[发明专利]功率半导体装置、印刷布线板和它们的连接机构

说明书

技术领域

本发明涉及功率半导体装置和搭载其的印刷布线板的连接结构。

背景技术

功率模块等的功率半导体装置（Power Semiconductor Device）为了控制大电流和高电压，在功率半导体装置和外部的印刷布线板之间实现功率损失少的连接，以及高效率地使从功率半导体装置内的功率半导体元件（Power Semiconductor Element）发出的热向外部释放是不可缺少的。因此功率半导体装置内和印刷基板上的各布线图案的低电阻化、各连接部中的连接电阻的减少以及连接可靠性的提高是重要的课题。

另一方面，从组装作业的简略化的观点出发，也提出了各种能够容易且高可靠性地实现功率半导体装置和印刷布线板的连接的技术。例如在下述的专利文献1中，提出了作为功率半导体装置的外部端子，使用从该功率半导体装置的表面突出的线材引脚的结构。在该结构中，功率半导体装置内的基板（内部基板）和线材引脚的连接，是通过将线材引脚插入到在内部基板上设置的金属制的筒状构件（套管）而形成。此外，线材引脚和外部的印刷布线板的连接，通过将线材引脚插入到印刷布线板的通孔并进行焊接（通孔连接方式）而形成。

此外在专利文献2中，示出了通过按压接触方式实现功率半导体装置和印刷布线板的连接，谋求连接作业的简易化的例子。在专利文献2中，为了获得可靠性高的连接，作为功率半导体装置的外部端子，使用使金属弯曲的弹簧状构件（接触弹簧）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-298129号公报；

专利文献2：日本特开2008-198597号公报。

发明要解决的问题

在专利文献1中，作为功率半导体装置的外部端子将线材引脚插入到内部基板上的套管，通过该线材引脚和套管的内表面的摩擦力而被保持。因此认为在功率半导体装置的内部基板和外部端子之间不能获得高的连接可靠性。进而，外部端子和印刷布线板的连接由于是通孔连接方式，所以在印刷布线板的制造过程中需要通孔的形成工序，此外在功率半导体装置向印刷布线板的安装过程中需要焊接工序。

特别是在控制大电流的功率半导体装置中，由于需要增加线材引脚的根数，所以通孔的数量和焊接处的数量增大，成为成本上升的原因。此外由于在控制大电流的功率半导体装置中其发热也变大，所以通过起因于印刷布线板和线材引脚的热膨胀系数的差异的应力，有在焊料中产生断裂的可能。当产生断裂时，线材引脚和印刷布线板的接触电阻增大，并且接合强度降低，有可靠性降低的担忧。

此外在专利文献2中，作为功率半导体装置的外部端子使用接触弹簧，但接触弹簧由于其构造，与内部基板的布线图案的接触面积、与印刷布线板的焊盘部的接触面积小，因此外部端子的平均每一个的电流容量低。因此在控制大电流的功率半导体装置中所需要的接触弹簧的数量变多，妨碍装置的小型化。此外接触弹簧是使金属弯曲了的结构，因此也有电流流过的路径变长，功率损失变大的缺点。

发明内容

本发明正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种在功率半导体装置和外部的印刷布线板的连接中，能够实现连接可靠性的提高、功率损失的降低、制造成本的削减、连接工序的简略化和连接构造的小型化的连接构造。

用于解决课题的方案

本发明的功率半导体装置和印刷布线板的连接机构，其特征在于，所述功率半导体装置具备：作为在与所述印刷布线板的相向面突出的外部端子的导电性的嵌入构件，所述印刷布线板具备：导电性的嵌合构件，安装在该印刷布线板的焊盘部上，在将所述功率半导体装置连接于该印刷布线板时被所述嵌入构件插入，所述嵌入构件在侧面具有凹部，所述嵌合构件在内侧面具有凸部，该凸部具有弹性，在将所述嵌入构件插入所述嵌合构件时，所述嵌合构件的所述凸部通过所述弹性而压接于所述嵌入构件的所述凹部。

发明的效果

根据本发明，嵌合构件的凸部通过其弹性力而被按压到嵌入构件的凹部，由此获得机械的强连接。此外对于振动强，长期可靠性也优越。此外通过凸部抵接于凹部，从而能够增大嵌合构件和嵌入构件的接触面积，在两者之间获得电的损失少的连接，并且获得高的导热性。

附图说明

图1是表示实施方式1的功率半导体装置的结构的图。

图2是表示实施方式1的印刷布线板的结构的图。

图3是表示实施方式1的功率半导体装置和印刷布线板被连接的状态的图。

图4是表示实施方式1的功率半导体装置的嵌入构件的放大截面图。