JP2001250910A - パワーモジュール - Google Patents

パワーモジュール

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁シールド効果に優れ、外部からのノイズ
に対して影響を受けにくく、かつ外部へのノイズ源とも
なりにくいパワーモジュールを得る。 【解決手段】 絶縁基板５は、支持板２に固定されたヒ
ートシンク３の上面上に、半田４を介して接合されてい
る。ヒートシンク３の底面上には、直流コンデンサ１６
が接着により固定されている。支持板２には、制御用Ｉ
Ｃ１３が搭載された制御基板１１が固定されている。ま
た、支持板２には、複数の電極１０と、直流側電極兼冷
媒入出口９と、制御用コネクタ１５とが配設されてい
る。ケース１は支持板２の周縁部に固定され、支持板２
とともに絶縁基板５、制御基板１１、ヒートシンク３、
及び直流コンデンサ１６の周囲を覆っている。ケース１
及び支持板２はともに導電性を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はパワーモジュール
の構造に関し、特に、パワー半導体素子が搭載された絶
縁基板と、パワー半導体素子を制御するための制御用Ｉ
Ｃが搭載された制御基板とを備えるパワーモジュールの
構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５，６は、従来のパワーモジュールの
構造を示す斜視図及び断面図である。図６に示すように
従来のパワーモジュールは、図示しない回路パターンが
それぞれ形成された絶縁基板１０５及び制御基板１１３
と、中継端子１１０，１２０と、絶縁ケース１０７とを
備えている。絶縁基板１０５には、半田１０８を介して
パワー半導体素子１０９が搭載されている。絶縁基板１
０５は、金属製のベース板１０２に半田１０４を介して
接触している。
【０００３】制御基板１１３には、パワー半導体素子１
０９を制御するための制御用ＩＣ１１５が、半田１１４
を介して搭載されている。中継端子１１０の一端は、金
属細線１１１によって絶縁基板１０５あるいはパワー半
導体素子１０９に電気的に接続されている。また、中継
端子１１０の他端は、制御基板１１３上に配設されてい
る電極１２２に電気的に接続されている。電極１２２は
制御用ＩＣ１１５に電気的に接続されている。中継端子
１２０の一端は、金属細線１２１によってパワー半導体
素子１０９に電気的に接続されている。また、中継端子
１２０の他端は、ケース１０７上に配設されている電極
１２３に電気的に接続されている。
【０００４】絶縁基板１０５、制御基板１１３、及び中
継端子１１０，１２０は、絶縁ケース１０７内に配設さ
れている。制御基板１１３よりも下方の絶縁ケース１０
７の内部空間は、シリコーンゲル１１２によって充填さ
れている。また、絶縁ケース１０７の上部には、フタ１
１７が取り付けられている。制御用ＩＣ１１５は、制御
基板１１３にろう接された外部接続端子１１８を介し
て、フタ１１７上に配設されている制御用コネクタ１１
９に電気的に接続されている。
【０００５】ベース板１０２は、ボルト１０３によって
ヒートシンク１０１に固定されている。ベース板１０２
とヒートシンク１０１との間には、熱伝導グリス１１６
が比較的厚く（およそ数百μｍ）塗布されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来のパワーモジュールによると、絶縁基板１０５及び制
御基板１１３に関して十分に電磁シールドが成されてい
ないため、パワーモジュールが駆動するモータ等が放つ
外部からのノイズの影響を受けやすく、信頼性が低いと
いう問題があった。
【０００７】また、ベース板１０２とヒートシンク１０
１とがボルト１０３によって互いに固定されているた
め、ボルト１０３用のボルト穴を形成するためのスペー
スをヒートシンク１０１の上面内に設ける必要があり、
ヒートシンク１０１が大きくなるという問題があった。
【０００８】さらに、シリコーンゲル１１２を熱硬化す
る際の加熱や、絶縁基板１０５をベース板１０２に接着
する際の加熱により、ケース１０７やベース板１０２に
反りが発生しやすい。そのため、熱伝導グリス１１６の
厚みを薄くすることができず、熱抵抗が増大して、ヒー
トシンク１０１による放熱効果が低下するという問題も
あった。
【０００９】本発明はこのような問題を解決するために
成されたものであり、主として、電磁シールド効果に優
れ、外部からのノイズに対して影響を受けにくく、かつ
外部へのノイズ源ともなりにくいパワーモジュールを得
ることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
に記載のパワーモジュールは、パワー半導体素子が搭載
された主面を有する絶縁基板と、パワー半導体素子を制
御するための制御用ＩＣが搭載された制御基板と、絶縁
基板及び制御基板が固定された、導電性の支持板と、支
持板の周縁部に固定され、支持板とともに絶縁基板及び
制御基板の周囲を覆う導電性のケースとを備えるもので
ある。
【００１１】また、この発明のうち請求項２に記載のパ
ワーモジュールは、請求項１に記載のパワーモジュール
であって、ケース内に配設され、主面とは反対側の絶縁
基板の裏面に接触するヒートシンクをさらに備え、支持
板は、いずれも支持板を貫通して設けられた、ヒートシ
ンクに繋がる冷媒入出口と、パワー半導体素子に電気的
に接続された電極と、制御用ＩＣに電気的に接続された
制御用コネクタとを有することを特徴とするものであ
る。
【００１２】また、この発明のうち請求項３に記載のパ
ワーモジュールは、請求項２に記載のパワーモジュール
であって、パワー半導体素子は電圧型インバータであ
り、パワーモジュールは、ケース内において、絶縁基板
とは反対側でヒートシンクに接触して配設された直流コ
ンデンサをさらに備えることを特徴とするものである。
【００１３】また、この発明のうち請求項４に記載のパ
ワーモジュールは、請求項１〜３のいずれか一つに記載
のパワーモジュールであって、ケース内において、絶縁
基板と制御基板との間に配設されたシールド板をさらに
備えることを特徴とするものである。
【００１４】また、この発明のうち請求項５に記載のパ
ワーモジュールは、請求項１〜４のいずれか一つに記載
のパワーモジュールであって、ケースと支持板とは密閉
性を保って互いに接合されていることを特徴とするもの
である。
【００１５】また、この発明のうち請求項６に記載のパ
ワーモジュールは、請求項５に記載のパワーモジュール
であって、ケースと支持板とによって構成される内部空
間は、絶縁性を有する不活性材料によって充填されてい
ることを特徴とするものである。
【００１６】また、この発明のうち請求項７に記載のパ
ワーモジュールは、請求項６に記載のパワーモジュール
であって、材料は冷媒としての機能を有し、パワーモジ
ュールは、ケース内に配設され、材料をケース内で循環
するためのファンをさらに備えることを特徴とするもの
である。
【００１７】
【発明の実施の形態】実施の形態．図１，２は、本発明
の実施の形態に係るパワーモジュールの構造を示す斜視
図及び断面図である。但し、説明の便宜上及び図面の簡
略化のため、図２に示した断面図は、必ずしも図１に示
した斜視図の断面構造に対応していない。図１を参照し
て、本実施の形態に係るパワーモジュールは、外観上、
ケース１と支持板２との二つの部材によって構成されて
いる。図２を参照して、絶縁基板５の上面上には、電圧
型インバータ等のパワー半導体素子７が、半田６を介し
て搭載されている。また、絶縁基板５の上面上には、金
属細線８によってパワー半導体素子７に電気的に接続さ
れた、スイッチング回路等を含む図示しない主回路が形
成されている。絶縁基板５は、支持板２に固定されたヒ
ートシンク３の上面上に、半田４を介して接合されてい
る。ヒートシンク３の底面上には、対を成すＰ，Ｎ電極
（図示しない）を有する直流コンデンサ１６が、接着に
より固定されている。直流コンデンサ１６は、大電力用
のパワーモジュールにおいて、電圧変動を防止する役割
を有している。なお、直流コンデンサ１６の有するＰ，
Ｎ電極は、直流側電極兼冷媒入出口９を介して、外部の
電源やバッテリー等に接続されている。
【００１８】支持板２には制御基板１１が固定されてい
る。制御基板１１の上面上には、パワー半導体素子７を
制御するための制御用ＩＣ１３が、半田１２を介して搭
載されている。また、制御基板１１の上面上には、制御
用ＩＣ１３に電気的に接続された、図示しない回路パタ
ーンが形成されている。また、制御基板１１は、金属細
線２１を介してパワー半導体素子７に電気的に接続され
ている。
【００１９】支持板２には、複数（図１，２では３個）
の電極１０と、直流側電極兼冷媒入出口９と、制御用コ
ネクタ１５とが配設されている。電極１０は、絶縁基板
５の上面上に形成されている主回路に、金属細線８を介
して電気的に接続されている。直流側電極兼冷媒入出口
９は、ヒートシンク３に繋がっている。制御用コネクタ
１５は、制御基板１１の上面上に形成されている回路パ
ターンに、金属細線１４を介して電気的に接続されてい
る。即ち、制御用コネクタ１５は、制御用ＩＣ１３に間
接的に電気的に接続されている。制御用コネクタ１５
は、内部回路と外部回路との間で制御信号のやりとりを
するためのコネクタである。電極１０、直流側電極兼冷
媒入出口９、及び制御用コネクタ１５は、いずれも支持
板２を貫通して形成されており、例えば接着によって支
持板２に固定されている。このとき、常温硬化性の接着
材を用いることにより、支持板２に生じる反りを抑制す
ることができる。
【００２０】ケース１は支持板２の周縁部に固定され、
支持板２とともに絶縁基板５、制御基板１１、ヒートシ
ンク３、及び直流コンデンサ１６の周囲を覆っている。
即ち、絶縁基板５、制御基板１１、ヒートシンク３、及
び直流コンデンサ１６は、ケース１と支持板２とによっ
て構成される内部空間内に配設されている。ケース１と
支持板２とは、例えばシーム溶接や接着等によって互い
に接合されている。これにより、ケース１と支持板２と
