(57)【要約】【課題】  放熱性が良好で実装密度の高い回路基板で構成された電力変換装置を得る。【解決手段】  本発明の電力変換装置は、ディスクリートパワー半導体素子6を表面実装する回路基板2と、回路基板2を固定するケース3とからなるもので、回路基板2のディスクリートパワー半導体6の実装面から反対面に向かって高熱伝導性金属を充填して形成したスルーホール10と、スルーホール10と反対面に形成した絶縁膜4と、ケースのケース底面3aから絶縁膜4までの高さに形成された凸部5とを有する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクリートパワー半導体素子を表面実装する回路基板と、前記回路基板を固定するケースとからなる電力変換装置において、
前記回路基板は前記ディスクリートパワー半導体の実装面から反対面に向かって高熱伝導性金属を充填して形成したスルーホールと、前記スルーホールと前記反対面に形成した絶縁膜と、前記ケースのケース底面から前記絶縁膜までの高さに形成された凸部とを有したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
ディスクリートパワー半導体素子を表面実装する回路基板と、前記回路基板を固定するケースとからなる電力変換装置において、
前記ディスクリートパワー半導体素子が実装される前記回路基板の実装部分に前記ディスクリートパワー半導体素子の素子底面より狭く形成した穴と、前記ディスクリートパワー半導体素子に接触し前記穴をとおり前記ケースの底面近傍まで伸延するスペーサと、前記スペーサと前記ケースの底面との間に形成された絶縁膜とを有したことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
前記スペーサは、熱伝導性の部材からなることを特徴とする請求項２記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に搭載されているディスクリートパワー半導体素子の実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスクリートパワー半導体素子は、リードフレーム上に固定された半導体チップをエポキシ樹脂などでモールドされた構造を持つ。従来の電力変換装置においてディスクリートパワー半導体素子の冷却方法として、図３に示すように主に熱抵抗の少ないリードフレームを経由して回路基板に伝導されるものがある。これは、ディスクリートパワー半導体６の熱を、ディスクリートパワー半導体６の背面１４と密着した絶縁体４を通してケース３に放熱するものである。
また、他の従来例として、図４に示すようにパッケージ背面から絶縁体を介してヒートシンクの代わりとなるケースへの熱伝導がある(例えば、特許文献１参照)。
これは、半導体チップ１２の熱を、主に熱抵抗の少ないリードフレーム１３を経由して端子４から回路基板２に伝導するものである。
【特許文献１】特開平８−７８６１６号  (図１)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、従来の電力変換装置は、ディスクリートパワー半導体６の背面１４と密着しているので放熱効率が低い。また、他の従来例では、リードフレーム１３を経由して回路基板２に伝導しているので十分な放熱は困難であった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、放熱性が良好で実装密度の高い回路基板で構成された電力変換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】
【０００４】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、ディスクリートパワー半導体素子を表面実装する回路基板と、前記回路基板を固定するケースとからなる電力変換装置において、前記回路基板の前記ディスクリートパワー半導体の実装面から反対面に向かって高熱伝導性金属を充填して形成したスルーホールと、前記スルーホールと前記反対面に形成した絶縁膜と、前記ケースのケース底面から前記絶縁膜に接触する高さに形成された凸部とを有するものである。
また、請求項２に記載の発明は、ディスクリートパワー半導体素子を表面実装する回路基板と、前記回路基板を固定するケースとからなる電力変換装置において、
前記ディスクリートパワー半導体素子が実装される前記回路基板の実装部分に前記ディスクリートパワー半導体素子の素子底面より狭く形成した穴と、前記ディスクリートパワー半導体素子に接触し前記穴をとおり前記ケースの底面近傍まで伸延するスペーサと、前記スペーサと前記ケースの底面との間に形成された絶縁膜と、を有するものである。
また、請求項３に記載の発明は、前記スペーサを高熱伝導性の部材とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１に記載の発明によると、ディスクリートパワー半導体素子の熱を回路基板のスルーホールを通してケースまで放熱することができ、高密度実装化することができる。
また、請求項２、３に記載の発明によると、ディスクリートパワー半導体素子の熱を回路基板のスルーホールを通してケースまで放熱することができ、高密度実装化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００７】
本発明の実施例１である電力変換装置の側断面図を図１に示す。
図において、２は回路基板、３はケース、４は絶縁体、５は凸部、６はディスクリートパワー半導体素子、７は端子、８は素子底面、９は充填材、１０はスルーホール、１１はスペーサである。
回路基板２は、ケース３の底面に平行かつ絶縁体４と凸部５の高さの間隔で固定される。ディスクリートパワー半導体素子６は、回路基板２の表面に端子７をはんだ付けされている。
また、ディスクリートパワー半導体素子６の底面８は、回路基板２の垂直方向に銅またはアルミなど高熱伝導性金属でできた充填材９されたスルーホール１０と密着している。
この反対面では、スルーホール１０と絶縁体４と凸部５がそれぞれ密着している。
【０００８】
この構造によると、ディスクリートパワー半導体素子６からの発せられた熱は、主に端子７を介して回路基板２に伝えられ、さらに底面８で密着しているスルーホール１０の充填材９、絶縁体４、凸部５、ケース３の順番で放熱される。
【実施例２】
【０００９】
本発明の実施例２である電力変換装置１の側断面図を図２に示す。
回路基板２は、ケース３の底面に平行かつ凸部５の高さの間隔で固定される。
ディスクリートパワー半導体素子６は、回路基板２の表面に端子７をはんだ付けされている。
また、ディスクリートパワー半導体素子６の底面８は、回路基板２の垂直方向に銅またはアルミなど高熱伝導性金属でできたスペーサ１１と密着している。
スペーサ１１とケース３の間には絶縁体４が密着して挟まれている。
【００１０】
この構造によると、ディスクリートパワー半導体素子６からの発せられた熱は、主に端子７を介して回路基板２に伝えられ、スペーサ１１、絶縁体４、凸部５、ケース３の順番で放熱される。
【産業上の利用可能性】
【００１１】
本発明は、インバータなどの電気的な容量の大きい製品用の半導体だけでなく、制御素
子など低電圧、小容量のデバイスにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施例を示す電力変換装置の側断面図
【図２】本発明の第２実施例を示す電力変換装置の側断面図
【図３】従来例を示す電力変換装置の側断面図
【図４】他の従来例を示す電力変換装置の側断面図
【符号の説明】
【００１３】
１  電力変換装置
２  回路基板
３  ケース
４  絶縁体
５  凸部
６  ディスクリートパワー半導体素子
７  端子
８  底面
９  充填材
１０  スルーホール
１１  スペーサ
１２  半導体チップ
１３  リードフレーム
１４  背面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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