JP2006303091A

JP2006303091A - 半導体装置

Info

Publication number: JP2006303091A
Application number: JP2005121012A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kobayashi; 裕幸小林
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2005-04-19
Filing date: 2005-04-19
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【課題】小型の半導体装置を提供することを課題とする。
【解決手段】ネジ２１及び２２の先端部をそれぞれ電源コンデンサの電極端子１８及び１９の貫通孔と第１共通貫通孔１４及び第２共通貫通孔１５とに通してヒートシンク２０のネジ孔に締めつけると共に、ネジの先端部をケース１１の取付け孔１６に通してヒートシンク２０のネジ孔に締めつけることにより、第１の主電極端子１２及び第２主電極端子１３にそれぞれ電源コンデンサの電極端子１８及び１９が接続されると共に、ケース１１がヒートシンク２０に固定される。すなわち、外部機器の配線を各主電極端子１２及び１３に接続するための孔と、ケース１１を固定部材に取り付けるための孔とが共通化されているため、小型の半導体装置を実現することができる。
【選択図】図２

Description

この発明は、半導体装置に関する。

例えば、特許文献１に開示されている半導体装置では、ケース内に収容された半導体回路に接続されてケースの外部に引き出される電極端子に接続用ネジ孔が形成され、この接続用ネジ孔に外部機器の配線をネジ止めすることにより、電極端子と外部機器の配線とが互いに電気的に接続されるように構成されている。

特開平６−６９４１５号公報

このような半導体装置では、例えば図７に示されるように、ケース１の上面に接続用ネジ孔２を有する電極端子３が配置されると共に、ケース１の４隅にこのケース１を上下方向に貫通する取付け孔４が形成され、この取付け孔４を用いてネジ止めによりこの装置をヒートシンク等に取り付けることができる。

しかしながら、上述のような半導体装置では、ケース１に、電極端子３を配置するための面積と、取付け孔４を形成するための面積とをそれぞれ確保する必要があり、そのため装置全体が大型化してしまうという問題があった。
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、小型の半導体装置を提供することを目的とする。

この発明に係る半導体装置は、ケースに半導体回路を収容すると共に固定部材に取り付けられる半導体装置において、半導体回路に接続されると共にケースの外部に引き出される電極端子を備え、電極端子とケースとを同軸で貫通する共通貫通孔を形成し、この共通貫通孔を用いてネジ止めにより外部機器の配線を電極端子に接続すると共にケースを固定部材に取り付けるものである。

この発明によれば、小型の半導体装置を実現することができる。

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この発明の実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す。この半導体装置は、インバータを構成するためのパワーモジュール等として用いられるものであり、樹脂等からなる矩形の筐体状のケース１１を有している。このケース１１の内部には図示しない半導体回路が収容されており、この半導体回路に接続されてケース１１の外部にまで引き出される第１主電極端子１２及び第２主電極端子１３がケース１１上面の４隅のうち互いに隣接する２つの隅部にそれぞれ配置されると共に、これら第１主電極端子１２及び第２主電極端子１３にそれぞれ第１共通貫通孔１４及び第２共通貫通孔１５が形成されている。

また、ケース１１上面の残り２つの隅部には、それぞれこのケース１１を上下方向に貫通する一対の取付け孔１６が形成されている。また、ケース１１上面には、ケース１１内の図示しない半導体回路に接続されてケース１１の外部にまで引き出される中点電極端子１７が配置されている。

ここで、図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図を図２に示す。図２に示されるように、第１主電極端子１２及び第２主電極端子１３はそれぞれケース１１の上面に埋設されて配置されている。また、第１主電極端子１２とケース１１とを同軸で上下方向に貫通するように第１共通貫通孔１４が形成されると共に、第２主電極端子１３とケース１１とを同軸で上下方向に貫通するように第２共通貫通孔１５が形成されている。

