JP2007250700A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアコン等に用いる半導体装置を対象にして、基板の回路パターンを変えたとしても、端子および端子支持基台は共用化ができる構造を提供することを目的とする。更には、装置が小形で製作も容易であり、また、再利用も可能で、また、半導体装置における回路接続およびこれと関連する外部電気部品との接続に利便性に優れた構造を提供することを目的とする。
【解決手段】端子支持基体を端子取付部と縦枠部とで構成し、この端子取付部を回路基板の回路面上方に位置するよう端子支持基体をブリッジ状に回路基板取外し可能に設けると共に個々の単位で独立成形した端子取付部材を備えた端子体を前記回路基板の所定の導電面に合わせて取付け導通させた構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置に関し、特にルームエアコン等の冷凍サイクル装置に用いるインバータ回路等の制御に適する半導体装置に関する。

従来の半導体装置の例として特許文献１，特許文献２が知られている。これら文献に記載の技術では、大電流の主回路の端子を樹脂製の周囲ケースの周縁に一体にインサート成形し、小電流側の端子ブロック（端子群）をモジュール主要部とは別に独立成形して基板の側方または外周ケースの縁に配設している。

特許文献１の構成を説明する。パワー回路用の外部導出端子３が外周ケースの一辺にインサート成形され、内方のパワー回路基板の回路と外部導出端子がボンディングワイヤ７で接続されている。もう一つの制御用の端子４は端子群に集約して一つの部品の端子ブロック９として独立成形される。このようにされた制御用の端子４は、パワー回路基板の上方で外周ケースに橋渡しされ固定されている。また、制御用の回路基板６もパワー回路基板５の上方にあって、制御用の端子４の内方Ｌ曲げ部が前記制御用の回路基盤板６の一端に接続されて支持されている。以上の符号は特許文献１における符号である。

次に特許文献２の構成を説明する。前記文献１と同様に、パワー回路用の外部導出端子６が外周ケース４の対向２辺に突出して一体にインサート成形され、内方のパワー回路基板の回路２と外部導出端子６がボンディングワイヤで接続されている。外周ケース４の残りの対向する２辺には、制御回路用基板３を配置し、その配置面に一つの部品として独立成形した端子ブロック８を載せて接着剤で固定している。制御回路用基板３と制御端子ブロックの端子８は半田付けで接続されている。

上述したように特許文献１および特許文献２は、共に制御端子側については独立成形の端子ブロックが使用されている。しかし、パワー回路側の端子については、モジュール外周ケースに一体にインサート成形されているものである。

特開２００３−２４９６２４号公報 特開平９−２６０５８４号公報

特許文献１における端子ブロックで回路基板を支持する構造は、制御回路基板が宙づり状態であるために、横に出たＬ形端子と基板との合わせが不安定であり、組立て作業時間が多くなる問題があった。また、外周ケースにインサート成形された主回路側の端子は位置移動のできないものであるために、関連する電気部品の位置によっては端子と電気部品との接続に困難な場合があった。

また、特許文献２における左右端に分割させた端子ブロックの配設は、一方向に集約した外部電気品との接続に対しては不都合なものであった。また、端子ブロックは外周ケースに接着剤で固定されているために、端子ブロックの交換ができないという問題があった。

このように端子ブロック（特許文献１の符号９，特許文献２の符号８）が独立成形されたとしても、その取り付け位置，端子ブロックの形状および容量が固定され、変更することはできないので回路パターンの異なる基板、すなわち他機種に対しては使用できないという問題がある。

また、基板回路を別の新たな基板回路に変更した場合にも、一旦製作した端子ブロックをそのまま使うためには、新たな基板回路側に端子の位置や容量を合わせるためのジャンパー線またはブリッジ回路を設けなければならない。例えばルームエアコン等においては、モジュール化された半導体装置の端子位置が移動できないために、関連する電気部品との空中接続線に交差線が多くなったり引き回しが長くなる。これでは、配線が複雑になり、ノイズが発生し易くなるという問題が生じる。

