JP2002124618A

JP2002124618A - 半導体装置

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Publication number: JP2002124618A
Application number: JP2000318258A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Nishidai; 秀和西台; Yutaka Tajima; 豊田島; Kazunori Senzaki; 一徳千崎; Sunao Suzuki; 直鈴木
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2000-10-18
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】【課題】温度検出素子をフレキシブル基板上に実装し
て半導体素子の近傍に配置することにより、その接続構
造を簡略化し、検出感度と検出精度を向上する。【解決手段】金属板２上にＩＧＢＴ３とダイオード４
とを搭載し、これらの半導体素子によって３相インバー
タ回路５のスイッチング回路５Ａを構成する。また、金
属板２上には、温度検出素子１１が実装されたフレキシ
ブル基板７を配置し、フレキシブル基板７には、温度検
出素子１１に接続される信号線８，９と、信号線８，９
をシールドする導体パターン１２，１３，１４とを設け
る。これにより、信号線８，９等の接続構造を簡略化で
きると共に、温度検出素子１１を半導体素子の近傍に配
置しつつ、その耐ノイズ性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば絶縁ゲート
型バイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴという）、
ＭＯＳトランジスタ（以下、ＭＯＳＦＥＴという）等の
大電力を扱う半導体素子を搭載した半導体装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体装置としては、例えばモ
ータ制御等に用いるインバータ等のパワーモジュールが
知られている（例えば、特開平１０−１６４７０３号公
報等）。そして、この種の従来技術による半導体装置
は、例えばＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ダイオード等から
なる複数の半導体素子によって構成された３相インバー
タ回路を有し、このインバータ回路によって３相誘導モ
ータ等のモータ制御を行うものである。

【０００３】このため、半導体装置には、インバータ回
路の出力状態が過負荷となるのを防止する過負荷防止装
置が設けられている。そして、この過負荷防止装置は、
インバータ回路の作動中に発熱する半導体素子の温度を
検出する複数の温度検出素子と、例えばモータ制御用の
コントロールユニット内に配置され、該各温度検出素子
とそれぞれ接続された制御回路とを備えている。

【０００４】この場合、温度検出素子は、例えば３相イ
ンバータ回路の各半導体素子毎に１個ずつ、または３相
インバータ回路の各相毎に１個ずつ配置され、モジュー
ル化された各半導体素子の素子ケースの温度（ケース温
度）を検出する構成となっている。

【０００５】そして、過負荷防止装置は、各半導体素子
のケース温度を温度検出素子によって検出し、このケー
ス温度が所定の高温状態となったときには、インバータ
回路が過負荷状態になったと判定し、制御回路を用いて
インバータ回路の出力を小さく調整することにより、各
半導体素子を熱破壊等から保護するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、複数の温度検出素子を用いて各半導体素子
のケース温度を検出することにより、半導体素子の温度
に応じてインバータ回路が過負荷状態となったか否かを
判定する構成としている。

【０００７】しかし、半導体素子が過負荷等の異常な状
態となったときには、その温度が短時間で上昇するた
め、温度検出素子を半導体素子の近傍に配置していない
と、温度上昇の検出が遅れて半導体素子を熱破壊等から
保護できないことがある。

【０００８】一方、インバータ回路の作動中には、半導
体素子のスイッチング動作等によってノイズが発生する
ため、温度検出素子を半導体素子に近付け過ぎると、そ
の検出精度がノイズによって低下し易くなり、半導体素
子の温度上昇を正確に検出できなくなる虞れがある。

【０００９】このため、従来技術では、素子温度を検出
するときの検出感度とノイズに対する検出精度とを両立
させるのが困難となり、素子の温度上昇を早期の段階で
精度よく検出することができず、信頼性を向上させるの
が難しいという問題がある。

【００１０】また、従来技術の半導体装置は、３相イン
バータ回路の各半導体素子または各相に対応して配置さ
れる複数の温度検出素子とコントロールユニットとの間
を多数の配線等によって接続する必要があるため、配線
等の部品点数が増加して接続構造が複雑化するばかりで
なく、半導体装置のセラミックス基板等が多数の配線を
実装することによって大型化し、コストアップを招くと
いう問題もある。

【００１１】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、温度検出素子の検出感
度とノイズに対する検出精度とを簡単な構造で両立させ
ることができ、信頼性を向上できるようにした半導体装
置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために請求項１の発明は、ベース基板上に半導体素子を
実装し、該半導体素子の近傍に位置して前記金属導体上
に有機薄型絶縁層からなるフレキシブル基板を設け、該
フレキシブル基板の表面側には前記半導体素子の温度を
検出する温度検出素子を設けると共に該温度検出素子に
接続される信号線を設け、さらに前記フレキシブル基板
の表面側と裏面側のうち少なくとも一方の面側には前記
信号線に対応する位置に一定の電位に保持される導体パ
ターンを設ける構成を採用している。

【００１３】このように構成することにより、温度検出
素子をフレキシブル基板上に実装して該基板の信号線に
予め接続しておくことができ、この状態で温度検出素子
をフレキシブル基板と共に半導体素子の近傍に配置する
ことができる。そして、半導体素子の作動中には、その
温度を温度検出素子により検出して検出信号を出力で
き、このとき導体パターンは、例えば半導体素子のスイ
ッチング動作によるノイズ等から信号線を遮蔽できると
共に、このノイズが信号線に付加されることによって検
出信号に誤差が生じるのを防止することができる。

【００１４】また、請求項２の発明によると、導体パタ
ーンは前記フレキシブル基板の表面側と裏面側の両方に
設ける構成としている。

【００１５】これにより、フレキシブル基板の両面側に
導体パターンをそれぞれ配設でき、これらの導体パター
ンによって基板の表面側から信号線に加わるノイズと裏
面側から信号線に加わるノイズとを遮蔽することができ
る。

【００１６】また、請求項３の発明によると、フレキシ
ブル基板の表面側には、前記温度検出素子から出力され
る検出信号を演算処理する信号処理回路を設ける構成と
している。

【００１７】これにより、信号処理回路用の配置スペー
スをフレキシブル基板上に確保でき、温度検出素子と信
号処理回路とをフレキシブル基板によって予め一体化し
た状態で半導体素子側に組付けることができる。また、
半導体素子の作動時には、フレキシブル基板の導体パタ
ーンによって信号処理回路もノイズ等から保護すること
ができる。そして、温度検出素子と信号処理回路とを近
くに配置でき、両者間の信号線を短くして耐ノイズ性を
向上できると共に、仮りに両者のうち一方にノイズが付
加されたとしても、このノイズが他方にも付加されるよ
うになるので、これらのノイズを例えば差動アンプ等を
用いた信号処理により相殺して除去することができる。

【００１８】また、請求項４の発明によると、ベース基
板上には前記半導体素子を複数個実装し、該各半導体素
子の近傍には前記温度検出素子をそれぞれ配置し、該各
温度検出素子から出力される個々の検出信号を同一の信
号処理回路によって演算処理する構成としている。

