JP2001237368A - パワーモジュール - Google Patents
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- H01L2924/191—Disposition
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- H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
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- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
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- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3025—Electromagnetic shielding
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御回路基板の高機能化に容易に対応できる
パワーモジュールを得る。 【解決手段】 ケース６上には、内部に制御回路基板１
５が配設されたケース１４が配置されている。制御回路
基板１５の上面上には、図示しない回路パターンが形成
されており、また、パワー素子２を制御するためのチッ
プ１８が半田１９を介して搭載されている。また、制御
回路基板１５の上面上には、チップ１８に電気的に接続
されたコネクタ端子２０ａを有する、制御回路基板増設
用のコネクタ２０が形成されており、制御回路基板１５
の底面上には、チップ１８に電気的に接続されたコネク
タ端子１６ａを有するコネクタ１６が形成されている。
コネクタ１６はコネクタ１３内にはめ込まれており、コ
ネクタ端子１６ａとコネクタ端子１３ａとが互いに接触
している。
パワーモジュールを得る。 【解決手段】 ケース６上には、内部に制御回路基板１
５が配設されたケース１４が配置されている。制御回路
基板１５の上面上には、図示しない回路パターンが形成
されており、また、パワー素子２を制御するためのチッ
プ１８が半田１９を介して搭載されている。また、制御
回路基板１５の上面上には、チップ１８に電気的に接続
されたコネクタ端子２０ａを有する、制御回路基板増設
用のコネクタ２０が形成されており、制御回路基板１５
の底面上には、チップ１８に電気的に接続されたコネク
タ端子１６ａを有するコネクタ１６が形成されている。
コネクタ１６はコネクタ１３内にはめ込まれており、コ
ネクタ端子１６ａとコネクタ端子１３ａとが互いに接触
している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はパワーモジュール
の構造に関し、特に、パワー素子が搭載された絶縁基板
と、パワー素子を制御するためのチップが搭載された制
御回路基板とを備えるパワーモジュールの構造に関する
ものである。
の構造に関し、特に、パワー素子が搭載された絶縁基板
と、パワー素子を制御するためのチップが搭載された制
御回路基板とを備えるパワーモジュールの構造に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は、従来のパワーモジュールの構造
を示す断面図である。図８に示すように従来のパワーモ
ジュールは、図示しない回路パターンがそれぞれ形成さ
れた絶縁基板１０１及び制御回路基板１１１と、中継端
子１０７と、ケース１０６とを備えている。絶縁基板１
０１には、半田等のろう材１０３を介して複数のパワー
素子１０２が搭載されている。複数のパワー素子１０２
同士は、アルミ等の金属細線１０９によって互いに電気
的に接続されている。また、絶縁基板１０１は、ろう材
１０４を介して放熱板１０５に接触している。
を示す断面図である。図８に示すように従来のパワーモ
ジュールは、図示しない回路パターンがそれぞれ形成さ
れた絶縁基板１０１及び制御回路基板１１１と、中継端
子１０７と、ケース１０６とを備えている。絶縁基板１
０１には、半田等のろう材１０３を介して複数のパワー
素子１０２が搭載されている。複数のパワー素子１０２
同士は、アルミ等の金属細線１０９によって互いに電気
的に接続されている。また、絶縁基板１０１は、ろう材
１０４を介して放熱板１０５に接触している。
【０００３】制御回路基板１１１には、パワー素子１０
２を制御するためのチップ１２９が、半田１３０を介し
て搭載されている。中継端子１０７の一端は、金属細線
１０９によって絶縁基板１０１あるいはパワー素子１０
２に電気的に接続されている。また、中継端子１０７の
他端は半田付けによって制御回路基板１１１にろう接さ
れ、チップ１２９に電気的に接続されている。
２を制御するためのチップ１２９が、半田１３０を介し
て搭載されている。中継端子１０７の一端は、金属細線
１０９によって絶縁基板１０１あるいはパワー素子１０
２に電気的に接続されている。また、中継端子１０７の
他端は半田付けによって制御回路基板１１１にろう接さ
れ、チップ１２９に電気的に接続されている。
【０００４】絶縁基板１０１、制御回路基板１１１、及
び中継端子１０７は、ケース１０６内に配設されてい
る。制御回路基板１１１よりも下方のケース１０６の内
部空間には、シリコーンゲル１１０が充填されている。
ケース１０６には、ノイズ遮蔽のためのシールド板１３
１が取り付けられている。また、ケース１０６の上部に
は、フタ１２８が取り付けられている。また、ケース１
０６の上面には主電極１０８が配設されており、主電極
１０８は、中継端子及び金属細線を介してパワー素子１
０２に電気的に接続されている。
び中継端子１０７は、ケース１０６内に配設されてい
る。制御回路基板１１１よりも下方のケース１０６の内
部空間には、シリコーンゲル１１０が充填されている。
ケース１０６には、ノイズ遮蔽のためのシールド板１３
１が取り付けられている。また、ケース１０６の上部に
は、フタ１２８が取り付けられている。また、ケース１
０６の上面には主電極１０８が配設されており、主電極
１０８は、中継端子及び金属細線を介してパワー素子１