次に、この実施の形態１に係る半導体装置の作用について説明する。ここでは、例えば図３に示されるように、第１主電極端子１２及び第２主電極端子１３にそれぞれ外部機器の配線として電源コンデンサの対応する電極端子１８及び１９を接続すると共に、ＡｌまたはＣｕ等からなる放熱性のヒートシンク２０を固定部材としてこれにケース１１を取り付ける場合について説明する。なお、電源コンデンサの電極端子１８及び１９にはそれぞれ貫通孔が形成され、ヒートシンク２０にはケース１１の第１及び第２共通貫通孔１４及び１５と一対の取付け孔１６とに対応する位置にそれぞれネジ孔が形成されているものとする。

ヒートシンク２０上にケース１１を配置すると共に、ケース１１上面の第１主電極端子１２及び第２主電極端子１３に当接するように電源コンデンサの対応する電極端子１８及び１９をそれぞれ配置する。その状態で、ネジ２１及び２２の先端部をそれぞれ電源コンデンサの電極端子１８及び１９の貫通孔と第１共通貫通孔１４及び第２共通貫通孔１５とに通してヒートシンク２０のネジ孔に締めつける。また、図示しないネジの先端部をケース１１の取付け孔１６に通してヒートシンク２０のネジ孔に締めつける。これにより、第１の主電極端子１２及び第２主電極端子１３にそれぞれ電源コンデンサの電極端子１８及び１９が電気的に接続されると共に、ケース１１がヒートシンク２０に固定される。
なお、第１共通貫通孔１４及び第２共通貫通孔１５に通されるネジ２１及び２２はそれぞれ絶縁性を有する樹脂等の材料から形成されている。

このように、第１共通貫通孔１４及び第２共通貫通孔１５を用いてネジ止めすることにより、第１主電極端子１２及び第２主電極端子１３に対する電源コンデンサの電極端子１８及び１９の接続とケース１１のヒートシンク２０への取り付けを同時に行うことができる。すなわち、外部機器の配線を各主電極端子１２及び１３に接続するための孔と、ケース１１を固定部材に取り付けるための孔とが共通化されているため、図７に示す従来の半導体装置に比べて、小型の半導体装置を実現することができる。

また、各ネジ２１及び２２により第１及び第２主電極端子１２及び１３と電源コンデンサの対応する電極端子１８及び１９との接続、及びケース１１とヒートシンク２０との固定を一度に行うことができるため、部品点数を削減することができると共に組み付けが容易になる。
また、第１共通貫通孔１４に通されるネジ２１は絶縁性を有しているため、第１主電極端子１２及び電源コンデンサの電極端子１８とヒートシンク２０との間を互いに絶縁することができる。同様に、第２共通貫通孔１５に通されるネジ２２は絶縁性を有しているため、第２主電極端子１３及び電源コンデンサの電極端子１９とヒートシンク２０との間を互いに絶縁することができる。

また、図４に示されるように、この半導体装置を３つ用いることにより３相構成のインバータ主回路を形成することができる。なお、このとき、各相の上アーム及び下アームを構成する２つの主回路素子がそれぞれの半導体装置のケース１１内に収容されている。また、これら３つの半導体装置を共通のヒートシンク２０上に並べて固定することができる。これにより、インバータ主回路全体を小型化することができる。

実施の形態２．
次に図５を参照して、この発明の実施の形態２に係る半導体装置を説明する。この実施の形態２は、上述の実施の形態１において、絶縁性の材料からなるネジ２１及び２２を用いる代わりに、電源コンデンサの電極端子１８及び１９と第１主電極端子１２及び第２主電極端子１３のネジ接触部分にそれぞれ絶縁性の材料からなるカラー部材３１及び３２を配置し、これらカラー部材３１及び３２を介してネジ３３及び３４によりネジ止めするものである。すなわち、電源コンデンサの電極端子１８及び１９の貫通孔と第１共通貫通孔１４及び第２共通貫通孔１５にそれぞれカラー部材３１及び３２を挿入した状態でネジ３３及び３４の先端部を挿入してヒートシンク２０のネジ孔に締めつけることにより、第１主電極端子１２及び第２主電極端子１３に対する電源コンデンサの電極端子１８及び１９の接続とケース１１のヒートシンク２０への固定が行われる。

