JP2014033119A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力用途の半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device for power use.
電力変換用として使用される半導体装置は、信頼性を向上させるために、半導体装置に含まれる半導体素子および半導体素子と端子の接合部を樹脂で封止する封止樹脂封止化が進んでいる。また、電力変換用として使用される半導体装置は、動作時に発熱を伴うので、ヒートシンクに取り付けて使用されるのが一般的である。また、外部の埃などから保護するために、半導体モジュールはケースに収納される。 In order to improve the reliability of semiconductor devices used for power conversion, sealing resin sealing is progressing in which a semiconductor element included in the semiconductor device and a junction between the semiconductor element and a terminal are sealed with resin. . In addition, since a semiconductor device used for power conversion generates heat during operation, it is generally attached to a heat sink. Further, the semiconductor module is housed in a case in order to protect it from external dust and the like.
例えば、特許文献1に記載の半導体装置では、半導体装置の下部に配置したヒートシンクに加えて、半導体モジュールの上部にも熱伝導性の部材を配置することで、冷却性を高めている。
For example, in the semiconductor device described in
従来は、半導体モジュールをヒートシンクに取り付ける際、まず、半導体モジュールをヒートシンクにネジ止めなどによって取り付け、その後に半導体モジュールの端子と、バスバーの組み込まれたケースとをハンダ接合により固定していた。 Conventionally, when a semiconductor module is attached to a heat sink, the semiconductor module is first attached to the heat sink by screws or the like, and then the terminals of the semiconductor module and the case in which the bus bar is incorporated are fixed by soldering.
従来の半導体装置は、上述のように、ヒートシンクに半導体モジュールを取り付けてから、半導体モジュールとケースを固定していたため、組み立て工程数が多くなり、組み立て性が悪い問題があった。また、固定箇所が多くなり、構成部品数が増大する問題があった。 As described above, since the semiconductor module and the case are fixed after the semiconductor module is attached to the heat sink as described above, the conventional semiconductor device has a problem in that the number of assembly steps increases and the assemblability is poor. Further, there are problems that the number of fixing points increases and the number of components increases.
本発明は以上の問題を解決するためになされたものであり、簡素な工程で組み立て可能な構造で、かつ構成部品数の少ない半導体装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a semiconductor device having a structure that can be assembled by a simple process and having a small number of components.
本発明に係る半導体装置は、樹脂封止された半導体モジュールと、当該半導体モジュールの外郭をなすケースと、ケース上面の内面と前記半導体モジュール上面との間に挟持された弾性部材と、ケース下面の開口を塞いで固定されたヒートシンクとを備え、前記半導体モジュールの下面は、弾性部材の付勢力により、ヒートシンクに熱伝導グリスを介して押圧されることを特徴とする。 A semiconductor device according to the present invention includes a resin-sealed semiconductor module, a case that forms an outline of the semiconductor module, an elastic member sandwiched between an inner surface of the upper surface of the case and the upper surface of the semiconductor module, And a heat sink fixed by closing the opening, wherein the lower surface of the semiconductor module is pressed against the heat sink via heat conductive grease by an urging force of an elastic member.
本発明に係る半導体装置は、ケースにヒートシンクを固定すると、ケースとヒートシンクの間に挟持された弾性部材および半導体モジュールも同時に固定される構造である。よって、ケース、弾性部材、半導体モジュールおよびヒートシンクを一括して固定することが可能なため、従来よりも組立工程を簡素化することが可能である。従来よりも組立工程数を減らすことが可能なため、製品の歩留まりが向上する。 The semiconductor device according to the present invention has a structure in which when the heat sink is fixed to the case, the elastic member and the semiconductor module sandwiched between the case and the heat sink are also fixed simultaneously. Therefore, since the case, the elastic member, the semiconductor module, and the heat sink can be fixed together, the assembly process can be simplified as compared with the conventional case. Since the number of assembly steps can be reduced as compared with the conventional case, the yield of products is improved.
また、固定に必要な部品数を削減することができるため、半導体装置の軽量化が可能である。また、部品数の削減により、部品の劣化等による耐久性の低下が従来よりも起こりにくいため、長寿命化が期待できる。 In addition, since the number of components necessary for fixing can be reduced, the weight of the semiconductor device can be reduced. In addition, the reduction in the number of components makes it difficult for the durability to deteriorate due to deterioration of the components and the like.
また、本発明は、ケースと半導体モジュールの固定にハンダ等を必要としないため、製造における環境負荷を低減することが可能である。 In addition, since the present invention does not require solder or the like for fixing the case and the semiconductor module, it is possible to reduce the environmental load in manufacturing.
<実施の形態1>
<構成>
図1(a),(b)に、本実施の形態に係る半導体装置の断面図と平面図をそれぞれ示す。樹脂封止された半導体モジュール1は、半導体モジュール1の外郭をなすケース4に収納されている。ケース4上面の内面と半導体モジュール1上面との間には、弾性部材5として板バネが挟持されている。
<
<Configuration>
1A and 1B are a cross-sectional view and a plan view of a semiconductor device according to the present embodiment, respectively. The resin-sealed
ケース4下面には開口が形成されており、この開口を塞ぐように、ケース4にヒートシンク7が固定されている。また、半導体モジュール1下面は、弾性部材5即ち板バネの付勢力により、熱伝導グリス6を介してヒートシンク7に押圧されている。
An opening is formed in the lower surface of the
なお、ヒートシンク7はケース4に、ヒートシンク7側からネジ8によって固定されている。
The
半導体モジュール1は、例えば、並列接続されたIGBTと還流ダイオードが所定の基板上に配置されて構成される。また、大電力用途において、これらの半導体素子に高温環境で高速動作が求められる場合には、これらの材質はGaNまたはSiCであることが好ましい。また、半導体モジュール1は信頼性向上のために樹脂封止されている。
The
また、半導体モジュール1は、上述の半導体素子と接続された主端子2および制御端子3を備え、これらの端子は、ケース4を貫通してケース4上面に突出している。
The
また、ヒートシンク7下面には、放熱効率を高めるために複数のフィン、例えばピンフィン7aが形成されていてもよい(図13)。
In addition, a plurality of fins, for example, pin fins 7a, may be formed on the lower surface of the
本実施の形態における半導体装置の組み立て方法を、図1(c)を用いて説明する。組み立ては、ケース4上面を下にした状態で行われる。まず、ケース4上面の内面に、弾性部材5としての板バネが配置される。次に、板バネを介して半導体モジュール1が配置される。半導体モジュール1の下面には、熱伝導グリス6が塗布されている。
A method for assembling the semiconductor device in this embodiment will be described with reference to FIG. The assembly is performed with the upper surface of the
このとき、図1(c)に示すように、半導体モジュール1の主端子2および制御端子3とケース4の間には、上下方向に遊びスペースが設けられており、この遊びスペースによって、半導体モジュール1は、ケース4に対して上下方向に動くことができる。
At this time, as shown in FIG. 1 (c), a play space is provided in the vertical direction between the
次に、ケース4にヒートシンク7が、ヒートシンク7側からネジ8によりネジ止めされる。ケース4にヒートシンク7を固定することにより、ケース4とヒートシンク7の間に配置された弾性部材5即ち板バネおよび半導体モジュール1も同時に固定される。
Next, the
ケース4にヒートシンク7が固定される際に、半導体モジュール1はヒートシンク7に押されて、前述した上下方向の遊びスペースによって、弾性部材5をたわませる。つまり、弾性部材5はケース4上面の内面と半導体モジュール1上面に挟まれる。
When the
半導体モジュール1は、弾性部材5のたわみ量に応じて付勢力を受ける。この付勢力によって、半導体モジュール1は、熱伝導グリス6を介してヒートシンク7に押圧される。半導体モジュール1が熱伝導グリス6を介してヒートシンク7に密着することで、半導体モジュール1の発熱をヒートシンク7に効率的に伝えることができる。
The
また、本実施の形態においては、ケース4の開口から上面の内面までの深さ(以下、開口の深さという)に応じて、弾性部材5、即ち板バネのたわみ量を調整することが可能である。よって、ケース4の開口の深さに応じて、弾性部材5のたわみ量が決まるため、個々の製品ごとの弾性部材5の付勢力のばらつきを抑えることが可能である。
In the present embodiment, the amount of deflection of the
<効果>
本実施の形態に係る半導体装置は、樹脂封止された半導体モジュール1と、半導体モジュール1の外郭をなすケース4と、ケース4上面の内面と半導体モジュール1上面との間に挟持された弾性部材5、即ち板バネと、ケース4下面の開口を塞いで固定されたヒートシンク7とを備え、半導体モジュール1の下面は、弾性部材5即ち板バネの付勢力により、ヒートシンク7に熱伝導グリス6を介して押圧されることを特徴とする。
<Effect>
The semiconductor device according to the present embodiment includes a resin-sealed
従って、本実施の形態における半導体装置は、ケース4にヒートシンク7を固定すると、ケース4とヒートシンク7の間に挟持された弾性部材5および半導体モジュール1も同時に固定される構造である。よって、ケース4、弾性部材5、半導体モジュール1およびヒートシンク7を一括して固定することが可能なため、従来よりも組立工程を簡素化することが可能である。従来よりも組立工程数を減らすことが可能なため、製品の歩留まりが向上する。
Therefore, the semiconductor device in the present embodiment has a structure in which when the
また、固定に必要な部品数を削減することができるため、半導体装置の軽量化が可能である。また、部品数の削減により、部品の劣化等による耐久性の低下が従来よりも起こりにくいため、長寿命化が期待できる。 In addition, since the number of components necessary for fixing can be reduced, the weight of the semiconductor device can be reduced. In addition, the reduction in the number of components makes it difficult for the durability to deteriorate due to deterioration of the components and the like.
また、弾性部材5のたわみ量は、ケース4の開口の深さによって決まるため、個々の製品ごとの弾性部材5の半導体モジュール1に対する付勢力のばらつきを抑えて、品質を向上させることが可能である。また、従来は、ハンダ接合によりケース4と半導体モジュール1を固定していたが、本実施の形態では、ケース4と半導体モジュール1の固定に、ハンダ等を必要としないため、製造における環境負荷を低減することが可能である。
In addition, since the amount of deflection of the
また、本実施の形態に係る半導体装置は、ヒートシンク7側からケース4がネジ止めされることにより、ケース4がヒートシンク7に固定されることを特徴とする。従って、ネジ止めにより、ヒートシンク7をケース4に固定することが可能である。
The semiconductor device according to the present embodiment is characterized in that the
また、本実施の形態に係る半導体装置において、弾性部材5は、板バネであることを特徴とする。従って、半導体モジュール1をヒートシンク7に均一な圧力で押し付けることが可能である。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the
また、本実施の形態に係る半導体装置において、ヒートシンク7には、フィン、例えばピンフィン7aが形成されていることを特徴とする。従って、放熱効率を高めることが可能である。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the
また、本実施の形態に係る半導体装置において、半導体モジュール1は、Si、GaNまたはSiCからなる半導体素子を含むことを特徴とする。前述の様に部品数の削減により長寿命化が期待できるため、GaNまたはSiCからなる半導体素子を用いて高温環境における動作を行う場合であっても、従来よりも耐久性の向上が期待できる。また、Siからなる半導体素子を用いた場合であっても、従来と比較して長寿命化および組立工程数の削減が期待できる。
In the semiconductor device according to the present embodiment, the
<実施の形態2>
図2(a)に、本実施の形態に係る半導体装置の断面図を示す。本実施の形態において、ケース4底面には、弾性を有する係止ツメ4aが形成されている。この係止ツメ4aによってヒートシンク7が係止されることにより、ケース4にヒートシンク7が固定される。その他の構成は実施の形態1(図1(a))と同じであるため、説明を省略する。
<
FIG. 2A shows a cross-sectional view of the semiconductor device according to the present embodiment. In the present embodiment, a locking
図2(b)と図2(c)を用いて、本実施の形態における半導体装置の組み立て方法を説明する。まず、実施の形態1と同様に、ケース4上面を下にした状態で、ケース4に板バネ5、半導体モジュールが順に配置される。なお、半導体モジュール1下面には熱伝導グリス6が塗布されている。
A method for assembling the semiconductor device in this embodiment will be described with reference to FIGS. 2B and 2C. First, as in the first embodiment, the
次に、図2(b)に示すように、ケース4底面の開口にヒートシンク7を押し付けることにより、ヒートシンク7が係止ツメ4aを押し広げて、ヒートシンク7が係止ツメ4aに係止される。
Next, as shown in FIG. 2B, by pressing the
また、別の取り付け方法を、図2(c)を用いて説明する。図2(c)はケース4とヒートシンク7の底面図である。図に示すように、ヒートシンク7を、ケース4と係止ツメ4aの間に沿ってスライドさせながら取り付ける。
Another attachment method will be described with reference to FIG. FIG. 2C is a bottom view of the
<効果>
本実施の形態に係る半導体装置において、ケース4の底面には、弾性を有する係止ツメ4aが形成され、ヒートシンク7は、係止ツメ4aに係止されてケース4に固定されることを特徴とする。
<Effect>
In the semiconductor device according to the present embodiment, an
従って、ネジ止めによってケース4とヒートシンク7を固定した実施の形態1と同様の効果を得ることが可能である。さらに、ネジを用いないことによって、部品数をより削減できるため、より軽量化が可能である。また、ネジ止め作業が必要なくなるため、製造工程がより簡素化される。
Therefore, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment in which the
<実施の形態3>
図3に、本実施の形態に係る半導体装置の断面図を示す。本実施の形態において、ケース4下面の内面と半導体モジュール1上面の間に挟持される弾性部材5は、ウレタンゴム、シリコン樹脂、クロロプレンゴムのいずれかである。その他の構成は実施の形態1(図1(a))と同じであるため、説明を省略する。
<
FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the present embodiment. In the present embodiment, the
<効果>
本実施の形態に係る半導体装置において、弾性部材5は、ウレタンゴム、シリコン樹脂、クロロプレンゴムのいずれかからなることを特徴とする。従って、ウレタンゴム、シリコン樹脂、クロロプレンゴムのいずれを用いても、実施の形態1で用いた板バネと同様に弾性を得ることができるため、実施の形態1で述べた効果と同様の効果を得ることが可能である。
<Effect>
In the semiconductor device according to the present embodiment, the
<実施の形態4>
図4(a)に、本実施の形態における半導体装置の断面図を示す。実施の形態1では、弾性部材5として板バネを用いたが、本実施の形態では、弾性部材5としてコイル状のバネ11aを用いる。図4(a)に示すように、コイル状のバネ11aを複数配置することで、半導体モジュール1に均一な圧力をかけることができる。なお、半導体モジュール1に均一な圧力をかけることが可能であれば、配置されるコイル状のバネ11aは1つでも良い。その他の構成は実施の形態1(図1(a))と同じであるため、説明を省略する。
<
FIG. 4A shows a cross-sectional view of the semiconductor device in this embodiment. In the first embodiment, a leaf spring is used as the
また、本実施の形態の別の実施例として、図4(b)に示す様に、コイル状のバネ11aの代わりに、皿バネ11bを用いてもよい。なお、図4(b)では、皿バネ11bを2枚重ねて弾性部材としているが、皿バネ11bの個数および配置はこれに限定されない。
As another example of the present embodiment, as shown in FIG. 4B, a disc spring 11b may be used instead of the
<効果>
本実施の形態に係る半導体装置において、弾性部材5は、コイル状のバネ11aまたは皿バネ11bであることを特徴とする。従って、コイル状のバネ11aまたは皿バネ11bを用いても、板バネと同様に弾性を得られるため、実施の形態1で述べた効果と同様の効果を得ることが可能である。
<Effect>
In the semiconductor device according to the present embodiment, the
<実施の形態5>
図5に、本実施の形態における半導体装置の断面図を示す。本実施の形態では、半導体モジュール1の上面の、弾性部材5即ち板バネの両側部分に突起1aが形成される。その他の構成は実施の形態1(図1(a))と同じであるため、説明を省略する。
<
FIG. 5 is a cross-sectional view of the semiconductor device in this embodiment. In the present embodiment, protrusions 1 a are formed on both sides of the
図5のように半導体モジュール1上面に突起1aを形成することで、組み立ての際に、弾性部材5の位置がずれることを防止することができる。また、ケース4上面の内面に同様の突起を形成しても同じ効果を得ることができる。また、半導体モジュール1の上面とケース4上面の内面の両方に上述の突起1aを形成すれば、より確実に弾性部材5の位置がずれることを防止することが可能である。
By forming the protrusions 1a on the upper surface of the
また、図4(a)の様に、弾性部材5がコイル状のバネ11aである場合には、例えば、ケース4上面の内面のコイル状のバネが接する部分に窪みを形成することで、コイル状のバネ11aの端部が窪みに嵌合して、コイル状のバネ11aの位置がずれることを防止することが可能である。
When the
<効果>
本実施の形態に係る半導体装置は、ケース4および/または半導体モジュール1の弾性部材5が当接する面に、弾性部材5の形状に応じた凹凸が形成されることを特徴とする。
<Effect>
The semiconductor device according to the present embodiment is characterized in that irregularities corresponding to the shape of the
従って、弾性部材5の形状に応じて、ケース4および/または半導体モジュール1の弾性部材5が当接する面に凹凸を形成することで、弾性部材の位置がずれることを防止することが可能である。よって、より精度の高い組み立てが可能となる。
Therefore, it is possible to prevent the position of the elastic member from shifting by forming irregularities on the surface of the
<実施の形態6>
本実施の形態において、実施の形態1(図1(a))における熱伝導グリス6に代えて、ハンダまたは熱伝導性の接着剤を用いる。その他の構成は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
<
In the present embodiment, solder or a heat conductive adhesive is used in place of the heat
<効果>
本実施の形態に係る半導体装置において、実施の形態1における熱伝導グリス6に代えて、ハンダまたは熱伝導性の接着剤を用いることを特徴とする。従って、ハンダまたは熱伝導性の接着剤を用いても、熱伝導グリス6と同様に、半導体モジュール1とヒートシンク7の隙間を埋めて熱伝導を効率よく行うことが可能であるため、実施の形態1と同様の効果を得ることが可能である。
<Effect>
The semiconductor device according to the present embodiment is characterized in that solder or a heat conductive adhesive is used instead of the heat
<実施の形態7>
図6(a)に、本実施の形態における半導体装置の断面図を示す。本実施の形態において、半導体モジュール1の主端子2の外方端側は、ケース4の側面に沿って露出しており、露出部分には貫通穴2aが形成されている。
<
FIG. 6A shows a cross-sectional view of the semiconductor device in this embodiment. In the present embodiment, the outer end side of the
また、貫通穴2aに隣接して、ケース4側に6角ナット9が配置されている。ナット9の内面にはめねじが形成されている。なお、6角ナット9を配置せずに、貫通穴2aにめねじを形成してもよい。その他の構成は実施の形態1(図1(a))と同じであるため、説明を省略する。
Further, a hexagon nut 9 is arranged on the
上述の様に、半導体モジュール1の主端子2に貫通穴2aを形成して、貫通穴2a自体または貫通穴2aに連通してめねじを形成することで、主端子2と外部装置の端子を接続する際に、外部装置の端子を介して貫通穴2aにボルトを挿入してめねじで止めることで、主端子2と外部装置の端子の接続を容易に行うことが可能となる。
As described above, a through
なお、図6(b)に示すように、主端子2の外方端側をケース4上面に沿って露出させて配置し、図6(a)と同様に、露出部分に貫通穴2aを形成し、貫通穴2aに隣接するように6角ナット9を配置しても図6(a)と同様の効果を得ることが可能である。
As shown in FIG. 6B, the outer end side of the
<効果>
本実施の形態に係る半導体装置において、半導体モジュール1の所定の端子、即ち主端子2は、その外方端側がケース4の上面または側面に沿って露出しており、主端子2の露出部分には、貫通穴2aが形成され、貫通穴2a自体または貫通穴2aに連通してめねじが形成されることを特徴とする。
<Effect>
In the semiconductor device according to the present embodiment, the predetermined terminal of the
従って、主端子2と外部装置の端子を接続する際に、外部装置の端子を介して貫通穴2aにボルトを挿入して、めねじでボルトを止めることで、主端子2と外部装置の端子の接続を容易に行うことが可能となる。
Therefore, when connecting the
<実施の形態8>
図7に、本実施の形態における半導体装置の断面図を示す。本実施の形態において、半導体モジュール1の主端子2および制御端子3は、ケース4の側面から突出している。それ以外の構成は実施の形態1(図1(a))と同じであるため、説明を省略する。
<Eighth embodiment>
FIG. 7 is a cross-sectional view of the semiconductor device in this embodiment. In the present embodiment, the
本実施の形態における半導体装置は、ケース4側面から、半導体モジュール1の端子、即ち主端子2および制御端子3が突出していることを特徴とする。従って、実施の形態1(図1(a))の様に、ケース4上面から端子、即ち主端子2および制御端子3が突出している場合と比較して、半導体装置の小型化が可能である。
The semiconductor device according to the present embodiment is characterized in that the terminals of the
<実施の形態9>
図8に、本実施の形態における半導体装置の断面図を示す。本実施の形態では、実施の形態1(図1(a))と同様に、ケース4とヒートシンク7はネジ8により固定されるが、本実施の形態では、ケース4側からネジ止めされる点が異なる。その他の構成は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
<Embodiment 9>
FIG. 8 is a cross-sectional view of the semiconductor device in this embodiment. In the present embodiment, the
本実施の形態における半導体装置は、ケース4側からヒートシンク7がネジ止めされることにより、ケース4がヒートシンク7に固定されることを特徴とする。従って、実施の形態1で述べた効果と同様の効果を得ることが可能である。
The semiconductor device according to the present embodiment is characterized in that the
<実施の形態10>
図9に、本実施の形態における半導体装置の断面図を示す。本実施の形態において、ケース4上面および半導体モジュール1には貫通穴が形成されている。なお、貫通穴の位置に弾性部材5として、例えば板バネが配置される場合は、弾性部材5にも貫通穴が形成される。
<
FIG. 9 is a cross-sectional view of the semiconductor device in this embodiment. In the present embodiment, a through hole is formed in the upper surface of the
ネジ14は、ケース4および半導体モジュール1の貫通穴をケース4側から貫通して、ヒートシンク7にネジ止めされる。その他の構成は実施の形態1(図1(a))と同じであるため、説明を省略する。
The
<効果>
本実施の形態に係る半導体装置において、ケース4および半導体モジュール1には、貫通穴が形成されており、この貫通穴を通してヒートシンク7をネジ止めすることを特徴とする。従って、実施の形態1と同様の効果を得ることが可能である。
<Effect>
In the semiconductor device according to the present embodiment, a through hole is formed in the
<実施の形態11>
図10に、本実施の形態における半導体装置の断面図を示す。実施の形態1(図1(a))では、ネジ止めによりケース4とヒートシンク7の固定を行ったが、本実施の形態では、接着部12において、接着剤によりケース4とヒートシンク7の固定を行う。その他の構成は実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
<Embodiment 11>
FIG. 10 is a cross-sectional view of the semiconductor device in this embodiment. In the first embodiment (FIG. 1A), the
<効果>
本実施の形態において、ケース4は、ヒートシンク7に接着剤により固定されることを特徴とする。従って、実施の形態1と同様の効果を得ることが可能である。また、ケース4とヒートシンク7の固定にネジを用いないことにより、実施の形態1に比べて部品数を減らすことが可能なため、半導体装置のさらなる軽量化が可能である。
<Effect>
In this embodiment, the
<実施の形態12>
図11に、本実施の形態における半導体装置の断面図を示す。本実施の形態では、ケース4の弾性部材5が接する面に、金属板13が埋め込まれている。その他の構成は実施の形態1(図1(a))と同じであるため、説明を省略する。
<
FIG. 11 is a cross-sectional view of the semiconductor device in this embodiment. In the present embodiment, a
金属板13は、例えばアルミ板である。金属板13を埋め込むことによって、ケース4の弾性部材5が接する部分の剛性が高まる。よって、弾性部材5の付勢力によりケース4が歪むことを抑制可能である。
The
<効果>
本実施の形態における半導体装置は、ケース4の弾性部材5が接する面には、金属板13が埋め込まれていることを特徴とする。
<Effect>
The semiconductor device according to the present embodiment is characterized in that a
従って、金属板13を埋め込むことによって、ケース4の弾性部材が接する部分の剛性が高まるため、弾性部材5の付勢力によるケース4の歪みを抑制することが可能である。よって、弾性部材5の付勢力を精度良く半導体モジュール1に伝えることが可能である。
Therefore, by embedding the
<実施の形態13>
図12に、本実施の形態における半導体装置の断面図を示す。本実施の形態では、実施の形態10(図9)の半導体装置に対して、ケース4に代えて、ケース4上面の位置に設けられた制御基板10を備える。また、ヒートシンク7は、ケース4下面の開口を塞ぐ代わりに、開口の位置で実施の形態10と同様にネジ止めにより固定される。その他の構成は実施の形態10と同じであるため、説明を省略する。
<
FIG. 12 is a cross-sectional view of the semiconductor device in this embodiment. In the present embodiment, a
<効果>
本実施の形態における半導体装置は、実施の形態10における半導体装置に対して、ケース4に代えて、ケース4上面の位置に設けられた制御基板10を備え、ヒートシンク7は、ケース4下面の開口を塞ぐ代わりに、当該開口の位置でネジ止めにより固定される。
<Effect>
The semiconductor device in the present embodiment is provided with a
従って、実施の形態10と同様に、ネジ14によって制御基板10、弾性部材5、半導体モジュール1およびヒートシンク7を一括して固定できるため、ケース4の代わりに制御基板10を用いる場合であっても、従来よりも組立工程を簡素化することが可能である。組立工程の簡素化により、製品の歩留まりが向上する。また、固定に必要な部品数を削減することができるため、半導体装置の軽量化および長寿命化が可能である。
Therefore, similarly to the tenth embodiment, the
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
1 半導体モジュール、2 主端子、2a 貫通穴、3 制御端子、4 ケース、4a 係止ツメ、5 弾性部材、6 熱伝導グリス、7 ヒートシンク、7a ピンフィン、8,14 ネジ、9 6角ナット、10 制御基板、11a コイル状のバネ、11b 皿バネ、12 接着部、13 金属板。
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記半導体モジュールの外郭をなすケースと、
前記ケース上面の内面と前記半導体モジュール上面との間に挟持された弾性部材と、
前記ケース下面の開口を塞いで固定されたヒートシンクと、
を備え、
前記半導体モジュールの下面は、前記弾性部材の付勢力により、前記ヒートシンクに熱伝導グリスを介して押圧されることを特徴とする、
半導体装置。 A resin-sealed semiconductor module;
A case forming an outline of the semiconductor module;
An elastic member sandwiched between the inner surface of the upper surface of the case and the upper surface of the semiconductor module;
A heat sink fixed by closing the opening on the lower surface of the case;
With
The lower surface of the semiconductor module is pressed against the heat sink via heat conductive grease by an urging force of the elastic member.
Semiconductor device.
請求項1に記載の半導体装置。 The case is fixed to the heat sink by screwing the case from the heat sink side,
The semiconductor device according to claim 1.
前記ヒートシンクは、前記係止ツメに係止されて前記ケースに固定されることを特徴とする、
請求項1に記載の半導体装置。 A locking claw having elasticity is formed on the bottom surface of the case,
The heat sink is locked to the locking claw and fixed to the case.
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1〜3のいずれかに記載の半導体装置。 The elastic member is a leaf spring,
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1〜3のいずれかに記載の半導体装置。 The elastic member is made of any one of urethane rubber, silicone resin, and chloroprene rubber.
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1〜3のいずれかに記載の半導体装置。 The elastic member is a coiled spring or a disc spring,
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1〜6のいずれかに記載の半導体装置。 The surface of the case and / or the semiconductor module on which the elastic member abuts is formed with irregularities corresponding to the shape of the elastic member,
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1〜7のいずれかに記載の半導体装置。 Instead of the heat conductive grease, using solder or heat conductive adhesive,
The semiconductor device according to claim 1.
前記端子の露出部分には、貫通穴が形成され、
当該貫通穴自体または当該貫通穴に連通してめねじが形成されることを特徴とする、
請求項1〜8のいずれかに記載の半導体装置。 The predetermined terminal of the semiconductor module has its outer end exposed along the upper surface or side surface of the case,
A through hole is formed in the exposed portion of the terminal,
The internal thread is formed in communication with the through hole itself or the through hole,
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1〜8のいずれかに記載の半導体装置。 The terminal of the semiconductor module protrudes from the side surface of the case,
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1に記載の半導体装置。 The case is fixed to the heat sink by screwing the heat sink from the case side,
The semiconductor device according to claim 1.
請求項11に記載の半導体装置。 Through holes are formed in the case and the semiconductor module, and a heat sink is screwed through the through holes.
The semiconductor device according to claim 11.
請求項1に記載の半導体装置。 The case is fixed to the heat sink with an adhesive,
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1〜13のいずれかに記載の半導体装置。 A metal plate is embedded in the surface of the case that contacts the elastic member,
The semiconductor device according to claim 1.
前記ヒートシンクは、前記ケース下面の開口を塞ぐ代わりに、当該開口の位置で前記ネジ止めにより固定される、
請求項12に記載の半導体装置。 In place of the case, provided with a control board provided at the position of the upper surface of the case,
The heat sink is fixed by screwing at the position of the opening instead of closing the opening on the lower surface of the case.
The semiconductor device according to claim 12.
請求項1〜15のいずれかに記載の半導体装置。 The heat sink is formed with fins,
The semiconductor device according to claim 1.
請求項1〜16のいずれかに記載の半導体装置。 The semiconductor module includes a semiconductor element made of Si, GaN, or SiC.
The semiconductor device according to claim 1.
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