DE112012002724T5 - Leiterrahmen und Leistungsmodul - Google Patents

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conductor
power module
conductors
wiring
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Takuya Kadoguchi
Tatsuya Miyoshi
Takanori Kawashima
Tomomi Okumura
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Denso Corp
Toyota Motor Corp
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Denso Corp
Toyota Motor Corp
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Abstract

Die vorliegende Erfindung adressiert die Problematik des Vorsehens eines Leiterrahmens und eines Leistungsmoduls mit einer hohen Materialausbeute. Der Leiterrahmen enthält: eine Mehrzahl von ersten Leitern, die sich mit Bezug auf eine Draufsicht zu einer Seite eines Bereichs erstrecken, in welchem eine Halbleitervorrichtung angeordnet ist; eine Mehrzahl von zweiten Leitern, die sich mit Bezug auf eine Draufsicht zu einer anderen Seite erstrecken, die der einen Seite des Bereichs zugewandt ist, in welchem die Halbleitervorrichtung angeordnet ist; einen dritten Leiter, der mit Bezug auf eine Draufsicht außerhalb von einem von der Mehrzahl der ersten Leiter angeordnet und an einer Außenkante bzw. -seite der Mehrzahl der ersten Leiter positioniert ist; und einen Verdrahtungsabschnitt, der mit dem dritten Leiter verbunden ist und als ein Abschnitt eines Leitungsrahmens für die ersten Leiter, zweiten Leiter und den dritten Leiter ausgebildet ist, und als eine Verdrahtung verwendet wird, die mit dem dritten Leiter zu verbinden ist, nachdem Abschnitte des Leitungsrahmens, die nicht der vorstehend beschriebene Abschnitt sind, entfernt worden sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leiterrahmen und ein Leistungsmodul.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bei einem herkömmlichen Leiterrahmen sind zumindest eine Insel zum Montieren eines Halbleiterchips, ein Leiter, der mit dem Halbleiterchip über einen Verbindungsdraht verbunden ist, und ein Verbindungssteg zum Verbinden der Insel mit dem Leiter an dem Leiterrahmenhauptkörper zum Ausbildung von offenen Fenstern in dem Leiterrahmenhauptkörper ausgebildet. In dem Leiterrahmen sind Verstärkungsvorsprünge auf dem äußeren peripheren Teil des Leiterrahmenhauptkörpers angeordnet (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
  • Stand der Technik
    • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2008-218455 A
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Bei einem herkömmlichen Leiterrahmen wird der äußere periphere Teil nach dem Ausbilden einer Harzform abgeschnitten und weggeworfen, weshalb es bisher ein Problem bezüglich einer geringen Materialausbeute gab.
  • Daher ist es eine Aufgabe, einen Leiterrahmen und ein Leistungsmodul bei einer hohen Materialausbeute zu schaffen.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Ein Leiterrahmen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Mehrzahl von ersten Leitern, die sich mit Bezug auf eine Draufsicht zu einer Seite eines Bereichs erstrecken, in welchem eine Halbleitervorrichtung angeordnet ist; eine Mehrzahl von zweiten Leitern, die sich mit Bezug auf eine Draufsicht zu einer anderen Seite erstrecken, die der einen Seite des Bereichs zugewandt ist, in welchem die Halbleitervorrichtung angeordnet ist; einen dritten Leiter, der mit Bezug auf eine Draufsicht außerhalb von einem von der Mehrzahl der ersten Leiter angeordnet und an einer Außenkante bzw. -seite der Mehrzahl der ersten Leiter positioniert ist; und einen Verdrahtungsteil, der mit dem dritten Leiter verbunden ist und als ein Teil eines Leitungsrahmens der Mehrzahl der ersten Leiter, der Mehrzahl der zweiten Leiter und des dritten Leiters dient, und als eine Verdrahtung dient, die mit dem dritten Leiter verbunden ist, nachdem Teile des Leitungsrahmens, die nicht der eine Teil des Leitungsrahmens sind, abgeschnitten worden sind.
  • Effekte der Erfindung
  • Es können ein Leiterrahmen und ein Leistungsmodul mit einer hohen Materialausbeute geschaffen werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 stellt einen Zustand dar, in welchem IGBTs 20A bis 20C und Dioden 30A bis 30C mit einem Leiterrahmen 10 eines Vergleichsbeispiels verbunden sind.
  • 2 stellt ein Leistungsmodul 60 des Vergleichsbeispiels dar.
  • 3 stellt eine schematische Konfiguration einer Elektroauto-Antriebsvorrichtung 300 einschließlich eines Leistungsmoduls 200 gemäß einer Ausführungsform dar.
  • 4A zeigt eine schräge perspektivische Ansicht eines Leiterrahmens 100 und des Leistungsmoduls 200 gemäß der Ausführungsform.
  • 4B zeigt eine schräge Ansicht des Leistungsmoduls 200 gemäß der Ausführungsform.
  • 5A zeigt eine perspektivische Draufsicht des Leistungsmoduls 200 einschließlich des Leiterrahmens 100 gemäß der Ausführungsform.
  • 5B zeigt eine perspektivische Draufsicht des Leistungsmoduls 200 in einem Zustand, in welchem ein Leitungsrahmen 119 von dem Leiterrahmen 100 von 5A abgeschnitten wird und das Leistungsmodul 200 vervollständigt wird.
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Schnittlinie C-C in 5B.
  • 7 stellt Herstellungsprozessabläufe für das Leistungsmodul 200 gemäß der Ausführungsform schrittweise dar.
  • 8 stellt Herstellungsprozessabläufe für das Leistungsmodul 200 gemäß der Ausführungsform schrittweise dar.
  • 9 stellt Herstellungsprozessabläufe für das Leistungsmodul 200 gemäß der Ausführungsform schrittweise dar.
  • 10 stellt Herstellungsprozessabläufe für das Leistungsmodul 200 gemäß der Ausführungsform schrittweise dar.
  • 11 stellt Herstellungsprozessabläufe für das Leistungsmodul 200 gemäß der Ausführungsform schrittweise dar.
  • Beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
  • Anschließend wird eine Ausführungsform beschrieben, bei welcher ein Leiterrahmen und ein Leistungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Zunächst wird, bevor ein Leiterrahmen und ein Leistungsmodul gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform beschrieben werden, ein Leiterrahmen eines Vergleichsbeispiels mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben.
  • 1 stellt einen Zustand dar, in welchem IGBTs (isolierte Gate-Bipolar-Transistoren) 20A bis 20C und Dioden 30A bis 30C mit einem Leiterrahmen 10 eines Vergleichsbeispiels verbunden sind. Als die Dioden 30A bis 30C können zum Beispiel FWDs (Freilaufdioden) verwendet werden.
  • Der Leiterrahmen 10 des Vergleichsbeispiels enthält Signalleiterteile 11A, 12A, 13A, Leistungsleiterteile 14A, 15A, 16A, 17A und ein Spannungserfassungsleiterteil 18A. In dem Leiterrahmen 10 funktionieren die Teile, die nicht die Teile sind, die als die Signalleiterteile 11, 12, 13, die Leistungsleiterteile 14, 15, 16, 17 und ein Spannungserfassungsleiterteil 18 (siehe 2) verbleiben, durch späteres Abschneiden eines Teils als Leitungsrahmen 19.
  • Der vorstehend beschriebene Leiterrahmen 10 wird beispielsweise durch eine Pressprozessverarbeitung einer Kupferplatte hergestellt.
