JP2006156476A - Power semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power semiconductor device containing a plurality of power modules which has a little surge voltage and can be reduced in size. <P>SOLUTION: The power semiconductor device comprises a cooling block having two cooling surfaces arranged nearly in parallel; the power modules which are each located on the individual cooling surfaces so as to hold the cooling block in between; fixed blocks which are each located on the individual power modules so as to hold the cooling blocks and the power modules in between; and a pair of main circuit board and control board which are arranged opposite to each other with the cooling block between, with the main circuit board arranged on one side of the cooling block and the control board arranged on the other side of the cooling block, and are arranged in a direction nearly perpendicular to the cooling surfaces of the cooling block. The fixed blocks are fixed to the main circuit board so that they may push the power modules against the cooling block. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はパワー半導体装置に関し、特に、冷却ブロック一体型のパワー半導体装置に関する。   The present invention relates to a power semiconductor device, and more particularly to a power semiconductor device integrated with a cooling block.

従来、複数のパワーモジュールを含むパワー半導体装置では、平坦な冷却板の上に複数のパワーモジュールを並置するとともに、各パワーモジュールに、制御基板、主回路基板を接続していた(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−128099号公報
Conventionally, in a power semiconductor device including a plurality of power modules, a plurality of power modules are juxtaposed on a flat cooling plate, and a control board and a main circuit board are connected to each power module (for example, Patent Documents). 1).
JP 2004-128099 A

しかしながら、例えば10個のパワーモジュールを使用する場合のようにパワーモジュールが多くなると、パワーモジュールが配置される冷却板の面積が大きくなるとともに、制御基板、主回路基板も大きくなり、パワー半導体装置が大型化するという問題があった。   However, when the number of power modules increases, for example, when 10 power modules are used, the area of the cooling plate on which the power modules are arranged increases, and the control board and main circuit board also increase. There was a problem of increasing the size.

また、制御基板、主回路基板が大きくなることは、それぞれの基板に設けられた配線の引回し距離の増大につながり、特に、主回路基板に形成された閉回路では、配線の引回し距離が大きくなると閉回路のインダクタンスが大きくなり、パワー半導体装置のスイッチング時に大きなサージ電圧が発生し、パワー半導体装置のスイッチング損失が増えたり、耐電圧の高いパワーチップを用いる必要が生じていた。   In addition, an increase in the size of the control board and the main circuit board leads to an increase in the routing distance of the wirings provided on the respective boards. In particular, in the closed circuit formed on the main circuit board, the wiring routing distance is increased. When it is increased, the inductance of the closed circuit is increased, and a large surge voltage is generated at the time of switching of the power semiconductor device, so that the switching loss of the power semiconductor device is increased or a power chip having a high withstand voltage has to be used.

そこで、本発明は、複数のパワーモジュールを含むパワー半導体装置において、サージ電圧が小さくかつ小型化が可能なパワー半導体装置の提供を目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a power semiconductor device that includes a plurality of power modules and has a small surge voltage and can be miniaturized.

本発明は、略平行に配置された2つの冷却面を備えた冷却ブロックと、冷却ブロックを挟むようにそれぞれの冷却面上に1つずつ配置されたパワーモジュールと、冷却ブロックとパワーモジュールとを挟むようにそれぞれのパワーモジュール上に1つずつ配置された固定ブロックと、冷却ブロックの冷却面に対して略垂直な方向に冷却ブロックを挟んで対向配置された1対の主回路基板と制御基板であって、冷却ブロックの一方に配置された主回路基板と冷却ブロックの他方に配置された制御基板とを含み、固定ブロックが冷却ブロックに対してパワーモジュールを押圧するように、固定ブロックが主回路基板に固定されたことを特徴とするパワー半導体装置である。   The present invention includes a cooling block having two cooling surfaces arranged substantially in parallel, a power module arranged on each cooling surface so as to sandwich the cooling block, and a cooling block and a power module. A pair of main circuit boards and control boards arranged opposite to each other across the cooling block in a direction substantially perpendicular to the cooling surface of the cooling block, one fixed block arranged on each power module so as to sandwich The fixed block includes a main circuit board disposed on one side of the cooling block and a control board disposed on the other side of the cooling block, and the fixed block presses the power module against the cooling block. The power semiconductor device is fixed to a circuit board.

