JP2010114116A - Semiconductor device for power - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力用半導体装置に関する。 The present invention relates to a power semiconductor device.
大きな電力を扱う装置に対して電力用トランジスタを含む電力用半導体装置が用いられる場合がある。このような電力用半導体装置は、発熱を伴うため放熱構造を採り、例えば以下のような構造が提案されている。即ち、放熱用部材としてのヒートシンクに、発熱体となる電力用半導体モジュールが取り付けられている。該電力用半導体モジュールの電極は、ヒートシンクにおける主放熱側とは反対側に位置する、電力用半導体モジュール搭載側の空間へ引き出され、外部接続端子へと中継する導電バスバー構造体と溶接され、電気的に結合されている(例えば、特許文献1)。 A power semiconductor device including a power transistor may be used for a device that handles a large amount of power. Such a power semiconductor device employs a heat dissipation structure because it generates heat, and for example, the following structure has been proposed. That is, a power semiconductor module serving as a heating element is attached to a heat sink as a heat radiating member. The electrode of the power semiconductor module is welded to the conductive bus bar structure that is drawn out to the space on the power semiconductor module mounting side located on the opposite side of the main heat dissipation side of the heat sink and relays to the external connection terminal. (For example, Patent Document 1).
電力用半導体装置には、小型化の要請が高まっており、小型化されることに起因して高温動作化が進んでいる。即ち、例えば、常時、ジャンクション温度150℃を保証可能な製品は、従来の125℃を保証する製品に比べると、使用可能な電流密度を高くすることができることから、電力用半導体モジュールの面積を小型化することができる。 There is an increasing demand for miniaturization of power semiconductor devices, and high-temperature operation is progressing due to the miniaturization. That is, for example, a product that can always guarantee a junction temperature of 150 ° C can have a higher usable current density than a conventional product that guarantees a temperature of 125 ° C. Can be
しかしながら、上述のような高電流密度化した電力用半導体装置では、電力用半導体モジュールに接続される配線経路の温度上昇が問題となる。即ち、配線に使用する銅は、抵抗率の温度係数があるため、高温になるほど抵抗が高くなるという問題がある。又、同じ電流出力を得るに際し、電力用半導体モジュールの電流密度が高いほど、単位電流当たりの損失が増大する。よって、高電流密度化による小型化により、電力用半導体装置における損失が増大するという問題があった。上記損失により配線温度が上昇し、不適正な設計では、電力用半導体モジュール温度よりも配線温度の方が高くなってしまう場合も生じる。よって、配線の断面積を大きくするという対応が求められ、必要な底面積も増大するため冷却器も大型化する等、電力用半導体装置の小型化が困難となるという問題があった。 However, in the power semiconductor device having a high current density as described above, the temperature rise of the wiring path connected to the power semiconductor module becomes a problem. That is, since copper used for wiring has a temperature coefficient of resistivity, there is a problem that the resistance increases as the temperature increases. Further, when obtaining the same current output, the higher the current density of the power semiconductor module, the greater the loss per unit current. Therefore, there is a problem that the loss in the power semiconductor device increases due to the miniaturization due to the high current density. The wiring temperature rises due to the above loss, and an inappropriate design may cause the wiring temperature to be higher than the power semiconductor module temperature. Therefore, there has been a problem that it is difficult to reduce the size of the power semiconductor device, for example, a countermeasure for increasing the cross-sectional area of the wiring is required, and the required bottom area increases, so that the size of the cooler increases.
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、従来に比べて小型化可能な電力用半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a power semiconductor device that can be reduced in size as compared with the prior art.