  • Die IGBTs 20A bis 20C und die Dioden 30A bis 30C sind an der Oberseite eines Wärmespreizers 40 angelötet. 1 stellt einen Zustand dar, in welchem der Leiterrahmen 10 von der Oberseite die IGBTs 20A bis 20C und die Dioden 30A bis 30C, die an dem Wärmespreizer 40 montiert sind, bedeckt, und die IGBTs 20A bis 20C und die Dioden 30A bis 30C sind mit dem Leiterrahmen 10 durch Verbindungsdraht und Löten verbunden.
  • Anschließend werden die IGBTs 20A bis 20C vereinfacht als IGBT 20 bezeichnet, wenn sie nicht ausdrücklich voneinander unterschieden werden. Ähnlich werden die Dioden 30A bis 30C vereinfacht als Diode 30 bezeichnet, wenn sie nicht ausdrücklich voneinander unterschieden werden.
  • Der Wärmespreizer 40 besteht zum Beispiel aus einer Kupferplatte und die IGBTs 20A bis 20C und die Dioden 30A bis 30C sind zum Verteilen der Wärme vorgesehen.
  • Kollektoranschlüsse der IGBTs 20A bis 20C an der Bodenseite in 1 sind mit dem Wärmespreizer 40 durch Löten verbunden. Katoden der Dioden 30A bis 30C an der Bodenseite in 1 sind mit dem Wärmespreizer 40 durch Löten verbunden.
  • Es gibt fünf Signalleiterteile 11A, welche mit dem Gate-Anschluss des IGBT 20A durch einen Verbindungsdraht 1A verbunden sind. Es gibt fünf Signalleiterteile 12A, welche mit dem Gate-Anschluss des IGBT 20B durch einen Verbindungsdraht 1B verbunden sind. Es gibt fünf Signalleiterteile 13A, welche mit dem Gate-Anschluss des IGBT 20C durch einen Verbindungsdraht 1C verbunden sind.
  • Der Leistungsleiterteil 14A ist mit der Oberfläche des Wärmespreizers 40 mittels einer Lötstelle 2A verbunden. Der Leistungsleiterteil 15A ist mit dem Emitteranschluss des IGBT 20A durch eine Lötstelle 2B und mit der Anode der Diode 30A durch eine Lötstelle 2C verbunden.
  • Der Leistungsleiterteil 16A ist mit dem Emitteranschluss des IGBT 20B durch eine Lötstelle 2D und mit der Anode der Diode 30B durch eine Lötstelle 2E verbunden. Der Leistungsleiterteil 17A ist mit dem Emitteranschluss des IGBT 20C durch eine Lötstelle 2F und mit der Anode der Diode 30C durch eine Lötstelle 2G verbunden.
  • Der Spannungserfassungsleiterteil 18A ist mit dem Außenseitenteil der Oberfläche des Wärmespreizers 40 durch einen Verbindungsdraht 3 verbunden.
  • Wie in 1 dargestellt, wird nach dem Verbinden des Leiterrahmens 10, der IGBTs 20 und der Dioden 30 durch ein Harzinjektionsverfahren in einem Bereich, der durch eine gestrichelte Linie A angezeigt wird, ein Harzformteil ausgebildet, und der Leitungsrahmen 19 des Leiterrahmens 10 wird abgeschnitten, so dass ein Leistungsmodul 60 des Vergleichsbeispiels, wie in 2 dargestellt, fertig gestellt wird.
  • 2 stellt das Leistungsmodul 60 des Vergleichsbeispiels dar.
  • Das Leistungsmodul 60 enthält die Signalleiterteile 11, 12, 13, die Leistungsleiterteile 14, 15, 16, 17, das Spannungserfassungsleiterteil 18, die IGBTs 20, die Dioden 30, den Wärmespreizer 40 und ein Harzformteil 50.
  • Die Signalleiterteile 11, 12, 13, die Leistungsleiterteile 14, 15, 16, 17 und der Spannungserfassungsleiterteil 18, dargestellt in 2, entsprechen den jeweils in 1 dargestellten Signalleiterteilen 11A, 12A, 13A, den Leistungsleiterteilen 14A, 15A, 16A, 17A und dem Spannungserfassungsleiterteil 18A.
  • Die Signalleiterteile 11, 12, 13, die Leistungsleiterteile 14, 15, 15, 17 und der Spannungserfassungsleiterteil 18, dargestellt in 2, werden durch Abschneiden des Leitungsrahmens 19 von dem in 1 dargestellten Leiterrahmen 10 ausgebildet.
  • Die Signalleiterteile 11, 12, 13, die Leistungsleiterteile 14, 15, 16, 17, der Spannungserfassungsleiterteil 18, der IGBT 20, die Dioden 30 und der Wärmespreizer 40 werden durch das Harzformteil 50 fixiert.
  • Das Harzformteil 50 wird zum Beispiel durch Biegen bzw. Formen eines wärmehärtenden Epoxidharzes während einer Wärmezufuhr hergestellt.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird, wenn das Leistungsmodul 60 hergestellt wird, der Leiterrahmen 10 einschließlich des Leitungsrahmens 19 verwendet, um die Positionsgenauigkeit der Signalleiterteile 11, 12, 13, der Leistungsleiterteile 14, 15, 16, 17 und des Spannungserfassungsleiterteils 18 zu erhöhen.
  • Das vorstehend beschriebene Leistungsmodul 60 kann beispielsweise als ein oberer Zweig eines Inverters verwendet werden. Ferner kann in diesem Fall ein Leistungsmodul ähnlich dem Leistungsmodul 60 als der untere Zweig des Inverters verwendet werden. Das Leistungsmodul, das als unterer Zweig verwendet wird, kann beispielsweise durch Entfernen des Spannungserfassungsleiterteils 18 von dem Leistungsmodul 60 ausgebildet werden.
  • Die Leistungsleiterteile 15, 16, 17 des Leistungsmoduls 60 des oberen Zweigs des Inverters und drei Phasen der Leistungsleiterteile des Leistungsmoduls des unteren Zweigs werden derart zu einem Drei-Phasen-Motor verbunden, dass eine Antriebssteuerung des Drei-Phasen-Motors durchgeführt werden kann.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird der Spannungserfassungsleiterteil 18A, der in 1 dargestellt ist, mit dem Außenseiten- bzw. Außenkantenteil der Oberfläche des Wärmespreizers 40 durch den Verbindungsdraht 3 verbunden. An dem Wärmespreizer 40 sind die Kollektoranschlüsse der IGBTs 20 angelötet, weshalb der Wärmespreizer 40 das gleiche Potenzial wie die Kollektoranschlüsse der IGBTs 20 aufweist.
  • Daher wird der Spannungserfassungsleiterteil 18, welcher durch Abschneiden des Leitungsrahmens 19 von dem Leiterrahmen 10 ausgebildet wird, mit den Kollektoranschlüssen der IGBTs 20 des oberen Zweigs des Inverters verbunden.
  • Die Kollektoranschlüsse der IGBTs 20 des oberen Zweigs des Inverters weisen dasselbe Potenzial als der positive Anschluss des Inverters auf, weshalb die Spannung des positiven Anschlusses des Inverters über den Spannungserfassungsleiterteil 18 erfasst werden kann.
  • Wie aus den 1 und 2 hervorgeht, enthält der Leiterrahmen 10, der im Leistungsmodul 60 des Vergleichsbeispiels verwendet wird, viele Teile, die als Leitungsrahmen 19 weggeworfen werden. Daher besteht bezüglich des Leiterrahmens 10, der im Leistungsmodul 60 des Vergleichsbeispiels verwendet wird, das Problem, dass die Materialausbeute niedrig ist.
  • Ferner ist der Längenausdehnungskoeffizient des Leiterrahmens 10 aus Kupfer signifikant größer als der Längenausdehnungskoeffizient des Harzformteils 50. Demnach zieht sich der Leitungsrahmen 19 stärker als der Harzformteil 50 zusammen, wenn Wärme zum Biegen bzw. Formen des Harzformteils 50 zugeführt wird und das Leistungsmodul 60 nach dem Formen des Harzformteils 50 abgekühlt wird. Daher tritt in den Signalleiterteilen 11, 12, 13, den Leistungsleiterteilen 14, 15, 16, 17 und dem Spannungserfassungsleiterteil 18 eine Deformation auf.
  • Ferner wird im Leistungsmodul 60 des Vergleichsbeispiels eine dünne Form, die fir das Abschneiden verwendet wird, in einem Bereich B zwischen dem Harzformteil 50 (siehe 2) und dem Leitungsrahmen 19 eingeführt, wenn der Leitungsrahmen 19 abgeschnitten wird.
  • Wie in 1 dargestellt, ist eine Breite bzw. Weite B1 des Bereichs B klein, weshalb beispielsweise derartige Probleme auftreten, dass, wenn eine Metallreibung in der dünnen Form erzeugt wird, in dem Harzformteil 50 ein Grat entsteht.
  • Ferner muss, um den Spannungserfassungsleiterteil 18 mit der Oberfläche des Wärmespreizers 40 mit dem Verbindungsdraht 3 zu verbinden, ein Prozess zum Ausbilden des Verbindungsdrahts 3 durchgeführt werden, welcher derartige Probleme verursacht, dass eine Anzahl von Herstellungsprozessabläufen erhöht wird und somit auch die Kosten zur Herstellung des Leistungsmoduls 60 steigen.
  • Im Folgenden wird ein Leiterrahmen 100 und ein Leistungsmodul 200 gemäß einer Ausführungsform beschrieben, in welcher die vorstehenden Probleme gelöst werden.
  • Ausführungsform
  • 3 stellt eine schematische Konfiguration einer Elektroauto-Antriebsvorrichtung 300 einschließlich des Leistungsmoduls 200 gemäß einer Ausführungsform dar.
  • Die Elektroauto-Antriebsvorrichtung 300 ist eine Vorrichtung zum Antreiben eines Fahrzeugs durch Antreiben eines Motors 304 unter Verwendung einer Leistung einer Batterie 301. Hierbei ist zu erwähnen, dass, solange das Elektroauto durch den Antrieb des Motors 304 unter Verwendung der Leistung fährt bzw. läuft, spezifische Verfahren und Konfigurationen des Elektroautos auf unterschiedliche Weise auftreten. Ein derartiges Elektroauto ist typischerweise ein Hybridfahrzeug (HV), in welchem die Leistungsquelle eine Brennkraftmaschine und der Motor 304 sind, oder ein Elektroauto, in welchem die Leistungsquelle nur der Motor 304 ist.
  • Wie in 3 dargestellt, enthält die Elektroauto-Antriebsvorrichtung 300 eine Batterie 301, einen DC/DC-Konverter 302, einen Inverter 303, einen Motor 304 und eine Steuervorrichtung 305.
  • Die Batterie 301 ist eine beliebige Speichervorrichtung zum Speichern von Leistung und Ausgeben einer Gleichspannung und kann durch eine kapazitive Last, wie eine Nickel-Hydrid-Batterie, eine Lithium-Ionen-Batterie und einen elektrischen Doppelschichtkondensator ausgestaltet sein.
  • Der DC/DC-Konverter 302 ist ein bidirektionaler DC/DC-Konverter (ein Aufwährts-DC/DC-Wandler bei einem reversiblen Kupferverfahrens). Der DC/DC-Konverter 302 ist geeignet, eine Aufwärtswandlung von 14 V auf 42 V und eine Abwärtswandlung von 42 V auf 14 V durchzuführen. Der DC/DC-Konverter 302 enthält Schaltelemente Q1, Q2, Dioden D1, D2 und eine Drossel bzw. Drosselspule L1.
  • Die Schaltelemente Q1, Q2 im vorliegenden Beispiel sind IGBTs (isolierte Gate-Bipolar-Transistoren); allerdings können auch andere Schaltelemente wie MOSFETs (Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistoren) verwendet werden.
  • Die Schaltelemente Q1, Q2 sind zwischen der positiven Leitung und der negativen Leitung des Inverters 303 in Reihe geschaltet. Der Kollektor des Schaltelements Q1 des oberen Zweigs ist mit der positiven Leitung verbunden und der Emitter des Schaltelements Q2 des unteren Zweigs ist mit der negativen Leitung verbunden. An einem mittleren Punkt zwischen den Schaltelementen Q1, Q2, d. h., an dem Verbindungspunkt des Emitters des Schaltelements Q1 und des Kollektors des Schaltelements Q2 ist ein Ende der Drossel bzw. Drosselspule L1 verbunden. Das andere Ende der Drossel bzw. Drosselspule L1 ist mit der positiven Elektrode der Batterie 301 über die positive Leitung verbunden. Ferner ist der Emitter des Schaltelements Q2 mit der negativen Elektrode der Batterie 301 über die negative Leitung verbunden. Ferner sind zwischen den Kollektoren und den Emitter der Schaltelemente Q1, Q2 die Dioden (Freilaufdioden) D1, D2 jeweils derart angeordnet, dass Strom von der Emitterseite zur Kollektorseite fließt. Ferner ist zwischen dem anderen Ende der Drossel bzw. Drosselspule L1 und der negativen Leitung ein Glättungskondensator C1 verbunden und zwischen dem Kollektor des Schaltelements Q1 und der negativen Leitung ein Glättungskondensator C2 verbunden.
  • Der Inverter 303 ist durch die jeweiligen Arme einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase ausgebildet, die parallel zueinander zwischen der positiven Leitung und der negativen Leitung verlaufen. Die U-Phase ist durch eine Reihenschaltung von Schaltelementen (IGBTs im vorliegendem Beispiel) Q3, Q4 ausgebildet, die V-Phase ist durch eine Reihenschaltung der Schaltelemente (IGBTs im vorliegendem Beispiel) Q5, Q6 ausgebildet und die W-Phase ist durch eine Reihenschaltung von Schaltelementen (IGBTs im vorliegendem Beispiel) Q7, Q8 ausgebildet. Ferner sind zwischen den Kollektoren und den Emitter der Schaltelemente Q3 bis Q8 jeweils Dioden (Freilaufdioden) D3 bis D8 derart angeordnet, dass Strom von der Emitterseite zur Kollektorseite fließt. Der obere Zweig des Inverters 303 ist durch die Schaltelemente Q3, Q5, Q7 und die Dioden D3, D5, D7 gebildet und der untere Zweig des Inverters 303 ist durch die Schaltelemente Q4, Q6, Q8 und die Dioden D4, D6, D8 gebildet.
  • Der Inverter 303 wird z. B. einschließlich des Leistungsmoduls 200 als oberer Zweig realisiert. Als der untere Zweig des Inverters 303 kann ein Leistungsmodul eines beliebigen Formats, einschließlich der Schaltelemente Q4, Q6, Q8 und der Dioden D4, D6, D8, verwendet werden.
