KR100742802B1 - 파워 반도체소자의 방열장치 - Google Patents

파워 반도체소자의 방열장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100742802B1
KR100742802B1 KR1020017015213A KR20017015213A KR100742802B1 KR 100742802 B1 KR100742802 B1 KR 100742802B1 KR 1020017015213 A KR1020017015213 A KR 1020017015213A KR 20017015213 A KR20017015213 A KR 20017015213A KR 100742802 B1 KR100742802 B1 KR 100742802B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power semiconductor
heat dissipation
heat sink
heat
conductive heat
Prior art date
Application number
KR1020017015213A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20020035483A (ko
Inventor
가스가노부유키
Original Assignee
가부시키 가이샤 도쿄 알 앤드 디
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 가부시키 가이샤 도쿄 알 앤드 디 filed Critical 가부시키 가이샤 도쿄 알 앤드 디
Publication of KR20020035483A publication Critical patent/KR20020035483A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100742802B1 publication Critical patent/KR100742802B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • 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
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0263—High current adaptations, e.g. printed high current conductors or using auxiliary non-printed means; Fine and coarse circuit patterns on one circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/11—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/11—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/115—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/30—Structural association with control circuits or drive circuits
    • H02K11/33—Drive circuits, e.g. power electronics
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • 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
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • 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
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10166—Transistor
    • 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
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10272—Busbars, i.e. thick metal bars mounted on the PCB as high-current conductors
    • 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
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10431—Details of mounted components
    • H05K2201/10439—Position of a single component
    • H05K2201/10492—Electrically connected to another device

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

복수의 파워 반도체소자(1)를 사용한 전기회로에 있어서, 파워 반도체소자는 그 소자 중의 전극이 해당 반도체의 패키지의 내부에서 전기적으로 접속된 방열용 금속부품(5)을 구비하고, 상기 복수의 파워 반도체소자 중, 방열용 금속부품에 접속되어 있는 전극의 전위가 같은 전위로 되는 것의 해당 방열용 금속부품을, 도전성이 있는 한 개의 방열체에 도통(導通)시켜서 고정되게 붙여서, 방열체를 한 개의 접속단자로서 사용한다. 또한, 복수의 상기 방열체를 도전성이 있는 한 개의 방열판(7)에 도통시켜서 고정되게 붙임과 동시에, 상기 방열판을 한 개의 접속단자로서 사용한다. 또는, 상기 방열체를 다른 방열판(11)에 전기적으로 절연하여 고정되게 붙인다.

Description

파워 반도체소자의 방열장치{HEAT DISSIPATING DEVICE FOR POWER SEMICONDUCTOR DEVICES}
본 발명은 복수의 파워 반도체소자를 사용한 전기회로에서, 해당 파워 반도체소자의 급전(給電) 구조를 간이화하고, 동시에 방열작용도 구비한 파워 반도체소자의 방열장치에 관한 것이다.
일반적으로, 비교적 큰 전력이 급전되는 제어장치는, 복수의 파워 반도체소자를 구비하고 있다. 일례로서 최근에 주목되고 있는 전기자동차를 보면, 차량의 구동원으로서의 전동모터 및 그 모터구동회로, 즉 복수의 파워 반도체소자를 구비한 장치가 금속제의 케이싱 내에 수납되어서, 모터 및 회로의 보호를 도모하면서 차량에 탑재되어 있다. 또, 이 케이싱은 알루미늄 등을 사용한 금속제의 원통 형상형(筒狀) 케이스 및 커버로 구성되고, 모터의 구성 성분을 케이스에 수납한 다음, 커버를 덮고, 케이스와 커버를 볼트 체결로 조립하고 있다.
모터구동회로는 모터와 코일로의 통전을 고속으로 전환제어하는 스위칭 소자인 파워 반도체소자를 주로 하여 만들어져 있다. 파워 반도체소자가 발열하여 정격온도까지 상승하면, 회로를 보호하기 위하여 모터의 출력을 제어 또는 정지해야만 한다. 이때, 이러한 상태를 회피하고 큰 출력을 얻기 위해서는, 파워 반도체소자에서 생기는 열을 모터 케이스 밖으로 방열하는 것이 필수적이다.
이 때문에 종래에는 파워 반도체소자에 마련되어 있는 방열용 금속부품이 방열작용을 담당하는 히트싱크(heat sink)에 설치되어 있다.
이 종래의 전기회로에 있어서, 예컨대, FET를 예로 들면, 파워 반도체소자의 드레인 전극과 방열용 금속부품은 전기적으로 접속되어 있으며, 다른 회로부분에 사용하고 있는 파워 반도체소자를 동일한 히트싱크에 설치할 때에는 각 파워 반도체소자와 히트싱크와의 사이에 전기적 절연이 필요하다. 또, 이와 같이 하여 전기적 절연을 확보하게 되면, 전기적 절연체는 전기저항이 크면 동시에 열저항도 크므로, 파워 반도체소자의 방열성을 저하시킨다.
