JP2004022705A - Power module - Google Patents

Power module Download PDF

Info

Publication number
JP2004022705A
JP2004022705A JP2002173796A JP2002173796A JP2004022705A JP 2004022705 A JP2004022705 A JP 2004022705A JP 2002173796 A JP2002173796 A JP 2002173796A JP 2002173796 A JP2002173796 A JP 2002173796A JP 2004022705 A JP2004022705 A JP 2004022705A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
relay terminal
insulator
power module
electromagnetic wave
hollow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002173796A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3801952B2 (en
Inventor
Naoki Yoshimatsu
吉松 直樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2002173796A priority Critical patent/JP3801952B2/en
Publication of JP2004022705A publication Critical patent/JP2004022705A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3801952B2 publication Critical patent/JP3801952B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48135Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3025Electromagnetic shielding

Landscapes

  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein electromagnetic shielding effect is deteriorated, since the distance between an electromagnetic shielding panel and a relay terminal is increased, when a breakdown voltage is secured between both of the members in a power module provided with a power semiconductor device is provided with the electromagnetic shielding panel for cutting-off electromagnetic noise produced during switching operation of the power semiconductor device. <P>SOLUTION: By interposing an insulating material between the electromagnetic shielding panel and the relay terminal, the breakdown voltage force between both of the members become strong, and as a result, the distance between both the members can be reduced, so that the electromagnetic shielding effect is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パワーモジュールに係る発明であって、特に、パワー半導体素子を制御するための部品を電磁ノイズ等から保護する電磁波遮蔽板を供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】
従来より、パワー半導体素子を制御する電子部品を搭載した制御基板を備えるパワーモジュールにおいて、パワー半導体素子の高周波のスイッチング動作時に発生する電界や磁界(電磁ノイズ)は、当該電子部品の誤動作の原因となることが知られている。
【0003】
そこで、当該電磁ノイズから電子部品を保護するために、電磁波遮蔽板を有する従来のパワーモジュールの構造として、図6に示されるものが採用されていた。図6は、従来のパワーモジュール200の構造を示す断面図であり、以下に詳細な構成を説明する。
【0004】
導電性のベース板2に樹脂製のケース(以下、ケースと称す)1が固着され、ケース1の上面にはカバー1aが取り付けられており、ベース板2、ケース1とカバー1aとで囲まれた領域内に、絶縁基板3、制御基板4と中継端子9とが配設されている。
【0005】
絶縁基板3は、半田等のろう材5によりベース板2にろう接されており、当該絶縁基板3上には、複数のパワー半導体素子6が搭載されている。複数のパワー半導体素子6同士は、アルミ等の金属細線7によって相互に電気的に接続されている。
【0006】
また、制御基板4には、パワー半導体素子6を制御するためのIC等の電子部品8が搭載されており、中継端子9によって絶縁基板3と制御基板4とが電気的に接続されている。中継端子9の一端は、金属細線7により絶縁基板3あるいはパワー半導体素子6に接続されている。また、中継端子9の他端は、制御基板4の第二の穴4aを貫通して、ろう材5によって制御基板4にろう接され、電子部品8と電気的に接続されている。
【0007】
さらに、制御基板4に搭載されている電子部品8をパワー半導体素子6の高周波スイッチング動作時に発生する電磁ノイズから保護するために、電磁波遮蔽板10が絶縁基板3と制御基板4との間の位置で、ケース1に取り付けらている。
【0008】
ここで、図7により、中継端子9が電磁波遮蔽板10の第一の穴10aと制御基板4の第二の穴4aとを貫通して、制御基板4にろう材5によりろう接されている様子を拡大して示す。
【0009】
なお、パワー半導体素子6および金属細線7を保護するために、電磁波遮蔽板10より下の空間にシリコンゲル11が充填されている。
【0010】
また、ケース1の上面には、一端がパワー半導体素子6と図示していない部分により電気的に接続されている主電極12が配設されており、さらに、ベース板2からの放熱を促進させるために、放熱フィン13がベース板2に接続されている。
【0011】
ここで、電磁波遮蔽板10は、固定電位(アース電位)となるように図示していない部分により、ベース板2および放熱フィン13と電気的に接続されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記構成において、パワー半導体素子6に保証された絶縁耐圧を中継端子9と電磁波遮蔽板10との間でも確保する必要があるので、電磁波遮蔽板10に穿設される第一の穴10aは、大きく設けなければならない。
【0013】
例えば、2500Vの絶縁耐圧が充電部−アース間で保証されているパワ−モジュールでは、中継端子9と電磁波遮蔽板10との間でも当該絶縁耐圧が保証される必要があり、適用する絶縁規格や使用環境によっても異なるが、第一の穴10aの直径の大きさは、一般的には6〜10mm程度が必要となる。
【0014】
上記により、電磁波遮蔽板10に第一の穴10aを大きく穿設しなけらばならないので、第一の穴10aの部分での電磁波遮蔽効果が減少するという問題があった。
【0015】
そこで、この発明は、パワー半導体素子が発生する電磁ノイズによる電子部品の誤動作の影響を抑制するために、電磁波遮蔽効果の高い電磁波遮蔽板を備えるパワーモジュールを提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載のパワーモジュールは、パワー半導体素子と、前記パワー半導体素子を制御する電子部品を搭載する制御基板と、前記パワー半導体素子と前記制御基板との間の電気的接続を中継する中継端子と、前記パワー半導体素子の配設位置と前記制御基板の配設位置との間に配置されており、前記中継端子が貫通する第一の穴が穿設されており、電磁ノイズを遮蔽する電磁波遮蔽板と、前記中継端子と前記電磁波遮蔽板に穿設されている第一の穴との間に介在している絶縁体とを備えている。
【0017】
また、請求項2に記載のパワーモジュールでは、前記絶縁体は、前記電磁波遮蔽板に穿設されている前記第一の穴に挿入されており、中空部を有する中空絶縁体であり、前記中継端子は、前記中空絶縁体の前記中空部を貫通しているものであってもよい。
【0018】
また、請求項3に記載のパワーモジュールでは、前記中空絶縁体の前記中空部は、複数設けられていてもよい。
【0019】
また、請求項4に記載のパワーモジュールでは、前記中空絶縁体は、前記電磁波遮蔽板に固定されているものであってもよい。
【0020】
また、請求項5に記載のパワーモジュールでは、前記中空絶縁体は、前記電磁波遮蔽板と一体構成となっているものであってもよい。
【0021】
また、請求項6に記載のパワーモジュールでは、前記中空絶縁体の前記中空部は、前記中継端子が挿入される側に形成されるテーパ形状の挿入部と、前記中継端子を導く導引部とで構成されているものであってもよい。
【0022】
また、請求項7に記載のパワーモジュールでは、前記制御基板には、前記中継端子が貫通する第二の穴が穿設されており、前記中空絶縁体の前記導引部の大きさが、前記第二の穴の大きさよりも小さいものであってもよい。
【0023】
また、請求項8に記載のパワーモジュールでは、前記絶縁体は、前記電磁波遮蔽板の表面上に形成されている絶縁体膜であってもよい。
【0024】
また、請求項9に記載のパワーモジュールでは、前記中空絶縁体は、フェライトで形成されているものであってもよい。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。なお、従来技術で記した符号と同一符号のものは、同一または同等の部材を示している。
【0026】
<実施の形態1>
本実施の形態のパワーモジュール100の構成を示す断面図を図1に示す。
【0027】
図1において、導電性のベース板2に樹脂製のケース(以下、ケースと称す)1が固着され、ケース1の上面にはカバー1aが取り付けられており、ベース板2、ケース1とカバー1aとで囲まれた領域内に、絶縁基板3、制御基板4と中継端子9とが配設されている。
【0028】
絶縁基板3は、半田等のろう材5によりベース板2にろう接されており、当該絶縁基板3上には、複数のパワー半導体素子6が搭載されている。また、複数のパワー半導体素子6同士は、アルミニウム等の金属細線7によって相互に電気的に接続されている。
【0029】
また、制御基板4には、パワー半導体素子6を制御するためのIC等の電子部品8が搭載されており、中継端子9によって絶縁基板3と制御基板4とが電気的に接続されている。中継端子9の一端は、金属細線7により絶縁基板3あるいはパワー半導体素子6に接続されている。これに対して、中継端子9の他端は、制御基板4の第二の穴4aを貫通して、ろう材5によって制御基板4にろう接され、電子部品8と電気的に接続されている。
【0030】
さらに、制御基板4に搭載されている電子部品8をパワー半導体素子6の高周波スイッチング動作時に発生する電磁ノイズから保護するために、電磁波遮蔽板10が絶縁基板3と制御基板4との間の位置で、ケース1に取り付けらている。
【0031】
なお、パワー半導体素子6および金属細線7を保護するために、電磁波遮蔽板10より下の空間にシリコンゲル11が充填されている。また、ケース1の上面には、一端がパワー半導体素子6と図示していない部分により電気的に接続されている主電極12が配設されており、さらに、ベース板2からの放熱を促進させるために、放熱フィン13がベース板2に接続されている。
【0032】
ここで、電磁波遮蔽板10は、固定電位(アース電位)となるように図示していない部分により、ベース板2および放熱フィン13と電気的に接続されている。
【0033】
さて、本実施の形態の特徴を図2に示す拡大断面図に基づいて、具体的に構成を説明する。
【0034】
図2に示しているように、中空部20aを有する中空絶縁体20が電磁波遮蔽板10の第一の穴10aを貫通した状態で、シリコンゲル11の表面上に載置されている。また、中継端子9は、前記中空絶縁体20の中空部20aと制御基板4の第二の穴4aとに貫通させられており、当該中継端子9の他端は、制御基板4にろう材5により、ろう接されている。
【0035】
また、第一の穴10aの大きさは、中空絶縁体20の大きさより大きい必要があるが、中空絶縁体20が挿入できる最低限の大きさであることが望まれる。
【0036】
ここで、中空絶縁体20の厚さおよび高さ等の寸法は、中継端子9と電磁波遮蔽板10との間で保証される絶縁耐圧の大きさで決まり、絶縁体材料の種類により異なる。
【0037】
つまり、中空絶縁体20の具体的な寸法は、絶縁体材料の種類、およびパワーモジュールで保証されている絶縁耐圧値によって設計される。ただし、中空絶縁体20の厚さが小さく設計できたとしても、そのような薄厚中空の中空絶縁体20の形状を製造することが困難な場合もあり、その場合は設計と実際の製造とを考慮した中空絶縁体20を製造することとなる。
【0038】
このように本実施の形態では、中空絶縁体20の中空部20aに前記中継端子9を貫通させ、中継端子9とこれを囲む電磁波遮蔽板10との間に中空絶縁体20を介在させる構成とすることにより、両部材9,10間の絶縁耐圧力は増加する。したがって、従来技術のように両部材9,10間が空気のときに比して、両部材9,10間の距離を小さくすることができ、これにともない、両部材9,10間での電磁波遮蔽効力の低下を抑制することができる。
【0039】
故に、パワー半導体素子6の高周波のスイッチング動作によって発生する電界や磁界を効果的に遮蔽でき、制御基板4に搭載された電子部品8の誤動作を抑制することができる。
【0040】
なお、中空絶縁体20の中空部20aの形と当該中空絶縁体20の外形は、中継端子9と電磁波遮蔽板10との間の絶縁耐圧が保証されるのであれば、任意の形のものでもよいが、円筒形の絶縁体20とすることで、電磁波遮蔽板10に穿設されている第一の穴10aの大きさを最小にすることができる。
【0041】
また、中空絶縁体20の中空部20aの数は一つ限らず、中継端子9の数に対応した数のものであってもよい。
【0042】
また、中空絶縁体20の材料としてフェライト(例えば、酸化鉄を主成分とするフェライト等)を採用することにより、上記効果に加えて、中継端子9への外部からの電磁ノイズ除去対策(EMS(Electromagnetic Susceptibility)対策)の効果も得られる。
【0043】