  • Der Motor 304 ist ein Permanentmagnetmotor einschließlich der drei Phasen, in welchem die jeweiligen Enden der drei Spulen der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase bei einem Mittelpunkt miteinander verbunden sind. Das andere Ende der U-Phasenspule ist mit dem Mittelpunkt der Schaltelemente Q3, Q4 verbunden, das andere Ende der V-Phasenspule ist mit dem Mittelpunkt der Schaltelemente Q5, Q6 verbunden und das andere Enden der W-Phasespule ist mit dem Mittelpunkt der Schaltelemente Q7, Q8 verbunden.
  • Die Steuervorrichtung 305 steuert den DC/DC-Konverter 302 und den Inverter 303. Die Steuervorrichtung 305 enthält z. B. eine CPU, einen ROM, einen Hauptspeicher, und verschiedene Funktionen der Vorrichtung 305 werden als Steuerprogramm implementiert, welches im ROM, etc. gespeichert ist, wobei es in den Hauptspeicher geladen wird und durch die CPU ausgeführt wird. Ein Teil oder die Gesamtheit der Steuervorrichtung 305 kann jedoch auch nur durch Hardware realisiert werden. Ferner kann die Steuervorrichtung 305 durch eine Mehrzahl von Vorrichtungen körperlich ausgebildet werden.
  • Als nächstes wird der Leiterrahmen 100 und das Leistungsmodul 200 gemäß einer Ausführungsform mit Bezug auf die 4A, 4B, 5A, 5B und 6 beschrieben.
  • 4A ist eine schräge perspektivische Ansicht des Leiterrahmens 100 und des Leistungsmoduls 200 gemäß der Ausführungsform. 4B ist eine schräge Ansicht des Leistungsmoduls 200 gemäß der Ausführungsform.
  • 5A ist eine perspektivische Draufsicht des Leistungsmoduls 200 einschließlich des Leiterrahmens 100 gemäß der Ausführungsform. 5B ist eine perspektivische Draufsicht des Leistungsmoduls 200 in einem Zustand, in welchem ein Leitungsrahmen 119 von dem Leiterrahmen 100 der 5A abgeschnitten wird und das Leistungsmodul 200 fertig gestellt wird.
  • 6 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Linie C-C in 5B.
  • 4A und 5A stellen den Leiterrahmen 100 und das Leistungsmodul 200 in einem Zustand dar, bevor der Leitungsrahmen 119 des Leiterrahmens 100 abgeschnitten wird. 4B und 5B stellen das Leistungsmodul 200 in einem Zustand dar, nachdem der Leitungsrahmen 119 des Leiterrahmens 100 abgeschnitten wurde und das Leistungsmodul 200 fertig gestellt ist.
  • In dem Leiterrahmen 100 und dem Leistungsmodul 200, die in 4A, 4B, 5A und 5B dargestellt sind, sind Elemente, die gleich denen des Leiterrahmens 10 und des Leistungsmoduls 60 des in 1 und 2 dargestellten Vergleichsbeispiels sind, durch die gleichen Bezugszeichen versehen, wobei auf die entsprechenden Beschreibungsteile verzichtet wird.
  • Das Leistungsmodul 200 enthält als Hauptelemente den Leiterrahmen 100, die IGBTs 20A bis 20C, die Dioden 30A bis 30C, den Wärmespreizer 40, ein Harzformteil 150, eine Kühlplatte 170 und eine Isolationsschicht 180.
  • Ähnlich wie bei dem Leistungsmodul 60 des Vergleichsbeispiels sind die IGBTs 20A bis 20C und die Dioden 30A bis 30C des Leistungsmoduls 200 an dem Wärmespreizer 40 angelötet.
  • Wie in 6 dargestellt, ist der IGBT 20A beispielsweise durch eine Lötstelle 191 mit der Oberfläche des Wärmespreizers 40 verbunden. Auf der Bodenseite des IGBT 20A, welche durch die Lötstelle 191 mit dem Wärmespreizer 40 verbunden ist, ist ein Kollektoranschluss, weshalb der Kollektoranschluss des IGBT 20A durch die Lötstelle 191 mit dem Wärmespreizer 40 verbunden ist.
  • Ferner ist die Diode 30A mit dem Wärmespreizer 40 durch eine Lötstelle 192 verbunden. Auf der Bodenseite der Diode 30A, die mit dem Wärmespreizer 40 durch die Lötstelle 192 verbunden ist, ist eine Kathode, weshalb die Kathode der Diode 30A mit dem Wärmespreizer 40 durch die Lötstelle 192 verbunden ist.
  • 6 zeigt eine Querschnittsansicht einschließlich dem IGBT 20A; ähnlich zum IGBT 20A sind jedoch die IGBTs 20B, 20C mit dem Wärmespreizer 40 durch die Lötstelle 191 in einem Zustand verbunden, in welchem der Kollektoranschluss an der Bodenfläche platziert ist. Ferner sind, ähnlich zu der Diode 30A, die Dioden 30B, 30C mit dem Wärmespreizer 40 durch die Lötstelle 192 verbunden, wobei die Kathode an der Bodenfläche platziert ist.
  • Der Wärmespreizer 40, auf welchem die IGBTs 20A bis 20C und die Dioden 30A bis 30C angelötet sind, ist mit dem Leiterrahmen 100 verbunden, und ist durch das Harzformteil 150, das durch das Harzinjektionsverfahren gebildet wird, abgedichtet, und zwar in einem Zustand, in welchem der Wärmespreizer 40 auf der Kühlplatte 170 über die Isolationsschicht 180 platziert ist.
  • Wie in 4A und 5A dargestellt, enthält der Leiterrahmen 100 die Signalleiterteile 11A, 12A, 13A, die Leistungsleiterteile 114A, 15A, 16A, 17A und zusätzlich einen Spannungserfassungsleiterteil 118A, den Leitungsrahmen 119 und den Verdrahtungsteil 500.
  • Die Signalleiterteile 11A, 12A, 13A sind Beispiele eines ersten Leiterteils. Die Leistungsleiterteile 15A, 16A, 17A sind Beispiele eines zweiten Leiterteils. Der Spannungserfassungsleiterteil 118A ist ein Beispiel eines dritten Leiterteils. Der Verdrahtungsteil 500 ist ein Beispiel eines Verdrahtungsteils, das mit dem dritten Leiterteil verbunden ist. Der Leistungsleiterteil 114A ist ein Beispiel eines vierten Leiterteils.
  • Der Leiterrahmen 100 wird z. B. durch ein Pressprozessverarbeiten einer Kupferplatte hergestellt.
  • Der Spannungserfassungsleiterteil 118A entspricht dem Spannungserfassungsleiterteil 18A im Leiterrahmen 10 des Vergleichsbeispiels.
  • Wenn der Leitungsrahmen 119, der in 4A und 5A dargestellt ist, von dem Leiterrahmen 100 abgeschnitten wird, wird der Spannungserfassungsleiterteil 118A ein Spannungserfassungsleiterteil 118, wie in 4B und 5B dargestellt.
  • Der Spannungserfassungsleiterteil 118A ist auf der Außenseite des Signalleiterteils, das an der Außenkante der Signalleiterteile 11A, 12A, 13A (dem Signalleiterteil, das an der linkesten Seite der fünf Signalleiterteile 11A angeordnet ist) positioniert ist, angeordnet.
  • Der Verdrahtungsteil 500 ist der Teil, der durch eine Schraffur in 5A und 5B angedeutet wird, einschließlich einem Ende 501, einem anderen Ende 502 und einem Verbindungsteil 503.
  • Das eine Ende 501 ist mit dem Spannungserfassungsleiterteil 118A auf der Außenseite des Harzformteils 150 verbunden. Das andere Ende 502 ist mit dem Leistungsleiterteil 114A verbunden. Der Verbindungsteil 503 ist mit der Oberfläche des Wärmespreizers 40 durch Verlöten 2A verbunden.
  • Wie in 5B und 6 dargestellt, ist das eine Ende 501 im Verdrahtungsteil 500 außerhalb des Harzformteils 150 positioniert; andere Teile als das eine Ende 501 sind jedoch durch das Harzformteil 150 abgedichtet.
  • Wie in 5B und 6 dargestellt, ist der Leistungsleiterteil 114A der Teil, der mit dem anderen Ende 502 des Verdrahtungsteils 500 verbunden und außerhalb des Harzformteils 150 positioniert ist. Der Leistungsleiterteil 114A ist an der äußersten Seite der Leistungsleiterteile 15, 16, 17 positioniert und auf der Außenseite des Leistungsleiterteils 15 korrespondierend zum Signalleiterteil angeordnet, der an der Außenkante des Signalleiterteils 11A, 12A, 13A positioniert ist (dem Signalleiterteil, der an der linkesten Seite der fünf Signalleiterteile 11A angeordnet ist).
  • Die Signalleiterteile 11, 12, 13, die Leistungsleiterteile 114, 15, 16, 17, der Spannungserfassungsleiterteil 118 und der Verdrahtungsteil 500, dargestellt in 4B und 5B, werden jeweils durch Abschneiden des Leitungsrahmens 119 vom Leiterrahmen 100 einschließlich den Signalleiterteilen 11A, 12A, 13A, den Leistungsleiterteilen 114A, 15A, 16A, 17A, dem Spannungserfassungsleiterteil 118A und dem Verdrahtungsteil 500, dargestellt in 4A und 5B, erhalten.
  • Das heißt, der Leitungsrahmen 119, der im Leiterrahmen 100 gemäß der Ausführungsform enthalten ist, ist der Teil, der in 5B von dem Leiterrahmen 100, dargestellt in 5A, nicht mehr vorhanden ist.
  • Es gibt fünf Signalleiterteile 11A, welche mit dem Gate-Anschluss des IGBT 20A durch den Verbindungsdraht 1A verbunden sind. Es gibt fünf Signalleiterteile 12A, welche mit dem Gate-Anschluss des IGBT 20B durch den Verbindungsdraht 1B verbunden sind. Es gibt fünf Signalleiterteile 13A, welche mit dem Gate-Anschluss des IGBT 20C durch den Verbindungsdraht 1C verbunden sind.
  • Hierbei ist zu erwähnen, dass der Verbindungsdraht 1A, der Verbindungsdraht 1B und der Verbindungsdraht 1C beispielsweise eine dünne Aluminiumleitung sein können.
  • Wie in 5A, 5B und 6 dargestellt, ist der Verbindungsteil 503 des Verdrahtungsteils 500 mit der Oberfläche des Wärmespreizers 40 durch eine Verlötung 2A verbunden. Der Verbindungsteil 503 ist mit dem Spannungserfassungsleiterteil 118 (118A) über das eine Ende 501 verbunden und ist außerdem mit dem Leistungsleiterteil 114 (114A) über das andere Ende 502 verbunden.
  • Ferner ist der Leistungsleiterteil 15A, wie in 5A und 5B dargestellt, mit dem Emitter-Anschluss des IGBT 20A durch die Lötstelle 2B verbunden, und ist außerdem mit der Anode der Diode 30A durch die Lötstelle 2C verbunden. Der Leistungsleiterteil 16A ist mit dem Emitter-Anschluss des IGBT 20B durch die Lötstelle 2D verbunden und ist außerdem mit der Anode der Diode 30B durch die Lötstelle 2E verbunden. Der Leistungsleiterteil 17A ist mit dem Emitter-Anschluss des IGBT 20C durch die Lötstelle 2F verbunden und ist außerdem mit der Anode der Diode 30C durch die Lötstelle 2G verbunden.
  • Hierbei ist zu erwähnen, dass die Leistungsleiterteile 114 (114A), 15 (15A), 16 (16A), 17 (17A) weitere Weiten bzw. größere Breiten als jene des Signalleiterteils 11 (11A) aufweisen.
  • Wie in 6 dargestellt, ist der Kollektor-Anschluss des IGBT 20A durch die Lötstelle 191 mit dem Wärmespreizer 40 verbunden, und die Kathode der Diode 30A ist durch die Lötstelle 192 verbunden. Ferner ist der Verbindungsteil 503 des Verdrahtungsteils 500, wie vorstehend beschrieben, mit dem Wärmespreizer 40 durch die Lötstelle 2A verbunden.
  • Somit weist der Verdrahtungsteil 500 ein Potenzial auf, das gleich dem des Kollektor-Anschlusses des IGBT 20A ist, und das Potenzial des Kollektor-Anschlusses des IGBT 20A kann über den Verdrahtungsteil 500 und den Spannungserfassungsleiterteil 118 erfasst werden.
  • Eine X-Richtung und eine Y-Richtung werden, wie in 4A, 4B, 5A und 5B dargestellt, definiert. Die X-Richtung und die Y-Richtung sind orthogonal zueinander in einer Ebene des Verdrahtungsteils 500.
  • Wie in 4A und 5A dargestellt, ist der Verdrahtungsteil 500 auf der äußersten Seite der X-Richtung des Leiterrahmens 100 positioniert.
  • Ferner ist in dem Verdrahtungsteil 500 das eine Ende 501 mit dem Spannungserfassungsleiterteil 118A, einem Teil des Leitungsrahmens 119A und einem Teil des Leitungsrahmens 119B in Y-Richtung verbunden. Ferner ist das andere Ende 502 mit dem Verbindungsteil 503, dem Leistungsleiterteil 114A und einem Teil des Leitungsrahmens 119C verbunden.
  • Das heißt, in einem Zustand vor dem Abschneiden des Leitungsrahmens 119 von dem Leiterrahmen 100 funktioniert der Verdrahtungsteil 500 als ein Leitungsrahmen zwischen dem Spannungserfassungsleiterteil 118A, dem Teil des Leitungsrahmens 119A, dem Teil des Leitungsrahmens 119B, und dem Verbindungsteil 503, dem Leistungsleiterteils 114A und dem Teil des Leitungsrahmens 119C.
  • Wie vorstehend beschrieben, funktioniert der Verdrahtungsteil 500 als ein Leitungsrahmen, der im Leiterrahmen 100 enthalten ist. Daher sind die Länge, die Breite, die Dicke, die Form, etc. des Verdrahtungsteils 500 einzustellen, um eine ausreichende Festigkeit zu erzielen, bei welcher im Spannungserfassungsleiterteil 118A, dem Teil des Leitungsrahmens 119A, dem Teil des Leitungsrahmens 119B, und dem Verbindungsteil 503, dem Leistungsleiterteil 114A und dem Teil des Leitungsrahmens 119C keine Verbiegung, Deformation, etc. auftreten.
  • Wie vorstehend beschrieben und in 4A und 5A dargestellt, funktioniert der Verdrahtungsteil 500 des Leiterrahmens 100 gemäß der Ausführungsform als ein Leitungsrahmen in einem Zustand vor dem Abschneiden des Leitungsrahmens 119; und wie in 4B und 5B dargestellt, funktioniert der Verdrahtungsteil 500 des Leitungsrahmens 100 in einem Zustand nach dem Abschneiden des Leitungsrahmens 119.
