JP2013146168A - Power conversion device and method for manufacturing the same - Google Patents

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Takeshi Asakura
健 朝倉
Hitoshi Imura
仁史 井村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve manufacturing efficiency of a power conversion device that includes a semiconductor unit in which semiconductor modules and coolers are laminated.SOLUTION: A power conversion device includes: a semiconductor unit 20; a frame 12 on which the semiconductor unit 20 is to be mounted; and a spring unit 6. The spring unit 6 is inserted between an end surface 20a of the semiconductor unit 20 in a lamination direction and supports 13 that are provided on the frame 12, and supports the semiconductor unit 20 while applying pressure to the semiconductor unit 20. The spring unit 6 has a first plate 4, a second plate 5, and a spring 3 sandwiched therebetween. At least one of the first plate 4 and the second plate 5 is provided with a flange 4a or 5a that extends toward the other plate. The height of the flange is determined in such a manner that a gap formed between the two plates 4 and 5 with a leading end of the flange in contact with the other plate is larger than the length of the spring 3 at the limit of compression thereof.

Description

本明細書が開示する技術は、インバータやコンバータなどの電力変換装置とその製造方法に関する。   The technology disclosed in this specification relates to a power conversion device such as an inverter or a converter and a method for manufacturing the same.

モータに電力を供給するインバータや電圧を変換する電圧コンバータでは、IGBTなどの発熱量の大きい半導体素子を他の回路とは別に集積し、集中的に冷却する構造が採用されることがある。そのような集積構造の一つに、発熱量の大きい半導体素子を収めた平板型の半導体モジュールと平板型の冷却器を交互に積層した半導体ユニットが知られている。   In an inverter that supplies electric power to a motor or a voltage converter that converts a voltage, a structure in which semiconductor elements having a large amount of heat, such as an IGBT, are integrated separately from other circuits and intensively cooled may be employed. As one of such integrated structures, there is known a semiconductor unit in which flat type semiconductor modules containing semiconductor elements having a large calorific value and flat type coolers are alternately stacked.

積層タイプの半導体ユニットでは、半導体モジュールから冷却器へ熱が良く伝わるように、積層方向に圧力が加えられた状態でフレームに取り付けられる。ここで、フレームとは、半導体モジュールを支持する構造体であり、典型的には電力変換装置のケースでよい。半導体ユニットに圧力を加えるため、半導体ユニットはフレームに設けられた一対のストッパ部(フレームに設けられた壁や支柱などであり、半導体ユニットに接してこれを支持する部分)の間に配置され、半導体ユニット積層方向の一端と、フレームの一方のストッパ部との間にスプリングが挿入される。そのような構造が例えば特許文献1〜特許文献3に開示されている。   In the stacked type semiconductor unit, the semiconductor module is attached to the frame in a state where pressure is applied in the stacking direction so that heat is well transmitted from the semiconductor module to the cooler. Here, the frame is a structure that supports the semiconductor module, and may typically be a case of a power converter. In order to apply pressure to the semiconductor unit, the semiconductor unit is disposed between a pair of stopper portions provided on the frame (a wall or a support provided on the frame, which is in contact with and supports the semiconductor unit), A spring is inserted between one end of the semiconductor unit stacking direction and one stopper portion of the frame. Such a structure is disclosed in Patent Documents 1 to 3, for example.

特許文献1と特許文献2には、フレームの壁面と半導体ユニットとの間に、固定用ピンと板バネを配置する技術が開示されている。固定用ピンがストッパ部に相当する。特許文献1の技術は、半導体ユニットの積層体の中程をフレームに固定し、積層方向の両側から板バネで半導体ユニットに圧力を加える。特許文献2の技術は、板バネが、半導体ユニットが加圧方向へ変形する際の弾性力が減圧方向に復元する際の弾性力よいも大きくなるようにヒステリシスを有している。特許文献3の技術は、コイルスプリングを2枚のプレートで挟んだスプリングユニットを採用している。特許文献3が開示する技術は次の通りである。フレームの壁に設けられたスリットからスプリングユニットを挿入し、先端のプレートを半導体ユニットに押し当てながらスプリングユニットを圧縮する。後端のプレートがスリットを通過したら、プレートを90度回転させる。後端のプレートを押す力を緩めると、後端のプレートがスリットの両サイドに引っ掛かり、スプリングユニットが半導体ユニットに圧力を加え、半導体ユニットが支持される。スリットの両サイドがストッパ部に相当する。   Patent Documents 1 and 2 disclose a technique in which a fixing pin and a leaf spring are arranged between a wall surface of a frame and a semiconductor unit. The fixing pin corresponds to the stopper portion. In the technique of Patent Document 1, the middle of a stacked body of semiconductor units is fixed to a frame, and pressure is applied to the semiconductor units by leaf springs from both sides in the stacking direction. The technology of Patent Document 2 has hysteresis so that the elastic force when the semiconductor unit is deformed in the pressurizing direction is greater than the elastic force when the semiconductor unit is restored in the depressurizing direction. The technique of Patent Document 3 employs a spring unit in which a coil spring is sandwiched between two plates. The technology disclosed in Patent Document 3 is as follows. The spring unit is inserted from the slit provided in the wall of the frame, and the spring unit is compressed while pressing the plate at the tip against the semiconductor unit. When the trailing plate passes through the slit, rotate the plate 90 degrees. When the force pushing the rear end plate is loosened, the rear end plate is caught on both sides of the slit, the spring unit applies pressure to the semiconductor unit, and the semiconductor unit is supported. Both sides of the slit correspond to the stopper portion.

