JP4242401B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は半導体装置に関し、より特定的には、電極となるピン端子およびネジ端子の配置の変化に対応することができる半導体装置に関する。

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のパワー半導体パッケージには、ＣＩＢ、７ｉｎ１、６ｉｎ１、２ｉｎ１などさまざまな形態がある。ＣＩＢとはコンバータと６素子のインバータとブレーキとを内蔵したパッケージであり、７ｉｎ１とは６素子のインバータとブレーキとを内蔵したパッケージである。また、６ｉｎ１とは６素子のインバータを内蔵したパッケージであり、２ｉｎ１とは２素子のインバータを内蔵したパッケージである。

これらのパワー半導体パッケージでは半導体装置における内部回路、定格、および仕様が互いに異なっているため、端子の形状や配置も互いに異なっており、これらに応じたパッケージがそれぞれの形態ごとに別個に製造されていた。その結果、パッケージを試作したりパッケージを量産するための金型を製造したりするのに多額の費用を要するという問題があった。また、それぞれの形態のパッケージで発生する問題に対処する必要があり、開発遅延をもたらすという問題や、それぞれの形態のパッケージを検証するのに時間がかかるという問題もあった。これらの問題を解決するために、端子の形状や配置の変化に対応することのできるパワー半導体パッケージが求められていた。

ここで、特開平９−８１９１号公報（特許文献１）には、半導体素子に接続される外部引出し電極の接続位置を変えることのできる電力用半導体装置が開示されている。具体的には、ケースの内部に半導体素子が配置されており、ケース上面には長方形の開口が形成されており、ケース上面における開口の向かい合う一対の辺に沿って複数の孔が形成されている。端子部材には引出し電極が取り付けられており、端子部材の下面両端には突起部が形成されている。一方の辺に形成された孔と他方の辺に形成された孔との各々に突起部の各々が挿入され、端子部材が開口上部を跨ぐように配置されている。突起部を挿入する孔を変えることにより、引出し電極の接続位置を変えることができる。
特開平９−８１９１号公報

しかしながら、特許文献１の電力用半導体装置では、端子部材をケース上面に配置するため、パッケージ内部のレイアウトの制約が多いという問題があった。

したがって、本発明の目的は、半導体装置の回路構成などの違いに伴なう端子の形状や配置の変化に対応することができ、かつ筐体内部のレイアウトの制約を少なくすることができる半導体装置を提供することである。

本発明の半導体装置は、半導体搭載基板と、開口を有し、半導体搭載基板を収納する筐体と、開口を構成する周縁に沿って形成された複数の固定位置を有する固定部材と、周縁において固定され、半導体搭載基板と電気的に接続された端子とを備えている。複数の固定位置のうちいずれかの固定位置の固定部材によって端子は固定されている。固定部材は周縁に対して平行に延在する複数の壁本体と、複数の壁本体の各々と周縁とを接続する複数の接続部とを有しており、かつ端子は突起部を有している。複数の壁本体の各々と周縁とにより構成された溝と、突起部との嵌合により端子は固定されている。複数の固定位置のうち一の固定位置と、一の固定位置に隣接する他の固定位置とは、１つの壁本体および１つの接続部によって分離されている。

本発明の半導体装置によれば、半導体装置の回路構成などの違いに伴なう端子の形状や配置の変化に対応することができ、かつ筐体内部のレイアウトの制約を少なくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるパワー半導体パッケージの構造を示す平面図である。図２は、図１のパワー半導体パッケージにおける端子の固定方法を模式的に示す斜視図である。

