JP2017139450A - 電子パワーモジュール、これを備える電子アーキテクチャ、電圧変換器、および電圧変換器を備える電気機械 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子パワーモジュール、これを備える電子アーキテクチャ、電圧変換器、および電圧変換器を備える電気機械を提供する。【解決手段】電圧変換器の中に一体化されるようになっている電子パワーモジュール10において、平面基板12と上部面とを備える。平面基板12は、電気絶縁材料で少なくとも部分的にオーバーモールドされた少なくとも1つのパワートレースを備える。上部面は、少なくとも1つの電子部品14を受容し、少なくとも1つの電子部品14を、少なくとも1つのパワートレースに電気的に接続する。【選択図】図3

Description

本発明の主題は、特に、電圧変換器の中に一体化されるようになっている電子パワーモジュール、およびこのような電子パワーモジュールと、電子パワーモジュール支持体とのアセンブリーである。
本発明はまた、このようなアセンブリーを備える電子アーキテクチャと、電気機械の中に組み込まれるようになっている電圧変換器とにも関する。本発明の別の主題は、このような電圧変換器を備える電気機械に関する。
電気機械に電力供給することを意図されている電子パワーモジュールは、通常、電子モジュールの電気絶縁と、電子パワーモジュールを電気機械の電気要素へ電気接続するためのボックスを必要とする。このような電子モジュールは、一般に特定の生産ラインを必要とし、その結果、製造コストは高くなる。
本発明は、コンパクトな電子パワーモジュールを提供することによって、上記した欠点を改善することを目的としている。電子パワーモジュールは、通常、「DBC」(Direct Bounded Copper)技術によって電子モジュールを製造するのに使用される生産ライン等、標準的な製造ラインで製造される。
この目的のために、本発明の主題は、特に、電圧変換器に一体化されるようになっている電子パワーモジュールに関し、前記電圧変換器は、特に、電気機械の中に一体化されるようになっている。電子パワーモジュールは、平面基板と上面とを備え、平面基板は、少なくとも一部分が電気絶縁材料でオーバーモールドされた少なくとも1つのパワートレースを備え、上面は、少なくとも1つの電子部品を保持するようになっており、これにより、電子部品を、少なくとも1つのパワートレースに、電気的に接続できるようになっている。
本発明による電子パワーモジュールは、シルクスクリーン印刷、表面実装部品(「SMC」)の堆積、または再溶融(re−fusion)等の方法を適用して、標準的な生産ラインで製造することができるので有利である。この方法によれば、「DBC」技術を使用して、電子モジュールを製造することができ、これにより、電子モジュールの製造コストを低減させることができる。更に、この電子パワーモジュールによって、組み立ておよび製造方法の単純化を実現することができる。
本発明による電子パワーモジュールは、以下に示す特徴の1つ、または複数(個々に、または考えることができる全ての組み合わせ)を備えることができる。
− 前記平面基板は、前記平面基板から前記平面基板の上面に対して、実質的に直角をなす側壁を欠いている。
− 前記平面基板は、上側部分と下側部分とを備え、上側部分は、少なくとも1つのパワートレースを備えている。下側部分は、少なくとも1つの開放空洞を備え、開放空洞の底部の少なくとも一部は、少なくとも1つのパワートレースの少なくとも一部分によって形成されている。
− 平面基板の下側部分および上側部分は、連続性を有する物質で形成されている。
本発明はまた、特に、電圧変換器に組み込まれるようになっている、電子パワーモジュールと電子パワーモジュール支持体とのアセンブリーにも関する。このアセンブリーは、本発明による電子パワーモジュールと電子パワーモジュール支持体とを備えている。
− 本発明による電子パワーモジュールは、少なくとも1つの開放空洞を備える下側部分を備えている。また、
− 電子パワーモジュール支持体は、電子パワーモジュールを受容するための受容空洞を備え、受容空洞は、底部を備え、この底部から、支持体の少なくとも1つの突起が、ほぼ直交する方向に延びている。電子パワーモジュールの開放空洞は、少なくとも1つの突起を受容するようになっている。
