(57)【要約】【課題】生産性の向上と、小型化を可能にし、実装面積を削減できるとともに、外部端子によって大電流化が制限されない、電力用半導体装置を提供することである。【解決手段】トランスファーモールド樹脂で封止された電力用半導体装置であって、筒状外部端子連通部が、配線パターンに対して略垂直に設置され、外部端子を挿入接続可能であり、挿入される外部端子と配線パターンとを電気的に接続でき、且つ、少なくとも配線パターンと接合される端部にテーパーを設けたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属放熱体とこの金属放熱体の一方の面と接合した高熱伝導絶縁層とこの高熱伝導絶縁層における上記金属放熱体と接合した面と対向する面に設けられた配線パターンとからなる回路基板と、上記配線パターンの素子搭載部に接合された電力用半導体素子と、上記配線パターンに接合された筒状外部端子連通部の外面と、上記電力用半導体素子間、上記配線パターン間、上記電力用半導体素子と上記配線パターンとの間の各間を電気的に接続する回路形成手段とが、トランスファーモールド樹脂で封止された電力用半導体装置であって、上記筒状外部端子連通部が、上記配線パターンに対して略垂直に設置され、外部端子を挿入接続可能であり、且つ、少なくとも上記配線パターンに接合される端部にテーパーを設けたことを特徴とする電力用半導体装置。
【請求項２】
筒状外部端子連通部の外側面に凹凸が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電力用半導体装置。
【請求項３】
配線パターンにおける筒状外部端子連通部を接合する部位に、筒状外部端子連通部搭載用の溝が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電力用半導体装置。
【請求項４】
配線パターンにおける筒状外部端子連通部が搭載される部位に上記筒状外部端子連通部の内径より小さい円状のソルダーレジストを設けたことを特徴とする請求項１に記載の電力用半導体装置。
【請求項５】
筒状外部端子連通部の内壁部と接触する、３個から形成可能な範囲以内までの個数の凸部を備えた外部端子が上記筒状外部端子連通部に挿入されたことを特徴とする請求項１に記載の電力用半導体装置。
【請求項６】
筒状外部端子連通部に、ワイヤーボンディングが可能なパッドが設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電力用半導体装置。
【請求項７】
筒状外部端子連通部に、回路形成手段としてのブスバー端子が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電力用半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産性に優れたトランスファーモールドによる樹脂封止型の電力用半導体装置に関し、特に、小型で大電流化を実現するトランスファーモールドによる樹脂封止型の電力用半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーモジュールのような電力用半導体装置は、大電流、高電圧で動作するため、動作に伴う発熱を電力用半導体装置の外部に効率良く逃がすことが不可欠とされている。
このような電力用半導体装置として、放熱板となる金属板に絶縁層としてセラミック板を介して配線パターンが形成された基板に電力用半導体素子を搭載し、シリコーンゲルを介して熱硬化性樹脂で注型された電力用半導体装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、この従来の電力用半導体装置では、その製造において、金属板に熱可塑性樹脂の外囲ケースを接着する工程、シリコーンゲルを充填し硬化させる工程、熱硬化性樹脂を注入し硬化させる工程があり、製造工程が多いとともに製造時間が長くかかり、生産性が低いとの問題があった。
このような問題を解決し生産性に優れた電力用半導体装置として、金属板上に絶縁層を介してリードフレームを設け、このリードフレーム上に電力用半導体素子を搭載し、トランスファーモールド樹脂により封止した電力用半導体装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−３１６３５７号公報（第３頁、第１図）
【特許文献２】特開２００１−１９６４９５号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トランスファーモールド樹脂により封止された電力用半導体装置では、リードフレームの外周部に、一端が電力用半導体素子と金属ワイヤで接続され外部端子となる部分が設けられている。
