JP2003110090A - パワーモジュールおよび空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハーネスや半田部、部品リードなどの露出す
る部分を極力少なくして、ノイズの影響を排除するとと
もに、腐蝕やほこり、小動物の侵入による影響を排除
し、かつ配置設計や熱設計などの専用設計をなくすよう
に構成したパワーモジュールを提供する。 【解決手段】 電源制御を行うための電源回路を構成す
るベアチップ部品３１１，３１２と、ベアチップ部品３
１１，３１２を実装するアルミ基板３０１と、アルミ基
板３０１のベアチップ部品３１１，３１２を実装する面
をモールドする絶縁性樹脂でなるモールド部材３４１と
を備えるパワーモジュールを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パワーモジュール
およびパワーモジュールを備える空気調和機に関し、特
に、商用交流電源をインバータ回路を用いて任意の周波
数の交流に変換する際のインバータ回路のモジュール化
に関する。

【０００２】

【従来の技術】機器の各部を任意の周波数で制御するた
めに、商用交流電源を一旦直流に整流し、さらに任意の
周波数に制御された交流に変換するインバータ回路が用
いられる。インバータ回路は、整流スタック、平滑コン
デンサ、パワートランジスタなどの組み合わせで構成さ
れており、これらの回路部品は集積化が進み、ドライブ
回路とパワー素子をパッケージ化したインテリジェント
モジュールが商品化されている。また、インバータを駆
動するのに必須となる電源部は、商用交流電源を直流に
整流するコンバータ部で構成されており、高調波、高効
率化が進んでおり、パワースイッチなどを用いた方式が
提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】商用交流電源を直流に
変換するコンバータ部と、直流を所定周波数の交流に変
換するインバータ部は、ダイオードやパワースイッチな
どの発熱部品で構成されるため、放熱フィンなどで構成
される放熱部品に取り付ける必要がある。また、コンバ
ータ部とインバータ部とはバラックあるいはそれぞれ専
用モジュールで構成されている場合が多く、完成品の形
状が大型化する上、空間的な配置設計や発熱状態を考慮
した熱設計が必要となり、設計が非常に難しくなる。

【０００４】また、インバータ回路を制御するための制
御部はマイコンなどで構成されており、この制御部とイ
ンバータ回路とはハーネスなどで接続される。このよう
なハーネスなどにより駆動信号を伝達する場合、ノイズ
が乗りやすく、誤動作につながるおそれがある。さら
に、インバータの制御は非常に高機能になっており、故
障個所の診断が非常に難しく、交換する部品の特定が困
難であるとともに、交換作業が煩雑になるという問題を
含んでいる。

【０００５】各部品を実装するための半田部や部品リー
ドなどが多く露出していることから、この露出部分にお
ける腐蝕やほこり、小動物の侵入に伴うトラッキング事
故が発生するおそれもある。空気調和機では、冷媒回路
中の冷媒循環量を圧縮機で制御することにより、運転制
御が行われる。このような圧縮機は、インバータ回路に
より運転周波数が制御されており、上述したようなイン
バータ回路の問題点を内包している。特に、各部品の小
型化を図ることで装置全体をコンパクトにするととも
に、配置設計や熱設計を容易にすることが望まれる。さ
らに、ノイズの影響による誤動作を防止するとともに、
腐蝕やほこり、小動物の侵入の影響を防止する必要があ
る。特に室外機内のインバータ回路が設置される場合に
は、長期間の温度変動や風雨などの環境変化に伴う劣化
や虫その他の小動物の侵入が懸念されるが、このような
影響を極力排除する必要がある。

【０００６】本発明では、ハーネスや半田部、部品リー
ドなどの露出する部分を極力少なくして、ノイズの影響
を排除するとともに、腐蝕やほこり、小動物の侵入によ
る影響を排除し、かつ配置設計や熱設計などの専用設計
をなくすように構成したパワーモジュールを提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
パワーモジュールは、電源制御を行うための電源回路を
構成するベアチップ部品と、ベアチップ部品を実装する
実装基板と、実装基板のベアチップ部品を実装する面を
モールドする絶縁性樹脂でなるモールド部材とを備え
る。