本発明によるアセンブリーは、電子パワーモジュールによって生成された熱の効率的な熱放散を可能にし、その結果、電子パワーモジュールの構成要素の磨耗を減少させることができる。これは、有利なことである。
本発明によるアセンブリーは、以下に示す特徴の1つまたは複数(個々に、または全ての可能な組み合わせ)を備えることもできる。
− 電子モジュールの各開放空洞の底部の少なくとも一部は、少なくとも1つのパワートレースの少なくとも一部分によって形成されている。
− 電子パワーモジュールは、少なくとも1つの突起によって、機械的に支持される。
− 受容空洞は、絶縁材料を受容するようになっており、これにより、電子パワーモジュールは、絶縁材料の中に埋め込まれている。
本発明の主題はまた、特に、電圧変換器の中に一体化されるようになっている電子アーキテクチャに関し、この電子アーキテクチャは、複数の電子パワーモジュールと、電子パワーモジュールに共通の支持体とを備え、これにより、各電子パワーモジュールとその支持体は、本発明によるアセンブリーを形成している。
本発明による電子アーキテクチャによって、複数の電子パワーモジュールによって生成される熱の効率的な熱放散、ひいては、電子パワーモジュールの構成要素の長寿命化が可能である。これは、有利なことである。
更に、共通の支持体に関連する複数の電子パワーモジューに関しては、製造コストおよび製造時間を削減することができる。
本発明はまた、特に、電気機械に電力供給することを意図した電圧変換器にも関する。この電圧変換器は、本発明による少なくとも1つの電子アーキテクチャ、または本発明によるアセンブリーを備えている。
本発明の1つの実施形態においては、電圧変換器は、熱放散器を備えることができ、この熱放散器は、1つ以上の電子パワーモジュールの支持体を形成することができる。
本発明はまた、自動車用電気機械にも関する。この電気機械は、電気機械と一体化された本発明による少なくとも1つの電圧変換器を備えている。例えば、電気機械は、スタータ、スタータ・オルタネータ、または車両に搭載された別の電気機械である。
本発明の他の特徴および利点は、以下の説明および図面から明らかになると思う。
本発明の1つの実施形態による電子パワーモジュールの平面基板の上面を示す図である。 本発明の1つの実施形態による図1に示す電子パワーモジュールの平面基板の下面を示す図である。 本発明による電子パワーモジュールと電子モジュール支持体とのアセンブリーの1つの実施形態における分解図である。 本発明の1つの実施形態による電子パワーモジュールと電子モジュール支持体とのアセンブリーの断面図である。 本発明による電圧変換器の1つの実施形態における分解図である。 本発明により図4のように組み立てられた電圧変換器の1つの実施形態の断面図である。
これらの図面は、本文の説明を行う以外の目的を有するものではなく、決して、本発明の範囲を限定するものではないことに留意されるべきである。
各図において、同一または類似の要素には、同一の符号を付してある。
本発明は、特に、電圧変換器に組み込むことを意図されている電子パワーモジュールに関する。電圧変換器は、特に、電圧変換器が一体化された電気機械に対して、電気エネルギー源から電流を伝送するようになっている。図1および図2は、本発明による電子パワーモジュール10の平面基板12の上面20および下面24を、それぞれ示している。
電子パワーモジュール10は、平面基板12を備え、この平面基板12は、電気絶縁材料、好ましくはプラスチックで少なくとも部分的にオーバーモールドされた、少なくとも1つのパワートレースを備えている。特に、図1において、電子パワーモジュールの平面基板12は、少なくとも部分的に電気絶縁材料でオーバーモールドされた3つのパワートレース16a、16b、16cを備えている。パワートレースは、電気的に伝導性のトレースであり、金属トラック、例えば銅トラックである。パワートレースは、電気機械に流れるようになっている電流を支持するように構成されている。
各パワートレース16a、16b、16cは、特に電子パワーモジュール10の外部の特定の電気要素に電気的に接続することを意図して、オーバーモールドされていない、少なくとも1つの部分を備えている。特定の電気要素に関しては、後述する。
平面基板12の厚さは、例えば0.5〜5mmとすることができ、一般に、パワートレースの厚さに依存する。例えば、パワートレースの厚さは、600〜2000ミクロンとすることができる。
平面基板12は、平面基板12から、特に平面基板12の上面20から延在する側壁を欠いていることが望ましい。これにより、共通支持体上に配置された複数の電子モジュールを同時に絶縁することができるとともに、再溶融のための製造方法の簡素化、ならびに電圧変換器内の空間を節約することができる。
好適な実施形態においては、平面基板12は、上側部分70および下側部分72を備え、上側部分70および下側部分72は、連続性を有する物質で形成されていることが有利である。特に図1に明示されている上側部分70は、少なくとも1つのパワートレースを備え、図2に明示されている下側部分72は、少なくとも1つの開放空洞22を備えている。開放空洞22の底部は、パワートレースの少なくとも一部分によって、少なくとも部分的に形成されることが望ましい。パワートレース16a、16b、16cのオーバーモールド18は、少なくとも部分的に、開放空洞22の端部を形成している。特に、図2に示すように、電子パワーモジュール10は、2つの開放空洞22を備えている。開放空洞によって、特に熱放散が行われる。熱放散に関しては、後に詳述する。
図3に示すように、電子パワーモジュール10は、平面基板12の上面20に配置された少なくとも1つの電子部品14を備え、これにより、電子部品14は、パワートレースの1つに接続されることができるようになっている。
電子パワーモジュール10はまた、少なくとも1つの外部接続要素26を備えることができる。外部接続要素26は、電子部品14と、平面基板12の同じ面に配置されている。外部接続要素26は、「Z」字形状に曲げられた導電材料タブを備えることができ、これにより、少なくとも、下側面を平面基板12と接触させ、上側面を使用して、パワートレースを電子パワーモジュール10の外部の少なくとも1つの電気要素に電気的に接続することができる。例えば、外部接続要素26は、第1のパワートレース16aを電気機械の位相(φ)に電気的に接続するか、または第2のパワートレース16bを電気エネルギー源の正極(B +)に、または第3のパワートレース16cを電気エネルギー源の負極(B−)、またはアースに接続することができる。
外部接続要素26および電子部品14の平面基板12上への取り付けは、半田ペーストを堆積させ、次に電子部品14および外部接続要素26を電子パワーモジュールの平面基板12の表面上に配置する(「SMC」)ことによって達成できることが望ましい。電子モジュール10の平面基板12の電気絶縁材料は、高温プラスチックで作られるのが有利である。これにより、電子モジュール10を構成要素の再溶融のためにオーブンに通すときに損傷されないようにすることができる。このような電子モジュールの製造方法によると、電子モジュール10の構成要素、特に電子部品14と外部接続要素26との間のリンクの数を減らすことができ、従って、電子モジュールの製造および組立方法を単純化することができる。更に、電子部品14および外部接続要素26を平面基板上に直接取り付けることにより、電圧変換器内部の空間を小とすることができる。
具体的には、電子部品14および/または外部接続要素26は、パワートレース16a、16b、16c上に取り付けられる。特に、電気的接触は、パワートレース16a、16b、16cと接触している電子部品14または接続要素26の面を介して、パワートレース16a、16b、16cによって行われる。更に、電子部品14は、他の電子部品14、または、それが取り付けられているパワートレースとは別のパワートレースと、接続線(「ボンディング」とも呼ばれる)によって、電気接触することができる。
上述した電子パワーモジュールは、電子パワーモジュール支持体28によって受容されるようになっている。特に、本発明による電子パワーモジュール10および電子モジュール支持体28のアセンブリー30は、図3および図4に示されている。アセンブリー30は、特に、電圧変換器に一体化されるようになっている。
電子パワーモジュール支持体28は、電子パワーモジュール10を受容するための受容空洞32を備えている。具体的には、図3に示すように、パワーモジュール支持体28は、3つの受容空洞32を備え、各受容空洞32は、1つの電子パワーモジュール10を受容するようになっている。
支持体28は、熱伝導および電気伝導を行うことができる。熱伝導および電気伝導によって、特に、熱放散と接地が可能になる。受容空洞は、底部34を備え、底部34から、支持体28の少なくとも1つの突起36が、実質的に垂直方向に延びている。電子パワーモジュール10の各開放空洞22は、少なくとも1つの突起36を受け入れるようになっている。
各突起36は、図4に特に示されているように、熱伝導性かつ電気絶縁性の材料Cで覆われるようになっている。例えば、熱伝導性材料Cは、熱グリースであると有利である。
電子モジュール10の各開放空洞22の底部は、パワートレースの一部によって少なくとも部分的に形成される。例えば、図4に示すように、各開放空洞22の底部は、パワートレース16b、16cの2つの部分とオーバーモールドの部分とによって形成される。開放空洞22の底部は、単一または複数のパワートレース、またはパワートレースの複数の部分によって形成できることは、言うまでもない。更に、各空洞22の底部は、各突起36に接触している。具体的には、図4に示すように、電子パワーモジュール10は、少なくとも1つの突起36によって、機械的に支持されている。言い換えれば、電子パワーモジュール10は、支持体28の突起36の上に乗るようになっている。図4に示すように、その結果、電子パワーモジュール10の電気的および熱的絶縁に対して、電子パワーモジュール10と支持体28の受容空洞32の底部34との間に空間が生じている。
特に図4に示すように、支持体28の受容空洞32は、絶縁材料Aで充填されていることが有利である。これにより、電子パワーモジュール10は、絶縁材料A内に埋め込まれるようになっている。絶縁材料は、絶縁ジェル、例えばシリコーンジェル、または絶縁樹脂、例えばエポキシ樹脂とすることができる。
特に、この構成によって、電子モジュール10の効率的な絶縁を行うことができる。パワーモジュール支持体28は、放熱器とも呼ばれる熱放散器であると有利である。パワーモジュール10は、パワーモジュール10と冷却回路(図示せず)との間の熱伝達を可能にするように熱放散器に固定され、これにより、電子モジュール10によって発生した熱を消散させることができる。
図4に示すように、外部接続要素26の端部は、パワートレースを電子パワーモジュール10の外側の少なくとも1つの電気要素に、電気的に接続するようになっており、電子部品14を覆う絶縁材料Aの層から突出していることが望ましい。
電子部品14は、絶縁材料Aの層によって覆われていることが有利である。具体的には、電子部品14を覆う絶縁材料の層の厚さは、平面基板12に接する電子部品14の面に対する反対側の面の端部で、上方向に、少なくとも1mmである。
更に、電子モジュール10に対する受容空洞32は、位置決め要素(図示せず)を備えることができ、これにより、支持体28上の所定の位置に、電子モジュール10を位置決めすることができる。これらの位置決め要素によって、支持体28上での電子モジュール10の正確で迅速な位置決めが容易になり、かつこれを保証することが可能になる。
上述した複数の電子パワーモジュール10および電子パワーモジュール10に共通の支持体28は、特に、電圧変換器の中に一体化されるようになっている。
具体的には、図5は、電気機械の中に組み込まれるようになっている電圧変換器38の分解図である。この例では、電圧変換器38は、電子アーキテクチャを備え、この電子アーキテクチャは、3つの電子パワーモジュール10と、上述した電子モジュール支持体28とを備えている。電圧変換器38は、電子パワーモジュールの支持体を形成する熱放散器を備えていることが望ましい。
電圧変換器38は、電気コネクタ40と、電子制御基板42と、電子基板支持体44とを備えることもできる。
電圧変換器38は、AC/DC変換器であると有利である。電圧変換器38は、特に、電気機械のケーシングの端部上に支持体28を配置することによって、電気機械のケーシング内に組み込まれることが望ましい。
電子制御基板42は、特に、電子パワーモジュール10を制御するようになっている。具体的には、電子基板42は、少なくとも1つの電気接続要素46を介して、電子パワーモジュール10と電気的に接続されるようになっている。
