JP2006135167A

JP2006135167A - Semiconductor device

Info

Publication number: JP2006135167A
Application number: JP2004323793A
Authority: JP
Inventors: Eisuke Nakatsuka; 英介中塚; Takuji Amano; 拓司天野; Yuji Kamiya; 勇治神谷
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2004-11-08
Filing date: 2004-11-08
Publication date: 2006-05-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device in which the temperature of a semiconductor element can be detected more accurately by means of a temperature detection element. <P>SOLUTION: The semiconductor device comprises a substrate 21, an inverter 14 mounted on the substrate 21, and a temperature detection element 17 arranged between the substrate 21 and the inverter 14 and detecting the temperature of the inverter 14. Furthermore, a heat transmission member such as a silicon sheet 23 or silicon grease 24 is arranged between the inverter 14 and the temperature detection element 17. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置、特に半導体素子の温度を検出する温度検出素子を備える半導体装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device including a temperature detection element that detects the temperature of a semiconductor element.

従来、半導体素子の温度に応じて半導体素子の駆動停止等の制御を行うために、半導体素子の温度を検出する温度検出素子を備える半導体装置が、例えば、特開平９−２８７７７８号公報に記載されている。当該公報に記載された半導体装置は、半導体素子に直付けされたヒートシンクに温度検出素子を取付けている。つまり、温度検出素子は、ヒートシンクを介して半導体素子の温度を検出している。
特開平９−２８７７７８号公報 Conventionally, a semiconductor device including a temperature detection element for detecting the temperature of a semiconductor element in order to perform control such as driving stop of the semiconductor element in accordance with the temperature of the semiconductor element is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-287778 ing. In the semiconductor device described in the publication, a temperature detection element is attached to a heat sink directly attached to the semiconductor element. That is, the temperature detection element detects the temperature of the semiconductor element via the heat sink.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-287778

しかし、温度検出素子は周囲の温度の影響を受けやすいため、半導体素子の正確な温度を検出することができない場合がある。例えば、ヒートシンクには冷却するための空気などの流体（以下、「冷却流体」という）が流通しており、この冷却流体が温度検出素子の周囲にも流通することにより、温度検出素子が検出する温度がヒートシンクから伝達された温度よりも低くなる場合がある。 However, since the temperature detection element is easily affected by the ambient temperature, there are cases where the accurate temperature of the semiconductor element cannot be detected. For example, a fluid such as air for cooling (hereinafter referred to as “cooling fluid”) flows through the heat sink, and this cooling fluid also flows around the temperature detection element, thereby detecting the temperature detection element. The temperature may be lower than the temperature transmitted from the heat sink.

また、ヒートシンクは、半導体素子により加熱されると共に冷却流体により冷却される。従って、ヒートシンクの温度は、バラツキが大きい。つまり、ヒートシンクを介して伝達される温度検出素子が検出する温度は、バラツキが大きい。このため、半導体素子の正確な温度を検出することができない場合がある。 The heat sink is heated by the semiconductor element and cooled by the cooling fluid. Therefore, the temperature of the heat sink varies greatly. That is, the temperature detected by the temperature detection element transmitted through the heat sink varies greatly. For this reason, the accurate temperature of the semiconductor element may not be detected.

また、ヒートシンクと半導体素子との組付け状態に応じて、ヒートシンクを介して半導体素子の温度が温度検出素子に伝達される状態が異なる。つまり、ヒートシンクと半導体素子との組付け状態によっても、半導体素子の正確な温度を検出することができない場合がある。 Further, the state in which the temperature of the semiconductor element is transmitted to the temperature detection element via the heat sink differs depending on the assembled state of the heat sink and the semiconductor element. In other words, the temperature of the semiconductor element may not be detected correctly depending on the assembled state of the heat sink and the semiconductor element.

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、より正確に半導体素子の温度を検出することができる温度検出素子を備える半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device including a temperature detection element that can detect the temperature of the semiconductor element more accurately.

本発明の半導体装置は、基板と、前記基板上に実装される半導体素子と、前記基板と前記半導体素子との間に配置され前記半導体素子の温度を検出する温度検出素子と、を備えることを特徴とする。 A semiconductor device of the present invention includes a substrate, a semiconductor element mounted on the substrate, and a temperature detection element that is disposed between the substrate and the semiconductor element and detects the temperature of the semiconductor element. Features.

本発明の半導体装置によれば、温度検出素子が基板と半導体素子との間に配置している。これにより、温度検出素子は、ヒートシンクなどを介することなく、ほぼ直接的に半導体素子の温度が伝達される。つまり、半導体素子の温度をより正確に検出することができる。また、従来の半導体装置は、半導体素子及び温度検出素子を取付けることができるヒートシンクが必要であった。それに対して、本発明の半導体装置は、半導体素子のみが取付けることができるヒートシンクであればよい。つまり、ヒートシンクの小型化を図ることができ、結果として半導体装置の小型化を図ることができる。 According to the semiconductor device of the present invention, the temperature detection element is disposed between the substrate and the semiconductor element. Thereby, the temperature detection element transmits the temperature of the semiconductor element almost directly without passing through a heat sink or the like. That is, the temperature of the semiconductor element can be detected more accurately. In addition, the conventional semiconductor device requires a heat sink to which a semiconductor element and a temperature detection element can be attached. On the other hand, the semiconductor device of the present invention may be a heat sink that can be attached only by a semiconductor element. That is, the heat sink can be downsized, and as a result, the semiconductor device can be downsized.

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.

