JP4330464B2 - Power semiconductor device - Google Patents
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Description
本発明は電力用半導体装置に関し、特に、制御系基板の固定手段を備えた電力用半導体装置に関する。 The present invention relates to a power semiconductor device, and more particularly to a power semiconductor device provided with a control substrate fixing means.
電力用半導体装置では、IGBT等の電力用半導体素子と、かかる電力用半導体素子を制御する制御系基板とが筐体内に配置される構造(例えば、特許文献1)に加え、使用態様に応じて、筐体の外部にかかる制御系基板を配置して、筐体外部から筐体内の電力用半導体素子を制御することが行なわれている。
しかしながら、電力用半導体装置の近傍に制御系基板を固定するためには、例えば、電力用半導体装置が固定されるフレーム等に、制御系基板を固定するための固定具等を別途設ける必要があった。また、設計変更等で電力用半導体装置の取り付け位置が変わった場合には、固定具等の取り付け位置も変更する必要があった。 However, in order to fix the control system board in the vicinity of the power semiconductor device, for example, it is necessary to separately provide a fixture or the like for fixing the control system board on a frame to which the power semiconductor device is fixed. It was. In addition, when the mounting position of the power semiconductor device is changed due to a design change or the like, it is also necessary to change the mounting position of the fixture or the like.
そこで、本発明は、制御系基板を筐体外部に固定する固定手段を備えた電力用半導体装置の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a power semiconductor device provided with a fixing means for fixing a control system substrate to the outside of the housing.
本発明は、制御系基板で制御される電力用半導体装置であって、開口部を有するケース部と、ケース部の開口部を閉じる蓋部とからなる筐体と、筐体の内部に配置された電力用半導体素子とを含み、蓋部が、筐体の外部に制御系基板を固定する固定手段を有し、固定手段が、制御系基板を蓋部から間隔を置いて支持するスペーサと、スペーサを貫通し、制御系基板を蓋部に固定するねじ部とを含むことを特徴とする電力用半導体装置である。 The present invention is a power semiconductor device controlled by a control system board, and is disposed inside a casing including a case having an opening and a lid that closes the opening of the case. A power semiconductor element, and the lid portion has a fixing means for fixing the control system substrate to the outside of the housing, and the fixing means supports the control system substrate at a distance from the lid portion, A power semiconductor device including a screw portion that penetrates the spacer and fixes the control system substrate to the lid portion.
固定手段は、制御系基板を蓋部から間隔を置いて支持する蓋部に固定されたスペーサと、制御系基板をスペーサに固定するタッピングねじとを含むものであっても良く、または、制御系基板を蓋部から間隔を置いて支持するスペーサからなり、スペーサが、制御系基板を挿入して固定する切欠き部を有するものであっても良い。
The fixing means may include a spacer fixed to the lid portion that supports the control system substrate at a distance from the lid portion, and a tapping screw that fixes the control system substrate to the spacer. The spacer may be a spacer that supports the substrate at a distance from the lid, and the spacer may have a notch for inserting and fixing the control system substrate.
このように、本発明にかかる電力用半導体装置では、蓋部に固定手段が設けられているため、制御系基板の固定を容易に行なうことができる。 Thus, in the power semiconductor device according to the present invention, since the fixing means is provided in the lid, the control system substrate can be easily fixed.
実施の形態1.
図1は、全体が100で表される、本発明の実施の形態1にかかる電力用半導体装置であり、図1(a)に上面図を、図1(b)に、図1(a)のI−I方向に見た断面図をそれぞれ示す。
FIG. 1 shows a power semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, the whole being represented by 100. FIG. 1 (a) is a top view, and FIG. 1 (b) is FIG. 1 (a). Sectional drawing seen in II direction of each is shown.
電力用半導体装置100は、ケース部10と蓋部20から形成されて筐体30を含む。ケース部10と蓋部20は、例えばPPS(Polyphenylene Sulfide)から形成される。ケース部10には、外部に設けられた制御用素子(図示せず)と接続するための端子5や、電力入出力用の端子12が設けられている。
The
ケース部10の内部の底面には、絶縁基板1が固定されている。絶縁基板1の上にはIGBTやFWDi等の電力用半導体素子2が設けられている。電力用半導体素子2は、金等のボンディングワイヤ3を介して電極4や端子5に接続されている。
The
ケース部10の開口部は、蓋部20により閉じられる。蓋部20は、例えば4箇所に設けられたねじ21によりケース部10に固定される。また、蓋部20には、4つのナット22が固定されている。
The opening of the
図2は電力用半導体装置100の蓋部20であり、図2(a)は上面図を、図2(b)は図2(a)をII−II方向に見た断面図を示す。また、図2(c)は、蓋部20の上に制御系基板25を固定した場合の断面図である。
2 shows the
図2(b)に示すように、蓋部20には4つのナット22が設けられており、ナット22は、ボルト24と噛合うようになっている。かかるナット22とボルト24を用いることにより、制御用素子26を搭載した制御系基板25が、蓋部20に固定できる。
As shown in FIG. 2 (b), the
図2(c)は、制御系基板25が蓋部20に固定された状態の断面図である。蓋部20の上には、円筒状のスペーサ23が配置され、その上に制御系基板25が載置されている。スペーサ23は、例えば、蓋部20と同じPPSから形成される。制御系基板25には孔部が設けられ、孔部を通ったボルト24が、スペーサ23を貫通してナット22と噛合う。これにより、制御系基板25が蓋部20の表面と平行に、蓋部20の表面から所定の間隔をおいて固定される。
FIG. 2C is a cross-sectional view of the state in which the
なお、図2には記載していないが、蓋部20はねじ21によりケース部10に固定される。これにより、電力用半導体装置100の筐体30の上に、電力用半導体装置100の電力用半導体素子2を制御する制御系基板25を固定した構造を提供できる。
Although not shown in FIG. 2, the
かかる電力用半導体装置100では、制御系基板25を固定する手段を、電力用半導体装置100の近傍に別途設ける必要がない。また、設計変更等により電力用半導体装置100の位置が移動した場合でも、制御系基板25の取り付け位置の変更は不要となる。
In the
なお、電力用半導体装置100では、制御系基板20を固定する必要の無い場合には、蓋部20を裏返して取りつけることができる。これにより、筐体30内にナット22を収納し、蓋部20の表面を平坦にすることができる。
In the
なお、以下で述べる実施の形態2〜5においても、本実施の形態1にかかる電力用半導体装置100と同様の効果を得ることができる。
In the second to fifth embodiments described below, the same effects as those of the
実施の形態2.
図3は電力用半導体装置100に用いられる他の蓋部40であり、図3(a)は上面図を、図3(b)は図3(a)をIII−III方向に見た断面図を示す。また、図3(c)は、蓋部40の上に制御系基板25を固定した場合の断面図である。
3 shows another
本実施の形態2では、図3(b)に示すように、蓋部40に4つのナット42が設けられるとともに、スペーサ43が蓋部40に固定されている。スペーサ43は、蓋部40に接着しても良いが、好適には蓋部40と一体成形される。他の構造は、上述の蓋部20と同じである。
In the second embodiment, as shown in FIG. 3B, four
このように、スペーサ43を蓋部40に接着し、特に蓋部40と一体成形することにより、部品点数が減少するとともに、ボルト止めの作業性が向上し、制御系基板2の脱着が容易になる。
As described above, the
実施の形態3.
図4は電力用半導体装置100に用いられる他の蓋部50であり、図4(a)は上面図を、図4(b)は図4(a)をIV−IV方向に見た断面図を示す。また、図4(c)は、蓋部50の上に制御系基板25を固定した場合の断面図である。
Embodiment 3 FIG.
4 shows another
本実施の形態3では、図4(b)に示すように、上述の蓋部40のナット43に換えて、ボルト54を蓋部50に設ける。他の構造は、上述の蓋部40と同じであり、ボルト54の下部はスペーサ53に覆われている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 4B, a
このように、ナットに換えてボルト54を蓋部50に設けることにより、更に、制御系基板25を蓋部50に固定する際の位置合わせが容易となる。
Thus, by providing the
実施の形態4.
図5は電力用半導体装置100に用いられる他の蓋部60であり、図5(a)は上面図を、図(b)は図5(a)をV−V方向に見た断面図を示す。また、図5(c)は、蓋部60の上に制御系基板25を固定した場合の断面図である。
Embodiment 4 FIG.
5A and 5B show another
本実施の形態4では、図5(b)に示すように、スペーサ63が蓋部60に固定されている。スペーサ63は蓋部60に接着されても良いが、一体成形されることが好ましい。スペーサ63には、ねじ孔64が設けられていることが好ましい。
In the fourth embodiment, the
本実施の形態4では、図5(c)に示すように、タッピングねじ65を用いて制御系基板25を蓋部60に取り付ける。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 5C, the
このように、タッピングねじ65を用いることにより、制御系基板25の取り付け構造を簡略化でき、コストの削減を図ることができる。
Thus, by using the tapping
実施の形態5.
図6は電力用半導体装置100に用いられる他の蓋部70であり、図6(a)は上面図を、図6(b)は図6(a)をVI−VI方向に見た断面図を示す。また、図6(c)は、蓋部70の上に制御系基板25を固定した場合の断面図である。
6A and 6B show another
本実施の形態5では、図6(b)に示すように、4つの、四角柱のスペーサ73が、蓋部70の上に形成されている。スペーサ73は蓋部70に接着されても良いが、一体成形されることが好ましい。また、スペーサ73は、円柱等の他の形状としても良い。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 6B, four
更に、各スペーサ73は、制御系基板25の角部が挿入される切欠き部74を備える。例えば、図6(a)に破線で示すように、4つのスペーサ73が切欠き部74を備えることにより、制御系基板25の4角を切欠き部74に挿入して固定できる。
Furthermore, each
このように、切欠き部74を備えたスペーサ73を用いることにより、制御系基板25を固定するための部品点数を減らすことができる。更に、かかる構造では、ねじを用いていないため、制御系基板25の着脱を容易に行なうことができる。
Thus, by using the
なお、実施の形態1〜5では、蓋部に設けられたスペーサが4つの場合について説明したが、これに限定されるものではない。 In addition, although Embodiment 1-5 demonstrated the case where the spacer provided in the cover part was four, it is not limited to this.
1 絶縁基板、2 電力用半導体素子、3 ボンディングワイヤ、4 電極、5 端子、10 ケース部、12 端子、20 蓋部、21 ねじ、22 ナット、23 スペーサ、24 ボルト、25 制御系基板、26 制御用素子、30 筐体、100 電力用半導体装置。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
開口部を有するケース部と、該ケース部の該開口部を閉じる蓋部とからなる筐体と、
該筐体の内部に配置された電力用半導体素子とを含み、
該蓋部が、該筐体の外部に該制御系基板を固定する固定手段を有し、
該固定手段が、該制御系基板を該蓋部から間隔を置いて支持するスペーサと、該スペーサを貫通し、該制御系基板を該蓋部に固定するねじ部とを含むことを特徴とする電力用半導体装置。 A power semiconductor device controlled by a control system substrate,
A housing comprising a case having an opening and a lid for closing the opening of the case;
A power semiconductor element disposed inside the housing,
Lid portion, have a fixing means for fixing the control system board to the outside of the housing,
The fixing means includes a spacer that supports the control system substrate at a distance from the lid portion, and a screw portion that passes through the spacer and fixes the control system substrate to the lid portion. Power semiconductor devices.
開口部を有するケース部と、該ケース部の該開口部を閉じる蓋部とからなる筐体と、A housing comprising a case having an opening and a lid for closing the opening of the case;
該筐体の内部に配置された電力用半導体素子とを含み、A power semiconductor element disposed inside the housing,
該蓋部が、該筐体の外部に該制御系基板を固定する固定手段を有し、The lid has a fixing means for fixing the control system board to the outside of the housing;
該固定手段が、該制御系基板を該蓋部から間隔を置いて支持する該蓋部に固定されたスペーサと、該制御系基板を該スペーサに固定するタッピングねじとを含むことを特徴とする電力用半導体装置。The fixing means includes a spacer fixed to the lid for supporting the control system board at a distance from the lid, and a tapping screw for fixing the control system board to the spacer. Power semiconductor device.
開口部を有するケース部と、該ケース部の該開口部を閉じる蓋部とからなる筐体と、A housing comprising a case having an opening and a lid for closing the opening of the case;
該筐体の内部に配置された電力用半導体素子とを含み、A power semiconductor element disposed inside the housing,
該蓋部が、該筐体の外部に該制御系基板を固定する固定手段を有し、The lid has a fixing means for fixing the control system board to the outside of the housing;
該固定手段が、該制御系基板を該蓋部から間隔を置いて支持するスペーサからなり、該スペーサが、該制御系基板を挿入して固定する切欠き部を有することを特徴とする電力用半導体装置。The fixing means comprises a spacer for supporting the control system board at a distance from the lid, and the spacer has a notch for inserting and fixing the control system board. Semiconductor device.
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