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JP2001210784A - 可撓性パワー装置 - Google Patents

可撓性パワー装置

Info

Publication number
JP2001210784A
JP2001210784A JP2000350726A JP2000350726A JP2001210784A JP 2001210784 A JP2001210784 A JP 2001210784A JP 2000350726 A JP2000350726 A JP 2000350726A JP 2000350726 A JP2000350726 A JP 2000350726A JP 2001210784 A JP2001210784 A JP 2001210784A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
circuit board
conductive substrate
heat conductive
device module
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.)
Pending
Application number
JP2000350726A
Other languages
English (en)
Inventor
Ajit Dubhashi
アジット・ドュブハシ
Stephen Nicholas Siu
スティーブン・ニコラス・シウ
Heny W Lin
ヘニー・ダブリュー・リン
Bertrand P Vaysse
ベルトラン・ペ・ベセ
Michael A Corfield
マイケル・エイ・コーフィールド
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.)
Infineon Technologies Americas Corp
Original Assignee
International Rectifier Corp USA
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 International Rectifier Corp USA filed Critical International Rectifier Corp USA
Publication of JP2001210784A publication Critical patent/JP2001210784A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H10W76/47—
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1427—Housings
    • H05K7/1432—Housings specially adapted for power drive units or power converters
    • H05K7/14322—Housings specially adapted for power drive units or power converters wherein the control and power circuits of a power converter are arranged within the same casing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2089—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for power electronics, e.g. for inverters for controlling motor
    • H05K7/209—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
    • H10W40/611—
    • H10W90/00—
    • H10W70/682—
    • H10W70/685—
    • H10W72/075—
    • H10W72/5449—
    • H10W72/884—
    • H10W72/926—
    • H10W72/951—
    • H10W74/00—
    • H10W90/734—
    • H10W90/736—
    • H10W90/753—
    • H10W90/754—

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 低コストで、高低パワーの何れかの用途に利
用できる新規なパッケージ構想に基づく回路モジュール
を提供する。 【解決手段】 ヒートシンク２１と伝熱状態で連結し、
ヒートシンク２１とは反対側に半導体装置２３を配置し
た平坦な伝熱性基板２２と、前記伝熱性基板２２の前記
上面の上方にあってヒートシンク２１に直接載置されて
いると共に、半導体装置２３をむき出した開口１０が形
成されている回路板２７と、前記回路板２７に配置され
ていて、前記伝熱性基板２２上の前記半導体装置２３と
電気接続した別の装置とからなる半導体装置モジュール
６０。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置モジュー
ルに関し、詳述すれば、絶縁金属基板(ＩＭＳ)と、一つ
かそれ以上のパワー回路板と、接続配線とその他の部品
が新規な配置をとっている新規なモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体装置モジュールは、互いに
接続した複数の半導体チップを収納するのに使われてい
る。これらのチップとしては同種のものであってもよ
く、または、異種のものであってもよいが、共通のハウ
ジング内においてヒートシンクないしその他の基板に端
子電極が当該ハウジングから延出した状態で載置されい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】例えばモーター制御回
路やそのような機能をなすパワー用途においては、熱を
放散する必要のある高パワー装置のみならず、吸放熱作
用を要しない低パワー装置が使われている。一般に、吸
放熱作用は、モジュールハウジングに囲繞されているＩ
ＭＳに装置を載置することにより得られる。このような
基板とモジュールについては、本願発明者に１９９５年
４月１８日付で付与され、本願出願人たるインターナシ
ョナル・レクチファイヤー社に譲渡された米国特許第
５,４０８,１２８号明細書に開示されている。ところ
が、ある用途に高パワー装置と低パワー装置との両方が
必要となった場合、ＩＭＳに低パワー装置を含ませると
モジュールのコストが増加する。別の方法として、高パ
ワー装置をＩＭＳモジュールに含ませ、低パワー装置を
外部に設けた別のモジュールに含ませることがあるが、
この場合では回路の設置面積が著しく増加するのみなら
ず、高パワー装置と低パワー装置とを接続するのに接続
線が余計に必要になる。
【０００４】従って、高パワー装置と低パワー装置との
両方を収納でき、全体としてのパッケージの大きさを減
少でき、しかも、接続線の数や長さを最小限にし得る装
置パッケージが望まれている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、モーター制御
や同類の機能のための新規なパッケージ構想である「ア
ダプタブル主回路モジュール(Adaptable Planar Module
(ＡＰＭ)」を提供するものである。このパッケージは、
基本的には大型高パワーシステムにも使えるが、低コス
トの小型モーター制御システムに特に適している。
【０００６】本発明のＡＰＭは、パワー装置とその他の
装置に適した最小ＩＭＳ基板からなる。このＩＭＳ基板
は、入力ブリッジ回路やインバータ回路、それにその他
の部品を担持するようになっていて、印刷回路板(「ＰＣ
Ｂ」)の開放空洞内に収容される。ＰＣＢとＩＭＳ基板と