  • Als nächstes wird die Verbindungsbeziehung in einem Fall beschrieben, in welchem das Leistungsmodul 200 gemäß der Ausführungsform als der obere Zweig des Inverters 303, wie in 3 dargestellt, verwendet wird.
  • In diesem Beispiel sind der IGBT 20A und die Diode 30A mit der U-Phase verbunden, der IGBT 20B und die Diode 30B sind mit der V-Phase verbunden und der IGBT 20C und die Diode 30C sind mit der W-Phase verbunden.
  • In diesem Fall bildet der Leistungsleiterteil 114, welcher mit den Kollektoren der IGBTs 20A bis 20C und den Kathoden der Dioden 30A bis 30C über den Verbindungsteil 503 verbunden ist, eine positive Anschlussseite (Eingangsanschluss) P1 des Inverters 303 (siehe 3) der Elektroauto-Antriebsvorrichtung 300.
  • Daher kann der Spannungserfassungsleiterteil 118, welcher über den Verdrahtungsteil 500 mit dem Leistungsleiterteil 114 verbunden ist, die Eingangsspannung (Spannung der positiven Anschlussseite (Eingangsanschluss) P1) des Inverters 303 erfassen.
  • Der Leistungsleiterteil 15, welcher mit dem Emitter des IGBT 20A und der Anode der Diode 30A verbunden ist, bildet einen U-Phasenanschluss P3 des Inverters 303 (siehe 3).
  • Der Leistungsleiterteil 16, welcher mit dem Emitter des IGBT 20B und der Anode der Diode 30B verbunden ist, bildet einen V-Phasenanschluss P4 des Inverters 303 (siehe 3).
  • Der Leistungsleiterteil 17, welcher mit dem Emitter des IGBT 20C und der Anode der Diode 30C verbunden ist, bildet einen W-Phasenanschluss P5 des Inverters 303 (siehe 3).
  • Ferner kann als der untere Zweig des Inverters 303, dargestellt in 3, ein Leistungsmodul verwendet werden, welches durch Entfernen des Spannungserfassungsleiterteils 18 vom Leistungsmodul 60 des Vergleichsbeispiels gebildet wird, und durch Hinzufügen eines Leiterteils, der mit den Emitter-Anschlüssen der Schaltelemente Q4, Q6, Q8 von 3 verbunden ist.
  • Der Leiterteil, der mit den Emitter-Anschlüssen der Schaltelemente Q4, Q6, Q8 verbunden ist, ist durch eine negative Anschlussseite (Eingangsanschluss) P2 des Inverters 303 (siehe 3) gebildet. Ferner sind die Kollektor-Anschlüsse der Schaltelemente Q4, Q6, Q8 des Leistungsmoduls des unteren Arms jeweils mit dem U-Phasenanschluss P3, dem V-Phasenanschluss P4 und dem W-Phasenanschluss P5 zu verbinden.
  • Als nächstes werden der Harzformteil 150, die Kühlplatte 170 und die Isolationsschicht 180 beschrieben.
  • Die Kühlplatte 170 ist aus einem Material mit einer hohen Dämmleitfähigkeit gebildet. Die Kühlplatte 170 kann z. B. aus Aluminium bestehen. Die Kühlplatte 170 weist Rippen 171 auf, die an der Bodenseite angeordnet sind. Die Anzahl der Rippen 171 und die Anordnung der Rippen 171 kann beliebig sein, außer es wird anders dargestellt. Ferner kann die Konfiguration (Form, Höhe, etc.) der Rippen 171 beliebig sein. Die Rippen 171 können z. B. als gerade Rippen oder als zapfenförmige Rippen in gestapelter Anordnung, etc. realisiert werden. In einem Zustand, in welchem ein Halbleitermodul 1 montiert wird, sind die Rippen 171 mit einem Kühlmedium wie Kühlwasser und Kühlluft in Kontakt. Wie vorstehend beschrieben, wird die Wärme von den IGBTs 20 und den Dioden 30, die erzeugt wird, wenn die IGBTs 20 und die Dioden 30 angesteuert werden, von den Rippen 171 der Kühlplatte 170 über den Wärmespreizer 40, die Isolationsschicht 180 und die Kühlplatte 170 derart zu dem Kühlmedium übertragen, dass die Kühlung der IGBTs 20 und der Dioden 30 ermöglicht wird.
  • Hierbei ist zu erwähnen, dass die Rippen 171 zusammen mit der Kühlplatte 170 als einzelner Körper (z. B. als Aluminiumgussform) ausgebildet werden können, oder kombiniert mit der Kühlplatte 170 durch Schweißen, etc., um einen einzelnen Körper zu bilden. Ferner kann die Kühlplatte 170 durch Verbinden einer einzelnen Metallplatte mit einer weiteren Metallplatte mit Rippen durch Bolzen, etc. ausgebildet werden.
  • Die Isolationsschicht 180 ist z. B. durch eine Harzschicht gebildet und ermöglicht eine hohe Wärmeleitfähigkeit von dem Wärmespreizer 40 zur Kühlplatte 170, während eine elektrische Isolation zwischen dem Wärmespreizer 40 und der Kühlplatte 170 aufrecht erhalten wird. Die Isolationsschicht 180 weist Außenform bzw. -fläche auf, die größer als die der Bodenfläche des Wärmespreizers 40 ist.
  • Hierbei ist zu erwähnen, dass es bevorzugt ist, dass die Isolationsschicht 180 den Wärmespreizer 40 und die Kühlplatte 170 bevorzugt direkt miteinander verbindet, ohne Verwendung einer Lötschicht, eines Metallfilms, etc. Im Vergleich zur Verwendung einer Lötschicht kann die Wärmebeständigkeit dadurch verringert werden und der Prozessablauf kann vereinfacht werden. Ferner erfordert die Kühlplatte 170 keine Oberflächenbehandlung für das Löten. Die Isolationsschicht 180 besteht z. B. aus dem gleichen Harzmaterial (Epoxidharz) als das Harzformteil 150, das anschließend beschrieben wird, und ist mit dem Wärmspreizer 40 und der Kühlplatte 170 durch den Druck und die Temperatur während des Gießens bzw. ausbilden des Harzformteils 150 verbunden.
  • Wie in 4B, 5B und 6 dargestellt, wird das Harzformteil 150 durch Gießen bzw. Formen des Harzes, der IGBTs 20, der Dioden 30, der Teile der Signalleiterteile 11, 12, 13 und der Leistungsleiterteile 15, 16, 17 ohne dem Außenseitenteil bzw. Außenkantenteil des Verdrahtungselements, Teile des Spannungserfassungsleiterteils 118 ohne dem Außenkantenteil, des Verdrahtungsteils 500, des Wärmespreizers 40, der Kühlplatte 170 und der Isolationsschicht 180 ausgebildet.
  • Das heißt, der Harzformteil 150 ist der Teil zum inneren Abdichten der Hauptelemente des Leistungsmoduls 200 (der IGBTs 20, der Dioden 30, der Teile der Signalleiterteile 11, 12, 13 und der Leistungsleiterteile 15, 16, 17 ohne den Außenkantenteil des Verdrahtungselements, Teile des Spannungserfassungsleiterteils 118 ohne den Außenkantenteil, des Verdrahtungsteils 500, des Wärmespreizers 40 und der Isolationsschicht 180) bezüglich der Oberseite der Kühlplatte 170. Das Harz, das für das Harzformteil 150 verwendet wird, ist beispielsweise Epoxidharz.
  • Ferner sind die Außenkantenteile der Verdrahtungselemente der Signalleiterteile 11, 12, 13 und die Leistungsleiterteile 15, 16, 17, die Außenkantenteile des Spannungserfassungsleiterteils 118A und der Leistungsleiterteil 114 von dem Harzformteil 150 exponiert.
  • Die endgültigen Formen der Außenkantenteile der Verdrahtungselemente der Signalleiterteile 11, 12, 13 und der Leistungsleiterteile 15, 16, 17, des Außenkantenteils des Spannungserfassungsleiterteils 118A und des Leistungsleiterteils 114 werden durch Abschneiden und Formen des Leiters nach dem Formabdichten durch das Harzformteil 150 realisiert.
  • Als nächstes wird mit Bezug auf die 7 bis 11 ein Herstellungsverfahren des Leistungsmoduls 200 gemäß der Ausführungsform beschrieben.
  • 7 bis 11 stellen Herstellungsprozessabläufe für das Leistungsmodul 200 gemäß der Ausführungsform schrittweise dar.
  • Zuerst werden die IGBTs 20A bis 20C und die Dioden 30A bis 30C, wie in 7 dargestellt, durch Löten auf dem Wärmespreizer 40 montiert. Die Kollektor-Anschlüsse der IGBTs 20A bis 20C werden mit dem Wärmespreizer 40 durch die Lötstellen 191 verbunden und die Kathoden der Dioden 30A bis 30C werden mit dem Wärmespreizer 40 durch die Lötstellen 192 verbunden (siehe 6).
  • Hierbei ist zu erwähnen, dass der Verbindungsteil 40A, der auf der Oberfläche des Wärmespreizers 40 angedeutet wird, die Position anzeigt, wo der Verbindungsteil 503 des Leiterrahmens 100 später verbunden wird.
  • Als nächstes wird, wie in 8 dargestellt, auf den IGBTs 20A bis 20C und den Dioden 30A bis 30C, die auf dem Wärmespreizer 40 montiert sind, der Leiterrahmen 100 platziert und positioniert und die IGBTs 20A bis 20C, die Dioden 30A bis 30C und der Leiterrahmen 100 werden durch die Lötstellen 2B bis 2G verbunden.
  • Zu diesem Zeitpunkt werden der Verbindungsteil 503 und der Verbindungsteil 40A des Wärmespreizers 40 durch die Lötstelle 2A verbunden.
  • Ferner werden die Signalleiterteile 11A, 12A, 13A und die Gate-Anschlüsse der IGBTs 20A, 20B, 20C durch die Verbindungsdrähte 1A, 1B, 1C verbunden.
  • Als nächstes wird, wie in 9 dargestellt, die Isolationsschicht 180 auf die vorbestimmte Position auf der Kühlplatte 170 aufgebracht. Zu dieser Zeit wird die Isolationsschicht 180 z. B. durch Erhitzen vorübergehend auf die Oberfläche des Wärmespreizers 40 aufgebracht.
  • Als nächstes wird, wie in 10 dargestellt, auf der Isolationsschicht 180, die auf eine vorbestimmte Position auf der Kühlplatte 170 gesetzt wird, der Wärmespreizer 40 platziert, auf welchem die IGBTs 20A bis 20C, die Dioden 30A bis 30C und der Leiterrahmen 100, wie in 8 dargestellt, verlötet werden, und das Harzformteil 150 wird durch ein Harzinjektionsverfahren ausgebildet.
  • 10 stellt das Harzformteil 150 ähnlich wie in 4A transparent dar. In diesem Zustand sind die Außenkantenteile der Verdrahtungselemente der Signalleiterteile 11, 12, 13 und die Leistungsleiterteile 15, 16, 17, die Außenkantenteile des Spannungserfassungsleiterteils 118A und das Leistungsleiterteil 114 von dem Harzformteil 150 exponiert.
  • Anschließend wird, wenn der Leitungsrahmen 119 unter Verwendung einer Form abgeschnitten wird, das Leistungsmodul 200, wie in 11 dargestellt, endgültig fertig gestellt.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Leiterrahmen 100 einschließlich des Verdrahtungsteils 500 vorgesehen, welcher in einem Zustand vor dem Abschneiden des Leitungsrahmens 119 als Leitungsrahmen funktioniert, und welcher wie in 4B und 5B in einem Zustand nach dem Abschneiden des Leitungsrahmens 119 als Verdrahtung funktioniert.
  • In dem Leiterrahmen 10 des Vergleichsbeispiels wird der gesamte Leitungsrahmen 19 (siehe 1 und 2) weggeworfen, nachdem er abgeschnitten worden ist, weshalb eine Materialausnutzung gering ist.
  • Bei dem Leiterrahmen 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform funktioniert der Verdrahtungsteil 500 in einem Zustand vor dem Abschneiden des Leitungsrahmens 119 als Leitungsrahmen, und der Verdrahtungsteil 500 funktioniert, wie in 4B und 5B dargestellt, in einem Zustand nach dem Abschneiden des Leitungsrahmens 119 als Verdrahtung.
  • Das heißt, in dem Leiterrahmen 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Teil des Leitungsrahmens als der Verdrahtungsteil 500 verwendet, ohne abgeschnitten zu werden.
  • Daher ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Leiterrahmen 100 geschaffen, durch welchen eine Materialausbeutung verbessert wird.
  • Ferner ist, wie anhand eines Vergleichs des Leiterrahmens 10 des Vergleichsbeispiels, dargestellt in 1, mit dem Leiterrahmen 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, dargestellt in 5A, gesehen werden kann, im Leiterrahmen 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Verdrahtungsteil 500 im Harzformteil 150 aufgenommen.
  • Somit kann im Vergleich zum Leiterrahmen 10 des Vergleichsbeispiels im Leiterrahmen 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Verdrahtungsteil 500 und der Aufbau um den Verdrahtungsteil 500 mit Bezug auf eine Draufsicht bezüglich der Größe reduziert werden.
  • Daher kann im Vergleich zu dem Leiterrahmen 10 des Vergleichsbeispiels der Leiterrahmen 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit weniger metallischen Materialien hergestellt werden.
  • Aus diesem Grund ist in der vorliegenden Ausführungsform der Leiterrahmen 100 geschaffen, durch welchen die Materialausbeute verbessert wird.
  • Ferner kann, da der Leiterrahmen 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit weniger metallischen Materialien hergestellt werden kann, im Vergleich zu dem Leiterrahmen 10 des Vergleichsbeispiels eine größere Anzahl an Leiterrahmen 100 aus der gleichen Menge metallischer Materialien hergestellt werden.
  • Ferner kann der Leiterrahmen 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in seiner Größe mit Bezug auf eine Draufsicht stärker reduziert werden als der Leiterrahmen 10 des Vergleichsbeispiels, weshalb die Form, die zum Abschneiden des Leitungsrahmens 119 verwendet wird, auch in ihrer Größe reduziert werden kann.
  • Ferner ist in dem Verdrahtungsteil 500 des Leiterrahmens 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform das eine Ende 501 mit dem Spannungserfassungsleiterteil 118 verbunden und das Verbindungsteil 503 ist durch die Lötstelle 2A mit dem Kollektor-Anschluss des IGBT 20A des oberen Zweigs des Inverters 303 (siehe 3) über den Wärmespreizer 40 verbunden.
