がそれぞれ設けられている。

次に、上述したネジブロック端子１０のケース部材２への取付け手順について説明する。まず、図１４に示すように、ケース部材２における半導体装置の形態に応じた所定の位置にネジブロック端子１０を合せ、ネジブロック端子１０の突起部１６（図４等参照）をケース部材２の壁状体７と壁状体７との間の空間に嵌め込む。これにより、図１６に示すように、ネジブロック端子１０がケース部材２の所定の位置に取付けられることになる。

次に、隣接する２つのネジブロック端子１０がケース部材２に取付けられた状態で、その２つのネジブロック端子１０を接続固定部材３０によって互いに固定する。すなわち、第１突出部３２を一方のブロック本体１１の第４側面部１１ｄと他方のブロック本体１１の第３側面部１１ｃとによって挟まれた領域に嵌め込み、第２突出部３３を一方のブロック本体１１の溝部１８に嵌め込み、第３突出部３４を他方のブロック本体１１の溝部１８に嵌め込む。

これにより、図１７および図１８に示すように、第１突出部３２と第２突出部３３とで一方のブロック本体１１の部分が挟み込まれ、第１突出部３２と第３突出部３４とで他方のブロック本体１１の部分が挟み込まれて、２つのネジブロック端子１０が互いに固定されることになる。

上述した半導体装置１では、複数のネジブロック端子１０のうち互いに隣接する２つのネジブロック端子１０が接続固定部材３０により互いに固定される。すなわち、互いに隣接する２つのネジブロック端子１０のうちの一方のネジブロック端子１０に対し、その一方のネジブロック端子１０に接続固定部材３０によって固定された他方のネジブロック端子１０が応力緩和部とされる。

これにより、一方のネジブロック端子１０に対しネジを締め付ける動作に伴って、そのブロック本体１１に生じる締め付け応力（回転応力）が接続固定部材３０を介して他方のネジブロック端子１０に分散されて、そのネジブロック端子１０の特定の部分に局所的に応力が作用するのを防止することができる。その結果、より強い締め付けトルクをもってネジを締め付けることができて、締め付けトルク耐量を向上することができる。

また、接続固定部材３０の第１突出部３２の形状を逆テーパとすることで、接続固定部材３０が脱落するのを防止することができる。さらに、第２突出部３３と第３突出部３４のそれぞれの上端部に突起部３５が設けられていることで、第２突出部３３と第３突出部３４がそれぞれ溝部１８に嵌め込まれた状態では、接続固定部材３０は下向きの力（図１８の矢印参照）を受け、逆テーパ形状の第１突出部３２が一方のブロック本体１１と他方のブロック本体１１との間により強固に嵌め込まれて、締め付け応力をより確実に緩和することができる。

実施の形態３
実施の形態３では、上述した各実施の形態において説明した突出接触部と接続固定部材との双方を備えた半導体装置について説明する。図１９に示すように、半導体装置１では、それぞれのネジブロック端子１０のブロック本体１１の第３側面部１１ｃと第４側面部１１ｄに、側壁部５の外壁面５ａとの接触面を拡張する態様で突出接触部１７がそれぞれ形成されている。また、ブロック本体１１の第３側面部１１ｃと第４側面部１１ｄにはテーパが設けられ、第２側面部１１ｂには溝部１８（図２０参照）が形成されている。そして、そのようなブロック本体１１の形状に基づいて、互いに隣接する２つのネジブロック端子１０のブロック本体１１同士を接続固定する接続固定部材３０を備えている。

このネジブロック端子１０のケース部材２への取付け手順は前述したとおりであり、まず、ネジブロック端子１０をケース部材２における所定の位置に固定する。次に、接続固定部材３０の第１突出部３２を互いに隣接する第４側面部１１ｄと第３側面部１１ｃとの間に嵌め込むとともに、第２突出部３３および第３突出部３４をそれぞれ対応する溝部１８に嵌め込むことによって、隣接する２つのネジブロック端子１０同士が接続固定部材３０によって互いに接続固定される。

