(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリから供給される直流電流を交流電流に変換して負荷に供給自在なパワーモジュールと、
前記パワーモジュールから発生する熱を放熱自在な冷却部材と、
部分的に突出し弾力性を有するバネ部が一体に形成され、前記冷却部材に前記パワーモジュールの一面を向かい合わせ、前記バネ部を前記一面に対向する他面に押し当てた状態において、前記パワーモジュールを前記冷却部材に取り付ける取付部材と、
を備え、
前記取付部材は弾力性を有する板材により構成され、前記取付部材の前記バネ部の周囲の一部に貫通孔が配設され、
前記貫通孔は、前記取付け部材の横手方向において前記バネ部を中心として対向するそれぞれの領域で、前記取付部材の長手方向において前記バネ部よりも長い寸法を有して延在する貫通孔であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記取付け部材の長手方向に沿う前記取付部材の両周縁の一部が折り曲げられ対向して立設する一対のフランジ部を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記取付部材は前記冷却部材に締結するための締結穴を有し、前記取付部材の前記締結穴の周辺部分には前記フランジ部の一部を取り除いた切欠部を有することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記取付け部材の長手方向において、前記切欠部が設けられた残余の前記一対のフランジ部の長さは、前記一対の貫通孔の長さよりも長いことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に、パワーモジュール等の機能装置を冷却部材に取り付けるための取付部材を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関であるエンジンと電動機であるモータとを駆動力源として備えるハイブリッド車両が広く普及してきた。かかるハイブリッド車両には、バッテリから供給される直流電力を交流電力流に変換してモータに供給すると共に、モータの回生動作によって発電された交流電力を直流電力に変換してバッテリに蓄電するパワードライブユニットが設けられている。
【０００３】
パワードライブユニットには、このようなＤＣ／ＡＣ変換やＡＣ／ＤＣ変換を行うパワーモジュールが設けられる。かかるパワードライブユニットにおいては、比較的大きな電流を使用するので、いわゆるパワー系半導体素子を内蔵したパワーモジュールが組み込まれている。つまり、パワーモジュールが動作すると比較的大きな発熱を伴うので、その放熱経路を確保するために、パワーモジュールにはヒートシンクが装着されている。
【０００４】
特許文献１は、ヒートシンク４０上に押圧部材５６を用いてパワーモジュール２６を押圧しつつ固定するパワードライブユニットを開示し、レイアウトに制限されず、かつ放熱性の低下を招かないように、パワーモジュール２６をヒートシンク４０上に固定することを企図して、パワーモジュール２６と押圧部材５６との間に略円形状を呈するバネ部材６０を配置する構成を有する。
【０００５】
また、特許文献２は、ヒートシンク４０上に押圧部材５６を用いて複数個のパワーモジュール２６を押圧しつつ固定するパワードライブユニットを開示し、複数個のパワーモジュール２６に作用する荷重を均一にすると共に、レイアウトに制限されず、かつに放熱性の低下を招かないように、パワーモジュール２６をヒートシンク４０上に固定することを企図して、複数個のパワーモジュール２６のそれぞれと押圧部材４０との間にバネ部材６０を配置する構成を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１５８６３１号公報
【特許文献２】特開２００９−１５８６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１並びに特許文献２に開示されたパワードライブユニットにおいては、パワーモジュールと押圧部材との間に別部品としてバネ部材を配置しているので、部品点数が増大し、これに伴い構造が複雑になるという傾向がある。
【０００８】