によって構成される内部空間の密閉性を確保することが
でき、防塵性や防水性等の耐環境性に優れたパワーモジ
ュールを得ることができる。なお、接着によって接合す
る場合は、導電性の接着材を使用することが望ましい。
これにより、電磁シールドの効果を高めることができ
る。
【００２１】ケース１は、導電性を有するように、耐腐
食性を有する金属、ステンレス、あるいは、めっき処理
等によって耐腐食性を有する金属薄膜によって表面が覆
われた金属、樹脂、セラミック、プラスチックによって
構成されている。例えば、アルミを深絞り加工すること
によって成形されている。但し、ケース１は必ずしも筐
体として構成する必要はなく、金属箔上にプラスチック
薄膜を形成したラミネートフィルムとして構成してもよ
い。このような構成にすることにより、製造工程の用意
化及び製造コストの低減を図ることができる。
【００２２】支持板２は、電極１０や直流側電極兼冷媒
入出口９の周辺を絶縁性としつつ、金属によって構成さ
れている。あるいは、絶縁性の基板の表面上に、電極１
０や直流側電極兼冷媒入出口９の周辺を除いて金属箔等
の導電層を貼り付けて構成してもよい。これにより、各
電極間の短絡を防止しつつ、支持板２に導電性を持たせ
ることができる。
【００２３】また、ケース１と支持板２とによって構成
される内部空間を、絶縁性を有する不活性材料によって
充填してもよい。例えば、純水、オイル、シリコーンゲ
ル、ＳＦ6、フロンガス、炭酸ガス、アンモニアガス等
によって充填するとよい。上記内部空間を例えばエポキ
シ樹脂によって封止すると、熱硬化工程によってケース
１に反りが発生するという問題が生じる。しかし、オイ
ルやゲルによって充填する場合にはこのような問題は生
じない。
【００２４】このように本実施の形態に係るパワーモジ
ュールによれば、絶縁基板５及び制御基板１１の周囲
が、いずれも導電性のケース１及び支持板２によって取
り囲まれている。従って、電磁シールド効果に優れ、外
部からのノイズに対して影響を受けにくく、かつ外部へ
のノイズ源ともなりにくいパワーモジュールを得ること
ができる。
【００２５】また、絶縁基板５は、半田４等によってヒ
ートシンク３の上面上に接着されており、従来のように
ボルトを使用しないため、ヒートシンク３にボルト穴を
設ける必要がなく、ヒートシンク３の小型化を図ること
もできる。しかも、従来のベース板を省略でき、熱伝導
グリスが不要となるため、熱抵抗が下がってヒートシン
ク３による放熱効果を高めることができる。
【００２６】また、直流コンデンサ１６をもケース１内
に配設したため、外部からのノイズに対する影響を緩和
することができる。直流コンデンサ１６をケース１の外
部に配設した場合は主回路のインダクタンス成分が大き
くなるが、このような問題も生じない。しかも、直流コ
ンデンサ１６はヒートシンク３に接触しているため、直
流コンデンサ１６からの発熱を、ヒートシンク３によっ
て適切に吸収することができる。
【００２７】図３は、本発明の実施の形態の第１の変形
例に係るパワーモジュールの構造を示す断面図である。
図２に示したパワーモジュールからヒートシンク３を省
略するとともに、ケース１の内部にファン１８を配設し
たものである。直流コンデンサ１６は、図示は省略され
ているが、ケース１内において支持板２に固定されてい
る。直流側電極兼冷媒導入口９ａからケース１内に供給
された冷媒は、ファン１８によってケース１内を循環し
た後、直流側電極兼冷媒排出口９ｂから外部に排出され
る。冷媒としては上記と同様に、例えば、純水、オイ
ル、ＳＦ6、フロンガス、炭酸ガス、アンモニアガス等
を使用することができる。これにより、循環する冷媒に
よってケース１内全体を冷却でき、冷却効果を高めるこ
とができる。
【００２８】図４は、本発明の実施の形態の第２の変形
例に係るパワーモジュールの構造を示す断面図である。
図２に示したパワーモジュールに、導電性のシールド板
１７をさらに配設したものである。シールド板１７は、
ケース１内において、絶縁基板５と制御基板１１との間
に配設されている。これにより、パワー半導体素子７と
制御基板１１との間での電磁シールド効果を得ることが
できる。
【００２９】
【発明の効果】この発明のうち請求項１に係るものによ
れば、絶縁基板及び制御基板の周囲が、いずれも導電性
のケース及び支持板によって取り囲まれている。従っ
て、電磁シールド効果に優れ、外部からのノイズに対し
て影響を受けにくく、かつ外部へのノイズ源ともなりに
くいパワーモジュールを得ることができる。
【００３０】また、この発明のうち請求項２に係るもの
によれば、冷媒入出口、電極、及び制御用コネクタを支
持板にまとめて形成することにより、ケースの構成の簡
略化を図ることができる。
【００３１】また、この発明のうち請求項３に係るもの
によれば、直流コンデンサに関しても、外部からのノイ
ズに対する影響を緩和することができる。しかも、直流
コンデンサはヒートシンクに接触しているため、直流コ
ンデンサからの発熱をヒートシンクによって適切に吸収
することができる。
