(57)【要約】  半導体装置（１）は、半導体素子が実装された絶縁基板（１１）と、絶縁基板（１１）を収容する外囲ケース（２０）と、を備える。外囲ケース（２０）の側壁（２０ａ，２０ｂ）には、両端が固定された２枚の端子導体（３０−１，３０−２）が設けられ、端子導体（３０−１，３０−２）には、それぞれ絶縁基板（１１）側に向けて突起した接続端子（３１−１，３１−２）が設けられている。接続端子（３１−１，３１−２）と絶縁基板（１１）上の導体箔とは半田付けされている。端子導体（３０−２）の中央部近傍には、隣り合う端子導体間の距離を一定以上に保つための絶縁ブロック（３２−１、３２−２）が設けられている。絶縁ブロック（３２−１、３２−２）により、半田付け時の熱膨張による端子導体（３０−１）の変形が抑制される。これにより、半田付け性の安定化を図ることができるとともに、接続不良の発生を防止することができる。
2014073311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を実装した絶縁基板と、
前記絶縁基板を囲む外囲ケースと、
前記絶縁基板の上部に、前記絶縁基板の表面に平行に、かつ前記絶縁基板との間隔がそれぞれ異なるように互いに離れて対向して配置され、前記外囲ケースの側壁に両端が固定された少なくとも２枚の金属製の板状の端子導体と、
隣り合う前記端子導体の間に配置された、隣り合う前記端子導体間の距離を一定以上に保つための絶縁ブロックと、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記絶縁ブロックは、前記端子導体の一部を包み込むように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記絶縁ブロックは、ポリフェニレンサルファイド樹脂またはエポキシ樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁ブロックによって保たれた前記端子導体間の距離は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁基板上に所定パターンで形成された導体箔と、
前記端子導体に形成され、前記導体箔に半田付けされた接続端子と、
をさらに備え、
前記絶縁ブロックは、前記端子導体に接触して、前記接続端子と前記導体箔との半田付け時の加熱によって熱膨張する前記端子導体の熱変形を抑制することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）等のパワー半導体素子を有する半導体装置が公知である。パワー半導体素子を有する半導体装置は、一般的に、半導体素子が実装されている絶縁基板を放熱用の金属ベース板に搭載し、金属ベース板の周縁に接着された外囲ケースで絶縁基板を覆った構造としている。【０００３】
このような半導体装置における従来技術として、略矩形状の平面形状を有する外囲ケースの対向する２辺にあたる側壁に正負一対の直流入力端子を同電極同士が絶縁基板を挟んで向かい合わせになるように配列された構造が開示されている（例えば、下記特許文献１参照。）。【０００４】
また、別の従来技術として、電流の流れる方向が逆となる２枚の板状の端子導体を、その板面同士を平行に、かつ近接させた状態で外囲ケース内に配置することにより、半導体素子の各電極から外部接続用端子へ流れる電流によって生ずる配線インダクタンスを打ち消す構造が開示されている（例えば、下記特許文献２参照。）。【０００５】
現在、従来の半導体装置に用いられている外囲ケースは、これらの従来技術を採用して、外囲ケースの周囲４辺のうち対向する２辺にあたる側壁にそれぞれ同極性の外部接続用端子を２つずつ配置し、かつ一定間隔をあけて対向する２枚の端子導体を内部に備えた構造となっている。端子導体には、絶縁基板上の回路パターン状の導体箔と接続するための接続端子が形成されている。絶縁基板には、絶縁性材料であるアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などからなる絶縁層の両面に銅（Ｃｕ）による回路パターン状の導体箔を貼りつけたセラミック基板が一般に用いられる。【０００６】
上記外囲ケースを使用して半導体装置を製造する場合、まず、半導体素子が実装された絶縁基板を金属ベース板上に搭載して固定する。次に、金属ベース板に外囲ケースを被せて位置決めした後、金属ベース板の周縁と外囲ケースとを接着剤によって接着することで、金属ベース板に外囲ケースを取付ける。そして、外囲ケースに設けられている端子導体の接続端子と絶縁基板上の導体箔とをペースト半田を用いて半田付けする。【０００７】
