JP3222848B2 - 改造プレーナ型モジュール - Google Patents

改造プレーナ型モジュール

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスを
収納する新たなモジュールに関連する改造プレーナ型モ
ジュールに関し、より詳しくは、ＩＭＳ（絶縁性金属基
板）、１つ又はそれ以上のプリント基板、相互連結部、
他の部材を１つの収納体内に備える新型のモジュール構
造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来における半導体デバイスモジュール
は、複数の相互接続された半導体チップを収納するため
に用いられている。該チップは、同種又は異種のものか
らなり、延長用のターミナル電極をもつ共用筐体内でヒ
ートシンク又は他の基板上にマウントされている。
【０００３】例えば、モータ制御回路又は同様な機能を
有するパワーデバイスにおいては、ヒートシンクの必要
のないローパワー型デバイスのみならず、熱的隔離が必
要なハイパワー型デバイスを備えている。典型的に、ヒ
ートシンクは、モージュール筐体内に封入されたＩＭＳ
上にデバイスを搭載することによって提供される。その
ような基板およびモジュールは、現出願の発明者の名前
で１９９５年、４月１８日に発行された米国特許Ｎｏ．
５，４０８，１２８号に記載されており、現受諾者のイ
ンターナショナル・レクチファイヤー・コーポレーショ
ン（International Rectifier Corporation ）に譲渡さ
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パワー
デバイスおよびローパワーデバイスの両方が要求される
中で、ＩＭＳ上にローパワーデバイスを有する構造で
は、モジュールのコストが大幅に増加してしまう。その
代わりに、ハイパワーデバイスをＩＭＳモジュール内に
有し、ローパワーデバイスを外部の他のモジュールに搭
載するような構造では、ハイパワーデバイスとローパワ
ーデバイスとの間の付加的な相互接続のみならず、回路
のフットプリントを大幅に増加させることになる。
【０００５】そこで、本発明の目的は、ハイパワーデバ
イスおよびローパワーデバイスの両方を収納し、パッケ
ージサイズを縮小して相互接続の数および長さを最小限
とし、ハイパワーデバイスのみヒートシンクを供給する
ようなデバイスパッケージを提供することにある。
【０００６】
【発明の要約】本発明は、「改造型プレーナモジュー
ル」（ＡＰＭ）、すなわち、モータ制御および同様な機
能に対する新たなパッケージ概念を提供するものであ
る。パッケージは、特に低コストおよび小型のモータ制
御システムに適しているが、基本的な概念は、より大き
な、よりハイパワーなシステムにまで拡張することがで
きる。
【０００７】本発明に係る前記ＡＰＭは、パワーデバイ
スおよび他のデバイスに適した最小のＩＭＳ基板を備え
る。該ＩＭＳ基板は、入力ブリッジ、インバータ、およ
び、他の部品を支持しており、プリント回路基板（ＰＣ
Ｂ）の開口部の下方に配設されている。これらＰＣＢお
よびＩＭＳ基板はモールドされ一体化されることによっ
て接続部を提供している。該ＰＣＢは、ヒートシンクを
必要としないローパワーデバイス用の低コストなプラッ
トフォームを提供しており、これにより、ローパワーデ
バイスをＩＭＳ基板上に配置する必要がなくなる。該Ｉ
ＭＳと該ＰＣＢとの間の相互接続は、標準的なワイヤボ
ンディングによって行われ、ＩＭＳ基板上の半導体ダイ
（ｄｉｅ）とＰＣＢ上の半導体ダイとを接続する。
【０００８】このように、本発明は、余分な相互接続を
減少させることにより、コストの削減を図り、信頼性を
改善することができる。特に、デバイスの分離とＩＭＳ
サイズの減少とによって、コストの削減を図ることがで
きる。サイズの減少およびダイへのダイレクトボンディ
ングもまた、特殊配置の必要性を無くし、薄型ＩＭＳを
提供するものであり、ＩＭＳの単位当たりのコストを減
少させることができる。
【０００９】本発明に係る典型的なＡＰＭとしては、Ｉ
ＭＳ、プリント回路基板、支持基板又はシェル、パワー
ターミナル、および、グランドターミナルを備える。ま
た、環境的な配慮も行うことができ、キーパッドおよび
Ｉ／Ｏターミナルを備えた外部制御用ＰＣＢ、カバー、
および、ヒートシンクを備えることができる。
【００１０】本ＡＰＭのＩＭＳ基板は、インバータ、１
相又は３相用の入力、サーミスタ、負極バス用分路、お
よび、グランド・フォルト用分路を有している。ダイの
接着には、エポキシ又はソルダーが用いられる。該ＩＭ
Ｓ基板は、０．１８，０．３７，０．７５キロワットの
いずれか又は全てに対して適用可能である。該ＩＭＳ基
板のサイズは、例えば、１．２インチ×０．８インチと
することができる。汚染度１でのコーティングの場合、
２５００Ｖの絶縁が得られる。
【００１１】本ＡＰＭのシェル又はパッケージとして
は、ＩＭＳ、パワーＰＣＢ、および、カバーを支持する
モールドシェルを含むことができる。該シェルは、例え
ば、拡張ターミナルを備え、約２．８３インチ×５．１
２インチ（７２×１３０ｍｍ）のフットプリントを有す
ることができる。３個又は４個の、例えばＭ４備え付け
用のねじを、アース、パネル、内部、ヒートシンク接地
用にそれぞれ用いることができる。パッケージは、０．
３７５インチの低側面のものが好ましく、例えば、高耐
温・高耐性プラスチックから構成される。
【００１２】ＡＰＭ用のパワー型ＰＣＢの典型的なもの
として、駆動回路、保護回路、ＳＭＰＳ、フィルタ、バ
スキャパシタ、ソフトチャージ、ターミナル、および、
制御ボードインタフェースコネクタを有することが可能
な単一ＰＣＢがある。ＰＣＢには、一般的に、例えば約
５．２インチ×２．６インチのものがある。該ＰＣＢ
は、２層から形成されていることが好ましいが、４層も
可能である。該ＰＣＢの上面にはＳＭＤおよびスルーホ
ールを有することができ、該ＰＣＢの裏面には１．３イ
ンチのＳＭＤを有することができる。該ＰＣＢは、汚染
度１で、両面ともコーティング又は注入することもでき
る。
【００１３】パワーターミナルの典型的なものとして、
ＬＭＩ又はシュナイダタイプのものがある。１例とし
て、３出力用モータは、２又は３入力ラインのものと同
様に使用される。該ＰＣＢは、入力端をアースに接続す
ることができ、ＵＬ５０８Ｃ仕様の６００Ｖに接続する
ことが好ましい。パワーターミナルは、パワーＰＣＢに
半田付けされる。
【００１４】該ＡＰＭは、汚染度レベル２の要求に適合
でき、選択制御ピンを有するという条件で汚染度レベル
３にも適合できる。該ＡＰＭは、振動、衝撃、および、
他の機械的なストレスからも保護することができる。
【００１５】該ＡＰＭの主な接地には、ヒートシンクが
好ましい。モータシールドは、ＥＭＣ仕様に準拠するア
ースおよびヒートシンクへのモータのアースのために、
ヒートシンクにクランプすることができる。ネジ止めさ
れる入力側は、アース線、パネル、パネル用アースをヒ
ートシンクに接続することができると共に、内部用アー
スに接続することができる。ＥＭＣターミナルを内部的
にアースするヒートシンクからのジャンパーを提供する
こともできる。
【００１６】制御用ＰＣＢは、本ＡＰＭの内部に設けら
れるか、又は、外部に配設され、また、コネクタとリボ
ンケーブルとの間を接続する。該制御用ＰＣＢには、マ
イクロプロセッサ、シュラッベリ（shrubbery ）、キー
パッド、ワゴ（Wago）Ｉ／Ｏコネクタを有することが好
ましい。該制御用ＰＣＢの典型的なものとしては、機械
的にカバー内に閉じ込められ、フレキシブルケーブルに
よって接続されるものである。
【００１７】カバーは、ＡＰＭシェルと接続され、当該
部品をモールドするようなものが好ましい。該カバー
は、部品に対して機械的および電気的接続を提供するも
のであり、シェルからヒートシンクへ通るようなネジを
取り付けることができる。該カバーは、制御板を支持
し、キャパシタ冷却用として熱を放出する。該カバー
は、ＵＬ５０仕様であり、任意に設けられる。
【００１８】外的なヒートシンクは、本ＡＰＭ用の表面
マウント材として用いられる。ヒートシンクとしては、
全て同一のフットプリントをもつような３通りのサイズ
にすることが好ましく、すなわち、０．３７キロワット
仕様の成型アルミニウム、０．７５キロワット仕様の成
型アルミニウム、あるいは、０．１８キロワット仕様の
アルミニウム板に適用できる。該ヒートシンクは、ファ
ンを使用することなく、最終的なパワーを消散させるよ
うなサイズが好ましい。典型的には、３つ又は４つの打
ち抜かれた孔によって、該ヒートシンクと本ＡＰＭとの
熱消散の接続を行うことができる。該ヒートシンクは、
バックパネル又はＤＩＮレールをマウントすることもで
きる。
【００１９】刷新的なシェルの設計の特徴として、下記
の一部又は全部を挙げることができる。すなわち、ＩＭ
Ｓ基板の配置および支持、ヒートシンクのマウント面へ
の最適な接触、ワイヤボンディング支持を含むＰＣＢの
支持、ＰＣＢの裏面でのＳＭＤ部品用のスペース、ＰＣ
Ｂの表面でのＳＭＤ用およびリード部品用のスペースな
どの特徴を挙げることができる。該ＩＭＳ上の小さな凹
んだ穴はＩＭＳ部品用に用いられ、該穴にハイグレード
注入材を充填して該ＩＭＳのダイと接触させることが好
ましい。該ＰＣＢおよび他の部品を含むパッケージの残
り部分は、低コストの注入材で覆うことができる。
【００２０】該シェルは、外部端子を備えた筐体として