なお、後述の実施の形態2のように、中空絶縁体20と電磁波遮蔽板10とが一体形成または固定されていてもよいことは言うまでもない。
【0044】
<実施の形態2>
本実施の形態のパワーモジュール100の拡大断面図を図3に示す。ここで、図3に示されている以外の各部材の構成は図1の構成と同じなので、ここでの説明は省略する。
【0045】
さて、図3で示しているように、例えば、第一の穴を有する電磁波遮蔽板10を用意し、当該電磁波遮蔽板10に対して射出成形により、中空部を有する中空絶縁体30を電磁波遮蔽板10と一体的に形成する。前記中空絶縁体30の中空部は、中継端子9が挿入される側に形成されているテーパ形状の挿入部30aと、中継端子9を導く導引部30bとで構成されている。
【0046】
ここで実施の形態1と同様、中空絶縁体30の厚さおよび高さ等の具体的な寸法は、中継端子9と電磁波遮蔽板10との間で保証される絶縁耐圧の大きさと絶縁体材料の種類により決められる。ただし、絶縁体30の厚さが小さく設計できたとしても、そのような薄厚の中空絶縁体30の固形の塊を成形することが困難な場合もあり、その場合は、設計と実際の製造とを考慮した中空絶縁体30を成形することとなる。
【0047】
一方、中継端子9は、前記中空絶縁体30の挿入部30aと導引部30bとを貫通し、さらに制御基板4の第二の穴4aを貫通しており、当該中継端子9の他端は、制御基板4にろう材5によりろう接されている。
【0048】
上記構成により、実施の形態1と同様の効果が得られると同時に、中空絶縁体30が電子遮蔽板10と一体的に形成されているので、組立て作業が容易となり、振動などによる中空絶縁体30の位置ずれも発生しないため、安定した中継端子9と電磁波遮蔽板10との絶縁距離(沿面距離)を確保できるという効果も得られる。
【0049】
さらに、本実施の形態において、導引部30bの大きさを制御基板4に穿設された第二の穴4aよりも小さく形成することにより、以下の問題点が解決される。
【0050】
従来技術のパワーモジュール200の組立て工程において、パワー半導体素子6等と電気的に接続されている中継端子9は、制御基板4に穿設されている第二の穴4aに貫通させられ、半田等のろう材5により当該制御基板4にろう接されるが、パワーモジュール200の使用時のヒートサイクルにより中継端子9が熱膨張を繰り返し、ろう材5にダメージを与える。
【0051】
したがって、中継端子9の熱膨張に起因したろう材5のダメージを軽減するため、中継端子9は極力細くする必要があった。
【0052】
しかし、中継端子9を細くすると、制御基板4を装着する組立て工程前に、ハンドリング(手作業)等によって中継端子9が変形し易くなってしまう。中継端子9が変形すると、制御基板4を装着する際、制御基板4に穿設された第二の穴4aに中継端子9をスムーズに貫通させることができないという問題が発生していた。
【0053】
そこで本実施の形態で記載した、中空部30a,30bを有する中空絶縁体30を採用することにより、多少中継端子9が変形したとしてもテーパ形状の挿入部30aによりスムーズに中継端子9を中空絶縁体30に挿入することができ、さらに、導引部30bを通過した中継端子9は、その形状を矯正されているため、制御基板4に穿設されている第二の穴4aに、中継端子9をスムーズに貫通させることができる。
【0054】
また、中空絶縁体30の外形および導引部30bの形状は、中継端子9と電磁波遮蔽板10との間の絶縁耐圧が保証されるのであれば、任意の形のものでもよいが、円筒形とすることで、電磁波遮蔽板10に穿設されている第一の穴の大きさを最小にすることができる。また、挿入部30aの形状においても、中継端子9と電磁波遮蔽板10との間の絶縁耐圧が保証されるのであれば、任意の形状に形成することができる。
【0055】
なお、本実施の形態では、中空絶縁体30と電磁波遮蔽板10とが一体構造となっているものについて記載したが、電磁波遮蔽板10に中空絶縁体30が固定されているのであれば、その固定方法はこれに限るものでない。
【0056】
<実施の形態3>
本実施の形態のパワーモジュール100の拡大断面図を図4に示す。ここで、図4に示されている以外の各部材の構成は図1の構成と同じなので、ここでの説明は省略する。
【0057】
さて、本実施の形態では図4に示されているように、複数の中空部を有する中空絶縁体40が電磁波遮蔽板10と射出成形により、一体的に形成されている。ここで、一つの中空部は、実施の形態2と同様にテーパ形状の挿入部40aと導引部40bとで構成されている。
【0058】
一方、複数の中継端子9は、前記中空絶縁体40の挿入部40aと導引部40bとを貫通し、さらに制御基板4の第二の穴4aを貫通しており、当該中継端子9の他端は、制御基板4にろう材5によって、各々ろう接されている。
【0059】
本実施の形態においても、中空絶縁体40の具体的な寸法は、絶縁体材料の種類とパワーモジュールで保証される絶縁耐圧値により決められる。ただし、中空絶縁体40の製造限界のために、設計より大きな寸法の中空絶縁体40を成形する場合もある。
【0060】
本実施の形態の中空絶縁体40を採用することにより、実施の形態1の効果に加えて以下の効果が得られる。
【0061】
例えば、パワー半導体素子6がIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)である場合、中継端子9は通常、ゲート、エミッタ、エミッタセンス、温度センス用のアノード、温度センス用のカソード等が束になって配置されている。
【0062】
IGBTであるパワー半導体素子6を備えたパワーモジュールを組み立てる際、前記束となった中継端子9を本実施の形態の中空絶縁体40の空洞部40a,40bを通すことにより、実施の形態2と同様に各中継端子9の変形を矯正することができるので、制御基板4に予め所定のピッチで穿設されている第二の穴4aに、正確かつ簡単に当該複数の中継端子9を貫通させることができる。
【0063】
なお、本実施の形態では中空絶縁体40の中空部の形状として、実施の形態2に記載の中空部(挿入部40aと導引部40bとで構成)について説明したが、実施の形態1に記載の中空部の形状のものであってもよい。
【0064】
<実施の形態4>
本実施の形態のパワーモジュール100の拡大断面図を図5に示す。ここで、図5に示されている以外の各部材の構成は図1の構成と同じなので、ここでの説明は省略する。
【0065】
さて、本実施の形態では図5に示されているように、例えばディップ成形により、電磁波遮蔽板10の表面に絶縁体膜50を付着させる。ここで、絶縁体膜50の絶縁体材料の種類は何でもよく、また、絶縁体材料の種類とパワー半導体素子6で保証される絶縁耐圧値により、絶縁体膜50の膜厚は決定される。
【0066】
例えば、絶縁体膜50としてPPS(Polyphenylene sulfied:ポリフェニレンサルファイド)を採用した場合、0.2mm程度の膜厚であれば2500Vの絶縁耐圧は保証でき、当該膜厚程度であれば、容易に膜成形を行うことができる。つまり、上記他の実施の形態の中空絶縁体では、製造限界から絶縁耐圧力以上の寸法で形成される場合もあるが、本実施の形態ではそのような問題も解決できる。
【0067】
一方、中継端子9は、表面を絶縁体膜50で覆われた電磁波遮蔽板10に穿設された第一の穴10aを貫通し、さらに制御基板4の第二の穴4aを貫通しており、当該中継端子9の他端は、制御基板4にろう材5によってろう接されている。ここで、第一の穴10aの寸法は、絶縁体膜50の厚さを差し引いて中継端子9が貫通できる程度の大きさがあればよく、その範囲内でいくらでも小さくできるので、電磁波遮蔽効果もより向上する。
【0068】
上記絶縁体膜50を形成した電磁波遮蔽板10を採用することにより、当該絶縁体膜50の成形は容易であり、かつ、単純な構成で安価なパワーモジュールを提供することができる。
【0069】
また、制御基板4に実装されている電子部品8と、電磁波遮蔽板10との絶縁も確保できることから、制御基板4と電磁波遮蔽板10との間隔を狭くすることもでき、製品の小型化が可能となる。
【0070】
【発明の効果】
本発明の請求項1に記載のパワーモジュールは、パワー半導体素子と、前記パワー半導体素子を制御する電子部品を搭載する制御基板と、前記パワー半導体素子と前記制御基板との間の電気的接続を中継する中継端子と、前記パワー半導体素子の配設位置と前記制御基板の配設位置との間に配置されており、前記中継端子が貫通する第一の穴が穿設されており、電磁ノイズを遮蔽する電磁波遮蔽板と、前記中継端子と前記電磁波遮蔽板に穿設されている第一の穴との間に介在している絶縁体とを備えているので、中継端子と電磁波遮蔽板との間の絶縁耐圧力を増加させることができ、両部材間が空気のときに比して、両部材間の距離を小さくすることができ、これにともない、両部材間における電磁波遮蔽の効力を向上させることができる。
【0071】
本発明の請求項2に記載のパワーモジュールでは、前記絶縁体は、前記電磁波遮蔽板に穿設されている前記第一の穴に挿入されており、中空部を有する中空絶縁体であり、前記中継端子は、前記中空絶縁体の前記中空部を貫通しているので、電子部品の誤動作の原因となるパワー半導体素子から発生する電磁ノイズを効率良く遮蔽することができる。
【0072】
本発明の請求項3に記載のパワーモジュールでは、前記中空絶縁体の前記中空部は、複数設けられているので、例えば、パワー半導体素子が中継端子9が束になっているIGBTのときでも、電子部品の誤動作の原因となるパワー半導体素子から発生する電磁ノイズを効率良く遮蔽することができる。
【0073】
本発明の請求項4に記載のパワーモジュールでは、前記中空絶縁体は、前記電磁波遮蔽板に固定されているので、中継端子−電磁波遮蔽板間の中空絶縁体に沿った沿面距離を一定に保つことができる。
【0074】
本発明の請求項5に記載のパワーモジュールでは、前記中空絶縁体は、前記電磁波遮蔽板と一体構成となっているので、無駄な部品を要せず用意に中空絶縁体を電磁波遮蔽板に固定することができる。
【0075】
本発明の請求項6に記載のパワーモジュールでは、前記中空絶縁体の前記中空部は、前記中継端子が挿入される側に形成されるテーパ形状の挿入部と、前記中継端子を導く導引部とで構成されているので、パワーモジュールを組み立てる際、ハンドリング(手作業)等により中継端子が変形したとしても、中継端子を当該中空絶縁体に貫通させるだけで、当該変形を矯正することができ、後の組み立て作業が容易に行える。
【0076】
本発明の請求項7に記載のパワーモジュールは、前記制御基板には、前記中継端子が貫通する第二の穴が穿設されており、前記中空絶縁体の前記導引部の大きさが、前記第二の穴の大きさよりも小さいので、中継端子の制御基板に対する取り付け作業性が向上する。
【0077】
本発明の請求項8に記載のパワーモジュールでは、前記絶縁体は、前記電磁波遮蔽板の表面上に形成されている絶縁体膜であるので、パワーモジュールの構成を簡素化させることができる。また、電子部品と電磁波遮蔽板との間も縮めることが出来るので、パワーモジュール全体の縮小化も可能となる。
【0078】
本発明の請求項9に記載のパワーモジュールでは、前記中空絶縁体は、フェライトで形成されているので、中継端子に対するEMS対策になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパワーモジュールの構成を示す断面図である。
【図2】実施の形態1のパワーモジュールの構成の特徴を示す拡大断面図である。
【図3】実施の形態2のパワーモジュールの構成の特徴を示す拡大断面図である。
【図4】実施の形態3のパワーモジュールの構成の特徴を示す拡大断面図である。
【図5】実施の形態4のパワーモジュールの構成の特徴を示す拡大断面図である。
【図6】従来の技術のパワーモジュールの構成を示す断面図である。
【図7】従来の技術のパワーモジュールの構成の特徴を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
4 制御基板、4a 第二の穴、6 パワー半導体素子、8 電子部品、9 中継端子、10 電磁波遮蔽板、10a 第一の穴、20,30,40 中空絶縁体、50 絶縁体膜、20a 中空部、30a,40a 挿入部、30b,40b 導引部。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a power module, and more particularly to a power module having an electromagnetic wave shielding plate for protecting a component for controlling a power semiconductor element from electromagnetic noise or the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a power module including a control board on which an electronic component for controlling a power semiconductor element is mounted, an electric field or a magnetic field (electromagnetic noise) generated during a high-frequency switching operation of the power semiconductor element causes a malfunction of the electronic component. It is known to be.
[0003]
Therefore, in order to protect electronic components from the electromagnetic noise, the structure shown in FIG. 6 has been adopted as a structure of a conventional power module having an electromagnetic wave shielding plate. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional power module 200, and a detailed configuration will be described below.
[0004]
A resin case (hereinafter, referred to as a case) 1 is fixed to a conductive base plate 2, and a cover 1 a is attached to an upper surface of the case 1. The case 1 is surrounded by the base plate 2, the case 1, and the cover 1 a. The insulating substrate 3, the control substrate 4, and the relay terminal 9 are disposed in the region.
[0005]
The insulating substrate 3 is soldered to the base plate 2 by a brazing material 5 such as solder, and a plurality of power semiconductor elements 6 are mounted on the insulating substrate 3. The plurality of power semiconductor elements 6 are electrically connected to each other by thin metal wires 7 such as aluminum.
[0006]
An electronic component 8 such as an IC for controlling the power semiconductor element 6 is mounted on the control board 4, and the insulating board 3 and the control board 4 are electrically connected by the relay terminals 9. One end of the relay terminal 9 is connected to the insulating substrate 3 or the power semiconductor element 6 by a thin metal wire 7. The other end of the relay terminal 9 passes through the second hole 4 a of the control board 4, is brazed to the control board 4 by the brazing material 5, and is electrically connected to the electronic component 8.
[0007]
Further, in order to protect the electronic components 8 mounted on the control board 4 from electromagnetic noise generated during the high-frequency switching operation of the power semiconductor element 6, the electromagnetic wave shielding plate 10 is positioned between the insulating board 3 and the control board 4. And is attached to the case 1.
[0008]
Here, according to FIG. 7, the relay terminal 9 penetrates through the first hole 10a of the electromagnetic wave shielding plate 10 and the second hole 4a of the control board 4, and is brazed to the control board 4 by the brazing material 5. The situation is shown enlarged.
[0009]
The space below the electromagnetic wave shielding plate 10 is filled with a silicon gel 11 to protect the power semiconductor element 6 and the thin metal wires 7.
[0010]
A main electrode 12 whose one end is electrically connected to the power semiconductor element 6 by a portion (not shown) is provided on the upper surface of the case 1, and further promotes heat radiation from the base plate 2. Therefore, the radiation fins 13 are connected to the base plate 2.
[0011]
Here, the electromagnetic wave shielding plate 10 is electrically connected to the base plate 2 and the radiating fins 13 by a portion (not shown) so as to have a fixed potential (earth potential).
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above configuration, it is necessary to ensure the dielectric strength guaranteed for the power semiconductor element 6 even between the relay terminal 9 and the electromagnetic wave shielding plate 10, so that the first hole 10 a formed in the electromagnetic wave shielding plate 10 is formed. Must be large.
[0013]
For example, in a power module in which a withstand voltage of 2500 V is guaranteed between the charged part and the ground, the withstand voltage must be guaranteed between the relay terminal 9 and the electromagnetic wave shielding plate 10. Although it depends on the use environment, the diameter of the first hole 10a generally needs to be about 6 to 10 mm.
[0014]
As described above, since the first hole 10a must be largely formed in the electromagnetic wave shielding plate 10, there is a problem that the electromagnetic wave shielding effect at the portion of the first hole 10a is reduced.
[0015]
Therefore, an object of the present invention is to provide a power module including an electromagnetic wave shielding plate having a high electromagnetic wave shielding effect in order to suppress the influence of malfunction of electronic components due to electromagnetic noise generated by a power semiconductor element.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a power module according to claim 1 of the present invention includes a power semiconductor element, a control board on which electronic components for controlling the power semiconductor element are mounted, the power semiconductor element, A relay terminal for relaying an electrical connection with the control board, and a first terminal through which the relay terminal is disposed, which is disposed between a position where the power semiconductor element is disposed and a position where the control substrate is disposed. A hole is drilled, comprising an electromagnetic wave shielding plate for shielding electromagnetic noise, and an insulator interposed between the relay terminal and a first hole drilled in the electromagnetic wave shielding plate. I have.
[0017]
In the power module according to claim 2, the insulator is a hollow insulator having a hollow portion inserted into the first hole formed in the electromagnetic wave shielding plate, and the relay is provided. The terminal may penetrate the hollow portion of the hollow insulator.
[0018]
In the power module according to the third aspect, a plurality of the hollow portions of the hollow insulator may be provided.
[0019]
In the power module according to the fourth aspect, the hollow insulator may be fixed to the electromagnetic wave shielding plate.
[0020]
In the power module according to the fifth aspect, the hollow insulator may be integrated with the electromagnetic wave shielding plate.
[0021]
In the power module according to claim 6, the hollow portion of the hollow insulator has a tapered insertion portion formed on a side where the relay terminal is inserted, and a guiding portion that guides the relay terminal. May be configured.
[0022]
In the power module according to claim 7, the control board is provided with a second hole through which the relay terminal penetrates, and the size of the lead portion of the hollow insulator is smaller than the size of the guide portion. It may be smaller than the size of the second hole.
[0023]
Further, in the power module according to claim 8, the insulator may be an insulator film formed on a surface of the electromagnetic wave shielding plate.
[0024]
In the power module according to the ninth aspect, the hollow insulator may be formed of ferrite.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing the embodiments. The same reference numerals as those described in the related art indicate the same or equivalent members.
[0026]
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a power module 100 according to the present embodiment.
[0027]
In FIG. 1, a resin case (hereinafter, referred to as a case) 1 is fixed to a conductive base plate 2, and a cover 1a is attached to an upper surface of the case 1. The base plate 2, the case 1, and the cover 1a are provided. The insulating substrate 3, the control substrate 4, and the relay terminal 9 are provided in a region surrounded by.
[0028]
The insulating substrate 3 is soldered to the base plate 2 by a brazing material 5 such as solder, and a plurality of power semiconductor elements 6 are mounted on the insulating substrate 3. The plurality of power semiconductor elements 6 are electrically connected to each other by a thin metal wire 7 such as aluminum.
