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JP2010267873A - Semiconductor device - Google Patents

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JP2010267873A
JP2010267873A JP2009118921A JP2009118921A JP2010267873A JP 2010267873 A JP2010267873 A JP 2010267873A JP 2009118921 A JP2009118921 A JP 2009118921A JP 2009118921 A JP2009118921 A JP 2009118921A JP 2010267873 A JP2010267873 A JP 2010267873A
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Abstract

【課題】電気的かつ機械的な結合が必要とされる半導体装置としての組み立てを容易としてその生産性を向上することのできる半導体装置を提供する。
【解決手段】モジュール１００には、半導体素子１０１の端子１０２と電気的に接続されて内周面が導通面となる端子穴１１０、およびロック溝１２０が穿設される。制御回路基板２００には、端子穴１１０とロック溝１２０とに対応する位置に、制御回路の端子として内周面に導通面となる端子孔２１０、および貫通孔２２０が設けられる。端子穴１１０と端子孔２１０とに対応する部分が密着可能に拡幅された導通ピン３１０および貫通孔２２０から挿入されてロック溝１２０に掛合されるロックピン３２０が、絶縁性を有する固定ブロック３００に設けられている。そして、固定ブロック３００の導通ピン３１０およびロックピン３２０の嵌入により、モジュール１００と制御回路基板２００とが電気的かつ機械的に結合される。
【選択図】図１A semiconductor device capable of facilitating assembly as a semiconductor device requiring electrical and mechanical coupling and improving productivity.
A module is provided with a terminal hole that is electrically connected to a terminal of a semiconductor element and has an inner peripheral surface serving as a conductive surface, and a lock groove. The control circuit board 200 is provided with a terminal hole 210 serving as a conductive surface on the inner peripheral surface as a terminal of the control circuit and a through hole 220 at positions corresponding to the terminal hole 110 and the lock groove 120. The conductive pin 310 widened so that the portions corresponding to the terminal hole 110 and the terminal hole 210 can be brought into close contact with each other, and the lock pin 320 inserted into the through hole 220 and engaged with the lock groove 120 are formed in the fixing block 300 having insulation. Is provided. The module 100 and the control circuit board 200 are electrically and mechanically coupled to each other by fitting the conduction pins 310 and the lock pins 320 of the fixed block 300.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、例えば半導体素子が実装されているモジュールと、その半導体素子を制御する基板とを備える半導体装置（ＩＰＭ：インテリジェント・パワー・モジュール）に関する。   The present invention relates to a semiconductor device (IPM: intelligent power module) including, for example, a module on which a semiconductor element is mounted and a substrate that controls the semiconductor element.

従来、この種の半導体装置としては、例えば特許文献１に記載された半導体装置がある。図３に、この特許文献１に記載の装置も含めて従来一般に知られている半導体装置について、その組み立て前の分解斜視構造を、また図４に、その組み立て後の斜視構造を示す。   Conventionally, as this type of semiconductor device, for example, there is a semiconductor device described in Patent Document 1. FIG. 3 shows an exploded perspective structure before assembling a semiconductor device generally known in the art including the device described in Patent Document 1, and FIG. 4 shows a perspective structure after assembling.

