JP2013093343A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013093343A JP2013093343A JP2011232572A JP2011232572A JP2013093343A JP 2013093343 A JP2013093343 A JP 2013093343A JP 2011232572 A JP2011232572 A JP 2011232572A JP 2011232572 A JP2011232572 A JP 2011232572A JP 2013093343 A JP2013093343 A JP 2013093343A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sided
- power card
- cooler
- double
- electrode plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
- H01L24/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L24/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/33—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of a plurality of layer connectors
- H01L2224/331—Disposition
- H01L2224/3318—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
- H01L2224/33181—On opposite sides of the body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
- H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
- H01L2224/4005—Shape
- H01L2224/4009—Loop shape
- H01L2224/40095—Kinked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
- H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
- H01L2224/401—Disposition
- H01L2224/40135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/40137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
- H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
- H01L2224/401—Disposition
- H01L2224/40135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/40137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
- H01L2224/40139—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate with an intermediate bond, e.g. continuous strap daisy chain
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
- H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/35—Mechanical effects
- H01L2924/351—Thermal stress
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
【解決手段】本発明の半導体装置701は,内部に冷媒を通す冷却器71と,半導体素子とを積層してなるものであって,半導体素子として,動作時の発熱量が大きい回路5を構成するとともに,両面が放熱面とされ両方の放熱面がいずれも冷却器71と接触するように配置されている両面放熱半導体素子72と,動作時の発熱量が小さい回路4を構成するとともに,一方の面が放熱面とされその放熱面が冷却器71と接触するように配置されている片面放熱半導体素子82とを有している。
【選択図】図11
Description
[発明概念1]
[0017]に記載の半導体装置において,
前記複数の片面放熱半導体素子の一部は,電源のハイサイド線と負荷側端子との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の残りのものは,負荷側端子と電源のローサイド線との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記一方の面は,電源のハイサイド線との接続面および電源のローサイド線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面はいずれも,負荷側端子との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面同士が直に接触していることを特徴とする半導体装置。
[発明概念2]
[0017]に記載の半導体装置において,
前記複数の片面放熱半導体素子の一部は,電源のハイサイド線と負荷側端子との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の残りのものは,負荷側端子と電源のローサイド線との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記一方の面はいずれも,負荷側端子との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面は,電源のハイサイド線との接続面および電源のローサイド線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面同士が,間に絶縁部材を挟んで接触していることを特徴とする半導体装置。
[発明概念3]
[0021]に記載の半導体装置において,
前記複数の片面放熱半導体素子の一部は,前記昇降圧回路の高位線と中位線との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の残りのものは,前記昇降圧回路の中位線と低位線との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記一方の面は,前記高位線との接続面および前記低位線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面はいずれも,前記中位線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面同士が直に接触していることを特徴とする半導体装置。
[0021]に記載の半導体装置において,
