JPH11204723A - パワー素子ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高機能化及び軽量化に好適な構成を容易かつ
安価に作製することが可能なパワー素子ユニットを提供
する。 【解決手段】 一つ以上のパワー素子３を実装して単位
モジュール化されるヒートシンク部品１と、当該ヒート
シンク部品１の二つ以上を一体化させる保持部材２と
を、具備する。各ヒートシンク部品１の各々は、一つ以
上のパワー素子３毎に独立してヒートシンクを形成する
ものとなるため、隣接する他のヒートシンク部品１に実
装されたパワー素子３から発熱された熱の影響を受けな
い。これに伴い、これら各ヒートシンク部品１が保持部
材２により一体化されたパワー素子ユニットには、ヒー
トスポットができないため、パワー素子の配置構成を工
夫しなくても済み、また、各パワー素子の端子形状を均
一にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヒートシンク一体型の
パワー素子ユニットに係り、特に高機能化及び軽量化に
好適な構成を容易かつ安価に作製することが可能なパワ
ー素子ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、半導体パワー素子は、半導体接合
面が接合限界温度以上では機能劣化或は素子破壊が生じ
るため、その接合面の温度を極力落とす機構が必要にな
る。この機構をまかなうパワー素子の実装構造は、ヒー
トシンクと、ヒートシンクに対するパワー素子の接合部
分とを要部として構成される。

【０００３】ヒートシンクは、パワー素子から発熱され
た熱を効率的に雰囲気中へと放散させるために、銅やア
ルミニウム等の熱伝導率の高い熱伝導材料を材料として
おり、また、放熱用のフィンを形成して表面積を拡大さ
せ、熱放散性能を向上させることが行なわれている。他
方、ヒートシンクに対するパワー素子の接合部分は、パ
ワー素子からヒートシンクへの熱伝達を妨害する熱抵抗
を極力小さく抑えることができるように工夫される。

【０００４】このようなパワー素子の実装構造につい
て、例えば多相交流の電力制御用やサイクロコンバータ
用として採用されていた従来のパワー素子ユニットの一
例を挙げて説明する。

【０００５】従来のパワー素子ユニットの要部側断面図
を図１３に示し、このユニットで用いたパワーモジュー
ルの上面図を図１４に示す。同図に示されるように、こ
のパワー素子ユニットは、パワーモジュール１０１とヒ
ートシンク１０２とを一体構造にしたものである。パワ
ーモジュール１０１は、三相交流の電力制御用のために
絶縁セラミックス１０３上に３個のパワー素子１０４ａ
〜１０４ｃが一列に並んで配置されており、これらが銅
等の金属板１０５上に搭載された構成全体が樹脂モール
ド１０６された構造のものであり、また、ヒートシンク
１０２は、アルミニウム等の熱伝導材料を材料とし、削
り出し、鋳造、押出し、引抜き等の加工方法の何れかに
より形成されたものである。

【０００６】なお、パワーモジュール１０１は、ヒート
シンク１０２に対し、ネジ等で機械的に接合されるが、
接合対象のヒートシンク１０２が金属面であることから
熱密着性を向上させるため、底面にシリコン１０７等が
塗布されるものである。

【０００７】このような一体構造においての大きな問題
点は、パワー素子１０４ａ〜１０４ｃの半導体接合面か
らヒートシンク１０２までの熱抵抗が大きくなることで
ある。特に、パワー素子１０４ａ〜１０４ｃと絶縁セラ
ミックス１０３との界面や、絶縁セラミックス１０３と
金属板１０５との界面の接合用に使われる半田による熱
伝導性の低下、また、金属板１０５とヒートシンク１０
２との間の密着性の限界による接触面積の減少、また、
金属板１０５とヒートシンク１０２との間に介在させた
シリコン１０７による熱伝導性の低下が、パワー素子１
０４ａ〜１０４ｃの半導体接合面からヒートシンク１０
２までの間の熱抵抗を大きくする要因である。