は、コネクタを備えた成形シェル内に埋設されている。
ＰＣＢは、吸放熱作用を必要としない、従って、ＩＭＳ
基板に設ける必要のない低パワー装置のための低コスト
基板をなしている。ＩＭＳとＰＣＢとは、ＩＭＳ基盤状
の半導体ダイとＰＣＢ状の半導体ダイとを接続する通常
のワイヤボンドで相互接続している。
【０００７】従って、本発明では冗長な接続を除去し、
省コスト効果をもたらし、信頼性を改善したものであ
る。ことに、装置をパーティション化し、ＩＭＳ寸法を
減少させていることからコスト節約になっている。ま
た、寸法減少とダイへの直結により、特殊メッキの必要
性を除去することで単位ＩＭＳコストを減らし、より薄
いＩＭＳが得られるのである。
【０００８】本発明のＡＰＭは、ＩＭＳと、印刷回路板
と、支持ベースないしシェルと、接地端子とからなるの
が通常である。環境条件に対する配慮も採り入れてい
る。キーパッド、入出力端子、カバー、ヒートシンクな
どを有する外部制御ＰＣＢも含ませてもよい。
【０００９】ＡＰＭのＩＭＳ基板には、インバータや、
単相または三相入力、サーミスタ、負極バスシャント、
接地フォールトシャント(fault shunt)等が設けられて
いてもよい。エポキシないし半田などのダイ取付け具を
用いてもよい。基板は、０.１８、０.３７、０.７５キ
ロワットの何れかまたは全ての用途に適しているもので
あってもよい。基板の大きさは、例えば１.８ｘ０.８イ
ンチである。２５００ボルト誘電絶縁にして、被覆層に
ついての環境汚染度１基準規定に合致させてもよい。
【００１０】ＡＰＭのシェルないしパッケージは、ＩＭ
ＳとパワーＰＣＢとカバーを支持する成形シェルであっ
てもよい。例えばシェル設置面積は、２.８３ｘ５.１２
インチ(７２ｘ１３０ミリ)で端子が延出している。例え
ば三つか四つのＭ４装着用ネジを、アース、パネル、内
部、ヒートシンク接地にそれぞれ利用してもよい。好ま
しくは、パッケージのプロファイルとしては一例とし
て、０.３７５インチが臨ましく、高温、高強度のプラ
スチックで作製するのが望ましい。
【００１１】ＡＰＭのパワーＰＣＢは、駆動回路、保護
回路、ＳＭＰＳ、フィルター、バスコンデンサ、ソフト
チャージ、ターミナル、制御板インターフェースコネク
タなどを備えた単一のＰＣＢであってもよい。一般にＰ
ＣＢは、例えば約５.２ｘ２.６インチである。好ましく
は、このＰＣＢは二層構造にするのが望ましいが、四層
構造も可能である。ＰＣＢの上面には、ＳＭＤとスルー
ホールがあってもよい。ＰＣＢの底面には好ましくは
１.３インチまでのＳＭＤが設けられていてもよい。Ｐ
ＣＢは、両側に被覆を施すか、充填して、汚染度１のス
ペースがあってもよい。
【００１２】好ましくは、パワーターミナルは一般にＬ
ＭＩもしくはシュナイダー型である。一例として挙げれ
ば、三出力モーターを二ないし三入力線と共に利用す
る。ＰＣＢは、入力端を以て接地接続してもよく、好ま
しくは６００ボルトにてＵＬ５０８Ｃ仕様を満たしてい
るのが望ましい。パワーターミナルはパワーＰＣＢに半
田付されていてもよい。
【００１３】好ましくは、ＡＰＭは汚染度レベル２要件
に合致しているのが望ましいが、もしセレクト制御ピン
を何とかすればレベル３要件に合致していてもよい。ま
た、ＡＰＭは、振動、衝撃、その他の機械的ストレスか
ら保護されていてもよい。
【００１４】ＡＰＭの主たる接地はヒートシンクである
のが望ましい。ＥＭＣ仕様準拠接地及びヒートシンクへ
のモーター接地にためにモーターシールドをヒートシン
クにクランプしてもよい。入力側装着ネジを接地線、パ
ネル、ヒートシンクに対するパネル接地、内部接地に利
用してもよい。ＥＭＣターミナルを内部から接地するヒ
ートシンクからのジャンパーを用いてもよい。
【００１５】制御ＰＣＢをＡＭＰに含ませてもよいし、
外部に設けてもよく、コネクタとリボンケーブルで連結
してもよい。制御ＰＣＢにはマイクロプロセッサと、
「シュラベリー(shrubbery)」と、キーパッドとワゴ(Wag
o)Ｉ/Ｏコネクタとが備わっているのが望ましい。制御
ＰＣＢは一般にカバーに機械的に嵌合されるようになっ
ており、可撓性ケーブルで連結される。
【００１６】ＡＰＭシェルにカバーが連結されていても
よく、この場合でのカバーは製品に応じた高さの成形カ
バーであるのが望ましい。このカバーには部品への機械
的及び電気接続部が備わっていてもよく、また、シェル
に対するスナップオン式連結具があってもよく、装着ネ
ジを介してシェルからヒートシンクに連結してもよい。
また、カバーは、制御板の支持体をなしていてもよく、
コンデンサ冷却用換気口があってもよい。所望に応じて
カバーはＵＬ５０仕様に合致するようにしてもよい。
【００１７】外部ヒートシンクはＡＰＭの装着面をなし
ている。ヒートシンクに対してはどれも同一設置面積の
スリーサイズ、即ち、０.３７キロワット用途にはアル
ミ製外部ヒートシンク、０.７５キロワット用途には押
出し成形アルミ、０.１８キロワット用途にはアルミ板
があるのが望ましい。好ましくはこのヒートシンクは、
ファンの利用で最終的に放熱を行うように、その寸法が
定められているのが望ましい。一般に、三つか四つのタ
ップ穴を設けてヒートシンクをＡＰＭに連結する。ま
た、このヒートシンクは、背面パネルないしＤＩＮレー
ルに装着できるのが望ましい。
【００１８】このような革新的な構成で、ＩＭＳ基板の
位置と支持、ヒートシンク装着面への最適接触、ワイヤ
ボンド支持を含むＰＣＢの支持、ＳＭＤとＰＣＢの上側
におけるリード接続部品のためのスペース等の特徴が得
られるようになっている。ＩＭＳの上方における小さい
窪み空洞は、ＩＭＳ部品が収容できるようになってい
て、好ましくはＩＭＳダイと接する高級充填組成物で充
填するのが望ましい。ＰＣＢと他の部品を含むパッケー
ジの残部は、低廉な充填組成物で覆うことができる。
【００１９】シェルは、調達品としての端子を利用する
よりも費用効果が大きければ外部ターミナルハウジング
を構成するものであってもよい。別の方法としては、こ
のシェルは、ＰＣＢに調達製品としての端子を取り付け
る隔壁部を構成していてもよい。
【００２０】バスコンデンサ、濾波用コンデンサ、イン
ダクターなどの如くの他の大型部品の場合、特集な装着
法と接続法が必要になることがある。これらの部品は、
ＰＣＢに取り付けられるようになっていたり、充填組成
物から突出できるようになっていたり、別のＰＣＢの上
に載置できるようになっている。この別のＰＣＢとして
は、最初のＰＣＢの共有面の延長部であってもよいし、
或は、製品ごと異なってくる寸法、数、部品装着に伴う
コスト等に応じて別のレベルに臨ませてもよい。あるパ
ッケージの場合では、バスコンデンサの如くの大型部品
は、パッケージの底面に取り付けるのが望ましく、その
場合にカバーを含ませてもよい。
【００２１】パッケージの上面には、ＰＣＢに連なる制
御キーボードが装着できるようにしてもよい。
【００２２】器具の如くのその他の用途では端子を要し
ないこともあり、その場合低コストの緊締型コネクタを
組込んでもよい。産業用制御器の如くの用途にあって
は、別の機能のみならず、より高パワーと機械的構造を
追加することもあり得る。
【００２３】アダプタブル主回路モジュールには適応性
(adaptability)があるので、ＰＣＢとＩＭＳの何れかの
レイアウトを、工具類を著しく変えないで改変すること
により製品の設計に融通性持たせることができる。その
他に、ＩＭＳ基板での空洞形成用取替え自在中子を有す
るシェルモールドを作るか、または、二重板や、特殊コ
ネクタ、オプションのキーボードなどのためにより高い
壁部に対応した複合モールド空洞を採り入れることによ
り変えることもできる。
【００２４】従って、ＡＰＭで、単一のモジュールへの
システム全体の集積化ができる低コストパッケージが得
られる。この際の集積化しうるシステムとしては、イン
バータ、入力ブリッジ回路、電流検出回路、短絡・過熱
保護、駆動回路、入出力フィルター、ＰＦＣ、ブレー
キ、制御用マイクロプロセッサ、キーボードなどがあ
る。
【００２５】本発明による半導体装置モジュールは、そ
の上面から底面へと延在する開口が形成されている支持