図１および図２を参照して、本実施の形態における半導体装置としてのパワー半導体パッケージは、ベース板５と、その上に載置された半導体搭載基板（絶縁基板）１と、ベース板５に固着された、筐体としてのマザーケース１１と、固定部材２１と、端子としてのネジ端子３１およびピン端子５１とを備えている。ベース板５は銅や銅合金などの放熱性に優れた材料からなり、その上に半導体搭載基板１が載置されている。半導体搭載基板１はセラミックなどの絶縁基板からなり、その表面に銅箔や銅版の配線パターンが形成されており、配線パターン上にはパワー半導体素子などが固着されている。マザーケース１１は、略長方形であり、開口１３を有している。ベース板５にマザーケース１１を固着することで、開口１３の内部に半導体搭載基板１が収納されている。開口１３を構成する周縁１２は、主に４つの周縁１２ａ〜１２ｄを有している。周縁１２ａおよび１２ｃと、周縁１２ｂおよび１２ｄとの各々は互いに平行である。固定部材は複数の固定位置２２を有しており、複数の固定位置２２の各々は周縁１２ａ〜１２ｄの各々に沿って形成されている。ネジ端子３１およびピン端子５１の各々は周縁１２において固定されており、任意の固定位置２２にある固定部材２１を用いて固定されている。図１においては、周縁１２ａには１２個のピン端子５１が２個１組で等間隔に配置されており、周縁１２ｂには２個のネジ端子３１が配置されている。周縁１２ｃには４個のネジ端子３１が等間隔で配置されており、周縁１２ｄには４個のピン端子５１が２個１組で配置されている。ネジ端子３１は、ネジ端子３１自体が有する電極３２によって半導体搭載基板１と電気的に接続されており、ピン端子５１は図示しないワイヤにより半導体搭載基板１と電気的に接続されている。

図３は、図１のパワー半導体パッケージにおける固定部材付近の拡大図である。図１〜図３を参照して、固定部材２１は、複数の壁本体２３ａと、複数の接続部２３ｂと、底部２３ｃとを有している。複数の壁本体２３ａの各々は、周縁１２に対して平行に延在しており、周縁１２に沿って等間隔で配置されている。複数の接続部２３ｂの各々は、複数の壁本体２３ａの各々と周縁１２とを接続しており、周縁１２に沿って等間隔で配置されている。複数の壁本体２３ａと周縁１２によって溝が形成されており、この溝が複数の接続部２３ｂによって複数の固定位置２２に区画されている。底部２３ｃは水平方向であって、周縁１２の反対側に延在している。

底部２３ｃは厚肉部２４と薄肉部２５とを有している。複数の固定位置２２の各々に対応する位置に薄肉部２５の各々が形成されており、薄肉部２５同士の間に厚肉部２４が形成されている。つまり、厚肉部２４および薄肉部２５は周縁１２に沿って交互に形成されている。

なお、マザーケース１１および固定部材２１は、たとえば熱可塑性の樹脂などよりなっている。具体的な樹脂材料としてはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などが挙げられる。

図４は、図１のパワー半導体パッケージにおけるネジ端子の構造を示す斜視図である。図５は、図１のパワー半導体パッケージに図４のネジ端子を固定する様子を示す断面図である。図６は、図４のネジ端子の底面図である。なお、図５におけるネジ端子は図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図で示されている。図４〜図６を参照して、ネジ端子３１は、ネジ端子本体３５と、ナット３４と、電極３２と、突起部３８とを有している。ネジ端子本体３５は、前方に張り出し下方に延在した張出部３５ａを有する直方体の形状を有しており、ネジ端子本体３５の直方体部分の上面には中空部分３６が形成されている。ナット３４は中空部分３６に固定されており、ネジ端子本体３５の直方体部分の上面には電極３２が配置されている。電極３２はナット３４を覆っており、ナット３４と同軸の開口３３を有している。電極３２は張出部３５ａの内部を通ってその先端部３７が張出部３５ａの前方下方に延在しており、張出部３５ａによって保持されている。突起部３８は、張出部３５ａからネジ端子本体３５の直方体部分の側面３５ｂに向けて延在しており、その先端が図６中縦方向に広がっている。突起部３８は固定位置２２（図３）に対応した形状を有している。

特に図５を参照して、突起部３８を所望の固定位置２２に上部から嵌合させる（圧入する）ことによって、ネジ端子３１はマザーケース１１に固定される。ネジ端子３１が固定された状態では、電極３２の先端部３７が半導体搭載基板１に接触し、張出部３５ａの一部が底部２３ｃ上に配置される。その結果、ナット３４と半導体搭載基板１とが電気的に接続される。ネジ端子３１は固定位置２２から周縁１２を跨いでマザーケース１１の側部へ延在する。ネジ端子本体３５および突起部３８は同一の樹脂よりなっている。

図７は、図１のパワー半導体パッケージにおけるピン端子の構造を示す斜視図である。図７を参照して、ピン端子５１は、突起部５２と、屈曲部５３と、ピン端子底部５４とを有している。ピン端子底部５４は薄肉部２５（図２）に対応した略長方形の形状を有している。突起部５２はピン端子底部５４の一端から、ピン端子底部５４に対して垂直に延在している。突起部５２の先端部は他の部分に比べて細くなっている。屈曲部５３は突起部５２およびピン端子底部５４の接続部分である。屈曲部５３は底部に比べて細くなっており、壁本体２３ａ（図２）同士の隙間に対応した幅を有している。

