(57)【要約】  本発明の半導体装置１は、外装ケース１０に収容される半導体素子１５、１６と、半導体素子１５、１６から離れて外装ケース１０に固定される制御回路基板２０と、半導体素子１５、１６と制御回路基板２０との間に設けられたシールド板３０と、を備える。外装ケース１０に、シールド板３０の厚さよりも長い凸部を先端に有する支柱１１が設けられる。シールド板３０に形成された貫通孔を通して突出している凸部１１ａに、固定手段が係止するように取り付けられてシールド板３０が支柱１１に固定されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装ケースに収容される半導体素子と、該半導体素子から離れて該外装ケースに固定される制御回路基板と、該半導体素子と該制御回路基板との間に設けられたシールド板と、を備え、
該外装ケースに、該シールド板の厚さよりも長い凸部を先端に有する支柱が設けられ、
該シールド板に、該支柱の凸部を通す貫通孔が形成され、
該凸部に係止する固定手段により、該支柱に該シールド板が固定されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記固定手段が、前記シールド板の貫通孔を通して突出している前記支柱の凸部に取り付けられた環状留め具である請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記固定手段が、前記シールド板の貫通孔に設けられた爪である請求項１記載の半導体装置。
【請求項４】
前記シールド板が、前記貫通孔の周囲にスリットを有する請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記シールド板が、前記貫通孔と縁部との間に切り欠きを有する請求項３又は４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記シールド板が、前記半導体素子に向かう側の表面に凸部を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記シールド板が、前記外装ケース内に設けられた請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記支柱が、樹脂製である請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記支柱の先端が、前記制御回路基板に当接する請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記支柱が、前記制御回路基板に形成された貫通孔を通して突出する突出部を前記凸部の先端に有し、該突出部に環状留め具が取り付けられて制御回路基板が固定された請求項項１〜３のいずれか１項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。特にパワー半導体素子を収容した外装ケースに制御回路基板を固定してなる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ等を制御する半導体装置として、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ：Insulated Gate Bipolar Transistor）等のパワー半導体素子を樹脂製の外装ケースに内蔵する半導体モジュールが知られている。また、半導体モジュールには、パワー半導体素子を制御する制御回路基板を備えるものがある。制御回路基板を備えるパワー半導体モジュールは、パワー半導体素子のスイッチング動作時に発生したノイズが、制御回路基板及びパワー半導体素子に互いに影響を及ぼすことがある。そのため、制御回路基板は、ノイズの影響が及ばない程度に離間して外装ケースに固定されている。制御回路基板は、例えばねじ止めにより外装ケースの外側に固定される。【０００３】
昨今の電子機器に求められている高速化、小型化、低電力消費化は、外来ノイズに対する電子機器の耐ノイズ性にとって厳しい要求となっている。また、外来ノイズの発生源は増える一方であり、従来の妨害性のノイズ除去に加えて、電子機器の耐ノイズ性が強く求められるようなってきている。特に、過酷な使用環境となる車載用の電子機器（車載用インテリジェントパワーモジュール等）については、メーカの要求仕様によって、従来レベル以上の厳しいノイズ対策が必要となる。【０００４】
そこで、パワー半導体素子などを制御する制御回路基板にノイズ対策を施すことや、シールド板をパワー半導体素子と制御回路基板との間に配置することが行われている。前者の制御回路基板側でのノイズ対策としては、制御回路基板の外装ケース側の全面に金属箔を貼着し、それをグランドに電気的に接続することや，ノイズ対策用の回路設計やパターン設計をすること、更にはコンデンサ等のノイズ対策部品を設けること等が行われている。【０００５】
後者のシールド板を配置したノイズ対策としては、シールド板をねじ止めによって固定した半導体装置がある（特許文献１）。また、外装ケースに固定支持された外部接続用端子に、シールド層を設けたプリント基板をねじ止めによって固定した半導体装置がある（特許文献２）。また、外装ケースに植設された段付支柱の段部にシールド板を搭載し、段付支柱の結合部を貫通するように金属リングを置き、その上に制御回路基板を搭載し、２段重ねの制御回路基板及びシールド板を段付支柱へのねじ止めによって固定した半導体装置がある（特許文献３）。これらの半導体装置は、パワー半導体素子と制御回路基板との間にシールド板を配置することにより、パワー半導体素子及び制御回路基板の一方から輻射されたノイズが、シールド板によって部分的に遮断され、他方へ入射するのを抑制することができる。シールド板は、ノイズの性質に応じた材料の金属板を用いることにより、ノイズの遮断を有効に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４５８３１２２号
【特許文献２】特開２００９−１３０１６３号公報
【特許文献３】国際特開第２０１０／１５０４７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１〜３に記載された半導体装置は、シールド板を固定するために金属製のねじ又は金属リングが用いられている。したがって、これらの金属部品が用いられていることにより、シールド板の上方に搭載される制御回路基板との絶縁距離を考慮した設計が必要であり、また、ねじ高さの分だけ制御回路基板との間に空間距離が必要となる。したがって、制御回路基板を備える半導体装置の全体の高さが高くなり、よって体積も大きくなっていた。【０００８】
本発明は、上記の問題を有利に解決するものであり、ねじ止めすることなくシールド板を固定することができ、よって制御回路基板を備え、薄型化、小型化を可能にする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】
【０００９】
上記目的を達成するために以下のような半導体装置が提供される。
この半導体装置は、外装ケースに収容される半導体素子と、該半導体素子から離れて該外装ケースに固定される制御回路基板と、該半導体素子と該制御回路基板との間に設けられたシールド板と、を備える。該外装ケースに、該シールド板の厚さよりも長い凸部を先端に有する支柱が設けられる。該シールド板に、該支柱の凸部を通す貫通孔が形成される。該凸部に係止する固定手段により、該支柱に該シールド板が固定されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体素子が収容される外装ケースに支柱が設けられ、この支柱の凸部にシールド板を貫通させ、該凸部に係止する固定手段により、該支柱に該シールド板を固定するようにしたことから、ねじを使用せずにシールド板を固定することができる。よって、制御回路基板を備える半導体装置の薄型化、小型化を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の半導体装置の一実施形態の平面図である。
