JP2003188344A - パワーモジュール - Google Patents
パワーモジュールInfo
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- JP2003188344A JP2003188344A JP2001386621A JP2001386621A JP2003188344A JP 2003188344 A JP2003188344 A JP 2003188344A JP 2001386621 A JP2001386621 A JP 2001386621A JP 2001386621 A JP2001386621 A JP 2001386621A JP 2003188344 A JP2003188344 A JP 2003188344A
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- semiconductor chip
- connector
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- 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]
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- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パワーモジュール内の出力電極と、外部機器
との接続を簡易にする。 【解決手段】 絶縁基板２２上に実装された半導体チッ
プ２４にワイヤ３０を介して電気的に接続されたＬ字状
の出力電極３２の側面と、外部機器４０のケーブル４２
を介して接続されたコネクタ４４とを、Ｌ字状で一体型
の出力バスバー５０により接続する。即ち、出力バスバ
ー５０の水平部分に形成された貫通孔にボルト５４を嵌
挿してナット５５によりコネクタ４４と接合すると共
に、出力バスバー５０の鉛直部分に形成された貫通孔に
ボルト５６を嵌挿してナット５７により出力電極３２の
側面と接合する。
との接続を簡易にする。 【解決手段】 絶縁基板２２上に実装された半導体チッ
プ２４にワイヤ３０を介して電気的に接続されたＬ字状
の出力電極３２の側面と、外部機器４０のケーブル４２
を介して接続されたコネクタ４４とを、Ｌ字状で一体型
の出力バスバー５０により接続する。即ち、出力バスバ
ー５０の水平部分に形成された貫通孔にボルト５４を嵌
挿してナット５５によりコネクタ４４と接合すると共
に、出力バスバー５０の鉛直部分に形成された貫通孔に
ボルト５６を嵌挿してナット５７により出力電極３２の
側面と接合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パワーモジュール
に関し、詳しくは絶縁基板上に実装された半導体チップ
に電気的に接続され該半導体チップからの電力を出力す
る出力電極をケース内に有し、該出力電極と外部機器の
コネクタとを所定位置で電気的に接続するバスバーを備
えるパワーモジュールに関する。
に関し、詳しくは絶縁基板上に実装された半導体チップ
に電気的に接続され該半導体チップからの電力を出力す
る出力電極をケース内に有し、該出力電極と外部機器の
コネクタとを所定位置で電気的に接続するバスバーを備
えるパワーモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のパワーモジュールとして
は、絶縁基板上に実装された半導体チップにワイヤボン
ディングなどにより電気的に接続されたケース内部の出
力電極と、電動機などの外部機器からのコネクタとの接
続を２つのバスバーにより行なうものが提案されてい
る。このパワーモジュールでは、一のバスバーを出力端
子にねじ止めすると共に他のバスバーをコネクタにねじ
止めして、更に両バスバー同士をねじ止めすることによ
り、接続が完成する。
は、絶縁基板上に実装された半導体チップにワイヤボン
ディングなどにより電気的に接続されたケース内部の出
力電極と、電動機などの外部機器からのコネクタとの接
続を２つのバスバーにより行なうものが提案されてい
る。このパワーモジュールでは、一のバスバーを出力端
子にねじ止めすると共に他のバスバーをコネクタにねじ
止めして、更に両バスバー同士をねじ止めすることによ
り、接続が完成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
たパワーモジュールでは、接続箇所が多くなるから、接
続の構造も複雑となり、部品の高コスト化を招いてしま
う。しかも、ねじ止め部分が多いことにより、ねじの緩
みなどが生じやすくモジュールの耐久性に問題が生じる
おそれもある。
たパワーモジュールでは、接続箇所が多くなるから、接
続の構造も複雑となり、部品の高コスト化を招いてしま
う。しかも、ねじ止め部分が多いことにより、ねじの緩
みなどが生じやすくモジュールの耐久性に問題が生じる
おそれもある。
【０００４】本発明のパワーモジュールでは、こうした
問題を解決し、外部機器との良好な接続状態を確保しつ
