(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属放熱板（３）上に絶縁基板（４）を介して複数の半導体チップ（５）が搭載され、
金属放熱板（３）の外周部に、両端開口の絶縁樹脂ケース（２）の一方の開口端を嵌合させ、
絶縁樹脂ケース（２）の側壁（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ）内にインサートモールドされた導体端子（７，８，９，１０，１１，１２０，１３０）の下端（７Ａ，８Ａ，９Ａ，１０Ａ，１１Ａ，１２０Ａ，１３０Ａ）と半導体チップ（５）および絶縁基板（４）上の導体パターン（１５）とをボンディングワイヤ（１４）によって接続して成る複合半導体装置（１）において、
絶縁樹脂ケース（２）の第１側壁（６Ａ）内の直流側負極導体端子（１２０）上に、交流側導体端子（９，１０，１１）を一定の間隔をおいて直流側負極導体端子（１２０）に対して直角に交差させて配置することにより、直流側負極導体端子（１２０）と交流側導体端子（９，１０，１１）とを積層構造にし、
第１側壁（６Ａ）に対向する第２側壁（６Ｂ）内の直流側正極導体端子（１３０）上に、信号導体端子（７，８）を一定の間隔をおいて直流側正極導体端子（１３０）に対して直角に交差させて配置することにより、直流側正極導体端子（１３０）と信号導体端子（７，８）とを積層構造にしたことを特徴とする複合半導体装置（１）。
【請求項２】
絶縁樹脂ケース（２）の第２側壁（６Ｂ）には、平面視が略コ字型の直流側正極導体端子（１３０）の平板状の下端（１３０Ａ）が、第２側壁（６Ｂ）の内周を囲むように配置され、
第２側壁（６Ｂ）に対向する第１側壁（６Ａ）には、平面視が略コ字型の直流側負極導体端子（１２０）の平板状の下端（１２０Ａ）が、第１側壁（６Ａ）の内周を囲むように配置され、
直流側正極導体端子（１３０）の両端部の折り曲げられた上端（１３０Ｂ）及び直流側負極導体端子（１２０）の両端部の折り曲げられた上端（１２０Ｂ）がそれぞれ絶縁樹脂ケース（２）の上端部に露出し、他の外部導体と接続できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の複合半導体装置（１）。
【請求項３】
絶縁樹脂ケース（２）の第１側壁（６Ａ）には、三相交流側導体端子（９，１０，１１）が配置され、
第１側壁（６Ａ）に対向する第２側壁（６Ｂ）には、信号導体端子（７，８）が配置され、
三相交流側導体端子（９，１０，１１）の上端（９Ｂ，１０Ｂ，１１Ｂ）及び信号導体端子（７，８）の上端（７Ｂ，８Ｂ）がそれぞれ絶縁樹脂ケース（２）の上端部に露出し、他の外部導体と接続できるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合半導体装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、複合半導体装置に関し、特に絶縁樹脂ケースの側壁内にインサートモールドする導体端子を二層の積層構造とした複合半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種、複合半導体装置の従来例を図６及び図７を参照して説明する。
なお、図６は複合半導体装置の平面図、図７はその等価回路図である。
図６において、１は複合半導体装置全体を示し、両端開口の絶縁樹脂ケース２の一方の開口端には、該開口端を閉塞するように放熱板３が嵌合されている。この放熱板３の上面には絶縁基板４を介してＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ダイオード等の半導体チップ５が搭載されている。
【０００３】
絶縁樹脂ケース２の側壁６Ａ，６Ｂ，６Ｃ内には導体端子がインサートモールドされている。すなわち、側壁６Ａ内には半導体チップ５の表面電極に接続される、例えばエミッタ電極（Ｅ）、ゲート電極（Ｇ）に接続される信号導体端子７，８がインサートモールドされている。
【０００４】
信号導体端子７，８の上端は側壁６Ａの上面から外部に突出し、信号導体端子７，８の下端は側壁６Ａの下部から絶縁樹脂ケース２の内部に突出するようにインサートモールドされている。また、側壁６Ｂには三相交流側導体端子９（Ｕ），１０（Ｖ），１１（Ｗ）が、側壁６Ｃには直流側導体端子１２（Ｐ），１３（Ｎ）がそれぞれ信号導体端子７，８と同様にインサートモールドされている。
【０００５】
信号導体端子７，８の下端と半導体チップ５の表面電極とはボンディングワイヤ１４によって結線されている。同様に、三相交流側導体端子９，１０，１１の下端と導体パターン１５とがボンディングワイヤ１４によって結線され、また、直流側導体端子１２，１３の下端と、導体パターン１５及び半導体チップ５とが同じくボンディングワイヤ１４によって結線されている。
【０００６】
特に、直流側負極（Ｎ）導体端子１３の下端は、複数の中継導体パターン１５０を経由してボンディングワイヤ１４によって各半導体チップ５の表面電極と接続されている。上記のような組立体の各導体端子７〜１３の上端は、外部導体と接続されて使用される。
