JP2020181912A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2020181912A
JP2020181912A JP2019084647A JP2019084647A JP2020181912A JP 2020181912 A JP2020181912 A JP 2020181912A JP 2019084647 A JP2019084647 A JP 2019084647A JP 2019084647 A JP2019084647 A JP 2019084647A JP 2020181912 A JP2020181912 A JP 2020181912A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
heat transfer
capacitor
substrate
board
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
Application number
JP2019084647A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7088124B2 (en
Inventor
賢一郎 伊東
Kenichiro Ito
賢一郎 伊東
一善 紺谷
Kazuyoshi Konya
一善 紺谷
薫 吉川
Kaoru Yoshikawa
薫 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyota Industries Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Industries Corp filed Critical Toyota Industries Corp
Priority to JP2019084647A priority Critical patent/JP7088124B2/en
Publication of JP2020181912A publication Critical patent/JP2020181912A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7088124B2 publication Critical patent/JP7088124B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

To downsize a power substrate.SOLUTION: A semiconductor device 10 comprises a heat sink 11, a power substrate 20, a control substrate, and a capacitor substrate 50. The semiconductor device 10 also comprises a plurality of power elements. The plurality of power elements are separated into six power element groups and arranged. In each power element group, each power element comes into line. Each power element group is arranged at intervals. The semiconductor device 10 further comprises a spacer 40 electrically connecting the power substrate 20 and the capacitor substrate 50. The spacer 40 comprises a main body 41 and a heat transfer unit 42. The heat transfer unit 42 is located outside the power element group in a power element arrangement direction, and arranged in a position in which it does not overlap the capacitor 54 when viewed from a plate thickness direction of the capacitor substrate 50. The heat transfer unit 42 comprises a notch C. In the power substrate 20, a circuit element 38A is mounted in a position facing the notch C.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device.

特許文献1に記載のように、直流電力を交流電力に変換して出力する半導体装置は、パワー素子が実装されたパワー基板を備える。パワー基板には、パワー素子に加えてチップコンデンサ等の回路素子が実装されている。 As described in Patent Document 1, a semiconductor device that converts DC power into AC power and outputs it includes a power substrate on which a power element is mounted. In addition to the power element, a circuit element such as a chip capacitor is mounted on the power board.

特開2018−38145号公報JP-A-2018-38145

半導体装置においては、コストの低減や、配置上の制約を少なくすること等を目的として、パワー基板の小型化が求められる場合がある。
本発明の目的は、パワー基板を小型化することができる半導体装置を提供することにある。
In semiconductor devices, miniaturization of power substrates may be required for the purpose of reducing costs, reducing restrictions on arrangement, and the like.
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of miniaturizing a power substrate.

上記課題を解決する半導体装置は、複数のパワー素子を並べたパワー素子群が間隔を空けて複数配列されているパワー基板と、前記パワー基板の板厚方向に前記パワー基板と間隔を空けて配置されており、前記パワー素子を制御する電子部品が実装された制御基板と、前記パワー基板と前記制御基板との間に配置されており、複数のコンデンサが実装されたコンデンサ基板と、前記パワー基板が固定されたヒートシンクと、前記パワー基板と前記コンデンサ基板とを電気的に接続しているスペーサと、を備え、前記スペーサは、隣り合う前記パワー素子群同士の間に配置された本体と、前記パワー素子の並ぶ方向において、前記パワー素子群よりも外側であり、かつ、前記コンデンサ基板の板厚方向から見て前記コンデンサと重なり合わない位置に設けられた筒状の伝熱部と、を備え、前記伝熱部は、前記パワー基板に接触する第1接触面と、前記コンデンサ基板に接触する第2接触面と、前記第1接触面から前記第2接触面に向けて凹んでおり、前記伝熱部の内外を連通させる切欠部と、を備え、前記パワー基板には、前記切欠部に向かい合う位置に回路素子が実装されている。 A semiconductor device that solves the above problems includes a power substrate in which a plurality of power element groups in which a plurality of power elements are arranged are arranged at intervals, and the power substrate is arranged at intervals in the plate thickness direction of the power substrate. A control board on which electronic components for controlling the power element are mounted, a capacitor board on which a plurality of capacitors are mounted, and a power board which are arranged between the power board and the control board. The spacer is provided with a heat sink to which the power substrate is fixed and a spacer for electrically connecting the power substrate and the capacitor substrate. The spacer is a main body arranged between adjacent power element groups and the spacer. A tubular heat transfer unit provided at a position outside the power element group in the direction in which the power elements are lined up and at a position not overlapping the capacitor when viewed from the plate thickness direction of the capacitor substrate is provided. The heat transfer portion is recessed from the first contact surface in contact with the power substrate, the second contact surface in contact with the capacitor substrate, and the second contact surface from the first contact surface. A notch for communicating the inside and outside of the heat transfer portion is provided, and a circuit element is mounted on the power board at a position facing the notch.

パワー基板には、回路素子が実装されている。伝熱部に切欠部を設けることで、切欠部を設けない場合に比べて、切欠部に向かい合う位置に配置される回路素子からスペーサまでの絶縁距離を長くすることができる。切欠部を設けていない場合、伝熱部との絶縁距離を確保するため、伝熱部と回路素子との離間距離を長くする必要がある。即ち、パワー基板において、回路素子を実装可能な面積が少なくなる。切欠部を設けて、回路素子を伝熱部の近くに配置できるようにすることで、パワー基板を小型化することができる。 Circuit elements are mounted on the power board. By providing the heat transfer portion with the notch portion, the insulation distance from the circuit element arranged at the position facing the notch portion to the spacer can be lengthened as compared with the case where the notch portion is not provided. When the cutout portion is not provided, it is necessary to increase the separation distance between the heat transfer portion and the circuit element in order to secure the insulation distance from the heat transfer portion. That is, the area on which the circuit element can be mounted on the power board is reduced. The power substrate can be miniaturized by providing a notch so that the circuit element can be arranged near the heat transfer portion.

上記半導体装置について、前記伝熱部の軸線方向に直交する方向を前記伝熱部の厚み方向とすると、前記伝熱部は、前記切欠部の前記厚み方向の寸法よりも前記厚み方向の寸法が長い厚肉部を備えていてもよい。 With respect to the semiconductor device, assuming that the direction orthogonal to the axial direction of the heat transfer portion is the thickness direction of the heat transfer portion, the heat transfer portion has a dimension in the thickness direction rather than a dimension in the thickness direction of the notch portion. It may have a long thick portion.

これによれば、厚肉部によって伝熱部の強度を向上させることができる。
上記半導体装置について、前記厚肉部は、前記パワー素子の並ぶ方向において、前記パワー素子群側とは反対側に設けられていてもよい。
According to this, the strength of the heat transfer portion can be improved by the thick portion.
Regarding the semiconductor device, the thick portion may be provided on the side opposite to the power element group side in the direction in which the power elements are arranged.

厚肉部を設けた箇所では、回路素子と伝熱部との距離が近付き、絶縁距離を確保するために回路素子を離間させる必要が生じる場合がある。パワー素子の並ぶ方向において、パワー素子群側には回路素子が配置される一方で、パワー素子の並ぶ方向において、パワー素子群側の反対側には回路素子が配置されにくい。パワー素子の並ぶ方向において、パワー素子群とは反対側に厚肉部を設けることで、回路素子を伝熱部から離間させる必要が生じにくい。 At the location where the thick portion is provided, the distance between the circuit element and the heat transfer portion becomes close, and it may be necessary to separate the circuit elements in order to secure the insulation distance. While the circuit elements are arranged on the power element group side in the direction in which the power elements are arranged, it is difficult to arrange the circuit elements on the opposite side of the power element group side in the direction in which the power elements are arranged. By providing a thick portion on the side opposite to the power element group in the direction in which the power elements are lined up, it is less likely that the circuit element needs to be separated from the heat transfer portion.

本発明によれば、パワー基板を小型化することができる。 According to the present invention, the power substrate can be miniaturized.

半導体装置の分解斜視図。An exploded perspective view of a semiconductor device. パワー基板の平面図。Top view of the power board. パワー基板の一部を拡大して示す図。The figure which shows a part of a power board enlarged. スペーサの斜視図。Perspective view of the spacer. スペーサの斜視図。Perspective view of the spacer. 伝熱部を拡大して示すスペーサの平面図。The plan view of the spacer which shows the heat transfer part enlarged. コンデンサ基板の平面図。Top view of the capacitor board. 制御基板を省略した状態の半導体装置の斜視図。The perspective view of the semiconductor device in the state where the control board is omitted. 図8の9−9線断面図。9-9 cross-sectional view of FIG.

以下、半導体装置の一実施形態について説明する。なお、本実施形態の半導体装置は、フォークリフト等の産業車両に搭載されるインバータである。インバータは、バッテリから入力された直流電力を交流電力に変換して、三相モータに出力する。これにより、三相モータが駆動する。三相モータの駆動により産業車両は走行する。 Hereinafter, an embodiment of the semiconductor device will be described. The semiconductor device of this embodiment is an inverter mounted on an industrial vehicle such as a forklift. The inverter converts the DC power input from the battery into AC power and outputs it to the three-phase motor. As a result, the three-phase motor is driven. Industrial vehicles run by driving a three-phase motor.

図1に示すように、半導体装置10は、ヒートシンク11と、パワー基板20と、制御基板60と、コンデンサ基板50と、を備える。ヒートシンク11は、アルミニウム系金属や銅等の金属製である。ヒートシンク11は、板状の載置部12と、載置部12の板厚方向の一面から突出するフィン13と、を備える。 As shown in FIG. 1, the semiconductor device 10 includes a heat sink 11, a power substrate 20, a control substrate 60, and a capacitor substrate 50. The heat sink 11 is made of a metal such as aluminum-based metal or copper. The heat sink 11 includes a plate-shaped mounting portion 12 and fins 13 protruding from one surface of the mounting portion 12 in the plate thickness direction.

制御基板60は、パワー基板20の板厚方向に対して、パワー基板20と間隔を空けて配置されている。コンデンサ基板50は、パワー基板20と、制御基板60との間に配置されている。パワー基板20の板厚方向と、制御基板60の板厚方向と、コンデンサ基板50の板厚方向は一致している。ヒートシンク11、パワー基板20、コンデンサ基板50及び制御基板60は、層状に配置されているといえる。 The control board 60 is arranged at a distance from the power board 20 in the thickness direction of the power board 20. The capacitor board 50 is arranged between the power board 20 and the control board 60. The thickness direction of the power board 20, the thickness direction of the control board 60, and the thickness direction of the capacitor board 50 are the same. It can be said that the heat sink 11, the power board 20, the capacitor board 50, and the control board 60 are arranged in layers.

図1及び図2に示すように、半導体装置10は、複数のパワー素子24と、2つの入力端子25と、3つの出力端子35と、回路素子38と、2つのスペーサ40と、を備える。パワー素子24、入力端子25、出力端子35、スペーサ40及び回路素子38は、パワー基板20に実装されている。本実施形態のパワー素子24は、MOSFETである。なお、パワー素子24としては、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ等を用いることもできる。複数のパワー素子24は、6つのパワー素子群G1,G2,G3,G4,G5,G6に分かれて配置されている。各パワー素子群G1〜G6において、各パワー素子24は、一列に並んでいる。以下、各パワー素子群G1〜G6を構成するパワー素子24の並ぶ方向を第1方向とする。 As shown in FIGS. 1 and 2, the semiconductor device 10 includes a plurality of power elements 24, two input terminals 25, three output terminals 35, a circuit element 38, and two spacers 40. The power element 24, the input terminal 25, the output terminal 35, the spacer 40, and the circuit element 38 are mounted on the power board 20. The power element 24 of this embodiment is a MOSFET. As the power element 24, for example, an insulated gate bipolar transistor or the like can be used. The plurality of power elements 24 are divided into six power element groups G1, G2, G3, G4, G5, and G6. In the power element groups G1 to G6, the power elements 24 are arranged in a row. Hereinafter, the direction in which the power elements 24 constituting the power element groups G1 to G6 are arranged is defined as the first direction.

各パワー素子群G1〜G6は、間隔を空けて配列されている。詳細にいえば、各パワー素子群G1〜G6は、パワー基板20の板厚方向の面に沿う方向のうち、第1方向に交差する方向に配列されている。以下、各パワー素子群G1〜G6の配列方向を第2方向とする。各パワー素子群G1〜G6は、インバータにおける三相の上下アームを構成している。 The power element groups G1 to G6 are arranged at intervals. More specifically, the power element groups G1 to G6 are arranged in a direction intersecting the first direction among the directions along the surface of the power substrate 20 in the plate thickness direction. Hereinafter, the arrangement direction of each power element group G1 to G6 is referred to as the second direction. Each power element group G1 to G6 constitutes a three-phase upper / lower arm in the inverter.

パワー基板20は、載置部12の板厚方向の両面のうちフィン13が設けられた面の反対面に固定されている。本実施形態のパワー基板20は、絶縁金属基板であり、金属製のベースに絶縁層を設けたものである。 The power substrate 20 is fixed to the opposite surface of the mounting portion 12 on both sides in the plate thickness direction where the fins 13 are provided. The power substrate 20 of the present embodiment is an insulating metal substrate, and is provided with an insulating layer on a metal base.

図2及び図3に示すように、パワー基板20は、絶縁層から露出した複数の導体パターン21,22,23を備える。導体パターン21,22,23には、パワー素子24及び回路素子38が電気的に接続されている。導体パターン21,22,23は、互いに間隔を空けて第2方向に並んで配置されている。導体パターン21,22,23は、入力端子25に接続される2つの導体パターン21、出力端子35に接続される3つの導体パターン22及びスペーサ40に接続される2つの導体パターン23を含む。なお、回路素子38には、抵抗素子、チップコンデンサ、コイル、ダイオード等の種々の部品が含まれる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the power substrate 20 includes a plurality of conductor patterns 21, 22, and 23 exposed from the insulating layer. The power element 24 and the circuit element 38 are electrically connected to the conductor patterns 21, 22, and 23. The conductor patterns 21, 22, and 23 are arranged side by side in the second direction at intervals from each other. The conductor patterns 21, 22, and 23 include two conductor patterns 21 connected to the input terminal 25, three conductor patterns 22 connected to the output terminal 35, and two conductor patterns 23 connected to the spacer 40. The circuit element 38 includes various components such as a resistance element, a chip capacitor, a coil, and a diode.

導体パターン21は、各パワー素子群G1〜G6を挟んで配置されている。導体パターン22と、導体パターン23とは、隣り合うパワー素子群G1〜G6同士の間に配置されている。導体パターン22と、導体パターン23とは、交互に配置されている。 The conductor pattern 21 is arranged so as to sandwich the power element groups G1 to G6. The conductor pattern 22 and the conductor pattern 23 are arranged between adjacent power element groups G1 to G6. The conductor pattern 22 and the conductor pattern 23 are arranged alternately.

導体パターン23は、隣り合うパワー素子群G1〜G6同士の間で第1方向に延びる第1部位23Aと、隣り合う2つのパワー素子群G1〜G6よりも第1方向に突出した第2部位23Bと、を備える。第2部位23Bは、第1方向においてパワー素子群G1〜G6よりも外側に設けられている。 The conductor pattern 23 has a first portion 23A extending in the first direction between adjacent power element groups G1 to G6 and a second portion 23B protruding in the first direction from the two adjacent power element groups G1 to G6. And. The second portion 23B is provided outside the power element groups G1 to G6 in the first direction.

パワー基板20は、第1貫通孔H1を形成する第1貫通孔形成面A1と、第2貫通孔H2を形成する第2貫通孔形成面A2と、を備える。第1貫通孔H1及び第2貫通孔H2は、パワー基板20を板厚方向に貫通している。第1貫通孔H1及び第2貫通孔H2は、それぞれ、複数設けられている。第1貫通孔形成面A1は、第1貫通孔H1を囲む環状の面である。第2貫通孔形成面A2は、第2貫通孔H2を囲む環状の面である。第1貫通孔H1は、パワー基板20において、導体パターン21,22,23の配置された部分に設けられている。第1貫通孔H1は、導体パターン21の配置された部分及び導体パターン22の配置された部分のそれぞれに2つずつ設けられている。第1貫通孔H1は、第1部位23Aの配置された部分に2つ、第2部位23Bの配置された部分に1つ設けられている。 The power substrate 20 includes a first through hole forming surface A1 forming the first through hole H1 and a second through hole forming surface A2 forming the second through hole H2. The first through hole H1 and the second through hole H2 penetrate the power substrate 20 in the plate thickness direction. A plurality of first through holes H1 and a plurality of second through holes H2 are provided. The first through hole forming surface A1 is an annular surface surrounding the first through hole H1. The second through hole forming surface A2 is an annular surface surrounding the second through hole H2. The first through hole H1 is provided in a portion of the power substrate 20 in which the conductor patterns 21, 22, and 23 are arranged. Two first through holes H1 are provided in each of the portion where the conductor pattern 21 is arranged and the portion where the conductor pattern 22 is arranged. Two first through holes H1 are provided in the portion where the first portion 23A is arranged, and one is provided in the portion where the second portion 23B is arranged.

図1に示すように、2つの入力端子25と、3つの出力端子35とは、第2方向に間隔を空けて並んでいる。2つの入力端子25は、各パワー素子群G1〜G6を挟んで配置されている。即ち、入力端子25は、第2方向において、パワー素子群G1〜G6よりもパワー基板20の外縁に寄って配置されている。3つの出力端子35は、2つの入力端子25同士の間に配置されている。入力端子25は、基部26と、基部26から突出する柱状部27と、柱状部27の周面から突出する台座部28と、を備える。出力端子35は、基部36と、基部36から突出する柱状部37と、を備える。入力端子25、及び、出力端子35は、アルミニウム系金属や銅などの金属製である。2つの入力端子25のうちの一方には、バッテリの正極が接続され、2つの入力端子25のうちの他方には、バッテリの負極が接続される。出力端子35には、三相モータが接続される。 As shown in FIG. 1, the two input terminals 25 and the three output terminals 35 are arranged at intervals in the second direction. The two input terminals 25 are arranged so as to sandwich the power element groups G1 to G6. That is, the input terminal 25 is arranged closer to the outer edge of the power substrate 20 than the power element groups G1 to G6 in the second direction. The three output terminals 35 are arranged between the two input terminals 25. The input terminal 25 includes a base portion 26, a columnar portion 27 projecting from the base portion 26, and a pedestal portion 28 projecting from the peripheral surface of the columnar portion 27. The output terminal 35 includes a base portion 36 and a columnar portion 37 protruding from the base portion 36. The input terminal 25 and the output terminal 35 are made of a metal such as aluminum-based metal or copper. The positive electrode of the battery is connected to one of the two input terminals 25, and the negative electrode of the battery is connected to the other of the two input terminals 25. A three-phase motor is connected to the output terminal 35.

2つのスペーサ40は、第2方向に間隔を空けて並んでいる。各スペーサ40は、出力端子35同士の間に配置されている。スペーサ40は、アルミニウム系金属や銅などの金属製である。 The two spacers 40 are arranged at intervals in the second direction. Each spacer 40 is arranged between the output terminals 35. The spacer 40 is made of a metal such as aluminum-based metal or copper.

図4及び図5に示すように、スペーサ40は、矩形板状の本体41と、本体41の長手方向の一端に設けられた筒状の伝熱部42と、を備える。本体41は、基部45と、基部45から突出する2つの接触部43と、を備える。2つの接触部43は、本体41の板厚方向に突出している。2つの接触部43と、伝熱部42とは、本体41の長手方向に並んで配置されている。スペーサ40は、本体41の板厚方向にスペーサ40を貫通したスペーサ孔44を形成しているスペーサ孔形成面46を備える。スペーサ孔44は、本体41において各接触部43を備える部分及び伝熱部42に設けられている。 As shown in FIGS. 4 and 5, the spacer 40 includes a rectangular plate-shaped main body 41 and a tubular heat transfer portion 42 provided at one end of the main body 41 in the longitudinal direction. The main body 41 includes a base 45 and two contact portions 43 projecting from the base 45. The two contact portions 43 project in the plate thickness direction of the main body 41. The two contact portions 43 and the heat transfer portion 42 are arranged side by side in the longitudinal direction of the main body 41. The spacer 40 includes a spacer hole forming surface 46 that forms a spacer hole 44 that penetrates the spacer 40 in the plate thickness direction of the main body 41. The spacer holes 44 are provided in the portion of the main body 41 provided with each contact portion 43 and in the heat transfer portion 42.