本発明にかかるパワー半導体装置では、パワーモジュールを積層構造とし、それを主回路基板と制御基板で挟むことにより、小型でサージ電圧を低く抑えたパワー半導体装置を得ることができる。   In the power semiconductor device according to the present invention, a power module having a laminated structure and sandwiching the power module between the main circuit board and the control board can provide a small-sized power semiconductor device with a suppressed surge voltage.

以下に、図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、「上」、「下」、「左」、「右」およびこれらの用語を含む名称を適宜使用するが、これらの方向は図面を参照した発明の理解を容易にするために用いるものであり、実施形態を上下反転、あるいは任意の方向に回転した形態も、当然に本願発明の技術的範囲に含まれる。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, “top”, “bottom”, “left”, “right” and names including these terms are used as appropriate, but these directions facilitate understanding of the invention with reference to the drawings. Therefore, a mode in which the embodiment is inverted upside down or rotated in an arbitrary direction is naturally included in the technical scope of the present invention.

実施の形態1.
図1は、全体が100で表される、本実施の形態1にかかるパワー半導体装置の断面図である。また、図2は、図1をI−I方向に見た場合の断面図である。
パワー半導体装置100は、略平行に配置された2つの冷却面10を上下に備えた冷却ブロック1を含む。冷却ブロック1は、例えば銅からなり、冷却面10には冷媒流路2が設けられている。
それぞれの冷却面10上には、冷却ブロック1を挟むようにパワーモジュール3が配置され、冷却ブロック1とパワーモジュール3とでサブモジュールを構成している。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view of the power semiconductor device according to the first embodiment, the whole being represented by 100. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 when viewed in the II direction.
The power semiconductor device 100 includes a cooling block 1 provided with two cooling surfaces 10 arranged substantially in parallel on the upper and lower sides. The cooling block 1 is made of, for example, copper, and a coolant channel 2 is provided on the cooling surface 10.
On each cooling surface 10, the power module 3 is arranged so as to sandwich the cooling block 1, and the cooling block 1 and the power module 3 constitute a sub module.

図3は、パワーモジュール3の断面図である。パワーモジュール3は、例えば銅や窒化アルミニウム、アルミナ等からなる放熱板31を含む。放熱板31の上には、例えば半田32によりパワー半導体素子33が固定されている。パワー半導体素子33は、例えば、IGBT、パワーFET、ダイオード等からなる。更にパワーモジュール3は、パワー半導体素子33とアルミニウムワイヤ34で接続された主端子35および制御端子36を含む。主端子35、制御端子36は、例えば銅からなる。主端子35は、図3に示すように、上下方向にほぼ直角に曲げられている。パワー半導体素子33等は、例えばエポキシ樹脂からなる封止樹脂37により封止されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the power module 3. The power module 3 includes a heat sink 31 made of, for example, copper, aluminum nitride, alumina, or the like. A power semiconductor element 33 is fixed on the heat radiating plate 31 by, for example, solder 32. The power semiconductor element 33 is made of, for example, an IGBT, a power FET, or a diode. The power module 3 further includes a main terminal 35 and a control terminal 36 connected to the power semiconductor element 33 by an aluminum wire 34. The main terminal 35 and the control terminal 36 are made of copper, for example. As shown in FIG. 3, the main terminal 35 is bent substantially perpendicularly in the vertical direction. The power semiconductor element 33 and the like are sealed with a sealing resin 37 made of, for example, an epoxy resin.