【００１９】これにより、複数の温度検出素子から出力
される検出信号をフレキシブル基板に設けた同一の信号
処理回路によって演算処理でき、例えば各温度検出素子
と外部の制御回路等との間を配線等によってそれぞれ接
続する必要がなくなるので、温度検出素子用の配線構造
を簡略化することができる。

【００２０】さらに、請求項５の発明によると、ベース
基板上には複数の半導体素子を列状に並べて配置し、該
各半導体素子のうち列の最も端部側に位置する第１の半
導体素子周辺に前記温度検出素子を配置すると共に、前
記第１の半導体素子と該第１の半導体素子に隣接する第
２の半導体素子との間を除いた位置に前記温度検出素子
をそれぞれ配置する構成としている。

【００２１】これにより、複数の半導体素子に対して温
度検出素子を１個ずつ配置するために半導体素子と温度
検出素子とを交互に並べる場合と比較して、温度検出素
子の個数を少なくすることができる。そして、このよう
な配置でも、例えば各半導体素子のうち一部の素子の温
度が異常に上昇する場合には、各温度検出素子の検出信
号を比較することによって異常を検出でき、この異常な
発熱状態と全ての半導体素子が正常に発熱する場合とを
区別することができる。

【００２２】また、請求項６の発明によると、フレキシ
ブル基板のうち前記温度検出素子と一緒に前記ベース基
板上に配設される部位と前記信号処理回路が設けられた
部位とを板厚方向に対して互いに異なる高さ位置に配置
する構成としている。

【００２３】これにより、例えば半導体素子を実装した
ベース基板と周囲との間に段差等が存在する場合でも、
フレキシブル基板の途中部位を板厚方向に撓み変形させ
ることにより、温度検出素子が実装されたフレキシブル
基板の部位を信号処理回路と異なる高さ位置でベース基
板上に配設でき、ボンディングワイヤ等を用いることな
く、フレキシブル基板により温度検出素子と信号処理回
路との間を段差等を跨いで接続することができる。

【００２４】また、請求項７の発明によると、温度検出
素子は、３相インバータ回路もしくはＨブリッジ回路を
含む半導体装置またはインテリジェントパワーモジュー
ルの内部に配設する構成としている。

【００２５】これにより、３相インバータ回路、Ｈブリ
ッジ回路またはインテリジェントパワーモジュールを構
成する半導体素子の異常な温度上昇を温度検出素子によ
って検出でき、半導体素子を保護することができる。

【００２６】さらに、請求項８の発明では、半導体素子
を、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタまたはＭＯＳ
トランジスタによって構成してもよい。

【００２７】また、請求項９の発明によると、ベース基
板は、少なくとも表面側の一部に金属膜または金属板か
らなる金属導体を設けた絶縁基板により構成している。

【００２８】これにより、絶縁基板上には、半導体素
子、フレキシブル基板、温度検出素子等を実装でき、こ
の状態で半導体素子の電極端子等を金属導体に接続する
ことができる。

【００２９】また、請求項１０の発明のように、ベース
基板を金属板により構成した場合でも、半導体素子の電
極端子等を金属板に接続することができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
半導体装置を３相インバータ回路に適用した場合を例に
挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００３１】ここで、図１ないし図５は本発明の第１の
実施の形態による半導体装置を示している。

【００３２】図中、１は後述する３相インバータ回路５
のベース基板となる絶縁基板で、該絶縁基板１は、例え
ば高い熱伝導性を有するセラミックス材料等によって形
成され、その表面側にはベース基板の一部を構成する金
属導体としての金属薄膜２が設けられている。

【００３３】３は金属薄膜２上に実装された半導体素子
としての絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（以下、
ＩＧＢＴという）で、該ＩＧＢＴ３は、図１に示す如
く、その裏面側に設けられたコレクタ端子が半田付け等
によって金属薄膜２に接続され、その表面側に設けられ
たエミッタ端子とゲート端子とはボンディングワイヤ３
Ａ，３Ａを介して他の配線（図示せず）等にそれぞれ接
続されている。

【００３４】４は金属薄膜２上に実装された半導体素子
としての帰還ダイオードで、該帰還ダイオード４は、そ
の裏面側に設けられたカソード端子が半田付け等によっ
て金属薄膜２に接続され、その表面側に設けられたアノ
ード端子がボンディングワイヤ４Ａを介して他の配線等
に接続されている。

【００３５】ここで、ＩＧＢＴ３と帰還ダイオード４と
は、例えば図５中の３相インバータ回路５をなす６個の
スイッチング回路５Ａ，５Ａ，…のうち１個のスイッチ
ング回路５Ａを構成するものである。また、３相インバ
ータ回路５は、その入力側がモータ制御用のコントロー
ルユニット（図示せず）等に接続され、その出力側が３
相誘導モータＭに接続されている。

【００３６】そして、３相インバータ回路５は、例えば
コントロールユニットから出力される直流電圧の指令信
号をパルス幅変調（ＰＷＭ）して３相誘導モータＭに出
力することにより、その回転速度等を制御するものであ
る。

【００３７】６は金属薄膜２上に設けられた基板部材
で、該基板部材６は、図１ないし図４に示す如く、後述
のフレキシブル基板７、信号線８，９、導電パターン１
２，１３，１４等を含んで構成され、板厚方向に撓み変
形可能となった配線一体型基板として形成されている。

【００３８】７は例えばポリイミド樹脂等の有機薄型絶
縁層によって形成されたフレキシブル基板で、該フレキ
シブル基板７は、その一部が基板本体（図示せず）側か
ら略Ｌ状に突出した素子実装部７Ａとなり、該素子実装
部７Ａは、その先端側がＩＧＢＴ３と帰還ダイオード４
との間に位置して金属薄膜２上に固定されている。そし
て、素子実装部７Ａの先端側には後述の温度検出素子１
１が実装されている。

【００３９】８は例えば銅等の金属薄膜を用いてフレキ
シブル基板７の表面側に形成された信号線で、該信号線
８は、一端側がフレキシブル基板７の基板本体側でコン
トロールユニットの制御回路に接続され、他端側が素子
実装部７Ａの先端側に延びている。また、９はフレキシ
ブル基板７の表面側に形成された他の信号線で、該信号
線９は、一端側が例えばコントロールユニットの制御回
路等のアース側に接続され、他端側が信号線８と絶縁さ
れた状態で素子実装部７Ａの先端側に延設されている。

【００４０】また、信号線８，９は、絶縁性樹脂材料を
用いてフレキシブル基板７の表面側に形成された絶縁層
１０によって覆われ、該絶縁層１０には、温度検出素子
１１の実装位置に信号線８，９の端部側を露出させる四
角形状の開口部１０Ａが設けられている。

【００４１】１１はフレキシブル基板７の素子実装部７
Ａに実装された温度検出素子で、該温度検出素子１１
は、例えばサーミスタ、ダイオード等、温度に応じて抵
抗値が変化する感温抵抗体によって構成され、その裏面
端部側は半田付け等によって信号線８，９にそれぞれ接
続されている。また、温度検出素子１１は、金属薄膜２
上でＩＧＢＴ３と帰還ダイオード４との間に固定され、
これらの半導体素子の近傍に配置されている。

