CN115117039A - 功率模块 - Google Patents
功率模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115117039A CN115117039A CN202111375798.4A CN202111375798A CN115117039A CN 115117039 A CN115117039 A CN 115117039A CN 202111375798 A CN202111375798 A CN 202111375798A CN 115117039 A CN115117039 A CN 115117039A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- terminal
- power module
- external connection
- bus bar
- columnar
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N (3R,4R)-3,4-dihydroxycyclohexa-1,5-diene-1-carboxylic acid Chemical compound O[C@@H]1C=CC(C(O)=O)=C[C@H]1O HEZMWWAKWCSUCB-PHDIDXHHSA-N 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
- H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
- H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
- H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
- H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
- H01L23/043—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having a conductive base as a mounting as well as a lead for the semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/02—Containers; Seals
- H01L23/10—Containers; Seals characterised by the material or arrangement of seals between parts, e.g. between cap and base of the container or between leads and walls of the container
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种功率模块，其具有多个功率设备、与功率设备连接的母线(10c)、收纳功率设备且在使母线(10c)的外部连接端子(10d)露出的状态下保持母线(10c)的树脂制的功率模块外壳，其中，功率模块外壳具有端子保持部(20)，该端子保持部(20)保持外部连接端子(10d)且一部分相对于外部连接端子(10d)的端子面(10g)突出，端子保持部(20)具有切口部(21c)，该切口部(21c)形成为相对于端子面(10g)突出的一部分的角部被切除的形状。
Description
技术领域
本发明涉及功率模块。
本申请基于2021年3月18日申请的日本专利申请第2021-044434号要求优先权，并在此引用其内容。
背景技术
在电动汽车等车辆中，在电池和电动机之间设置有电力转换装置(PCU:PowerControl Unit)。这样的电力转换装置例如专利文献1所公开的那样，包括具有多个功率设备(功率半导体芯片)的功率模块。
专利文献1：日本特开2016-86009号公报
专利文献1公开的功率模块包括与多个半导体芯片电连接的母线。母线的端部用作将功率模块与电动机等外部设备连接用的外部连接端子。功率模块具有收纳这样的半导体芯片和母线的模块外壳。另外，模块外壳有时具有以包围外部连接端子的外缘的方式设置的端子保持部。
在功率模块的制造工序中，设有用于接合半导体芯片和母线等的回流工序。在这样的回流工序中，功率模块在设置了加热器的回流炉的内部被加热。此时，如果保持外部连接端子的模块外壳的端子保持部相对于外部连接端子向外侧突出，则由于突出部位的角部接近加热器且热容量小，所以有可能因热熔融而变形。如果也作为电动机等外部设备的安装部的端子保持部发生变形，则在组装时可能会对电源模块和外部设备的安装产生障碍。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于在模块外壳具有保持外部连接端子的端子保持部的功率模块中，能够抑制由于回流时的热影响而使端子保持部变形。
本发明作为解决上述问题的手段，采用以下结构。
本发明第一方面采用一种功率模块，其具有多个半导体芯片、与所述半导体芯片连接的母线以及树脂制的模块外壳，该模块外壳收纳所述半导体芯片并在使所述母线的外部连接端子露出的状态下保持所述母线，其中，所述模块外壳具有端子保持部，所述端子保持部保持所述外部连接端子，并且一部分相对于所述外部连接端子的端子面突出，所述端子保持部具有切口部，该切口部形成为将相对于所述端子面突出的所述一部分的角部切除的形状。