も構成することができ、これは調達用端子を使用するよ
りも経済的となる。また、該シェルは、調達用端子を該
ＰＣＢに付加させるような区分領域を設けることができ
る。
【００２１】他方、例えば、バスキャパシタ、フィルタ
キャパシタ、および、インダクタといった、より大きな
部品の場合には、特別なマウントや相互連結が必要とな
る。これらの部品は、該ＰＣＢに付加することができ、
この場合、注入材から突き出た形、又は、付属のＰＣＢ
上に置くことができる。付属のＰＣＢは、搭載部品のサ
イズ、数、コスト面に応じて、第１の段としてのＰＣＢ
を拡張した平面部、又は、第２の別の段に配置してもよ
く、生産毎に異ならせることができる。パッケージにお
いては、例えばバスキャパシタのような大きな部品は、
該パッケージの裏面に、ほぼカバーを含む形で配置した
方が都合がよい。
【００２２】また、パッケージの表面も、ＰＣＢにつな
がるコントロールキーボードを収納できる。
【００２３】例えば、器具の他の仕様として、ターミナ
ルを必要とせず、より低コストな固定式のコネクタを組
み入れたものを作ることができる。例えば産業用コント
ローラのような器具では、よりハイパワーな機械的な構
造のみならず、特別な機能を付加することができる。
【００２４】改造プレーナ型モジュール（ＡＰＭ）の適
用として、機械的設備に重大な変更を加えることなく、
ＰＣＢあるいはＩＭＳのいずれかのレイアウトに変更を
加えることによって、生産時の設計に柔軟性を持たせる
ことができる。他の変形例として、ＩＭＳ基板穴用の可
変可能な挿入物を備えたモールドシェルを組み立てる
か、又は、二重板、特殊コネクタ、光学式キーボード等
用のより高い壁を収納するために多様な形式のモールド
穴を組み立てることができる。
【００２５】このように、ＡＰＭは、１つのモジュール
内でシステムの統合化を最大限に図ることができる低コ
ストなパッケージを提供するものである。独自のシステ
ム機能として、インバータ、入力ブリッジ、電流検知、
短絡回路、および、過剰温度の保護、駆動回路、入出力
フィルタ、ＰＦＣ、制動装置、制御用マイクロプロセッ
サ、および、キーボードを有することができる。
【００２６】本発明によれば、半導体デバイスモジュー
ルは、表面から裏面へ形成された開口部を有する支持基
板を備えるものである。プレーナ、すなわち熱的伝導性
基板は、支持基板の開口部に交差して広がり、外的ヒー
トシンクと接触をとるために、該支持基板の裏面又は裏
面の下方に位置している。１つ又はそれ以上の半導体デ
バイスが、該熱的伝導性基板の表面に搭載されている。
少なくとも１つの回路基板が該支持基板表面の上部の離
れた位置に配置され、該回路基板は該熱的伝導性基板の
上部に位置する開口部を有する。また、１つ又はそれ以
上の半導体デバイスが、該回路基板の表面に搭載されて
いる。少なくとも１つのボンディングパッド領域が該回
路基板内の開口部の周辺部に配置され、該パッド領域は
該回路基板の半導体デバイスと電気的に接続される。１
つ又はそれ以上のボンディングワイヤは、該熱的伝導性
基板に設けられた半導体デバイスを該ボンディングパッ
ドと接続する。
【００２７】本発明の他の形態としては、モータドライ
ブモジュールと、マイクロコンバータモジュールとを備
えるものがある。
【００２８】複数の相互連結された半導体デバイスを、
熱的伝導性基板上に搭載することができる。該熱的伝導
性基板とは、ＩＭＳのことをいう。パワー型ダイ又はイ
ンバータ回路を、該熱的伝導性基板上に搭載することが
できる。
【００２９】該支持基板は、該基板表面上に広がると共
に、該回路基板内の開口部を取り囲む突起部を有してお
り、これにより該熱的伝導性基板の上部に穴が形成され
る。該穴は、ハイグレード注入材が充填され、また、少
なくとも基板表面上の領域の一部はローグレード注入材
で覆われる。さらに、支持基板内の突起部は、回路基板
を支持することができる。
【００３０】必須用ターミナルは回路基板上に搭載さ
れ、調達用ターミナルは支持基板の突起部内に形成さ
れ、これらターミナルは電気的な接続を提供するもので
あり、該回路基板のデバイスと電気的に接続される。該
回路基板の上部の離れた位置、又は、該回路基板の平面
内に、別の回路基板を搭載することができ、また、該別
の回路基板の表面には、さらにデバイスを搭載すること
ができる。該回路基板の表面の一部にキーボードを搭載
することができ、該基板裏面に付属用デバイスを搭載す
ることができる。
【００３１】本発明に関する他の特徴および利点は、添
付図面に関連する下記の発明内容から明らかにされる。
【００３２】
【発明の実施の形態】まず、図１〜図４を参照して、本
発明の実施の形態に対応したＡＰＭ１００について説明
する。
【００３３】該ＡＰＭは、プリント回路基板１１０を支
持する支持基板１０２を備える。プリント回路基板１１
０上には、付属の回路要素１４０，１４２，１４４、他
の構成部品のみならず、チョーク１２４、抵抗１３０，
１３１，１３２，１３３，１３４、キャパシタ１３６，
１３８、トランス１４８、インダクタ１４１，１４６を
備え、これら部品は回路基板１１０上のプリント配線
（図示せず）によって相互接続されている。また、Ｉ／
Ｏピン１２７，１２９、ターミナル１２２Ａ〜１２２Ｆ
は、回路基板への外部接続を提供する。支持トレイ１３
１は、回路基板１１０上に置かれ、キャパシタ１２６，
１２８を支持し、該キャパシタ１２６，１２８は回路基
板１１０に電気的に接続され、ベルト１３０によって保
持されている。
【００３４】図５は、図１に示したＡＰＭ１００の上面
図を示すものであり、支持トレイとキャパシタとが分離
されている。回路基板１１０内に形成された開口部１６
０は、ＩＭＳ１５０の上部に位置している。ボンディン
グパッド１６４は、開口部１６０の周辺に配置されてお
り、基板に搭載された他の部品と電気的に接続されてい
る。ボンディングワイヤ１５６は、回路基板上のボンデ
ィングパッド１６４とＩＭＳ１５０に搭載された部品と
の間の電気的な接続を行う。
【００３５】図６は、開口部１６０を囲む回路基板１１
０の一部およびＩＭＳの詳細を示す上面図である。ＩＭ
Ｓ１５０上には、抵抗ＲＴ，ＲＳ１のみならず、ＭＯＳ
−ゲート制御型パワー半導体デバイスＱ１〜Ｑ６、ダイ
オードＤ１〜Ｄ１０が搭載されている。これら部品の各
々は、伝導性のパターン材料１５４、例えば銅の上部
に、熱的・電気的に接続される。また、装置の表面に
は、ボンディングパッド領域が設けられている。ボンデ
ィングワイヤ１５６は、ボンディングパッド１６４のみ
ならず各種の部品から、ＩＭＳ部品の伝導パターンおよ
びパッド領域への接続を提供する。
【００３６】図７は、図５に示す構造の断面図を示す。
該ＩＭＳは、伝導性金属、例えばアルミニウムにより形
成された比較的肉厚の厚い基体１５２からなり、該基体
の表面は非常に薄い絶縁層によって覆われており、該絶
縁層には基体から電気的に絶縁された伝導性パターンが
形成されている。また、動作中の部品によって発生する
熱の管理を改善するために、熱拡散器（図示せず）が搭
載されている。ＩＭＳの例としては、前述した米国特許
Ｎｏ．５，４０８，１２８号に記載されている。
【００３７】最も重要なことは、該ＩＭＳは回路基板１
１０の下方に位置する支持体１０２の開口部に搭載さ
れ、また、該ＩＭＳの基体１５２の裏面は支持体１０２
の裏面１０４と同一平面又は下方に配置されており、こ
れにより、ヒートシンク（図示せず) との熱的な接触が
有効となる。また、突起部１０６，１０８は、支持体１
０２から延在され、回路基板１１０の開口部および周辺
部をそれぞれ支持する。突起部１０６とＩＭＳ上部の穴
により形成された回路基板内の開口部とからなる領域
は、ハイグレード注入材１５８によって充填され、これ
により該ＩＭＳの表面が覆われる。ローグレードで安価
な注入材は、少なくとも回路基板上に搭載された部品の
一部を覆うことのみならず、該回路基板の裏面と支持基
板との間に注入して用いられる。
【００３８】図８は、ＩＭＳの上部に配置された開口部
２６０を有するのみならず、部品の搭載に適した回路基
板２１０の１例を示すものであり、本発明に従って搭載
される。
【００３９】本発明によれば、該ＩＭＳ上部の回路基板
内の開口部の配置によって、該ＩＭＳ上に搭載された部
品と回路基板上に搭載された部品とを接続するボンディ
ングワイヤの本数と長さを最小限に抑えることができ
る。また、該ＩＭＳ上にハイパワー部品のみを搭載する
ことによって、モジュールのコストを大幅に削減するこ
とができる。さらに、ハイパワー部品とローパワー部品
の両方を同一モジュール内に搭載するため、フットプリ
ントを大幅に削減でき、相互接続の数を一段と削減でき
る。加えて、ハイグレード注入材をＩＭＳ上の領域のみ
に限定させることによって、モジュールのコストも削減
できる。
【００４０】カバー、例えばモールド用カバー（図示せ
ず）を回路基板上に塗布することによって、該回路基板
の部品および該ＩＭＳを覆うことができ、該カバーは支
持基板の周辺部によって支持されることが好ましい。
【００４１】また、その他のパッケージとしては、０．
１〜１．０ＨＰレンジ内のモータコントローラ用として
作製されているものがある。
【００４２】図９および図１０は、本発明の別の実施の
形態に対応するものであり、入出力フィルタを含まない
機器用ＡＰＭパッケージ５００の例を示す。モールドタ
イプのシェル支持基板５０２は、プリント回路基板５１
０を支持し、ＩＭＳ５５０を搭載するための開口部を備
えている。ＩＭＳ５５０の裏面はヒートシンク５７０と
接触しており、これにより前述したようにＩＭＳ上に搭
載されたパワーデバイスから熱を除去することができ
る。また、回路基板５１０内に形成された開口部５６０
は、ＩＭＳ上に位置しており、これによりボンディング
用ワイヤの長さを最小限にすることができる。また、前
述したように、ハイグレード注入材５５８はＩＭＳ上部
の穴領域に充填され、ローグレード注入材５５９はモジ
ュール内のいずれかの領域に設けられる。部品５２８
は、モジュールの表面および裏面の両方に搭載される。
【００４３】ここでのターミナル５２２は、制御信号供
給用の１列に配置されたコネクタピンを有する固定式コ
ネクタである。また、光学式の入出力ピン５２４が設け
られている。代表的なものとして、３．０×２．０×
０．５の大きさのパッケージの場合、インバータ回路、
入力回路、保護回路、およびマイクロプロセッサを含
み、モータ制御回路を収納することができる。インバー
タおよび入力回路５１２はＩＭＳ５５０上に配置されて
おり、他の部品５２８は回路基板５１０上に配置されて
いる。３．０インチの長さが最大サイズになるが、最新
の生産方式によってサイズの小型化を図ることが可能で
ある。
【００４４】図１１および図１２は、本発明の別の実施
の形態に対応するものであり、入出力フィルタを含むマ
イクロインバータ用ＡＰＭパッケージ６００の例を示
す。本実施の形態は、入出力フィルタのインダクタおよ
びキャパシタを支持するために付加されたプリント回路
基板６４０を除いて、前記機器用ＡＰＭ５００に類似す
るものである。該付属のプリント回路基板６４０は、リ
ードフレーム６１５を相互接続することによって基板６
１０と接続される。該付属用の基板および部品のサイズ
は、ＡＰＭのパワー比率によって変化し、代表的なもの
としては、０．１〜１．０ＨＰのパワー範囲に含まれ
る。マイクロインバータ用のターミナルには、２種類の
ものがある。ここでの図１１および図１２は、調達用タ
ーミナル６２２を備えた単一シェルを示す。また、図１
３および図１４は、シェル７０２および必須用ターミナ
ル７２２を備えたほぼ同様な構造のＡＰＭ７００を示
す。調達用ターミナル又は必須用ターミナルについて説
明すると、これらのターミナルは独立した挿入用穴を備
えた主なＰＣＢに半田付けされる。また、光学式の入出
力用ピン６２４も図示されている。
【００４５】図１５および図１６は、本発明の別の実施
の形態に対応するものであり、フィルタを含まないマイ
クロインバータ用ＡＰＭパッケージ８００の例を示す。
該パッケージは、フィルタ回路を保持する付属の回路基
板を削除することによって本体の高さを制限できる以外
は、図１１〜図１２および図１３〜図１４の構成に類似
する。代わりに、バスキャパシタ８２６は、ベース８０
２の下方又は裏面に搭載され、ヒートシンク８７０から
は離れた位置に配置される。図１５および図１６は必須
用シェルターミナル８２２を示し、また、調達用ターミ
ナルをオプションとして設けることができる。
【００４６】図１１〜図１２、図１３〜図１４、およ
び、図１５〜図１６のＡＰＭパッケージは、キーボード
６１２，７１２又は８１２を、ＰＣＢの表面にそれぞれ
収納するように変更することもできる。該パッケージ
は、ＥＭＩシールドを行うための蓋を収納することも可
能である。本発明に係るフィルタリングおよびパッケー
ジは、フィルタサイズを最小化するように設計され、共
通の冶具からなる構造を有し、そのプロセスはＡＰＭの
一形態にとどまらないようなものとすることが可能であ
る。
【００４７】図１７および図１８は、本発明の別の実施
の形態に対応するものであり、必須用ターミナル９２２
を備えたモータ駆動用ＡＰＭ９００の全体を示す上面図
および断面図である。ここで、モールドカバー用の蓋９
０４は、入出力用コネクタ９２１、ＬＥＤ９１３、およ
び通気孔９１７を備えている。
【００４８】図１９〜図２０は、本発明の別の実施の形
態に対応するものであり、付属用ターミナル９８２を備
えたモータ駆動用ＡＰＭ９０１の全体を示す上面図およ
び断面図である。付属用ターミナル９８２は、図１７〜
図１８に示す必須用ターミナル９２２の代用となるもの
である。
【００４９】図２１は、本発明の別の実施の形態に対応
するものであり、モータ駆動用ＡＰＭ１１０３の全体を
示す上面図である。本例では、必須用ターミナル１１２
２Ａおよび１１２２Ｂは、パッケージの反対側に位置し
ている。
【００５０】図２２は、ＩＭＳの１例を示すものであ
り、複数のトランジスタ、ＩＧＢＴｓ、ダイオード、お
よびトランジスタからなり、外部との接続のみならず相
互接続も行われている。
【００５１】図２３および図２４は、本発明の別の実施
の形態に対応するものであり、１／２ＨＰモータ制御用
モジュールおよび駆動回路用ＡＰＭモジュール１２００
を示す。図示するように、モジュールは、駆動用ＰＣＢ
１２１０を有し、例えば、図２３，図２４に示すよう
な、該駆動用ＰＣＢに接続されたＩＭＳ１２５０を収納
する。制御板１２４０はモジュール内に含まれ、前記駆
動用回路基板上に配置される。さらに、オプション用の
選択可能なキーボード１２４４をモジュール内に設け、
制御基板上に配置することもできる。
【００５２】また、制御回路を拡張用駆動ＰＣＢ１２１
０Ａ上に備えることによって、モジュール長を拡張する
ことができる。ここで、拡張されたキーボード１２４４
Ａをモジュール内に設け、拡張用回路基板上に配置する
こともできる。
【００５３】
【発明の効果】本発明に係るＡＰＭの新たな特徴とし
て、上記製造品をより低コストで製造することができる
という利点がある。
【００５４】コスト削減の主なものとしては、１）ＩＭ
Ｓ基板領域の縮小化、２）ＩＭＳ基板の薄型化、３）ワ
イヤボンド無しのＩＭＳメタライゼーション化、４）基
板とＩＭＳとの接続をワイヤボンド方式から他方式へ転
化、５）ドライバおよびマイクロプロセッサをプリント
回路基板へ統合化、６）シェル／ターミナルの選択的モ
ールディングによる統合化、７）サイズおよびＵＬ経路
制限の削減による単一パッケージ内への全機能の収納
化、８）マイクロインバータと装置製造品との双方に対
するヨーロッパおよび米国の製品における冶具の共通化
を挙げることができる。
【００５５】上述したように、本発明に関する特殊な事
例について述べたが、他の多くの変化、修正、他例が当
業者によって明らかにされる。従って、本発明は、添付
のクレームのみならず、該開示内容に限定されるもので
はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に対応した改造型プレーナ
モジュールを示す上面図である。
【図２】本発明の実施の形態に対応した改造型プレーナ
モジュールを示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に対応した改造型プレーナ
モジュールを示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態に対応した改造型プレーナ
モジュールを示す背面図である。
【図５】ＩＭＳを露出させた状態での図１〜図４のモジ
ュールを示す上面図である。
【図６】図５の詳細を示すものであり、ＩＭＳ基板およ
びＰＣＢとの相互連結を示す上面図である。
【図７】図５の引き出し線に当たるＰＣＢを示す断面図
である。
【図８】図７のＰＣＢを示す上面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に対応した改造型プレ
ーナモジュールを示す上面図である。
【図１０】図９に対応した改造型プレーナモジュールを
示す断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態に対応したマイクロ
インバータモジュールを示す上面図である。
【図１２】図１１に対応したマイクロインバータモジュ
ールを示す断面図である。
【図１３】本発明の他の実施の形態に対応したマイクロ
インバータモジュールを示す上面図である。
【図１４】図１３に対応したマイクロインバータモジュ
ールを示す断面図である。
【図１５】本発明の他の実施の形態に対応したマイクロ
インバータモジュールを示す上面図である。
【図１６】図１５に対応したマイクロインバータモジュ
ールを示す上面図である。
【図１７】本発明の他の実施の形態に対応した改造型プ
レーナモジュールを示す上面図である。
【図１８】図１７に対応した改造型プレーナモジュール
を示す断面図である。
【図１９】本発明の他の実施の形態に対応した改造型プ
レーナモジュールを示す上面図である。
【図２０】図１９に対応した改造型プレーナモジュール
を示す断面図である。
【図２１】本発明の他の実施の形態に対応した改造型プ
レーナモジュールを示す上面図である。
【図２２】本発明に対応したＩＭＳの配列を示す上面図
である。
【図２３】ＩＭＳを収納することが可能な１／２ＨＰモ
ータ制御モジュールの１例を示す上面図である。
【図２４】図２３に対応するものであり、ＩＭＳを収納
することが可能な１／２ＨＰモータ制御モジュールの１
例を示す側面図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−161925（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−304248（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−8223（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 25/00 H01L 23/36 H01L 23/12

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 改造可能なプレーナ型のモジュールであ
    って、 表面および裏面を有すると共に、前記表面から前記裏面
    に向かって拡張された開口部を有する支持体であって、
    当該支持体は、前記開口部を取り囲みかつ前記表面上方
    に延在した突起部を含み、 前記支持体内の前記開口部に配置された基板であって、
    当該基板の裏面が、前記支持体の前記裏面の下方に配置
    された外付用のヒートシンクに接触するように配置され
    た平面型の熱的伝導性基板と、 前記熱的伝導性基板の表面側に搭載された少なくとも１
    つの半導体デバイスと、 前記支持体の前記表面の上方であって空間的に離れた位
    置に配置され、前記熱的伝導性基板の上方に開口部を有
    する少なくとも１つの回路基板と、 前記回路基板の表面に搭載された少なくとも１つの別の
    デバイスと、 前記回路基板の前記表面に設けられ、当該回路基板内の
    前記開口部の周辺に配置され、かつ、前記別のデバイス
    に電気的に接続される少なくとも１つのボンディングパ
    ッドと、 前記半導体デバイスを前記ボンディングパッドに接続す
    る少なくとも１つのボンディングワイヤと、 前記支持体の前記突起部が前記回路基板内の前記開口部
    を取り囲むことによって、前記熱的伝導性基板の上方に
    形成される孔とを具え、 ここで、前記孔にはハイグレード注入材が充填され、 少なくとも前記回路基板上の領域の一部にはローグレー
    ド注入材が充填されたことを特徴とする半導体デバイス
    モジュール。
  2. 【請求項２】 改造可能なプレーナ型のモジュールであ
    って、 表面および裏面を有すると共に、前記表面から前記裏面
    に向かって拡張された開口部を有する支持体であって、
    当該支持体は、前記開口部を取り囲みかつ前記表面上方
    に延在した突起部を含み、 前記支持体内の前記開口部に配置された基板であって、
    当該基板の裏面が、前記支持体の前記裏面の下方に配置
    された外付用のヒートシンクに接触するように配置され
    た平面型の熱的伝導性基板と、 前記熱的伝導性基板の表面側に搭載された少なくとも１
    つの半導体デバイスと、 前記支持体の前記表面の上方であって空間的に離れた位
    置に配置され、前記熱的伝導性基板の上方に開口部を有
    する少なくとも１つの回路基板と、 前記回路基板の表面に搭載された少なくとも１つの別の
    デバイスと、 前記回路基板の前記表面に設けられ、当該回路基板内の
    前記開口部の周辺に配置され、かつ、前記別のデバイス
    に電気的に接続される少なくとも１つのボンディングパ
    ッドと、 前記半導体デバイスを前記ボンディングパッドに接続す
    る少なくとも１つのボンディングワイヤと、 前記支持体の前記突起部が前記回路基板内の前記開口部
    を取り囲むことによって、前記熱的伝導性基板の上方に
    形成される孔とを具え、 前記熱的伝導性基板は、絶縁性金属基板（すなわち、Ｉ
    ＭＳ基板）を含み、 該ＩＭＳ基板の占有領域を、前記支持基板の全領域に対
    する該ＩＭＳ基板の占有領域の割合が小さくなるように
    設定したことを特徴とする半導体デバイスモジュール。
  3. 【請求項３】 前記ＩＭＳ基板の占有領域は、前記支持
    基板の全領域の約１０％に相当することを特徴とする請
    求項２記載の半導体デバイスモジュール。
  4. 【請求項４】 改造可能なプレーナ型のモジュールであ
    って、 表面および裏面を有すると共に、前記表面から前記裏面
    に向かって拡張された開口部を有する支持体であって、
    当該支持体は、前記開口部を取り囲みかつ前記表面上方
    に延在した突起部を含み、 前記支持体内の前記開口部に配置された基板であって、
    当該基板の裏面が、前記支持体の前記裏面の下方に配置
    された外付用のヒートシンクに接触するように配置され
    た平面型の熱的伝導性基板と、 前記熱的伝導性基板の表面側に搭載された少なくとも１
    つの半導体デバイスと、 前記支持体の前記表面の上方であって空間的に離れた位
    置に配置され、前記熱的伝導性基板の上方に開口部を有
    する少なくとも１つの回路基板と、 前記回路基板の表面に搭載された少なくとも１つの別の
    デバイスと、 前記回路基板の前記表面に設けられ、当該回路基板内の
    前記開口部の周辺に配置され、かつ、前記別のデバイス
    に電気的に接続される少なくとも１つのボンディングパ
    ッドと、 前記半導体デバイスを前記ボンディングパッドに接続す
    る少なくとも１つのボンディングワイヤとを具え、 ここで、前記熱的伝導性基板上の領域の一部にはハイグ
    レード注入材が充填され、 少なくとも前記回路基板上の領域の一部にはローグレー
    ド注入材が充填されたことを特徴とする半導体デバイス
    モジュール。
  5. 【請求項５】 改造可能なプレーナ型のモジュールであ
    って、 表面および裏面を有すると共に、前記表面から前記裏面
    に向かって拡張された開口部を有する支持体であって、
    当該支持体は、前記開口部を取り囲みかつ前記表面上方
    に延在した突起部を含み、 前記支持体内の前記開口部に配置された基板であって、
    当該基板の裏面が、前記支持体の前記裏面の下方に配置
    された外付用のヒートシンクに接触するように配置され
    た平面型の熱的伝導性基板と、 前記熱的伝導性基板の表面側に搭載された少なくとも１
    つの半導体デバイスと、 前記支持体の前記表面の上方であって空間的に離れた位
    置に配置され、前記熱的伝導性基板の上方に開口部を有
    する少なくとも１つの回路基板と、 前記回路基板の表面に搭載された少なくとも１つの別の
    デバイスと、 前記回路基板の前記表面に設けられ、当該回路基板内の
    前記開口部の周辺に配置され、かつ、前記別のデバイス
    に電気的に接続される少なくとも１つのボンディングパ
    ッドと、 前記半導体デバイスを前記ボンディングパッドに接続す
    る少なくとも１つのボンディングワイヤとを具え、 前記熱的伝導性基板は、絶縁性金属基板（すなわち、Ｉ
    ＭＳ基板）を含み、 該ＩＭＳ基板の占有領域を、前記支持基板の全領域に対
    する該ＩＭＳ基板の占有領域の割合が小さくなるように
    設定したことを特徴とする半導体デバイスモジュール。
  6. 【請求項６】 前記ＩＭＳ基板の占有領域は、前記支持
    基板の全領域の約１０％に相当することを特徴とする請
    求項５記載の半導体デバイスモジュール。
  7. 【請求項７】 複数の半導体デバイスが前記熱的伝導性
    基板上に搭載され、該複数の半導体デバイスの少なくと
    も１つが、該複数の半導体デバイスの別のデバイスに接
    続されたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか
    に記載の半導体デバイスモジュール。
  8. 【請求項８】 前記熱的伝導性基板は、絶縁性金属基板
    （ＩＭＳ）により構成されることを特徴とする請求項１
    又は４記載の半導体デバイスモジュール。
  9. 【請求項９】 前記支持基板は、前記回路基板を支持す
    る突起部を含むことを特徴とする請求項４ないし６のい
    ずれかに記載の半導体デバイスモジュール。
  10. 【請求項１０】 前記回路上に搭載された少なくとも１
    つの必須用ターミナル、又は、外部との電気的な接続を
    提供する前記支持基板の突起部内に形成された少なくと
    も１つの調達用ターミナルをさらに具え、 該ターミナルを前記別のデバイスと電気的に接続したこ
    とを特徴とする請求項１，２，３，９のいずれかに記載
    の半導体デバイスモジュール。
  11. 【請求項１１】 前記回路基板の上方でかつ該回路基板
    から空間的に離れた位置に配置された別の回路基板をさ
    らに具え、 当該別の回路基板の表面に少なくとも１つのデバイスを
    有することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか
    に記載の半導体デバイスモジュール。
  12. 【請求項１２】 前記回路基板上、又は、前記別の回路
    基板上に搭載されるキーボードをさらに具えたことを特
    徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の半導体
    デバイスモジュール。
  13. 【請求項１３】 前記回路基板の裏面、又は、前記別の
    回路基板上に搭載される少なくとも１つの付属用デバイ
    スをさらに具えたことを特徴とする請求項１ないし１２
    のいずれかに記載の半導体デバイスモジュール。
  14. 【請求項１４】 前記回路基板および前記熱的伝導性基
    板の上部に置かれたモールドカバーをさらに具えたこと
    を特徴とする請求項１ないし１３のいずれかに記載の半
    導体デバイスモジュール。
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