JP2543452Y2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2543452Y2
JP2543452Y2 JP1990401422U JP40142290U JP2543452Y2 JP 2543452 Y2 JP2543452 Y2 JP 2543452Y2 JP 1990401422 U JP1990401422 U JP 1990401422U JP 40142290 U JP40142290 U JP 40142290U JP 2543452 Y2 JP2543452 Y2 JP 2543452Y2
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    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191Disposition
    • H01L2924/19101Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107Disposition of discrete passive components off-chip wires

Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は半導体装置に関するもの
であり、更に詳しくは、大電流を流す機能を有するパワ
ー素子と該パワー素子を制御する制御素子とを混在した
半導体装置の実装構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、一つの基板、或いはシャーシ
の上にパワー素子から成るパワー部と制御素子から成る
制御部とを同時に配置して、該制御部からの信号にもと
ずいて該パワー部が駆動される様な電子制御ユニット
(ECU)を形成した実装構造は知られている。
【0003】かかる実装構造の具体的な使用方法の例と
しては、例えば、ディーゼルエンジンのグロープラグと
かヒータ制御等の様に、短時間に大きな電力を消費する
ものは発熱量が多く、それ自体高温となるので、適度な
放熱構造を併用する必要があった。又、係る実装構造
は、例えばエンジンルーム内の様に、高温度下で操作を
実行する必要のあるものが多い。従って、各素子の発熱
と該実装構造が置かれている作業雰囲気の温度との相乗
効果によって、各素子の温度が高まり、それぞれの素子
の持つ耐用温度(素子の製造メーカが保証する温度)を
越えてしまうと、素子が誤動作を起こし実用に耐えない
ものとなる危険が有った。
【0004】その為、特に発熱量の多いパワー素子を主
に搭載する出力段モデュール1と該制御モデュール3と
を図6に示す様に、同時に同一の基板である、高熱伝導
性を有する部材2、例えばアルミニウムから構成された
シャーシに接合させ、当該出力段モデュールから発熱を
該シャーシから放熱させる構造のものが知られている
が、係る構造に於いては、該出力段モデュールの熱が該
シャーシを介して該制御モデュールに伝導され該制御モ
デュールを高温度化させてしまうと言う欠点が有った。
【0005】一方、従来の実装構造に於ける該出力段モ
デュールを構成するパワー素子は、一般に150℃から
175℃の耐熱性をメーカーの規格値として有してお
り、又用途によって該パワー素子を流れる電流は異なる
が、一般的に言えば、約40乃至80Aの電流が流れる
ものである。これに対して、該制御モデュールを構成す
る制御素子は通常120℃から125℃の耐熱性をメー
カーの規格値として有しており、従って該実装構造の用
途が高温度雰囲気で使用されるものに於いては、該制御
モデュールが誤動作を起こすか破壊すると言う問題が生
じるため、該実装構造の適用範囲は極めて限定されてい
た。
【0006】
【考案が解決しようとする課題】本考案は上記した従来
技術の欠点を改良し、一つの基板、或いはシャーシの上
にパワー素子から成るパワー部と制御素子から成る制御
部とを同時に配置し混載した実装構造で有って、簡易な
構成で有りながら、高温度雰囲気で有っても誤動作を生
ぜず、従って、耐用時間の長い、然かも正確な動作を実
行する安価な実装構造を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本考案は上記した目的を
達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用
するものである。即ち、出力段モデュールが高熱伝導性
を有する部材に接合され、該出力段を制御する制御モデ
ュールが、該高熱伝導性を有する部材に断熱層を介して
接合されている実装構造であり、更には該出力段モデュ
ールに搭載される素子及び配線群と該制御モデュールに
搭載される素子及び配線群とは熱的に完全に分離されて
いる実装構造である。
【0008】
【作用】本考案に於いては、発熱性の高いパワー素子
は、耐熱性が高いので、パワー用基板にのみ実装して出
力段モデュールを形成させ、当該出力段モデュールを放
熱性に優れた高熱伝導性を有する部材と接続させ、放熱
効果を高めると共に、耐熱温度の低い制御素子等の素子
は制御用基板に集中的に実装して制御モデュールを構成
せしめ、かつ該制御モデュールを該出力段モデュールか
らの熱が伝導しない様に熱的に分離させる事により、該
出力段モデュールの発熱が該制御モデュールに悪影響を
及ぼさない様にしたものである。
【0009】
【実施例】以下に、本考案に係る実装構造の具体例を図
面を参照しながら詳細に説明する。即ち、本考案に係る
実装構造は、図1にその一例が示されている様に、基本
的には出力段モデュール1が高熱伝導性を有する部材2
に接合され、該出力段1を制御する制御モデュール3
が、該高熱伝導性を有する部材2に断熱層4を介して接
合されているものである。
【0010】つまり、本考案に於いては、発熱性の高く
且つ耐熱温度の高い、複数個のパワー素子5、5’等を
パワー素子用の基板7に搭載して構成された出力段モデ
ュール1と耐熱温度が該パワー素子5より低く且つ発熱
温度が低い制御素子6、6’を制御用基板8に搭載して
構成された制御モデュール3とを同一の放熱部材2に取
付けて必要な箇所に於いて使用するものに於ける従来の
問題点を解決する為に、該出力段モデュールの放熱が該
制御モデュールに影響しないような放熱構造を採用した
ものである。
【0011】本考案に於いて使用される高熱伝導性を有
する部材2即ち放熱部材2としては金属で構成されたも
のが好ましく、特にアルミニウムで構成される事が好ま
しい。更に、該高熱伝導性を有する部材2は、該出力段
モデュールから放熱される大量の熱を効果的に放散させ
る為に表面積を大きくする為の公知の形状に加工されて
いる事が好ましい。
【0012】又本考案に於ける該高熱伝導性を有する部
材はシャーシを構成するものである事が好ましい。更
に、本考案に於いては、該放熱部材2と該出力段モデュ
ール1とは適宜の接合部材で接合されているものであ
り、又、該出力段モデュール1と該放熱部材2とが接合
されている部分は特に放熱効果を高める為にその容積を
大きくしておく事が好ましい。
【0013】一方、該制御モデュール3の基板8は該出
力段モデュール1からの熱の伝導を避ける為に実質的に
該放熱部材2と接合されていない事が好ましいが、両モ
デュールを一つのシャーシに搭載する為にはある程度の
接合部が必要となる。その為、本考案に於いては、図1
に示す様に、該制御モデュールの基板8と該放熱部材2
との接合面に断熱性を有する材料から構成された断熱層
4を設けるものである。
【0014】該断熱層4は熱分離用のスペーサとして機
能するものであり、例えばPBT(ポリブチレンテレフ
タレート)、或いはPPS(ポリフェニレンサルファイ
ト)或いはPET(ポリエチレンテレフタレート)等の
熱伝導性の低い機能樹脂構成されるものである。該断熱
層4の厚みは特に限定されるものではなく、使用される
制御素子の耐用温度、パワー素子が発熱する温度と発熱
量更には該断熱層4に使用される素材の特性等から適宜
決定されるものである。
【0015】又、該制御モデュール3と接合される該放
熱部材2の容積は該出力段モデュール1が接合される該
放熱部材2の容積より小さく構成する事が出来る。尚、
図1に於いて該出力段モデュールと該制御モデュールと
は配線9により信号の授受が行われ、該制御モデュール
から必要な指令が該出力段モデュールに出力され、所定
の操作が該出力段モデュールを通じて実行される。
【0016】本考案に係る実装構造の他の具体例を図2
に示す。図2の具体例に於いては、基本的な構造は図1
の具体例と同一であるが、異なる点は、該制御モデュー
ルに於ける制御素子6、6’等の実装効率を上げる為、
基板8を両面使いの構成とし、且つ該放熱部材2と該出
力段モデュール3の基板8の底面との間に空間部10を
設けると共に、該放熱部材2と該制御モデュールの基板
8の底面との接合部を該基板8の周辺部分と該放熱部材
2の周縁部分とを連続的に若しくは断続的に適宜の断熱
層4を介して接合したものであっても良い。
【0017】係る構成を採用する事により、該空間部1
0により、該出力段モデュール1からの放熱は該制御モ
デュールには殆ど影響することが無くなり、然かも、高
密度の実装化が計れるので高度の且つ正確な制御を実行
することが可能となる。又、本具体例に於いては、該断
熱層11はコネクタ14を形成しているコネクタ包含筺
体12と一体的に構成されていても良い。
【0018】尚図2に於いて13はコネクタ端子であ
る。次に、本考案に於いて、本考案に係る該実装構造が
高温雰囲気対応となる理由を図3を参照しながら以下に
説明する。今、従来のパワー素子が所定の動作を実行し
た場合の最大温度上昇が40℃で制御素子が所定の動作
を実行した場合の最大温度上昇を35℃と仮定する。
【0019】一方、本考案に於いては、出力段モデュー
ル1の構造は実質的に変わり無いので本考案に於いても
該パワー素子が所定の動作を実行した場合の最大温度上
昇は同様に40℃となり、又制御素子が所定の動作を実
行した場合には、本考案の特殊な構成の結果、その最大
温度上昇はたかだか10℃となる。又一般に該パワー素
子の耐熱温度が150℃で該制御素子の耐熱温度が12
5℃である事を考慮すると、該各素子の耐用温度が上限
と考えられるので、従来の構成に於いては、制御素子も
パワー素子も同じ温度の影響を受ける構造である事か
ら、図3(A)に示す様に、該制御素子の耐熱温度12
5℃が耐用温度の上限となるので、そこから該制御素子
の温度上昇分35℃を差し引くと90℃となる。
【0020】つまり、従来の実装構造に於いては90℃
雰囲気対応でしか無かった。これに対し、本考案に於い
ては、該出力段モデュールと該制御モデュールとを完全
に熱的に分離しているので、各パワー素子と制御素子と
は独立して温度制御を実行しえるので、図3(B)に示
す様に該パワー素子の耐熱温度150℃が耐用温度の上
限となるので、そこから該パワー素子の温度上昇分40
℃を差し引くと110℃となる。従って、本考案に於い
ては110℃雰囲気対応となり、従来の実装構造に比べ
て20℃耐用温度を改善することが可能となる。
【0021】図4及び図5には、本考案に係る実装構造
と従来の実装構造とに於ける消費電力と温度上昇の変化
の関係が示されている。今、消費電力として、図4に示
す様なパルス的電力の供給が行われたとすると、図5に
示す様に、従来の実装構造に於けるパワー素子の温度上
昇カーブは実線20で示され、又その制御素子の温度上
昇カーブは点線30で示される。
【0022】これに対し、本考案に係る実装構造におい
てはパワー素子の温度上昇カーブは従来の実装構造に於
けるパワー素子の温度上昇カーブと同じ様に実線20で
示されるが、制御素子の温度上昇カーブは一点鎖線40
で示される様に、従来の実装構造に於けるよりも大幅に
その温度上昇を低減させる事が可能となるのである。更
に、本考案に於いては、係る本考案の構成をより効果的
なものとする為、該出力段モデュールに搭載される素子
及び配線群と該制御モデュールに搭載される素子及び配
線群とは熱的に完全に分離される様に、回路的に分離す
る構成を採用するものである。
【0023】つまり、本考案に於いては、出力段モデュ
ールには耐用温度の高い素子のみを配置し、該制御モデ
ュールには耐用温度の比較的低い素子を配置しその為に
特別な回路構成を採用するものである。従って、本考案
に於いては、配線が従来の実装構造に於けるよりもその
分だけ複雑に且つ長くなる傾向は避け得ないものである
が、上記の熱的分離の実行により得られる効果の方が格
段に大きいと言える。
【0024】
【考案の効果】本考案に於いては、上記の様な構造を採
用する事によって、一つの基板、或いはシャーシの上に
パワー素子から成るパワー部と制御素子から成る制御部
とを同時に配置し混載した実装構造で有って、簡易な構
成で有りながら、高温度雰囲気で有っても耐熱性の低い
素子を熱的に充分保護する事が出来、それに因って該素
子に誤動作が生ぜず、耐用時間の長い、然かも正確な動
作を実行する安価な実装構造を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案に係る実装構造の一具体例を示す断面図
である。
【図2】本考案に係る実装構造の他の具体例を示す断面
図である。
【図3】本考案に係る実装構造と従来の実装構造に於け
る耐用温度範囲を説明する図である。
【図4】実装構造に印加される消費電力のパターンの例
を示す図である。
【図5】本考案に係る実装構造と従来の実装構造に於け
る各素子の温度上昇の例を示す図である。
【図6】従来の実装構造の例を示す図である。
【符号の説明】
1…出力段モデュール 2…高熱伝導性を有する部材、放熱部材、シャーシ 3…制御モデュール 4、11…断熱層 5、5’…パワー素子 6、6’…制御素子 7…パワー用基板 8…制御用基板 9…配線 10…空間部 12…筺体 13…コネクタ端子 14…コネクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 鵜野 雄二 兵庫県神戸市兵庫区御所通1丁目2番28 号 富士通テン株式会社内 (72)考案者 冨士原 純 兵庫県神戸市兵庫区御所通1丁目2番28 号 富士通テン株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−164384(JP,A) 特開 平2−291160(JP,A) 実開 平3−32443(JP,U) 実開 平3−122552(JP,U)

Claims (3)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発熱温度の高いパワー素子を搭載する第
    1の基板が高熱伝導性を有する部材に接合され、該パワ
    ー素子を制御する発熱温度の低い制御素子を搭載する第
    2の基板が、該高熱伝導性を有する部材に形成された空
    間部上で、該第2の基板の周辺部に設けられた断熱層を
    介して該高熱伝導性を有する部材に接合されていること
    を特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 該高熱伝導性を有する部材は、シャーシ
    であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 該断熱層がコネクタと一体化されてい
    ることを特徴とする請求項記載の半導体装置。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19727548A1 (de) * 1997-06-28 1999-01-07 Bosch Gmbh Robert Elektronisches Steuergerät
JP2003298253A (ja) * 2002-03-29 2003-10-17 Denso Corp 電子制御装置の筐体構造及び電子制御装置の搭載構造
JP4164874B2 (ja) * 2004-05-31 2008-10-15 サンケン電気株式会社 半導体装置
JP4135101B2 (ja) * 2004-06-18 2008-08-20 サンケン電気株式会社 半導体装置
JP2006196853A (ja) 2004-12-13 2006-07-27 Daikin Ind Ltd ヒートポンプ装置
JP2007250901A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Nec Corp 回路基板、移動通信端末
JP2008060430A (ja) 2006-08-31 2008-03-13 Daikin Ind Ltd 電力変換装置
JP5206102B2 (ja) * 2008-05-08 2013-06-12 トヨタ自動車株式会社 半導体装置
JP5106519B2 (ja) 2009-11-19 2012-12-26 Necアクセステクニカ株式会社 熱伝導基板及びその電子部品実装方法
JP5898906B2 (ja) * 2011-10-06 2016-04-06 新電元工業株式会社 半導体素子の電気接続構造
JP2013157398A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
JP5842109B2 (ja) * 2012-02-23 2016-01-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 樹脂封止型半導体装置及びその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2614764B2 (ja) * 1989-04-28 1997-05-28 三菱電機株式会社 半導体装置
JPH04164384A (ja) * 1990-10-29 1992-06-10 Nec Corp 電力用混成集積回路
JP3032443U (ja) * 1996-06-14 1996-12-24 典生 河野 眼鏡フレーム

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