本発明の半導体装置は、電力変換装置とするとよい。特に、本発明の半導体装置は、冷凍サイクルのコンプレッサ駆動装置としてもよい。この電力変換装置、コンプレッサ駆動装置は、例えば、インバータやコンバータなどである。電力変換装置は、インバータ回路を構成する半導体素子の温度によって適切に駆動停止の制御を行う必要がある。そこで、電力変換装置の半導体素子の温度を温度検出素子により正確に検出することができるので、電力変換装置をより適切に制御することができる。 The semiconductor device of the present invention is preferably a power conversion device. In particular, the semiconductor device of the present invention may be a compressor driving device for a refrigeration cycle. The power conversion device and the compressor driving device are, for example, an inverter or a converter. The power conversion device needs to appropriately control the drive stop according to the temperature of the semiconductor element constituting the inverter circuit. Therefore, since the temperature of the semiconductor element of the power conversion device can be accurately detected by the temperature detection element, the power conversion device can be controlled more appropriately.

また、本発明の半導体装置は、さらに、前記基板上に実装される他部品素子を備え、前記半導体素子及び前記他部品素子の少なくとも一方は、流体により冷却されるものとしてもよい。つまり、半導体装置は、基板上に半導体素子とその半導体素子以外の他部品素子とを備えている。そして、半導体素子及び他部品素子の少なくとも一方が流体により冷却されているので、基板上には冷却用の流体が流通している。この場合には、温度検出素子付近においても、半導体素子や他部品素子を冷却する流体が流通することがある。このように温度検出素子付近において冷却用の流体が流通したとしても、半導体素子の温度を確実に検出することができる。なお、半導体素子や他部品素子を冷却する流体は、例えば空気である。また、電力変換装置における他部品素子としては、例えば、整流器、ノイズフィルタ、平滑用の電解コンデンサ、電源回路、又はマイクロコンピュータなどを構成する素子がある。 The semiconductor device of the present invention may further include another component element mounted on the substrate, and at least one of the semiconductor element and the other component element may be cooled by a fluid. That is, the semiconductor device includes a semiconductor element and a component element other than the semiconductor element on the substrate. Since at least one of the semiconductor element and the other component elements is cooled by the fluid, a cooling fluid is circulated on the substrate. In this case, a fluid for cooling the semiconductor element and other component elements may circulate near the temperature detection element. Thus, even if the cooling fluid flows in the vicinity of the temperature detection element, the temperature of the semiconductor element can be reliably detected. The fluid that cools the semiconductor elements and other component elements is, for example, air. Further, as other component elements in the power conversion device, for example, there are elements constituting a rectifier, a noise filter, a smoothing electrolytic capacitor, a power supply circuit, a microcomputer, or the like.

また、本発明の半導体装置における前記温度検出素子は、前記基板に実装されるようにしてもよい。これにより、基板に形成されたパターンのみを用いて、温度検出素子とマイクロコンピュータなどの制御素子と電気的に接続することができる。つまり、配線を別途用いることなく、温度検出素子とマイクロコンピュータなどの制御素子と電気的に接続することができる。その結果、製造工程を容易化することができる。 The temperature detection element in the semiconductor device of the present invention may be mounted on the substrate. Thereby, it is possible to electrically connect the temperature detecting element and the control element such as a microcomputer using only the pattern formed on the substrate. In other words, the temperature detection element and the control element such as a microcomputer can be electrically connected without using a separate wiring. As a result, the manufacturing process can be facilitated.

（熱伝達部材）
また、本発明の半導体装置は、さらに、前記半導体素子と前記温度検出素子との間に配置され前記半導体素子の熱を前記温度検出素子に伝達する熱伝達部材を備えるようにするとよい。これにより、温度検出素子には、半導体素子の温度が熱伝達部材を介して確実に伝達される。この熱伝達部材は、ヒートシンクなどのように冷却される部材ではないため、半導体素子の温度をほぼそのまま温度検出素子に伝達する。つまり、温度検出素子は、熱伝達部材を介して伝達された温度を検出するので、半導体素子の温度をより正確に検出することができることになる。なお、熱伝達部材が半導体素子と温度検出素子との間に配置されているので、半導体素子と温度検出素子との間に、温度を変化させる要因となる例えば冷却流体などが存在することを抑制できる。その結果、温度検出素子は、半導体素子の温度をより正確に検出することができる。 (Heat transfer member)
The semiconductor device according to the present invention may further include a heat transfer member that is disposed between the semiconductor element and the temperature detection element and transfers heat of the semiconductor element to the temperature detection element. As a result, the temperature of the semiconductor element is reliably transmitted to the temperature detection element via the heat transfer member. Since this heat transfer member is not a member to be cooled like a heat sink or the like, it transmits the temperature of the semiconductor element almost directly to the temperature detection element. That is, since the temperature detection element detects the temperature transmitted through the heat transfer member, the temperature of the semiconductor element can be detected more accurately. In addition, since the heat transfer member is disposed between the semiconductor element and the temperature detection element, it is possible to suppress the presence of, for example, a cooling fluid that causes a temperature change between the semiconductor element and the temperature detection element. it can. As a result, the temperature detection element can detect the temperature of the semiconductor element more accurately.

また、前記熱伝達部材は、前記半導体素子及び前記温度検出素子に当接して配置されるとよい。つまり、熱伝達部材は、半導体素子から直接的に伝達された熱を温度検出素子に直接的に伝達することができる。ここで、半導体素子と温度検出素子との間に隙間がある場合には、隙間に存在する空気などにより半導体素子から温度検出素子へ伝達される熱の温度が変化する。さらには、当該隙間に空気が流通する場合には、半導体素子から温度検出素子へ伝達される熱の温度が変化する。しかし、半導体素子と温度検出素子との間に隙間が存在しないので、温度検出素子により半導体素子の温度をより正確に検出することができる。 The heat transfer member may be disposed in contact with the semiconductor element and the temperature detection element. That is, the heat transfer member can directly transfer the heat transferred from the semiconductor element to the temperature detection element. Here, when there is a gap between the semiconductor element and the temperature detection element, the temperature of heat transferred from the semiconductor element to the temperature detection element changes due to air or the like existing in the gap. Furthermore, when air flows through the gap, the temperature of heat transferred from the semiconductor element to the temperature detection element changes. However, since there is no gap between the semiconductor element and the temperature detection element, the temperature of the semiconductor element can be detected more accurately by the temperature detection element.

