(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力用半導体素子を実装した第１のプリント基板と、この第１のプリント基板を固定する金属ベース板と、制御回路素子を実装した第２のプリント基板と、を有し、前記第１のプリント基板と前記第２のプリント基板とを所定の位置に配置し、電気的に接続した後、絶縁物により固定する電力用半導体装置において、
前記金属ベース板には、前記第１のプリント基板を設置するために前記第１のプリント基板の外形よりも大きい寸法の凹部を設けられ、前記凹部内に前記第１のプリント基板が設置され、
前記第２のプリント基板は前記第１のプリント基板の外形よりも小さい寸法の内形となる開口部を開設するとともに、前記第１のプリント基板と重なる領域で前記第１のプリント基板と向かい合う位置に第２の電極を形成し、
前記第１のプリント基板は、前記第２のプリント基板と重なる領域で前記第２のプリント基板と向かい合う位置に第１の電極を形成し、
前記第１のプリント基板と前記第２のプリント基板とを所定の位置に配置した後、前記第１の電極と前記第２の電極とを、導電性接着剤や半田によって電気的に結合するようにしたことを特徴とする電力用半導体装置。
【請求項２】
電力用半導体素子を実装した第１のプリント基板と、この第１のプリント基板を固定する金属ベース板と、制御回路素子を実装した第２のプリント基板と、を有し、前記第１のプリント基板と前記第２のプリント基板とを所定の位置に配置し、電気的に接続した後、絶縁物により固定する電力用半導体装置において、
前記金属ベース板は、上部が開口した有底無蓋の箱形形状をなし、前記第１のプリント基板を設置するために前記第１のプリント基板の外形よりも大きい寸法の第１の凹部および前記第２のプリント基板を設置するための第２の凹部を設け、
前記第２のプリント基板は、前記金属ベース板に前記第１のプリント基板および前記第２のプリント基板を設置したときに、内形が前記第１のプリント基板の外形よりも外側となる開口部を開設し、
前記金属ベース板の第１の凹部および第２の凹部を利用して、前記第１のプリント基板および前記第２のプリント基板を所定の位置に配置し、固定するようにしたことを特徴とする電力用半導体装置。
【請求項３】
前記第１のプリント基板上に実装されたベアチップの上面電極と前記第２のプリント基板上に形成した配線パターンの電極との間および前記第１のプリント基板上に形成した配線パターンの電極と前記第２のプリント基板上に形成した配線パターンの電極との間を、ボンディングワイヤで接続したことを特徴とする請求項２記載の電力用半導体装置。
【請求項４】
前記金属ベース板は、上部が開口した有底無蓋の箱形形状をなし、前記第１のプリント基板を設置するための第１の凹部、前記第２のプリント基板を設置するための第２の凹部およびフタを取付けるための第３の凹部を設けたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電力用半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力用半導体素子とこの電力用半導体素子を制御するための制御回路素子を有する電力用半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板の小形化に伴い、高密度実装、放熱性能などのニーズが要求されるようになってきた。このような異なるニーズを単一の基板で満足するのは困難であり、要求されるニーズに必要な素材からなる異種の回路基板を組合わせて、基板を製作していた。
【０００３】
図５は従来の電力用半導体装置の回路構成を示す図である。また、図６は従来の電力用半導体装置の構成を示す図である。また、図７は従来の電力用半導体装置の断面を示す図である。
図において、３０は電力用半導体装置、３１はＩＧＢＴ（ＩｎｓｕｌａｔｅｄＧａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やダイオードなどの電力用半導体素子を有し、交流電源の交流電力を直流電力に変換するコンバータ部、直流電力を所定の周波数、所定の電圧の交流電力に変換するインバータ部からなる主回路、３２は制御回路素子を有し、ＩＧＢＴを制御するための信号を発生させるための制御回路である。
【０００４】
また、４０は銅やアルミニウムなどからなる金属ベース板、４１はアルミナや窒化アルミニウムなどからなるセラミック基板、４２はガラスエポキシ樹脂からなるガラスエポキシ基板である。セラミック基板４１、ガラスエポキシ基板４２は、上面に銅箔を形成し、エッチングによって導電性の配線パターンを形成する。
また、４３ａはセラミック基板４１上に形成した配線パターンの電極、４３ｂはガラスエポキシ基板４２上に形成した配線パターンの電極、４４は電力用半導体装置外部との入出力用の端子、４５は主回路３１を構成する電力用半導体素子のベアチップ、４６は制御回路３２を構成する制御回路素子である。
また、４７ａはセラミック基板４１上のコネクタ接続用配線、４７ｂはガラスエポキシ基板４２上のコネクタ接続用配線、４８はセラミック基板４１とガラスエポキシ基板４２とを電気的に接続するコネクタ、４９は半田である。
また、５０は電力用半導体装置のケース、５１はケース５０を覆うフタ、５２はケース５０内に封入する樹脂あるいはシリコンゲルなどの絶縁物である。
【０００５】
図５〜図７により従来の電力用半導体装置の構造を説明する。
電力用半導体素子を有し電力変換を行う主回路３１は、大電流を流すので、放熱性能を確保するために、セラミック基板４１に実装される。主回路３１を構成する電力用半導体素子のベアチップ４５は、セラミック基板４１の上に形成した電極４３ａ上に半田４９によって実装される。
また、制御回路３２はＩＣ等を用いており、主回路３１と比較して配線数が多く、また大電力を流さないことから、制御回路３２を構成する制御回路素子４６は、ガラスエポキシ基板４２に高密度実装される。
セラミック基板４１およびガラスエポキシ基板４２は、半田４９によって金属ベース板４０上に実装される。組立時、金属ベース板４０にセラミック基板４１を正確な位置に配置し、固定する必要があり、セラミック基板４１の裏面に配線パターンと同じ材質のものを一様に形成し、セラミック基板４１の裏面と金属ベース板４０とを半田４９を用いて貼り付けている。
【０００６】
また、端子４４が半田４９によってセラミック基板４１またはガラスエポキシ基板４２に接続される。
また、セラミック基板４１上の配線４７ａとガラスエポキシ基板４２上の配線４７ｂとをコネクタ４８で接続する。
さらに、ケース５０内部を絶縁物５２によって封止して、セラミック基板４１、ガラスエポキシ基板４２および実装部品を絶縁する。フタ５１でケース５０を覆う。
【０００７】
ただし、上記ではケース５０内部を絶縁物５２によって封止して、セラミック基板４１、ガラスエポキシ基板４２および実装部品を絶縁した後、フタ５１でケース５０を覆う例を説明したが、フタ５１に絶縁物封入口を設けておき、ケース５０を覆った後、ケース５０内部を絶縁物５２によって封止する場合もある。
【０００８】
セラミック基板４１は、ガラスエポキシ基板４２と比較し非常に高価であり、また配線パターンが厚いため、上述のように大電流を流す電力用半導体素子を有する主回路３１を実装し、制御回路３２はガラスエポキシ基板４２に高密度実装する。
【０００９】
図８は、例えば実開昭５６−１６１３７１号公報に記載された、従来のプリント配線用基板の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。プリント配線用基板の所要部分に電気的あるいは耐熱、耐絶縁性等の諸特性を得るに必要な素材からなる異種基板を嵌着したものである。
図において、６１はプリント配線基板、６２は異種基板、６３はプリント配線基板６１の要求される部分に嵌着せんとする異種基板６２の外形に対応する形状に穿設された嵌着孔、６４はプリント配線基板６１の回路端子、６５は異種基板６２の回路端子である。
【００１０】
プリント配線基板６１の嵌着孔６３に異種基板６２を嵌合することにより構成した後、プリント配線基板６１の回路端子６４と異種基板６２の回路端子６５とを半田等により、あるいは部品（図示せず）を装着することにより、異種基板６２をプリント配線基板６１に固着する。
【００１１】
しかるに、異種基板６２の外形に対応する形状の嵌着孔６３を穿設する場合に、常時異種基板６２の外周間に間隙なく密に嵌合し得る相対性のある嵌着孔６３を穿設することは工業的な生産性に欠けるという問題点があるとともに、プリント配線基板６１の嵌着孔６３に異種基板６２を完全に固着する迄の間、プリント配線基板６１より脱落しないように保持し得る構成が必要となるという問題点もあった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の電力用半導体装置では、高価なセラミック基板の使用量を少なくするために、セラミック基板４１には放熱性能を必要とする主回路３１を実装していたが、組立時、金属ベース板４０にセラミック基板４１を正確な位置に配置し、固定する場合に、金属ベース板４０は全体が一様な平面であることから、半田４９が溶融したときに半田の濡れによってセラミック基板４１の位置がずれてしまうので、セラミック基板４１を正確な位置に配置するために別途治具が必要となるという問題点があった。
【００１３】
また、セラミック基板４１上の配線４７ａとガラスエポキシ基板４２上の配線４７ｂとをコネクタ４８を経由して接続しているので、セラミック基板４１では配線密度を上げることができないためコネクタ４８付近に配線が密集し、セラミック基板の面積が増大するという問題点があった。
【００１４】
また、図8のプリント配線基板６１においては、異種基板６２の外形に対応する形状の嵌着孔６３を穿設する場合に、常時異種基板６２の外周間に間隙なく密に嵌合し得る相対性のある嵌着孔６３を穿設することは工業的な生産性に欠けるという問題点があった。また、プリント配線基板６１の嵌着孔６３に異種基板６２を完全に固着する迄の間、プリント配線基板６１より脱落しないように保持し得る構成が必要となるという問題点もあった。
【００１５】
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、組立時に、セラミック基板４１を正確な位置に配置し、固定することが容易にできる電力用半導体装置を得るものである。
【００１６】
また、第２の目的は、セラミック基板４１上の配線４７ａとガラスエポキシ基板４２上の配線４７ｂとの接続において、コネクタ４８を使用せずに、電気的に結合することができる電力用半導体装置を得るものである。
【００１７】
さらに、第３の目的は、プリント配線基板６１の要求される部分に異種基板６２の外形に対応する形状の嵌着孔６３を穿設し、嵌着孔６３に異種基板６２を嵌着させる構成において、異種基板６２の外形寸法とプリント配線基板６１の嵌着孔６３の内形寸法間に誤差を生じても、多少の誤差に左右されず、作業できる電力用半導体装置を得るものである。また、嵌着孔６３および異種基板６２の外形の製造工程を簡易化できる電力用半導体装置を得るものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
電力用半導体素子を実装した第１のプリント基板と、この第１のプリント基板を固定する金属ベース板と、制御回路素子を実装した第２のプリント基板と、を有し、第１のプリント基板と第２のプリント基板とを所定の位置に配置し、電気的に接続した後、絶縁物により固定する電力用半導体装置において、金属ベース板には、第１のプリント基板を設置するために第１のプリント基板の外形よりも大きい寸法の凹部を設けられ、前記凹部内に前記第１のプリント基板が設置され、第２のプリント基板は第１のプリント基板の外形よりも小さい寸法の内形となる開口部を開設するとともに、第１のプリント基板と重なる領域で第１のプリント基板と向かい合う位置に第２の電極を形成し、第１のプリント基板は、第２のプリント基板と重なる領域で第２のプリント基板と向かい合う位置に第１の電極を形成し、第１のプリント基板と第２のプリント基板とを所定の位置に配置した後、第１の電極と第２の電極とを、導電性接着剤や半田によって電気的に結合するようにしたものである。
【００１９】
また、電力用半導体素子を実装した第１のプリント基板と、この第１のプリント基板を固定する金属ベース板と、制御回路素子を実装した第２のプリント基板と、を有し、第１のプリント基板と第２のプリント基板とを所定の位置に配置し、電気的に接続した後、絶縁物により固定する電力用半導体装置において、金属ベース板は、上部が開口した有底無蓋の箱形形状をなし、第１のプリント基板を設置するために第１のプリント基板の外形よりも大きい寸法の第１の凹部および第２のプリント基板を設置するための第２の凹部を設け、第２のプリント基板は、金属ベース板に第１のプリント基板および第２のプリント基板を設置したときに、内形が第１のプリント基板の外形よりも外側となる開口部を開設し、金属ベース板の第１の凹部および第２の凹部を利用して、第１のプリント基板および第２のプリント基板を所定の位置に配置し、固定するようにしたものである。
【００２０】
さらに、第１のプリント基板上に実装されたベアチップの上面電極と第２のプリント基板上に形成した配線パターンの電極との間および第１のプリント基板上に形成した配線パターンの電極と第２のプリント基板上に形成した配線パターンの電極との間を、ボンディングワイヤで接続したものである。
【００２１】
さらにまた、金属ベース板は、上部が開口した有底無蓋の箱形形状をなし、第１のプリント基板を設置するための第１の凹部、第２のプリント基板を設置するための第２の凹部およびフタを取付けるための第３の凹部を設けたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置の断面を示す図である。また、図２はこの発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置の平面図である。ただし、フタは従来例と同様であり、省略した。
図において、１ａは銅やアルミニウムなどからなる金属ベース板、２ａはアルミナや窒化アルミニウムなどからなる第１のプリント基板としてのセラミック基板、３ａはガラスエポキシ樹脂からなる第２のプリント基板としてのガラスエポキシ基板、４ａはガラスエポキシ基板３ａに設けたセラミック基板２ａに対応する開口部である。ガラスエポキシ基板３ａに設けた開口部４ａの内形寸法Ｌ３は、セラミック基板２ａの外形寸法Ｌ１より小さくする（Ｌ３＜Ｌ１）。
【００２３】
５はセラミック基板２ａ上に形成した第１の電極、６はガラスエポキシ基板３ａ上に形成した第２の電極である。セラミック基板２ａ上の第１の電極５およびガラスエポキシ基板３ａ上の第２の電極６は、セラミック基板２ａとガラスエポキシ基板３ａとが重なる領域で向かい合う位置に形成する。図１においては、ガラスエポキシ基板３ａの下側に位置するセラミック基板２ａにおいては上面に第１の電極５を、またガラスエポキシ基板３ａにおいては下面に第２の電極６を形成した例を示した。
また、７は半田、８はセラミック基板２ａを金属ベース板１ａに固着する接着剤である。
また、９は金属ベース板１ａに設けたセラミック基板２ａを受け入れる凹部である。凹部の内形寸法Ｌ２は、セラミック基板２ａの外形寸法Ｌ１より大きくする（Ｌ２＞Ｌ１＞Ｌ３）。また、１０は電力用半導体装置のケースである。
【００２４】
図１により実施の形態２に係る電力用半導体装置の構成を説明する。
金属ベース板１ａの凹部９を利用して、金属ベース板１ａとセラミック基板２ａとを接着剤８で固着する。
セラミック基板２ａ上の第１の電極５とガラスエポキシ基板３ａ上の第２の電極６とを、半田７で固着することにより、セラミック基板２ａとガラスエポキシ基板３ａとを電気的に接続する。
【００２５】
さらに、ケース１０内部を絶縁物（図示せず）によって封止して、セラミック基板、ガラスエポキシ基板および実装部品を絶縁する。フタ（図示せず）でケース１０を覆う。
【００２６】
実施の形態１に係る電力用半導体装置においては、セラミック基板２ａを金属ベース板１ａに設けた凹部９を利用して取付けるようにしたので、セラミック基板２ａの位置合わせが容易になり、製造工程を簡易化できる。また、ガラスエポキシ基板３ａに開口部４ａを設けているが、開口部４ａの内形部とセラミック基板２ａの外形部とを嵌め込む構成としていないため、セラミック基板２ａの外形とガラスエポキシ基板開口部４ａの内形との間の寸法精度は粗くても良いので、セラミック基板２ａおよびガラスエポキシ基板開口部４ａの加工時の作業性がよくなる。
【００２７】
ところで、上記説明では、ケース１０内部を絶縁物（図示せず）によって封止して、セラミック基板、ガラスエポキシ基板および実装部品を絶縁した後、フタ（図示せず）でケース１０を覆う例を説明したが、フタ（図示せず）に絶縁物封入口を設けておき、ケース１０を覆った後、ケース１０内部を絶縁物（図示せず）によって封止するようにしてもよい。
【００２８】
また、セラミック基板２ａ上の第１の電極５とガラスエポキシ基板３ａ上の第２の電極６とを、半田７で固着することにより、セラミック基板２ａとガラスエポキシ基板３ａとを電気的に接続した例を説明したが、導電性接着剤などの導電性接合材料を使用してもよい。
【００２９】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置の平面図である。ただし、フタ２０を外した状態とし、外部入出力用端子１８、絶縁物１９は省略している。また、図４はこの発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置の断面図である。
図において、１ｂは銅やアルミニウムなどからなり、上部が開口した有底無蓋の箱形形状をなす金属ベース板、２ｂは第１のプリント基板としてのセラミック基板、３ｂは第２のプリント基板としてのガラスエポキシ基板である。また、４ｂはガラスエポキシ基板３ｂに設けたセラミック基板２ｂに対応する開口部である。
また、１１はセラミック基板２ｂ上に形成した配線パターンの電極、１２はガラスエポキシ基板３ｂ上に形成した配線パターンの電極、１３は上面電極１４ａと下面電極１４ｂとを有するベアチップ、１５は上面電極１４ａあるいはセラミック基板２ｂ上に形成した配線パターンの電極１１とガラスエポキシ基板３ｂ上に形成した配線パターンの電極１２との間を接続するボンディングワイヤである。
【００３０】
また、１６はベアチップ１３の下面電極１４ｂをセラミック基板２ｂ上に形成された電極１１に接続する半田、１７はセラミック基板２ｂおよびガラスエポキシ基板３ｂと金属ベース板１ｂとを固着する接着剤である。
【００３１】
また、１８は外部との入出力のためにガラスエポキシ基板３ｂに設けられている外部入出力用端子、１９はセラミック基板２ｂおよびガラスエポキシ基板３ｂを封止するための樹脂あるいはシリコンゲルなどの絶縁物、２０は外部入出力用端子１８が外に出るような形状のフタである。
また、Ｈ１１はセラミック基板２ｂに対応する窪み状の段差、Ｈ１２はガラスエポキシ基板３ｂに対応する窪み状の段差、Ｈ１３はフタ２０に対応する窪み状の段差である。
【００３２】
図３、図４により、実施の形態２に係る電力用半導体装置の構成を説明する。実施の形態２に係る電力用半導体装置の金属ベース板１ｂは、上部が開口した有底無蓋の箱形形状であり、内部にＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３の階段状の収容部を形成している。
金属ベース板１ｂの段差Ｈ１１、内形形状Ｌ１２の凹部を利用してセラミック基板２ｂが挿入され、接着剤１７により金属ベース板１ｂ上に貼り付けられる。底が段差Ｈ１１となる凹部の内形形状Ｌ１２の寸法は、セラミック基板２ｂの外形形状Ｌ１１よりも大きい寸法とする（Ｌ１２＞Ｌ１１）。
また、段差Ｈ１２の凹部を利用してガラスエポキシ基板３ｂが挿入され、接着剤１７により金属ベース板１ｂ上に貼り付けられる。
ガラスエポキシ基板３ｂに穿設する開口部４ｂの内形形状Ｌ１３は、金属ベース板１ｂにセラミック基板２ｂおよびガラスエポキシ基板３ｂを取付けた時に、セラミック基板２ｂの外形形状Ｌ１１よりも外側となる寸法とする（Ｌ１３＞Ｌ１１）。
【００３３】
また、ベアチップ１３は、下面電極１４ｂをセラミック基板２ｂ上に形成した配線パターンの電極１１に半田１６を介して接続され、ベアチップ１３の上面電極１４ａあるいはセラミック基板２ｂ上に形成した配線パターンの電極１１とガラスエポキシ基板３ｂ上に形成した配線パターンの電極１２との間を超音波ワイヤボンドにより、ボンディングワイヤ１５で接続する。
また、端子１８が半田１６によってセラミック基板２ｂまたはガラスエポキシ基板３ｂに接続される。
【００３４】
さらに、絶縁物１９を封止して、セラミック基板２ｂ、ガラスエポキシ基板３ｂおよび実装部品を絶縁する。
フタ２０を金属ベース板１ｂの段差Ｈ１３を利用して、金属ベース板１ｂ上を覆う。
【００３５】
実施の形態２に係る電力用半導体装置においては、金属加工が容易な金属ベース板１ｂにセラミック基板２ｂを挿入する段差Ｈ１１、ガラスエポキシ基板３ｂを挿入する段差Ｈ１２を加工し、段差Ｈ１１を利用してセラミック基板２ｂを取付け、段差Ｈ１２を利用してガラスエポキシ基板３ｂを取付けるようにしたので、セラミック基板２ｂおよびガラスエポキシ基板３ｂの位置合わせが容易になる。ガラスエポキシ基板３ｂは、セラミック基板２ｂの取付け位置に相当する部分に開口部４ｂを設けているが、セラミック基板２ｂとガラスエポキシ基板３ｂとは上記のようにそれぞれ金属ベース板１ｂに取付ける構成であり、ガラスエポキシ基板開口部４ｂの内形部とセラミック基板２ｂの外形部とを嵌め込む構成としていないため、セラミック基板２ｂの外形とガラスエポキシ基板開口部４ｂの内形との間の寸法精度は粗くても良いので、セラミック基板２ｂおよびガラスエポキシ基板開口部４ｂの加工時の作業性がよくなる。また、セラミック基板２ｂとガラスエポキシ基板３ｂとを固着する必要はなく、製造工程を簡易化できる。
【００３６】
実施の形態２に係る電力用半導体装置においては、ベアチップ１３の上面電極１４ａあるいはセラミック基板２ｂ上に形成された電極１１とガラスエポキシ基板３ｂ上に形成した電極１２との間を、コネクタ接続の代わりにボンディングワイヤ１５で接続するようにしたので、従来例である図６に記載のようにコネクタ接続時にコネクタ４８接続部まで必要であったセラミック基板４１上の配線４７ａとガラスエポキシ基板４２上の配線４７ｂとの占有面積が削減できるようになるとともに、コネクタ４８付近に配線が密集することがないためセラミック基板の面積を小さくできることになり、電力用半導体装置の小形化が図れる。
さらに、セラミック基板２ｂを挿入する段差Ｈ１１、ガラスエポキシ基板３ｂを挿入する段差Ｈ１２の寸法を調整することにより、セラミック基板２ｂの配線パターンの電極とガラスエポキシ基板３ｂの配線パターンの電極とを同一の高さにすることが容易であり、ワイヤボンディングによる接続作業が容易になる。
【００３７】
ところで、上記説明では、金属ベース板を上部が開口した有底無蓋の箱形形状とし、内部にＨ１１，Ｈ１２，Ｈ１３の階段状の収容部を形成し、側面をケースとして使用する例について説明したが、セラミック基板２ｂとガラスエポキシ基板３ｂとの位置決めが可能な寸法とし、金属ベース板の上部に通常のモールド樹脂などからなるケースを載せる構成としてもよい。
【００３８】
また、主回路３１を構成する電力用半導体素子を搭載する基板としてセラミック基板２を使用し、制御回路３２を構成する制御回路素子を搭載する基板としてガラスエポキシ基板３を使用した例を説明したが、熱伝導性がよい材料を用いた基板と安価な材料を用いた基板とを併用する場合においても同様の効果がある。
【００３９】
また、半田を使用してセラミック基板にベアチップを接合する例を説明したが、導電性接着剤などの導電性接合材料を使用してもよい。
また、金属ベース板とセラミック基板を接着剤により接合する例を説明したが、半田等の他の接合材料を使用してもよい。
【００４０】
また、基板の封止に樹脂あるいはシリコンゲルなどの絶縁材を使用した例を説明したが、他の絶縁性のある封止剤を使用してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
この発明は、以上に説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００４２】
電力用半導体素子を実装した第１のプリント基板と、この第１のプリント基板を固定する金属ベース板と、制御回路素子を実装した第２のプリント基板と、を有し、第１のプリント基板と第２のプリント基板とを所定の位置に配置し、電気的に接続した後、絶縁物により固定する電力用半導体装置において、金属ベース板には、第１のプリント基板を設置するために第１のプリント基板の外形よりも大きい寸法の凹部を設けられ、前記凹部内に前記第１のプリント基板が設置され、第２のプリント基板は第１のプリント基板の外形よりも小さい寸法の内形となる開口部を開設するとともに、第１のプリント基板と重なる領域で第１のプリント基板と向かい合う位置に第２の電極を形成し、第１のプリント基板は、第２のプリント基板と重なる領域で第２のプリント基板と向かい合う位置に第１の電極を形成し、第１のプリント基板と第２のプリント基板とを所定の位置に配置した後、第１の電極と第２の電極とを、導電性接着剤や半田によって電気的に結合するようにしたので、組立時に、第１のプリント基板を正確な位置に配置し、固定することが容易にできる。また、第１のプリント基板上に
形成した配線パターンの電極と第２のプリント基板上に形成した配線パターンの電極とをコネクタを使用せずに、電気的に結合することができる。また、開口部の製造工程および第１のプリント基板の外形の製造工程を簡易化できる。
【００４３】
また、電力用半導体素子を実装した第１のプリント基板と、この第１のプリント基板を固定する金属ベース板と、制御回路素子を実装した第２のプリント基板と、を有し、第１のプリント基板と第２のプリント基板とを所定の位置に配置し、電気的に接続した後、絶縁物により固定する電力用半導体装置において、金属ベース板は、上部が開口した有底無蓋の箱形形状をなし、第１のプリント基板を設置するために第１のプリント基板の外形よりも大きい寸法の第１の凹部および第２のプリント基板を設置するための第２の凹部を設け、第２のプリント基板は、金属ベース板に第１のプリント基板および第２のプリント基板を設置したときに、内形が第１のプリント基板の外形よりも外側となる開口部を開設し、金属ベース板の第１の凹部および第２の凹部を利用して、第１のプリント基板および第２のプリント基板を所定の位置に配置し、固定するようにしたので、組立時に、第１のプリント基板を正確な位置に配置し、固定することが容易にできる。また、開口部の製造工程および第１のプリント基板の外形の製造工程を簡易化できる。
【００４４】
さらに、第１のプリント基板上に実装されたベアチップの上面電極と第２のプリント基板上に形成した配線パターンの電極との間および第１のプリント基板上に形成した配線パターンの電極と前記第２のプリント基板上に形成した配線パターンの電極との間を、ボンディングワイヤで接続したので、
第１のプリント基板上に形成した配線パターンの電極と第２のプリント基板上に形成した配線パターンの電極との接続において、コネクタを使用せずに、電気的に結合することができる。
【００４５】
さらにまた、金属ベース板は、上部が開口した有底無蓋の箱形形状をなし、第１のプリント基板を設置するための第１の凹部、第２のプリント基板を設置するための第２の凹部およびフタを取付けるための第３の凹部を設けたので、
金属ベース板の上部に通常のモールド樹脂などからなるケースを取付けなくともよく、製造工程を簡易化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置の断面を示す図である。
【図２】  この発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置の平面図である。
【図３】  この発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置の平面図である。
【図４】  この発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置の断面図である。
【図５】  従来の電力用半導体装置の回路構成を示す図である。
【図６】  従来の電力用半導体装置の構成を示す図である。
【図７】  従来の電力用半導体装置の断面を示す図である。
【図８】  例えば実開昭５６−１６１３７１合公報に記載された、従来のプリント配線用基板の構成を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ  金属ベース板、  ２ａ，２ｂ  セラミック基板、  ３ａ，３ｂ  ガラスエポキシ基板、  ４ａ，４ｂ  開口部、  ５  セラミック基板２ａ上に形成した第１の電極、  ６  ガラスエポキシ基板３ａ上に形成した第２の電極、  ７  半田、  ８  接着剤、  ９  凹部、  １０  電力用半導体装置のケース、  １１  セラミック基板２ｂ上に形成した配線パターンの電極、  １２  ガラスエポキシ基板３ｂ上に形成した配線パターンの電極、  １３  ベアチップ、  １４ａ，１４ｂ  ベアチップ１３の上面電極、下面電極、  １５  ボンディングワイヤ、  １６  半田、  １７  接着剤、  １８  外部入出力用端子、  １９  絶縁物、  ２０は  フタ、  ３０  電力用半導体装置、  ３１  主回路、  ３２  制御回路、  ４０  金属ベース板、  ４１  セラミック基板、  ４２  ガラスエポキシ基板、  ４３ａ，４３ｂ  配線パターンの電極、  ４４  入出力用の端子、４５  電力用半導体素子のベアチップ、  ４６  制御回路素子、  ４７ａ，４７ｂ  コネクタ接続用配線、  ４８  コネクタ、  ４９  半田、  ５０  電力用半導体装置のケース、  ５１  フタ、  ５２  絶縁物、  ６１  プリント配線基板、  ６２  異種基板、  ６３  嵌着孔、  ６４  プリント配線基板６１の回路端子、  ６５  異種基板６２の回路端子、  Ｌ１  セラミック基板２ａの外形寸法、  Ｌ２  凹部の内形寸法、  Ｌ３  ガラスエポキシ基板３ａに設けた開口部４ａの内形寸法、  Ｈ１１  セラミック基板２ｂに対応する窪み状の段差、  Ｈ１２  ガラスエポキシ基板３ｂに対応する窪み状の段差、  Ｈ１３  フタ２０に対応する窪み状の段差。
【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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