JP2015088556A - Electronic module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子モジュールに関し、特に、放熱体にサーマルグリスを介在して電子部品が締め付け固定された放熱構造を有する電子モジュールに適用して有効な技術に関するものである。 The present invention relates to an electronic module, and more particularly to a technique that is effective when applied to an electronic module having a heat dissipation structure in which an electronic component is fastened and fixed with thermal grease interposed in a heat radiator.
電子モジュールに搭載される電子部品として、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのパワートランジスタを内蔵した半導体装置(以下、パワー半導体装置と呼ぶ)が知られている。このパワー半導体装置は、扱う電力が大きいため発熱密度も高い。そこで、パワー半導体装置などの発熱密度が高い電子部品を搭載する電子モジュールにおいては、放熱性を高めるために様々な放熱構造が提案され、実用化されている。 As an electronic component mounted on an electronic module, for example, a semiconductor device (hereinafter referred to as a power semiconductor device) including a power transistor such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is known. This power semiconductor device has a high heat generation density because it handles a large amount of power. Therefore, various heat dissipation structures have been proposed and put to practical use in electronic modules equipped with electronic components with high heat generation density such as power semiconductor devices in order to improve heat dissipation.
例えば、特許文献1には、モジュールケースの凹部内にサーマルグリスを介在して補助板がネジ部材で締め付け固定(締結)され、この補助板に電子部品が設置された放熱構造が開示されている。
また、特許文献2には、放熱部材にオイルコンパウンド(熱伝導材)を介在して発熱性電子部品がネジ部材で締め付け固定された放熱構造が開示されている。
For example,
なお、本願では、サーマルグリス(サーマルグリース)、サーマルペースト、シリコングリス、ヒートシンクコンパウンドなどのペースト状の熱伝導性物質を総称してサーマルグリスと呼ぶ。 In the present application, paste-like thermally conductive materials such as thermal grease (thermal grease), thermal paste, silicon grease, and heat sink compound are collectively referred to as thermal grease.
ところで、電子モジュールにおける放熱構造としては、フィン付き放熱部材や放熱板などの放熱体に電子部品を取り付け、電子部品の熱を放熱体に伝達して逃がすようにした構造が代表的な放熱構造の1つである。このような放熱構造においては、放熱体及び電子部品の各々の接合面に微細な凹凸が存在し、この微細な凹凸による隙間の影響で熱伝導性の低い空気が両者の接合面の間に含まれることがあり、電子部品の発熱密度が高い場合に所望の放熱効果が得られない。 By the way, as a heat dissipation structure in an electronic module, a structure in which an electronic component is attached to a heat radiating body such as a finned heat radiating member or a heat radiating plate and the heat of the electronic component is transmitted to the heat radiating body to escape is a typical heat radiating structure. One. In such a heat dissipation structure, there are fine irregularities on the joint surfaces of the radiator and the electronic component, and air with low thermal conductivity is included between the joint surfaces due to the influence of the gaps due to the fine irregularities. When the heat generation density of the electronic component is high, a desired heat dissipation effect cannot be obtained.
そこで、特許文献1や特許文献2に開示されているように、放熱体と電子部品との間にサーマルグリスを介在した放熱構造が電子モジュールに採用されている。この放熱構造は、放熱体及び電子部品の各々の接合面に存在する微細な凹凸による隙間をサーマルグリスで埋めることができるので、両者の間から空気を追い出すことができる。
しかしながら、従来の放熱構造では、引用文献1や引用文献2のように、放熱体にサーマルグリスを介在して電子部品をネジ部材で締め付け固定する際、放熱体から電子部品を離間して保持するようになっていないため、ネジ部材の締め付けトルクの変動、即ちネジ部材の締め付け具合によってサーマルグリスの厚みが変動し易く安定しない。このため、放熱体と電子部品との間において、放熱体と電子部品とが接触している部分やサーマルグリスが介在されている部分が存在し、放熱体及び電子部品とサーマルグリスとの接触にバラツキが生じる。
Therefore, as disclosed in
However, in the conventional heat dissipation structure, as in
この接触バラツキは放熱体と電子部品との間の熱抵抗のバラツキを意味し、このような熱抵抗のバラツキがあると、電子部品から放熱体に至る熱伝導性能が低下するため、放熱体と電子部品との間に介在されるサーマルグリスの厚みを安定して保つ必要がある。
本発明の目的は、電子部品から放熱体に至る熱伝導性能を安定的に確保できる電子モジュールを提供することにある。
This contact variation means a variation in thermal resistance between the radiator and the electronic component. If there is such a variation in thermal resistance, the heat conduction performance from the electronic component to the radiator will be reduced. It is necessary to keep the thickness of the thermal grease interposed between the electronic components stable.