[0029]
An electronic component 8 such as an IC for controlling the power semiconductor element 6 is mounted on the control board 4, and the insulating board 3 and the control board 4 are electrically connected by the relay terminals 9. One end of the relay terminal 9 is connected to the insulating substrate 3 or the power semiconductor element 6 by a thin metal wire 7. On the other hand, the other end of the relay terminal 9 passes through the second hole 4 a of the control board 4, is brazed to the control board 4 by the brazing material 5, and is electrically connected to the electronic component 8. .
[0030]
Further, in order to protect the electronic components 8 mounted on the control board 4 from electromagnetic noise generated during the high-frequency switching operation of the power semiconductor element 6, the electromagnetic wave shielding plate 10 is positioned between the insulating board 3 and the control board 4. And is attached to the case 1.
[0031]
The space below the electromagnetic wave shielding plate 10 is filled with a silicon gel 11 to protect the power semiconductor element 6 and the thin metal wires 7. A main electrode 12 whose one end is electrically connected to the power semiconductor element 6 by a portion (not shown) is provided on the upper surface of the case 1, and further promotes heat radiation from the base plate 2. Therefore, the radiation fins 13 are connected to the base plate 2.
[0032]
Here, the electromagnetic wave shielding plate 10 is electrically connected to the base plate 2 and the radiating fins 13 by a portion (not shown) so as to have a fixed potential (earth potential).
[0033]
Now, the features of the present embodiment will be specifically described based on the enlarged sectional view shown in FIG.
[0034]
As shown in FIG. 2, a hollow insulator 20 having a hollow portion 20 a is placed on the surface of the silicon gel 11 in a state of penetrating the first hole 10 a of the electromagnetic wave shielding plate 10. The relay terminal 9 is penetrated through the hollow portion 20a of the hollow insulator 20 and the second hole 4a of the control board 4, and the other end of the relay terminal 9 is It is brazed by
[0035]
Further, the size of the first hole 10a needs to be larger than the size of the hollow insulator 20, but it is desirable that the first hole 10a has a minimum size into which the hollow insulator 20 can be inserted.
[0036]
Here, the dimensions such as the thickness and height of the hollow insulator 20 are determined by the magnitude of the withstand voltage guaranteed between the relay terminal 9 and the electromagnetic wave shielding plate 10 and differ depending on the type of the insulator material.
[0037]
That is, the specific dimensions of the hollow insulator 20 are designed according to the type of the insulator material and the dielectric strength value guaranteed by the power module. However, even if the thickness of the hollow insulator 20 can be designed to be small, it may be difficult to manufacture the shape of such a thin hollow hollow insulator 20, and in that case, the design and the actual production must be performed. The hollow insulator 20 considered will be manufactured.
[0038]
Thus, in the present embodiment, the relay terminal 9 is penetrated through the hollow portion 20a of the hollow insulator 20, and the hollow insulator 20 is interposed between the relay terminal 9 and the electromagnetic wave shielding plate 10 surrounding the relay terminal 9. By doing so, the dielectric strength between the two members 9 and 10 increases. Therefore, the distance between the two members 9 and 10 can be reduced as compared with the case where air is used between the two members 9 and 10 as in the prior art, and accordingly, the electromagnetic wave between the two members 9 and 10 can be reduced. A reduction in shielding effect can be suppressed.
[0039]
Therefore, the electric field and the magnetic field generated by the high-frequency switching operation of the power semiconductor element 6 can be effectively shielded, and the malfunction of the electronic component 8 mounted on the control board 4 can be suppressed.
[0040]
The shape of the hollow portion 20a of the hollow insulator 20 and the outer shape of the hollow insulator 20 may be of any shape as long as the dielectric strength between the relay terminal 9 and the electromagnetic wave shielding plate 10 is guaranteed. Although it is preferable, the size of the first hole 10a formed in the electromagnetic wave shielding plate 10 can be minimized by using the cylindrical insulator 20.
[0041]
The number of the hollow portions 20a of the hollow insulator 20 is not limited to one, and may be a number corresponding to the number of the relay terminals 9.
[0042]
In addition, by adopting ferrite (for example, ferrite containing iron oxide as a main component) as a material of the hollow insulator 20, in addition to the above-described effects, measures for removing external electromagnetic noise to the relay terminal 9 (EMS (EMS) Electromagnetic Susceptibility) can also be obtained.
[0043]
It goes without saying that the hollow insulator 20 and the electromagnetic wave shielding plate 10 may be integrally formed or fixed as in a second embodiment described later.
[0044]
<Embodiment 2>
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the power module 100 according to the present embodiment. Here, the configuration of each member other than that shown in FIG. 3 is the same as the configuration in FIG. 1, and thus description thereof will be omitted.
[0045]
Now, as shown in FIG. 3, for example, an electromagnetic wave shielding plate 10 having a first hole is prepared, and a hollow insulator 30 having a hollow portion is formed on the electromagnetic wave shielding plate 10 by injection molding. It is formed integrally with the plate 10. The hollow portion of the hollow insulator 30 includes a tapered insertion portion 30a formed on the side where the relay terminal 9 is inserted, and a guiding portion 30b for guiding the relay terminal 9.
[0046]
Here, as in the first embodiment, specific dimensions such as the thickness and height of the hollow insulator 30 are determined by the magnitude of the withstand voltage guaranteed between the relay terminal 9 and the electromagnetic wave shielding plate 10 and the insulator material. Is determined by the type of However, even if the thickness of the insulator 30 can be designed to be small, it may be difficult to form such a solid mass of the hollow insulator 30 having a small thickness. Is taken into consideration to form the hollow insulator 30.
[0047]
