大功率半导体器件的供电及散热装置制造方法及图纸

在采用多个大功率半导体器件（１）的电路中，所述大功率半导体器件具有该器件中的电极在该半导体的组件内部电气连接的散热用金属部件（５），在所述多个大功率半导体器件中，与散热用金属部件连接的电极的电位为相同电位的该散热用金属部件，电气连接固定在具有导电性的１个散热体上，将散热体用作１个连接端子。另外，所述多个散热体电气连接固定在具有导电性的１个散热板（７）上，并且将所述散热板用作１个连接端子。或者，将所述散热体以电绝缘方式固定于另一散热器（１１）上。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在采用多个大功率半导体器件的电路中，将该大功率半导体器件的供电结构简化，同时还具有散热作用的大功率半导体器件的供电和散热装置。马达驱动电路以作为对马达、线圈的通电进行高速切换控制的开关器件的大功率半导体器件为主体。于是，如果大功率半导体器件发热，上升到额定温度，则为了保护电路，必须抑制或停止马达的输出。所以，为了避免这样的情况，获得较大的输出，必须将大功率半导体器件产生的热量向马达外壳外部排放。由此，目前，设置于大功率半导体器件上的散热用金属部件，被安装在起散热作用的散热片上。在这种现有的电路中，如果以FET为例，则大功率半导体器件的漏极与散热用金属部件实现电气连接，在将不同的电路部分中所采用的大功率半导体器件安装于同一散热片上时，各大功率半导体器件与散热片之间必须实现电绝缘。另外，如果按照此方式确保电绝缘，则在电绝缘体的电阻较大的同时，热阻也较大，故使大功率半导体器件的散热性降低。此外，在将大功率半导体器件焊接于电路基板上以构成电路的情况下，一般，该电路与用于和电源、马达等外部电路连接的端子之间在电路基板上实现连接，但是从总体上说，大功率半导体器件使用大电流，故必须在电路基板上以厚度较大的铜箔形成图形，或以多层结构形成电路基板，利用其内层，或者在电路基板上形成扣眼状的端子等结构或工艺。因此，现有电路基板的结构复杂，难于小型化，另外要求较多部件和步骤，成本较高。因此，本专利技术是针对这样的问题而提出的，本专利技术的目的在于提供一种大功率半导体器件的供电和散热装置，该装置简化安装于电路基板上的大功率半导体器件的供电结构，同时还具有散热作用。如果按照上述方式采用本专利技术的装置，由于多个散热用金属部件与1个散热体电气连接，该1个散热体用作1个连接端子，故可无需从该多个散热用金属部件的电极分别进行布线，可简化供电结构。此外，在本专利技术中，由于多个散热用金属部件不借助电绝缘体而与散热体连接，故可减小各大功率半导体器件与散热体之间的热电阻，可提高大功率半导体器件的散热性。本申请的权利要求2所述的专利技术为大功率半导体器件的供电和散热装置，该装置涉及权利要求1的专利技术，其中上述多个散热体电气连接固定于具有导电性的1个散热板上，将上述散热板用作1个连接端子。按照上述方式，由于使多个散热体与散热板实现电气连接，将其用作一个连接端子，故可进一步简化上述的供电结构。另外，由于多个散热体与散热板连接，故进一步提高大功率半导体器件的散热性。本申请的权利要求3所述的专利技术为大功率半导体器件的供电和散热装置，该装置涉及权利要求2所述的专利技术，其中以电绝缘方式，将上述散热板固定于另一散热器上。如果采用这样的构成，由于散热板的热量通过另一散热器排放，故可进一步提高大功率半导体器件的散热性。本申请的权利要求4所述的专利技术为大功率半导体器件的供电和散热装置，该装置涉及权利要求1的专利技术，其中以电绝缘方式，将上述散热体固定于另一散热器上。如果采用这样的构成，由于散热体的热量通过另一散热器排放，故可进一步提高大功率半导体器件的散热性。本申请的权利要求5所述的专利技术为大功率半导体器件的供电和散热装置，该装置涉及权利要求4的专利技术，其中上述散热体与上述另一散热器之间的固定面积，大于上述散热体与上述散热用金属部件之间的固定面积。如果采用这样的构成，则进一步提高大功率半导体器件的散热性。即，如果散热体与另一散热器之间实现电绝缘，则虽然它们之间的热阻较大，但是按照本专利技术，由于散热体与另一散热器之间的固定面积，大于散热体和散热用金属部件之间的固定面积，故可确保从散热用金属部件传递给散热体的热量，以及从散热体传递给另一散热器的热量之间保持良好的平衡，其结果，大功率半导体器件的散热可有效地进行。本申请的权利要求6所述的专利技术为大功率半导体器件的供电和散热装置，该装置涉及权利要求4或5所述的专利技术，其中上述散热体为板状部件，其通过螺纹紧固方式固定在上述另一散热器上。如果采用这样的构成，则可效率良好地设置散热体。特别是，由于本专利技术的散热体为板状的部件，故可通过冲切加工进行制造，可降低其制造成本。图2涉及本专利技术的具体实例，为采用半导体器件的逆变电路图。图3涉及本专利技术的具体实例，图3(1)为大功率半导体器件的外观立体图，图3(2)为该电路符号。图4涉及本专利技术的具体实例，表示在辅助散热片上安装多个大功率半导体器件的状态的外观立体图。图5涉及本专利技术的具体实例，表示在电路基板上设置安装有多个大功率半导体器件的多个辅助散热片的状态的图。图6涉及本专利技术的具体实例，表示多个辅助散热片设置于电路基板上的状态，为表示在辅助散热片上安装散热板的状态的局部剖开的外观立体图。图7涉及本专利技术的具体实例，表示电路组件部分的外观立体图。图8涉及本专利技术的具体实例，表示多个辅助散热片设置于电路基板上的状态，为表示在辅助散热片上安装散热板的状态的外观立体图。图9涉及本专利技术的具体实例，表示大功率半导体器件的供电和散热装置的纵向截面图。附图说明图10涉及本专利技术的具体实例，表示大功率半导体器件的供电和散热装置的分解立体图。图11涉及本专利技术的具体实例，表示大功率半导体器件的外观立体图。图12涉及本专利技术的具体实例，表示大功率半导体器件和辅助散热片的平面图。图13涉及本专利技术的具体实例，表示大功率半导体器件和电路基板的平面图。本实例是将FET作为大功率半导体器件为例，并且其供电和散热装置装配于电动马达中的情况。为了方便，首先对电动马达进行说明。如图1所示，电动马达M基本上由收装马达机械部件的马达组件A，以及收装电控部件的电路组件B形成，在本实例中，用作电动汽车的行走驱动源。该马达组件A在大致为圆筒形状的悬垂外壳21内部，由具有3相线圈的马达主体22，以及将马达主体22封入树脂的树脂部件23形成。该马达主体22由马达轴24，转子25，以及定子26形成，该马达轴24以可旋转的方式通过轴承支承于悬垂外壳21上，该转子25固定于该马达轴24上，该定子26固定于悬垂外壳21侧。电路组件B在金属制的散热片箱11内部，由对马达主体22进行通电控制的电路基板12，安装于电路基板12上的大功率半导体器件1，后述的作为散热体的辅助散热片6，三叉状的散热板7，电容器等的相关部件构成。另外，虽然在图中省略，但对大功率半导体器件进行开关控制的CPU或相关部件也设置于散热片箱内部。此外，上述马达主体22的线圈按照在芯体的规定部位缠绕线而形成3相(U相，V相和W相)的方式构成，各相的线圈与分别搭载有马达驱动电路的电路基板12电气连接。图2表示采用大功率半导体器件1的逆变电路，故连接端子的正极和负极与电源连接，连接端子中的U，V，W与马达连接。图3所示的大功率半导体器件1包括栅极，漏极，和源极中的各电极2，3，4，以及与上述漏极3电气连接的散热用金属部件5。另外，在图2中，由于在图中的顶部处所示的3个大功率半导体器件1中，各漏极3从电路上说是处于相同电位的，故可将其直接安装于一个散热器上。在本实例中，如图4所示，以螺纹紧固方式将3个大功率半导体器件1固定于1个块状的辅助散热片6上。该辅助散热片6为具有导电性的金属部件，通过将3个大功率半导体器件1直接固定于辅助散热片6上，大功率半导体器件1与辅助散热片6实现电气连接。此外，将辅助散热片6用作1个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率半导体器件的供电和散热装置，其中在采用多个大功率半导体器件的电路中，所述大功率半导体器件具有该器件中的电极在该半导体的组件内部电气连接的散热用金属部件，其特征在于：在所述多个大功率半导体器件中，与所述散热用金属部件连接的电极的 电位为相同电位的散热用金属部件，电气连接固定在具有导电性的１个散热体上，另外，将所述散热体用作１个连接端子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1999-6-3 157078/991.一种大功率半导体器件的供电和散热装置，其中在采用多个大功率半导体器件的电路中，所述大功率半导体器件具有该器件中的电极在该半导体的组件内部电气连接的散热用金属部件，其特征在于在所述多个大功率半导体器件中，与所述散热用金属部件连接的电极的电位为相同电位的散热用金属部件，电气连接固定在具有导电性的1个散热体上，另外，将所述散热体用作1个连接端子。2.根据权利要求1所述的大功率半导体器件的供电和散热装置，其特征在于，所述多个散热体电气连接固定于具有导电性的1个散热板上，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：春日信幸，
申请(专利权)人：东京研发股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]