【０００８】このように構成した場合、ベアチップ部品
と実装基板上の配線との接続は、ワイヤボンディングな
どで構成することができ、この配線部分はモールド材に
よってモールドされるので、配線部を短く構成してノイ
ズの影響を排除することが可能であるとともに、露出部
分がなくなるので、腐蝕やほこり、小動物の侵入による
影響を防止することが可能となる。

【０００９】本発明の請求項２に係るパワーモジュール
は、請求項１に記載のパワーモジュールであって、複数
のベアチップ部品がそれぞれ実装基板上に実装されてい
る。この場合、ベアチップ部品と実装基板上の配線との
接続は、ワイヤボンディングなどで構成することがで
き、配線部分を短く構成することができ、発熱量の多い
部品については、実装基板を介して放熱するような構成
とすることができる。

【００１０】本発明の請求項３に係るパワーモジュール
は、請求項１または２に記載のパワーモジュールであっ
て、ベアチップ部品は、実装基板上に実装されるプリン
ト基板上に搭載されたＩＣチップを含む。この場合、比
較的発熱量の少ない回路部品をプリント基板上に搭載し
たハイブリッド形態とすることで、他の発熱量の多い回
路部品と断熱することができる。

【００１１】本発明の請求項４に係るパワーモジュール
は、請求項１〜３に記載のパワーモジュールであって、
実装基板は、ベアチップ部品を実装する面の裏面側に一
体的に設けられた放熱用フィンを有する。比較的発熱量
の多い回路部品をベアチップ部品として実装基板上に実
装する場合、放熱フィンを介して効率的に放熱すること
が可能となり、適切な温度を維持することで回路の誤動
作を防止できる。

【００１２】本発明の請求項５に係るパワーモジュール
は、請求項１〜４のいずれかに記載のパワーモジュール
であって、実装基板の側縁からベアチップ部品を実装す
る面側に立設される側壁を備え、実装基板と側壁で形成
される空間内にモールド部材が充填されることを特徴と
している。このように構成した場合、実装基板と側壁で
形成される空間内にモールド材を充填する作業が容易と
なり、実装基板のベアチップ部品実装面を確実にモール
ドすることが可能となる。

【００１３】本発明の請求項６に係るパワーモジュール
は、請求項５に記載のパワーモジュールであって、側壁
が、内部に導体パターンが埋め込まれた合成樹脂製の板
状部材で構成されている。この場合、側壁の内部に埋め
込まれた導体パターンを用いて回路素子を接続すること
が可能となり、電解コンデンサなどの集積化が困難な回
路素子を側壁を介して実装することが可能となる。

【００１４】本発明の請求項７に係るパワーモジュール
は、請求項１〜６のいずれかに記載のパワーモジュール
であって、ベアチップ部品は、商用交流電源を任意の周
波数の交流に変換するインバータ回路と、インバータ回
路の出力周波数を制御する制御部とを含んでいる。この
場合、インバータ回路とこのインバータ回路の制御部と
をベアチップ部品として実装基板に直接実装してモジュ
ール化することで、各部品の空間的な配置設計や熱設計
を改めて考慮する必要がなく、配線距離を短くすること
でノイズの影響を極力なくすとともに、腐蝕やほこり、
小動物の侵入による影響を防止できる。

【００１５】本発明の請求項８に係るパワーモジュール
は、請求項７に記載のパワーモジュールであって、イン
バータ回路は、商用交流電源を直流に整流するコンバー
タ部と、コンバータ部の出力を交流に変換するインバー
タ部と、コンバータ部を駆動するコンバータ駆動部と、
インバータを駆動するインバータ駆動部とを備える。こ
の場合、各部を１または複数のベアチップ部品で構成
し、これを実装基板に実装する構成とすることができ
る。したがって、空間的な配置設計や熱設計を専用設計
として改めて考慮する必要がなくなる。

【００１６】本発明の請求項９に係るパワーモジュール
は、請求項７または８に記載のパワーモジュールであっ
て、インバータ回路が、冷媒回路内の冷媒循環量を制御
する圧縮機を備える空気調和機において圧縮機の供給電
源を制御する。この場合、空気調和機の圧縮機を制御す
るインバータ回路をモジュール化することによって、装
置の小型化を図ることができ、ノイズの影響、腐蝕やほ
こり、小動物の侵入の影響を排除して信頼性の高い装置
を提供できる。また、このパワーモジュールを１つの部
品とみなして構造設計することによって、搭載される圧
縮機の機種毎に専用の構造設計をする必要がなく、豊富
な機種に対しての構造設計の工数を大幅に削減できる。

