(57)【要約】【課題】低温時でも半田の歪みが抑制されるインバータ装置を提供する。【解決手段】インバータ回路を形成する半導体素子１１と、この半導体素子１１の両面に半田１２，１３を介して接合されるとともに放熱を兼ねる一対の電極板１４，１５と、この一対の電極板１４，１５の放熱面を除いた電極板の外周囲を覆って半導体素子１１を封止した封止材１６と、一対の電極板１４，１５にそれぞれ一体形成されるとともに封止材１６を貫通して外側へ突出した一対の電極端子板１４Ａ，１５Ａとを備え、一対の電極端子板１４Ａ，１５Ａが外側へ反り返るのを防止する環状部材２０を設けた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ回路を形成する半導体素子と、この半導体素子の両面に半田を介して接合されるとともに放熱を兼ねる一対の電極板と、この一対の電極板の放熱面を除いた電極板の外周囲を覆って前記半導体素子を封止した封止材と、前記一対の電極板にそれぞれ一体形成されるとともに前記封止材を貫通して外側へ突出した一対の電極端子板とを備えたインバータ装置であって、
前記封止部材から所定距離離間した前記一対の電極端子板に、該一対の電極端子板を挟み込む防止部材を設けたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
前記防止部材は、樹脂製で環状に形成された環状部材であり、この環状部材の穴に前記一対の電極端子板を嵌入させて該環状部材が電極端子板に取り付けられ、
前記環状部材を取り付けた後の一対の電極端子板の離間距離が、半導体素子の温度が低温のとき、前記環状部材を取り付ける前の一対の電極端子板の離間距離より小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載のインバータ装置。
【請求項３】
前記防止部材の線膨張係数が前記電極板の線膨張係数より大きいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自動車の走行用のモータを制御するインバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体チップ（半導体素子）の両側に接合された第１，第２電極体と、半導体素子と第１，第２電極体との接合部分を絶縁封止する絶縁封止材とを備えたインバータ装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
かかるインバータ装置は、絶縁封止材を高圧で充填しモールド成型して絶縁封止材に残留圧縮応力を発生させ、この残留圧縮応力を半導体素子より線膨張率の大きい第１，第２電極体に作用させ、これにより半導体チップの接合面に対し平行方向の自由膨張を抑制して、半田の熱歪みの低減を図るようにしたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１５５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようなインバータ装置にあっては、低温時では絶縁封止材が収縮することによって、半田に歪みが生じて半田の信頼性が低下するという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、低温時でも半田の歪みが抑制されるインバータ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、インバータ回路を形成する半導体素子と、この半導体素子の両面にハンダを介して接合されるとともに放熱を兼ねる一対の電極板と、この一対の電極板の放熱面を除いた電極板の外周囲を覆って前記半導体を封止した封止材と、前記一対の電極板にそれぞれ一体形成されるとともに前記封止材を貫通して外側へ突出した一対の電極端子板とを備える。そして、前記一対の電極端子板には防止部材を設けた。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、一対の電極端子板が互いに離間距離が大きくなる方向へ反り返る反りを防止部材によって抑制することができるようになるので、低温時でも半田の歪みを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施例のインバータ装置の外観を示した斜視図である。
【図２】図１に示すインバータ装置の構成を示す一部切欠した斜視図である。
【図３】図１に示すインバータ装置の構成を示す横断面である。
【図４】電極板の電極間距離と半田の歪み量との関係を示すグラフである。
【図５】第２実施例のインバータ装置を示した外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明に係るインバータ装置の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００１１】
［第１実施例］
図１は、車両走行用のモータを駆動させるインバータ装置１０の外観を示したものである。
【００１２】
このインバータ装置１０は、図２に示すようにインバータ回路（図示せず）を形成する半導体素子１１を有し、この半導体素子１１の両面は半田１２，１３によって電極板１４，１５にダイボンディングされている。電極板１４，１５は、放熱機能を兼ねたもので銅などの金属製である。なお、図２に示す半導体素子１１は一部を示したものである。