本发明第二方面，在上述第一方面中，所述外部连接端子具有将一对侧缘和所述侧缘的端部彼此连接的连接缘，并且形成为所述端子面朝向侧方的矩形形状，所述端子保持部具有柱状部作为所述一部分，所述柱状部保持所述侧缘、沿着所述侧缘延伸并且前端超过所述连接缘而突出，所述切口部设置在所述柱状部的前端。
本发明第三方面，在上述第二方面中，所述切口部具有倾斜面，该倾斜面将朝向与所述端子面相同方向的所述柱状部的前表面与位于所述柱状部的延伸方向的端部的前端面连接。
本发明第四方面，在上述第一～第三方面任一方面中，具有所述端子面朝向同一方向的多个所述外部连接端子、和设置在每个所述外部连接端子上的多个所述端子保持部。
在本发明中，相对于端子保持部设有切口部，该切口部形成为相对于端子面突出的一部分的角部被切除的形状。也就是说，在本发明中，通过对由于回流时的热影响而容易产生变形的部位设置切口部，将容易产生变形的部位切除。因此，根据本发明，在模块外壳具有保持外部连接端子的端子保持部的功率模块中，能够抑制由于回流时的热影响而引起的端子保持部的变形。
附图说明
图1是示出具有本发明第一实施方式的功率模块的电力转换装置的概略结构的分解立体图；
图2是包括本发明第一实施方式中的功率模块所具备的外部连接端子的示意性放大立体图；
图3是本发明第一实施方式的功率模块所具备的柱状部的前端部的示意图；
图4是本发明第二实施方式的功率模块所具备的柱状部的前端部的示意图。
附图标记说明
1：电力转换装置
10：功率模块
10a：功率器件(半导体芯片)
10b：功率模块外壳(模块外壳)
10c：母线
10d：外部连接端子
10e：侧缘
10f：上缘(连接缘)
10g：端子面
20：端子保持部
21：柱状部
21a：前表面
21b：前端面
21c：切口部
21d：倾斜面
21e：切口部
21f：弯曲面
22：背面壁部
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的功率模块的一个实施方式。
(第一实施方式)
图1是示出具有本发明第一实施方式的功率模块10的电力转换装置1的概略结构的分解立体图。电力转换装置1搭载在电动车等车辆上，设置在未图示的电动机(负载)与电池之间。如图1所示，这样的电力转换装置1包括智能功率模块2、电容器3、电抗器4、DCDC转换器5和主体外壳6。
智能功率模块2包括功率模块10、电路基板11等。功率模块10包括具有功率半导体元件的多个功率器件10a(半导体芯片)、收纳这些功率器件10a的树脂制的功率模块外壳10b(模块外壳)、与功率器件10a连接的母线10c。另外，功率模块10具备防止母线10c短路的绝缘树脂部件以及冷却用的水套等。电路基板11层叠在功率模块10上，具有驱动功率器件10a的驱动电路等。
如图1所示，母线10c包括多个外部连接端子10d，该外部连接端子10d用于连接未图示的电动机等外部设备。图2是包括外部连接端子10d的示意性放大立体图。如该图所示，外部连接端子10d形成为矩形形状，其具有一对侧缘10e和连接侧缘10e的上端部彼此的上缘10f(连接缘)。即，从端子面10g(朝向外部连接端子10d的外侧的表面)的法线方向看，外部连接端子10d形成为矩形形状。
外部连接端子10d的端子面10g朝向与上下方向(智能功率模块2的厚度方向、功率模块10和电路基板11的层叠方向)正交的方向(侧)配置。另外，这里的上下方向是为了便于说明的方向，不限定功率模块10及电力转换装置1的设置姿势。
功率模块外壳10b在收纳功率器件10a的同时在使母线10c的外部连接端子10d露出的状态下保持母线10c。这样的功率模块外壳10b由树脂形成。如图2所示，具备端子保持部20，该端子保持部20保持外部连接端子10d的外缘。端子保持部20具有保持外部连接端子10d的侧缘10e的柱状部21(端子保持部20的一部分)。柱状部21分别设置在外部连接端子10d上。因此，对于一个外部连接端子10d设有两个柱状部21。另外，端子保持部20与外部连接端子10d的背面相对设置，具有连接两个柱状部21的背面壁部22。
如图2所示，各个柱状部21是沿着外部连接端子10d的侧缘10e在上下方向延伸的部位，形成为俯视为矩形的四棱柱状。如图2所示，该柱状部21以将外部连接端子10d的侧缘10e内包的方式保持外部连接端子10d。柱状部21的前表面21a(朝向与外部连接端子10d的端子面10g相同的方向的面)朝向与外部连接端子10d的端子面10g相同的方向。
另外，柱状部21的前表面21a配置在外部连接端子10d的端子面10g的前方(从端子面10g突出的位置)。也就是说，柱状部21相对于外部连接端子10d在端子面10g的法线方向上突出地设置。这样，端子保持部20保持外部连接端子10d，并且一部分(柱状部21)相对于外部连接端子10d的端子面10g突出。
柱状部21以使前端朝向上方的方式在上下方向上延伸设置。在该柱状部21的延伸方向的前端设有前端面21b。该前端面21b是水平面，朝向上方。另外，柱状部21的前端面21b位于外部连接端子10d的上缘10f的上方。即，在本实施方式中具有柱状部21，该柱状部21保持侧缘10e，沿着侧缘10e延伸，并且前端超过上缘10f而突出。
如图2所示，在柱状部21的前端部设有切口部21c。图3是柱状部21的前端部的示意图。如图3所示，该切口部21c是通过切除四棱柱状的柱状部21的角部(图3中双点划线所示的部位)而形成的部位。在本实施方式中，切口部21c具有倾斜面21d。倾斜面21d是连接柱状部21的前表面21a和柱状部21的前端面21b的平坦面。