また、回路基板より外側の外周ケースを端子部とすることは半導体装置をその分だけ大型化する。

本発明は上記課題を解決し、基板の回路パターンを別の新たな回路構成に変えたとしても、端子および端子支持基台（端子ブロック）はそのまま使うことができ、再利用可能である半導体装置を提供することを目的とする。また、より小型の半導体装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明の第１手段は、制御回路の回路パターンが配設された基板と、複数の端子取付部と、対向する２辺に備えられた縦枠部とを備え、前記基板の対向する２辺に対して前記縦枠部を取り外し可能に取り付けることによって、前記基板に対してブリッジ状に配設された端子支持基体と、前記端子取付部に取り付けられ、一方の端子が前記回路パターンと接続し、他方の端子が外部と接続可能に構成された端子体と、を有する半導体装置としたものである。

この構成により、回路基板に対して端子支持基体および端子体は外せるので、端子支持基体および端子体は基板の回路パターンが変わっても位置を付け替えて再使用あるいは交換ができる。また、端子体が基板の上方に配置されるので、半導体装置は小形で製作も容易なものとなる。

本発明の第２の手段は、前記端子体は両端に位置決め用の突起を有し、前記端子支持基体の前記端子取付部は開口孔として構成し、その開口孔の対向する２辺には前記端子体の前記突起と係合する位置決めガイドを複数有し、前記端子支持基体内の前記端子取付部の任意の位置に、前記端子体を配設可能とした構成としたものである。

この構成により、複数の端子体を回路基板に対向して整然と並べることができる。開口孔を多数設けることによって、回路基板のジャンパー線も少なくすることもできる等、回路がシンプルになり得る。また、関連する外部電気部品との接続を考慮して端子取付部材の位置を選定して、配線を最短で整然と行うことも可能となる。上記ジャンパー線の廃止および配線の短縮整然化により、ノイズの発生も軽減し得る。

本発明の第３の手段は、前記端子体には、指令信号用の小信号系端子と大電流を扱う大型端子の少なくとも２種類としたものである。

本発明の第４の手段は、前記端子体は、導電部材の途中を樹脂で覆って端子取付部材として、前記一方の端子，前記他方の端子を形成し、前記小信号系端子と前記大型端子とで、前記端子取付部材の形状が同一である構成としたものである。

個々の端子取付部材の外周形状を同一にしておくことにより、回路パターンに合わせて最適仕様の端子体を最適な位置を選定して取付けることができる。

この構成により、端子体の許容電流容量（端子部の形状）が異なるものでも開口孔内で位置変更が可能なので、回路基板の回路パターンを優先した設計がされたり、外部の電気品配置を優先して設計されても、入出力端子位置を最適な位置に移動して対応することができる。なお、開口孔の数や位置は予想される端子体の総数にあわせて構成しておくことができる。

更に言えば、回路基板のジャンパー回路部を少なくすることもでき、回路がシンプルになる。また、関連する外部電気部品との接続を考慮して端子体の取付け位置を選定することにより配線を最短で整然と行うことができる。上記ジャンパー線の廃止および配線の短縮整然化はノイズの発生も軽減できる。

本発明の第５の手段は、前記端子体は、導電部材の途中を樹脂で覆って、少なくとも一箇所を平坦部とした円筒の端子取付部材として、前記一方の端子，前記他方の端子を形成し、下端に係止用の突起を有し、前記端子支持基体の前記端子取付部は、少なくとも一箇所を平坦部とした円筒孔を複数配設することとして構成し、前記開口孔に前記端子体を係止した構成としたものである。

本発明の第６の手段は、インバータ回路により圧縮機の回転数を制御可能なルームエアコンの半導体装置において、制御回路の回路パターンが配設された基板と、複数の端子取付部と、対向する２辺に備えられた縦枠部とを備え、前記基板の対向する２辺に対して前記縦枠部を取り外し可能に取り付けることによって、前記基板に対してブリッジ状に配設された端子支持基体と、前記端子取付部に取り付けられ、一方の端子が前記回路パターンと接続し、他方の端子が外部と接続可能に構成された１１個の端子体と、を有し、前記各端子体は、導電部材の途中を樹脂で覆って端子取付部材として、前記一方の端子，前記他方の端子を形成し、前記端子取付部材の両端に位置決め用の突起を有し、互いに前記端子取付部材の形状が同一であって、前記端子支持基体の前記端子取付部は開口孔として構成し、その開口孔の対向する２辺には前記端子体の前記突起と係合する位置決めガイドを複数有し、前記端子支持基体内の前記端子取付部の任意の位置に、前記端子体が配設され、前記１１個の端子体のうち、２個の端子体は前記インバータ回路の電源部に繋がれ、３個の端子体は前記圧縮機に繋がれ、６個の端子体は前記インバータ回路の信号部に繋がれた半導体装置としたものである。

