JP2009146933A - バスバーとバスバーを備えた半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】バスバー30は、外部電源に接続される基端部300と、基端部300から延設した主回路部301、302、303、304と、主回路部301、302、303、304から複数に枝分かれする従回路部311、312、313、314と、従回路部311、312、313、314のそれぞれの端部に設けられ半導体素子を実装する実装部312、322、323、324とを具備し、基端部300から複数の実装部312、322、323、324に至るまでの各抵抗値R1、R2、R3、R4を同一に設定する。
【選択図】 図1
Description
近年、これらの半導体装置の更なる高機能化、高速応答化を図るべく、半導体素子には高い信頼性とともに更なる高電力化、高周波化、小型化等が要求されている。
この為、これらの半導体素子としては、パワーMOSFET(金属酸化膜型電界効果トランジスタ)、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)、BSIT(バイポーラモード静電誘導トランジスタ)等のパワーデバイスが用いられている。
このようなパワーデバイスの多くは、作動に伴って発熱するため、素子の放熱性に優れた半導体装置の構造について種々と提案されている。
また、これらの半導体装置においては、半導体素子に流れる電流を検出し、過電流を抑制し素子の破壊を防いだり、外部の負荷を制御したりするために、電流流路の途中に所定の抵抗値Rを有した電流検出抵抗を介装し、該検出抵抗の端子間に生じる電圧降下Vを測定し、素子に流れる電流I(=V/R)を測定している。
バスバー30は、例えば、銅、銅とニッケルとの合金、銅と亜鉛との合金、銅と錫との合金、銅と亜鉛とニッケルとの合金等の金属材料を帯板状に形成されている。
バスバー30は、基端部300から各実装部321、322、323、324に至る内部抵抗R1、R2、R3、R4が一定となるように従回路部311、312、313、314の幅が調整されている。
また、電源入力回路をバスバー30によって形成することによって、回路基板100上に電源入力回路を形成する必要がないので出力用回路の占有面積を多く取る事ができ、出力用の大電流を流しやすくなる。従って、GCU10の耐久性と安定性との更なる向上が期待できる。
尚、本図に示した回路基板100の回路パターンは模式的なもので、実際の回路パターンを限定するものではない。
バスバー30は、ヒートシンク400に絶縁性接着剤410で貼付されており、実装部321、322、323、324には、パワーMOSFET200(1〜4)が実装されている。ドレイン端子210(1〜4)は、下面ドレイン端子211(1〜4)とパワーMOSFET200の内部で導通している。ドレイン端子210(1〜4)は、回路基板100に穿設されたドレイン端子挿入孔212(1〜4)に挿入され、更に回路基板100の表面に形成された電流検出回路213(1〜4)の一端に接続され、更に電流検出回路213(1〜4)の他端は集積回路150の入出力端子151の所定の端子に接続され、ドレイン端子210(1〜4)に入力されるドレイン端子電圧Vd(1〜4)を測定可能となっている。
パワーMOSFET200(1〜4)から発生する熱を、ヒートシンク400へ放熱して、集積回路150の受熱による誤動作や、パワーMOSFET200(1〜4)の熱暴走が防止されている。
本図(a)は、実施例1として、本発明のGCU10を用いたグロープラグ通電システム1を示し、本図(b)は、比較例1として従来構造のGCU10xを用いたグロープラグ通電システム1xを示す等価回路図である。
本実施形態においては、図4(a)に示すように、MOSFET200(1〜4)に流れる電流検出は、上流側の電圧を検出する電源端子111側から引き出された電源回路113からの入力と、下流側の電圧を検出する各ドレイン端子210(1〜4)に導通する電流検出回路213(1〜4)からの入力との差によって測定できる。バスバー30の電源端子111から各ドレイン端子210に至る配線抵抗(R1、R2、R3、R4)が等しいので、電流検出用抵抗が不要となる。
300 基端部
301、302、303、304 主回路部
311、312、313、314 従回路部
321、322、323、324 実装部
Claims (5)
- 帯板状の金属からなり、発熱性の半導体素子に電力供給を行うバスバーであって、
上記バスバーは、外部電源に接続される基端部と、該基端部から延設した主回路部と、該主回路部から複数に枝分かれする従回路部と、該複数の従回路部のそれぞれの端部に設けられ上記半導体素子を実装する実装部とを具備し、上記基端部から上記複数の従回路部を経由して上記実装部に至るまでの各抵抗値を同一に設定したことを特徴とするバスバー。 - 上記バスバーの板厚を一定に形成し、且つ、上記主回路部の幅を一定に形成し、更に、上記従回路部の幅を上記基端部から上記実装部までの距離が遠いほど広く形成し、上記基端部から上記実装部までの距離が近いほど狭く形成した請求項1に記載のバスバー。
- 少なくとも、請求項1又は2に記載のバスバーと、該バスバーに実装する半導体素子と、上記半導体素子に接続され上記半導体を制御する集積回路を有する回路基板とを具備する半導体装置であって、
上記基端部を上記実装部の実装面に対して略垂直方向に延設し、上記回路基板と上記実装面とが階層状態となるように接続すると共に、
上記回路基板には、上記基端部から上記集積回路に接続する上流側電流検出用配線と上記複数の実装部から上記集積回路に接続する下流側電流検出用配線とを形成したことを特徴とする半導体装置。 - 上記バスバーの実装面に対向する面側に、絶縁性接着剤を介して高熱伝導率を有する材料からなるヒートシンクを設けた請求項3に記載の半導体装置。
- 内燃機関の気筒毎に設けられたグロープラグへの通電を上記半導体素子のスイッチングによって制御するグロープラグ制御装置に適用したことを特徴とする請求項3又は4に記載の半導体装置。
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