JP6246051B2 - Power semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Power semiconductor device and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP6246051B2
JP6246051B2 JP2014085391A JP2014085391A JP6246051B2 JP 6246051 B2 JP6246051 B2 JP 6246051B2 JP 2014085391 A JP2014085391 A JP 2014085391A JP 2014085391 A JP2014085391 A JP 2014085391A JP 6246051 B2 JP6246051 B2 JP 6246051B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
press
semiconductor device
terminals
power semiconductor
power
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.)
Active
Application number
JP2014085391A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015207582A (en
Inventor
石崎　光範
光範 石崎
雄二 白形
雄二 白形
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2014085391A priority Critical patent/JP6246051B2/en
Publication of JP2015207582A publication Critical patent/JP2015207582A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6246051B2 publication Critical patent/JP6246051B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • 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
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • 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
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Description

本発明は、電力半導体装置およびその製造方法に関し、特に、電力変換回路部を備えた電力半導体装置と、その電力半導体装置の製造方法とに関するものである。   The present invention relates to a power semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a power semiconductor device including a power conversion circuit unit and a manufacturing method of the power semiconductor device.

電力半導体装置の一つに、複数のスイッチング素子を内蔵し、直流電力を交流電力に変換したり、逆に、交流電力を直流電力に変換する電力変換回路部を備えた電力半導体装置がある。   As one of power semiconductor devices, there is a power semiconductor device that includes a plurality of switching elements and includes a power conversion circuit unit that converts DC power into AC power or, conversely, converts AC power into DC power.

そのような電力半導体装置の一例として、特許文献１に挙げられている電力半導体装置について説明する。この電力半導体装置では、アルミナ等の絶縁基板の上面に、回路パターンを含む電力変換回路部が形成されている。絶縁基板の下面に、金属箔が形成されている。電力変換回路部は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の複数のスイッチング素子とフリーホイールリングダイオード等とを実装することによって形成されている。   As an example of such a power semiconductor device, a power semiconductor device described in Patent Document 1 will be described. In this power semiconductor device, a power conversion circuit section including a circuit pattern is formed on the upper surface of an insulating substrate such as alumina. A metal foil is formed on the lower surface of the insulating substrate. The power conversion circuit unit is formed by mounting a plurality of switching elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) and a freewheeling diode.

電力変換回路部は金属ベースにはんだ付けされている。樹脂ケースと一体的に成形された電源接続端子、電力入出力端子および制御信号端子が、それぞれ金属のワイヤによって電気的に接続されている。電力変換回路部の上方には、プリント基板を含む制御回路部が配置されている。プリント基板には、スイッチング素子の動作等を制御するための制御回路が形成されている。   The power conversion circuit unit is soldered to the metal base. A power connection terminal, a power input / output terminal, and a control signal terminal molded integrally with the resin case are electrically connected to each other by a metal wire. A control circuit unit including a printed circuit board is arranged above the power conversion circuit unit. A control circuit for controlling the operation of the switching element and the like is formed on the printed circuit board.

プリント配線板のスルーホールにケースの制御信号端子を挿入し、はんだ付けすることで、電力変換回路部と制御回路部とが電気的に接続される。樹脂ケースの内部にシリコーンゲル等のゲル状充填剤を注入することによって、電力変換回路部と制御回路部とが封止される。   By inserting the control signal terminal of the case into the through hole of the printed wiring board and soldering, the power conversion circuit unit and the control circuit unit are electrically connected. By injecting a gel filler such as silicone gel into the resin case, the power conversion circuit unit and the control circuit unit are sealed.

次に、電力半導体装置の他の例として、特許文献２に挙げられている電力半導体装置について説明する。この電力半導体装置では、モジュールを用いて電力変換回路部が構成される。一つのスイッチング素子を内蔵したモジュールがモールド成形によって形成され、複数のモジュールを金属ベース上に配列することで電力変換回路部が構成される。   Next, a power semiconductor device described in Patent Document 2 will be described as another example of the power semiconductor device. In this power semiconductor device, a power conversion circuit unit is configured using a module. A module incorporating one switching element is formed by molding, and a plurality of modules are arranged on a metal base to constitute a power conversion circuit unit.

モジュールからは電源端子と制御信号端子がそれぞれ突出している。電源端子はバスバー等を介して外部への入出力端子に電気的に接続される。一方、制御信号端子は、電力変換回路部の上方に配置された制御回路基板のスルーホールに挿入されて、はんだ付けによって電気的に接続される。   A power supply terminal and a control signal terminal protrude from the module. The power supply terminal is electrically connected to an external input / output terminal via a bus bar or the like. On the other hand, the control signal terminal is inserted into a through hole of the control circuit board disposed above the power conversion circuit unit and is electrically connected by soldering.

特許文献１と特許文献２に挙げられている電力半導体装置では、制御信号端子の数が増えると、電力変換回路部と制御回路部とが上下に配置される構造等のために、はんだ付けの作業が煩雑になり、電力半導体装置の生産性が阻害されるおそれがあった。   In the power semiconductor devices listed in Patent Document 1 and Patent Document 2, when the number of control signal terminals is increased, the power conversion circuit unit and the control circuit unit are arranged in a vertical manner, so that the soldering The work becomes complicated and the productivity of the power semiconductor device may be hindered.

これを解消する手法の一つとして、特許文献３には、制御信号端子として、はんだ付けを必要としないプレスフィット端子を適用した電力半導体装置が提案されている。この電力半導体装置では、プレスフィット端子の先端の弾性部をプリント配線板のスルーホールに圧入することで、制御信号端子とプリント配線板とが電気的に接続される。   As one method for solving this problem, Patent Document 3 proposes a power semiconductor device to which a press-fit terminal that does not require soldering is applied as a control signal terminal. In this power semiconductor device, the control signal terminal and the printed wiring board are electrically connected by press-fitting the elastic portion at the tip of the press-fit terminal into the through hole of the printed wiring board.

特開２００２−１６４５００号公報JP 2002-164500 A 特開２００９−１５８６３１号公報JP 2009-158631 A 特開２０１３−４２３９号公報JP 2013-4239 A

電力半導体装置には、電力半導体装置としての信頼性、小型化、軽量化を損なうことなく、生産性を向上させることが求められている。   Power semiconductor devices are required to improve productivity without impairing reliability, size reduction, and weight reduction as power semiconductor devices.

本発明は、そのような開発の一環でなされたものであり、一つの目的は、生産性のさらなる向上が図られる電力半導体装置を提供することであり、他の目的は、そのような電力半導体装置の製造方法を提供することである。   The present invention has been made as part of such development, and one object is to provide a power semiconductor device capable of further improving productivity, and another object is such power semiconductor. It is to provide a method for manufacturing a device.

本発明に係る電力半導体装置は、電力変換回路部と制御回路部とケース部材とを有する。制御回路部は電力変換回路部を制御する。ケース部材には、電力変換回路部と制御回路部とが収容される。電力変換回路部は、基材と、その基材に搭載され、複数の外部接続端子が突出したパワーモジュールとを含んでいる。制御回路部は、制御回路と複数のスルーホールが形成されたプリント基板を含んでいる。ケース部材は、複数の外部接続端子とプリント基板とを電気的に接続する複数のプレスフィット端子を含んでいる。複数の外部接続端子は、基材とケース部材との間に挟み込まれている。複数のプレスフィット端子のそれぞれは、複数のスルーホールのうち対応するスルーホールに挿入されている。   The power semiconductor device according to the present invention includes a power conversion circuit unit, a control circuit unit, and a case member. The control circuit unit controls the power conversion circuit unit. The case member houses a power conversion circuit unit and a control circuit unit. The power conversion circuit unit includes a base material and a power module mounted on the base material and projecting a plurality of external connection terminals. The control circuit unit includes a printed circuit board on which a control circuit and a plurality of through holes are formed. The case member includes a plurality of press-fit terminals that electrically connect the plurality of external connection terminals and the printed board. The plurality of external connection terminals are sandwiched between the base material and the case member. Each of the plurality of press-fit terminals is inserted into a corresponding through hole among the plurality of through holes.

本発明に係る電力半導体装置の製造方法は、基材および複数の外部接続端子が突出したパワーモジュールを含む電力変換回路部と、制御回路および複数のスルーホールが形成されたプリント基板を含む制御回路部と、パワーモジュールとプリント基板とを電気的に接続する複数のプレスフィット端子が装着されたケース部材とを備えた、電力半導体装置の製造方法であって、以下の工程を備えている。基材にパワーモジュールを搭載する。   A method for manufacturing a power semiconductor device according to the present invention includes a power conversion circuit unit including a power module in which a base material and a plurality of external connection terminals protrude, a control circuit including a control circuit and a printed circuit board on which a plurality of through holes are formed. And a case member having a plurality of press-fit terminals that electrically connect the power module and the printed circuit board, and includes the following steps. Mount the power module on the substrate.

基材に搭載されたパワーモジュールから突出した複数の外部接続端子を、基材とケース部材とで挟み込むように、ケース部材を基材に取り付ける。複数の外部接続端子と複数のプレスフィット端子とを電気的に接続する。複数のプレスフィット端子のそれぞれを、複数のスルーホールのうち対応するスルーホールに挿入する態様で、プリント基板をケース部材に取り付ける。   The case member is attached to the base material so that the plurality of external connection terminals protruding from the power module mounted on the base material are sandwiched between the base material and the case member. A plurality of external connection terminals and a plurality of press-fit terminals are electrically connected. The printed circuit board is attached to the case member in such a manner that each of the plurality of press-fit terminals is inserted into the corresponding through hole among the plurality of through holes.

本発明に係る電力半導体装置によれば、複数の外部接続端子は、ケース部材を基材に固定する作業によって基材とケース部材との間に挟み込まれている。複数のプレスフィット端子のそれぞれは、ケース部材に制御回路基板を取り付ける作業によって、複数のスルーホールのうち対応するスルーホールに挿入されている。これにより、電力半導体装置の組立作業を効率的に行うことができる。   According to the power semiconductor device of the present invention, the plurality of external connection terminals are sandwiched between the base material and the case member by the operation of fixing the case member to the base material. Each of the plurality of press-fit terminals is inserted into a corresponding through hole among the plurality of through holes by an operation of attaching the control circuit board to the case member. Thereby, the assembly work of the power semiconductor device can be performed efficiently.