【００４２】そして、インバータ回路５の作動中には、
ＩＧＢＴ３と帰還ダイオード４の温度が温度検出素子１
１によって検出され、これらの温度に応じた検出信号が
信号線８，９等を介してコントロールユニットの制御回
路に出力されるものである。

【００４３】１２は例えば銅等の金属薄膜を用いてフレ
キシブル基板７の表面側に形成された表面側の導体パタ
ーンで、該導体パターン１２は、信号線８，９と温度検
出素子１１とを取囲むように素子実装部７Ａの外縁側に
沿って略コ字状に延設され、絶縁層１０によって覆われ
ている。また、フレキシブル基板７の表面側には、信号
線８，９に沿って両者間を延びる他の導体パターン１３
が形成されている。

【００４４】１４はフレキシブル基板７の裏面側にほぼ
全面に亘って形成された裏面側の導体パターンで、該導
体パターン１４は銅等の金属薄膜からなり、フレキシブ
ル基板７を挟んで信号線８，９と対向している。また、
導体パターン１４は、絶縁性樹脂材料を用いてフレキシ
ブル基板７の裏面側に形成された絶縁層１５によって覆
われている。

【００４５】そして、導体パターン１２，１３，１４
は、例えば十分に大きな容量をもつアース端子等に接続
されることによってほぼ一定の電位に保持され、信号線
８，９と温度検出素子１１とを外部のノイズ等から電気
的に遮蔽するものである。

【００４６】本実施の形態による半導体装置は上述の如
き構成を有するもので、次にその作動について説明す
る。

【００４７】まず、インバータ回路５の作動時には、例
えばコントロールユニットの駆動回路から直流電圧の指
令信号が出力されると、この指令信号がインバータ回路
５によりパルス幅変調（ＰＷＭ）されて３相誘導モータ
Ｍに出力される。これにより、３相誘導モータＭは、指
令信号に応じた回転速度等をもって駆動される。

【００４８】また、インバータ回路５の作動中には、そ
のＩＧＢＴ３、帰還ダイオード４が通電されることによ
って発熱するが、これらの温度は温度検出素子１１によ
って検出され、その検出信号は信号線８，９等を介して
コントロールユニットの制御回路に出力される。そし
て、コントロールユニットの制御回路は、例えばＩＧＢ
Ｔ３、帰還ダイオード４等の温度が故障、過負荷等によ
って所定の許容温度を超えたときに、これらの半導体素
子への通電量を抑えることにより、半導体素子を熱破壊
から保護する。

【００４９】この場合、温度検出素子１１と信号線８，
９とは、ＩＧＢＴ３、帰還ダイオード４の近傍に配置さ
れているが、これらは導体パターン１２，１３，１４に
よってフレキシブル基板７の両面側でシールドされてい
るため、ＩＧＢＴ３、帰還ダイオード４のスイッチング
動作等によるノイズが温度の検出信号に与える影響を小
さく抑制することができる。

【００５０】かくして、本実施の形態によれば、金属薄
膜２上には、ＩＧＢＴ３と帰還ダイオード４の近傍に位
置して温度検出素子１１、信号線８，９、導体パターン
１２，１３，１４等の部材が実装されたフレキシブル基
板７を設ける構成としたので、これらの部材をフレキシ
ブル基板７によって一体化した状態で金属薄膜２上に容
易に配置することができる。

【００５１】そして、３相インバータ回路５の作動中に
は、例えばＩＧＢＴ３、帰還ダイオード４等の素子温度
が故障、過負荷等の異常によって急激に上昇する場合で
も、この異常な温度上昇を半導体素子の近傍に配置した
温度検出素子１１によって速やかに検出でき、その検出
感度を良好に保持できると共に、半導体素子を熱破壊等
から確実に保護することができる。

【００５２】また、導体パターン１２，１３，１４は、
スイッチング回路５Ａの近傍に配置された温度検出素子
１１、信号線８，９等をフレキシブル基板７の両面側で
電気的にシールドできるので、温度検出素子１１の作動
時には、スイッチング回路５Ａから発生するノイズの影
響を小さく抑えることができ、温度検出素子１１により
信号線８，９を介して高い精度の検出信号を安定的に出
力することができる。

【００５３】従って、本実施の形態によれば、フレキシ
ブル基板７を用いた簡単な構造で温度検出素子１１の検
出感度とノイズに対する検出精度とを両立でき、信頼性
を向上させることができる。

【００５４】また、半導体装置の組立時には、温度検出
素子１１をフレキシブル基板７上に予め実装して信号線
８，９に接続しておくことができ、例えば複数の温度検
出素子１１を金属薄膜２の各部位に取付ける場合でも、
温度検出素子１１、信号線８，９、導体パターン１２，
１３，１４をフレキシブル基板７によってサブアッセン
ブリ化した状態で金属薄膜２に取付けることができる。

【００５５】これにより、温度検出素子１１に関連した
配線等の部品点数を削減して接続構造を簡略化でき、組
立作業を効率よく行うことができると共に、絶縁基板１
等を小型化してコストダウンを図ることができる。しか
も、フレキシブル基板７を周囲の構造物の凹凸等に対応
して撓み変形させることにより、その引回しを容易に行
うことができ、レイアウト設計の自由度を高めることが
できる。

【００５６】次に、図６および図７は本発明による第２
の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、フレキシ
ブル基板の異なる位置に２個の温度検出素子を設ける構
成としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第
１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、
その説明を省略するものとする。

【００５７】２１は本実施の形態による半導体装置のベ
ース部分を構成するベース金属板で、該ベース金属板２
１上には、図７に示す如く、半田等の金属膜２２を介し
てベース基板としての絶縁基板２３が搭載されている。
また、絶縁基板２３は、例えば高い熱伝導性を有するセ
ラミックス材料等によって形成され、その表面側には金
属導体としての金属薄膜２４が設けられている。

【００５８】ここで、金属薄膜２４の表面側には、３相
インバータ回路５の各スイッチング回路５Ａのうち２個
のスイッチング回路５Ａが実装され、これらのスイッチ
ング回路５Ａを構成するＩＧＢＴ３と帰還ダイオード４
とは、第１の実施の形態とほぼ同様に、裏面側が半田付
け等によって金属薄膜２４に接続されている。

【００５９】また、金属薄膜２４の表面側には、各スイ
ッチング回路５Ａに対応して２個の基板部材６，６が設
けられ、これらの素子実装部７Ａは、温度検出素子１１
と共に金属薄膜２４上でＩＧＢＴ３の近傍にそれぞれ固
定されている。

【００６０】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。そして、特に本実施の形態では、複数
の温度検出素子１１と、該各温度検出素子１１に対応す
る信号線８，９、導体パターン１２，１３，１４等とを
フレキシブル基板７によって予め一体化した状態で金属
薄膜２４上に固定でき、半導体装置の組立作業を効率よ
く行うことができる。

