JP2013222885A - Inverter module - Google Patents
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Abstract
Description
ここで述べる実施形態は、インバータ装置等の電力変換装置に用いるインバータモジュールに関する。 Embodiment described here is related with the inverter module used for power converters, such as an inverter apparatus.
一般に、各種用途のインバータ装置は、高効率および高信頼性であるとともに、より小形であることが期待されている。それを実現するため、インバータ装置のキー部品であるインバータモジュールの改善が要求される。 In general, inverter devices for various applications are expected to be highly efficient and reliable, and more compact. In order to realize this, improvement of the inverter module which is a key part of the inverter device is required.
高効率化するためには、インバータモジュールの通電に伴う発熱量の低減、すなわち、低損失化が重要となる。しかしながら、通電発熱に伴う温度上昇を抑制するためには、冷却機構を装備する必要があり、この冷却機構は通常大きな容積を必要とするので、インバータ装置の大きさを支配する最大要因となっている。このことから、低損失化はインバータ装置の小形化に通じる。 In order to increase efficiency, it is important to reduce the amount of heat generated by energization of the inverter module, that is, to reduce the loss. However, it is necessary to equip a cooling mechanism in order to suppress the temperature rise due to energization heat generation. Since this cooling mechanism usually requires a large volume, it becomes the largest factor governing the size of the inverter device. Yes. For this reason, low loss leads to miniaturization of the inverter device.
インバータモジュールには、スイッチング素子等のパワー半導体素子が収納され、これを効率良く利用することも重要である。すなわち、パワー半導体素子の電圧、電流などの通電定格の許容上限値にできるだけ近い値まで通電することが求められる。パワー半導体素子を、その許容上限値に近い通電条件で使用した場合でも、長期的な信頼性を維持し続けることも期待される。
これら複数の課題に対応するために、様々な構成や構造が提案されている。
In the inverter module, a power semiconductor element such as a switching element is accommodated, and it is also important to use this efficiently. That is, it is required to energize to a value as close as possible to the allowable upper limit value of the energization rating such as the voltage and current of the power semiconductor element. Even when the power semiconductor element is used under energization conditions close to the allowable upper limit value, it is expected to maintain long-term reliability.
Various configurations and structures have been proposed to deal with these multiple problems.
インバータモジュールの発熱量低減のためには、インバータモジュールの発熱量低減と、素子の内部配線の抵抗成分に起因する発熱量低減が必要である。前者は半導体素子の特性向上、後者は配線の材料、形状および敷設形態の工夫による抵抗低減が必要となる。 In order to reduce the heat generation amount of the inverter module, it is necessary to reduce the heat generation amount of the inverter module and the heat generation amount due to the resistance component of the internal wiring of the element. The former requires improvement of the characteristics of the semiconductor element, and the latter requires resistance reduction by devising the material, shape and laying form of the wiring.
また、通電時に発生するサージ電圧を低減することにより、通電条件(電圧、電流)の制限を緩和でき、より大きい電圧または電流で使用できる。サージ電圧低減には、回路の寄生インダクタンスを低減する必要があり、素子の内部配線に寄生するインダクタンスの低減も不可欠である。 Further, by reducing the surge voltage generated during energization, the restriction of energization conditions (voltage, current) can be relaxed, and the device can be used with a larger voltage or current. In order to reduce the surge voltage, it is necessary to reduce the parasitic inductance of the circuit, and it is also essential to reduce the inductance that is parasitic on the internal wiring of the element.
この発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その課題は、小形化を図り、組立性の向上および樹脂ケースの強度確保を可能にするインバータモジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an inverter module that can be miniaturized and that can improve the assemblability and ensure the strength of the resin case.
実施形態によれば、インバータモジュールは、設置面を有するベースと、前記ベースの設置面上に接合され並んで配置された第1実装基板および第2実装基板と、前記第1実装基板上に実装された複数の第1半導体素子と、前記第2実装基板上に実装された複数の第2半導体素子と、前記ベースの設置面上に取り付けられ、前記第1および第2実装基板の周囲を囲む樹脂ケースと、前記樹脂ケース上に配置され前記第1および第2実装基板の一側に沿って延びる第1導体と、絶縁部材を挟んで前記第1導体に重ねて設けられ、前記第2実装基板の前記一側に沿って延びる第2導体と、前記第1および第2実装基板を挟んで前記第1および第2導体と反対側で前記樹脂ケース上に配置され、前記第1および第2実装基板の他側に沿って延びる出力導体と、前記第1導体に連結された正極端子、前記第2導体に連結された負極端子、および前記出力導体に連結された出力端子と、を備えている。前記第1導体は、前記第2導体から突出する先端部を有し、前記先端部はボンディングワイヤにより前記第1実装基板に電気的に接続され、前記第1実装基板上の半導体素子は、ボンディングワイヤにより前記出力導体に電気的に接続され、前記第2実装基板上の半導体素子は、ボンディングワイヤにより前記第2導体に電気的に接続され、前記第2実装基板は、ボンディングワイヤにより前記出力導体に電気的に接続されている。 According to the embodiment, the inverter module is mounted on the base having an installation surface, the first mounting substrate and the second mounting substrate that are joined and arranged on the installation surface of the base, and the first mounting substrate. The plurality of first semiconductor elements, the plurality of second semiconductor elements mounted on the second mounting substrate, and attached on the installation surface of the base, surround the first and second mounting substrates. A resin case; a first conductor disposed on the resin case and extending along one side of the first and second mounting substrates; and a second conductor mounted on the first conductor with an insulating member interposed therebetween. A second conductor extending along the one side of the substrate, and disposed on the resin case on the opposite side of the first and second conductors across the first and second mounting substrates, the first and second Extending along the other side of the mounting board A conductor, said positive terminal coupled to the first conductor, has the negative terminal connected to the second conductor, and an output terminal coupled to the output conductor. The first conductor has a tip protruding from the second conductor, the tip is electrically connected to the first mounting board by a bonding wire, and the semiconductor element on the first mounting board is bonded The semiconductor element on the second mounting board is electrically connected to the second conductor by a bonding wire, and the second mounting board is connected to the output conductor by a bonding wire. Is electrically connected.
以下、図面を参照しながら、実施形態に係るインバータモジュールについて詳細に説明する。
始めに、インバータモジュールを用いるインバータ装置について説明する。図6は、インバータモジュールを備えるインバータ装置の等価回路を示している。
Hereinafter, an inverter module according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
First, an inverter device using an inverter module will be described. FIG. 6 shows an equivalent circuit of an inverter device including an inverter module.
図6に示すように、インバータ装置20は、例えば、U相、V相、W相の3相インバータとして構成されているとともに、負荷対象として、例えば、3相電動機70に電力を供給するように構成されている。インバータ装置20は、それぞれU相、V相、W相に対応する3つのインバータモジュール10と、直流電源1からインバータモジュール10に供給される直流電圧を平滑する平滑コンデンサ4と、電動機70に3相出力を出力する出力部2と、電動機70へ流れる電流を検出する電流検出器72a、72b、72cと、電流検出器により検出された電流情報や平滑コンデンサ24に印加される電圧等に基づき、インバータモジュール10を制御する制御ユニット74と、制御ユニット72の制御信号に基づき、後述するインバータモジュールの半導体素子を駆動するための駆動回路を有する駆動基板75と、を備えている。駆動基板75には、半導体素子にゲートに駆動信号を入力する駆動用IC76が半導体素子に対して1対1の対応で設けられている。即ち、この回路では、駆動用IC76が6個設けられている。また、インバータモジュール10、および平滑コンデンサ4の下方には、これらを冷却するヒートシンク、放熱板等の冷却器が設けられている。
As shown in FIG. 6, the inverter device 20 is configured as, for example, a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase inverter, and supplies power to, for example, a three-phase motor 70 as a load target. It is configured. The inverter device 20 includes three
各相のインバータモジュール10は、半導体素子として、例えば、IGBT(Insulated gate bipolar transistor)191、192と、ダイオード201、202とを有している。インバータモジュール10は、直流電源1から供給される直流電力の正極及び負極を正極端子38及び負極端子39にそれぞれ印加し、コンデンサ4を利用して、IGBT191、192のそれぞれのゲートを制御することにより、交流電力に変換して、出力部2に出力する。これにより、インバータ装置20は、直流電力を三相交流電力に変換し、出力部2から、例えば、三相電動機等に出力する。ダイオード201、202は、例えば、低損失半導体素子である窒化ケイ素(SiC)素子により形成されている。スイッチング素子としてのIGBT191、192と、このIGBTに逆並列に接続されたダイオード201、202とがモジュール化されている。IGBT191およびダイオード201は、インバータの上アームを構成し、IGBT192およびダイオード202は、インバータの下アームを構成している。
The
なお、図6において、各インバータモジュール10のIGBT191、912、およびダイオード201、202は、それぞれ1つずつ図示しているが、実施形態においては、各IGBTは、3つのIGBTを並列に接続して構成され、同様に、各ダイオードは、3つのダイオードを並列に接続して構成されている。
In FIG. 6, the
次に、インバータ装置20の各相を構成するインバータモジュール10について詳細に説明する。図1は、実施形態に係るインバータモジュールを示す斜視図、図2はインバータモジュールの分解斜視図、図3はインバータモジュールの平面図、図4はインバータモジュール側面図、図5は、インバータモジュールのケース、第1および第2導体、出力導体を示す斜視図である。
Next, the
図1ないし図4に示すように、インバータモジュール10は、ベースとして機能する矩形状の放熱板24と、放熱板の上面、すなわち、設置面、上に配置された第1実装基板26aおよび第2実装基板26bと、第1実装基板26a上に実装された第1半導体素子としてのIGBT191A、191B、191C、およびダイオード201A、201B、201Cと、第2実装基板26b上に実装された第2半導体素子としてのIGBT192A、192B、192C、およびダイオード202A、202B、202Cと、第1導体(正極側導体)27と、第2導体(負極側導体)28と、出力導体29と、樹脂ケース52と、絶縁板53と、接続配線(接続導体)用のボンディングワイヤ31と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
放熱板24は、銅や金属メッキを施したセラミック材などが用いられる。第1および第2実装基板26a、26bは、例えば、セラミック等の絶縁板の表裏両面に銅などの金属回路パターンが直接接合して構成されている。第1および第2実装基板26a、26bは、ハンダなどを用いて放熱板24上に接合され、放熱板24の長手方向に並んで配置されている。
The
第1実装基板26aの回路パターン上に、IGBT191A〜191C、およびダイオード201A〜201Cが実装され、互いに並列に接続されインバータ回路の正極側を構成している。第1実装基板26a、IGBT191A〜191C、およびダイオード201A〜201Cは、駆動信号入力部(ゲート)を有する上アーム回路部を構成している。
IGBTs 191A to 191C and
第2実装基板26bの回路パターン上に、IGBT192A〜192C、およびダイオード202A〜202Cが実装され、互いに並列に接続され、インバータ回路の負極側を構成している。第2実装基板26b、IGBT192A〜192C、およびダイオード202A〜202Cは、駆動信号入力部(ゲート)を有する下アーム回路部を構成している。
図1ないし図5に示すように、樹脂ケース52は、矩形枠形状に形成されている。樹脂ケース52は、放熱板24に対応した大きさの矩形状の底壁52aと、底壁の周囲に立設された枠状の側壁52bと、側壁の一方短辺側から長手方向外側に突出する2つの端子支持部52cと、側壁の他方短辺側から長手方向外側に突出する2つの端子支持部52dと、を一体に有し、底壁52aには、矩形状の開口55が形成されている。そして、樹脂ケース52は、その底壁52aが放熱板24の上面に接着固定されている。この際、第1および第2実装基板26a、26bは、樹脂ケース52の開口55内に位置し、樹脂ケース内に露出している。
As shown in FIGS. 1 to 5, the
樹脂ケース52の底壁52aには多数の位置決めピン54が立設されている。これらの位置決めピン54は、底壁52a上で、長手方向の両側壁52bに沿って、所定の間隔を置いて並んで配置されている。
A large number of positioning pins 54 are erected on the
図1ないし図3、および図5に示すように、第1導体27は、細長い帯状の板材で形成され、長手方向の一端は正極端子38に連結されている。ここでは、第1導体27および正極端子38は、金属板により一体に形成され、あるいは、絶縁板の表面を金属メッキすることにより一体に形成されている。すなわち、第1導体27は、細長い帯状の金属板により形成され、細長い平坦な第1平板領域27aと、第1平板領域の一端から折曲げ部を介して湾曲して延出する湾曲領域27bと、湾曲領域から折曲げ部を介して延出する第2平板領域27cと、を有し、この第2平板領域は、正極端子38を形成している。正極端子38は、第1平板領域27aよりも一段高く、かつ、第1平板領域とほぼ平行に延びている。第1導体27は、正極端子38から第1実装基板26aの回路パターンまで電力を供給するための、内部配線の役割を担っている。第1導体27の第1平板領域27aには複数の位置決め孔27dが形成され、これらの位置決め孔は、第1平板領域の長手方向に互いに所定の間隔を置いて並んでいる。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3 and FIG. 5, the
第1導体27の第1平板領域27aは、その位置決め孔27dに樹脂ケース52側の位置決めピン54を挿通することにより、樹脂ケース52に対して所定位置に位置決めされた状態で、底壁52a上に取り付けられている。第1導体27の第1平板領域27aは、長手方向の一方の側壁52bに沿って延び、第1および第2実装基板26a、26bの側方に隣接して位置している。第1導体27の湾曲領域27bは、樹脂ケース52の短辺側の側壁に沿って延び、更に、第2平板領域27c、つまり、正極端子38は端子支持部52c上に保持されている。
The first
第2導体28は、細長い帯状の板材で形成され、長手方向の一端は負極端子39に連結されている。第2導体28および負極端子39は、金属板により一体に形成され、あるいは、絶縁体の表面を金属メッキすることにより一体に形成されている。第2導体28は、細長い帯状の金属板により形成され、細長い平坦な第1平板領域28aと、第1平板領域の一端から折曲げ部を介して湾曲して延出する湾曲領域28bと、湾曲領域から折曲げ部を介して延出する第2平板領域28cと、を有し、この第2平板領域は、負極端子39を形成している。負極端子39は、第1平板領域28aよりも一段高く、かつ、第1平板領域とほぼ平行に延びている。また、本実施形態において、負極端子39は、正極端子38とほぼ同一平面上に位置するように形成されている。
The
第2導体28は、第2実装基板26bに実装されたIGBTおよびダイオードから負極端子39までの内部配線を構成している。第2導体28の第1平板領域28aには複数の位置決め孔28dが形成され、これらの位置決め孔は、第1平板領域の長手方向に互いに所定の間隔を置いて並んでいる。
The
第1導体27および第2導体28はほぼ同一の幅に形成され、また、第2導体28の第1平板領域28aは、第1導体27の第1平板領域27aよりも長さが短く形成されている。そして、第2導体28の第1平板領域28aは、その位置決め孔28dに樹脂ケース52側の位置決めピン54を挿通することにより、樹脂ケース52に対して所定位置に位置決めされた状態で、第1導体27の第1平板領域27aに重ねて取り付けられている。第2導体28の第1平板領域28aは、長手方向の一方の側壁52bに沿って延び、第1および第2実装基板26a、26bの側方に位置している。第2導体28の湾曲領域28bは、樹脂ケース52の短辺側の側壁に沿って延び、更に、第2平板領域28c、つまり、正極端子38は端子支持部52c上に保持されている。この際、第2導体28の湾曲領域28bは、第1導体27の湾曲領域27aと隙間を置いて並設されている。
The
絶縁部材としての絶縁板53は細長い帯状に形成され、第2導体28の第1平板領域28aとほぼ同一の長さを有している。絶縁板53には複数の位置決め孔53aが形成され、これらの位置決め孔は、長手方向に互いに所定の間隔を置いて並んでいる。そして、絶縁板53は、その位置決め孔53aに樹脂ケース52側の位置決めピン54を挿通することにより、樹脂ケース52に対して所定位置に位置決めされた状態で、第1導体27の第1平板領域27aに重ねて配置されている。これにより、絶縁板53は、第1導体27の第1平板領域27aと第2導体28の第1平板領域28aとの間に配置され、これらを絶縁している。
The insulating
第1導体27の第1平板領域27aは第2導体28の第1平板領域27aよりも長く形成されていることから、第1導体27の第1平板領域27aの先端部(一端部)は、第1導体、絶縁板53および第2導体28で構成された積層部から突出し、第1実装基板26aの一側に沿って延びている。
Since the first
出力導体29は、細長い帯状の板材で形成され、長手方向の一端は一対の出力端子40に連結されている。実施形態では、出力導体29および出力端子40は、金属板により一体に形成され、あるいは、絶縁体の表面を金属メッキすることにより一体に形成されている。出力導体29は、細長い帯状の金属板により形成され、細長い平坦な第1平板領域29aと、第1平板領域の一端から折曲げ部を介して湾曲して延出する湾曲領域29bと、湾曲領域から折曲げ部を介して延出する2つの第2平板領域29cと、を有し、これらの第2平板領域は、出力端子40を形成している。出力端子40は、第1平板領域29aよりも一段高く、かつ、第1平板領域とほぼ平行に延びている。
The
出力導体29は、第1実装基板26a上のIGBTおよびダイオードから第2実装基板26bの回路パターンへの内部配線を形成するとともに、出力端子40への配線経路を形成する。出力導体29の第1平板領域29aには複数の位置決め孔29aが形成され、これらの位置決め孔は、第1平板領域29aの長手方向に互いに所定の間隔を置いて並んでいる。
The
出力導体29の第1平板領域29aは、その位置決め孔29dに樹脂ケース52側の位置決めピン54を挿通することにより、樹脂ケース52に対して所定位置に位置決めされた状態で、底壁52a上に取り付けられている。出力導体29の第1平板領域29aは、長手方向の他方の側壁52bに沿って延び、第1および第2実装基板26a、26bの側方に位置している。また、出力導体29の第1平板領域29aは、第1および第2導体26、27の第1平板領域の積層体に対して、第1および第2実装基板26a、26bを間に挟んで、反対側に配置されている。出力導体29の湾曲領域29bは樹脂ケース52の短辺に沿って延び、更に、一対の出力端子40は、端子支持部52d上に保持されている。
The first
樹脂ケース52の一方の側壁において、第1実装基板26aの近傍に、ゲート信号入力端子60a、およびエミッタ入力端子61aが取り付けられている。他方の側壁において、第2実装基板26bの近傍に、ゲート信号入力端子60b、およびエミッタ入力端子61bが取り付けられている。
On one side wall of the
上記のように樹脂ケース52の底壁52a上に取り付けられた第1および第2導体27、28、絶縁板53、および出力導体29は、位置決めピン54の突出端を熱などにより変形させることで、固定および位置決めされる。第1導体27および出力導体29と、放熱板24とは、絶縁材としても機能する樹脂ケース52の底壁52aにより絶縁されている。
As described above, the first and
図1ないし図3に示すように、各導体に加えて接続導体としてのボンディングワイヤ31を併用することで、配線経路が完成している。すなわち、第1実装基板26a上に実装されているIGBT191A〜191Cはボンディングワイヤ31によりダイオード201A〜201Cおよび出力導体29の第1平板領域29aに電気的に接続されている。第1実装基板26aの回路パターンはボンディングワイヤ31により第1導体27の第1平板領域27aの突出端部に電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, a wiring path is completed by using a
ゲート信号入力端子60aおよびエミッタ入力端子61aは、それぞれボンディングワイヤにより第1実装基板26a上の回路パターンに電気的に接続されている。ゲート信号入力端子60bおよびエミッタ入力端子61bは、それぞれボンディングワイヤにより第1実装基板26b上の回路パターンに電気的に接続されている。
The gate
第2実装基板26b上に実装されているIGBT192A〜192Cはボンディングワイヤ31によりダイオード202A〜202Cおよび第2導体28の第1平板領域28aに電気的に接続されている。第2実装基板26bの回路パターンはボンディングワイヤ31により出力導体29の第1平板領域29aに電気的に接続されている。
なお、図1ないし図3において、図面の簡略化を図るためにボンディングワイヤ31を帯状に示しているが、実際には、各帯状部分は、8本以上のワイヤで構成されている。
The
In FIG. 1 to FIG. 3, the
ボンディングワイヤ31により各構成要素を電気的に接続した後、樹脂ケース52内に図示しない絶縁モールドが充填され、更に、図示しない蓋により樹脂ケース52の上部開口を閉じることにより、インバータモジュール10が構成される。
After each component is electrically connected by the
以上のように構成されたインバータモジュール10によれば、第1および第2導体27、28の第1平板領域27a、28aを積層しているのに対して、出力導体29の第1平板領域29aはそれらに積層せず、単独で配置している。すなわち、積層する導体の数が3個(3段)から2個(2段)に減少している。そのため、積層部の総厚さが減少した分だけ、ボンディングワイヤ31の配線長を小さくすることができる。その結果、ボンディングワイヤ31の抵抗を小さくなり、素子全体の抵抗を小さくできる。また、半導体モジュールの薄型化を図ることが可能となる。
According to the