The objective of this invention is providing the electronic module which can ensure stably the heat-conduction performance from an electronic component to a heat sink.
(1)本発明の一態様に係る電子モジュールは、放熱体と、前記放熱体にサーマルグリスを介在してネジ締め付け手段で締め付け固定された電子部品とを有する電子モジュールであって、前記放熱体と前記電子部品との間に、前記放熱体から電子部品を離間して保持するスペーサが設けられている。
上述した手段(1)によれば、放熱体にサーマルグリスを介在して電子部品をネジ締め付け手段で締め付け固定する際、電子部品が放熱体から離間して保持されるので、ネジ締め付け手段の締め付けトルクの変動に影響されることなく、放熱体と電子部品との間に介在されるサーマルグリスの厚みを安定して保つことができる。この結果、放熱体及び電子部品とサーマルグリスとの接触バラツキを抑制することができるので、電子部品から放熱体に至る熱伝達性能を安定して確保することができる。
(1) The electronic module which concerns on 1 aspect of this invention is an electronic module which has a heat radiator and the electronic component fastened and fixed with the screw fastening means via the thermal grease in the said heat sink, The said heat sink And a spacer for separating and holding the electronic component from the radiator.
According to the above-mentioned means (1), when the electronic component is fastened and fixed by the screw tightening means with the thermal grease interposed in the heat sink, the electronic component is held away from the heat sink. The thickness of the thermal grease interposed between the radiator and the electronic component can be stably maintained without being affected by the torque fluctuation. As a result, contact variation between the heat radiator and the electronic component and the thermal grease can be suppressed, so that the heat transfer performance from the electronic component to the heat radiator can be stably secured.
また、スペーサの高さ寸法を規定して放熱体と電子部品との間の離間距離を設定することにより、サーマルグリスの厚みが所要値となるように管理することができる。このため、電子モジュールの熱設計条件に応じてスペーサの高さ寸法を決めることにより、電子部品から放熱体に伝熱する放熱量を設計することができる。 In addition, the thickness of the thermal grease can be managed to be a required value by defining the spacer height dimension and setting the distance between the radiator and the electronic component. For this reason, by determining the height dimension of the spacer according to the thermal design conditions of the electronic module, it is possible to design the amount of heat dissipated from the electronic component to the radiator.
(2)前記手段(1)に記載の電子モジュールにおいて、前記電子部品は、発熱素子と、前記発熱素子が搭載された素子搭載部と、前記素子搭載部と並んで配置された被ネジ締め付け固定部とを有し、前記放熱体は、前記素子搭載部が前記サーマルグリスを介在して連結された熱伝達部と、前記被ネジ締め付け固定部が前記ネジ締め付け手段で締め付け固定されたネジ締め付け固定部とを有し、前記スペーサは、前記放熱体の前記ネジ締め付け固定部と前記電子部品の前記被ネジ締め付け固定部との間に設けられていることが好ましい。
上述した手段(2)によれば、被ネジ締め付け固定部がスペーサを介してネジ締め固定部に支持されるので、ネジ締め付け手段の締め付けによる電子部品の反りを抑制することができる。
(2) In the electronic module according to the means (1), the electronic component includes a heating element, an element mounting portion on which the heating element is mounted, and a screw-fastening and fixing arranged side by side with the element mounting portion. A heat transfer portion in which the element mounting portion is connected via the thermal grease, and a screw tightening fixing in which the screw tightening fixing portion is fastened and fixed by the screw tightening means. Preferably, the spacer is provided between the screw tightening fixing portion of the radiator and the screw tightening fixing portion of the electronic component.