如图2所示，这样的柱状部21相对于外部连接端子10d的两个侧缘10e中的每一个设置。即，相对于一个外部连接端子10d设有两个柱状部21。
另外，如图1所示，上述的外部连接端子10d及端子保持部20在大致长方体形状的智能功率模块2的侧面设有多个。如图1所示，沿着形成为俯视大致长方体的智能功率模块2的长边排列有多个外部连接端子10d，对于各个外部连接端子10d设有两个柱状部21。
电容器3与智能功率模块2连接，并且配置在功率模块10的侧方。电抗器4配置在智能功率模块2的下方。DCDC转换器5配置在电抗器4的侧方且智能功率模块2的下方。另外，DCDC转换器5将电池电力转换成适于周围的电子设备(安装在电路板11上的电子设备等)的电压。
主体外壳6是收纳智能功率模块2、电容器3、电抗器4和DCDC转换器5的外壳，包括上部外壳6a、中央外壳6b和下部外壳6c。这些上部外壳6a、中央外壳6b和下部外壳6c在功率模块10和电路基板11的层叠方向上可分割地连接。上部外壳6a从电路基板11侧覆盖智能功率模块2，与中央外壳6b紧固连接。中央外壳6b覆盖智能功率模块2、电容器3、电抗器4和DCDC转换器5的周围。下部外壳6c从下方覆盖电抗器4和DCDC转换器5，设有用于连接智能功率模块2和电动机的连接器，并与中央外壳6b紧固连接。
在这种构成的电力转换装置1的功率模块10的制造过程中，执行用于连接功率设备10a和母线10c的回流工序。在该回流工序中，功率模块10在回流炉的内部由加热器从上方和下方加热。
在此，本实施方式的功率模块10包括多个功率器件10a、与功率器件10a连接的母线10c、以及树脂制的功率模块外壳10b。另外，功率模块外壳10b收纳功率器件10a的同时在使母线10c的外部连接端子10d露出的状态下保持母线10c。
另外，在本实施方式的功率模块10中，功率模块外壳10b具有端子保持部20，该端子保持部20保持外部连接端子10d，并且柱状部21相对于外部连接端子10d的端子面10g突出。该端子保持部20具有切口部21c，该切口部21c形成为相对于端子面10g突出的柱状部21的角部被切除的形状。
在这样的本实施方式的功率模块10中，相对于端子保持部20设有形成为将相对于端子面10g突出的柱状部21的角部切除的形状的切口部21c。即，在本实施方式的功率模块10中，通过相对于由于回流时的热影响容易产生变形的部位设置切口部21c。将容易产生变形的部位切除。因此，根据本实施方式的功率模块10，能够抑制由回流时的热影响而造成的端子保持部30的变形。
另外，在本实施方式的功率模块10中，外部连接端子10d具有将一对侧缘10e和侧缘10e的端部彼此连接的上缘10f，并且形成为端子面10g朝向侧方的矩形。另外，端子保持单元20具有柱状部21，该柱状部21保持侧缘10e沿着侧缘10e延伸且前端超过上缘10f而突出。另外，切口部21c设置在柱状部21的前端。在这样的本实施方式的功率模块10中，由于柱状部21的前端超过外部连接端子10d的上缘，故而柱状部21的前端接近回流时的加热器。相对于此，在本实施方式的功率模块10中，在柱状部21的前端设有切口部21c，因此能够抑制回流时接近加热器的部位变形。
另外，在本实施方式的功率模块10中，切口部21c具有将朝向与端子面10g相同方向的柱状部21的前表面21a和位于柱状部21的延伸方向的端部的前端面21b连接的倾斜面21d。这样的切口部21c是具有倾斜面21d的简单形状。因此，能够简化成形功率模块外壳10b的模具的形状。
另外，在本实施方式的功率模块10中，具有端子面10g朝向同一方向的多个外部连接端子10d和设于每个外部连接端子10d的多个端子保持部20。在这样的本实施方式的功率模块10中，设有多个具有切口部21c的端子保持部20。因此，能够在功率模块外壳10b的多个部位抑制由于回流时的热影响而产生变形的情况。
(第二实施方式)
接着，说明本发明的第二实施方式。另外，在本实施方式的说明中，对于与上述第一实施方式相同的部分，省略或简化其说明。
图4是本实施方式的功率模块的功率模块外壳所具备的柱状部21的前端部的示意图。如该图所示，在柱状部21的前端设有切口部21e。如图4所示，该切口部21e是通过将四棱柱状的柱状部21的角部(图4中用双点划线表示的部位)切除为长方体状而形成的部位。如图4所示，这样的切口部21e具有将水平面和竖直面直角地连接的弯曲面21f。
在这样的本实施方式的功率模块中，由于具有弯曲面21f，所以与上述第一实施方式的切口部21c相比，切口部21e的表面面积增加。其结果，能够扩大热的接收面积，能够抑制温度局部地上升。因此，根据本实施方式的功率模块，能够更可靠地抑制由于回流时的热影响而引起的端子保持部20的变形。
以上参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式。上述实施方式中所示的各构成部件的各种形状及组合等是一例，在权利要求所定义的本发明的范围内可根据设计要求等进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，说明了对向外部连接端子10d的上方突出的部位设置切口部的结构。然而，本发明不限于此。例如，也可以采用对向外部连接端子10d的下方突出的部位设置切口部的构成。在回流时，也有从功率模块10的下方用加热器加热的情况，因此通过对向外部连接端子10d的下方突出的部位设置切口部，能够抑制向下方突出的部位变形。
另外，在上述实施方式中，说明了端子保持部20具有两个柱状部21和一个背面壁部22的形状的结构。然而，本发明不限于此。端子保持部20也可以形成为例如不具备背面壁部22，而由两个柱状部21构成的形状。
Claims (4)
1.一种功率模块，其具有多个半导体芯片、与所述半导体芯片连接的母线以及树脂制的模块外壳，该模块外壳收纳所述半导体芯片并在使所述母线的外部连接端子露出的状态下保持所述母线，其中，
所述模块外壳具有端子保持部，所述端子保持部保持所述外部连接端子，并且一部分相对于所述外部连接端子的端子面突出，
所述端子保持部具有切口部，该切口部形成为将相对于所述端子面突出的所述一部分的角部切除的形状。
2.如权利要求1所述的功率模块，其中，
所述外部连接端子具有将一对侧缘和所述侧缘的端部彼此连接的连接缘，并且形成为所述端子面朝向侧方的矩形形状，
所述端子保持部具有柱状部作为所述一部分，所述柱状部保持所述侧缘、沿着所述侧缘延伸并且前端超过所述连接缘而突出，
所述切口部设置在所述柱状部的前端。
3.如权利要求2所述的功率模块，其中，
所述切口部具有倾斜面，该倾斜面将朝向与所述端子面相同方向的所述柱状部的前表面与位于所述柱状部的延伸方向的端部的前端面连接。
4.如权利要求1～3中任一项所述的功率模块，其中，具有所述端子面朝向同一方向的多个所述外部连接端子、和设置在每个所述外部连接端子上的多个所述端子保持部。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021044434A JP2022143749A (ja) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | パワーモジュール |
| JP2021-044434 | 2021-03-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115117039A true CN115117039A (zh) | 2022-09-27 |
Family
ID=83325229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111375798.4A Pending CN115117039A (zh) | 2021-03-18 | 2021-11-19 | 功率模块 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2022143749A (zh) |
| CN (1) | CN115117039A (zh) |
-
2021
- 2021-03-18 JP JP2021044434A patent/JP2022143749A/ja active Pending
- 2021-11-19 CN CN202111375798.4A patent/CN115117039A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022143749A (ja) | 2022-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6313991B1 (en) | Power electronics system with fully-integrated cooling | |
| US10772189B2 (en) | Electricity storage unit | |
| CN107403899B (zh) | 电池连接模块 | |
| CN111344823B (zh) | 直流链路电容器模块、电力电子模块和电力电子设备 | |
| CN102142783A (zh) | 电力转换装置 | |
| JP6044505B2 (ja) | 組電池ユニット | |
| US10490797B2 (en) | Electricity storage module | |
| CN109841890B (zh) | 电力供给单元和电力供给单元的制造方法 | |
| CN110383612B (zh) | 电气连接箱 | |
| US11776758B2 (en) | Capacitor | |
| EP3896794B1 (en) | Connector | |
| JP2017123280A (ja) | 電池モジュール | |
| CN115117039A (zh) | 功率模块 | |
| CN115332732B (zh) | 汇流条模块 | |
| CN114142742A (zh) | 电力转换装置 | |
| JP2002368191A (ja) | 電気車用制御装置 | |
| KR20040003411A (ko) | 전기 접속기용 커넥터 | |
| JP2020022235A (ja) | 電力変換装置及びバスバ | |
| CN114784545B (zh) | 电源模块及电子装置 | |
| CN115332731B (zh) | 汇流条模块 | |
| CN115332730B (zh) | 汇流条模块 | |
| CN213340893U (zh) | 车载电连接组件和车辆 | |
| JP7134305B1 (ja) | 電力変換装置 | |
| CN112951818B (zh) | 功率转换装置 | |
| JP2002064920A (ja) | ジャンクションボックス |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |