(57)【要約】      （修正有）【課題】制御系基板を筐体外部に固定する固定手段を備えた電力用半導体装置を提供する。【解決手段】制御系基板２５で制御される電力用半導体装置が、開口部を有するケース部と、ケース部の開口部を閉じる蓋部２０とからなる筐体と、筐体の内部に配置された電力用半導体素子とを含む。蓋部２０は、筐体の外部に制御系基板２５を固定する固定手段を有する。固定手段は、好適には、制御系基板２５を蓋部から間隔を置いて支持するスペーサ２３と、スペーサを挟んで制御系基板を蓋部に固定するねじ部２４とを含む。【選択図】図２
2005235833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御系基板で制御される電力用半導体装置であって、
開口部を有するケース部と、該ケース部の該開口部を閉じる蓋部とからなる筐体と、
該筐体の内部に配置された電力用半導体素子とを含み、
該蓋部が、該筐体の外部に該制御系基板を固定する固定手段を有することを特徴とする電力用半導体装置。
【請求項２】
上記固定手段が、上記制御系基板を上記蓋部から間隔を置いて支持するスペーサと、該スペーサを貫通し、該制御系基板を該蓋部に固定するねじ部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の電力用半導体装置。
【請求項３】
上記ねじ部が、上記蓋部に固定されたボルトと、該ボルトと噛合うナットからなることを特徴とする請求項２に記載の電力用半導体装置。
【請求項４】
上記ねじ部が、上記蓋部に固定されたナットと、該ナットと噛合うボルトからなることを特徴とする請求項２に記載の電力用半導体装置。
【請求項５】
上記スペーサが、上記蓋部に固定されたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の電力用半導体装置。
【請求項６】
上記固定手段が、上記制御系基板を上記蓋部から間隔を置いて支持する該蓋部に固定されたスペーサと、該制御系基板を該スペーサに固定するタッピングねじとを含むことを特徴とする請求項１に記載の電力用半導体装置。
【請求項７】
上記固定手段が、上記制御系基板を上記蓋部から間隔を置いて支持するスペーサからなり、該スペーサが、該制御系基板を挿入して固定する切欠き部を有することを特徴とする請求項１に記載の電力用半導体装置。
【請求項８】
上記蓋部が、上記固定手段が設けられた第１面と、略平坦な第２面とを有し、該第２面が外になるように該蓋部で上記ケース部の上記開口部を閉じ、上記筐体内に該固定手段を収納したことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の電力用半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力用半導体装置に関し、特に、制御系基板の固定手段を備えた電力用半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力用半導体装置では、ＩＧＢＴ等の電力用半導体素子と、かかる電力用半導体素子を制御する制御系基板とが筐体内に配置される構造（例えば、特許文献１）に加え、使用態様に応じて、筐体の外部にかかる制御系基板を配置して、筐体外部から筐体内の電力用半導体素子を制御することが行なわれている。
【特許文献１】特開２００２−７６２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、電力用半導体装置の近傍に制御系基板を固定するためには、例えば、電力用半導体装置が固定されるフレーム等に、制御系基板を固定するための固定具等を別途設ける必要があった。また、設計変更等で電力用半導体装置の取り付け位置が変わった場合には、固定具等の取り付け位置も変更する必要があった。
【０００４】
そこで、本発明は、制御系基板を筐体外部に固定する固定手段を備えた電力用半導体装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、制御系基板で制御される電力用半導体装置であって、開口部を有するケース部と、ケース部の開口部を閉じる蓋部とからなる筐体と、筐体の内部に配置された電力用半導体素子とを含み、蓋部が、筐体の外部に制御系基板を固定する固定手段を有することを特徴とする電力用半導体装置である。