【００１７】本発明の請求項１０に係るパワーモジュー
ルは、請求項９に記載のパワーモジュールであって、空
気調和機が、冷媒回路内に配置される熱交換器内部の冷
媒との間で熱交換を行う空気流を生成するファンと、フ
ァンを回転駆動するファンモータとを備え、ベアチップ
部品はファンモータの回転制御を行うファンモータ制御
部を含んでいる。

【００１８】この場合、ベアチップ部品で構成されるフ
ァンモータ制御部を、他の回路部品とともに実装基板に
実装してモジュール化することで装置を小型化すること
ができ、空間的な配置設計や熱設計を改めて考慮する必
要がなくなる。本発明の請求項１１に係る空気調和機
は、導入される空気と冷媒回路内を循環する冷媒との間
で熱交換を行って熱交換後の空気を室内に供給する空調
ユニットと、空調ユニットに供給される電源を制御する
電源ユニットとを備える空気調和機であって、電源ユニ
ットが、電源制御を行うための電源回路を構成するベア
チップ部品と、ベアチップ部品を実装する実装基板と、
実装基板のベアチップ部品を実装する面をモールドする
絶縁性樹脂でなるモールド部材とにより構成されるモジ
ュール化されたパワーモジュールであることを特徴とす
る。

【００１９】この場合、空気調和機の電源ユニットをモ
ジュール化することによって、装置の小型化を図ること
ができ、ノイズの影響、腐蝕やほこり、小動物の侵入の
影響を排除して信頼性の高い装置を提供できる。本発明
の請求項１２に係る空気調和機は、請求項１１に記載の
空気調和機であって、空調ユニットは冷媒回路内の冷媒
循環量を制御する圧縮機を備え、ベアチップ部品は、圧
縮機の供給電源を制御するものであって、商用交流電源
を任意の周波数の交流に変換するインバータ回路と、イ
ンバータ回路の出力周波数を制御する制御部とを含んで
いる。

【００２０】この場合、空気調和機の圧縮機に供給され
る電源を制御するための電源ユニットをモジュール化す
ることにより、ノイズの影響を排除することができる。
また、セパレート型の空気調和機の場合、室外機は屋外
に設置されているため、虫や砂埃などが室外機内に侵入
するおそれがあるが、電源ユニットがモールド部材によ
ってモールドされモジュール化されているため、異物が
電源ユニットに到達して短絡事故などの故障を引き起こ
すことを防止できる。

【００２１】本発明の請求項１３に記載の空気調和機
は、請求項１１または１２に記載の空気調和機であっ
て、空気調和機が、冷媒回路内に配置される熱交換器内
部の冷媒との間で熱交換を行う空気流を生成するファン
と、ファンを回転駆動するファンモータとを備え、ベア
チップ部品はファンモータの回転制御を行うファンモー
タ制御部を含んでいる。

【００２２】この場合、空気調和機のファンモータの回
転制御を行うファンモータ制御部を含んでモジュール化
することにより、装置の小型化を図ることができ、ノイ
ズの影響、腐蝕やほこり、小動物の侵入の影響を排除し
て信頼性の高い装置を提供できる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明に係るパワーモジュールの
詳細を図に基づいて説明する。図１は、空気調和機に用
いられる電源回路の一例を示すブロック図である。図１
に示すように、商用の交流電源１に接続されて、制御電
源部２およびモジュール化された電源回路３に交流電源
が供給されている。

【００２４】制御電源２は、スイッチング電源で構成さ
れており、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、各種インター
フェイスを含むＲＡ制御部４に電源供給を行っている。
ＲＡ制御部４は、外気温を検出する外気サーミスタ、熱
交換器の蒸発温度および凝縮温度を検出する熱交サーミ
スタ、圧縮機の吐出管温度を検出する吐出管温度セン
サ、圧縮機の吸入側圧力を検出する吸入圧力センサなど
の複数のセンサ５の検出信号が入力されている。また、
ＲＡ制御部４には、冷媒回路内に配置され内部の冷媒を
減圧するための電動膨張弁、冷媒回路の運転モードを切
り換えるための四路切換弁などを含む複数のアクチュエ
ータ６などが接続されており、これらの制御を行う。

