(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製の外装部内に半導体チップが内蔵され、前記外装部から外部にその周囲を非包囲状態で突出した端子を有する半導体装置と、前記端子に接続されるコンタクトを合成樹脂製の基体内に有し、前記端子の長さ方向に沿って進退することによって前記端子と前記コンタクトとが接続または非接続状態となる接続具とを、備えた半導体装置用接続装置において、
前記外装部及び基体の一方の表面に、前記端子の長さ方向に直交して形成された係止部と、
前記外装部及び基体の他方の表面に設けられ、前記端子に前記コンタクトが接続された状態において、前記接続具と半導体装置とが前記端子の長さ方向に沿って離れる方向に相対移動することを禁止するように前記係止部に係止される被係止部とを、
備え、
前記係止部は突部であり、前記被係止部は、前記端子とコンタクトとの接続状態において前記半導体装置と接続具との他方の表面から、前記半導体装置と接続具との一方に向けて前記端子の長さ方向に沿って配置され、中途に支点を有し、先端部に前記突部を乗り越えて前記突部に係止される爪を有するレバー状である半導体装置用接続装置。
【請求項２】
合成樹脂製の外装部内に半導体チップが内蔵され、前記外装部から外部にその周囲を非包囲状態で突出した端子を有する半導体装置と、前記端子に接続されるコンタクトを合成樹脂製の基体内に有し、前記端子の長さ方向に沿って進退することによって前記端子と前記コンタクトとが接続または非接続状態となる接続具とを、備えた半導体装置用接続装置において、
前記外装部及び基体の一方の表面に、前記端子の長さ方向に直交して形成された係止部と、
前記外装部及び基体の他方の表面に設けられ、前記端子に前記コンタクトが接続された状態において、前記接続具と半導体装置とが前記端子の長さ方向に沿って離れる方向に相対移動することを禁止するように前記係止部に係止される被係止部とを、
備え、
前記係止部は、前記端子の長さ方向に直交する直交面を有する凹所を有し、
前記被係止部は、前記端子とコンタクトの接続状態において前記半導体装置と接続具との他方の表面から、前記半導体装置と接続具との一方に向けて前記端子の長さ方向に沿って配置され、中途に支点を有し、先端部に前記直交面に係止される爪を有するレバー状である半導体装置用接続装置。
【請求項３】
合成樹脂製の外装部内に半導体チップが内蔵され、前記外装部から外部にその周囲を非包囲状態で突出した端子を有する半導体装置と、前記端子に接続されるコンタクトを合成樹脂製の基体内に有し、前記端子の長さ方向に沿って進退することによって前記端子と前記コンタクトとが接続または非接続状態となる接続具とを、備えた半導体装置用接続装置において、
前記外装部及び基体の一方の表面に、前記端子の長さ方向に直交して形成された係止部と、
前記外装部及び基体の他方の表面に、これと一体に設けられ、前記端子に前記コンタクトが接続された状態において、前記接続具と半導体装置とが前記端子の長さ方向に沿って離れる方向に相対移動することを禁止するように前記係止部に係止される被係止部とを、
備え、
前記係止部は、前記半導体装置の取り付け面と反対側の面側に１つ設けられた環状部であり、
前記被係止部は、前記半導体装置及び接続具の他方から前記環状部内に侵入した可撓性を有する伸延部材で、その先端部に前記環状部に係止される爪が形成されている半導体装置用接続装置。
【請求項４】
合成樹脂製の外装部内に半導体チップが内蔵され、前記外装部の両端部に形成された固定耳部の一方の上面からこの上面に垂直に突出したピンをその周囲を非包囲状態で有する電力用半導体モジュールと、前記ピンに接続されるコンタクトを合成樹脂製の基体内に有し、前記基体はその下面側に前記ピンの挿入口を有し、かつ前記固定耳部の幅寸法にほぼ一致する長さ寸法を有し、前記ピンの長さ方向に沿って進退することによって前記ピンと前記コンタクトとが接続または非接続状態となる接続具とを、備えた半導体装置用接続装置において、
前記ピンが設けられている固定耳部の両端及び基体の両端の一方に、前記端子の長さ方向に直交して形成された係止部と、
前記ピンが設けられている固定耳部の両端及び基体の両端の他方に、これと一体に設けられ、前記ピンに前記コンタクトが接続された状態において、前記接続具と電力用半導体モジュールとが前記ピンの長さ方向に沿って離れる方向に相対移動することを禁止するように前記係止部に係止される被係止部とを、
備え、
前記係止部は、ボスであり、
前記被係止部は、前記ボスに係止する爪を先端に有する伸延部材である