まず図３に示すように、この半導体装置（ＩＰＭ：インテリジェント・パワー・モジュール）は、半導体素子（例えばパワー半導体素子）が実装されているモジュール１０と、例えばその半導体素子を制御する制御回路が設けられているＩＰＭ制御基板２０とから構成されている。具体的には、モジュール１０は、パワー半導体素子たるＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ）チップＴｒおよび複数の端子ＴＭを有し、これらはワイヤーボンディングによって電気的に接続されている。そして、モジュール１０には、これらの端子ＴＭと内部で電気的に導通されつつ、その上面から突き出た複数の導通ピン１１が、ＩＧＢＴチップＴｒと基板２０上の制御回路とを電気的に接続すべく一列に設けられている。なお、モジュール１０には、これらモジュール１０と基板２０とを位置決めし、かつ固定するための位置決めピン１２と、２つのねじ穴１３とがこれらの導通ピン１１を挟むように並設されている。また、基板２０には、導通ピン１１および位置決めピン１２が下面から上面に向けて貫入されるピン孔２１および位置決め孔２２と、ねじ穴１３の位置に対応するねじ貫通孔２３とが一列に設けられている。そして、位置決めピン１２を位置決め孔２２に嵌挿して導通ピン１１とピン孔２１との位置合わせをしつつ、導通ピン１１をピン孔２１に遊嵌して、モジュール１０上に基板２０を載置し、この状態でねじ３０を基板２０の上面からねじ貫通孔２３を介してねじ穴１３に螺入することによって、モジュール１０に基板２０を締結する。このようにして、モジュール１０に基板２０を組み付けた後は、図４に示すように、基板２０の上面のピン孔２１の周囲に設けられた制御回路の各端子と導通ピン１１とを半田付けによって電気的に接続して、当該半導体装置としての組み立てを終了する。   First, as shown in FIG. 3, this semiconductor device (IPM: intelligent power module) is provided with a module 10 on which a semiconductor element (for example, a power semiconductor element) is mounted and a control circuit for controlling the semiconductor element, for example. The IPM control board 20 is configured. Specifically, the module 10 has an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) chip Tr as a power semiconductor element and a plurality of terminals TM, which are electrically connected by wire bonding. The module 10 is electrically connected to these terminals TM internally, and a plurality of conductive pins 11 protruding from the upper surface thereof electrically connect the IGBT chip Tr and the control circuit on the substrate 20. It is provided in a row as much as possible. In the module 10, positioning pins 12 for positioning and fixing the module 10 and the substrate 20 and two screw holes 13 are juxtaposed so as to sandwich the conductive pins 11. Further, the substrate 20 is provided with a pin hole 21 and a positioning hole 22 into which the conduction pin 11 and the positioning pin 12 penetrate from the lower surface toward the upper surface, and a screw through hole 23 corresponding to the position of the screw hole 13 in a row. It has been. The positioning pin 12 is inserted into the positioning hole 22 to align the conductive pin 11 and the pin hole 21, and the conductive pin 11 is loosely fitted into the pin hole 21 to place the substrate 20 on the module 10. In this state, the board 30 is fastened to the module 10 by screwing the screw 30 into the screw hole 13 from the upper surface of the board 20 through the screw through hole 23. After the board 20 is assembled to the module 10 in this way, as shown in FIG. 4, each terminal of the control circuit provided around the pin hole 21 on the upper surface of the board 20 and the conductive pin 11 are soldered. To complete the assembly as the semiconductor device.

特開平６−２６０５６９号公報JP-A-6-260569

このように、上記従来の半導体装置（ＩＰＭ：インテリジェント・パワー・モジュール）にあっては、ＩＰＭ制御基板２０をねじ３０でモジュール１０に固定することにより、振動等による分解を防止するとともに、導通ピン１１と基板２０上の端子とを半田４０を用いて結合、すなわち半田付けすることにより、これらを電気的に接続するようにしている。しかし、こうした半導体装置にあっては上述のように、ねじ止めした後でさらに半田付けせざるを得ないなど、その作業の煩雑さから作業時間の短縮を図ることが困難となっている。すなわち、生産コストの増大が無視できないものとなっている。   As described above, in the conventional semiconductor device (IPM: intelligent power module), the IPM control board 20 is fixed to the module 10 with the screw 30 to prevent disassembly due to vibration or the like, and the conduction pin. 11 and the terminals on the substrate 20 are joined, that is, soldered by using a solder 40, so that they are electrically connected. However, in such a semiconductor device, as described above, it is difficult to shorten the work time due to the complexity of the work, such as being forced to solder after screwing. That is, an increase in production cost cannot be ignored.

この発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、電気的かつ機械的な結合が必要
とされる半導体装置としての組み立てを容易としてその生産性を向上することのできる半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of facilitating assembly as a semiconductor device that requires electrical and mechanical coupling and improving productivity. Objective.

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、半導体素子が実装されたモジュールと半導体素子を制御する制御回路基板とが電気的かつ機械的に結合される半導体装置であって、前記モジュールの前記制御回路基板との当接面には、前記半導体素子の１以上の端子と電気的に接続されて内周面が電気的な導通面となる端子穴および該端子穴を挟む位置にあって底部が段状に拡幅されたロック溝が穿設されてなるとともに、前記制御回路基板には、前記モジュールのこれら端子穴およびロック溝とそれぞれ対応する位置に、制御回路の端子として内周面に電気的な導通面を有して貫通された端子孔および前記ロック溝の延長線上に貫通された貫通孔が設けられてなり、これらモジュールおよび制御回路基板は、前記端子穴と前記端子孔とにそれぞれ対応する部分が密着可能に拡幅された導通ピンおよび前記貫通孔から挿入されて前記ロック溝に掛合される先端形状を有するロックピンが絶縁性のブロックから突出されてなる固定ブロックのそれら導通ピンおよびロックピンの嵌入によって電気的かつ機械的に結合されてなることを要旨とする。 Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
The invention according to claim 1 is a semiconductor device in which a module on which a semiconductor element is mounted and a control circuit board for controlling the semiconductor element are electrically and mechanically coupled, and the control circuit board of the module Are contacted with one or more terminals of the semiconductor element, the inner peripheral surface is an electrically conductive surface, and the bottom portion is stepped in a position sandwiching the terminal hole. A widened lock groove is formed, and the control circuit board is electrically connected to the inner peripheral surface as a terminal of the control circuit at a position corresponding to each of the terminal hole and the lock groove of the module. And the module hole and the control circuit board have portions corresponding to the terminal hole and the terminal hole, respectively. Insertion of the conductive pin and the lock pin of the fixed block in which the conductive pin widened so as to be in close contact and the lock pin having a tip shape inserted from the through hole and hooked into the lock groove protrude from the insulating block The gist is that they are electrically and mechanically coupled to each other.

このような半導体装置によれば、振動等による分解を防止するために、従来の半導体装置の組み立てで行われていたねじ止め作業と、そのねじ止め作業後に行われていた半田付け作業とを省くことができる。すなわち、ねじ止め作業および半田付け作業に要していた作業時間を削減することができるようになる。これにより、作業時間が短縮されて作業効率を向上させることができるようになるとともに、不必要となったねじおよび半田を組立部品から削除することができるようにもなる。   According to such a semiconductor device, in order to prevent disassembly due to vibration or the like, the screwing operation performed in the assembly of the conventional semiconductor device and the soldering operation performed after the screwing operation are omitted. be able to. That is, the work time required for the screwing work and the soldering work can be reduced. As a result, the working time can be shortened to improve working efficiency, and unnecessary screws and solder can be deleted from the assembly parts.

この発明に係る半導体装置の一実施の形態について、その組み立て前の各構成部品の配置を示す組立分解斜視図。The assembly exploded perspective view which shows arrangement | positioning of each component before the assembly about one Embodiment of the semiconductor device which concerns on this invention. 同実施の形態の半導体装置について、その組み立て後の状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state after the assembly about the semiconductor device of the embodiment. 従来の半導体装置について、その組み立て前の各構成部品の配置を示す組立分解斜視図。FIG. 5 is an exploded perspective view showing the arrangement of components before assembly of a conventional semiconductor device. 従来の半導体装置について、その組み立て後の状態を示す斜視図。The perspective view which shows the state after the assembly about the conventional semiconductor device.

図１および図２に、この発明に係る半導体装置の一実施の形態を示す。
まず図１に示すように、本実施の形態の半導体装置（ＩＰＭ：インテリジェント・パワー・モジュール）は、半導体素子（例えばパワー半導体素子）１０１が実装されているモジュール１００と、例えばその半導体素子１０１を制御する制御回路が設けられている制御回路基板２００と、これらモジュール１００と制御回路基板２００とを電気的かつ機械的に結合する固定ブロック３００とから構成されている。 1 and 2 show an embodiment of a semiconductor device according to the present invention.
First, as shown in FIG. 1, a semiconductor device (IPM: intelligent power module) of the present embodiment includes a module 100 on which a semiconductor element (for example, a power semiconductor element) 101 is mounted, and the semiconductor element 101, for example. The control circuit board 200 is provided with a control circuit to be controlled, and a fixed block 300 that electrically and mechanically couples the module 100 and the control circuit board 200.

具体的には、モジュール１００には、パワー半導体素子としてＩＧＢＴ（絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ）チップたる半導体素子１０１および複数の端子１０２が設けられており、これらはワイヤーボンディングによって電気的に接続されている。そして、モジュール１００には、これらの端子１０２と内部で電気的に導通されつつ、内周面が電気的な導通面となっている複数の端子穴１１０と、これらの端子穴１１０を挟む位置にあって、底部が段状に拡幅されている２つのロック溝１２０とが、一列に穿設されている。   Specifically, the module 100 is provided with a semiconductor element 101 which is an IGBT (insulated gate bipolar transistor) chip and a plurality of terminals 102 as power semiconductor elements, and these are electrically connected by wire bonding. Yes. The module 100 has a plurality of terminal holes 110 that are electrically connected to these terminals 102 and whose inner peripheral surface is an electrically conductive surface, and a position that sandwiches these terminal holes 110. Thus, two lock grooves 120 whose bottom portions are widened stepwise are formed in a row.