【００３２】また、この発明のうち請求項４に係るもの
によれば、パワー半導体素子と制御基板との間での電磁
シールド効果を得ることができる。
【００３３】また、この発明のうち請求項５に係るもの
によれば、防塵性や防水性に優れたパワーモジュールを
得ることができる。
【００３４】また、この発明のうち請求項６に係るもの
によれば、パワーモジュールの信頼性を高めることがで
きる。
【００３５】また、この発明のうち請求項７に係るもの
によれば、循環する冷媒によってケース内全体を冷却で
き、放熱効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係るパワーモジュール
の構造を示す斜視図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係るパワーモジュール
の構造を示す断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態の第１の変形例に係るパ
ワーモジュールの構造を示す断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態の第２の変形例に係るパ
ワーモジュールの構造を示す断面図である。
【図５】 従来のパワーモジュールの構造を示す斜視図
である。
【図６】 従来のパワーモジュールの構造を示す断面図
である。
【符号の説明】
１ ケース、２ 支持板、３ ヒートシンク、５ 絶縁
基板、７ パワー半導体素子、９ 直流側電極兼冷媒入
出口、９ａ 直流側電極兼冷媒導入口、９ｂ直流側電極
兼冷媒排出口、１０ 電極、１１ 制御基板、１３ 制
御用ＩＣ、１５ 制御用コネクタ、１６ 直流コンデン
サ、１７ シールド板、１８ ファン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 23/20 Ｈ０１Ｌ 23/44 23/22 Ｈ０５Ｋ 7/20 Ｌ 23/44 Ｍ 23/473 Ｐ Ｈ０５Ｋ 7/20 9/00 Ｃ Ｈ０１Ｌ 25/04 Ｃ 23/46 Ｚ 9/00 (72)発明者 高梨 健 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5E321 AA02 AA11 GG01 GG05 GH03 GH07 5E322 AA05 AB02 EA11 FA01 5F036 AA01 BA03 BA05 BA23 BA24 BB03 BB21 BC06 BC22 BD01 BD11

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パワー半導体素子が搭載された主面を有
    する絶縁基板と、 前記パワー半導体素子を制御するための制御用ＩＣが搭
    載された制御基板と、 前記絶縁基板及び前記制御基板が固定された、導電性の
    支持板と、 前記支持板の周縁部に固定され、前記支持板とともに前
    記絶縁基板及び前記制御基板の周囲を覆う導電性のケー
    スとを備えるパワーモジュール。
  2. 【請求項２】 前記ケース内に配設され、前記主面とは
    反対側の前記絶縁基板の裏面に接触するヒートシンクを
    さらに備え、 前記支持板は、 いずれも前記支持板を貫通して設けられた、 前記ヒートシンクに繋がる冷媒入出口と、 前記パワー半導体素子に電気的に接続された電極と、 前記制御用ＩＣに電気的に接続された制御用コネクタと
    を有する、請求項１に記載のパワーモジュール。
  3. 【請求項３】 前記パワー半導体素子は電圧型インバー
    タであり、 前記パワーモジュールは、前記ケース内において、前記
    絶縁基板とは反対側で前記ヒートシンクに接触して配設
    された直流コンデンサをさらに備える、請求項２に記載
    のパワーモジュール。
  4. 【請求項４】 前記ケース内において、前記絶縁基板と
    前記制御基板との間に配設されたシールド板をさらに備
    える、請求項１〜３のいずれか一つに記載のパワーモジ
    ュール。
  5. 【請求項５】 前記ケースと前記支持板とは密閉性を保
    って互いに接合されてい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。
  6. 【請求項６】 前記ケースと前記支持板とによって構成
    される内部空間は、絶縁性を有する不活性材料によって
    充填されていることを特徴とする、請求項５に記載のパ
    ワーモジュール。
  7. 【請求項７】 前記材料は冷媒としての機能を有し、 前記パワーモジュールは、前記ケース内に配設され、前
    記材料を前記ケース内で循環するためのファンをさらに
    備える、請求項６に記載のパワーモジュール。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006230064A (ja) * 2005-02-16 2006-08-31 Toyota Motor Corp 電力変換ユニット
JP2008098584A (ja) * 2006-10-16 2008-04-24 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 半導体装置
JP2009081328A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 Sanyo Electric Co Ltd 回路装置およびその製造方法
JP2009105178A (ja) * 2007-10-23 2009-05-14 Nichicon Corp パワー半導体ユニット
JP2010062511A (ja) * 2008-08-07 2010-03-18 Calsonic Kansei Corp 半導体装置
WO2010050133A1 (ja) * 2008-10-28 2010-05-06 株式会社アドバンテスト 試験装置、回路モジュール、および、製造方法
JP2010531632A (ja) * 2007-06-28 2010-09-24 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 電気的制御機器
JP2012088831A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Fujitsu Ltd 電子機器
JP2013012642A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Meidensha Corp パワー半導体モジュール
WO2013111365A1 (ja) * 2012-01-25 2013-08-01 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
JP2014031169A (ja) * 2007-12-19 2014-02-20 Robert Bosch Gmbh 制御装置ハウジング

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4044265B2 (ja) * 2000-05-16 2008-02-06 三菱電機株式会社 パワーモジュール
US20040118144A1 (en) * 2002-12-20 2004-06-24 Hsu John S. Hermetic inverter/converter chamber with multiple pressure and cooling zones
DE102004010712A1 (de) * 2004-03-04 2005-09-22 Epcos Ag Gehäuse für Hochleistungsbauteile
US8125781B2 (en) * 2004-11-11 2012-02-28 Denso Corporation Semiconductor device
JP4564937B2 (ja) * 2006-04-27 2010-10-20 日立オートモティブシステムズ株式会社 電気回路装置及び電気回路モジュール並びに電力変換装置
JP2009066849A (ja) 2007-09-12 2009-04-02 Brother Ind Ltd 画像形成装置及び画像形成システム
TW200915970A (en) * 2007-09-27 2009-04-01 Sanyo Electric Co Circuit device, circuit module and outdoor equipment
JP4969388B2 (ja) * 2007-09-27 2012-07-04 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド 回路モジュール
TWI402952B (zh) * 2007-09-27 2013-07-21 Sanyo Electric Co 電路裝置及其製造方法
JP2009081325A (ja) 2007-09-27 2009-04-16 Sanyo Electric Co Ltd 回路装置
JP4991467B2 (ja) * 2007-09-27 2012-08-01 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド 回路モジュールおよびそれを用いた室外機
DE102008054923B4 (de) * 2008-12-18 2018-04-26 Infineon Technologies Ag Leistungshalbleitermodul mit in Gehäusewand integriertem Kondensator hoher Kapazität
DE202009016531U1 (de) * 2009-12-04 2011-04-14 Liebherr-Elektronik Gmbh Leistungselektronische Baugruppe und Wechselrichteranordnung
DE202011005290U1 (de) 2011-04-14 2011-06-09 Abb Technology Ag Leistungselektronisches Schaltsystem
WO2012166379A1 (en) * 2011-05-31 2012-12-06 Eaton Corporation Plug-in composite power distribution assembly and system including same
EP2637489B1 (en) * 2012-03-06 2018-01-24 ABB Schweiz AG Electrical power circuit assembly
US20150003016A1 (en) * 2012-03-19 2015-01-01 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device and semiconductor system
CN104285294B (zh) * 2012-05-22 2016-11-09 松下知识产权经营株式会社 半导体装置及该半导体装置的制造方法
DE102014207115A1 (de) * 2014-04-14 2015-10-15 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverarbeitende Schaltungsanordnung
DE102014007443A1 (de) * 2014-05-21 2015-11-26 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt Elektrische Baugruppe für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Montage einer solchen elektrischen Baugruppe
CN107112851B (zh) * 2014-12-17 2019-12-20 日本精工株式会社 端子连接部以及端子连接方法
CN106340513B (zh) * 2015-07-09 2019-03-15 台达电子工业股份有限公司 一种集成控制电路的功率模块
DE102015222266A1 (de) * 2015-11-11 2017-05-11 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Elektromechanischer Stellantrieb mit redundantem elektronischen Teilsystem
DE102016202547A1 (de) * 2016-02-18 2017-08-24 Zf Friedrichshafen Ag Integriertes Steuergerät für ein Fahrzeug und Verfahren zum Herstellen eines integrierten Steuergerätes für ein Fahrzeug
US10798854B2 (en) 2018-04-25 2020-10-06 Ford Global Technologies, Llc Modular power module with integrated coolant passageway and assemblies thereof
DE102019100412A1 (de) * 2019-01-09 2020-07-09 Seg Automotive Germany Gmbh Stromrichtereinheit und elektrische Maschine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3933124A1 (de) * 1989-10-04 1991-04-11 Bosch Gmbh Robert Elektronisches geraet mit flexiblem leiterplattenbereich
JP2656416B2 (ja) * 1991-12-16 1997-09-24 三菱電機株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法、並びに半導体装置に用いられる複合基板および複合基板の製造方法
US5504378A (en) * 1994-06-10 1996-04-02 Westinghouse Electric Corp. Direct cooled switching module for electric vehicle propulsion system
JP3396566B2 (ja) * 1995-10-25 2003-04-14 三菱電機株式会社 半導体装置
JP3168901B2 (ja) * 1996-02-22 2001-05-21 株式会社日立製作所 パワー半導体モジュール
DE19645636C1 (de) * 1996-11-06 1998-03-12 Telefunken Microelectron Leistungsmodul zur Ansteuerung von Elektromotoren
US5968386A (en) * 1997-12-18 1999-10-19 Ford Motor Company Method for protecting electronic components
JPH11346480A (ja) * 1998-06-02 1999-12-14 Hitachi Ltd インバータ装置
US6219245B1 (en) * 2000-04-18 2001-04-17 General Motors Corporation Electrically isolated power switching device mounting assembly for EMI reduction

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006230064A (ja) * 2005-02-16 2006-08-31 Toyota Motor Corp 電力変換ユニット
JP2008098584A (ja) * 2006-10-16 2008-04-24 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 半導体装置
US8488324B2 (en) 2007-06-28 2013-07-16 Robert Bosch Gmbh Electric control unit having a housing part and a cooling part
JP2010531632A (ja) * 2007-06-28 2010-09-24 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 電気的制御機器
US9345139B2 (en) 2007-06-28 2016-05-17 Robert Bosch Gmbh Control module for a transmission control installed in an automatic transmission
KR101484799B1 (ko) 2007-06-28 2015-01-20 로베르트 보쉬 게엠베하 전기 제어 장치
JP2009081328A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 Sanyo Electric Co Ltd 回路装置およびその製造方法
JP2009105178A (ja) * 2007-10-23 2009-05-14 Nichicon Corp パワー半導体ユニット
JP2014031169A (ja) * 2007-12-19 2014-02-20 Robert Bosch Gmbh 制御装置ハウジング
JP2010062511A (ja) * 2008-08-07 2010-03-18 Calsonic Kansei Corp 半導体装置
WO2010050133A1 (ja) * 2008-10-28 2010-05-06 株式会社アドバンテスト 試験装置、回路モジュール、および、製造方法
KR101272726B1 (ko) * 2008-10-28 2013-06-10 가부시키가이샤 어드밴티스트 시험 장치, 회로 모듈, 및 제조 방법
TWI408384B (zh) * 2008-10-28 2013-09-11 Advantest Corp 測試裝置、電路模組以及製造方法
US8729918B2 (en) 2008-10-28 2014-05-20 Advantest Corporation Test apparatus, circuit module and manufacturing method
JPWO2010050133A1 (ja) * 2008-10-28 2012-03-29 株式会社アドバンテスト 試験装置、回路モジュール、および、製造方法
CN102197314A (zh) * 2008-10-28 2011-09-21 爱德万测试株式会社 测试装置，电路模块，以及制造方法
JP2012088831A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Fujitsu Ltd 電子機器
JP2013012642A (ja) * 2011-06-30 2013-01-17 Meidensha Corp パワー半導体モジュール
WO2013111365A1 (ja) * 2012-01-25 2013-08-01 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置
US9586615B2 (en) 2012-01-25 2017-03-07 Mitsubishi Electric Corporation Electric power steering apparatus

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