ここで、上記の場合における熱伝達部材は、弾力性を有するとよい。熱伝達部材が弾力性を有することで、確実に半導体素子及び温度検出素子に当接することができる。つまり、半導体素子と温度検出素子との間に隙間が形成されることを確実に防止できる。 Here, the heat transfer member in the above case may have elasticity. Since the heat transfer member has elasticity, it can reliably contact the semiconductor element and the temperature detection element. That is, it is possible to reliably prevent a gap from being formed between the semiconductor element and the temperature detection element.

また、前記熱伝達部材は、前記温度検出素子の周囲を囲むようにするとよい。熱伝達部材の材質や形状などによっては、温度検出素子に当接することが困難な場合もある。しかし、熱伝達部材が温度検出素子の周囲を囲むことにより、熱伝達部材と温度検出素子との間に隙間が存在していたとしても、熱伝達部材と温度検出素子との間の領域は閉塞されているので温度変化が非常に小さい。従って、熱伝達部材と温度検出素子との間に隙間が存在するとしても、熱伝達部材が温度検出素子の周囲を囲むことにより、温度検出素子は確実に半導体素子の温度を検出することができる。 The heat transfer member may surround the temperature detection element. Depending on the material and shape of the heat transfer member, it may be difficult to contact the temperature detection element. However, since the heat transfer member surrounds the temperature detection element, even if there is a gap between the heat transfer member and the temperature detection element, the region between the heat transfer member and the temperature detection element is blocked. Therefore, the temperature change is very small. Therefore, even if there is a gap between the heat transfer member and the temperature detection element, the temperature detection element can reliably detect the temperature of the semiconductor element by surrounding the temperature detection element. .

なお、上述した前記熱伝達部材は、シート状からなるようにしてもよいし、半固体状からなるようにしてもよい。シート状とすることにより、熱伝達部材の取付けが容易となる。また、半固体状とすることにより、熱伝達部材を半導体素子及び温度検出素子に確実に当接して配置することができる。 The heat transfer member described above may be formed in a sheet shape or a semi-solid shape. By using a sheet shape, the heat transfer member can be easily attached. In addition, by using a semi-solid state, the heat transfer member can be disposed in contact with the semiconductor element and the temperature detection element without fail.

また、上述した前記熱伝達部材は、０．１〜４０Ｗ／ｍ・Ｋの範囲内の熱伝導率であるとよい。熱伝達部材は、より好ましくは、１．０〜１．７Ｗ／ｍ・Ｋの範囲内の熱伝導率であるとよい。つまり、半導体素子の温度と温度検出素子が検出する温度との差のバラツキが小さくなる。これにより、半導体素子の熱を温度検出素子に安定して伝達することができる。その結果、温度検出素子は、半導体素子の温度をより正確に検出することができる。 The heat transfer member described above may have a thermal conductivity within a range of 0.1 to 40 W / m · K. More preferably, the heat transfer member has a thermal conductivity in the range of 1.0 to 1.7 W / m · K. That is, the variation in the difference between the temperature of the semiconductor element and the temperature detected by the temperature detection element is reduced. Thereby, the heat of the semiconductor element can be stably transmitted to the temperature detection element. As a result, the temperature detection element can detect the temperature of the semiconductor element more accurately.

（包囲部材）
また、本発明の半導体装置は、さらに、少なくとも前記半導体素子と前記温度検出素子との中間領域を囲む包囲部材を備えるようにするとよい。包囲部材により半導体素子と温度検出素子との中間領域における流体の流通が抑制される。その結果、半導体素子と温度検出素子との中間領域における温度は、半導体素子の温度のみに影響を受ける。つまり、半導体素子と温度検出素子との中間領域の温度は、半導体素子の温度に一致又は近似する。従って、温度検出素子により、半導体素子の温度を確実に検出することができる。 (Enclosing member)
The semiconductor device of the present invention may further include an enclosing member surrounding at least an intermediate region between the semiconductor element and the temperature detecting element. The surrounding member suppresses the fluid flow in the intermediate region between the semiconductor element and the temperature detection element. As a result, the temperature in the intermediate region between the semiconductor element and the temperature detecting element is affected only by the temperature of the semiconductor element. That is, the temperature in the intermediate region between the semiconductor element and the temperature detecting element matches or approximates the temperature of the semiconductor element. Therefore, the temperature detection element can reliably detect the temperature of the semiconductor element.

なお、上述した前記包囲部材は、前記基板と前記半導体素子との間に配置されるようにしてもよい。または、上述した前記包囲部材は、前記基板上に固定され前記半導体素子の周囲を囲むようにしてもよい。包囲部材が基板と半導体素子との間に配置される場合には、包囲部材により囲まれる領域が狭いので、その領域内の温度変化を小さく抑制することができる。従って、より確実に半導体素子の温度を温度検出素子により検出することができる。また、包囲部材を半導体素子の周囲を囲むように配置する場合には、包囲部材の配置が非常に容易であるので、低コスト化を図ることができる。 The surrounding member described above may be disposed between the substrate and the semiconductor element. Alternatively, the surrounding member described above may be fixed on the substrate and surround the periphery of the semiconductor element. When the surrounding member is disposed between the substrate and the semiconductor element, since the region surrounded by the surrounding member is narrow, the temperature change in the region can be suppressed to be small. Therefore, the temperature of the semiconductor element can be detected more reliably by the temperature detection element. Further, when the surrounding member is disposed so as to surround the periphery of the semiconductor element, it is very easy to dispose the surrounding member, so that the cost can be reduced.