또, 파워 반도체소자를 회로기판에 납땜하여 회로 구성을 하는 경우, 일반적으로 해당 회로와, 전원, 모터 등의 외부회로에 접속하기 위한 단자와의 접속이 회로기판상에서 이루어지지만, 파워 반도체소자는 대체로 큰 전류를 취급하기 때문에, 회로기판상에 두께가 큰 동박(銅箔))으로 패턴을 형성하기도 하고, 회로기판을 다층구조로 형성하여 그 내층을 이용하기도 하고, 또는 회로기판상에 그로밋(grommet) 형상의 단자를 형성하는 등과 같은 구조 및 공정이 필요하였다. 따라서, 이 종래의 회로기판은, 구조가 복잡하게 되어서 소형화가 곤란하게 되며, 또한 많은 부품 개수와 공정 수가 필요하여, 비용이 비싸지는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제를 감안하여, 회로기판에 장착된 파워 반도체소자의 급전 구조를 간이화하고, 동시에 방열작용도 구비한 파워 반도체소자의 방열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 파워 반도체소자의 방열장치는, 복수의 파워 반도체소자를 사용한 전기회로에 있어서,
상기 파워 반도체소자는, 상기 소자 중의 전극이 해당 반도체의 패키지의 내부에서 전기적으로 접속된 방열용 금속부품을 구비하고,
상기 복수의 파워 반도체소자 중, 상기 방열용 금속부품에 접속되어 있는 동일 전위의 전극을 갖는 해당 방열용 금속부품을, 도전성이 있는 한 개의 방열체에 전기적으로 접속시켜서 고정되게 붙이고,
또한 상기 방열체를 한 개의 접속단자로서 사용하고 있다.
이와 같이 본 발명의 장치에 의하면, 복수의 방열용 금속부품이 한 개의 방열체에 전기적으로 접속되고, 이 한 개의 방열체를 한 개의 접속단자로서 사용함으로써, 해당 복수의 방열용 금속부품에 관련되는 전극에서 각각 따로 배선할 필요가 없으므로, 급전 구조를 간이화할 수가 있다.
또한, 본 발명은 복수의 방열용 금속부품이 전기적 절연체를 개재하지 않고 방열체에 접속되므로, 각 파워 반도체소자와 방열체 사이의 열저항을 작게 할 수가 있고, 파워 반도체소자의 방열성을 높일 수가 있다.
본 발명의 파워 반도체소자의 방열장치에서는, 복수의 상기 방열체를 도전성이 있는 한 개의 방열판에 전기적으로 접속시켜서 고정되게 붙임과 동시에, 상기 방열판을 한 개의 접속단자로서 사용할 수 있다.
이와 같이, 복수의 방열체를 방열판에 전기적으로 접속시켜서 이것을 한 개의 접속단자로서 사용함으로써, 상술한 급전 구조를 더욱 간이화할 수가 있다. 또한, 복수의 방열체가 추가적으로 방열판에 접속하게 되므로, 파워 반도체소자의 방열성을 더욱 높일 수가 있다.
본 발명의 파워 반도체소자의 방열장치에서는, 상기 방열판을 다른 방열체에 전기적으로 절연하여 고정되게 붙일 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 방열판의 열은 다른 방열체에 의하여 방열함으로써, 파워 반도체소자의 방열성을 더욱 높일 수가 있다.
본 발명의 파워 반도체소자의 방열장치에서는, 상기 방열체를 다른 방열체에 전기적으로 절연하여 고정되게 붙일 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 방열체의 열은 다른 방열체에 의하여 방열함으로써, 파워 반도체소자의 방열성을 더욱 높일 수가 있는 것이다.
본 발명의 파워 반도체소자의 방열장치에서는, 상기 방열체와 상기 다른 방열체와의 고정되게 붙인 면적을, 상기 방열체와 상기 방열용 금속부품과의 고정되게 붙인 면적보다도 넓게 할 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 파워 반도체소자의 방열성이 더욱 향상된다.
즉, 방열체와 다른 방열체를 전기적으로 절연하면, 그들 사이에서의 열저항이 크게 되나, 본 발명에서는 방열체와 다른 방열체와의 고정되게 붙인 면적을, 방열체와 방열용 금속부품과의 고정되게 붙인 면적보다도 넓게 설정하였으므로, 방열용 금속부품에서 방열체에 전달되는 열량을 균형이 잘 맞게 확보할 수가 있고, 그 결과 파워 반도체소자의 방열을 효율적으로 실행할 수가 있다.