【００６１】次に、図８および図９は本発明による第３
の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、フレキシ
ブル基板に温度検出素子用の信号処理回路を設ける構成
としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１
の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、そ
の説明を省略するものとする。

【００６２】３１は半導体装置のベース金属板で、該ベ
ース金属板３１上には、図９に示す如く金属膜３２を介
して絶縁基板３３が搭載され、その表面側にはＩＧＢＴ
３等が接続された金属導体としての金属薄膜３４が設け
られている。

【００６３】３５は金属薄膜３４上に配置された基板部
材で、該基板部材３５は、図８、図９に示す如く、後述
のフレキシブル基板３６、信号線３７，３８、絶縁層３
９，４３、導体パターン４０，４１，４２等を含んで構
成されている。

【００６４】３６は例えばポリイミド樹脂等の有機薄型
絶縁層によって形成されたフレキシブル基板で、該フレ
キシブル基板３６は、第１の実施の形態とほぼ同様に、
基板本体３６Ａと素子実装部３６Ｂとを有し、その表面
側には信号線３７，３８、絶縁層３９および導体パター
ン４０，４１が形成されると共に、裏面側には導体パタ
ーン４２と絶縁層４３とが形成されている。そして、素
子実装部３６Ｂ上には温度検出素子１１が実装され、該
温度検出素子１１の裏面側は信号線３７，３８にそれぞ
れ接続されている。

【００６５】しかし、導体パターン４０，４２は、フレ
キシブル基板３６のうち基板本体３６Ａのほぼ全面と素
子実装部３６Ｂの外縁側とを覆うように大きな面積に形
成され、表面側の導体パターン４０には、基板本体３６
Ａ側に位置して四角形状に切取られた切取部４０Ａが設
けられている。そして、フレキシブル基板３６上には、
導体パターン４０の切取部４０Ａ内に位置して後述の信
号処理回路４４が搭載され、該信号処理回路４４は、導
体パターン４０に取囲まれた状態で信号線３７，３８を
介して温度検出素子１１と接続されている。

【００６６】４４はフレキシブル基板３６の基板本体３
６Ａに搭載された信号処理回路で、該信号処理回路４４
は、例えば抵抗、コンデンサ、ＩＣチッブ等からなる複
数の回路素子４４Ａ，４４Ｂ，…によって構成され、こ
れらはフレキシブル基板３６上に設けられた配線パター
ンによって互いに接続されている。そして、信号処理回
路４４は、温度検出素子１１から出力される検出信号に
対して例えば増幅、波形整形等の演算処理を施し、演算
処理後の検出信号をコントロールユニットに出力するも
のである。

【００６７】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができる。そして、特に本実施の形態では、
フレキシブル基板３６の基板本体３６Ａに信号処理回路
４４を搭載する構成としたので、信号処理回路４４用の
配置スペースをフレキシブル基板３６上に確保でき、半
導体装置のレイアウト設計を容易に実行できると共に、
温度検出素子１１と信号処理回路４４とをフレキシブル
基板３６によって予め一体化した状態で金属薄膜３４側
に組付けることができ、組付時の作業性を高めることが
できる。

【００６８】また、絶縁基板３３等は、例えば窒化アル
ミニウム等の高価なセラミックス材料によって形成され
ることが多いため、信号処理回路４４をフレキシブル基
板３６に搭載することにより、絶縁基板３３等の面積を
可能な限り小型化でき、半導体装置のコストダウンを図
ることができる。

【００６９】さらに、３相インバータ回路５の作動時に
は、フレキシブル基板３６に設けた導体パターン４０，
４１，４２によって温度検出素子１１と信号線３７，３
８だけでなく、信号処理回路４４もノイズ等から保護す
ることができる。しかも、温度検出素子１１と信号処理
回路４４とをフレキシブル基板３６上で近くに配置でき
るから、両者間の信号線３７，３８等を短くして耐ノイ
ズ性を向上できると共に、仮りに両者のうち一方にノイ
ズが付加されたとしても、このノイズが他方にも付加さ
れるようになるので、これらのノイズを例えば差動アン
プ等を用いた信号処理により相殺して除去することがで
きる。

【００７０】次に、図１０および図１１は本発明による
第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、フレ
キシブル基板を板厚方向に撓み変形させた状態で配置す
る構成としたことにある。なお、本実施の形態では、前
記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付
し、その説明を省略するものとする。

【００７１】５１は半導体装置のベース金属板で、該ベ
ース金属板５１上には、図１１に示す如く金属膜５２を
介して絶縁基板５３が搭載され、その表面側にはＩＧＢ
Ｔ３等が接続された金属薄膜５４が設けられている。そ
して、金属薄膜５４上には、温度検出素子１１を搭載し
た基板部材５５が固定されている。

【００７２】５６は本実施の形態によるフレキシブル基
板で、該フレキシブル基板５６は、第１の実施の形態と
ほぼ同様に、基板本体５６Ａと素子実装部５６Ｂとを有
し、信号線５７，５８、絶縁層５９，６２、導体パター
ン６０，６１等が設けられている。そして、基板本体５
６Ａには信号処理回路６３が搭載され、該信号処理回路
６３は、素子実装部５６Ｂに実装された温度検出素子１
１と接続されている。

【００７３】しかし、本実施の形態では、フレキシブル
基板５６のうち基板本体５６Ａ側がベース金属板５１上
に実装され、素子実装部５６Ｂの先端側は、ベース金属
板５１の表面側と高さ位置が異なる金属薄膜５４上に実
装されている。このため、素子実装部５６Ｂの基端側に
は、図１１に示す如く板厚方向に撓み変形した湾曲部５
６Ｃが形成されている。

【００７４】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。また、温度検出素子１１と信号処理回
路６３とをフレキシブル基板５６によって予め一体化し
た状態で半導体装置の組立作業を行うことができ、その
作業性を高めることができる。

【００７５】そして、特に本実施の形態では、フレキシ
ブル基板５６の基板本体５６Ａと素子実装部５６Ｂの先
端側とを異なる高さ位置に配設する構成としたので、例
えばＩＧＢＴ３を実装した金属薄膜５４とベース金属板
５１との間に段差等が存在する場合でも、フレキシブル
基板５６の湾曲部５６Ｃを板厚方向に撓み変形させるこ
とにより、基板本体５６Ａと素子実装部５６Ｂとを異な
る高さ位置に安定的に配設することができる。

【００７６】この場合、従来技術では、温度検出素子１
１と信号処理回路６３との間を配線パターンだけでな
く、ボンディングワイヤ等も用いて接続しているため、
剥出しとなった配線パターンやボンディングワイヤ等に
ノイズが付加され易く、しかも温度検出素子１１と信号
処理回路６３との間に段差等が存在すると、ワイヤボン
ディング作業に手間がかかる。