【図２】図２は、図１の半導体装置の側面図である。
【図３】図３は、図１の制御回路基板を取り外した状態の平面図である。
【図４】図４は、図３のIV‐IV線で切断した断面図である。
【図５】図５は、支柱の斜視図である。
【図６】図６は、環状留め具の平面図である。
【図７】図７は、環状留め具を支柱１１に取り付けたときの斜視図である。
【図８】図８は、環状留め具の他の例の模式的な斜視図である。
【図９】図９は、環状留め具の他の例の模式的な斜視図である。
【図１０】図１０は、環状留め具の他の例の模式的な斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態３の半導体装置の平面図である。
【図１３】図１３は、図１２の半導体装置の側面図である。
【図１４】図１４は、図１２の制御回路基板を取り外した状態の平面図である。
【図１５】図１５は、図１４のXV‐XV線で切断した断面図である。
【図１６】図１６は、シールド板の部分拡大図である。
【図１７】図１７は、シールド板を支柱に取り付けたときの斜視図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施形態３の半導体装置のシールド板の平面図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施形態４の半導体装置のシールド板の平面図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施形態５の半導体装置の平面図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施形態５の半導体装置のシールド板の平面図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施形態６の半導体装置の平面図である。
【図２３】図２３は、図２２のXXIII‐XXIII線で切断した断面図である。
【図２４】図２４は、本発明の実施形態６の半導体装置のシールド板の説明図である。
【図２５】図２５は、バスバーを有する半導体装置の断面図である。
【図２６】図２６は、本発明の実施形態７の半導体装置のシールド板の平面図である。
【図２７】図２７は、図２６のシールド板の変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態１）
本発明の半導体装置の実施形態を、図面を用いて具体的に説明する。
図１に平面図で、図２に側面図で示す本発明の一実施形態の半導体装置１は、インバータ装置に適用するＩＰＭ（Intelligent Power Module；インテリジェントパワーモジュール）として構成されたものであり、パワー半導体素子（チップ）が収容される樹脂製の外装ケース１０上に、制御回路基板２０が設けられている。この制御回路基板２０は、平面図で長方形の形状を有し、パワー半導体素子の駆動回路や制御回路を構成する複数の電子部品２１及び外部と電気的に接続するためのコネクタ２２が該基板の一方の表面に実装され、また、ピン端子２３が、外装ケース１０から延出している。なお、図示した電子部品２１は、理解を容易にするために簡略化して記載されている。
【００１３】
制御回路基板２０の他方の表面（裏面）には、複数の電子部品２１と接続する、導電性の金属により形成された配線パターン（図に表れない）が形成されている。制御回路基板２０は、その四隅に取り付けられるねじ２４により外装ケース１０おもて面側の上端に形成されたねじ座１０ａ（図２参照）と、ねじ結合することにより固定されている。また図２では、外装ケース１０からおもて面側へ突出するピン形状の支柱１１の凸（突）部１１ａの先端が、ねじ２４により固定された制御回路基板２０の裏面に当接し、これにより制御回路基板２０の振動を抑制している。この支柱１１については後で説明するように、図３に示すシールド板３０を環状留め具１２によって固定するためのものである。外装ケース１０の上端には、外装ケース１０内のパワー半導体素子（チップ）等と電気的に接続している複数の端子（ねじ端子）１３、１４が露出している。
【００１４】
図３に、図１の制御回路基板２０を取り外した状態の平面図を示す。半導体装置１は、外装ケース１０の上端よりも下方にシールド板３０が設けられ、換言すれば外装ケース１０内にシールド板３０が収容されている。このシールド板３０の周辺部には、上述した支柱１１の凸部１１ａを通す複数の貫通孔３１（図中では隠れている）が設けられている。このシールド板３０の貫通孔３１に支柱１１の凸部１１ａが通されて制御回路基板２０側（シールド板３０のおもて面側）へ突出している。貫通孔３１は、本実施形態では支柱１１の凸部１１ａを挿入可能な直径を有する円形である。この突出している凸部１１ａに、本発明の固定手段としての環状留め具１２が係止するように取り付けられ、この環状留め具１２によって支柱１１にシールド板３０が固定されている。
【００１５】
図４に、図３のIV−IV線で切断した断面図を示す。半導体装置１は、樹脂製の外装ケース１０内に、複数の半導体素子１５、１６を有している。半導体素子１５、１６は、それぞれＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ；Insulated Gate Bipolar Transistor）及びＦＷＤ（フリーホイーリングダイオード；Free Wheeling Diode）の構成とすることができる。これらの半導体素子１５、１６は、絶縁基板１７上に搭載されている。絶縁基板１７は、絶縁層１７ａと、その両面のそれぞれに形成された導体層１７ｂ、１７ｃとからなる。半導体素子１５、１６は、回路パターンが形成された導体層１７ｂと接続されるとともに、複数のボンディングワイヤ１８と接続されて、主回路として例えばインバータ回路が形成されている。形成された主回路は、外装ケース１０に装入されている部分の端子１３、１４にボンディングワイヤ１８によって電気的に接続されている。また、半導体素子１５、１６の補助回路は、ピン端子２３にボンディングワイヤ１８によって電気的に接続されている。絶縁基板１７の導体層１７ｃは、金属基板１９に、はんだにより接合されている。この金属基板１９上に外装ケース１０が取り付けられている。
【００１６】
外装ケース１０に設けられる支柱１１は、図５に斜視図を示すように、シールド板３０に形成された貫通孔３１に貫通させる凸部１１ａと、凸部１１ａと接続し凸部１１ａよりも大きな径を有する基部１１ｂとを有する。凸部１１ａと基部１１ｂとの間には、平坦部１１ｃが形成されている。この平坦部１１ｃ上に、シールド板３０が凸部１１ａを通して載置されことにより、シールド板３０が支持される。
【００１７】
支柱１１は、外装ケース１０と一体成形されることにより、外装ケース１０に設けられる。もっとも、支柱１１は、外装ケース１０と一体成形されるものに限られない。例えば外装ケース１０とは別途に形成されるプレート又はフレームに単数又は複数の支柱１１を形成して、このプレート又はフレームを外装ケース１０内に収容することもできる。外装ケース１０における、支柱１１が設けられる位置は、図３に示した本実施形態では、外装ケース１０内であって、シールド板３０の周辺部に対応する位置であるが、外装ケース１０内に収容される半導体素子１５、１６の配線に干渉しない位置であればシールド板３０の中央部であってもよい。また、外装ケース１０の外壁の上端に支柱１１を設けることも可能である。
【００１８】
支柱１１は、外装ケース１０と一体成形されることにより、外装ケース１０と同じ樹脂製である。支柱１１は、金属製であってもよい。なお、支柱１１が金属製である場合には、本実施形態では凸部１１ａの先端が制御回路基板２０に当接していることから、この支柱１１と制御回路基板２０との絶縁を考慮する必要がある。したがって、支柱１１は、樹脂製がより好ましい。支柱１１は、凸部１１ａの先端が制御回路基板２０に当接しない構成であってもよく、この場合には、支柱１１が金属製である場合の絶縁を考慮しなくても足りる。
【００１９】
支柱１１の凸部１１ａの高さｈは、シールド板３０の厚さよりも長く、シールド板３０の貫通孔３１を通して突出する長さである。具体的には、支柱１１の平坦部１１ｃ上に載置されるシールド板３０と、支柱１１の凸部１１ａの先端に当接する制御回路基板２０との間の距離として必要とされる長さとして定められる。支柱１１の凸部１１ａは略円柱状であり、先端に向かうに従って先細りのテーパー形状を有している。支柱１１の凸部１１ａの直径は、およそ従来の半導体装置においてシールド板をねじ止めしていた場合の、ねじの、ねじ部の直径と同じとすることができる。
【００２０】
図５に示した支柱１１は、基部１１ｂが、凸部１１ａと同一軸心になる円柱形状を有している。支柱１１の基部１１ｂは、図示した形状に限られず、凸部１１ａよりも大きな断面積を有し、凸部１１ａとの接続部に平坦部１１ｃが形成される形状であれば、角柱、その他の形状であってもよい。基部１１ｂの直径は、例えば従来の半導体装置においてシールド板をねじ止めしていた場合の、ねじと結合するナットの直径程度とすることができる。
【００２１】
シールド板３０を支柱１１に固定するために、支柱１１の凸部１１ａに取り付けられる環状留め具１２の一例は、図６に平面図で示すように、リング部１２ａの内周側に複数の爪１２ｂが形成されたものである。各爪１２ｂの先端と接する円の直径は、支柱１１の凸部１１ａがシールド板３０から突出する部分の根元における径よりも、わずかに小さな径とすることができる。この環状留め具１２は、金属製とすることができる。爪１２ｂは、図６のように平面図で見て中心に向けて突出する台形状のものばかりでなく、例えば中心に向けて突出する三角形状のものであってもよい。また、環状留め具１２として、爪１２ｂを備える代わりに多角形の孔部を備え、孔部の内接円の径が凸部１１ａの根元における径よりもわずかに小さく、孔部の各辺が凸部１１ａにくい込むように構成された環状留め具を用いることもできる。また、本発明の環状留め具１２は、リング部１２ａの内周側の各爪１２ｂが支柱１１に食い込むことで固定できる形状であれば、外周側の形状（外形）は円形であるものに限られず、外周側が多角形状等であってもよい。
【００２２】
環状留め具１２を支柱１１に取り付けた場合を図７に模式的な斜視図で示す。支柱１１の凸部１１ａを、シールド板３０の貫通孔３１を通して突出させる。環状留め具１２の中空部を突出した凸部１１ａに通して、環状留め具１２を凸部１１ａの根元に向けてシールド板３０に接するまで移動させる。すると、環状留め具１２の爪１２ｂが、凸部１１ａに食い込む。このことにより環状留め具１２が凸部１１ａの軸方向に移動することが規制され、これに伴いシールド板３０が凸部１１ａの軸方向に移動することが規制され、よってシールド板３０が支柱１１に固定される。
【００２３】
本実施形態の半導体装置１は、シールド板３０が支柱１１の凸部１１ａと環状留め具１２とにより固定されることから、シールド板３０をねじ止めする必要がない。したがって、制御回路基板２０を有する半導体装置１を薄型化し、また小型化することができる。具体的には、本実施形態の半導体装置１は、シールド板３０をねじ止めする従来の半導体装置に比べて高さを少なくとも５ｍｍ程度低くすることができる。
【００２４】
また、本実施形態の半導体装置１は、環状留め具１２を支柱１１の凸部１１ａに取り付けるだけでシールド板３０を固定することができるから、ねじ止めの場合と比べて組み立ての作業性が向上し、また、環状留め具１２は安価であるため部品コストも低減させることができる。更に、外装ケース１０の改良は、支柱１１を設けるというシンプルな構造であるので、ねじ止めの場合と比べて部品の削減とコストダウンが可能である。また、ねじ止めの場合は、外装ケースのねじ座には雌ねじが形成された穴が形成されているが、外装ケース内の半導体素子を封止材の樹脂で封止するときに、封止材がねじ座の孔に入り込むおそれがあった。そのため、ねじ座に封止材が入り込まないようにねじ座を外装ケースにおける高い位置に設ける必要があり、この点でもシールド板の高さ、ひいては外装ケースの高さを低下させることが困難であった。これに対し、本実施形態の半導体装置１は、外装ケース１０に形成される支柱１１が、穴を有さず、よって封止材が入り込むことを考慮する必要がなく、シールド板３０を、外装ケース１０内に設けることができ、ひいては外装ケースの高さを低下させることができる。
【００２５】
更に、本実施形態の半導体装置１は、支柱１１の凸部１１ａの先端が、制御回路基板２０に当接するように構成されている。このことは、制御回路基板２０の振動抑制に効果がある。特に、制御回路基板２０が大型のものである場合に支柱１１による振動抑制効果は大きい。
【００２６】
環状留め具は、図６に示したドーナツ板形状の留め具に限られない。例えば図８に模式的な斜視図で示すように、図６の環状留め具との対比で、大きな厚みを有する環状留め具１２Ａとすることもできる。また、環状留め具１２Ａと類似の外形形状であり、例えば図９に模式的な斜視図で示すように、ストレートな貫通穴を備え、凸部１１ａとしまりばめとなる円筒型の環状留め具１２Ｂとすることもできる。さらに、図１０に模式的な斜視図で示すように、支柱１１の凸部１１ａを覆うキャップ状の環状留め具１２Ｃとすることもできる。キャップ状の環状留め具１２Ｃの場合には、環状留め具１２Ｃを支柱１１の凸部１１ａに取り付けた時に、当該環状留め具１２Ｃの上端がシールド板３０に当接するような寸法とするのが好ましい。
【００２７】
シールド板３０は、アルミニウム、銅、鉄などを材料とする板からなる。電気的な絶縁性を付与するために、絶縁性の樹脂によってインサート成形されていることが好ましい。この樹脂には、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）またはＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）が用いられる。また、樹脂の代わりに、シールド板３０に絶縁性のシートを貼着することができる。さらには、樹脂の代わりに、シールド板３０の少なくとも一方の面に、電磁波吸収シートを貼着することもできる。
【００２８】
ノイズ対策のために、シールド板３０を制御回路基板２０のグランドラインに電気的に接続するのが好ましい場合は、支柱１１のうち少なくとも１つを金属製のものとすることにより、シールド板３０及び制御回路基板と電気的に接続することができる。
【００２９】
（実施形態２）
図１１に、本発明の別の実施形態を断面図で示す。なお、図１１において図４と同一の部材には同一符号を付しており、以下では重複する説明を省略する。
【００３０】
図１１に示す実施形態の半導体装置２は、支柱１１Ａの凸部１１Ａａが、制御回路基板２０に形成された貫通孔３１を通して突出している部分１１Ａａ１を有する例である。この突出部１１Ａａ１は、制御回路基板２０より下側の凸部の基部１１Ａａ２よりも細い径になっていて、突出部１１Ａａ１と基部１１Ａａ２との接続部に形成された平坦部に制御回路基板２０が載置されている。この制御回路基板２０は、環状留め具１２により固定されている。また、シールド板３０は、支柱１１Ａの凸部の基部１１Ａａ２の径に対応した内径を有する環状留め具１２により固定されている。図１１に示した本実施形態によれば、シールド板３０の固定ばかりでなく、制御回路基板２０を、他のねじ止めと共に、又はねじ止めの代わりに、支柱１１Ａ及び環状留め具１２によって固定することができる。したがって、制御回路基板２０の振動をより抑制することができ、また、制御回路基板２０の固定の作業性を良好にすることができる。
なお、図１１に示した本実施形態の半導体装置２は、固定手段として、シールド板３０を環状留め具１２により支柱１１に固定しているが、図１１のシールド板３０に代えて、以下に説明する実施形態２〜７のシールド板３０Ａ、４０、５０、６０、７０等を用い、これらのシールド板の貫通孔３１に設けられた爪３１により、支柱１１に固定してもよい。
【００３１】
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３の半導体装置を説明する。
本実施形態の半導体装置３を、図１２に平面図で、図１３に側面図で示す。図１２、図１３においては、先に実施形態１の半導体装置に関し図１に平面図で、図２に側面図で示した部材と同じ部材には同じ符号を付している。図１２、図１３に示した本実施形態の半導体装置３は、図１、図２に示した実施形態１の半導体装置と同じ外観を有している。したがって、本実施形態の半導体装置３について、図１２及び図１３を用いた説明のうち、先に実施形態１の半導体装置１について図１及び図２を用いて述べた説明と重複する部分は説明を省略する。
【００３２】
図１４に、図１２の制御回路基板２０を取り外した状態の平面図を示す。半導体装置３は、外装ケース１０の上端又は上端よりも下方にシールド板３０Ａが設けられ、換言すれば外装ケース１０内にシールド板３０Ａが収容されている。このシールド板３０Ａの周辺部には、上述した支柱１１の凸部１１ａを通す複数の貫通孔３１が設けられている。この貫通孔３１に、支柱１１の凸部１１ａが通されている。この貫通孔３１は、後で詳しく述べるように、固定手段として凸部１１ａに係止する爪３１ａが形成されている。
【００３３】
図１５に、図１４のXV−XV線で切断した断面図を示す。図４に示した実施形態１の半導体装置１の断面図と対比して、図１５に示す本実施形態の半導体装置３は、支柱１１の凸部１１ａに、シールド板３０Ａの貫通孔３１に設けられた爪３１ａ（図１８参照）が係止することにより支柱１１にシールド板３０Ａが固定されている点で、実施形態１の半導体装置１と相違している。図１５の本実施形態の半導体装置３は、この相違点以外は、図４に示した図４の半導体装置１と同じ構成を有しており、また、図４の半導体装置１と同じ部材には同じ符号を付している。したがって、図１５の本実施形態の半導体装置３について、先に図４を用いて説明したのと重複する説明は、以下では省略する。
また、本実施形態の半導体装置３の外装ケース１０に設けられる支柱１１は、図５に示した、実施形態１の半導体装置１の外装ケース１０に設けられる支柱１１と同じである。したがって、本実施形態の半導体装置３の支柱について、先に図５等を用いて説明したのと重複する説明は、以下では省略する。
【００３４】
図１６に本実施形態のシールド板３０Ａの部分拡大図を示すように、シールド板３０Ａを支柱１１に固定する固定手段として、シールド板３０Ａの貫通孔３１には、貫通孔３１の周面から中心に向かう複数の爪３１ａが設けられている。爪３１ａは、アルミニウム、銅、鉄などの電磁シールド材料からなるシールド板３０Ａに貫通孔３１を形成する際に、当該孔が図１６に示した形状になるように打ち抜き等の穿孔加工を行うことにより形成することができる。爪３１ａの先端と接する仮想的な円の直径は、支柱１１の平坦部１１ｃと接続する凸部１１ａの根元部分の直径よりも、わずかに小さな径とすることができる。このことにより、シールド板３０Ａの貫通孔３１に支柱１１の凸部１１ａを通したときに、この凸部１１ａに貫通孔３１の爪３１ａが、食い込むか又は変形する態様で係止される。このため、爪３１ａによりシールド板３０Ａを支柱１１に固定することができる。
爪３１ａは、図１６のように平面図で見て中心に向けて突出する台形状のものばかりでなく、例えば中心に向けて突出する三角形状、四角形状あるいは円弧形状のものであってもよい。固定手段として爪３１の代わりに、貫通孔３１の平面形状を多角形とし、この多角形の内接円の径を凸部１１ａの根元における径よりもわずかに小さいようにして、多角形上の貫通孔３１の内面が凸部１１ａにくい込むように構成することもできる。
支柱１１にシールド板３０Ａを固定する固定手段の他の例としては、シールド板３０Ａとは別途に用意され、シールド板３０Ａの貫通孔３１を通して突出する凸部１１ａに係止する爪を有する環状の留め具１２（図６参照）を更に用いることができる。
【００３５】
貫通孔３１の爪３１ａによりシールド板３０Ａを支柱１１に固定した場合を図１７に模式的な斜視図で示す。シールド板３０Ａの貫通孔３１と支柱１１の凸部１１ａとが位置合わせされ、貫通孔３１に凸部１１ａを通して、シールド板３０Ａが支柱の平坦部１１ｃに当接するまでシールド板３０Ａが支柱１１に対し下降されると、貫通孔３１の爪３１ａが、凸部１１ａに食い込む。このことにより爪３１ａが凸部１１ａに係止し、よってシールド板３０Ａが支柱１１に固定される。
【００３６】
本実施形態の半導体装置３は、シールド板３０Ａが支柱１１の凸部１１ａとシールド板３０Ａの爪３１ａとにより固定されることから、シールド板３０Ａをねじ止めする必要がない。したがって、半導体装置３は、ねじの高さが不要となり、また、金属製のねじのための絶縁距離をとる必要がないため、シールド板３０Ａをねじ止めした場合に比べて半導体装置３を薄型化し、また小型化することができる。具体的には、本実施形態の半導体装置３は、シールド板３０Ａをねじ止めする従来の半導体装置に比べて高さを少なくとも５ｍｍ程度低くすることができる。
【００３７】
また、本実施形態の半導体装置３は、爪３１ａが設けられた貫通孔３１を有するシールド板３０Ａを支柱１１の凸部１１ａに通して取り付けるだけでシールド板３０Ａを固定することができるから、ねじ止めの場合と比べて組み立ての作業性が向上する。また、シールド板３０Ａの貫通孔３１の孔形状の加工は容易であるため部品コストも低減させることができる。更に、外装ケース１０の改良は、支柱１１を設けるというシンプルな構造であるので、ねじ止めの場合と比べて部品の削減とコストダウンが可能である。また、シールド板３０Ａを外装ケース１０にねじ止めする場合は、外装ケース１０に設けられたねじ座に、雌ねじが形成された穴が形成されているが、このねじ座の穴に、外装ケース内の半導体素子を封止する封止材が入り込むおそれがあった。そのため、封止材がねじ座の穴に入り込まないような高い位置にねじ座を設けていた。この点でもシールド板の高さ、ひいては外装ケースの高さを低下させることが困難であった。これに対し、本実施形態の半導体装置３は、外装ケース１０に形成される支柱１１が、穴を有さず、よって封止材が入り込むことを考慮する必要がなく、シールド板３０Ａを、外装ケース１０内に設けることができ、ひいては外装ケースの高さを低下させることができる。
【００３８】
更に、本実施形態の半導体装置３は、支柱１１の凸部１１ａの先端が、制御回路基板２０に当接するように構成されている。このことは、制御回路基板２０の振動抑制に効果がある。特に、制御回路基板２０が大型のものである場合に支柱１１による振動抑制効果は大きい。
【００３９】