（１）コンプレッサ駆動装置の全体構成
次に、本発明を空調装置の冷凍サイクルに用いられるコンプレッサ駆動装置に適用した場合について具体的に説明する。まずは、コンプレッサ駆動装置の全体構成について、図１を参照して説明する。図１は、コンプレッサ駆動装置の全体構成のブロック図を示す。 (1) Whole structure of compressor drive device Next, the case where this invention is applied to the compressor drive device used for the refrigerating cycle of an air conditioner is demonstrated concretely. First, the overall configuration of the compressor driving device will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a block diagram of the overall configuration of the compressor driving device.

図１に示すように、コンプレッサ駆動装置２は、電源１から入力された電力を変換して、変換された電力をコンプレッサ（図示せず）のモータ３に出力している。このコンプレッサ駆動装置２は、ノイズフィルタ１１と、整流器１２と、電解コンデンサ１３と、インバータ１４と、電源回路１５と、電流センサ１６と、温度検出素子１７と、マイクロコンピュータ１８とを備えている。 As shown in FIG. 1, the compressor driving device 2 converts electric power input from a power source 1 and outputs the converted electric power to a motor 3 of a compressor (not shown). The compressor driving device 2 includes a noise filter 11, a rectifier 12, an electrolytic capacitor 13, an inverter 14, a power supply circuit 15, a current sensor 16, a temperature detection element 17, and a microcomputer 18.

ノイズフィルタ１１は、電源から入力された電圧に対してノイズを除去する。整流器１２は、ノイズフィルタ１１を介して入力された電圧を直流に整流する。電解コンデンサ１３は、整流器１２により整流された電圧を平滑する。インバータ（半導体素子）１４は、複数のスイッチング素子等から構成されている。このインバータ１４は、電解コンデンサ１３から入力された直流電圧を３相交流電圧に変換する。そして、インバータ１４は、変換された３相交流電圧をコンプレッサ（図示せず）のモータ３に印加している。 The noise filter 11 removes noise from the voltage input from the power supply. The rectifier 12 rectifies the voltage input via the noise filter 11 into a direct current. The electrolytic capacitor 13 smoothes the voltage rectified by the rectifier 12. The inverter (semiconductor element) 14 is composed of a plurality of switching elements and the like. The inverter 14 converts the DC voltage input from the electrolytic capacitor 13 into a three-phase AC voltage. The inverter 14 applies the converted three-phase AC voltage to the motor 3 of the compressor (not shown).

電源回路１５は、電解コンデンサ１３から出力された電圧を降圧して、マイクロコンピュータ１８に電力を供給している。つまり、電源回路１５は、マイクロコンピュータ１８の駆動用電源を生成している。電流センサ１６は、インバータ１４からモータ３に出力されるＵ相及びＶ相の電流を検出する。温度検出素子１７は、サーミスタなどの素子からなり、インバータ１４の温度を検出する。マイクロコンピュータ１８は、電源回路１５から供給された駆動用電源に基づき駆動する。さらに、マイクロコンピュータ１８は、電流センサ１６から入力されるＵ相及びＶ相の電流に基づき、インバータ１４のスイッチング素子の駆動信号を出力している。さらに、マイクロコンピュータ１８は、温度検出素子１７から入力されるインバータ１４の温度に基づき、インバータ１４のスイッチング素子の駆動信号の出力を停止する処理を行っている。具体的には、マイクロコンピュータ１８は、温度検出素子１７により検出されたインバータ１４の温度が所定値以上の場合に、インバータ１４のスイッチング素子の駆動を停止させるようにする。 The power supply circuit 15 steps down the voltage output from the electrolytic capacitor 13 and supplies power to the microcomputer 18. That is, the power supply circuit 15 generates a drive power supply for the microcomputer 18. The current sensor 16 detects U-phase and V-phase currents output from the inverter 14 to the motor 3. The temperature detection element 17 includes an element such as a thermistor and detects the temperature of the inverter 14. The microcomputer 18 is driven based on the driving power supplied from the power circuit 15. Further, the microcomputer 18 outputs a drive signal for the switching element of the inverter 14 based on the U-phase and V-phase currents input from the current sensor 16. Further, the microcomputer 18 performs a process of stopping the output of the drive signal of the switching element of the inverter 14 based on the temperature of the inverter 14 input from the temperature detection element 17. Specifically, the microcomputer 18 stops driving the switching element of the inverter 14 when the temperature of the inverter 14 detected by the temperature detection element 17 is equal to or higher than a predetermined value.

なお、コンプレッサ駆動装置２は、１つの基板２１（図２に示す）上に形成されている。つまり、１つの基板２１上には、コンプレッサ駆動装置２を構成するノイズフィルタ１１と、整流器１２と、電解コンデンサ１３と、インバータ１４と、電源回路１５と、電流センサ１６と、温度検出素子１７と、マイクロコンピュータ１８とが配置されている。 The compressor driving device 2 is formed on one substrate 21 (shown in FIG. 2). That is, on one substrate 21, the noise filter 11, the rectifier 12, the electrolytic capacitor 13, the inverter 14, the power supply circuit 15, the current sensor 16, and the temperature detection element 17 constituting the compressor driving device 2 are provided. The microcomputer 18 is arranged.