更に、かかる構成によれば、パワーモジュールと押圧部材との間にバネ部材を挟み込み、この状態において押圧部材を押圧しながらヒートシンクにパワーモジュールを組み付ける作業が生じるため、組み付け工数が増大するという傾向もある。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、部品点数を削減することができ、
構造を簡素化することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の目的を達成すべく、本発明は、第１の局面において、バッテリから供給される直流電流を交流電流に変換して負荷に供給自在なパワーモジュールと、前記パワーモジュールから発生する熱を放熱自在な冷却部材と、部分的に突出し弾力性を有するバネ部が一体に形成され、前記冷却部材に前記パワーモジュールの一面を向かい合わせ、前記バネ部を前記一面に対向する他面に押し当てた状態において、前記パワーモジュールを前記冷却部材に取り付ける取付部材と、を備え、前記取付部材は弾力性を有する板材により構成され、前記取付部材の前記バネ部の周囲の一部に貫通孔が配設され、前記貫通孔は、前記取付け部材の横手方向において前記バネ部を中心として対向するそれぞれの領域で、前記取付部材の長手方向において前記バネ部よりも長い寸法を有して延在する貫通孔であることを特徴とする半導体装置である。
【００１３】
また、本発明は、かかる第１の局面に加えて、前記取付け部材の長手方向に沿う前記取付部材の両周縁の一部が折り曲げられ対向して立設する一対のフランジ部を有することを第２の局面とする。
【００１４】
また、本発明は、かかる第２の局面に加えて、前記取付部材は前記冷却部材に締結するための締結穴を有し、前記取付部材の前記締結穴の周辺部分には前記フランジ部の一部を取り除いた切欠部を有することを第３の局面とする。
【００１５】
また、本発明は、かかる第３の局面に加えて、前記取付け部材の長手方向において、前記切欠部が設けられた残余の前記一対のフランジ部の長さは、前記一対の貫通孔の長さよりも長いことを第４の局面とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の局面によれば、部分的に突出し弾力性を有するバネ部が一体に形成され、冷却部材にパワーモジュールの一面を向かい合わせ、バネ部を一面に対向する他面に押し当てた状態において、パワーモジュールを冷却部材に取り付ける取付部材を設けたので、バネ部と取付部材とを１つの部品として構成できて、部品点数を削減することができ、構造を簡素化することができる半導体装置を提供することができる。また、取付部材が弾力性を有する板材により構成され、取付部材のバネ部の周囲の一部に貫通孔が配設されているため、バネ部の弾性を正確に得ながら、板材の一部を突出加工させやすくしたので、バネ部を簡便に製作することができる。更に、貫通孔が、取付け部材の横手方向においてバネ部を中心として対向するそれぞれの領域で、取付部材の長手方向においてバネ部よりも長い寸法を有して延在するものであるため、バネ部の弾性を正確に得ながら、バネ部をより簡便に製作することができる。
【００１９】
本発明の第２の局面によれば、取付け部材の長手方向に沿う取付部材の両周縁の一部が折り曲げられ対向して立設する一対のフランジ部を有するため、板材自体の機械的強度を向上することができ、パワーモジュールを均一な押圧力で冷却部材に取り付けることができる。
【００２０】
本発明の第３の局面によれば、取付部材が冷却部材に締結するための締結穴を有し、取付部材の締結穴の周辺部分にはフランジ部の一部を取り除いた切欠部を有するため、取付部材の機械的強度を部分的に低くすることができ、冷却部材に締結部材によってパワーモジュールを取り付ける際に、締結部材の締結力を機械的強度が低い領域において吸収し、不必要な締結力がパワーモジュールに加わることを防止することができる。
【００２１】
本発明の第４の局面によれば、取付け部材の長手方向において、切欠部が設けられた残余の一対のフランジ部の長さが、一対の貫通孔の長さよりも長いことにより、フランジ部でバネ部の横手方向の周縁部を確実に覆うことができ、切欠部を設けても、バネ部の弾性を
所望な状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態における半導体装置が適用される車両の制御関連装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態の半導体装置の要部の斜視図である。
【図３】本実施形態の半導体装置の断面図であり、図１のＡ−Ａ切断面図に相当する。
【図４】図３に示す半導体装置の要部の拡大断面図である。
【図５】図５（ａ）は、本実施形態の半導体装置における取付部材の斜視図である。図５（ｂ）は、本実施形態の半導体装置における取付部材の裏面斜視図であり、図５（ａ）をｚ軸の負方向から正方向を見た図に相当する。
【図６】本実施形態の半導体装置において取付部材を取り付ける際の状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態における半導体装置につき、適宜図面を参照して、詳細に説明する。なお、図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成し、ｘ軸の方向を長手方向、ｙ軸の方向を横手方向、及びｚ軸の方向を上下方向とする。
【００２４】
まず、本実施形態における半導体装置が適用される車両の制御装置の構成につき、図１を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態における半導体装置については、パワードライブユニットを例に挙げて説明を進める。
【００２５】
図１は、本実施形態における半導体装置が適用される車両の制御関連装置の構成を示すブロック図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態において、自動車等の車両に搭載されるモータ１０は、ＰＤＵ（パワードライブユニット）２０を介して、バッテリ３０に連絡される。
【００２７】
モータ１０は、典型的には、３相交流等の電力が供給されて動作するＤＣブラシレスモータ等の交流同期電動機である。かかるモータ１０は、車両がモータ１０のみを駆動力源とする場合には、車両を駆動する駆動力を供給するものであり、一方で、車両が図示を省略する内燃機関等のエンジンを主駆動力源とする場合には、エンジンの駆動力と補助・補完的に併用されると共に、適宜選択的に、エンジンの始動時のスタータモータやエンジンの稼働時の発電機としても機能することが可能である。また、何れの場合でも、モータ１０は、適宜選択的に、車両の減速時の慣性エネルギを利用したエネルギ回生機構として機能することが可能である。
【００２８】
バッテリ３０は、典型的には、ニッケル水素系やリチウムイオン系の２次電池であり、
モータ１０やその他の補機に必要な電力を供給すると共に、モータ１０等を介して回収される回生電力や、モータ１０や別途設けられた図示を省略する発電機等からの発電電力を蓄電することが可能である。
【００２９】
ＰＤＵ２０は、モータ１０及びバッテリ３０を総合的に制御するＰＣＵ（パワーコントロールユニット）４０の下位コントローラであり、３相交流を用いる場合には、バッテリ３０からの直流電流を３相の交流電流に安定的に変換してモータ１０に供給するＤＣ／ＡＣコンバータの機能及びモータ１０からの回生交流電流等を直流電流に安定的に変換してバッテリ３０に供給するＡＣ／ＤＣコンバータの機能を併せ持つ。なお、かかるＰＤＵ２０は、必要に応じて、バッテリ３０からの直流電流を交流電流に安定的に変換してモータ１０に供給するＤＣ／ＡＣコンバータの機能のみを有していてもよい。
【００３０】
なお、車両の主駆動力源が図示を省略する燃料電池である場合には、バッテリ３０は、補機に必要な電力を供給すると共に、燃料電池の余剰電力や回生電力等を蓄電することが可能である。また、かかる場合、ＰＤＵ２０は、モータ１０、バッテリ３０及び燃料電池を総合的に制御するＰＣＵ４０の下位コントローラとして、主として燃料電池からの直流電流を３相の交流電流に安定的に変換してモータ１０に供給するＤＣ／ＡＣコンバータの機能及びモータ１０からの回生交流電流等を直流電流に安定的に変換してバッテリ３０に供給するＡＣ／ＤＣコンバータの機能を併せ持つことになる。
【００３１】
次に、ＰＤＵ２０の具体的な構成につき、更に図２から図５をも参照して、詳細に説明する。
【００３２】
図２は、本実施形態の半導体装置の要部の斜視図である。図３は、本実施形態の半導体装置の断面図であり、図１のＡ−Ａ切断面図に相当する。図４は、図３に示す半導体装置の要部の拡大断面図であり、取付け部材のフランジ部等は図示を省略する。図５（ａ）は、本実施形態の半導体装置における取付部材の斜視図である。また、図５（ｂ）は、本実施形態の半導体装置における取付部材の裏面斜視図であり、図５（ａ）をｚ軸の負方向から正方向を見た図に相当する。
【００３３】
図２から図５に示すように、本実施形態における半導体装置であるＰＤＵ２０においては、パワーモジュール２１、２２、２３、２４、２５、２６が、取付部材３００で押圧された状態で、六角フランジボルト等の締結部材４００を用いて、冷却部材５００に取り付けられて固定される。なお、パワーモジュール２１、２２、２３、２４、２５、２６は、接着材６００を介して、冷却部材５００上に固定されている。かかる接着材６００には、例えば、熱伝導性に優れた絶縁熱伝導シートと、同様に熱伝導性に優れかつ接着性を有し絶縁熱伝導シートの表面及び裏面に塗布されたグリースとを有する接着材が使用される。
【００３４】
つまり、ＰＤＵ２０は、パワーモジュール２１〜２６と、パワーモジュール２１〜２６から発生する熱を放熱する冷却部材５００と、パワーモジュール２１〜２６に対応して部分的に突出し弾力性を有するバネ部３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６が一体に構成され、冷却部材５００の上面にパワーモジュール２１〜２６の下面を向かい合わせ、バネ部３０１〜３０６をパワーモジュール２１〜２６の裏面に対向する表面の一部に押し当てた状態において、パワーモジュール２１〜２６を冷却部材５００に取り付ける取付部材３００と、を備えている。
【００３５】
パワーモジュール２１〜２６は、３相交流を用いる場合には、図１に示すバッテリ３０からの直流電流を３相の交流電流に変換して図１に示すモータ１０に供給するＤＣ／ＡＣコンバータの機能及びモータ１０からの回生交流電流等を直流電流に変換してバッテリ３０に供給するＡＣ／ＤＣコンバータの機能を併せ持つ。具体的には、パワーモジュール２
１及び２２はそれぞれ、Ｕ相のハイレベルの切替用パワーモジュール及びＵ相のローレベルの切替用パワーモジュールである。また、パワーモジュール２３及び２４はそれぞれ、Ｖ相のハイレベルの切替用パワーモジュール及びＶ相のローレベルの切替用パワーモジュール、パワーモジュール２５及び２６はそれぞれ、Ｗ相のハイレベルの切替用パワーモジュール及びＷ相のローレベルの切替用パワーモジュールである。
【００３６】
つまり、ＰＤＵ２０には、各相に２個づつ、合計６個のパワーモジュール２１〜２６が組み込まれていることになる。なお、ＰＤＵ２０は、Ｕ相のハイレベル及びＵ相のローレベル双方を切り替えるパワーモジュール、Ｖ相のハイレベル及びＶ相のローレベル双方を切り替えるパワーモジュール、並びにＷ相のハイレベル及びＷ相のローレベル双方を切り替えるパワーモジュールの計３個のパワーモジュールを備えていてもよい。
【００３７】
パワーモジュール２１〜２６はそれぞれ、図示を省略するパワー系スイッチング素子と、このパワー系スイッチング素子を気密封止する筐体２０１と、筐体２０１内部においてパワー系スイッチング素子を搭載するダイパッドリード２０２と、筐体２０１内部においてパワー系スイッチング素子の電極に接続され筐体２０１の外部に導出される複数の信号ピン２０３と、を備えている。パワー系スイッチング素子は、限定的なものではないが、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等のトランジスタから成る。筐体２０１は、例えば樹脂封止体であり、トランスファーモールド法により成形されている。ダイパッドリード２０２や信号ピン２０３には銅、銅合金等の電気伝導性や熱伝導性に優れた金属材料が使用される。符号を省略するが、ダイパッドリード２０２のアウター部には取付用の穴が配設されている。
【００３８】
冷却部材５００は、パワーモジュール２１〜２６のそれぞれの動作に伴い発生する熱をＰＤＵ２０の外部に放出するヒートシンクであり、パワーモジュール２１〜２６の下側に配設されている。換言すれば、パワーモジュール２１〜２６はそれぞれ、冷却部材５００上に配設されていることになる。冷却部材５００には、パワーモジュール２１〜２６が配設された側と対向する反対側に、冷却部材５００の表面積を拡張し放熱効率を高める複数の放熱フィン５０１が一体に構成されている。冷却部材５００は、例えばアルミニウム等の熱伝導性及び耐久性に優れた材料により構成されている。
【００３９】
取付部材３００は、長手方向に一直線上に順次配列された合計６個のパワーモジュール２１〜２６の全てを一度に冷却部材５００に押圧して取り付けられるパワーモジュール２１〜２６にそれぞれが対応したバネ部３０１〜３０６を備え、長尺形状の板材をベースとして構成されている。
【００４０】
具体的には、取付部材３００は、パワーモジュール２１〜２６の対向する複数の信号ピン２０３間やダイパッドリード２０２間よりも狭い幅の横手方向の短辺寸法を有し、合計６個のパワーモジュール２１〜２６を一度に取り付け可能な長手方向の寸法を有している。取付部材３００のベースとなる板材には、パワーモジュール２１〜２６の取り付けに対して適度な機械的強度を持ち、機械加工に適し、更に適度なバネ性を有する材料が使用される。例えば、取付部材３００には、耐腐食性、耐熱性、耐酸性等に優れたステンレス製バネ鋼（ＳＵＳ−ＣＳＰ）等を実用的に使用することができる。なお、このような金属製材料に限定されるものではなく、取付部材３００には同等の性能を有する他の金属材料や樹脂材料により構成してもよい。
【００４１】
取付部材３００のバネ部３０１は、取付部材３００の長手方向に沿って延在するものであるが、冷却部材５００にパワーモジュール２１を取り付ける領域において、このパワーモジュール２１の筐体２０１の表面の一部に向かって、典型的には冷却部材５００に押し付けるパワーモジュール２１の下面に対して対向する表面の中央部分に向かって、断面円
弧状を持って突出する突出形状を有し、パワーモジュール２１を冷却部材５００に押圧する機能を有する。
【００４２】
かかるバネ部３０１は、取付部材３００のベースとなる板材に例えばプレス加工を施して成形したものであり、取付部材３００に一体に製作されたものである。なお、バネ部３０１は、パワーモジュール２１の筐体２０１を押圧できるものであれば断面円弧状以外の断面多角状の突出形状や複数の凹凸が形成された突出形状であってもよい。また、バネ部３０１は、取付部材３００の長手方向に架橋的に延在するものに限定されるものではなく、横手方向に架橋的に延在してもよく、かつ、１つのみならず複数設けられてもよい。
【００４３】
取付部材３００のバネ部３０１の周囲の一部、具体的には取付部材３００の横手方向においてバネ部３０１を中心として対向するそれぞれの領域には、取付部材３００の長手方向においてバネ部３０１よりも長い寸法を有して延在する平面視でスリット状の１対の貫通孔３１０が形成されている。
【００４４】
かかる貫通孔３１０は、バネ部３０１を前述のプレス加工を用いて製作する際に同時に打ち抜き加工を用いて製作可能であり、バネ部３０１の両側をより長い寸法で取り除いているので、板材の一部を突出させ易く、バネ部３０１を容易に製作すると共に、バネ部３０１のバネ特性の設定をより正確かつ簡便なものとしている。なお、貫通孔３１０の形状は、平面視で、スリット形に限定されるものではなく、円形、楕円系の他、多角形等であってもよい。また、貫通孔３１０の配設個数は、２個に限定されるものではなく、１個又は３個以上であってもよい。
【００４５】
同様に、取付部材３００のバネ部３０２はパワーモジュール２２を冷却部材５００に押圧する構成及び機能を有し、バネ部３０３はパワーモジュール２３、バネ部３０４はパワーモジュール２４、バネ部３０５はパワーモジュール２５、バネ部３０６はパワーモジュール２６のそれぞれを冷却部材５００に押圧する構成及び機能を有する。かかるバネ部３０２〜３０６のそれぞれの周囲の一部に配設された貫通孔３１０は、バネ部３０１の周囲の一部に配設された貫通孔３１０と同様の構成及び機能を有している。このように、取付部材３００にバネ部３０１〜３０６を一体に構成し、双方の部品を１つの部品として構成すれば、部品点数を削減することができ、構造を簡素化することができる
【００４６】
取付部材３００の周縁の一部、具体的には取付部材３００の長手方向に沿ったその両縁の一部には、かかる部分を折り曲げて対向して立設した一対のフランジ部３２０が形成されている。フランジ部３２０は、取付部材３００の板材のバネ部３０１〜３０６及び貫通孔３１０が配設された面に対して大凡垂直に折り曲げられており、取付部材３００の全体の機械的強度を高め、併せてバネ部３０１〜３０６のバネ特性を設定通りに発揮させる機能を有する。かかるフランジ部３２０は、例えば機械的な折り曲げ加工によって製作されている。
【００４７】
また、取付部材３００において、バネ部３０１〜３０６及びそれらにそれぞれ対応する複数の貫通孔３１０が配設された面であってそれらとは別の領域、詳細には取付部材３００の長手方向の一端、他端、パワーモジュール２２と２３との間、及びパワーモジュール２４と２５との間に、複数の締結穴３２２が形成されている。
【００４８】
つまり、取付部材３００は、各締結部材４００を用いて冷却部材５００にパワーモジュール２１〜２６を取り付けており、締結穴３２２はそれぞれ、締結部材４００を機械的に保持しつつその一部を冷却部材５００側に貫通させる貫通穴である。締結部材４００には、典型的には六角ボルトが使用される。なお、締結部材４００は、この六角ボルトに限定されるものではなく、ビスやクリップ等、適度な荷重を取付部材３００に加えつつ、この
取付部材３００を冷却部材５００に取り付けるものであればよい。
【００４９】
更に、取付部材３００において、締結穴３２２の周辺部分、具体的にはパワーモジュール２２と２３との間及びパワーモジュール２４と２５との間にはそれぞれ、フランジ部３２０の一部を取り除いた対向する一対の切欠部３２１が形成されている。切欠部３２１は、限定的なものではないが、取付部材３００の平面部に達するようにフランジ部３２０を矩形状に切り欠いた部分である。
【００５０】
かかるフランジ部３２０は、取付部材３００の全体的な機械的強度を高める機能を有するが、このような切欠部３２１は、取付部材３００の締結穴３２２の周辺の一部分の機械的強度を若干低く設定する機能を有する。つまり、切欠部３２１は、締結部材４００を用いて取付部材３００を冷却部材５００に取り付ける際に、締結部材４００に加える締結力が取付部材３００の全域、特にバネ部３０１〜３０６を介してパワーモジュール２１〜２６に不要に加わらないように、この締結力を調整する機能を有する。
【００５１】
更に、かかる切欠部３２１は、締結穴３２２の周辺部分に形成されているものであるが、その一方で、取付部材３００の長手方向において、切欠部３２１を除く残余のフランジ部３２０の長さは、バネ部３０１〜３０６の長さよりも長く残置されていて、かかるフランジ部３２０でバネ部３０１〜３０６の横手方向の周縁部を覆うことができる。よって、このような切欠部３２１を設けても、バネ部３０１〜３０６のバネ特性は所望な状態に維持されており不要な影響が出ることはない。なお、切欠部３２１は、例えばフランジ部３２０を製作する前に、前述の貫通孔３１０を製作する打ち抜き加工を利用して同時に製作可能である。
【００５２】
次に、ＰＤＵ２０の組立て方法につき、更に図６をも参照して、詳細に説明する。
【００５３】
図６は、本実施形態の半導体装置において取付部材を取り付ける際の状態を示す側面図である。
【００５４】
図６に示すように、まず、冷却部材５００の上面に、接着材６００を介在してパワーモジュール２１〜２６の筐体２０１の下面が接着されて、冷却部材５００上にパワーモジュール２１〜２６が搭載される。
【００５５】
引き続き、かかるパワーモジュール２１〜２６の各筐体２０１の上面に取付部材３００を対向させた後、取付部材３００を下降して、各筐体２０１の上面に取付部材３００を載置する。
【００５６】
引き続き、各筐体２０１の上面に載置された取付部材３００の締結穴３２２に締結部材４００を挿通して、かかる締結部材４００を冷却部材５００の締結台座５０２に形成された締結孔５０３に対応して締結する。このとき、取付部材３００に一体に構成されたバネ部３０１〜３０６はそれぞれ、それらの弾性力によってパワーモジュール２１〜２６に均等に適度な荷重を加えて押圧し、かかる状態においてパワーモジュール２１〜２６は取付部材３００を用いて冷却部材５００に取り付けられることになる。
【００５７】
また、取付部材３００には切欠部３２１が配設されているので、取り付けの際に、締結部材４００に加えた締結力が不要にパワーモジュール２１〜２６に加わらず、パワーモジュール２１〜２６が適切に保持された状態で、パワーモジュール２１〜２６からの熱を均等に放熱する経路を確保する。
【００５８】
以上の構成のＰＤＵ２０をＰＣＵ４０の支配の下でＤＣ／ＡＣコンバータとして動作さ
せると、パワーモジュール２１〜２６の複数のスイッチング素子はそれぞれ、バッテリ３０から直流電流を入力されながら、複数の信号ピン２０３を介して入力される制御信号に応じて、所定のＤＣ／ＡＣ変換を行い、ＤＣ／ＡＣ変換後の出力は、パワーモジュール２１〜２６から、モータ１０に供給される。この際、パワーモジュール２１〜２６が発する熱は、接着材６００を介して伝熱して冷却部材５００に伝わり、冷却部材５００の放熱フィン５０１を介して外部に放熱されることになる。
【００５９】
以上の構成によれば、部分的に突出し弾力性を有するバネ部が一体に形成され、冷却部材にパワーモジュールの一面を向かい合わせ、バネ部を一面に対向する他面に押し当てた状態において、パワーモジュールを冷却部材に取り付ける取付部材を設けたので、バネ部と取付部材とを１つの部品として構成できて、部品点数を削減することができ、構造を簡素化することができる半導体装置を提供することができる。また、取付部材が弾力性を有する板材により構成され、取付部材のバネ部の周囲の一部に貫通孔が配設されているため、バネ部の弾性を正確に得ながら、板材の一部を突出加工させやすくしたので、バネ部を簡便に製作することができる。更に、貫通孔が、取付け部材の横手方向においてバネ部を中心として対向するそれぞれの領域で、取付部材の長手方向においてバネ部よりも長い寸法を有して延在するものであるため、バネ部の弾性を正確に得ながら、バネ部をより簡便に製作することができる。
【００６２】
また、取付け部材の長手方向に沿う取付部材の両周縁の一部が折り曲げられ対向して立設する一対のフランジ部を有するため、板材自体の機械的強度を向上することができ、パワーモジュールを均一な押圧力で冷却部材に取り付けることができる。
【００６３】
また、取付部材が冷却部材に締結するための締結穴を有し、取付部材の締結穴の周辺部分にはフランジ部の一部を取り除いた切欠部を有するため、取付部材の機械的強度を部分的に低くすることができ、冷却部材に締結部材によってパワーモジュールを取り付ける際に、締結部材の締結力を機械的強度が低い領域において吸収し、不必要な締結力がパワーモジュールに加わることを防止することができる。
【００６４】
また、取付け部材の長手方向において、切欠部が設けられた残余の一対のフランジ部の長さが、一対の貫通孔の長さよりも長いことにより、フランジ部でバネ部の横手方向の周縁部を確実に覆うことができ、切欠部を設けても、バネ部の弾性を所望な状態に維持することができる。
【００６５】
なお、本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施例に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明においては、部品点数を削減することができ、構造を簡素化することができる半導体装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格からパワードライブユニット等の半導体装置に広範に適用され得るものと期待される。
【符号の説明】
【００６７】
１０…モータ
２０…パワードライブユニット（ＰＤＵ）
２１、２２、２３、２４、２５、２６…パワーモジュール
３０…バッテリ
４０…パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）
２０１…筐体
２０２…ダイパッドリード
２０３…信号用ピン
３００…取付部材
３０１、３０２、３０３、３０４、３０５、３０６…バネ部
３１０…貫通孔
３２０…フランジ部
３２１…切欠部
３２２…締結穴
４００…締結部材
５００…冷却部材
５０１…放熱フィン
５０２…締結台座
５０３…締結孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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