特開2011−181687号公報JP 2011-181687 A 特開2007−166819号公報JP 2007-166819 A 特開2011−200057号公報JP 2011-200057 A

積層された半導体ユニットは、半導体モジュールと冷却器との密着度を高めるため、フレームに保持するときの圧力よりも高い圧力を一時的に加え、半導体モジュールと冷却器の密着面を馴染ませてから、フレームに固定することが好ましい。例えば特許文献1の段落0024には、積層された半導体ユニットに一時的に高い圧力を加えた後にスプリングを嵌挿することが開示されている。しかし、特許文献1の技術の場合、積層冷却ユニットに高い圧力を加える工程と、スプリングを組み付ける工程と、スプリングを付勢する工程が必要となる。一方で、スプリングを介して積層冷却ユニットに高い圧力を加えた場合、スプリングが圧縮限界に達して劣化するおそれがある。本明細書は、このような問題を踏まえ、積層冷却ユニットに圧力を加えながら積層型の半導体ユニットを有する電力変換装置の製造効率を高めることのできる構造の電力変換装置と、その製造方法を提供する。特に、半導体ユニットに圧力を加えながらフレームに支持する構造の電力変換装置において、半導体ユニットに、フレームで支持する時の圧力よりも高い圧力を一時的に加え、半導体モジュールと冷却器の密着面を馴染ませる工程の効率を高める技術を提供する。   In order to increase the adhesion between the semiconductor module and the cooler, the stacked semiconductor units are temporarily applied with a pressure higher than the pressure when they are held on the frame, and the adhesion surface between the semiconductor module and the cooler is adjusted. It is preferable to fix to the frame. For example, paragraph 0024 of Patent Document 1 discloses that a spring is inserted after a high pressure is temporarily applied to stacked semiconductor units. However, in the case of the technique of Patent Document 1, a step of applying a high pressure to the stacked cooling unit, a step of assembling the spring, and a step of biasing the spring are required. On the other hand, when a high pressure is applied to the stacked cooling unit via the spring, the spring may reach the compression limit and deteriorate. In view of such problems, the present specification provides a power conversion device having a structure capable of increasing the manufacturing efficiency of a power conversion device having a stacked semiconductor unit while applying pressure to the stacked cooling unit, and a manufacturing method thereof. To do. In particular, in a power conversion device having a structure in which a semiconductor unit is supported by a frame while applying pressure, a pressure higher than the pressure at which the semiconductor unit is supported by the frame is temporarily applied to the semiconductor module and the cooler. Providing technology to increase the efficiency of the familiarization process.

本明細書が開示する技術の一態様は、電力変換装置を提供する。その電力変換装置は、半導体ユニットと、半導体ユニットを取り付けるためのフレームと、スプリングユニットを備える。半導体ユニットは、半導体素子を収めた平板型の半導体モジュールと平板型の冷却器が交互に積層した構造体である。フレームには一対のストッパ部(壁又は支柱)が設けられており、その一対のストッパ部の間に半導体ユニットとスプリングユニットが配置される。なお、後述するように、ストッパ部の一方を着脱自在とし、スプリングユニットの取り付けの際にストッパ部も取り付けるようにしてもよい。スプリングユニットは、半導体ユニットに圧力を加えつつ固定するためのデバイスであり、半導体ユニットの積層方向の一方の端面と、その端面と対向するストッパ部との間に挿入されている。スプリングユニットは、主として、第1及び第2プレートと、それらの間に挟み込まれたスプリングで構成される。そして、第1プレートと第2プレートの少なくとも一方に、他方に向けて延びている突起が設けられている。その突起の高さ(プレート表面から突起先端までの長さ)が、突起の先端が他方のプレートに当接したときに両プレート間に形成される間隙がスプリングの圧縮限界長よりも大きくなるように定められている。   One embodiment of the technology disclosed in this specification provides a power conversion device. The power converter includes a semiconductor unit, a frame for attaching the semiconductor unit, and a spring unit. The semiconductor unit is a structure in which flat semiconductor modules containing semiconductor elements and flat coolers are alternately stacked. The frame is provided with a pair of stopper portions (walls or columns), and the semiconductor unit and the spring unit are disposed between the pair of stopper portions. As will be described later, one of the stopper portions may be detachable, and the stopper portion may be attached when the spring unit is attached. The spring unit is a device for fixing the semiconductor unit while applying pressure, and is inserted between one end surface of the semiconductor unit in the stacking direction and a stopper portion facing the end surface. The spring unit is mainly composed of first and second plates and a spring sandwiched between them. Then, at least one of the first plate and the second plate is provided with a protrusion extending toward the other. The height of the projection (the length from the plate surface to the tip of the projection) is such that the gap formed between the plates when the tip of the projection contacts the other plate is larger than the compression limit length of the spring. It is stipulated in.

上記の電力変換装置は、次の工程によって組み立てることができる。まず、半導体ユニットをフレームに配置する(第1工程)。より詳しくは、半導体ユニットを、その他方の端面がフレームに設けられている第1のストッパ部に対向するようにフレームに配置する。次に、半導体ユニットの積層方向の一方の端面にスプリングユニットの第1プレートを当て、突起の先端が他方のプレートに当接するまでスプリングユニットに荷重を加える(第2工程)。このとき、第1と第2のプレートは突起を介して当接しているので、スプリングを介しては得られない高い圧力を半導体ユニットに加えることができる。次に、スプリングユニットに加えていた荷重を抜いて、半導体ユニットの一方の端面に対向しているストッパ部(第2のストッパ部)に第2プレートを当接させる(第3工程)。荷重を抜くと、スプリングの反力により第2プレートが押し戻され、ストッパ部に当接して支柱がスプリングユニットの反力を受け止めるようになる。そうするとスプリングユニットが半導体ユニットに圧力を加えることになり、半導体ユニットが支持される。上記のスプリングユニットでは、スプリングが圧縮限界長に至る前に、突起を介して2枚のプレートが相互に当接する。第2プレート側から荷重を加えたときに、2枚のプレートが当接した後はスプリングの弾性力に依らずに半導体ユニットに高い圧力を加えることができる。しかも第1と第2のプレートが当接するからスプリングを介して圧力を加える場合と比較して安定して圧力を加えることができる。そして、半導体モジュールと冷却器を密着させた後は、荷重を抜くことによって、スプリングユニットの反力で半導体ユニットを支持することができる。即ち、スプリングユニットを押し込み、次いで押し付けた荷重を抜くという1ストロークで半導体ユニットへの一時的な高い加圧と取り付け作業が完了する。上記の電力変換装置は、半導体ユニットをフレームに組み付ける工程の効率を向上させる。   Said power converter device can be assembled according to the following process. First, the semiconductor unit is placed on the frame (first step). More specifically, the semiconductor unit is disposed on the frame such that the other end surface faces the first stopper portion provided on the frame. Next, the first plate of the spring unit is applied to one end surface in the stacking direction of the semiconductor units, and a load is applied to the spring unit until the tip of the protrusion comes into contact with the other plate (second step). At this time, since the first and second plates are in contact with each other through the protrusion, a high pressure that cannot be obtained through the spring can be applied to the semiconductor unit. Next, the load applied to the spring unit is removed, and the second plate is brought into contact with a stopper portion (second stopper portion) facing one end surface of the semiconductor unit (third step). When the load is removed, the second plate is pushed back by the reaction force of the spring and comes into contact with the stopper portion so that the column receives the reaction force of the spring unit. Then, the spring unit applies pressure to the semiconductor unit, and the semiconductor unit is supported. In the above spring unit, before the spring reaches the compression limit length, the two plates abut against each other through the protrusion. When a load is applied from the second plate side, a high pressure can be applied to the semiconductor unit without depending on the elastic force of the spring after the two plates abut. In addition, since the first and second plates are in contact with each other, the pressure can be applied stably as compared with the case where the pressure is applied via the spring. After the semiconductor module and the cooler are brought into close contact with each other, the semiconductor unit can be supported by the reaction force of the spring unit by removing the load. That is, the temporary high pressurization and attachment work to the semiconductor unit is completed with one stroke of pushing the spring unit and then releasing the pressed load. The power conversion device improves the efficiency of the process of assembling the semiconductor unit to the frame.