図１８にシールド板３０Ａの一例の平面図を示す。図示したシールド板３０Ａは、平面形状が略長方形であって、長辺側に２個又は３個の貫通孔３１が、短辺側に１個の貫通孔３１が、配列されて設けられている。シールド板３０Ａは、アルミニウム、銅、鉄などを材料とする板からなる。電気的な絶縁性を付与するために、絶縁性の樹脂によってインサート成形もしくはコーティングされていることが好ましい。この樹脂には、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）またはＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）が用いられる。また、樹脂の代わりに、シールド板３０Ａに絶縁性のシートを貼着することができる。さらには、樹脂の代わりに、シールド板３０Ａの少なくとも一方の面に、電磁波吸収シートを貼着することもできる。
【００４０】
ノイズ対策のために、シールド板３０Ａを制御回路基板２０のグランドラインに電気的に接続するのが好ましい場合は、複数の支柱１１のうち少なくとも１つを金属製のものとすることにより、シールド板３０Ａと制御回路基板２０とを電気的に接続することができる。
【００４１】
（実施形態４）
次に、本発明の半導体装置の実施形態４を説明する。
実施形態４の半導体装置は、実施形態３の半導体装置３とは以下に述べるシールド板４０を除いて同じ構成を有している。換言すれば、実施形態４の半導体装置は、実施形態３の半導体装置３のシールド板３０Ａの代わりにシールド板４０が用いられている。実施形態４の半導体装置は、実施形態３の半導体装置３と同じく支柱１１が設けられた外装ケース１０及び制御回路基板２０を備え、実施形態３の半導体装置３のシールド板３０Ａと同様のシールド性を有するシールド板４０が支柱１１に固定される。したがって、以下の説明では、実施形態３の半導体装置３との相違点であるシールド板４０について説明する。
【００４２】
図１９に、本実施形態の半導体装置のシールド板４０の平面図を示す。図１９のシールド板４０は、平面形状が略長方形であって、図１８に示した実施形態３のシールド板３０Ａと同様に、外装ケース１０に設けられた支柱１１の凸部１１ａが通される貫通孔３１を有している。この貫通孔３１は、図１６に示した貫通孔３１と同じであって、貫通孔３１の周面から中心に向かう複数の爪３１ａが設けられている。また、シールド板４０は、貫通孔３１の周囲に、スリット３２が形成されている。このスリット３２を有することが、実施形態３のシールド板３０Ａとの相違点である。
【００４３】
図１９に示したスリット３２は、シールド板４０の一方の表面から他方の表面まで貫通する溝であり、その平面形状は、貫通孔３１よりもシールド板４０の中央寄りで貫通孔３１とほぼ同じ円心の位置に設けられた円弧形状の中央部３２ａと、この中央部３２ａの端と接続してシールド板４０の近接した縁部と平行に延びる端部３２ｂとからなる。
【００４４】
スリット３２は、半導体装置の組み立て時において、シールド板４０を外装ケース１０に取り付ける際に、貫通孔３１に支柱１１の凸部１１ａを通す作業を容易にする。貫通孔３１に支柱１１の凸部１１ａを通す作業は、支柱１１の凸部１１ａとシールド板４０の貫通孔３１とを位置合わせする必要がある。しかし、全ての凸部１１ａと全ての貫通孔３１とを位置合わせするのは難しい。特に、貫通孔３１に爪３１ａが設けられ、凸部１１ａと係止する構造は、高い位置合わせ精度が求められる。貫通孔３１と凸部１１ａとの位置合わせの作業として例えば、略長方形のシールド板４０の各辺のうち、ある一つの辺に沿って配列された貫通孔３１に、その貫通孔に対応する支柱１１の凸部１１ａを通した後、他の辺に沿って配列した貫通孔３１に、支柱１１の凸部１１ａを通す場合を考える。この場合は、シールド板４０が外装ケース１０の上面に対して傾斜していると、他の辺に沿って配列した貫通孔３１の位置と、その貫通孔に対応する支柱１１の凸部１１ａの位置とがずれる。そのずれ量はわずかであっても位置合わせが困難となる場合がある。特に、外装ケース１０及びシールド板４０が大型である場合には、ずれ量が大きくなり、位置合わせが困難となり易い。
【００４５】
シールド板４０は、貫通孔３１の近傍で、当該貫通孔３１よりもシールド板の中央寄りにスリット３２が設けられていることにより、シールド板４０の貫通孔３１の近傍が、力が加えられたときに弾性変性し易くなる。具体的には、シールド板４０の一つの辺から中央に向けて力を加えると、貫通孔３１よりも中央寄りに設けられたスリット３２の幅が狭くなるように弾性変形する。この弾性変形により貫通孔３１の位置を中央側に移動させることができる。そこで、シールド板４０を外装ケース１０に取り付ける半導体装置の組み立て時において、貫通孔３１の位置と支柱１１の凸部１１ａの位置とが合わない場合であっても、シールド板４０に力を加えることによって、弾性変形により貫通孔３１の位置を移動させ、位置合わせをすることができる。したがって、貫通孔３１に支柱１１の凸部１１ａを通す作業を容易にするのである。
【００４６】
スリット３２は、貫通孔３１の近傍の位置に設けられることにより、シールド板４０の貫通孔３１の近傍を弾性変形により移動させることができる。より好ましい態様は、図１９に示したように、スリット３２が、貫通孔３１の近傍における、貫通孔３１よりもシールド板４０の中央寄りの位置に設けられていることである。これにより、位置合わせの作業として、上述したように、略長方形のシールド板４０の各辺のうち、ある一つの辺に沿って配列された貫通孔３１に、その貫通孔に対応する支柱１１の凸部１１ａを通した後、他の辺に沿って配列した貫通孔３１に、支柱１１の凸部１１ａを通す場合であっても、その貫通孔３１と凸部１１ａとを容易に位置合わせをすることができる。
【００４７】
スリット３２は、シールド板４０に設けられた全ての貫通孔３１の近傍に設ける例に限定されず、一部の貫通孔３１の近傍に設けてもよいが、全ての貫通孔３１の近傍に設けることが好ましい。
【００４８】
スリット３２は、図１９に示す例では、上述した円弧形状の中央部３２ａと、直線状の端部３２ｂとからなる。中央部３２ａのみの形状を本実施形態は包含するが、中央部３２ａのみの形状では、中央部３２ａの端からシールド板４０の端に向けて亀裂が生じる可能性があり、また、シールド板４０に力を加えたときの可動範囲が小さく，弾性変形量が小さいからである。円弧形状の中央部３２ａを大きくすれば可動範囲を大きくすることができるが、中央部３２ａを、外装ケース１０内に収容される半導体素子（半導体チップ）の直上に位置するほどに大きくすると、シールド板４０のシールド性が低下するおそれがある。図１９に示したような中央部３２ａの端と接続して直線状の端部３２ｂが設けられた形状にすることにより、亀裂を防止することができ、可動範囲を大きくし、弾性変形量を大きくすることができる。
【００４９】
スリット３２の中央部３２ａは図１９に示した円弧形状のものに限定されず、例えば三角形の二辺又は四角形の三辺により構成されたものでもよい。
【００５０】
（実施形態５）
次に、本発明の半導体装置の実施形態５を説明する。
図２０に本実施形態の半導体装置５を、絶縁回路基板を取り外した状態の平面図で示す。図示した半導体装置５は、実施形態３の半導体装置３と以下に述べるシールド板５０を除いて同じ構成を有している。換言すれば、実施形態５の半導体装置は、実施形態３の半導体装置３のシールド板３０Ａの代わりにシールド板５０が用いられている。実施形態５の半導体装置は、実施形態３の半導体装置と同じく支柱１１が設けられた外装ケース１０及び制御回路基板２０（図示せず）を備え、実施形態３の半導体装置３のシールド板３０Ａと同様のシールド性を有するシールド板５０が支柱１１に固定される。したがって、外装ケース１０、外装ケース１０内に収容されたパワー半導体素子（チップ）１５、１６（図に表れない）、制御回路基板２０についての重複する説明は、以下では省略する。