ベースを備えている。そして、平坦な伝熱性基板が支持
ベースにおける開口に臨んでいるが、その際、伝熱基板
の底面は支持ベースの底面と面一か、または、その下に
あって、外部ヒートシンクと接触している。この伝熱性
基板の上面には一つかそれ以上の半導体装置が配置され
ている。また、支持ベースの上面の上方にあって、それ
とは隔てた状態で少なくとも一つの回路基板が配置され
ている。この回路基板にも開口が形成されており、この
開口は伝熱性基板の上方に臨み、一つかそれ以上の他の
半導体装置がこの回路基板の上面に配置されている。回
路基板における開口の周縁部には少なくとも一つのボン
ディングパッドが設けられていて、これが回路基板の半
導体装置と電気接続されている。他方、このボンディン
グパッドは伝熱性基板における半導体装置とも一本か、
それ以上の本数のボンディングワイヤで接続されてい
る。
【００２６】本発明の他の面としては、モーター駆動モ
ジュールや微小変換器モジュールが含まれている。
【００２７】相互接続されている複数の半導体装置は、
伝熱性基板上に搭載してもよい。この伝熱性基板はＩＭ
Ｓからなるものであってもよい。また、パワーダイない
しインバータ回路をこの伝熱性基板に設けることもよ
い。
【００２８】支持ベースには、該支持ベースの上面から
突出しる隆起部があってもよく、伝熱性基板の上方に空
洞を形成すべく回路板における開口を囲繞してもよい。
この空洞には高級充填材を充填し、表面板の上方の領域
の少なくとも一部には低級充填材を充填する。支持ベー
スにおける隆起部は回路板を下方から支えるものであっ
てもよい。
【００２９】電気接続用として、回路板の上部に装着し
た一体型端子または支持ベースの隆起部に形成した調達
型端子があってもよく、回路板における装置と電気接続
されていてもよい。また、この回路板の上方には、この
回路板とは隔てた状態で、或は、同一平面において別の
回路板を設けてもよく、その場合その表面に他の装置を
搭載してもよい。キーボードも何れかの回路板の上に搭
載してもよく、底面にも更に他の装置を取り付けてもよ
い。
【００３０】本発明は、「可撓性パワー組立体(ＦＰ
Ａ)」、即ち、モーター制御及び類似の機能のための新規
なパッケージ化構想が実現できるように改変することも
できる。このパッケージは特に低コスト小型モーター制
御システムに適しているが、大型ハイパワーシステムに
も拡張できるものである。
【００３１】本発明のＦＰＡには、パワー装置やその他
の装置に適したＩＭＳが含まれている。ＩＭＳは、入力
ブリッジ回路、インバータ回路、更にはその他の部品を
含んでいてもよく、印刷回路板(ＰＣＢ)に形成されてい
る開放空洞に配置されていてもよい。ＰＣＢとＩＭＳと
は、コネクタの付いた成形カバーに埋設されている。Ｐ
ＣＢは、ヒートシンクで放熱させる必要のない低パワー
装置のための低コスト支持体をなすものであって、ＩＭ
Ｓに搭載する必要はない。ＩＭＳとＰＣＢとは、ＩＭＳ
上の半導体ダイとＰＣＢ上のその他の装置や部品とを接
続する標準的な配線で相互接続されている。本発明によ
るＦＰＡには、基板とＰＣＢとを支持するヒートシンク
が含まれている。
【００３２】また、本発明によれば、半導体装置モジュ
ールには、伝熱性基板を直接支持するヒートシンクが含
まれている。この伝熱性基板上には一つかそれ以上の半
導体装置が配置されていて、ＰＣＢ上に配置した他の装
置と電気接続されている。このＰＣＢは伝熱性基板の上
方に臨んでおり、空洞が形成されていてもよい。ＰＣＢ
における空洞は当該ＰＣＢの上面から底面にかけて延在
していて、伝熱性基板上の半導体装置が露現するように
伝熱性基板上に位置決めされている。伝熱性基板上の半
導体装置とＰＣＢ上の装置とは一本かそれ以上の本数の
ボンディングワイヤで電気接続されていてもよい。
【００３３】前記空洞は、伝熱性基板がその空洞をすっ
ぽり抜けるほど広いものであってもよく、または、ＰＣ
Ｂの底面における空洞の周縁部が、ヒートシンクの上部
と接触する絶縁部材の上部と接触するほどであってもよ
い。
【００３４】好ましい実施の形態においては、ＰＣＢに
おける空洞は、ＰＣＢの底面における空洞の周縁部が伝
熱性基板上に乗りかかって、伝熱性基板の本体部でその
空洞を閉塞するほど狭いものであってもよい。
【００３５】前述の半導体装置モジュールには成形カバ
ーが備わっていてもよく、その場合、伝熱性基板の上方
のスペースを閉塞すべく、ＰＣＢの上面に被せるか、ま
たは、ＰＣＢにおける空洞を覆うようにする。
【００３６】別の実施の形態においては、ＰＣＢには空
洞は設けていない。その代り、半導体装置を囲繞する囲
繞手段を用いている。この囲繞手段は、伝熱性基板の上
部とＰＣＢの底面との間に介在していて、半導体装置の
上方のスペースを閉塞することで、成形カバーを不要に
している。このように閉塞したスペースには充填組成物
を充填させてもよい。その後、半導体装置とＰＣＢ上の
装置との間の接続はバイアを介して行ってもよい。
【００３７】本発明のその他の特長や利点などは、添付
図面を参照しながらなす本発明の詳細な説明から明らか
になるであろう。
【００３８】
【発明の実施の形態】先ず図１において、図１Ａから図
１Ｄに本発明の一実施の形態によるＡＰＭ１００を示
す。ＡＰＭは、印刷回路板１１０を支持する支持ベース
１０２を備えている。この印刷回路板１１０上には、チ
ョーク１２４や、抵抗１３０、１３１、１３２、１３
３、１３４、コンデンサ１３６、１３８、変圧器１４
８、インダクタ１４１、１４６などを含む種々の電気部
品や、その他の回路素子類１４０、１４２、１４４並び
にその他の部品類が載置されていて、これらの部品類は
回路板１１０に印刷されている配線(図示せず)を介して
相互接続されている。外部から回路板への接続部をなす
入出力ピン１２７、１２９や端子類１２２Ａ〜１２２Ｆ
も設けられている。支持トレー１３１も回路板１１０上
に設けられていて、コンデンサ１２６、１２８を担持し
ているが、これらのコンデンサは回路板１１０と電気接
続されていると共に、ベルト１３０により束ねられて定
置されている。
【００３９】図２は、図１Ａに示したＡＰＭ１００を上
方から見た上面図ではあるが、支持トレーとそのコンデ
ンサ類は除去してある。回路板１１０に形成されている
開口１６０はＩＭＳ１５０の上方に臨んでいる。この開
口１６０の回りにはボンディングパッド１６４が配置さ
れていて、回路板に載置した他の部品と電気接続されて
いる。ボンディングワイヤ１５６は、回路板におけるボ
ンディングパッド１６４とＩＭＳ１５０に装着した部品
とを電気接続している。
【００４０】図３は、ＩＭＳ及び前記開口１６０を囲繞
する回路板１１０の部分とを詳細に示した上面図であ
る。ＩＭＳ１５０上には、ＭＯＳゲート制御式半導体パ
ワー装置Ｑ１〜Ｑ６、ダイオードＤ１〜Ｄ１０、並びに
抵抗ＲＴ、ＲＳ１を含む種々の部品が載置されている。
これらの部品はそれぞれ、銅の如くの伝熱性導電パター
ン化材１５４の対応する部分上に載置されている。ま
た、装置の上面には、ボンディングパッド領域も設けら
れている。ボンディングワイヤ１５６は、種々の部品の
みならず、ボンディングパッド１６４をＩＭＳ部品の導
電パターンとパッド領域とに接続するものである。
【００４１】図４Ａは、図２に示した構造の横断面図を
示している。ＩＭＳは、例えばアルミの如くの導電性金
属からなる比較的厚い本体１５２を有しており、この本
体１５２は、該本体とは電気絶縁してある導電パターン
を担持する比較的薄い絶縁層により覆われている。ま
た、図示していないが、動作時に構成部品から生ずる熱
の熱管理を改善する部品が搭載されている熱拡散部品(h
eat spreader)も設けられている。前記したＩＭＳの一
例については、前掲の米国特許第５,４０８,１２８号明
細書に開示されており、当該米国特許明細書を本願明細
書の一部をなすものとしてここに挙げておく。
【００４２】殊に、ＩＭＳは、回路板１１０の下方に臨
み、本体１５２の底面が支持体１０２の底面１０４と面
一となるか、または、その下方に臨むと共に、ヒートシ
ンク(図示せず)と伝熱的に接触するように、支持体１０