すなわち、金属板上に絶縁層を介して設けられ、且つ電力用半導体素子を搭載したリードフレームは、電力用半導体素子とともに、トランスファーモールド樹脂により封止されるが、リードフレーム外周部の他端が樹脂封止部から突出している。そして、この樹脂封止部から突出したリードフレームは、タイバーを切断して、独立した外部端子として用いられる。
【０００６】
しかし、トランスファーモールド樹脂による封止は、リードフレームを上下の金型で挟み込んだ状態で行われるため、外部端子の突出方向は電力用半導体素子搭載面に対して平行な方向となっている。つまりトランスファーモールド樹脂により封止された電力用半導体装置では、外部端子が樹脂封止部周辺の側面部から突出した構造となっており、この外部端子は、電力用半導体装置の実装のため、折り曲げ加工が施されている。
【０００７】
電力用半導体装置の各外部端子間は、空間において十分な絶縁距離を確保する必要があるが、上記従来のトランスファーモールド樹脂により封止された電力用半導体装置では、樹脂封止部周辺の側面部から外部端子が突出した構造であり、各外部端子間に十分な絶縁距離を確保すると、電力用半導体装置の小型化が妨げられ、実装面積が増大するとの問題があった。
また、外部端子に用いられているリードフレームは、折り曲げ加工を行うため、厚みに制約があり、それにより、外部端子部に流す電流を大きくできず、電力用半導体装置の大電流化が制限されるとの問題があった。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、トランスファーモールド樹脂封止により形成された電力用半導体装置において、さらなる生産性の向上と、小型化を可能にし、実装面積を削減できるとともに、外部回路と接続する外部端子によって大電流化が制限されず、各種形状の異なった外部端子を装着できる電力用半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係わる電力用半導体装置は、金属放熱体とこの金属放熱体の一方の面と接合した高熱伝導絶縁層とこの高熱伝導絶縁層における金属放熱体と接合した面と対向する面に設けられた配線パターンとからなる回路基板と、配線パターンの素子搭載部に接合された電力用半導体素子と、配線パターンに接合された筒状外部端子連通部の外面と、電力用半導体素子間、配線パターン間、電力用半導体素子と配線パターンとの間の各間を電気的に接続する回路形成手段とが、トランスファーモールド樹脂で封止された電力用半導体装置であって、筒状外部端子連通部が配線パターンに対して略垂直に設置され、外部端子を挿入接続可能であり、且つ、少なくとも配線パターンと接合される端部にテーパーを設けたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係わる電力用半導体装置は、筒状外部端子連通部が、配線パターンに対して略垂直に設置され、外部端子を挿入接続可能であり、且つ、少なくとも配線パターンと接合される端部にテーパーを設けたものであるので、外部回路基板などへ実装するに必要な面積を小さくできるとともに、隣接する電力用半導体装置同士を近接して外部回路基板などへ実装でき、実装密度を向上できる。それと、外部端子に棒状の金属を用いることができ、外部端子の電流を流す方向に垂直な面の断面積を大きくできるので、外部端子に大電流を流すことができ、小型で大電流化が可能な電力用半導体装置を実現できる。さらに、筒状外部端子連通部へのはんだの付きが良好であり、筒状外部端子連通部と配線パターンとの接合不良が防止でき、電力用半導体装置の製造における歩留まりが増加し、生産性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置の断面模式図である。
図１に示すように、本実施の形態の電力用半導体装置１００は、電力用半導体装置１００の熱を放熱する金属放熱体である金属板１の一方の面に、高熱伝導絶縁層である樹脂絶縁層２が設けられている。この樹脂絶縁層２における金属板１に接合された面と対向する面には、金属箔の配線パターン３が設けられている。
すなわち、金属板１と樹脂絶縁層２と配線パターン３とで、回路基板である金属回路基板８を構成している。配線パターン３上には、電力用半導体素子５と筒状外部端子連通部６とが、はんだ４で接合されている。特に、筒状外部端子連通部６は配線パターン３に対し略垂直に設けられている。また、配線パターン３と配線パターン３との間、電力用半導体素子５と電力用半導体素子５との間、および、配線パターン３と電力用半導体素子５との間は、これらを電気的に接続する回路形成手段であるワイヤーボンド９で接続されている。
そして、金属回路基板８の配線パターン形成面部および周囲側面部と、電力用半導体素子５と、ワイヤーボンド９と、筒状外部端子連通部６の外面は、トランスファーモールド樹脂７で封止されている。しかし、金属板１の樹脂絶縁層２が設けられた面と対向する面はトランスファーモールド樹脂７で封止されておらず、筒状外部端子連通部６の孔部にはトランスファーモールド樹脂７は充填されていない。
【００１２】
図２は、本発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置における筒状外部端子連通部に外部端子が挿入された状態を示す断面模式図である。
図２に示すように、電力用半導体装置１０１は、電力用半導体装置１００の筒状外部端子連通部６に棒状の外部端子１２が挿入された状態のものである。しかし、挿入する外部端子１２は、棒状に限定されるものではなく、電力用半導体装置と外部回路との導通を実現できるものであれば、棒状以外の形状であっても良い。
【００１３】
図３は、本発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置に設けられた筒状外部端子連通部の近傍を示す断面模式図である。
図３に示すように、本実施の形態の電力用半導体装置１００に用いられた筒状外部端子連通部６における配線パターン３と接合する一方の端部には、テーパー６１が形成されている。このテーパー６１は、筒状外部端子連通部６の上方から配線パターン３との接合部方向に向かって内径が大きくなる形状である。
図示しないが、上記端部のテーパーは、筒状外部端子連通部６の上方から配線パターン３との接合部方向に向かって外径が小さくなる形状であっても良い。そして、これらのテーパーの角度は、はんだの種類によって、適宜決められる。
【００１４】
また、図３に示す本実施の形態の筒状外部端子連通部６は、その他方の端部にも、配線パターン３との接合部から上方の方向に向って内径が大きくなるテーパー６２が形成されている。このテーパー６２は設けなくても良いが、筒状外部端子連通部６に、このようなテーパー６２を形成すると、外部端子１２が筒状外部端子連通部６に挿入しやすくなり、電力用半導体装置の生産性が向上する。
本実施の形態の電力用半導体装置１００では、筒状外部端子連通部６の配線パターン３に接合させる一方の端部にテーパーが形成されているので、筒状外部端子連通部６へのはんだ４の付きが、良好となる。これにより、筒状外部端子連通部６と配線パターン３との接合不良が防止でき、電力用半導体装置の製造における歩留まりが増加し、生産性が向上する。併せて、電力用半導体装置の使用時の信頼性も向上する。
【００１５】
また、筒状外部端子連通部６の厚みは、トランスファーモールド時の成形圧力により潰れない厚みであれば良く、それは電力用半導体装置１００の電流容量により適宜決められる。筒状外部端子連通部６の高さは、後で挿入接続する外部端子が十分に接続できる高さであれば良い。
また、筒状外部端子連通部６の内径は、後で挿入接続する外部端子１２の挿入部の外径から決まり、少なくとも、外部端子１２を取り付けることができる内径であれば良い。そして、筒状外部端子連通部６のトランスファーモールド樹脂表面側端部の内径を、中心部の内径以上としても良い。このようにすると、筒状外部端子連通部６への外部端子１２の挿入が容易になる。
筒状外部端子連通部６は、貫通穴が開いているため、外部端子１２を挿入した際に、外部端子１２が、筒状外部端子連通部６が接合している配線パターン３と接触し、配線パターン３との電気的な接続が可能である。
【００１６】
本実施の形態において、金属板１には、熱伝導性に優れた金属、例えば、アルミニウムおよびアルミニウム合金、銅および銅合金、鉄および鉄合金等、あるいは、銅／鉄−ニッケル合金／銅、アルミニウム／鉄−ニッケル合金／アルミニウム等の複合材料を用いることができる。特に、電流容量が大きい電力用半導体装置１００に用いる場合には電気伝導性に優れた銅を用いるのが好ましい。
また、金属板１の厚み、長さ、幅とは、電力用半導体装置１００の電流容量により、適宜決められる。すなわち、電力用半導体装置１００の電流容量が大きくなると、金属板１の厚みを厚くし、金属板１の長さと幅とを大きくする。