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様における電力用半導体装置は、電力用半導体素子を封止した電力用半導体モジュールと、上記電力用半導体モジュールと電気的に接続される配線部材と、上記電力用半導体モジュール及び上記配線部材を載置して接続し上記電力用半導体モジュール及び上記配線部材から伝導される熱を除去する冷却部とを備え、上記配線部材は、上記電力用半導体モジュールから延在する電極と電気的に接続される金属板と、上記金属板と上記冷却部とに挟まれて存在し上記金属板の熱を上記冷却部へ伝導しかつ上記冷却部に接続される絶縁樹脂部とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
That is, a power semiconductor device according to an aspect of the present invention includes a power semiconductor module in which a power semiconductor element is sealed, a wiring member electrically connected to the power semiconductor module, the power semiconductor module, and A cooling unit that mounts and connects the wiring member and removes heat conducted from the power semiconductor module and the wiring member; and the wiring member is electrically connected to an electrode extending from the power semiconductor module. A metal plate that is electrically connected, and an insulating resin portion that is sandwiched between the metal plate and the cooling portion, conducts heat of the metal plate to the cooling portion, and is connected to the cooling portion. It is characterized by.
本発明の一態様における電力用半導体装置によれば、電力用半導体モジュールから延在する電極と接続される金属板と、該金属板と冷却部とに挟まれて存在し冷却部に接続される絶縁樹脂部とを有する配線部材を備えた。該配線部材によれば、絶縁樹脂部が介在する金属板と冷却部とを近接させて配置することで、金属板から冷却部への熱抵抗を低減することができる。よって、電力用半導体装置の通電時における金属板の温度上昇を抑制でき、電力用半導体装置における不要な損失の増大を防止することができる。したがって、過大な放熱手段を設ける必要はなく、電力用半導体装置の小型化を図ることができる。 According to the power semiconductor device of one aspect of the present invention, the metal plate connected to the electrode extending from the power semiconductor module and the metal plate and the cooling unit are present and connected to the cooling unit. A wiring member having an insulating resin portion was provided. According to the wiring member, the thermal resistance from the metal plate to the cooling unit can be reduced by arranging the metal plate with the insulating resin portion interposed therebetween and the cooling unit. Therefore, the temperature rise of the metal plate during energization of the power semiconductor device can be suppressed, and an increase in unnecessary loss in the power semiconductor device can be prevented. Therefore, it is not necessary to provide an excessive heat dissipation means, and the power semiconductor device can be reduced in size.
