[發明專利]功率半導體裝置、印刷布線板和它們的連接機構

有效

• 申請號: 201110296956.7
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN102686013A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 岡誠次;井高志織;吉田博
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02;H05K1/18;H01L23/48
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 毛立群;王忠忠

技術領域

本發明涉及功率半導體裝置和搭載其的印刷布線板的連接結構。

背景技術

功率模塊等的功率半導體裝置（Power?Semiconductor?Device）為了控制大電流和高電壓，在功率半導體裝置和外部的印刷布線板之間實現功率損失少的連接，以及高效率地使從功率半導體裝置內的功率半導體元件（Power?Semiconductor?Element）發出的熱向外部釋放是不可缺少的。因此功率半導體裝置內和印刷基板上的各布線圖案的低電阻化、各連接部中的連接電阻的減少以及連接可靠性的提高是重要的課題。

另一方面，從組裝作業的簡略化的觀點出發，也提出了各種能夠容易且高可靠性地實現功率半導體裝置和印刷布線板的連接的技術。例如在下述的專利文獻1中，提出了作為功率半導體裝置的外部端子，使用從該功率半導體裝置的表面突出的線材引腳的結構。在該結構中，功率半導體裝置內的基板（內部基板）和線材引腳的連接，是通過將線材引腳插入到在內部基板上設置的金屬制的筒狀構件（套管）而形成。此外，線材引腳和外部的印刷布線板的連接，通過將線材引腳插入到印刷布線板的通孔并進行焊接（通孔連接方式）而形成。

此外在專利文獻2中，示出了通過按壓接觸方式實現功率半導體裝置和印刷布線板的連接，謀求連接作業的簡易化的例子。在專利文獻2中，為了獲得可靠性高的連接，作為功率半導體裝置的外部端子，使用使金屬彎曲的彈簧狀構件（接觸彈簧）。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2001-298129號公報；

專利文獻2：日本特開2008-198597號公報。

發明要解決的問題

在專利文獻1中，作為功率半導體裝置的外部端子將線材引腳插入到內部基板上的套管，通過該線材引腳和套管的內表面的摩擦力而被保持。因此認為在功率半導體裝置的內部基板和外部端子之間不能獲得高的連接可靠性。進而，外部端子和印刷布線板的連接由于是通孔連接方式，所以在印刷布線板的制造過程中需要通孔的形成工序，此外在功率半導體裝置向印刷布線板的安裝過程中需要焊接工序。

特別是在控制大電流的功率半導體裝置中，由于需要增加線材引腳的根數，所以通孔的數量和焊接處的數量增大，成為成本上升的原因。此外由于在控制大電流的功率半導體裝置中其發熱也變大，所以通過起因于印刷布線板和線材引腳的熱膨脹系數的差異的應力，有在焊料中產生斷裂的可能。當產生斷裂時，線材引腳和印刷布線板的接觸電阻增大，并且接合強度降低，有可靠性降低的擔憂。

此外在專利文獻2中，作為功率半導體裝置的外部端子使用接觸彈簧，但接觸彈簧由于其構造，與內部基板的布線圖案的接觸面積、與印刷布線板的焊盤部的接觸面積小，因此外部端子的平均每一個的電流容量低。因此在控制大電流的功率半導體裝置中所需要的接觸彈簧的數量變多，妨礙裝置的小型化。此外接觸彈簧是使金屬彎曲了的結構，因此也有電流流過的路徑變長，功率損失變大的缺點。

發明內容

本發明正是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供一種在功率半導體裝置和外部的印刷布線板的連接中，能夠實現連接可靠性的提高、功率損失的降低、制造成本的削減、連接工序的簡略化和連接構造的小型化的連接構造。

用于解決課題的方案

本發明的功率半導體裝置和印刷布線板的連接機構，其特征在于，所述功率半導體裝置具備：作為在與所述印刷布線板的相向面突出的外部端子的導電性的嵌入構件，所述印刷布線板具備：導電性的嵌合構件，安裝在該印刷布線板的焊盤部上，在將所述功率半導體裝置連接于該印刷布線板時被所述嵌入構件插入，所述嵌入構件在側面具有凹部，所述嵌合構件在內側面具有凸部，該凸部具有彈性，在將所述嵌入構件插入所述嵌合構件時，所述嵌合構件的所述凸部通過所述彈性而壓接于所述嵌入構件的所述凹部。

發明的效果

根據本發明，嵌合構件的凸部通過其彈性力而被按壓到嵌入構件的凹部，由此獲得機械的強連接。此外對于振動強，長期可靠性也優越。此外通過凸部抵接于凹部，從而能夠增大嵌合構件和嵌入構件的接觸面積，在兩者之間獲得電的損失少的連接，并且獲得高的導熱性。

附圖說明

圖1是表示實施方式1的功率半導體裝置的結構的圖。

圖2是表示實施方式1的印刷布線板的結構的圖。

圖3是表示實施方式1的功率半導體裝置和印刷布線板被連接的狀態的圖。

圖4是表示實施方式1的功率半導體裝置的嵌入構件的放大截面圖。