JP2000299419A - 半導体装置 - Google Patents
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- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体チップを搭載した基板のほぼ全体を放
熱板に圧接させることができ、冷却性能の向上を図る。 【解決手段】 基板１を放熱板１８側に凸となるように
湾曲形成する。この基板１の上面に金属箔２を装着し、
この金属箔２上にＩＧＢＴチップ３、フライホイールダ
イオード４を半田付けすると共に、フレーム６を半田付
けする。そして、基板１の両端部を板ばね２０によりフ
レーム６を介して放熱板１８に押圧する。このとき、基
板１は放熱板１８側が凸となるように湾曲しているた
め、中央部が浮き上がることなく、基板１のほば全体が
放熱板１８に圧接されるようになる。このため、基板１
から放熱板１８への熱伝導が良好に行われるようにな
り、冷却性能が向上する。
熱板に圧接させることができ、冷却性能の向上を図る。 【解決手段】 基板１を放熱板１８側に凸となるように
湾曲形成する。この基板１の上面に金属箔２を装着し、
この金属箔２上にＩＧＢＴチップ３、フライホイールダ
イオード４を半田付けすると共に、フレーム６を半田付
けする。そして、基板１の両端部を板ばね２０によりフ
レーム６を介して放熱板１８に押圧する。このとき、基
板１は放熱板１８側が凸となるように湾曲しているた
め、中央部が浮き上がることなく、基板１のほば全体が
放熱板１８に圧接されるようになる。このため、基板１
から放熱板１８への熱伝導が良好に行われるようにな
り、冷却性能が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体チップが発す
る熱を放熱部材から放出する構成の半導体装置に係り、
特に半導体チップを搭載した基板の全体を放熱部材に圧
接させることができるようにして放熱効果の向上を図っ
たものに関する。
る熱を放熱部材から放出する構成の半導体装置に係り、
特に半導体チップを搭載した基板の全体を放熱部材に圧
接させることができるようにして放熱効果の向上を図っ
たものに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】例えば電力変換装置に
おいて、そのパワートランジスタを冷却するための放熱
構造としては、特開平９−８２２４号公報に記載された
ものがある。これは、パワートランジスタとして複数個
のＩＧＢＴチップとフライホイールダイオードチップと
を基板に形成された金属膜に半田付けし、その基板の両
端部にばね圧を加えて当該基板をシリコングリスなどの
高熱伝導性介在物を介して冷却フィンに圧接保持し、Ｉ
ＧＢＴチップなどが発する熱を基板から冷却フィンに伝
えて外部に放出する構成のものである。
おいて、そのパワートランジスタを冷却するための放熱
構造としては、特開平９−８２２４号公報に記載された
ものがある。これは、パワートランジスタとして複数個
のＩＧＢＴチップとフライホイールダイオードチップと
を基板に形成された金属膜に半田付けし、その基板の両
端部にばね圧を加えて当該基板をシリコングリスなどの
高熱伝導性介在物を介して冷却フィンに圧接保持し、Ｉ
ＧＢＴチップなどが発する熱を基板から冷却フィンに伝
えて外部に放出する構成のものである。
【０００３】このように基板の両端部を押圧する構成の
ものでは、基板の剛性不足によって中央部が放熱フィン
から浮き上がるように湾曲変形し、この結果、基板が両
端部分を除いて放熱フィンに十分に圧接されず、冷却性
能が低下するという問題がある。
ものでは、基板の剛性不足によって中央部が放熱フィン
から浮き上がるように湾曲変形し、この結果、基板が両
端部分を除いて放熱フィンに十分に圧接されず、冷却性
能が低下するという問題がある。
【０００４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、基板のほぼ全体を放熱部材に圧接させ
ることができ、冷却性能の向上を図ることができる半導
体装置を提供するにある。
で、その目的は、基板のほぼ全体を放熱部材に圧接させ
ることができ、冷却性能の向上を図ることができる半導
体装置を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、基板を放熱部材への圧接側に凸となるように湾曲形
成したので、基板の両端部に押圧力を加えた場合、中央
部が浮き上がるように湾曲変形するおそれがなく、基板
のほば全体が放熱部材に圧接されるようになる。このた
め、基板から放熱部材への熱伝導が良好に行われるよう
になり、冷却性能が向上する。
は、基板を放熱部材への圧接側に凸となるように湾曲形
成したので、基板の両端部に押圧力を加えた場合、中央
部が浮き上がるように湾曲変形するおそれがなく、基板
のほば全体が放熱部材に圧接されるようになる。このた
め、基板から放熱部材への熱伝導が良好に行われるよう
になり、冷却性能が向上する。
【０００６】請求項２記載の発明では、基板に金属製の
フレームが装着されているので、基板の変形をフレーム
により防止して長期にわたる使用においても、高い冷却
性能を保持できる。
フレームが装着されているので、基板の変形をフレーム
により防止して長期にわたる使用においても、高い冷却
性能を保持できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を電力変換装置に適
用した一実施例につき、図面を参照しながら説明する。