図4は、他のパワーモジュールの断面図であり、パワーモジュール3は、図4のような構造であっても良い。図4中、図3と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。図4のパワーモジュールでは、放熱板3の裏面に、例えばアルミナ等のフィラーを含んだエポキシ樹脂からなる絶縁層38と、例えば厚さ100μmの銅箔からなる保護層39が設けられている。他の構造は、図3のパワーモジュールと同じである。   FIG. 4 is a cross-sectional view of another power module, and the power module 3 may have a structure as shown in FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 3 denote the same or corresponding parts. In the power module of FIG. 4, an insulating layer 38 made of an epoxy resin containing a filler such as alumina and a protective layer 39 made of a copper foil having a thickness of 100 μm, for example, are provided on the back surface of the heat radiating plate 3. The other structure is the same as that of the power module of FIG.

パワー半導体装置100は、更に、冷却ブロック1およびパワーモジュール3を上下から挟むように配置された固定ブロック4を含む。固定ブロック4は、例えばPPS(Polyphenylene Sulfide)のケースからなる。   The power semiconductor device 100 further includes a fixed block 4 arranged so as to sandwich the cooling block 1 and the power module 3 from above and below. The fixed block 4 is made of, for example, a PPS (Polyphenylene Sulfide) case.

固定ブロック4の上には、必要に応じて、平滑コンデンサ等のコンデンサ5が、例えば接着剤により取り付けられる。   On the fixed block 4, a capacitor 5 such as a smoothing capacitor is attached by an adhesive, for example, as necessary.

更に、1対の主回路基板6と制御基板7とが、冷却ブロック1の左には主回路基板6、冷却ブロック1の右には制御基板7がそれぞれ位置するように、冷却ブロック1の冷却面10に対して略垂直に配置されている。主回路基板6と制御基板7とは、冷却ブロック1を挟んで対向している。主回路基板6は、絶縁板の両面に銅合金の配線を設けたバスバー基板であることが好ましい。制御基板7は、プリント基板からなる。   Further, the cooling block 1 is cooled so that the pair of main circuit boards 6 and the control board 7 are located on the left side of the cooling block 1 and the control board 7 is located on the right side of the cooling block 1. It is arranged substantially perpendicular to the surface 10. The main circuit board 6 and the control board 7 are opposed to each other with the cooling block 1 interposed therebetween. The main circuit board 6 is preferably a bus bar board in which copper alloy wiring is provided on both sides of the insulating plate. The control board 7 is a printed board.

パワーモジュール3の左面に設けられた主端子は、主回路基板6に沿うように、上下方向に曲げられ、主端子と主回路基板6とを貫通する固定具8で、固定ブロック4に固定されている。固定具8は、例えばボルトと固定ブロック4に取り付けられたナットからなる。ボルトとナットは、冷却ブロック1の冷媒流路2と干渉しない位置に配置される。
一方、パワーモジュール3の右面に設けられた制御端子は、制御基板7を貫通するように、半田等で制御基板7に接続されている。
The main terminal provided on the left surface of the power module 3 is bent in the vertical direction along the main circuit board 6 and is fixed to the fixing block 4 by a fixture 8 that penetrates the main terminal and the main circuit board 6. ing. The fixing tool 8 is composed of, for example, a bolt and a nut attached to the fixing block 4. Bolts and nuts are arranged at positions that do not interfere with the refrigerant flow path 2 of the cooling block 1.
On the other hand, the control terminal provided on the right surface of the power module 3 is connected to the control board 7 with solder or the like so as to penetrate the control board 7.

パワー半導体装置100では、固定ブロック4を固定具8で主回路基板6に固定することにより、固定ブロック4が水冷ブロック2の2つの冷却面10に対して、パワーモジュール3を上下方向に押圧するようになっている。このため、固定ブロック4を主回路基板6に固定することにより、冷媒流路2がパワーモジュール3により封止される。   In the power semiconductor device 100, the fixing block 4 is fixed to the main circuit board 6 by the fixing tool 8, so that the fixing block 4 presses the power module 3 in the vertical direction against the two cooling surfaces 10 of the water cooling block 2. It is like that. For this reason, the refrigerant flow path 2 is sealed by the power module 3 by fixing the fixing block 4 to the main circuit board 6.