【００２５】電源回路３は、主に、圧縮機７とファンモ
ータ８を駆動する供給電源を空気調和機の運転状況に応
じて制御するものであり、交流電源１から供給される交
流を整流して直流に変換するコンバータ部３１と、コン
バータ部３１の出力を交流に変換するインバータ部３２
と、コンバータ部３１を駆動するためのコンバータ駆動
部３３と、インバータ部３２を駆動するためのインバー
タ駆動部３４と、ファンモータ８を制御するための制御
信号を出力するファンモータ制御部３７と、コンバータ
駆動部３３、インバータ駆動部３４およびファンモータ
制御部３７を制御する制御部３５と、ＲＡ制御部４との
間でデータの送受信を行う通信回路３６などを備えてい
る。

【００２６】コンバータ部３１は、パワースイッチを用
いた構成とすることが可能であり、またインバータ部３
２に対して一定電圧の直流を出力するアクティブフィル
タ回路を含む構成とすることも可能である。ファンモー
タ８は、インバータ回路およびインバータ駆動部を内蔵
するものを用いることができ、この場合、コンバータ部
３１の出力が供給され、ファンモータ制御部３７から入
力される回転速度指令信号に基づいて、回転制御が行わ
れる構成とすることができる。

【００２７】ファンモータ制御部３７は、前述したよう
に、ファンモータ８の回転速度指令信号を出力するよう
に構成されており、ファンモータ８がインバータ回路を
内蔵していないものを用いる場合には、圧縮機７の制御
部と同様に、インバータ部、インバータ駆動部などを含
む構成とすることが可能である。ＲＡ制御部４は、セン
サ５から入力される検出値と現在の運転モードに応じ
て、各部の制御量を決定し、アクチュエータ６に制御値
を出力するとともに、圧縮機７、ファンモータ８の制御
量を通信回路３６を介して電源回路３内の制御部３５に
送信する。

【００２８】制御部３５では、ＲＡ制御部４から送信さ
れてきた圧縮機７およびファンモータ８の制御量に基づ
いて、コンバータ駆動部３３、インバータ駆動部３４お
よびファンモータ制御部３７に対して制御値を出力す
る。このことにより、圧縮機７の運転周波数およびファ
ンモータ８の回転数を運転状況に応じて制御することが
できる。

【００２９】電源回路３は、回路部品を集積、モジュー
ル化し、発熱、ノイズ源部品をパッケージ化することに
より、制御性が改善し、高機能な制御を行うことが可能
となる。即ち、電源回路３は、図２に示すように、ダイ
オードやパワートランジスタ、平滑コンデンサ、集積化
されたＩＣチップなどの複数のベアチップ部品３１１，
３１２，３１３で構成され、それぞれアルミ基板３０１
にワイヤボンディングや半田付けなどにより実装されて
いる。

【００３０】アルミ基板３０１は、たとえば、熱伝導率
が高く電気絶縁性の良好な窒化アルミニウム板の表面
に、回路パターンを構成する銅の薄板を貼り合わせたも
のを採用することができる。制御部３５、コンバータ部
３１、インバータ部３２、コンバータ駆動部３３、イン
バータ駆動部３４、ファンモータ制御部３７、通信回路
３６などの各回路間の接続をハーネスで接続した場合、
ハーネスが結線の束となってコイルと同様に放射ノイズ
を生じることとなる。これに対し、窒化アルミニウム板
の表面に回路パターンを構成する銅の薄板を貼り合わせ
たアルミ基板３０１を用いることによって、放射ノイズ
の発生を抑制でき、ノイズの低減による制御性の向上を
図ることが可能となる。

【００３１】発熱量が大きい回路部品については、ベア
チップ部品３１１，３１２のように、アルミ基板３０１
に直接実装するように構成する。また、マイクロプロセ
ッサ、ＲＯＭ、各種インターフェイスなどを含むワンチ
ップマイコンで構成される制御部３５などのように、他
の回路部品による温度負荷やノイズから遮断すべきベア
チップ部品３１３は通常のプリント基板３２１上に実装
し、プリント基板３２１に設けたリード部３２２をアル
ミ基板３０１に半田付けすることで実装することができ
る。この場合、図２に示すように、プリント基板３２１
がアルミ基板３０１の実装面に対して垂直になるように
配置することが可能であり、また図３に示すように、プ
リント基板３２１がアルミ基板３０１の実装面と平行に
なるように配置することも可能である。

