JP4550093B2 - パワーモジュール - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係るパワーモジュール本体部99の構造を模式的に示す上面図である。ケース枠6の上面の第1辺に沿って、三相のU相、V相、W相の各相にそれぞれ対応する、出力端子11U,11V,11Wが並んで配設されている。また、上記第1辺に平行なケース枠6の上面の第2辺に沿って、N端子8N及びP端子8Pが並んで配設されている。
図7は、本発明の実施の形態2に係るパワーモジュールの全体構成を模式的に示す上面図であり、図8,9はそれぞれ、図7に示したラインX2,X3に沿った位置における断面構造を示す断面図である。図7を参照して、平滑コンデンサの筐体32内には、複数のコンデンサ素子30a〜30eが並んで配設されている。図8を参照して、コンデンサ素子30a〜30eは、底面にそれぞれN電極35a〜35eが設けられており、N電極35a〜35eは、板状のN電極21Nに共通して接触している。N電極21Nの一部は筐体32の上面に引き出され、ネジ25によって、パワーモジュール本体部99のN端子8Nに固定されている。
図11は、本発明の実施の形態3に係るパワーモジュールの全体構成を模式的に示す上面図であり、図12は、図11に示したラインX4に沿った位置における断面構造を示す断面図である。ケース枠6には、その外面内の一部に凹部が形成されている。そして、互いに対向する凹部の2つの側面のうち、一方の側面にはN端子8Nが、他方の側面にはP端子8Pがそれぞれ配設されている。図12に示すように、N端子8N及びP端子8Pは、凹部の周囲におけるケース枠6の上面の一部にも延在して形成されている。
図13は、本発明の実施の形態4に係るパワーモジュールの全体構成を模式的に示す上面図であり、図14は、ケース枠6に固定される前の平滑コンデンサ40及び弾性体45を示す断面図である。また、図15は、図13に示したラインX5に沿った位置における断面構造を示す断面図である。本実施の形態4に係るパワーモジュールは、上記実施の形態3に係るパワーモジュールを基礎として、N電極43NとN端子8N、及びP電極43PとP端子8Pとを半田41によって接合するのではなく、N電極43NとN端子8Nとの間、及びP電極43PとP端子8Pとの間に、板バネ等の導電性の弾性体45をそれぞれ配設したものである。平滑コンデンサ40とケース枠6とは、押圧された弾性体45の反発力によって互いに固定されている。但し、弾性体45は、N電極43NとN端子8Nとの間、及びP電極43PとP端子8Pとの間のうちの少なくとも一方に配設されていればよい。
図16は、参考例1に係るパワーモジュールに関して、N端子54Nが配設されている部分の断面構造を示す断面図である。平滑コンデンサ50は、ケース蓋51の裏面(制御基板14に対向する側の面)上に取り付けられている。N端子54Nは、ケース枠6の上面上において、ケース蓋51の外側から内側に延在して形成されている。平滑コンデンサ50の上面(ケース蓋51の裏面に接触する側の面)にはN電極52Nが形成されており、N電極52Nは、ケース蓋51の裏面上に形成された接続電極53Nを介して、N端子54Nに接続されている。N端子54Nは、N電極7N及びアルミワイヤ9を介して、パワー半導体素子5に接続されている。
図18は、参考例2に係るパワーモジュールに関して、N端子8Nが配設されている部分の断面構造を示す断面図である。制御基板14と絶縁基板2との間にはシールド板56が配設されており、ケース枠6の内面には、シールド板56の周縁の一部に接触する階段状構造が設けられている。階段状構造の上面上には端子59Nが形成されており、端子59Nは、ケース枠6内に埋め込まれた接続電極7N2を介して、N電極7N1に接続されている。N電極7N1の一端はN端子8Nに接続されており、他端はアルミワイヤ9を介してパワー半導体素子5に接続されている。
図20は、参考例3に係るパワーモジュールに関して、N端子8Nが配設されている部分の断面構造を示す断面図である。本参考例3に係るパワーモジュールは、上記参考例2に係るパワーモジュールを基礎として、シールド板56に、特にプリント基板から成るシールド板63を採用したものである。ケース枠6には、その内面に沿って、シールド板63の周縁に接触する階段状構造が設けられている。シールド板63の裏面は熱伝導シート64によって全面が覆われており、平滑コンデンサ60は、シールド板63の中央部において、熱伝導シート64上に配設されている。
図22は、参考例4に係るパワーモジュールに関して、N端子8Nが配設されている部分の断面構造を示す断面図である。本参考例4に係るパワーモジュールは、上記参考例2に係るパワーモジュールを基礎として、シールド板56に、特に金属製のシールド板65を採用したものである。平滑コンデンサ55のN電極57Nと、階段状構造の上面上に設けられた端子59Nとは、シールド板65の裏面上に設けられ、絶縁薄膜で被覆された接続導体66Nを介して互いに接続されている。
図24は、参考例5に係るパワーモジュールの断面構造を示す断面図である。平滑コンデンサ70は、パワー半導体素子5が搭載されていない部分の絶縁基板2の上面上に、縦置きに配設されている。平滑コンデンサ70の上面にはN電極71Nが形成されており、N電極71Nを覆い、かつP電極71Pに接触しないように、接続電極72が配設されている。接続電極72の一端はアルミワイヤ9を介してN電極7Nに接続されており、他端はアルミワイヤ9を介してパワー半導体素子5に接続されている。
図25は、参考例6に係るパワーモジュールの断面構造を示す断面図である。平滑コンデンサ80は、絶縁基板2が配設されていない部分のベース板1の上面上に、縦置きに配設されている。特に図25に示した構造では、平滑コンデンサ80はケース枠6内に埋め込まれた状態で配設されている。平滑コンデンサ80の上面にはN電極81Nが形成されており、N電極81Nは、導電性の接着材や半田等によってN電極7Nに接触・固定されている。
図26は、参考例7に係るパワーモジュールに関して、N電極95Nが配設されている部分の断面構造を示す断面図である。ケース枠6及び絶縁基板2は、冷却水の流路91を内部に有する水冷フィン90上に横置きに配設されている。平滑コンデンサ92は、水冷フィン90の裏面(絶縁基板2が配設されている面とは反対側の面)上に配設されている。ケース枠6内には、ケース枠6の内側面から外側面に貫通するN電極95Nが埋め込まれている。平滑コンデンサ92の側面上に形成されたN電極93Nは、接続導体94Nを介してN電極95Nに接続されている。接続導体94Nは、水冷フィン90の底面、側面、及びケース枠6の外側面の一部に形成されている。
Claims (5)
- パワー半導体素子が搭載された基板と、
前記基板が内部に配設されたケースと、
前記ケースの主面の一辺に沿って並んで配設され、前記パワー半導体素子にそれぞれ電気的に接続されたN端子及びP端子と、
前記N端子及び前記P端子にそれぞれ接続された第1電極及び第2電極を有し、外部から前記パワー半導体素子に供給される電圧を平滑化するための平滑コンデンサと
を備え、
前記平滑コンデンサは、前記ケースの前記主面に対して前記平滑コンデンサの主面の高さが揃えられつつ、前記ケースの前記主面の前記一辺を含む前記ケースの側面に接触して配設されており、
前記第1電極及び前記第2電極は、前記平滑コンデンサの前記主面上において、前記N端子及び前記P端子にそれぞれ近接する箇所に配設されており、
前記平滑コンデンサは、
筐体と、
該筐体内に配設され、前記第1電極に当接された一方電極と前記第2電極に当接された他方電極とをそれぞれ有する複数のコンデンサ素子と、
前記複数のコンデンサ素子を前記筐体に押圧固定するための押さえ板と
を有する、
パワーモジュール。 - 前記筐体は、前記複数のコンデンサ素子における発熱を放熱するための、一体の放熱板を有する、請求項1に記載のパワーモジュール。
- 前記第1電極及び前記第2電極のうちの少なくとも一方は、弾性を有することを特徴とする、請求項1または2に記載のパワーモジュール。
- パワー半導体素子が搭載された基板と、
前記基板が内部に配設され、外面内に所定の凹部を有するケースと、
前記凹部の2つの側面のうち、一方の側面及び他方の側面の側壁部に配設され、前記パワー半導体素子にそれぞれ電気的に接続されたN電極及びP電極と、
前記凹部内にはめ込まれ、前記凹部の前記一方の側面に対向する側面に配設された第1電極及び前記凹部の前記他方の側面に対向する側面に配設された第2電極を有する、外部から前記パワー半導体素子に供給される電圧を平滑化するための平滑コンデンサとを備え、
前記第1電極と前記N電極との間、及び前記第2電極と前記P電極との間のうちの少なくとも一方には、導電性の弾性体が配設されていることを特徴とする、
パワーモジュール。 - 前記平滑コンデンサはセラミックコンデンサであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つに記載のパワーモジュール。
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