次に、上記外囲ケースを備えた従来の半導体装置の構造について説明する。図７は、従来の半導体装置の構造を示す説明図である。図７において、（ａ）は平面構造であり、（ｂ）は断面構造である。図７に示すように、従来の半導体装置１００は、放熱用の金属ベース板４０、絶縁基板４１、および外囲ケース５０を備える。絶縁基板４１は金属ベース板４０の上に搭載され、金属ベース板４０の周縁には外囲ケース５０が接着されている。絶縁基板４１には図示省略する半導体素子が実装されている。【０００８】
外囲ケース５０は、樹脂で成型されたケースであって、インサート成型により一体化された金属製の外部接続用端子６３−１，６３−２，６３−３，６３−４および端子導体６０−１，６０−２を備える。外部接続用端子６３−１，６３−２，６３−３，６３−４および端子導体６０−１，６０−２は、例えば銅板等の金属板を加工して成型したものである。外部接続用端子６３−１，６３−２と端子導体６０−１、および外部接続用端子６３−３，６３−４と端子導体６０−２とは、それぞれ電気的に接続されている。【０００９】
略矩形状の平面形状を有する外囲ケース５０の周囲の４辺のうち、対向する２辺にあたる側壁５０ａ，５０ｂには、同極性の外部接続用端子６３−１，６３−２同士および６３−３，６３−４同士が端子導体６０−１，６０−２を挟んで対向するように設けられている。端子導体６０−１，６０−２は外囲ケース５０と一体成型され、端子導体６０−１，６０−２のそれぞれの両端部計４ヶ所が樹脂によって外囲ケース５０の側壁５０ａ，５０ｂに固定されている。通常、端子導体６０−１，６０−２は、常温状態で外囲ケース５０を金属ベース板４０上に置いたとき、その板面が絶縁基板４１の表面と平行になるように外囲ケース５０に配置される。【００１０】
端子導体６０−１は、絶縁基板４１よりも上側で、かつ端子導体６０−２よりも下側に配置されている。端子導体６０−１の平面形状は、略直線状となっている。端子導体６０−２の平面形状は、台形の下底以外の輪郭をなすように折れ曲がった形状（以下、台形枠状とする）となっている。また、端子導体６０−１，６０−２には、それぞれ内部配線用の接続端子６１−１，６１−２が設けられている。接続端子６１−１，６１−２は、端子導体６０−１，６０−２が位置する高さから絶縁基板４１が位置する下方に向けて突起した状態で端子導体６０−１，６０−２に形成されている（以降、絶縁基板４１側を下側、端子導体６０−２側を上側として説明をする）。【００１１】
接続端子６１−１，６１−２と絶縁基板４１上の導体箔（不図示）とは、ペースト半田によって半田付けされている。接続端子６１−１，６１−２と絶縁基板４１上の導体箔とが半田付けされることで、外囲ケース５０から外部に突出している外部接続用端子６３−１，６３−２，６３−３，６３−４は、回路パターンまたは導電材料が敷設されている絶縁基板４１と導通することになる。これにより、外部接続用端子６３−１，６３−２，６３−３，６３−４を介して、半導体装置１００内部の半導体素子が実装された絶縁基板４１と外部の他のシステムとを電気的に接続することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平７−１１１３１０号公報
【特許文献２】特公平７−８３０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、図７に示す従来の半導体装置１００では、接続端子６１−１，６１−２と絶縁基板４１上の導体箔とを半田付けする際に、半田付け時の加熱により金属製の端子導体が熱膨張して変形するため、次の問題が生じる。図８は、図７の端子導体の変形時の状態を示す断面図である。図８（ａ）には、常温時における半導体装置１００の外囲ケース５０の内部の状態を示す。図８（ｂ）には、半田付け時における半導体装置１００の外囲ケース５０の内部の状態を示す。図８（ａ）は、常温時（例えば、２５℃）において、端子導体６０−１，６０−２の板面が絶縁基板４０の表面と平行位置にあることを示している（熱変形していない状態である）。【００１４】