  • Daher kann nur durch Verbinden des Verbindungsteils 503 mit dem Wärmespreizer 40 durch die Lötstelle 2A der Spannungserfassungsleiterteil 118 als ein Anschluss zum Überwachen der Eingangsspannung (Spannung eines Anschlusses einer positiven Seite (Eingangsanschluss) P1) des Inverters 303 verwendet werden.
  • Das heißt, der Erfassungsleiterteil 18 muss nicht, wie in dem Leiterrahmen 10 des Vergleichsbeispiels, durch den Verbindungsdraht 3 (siehe 2) verbunden werden, so dass die Herstellungsprozessabläufe reduziert werden können und das Leistungsmodul 200 bei geringen Kosten hergestellt werden kann.
  • Ferner kann in dem Leiterrahmen 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Leitungsrahmen 119 in einem Zustand abgeschnitten werden, in welchem der Verdrahtungsteil 500, der als Teil des Leitungsrahmens funktioniert, durch den Harzformteil 150 abgedichtet wird.
  • Daher wird, wenn das Abkühlen durchgeführt wird, nachdem Wärme zum Ausbilden des Harzformteils 150 aufgebracht wurde, der Verdrahtungsteil 500, der als Teil des Leitungsrahmens des Leiterrahmens 100 funktioniert, durch den Harzformteil 150 derart fixiert, dass das Deformieren und Umformen nicht auftritt, weshalb ein Leiterabschneiden mit einer hohen Genauigkeit durchgeführt werden kann.
  • Demnach ist es möglich, ein Deformieren und Verformen des Außenkantenteils des Verdrahtungselements der Signalleiterteile 11, 12, 13 und der Leistungsleiterteile 15, 16, 17, des Außenkantenteils des Spannungserfassungsleiterteils 118A und des Leistungsleiterteils 114 zu verhindern. Demnach wird die Zuverlässigkeit bei den Verbindungsteilen der Lötstellen 2A bis 2G verbessert und die Lagerbeständigkeit bzw. Haltbarkeit der Verbindungsteile der Lötstellen 2A bis 2G wird verbessert.
  • Ferner ist der Verdrahtungsteil 500, der als ein Teil des Leitungsrahmens des Leiterrahmens 100 funktioniert, im Harzformteil 150 aufgenommen, weshalb der Bereich B (siehe 1) nicht zwischen dem Harzformteil 50 (siehe 2) und dem Leitungsrahmen 19 erzeugt wird, wie es im Leiterrahmen 10 des Vergleichsbeispiels der Fall ist.
  • Demnach kann auch in einem Fall, in welchem in der Form eine Metallreibung zum Schneiden des Leiters auftritt, verhindert werden, dass im Harzformteil 150 nahe dem Verdrahtungsteil 500 ein Draht ausgebildet wird.
  • Hierbei ist zu erwähnen, dass das Leistungsmodul 200 auch andere Konfigurationen (z. B. einen Teil des Elements des Aufwärts-DC/DC-Wandlers zum Ansteuern bzw. Antreiben eines Motors) enthalten kann. Ferner kann das Leistungsmodul 200 zusammen mit der Halbleitervorrichtung auch andere Elemente (Kondensator, Drossel bzw. Drosselspule, etc.) enthalten. Ferner ist das Leistungsmodul 200 nicht auf das Halbleitermodul beschränkt, dass den Inverter bildet. Ferner ist das Leistungsmodul 200 nicht auf den Inverter für ein Fahrzeug beschränkt, sonder kann auch als ein Inverter realisiert werden, der für einen anderen Zweck vorgesehen ist (einen Zug, eine Klimaanlage, einen Aufzug, einen Kühlschrank, etc.).
  • Vorstehend wird der Leiterrahmen und das Leistungsmodul gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die spezifischen Ausführungsformen, die vorliegend offenbart sind, beschränkt, und es können auch Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Die vorliegende Anmeldung basiert auf der und beansprucht die Priorität der japanischen Prioritätsanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2011-143033 A , eingereicht am 28. Juni 2011, wobei deren gesamter Inhalt hierbei mit Bezugnahme beansprucht wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Leiterrahmen
    11, 11A, 12, 12A, 13, 13A
    Signalleiterteil
    114, 114A, 15, 15A, 16, 16A, 17, 17A
    Leistungsleiterteil
    118, 118A
    Spannungserfassungsleiterteil
    119
    Leitungsrahmen
    20, 20A, 20B, 20C
    IGBT
    30, 30A, 30B, 30C
    Diode
    40
    Wärmespreizer
    150
    Harzformteil
    170
    Kühlplatte
    180
    Isolationsschicht
    200
    Leistungsmodul
    500
    Verdrahtungsteil

Claims (9)

  1. Leiterrahmen, aufweisend: eine Mehrzahl von ersten Leitern, die sich mit Bezug auf eine Draufsicht zu einer Seite eines Bereichs erstrecken, in welchem eine Halbleitervorrichtung angeordnet ist; eine Mehrzahl von zweiten Leitern, die sich mit Bezug auf eine Draufsicht zu einer anderen Seite erstrecken, die der einen Seite des Bereichs zugewandt ist, in welchem die Halbleitervorrichtung angeordnet ist; einen dritten Leiter, der mit Bezug auf eine Draufsicht außerhalb von einem der Mehrzahl der ersten Leiter angebracht und an einer Außenkante der Mehrzahl der ersten Leiter positioniert ist; und ein Verdrahtungsteil, der mit dem dritten Leiter verbunden ist und als ein Teil eines Leitungsrahmens der Mehrzahl der ersten Leiter, der Mehrzahl der zweiten Leiter und des dritten Leiters funktioniert, und als eine Verdrahtung funktioniert, die mit dem dritten Leiter verbunden ist, nachdem Teile des Leitungsrahmens, die nicht der eine Teil des Leitungsrahmens sind, abgeschnitten worden sind.
  2. Leiterrahmen nach Anspruch 1, wobei der Verdrahtungsteil ein Ende enthält, das mit dem dritten Leiter verbunden ist, und ein anderes Ende, das mit einem vorbestimmten Anschluss der Halbleitervorrichtung verbunden ist.
  3. Leiterrahmen nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Anschluss, mit welchem der Verdrahtungsteil verbunden ist, ein Anschluss ist, der zum Überwachen einer Spannung der Halbleitervorrichtung verwendet wird.
  4. Leiterrahmen nach Anspruch 1, wobei der dritte Leiter ein Leiter ist, der zum Überwachen einer Spannung verwendet wird.
  5. Leiterrahmen nach Anspruch 1, wobei die Halbleitervorrichtung ein IGBT ist und der vorbestimmte Anschluss ein Kollektor-Anschluss des IGBT ist.
  6. Leiterrahmen nach Anspruch 1, wobei zusammen mit der Halbleitervorrichtung zumindest ein Teil des Verdrahtungsteils durch eine Harzform bedeckt ist.
  7. Leiterrahmen nach Anspruch 1, wobei jede der Mehrzahl der zweiten Leiter eine größere Breite als die jeweilige der Mehrzahl der ersten Leiter aufweist.
  8. Leiterrahmen nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen vierten Leiter, der mit dem Verdrahtungsteil verbunden ist und außerhalb von einem der Mehrzahl der zweiten Leiter angebracht und an einer Außenkante korrespondierend zu dem einen der Mehrzahl der ersten Leiter, der an der Außenkante positioniert ist, positioniert ist.
  9. Leistungsmodul, aufweisend: den Leiterrahmen nach Anspruch 1; und eine Halbleitervorrichtung.
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