半導体ユニットを挟む第1と第2のストッパ部は、予めフレームに固定されているものであってもよいし、着脱自在であってもよい。スプリングユニット側のストッパ部(第2のストッパ部)が着脱自在の支柱である場合、その支柱は、上記の第2工程の後であり、かつ、第3工程の前にフレームに取り付けるとよい。第2ストッパが予めフレームに取り付けられている場合は、スプリングユニットを圧縮してから第2ストッパ部と半導体ユニットとの間に挿入することになる。第2工程の際に第2のストッパ部が外れていれば、支柱に邪魔されずにスプリングユニットを自然長の状態から押し込むことができる。組立工程がさらに単純化できる。   The first and second stopper portions sandwiching the semiconductor unit may be fixed to the frame in advance, or may be detachable. When the stopper unit (second stopper unit) on the spring unit side is a detachable column, the column is preferably attached to the frame after the second step and before the third step. When the second stopper is previously attached to the frame, the spring unit is compressed and then inserted between the second stopper portion and the semiconductor unit. If the second stopper portion is removed during the second step, the spring unit can be pushed in from the natural length state without being disturbed by the support column. The assembly process can be further simplified.

なお、スプリングは板バネでもよいが、コイルスプリングであることが好ましい。コイルスプリングは、板バネと比べ、小さなバネ定数を有することができ、長さの変化に対して荷重の変化が小さい。そのため、プレート間の距離を広く設定することができ、突起の高さの設計自由度が増す。   The spring may be a leaf spring, but is preferably a coil spring. The coil spring can have a small spring constant as compared with the leaf spring, and the change in load is small with respect to the change in length. Therefore, the distance between the plates can be set wide, and the degree of freedom in designing the height of the protrusion is increased.

本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明の実施の形態で説明する。   Details of the technology disclosed in this specification and further improvements will be described in the embodiments of the present invention.

第1実施例の電力変換装置の斜視図である。It is a perspective view of the power converter device of 1st Example. 電力変換装置の平面図である。It is a top view of a power converter device. スプリングユニットの分解図である。It is an exploded view of a spring unit. スプリングユニットと半導体ユニットをフレーム上に配置した状態を示す図である(スプリングユニット圧縮前)。It is a figure which shows the state which has arrange | positioned the spring unit and the semiconductor unit on the flame | frame (before a spring unit compression). スプリングユニットと半導体ユニットをフレームに配置した状態を示す図である(スプリングユニット圧縮後)。It is a figure which shows the state which has arrange | positioned the spring unit and the semiconductor unit to the flame | frame (after compression of a spring unit). スプリングユニットと半導体ユニットをフレームに配置した状態を示す図である(支柱挿入後)。It is a figure which shows the state which has arrange | positioned the spring unit and the semiconductor unit to the flame | frame (after insertion of support | pillar). スプリングユニットと半導体ユニットをフレームに配置した状態を示す図である(治具後退後)。It is a figure which shows the state which has arrange | positioned the spring unit and the semiconductor unit to the flame | frame (after jig | tool retreat). 第1実施例の電力変換装置の変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the power converter device of 1st Example. 第2実施例の電力変換装置の斜視図である。It is a perspective view of the power converter device of 2nd Example. 第3実施例の電力変換装置の斜視図である。It is a perspective view of the power converter device of 3rd Example.

(第1実施例)図面を参照して第1実施例の電力変換装置を説明する。実施例の電力変換装置は、モータに交流電力を供給するインバータである。図1に、インバータ2の斜視図を示す。なお、インバータ2は、スイッチング回路に用いられるIGBTやダイオードなどのパワー半導体素子を集積した半導体ユニット20のほか、パワー半導体素子を駆動するためのPWMを発生する回路(基板)や、電流を平滑化するためのコンデンサ、ケースなどを有するが、それらの図示と説明は省略する。   (First Embodiment) A power converter according to a first embodiment will be described with reference to the drawings. The power converter of an embodiment is an inverter that supplies AC power to a motor. FIG. 1 is a perspective view of the inverter 2. In addition to the semiconductor unit 20 in which power semiconductor elements such as IGBTs and diodes used in the switching circuit are integrated, the inverter 2 is a circuit (substrate) that generates PWM for driving the power semiconductor elements, and smoothes the current. However, the illustration and description thereof are omitted.

パワー半導体素子は発熱量が大きいため、他の回路部品とは別に集積され、集中して冷却される。インバータ2は、多数のパワー半導体素子を使う。多数のパワー半導体素子は、数個ずつ、平板型の樹脂モールドにパッケージされる。一つ一つのパッケージを半導体モジュール22と称する。半導体ユニット20は、半導体モジュール22と平板型の冷却器21を交互に積層した構造を有している。図1の半導体ユニット20では、6個の半導体モジュール22と7個の冷却器21が交互に積層されている。冷却器21は、パイプで相互に接続されている。供給管24から供給される冷媒が各冷却器21を通り、排出管23から排出される。両側を冷却器21に挟まれた各半導体モジュール22は、その両面から効率よく冷却される。また、半導体ユニット20は、積層構造であるからコンパクト性に優れる。なお、図1では、半導体モジュール22から延設される素子の電極は図示を省略している。   Since power semiconductor elements generate a large amount of heat, they are integrated separately from other circuit components and cooled in a concentrated manner. The inverter 2 uses a large number of power semiconductor elements. A large number of power semiconductor elements are packaged in flat resin molds. Each package is referred to as a semiconductor module 22. The semiconductor unit 20 has a structure in which semiconductor modules 22 and flat plate coolers 21 are alternately stacked. In the semiconductor unit 20 of FIG. 1, six semiconductor modules 22 and seven coolers 21 are alternately stacked. The coolers 21 are connected to each other by pipes. The refrigerant supplied from the supply pipe 24 passes through each cooler 21 and is discharged from the discharge pipe 23. Each semiconductor module 22 sandwiched between both sides by the cooler 21 is efficiently cooled from both sides. Moreover, since the semiconductor unit 20 is a laminated structure, it is excellent in compactness. In FIG. 1, the electrodes of elements extending from the semiconductor module 22 are not shown.