このような構成にすれば、電源コンデンサの電極端子１８及び第１主電極端子１２とネジ３３との間に配置されたカラー部材３１が配置されると共に、電源コンデンサの電極端子１９及び第２主電極端子１３とネジ３４との間にカラー部材３２が配置されているため、第１主電極端子１２及び電源コンデンサの電極端子１８とヒートシンク２０との間、及び第２主電極端子１３及び電源コンデンサの電極端子１９とヒートシンク２０との間がそれぞれ絶縁される。このようにカラー部材３１及び３２により絶縁されるため、ネジ３３及び３４は絶縁性の材料に限らず、絶縁性を持たない金属等の材料からも形成することができる。

なお、図５に示されるように、ネジ接触部分のみを覆うような形状のカラー部材３１及び３２の代わりに、図６に示されるように、第１共通貫通孔１４及び第２共通貫通孔１５の下端まで延在するような形状のカラー部材４１及び４２を用いることもできる。また、カラー部材４１及び４２をケース１１にインサート成形することもできる。

なお、上述の実施の形態１及び２では、ヒートシンク２０にネジ孔が形成されており、このネジ孔にネジ２１，２２，３３，３４の先端部を締めつけていたが、これに限定されるものではなく、第１及び第２共通貫通孔１４及び１５を利用して外部機器の配線の接続とケース１１の固定部材への取付けを行うことができればどのような方法を用いてもよい。例えば、ネジの先端部をヒートシンク２０に貫通させてその下方に突出させ、このネジの先端部にナット等を締め付けるなどの方法を用いることができる。

また、ヒートシンク２０だけでなく、その他の部材を固定部材としてケース１１を固定することもできる。なお、固定部材として絶縁性を有する部材を用いる場合には、上述の実施の形態１及び２における絶縁性のネジ２１及び２２や絶縁性のカラー部材３１，３２，４１，４２による絶縁構造を設ける必要がなくなる。
また、電源コンデンサだけでなく、その他各種の電子機器の配線を外部機器の配線として第１主電極端子１２及び第２主電極端子１３に接続することができる。

また、上述の実施の形態１及び２において、中点電極端子１７には外部機器の配線を接続するための２つの接続用ネジ孔が形成されており、これら２つの接続用ネジ孔に外部機器の配線をネジ止めすることにより強固な接続を行うことができる。また、この接続用ネジ孔は１つだけ設けられていてもよい。なお、このような中点電極端子１７の接続用ネジ孔を取付け孔１６と共通化することもできる。
また、上述の実施の形態１及び２では、第１及び第２主電極端子１２及び１３をケース１１上面に埋設していたが、その代わりに、第１主電極端子１２及び第２主電極端子１３をケース１１上面に突出させて配置してもよい。

この発明の実施の形態１に係る半導体装置を示す平面図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。実施の形態１における組み付け時の第１及び第２共通貫通孔近傍の構造を示す断面図である。実施の形態１に係る半導体装置を用いてインバータ主回路を構成した様子を示す斜視図である。実施の形態２における組み付け時の第１及び第２共通貫通孔近傍の構造を示す断面図である。実施の形態２の変形例における組み付け時の第１及び第２共通貫通孔近傍の構造を示す断面図である。従来の半導体装置を示す平面図である。

符号の説明

１１ケース、１２第１主電極端子、１３第２主電極端子、１４第１共通貫通孔、１５第２共通貫通孔、１６取付け孔、１７中点電極端子、１８，１９電極端子、２０ヒートシンク、２１，２２，３３，３４ネジ、３１，３２，４１，４２カラー部材。

Claims

ケースに半導体回路を収容すると共に固定部材に取り付けられる半導体装置において、
半導体回路に接続されると共にケースの外部に引き出される電極端子
を備え、前記電極端子とケースとを同軸で貫通する共通貫通孔を形成し、前記共通貫通孔を用いてネジ止めにより外部機器の配線を前記電極端子に接続すると共にケースを固定部材に取り付けることを特徴とする半導体装置。