【００５１】
図２１に、本実施形態の半導体装置５のシールド板５０の平面図を示す。図２１のシールド板５０は、平面形状が略長方形であって、外装ケース１０に設けられた支柱１１の凸部１１ａが通される貫通孔３３が形成されている。この貫通孔３３に、シールド板５０の縁部から切り欠き３４が接続されている。
【００５２】
貫通孔３３は、固定手段として貫通孔３３の周面から中心に向かう爪３３ａが、当該貫通孔３３の半周にかけて設けられている。支柱１１の凸部１１ａにこの爪３３ａが係止することにより、シールド板５０が支柱１１に固定される。
【００５３】
図２１に示したシールド板５０の貫通孔３３とシールド板５０の縁部との間に有する切り欠き３４は、半導体装置の組み立て時において、シールド板５０を外装ケース１０に取り付ける際に、貫通孔３３に支柱１１の凸部１１ａを通す作業を容易にする。貫通孔３３と凸部１１ａとの位置合わせの作業として例えば、略長方形のシールド板５０の各辺のうち、ある一つの辺に沿って配列された貫通孔３３に、その貫通孔に対応する支柱１１の凸部１１ａを通した後、他の辺に沿って配列した貫通孔３３に、支柱１１の凸部１１ａを通す場合を考える。この場合に、シールド板４０が外装ケース１０の上面に対して傾斜することより、他の辺に沿って配列した貫通孔３３の位置と、その貫通孔に対応する支柱１１の凸部１１ａの位置とがずれていても、支柱１１の凸部１１ａの位置は、切り欠き３４内に含まれる。したがって、切り欠き３４に案内されて、支柱１１の凸部１１ａを貫通孔３３の位置まで容易に位置合わせすることができ、ひいては貫通孔３３に支柱１１の凸部１１ａを通す作業を容易にする。
【００５４】
切り欠き３４は、図２１に示した例では、支柱１１の凸部１１ａと貫通孔３３との位置合わせを容易にするために、貫通孔３３からシールド板４０の端部に向けて、切り欠きの幅が次第に広がる形状となっている。もっとも、切り欠き３４の平面形状は、凸部１１ａを案内可能な形状であれば図２１に示した形状に限定されない。
【００５５】
図２１に示したシールド板５０は、スリット３２が貫通孔３３の近傍に、かつ当該貫通孔３３よりもシールド板５０の中央寄りに形成されている。図２１に示したスリット３２は、実施形態４において、図１９を用いて説明したシールド板４０におけるスリット３２と同じ構成を有し、同じ効果を奏する。したがって、実施形態４においてスリット３２を説明したのと重複する説明は省略する。
【００５６】
本実施形態のシールド板５０は、貫通孔３３に接続する切り欠き３４と、スリット３２とを有することから、切り欠き３４とスリット３２との相乗効果により、半導体装置の組み立て時において、シールド板５０を外装ケース１０に取り付ける際に、貫通孔３３に支柱１１の凸部１１ａを通す作業を容易にする。
【００５７】
（実施形態６）
次に本発明の半導体装置の実施形態６を説明する。
図２２に本実施形態の半導体装置６を平面図で示し、図２３に図２２の半導体装置６のXXIII−XXIII 線で切断した断面図を示す。図２２、図２３に示した半導体装置６は、制御回路基板２０を取り外した状態を示している。図２２、図２３は、先に説明した実施形態３における図１４、図１５に対応する図であり、図１４、図１５と同じ部材については同じ符号を付している。したがって、以下では、実施形態６の半導体装置６の各部材について、実施形態３において説明したのと重複する説明については省略する。
【００５８】
図２２、図２３に示した本実施形態の半導体装置６は、図１４、図１５に示した実施形態３における半導体装置３とは、以下に述べるシールド板６０を除いて同じ構成を有している。換言すれば、実施形態６の半導体装置６は、実施形態３の半導体装置３のシールド板３の代わりにシールド板６０が用いられている。実施形態６の半導体装置６は、実施形態３の半導体装置３と同じく支柱１１が設けられた外装ケース１０及び制御回路基板２０を備え、実施形態３の半導体装置３のシールド板３０Ａと同様のシールド性を有するシールド板６０が支柱１１に固定される。
【００５９】
図２４に、本実施形態の半導体装置６のシールド板６０の平面図（同図（ａ））及び断面図（同図（ｂ））を示す。図２４のシールド板６０は、平面形状が略長方形であって、図１８に示した実施形態３のシールド板３０Ａと同様に、外装ケース１０に設けられた支柱１１の凸部１１ａが通される貫通孔３１を有している。この貫通孔３１は、図１６に示した貫通孔３１と同じであって、貫通孔３１の周面から中心に向かう複数の爪３１ａが設けられている。また、シールド板６０は、外装ケース１０に取り付けられた場合に半導体素子（チップ）１５、１６に向かう側（図２３参照）の表面に凸部３５を有している。この凸部３５を有することが、実施形態３のシールド板３０Ａとの相違点である。
【００６０】
図２４に示した凸部３５は、シールド板６０の長手方向に沿って延びる互いに平行な二本の直線状のもの（凸条部もしくは突起部）である。凸部３５は、シールド板６０を例えばプレス加工することによって形成することができる。
【００６１】
凸部３５は、その先端が、外装ケース１０内に充填された封止材３６と接する構造としている。又は凸部３５は、その先端が外装ケース内に設けられた部材と接する構造としてもよい。凸部３５の先端が、外装ケース１０内に充填された封止材３６又は外装ケース内に設けられた部材と接することにより、これら封止材３６、又は部材を押さえることができ、よって封止材３６、又は外装ケース内に設けられた部材の振動を抑制し、また、熱変形を抑制する。また、シールド板６０の主材料は熱伝導性のよいアルミニウム等の金属材料であるから、外装ケース１０内の半導体素子（チップ）１５、１６から発せられる熱を放熱させる。
【００６２】
外装ケース１０内に充填される封止材３６は、一般的な半導体モジュールにおいて封止材として用いられるシリコーンゲルや、シリコーン、ウレタンまたはエポキシ樹脂等である。
凸部３５の先端と接する部材としては、例えば外装ケース１０内に設けられたバスバーブロックがある。図２５に、バスバーブロック２５を有する半導体装置の断面図を示す。図２５において、図２３に示した部材と同一部材については同一符号を付している。バスバーブロック２５は、絶縁基板１７の導体層１７ｂ等と接続するバスバー２５ａの一部を、ブロック２５ｂで包んだ構造（ブロック構造）を有し、半導体素子（チップ）１５、１６の上方に設けられる。バスバー２５ａは銅やアルミニウム等の板材からなり、ブロック２５ｂは樹脂やセラミック等の絶縁材料からなる。図２５の半導体装置は、このバスバーブロック２５にシールド板６０の凸部３５が接している。
【００６３】
外装ケース１０内に設けられたバスバーブロック２５を、シールド板６０の凸部３５によって押さえるためには、シールド板６０を、支柱１１の凸部１１ａに強固に固定することが望ましい。
なお、本実施形態の半導体装置６は、凸部３５を有するシールド板６０の固定手段として貫通孔３１の爪３１ａを用いているが、固定手段は、貫通孔３１の爪３１ａに限定されない。固定手段として、貫通孔３１の爪３１ａの代わりに、又は貫通孔３１の爪３１と併用して、図６に示した環状の留め具１２を用いることができる。つまり、凸部３５を有するシールド板としては、図２４に示されたシールド板６０に限られず、例えば図３に示した実施形態１の半導体装置１のシールド板３０に、図２４に示したシールド板６０の凸部３５が形成されたシールド板であってもよい。
また、シールド板６０を支柱１１に固定する固定手段である、貫通孔３１の爪３１ａは、シールド板６０に形成された貫通孔３１の全てに設けることは必ずしも要しない。シールド板６０を、支柱１１の凸部１１ａに強固に固定するために、シールド板６０に形成された貫通孔３１の一部に爪３１ａを設け、残りの貫通孔に支柱１１を固定するねじを設けて、シールド板６０を部分的にねじ止めすることもできる。
