JPS62222659A

JPS62222659A - 電力半導体装置

Info

Publication number: JPS62222659A
Application number: JP6649186A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ito; 弘伊藤; Jiyunichirou Kikunaga; 喜久永　順一郎; Kenji Yamura; 八村　健二
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1986-03-24
Filing date: 1986-03-24
Publication date: 1987-09-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】く技術分野〉本発明は、電力回路基板と制御回路基板とがモールド用
樹脂外枠に積層保持されたモジュール形態の電力半導体
装置に係り、更に詳しくは電力半導体装置のパッケージ
構造に関する。

〈従来技術〉一般に、エアーコンディショナの室外器などの電力駆動
制御用として電力半導体装置が使用されるが、従来のこ
の種の電力半導体装置では、電力用半導体素子が接続さ
れた電力回路基板と各種の電気部品が接続された制御回
路基板とがそれぞれ別個に独立して制御パネル等に配置
されていた。

このため、装置の小形化や簡単に交換可能なモジュール
形態とすることが困難であった。そこで、本発明者らは
、電力回路基板と制御回路基板とがモールド用樹脂外枠
に積層保持された構造の電力半導体装置を提供した。

この電力半導体装置は、第５図に示すように、電力回路
基板ｌと制御回路基板２とを備え、電力回路基板ｌがモ
ールド用樹脂外枠４内にシリコンゲル等の内部注入樹脂
６により固定され、また、制御回路基板２がモールド用
樹脂外枠４に嵌合されるとともにエポキシ樹脂等の封止
樹脂８の注入硬化により固定されて、両回路基板１．２
がモールド用樹脂外枠４に互いに平行に積層保持されて
いる。そして、電力回路基板ｌ上に形成された配線パタ
ーンにトランジスタやダイオード等の電力用半導体素子
ｌＯが、制御回路基板２上に形成された配線パターンに
各種の電気部品１２がそれぞれ接続されている。さらに
、電力回路基板ｌには、外部入出力用端子１４が半田付
けされ、この外部入出力用端子１４が封止樹脂８および
制御回路基板２を貫通して上部に導出されている。また
、制御回路基板２には外部接続用コネクタ１６が接続さ
れ、この外部接続用コネクタ１６が封止樹脂８で固定さ
れて上部に突出されている。そして、電力回路基板ｌと
制御回路基板２とは、基板接続用コネクタ１８により互
いに電気的に接続されている。

ところで、この電力半導体装置は、小形化や交換可能な
モジュール形・態を実現できたものの、電力回路基板１
と制御回路基板２との間が内部注入樹脂６と封止樹脂８
とによって充填されているので、電力回路基板ｌ上に配
置された電力用半導体素子ＩＯから発生する熱が内部注
入樹脂６および封止樹脂８を介して制御回路基板２上に
配置された各種の電気部品１２に伝わり、このため、各
種電気部品１２が熱の影響を受けて特性が変化するなど
して誤動作の原因となり、また、これを防止するには、
熱的に弱い電気部品の使用が制限されるなどの不都合を
生じることが判明した。

〈発明の目的〉本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって
、電力回路基板上の電力用半導体素子で発生する熱が制
御回路基板上の各種電気部品に伝わらないようにして、
信頼性の高い電力半導体素子を提供することを目的とす
る。

〈発明の構成〉本発明は上述の目的を達成するため、電力用半導体素子
が接続された電力回路基板と各種の電気部品が接続され
た制御回路基板とがモールド用樹脂外枠により積層保持
されてなる電力半導体装置において、前記電力回路基板
と積層回路基板との間に空気層が形成される空間部を設
けるとともに、前記モールド用樹脂外枠に前記空間部が
外部と連通ずる連通孔を形成し、これによって空気層の
対流により電力回路基板と制御回路基板との間の断熱効
果を高めた構造としたものである。

〈実施例〉以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図は電力半導体装置の平面図、第２図はその正面図
、第３図は第１図のＩ［−ＩＩｒ線に沿う断面図であり
、第５図に示した従来例と対応する部分には同一の符号
を付している。

これらの図において、ｌは電力回路基板、２は制御回路
基板、４は両回路基板ｌ、２を積層保持するモールド用
樹脂外枠、６はシリコンゲル等の内部注入樹脂、８はエ
ポキシ樹脂等の封止樹脂、１０は電力回路基板１上に形
成された配線パターンに接続されたトランジスタやダイ
オード等の電力用半導体素子、Ｉ２は制御回路基板２上
に形成された配線パターンに接続された各種の電気部品
、１４は電力回路基板１上に半田付けされた外部入出力
用端子、１６は制御回路基板２に接続されたＩＡ　ｆｉ
ｎ　ｈ　ｋｊｔ　ｍ−ｑ÷ｈ　）ｙ　　　ｌ　Ｏ＋Ｊ　
’Ｔｔ　弔ｒ；ｌ；１０４１　ｔｒ　Ｉｃ：　Ｉ　　Ｌ
　ｈ列回路基板２とを互いに電気的に接続する基板接続
用コネクタであり、これらの構成は従来例の場合と同様
である。なお、２０は制御回路基板２へ封止樹脂８を充
填する際にその封止樹脂８が制御回路基板２の穴を通っ
て下側へ流出しないようにするための充填剤である。

この実施例の特徴とするところは、電力回路基板ｌと積
層回路基板２との間に空気層が形成される空間部２２を
設けるとともに、モールド用樹脂外枠４の周壁部に上記
空気層が外部と連通ずる連通孔２４を形成したことであ
る。

したがって、この実施例の電力半導体装置では、電力回
路基板１上に配置された電力用半導体素子１０で発生し
た熱は空間部２２の対流を生じる空気層により断熱され
る。このため、制御回路基板２への熱の伝導が阻止され
るので、制御回路基板２上の各種電気部品１２の熱的劣
化が防止される。

第４図は、この電力半導体装置の回路の一部を示す回路
構成図であり、図上右側部分が電力回路基板２上に形成
された電力回路、左側部分が制御回路基板２上に形成さ
れた制御回路である。そして、外部からの人出力信号に
より制御回路のフォトカプラ２６が選択的に駆動され、
このフォトカブラ２６らの出力信号が増幅され、次いで
、ダーリントン接続された２つのトランジスタ２８．３
０からなる電力増幅部で増幅された後、出力端子３２か
ら出力される。

〈発明の効果〉以上のように本発明によれば、電力回路基板上の電力用
半導体素子で発生した熱は対流を生じる空気層により断
熱されるので、制御回路基板まで熱が伝わらない。した
がって、制御回路基板上に配置された各種電気部品の熱
的劣化が防止され、装置全体の信頼性が向上するなどの
優れた効果が発揮される。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例を、第５図は従来
例ををそれぞれ示すもので、第１図は電力半導体装置の
平面図、第２図はその正面図、第３図は第１図の■−■
線に沿う断面図、第４図は電力半導体装置の回路構成図
、第５図は電力半導体装置の断面図である。 ■・・・電力回路基板、２・・制御回路基板、４・・・
モールド用樹脂外枠、ｌＯ・・・電力用半導体素子、１
２・・・電気部品、２２・・・空間部、２４・・・連通
孔。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電力用半導体素子が接続された電力回路基板と各
種の電気部品が接続された制御回路基板とがモールド用
樹脂外枠により積層保持されてなる電力半導体装置にお
いて、前記電力回路基板と積層回路基板との間に空気層が形成
される空間部を設けるとともに、前記モールド用樹脂外
枠に前記空間部が外部と連通する連通孔を形成したたこ
とを特徴とする電力半導体装置。