According to the above-described means (2), since the screw tightening fixing portion is supported by the screw tightening fixing portion via the spacer, it is possible to suppress warping of the electronic component due to tightening of the screw tightening means.
(3)前記手段(2)に記載の電子モジュールにおいて、前記放熱体は凹部を有し、前記熱伝達部及び前記ネジ締め付け固定部は前記凹部の底面に設けられ、前記電子部品は前記凹部に配置されていることが好ましい。
上述した手段(3)によれば、放熱体にサーマルグリスを介在して電子部品をネジ締め付け手段で締め付け固定する際、放熱体と電子部品との間からサーマルグリスの一部が食み出ても凹部によってサーマルグリスの広がりを抑制することができるので、食み出たサーマルグリスの除去作業を省くことができ、電子モジュールの生産効率を向上させることができる。
(3) In the electronic module according to the means (2), the radiator has a recess, the heat transfer portion and the screw fastening portion are provided on a bottom surface of the recess, and the electronic component is in the recess. It is preferable that they are arranged.
According to the means (3) described above, when the electronic component is fastened and fixed by the screw fastening means with the thermal grease interposed in the heat sink, a part of the thermal grease protrudes between the heat sink and the electronic component. In addition, since the spread of the thermal grease can be suppressed by the concave portion, the work of removing the protruding thermal grease can be omitted, and the production efficiency of the electronic module can be improved.
(4)前記手段(2)又は前記手段(3)に記載の電子モジュールにおいて、前記スペーサは、前記熱伝達部よりも突出するようにして前記ネジ締め付け固定部に設けられていることが好ましい。
上述した手段(4)によれば、放熱体にサーマルグリスを介在して電子部品をネジ締め付け手段で締め付け固定する際、スペーサを個別に配置する手間を省くことができるので、電子部品の取り付けを容易にすることができる。
(4) In the electronic module according to the means (2) or the means (3), it is preferable that the spacer is provided in the screw tightening fixing portion so as to protrude from the heat transfer portion.
According to the above-mentioned means (4), when the electronic component is fastened and fixed by the screw fastening means with the thermal grease interposed in the radiator, it is possible to save the trouble of arranging the spacers individually. Can be easily.
(5)前記手段(2)又は前記手段(3)に記載の電子モジュールにおいて、前記スペーサは、前記素子搭載部よりも突出するようにして前記被ネジ締め付け固定部に設けられていることが好ましい。
上述した手段(5)によっても、放熱体にサーマルグリスを介在して電子部品をネジ締め付け手段で締め付け固定する際、スペーサを個別に配置する手間を省くことができるので、電子部品の取り付けを容易にすることができる。
(5) In the electronic module according to the means (2) or the means (3), it is preferable that the spacer is provided in the screw tightening fixing portion so as to protrude from the element mounting portion. .
Even with the means (5) described above, when the electronic components are fastened and fixed by the screw fastening means with the thermal grease interposed in the radiator, it is possible to save the trouble of arranging the spacers individually, so that the electronic parts can be easily attached. Can be.
(6)前記手段(2)乃至前記手段(5)のうち何れかに記載の電子モジュールにおいて、前記ネジ締め付け固定部及び前記被ネジ締め付け固定部は、前記熱伝達部及び前記素子搭載部を挟んで少なくとも互いに反対側に位置する各々の領域に配置されていることが好ましい。
上述した手段(6)によれば、電子部品は複数の箇所で保持されるので、放熱体に電子部品を安定して取り付けることができると共に、サーマルグリスの厚みもより安定して保つことができる。
(6) In the electronic module according to any one of the means (2) to the means (5), the screw tightening fixing portion and the screw tightening fixing portion sandwich the heat transfer portion and the element mounting portion. It is preferable that they are arranged at least in the respective regions located on opposite sides.
According to the means (6) described above, since the electronic component is held at a plurality of locations, the electronic component can be stably attached to the radiator and the thickness of the thermal grease can be more stably maintained. .
(7)前記手段(1)乃至前記手段(6)のうち何れかに記載の電子モジュールにおいて、前記放熱体と前記電子部品との間の離間距離は、0.01mm乃至3mmとすることが好ましい。 (7) In the electronic module according to any one of the means (1) to the means (6), a separation distance between the heat radiator and the electronic component is preferably 0.01 mm to 3 mm. .
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
本発明の電子モジュールによれば、電子部品から放熱体に至る熱伝導性能を安定して確保することができる。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
According to the electronic module of the present invention, it is possible to stably ensure the heat conduction performance from the electronic component to the heat radiator.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
(実施形態1)
本実施形態1では、電子部品としてパワー半導体装置を有する電子モジュールに本発明を適用した例について説明する。また、本実施形態1では、放熱体からパワー半導体装置を離間して保持するスペーサが放熱体に設けられた例について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments of the invention, and the repetitive description thereof is omitted.
(Embodiment 1)
In the first embodiment, an example in which the present invention is applied to an electronic module having a power semiconductor device as an electronic component will be described. In the first embodiment, an example in which a spacer that holds the power semiconductor device away from the radiator is provided on the radiator will be described.
以下、本発明の実施形態1に係る電子モジュールについて、図1乃至図4を用いて説明する。
図1乃至図4において、本実施形態1の電子モジュール1は、放熱体10と、この放熱体10にサーマルグリス2を介在してネジ部材6で締め付け固定された電子部品としてのパワー半導体装置20とを有している。また、本実施形態1の電子モジュール1は、パワー半導体装置20が実装された実装基板30を有している。ネジ部材6は、本発明のネジ締め付け手段に対応する。即ち、本実施形態1の電子モジュール1は、放熱体10にサーマルグリス2を介在してパワー半導体装置20がネジ締め付け手段としてのネジ部材6で締め付け固定された放熱構造を有している。本実施形態1において、放熱体10は凹部11を有し、パワー半導体装置20は、放熱体10の凹部11に配置されている。凹部11は平面視したときパワー半導体装置20よりも若干大きい平面サイズで形成されている。
Hereinafter, an electronic module according to
1 to 4, the
パワー半導体装置20は、ベース部材21と、キャップ25と、複数のリードピン26と、複数の発熱素子27とを有している。
ベース部材21は、複数の発熱素子27が搭載された素子搭載部22と、この素子搭載部22と並んで配置された被ネジ締め付け固定部23とを有している。即ち、本実施形態1において、パワー半導体装置20は、素子搭載部22と被ネジ締め付け固定部23とが同一の部材で形成されている。ベース部材21は、これに限定されないが、例えば熱伝導性が良好な銅材からなる金属板を主体に構成されている。金属板の一主面側には、図示していないが、この金属板と絶縁された配線層が設けられている。
The
The
キャップ25は、天井部の中央が脚部で囲まれた凹形状からなり、複数の発熱素子27を覆うようにしてベース部材21に固定されている。キャップ25は、図示していないが、配線層を有している。
複数のリードピン26は、キャップ25の天井部にキャップ25から突出するようにして設けられている。この複数のリードピン26は、図示していないが、キャップ25に設けられた配線層と電気的に接続されている。
The
The plurality of lead pins 26 are provided on the ceiling portion of the
複数の発熱素子27の各々は、例えばIGBTなどのパワートランジスタが内蔵された半導体チップである。この複数の発熱素子27の各々は、ベース部材21の配線層及びキャップ25の配線層を介して複数のリードピン26と電気的に接続されている。
放熱体10は、パワー半導体装置20の素子搭載部22がサーマルグリス2を介在して連結された熱伝達部12と、パワー半導体装置20の被ネジ締め付け固定部23がネジ部材6で締め付け固定されたネジ締め付け固定部13とを有している。本実施形態1では、熱伝達部12及び被ネジ締め付け固定部23は、凹部11の底面に設けられている。放熱体10は、例えば熱伝導性が良好なアルミニウム若しくはアルミナで形成されている。
Each of the plurality of
In the
ネジ部材6は、頭部及び雄ネジ部が設けられた構成になっている。ネジ部材6の雄ネジ部は、ベース部材21の被ネジ締め付け固定部23に設けられた貫通孔24を通して、放熱体10のネジ締め付け固定部13に設けられた雌ネジ部に嵌め合わされている。パワー半導体装置20は、このネジ部材6の雄ネジ部と放熱体10の雌ネジ部との嵌め合わせによる締め付け力によって、放熱体10に締め付け固定(締結)されている。
The
放熱体10のネジ締め付け固定部13及びパワー半導体装置20の被ネジ締め付け固定部23は、放熱体10の熱伝達部12及びパワー半導体装置20の素子搭載部22を挟んで少なくとも互いに反対側に位置する各々の領域に配置されている。
実装基板30は、例えばプリント配線基板で形成されている。実装基板30には、パワー半導体装置20が実装されている。パワー半導体装置20のリードピン26は実装基板30のスルーホール配線に挿入され、このスルーホール配線と半田によって電気的にかつ機械的に接続されている。
The screw
The mounting
実装基板30は、放熱体10との間にパワー半導体装置20が配置されるように、放熱体10との間に配置された支持体32にネジ部材33で締め付け固定され、この支持体32を介して放熱体10に支持されている。実装基板30には、放熱体10にパワー半導体装置20をネジ部材6で締め付け固定する際、ネジ部材6を回す工具を挿入するための貫通孔31が設けられている。
The mounting
なお、実装基板30には、パワー半導体装置20の他に、図示していないが、抵抗素子、容量素子などの他の電子部品も実装されている。
本実施形態1の電子モジュール1は、放熱体10とパワー半導体装置20との間に、放熱体10からパワー半導体装置20を離間して保持するスペーサ3Aが設けられている。本実施形態1において、スペーサ3Aは、放熱体10のネジ締め付け固定部13とパワー半導体装置20の被ネジ締め付け固定部23の間に設けられている。また、スペーサ3Aは、放熱体10の熱伝達部12よりもパワー半導体装置20側に突出するようにして放熱体10のネジ締め付け固定部13に設けられている。このスペーサ3Aは、凹部11の底面から部分的に突出する浮き島状で形成されている。スペーサ3Aは、放熱体10の熱伝導部12とパワー半導体装置20の素子搭載部22との間の離間距離tが、0.01mm乃至3mm程度になるように突出している。
In addition to the
In the
ここで、高い放熱効果を得るためには離間距離tを小さくしてサーマルグリス2の厚みを薄くすることが有効であるが、高コストにならない一般的な加工方法で確保できる離間距離tの下限値を0.01mm程度としている。また、電子モジュール1の熱設計条件に応じてサーマルグリス2の厚みが所要値になるよう離間距離tを設定することにより、パワー半導体装置20の素子搭載部22から放熱体10の熱伝導部12に伝熱する放熱量を設計することができるが、サーマルグリス2の厚みが厚くなると放熱量が小さくなるだけでなく、サーマルグリス2の使用量が多くなり、経済的ではない。この経済性も考慮して、離間距離tの上限値を3mm程度としている。なお、本実施形態1における離間距離tの範囲は上記範囲に限定されるものではない。
Here, in order to obtain a high heat dissipation effect, it is effective to reduce the separation distance t and reduce the thickness of the
本実施形態1の電子モジュール1において、パワー半導体装置20は扱う電力が大きいため発熱密度も高い。パワー半導体装置20で発生した熱は、主にベース部材21の素子搭載部22からサーマルグリス2を介して放熱体10の熱伝達部12に伝達されるが、ベース部材21の被ネジ締め付け固定部23からスペーサ3Aを介して放熱体10のネジ締め付け固定部13にも伝達される。
In the
このように構成された電子モジュール1は、放熱体10にサーマルグリス2を塗布し、その後、放熱体10にサーマルグリス2を介在してパワー半導体装置20をネジ部材6で締め付け固定することによって製造される。放熱体10に塗布されたサーマルグリス2は、放熱体10にパワー半導体装置20をネジ部材6で締め付け固定するときの締め付け力によって押し伸されて層状に形成される。