【０００７】
上記構造を有する複合半導体装置１の等価回路図が図７に示してあり、図において、Ｕ，Ｖ，Ｗが交流側導体端子、Ｐ，Ｎが直流側導体端子である。上記直流側導体端子Ｐ，Ｎ間にＩＧＢＴ１〜ＩＧＢＴ６が図示のように接続され、それぞれのＩＧＢＴ１〜ＩＧＢＴ６のコレクタ（Ｃ）−エミッタ（Ｅ）間にダイオードＤ１〜Ｄ６が並列接続されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の複合半導体装置１は、上記のような構造を有しているため、次のような解決すべき課題があった。
（１）直流側正極導体端子１２、直流側負極導体端子１３までの配線をボンディングワイヤ１４によって行なっており、発熱量が多く、このため、太い線径のボンディングワイヤ１４を多数本用いないと大電力に対応できなかった。
（２）ボンディングワイヤ１４の互いに交差する部分が発生し、そのため、ボンディングワイヤ１４同士が接触する事故が発生し易く信頼性に難があった。
（３）ボンディングワイヤ１４による配線長が長くなるため、中継導体パターン１５０を設ける必要があった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、ボンディングワイヤからの発熱量を小さくし、かつ、導体端子端部での電圧降下を小さくし、また、ボンディングワイヤ同士の交差部分をなくし、さらに中継導体パターンを設けることなく信頼性が高く大電力用に適した複合半導体装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、金属放熱板（３）上に絶縁基板（４）を介して複数の半導体チップ（５）が搭載され、
金属放熱板（３）の外周部に、両端開口の絶縁樹脂ケース（２）の一方の開口端を嵌合させ、
絶縁樹脂ケース（２）の側壁（６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ）内にインサートモールドされた導体端子（７，８，９，１０，１１，１２０，１３０）の下端（７Ａ，８Ａ，９Ａ，１０Ａ，１１Ａ，１２０Ａ，１３０Ａ）と半導体チップ（５）および絶縁基板（４）上の導体パターン（１５）とをボンディングワイヤ（１４）によって接続して成る複合半導体装置（１）において、
絶縁樹脂ケース（２）の第１側壁（６Ａ）内の直流側負極導体端子（１２０）上に、交流側導体端子（９，１０，１１）を一定の間隔をおいて直流側負極導体端子（１２０）に対して直角に交差させて配置することにより、直流側負極導体端子（１２０）と交流側導体端子（９，１０，１１）とを積層構造にし、
第１側壁（６Ａ）に対向する第２側壁（６Ｂ）内の直流側正極導体端子（１３０）上に、信号導体端子（７，８）を一定の間隔をおいて直流側正極導体端子（１３０）に対して直角に交差させて配置することにより、直流側正極導体端子（１３０）と信号導体端子（７，８）とを積層構造にしたことを特徴とする複合半導体装置（１）が提供される。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、絶縁樹脂ケース（２）の第２側壁（６Ｂ）には、平面視が略コ字型の直流側正極導体端子（１３０）の平板状の下端（１３０Ａ）が、第２側壁（６Ｂ）の内周を囲むように配置され、
第２側壁（６Ｂ）に対向する第１側壁（６Ａ）には、平面視が略コ字型の直流側負極導体端子（１２０）の平板状の下端（１２０Ａ）が、第１側壁（６Ａ）の内周を囲むように配置され、
直流側正極導体端子（１３０）の両端部の折り曲げられた上端（１３０Ｂ）及び直流側負極導体端子（１２０）の両端部の折り曲げられた上端（１２０Ｂ）がそれぞれ絶縁樹脂ケース（２）の上端部に露出し、他の外部導体と接続できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の複合半導体装置（１）が提供される。
請求項３に記載の発明によれば、絶縁樹脂ケース（２）の第１側壁（６Ａ）には、三相交流側導体端子（９，１０，１１）が配置され、
第１側壁（６Ａ）に対向する第２側壁（６Ｂ）には、信号導体端子（７，８）が配置され、
三相交流側導体端子（９，１０，１１）の上端（９Ｂ，１０Ｂ，１１Ｂ）及び信号導体端子（７，８）の上端（７Ｂ，８Ｂ）がそれぞれ絶縁樹脂ケース（２）の上端部に露出し、他の外部導体と接続できるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の複合半導体装置（１）が提供される。
【００１１】
【実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を、図１乃至図５を参照して説明する。
なお、これらの図で従来と同様の複合半導体装置１の構成部分には同一符号が付してある。
【００１２】
これらの図において、絶縁樹脂ケース２の側壁６Ａ、６Ｂ、６Ｃ及び６Ｄ内に二層の積層構造となるように直流側負極導体端子１２０、直流側正極導体端子１３０、三相交流側導体端子９，１０，１１、及び信号導体端子７，８を配置する。すなわち、直流側正極導体端子１３０の下端１３０Ａ及び直流側負極導体端子１２０の下端１２０Ａは、平面視が略コ字型の平板状に形成され、絶縁樹脂ケース２の内周を囲むように、また、絶縁樹脂ケース２の内部に水平方向に露出するようにインサートモールドされている。
【００１３】
上記の直流側正極導体端子１３０及び直流側負極導体端子１２０から所定の間隔を置き上層として、互いに対向する絶縁樹脂ケース２の側壁６Ａ，６Ｂ内にＵ，Ｖ，Ｗの三相交流側導体端子９，１０，１１と信号導体端子７，８とを対向して配置し、かつ、それらの下端が絶縁樹脂ケース２の内部に水平方向に露出するようにインサートモールドされている。
【００１４】
上記直流側正極導体端子１３０及び直流側負極導体端子１２０の両端部から立ち上った上端１３０Ｂ，１２０Ｂは、絶縁樹脂ケース２の短辺となる側壁６Ｃ、６Ｄの肉厚内にインサートモールドされ、該側壁６Ｃ、６Ｄの端面から外部に露出させてある。また、三相交流側導体端子９，１０，１１及び信号導体端子７，８についてもその下端９Ａ，１０Ａ，１１Ａ及び７Ａ，８Ａがそれぞれ絶縁樹脂ケース２の内部に水平方向に突出するように、かつ、それらの上端９Ｂ，１０Ｂ，１１Ｂ及び７Ｂ，８Ｂが絶縁樹脂ケース２上面から外部に露出するようにインサートモールドされている。
【００１５】
なお、上記直流側正極導体端子１３０及び直流側負極導体端子１２０の位置は、互いの位置を逆にしても良い。また、三相交流側導体端子９，１０，１１と信号導体端子７，８の位置についても同様である。さらに、上記直流側負極導体端子１２０、直流側正極導体端子１３０と三相交流側導体端子９，１０，１１と信号導体端子７，８の上層、下層の位置を変換させても良い。
【００１６】
後は従来と同様に、絶縁樹脂ケース２の下面側に放熱板３が嵌合・固着され、この放熱板３上には所定の導体パターン１５を形成した絶縁基板４が固定される。また、この導体パターン１５の所定の位置には半導体チップ５、例えば、図７に示した電気回路と同様の回路形成をするために６個のＩＧＢＴチップと６個のダイオードチップが搭載される。
【００１７】
上記の半導体チップ５及び導体パターン１５と、直流側正極導体端子１３０及び直流側負極導体端子１２０の下端１３０Ａ，１２０Ａとが多数のボンディングワイヤ１４により全体的に平均して結線される。上記と同様に三相交流側導体端子９，１０，１１の下端９Ａ，１０Ａ，１１Ａ及び信号導体端子７，８の下端７Ａ，８Ａと、半導体チップ５及び導体パターン１５とがボンディングワイヤ１４によって結線され、図７に示したような電気回路が形成される。
【００１８】
なお、直流側正極導体端子１３０及び直流側負極導体端子１２０の上端１３０Ｂ，１２０Ｂ、三相交流側導体端子９，１０，１１の上端９Ｂ，１０Ｂ，１１Ｂ及び信号端子７，８の上端７Ｂ，８Ｂは従来と同様にそれぞれ外部導体に接続されて使用される。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、上記のように平板状の直流側導体端子の下端と、三相交流側導体端子及び信号導体端子とを絶縁樹脂ケースの側壁内で二層の積層構造とし、平板状の直流側導体端子の下端と、半導体チップ及び導体パターンとをボンディングワイヤによって全体的に、平均して結線できるようにしたので、特に太いワイヤを使用する必要がなく、また、中継導体パターンも不要であり、端子端部での電圧降下を考慮する必要がなく、さらにボンディングワイヤの交差する箇所もなくなり、信頼性が高く、しかも構造が簡素化した複合半導体装置が安価に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合半導体装置の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の複合半導体装置の一部を示す斜視図である。
【図５】上記複合半導体装置に使用する一対の直流側導体端子の斜視図である。
【図６】従来の複合半導体装置の平面図である。
【図７】本発明及び従来の複合半導体装置の等価回路図である。
【符号の説明】
１ 複合半導体装置
２ 絶縁樹脂ケース
３ 放熱板
４ 絶縁基板
５ 半導体チップ
６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ 側壁
７，８ 信号導体端子
９，１０，１１ 三相交流側導体端子
１４ ボンディングワイヤ
１５ 導体パターン
１２０ 直流側負極導体端子
１３０ 直流側正極導体端子
【図１】
0004329960.tif 000002
【図２】
0004329960.tif 000003
【図３】
0004329960.tif 000004
【図４】
0004329960.tif 000005
【図５】
0004329960.tif 000006
【図６】
0004329960.tif 000007
【図７】
0004329960.tif 000008