２の開口に設けられている。また、支持体１０２から延
出して、回路板１１０の開口部と周縁とにおいて当該回
路板１１０を支持する突条１０６、１０８を設けるのも
望ましい。これらの突条と回路板における開口とはＩＭ
Ｓの上方に空洞を形成しており、この空洞は高級充填材
で充填されてＩＭＳの上面を被覆している。そのように
すれば、回路板の底面と本体との間には低級品で低廉な
充填材を利用でき、また、これで回路板の上面に搭載し
た部品の少なくとも一部を覆うようにすることができ
る。
【００４３】図４Ｂは、部品の搭載に適していると共
に、ＩＭＳの上方の臨み本発明の態様で利用しうる回路
板２１０の一例を示している。
【００４４】本発明によれば、ＩＭＳの上方において回
路板に開口を設ければ、ＩＭＳの上面に搭載した部品と
回路板に搭載した部品とを接続するボンディングワイヤ
の長さとその本数を最小限にすることができる利点があ
る。また、ＩＭＳには高パワー部品だけを搭載すれば、
モジュールのコストを著しく低減することができる。更
に、同一モジュールに高パワー部品と低パワー部品とを
混在させていることから、部品設置面積を著しく減少さ
せることができると共に、接続線の本数も更に減少させ
ることができる。それに、高級充填材はＩＭＳの上方の
みに使うようにしているから、モジュールのコストも減
少することができる。
【００４５】尚、回路板とＩＭＳとにおける部品を覆う
カバー(図示せず)、好ましくは樹脂成形カバーを回路板
の上方に設けるようにしてもよく、その場合支持ベース
の周縁部で支えられるようにするのが望ましい。
【００４６】０.１から１.０ＨＰレンジのモーター制御
器用のパッケージも派生できる。
【００４７】図５Ａと図５Ｂとは、本発明の別の実施の
形態による入出力フィルターのない装置用ＡＰＭパッケ
ージ５００を示している。成形シェル形支持ベース５０
２は印刷回路板５１０を支持していると共に、ＩＭＳ５
５０を装着する開口を備えている。このＩＭＳ５５０の
底面はヒートシンク５７０と接していて、前述したよう
にＩＭＳの上面に装着したパワー装置からの熱を奪うよ
うになっている。また、回路板に形成した開口５６０
は、ワイヤボンドの長さを最小限にするためにＩＭＳの
直上に臨んでいる。更に、前述したようにＩＭＳの上方
の空洞には高級充填材５５８が充填されており、また、
モジュールのその他の箇所には低級充填材５５９を充填
している。尚、モジュールの上面と底面の両方に部品５
２８が取付けられている。
【００４８】ここで、端子５２２は、制御信号を出力す
るインライン配列式コネクタピンを有する緊締型(fast-
on)コネクタからなる。また、所望に応じて入出力ピン
５２４も備わっている。一般に３.０ｘ２.０ｘ０.５イ
ンチ(約７.６２ｘ５.０８ｘ１.２７センチ)のパッケー
ジには、インバータ回路、入力回路、保護回路、マイク
ロプロセッサなどを含む完全なモーター制御回路を収容
できるようになっている。インバータと入力回路５１２
とはＩＭＳ５５０に、また、他の部品５２８は回路板５
１０にそれぞれ設けられている。３.０インチ(約７.６
２センチ)長が最大保護寸法ではあるが、最新製品では
もっと小さくなっていることもあり得る。
【００４９】図６Ａと図６Ｂとは、本発明のまた別の実
施の形態による、入出力フィルターを備えた微小インバ
ータ用ＡＰＭパッケージ６００の一例を示している。こ
の実施の形態は装置用ＡＰＭ５００と類似ではあるが、
入出力フィルターのインダクターとコンデンサとを支持
するために印刷回路板６４０を追加している点で異なっ
ている。追加している回路板６４０は相互接続用リード
フレーム６１５を介して回路板６１０と接続している。
追加した回路板とその部品の寸法は、一般に０.１から
１.０ＨＰにわたるＡＰＭの定格パワーに応じて変る。
微小インバータ用ＡＰＭに用いられる端子としては二種
のバリエーションがある。図６Ａと図６Ｂにあっては、
調達した端子６２２を有する簡単なシェルを示している
が、別のものとして、図７Ａと図７Ｂでは一体型端子７
２２を有するシェル７０２を備えた類似のＡＰＭ７００
を示している。端子が調達したものであるか、一体化さ
れているものであるか、何れにしても端子は充填材用空
洞を残して主ＰＣＢに半田付されている。所望に応じて
用いる入出力ピン６２４も示してある。
【００５０】図８Ａと図８Ｂとに、本発明のまた別の実
施の形態によるフィルターのない微小インバータ用ＡＰ
Ｍパッケージ８００の一例を示す。このパッケージは図
６Ａと図６Ｂ及び図７Ａと図７Ｂとにそれぞれ示したの
と類似ではあるが、フィルター回路を支持するのに必要
であった追加回路板を設けていないことから本体高さを
減少させている点で異なっている。その代り、ベース８
０２の底面の下方ではあるが、ヒートシンク８７０とは
隔てたところにバスコンデンサ８２６を設けている。図
８Ａと図８Ｂでは端子８２２が一体型として示されてい
るが、調達型端子も所望に応じて利用できる。
【００５１】図６Ａと図６Ｂ、図７Ａと図７Ｂ及び図８
Ａと図８Ｂにそれぞれ示したＡＰＭパッケージは、この
ＰＣＢの上面にキーボード６１２、７１２、８１２を搭
載できるように改変することもできる。また、ＥＭＩシ
ールドをなす蓋をこのパッケージに設けることもでき
る。本発明のフィルターとパッケージとは、フィルター
の寸法を最小限にすると共に、一つのＡＰＭの実施例以
外の複数の実施例に工作や加工が共通して利用できるよ
うにしたアーキテクチャを有していてもよい。
【００５２】図９Ａと図９Ｂとは、本発明の更に別の実
施の形態による一体型端子９２２を有する完全なモータ
ー駆動用ＡＰＭ９００の実施例の上面図と横断面図をそ
れぞれ示している。ここでも、成形型被覆蓋９０４に入
出力コネクタ９２１、ＬＥＤ９１３、換気穴９１７等が
設けられているものとして図示されている。
【００５３】図１０Ａと図１０Ｂとは、本発明のまた別
の実施の形態による取付け型端子９８２を有する完全な
モーター駆動用ＡＰＭ９０１の上面図と横断面図の別の
一例を示している。取付け型端子８９２は、図９Ａと図
９Ｂとに示した一体型端子９２２の代りに用いている。
【００５４】図１１は、本発明により完全なモーター駆
動用ＡＰＭ１１０３の別の実施の形態の上面図である。
この実施例では、一体型端子１１２２Ａ、１１２２Ｂを
パッケージの互いに反対側に臨む端部に設けている。
【００５５】図１２は、相互接続していると共に、外部
とも接続している複数のトランジスタ、ＩＧＢＴ、ダイ
オード、抵抗等からなるＩＭＳ１２５０の別の例を示し
ている。
【００５６】図１３Ａと図１３Ｂとは、本発明による１
/２ＨＰモーター制御モジュールと駆動回路用ＡＰＭモ
ジュール１２００の実施例を示している。図示のよう
に、モジュールは、駆動回路用ＰＣＢ１２１０を含んで
いて、図１３に示した如くの駆動回路用ＰＣＢと接続し
たＩＭＳ１２５０を収納している。制御板１２４０をモ
ジュールに含ませてもよく、その場合、駆動回路板の上
面に配置するとし、また、もう一つのキーボード１２４
を所望に応じて設け、これを制御板の上面に配置しても
よい。
【００５７】別の方法として、制御回路が拡張駆動回路
用ＰＣＢ１２１０Ａ上に設けることができるようにモジ
ュールを拡張している。この場合、拡張キーボード１２
４４Ａをモジュールに含ませて、拡張回路板の上面に配
置してもよい。
【００５８】本発明のＡＰＭの前述の実施の形態の新規
な特徴によれば、斯かる製品を低コストにて製造でき
る。このコスト低減をもたらす主たる特徴は、(１)ＩＭ
Ｓ基盤面積を最小限にしたこと、(２)ＩＭＳ基盤を薄く
したこと、(３)ＩＭＳ金属化にワイヤボンドを用いてい
ないこと、(３)ＰＣＢ両面に全てのトラックを設けたこ
と、(４)基板とＩＭＳの接続を、通常見られる如くワイ
ヤボンドでなしていること、(５)駆動回路とマイクロプ
ロセッサを印刷回路板上で一体化していること、(６)一
体化シェル／端子成形のオプションがあること、(７)寸
法を減少しる充填材を用い全ての機能とＵＬクリープ路
の制限を工夫した単一のパッケージであること、(８)微
小インバータ及び器具製品の両方についてヨーロッパ及
び米国向き製品に互換性のある工具が使えることなどに