본 발명의 파워 반도체소자의 방열장치에서는, 상기 방열체를 판 형상의 부재로 함과 동시에, 상기 다른 방열체에 대해서는 나사 체결에 의해 고정되게 붙일 수 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 방열체를 효율적으로 설치할 수가 있다.
특히, 본 발명에서의 방열체는 판 형상의 부재이므로, 펀치 가공으로 제조할 수가 있고, 그 제조 비용을 저감할 수가 있다.
도 1은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 파워 반도체소자의 방열장치를 전동모터에 구성한 것을 표시하는 종단면도.
도 2는 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 파워 반도체소자를 사용한 인버터 회로도.
도 3은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 파워 반도체소자의 외관 사시도(1)와 동 회로기호(2).
도 4는 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 복수의 파워 반도체소자를 서브 히트싱크에 설치한 상태를 표시하는 외관 사시도.
도 5는 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 복수의 파워 반도체소자를 설치한 복수의 서브 히트싱크를 회로기판에 배치한 상태를 표시하는 외관 사시도.
도 6은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 복수의 서브 히트싱크를 회로기판에 배치한 상태를 표시한 것으로서, 서브 히트싱크에 방열판을 설치한 상태를 표시하는 일부가 잘린 외관 사시도.
도 7은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 회로모듈 부분을 표시하는 외관 사시도.
도 8은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 복수의 서브 히트싱크를 회로기판에 배치한 상태를 표시하는 것으로서, 서브 히트싱크에 방열판을 설치한 상태를 표시하는 외관 사시도.
도 9는 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 파워 반도체소자의 방열장치를 표시하는 종단면도.
도 10은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 파워 반도체소자의 방열장치를 표시하는 분해 사시도.
도 11은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 파워 반도체소자를 표시하는 외관 사시도.
도 12는 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 파워 반도체소자 및 서브 히트싱크를 표시하는 평면도.
도 13은 본 발명의 구체적인 실시예에 따른 파워 반도체소자 및 회로기판을 표시하는 평면도.
이하에 본 발명의 구체적인 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 본 실시예는 FET를 일례로 하는 파워 반도체소자로서, 급전 기능을 갖는 방열장치가 전동모터에 구성되어 있는 경우의 것이다. 편의상, 먼저 전동모터에 관하여 설명한다.
도 1에 표시한 바와 같이, 전동 모터(M)는 기본적으로 모터의 기계적 요소를 수납한 모터 모듈(A)과, 전기제어적 요소를 수납한 회로 모듈(B)로 구성되고, 이 실시예에서는 전기 자동차의 주행 구동원으로서 사용되고 있다.
이 모터 모듈(A)은, 대략 원통 형상의 행거 케이스(hanger case)(21) 내에 3상 코일을 구비한 모터 본체(22)와, 모터 본체(22)를 수지 봉입한 수지 블록(23)으로 구성되어 있다. 이 모터 본체(22)는 행거 케이스(21)에 대하여 회전 가능하게 축에 지지된 모터축(24)과, 이 모터축(24)에 고정되게 붙인 모터(25)와, 행거 케이스(21) 쪽에 고정된 모터(25)와, 행거 케이스(21) 쪽에 고정된 스테이터(26)로 구성되어 있다.
한편, 회로 모듈(B)은 금속제의 히트싱크 케이스(11) 내에 모터 본체(22)를 통전 제어하는 회로기판(12)과, 이 회로기판(12)에 장착된 파워 반도체소자(1), 후술하는 방열체인 서브 히트싱크(6), 세 갈래 형상의 방열판(7), 콘덴서 등의 관련부품으로 구성되어 있다. 게다가 도시하지 않았지만, 파워 반도체소자를 스위칭 제어하는 CPU나 관련 부품도 히트싱크 케이스 내에 배치되어 있다.
또한, 상기 모터 본체(22)의 코일은 코어의 소정 개소에 권선을 시행한 3상(U상, V상 및 W상)으로 형성되고, 이들 각 상의 코일은 각각 모터 구동회로를 탑재한 회로기판(12)에 전기적으로 접속되어 있다.
도 2는 파워 반도체소자(1)를 사용한 인버터 회로를 표시한 것으로서, 접속단자의 플러스 및 마이너스가 전원에 접속되고, 접속단자의 U, V, W가 모터에 접속된다.
한편, 도 3에 표시한 파워 반도체소자(1)는, 게이트, 드레인 및 소스의 각 전극(2, 3, 4)과, 상기 드레인 전극(3)과 전기적으로 접속하는 방열용 금속부품(5)을 구비하고 있다.
그리고, 도 2에서, 도면 중의 상부에 표시되는 3개의 파워 반도체소자(1)는 각 드레인 전극(3)이 회로적으로 같은 전위이므로, 한 개의 방열체에 직접 설치할 수가 있다.
