JP2014013884A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】冷却器20の上に順に、半導体モジュール30,31,32、板バネ40、バネ押えブラケット50が配置され、バネ押えブラケット50は、半導体モジュール30,31,32毎の板バネとの接触部57,58,59,60を有する。接触部57,58,59,60と板バネ40の中央部との距離L1,L2,L3,L4,L5,L6を調整して各半導体モジュール30,31,32への荷重が調整されている。
【選択図】図2
Description
本発明の目的は、半導体モジュール毎の荷重アンバランスを解消することができる半導体装置を提供することにある。
請求項4に記載のように、請求項3に記載の半導体装置において、前記バネ押えブラケットに形成した締結用ボスを貫通する締結手段を前記冷却器に締結することにより前記バネ押えブラケットを前記冷却器に固定すると、組み付け性が向上する。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
なお、図面において、水平面を、直交するX,Y方向で規定するとともに、上下方向をZ方向で規定している。
冷却器20は、図6に示すように、平面視において長方形状をなし、その長辺が水平方向でのX方向に延びるとともに短辺が水平方向でのY方向に延びている。冷却器20は、図3に示すように、上下方向(Z方向)において薄く形成され、扁平型をなしている。図6に示すように、冷却器20の上面におけるX方向での両端部に冷却水入口パイプ21と冷却水出口パイプ22が取り付けられている。
板バネ40は、半導体モジュール30,31,32の上面に配置され、バネ押えブラケット締結用ネジ70により、バネ押えブラケット50が冷却器20に締結されることで、荷重が発生する。バネ押えブラケット50において、接触部57,58,59,60のエッジ部E1〜E6と板バネ40の半導体モジュール30,31,32毎の中央部41の中心との距離L1,L2,L3,L4,L5,L6が調整され、各半導体モジュール30,31,32への荷重が調整される。
図3に示すようにバネ押えブラケットの厚さd1が、バネ荷重の反力の影響を受けない程、十分に厚い場合には、バネ押えブラケットが剛体として機能する。この場合、片持ち梁となる板バネ40の長手方向(X方向)における両端部の連結部44および連結部47の荷重は、両持ち梁となる連結部45および連結部46より小さくなる。この場合には図1,2のL1,L2,L5,L6寸法を他のL3,L4寸法よりも小さくして、片持ち梁となることによる板バネ40の両端部の荷重減少を補うことで、荷重アンバランスがなくなる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
なお、水冷式の冷却器20に代わり、空冷式のヒートシンクや放熱板(ブロック)等を用いてもよい。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態を、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
図10,14に示すように、アルミ製のヒートシンク100は、四角板状の本体部101を備え、本体部101の下面から板状のフィン部102が複数枚並べた状態で突設されている。
本実施形態によれば、第1の実施形態での上記(1)〜(3)の効果に加えて以下のような効果を得ることができる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態を、第1,2の実施形態との相違点を中心に説明する。
(7)板バネ220の中央の位置(Lc1)と半導体モジュール200,201,202の中央の位置(Lc2)との関係として、板バネ220の中央の位置を所定量ΔLだけ反入出力端子側にずらす。即ち、半導体モジュール200,201,202の一方に延びる入出力端子210,211,212が導電性部材としての配線材251,252等に締結された状態において、半導体モジュール200,201,202の中央より反入出力端子側に板バネ220が配置されている。よって、半導体モジュール200,201,202と冷却器240との密着度が向上して半導体モジュール200,201,202を安定して放熱することができる。
・前述の実施形態では、半導体モジュールは3個用いたが、その数量については限定されず半導体装置の仕様(用途)に応じて適宜変更するものとする。板バネ40についても同様であり、半導体モジュールの数に応じた数の本体部43a,43b,43cが形成されていればよい。
・バネ押えブラケット50は冷却器20に締結固定したが、これに限るものではない。例えば、冷却器をケースに固定し、当該ケースにバネ押えブラケット50を固定してもよい。
・接触部57〜60はそれぞれ全面が板バネ40の連結部44〜47に接触するようにしたが、例えば接触部57をX方向に分割するなど、全面に接触しなくてもよい。この場合も各接触部のエッジ部E1〜E6と中央部との距離L1〜L6(即ちW1〜W4)を調整することで荷重アンバランスを防止し、また簡便に発生荷重が制御可能となる。
Claims (7)
- 冷却器と、
前記冷却器の上に配置される複数の半導体モジュールと、
前記複数の半導体モジュールの上に配置され、前記複数の半導体モジュールを前記冷却器に圧接するための板バネと、
前記板バネの上に配置されるバネ押えブラケットと、
を備え、
前記板バネは、前記半導体モジュール毎に、厚さ方向への変形のための支点となる変形支点形成部を有し、
前記バネ押えブラケットは、前記半導体モジュール毎の前記板バネとの接触部を有し、当該接触部が前記半導体モジュール毎の前記板バネでの前記厚さ方向への変形に伴う前記半導体モジュールに荷重を加える作用点となり、当該接触部と前記板バネの変形支点形成部との距離を調整して前記各半導体モジュールへの荷重を調整してなる
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記板バネは、前記変形支点形成部から互いに離間する方向に延び前記半導体モジュールに接する部位を有することを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記バネ押えブラケットを前記冷却器に締結手段により固定したことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記バネ押えブラケットに形成した締結用ボスを貫通する締結手段を前記冷却器に締結することにより前記バネ押えブラケットを前記冷却器に固定したことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 前記冷却器における前記半導体モジュールの載置面と前記締結用ボスの着座面とを同一平面に形成したことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。
- 前記複数の半導体モジュールの並設方向における前記半導体モジュールの両側に前記締結用ボスおよび前記着座面を配置したことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
- 前記半導体モジュールの一方に導電性部材に締結される入出力端子が延び、前記半導体モジュールの中央より反入出力端子側に前記板バネが配置されるように形成されたバネ押えブラケットを設けてなることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の半導体装置。
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