この手段により、ルームエアコンにおいて、半導体装置とこれに関連する電気部品との接続配線を適切になすことができ、且つ、電気部品位置や容量に合わせて位置および形状等を適切に選定できる。従って、リード線の交差などが少なくなり整然とした配線が得られ、また、ノイズの低減にも貢献できる。

以上、本発明によれば、基板の回路パターンを別の新たな回路構成に変えたとしても、端子および端子支持基台（端子ブロック）はそのまま使うことができる。また、小型の半導体装置を実現することができる。

以下本発明による半導体装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

ルームエアコン用の圧縮機，送風機用モータ，ポンプなどの回転機器を効率よく、広い回転数範囲で駆動させるためには、直流化用の整流器，電圧波形をフラットにする平滑コンデンサ，ノイズ防止フィルター，ファンモータや弁類操作等の低電圧機器，内外ユニット情報入出力機器等の多くの電気部品が使用される。従って、これらを収納する室外ユニット（室外機）はいきおい大型化せざるを得ず、このため、小型化が望まれている。

特に、ルームエアコンのインバータ駆動の圧縮機が搭載をされる室外ユニット用としては、圧縮機，熱交換器およびその空冷のための送風機が冷凍室サイクルの重要機器として大きな容積を占めており、これを制御する電気品は可能な限りまとめて、多数ある電気部品間の空中接続配線の煩雑も少なくすることが重要である。

また、家電品としては圧縮機運転の電流が例えば１０Ａ〜２０Ａと大きいため、半導体の発熱量が多い。そのために、発熱部を冷却風のある送風機（室外ファン）に近づけなければならないなど設置場所も限定される。

まず図１〜図３によって、本発明の実施例としてルームエアコン用室外ユニット用としてモジュール化した半導体装置（冷凍サイクル装置用半導体装置）について説明する。

図１は半導体装置組上がりを示す外観図、図２は半導体装置の端子取付部構造の説明図、図３は端子体の単品斜視図である。

図１及び図２において、全体である１は半導体装置である。例えば図６のように、エアコンの室外機内の電気品箱３７内に搭載される。２は回路基板であって半導体装置１の主要部であり、外部の圧縮機用モータ回路に回転電力すなわちパワーを供給する半導体スイッチング素子およびその入出力制御回路等（図示省略）がモジュール化されている。回路基板２の裏側には絶縁部材（図示省略）を介してアルミニウム板２ａが一体に備えられている。上記アルミ板２ａは、回路面のスイッチング素子等の発熱を外部に導出させる作用と前記回路基板２を堅固に維持させるためのものである。

４は樹脂製の端子支持基体であって、端子取付部を回路基板２の回路面の上方に位置付けるものである。前後両端の２辺、つまり対向する２辺には下方に向いた縦枠部４ａを有してブリッジ形状をなしており、アルミ板２ａに対してブリッジ状に配設される。なお、固定は前後２箇所をネジ止めすることにより行われる。上記端子支持基体４は縦枠部４ａを回路基板２に当接させ、端子支持基体４に取り付けられる後述の端子体７，８と回路基板の回路が半田付けされて半導体装置が組上がる。縦枠部４ａは従来のケース枠の役割を兼ねているので、アルミ板２ａが大きくなってブリッジする距離が長くなる等、必要がある場合には左右方向にも縦枠部を設けてもよい。回路基板２と端子支持基体４に配設される端子体７，８とは半田付けされているので、半田を融かし、ネジを外せば回路基板２と端子支持基体４とは分解できる。

５は端子取付部であって下方の回路面に対向しており、図２に示すように主要部には前後方向に長い矩形の開口孔５ａ，５ｂを２列備えている。これら開口孔５ａ，５ｂは回路基板２の所定の導電面近傍（図示省略）に向かって貫通して開口している。６ａ，６ｂは半円筒へこみ形状にして設けた端子位置決め用の挿入溝、つまり位置決めガイドであって、開口孔５ａの２つの対向する長辺にそれぞれが対となるようにして、同一形状で複数箇所に設けられている。開口孔５ｂにも同様に挿入溝６ａ，６ｂが設けられている。挿入溝６ａ，６ｂは一対で後述する端子体７，８を取り付ける際の位置決めガイドの役目を担うものである。開口孔５ａ，５ｂ内では端子形状が端子体７，端子体８のように異なっていても、端子体に備えられた取付部材の外周形状(挿入溝６ａ，６ｂに対向する部分の形状)が同一ならば、どこの挿入溝であっても挿入取付けが可能になっている。また、複数の挿入溝６ａ，６ｂは長手方向に複数の端子体７，８を並置可能にするものである。

また、開口孔５ａ，５ｂは間口幅を横に（左右方向に）広くしてある。そのために、端子体７，８の取付け位置は、回路基板２上の接続しようとする導電面（回路面）に近い位置を選定することができる。回路基板２に関しても、接続用導電面を上記広い間口幅に合わせて集約すればよいので設計が容易である。

次に端子体７，８について説明する。

図３の（ａ）はファストン形状の端子体７であって比較的電流の大きい圧縮機のＵ，Ｖ，Ｗ回路等へのパワー出力端子として使われるものである。圧縮機との接続は端子体７にリセプタル端子付きのリード線を接続して行われる。９は駒状で絶縁性のある端子取付部材であって、導電部材（１０，１１，１２）を樹脂で覆ったものである。成形時に端子取付部材９が導電部材の途中に来るように、導電部材をインサートして成形して、端子取付部材９の外方（図示で上方）に突出した端子部１０及び第２端子部１２と、内方（図示で下方）に突出した接続用導電端子１１が備えられている。もちろん各端子１０，１１，
１２は樹脂の駒９（端子取付部材）内で導通している。第２端子部１２は、電圧波形などの出力情報を制御回路にフィードバックする場合に用いるものである。

また、端子取付部材９の外周には半丸の突部９ａ，９ｂが長手方向（図１，図２でいう左右方向）の両端に縦ライン形状（縦方向）に設けられている。前述の挿入溝６ａ，６ｂに嵌合し、端子体７を端子支持基体４に取り付ける際の位置決めガイドの役目を担うものである。

端子取付部材９の両端下方には逆三角の係止爪９ｃ，９ｄが下側に向かって設けられている。図をみると、突部９ａは手前側に位置し、突部９ｂは奥側に位置していることが分かる。上記係止爪９ｃ，９ｄは端子取付部材９の上下方向軸に対して点対称な位置に配設されていると言える。端子取付部材９がおおよそ長方形だとすると対角な位置に配設されていることになる。従って、前後分離型の成形で以って製作可能に構成されている。前後・手前奥は、図１，図２でいう前後方向である。

端子体８については後述するが、形状的には端子１０，１１，１２が端子１４，１５となっている以外は端子体７と同一である。

端子体７，８の取付けは、個々に、前記端子支持基体の開口孔５ａ，５ｂに対に配置した挿入溝６ａ，６ｂに突部９ａ，９ｂ，１３ａ，１３ｂを合わせて挿入すれば良い。開口部５ａまたは５ｂは係止爪９ｃ，９ｄ，１３ｃ，１３ｄによって弾性でわずかに開き、端子体７，８が所定量だけ５ａ，５ｂに挿入されて、係止爪９ｃ，９ｄ，１３ｃ，１３ｄが開口孔５ａ，５ｂの下面に到達すると開口部５ａ，５ｂの戻る弾性力によって９ｃ，９ｄ，１３ｃ，１３ｄが５ａ，５ｂと係止する。

開口部５ａ，５ｂには挿入溝６ａ，６ｂの下端に板状部材が設けられているので、この板状部材よりも下方まで係止爪９ｃ，９ｄ，１３ｃ，１３ｄが達し切れば、板状部材の下面に係止爪９ｃ，９ｄ，１３ｃ，１３ｄが入り込むことになる。これによって、上記のように端子支持基体４と端子体７，８とが係止され、仮止めが行われる。

すなわち、ワンタッチ作業で端子取付部材９が抜け防止の状態で係止される。同時に端子体７，８の接続用導電端子１１，１５が、ほぼ真下の回路基板２の所定の導電面に短い距離で当接した状態となる。そうなるように縦枠部４ａの高さと端子の足の高さを設定する。その後炉内で回路基板２の回路と端子１１，１５を半田付けして回路基板２と端子体７，８とを導通する。