また、本実施の形態において、樹脂絶縁層２には、例えば、各種セラミックスや無機粉末を含有する樹脂絶縁シート、ガラス繊維を含有する樹脂絶縁シートを用いることができる。上記樹脂絶縁層２に含有される無機粉末としては、アルミナ、ベリリヤ、ボロンナイトライド、マグネシア、シリカ、窒化珪素、窒化アルミニウムが挙げられる。そして、樹脂絶縁層２の厚みは、例えば、２０〜４００μｍである。
【００１７】
また、本実施の形態において、配線パターン３には、例えば、銅箔が用いられ、ワイヤーボンド９には、アルミニウム線が用いられる。配線パターン３に用いられる銅箔の厚み、および、ワイヤーボンド９に用いられるアルミニウム線の線径や本数も、電力用半導体装置１００の電流容量により、適宜決められる。
また、本実施の形態において、筒状外部端子連通部６には、例えば、金属筒が用いられ、その材質は、熱伝導性と電気伝導性とに優れ、配線パターン３に、はんだ４で接合できる金属、例えば、銅および銅合金、アルミニウムおよびアルミニウム合金等のめっき品を用いるのが好ましい。
【００１８】
また、本実施の形態において、トランスファーモールド樹脂７には、例えば、フィラーとしてシリカ粉末が充填されたエポキシ樹脂が用いられる。トランスファーモールド樹脂７において、充填されるシリカ粉末の含有率は、電力用半導体装置１００に用いられる部材の熱膨張係数などを考慮して最適な量が選定される。
例えば、配線パターン３と金属板１とに銅を用いた場合、トランスファーモールド樹脂７の熱膨張係数を銅の熱膨張係数である１６ｐｐｍ／℃に合わすように、エポキシ樹脂へのシリカ粉末の充填量が設定される。このようにすることにより、反りのない電力用半導体装置が得られる。
また、トランスファーモールド樹脂７の放熱性を向上させる場合は、フィラーとしてシリカ粉末の代わりにアルミナ粉末を用いることが好ましい。
また、本実施の形態において、筒状外部端子連通部６に挿入する外部端子１２には、熱伝導性と電気伝導性に優れた金属が用いられ、特に、銅系の材料が好ましい。外部端子１２の断面積は、電力用半導体装置１００の電流容量により、適宜決められる。
【００１９】
次に、本実施の形態における電力用半導体装置の製造方法の一例について説明する。
本実施の形態の電力用半導体装置１００は、例えば、厚み３ｍｍのアルミニウム板に、Ｂステージ状態のアルミナ粉末を含有するエポキシ樹脂シートを載せ、その上に厚み０．３ｍｍの銅箔を重ねる。そして、アルミニウム板とアルミナ粉末を含有するエポキシ樹脂シートと銅箔とを積層したものを加熱・加圧して、アルミニウム板と銅箔とをアルミナ粉末を含有するエポキシ樹脂シートで接合する。次に、銅箔をエッチングして配線パターン３を形成する。このようにして、アルミニウムの金属板１とアルミナ粉末を含有するエポキシ樹脂の樹脂絶縁層２と銅の配線パターン３とからなる金属回路基板８を形成する。
その後、図示していないが、ソルダーレジストを所定の場所に形成する。しかし、この工程は、なくても良い。
【００２０】
次に、配線パターン３上の所定の場所に設けられる素子搭載部に電力用半導体素子５を、そして配線パターン３上の所定の場所に設けられる筒状外部端子連通部との接合部に筒状外部端子連通部６を、各々はんだ４を用いて接合する。
そして、配線パターン３と配線パターン３との間、電力用半導体素子５と電力用半導体素子５との間、および、配線パターン３と電力用半導体素子５との間において、導通が必要な箇所をアルミニウムのワイヤーボンド９で接続する。
また、本実施の形態では、導通が必要な箇所をワイヤーボンド９で接続しているが、これに限定されるものではなく、これ以外の電気的接続を行えるものであっても良い。
【００２１】
次に、ワイヤーボンディングされた電力用半導体素子５と筒状外部端子連通部６とを搭載した金属回路基板８は、金型にセットされ、トランスファーモールド法により、例えば、シリカ粉末が充填されたエポキシ樹脂系のトランスファーモールド樹脂７で封止され、電力用半導体装置１００が完成する。
本実施の形態の電力用半導体装置１００における筒状外部端子連通部６の孔部は、電力用半導体装置１００を外部回路と導通させる外部端子１２が設けられる部位である。
そして、筒状外部端子連通部６へ外部端子１２を接続する方法としては、はんだ付け、金属間接合であるプレスフィットに代表される圧入接続、ネジ接続等が挙げられるが、低コストで接続部の信頼性が高く、工程が容易なプレスフィットに代表される圧入接続が好ましい。
【００２２】