また、コンプレッサ駆動装置２は、特に、ノイズフィルタ１１、整流器１２、電解コンデンサ１３、電源回路１５、マイクロコンピュータ１８は、周囲に存在する空気の自然流により冷却されるようにしている。また、インバータ１４には、複数のフィンが形成されたヒートシンク２２が取付けられている。そして、このヒートシンク２２により放熱すると共に、ヒートシンク２２のフィンにて空気を流通させることにより冷却されるようにしている。 Further, in the compressor driving device 2, in particular, the noise filter 11, the rectifier 12, the electrolytic capacitor 13, the power supply circuit 15, and the microcomputer 18 are cooled by a natural flow of air existing around them. The inverter 14 is attached with a heat sink 22 having a plurality of fins. Then, heat is radiated by the heat sink 22 and cooled by circulating air through the fins of the heat sink 22.

（２）インバータ１４及び温度検出素子１７等の配置構成
（２．１）第１実施例におけるインバータ１４及び温度検出素子１７等の配置構成
次に、第１実施例におけるインバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成について、図２を参照して説明する。図２は、インバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成の断面図を示す。図２に示すように、インバータ１４は、略矩形状のインバータ回路部１４ａと、複数の端子１４ｂとから構成される。インバータ回路部１４ａは、内部に複数のスイッチング素子によりインバータ回路が形成されている。そして、複数の端子１４ｂは、インバータ回路部１４ａの一対の側面から外部に延在するように取付けられている。具体的には、この複数の端子１４ｂは、細い金属棒からなり、略直角に屈曲されている。そして、複数の端子１４ｂは、インバータ回路部１４ａの一対の側面のそれぞれに複数取付けられている。 (2) Arrangement Configuration of Inverter 14 and Temperature Detection Element 17 etc. (2.1) Arrangement Configuration of Inverter 14 and Temperature Detection Element 17 in First Example Next, inverter 14 and temperature detection element 17 in the first example The arrangement configuration will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the arrangement configuration of the inverter 14 and the temperature detection element 17. As shown in FIG. 2, the inverter 14 includes a substantially rectangular inverter circuit portion 14a and a plurality of terminals 14b. In the inverter circuit portion 14a, an inverter circuit is formed by a plurality of switching elements. And the some terminal 14b is attached so that it may extend outside from a pair of side surface of the inverter circuit part 14a. Specifically, the plurality of terminals 14b are made of thin metal rods and bent at substantially right angles. A plurality of terminals 14b are attached to each of the pair of side surfaces of the inverter circuit portion 14a.

そして、このインバータ１４は、基板２１上に実装されている。すなわち、インバータ１４の複数の端子１４ｂの端側が、ハンダにより基板２１のパターンに電気的に接続されている。ここで、インバータ１４のインバータ回路部１４ａと基板２１との間には、僅かに隙間が形成されている。 The inverter 14 is mounted on the substrate 21. That is, the end sides of the plurality of terminals 14b of the inverter 14 are electrically connected to the pattern of the substrate 21 by solder. Here, a slight gap is formed between the inverter circuit portion 14 a of the inverter 14 and the substrate 21.

また、インバータ１４の基板２１との反対側（図２の上方側）には、インバータ回路部１４ａの上面側にヒートシンク２２が取付けられている。このヒートシンク２２は、図２の下方側が板状に形成され、上方側に複数のフィンが形成されている。つまり、ヒートシンク２２のフィンに冷却用の流体が流通することにより、インバータ１４を冷却している。 A heat sink 22 is attached to the upper surface side of the inverter circuit portion 14a on the opposite side of the inverter 14 from the substrate 21 (upper side in FIG. 2). The heat sink 22 has a plate-like shape on the lower side in FIG. 2 and a plurality of fins on the upper side. In other words, the cooling fluid flows through the fins of the heat sink 22 to cool the inverter 14.

さらに、インバータ回路部１４ａの下方側、すなわち、インバータ回路部１４ａと基板２１との間において、温度検出素子１７が基板２１上に実装されている。さらに、温度検出素子１７とインバータ回路部１４ａとの間には、シリコンシート（熱伝達部材）２３が配置されている。このシリコンシート２３の図２の上下面積は、温度検出素子１７の上面側の面積よりも大きく、かつ、インバータ回路部１４ａの下面側の面積よりも小さい。また、このシリコンシート２３は、熱伝導率が１．０〜１．７Ｗ／ｍ・Ｋの範囲内であり、弾力性がある。つまり、シリコンシート２３は、図２の下方面側が温度検出素子１７の上面側に当接し、図２の上方面側がインバータ回路部１４ａの下面側に当接している。従って、シリコンシート２３により、インバータ回路部１４ａの下面側の温度を温度検出素子１７に良好に伝達している。 Further, the temperature detection element 17 is mounted on the substrate 21 below the inverter circuit portion 14 a, that is, between the inverter circuit portion 14 a and the substrate 21. Further, a silicon sheet (heat transfer member) 23 is disposed between the temperature detection element 17 and the inverter circuit portion 14a. 2 is larger than the area on the upper surface side of the temperature detection element 17 and smaller than the area on the lower surface side of the inverter circuit portion 14a. Moreover, this silicon sheet 23 has a thermal conductivity in the range of 1.0 to 1.7 W / m · K, and has elasticity. That is, the lower surface side of FIG. 2 is in contact with the upper surface side of the temperature detection element 17, and the upper surface side of FIG. 2 is in contact with the lower surface side of the inverter circuit portion 14a. Therefore, the temperature of the lower surface side of the inverter circuit portion 14a is satisfactorily transmitted to the temperature detecting element 17 by the silicon sheet 23.

このように温度検出素子１７が基板２１とインバータ回路部１４ａとの間に配置されることにより、周囲の空気流により検出する温度にバラツキが生じることを抑制することができる。さらに、温度検出素子１７には、インバータ回路部１４ａにシリコンシート２３を介してインバータ回路部１４ａの温度が伝達される。従って、温度検出素子１７は、インバータ回路部１４ａの温度を確実に検出することができる。さらに、インバータ回路部１４ａと温度検出素子１７との間に介在するシリコンシート２３の熱伝導率は、非常に安定した範囲内にある。従って、温度検出素子１７により検出される温度に生じるバラツキが非常に小さくすることができる。なお、温度検出素子１７とインバータ回路部１４ａとの間に配置するシリコンシート２３は、シート状であるので、容易に配置することができる。 Thus, by arranging the temperature detection element 17 between the substrate 21 and the inverter circuit portion 14a, it is possible to suppress variation in the temperature detected by the surrounding air flow. Furthermore, the temperature of the inverter circuit unit 14 a is transmitted to the temperature detection element 17 through the silicon sheet 23 to the inverter circuit unit 14 a. Therefore, the temperature detection element 17 can reliably detect the temperature of the inverter circuit unit 14a. Furthermore, the thermal conductivity of the silicon sheet 23 interposed between the inverter circuit portion 14a and the temperature detecting element 17 is in a very stable range. Therefore, the variation which arises in the temperature detected by the temperature detection element 17 can be made very small. Note that the silicon sheet 23 disposed between the temperature detection element 17 and the inverter circuit portion 14a is in a sheet form, and therefore can be easily disposed.

（２．２）第１実施例の第１変形態様
第１実施例の第１変形態様におけるインバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成について、図３を参照して説明する。図３は、インバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成の断面図を示す。ここで、第１実施例の第１変形態様は、上述した第１実施例のシリコンシート２３に相当する部分のみが相違する。 (2.2) First Modification of First Embodiment The arrangement configuration of the inverter 14 and the temperature detection element 17 in the first modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the arrangement configuration of the inverter 14 and the temperature detection element 17. Here, the 1st deformation | transformation aspect of 1st Example differs only in the part corresponded to the silicon sheet 23 of 1st Example mentioned above.

つまり、図３に示すように、第１実施例の第１変形態様は、温度検出素子１７とインバータ回路部１４ａとの間には、シリコングリス（熱伝達部材）２４が塗布されている。このシリコングリス２４は、半固体状からなり、弾力性を有する。さらに、このシリコングリス２４の熱伝導率は、シリコンシート２３と同様の１．０〜１．７Ｗ／ｍ・Ｋの範囲内である。 That is, as shown in FIG. 3, in the first modification of the first embodiment, silicon grease (heat transfer member) 24 is applied between the temperature detection element 17 and the inverter circuit portion 14a. The silicon grease 24 is in a semi-solid state and has elasticity. Further, the thermal conductivity of the silicon grease 24 is in the range of 1.0 to 1.7 W / m · K, which is the same as that of the silicon sheet 23.

このようにシリコングリス２４を用いることにより、容易に温度検出素子及びインバータ回路部１４ａに当接することができる。従って、温度検出素子１７は、確実にインバータ回路部１４ａの温度を検出することができる。 As described above, by using the silicon grease 24, it is possible to easily come into contact with the temperature detecting element and the inverter circuit portion 14a. Therefore, the temperature detection element 17 can reliably detect the temperature of the inverter circuit unit 14a.

（２．３）第１実施例の第２変形態様
第１実施例の第２変形態様におけるインバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成について、図４を参照して説明する。図４は、インバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成の断面図を示す。ここで、第１実施例の第２変形態様は、上述した第２実施例のシリコンシート２３に相当する部分のみが相違する。 (2.3) Second Modification of First Embodiment An arrangement configuration of the inverter 14 and the temperature detection element 17 in the second modification of the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of the arrangement configuration of the inverter 14 and the temperature detection element 17. Here, the 2nd deformation | transformation aspect of 1st Example differs only in the part corresponded to the silicon sheet 23 of 2nd Example mentioned above.

つまり、図４に示すように、第１実施例の第２変形態様は、シリコンシート（熱伝達部材）２５は、温度検出素子１７とインバータ回路部１４ａとの間に配置されると共に、温度検出素子２７の周囲を囲むように配置されている。なお、第１実施例の第２変形態様におけるシリコンシート２５は、上述した第１実施例のシリコンシート２３と同様の材質からなる。 That is, as shown in FIG. 4, the second modification of the first embodiment is that the silicon sheet (heat transfer member) 25 is disposed between the temperature detection element 17 and the inverter circuit unit 14a, and temperature detection is performed. It arrange | positions so that the circumference | surroundings of the element 27 may be enclosed. In addition, the silicon sheet 25 in the 2nd deformation | transformation aspect of 1st Example consists of the material similar to the silicon sheet 23 of 1st Example mentioned above.

このようにシリコンシート２５により温度検出素子１７の周囲を囲むことにより、温度検出素子１７の周囲の空気などが流通することにより影響を受けることを確実に防止できる。その結果、温度検出素子１７は、インバータ回路部１４ａの温度を確実に検出することができる。 By surrounding the temperature detection element 17 with the silicon sheet 25 in this way, it is possible to reliably prevent the air around the temperature detection element 17 from being affected by circulation. As a result, the temperature detection element 17 can reliably detect the temperature of the inverter circuit unit 14a.

（２．４）第２実施例におけるインバータ１４及び温度検出素子１７等の配置構成
次に、第２実施例におけるインバータ１４及び温度検出素子１７等の配置構成について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、インバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成の断面図を示す。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図を示す。 (2.4) Arrangement Configuration of Inverter 14 and Temperature Detection Element 17 in Second Embodiment Next, an arrangement configuration of the inverter 14 and temperature detection element 17 in the second embodiment will be described with reference to FIG. . FIG. 5A shows a cross-sectional view of the arrangement configuration of the inverter 14 and the temperature detection element 17. FIG.5 (b) shows AA sectional drawing of Fig.5 (a).

図５（ａ）（ｂ）に示すように、インバータ１４は、略矩形状のインバータ回路部１４ａと、複数の端子１４ｂとから構成される。インバータ回路部１４ａは、内部に複数のスイッチング素子によりインバータ回路が形成されている。そして、複数の端子１４ｂは、インバータ回路部１４ａの一対の側面から外部に延在するように取付けられている。具体的には、この複数の端子１４ｂは、細い金属棒からなり、略直角に屈曲されている。そして、複数の端子１４ｂは、インバータ回路部１４ａの一対の側面のそれぞれに複数取付けられている。 As shown in FIGS. 5A and 5B, the inverter 14 includes a substantially rectangular inverter circuit portion 14a and a plurality of terminals 14b. In the inverter circuit portion 14a, an inverter circuit is formed by a plurality of switching elements. And the some terminal 14b is attached so that it may extend outside from a pair of side surface of the inverter circuit part 14a. Specifically, the plurality of terminals 14b are made of thin metal rods and bent at substantially right angles. A plurality of terminals 14b are attached to each of the pair of side surfaces of the inverter circuit portion 14a.

また、インバータ１４の基板２１との反対側（図５の上方側）には、インバータ回路部１４ａの上面側にヒートシンク２２が取付けられている。このヒートシンク２２は、図５の下方側が板状に形成され、上方側が複数のフィンが形成されている。つまり、ヒートシンク２２のフィンに冷却用の流体が流通することにより、インバータ１４を冷却している。 A heat sink 22 is attached to the upper surface side of the inverter circuit portion 14a on the opposite side of the inverter 14 from the substrate 21 (upper side in FIG. 5). As for this heat sink 22, the lower side of FIG. 5 is formed in plate shape, and the upper side is formed with a plurality of fins. In other words, the cooling fluid flows through the fins of the heat sink 22 to cool the inverter 14.

さらに、インバータ回路部１４ａの下方側、すなわち、インバータ回路部１４ａと基板２１との間において、温度検出素子１７が基板２１上に実装されている。なお、インバータ回路部１４ａと温度検出素子１７との間には、僅かに隙間が形成されている。 Further, the temperature detection element 17 is mounted on the substrate 21 below the inverter circuit portion 14 a, that is, between the inverter circuit portion 14 a and the substrate 21. A slight gap is formed between the inverter circuit portion 14a and the temperature detection element 17.

さらに、インバータ１４の周囲には、樹脂からなる包囲板（包囲部材）３１が配置されている。この包囲板３１は、略四角筒状に形成されている。そして、この包囲板３１は、下端側が基板２１に取付けられ、上端内側がインバータ回路部１４ａに取付けられている。つまり、この包囲板３１は、温度検出素子１７及びインバータ１４の複数の端子１４ｂを囲んでいる。換言すると、包囲板３１は、インバータ回路部１４ａと温度検出素子１７との中間領域を囲んでいる。 Further, an enclosure plate (enclosure member) 31 made of resin is disposed around the inverter 14. The surrounding plate 31 is formed in a substantially rectangular tube shape. The surrounding plate 31 has a lower end attached to the substrate 21 and an upper end inside attached to the inverter circuit portion 14a. That is, the surrounding plate 31 surrounds the temperature detection element 17 and the plurality of terminals 14 b of the inverter 14. In other words, the surrounding plate 31 surrounds an intermediate region between the inverter circuit portion 14 a and the temperature detection element 17.

このように、包囲板３１により、インバータ回路部１４ａと温度検出素子１７との中間領域を囲んでいるので、包囲板３１の内部側には、空気などが流通することを防止できる。つまり、当該中間領域の外側においてインバータ１４や他の部品を冷却するために流通する空気が、当該中間領域の内部側に入り込むことがない。そのため、包囲板３１の内部側の領域においては、インバータ回路部１４ａの温度とほぼ同一の温度となる。従って、温度検出素子１７は、インバータ回路部１４ａの温度を確実に検出することができる。 Thus, since the surrounding plate 31 surrounds the intermediate region between the inverter circuit portion 14a and the temperature detecting element 17, air or the like can be prevented from flowing through the inside of the surrounding plate 31. That is, the air flowing to cool the inverter 14 and other components outside the intermediate region does not enter the inner side of the intermediate region. Therefore, in the area | region inside the surrounding board 31, it becomes the temperature substantially the same as the temperature of the inverter circuit part 14a. Therefore, the temperature detection element 17 can reliably detect the temperature of the inverter circuit unit 14a.

（２．５）第２実施例の変形態様
第２実施例の変形態様におけるインバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成について、図６を参照して説明する。図６（ａ）は、インバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成の断面図を示す。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ断面図を示す。ここで、第２実施例の変形態様は、上述した第２実施例における包囲板３１に相当する部分が相違する。 (2.5) Modified Embodiment of Second Embodiment An arrangement configuration of the inverter 14 and the temperature detecting element 17 in the modified embodiment of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6A shows a cross-sectional view of the arrangement configuration of the inverter 14 and the temperature detection element 17. FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. Here, the modification of the second embodiment is different in a portion corresponding to the surrounding plate 31 in the second embodiment described above.

つまり、図６（ａ）（ｂ）に示すように、第２実施例の変形態様は、基板２１とインバータ回路部１４ａとの間に、樹脂からなる包囲板（包囲部材）３２が配置されている。この包囲板３２は、略四角筒状に形成されている。そして、この包囲板３２は、温度検出素子１７の周囲に配置されており、下端側が基板２１上に取付けられ、上端側がインバータ回路部１４ａの下面側に取付けられている。 That is, as shown in FIGS. 6A and 6B, in the modified embodiment of the second embodiment, an enclosure plate (enclosure member) 32 made of resin is disposed between the substrate 21 and the inverter circuit portion 14a. Yes. The surrounding plate 32 is formed in a substantially rectangular tube shape. And this surrounding board 32 is arrange | positioned around the temperature detection element 17, the lower end side is attached on the board | substrate 21, and the upper end side is attached to the lower surface side of the inverter circuit part 14a.

このように、包囲板３２により、インバータ回路部１４ａと温度検出素子１７との中間領域を囲んでいるので、包囲板３２の内部側には、空気などが流通することを防止できる。つまり、当該中間領域の外側においてインバータ１４や他の部品を冷却するために流通する空気が、当該中間領域の内部側に入り込むことがない。そのため、包囲板３２の内部側の領域においては、インバータ回路部１４ａの温度とほぼ同一の温度となる。さらには、包囲板３２により囲む領域を狭くすることにより、当該領域内の温度は、インバータ回路部１４ａの温度により同等に近くなる。従って、温度検出素子１７は、インバータ回路部１４ａの温度を確実に検出することができる。 Thus, since the surrounding area of the inverter circuit part 14a and the temperature detection element 17 is surrounded by the surrounding plate 32, air or the like can be prevented from flowing through the inner side of the surrounding plate 32. That is, the air flowing to cool the inverter 14 and other components outside the intermediate region does not enter the inner side of the intermediate region. Therefore, in the area | region inside the surrounding board 32, it becomes the temperature substantially the same as the temperature of the inverter circuit part 14a. Further, by narrowing the region surrounded by the surrounding plate 32, the temperature in the region becomes close to the temperature of the inverter circuit unit 14a. Therefore, the temperature detection element 17 can reliably detect the temperature of the inverter circuit unit 14a.

コンプレッサ駆動装置の全体構成のブロック図を示す。The block diagram of the whole structure of a compressor drive device is shown. 第１実施例におけるインバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成の断面図を示す。Sectional drawing of the arrangement structure of the inverter 14 and the temperature detection element 17 in 1st Example is shown. 第１実施例の第１変形態様におけるインバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成の断面図を示す。Sectional drawing of the arrangement configuration of the inverter 14 and the temperature detection element 17 in the 1st deformation | transformation aspect of 1st Example is shown. 第１実施例の第２変形態様におけるインバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成の断面図を示す。Sectional drawing of the arrangement structure of the inverter 14 and the temperature detection element 17 in the 2nd deformation | transformation aspect of 1st Example is shown. 第２実施例におけるインバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成の図を示す。The figure of the arrangement configuration of the inverter 14 and the temperature detection element 17 in 2nd Example is shown. 第２実施例の変形態様におけるインバータ１４及び温度検出素子１７の配置構成の図を示す。The figure of the arrangement structure of the inverter 14 and the temperature detection element 17 in the deformation | transformation aspect of 2nd Example is shown.

Explanation of symbols

１：電源、２：コンプレッサ駆動装置、３：モータ、１１：ノイズフィルタ、１２：整流器、１３：電解コンデンサ、１４：インバータ、１５：電源回路、１６：電流センサ、１７：温度検出素子、１８：マイクロコンピュータ、２１：基板、２２：ヒートシンク、２３、２５：シリコンシート（熱伝達部材）、２４：シリコングリス（熱伝達部材）、３１、３２：包囲板（包囲部材） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Power supply 2: Compressor drive device 3: Motor 11: Noise filter 12: Rectifier 13: Electrolytic capacitor 14: Inverter 15: Power supply circuit 16: Current sensor 17: Temperature detection element 18: Microcomputer, 21: Substrate, 22: Heat sink, 23, 25: Silicon sheet (heat transfer member), 24: Silicon grease (heat transfer member), 31, 32: Enveloping plate (enclosure member)

Claims

A substrate,
A semiconductor element mounted on the substrate;
A temperature detecting element disposed between the substrate and the semiconductor element for detecting the temperature of the semiconductor element;
A semiconductor device comprising:

The semiconductor device according to claim 1, further comprising a heat transfer member that is disposed between the semiconductor element and the temperature detection element and transfers heat of the semiconductor element to the temperature detection element.

The semiconductor device according to claim 2, wherein the heat transfer member is disposed in contact with the semiconductor element and the temperature detection element.

The semiconductor device according to claim 2, wherein the heat transfer member surrounds the temperature detection element.

The semiconductor device according to claim 2, wherein the heat transfer member has elasticity.

The semiconductor device according to claim 2, wherein the heat transfer member has a sheet shape.

The semiconductor device according to claim 2, wherein the heat transfer member is formed in a semi-solid state.

The semiconductor device according to claim 2, wherein the heat transfer member has a thermal conductivity within a range of 0.1 to 40 W / m · K.

The semiconductor device according to claim 1, further comprising an enclosing member surrounding at least an intermediate region between the semiconductor element and the temperature detection element.

The semiconductor device according to claim 9, wherein the surrounding member is disposed between the substrate and the semiconductor element.

The semiconductor device according to claim 9, wherein the surrounding member is fixed on the substrate and surrounds the periphery of the semiconductor element.

Furthermore, comprising other component elements mounted on the substrate,
The semiconductor device according to claim 1, wherein at least one of the semiconductor element and the other component element is cooled by a fluid.

The semiconductor device according to claim 12, wherein the fluid is air.

The semiconductor device according to claim 1, wherein the temperature detection element is mounted on the substrate.

The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a power conversion device.

The semiconductor device according to claim 15, wherein the semiconductor device is a compressor driving device of a refrigeration cycle.