また、端子体７，８の取付けの向きは、どちらでも良いように挿入溝６ａ，６ｂ及び突部９ａ，９ｂ，１３ａ，１３ｂを配設するのが好ましいが、場合によっては反対向きに取り付けることができないように、つまり取り付けの向きを揃えるように挿入溝６ａ，６ｂ及び突部９ａ，９ｂ，１３ａ，１３ｂを配設することもできる。

図３の（ｂ）はピン形状の端子体８であって比較的電流の小さい制御用外部マイコンとの入出力端子や後述の外部電気品用接続端子として使われるものである。端子体７の９と同一な端子取付部材１３，半丸の突部１３ａ，１３ｂ，係止爪１３ｃ，１３ｄが設けられている。また、端子取付部材１３から上方に突出した端子部１４と内方に突出させた回路基板との接続用導電端子１５が設けられている。端子支持基体４への取付けも端子体７の場合と同様に行われる。

以上のように構成された端子体７および８は、図１のように端子取付部５に必要最小限の数で接続に最も便利な位置を選定して取り付けることができる。また、前記端子形状の異なる２種の端子は、図３の（ａ），（ｂ）に示すように端子取付部材９と１３の外周形状が同一に作られているので、開口孔５ａ，５ｂの領域内で位置を入れ替えることも可能であり、自由な位置に取り付けることができる。また、予め標準化して数種用意しておくことにより、製作も迅速にでき、コストも低減できる。また、端子体７，８の製作に関しても、図３の（ａ），（ｂ）のように単品であるので、従来のような端子ブロックやケース一体形よりも非常に容易に製作することができる。

また、端子体７，８は関連する電気部品との接続の利便性を優先的に考慮し、端子取付部５の開口部５ａ，５ｂの領域内で必要最小限の数で且つ自由に位置の選定ができる。また、同時に電気部品の仕様に合わせて適切な端子導電部の容量や形状を選定できる。このように、回路基板の回路パターンを優先して設計がなされたり、外部の電気品配置を優先して設計がなされたとしても、入出力端子位置を適切な位置に自由に移動することができる。回路面に対する端子位置は回路基板２の製作後でも合わせることができるので、回路基板２，端子体７，８および端子支持基体４は独立して設計を進行させることができる。つまり、容易に製作でき、設計期間も短くすることができる。

また、端子支持基体４は回路パターン領域（アルミ板２ａ）に対向する上方のスペースを利用しているので、配線ゆとり長さを吸収させることができ、端子取付部材９，１３の取付けは回路基板２の回路面から外部（前後左右方向でアルミ板２ａの外側）にははみ出ない位置で行うことができる。これと相まって、端子位置を適切に選定できるので、従来回路基板に設けたようなジャンパー回路（平面回路交差防止）を少なくすることができる。複雑な配線が無くなるので、リード線の並びを整然とさせることができ、配線の短縮化や交差配線が少なくしてノイズの抑制にも資することになる。

また、ブリッジ形状を採用することによって、基板の外周ケースを必要としないのでモジュール化した半導体装置１を小型化することができる。

なお、組込み後でも半田を融かせば、端子取付基体４および端子体７，８は回路基板２から外せるので、回路基板２も含め設計変更時や不具合発見時の交換が可能であり、あるいは再利用も可能なものである。また、予想される範囲で開口部の位置や広さ（並置する方向の幅）や数を構成しておくことで、他機種へも更に再利用しやすい半導体装置を得ることができる。

次に図４，図５により他の実施形態について説明する。

図４は半導体装置の端子取付部構造の説明図、図５は端子体の単品斜視図である。実施例の図１〜図３と同一番号，同一名称については説明を省略する。

図４において、１６は端子支持基体、１７は端子取付部であって図４に示すように回路基板２に対向するように開口した円筒孔１７ａが多数前後方向に２列に配置され、各々の円筒孔１７ａの周囲１箇所に挿入ガイド用の平坦部１８が設けられている。後述の平坦部２０ａと相まって端子体１９の向きを決定する。

図５の（ａ）において１９はファストン形状の端子体、２０は円筒の駒状で絶縁性のある端子取付部材であって、導電部材を樹脂で覆ったものである。成形時に端子取付部材
２０が導電部材の途中に来るように、導電部材をインサートして成形して、端子取付部材２０の上方（図示で上方）に突出した端子部２１と内方（図示で下方）に突出した接続用導電端子２２が備えられている。上述のように端子２１と２２とは樹脂の駒２０内で導通している。