本発明の実施形態である電力用半導体装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。 A power semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each figure, the same or similar components are denoted by the same reference numerals.
実施の形態1.
図1に、本実施形態における電力用半導体装置101の概略構成を示す。電力用半導体装置101は、基本的な構成部分として、電力用半導体素子21を封止した電力用半導体モジュール20と、電力用半導体モジュール20と電気的に接続される配線部材30Aと、電力用半導体モジュール20及び配線部材30Aを載置して電力用半導体モジュール20及び配線部材30Aと接続され、電力用半導体モジュール20及び配線部材30Aから伝導される熱を除去する冷却部10とを備える。これらの構成部分について、以下に説明する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a
冷却部10は、熱伝導性の良い材料、例えば金属等にて形成され、さらに放熱性が良好となるような形状あるいは構造を採る。本実施形態では、冷却部10は、図示するように板状であり、冷却部10の内部には、例えば冷媒用通路を設けている。
The
該冷媒用通路は、図示のように波板状の薄い金属板を、冷却部10の上板及び下板と積層してロウ付けすることで、複数の細い冷媒通路を一括形成可能である。図の手前側及び奥側には、上記波板が存在しない冷媒集合部(不図示)があり、該冷媒集合部には、不図示の入口配管及び出口配管が組みつけられる。このように冷媒の入口配管及び出口配管と、上板、下板、冷媒集合部、波板により細かく分断された冷媒通路とにより、冷却部10を構成する。また、必要に応じて冷却部10の側面の板を同じくロウ付けしてもよいし、上板もしくは下板もしくはその両方が、側面部を有してもよい。
このように冷却部10の内部に、冷却部10の断面を細かく分割した冷媒通路を設けることで、冷媒と冷却部10の内面との接触面積が増し、高い冷却性能を確保することができる。
The refrigerant passage can form a plurality of thin refrigerant passages by laminating and brazing corrugated thin metal plates with the upper and lower plates of the
As described above, by providing the refrigerant passage in which the cross section of the
冷却部10の材料としては、例えばアルミニウム合金や銅合金などの熱伝導率の高い材料が適する。また耐腐食性の観点から、冷媒と接する内面には、犠牲腐食部などを備えることが好ましい。産業的にはアルミニウムの場合、上板もしくは接合に用いる板状ロウ材に、亜鉛層などを有し、一括ロウ付けすることで、犠牲腐食部を内部に一括成型可能である。波板としては、その板厚が0.1mmから1mmの範囲であれば、プレス加工にて成型可能である。上板、下板は、1mmから5mm程度の板圧が、剛性などの観点から好適である。例えば一括ロウ付けの場合、ベルト炉や真空炉でのロウ付けが行われるが、平板状の外形は、加工上の制約が少なく、例えば均熱化や、ロウ付け装置における空間を小さくでき小型化可能なこと等からから好ましい。
As a material of the
以上の説明ではロウ付けにより冷却部10を構成した場合について述べたが、冷媒との接触面積の増加が可能な冷媒通路を有するものであれば、他の構造、工法によるものであっても差し支えないことは言うまでもない。
In the above description, the case where the
本実施形態では、冷却部10の厚み方向51に直交する幅方向52における冷却部10の中央部にて、冷却部10は、以下に説明する配線部材30Aにおける絶縁樹脂部32の凸部32aを収納するための凹部10aを有する。
又、冷却部10の載置面10bには、電力用半導体モジュール20が載置、固定され、配線部材30Aが載置、固定される。
In the present embodiment, at the central portion of the
Further, the power semiconductor module 20 is mounted and fixed on the