一方、図８（ｂ）は、半田付け時の加熱により端子導体６０−１が熱変形している状態を示している。半導体素子が実装されている絶縁基板４１を外囲ケース５０に組み込んで、端子導体６０−１，６０−２に設けられている接続端子６１−１，６１−２と絶縁基板４１上の導体箔とを半田付けする場合、半田付け時の加熱により金属製の端子導体６０−１，６０−２が熱膨張を起こす。端子導体６０−１，６０−２の両端は外囲ケース５０の側壁５０ａ，５０ｂに固定されているため、外囲ケース５０の側壁５０ａ，５０ｂには、熱膨張した端子導体６０−１，６０−２によって当該側壁５０ａ，５０ｂの内側の面に略垂直な方向に応力がかかり、端子導体６０−１，６０−２には、外囲ケース５０の側壁５０ａ，５０ｂにかかる応力の反力がかかる。このため、常温状態で絶縁基板４１に対して平行位置にあった端子導体６０−１，６０−２は熱膨張分だけ変形することになる。【００１５】
熱膨張による端子導体の変形度合は、端子導体の平面形状にも依存する。例えば直線状の端子導体６０−１では、熱膨張の影響は上方向への変形に直結する。それに対して、台形枠状の端子導体６０−２では、台形枠のコーナー部（折れ曲がった部分）で熱膨張成分の方向が分散されるため、上下方向への変形は生じにくい。このため、台形枠状の端子導体６０−２の、端部間の固定されていない部分の位置は、上下方向にずれにくい傾向がある。したがって、図７のように直線状の端子導体６０−１を、台形枠状の端子導体６０−２よりも下側に配置した場合、上側の端子導体６０−２は上下方向の位置ずれが小さいのに対して、下側の端子導体６０−１は上方向に変形し、上方向の位置ずれが大きいため、特に外部接続用端子間の絶縁不具合や回路短絡の問題が大きくなる。【００１６】
すなわち、半田付け時の加熱の際に、端子導体６０−１の、端部間の固定されていない部分は、熱膨張により変形して端子導体６０−２の位置する上方向に凸に弓状に曲がる。一方、端子導体６０−２の端部間の固定されていない部分は、端子導体６０−２の形状に起因して、熱膨張による上下方向へのずれは小さくほぼ加熱前の位置に留まる。その結果、導体加熱による金属の熱膨張が生じると、端子導体６０−１は上方向に凸に弓状に変形して曲がり、端子導体６０−１とつながる接続端子６１−１と絶縁基板４１上の導体箔との間にクリアランス（隙間）が生じることとなる。また、端子導体６０−１と端子導体６０−２とが接近し、最悪の場合には接触する事態が発生する。【００１７】
このように、従来の半導体装置１００では、接続端子６１−１，６１−２と絶縁基板４１との半田付け時の加熱によって、接続端子６１−１と絶縁基板４１上の導体箔との間にクリアランスが生じる場合があることが確認された。また、端子導体６０−１が端子導体６０−２に接近する場合があることが確認された。接続端子６１−１と絶縁基板４１上の導体箔との間にクリアランスが生じてしまった場合、半田付け性が悪化し接続不良をおこすことになる。さらに、一定間隔をあけて対向する２枚の端子導体６０−１，６０−２同士が接近するため、絶縁不具合や回路短絡につながることになる。【００１８】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、半田付け性の安定化を図り、端子導体間の絶縁不具合や回路短絡の発生を防止した半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、この発明にかかる半導体装置は、次の特徴を有する。半導体素子を実装した絶縁基板が配置されている。前記絶縁基板を囲む外囲ケースが配置されている。前記絶縁基板の上部に、前記絶縁基板の表面に平行に、かつ前記絶縁基板との間隔がそれぞれ異なるように互いに離れて対向して、少なくとも２枚の金属製の板状の端子導体が配置されている。前記端子導体は、前記外囲ケースの側壁に両端が固定されている。隣り合う前記端子導体の間には、隣り合う前記端子導体間の距離を一定以上に保つための絶縁ブロックが配置されている。【００２０】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記絶縁ブロックは、前記端子導体の一部を包み込むように設けられていることを特徴とする。【００２１】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記絶縁ブロックは、ポリフェニレンサルファイド樹脂またはエポキシ樹脂からなることを特徴とする。【００２２】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、前記絶縁ブロックによって保たれた前記端子導体間の距離は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする。【００２３】
