(57)【要約】【課題】外部接続用金属ブスバーと半導体装置の電極との電気接合時の接触抵抗を小さくして通電時の発熱を低減するとともに、電気接合に使用するナットのサイズを小さくすることにより半導体装置のサイズを小さくすることができ、ナットの半導体装置への組み込みに際し、ナットの誤挿入の虞のない半導体装置を提供すること。【解決手段】両端面の少なくとも外周部に面取りが施されていないナット２にボルト１２をねじ込んで金属ブスバー６を外部出力用電極８に圧接接合するようにした。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの半導体素子を内蔵した樹脂ケースに取り付けられた外部出力用電極を外部接続用ブスバーにボルトとナットで圧接接合するようにした半導体装置であって、
上記樹脂ケースに取り付けられる上記ナットの両端面の少なくとも外周部に面取りが施されていないことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線時にナットを使用する半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体装置は、図５に示されるような片面面取り無しナット２０や、図６に示されるような両面面取り有りナット３０を使用して外部出力用電極と外部接続用金属ブスバーとの接続を行っている。
【０００３】
図５及び図６に示されるナット２０，３０は、いずれもＪＩＳ  Ｂ  １１８１に規定されている六角ナットを示しており、前者は「形状の区分」が１種に属し、片側の端面の外周部及び内周部には面取り２０ａ，２０ｂが施されるとともに、反対側の端面は内周部にのみ面取りが施され、外周部には面取りが施されていないのに対し、後者は「形状の区分」が２種に属し、両側の端面の外周部及び内周部に面取り３０ａ，３０ｂが施されている。
【０００４】
図７及び図８は、図６に示されるナット３０を使用して、例えばインサート成形により樹脂ケース４０に取り付けられた外部出力用電極４２に外部接続用の金属ブスバー４４を取り付ける場合を示している。
【０００５】
図７に示されるように、ナット３０は、金属ブスバー４４が取り付けられる前に、電極４２に穿設された開口部４２ａの下方の樹脂ケース４０に一体的に取り付けられており、図８に示されるように、半導体装置の電極４２上に金属ブスバー４４を載置した後、ボルト４６をナット３０にねじ込むことにより圧接接合するようにしている。図中、３０ｃはナット３０の電極４２との接触部を示しており、４８は信号端子を示している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−６９６０３号公報（第５−６頁、図１、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図８に示される従来の半導体装置の外部接続はボルト４６とナット３０による圧接接合により行われているため、外部接続用金属ブスバー４４と電極４２との接触面積は、電極４２とナット３０の接触部３０ｃとの面積に依存する。電気接合の場合、接触面積が小さければ接触抵抗は大きくなり、接触抵抗が大きくなると外部接続用金属ブスバー４４と電極４２間の電流密度が大きくなる。すなわち、使用するナットのサイズが小さいと通電時の発熱が問題となる。
【０００８】
従来の半導体装置において、両面面取り有りナットを使用する場合、比較的サイズの大きいものを使用しているのに対し、片面面取り有りナットを使用する場合には、ナットの挿入方向に注意を払う必要があり、表裏逆に取り付けると品質上の問題が発生する。
【０００９】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、外部接続用金属ブスバーと半導体装置の電極との電気接合時の接触抵抗を小さくして通電時の発熱を低減するとともに、電気接合に使用するナットのサイズを小さくすることにより半導体装置のサイズを小さくすることができ、ナットの半導体装置への組み込みに際し、ナットの誤挿入の虞のない半導体装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のうちで請求項１に記載の発明は、少なくとも一つの半導体素子を内蔵した樹脂ケースに取り付けられた外部出力用電極を外部接続用ブスバーにボルトとナットで圧接接合するようにした半導体装置であって、上記樹脂ケースに取り付けられる上記ナットの両端面の少なくとも外周部に面取りが施されていないことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明にかかる半導体装置に使用される六角ナット２を示しており、その両側の端面の外周部には面取りが施されておらず、内周部にのみ面取り２ａが施されている。したがって、ナット両端面の内周面取り部２ａを除く部分２ｂは略平坦に形成されており、片面の平坦部２ｂが後述する外部出力用電極との接触部となる。
【００１２】
図２は、本発明にかかる半導体装置を示しており、樹脂ケース４には一つあるいは複数の半導体素子（図示せず）及び回路導体箔（図示せず）が内蔵されている。また、樹脂ケース４の所定の位置に形成された凹部には図１に示されるナット２が挿入されており、一端が回路導体箔に電気接合されるとともに他端が外部接続用の金属ブスバー６に対し電気接合される外部出力用電極８が例えばインサート成形により樹脂ケース４に取り付けられている。図中、１０は信号端子を示している。
【００１３】
図２及び図３に示されるように、ナット２は、金属ブスバー６が取り付けられる前に、電極８に穿設された開口部８ａの下方の樹脂ケース４に一体的に取り付けられており、図３に示されるように、半導体装置の外部出力用電極８上に金属ブスバー６を載置した後、ボルト１２をナット２にねじ込むことにより圧接接合するようにしている。
【００１４】
本実施の形態において使用される図１のナット２は、その両面の外周部に面取りが施されていないことから、片面の外周部に面取りが施された図５のナット２０あるいは両面の外周部及び内周部に面取りが施された図６のナット３０に比べ、ねじの呼びが同じであれば、電極８との接触面積を増大することができる。
【００１５】
また、図１のナット２は両面とも同じ形状なので、表裏の区別がなく、図５のナット２０のように誤挿入の虞がない。
【００１６】
実施の形態２．
図４は、本発明にかかる半導体装置に使用される別の六角ナット１４を示しており、その両側の端面の外周部及び内周部には面取りが施されておらず、ナット両端面１４ａは全面が略平坦に形成されており、両端面のいずれか一方が外部出力用電極との接触部として使用される。
【００１７】
実施の形態１にかかる図１のナット２は内周部に面取り２ａが施されているのに対し、本実施の形態にかかる図４のナット１４は、外周部のみならず内周部にも面取りが施されていないことから、ねじの呼びが同じであれば、電極８との接触面積をさらに増大することができるとともに、誤挿入の虞もない。
【００１８】
なお、図４のナット１４の使用方法は図１のナット２と同じなので、その説明は省略する。
【００１９】
表１は、従来のナットと本発明にかかるナットの種々のナットサイズにおける電極との接触面積を示したものである。なお、ＪＩＳ  Ｂ  １１８１に規定されている１種のナットについては、外周部に面取りが施された端面を電極との接触面として使用した場合を示している。
【表１】
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【００２０】
表１から分かるように、本発明の実施の形態１によれば、両端面の外周部に面取りが施されていないナットを半導体装置に使用することで、外部出力用電極との接触面積を従来に比べ、ねじの呼びＭ５〜Ｍ８のナットで２７〜３８％増加することができる。
【００２１】
また、本発明の実施の形態２によれば、両端面の外周部及び内周部に面取りが施されていないナットを半導体装置に使用することで、外部出力用電極との接触面積を従来に比べ、ねじの呼びＭ５〜Ｍ８のナットで６８〜９５％増加することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
本発明によれば、樹脂ケースに取り付けられるナットとして、両端面の外周部に面取りが施されていないナット、あるいは、両端面の外周部及び内周部に面取りが施されていないナットを使用するようにしたので、外部出力用電極との接触面積を従来に比べ大幅に増大することができる。したがって、従来に比べ小さいサイズのナットを使用することができ、半導体装置のサイズを小さくすることができる。
【００２３】
また、ナットの両端面を同じ形状にしたので、ナットの樹脂ケースへの誤挿入の虞がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体装置に使用される、両面外周部に面取りを施していないナットを示しており、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は平面図を、（ｃ）は側面図を、（ｄ）は正面図をそれぞれ示している。
【図２】図１のナットを使用した半導体装置の外部接続方法を示す分解斜視図であり、ブスバーを取り付ける前の状態を示している。
【図３】図１のナットを使用した半導体装置の外部接続方法を示す斜視図であり、ブスバーを取り付けた後の状態を示している。
【図４】本発明の半導体装置に使用される、両面の全面に面取りを施していないナットを示しており、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は平面図を、（ｃ）は側面図を、（ｄ）は正面図をそれぞれ示している。
【図５】従来の半導体装置に使用される、片面の外周部及び内周部に面取りを施したナットを示しており、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は平面図を、（ｃ）は側面図を、（ｄ）は正面図をそれぞれ示している。
【図６】従来の半導体装置に使用される、両面の外周部及び内周部に面取りを施したナットを示しており、（ａ）は斜視図を、（ｂ）は平面図を、（ｃ）は側面図を、（ｄ）は正面図をそれぞれ示している。
【図７】図６のナットを使用した半導体装置の外部接続方法を示す分解斜視図であり、ブスバーを取り付ける前の状態を示している。
【図８】図６のナットを使用した半導体装置の外部接続方法を示す斜視図であり、ブスバーを取り付けた後の状態を示している。
【符号の説明】
２  両面外周部に面取りが無いナット、  ２ａ  内周面取り部、
２ｂ  平坦部、  ４  樹脂ケース、  ６  金属ブスバー、
８  外部出力用電極、  ８ａ  開口部、  １０  信号端子、  １２  ボルト、
１４  両面全面に面取りが無いナット、  １４ａ  端面平坦部。
【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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