The
ここで、従来の放熱構造について本実施形態1の図面を参照して説明すると、従来の放熱構造では、放熱体10にサーマルグリス2を介在してパワー半導体装置20をネジ部材6で締め付け固定する際、放熱体10からパワー半導体装置20を離間して保持するようになっていないため、ネジ部材6の締め付けトルクの変動、即ちネジ部材6の締め付け具合によってサーマルグリス2の厚みが変動し易く安定しない。このため、放熱体10とパワー半導体装置20との間において、放熱体10とパワー半導体装置20とが接触している部分やサーマルグリス2が介在されている部分が存在し、放熱体10及びパワー半導体装置20とサーマルグリス2との接触にバラツキが生じる。この接触バラツキは放熱体10とパワー半導体装置20との間の熱抵抗のバラツキを意味し、このような熱抵抗のバラツキがあると、パワー半導体装置20から放熱体10に至る熱伝導性能が低下する。
Here, the conventional heat dissipation structure will be described with reference to the drawings of the first embodiment. In the conventional heat dissipation structure, the
これに対し、本実施形態1の電子モジュール1によれば、以下の効果が得られる。
(1)本実施形態1の電子モジュール1は、放熱体10とパワー半導体装置20との間に、放熱体10からパワー半導体装置20を離間して保持するスペーサ3Aが設けられている。
したがって、本実施形態1の電子モジュール1によれば、放熱体10にサーマルグリス2を介在してパワー半導体装置20をネジ部材6で締め付け固定する際、パワー半導体装置20が放熱体10から離間して保持されるので、ネジ部材6の締め付けトルクの変動に影響されることなく、放熱体10とパワー半導体装置20との間に介在されるサーマルグリス2の厚みを安定して保つことができる。この結果、放熱体10及びパワー半導体装置20とサーマルグリス2との接触バラツキを抑制することができるので、パワー半導体装置20から放熱体10に至る熱伝達性能を安定して確保することができる。
On the other hand, according to the
(1) In the
Therefore, according to the
また、スペーサ3Aの高さ寸法を規定して放熱体10の熱伝導部12とパワー半導体装置20の素子搭載部22との間の離間距離tを設定することにより、サーマルグリス2の厚みが所要値となるように管理することができる。このため、電子モジュール1の熱設計条件に応じてスペーサ3Aの高さ寸法を決めることにより、パワー半導体装置20の素子搭載部22から放熱体10の熱伝導部12に伝熱する放熱量を設計することができる。
Moreover, the thickness of the
(2)本実施形態1の電子モジュール1において、パワー半導体装置20は、発熱素子27と、発熱素子27が搭載された素子搭載部22と、素子搭載部22と並んで配置された被ネジ締め付け固定部23とを有している。そして、放熱体10は、パワー半導体装置20の素子搭載部22がサーマルグリス2を介在して連結された熱伝達部12と、パワー半導体装置20の被ネジ締め付け固定部23がネジ部材6で締め付け固定されたネジ締め付け固定部13とを有している。そして、スペーサ3Aは、放熱体10のネジ締め付け固定部13とパワー半導体装置20の被ネジ締め付け固定部23との間に設けられている。
したがって、本実施形態1の電子モジュール1によれば、パワー半導体装置20の被ネジ締め付け固定部23がスペーサ3Aを介して放熱体10のネジ締め付け固定部13に支持されるので、ネジ部材6の締め付けによるパワー半導体装置20の反りを抑制することができる。
(2) In the
Therefore, according to the
(3)本実施形態1の電子モジュール1において、放熱体10は凹部11を有している。そして、放熱体10の熱伝達部12及びネジ締め付け固定部13は凹部11の底面に設けられている。そして、パワー半導体装置20は、放熱体10の凹部11に配置されている。
したがって、本実施形態1の電子モジュール1によれば、放熱体10にサーマルグリス2を介在してパワー半導体装置20をネジ部材6で締め付け固定する際、放熱体10とパワー半導体装置20との間からサーマルグリス2の一部が食み出ても凹部11によってサーマルグリス2の広がりを抑制することができるので、食み出たサーマルグリス2の除去作業を省くことができ、電子モジュール1の生産効率を向上させることができる。
(3) In the
Therefore, according to the
(4)本実施形態1の電子モジュール1において、スペーサ3Aは、放熱体10の熱伝達部12よりも突出するようにして放熱体10のネジ締め付け固定部13に設けられている。
したがって、本実施形態1の電子モジュール1によれば、放熱体10にサーマルグリス2を介在してパワー半導体装置20をネジ部材6で締め付け固定する際、スペーサ3Aを個別に配置する手間を省くことができるので、パワー半導体装置20の取り付けを容易にすることができる。