On the other hand, the relay terminal 9 penetrates through the insertion portion 30a and the guiding portion 30b of the hollow insulator 30, and further penetrates the second hole 4a of the control board 4, and the other end of the relay terminal 9 , And the control board 4 is brazed by a brazing material 5.
[0048]
With the above configuration, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and at the same time, since the hollow insulator 30 is formed integrally with the electron shielding plate 10, the assembling work becomes easy, and the hollow insulator 30 due to vibration or the like can be obtained. Does not occur, an effect that a stable insulation distance (creeping distance) between the relay terminal 9 and the electromagnetic wave shielding plate 10 can be obtained.
[0049]
Further, in the present embodiment, the following problem is solved by forming the size of the guiding portion 30b smaller than the second hole 4a formed in the control board 4.
[0050]
In the process of assembling the power module 200 according to the related art, the relay terminal 9 electrically connected to the power semiconductor element 6 and the like is passed through the second hole 4a formed in the control board 4, and solder or the like is formed. The brazing material 5 is soldered to the control board 4, but due to a heat cycle when the power module 200 is used, the relay terminal 9 repeats thermal expansion and damages the brazing material 5.
[0051]
Therefore, in order to reduce damage to the brazing material 5 caused by thermal expansion of the relay terminal 9, the relay terminal 9 needs to be made as thin as possible.
[0052]
However, if the relay terminal 9 is made thinner, the relay terminal 9 is likely to be deformed by handling (manual work) or the like before the assembly process of mounting the control board 4. When the relay terminal 9 is deformed, there is a problem that the relay terminal 9 cannot be smoothly penetrated into the second hole 4a formed in the control board 4 when the control board 4 is mounted.
[0053]
Therefore, by employing the hollow insulator 30 having the hollow portions 30a and 30b described in the present embodiment, even if the relay terminal 9 is slightly deformed, the relay terminal 9 is smoothly insulated by the tapered insertion portion 30a. Since the relay terminal 9 that can be inserted into the body 30 and has passed through the guiding portion 30b has a corrected shape, the relay terminal 9 is inserted into the second hole 4a drilled in the control board 4. 9 can be smoothly penetrated.
[0054]
The outer shape of the hollow insulator 30 and the shape of the lead portion 30b may be of any shape as long as the dielectric strength between the relay terminal 9 and the electromagnetic wave shielding plate 10 is ensured. By doing so, the size of the first hole formed in the electromagnetic wave shielding plate 10 can be minimized. Also, the shape of the insertion portion 30a can be any shape as long as the dielectric strength between the relay terminal 9 and the electromagnetic wave shielding plate 10 is guaranteed.
[0055]
In the present embodiment, the hollow insulator 30 and the electromagnetic wave shielding plate 10 have been described as having an integral structure. However, if the hollow insulator 30 is fixed to the electromagnetic wave shielding plate 10, The fixing method is not limited to this.
[0056]
<Embodiment 3>
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the power module 100 according to the present embodiment. Here, the configuration of each member other than that shown in FIG. 4 is the same as the configuration in FIG. 1, and thus description thereof will be omitted.
[0057]
Now, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, a hollow insulator 40 having a plurality of hollow portions is formed integrally with the electromagnetic wave shielding plate 10 by injection molding. Here, one hollow portion includes a tapered insertion portion 40a and a guiding portion 40b as in the second embodiment.
[0058]
On the other hand, the plurality of relay terminals 9 penetrate through the insertion portion 40a and the guiding portion 40b of the hollow insulator 40, and further penetrate through the second hole 4a of the control board 4, and the other relay terminals 9 The ends are each brazed to the control board 4 by a brazing material 5.
[0059]
Also in the present embodiment, the specific dimensions of the hollow insulator 40 are determined by the type of the insulator material and the dielectric strength value guaranteed by the power module. However, the hollow insulator 40 having a dimension larger than the design may be formed due to the manufacturing limit of the hollow insulator 40.
[0060]
By employing the hollow insulator 40 of the present embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
[0061]
For example, when the power semiconductor element 6 is an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), the relay terminal 9 usually includes a gate, an emitter, an emitter for emitter sensing, an anode for temperature sensing, a cathode for temperature sensing, and the like. They are arranged in bundles.
[0062]
When assembling a power module provided with the power semiconductor element 6 which is an IGBT, the bundled relay terminals 9 are passed through the hollow portions 40a and 40b of the hollow insulator 40 according to the present embodiment, whereby Similarly, since the deformation of each relay terminal 9 can be corrected, the plurality of relay terminals 9 can be accurately and easily penetrated into the second holes 4a formed in the control board 4 at a predetermined pitch in advance. be able to.
[0063]
In the present embodiment, the hollow portion (constituted by the insertion portion 40a and the guide portion 40b) described in the second embodiment has been described as the shape of the hollow portion of the hollow insulator 40. The shape of the hollow portion described may be used.
[0064]
<Embodiment 4>
FIG. 5 shows an enlarged cross-sectional view of the power module 100 according to the present embodiment. Here, the configuration of each member other than that shown in FIG. 5 is the same as the configuration in FIG. 1, and thus description thereof will be omitted.
[0065]
In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the insulator film 50 is attached to the surface of the electromagnetic wave shielding plate 10 by, for example, dip molding. Here, the kind of the insulator material of the insulator film 50 is not limited, and the thickness of the insulator film 50 is determined by the kind of the insulator material and the withstand voltage value guaranteed by the power semiconductor element 6.
[0066]
For example, when PPS (Polyphenylene sulfide) is adopted as the insulator film 50, a dielectric breakdown voltage of 2500 V can be guaranteed if the film thickness is about 0.2 mm, and the film is easily formed if the film thickness is about the same. It can be performed. In other words, the hollow insulator of the other embodiment may be formed with a size larger than the dielectric strength due to a manufacturing limit in some cases, but this embodiment can solve such a problem.
[0067]
On the other hand, the relay terminal 9 penetrates the first hole 10a formed in the electromagnetic wave shielding plate 10 whose surface is covered with the insulator film 50, and further penetrates the second hole 4a of the control board 4. The other end of the relay terminal 9 is brazed to the control board 4 by the brazing material 5. Here, the size of the first hole 10a only needs to be large enough to allow the relay terminal 9 to penetrate by subtracting the thickness of the insulator film 50, and can be made as small as possible within that range, so that the electromagnetic wave shielding effect is also reduced. Better.
[0068]
By employing the electromagnetic wave shielding plate 10 on which the insulator film 50 is formed, the insulator film 50 can be easily formed, and a low-cost power module with a simple configuration can be provided.
[0069]
Also, since the insulation between the electronic component 8 mounted on the control board 4 and the electromagnetic wave shielding plate 10 can be ensured, the distance between the control substrate 4 and the electromagnetic wave shielding plate 10 can be reduced, and the size of the product can be reduced. It becomes possible.
[0070]
【The invention's effect】
The power module according to claim 1 of the present invention provides a power semiconductor element, a control board on which electronic components for controlling the power semiconductor element are mounted, and an electrical connection between the power semiconductor element and the control board. A relay terminal for relaying, disposed between a position where the power semiconductor element is disposed and a position where the control board is disposed, and a first hole through which the relay terminal penetrates is provided; Electromagnetic wave shielding plate, and an insulator interposed between the relay terminal and the first hole drilled in the electromagnetic wave shielding plate, so that the relay terminal and the electromagnetic wave shielding plate Can be increased, the distance between the two members can be reduced as compared to the case where the air is between the two members, and accordingly, the effectiveness of the electromagnetic wave shielding between the two members is reduced. Can be improved.
[0071]
In the power module according to claim 2 of the present invention, the insulator is inserted into the first hole formed in the electromagnetic wave shielding plate, and is a hollow insulator having a hollow portion, Since the relay terminal penetrates through the hollow portion of the hollow insulator, it is possible to efficiently shield electromagnetic noise generated from the power semiconductor element that causes a malfunction of the electronic component.
[0072]
In the power module according to claim 3 of the present invention, since the hollow portion of the hollow insulator is provided in a plurality, for example, even when the power semiconductor element is an IGBT in which the relay terminals 9 are bundled, Electromagnetic noise generated from a power semiconductor element that causes a malfunction of an electronic component can be efficiently shielded.
[0073]
In the power module according to claim 4 of the present invention, since the hollow insulator is fixed to the electromagnetic wave shielding plate, the creepage distance along the hollow insulator between the relay terminal and the electromagnetic wave shielding plate is kept constant. be able to.
[0074]
In the power module according to the fifth aspect of the present invention, since the hollow insulator is integrally formed with the electromagnetic wave shielding plate, the hollow insulator is fixed to the electromagnetic wave shielding plate without using unnecessary parts. can do.
[0075]
7. The power module according to claim 6, wherein the hollow portion of the hollow insulator has a tapered insertion portion formed on a side where the relay terminal is inserted, and a guiding portion for guiding the relay terminal. Therefore, when assembling the power module, even if the relay terminal is deformed due to handling (manual work), the deformation can be corrected only by penetrating the relay terminal through the hollow insulator. And later assembling work can be easily performed.
[0076]
In the power module according to claim 7 of the present invention, the control board is provided with a second hole through which the relay terminal penetrates, and the size of the lead portion of the hollow insulator is Since it is smaller than the size of the second hole, the workability of attaching the relay terminal to the control board is improved.
[0077]
In the power module according to claim 8 of the present invention, since the insulator is an insulator film formed on the surface of the electromagnetic wave shielding plate, the configuration of the power module can be simplified. In addition, since the distance between the electronic component and the electromagnetic wave shielding plate can be reduced, the entire power module can be reduced in size.
[0078]
In the power module according to the ninth aspect of the present invention, since the hollow insulator is formed of ferrite, it is an EMS measure for the relay terminal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a power module according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the features of the configuration of the power module according to the first embodiment.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the features of the configuration of the power module according to the second embodiment.
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the features of the configuration of the power module according to the third embodiment.
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing the features of the configuration of the power module according to the fourth embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a power module according to a conventional technique.
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the features of the configuration of the power module of the related art.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 4 control board, 4a second hole, 6 power semiconductor element, 8 electronic component, 9 relay terminal, 10 electromagnetic wave shielding plate, 10a first hole, 20, 30, 40 hollow insulator, 50 insulator film, 20a hollow Part, 30a, 40a insertion part, 30b, 40b guiding part.