【０００８】これらの熱抵抗を増大させる要素を排除で
きれば、同じ電流容量で生じる発熱量が著しく低減され
るため、この種のパワー素子ユニットは、大電流を流す
ことが可能となり、性能が向上されたものとなる。

【０００９】なお、この種のパワー素子ユニットは、複
数のパワー素子をモジュール構造にせず、この複数のパ
ワー素子が一列に配置された絶縁用セラミックスをヒー
トシンク上に直接実装することで、パワー素子の半導体
接合面からヒートシンクまでの間の熱抵抗を小さくする
ことが原理的に可能である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
パワー素子を金属板上に実装した構造、例えば複数のパ
ワー素子が一列に配置された絶縁用セラミックスをヒー
トシンク上に直接実装した構造や、複数のパワー素子を
モジュールの基板である銅板へ直接実装した構造等の場
合においては、複数のパワー素子の何れか一つが不良品
であってもモジュールとしては機能せず、二つの正常品
と共に廃棄処分されることになり、特に、パワー素子の
半導体接合面からヒートシンクまでの間の熱抵抗を小さ
くするために、ヒートシンク上にパワー素子を直接実装
した構造の場合には、ヒートシンクも共に捨てることに
なる。

【００１１】また、複数のパワー素子の何れもが正常品
であっても、ヒートシンク上にパワー素子を直接実装し
た構造の場合には、パワー素子の電流容量が大きく、か
つ個数が多くなるにつれて、巨大な熱放散面（ヒートシ
ンク）が必要となり、結果として大規模なパワー素子の
実装構造を構築しなければならないことになる。加え
て、ヒートシンクの巨大化に従って、このヒートシンク
の熱容量も大きくなるので、実装構造に構成する際、ヒ
ートシンクを温めずらく、かつ実装構造に構成した後、
ヒートシンクが冷えずらいものとなり、この種のパワー
素子ユニットの製造工程での生産能力低下を招来すると
いう問題が生じる。

【００１２】また、図１３及び図１４に示される関係
で、三相交流の電力制御用のために３個のパワー素子が
一列に並んで配置された構成において、各相の電流が平
衡している場合は、３個のパワー素子の発熱量はほぼ同
一であるが、左右位置の各パワー素子で発熱した熱が中
央位置のパワー素子までおよび、結果として中央位置の
パワー素子上にヒートスポットが発生する。

【００１３】こうしたヒートスポットの発生により中央
位置のパワー素子の底面の温度が上昇するため、この中
央位置のパワー素子で発熱された熱がヒートシンクに吸
い出されない。このため、各パワー素子に同じ大きさの
電流が流れているのに拘らず、中央位置のパワー素子の
温度上昇の割合が左右位置の各パワー素子のそれよりも
大きくなり、中央位置のパワー素子には能力よりはるか
に低い電流しか流すことができない。

【００１４】そこで、従来は次の二つの方策を採ってい
た。

【００１５】（１）パワー素子のチップサイズを大きく
する。

【００１６】（２）例えば、図１５のように３個のパワ
ー素子１０４ａ〜１０４ｃの配置を、三角型の配置にし
てヒートスポットをコントロールする。

【００１７】しかし、前者の（１）の方策は、パワー素
子ユニットの製作コストが上昇するという問題があり、
また、後者の（２）の方策は、パワー素子１０４ａ〜１
０４ｃの端子１０８ａ〜１０８ｆの形状を複雑しなけれ
ばならないという問題があった。

【００１８】本発明は、上記課題に着目してなされたも
のであり、その目的とするところは、高機能化及び軽量
化に好適な構成を容易かつ安価に作製することが可能な
パワー素子ユニットを提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１に記
載の発明は、一つ以上のパワー素子を実装して単位モジ
ュール化されるヒートシンク部品と、当該ヒートシンク
部品の二つ以上を一体化させる保持部材とを、具備する
ことを特徴とするパワー素子ユニットにある。

【００２０】そして、この出願の請求項１に記載の発明
によれば、ヒートシンク部品は、一つ以上のパワー素子
を実装して単位モジュール化されるものであるので、ヒ
ートシンクへの直接実装によるパワー素子が実現され
て、パワー素子の放熱性が向上されよう。

【００２１】また、各ヒートシンク部品の各々は、一つ
以上のパワー素子毎に独立してヒートシンクを形成する
ものとなるため、隣接する他のヒートシンク部品に実装
されたパワー素子から発熱された熱の影響を受けない。
これに伴い、これら各ヒートシンク部品が保持部材によ
り一体化されたパワー素子ユニットには、ヒートスポッ
トができないため、パワー素子の配置構成を工夫しなく
ても済み、また、各パワー素子の端子形状を均一にでき
よう。

【００２２】この出願の請求項２に記載の発明は、前記
ヒートシンク部品は、熱伝導材料を押出し或は引抜き成
形して得られる成形品であることを特徴とする請求項１
に記載のパワー素子ユニットにある。

【００２３】そして、この出願の請求項２に記載の発明
によれば、比較的安価に作製できる押出し或は引抜きの
加工で得られたヒートシンク部品によりヒートシンクを
構成することになるので、パワー素子ユニットの製作コ
ストを低く抑えることができよう。

【００２４】この出願の請求項３に記載の発明は、前記
保持部材は、熱伝導材料を押出し或は引抜き成形して得
られる成形部品であることを特徴とする請求項１〜２に
記載のパワー素子ユニットにある。

【００２５】そして、この出願の請求項３に記載の発明
によれば、比較的安価に作製できる押出し或は引抜きの
加工で得られた保持部材により各ヒートシンク部品を一
体化することになるので、パワー素子ユニットの製作コ
ストを低く抑えることができよう。

【００２６】この出願の請求項４に記載の発明は、前記
保持部材は、ヒートシンクの外形を形作ると共に、前記
各ヒートシンク部品の取り付け状態を確保できるレール
が形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れ
かに記載のパワー素子ユニットにある。

【００２７】そして、この出願の請求項４に記載の発明
によれば、ヒートシンク部品の取付け部分を保持部材の
レールへ挿入してヒートシンク部品の全体を所定位置ま
で送り込むだけでヒートシンクを形成する作業が行える
と共に、保持部材そのものがヒートシンクの外形を形ず
くることになるので、パワー素子ユニットに組付ける作
業を容易に行えよう。

【００２８】この出願の請求項５に記載の発明は、前記
保持部材は、前記各ヒートシンク部品の取り付け状態を
確保する樹脂モールド構造であることを特徴とする請求
項１〜２の何れかに記載のパワー素子ユニットにある。

【００２９】そして、この出願の請求項５に記載の発明
によれば、保持部材が各ヒートシンク部品の取り付け状
態を確保する樹脂モールド構造であるため、樹脂で一体
化するヒートシンク部品の数を変えるだけで２素子、３
素子、４素子等のパワー素子ユニットを任意に構成でき
よう。

【００３０】この出願の請求項６に記載の発明は、前記
保持部材は、前記各ヒートシンク部品の取り付け状態を
確保する樹脂モールド構造であると共に、ＤＩＰチップ
構成であることを特徴とする請求項１〜２または請求項
５の何れかに記載のパワー素子ユニットにある。

【００３１】そして、この出願の請求項６に記載の発明
によれば、保持部材が各ヒートシンク部品の取り付け状
態を確保する樹脂モールド構造であると共に、ＤＩＰチ
ップ構成であるため、樹脂で一体化するヒートシンク部
品及びパワーモジュール端子用ピンの数を変えるだけで
２素子、３素子、４素子等でパワー素子がユニット化さ
れたＤＩＰチップ部品を任意に構成できよう。

【００３２】この出願の請求項７に記載の発明は、前記
保持部材は、前記各ヒートシンク部品の取り付け状態を
確保する樹脂モールド構造であると共に、筐体の一部構
成であることを特徴とする請求項１〜２または請求項５
の何れかに記載のパワー素子ユニットにある。

【００３３】そして、この出願の請求項７に記載の発明
によれば、保持部材が各ヒートシンク部品の取り付け状
態を確保する樹脂モールド構造であると共に、筐体の一
部構成であるため、樹脂で一体化するヒートシンク部品
の数を変えるだけで２素子、３素子、４素子等のパワー
素子ユニットを任意に構成でき、また樹脂がヒートシン
クの外形を形ずくることになるので、パワー素子ユニッ
トに組付ける作業を容易に行えよう。

【００３４】この出願の請求項８に記載の発明は、記保
持部材は、前記各ヒートシンク部品の取り付け状態を確
保する樹脂モールド構造であると共に、当該樹脂モール
ド構造筐体の中に制御基板を配置した構成であることを
特徴とする請求項１〜２または請求項５の何れかに記載
のパワー素子ユニットにある。

【００３５】そして、この出願の請求項８に記載の発明
によれば、保持部材が各ヒートシンク部品の取り付け状
態を確保する樹脂モールド構造であると共に、樹脂モー
ルド構造筐体の中に制御基板を配置した構成であるた
め、樹脂で一体化するヒートシンク部品の数を変えると
共に、これに対応される制御基板を用いることにより、
２素子、３素子、４素子等でパワー素子がユニット化さ
れた制御基板内蔵でヒートシンク一体型のパワー素子ユ
ニットを任意に構成できよう。

【００３６】この出願の請求項９に記載の発明は、前記
保持部材は、前記各ヒートシンク部品の取り付け状態を
確保する樹脂モールド構造であると共に、前記各ヒート
シンク部品毎のモジュール相互間を熱結合させた構成で
あることを特徴とする請求項１〜２または請求項５の何
れかに記載のパワー素子ユニットにある。

【００３７】そして、この出願の請求項９に記載の発明
によれば、保持部材が各ヒートシンク部品の取り付け状
態を確保する樹脂モールド構造であると共に、各ヒート
シンク部品毎のモジュール相互間を熱結合させた構成で
あるため、樹脂で一体化するフィン部形成用部品の数を
変えるだけで２素子、３素子、４素子等のパワー素子ユ
ニットを任意に構成できよう。また、パワー素子で発熱
された熱がヒートシンクへとの熱移動される熱流を熱結
合部分で調整できるようにし、例えば２素子構成で二つ
のパワー素子を交互にオンさせる必要があるパワー素子
ユニットにした場合等で、ヒートシンクの総表面積の拡
大を抑えて使いたい場合や、ヒートシンクの上下（自然
対流の下と上）の温度差が極端に大きい場合に、ヒート
シンクの下方部分での放熱量が増えるように調整できよ
う。

【００３８】

【発明の実施形態】以下、本発明のパワー素子ユニット
の好ましい実施形態につき、図面に基づいて詳細に説明
する。

【００３９】本発明の第１の実施形態の全体構成を、図
１の要部側断面図及び図２の上面図に示す。同図におい
て、１はヒートシンク部品、２は保持部材、３はパワー
素子であり、ヒートシンク部品１及び保持部材２の各々
は、アルミニウム等の熱伝導率の高い熱伝導材料を押出
し成形して得られるものである。なお、ヒートシンク部
品１は２以上のパワー素子３を実装して単位モジュール
化してもよく、また、ヒートシンク部品１及び保持部材
２を得る加工は、押出し成形に代えて引抜き成形であっ
ても良いものである。