본 예에서는, 도 4에 표시한 바와 같이 3개의 파워 반도체소자(1)가 한 개의 블록형상의 서브 히트싱크(6)에 나사 체결되어 고정되게 붙여 있다. 서브 히트싱크(6)는 도전성인 금속부재이며, 3개의 파워 반도체소자(1)를 서브 히트싱크(6)에 직접 고정되게 붙임으로써, 파워 반도체소자(1)와 서브 히트싱크(6)는 전기적으로 접속된다.
또한, 서브 히트싱크(6)를 한 개의 접속단자로서 사용하고 있다. 본 실시예에서는 서브 히트싱크(6)의 배면에 나사붙임부를 설치하고, 이 나사붙임부에 리드선(8)의 단자(8a)를 나사(9)로 접속시킨다.
이와 같이 본 실시예의 장치에 의하면, 복수의 파워 반도체소자(1)의 방열용 금속부품(5)이 한 개의 서브 히트싱크(6)에 전기적으로 접속되고, 이 한 개의 서브 히트싱크(6)를 한 개의 접속단자로서 이용하기 때문에, 상기 복수의 방열용 금속부품에 관련된 드레인 전극으로부터 각각 따로 배선할 필요가 없고, 급전 구조를 간단하게 할 수가 있다.
또한, 본 실시예에서는, 복수의 방열용 금속부품(5)이 전기적 절연체를 통하지 않고 서브 히트싱크(6)에 접속하기 때문에, 각 파워 반도체소자(1)와 서브 히트싱크(6) 사이의 열저항을 작게 할 수가 있고, 파워 반도체소자(1)의 방열성을 높일 수가 있다.
상기 회로기판(12)은 도 5에 표시한 바와 같이, 소정 지름을 구비한 원형상 박판(薄板)에 형성되고, 이 회로기판(12)의 상면 쪽에는 파워 반도체소자(1)를 밀착 고정한 서브 히트싱크(6)가, 반대의 배면 쪽에는 큰 용량의 콘덴서(10)가, 각각 실제 장치되어 있다.
또, 도 6 및 도 7에 표시한 바와 같이, 서브 히트싱크(6)가 복수의 다른 방열체인 세 갈래 형상의 방열판(7)에 고정되게 붙여져 있다. 이 방열판(7)에 전기적으로 접속되어 고정되게 붙인 서브 히트싱크(6)에서, 각 서브 히트싱크(6)는 회로적으로 같은 전위이다.
또한, 서브 히트싱크(6)는 상면에 나사구멍(6a)이 설치되어 있으며, 이 나사구멍(6a)에 도시하지 않은 나사를 통하여 방열판(7)이 고정되게 붙여 있다.
이와 같이 서브 히트싱크(6)를 복수의 방열판(7)에 전기적으로 접속시켜서 이것을 한 개의 접속단자로서 사용함으로써, 복수인 급전 구조를 일체화시켜서, 이것을 더욱 간이화할 수가 있다. 또한, 복수의 방열체[서브 히트싱크(6)]가 방열판(7)에 접속되었으므로, 파워 반도체소자의 방열성을 더욱 높일 수가 있다.
상기 방열판(7)은, 도 1 및 도 7에 표시한 바와 같이, 절연시트(13)를 사이에 끼워서 히트싱크 케이스(11)에 눌러 접착되고, 또한 방열판(7)이 장착되지 않은 서브 히트싱크(6)의 상면에도 절연시트(13)가 설치되어서, 히트싱크 케이스(11)에 눌러 접착되어 있다. 히트싱크 케이스(11)의 외면에는 방열용의 핀이 설치되어 있다.
이와 같이, 방열판(7)은 히트싱크 케이스(11)에 눌러서 접착되었으므로, 방열판(7)의 열은 히트싱크 케이스(11)에 의하여 외부로 방열하게 되며, 그 결과, 파워 반도체소자(1)의 방열성을 더욱 높일 수가 있다. 또한, 방열판(7)이 장착되지 않는 서브 히트싱크(6)도 히트싱크 케이스(11)에 눌러 접착하게 되어 있으므로, 서브 히트싱크(6)의 열은 히트싱크 케이스(11)에 의하여 외부로 방열되어, 파워 반도체소자(1)의 방열성이 높아지게 된다.
또한, 방열판(7) 및 서브 히트싱크(6)는 히트싱크 케이스(11)에 전기적으로 절연하여 고정되게 붙임으로써, 히트싱크 케이스(11)에서 외부에 파워 반도체소자(1)의 큰 전류가 흩어져 없어지는 일이 없고, 이것에 의하여 안전성을 확보할 수가 있다.