また、この発明にかかる半導体装置は、上述した発明において、さらに次の特徴を有する。前記絶縁基板上に所定パターンで導体箔が形成されている。前記端子導体には、接続端子が形成されている。前記接続端子は、前記導体箔に半田付けされている。そして、前記絶縁ブロックは、前記端子導体に接触して、前記接続端子と前記導体箔との半田付け時の加熱によって熱膨張する前記端子導体の熱変形を抑制する。【００２４】
上述した発明によれば、一定間隔をあけて対向する少なくとも２枚の端子導体の間に、隣り合う端子導体間の距離を一定以上に保つような絶縁ブロックを設けることにより、半田付けの際に、端子導体の熱膨張に起因する変形を最小限に抑えることができる。これにより、接続端子の半田付けが安定化し、接続不良を低減できるだけでなく、一定間隔をあけて対向する少なくとも２枚の端子導体間の絶縁不具合や短絡をも防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明にかかる半導体装置によれば、端子導体と他部材との半田付け性の安定化を図ることができ、端子導体間の絶縁不具合や回路短絡の発生を防止した半導体装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる半導体装置の構造を示す説明図である。
【図２】図２は、図１の絶縁ブロックの形状を示す側面図である。
【図３】図３は、図１の絶縁ブロックの形状の別の一例を示す側面図である。
【図４】図４は、図１の絶縁ブロックの形状の別の一例を示す側面図である。
【図５】図５は、図１の絶縁ブロックの取付け位置の一例を示す側面図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造工程の概要を示すフローチャートである。
【図７】図７は、従来の半導体装置の構造を示す説明図である。
【図８】図８は、図７の端子導体の変形時の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる半導体装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態の説明および添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２８】
（実施の形態）
本発明の実施の形態にかかる半導体装置の構造について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる半導体装置の構造を示す説明図である。図１において、（ａ）は平面構造であり、（ｂ）は断面構造である。図１に示すように、実施の形態にかかる半導体装置１は、放熱用の金属ベース板１０、絶縁基板１１、および外囲ケース２０を備える。絶縁基板１１は、金属ベース板１０の上に搭載されている。外囲ケース２０は、金属ベース板１０の周縁に接着されている。絶縁基板１１の両表面には図示しない導体箔の回路パターンが設けられている。絶縁基板１１の、金属ベース板１０側に対して反対側の表面の導体箔上に半導体素子（不図示）が実装されている。
【００２９】
外囲ケース２０は、樹脂で成型されたケースであって、例えば略矩形状の平面形状を有する。また、外囲ケース２０は、金属製の外部接続用端子３３−１，３３−２，３３−３，３３−４および端子導体３０−１，３０−２を備える。外部接続用端子３３−１，３３−２，３３−３，３３−４および端子導体３０−１，３０−２は、例えば銅（Ｃｕ）板等の金属板を加工し、成型したものである。外部接続用端子３３−１，３３−２と端子導体３０−１、および外部接続用端子３３−３，３３−４と端子導体３０−２とは、それぞれ電気的に接続されている。
【００３０】
外囲ケース２０の周囲の４辺のうち、対向する２辺にあたる側壁２０ａ，２０ｂには、外部接続用端子３３−１，３３−２，３３−３，３３−４が設けられている。外部接続用端子３３−１，３３−２，３３−３，３３−４は、正負一対の直流入力端子であり、端子導体３０−１，３０−２を挟んで同電極同士が向かい合わせになる（対向する）ように配列されている。端子導体３０−１，３０−２は、外囲ケース２０と一体成型され、それぞれの両端部計４ヶ所が樹脂によって外囲ケース２０の側壁２０ａ，２０ｂに固定されている。端子導体３０−１，３０−２は、常温状態で外囲ケース２０を金属ベース板１０に置いたとき、その板面が絶縁基板１１の表面と平行になるように外囲ケース２０に配置されるとよい。
【００３１】