つ外部機器との接続を簡易な構成で行なうことのできる
モジュールを提供することを目的の一つとする。また、
本発明のパワーモジュールは、低コスト化を実現するこ
とを目的の一つとする。更に、本発明のパワーモジュー
ルは、耐久性をより向上させることを目的の一つとす
る。
問題を解決し、外部機器との良好な接続状態を確保しつ
つ外部機器との接続を簡易な構成で行なうことのできる
モジュールを提供することを目的の一つとする。また、
本発明のパワーモジュールは、低コスト化を実現するこ
とを目的の一つとする。更に、本発明のパワーモジュー
ルは、耐久性をより向上させることを目的の一つとす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明のパワーモジュールは、上述の目的の少なくとも一
部を達成するために以下の手段を採った。
発明のパワーモジュールは、上述の目的の少なくとも一
部を達成するために以下の手段を採った。
【０００６】本発明のパワーモジュールは、絶縁基板上
に実装された半導体チップに電気的に接続され該半導体
チップからの電力を出力する出力電極をケース内に有
し、該出力電極と外部機器のコネクタとを所定位置で電
気的に接続するバスバーを備えるパワーモジュールであ
って、前記バスバーは、前記出力電極の接合部から前記
所定位置における前記コネクタの接合部まで延伸した一
体型のバスバーであることを特徴とする。
に実装された半導体チップに電気的に接続され該半導体
チップからの電力を出力する出力電極をケース内に有
し、該出力電極と外部機器のコネクタとを所定位置で電
気的に接続するバスバーを備えるパワーモジュールであ
って、前記バスバーは、前記出力電極の接合部から前記
所定位置における前記コネクタの接合部まで延伸した一
体型のバスバーであることを特徴とする。
【０００７】この本発明のパワーモジュールでは、バス
バーを、出力電極の接合部から所定位置における外部機
器のコネクタの接合部まで延伸した一体型としたから、
出力電極と外部機器との接続を簡易な構成で行なうこと
ができる。
バーを、出力電極の接合部から所定位置における外部機
器のコネクタの接合部まで延伸した一体型としたから、
出力電極と外部機器との接続を簡易な構成で行なうこと
ができる。
【０００８】こうした本発明のパワーモジュールにおい
て、前記バスバーは、前記出力電極の接合部とねじ止め
可能な第１の孔と、前記コネクタの接合部とねじ止め可
能な第２の孔とが形成されてなるものとすることもでき
る。
て、前記バスバーは、前記出力電極の接合部とねじ止め
可能な第１の孔と、前記コネクタの接合部とねじ止め可
能な第２の孔とが形成されてなるものとすることもでき
る。
【０００９】また、本発明のパワーモジュールにおい
て、前記バスバーは、その鉛直部分が前記出力電極の接
合部と接合されると共に水平部分が前記コネクタの接合
部と接合される略Ｌ字状に形成されてなるものとするこ
ともできる。
て、前記バスバーは、その鉛直部分が前記出力電極の接
合部と接合されると共に水平部分が前記コネクタの接合
部と接合される略Ｌ字状に形成されてなるものとするこ
ともできる。
【００１０】更に、本発明のパワーモジュールにおい
て、前記ケース内に、前記絶縁基板の上方に配置され前
記半導体チップを駆動制御する制御基板と、該制御基板
上に実装され前記外部機器に流れる電流を検出する電流
センサとを備え、前記バスバーは、前記電流センサの貫
通孔に嵌挿されたものとすることもできる。
て、前記ケース内に、前記絶縁基板の上方に配置され前
記半導体チップを駆動制御する制御基板と、該制御基板
上に実装され前記外部機器に流れる電流を検出する電流
センサとを備え、前記バスバーは、前記電流センサの貫
通孔に嵌挿されたものとすることもできる。
【００１１】また、本発明のパワーモジュールにおい
て、前記半導体チップは、該半導体チップに入力された
電力を所望の電力に変換するスイッチング素子であり、
前記外部機器は、該スイッチング素子からの出力により
回転駆動する電動機であるものとすることもできる。
て、前記半導体チップは、該半導体チップに入力された
電力を所望の電力に変換するスイッチング素子であり、
前記外部機器は、該スイッチング素子からの出力により
回転駆動する電動機であるものとすることもできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例
であるパワーモジュール２０の構成の概略を示す構成図
である。図１のうち図１（ａ）は、外部機器４０からの
コネクタ４４を実施例のパワーモジュール２０に接続し
た後の図であり、図１（ｂ）は、外部機器４０からのコ
ネクタ４４を実施例のパワーモジュール２０に接続する
様子を示す図である。図２は、図１のパワーモジュール
２０を上方からみた際の図である。図３は、図１のパワ
ーモジュール２０を左側方からみた際の図である。図３
のうち図３（ａ）は、外部機器４０からのコネクタ４４
を実施例のパワーモジュール２０に接続した後の図であ
り、図３（ｂ）は、外部機器４０からのコネクタ４４を
実施例のパワーモジュール２０に接続する前の図であ
る。
て実施例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例
であるパワーモジュール２０の構成の概略を示す構成図
である。図１のうち図１（ａ）は、外部機器４０からの
コネクタ４４を実施例のパワーモジュール２０に接続し
た後の図であり、図１（ｂ）は、外部機器４０からのコ
ネクタ４４を実施例のパワーモジュール２０に接続する
様子を示す図である。図２は、図１のパワーモジュール
２０を上方からみた際の図である。図３は、図１のパワ
ーモジュール２０を左側方からみた際の図である。図３
のうち図３（ａ）は、外部機器４０からのコネクタ４４
を実施例のパワーモジュール２０に接続した後の図であ
り、図３（ｂ）は、外部機器４０からのコネクタ４４を
実施例のパワーモジュール２０に接続する前の図であ
る。
【００１３】実施例のパワーモジュール２０は、図１に
示すように、絶縁基板２２上に実装された半導体チップ
２４と、半導体チップ２４にワイヤ２６を介して電力を
入力する入力電極２８と、入力電極２８と入力端子８２
とを電気的に接続する入力バスバー８０と、半導体チッ
プ２４からワイヤ３０を介して電力を出力する出力電極
３２と、外部機器４０にケーブル４２を介して接続され
たコネクタ４４を図１左側面の位置で出力電極３２と電
気的に接続する出力バスバー５０と、半導体チップ２４
の上方に配置され半導体チップ２４を駆動制御する制御
回路が実装された制御基板６０と、絶縁基板２２の下部
に取り付けられた放熱板７０と、放熱板７０の下部に取
り付けられた放熱ケース７２とを備える。これらの各構
成は、出力バスバー５０の一部を除いてケース９０内に
収容されている。
示すように、絶縁基板２２上に実装された半導体チップ
２４と、半導体チップ２４にワイヤ２６を介して電力を
入力する入力電極２８と、入力電極２８と入力端子８２
とを電気的に接続する入力バスバー８０と、半導体チッ
プ２４からワイヤ３０を介して電力を出力する出力電極
３２と、外部機器４０にケーブル４２を介して接続され
たコネクタ４４を図１左側面の位置で出力電極３２と電
気的に接続する出力バスバー５０と、半導体チップ２４
の上方に配置され半導体チップ２４を駆動制御する制御
回路が実装された制御基板６０と、絶縁基板２２の下部
に取り付けられた放熱板７０と、放熱板７０の下部に取
り付けられた放熱ケース７２とを備える。これらの各構
成は、出力バスバー５０の一部を除いてケース９０内に
収容されている。
【００１４】半導体チップ２４は、例えば、ＩＧＢＴ
（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯ
Ｓ（Metal Oxide Semiconductor）、パワートランジス
タなどのスイッチング素子が該当する。
（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯ
Ｓ（Metal Oxide Semiconductor）、パワートランジス
タなどのスイッチング素子が該当する。
【００１５】外部機器４０は、例えば、半導体チップ２
４（スイッチング素子）からのスイッチングにより変換
された三相交流電力により回転駆動するモータなどが該
当する。
４（スイッチング素子）からのスイッチングにより変換
された三相交流電力により回転駆動するモータなどが該
当する。
【００１６】出力バスバー５０は、樹脂製のバスバーケ
ース５２に収容されたＬ字状の一体型バスバーであり、
ケース９０から露出した水平部分と外部機器４０のコネ
クタ４４とを接合すると共に、ケース９０内に配置され
る鉛直部分とＬ字状に形成された出力電極３２の鉛直側
面とを接合する。具体的には、出力バスバー５０の水平
部分に形成された図示しない貫通孔とコネクタ４４に形
成された図示しない貫通孔とにボルト５４を嵌挿してナ
ット５５により締め付けると共に、出力バスバー５０の
鉛直部分に形成された図示しない貫通孔と出力電極３２
の鉛直側面に形成された貫通孔とにボルト５６を嵌挿し
てナット５７により締め付けることにより、接合する。
したがって、半導体チップ２４から出力された電力は、
ワイヤ３０，出力電極３２，出力バスバー５０，コネク
タ４４，ケーブル４２を経て外部機器４０に供給される
ことになる。なお、バスバーケース５２の下部には図示
しない貫通孔が形成されており、この貫通孔にボルト５
８を嵌挿することによりバスバーケース５２と放熱板７
０と放熱ケース７２とを一体的に接合している。
ース５２に収容されたＬ字状の一体型バスバーであり、
ケース９０から露出した水平部分と外部機器４０のコネ
クタ４４とを接合すると共に、ケース９０内に配置され
る鉛直部分とＬ字状に形成された出力電極３２の鉛直側
面とを接合する。具体的には、出力バスバー５０の水平
部分に形成された図示しない貫通孔とコネクタ４４に形
成された図示しない貫通孔とにボルト５４を嵌挿してナ
ット５５により締め付けると共に、出力バスバー５０の
鉛直部分に形成された図示しない貫通孔と出力電極３２
の鉛直側面に形成された貫通孔とにボルト５６を嵌挿し
てナット５７により締め付けることにより、接合する。
