(57)【要約】【課題】パッケージからリードを導出した複数の半導体素子の所定のリードを共通接続板を貫通させ、該リードの先端を前記共通接続板の半田付け面に半田付けすると共に、前記共通接続板の一端には半田が付着しないようにした半導体素子の半田付け方法において、半田付け作業の生産性向上を図る。【解決手段】リードの先端と、該リードの先端を半田付けする共通接続板の半田付け面とを半田槽内の溶融半田に浸漬させるときに前記共通接続板の一端の非半田付け領域が溶融半田に接しないように前記共通接続板を折り曲げる折り曲げ部を設けた。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージからリードを導出した複数の半導体素子の所定のリードを共通接続板を貫通させ、該リードの先端を前記共通接続板の半田付け面に半田付けすると共に、前記半田付け面より突出する前記共通接続板の一端には半田が付着しないようにした半導体素子の半田付け方法において、前記半田付け面より前記一端側に延在する前記共通接続板を前記半田付け面より凹むように第１の中間部より折り曲げる第１の折り曲げ工程と、その後、前記一端が前記半田層に非浸漬状態で前記リードの先端と前記半田付け面とを半田層の上層部に浸漬させ半田付けする浸漬半田付け工程と、その後、前記共通接続板の前記第１の中間部より先端側の第２の中間部より、その先端が前記半田付け面より突出するように折り曲げる第２の折り曲げ工程とからなる半導体素子の半田付け方法。
【請求項２】
パッケージからリードを導出した複数の半導体素子の所定のリードを共通接続板を貫通させ、その先端を前記共通接続板の半田付け面に半田付けすると共に、前記半田付け面より突出する前記共通接続板の一端には半田が付着しないようにした半導体装置において、設け前記リードの先端と前記半田付け面とを半田層の上層部に浸漬させ半田付けする浸漬半田付け時に前記一端を前記半田層に非浸漬とするために、前記共通接続板の一部を折り曲げ前記半田付け面より凹ませたことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
パッケージからリードを導出した複数の半導体素子の所定のリードを共通接続板を貫通させ、その先端を前記共通接続板の半田付け面に半田付けすると共に、他のリードを、前記共通接続板と同一平面若しくは前記共通接続板より前記パッケージ側に前記共通接続板の少なくとも一部若しくは延長面と平行をなすように配設された制御基板を貫通させ、その先端を前記制御基板の半田付け面に半田付けする半導体装置において、前記共通接続板の半田付け面より前記制御基板の半田付け面が突出しないよう、且つ前記制御基板への実装部品を前記パッケージとの対向面に実装したことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
共通接続板の半田付け領域と、パッケージとで制御基板を挟むような位置関係としたことを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
【請求項５】
共通接続板の半田付け面と、制御基板の半田付け面とを同一平面に配置したことを特徴とする請求項３記載の半導体装置。
【請求項６】
パッケージからリードを導出した複数の半導体素子のリードを共通接続板を貫通させ、その先端を前記共通接続板に半田付けする半導体装置において、前記共通接続板の主面に前記リードが沿うように配設し、前記貫通部分を半田層に浸漬して半田付けした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、半導体素子のパッケージから導出された所定のリードを共通接続板に半田付けする半導体素子の半田付け方法および該半田付け方法を用いた半導体装置の半田付けの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の半導体素子の半田付け方法および該半田付け方法を用いた半導体装置においては、表面実装型の整流素子やブスバーに接続する外部端子をヒートシンクとしての金属ベースプリント配線板上に配列してその導体パターンに半田付け実装すると共に、前記ブスバーと前記外部端子とを半田付けするように構成している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２７９５９２号公報  （請求項１、図１、段落番号００１２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１ものにおいては、その構造上外部端子とブスバーとは個々に半田付けするもので、また外部端子の金属ベースプリント配線板上の半田付けはリフロー半田付けするものであり、外部端子とブスバーとは個々に半田付けするために生産性が悪いと言う問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、複数の半導体素子のパッケージから導出した所定のリードの共通接続板への半田付けの生産性の向上を図るだけでなく、前記共通接続板の前記半田付け領域から延在した非半田付け領域への半田付着を防止するものである。
【０００６】
また、第２の目的は、複数の半導体素子のパッケージから導出した所定のリードの共通接続板への半田付けと、他のリードの制御基板への半田付けとが必要なものにおいて、半田付けの生産性の向上、共通接続版への無用な半田付着の防止を図るものである。
【０００７】
さらに、第３の目的は、共通接続板へのリードの半田付け作業性の向上を図るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、パッケージからリードを導出した複数の半導体素子の所定のリードを共通接続板を貫通させ、該リードの先端を前記共通接続板の半田付け面に半田付けすると共に、前記半田付け面より突出する前記共通接続板の一端には半田が付着しないようにした半導体素子の半田付け方法において、前記半田付け面より前記一端側に延在する前記共通接続板を前記半田付け面より凹むように第１の中間部より折り曲げる第１の折り曲げ工程と、その後前記一端が前記半田層に非浸漬状態で前記リードの先端と前記半田付け面とを半田層の上層部に浸漬させ半田付けする浸漬半田付け工程と、その後前記共通接続板の前記第１の中間部より先端側の第２の中間部より、その先端が前記半田付け面より突出するように折り曲げる第２の折り曲げ工程とからなるものである。
【０００９】
また、パッケージからリードを導出した複数の半導体素子の所定のリードを共通接続板を貫通させ、その先端を前記共通接続板の半田付け面に半田付けすると共に、前記半田付け面より突出する前記共通接続板の一端には半田が付着しないようにした半導体装置において、設け前記リードの先端と前記半田付け面とを半田層の上層部に浸漬させ半田付けする浸漬半田付け時に前記一端を前記半田層に非浸漬とするために、前記共通接続板の一部を折り曲げ前記半田付け面より凹ませたものである。
【００１０】
さらに、パッケージからリードを導出した複数の半導体素子の所定のリードを共通接続板を貫通させ、その先端を前記共通接続板の半田付け面に半田付けすると共に、他のリードを、前記共通接続板と同一平面若しくは前記共通接続板より前記パッケージ側に前記共通接続板の少なくとも一部若しくは延長面と平行をなすように配設された制御基板を貫通させ、その先端を前記制御基板の半田付け面に半田付けする半導体装置において、前記共通接続板の半田付け面より前記制御基板の半田付け面が突出しないよう、且つ前記制御基板への実装部品を前記パッケージとの対向面に実装したものである。
【００１１】
さらにまた、共通接続板の半田付け領域と、パッケージとで制御基板を挟むような位置関係としたものである。
【００１２】
また、共通接続板の半田付け面と、制御基板の半田付け面とを同一平面に配置したものである。
【００１３】