半導体ユニット20は、フレーム12に支持される。フレーム12は、さらに、インバータ2のケース(不図示)に収納される。半導体ユニット20は、フレーム12に設けられた対向する壁14と支柱13の間に支持される。なお、支柱13は、着脱することができる。図1の仮想線で示した支柱13が、取り外した支柱を示している。半導体ユニット20の支持には、スプリングユニット6が用いられる。スプリングユニット6は、半導体ユニット20の一方の端面20aとフレーム12の支柱13との間に配置されており、半導体ユニット20にその積層方向の圧力を加える。なお、半導体ユニット20の他方の端面20bは、フレーム12に固定された壁14に接している。   The semiconductor unit 20 is supported by the frame 12. The frame 12 is further housed in a case (not shown) of the inverter 2. The semiconductor unit 20 is supported between the opposing wall 14 provided on the frame 12 and the column 13. In addition, the support | pillar 13 can be attached or detached. The support | pillar 13 shown with the virtual line of FIG. 1 has shown the removed support | pillar. The spring unit 6 is used to support the semiconductor unit 20. The spring unit 6 is disposed between one end surface 20 a of the semiconductor unit 20 and the support column 13 of the frame 12, and applies pressure in the stacking direction to the semiconductor unit 20. The other end surface 20 b of the semiconductor unit 20 is in contact with the wall 14 fixed to the frame 12.

半導体ユニットに組み上げる前の半導体モジュール22と冷却器21にはその表面にわずかな起伏がある。それゆえ、半導体モジュール22と冷却器21を単に積層しただけは、半導体モジュール22と冷却器21の密着度はそれほど高くはない。そこで、半導体ユニット20に積層方向の圧力を加えることで、半導体モジュール22と冷却器21の密着度を高め、半導体モジュール22から冷却器21への熱伝導性を向上させる。積層された複数の半導体モジュール22と冷却器21の密着面をよく馴染ませるために、半導体ユニット20は、フレーム12に固定される前に、一時的に高い圧力を加えることが望ましい。一時的に高い圧力を加えることで半導体モジュール22や冷却器21の表面の起伏を小さくし、密着度を高めることができる。さらに、半導体モジュール22と冷却器21の密着面にはグリスが塗布されており、半導体ユニット20に一時的に高い圧力を加えることで、グリスと密着面の馴染みがよくなる。スプリングユニット6は、半導体ユニット20に一時的に高い圧力を加える機能と、その圧力よりも低い圧力で半導体ユニット20を保持する機能を有する。ここで、一時的な「高い圧力」とは、壁14と支柱13の間でスプリングユニット6が半導体ユニット20を支持するときの圧力よりも高いことを意味する。   The semiconductor module 22 and the cooler 21 before being assembled into a semiconductor unit have slight undulations on their surfaces. Therefore, the degree of adhesion between the semiconductor module 22 and the cooler 21 is not so high simply by stacking the semiconductor module 22 and the cooler 21. Therefore, by applying pressure in the stacking direction to the semiconductor unit 20, the adhesion between the semiconductor module 22 and the cooler 21 is increased, and the thermal conductivity from the semiconductor module 22 to the cooler 21 is improved. Before the semiconductor unit 20 is fixed to the frame 12, it is desirable to apply a high pressure temporarily so that the contact surfaces of the plurality of stacked semiconductor modules 22 and the cooler 21 are well adapted. By temporarily applying a high pressure, the undulations on the surfaces of the semiconductor module 22 and the cooler 21 can be reduced, and the degree of adhesion can be increased. Furthermore, grease is applied to the contact surface between the semiconductor module 22 and the cooler 21, and the familiarity between the grease and the contact surface is improved by temporarily applying a high pressure to the semiconductor unit 20. The spring unit 6 has a function of temporarily applying a high pressure to the semiconductor unit 20 and a function of holding the semiconductor unit 20 at a pressure lower than that pressure. Here, the temporary “high pressure” means that the pressure between the wall 14 and the column 13 is higher than the pressure when the spring unit 6 supports the semiconductor unit 20.

スプリングユニット6について説明する。図2に、インバータ2の平面図を示し、図3にスプリングユニット6の分解斜視図を示す。スプリングユニット6は、2枚のプレート(第1プレート5と第2プレート4)と、2枚のプレートの間に挟まれるコイルスプリング3で構成される。第1プレート5が半導体ユニット20の一方の端面20aに当接し、第2プレート4がフレーム12に取り付けられた支柱13に当接する。なお、図2の符号15は、支柱13を取り付ける差し込み孔を示している。第1プレート5の裏面(第2プレート4に対向する面)にはフランジ5aが設けられている。第2プレート4の裏面(第1プレート5と対向する面)にはフランジ4aが設けられている。フランジ4a、5aは、他方のプレートに向かって延びている。スプリングユニット6に圧力を加えて縮めていくと、フランジ5aの先端とフランジ4aの先端が当接し、それ以上にスプリングユニット6を縮めることができなくなる。そのときの第1プレート5と第2プレート4の間の間隙の大きさは、スプリング3の圧縮限界長よりも大きい。別言すれば、フランジ5aと4aの高さ(プレート面からフランジ先端までの長さ)は、スプリングユニット6が圧縮されて両フランジの先端同士が他方のプレートに当接したときに両プレート間に形成される間隙がスプリング3の圧縮限界長よりも大きくなるように定められている。図3に示すように、双方のフランジの高さが1/(2H)である場合、フランジ先端同士が当接したときのプレート間距離はHであり、その長さHは、スプリング3の圧縮限界長よりも大きい。なお、スプリング3の圧縮限界長とは、スプリング単体で圧縮したときに実現し得るスプリングの最小の長さを意味する。   The spring unit 6 will be described. FIG. 2 shows a plan view of the inverter 2, and FIG. 3 shows an exploded perspective view of the spring unit 6. The spring unit 6 includes two plates (the first plate 5 and the second plate 4) and a coil spring 3 sandwiched between the two plates. The first plate 5 comes into contact with one end face 20 a of the semiconductor unit 20, and the second plate 4 comes into contact with the column 13 attached to the frame 12. In addition, the code | symbol 15 of FIG. 2 has shown the insertion hole which attaches the support | pillar 13. A flange 5a is provided on the back surface of the first plate 5 (the surface facing the second plate 4). A flange 4a is provided on the back surface of the second plate 4 (the surface facing the first plate 5). The flanges 4a and 5a extend toward the other plate. When pressure is applied to the spring unit 6 to contract it, the tip of the flange 5a and the tip of the flange 4a come into contact with each other, and the spring unit 6 cannot be further contracted. The size of the gap between the first plate 5 and the second plate 4 at that time is larger than the compression limit length of the spring 3. In other words, the height of the flanges 5a and 4a (the length from the plate surface to the flange tip) is determined between the two plates when the spring unit 6 is compressed and the tips of both flanges abut against the other plate. Is defined to be larger than the compression limit length of the spring 3. As shown in FIG. 3, when the heights of both flanges are 1 / (2H), the distance between the plates when the flange tips contact each other is H, and the length H is the compression of the spring 3. Greater than the limit length. The compression limit length of the spring 3 means the minimum length of the spring that can be realized when the spring is compressed alone.

第1プレート5と第2プレート4が上記したフランジ5a、4aを有することによって、インバータ2は次の利点を有する。半導体ユニット20とスプリングユニット6がフレーム12にセットされた状態で、スプリングユニット6に第2プレート4の側から圧力を加える。スプリングユニット6は縮んでいくが、フランジ同士が当接するとそれ以上は縮まない。第2プレート4の側からさらに高い圧力を加えると、第1プレート5と第2プレート4がフランジを介して当接することによって、スプリング3の剛性とは関わりなく、半導体ユニット20に圧力を加えることができる。フランジ同士が当接し第1プレート5と第2プレート4が一体の剛体としてふるまうので、半導体ユニット20に高い圧力を加えることができるとともに、スプリング3に無理な力が加わることもなく、スプリング3が横方向にずれることもない。相互に接したフランジ4a、5aを介して圧力を加えることによって、半導体ユニット20に均一した圧力を安定して加えることが可能となる。次に、インバータ2の製造工程(半導体ユニット20の組み付け工程)を説明する。   Since the first plate 5 and the second plate 4 have the flanges 5a and 4a described above, the inverter 2 has the following advantages. With the semiconductor unit 20 and the spring unit 6 set on the frame 12, pressure is applied to the spring unit 6 from the second plate 4 side. The spring unit 6 shrinks, but when the flanges come into contact with each other, the spring unit 6 does not shrink any further. When a higher pressure is applied from the second plate 4 side, the first plate 5 and the second plate 4 come into contact with each other via the flange, thereby applying pressure to the semiconductor unit 20 regardless of the rigidity of the spring 3. Can do. Since the flanges are in contact with each other and the first plate 5 and the second plate 4 behave as an integral rigid body, a high pressure can be applied to the semiconductor unit 20, and an unreasonable force is not applied to the spring 3. There is no horizontal displacement. By applying a pressure via the flanges 4a and 5a that are in contact with each other, a uniform pressure can be stably applied to the semiconductor unit 20. Next, a manufacturing process of the inverter 2 (an assembly process of the semiconductor unit 20) will be described.

(第1工程)この工程は、半導体ユニット20を、その一端面20bがフレーム12に設けられた壁14に対向するようにフレーム12の上に配置する工程である。図4に、半導体ユニット20を載置した状態の平面図を示す。なお、図4では、スプリングユニット6も示している。スプリングユニット6は、第1プレート5が半導体ユニット20の他の端面20aに当たるようにして配置される。図4の符号30は、スプリングユニット6に荷重を加える治具を示している。また、符号15は、支柱13(図1参照)を取り付けるための差し込み孔である。即ち、支柱13は、この段階ではまだフレーム12に取り付けられていない。   (First Step) This step is a step in which the semiconductor unit 20 is arranged on the frame 12 so that one end face 20b of the semiconductor unit 20 faces the wall 14 provided on the frame 12. FIG. 4 shows a plan view of a state where the semiconductor unit 20 is placed. In FIG. 4, the spring unit 6 is also shown. The spring unit 6 is disposed so that the first plate 5 contacts the other end surface 20 a of the semiconductor unit 20. Reference numeral 30 in FIG. 4 indicates a jig for applying a load to the spring unit 6. Reference numeral 15 denotes an insertion hole for attaching the column 13 (see FIG. 1). That is, the column 13 is not yet attached to the frame 12 at this stage.

(第2工程)この工程は、半導体ユニット20の他方の端面20aにスプリングユニット6の第1プレート5を当て、フランジ同士が当接するまで第2プレート4の側からスプリングユニット6に荷重(圧力)を加える工程である。この状態を図5に示す。治具30を使い、第2プレート4の側からスプリングユニット6に荷重を加える。より具体的には、治具30を使い、フランジ同士が当接した時点での荷重よりもさらに大きい荷重を加える。なお、フランジが当接したときの第1プレート5と第2プレート4との間の隙間Hは、スプリング3の圧縮限界長よりも大きい。フランジ同士が当接すると、スプリング3の剛性に関わらず、治具30が加える荷重がフランジ5a、4aを介してダイレクトに半導体ユニット20に伝わる。それゆえ、半導体ユニット20に圧力を安定して加えることができ、積層された半導体モジュール22と冷却器21の密着面を馴染ませることができる。なお、このとき、図5に示されているように、第2プレート4が支柱差し込み孔15よりも半導体ユニット20に近づくまでスプリングユニット6に荷重(圧力)を加える。半導体ユニット20に十分な圧力を加えた後、支柱差し込み孔15に支柱13を固定する。支柱を差し込んだ状態を図6に示す。この段階では、治具30が荷重を掛け続けており、スプリングユニット6の第2プレート4はまた支柱13に接していない。   (Second Step) In this step, the first plate 5 of the spring unit 6 is applied to the other end surface 20a of the semiconductor unit 20, and the load (pressure) is applied to the spring unit 6 from the second plate 4 side until the flanges come into contact with each other. It is a process of adding. This state is shown in FIG. A load is applied to the spring unit 6 from the second plate 4 side using the jig 30. More specifically, the jig 30 is used to apply a load that is larger than the load at the time when the flanges contact each other. Note that the gap H between the first plate 5 and the second plate 4 when the flange comes into contact is larger than the compression limit length of the spring 3. When the flanges come into contact with each other, the load applied by the jig 30 is directly transmitted to the semiconductor unit 20 through the flanges 5a and 4a regardless of the rigidity of the spring 3. Therefore, the pressure can be stably applied to the semiconductor unit 20, and the close contact surfaces of the stacked semiconductor modules 22 and the cooler 21 can be adjusted. At this time, as shown in FIG. 5, a load (pressure) is applied to the spring unit 6 until the second plate 4 is closer to the semiconductor unit 20 than to the column insertion hole 15. After sufficient pressure is applied to the semiconductor unit 20, the column 13 is fixed to the column insertion hole 15. FIG. 6 shows a state where the support is inserted. At this stage, the jig 30 continues to apply a load, and the second plate 4 of the spring unit 6 is not in contact with the support 13.