前記複数の片面放熱半導体素子の一部は,前記昇降圧回路の高位線と中位線との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の残りのものは,前記昇降圧回路の中位線と低位線との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記一方の面はいずれも,前記中位線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面は,前記高位線との接続面および前記低位線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面同士が,間に絶縁部材を挟んで接触していることを特徴とする半導体装置。
[0021]に記載の半導体装置において,
前記複数の片面放熱半導体素子はいずれも,前記昇降圧回路の高位線と中位線との間の導通の断続と,中位線と低位線との間の導通の断続とを行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記一方の面はいずれも,前記高位線との接続領域および前記低位線との接続領域を含む面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面はいずれも,前記中位線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面同士が直に接触していることを特徴とする半導体装置。
[0021]に記載の半導体装置において,
前記複数の片面放熱半導体素子はいずれも,前記昇降圧回路の高位線と中位線との間の導通の断続と,中位線と低位線との間の導通の断続とを行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記一方の面はいずれも,前記中位線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面はいずれも,前記高位線との接続領域および前記低位線との接続領域を含む面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面同士が,間に絶縁部材を挟んで,前記高位線との接続領域と前記低位線との接続領域とが対面するように接触していることを特徴とする半導体装置。
まず,本発明の適用対象である半導体装置の前提構成を説明する。図1中のインバータ回路6は実際には,図2および図3に示すように積層冷却器7の形態とされている。図2の積層冷却器7は,図3に示す冷却チューブ71とパワーカード72と絶縁板73とを積層したものである。このうちのパワーカード72が,図1中の計12組のトランジスタのうち1組をその保護ダイオードDとともに封止樹脂を使ってカード状に実装したものである。よって,図2の積層冷却器7の全体には,12枚のパワーカード72が含まれている。本発明の請求項で「半導体素子」と称しているものは,実施の形態では「パワーカード」である。パワーカードの詳細な構成については後述する。
・入力バスバー20H→ハイサイド線11
・出力バスバー21Hおよび入力バスバー20L→対応する中間端子
・出力バスバー21L→ローサイド線12
ここで中間端子とは,図1中の中間端子4U,4V,4W,5U,5V,5W,のいずれかのことである。このようにして,図2の積層冷却器7が全体として,図1中の第1モータ駆動回路4および第2モータ駆動回路5のインバータ回路6として機能するようになっている。以上が前提となる構成の説明である。
ここから第1の形態に入る。第1の形態の全体構成は,前述の前提となる構成とほぼ同様である。ただし第1の形態では,第1モータ駆動回路4の部分のトランジスタ41〜46として,前述の両面冷却型パワーカード72に替えて,片面冷却型のパワーカードを用いる。第2モータ駆動回路5の部分のトランジスタ41〜46としては,前提となる構成で説明したとおり両面冷却型のパワーカード72を用いる。
続いて第2の形態について説明する。第2の形態に係る積層冷却器702の全体の横断面図を図13に示す。図13の積層冷却器702は,前述の第1の形態の積層冷却器701(図11)に対し,次の2点で異なっており,その余の点は共通である。
(a)第1モータ駆動回路4の部分で,片面冷却型パワーカード82が図11とは逆向きになっていること。
(b)冷却チューブ71の個数が1つ少ないこと。
次に第3の形態について説明する。第3の形態に係る積層冷却器703の全体の横断面図を図14に示す。図14の積層冷却器703は,上述の第2の形態の積層冷却器702(図13)に対し,次の点で異なっており,その余の点は共通である。
(c)第1モータ駆動回路4に属する片面冷却型パワーカード82の列と,第2モータ駆動回路5に属する両面冷却型パワーカード72の列とが交互に配置されていること。
・冷却チューブ71とハウジング8との間に挟まれる列,言い替えると片面しか冷却チューブ71と対面しない列(図14中では「4」のU相)のパワーカードは,片面冷却型パワーカード82でなければならない。
・その列の片面冷却型パワーカード82は,その放熱面(コレクタ電極板13の面)を,ハウジング8の方ではなく冷却チューブ71の方に向けていなければならない。
・5番および6番:第2モータ駆動回路5(駆動担当)に属する両面冷却型パワーカード72により両面から挟まれる配置となっている冷却チューブ71である。そのため両側から相当量の排熱を受けるので,温度上昇幅が大きいのである。
・4番:一方の面にて第2モータ駆動回路5に属する両面冷却型パワーカード72から放熱を受け,もう一方の面にて第1モータ駆動回路4(発電担当)に属する両面冷却型パワーカード72から放熱を受ける冷却チューブ71である。
・7番:一方の面にて第2モータ駆動回路5に属する両面冷却型パワーカード72から放熱を受けるが,もう一方の面には放熱を受けない冷却チューブ71である。
・1番ないし3番:第1モータ駆動回路4に属する両面冷却型パワーカード72のみから放熱をうける冷却チューブ71である。
第1〜第3の形態として説明した積層冷却器と同等の機能を有するものを,1in1型のパワーカードの替わりに2in1型のパワーカードを用いて構成することができる。これが第4〜第6の形態である。2in1型のパワーカードとは,図1の回路図中,1列の上下アームの合わせて2組分のトランジスタ(例えば41と42)およびそれらと対になる保護ダイオードDを1枚のパワーカードとして実装したものである。そこでまず,2in1型のパワーカードについて説明する。2in1型のパワーカードにも,両面冷却型と片面冷却型とがある。両面冷却型はさらに,U字型と称されるものとN字型と称されるものとに分けられる。以下順に説明する。
(1)第1モータ駆動回路4内に3列ある,2枚の1in1片面冷却型パワーカード82による上下アームをそれぞれ,1枚の2in1片面冷却型パワーカード76(図18参照)で置き替える。
(2)第2モータ駆動回路5内に3列ある,2枚の1in1両面冷却型パワーカード72による上下アームをそれぞれ,1枚のU字2in1両面冷却型パワーカード74(図16参照)で置き替える。
(3)第2モータ駆動回路5内に3列ある,2枚の1in1両面冷却型パワーカード72による上下アームをそれぞれ,1枚のN字2in1両面冷却型パワーカード75(図17参照)で置き替える。
・第2モータ駆動回路5にて,U字2in1両面冷却型パワーカード74の替わりにN字2in1両面冷却型パワーカード75を用いてもよい(積層冷却器704,706)。
・第2モータ駆動回路5にて,N字2in1両面冷却型パワーカード75の替わりにU字2in1両面冷却型パワーカード74を用いてもよい(積層冷却器705)。
・第1モータ駆動回路4の3列の上下アームのうち一部のみについて上記の置き換えを行ってもよい(積層冷却器704〜706)。
・第2モータ駆動回路5の3列の上下アームのうち一部のみについて上記の置き換えを行ってもよい(積層冷却器704〜706)。
・第2モータ駆動回路5にて,U字2in1両面冷却型パワーカード74とN字2in1両面冷却型パワーカード75とが混在してもよい(積層冷却器704〜706)。
以上が第4〜第6の形態の説明である。
第1〜第6の形態として説明した積層冷却器と同等の機能を有するものを,1in1型や2in1型のパワーカードの替わりに3in1型のパワーカードを用いて構成することができる。これが第7〜第9の形態である。3in1型のパワーカードとは,図1の回路図中3組分のトランジスタおよびそのそれぞれに対応する保護ダイオードを1枚のパワーカードとして実装したものである。3組のトランジスタとは,第1モータ駆動回路4または第2モータ駆動回路5における,上アームの3組または下アームの3組のことである。具体的には,図1中の番号にて,41と43と45,42と44と46,51と53と55,52と54と56,のいずれかのことである。3in1型のパワーカードにも,両面冷却型と片面冷却型とがある。以下順に説明する。
続いて第10の形態について説明する。第10の形態に係る積層冷却器710の断面図を図31に示す。図31の積層冷却器710は,第7の形態の積層冷却器707(図26)に基づいて,次の2点の改変を施したものである。
・下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80の向きを,図中左右方向に反転させること。
・上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79と下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80との間の冷却チューブ81,つまり図26中で左から2番目の冷却チューブ81を除去すること。
第10の形態のような第1モータ駆動回路4の部分におけるインダクタンス低減は,第1モータ駆動回路4を両面冷却型のパワーカードで構成しても達成することができる。これを具体化したものが第11の形態である。その積層冷却器714の断面を図33に示す。図33の積層冷却器714は,図27の積層冷却器に基づいて,その図中左から2番目の冷却チューブ81とその両面の絶縁板73を除去したものである。図33中の第1モータ駆動回路4では,共通ハイサイド電極板33と共通ローサイド電極板36との間の距離が,冷却チューブ81および絶縁板73が除去されている分,図27中の当該箇所より小さい。このため第10の形態の場合と同様にインダクタンス低減効果を有する。
ハイブリッド自動車のハイブリッドシステムでは,バッテリーとインバータ回路との間に昇降圧回路を挿入した構成とされる場合がある。その目的は2つある。1つは,車両駆動時にバッテリー電圧を昇圧して供給することによりモータ電流を小さくすることである。もう1つは,制動回生時にモータの発電電圧を降圧してバッテリーの充電に用いることである。その場合には,図1中のバッテリー1の部分が,図35に示すようにバッテリー10に昇降圧回路39を付加したもので置き替えられる。この,昇降圧回路39を有するハイブリッドシステムに本発明を適用したのが第13の形態である。
・第2モータ駆動回路5の部分を,図19に示した積層冷却器704のように,U字2in1両面冷却型パワーカード74(図16参照)を用いて構成してもよい。この場合の第1モータ駆動回路4は,U字2in1両面冷却型パワーカード74と2in1片面冷却型パワーカード76とのいずれで構成してもよい。ただし前述と同様の理由により,2in1片面冷却型パワーカード76を用いた方がメリットが大きい。
・第1モータ駆動回路4と第2モータ駆動回路5とを配置上,入れ替えてもよい。
・図21に示した積層冷却器706のように,第1モータ駆動回路4を構成するパワーカードと第2モータ駆動回路5を構成するパワーカードとを交互に配置してもよい。むろんその場合のパワーカードの種類は,既述のいかなるバリエーションでもよい。
第14の形態は,前記の第13の形態の積層冷却器716を変形したものである。具体的には,昇降圧回路39におけるトランジスタ61,62,63,64の部分についてのパワーカードの構成を変更したものである。本形態では,図40に示すように,トランジスタ61,62で1つのパワーカードを構成し,トランジスタ63,64で1つのパワーカードを構成する。すなわち,第13の形態では上下アームそれぞれを1つのパワーカードとしていたのに対し,本形態では上下アームにわたる1列の2個のトランジスタを1つのパワーカードとするのである。
2,3 モータ
2U,2V,2W,3U,3V,3W モータ側端子
4 第1モータ駆動回路
5 第2モータ駆動回路
11 ハイサイド線
12 ローサイド線
22 絶縁シート
24 ハイサイド電極板
25 ミドルサイド電極板
26 ローサイド電極板
33 共通ハイサイド電極板
34,35 ミドルサイド電極板
36 共通ローサイド電極板
39 昇降圧回路
59 ミドルサイド線
71,81 冷却器
72,74〜80,82,83,86 パワーカード(半導体素子)
73 絶縁板
84 コレクタ電極板
85 エミッタ電極板
Claims (8)
- 内部に冷媒を通す冷却器と,半導体素子とを積層してなる半導体装置において,
前記半導体素子として,
動作時の発熱量が大きい回路を構成するとともに,両面が放熱面とされ両方の放熱面がいずれも冷却器と接触するように配置されている両面放熱半導体素子と,
動作時の発熱量が小さい回路を構成するとともに,一方の面が放熱面とされその放熱面が冷却器と接触するように配置されている片面放熱半導体素子とを有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において,複数の前記片面放熱半導体素子を有し,
前記片面放熱半導体素子のうち一部のものは,
前記片面放熱半導体素子および前記両面放熱半導体素子の中で最も端に位置し,
前記放熱面が,他の前記片面放熱半導体素子および前記両面放熱半導体素子の方を向くとともに冷却器と接触し,
他方の面が他の冷却器と接触しないように配置されており,
前記片面放熱半導体素子のうち残りのものは,
両方の面がいずれも冷却器と接触するとともに,
前記放熱面の向きが,前記最も端に位置する片面放熱半導体素子の放熱面と同じ向きになるように配置されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項2に記載の半導体装置において,複数の前記両面放熱半導体素子を有し,
前記片面放熱半導体素子と前記両面放熱半導体素子とが交互に配置されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において,複数の前記片面放熱半導体素子を有し,前記複数の片面放熱半導体素子は,
各前記放熱面がそれぞれ冷却器と接触し,
他方の面同士が互いに接触するように配置されていることを特徴とする半導体装置。 - 内部に冷媒を通す冷却器と,半導体素子とを積層してなる半導体装置において,
前記半導体素子として,
動作時の発熱量が大きい回路を構成するとともに,両面がいずれも冷却器と接触するように配置されている両面放熱半導体素子と,