また、パッケージからリードを導出した複数の半導体素子のリードを共通接続板を貫通させ、その先端を前記共通接続板に半田付けする半導体装置において、前記共通接続板の主面に前記リードが沿うように配設し、前記貫通部分を半田層に浸漬して半田付けしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１乃至図４に基づき実施の形態１について説明する。図１は周知の３相インバータの回路図で、Ｕ相用、Ｖ相用、Ｗ相用の樹脂封止型のパワーモジュールからなる半導体素子ＰＭｕと、ＰＭｖと、ＰＭｗとを用い構成してなるものである。図２は半導体素子ＰＭｕの平面図、図３は半導体素子ＰＭｕの右側面図、図４は半導体素子ＰＭｕと、ＰＭｖと、ＰＭｗとを用いた半導体装置の構成および半田付け方法の説明図である。
【００１５】
次に図１について詳細に説明する。図において半導体素子ＰＭｕは、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタの意味で以下単にＩＧＢＴと称す）１と該ＩＧＢＴ１と逆並列に接続されたフリーホイルダイオード２とから半導体素子群３と、ＩＧＢＴ４と該ＩＧＢＴ４と逆並列に接続されたフリーホイルダイオード５とからなる半導体素子群６とを直列接続してなるもので、これらを封止樹脂で構成されるパッケージ７内に封止してなるもので、パッケージ７の周縁部に半導体素子群３、４の外部接続用のリードＬ１乃至Ｌ７が導出されてなるものである。なお半導体素子ＰＭｖおよびＰＭｗの構成はＰＭｕと同じにつき各符号の詳細な説明は省略する。なお、符号１０、１３、１７および２０は半導体素子群３、６に相当する半導体素子群を示すものである。また、Ｐは直流電源（図示せず）の正極に接続される端子で、リードＬ１、Ｌ８およびＬ１５に接続され、本発明の共通接続板となるものである。Ｎは端子Ｐと対をなすもので、前記直流電源の負極に接続される端子で、リードＬ６、Ｌ１３およびＬ２０に接続され、本発明の共通接続板となるものである。
【００１６】
次に図１の回路の動作について説明する。端子Ｐ、Ｎ間に前記直流電源より直流電圧を印加した状態で、駆動回路（図示せず）よりリードＬ２、Ｌ４、Ｌ９、Ｌ１１、Ｌ１６およびＬ１８にインバータ制御のための所定のゲート信号を供給することで、ＩＧＢＴ１、４、８、１１、１５および１８が所定のスイッチング動作を行いリードＬ７、Ｌ１４およびＬ２１から３相交流電圧を負荷（図示せず）に出力し、前記負荷のインバータ制御が行なわれる。なお、フリーホイルダイオード２、５、９、１２、１６および１９の動作については周知の通りであるので説明を省略する。
【００１７】
次に半導体素子ＰＭｕ、ＰＭｖおよびＰＭｗの構造をＰＭｕを代表例として、特にリードＬ１乃至Ｌ７のパッケージ７からの導出について図２および図３について説明する。図２は半導体素子ＰＭｕの平面図で、リードＬ１乃至Ｌ７の配置を示すものである。図３は図２の平面図に対する右側面図で、パッケージ７からのリードＬ１乃至Ｌ７の導出形状を示すもので、所謂周知のＤＩＰ型ＩＣと同様な構成である。
【００１８】
次に、半導体素子ＰＭｕ、ＰＭｖおよびＰＭｗのリードの半田付け方法および該半田付け方法を用いた半導体装置を図４に基づき説明する。図において板状の端子Ｐは、該端子Ｐの表主面に載置された半導体素子ＰＭｕ、ＰＭｖおよびＰＭｗのリードＬ１、Ｌ８およびＬ１５が端子Ｐを貫通し、その先端が端子Ｐの裏主面に半田付けされ、リードＬ１、Ｌ８およびＬ１５の共通接続板となるもので、その半田付け方法は半田付けが必要な端子を半田槽２７内の溶融半田２８に浸漬し、所謂半田ディップによる半田付けを行なうものである。この場合、端子Ｐの半田付け領域より延在した一端の非半田付け領域は、半田付けに際し、図４に破線で示すように、前記非半田付け領域を前記裏主面よりパッケージ７、１４、２１側に一旦後退するように折り曲げる折り曲げ部２２および２３を設け、半田付けが完了した後矢印Ａの方向に折り曲げ実線で示す形状に折り曲げる折り曲げ部２４を設けたものである。また、図４においては図示されていないが端子Ｎと、リードＬ６、Ｌ１３、Ｌ２０との半田付けについても端子Ｐと、リードＬ１、Ｌ８、Ｌ１５との半田付けと同様の半田付けがなされたものである。なお半田付けが不要なその他の端子については、半田槽２７内の溶融半田２８に浸漬しないように配置されてなるものである。
【００１９】
このような半田付け方法によると、リードや端子の非半田領域の半田付着の防止を図り得ると共に、端子Ｐと、リードＬ１、Ｌ８およびＬ１５との半田付け、および端子Ｎと、リードＬ６、Ｌ１３、Ｌ２０との半田付けを夫々同時に行なうことができ、半田付けの生産性向上をも図り得る効果がある。
【００２０】
実施の形態２．
図５に基づき実施の形態２について説明する。なお、図５は実施の形態２における半導体素子の半田付け方法および該半田付けを用いた半導体装置の構成を示すものである。図において、２５は制御基板で、半導体素子ＰＭｕの制御用リードＬ２乃至Ｌ５、半導体素子ＰＭｖの制御用リードＬ９乃至Ｌ１２、および半導体素子ＰＭｗの制御用リードＬ１６乃至Ｌ１９が表主面から裏主面へ貫通し、その先端が前記裏主面に形成された所定の回路パターン（図示せず）と半田付けされてなるものである。２６は制御基板２５の表主面に実装され電気回路を構成する抵抗等からなる電気部品である。そして、端子Ｐ、Ｎの半田付け領域部の表主面と制御基板２５の裏主面とは互いに対向するように配置されてなるものである。なお、その他の符号の説明は実施の形態１の符号と同一若しくは相当するものであるため説明を省略する。また、この実施の形態２は実施の形態１に制御基板２５を付加したもので、回路の動作も実施の形態１と実質的に同一であるため説明を省略する。
【００２１】
次に半導体素子ＰＭｕ、ＰＭｖおよびＰＭｗの半田付け方法について説明する。半田付けに備え、先ず、実施の形態１と同じ要領で半導体素子ＰＭｕ、ＰＭｖおよびＰＭｗのリードＬ１、Ｌ８、Ｌ１５は制御基板２５を貫通させ、且つ端子Ｐの表主面から裏主面へ、またリードＬ６、Ｌ１３、Ｌ２０は制御基板２５を貫通させ、且つ端子Ｎの表主面から裏主面へ夫々貫通させ、それらの先端が端子Ｐ、Ｎの裏主面から所定量突出するように実装すると共に、半導体素子ＰＭｕ、ＰＭｖおよびＰＭｗの制御用リードＬ２乃至Ｌ５、Ｌ９乃至Ｌ１２、Ｌ１６乃至Ｌ１９を制御基板２５の表主面から裏主面へ夫々貫通させ、それらの先端が制御基板２５の裏主面から所定量突出するように実装する。
【００２２】
次に、端子ＰおよびＮが破線の形状において、半田槽２７内の溶融半田２８の表面に制御基板２５の裏主面が接するように浸漬し、その後、半田層２７から引き上げることで、リードＬ１、Ｌ８、Ｌ１５の先端が端子Ｐの裏主面へ、リードＬ６、Ｌ１３、Ｌ２０の先端が端子Ｎの裏主面へ、制御用リードＬ２乃至Ｌ５、Ｌ９乃至Ｌ１２、Ｌ１６乃至Ｌ１９の先端が制御基板２５の裏主面の所定の回路パターンへ夫々半田付けされる。その後、端子Ｐを折り曲げ部２４で折り曲げることで、端子Ｐの一端の非半田付け領域への半田付着が防止される。なお、端子Ｎの一端の非半田付け領域に関しても、端子Ｐと同様に半田付着を防止することができる。
【００２３】
このように、端子Ｐ、Ｎのみならず、制御基板２５を備えた半導体装置においても半導体素子ＰＭｕ、ＰＭｖおよびＰＭｗのリードと、端子Ｐ、Ｎおよび制御用基板との半田付けを同時に行なうことができ、その結果、リードや端子Ｐ、Ｎの非半田付け領域への半田付着の防止を図り得ると共に、半田付けの生産性向上を図ることができ、さらには、端子Ｐ、Ｎの半田付け領域部の表主面と、制御基板２５の裏主面とを対向させたことで、半導体装置の平面寸法の小型化をもは図り得る効果がある。
【００２４】
なお、半導体素子ＰＭｕ、ＰＭｖおよびＰＭｗのリードの半田付けに先立つ端子Ｐ、Ｎ、制御基板２５への実装順序が特定されるものではないことは言うまでもない。
【００２５】
実施の形態３．
図６に基づき実施の形態３について説明する。なお、図６は実施の形態３における半導体素子の半田付け方法および該半田付けを用いた半導体装置の構成を示すものである。この実施の形態３が実施の形態２と異なる点は、端子Ｐ、Ｎの裏主面と、制御基板２５の裏主面とを同一平面としたことである。その他の構成は実施の形態２と同一につき説明を省略する。
【００２６】
このように構成されたものにおいては、端子Ｐ、Ｎの表主面への無用な半田付着を防止することができる。
【００２７】
なお、端子Ｐ、Ｎの裏主面と、制御基板２５の裏主面とは全く同一平面でなく、ほぼ同一平面であっても良い。
【００２８】
実施の形態４．
図７に基づき実施の形態４について説明する。図は端子Ｐ、Ｎに対するリードＬ１、Ｌ８、Ｌ１５およびリードＬ６、Ｌ１３、Ｌ２０の実装の変形例について説明するためのもので、代表例として端子Ｐと、半導体素子ＰＭｕのリードＬ１との関係について例示するものである。図において、Ｐａは端子Ｐをプレス加工により表主面から裏主面へ貫通するように部分的にうち抜き形成された打ち抜き部で、該打ち抜き部ＰａにリードＬ１を嵌入させ、即ち、リードＬ１が端子Ｐの裏主面に沿って配置された状態において、半田槽２７の溶融半田２８に浸漬し、その後、引き上げることで半田付けを行なうものである。
【００２９】
このように構成されたものにおいては、端子Ｐ、Ｎを溶融半田に浸漬時の反力を低減することができ、従って、特に手作業による半田付け作業の前記反力による不安定性を低減できる効果がある。
【００３０】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、パッケージからリードを導出した複数の半導体素子の所定のリードを共通接続板を貫通させ、該リードの先端を前記共通接続板の半田付け面に半田付けすると共に、前記半田付け面より突出する前記共通接続板の一端には半田が付着しないようにした半導体素子の半田付け方法において、前記半田付け面より前記一端側に延在する前記共通接続板を前記半田付け面より凹むように第１の中間部より折り曲げる第１の折り曲げ工程と、その後前記一端が前記半田層に非浸漬状態で前記リードの先端と前記半田付け面とを半田層の上層部に浸漬させ半田付けする浸漬半田付け工程と、その後前記共通接続板の前記第１の中間部より先端側の第２の中間部より、その先端が前記半田付け面より突出するように折り曲げる第２の折り曲げ工程とからなることにより、前記共通接続板の一端への半田付着の防止を図り、しかも生産性に優れた半田付けを行い得る半導体素子の半田付け方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における回路図と半導体素子の関係を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における半導体素子の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における半導体素子の右側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１における半導体装置の構成および半田付け方法の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２における半導体装置の構成および半田付け方法の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３における半導体装置の構成および半田付け方法の説明図である。
【図７】本発明の実施の形態４における半導体素子半田付け方法の説明図である。
【符号の説明】
ＰＭｕ  半導体素子、  ＰＭｖ  半導体素子、  ＰＭｗ  半導体素子、  ７
パッケージ、  １４  パッケージ、  ２１  パッケージ、  Ｐ  端子、  Ｐａ  打ち抜き部、  Ｎ  端子、  Ｌ１  リード、  Ｌ２  リード、  Ｌ３  リード、Ｌ４  リード、  Ｌ５  リード、  Ｌ６  リード、  Ｌ８  リード、  Ｌ９  リード、  Ｌ１０  リード、  Ｌ１１  リード、  Ｌ１２  リード、  Ｌ１３  リード、  Ｌ１５  リード、  Ｌ１６  リード、  Ｌ１７  リード、  Ｌ１８  リード、  Ｌ１９  リード、  Ｌ２０  リード、  ２２  折り曲げ部、  ２３  折り曲げ部、  ２４  折り曲げ部、  ２５  制御基板、  ２７  半田槽、  ２８溶融半田。
【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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