【００４０】ヒートシンク部品１は、図３（ａ），
（ｂ）に示されるように、左右対称位置にフィン用突起
４，５が各々形成されたπ型の横断面形状の部品であ
り、かつ上部にパワー素子３を実装して単位モジュール
化されるものである。なお、パワー素子３は、絶縁用セ
ラミックス３ａ上に配置してヒートシンク部品１の上に
実装されるもので、半導体素子３ｂ，Ｔ1端子３ｃ，Ｔ2
端子３ｄ，ゲート端子３ｅを有している。

【００４１】保持部材２は、図４に示されるように、左
右対称に区分されており、一方区分の上部内側位置にレ
ール６，７が形成され、他方区分の上部内側位置にレー
ル８，９が形成された部品である。

【００４２】この実施形態では、保持部材２の一方区分
のレール６，７と、他方区分のレール８，９との各々
に、パワー素子３を実装して単位モジュール化されたヒ
ートシンク部品１の取付け部分を挿入して各ヒートシン
ク部品１の全体を所定位置まで送り込み、各ヒートシン
ク部品１と保持部材２とを組合せて所定の固定処置を行
なうことにより、２素子構造としたヒートシンク一体型
のパワー素子ユニットを構成している。

【００４３】この構成のパワー素子ユニットは、押出し
（或は引抜き）成形品を組合せたものであるので、製作
コストを低く抑えることができる。加えて、各ヒートシ
ンク部品１の取付け部分がレール６，７またはレール
８，９により包み込まれた把持状態になるので、フィン
付きヒートシンクが強固に取付けられた構造になる。

【００４４】本発明の第２の実施形態の全体構成を、図
５の要部側断面図に示す。同図に示されるように、ヒー
トシンク部品１は、第１の実施形態で用いたものと同じ
ものであるが、保持部材１０は、図６に示されるように
３区分に分けられており、図示左の区分の上部内側位置
にレール１１，１２が形成され、図示中央の区分の上部
内側位置にレール１３，１４が形成され、図示右の区分
の上部内側位置にレール１５，１６が形成された部品で
ある。なお、ヒートシンク部品１及び保持部材１０は押
出し成形或は引抜き成形の何れで成形しても良いもので
ある。

【００４５】この実施形態では、保持部材１０の図示左
の区分のレール１１，１２と、図示中央の区分のレール
１３，１４と、図示右の区分のレール１５，１６との各
々に、パワー素子３を実装して単位モジュール化された
ヒートシンク部品１の取付け部分を挿入して各ヒートシ
ンク部品１の全体を所定位置まで送り込み、各ヒートシ
ンク部品１と保持部材２とを組合せて所定の固定処置を
行なうことにより、３素子構造としたヒートシンク一体
型のパワー素子ユニットを構成している。

【００４６】また、第１，第２の実施形態の構成を応用
して、４素子以上の多素子構造としたヒートシンク一体
型のパワー素子ユニットを構成することもできる。

【００４７】前述した各実施形態は、押出し成形或は引
抜き成形して得られたヒートシンク部品及び保持部材を
用いてヒートシンク一体型のパワー素子ユニットを構成
しているが、後述の第３〜第７の実施形態では、押出し
成形或は引抜き成形して得られた保持部材に代えて樹脂
モールド構造を保持部材として用いたヒートシンク一体
型のパワー素子ユニットを構成している。

【００４８】本発明の第３の実施形態の全体構成を，図
７の要部側断面図に示す。同図に示されるように、ヒー
トシンク部品１は、第１の実施形態で用いたものと同じ
ものであり、かつパワー素子３を実装して単位モジュー
ル化されたものである。また、保持部材１７は、各ヒー
トシンク部品の取り付け状態を確保する樹脂モールド構
造のものである。

【００４９】この実施形態では、二つのヒートシンク部
品１の各フィン４，５が部品相互で平行に並ぶ位置関係
で配置された各ヒートシンク部品１のベース部分周囲
に、樹脂でモールドして樹脂モールド構造の保持部材１
７を形成し、２素子樹脂モールド構造とされたヒートシ
ンク一体型のパワー素子ユニットを構成している。