【００７７】これに対し、本実施の形態では、導体パタ
ーン６０，６１等が設けられた可撓性のフレキシブル基
板５６によって耐ノイズ性を確保しつつ、温度検出素子
１１と信号処理回路６３との間を段差等を跨いで容易に
接続でき、その引回しを容易に行うことができると共
に、半導体装置が凹凸等を有する複雑な形状であって
も、レイアウト設計の自由度を高めることができる。

【００７８】次に、図１２は本発明による第５の実施の
形態を示し、本実施の形態の特徴は、金属板上に設ける
フレキシブル基板に対して信号処理回路を搭載する構成
としたことにある。なお、本実施の形態では、前記第１
の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、そ
の説明を省略するものとする。

【００７９】７１は温度検出素子１１が実装された基板
部材、７２は該基板部材７１のベース部分を構成するフ
レキシブル基板で、該フレキシブル基板７２は、第１の
実施の形態とほぼ同様に、信号処理回路７３が搭載され
た基板本体７２Ａと、温度検出素子１１が搭載された素
子実装部７２Ｂとを含んで構成され、素子実装部７２Ｂ
は、金属薄膜２の表面側に固定されている。

【００８０】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。また、温度検出素子１１と信号処理回
路７３とをフレキシブル基板７２によって予め一体化し
た状態で金属薄膜２上に実装でき、半導体装置の組立作
業を効率よく行うことができる。

【００８１】次に、図１３は本発明による第６の実施の
形態を示し、本実施の形態の特徴は、複数の温度検出素
子から出力される検出信号を同一の信号処理回路によっ
て演算処理する構成としたことにある。なお、本実施の
形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同
一の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００８２】８１は半導体装置の絶縁基板、８２は該絶
縁基板８１上に設けられた金属板で、該金属板８２の表
面側には３相インバータ回路５の各スイッチング回路５
Ａのうち例えば３個のスイッチング回路５Ａが実装さ
れ、これらのスイッチング回路５Ａを構成するＩＧＢＴ
３と帰還ダイオード４とは、その裏面側が半田付け等に
よって金属板８２に接続されている。そして、金属板８
２上には、温度検出素子１１を搭載した基板部材８３が
設けられている。

【００８３】８４は本実施の形態によるフレキシブル基
板で、該フレキシブル基板８４には、第１の実施の形態
とほぼ同様に、信号線８５，８６、絶縁層８７、導体パ
ターン８８等が設けられている。

【００８４】しかし、フレキシブル基板８４は、信号処
理回路８９が搭載された基板本体８４Ａと、該基板本体
８４Ａから３相インバータ回路５の各スイッチング回路
５Ａの近傍に向けてそれぞれ突出した３個の素子実装部
８４Ｂ，８４Ｂ，…とを含んで構成され、各素子実装部
８４Ｂには、信号線８５，８６、導体パターン８８等が
それぞれ配置されている。

【００８５】そして、各素子実装部８４Ｂには、３個の
スイッチング回路５Ａの温度を個別に検出する温度検出
素子１１がそれぞれ実装され、該各温度検出素子１１は
信号線８５，８６を介して信号処理回路８９に並列に接
続されている。これにより、信号処理回路８９は、これ
ら３個の温度検出素子１１から出力される検出信号を個
別に演算処理する構成となっている。

【００８６】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。また、温度検出素子１１と信号処理回
路８９とをフレキシブル基板８４によって予め一体化し
た状態で金属板８２上に実装でき、半導体装置の組立作
業を効率よく行うことができる。

【００８７】そして、特に本実施の形態では、各温度検
出素子１１から出力される検出信号を同一の信号処理回
路８９によって演算処理でき、例えば各温度検出素子１
１と外部のコントロールユニット等との間を配線等によ
ってそれぞれ接続する必要がなくなるので、温度検出素
子１１用の配線構造を簡略化することができる。

【００８８】次に、図１４は本発明による第７の実施の
形態を示し、本実施の形態の特徴は、温度検出素子の個
数を半導体素子よりも少なくする構成としたことにあ
る。なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態と
同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略す
るものとする。

【００８９】９１は半導体装置の絶縁基板、９２は該絶
縁基板９１上に設けられた金属板で、該金属板９２の表
面側には３相インバータ回路５の各スイッチング回路５
Ａのうち例えば３個のスイッチング回路５Ａが実装さ
れ、該各スイッチング回路５ＡはＩＧＢＴ９３，９４，
９５をそれぞれ有している。また、金属板９２上には、
後述の温度検出素子１０３，１０４を搭載した基板部材
９６が設けられている。

【００９０】９７は本実施の形態によるフレキシブル基
板で、該フレキシブル基板９７には、第１の実施の形態
とほぼ同様に、信号線９８，９９、絶縁層１００、導体
パターン１０１等が設けられている。そして、フレキシ
ブル基板９７は、信号処理回路１０２が搭載された基板
本体９７Ａと、該基板本体９７Ａから３相インバータ回
路５の各スイッチング回路５Ａの近傍に向けてそれぞれ
突出し、温度検出素子１０３，１０４が実装された２個
の素子実装部９７Ｂ，９７Ｂ，…とを含んで構成されて
いる。

【００９１】この場合、例えば図１４中で右側に位置す
る温度検出素子１０３は、ほぼ一列に並んだＩＧＢＴ９
３，９４，９５のうち列の最も右端側に位置する第１の
ＩＧＢＴ９３の右側近傍に配置されている。また、左側
に位置する温度検出素子１０４は、第１のＩＧＢＴ９３
に隣接する第２のＩＧＢＴ９４と第３のＩＧＢＴ９５と
の間に配置されている。そして、ＩＧＢＴ９３，９４間
では温度検出素子が省略され、温度検出素子１０３，１
０４の個数はＩＧＢＴ９３，９４，９５よりも少なく設
定されている。

【００９２】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。また、温度検出素子１０３，１０４と
信号処理回路１０２とをフレキシブル基板９７によって
予め一体化した状態で金属板９２上に実装でき、半導体
装置の組立作業を効率よく行うことができる。

【００９３】そして、特に本実施の形態では、ＩＧＢＴ
９３，９４，９５と温度検出素子とを交互に並べる場合
と比較して、温度検出素子１０３，１０４の個数を少な
くすることができる。そして、例えばＩＧＢＴ９３，９
４，９５のうちいずれかの素子温度が異常に上昇する場
合には、温度検出素子１０３，１０４の検出信号を比較
することによって異常を検出でき、この異常な発熱状態
と全てのＩＧＢＴ９３，９４，９５が正常に発熱する場
合とを区別することができる。

【００９４】また、本実施の形態では、インバータ回路
５の各スイッチング回路５ＡにＩＧＢＴを１個ずつ配置
し、ＩＧＢＴ９３，９４，９５によって３個のスイッチ
ング回路５Ａを構成したが、本発明はこれに限らず、例
えばＩＧＢＴ９３，９４，９５等を互いに並列に接続し
てアームと呼ばれる単一のスイッチング回路を形成し、
このアームを６個接続することによってインバータ回路
を構成してもよい。

【００９５】これにより、アーム内のＩＧＢＴ９３，９
４，９５のいずれかが異常に発熱する場合とアーム全体
の温度が正常に上昇する場合とを区別できると共に、ア
ーム全体の温度がまだ大きく変化していないときに特定
のＩＧＢＴだけが異常に高温となる場合でも、この異常
を確実に検出することができる。

【００９６】次に、図１５および図１６は本発明による
第８の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、フレ
キシブル基板を板厚方向に撓み変形させた状態で金属板
上に配置する構成としたことにある。なお、本実施の形
態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一
の符号を付し、その説明を省略するものとする。

【００９７】１１１は半導体装置のベース金属板で、該
ベース金属板１１１上には、絶縁基板１１２を介して金
属板１１３が設けられている。また、金属板１１３上に
は、温度検出素子１１を搭載した基板部材１１４が設け
られている。

【００９８】１１５は本実施の形態によるフレキシブル
基板で、該フレキシブル基板１１５は、第１の実施の形
態とほぼ同様に、基板本体１１５Ａと素子実装部１１５
Ｂとを有し、信号線１１６，１１７、絶縁層１１８，１
２１、導体パターン１１９，１２０等が設けられてい
る。

【００９９】また、フレキシブル基板１１５は、信号処
理回路１２２を搭載した基板本体１１５Ａ側がベース金
属板１１１上に実装されると共に、温度検出素子１１を
搭載した素子実装部１１５Ｂの先端側が金属板１１３上
に実装され、素子実装部１１５Ｂの基端側には、板厚方
向に撓み変形した湾曲部１１５Ｃが形成されている。

【０１００】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。また、温度検出素子１１と信号処理回
路１２２とをフレキシブル基板１１５によって予め一体
化した状態で半導体装置の組立作業を行うことができ、
その作業性を高めることができる。

【０１０１】そして、特に本実施の形態では、フレキシ
ブル基板１１５は、その湾曲部１１５Ｃを板厚方向に撓
み変形させることにより、ボンディングワイヤ等を用い
ることなく、温度検出素子１１と信号処理回路１２２と
の間を段差等を跨いで容易に接続でき、レイアウト設計
の自由度を高めることができる。

【０１０２】次に、図１７は本発明による第９の実施の
形態を示し、本実施の形態の特徴は、前記第５の実施の
形態に対し絶縁基板を省略した金属板をベース基板とし
て用いる構成としたことにある。なお、本実施の形態で
は前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号
を付し、その説明を省略するものとする。

【０１０３】１３１はベース基板としての金属板で、該
金属板１３１上にはＩＧＢＴ３、帰還ダイオード４が実
装され、これらの素子の裏面側が接続されている。

【０１０４】１３２は金属板１３１上に設けられた基板
部材、１３３は該基板部材１３２のベース部分を構成す
るフレキシブル基板で、該フレキシブル基板１３３は、
第１の実施の形態とほぼ同様に、信号処理回路１３４が
搭載された基板本体１３３Ａと、温度検出素子１１が搭
載された素子実装部１３３Ｂとを含んで構成されてい
る。

【０１０５】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第５の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。そして、特に本実施の形態では、絶縁
基板を省略した金属板１３１上を用いて半導体装置を構
成でき、その適用範囲を広げることができる。

【０１０６】次に、図１８は本発明による第１０の実施
の形態を示し、本実施の形態の特徴は、前記第６の実施
の形態に対し絶縁基板を省略した金属板をベース基板と
して用いる構成としたことにある。なお、本実施の形態
では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符
号を付し、その説明を省略するものとする。

【０１０７】１４１はベース基板としての金属板で、該
金属板１４１上には、例えば３相インバータ回路５を構
成する３個のスイッチング回路５Ａが実装され、そのＩ
ＧＢＴ３と帰還ダイオード４とは裏面側が金属板１４１
に接続されている。

【０１０８】１４２は金属板１４１上に設けられた基板
部材、１４３は該基板部材１４２のベース部分となるフ
レキシブル基板で、該フレキシブル基板１４３には、信
号線１４４，１４５、絶縁層１４６、導体パターン１４
７等が設けられている。また、フレキシブル基板１４３
は、信号処理回路１４８が搭載された基板本体１４３Ａ
と、温度検出素子１１、信号線１４４，１４５、導体パ
ターン１４７等がそれぞれ配置された３個の素子実装部
１４３Ｂ，１４３Ｂ，…等とを含んで構成されている。

【０１０９】そして、各素子実装部１４３Ｂの温度検出
素子１１は、信号線１４４，１４５を介して信号処理回
路１４８に並列に接続され、３個のスイッチング回路５
Ａの温度を個別に検出すると共に、信号処理回路１４８
は、各温度検出素子１１の検出信号を個別に演算処理す
る構成となっている。

【０１１０】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第６の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。

【０１１１】次に、図１９は本発明による第１１の実施
の形態を示し、本実施の形態の特徴は、前記第７の実施
の形態に対し絶縁基板を省略した金属板をベース基板と
して用いる構成としたことにある。なお、本実施の形態
では前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符
号を付し、その説明を省略するものとする。

【０１１２】１５１はベース基板としての金属板で、該
金属板１５１上には、例えば３相インバータ回路５を構
成する３個のスイッチング回路５Ａが実装され、該各ス
イッチング回路５ＡはＩＧＢＴ１５２，１５３，１５４
をそれぞれ有している。

【０１１３】１５５は金属板１５１上に設けられた基板
部材、１５６は該基板部材１５５のベース部分となるフ
レキシブル基板で、該フレキシブル基板１５６には、第
１の実施の形態とほぼ同様に、信号線１５７，１５８、
絶縁層１５９、導体パターン１６０等が設けられてい
る。また、フレキシブル基板１５６は、信号処理回路１
６１が搭載された基板本体１５６Ａと、温度検出素子１
６２，１６３が実装された２個の素子実装部１５６Ｂ，
１５６Ｂ，…とを含んで構成されている。

【０１１４】そして、温度検出素子１６２は、ほぼ一列
に並んだＩＧＢＴ１５２，１５３，１５４のうち列の最
も右端側に位置する第１のＩＧＢＴ１５２の右側近傍に
配置され、温度検出素子１６３は、第１のＩＧＢＴ１５
２に隣接する第２のＩＧＢＴ１５３と第３のＩＧＢＴ１
５４との間に配置されると共に、ＩＧＢＴ１５２，１５
３間では温度検出素子が省略されている。

【０１１５】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、第７の実施の形態とほぼ同様の作用効果を得
ることができる。

【０１１６】なお、前記各実施の形態では、フレキシブ
ル基板７，３６，５６，８４，９７，１１５の表面側に
導体パターン１２，１３，４０，４１，６０，８８，１
０１，１１９等を設け、裏面側に導体パターン１４，４
２，６１，１２０を設ける構成としたが、本発明はこれ
に限らず、フレキシブル基板の表面側だけに導体パター
ンを設けて裏面側の導体パターンを省略してもよく、ま
た裏面側だけに導体パターンを設けて表面側の導体パタ
ーンを省略する構成としてもよい。