０２に電気的に接続されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のパワーモジュールによると、中継端子１０７の他端
と制御回路基板１１１とが半田付けによってろう接され
ているため、制御回路基板１１１の機能を追加・変更し
たい場合は、制御回路基板１１１及び絶縁基板１０１の
双方を取り替えなければならず、経済性が悪いという問
題があった。
来のパワーモジュールによると、中継端子１０７の他端
と制御回路基板１１１とが半田付けによってろう接され
ているため、制御回路基板１１１の機能を追加・変更し
たい場合は、制御回路基板１１１及び絶縁基板１０１の
双方を取り替えなければならず、経済性が悪いという問
題があった。
【０００６】本発明はかかる問題を解決するために成さ
れたものであり、部材の共有化を図りつつ制御回路基板
の高機能化に容易に対応できるパワーモジュールを得る
ことを目的とするものである。
れたものであり、部材の共有化を図りつつ制御回路基板
の高機能化に容易に対応できるパワーモジュールを得る
ことを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
に記載のパワーモジュールは、パワー素子を有する絶縁
基板と、パワー素子に電気的に接続された一端を有する
中継端子と、絶縁基板及び中継端子が内部に配設された
第１のケースとを備えるパワーモジュールにおいて、パ
ワーモジュールは、中継端子の他端に電気的に接続され
た、パワー素子を制御するための第１の制御回路を有す
る第１の制御基板と、第１のケース上に着脱自在に取り
付けられ、第１の制御基板が内部に配設された第２のケ
ースとをさらに備えることを特徴とするものである。
に記載のパワーモジュールは、パワー素子を有する絶縁
基板と、パワー素子に電気的に接続された一端を有する
中継端子と、絶縁基板及び中継端子が内部に配設された
第１のケースとを備えるパワーモジュールにおいて、パ
ワーモジュールは、中継端子の他端に電気的に接続され
た、パワー素子を制御するための第１の制御回路を有す
る第１の制御基板と、第１のケース上に着脱自在に取り
付けられ、第１の制御基板が内部に配設された第２のケ
ースとをさらに備えることを特徴とするものである。
【０００８】また、この発明のうち請求項２に記載のパ
ワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュール
であって、第１の制御基板は、絶縁基板とは反対側の主
面上に形成され、第１の制御回路に電気的に接続された
第１の増設用コネクタをさらに有することを特徴とする
ものである。
ワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュール
であって、第１の制御基板は、絶縁基板とは反対側の主
面上に形成され、第１の制御回路に電気的に接続された
第１の増設用コネクタをさらに有することを特徴とする
ものである。
【０００９】また、この発明のうち請求項３に記載のパ
ワーモジュールは、請求項２に記載のパワーモジュール
であって、第１の制御基板と対向する側の主面上に形成
され、第１の増設用コネクタに接続された第２の増設用
コネクタと、該第２の増設用コネクタに電気的に接続さ
れ、パワー素子を制御するための第２の制御回路とを有
する第２の制御基板と、第２のケース上に着脱自在に取
り付けられ、第２の制御基板が内部に配設された第３の
ケースとをさらに備えることを特徴とするものである。
ワーモジュールは、請求項２に記載のパワーモジュール
であって、第１の制御基板と対向する側の主面上に形成
され、第１の増設用コネクタに接続された第２の増設用
コネクタと、該第２の増設用コネクタに電気的に接続さ
れ、パワー素子を制御するための第２の制御回路とを有
する第２の制御基板と、第２のケース上に着脱自在に取
り付けられ、第２の制御基板が内部に配設された第３の
ケースとをさらに備えることを特徴とするものである。
【００１０】また、この発明のうち請求項４に記載のパ
ワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュール
であって、第１の制御基板は、絶縁基板とは反対側の主
面上に形成され、第１の制御回路に電気的に接続された
導体パッドをさらに有し、パワーモジュールは、パワー
素子を制御するための第２の制御回路と、第１の制御基
板に対向する側の主面上に形成され、第２の制御回路と
導体パッドとを電気的に接続するための接続端子とを有
する第２の制御基板と、第２のケース上に着脱自在に取
り付けられ、第２の制御基板が内部に配設された第３の
ケースとをさらに備えることを特徴とするものである。
ワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュール
であって、第１の制御基板は、絶縁基板とは反対側の主
面上に形成され、第１の制御回路に電気的に接続された
導体パッドをさらに有し、パワーモジュールは、パワー
素子を制御するための第２の制御回路と、第１の制御基
板に対向する側の主面上に形成され、第２の制御回路と
導体パッドとを電気的に接続するための接続端子とを有
する第２の制御基板と、第２のケース上に着脱自在に取
り付けられ、第２の制御基板が内部に配設された第３の
ケースとをさらに備えることを特徴とするものである。
【００１１】また、この発明のうち請求項５に記載のパ
ワーモジュールは、請求項４に記載のパワーモジュール
であって、接続端子は、弾性を有し、第２の制御基板の
主面上に接合された一端と、第３のケースに接触する他
端とを有し、圧接された状態で導体パッドに接触してい
ることを特徴とするものである。
ワーモジュールは、請求項４に記載のパワーモジュール
であって、接続端子は、弾性を有し、第２の制御基板の
主面上に接合された一端と、第３のケースに接触する他
端とを有し、圧接された状態で導体パッドに接触してい
ることを特徴とするものである。
【００１２】また、この発明のうち請求項６に記載のパ
ワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュール
であって、第１の制御基板は、絶縁基板との間に配設さ
れた、ノイズ遮蔽のためのシールド板をさらに有するこ
とを特徴とするものである。
ワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュール
であって、第１の制御基板は、絶縁基板との間に配設さ
れた、ノイズ遮蔽のためのシールド板をさらに有するこ
とを特徴とするものである。
【００１３】また、この発明のうち請求項７に記載のパ
ワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュール
であって、第２のケースは、第１の制御回路と外部回路
とを互いに電気的に接続するための外部接続用コネクタ
をさらに有することを特徴とするものである。
ワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュール
であって、第２のケースは、第１の制御回路と外部回路
とを互いに電気的に接続するための外部接続用コネクタ
をさらに有することを特徴とするものである。
【００１４】また、この発明のうち請求項８に記載のパ
ワーモジュールは、請求項７に記載のパワーモジュール
であって、外部接続用コネクタは第２のケースと一体成
形されていることを特徴とするものである。
ワーモジュールは、請求項７に記載のパワーモジュール
であって、外部接続用コネクタは第２のケースと一体成
形されていることを特徴とするものである。
【００１５】また、この発明のうち請求項９に記載のパ
ワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュール
であって、第１のケースは、第２のケースが取り付けら
れた主面上に配設され、パワー素子に電気的に接続され
た第１の電極を有し、第２のケースは、第１のケースと
は反対側の主面上に配設され、第１の電極に電気的に接
続された第２の電極を有することを特徴とするものであ
る。
ワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュール
であって、第１のケースは、第２のケースが取り付けら
れた主面上に配設され、パワー素子に電気的に接続され
た第１の電極を有し、第２のケースは、第１のケースと
は反対側の主面上に配設され、第１の電極に電気的に接
続された第２の電極を有することを特徴とするものであ
る。
【００１６】また、この発明のうち請求項１０に記載の
パワーモジュールは、請求項９に記載のパワーモジュー
ルであって、第１のケースは、第１のケースの主面内に
形成された第１のネジ穴をさらに有し、第１の電極は、
第１の電極内を貫通し、第１のネジ穴に繋がる第２のネ
ジ穴を有し、第２のケースは、第２のケース内を貫通
し、第２のネジ穴に繋がる第３のネジ穴をさらに有し、
第２の電極は、第２の電極内を貫通し、第３のネジ穴に
繋がる第４のネジ穴を有し、パワーモジュールは、第２
のケースの主面側から第１〜第４のネジ穴に螺挿された
ボルトをさらに備えることを特徴とするものである。
パワーモジュールは、請求項９に記載のパワーモジュー
ルであって、第１のケースは、第１のケースの主面内に
形成された第１のネジ穴をさらに有し、第１の電極は、
第１の電極内を貫通し、第１のネジ穴に繋がる第２のネ
ジ穴を有し、第２のケースは、第２のケース内を貫通
し、第２のネジ穴に繋がる第３のネジ穴をさらに有し、
第２の電極は、第２の電極内を貫通し、第３のネジ穴に
繋がる第４のネジ穴を有し、パワーモジュールは、第２
のケースの主面側から第１〜第４のネジ穴に螺挿された
ボルトをさらに備えることを特徴とするものである。
【００１７】また、この発明のうち請求項１１に記載の
パワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュー
ルであって、第１の制御基板は、第２のケース内におい
て、絶縁基板と平行に配設された支持基板と、支持基板
上において、支持基板に対して垂直に配設された複数の
制御回路基板とを有し、第１の制御回路は、複数の制御
回路基板に分割して形成されていることを特徴とするも
のである。
パワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュー
ルであって、第１の制御基板は、第２のケース内におい
て、絶縁基板と平行に配設された支持基板と、支持基板
上において、支持基板に対して垂直に配設された複数の
制御回路基板とを有し、第１の制御回路は、複数の制御
回路基板に分割して形成されていることを特徴とするも
のである。
【００１８】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
実施の形態１に係るパワーモジュールの全体構成を概略
的に示す上面図であり、図２は、本実施の形態１に係る
パワーモジュールを、図１に示したＸ方向から眺めた断
面構造を示す断面図である。図２を参照して、絶縁基板
１の上面上には、図示しない回路パターンが形成されて
いる。また、絶縁基板１の上面上には、半田等のろう材
３を介して複数のパワー素子２が搭載されている。複数
のパワー素子２同士は、アルミ等の金属細線９によって
互いに電気的に接続されている。また、絶縁基板１の底
面は、ろう材４を介して放熱板５に接触している。
実施の形態１に係るパワーモジュールの全体構成を概略
的に示す上面図であり、図２は、本実施の形態１に係る
パワーモジュールを、図１に示したＸ方向から眺めた断
面構造を示す断面図である。図２を参照して、絶縁基板
１の上面上には、図示しない回路パターンが形成されて
いる。また、絶縁基板１の上面上には、半田等のろう材
３を介して複数のパワー素子２が搭載されている。複数
のパワー素子２同士は、アルミ等の金属細線９によって
互いに電気的に接続されている。また、絶縁基板１の底
面は、ろう材４を介して放熱板５に接触している。
【００１９】制御回路基板１１の上面上には、図示しな
い回路パターンが形成されている。また、制御回路基板
１１の上面上には、パワー素子２を制御するためのチッ
プ２９が半田３０を介して搭載されている。また、制御
回路基板１１の上面上には、チップ２９に電気的に接続
されたコネクタ端子１３ａを有する、制御回路基板増設
用のコネクタ１３が形成されている。また、制御回路基
板１１の底面上には、チップ２９に電気的に接続された
コネクタ端子１２ａを有するコネクタ１２が形成されて
いる。また、制御回路基板１１の底面には、制御回路基
板１１と絶縁基板１との間に配設された、ノイズ遮蔽の
ためのシールド板３１が取り付けられている。