(第3工程)この工程は、治具30によってスプリングユニット6に加えていた荷重を除去する工程である。図7に示すように、治具30を後退させて荷重を除去する。荷重を除去することによって、第2プレート4はスプリング3によって押し戻され、支柱13に当接する。即ち、支柱13がスプリングユニット6の反力を受け止める。第1プレート5の側ではスプリングユニット6が半導体ユニット20に所定の圧力を加える。即ち、半導体ユニット20は、フレーム12に固定された壁14と支柱13の間で、スプリングユニット6によって圧力を加えられつつ、支持される。   (Third step) This step is a step of removing the load applied to the spring unit 6 by the jig 30. As shown in FIG. 7, the jig 30 is moved backward to remove the load. By removing the load, the second plate 4 is pushed back by the spring 3 and comes into contact with the support 13. That is, the column 13 receives the reaction force of the spring unit 6. On the first plate 5 side, the spring unit 6 applies a predetermined pressure to the semiconductor unit 20. That is, the semiconductor unit 20 is supported between the wall 14 fixed to the frame 12 and the support column 13 while being pressurized by the spring unit 6.

上記した製造方法の利点を述べる。第2工程に関して述べたように、フランジ5a、4aを有するスプリングユニット6によって、スプリング3を介した場合よりも高い圧力を安定して半導体ユニット20に加えることができる。また、治具30の動きは、最初はスプリングユニット6に向けて前進し、次いで後退するという、シンプルな動きだけで済む。治具30の進退というシンプルな動きだけで、半導体ユニット20に一時的に高い圧力を加え、次いで支柱13と壁14の間でスプリングユニット6によって半導体ユニット20を支持させることができる。上記の製造工程を導入することによって、積層された半導体ユニット20を有するインバータ(電力変換装置)の製造工程の効率化が図れる。即ち、スプリングユニット6に荷重を加え、後に荷重を抜くための治具30は、単純に進退できればよいので、治具30を進退させる設備を含め、製造設備の簡素化が図れる。特に、スプリングユニット6の第2プレート4を押し込んだ後に半導体ユニット20を支える支柱13を取り付ける工程が、スプリングユニット6の製造工程の効率向上に寄与している。   The advantages of the above manufacturing method will be described. As described in relation to the second step, the spring unit 6 having the flanges 5a and 4a can stably apply a higher pressure to the semiconductor unit 20 than when the spring 3 is interposed. Moreover, the movement of the jig 30 is only a simple movement of first moving toward the spring unit 6 and then moving backward. By simply moving the jig 30 forward and backward, a high pressure can be temporarily applied to the semiconductor unit 20, and then the semiconductor unit 20 can be supported by the spring unit 6 between the column 13 and the wall 14. By introducing the above manufacturing process, the efficiency of the manufacturing process of the inverter (power converter) having the stacked semiconductor units 20 can be improved. That is, the jig 30 for applying a load to the spring unit 6 and then removing the load later only needs to be able to advance and retreat, so that the manufacturing equipment including the equipment for moving the jig 30 back and forth can be simplified. In particular, the step of attaching the support column 13 that supports the semiconductor unit 20 after the second plate 4 of the spring unit 6 is pushed in contributes to the improvement of the manufacturing process of the spring unit 6.

次に、インバータ2の変形例を説明する。図8に、変形例のインバータ2aの斜視図を示す。インバータ2aの構造そのものは、インバータ2と同じである。この変形例は、直径の異なる支柱を用意し、状況に応じて適宜に選択する点に特徴がある。   Next, a modification of the inverter 2 will be described. FIG. 8 is a perspective view of an inverter 2a according to a modification. The structure of the inverter 2a is the same as that of the inverter 2. This modification is characterized in that struts having different diameters are prepared and appropriately selected according to the situation.

半導体ユニット20は、半導体モジュール22と冷却器21を多層に重ねたものであるので、その積層方向の長さがばらつく。そこで、この変形例では、支柱13として異なる直径を有する複数の支柱13a、13b、及び13cを用意する。支柱13bの直径D2は支柱13aの直径D1よりも大きく、支柱13cの直径D3は支柱13bの直径D2よりも大きい。直径の異なる複数の支柱を準備しておき、製造工程において、半導体ユニット20の端面20aと支柱差し込み孔15との間の距離に応じて適切な直径の支柱が選択される。そうすると、多数のインバータを製造する際、フレーム12に取り付けられたときの第1プレート5と第2プレート4との間の距離のばらつきを、半導体ユニット20の長さのばらつきよりも小さくすることができる。即ち、半導体ユニット20とスプリングユニット6がフレーム12にセットされた状態におけるスプリング3の長さのばらつきを抑制することができる。多数のインバータを製造する際、スプリング3の長さ、即ち、半導体ユニット20に加える圧力のばらつきを小さくすることができる。   Since the semiconductor unit 20 is formed by stacking the semiconductor module 22 and the cooler 21 in multiple layers, the length in the stacking direction varies. Therefore, in this modified example, a plurality of support columns 13 a, 13 b, and 13 c having different diameters are prepared as the support columns 13. The diameter D2 of the column 13b is larger than the diameter D1 of the column 13a, and the diameter D3 of the column 13c is larger than the diameter D2 of the column 13b. A plurality of struts having different diameters are prepared, and a strut having an appropriate diameter is selected according to the distance between the end surface 20a of the semiconductor unit 20 and the strut insertion hole 15 in the manufacturing process. Then, when manufacturing a large number of inverters, the variation in the distance between the first plate 5 and the second plate 4 when attached to the frame 12 can be made smaller than the variation in the length of the semiconductor unit 20. it can. That is, variation in the length of the spring 3 when the semiconductor unit 20 and the spring unit 6 are set on the frame 12 can be suppressed. When manufacturing a large number of inverters, the length of the spring 3, that is, the variation in pressure applied to the semiconductor unit 20 can be reduced.