또, 상술한 각 서브 히트싱크(6)가 회로적으로 같은 전위에 있는 해당 서브 히트싱크는, 예컨대 도 8에 표시한 바와 같이 한쪽 편에 나열됨과 동시에, 이것에 대응시켜서 방열판(7)을 반원 형상으로 형성하여 사용해도 좋다. 또한 이러한 배치 상태로 한정하지 않고, 서브 히트싱크(6)를 4각으로 배치하는 등, 적절한 형태를 채택할 수도 있다.
이상의 구체적 실시예에서, 전동 모터에 구성되어 있는 경우를 실시예로 하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 파워 반도체소자의 방열장치가 사용되는 것에 일반적으로 적용할 수가 있는 것이다. 또, 파워 반도체소자로서는 FET를 실시예를 들어서 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 트랜지스터, 다이오드, 사이리스터, IGBT, SIT 등의 적절한 것이나, 이것들을 구성하여 한 개의 패키지에 넣은 것을 사용할 수가 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 구체적인 실시예를 도 9 내지 도 13에 의거하여 설명한다.
이들 도면에 표시한 바와 같이 본 실시예의 급전 기능을 갖는 방열장치의 경우, 서브 히트싱크(6)는 히트싱크 케이스(11)에 전기적으로 절연하여 고정되게 붙여져 있다.
또한, 그 밖에 기본적인 구성에 관해서는, 상술한 구체적인 실시예와 마찬가지이므로, 공통하는 부재에는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.
즉, 본 실시예에 있어서의 서브 히트싱크(6)는, 한쪽 면에 파워 반도체소자(1)를 나사 체결하여 배치한 판 형상의 부재로서, 히트싱크 케이스(11)에 대해서는, 다른 쪽 면과의 사이에 절연시트(13)를 끼우면서 나사 체결하여 고정되게 붙여져 있다. 관련 파워 반도체소자(1)에서의 각 전극(2, 3, 4)은, L자 형상을 나타내는 것이다.
여기서, 서브 히트싱크(6)와 히트싱크 케이스(11)가 고정되게 붙여진 면적은, 서브 히트싱크(6)와 방열용 금속부품(5)이 고정되게 붙여진 면적보다도 넓게 설정되어 있다.
또, 히트싱크 케이스(11)에 대하여 서브 히트싱크(6)의 나사 체결에 관해서는, 서브 히트싱크(6)와 히트싱크 케이스(11)와의 절연성을 확보하기 위해 절연체를 장착한 나사(14) 또는 절연체로 된 나사를 사용하고 있다.
또, 본 실시예에서, 서브 히트싱크(6)에 대한 방열용 금속부품(5)의 나사 체결과, 히트싱크 케이스(11)에 대한 서브 히트싱크(6)의 나사 체결은, 함께 서브 히트싱크(6)의 두께방향으로 된다. 따라서, 이들의 나사 체결은 동일한 방향에서 공구를 삽입하여 실행할 수가 있고, 관련 장치의 생산공정이 간이화될 수가 있다.
본 실시예의 파워 반도체소자의 방열장치에 의하면, 서브 히트싱크(6)의 열은 히트싱크 케이스(11)에 의하여 방열되기 때문에, 파워 반도체소자(1)의 방열성은 더욱 높일 수가 있다.
또, 서브 히트싱크(6)와 히트싱크 케이스(11)를 전기적으로 절연하면, 그들 사이에서의 열저항이 크게 되나, 본 실시예에서는 서브 히트싱크(6)와 히트싱크 케이스(11)를 고정되게 붙인 면적을, 서브 히트싱크(6)와 방열용 금속부품(5)을 고정되게 붙인 면적보다도 넓게 설정하였으므로, 방열용 금속부품(5)에서 서브 히트싱크(6)에 전달되는 열량과, 서브 히트싱크(6)에서 히트싱크 케이스(11)에 전달되는 열량을 균형이 잘 맞게 확보할 수가 있고, 그 결과, 파워 반도체소자(1)의 방열이 효율적으로 실행될 수 있다.
또한, 서브 히트싱크(6)가 판 형상의 부재이므로 펀치 가공으로 제조할 수가 있고, 그 제조비용을 저감할 수가 있다. 그리고, 히트싱크 케이스(11)에 대해서는 나사 체결에 의하여 고정되게 붙이기 때문에 효율적으로 설정할 수가 있다. 또한, 서브 히트싱크(6)의 평면 형상은 히트싱크 케이스(11)와의 고정되게 붙인 면적 등을 고려하여 적절하게 설정한다.
본 발명은 복수의 파워 반도체소자를 사용한 전기회로에서, 파워 반도체소자의 급전 구조를 간이화하며, 동시에 방열작용도 갖춘 파워 반도체소자의 방열장치이고, 예컨대 모터의 구동회로로서 바람직하게 이용된다.