【００３２】このように、マイコンなどの精密部品につ
いては、プリント基板３２１に実装してハイブリッド形
態とすることで、他の発熱量の多い回路部品からの不要
な温度負荷を受けることがなくなり、パワースイッチな
どによるノイズの影響を軽減することが可能となる。こ
の電源回路３の内部は非絶縁構造であり、制御部３５が
通信回路３６を介して外部とのデータ送受信を行うよう
に構成されている。したがって、この通信回路３６によ
り外部との絶縁性を確保しており、モジュール内部の絶
縁距離が短縮されるため、各回路部品の実装密度を高く
することができ、モジュールの小型化を図ることが可能
となる。

【００３３】アルミ基板３０１の放熱効果を高めるため
には、図４に示すように、アルミ基板３０１の実装面の
裏面側に放熱フィン３３１を立設した構造とすることが
できる。この放熱フィン３３１は、アルミ基板３０１を
構成する窒化アルミニウム板を作成する際に、同時に一
体成型で形成することが可能であり、熱溶着や接着など
によりアルミ基板３０１に固着するように構成すること
も可能である。

【００３４】アルミ基板３０１のベアチップ部品実装面
の裏面側に、放熱フィン３０１を一体成型で設けた場合
には、別途放熱フィンを取り付ける必要がなく、アルミ
基板３０１の放熱効果を向上させることが可能となる。
以上のように、実装面上にベアチップ部品３１１，３１
２およびベアチップ部品３１３を実装するプリント基板
３２１が取り付けられたアルミ基板３０１上に、各ベア
チップ部品や狭ピッチ部品（足のピッチが狭い部品）を
モールドするモールド材を設ける。

【００３５】図２に示すようにプリント基板３２１がア
ルミ基板３０１の実装面に対して垂直に取り付けられて
いる場合には、アルミ基板３０１に直接取り付けられて
いるベアチップ部品３１１，３１２およびプリント基板
３２１のリード部３２２を被覆するようにモールド材を
設けることが可能である。また、ベアチップ部品３１
１，３１２を一律の厚みのモールド材で覆い、プリント
基板３２１の周辺のみを覆うモールド材をさらに設ける
ように構成できる。この場合、プリント基板３２１の周
辺のみを覆うモールド材は、ベアチップ部品３１１，３
１２を覆うモールド材よりも粘性の高いもので構成する
ことが好ましい。

【００３６】また、図３に示すようにプリント基板３２
１がアルミ基板３０１の実装面に対して平行に配置され
ている場合には、すべての回路部品を被覆するようにモ
ールド材を設けることが可能である。また、ベアチップ
部品３１１，３１２と、プリント基板３２１に設けたリ
ード部３２２のみを覆うようにモールド材を設けること
も可能である。さらに、ベアチップ部品３１１，３１２
を一律の厚みのモールド材で覆い、プリント基板３２１
の周辺のみを覆うモールド材をさらに設けるように構成
できる。この場合も、プリント基板３２１の周辺のみを
覆うモールド材は、ベアチップ部品３１１，３１２を覆
うモールド材よりも粘性の高いもので構成することが好
ましい。

【００３７】モールド材は絶縁性の合成樹脂で構成さ
れ、たとえば、シリコン系樹脂やエポキシ系の樹脂を採
用することが可能である。モールド材は、アルミ基板３
０１に実装されている各回路部品を被覆するように塗布
することも可能であるが、より確実な絶縁性を実現する
ために、アルミ基板３０１の上面をケース構造としこの
ケース内部にモールド材を充填するように構成すること
ができる。この場合の一例を図５に示す。

【００３８】図５に示すように、アルミ基板３０１の側
縁には、実装面側に立設される側壁３５１，３５２，３
５３，３５４が立設されている。側壁３５１〜３５４
は、それぞれアルミ基板３０１と同様に窒化アルミニウ
ムで構成することが可能であり、絶縁性の合成樹脂材料
で構成することも可能である。また、側壁３５１〜３５
４は、それぞれアルミ基板３０１の側縁に熱溶着または
接着などによって固着されており、側壁３５１〜３５４
の互いに隣接する部分は熱溶着や接着などに固着され間
隙がないように構成されている。なお、側壁３５１〜３
５４を一体成型により作成することも可能である。

【００３９】アルミ基板３０１および側壁３５１〜３５
４で構成されるアルミ基板３０１の実装面側の空間に前
述したようなモールド材３４１を充填する。モールド材
３４１は、アルミ基板３０１に実装されるベアチップ部
品３１１，３１２・・・およびその配線部分を被覆する
ように設けられる。このことにより、腐蝕物質、ほこ
り、小動物などの侵入を防止し、断線や短絡事故などを
防止することができる。また、側壁３５１〜３５４を一
体成型または一面ずつを組み合わせることにより、アル
ミ基板３０１を囲む枠構造とし、アルミ基板と隙間のな
いように密着させることによって、モールド充填時のケ
ースとすることができる。したがって、ベアチップ部品
３１１，３１２・・・およびその配線部分の全面を覆う
ことが容易であるとともに、信頼性を向上させることが
できる。さらに、側壁３５１〜３５４およびアルミ基板
３０１によってケース構造を実現しており、各回路部品
を覆うのに必要な十分なモールド厚みを自由に調整する
ことができる。即ち、アルミ基板３０１の周囲を囲む側
壁３５１〜３５４により、充填するモールド材の流出を
抑えることによって、充填材の厚みを自在に調節するこ
とが可能となる。

【００４０】図５に示す側壁３５１〜３５４の代えて、
図６に示すように、内部に銅による導体パターンが埋め
込まれた合成樹脂製の側壁３６１〜３６４を用いること
が可能である。側壁３６１〜３６４は、銅板による導体
パターンを金型内に挿入し、絶縁性合成樹脂による一体
成型を行ったものであり、側壁３６１〜３６４をそれぞ
れ別々に成型することも可能であり、全てを一体成型で
作成することも可能である。このようにした側壁３６１
〜３６４は、熱溶着、接着またはネジ止めなどによって
アルミ基板３０１に固定される。このとき、アルミ基板
３０１と側壁３６１〜３６４の間および側壁３６１〜３
６４の互いに隣接する部分は間隙がないように構成する
ことが好ましい。

【００４１】アルミ基板３０１および側壁３６１〜３６
４で構成されるアルミ基板３０１の実装面側の空間にモ
ールド材３４１が充填される。モールド材３４１は、ア
ルミ基板３０１に実装されるベアチップ部品３１１，３
１２・・・およびその配線部分を被覆するように設けら
れる。側壁３６１〜３６４の内部に埋め込まれた導体パ
ターンは、電解コンデンサなどの大型の外付回路部品３
７１〜３７３を取り付けるための配線パターンを構成し
ている。したがって、このような外付回路部品３７１〜
３７３が側壁３６１〜３６４の適所に半田付けなどで取
り付けられる。図６では、側壁３６１の外面側に外付回
路部品３７１〜３７３を取り付けた例を示しているが、
モールド材３４１の上面に空間が存在する場合には、外
付回路部品を側壁３６１〜３６４の内面側に取り付ける
ように構成することも可能である。

【００４２】このような構成とすることによって、モジ
ュールのケース側面に回路部品を実装することで部品の
３次元実装が可能となり、集積率を高めることが可能と
なる。また、大型電解コンデンサなどの大きな回路部品
の取付保持部を兼用させることが可能となり、集積率を
高くできるとともに装置の小型化を図ることができる。

【００４３】この実施形態では、アルミ基板３０１に代
えてセラミック基板などを使用することも可能である。

【００４４】

【発明の効果】本発明の請求項１に係るパワーモジュー
ルでは、ベアチップ部品と実装基板上の配線との接続
は、ワイヤボンディングなどで構成することができ、こ
の配線部分はモールド材によってモールドされるので、
配線部を短く構成してノイズの影響を排除することが可
能であるとともに、露出部分がなくなるので、腐蝕やほ
こり、小動物の侵入による影響を防止することが可能と
なる。

【００４５】本発明の請求項２に係るパワーモジュール
では、ベアチップ部品と実装基板上の配線との接続は、
ワイヤボンディングなどで構成することができ、配線部
分を短く構成することができ、発熱量の多い部品につい
ては、実装基板を介して放熱するような構成とすること
ができる。本発明の請求項３に係るパワーモジュールで
は、比較的発熱量の少ない回路部品をプリント基板上に
搭載したハイブリッド形態とすることで、他の発熱量の
多い回路部品と断熱することができる。

【００４６】本発明の請求項４に係るパワーモジュール
では、比較的発熱量の多い回路部品をベアチップ部品と
して実装基板上に実装する場合、放熱フィンを介して効
率的に放熱することが可能となり、適切な温度を維持す
ることで回路の誤動作を防止できる。本発明の請求項５
に係るパワーモジュールでは、実装基板と側壁で形成さ
れる空間内にモールド材を充填する作業が容易となり、
実装基板のベアチップ部品実装面を確実にモールドする
ことが可能となる。

【００４７】本発明の請求項６に係るパワーモジュール
では、側壁の内部に埋め込まれた導体パターンを用いて
回路素子を接続することが可能となり、電解コンデンサ
などの集積化が困難な回路素子を側壁を介して実装する
ことが可能となる。本発明の請求項７に係るパワーモジ
ュールでは、インバータ回路とこのインバータ回路の制
御部とをベアチップ部品として実装基板に直接実装して
モジュール化することで、各部品の空間的な配置設計や
熱設計を改めて考慮する必要がなく、配線距離を短くす
ることでノイズの影響を極力なくすとともに、腐蝕やほ
こり、小動物の侵入による影響を防止できる。

【００４８】本発明の請求項８に係るパワーモジュール
では、各部を１または複数のベアチップ部品で構成し、
これを実装基板に実装する構成とすることができる。し
たがって、空間的な配置設計や熱設計を専用設計として
改めて考慮する必要がなくなる。本発明の請求項９に係
るパワーモジュールでは、空気調和機の圧縮機を制御す
るインバータ回路をモジュール化することによって、装
置の小型化を図ることができ、ノイズの影響、腐蝕やほ
こり、小動物の侵入の影響を排除して信頼性の高い装置
を提供できる。また、このパワーモジュールを１つの部
品とみなして構造設計することによって、搭載される圧
縮機の機種毎に専用の構造設計をする必要がなく、豊富
な機種に対しての構造設計の工数を大幅に削減できる。

【００４９】本発明の請求項１０に係るパワーモジュー
ルでは、ベアチップ部品で構成されるファンモータ制御
部を、他の回路部品とともに実装基板に実装してモジュ
ール化することで装置を小型化することができ、空間的
な配置設計や熱設計を改めて考慮する必要がなくなる。
本発明の請求項１１に係る空気調和機では、空気調和機
の電源ユニットをモジュール化することによって、装置
の小型化を図ることができ、ノイズの影響、腐蝕やほこ
り、小動物の侵入の影響を排除して信頼性の高い装置を
提供できる。

【００５０】本発明の請求項１２に係る空気調和機で
は、空気調和機の圧縮機に供給される電源を制御するた
めの電源ユニットをモジュール化することにより、ノイ
ズの影響を排除することができる。また、小動物やほこ
りなどの異物が電源ユニットに到達して短絡事故などの
故障を引き起こすことを防止できる。本発明の請求項１
３に記載の空気調和機では、空気調和機のファンモータ
の回転制御を行うファンモータ制御部を含んでモジュー
ル化することにより、装置の小型化を図ることができ、
ノイズの影響、腐蝕やほこり、小動物の侵入の影響を排
除して信頼性の高い装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】空気調和機の電源回路の一例を示すブロック
図。

【図２】パワーモジュールの基板構造の一例を示す側面
図。

【図３】パワーモジュールの基板構造の他の例を示す側
面図。

【図４】パワーモジュールの基板構造のさらに他の例を
示す側面図。

【図５】パワーモジュールの基板構造の一例を示す斜視
図。

【図６】パワーモジュールの基板構造の他の例を示す斜
視図。

【符号の説明】

１ 交流電源３ 電源回路 ７ 圧縮機 ８ ファンモータ ３１ コンバータ部 ３２ インバータ部 ３５ 制御部 ３７ ファンモータ制御部 ３０１ アルミ基板 ３１１〜３１３ ベアチップ部品 ３２１ プリント基板 ３２２ リード部 ３３１ 放熱フィン ３４１ モールド材 ３５１〜３５４ 側壁 ３６１〜３６４ 側壁 ３７１〜３７３ 外付回路部品

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電源制御を行うための電源回路を構成する
   ベアチップ部品と、 前記ベアチップ部品を実装する実装基板と、 前記アルミ基板の前記ベアチップ部品を実装する面をモ
   ールドする絶縁性樹脂でなるモールド部材と、を備える
   パワーモジュール。
2. 【請求項２】複数のベアチップ部品がそれぞれ前記実装
   基板上に実装される、請求項１に記載のパワーモジュー
   ル。
3. 【請求項３】前記ベアチップ部品は、前記実装基板上に
   実装されるプリント基板上に搭載されたＩＣチップを含
   む、請求項１または２に記載のパワーモジュール。
4. 【請求項４】前記実装基板は、前記ベアチップ部品を実
   装する面の裏面側に一体的に設けられた放熱用フィンを
   有する、請求項１〜３のいずれかに記載のパワーモジュ
   ール。
5. 【請求項５】前記実装基板の側縁から前記ベアチップ部
   品を実装する面側に立設される側壁を備え、前記実装基
   板と前記側壁で形成される空間内に前記モールド部材が
   充填されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか
   に記載のパワーモジュール。
6. 【請求項６】前記側壁は、内部に導体パターンが埋め込
   まれた合成樹脂製の板状部材で構成される、請求項５に
   記載のパワーモジュール。
7. 【請求項７】前記ベアチップ部品は、商用交流電源を任
   意の周波数の交流に変換するインバータ回路と、前記イ
   ンバータ回路の出力周波数を制御する制御部とを含む、
   請求項１〜６のいずれかに記載のパワーモジュール。
8. 【請求項８】前記インバータ回路は、商用交流電源を直
   流に整流するコンバータ部と、前記コンバータ部の出力
   を交流に変換するインバータ部と、前記コンバータ部を
   駆動するコンバータ駆動部と、前記インバータを駆動す
   るインバータ駆動部とを備える、請求項７に記載のパワ
   ーモジュール。
9. 【請求項９】前記インバータ回路は、冷媒回路内の冷媒
   循環量を制御する圧縮機を備える空気調和機において前
   記圧縮機の供給電源を制御する、請求項７または８に記
   載のパワーモジュール。
10. 【請求項１０】前記空気調和機は、冷媒回路内に配置さ
    れる熱交換器内部の冷媒との間で熱交換を行う空気流を
    生成するファンと、前記ファンを回転駆動するファンモ
    ータとを備え、前記ベアチップ部品は前記ファンモータ
    の回転制御を行うファンモータ制御部を含む、請求項９
    に記載のパワーモジュール。
11. 【請求項１１】導入される空気と冷媒回路内を循環する
    冷媒との間で熱交換を行って熱交換後の空気を室内に供
    給する空調ユニットと、前記空調ユニットに供給される
    電源を制御する電源ユニットとを備える空気調和機であ
    って、 前記電源ユニットは、 電源制御を行うための電源回路を構成するベアチップ部
    品と、 前記ベアチップ部品を実装する実装基板と、 前記実装基板の前記ベアチップ部品を実装する面をモー
    ルドする絶縁性樹脂でなるモールド部材と、により構成
    されるモジュール化されたパワーモジュールであること
    を特徴とする空気調和機。
12. 【請求項１２】前記空調ユニットは冷媒回路内の冷媒循
    環量を制御する圧縮機を備え、前記ベアチップ部品は、
    前記圧縮機の供給電源を制御するものであって、商用交
    流電源を任意の周波数の交流に変換するインバータ回路
    と、前記インバータ回路の出力周波数を制御する制御部
    とを含む、請求項１１に記載の空気調和機。
13. 【請求項１３】前記空気調和機は、冷媒回路内に配置さ
    れる熱交換器内部の冷媒との間で熱交換を行う空気流を
    生成するファンと、前記ファンを回転駆動するファンモ
    ータとを備え、前記ベアチップ部品は前記ファンモータ
    の回転制御を行うファンモータ制御部を含む、請求項１
    １または１２に記載の空気調和機。