動作時の発熱量が小さい回路を構成するとともに,一方の面のみが冷却器と接触するように配置されている片面放熱半導体素子とを有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項5に記載の半導体装置において,複数の前記片面放熱半導体素子を有し,前記複数の片面放熱半導体素子は,
各前記一方の面がそれぞれ冷却器と接触し,
他方の面同士が互いに接触するように配置されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか1つに記載の半導体装置において,
前記両面放熱半導体素子が,車両における電源から動力発生担当モータへの供給電流を制御する動力モータ駆動回路を構成しており,
前記片面放熱半導体素子が,車両における回生発電担当モータから電源への回生電流を制御する発電モータ駆動回路を構成していることを特徴とする半導体装置。 - 請求項5または請求項6に記載の半導体装置において,
前記両面放熱半導体素子が,電源と負荷との間の電流を制御する負荷駆動回路を構成しており,
前記片面放熱半導体素子が,電源と負荷との間で電圧の昇降を行う昇降圧回路を構成していることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011232572A JP5803560B2 (ja) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011232572A JP5803560B2 (ja) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013093343A true JP2013093343A (ja) | 2013-05-16 |
JP5803560B2 JP5803560B2 (ja) | 2015-11-04 |
Family
ID=48616277
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011232572A Active JP5803560B2 (ja) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5803560B2 (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015171246A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換器 |
JP2016127061A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | 積層型装置 |
JP2016163396A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換装置 |
WO2016170917A1 (ja) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | 日立工機株式会社 | 電動工具 |
JP2017077121A (ja) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
JP2018067657A (ja) * | 2016-10-20 | 2018-04-26 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体モジュール |
EP3522213A1 (en) | 2018-02-06 | 2019-08-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
JP2019170109A (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 株式会社Soken | 電動機駆動システム |
US10943877B2 (en) | 2018-04-11 | 2021-03-09 | Denso Corporation | Semiconductor device |
CN113594112A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-11-02 | 毫厘机电(苏州)有限公司 | 一种双面芯片的叠层液冷散热模组结构 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58135657A (ja) * | 1982-02-06 | 1983-08-12 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
JP2005228976A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Toyota Motor Corp | 半導体モジュール、半導体装置および負荷駆動装置 |
JP2005332863A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Denso Corp | パワースタック |
JP2006210605A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Toyota Motor Corp | 半導体装置および負荷駆動装置 |
JP2007005682A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Denso Corp | 電子部品冷却ユニット |
JP2011259544A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Denso Corp | 電力変換装置 |
-
2011
- 2011-10-24 JP JP2011232572A patent/JP5803560B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58135657A (ja) * | 1982-02-06 | 1983-08-12 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
JP2005228976A (ja) * | 2004-02-13 | 2005-08-25 | Toyota Motor Corp | 半導体モジュール、半導体装置および負荷駆動装置 |
JP2005332863A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Denso Corp | パワースタック |
JP2006210605A (ja) * | 2005-01-27 | 2006-08-10 | Toyota Motor Corp | 半導体装置および負荷駆動装置 |
JP2007005682A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Denso Corp | 電子部品冷却ユニット |
JP2011259544A (ja) * | 2010-06-07 | 2011-12-22 | Denso Corp | 電力変換装置 |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015171246A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換器 |
