JPH09312376A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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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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- Japan
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- package
- power
- control
- terminal
- control circuit
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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
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/531—Shapes of wire connectors
- H10W72/5363—Shapes of wire connectors the connected ends being wedge-shaped
-
- 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
- H10W90/00—Package configurations
- 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
Landscapes
- 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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
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
【図２】図１における半導体装置の内部構造を示す断面
図
図
【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
断面図
【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
断面図
【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
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
【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
図であり、（ａ）は組立状態の外観斜視図、（ｂ）は等
価回路図
【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
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
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
Claims (5)
- 【請求項１】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
にしたことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】請求項１記載の半導体装置において、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ことを特徴とする半導
体装置。 - 【請求項３】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。 - 【請求項４】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、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。 - 【請求項５】請求項４記載の半導体装置において、制御
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125172A JPH09312376A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8125172A JPH09312376A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09312376A true JPH09312376A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=14903679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8125172A Pending JPH09312376A (ja) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09312376A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001507522A (ja) * | 1997-06-28 | 2001-06-05 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電子制御装置 |
| WO2002082542A1 (fr) * | 2001-04-02 | 2002-10-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif de puissance à semi-conducteurs |
| EP1150554A3 (en) * | 2000-04-26 | 2004-05-06 | Autonetworks Technologies, Ltd. | Cooling structure for a vehicle control unit |
| US7035106B2 (en) | 2002-11-14 | 2006-04-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Heat dissipation system for semiconductor device |
| US7508668B2 (en) * | 2003-08-21 | 2009-03-24 | Denso Corporation | Electric power converter and mounting structure of semiconductor device |
| EP2015361A3 (en) * | 1998-12-09 | 2009-07-29 | Fuji Electric Company Limited | Semi conductor device |
| WO2016124255A1 (en) * | 2015-02-03 | 2016-08-11 | Alstom Technology Ltd | High power electrical module and high power electrical circuit |
-
1996
- 1996-05-21 JP JP8125172A patent/JPH09312376A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001507522A (ja) * | 1997-06-28 | 2001-06-05 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 電子制御装置 |
| EP2015361A3 (en) * | 1998-12-09 | 2009-07-29 | Fuji Electric Company Limited | Semi conductor device |
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| US6717258B2 (en) | 2001-04-02 | 2004-04-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Power semiconductor device |
| US7035106B2 (en) | 2002-11-14 | 2006-04-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Heat dissipation system for semiconductor device |
| US7508668B2 (en) * | 2003-08-21 | 2009-03-24 | Denso Corporation | Electric power converter and mounting structure of semiconductor device |
| US7724523B2 (en) | 2003-08-21 | 2010-05-25 | Denso Corporation | Electric power converter and mounting structure of semiconductor device |
| US7826226B2 (en) | 2003-08-21 | 2010-11-02 | Denso Corporation | Electric power converter and mounting structure of semiconductor device |
| US8027161B2 (en) | 2003-08-21 | 2011-09-27 | Denso Corporation | Electronic power converter and mounting structure of semiconductor device |
| WO2016124255A1 (en) * | 2015-02-03 | 2016-08-11 | Alstom Technology Ltd | High power electrical module and high power electrical circuit |
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