JPH09312376A - Semiconductor device - Google Patents
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- JPH09312376A JPH09312376A JP8125172A JP12517296A JPH09312376A JP H09312376 A JPH09312376 A JP H09312376A JP 8125172 A JP8125172 A JP 8125172A JP 12517296 A JP12517296 A JP 12517296A JP H09312376 A JPH09312376 A JP H09312376A
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
- H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
- H10W90/754—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
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- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】IGBTパワーモジュールなどを対象に、従来
のパッケージデザインを一新して、パッケージの小形,
薄形化,並びに相手装置への取付けの簡便化を図る。
【解決手段】パワー半導体素子,およびその周辺の制御
回路を組み込んだ偏平箱形ケースとしてなるブックタイ
プの樹脂パッケージ1に対して、その底面側にパワー素
子のヒートシンクとして機能する放熱フィン5を一体に
装着するとともに、パッケージの一側面にはプラグ形の
入出力用主端子14,および制御回路から引出した制御
端子16を一括して導出し、相手側装置へ組み込むに際
して、相手側に装備したコネクタへ前記主端子,制御端
子をプラグイン式に差し込み接続する。
(57) [Abstract] [Object] For IGBT power modules and the like, the conventional package design is renewed to provide a small package,
We will make it thinner and make it easier to attach it to the mating device. SOLUTION: A heat dissipation fin 5 functioning as a heat sink for a power element is integrally formed on the bottom surface side of a book type resin package 1 which is a flat box case in which a power semiconductor element and a control circuit for the periphery thereof are incorporated. In addition to mounting, the plug-type input / output main terminal 14 and the control terminal 16 drawn out from the control circuit are collectively led out on one side of the package and installed in the mating device to the connector equipped on the mating side. The main terminal and control terminal are plugged in and connected.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ装置な
ど、パワーエレクトロニクス分野の電力変換装置に用い
るIPM(Intelligent Power Module),PIM(Power
Integrated Module:パワー集積モジュール) などを対象
としたパワー半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an IPM (Intelligent Power Module) and a PIM (Power) used for a power conversion device in the field of power electronics such as an inverter device.
Integrated Module: Power semiconductor device for power integrated module).
【0002】[0002]
【従来の技術】パワーエレクトロニクス分野の電力変換
装置に用いるパワー半導体デバイスの近年における進歩
はめざましく、装置の小形・軽量化,回路構成の簡素化
から複数のパワーチップを単相, 三相構成で一つのパッ
ケージ内に複合化したパワーモジュール、またパワーチ
ップの駆動回路,信号処理回路,保護回路などを含む周
辺の制御回路も同一パッケージ内に取り込んだIPM、
さらにはインバータ部とコンバータ部を一体化して同一
パッケージ内に組み込んだPIMなどが開発,製品化さ
れている。2. Description of the Related Art Recent advances in power semiconductor devices used for power converters in the field of power electronics have been remarkable, and multiple power chips have been constructed in a single-phase or three-phase configuration due to the downsizing and weight reduction of the device and the simplification of the circuit configuration. An IPM in which a power module combined in one package and peripheral control circuits including a drive circuit of a power chip, a signal processing circuit, and a protection circuit are also incorporated in the same package,
Furthermore, PIM and the like in which the inverter section and the converter section are integrated and incorporated in the same package have been developed and commercialized.
【0003】図7(a),(b)は上記したパワー半導体
デバイスの一例として、2個のIGBT(Insulated-Ga
te Bipolar Transistor),フリーホイーリングダイオー
ド(FWD)を同一パッケージ内に組み込んだ2個組パ
ワーモジュールの従来構成,およびその等価回路を示す
ものであり、図において、1はIGBTチップを絶縁基
板に搭載して組み込んだ樹脂パッケージ、2は金属ベー
ス板(銅ベース板)であり、パッケージ上面には入出力
用の主端子(ねじ端子)3,制御端子(ファストン端
子)4が配備されている。なお、図7(a)の図中に表
示した端子記号は、(b)図の等価回路に付した各端子
記号と対応する。FIGS. 7A and 7B show two IGBTs (Insulated-Gas) as an example of the above-mentioned power semiconductor device.
te Bipolar Transistor) and freewheeling diode (FWD) in the same package, showing the conventional configuration of a two-piece power module and its equivalent circuit. In the figure, 1 is an IGBT chip mounted on an insulating substrate. 2 is a metal base plate (copper base plate), and main terminals (screw terminals) 3 for input / output 3 and control terminals (faston terminals) 4 are provided on the upper surface of the package. The terminal symbols shown in FIG. 7A correspond to the terminal symbols attached to the equivalent circuit in FIG. 7B.
【0004】また、前記構成の半導体デバイスをインバ
ータなどの使用先装置に組み込む際には、前記した金属
ベース板2を装置側に設けた放熱フィンに重ね合わせて
ねじ締結し、主端子3,制御端子4と装置側の主回路,
ドライブ回路との間を接続する。Further, when the semiconductor device having the above-mentioned structure is incorporated in a destination device such as an inverter, the metal base plate 2 is superposed on a heat radiation fin provided on the device side and screwed to fix the main terminal 3 and control. Terminal 4 and the main circuit on the device side,
Connect to the drive circuit.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のパワー半導体デ
バイスは、小形,薄形,軽量化を推し進めることが重要
な課題であり、このために、パワーチップ用の絶縁基板
と制御回路用のプリント基板を別々にして二階建て構造
でパッケージ内に組み込んだり、外部導出端子をパッケ
ージの外囲ケースと一体形にするなどの工夫がなされて
いるが、従来構成を基本とした構造の改良には小形,薄
形化にも限界があるまた、上記問題とは別に、多種多様
な用途,ユーザー側のコンセプトに対応できるパワーデ
バイスの要望が強まっており、これに対応するために、
メーカーでは使用目的に合わせて1個組,2個組,ある
いは6個組のパワーモジュール、およびインテリジェン
ト化に対応したIPMなど、定格,仕様の異なる多種の
系列製品を用意しているが、このように多種の製品を取
り揃えることは、設計,製作に大きな手間と時間が掛か
って製品がコスト高となる。In the power semiconductor device described above, it is important to promote miniaturization, thinness, and weight reduction. For this reason, an insulating substrate for a power chip and a printed circuit board for a control circuit are required. Although it has been devised such that it is installed separately in the package in a two-story structure, or the external lead-out terminal is integrated with the outer case of the package, a small size is required to improve the structure based on the conventional structure. In addition to the above problems, there is a growing demand for power devices that can be used for a wide variety of applications and user-side concepts.
Manufacturers prepare various series products with different ratings and specifications, such as one, two, or six power modules, and IPM compatible with intelligentization according to the purpose of use. In order to have a wide variety of products, it takes a lot of time and effort to design and manufacture, and the cost of the products becomes high.
【0006】そこで、本発明は製品の小形, 薄形化、お
よび標準化をポイントに、従来のパッケージデザインを
一新して前記要望に応えられるよう改良した半導体装置
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device improved in order to meet the above demands by renewing the conventional package design with a point of downsizing, thinning and standardization of products.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば半導体装置のパッケージを次記のよ
うに構成するものとする。 1)第1の発明では、パワー半導体素子,およびその制
御回路を組み込んだ偏平箱形ケースとしてなる樹脂パッ
ケージの底面側にパワー半導体素子のヒートシンクとし
て機能する放熱フィンを装着するとともに、パッケージ
の一側面にプラグ形の入出力用の主端子,および制御回
路から引出した制御端子を一括して導出し、該主端子,
制御端子を相手側装置のコネクタへプラグイン式に接続
するように構成する。In order to achieve the above object, according to the present invention, a package of a semiconductor device is constructed as follows. 1) According to the first aspect of the present invention, a heat radiation fin functioning as a heat sink for the power semiconductor element is attached to the bottom surface of a resin package, which is a flat box-shaped case incorporating the power semiconductor element and its control circuit, and one side surface of the package. The plug-type input / output main terminal and the control terminal drawn from the control circuit are collectively derived, and the main terminal,
It is configured to connect the control terminal to the connector of the other device in a plug-in manner.
【0008】また、前記構成においては、樹脂パッケー
ジの蓋体を制御回路のプリント基板兼用としてその裏面
側に回路素子を実装した構成もある。かかる構成の半導
体装置は、いわゆるブックタイプの薄形パッケージとし
てインバータ装置などの使用先の装置側に設置したコネ
クタへ主端子,制御端子をプラグイン式に差し込むだけ
で簡単に組み込める。しかも、個々の製品ごとにパッケ
ージには放熱フィンを自装したコンパクトな構成で、自
冷、風冷よりパワー素子の発生熱を効果的に系外に放熱
できる。Further, in the above construction, there is also a construction in which the lid of the resin package is also used as the printed circuit board of the control circuit and the circuit element is mounted on the back surface side thereof. The semiconductor device having such a configuration can be easily incorporated as a so-called book type thin package by plugging the main terminal and the control terminal into a connector installed on the side of the device to be used such as an inverter device. Moreover, each product has a compact structure in which a heat radiation fin is mounted on the package, and the heat generated by the power element can be effectively radiated to the outside of the system by self cooling or air cooling.
【0009】2)第2の発明では、パワー半導体素子,
およびその制御回路を組み込んだ箱形ケースとしてなる
樹脂パッケージの底面側にパワー半導体素子のヒートシ
ンクとして機能する放熱フィンを装備するとともに、パ
ッケージの上面をカバーする蓋体を制御回路のプリント
基板兼用としてその裏面側に回路素子を実装し、かつパ
ッケージの上面側でその周縁に入出力用の主端子,蓋体
の上面に制御回路から引出した制御ピン端子をそれぞれ
導出した構成とする。2) In the second invention, a power semiconductor element,
And a heat dissipation fin that functions as a heat sink for the power semiconductor element is provided on the bottom side of the resin package that is a box-shaped case incorporating the control circuit, and the lid that covers the upper surface of the package also serves as the printed circuit board of the control circuit. A circuit element is mounted on the back side, and main terminals for input / output are provided on the periphery of the upper surface of the package and control pin terminals drawn from the control circuit are provided on the upper surface of the lid.
【0010】かかる構成によれば、パッケージの上蓋が
制御回路のプリント基板を兼用しているので、パッケー
ジ内に独立したプリント板を二階建て方式で組み込んだ
構成のものと比べてパッケージの薄形化が図れるととも
に、使用先装置のプリント板などに簡単に配線,接続し
て搭載することかできる。 3)第3の発明では、1個ないし2個組のパワー半導体
素子を内蔵した箱形ケースとしてなる樹脂パッケージの
上面に入出力用の主端子を導出し、パッケージの一側面
には補助端子の接続手段を備えたパワー部モジュール
と、パワー半導体素子の制御回路を内蔵し、かつ前記補
助端子にプラグイン接続してパワー部モジュールに結合
する制御部モジュールとを組合せて構築するものする。According to this structure, since the upper lid of the package also serves as the printed circuit board of the control circuit, the package can be made thinner than the structure in which an independent printed circuit board is incorporated in the package by the two-story system. In addition, it can be easily wired and connected to the printed circuit board of the device to be used and mounted. 3) In the third invention, main terminals for input / output are led out on the upper surface of a resin package which is a box-shaped case containing one or two sets of power semiconductor elements, and auxiliary terminals are provided on one side of the package. It is constructed by combining a power section module provided with a connecting means, and a control section module which has a control circuit for a power semiconductor element built therein and which is connected to the auxiliary terminal by plug-in connection with the power section module.
【0011】また、前記構成においては、制御部モジュ
ールを装置の適用に合わせて組合せた複数のパワー部モ
ジュールにまたがる単体モジュールとした構成もある。
かかる構成によれば、1個組,あるは2個組のパワー半
導体素子を内蔵したパワー部モジュール、および制御部
モジュールを標準,系列化しておくことにより、用途,
ユーザー側のコンセプトに対応した必要個数のパワー部
モジュール,制御部モジュールを組合せることで、単相
用,三相用,あるは直並列接続などの様々な用途に合わ
せたIPMを簡単に構築することができて汎用性の拡大
化が図れる。Further, in the above-mentioned configuration, there is also a configuration in which the control section module is a single module that extends over a plurality of power section modules combined according to the application of the apparatus.
According to this configuration, the power section module containing one or two sets of power semiconductor elements and the control section module are standardized and serialized, so that
By combining the required number of power module and control module corresponding to the user's concept, you can easily construct an IPM for various applications such as single-phase, three-phase, or serial / parallel connection. Therefore, the versatility can be expanded.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を形態別に
図面に基づいて説明する。なお、各実施例の図中で図7
に対応する同一部材には同じ符号が付してある。 〔実施例1〕図1,図2はパワー半導体素子がIGBT
であるIPMを実施対象とした本発明の請求項1記載に
対応する実施例を示すものである。この実施例において
は、樹脂パッケージ1がいわゆるブックタイプとして偏
平な箱形ケースに作られており、樹脂パッケージ1の底
面側には金属ベース板2と重ね合わせてアルミ製の放熱
フィン5がねじ6により共締めして一体に装着されてい
る。なお、1aはパッケージ1の上蓋である。また、樹
脂パッケージ1の内部には、従来構成と同様に、絶縁基
板(例えばセラミックス基板の両面に銅箔を結合したD
BC基板基板)7にパワー半導体素子(IGBT)8,
フリーホイーリングダイオード(FWD)9を搭載した
パワー部10と、プリント基板11に回路素子12を実
装してなるパワー素子の駆動回路,保護回路などを含む
制御部13が二階建て構造で組み込まれている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in FIG.
The same reference numerals are attached to the same members corresponding to. [Embodiment 1] In FIGS. 1 and 2, the power semiconductor element is an IGBT.
2 shows an embodiment corresponding to claim 1 of the present invention in which the IPM which is In this embodiment, the resin package 1 is made as a so-called book type in a flat box-shaped case, and the heat radiating fins 5 made of aluminum are superposed on the metal base plate 2 on the bottom surface side of the resin package 1 and the screws 6 are provided. They are fastened together and attached together. In addition, 1a is an upper lid of the package 1. In addition, inside the resin package 1, as in the conventional configuration, an insulating substrate (for example, D with copper foil bonded to both sides of a ceramic substrate) is used.
A power semiconductor device (IGBT) 8 on a BC substrate 7),
A power unit 10 having a freewheeling diode (FWD) 9 mounted thereon and a control unit 13 including a drive circuit and a protection circuit for a power device formed by mounting a circuit device 12 on a printed circuit board 11 are incorporated in a two-story structure. There is.
【0013】ここで、パワー部10は、絶縁基板7の裏
面側銅箔を金属ベース板2に半田付けし、かつ基板上の
回路パターンから引出した入出力用の主端子14がプラ
グ形の端子(ファストン端子)としてパッケージ1の側
面に一列に並べて導出されており、さらにパワー部10
と制御部13との間が内部リード15を介して相互接続
されている。また、制御回路部13のプリント基板11
から引出した制御端子16がピン端子として前記主端子
14の側方に並べてパッケージ1の同じ側面から導出さ
れている。なお、図示してないがパッケージ1の内部に
はゲル状樹脂などを充填して半導体素子を封止してい
る。Here, in the power section 10, the back-side copper foil of the insulating substrate 7 is soldered to the metal base plate 2 and the main terminals 14 for input / output drawn out from the circuit pattern on the substrate are plug type terminals. (Faston terminals) are arranged in a line on the side surface of the package 1 and are led out.
And the controller 13 are interconnected via an internal lead 15. In addition, the printed circuit board 11 of the control circuit unit 13
The control terminals 16 drawn out from are arranged side by side as the pin terminals as pin terminals and led out from the same side surface of the package 1. Although not shown, the inside of the package 1 is filled with a gel resin or the like to seal the semiconductor element.
【0014】かかる構成のIGBTパワーモジュールは
10〜30A程度の小容量のモジュールに好適であり、
インバータ装置などの相手側装置へ組み込むに際には、
図1(b)で示すように相手側装置に備えたフレーム1
7にコネクタ(雌コネクタ)18を取付けておき、この
コネクタ18に前記した主端子14,制御端子16を差
し込むことでプラグイン式に結合される。また、その際
のパッケージ1の取付け姿勢は、放熱フィン5をパッケ
ージ1の側方に向けて空気の自然対流によりパワー半導
体素子からの伝熱を周囲の空気中に放熱するような姿勢
に取付けるのがよい。The IGBT power module having such a structure is suitable for a small capacity module of about 10 to 30 A,
When incorporating it into the other device such as an inverter device,
As shown in FIG. 1 (b), the frame 1 provided in the other device
A connector (female connector) 18 is attached to the connector 7, and the main terminal 14 and the control terminal 16 are inserted into the connector 18 so that they are connected in a plug-in manner. In addition, the mounting posture of the package 1 at that time is such that the heat radiation fins 5 are directed to the sides of the package 1 and the heat transfer from the power semiconductor element is radiated into the ambient air by natural convection of air. Is good.
【0015】〔実施例2〕図3は本発明の請求項2に対
応する先記実施例1の応用実施例を示すものである。こ
の実施例においては、図2に示した金属ベース板2を省
略してパッケージ1の底面側に装着した放熱フィン5の
端面にパワー部10の絶縁基板7を直接接合している。
また、樹脂パッケージ1の上面に被着した蓋体1aが制
御部13のプリント基板を兼ねており、該蓋体1aの裏
面側に銅箔パターンを形成した上で、ここに制御回路の
回路素子10を実装して制御部15を構成している。そ
して、この蓋体1aの銅箔パターンに半田付けして引出
した制御端子16が実施例1と同様に主端子14と並べ
てパッケージ1の側面に導出されている。なお、蓋体1
aの裏面側に形成した銅箔パターンに形成したリード片
を蓋体1aから側方に延長して制御端子16とすること
もできる。[Embodiment 2] FIG. 3 shows an application embodiment of the above-mentioned Embodiment 1 corresponding to claim 2 of the present invention. In this embodiment, the metal base plate 2 shown in FIG. 2 is omitted, and the insulating substrate 7 of the power unit 10 is directly bonded to the end surface of the radiation fin 5 mounted on the bottom surface side of the package 1.
Further, the lid body 1a attached to the upper surface of the resin package 1 also serves as a printed circuit board of the control section 13, and after forming a copper foil pattern on the back surface side of the lid body 1a, the circuit element of the control circuit is provided here. 10 is mounted to form the control unit 15. The control terminal 16 soldered to the copper foil pattern of the lid 1a and drawn out is arranged on the side surface of the package 1 side by side with the main terminal 14 as in the first embodiment. The lid 1
The lead piece formed in the copper foil pattern formed on the back surface side of a can be extended laterally from the lid 1a to form the control terminal 16.
【0016】この構成によれば、先記実施例1と比べて
部品点数が少なくて済むほか、パッケージ1が薄形とな
り、モジュールの小形・軽量化が実現できる。 〔実施例3〕図4は本発明の請求項3に対応する実施例
を示すものであり、箱形ケースとしてなる樹脂パッケー
ジ1の底面側には金属ベース板2と重ね合わせて放熱フ
ィン5がねじ締結され、金属ベース板2の上には先記実
施例と同様なパワー部10が搭載されている。また、パ
ッケージ1の上面を覆う蓋体1aは、先記実施例2と同
様に制御部13のプリント基板を兼ねており、その裏面
側に回路素子12を実装して制御部13を構成してい
る。さらに、パワー部10から引出した入出力用の主端
子14はねじ端子としてパッケージ1の上面周縁部に導
出し、制御部13から引出した制御端子16はピン端子
として蓋体1aの上方に導出している。According to this structure, the number of parts is smaller than in the first embodiment, and the package 1 is thin, so that the module can be made small and lightweight. [Embodiment 3] FIG. 4 shows an embodiment corresponding to claim 3 of the present invention, in which a radiating fin 5 is superposed on a metal base plate 2 on the bottom surface side of a resin package 1 serving as a box-shaped case. The power unit 10 similar to that of the above-described embodiment is mounted on the metal base plate 2 which is screwed. The lid 1a that covers the upper surface of the package 1 also serves as the printed circuit board of the control unit 13 as in the second embodiment, and the control unit 13 is configured by mounting the circuit element 12 on the back side thereof. There is. Further, the input / output main terminal 14 drawn out from the power section 10 is led out to the peripheral portion of the upper surface of the package 1 as a screw terminal, and the control terminal 16 drawn out from the control section 13 is led out to above the lid 1a as a pin terminal. ing.
【0017】かかる構成のパワーデバイスを使用先装置
に組み込む際には、図示のように相手側のプリント板1
7の所定位置にパッケージ1の上面を突き合わせた上で
主端子14とプリント板17の主回路との間をねじ締結
して接続し、制御端子16はプリント板17に設けたコ
ネクタ(雌コネクタ)18に差し込んで接続する。この
構成によれば、樹脂パッケージ1の蓋体1aを利用して
その裏面側に制御回路を搭載したことで、独立したプリ
ント板を二階建て方式でパッケージ内に組み込んだ従来
構成のものと比べてパッケージの薄形化が図れるととも
に、使用先装置のプリント板などに簡単に配線,接続し
て搭載することかできる。When the power device having the above-mentioned structure is incorporated in the device to be used, the printed board 1 on the other side is connected as shown in the figure.
7, the upper surface of the package 1 is butted to the predetermined position, and then the main terminal 14 and the main circuit of the printed board 17 are screwed and connected, and the control terminal 16 is a connector (female connector) provided on the printed board 17. Plug in 18 to connect. According to this configuration, by using the lid 1a of the resin package 1 and mounting the control circuit on the back side thereof, as compared with the conventional configuration in which an independent printed board is incorporated in the package by the two-story method. The package can be made thinner, and it can be easily wired and connected to the printed circuit board of the device where it is used.
【0018】〔実施例4〕図5(a)〜(c)は本発明
の請求項4に対応する実施例を示すものであり、ユーザ
ーの要求する各種仕様のパワーデバイスを標準,系列化
したモジュールを組合することで簡単に実現できるよう
に、パワー半導体素子を内蔵したパワー部モジュール1
9と制御回路を内蔵した制御部モジュール20を各独立
したモジュールとして構成し、両モジュールをプラグイ
ン式に結合して各種仕様に対応したIPMを構築するよ
うにしたものである。[Embodiment 4] FIGS. 5 (a) to 5 (c) show an embodiment corresponding to claim 4 of the present invention, in which power devices of various specifications required by the user are standardized and made into a series. Power unit module 1 with built-in power semiconductor element so that it can be easily realized by combining modules
9 and a control module 20 having a control circuit built-in are configured as independent modules, and both modules are connected in a plug-in manner to construct an IPM corresponding to various specifications.
【0019】ここで、個々のパワー部モジュール19の
樹脂パッケージ1には、IGBTが1個,ないし2個
(図示例は1個組のパワー部モジュール)ずつ組み込ま
れており、その上面には入出力用の主端子(ねじ端子)
14が導出されている。また、パッケージ1の一側面に
はIGBTのコレクタ,エミッタ,ゲートから引出した
ソケット形補助端子21を備えている。Here, one or two IGBTs (in the illustrated example, one set of power unit modules) are incorporated in the resin package 1 of each power unit module 19, and the IGBTs are installed on the upper surface thereof. Main terminal for output (screw terminal)
14 have been derived. Further, one side surface of the package 1 is provided with a socket type auxiliary terminal 21 drawn from the collector, emitter and gate of the IGBT.
【0020】一方、制御部モジュール20は、その樹脂
パッケージ20a内にパワー部モジュール1と1対1で
対応する制御回路(パワー素子の駆動回路)22を内蔵
しており、かつパッケージの側面にはパワー部モジュー
ル19の補助端子21へプラグイン式に接続し合う補助
端子(ピン端子)23が突き出し、さらにパッケージの
上面には前記補助端子23の他端、および制御回路22
から引出した制御端子16がピン端子として導出されて
いる。なお、制御部モジュール20は、補助端子23の
種類などで仕様の異なる何種類かのモジュールを系列化
しておく。On the other hand, the control unit module 20 has a control circuit (power element drive circuit) 22 corresponding to the power unit module 1 in a one-to-one correspondence inside the resin package 20a, and the side surface of the package is provided. An auxiliary terminal (pin terminal) 23, which is plug-in connected to the auxiliary terminal 21 of the power module 19, protrudes, and the other end of the auxiliary terminal 23 and the control circuit 22 are provided on the upper surface of the package.
The control terminal 16 drawn out from is derived as a pin terminal. The control unit module 20 has a series of several types of modules having different specifications such as the type of the auxiliary terminal 23.
【0021】そして、ユーザーから注文があると、その
用途,仕様に対応した必要個数のパワー部モジュール1
9を図示のように並置して連結し、さらに各パワー部モ
ジュール20に制御部モジュール20を組合せてパワー
モジュールを構築する。これにより、標準,系列化して
製作しておいたパワー部モジュール19,制御部モジュ
ール20を組合せて組立てることで、多種多様な用途,
仕様の注文にも即応できる。また、複数基のパワー部モ
ジュールを組合せて並列接続することで、IPMの大容
量化も簡単に実現できる。When an order is placed by the user, the required number of power unit modules 1 corresponding to the intended use and specifications are provided.
9 are arranged side by side as shown in the figure and connected, and each power unit module 20 is further combined with the control unit module 20 to construct a power module. As a result, by combining and assembling the power unit module 19 and the control unit module 20 which are manufactured as standard and series, various applications can be achieved.
We can also respond to order specifications. Also, by combining a plurality of power unit modules and connecting them in parallel, it is possible to easily realize a large capacity of the IPM.
【0022】〔実施例5〕図6(a),(b)は本発明の
請求項5に対応する先記実施例4の応用実施例を示すも
のである。この実施例では、2個のIGBTを直列に接
続してハーフブリッジ回路を構成する2個組のパワー部
モジュール19を3基と、各パワー部モジュール19に
またがる1基の制御部モジュール20を組合せて3相の
フルブリッジ回路のIPMを構築した例を示し、各パワ
ー部モジュール19には先記実施例4と同様に、パッケ
ージ1の上面に主端子14,側面にはソケット形の補助
端子21が導出されている。一方、制御部モジュール2
0には、パワー部モジュール10の3基分に対応する駆
動回路,保護回路などからなる制御回路22を内蔵して
おり、そのパッケージ側面には各パワー部モジュール1
9の補助端子21と個々にプラグイン接続する補助端子
を、またパッケージ上面にはパワー部モジュール3基分
の各補助端子,および制御端子を備えている。[Embodiment 5] FIGS. 6 (a) and 6 (b) show an application embodiment of the above-mentioned Embodiment 4 corresponding to claim 5 of the present invention. In this embodiment, three sets of power unit modules 19 each of which constitutes a half-bridge circuit by connecting two IGBTs in series and one control unit module 20 which straddles each power unit module 19 are combined. An example in which an IPM of a three-phase full-bridge circuit is constructed by way of example, and each power module 19 has a main terminal 14 on the upper surface of the package 1 and a socket-shaped auxiliary terminal 21 on the side surface, as in the fourth embodiment. Has been derived. On the other hand, the control module 2
0 has a built-in control circuit 22 including a drive circuit, a protection circuit, etc. corresponding to three power unit modules 10, and each power unit module 1 is provided on the side surface of the package.
The auxiliary terminals 21 are individually plugged into the auxiliary terminals 21 and the upper surface of the package is provided with auxiliary terminals for three power unit modules and control terminals.
【0023】上記した実施例4,実施例5の事例から判
るように、標準化した1個組,あるいは2個組のパワー
部モジュール19と、分離形の制御部モジュール20を
適宜組合せることで、ユーザーの要求する多種多様な用
途,仕様に対応したIPMを簡単に構築することができ
る。As can be seen from the cases of the above-described fourth and fifth embodiments, by appropriately combining the standardized one-piece or two-piece set of power section modules 19 and the separate type control section module 20, It is possible to easily construct an IPM that meets a wide variety of applications and specifications required by users.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、次記の効果を奏する。 1)請求項1,2、あるは請求項3の構成によれば、従
来構成と比べて半導体装置の小形,薄形,軽量化が実現
できる。 2)また、請求項4,5の構成を採用することにより、
パワー素子数を1個組,あるいは2個組にして標準化し
たパワー部モジュールと、パワー素子の特性にマッチし
た周辺の制御回路を内蔵して系列化した何種類かの制御
部モジュールを適宜選択して組合せることで、ユーザー
側の要求する多種多様な仕様に対応したパワーデバイス
を構築することができ、これにより製品コストの大幅な
低減化が期待できる。As described above, according to the structure of the present invention, the following effects can be obtained. 1) According to the configurations of claims 1 and 2, or claim 3, the semiconductor device can be made smaller, thinner and lighter than the conventional configuration. 2) Further, by adopting the configurations of claims 4 and 5,
The power unit module that standardizes the number of power elements into one set or two sets, and several kinds of control unit modules that have a built-in peripheral control circuit that matches the characteristics of the power device are selected as appropriate. By combining them, it is possible to construct a power device that meets a wide variety of specifications required by the user, and this can be expected to significantly reduce product costs.
【図1】本発明の実施例1に対応する半導体装置の構成
図であり、(a)は全体の外観斜視図、(b)は相手側
装置への取付け法を示す説明図1A and 1B are configuration diagrams of a semiconductor device corresponding to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is an overall external perspective view, and FIG. 1B is an explanatory diagram showing a method of attaching the device to a counterpart device.
【図2】図1における半導体装置の内部構造を示す断面
図FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the semiconductor device in FIG.
【図3】本発明の実施例2に対応する半導体装置の構成
断面図FIG. 3 is a configuration cross-sectional view of a semiconductor device corresponding to Example 2 of the invention.
【図4】本発明の実施例3に対応する半導体装置の構成
断面図FIG. 4 is a configuration cross-sectional view of a semiconductor device corresponding to Example 3 of the invention.
【図5】本発明の実施例4に対応する半導体装置の構成
図であり、(a)は組立状態の外観斜視図、(b)は一
部断面の側面図、(c)は等価回路図5A and 5B are configuration diagrams of a semiconductor device corresponding to a fourth embodiment of the present invention, in which FIG. 5A is an external perspective view of an assembled state, FIG. 5B is a side view of a partial cross section, and FIG. 5C is an equivalent circuit diagram.
【図6】本発明の実施例4に対応する半導体装置の構成
図であり、(a)は組立状態の外観斜視図、(b)は等
価回路図6A and 6B are configuration diagrams of a semiconductor device corresponding to Example 4 of the invention, in which FIG. 6A is an external perspective view of an assembled state, and FIG. 6B is an equivalent circuit diagram.
【図7】2個組のIGBTパワーモジュールを対象とし
て半導体装置の従来構成図であり、(a)は外観斜視
図、(b)は等価回路図FIG. 7 is a conventional configuration diagram of a semiconductor device targeting a set of two IGBT power modules, (a) is an external perspective view, and (b) is an equivalent circuit diagram.
1 樹脂パッケージ 1a 蓋体 2 金属ベース板 5 放熱フィン 7 絶縁基板 8 パワー半導体素子 10 パワー部 13 制御部 14 主端子 16 制御端子 18 コネクタ 19 パワー部モジュール 20 制御部モジュール 21 補助端子 22 制御回路 1 Resin Package 1a Lid 2 Metal Base Plate 5 Heat Dissipation Fin 7 Insulating Substrate 8 Power Semiconductor Element 10 Power Section 13 Control Section 14 Main Terminal 16 Control Terminal 18 Connector 19 Power Section Module 20 Control Section Module 21 Auxiliary Terminal 22 Control Circuit
Claims (5)
組み込んだ偏平箱形ケースとしてなる樹脂パッケージの
底面側にパワー半導体素子のヒートシンクとして機能す
る放熱フィンを装着するとともに、パッケージの一側面
にプラグ形の入出力用の主端子,および制御回路から引
出した制御端子を一括して導出し、該主端子,制御端子
を相手側装置のコネクタへプラグイン式に接続するよう
にしたことを特徴とする半導体装置。1. A heat dissipation fin functioning as a heat sink for a power semiconductor element is mounted on the bottom side of a resin package which is a flat box-shaped case incorporating a power semiconductor element and a control circuit for the power semiconductor element, and a plug type is provided on one side surface of the package. The input / output main terminal and the control terminal drawn out from the control circuit are collectively derived, and the main terminal and the control terminal are connected to the connector of the counterpart device in a plug-in manner. Semiconductor device.
パッケージの蓋体を制御回路のプリント基板兼用として
その裏面側に回路素子を実装したことを特徴とする半導
体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the lid of the resin package is also used as a printed circuit board of the control circuit, and a circuit element is mounted on the back side thereof.
組み込んだ箱形ケースとしてなる樹脂パッケージの底面
側にパワー半導体素子のヒートシンクとして機能する放
熱フィンを装着するとともに、パッケージの上面をカバ
ーする蓋体を制御回路のプリント基板兼用としてその裏
面側に回路素子を実装し、かつパッケージの上面側でそ
の周縁に入出力用の主端子,蓋体の上面に制御回路から
引出した制御端子をそれぞれ導出したことを特徴とする
半導体装置。3. A lid for mounting a radiation fin functioning as a heat sink for the power semiconductor element on the bottom side of a resin package, which is a box-shaped case incorporating the power semiconductor element and its control circuit, and covering the upper surface of the package. Is used as a printed circuit board of the control circuit, the circuit element is mounted on the back side, and the main terminals for input / output are led to the periphery on the top side of the package, and the control terminals pulled out from the control circuit are drawn to the top side of the lid. A semiconductor device characterized by the above.
蔵した箱形ケースとしてなる樹脂パッケージの上面に入
出力用の主端子を導出し、パッケージの一側面には補助
端子の接続手段を備えたパワー部モジュールと、制御回
路を内蔵し、かつ前記補助端子にプラグイン接続してパ
ワー部モジュールに結合する制御部モジュールとを組合
せて構築したことを特徴とする半導体装置。4. A main terminal for input / output is led out on the upper surface of a resin package which is a box-shaped case containing one or two sets of power semiconductor elements, and auxiliary terminal connection means is provided on one side surface of the package. A semiconductor device comprising a power section module provided and a control section module which has a control circuit built-in and which is connected to the auxiliary terminal by plug-in connection with the power section module.
部モジュールが、左右に並置した複数のパワー部モジュ
ールにまたがる単体モジュールとしてなることを特徴と
する半導体装置。5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the control unit module is a single module that extends over a plurality of power unit modules arranged side by side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125172A JPH09312376A (en) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125172A JPH09312376A (en) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09312376A true JPH09312376A (en) | 1997-12-02 |
Family
ID=14903679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8125172A Pending JPH09312376A (en) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09312376A (en) |
Cited By (7)
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-
1996
- 1996-05-21 JP JP8125172A patent/JPH09312376A/en active Pending
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