図２０に示すように、ネジブロック端子１０がケース部材２に固定された状態では、それぞれのブロック本体１１では、第１側面部１１ａに加えて２つの突出接触部１７が側壁部５の外壁面５ａに接触することになる。また、互いに隣接する２つのネジブロック端子１０同士が接続固定部材３０により互いに固定される。

上述した半導体装置では、ネジを締め付ける動作に伴ってブロック本体１１に生じる締め付け応力（回転応力）が、第１側面部１１ａの接触面１１ａａと突出接触部１７の接触面１７ａに分散されるとともに、接続固定部材３０を介して他方のネジブロック端子１０に分散されて、ネジブロック端子１０の特定の部分に局所的に応力が作用するのを防止することができる。その結果、より強い締め付けトルクをもってネジを締め付けることができて、締め付けトルク耐量を向上することができる。

実施の形態４
本発明の実施の形態４に係る半導体装置について説明する。図２１に示すように、この半導体装置では、ネジブロック端子１０におけるブロック本体１１の第１側面部１１ａに、ケース部材のベース板４（図２等参照）の側部に接触するベース板接触部１９が形成されている。このベース板接触部１９はブロック本体１０を樹脂により成型する際に一体的に形成されている。なお、これ以外の構成については図３等に示すネジブロック端子と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。

このネジブロック端子１０のケース部材２への取付け手順は実施の形態１において説明したのと同様である。ケース部材２における半導体装置の形態に応じた所定の位置にネジブロック端子１０を合せ、ネジブロック端子１０の突起部１６をケース部材２の壁状体７と壁状体７との間の空間に嵌め込む（図４等参照参照）。これにより、図２２および図２３に示すように、ネジブロック端子１０がケース部材２の所定の位置に取付けられることになる。

上述した半導体装置１では、ネジブロック端子１０の応力緩和部としてベース板接触部１９が設けられている。そのため、そのようなベース板接触部が設けられていないネジブロック端子（たとえば図１１参照）の場合と比べると、図２４に示すように、ネジブロック端子１０がケース部材２に固定された状態では、第１側面部１１ａに加えてベース板接触部１９が側壁部５の外壁面５ａに接触することになる。

これにより、ブロック本体１１が側壁部５の外壁面５ａと接触する接触面として、接触面１１ａａにベース板接触部１９の接触面１９ａが加わることで接触面積が増えて、ネジを締め付ける動作に伴ってブロック本体１１に生じる締め付け応力（回転応力）が分散されて、ネジブロック端子１０の特定の部分に局所的に応力が作用するのを防止することができる。その結果、より強い締め付けトルクをもってネジブロック端子１０にネジを締め付けることができて、締め付けトルク耐量を向上することができる。

実施の形態５
本発明の実施の形態５に係る半導体装置について説明する。図２５に示すように、この半導体装置では、ネジブロック端子１０におけるブロック本体１１は、ケース部材のベース板４（図２等参照）の側部に接触するベース板接触部２０を備えている。このベース板接触部２０は、前述した樹脂から一体成型されるベース板接触部１９とは異なり、たとえばステンレス等の金属から形成され、ブロック本体１１において樹脂から形成される部分の下端に取付けられている。

また、このブロック本体１１の第１側面部１１ａは側壁部５の外壁面５ａと接触しないように、外壁面５ａから後退するように形成されている（図２７参照）。なお、これ以外の構成については図３等に示すネジブロック端子と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。

このネジブロック端子１０のケース部材２への取付け手順は実施の形態１において説明したのと同様である。ケース部材２における半導体装置の形態に応じた所定の位置にネジブロック端子１０を合せ、ネジブロック端子１０の突起部１６をケース部材２の壁状体７と壁状体７との間の空間に嵌め込む（図４等参照）。これにより、図２６および図２７に示すように、ネジブロック端子１０がケース部材２の所定の位置に取付けられることになる。

上述した半導体装置１のネジブロック端子１０では、図２７および図２８に示すように、側壁部５の外壁面５ａはブロック本体１１に接触せずに、金属製のベース板接触部２０がベース板４の側部に接触する。そのベース板４は一般的に熱伝導性の比較的高い銅板が適用される。そのため、ネジブロック端子１０がケース部材２に固定された状態では、金属同士が接触することになる。金属同士が接触することで機械的強度が増し、ネジを締め付ける動作に伴ってブロック本体１１に生じる締め付け応力耐性が向上し、締め付けトルク耐量を向上することができる。

また、樹脂から形成されたブロック本体１１をケース部材２の側壁面５に接触させないことで、ブロック本体１１がケース部材２に力を及ぼしたり、あるいはケース部材２からブロック本体１１に力が及ぼされるのをなくすことができる。

実施の形態６
本発明の実施の形態６に係る半導体装置について説明する。図２９に示すように、この半導体装置では、ネジブロック端子１０におけるブロック本体１１は、ケース部材のベース板４（図２等参照）の側部に接触する金属製のベース板接触部２１を備えている。そのベース板接触部２１には凹凸２１ａ，２１ｂが設けられている。一方、ベース板４にはこの凹凸２１ａ，２１ｂに嵌合する凹凸４ａ，４ｂが形成されている。その凹凸２１ａ，２１ｂ，４ａ，４ｂのピッチは、側壁部５の内側に形成された複数の壁状体７のピッチと同じである。なお、これ以外の構成については図２５に示すネジブロック端子と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。

このネジブロック端子１０のケース部材２への取付け手順は実施の形態１において説明したのと同様である。ケース部材２における半導体装置の形態に応じた所定の位置にネジブロック端子１０を合せ、ネジブロック端子１０の突起部１６をケース部材２の壁状体７と壁状体７との間の空間に嵌め込む（図４等参照）とともに、ベース板接触部２１の凹凸２１ａ，２１ｂを対応するベース板４の凹凸４ａ，４ｂに嵌合する。これにより、図３０および図３１に示すように、ネジブロック端子１０がケース部材２の所定の位置に取付けられることになる。

上述した半導体装置１のネジブロック端子１０では、金属製のベース板接触部２１がベース板４の側部に接触する。そのベース板接触２１とベース板４とが互いに接触する部分には、一方が他方に嵌合する凹凸２１ａ，２１ｂ，４ａ，４ｂが形成されている。これにより、ネジブロック端子１０がケース部材２に固定された状態では、凹凸が形成されていないネジブロック端子の場合と比較して、金属同士がより広い接触面積をもって互いに接触することになる。その結果、機械的強度がさらに増して、ネジを締め付ける動作に伴ってブロック本体１１に生じる締め付け応力耐性が向上し、締め付けトルク耐量をさらに向上することができる。なお、凹凸形状としては、一方が他方に嵌合する形状であれば矩形状の凹凸に限られない。

実施の形態７
本発明の実施の形態７に係る半導体装置について説明する。図３２に示すように、この半導体装置では、ネジブロック端子１０のブロック本体１１における第１側面部１１ａに、たとえばノコギリの歯の形状の凹凸が形成されている。一方、側壁部５の外壁面５ａにはこの凹凸に嵌合する凹凸が形成されている。その凹凸のピッチは、側壁部５の内側に形成された複数の壁状体７のピッチの整数倍に設定されている。なお、これ以外の構成については図３等に示すネジブロック端子と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。

このネジブロック端子１０のケース部材２への取付け手順は実施の形態１において説明したのと同様である。ケース部材２における半導体装置の形態に応じた所定の位置にネジブロック端子１０を合せ、ネジブロック端子１０の突起部１６をケース部材２の壁状体７と壁状体７との間の空間に嵌め込む（図４等参照）とともに、ブロック本体１１の第１側面部１１ａの凹凸を対応する側壁部５の外壁面５ａの凹凸に嵌合する。これにより、図３３に示すように、ネジブロック端子１０がケース部材２の所定の位置に取付けられることになる。

上述した半導体装置１のネジブロック端子１０では、ブロック本体１１の第１側面部１１ａと側壁部５の外壁面５ａとが互いに接触する部分には、一方が他方に嵌合するノコギリの歯状の凹凸が形成されている。これにより、ネジブロック端子１０がケース部材２に固定された状態では、凹凸が形成されていないネジブロック端子の場合と比較して、ブロック本体１１と外壁面５ａとがより広い接触面積をもって互いに接触することになる。その結果、ネジを締め付ける動作に伴って生じる応力が分散されて、ブロック本体１１に作用する締め付け応力耐性が向上し、締め付けトルク耐量を向上することができる。

なお、第１側面部１１ａおよび外壁面５ａの凹凸形状としては、ノコギリの歯の形状に限られず、たとえば図３４に示すように、円弧状の凹凸であってもよい。この場合にも、図３５に示すように、ネジブロック端子１０がケース部材２に固定された状態では、ブロック本体１１と外壁面５ａとがより広い接触面積をもって互いに接触することになる。その結果、ネジを締め付ける動作に伴って生じる応力が分散されて、ブロック本体１１に作用する締め付け応力耐性が向上し、締め付けトルク耐量を向上することができる。

また、図３６に示すように、図３４に示される円弧状の凹凸を半ピッチだけずらした態様の凹凸形状であってもよい。この場合にも、図３７に示すように、ネジブロック端子１０がケース部材２に固定された状態では、ブロック本体１１と外壁面５ａとがより広い接触面積をもって互いに接触し、その結果、ネジを締め付ける動作に伴って生じる応力が分散されて、ブロック本体１１に作用する締め付け応力耐性が向上し、締め付けトルク耐量を向上することができる。

なお、上述した各実施の形態では、ネジブロック端子をケース部材へ固定するのに、張出部に突起部を設け、この突起部を壁状体と壁状体との間の空間に嵌合することによって固定する場合を例に挙げて説明したが、張出部を壁状体に固定できる構造であれば、このような構造に限られるものではない。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明に係る半導体装置は、産業機器のインバータ駆動などに用いられる半導体装置として有効に利用される。

本発明の実施の形態１に係る半導体装置の上面図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子のケース部材への取付け部分を示す部分斜視図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子を示す斜視図である。 同実施の形態において、図３に示す断面線ＩＶ−ＩＶに基づいてネジブロック端子のケース部材への取付け構造を示す部分断面図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子の下面図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子が取付けられるケース部材の部分を示す部分上面図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子のケース部材への取付け手順を説明するための一状態を示す部分斜視図である。 同実施の形態において、図７に示す状態の後の状態を示す部分斜視図である。 同実施の形態において、図８に示す状態におけるネジブロック端子を示す部分斜視図である。 同実施の形態において、比較例に係る半導体装置のネジブロック端子のケース部材への取付け手順を説明するための一状態を示す部分斜視図である。 同実施の形態において、図１０に示す状態の後の状態におけるネジブロック端子を示す部分斜視図である。 同実施の形態において、比較例に係る半導体装置のネジブロック端子において応力が集中する部分を示す下面図である。 同実施の形態において、本半導体装置のネジブロック端子において応力が集中する部分を示す下面図である。 本発明の実施の形態２に係る半導体装置の部分斜視図である。 同実施の形態において、半導体装置のネジブロック端子と接続固定部材を示す背面図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子のケース部材への取付け手順を説明するための一状態を示す部分斜視図である。 同実施の形態において、図１６に示す状態の後の状態を示す部分斜視図である。 同実施の形態において、図１７に示す状態におけるネジブロック端子を示す背面図である。 本発明の実施の形態３に係る半導体装置の部分斜視図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子がケース部材へ取付けられた状態を示す部分斜視図である。 本発明の実施の形態４に係る半導体装置のネジブロック端子を示す斜視図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子がケース部材へ取付けられた状態を示す背面図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子がケース部材へ取付けられた状態を示す側面図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子がケース部材へ取付けられた状態を示す部分斜視図である。 本発明の実施の形態５に係る半導体装置のネジブロック端子を示す斜視図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子がケース部材へ取付けられた状態を示す背面図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子がケース部材へ取付けられた状態を示す側面図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子がケース部材へ取付けられた状態を示す部分斜視図である。 本発明の実施の形態６に係る半導体装置のネジブロック端子を示す斜視図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子がケース部材へ取付けられた状態を示す部分下面図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子がケース部材へ取付けられた状態を示す側面図である。 本発明の実施の形態７に係る半導体装置のネジブロック端子とケース部材の側壁部を示す部分斜視図である。 同実施の形態において、ネジブロック端子がケース部材へ取付けられた状態を示す部分下面図である。 同実施の形態の形態において、変形例に係る半導体装置のネジブロック端子とケース部材の側壁部を示す部分斜視図である。 同実施の形態の形態において、変形例に係る半導体装置のネジブロック端子がケース部材へ取付けられた状態を示す部分下面図である。 同実施の形態の形態において、他の変形例に係る半導体装置のネジブロック端子とケース部材の側壁部を示す部分斜視図である。 同実施の形態の形態において、他の変形例に係る半導体装置のネジブロック端子がケース部材へ取付けられた状態を示す部分下面図である。

符号の説明

１ 半導体装置、２ ケース部材、３ 半導体搭載基板、４ ベース板、５ 側壁部、５ａ 外壁面、５ｂ 内壁面、６ 固定部材、７ 壁状体、８ ピン端子、１０ ネジブロック端子、１１ ブロック本体、１１ａ 第１側面部、１１ａａ 接触面、１１ｂ 第２側面部、１１ｃ 第３側面部、１１ｄ 第４側面部、１１ｅ 上面部、１１ｆ 下面部、１１ｃｔ，１１ｄｔ テーパ、１２ ナット、１３ 電極、１３ａ 開口、１４ 張出部、１５ 中空部、１６ 突起部、１７ 突出接触部、１７ａ 接触面、１８ 溝部、１９，２０，２１ ベース板接触部、１９ａ，２０ａ 接触面、２１ａ 凸部、２１ｂ 凹部、３０ 接続固定部材、３１ 延在部、３２ 第１突出部、３３ 第２突出部、３４ 第３突出部、３５ 突起部、３２ｔ テーパ、９０ ブスバー、９０ａ 開口、９１ ネジ。

Claims (10)

1. ベース板と前記ベース板の外縁に沿って形成された側壁部とを有して半導体搭載基板を収容するケース部材と、
   前記ケース部材に取付けられ、前記ケース部材に取り付けられた状態で前記側壁部の外側に位置するブロック本体および前記ブロック本体とで前記側壁部を挟み込む態様で前記ブロック本体から張出すように形成されて前記ケース部材に固定される張出部を有し、前記ブロック本体にネジを締め付けることによって外部端子が接続されるネジブロック端子と、
   前記ブロック本体に設けられ、前記ネジを締め付ける動作に伴って前記ネジブロック端子に生じる応力を緩和するための応力緩和部と
   を備えた、半導体装置。
2. 前記ブロック本体は、
   前記側壁部の外壁面に接触する第１側面部と、
   前記第１側面部と対向する第２側面部と、
   前記第１側面部の一端側から前記第２側面部の一端側に延在する第３側面部と、
   前記第１側面部の他端側から前記第２側面部の他端側に延在して前記第３側面部と対向する第４側面部と
   を有し、
   前記ブロック本体は、前記応力緩和部として、前記第１側面部における前記外壁面との接触面を拡張する態様で前記第３側面部および前記第４側面部のそれぞれから突出して前記外壁面に接触する突出接触部を備えた、請求項１記載の半導体装置。
3. 前記ネジブロック端子は前記ケース部材に複数取り付けられ、
   複数の前記ネジブロック端子のうち、互いに隣接する２つのネジブロック端子の前記ブロック本体同士を接続して固定する接続固定部材を備え、
   互いに隣接する前記２つのネジブロック端子のうちの一方のネジブロック端子に対し、前記接続固定部材により前記一方のネジブロック端子に固定された他方のネジブロック端子を前記応力緩和部とした、請求項１記載の半導体装置。
4. 互いに隣接する２つの前記ネジブロック端子の前記ブロック本体のそれぞれは、
   前記側壁部の外壁面に接触する第１側面部と、
   前記第１側面部と対向する第２側面部と、
   前記第１側面部の一端側から前記第２側面部の一端側に延在する第３側面部と、