電力用半導体モジュール20は、例えばIGBTのような動作に伴い発熱する電力用半導体素子21を樹脂23で封止して形成されたもので、本実施形態では、同一構造を有する2つの電力用半導体モジュール20−1、20−2を有する。ここでは、両モジュールを区別することなく電力用半導体モジュール20として説明する。尚、電力用半導体装置101に備わる電力用半導体モジュール20の個数は、一つ以上であり、2つに限定するものではない。
The power semiconductor module 20 is formed by sealing a
電力用半導体素子21には、例えば銅製にてなる主電極22の一端部が半田にて電気的に接続され、主電極22の一端部は、樹脂23にて封止される。一方、主電極22の他端部は、電力用半導体モジュール20の外側へ突出し、以下で説明する配線部材30Aと電気的に接続される。又、主電極22は、電力用半導体モジュール20の外側で、配線部材30Aとの接続部分に至るまでの間に、屈曲部22aを有する。該屈曲部22aは、熱膨張等により電力用半導体モジュール20、主電極22、等が変位したときにおける応力緩衝部として作用する。
For example, one end of a
又、発熱する電力用半導体素子21の放熱を行うため、電力用半導体素子21は、金属材等にてなる熱伝導部材に載置されて半田で接合され、上記熱伝導部材の一面は、図示するように冷却部10に接触する電力用半導体モジュール20の放熱面24に露出している。又、電力用半導体素子21、主電極22、上記熱伝導部材等を封止する樹脂23は、電気的な絶縁物であり、放熱性を向上させるために熱伝導率の大きい材料が好ましい。例えばエポキシ樹脂に高熱伝導率を有する材料のフィラーを混ぜたものや、セラミック等が用いられる。
Further, in order to dissipate heat from the
配線部材30Aは、金属板31と絶縁樹脂部32とを有し、金属板31は、電力用半導体モジュール20から延在する主電極22と電気的に接続され、絶縁樹脂部32は、金属板31と冷却部10とに挟まれて存在し、金属板31の熱を冷却部10へ伝導しかつ冷却部10に接続される。金属板31は、通常、銅もしくは銅合金、もしくはアルミニウムもしくはアルミニウム合金にてなり、電流容量に応じて、必要な金属板31の厚み及び幅は異なるが、一例として、金属板31の肉厚は0.8mm〜1mm程度、幅は10mm程度である。
The
尚、本実施形態では、上述のように2つの電力用半導体モジュール20−1,20−2を備えることから、これらに対応して2つの金属板31が一つの配線部材30Aの上表面に露出して配置され、対向する2つの金属板31の間には、絶縁樹脂部32の一部が設けられ、各金属板31の電気的絶縁を図っている。又、絶縁樹脂部32は、金属板31を挟持し固定している。このような絶縁樹脂部32を構成する絶縁樹脂としては、PPS(ポリフェニレンサルファイド)が挙げられる。PPSの熱伝導率は、通常、1W/mK未満である。
In the present embodiment, since the two power semiconductor modules 20-1 and 20-2 are provided as described above, the two
又、金属板31は、L字形の断面形状にてなり、その一端部を形成する放熱面積拡大部31aと、放熱面積拡大部31aと一体成型され他端部を形成する屈曲部31bとを有する。放熱面積拡大部31aは、冷却部10との間に絶縁樹脂部32を介在させながら冷却部10に沿って概ね平行にて上記幅方向52に延在し、金属板31から冷却部10への放熱面積を増加させる部分である。屈曲部31bは、放熱面積拡大部31aから屈曲し、冷却部10の厚み方向51に沿って冷却部10から離れる方へ延在する。
The
配線部材30Aでは、金属板31の放熱面積拡大部31aに、電力用半導体モジュール20から延在する主電極22が重ねられ、この重畳部分にて、放熱面積拡大部31aと主電極22とは、両者を貫通するボルト7、及びナット8にて締結され、電気的に接続される。本実施形態ではこのような締結方法を採るため、ナット8から突出するボルト7の先端、及びナット8と、冷却部10との電気的絶縁を図る必要がある。よって、配線部材30Aの絶縁樹脂部32は、ボルト7及びナット8の収納部に相当し上記厚み方向51に沿って凸状に形成された凸部32aを有する。凸部32aは、冷却部10に形成された、上述の、凹部10aに嵌め込まれる。
In the
又、絶縁樹脂部32の内、特に、冷却部10に接続される接続部32bは、上記厚み方向51において、金属板31の放熱面積拡大部31aと冷却板10との間の絶縁性に支障がでない程度の距離で最小限の距離にて形成されるのが好ましい。厚み方向51における接続部32bの距離(厚さ)は、一例として最低1mm程度である。
本実施形態では、このように、金属板31の放熱面積拡大部31aと冷却板10とを極力熱的に近接させる接続部32bを設けたことで、金属板31の熱をより効率的に冷却部10へ伝導させることができ、配線部材30Aの昇温を抑制することができる。
Further, in the insulating
In this embodiment, the heat of the
又、このように極力薄い接続部32bを確保するため、ボルト7及びナット8からなる締結部は、接続部32bから外れて配置した構成を採っている。そして上述のように、上記締結部を収納するために凸部32aを形成するが、凸部32aを設けたことによる、上記厚み方向51における当該電力用半導体装置101の大型化を防止するため、凸部32aを収納する凹部10aを冷却部10に形成している。このような構成を採ることによっても、放熱性の向上を図りながら、電力用半導体装置101の小型化、薄型化を図ることができる。
Moreover, in order to ensure the
以上のように構成された冷却部10、電力用半導体モジュール20、及び配線部材30Aは、以下のように構成されて電力用半導体装置101が形成される。即ち、電力用半導体モジュール20の放熱面24は、熱伝導グリスを介して冷却部10の載置面10bに載置され固着される。これにより、電力用半導体素子21が発した熱は、電力用半導体モジュール20内に封止され電力用半導体素子21と接合されている上記熱伝導部材、樹脂23、及び上記熱伝導グリス等を介して冷却部10へ伝導し、放散される。又、電力用半導体素子21の熱は、主電極22を介して配線部材30Aにも伝導させる。配線部材30Aでは、凸部32aが冷却部10の凹部10aに収納され、絶縁樹脂部32の接続部32bと、冷却部10の載置面10bとが固着剤6にて接続される。
The cooling
固着剤6は、絶縁樹脂部32における熱伝導率よりも高い熱伝導率を有するもので、一例として接着剤が挙げられる。固着剤6としては、例えば銅および銅の酸化物の粉末や、アルミニウムやアルミ酸化物の粉末フィラー入りの接着剤などが挙げられる。このような固着剤6として、好ましくは熱伝導率1W/mK以上のものを用いると、金属板31から絶縁樹脂部32を介して冷却部10へ伝導する放熱性が高まり、金属板31の温度上昇を抑制することができる。
The fixing
尚、上述の説明では、金属板31の放熱面積拡大部31aと、電力用半導体モジュール20の主電極22との締結後に、配線部材30Aを冷却部10に接続しているが、これに限定するものではなく、冷却部10へ配線部材30Aを接続した後に、放熱面積拡大部31aと主電極22との締結を行うこともできる。
In the above description, the
以上説明したように本実施形態の電力用半導体装置101によれば、配線部材30Aの金属板31と冷却板10との間の距離を小さくし、かつ配線部材30Aの絶縁樹脂部32よりも熱伝導率の高い固着剤6にて配線部材30Aと冷却板10とを固着している。これにより、配線部材30Aの金属板31の温度上昇が最小限になり、電力用半導体装置101の使用時の温度上昇による抵抗増大という悪影響を最小限に収めることができる。よって、高温での動作特性を向上することができ、かつ、例えば冷却器を大型化する等の措置が必要なく、電力用半導体装置の小型化を図ることができる。
As described above, according to the
実施の形態2.
図2を参照して、本発明の実施の形態2における電力用半導体装置102について説明する。
電力用半導体装置102においても、電力用半導体装置101と同様に、基本的な構成部分として、電力用半導体モジュール20と、電力用半導体モジュール20と電気的に接続される配線部材30Bと、電力用半導体モジュール20及び配線部材30Bを載置して電力用半導体モジュール20及び配線部材30Bと接続され、電力用半導体モジュール20及び配線部材30Bから伝導される熱を除去する冷却部15とを備える。
A
Similarly to the
ここで、配線部材30Bは、上述した配線部材30Aと同じ機能を有するが、構造を異にする。又、冷却部15についても、上述した冷却部10と同じ機能を有するが、若干構造を異にする。電力用半導体装置102におけるその他の構成部分は、上述した電力用半導体装置101の構成部分に同じである。よって、以下では、冷却部15及び配線部材30Bについて説明を行うとともに、主に、実施形態1との相違部分について説明を行い、同じ構成部分についてのここでの説明は省略する。
Here, the
冷却部15は、上述の冷却部10と比べると、凹部10aを有しない点で相違する。冷却部15のその他の構成は、冷却部10の構成に同じである。
The cooling