Claims (9)

パワー半導体素子と、
前記パワー半導体素子を制御する電子部品を搭載する制御基板と、
前記パワー半導体素子と前記制御基板との間の電気的接続を中継する中継端子と、
前記パワー半導体素子の配設位置と前記制御基板の配設位置との間に配置されており、前記中継端子が貫通する第一の穴が穿設されており、電磁ノイズを遮蔽する電磁波遮蔽板と、
前記中継端子と前記電磁波遮蔽板に穿設されている第一の穴との間に介在している絶縁体とを、
備えることを特徴とするパワーモジュール。
Power semiconductor elements,
A control board on which electronic components for controlling the power semiconductor element are mounted,
A relay terminal for relaying an electrical connection between the power semiconductor element and the control board,
An electromagnetic wave shielding plate that is disposed between the position where the power semiconductor element is disposed and the position where the control board is disposed, has a first hole through which the relay terminal penetrates, and shields electromagnetic noise. When,
An insulator interposed between the relay terminal and a first hole formed in the electromagnetic wave shielding plate,
A power module, comprising:
前記絶縁体は、前記電磁波遮蔽板に穿設されている前記第一の穴に挿入されており、中空部を有する中空絶縁体であり、
前記中継端子は、前記中空絶縁体の前記中空部を貫通している、
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーモジュール。
The insulator is inserted into the first hole drilled in the electromagnetic wave shielding plate, is a hollow insulator having a hollow portion,
The relay terminal extends through the hollow portion of the hollow insulator.
The power module according to claim 1, wherein:
前記中空絶縁体の前記中空部は、複数設けられている、
ことを特徴とする請求項2に記載のパワーモジュール。
The hollow portion of the hollow insulator is provided in plurality,
The power module according to claim 2, wherein:
前記中空絶縁体は、前記電磁波遮蔽板に固定されている、
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のパワーモジュール。
The hollow insulator is fixed to the electromagnetic wave shielding plate,
The power module according to claim 2 or 3, wherein
前記中空絶縁体は、前記電磁波遮蔽板と一体構成となっている、
ことを特徴とする請求項4に記載のパワーモジュール。
The hollow insulator is configured integrally with the electromagnetic wave shielding plate,
The power module according to claim 4, wherein:
前記中空絶縁体の前記中空部は、前記中継端子が挿入される側に形成されるテーパ形状の挿入部と、前記中継端子を導く導引部とで構成されている、
ことを特徴とする請求項4または請求項5に記載のパワーモジュール。
The hollow portion of the hollow insulator is configured by a tapered insertion portion formed on a side where the relay terminal is inserted, and a guiding portion that guides the relay terminal.
The power module according to claim 4 or 5, wherein
前記制御基板には、前記中継端子が貫通する第二の穴が穿設されており、
前記中空絶縁体の前記導引部の大きさが、前記第二の穴の大きさよりも小さい、
ことを特徴とする請求項6に記載のパワーモジュール。
A second hole through which the relay terminal penetrates is formed in the control board,
The size of the guide portion of the hollow insulator is smaller than the size of the second hole,
The power module according to claim 6, wherein:
前記絶縁体は、前記電磁波遮蔽板の表面上に形成されている絶縁体膜である、
ことを特徴とする請求項1に記載のパワーモジュール。
The insulator is an insulator film formed on a surface of the electromagnetic wave shielding plate,
The power module according to claim 1, wherein:
前記中空絶縁体は、フェライトで形成されている、
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のパワーモジュール。
The hollow insulator is formed of ferrite,
The power module according to claim 2 or 3, wherein
JP2002173796A 2002-06-14 2002-06-14 Power module Expired - Lifetime JP3801952B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002173796A JP3801952B2 (en) 2002-06-14 2002-06-14 Power module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002173796A JP3801952B2 (en) 2002-06-14 2002-06-14 Power module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004022705A true JP2004022705A (en) 2004-01-22
JP3801952B2 JP3801952B2 (en) 2006-07-26