い回路パターンが形成されている。また、制御回路基板
１１の上面上には、パワー素子２を制御するためのチッ
プ２９が半田３０を介して搭載されている。また、制御
回路基板１１の上面上には、チップ２９に電気的に接続
されたコネクタ端子１３ａを有する、制御回路基板増設
用のコネクタ１３が形成されている。また、制御回路基
板１１の底面上には、チップ２９に電気的に接続された
コネクタ端子１２ａを有するコネクタ１２が形成されて
いる。また、制御回路基板１１の底面には、制御回路基
板１１と絶縁基板１との間に配設された、ノイズ遮蔽の
ためのシールド板３１が取り付けられている。
【００２０】中継端子７の一端は、金属細線９によって
絶縁基板１あるいはパワー素子２に電気的に接続されて
いる。また、中継端子７の他端は、コネクタ１２内に差
し込まれてコネクタ端子１２ａに電気的に接続されてい
る。絶縁基板１、制御回路基板１１、及び中継端子７
は、ケース６内に配設されている。制御回路基板１１よ
りも下方のケース６の内部空間は、絶縁性を確保するた
めにシリコーンゲル１０によって充填されている。ま
た、ケース９の上面上には、パワー素子２の主電流を外
部に引き出すための主電極８が配設されており、主電極
８は、中継端子及び金属細線を介してパワー素子２に電
気的に接続されている。
絶縁基板１あるいはパワー素子２に電気的に接続されて
いる。また、中継端子７の他端は、コネクタ１２内に差
し込まれてコネクタ端子１２ａに電気的に接続されてい
る。絶縁基板１、制御回路基板１１、及び中継端子７
は、ケース６内に配設されている。制御回路基板１１よ
りも下方のケース６の内部空間は、絶縁性を確保するた
めにシリコーンゲル１０によって充填されている。ま
た、ケース９の上面上には、パワー素子２の主電流を外
部に引き出すための主電極８が配設されており、主電極
８は、中継端子及び金属細線を介してパワー素子２に電
気的に接続されている。
【００２１】ケース６上には、内部に制御回路基板１５
が配設されたケース１４が着脱自在に取り付けられてい
る。制御回路基板１５の上面上には、図示しない回路パ
ターンが形成されており、また、パワー素子２を制御す
るためのチップ１８が半田１９を介して搭載されてい
る。また、制御回路基板１５の上面上には、チップ１８
に電気的に接続されたコネクタ端子２０ａを有する、制
御回路基板増設用のコネクタ２０が形成されており、制
御回路基板１５の底面上には、チップ１８に電気的に接
続されたコネクタ端子１６ａを有するコネクタ１６が形
成されている。コネクタ１６はコネクタ１３内に差し込
まれており、コネクタ端子１６ａとコネクタ端子１３ａ
とが互いに接触している。また、制御回路基板１５の底
面には、制御回路基板１５と制御回路基板１１との間に
配設された、ノイズ遮蔽のためのシールド板１７が取り
付けられている。
が配設されたケース１４が着脱自在に取り付けられてい
る。制御回路基板１５の上面上には、図示しない回路パ
ターンが形成されており、また、パワー素子２を制御す
るためのチップ１８が半田１９を介して搭載されてい
る。また、制御回路基板１５の上面上には、チップ１８
に電気的に接続されたコネクタ端子２０ａを有する、制
御回路基板増設用のコネクタ２０が形成されており、制
御回路基板１５の底面上には、チップ１８に電気的に接
続されたコネクタ端子１６ａを有するコネクタ１６が形
成されている。コネクタ１６はコネクタ１３内に差し込
まれており、コネクタ端子１６ａとコネクタ端子１３ａ
とが互いに接触している。また、制御回路基板１５の底
面には、制御回路基板１５と制御回路基板１１との間に
配設された、ノイズ遮蔽のためのシールド板１７が取り
付けられている。
【００２２】ケース１４上には、内部に制御回路基板２
４が配設されたケース２１が着脱自在に取り付けられて
いる。制御回路基板２４の上面上には、図示しない回路
パターンが形成されており、また、パワー素子２を制御
するためのチップ２５が半田２６を介して搭載されてい
る。また、制御回路基板２４の上面上には、チップ２５
に電気的に接続されたコネクタ端子２７ａを有する、制
御回路基板増設用のコネクタ２７が形成されており、制
御回路基板２４の底面上には、チップ２５に電気的に接
続されたコネクタ端子２２ａを有するコネクタ２２が形
成されている。コネクタ２２はコネクタ２０内に差し込
まれており、コネクタ端子２２ａとコネクタ端子２０ａ
とが互いに接触している。また、制御回路基板２４の底
面には、制御回路基板２４と制御回路基板１５との間に
配設された、ノイズ遮蔽のためのシールド板２３が取り
付けられている。また、ケース２１にはフタ２８が取り
付けられている。
４が配設されたケース２１が着脱自在に取り付けられて
いる。制御回路基板２４の上面上には、図示しない回路
パターンが形成されており、また、パワー素子２を制御
するためのチップ２５が半田２６を介して搭載されてい
る。また、制御回路基板２４の上面上には、チップ２５
に電気的に接続されたコネクタ端子２７ａを有する、制
御回路基板増設用のコネクタ２７が形成されており、制
御回路基板２４の底面上には、チップ２５に電気的に接
続されたコネクタ端子２２ａを有するコネクタ２２が形
成されている。コネクタ２２はコネクタ２０内に差し込
まれており、コネクタ端子２２ａとコネクタ端子２０ａ
とが互いに接触している。また、制御回路基板２４の底
面には、制御回路基板２４と制御回路基板１５との間に
配設された、ノイズ遮蔽のためのシールド板２３が取り
付けられている。また、ケース２１にはフタ２８が取り
付けられている。
【００２３】ここで、部品の共通化を図るためには、コ
ネクタ１３，２０，２７には同一構造のコネクタを使用
するのが望ましい。コネクタ１６，２２についても同様
である。
ネクタ１３，２０，２７には同一構造のコネクタを使用
するのが望ましい。コネクタ１６，２２についても同様
である。
【００２４】図３は、本実施の形態１に係るパワーモジ
ュールの一部を、図１に示したＹ方向から眺めた断面構
造を示す断面図である。ケース６には、外部接続用のコ
ネクタ部３４が一体成形されている。コネクタ部３４は
コネクタ端子３４ａを有しており、コネクタ端子３４ａ
は制御回路基板１１を介してチップ２９に電気的に接続
されている。また、ケース１４には、外部接続用のコネ
クタ３３が取り付けられている。コネクタ３３はコネク
タ端子３３ａを有しており、コネクタ端子３３ａは制御