配線部材30Bは、上述した配線部材30Aと同様に、金属板31と絶縁樹脂部32Bとを有する。配線部材30Bの金属板31は、配線部材30Aの金属板31と同様に、L字形にてなり、放熱面積拡大部31a及び屈曲部31bを有する。一方、配線部材30Bでは、上記厚み方向51において、2つの金属板31の放熱面積拡大部31aは、絶縁樹脂部32を介して重なって配置され、かつ絶縁樹脂部32にて封止されている点で、配線部材30Aと相違する。又、各金属板31の屈曲部31bは、厚み方向51に沿って冷却部15から離れる方へ延在し、配線部材30Bの絶縁樹脂部32の上面から突出する点でも配線部材30Aと相違する。
The
絶縁樹脂部32Bは、凸部32aを有しない点で絶縁樹脂部32と相違する。尚、絶縁樹脂部32の接続部32bに対応する部分を、絶縁樹脂部32Bでは接続部32Bbとする。接続部32Bbの構成、機能は、接続部32bの場合に同じである。
The insulating
さらに、配線部材30Bでは、金属板31と、電力用半導体モジュール20から延在する主電極22との接続方法が大きく異なる。即ち、配線部材30Aでは、ボルト7及びナット8にて両者を締結したが、配線部材30Bでは、金属板31における屈曲部31bの端部と同位置に主電極22の他端を配置させて、屈曲部31bの端部と主電極22の他端とを溶接にて接合している。尚、この接合部分を溶接部9とする。溶接方法としては、抵抗溶接、アーク溶接、レーザ溶接などがあるが、冷却板15の載置面15bに対して垂直方向から溶接のエネルギーを投入する必要があるため、アーク溶接ならびにレーザ溶接が好適である。本実施形態では、アーク溶接の場合について例を示す。
Furthermore, in the
以上のように構成された電力用半導体モジュール20、配線部材30B、及び冷却部15は、以下のように構成されて電力用半導体装置102が形成される。即ち、電力用半導体モジュール20の放熱面24は、熱伝導グリスを介して冷却部15の載置面15bに載置され固着される。又、配線部材30Bは、絶縁樹脂部32Bの接続部32Bbと、冷却部15の載置面15bとを固着剤6にて接続して、載置面15bに固定される。
The power semiconductor module 20, the
配線部材30Bの固定後、上述のように、金属板31の屈曲部31bの端部と電力用半導体モジュール20の主電極22の他端とが溶接され溶接部9を形成する。本実施形態では、上述のように、接続部32Bbを介して金属板31は冷却部15に近接して位置し、かつ配線部材30Bが熱伝導率の比較的高い固着剤6にて冷却部15に接続されている。よって、配線部材30Bにおける絶縁樹脂部32Bから冷却部15へ熱が良好に伝導され、絶縁樹脂部32Bの温度上昇が抑制される。したがって、溶接時の熱により絶縁樹脂部32Bが影響を受けることは少なく、上記厚み方向51における上記溶接部9の位置を配線部材30Bに近接して配置することができる。即ち、厚み方向51における電力用半導体装置102の薄型化を達成することができる。
After fixing the
尚、本実施形態では、上述のように、冷却部15への配線部材30Bの固定後に溶接を行い、溶接部9を形成しているが、これに限定されず、溶接部9の形成後に配線部材30Bを冷却部15へ固定することもできる。
In this embodiment, as described above, welding is performed after the
以上説明した本実施形態2の電力用半導体装置102によれば、実施形態1の電力用半導体装置101が有する効果を奏することは勿論であるが、電力用半導体装置101に比べて、冷却部に凹部10aを形成する必要がなく、冷却部15の構造が単純化されるという効果がある。又、上述のように厚み方向51における溶接部9の位置を低く抑えることができることから、電力用半導体装置102の薄型化を図ることもできる。
又、配線部材30Bにおいて、図示するように、各金属板31の放熱面積拡大部31aを厚み方向51に重ねて配置している。よって、実施形態1における配線部材30Aの構成に比べて、配線部材30Bの上記幅方向52におけるサイズを小さくすることができる。よって、電力用半導体装置102の幅方向52のサイズの小型化を図ることもできる。
According to the
Further, in the
実施の形態3.
図3を参照して、本発明の実施の形態3における電力用半導体装置103について説明する。
電力用半導体装置103においても、電力用半導体装置101と同様に、基本的な構成部分として、電力用半導体モジュール20と、電力用半導体モジュール20と電気的に接続される配線部材30Cと、電力用半導体モジュール20及び配線部材30Cを載置して電力用半導体モジュール20及び配線部材30Cと接続され、電力用半導体モジュール20及び配線部材30Cから伝導される熱を除去する冷却部15とを備える。即ち、本実施形態の電力用半導体装置103では、実施形態2の冷却部15を用い、実施形態1における配線部材30Aでのボルト7及びナット8による締結に代えて溶接を行う形態を採る。よって以下には、実施形態1、2との相違部分に相当する配線部材30Cについて主に説明し、前述と同じ構成部分に関するここでの説明は省略する。
Embodiment 3 FIG.
With reference to FIG. 3, a
In the
配線部材30Cは、実施形態1にて述べた配線部材30Aに類似した形状を採り、2つの金属板31と絶縁樹脂部32Cとを有するが、一方、絶縁樹脂部32Cは、凸部32aを有しない。即ち、配線部材30Cでは、配線部材30Aと同様に、L字形にてなる2つの金属板31が配線部材30Cの上表面に露出し対向して配置され、各金属板31は絶縁樹脂部32Cにて電気的に絶縁されるとともに挟持、固定される。又、絶縁樹脂部32Cは、冷却部15に接続される接続部32bを有する。
The wiring member 30C has a shape similar to the
このような構成を有する配線部材30Cは、上述した各実施形態と同様に、電力用半導体モジュール20とともに冷却部15の載置面15aに載置され、固着剤6にて載置面15aに固定される。配線部材30Cが冷却部15に固定されたとき、電力用半導体モジュール20から延在する主電極22の他端と、配線部材30Cにおける金属板31の放熱面積拡大部31aとが重なり当接している。そして、この、主電極22と放熱面積拡大部31aとの重畳部分に対して、上記厚み方向51からレーザ光を照射し、主電極22と放熱面積拡大部31aとを溶接し溶接部9を形成する。
以上の動作にて、本実施形態の電力用半導体装置103が作製される。
The wiring member 30 </ b> C having such a configuration is placed on the placement surface 15 a of the cooling
With the above operation, the
本実施形態の電力用半導体装置103によれば、上述のように、接続部32bを介して金属板31は冷却部15に近接して位置し、かつ配線部材30Cが熱伝導率の比較的高い固着剤6にて冷却部15に接続されている。よって、配線部材30Cにおける絶縁樹脂部32Cから冷却部15へ熱が良好に伝導され、絶縁樹脂部32Cの温度上昇が抑制される。したがって、溶接時の熱により絶縁樹脂部32Cが影響を受けることは少ない。よって、実施形態1と同様に、高温での動作特性を向上することができ、かつ、例えば冷却器を大型化する等の措置が必要なく、電力用半導体装置の小型化を図ることができる。
さらに、実施形態2の構成に比べて厚み方向51における溶接部9の位置がより低くなることから、電力用半導体装置103の薄型化を達成することができる。
According to the
Furthermore, since the position of the welded portion 9 in the
又、電力用半導体モジュール20から延在する主電極22の他端が配線部材30Cにおける金属板31の放熱面積拡大部31aに当接するように、主電極22の高さを予め設定しておくことで、電力用半導体モジュール20及び配線部材30Cを冷却部15に載置した時点において、別途、加圧手段を用いることなく、主電極22の他端と放熱面積拡大部31aとを当接させることができる。したがって、簡便な溶接動作を可能にする。
Further, the height of the
6 固着剤、10 冷却部、15 冷却部、20 電力用半導体モジュール、
21 電力用半導体素子、22 主電極、30A〜30C 配線部材、31 金属板、 31a 放熱面積拡大部、31b 屈曲部、32 絶縁樹脂部、
101〜103 電力用半導体装置。
6 Adhesive agent, 10 cooling part, 15 cooling part, 20 power semiconductor module,
21 power semiconductor element, 22 main electrode, 30A to 30C wiring member, 31 metal plate, 31a heat radiation area enlarged portion, 31b bent portion, 32 insulating resin portion,
101-103 Power semiconductor device.
Claims (4)
上記配線部材は、上記電力用半導体モジュールから延在する電極と電気的に接続される金属板と、上記金属板と上記冷却部とに挟まれて存在し上記金属板の熱を上記冷却部へ伝導しかつ上記冷却部に接続される絶縁樹脂部とを有する、
ことを特徴とする電力用半導体装置。 A power semiconductor module in which a power semiconductor element is sealed; a wiring member electrically connected to the power semiconductor module; and the power semiconductor module and the wiring member mounted and connected to each other. A module and a cooling section for removing heat conducted from the wiring member,
The wiring member is sandwiched between a metal plate electrically connected to an electrode extending from the power semiconductor module, the metal plate and the cooling unit, and heat of the metal plate is transferred to the cooling unit. An insulating resin part that conducts and is connected to the cooling part,
A power semiconductor device.
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