Family

ID=31172935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002173796A Expired - Lifetime JP3801952B2 (en) 2002-06-14 2002-06-14 Power module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3801952B2 (en)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006210616A (en) * 2005-01-27 2006-08-10 Kyocera Corp Substrate with built-in coil
US7101793B2 (en) 2004-12-24 2006-09-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Power module and its manufacturing method
JP2009130177A (en) * 2007-11-26 2009-06-11 Keihin Corp Power drive unit
JP2010278091A (en) * 2009-05-27 2010-12-09 Diamond Electric Mfg Co Ltd On-vehicle semiconductor device
JP2010278093A (en) * 2009-05-27 2010-12-09 Diamond Electric Mfg Co Ltd On-vehicle semiconductor device
EP2273862A1 (en) * 2008-04-24 2011-01-12 Daikin Industries, Ltd. Unit with power circuit mounted therein, and motor drive apparatus
JP2014063806A (en) * 2012-09-20 2014-04-10 Toshiba Corp Semiconductor device
US8698287B2 (en) 2009-06-25 2014-04-15 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device
KR20140083564A (en) * 2012-12-26 2014-07-04 현대모비스 주식회사 Shielded power module structure of the electronic control Unit
WO2015004832A1 (en) * 2013-07-11 2015-01-15 三菱電機株式会社 Power module
CN104620377A (en) * 2012-10-29 2015-05-13 富士电机株式会社 Semiconductor device
CN105074919A (en) * 2013-02-26 2015-11-18 三菱电机株式会社 Power semiconductor device
JP2016225520A (en) * 2015-06-02 2016-12-28 三菱電機株式会社 Vehicle-mounted electronic control device and manufacturing method of the same
JP2017208382A (en) * 2016-05-16 2017-11-24 三菱電機株式会社 Semiconductor device
WO2018037984A1 (en) * 2016-08-22 2018-03-01 Neturen Co., Ltd. Power semiconductor module, snubber circuit, and induction heating power supply apparatus
JP2018033200A (en) * 2016-08-22 2018-03-01 高周波熱錬株式会社 Power semiconductor module and power supply device for induction heating
JP2020043317A (en) * 2018-09-14 2020-03-19 富士電機株式会社 Wiring board, semiconductor device, and manufacturing method of wiring board
EP3594984A4 (en) * 2017-03-06 2021-01-13 Amogreentech Co., Ltd. Power relay assembly
JP2021141647A (en) * 2020-03-02 2021-09-16 株式会社デンソー Power conversion device

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7101793B2 (en) 2004-12-24 2006-09-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Power module and its manufacturing method
JP4659469B2 (en) * 2005-01-27 2011-03-30 京セラ株式会社 Coil built-in board
JP2006210616A (en) * 2005-01-27 2006-08-10 Kyocera Corp Substrate with built-in coil
JP2009130177A (en) * 2007-11-26 2009-06-11 Keihin Corp Power drive unit
EP2273862A4 (en) * 2008-04-24 2017-05-03 Daikin Industries, Ltd. Unit with power circuit mounted therein, and motor drive apparatus
EP2273862A1 (en) * 2008-04-24 2011-01-12 Daikin Industries, Ltd. Unit with power circuit mounted therein, and motor drive apparatus
JP2010278091A (en) * 2009-05-27 2010-12-09 Diamond Electric Mfg Co Ltd On-vehicle semiconductor device
JP2010278093A (en) * 2009-05-27 2010-12-09 Diamond Electric Mfg Co Ltd On-vehicle semiconductor device
US8698287B2 (en) 2009-06-25 2014-04-15 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device
JP2014063806A (en) * 2012-09-20 2014-04-10 Toshiba Corp Semiconductor device
CN104620377A (en) * 2012-10-29 2015-05-13 富士电机株式会社 Semiconductor device
US9603291B2 (en) 2012-10-29 2017-03-21 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device
KR20140083564A (en) * 2012-12-26 2014-07-04 현대모비스 주식회사 Shielded power module structure of the electronic control Unit
KR101998418B1 (en) * 2012-12-26 2019-07-09 현대모비스 주식회사 Shielded power module structure of the electronic control Unit
JPWO2014132803A1 (en) * 2013-02-26 2017-02-02 三菱電機株式会社 Power semiconductor device
KR101728264B1 (en) * 2013-02-26 2017-04-18 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Power semiconductor device
US9640453B2 (en) 2013-02-26 2017-05-02 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor device
CN105074919A (en) * 2013-02-26 2015-11-18 三菱电机株式会社 Power semiconductor device
US9887142B2 (en) 2013-02-26 2018-02-06 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor device
WO2015004832A1 (en) * 2013-07-11 2015-01-15 三菱電機株式会社 Power module
JP5968542B2 (en) * 2013-07-11 2016-08-10 三菱電機株式会社 Power module
CN105378922A (en) * 2013-07-11 2016-03-02 三菱电机株式会社 Power module
US9736943B2 (en) 2013-07-11 2017-08-15 Mitsubishi Electric Corporation Power module
DE112014003204B4 (en) * 2013-07-11 2020-01-30 Mitsubishi Electric Corporation power module
JP2016225520A (en) * 2015-06-02 2016-12-28 三菱電機株式会社 Vehicle-mounted electronic control device and manufacturing method of the same
US10861756B2 (en) 2016-05-16 2020-12-08 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device including sensor and driving terminals spaced away from the semiconductor device case wall
US10290555B2 (en) 2016-05-16 2019-05-14 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device including sensor and driving terminals spaced away from the semiconductor device case wall
JP2017208382A (en) * 2016-05-16 2017-11-24 三菱電機株式会社 Semiconductor device
JP2018033200A (en) * 2016-08-22 2018-03-01 高周波熱錬株式会社 Power semiconductor module and power supply device for induction heating
WO2018037984A1 (en) * 2016-08-22 2018-03-01 Neturen Co., Ltd. Power semiconductor module, snubber circuit, and induction heating power supply apparatus
EP3594984A4 (en) * 2017-03-06 2021-01-13 Amogreentech Co., Ltd. Power relay assembly
US11420572B2 (en) 2017-03-06 2022-08-23 Amogreentech Co., Ltd. Power relay assembly
JP2020043317A (en) * 2018-09-14 2020-03-19 富士電機株式会社 Wiring board, semiconductor device, and manufacturing method of wiring board
JP7172325B2 (en) 2018-09-14 2022-11-16 富士電機株式会社 Wiring board, semiconductor device, method for manufacturing wiring board
JP2021141647A (en) * 2020-03-02 2021-09-16 株式会社デンソー Power conversion device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3801952B2 (en) 2006-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3801952B2 (en) Power module
CN102456652B (en) Power semiconductor arrangement
EP2922092B1 (en) Semiconductor device
JP6513326B2 (en) Assembly of power semiconductor and cooling body
JP2004228403A (en) Semiconductor module, its manufacturing method and switching power supply device
JP6308300B2 (en) Semiconductor device
JP2010182879A (en) Power semiconductor device, and manufacturing method therefor
JP2007305757A (en) Semiconductor device
JP2017092281A (en) Electronic control device
JP4967701B2 (en) Power semiconductor device
CN110783315A (en) Semiconductor package having electromagnetic shielding structure and method of manufacturing the same
EP2373136B1 (en) Electronic device and power converter
JP2006147723A (en) Electric circuit board for semiconductor element
KR20050042724A (en) Semiconductor apparatus
JP2004207432A (en) Power module
US9736943B2 (en) Power module
WO2018074297A1 (en) Power semiconductor module
KR20150071336A (en) Power module Package and Manufacturing Method for the same
JP2020184561A (en) Semiconductor device
JP3876770B2 (en) Wiring structure
JP2005353713A (en) Semiconductor device
JP7002993B2 (en) Power semiconductor module
CN111033723B (en) power semiconductor module
CN108987368B (en) Printed circuit board having insulated metal substrate made of steel
CN219269154U (en) Package body

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040608

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060301

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060329

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060425

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060426

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3801952

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100512

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100512

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110512

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110512

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120512

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120512

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130512

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140512

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term