本実施の形態1にかかるパワー半導体装置100は、このような構造を有することにより小型化が可能となるとともに、サージ電圧を小さく抑えることができる。かかる内容について、以下に詳しく述べる。   The power semiconductor device 100 according to the first embodiment can be downsized by having such a structure, and can suppress a surge voltage to a small value. This will be described in detail below.

パワー半導体装置100では大電流をスイッチングするが、回路のインダクタンスが大きいと、スイッチング時のサージ電圧が大きくなり、パワー半導体素子の破壊原因になる。従って、パワー半導体素子の破壊を防止するには、パワー半導体素子の耐電圧レベルを大きくする必要が生じ、その結果、ガードリングの幅やチップの厚みを大きくする必要が生じ、パワー半導体装置が大型化するという問題が生じる。
また、サージ電圧が大きいと、スイッチング時の損失が大きくなり、冷却性能を高める必要が生じるなどの問題も生じる。
In the power semiconductor device 100, a large current is switched. However, if the inductance of the circuit is large, a surge voltage at the time of switching becomes large, which causes destruction of the power semiconductor element. Therefore, in order to prevent the destruction of the power semiconductor element, it is necessary to increase the withstand voltage level of the power semiconductor element. As a result, it is necessary to increase the width of the guard ring and the thickness of the chip. Problem arises.
In addition, when the surge voltage is large, a loss at the time of switching increases, and there arises a problem that the cooling performance needs to be improved.

このため、パワー半導体装置100では、回路のインダクタンスを小さくし、サージ電圧が小さくなるような構成としている。具体的には、パワーモジュールの主端子のうち、P端子とN端子から平滑コンデンサまでの距離(主回路基板の配線距離)が大きいとインダクタンスが大きくなるため、かかる距離を短くしている。   For this reason, the power semiconductor device 100 is configured to reduce the circuit inductance and reduce the surge voltage. Specifically, among the main terminals of the power module, since the inductance increases when the distance from the P terminal and the N terminal to the smoothing capacitor (wiring distance of the main circuit board) is large, the distance is shortened.

即ち、本実施の形態1にかかるパワー半導体装置100では、図1に示すように、パワーモジュール3やコンデンサ5を挟むように、主回路基板6と制御基板7が配置されている。この結果、パワーモジュール3のP端子、N端子とコンデンサ5の電極が、非常に近い位置に配置され、これらを接続する主回路基板6の配線を短くすることができ、インダクタンスが小さくなる。   That is, in the power semiconductor device 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, the main circuit board 6 and the control board 7 are disposed so as to sandwich the power module 3 and the capacitor 5. As a result, the P terminal and N terminal of the power module 3 and the electrode of the capacitor 5 are arranged at very close positions, the wiring of the main circuit board 6 connecting them can be shortened, and the inductance is reduced.

なお、図2からわかるように、複数の半導体モジュール3やコンデンサ5を含む場合も、それぞれの半導体モジュール3とコンデンサ5は固定ブロック4を挟んで配置され、主回路基板6がその横に配置されている。このため、それぞれの半導体モジュール3とコンデンサ5とを接続する主回路基板6の配線は略直線となり、配線距離を短くできる。   As can be seen from FIG. 2, even when a plurality of semiconductor modules 3 and capacitors 5 are included, each of the semiconductor modules 3 and the capacitors 5 is disposed with the fixed block 4 interposed therebetween, and the main circuit board 6 is disposed on the side thereof. ing. For this reason, the wiring of the main circuit board 6 connecting each semiconductor module 3 and the capacitor 5 is substantially straight, and the wiring distance can be shortened.

また、本実施の形態1にかかるパワー半導体装置100では、図2に示すように、冷媒流路に、パワーモジュール3の裏面を冷却水等の冷媒で直接冷却するため、高い冷却効率を得ることができる。   Further, in the power semiconductor device 100 according to the first embodiment, as shown in FIG. 2, since the back surface of the power module 3 is directly cooled by a coolant such as cooling water in the coolant channel, high cooling efficiency is obtained. Can do.