本実施の形態における電力用半導体装置１００の製造方法では、金属回路基板８の配線パターン３に、電力用半導体素子５や筒状外部端子連通部６などの全ての部品をはんだ接合した後に、所定の部位間をワイヤーボンディングしているが、金属回路基板８の配線パターン３に、全ての電力用半導体素子５のみを接合した後に、所定の部位間のワイヤーボンディングを行い、ワイヤーボンディング終了後に、配線パターン３に、筒状外部端子連通部６を接合しても良い。
このようにすると、ワイヤーボンディング時におけるワイヤーボンディング装置の制約がないので、例え高さが高い筒状外部端子連通部６を用いる場合でも、筒状外部端子連通部６の近傍にワイヤーボンディングすることができ、高さが高い筒状外部端子連通部６を用いた場合に生じる、部品の実装面積の増大を防止できる。
この製造方法では、筒状外部端子連通部６の接合は、すでに電力用半導体素子５が接合された配線パターン３に行うので、低融点はんだを用いるか、もしくは、はんだ以外の接合方法を用いる。はんだ以外の接合方法としては、例えば、銀ペーストで接着する方法や、超音波接合による方法が挙げられる。
【００２３】
本実施の形態の電力用半導体装置１００では、外部端子１２を、金属回路基板８の配線パターン面に対して略垂直な方向に、トランスファーモールド樹脂７から突出して、接続できる。すなわち、外部端子１２が電力用半導体装置１００のトランスファーモールド樹脂７の周辺側面部から突出した構造ではなく、外部端子１２を電力用半導体装置の実装面への投影領域内に設けることができる。
このため、本実施の形態の電力用半導体装置では外部回路基板などへ実装するに必要な面積が小さくできる。また、電力用半導体装置のトランスファーモールド樹脂の周辺側面部から外部端子が突出した構造ではないので、隣接する電力用半導体装置同士を近接して外部回路基板などへ実装でき、機器への実装密度を向上できる。
【００２４】
また、本実施の形態の電力用半導体装置１００では、外部端子１２は筒状外部端子連通部６に挿入して接続されるので、電力用半導体装置１００のパワー、つまり、電流容量に応じた断面積の外部端子１２を用いることができる。すなわち、外部端子にリードフレームを用いた場合より、外部端子の電流を流す方向に垂直な面の断面積を大きくできるので、外部端子に大電流を流すことができ、小型で大電流化が可能な電力用半導体装置を実現できる。
また、本実施の形態の電力用半導体装置１００では、筒状外部端子連通部６の配線パターン３に接合させる一方の端部にテーパー６１が形成されているので、筒状外部端子連通部６へのはんだ４の付きが、良好となる。これにより、筒状外部端子連通部６と配線パターン３との接合不良が防止でき、電力用半導体装置の製造における歩留まりが増加し、生産性が向上する。
【００２５】
本実施の形態の電力用半導体装置１００では、回路基板に金属回路基板を用いているが、回路基板に、例えば、高熱伝導絶縁層であるセラミック板と、セラミック板の一方の面に設けられた銅箔の配線パターンと、セラミック板の他方の面に設けられた銅箔の金属放熱体からなるセラミック基板を、用いても良い。
【００２６】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置に設けられた筒状外部端子連通部の近傍を示す断面模式図である。
図４は、電力用半導体装置の筒状外部端子連通部に外部端子が挿入された状態を示している。
図４に示すように、本実施の形態の電力用半導体装置２００は、外側面に凹凸を有する筒状外部端子連通部１６が用いられている以外、実施の形態１と同様である。そして、筒状外部端子連通部１６における凹凸の谷部から山部までの高さは、１０〜１００μmが好ましい。
本実施の形態の電力用半導体装置２００は、実施の形態１の電力用半導体装置１００と同様な効果があるとともに、筒状外部端子連通部１６の外側面に凹凸が設けられているので、トランスファーモールドを行った際に、トランスファーモールド樹脂７と筒状外部端子連通部１６との接着性が増し、電力用半導体装置の長期信頼性が向上する。
【００２７】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３に係る電力用半導体装置に設けられた筒状外部端子連通部の近傍を示す断面模式図である。
図５は、電力用半導体装置の筒状外部端子連通部に外部端子が挿入された状態を示している。
図５に示すように、本実施の形態の電力用半導体装置３００は、配線パターン３における筒状外部端子連通部６を接合する部位に、筒状外部端子連通部搭載用の溝１０が設けられている以外、実施の形態１と同様である。