端子導体３０−１と端子導体３０−２とは、配線のインダクタンス低減のためその板面同士が対向するように、かつ近接させて配置している。端子導体３０−１と端子導体３０−２とを接近させて配置するにあたって、その近接させる間隔は、例えば０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下程度が好適である。その理由は、次の通りである。対向する２枚の電極（端子導体３０−１，３０−２）の間隔を０．５ｍｍ以下にした場合、半導体装置１を組み立てるための後述する製造工程において後段の例えばエポキシ樹脂を外囲ケース２０内に注入して絶縁基板１１と半導体素子とを気密封止するプロセスで不具合が生じやすいからである。一方、対向する２枚の電極の間隔を５ｍｍ以上にした場合、インダクタンスの低減効果が小さいという問題点があるからである。例えば、対向する２枚の電極（端子導体３０−１，３０−２）の間隔を２ｍｍとした。
【００３２】
端子導体３０−１は、絶縁基板１１よりも上側で、かつ端子導体３０−２よりも下側に位置する。端子導体３０−２は、例えば外囲ケース２０内において最も上側に位置する。端子導体３０−１の平面形状は、例えば略直線状となっている。端子導体３０−２の平面形状は、例えば台形の下底以外の輪郭をなすように折れ曲がった形状（台形枠状）となっている。端子導体３０−１，３０−２には、それぞれ内部配線用の接続端子３１−１，３１−２が設けられている。接続端子３１−１，３１−２は、絶縁基板１１が位置する下方に向けて突起した状態で形成されている（以降、絶縁基板１１側を下側、端子導体３０−２側を上側として説明をする）。また、端子導体３０−２上であって、外囲ケース２０の側壁２０ａ，２０ｂ間の例えば中央近傍の位置に、例えばエポキシ系樹脂を用いた絶縁ブロック３２−１，３２−２が配置されている。
【００３３】
端子導体３０−１，３０−２から下方に突起している接続端子３１−１，３１−２と、絶縁基板１１上の導体箔とは、ペースト半田によって半田付けされている。接続端子３１−１，３１−２と絶縁基板１１上の導体箔とが半田付けされることで、外囲ケース２０から外部に突出している外部接続用端子３３−１，３３−２，３３−３，３３−４は、回路パターンまたは導電材料が敷設されている絶縁基板１１と導通することになる。これにより、外部接続用端子３３−１，３３−２，３３−３，３３−４を介して、半導体装置１内部の半導体素子が実装された絶縁基板１１と外部の他システムとを電気的に接続することができる。
【００３４】
一定間隔をあけて対向して配置された隣り合う端子導体３０−１，３０−２の間には、絶縁ブロック３２−１，３２−２が配置されている。絶縁ブロック３２−１，３２−２は、上側の端子導体３０−２の所定箇所に、端子導体３０−２の一部を包み込むように互いに離れて設けられている。絶縁ブロック３２−１，３２−２の形状および厚さ等の詳細な説明は後述する。接続端子３１−１，３１−２と絶縁基板１１上の導体箔との半田付け時、熱膨張によって変形した端子導体３０−１と絶縁ブロック３２−１，３２−２とが接触し、絶縁ブロック３２−１，３２−２によって端子導体３０−１が押さえられる。これにより、端子導体３０−１の変形が抑制され、隣り合う端子導体３０−１，３０−２間の距離を一定以上に保つ機能を有する。
【００３５】
具体的には、接続端子３１−１，３１−２と絶縁基板１１上の導体箔とを半田付けする場合、半田付け時の加熱により金属製の端子導体３０−１，３０−２は熱膨張する。このとき、端子導体３０−１は、上述したようにその直線状の形状に起因して端子導体３０−２の位置する上方向に凸に例えば弓状に変形を起こそうとする。この端子導体３０−１の上方向への変形は、端子導体３０−２に設けられた絶縁ブロック３２−１，３２−２によって抑制することができる。また、端子導体３０−２が端子導体３０−１と同様に熱膨張して上方向に変形を起こそうとする場合は、端子導体３０−２は最上面に位置するため、例えば他部材（不図示）により上から押さえるなどの物理的な手段により端子導体３０−２の変形を抑制することが可能である。
【００３６】
このように、絶縁ブロック３２−１，３２−２は、接続端子３１−１，３１−２と絶縁基板１１上の導体箔との半田付け時に、半田付けの加熱による端子導体３０−１の変形に対して、端子導体３０−１が端子導体３０−２へ近づかないように熱変形を抑制する効果を有する。これにより、半田付け時の加熱において、端子導体３０−１の接続端子３１−１と絶縁基板１１上の導体箔との間にクリアランス（隙間）が生じることを抑制することができる。このため、接続端子３１−１，３１−２と絶縁基板１１上の導体箔との半田付け性が安定化し、接続不良の発生を防止することが可能となる。さらに、絶縁ブロック３２−１，３２−２によって、端子導体３０−１と端子導体３０−２との距離（間隔）を一定値以上に保つことができるため、対向する２枚の端子導体３０−１，３０−２同士が接近することに起因した絶縁不具合や回路短絡を防ぐことが可能となる。
【００３７】
絶縁ブロック３２−１，３２−２に用いられる材料としては、例えばポリフェニレンサルファイド樹脂（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）、またはエポキシ樹脂であることが好ましい。その理由は、ポリフェニレンサルファイド樹脂やエポキシ樹脂が高温で安定な絶縁材料であり、かつ成型が容易であるからである。
【００３８】
次に、絶縁ブロック３２−１，３２−２の形状について説明する。図２は、図１の絶縁ブロックの形状を示す側面図である。図２には、図１の絶縁ブロック３２−１，３２−２を絶縁ブロック３２ａとし、半導体装置１の絶縁ブロック３２ａ付近を拡大して示している。図２に示すように、四角形状の絶縁ブロック３２ａとしてもよい。四角形状にすることにより絶縁ブロック３２ａの形成を容易に行うことができる。また、絶縁ブロック３２ａの、端子導体３０−２の表面から端子導体３０−１側に突出する部分の厚さは、対向する端子導体３０−１，３０−２間に必要な間隔である０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、例えば１．５ｍｍに設定した。
【００３９】
図３，４は、図１の絶縁ブロックの形状の別の一例を示す側面図である。図３，４には、図１の絶縁ブロック３２−１，３２−２の形状のバリエーションを絶縁ブロック３２ｂ，３２ｃとして示している。図３に示す絶縁ブロック３２ｂは、端子導体３０−２の表面から突出する部分が円形状である。図４に示す絶縁ブロック３２ｃは、端子導体３０−２の表面から突出する部分が台形状である。これらの絶縁ブロック３０ａ〜３０ｃは、端子導体３０−２を包み込むように形成されている。また、絶縁ブロック３０ａ〜３０ｃは少なくとも端子導体３０−２上の１箇所にあればよく、端子導体３０−２上の２箇所に配置されてもよいし、さらに端子導体３０−２上の複数箇所に形成されていてもよい。
【００４０】
次に、絶縁ブロック３２の取付け位置について説明する。図５は、図１の絶縁ブロックの取付け位置の一例を示す側面図である。図５には、図１の絶縁ブロック３２−１，３２−２を絶縁ブロック３２とし、半導体装置１の絶縁ブロック３２付近を拡大して示している。外囲ケースの側壁２０ａから絶縁ブロック３２の中心までの距離Ａは、常温時（変形していない状態）の端子導体３０−１と端子導体３０−２との間隔ｄ、端子導体３０−１における熱膨張時の変形量、および、絶縁ブロック３２の、端子導体３０−２の表面から端子導体３０−１側に突出する部分の厚さを考慮して決定される。すなわち、端子導体３０−１が熱膨張により変形して絶縁ブロック３２と接触したときにも、端子導体３０−１と端子導体３０−２との間の絶縁耐圧が必要な値を確保できるような位置に絶縁ブロック３２の位置を設定する。例えば、端子導体３０−１，３０−２の両端の固定部中心を基本に半導体装置の構造や組立性を考慮して、絶縁ブロック３２の位置を最適の位置に決定してもよい。
【００４１】
端子導体３０−１の変形量に関係なく端子導体３０−１と３０−２との間の絶縁耐圧を確保するには、必要な絶縁耐圧に相当する端子導体３０−１と端子導体３０−２との間隔ｄより厚い絶縁ブロック３２を、端子導体３０−１が熱変形時に最も端子導体３０−２に近づく箇所である端子導体３０−２の中央付近に配置することが望ましい。
【００４２】
上述した絶縁ブロックの形状は一例であり、これに限らず種々変更可能である。例えば、端子導体３０−１の熱膨張による上方向への変形を抑えて、端子導体３０−１と端子導体３０−２との間隔を一定間隔以上に保つことができれば、絶縁ブロックの形状は任意でよい。
【００４３】
また、絶縁ブロックは、端子導体３０−２を包み込むように形成され、端子導体３０−２上に設けられるものである。さらに、絶縁ブロック３２ａ〜３２ｃは、端子導体３０−２を固定している両端樹脂面（外囲ケースの側壁の内側の面）間の中心位置、すなわち端子導体３０−２の中央部近傍に設けられるのがよい。なお、絶縁ブロック３２ａ〜３２ｃと両端樹脂面との距離は、例えば、およそ５０ｍｍ程度である。
【００４４】
上述のように、絶縁ブロック３２を端子導体３０−２の中央部近傍に設置することにより、端子導体３０−１が熱膨張により変形しても端子導体３０−２に接近しないように制御することができる。また、絶縁ブロック３２によって端子導体３０−１の変形を抑制することで、接続端子３１−１，３１−２と絶縁基板１１上の導体箔との間にクリアランスが生じることを抑制することができる。
【００４５】
なお、上記では絶縁ブロック３２を端子導体３０−２の中央部近傍に２箇所設ける場合を例に説明したが、端子導体３０−２の、端子導体３０−１の中央部近傍に対向する部分に絶縁ブロック３２を設ける構成にしてもよい。また、端子導体３０−１，３０−２双方にまたがるように絶縁ブロック３２を設けた構成としてもよい。２枚の端子導体３０−１，３０−２双方にまたがるように絶縁ブロック３２を設けた構成とする場合、間隔をあけて対向する２枚の端子導体３０−１，３０−２間の距離（間隔）を一定に保つことができるため、配線のインダクタンスのばらつきが低減される効果を有する。
【００４６】
次に、実施の形態にかかる半導体装置１の製造工程を、フローチャートを参照しながら説明する。図６は、本発明の実施の形態にかかる半導体装置の製造工程の概要を示すフローチャートである。まず、絶縁基板１１上に半導体素子を実装する（ステップＳ１）。次に、金属ベース板１０に、絶縁基板１１を半田付けによりマウントする（ステップＳ２）。次に、金属ベース板１０の周縁に外囲ケース２０を接着することにより、金属ベース板１０に外囲ケース２０を取付ける（ステップＳ３）。
【００４７】
外囲ケース２０には、予め、対向する側壁２０ａ，２０ｂ間に位置するように一体化して成型された金属製の端子導体３０−１，３０−２が設けられている。また、端子導体３０−２には、例えば外囲ケース２０の対向する側壁２０ａ，２０ｂ間の中央部近傍の位置に、予め絶縁ブロック３２−１，３２−２が設けられている。この絶縁ブロック３２−１，３２−２には、接続端子３１−１，３１−２と絶縁基板１１上の導体箔との半田付け時に、半田付けの加熱によって端子導体３０−１が上方向に変形して端子導体３０−２に近づかないように、熱膨張による端子導体３０−１の変形を抑制する効果を有する。
【００４８】
次に、端子導体３０−１，３０−２に形成されている接続端子３１−１，３１−２と絶縁基板１１上の導体箔とを半田付けする（ステップＳ４）。このとき、端子導体３０−２に絶縁ブロック３２−１，３２−２が設けられていることにより、半田付け時の加熱によっても端子導体３０−２の位置する上方向へ端子導体３０−１が近づかないように、端子導体３０−１の変形が抑制される。その後、外囲ケース２０の内部に例えばエポキシ樹脂（不図示）等を注入して半導体素子および絶縁基板１１を気密封止し、外囲ケース２０の上蓋（不図示）を接着剤で固着する（ステップＳ５）。これにより、図１に示す半導体装置１が完成する。
【００４９】
以上説明したように、本発明によれば、端子導体に絶縁ブロックを設けることにより、一定間隔をあけて当該端子導体に対向する端子導体の、半田付けの加熱時に生じる熱膨張による変形を抑制することができる。このため、半田付けの加熱時に生じる熱膨張によって変形する端子導体を、一定間隔をあけて対向する他の端子導体の位置する上方向へ曲がらない構成とすることができる。これにより、半田付けの際に、端子導体から突起している接続端子と絶縁基板上の導体箔との間にクリアランスが生じることを抑制することができる。したがって、半田付けの際に接続端子が絶縁基板から離れて浮いてしまうことを回避することができる。このため、接続端子と絶縁基板上の導体箔との半田付け性が安定化し、接続不良の発生を防止することが可能となる。さらには、一定間隔をあけて対向する少なくとも２枚の端子導体間の絶縁不具合や短絡をも防止することができる。
【００５０】
以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施の形態では、直線状の下側の端子導体と台形枠状の上側の端子導体とを配置した構成、すなわち一定間隔をあけて対向する端子導体が接近しやすい構成を例に説明したが、端子導体が他の形状の場合でも同様の効果を有する。すなわち、台形枠状の上側の端子導体に代えて、上側に直線状の端子導体を配置した場合でも、接続端子を絶縁基板上の導体箔に半田付けする際に、直線状の上側の端子導体の変形を図示省略する部材によって物理的に押さえた場合、直線状の下側の端子導体が上方向に弓状に変形し、従来と同様の問題が生じる虞がある。この場合においても、直線状の下側の端子導体を押さえることは難しいため、本発明を適用するのが好ましい。また、直線状の下側の端子導体に代えて、下側に台形枠状の端子導体を配置した場合においても、程度の差こそあれ従来と同様に端子導体が上方向に弓状に変形する虞があるため、本発明を適用するのが好ましい。
【００５１】
また、上述した実施の形態で示した半導体装置の各構成部は同様の機能を有する他の構成部に置き換えることができる。また、上述した半導体装置の各構成部以外に他の任意の構成部が設けられていてもよいし、この任意の構成部を設けるために上述した半導体装置の製造工程に別の工程が付加されてもよい。また、上述した実施の形態では２枚の端子導体を備える場合を例に説明しているが、これに限らず、例えば隣り合う端子導体と一定間隔をあけて対向する３枚以上の端子導体を備えた場合においても有効である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明にかかる半導体装置は、半導体素子が実装されている絶縁基板を放熱用の金属ベース板に搭載し、金属ベース板の周縁に接着された外囲ケースで絶縁基板を覆った構造のパワー半導体装置に有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１，１００  半導体装置
１０，４０  金属ベース板
１１，４１  絶縁基板
２０，５０  外囲ケース
２０ａ，２０ｂ，５０ａ，５０ｂ  外囲ケースの側壁
３０−１，３０−２  端子導体
３１−１，３１−２  接続端子
３２，３２−１，３２−２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ  絶縁ブロック
３３−１，３３−２，３３−３，３３−４，６３−１，６３−２，６３−３，６３−４  外部接続用端子
【図１】
2014073311.tif 000003
【図２】
2014073311.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014073311.tif 000008
【図７】
2014073311.tif 000009
【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年6月13日(2016.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を実装した絶縁基板と、
前記絶縁基板を囲む外囲ケースと、
前記絶縁基板の上部に、前記絶縁基板の表面に平行に、かつ前記絶縁基板との間隔がそれぞれ異なるように互いに離れて対向して配置され、前記外囲ケースの側壁に両端が固定された少なくとも２枚の金属製の板状の端子導体と、
隣り合う前記端子導体が熱変形時に最も近づく箇所に配置された、必要な絶縁耐圧に相当する隣り合う前記端子導体間の間隔より厚い絶縁ブロックと、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記絶縁ブロックは、前記端子導体の一部を包み込むように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記絶縁ブロックは、ポリフェニレンサルファイド樹脂またはエポキシ樹脂からな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。
【請求項４】
前記絶縁ブロックによって保たれた前記端子導体間の距離は、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁基板上に所定パターンで形成された導体箔と、
前記端子導体に形成され、前記導体箔に半田付けされた接続端子と、
をさらに備え、
前記絶縁ブロックは、前記端子導体に接触して、前記接続端子と前記導体箔との半田付け時の加熱によって熱膨張する前記端子導体の熱変形を抑制することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の半導体装置。
【国際調査報告】
2014073311.tif 000011
2014073311.tif 000012
2014073311.tif 000013
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