回路基板１５を介してチップ１８に電気的に接続されて
いる。また、ケース２１には、外部接続用のコネクタ３
２が取り付けられている。コネクタ３２はコネクタ端子
３２ａを有しており、コネクタ端子３２ａは制御回路基
板２４を介してチップ２５に電気的に接続されている。
ュールの一部を、図１に示したＹ方向から眺めた断面構
造を示す断面図である。ケース６には、外部接続用のコ
ネクタ部３４が一体成形されている。コネクタ部３４は
コネクタ端子３４ａを有しており、コネクタ端子３４ａ
は制御回路基板１１を介してチップ２９に電気的に接続
されている。また、ケース１４には、外部接続用のコネ
クタ３３が取り付けられている。コネクタ３３はコネク
タ端子３３ａを有しており、コネクタ端子３３ａは制御
回路基板１５を介してチップ１８に電気的に接続されて
いる。また、ケース２１には、外部接続用のコネクタ３
２が取り付けられている。コネクタ３２はコネクタ端子
３２ａを有しており、コネクタ端子３２ａは制御回路基
板２４を介してチップ２５に電気的に接続されている。
【００２５】なお、以上の説明では、最下層の基板とし
て制御回路基板１１を配設する場合について説明した。
しかし、最下層の基板は必ずしもパワー素子制御用のチ
ップが搭載された制御回路基板である必要はなく、単に
中継端子７をケース６の外部に引き出すための中継用基
板であってもよい。中継用基板は、コネクタ端子１２ａ
を有するコネクタ１２と、コネクタ端子１２ａに電気的
に接続されたコネクタ端子１３ａを有するコネクタ１３
とを備えていればよい。
て制御回路基板１１を配設する場合について説明した。
しかし、最下層の基板は必ずしもパワー素子制御用のチ
ップが搭載された制御回路基板である必要はなく、単に
中継端子７をケース６の外部に引き出すための中継用基
板であってもよい。中継用基板は、コネクタ端子１２ａ
を有するコネクタ１２と、コネクタ端子１２ａに電気的
に接続されたコネクタ端子１３ａを有するコネクタ１３
とを備えていればよい。
【００２６】また、制御回路基板全体としての機能拡張
の必要性に応じて、制御回路基板２４の配設は省略して
もよく、あるいは、コネクタ２７を介して制御回路基板
２４上に他の制御回路基板をさらに配設してもよい。
の必要性に応じて、制御回路基板２４の配設は省略して
もよく、あるいは、コネクタ２７を介して制御回路基板
２４上に他の制御回路基板をさらに配設してもよい。
【００２７】このように本実施の形態１に係るパワーモ
ジュールによれば、制御回路基板１１の機能を追加・変
更する場合に、制御回路基板１１及び絶縁基板１を取り
替えてこれに対応するのではなく、制御回路基板１１上
に新たな制御回路基板１５，２４を増設することによっ
て、これに対応することができる。
ジュールによれば、制御回路基板１１の機能を追加・変
更する場合に、制御回路基板１１及び絶縁基板１を取り
替えてこれに対応するのではなく、制御回路基板１１上
に新たな制御回路基板１５，２４を増設することによっ
て、これに対応することができる。
【００２８】また、制御回路基板１５，２４はコネクタ
１３，１６，２０，２２を介してケース６の外部に配設
されているため、制御回路基板１５，２４の機能を追加
・変更する場合には、ケース１４，２１ごと制御回路基
板１５，２４を取り替えることによって、これに対応す
ることができる。
１３，１６，２０，２２を介してケース６の外部に配設
されているため、制御回路基板１５，２４の機能を追加
・変更する場合には、ケース１４，２１ごと制御回路基
板１５，２４を取り替えることによって、これに対応す
ることができる。
【００２９】また、制御回路基板１５，２４にはシール
ド板１７，２３が取り付けられているため、制御回路基
板間でのノイズの発生を適切に防止することができる。
ド板１７，２３が取り付けられているため、制御回路基
板間でのノイズの発生を適切に防止することができる。
【００３０】また、ケース１４，２１には外部接続用の
コネクタ３３，３２が取り付けられているため、所望の
ケース１４，２１から外部装置への接続が可能となる。
コネクタ３３，３２が取り付けられているため、所望の
ケース１４，２１から外部装置への接続が可能となる。
【００３１】実施の形態２．図４は、本発明の実施の形
態２に係るパワーモジュールの一部を、図１に示したＹ
方向から眺めた断面構造を示す断面図である。図３に示
した上記実施の形態１に係るパワーモジュールでは、コ
ネクタ３２，３３は、ケース２１，１４とは別個の部品
としてケース２１，１４に取り付けられていた。これに
対して、本実施の形態２に係るパワーモジュールでは、
外部接続用のコネクタを、コネクタ部としてケースと一
体成形する。具体的には、図３に示したケース２１とコ
ネクタ３２とを一体成形することにより、コネクタ部３
６を有するケース３５とする。また、図３に示したケー
ス１４とコネクタ３３とを一体成形することにより、コ
ネクタ部３８を有するケース３７とする。
態２に係るパワーモジュールの一部を、図１に示したＹ
方向から眺めた断面構造を示す断面図である。図３に示
した上記実施の形態１に係るパワーモジュールでは、コ
ネクタ３２，３３は、ケース２１，１４とは別個の部品
としてケース２１，１４に取り付けられていた。これに
対して、本実施の形態２に係るパワーモジュールでは、
外部接続用のコネクタを、コネクタ部としてケースと一
体成形する。具体的には、図３に示したケース２１とコ
ネクタ３２とを一体成形することにより、コネクタ部３
６を有するケース３５とする。また、図３に示したケー
ス１４とコネクタ３３とを一体成形することにより、コ
ネクタ部３８を有するケース３７とする。
【００３２】このように本実施の形態２に係るパワーモ
ジュールによれば、外部接続用のコネクタ３２，３３を
ケース２１，１４へ取り付ける構成（図３）においては
必要であった、取付位置の調整や取付精度のばらつきの
管理等が不要となる。従って、製造工程を削減できると
ともに、ケース３５，３７の適切な箇所にコネクタ部３
６，３８を成形することができる。
ジュールによれば、外部接続用のコネクタ３２，３３を
ケース２１，１４へ取り付ける構成（図３）においては
必要であった、取付位置の調整や取付精度のばらつきの
管理等が不要となる。従って、製造工程を削減できると
ともに、ケース３５，３７の適切な箇所にコネクタ部３
６，３８を成形することができる。
【００３３】実施の形態３．図５は、本発明の実施の形
態３に係るパワーモジュールの一部を、図１に示したＸ
方向から眺めた断面構造を示す断面図である。ケース１
４の底面上及び上面上に電極４０，４２をそれぞれ設
け、ケース１４の内部に、電極４０，４２に接続された
電極４１を設けた。同様に、ケース２１の底面上及び上
面上に電極４３，４５をそれぞれ設け、ケース２１の内
部に、電極４３，４５に接続された電極４４を設けた。
電極４０は主電極８に接触しており、電極４３は電極４
２に接触している。
態３に係るパワーモジュールの一部を、図１に示したＸ
方向から眺めた断面構造を示す断面図である。ケース１
４の底面上及び上面上に電極４０，４２をそれぞれ設
け、ケース１４の内部に、電極４０，４２に接続された
電極４１を設けた。同様に、ケース２１の底面上及び上
面上に電極４３，４５をそれぞれ設け、ケース２１の内
部に、電極４３，４５に接続された電極４４を設けた。
電極４０は主電極８に接触しており、電極４３は電極４
２に接触している。
【００３４】また、ケース６の上面内にネジ穴４６を設
けるとともに、主電極８、電極４０、ケース１４、電極
４２、電極４３、ケース２１、及び電極４５の、それぞ
れネジ穴４６に対応する箇所に、ネジ穴４７〜５３を設
けた。ネジ穴４７〜５３はそれぞれ、主電極８、電極４
０、ケース１４、電極４２、電極４３、ケース２１、及
び電極４５を貫通して形成されている。ネジ穴４６〜５
３内にボルト５４を螺挿することにより、ケース６，１
４，２１を固定することができる。
けるとともに、主電極８、電極４０、ケース１４、電極
４２、電極４３、ケース２１、及び電極４５の、それぞ
れネジ穴４６に対応する箇所に、ネジ穴４７〜５３を設
けた。ネジ穴４７〜５３はそれぞれ、主電極８、電極４
０、ケース１４、電極４２、電極４３、ケース２１、及
び電極４５を貫通して形成されている。ネジ穴４６〜５
３内にボルト５４を螺挿することにより、ケース６，１
４，２１を固定することができる。
【００３５】このように本実施の形態３に係るパワーモ
ジュールによれば、ボルト５４を用いることによって、
ケース６，１４，２１を着脱自在に固定することができ
る。
ジュールによれば、ボルト５４を用いることによって、
ケース６，１４，２１を着脱自在に固定することができ
る。
【００３６】また、電極４０，４２，４３，４５はいず
れも主電極８に電気的に接続されている。このため、主
電極を外部装置に接続する代わりに、電極４０，４２，
４３，４５のうちの任意のものを外部装置に接続しても
よく、実質的に主電極８と外部装置との取り付け高さを
変更することが可能である。
れも主電極８に電気的に接続されている。このため、主
電極を外部装置に接続する代わりに、電極４０，４２，
４３，４５のうちの任意のものを外部装置に接続しても
よく、実質的に主電極８と外部装置との取り付け高さを
変更することが可能である。
【００３７】なお、必要に応じて、電極４０〜４２を設
けたケース１４と、電極４３〜４５を設けていないケー
ス２１とを積層することもできる。
けたケース１４と、電極４３〜４５を設けていないケー
ス２１とを積層することもできる。
【００３８】実施の形態４．図６は、本発明の実施の形
態４に係るパワーモジュールの一部を、図１に示したＸ
方向から眺めた断面構造を示す断面図である。制御回路
基板１１，１５，２４の上面上には、チップ２９，１
８，２５にそれぞれ電気的に接続された導体パッド５
５，５７，５９が形成されている。また、制御回路基板
１５，２４の底面上には、チップ１８，２５にそれぞれ
電気的に接続された、Ｊ字形の端子５６，５８が形成さ
れている。端子５６，５８の一端は半田によって制御回
路基板１５，２４の底面にそれぞれろう接されており、
他端はケース１４，２１の底面にそれぞれ接触してい
る。端子５６，５８は弾性を有しており、制御回路基板
１５，２４及びケース１４，２１によって、導体パッド
５５，５７にそれぞれ圧接されている。
態４に係るパワーモジュールの一部を、図１に示したＸ
方向から眺めた断面構造を示す断面図である。制御回路
基板１１，１５，２４の上面上には、チップ２９，１
８，２５にそれぞれ電気的に接続された導体パッド５
５，５７，５９が形成されている。また、制御回路基板
１５，２４の底面上には、チップ１８，２５にそれぞれ
電気的に接続された、Ｊ字形の端子５６，５８が形成さ
れている。端子５６，５８の一端は半田によって制御回
路基板１５，２４の底面にそれぞれろう接されており、
他端はケース１４，２１の底面にそれぞれ接触してい
る。端子５６，５８は弾性を有しており、制御回路基板
１５，２４及びケース１４，２１によって、導体パッド
５５，５７にそれぞれ圧接されている。
【００３９】このように本実施の形態４に係るパワーモ
ジュールによれば、制御回路基板１５，２４及びケース
１４，２１からの押圧力によって、端子５６，５８と導
体パッド５５，５７とが圧接された状態で互いに接触す
るため、端子５６，５８と導体パッド５５，５７との間
の電気的接触を確実にとることができる。
ジュールによれば、制御回路基板１５，２４及びケース
１４，２１からの押圧力によって、端子５６，５８と導
体パッド５５，５７とが圧接された状態で互いに接触す
るため、端子５６，５８と導体パッド５５，５７との間
の電気的接触を確実にとることができる。
【００４０】実施の形態５．図７は、本発明の実施の形
態５に係るパワーモジュールを、図１に示したＸ方向か
ら眺めた断面構造を示す断面図である。ケース６上には
ケース６０が配設されている。ケース６０の内部には支
持基板６３が取り付けられており、支持基板６３の上面
上には、半田１９を介してチップ１８がそれぞれ実装さ
れた複数の制御回路基板６１が取り付けられている。制
御回路基板６１上には、図示しない回路パターンが形成
されている。支持基板６３は絶縁基板１に平行に配設さ
れており、制御回路基板６１は支持基板６３に対して垂
直に配設されている。また、支持基板６３の上面上に
は、チップ１８に電気的に接続されたコネクタ端子６２
ａを有する、制御回路基板増設用のコネクタ６２が形成
されている。
態５に係るパワーモジュールを、図１に示したＸ方向か
ら眺めた断面構造を示す断面図である。ケース６上には
ケース６０が配設されている。ケース６０の内部には支