【０１１７】また、実施の形態では、半導体装置を３相
インバータ回路５に適用した場合を例に挙げて述べた
が、本発明はこれに限らず、例えば図２０に示す変形例
のように、直流モータＭ′を駆動するＨブリッジ回路
５′に適用してもよい。

【０１１８】また、実施の形態では、ＩＧＢＴ３等を用
いた３相インバータ回路５を例に挙げて述べたが、本発
明はこれに限らず、例えばＭＯＳトランジスタ等の半導
体素子を用いた回路に適用してもよい。

【０１１９】さらに、例えばモータ用の制御部と半導体
素子とがモジュール化されたインテリジェントパワーモ
ジュール等に対して本発明を適用し、温度検出素子が搭
載されたフレキシブル基板をインテリジェントパワーモ
ジュール等のケース内部に配置する構成としてもよい。

【０１２０】また、実施の形態において、第１，第２，
第３，第４，第５の実施の形態では、ベース基板として
金属薄膜２，２４，３４，５４が設けられた絶縁基板
１，２３，３３，５３を用い、第６，第７，第８の実施
の形態では、ベース基板として金属板８２，９２，１１
３が設けられた絶縁基板８１，９１，１１２を用い、第
９，第１０，第１１の実施の形態では、ベース基板とし
て絶縁基板を省略した金属板１３１，１４１，１５１を
用いる構成としたが、本発明はこれらの実施の形態に限
定されるものではなく、任意の実施の形態に対して、金
属薄膜、金属板等の金属導体が設けられた絶縁基板、ま
たは絶縁基板を省略した金属板のいずれかをベース基板
として用いる構成としてよい。

【０１２１】また、第５，第６，第７の実施の形態で
は、フレキシブル基板７２，８４，９７の基板本体７２
Ａ，８４Ａ，９７Ａと素子実装部７２Ｂ，８４Ｂ，９７
Ｂとをほぼ等しい高さ位置に保持する構成としたが、本
発明はこれに限らず、これらのフレキシブル基板７２，
８４，９７を第４の実施の形態とほぼ同様に板厚方向に
撓み変形させた状態で配置する構成としてもよい。

【０１２２】さらに、第３，第８，第９，第１０，第１
１の実施の形態では、フレキシブル基板３６，１１５，
１３３，１４３，１５６のうち、信号処理回路４４，１
２２，１３４，１４８，１６１が実装された基板本体３
６Ａ，１１５Ａ，１３３Ａ，１４３Ａ，１５６Ａと、温
度検出素子１１，１０３，１０４，１６２，１６３が実
装された素子実装部３６Ｂ，１１５Ｂ，１３３Ｂ，１４
３Ｂ，１５６Ｂとを同一の絶縁基板３３、ベース金属板
１１１、金属板１３１，１４１，１５１等に一緒に搭載
する構成としたが、本発明はこれに限らず、例えば２個
のベース基板を予め用意し、該各ベース基板のうち一方
のベース基板にはフレキシブル基板の基板本体を搭載
し、他方のベース基板には素子実装部を半導体素子と一
緒に搭載すると共に、この素子実装部を用いて２個のベ
ース基板の間を連結する構成としてもよい。

【０１２３】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、ベース基板上には、半導体素子の近傍に位置して
温度検出素子、信号線および導体パターンが配置された
フレキシブル基板を設ける構成としたので、これらの温
度検出素子、信号線、導体パターンをフレキシブル基板
によって一体化した状態でベース基板上に容易に配置で
き、配線等の部品点数を削減して接続構造を簡略化する
ことができる。そして、半導体素子の温度の異常を温度
検出素子によって速やかに検出できると共に、これらの
温度検出素子、信号線等に対するノイズの影響を導体パ
ターンによって小さく抑えることができる。従って、フ
レキシブル基板を用いた簡単な構造で温度検出素子の検
出感度とノイズに対する検出精度とを両立でき、信頼性
を向上させることができる。

【０１２４】また、請求項２の発明によれば、導体パタ
ーンをフレキシブル基板の両面側に設ける構成としたの
で、これら表面側と裏面側の導体パターンによって信号
線をフレキシブル基板の両面側で電気的にシールドで
き、信号線等に対するノイズの影響を導体パターンによ
って小さく抑えることができる。

【０１２５】また、請求項３の発明によれば、フレキシ
ブル基板の表面側には温度検出素子の検出信号を演算処
理する信号処理回路を設ける構成としたので、信号処理
回路用の配置スペースをフレキシブル基板上に確保で
き、そのレイアウト設計を容易に実行できると共に、装
置組付時の作業性を高めることができる。また、温度検
出素子と信号処理回路とを近くに配置できるから、両者
間の信号線等を短くして耐ノイズ性を向上できると共
に、仮りに両者にノイズが付加されたとしても、このノ
イズを信号処理等により相殺して除去することができ
る。

【０１２６】また、請求項４の発明によれば、複数の温
度検出素子から出力される個々の検出信号を同一の信号
処理回路によって演算処理する構成としたので、例えば
各温度検出素子と外部の制御回路等との間を配線等によ
ってそれぞれ接続する必要がなくなり、温度検出素子用
の配線構造を簡略化することができる。

【０１２７】さらに、請求項５の発明によれば、温度検
出素子は、列状に並んだ各半導体素子のうち最も端部側
に位置する第１の半導体素子周辺に配置すると共に、第
１の半導体素子と第２の半導体素子との間を除いて各温
度検出素子の間にそれぞれ配置する構成としたので、複
数の半導体素子と温度検出素子とを交互に並べる場合と
比較して、温度検出素子の個数を少なくすることができ
る。そして、例えば各半導体素子のうちいずれかの素子
温度が異常に上昇する場合には、各温度検出素子の検出
信号を比較することによって異常を検出でき、この異常
な発熱状態と全ての半導体素子が正常に発熱する場合と
を区別することができる。

【０１２８】また、請求項６の発明によれば、フレキシ
ブル基板のうち温度検出素子と一緒にベース基板上に配
設される部位と信号処理回路が設けられた部位とを板厚
方向に対して互いに異なる高さ位置に配置する構成とし
たので、フレキシブル基板は、その途中部位を周囲の構
造物の段差等に対応して撓み変形させることにより、温
度検出素子と信号処理回路との間を段差等を跨いで安定
的に接続でき、フレキシブル基板の引回しを容易に行う
ことができると共に、半導体装置が凹凸等を有する複雑
な形状であっても、レイアウト設計の自由度を高めるこ
とができる。

【０１２９】また、請求項７の発明によれば、温度検出
素子を、３相インバータ回路もしくはＨブリッジ回路を
含む半導体装置またはインテリジェントパワーモジュー
ルの内部に配設する構成としたので、３相インバータ回
路、Ｈブリッジ回路またはインテリジェントパワーモジ
ュールを構成する半導体素子の温度が異常に上昇したと
きには、この温度上昇を温度検出素子によって検出で
き、半導体素子の熱破壊を防止することができる。

