JP2993278B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータなどに用い
るパワートランジスタモジュールを対象とした半導体装
置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】昨今では、パワーエレクトロニクスの分
野に用いるパワートランジスタモジュールとして多種多
様な仕様，構成のものが製品化されている。図６，図７
は従来におけるパワートランジスタモジュールの製品例
を示すものであり、図６は１個組モジュール、図７は２
個組モジュールであり、それぞれのモジュールの外観を
（ａ）図に、その内部回路を（ｂ）図に示す。なお、実
際の製品はトランジスタがダーリントン接続で、コレク
タ，エミッタ間にフリーホイール用高速ダイオードを内
蔵している。各図において、１は樹脂製のケース、２は
金属ベース板、３はコレクタ端子Ｃ，エミッタ端子Ｅな
どの主端子、４はドライブ信号入力用の補助端子、５は
ケース１の四隅に設けたケース取付用のネジ穴であり、
ここで主端子３，補助端子４はケース１の上面に配置さ
れており、かつ補助端子４は主端子３よりも一段低い位
置に配置している。また、図６の構造では主端子３の間
には十分な絶縁沿面距離を確保するために隔壁１ａが設
けてある。これに対して、図７の構造では主端子３の相
互間に溝が形成されている。
【０００３】そして、かかるトランジスタモジュールの
複数個を組合わせてインバータなどの回路を組む場合に
は、各トランジスタモジュールの主端子間をブスバーな
どを介して直列，ないし並列に相互接続するようにして
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近の傾向
として、インバータなどの製品を製作する場合に、組立
ラインで自動実装により組立てる方法が普及化してお
り、これに合わせて組立工程の簡略化を図るために、例
えばトランジスタモジュールの相互配線を従来のブスバ
ーに代えてプリント配線板を採用するような試みがなさ
れている。すなわち、あらかじめ必要な主回路の導体パ
ターンを形成したプリント配線板にトランジスタモジュ
ールを実装すれば、ブスバー配線方式と比べて部品点
数，作業工数が大幅に削減できるほか、プリント配線板
にスナバ回路，制御回路なども一緒に搭載してコンパク
トに構成できる。
【０００５】しかして、図６，図７に示した従来構造の
トランジスタモジュールでは、モジュール相互間の配線
にプリント配線板を採用する場合には次記のような問題
点を解決する必要がある。すなわち、従来構造では主端
子３と補助端子４との間に高低段差があり、特に図６の
構造では主端子３の間に隔壁１ａが突き出しているため
に、この隔壁１ａが障害物となってプリント配線板８を
トランジスタモジュールのケース上で密着状態に搭載す
ること、および端子にプリント配線板をネジ締結などで
直接接続することができない。
【０００６】また、別な問題として、従来構造ではケー
ス取付用のネジ穴５がケース１の四隅に設けてあるが、
これを二箇所に減らしたい場合に図７の構造では、ケー
ス１の端部ギリギリの箇所で横一列に並ぶ補助端子４が
邪魔となってケース１の両端中央部位に従来と同一ピッ
チでネジ穴を設けることが外形寸法上の制約から困難で
ある。
【０００７】本発明は上記の点にかんがみなされたもの
であり、その目的は前記課題を解決し、複数個のトラン
ジスタモジュールでインバータ回路などを組立てる場合
に、モジュール間の相互配線用として採用するプリント
配線板への実装に適合した組立性のよい半導体装置の構
造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
り半導体装置を次記のように構成することにより達成さ
れる。
【０００９】（１）ケース内に２個組の半導体素子を収
容し、かつ各半導体素子を直列接続にして電極から引出
したコレクタ端子，エミッタ端子及び中間端子からなる
主端子と補助端子をケースの上面に配置してなる半導体
装置において、主端子を同じ高さに揃えてケースの上面
中央に一列に配列するとともに、端に位置する中間端子
の側方に前記配列と平行に補助端子を集中して配列す
る。 （２）ケース内に少なくとも１個組の半導体素子を収容
し、かつ半導体素子の電極から引出した主端子，補助端
子をケースの上面に配置してケース上に搭載したプリン
ト配線板との間を相互接続する半導体装置において、主
端子を同じ高さに揃えて配置し、かつ補助端子をファス
トン端子として主端子よりも一段低い位置からケース上
方へ引き出して集中配置するとともに、補助端子の周域
には主端子と同じ高さに揃えて並ぶプリント配線板用の
支持ガイドを設ける。
【００１０】（３）さらに、前記（２）の応用例とし
て、補助端子の周域にはプリント配線板の下面に取付け
た補助端子接続用コネクタの高さ分だけ差し引いた高さ
のコネクタ用の支持ガイドを設ける。
【００１１】
【００１２】
【作用】前項（１）の構成によれば、主端子と補助端子
が干渉することなく、また 補助端子に邪魔されることな
くケース取付用ネジ穴をケースの両端中央の二箇所に集
約して確保することができる。さらに、前項（２),
（３）の構成によれば、プリント配線板を半導体装置の
ケース上に搭載し、かつプリント配線板側に取付けたコ
ネクタと半導体装置の補助端子とを接続した状態では、
半導体装置のケース側に設けた支持ガイドがプリント配
線板を下方から担持するようになるのでプリント配線板
を安定よく支持でき、これによりプリント配線板に加わ
る応力の低減化が図れて有利となる。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。なお、各実施例の図中で図６，図７に対応する同一
部品には同じ符号が付してある。参考 例１： 図１は本発明の参考例を示すものであり、１個組のトラ
ンジスタを内蔵した同一仕様の２個のパワートランジス
タモジュール（図６に対応する）６，７を左右に並べ、
その相互間にまたがって載置したプリント配線板８の導
体パターンを介してモジュール間を直列に配線し、イン
バータ回路のブリッジアームを構成したものである。
【００１４】ここで、各モジュール６，７のケース１は
上面を平坦面に構成し、各個のモジュールごとに主端子
３，および補助端子４を同じ高さに揃えて同一面上に配
列している。また、一方のモジュール６（右側）では、
ケース上に並ぶ各端子が主端子３のコレクタ端子Ｃ，エ
ミッタ端子Ｅ，補助端子４の順で左右方向に配列してい
るのに対し、他方のモジュール７（左側）では、前記と
は逆にケース上に並ぶ各端子が補助端子４，主端子のコ
レクタ端子Ｃ，エミッタ端子Ｅの順で左右方向に配列し
ている。
【００１５】かかる構成により、パワートランジスタモ
ジュール６と７との間にまたがってプリント配線板８を
ケース１の上面に密着して取付けることができ、かつこ
の状態で主端子３，補助端子４とプリント配線板８の導
体パターンとの間をネジ締結して接続できる。また、モ
ジュール６のコレクタ端子Ｃとモジュール７のエミッタ
端子は最短距離を隔てて隣り合うことになり、両端子の
間をプリント配線板８の導体パターンを介して最短配線
長で直列接続することができる。これにより配線インダ
クタンスの低減化が図れる。
【００１６】実施例１： 図２は本発明の請求項１に対応する実施例を示すもので
あり、２個組のトランジスタを内蔵したパワートランジ
スタモジュール（図７に対応）６，７を並置し、各モジ
ュール６，７における主端子４のコレクタ端子Ｃ１，お
よびエミッタ端子Ｅ２の相互間にまたがって配線したブ
スバー９をネジ締結し、残る出力中間端子Ｃ２Ｅ１には
ブスバー１０を個々に接続している。つまり、このよう
にモジュール６，７を並置してインバータの各アームを
構成する場合、コレクタ端子Ｃ１およびエミッタ端子Ｅ
２は各並列接続されるので、ブスバー９がモジュールの
長手方向に対して垂直方向に配置され、一方出力中間端
子Ｃ２Ｅ１は別々に導出されるため、個々にモジュール
の長手方向に対して水平方向に配置される。これはブス
バー９をプリント基板８に置き換えても配線を容易にす
る観点から同じ配置 となる。なお、モジュール６，７の
内部回路については図７（ｂ）と同一である。
【００１７】ここで、各モジュール６，７における主端
子３（コレクタ端子Ｃ１，エミッタ端子Ｅ２，および出
力中間端子Ｃ２Ｅ１）は同じ高さに揃えてケース上面の
中央部に左右一列に配列しており、かつ補助端子４は主
端子３の出力中間端子Ｃ２Ｅ１の側方に並べて前記配列
と平行に集中的に配列されている。さらに、この実施例
ではケース取付用のネジ穴５がケース１の左右両端の二
箇所に分けて、主端子３の配列の延長上、つまりケース
１の両端中央部に設けてある。この場合に補助端子４は
ケース１の中央から側方へ変位した位置に配置されてい
るので、前記ネジ穴５を補助端子４との干渉なしに設け
ることができ、これにより図７の構造でケース１の四隅
に設けていた四箇所のネジ穴５を二箇所に減らすことが
可能となる。また、ブスバー１０の引き出しに対して補
助端子４が干渉することがない。
【００１８】実施例２： 図３は本発明の請求項２に対応する実施例を示すもので
ある。この実施例では、パワートランジスタモジュール
のケース１の上面に高さを揃えて主端子３が配列してお
り、この主端子３の上にプリント配線板８を密着して搭
載し、ネジ１１を介して主端子３との間を締結してい
る。また、補助端子４はファストン端子として主端子３
の位置する高さよりも一段低いケース上面の端部に集中
して上方へ引き出すようにして配列しており、プリント
配線板８との間の接続はプリント配線板８の上面側に取
付けた補助端子接続用のコネクタ１２により行ってい
る。
【００１９】ここで、補助端子４を取り囲んでケース１
の上面には主端子３と同じ高さに並ぶプリント配線板８
の支持ガイド１ｂが設けてある。なお、支持ガイド１ｂ
の詳細な斜視図を図５に示す。これにより、プリント配
線板８を主端子３の上に載置した状態では、前記支持ガ
イド１ｂがプリント配線板の一端部を下方から担持する
ので安定した取付け状態が確保され、これによりプリン
ト配線板８に加わる応力の低減化が図れる。
【００２０】実施例３： 図４は本発明の請求項３に対応する実施例を示すもので
ある。この実施例は、前記した実施例２の応用例であ
り、トランジスタモジュールの補助端子４と接続し合う
コネクタ１２がプリント配線板８の下面側に取付けてあ
る。そして、この実施例では補助端子４を包囲してケー
ス１の上面には背の低いコネクタ用の支持ガイド１ｃが
設けてある。この支持ガイド１ｃは、主端子３の高さか
らコネクタ１２の寸法を差し引いた残りの高さに設定さ
れており、図示のように主端子３の上に密着してプリン
ト配線板８を載置し、かつ同時にコネクタ１２を補助端
子４に結合した状態では、コネクタ１２の下面が前記支
持ガイド１ｃの上に担持されることになる。したがっ
て、実施例２で述べたと同様にプリント配線板８をトラ
ンジスタモジュールの上に安定よく取付けることができ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、パワートランジスタモジュールなどを対象とした半
導体装置に対し、プリント配線板を組合わせて外部配線
を簡単に行うことができる。しかも、各請求項の構成を
採用することにより、プリント配線板を支障なく半導体
装置の端子上に密着状態に載置して各端子とプリント配
線板側の導体パターンとの間を相互接続することがで
き、これによりインバータなどの製品組立工程にて自動
実装による組立方式を採用して製品の量産性の向上化が
図れる。特に請求項１に係る発明の構成ではインバータ
の回路配線で主端子と補助端子が干渉することなく配線
が簡単にでき、請求項２、３に係る各発明の構成ではピ
ン状の補助端子を囲んで支持ガイドを設けたので、プリ
ント配線板の安定した取り付け状態が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例の半導体装置の構成図
【図２】本発明の実施例１に対応する半導体装置の構成
図
【図３】本発明の実施例２に対応する半導体装置の構成
図
【図４】本発明の実施例３に対応する半導体装置の構成
図
【図５】図３，図４の実施例における支持ガイドの斜視
図
【図６】従来における半導体装置の例として挙げた１個
組のパワートランジスタモジュールを示すものであり、
（ａ）は構成斜視図、（ｂ）は内部回路図
【図７】従来における半導体装置の例として挙げた２個
組のパワートランジスタモジュールを示すものであり、
（ａ）は構成斜視図、（ｂ）は内部回路図
【符号の説明】
１ ケース １ｂ プリント配線板用の支持ガイド １ｃ コネクタ用の支持ガイド ３ 主端子 ４ 補助端子 ５ ケース取付用ネジ穴 ６ パワートランジスタモジュール ７ パワートランジスタモジュール ８ プリント配線板 １２ 補助端子接続用コネクタ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ケース内に２個組の半導体素子を収容し、
    かつ各半導体素子を直列接続にして電極から引出したコ
    レクタ端子，エミッタ端子及び中間端子からなる主端子
    と補助端子をケースの上面に配置してなる半導体装置に
    おいて、主端子を同じ高さに揃えてケースの上面中央に
    一列に配列するとともに、端に位置する中間端子の側方
    に前記配列と平行に補助端子を集中配列したことを特徴
    とする半導体装置。
  2. 【請求項２】ケース内に少なくとも１個組の半導体素子
    を収容し、かつ半導体素子の電極から引出した主端子，
    補助端子をケースの上面に配置してケース上に搭載した
    プリント配線板との間を相互接続する半導体装置におい
    て、主端子を同じ高さに揃えて配置し、かつ補助端子を
    ファストン端子として主端子よりも一段低い位置からケ
    ース上方へ引き出して集中配置するとともに、補助端子
    の周域には主端子と同じ高さに揃えて並ぶプリント配線
    板用の支持ガイドを設けたことを特徴とする半導体装
    置。
  3. 【請求項３】ケース内に少なくとも１個組の半導体素子
    を収容し、かつ半導体素子の電極から引出した主端子，
    補助端子をケースの上面に配置してケース上に搭載した
    プリント配線板との間を相互接続する半導体装置におい
    て、主端子を同じ高さに揃えて配置し、かつ補助端子を
    ファストン端子として主端子よりも一段低い位置からケ
    ース上方へ引き出して集中配置するとともに、補助端子
    の周域にはプリント配線板の下面に取付けた補助端子接
    続用コネクタの高さ分だけ差し引いた高さのコネクタ用
    の支持ガイドを設けたことを特徴とする半導体装置。
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