JP2016127061A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | トヨタ自動車株式会社 | 積層型装置 |
JP2016163396A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | トヨタ自動車株式会社 | 電力変換装置 |
US9595484B2 (en) | 2015-02-27 | 2017-03-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power converter |
US10596679B2 (en) | 2015-04-24 | 2020-03-24 | Koki Holdings Co., Ltd. | Electric tool |
WO2016170917A1 (ja) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | 日立工機株式会社 | 電動工具 |
JPWO2016170917A1 (ja) * | 2015-04-24 | 2018-02-15 | 日立工機株式会社 | 電動工具 |
JP2017077121A (ja) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置 |
JP2018067657A (ja) * | 2016-10-20 | 2018-04-26 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体モジュール |
EP3522213A1 (en) | 2018-02-06 | 2019-08-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Semiconductor device |
US11107761B2 (en) | 2018-02-06 | 2021-08-31 | Denso Corporation | Semiconductor device |
JP2019170109A (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-03 | 株式会社Soken | 電動機駆動システム |
JP6997660B2 (ja) | 2018-03-26 | 2022-01-17 | 株式会社Soken | 電動機駆動システム |
US10943877B2 (en) | 2018-04-11 | 2021-03-09 | Denso Corporation | Semiconductor device |
CN113594112A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-11-02 | 毫厘机电(苏州)有限公司 | 一种双面芯片的叠层液冷散热模组结构 |
CN113594112B (zh) * | 2021-08-02 | 2024-03-19 | 毫厘机电(苏州)有限公司 | 一种双面芯片的叠层液冷散热模组结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5803560B2 (ja) | 2015-11-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5803560B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP4506848B2 (ja) | 半導体モジュール | |
JP4284625B2 (ja) | 三相インバータ装置 | |
US6822850B2 (en) | Laminated bus bar for use with a power conversion configuration | |
JP6296888B2 (ja) | 電力変換装置 | |
US7068507B2 (en) | Compact liquid converter assembly | |
JP5488638B2 (ja) | 電力変換装置 | |
US6885553B2 (en) | Bus bar assembly for use with a compact power conversion assembly | |
WO2006103721A1 (ja) | 電力変換装置の冷却構造 | |
JP5407275B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP4636055B2 (ja) | パワースタック | |
US6721181B1 (en) | Elongated heat sink for use in converter assemblies | |
JP5273027B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2005332863A (ja) | パワースタック | |
CN107305888B (zh) | 半导体模块 | |
US10879782B2 (en) | Semiconductor device having switching element suppressing potential variation | |
JP5167728B2 (ja) | 電力変換装置 | |
EP3145286B1 (en) | Heat dissipation in power electronic assemblies | |
US6956742B2 (en) | Compact liquid converter assembly | |
JP5712750B2 (ja) | 電力変換装置 | |
CN113728546A (zh) | 电力转换装置 | |
JP7298198B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP4715816B2 (ja) | パワースタック | |
KR20070067065A (ko) | 전력 변환 장치의 냉각 구조 | |
US20240206103A1 (en) | Power module, particularly for power electronics of a vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140213 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150325 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150421 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150602 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150804 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150817 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5803560 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |