JP2013183023A - 電力変換装置 - Google Patents

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槙介 西
Shogo Mori
昌吾 森
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Abstract

【課題】構成部品の一部が劣化した際において容易に対処することができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】樹脂４０により、導電板の他端側と接続ピンの他端側が露出する状態で、絶縁基板とトランジスタとダイオードと導電板の一端側と接続ピンの一端側とが冷却器２０に対してモールドされたインバータモジュール１１，１２が複数形成されているとともに、複数のインバータモジュール１１，１２がユニット化されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力変換装置に関するものである。
特許文献１において半導体冷却ユニットが開示されている。電力用の半導体素子を含む半導体モジュールと、冷媒を流動させる中空部を有する扁平形状の冷却チューブとを組み合わせてなる半導体冷却ユニットにおいて、相互に対面する一対の上記冷却チューブと、該一対の冷却チューブの間に配置した上記半導体モジュールとを、モールド樹脂により一体的に覆ってなる基本ユニット部を有している。
特開２００５−５７１０２号公報
ところで、１つの冷却器に対して複数の電力変換回路が１つの半導体装置として形成されている場合、部品が劣化すると、冷却器を含む半導体装置全体が不良となる。
本発明の目的は、構成部品の一部が劣化した際において容易に対処することができる電力変換装置を提供することにある。
請求項１に記載の発明では、放熱部を有する放熱部材と、前記放熱部材に固定された絶縁基板と、前記絶縁基板に実装された半導体素子と、一端側が前記半導体素子に電気的に接続された外部接続端子と、を備え、樹脂により、前記外部接続端子の他端側が露出する状態で前記絶縁基板と前記半導体素子と前記外部接続端子の一端側とを前記放熱部材に対してモールドした半導体モジュールを複数形成するとともに、前記複数の半導体モジュールをユニット化したことを要旨とする。
請求項１に記載の発明によれば、樹脂により、外部接続端子の他端側が露出する状態で絶縁基板と半導体素子と外部接続端子の一端側とが放熱部材に対してモールドされ、この半導体モジュールが複数形成され、複数の半導体モジュールがユニット化されている。よって、部品交換を半導体モジュール単位で行うことができる。その結果、構成部品の一部が劣化した際において容易に対処することができる。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の電力変換装置において、放熱部材は、内部に冷却水流路が形成された冷却器であることを要旨とする。
請求項２に記載の発明によれば、放熱部材は、内部に冷却水流路が形成された冷却器であるので、放熱性に優れている。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電力変換装置において、前記半導体モジュール間に冷却水の流路を形成すべく前記複数の半導体モジュールをパイプでつないだことを要旨とする。
請求項３に記載の発明によれば、複数の半導体モジュールをパイプでつないで半導体モジュール間に冷却水の流路を形成することができる。
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置において、前記複数の半導体モジュールを同一面において横置きしたことを要旨とする。
請求項４に記載の発明によれば、複数の半導体モジュールを同一面において横置きすることにより、高さを低くすることができる。
請求項５に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置において、前記複数の半導体モジュールを重ねて配置したことを要旨とする。
請求項５に記載の発明によれば、複数の半導体モジュールを重ねて配置することにより、占有面積を少なくすることができる。
本発明によれば、構成部品の一部が劣化した際において容易に対処することができる。
（ａ）は実施形態におけるインバータモジュールユニットの平面図、（ｂ）はインバータモジュールユニットの正面図。 インバータモジュールユニットの回路図。 （ａ）は実施形態におけるインバータモジュールの正面図、（ｂ）はインバータモジュールの平面図。 （ａ）は樹脂を除いた状態でのインバータモジュールの正面図、（ｂ）はインバータモジュールの平面図。 （ａ）は冷却器および絶縁基板を示す正面図、（ｂ）は冷却器および絶縁基板を示す平面図。 図５（ｂ）のＡ−Ａ線での縦断面図。 （ａ）はインバータモジュールの製造工程を説明するための正面図、（ｂ）は平面図。 （ａ）は別例のインバータモジュールユニットの平面図、（ｂ）はインバータモジュールユニットの正面図。 別例のインバータモジュールユニットの正面図。 別例のインバータモジュールユニットの正面図。 別例のインバータモジュールユニットの平面図。 別例のインバータモジュールユニットの正面図。 別例のインバータモジュールの断面図。
以下、本発明を車載用インバータに具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、インバータモジュールユニット１０は、第１の半導体モジュールとしての第１のインバータモジュール１１と、第２の半導体モジュールとしての第２のインバータモジュール１２と、冷却水のパイプ９０，９１，９２，９３，９４，９５を備えている。
第１のインバータモジュール１１と第２のインバータモジュール１２とは同一構成をなしている。
図３に示すように、各インバータモジュール１１，１２は、冷却器付きのモジュールであって、基板に半導体素子（チップ）を実装して樹脂モールドしている。各インバータモジュール１１，１２は、図３，４に示すように、水冷式冷却器２０と、４枚の絶縁基板３１，３２，３３，３４と、６つのトランジスタ（チップ）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６と、６つのダイオード（チップ）Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６と、モールド用の樹脂４０を備えている。樹脂４０は、例えばエポキシ樹脂よりなる。
インバータモジュールユニット１０の回路構成について、図２に示すように、インバータモジュール１１を構成するインバータ５０は、外部から供給される直流電力を交流電力に変換し、走行用モータ６０へ供給する。これにより走行用モータ６０が回転駆動される。
詳しくは、インバータ５０は、電源ラインとアースラインとの間に互いに並列に配置されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームから構成される。各アームは、２つのトランジスタ（ＩＧＢＴ）Ｑ１，Ｑ２、Ｑ３，Ｑ４、Ｑ５，Ｑ６の直列接続から構成される。また、各アームを構成するトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のコレクタ−エミッタ間には、それぞれエミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６が配置されている。
同様に、インバータモジュール１２を構成するインバータ５１は、外部から供給される直流電力を交流電力に変換し、走行用モータ６１へ供給する。これにより走行用モータ６１が回転駆動される。詳しくは、インバータ５１は、電源ラインとアースラインとの間に互いに並列に配置されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームから構成される。各アームは、２つのトランジスタ（ＩＧＢＴ）Ｑ１，Ｑ２、Ｑ３，Ｑ４、Ｑ５，Ｑ６の直列接続から構成される。また、各アームを構成するトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のコレクタ−エミッタ間には、それぞれエミッタ側からコレクタ側に電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６が配置されている。
このように、複数の電力変換回路としてのインバータ５０，５１が、１つの半導体装置としてのインバータモジュールユニット１０に形成されている。
図３，４に示すように、各絶縁基板３１，３２，３３，３４として、ＤＢＡ基板（ダイレクト・ブレージング・アルミニウム基板）を用いており、セラミック基板３５の一方の面にアルミニウム層３６が形成されるとともにセラミック基板３５の他方の面にアルミニウム層３７が形成されている。セラミック基板３５の一方の面においてアルミニウム層３６がパターニングされている。同様に、セラミック基板３５の他方の面においてアルミニウム層３７がパターニングされている。
冷却器２０は、扁平なる四角箱状をなす。冷却器２０には、樹脂製の入口パイプ２２と、樹脂製の出口パイプ２３が接続されている。冷却器２０はアルミよりなる。冷却器２０は、図６に示すように、第１の外殻プレートとしての上プレート２４と第２の外殻プレートとしての下プレート２５と波板状のインナーフィン２６とを有している。上プレート２４の外周縁部と下プレート２５の外周縁部とが突き合わされ、カシメられた状態で、上プレート２４の外周縁部と下プレート２５の外周縁部とがろう付けされている。このようにして、冷却器２０は、上プレート２４と下プレート２５とが外周縁部においてろう付けされている。また、上プレート２４と下プレート２５との間において波板状のインナーフィン２６が、ろう付けされている。
冷却器２０は、内部に冷却水流路Ｐ１（図６参照）が形成されており、冷却器２０の内面２０ａが放熱部となっている。冷却器２０の上面に入口パイプ２２が連結され、冷却器２０に形成した貫通孔２７ａ（図５参照）を通して冷却水を冷却器２０の内部に供給することができる。同様に、冷却器２０の上面に出口パイプ２３が連結され、冷却器２０に形成した貫通孔２７ｂ（図５参照）を通して冷却器２０の内部の冷却水を排出することができる。より具体的には、ポンプにより冷却水が入口パイプ２２を通して冷却器２０に供給されるとともに冷却器２０から出口パイプ２３を通して冷却水が排出されるようになっている。
また、冷却器２０の外表面には絶縁基板３１，３２，３３，３４がろう付けにて固定され、絶縁基板３１，３２，３３，３４には半導体素子としてのトランジスタ（チップ）Ｑ１〜Ｑ６およびダイオード（チップ）Ｄ１〜Ｄ６が実装されている。詳しくは、冷却器２０の上面には、４枚の絶縁基板３１，３２，３３，３４がろう付けにより接合されている。より詳しくは、４枚の絶縁基板３１，３２，３３，３４におけるセラミック基板３５の下のアルミニウム層３６と冷却器２０の上面とが、ろう材により接合されている。
絶縁基板３１におけるセラミック基板３５上のアルミニウム層３７は配線材であり、このアルミニウム層３７の上面にはトランジスタ（チップ）Ｑ１とダイオード（チップ）Ｄ１がはんだ付けにより接合されている。また、絶縁基板３２におけるセラミック基板３５上のアルミニウム層３７は配線材であり、このアルミニウム層３７の上面にはトランジスタ（チップ）Ｑ３とダイオード（チップ）Ｄ３がはんだ付けにより接合されている。さらに、絶縁基板３３におけるセラミック基板３５上のアルミニウム層３７は配線材であり、このアルミニウム層３７の上面にはトランジスタ（チップ）Ｑ５とダイオード（チップ）Ｄ５がはんだ付けにより接合されている。また、絶縁基板３４におけるセラミック基板３５上のアルミニウム層３７は配線材であり、このアルミニウム層３７の上面にはトランジスタ（チップ）Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６とダイオード（チップ）Ｄ２，Ｄ４，Ｄ６がはんだ付けにより接合されている。
トランジスタＱ１，Ｑ３，Ｑ５における上面のコレクタ端子、および、ダイオードＤ１，Ｄ３，Ｄ５における上面のカソード端子は、外部接続端子としての導電板７０に、はんだ７１により接合されている。また、トランジスタＱ２における上面のコレクタ端子、ダイオードＤ２における上面のカソード端子、および、絶縁基板３１におけるアルミニウム層３７（トランジスタＱ１のエミッタ、ダイオードＤ１のアノード）は、外部接続端子としての導電板７２に、はんだ７３により接合されている。さらに、トランジスタＱ４における上面のコレクタ端子、ダイオードＤ４における上面のカソード端子、および、絶縁基板３２におけるアルミニウム層３７（トランジスタＱ３のエミッタ、ダイオードＤ３のアノード）は、外部接続端子としての導電板７４に、はんだ７５により接合されている。また、トランジスタＱ６における上面のコレクタ端子、ダイオードＤ６における上面のカソード端子、および、絶縁基板３３におけるアルミニウム層３７（トランジスタＱ５のエミッタ、ダイオードＤ５のアノード）は、外部接続端子としての導電板７６に、はんだ７７により接合されている。さらに、絶縁基板３４におけるセラミック基板３５の上のアルミニウム層３７には、外部接続端子としての導電板７８がはんだ付けされている。各導電板７０，７２，７４，７６，７８は銅よりなる。このように導電板７０，７２，７４，７６，７８は、一端側が半導体素子としてのトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６およびダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６に電気的に接続されている。
導電板７０の他端側は上方に屈曲形成されている。同様に、導電板７２の他端側は上方に屈曲形成されている。導電板７４の他端側は上方に屈曲形成されている。同様に、導電板７６の他端側は上方に屈曲形成されている。また、導電板７８の他端側は上方に屈曲形成されている。
冷却器２０の上面において６個の接続ピン台座８０，８１，８２，８３，８４，８５が固定されている。各接続ピン台座８０，８１，８２，８３，８４，８５には、それぞれ、外部接続端子としての３本の接続ピン８６が固定されている。接続ピン８６は銅よりなる。３本の接続ピン８６のうちの１本はゲート電圧印加ライン形成用のピンであり、残り２本はエミッタ電圧検出ライン形成用、および、エミッタでの温度検出ライン用のピンである。３本の接続ピン８６の一端はトランジスタ（チップ）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６に配線材であるワイヤＷを介して電気的に接続されている（ワイヤボンディングされている）。
このように接続ピン８６は、一端側が半導体素子としてのトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６に電気的に接続されている。また、３本の接続ピン８６の一端は上方に屈曲形成されている。
樹脂４０は、冷却器２０の上面に配した部品（絶縁基板３１，３２，３３，３４、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６、導電板７０，７２，７４，７６，７８、接続ピン８６、ワイヤＷ）を覆っている。導電板７０，７２，７４，７６，７８の立設部７０ａ，７２ａ，７４ａ，７６ａ，７８ａの上端側は樹脂４０から露出している。同様に、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６にそれぞれ接続される３本の接続ピン８６の立設部８６ａの上端側は樹脂４０から露出している。
このようにして、絶縁基板３１，３２，３３，３４と冷却器２０が一体化されており、その上に半導体素子（トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６）、導電板７０，７２，７４，７６，７８がはんだ付けされ、全体を樹脂でモールドしたモジュールとなっている。
このように、樹脂４０により、導電板７０，７２，７４，７６，７８の他端側および接続ピン８６の他端側が露出する状態で、絶縁基板３１，３２，３３，３４とトランジスタＱ１〜Ｑ６とダイオードＤ１〜Ｄ６と導電板７０，７２，７４，７６，７８の一端側と接続ピン８６の一端側とを冷却器２０に対してモールドしている。この半導体モジュールが複数形成されている。
冷却器２０の入口パイプ２２および出口パイプ２３は、冷却器２０の上面に接続されている。
図１に示すように、２つのインバータモジュール１１，１２がケースＣ１の内部に配置されている。詳しくは、ケースＣ１は上面が開口する箱型をなし、ケースＣ１の内部の底面においてインバータモジュール１１，１２が左右に並べて配置されている。パイプ９０は２つのパイプ９１，９２に分岐され、パイプ９１がインバータモジュール１１の入口パイプ２２に連結されているとともにパイプ９２がインバータモジュール１２の入口パイプ２２に連結されている。インバータモジュール１１の出口パイプ２３がパイプ９３と連結されているとともに、インバータモジュール１２の出口パイプ２３がパイプ９４と連結され、パイプ９３，９４はパイプ９５に連結されている。
このように、形成した複数のインバータモジュール１１，１２は、交換可能な構成要素であり、各インバータモジュール１１，１２がユニット化されている。
次に、インバータモジュールユニット１０の作用を説明する。
インバータモジュールユニット１０のインバータモジュール１１，１２がケースＣ１内に配置されている。また、インバータモジュール１１，１２の入口パイプ２２および出口パイプ２３がパイプ９１，９２，９３，９４で接続されている。そして、パイプ９０から冷却水がパイプ９１，９２を介してインバータモジュール１１，１２に供給される。
冷却器２０の入口パイプ２２に冷却水が供給され、入口パイプ２２を通して冷却水が冷却器２０の内部に供給される。この冷却水は冷却器２０の内部において出口パイプ２３に向かって流れる。そして、出口パイプ２３に冷却水が入り、出口パイプ２３を通して排出される。各インバータモジュール１１，１２における６つのトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のスイッチング動作に伴い発熱する。また、６つのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６は通電に伴い発熱する。このトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６において発生した熱は絶縁基板（ＤＢＡ基板）３１，３２，３３，３４を通して冷却器２０に伝わり、冷却器２０の内部を流れる冷却水と熱交換される（放熱される）。同様に、６つのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６において発生した熱は絶縁基板（ＤＢＡ基板）３１，３２，３３，３４を通して冷却器２０に伝わり、冷却器２０の内部を流れる冷却水と熱交換される（放熱される）。
インバータモジュール１１，１２において熱交換された冷却水はパイプ９３，９４に排出され、さらに、パイプ９５に集合して排出される。
次に、インバータモジュールユニット１０の製造方法を、図１，３，４，５，６，７を用いて説明する。
まず、図５，６に示すように、絶縁基板（ＤＢＡ基板）３１，３２，３３，３４を用意する。このとき、セラミック基板３５の一方の面においてアルミニウム層３６がパターニングされているとともに、セラミック基板３５の他方の面においてアルミニウム層３７がパターニングされている。そして、冷却器２０を構成する上プレート２４の周縁部と、下プレート２５の周縁部とをカシメて、ろう付けするとともに上プレート２４と下プレート２５との間に波板状のインナーフィン２６を、ろう付けする。同時に、冷却器２０の上面に絶縁基板（ＤＢＡ基板）３１，３２，３３，３４を、ろう付けする。詳しくは、４枚の絶縁基板３１，３２，３３，３４におけるセラミック基板３５の下のアルミニウム層３６と冷却器２０の上面とを、ろう付けする。ろう付けは、６００℃程度で行われる。
引き続き、図７に示すように、絶縁基板３１，３２，３３，３４におけるセラミック基板３５上のアルミニウム層３７の上面に、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６およびダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６を、はんだ付けする。
同時に、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６およびダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６に対し、導電板７０，７２，７４，７６，７８を、はんだ付けする。また、冷却器２０の上面において、接続ピン８６が固定された接続ピン台座８０，８１，８２，８３，８４，８５を固定する。
さらには、各接続ピン８６と各トランジスタ（チップ）Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６とをワイヤＷによりボンディングする。その後、冷却器２０に対し、入口パイプ２２と出口パイプ２３とを装着する。
そして、図３，４に示すように、樹脂４０により封止する。即ち、冷却器２０と入口パイプ２２および出口パイプ２３との接続部を含めた冷却器２０に搭載した部品（絶縁基板３１，３２，３３，３４、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６、導電板７０，７２，７４，７６，７８、接続ピン８６、ワイヤＷ）を封止する。また、冷却器２０と入口パイプ２２および出口パイプ２３とが樹脂４０により固定される。樹脂４０によるモールドは１２０℃程度で行われる。
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）電力変換装置としてのインバータモジュールユニット１０の構成として、放熱部を有する放熱部材としての冷却器２０と、絶縁基板３１，３２，３３，３４と、トランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６と、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６と、導電板７０，７２，７４，７６，７８と、接続ピン８６と、を備えている。樹脂４０により、導電板７０，７２，７４，７６，７８の他端側および接続ピン８６の他端側が露出する状態で絶縁基板３１〜３４とトランジスタＱ１〜Ｑ６とダイオードＤ１〜Ｄ６と導電板７０，７２，７４，７６，７８の一端側と接続ピン８６の一端側とを冷却器２０に対してモールドしたインバータモジュール１１，１２を複数形成している。そして、複数のインバータモジュール１１，１２をユニット化した。よって、部品交換をインバータモジュール単位で行うことができる。その結果、構成部品（素子や導電板や接続ピンやワイヤ）の一部が劣化した際において容易に対処（交換）することができる。
つまり、１つのインバータに１つの冷却器が付いているので、複数のインバータが１つの装置に形成され複数のインバータを１つの冷却器に装着する場合に比べ、部品の劣化時の交換性に優れている。
換言すると、１インバータ単位（トランジスタとダイオードの一対の素子が６つ）で構成されており、１インバータ単位でモールドされているため自由な構成（配置や搭載の形態）が可能となる。よって、モジュール一体型冷却器を１インバータサイズに分割することにより、インバータが複数必要なユニットでは、モジュールを複数並べて、モジュールを樹脂モールドすることにより、複数並べる際に自由な搭載ができるとともに、半導体素子の劣化等の部品の劣化時において交換性に優れている。
（２）放熱部材としての冷却器２０は、内部に冷却水流路Ｐ１が形成された冷却器であるので、放熱性に優れている。
（３）インバータモジュール１１，１２間に冷却水の流路を形成すべく複数のインバータモジュールをパイプ９１，９２，９３，９４でつないだので、容易に部品交換することができる。
（４）複数のインバータモジュール１１，１２を同一面において横置きしたので（平面に横置きする場合において）並列配置することができ、高さを低くすることができる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図１においては冷却水のパイプで複数のインバータモジュール１１，１２を並列接続したが、図８に示すように、冷却水のパイプ９６，９７，９８で複数のインバータモジュール１１，１２を直列接続してもよい。
・図９に示すように、複数のインバータモジュール１１，１２を重ねて配置してもよい。複数のインバータモジュール１１，１２を重ねて配置することにより、占有面積を少なくすることができる。
・図１０に示すように、複数のインバータモジュール１１，１２を、冷却器２０同士が接するようして重ねて配置してもよい。
・図１１に示すように、冷却器２０における不要部分（例えば図４（ｂ）でＡ１，Ａ２で示す領域）を無くして菱形してもよい。このように、モジュール全体の形状を変えることで、横置き配置の省スペース化が可能となる。
・図１２に示すように、冷却器２０における側面に入口パイプ２２および出口パイプ２３を設けて横出しにしてもよい。パイプ２２，２３を横出しにすることで、複数のインバータモジュール１１，１２を重ねて配置する場合、モジュールを重ねる方向において省スペース化を図ることができる。
・各絶縁基板３１，３２，３３，３４として、ＤＢＡ基板を用いたが、ＤＢＣ基板を用いてもよい。つまり、セラミック基板３５の一方の面に銅層が形成されるとともにセラミック基板３５の他方の面に銅層が形成されたＤＢＣ基板を用いてもよい。
・モジュールは２つであっが、「３」以上であってもよい。
・水冷式冷却器を用いたが、空冷式冷却器を用いてもよい。具体的には、例えば図１３に示すようにヒートシンク２００の一方の面を基板接合面として他方の面を放熱面としている。そして、ヒートシンク２００の基板接合面に絶縁基板２１０を接合するとともに絶縁基板２１０に半導体素子２２０を実装し、外部接続端子２３０の一端側を半導体素子２２０にワイヤＷで電気的に接続し、樹脂２４０でモールドする構成としてもよい。空冷式冷却器を用いる場合、フィン２０１が付いているとよい。
・発熱量に応じて水冷式の冷却器と空冷式の冷却器とを選択してもよい。例えば、発熱量の大きいインバータモジュールを水冷とし、発熱量の小さいインバータモジュールを空冷とする。
このようにして、ユニットを構成する複数のモジュールでの冷却器について、一つは水冷式、もう一つは空冷式であってもよい。
・電力変換装置としてインバータに適用したが、コンバータ等の他の電力変換装置に適用してもよい。
・インバータモジュール用として、６つのアーム（６つのトランジスタ・ダイオード）毎に分割する構造としたが、２つのアーム（２つのトランジスタ・ダイオード）毎に分割する等、さらに分割した構造にしてもよい。
１０…インバータモジュールユニット、１１…インバータモジュール、１２…インバータモジュール、２０…冷却器、２０ａ…内面、２２…入口パイプ、２３…出口パイプ、３１…絶縁基板、３２…絶縁基板、３３…絶縁基板、３４…絶縁基板、４０…樹脂、７０…導電板、７２…導電板、７４…導電板、７６…導電板、７８…導電板、８６…接続ピン、９１…パイプ、９２…パイプ、９３…パイプ、９４…パイプ、Ｄ１…ダイオード、Ｄ２…ダイオード、Ｄ３…ダイオード、Ｄ４…ダイオード、Ｄ５…ダイオード、Ｄ６…ダイオード、Ｐ１…冷却水流路、Ｑ１…トランジスタ、Ｑ２…トランジスタ、Ｑ３…トランジスタ、Ｑ４…トランジスタ、Ｑ５…トランジスタ、Ｑ６…トランジスタ。

Claims (5)

  1. 放熱部を有する放熱部材と、
    前記放熱部材に固定された絶縁基板と、
    前記絶縁基板に実装された半導体素子と、
    一端側が前記半導体素子に電気的に接続された外部接続端子と、
    を備え、
    樹脂により、前記外部接続端子の他端側が露出する状態で前記絶縁基板と前記半導体素子と前記外部接続端子の一端側とを前記放熱部材に対してモールドした半導体モジュールを複数形成するとともに、前記複数の半導体モジュールをユニット化したことを特徴とする電力変換装置。
  2. 放熱部材は、内部に冷却水流路が形成された冷却器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。
  3. 前記半導体モジュール間に冷却水の流路を形成すべく前記複数の半導体モジュールをパイプでつないだことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
  4. 前記複数の半導体モジュールを同一面において横置きしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
  5. 前記複数の半導体モジュールを重ねて配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
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