JP3069236B2 - 半導体スタック - Google Patents
半導体スタックInfo
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- JP3069236B2 JP3069236B2 JP8248494A JP8248494A JP3069236B2 JP 3069236 B2 JP3069236 B2 JP 3069236B2 JP 8248494 A JP8248494 A JP 8248494A JP 8248494 A JP8248494 A JP 8248494A JP 3069236 B2 JP3069236 B2 JP 3069236B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stack
- clamper
- semiconductor
- clampers
- semiconductor element
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、各電力変換器に使用
される半導体スタックに関するものである。
される半導体スタックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、各種電力変換においては図７
に示すような半導体スタックが使用されてきた。この従
来の半導体スタックは図示のように、絶縁スペーサ１、
冷却フィン２、半導体素子３及び銅フィン４などを電気
回路に合せて直列に配置し、この一連のスタック部品
は、その一端側にはボード５及び皿バネ６を介してクラ
ンパ７ａが配置され、このクランパ７ａとこれと他端側
のクランパ７ｂによって挟み込まれるとともに、中央部
に位置する皿バネ６を貫通する両ネジボルト８で固定
し、かつクランパ７ａ，７ｂ及びボード５の隅部を貫通
する複数の締付ボルト９で締め込むものである。
に示すような半導体スタックが使用されてきた。この従
来の半導体スタックは図示のように、絶縁スペーサ１、
冷却フィン２、半導体素子３及び銅フィン４などを電気
回路に合せて直列に配置し、この一連のスタック部品
は、その一端側にはボード５及び皿バネ６を介してクラ
ンパ７ａが配置され、このクランパ７ａとこれと他端側
のクランパ７ｂによって挟み込まれるとともに、中央部
に位置する皿バネ６を貫通する両ネジボルト８で固定
し、かつクランパ７ａ，７ｂ及びボード５の隅部を貫通
する複数の締付ボルト９で締め込むものである。
【０００３】次に動作について説明する。従来の半導体
スタックにおいては、半導体素子３の規定圧力を締付ボ
ルト９によって得ることで、半導体素子３の電気的定格
値が得られる。また、半導体素子３の規定圧力範囲が狭
い場合、締付ボルト９の締付時の規定圧接値との誤差を
少なくするために、皿バネ６を並列に使用して、２並列
なら２倍、３並列なら３倍と誤差を皿バネ６によって少
なくしている。
スタックにおいては、半導体素子３の規定圧力を締付ボ
ルト９によって得ることで、半導体素子３の電気的定格
値が得られる。また、半導体素子３の規定圧力範囲が狭
い場合、締付ボルト９の締付時の規定圧接値との誤差を
少なくするために、皿バネ６を並列に使用して、２並列
なら２倍、３並列なら３倍と誤差を皿バネ６によって少
なくしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の半
導体スタックでは、高圧力の締付になると、締付ボルト
の径が大きくなり、また皿バネの枚数も増え、クランパ
の厚みも厚くなって、スタック全体が大きくなるきらい
があった。
導体スタックでは、高圧力の締付になると、締付ボルト
の径が大きくなり、また皿バネの枚数も増え、クランパ
の厚みも厚くなって、スタック全体が大きくなるきらい
があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたものであり、半導体素子の規定締付力が容
易に得られるとともにスタックをコンパクトにし、コス
トダウンを図ることを目的とする。
めになされたものであり、半導体素子の規定締付力が容
易に得られるとともにスタックをコンパクトにし、コス
トダウンを図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る半導体スタックは、スタック部品の一端にある銅フィ
ンとそれと同じ側のクランパとの間を電線でつないだも
のである。
る半導体スタックは、スタック部品の一端にある銅フィ
ンとそれと同じ側のクランパとの間を電線でつないだも
のである。
【０００７】この発明の請求項２に係る半導体スタック
は、スタック部品の両端の銅フィンと各クランパ間とを
電線でつなぐとともに、クランパを絶縁ボルトで締め付
けたものである。
は、スタック部品の両端の銅フィンと各クランパ間とを
電線でつなぐとともに、クランパを絶縁ボルトで締め付
けたものである。
【０００８】
【作用】この発明の請求項１に係る半導体スタックにお