特に、図2のパワー半導体装置100では、パワーモジュール3を冷却ブロック1の2つの冷却面にそれぞれ配置することで、パワーモジュール3を冷却ブロック1の片面に配置した場合に比べて、パワー半導体装置100の小型化が可能となる。   In particular, in the power semiconductor device 100 of FIG. 2, the power module 3 is arranged on each of the two cooling surfaces of the cooling block 1, so that the power semiconductor device is compared with the case where the power module 3 is arranged on one side of the cooling block 1. 100 can be reduced in size.

また、コンデンサ5は、例えば接着剤で固定ブロック4に固定されているが、パワーモジュール3の発熱量が大きいため、固定ブロック4の熱伝導率を小さくしたほうが、コンデンサ5の温度上昇を抑制できて好ましい。この場合、固定ブロック4の熱伝導率を、例えば0.1W/mK程度とすれば、数十℃/Wの熱抵抗が得られ、コンデンサ5の温度上昇を十分に抑えることができる。   The capacitor 5 is fixed to the fixed block 4 with, for example, an adhesive. However, since the power module 3 generates a large amount of heat, the temperature increase of the capacitor 5 can be suppressed by reducing the thermal conductivity of the fixed block 4. It is preferable. In this case, if the thermal conductivity of the fixed block 4 is, for example, about 0.1 W / mK, a thermal resistance of several tens of degrees Celsius / W can be obtained, and the temperature rise of the capacitor 5 can be sufficiently suppressed.

次に、図5は、本実施の形態1にかかるパワー半導体装置100に含まれる主回路基板6の一例であるバスバー基板である。バスバー基板では、主に銅合金やアルミ合金からなるバスバーとよばれる金属配線が絶縁板の両面に形成され、かかる金属配線を、例えば、数百アンペアの電流が、数百V〜数千Vの電位差で流れる。具体的には、バスバー基板は、厚さ1mmの銅合金をプレス加工で打ち抜いて作製されたバスバーを、マイカシート、絶縁シート、絶縁紙等の絶縁板の両面に、例えば接着剤で固定して作製する。
なお、図5のバスバー基板は、絶縁板上に、Pバスバー、Nバスバー、U配線、V配線、およびW配線を2組有する構造となっている。
Next, FIG. 5 is a bus bar substrate which is an example of the main circuit substrate 6 included in the power semiconductor device 100 according to the first embodiment. In a bus bar substrate, a metal wiring called a bus bar mainly made of a copper alloy or an aluminum alloy is formed on both surfaces of an insulating plate. For example, a current of several hundred amperes has a current of several hundred amperes to several thousand volts. It flows with a potential difference. Specifically, the bus bar substrate is obtained by fixing a bus bar made by stamping a 1 mm-thick copper alloy by pressing, on both surfaces of an insulating plate such as a mica sheet, an insulating sheet, and insulating paper, for example, with an adhesive. Make it.
The bus bar substrate of FIG. 5 has a structure having two sets of P bus bar, N bus bar, U wiring, V wiring, and W wiring on an insulating plate.

バスバー基板を、パワー半導体装置100の主回路基板として用いる場合、バスバー基板は以下のように形成されることが好ましい。例えば、バッテリー(電源)のP端子からPバスバー、パワーモジュール、Nバスバーを経てバッテリーのN端子に至る閉回路はインダクタンスとして作用する。このインダクタンスが大きいと、パワーモジュールのスイッチング時に高いサージ電圧が生じ、パワー半導体素子の破壊につながる。このため、パワーモジュールやパワー半導体素子の耐電圧特性を高くする必要があり、パワーモジュールやパワーチップが大型化するという問題があった。   When the bus bar substrate is used as the main circuit substrate of the power semiconductor device 100, the bus bar substrate is preferably formed as follows. For example, a closed circuit from the P terminal of the battery (power source) to the N terminal of the battery via the P bus bar, the power module, and the N bus bar acts as an inductance. When this inductance is large, a high surge voltage is generated during switching of the power module, leading to destruction of the power semiconductor element. For this reason, it is necessary to increase the withstand voltage characteristics of the power module and the power semiconductor element, and there is a problem that the power module and the power chip are increased in size.

また、この閉回路にスナバコンデンサと呼ばれるサージ吸収回路を取り付けたり、平滑コンデンサを取り付けることでサージ電圧が抑制される。このようなコンデンサを用いた場合は、コンデンサのP、N電極とパワーモジュールのP、N電極とを接続するバスバーが閉回路となり、インダクタンス成分を有する。このインダクタンスの大きさは、閉回路に囲まれた面積に比例するため、この面積を小さくすることがインダクタンスを小さくするために有効である。即ち、パワーモジュールのP、N電極間の距離を小さくし、またPバスバーとNバスバーを接近させることでインダクタンスが小さくなる。   Moreover, the surge voltage is suppressed by attaching a surge absorption circuit called a snubber capacitor or a smoothing capacitor to the closed circuit. When such a capacitor is used, the bus bar connecting the P and N electrodes of the capacitor and the P and N electrodes of the power module becomes a closed circuit and has an inductance component. Since the magnitude of the inductance is proportional to the area surrounded by the closed circuit, it is effective to reduce the inductance to reduce the inductance. That is, the inductance is reduced by reducing the distance between the P and N electrodes of the power module and bringing the P bus bar and the N bus bar closer to each other.

なお、バスバーは立体形状とし、低コスト化を図ることもできるが、この場合、バスバー間の絶縁工程が煩雑となるため、少なくともバッテリーや電源、コンデンサ、パワーモジュール等との接続部分は平面形状であることが望ましい。また、バッテリーや電源、コンデンサの電極は、バスバーと略同一平面上に位置するように配置することが望ましい。   Note that the bus bar can be made into a three-dimensional shape to reduce the cost, but in this case, since the insulation process between the bus bars becomes complicated, at least the connection portion with the battery, power supply, capacitor, power module, etc. is a flat shape. It is desirable to be. In addition, it is desirable that the electrodes of the battery, the power source, and the capacitor are arranged so as to be positioned on the same plane as the bus bar.

図6は、図5のバスバー基板が用いられるインバータの回路図であり、2つの3層インバータ回路A、Bを含む。
パワーモジュールが、いわゆる2in1構成(1つの冷却ブロックと2つのパワーモジュールで、サブモジュールを構成する)の場合、図6に点線で表した部分が1つのサブモジュールとなる。そして、3個のサブモジュールを組み合わせることにより、1つの3相インバーター回路が構成できる。冷却ブロックの2つの冷却面にそれぞれ3相インバーター回路を形成することで、ほぼ一個分の冷却ブロックの幅で、2個のインバーター回路とすることができる。
FIG. 6 is a circuit diagram of an inverter in which the bus bar substrate of FIG. 5 is used, and includes two three-layer inverter circuits A and B.
When the power module has a so-called 2-in-1 configuration (one cooling block and two power modules constitute a submodule), a portion indicated by a dotted line in FIG. 6 is one submodule. One three-phase inverter circuit can be configured by combining three submodules. By forming a three-phase inverter circuit on each of the two cooling surfaces of the cooling block, two inverter circuits can be formed with a width of one cooling block.

実施の形態2.
図7は、全体が200で表される、本実施の形態2にかかるパワー半導体装置の断面図である。図7中、図1と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。
パワー半導体装置200では、冷却ブロック1中に冷媒水路2が埋め込まれた構造となっており、他の構造はパワー半導体装置100と同様である。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the power semiconductor device according to the second embodiment, the whole being represented by 200. In FIG. 7, the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts.
The power semiconductor device 200 has a structure in which the coolant channel 2 is embedded in the cooling block 1, and the other structure is the same as that of the power semiconductor device 100.

かかる冷媒流路2を用いたパワー半導体装置200においても、上述のパワー半導体装置100と同様の効果が得られる。   Also in the power semiconductor device 200 using the refrigerant flow path 2, the same effect as the power semiconductor device 100 described above can be obtained.

本発明の実施の形態1にかかるパワー半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the power semiconductor device concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかるパワー半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the power semiconductor device concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかるパワーモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the power module concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかる他のパワーモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the other power module concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかるバスバー基板の平面図である。It is a top view of the bus-bar board | substrate concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1にかかるパワー半導体装置の回路図である。1 is a circuit diagram of a power semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2にかかるパワー半導体装置の断面図である。It is sectional drawing of the power semiconductor device concerning Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 冷却ブロック、2 冷媒流路、3 パワーモジュール、4 固定ブロック、5 コンデンサ、6 主回路基板、7 制御基板、8 固定具、9 接着剤、10 冷却面、100 パワー半導体装置。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cooling block, 2 Refrigerant flow path, 3 Power module, 4 Fixed block, 5 Capacitor, 6 Main circuit board, 7 Control board, 8 Fixing tool, 9 Adhesive, 10 Cooling surface, 100 Power semiconductor device.

Claims (5)

略平行に配置された2つの冷却面を備えた冷却ブロックと、
該冷却ブロックを挟むようにそれぞれの該冷却面上に1つずつ配置されたパワーモジュールと、
該冷却ブロックと該パワーモジュールとを挟むようにそれぞれの該パワーモジュール上に1つずつ配置された固定ブロックと、
該冷却ブロックの冷却面に対して略垂直な方向に該冷却ブロックを挟んで対向配置された1対の主回路基板と制御基板であって、該冷却ブロックの一方に配置された該主回路基板と該冷却ブロックの他方に配置された該制御基板とを含み、
該固定ブロックが該冷却ブロックに対して該パワーモジュールを押圧するように、該固定ブロックが該主回路基板に固定されたことを特徴とするパワー半導体装置。
A cooling block with two cooling surfaces arranged substantially parallel;
A power module arranged on each cooling surface so as to sandwich the cooling block;
A fixed block arranged on each of the power modules so as to sandwich the cooling block and the power module;
A pair of main circuit boards and a control board which are arranged to face each other across the cooling block in a direction substantially perpendicular to the cooling surface of the cooling block, and the main circuit board is arranged on one side of the cooling block And the control board disposed on the other side of the cooling block,
A power semiconductor device, wherein the fixed block is fixed to the main circuit board so that the fixed block presses the power module against the cooling block.
上記冷却ブロックがそれぞれの冷却面に冷媒流路を備え、上記パワーモジュールが該冷媒流路に接するように配置されたことを特徴とする請求項1に記載のパワー半導体装置。 2. The power semiconductor device according to claim 1, wherein the cooling block includes a refrigerant flow path on each cooling surface, and the power module is disposed in contact with the refrigerant flow path. 上記パワーモジュールの主端子が上記主回路基板に沿うように曲げられ、該主端子と該主回路基板とがこれらを貫通する固定具で固定されたことを特徴とする請求項1に記載のパワー半導体装置。 2. The power according to claim 1, wherein the main terminal of the power module is bent along the main circuit board, and the main terminal and the main circuit board are fixed by a fixture that passes through the main terminal. Semiconductor device. 上記主回路基板が、絶縁板の両面に配線層を設けたバスバー基板からなることを特徴とする請求項1に記載のパワー半導体装置。 2. The power semiconductor device according to claim 1, wherein the main circuit board is formed of a bus bar board in which wiring layers are provided on both surfaces of an insulating plate. 更に、上記主回路基板と上記制御基板との間に、上記固定ブロックに固定されたコンデンサを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のパワー半導体装置。

5. The power semiconductor device according to claim 1, further comprising a capacitor fixed to the fixed block between the main circuit board and the control board.

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