本発明に係る電力半導体装置の製造方法によれば、ケース部材を基材に固定する作業によって、複数の外部接続端子と複数のプレスフィット端子とを電気的に接続することができる。また、ケース部材に制御回路基板を取り付ける作業によって、複数のプレスフィット端子のそれぞれを、複数のスルーホールのうち対応するスルーホールに挿入することができる。これにより、電力半導体装置の組立作業を効率的に行うことができる。   According to the method for manufacturing a power semiconductor device according to the present invention, the plurality of external connection terminals and the plurality of press-fit terminals can be electrically connected by an operation of fixing the case member to the base material. Further, each of the plurality of press-fit terminals can be inserted into the corresponding through hole among the plurality of through holes by the operation of attaching the control circuit board to the case member. Thereby, the assembly work of the power semiconductor device can be performed efficiently.

本発明の実施の形態１に係る電力半導体装置の斜視図である。1 is a perspective view of a power semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. 同実施の形態において、図１に示す電力半導体装置の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the power semiconductor device shown in FIG. 1 in the same embodiment. 同実施の形態において、図１に示す電力半導体装置における電力変換回路部を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a power conversion circuit unit in the power semiconductor device shown in FIG. 1 in the embodiment. 同実施の形態において、図３に示す断面線ＩＶ−ＩＶにおける部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along a cross-sectional line IV-IV shown in FIG. 3 in the same embodiment. 同実施の形態において、図１に示す電力半導体装置の製造方法の一工程を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a step of the method for manufacturing the power semiconductor device shown in FIG. 1 in the embodiment. 同実施の形態において、図５に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a step performed after the step shown in FIG. 5 in the same embodiment. 同実施の形態において、図６に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a step performed after the step shown in FIG. 6 in the same embodiment. 同実施の形態において、図７に示す工程における、図３に示す断面線ＩＶ−ＩＶに対応する断面線における部分断面図である。FIG. 8 is a partial cross sectional view taken along a cross sectional line corresponding to cross sectional line IV-IV shown in FIG. 3 in the step shown in FIG. 7 in the embodiment. 同実施の形態において、図８に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 8 in the same embodiment. 同実施の形態において、図９に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing a step performed after the step shown in FIG. 9 in the same embodiment. 同実施の形態において、図１０に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing a step performed after the step shown in FIG. 10 in the same embodiment. 本発明の実施の形態２に係る電力半導体装置の斜視図である。It is a perspective view of the power semiconductor device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 同実施の形態において、図１２に示す電力半導体装置の分解斜視図である。FIG. 13 is an exploded perspective view of the power semiconductor device shown in FIG. 12 in the same embodiment. 同実施の形態において、図１２に示す電力半導体装置における電力変換回路部を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing a power conversion circuit unit in the power semiconductor device shown in FIG. 12 in the same embodiment. 同実施の形態において、図１４に示す断面線ＸＶ−ＸＶにおける部分断面図である。FIG. 15 is a partial cross-sectional view taken along a cross-sectional line XV-XV shown in FIG. 14 in the same embodiment. 同実施の形態において、図１２に示す電力半導体装置の製造方法の一工程を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing one step of a method for manufacturing the power semiconductor device shown in FIG. 12 in the embodiment. 同実施の形態において、図１６に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view showing a step performed after the step shown in FIG. 16 in the same embodiment. 同実施の形態において、図１７に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。FIG. 18 is a perspective view showing a step performed after the step shown in FIG. 17 in the same embodiment. 同実施の形態において、図１８に示す工程の、図１４に示す断面線ＸＶ−ＸＶに対応する断面線における部分断面図である。FIG. 15 is a partial cross sectional view taken along a cross sectional line corresponding to a cross sectional line XV-XV shown in FIG. 14 in the process shown in FIG. 18 in the embodiment. 同実施の形態において、第１変形例に係る電力半導体装置の、図１４に示す断面線ＸＶ−ＸＶに対応する断面線における部分断面図である。FIG. 15 is a partial cross-sectional view taken along a cross-sectional line corresponding to a cross-sectional line XV-XV illustrated in FIG. 14, of the power semiconductor device according to the first modification example in the embodiment. 同実施の形態において、第２変形例に係る電力半導体装置の、図１４に示す断面線ＸＶ−ＸＶに対応する断面線における部分断面図である。FIG. 15 is a partial cross-sectional view taken along a cross-sectional line corresponding to a cross-sectional line XV-XV illustrated in FIG. 14 in the power semiconductor device according to the second modification example in the embodiment. 同実施の形態において、第３変形例に係る電力半導体装置の、図１４に示す断面線ＸＶ−ＸＶに対応する断面線における部分断面図である。FIG. 15 is a partial cross-sectional view taken along a cross-sectional line corresponding to a cross-sectional line XV-XV illustrated in FIG. 14 in the power semiconductor device according to the third modification example in the embodiment. 同実施の形態において、第３変形例に係る電力半導体装置を、信号制御端子押さえ部の一方側から見た、一部断面を含む側面図である。In the embodiment, the power semiconductor device according to a third modification is a side view including a partial cross section when viewed from one side of a signal control terminal pressing portion. 本発明の実施の形態３に係る電力半導体装置の斜視図である。It is a perspective view of the power semiconductor device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 同実施の形態において、図２４に示す電力半導体装置の分解斜視図である。FIG. 25 is an exploded perspective view of the power semiconductor device shown in FIG. 24 in the same embodiment. 同実施の形態において、図２４に示す電力半導体装置の、図１４に示す断面線ＸＶ−ＸＶに対応する断面線における部分断面図である。FIG. 25 is a partial cross-sectional view of the power semiconductor device shown in FIG. 24 taken along a cross-sectional line corresponding to cross-sectional line XV-XV shown in FIG. 14 in the embodiment. 同実施の形態において、図２４に示す電力半導体装置の製造方法の一工程を示す斜視図である。FIG. 25 is a perspective view showing a step of the method of manufacturing the power semiconductor device shown in FIG. 24 in the embodiment. 同実施の形態において、図２７に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。FIG. 28 is a partial cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 27 in the same embodiment. 同実施の形態において、図２８に示す工程の後に行われる工程を示す部分断面図である。FIG. 29 is a partial cross-sectional view showing a step performed after the step shown in FIG. 28 in the same embodiment.

実施の形態１
ここでは、車両用の交流電動機を駆動するインバータ装置に適用される電力半導体装置の第１例と、その製造方法とについて説明する。 Embodiment 1
Here, a first example of a power semiconductor device applied to an inverter device that drives an AC motor for a vehicle and a manufacturing method thereof will be described.

電力半導体装置は、電力変換回路部と、制御回路部と、これらを収容するケースとを備えている。電力変換回路部は、車両に搭載したバッテリから供給される直流電力を交流電力に変換し、その交流電力を交流電動機に供給する機能を有する。制御回路部は、たとえば、エンジン制御ユニット等の外部機器との間で信号の送受信を行うとともに、交流電動機に供給する交流電力を制御する機能を有する。   The power semiconductor device includes a power conversion circuit unit, a control circuit unit, and a case for housing them. The power conversion circuit unit has a function of converting DC power supplied from a battery mounted on the vehicle into AC power and supplying the AC power to the AC motor. The control circuit unit has a function of transmitting and receiving signals to and from an external device such as an engine control unit and controlling AC power supplied to the AC motor, for example.

その電力半導体装置の構造について具体的に説明する。電力半導体装置の外観を図１に示し、その分解斜視図を図２に示す。図１および図２に示すように、電力半導体装置１における電力変換回路部１ａは、ヒートシンク３（基材）と、パワーモジュール２とによって構成される。制御回路部１ｂは、制御回路基板１５と実装部品１６とによって構成される。   The structure of the power semiconductor device will be specifically described. The external appearance of the power semiconductor device is shown in FIG. 1, and its exploded perspective view is shown in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the power conversion circuit unit 1 a in the power semiconductor device 1 includes a heat sink 3 (base material) and a power module 2. The control circuit unit 1 b is configured by a control circuit board 15 and a mounting component 16.

ケース７には、パワーモジュール２から突出する複数の制御信号端子２ｃを押さえる制御信号端子押さえ部１３が形成されている。その制御信号端子押さえ部１３には、複数のプレスフィット端子１４が取り付けられている。このパワーモジュール２では、制御信号端子２ｃは、正端子２ａが突出する側面と同じ側面から突出している。制御信号端子押さえ部１３は、その位置に対応するように、ケース７の側部の内側に形成されている。   The case 7 is formed with a control signal terminal pressing portion 13 for pressing a plurality of control signal terminals 2 c protruding from the power module 2. A plurality of press-fit terminals 14 are attached to the control signal terminal pressing portion 13. In this power module 2, the control signal terminal 2c protrudes from the same side as the side from which the positive terminal 2a protrudes. The control signal terminal pressing portion 13 is formed inside the side portion of the case 7 so as to correspond to the position.

電力変換回路部１ａでは、ヒートシンク３は、安価で熱伝導性の良好なアルミニウム合金から形成されている。ヒートシンク３の表面には、パワーモジュール２を搭載するためのパワーモジュール搭載部４と、パワーモジュール２から突出する制御信号端子２ｃを設置する制御信号端子設置部５が形成されている。制御信号端子設置部５の上には、たとえば、エポキシ樹脂の絶縁層６が形成されている。なお、絶縁層６としては、セラミック等の絶縁板を接着してもよい。また、アルマイト処理によって絶縁層を形成してもよい。   In the power conversion circuit unit 1a, the heat sink 3 is made of an aluminum alloy that is inexpensive and has good thermal conductivity. On the surface of the heat sink 3, a power module mounting portion 4 for mounting the power module 2 and a control signal terminal installation portion 5 for installing a control signal terminal 2c protruding from the power module 2 are formed. On the control signal terminal installation portion 5, for example, an insulating layer 6 of epoxy resin is formed. As the insulating layer 6, an insulating plate such as ceramic may be bonded. Further, the insulating layer may be formed by anodizing.