また、第1および第2導体27、28、および出力導体29に対して、ボンディングワイヤ31を接続するためのボンディングヘッドの可動エリアを容易に確保することができる。特に、第1導体27の第1平板領域29aは、第2導体28の第1平板領域29aより端部を突出させた形状としたため、第1導体27の突出部(一端部)をワイヤ接続部にすることができる。そのため、第1導体27と、第2導体28と、出力導体29とを、すべて同じ幅にしてもワイヤボンディング接続が可能である。このことから、各導体および絶縁板の幅を最小限の幅に設定することができ、従来の構成に比べて、モジュール全体の小型化を図ることが可能となる。
In addition, the movable area of the bonding head for connecting the
上記インバータモジュール10において、樹脂ケース52は、第1および第2導体27、28、絶縁板53、および出力導体29を保持する導体保持部を形成した略額縁状とした上、放熱板24に搭載されている。第1導体27と出力導体29および放熱板24は、いずれも金属もしくは金属メッキ表面であり、電気絶縁が必要である。本構成によれば、必要な絶縁部に樹脂ケース52の一部を利用することができ、専用の絶縁部品を用意して装着する必要がない。その結果、構成が簡素になり、組立の工数を下げることが可能となる。
In the
インバータモジュール10によれば、第1導体27と、第2導体28および出力導体29を、インサート成形のように樹脂ケースと強固に固定するのではなく、いわゆえる熱カシメ方式で複数のポイントを締結している。樹脂ケース52の位置決めピン54と導体の位置決め孔の形状を工夫することにより、導体と樹脂ケース52との固定を維持しながら、長期使用時の熱応力を緩和する構成を取ることができる。本構成によれば、樹脂ケースの強度を確保し、長期信頼性を向上させることができる。
According to the
以上のことから、配線に寄生する抵抗とインダクタンスを抑制しながら小形化を図り、ボンディングワイヤによる内部配線接続に要する時間を短縮し、かつ樹脂ケースの長期使用時の強度確保を可能にするインバータモジュールが得られる。 Based on the above, an inverter module that achieves miniaturization while suppressing resistance and inductance parasitic to the wiring, shortens the time required for internal wiring connection with bonding wires, and ensures the strength of the resin case during long-term use Is obtained.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
例えば、各実施形態において、IGBT及びダイオードを実装する個数は、実施形態に限定されることなく、必要に応じて増減可能である。半導体チップは、大容量化したものを選択すると寿命が短くなる。しかし、あまり小容量化のものを選択すると、並列接続する個数を増やす必要があり、この場合、装置全体が大きくし、配線も増え、自己インダクタンスを増やす恐れがある。従って、目的や用途などにより適切に選択し、最適なインバータモジュールを製造することができる。各実施形態においては、モジュールのベースプレートを放熱板としたが、これに限らず、冷却器であってもよい。冷却器は、空冷形でも水冷形もしくは油冷形であってもよい。各実施形態において、絶縁部は、任意の部分を一体形成としてもよいし、適宜分割して切り離してもよい。 For example, in each embodiment, the number of mounting IGBTs and diodes is not limited to the embodiment, and can be increased or decreased as necessary. When a semiconductor chip having a large capacity is selected, the lifetime is shortened. However, if one with a very small capacity is selected, it is necessary to increase the number of units connected in parallel. In this case, there is a possibility that the entire apparatus is enlarged, wiring is increased, and self-inductance is increased. Therefore, an optimal inverter module can be manufactured by appropriately selecting according to the purpose and application. In each embodiment, the base plate of the module is a heat radiating plate. However, the present invention is not limited to this, and a cooler may be used. The cooler may be air-cooled, water-cooled or oil-cooled. In each embodiment, the insulating part may be formed integrally with an arbitrary part, or may be separated as appropriate.
10…インバータモジュール、24…放熱板、26a…第1実装基板、
26b…第2実装基板、27…第1導体、28…第2導体、29…出力導体、
27a、28a、29a…第1平板領域、
27b、28b、29b…湾曲領域、
27c、28c、29c…第2平板領域
27d、28d、29d…位置決め孔、31…ボンディングワイヤ、
38…正極端子、39…負極端子、40…出力端子、52…樹脂ケース、
52a…底壁、52b…側壁、52c、52d…端子支持部、53…開口、
54…位置決めピン、
191A、191B、191C、192A、192B、192C…IGBT、
201A、201B、201C、202A、202B、202C…ダイオード
10 ... Inverter module, 24 ... Heat sink, 26a ... First mounting board,
26b ... 2nd mounting board, 27 ... 1st conductor, 28 ... 2nd conductor, 29 ... Output conductor,
27a, 28a, 29a ... first flat plate region,
27b, 28b, 29b ... curved region,
27c, 28c, 29c ... second
38 ... Positive terminal, 39 ... Negative terminal, 40 ... Output terminal, 52 ... Resin case,
52a ... bottom wall, 52b ... side wall, 52c, 52d ... terminal support, 53 ... opening,
54 ... locating pins,
191A, 191B, 191C, 192A, 192B, 192C ... IGBT,
201A, 201B, 201C, 202A, 202B, 202C ... diode
Claims (8)
駆動信号入力部を有する複数の半導体素子を含み上記上アーム回路部に並んで設けられた下アーム回路部と、
前記上アーム回路部および下アーム回路部の周囲を囲む樹脂ケースと、
前記樹脂ケース上に配置され前記上アーム回路部および下アーム回路部の一側に沿って延び、前記上アーム回路部に電力を導く第1導体と、
絶縁部材を挟んで前記第1導体に重ねて設けられ、前記下アーム回路部の前記一側に沿って延び、前記下アーム回路部に電力を導く第2導体と、
前記上アーム回路部および下アーム回路部を挟んで前記第1および第2導体と反対側で前記樹脂ケース上に配置され、前記上アーム回路部および下アーム回路部の他側に沿って延び、前記上アーム回路部および下アーム回路部からの出力を導く出力導体と、を備え、
前記第1導体は、前記第1導体、絶縁部材、第2導体の積層部から突出する先端部を有し、前記先端部は接続導体により前記上アーム回路部に電気的に接続され、
前記第2導体は、接続導体により前記下アーム回路部に電気的に接続され、
前記上アーム回路部および下アーム回路部は、接続導体により前記出力導体に電気的に接続されているインバータモジュール。 An upper arm circuit unit including a plurality of semiconductor elements having a drive signal input unit;
A lower arm circuit unit including a plurality of semiconductor elements having a drive signal input unit and provided side by side with the upper arm circuit unit;
A resin case surrounding the upper arm circuit portion and the lower arm circuit portion;
A first conductor disposed on the resin case, extending along one side of the upper arm circuit portion and the lower arm circuit portion, and guiding power to the upper arm circuit portion;
A second conductor provided over the first conductor across an insulating member, extending along the one side of the lower arm circuit portion, and guiding power to the lower arm circuit portion;
Arranged on the resin case opposite to the first and second conductors across the upper arm circuit portion and the lower arm circuit portion, and extends along the other side of the upper arm circuit portion and the lower arm circuit portion, An output conductor for guiding the output from the upper arm circuit portion and the lower arm circuit portion,
The first conductor has a tip portion protruding from the laminated portion of the first conductor, the insulating member, and the second conductor, and the tip portion is electrically connected to the upper arm circuit portion by a connection conductor,
The second conductor is electrically connected to the lower arm circuit portion by a connection conductor,
The inverter module in which the upper arm circuit portion and the lower arm circuit portion are electrically connected to the output conductor by a connection conductor.
前記上アーム回路部および下アーム回路部は、前記ベースの設置面上に並んで配置され、
前記樹脂ケースは、前記上アーム回路部および下アーム回路部の周囲を囲んで、前記ベースの設置面上に取り付けられている請求項1に記載のインバータモジュール。 A base having an installation surface;
The upper arm circuit portion and the lower arm circuit portion are arranged side by side on the installation surface of the base,
2. The inverter module according to claim 1, wherein the resin case surrounds the upper arm circuit portion and the lower arm circuit portion and is mounted on an installation surface of the base.
前記第1導体および出力導体は、前記底壁上に配置されている請求項2に記載のインバータモジュール。 The resin case accommodates the bottom wall mounted on the installation surface of the base, a side wall erected around the bottom wall, and the upper arm circuit portion and the lower arm circuit portion formed on the bottom wall. An opening, and
The inverter module according to claim 2, wherein the first conductor and the output conductor are disposed on the bottom wall.
前記第2導体は、前記絶縁部材を挟んで前記第1導体の第1平板領域に積層された細長い帯状の第1平板領域と、この第1平板領域から前記樹脂ケースの側壁に沿って、かつ、前記第1導体の湾曲領域と隙間を置いて延びる湾曲領域と、前記湾曲領域から延出し負極入力端子を構成する第2平板領域と、を有し、
積層部を構成する第1導体の第1平板領域、絶縁部材、および第2導体の第1平板領域は、同一の幅に形成されている請求項2又は3に記載のインバータモジュール。 The first conductor includes an elongated strip-shaped first flat plate region disposed on the bottom wall of the resin case, a curved region extending from the first flat plate region along the side wall of the resin case, and extending from the curved region. A second flat plate region constituting a lead-out positive electrode input terminal,
The second conductor includes an elongated strip-shaped first flat plate region laminated on the first flat plate region of the first conductor with the insulating member interposed therebetween, along the side wall of the resin case from the first flat plate region, and A curved region extending with a gap from the curved region of the first conductor, and a second flat plate region extending from the curved region and constituting a negative electrode input terminal,
4. The inverter module according to claim 2, wherein the first flat plate region of the first conductor, the insulating member, and the first flat plate region of the second conductor constituting the stacked portion are formed to have the same width.
前記第1導体の第1平板領域、絶縁部材、第2導体の第1平板領域、および出力導体の第1平板領域は、それぞれ前記位置決めピンが挿通された位置決め孔をそれぞれ有する請求項2ないし6のいずれか1項に記載のインバータモジュール。 The resin case has a plurality of positioning pins that are erected on the bottom wall and arranged at a predetermined interval from each other,
7. The first flat plate region of the first conductor, the insulating member, the first flat plate region of the second conductor, and the first flat plate region of the output conductor each have a positioning hole through which the positioning pin is inserted. The inverter module according to any one of the above.
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105374809A (en) * | 2015-11-23 | 2016-03-02 | 扬州国扬电子有限公司 | Power module |
JP2016086009A (en) * | 2014-10-23 | 2016-05-19 | 株式会社ケーヒン | Electric power conversion system |
JP2019117878A (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 株式会社豊田自動織機 | Semiconductor device |
JP2019220719A (en) * | 2019-09-24 | 2019-12-26 | ローム株式会社 | Semiconductor device |
US10600764B2 (en) | 2016-06-01 | 2020-03-24 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor power module |
JP2020156310A (en) * | 2018-07-25 | 2020-09-24 | 株式会社デンソー | Power module and power converter |
US10892218B2 (en) | 2015-02-26 | 2021-01-12 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device |
DE112019007501T5 (en) | 2019-06-26 | 2022-04-14 | Mitsubishi Electric Corporation | SEMICONDUCTOR DEVICE AND POWER CONVERSION DEVICE |
JP2022091899A (en) * | 2019-09-24 | 2022-06-21 | ローム株式会社 | Semiconductor device |
-
2012
- 2012-04-18 JP JP2012094679A patent/JP2013222885A/en active Pending
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016086009A (en) * | 2014-10-23 | 2016-05-19 | 株式会社ケーヒン | Electric power conversion system |
US10892218B2 (en) | 2015-02-26 | 2021-01-12 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device |
CN105374809A (en) * | 2015-11-23 | 2016-03-02 | 扬州国扬电子有限公司 | Power module |
US11600602B2 (en) | 2016-06-01 | 2023-03-07 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor power module |
US10600764B2 (en) | 2016-06-01 | 2020-03-24 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor power module |
US11901340B2 (en) | 2016-06-01 | 2024-02-13 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor power module |
US10950582B2 (en) | 2016-06-01 | 2021-03-16 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor power module |
JP2019117878A (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 株式会社豊田自動織機 | Semiconductor device |
US11942869B2 (en) | 2018-07-25 | 2024-03-26 | Denso Corporation | Power module and electric power conversion device |
JP2020156310A (en) * | 2018-07-25 | 2020-09-24 | 株式会社デンソー | Power module and power converter |
JP7338278B2 (en) | 2018-07-25 | 2023-09-05 | 株式会社デンソー | Power module and power converter |
DE112019007501T5 (en) | 2019-06-26 | 2022-04-14 | Mitsubishi Electric Corporation | SEMICONDUCTOR DEVICE AND POWER CONVERSION DEVICE |
US11735514B2 (en) | 2019-06-26 | 2023-08-22 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and power conversion device |
JP7050732B2 (en) | 2019-09-24 | 2022-04-08 | ローム株式会社 | Semiconductor device |
JP7240541B2 (en) | 2019-09-24 | 2023-03-15 | ローム株式会社 | semiconductor equipment |
JP2022091899A (en) * | 2019-09-24 | 2022-06-21 | ローム株式会社 | Semiconductor device |
JP2019220719A (en) * | 2019-09-24 | 2019-12-26 | ローム株式会社 | Semiconductor device |
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