図２および図７を参照して、壁本体２３ａ同士の隙間および接続部２３ｂ同士の隙間を通して下方に屈曲部５３およびピン端子底部５４を挿入し、突起部５２を所望の固定位置２２に嵌合させる（圧入する）ことによって、ピン端子５１はマザーケース１１に固定される。ピン端子５１が固定された状態では、ピン端子底部５４が薄肉部２５上に配置される。

図８は図２のＶＩＩＩ部の拡大図であり、図９は図８の側面図である。図８および図９を参照して、ピン端子底部５４を薄肉部２５上に配置した状態で厚肉部２４を溶融することによって、ピン端子底部５４の上面端部５５に厚肉部２４の溶融した樹脂が被覆されてもよい。これによってピン端子５１をマザーケース１１に強固に固定することができる。厚肉部２４は直接加熱して溶融されてもよいし、超音波を用いた加熱により溶融されてもよい。

また、ピン端子底部５４の長さを厚肉部２４の先端部までの長さよりも短くすることで、厚肉部２４を溶融した樹脂をピン端子底部５４の先端部に回りこませることができる。これにより、厚肉部２４の溶融した樹脂によりピン端子底部５４は上下、左右、前後において固定されるので、ピン端子５１を一層強固に固定することができる。

さらに、ピン端子底部５４の上面端部５５を曲面とすることにより、厚肉部２４の樹脂を溶融したときに溶融された樹脂が上面端部５５を覆い易くなるため、ピン端子５１を一層強固に固定することができる。なお、ピン端子５１をプレスして製造する際などに生じる曲面を上面端部５５とすることで、上面端部５５を容易に曲面にすることができる。

本実施の形態におけるパワー半導体パッケージは、ベース板５と、その上に載置された半導体搭載基板１と、開口１３を有し、ベース板５に固着することで半導体搭載基板１を収納するマザーケース１１と、開口１３を構成する周縁１２に沿って形成された複数の固定位置２２を有する固定部材２１と、周縁１２において固定され、半導体搭載基板１と電気的に接続されたネジ端子３１およびピン端子５１とを備えている。複数の固定位置２２のうちいずれかの固定位置の固定部材２１によってネジ端子３１およびピン端子５１は固定されている。

本実施の形態におけるパワー半導体パッケージによれば、所望の固定位置２２にある固定部材２１によって端子を固定することができるので、端子の形状や配置の変化に対応することができ、様々な形態のパッケージを構成することができる。たとえばパッケージの形態がＣＩＢである場合には、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、周縁１２ａ〜１２ｄの各々にピン端子５１が配置される。またパッケージの形態が７ｉｎ１である場合には、図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、周縁１２ａおよび１２ｂの各々にネジ端子３１が配置され、周縁１２ｃにピン端子５１が配置される。またパッケージの形態が２ｉｎ１である場合には、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、周縁１２ｂおよび１２ｄの各々にネジ端子３１が配置され、周縁１２ａおよび１２ｃの各々にピン端子５１が配置される。さらにパッケージの形態が１ｉｎ１である場合には、図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、周縁１２ｂおよび１２ｄの各々にネジ端子３１が配置され、周縁１２ａにピン端子５１が配置される。このように、ネジ端子３１およびピン端子５１の数量や、ネジ端子３１およびピン端子５１の各々の固定位置２２を変更することにより、さまざまなパッケージを構成することができる。

その結果、パッケージを試作したりパッケージを量産するための金型を製造したりする費用を抑えることができる。また、一の形態のパッケージで発生する問題のみに対処すればよく、開発遅延を防ぐことができる。さらに、一の形態のパッケージのみを検証すればよく、検証の時間を短縮することができる。

加えて、ネジ端子３１およびピン端子５１がマザーケース１１の周縁１２において固定されているので、マザーケース１１の上面、つまり半導体搭載基板１の上方に端子を配置する必要がなくなり、マザーケース１１内部のレイアウトの制約を少なくすることができる。

本実施の形態のパワー半導体パッケージにおいて、周縁１２は互いに平行な周縁１２ａおよび１２ｃと、周縁１２ｂおよび１２ｄとを有しており、複数の固定位置２２は周縁１２ａ〜１２ｄの各々に沿って形成されている。これにより、略長方形状のパワー半導体パッケージの周囲に固定位置２２が形成されるので、ネジ端子３１およびピン端子５１の配置の自由度が一層広がる。

本実施の形態のパワー半導体パッケージにおいて、固定部材２１は周縁１２に対して平行に延在する複数の壁本体２３ａを有している。かつネジ端子３１は突起部３８を有している。複数の壁本体２３ａの各々と周縁１２とにより構成された溝と、突起部３８との嵌合によりネジ端子３１は固定されている。これにより、複数の壁本体２３ａの各々と周縁１２とにより構成された溝によってネジ端子３１を固定することができる。また、複数の壁本体２３ａの各々の隙間からピン端子５１を半導体搭載基板１の方向へ引き出すことができる。

本実施の形態のパワー半導体パッケージにおいて、固定部材２１は、複数の壁本体２３ａの各々と周縁１２とを接続する複数の接続部２３ｂをさらに有している。これにより、複数の接続部２３ｂの各々によって区切られた空間で複数の固定位置２２を規定することができる。

本実施の形態のパワー半導体パッケージにおいて、固定部材２１は、複数の壁本体２３ａに対して垂直に延在する底部２３ｃであって、周縁１２の反対側に延在する底部２３ｃをさらに有している。これにより、端子の一部を底部２３ｃに配置することができる。

本実施の形態のパワー半導体パッケージにおいて、ピン端子５１は底部２３ｃに固定されたピン端子底部５４をさらに有している。かつ突起部５２はピン端子底部５４に対して垂直に延在している。これにより、突起部５２を通じて外部機器とパッケージとを電気的に接続することができる。

本実施の形態のパワー半導体パッケージにおいて、底部２３ｃは厚肉部２４と薄肉部２５とを有しており、ピン端子底部５４は薄肉部２５に固定されており、かつ厚肉部２４は溶融されてピン端子底部５４の上面端部５５を被覆している。これにより、ピン端子５１をマザーケース１１に強固に固定することができる。

本実施の形態のパワー半導体パッケージにおいて、ネジ端子３１は、固定位置２２から周縁１２を跨いでマザーケース１１の側部へ延在している。これにより、マザーケース上部の空間を空けることができ、マザーケース１１内部のレイアウトの制約を少なくすることができる。

本実施の形態のパワー半導体パッケージにおいて、ネジ端子３１は、ネジ端子本体３５と、ネジ端子本体３５に固定されたナット３４と、ネジ端子本体３５に保持され、かつナット３４および半導体搭載基板１を電気的に接続する電極３２とを有している。これにより、ボルト状の端子をナット３４に螺合させることにより外部機器とパッケージとを電気的に接続することができる。

本実施の形態のパワー半導体パッケージにおいては、突起部３８とネジ端子本体３５とは同一材料で形成される。これにより、電極３２を突起部として使用する必要がないので、電極３２の面積を広く取ることができ、ネジ端子３１に大電流を流すことができる。

なお、本発明のマザーケースは略長方形以外の形状であってもよく、たとえば円形状などであってもよい。また、固定部材２１は４つ周縁１２ａ〜１２ｄの全部に沿って形成されている必要はなく、たとえば４つの周縁のうち１つの周縁１２ａのみに沿って形成されていてもよいし、２つの周縁１２ａ、１２ｄのみに沿って形成されて移転もよいし、３つの周縁１２ａ〜１２ｃのみに沿って形成されていてもよい。さらに、本実施の形態では、半導体搭載基板１を載置するベース板５を使用してパワー半導体パッケージが構成されたが、ベース板５を使用せず半導体搭載基板１を直接マザーケース１１に固着してもよく、また半導体搭載基板１を載置する構成をマザーケース１１に一体的に設けてもよい。

（実施の形態２）
図１４は、本発明の実施の形態２におけるネジ端子の構造を示す斜視図である。図１５は、図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿った断面図である。図１４および図１５を参照して、本実施の形態におけるネジ端子３１は、電極３２がスリット状の形状を有している点において、図４のネジ端子と異なっている。