本体41は、パワー基板20に接触する接触面47Aと、コンデンサ基板50に接触する接触面48Aと、を備える。本体41の板厚方向の両面のうち各接触部43が設けられた面の反対面はパワー基板20に接触する接触面47Aであり、各接触部43の先端面はコンデンサ基板50に接触する接触面48Aである。伝熱部42は、パワー基板20に接触する第1接触面47Bと、コンデンサ基板50に接触する第2接触面48Bと、を備える。各接触面47A,47B,48A,48Bは、切削加工によって平滑化されている。 The main body 41 includes a contact surface 47A that contacts the power substrate 20 and a contact surface 48A that contacts the capacitor substrate 50. Of both sides of the main body 41 in the plate thickness direction, the opposite surface to which each contact portion 43 is provided is a contact surface 47A that contacts the power substrate 20, and the tip surface of each contact portion 43 is a contact that contacts the capacitor substrate 50. The surface is 48A. The heat transfer unit 42 includes a first contact surface 47B that contacts the power substrate 20 and a second contact surface 48B that contacts the capacitor substrate 50. Each contact surface 47A, 47B, 48A, 48B is smoothed by cutting.

伝熱部42の軸線方向に直交する方向を伝熱部42の厚み方向とする。図6に示すように、伝熱部42は、厚み方向の寸法が他の部位よりも長い厚肉部49を備える。厚肉部49は、伝熱部42において本体41とは反対側の縁に設けられている。伝熱部42は、第1接触面47Bから第2接触面48Bに向けて凹んでおり、伝熱部42の内外を連通させる切欠部Cを備える。切欠部Cは、本体41の短手方向に向かい合って2箇所に設けられている。伝熱部42の厚み方向に対する切欠部Cの寸法d1は、伝熱部42の厚み方向に対する厚肉部49の寸法d2よりも短い。言い換えれば、厚肉部49の厚み方向の寸法d2は、切欠部Cの厚み方向の寸法d1よりも長い。 The direction orthogonal to the axial direction of the heat transfer portion 42 is defined as the thickness direction of the heat transfer portion 42. As shown in FIG. 6, the heat transfer portion 42 includes a thick portion 49 whose dimensions in the thickness direction are longer than those of other portions. The thick portion 49 is provided on the edge of the heat transfer portion 42 opposite to the main body 41. The heat transfer portion 42 is recessed from the first contact surface 47B toward the second contact surface 48B, and includes a notch portion C that communicates the inside and outside of the heat transfer portion 42. Notches C are provided at two locations facing the lateral side of the main body 41. The dimension d1 of the notch portion C with respect to the thickness direction of the heat transfer portion 42 is shorter than the dimension d2 of the thick portion 49 with respect to the thickness direction of the heat transfer portion 42. In other words, the thickness direction dimension d2 of the thick portion 49 is longer than the thickness direction dimension d1 of the notch portion C.

図2及び図3に示すように、スペーサ40の本体41は、導体パターン23の第1部位23Aに重なりあっている。スペーサ40の伝熱部42は、導体パターン23の第2部位23Bに重なりあっている。これにより、接触面47A,47Bは、パワー基板20の導体パターン23に電気的に接続されている。スペーサ40は、切欠部Cが第2方向を向くように配置されている。2つの切欠部Cは、互いに向かい合うように配置されているため、切欠部Cは、第2方向の両側に開口するように配置されている。パワー基板20に配置された複数の回路素子38のうちの一部の回路素子38Aは、切欠部Cに向かい合っている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the main body 41 of the spacer 40 overlaps the first portion 23A of the conductor pattern 23. The heat transfer portion 42 of the spacer 40 overlaps the second portion 23B of the conductor pattern 23. As a result, the contact surfaces 47A and 47B are electrically connected to the conductor pattern 23 of the power substrate 20. The spacer 40 is arranged so that the notch C faces in the second direction. Since the two notches C are arranged so as to face each other, the notches C are arranged so as to open on both sides in the second direction. Some of the circuit elements 38A among the plurality of circuit elements 38 arranged on the power board 20 face the notch C.

スペーサ40の本体41は、パワー素子群G1〜G6同士の間に配置されている。スペーサ40の伝熱部42は、パワー素子24の並ぶ方向である第1方向において、パワー素子群G1〜G6よりも外側に配置されている。 The main body 41 of the spacer 40 is arranged between the power element groups G1 to G6. The heat transfer portion 42 of the spacer 40 is arranged outside the power element groups G1 to G6 in the first direction, which is the direction in which the power elements 24 are arranged.

図7及び図8に示すように、半導体装置10は、コンデンサ基板50に実装された複数のコンデンサ54と、樹脂部59と、を備える。コンデンサ基板50において、第1方向の両縁55,56のうち一方の縁55に沿って複数のコンデンサ54は配置されている。コンデンサ基板50の第1方向での中心C1よりも、各コンデンサ54は縁55側に集約して配置されている。コンデンサ基板50の第1方向での中心C1でコンデンサ基板50を二分すると、一方の領域にはコンデンサ54が配置されており、他方の領域にはコンデンサ54が配置されていないことになる。なお、コンデンサ基板50は、縁55に沿う部分の一部に、コンデンサ54が設けられていない非配置領域57を備える。コンデンサ54は、円柱状であり、軸線方向とコンデンサ基板50の板厚方向とが一致するように配置されている。コンデンサ54は、コンデンサ基板50に立設しているといえる。 As shown in FIGS. 7 and 8, the semiconductor device 10 includes a plurality of capacitors 54 mounted on the capacitor substrate 50, and a resin portion 59. In the capacitor substrate 50, a plurality of capacitors 54 are arranged along one of the edges 55 and 56 in the first direction. The capacitors 54 are arranged closer to the edge 55 than the center C1 of the capacitor substrate 50 in the first direction. When the capacitor board 50 is divided into two by the center C1 in the first direction of the capacitor board 50, the capacitor 54 is arranged in one area and the capacitor 54 is not arranged in the other area. The capacitor substrate 50 includes a non-arranged region 57 in which the capacitor 54 is not provided in a part of the portion along the edge 55. The capacitor 54 has a columnar shape, and is arranged so that the axial direction and the thickness direction of the capacitor substrate 50 coincide with each other. It can be said that the capacitor 54 is erected on the capacitor substrate 50.