したがって、半導体チップ２４から出力された電力は、
ワイヤ３０，出力電極３２，出力バスバー５０，コネク
タ４４，ケーブル４２を経て外部機器４０に供給される
ことになる。なお、バスバーケース５２の下部には図示
しない貫通孔が形成されており、この貫通孔にボルト５
８を嵌挿することによりバスバーケース５２と放熱板７
０と放熱ケース７２とを一体的に接合している。
【００１７】制御基板６０は、半導体チップ２４を駆動
制御するための制御信号を出力する制御回路（図示せ
ず）が実装されると共に外部機器４０に流れる電流を検
出する電流センサ６２が実装されている。この電流セン
サ６２には、電流を検出するための貫通孔６４が形成さ
れており、この貫通孔６４に出力バスバー５０が嵌挿さ
れている。これは、前述したように、半導体チップ２４
からの電力は出力バスバー５０を経て外部機器４０に供
給されるから、電流センサ６２により出力バスバー５０
に流れる電流を検出することで、外部機器４０に流れる
電流を検出することができることに基づいている。これ
により、制御回路は、電流センサ６２の検出結果を用い
て半導体チップ２４を駆動制御することができる。
制御するための制御信号を出力する制御回路（図示せ
ず）が実装されると共に外部機器４０に流れる電流を検
出する電流センサ６２が実装されている。この電流セン
サ６２には、電流を検出するための貫通孔６４が形成さ
れており、この貫通孔６４に出力バスバー５０が嵌挿さ
れている。これは、前述したように、半導体チップ２４
からの電力は出力バスバー５０を経て外部機器４０に供
給されるから、電流センサ６２により出力バスバー５０
に流れる電流を検出することで、外部機器４０に流れる
電流を検出することができることに基づいている。これ
により、制御回路は、電流センサ６２の検出結果を用い
て半導体チップ２４を駆動制御することができる。
【００１８】放熱板７０は、熱伝導性の高い材料（例え
ば、アルミニウムや銅など）により形成されている。こ
の放熱板７０は、入力電極２８，出力電極３２と電気的
に絶縁されている。放熱ケース７２は、その内部に冷却
媒体（例えば、水や空気など）の流路が形成されてお
り、流路内を流れる冷却媒体に半導体チップ２４の動作
に伴う熱を放熱することができるようになっている。
ば、アルミニウムや銅など）により形成されている。こ
の放熱板７０は、入力電極２８，出力電極３２と電気的
に絶縁されている。放熱ケース７２は、その内部に冷却
媒体（例えば、水や空気など）の流路が形成されてお
り、流路内を流れる冷却媒体に半導体チップ２４の動作
に伴う熱を放熱することができるようになっている。
【００１９】以上説明した実施例のパワーモジュール２
０によれば、出力バスバー５０をＬ字状の一体型のもの
とし、一端を出力電極３２と接合すると共に、他端を外
部機器４０に接続されたコネクタ４４と接合するから、
簡易な構成で半導体チップ２４の出力側と外部機器４０
とを良好に電気的に接続することができる。しかも、出
力バスバー５０は、制御基板６０に実装された電流セン
サ６２の貫通孔に嵌挿されるから、簡易な構成により外
部機器４０に流れる電流を検出することができる。
０によれば、出力バスバー５０をＬ字状の一体型のもの
とし、一端を出力電極３２と接合すると共に、他端を外
部機器４０に接続されたコネクタ４４と接合するから、
簡易な構成で半導体チップ２４の出力側と外部機器４０
とを良好に電気的に接続することができる。しかも、出
力バスバー５０は、制御基板６０に実装された電流セン
サ６２の貫通孔に嵌挿されるから、簡易な構成により外
部機器４０に流れる電流を検出することができる。
【００２０】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図１】 本発明の一実施例であるパワーモジュール２
０の構成の概略を示す構成図である。
０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】 図１のパワーモジュール２０を上方からみた
ときの構成の概略を示す構成図である。
ときの構成の概略を示す構成図である。
【図３】 図１のパワーモジュール２０を左側方からみ
たときの構成の概略を示す構成図である。
たときの構成の概略を示す構成図である。
２０ パワーモジュール、２２ 絶縁基板、２４ 半導
体チップ、２６，３０ワイヤ、２８ 入力電極、３２
出力電極、４０ 外部機器、４２ ケーブル、４４ コ
ネクタ、５０ 出力バスバー、５２ バスバーケース、
５４，５６，５８ ボルト、５５，５７ ナット、６０
制御基板、６２ 電流センサ、６４貫通孔、７０ 放
熱板、７２ 放熱ケース、８０ 入力バスバー、８２
入力端子、９０ ケース。
体チップ、２６，３０ワイヤ、２８ 入力電極、３２
出力電極、４０ 外部機器、４２ ケーブル、４４ コ
ネクタ、５０ 出力バスバー、５２ バスバーケース、
５４，５６，５８ ボルト、５５，５７ ナット、６０
制御基板、６２ 電流センサ、６４貫通孔、７０ 放
熱板、７２ 放熱ケース、８０ 入力バスバー、８２
入力端子、９０ ケース。
Claims (5)