電極３２はスリット状の形状を有しており、スリット状の電極３２における３つの先端部３７の各々の間に、２本の突起部３８の各々が形成されている。ネジ端子本体３５の直方体部分と張出部３５ａとの間には開口３９が形成されており、開口３９を貫通するように突起部３８が電極３２から下方に分岐している。突起部３８は、長方形の形状を有する金属板を準備し、金属板に対しその先端部３７から長手方向に沿って４ヶ所切込みを入れ、切込みを入れた部分を折り曲げることにより形成されている。突起部３８が形成された以外の先端部３７は、突起部３８とは異なる位置において折り曲げられて、電極として半導体搭載基板１（図２）と接触している。ネジ端子本体３５には突起部が形成されていない。突起部３８は、固定位置２２（図２）に対応する位置および形状を有している。

なお、これ以外のネジ端子３１の構造は、図４に示すネジ端子の構造と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

本実施の形態におけるパワー半導体パッケージにおいては、電極３２はスリット状の形状を有しており、スリット状の電極３２の先端部３７の間に突起部３８が形成されている。これにより、アウトサート成形のみを用いてネジ端子３１を製造することができるため、ネジ端子３１の製造が容易になる。また、突起部３８を金属で形成することができるので、突起部３８を樹脂により形成する場合に比べて強度を向上することができる。さらに、ネジ端子本体３５の材料選択の幅が広がる。

（実施の形態３）
図１６は、本発明の実施の形態３におけるネジ端子の構造を示す斜視図である。図１７は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。図１６および図１７を参照して、本実施の形態におけるネジ端子３１は、突起部３８の先端３８ａと電極３２とが接続されている点において、実施の形態２のネジ端子と異なっている。突起部３８は、ネジ端子本体３５の直方体部分と張出部３５ａとの間の開口３９を貫通するように電極３２から下方に分岐し、再び水平方向に延在してその先端３８ａが電極３２に接続されている。

なお、これ以外のネジ端子３１の構造は、図１４および図１５に示すネジ端子の構造と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

本実施の形態におけるパワー半導体パッケージにおいては、突起部３８の先端３８ａと電極３２とが接続されている。これにより、突起部３８にも電流を流すことができ、ネジ端子３１に大電流を流すことができる。

（実施の形態４）
図１８は、本発明の実施の形態４におけるネジ端子の構造を示す斜視図である。図１９は、図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面図である。図１８および図１９を参照して、本実施の形態におけるネジ端子３１は、電極３２の固定方法において図４のネジ端子と異なっている。

電極３２はネジ端子本体３５の上面および側面に沿って形成されている。ネジ端子本体３５の張出部３５ａの中央部には本体突起部４０が形成されており、電極３２における本体突起部４０に対応する位置には孔４１が形成されている。本体突起部４０と孔４１とは嵌合されている。また、ネジ端子本体３５の張出部３５ａの側面には爪４２が形成されており、電極３２と爪４２とは係合している。これにより、電極３２はネジ端子本体３５に保持されている。

なお、これ以外のネジ端子３１の構造は、図４に示すネジ端子の構造と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

本実施の形態におけるパワー半導体パッケージにおいては、ネジ端子本体３５は本体突起部４０と爪４２とを有しており、かつ電極３２は孔４１を有している。本体突起部４０および孔４１の嵌合と、爪４２および電極３２の係合とによって電極３２はネジ端子本体３５に保持されている。これにより、電極３２の構造を複雑にせずにアウトサート成形にてネジ端子３１を製造することができる。

なお、本実施の形態の本体突起部４０は、図２０および図２１に示すように、溝部４０ａを有するようなスリット形状であってもよく、かつ本体突起部４０の外形が孔４１よりも大きくてもよい。本体突起部４０と孔４１とを嵌合させる際には、本体突起部４０の外形が孔４１よりも大きいので、本体突起部４０が溝部４０ａ側（スリット形状の内側）に倒れることにより孔４１に挿入される。また、本体突起部４０が孔４１へ挿入された後は本体突起部４０が元の位置に戻り、本体突起部４０が孔４１内に保持される。

この構成の場合には、電極３２の構造を複雑にせずにアウトサート成形にてネジ端子３１を製造することができる。

本実施の形態におけるパワー半導体パッケージにおいて、本体突起部４０はスリット形状を有しており、かつ本体突起部４０の外形は孔４１よりも大きく、本体突起部４０と孔４１とを嵌合させる際には本体突起部４０がスリット形状の内側に倒れることにより孔４１に挿入され、本体突起部４０が孔４１へ挿入された後は本体突起部４０の外形が孔４１よりも大きいことにより本体突起部４０が孔４１内に保持される。これにより、電極３２をネジ端子本体３５に容易に固定することができる。

（実施の形態５）
図２２は、本発明の実施の形態５におけるネジ端子およびマザーケースの構造を示す断面図である。図２２を参照して、本実施の形態において、ネジ端子本体３５のマザーケース１１側の下部側面は外方に張出しており、張出した部分の上面に段差面４３（第１段差面）が形成されている。またマザーケース１１のネジ端子本体３５側の下部側面は内側に凹んでおり、凹んだ部分の天井面に段差面４４（第２段差面）が形成されている。段差面４３および４４は共に突起部３８の嵌合方向（図２２中矢印方向）の法線を有しており、かつ互いに対向して接触している。

なお、これ以外のネジ端子３１およびマザーケース１１の構造は、実施の形態１におけるネジ端子３１およびマザーケース１１の構造とほぼ同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

本実施の形態のパワー半導体パッケージにおいて、ネジ端子本体３５は突起部３８の嵌合方向の法線を有する段差面４３を有しており、かつマザーケース１１は突起部３８の嵌合方向の法線を有する段差面４４を有している。段差面４３および第２段差面４４が互いに対向して接触している。これにより、ネジ端子３１が上部へ抜けることを防止することができる。

（実施の形態６）
図２３は、本発明の実施の形態６におけるネジ端子の構造を示す断面図である。図２４は、図２３のネジ端子の底面図である。図２３および図２４を参照して、本実施の形態におけるネジ端子３１では、互いに対向する張出部３５ａの側面３５ｃおよび直方体部分の側面３５ｂの距離Ｗ１と、壁本体２３ａの側面２６およびマザーケース１１の側面１４の厚さＷ２とが等しくなっている。また、突起部３８は側面３５ｂに向かって延在しており、その先端は図２４中縦方向には広がっていない。

本実施の形態のネジ端子３１は、張出部３５ａの側面３５ｃと壁本体２３ａの側面２６とが接触し、かつ直方体部分の側面３５ｂとマザーケース１１の側面１４とが接触するように固定部材２１およびマザーケース１１に嵌合される。また、壁本体２３ａ同士の間に突起部３８が挿入されることによりネジ端子３１の位置決めがなされる。

なお、これ以外のネジ端子３１の構造は、図４に示すネジ端子の構造とほぼ同様であるので、同一の部材には同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

本実施の形態におけるパワー半導体パッケージによれば、ネジ端子３１の形状を簡略化することができるので、ネジ端子３１を製造する際に用いる金型の形状を簡略化することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の半導体装置は、産業機器のインバータ駆動などに用いられるパワー半導体パッケージに適している。

本発明の実施の形態１におけるパワー半導体パッケージの構造を示す平面図である。 図１のパワー半導体パッケージにおける端子の固定方法を模式的に示す斜視図である。 図１のパワー半導体パッケージにおける固定部材付近の拡大図である。 図１のパワー半導体パッケージにおけるネジ端子の構造を示す斜視図である。 図１のパワー半導体パッケージに図４のネジ端子を固定する様子を示す断面図である。 図４のネジ端子の底面図である。 図１のパワー半導体パッケージにおけるピン端子の構造を示す斜視図である。 図２のＶＩＩＩ部の拡大図である。 図８の側面図である。 パッケージの形態がＣＩＢである場合のネジ端子およびピン端子の位置を示す平面図である。（ａ）は端子を配置する前であり、（ｂ）は端子を配置した後である。 パッケージの形態が７ｉｎ１である場合のネジ端子およびピン端子の位置を示す平面図である。（ａ）は端子を配置する前であり、（ｂ）は端子を配置した後である。 パッケージの形態が２ｉｎ１である場合のネジ端子およびピン端子の位置を示す平面図である。（ａ）は端子を配置する前であり、（ｂ）は端子を配置した後である。 パッケージの形態が１ｉｎ１である場合のネジ端子およびピン端子の位置を示す平面図である。（ａ）は端子を配置する前であり、（ｂ）は端子を配置した後である。 本発明の実施の形態２におけるネジ端子の構造を示す斜視図である。 図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿った断面図である。 本発明の実施の形態３におけるネジ端子の構造を示す斜視図である。 図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の実施の形態４におけるネジ端子の構造を示す斜視図である。 図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面図である。 本発明の実施の形態４におけるネジ端子の変形例の構造を示す斜視図である。 図２０のネジ端子の上面図である。 本発明の実施の形態５におけるネジ端子およびマザーケースの構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態６におけるネジ端子の構造を示す断面図である。 図２３のネジ端子の底面図である。

符号の説明

１ 半導体搭載基板、５ ベース板、１１ マザーケース、１２，１２ａ〜１２ｄ 周縁、１３，３３，３９ 開口、１４ マザーケースの側面、２１ 固定部材、２２ 固定位置、２３ａ 壁本体、２３ｂ 接続部、２３ｃ 底部、２４ 厚肉部、２５ 薄肉部、２６ 壁本体の側面、３１ ネジ端子、３２ 電極、３４ ナット、３５ ネジ端子本体、３５ａ 張出部、３５ｂ 直方体部分の側面、３５ｃ 張出部の側面、３６ 中空部分、３７ 先端部、３８，５２ 突起部、３８ａ 突起部先端、４０ 本体突起部、４０ａ 溝部、４１ 孔、４２ 爪、４３，４４ 段差面、５１ ピン端子、５３ 屈曲部、５４ ピン端子底部、５５ ピン端子底部の上面端部。

Claims (13)

1. 半導体搭載基板と、
   開口を有し、前記半導体搭載基板を収納する筐体と、
   前記開口を構成する周縁に沿って形成された複数の固定位置を有する固定部材と、
   前記周縁において固定され、前記半導体搭載基板と電気的に接続された端子とを備え、
   前記複数の固定位置のうちいずれかの固定位置の前記固定部材によって前記端子は固定され、
   前記固定部材は前記周縁に対して平行に延在する複数の壁本体と、前記複数の壁本体の各々と前記周縁とを接続する複数の接続部とを有し、かつ前記端子は突起部を有し、
   前記複数の壁本体の各々と前記周縁とにより構成された溝と、前記突起部との嵌合により前記端子は固定され、
   複数の固定位置のうち一の固定位置と、前記一の固定位置に隣接する他の固定位置とは、１つの壁本体および１つの接続部によって分離されている、半導体装置。
2. 前記周縁は互いに平行な２組の辺を有し、前記複数の固定位置は前記２組の辺の各々に沿って形成されることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記固定部材は、前記複数の壁本体に対して垂直に延在する底部であって、前記周縁の反対側に延在する前記底部をさらに有することを特徴とする、請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 前記端子は前記底部に固定された端子底部をさらに有し、かつ前記突起部は前記端子底部に対して垂直に延在することを特徴とする、請求項３に記載の半導体装置。
5. 前記底部は厚肉部と薄肉部とを有し、前記端子底部は前記薄肉部に固定され、かつ前記厚肉部は溶融されて前記端子底部の上面端部を被覆していることを特徴とする、請求項４に記載の半導体装置。
6. 前記端子は、前記溝から前記周縁を跨いで前記筐体の側部へ延在することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置。
7. 前記端子は、端子本体と、前記端子本体に固定されたナットと、前記端子本体に保持され、かつ前記ナットおよび前記半導体搭載基板を電気的に接続する電極とを有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の半導体装置。
8. 前記突起部と端子本体とは同一材料で形成されることを特徴とする、請求項７に記載の半導体装置。
9. 前記電極はスリット状の形状を有し、スリット状の前記電極の間に前記突起部が形成されることを特徴とする、請求項７に記載の半導体装置。
10. 前記突起部の先端と前記電極とが接続されることを特徴とする、請求項９に記載の半導体装置。
11. 前記端子本体は本体突起部と爪とを有し、かつ前記電極は孔を有し、前記本体突起部および前記孔の嵌合と、前記爪および前記電極の係合とによって前記電極は前記端子本体に保持されることを特徴とする、請求項７〜１０のいずれかに記載の半導体装置。
12. 前記本体突起部はスリット形状を有し、かつ前記本体突起部の外形は前記孔よりも大きく、前記本体突起部と前記孔とを嵌合させる際には前記本体突起部がスリット形状の内側に倒れることにより前記孔に挿入され、前記本体突起部が前記孔へ挿入された後は前記本体突起部の外形が前記孔よりも大きいことにより前記本体突起部が前記孔内に保持されることを特徴とする、請求項１１に記載の半導体装置。
13. 前記端子本体は前記突起部の嵌合方向の法線を有する第１段差面を有し、かつ前記筐体は前記突起部の嵌合方向の法線を有する第２段差面を有し、前記第１段差面および前記第２段差面が互いに対向して接触することを特徴とする、請求項７〜１２のいずれかに記載の半導体装置。

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