持基板６３が取り付けられており、支持基板６３の上面
上には、半田１９を介してチップ１８がそれぞれ実装さ
れた複数の制御回路基板６１が取り付けられている。制
御回路基板６１上には、図示しない回路パターンが形成
されている。支持基板６３は絶縁基板１に平行に配設さ
れており、制御回路基板６１は支持基板６３に対して垂
直に配設されている。また、支持基板６３の上面上に
は、チップ１８に電気的に接続されたコネクタ端子６２
ａを有する、制御回路基板増設用のコネクタ６２が形成
されている。
【００４１】このように本実施の形態５に係るパワーモ
ジュールによれば、支持基板６３上に複数の制御回路基
板６１を縦置きに配設することにより、制御回路基板６
１のトータルの実装面積を大きくできる。従って、サイ
ズの大きなチップ１８や回路パターンを、複数の制御回
路基板６１に分割して実装することができる。
ジュールによれば、支持基板６３上に複数の制御回路基
板６１を縦置きに配設することにより、制御回路基板６
１のトータルの実装面積を大きくできる。従って、サイ
ズの大きなチップ１８や回路パターンを、複数の制御回
路基板６１に分割して実装することができる。
【００４２】
【発明の効果】この発明のうち請求項１に係るものによ
れば、第１の制御回路の機能を追加・変更等する場合
に、第２のケースごと第１の制御基板を取り替えること
により、これに対応することができる。
れば、第１の制御回路の機能を追加・変更等する場合
に、第２のケースごと第１の制御基板を取り替えること
により、これに対応することができる。
【００４３】また、この発明のうち請求項２に係るもの
によれば、第１の制御回路の機能を追加・変更等する場
合に、新たな制御基板を第１の増設用コネクタを介して
第１の制御基板上に増設することにより、これに対応す
ることができる。
によれば、第１の制御回路の機能を追加・変更等する場
合に、新たな制御基板を第１の増設用コネクタを介して
第１の制御基板上に増設することにより、これに対応す
ることができる。
【００４４】また、この発明のうち請求項３に係るもの
によれば、第２の制御回路の機能を第１の制御回路の機
能に追加することができるため、制御回路全体としての
高機能化を、第１の制御基板を取り替えることなく容易
に実現することができる。
によれば、第２の制御回路の機能を第１の制御回路の機
能に追加することができるため、制御回路全体としての
高機能化を、第１の制御基板を取り替えることなく容易
に実現することができる。
【００４５】また、この発明のうち請求項４に係るもの
によれば、第２の制御回路の機能を第１の制御回路の機
能に追加することができるため、制御回路全体としての
高機能化を、第１の制御基板を取り替えることなく容易
に実現することができる。
によれば、第２の制御回路の機能を第１の制御回路の機
能に追加することができるため、制御回路全体としての
高機能化を、第１の制御基板を取り替えることなく容易
に実現することができる。
【００４６】また、この発明のうち請求項５に係るもの
によれば、接続端子と導体パッドとが圧接された状態で
互いに接触するため、接続端子と導体パッドとの間の電
気的接触を確実にとることができる。
によれば、接続端子と導体パッドとが圧接された状態で
互いに接触するため、接続端子と導体パッドとの間の電
気的接触を確実にとることができる。
【００４７】また、この発明のうち請求項６に係るもの
によれば、第１の制御基板と絶縁基板との間でのノイズ
の発生を適切に防止することができる。
によれば、第１の制御基板と絶縁基板との間でのノイズ
の発生を適切に防止することができる。
【００４８】また、この発明のうち請求項７に係るもの
によれば、第１の制御回路と外部回路との間の電気的接
続を、第２のケースの有する外部接続用コネクタを介し
て行うことができる。
によれば、第１の制御回路と外部回路との間の電気的接
続を、第２のケースの有する外部接続用コネクタを介し
て行うことができる。
【００４９】また、この発明のうち請求項８に係るもの
によれば、第２のケースへの外部接続用コネクタの取付
位置の調整や取付精度のばらつきの管理等が不要となる
ため、製造工程を削減できるとともに、第２のケースの
適切な箇所に外部接続用コネクタを成形することができ
る。
によれば、第２のケースへの外部接続用コネクタの取付
位置の調整や取付精度のばらつきの管理等が不要となる
ため、製造工程を削減できるとともに、第２のケースの
適切な箇所に外部接続用コネクタを成形することができ
る。
【００５０】また、この発明のうち請求項９に係るもの
によれば、第１の電極を外部装置に接続する代わりに、
第２の電極を外部装置に接続してもよく、実質的に第１
の電極と外部装置との取り付け高さを変更することが可
能となる。
によれば、第１の電極を外部装置に接続する代わりに、
第２の電極を外部装置に接続してもよく、実質的に第１
の電極と外部装置との取り付け高さを変更することが可
能となる。
【００５１】また、この発明のうち請求項１０に係るも
のによれば、ボルトを用いることによって、第１のケー
スと第２のケースとを着脱自在に固定することができ
る。
のによれば、ボルトを用いることによって、第１のケー
スと第２のケースとを着脱自在に固定することができ
る。
【００５２】また、この発明のうち請求項１１に係るも
のによれば、支持基板上に複数の制御回路基板を縦置き
に配設することにより、制御回路基板のトータルの実装
面積を大きくできる。従って、サイズの大きなチップや
回路パターンを実装することが可能となる。
のによれば、支持基板上に複数の制御回路基板を縦置き
に配設することにより、制御回路基板のトータルの実装
面積を大きくできる。従って、サイズの大きなチップや
回路パターンを実装することが可能となる。
【図１】 本発明の実施の形態１に係るパワーモジュー
ルの全体構成を概略的に示す上面図である。
ルの全体構成を概略的に示す上面図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係るパワーモジュー
ルの構造を示す断面図である。
ルの構造を示す断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態１に係るパワーモジュー
ルの構造を示す断面図である。
ルの構造を示す断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態２に係るパワーモジュー
ルの構造の一部を示す断面図である。
ルの構造の一部を示す断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態３に係るパワーモジュー
ルの構造の一部を示す断面図である。
ルの構造の一部を示す断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態４に係るパワーモジュー
ルの構造の一部を示す断面図である。
ルの構造の一部を示す断面図である。
【図７】 本発明の実施の形態５に係るパワーモジュー
ルの構造を示す断面図である。
ルの構造を示す断面図である。
【図８】 従来のパワーモジュールの構造を示す断面図
である。
である。
１ 絶縁基板、２ パワー素子、６，１４，２１，３
５，３７，６０ ケース、７ 中継端子、８ 主電極、
１１，１５，２４，６１ 制御回路基板、１３，２０，
２７，３２，３３ コネクタ、１８，２５，２９ チッ
プ、１７，２３，３１ シールド板、３６，３８ コネ
クタ部、４０〜４５ 電極、４６〜５３ネジ穴、５４
ボルト、５５，５７ 導体パッド、５６，５８ 端子、
６３ 支持基板。
５，３７，６０ ケース、７ 中継端子、８ 主電極、
１１，１５，２４，６１ 制御回路基板、１３，２０，
２７，３２，３３ コネクタ、１８，２５，２９ チッ
プ、１７，２３，３１ シールド板、３６，３８ コネ
クタ部、４０〜４５ 電極、４６〜５３ネジ穴、５４
ボルト、５５，５７ 導体パッド、５６，５８ 端子、
６３ 支持基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古賀 万寿夫 福岡県福岡市西区今宿東一丁目１番１号 福菱セミコンエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 木本 信義 兵庫県伊丹市瑞原四丁目１番地 菱電セミ コンダクタシステムエンジニアリング株式 会社内 (72)発明者 吉松 直樹 福岡県福岡市西区今宿東一丁目１番１号 福菱セミコンエンジニアリング株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 パワー素子を有する絶縁基板と、 前記パワー素子に電気的に接続された一端を有する中継
端子と、 前記絶縁基板及び前記中継端子が内部に配設された第１
のケースとを備えるパワーモジュールにおいて、 前記パワーモジュールは、 前記中継端子の他端に電気的に接続された、前記パワー
素子を制御するための第１の制御回路を有する第１の制
御基板と、 前記第１のケース上に着脱自在に取り付けられ、前記第
１の制御基板が内部に配設された第２のケースとをさら
に備えることを特徴とするパワーモジュール。 - 【請求項２】 前記第１の制御基板は、前記絶縁基板と
は反対側の主面上に形成され、前記第１の制御回路に電
気的に接続された第１の増設用コネクタをさらに有す
る、請求項１に記載のパワーモジュール。 - 【請求項３】 前記第１の制御基板と対向する側の主面
上に形成され、前記第１の増設用コネクタに接続された
第２の増設用コネクタと、該第２の増設用コネクタに電
気的に接続され、前記パワー素子を制御するための第２
の制御回路とを有する第２の制御基板と、 前記第２のケース上に着脱自在に取り付けられ、前記第
２の制御基板が内部に配設された第３のケースとをさら
に備える、請求項２に記載のパワーモジュール。 - 【請求項４】 前記第１の制御基板は、前記絶縁基板と
は反対側の主面上に形成され、前記第１の制御回路に電
気的に接続された導体パッドをさらに有し、 前記パワーモジュールは、 前記パワー素子を制御するための第２の制御回路と、前
記第１の制御基板に対向する側の主面上に形成され、前
記第２の制御回路と前記導体パッドとを電気的に接続す
るための接続端子とを有する第２の制御基板と、 前記第２のケース上に着脱自在に取り付けられ、前記第
２の制御基板が内部に配設された第３のケースとをさら
に備えることを特徴とする、請求項１に記載のパワーモ
ジュール。 - 【請求項５】 前記接続端子は、弾性を有し、前記第２
の制御基板の前記主面上に接合された一端と、前記第３
のケースに接触する他端とを有し、圧接された状態で前
記導体パッドに接触している、請求項４に記載のパワー
モジュール。 - 【請求項６】 前記第１の制御基板は、前記絶縁基板と
の間に配設された、ノイズ遮蔽のためのシールド板をさ
らに有する、請求項１に記載のパワーモジュール。 - 【請求項７】 前記第２のケースは、前記第１の制御回
路と外部回路とを互いに電気的に接続するための外部接
続用コネクタをさらに有する、請求項１に記載のパワー
モジュール。 - 【請求項８】 前記外部接続用コネクタは前記第２のケ
ースと一体成形されている、請求項７に記載のパワーモ
ジュール。 - 【請求項９】 前記第１のケースは、前記第２のケース
が取り付けられた主面上に配設され、前記パワー素子に
電気的に接続された第１の電極を有し、 前記第２のケースは、前記第１のケースとは反対側の主
面上に配設され、前記第１の電極に電気的に接続された
第２の電極を有する、請求項１に記載のパワーモジュー
ル。 - 【請求項１０】 前記第１のケースは、前記第１のケー
スの前記主面内に形成された第１のネジ穴をさらに有
し、 前記第１の電極は、前記第１の電極内を貫通し、前記第
１のネジ穴に繋がる第２のネジ穴を有し、 前記第２のケースは、前記第２のケース内を貫通し、前
記第２のネジ穴に繋がる第３のネジ穴をさらに有し、 前記第２の電極は、前記第２の電極内を貫通し、前記第
３のネジ穴に繋がる第４のネジ穴を有し、 前記パワーモジュールは、前記第２のケースの前記主面
側から前記第１〜第４のネジ穴に螺挿されたボルトをさ
らに備える、請求項９に記載のパワーモジュール。 - 【請求項１１】 前記第１の制御基板は、 前記第２のケース内において、前記絶縁基板と平行に配
設された支持基板と、 前記支持基板上において、前記支持基板に対して垂直に
配設された複数の制御回路基板とを有し、 前記第１の制御回路は、前記複数の制御回路基板に分割
して形成されている、請求項１に記載のパワーモジュー
ル。
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