半導体装置用接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の端子に外部リード線を接続する接続装置、この接続装置用の半導体装置及び接続具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置には、半導体装置を外部の回路に接続するために端子が設けられている。この端子にリード線を接続する必要がある。従来、この接続は、例えば図５または図６に示すように行われていた。
【０００３】
図５では、半導体装置２は、半導体チップ（図示せず）を合成樹脂製の外装部４によってモールドしてある。外装部４から端子６が突出しており、これに外部の所定の回路に接続された外部リード線８が半田１０によって結合されている。
【０００４】
図６では、図５の半導体装置２と同様な半導体装置２ａにおいて、端子６ａが外装部４ａの一側面から直線状に突出している。この端子６ａに接続具１２が接続されている。接続具１２は、基体１４内にコンタクト１６を有している。接続具１２が端子６ａに接続された状態では、コンタクト１６が端子６ａと接触している。コンタクト１６には、外部の所定の回路に接続された外部リード線１８が接続されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図５に示すような場合、端子６とリード線８とが、空中で半田付けされているので、半田付けの信頼性が低かった。また、図６に示すような場合、半導体装置２ａの端子６ａが、コンタクト１６から外れやすかった。
【０００６】
図５や図６に示すものでは、半導体装置とリード線との接続が充分に信頼性の高いものとならなかった。
【０００７】
本発明は、半導体装置とリード線との接続の信頼性を高めることができる接続装置並びにこの接続装置を構成する半導体装置及び接続具を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体装置用の接続装置は、半導体装置と接続具とを有している。半導体装置は、外装部内に半導体チップが内蔵され、前記外装部から外部に突出した端子を有している。外装部としては合成樹脂製のものを使用している。端子としては、ピン状のものを使用することができる。接続具は、前記端子に接続されるコンタクトを、合成樹脂製の基体内に有している。このコンタクトは、端子がピン状のものの場合、このピンと接触可能なものである。また、接続具は、外部リード線に接続されている。前記端子の長さ方向に沿って進退することによって前記端子と前記コンタクトが接続または非接続状態となる。例えば接続状態においては、接続具の基体と半導体装置の外装部と画面接触している。前記外装部及び基体の他方の表面に被係止部が設けられ、前記端子に前記コンタクトが接続された状態において、前記接続具と半導体装置とが前記端子の長さ方向に沿って離れる方向に相対移動することを禁止するように前記係止部に係止される。
【０００９】
この接続装置によれば、半導体装置の端子に接続具のコンタクトを接続した状態において、係止部に被係止部が係止される。その結果、半導体装置から接続具が離れる方向には両者の相対移動が禁止され、接続具のコンタクトが、半導体装置の端子から外れることがなく、半導体装置の端子への外部リードの接続の信頼性が向上する。
【００１０】
外装部及び基体の一方に形成される前記係止部は、突部に形成されている。例えばボスとすることができる。この場合、前記被係止部は、前記端子とコンタクトの接続状態において前記半導体装置と接続具との他方の表面から、前記半導体装置と接続具との一方に向けて前記端子の長さ方向に沿って配置されている。この被係止部は、その中途に支点が形成され、先端部に前記突部を乗り越えて前記突部に係止される爪を有しているレバー状である。
【００１１】
このように構成した場合、端子にコンタクトを接続した状態において、被係止部の基端部に力を加えると、被係止部は、支点を中心として回転し、先端部が係止部に係止される。従って、被係止部の基端部に力を加えるという操作だけで、半導体装置の端子への外部リードの接続の信頼性を向上させることができる。
【００１２】
或いは、前記係止部は、前記端子の長さ方向に直交する直交面を有する凹所を有するものである。前記被係止部は、前記端子とコンタクトの接続状態において前記半導体装置と接続具との他方の表面から、前記半導体装置と接続具との一方に向けて前記端子の長さ方向に沿って配置され、中途に支点を有し、先端部に前記直交面に係止される爪を有するレバー状である。
【００１３】
このように構成した場合でも、被係止部の基端に力を加えるという作業のみで、半導体装置の端子への外部リードの接続の信頼性を向上させることができる。
【００１４】
また、前記係止部は、半導体装置の取り付け面と反対側の面に形成された環状部である。この場合、前記被係止部は、前記半導体装置及び接続具の他方から前記環状部内に侵入する伸延部材で、その先端部に前記環状部に係止される爪が形成されている。なお、伸延部材は、可撓性を有することが望ましい。
【００１５】
このように構成した場合、端子に接続するために、端子の長さ方向に沿って基体及び半導体装置を相対移動させると、同時に棒状部材も移動し、環状部に伸延部材の爪が係止される。即ち、接続具の接続と同時に、接続具と半導体装置との固定を行える。
【００１６】
本発明の半導体装置用接続装置の他の態様では、電力用半導体モジュールが合成樹脂製の外装部内に半導体チップが内蔵され、前記外装部の両端部に形成された固定耳部の一方の上面からこの上面に垂直に突出したピンをその周囲を非包囲状態で有している。接続具は、前記ピンに接続されるコンタクトを合成樹脂製の基体内に有し、前記基体はその下面側に前記ピンの挿入口を有し、かつ前記固定耳部の幅寸法にほぼ一致する長さ寸法を有し、前記ピンの長さ方向に沿って進退することによって前記ピンと前記コンタクトとが接続または非接続状態となる。前記ピンが設けられている固定耳部の両端及び基体の両端の一方に、前記端子の長さ方向に直交して係止部が形成されている。前記ピンが設けられている固定耳部の両端及び基体の両端の他方に、これと一体に被係止部が設けられ、被係止部は、前記ピンに前記コンタクトが接続された状態において、前記接続具と電力用半導体モジュールとが前記ピンの長さ方向に沿って離れる方向に相対移動することを禁止するように前記係止部に係止される。前記係止部は、ボスであり、前記被係止部は、前記ボスに係止する爪を先端に有する伸延部材である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態の接続装置は、図１に示すように半導体装置２０を有している。この半導体装置２０は、外装部２２を有している。この外装部２２は、概略直方体状に形成され、その一方の端面に、プリント基板等への取付用の固定耳部２３を有している。この外装部は２２は、例えば合成樹脂製である。この外装部２２の内部に半導体チップがモールドされている。半導体チップとしては、例えばサイリスタ、トライアック、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタまたはダイオード等の電力用半導体チップが使用されている。この外装部２２の他方の端面から、この端面に直角に端子、例えばピン２４が突出している。このピン２４は、例えば複数設けられている。
【００１９】
各ピン２４に接続具２６が接続される。接続具２６は、例えば合成樹脂製の直方体状に形成された基体２８を有している。基体２８には、その一方の端面から内奥に向かって各ピンに対応して穴が形成されている。この穴内にコンタクト、例えばレセプタクル３０がそれぞれ配置されている。これらレセプタクル３０は、外部の回路に接続するための外部リード線３２にそれぞれ接続されている。各ピン２４と各レセプタクル３０とをそれぞれ一致させた状態において、基体２６をピン２４の長さ方向に沿って、半導体装置２０の他方の端面と基体２８の一方の端面とが面接触するまで移動させることによって、ピン２４がレセプタクル３０に把持され、両者の電気的な接続が行われる。
【００２０】
基体２８の上面における一方の端面に近い位置に、台部３４が基体２８と一体に形成されている。この台部３４上に被係止部、例えば合成樹脂製のレバー３６がピン２８の長さ方向に沿って配置されている。このレバー３６の先端部は、上述したピン２４と接続具２６との接続状態において、両者の接触面を超えて半導体装置２０側まで伸延している。このレバー３６の基端部の近傍が、ピン２４の長さ方向に直角な方向に設けた回転軸３８によって支点支持されている。従って、レバー３６の基端部を台部３４側に押すことによって、図１における時計方向にレバー３６が回転し、レバー３６の基端部を台部３４と反対側に持ち上げることによって、図１における反時計方向にレバー３６が回転する。レバー３６の先端部には爪４０が形成されている。
【００２１】
この爪４０を係止するように、半導体装置２０の外装部２２の上面（半導体装置２０が冷却フィン等に取り付けられる面と反対側の面）における外装部２２と基体２８との接触面の近傍には、係止部、例えば突状部、具体的にはボス４２が形成されている。このボス４２は、ピン２４の長さ方向にほぼ直交するように配置され、その高さ寸法は、台部３４とほぼ同一である。爪４０は、ボス４２の上面を乗り越えて、接続具２８と反対側の垂直面に係止される。ボス４２に爪４０が係止されている状態では、基体２８は、半導体装置２０から離れる方向に移動することができない。従って、ピン２４と外部リード３２との電気的接続の信頼性が向上する。
【００２２】
この半導体装置２０への接続具２６の接続は、上述したようにピン２４の長さ方向に沿って半導体装置２０側に接続具２６を移動させて、外装部２２の他方の端面と基体２８の一方の端面とを面接触させる。この状態で、レバー３６の基端部を台部３４と反対側に押すことによって、爪４０がボス４２に係止される。また、レバー３６の基端部を台部３４と反対側に持ち上げることによって、爪４０をボス４２から外すことができる。従って、半導体装置２０と外部リード線３２との強固な接続を維持できる上に、接続具２６を容易に取り外すことができ、保守点検が容易に行える。
【００２３】
なお、図１における反時計方向の作用力をレバー３６に継続的に及ぼす弾性体、例えばコイルバネを、回転軸３８の回りに取り付けて、自動的に爪４０がボス４２に係止されるようにしてもよい。また、ボス４２を接続具２６の基体２８に設け、レバー３６を半導体装置２０の外装部２２に設けることもできる。なお、複数のレバー３６を設けることもできる。この場合、ボス４２を各レバー３６ごとに設けることもできるし、各レバー３６に共通に１つのボス４２を設けることもできる。
【００２４】
本発明の第２の実施の形態の接続装置は、図２に示すように、係止部の形状、係止部及び被係止部の設置位置が異なる以外、第１の実施の形態と同様に構成されている。同等部分には、同一符号を付して、説明を省略する。
【００２５】
被係止部、例えばレバー３６ａ、３６ｂは、基体２８の両側面にそれぞれ形成されている。これらレバー３６ａ、３６ｂは、第１の実施の形態のレバー３６と同様に、回転軸３８ａ、３８ｂによって支持され、先端部に爪４０ａ、４０ｂを有している。
【００２６】
係止部は、外装部２２の両側面にそれぞれ形成されており、係止部として、ピン２４の長さ方向に直交する直交面４４ａ、４４ｂを有する凹所４２ａ、４２ｂが設けられている。これら直交面４４ａ、４４ｂにレバー３６ａ、３６ｂの爪４０ａ、４０ｂが係止されることによって、接続具２６が外装部２２から離れる方向に移動することが阻止され、ピン２４と外部リード線３２との接続状態が維持され、信頼性が向上するし、接続具２６の取り外しも容易に行える。
【００２７】
この接続装置では、係止部を凹所４２ａ、４２ｂとしたので、基体２８側に台部３４を設ける必要がなく、製造が容易である。なお、この実施の形態においても、係止部である凹所を基体２８に形成し、被係止部を外装部２２に形成してもよいし、回転軸３８ａ、３８ｂの回りに付勢用のバネを設けてもよい。
【００２８】
第３の実施の形態の接続装置を図３に示す。第３の実施の形態は、係止部及び被係止部の形状が、第１の実施の形態と異なっている以外、第１の実施の形態と同様に構成されている。同等部分には同一符号を付して、その説明を省略する。
【００２９】
係止部として、外装部２２の上面における外装部２２と基体２８との接触面の近傍に、環状部４６が形成されている。この環状部４６は、外装部２２と一体に形成され、ピン２４の長さ方向に貫通している。
【００３０】
被係止部として、基体２８の上面から幾分距離をおいて位置で、ピン２４に平行に外装部２２側に向かって伸延部材、例えば棒状部材４８が基端部から伸延している。棒状部材４８の基端部は、固定部４９を介して基体２８に固定されている。なお、棒状部材４８及び固定部４９は、合成樹脂製で基体２８と一体に形成されている。また、棒状部材４８は、可撓性を有している。この棒状部材４８の先端部は、半導体装置２０の外装部２２の他方の端面と基体２８の一方の端面とが面接触している状態において、環状部４６を通過して、基体２８と反対側に突出している。この棒状部材４８の先端部に上向きに爪５０が形成されている。この爪５０が環状部４６によって係止されている。
【００３１】
従って、この係止状態では、基体２８は、半導体装置２２から離れる方向には移動できないので、外部リード線３２とピン２４との接続の信頼性を向上させることができる。しかも、環状部４６と棒状部材４８とを使用した場合、接続具２６をピン２４に接続させるために、基体２８を半導体装置２０側に向けてピン２４に沿って移動させた場合、爪５０が環状部４６の内面に接触した結果、棒状部材４８が撓みながら、基体２８と反対側に移動し、環状部４６を完全に爪５０が通過したとき、爪５０が環状部４６によって係止される。従って、ピン２４に接続具２６を接続した後に、再度、外装部２２と基体２８との固定を行う必要がなく、作業性が向上する。無論、この場合も、環状部４６を基体２８に設け、棒状部材４８を半導体装置２０に設けることもできる。
【００３２】
第４の実施の形態を図４に示す。この実施の形態では、半導体装置２０ａは、外装部２２ａの内部にサイリスタ、トライアック、ＩＧＢＴ、ＦＥＴ、バイポーラトランジスタ等の制御端子５２ａ、５２ａを有する半導体チップを外装部２２ａに内蔵した電力用半導体モジュールである。無論、外装部２２ａは、合成樹脂製である。制御端子５２ａ、５２ａは、外装部２２ａの両端部にそれぞれ一体に形成した固定耳部２３ａ、２３ａの一方の上面から、この上面に垂直に突出しているピン状のものである。なお、外装部２２ａの上面には、制御端子以外の端子５４、例えばネジ止め型の入力端子、出力端子等が形成されている。
【００３３】
接続具２６は、各制御端子５２ａ、５２ａに対応するコンタクト、例えばレセプタクル（図示せず）を基体２８内に内蔵している。各レセプタクルは、基体２８の下面側に、制御端子５２ａ、５２ａの挿入部を有し、上面側に外部リード線３２が位置している。基体２８も合成樹脂製である。基体２８は、固定耳部２３ａの幅寸法にほぼ一致する長さ寸法を有している。基体２８の両端面から下方に向けて被係止部、例えば伸延部材、具体的には板状部材４８ａ、４８ａが伸延しており、その先端部には爪５０ａ、５０ａが形成されている。なお、板状部材４８ａ、４８ａは、固定部４９ａ、４９ａと共に基体２８に一体に形成されている。
【００３４】
制御端子５２ａ、５２ａが形成されている固定耳部２３ａの両端部に、係止部としてボス４２ｃ、４２ｃが形成されている。制御端子５２ａ、５２ａに接続具２８を接続するために、接続具２８を固定耳部２３ａ側に制御端子５２ａ、５２ａの長さ方向に沿って下降させていくと、接続具２８の下面と固定耳部２３ａの上面とが面接触したとき、爪５０ａ、５０ａがボス４２ｃ、４２ｃを乗り越えて、ボス４２ｃ、４２ｃの下面に接触する。これによって、接続具２６は、固定耳部２３ａから離れる方向への移動が拘束される。この接続装置においても、制御端子５２ａ、５２ａと各外部リード線３２とを高い信頼性で接続することができる上に、そのために接続具２６を固定耳部２３ａに固定するための特別な作業が不要である。
【００３５】
この接続装置においても、板状部材４８ａ、４８ａを固定耳部２３ａに形成し、ボス４２ｃ、４２ｃを接続具２８に形成することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明による接続装置、半導体装置及び接続具によれば、半導体装置の端子と外部リード線とを高い信頼性で接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の接続装置の部分破断側面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態の接続装置の部分破断平面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態の接続装置の部分破断側面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態の接続層の斜視図である。
【図５】従来の接続装置の一例の側面図である。
【図６】従来の接続装置の他の例の側面図である。
【符号の説明】
２０  ２０ａ  半導体装置
２２  ２２ａ  外装部
２４  ピン（端子）
２６  接続具
２８  基体
３０  レセプタクル（コンタクト）
３６  ３６ａ  ３６ｂ  レバー（被係止部）
４０  ４０ａ  ４０ｂ  ５０  爪
４２  ４２ａ  ４２ｂ  ４２ｃ  ボス（係止部）
４６  環状部（係止部）
４８  棒状部材（被係止部）
４８ａ  板状部材（被係止部）
５２ａ  制御端子（端子）
【図１】
0003660178.tif 000002
【図２】
0003660178.tif 000003
【図３】
0003660178.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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