いては、一端側の銅フィンとクランパを電線でつなぐこ
とで、同じ側の絶縁スペーサを省略することができて、
コンパクトな半導体スタックが得られる。
いては、一端側の銅フィンとクランパを電線でつなぐこ
とで、同じ側の絶縁スペーサを省略することができて、
コンパクトな半導体スタックが得られる。
【０００９】この発明の請求項２に係る半導体スタック
においては、両端の銅フィンとクランパをそれぞれ電線
でつなぎ、かつクランパを絶縁ボルトで締付けること
で、両側の絶縁スペーサを省略することができ、よりコ
ンパクトな半導体スタックが得られる。
においては、両端の銅フィンとクランパをそれぞれ電線
でつなぎ、かつクランパを絶縁ボルトで締付けること
で、両側の絶縁スペーサを省略することができ、よりコ
ンパクトな半導体スタックが得られる。
【００１０】
【実施例】前提技術 以下、この発明の前提となる技術を図に基づいて説明す
る。図１はこの発明の前提技術である半導体スタックを
示す正面図である。１１ａ，１１ｂは絶縁スペーサ１、
冷却フィン２、半導体素子３、銅フィン４を直列に組合
せたスタック部品を両側から挟み込み全体を固定してい
る板バネであり、この板バネの対向する隅部間を複数の
両ネジボルト９で締め込み、上記板バネのたわみ量をゲ
ージで測定することによって、半導体素子３の規定圧接
力を確保するものである。以上のように板バネ１１ａ，
１１ｂをスタック部品の両側に配置して挟むことで、従
来技術（図７）の皿バネ６の２並列と同じ効果をもたら
し、半導体素子３の規定圧接値との締付誤差を少なくし
ている。さらに上記従来のものでは、クランパ７ａ，７
ｂ、締付ボルト８、皿バネ６とスタック組立上で約３０
％ぐらい占めていたものが、図１では、上記クランパ、
締付ボルト、皿バネの３品が板バネ１１ａ，１１ｂに変
わることで、スタック組立上で約５％ぐらいしか占めな
くなり、コンパクト化することができる。更に、締付ボ
ルト８で規定圧力を得ると、スタック全体にねじれの力
が働いていたが、この締付ボルト８を省略することでこ
のような欠点も除去される。
る。図１はこの発明の前提技術である半導体スタックを
示す正面図である。１１ａ，１１ｂは絶縁スペーサ１、
冷却フィン２、半導体素子３、銅フィン４を直列に組合
せたスタック部品を両側から挟み込み全体を固定してい
る板バネであり、この板バネの対向する隅部間を複数の
両ネジボルト９で締め込み、上記板バネのたわみ量をゲ
ージで測定することによって、半導体素子３の規定圧接
力を確保するものである。以上のように板バネ１１ａ，
１１ｂをスタック部品の両側に配置して挟むことで、従
来技術（図７）の皿バネ６の２並列と同じ効果をもたら
し、半導体素子３の規定圧接値との締付誤差を少なくし
ている。さらに上記従来のものでは、クランパ７ａ，７
ｂ、締付ボルト８、皿バネ６とスタック組立上で約３０
％ぐらい占めていたものが、図１では、上記クランパ、
締付ボルト、皿バネの３品が板バネ１１ａ，１１ｂに変
わることで、スタック組立上で約５％ぐらいしか占めな
くなり、コンパクト化することができる。更に、締付ボ
ルト８で規定圧力を得ると、スタック全体にねじれの力
が働いていたが、この締付ボルト８を省略することでこ
のような欠点も除去される。
【００１１】上記のものでは、板バネを利用してこの板
バネのたわみ量をゲージで測定することによって半導体
素子の規定圧接力を得るものについて述べたが、トルク
レンチによって半導体素子の規定圧接力を得るようにす
ることもできる。即ち図２においては、スタック部品の
両側をクランパ７ａ，７ｂで挟み、隅部の固定ボルト１
２の締付力を利用してトルクレンチで半導体素子３の規
定圧接力を確保するようにしたものであり、上記と同様
の効果を奏する。この例では、トルクレンチで圧接力を
確保するようにしたため、ゲージ等を当てる必要がなく
組立作業が簡単になる。又、トルク管理により半導体素
子３の規定圧接値で締めることになり、使用条件下によ
る材質の伸び縮み分の圧接力は半導体素子３の規定圧力
範囲内に吸収できる。更に従来にくらべ締付ボルト、皿
バネの２品が固定ボルト１２に変わることでスタックが
コンパクトになる。
バネのたわみ量をゲージで測定することによって半導体
素子の規定圧接力を得るものについて述べたが、トルク
レンチによって半導体素子の規定圧接力を得るようにす
ることもできる。即ち図２においては、スタック部品の
両側をクランパ７ａ，７ｂで挟み、隅部の固定ボルト１
２の締付力を利用してトルクレンチで半導体素子３の規
定圧接力を確保するようにしたものであり、上記と同様
の効果を奏する。この例では、トルクレンチで圧接力を
確保するようにしたため、ゲージ等を当てる必要がなく
組立作業が簡単になる。又、トルク管理により半導体素
子３の規定圧接値で締めることになり、使用条件下によ
る材質の伸び縮み分の圧接力は半導体素子３の規定圧力
範囲内に吸収できる。更に従来にくらべ締付ボルト、皿
バネの２品が固定ボルト１２に変わることでスタックが
コンパクトになる。
【００１２】なお、図２においてはボルト１２の締付力
を利用しトルクレンチで管理する半導体スタックについ
て述べたが、プレス機を利用することで同じ効果を奏す
ることも可能である。即ち図３において、スタック部品
の両側をクランパ７ａ，７ｂで挟み込むとともに、全体
をプレス機によって締め込むことで半導体素子３に規定
圧接力をかけ、規定圧接力になった状態のときに両ネジ
ボルト１２で締付けても上記技術と同様の効果を得るこ
とができる。このようにプレス機を使用することによ
り、部品の仕上り誤差があっても正確に規定圧接力を確
保することができる。又、プレス機を使用することで、
半導体素子３の規定圧接値で締めることになり、使用条
件下による材質の伸び縮み分の圧接力も半導体素子３の
規定圧力範囲内に吸収できる。更に従来にくらべ、締付
ボルト、皿バネの２品が固定用両ネジボルト１２に変わ
ることで、スタックがコンパクトになる。
を利用しトルクレンチで管理する半導体スタックについ
て述べたが、プレス機を利用することで同じ効果を奏す
ることも可能である。即ち図３において、スタック部品
の両側をクランパ７ａ，７ｂで挟み込むとともに、全体
をプレス機によって締め込むことで半導体素子３に規定
圧接力をかけ、規定圧接力になった状態のときに両ネジ
ボルト１２で締付けても上記技術と同様の効果を得るこ
とができる。このようにプレス機を使用することによ
り、部品の仕上り誤差があっても正確に規定圧接力を確
保することができる。又、プレス機を使用することで、
半導体素子３の規定圧接値で締めることになり、使用条
件下による材質の伸び縮み分の圧接力も半導体素子３の
規定圧力範囲内に吸収できる。更に従来にくらべ、締付
ボルト、皿バネの２品が固定用両ネジボルト１２に変わ
ることで、スタックがコンパクトになる。
【００１３】更に図４においては、スタック部品をクラ
ンパ７ａとボード１４の間に挟み、クランパ７ａとボー
ド１４を貫通する両ネジボルト９に皿バネ１３を挿入す
るとともに、この皿バネ１３をクランパ７ｂとボード１
４の間に設置したもので、上記技術と同様の効果を得る
ことができる。このように皿バネ１３の挿入位置を変え
たことにより、図７に示す締付ボルト８がなくなり、皿
バネ１３も小形にすることができ、コンパクトで安価な
半導体スタックとなる。また、皿バネ１３については、
圧接力が高くなるにつれて何枚も直列に重ねることによ
り規定値を得ることができ、使用条件下による材質の伸
び縮みと締付誤差による圧接力を従来の皿バネと同様並
列にすることで規定圧接値に対する誤差を少なくするこ
とができる。
ンパ７ａとボード１４の間に挟み、クランパ７ａとボー
ド１４を貫通する両ネジボルト９に皿バネ１３を挿入す
るとともに、この皿バネ１３をクランパ７ｂとボード１
４の間に設置したもので、上記技術と同様の効果を得る
ことができる。このように皿バネ１３の挿入位置を変え
たことにより、図７に示す締付ボルト８がなくなり、皿
バネ１３も小形にすることができ、コンパクトで安価な
半導体スタックとなる。また、皿バネ１３については、
圧接力が高くなるにつれて何枚も直列に重ねることによ
り規定値を得ることができ、使用条件下による材質の伸
び縮みと締付誤差による圧接力を従来の皿バネと同様並
列にすることで規定圧接値に対する誤差を少なくするこ
とができる。
【００１４】実施例１． 図５はこの発明の実施例１を示すもので、スタック部品
を挟む一方のクランパ７ｂと同じ側の最端の銅フィン４
とを電線１５でつないでスタックの固定部品とクランパ
７ｂを同電位にすることで、この銅フィン４と接するそ
の側の絶縁スペーサ１を不要とすることができ、これに
よりコンパクトな半導体スタックになるとともに上記前
提技術と同様の効果を得ることができる。
を挟む一方のクランパ７ｂと同じ側の最端の銅フィン４
とを電線１５でつないでスタックの固定部品とクランパ
７ｂを同電位にすることで、この銅フィン４と接するそ
の側の絶縁スペーサ１を不要とすることができ、これに
よりコンパクトな半導体スタックになるとともに上記前
提技術と同様の効果を得ることができる。
【００１５】実施例２． また、図６の様に締付ボルトとして強度的に鉄と変わら
ない絶縁ボルト１６を使用し、かつ上下のクランパ７
ａ，７ｂと各最端の銅フィン４とを各々電線１５でつな
いでも上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
絶縁ボルト１６を使用することにより、上下クランパ７
ａ，７ｂ間の電位を独立させ、各クランパと銅フィン４
の電位を同じにすることで絶縁スペーサが不要となり、
よりコンパクトな半導体スタックになる。
ない絶縁ボルト１６を使用し、かつ上下のクランパ７
ａ，７ｂと各最端の銅フィン４とを各々電線１５でつな
いでも上記実施例１と同様の効果を得ることができる。
絶縁ボルト１６を使用することにより、上下クランパ７
ａ，７ｂ間の電位を独立させ、各クランパと銅フィン４
の電位を同じにすることで絶縁スペーサが不要となり、
よりコンパクトな半導体スタックになる。
【００１６】
【発明の効果】請求項１の発明では、一側の銅フィンと
クランパを電線でつなぐことで、同じ側の絶縁スペーサ
を省略することが可能となり、コンパクトな半導体スタ
ックが得られる。
クランパを電線でつなぐことで、同じ側の絶縁スペーサ
を省略することが可能となり、コンパクトな半導体スタ
ックが得られる。
【００１７】請求項２の発明では、両側の銅フィンと両
側のクランパをそれぞれ電線でつなぎ、クランパを絶縁
ボルトで締めつけることにより、両側の絶縁スペーサが
省略でき、よりコンパクトな半導体スタックが得られ
る。
側のクランパをそれぞれ電線でつなぎ、クランパを絶縁
ボルトで締めつけることにより、両側の絶縁スペーサが
省略でき、よりコンパクトな半導体スタックが得られ
る。
【図１】この発明の前提技術を示す正面図である。
【図２】この発明の前提技術を示す正面図である。
【図３】この発明の前提技術を示す正面図である。
【図４】この発明の前提技術を示す正面図である。
【図５】この発明の実施例１を示す正面図である。
【図６】この発明の実施例２を示す正面図である。
【図７】従来の半導体スタックを示す正面図である。
１ 絶縁スペーサ ２ 冷却フィン ３ 半導体素子 ４ 銅フィン ７ａ，７ｂ クランパ ９ 締付ボルト １１ａ，１１ｂ 板バネ １２ ボルト １３ 皿バネ １４ ボード １５ 電線 １６ 絶縁ボルト
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体素子及び銅フィンを含むスタック
部品を直列に組合せて配置しこれらスタック部品を両側
からクランパで挟み、上記クランパの隅部間に複数の締
付ボルトを架設して締め付けるようにしたものにおい
て、上記スタック部品の一端に配置した銅フィンと同じ
側のクランパの間を電線でつないだことを特徴とする半
導体スタック。 - 【請求項２】 半導体素子及び銅フィンを含むスタック
部品を直列に組合せて配置しこれらスタック部品を両側
からクランパで挟み、上記クランパの隅部間に複数の絶
縁ボルトを架設して締め付けるようにしたものにおい
て、上記スタック部品の両端に配置した銅フィンとその
同じ側の各クランパ間をそれぞれ電線でつないだことを
特徴とする半導体スタック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8248494A JP3069236B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 半導体スタック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8248494A JP3069236B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 半導体スタック |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07273279A JPH07273279A (ja) | 1995-10-20 |
| JP3069236B2 true JP3069236B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=13775794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8248494A Expired - Lifetime JP3069236B2 (ja) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | 半導体スタック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3069236B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3642548B2 (ja) * | 1997-10-27 | 2005-04-27 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
| JP5445041B2 (ja) * | 2009-11-11 | 2014-03-19 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
| EP3291297B1 (en) * | 2015-04-27 | 2021-08-04 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Pressure-contact type semiconductor element stack |
-
1994
- 1994-03-28 JP JP8248494A patent/JP3069236B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07273279A (ja) | 1995-10-20 |
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