半导体装置的制造方法_2

文档序号:8286020阅读:来源:国知局
换言之,屏蔽板30容纳在外装壳体10内。在该屏蔽板30的周边部设有供上述支柱11的凸部Ila穿过的贯通孔31 (在图中被隐藏)。支柱11的凸部Ila穿过该屏蔽板30的贯通孔31后向控制电路基板20侧(屏蔽板30的正表面侧)突出。在本实施方式中,贯通孔31是具有能够在其中插入支柱11的凸部Ila的直径的圆形。作为本发明的固定单元的环状紧固件12以卡止到该突出的凸部Ila的方式被安装于凸部11a,从而使屏蔽板30通过该环状紧固件12被固定到支柱11。
[0062]在图4中示出了沿图3的IV-1V线截取的剖视图。半导体装置I具有位于由树脂制成的外装壳体10内的多个半导体元件15、16。半导体元件15、16可分别为IGBT (绝缘栅型双极晶体管:insulated gate bipolar transistor)和 FWD (续流二极管:freewheelingd1de)。这些半导体元件15、16被搭载在绝缘基板17上。绝缘基板17由绝缘层17a、分别形成在绝缘层17a的两个表面的导体层17b、17c构成。半导体元件15、16与形成有电路图案的导体层17b连接的同时,与多条接合线18连接,从而形成例如逆变器电路的主电路。形成的主电路通过接合线18电连接到封装在外装壳体10中的部分端子13、14。另外,半导体元件15、16的辅助电路通过接合线18电连接到销端子23。绝缘基板17的导体层17c通过焊料接合到金属基板19。外装壳体10被安装在该金属基板19上。
[0063]如图5的立体图所示,设在外装壳体10中的支柱11具有用于贯通形成在屏蔽板30上的贯通孔31的凸部Ila和与凸部Ila连接并具有比凸部Ila大的直径的基部lib。在凸部Ila和基部Ilb之间形成有平坦部11c。凸部Ila穿过屏蔽板30后使屏蔽板30载置于该平坦部Ilc上,从而使屏蔽板30被支撑。
[0064]支柱11通过与外装壳体10 —体成形而设在外装壳体10中。然而,支柱11不限于与外装壳体10 —体成形。例如,可在与外装壳体10分开形成的板或框架中形成一个或更多个支柱11,并且该板或框架还可被容纳在外装壳体10内。在图3示出的本实施方式中,虽然外装壳体10中的支柱11所设的位置是在外装壳体10内并且与屏蔽板30的周边部对应的位置,但是支柱11所设的位置也可以在屏蔽板30的中心部,只要是不影响容纳在外装壳体10内的半导体元件15、16的布线的位置即可。另外,支柱11也可设在外装壳体10的外壁的上端。
[0065]由于支柱11与外装壳体10 —体成形,所以支柱11由与外装壳体10相同的树脂制成。支柱11也可以由金属制成。需要说明的是,在支柱11由金属制成的情况下,由于在本实施方式中凸部Ila的前端与控制电路基板20抵接,所以需要考虑该支柱11和控制电路基板20之间的绝缘。因此,支柱11优选为由树脂制成。支柱11也可以构成为凸部11的前端不与控制电路基板20抵接,在这种情况下,则不需要考虑支柱11由金属制成的情况下的绝缘。
[0066]支柱11的凸部Ila的高度h比屏蔽板30的厚度长,并且为穿过屏蔽板30的贯通孔31后突出的长度。具体地讲,凸部Ila的高度根据载置于支柱11的平坦部Ilc上的屏蔽板30和与支柱11的凸部Ila的前端抵接的控制电路基板20之间的距离需要满足的长度而确定。支柱11的凸部Ila为大体圆柱状,并且具有越朝前端其端部越细的锥形形状。支柱11的凸部Ila的直径可与在现有的半导体装置中通过螺丝固定屏蔽板时的螺丝的螺丝部分的直径大体相同。
[0067]在图5中示出的支柱11的基部Ilb具有和凸部Ila同一轴心的圆柱形状。支柱11的基部Iib不限于图示的形状,也可具有角柱形状或其它形状,只要该形状具有比凸部Ila大的横截面并且在与凸部Ila连接的部分形成有平坦部Ilc即可。基部Ilb的直径可以与例如在现有的半导体装置中螺丝固定屏蔽板时的与螺丝结合的螺母的直径大体相等。
[0068]被安装到支柱11的凸部Ila上以将屏蔽板30固定到支柱11的环状紧固件12的一个示例,如图6的平面图所示,在环部12a的内周侧形成有多个爪12b。与各个爪12b的前端接触的圆的直径可以是比支柱11的凸部Ila中从屏蔽板30突出的部分的根部的直径稍小的直径。该环状紧固件12可由金属制成。爪12b不仅可以是如在图6的平面图中看到的向中心突出的梯形形状,也可以是例如向中心突出的三角形状。另外,作为环状紧固件12,可使用具备多边形的孔部来代替所具备的爪12b,且孔部的内接圆的直径稍微小于凸部Ila的根部的直径,以使孔部的各个边与凸部Ila咬合的方式构成的环状紧固件。另外,对本发明的环状紧固件12而言,外周侧的形状(外形)不限于圆形,外周侧也可以是多边形状,只要是通过环部12a的内周侧的各个爪12b能够与支柱11咬合而使环状紧固件12固定的形状即可。
[0069]在图7的示意性立体图中示出环状紧固件12安装到支柱11的情况。支柱11的凸部Ila穿过屏蔽板30的贯通孔31后突出。使突出的凸部Ila穿过环状紧固件12的中空部,并使环状紧固件12向凸部Ila的根部移动直至与屏蔽板30接触。于是,环状紧固件12的爪12b与凸部Ila咬合。以这种方式,限制环状紧固件12沿凸部Ila的轴方向移动,随之限制屏蔽板30沿凸部Ila的轴方向移动,从而将屏蔽板30固定到支柱11。
[0070]在本实施方式的半导体装置I中,由于屏蔽板30通过环状紧固件12与支柱11的凸部Ila固定,所以不需要螺丝固定屏蔽板30。因此,能够使具有控制电路基板20的半导体装置I薄型化且小型化。具体地讲,与螺丝固定屏蔽板30的现有的半导体装置相比,本实施方式的半导体装置I的高度可以降低至少5mm左右。
[0071]另外,在实施方式的半导体装置I中,由于仅通过将环状紧固件12安装到支柱11的凸部Ila来固定屏蔽板30,所以与螺丝固定的情况相比能够提高组装的操作性,另外,由于环状紧固件12价格低廉,所以能够降低部件成本。进一步,由于外装壳体10的改良仅仅涉及设置支柱11的简单的构造,所以与螺丝固定的情况相比,能够减少部件数量并降低成本。另外,虽然螺丝固定时在外装壳体的螺纹座中形成有具有母螺纹的孔,但是当通过密封树脂材料来密封外装壳体内的半导体元件时,密封材料可能进入螺纹座的孔中。因此,需要将螺纹座设在外装壳体中的高处以防止密封材料进入到螺丝座中,在这点上,也难以降低屏蔽板的高度,从而难以降低外装壳体的高度。与此相反,在本实施方式的半导体装置I中,形成在外装壳体10中的支柱11没有孔,因此,不需要考虑密封材料会进入该孔中,所以屏蔽板30可设在外装壳体10内,从而降低了外装壳体的高度。
[0072]另外,在本实施方式的半导体装置I中,支柱11的凸部Ila的前端构成为与控制电路基板20抵接。因此,具有抑制控制电路基板20的振动的效果。尤其在控制电路基板20为大型基板的情况下,通过支柱11抑制振动的效果更显著。
[0073]环状紧固件不限于图6中示出的环形形状的紧固件。例如,如图8的示意性立体图所示,环状紧固件可以是与图6的环状紧固件相比具有大的厚度的环状紧固件12A。另外,如图9的示意性立体图所示,环状紧固件可以形成为与环状紧固件12A的外形形状类似,并且具有直的贯通孔且与凸部Ila过盈配合的圆筒形的环状紧固件12B。进一步,如图10的示意性立体图所示,环状紧固件也可以是覆盖支柱11的凸部Ila的盖状的环状紧固件12C。当环状紧固件为盖状的环状紧固件12C时,优选为具有如下尺寸,S卩,当将环状紧固件12C安装到支柱11的凸部Ila上时,该环状紧固件12C的上端与屏蔽板30抵接。
[0074]屏蔽板30由铝、铜、铁等材料形成的板制成。为了提供电绝缘性,屏蔽板30优选为通过绝缘性树脂嵌入成形。该树脂采用PPS(聚苯硫醚)或PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)。另外,可在屏蔽板30上贴附绝缘性的薄板来代替树脂。进一步,可以在屏蔽板30的至少一个表面上贴附电磁波吸收片来代替树脂。
[0075]为了防噪对策而优选将屏蔽板30电连接到控制电路基板20的接地线的情况下,通过使多个支柱11中的至少一个由金属制成,从而使屏蔽板30和控制电路基板20电连接。
[0076](实施方式2)
[0077]在图11中示出了本发明的其它实施方式的剖视图。需要说明的是,在图11中对与图4相同的构件用相同的符号表示,以下将省略其重复的描述。
[0078]在图11中示出的实施方式的半导体装置2是支柱11的凸部IlAa具有穿过形成在控制电路基板20中的贯通孔31而突出的部分IlAal的示例。该突出部IlAal具有比控制电路基板20的下侧的凸部的基部llAa2细的直径,控制电路基板20载置于形成在突出部IlAal与基部llAa2之间的连接部上的平坦部。该控制电路基板20通过环状紧固件12固定。另外,屏蔽板30通过环状紧
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