(第2実施例)次に、第2実施例のインバータを説明する。図9に第2実施例のインバータ2b(電力変換装置)の斜視図を示す。インバータ2bでは、ケース112がフレームに相当する。ケース112の一つの側面に3つのスリット112a、112bが設けられている。2つのスリット112bは、冷媒の供給管24と排出管23をケース外へ導くためのスリットである。スリット112aは、半導体ユニット20を取り付ける際に、スプリングユニット6に荷重を加えるための治具30を通すために設けられている(図4〜図7を参照のこと)。その他の構成は第1実施例のインバータ2と同じである。本実施例が示すとおり、本明細書が開示する技術は、フレームがケースである電力変換装置にも適用することができる。   (Second Embodiment) Next, an inverter according to a second embodiment will be described. FIG. 9 shows a perspective view of an inverter 2b (power converter) of the second embodiment. In the inverter 2b, the case 112 corresponds to a frame. Three slits 112 a and 112 b are provided on one side surface of the case 112. The two slits 112b are slits for guiding the refrigerant supply pipe 24 and the discharge pipe 23 to the outside of the case. The slit 112a is provided for passing a jig 30 for applying a load to the spring unit 6 when the semiconductor unit 20 is attached (see FIGS. 4 to 7). Other configurations are the same as those of the inverter 2 of the first embodiment. As shown in the present embodiment, the technology disclosed in this specification can also be applied to a power conversion device in which a frame is a case.

(第3実施例)次に第3実施例のインバータ2cを説明する。図10に、インバータ2cの斜視図を示す。第3実施例のインバータ2cでは、スプリングユニット106の第1プレート105と第2プレート104が単なる平板であり、フランジを有さない。第3実施例のインバータ2cは、フランジ同士が当接してスプリングユニット6に一時的に高い圧力を安定して加えることには適さないが、製造工程を簡素化できる。インバータ2cは、半導体モジュール22と冷却器21が交互に積層した半導体ユニット20と、スプリングユニット106と、フレーム12を備えている。フレーム12には、半導体ユニット20の取り付け予定位置の積層方向の一方の側に壁14が設けられており、他方の側には支柱13を取り付ける支柱差し込み孔15が設けられている。半導体ユニット20は、その一方の端面20bが壁14に当接しているとともに、他方の端面20aと支柱13との間にスプリングユニット106が挿入されてフレーム12に支持される。インバータ2cの製造方法は、以下の通りである。   (Third Embodiment) Next, an inverter 2c according to a third embodiment will be described. FIG. 10 is a perspective view of the inverter 2c. In the inverter 2c of the third embodiment, the first plate 105 and the second plate 104 of the spring unit 106 are simple flat plates and do not have a flange. The inverter 2c of the third embodiment is not suitable for stably applying a high pressure to the spring unit 6 with the flanges in contact with each other, but can simplify the manufacturing process. The inverter 2 c includes a semiconductor unit 20 in which semiconductor modules 22 and a cooler 21 are alternately stacked, a spring unit 106, and a frame 12. The frame 12 is provided with a wall 14 on one side in the stacking direction of the position where the semiconductor unit 20 is to be attached, and a pillar insertion hole 15 for attaching the pillar 13 on the other side. One end surface 20 b of the semiconductor unit 20 is in contact with the wall 14, and a spring unit 106 is inserted between the other end surface 20 a and the column 13 and supported by the frame 12. The manufacturing method of the inverter 2c is as follows.

(第1工程)この工程は、半導体ユニット20を、その一方の端面20bがフレーム12に設けられている壁14に対向するようにフレーム上に配置する工程である。この工程は、第1実施例における第1工程と同じである。   (First Step) This step is a step of placing the semiconductor unit 20 on the frame so that one end face 20b of the semiconductor unit 20 faces the wall 14 provided on the frame 12. This step is the same as the first step in the first embodiment.

(第2工程)この工程は、半導体ユニット20の他方の端面20aにスプリングユニット106の第1プレート105を当て、第2プレート104が支柱差し込み孔15よりも半導体ユニット20に近づくまでスプリングユニット106に荷重を加える工程である。第1実施例における第2工程では、フランジが当接するまで荷重を加えたが、本実施例ではフランジを有さないので、「フランジが当接するまで荷重を加える」ことがない点で第1実施例とは異なる。   (Second Step) In this step, the first plate 105 of the spring unit 106 is applied to the other end surface 20a of the semiconductor unit 20, and the spring unit 106 is moved until the second plate 104 is closer to the semiconductor unit 20 than the column insertion hole 15 is. This is a step of applying a load. In the second step in the first embodiment, a load is applied until the flange comes into contact. However, in this embodiment, since the flange is not provided, the first implementation is performed in that “the load is not applied until the flange comes into contact”. Different from the example.

(第3工程)この工程は、支柱差し込み孔15に支柱13を取り付け、スプリングユニット106に加えていた荷重を抜いて、半導体ユニット20の他方の面20aと対向している支柱13に第2プレート104を当接させる工程である。ここで、直径の異なる複数の支柱13a、13b、13cが用意されており、支柱差し込み孔15と半導体ユニット20の端面20aとの距離に応じて適切な直径の支柱が選択され、取り付けられる。   (Third step) In this step, the column 13 is attached to the column insertion hole 15, the load applied to the spring unit 106 is removed, and the second plate is placed on the column 13 facing the other surface 20a of the semiconductor unit 20. This is a step of bringing 104 into contact. Here, a plurality of columns 13a, 13b, and 13c having different diameters are prepared, and columns having appropriate diameters are selected and attached according to the distance between the column insertion hole 15 and the end surface 20a of the semiconductor unit 20.

第3実施例の製造工程では、支柱13を取り付ける前にスプリングユニット106に荷重を加えるので、支柱13に邪魔されることがない。すなわち、スプリングユニット106に荷重を加え、後に抜く治具(第1実施例の治具30)は、単純に進退するだけの設備で済む。それゆえ、製造設備の簡素化が図れる。   In the manufacturing process of the third embodiment, since the load is applied to the spring unit 106 before the support 13 is attached, the support 13 is not obstructed. In other words, a jig that applies a load to the spring unit 106 and later removes it (the jig 30 of the first embodiment) may be a facility that simply advances and retreats. Therefore, the production facility can be simplified.

実施例の技術に関する留意点を述べる。スプリングユニット6、106を構成するスプリングは、板バネでもよいが、コイルスプリングであるのが好ましい。コイルスプリングは、低い剛性を実現し易い。低い剛性のスプリングを選定することで、支柱と半導体ユニットの間の隙間幅のばらつき(即ち半導体ユニットを支持する際のスプリングの長さのばらつき)に対してスプリング反力のばらつきを小さくすることができる。   Points to be noted regarding the technology of the embodiment will be described. The springs constituting the spring units 6 and 106 may be leaf springs, but are preferably coil springs. The coil spring is easy to realize low rigidity. By selecting a low-rigidity spring, the variation in the spring reaction force can be reduced with respect to the variation in the gap width between the support column and the semiconductor unit (that is, the variation in the length of the spring when supporting the semiconductor unit). it can.

実施例の支柱13と壁14がフレームに設けられたストッパ部の一例に相当する。壁14が、フレーム12に固定されている第1ストッパ部の一例に相当し、支柱13は、フレーム12に対して着脱自在の第2ストッパ部の一例に相当する。   The column 13 and the wall 14 of the embodiment correspond to an example of a stopper portion provided on the frame. The wall 14 corresponds to an example of a first stopper portion that is fixed to the frame 12, and the column 13 corresponds to an example of a second stopper portion that is detachably attached to the frame 12.

フランジ4a、5aが、プレートに設けられた突起の一例に相当する。実施例では、第1と第2のプレートの双方にフランジを設けたが、フランジはいずれか一方のプレートだけに設けてもよい。フランジが一方のみであっても双方のプレートに設けられていても、フランジが当接したときの第1プレートと第2プレートとの間の距離が、スプリングの圧縮限界長よりも長ければよい。   The flanges 4a and 5a correspond to an example of protrusions provided on the plate. In the embodiment, the flange is provided on both the first and second plates, but the flange may be provided only on one of the plates. Whether the flange is provided on one plate or both plates, the distance between the first plate and the second plate when the flanges are in contact with each other only needs to be longer than the compression limit length of the spring.

フランジの代わりに、第1プレート又は第2プレートの裏面に柱状の突起を設けても同様の効果が得られる。なお、柱状の突起の長さは、フランジの場合と同様の技術的思想によって決定すればよい。突起は、実施例のフランジのように、スプリングの側方の両側に設けられているとよい。突起の先端が他方のプレートに当接したときに安定するからである。   The same effect can be obtained by providing a columnar protrusion on the back surface of the first plate or the second plate instead of the flange. Note that the length of the columnar protrusion may be determined by the same technical idea as that of the flange. The protrusions may be provided on both sides of the spring as in the flange of the embodiment. It is because it stabilizes when the tip of the projection comes into contact with the other plate.

実施例のインバータ2、2a、2b、及び、2cは、電力変換装置の一例に相当する。本明細書が開示する技術は、電圧コンバータなど、別のタイプの電力変換装置に適用することもできる。   The inverters 2, 2a, 2b, and 2c in the embodiment correspond to an example of a power conversion device. The technology disclosed in the present specification can also be applied to another type of power conversion device such as a voltage converter.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

2、2a、2b、2c:インバータ
3:コイルスプリング
4、104:第2プレート
4a、5a:フランジ
5、105:第1プレート
6、106:スプリングユニット
12:フレーム
13、13a、13b、13c:支柱
14:壁
15:支柱差し込み孔
20:半導体ユニット
21:冷却器
22:半導体モジュール
23:排出管
24:供給管
30:治具
112:ケース
2, 2a, 2b, 2c: inverter 3: coil spring 4, 104: second plate 4a, 5a: flange 5, 105: first plate 6, 106: spring unit 12: frames 13, 13a, 13b, 13c: support 14: Wall 15: Supporting hole 20: Semiconductor unit 21: Cooler 22: Semiconductor module 23: Discharge pipe 24: Supply pipe 30: Jig 112: Case

Claims (4)

半導体素子を収めた平板型の半導体モジュールと平板型の冷却器が交互に積層した半導体ユニットと、
半導体ユニットを取り付けるためのフレームと、
半導体ユニットの積層方向の一方の端面と、フレームに設けられたストッパ部との間に嵌挿されており半導体ユニットに圧力を加えるスプリングユニットと、を備えており、
前記スプリングユニットは、
第1及び第2プレートと、それらの間に挟み込まれたスプリングと、を備えており、
第1プレートと第2プレートの少なくとも一方に、他方に向けて延びている突起が設けられており、突起の先端が他方のプレートに当接したときに両プレート間に形成される間隙がスプリングの圧縮限界長よりも大きくなるように突起の高さが定められていることを特徴とする電力変換装置。
A semiconductor unit in which flat-plate semiconductor modules containing semiconductor elements and flat-plate coolers are alternately stacked;
A frame for mounting the semiconductor unit;
A spring unit that is inserted between one end surface in the stacking direction of the semiconductor unit and a stopper portion provided in the frame and applies pressure to the semiconductor unit;
The spring unit is
A first and second plate, and a spring sandwiched between them;
A protrusion extending toward the other is provided on at least one of the first plate and the second plate, and a gap formed between the two plates when the tip of the protrusion contacts the other plate is a spring. A power converter characterized in that the height of the protrusion is determined so as to be larger than the compression limit length.
スプリングはコイルスプリングであることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 1, wherein the spring is a coil spring. 請求項1又は2に記載の電力変換装置の製造方法であり、
半導体ユニットをフレームに配置する第1工程と、
半導体ユニットの一方の端面にスプリングユニットの第1プレートを当て、突起の先端が他方のプレートに当接するまでスプリングユニットに荷重を加える第2工程と、
スプリングユニットに加えていた荷重を抜いて第2プレートを前記ストッパ部に当接させる第3工程と、を備えることを特徴とする製造方法。
It is a manufacturing method of the power converter according to claim 1 or 2,
A first step of placing the semiconductor unit on the frame;
A second step in which a first plate of the spring unit is applied to one end face of the semiconductor unit, and a load is applied to the spring unit until the tip of the protrusion comes into contact with the other plate;
And a third step of removing the load applied to the spring unit and bringing the second plate into contact with the stopper portion.
前記ストッパ部は、フレームに着脱自在に取り付けられる支柱であり、当該支柱を第2工程の後であって第3工程の前にフレームに取り付けることを特徴とする請求項3に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 3, wherein the stopper portion is a column that is detachably attached to the frame, and the column is attached to the frame after the second step and before the third step.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106068683A (en) * 2014-03-20 2016-11-02 西门子公司 There is the electric module of clamping device
JP2018137918A (en) * 2017-02-22 2018-08-30 株式会社デンソー Electric power conversion device

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