   前記第１側面部の他端側から前記第２側面部の他端側に延在して前記第３側面部と対向する第４側面部と
   を有し、
   互いに対向する前記第３側面部と前記第４側面部は、前記ブロック本体の上部から下方に向って幅が徐々に広がるようにテーパがつけられるとともに、前記第２側面部の所定の位置に溝部が設けられ、
   前記接続固定部材は、
   互いに隣接する２つの前記ブロック本体を渡すように延在する延在部と、
   前記延在部のそれぞれ所定の位置に形成された第１突出部、第２突出部および第３突出部と
   を備え、
   前記第１突出部は、前記第１突出部が２つの前記ブロック本体のうちの一方のブロック本体の前記第３側面部と他方のブロック本体の前記第４側面部とによって挟まれた領域に嵌り込むように、前記延在部の中央部に突設されて先端部分から前記延在部との付け根に向って幅が徐々に狭まる態様でテーパが設けられ、
   前記第２突出部は、前記第２突出部を前記溝部に嵌め込むことにより前記第１突出部と前記第２突出部とで前記一方のブロック本体の部分を挟み込む態様で前記延在部の一端側に突設され、
   前記第３突出部は、前記第３突出部を前記溝部に嵌め込むことにより前記第１突出部と前記第３突出部とで前記他方のブロック本体の部分を挟み込む態様で前記延在部の他端側に突設された、請求項３記載の半導体装置。
5. 前記第２突出部と前記第３突出部のそれぞれの上端に突起部をさらに備えた、請求項４記載の半導体装置。
6. 前記２つのブロック本体のそれぞれは、前記応力緩和部として、前記第１側面部における前記外壁面との接触面を拡張する態様で前記第３側面部および前記第４側面部のそれぞれから突出して前記外壁面に接触する突出接触部をさらに備えた、請求項４または５に記載の半導体装置。
7. 前記ベース板は、前記ケース部材の底に配設されて前記半導体搭載基板が載置され、
   前記ブロック本体は、前記側壁部の外壁面との接触面に加え、前記応力緩和部として、前記ベース板にまで延在して前記ベース板の側部に接触するベース板接触部を備えた、請求項１記載の半導体装置。
8. 前記ブロック本体は、
   樹脂から形成される樹脂体部と、
   前記樹脂体部の下端に接続されて、前記ベース板の側部にまで延在する金属製ベース板接触部と
   を備え、
   前記樹脂体部と前記側壁部の外壁面とを接触させず、前記金属製ベース板接触部を前記応力緩和部として前記ベース板の側部と接触させるようにした、請求項１記載の半導体装置。
9. 前記ベース板の側部と前記金属製ベース板接触部とが互いに接触する部分には、前記ベース板および前記金属製ベース板接触部のうちの一方が他方に嵌合する凹凸が形成された、請求項８記載の半導体装置。
10. 前記ブロック本体と前記側壁部とが互いに接触する部分には、前記応力緩和部として前記ブロック本体および前記側壁部のうちの一方が他方に嵌合する凹凸が形成された、請求項１記載の半導体装置。

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