図1及び図7に示すように、コンデンサ基板50は、レジスト51と、レジスト51から露出するパターン52と、出力孔53を形成する出力孔形成面A3と、第3貫通孔H3を形成する第3貫通孔形成面A4と、を備える。パターン52は、コンデンサ54に沿うように設けられている。出力端子35の柱状部37は、出力孔53を挿通している。第3貫通孔H3は、非配置領域57を含む複数箇所に設けられている。第3貫通孔H3は、第1貫通孔H1と同数設けられている。第3貫通孔H3同士の間隔は、第1貫通孔H1同士の間隔と同一である。第3貫通孔H3と、第1貫通孔H1とは、コンデンサ基板50の板厚方向に向かい合って配置されている。樹脂部59は、各パターン52に設けられている。樹脂部59は、パターン52及びコンデンサ54の両方に接触するようにポッティングされた樹脂である。樹脂部59としては、例えば、樹脂に熱伝導性のフィラーを含ませたものが用いられる。 As shown in FIGS. 1 and 7, the capacitor substrate 50 forms a resist 51, a pattern 52 exposed from the resist 51, an output hole forming surface A3 forming the output hole 53, and a third through hole H3. 3 A through-hole forming surface A4 is provided. The pattern 52 is provided along the capacitor 54. The columnar portion 37 of the output terminal 35 is inserted through the output hole 53. The third through holes H3 are provided at a plurality of locations including the non-arranged region 57. The same number of third through holes H3 as the first through holes H1 are provided. The distance between the third through holes H3 is the same as the distance between the first through holes H1. The third through hole H3 and the first through hole H1 are arranged so as to face each other in the plate thickness direction of the capacitor substrate 50. The resin portion 59 is provided in each pattern 52. The resin portion 59 is a resin potted so as to come into contact with both the pattern 52 and the capacitor 54. As the resin portion 59, for example, a resin containing a thermally conductive filler is used.

図1、図8及び図9に示すように、コンデンサ基板50は、入力端子25の基部26、出力端子35の基部36及びスペーサ40に重ねて配置されている。コンデンサ基板50は、非配置領域57とスペーサ40の伝熱部42とが向かい合うように配置されている。コンデンサ基板50の板厚方向から見て、伝熱部42は、コンデンサ54と重ならない位置に配置されているといえる。スペーサ40の接触面48A,48Bは、コンデンサ基板50に接触している。入力端子25の基部26、出力端子35の基部36及びスペーサ40を介して、コンデンサ基板50とパワー基板20とは、電気的に接続されている。 As shown in FIGS. 1, 8 and 9, the capacitor substrate 50 is arranged so as to overlap the base 26 of the input terminal 25, the base 36 of the output terminal 35, and the spacer 40. The capacitor substrate 50 is arranged so that the non-arranged region 57 and the heat transfer portion 42 of the spacer 40 face each other. It can be said that the heat transfer portion 42 is arranged at a position that does not overlap with the capacitor 54 when viewed from the thickness direction of the capacitor substrate 50. The contact surfaces 48A and 48B of the spacer 40 are in contact with the capacitor substrate 50. The capacitor substrate 50 and the power substrate 20 are electrically connected to each other via the base 26 of the input terminal 25, the base 36 of the output terminal 35, and the spacer 40.

図1に示すように、制御基板60は、板厚方向に貫通した出力孔61を形成する出力孔形成面A5を備える。出力端子35の柱状部37は、出力孔61を挿通している。制御基板60は、図示しない基板支持部材によってコンデンサ基板50との間隔を維持した状態で固定されている。 As shown in FIG. 1, the control board 60 includes an output hole forming surface A5 that forms an output hole 61 penetrating in the plate thickness direction. The columnar portion 37 of the output terminal 35 is inserted through the output hole 61. The control board 60 is fixed by a board support member (not shown) while maintaining a distance from the capacitor board 50.

半導体装置10は、制御基板60に実装された複数の電子部品63を備える。電子部品63は、各パワー素子群G1〜G6を制御する制御回路を構成している。制御回路により各パワー素子群G1〜G6が制御されることで、電力変換が行われる。 The semiconductor device 10 includes a plurality of electronic components 63 mounted on the control board 60. The electronic component 63 constitutes a control circuit that controls each of the power element groups G1 to G6. Power conversion is performed by controlling each power element group G1 to G6 by the control circuit.

半導体装置10は、パワー基板20及びコンデンサ基板50をヒートシンク11に固定するための複数のネジS1と、絶縁性のインシュレータIと、を備える。
複数のネジS1は、インシュレータIとともにコンデンサ基板50の第3貫通孔H3と、パワー基板20の第1貫通孔H1とを挿通して、ヒートシンク11の載置部12に締結されている。これにより、ネジS1は、パワー基板20とコンデンサ基板50とを共締めしている。また、複数のネジS1のうち一部のネジS1は、第3貫通孔H3、第1貫通孔H1とともにスペーサ40のスペーサ孔44を挿通している。これにより、スペーサ40がパワー基板20に実装されている。
The semiconductor device 10 includes a plurality of screws S1 for fixing the power substrate 20 and the capacitor substrate 50 to the heat sink 11, and an insulating insulator I.
The plurality of screws S1 are fastened to the mounting portion 12 of the heat sink 11 by inserting the third through hole H3 of the capacitor substrate 50 and the first through hole H1 of the power substrate 20 together with the insulator I. As a result, the screw S1 fastens the power board 20 and the capacitor board 50 together. Further, some of the plurality of screws S1 have the spacer hole 44 of the spacer 40 inserted together with the third through hole H3 and the first through hole H1. As a result, the spacer 40 is mounted on the power board 20.

次に、半導体装置10の作用について説明する。
半導体装置10を駆動させると、パワー素子24や電子部品63などの電流が流れる部材が発熱する。パワー素子24及びパワー基板20で発した熱は、パワー基板20からヒートシンク11に伝導する。
Next, the operation of the semiconductor device 10 will be described.
When the semiconductor device 10 is driven, a member through which an electric current flows, such as a power element 24 and an electronic component 63, generates heat. The heat generated by the power element 24 and the power substrate 20 is conducted from the power substrate 20 to the heat sink 11.

コンデンサ54及びコンデンサ基板50で発した熱は、入力端子25、出力端子35及びスペーサ40を介してパワー基板20に伝導する。パワー基板20に伝導した熱は、ヒートシンク11に伝導する。パワー基板20を介して、コンデンサ基板50の熱をヒートシンク11に伝導させることができる。本実施形態のスペーサ40は、本体41と、伝熱部42を備えているため、本体41及び伝熱部42の両方を伝熱経路としてコンデンサ基板50からパワー基板20に熱が伝導する。仮に、スペーサ40が伝熱部42を備えていない場合、コンデンサ基板50の熱をパワー基板20に伝導させる伝熱経路は、本体41のみとなる。スペーサ40の伝熱経路が本体41のみの場合、コンデンサ基板50及びパワー基板20とのスペーサ40の接触面積が少ないことに加え、スペーサ40の熱容量も少なくなる。このため、スペーサ40を介してパワー基板20に伝導する熱量が少ない。 The heat generated by the capacitor 54 and the capacitor board 50 is conducted to the power board 20 via the input terminal 25, the output terminal 35, and the spacer 40. The heat conducted on the power substrate 20 is conducted on the heat sink 11. The heat of the capacitor substrate 50 can be conducted to the heat sink 11 via the power substrate 20. Since the spacer 40 of the present embodiment includes the main body 41 and the heat transfer portion 42, heat is conducted from the capacitor substrate 50 to the power substrate 20 using both the main body 41 and the heat transfer portion 42 as heat transfer paths. If the spacer 40 does not include the heat transfer portion 42, the heat transfer path for conducting the heat of the capacitor substrate 50 to the power substrate 20 is only the main body 41. When the heat transfer path of the spacer 40 is only the main body 41, the contact area of the spacer 40 with the capacitor substrate 50 and the power substrate 20 is small, and the heat capacity of the spacer 40 is also small. Therefore, the amount of heat conducted to the power substrate 20 via the spacer 40 is small.

実施形態の半導体装置10では、コンデンサ基板50の縁55側にコンデンサ54が集約されている。コンデンサ54をこのように配置すると、コンデンサ54の重量によって、コンデンサ基板50の縁55側に荷重が集中し、重心位置がコンデンサ基板50の中心C1よりも縁55側に寄る。すると、振動や衝撃などでコンデンサ基板50の縁55側は撓みやすく、コンデンサ54が脱落しやすい。 In the semiconductor device 10 of the embodiment, the capacitors 54 are integrated on the edge 55 side of the capacitor substrate 50. When the capacitor 54 is arranged in this way, the load is concentrated on the edge 55 side of the capacitor board 50 due to the weight of the capacitor 54, and the position of the center of gravity is closer to the edge 55 side than the center C1 of the capacitor board 50. Then, the edge 55 side of the capacitor substrate 50 is easily bent due to vibration or shock, and the capacitor 54 is easily dropped off.

本実施形態のように、伝熱部42をパワー基板20と、コンデンサ基板50の縁55側との間に配置することで、コンデンサ基板50を伝熱部42で支持して、コンデンサ基板50の撓みを抑制できる。 By arranging the heat transfer portion 42 between the power substrate 20 and the edge 55 side of the capacitor substrate 50 as in the present embodiment, the capacitor substrate 50 is supported by the heat transfer portion 42, and the capacitor substrate 50 is supported. Bending can be suppressed.

また、樹脂部59を設けることで、コンデンサ54の発した熱は、樹脂部59を介してパターン52に伝わる。樹脂部59を設けることで、コンデンサ54からコンデンサ基板50への伝熱経路を増やすことができ、コンデンサ54の放熱性を向上させることができる。また、コンデンサ54の根元が樹脂部59によって補強されることで、コンデンサ54の脱落が更に抑制される。 Further, by providing the resin portion 59, the heat generated by the capacitor 54 is transferred to the pattern 52 via the resin portion 59. By providing the resin portion 59, the heat transfer path from the capacitor 54 to the capacitor substrate 50 can be increased, and the heat dissipation of the capacitor 54 can be improved. Further, the base of the capacitor 54 is reinforced by the resin portion 59, so that the capacitor 54 is further suppressed from falling off.

上記したように、伝熱部42を設けることで、伝熱経路を増加させることによるコンデンサ基板50の放熱性の向上や、コンデンサ基板50の撓みの抑制といった効果が得られる。一方で、伝熱部42を設けると、回路素子38を実装する際に、伝熱部42との絶縁距離を確保しつつ回路素子38を配置する必要がある。従って、伝熱部42を設ける場合、パワー基板20において回路素子38を実装可能な面積が少なくなることで、パワー基板20が大型化する原因となる。 As described above, by providing the heat transfer portion 42, effects such as improvement of heat dissipation of the capacitor substrate 50 by increasing the heat transfer path and suppression of bending of the capacitor substrate 50 can be obtained. On the other hand, if the heat transfer unit 42 is provided, it is necessary to arrange the circuit element 38 while ensuring an insulation distance from the heat transfer unit 42 when mounting the circuit element 38. Therefore, when the heat transfer unit 42 is provided, the area on which the circuit element 38 can be mounted on the power board 20 is reduced, which causes the power board 20 to become large.

本実施形態では、伝熱部42に切欠部Cを設けることで、切欠部Cを設けない場合に比べて、切欠部Cに向かい合う位置に配置される回路素子38Aからスペーサ40までの絶縁距離を長くすることができる。切欠部Cを設けていない場合に比べると、回路素子38Aを伝熱部42の近くに配置することができる。 In the present embodiment, by providing the heat transfer portion 42 with the notch portion C, the insulation distance from the circuit element 38A arranged at the position facing the notch portion C to the spacer 40 can be increased as compared with the case where the notch portion C is not provided. Can be lengthened. The circuit element 38A can be arranged closer to the heat transfer portion 42 as compared with the case where the notch portion C is not provided.

本実施形態の効果について説明する。
(1)スペーサの伝熱部42に切欠部Cを設けて、切欠部Cに向かい合うように回路素子38Aを配置している。切欠部Cを設けていない場合に比べると、回路素子38Aを伝熱部42の近くに配置することができる。切欠部Cを設けていない場合に比べて、回路素子38を実装可能な面積が広くなることで、伝熱部42を設けることによるパワー基板20の大型化を抑制することができる。
The effect of this embodiment will be described.
(1) A notch C is provided in the heat transfer portion 42 of the spacer, and the circuit element 38A is arranged so as to face the notch C. The circuit element 38A can be arranged closer to the heat transfer portion 42 as compared with the case where the notch portion C is not provided. By increasing the area on which the circuit element 38 can be mounted as compared with the case where the notch portion C is not provided, it is possible to suppress the increase in size of the power substrate 20 due to the provision of the heat transfer portion 42.

(2)伝熱部42は、厚肉部49を備える。厚肉部49によって伝熱部42の強度を向上させることができる。切欠部Cを設けることで、伝熱部42の強度は低下する。切欠部Cを設けることで低下した強度を補うように厚肉部49を設けることで、ネジS1を締結する際の応力等によって伝熱部42が破断することを抑制できる。また、厚肉部49を設けることで、第1接触面47B及び第2接触面48Bの面積を増加させることができることに加えて、伝熱部42の熱容量が増加する。このため、コンデンサ基板50からパワー基板20に熱を伝導させやすくなる。 (2) The heat transfer section 42 includes a thick section 49. The strength of the heat transfer portion 42 can be improved by the thick portion 49. By providing the notch portion C, the strength of the heat transfer portion 42 is reduced. By providing the thick portion 49 so as to compensate for the strength reduced by providing the notch portion C, it is possible to prevent the heat transfer portion 42 from breaking due to stress or the like when the screw S1 is fastened. Further, by providing the thick portion 49, the areas of the first contact surface 47B and the second contact surface 48B can be increased, and the heat capacity of the heat transfer portion 42 is increased. Therefore, heat can be easily conducted from the capacitor board 50 to the power board 20.