また、端子取付部材２０の円筒部外周には一部カット形状に平坦部２０ａが設けられている。円筒部下方には逆三角の係止爪２０ｃ，２０ｄが内方（図示で下方）に向かってに設けられている。平坦部２０ａが一箇所であることにより、前述の平坦部１８と相まって端子体１９の取付けの向きは自動的に正しく規制される。

図５の（ｂ）はピン形状の端子体２３を示す図であって、この端子体２３は導電材をインサートして成形した端子取付部材２４を有している。上記端子取付部材２０と端子取付部材２４は外周形状が同一に作られている。この両端子取付部材２０と端子取付部材２４が同一形状のため、同じ端子支持基体１６における複数の円筒孔１７ａのどれにも必要に応じた位置に挿入取付けが可能になっている。

この構成により、端子体２３の位置は実施例１と同様のメリットが得られる。また、本実施例２では特に、個々の円筒孔１７ａが独立しているので、強度の点で図１，図２よりも有利な端子支持基体１６を得ることができる。また、端子取付部材２０と２４も外周形状が円形なので製作が容易であり、角が円形のため外力が加わっても損傷し難く、崩れ等の傷付きが生じ難い。このように部品が共通した形状にできるため標準化に優れたものを得ることができる。

次に半導体装置を空気調和機に採用した形態を説明する。最近のルームエアコンは、省エネルギー・高効率が求められているため、ルームエアコンの主たる動力源である圧縮機に直流モータを採用し、圧縮機回転数をその時必要な負荷に合わせて変動させるようにしている。つまり、負荷が小さいときには低速で回転させ、負荷が大きいときには高速で回転させるようにしている。このようにすると、室温の変動も小さく押さえることができる。

図６はインバータ駆動式エアコンの室外ユニットに適用した実施例を示すものであって組込み部構造を示す断面図である。２５は室外ユニット（室外機）であって、箱体はベース２６の左右に立設した側板２７，２８と天板２９からなる。室外ユニット２５の内部には縦仕切３０を設け、一方（図において左側）を冷凍サイクルの熱交換室３１となして、クロスフィンパイプ形熱交換器３２および大径口のプロペラファン３３を搭載している。他方（図において右側）は機械室３４となして、冷媒循環用の圧縮機３５および冷媒用接続用配管３６を配置している。

３７は運転制御用の電気部品であって、縦仕切３０の上方部の切り欠き３８に係合している。圧縮機３４およびファン３３の上方の空間を有効に利用し得るよう、天板２９に近接して且つ熱交換室３１から機械室３４にかけて搭載されている。

電気部品３７について更に説明する。３９は電気部品３７の外形を形成する電気品ケースであり、ケース底面，熱交換室３１側に矩形状の切抜き部３９ａを設けてある。矩形状の切抜き部３９ａは、電気部品３７をファン３３になるべく近づけるために設けたものであり、室外機２５の小型化に資するものである。また、詳しくは図示していないが、ケース３９に鎧戸等を配設することで、ファン３３の回転により発生する負圧で、電気部品
３７内部の空冷を行い得る。

１は第１の実施形態記載のモジュール化した半導体装置であって、端子体７，８側を上に、アルミ板２ａの側を下にして前記切抜き部３９ａに合わせて配設している。ケース
３９の下面、特に矩形状の切抜き部３９ａの部分、すなわち回路基板２の裏面には、放熱促進用の放熱器４０を配設している。この放熱器４０を熱交換室３１に臨ませて、ファン３３が起こす風で回路基板２、延いては電気部品３７を冷却するように工夫している。上記放熱器４０は前記切抜き部３９ａを介して半導体装置１にネジ固定され、下方に向く複数枚の放熱促進用フィン４０ａを備えている。

４１は外部電気部品として位置付けられるものであり、前記電気品ケース３９内で機械室３４上部に対応する側に配置されている。外部電気部品４１には、直流化用の整流回路５２や、電圧波形をフラットにする平滑コンデンサを含む平滑回路５１，ノイズ防止フィルター５６，ファンモータや弁類操作等の低電圧制御機器，内外ユニット情報入出力機器等の数多くの部品が搭載されている。ここでは、説明が煩雑になるのを避けてまとめて外部電気部品４１と称し図示した。

図７はルームエアコンの室外機において、インバータ回路を用いて圧縮機の回転数制御を行う制御システムの一例、図８のインバータ回路部分を構成するモジュール構造の一例を表した図である。なお、図８には、ほんの少しではあるが、基板に配設されている回路パターンが図示されている。

図７において、５０は圧縮機モータ、５１は平滑回路（平滑キャパシター）、５２は整流回路、５３はインバータ回路、５４はマイコンおよび保護回路を備えたインバータ駆動制御回路、５７は力率改善回路、５９は圧縮機モータのローター磁極位置検出器である。

商用交流電源５５は、ノイズフィルター５６，力率改善回路５７，整流回路５２，平滑回路５１を通じて図中の端子７ｄ−７ｅ間に直流電圧（Ｖｄ）を得る。このＶｄがインバータ回路５３に印加されてインバータ回路の入力直流電圧電源となる。

印加した入力直流電圧Ｖｄは、インバータ回路５３を介して圧縮機モータ５０のステータ巻線に印加される。このときインバータを構成する素子５３ａのスイッチング動作を後述のように調整することで圧縮機モータ５０に印加する平均電圧を変化させることができる。この印加電圧に比例して圧縮機モータ５０の回転数も変化するので、回転数制御が実現される。

また、図７中の圧縮機ローター磁極位置検出回路５９は、回転する圧縮機ローター（磁石）の磁極位置（方向）を検出するものである。圧縮機ローター磁極位置検出回路５９によって検出された検出信号をマイコン制御回路５４が受信すると、当該マイコン制御回路５４が現在のローター磁極位置を推定して次に送るインバータ回路素子５３ａのスイッチング指令信号を送信する。

インバータ回路素子５３ａはマイコン制御回路５４からの指令に従い、オン・オフを行い圧縮機ステータに流す電流方向を切り替える（転流動作）ことよってローターとステータとの間で誘導あるいは反発が繰り返されて連続した回転が行われる。

以上のような圧縮機回転数制御システムを構成する為、具体的には整流回路素子としてダイオードを、インバータ回路素子として高速スイッチングが可能なＩＧＢＴ(InsulatedGate Bipolar-transistor)のようなダイオードを用いている。

本実施例におけるモジュール化構造として、図８中の半導体装置１でインバータ回路を構成する部分の接続端子は、大電流用と小電流用とに分けられている。圧縮機と接続するような高電圧、大電流を扱う大型端子は７ａ〜７ｅの５個、インバータ素子へのスイッチング指令信号を送る小信号系端子は８ａ〜８ｆの６個とし、大型端子７ａ〜７ｅは、圧縮機から延びるケーブルを直接接続できるようにしている。端子体７，８は個々の単位で使用して外部電気部品４１等と接続するので、使用数を必要最小限に出来る。また、端子支持基体の開口部５ａ，５ｂの領域内（図２参照）で位置が選定でき、容量に合わせて端子形状等も適切に選定できる。すなわち、組み込んで使用する場合に結線の利便性を優先的に考慮した構成が可能となる。

これら端子の配列を変更するようなことがあっても、開口部５ａ，５ｂ内の端子体の配置を変更すれば新たな半導体装置が構成される。

従って、ルームエアコンの室外機内の電気部品をリサイクルするような場合、マイコン自体あるいはプログラム自体まで変更して全く新たな制御装置を構成することは、新品を設計するよりも手間やコストがかかる虞がある。しかし、制御装置を構成する物については、なるべく再利用して廃棄物を出さないような工夫ができれば、より好ましい。本実施形態のような半導体装置であれば、ブリッジ部分である端子支持基体４や端子取付部材９を元の制御装置から分離すれば、新たな半導体装置を構成する部品として再利用することができる。但し、これを実現するためには、端子支持基体４や端子取付部材９を共通の物として、各機種で利用する必要がある。例えば、大電流を扱う大型端子について１種類のみ、小信号系端子も１種類のみとし、端子支持基体４も１種類のみとしているような場合である。

本発明の半導体装置の外観を示す組上がり斜視図。 図１の端子取付け基台の説明斜視図。 図１の端子体斜視図であって、（ａ），（ｂ）は２種の端子体の形状を示す。 他の実施形態を示す端子取付け基台の説明斜視図。 図４の端子体の斜視図であって、（ａ），（ｂ）は２種の端子体の形状を示す。 本発明の半導体装置をルームエアコンの室外ユニットに組込んだ断面図。 ルームエアコン圧縮機回転数制御のシステム構成図。 インバータ回路部分の構造図。

符号の説明

１…半導体装置、２…回路基板、２ａ…アルミニウム板、４…端子支持基体、４ａ…縦枠部、５…端子取付部、５ａ，５ｂ…開口孔（開口部）、６ａ，６ｂ…挿入溝、７，８…端子体、９，１３…端子取付部材、９ａ，９ｂ…突部、９ｃ，９ｄ，１３ｃ，１３ｄ…係止爪、１０，１４…端子部、１１，１５…接続用導電端子、１２…第２の端子部、１３ａ，１３ｂ…突部、５０…圧縮機モータ（ステータ）、５１…平滑回路、５２…整流回路、
５３…インバータ回路、５４…マイコン及びインバータ駆動制御回路(マイコン制御回路)、５５…商用交流電源、５６…ノイズ防止フィルター、５７…力率改善回路、５８…モジュール、５９…ローター磁極位置検出器。

Claims (6)

1. 制御回路の回路パターンが配設された基板と、
   複数の端子取付部と、対向する２辺に備えられた縦枠部とを備え、前記基板の対向する２辺に対して前記縦枠部を取り外し可能に取り付けることによって、前記基板に対してブリッジ状に配設された端子支持基体と、
   前記端子取付部に取り付けられ、一方の端子が前記回路パターンと接続し、他方の端子が外部と接続可能に構成された端子体と、
   を有する半導体装置。
2. 請求項１において、
   前記端子体は両端に位置決め用の突起を有し、
   前記端子支持基体の前記端子取付部は開口孔として構成し、その開口孔の対向する２辺には前記端子体の前記突起と係合する位置決めガイドを複数有し、
   前記端子支持基体内の前記端子取付部の任意の位置に、前記端子体を配設し得る半導体装置。
3. 請求項２において、
   前記端子体には、指令信号用の小信号系端子と大電流を扱う大型端子の少なくとも２種類あることを特徴とする半導体装置。
4. 請求項３において、
   前記端子体は、導電部材の途中を樹脂で覆って端子取付部材として、前記一方の端子，前記他方の端子を形成し、
   前記小信号系端子と前記大型端子とで、前記端子取付部材の形状が同一である半導体装置。
5. 請求項１において、
   前記端子体は、
   導電部材の途中を樹脂で覆って、少なくとも一箇所を平坦部とした円筒の端子取付部材として、前記一方の端子，前記他方の端子を形成し、下端に係止用の突起を有し、
   前記端子支持基体の前記端子取付部は、少なくとも一箇所を平坦部とした円筒孔を複数配設することとして構成し、
   前記開口孔に前記端子体を係止した半導体装置。
6. インバータ回路により圧縮機の回転数を制御可能なルームエアコンの半導体装置において、
   制御回路の回路パターンが配設された基板と、
   複数の端子取付部と、対向する２辺に備えられた縦枠部とを備え、前記基板の対向する２辺に対して前記縦枠部を取り外し可能に取り付けることによって、前記基板に対してブリッジ状に配設された端子支持基体と、
   前記端子取付部に取り付けられ、一方の端子が前記回路パターンと接続し、他方の端子が外部と接続可能に構成された１１個の端子体と、を有し、
   前記各端子体は、導電部材の途中を樹脂で覆って端子取付部材として、前記一方の端子、前記他方の端子を形成し、前記端子取付部材の両端に位置決め用の突起を有し、互いに前記端子取付部材の形状が同一であって、
   前記端子支持基体の前記端子取付部は開口孔として構成し、その開口孔の対向する２辺には前記端子体の前記突起と係合する位置決めガイドを複数有し、
   前記端子支持基体内の前記端子取付部の任意の位置に、前記端子体が配設され、
   前記１１個の端子体のうち、
   ２個の端子体は前記インバータ回路の電源部に繋がれ、
   ３個の端子体は前記圧縮機に繋がれ、
   ６個の端子体は前記インバータ回路の信号部に繋がれた半導体装置。
   

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