また、制御回路基板２００には、モジュール１００に実装された半導体素子１０１を制御する制御回路の端子として、貫通されつつ内周面が電気的な導通面となっている複数の
端子孔２１０と、これらの端子孔２１０を挟む位置にある２つの貫通孔２２０とが、一列に貫設されている。ここで、これらの端子孔２１０は、モジュール１００と制御回路基板２００とを組み立てる際に、同モジュール１００の各端子穴１１０とそれぞれ対応する位置に配されるように設けられている。一方、２つの貫通孔２２０も、モジュール１００と制御回路基板２００とを組み立てる際に、同モジュール１００の各ロック溝１２０とそれぞれ対応する位置に配されるように設けられている。 Further, the control circuit board 200 has a plurality of terminal holes 210 that are penetrated and whose inner peripheral surface is an electrically conductive surface as terminals of a control circuit that controls the semiconductor element 101 mounted on the module 100, and Two through-holes 220 located between these terminal holes 210 are provided in a row. Here, when the module 100 and the control circuit board 200 are assembled, the terminal holes 210 are provided so as to be arranged at positions corresponding to the terminal holes 110 of the module 100. On the other hand, the two through holes 220 are also provided so as to be arranged at positions corresponding to the respective lock grooves 120 of the module 100 when the module 100 and the control circuit board 200 are assembled.

そして、樹脂等の絶縁体たる固定ブロック３００には、上記モジュール１００に穿設された端子穴１１０と、上記制御回路基板２００に貫設された端子孔２１０との各内周面と、密着可能なように拡幅された複数の導通ピン３１０が、突出して設けられている。さらに、固定ブロック３００には、上記制御回路基板２００に貫設された貫通孔２２０から挿入され、上記モジュール１００に穿設されたロック溝１２０の段状に拡幅されている底部と掛合する先端形状を有するロックピン３２０が、上記導通ピン３１０と同じ方向に突出して設けられている。すなわち、固定ブロック３００には、上記複数の導通ピン３１０と、これらの導通ピン３１０を挟む位置にある２本のロックピン３２０とが、同じ方向に向け、突出して一列に設けられている。なお、ロックピン３２０の先端形状は、上述のように掛合すべく、他の部分よりも拡幅された部分を有し、上記制御回路基板２００に貫設された貫通孔２２０および上記モジュール１００に穿設されたロック溝１２０に挿入し易くすべく、その拡幅された部分から先端に向けて徐々に狭幅された、略矢印形状をしている。さらにロックピン３２０の先端形状は、その中心に切れ込みを備えており、上記制御回路基板２００に貫設された貫通孔２２０等に挿入する際にはこの切れ込みの間隔が狭まる。そして、上記モジュール１００に穿設されたロック溝１２０の段状に拡幅されている底部と掛合する際には、再びその間隔が広がることで、一種の板ばねとしての機能を発揮するようになっている。また、ロックピン３２０の長さは、導通ピン３１０の長さよりも長くなっている。   The fixing block 300, which is an insulator such as resin, can be in close contact with the inner peripheral surfaces of the terminal holes 110 drilled in the module 100 and the terminal holes 210 penetrating the control circuit board 200. A plurality of conductive pins 310 widened as described above are provided so as to protrude. Further, the fixed block 300 is inserted through a through hole 220 penetrating the control circuit board 200, and has a tip shape that engages with a bottom portion widened in a step shape of the lock groove 120 formed in the module 100. A lock pin 320 having a protrusion is provided so as to protrude in the same direction as the conductive pin 310. That is, the fixed block 300 is provided with the plurality of conducting pins 310 and the two lock pins 320 located between the conducting pins 310 so as to protrude in the same direction in a row. Note that the distal end shape of the lock pin 320 has a portion wider than the other portion so as to be engaged as described above, and is drilled in the through hole 220 and the module 100 that penetrate the control circuit board 200. In order to facilitate insertion into the provided locking groove 120, it has a substantially arrow shape that is gradually narrowed from the widened portion toward the tip. Further, the distal end shape of the lock pin 320 has a notch at the center thereof, and the interval between the notches is narrowed when the lock pin 320 is inserted into the through hole 220 or the like penetrating the control circuit board 200. And when it engages with the bottom part widened in the step shape of the lock groove 120 drilled in the module 100, the gap is widened again, so that it functions as a kind of leaf spring. ing. Further, the length of the lock pin 320 is longer than the length of the conduction pin 310.

ここで、上記モジュール１００および制御回路基板２００を、上記固定ブロック３００を用いて、電気的かつ機械的に結合する手順の一例を説明する。
まず、固定ブロック３００に設けられているロックピン３２０を、制御回路基板２００に貫設されている貫通孔２２０に挿入して、同じく貫設されている端子孔２１０と固定ブロック３００に設けられている導通ピン３１０との位置合わせを行う。そして、ロックピン３２０を貫通孔２２０に嵌挿して制御回路基板２００上に固定ブロック３００を載置しつつ、導通ピン３１０の拡幅された部分を端子孔２１０の各内周面と密着させ、これらの導通ピン３１０が、上記モジュール１００に実装された半導体素子１０１を制御する制御回路と電気的に接続するようにする。これにより、導通ピン３１０およびロックピン３２０が、制御回路基板２００が固定ブロック３００を載置する面の反対側の面から突出している状態となる。次に、その状態のまま、ロックピン３２０を、モジュール１００に穿設されているロック溝１２０に挿入して、同じく穿設されている端子穴１１０と導通ピン３１０との位置合わせを行う。そして、ロックピン３２０をロック溝１２０に挿入かつ掛合させてモジュール１００と制御回路基板２００とを機械的に結合させつつ、導通ピン３１０の拡幅された部分を端子穴１１０の各内周面と密着させ、これらの導通ピン３１０が、半導体素子１０１とワイヤーボンディングにより接続された端子１０２と電気的に接続されるようにする。この機械的な結合は、上述のように、モジュール１００に穿設されたロック溝１２０の段状に拡幅されている底部と、固定ブロックに設けられたロックピン３２０の先端形状とが掛合することで達成され、この掛合した状態は、ロックピン３２０の先端形状が備える板ばねとしての機能により、解除されることはない。このようにして、モジュール１００に制御回路基板２００を固定ブロック３００によって組み付けると同時に、図２に示すように、その固定ブロック３００に設けられた導通ピン３１０を介し、制御回路基板２００に設けられた制御回路と、モジュール１００に実装された半導体素子１０１とを電気的に接続して、本実施の形態の半導体装置としての組み立てを終了する。 Here, an example of a procedure for electrically and mechanically coupling the module 100 and the control circuit board 200 using the fixed block 300 will be described.
First, the lock pin 320 provided in the fixed block 300 is inserted into the through hole 220 penetrating the control circuit board 200, and the terminal hole 210 and the fixed block 300 are also provided. Alignment with the current conducting pin 310 is performed. Then, the lock pin 320 is inserted into the through hole 220 and the fixed block 300 is placed on the control circuit board 200, and the widened portion of the conduction pin 310 is brought into close contact with each inner peripheral surface of the terminal hole 210. The conductive pin 310 is electrically connected to a control circuit that controls the semiconductor element 101 mounted on the module 100. As a result, the conduction pin 310 and the lock pin 320 are in a state in which the control circuit board 200 protrudes from the surface opposite to the surface on which the fixed block 300 is placed. Next, in this state, the lock pin 320 is inserted into the lock groove 120 formed in the module 100, and the terminal hole 110 and the conduction pin 310 that are similarly formed are aligned. Then, the lock pin 320 is inserted into and engaged with the lock groove 120 to mechanically couple the module 100 and the control circuit board 200, and the widened portion of the conduction pin 310 is in close contact with each inner peripheral surface of the terminal hole 110. The conductive pins 310 are electrically connected to the terminals 102 connected to the semiconductor element 101 by wire bonding. As described above, the mechanical coupling is such that the bottom portion of the lock groove 120 formed in the module 100 is widened in a step shape and the tip shape of the lock pin 320 provided in the fixed block. This engaged state is not released by the function as a leaf spring provided in the tip shape of the lock pin 320. In this way, the control circuit board 200 is assembled to the module 100 by the fixed block 300, and at the same time, as shown in FIG. 2, the control circuit board 200 is provided on the control circuit board 200 via the conduction pins 310 provided on the fixed block 300. The control circuit and the semiconductor element 101 mounted on the module 100 are electrically connected to complete the assembly as the semiconductor device of this embodiment.

以上説明したように、この実施の形態に係る半導体装置によれば、以下列記するような効果が得られるようになる。
（１）固定ブロック３００が備えるロックピン３２０を、制御回路基板２００に貫設された貫通孔２２０に嵌挿しつつ、そのロックピン３２０の先端形状と、モジュール１００に穿設されたロック溝１２０の段状に拡幅されている底部とを掛合させて、モジュール１００に制御回路基板２００を組み付けるようにした。すなわち、モジュール１００に制御回路基板２００を組み付けた後で、ロックピン３２０の先端形状が有する板ばねの機能によって、上述のような掛合した状態が解除されないようにした。これにより、振動等による分解を防止すべく、従来の半導体装置の組み立てで行われていたねじ止め作業を省くことができるようになる。すなわち、ねじ止め作業に要していた作業時間を削除して、電気的かつ機械的な結合が必要とされる半導体装置としての組み立てを容易としてその生産性を向上させることができるようになるとともに、不要となったねじを組立部品から削除することもできるようになる。 As described above, according to the semiconductor device of this embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) While inserting the lock pin 320 included in the fixing block 300 into the through hole 220 penetrating the control circuit board 200, the tip shape of the lock pin 320 and the lock groove 120 formed in the module 100. The control circuit board 200 is assembled to the module 100 by engaging the bottom portion widened in steps. That is, after the control circuit board 200 is assembled to the module 100, the engaged state as described above is prevented from being released by the function of the leaf spring of the tip shape of the lock pin 320. Thereby, in order to prevent disassembly due to vibration or the like, it is possible to omit the screwing operation that has been performed in the assembly of the conventional semiconductor device. In other words, the work time required for the screwing operation can be eliminated, the assembly as a semiconductor device requiring electrical and mechanical coupling can be facilitated, and the productivity can be improved. Then, it becomes possible to delete screws that are no longer needed from the assembly parts.

（２）モジュール１００に制御回路基板２００を組み付けると同時に、固定ブロック３００に設けられた導通ピン３１０を介し、モジュール１００に実装された半導体素子１０１と、制御回路基板２００に設けられた制御回路とを電気的に接続するようにした。すなわち、導通ピン３１０の拡幅された部分が、半導体素子１０１と電気的に接続している端子穴１１０の電気的な導通面となっている内周面と、その半導体素子１０１を制御する制御回路の端子たる端子孔２１０の電気的な導通面となっている内周面とに密着するようにした。これにより、従来、ねじ止め作業後に行われていた半田付け作業を省くことができるようになる。すなわち、半田付け作業に要していた時間を削減して電気的かつ機械的な結合が必要とされる半導体装置としての組み立てを容易としてその生産性を向上させることができるようになるとともに、不要となった半田を組立部品から削除することもできるようになる。   (2) At the same time as assembling the control circuit board 200 to the module 100, the semiconductor element 101 mounted on the module 100 and the control circuit provided on the control circuit board 200 via the conduction pins 310 provided on the fixed block 300 Were connected electrically. That is, the widened portion of the conductive pin 310 is an inner peripheral surface that is an electrically conductive surface of the terminal hole 110 that is electrically connected to the semiconductor element 101, and a control circuit that controls the semiconductor element 101. It was made to adhere to the inner peripheral surface which is an electrically conductive surface of the terminal hole 210 which is the terminal of the terminal. Thereby, it becomes possible to omit the soldering work conventionally performed after the screwing work. In other words, it is possible to reduce the time required for the soldering work and to facilitate the assembly as a semiconductor device that requires electrical and mechanical coupling, thereby improving the productivity and unnecessary. The solder thus obtained can be deleted from the assembly part.

（３）導通ピン３１０の長さをロックピン３２０の長さよりも短くした。したがって、ロックピン３２０の先端がいち早く制御回路基板２００に貫設された貫通孔２２０と接触するため、ロックピン３２０を、導通ピン３１０を制御回路基板２００に貫設された端子孔２１０に挿入する際の位置決めガイドとして使用することができる。これと同様に、ロックピン３２０を、導通ピン３１０をモジュール１００に穿設された端子穴１１０に挿入する際の位置決めガイドとして使用することもできる。これにより、従来、モジュール１００に設けられていた位置決めピンと、制御回路基板２００に設けられていた位置決め孔とを削除することができるようになる。すなわち、モジュール１００を製造するための、例えばインジェクションモールド用の鋳型や、制御回路基板２００を製造するための抜き型等の構造を簡略化して、これら鋳型等の設計や保守を容易にすることができるようになるとともに、各部品形状の寸法管理項目を減らすことができるようにもなる。   (3) The length of the conduction pin 310 is shorter than the length of the lock pin 320. Therefore, since the tip of the lock pin 320 quickly contacts the through hole 220 formed in the control circuit board 200, the lock pin 320 is inserted into the terminal hole 210 formed in the control circuit board 200. It can be used as a positioning guide. Similarly, the lock pin 320 can also be used as a positioning guide when the conduction pin 310 is inserted into the terminal hole 110 formed in the module 100. Thereby, the positioning pins conventionally provided in the module 100 and the positioning holes provided in the control circuit board 200 can be deleted. That is, it is possible to simplify the design and maintenance of the mold and the like by simplifying the structure of the mold for manufacturing the module 100, for example, the mold for injection molding and the die for manufacturing the control circuit board 200. As well as being able to do so, it becomes possible to reduce the size management items of each part shape.

なお、上記実施の形態は、以下のような態様をもって実施することもできる。
・上記実施の形態では、導通ピン３１０の拡幅された部分における、拡幅程度について何も言及していないが、端子穴１１０の内周面と密着する部分の幅が端子孔２１０の内周面と密着する部分の幅よりも狭くなるようにすることが望ましい。これに応じて、端子穴１１０の穴径が、端子孔２１０の穴径よりも小さくなるようにすることが望ましい。これにより、導通ピン３１０の形状を先細りの形状とすることができるため、半導体装置を組み立てる際に、導通ピン３１０の端子穴１１０および端子孔２１０への挿入作業が容易となり、組み立てを容易としてその生産性を向上させることができるようになる。また、組み立ての際に、導通ピン３１０の側面が、端子孔２１０の内周面と必要以上に接触することを回避し、その内周面を導電面とすべく設けられた金メッキ等の研削による剥離を防ぐこともできるようになる。 In addition, the said embodiment can also be implemented with the following aspects.
In the above embodiment, nothing is mentioned about the degree of widening in the widened portion of the conductive pin 310, but the width of the portion in close contact with the inner peripheral surface of the terminal hole 110 is the same as the inner peripheral surface of the terminal hole 210. It is desirable to make it narrower than the width of the part to be adhered. Accordingly, it is desirable that the hole diameter of the terminal hole 110 be smaller than the hole diameter of the terminal hole 210. As a result, the shape of the conductive pin 310 can be tapered, so that when the semiconductor device is assembled, it is easy to insert the conductive pin 310 into the terminal hole 110 and the terminal hole 210, and the assembly is facilitated. Productivity can be improved. Also, during assembly, the side surface of the conductive pin 310 is prevented from contacting the inner peripheral surface of the terminal hole 210 more than necessary, and grinding such as gold plating provided to make the inner peripheral surface a conductive surface. It becomes possible to prevent peeling.

・上記実施の形態では、固定ブロック３００にロックピン３２０が設けられているが、モジュール１００にこのロックピンが設けられているようにしてもよい。具体的には例えば、ロックピンは、制御回路基板２００に貫設される貫通孔２２０に、上記実施の形態とは逆の方向（すなわち制御回路基板２００の下面から上面に向けて）から挿入され、このロックピンの先端形状が備える板ばねとしての機能により、固定ブロック３００に設けられた、ロック溝１２０と同様の機能を有するロック孔と掛合するようにする。これにより、上記実施の形態と同様の作用効果を奏しつつ、掛合する部分が固定ブロック３００上にあるため、半導体装置の組立後においても、モジュール１００、制御回路基板２００、および固定ブロック３００を破壊せずに分解することができるようになる。また、ここではモジュール１００が備えるロックピンが固定ブロック３００と掛合することにより機械的に固定するとしたが、ロックピンが、例えば熱可塑性樹脂等を用いて製造されたときは、ロックピンを熱かしめして固定ブロック３００と緊合するようにしてもよい。これにより、上記実施の形態と同様の作用効果を奏しつつ、ロックピンの形状を簡略化することができるため、上記鋳型等の構造の簡略化や設計および保守の容易化を図りつつ、固定ピンの形状の寸法管理項目を減らすことができるようにもなる。   In the above embodiment, the lock block 320 is provided in the fixed block 300, but the lock pin may be provided in the module 100. Specifically, for example, the lock pin is inserted into the through hole 220 penetrating the control circuit board 200 from the direction opposite to the above embodiment (that is, from the lower surface to the upper surface of the control circuit board 200). By the function as a leaf spring provided in the tip shape of the lock pin, the lock pin is engaged with a lock hole provided in the fixed block 300 having the same function as the lock groove 120. As a result, the same effect as the above embodiment is obtained, and the engaging portion is on the fixed block 300, so that the module 100, the control circuit board 200, and the fixed block 300 are destroyed even after the semiconductor device is assembled. It can be disassembled without it. Here, the lock pin included in the module 100 is mechanically fixed by engaging with the fixing block 300. However, when the lock pin is manufactured using, for example, a thermoplastic resin, the lock pin is heated. The fixing block 300 may be tightened. As a result, the shape of the lock pin can be simplified while achieving the same effects as the above embodiment, so that the fixing pin can be simplified while simplifying the structure of the mold and the like, and facilitating design and maintenance. It becomes possible to reduce the dimension management items of the shape.

・上記実施の形態では、導通ピン３１０は一列に並んでいるが、互い違いに配列する等して複数列に並ぶようにしてもよく、さらに、導通ピン３１０とロックピン３２０とが一列に並ばないようにしてもよい。   In the above embodiment, the conductive pins 310 are arranged in a row, but may be arranged in a plurality of rows by alternately arranging the conductive pins 310, and the conductive pins 310 and the lock pins 320 are not arranged in a row. You may do it.

・上記実施の形態では、導通ピン３１０およびロックピン３２０の形状を板状としているが、上記実施の形態と同様の作用効果を奏することができるのであれば、どのような形状としてもよい。さらに、端子穴１１０および端子孔２１０の断面形状を円とし、ロック溝１２０および貫通孔２２０の断面形状を長方形としたが、これも上記実施の形態と同様の作用効果を奏することができるのであれば、どのような形状としてもよい。   In the above embodiment, the conductive pin 310 and the lock pin 320 have a plate shape. However, any shape may be used as long as the same effect as the above embodiment can be obtained. Furthermore, the cross-sectional shape of the terminal hole 110 and the terminal hole 210 is a circle, and the cross-sectional shape of the lock groove 120 and the through-hole 220 is a rectangle. However, this can also have the same effects as the above embodiment. Any shape may be used.

ＴＭ…端子、Ｔｒ…ＩＧＢＴチップ、１０…モジュール、１１…導通ピン、１２…位置決めピン、１３…ねじ穴、２０…ＩＰＭ制御基板、２１…ピン孔、２２…位置決め孔、２３…ねじ貫通孔、３０…ねじ、４０…半田、１００…モジュール、１０１…半導体素子、１０２…端子、１１０…端子穴、１２０…ロック溝、２００…制御回路基板、２１０…端子孔、２２０…貫通孔、３００…固定ブロック、３１０…導通ピン、３２０…ロックピン。   TM ... Terminal, Tr ... IGBT chip, 10 ... Module, 11 ... Conduction pin, 12 ... Positioning pin, 13 ... Screw hole, 20 ... IPM control board, 21 ... Pin hole, 22 ... Positioning hole, 23 ... Screw through hole, DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Screw, 40 ... Solder, 100 ... Module, 101 ... Semiconductor element, 102 ... Terminal, 110 ... Terminal hole, 120 ... Locking groove, 200 ... Control circuit board, 210 ... Terminal hole, 220 ... Through-hole, 300 ... Fixed Block, 310 ... conduction pin, 320 ... lock pin.

Claims (1)

半導体素子が実装されたモジュールと半導体素子を制御する制御回路基板とが電気的かつ機械的に結合される半導体装置において、
前記モジュールの前記制御回路基板との当接面には、前記半導体素子の１以上の端子と電気的に接続されて内周面が電気的な導通面となる端子穴および該端子穴を挟む位置にあって底部が段状に拡幅されたロック溝が穿設されてなるとともに、前記制御回路基板には、前記モジュールのこれら端子穴およびロック溝とそれぞれ対応する位置に、制御回路の端子として内周面に電気的な導通面を有して貫通された端子孔および前記ロック溝の延長線上に貫通された貫通孔が設けられてなり、これらモジュールおよび制御回路基板は、前記端子穴と前記端子孔とにそれぞれ対応する部分が密着可能に拡幅された導通ピンおよび前記貫通孔から挿入されて前記ロック溝に掛合される先端形状を有するロックピンが絶縁性のブロックから突出されてなる固定ブロックのそれら導通ピンおよびロックピンの嵌入によって電気的かつ機械的に結合されてなる
ことを特徴とする半導体装置。 In a semiconductor device in which a module on which a semiconductor element is mounted and a control circuit board that controls the semiconductor element are electrically and mechanically coupled,
The contact surface of the module with the control circuit board is a terminal hole that is electrically connected to one or more terminals of the semiconductor element and has an inner peripheral surface serving as an electrically conductive surface, and a position that sandwiches the terminal hole The control circuit board is provided with a control circuit terminal at a position corresponding to each of the terminal hole and the lock groove of the module. A terminal hole penetrating through the peripheral surface with an electrically conductive surface and a through hole penetrating on an extension line of the lock groove are provided, and the module and the control circuit board include the terminal hole and the terminal. A conductive pin that is widened so that the portions corresponding to the holes can be in close contact with each other and a lock pin having a tip shape that is inserted through the through hole and hooked into the lock groove are not protruded from the insulating block. A semiconductor device characterized by comprising electrically and mechanically coupled by fitting their conductive pins and locking pins of the fixed block.
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