(4) In the
Therefore, according to the
(5)本実施形態1の電子モジュール1において、放熱体10のネジ締め付け固定部13及びパワー半導体装置20の被ネジ締め付け固定部23は、放熱体10の熱伝達部12及びパワー半導体装置20の素子搭載部22を挟んで少なくとも互いに反対側に位置する各々の領域に配置されている。
したがって、本実施形態1の電子モジュール1によれば、パワー半導体装置20は複数の箇所で保持されるので、放熱体10にパワー半導体装置20を安定して取り付けることができると共に、サーマルグリス2の厚みもより安定して保つことができる。
(5) In the
Therefore, according to the
(実施形態2)
前述の実施形態1では、放熱体10からパワー半導体装置20を離間して保持するスペーサ3Aが放熱体10に設けられた例について説明したが、本実施形態2では、放熱体10からパワー半導体装置20を離間して保持するスペーサ3Bがパワー半導体装置20に設けられた例について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the example in which the
図5において、本実施形態2の電子モジュール40は、前述の実施形態1の電子モジュール1とほぼ同様の構成になっているが、放熱体10からパワー半導体装置20を離間して保持するスペーサ3Bの構成が異なっている。
すなわち、スペーサ3Bは、パワー半導体装置20に設けられている。本実施形態2において、スペーサ3Bは、パワー半導体装置20の素子搭載部22よりも放熱体10側に突出するようにしてパワー半導体装置20の被ネジ締め付け固定部23に設けられている。このスペーサ3Bは、ベース部材21の放熱体10側の面から部分的に突出する浮き島状で形成されている。スペーサ3Bは、放熱体10の熱伝導部12とパワー半導体装置20の素子搭載部22との間の離間距離tが、約0.01mm乃至3mm程度になるように突出している。ここで、本実施形態2における離間距離tの上記範囲の設定根拠は前述の実施形態1と同様である。なお、本実施形態2における離間距離tの範囲は上記範囲に限定されるものではない。
In FIG. 5, the
That is, the spacer 3 </ b> B is provided in the
このように構成された本実施形態2の電子モジュール40においても、前述の実施形態1の電子モジュール1と同様の効果が得られる。
なお、前述の実施形態1及び2では、放熱体10にサーマルグリス2を介在して締め付け固定される電子部品として、IGBTなどのパワートランジスタを内蔵したパワー半導体装置20を一例に説明したが、電子部品としては例えばパワートランジスタ、論理回路、メモリ回路などを混在した半導体装置であってもよい。すなわち、本発明は、放熱体にサーマルグリスを介在して締め付け固定される電子部品全般に適用することができる。
Also in the
In the first and second embodiments described above, the
また、前述の実施形態1及び2では、放熱体10にパワー半導体装置20を締め付け固定するネジ締め付け手段としてネジ部材6を一例に説明したが、ネジ締め付け手段としては、例えばボルト及びナットからなる締め付け部材を用いてもよい。
また、前述の実施形態1及び2では、パワー半導体装置20において、素子搭載部22及び被ネジ締め付け固定部23が同一の部材(ベース部材21)に設けられた場合について説明したが、被ネジ締め付け固定部23は素子搭載部22とは別の部材で形成してもよい。
In the first and second embodiments described above, the
In the first and second embodiments described above, in the
以上のように、本発明の電子モジュールは、電子部品から放熱体に至る熱伝達性能を安定して確保することができるという効果を有し、放熱体にサーマルグリスを介在して電子部品がネジ締め付け手段で締め付け固定された放熱構造を有する電子モジュールに有用である。 As described above, the electronic module of the present invention has an effect that the heat transfer performance from the electronic component to the heat radiating body can be stably secured, and the electronic component is screwed with the thermal grease interposed in the heat radiating body. This is useful for an electronic module having a heat dissipation structure that is fastened and fixed by a fastening means.
1…電子モジュール、2…サーマルグリス、3A,3B…スペーサ、6…ネジ部材(ネジ締め付け手段)、
10…放熱体、11…凹部、12…熱伝導部、13…ネジ締め付け固定部
20…パワー半導体装置(電子部品)、21…ベース部材、22…チップ搭載部、23…被ネジ締め付け固定部、24…貫通孔、25…キャップ、26…リードピン、27…発熱素子
30…実装基板、31…貫通孔、32…支持体、33…ネジ部材
40…電子モジュール、t…離間距離
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記放熱体と前記電子部品との間に、前記放熱体から前記電子部品を離間して保持するスペーサが設けられていることを特徴とする電子モジュール。 An electronic module having a radiator and an electronic component fastened and fixed by screw fastening means with thermal grease interposed in the radiator,
An electronic module, wherein a spacer is provided between the heat radiator and the electronic component to hold the electronic component away from the heat radiator.
前記電子部品は、発熱素子と、前記発熱素子が搭載された素子搭載部と、前記素子搭載部と並んで配置された被ネジ締め付け固定部とを有し、
前記放熱体は、前記素子搭載部が前記サーマルグリスを介在して連結された熱伝達部と、前記被ネジ締め付け固定部が前記ネジ締め付け手段で締め付け固定されたネジ締め付け固定部とを有し、
前記スペーサは、前記放熱体の前記ネジ締め付け固定部と前記電子部品の前記被ネジ締め付け固定部との間に設けられていることを特徴とする電子モジュール。 The electronic module according to claim 1,
The electronic component includes a heat generating element, an element mounting portion on which the heat generating element is mounted, and a screw tightening fixing portion arranged side by side with the element mounting portion,
The heat radiator includes a heat transfer portion in which the element mounting portion is connected via the thermal grease, and a screw tightening fixing portion in which the screw tightening fixing portion is fastened and fixed by the screw tightening means,
The electronic module according to claim 1, wherein the spacer is provided between the screw tightening fixing portion of the radiator and the screw tightening fixing portion of the electronic component.
前記放熱体は、凹部を有し、
前記熱伝達部及び前記ネジ締め付け固定部は、前記凹部の底面に設けられ、
前記電子部品は、前記凹部に配置されていることを特徴とする電子モジュール。 The electronic module according to claim 2,
The radiator has a recess,
The heat transfer portion and the screw tightening fixing portion are provided on the bottom surface of the recess,
The electronic module is characterized in that the electronic component is disposed in the recess.
前記スペーサは、前記熱伝達部よりも突出するようにして前記ネジ締め付け固定部に設けられていることを特徴とする電子モジュール。 The electronic module according to claim 2 or claim 3,
The electronic module according to claim 1, wherein the spacer is provided on the screw tightening fixing portion so as to protrude from the heat transfer portion.
前記スペーサは、前記素子搭載部よりも突出するようにして前記被ネジ締め付け固定部に設けられていることを特徴とする電子モジュール。 The electronic module according to claim 2 or claim 3,
The electronic module according to claim 1, wherein the spacer is provided in the screw tightening fixing portion so as to protrude from the element mounting portion.
前記ネジ締め付け固定部及び前記被ネジ締め付け固定部は、前記熱伝達部及び前記素子搭載部を挟んで少なくとも互いに反対側に位置する各々の領域に配置されていることを特徴とする電子モジュール。 The electronic module according to any one of claims 2 to 5,
The electronic module according to claim 1, wherein the screw tightening fixing portion and the screw tightening fixing portion are disposed in respective regions located at least on opposite sides of the heat transfer portion and the element mounting portion.
前記放熱体と前記電子部品との間の離間距離は、0.01mm乃至3mmであることを特徴とする電子モジュール。 The electronic module according to any one of claims 1 to 6,
The electronic module according to claim 1, wherein a separation distance between the radiator and the electronic component is 0.01 mm to 3 mm.
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