JP2008198644A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固定用ネジの先端部を冷却装置のネジ孔にネジ込んで押え用板状ばねを固定する際、パワー半導体モジュールに対し押え用板状ばねが、ずれないよう押え用板状ばねの回転方向の位置決めを必要としていた。
【解決手段】半導体素子が樹脂封止され中央部にネジ貫通孔を有する半導体モジュール、この半導体モジュールの一方の面に配置され中央頂部にネジ貫通孔を有する板状ばね、半導体モジュールの他方の面に配置され、板状ばねのネジ貫通孔と半導体モジュールのネジ貫通孔を貫通してネジ込まれた固定用ネジにより半導体モジュールを固定する固定部材を備え、板状ばねは、半導体モジュールの各辺より短小な直径の円錐形状としたものである。
【選択図】図２

Description

この発明は、半導体装置、特に車載用途などの移動体に搭載するインバータなどのパワーモジュールに用いられる半導体装置に関するものである。

従来よりパワー半導体素子を絶縁樹脂により封止したパワー半導体モジュールは知られているが、このパワー半導体モジュールを固定する手段としては、図６に示すように、
固定用ネジ２とパワー半導体モジュール１の間に押え用板状ばね６を敷設し、固定用ネジ２をパワー半導体モジュールの孔１ａと押え用板状ばね６の孔３ａに貫通させ、さらにネジ孔７ａにねじ込むことによってパワー半導体モジュール１を冷却装置７に固定するものが提案されている（特許文献１参照）。

特開２００４−８７５５２号公報

従来の半導体装置では、上記のように固定用ネジ２の先端部を冷却装置７のネジ孔７ａにネジ込んで押え用板状ばね６を固定する際、パワー半導体モジュール１に対し押え用板状ばね６がずれないよう押え用板状ばね６の回転方向の位置決めを必要としていた。
この発明は上記のような問題を解決するためになされたものである。

この発明に係わる半導体装置は、半導体素子が樹脂封止され中央部にネジ貫通孔を有する半導体モジュール、この半導体モジュールの一方の面に配置され中央頂部にネジ貫通孔を有する板状ばね、上記半導体モジュールの他方の面に配置され、上記板状ばねのネジ貫通孔と上記半導体モジュールのネジ貫通孔を貫通してネジ込まれた固定用ネジにより上記半導体モジュールを固定する固定部材を備え、上記板状ばねは、上記半導体モジュールの各辺より短小な直径の円錐形状としたものである。

この発明の半導体装置によれば、押え用板状ばねのための特別な回転方向位置決めジグ、あるいは回転方向位置決め突起などを設ける必要がなくなり、したがって半導体モジュールと押え用板状ばねとの部品相互の回り止めを不要とすることができ、工作性を改善し組み立てが簡略化され工数減となる効果がある。

以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１である半導体装置要部の構成を示す斜視図、図２は、図１の斜視断面図である。

以下、図１、２に基づいて実施の形態１を説明する。
図１において、樹脂により封止された半導体素子で構成された半導体モジュール１には、その中央部に取付具としての取付ネジ部材である固定用ネジ２を貫通させるためのネジ貫通孔１aが設けられ、さらに、半導体モジュール１の表面すなわち上面には、押えばね部材である板状ばね３が重合され、その外周縁部が全周にわたり半導体モジュール１の上面に当接している。
この板状ばね３は、皿状（円錐形状）の弾性部材によって形成され、その中央頂部に半導体モジュール１のネジ貫通孔１aに対応してネジ貫通孔３aが設けられ、半導体モジュールの各辺より短小な直径の円錐形状のものである。
半導体モジュール１は、図６の従来例と同様に、ネジ貫通孔１ａとネジ貫通孔３ａを貫通してネジ孔７ａにネジ込まれた固定用ネジ２の締結により、半導体モジュール１の下方に配設された固定部材（例えば冷却用放熱部材としての冷却装置。図６の７参照）に固定される。すなわち、この固定部材７（図６参照）に対する半導体モジュール１の固定は、固定ネジ頭部の、板状ばね３上面に加えられる圧力による弾性的な圧接で行われる。
上記のごとく、板状ばね３を半導体モジュールの各辺より短小な直径の円錐形状にしたので、板状ばね３の組み付け時に、板状ばね３が半導体モジュールの周辺より出っ張ることがなく、したがって回転方向の位置決めは何ら考慮する必要はなく、固定用ネジ２をネジ貫通孔１ａ、ネジ貫通孔３ａに貫通させ締め付けを行えば組み付けは完了する。

実施の形態２．
図３は、板状ばね３の反転現象を示す斜視断面図、図４は、この発明による実施の形態２における半導体装置要部の構成を示す斜視断面図である。
以下、図３、４に基づいて実施の形態２を説明する。
実施の形態１による組み付けの際、板状ばね３の特性である全圧縮時のばね反転現象によって、図３に示すようなばね反転の状態が発生するおそれがある。このような状態になると板状ばね本来の押え力が発生せずばね機能が満足できなくなる。そこで、この実施の形態２では、板状ばね３を全圧縮させず、すなわち反転現象を発生せしめず所定の力量を発生させるために、半導体モジュール１と板状ばね３の中央頂部間に、ばね反転防止用スぺ−サ４を介在させ、板状ばね３の全圧縮を回避しつつ所望の力量を得るようにしている。
このように構成したので、板状ばね３のばね反転状態の発生を防ぐことができる。

実施の形態３．
図５は、この発明による実施の形態３における半導体装置要部の構成を示す斜視断面図である。
以下、図５に基づいて実施の形態３を説明する。
実施の形態２では、板状ばね３と反転防止用スぺ−サ４とは別々の部材で構成したが、実施の形態３は、この２者（板状ばね３と反転防止用スぺ−サ４）を図５に示すように一体成形し、一体部品５としたものである。
このように２者を一体部品５とすることにより作業性がさらに改善される。

この発明による実施の形態１における構成を示す斜視図である。 この発明による実施の形態１における構成を示す斜視断面図である。 この発明による実施の形態２における、ばね反転現象を示す斜視断面図である。 この発明による実施の形態２における構成を示す斜視断面図である。 この発明による実施の形態３における構成を示す斜視断面図である。 従来例の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 半導体モジュール ２ 固定用ネジ
３ 板状ばね ４ 反転防止用スペーサ
５ 板状ばね
１ａ、３ａ ネジ貫通孔 ７ 固定部材（放熱・冷却装置）。

Claims (3)

1. 半導体素子が樹脂封止され中央部にネジ貫通孔を有する半導体モジュール、この半導体モジュールの一方の面に配置され中央頂部にネジ貫通孔を有する板状ばね、上記半導体モジュールの他方の面に配置され、上記板状ばねのネジ貫通孔と上記半導体モジュールのネジ貫通孔を貫通してネジ込まれたネジで、上記半導体モジュールを固定する固定部材を備え、上記板状ばねは、上記半導体モジュールの各辺より短小な直径の円錐形状としたことを特徴とする半導体装置。
2. 上記半導体モジュールと上記板状ばねの中央頂部間に、ばね反転防止用スぺ−サを介在させたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
3. 上記板状ばねと上記ばね反転防止用スぺ−サとを−体に成形したことを特徴とする請求項２記載の半導体装置。

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