Claims (7)

  1. 회로기판(12)과,
    상기 회로기판에 장착된 복수의 파워 반도체소자로서, 각 소자는 상기 소자의 패키지 내에 드레인 전극(3) 및 상기 드레인 전극과 전기적으로 접속된 방열용 금속부품(5)을 갖는 파워 반도체소자(1)를 구비하고 있으며,
    적어도 하나의 제1 도전성 방열부재(6)가 접속단자로서 사용되고,
    상기 복수의 파워 반도체소자(1, 1) 중에서 동일한 전위를 갖는 드레인 전극(3, 3)을 포함하는 파워 반도체소자(1, 1)만이 상기 방열용 금속부품(5)을 통해 상기 제1 도전성 방열부재(6)와 전기적으로 접속되고 또한 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 파워 반도체소자의 방열장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 도전성 방열부재(6)가 전기적으로 접속되고 또한 고정되어 있는 도전성 방열판(7)을 더 포함하고,
    상기 도전성 방열판(7)을 접속단자로 이용하는 것을 특징으로 하는 파워 반도체소자의 방열장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 도전성 방열부재(6, 6) 중, 상기 제1 도전성 방열부재(6)와, 상기 제1 도전성 방열부재(6)와는 회로적으로 다른 전위의 제2 도전성 방열부재(6)는, 서로 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 파워 반도체소자의 방열장치.
  4. 삭제
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 도전성 방열부재(6)와 상기 제2 도전성 방열부재(6)가 각각 케이스에 고정되는 면적은, 상기 제1 도전성 방열부재(6)와 상기 방열용 금속부품(5)이 고정되어 있는 면적보다도 넓은 것을 특징으로 하는 파워 반도체소자의 방열장치.
  6. 삭제
  7. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 도전성 방열부재(6)가 전기적으로 접속 또는 고정되어 있는 도전성 방열판(7)을 더 포함하고, 상기 도전성 방열판(7)을 접속단자로서 사용하며, 상기 도전성 방열판(7)은, 상기 제2 도전성 방열부재(6)에 대해 절연되어 있는 것을 특징으로 하는 파워 반도체소자의 방열장치.
KR1020017015213A 1999-06-03 2000-06-01 파워 반도체소자의 방열장치 KR100742802B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-1999-00157078 1999-06-03
JP15707899A JP4054137B2 (ja) 1999-06-03 1999-06-03 パワー半導体素子の給電及び放熱装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020035483A KR20020035483A (ko) 2002-05-11
KR100742802B1 true KR100742802B1 (ko) 2007-07-25

Family

ID=15641774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020017015213A KR100742802B1 (ko) 1999-06-03 2000-06-01 파워 반도체소자의 방열장치

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6704201B2 (ko)
EP (1) EP1184905A4 (ko)
JP (1) JP4054137B2 (ko)
KR (1) KR100742802B1 (ko)
CN (1) CN1226789C (ko)
CA (1) CA2372440A1 (ko)
TW (1) TW472428B (ko)
WO (1) WO2000075991A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018174470A1 (ko) * 2017-03-20 2018-09-27 엘지이노텍 주식회사 전력 변환 모듈의 방열 장치 및 이를 포함하는 전력 변환 모듈

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003052160A (ja) * 2001-08-06 2003-02-21 Tokyo R & D Co Ltd モータ
JP2004274834A (ja) * 2003-03-06 2004-09-30 Tamagawa Seiki Co Ltd 駆動回路内蔵型サーボモータ
JP2004357384A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Toyoda Mach Works Ltd ヒートシンクへのスイッチング素子取付構造
JP4239723B2 (ja) 2003-07-24 2009-03-18 トヨタ自動車株式会社 発電電動装置を備える駆動システムおよび発電電動装置の制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体
JP2005117887A (ja) * 2003-09-19 2005-04-28 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 車載用回路ユニットの取付構造及び車載用回路ユニット
JP4583191B2 (ja) * 2005-01-28 2010-11-17 三菱電機株式会社 回転電機
KR101104286B1 (ko) * 2005-02-23 2012-01-13 자화전자 주식회사 전열히터
US20080030088A1 (en) * 2006-07-18 2008-02-07 Daniel Gizaw Compact integrated brushless permanent-magnet motor & drive
CN200990577Y (zh) * 2006-08-28 2007-12-12 中山大洋电机股份有限公司 一种直流无刷电机的控制器结构
DE102008007825A1 (de) * 2008-02-07 2009-08-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Umrichtermotor
WO2009113818A2 (en) * 2008-03-12 2009-09-17 Kmw Inc. Enclosure device of wireless communication apparatus
JP5223712B2 (ja) * 2009-02-12 2013-06-26 パナソニック株式会社 圧縮機用電子回路装置
DE102009001808A1 (de) * 2009-03-24 2010-09-30 Robert Bosch Gmbh Elektromotor