【００５０】この樹脂モールド構造を適用したヒートシ
ンク一体型のパワー素子ユニットであっても、外形だけ
みれば、予め用意された保持部材により各ヒートシンク
部品を一体化した構成のものと何等変わりなく、ヒート
シンクのベース部分（パワー素子３が搭載されたベース
部分）のみが樹脂でカバーされている構造の製品として
扱えるものとなる。

【００５１】また、この第３の実施形態の構成を応用し
て、一体化するヒートシンク部品の数を変えるだけで、
３素子，４素子等の３素子以上の多素子樹脂モールド構
造としたヒートシンク一体型のパワー素子ユニットを構
成することもできる。

【００５２】本発明の第４の実施形態の全体構成を，図
８の要部側面図、図９の横断面図に示す。同図に示され
るように、ヒートシンク部品１は、第１の実施形態で用
いたものと同じものであり、かつパワー素子３を実装し
て単位モジュール化されたものである。また、保持部材
１８は、各ヒートシンク部品の取り付け状態を確保する
樹脂モールド構造のものであると共に、パワーモジュー
ルの端子となるピン１９が樹脂モールド外部に導出され
ているＤＩＰチップ構成のものである。

【００５３】この実施形態では、二つのヒートシンク部
品１の各フィン４，５が部品相互で縦列に並ぶ位置関係
で各ヒートシンク部品１が配置され、また、等分間隔で
ヒートシンク部品１列の両側にピン１９が各４本配置さ
れた状態で、この各ヒートシンク部品１及び各ピン１９
のベース部分の周囲に、樹脂でモールドして樹脂モール
ド構造の保持部材１８を形成し、２素子樹脂モールド構
造とされたヒートシンク一体型のパワー素子ユニット
（ＤＩＰチップ部品）を構成している。

【００５４】このため、樹脂で一体化するヒートシンク
部品及びパワーモジュール端子用ピンの数を変えるだけ
で２素子、３素子、４素子等でパワー素子がユニット化
されたＤＩＰチップ部品を任意に構成できようになる。

【００５５】本発明の第５の実施形態の全体構成を、図
１０の分解斜視図に示す。同図に示されるように、この
実施形態のパワー素子ユニットは、下部ケース２０、上
部ケース２１、蓋２２を有する構成とした三段はめ込み
構造のものであって、それら各部が次のように樹脂成形
加工されて作製されたものである。

【００５６】下部ケース２０は、パワー素子を実装して
単位モジュール化された二つのヒートシンク部品１（モ
ジュール１Ａ，１Ｂ）の各フィン４，５が部品相互で平
行に並ぶ位置関係で配置された各ヒートシンク部品１の
ベース部分周囲に、樹脂でモールドして樹脂モールド構
造の保持部材２３を形成し、２素子樹脂モールド構造と
されたヒートシンク一体型のものである。

【００５７】なお、下部ケース２０（保持部材２３）
は、パワー素子ユニットの外形を形作る筐体の一部を構
成すると共に、樹脂モールド層からモジュール１ＡのＴ
1端子２４，Ｔ2端子２５，ゲート端子２６を、またモジ
ュール１ＢのＴ1端子２７，Ｔ2端子２８，ゲート端子２
９を各々導出させている。

【００５８】このヒートシンク一体型の下部ケース２０
と合体される上部ケース２１には、モジュール１Ａ，１
Ｂ用の制御回路を形成する回路基板３０が取り付けられ
ており、また、回路基板３０は蓋２２により保護される
ものである。

【００５９】なお、上部ケース２１は下部ケース２０と
合体できるように寸法規制されて樹脂成形され、また、
蓋２２は上部ケース２１と合体できるように寸法規制さ
れて樹脂成形されるので、これら各部はパワー素子ユニ
ットの外形を形作る筐体の一部を構成するものとなる。

【００６０】このような構成であれば、樹脂で一体化す
るヒートシンク部品の数を変えるだけで２素子、３素
子、４素子等のパワー素子ユニットを任意に構成でき、
また樹脂がヒートシンクの外形を形ずくることになるの
で、パワー素子ユニットに組付ける作業を容易に行えよ
うになる。

【００６１】本発明の第６の実施形態の全体構成を，図
１１の要部側断面図に示す。同図に示されるように、ヒ
ートシンク部品１は、第１の実施形態で用いたものと同
じものであり、かつパワー素子３を実装して単位モジュ
ール化されたものである。また、保持部材３１は、各ヒ
ートシンク部品の取り付け状態を確保する樹脂モールド
構造のものであると共に、樹脂モールド構造筐体の中に
制御基板３２を配置した構成のものである。

【００６２】この実施形態では、二つのヒートシンク部
品１の各フィン４，５が部品相互で縦列に並ぶ位置関係
で各ヒートシンク部品１が配置され、また、各ヒートシ
ンク部品１の上部に制御基板３２が配置された状態で、
各ヒートシンク部品１のベース部分及び制御基板３２の
周囲に、樹脂でモールドして樹脂モールド構造の保持部
材３１を形成し、２素子樹脂モールド構造とされた制御
基板内蔵でヒートシンク一体型のパワー素子ユニットを
構成している。

【００６３】このため、樹脂で一体化するヒートシンク
部品の数を変えると共に、これに対応される制御基板を
用いることにより、３素子、４素子等でパワー素子がユ
ニット化された制御基板内蔵でヒートシンク一体型のパ
ワー素子ユニットを任意に構成できようになる。

【００６４】本発明の第７の実施形態の全体構成を、図
１２（ａ）の要部側断面図及び同図（ｂ）の一部切り欠
き上面図に示す。同図に示されるように、ヒートシンク
部品１は、第１の実施形態で用いたものと同じものであ
り、かつパワー素子３を実装して単位モジュール化され
たものである。また、保持部材３３は、各ヒートシンク
部品の取り付け状態を確保する樹脂モールド構造のもの
であると共に、各ヒートシンク部品１毎のモジュール相
互間を熱結合させた構成であることを特徴とする請求項
１〜２または請求項５の何れかに記載のパワー素子ユニ
ットにある。

【００６５】そして、この出願の請求項９に記載の発明
によれば、保持部材が各ヒートシンク部品の取り付け状
態を確保する樹脂モールド構造であると共に、各ヒート
シンク部品毎のモジュール相互間に金属バーの挿入配
置、またはガラス繊維や金属粉末の局部的注入で熱結合
部分３４を形成して、そのモジュール相互間を熱結合さ
せた構成のものである。

【００６６】このため、各パワー素子３で発熱された熱
がヒートシンクへとの熱移動される熱流を熱結合部分で
調整できるようになり、本実施形態のように２素子構成
で二つのパワー素子３を交互にオンさせる必要があるパ
ワー素子ユニットにした場合等で、ヒートシンクの総表
面積の拡大を抑えて使いたい場合や、ヒートシンクの上
下（自然対流の下と上）の温度差が極端に大きい場合
に、ヒートシンクの下方部分での放熱量が増えるように
調整できようになる。勿論、３素子、４素子等でパワー
素子がユニット化されたヒートシンク一体型のパワー素
子ユニットを対象に本実施形態の構成を適用できる。

【００６７】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
よれば、高機能化及び軽量化に好適な構成を容易かつ安
価に作製することが可能なパワー素子ユニットを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる第１の実施形態の全体構成を示
す要部側断面図である。