【００１３】
電極板１４，１５間の外周囲には、エポキシ樹脂などの封止材１６がモールドされている。すなわち、電極板１４，１５の放熱面（上面および下面）を除いた電極板１４，１５の外周囲を封止材１６が覆っている。
【００１４】
また、各電極板１４，１５の一側部には、側方に突出した電極端子板１４Ａ，１５Ａが一体形成されている。この電極端子板１４Ａ，１５Ａは、図３に示すように封止材１６を貫通して側方（図３において右方：外方）へ突出している。
【００１５】
電極端子板１４Ａ，１５Ａには、封止材１６から所定距離離間した位置に樹脂製の環状部材（防止部材）２０が取り付けられている。すなわち、環状部材２０の穴２１に電極端子板１４Ａ，１５Ａが嵌入され、この嵌入のみによって環状部材２０が電極端子板１４Ａ，１５Ａに取り付けられている。つまり、環状部材２０は接着剤などによって電極端子板１４Ａ，１５Ａに接合されていない。
【００１６】
そして、環状部材２０によって電極端子板１４Ａ，１５Ａは挟み込まれた状態となっている。
【００１７】
また、環状部材２０は、電極板１４，１５の線膨張係数より大きい線膨張係数の材質で形成されている。
［作  用］
次に、上記のように構成されるインバータ装置１０の作用について説明する。
【００１８】
インバータ装置１０に使用環境による冷熱ストレスが加わると、半導体素子１１が低温時の場合（常温より低い場合）、常温の状態より環状部材２０は収縮することになる。環状部材２０の穴２１の径が小さくなる。逆に、高温時の場合では、常温の状態よりも環状部材２０は膨張し、環状部材２０の穴２１の径が大きくなる。
【００１９】
同様に、半導体素子１１が低温時の場合、電極板１４，１５は、この電極板１４，１５よりも線膨張係数の小さい半導体素子１１よりも収縮する。このため、電極板１４，１５は、半導体素子１１の影響を受けて離間距離が大きくなる方向へ反り返る。逆に高温時の場合、電極板１４，１５は、半導体素子１１よりも膨張することにより、半導体素子１１の影響を受けて離間距離が小さくなる方向へ反る。
【００２０】
以上のことにより、低温時の場合、電極板１４，１５は離間距離が大きくなる方向へ反り返るが、環状部材２０が収縮してその穴２１の径が小さくなることにより、その反り返りを抑制することになる。このため、環状部材２０を取り付けた電極端子板１４Ａ，１５Ａ間の離間距離Ｌ１は、環状部材２０を取り付ける前の電極端子板１４Ａ，１５Ａ間の離間距離Ｌ２よりも小さくなり、半導体素子１１の半田１２，１３の歪みを低減することができる。
【００２１】
ところで、電極間距離と半田の歪みとの関係を図４のグラフに示す。このグラフから分かるように、電極間距離が狭くなるにしたがって半田の歪みが小さくなる。
【００２２】
逆に高温時の場合には、電極端子板１４Ａ，１５Ａ間の離間距離が狭まるため、図４に示すように半田１２，１３の歪みが小さくなる。この場合、環状部材２０は膨張してその穴２１の径が大きくなるが、環状部材２０は電極端子板１４Ａ，１５Ａが接着されていないので、電極端子板１４Ａ，１５Ａの反りに支障を来すことはない。
【００２３】
このように、半田１２，１３の歪みを高温時および低温時で低減することができ、半田１２，１３の信頼性の向上を図ることができる。
【００２４】
以上説明したように、この実施例によれば下記の効果を有する。
（１）環状部材２０を設けたことにより、低温時における電極端子板１４Ａ，１５Ａが互いに反対方向へ反り返る反りを抑制することができ、このため、低温時の半田の歪みを抑制することができる。
（２）環状部材２０であることにより、電極端子板１４Ａ，１５Ａの反りを確実に抑制することができる。
（３）環状部材２０の線膨張係数は電極板１４，１５の線膨張係数より大きいので、低温時において環状部材２０の収縮が大きく、このため電極端子板１４Ａ，１５Ａの反りをより確実に抑制することができる。
［実施例２］
図５は、第２実施例のインバータ装置１１０を示す。このインバータ装置１１０は、電極端子板１１４Ａ，１１５Ａが対向しておらず、また、環状部材１２０は封止材１６の全幅（左右方向の幅）に亘って形成されている。環状部材１２０の穴１２１に電極端子板１１４Ａ，１１５Ａが挿入されている。他は、第１実施例と同様な構成なのでその説明は省略する。
【００２５】
この第２実施例のインバータ装置１１０も第１実施例と同様な効果を得ることができる。
【００２６】
以上、インバータ装置の実施例に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００２７】
例えば、環状部材２０はコ字状であって、電極端子板１４Ａ，１５Ａを挟み込むように取り付けるものであってもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１１    半導体素子
１２    半田
１３    半田
１４    電極板
１５    電極板
２０    環状部材（防止部材）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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