なお、図は電力変換装置の一相分を示す。基板１は、例
えば金属、具体的には電気絶縁性を有する窒化アルミニ
ウムによって形成され、高熱伝導性絶縁基板として構成
されている。この基板１の一面（図１および図３で上
面）には、例えば厚さ０．５ｍｍ程度の銅やアルミニウ
ムなどの導電性金属板材からなる金属箔２が融着により
直接装着されている。
用した一実施例につき、図面を参照しながら説明する。
なお、図は電力変換装置の一相分を示す。基板１は、例
えば金属、具体的には電気絶縁性を有する窒化アルミニ
ウムによって形成され、高熱伝導性絶縁基板として構成
されている。この基板１の一面（図１および図３で上
面）には、例えば厚さ０．５ｍｍ程度の銅やアルミニウ
ムなどの導電性金属板材からなる金属箔２が融着により
直接装着されている。
【０００８】ここで、金属箔２を融着した後の基板１
は、図３に実線で示すように金属箔２の装着面とは反対
側の面が凸となるように湾曲状態に形成されている。こ
の基板１の湾曲は、凸側を下にして平面上に置いたと
き、両端が平面から０．１ｍｍ程度浮く位に反った状態
となる程度が好ましい。そして、この基板１の湾曲の程
度は、基板１と金属箔２の厚さを変えることによりコン
トロールできるようになっている。
は、図３に実線で示すように金属箔２の装着面とは反対
側の面が凸となるように湾曲状態に形成されている。こ
の基板１の湾曲は、凸側を下にして平面上に置いたと
き、両端が平面から０．１ｍｍ程度浮く位に反った状態
となる程度が好ましい。そして、この基板１の湾曲の程
度は、基板１と金属箔２の厚さを変えることによりコン
トロールできるようになっている。
【０００９】基板１の金属箔２上には、半導体チップと
してのＩＧＢＴチップ（パワートランジスタ）３および
フライホイールダイオードチップ４が３個ずつロウ付け
（例えば半田付け）されている。この場合、ＩＧＢＴチ
ップ３は、裏側のコレクタ電極が金属箔２にろう付けさ
れ、フライホイールダイオードチップ４は、裏面側電極
が金属箔２にろう付けされている。このようにＩＧＢＴ
チップ３のコレクタ電極およびフライホイールダイオー
ドチップ４の裏面側が接続された金属箔２には、電極端
子５が形成されている。
してのＩＧＢＴチップ（パワートランジスタ）３および
フライホイールダイオードチップ４が３個ずつロウ付け
（例えば半田付け）されている。この場合、ＩＧＢＴチ
ップ３は、裏側のコレクタ電極が金属箔２にろう付けさ
れ、フライホイールダイオードチップ４は、裏面側電極
が金属箔２にろう付けされている。このようにＩＧＢＴ
チップ３のコレクタ電極およびフライホイールダイオー
ドチップ４の裏面側が接続された金属箔２には、電極端
子５が形成されている。
【００１０】また、基板１の金属箔２上には、例えば４
２アロイ製のフレーム６がロウ付けなどによって固着さ
れている。このフレーム６は、図４に示すように、金属
箔２よりやや小形に形成された矩形状の外枠７と、この
外枠７の２本の横枠７ａ，７ｂ間に設けられた２個の縦
桟部８からなり、外枠７に２個の縦桟部８を設けること
によってフレーム６内には３つの開口部（区画）９が形
成された状態になっている。そして、それら各開口部９
内には、ＩＧＢＴチップ３とフライホイールダイオード
チップ４が１組ずつ収納されている。
２アロイ製のフレーム６がロウ付けなどによって固着さ
れている。このフレーム６は、図４に示すように、金属
箔２よりやや小形に形成された矩形状の外枠７と、この
外枠７の２本の横枠７ａ，７ｂ間に設けられた２個の縦
桟部８からなり、外枠７に２個の縦桟部８を設けること
によってフレーム６内には３つの開口部（区画）９が形
成された状態になっている。そして、それら各開口部９
内には、ＩＧＢＴチップ３とフライホイールダイオード
チップ４が１組ずつ収納されている。
【００１１】上記フレーム６の外枠７において、一方の
横枠７ａ上には、多数の制御信号端子１０が接着剤によ
り電気的絶縁状態にして固着され、他方の横枠７ｂに
は、前記電極端子５と対をなす電極端子１１が同じく接
着剤により電気的絶縁状態にして固着されている。そし
て、各ＩＧＢＴチップ３の信号電極１２が制御信号端子
１０にワイヤ１３を介して接続されていると共に、各Ｉ
ＧＢＴチップ３のエミッタ電極および各フライホイール
ダイオードチップ４の表側電極がワイヤ１４，１５を介
して電極端子１１に接続されている。以上により、基板
１上にＩＧＢＴチップ３およびフライホイールダイオー
ドチップ４を実装してなる電力変換装置の半導体回路装
置１６が構成される。
横枠７ａ上には、多数の制御信号端子１０が接着剤によ
り電気的絶縁状態にして固着され、他方の横枠７ｂに
は、前記電極端子５と対をなす電極端子１１が同じく接
着剤により電気的絶縁状態にして固着されている。そし
て、各ＩＧＢＴチップ３の信号電極１２が制御信号端子
１０にワイヤ１３を介して接続されていると共に、各Ｉ
ＧＢＴチップ３のエミッタ電極および各フライホイール
ダイオードチップ４の表側電極がワイヤ１４，１５を介
して電極端子１１に接続されている。以上により、基板
１上にＩＧＢＴチップ３およびフライホイールダイオー
ドチップ４を実装してなる電力変換装置の半導体回路装
置１６が構成される。
【００１２】この半導体回路装置１６は、高熱伝導性介
在物としてのシリコーングリス１７を介して高熱伝導性
材料、例えばアルミニウムにより形成された放熱部材と
しての放熱板１８上に配置され、基板１の湾曲方向に沿
う両端部が押圧装置１９によりフレーム６の外枠７の縦
枠部７ｂを介して押圧される。上記押圧装置１９は、基
板１の両端部近傍に配設される押圧部材としての２枚の
板ばね２０からなり、この板ばね２０は、下側の取付板
部２０ａが放熱板１８にねじ２１によって固定されるよ
うになっている。
在物としてのシリコーングリス１７を介して高熱伝導性
材料、例えばアルミニウムにより形成された放熱部材と
しての放熱板１８上に配置され、基板１の湾曲方向に沿
う両端部が押圧装置１９によりフレーム６の外枠７の縦
枠部７ｂを介して押圧される。上記押圧装置１９は、基
板１の両端部近傍に配設される押圧部材としての２枚の
板ばね２０からなり、この板ばね２０は、下側の取付板
部２０ａが放熱板１８にねじ２１によって固定されるよ
うになっている。
【００１３】板ばね２０の取付板部２０ａがねじ２１に
よって放熱板１８に締め付けられると、板ばね２０の上
側の押え板部２０ｂがフレーム６の左右両側の縦枠部７
ｂに当接してこれを下方に押圧する。すると、基板１お
よびフレーム６が下側に凸の湾曲状態から、その湾曲方
向に沿った両端部が押圧されることによって次第に図３
に二点鎖線で示すように平面状となるように弾性的に変
形し、基板１の裏面全体がシリコーングリス１７を介し
て放熱板１８の上面に圧接保持される。
よって放熱板１８に締め付けられると、板ばね２０の上
側の押え板部２０ｂがフレーム６の左右両側の縦枠部７
ｂに当接してこれを下方に押圧する。すると、基板１お
よびフレーム６が下側に凸の湾曲状態から、その湾曲方
向に沿った両端部が押圧されることによって次第に図３
に二点鎖線で示すように平面状となるように弾性的に変
形し、基板１の裏面全体がシリコーングリス１７を介し
て放熱板１８の上面に圧接保持される。
【００１４】この後、放熱板１８に圧接保持された半導
体回路装置１６は、複数相分のものがバスバーをモール
ド成形した筐体に配置されて放熱板１８が接着により固
定され、そして、筐体のバスバーに電極端子５，１１を
接続して電力変換装置が構成される。
体回路装置１６は、複数相分のものがバスバーをモール
ド成形した筐体に配置されて放熱板１８が接着により固
定され、そして、筐体のバスバーに電極端子５，１１を
接続して電力変換装置が構成される。
【００１５】このように本実施例によれば、基板１を放
熱板１８への圧接側に凸となるように湾曲形成したの
で、基板１の両端部を板ばね２０によりフレーム６を介
して押圧した場合、中央部が浮き上がるように変形する
おそれがなく、基板１のほば全体が放熱板１８に圧接さ
れるようになる。このため、基板１から放熱板１８への
熱伝導が良好に行われるようになり、半導体回路装置１
６に対する冷却性能が向上する。
熱板１８への圧接側に凸となるように湾曲形成したの
で、基板１の両端部を板ばね２０によりフレーム６を介
して押圧した場合、中央部が浮き上がるように変形する
おそれがなく、基板１のほば全体が放熱板１８に圧接さ
れるようになる。このため、基板１から放熱板１８への
熱伝導が良好に行われるようになり、半導体回路装置１
６に対する冷却性能が向上する。
【００１６】また、本実施例では、基板１に金属製のフ
レーム６が装着されているので、ＩＧＢＴチップ３など
の発熱による基板１の変形を防止でき、長期にわたる使
用においても、高い冷却性能を保持できる。
レーム６が装着されているので、ＩＧＢＴチップ３など
の発熱による基板１の変形を防止でき、長期にわたる使
用においても、高い冷却性能を保持できる。
【００１７】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、例えば電力変換装置の半
導体回路装置１６に限らず、半導体回路装置の放熱構成
一般に広く適用できる等、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更して実施することができる。
例に限定されるものではなく、例えば電力変換装置の半
導体回路装置１６に限らず、半導体回路装置の放熱構成
一般に広く適用できる等、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更して実施することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す縦断側面図
【図２】平面図
【図３】基板の側面図
【図４】フレームの斜視図
図中、１は基板、２は金属箔、３はＩＧＢＴチップ（半
導体チップ）、４はフライホイールダイオード（半導体
チップ）、６はフレーム、１６は半導体回路装置、１７
はシリコーングリス、１８は放熱板（放熱部材）、２０
は板ばねである。
導体チップ）、４はフライホイールダイオード（半導体
チップ）、６はフレーム、１６は半導体回路装置、１７
はシリコーングリス、１８は放熱板（放熱部材）、２０
は板ばねである。
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体チップを搭載した基板を、該基板
の両端部に押圧力を加えて放熱部材に圧接させる半導体
装置において、 前記基板を前記放熱部材への圧接側に凸となるように湾
曲形成したことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記基板には金属製のフレームが装着さ
れていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11107998A JP2000299419A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11107998A JP2000299419A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000299419A true JP2000299419A (ja) | 2000-10-24 |
Family
ID=14473403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11107998A Pending JP2000299419A (ja) | 1999-04-15 | 1999-04-15 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000299419A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006310486A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Toyota Industries Corp | 絶縁回路基板及びパワーモジュール用基板 |
| WO2014083717A1 (ja) * | 2012-11-28 | 2014-06-05 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール |
| CN109671686A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-23 | 华北电力大学 | 一种压接型igbt的封装结构 |
| DE212019000029U1 (de) | 2018-06-08 | 2019-11-04 | Rohm Co., Ltd. | Halbleitermodul |
| DE212020000058U1 (de) | 2019-01-21 | 2020-06-03 | Rohm Co., Ltd. | Halbleitermodul und Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlereinheit |
| DE112019007524T5 (de) | 2019-07-02 | 2022-03-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Halbleiterbauelement, verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen, und leistungswandlervorrichtung |
-
1999
- 1999-04-15 JP JP11107998A patent/JP2000299419A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006310486A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Toyota Industries Corp | 絶縁回路基板及びパワーモジュール用基板 |
| JP4729336B2 (ja) * | 2005-04-27 | 2011-07-20 | 株式会社豊田自動織機 | パワーモジュール用基板 |
| WO2014083717A1 (ja) * | 2012-11-28 | 2014-06-05 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール |
| CN104838493A (zh) * | 2012-11-28 | 2015-08-12 | 三菱电机株式会社 | 功率模块 |
| JP5881860B2 (ja) * | 2012-11-28 | 2016-03-09 | 三菱電機株式会社 | パワーモジュール |
| US9521737B2 (en) | 2012-11-28 | 2016-12-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Power module |
| CN104838493B (zh) * | 2012-11-28 | 2017-07-14 | 三菱电机株式会社 | 功率模块 |
| DE212019000029U1 (de) | 2018-06-08 | 2019-11-04 | Rohm Co., Ltd. | Halbleitermodul |
| DE212020000058U1 (de) | 2019-01-21 | 2020-06-03 | Rohm Co., Ltd. | Halbleitermodul und Wechselstrom/Gleichstrom-Wandlereinheit |
| CN109671686A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-04-23 | 华北电力大学 | 一种压接型igbt的封装结构 |
| CN109671686B (zh) * | 2019-01-29 | 2024-05-10 | 华北电力大学 | 一种压接型igbt的封装结构 |
| DE112019007524T5 (de) | 2019-07-02 | 2022-03-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Halbleiterbauelement, verfahren zur herstellung von halbleiterbauelementen, und leistungswandlervorrichtung |
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