１個のパワーモジュール２には、スイッチング素子としてのＩＧＢＴとフリーホイーリングダイオードとがそれぞれ１個内蔵されており、６個のパワーモジュール２によって電力を変換する回路が形成される。   One power module 2 includes one IGBT and one freewheeling diode as switching elements, and a circuit for converting power is formed by the six power modules 2.

個々のパワーモジュール２では、一つの側面から正端子２ａが突出し、その突出した正端子２ａは略Ｌ字状に屈曲している。また、その側面と対向する側面から負端子２ｂが突出し、その突出した負端子２ｂは略Ｌ字状に屈曲している。正端子２ａが突出する側面からは、複数の制御信号端子２ｃがさらに突出している。突出した複数の制御信号端子２ｃは、制御信号端子設置部５に配置されている。   In each power module 2, the positive terminal 2a protrudes from one side surface, and the protruded positive terminal 2a is bent in a substantially L shape. Moreover, the negative terminal 2b protrudes from the side surface opposite to the side surface, and the protruding negative terminal 2b is bent in a substantially L shape. A plurality of control signal terminals 2c further protrude from the side surface from which the positive terminal 2a protrudes. The plurality of protruding control signal terminals 2 c are arranged in the control signal terminal installation portion 5.

ケース７は、ＰＰＳ（PolyPhenylene Sulfide）、ＰＢＴ（PolyButylene Terephthalate）等の熱可塑性樹脂から形成されている。ケース７は、底部と天井部が開口する筒状の形状とされる。ケース７をヒートシンク３に設置することで、パワーモジュール２および制御回路部１ｂ（制御回路基板１５）が取り囲まれて、ケース７内にパワーモジュール２と制御回路部１ｂが収容されることになる。   The case 7 is made of a thermoplastic resin such as PPS (PolyPhenylene Sulfide) or PBT (PolyButylene Terephthalate). The case 7 has a cylindrical shape with an open bottom and ceiling. By installing the case 7 on the heat sink 3, the power module 2 and the control circuit unit 1 b (control circuit board 15) are surrounded, and the power module 2 and the control circuit unit 1 b are accommodated in the case 7.

また、ケース７には、プレスフィット端子１４、バスバー８、９、１０、１１、１２および制御信号端子押さえ部１３が一体的に成形されている。プレスフィット端子１４はリン青銅から形成されている。バスバー８、９、１０、１１、１２は銅を主成分とする金属から形成されている。   Further, in the case 7, a press-fit terminal 14, bus bars 8, 9, 10, 11, and 12 and a control signal terminal pressing portion 13 are integrally formed. The press-fit terminal 14 is formed from phosphor bronze. The bus bars 8, 9, 10, 11, and 12 are made of a metal whose main component is copper.

後述するように、プレスフィット端子１４の先端側は制御信号端子押さえ部１３から突出する一方、先端側とは反対の根元側は制御信号端子押さえ部１３の内部において略Ｌ字状に屈曲し、その根元側の一部がケース７から露出している。制御信号端子押さえ部１３とヒートシンク３の絶縁層６とで制御信号端子２ｃを挟み込むことで、制御信号端子２ｃが固定される。   As will be described later, the distal end side of the press-fit terminal 14 protrudes from the control signal terminal holding portion 13, while the base side opposite to the distal end side is bent in a substantially L shape inside the control signal terminal holding portion 13, A part of the base side is exposed from the case 7. The control signal terminal 2c is fixed by sandwiching the control signal terminal 2c between the control signal terminal pressing portion 13 and the insulating layer 6 of the heat sink 3.

制御回路部１ｂにおける制御回路基板１５として、電気的特性と機械的特性のよいガラスエポキシ樹脂による基板が適用されている。その制御回路基板１５には、電力変換回路を制御するための実装部品１６と、外部との電気的な接続を図るための接続端子１８とが実装されている。また、制御回路基板１５には、プレスフィット端子１４が挿通されてプレスフィット端子１４と電気的に接続される複数のスルーホール１７が形成されている。さらに、制御回路基板１５には、電力変換回路部１ａを封止する樹脂を注入するための切り欠き部１５ａが形成されている。   As the control circuit board 15 in the control circuit section 1b, a board made of glass epoxy resin having good electrical characteristics and mechanical characteristics is applied. A mounting component 16 for controlling the power conversion circuit and a connection terminal 18 for electrical connection with the outside are mounted on the control circuit board 15. The control circuit board 15 has a plurality of through holes 17 through which the press-fit terminals 14 are inserted and electrically connected to the press-fit terminals 14. Further, the control circuit board 15 is formed with a notch portion 15a for injecting a resin for sealing the power conversion circuit portion 1a.

次に、電力変換回路部１ａとその周辺の構造について、より詳細に説明する。まず、電力変換回路部１ａの平面構造を図３に示す。図３に示すように、ヒートシンク３には、６個のパワーモジュール２（２２２ａ〜２２２ｆ）が配置されている。６個のパワーモジュール２（２２２ａ〜２２２ｆ）によって、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の三相のインバータ回路が構成される。パワーモジュール２２２ａ、２２２ｂ（パワーモジュールＡ）によって、三相のうちの一相の回路が構成され、パワーモジュール２２２ｃ、２２２ｄ（パワーモジュールＢ）によって、残りの二相のうちの一相の回路が構成され、パワーモジュール２２２ｅ、２２２ｆ（パワーモジュールＣ）によって、残りの一相の回路が構成される。   Next, the power conversion circuit unit 1a and the surrounding structure will be described in more detail. First, FIG. 3 shows a planar structure of the power conversion circuit unit 1a. As shown in FIG. 3, six power modules 2 (222 a to 222 f) are arranged on the heat sink 3. The six power modules 2 (222a to 222f) constitute a three-phase inverter circuit of U phase, V phase and W phase. The power modules 222a and 222b (power module A) constitute a one-phase circuit among the three phases, and the power modules 222c and 222d (power module B) constitute a one-phase circuit among the remaining two phases. The power modules 222e and 222f (power module C) constitute the remaining one-phase circuit.

各相の回路を構成するパワーモジュールＡ〜Ｃのそれぞれでは、パワーモジュール２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｅが上アームを構成し、パワーモジュール２２２ｂ、２２２ｄ、２２２ｆが下アームを構成する。個々のパワーモジュールＡ（Ｂ、Ｃ）では、上アームを構成するパワーモジュール２２２ａ（２２２ｃ、２２２ｅ）の負端子２ｂと、下アームを構成するパワーモジュール２２２ｂ（２２２ｄ、２２２ｆ）の正端子２ａとが、たとえば、バスバー１０を介して電気的に直列に接続されている。パワーモジュール２２２ａ、２２２ｃ、２２２ｅのそれぞれの正端子２ａはバスバー８に電気的に接続され、パワーモジュール２２２ｂ、２２２ｄ、２２２ｆのそれぞれの負端子２ｂはバスバー９に電気的に接続されている。   In each of the power modules A to C constituting the circuit of each phase, the power modules 222a, 222c, and 222e constitute an upper arm, and the power modules 222b, 222d, and 222f constitute a lower arm. In each power module A (B, C), the negative terminal 2b of the power module 222a (222c, 222e) constituting the upper arm and the positive terminal 2a of the power module 222b (222d, 222f) constituting the lower arm are provided. For example, they are electrically connected in series via the bus bar 10. The positive terminals 2a of the power modules 222a, 222c, and 222e are electrically connected to the bus bar 8, and the negative terminals 2b of the power modules 222b, 222d, and 222f are electrically connected to the bus bar 9.

このようにして、各相の回路を構成するパワーモジュールＡ、Ｂ、Ｃは、それぞれバスバー８およびバスバー９を介して電気的に並列に接続されている。バスバー８およびバスバー９は、それぞれケース７内において立体的に交差している。バスバー８には、外部のバッテリー（図示せず）の正端子側に電気的に接続される端子８ａが設けられている。バスバー９には、バッテリーの負端子側に電気的に接続される端子９ａが設けられている。その端子８ａおよび端子９ａは、ケース７から突出するように配置されている。また、バスバー１０、１１、１２には、電動機（図示せず）に電気的に接続される端子１０ａ、１１ａ、１２ａがそれぞれ設けられている。その端子１０ａ、１１ａ、１２ａも、ケース７から突出するように配置されている。   In this manner, the power modules A, B, and C constituting the circuit of each phase are electrically connected in parallel via the bus bar 8 and the bus bar 9, respectively. The bus bar 8 and the bus bar 9 intersect three-dimensionally in the case 7. The bus bar 8 is provided with a terminal 8a that is electrically connected to the positive terminal side of an external battery (not shown). The bus bar 9 is provided with a terminal 9a that is electrically connected to the negative terminal side of the battery. The terminal 8 a and the terminal 9 a are arranged so as to protrude from the case 7. The bus bars 10, 11, and 12 are provided with terminals 10a, 11a, and 12a that are electrically connected to an electric motor (not shown), respectively. The terminals 10 a, 11 a, and 12 a are also arranged so as to protrude from the case 7.

次に、制御信号端子とプレスフィット端子との接続部分とその周辺の構造を図４に示す。図４に示すように、パワーモジュール２に内蔵されているスイッチング素子１９は、金属ベース２０にはんだ２２によって固定されている。スイッチング素子１９と制御信号端子２ｃとは、たとえば、アルミニウムワイヤ２５によって電気的に接続されている。金属ベース２０、制御信号端子２ｃ、正端子２ａおよび負端子２ｂ（図２参照）は、全て一枚の銅板からプレス加工によって一体的に形成されている。スイッチング素子１９および制御信号端子２ｃの一部分等は、たとえば、エポキシ等の絶縁樹脂２１によって封止されている。   Next, FIG. 4 shows a connection portion between the control signal terminal and the press-fit terminal and the structure around it. As shown in FIG. 4, the switching element 19 built in the power module 2 is fixed to the metal base 20 with solder 22. The switching element 19 and the control signal terminal 2c are electrically connected by, for example, an aluminum wire 25. The metal base 20, the control signal terminal 2c, the positive terminal 2a and the negative terminal 2b (see FIG. 2) are all integrally formed from one copper plate by pressing. A part of the switching element 19 and the control signal terminal 2c are sealed with an insulating resin 21 such as epoxy.

パワーモジュール２は、高熱伝導接着剤２３によってヒートシンク３に固定されている。絶縁樹脂２１から突出した制御信号端子２ｃの先端側は、ヒートシンク３に設けられた制御信号端子設置部５に配置される。制御信号端子設置部５の表面には絶縁層６が形成されている。そのヒートシンク３に、ねじ（図示せず）と接着剤２４によってケース７が固定されている。こうすることで、制御信号端子２ｃの先端側の部分が、制御信号端子設置部５（絶縁層６）とケース７に形成された制御信号端子押さえ部１３との間に挟み込まれた状態で固定されることになる。   The power module 2 is fixed to the heat sink 3 with a high thermal conductive adhesive 23. The front end side of the control signal terminal 2 c protruding from the insulating resin 21 is disposed in the control signal terminal installation portion 5 provided in the heat sink 3. An insulating layer 6 is formed on the surface of the control signal terminal installation portion 5. A case 7 is fixed to the heat sink 3 by screws (not shown) and an adhesive 24. By doing so, the tip side portion of the control signal terminal 2c is fixed in a state of being sandwiched between the control signal terminal installation portion 5 (insulating layer 6) and the control signal terminal holding portion 13 formed in the case 7. Will be.

制御信号端子押さえ部１３には、プレスフィット端子１４の根元側の部分の表面が露出している。その露出したプレスフィット端子１４の部分と制御信号端子２ｃとが、アルミニウムワイヤ２５によって電気的に接続されている。本実施の形態に係る電力半導体装置１は、上記のように構成される。   The surface of the base side portion of the press-fit terminal 14 is exposed at the control signal terminal holding portion 13. The exposed portion of the press fit terminal 14 and the control signal terminal 2 c are electrically connected by an aluminum wire 25. The power semiconductor device 1 according to the present embodiment is configured as described above.

次に、上述した電力半導体装置の製造方法（組立工程）の一例について説明する。まず、図５に示すように、ヒートシンク３を用意する。ヒートシンク３には、パワーモジュール２が搭載されるパワーモジュール搭載部４と、制御信号端子２ｃが配置される制御信号端子設置部５が形成されている。制御信号端子設置部５の表面には絶縁層６が形成されている。   Next, an example of a manufacturing method (assembly process) of the power semiconductor device described above will be described. First, as shown in FIG. 5, a heat sink 3 is prepared. The heat sink 3 is formed with a power module mounting portion 4 on which the power module 2 is mounted and a control signal terminal installation portion 5 on which the control signal terminal 2c is disposed. An insulating layer 6 is formed on the surface of the control signal terminal installation portion 5.

次に、ディスペンサを用いてパワーモジュール搭載部４に高熱伝導接着剤を塗布し、ヒートシンク３の外周部分の、ケースが搭載される箇所に接着剤を塗布する。高熱伝導接着剤として、たとえば、アルミナのフィラーを含有させた熱硬化性のシリコーン接着剤を用いる。また、接着剤として、たとえば、熱硬化性のシリコーン接着剤を用いる。   Next, a high thermal conductive adhesive is applied to the power module mounting portion 4 using a dispenser, and the adhesive is applied to the outer peripheral portion of the heat sink 3 where the case is mounted. As the high thermal conductive adhesive, for example, a thermosetting silicone adhesive containing an alumina filler is used. Further, as the adhesive, for example, a thermosetting silicone adhesive is used.

次に、図６に示すように、パワーモジュール２をパワーモジュール搭載部４に設置する。次に、図７に示すように、ケース７を締め付けねじ（図示せず）によってヒートシンク３に固定する。次に、パワーモジュール２の上に錘（図示せず）を搭載させた状態で、１５０℃に加熱した加熱炉内に約１時間程度放置することによって、高熱伝導接着剤と接着剤とを熱硬化させる。   Next, as shown in FIG. 6, the power module 2 is installed in the power module mounting portion 4. Next, as shown in FIG. 7, the case 7 is fixed to the heat sink 3 with a fastening screw (not shown). Next, in a state where a weight (not shown) is mounted on the power module 2, the high heat conductive adhesive and the adhesive are heated by being left in a heating furnace heated to 150 ° C. for about 1 hour. Harden.

これにより、図８に示すように、パワーモジュール２は、高熱伝導接着剤２３によってパワーモジュール搭載部４に固定される。また、ケース７は、接着剤２４によってヒートシンク３に固定される。そして、パワーモジュール２から突出した複数の制御信号端子２ｃは、ケース７に形成されている制御信号端子押さえ部１３と制御信号端子設置部５（絶縁層６）との間に挟み込まれた状態で固定される。こうして、ケース７をヒートシンク３に固定する作業によって、複数のパワーモジュール２のそれぞれから突出する複数の制御信号端子２ｃを一括して固定することができ、組立作業の効率化を図ることができる。   Thereby, as shown in FIG. 8, the power module 2 is fixed to the power module mounting portion 4 by the high thermal conductive adhesive 23. The case 7 is fixed to the heat sink 3 with an adhesive 24. The plurality of control signal terminals 2c protruding from the power module 2 are sandwiched between the control signal terminal holding part 13 formed in the case 7 and the control signal terminal installation part 5 (insulating layer 6). Fixed. In this way, by the operation of fixing the case 7 to the heat sink 3, the plurality of control signal terminals 2c protruding from each of the plurality of power modules 2 can be fixed together, and the efficiency of the assembly operation can be improved.

熱硬化が完了した後、パワーモジュール２に搭載された錘を除去する。なお、このとき、錘ではなく、パワーモジュールを押さえ付ける押さえつけ構造をケース７に一体的に成形して行ってもよい。   After the thermosetting is completed, the weight mounted on the power module 2 is removed. At this time, a pressing structure for pressing the power module instead of the weight may be formed integrally with the case 7.

次に、図９に示すように、パワーモジュール２の制御信号端子２ｃと、対応するプレスフィット端子１４とを、ワイヤボンディング（アルミニウムワイヤ２５）によって電気的に接続する。このとき、制御信号端子２ｃが、制御信号端子押さえ部１３と制御信号端子設置部５（絶縁層６）との間に挟み込まれた状態で固定されていることで、ワイヤボンディングを行う際の超音波振動を効率よく伝えることができ、アルミニウムワイヤ２５を確実に接続することができる。   Next, as shown in FIG. 9, the control signal terminal 2c of the power module 2 and the corresponding press-fit terminal 14 are electrically connected by wire bonding (aluminum wire 25). At this time, the control signal terminal 2c is fixed in a state of being sandwiched between the control signal terminal holding portion 13 and the control signal terminal installation portion 5 (insulating layer 6). Sound wave vibration can be transmitted efficiently, and the aluminum wire 25 can be reliably connected.

その後、ＴＩＧ（Tungsten Inert Gas）溶接によって、パワーモジュール２の正端子２ａを対応するバスバー８、９に接続し、パワーモジュール２の負端子２ｂを対応するバスバー１０、１１、１２に接続する。   Then, the positive terminal 2a of the power module 2 is connected to the corresponding bus bars 8 and 9 and the negative terminal 2b of the power module 2 is connected to the corresponding bus bars 10, 11, and 12 by TIG (Tungsten Inert Gas) welding.

次に、制御回路部をケースに取り付ける。図１０に示すように、複数のプレスフィット端子１４のそれぞれに対し、制御回路基板１５に形成された複数のスルーホール１７のそれぞれが対応するように、制御回路基板１５をケース７の上方から配置する。次に、制御回路基板１５を加圧装置（図示せず）によって加圧することにより、図１１に示すように、プレスフィット端子１４をスルーホール１７に圧入する。   Next, the control circuit unit is attached to the case. As shown in FIG. 10, the control circuit board 15 is arranged from above the case 7 so that each of the plurality of press-fit terminals 14 corresponds to each of the plurality of through holes 17 formed in the control circuit board 15. To do. Next, the press-fit terminal 14 is press-fitted into the through hole 17 as shown in FIG. 11 by pressurizing the control circuit board 15 with a pressurizing device (not shown).

こうして、プレスフィット端子１４をスルーホール１７に圧入することで、プレスフィット端子１４の先端に形成された弾性部（図示せず）が制御回路基板１５に確実に接触し、はんだ付けを行うことなく、プレスフィット端子１４を制御回路基板１５に電気的に接続させることができる。また、複数の制御信号端子２ｃと制御回路基板１５とを複数のプレスフィット端子１４を介して一括して電気的に接続させることができる。   Thus, by press-fitting the press-fit terminal 14 into the through-hole 17, an elastic portion (not shown) formed at the tip of the press-fit terminal 14 reliably contacts the control circuit board 15 without performing soldering. The press-fit terminal 14 can be electrically connected to the control circuit board 15. Further, the plurality of control signal terminals 2 c and the control circuit board 15 can be electrically connected together via the plurality of press-fit terminals 14.

次に、制御回路基板１５に形成された切り欠き部１５ａからシリコーン樹脂（保護ゲル）を注入（矢印参照）することによって、ケース７内を封止する。シリコーン樹脂を注入することで、電力変換回路部１ａも封止されることになる。また、パワーモジュールから突出する正端子、負端子および制御信号端子のそれぞれの絶縁性も向上させることができる。なお、保護ゲルとしては、シリコーン樹脂の他に、たとえば、エポキシ樹脂でもよい。こうして、電力半導体装置が完成する。   Next, the inside of the case 7 is sealed by injecting silicone resin (protective gel) from the notch 15a formed in the control circuit board 15 (see arrow). By injecting the silicone resin, the power conversion circuit unit 1a is also sealed. Further, the insulation properties of the positive terminal, the negative terminal and the control signal terminal protruding from the power module can be improved. The protective gel may be, for example, an epoxy resin in addition to the silicone resin. Thus, the power semiconductor device is completed.

上述した電力半導体装置では、ケース７に、パワーモジュール２の複数の制御信号端子２ｃを押さえる制御信号端子押さえ部１３が形成され、さらに、その制御信号端子押さえ部１３には、複数の制御信号端子２ｃのそれぞれと接続される複数のプレスフィット端子１４が取り付けられている。   In the power semiconductor device described above, the case 7 is formed with the control signal terminal holding portion 13 that holds down the plurality of control signal terminals 2c of the power module 2, and the control signal terminal holding portion 13 includes a plurality of control signal terminals. A plurality of press-fit terminals 14 connected to each of 2c are attached.

これにより、ケース７をヒートシンク３に固定する作業によって、複数のパワーモジュール２のそれぞれから突出する複数の制御信号端子２ｃを一括して固定することができ、組立作業の効率化を図ることができる。   Thereby, the plurality of control signal terminals 2c protruding from each of the plurality of power modules 2 can be fixed together by the operation of fixing the case 7 to the heat sink 3, and the efficiency of the assembly operation can be improved. .

また、制御信号端子２ｃが、制御信号端子押さえ部１３と制御信号端子設置部５との間に挟み込まれた状態で固定されることで、ワイヤボンディングを行う際の超音波振動を効率よく伝えてアルミニウムワイヤ２５を確実に接続することができ、電力半導体装置の高信頼性を維持することができる。   In addition, the control signal terminal 2c is fixed in a state of being sandwiched between the control signal terminal holding portion 13 and the control signal terminal installation portion 5, thereby efficiently transmitting ultrasonic vibration during wire bonding. The aluminum wire 25 can be reliably connected, and the high reliability of the power semiconductor device can be maintained.

さらに、制御回路部１ｂの制御回路基板１５を加圧しながらケース７に取り付けることで、プレスフィット端子１４がスルーホール１７に圧入されて、プレスフィット端子１４の先端に形成された弾性部が制御回路基板１５に確実に接触する。これにより、はんだ付けを行うことなく、プレスフィット端子１４を制御回路基板１５に電気的に接続させることができ、組立作業の効率化をさらに図ることができる。また、複数の制御信号端子２ｃと制御回路基板１５とを複数のプレスフィット端子１４を介して一括して電気的に接続させることができ、電力半導体装置の高信頼性を確実に維持することができる。   Further, by attaching the control circuit board 15 of the control circuit unit 1b to the case 7 while applying pressure, the press-fit terminal 14 is press-fitted into the through hole 17, and the elastic part formed at the tip of the press-fit terminal 14 is the control circuit. The substrate 15 is reliably contacted. Thereby, the press-fit terminal 14 can be electrically connected to the control circuit board 15 without performing soldering, and the efficiency of the assembly work can be further improved. In addition, the plurality of control signal terminals 2c and the control circuit board 15 can be electrically connected together via the plurality of press-fit terminals 14, and the high reliability of the power semiconductor device can be reliably maintained. it can.

そして、電力変換回路部１ａに、スイッチング素子等を絶縁樹脂によって封止したパワーモジュール２を用いることで、電力半導体装置１の小型化と軽量化とを維持することができる。   Then, by using the power module 2 in which the switching element or the like is sealed with an insulating resin for the power conversion circuit unit 1a, the power semiconductor device 1 can be kept small and light.

実施の形態２
ここでは、車両用の交流電動機を駆動するインバータ装置に適用される電力半導体装置の第２例と、その製造方法とについて説明する。 Embodiment 2
Here, a second example of a power semiconductor device applied to an inverter device that drives an AC motor for a vehicle and a manufacturing method thereof will be described.

電力半導体装置の外観を図１２に示し、その分解斜視図を図１３に示す。図１２および図１３に示すように、電力半導体装置１における電力変換回路部１ａは、ヒートシンク３と、パワーモジュール２とによって構成される。制御回路部１ｂは、制御回路基板１５と実装部品１６とによって構成される。   An external appearance of the power semiconductor device is shown in FIG. 12, and an exploded perspective view thereof is shown in FIG. As shown in FIGS. 12 and 13, the power conversion circuit unit 1 a in the power semiconductor device 1 includes a heat sink 3 and a power module 2. The control circuit unit 1 b is configured by a control circuit board 15 and a mounting component 16.

ケース７には、パワーモジュール２から突出する複数の制御信号端子２ｃを押さえる制御信号端子押さえ部１３が形成されている。その制御信号端子押さえ部１３には、複数のプレスフィット端子１４が取り付けられている。このパワーモジュール２では、制御信号端子２ｃは、正端子２ａまたは負端子２ｂが突出する側面とは異なる側面から突出している。すなわち、制御信号端子２ｃは、互いに対向する正端子２ａと負端子２ｂとを結ぶ方向とほぼ直交する方向にパワーモジュール２から突出している。制御信号端子押さえ部１３は、その位置に対応するように、ケース７の互いに対向する一方の側部と他方の側部との間を渡すように形成されている。   The case 7 is formed with a control signal terminal pressing portion 13 for pressing a plurality of control signal terminals 2 c protruding from the power module 2. A plurality of press-fit terminals 14 are attached to the control signal terminal pressing portion 13. In this power module 2, the control signal terminal 2c protrudes from a side surface different from the side surface from which the positive terminal 2a or the negative terminal 2b protrudes. That is, the control signal terminal 2c protrudes from the power module 2 in a direction substantially orthogonal to the direction connecting the positive terminal 2a and the negative terminal 2b facing each other. The control signal terminal pressing portion 13 is formed so as to pass between one side portion and the other side portion of the case 7 facing each other so as to correspond to the position.

なお、これ以外に構成については、図１および図２に示す電力半導体装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。   Since the configuration other than this is the same as that of the power semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated unless necessary.

次に、制御信号端子とプレスフィット端子との接続部分とその周辺の構造について、詳細に説明する。図１４および図１５に示すように、パワーモジュール２に内蔵されているスイッチング素子１９は、金属ベース２０にはんだ２２によって固定されている。スイッチング素子１９と制御信号端子２ｃとは、アルミニウムワイヤ２５によって電気的に接続されている。スイッチング素子１９および制御信号端子２ｃの一部分等は、エポキシ等の絶縁樹脂２１によって封止されている。   Next, the connection portion between the control signal terminal and the press-fit terminal and the surrounding structure will be described in detail. As shown in FIGS. 14 and 15, the switching element 19 built in the power module 2 is fixed to the metal base 20 with solder 22. The switching element 19 and the control signal terminal 2c are electrically connected by an aluminum wire 25. A part of the switching element 19 and the control signal terminal 2c are sealed with an insulating resin 21 such as epoxy.

プレスフィット端子１４の先端側は制御信号端子押さえ部１３から突出する一方、先端側とは反対の根元側は制御信号端子押さえ部１３の内部において略Ｌ字状に屈曲し、その根元側が制御信号端子押さえ部１３の底に露出している。制御信号端子押さえ部１３とヒートシンク３の絶縁層６とで制御信号端子２ｃを挟み込むことで、制御信号端子２ｃがプレスフィット端子１４に接触した状態で固定される。   The distal end side of the press-fit terminal 14 protrudes from the control signal terminal holding portion 13, while the root side opposite to the distal end side is bent in an approximately L shape inside the control signal terminal holding portion 13, and the root side is the control signal. It is exposed at the bottom of the terminal pressing portion 13. By sandwiching the control signal terminal 2 c between the control signal terminal pressing portion 13 and the insulating layer 6 of the heat sink 3, the control signal terminal 2 c is fixed while being in contact with the press-fit terminal 14.

次に、上述した電力半導体装置の製造方法（組立工程）の一例について説明する。まず、図１６に示すように、ヒートシンク３を用意する。ヒートシンク３には、パワーモジュール２が搭載されるパワーモジュール搭載部４と、制御信号端子２ｃが配置される制御信号端子設置部５が形成されている。制御信号端子設置部５の表面には絶縁層６が形成されている。   Next, an example of a manufacturing method (assembly process) of the power semiconductor device described above will be described. First, as shown in FIG. 16, the heat sink 3 is prepared. The heat sink 3 is formed with a power module mounting portion 4 on which the power module 2 is mounted and a control signal terminal installation portion 5 on which the control signal terminal 2c is disposed. An insulating layer 6 is formed on the surface of the control signal terminal installation portion 5.

次に、ディスペンサを用いてパワーモジュール搭載部４に高熱伝導接着剤を塗布し、ヒートシンク３の外周部分のケースが搭載される箇所に接着剤を塗布する。なお、この接着剤を塗布する箇所としては、ヒートシンク３の外周部分の他に、制御信号端子設置部５（絶縁層６）に塗布してもよい。次に、図１７に示すように、パワーモジュール２をパワーモジュール搭載部４に設置する。次に、図１８に示すように、ケース７を締め付けねじ（図示せず）によってヒートシンク３に固定する。次に、パワーモジュール２の上に錘（図示せず）を搭載させた状態で、加熱炉内にて高熱伝導接着剤と接着剤とを熱硬化させる。   Next, a high thermal conductive adhesive is applied to the power module mounting portion 4 using a dispenser, and the adhesive is applied to a location where the outer peripheral portion of the heat sink 3 is mounted. In addition, as a location which applies this adhesive agent, you may apply to the control signal terminal installation part 5 (insulating layer 6) other than the outer peripheral part of the heat sink 3. FIG. Next, as shown in FIG. 17, the power module 2 is installed in the power module mounting portion 4. Next, as shown in FIG. 18, the case 7 is fixed to the heat sink 3 with a fastening screw (not shown). Next, in a state where a weight (not shown) is mounted on the power module 2, the high thermal conductive adhesive and the adhesive are thermally cured in a heating furnace.

これにより、図１９に示すように、パワーモジュール２は、高熱伝導接着剤２３によってパワーモジュール搭載部４に固定される。また、ケース７は、接着剤によってヒートシンク３に固定される。そして、パワーモジュール２から突出した複数の制御信号端子２ｃは、制御信号端子押さえ部１３の底に露出したプレスフィット端子１４に接触する態様で、制御信号端子押さえ部１３と制御信号端子設置部５（絶縁層６）との間に挟み込まれた状態で固定される。   Thereby, as shown in FIG. 19, the power module 2 is fixed to the power module mounting portion 4 by the high thermal conductive adhesive 23. The case 7 is fixed to the heat sink 3 with an adhesive. The plurality of control signal terminals 2 c protruding from the power module 2 are in contact with the press-fit terminals 14 exposed on the bottom of the control signal terminal holding part 13, and are connected to the control signal terminal holding part 13 and the control signal terminal installation part 5. It is fixed in a state of being sandwiched between (insulating layer 6).

こうして、ケース７をヒートシンク３に固定する作業によって、複数のパワーモジュール２のそれぞれから突出する複数の制御信号端子２ｃを一括して固定することができ、組立作業の効率化を図ることができる。また、この固定作業によって、複数の制御信号端子２ｃと、対応するプレスフィット端子１４とを電気的に接続させることができる。   In this way, by the operation of fixing the case 7 to the heat sink 3, the plurality of control signal terminals 2c protruding from each of the plurality of power modules 2 can be fixed together, and the efficiency of the assembly operation can be improved. In addition, by the fixing operation, the plurality of control signal terminals 2c and the corresponding press-fit terminals 14 can be electrically connected.

熱硬化が完了した後、パワーモジュール２に搭載された錘を除去する。なお、このとき、錘ではなく、パワーモジュールを押さえ付ける押さえつけ構造をケース７に一体的に成形して行ってもよい。次に、パワーモジュール２の正端子２ａおよび負端子２ｂを、それぞれ対応するバスバー８、９、１０、１１、１２に接続する。   After the thermosetting is completed, the weight mounted on the power module 2 is removed. At this time, a pressing structure for pressing the power module instead of the weight may be formed integrally with the case 7. Next, the positive terminal 2a and the negative terminal 2b of the power module 2 are connected to the corresponding bus bars 8, 9, 10, 11, 12 respectively.

次に、図１０に示す工程と同様に、複数のプレスフィット端子１４のそれぞれに対し、制御回路基板１５に形成された複数のスルーホールのそれぞれが対応するように、制御回路基板１５をケース７の上方から配置する（図１３参照）。次に、図１１に示す工程と同様に、制御回路基板１５を加圧装置によって、プレスフィット端子１４をスルーホール１７に圧入する（図１２参照）。その後、制御回路基板１５に形成された切り欠き部１５ａからシリコーン樹脂を注入し、ケース７内を封止することで、電力半導体装置が完成する（図１２参照）。   Next, similarly to the process shown in FIG. 10, the control circuit board 15 is placed in the case 7 so that each of the plurality of press-fit terminals 14 corresponds to each of the plurality of through holes formed in the control circuit board 15. (See FIG. 13). Next, similarly to the process shown in FIG. 11, the control circuit board 15 is press-fitted into the through-hole 17 by a pressurizing device (see FIG. 12). Thereafter, silicone resin is injected from the notch 15a formed in the control circuit board 15, and the inside of the case 7 is sealed, thereby completing the power semiconductor device (see FIG. 12).

上述した電力半導体装置１では、ケース７をヒートシンク３に固定する作業によって、複数のパワーモジュール２のそれぞれから突出する複数の制御信号端子２ｃを一括して固定することができる。また、この固定作業によって、複数の制御信号端子２ｃと、対応するプレスフィット端子１４とを電気的に接続させることができる。これにより、電力半導体装置の組立作業をさらに効率的に行うことができる。また、制御信号端子２ｃとプレスフィット端子１４とをアルミニウムワイヤによって接続するスペースを削減することができ、電力半導体装置１の小型化にも寄与することができる。   In the power semiconductor device 1 described above, the plurality of control signal terminals 2c protruding from each of the plurality of power modules 2 can be fixed together by fixing the case 7 to the heat sink 3. In addition, by the fixing operation, the plurality of control signal terminals 2c and the corresponding press-fit terminals 14 can be electrically connected. Thereby, the assembly operation of the power semiconductor device can be performed more efficiently. In addition, the space for connecting the control signal terminal 2c and the press-fit terminal 14 with an aluminum wire can be reduced, and the power semiconductor device 1 can be reduced in size.

また、前述した電力半導体装置と同様に、プレスフィット端子１４をスルーホール１７に圧入することで、はんだ付けを行うことなく、プレスフィット端子１４を制御回路基板１５に電気的に接続させることができる。また、複数の制御信号端子２ｃと制御回路基板１５とを複数のプレスフィット端子１４を介して一括して電気的に接続させることができる。   Further, similarly to the power semiconductor device described above, the press-fit terminal 14 can be electrically connected to the control circuit board 15 without being soldered by press-fitting the press-fit terminal 14 into the through hole 17. . Further, the plurality of control signal terminals 2 c and the control circuit board 15 can be electrically connected together via the plurality of press-fit terminals 14.

次に、パワーモジュールから突出する制御信号端子とプレスフィット端子との整合構造の変形例について説明する。   Next, a modified example of the matching structure of the control signal terminal protruding from the power module and the press-fit terminal will be described.

第１変形例
ここでは、屈曲部を設けた制御信号端子の一例について説明する。図２０に示すように、パワーモジュール２から突出する制御信号端子２ｃには、絶縁樹脂２１と制御信号端子押さえ部１３との間に位置する部分に屈曲部２ｄが設けられている。 First Modified Example Here, an example of a control signal terminal provided with a bent portion will be described. As shown in FIG. 20, the control signal terminal 2 c protruding from the power module 2 is provided with a bent portion 2 d at a portion located between the insulating resin 21 and the control signal terminal holding portion 13.

制御信号端子２ｃに屈曲部２ｄを設けることで、製品周囲の温度の変化や製品内部における発熱等によって制御信号端子２ｃが伸縮するような場合においても、その伸縮によって生じる熱応力を緩和させることができ、制御信号端子２ｃの長期信頼性を向上させることができる。   By providing the control signal terminal 2c with the bent portion 2d, even when the control signal terminal 2c expands or contracts due to a change in the temperature around the product, heat generation in the product, or the like, it is possible to relieve the thermal stress caused by the expansion and contraction. The long-term reliability of the control signal terminal 2c can be improved.

第２変形例
ここでは、屈曲部を設けた制御信号端子の他の例について説明する。図２１に示すように、パワーモジュール２から突出する制御信号端子２ｃには、プレスフィット端子に接触する部分に凸部２ｅが設けられている。 Second Modification Here, another example of the control signal terminal provided with a bent portion will be described. As shown in FIG. 21, the control signal terminal 2 c protruding from the power module 2 is provided with a convex portion 2 e at a portion contacting the press-fit terminal.

制御信号端子２ｃに凸部２ｅを設けることで、凸部２ｅをプレスフィット端子１４に確実に接触させることができる。これにより、制御信号端子２ｃとプレスフィット端子１４との接触部分の面精度に起因する接触状態によって電気的な接触がばらついてしまうのを改善することができる。   By providing the control signal terminal 2c with the convex portion 2e, the convex portion 2e can be reliably brought into contact with the press-fit terminal 14. Thereby, it is possible to improve that the electrical contact varies due to the contact state caused by the surface accuracy of the contact portion between the control signal terminal 2c and the press-fit terminal 14.

第３変形例
ここでは、ばね材を備えた接続構造について説明する。図２２および図２３に示すように、制御信号端子２ｃとプレスフィット端子１４との間にばね材２７が設置されている。ばね材２７にはステンレス鋼、炭素鋼、リン青銅等を用いることができる。ばね材２７には、凸部２７ａが設けられている。 3rd modification Here, the connection structure provided with the spring material is demonstrated. As shown in FIGS. 22 and 23, a spring material 27 is installed between the control signal terminal 2 c and the press-fit terminal 14. The spring material 27 can be made of stainless steel, carbon steel, phosphor bronze, or the like. The spring material 27 is provided with a convex portion 27a.

制御信号端子２ｃとプレスフィット端子１４との間にばね材２７を介在させることで、特に、温度の変化による各部材の膨張収縮によって、制御信号端子２ｃとプレスフィット端子１４とが、互いに接触した状態から離れる方向に変位したとしても、ばね材２７の弾性力によって、ばね材２７を制御信号端子２ｃとプレスフィット端子１４との双方に確実に接触させることができる。これにより、制御信号端子２ｃとプレスフィット端子１４との電気的な接続の信頼性を向上させることができる。   By interposing the spring material 27 between the control signal terminal 2c and the press-fit terminal 14, the control signal terminal 2c and the press-fit terminal 14 are brought into contact with each other due to expansion and contraction of each member due to a change in temperature. Even when displaced in the direction away from the state, the spring material 27 can be reliably brought into contact with both the control signal terminal 2c and the press-fit terminal 14 by the elastic force of the spring material 27. Thereby, the reliability of the electrical connection between the control signal terminal 2c and the press-fit terminal 14 can be improved.

なお、制御信号端子２ｃと制御信号端子設置部５との間に、たとえば、シリコーンゴム等の弾性体を介在させても、同様の効果を得ることができる。また、屈曲部２ｄは、実施の形態１において説明した電力半導体装置１にも適用することができる。   The same effect can be obtained even if an elastic body such as silicone rubber is interposed between the control signal terminal 2c and the control signal terminal installation portion 5, for example. The bent portion 2d can also be applied to the power semiconductor device 1 described in the first embodiment.

実施の形態３
ここでは、車両用の交流電動機を駆動するインバータ装置に適用される電力半導体装置の第３例と、その製造方法とについて説明する。 Embodiment 3
Here, a third example of a power semiconductor device applied to an inverter device that drives an AC motor for a vehicle and a manufacturing method thereof will be described.

電力半導体装置の外観を図２４に示し、その分解斜視図を図２５に示す。図２４および図２５に示すように、電力半導体装置１における電力変換回路部１ａは、ヒートシンク３と、パワーモジュール２とによって構成される。制御回路部１ｂは、制御回路基板１５と実装部品１６とによって構成される。なお、これ以外に構成については、図１２および図１３に示す電力半導体装置と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。   An external appearance of the power semiconductor device is shown in FIG. 24, and an exploded perspective view thereof is shown in FIG. As shown in FIGS. 24 and 25, the power conversion circuit unit 1 a in the power semiconductor device 1 includes a heat sink 3 and a power module 2. The control circuit unit 1 b is configured by a control circuit board 15 and a mounting component 16. Since the configuration other than this is the same as that of the power semiconductor device shown in FIGS. 12 and 13, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated unless necessary.

次に、制御信号端子とプレスフィット端子との接続部分の構造について説明する。図２６に示すように、制御信号端子押さえ部１３とプレスフィット端子１４との間に、異方導電性膜２８が形成されている。異方導電性膜２８には、弾性変形可能な導電粒子２８ａが含まれている。   Next, the structure of the connection portion between the control signal terminal and the press-fit terminal will be described. As shown in FIG. 26, an anisotropic conductive film 28 is formed between the control signal terminal pressing portion 13 and the press fit terminal 14. The anisotropic conductive film 28 includes conductive particles 28a that can be elastically deformed.

次に、上述した電力半導体装置の製造方法（組立工程）の一例について説明する。まず、図１６に示す工程と同様の工程を経て、図２７に示すように、パワーモジュール２をパワーモジュール搭載部４に設置する。次に、図２８に示すように、制御信号端子設置部５に配置された制御信号端子２ｃを覆うように異方導電性膜２８を形成する。   Next, an example of a manufacturing method (assembly process) of the power semiconductor device described above will be described. First, the process similar to the process shown in FIG. 16 is performed, and the power module 2 is installed in the power module mounting portion 4 as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 28, the anisotropic conductive film 28 is formed so as to cover the control signal terminal 2 c arranged in the control signal terminal installation portion 5.

次に、図２９に示すように、ケース７を締め付けねじ（図示せず）によってヒートシンク３に固定する。これにより、ヒートシンク３（絶縁層６）と制御信号端子押さえ部１３との間に制御信号端子２ｃが挟み込まれて、異方導電性膜２８に含まれる導電粒子２８ａが弾性変形し、制御信号端子２ｃとプレスフィット端子１４とが電気的に接続される。   Next, as shown in FIG. 29, the case 7 is fixed to the heat sink 3 with a fastening screw (not shown). As a result, the control signal terminal 2c is sandwiched between the heat sink 3 (insulating layer 6) and the control signal terminal holding portion 13, and the conductive particles 28a contained in the anisotropic conductive film 28 are elastically deformed, so that the control signal terminal 2c and the press fit terminal 14 are electrically connected.

次に、パワーモジュール２の上に錘（図示せず）を搭載させた状態で、加熱炉内にて高熱伝導接着剤と接着剤とを熱硬化させる。熱硬化が完了した後、パワーモジュール２に搭載された錘を除去する。次に、パワーモジュール２の正端子２ａおよび負端子２ｂを、それぞれ対応するバスバー８、９、１０、１１、１２に接続する（図２５参照）。   Next, in a state where a weight (not shown) is mounted on the power module 2, the high thermal conductive adhesive and the adhesive are thermally cured in a heating furnace. After the thermosetting is completed, the weight mounted on the power module 2 is removed. Next, the positive terminal 2a and the negative terminal 2b of the power module 2 are connected to the corresponding bus bars 8, 9, 10, 11, 12 (see FIG. 25).

次に、図１０に示す工程と同様に、複数のプレスフィット端子１４のそれぞれに対し、制御回路基板１５に形成された複数のスルーホールのそれぞれが対応するように、制御回路基板１５をケース７の上方から配置する（図２５参照）。次に、図１１に示す工程と同様に、制御回路基板１５を加圧装置によって、プレスフィット端子１４をスルーホール１７に圧入する（図２４参照）。その後、制御回路基板１５に形成された切り欠き部１５ａからシリコーン樹脂を注入し、ケース７内を封止することで、電力半導体装置が完成する（図２４参照）。   Next, similarly to the process shown in FIG. 10, the control circuit board 15 is placed in the case 7 so that each of the plurality of press-fit terminals 14 corresponds to each of the plurality of through holes formed in the control circuit board 15. (See FIG. 25). Next, similarly to the process shown in FIG. 11, the control circuit board 15 is press-fitted into the through-hole 17 by a pressurizing device (see FIG. 24). Thereafter, silicone resin is injected from the notch 15a formed in the control circuit board 15 to seal the inside of the case 7, thereby completing the power semiconductor device (see FIG. 24).

上述した電力半導体装置１では、前述した電力半導体装置と同様に、ケース７をヒートシンク３に固定する作業によって、複数のパワーモジュール２のそれぞれから突出する複数の制御信号端子２ｃを一括して固定するとともに、複数の制御信号端子２ｃと、対応するプレスフィット端子１４とを電気的に接続させることができる。これにより、電力半導体装置の組立作業をさらに効率的に行うことができる。   In the power semiconductor device 1 described above, a plurality of control signal terminals 2c protruding from each of the plurality of power modules 2 are fixed together by fixing the case 7 to the heat sink 3 in the same manner as the power semiconductor device described above. At the same time, the plurality of control signal terminals 2c and the corresponding press-fit terminals 14 can be electrically connected. Thereby, the assembly operation of the power semiconductor device can be performed more efficiently.

また、プレスフィット端子１４をスルーホール１７に圧入することで、はんだ付けを行うことなく、プレスフィット端子１４を制御回路基板１５に電気的に接続させることができるとともに、複数の制御信号端子２ｃと制御回路基板１５とを複数のプレスフィット端子１４を介して一括して電気的に接続させることができる。   Further, by press-fitting the press-fit terminal 14 into the through hole 17, the press-fit terminal 14 can be electrically connected to the control circuit board 15 without soldering, and a plurality of control signal terminals 2c and The control circuit board 15 can be electrically connected together via a plurality of press-fit terminals 14.

さらに、上述した電力半導体装置では、異方導電性膜２８には弾性変形可能な導電粒子２８ａが含まれている。その導電粒子２８ａは、制御信号端子２ｃとプレスフィット端子１４との間に異方導電性膜２８が挟み込まれることで弾性変形する。   Further, in the power semiconductor device described above, the anisotropic conductive film 28 includes conductive particles 28a that can be elastically deformed. The conductive particles 28 a are elastically deformed when the anisotropic conductive film 28 is sandwiched between the control signal terminal 2 c and the press-fit terminal 14.

このため、温度の変化による各部材の膨張収縮によって、制御信号端子２ｃとプレスフィット端子１４とが互いに離れる方向に変位したとしても、弾性変形した導電粒子２８ａが元の形状に戻ろうとすることで、導電粒子２８ａを制御信号端子２ｃとプレスフィット端子１４との双方に確実に接触させることができる。これにより、制御信号端子２ｃとプレスフィット端子１４との電気的な接続の信頼性を向上させることができる。   For this reason, even if the control signal terminal 2c and the press-fit terminal 14 are displaced in directions away from each other due to expansion and contraction of each member due to a change in temperature, the elastically deformed conductive particles 28a try to return to the original shape. The conductive particles 28a can be reliably brought into contact with both the control signal terminal 2c and the press-fit terminal 14. Thereby, the reliability of the electrical connection between the control signal terminal 2c and the press-fit terminal 14 can be improved.

なお、上述した各実施の形態に係る電力半導体装置１では、パワーモジュール２に内蔵されたスイッチング素子１９としてＩＧＢＴを例に挙げた。スイッチング素子１９としては、ＩＧＢＴに限られるものではなく、たとえば、パワートランジスタや、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等であってもよい。   In the power semiconductor device 1 according to each of the above-described embodiments, the IGBT is exemplified as the switching element 19 built in the power module 2. The switching element 19 is not limited to the IGBT, and may be, for example, a power transistor, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), or the like.

また、電力半導体装置として、車両用の交流電動機を駆動するインバータ装置に適用される電力半導体装置を例に挙げた。電力半導体装置としては、交流発電機や交流発電電動機の制御にも適用することができる。さらに、上述した電力半導体装置は、車両用に限られるものではない。   Moreover, the power semiconductor device applied to the inverter apparatus which drives the alternating current motor for vehicles was mentioned as an example as a power semiconductor device. The power semiconductor device can also be applied to control of an AC generator or an AC generator motor. Furthermore, the power semiconductor device described above is not limited to a vehicle.

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time is an example, and the present invention is not limited to this. The present invention is defined by the terms of the claims, rather than the scope described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明は、電力変換回路を備えた電力半導体装置に有効に利用される。   The present invention is effectively used for a power semiconductor device including a power conversion circuit.

１ 電力半導体装置、１ａ 電力変換回路部、１ｂ 制御回路部、２ パワーモジュール、２ａ 正端子、２ｂ 負端子、２ｃ 制御信号端子、２ｄ 屈曲部、２ｅ 凸部、３ ヒートシンク、４ パワーモジュール搭載部、５ 制御信号端子設置部、６ 絶縁層、７ ケース、８ バスバー、８ａ バスバー端子、９ バスバー、９ａ バスバー端子、１０ バスバー、１０ａ バスバー端子、１１ バスバー、１１ａ バスバー端子、１２ バスバー、１２ａ バスバー端子、１３ 制御信号端子押さえ部、１４ プレスフィット端子、１５ 制御回路基板、１５ａ 切り欠き部、１６ 実装部品、１７ スルーホール、１８ 接続端子、１９ スイッチング素子、２０ 金属ベース、２１ 絶縁樹脂、２２ はんだ、２３ 高熱伝導接着剤、２４ 接着剤、２５ アルミニウムワイヤ、２７ ばね材、２７ａ 凸部、２８ 異方導電性膜、２８ａ 導電粒子、２２２ａ、２２２ｂ、２２２ｃ、２２２ｄ、２２２ｅ、２２２ｆ パワーモジュール。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power semiconductor device, 1a Power conversion circuit part, 1b Control circuit part, 2 Power module, 2a Positive terminal, 2b Negative terminal, 2c Control signal terminal, 2d Bending part, 2e Convex part, 3 Heat sink, 4 Power module mounting part, 5 control signal terminal installation part, 6 insulation layer, 7 case, 8 bus bar, 8a bus bar terminal, 9 bus bar, 9a bus bar terminal, 10 bus bar, 10a bus bar terminal, 11 bus bar, 11a bus bar terminal, 12 bus bar, 12a bus bar terminal, 13 Control signal terminal holding part, 14 Press-fit terminal, 15 Control circuit board, 15a Notch part, 16 Mounting part, 17 Through hole, 18 Connection terminal, 19 Switching element, 20 Metal base, 21 Insulating resin, 22 Solder, 23 High heat Conductive adhesive, 24 Adhesive, 25 Aluminum wire, 27 spring material, 27a convex part, 28 anisotropic conductive film, 28a conductive particle, 222a, 222b, 222c, 222d, 222e, 222f Power module.

Claims (10)

電力変換回路部と
前記電力変換回路部を制御する制御回路部と、
前記電力変換回路部と前記制御回路部を収容するケース部材と
を有し、
前記電力変換回路部は、
基材と、
前記基材に搭載され、複数の外部接続端子が突出したパワーモジュールと
を含み、
前記制御回路部は、制御回路と複数のスルーホールが形成されたプリント基板を含み、
前記ケース部材は、複数の前記外部接続端子と前記プリント基板とを電気的に接続する複数のプレスフィット端子を含み、
複数の前記外部接続端子は、前記基材と前記ケース部材との間に挟み込まれ、
複数の前記プレスフィット端子のそれぞれは、複数の前記スルーホールのうち対応するスルーホールに挿入された、電力半導体装置。 A power conversion circuit unit; a control circuit unit for controlling the power conversion circuit unit;
The power conversion circuit unit and a case member that houses the control circuit unit,
The power conversion circuit unit is
A substrate;
A power module mounted on the base material and projecting a plurality of external connection terminals;
The control circuit unit includes a printed circuit board on which a control circuit and a plurality of through holes are formed,
The case member includes a plurality of press-fit terminals that electrically connect the plurality of external connection terminals and the printed board,
The plurality of external connection terminals are sandwiched between the base member and the case member,
Each of the plurality of press-fit terminals is a power semiconductor device inserted into a corresponding through hole among the plurality of through holes. 複数の前記外部接続端子と複数の前記プレスフィット端子とは、互いに対応する前記外部接続端子と前記プレスフィット端子とが、金属線によって電気的に接続された、請求項１記載の電力半導体装置。   2. The power semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of external connection terminals and the plurality of press-fit terminals are electrically connected by metal wires to the external connection terminals and the press-fit terminals corresponding to each other. 複数の前記外部接続端子と複数の前記プレスフィット端子とは、互いに対応する前記外部接続端子と前記プレスフィット端子とが、直接接触する態様で電気的に接続された、請求項１記載の電力半導体装置。   The power semiconductor according to claim 1, wherein the plurality of external connection terminals and the plurality of press-fit terminals are electrically connected in such a manner that the external connection terminals and the press-fit terminals corresponding to each other are in direct contact with each other. apparatus. 前記基材では、表面に弾性体の絶縁層が形成された、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力半導体装置。   The power semiconductor device according to claim 1, wherein an insulating layer made of an elastic material is formed on a surface of the base material. 複数の前記外部接続端子と複数の前記プレスフィット端子とは、互いに対応する前記外部接続端子と前記プレスフィット端子との間に介在させた導電性のばね材を介して電気的に接続された、請求項１記載の電力半導体装置。   The plurality of external connection terminals and the plurality of press-fit terminals are electrically connected via conductive spring materials interposed between the external connection terminals and the press-fit terminals corresponding to each other, The power semiconductor device according to claim 1. 複数の前記外部接続端子と複数の前記プレスフィット端子とは、互いに対応する前記外部接続端子と前記プレスフィット端子とが、導電粒子を含む異方導電性膜を介して電気的に接続された、請求項１記載の電力半導体装置。   The plurality of external connection terminals and the plurality of press-fit terminals, the external connection terminals and the press-fit terminals corresponding to each other are electrically connected via an anisotropic conductive film containing conductive particles, The power semiconductor device according to claim 1. 複数の前記外部接続端子には屈曲部が設けられた、請求項１〜６のいずれかに記載の電力半導体装置。   The power semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of external connection terminals are provided with bent portions. 複数の前記外部接続端子と、複数の前記プレスフィット端子とは、互いに異なる材料によって形成された、請求項１〜７のいずれかに記載の電力半導体装置。   The power semiconductor device according to claim 1, wherein the plurality of external connection terminals and the plurality of press-fit terminals are formed of different materials. 前記ケース部材の内部に絶縁性の樹脂が充填された、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電力半導体装置。   The power semiconductor device according to claim 1, wherein an insulating resin is filled in the case member. 基材および複数の外部接続端子が突出したパワーモジュールを含む電力変換回路部と、
制御回路および複数のスルーホールが形成されたプリント基板を含む制御回路部と、
前記パワーモジュールと前記プリント基板とを電気的に接続する複数のプレスフィット端子が装着されたケース部材と
を備えた、電力半導体装置の製造方法であって、
前記基材に前記パワーモジュールを搭載する工程と、
前記基材に搭載された前記パワーモジュールから突出した複数の前記外部接続端子を、前記基材と前記ケース部材とで挟み込むように、前記ケース部材を前記基材に取り付ける工程と、
複数の前記外部接続端子と複数の前記プレスフィット端子とを、電気的に接続する工程と、
複数の前記プレスフィット端子のそれぞれを、複数の前記スルーホールのうち対応するスルーホールに挿入する態様で、前記プリント基板を前記ケース部材に取り付ける工程と
を備えた、電力半導体装置の製造方法。 A power conversion circuit unit including a power module in which a base material and a plurality of external connection terminals protrude;
A control circuit unit including a control circuit and a printed circuit board on which a plurality of through holes are formed;
A method for manufacturing a power semiconductor device, comprising: a case member equipped with a plurality of press-fit terminals that electrically connect the power module and the printed board;
Mounting the power module on the substrate;
Attaching the case member to the base material so as to sandwich the plurality of external connection terminals protruding from the power module mounted on the base material between the base material and the case member;
Electrically connecting the plurality of external connection terminals and the plurality of press-fit terminals;
A method of manufacturing a power semiconductor device, comprising: attaching each of the plurality of press-fit terminals to the corresponding case member in a manner of inserting each of the plurality of press-fit terminals into a corresponding through hole among the plurality of through holes.
JP2014085391A 2014-04-17 2014-04-17 Power semiconductor device and manufacturing method thereof Active JP6246051B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014085391A JP6246051B2 (en) 2014-04-17 2014-04-17 Power semiconductor device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014085391A JP6246051B2 (en) 2014-04-17 2014-04-17 Power semiconductor device and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015207582A JP2015207582A (en) 2015-11-19
JP6246051B2 true JP6246051B2 (en) 2017-12-13

Family

ID=54604196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014085391A Active JP6246051B2 (en) 2014-04-17 2014-04-17 Power semiconductor device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6246051B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3734829A4 (en) * 2017-12-27 2021-08-04 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Inverter device
JP7468742B2 (en) 2020-02-12 2024-04-16 株式会社三洋物産 Gaming Machines

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6321883B2 (en) * 2015-12-10 2018-05-09 新電元工業株式会社 Electronic component unit and heat conduction mounting member
EP3217774B1 (en) * 2016-03-08 2018-06-13 ABB Schweiz AG Semiconductor module
JP6683141B2 (en) * 2017-01-16 2020-04-15 三菱電機株式会社 Semiconductor device manufacturing method and terminal fixing jig
JP6765336B2 (en) * 2017-04-06 2020-10-07 三菱電機株式会社 Power semiconductor devices, their manufacturing methods, and power conversion devices
DE112018003850B4 (en) 2017-07-28 2023-04-27 Mitsubishi Electric Corporation SEMICONDUCTOR UNIT AND SEMICONDUCTOR MODULE
CN114868327A (en) * 2019-12-23 2022-08-05 三菱电机株式会社 Power conversion device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0645721A (en) * 1992-07-24 1994-02-18 Sanyo Electric Co Ltd Hibrid integrated circuit device
JP2001189416A (en) * 1999-12-28 2001-07-10 Mitsubishi Electric Corp Power module
JP4177571B2 (en) * 2001-09-20 2008-11-05 三菱電機株式会社 Semiconductor device
JP4410242B2 (en) * 2006-12-27 2010-02-03 三菱電機株式会社 Electronic control device and manufacturing method thereof
EP2851951B1 (en) * 2012-05-15 2019-11-13 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3734829A4 (en) * 2017-12-27 2021-08-04 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Inverter device
US11522443B2 (en) 2017-12-27 2022-12-06 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Inverter apparatus
JP7468742B2 (en) 2020-02-12 2024-04-16 株式会社三洋物産 Gaming Machines

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015207582A (en) 2015-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6246051B2 (en) Power semiconductor device and manufacturing method thereof
JP5661183B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP4764979B2 (en) Semiconductor device
JP3960230B2 (en) Semiconductor module, method for manufacturing the same, and switching power supply device
KR101444550B1 (en) Semiconductor module
JP6783327B2 (en) Semiconductor devices and power converters
JP2013004953A (en) Electronic control device
US8174097B2 (en) Electric sub-assembly
US8995142B2 (en) Power module and method for manufacturing the same
JP6705394B2 (en) Semiconductor module and inverter device
CN110383612B (en) Electric connection box
JP2020522897A (en) Power semiconductor module
JP2017139450A (en) Electronic power module, electronic architecture including the same, voltage converter, and electric machine including the same
US20160150655A1 (en) Electronic apparatus
JP2013033874A (en) Power module
CN107818963B (en) Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP2011018736A (en) Semiconductor device
JP2019013079A (en) Power semiconductor device and power conversion equipment using the same
JP2013062405A (en) Semiconductor device
JP2008147432A (en) Electronic circuit device, power converter and method for manufacturing the electronic circuit device
JP2007234694A (en) Semiconductor device, and bonding method of external connection terminal of same and external electrode
JP2021114511A (en) Power conversion device
CN112056011B (en) Circuit structure and electrical connection box
JPWO2019087327A1 (en) Semiconductor device, manufacturing method thereof, and automobile
JP4651090B2 (en) Switching unit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170925

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: 20171017

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171114

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6246051

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250