【００６４】
（実施形態７）
次に、本発明の半導体装置の実施形態７を説明する。
実施形態７の半導体装置は、実施形態６の半導体装置６と以下に述べるシールド板７０を除いて同じ構成を有している。換言すれば、実施形態７の半導体装置は、実施形態６のシールド板６０の代わりにシールド板７０が用いられている。実施形態７の半導体装置は、実施形態６の半導体装置６と同じく支柱１１が設けられた外装ケース１０及び制御回路基板２０（図示せず）を備え、実施形態６の半導体装置のシールド板６０と同様のシールド性を有するシールド板７０が支柱１１に固定される。したがって、以下の説明では、実施形態６の半導体装置６との相違点であるシールド板７０について説明する。
【００６５】
図２６に、シールド板７０の平面図（同図（ａ））及び断面図（同図（ｂ））を示す。図２６のシールド板７０は、平面形状が略長方形であって、図２４に示した実施形態６のシールド板６０と同様に、外装ケース１０に設けられた支柱１１の凸部１１ａが通される貫通孔３１を有している。この貫通孔３１は、図１６に示した貫通孔３１と同じであって、貫通孔３１の周面から中心に向かう複数の爪３１ａが設けられている。また、シールド板７０は、外装ケース１０に取り付けられた場合に半導体素子（チップ）１５、１６に向かう側の表面に凸部３５を有している。この点も図２４に示した実施形態６のシールド板６０と同じである。更に、シールド板７０は、貫通孔３１の周囲に、スリット３２が形成されている。このスリット３２を有することが、実施形態６のシールド板６０との相違点である。
【００６６】
スリット３２は、貫通孔３１の近傍に、かつ当該貫通孔３１よりもシールド板７０の中央寄りに形成されている。図２６に示した本実施形態のスリット３２は、実施形態４において、図１９を用いて説明したシールド板４０におけるスリット３２と同じ構成を有し、同じ効果を奏する。したがって、実施形態４においてスリット３２を説明したのと重複する説明は省略する。
【００６７】
本実施形態のシールド板７０は、凸部３５を有することによる振動抑制、熱変形抑制、熱放散の効果と、スリット３２とを有することによる、支柱１１の凸部１１ａを貫通孔３１の位置まで容易に位置合わせすることができ、ひいては貫通孔３１に支柱１１の凸部１１ａを通す作業を容易にする効果のそれぞれを具備している。
【００６８】
図２５に示したバスバーブロック２５の上面には、シールド板７０を固定するための支柱１１を設けることができる。バスバーブロック２５の上面に設けられた支柱１１は、外装ケース１１に設けられた支柱１１に比べて、位置精度が低い。したがって、シールド板７０がスリット３２を有することは、バスバーブロック２５の上面にシールド板７０を固定するための支柱１１を設けられた場合に、そのバスバーブロック２５の上面に設けられた支柱１１の凸部１１ａに貫通孔３１を通すときの作業を容易にすることから好ましい。
【００６９】
シールド板７０の変形例を図２７に平面図で示す。図２７（ａ）〜（ｆ）に示すシールド板７０Ａ〜７０Ｆは、図２６に示したシールド板７０と対比して、凸部３５の位置、個数が異なる例である。図２７（ａ）のシールド板７０Ａは、凸部３５が、シールド板７０Ａの長手方向に沿って延びる互いに平行な三本の直線状のものであって、シールド板７０Ａの長手方向に二列に配列されているものである。図２７（ｂ）のシールド板７０Ｂは、凸部３５が、シールド板７０Ｂの長手方向に沿って延びる互いに平行な三本の直線状のものである。図２７（ｅ）のシールド板７０Ｅは、凸部３５が、シールド板７０Ｅの対角線方向に延びるＸ形状のものである。図２７（ｆ）のシールド板７０Ｆは、凸部３５がシールド板７０Ｆの長手方向に沿って延びる互いに平行な三本の直線状のものと、それを挟むように設けられシールド板７０Ｆの短手方向に沿って延びる互いに平行な二本の直線状のものとの組み合わせである。図２７（ｃ）のシールド板７０Ｃは、凸部３５がシールド板７０Ｃの長手方向に沿って延びる互いに平行な四本の直線状のものであり、そのうちの端部寄りの凸部は、シールド板７０Ｃの長手方向に二列に配列されているものである。図２７（ｄ）のシールド板７０Ｄは、凸部３５がシールド板７０Ｄの長手方向に沿って延びる互いに平行な四本の直線状のものである。凸部３５の位置、個数は、外装ケース１０の内部構造に応じて、適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１、２、３、４    半導体装置
１０  外装ケース
１１  支柱
１２  環状留め具
１３、１４  端子（ねじ端子）
１５、１６  半導体素子（半導体チップ）
１７  絶縁基板
１８  ボンディングワイヤ
１９  金属基板
２０  制御回路基板
２５  バスバーブロック
３０、３０Ａ、４０、５０、６０、７０  シールド板
３１、３３  貫通孔
３２  スリット
３４  切り欠き
３５  凸部
３６  封止材
【図１】
2014069406.tif 000003
【図２】
2014069406.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2014069406.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2014069406.tif 000024
【図２３】
2014069406.tif 000025
【図２４】
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【図２５】
2014069406.tif 000027
【図２６】
2014069406.tif 000028
【図２７】
2014069406.tif 000029
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月19日(2015.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図１１に示す実施形態の半導体装置２は、支柱１１Ａの凸部１１Ａａが、制御回路基板２０に形成された貫通孔３１を通して突出している部分１１Ａａ１を有する例である。この突出部１１Ａａ１は、制御回路基板２０より下側の凸部の基部１１Ａａ２よりも細い径になっていて、突出部１１Ａａ１と基部１１Ａａ２との接続部に形成された平坦部に制御回路基板２０が載置されている。この制御回路基板２０は、環状留め具１２により固定されている。また、シールド板３０は、支柱１１Ａの凸部の基部１１Ａａ２の径に対応した内径を有する環状留め具１２により固定されている。図１１に示した本実施形態によれば、シールド板３０の固定ばかりでなく、制御回路基板２０を、他のねじ止めと共に、又はねじ止めの代わりに、支柱１１Ａ及び環状留め具１２によって固定することができる。したがって、制御回路基板２０の振動をより抑制することができ、また、制御回路基板２０の固定の作業性を良好にすることができる。
なお、図１１に示した本実施形態の半導体装置２は、固定手段として、シールド板３０を環状留め具１２により支柱１１に固定しているが、図１１のシールド板３０に代えて、以下に説明する実施形態２〜７のシールド板３０Ａ、４０、５０、６０、７０等を用い、これらのシールド板の貫通孔３１に設けられた爪３１ａにより、支柱１１に固定してもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図１６に本実施形態のシールド板３０Ａの部分拡大図を示すように、シールド板３０Ａを支柱１１に固定する固定手段として、シールド板３０Ａの貫通孔３１には、貫通孔３１の周面から中心に向かう複数の爪３１ａが設けられている。爪３１ａは、アルミニウム、銅、鉄などの電磁シールド材料からなるシールド板３０Ａに貫通孔３１を形成する際に、当該孔が図１６に示した形状になるように打ち抜き等の穿孔加工を行うことにより形成することができる。爪３１ａの先端と接する仮想的な円の直径は、支柱１１の平坦部１１ｃと接続する凸部１１ａの根元部分の直径よりも、わずかに小さな径とすることができる。このことにより、シールド板３０Ａの貫通孔３１に支柱１１の凸部１１ａを通したときに、この凸部１１ａに貫通孔３１の爪３１ａが、食い込むか又は変形する態様で係止される。このため、爪３１ａによりシールド板３０Ａを支柱１１に固定することができる。
爪３１ａは、図１６のように平面図で見て中心に向けて突出する台形状のものばかりでなく、例えば中心に向けて突出する三角形状、四角形状あるいは円弧形状のものであってもよい。固定手段として爪３１ａの代わりに、貫通孔３１の平面形状を多角形とし、この多角形の内接円の径を凸部１１ａの根元における径よりもわずかに小さいようにして、多角形状の貫通孔３１の内面が凸部１１ａにくい込むように構成することもできる。
支柱１１にシールド板３０Ａを固定する固定手段の他の例としては、シールド板３０Ａとは別途に用意され、シールド板３０Ａの貫通孔３１を通して突出する凸部１１ａに係止する爪を有する環状の留め具１２（図６参照）を更に用いることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
図２２、図２３に示した本実施形態の半導体装置６は、図１４、図１５に示した実施形態３における半導体装置３とは、以下に述べるシールド板６０を除いて同じ構成を有している。換言すれば、実施形態６の半導体装置６は、実施形態３の半導体装置３のシールド板３０Ａの代わりにシールド板６０が用いられている。実施形態６の半導体装置６は、実施形態３の半導体装置３と同じく支柱１１が設けられた外装ケース１０及び制御回路基板２０を備え、実施形態３の半導体装置３のシールド板３０Ａと同様のシールド性を有するシールド板６０が支柱１１に固定される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
外装ケース１０内に設けられたバスバーブロック２５を、シールド板６０の凸部３５によって押さえるためには、シールド板６０を、支柱１１の凸部１１ａに強固に固定することが望ましい。
なお、本実施形態の半導体装置６は、凸部３５を有するシールド板６０の固定手段として貫通孔３１の爪３１ａを用いているが、固定手段は、貫通孔３１の爪３１ａに限定されない。固定手段として、貫通孔３１の爪３１ａの代わりに、又は貫通孔３１の爪３１ａと併用して、図６に示した環状の留め具１２を用いることができる。つまり、凸部３５を有するシールド板としては、図２４に示されたシールド板６０に限られず、例えば図３に示した実施形態１の半導体装置１のシールド板３０に、図２４に示したシールド板６０の凸部３５が形成されたシールド板であってもよい。
また、シールド板６０を支柱１１に固定する固定手段である、貫通孔３１の爪３１ａは、シールド板６０に形成された貫通孔３１の全てに設けることは必ずしも要しない。シールド板６０を、支柱１１の凸部１１ａに強固に固定するために、シールド板６０に形成された貫通孔３１の一部に爪３１ａを設け、残りの貫通孔に支柱１１を固定するねじを設けて、シールド板６０を部分的にねじ止めすることもできる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
図２５に示したバスバーブロック２５の上面には、シールド板７０を固定するための支柱１１を設けることができる。バスバーブロック２５の上面に設けられた支柱１１は、外装ケース１０に設けられた支柱１１に比べて、位置精度が低い。したがって、シールド板７０がスリット３２を有することは、バスバーブロック２５の上面にシールド板７０を固定するための支柱１１を設けられた場合に、そのバスバーブロック２５の上面に設けられた支柱１１の凸部１１ａに貫通孔３１を通すときの作業を容易にすることから好ましい。
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月10日(2016.6.10)
【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】
外装ケースに収容される半導体素子と、該半導体素子から離れて該外装ケースに固定される制御回路基板と、該半導体素子と該制御回路基板との間に設けられたシールド板と、を備え、
該外装ケースに、該シールド板の厚さよりも長い凸部を先端に有する支柱が設けられ、
該シールド板に、該支柱の凸部を通す貫通孔が形成され、
前記シールド板の貫通孔を通して突出している前記支柱の凸部に取り付けられた環状留め具により、該支柱に該シールド板が固定されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
外装ケースに収容される半導体素子と、該半導体素子から離れて該外装ケースに固定される制御回路基板と、該半導体素子と該制御回路基板との間に設けられたシールド板と、を備え、
該外装ケースに、該シールド板の厚さよりも長い凸部を先端に有する支柱が設けられ、
該シールド板に、該支柱の凸部を通す貫通孔が形成され、
前記シールド板の貫通孔に設けられた爪により、該支柱に該シールド板が固定されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記シールド板が、前記貫通孔の周囲にスリットを有する請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記シールド板が、前記貫通孔と縁部との間に切り欠きを有する請求項２又は３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記シールド板が、前記半導体素子に向かう側の表面に凸部を有する請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記シールド板が、前記外装ケース内に設けられた請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記支柱が、樹脂製である請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記支柱の先端が、前記制御回路基板に当接する請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記支柱が、前記制御回路基板に形成された貫通孔を通して突出する突出部を前記凸部の先端に有し、該突出部に環状留め具が取り付けられて制御回路基板が固定された請求項１又は２に記載の半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記目的を達成するために以下のような半導体装置が提供される。
この半導体装置は、外装ケースに収容される半導体素子と、該半導体素子から離れて該外装ケースに固定される制御回路基板と、該半導体素子と該制御回路基板との間に設けられたシールド板と、を備える。該外装ケースに、該シールド板の厚さよりも長い凸部を先端に有する支柱が設けられる。該シールド板に、該支柱の凸部を通す貫通孔が形成される。該シールド板の貫通孔を通して突出している該支柱の凸部に取り付けられた環状留め具又は該シールド板の貫通孔に設けられた爪により、該支柱に該シールド板が固定されている。
【国際調査報告】
2014069406.tif 000030
2014069406.tif 000031