【０００６】
かかる固定手段は、制御系基板を蓋部から間隔を置いて支持するスペーサと、スペーサを貫通し、制御系基板を蓋部に固定するねじ部とを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
このように、本発明にかかる電力用半導体装置では、蓋部に固定手段が設けられているため、制御系基板の固定を容易に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、全体が１００で表される、本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置であり、図１（ａ）に上面図を、図１（ｂ）に、図１（ａ）のＩ−Ｉ方向に見た断面図をそれぞれ示す。
【０００９】
電力用半導体装置１００は、ケース部１０と蓋部２０から形成されて筐体３０を含む。ケース部１０と蓋部２０は、例えばＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）から形成される。ケース部１０には、外部に設けられた制御用素子（図示せず）と接続するための端子５や、電力入出力用の端子１２が設けられている。
【００１０】
ケース部１０の内部の底面には、絶縁基板１が固定されている。絶縁基板１の上にはＩＧＢＴやＦＷＤｉ等の電力用半導体素子２が設けられている。電力用半導体素子２は、金等のボンディングワイヤ３を介して電極４や端子５に接続されている。
【００１１】
ケース部１０の開口部は、蓋部２０により閉じられる。蓋部２０は、例えば４箇所に設けられたねじ２１によりケース部１０に固定される。また、蓋部２０には、４つのナット２２が固定されている。
【００１２】
図２は電力用半導体装置１００の蓋部２０であり、図２（ａ）は上面図を、図２（ｂ）は図２（ａ）をII−II方向に見た断面図を示す。また、図２（ｃ）は、蓋部２０の上に制御系基板２５を固定した場合の断面図である。
【００１３】
図２（ｂ）に示すように、蓋部２０には４つのナット２２が設けられており、ナット２２は、ボルト２４と噛合うようになっている。かかるナット２２とボルト２４を用いることにより、制御用素子２６を搭載した制御系基板２５が、蓋部２０に固定できる。
【００１４】
図２（ｃ）は、制御系基板２５が蓋部２０に固定された状態の断面図である。蓋部２０の上には、円筒状のスペーサ２３が配置され、その上に制御系基板２５が載置されている。スペーサ２３は、例えば、蓋部２０と同じＰＰＳから形成される。制御系基板２５には孔部が設けられ、孔部を通ったボルト２４が、スペーサ２３を貫通してナット２２と噛合う。これにより、制御系基板２５が蓋部２０の表面と平行に、蓋部２０の表面から所定の間隔をおいて固定される。
【００１５】
なお、図２には記載していないが、蓋部２０はねじ２１によりケース部１０に固定される。これにより、電力用半導体装置１００の筐体３０の上に、電力用半導体装置１００の電力用半導体素子２を制御する制御系基板２５を固定した構造を提供できる。
【００１６】
かかる電力用半導体装置１００では、制御系基板２５を固定する手段を、電力用半導体装置１００の近傍に別途設ける必要がない。また、設計変更等により電力用半導体装置１００の位置が移動した場合でも、制御系基板２５の取り付け位置の変更は不要となる。
【００１７】
なお、電力用半導体装置１００では、制御系基板２０を固定する必要の無い場合には、蓋部２０を裏返して取りつけることができる。これにより、筐体３０内にナット２２を収納し、蓋部２０の表面を平坦にすることができる。
【００１８】
なお、以下で述べる実施の形態２〜５においても、本実施の形態１にかかる電力用半導体装置１００と同様の効果を得ることができる。
【００１９】
実施の形態２．
図３は電力用半導体装置１００に用いられる他の蓋部４０であり、図３（ａ）は上面図を、図３（ｂ）は図３（ａ）をIII−III方向に見た断面図を示す。また、図３（ｃ）は、蓋部４０の上に制御系基板２５を固定した場合の断面図である。
【００２０】
本実施の形態２では、図３（ｂ）に示すように、蓋部４０に４つのナット４２が設けられるとともに、スペーサ４３が蓋部４０に固定されている。スペーサ４３は、蓋部４０に接着しても良いが、好適には蓋部４０と一体成形される。他の構造は、上述の蓋部２０と同じである。
【００２１】
このように、スペーサ４３を蓋部４０に接着し、特に蓋部４０と一体成形することにより、部品点数が減少するとともに、ボルト止めの作業性が向上し、制御系基板２の脱着が容易になる。
【００２２】
実施の形態３．
図４は電力用半導体装置１００に用いられる他の蓋部５０であり、図４（ａ）は上面図を、図４（ｂ）は図４（ａ）をIＶ−IＶ方向に見た断面図を示す。また、図４（ｃ）は、蓋部５０の上に制御系基板２５を固定した場合の断面図である。
【００２３】
本実施の形態３では、図４（ｂ）に示すように、上述の蓋部４０のナット４３に換えて、ボルト５４を蓋部５０に設ける。他の構造は、上述の蓋部４０と同じであり、ボルト５４の下部はスペーサ５３に覆われている。
【００２４】
このように、ナットに換えてボルト５４を蓋部５０に設けることにより、更に、制御系基板２５を蓋部５０に固定する際の位置合わせが容易となる。
【００２５】
実施の形態４．
図５は電力用半導体装置１００に用いられる他の蓋部６０であり、図５（ａ）は上面図を、図（ｂ）は図５（ａ）をＶ−Ｖ方向に見た断面図を示す。また、図５（ｃ）は、蓋部６０の上に制御系基板２５を固定した場合の断面図である。
【００２６】
本実施の形態４では、図５（ｂ）に示すように、スペーサ６３が蓋部６０に固定されている。スペーサ６３は蓋部６０に接着されても良いが、一体成形されることが好ましい。スペーサ６３には、ねじ孔６４が設けられていることが好ましい。
【００２７】
本実施の形態４では、図５（ｃ）に示すように、タッピングねじ６５を用いて制御系基板２５を蓋部６０に取り付ける。
【００２８】
このように、タッピングねじ６５を用いることにより、制御系基板２５の取り付け構造を簡略化でき、コストの削減を図ることができる。
【００２９】
実施の形態５．
図６は電力用半導体装置１００に用いられる他の蓋部７０であり、図６（ａ）は上面図を、図６（ｂ）は図６（ａ）をＶI−ＶI方向に見た断面図を示す。また、図６（ｃ）は、蓋部７０の上に制御系基板２５を固定した場合の断面図である。
【００３０】
本実施の形態５では、図６（ｂ）に示すように、４つの、四角柱のスペーサ７３が、蓋部７０の上に形成されている。スペーサ７３は蓋部７０に接着されても良いが、一体成形されることが好ましい。また、スペーサ７３は、円柱等の他の形状としても良い。
【００３１】
更に、各スペーサ７３は、制御系基板２５の角部が挿入される切欠き部７４を備える。例えば、図６（ａ）に破線で示すように、４つのスペーサ７３が切欠き部７４を備えることにより、制御系基板２５の４角を切欠き部７４に挿入して固定できる。
【００３２】
このように、切欠き部７４を備えたスペーサ７３を用いることにより、制御系基板２５を固定するための部品点数を減らすことができる。更に、かかる構造では、ねじを用いていないため、制御系基板２５の着脱を容易に行なうことができる。
【００３３】
なお、実施の形態１〜５では、蓋部に設けられたスペーサが４つの場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置を示す。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる電力用半導体装置の蓋部を示す。
【図３】本発明の実施の形態２にかかる電力用半導体装置の蓋部を示す。
【図４】本発明の実施の形態３にかかる電力用半導体装置の蓋部を示す。
【図５】本発明の実施の形態４にかかる電力用半導体装置の蓋部を示す。
【図６】本発明の実施の形態５にかかる電力用半導体装置の蓋部を示す。
【符号の説明】
【００３５】
１  絶縁基板、２  電力用半導体素子、３  ボンディングワイヤ、４  電極、５  端子、１０  ケース部、１２  端子、２０  蓋部、２１  ねじ、２２  ナット、２３  スペーサ、２４  ボルト、２５  制御系基板、２６  制御用素子、３０  筐体、１００  電力用半導体装置。
【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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