(3)厚肉部49は、第1方向のうちパワー素子群G1〜G6側とは反対側に設けられている。厚肉部49を設けた箇所では、回路素子38と伝熱部42との距離が近付き、絶縁距離を確保するために回路素子38を離間させる必要が生じる場合がある。第1方向において、パワー素子群G1〜G6側には回路素子38が配置される一方で、第1方向において、パワー素子群G1〜G6側の反対側には回路素子38が配置されにくい。厚肉部49を第1方向において、パワー素子群G1〜G6とは反対側に設けることで、回路素子38を伝熱部42から離間させる必要が生じにくい。 (3) The thick portion 49 is provided on the side opposite to the power element groups G1 to G6 in the first direction. At the location where the thick portion 49 is provided, the distance between the circuit element 38 and the heat transfer portion 42 becomes close, and it may be necessary to separate the circuit element 38 in order to secure the insulation distance. In the first direction, the circuit element 38 is arranged on the power element group G1 to G6 side, while in the first direction, the circuit element 38 is difficult to be arranged on the opposite side of the power element group G1 to G6 side. By providing the thick portion 49 in the first direction on the side opposite to the power element groups G1 to G6, it is less likely that the circuit element 38 needs to be separated from the heat transfer portion 42.

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○厚肉部49は、第1方向のうちパワー素子群G1〜G6側など、どのような位置に設けられていてもよい。この場合、パワー基板20に実装された回路素子38との絶縁距離を確保できる位置に厚肉部49を設けることが好ましい。
The embodiment may be changed as follows.
The thick portion 49 may be provided at any position in the first direction, such as on the power element groups G1 to G6 side. In this case, it is preferable to provide the thick portion 49 at a position where the insulation distance from the circuit element 38 mounted on the power board 20 can be secured.

○伝熱部42全体に厚肉部を設けてもよい。この場合、伝熱部42の軸線方向の両端部のうちコンデンサ基板50側の端部の厚み方向の寸法を、伝熱部42の軸線方向の両端部のうちパワー基板20側の端部の厚み方向の寸法よりも長くする。即ち、回路素子38との絶縁距離を確保する必要がある第1接触面47B側では伝熱部42の厚み方向の寸法を短くし、第2接触面48B側では伝熱部42の厚み方向の寸法を長くする。 ○ A thick portion may be provided on the entire heat transfer portion 42. In this case, the thickness direction of the end portion on the capacitor board 50 side of both ends in the axial direction of the heat transfer portion 42 is the thickness of the end portion on the power substrate 20 side of both ends in the axial direction of the heat transfer portion 42. Make it longer than the directional dimension. That is, the dimension in the thickness direction of the heat transfer portion 42 is shortened on the first contact surface 47B side where it is necessary to secure the insulation distance from the circuit element 38, and the thickness direction of the heat transfer portion 42 on the second contact surface 48B side. Increase the dimensions.

○伝熱部42は、厚肉部49を備えていなくてもよい。
○スペーサ40に設けられる切欠部Cの数及び位置は適宜変更してもよい。切欠部Cの数及び位置は、回路素子38の配置位置などによって適宜変更することができる。
○ The heat transfer portion 42 does not have to include the thick portion 49.
○ The number and position of the notches C provided in the spacer 40 may be changed as appropriate. The number and position of the notch portions C can be appropriately changed depending on the arrangement position of the circuit element 38 and the like.

○スペーサ40は、ネジS1以外で固定されていてもよい。例えば、スペーサ40は、半田などの接合材により、パワー基板20及びコンデンサ基板50に固定されていてもよい。 ○ The spacer 40 may be fixed by a screw other than the screw S1. For example, the spacer 40 may be fixed to the power substrate 20 and the capacitor substrate 50 by a bonding material such as solder.

○コンデンサ54は、中心C1よりも縁55側に集約されていなくてもよい。即ち、コンデンサ基板50の中心C1を挟んだ両側にコンデンサ54が配置されていてもよい。なお、この場合、中心C1を挟んで一方に配置されるコンデンサ54の数と、他方に配置されるコンデンサ54の数とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。コンデンサ54の数が異なる場合、第1方向において、重心位置が偏っている方向に伝熱部42を設けてもよい。即ち、コンデンサ基板50の撓みやすい位置に伝熱部42が設けられるようにしてもよい。 ○ The capacitor 54 does not have to be concentrated on the edge 55 side of the center C1. That is, the capacitors 54 may be arranged on both sides of the center C1 of the capacitor substrate 50. In this case, the number of capacitors 54 arranged on one side of the center C1 and the number of capacitors 54 arranged on the other side may be the same or different. When the number of capacitors 54 is different, the heat transfer portion 42 may be provided in the direction in which the position of the center of gravity is biased in the first direction. That is, the heat transfer portion 42 may be provided at a position where the capacitor substrate 50 is easily bent.

○スペーサ40の伝熱部42は、本体41の長手方向の両端に設けられていてもよい。この場合、各伝熱部42が第1方向において、パワー素子群G1〜G6よりも外側に配置されることになる。 ○ The heat transfer portions 42 of the spacer 40 may be provided at both ends of the main body 41 in the longitudinal direction. In this case, each heat transfer unit 42 is arranged outside the power element groups G1 to G6 in the first direction.

○ヒートシンク11としては、フィン13を有さない放熱板などでもよい。なお、ヒートシンクとしては、気体状の冷媒によって冷却されるものでもよいし、液状の冷媒によって冷却されるものでもよい。 ○ The heat sink 11 may be a heat radiating plate or the like that does not have fins 13. The heat sink may be cooled by a gaseous refrigerant or may be cooled by a liquid refrigerant.

○半導体装置10は、樹脂部59を備えていなくてもよい。この場合、パターン52はレジスト51から露出していなくてもよい。
○半導体装置10は、インバータ以外であってもよい。例えば、半導体装置10はコンバータなど、インバータ以外の電力変換装置であってもよい。また、パワー素子24として、例えば、ダイオード等を用いた半導体装置10であってもよい。
○ The semiconductor device 10 does not have to include the resin portion 59. In this case, the pattern 52 does not have to be exposed from the resist 51.
○ The semiconductor device 10 may be other than an inverter. For example, the semiconductor device 10 may be a power conversion device other than an inverter, such as a converter. Further, the power element 24 may be, for example, a semiconductor device 10 using a diode or the like.

○半導体装置10は、産業車両に搭載されるものでなくてもよい。 ○ The semiconductor device 10 does not have to be mounted on an industrial vehicle.

C…切欠部、G1〜G6…パワー素子群、10…半導体装置、11…ヒートシンク、20…パワー基板、24…パワー素子、38,38A…回路素子、40…スペーサ、41…本体、42…伝熱部、47B…第1接触面、48B…第2接触面、49…厚肉部、50…コンデンサ基板、54…コンデンサ、60…制御基板、63…電子部品。 C ... Notch, G1 to G6 ... Power element group, 10 ... Semiconductor device, 11 ... Heat sink, 20 ... Power board, 24 ... Power element, 38, 38A ... Circuit element, 40 ... Spacer, 41 ... Main body, 42 ... Transmission Heat part, 47B ... 1st contact surface, 48B ... 2nd contact surface, 49 ... Thick part, 50 ... Capacitor board, 54 ... Capacitor, 60 ... Control board, 63 ... Electronic component.

Claims (3)

複数のパワー素子を並べたパワー素子群が間隔を空けて複数配列されているパワー基板と、
前記パワー基板の板厚方向に前記パワー基板と間隔を空けて配置されており、前記パワー素子を制御する電子部品が実装された制御基板と、
前記パワー基板と前記制御基板との間に配置されており、複数のコンデンサが実装されたコンデンサ基板と、
前記パワー基板が固定されたヒートシンクと、
前記パワー基板と前記コンデンサ基板とを電気的に接続しているスペーサと、を備え、
前記スペーサは、
隣り合う前記パワー素子群同士の間に配置された本体と、
前記パワー素子の並ぶ方向において、前記パワー素子群よりも外側であり、かつ、前記コンデンサ基板の板厚方向から見て前記コンデンサと重なり合わない位置に設けられた筒状の伝熱部と、を備え、
前記伝熱部は、
前記パワー基板に接触する第1接触面と、
前記コンデンサ基板に接触する第2接触面と、
前記第1接触面から前記第2接触面に向けて凹んでおり、前記伝熱部の内外を連通させる切欠部と、を備え、
前記パワー基板には、前記切欠部に向かい合う位置に回路素子が実装されている半導体装置。
A power board in which a plurality of power element groups in which a plurality of power elements are arranged are arranged at intervals, and
A control board which is arranged at a distance from the power board in the thickness direction of the power board and on which electronic components for controlling the power element are mounted.
A capacitor board arranged between the power board and the control board and on which a plurality of capacitors are mounted,
With the heat sink to which the power board is fixed,
A spacer that electrically connects the power board and the capacitor board is provided.
The spacer is
The main body arranged between the adjacent power element groups and
A tubular heat transfer portion provided at a position outside the power element group in the direction in which the power elements are lined up and at a position not overlapping the capacitor when viewed from the thickness direction of the capacitor substrate. Prepare,
The heat transfer unit
The first contact surface in contact with the power substrate and
The second contact surface in contact with the capacitor substrate and
It is provided with a notch portion that is recessed from the first contact surface toward the second contact surface and communicates the inside and outside of the heat transfer portion.
A semiconductor device in which a circuit element is mounted on the power board at a position facing the notch.
前記伝熱部の軸線方向に直交する方向を前記伝熱部の厚み方向とすると、
前記伝熱部は、前記切欠部の前記厚み方向の寸法よりも前記厚み方向の寸法が長い厚肉部を備える請求項1に記載の半導体装置。
Assuming that the direction orthogonal to the axial direction of the heat transfer portion is the thickness direction of the heat transfer portion,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the heat transfer portion includes a thick portion having a thickness direction longer than the thickness direction dimension of the notch portion.
前記厚肉部は、前記パワー素子の並ぶ方向において、前記パワー素子群側とは反対側に設けられている請求項2に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2, wherein the thick portion is provided on the side opposite to the power element group side in the direction in which the power elements are arranged.
JP2019084647A 2019-04-25 2019-04-25 Semiconductor device Active JP7088124B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019084647A JP7088124B2 (en) 2019-04-25 2019-04-25 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019084647A JP7088124B2 (en) 2019-04-25 2019-04-25 Semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020181912A true JP2020181912A (en) 2020-11-05
JP7088124B2 JP7088124B2 (en) 2022-06-21

Family

ID=73024395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019084647A Active JP7088124B2 (en) 2019-04-25 2019-04-25 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7088124B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7464183B1 (en) 2023-09-20 2024-04-09 富士電機株式会社 Power Conversion Equipment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009093982A1 (en) * 2008-01-25 2009-07-30 Iskralab D.O.O. Power switching module
JP2014023181A (en) * 2012-07-12 2014-02-03 Toyota Industries Corp Inverter device
JP2014049475A (en) * 2012-08-29 2014-03-17 Toyota Industries Corp Inverter device
JP2018195700A (en) * 2017-05-17 2018-12-06 株式会社豊田自動織機 Electronic equipment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009093982A1 (en) * 2008-01-25 2009-07-30 Iskralab D.O.O. Power switching module
JP2014023181A (en) * 2012-07-12 2014-02-03 Toyota Industries Corp Inverter device
JP2014049475A (en) * 2012-08-29 2014-03-17 Toyota Industries Corp Inverter device
JP2018195700A (en) * 2017-05-17 2018-12-06 株式会社豊田自動織機 Electronic equipment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7464183B1 (en) 2023-09-20 2024-04-09 富士電機株式会社 Power Conversion Equipment

Also Published As

Publication number Publication date
JP7088124B2 (en) 2022-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6166701B2 (en) Semiconductor device
CN110138235B (en) Inverter with a voltage regulator
US8654541B2 (en) Three-dimensional power electronics packages
US9226430B2 (en) Power semiconductor module
JP5469270B1 (en) Electronics
CN109995246B (en) Switching power supply device
JP7088124B2 (en) Semiconductor device
US10958055B2 (en) Circuit assembly and electrical junction box
CN112951605B (en) Capacitor and electronic module assembly with low inductance connection feature
JP7278155B2 (en) power converter
JP2016144334A (en) Circuit configuration
WO2018168504A1 (en) Component mounting body and electronic device
JPWO2018190184A1 (en) Power converter
CN112910287B (en) Power semiconductor device
JP4362869B2 (en) Sheet metal wiring structure
JP5621812B2 (en) Semiconductor device
US20210358852A1 (en) Circuit substrate
JP7196770B2 (en) semiconductor equipment
JP2020181919A (en) Semiconductor device
JP2016101071A (en) Semiconductor device
JP6321883B2 (en) Electronic component unit and heat conduction mounting member
JP2024130874A (en) Circuit Module
JP6657001B2 (en) Printed wiring board
JP5880663B1 (en) Semiconductor device
JP2023085776A (en) semiconductor module

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210716

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220425

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: 20220510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220523

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7088124

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151