JP5516066B2 (ja) 2009-06-24 2014-06-11 株式会社デンソー 駆動装置
JP5435284B2 (ja) * 2009-06-24 2014-03-05 株式会社デンソー 駆動装置
JP5435286B2 (ja) * 2009-06-24 2014-03-05 株式会社デンソー 駆動装置
JP5624330B2 (ja) * 2009-06-24 2014-11-12 株式会社デンソー モータ
JP5435285B2 (ja) * 2009-06-24 2014-03-05 株式会社デンソー 駆動装置
US20110073293A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 Gauthier Benoit G Thermal Wick Cooling For Vibroacoustic Transducers
JP5719524B2 (ja) * 2010-04-16 2015-05-20 株式会社デンソー 電動装置
JP5177711B2 (ja) * 2010-05-21 2013-04-10 株式会社デンソー 電動装置
CN201708684U (zh) * 2010-06-07 2011-01-12 柳州五菱汽车有限责任公司 电动汽车驱动控制器散热***
JP5766431B2 (ja) * 2010-11-30 2015-08-19 三菱重工業株式会社 電動圧縮機
JP5692588B2 (ja) * 2010-12-28 2015-04-01 株式会社デンソー 駆動装置
JP5692575B2 (ja) * 2010-12-28 2015-04-01 株式会社デンソー 駆動装置
CN202222092U (zh) * 2011-08-30 2012-05-16 中山大洋电机制造有限公司 一种电机控制器的igbt散热结构
JP5700232B2 (ja) * 2011-11-10 2015-04-15 株式会社安川電機 回転電機
US9614421B2 (en) * 2011-12-29 2017-04-04 Zhongshan Broad-Ocean Motor Co., Ltd. Motor controller and brushless DC motor comprising the same
JP5888010B2 (ja) * 2012-03-08 2016-03-16 日産自動車株式会社 インバータモジュール
JP5807846B2 (ja) 2012-03-29 2015-11-10 株式会社デンソー 駆動装置
WO2013175714A1 (ja) * 2012-05-22 2013-11-28 パナソニック株式会社 半導体装置及びその製造方法
JP5476614B2 (ja) * 2013-03-14 2014-04-23 パナソニック株式会社 圧縮機用電子回路装置
US9431881B2 (en) * 2013-03-15 2016-08-30 Regal Beloit America, Inc. Electric machine housing
DE102013010843A1 (de) * 2013-06-28 2014-12-31 Wabco Gmbh Elektrisches Steuergerät
CN104348304A (zh) * 2013-08-05 2015-02-11 苏州斯奥克微电机制造有限公司 永磁低速同步电机
CN105334407A (zh) * 2014-08-12 2016-02-17 致茂电子(苏州)有限公司 电子负载测试装置
JP6647407B2 (ja) * 2016-08-04 2020-02-14 三菱電機株式会社 電動機および空気調和装置
CN108964363A (zh) * 2017-05-17 2018-12-07 德昌电机(深圳)有限公司 一种电机、控制电路板及应用该电机的引擎冷却模组
US10998797B2 (en) * 2017-12-19 2021-05-04 Tti (Macao Commercial Offshore) Limited Electric motor assembly including end cap having heat sink for heat-generating electrical component
CN109068475B (zh) * 2018-09-07 2023-11-10 英迪迈智能驱动技术无锡股份有限公司 一种用于筒状电机的pcb布局结构
EP3634095B1 (en) * 2018-10-02 2022-03-16 Mahle International GmbH Power inverter
EP3634096A1 (en) * 2018-10-02 2020-04-08 Mahle International GmbH Power inverter
JP7353742B2 (ja) * 2018-10-23 2023-10-02 株式会社Ihi 流体機械
CN216406912U (zh) * 2018-10-26 2022-04-29 博格华纳公司 旋转机器
CN111315182B (zh) * 2018-12-12 2022-02-08 台达电子工业股份有限公司 整合式电子装置
DE102019102318A1 (de) * 2019-01-30 2020-07-30 Nidec Gpm Gmbh Pumpe aufweisend einen Elektromotor mit Steckeranbindung in Form eines Zwischenringes
DE112021000084T5 (de) 2020-03-19 2022-04-21 Fuji Electric Co., Ltd. Stromrichter
TWI723816B (zh) * 2020-03-23 2021-04-01 綠達光電股份有限公司 具散熱結構的馬達功率積體電路
CN214240677U (zh) * 2020-09-16 2021-09-21 深圳市英维克信息技术有限公司 新能源车及其电控盒

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4720771A (en) * 1985-07-05 1988-01-19 Chrysler Motors Corporation Heat sink assembly for a circuit board mounted integrated circuit
US5191512A (en) * 1991-04-17 1993-03-02 Pioneer Electronic Corporation Heat sink/circuit board assembly
JPH05191512A (ja) * 1992-01-14 1993-07-30 Fujitsu Ltd 着信転送方法及びその装置
US5875097A (en) * 1997-06-09 1999-02-23 Power Trends, Inc. Heat sink for auxiliary circuit board
JP4720771B2 (ja) * 2007-04-03 2011-07-13 ソニー株式会社 撮像装置及び撮像方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56167561U (ko) * 1980-05-15 1981-12-11