【図２】本発明にかかる第１の実施形態の全体構成を示
す上面図である。

【図３】本発明にかかる第１の実施形態で用いたヒート
シンク部品の説明図である。

【図４】本発明にかかる第１の実施形態で用いた保持部
材の説明図である。

【図５】本発明にかかる第２の実施形態の全体構成を示
す要部側断面図である。

【図６】本発明にかかる第２の実施形態で用いた保持部
材の説明図である。

【図７】本発明にかかる第３の実施形態の全体構成を示
す要部側断面図である。

【図８】本発明にかかる第４の実施形態の全体構成を示
す側面図である。

【図９】本発明にかかる第４の実施形態の要部横断面図
である。

【図１０】本発明にかかる第５の実施形態の全体構成を
示す分解斜視図である。

【図１１】本発明にかかる第６の実施形態の全体構成を
示す要部側断面図である。

【図１２】本発明にかかる第７の実施形態の構成説明図
である。

【図１３】従来のヒートシンク一体型パワーモジュール
の説明図である。

【図１４】従来のヒートシンク一体型パワーモジュール
の説明図である。

【図１５】従来のヒートスポット対策の説明図である。

【符号の説明】

１ ヒートシンク ２ 保持部材 ３ パワー素子 ４，５ フィン ６〜９ レール １０ 保持部材 １１〜１６ レール １７ 保持部材 １８ 保持部材 １９ 端子 ２０ 下部ケース ２１ 上部ケース ２２ 蓋 ２３ 保持部材 ２４ Ｔ1端子 ２５ Ｔ2端子 ２６ ゲート端子 ２７ Ｔ1端子 ２８ Ｔ2端子 ２９ ゲート端子２９ ３０ 回路基板 ３１ 保持部材 ３２ 制御基板 ３３ 保持部材 ３４ 熱結合部分

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一つ以上のパワー素子を実装して単位モ
   ジュール化されるヒートシンク部品と、当該ヒートシン
   ク部品の二つ以上を一体化させる保持部材とを、具備す
   ることを特徴とするパワー素子ユニット。
2. 【請求項２】 前記ヒートシンク部品は、熱伝導材料を
   押出し或は引抜き成形して得られる成形品であることを
   特徴とする請求項１に記載のパワー素子ユニット。
3. 【請求項３】 前記保持部材は、熱伝導材料を押出し或
   は引抜き成形して得られる成形品であることを特徴とす
   る請求項１〜２に記載のパワー素子ユニット。
4. 【請求項４】 前記保持部材は、ヒートシンクの外形を
   形作ると共に、前記各ヒートシンク部品の取り付け状態
   を確保できるレールが形成されていることを特徴とする
   請求項１〜３の何れかに記載のパワー素子ユニット。
5. 【請求項５】 前記保持部材は、前記各ヒートシンク部
   品の取り付け状態を確保する樹脂モールド構造であるこ
   とを特徴とする請求項１〜２の何れかに記載のパワー素
   子ユニット。
6. 【請求項６】 前記保持部材は、前記各ヒートシンク部
   品の取り付け状態を確保する樹脂モールド構造であると
   共に、ＤＩＰチップ構成であることを特徴とする請求項
   １〜２または請求項５の何れかに記載のパワー素子ユニ
   ット。
7. 【請求項７】 前記保持部材は、前記各ヒートシンク部
   品の取り付け状態を確保する樹脂モールド構造であると
   共に、筐体の一部構成であることを特徴とする請求項１
   〜２または請求項５の何れかに記載のパワー素子ユニッ
   ト。
8. 【請求項８】 前記保持部材は、前記各ヒートシンク部
   品の取り付け状態を確保する樹脂モールド構造であると
   共に、当該樹脂モールド構造筐体の中に制御基板を配置
   した構成であることを特徴とする請求項１〜２または請
   求項５の何れかに記載のパワー素子ユニット。
9. 【請求項９】 前記保持部材は、前記各ヒートシンク部
   品の取り付け状態を確保する樹脂モールド構造であると
   共に、前記各ヒートシンク部品毎のモジュール相互間を
   熱結合させた構成であることを特徴とする請求項１〜２
   または請求項５の何れかに記載のパワー素子ユニット。