【０１３０】さらに、請求項８の発明によれば、半導体
素子を、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタまたはＭ
ＯＳトランジスタによって構成したので、これらの素子
温度の上昇を温度検出素子によって検出でき、半導体素
子を保護することができる。

【０１３１】また、請求項９の発明によれば、ベース基
板を、少なくとも表面側の一部に金属膜または金属板か
らなる金属導体を設けた絶縁基板により構成したので、
該絶縁基板上に実装した半導体素子の電極端子等を金属
導体に接続でき、この状態で絶縁基板上にフレキシブル
基板、温度検出素子等を搭載することができる。

【０１３２】また、請求項１０の発明によれば、ベース
基板を金属板によって構成したので、該金属板上に実装
した半導体素子の電極端子等を金属導体に接続でき、こ
の状態で金属板上にフレキシブル基板、温度検出素子等
を搭載することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による半導体装置を
示す正面図である。

【図２】図１中のａ部を拡大して示す半導体装置の要部
拡大図である。

【図３】図２中の矢示III−III方向からみた半導体装置
の部分断面図である。

【図４】図２中の矢示IV−IV方向からみた半導体装置の
部分断面図である。

【図５】半導体装置の３相インバータ回路を示す回路図
である。

【図６】本発明の第２の実施の形態による半導体装置を
示す正面図である。

【図７】図６中の矢示VII−VII方向からみた半導体装置
の要部拡大断面図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態による半導体装置の
一部を示す正面図である。

【図９】図８中の矢示IX−IX方向からみた半導体装置の
部分断面図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態による半導体装置
の一部を示す正面図である。

【図１１】図１０中の矢示XI−XI方向からみた半導体装
置の部分断面図である。

【図１２】本発明の第５の実施の形態による半導体装置
の一部を示す正面図である。

【図１３】本発明の第６の実施の形態による半導体装置
の一部を示す正面図である。

【図１４】本発明の第７の実施の形態による半導体装置
の一部を示す正面図である。

【図１５】本発明の第８実施の形態による半導体装置の
一部を示す正面図である。

【図１６】図１５中の矢示XVI−XVI方向からみた半導体
装置の部分断面図である。

【図１７】本発明の第９の実施の形態による半導体装置
の一部を示す正面図である。

【図１８】本発明の第１０の実施の形態による半導体装
置の一部を示す正面図である。

【図１９】本発明の第１１の実施の形態による半導体装
置の一部を示す正面図である。

【図２０】本発明による実施の形態の変形例を示すＨブ
リッジ回路の回路図である。

【符号の説明】

１，２３，３３，５３，８１，９１，１１２絶縁基板２，２４，３４，５４金属薄膜（金属導体）３，９３，９４，９５，１５２，１５３，１５４ＩＧ
ＢＴ（半導体素子）４帰還ダイオード（半導体素子）５３相インバータ回路５Ａスイッチング回路６，３５，５５，７１，８３，９６，１１４，１３２，
１４２，１５５基板部材７，３６，５６，７２，８４，９７，１１５，１３３，
１４３，１５６フレキシブル基板７Ａ，３６Ｂ，５６Ｂ，７２Ｂ，８４Ｂ，９７Ｂ，１１
５Ｂ，１３３Ｂ，１４３Ｂ，１５６Ｂ素子実装部８，９，３７，３８，５７，５８，８５，８６，９８，
９９，１１６，１１７，１４４，１４５，１５７，１５
８信号線１０，１５，３９，４３，５９，６２，８７，１００，
１１８，１２１，１４６，１５９絶縁層１１，１０３，１０４，１６２，１６３温度検出素子１２，１３，１４，４０，４１，４２，６０，６１，８
８，１０１，１１９，１２０，１４７，１６０導体パ
ターン３６Ａ，５６Ａ，７２Ａ，８４Ａ，９７Ａ，１１５Ａ，
１３３Ａ，１４３Ａ，１５６Ａ基板本体４４，６３，７３，８９，１０２，１２２，１３４，１
４８，１６１信号処理回路５６Ｃ，１１５Ｃ湾曲部８２，９２，１１３金属板（金属導体）１３１，１４１，１５１金属板（ベース基板）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者千崎一徳神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内 (72)発明者鈴木直神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース基板上に半導体素子を実装し、該半導体素子の近傍に位置して前記金属導体上に有機薄
型絶縁層からなるフレキシブル基板を設け、該フレキシブル基板の表面側には前記半導体素子の温度
を検出する温度検出素子を設けると共に該温度検出素子
に接続される信号線を設け、さらに前記フレキシブル基板の表面側と裏面側のうち少
なくとも一方の面側には前記信号線に対応する位置に一
定の電位に保持される導体パターンを設ける構成として
なる半導体装置。
【請求項２】前記導体パターンは前記フレキシブル基
板の表面側と裏面側の両方に設ける構成としてなる請求
項１に記載の半導体装置。
【請求項３】前記フレキシブル基板の表面側には、前
記温度検出素子から出力される検出信号を演算処理する
信号処理回路を設けてなる請求項１または２に記載の半
導体装置。
【請求項４】前記ベース基板上には前記半導体素子を
複数個実装し、該各半導体素子の近傍には前記温度検出
素子をそれぞれ配置し、該各温度検出素子から出力され
る個々の検出信号を同一の信号処理回路によって演算処
理する構成としてなる請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】前記ベース基板上には複数の半導体素子
を列状に並べて配置し、該各半導体素子のうち列の最も
端部側に位置する第１の半導体素子周辺に前記温度検出
素子を配置すると共に、前記第１の半導体素子と該第１
の半導体素子に隣接する第２の半導体素子との間を除い
た位置に前記温度検出素子をそれぞれ配置する構成とし
てなる請求項１，２，３または４に記載の半導体装置。
【請求項６】前記フレキシブル基板のうち前記温度検
出素子と一緒に前記ベース基板上に配設される部位と前
記信号処理回路が設けられた部位とを板厚方向に対して
互いに異なる高さ位置に配置する構成としてなる請求項
３，４または５に記載の半導体装置。
【請求項７】前記温度検出素子は、３相インバータ回
路もしくはＨブリッジ回路を含む半導体装置またはイン
テリジェントパワーモジュールの内部に配設する構成と
してなる請求項１，２，３，４，５または６に記載の半
導体装置。
【請求項８】前記半導体素子は、絶縁ゲート型バイポ
ーラトランジスタまたはＭＯＳトランジスタである請求
項１，２，３，４，５，６または７に記載の半導体装
置。
【請求項９】前記ベース基板は、少なくとも表面側の
一部に金属膜または金属板からなる金属導体を設けた絶
縁基板により構成してなる請求項１，２，３，４，５，
６，７または８に記載の半導体装置。
【請求項１０】前記ベース基板は金属板により構成し
てなる請求項１，２，３，４，５，６，７または８に記
載の半導体装置。