ある。
【００５９】これらの特徴についての改良点を以後、詳
述する。先ず図１８において、本願発明の発明者らによ
るもので、本願出願人に譲渡されている、出願日を１９
９８年１１月２０日とする米国特許出願第０９/１９７,
０７８号に開示の発明によるＡＰＭ９０を示す。図１８
に示したＡＰＭは伝熱性基板２２を備えており、この基
板２２は、該基板２２上に配置されている半導体装置２
３から発する熱を取出すようにヒートシンク２１と伝熱
的に連結されている。シェル５は、モジュールの部品類
を収容するものである。このシェルのいける空洞６内で
はＰＣＢ２７に設けた部品(図示せず)と半導体装置とを
電気接続が行われており、斯かるＰＣＢ２７は、シェル
における空洞６とＰＣＢ２７における空洞７とを延在す
るボンディングワイヤ４０を介してシェル５の上側に装
着されている。図示のように、ＰＣＢにおける空洞７と
シェル５における空洞７とは調芯されていてボンディン
グワイヤ４０が通しやすくなっている。ボンディングワ
イヤ４０の一端は半導体装置２３に、また、他端はボン
ディングパッド５５にそれぞれ電気接続されている。ボ
ンディングパッド５５は、ＰＣＢ上の部品ないし装置と
電気接続してあり、そのために半導体装置２３と当該部
品ないし装置との間で電気信号の交信ができるようにな
っている。ボンディングパッドの数としては所望に応じ
て沢山にしてもよい。また、ボンディングパッドは、Ｐ
ＣＢ２７の上面において空洞７の周辺に沿って配置して
もよい。伝熱性基板上の複数の半導体装置とＰＣＢ上の
種々の部品との間の複数の電気接続も前述と同一に行っ
てもよい。ＰＣＢ２７の空洞７の直上にはカバー２５が
設けられていて、伝熱性基板の上方のスペース８を覆っ
ている。カバーで覆われたスペース８には充填組成物５
０が充填されている。
【００６０】前述の構成のモジュールについては、その
詳細な構成が米国特許出願第０９/１９７,０７８号に開
示されている。このモジュールは、カバー２５を適当な
伝導性遮蔽材で構成するか、カバーに伝導性遮蔽を設け
ることにより更に改良しうる。この伝導性遮蔽によりボ
ンディングワイヤから発するＲＦＩノイズを減少するこ
とができる。
【００６１】更に、図１８Ａに示すように、カバーの上
部を改変して、コンデンサを支持する構成を設けること
もできる。図１８Ａに示した特定の実施例にあっては、
カバー２５Ａは、二個のコンデンサ１２６、１２８、即
ち、第１コンデンサ１２６と第２コンデンサ１２８を支
持するようの改変されている。両コンデンサ１２６、１
２８は共に円筒形であり、カバーの上側にその側部が乗
りかかった状態で載置されている。第１コンデンサ１２
６は、カバーの上部とほぼ平行であってもよい第１平面
に載置されている。第２コンデンサ１２８は支持用トレ
ー１３１に乗りかかっているが、この支持用トレー１３
１は前記第１平面とほぼ平行な第２平面上に第２コンデ
ンサを支持するようになっている。コンデンサを位置決
めするに当ってこのような階段状構成を採ることによ
り、第２コンデンサの一部分がカバーの縁から外方に延
在した状態で支持できる。また、第２コンデンサはカバ
ーの上面において支持されているから、支持用トレー１
３１の下方に図示のようにＰＣＢ２７上に部品を配置す
るスペースがＰＣＢ２７上に得られる。
【００６２】二つの係止部材２９、２８、即ち、第１係
止部材２９と第２係止部材２８とは、対応するコンデン
サ１２６、１２８がカバーから側方へ落下するのを防ぐ
ためのものである。即ち、第１係止部材２９は、第１コ
ンデンサがカバーの縁部から滑り落ちるのを防ぎ、第２
係止部材２８は第２コンデンサ１２６がカバーの反対側
の縁部から滑り落ちるのを防いでいる。支持用トレー１
３１と、二つの係止部材２８、２９と、カバーとは、適
当な機械特性、電気特性、熱特性を有するポリマーで一
体形成されている。
【００６３】ここまで説明したＡＰＭの実施の形態がも
たらす利点などについては、前掲の米国特許出願第０９
/１９７,０７８号に詳しく述べられているところであ
り、本願においても説明しているが、そのような実施の
形態を改変すれば後述の利点が更に得られる。
【００６４】図１４に、本発明によるＦＰＡ６０を示
す。ＦＰＡは一つか、複数の半導体装置２３からなり、
この半導体装置２３は伝熱性基板２２の上部に配置され
ている。伝熱性基板２２はヒートシンク２１に直接取り
付けてある。ＰＣＢ２７はこの伝熱性基板２２の上部に
配置している。このＰＣＢ２７には空洞１０が、伝熱性
基板２２の直上において形成されている。伝熱性基板２
２の上側における外縁部は両面接着テープ４３もしくは
その他の適当な手段により、空洞１０の下縁部に沿って
ＰＣＢ２７の底面に取り付けられているので、この空洞
１０は伝熱性基板２２により下側が塞がれた形となって
いる。
【００６５】ボンディングパッド５５はＰＣＢ２７の上
型における空洞の周辺部に設けられていると共に、ＰＣ
Ｂ２７上の少なくとも一つの装置(図示せず)に接続され
ている。ボンディングワイヤ４０は、半導体装置２３を
ボンディングパッド２４と接続しているので、この半導
体装置はＰＣＢ上の装置と電気接続されていることにな
る。もう一つの半導体装置２３は、これもまたＰＣＢ２
７上の装置(図示せず)と接続されているが、ボンディン
グワイヤ４１を介して別のボンディングパッド５６と電
気接続されている。
【００６６】ＰＣＢ２７における空洞は成形カバー２５
により覆われており、従って半導体装置の上方のスペー
スが閉塞されている。このスペースには充填組成物５０
が充填されている。ＰＣＢ絶縁スペーサ４２、４４はＰ
ＣＢ２７に対する支持体をなしている一方、ＰＣＢ２７
をヒートシンク２１に対して固定するのに、ネジ４５も
しくはその他の適当な装着手段を用いている。
【００６７】図１４に示したＦＰＡは、複雑で凸凹状の
シェルを必要としないので、モジュールの製造に当りそ
のようなシェルに起因するコストを伴わないで済む。ま
た、より低廉な材料からなるシェルカバーを用いること
ができる。成形カバーは、製造コストを低減しようとす
れば、低強度にして低耐熱温度材で製造しても差支えな
い。
【００６８】また、図１４のＦＰＡでは、利用するボン
ディングワイヤはより短くて済むので、半導体装置とＰ
ＣＢとの電気接続をより信頼性よくすることができる。
ボンディングワイヤを短くすることができれば、ボンデ
ィングワイヤから発生するＲＦＩエネルギーを減らすこ
とができる。
【００６９】ＰＣＢと伝熱性基板との間に両面接着テー
プ４３を介在させていることから、ＵＬ規格の沿面漏れ
要件に合致した高電圧用途(４２ボルト以上)に適した絶
縁特性がＦＰＡに得られることになる。
【００７０】図１５は、本発明によるＦＰＡ７０の別実
施の形態を示している。この実施の形態では、ヒートシ
ンク２６には、伝熱性基板２２の土台となる隆起部が設
けられている。この隆起部は、基体となるヒートシンク
に対して種々の方法、例えば押出し成形、別の金属の挿
填、隆起成形法、型押し成形などで形成することができ
る。このような隆起部を設けることにより、ＰＣＢ２７
をヒートシンクから離れたところに載置できるので、Ｐ
ＣＢがヒートシンクから加熱されるようなことはない。
ヒートシンクを非伝熱性被覆層で被覆すれば、ヒートシ
ンクがＰＣＢを加熱してしまうのを更に防ぐことができ
る。また、ヒートシンクに対して電気絶縁層２６Ａを被
覆するか、取り付けるとかで設けておけば、安全上の問
題点を解消することもできる。
【００７１】図１５に示した本発明の実施の形態は、安
全上の要件(例えばＵＬ規格及びＶＤＥ規格における要
件)での最小量の点弧距離(strike distance)と沿面漏れ
距離を図１４の実施の形態について示した構造が満たせ
ない場合に特に有利なものである。
【００７２】また、図１５に示したＦＰＡのもう一つの
利点を挙げれば、基板の上面がＰＣＢの上面に近づけば
近づくほど、ボンディング距離長が減少することにな
り、そのために前述したようにＲＦＩの量を減少できる
ことになる。その上、基板の上面がＰＣＢの上面に近く
なればなるほど、成形カバーが覆うスペースも小さくな
り、そのために充填組成物の量も少なくてすみ、ひいて
はＦＰＡの製造コストを減少できる。
【００７３】本発明によるＦＰＡ８０のまた別の実施の
形態を図１６に示す。図示のＦＰＡには、伝熱性基板２
２の直下に土台が形成されているヒートシンク２６を備
えている。基板には、ボンディングワイヤ４０を介して
半導体装置２３と接続された電気接点パッド７１が設け
られている。このボンディングワイヤは、電気接点パッ
ド７１と電気接続されている基板２２上の電気ボンディ
ングパッドに電気接続してあってもよい。ＰＣＢ２７に
はもう一つの電気接点パッド７０が設けられていて、こ
れはＰＣＢ２７上の別の装置(図示せず)に電気接続され
ている。ＰＣＢ上の接点パッド７０と伝熱性基板上の接
点パッド７１とは互いに接触していて、半導体装置２３
とＰＣＢ２７上の装置(図示せず)とを電気接続してい
る。このような構成は、組立て前に半導体装置の試験が
行え、従って製造時にでる不良品の数を減らすことがで
き、ひいては省コスト効果が得られる。
【００７４】図１７は、本発明によるＦＰＡ９０の更に
別の実施の形態を示している。この実施の形態では、Ｐ
ＣＢ２７Ａは、伝熱性基板２２の直上において、それと
は隔てて位置決めされている。この場合、ＰＣＢ２７Ａ
には空洞は形成されていない。ＰＣＢ２７Ａの下面と伝
熱性基板２２の上面との間に囲繞手段２０を介在させて
いる。この囲繞手段２０で、伝熱性基板２２の上方のス
ペースを閉塞すると共に、そのスペースに適当な充填組
成物５０を充填している。囲繞手段２０には装置１５を
伝熱性基板２２上の半導体装置２３と電気接続する一つ
かそれ以上のバイア３０が形成されている。囲繞手段２
０は適当な絶縁材で形成されている。ボンディングワイ
ヤ４０の一端は半導体装置２３に、また、他端はバイア
３０とそれぞれ電気接続されているので、半導体装置２
３はＰＣＢ２７Ａ上の装置１５ないしその他の装置と電
気接続されていることになる。
【００７５】図１７に示した本発明の実施の形態では、
成形カバーを利用しなくてもよい。また、ＰＣＢに空洞
がなくてもよいことから、ＰＣＢ上に余分に部品ないし
装置を搭載する表面積が得られることになり、本発明に
よるモジュールを全体としてより小型に製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 本発明の実施の形態によるアダプタブル主
回路モジュールの上面図。
【図１Ｂ】 本発明の実施の形態によるアダプタブル主
回路モジュールの側面図。
【図１Ｃ】 本発明の実施の形態によるアダプタブル主
回路モジュールの前面図。
【図１Ｄ】 本発明の実施の形態によるアダプタブル主
回路モジュールの背面図。
【図２】 ＩＭＳを露現させた状態での、図１Ａから図
１Ｄに示したモジュールの上面図。
【図３】 ＩＭＳ基板と、該ＩＭＳ基板と図２に示した
ＰＣＢとの接続を示す詳細図。
【図４Ａ】 図１ＡのＰＣＢの線４-４に沿った横断面
図。
【図４Ｂ】 図１ＡのＰＣＢの上面図。
【図５Ａ】 本発明の別実施の形態によるアダプタブル
主回路モジュールの上面図。
【図５Ｂ】 本発明の別実施の形態によるアダプタブル
主回路モジュールの横断面図。
【図６Ａ】 本発明の別の面による微小インバータモジ
ュール８の上面図。
【図６Ｂ】 本発明の別の面による微小インバータモジ
ュール８の横断面図。
【図７Ａ】 本発明の更に別の実施の形態による微小イ
ンバータモジュール８の上面図。
【図７Ｂ】 本発明の更に別の実施の形態による微小イ
ンバータモジュール８の横断面図。
【図８Ａ】 本発明のまた別の実施の形態による微小イ
ンバータモジュール８の上面図。
【図８Ｂ】 本発明のまた別の実施の形態による微小イ
ンバータモジュール８の横断面図。
【図９Ａ】 本発明のまた別の実施の形態によるアダプ
タブル主回路モジュールの上面図。
【図９Ｂ】 本発明のまた別の実施の形態によるアダプ
タブル主回路モジュールの横断面図。
【図１０Ａ】 本発明の更に別の実施の形態によるアダ
プタブル主回路モジュールの上面図。
【図１０Ｂ】 本発明の更に別の実施の形態によるアダ
プタブル主回路モジュールの横断面図。
【図１１】 本発明の追加実施の形態によるアダプタブ
ル主回路モジュールの上面図。
【図１２】 本発明によるＩＭＳの別の配置を示す上面
図。
【図１３Ａ】 図１３のＩＭＳを収納しうる１/２ＨＰ
モーター制御モジュールの一例を示す上面図。
【図１３Ｂ】 図１３のＩＭＳを収納しうる１/２ＨＰ
モーター制御モジュールの一例を示す側面図。
【図１４】 本発明による半導体装置の実施の形態の横
断面図。
【図１５】 本発明による半導体装置の実施の形態であ
って、伝熱性基板の直下に隆起部からなるプラットフォ
ームを有するヒートシンクを備えた装置の横断面図。
【図１６】 本発明による半導体装置の実施の形態であ
って、伝熱性基板の直下に図２と同様に隆起部からなる
プラットフォームを有するヒートシンクを示す一方、半
導体装置とＰＣＢ部品とが基板の上面とＰＣＢの下面に
それぞれ設けた電気接点を介して電気接続されていると
ころを示す装置の横断面図。
【図１７】 ＰＣＢが基板の上方に配置され、半導体装
置がバイアを介してＰＣＢ部品と電気接続されている、
本発明による半導体装置モジュールの実施の形態の横断
面図。
【図１８】 基板とＰＣＢとを支持してモジュールを構
成すると共に、これがヒートシンクに載置されている半
導体装置モジュールの横断面図。
【図１８Ａ】 カバーの上部にコンデンサを支持する支
持構造体を示す、図５の半導体装置モジュールの横断面
図。
【符号の説明】
１０: 空洞 ２１: ヒートシン
ク ２２: 伝熱性基板 ２３: 半導体装置 ２４: ボンディングパッド ２５: カバー ２７: 印刷回路板 ２８: 第２係止部
材 ２９: 第１係止部材 ４１: ボンディン
グワイヤ ５０: 充填材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年１月１７日（２００１．１．１
７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】
【発明の実施の形態】先ず図１において、図１Ａから図
１Ｄに本発明の一実施の形態によるＡＰＭ１００を示
す。ＡＰＭは、印刷回路板１１０を支持する支持ベース
１０２を備えている。この印刷回路板１１０上には、チ
ョーク１２４や、抵抗１３０、１３１、１３２、１３
３、１３４、コンデンサ１３６、１３８、変圧器１４
８、インダクタ１４１、１４６などを含む種々の電気部
品や、その他の回路素子類１４０、１４２、１４９、１
４４並びにその他の部品１４３、１４５、１４７、(図
２)が載置されていて、これらの部品類は回路板１１０
に印刷されている配線(図示せず)を介して相互接続され
ている。外部から回路板への接続部をなす入出力ピン１
２７、１２９や端子類１２２Ａ〜１２２Ｆも設けられて
いる。支持トレー１６６も回路板１１０上に設けられて
いて、コンデンサ１２６、１２８を担持しているが、こ
れらのコンデンサは回路板１１０と電気接続されている
と共に、ベルト１３０により束ねられて定置されてい
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】図４Ａは、図２に示した構造の同図におけ
る線４-４に沿う横断面図を示している。ＩＭＳは、例
えばアルミの如くの導電性金属からなる比較的厚い本体
１５２を有しており、この本体１５２は、該本体とは電
気絶縁してある導電パターンを担持する比較的薄い絶縁
層により覆われている。また、図示していないが、動作
時に構成部品から生ずる熱の熱管理を改善する部品が搭
載されている熱拡散部品(heat spreader)も設けられて
いる。前記したＩＭＳの一例については、前掲の米国特
許第５,４０８,１２８号明細書に開示されており、当該
米国特許明細書を本願明細書の一部をなすものとしてこ
こに挙げておく。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５０】図８Ａと図８Ｂとに、本発明のまた別の実
施の形態によるフィルターのない微小インバータ用ＡＰ
Ｍパッケージ８００の一例を示す。このパッケージは図
６Ａと図６Ｂ及び図７Ａと図７Ｂとにそれぞれ示したの
と類似ではあるが、フィルター回路を支持するのに必要
であった追加回路板を設けていないことから本体高さを
減少させている点で異なっている。その代り、ベース８
０２の底面の下方ではあるが、ヒートシンク８７０とは
隔てたところにバスコンデンサ５２６を設けている。図
８Ａと図８Ｂでは端子８２２が一体型として示されてい
るが、調達型端子も所望に応じて利用できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５２】図９Ａと図９Ｂとは、本発明の更に別の実
施の形態による一体型端子９２２を有する完全なモータ
ー駆動用ＡＰＭ９００の実施例の上面図と横断面図をそ
れぞれ示している。ここでも、成形型被覆蓋９０４に入
出力コネクタＳ９１１、９２１、ＬＥＤ９１３、換気穴
９１７等が設けられているものとして図示されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６１】更に、図１８Ａに示すように、カバーの上
部を改変して、コンデンサを支持する構成を設けること
もできる。図１８Ａに示した特定の実施例にあっては、
カバー２５Ａは、二個のコンデンサ１２６、１２８、即
ち、第１コンデンサ１２６と第２コンデンサ１２８を支
持するようの改変されている。両コンデンサ１２６、１
２８は共に円筒形であり、カバーの上側にその側部が乗
りかかった状態で載置されている。第１コンデンサ１２
６は、カバーの上部とほぼ平行であってもよい第１平面
に載置されている。第２コンデンサ１２８は支持用トレ
ー１６６に乗りかかっているが、この支持用トレー１６
６は前記第１平面とほぼ平行な第２平面上に第２コンデ
ンサを支持するようになっている。コンデンサを位置決
めするに当ってこのような階段状構成を採ることによ
り、第２コンデンサの一部分がカバーの縁から外方に延
在した状態で支持できる。また、第２コンデンサはカバ
ーの上面において支持されているから、支持用トレー１
３１の下方に図示のようにＰＣＢ２７上に部品を配置す
るスペースがＰＣＢ２７上に得られる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７３】本発明によるＦＰＡ８０のまた別の実施の
形態を図１６に示す。図示のＦＰＡには、伝熱性基板２
２の直下に土台が形成されているヒートシンク２６を備
えている。基板には、ボンディングワイヤ４０を介して
半導体装置２３と接続された電気接点パッド７１Ａが設
けられている。このボンディングワイヤは、電気接点パ
ッド７１と電気接続されている基板２２上の電気ボンデ
ィングパッドに電気接続してあってもよい。ＰＣＢ２７
にはもう一つの電気接点パッド７０Ａが設けられてい
て、これはＰＣＢ２７上の別の装置(図示せず)に電気接
続されている。ＰＣＢ上の接点パッド７０と伝熱性基板
上の接点パッド７１とは互いに接触していて、半導体装
置２３とＰＣＢ２７上の装置(図示せず)とを電気接続し
ている。このような構成は、組立て前に半導体装置の試
験が行え、従って製造時にでる不良品の数を減らすこと
ができ、ひいては省コスト効果が得られる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１Ｄ】
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１２】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１８Ａ】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アジット・ドュブハシ アメリカ合衆国90278カリフォルニア州ル ドンド・ビーチ、ロックフェラー・レイン 2401番 (72)発明者 スティーブン・ニコラス・シウ アメリカ合衆国90065カリフォルニア州ロ サンジェルス、トロピコ・ウェイ4033番 (72)発明者 ヘニー・ダブリュー・リン アメリカ合衆国90630カリフォルニア州サ イプレス、ウリサイ・ストリート6564番 (72)発明者 ベルトラン・ペ・ベセ アメリカ合衆国90048カリフォルニア州ウ エスト・ハリウッド、ノース・クロフト・ アベニュー・ナンバー104、920番 (72)発明者 マイケル・エイ・コーフィールド アメリカ合衆国92627カリフォルニア州コ スタ・メサ、ケイプタウン・サークル1792 番

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上面と下面とを有するヒートシンクと、 表面積を有する上面と、前記ヒートシンクの前記上面と
    伝熱状態で連結した底面とを有する平坦な伝熱性基板
    と、 前記伝熱性基板の前記上面に載置した少なくとも一つの
    半導体装置と、 底面と上面とを有し、前記伝熱性基板の前記上面の上方
    にあって、それとは隔てて設けられ、かつ、前記伝熱性
    表面の上方において開口が形成されていると共に、この
    開口を介して前記伝熱性基板上の前記少なくとも一つの
    半導体装置が露現している少なくとも一つの回路板と、 前記回路板に配置されていて、前記伝熱性基板上の前記
    半導体装置と電気接続した別の装置とからなり、 前記回路板が前記ヒートシンクに直接載置されてなる半
    導体装置モジュール。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のものであって、前記伝
    熱性基板には外側リムがあり、伝熱性基板の前記上面に
    おける前記外側リムが前記回路板の前記底面に接着され
    て前記開口を閉塞していることよりなる半導体装置モジ
    ュール。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載のものであって、前記伝
    熱性基板には外側リムがあり、伝熱性基板の前記上面に
    おける前記外側リムが前記回路板の前記底面に接着テー
    プを介して取り付けられていることよりなる半導体装置
    モジュール。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載のものであって、前記少
    なくとも一つの半導体装置がボンディングワイヤを介し
    て前記別の装置に電気接続されてなる半導体装置モジュ
    ール。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載のものであって、前記開
    口の周縁に沿って少なくとも一つのボンディングパッド
    を設け、このボンディングパッドをボンディングワイヤ
    を介して前記半導体装置に電気接続してなる半導体装置
    モジュール。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載のものであって、前記回
    路板における前記開口の上方のスペースを覆う成形カバ
    ーを前記回路板の前記上面に設けてなる半導体装置モジ
    ュール。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載のものであって、前記カ
    バーで覆われているスペースに充填材が充填されてなる
    半導体装置モジュール。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載のものであって、前記回
    路板が、少なくとも一つの絶縁スペーサを介して前記ヒ
    ートシンク上に直接支持され、該ヒートシンクにネジを
    介して装着されてなる半導体装置モジュール。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載のものであって、前記伝
    熱性基板が絶縁金属基板であることよりなる半導体装置
    モジュール。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載のものであって、前記
    ヒートシンクの前記上面の一部が隆起して、前記伝熱性
    基板の前記底面下の土台を形成してなる半導体装置モジ
    ュール。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載のものであって、伝
    熱性基板の前記上面における前記表面積は前記開口の面
    積よりも小さく、そのために前記基板が前記開口を介し
    て嵌合し得るようになっており、また、前記回路板の前
    記底面における前記開口の周囲のリムとヒートシンクに
    おける前記土台の前記上面との間に絶縁手段を詰めてな
    る半導体製品モジュール。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のものであって、前
    記回路板における前記開口の上方のスペースを覆う成形
    カバーを前記回路板の前記上面に設けてなる半導体装置
    モジュール。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のものであって、前
    記カバーで覆われているスペースに充填材が充填されて
    なる半導体装置モジュール。
  14. 【請求項１４】 請求項１１に記載のものであって、伝
    熱性基板の前記上面における前記表面積が、前記基板は
    前記開口を介して取り付けられないほど前記開口の面積
    より広く、また、伝熱性基板の前記上面に少なくとも一
    つの電気接点を設け、この電気接点を少なくとも一つの
    ボンディングワイヤを介して前記半導体装置に電気接続
    すると共に、回路板の前記底面に設けた少なくとも一つ
    の別の電気接点と接触接続させ、前記別の電気接点を回
    路板における前記少なくとも別の装置と電気接続してな
    る半導体装置モジュール。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載のものであって、前
    記回路板における前記開口部が前記伝熱性基板によって
    閉じられてなる半導体装置モジュール。
  16. 【請求項１６】 請求項１５に記載のものであって、前
    記回路板における前記開口の上方のスペースを覆う成形
    カバーを前記回路板の前記上面に設けてなる半導体装置
    モジュール。
  17. 【請求項１７】 請求項１６に記載のものであって、前
    記スペースに充填材が充填されてなる半導体装置モジュ
    ール。
  18. 【請求項１８】 上面と下面とを有するヒートシンク
    と、 表面積を有する上面と、前記ヒートシンクの前記上面と
    伝熱状態で連結した底面とを有する平坦な伝熱性基板
    と、 前記伝熱性基板の前記上面に載置した少なくとも一つの
    半導体装置と、 底面と上面とを有し、前記伝熱性基板の前記上面の上方
    にあって、それとは隔てて設けられた少なくとも一つの
    回路板と、 伝熱性基板の前記上面と回路板の前記底面との間に介在
    されて、伝熱性基板と回路基板の前記底面との間にスペ
    ースを形成する囲繞手段と、 前記半導体装置から回路板の前記上面へと電気接続をな
    す少なくとも一つのバイアと、 回路板の前記上面に装着されて前記バイアに電気接続さ
    れている少なくとも別の装置とからなる半導体装置モジ
    ュール。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載のものであって、前
    記回路板がヒートシンクの前記上面の装着されてなる半
    導体装置モジュール。
  20. 【請求項２０】 請求項１９に記載のものであって、前
    記回路板がヒートシンクの前記上面に少なくとも一つの
    回路板絶縁スペーサを介して支持されていると共に、少
    なくとも一つのネジを介してヒートシンクに装着されて
    なる半導体装置モジュール。
  21. 【請求項２１】 請求項１８に記載のものであって、伝
    熱性基板と回路板の前記底面との間のスペースに充填材
    が充填されてなる半導体装置モジュール。
  22. 【請求項２２】 請求項２１に記載のものであって、前
    記充填材がゲルであることよりなる半導体装置モジュー
    ル。
  23. 【請求項２３】 請求項１８に記載のものであって、前
    記伝熱性基板が絶縁金属基板からなる半導体装置モジュ
    ール。
  24. 【請求項２４】 上面と底面とを有し、この上面から底
    面へと延在する開口が形成されてなり、その長さと幅と
    が第１面積をなす支持ベースと；伝熱性基板の底面が前
    記支持ベースの前記底面直下にある外部ヒートシンクと
    接触した状態で前記支持ベースにおける前記開口に配置
    され、その長さと幅とが第２面積を無し、前記第１面積
    がこの第２面積よりも少なくとも約６倍広くなった関係
    にある平坦な伝熱性基板と；該伝熱性基板の上面に載置
    された少なくとも一つの半導体装置と；前記ベースの前
    記上面の上方にあって、それとは隔てていると共に、前
    記伝熱性基板の直上に臨んで開口が形成されている少な
    くとも一つの回路板と；前記回路板の上面に載置された
    少なくとも一つの別の装置と；前記回路板の前記上面に
    は、回路板における前記開口の周縁にあって、前記別の
    装置と電気接続した少なくとも一つのボンディングパッ
    ド域が備わっており；前記半導体装置を前記ボンディン
    グワイヤに接続する少なくとも一つのボンディングワイ
    ヤと；平坦な上面を有し、前記回路板と前記伝熱性基板
    との上方に臨むカバーとの組合せからなる型式の半導体
    装置モジュールにおいて、 前記少なくとも一つのボンディングワイヤから発するＲ
    ＦＩノイズを低減すべく前記カバーに導電遮蔽材を設け
    たことを特徴とする改良された半導体装置モジュール。
  25. 【請求項２５】 請求項２４に記載のものであって、前
    記カバーが前記導電遮蔽材からなることを特徴とする改
    良された半導体装置モジュール。
  26. 【請求項２６】 請求項２４に記載のものであって、前
    記カバーが少なくとも一つのコンデンサの支持体をなし
    ていることを特徴とする改良された半導体装置モジュー
    ル。
  27. 【請求項２７】 請求項２６に記載のものであって、円
    筒形で側面を有する第１及び第２コンデンサを支持構造
    体を介してそれぞれの側面が前記カバー上の第１平面と
    第２平面に接して支持されており、前記支持構造体が、
    第１コンデンサが前記カバーの前記上部から落下するの
    を阻止すべく当該第１コンデンサの側方移動を制限する
    第１係止部材と；当該第２コンデンサの側方移動を制限
    する第２係止部材とからなり、前記第２係止部材は、前
    記第１番の前記上部の上方の平面に前記第２コンデンサ
    を垂直支持する支持手段に一体的に取り付けられてお
    り、前記係止部材が前記第２コンデンサがカバーの前記
    上部を越して落下するのを阻止していると共に、前記第
    １及び第２係止部材と前記支持手段とが前記カバーの前
    記上部と一体形成されてなることを特徴とする改良され
    た半導体装置モジュール。
  28. 【請求項２８】 請求項２４または２５に記載のもので
    あって、前記成形カバーと前記回路板とにより形成され
    たスペースに充填材が含まれてなることを特徴とする改
    良された半導体装置モジュール。
  29. 【請求項２９】 請求項２８に記載のものであって、前
    記充填材がゲルよりなることを特徴とする改良された半
    導体モジュール。
  30. 【請求項３０】 請求項２４に記載のものであって、前
    記伝熱性基板が絶縁金属基板からなることを特徴とする
    改良された半導体モジュール。
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