DE3144579A1 (de) * 1981-11-10 1983-05-26 Friedrich Dipl.-Ing. 5600 Wuppertal Schmitz Niederfrequenz-leistungsverstaerkeranordnung
JPS599953A (ja) * 1982-07-07 1984-01-19 Meidensha Electric Mfg Co Ltd パワ−トランジスタの並列接続体
JPS62126845U (ko) * 1986-01-31 1987-08-12
JPH02140856U (ko) * 1989-04-27 1990-11-26
JPH09326467A (ja) * 1996-06-04 1997-12-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子機器
JP3426101B2 (ja) * 1997-02-25 2003-07-14 三菱電機株式会社 整流装置
JP2000049184A (ja) * 1998-05-27 2000-02-18 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
US6348727B1 (en) * 1998-12-15 2002-02-19 International Rectifier Corporation High current semiconductor device package with plastic housing and conductive tab
DE29905056U1 (de) * 1999-03-19 1999-06-02 TRW Automotive Electronics & Components GmbH & Co. KG, 78315 Radolfzell Elektrische Baueinheit mit Leistungshalbleiter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4720771A (en) * 1985-07-05 1988-01-19 Chrysler Motors Corporation Heat sink assembly for a circuit board mounted integrated circuit
US5191512A (en) * 1991-04-17 1993-03-02 Pioneer Electronic Corporation Heat sink/circuit board assembly
JPH05191512A (ja) * 1992-01-14 1993-07-30 Fujitsu Ltd 着信転送方法及びその装置
US5875097A (en) * 1997-06-09 1999-02-23 Power Trends, Inc. Heat sink for auxiliary circuit board
JP4720771B2 (ja) * 2007-04-03 2011-07-13 ソニー株式会社 撮像装置及び撮像方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
04720771
05191512

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018174470A1 (ko) * 2017-03-20 2018-09-27 엘지이노텍 주식회사 전력 변환 모듈의 방열 장치 및 이를 포함하는 전력 변환 모듈
KR20180106490A (ko) * 2017-03-20 2018-10-01 엘지이노텍 주식회사 전력 변환 모듈의 방열 장치
EP3606305A4 (en) * 2017-03-20 2020-03-25 LG Innotek Co., Ltd. HEAT DISSIPATION DEVICE FOR AN ENERGY CONVERSION MODULE, AND AN ENERGY CONVERSION MODULE COMPRISING SAME
KR102342215B1 (ko) * 2017-03-20 2021-12-23 엘지이노텍 주식회사 전력 변환 모듈의 방열 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000349233A (ja) 2000-12-15
TW472428B (en) 2002-01-11
CN1353865A (zh) 2002-06-12
KR20020035483A (ko) 2002-05-11
JP4054137B2 (ja) 2008-02-27
CA2372440A1 (en) 2000-12-14
EP1184905A4 (en) 2007-07-04
US6704201B2 (en) 2004-03-09
EP1184905A1 (en) 2002-03-06
US20030047304A1 (en) 2003-03-13
CN1226789C (zh) 2005-11-09
WO2000075991A1 (en) 2000-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100742802B1 (ko) 파워 반도체소자의 방열장치
KR101748639B1 (ko) 전력 변환 장치
US6313598B1 (en) Power semiconductor module and motor drive system
US6441520B1 (en) Power module
US6703699B2 (en) Semiconductor device
JP5444619B2 (ja) 多層回路基板およびモータ駆動回路基板
JP2015123846A (ja) 電子制御ユニット、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
JPH07161925A (ja) パワーモジュール
JPH09139461A (ja) 半導体パワーモジュール
JP5285224B2 (ja) 回路装置
JP3941266B2 (ja) 半導体パワーモジュール
US6295201B1 (en) Bus bar having embedded switching device
JP2000058746A (ja) モジュール内冷却装置
JP5039388B2 (ja) 回路装置
CN115206911A (zh) 电路基板
JP2007060733A (ja) パワーモジュール
JPH11252885A (ja) 電動機駆動装置及び電動機駆動装置の製造方法
JP3449217B2 (ja) 半導体モジュール
JP4103411B2 (ja) 電力変換装置
JP2003133514A (ja) パワーモジュール
JP2004319562A (ja) インバータモジュール
JP2004063682A (ja) 半導体装置
JP3760915B2 (ja) 半導体モジュール
JP2017073445A (ja) 電力変換装置
JP2004364406A (ja) 電力変換装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100714

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee