(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ベースの上面に熱伝導の良好な電気絶縁層を介して形成した銅回路のランドに半導体チップ，電流検出器を構成する回路素子，および分流器を載置し固着して封止材でモールドされた半導体モジュールの中に内蔵される分流器において，銅回路のランドに半田付けされる分流器の両端部下面より下方位置になるよう屈曲された中央部下面を有する金属片から成り，該両端部下面が上記銅回路のランドに固着した状態では該中央部下面が上記金属ベースに電気絶縁層を介してバネ作用で強く接触するように形成されたことを特徴とする半導体モジュール内蔵の分流器。
【請求項２】
屈曲部位が第１乃至，第８の８カ所で形成され，第４，第５屈曲部位で中央部を形成し，第２，第３屈曲部位及び第６，第７屈曲部位ではそれぞれ力を吸収する為の凸型部を形成する請求項１記載の半導体モジュール内蔵の分流器。
【請求項３】
屈曲部位が第１乃至，第６の６カ所で形成され第３，第４屈曲部位で中央部を形成し，第２屈曲部位及び第５屈曲部位ではそれぞれ力を吸収する為の凸型部を形成する請求項１記載の半導体モジュール内蔵の分流器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，半導体モジュールの中に内蔵させて，半導体チップに流れる電流値を検出して制御するための分流器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
絶縁板に固着された銅回路に，半導体チップを半田付けした後にエポキシ樹脂などの封止材でモールドされ構成される半導体モジュールがある。図４に電力制御用の半導体モジュールのブロック図を示す。この図において半導体制御回路４１の通電電流が過大となった場合，一定電流以下にコントロールするための制御信号をつくりだして，該半導体制御回路４１に導くために，まず，分流器４２の両端４４，４５の電位差を電流検出器４３に導き，その電位差を増幅して，制御信号発生器４０に導いて制御信号を作り，半導体チップによって電力制御するものである。
【０００３】
上記のようなモジュールに内蔵されている従来の分流器４２の構成を図３に示す。絶縁板５０に固着された銅回路５１に分流器４２の両端４４，４５が半田５２で固着されている。該分流器４２の両端に発生する電位差は分流器のもつ抵抗値によるものであり，その温度上昇によって該抵抗値の変動が小さい銅・ニッケル合金のような金属等が分流器の材料として用いられている。この半導体モジュールに内蔵される分流器は，放熱効果が大きくて大電流の使用に耐えるものが求められてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
大電流の流れる分流器は，放熱効果を高めるために，分流器全体の寸法すなわち放熱面積を大きくして温度上昇を抑えてきた。一方，この分流器を半導体モジュールに内蔵させるためには，半導体モジュール全体の寸法を小さく抑えたい要求から分流器の占有する面積の極小化が課題であり，占有面積が小さくて放熱効果の良い分流器の実現が課題であった。また分流器の温度上昇は抵抗値が変化して検出電圧の精度にも影響していた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
分流器で生じたジュール熱を放出させるために分流器の表面からの放熱の他に，分流器を固着している金属ベースに熱伝導によって伝え，金属ベースの全面から放熱することに着眼した。
【０００６】
請求項１に対しては，金属ベースの上面に熱伝導の良好な電気絶縁層を介して形成した銅回路のランドに半導体チップ，電流検出器を構成する回路素子を載置し，固着して，封止材でモールドされた半導体モジュールの中に内蔵される分流器は，上記銅回路のランドに半田付けされる分流器の両端部下面より下方位置になるよう屈曲された中央部下面を有するように金属片で形成する。該両端部下面が上記銅回路のランドに固着した状態では，上記金属ベースに電気絶縁層を介して該中央部下面がバネ作用で強く当接するように形成されている。
【０００７】
請求項２に関しては分流器を構成する金属片の両端部近傍の第１屈曲部位と第８屈曲部位で上方向へ，第２，第７屈曲部位で水平方向へ，第３，第６屈曲部位で下方向へ屈曲し，第４，第５屈曲部位で水平方向へ屈曲して中央部を形成する。該中央部下面は銅回路のランドに固着される上記両端部下面より下方位置になるように形成される。このように屈曲部位が第１乃至，第８の８カ所で形成され第２，第３屈曲部位及び第６，第７屈曲部位ではそれぞれ凸型部を形成する。
【０００８】
請求項３に関しては分流器を構成する金属片の両端部近傍の第１屈曲部位と第６屈曲部位で上方向へ，第２，第５屈曲部位で下方向へ屈曲し，第３，第４屈曲部位で水平方向へ屈曲して中央部を形成する。該中央部下面は銅回路のランドに固着される両端部下面より下方位置になるように形成される。このように屈曲部位が第１乃至，第６の６カ所で形成され第２屈曲部位及び第５屈曲部位ではそれぞれ凸型部を形成する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に，本発明による実施の形態を説明する。図１は，本発明の要部の側面図である。１は銅・ニッケル合金などの金属片を屈曲して形成された分流器，２は金属ベース，３は熱伝導性の比較的良好な例えば窒化アルミニウムのような電気絶縁層，４は銅回路，５はランド，６は半田付け部分，７は電流検出器へ導出される銅回路である。上記金属片から成る分流器１が電気絶縁層３を介して金属ベース２に，その両端で銅回路のランド５に半田付けされている。該金属片１の下面は，熱伝導の良い金属ベース２に，絶縁層３を介してバネ作用で強く当接させている。
【００１０】
上記金属片１の中央部下面９は，両端部下面８より下方になるように屈曲されて形成されている。このような構成の分流器１は，半導体チップや電流検出器を構成する回路素子とともに銅回路４のランド５に半田付けされている。該分流器１の抵抗値によって発生するジュール熱は金属ベース２へ熱伝導で伝えられて該金属ベース全面から放熱される。
【００１１】
分流器１の製作順に関して説明すると，結果として金属片の両端部近傍の第１屈曲部位Ｐ１と第８屈曲部位Ｐ８で上方向へ，第２，第７屈曲部位Ｐ２，Ｐ７で水平方向へ，第３，第６屈曲部位Ｐ３，Ｐ６で下方向へ屈曲し，第４，第５屈曲部位Ｐ４，Ｐ５で水平方向へ屈曲して中央部を形成する。先ず帯状の金属板を所定の長さに切断し，該中央部下面９を形成するように上記第４，第５屈曲部位Ｐ４，Ｐ５が曲げ加工され，次いで第３，第６屈曲部位Ｐ３，Ｐ６が曲げられ，第２，第７屈曲部位Ｐ２，Ｐ７を曲げて，第１，第８屈曲部位Ｐ１，Ｐ８はその下面８が上記中央部下面９より銅回路１厚さと半田６厚さの合計寸法だけ上方位置になるように形成される。このように分流器１は屈曲部位が第１乃至，第８Ｐ１〜Ｐ８の８カ所で形成され第２，第３屈曲部位Ｐ２，Ｐ３及び第６，第７屈曲部位Ｐ６，Ｐ７では，それぞれ凸型部を形成している。この凸型部の形状は上下左右からの力を吸収して撓むのでバネ性を形成する作用を持っている。この両端下面８がランド５に半田付けされる時，中央部下面９が上面から押圧され金属ベース１に当接した状況下で行われる。半田６が冷却して固着したとき半田６の厚みが収縮して分流器１が下方に沈むので中央部下面９がバネ作用で当接圧力を高める方向に働く。完成寸法の長さＬは高さＨの２倍の寸法だけ従来よりも短くなるので，占有面積を小型化する課題が達成された。
【００１２】
請求項３に関しては図２に示すように，結果として金属片の両端部近傍の第１屈曲部位Ｑ１と第６屈曲部位Ｑ６で上方向へ，第２，第５屈曲部位Ｑ２，Ｑ５で下方向へ屈曲し，第３，第４屈曲部位Ｑ３，Ｑ４で水平方向へ屈曲して中央部を形成する。製作順は第３，第４屈曲部位Ｑ３，Ｑ４が曲げられた後で第２，第５屈曲部位Ｑ２，Ｑ５が曲げられ，その後第１，第６屈曲部位Ｑ１，Ｑ６が曲げられて上記と同様に中央部位と両端部位の水平高さの差を形成する。該中央部下面９は銅回路４のランド５に固着される両端部下面より銅回路４厚みと半田６の厚み寸法だけ下方位置になるように形成される。このように屈曲部位が第１乃至，第６Ｑ１〜Ｑ６の６カ所で形成され第２屈曲部位Ｑ２及び第５屈曲部位Ｑ５ではそれぞれ凸型部を形成するし，凸型部は上記と同様にバネ性を形成し，完成寸法の長さＬを短縮させる作用をもっている。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば分流器において発生した熱が，伝導で金属ベースに伝えられ，金属ベースの広い表面積から放熱されるので占有面積の小さい分流器でも大電流が流せる。また検出電圧精度の阻害要因である温度上昇を抑えることができる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態を示す分流器の要部構造の側面図。
【図２】本発明による他の実施形態を示す分流器の要部構造図の側面図。
【図３】従来の分流器の構成を示す側面図。
【図４】分流器を内蔵する半導体モジュール全体の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１        銅・ニッケル合金などの金属片（分流器）
２        金属ベース
３        電気絶縁層
４        銅回路
５        ランド
６        半田付け部分
７        電流検出器へ導出される銅回路
８        両端部下面
９        中央部下面
Ｐ１        第１屈曲部位
Ｐ２        第２屈曲部位
Ｐ３        第３屈曲部位
Ｐ４        第４屈曲部位
Ｐ５        第５屈曲部位
Ｐ６        第６屈曲部位
Ｐ７        第７屈曲部位
Ｐ８        第８屈曲部位
Ｑ１        第１屈曲部位
Ｑ２        第２屈曲部位
Ｑ３        第３屈曲部位
Ｑ４        第４屈曲部位
Ｑ５        第５屈曲部位
Ｑ６        第６屈曲部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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