- 【請求項１】 絶縁基板上に実装された半導体チップに
電気的に接続され該半導体チップからの電力を出力する
出力電極をケース内に有し、該出力電極と外部機器のコ
ネクタとを所定位置で電気的に接続するバスバーを備え
るパワーモジュールであって、 前記バスバーは、前記出力電極の接合部から前記所定位
置における前記コネクタの接合部まで延伸した一体型の
バスバーであることを特徴とするパワーモジュール。 - 【請求項２】 請求項１記載のパワーモジュールであっ
て、 前記バスバーは、前記出力電極の接合部とねじ止め可能
な第１の孔と、前記コネクタの接合部とねじ止め可能な
第２の孔とが形成されてなるパワーモジュール。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のパワーモジュー
ルであって、 前記バスバーは、その鉛直部分が前記出力電極の接合部
と接合されると共に水平部分が前記コネクタの接合部と
接合される略Ｌ字状に形成されてなるパワーモジュー
ル。 - 【請求項４】 請求項１ないし３いずれか記載のパワー
モジュールであって、 前記ケース内に、前記半導体チップの上方に配置され該
半導体チップを駆動制御する制御基板と、該制御基板上
に実装され前記外部機器に流れる電流を検出する電流セ
ンサとを備え、 前記バスバーは、前記電流センサの貫通孔に嵌挿された
ことを特徴とするパワーモジュール。 - 【請求項５】 請求項１ないし４いずれか記載のパワー
モジュールであって、 前記半導体チップは、該半導体チップに入力された電力
を所望の電力に変換するスイッチング素子であり、 前記外部機器は、該スイッチング素子からの出力により
回転駆動する電動機であるパワーモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001386621A JP2003188344A (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | パワーモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001386621A JP2003188344A (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | パワーモジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003188344A true JP2003188344A (ja) | 2003-07-04 |
Family
ID=27595725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001386621A Pending JP2003188344A (ja) | 2001-12-19 | 2001-12-19 | パワーモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003188344A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004071371A (ja) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JP2009105178A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Nichicon Corp | パワー半導体ユニット |
| US10381243B2 (en) | 2016-09-14 | 2019-08-13 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor module having supporting portion for fastening portion inside a through hole in a resin case |
-
2001
- 2001-12-19 JP JP2001386621A patent/JP2003188344A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004071371A (ja) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JP2009105178A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Nichicon Corp | パワー半導体ユニット |
| US10381243B2 (en) | 2016-09-14 | 2019-08-13 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor module having supporting portion for fastening portion inside a through hole in a resin case |
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