本実施の形態の電力用半導体装置３００は、実施の形態１の電力用半導体装置１００と同様な効果を有する。さらに、配線パターン３に筒状外部端子連通部搭載用の溝１０が設けられているので、配線パターン３上での筒状外部端子連通部６の位置決めが正しくでき、配線パターン３の筒状外部端子連通部搭載位置に筒状外部端子連通部６を精度良くはんだ接合ができるとともに、はんだ接合の信頼性が向上する。
すなわち、筒状外部端子連通部６と配線パターン３との接合不良率がさらに低下し、電力用半導体装置の製造における歩留まりがさらに増加し、より生産性が向上する。
【００２８】
実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４に係る電力用半導体装置に設けられた筒状外部端子連通部の近傍を示す断面模式図である。
図６は、電力用半導体装置の筒状外部端子連通部に外部端子が挿入された状態を示している。
図６に示すように、本実施の形態の電力用半導体装置４００は、配線パターン３における筒状外部端子連通部６が搭載される部位に、筒状外部端子連通部６の内径より小さい円状のソルダーレジスト１１が設けられている以外、実施の形態１と同様である。
本実施の形態の電力用半導体装置４００は、実施の形態１の電力用半導体装置１００と同様な効果があるとともに、上記のようなソルダーレジスト１１が設けられているので、配線パターン３における筒状外部端子連通部搭載位置に筒状外部端子連通部６を精度良くはんだ接合ができ、配線パターン３に対する筒状外部端子連通部６の接合位置ずれによる不良が低減し、電力用半導体装置の製造における歩留まりがさらに増加し、より生産性が向上する。
【００２９】
実施の形態５．
図７は、本発明の実施の形態５に係る電力用半導体装置に設けられた筒状外部端子連通部の近傍を示す断面模式図（ａ）と、この断面模式図（ａ）におけるＸ−Ｘ断面の模式図（ｂ）とである。
図７に示すように、本実施の形態の電力用半導体装置５００は、実施の形態１の電力用半導体装置１００の筒状外部端子連通部６に、筒状外部端子連通部６の内壁部と接触する３個の凸部を備えた棒状の外部端子２２が挿入されたものである以外、実施の形態１と同様である。
図８は、実施の形態１の電力用半導体装置の筒状外部端子連通部に、外部端子としてのコンプライアントアイピンが挿入された状態における、筒状外部端子連通部の近傍を示す断面模式図（ａ）と、この断面模式図（ａ）におけるＹ−Ｙ断面の模式図（ｂ）とである。
【００３０】
図８に示す、実施の形態１の電力用半導体装置１００の筒状外部端子連通部６に、プレスフィット接合で用いられるコンプライアントアイピンを外部端子３２として挿入した電力用半導体装置５０１では、コンプライアントアイピンが板状導体であるので、筒状外部端子連通部６と２点で接触する。
しかし、図７に示す本実施の形態の電力用半導体装置５００では、外部端子２２が筒状外部端子連通部６と３点で接触するので、コンプライアントアイピンの外部端子３２に比べ、外部端子と筒状外部端子連通部との接触面積を増やすことができ、電力用半導体装置の大電流化、高電圧化を可能とする。
【００３１】
本実施の形態の電力用半導体装置５００では、全ての外部端子を筒状外部端子連通部６と３点で接触するものを用いているが、これに限定するものではなく、主電極部分には３点で接触する外部端子２２を用い、小電流・低電圧である制御用端子にはコンプライアントアイピンの外部端子３２を用いても良い。
本実施の形態では、筒状外部端子連通部６と接触する３個の凸部を備えた棒状の外部端子２２を用いているが、筒状外部端子連通部６と接触する外部端子の凸部は、形成可能な範囲で、３個以上であっても良い。すなわち、筒状外部端子連通部６と接触する外部端子の凸部の最適な数は、筒状外部端子連通部６の内径によって決まる。
【００３２】
実施の形態６．
図９は、本発明の実施の形態６に係る電力用半導体装置の断面模式図である。
図９は、電力用半導体装置の筒状外部端子連通部に外部端子が挿入された状態を示している。
図９に示すように、本実施の形態の電力用半導体装置６００は、ワイヤーボンディング可能なパッド２７を外側面途中に備えたパッド付き筒状外部端子連通部２６が用いられ、筒状外部端子連通部と導通のある各配線パターン３にワイヤーボンド９を接続する替わりに、パッド付き筒状外部端子連通部２６のパッド２７にワイヤーボンド９が接続された以外、実施の形態１と同様である。
【００３３】
本実施の形態の電力用半導体装置６００では、各部品の実装密度が高く、ワイヤーボンディング装置の制約上、筒状外部端子連通部の近傍の配線パターンにワイヤを打てないような場合でも、パッド付き筒状外部端子連通部２６は、その外側面途中にワイヤーボンディング可能なパッド２７を有するので、所定の部位と筒状外部端子連通部とのワイヤーボンディングを可能にする。
すなわち、パッド付き筒状外部端子連通部２６は狭い間隔で設置できるので、配線パターン３の縮小化、ならびに、部品の高密度実装が可能であり、電力用半導体装置のいっそうの小型化ができる。
本実施の形態の電力用半導体装置６００は、１回のはんだ付けの工程で全ての部品を実装できるので、生産性にも優れている。
【００３４】
実施の形態７．
図１０は、本発明の実施の形態７に係る電力用半導体装置の断面模式図である。
図１０は、電力用半導体装置の筒状外部端子連通部に外部端子が挿入された状態を示している。
図１０に示すように、本実施の形態の電力用半導体装置７００は、ワイヤーボンドによる接続を用いず、ブスバー端子付き筒状外部端子連通部３６と、その他の実装部品間を接続するダイレクトリード用ブスバー１３とを用いた以外、実施の形態１と同様である。
本実施の形態の電力用半導体装置７００は、ワイヤーボンドを用いないので、ワイヤーボンディング工程を無くすことができ、また、ブスバー端子付き筒状外部端子連通部３６の配線パターン３への接合と、電力用半導体素子５の配線パターン３への接合と、ダイレクトリード用ブスバー１３の電力用半導体素子５への接合とが、同時に１回のはんだ工程でできるので、生産性に優れている。
また、大電流に対応する電力用半導体装置を、複数のワイヤーボンドを並列に用いることなしに、ブスバーの幅・厚みを変えることにより実現でき、この面からも生産性に優れている。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明に係る電力用半導体装置は、小型で大電流が必要な電力機器に有効に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置の断面模式図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置における筒状外部端子連通部に外部端子が挿入された状態を示す断面模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置に設けられた筒状外部端子連通部の近傍を示す断面模式図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置に設けられた筒状外部端子連通部の近傍を示す断面模式図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る電力用半導体装置に設けられた筒状外部端子連通部の近傍を示す断面模式図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係る電力用半導体装置に設けられた筒状外部端子連通部の近傍を示す断面模式図である。
【図７】本発明の実施の形態５に係る電力用半導体装置に設けられた筒状外部端子連通部の近傍を示す断面模式図（ａ）と、この断面模式図（ａ）におけるＸ−Ｘ断面の模式図（ｂ）とである。
【図８】実施の形態１の電力用半導体装置の筒状外部端子連通部に、外部端子としてのコンプライアントアイピンが挿入された状態における、筒状外部端子連通部の近傍を示す断面模式図（ａ）と、この断面模式図（ａ）におけるＹ−Ｙ断面の模式図（ｂ）とである。
【図９】本発明の実施の形態６に係る電力用半導体装置の断面模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態７に係る電力用半導体装置の断面模式図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  金属板、２  樹脂絶縁層、３  配線パターン、４  はんだ、
５  電力用半導体素子、６  筒状外部端子連通部、７  トランスファーモールド樹脂、
８  金属回路基板、９  ワイヤーボンド、１０  筒状外部端子連通部搭載用の溝、
１１  ソルダーレジスト、１２  外部端子、１３  ダイレクトリード用ブスバー、
１６  外側面に凹凸を有する筒状外部端子連通部、２２  外部端子、
２６  パッド付き筒状外部端子連通部、２７  パッド、３２  外部端子、
３６  ブスバー端子付き筒状外部端子連通部、６１，６２  テーパー、
１００，１０１，２００，３００，４００  電力用半導体装置、
５００，５０１，６００，７００  電力用半導体装置。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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