電気コネクタ40は、電子パワーモジュール支持体28と電子基板の支持体44との間に配置される。電気コネクタ40は、電子モジュール10を、電気機械の電気要素の少なくとも1つ(位相φ)、および/または電気エネルギー源の少なくとも1つの電気要素(B、B)に電気的に接続されるように構成されている。電気機械の電気要素は、例えば、位相φである。電気エネルギー源の電気要素は、例えば、正のDC端子B、負のDC端子B、またはアースである。フェーズ毎に電子パワーモジュール10が存在することが望ましい。更に、図5に示すように、電気コネクタ40は、開口48を備え、開口48は、電子モジュール10の電気接続要素46を電子制御基板42へアクセスさせるようになっている。
電子制御基板の支持体44は、電子パワーモジュール10と電子制御基板42との間に配置されている。電子制御基板の支持体44は、例えばプラスチックで成形された絶縁物質から成っていることが望ましい。支持体44は、開放空洞50を備え、開放空洞50は、電子基板42を受容するようになっている底部を有する。
支持体44はまた、少なくとも1つの中空柱52を備え、中空柱52の中に電子モジュール10を有する電子基板42の少なくとも1つの電気接続要素46が挿入されるようになっている。特に、図6に示すように、中空柱52は、開放空洞50から延び、中空柱52の第1の端部54で開放空洞50と連通するように構成されている。具体的には、電子基板の支持体44は、複数の中空柱を備えることができ、各中空柱は、電子制御基板42を有する各電子モジュール10の電気接続要素46を受容するようになっている。開放空洞50は、絶縁材料で充填されるようになっており、これにより、電子制御基板42は、絶縁材料の中に埋め込まれる。例えば、図6に示すように、電子基板は、絶縁材料Bの中に埋め込まれている。従って、電子制御基板42は、効率的な方法で絶縁されている。
電子制御基板支持体44は、中空柱32のための充填要素56を備えていると有利である。充填要素56は、充填チャネルとも呼ばれ、一般的なランプ(ramp)形状をしており、螺旋形状を有していることが望ましい。
電子制御基板42は、開放空洞50の底部と連通するチャネル56の端部に対向して配置された開口58を備えていれば有利である。電子基板42の開口58によって、チャネル56を介して中空柱52に絶縁材料Bを充填することができる。
充填要素58の一方の端部は、開放空洞50の底部と連通し、充填要素58の他方の端部は、中空柱52の側壁と連通している。中空柱52の第2の端部60は、電子モジュール10が埋め込まれた絶縁材料と接触していることが望ましい。この構成によると、中空柱52の絶縁材料による充填を保証することができ、電気接続要素46の効率的な絶縁を確保することができる。
図6に示すように、中空柱52の第2の端部60は、電子モジュール10が埋め込まれた絶縁材料Aと接触していることが望ましい。この構成によって、中空柱52の絶縁材料Bによる充填を保証することができ、従って、電気接続要素46の、埃、液体、気体または水分に対する効率的な絶縁を確保することができる。絶縁材料によって、電子基板42と電子パワーモジュール10との相互接続のレベルでの短絡の可能性を排除することができる。
特に、電子制御基板42および電子パワーモジュール10は、同一の絶縁材料、または異なる絶縁材料A、B、好ましくは、同一の絶縁材料、特に絶縁ジェルで絶縁することができる。
電子パワーモジュール10の絶縁材料Aと電子制御基板42の絶縁材料Bとの間の界面は、特に、中空柱52の内部で、中空柱52の第2の端部60に近接して位置している。
更に、電子基板42とパワーモジュール10との間にあり、中空柱52を取り囲む空間には、物質、特に絶縁材料が存在しない。物質、特に絶縁材料がない空間は、とりわけ、空気循環のための自由空間を残して、対流による冷却を可能にする効果を有する。更に、この構成により、絶縁材料の節約によって、電圧変換器38の製造コストを低減することが可能になる。この物質を含まない空間は、少なくとも部分的に電気コネクタ40を収容することができる。
更に、開放空洞50の底部は、電子基板42を支持体44上の所定の位置に位置決めするための位置決め要素62を備えていることが好ましい。言い換えれば、電子基板の支持体44上に配置された位置決め要素62は、電子基板42の相補的位置決め要素64と協同で作動するようになっている。例えば、図5においては、6つの位置決め要素62が示され、それぞれの位置決め要素62は、開放空洞50の底部から、直角方向に突き出た取手を備えている。位置決め要素62は、図5に示すように、円筒形であってよい。電子基板の6つの相補的位置決め要素64は、位置決め開口であり、位置決め要素62の形状および寸法に相補的な形状及び寸法を有する断面を有していることが望ましい。例えば、図5に示すように、相補的位置決め要素64は、円形断面を有する。これらの位置決め要素62によって、電子基板42を正確かつ迅速に支持体44上に位置決めすることができ、従って、電子基板42と電子パワーモジュール10との効率的な電気接続が可能になる。
更に、開放空洞50の底部は、案内要素66を備えていれば有利である。案内要素66は、中空柱52の第1の端部54に配置された、少なくとも1つの電気接続要素46を案内し、この少なくとも1つの電気接続要素46を、電子基板42に向かって案内するようになっている。例えば、図5においては、開放空洞50の底部は、3つのグループの案内要素66を備えている。案内要素66は、1つの電気接続要素46当たり、1つの案内開口68を備えていると有利である。案内開口68は、電気接続要素46を、電子モジュール10と電子基板42との電気的接続の観点から近接配置することができ、電子モジュール10を電子基板42に正しく接続することができる。電気接続要素46をより近接して配置するためには、電子モジュール10に面する案内開口68の断面は、電子基板42に面する案内開口68の断面よりも大きいことが望ましい。例えば、図6においては、2つの案内要素66は、円形断面を有し、円錐台部分に続いて円筒部分を有している。
以上、電子パワーモジュールは、それが電力供給する電気機械に組み込まれるようになっている電圧変換器の枠組みの中で説明されてきた。この電気機械は、自動車に搭載されて、車両の燃焼機関の始動、および/または車両の燃焼機関からの電気エネルギーを生成するようになっている。特に、電圧変換器は、例えば、電圧変換器の孔にねじ込むことによって、機械のハウジングに取り付けられる。当然のことながら、本発明は、例として示され、説明された実施形態に、決して限定されるものではない。これらの実施形態は、あくまでも、単なる例示である。逆に、本発明による電子パワーモジュールについては、他の用途も可能であり、それらは、本発明の範囲から逸脱するものではない。特に、電圧変換器は、電気機械とは無関係であり、電気機械以外の支持体に取り付けることもできる。
10 電子パワーモジュール
12 平面基板
14 電子部品
16a、16b、16c パワートレース
18 オーバーモールド
20 上面
22 開放空洞
24 下面
26 外部接続要素
28 電子パワーモジュール支持体
30 アセンブリー
32 受容空洞
34 底部
36 突起
38 電圧変換器
40 電気コネクタ
42 電子制御基板
44 電子基板支持体
46 電気接続要素
48 開口
50 開放空洞
52 中空柱
54 第1の端部
56 充填要素
58 開口
60 第2の端部
62 位置決め要素
64 相補的位置決め要素
66 案内要素
68 案内開口
70 上側部分
72 下側部分
A、B 絶縁材料
C 熱伝導性、電気絶縁性の材料

Claims (12)

  1. 特に電圧変換器(38)の中に一体化されるようになっている電子パワーモジュール(10)であって、平面基板(12)と上面(20)とを備え、平面基板(12)は、電気絶縁材料で少なくとも部分的にオーバーモールドされた少なくとも1つのパワートレース(16a)、(16b)、(16c)を備え、上面(20)は、少なくとも1つの電子部品(14)を受容するようになっており、これにより、少なくとも1つの電子部品(14)は、少なくとも1つのパワートレース(16a)、(16b)、(16c)に接続されることができるようになっていることを特徴とする電子パワーモジュール(10)。
  2. 平面基板(12)は、平面基板(12)の上面(20)から延びる側壁を欠いていることを特徴とする、請求項1に記載の電子パワーモジュール(10)。
  3. 平面基板(12)は、上側部分(70)と下側部分(72)とを備え、上側部分(70)は、少なくとも1つのパワートレース(16a)、(16b)、(16c)を備え、下側部分(72)は、少なくとも1つの開放空洞(22)を備え、開放空洞(22)の底部は、少なくとも1つのパワートレース(16a)、(16b)、(16c)の少なくとも一部分によって、少なくとも部分的に形成されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の電子パワーモジュール(10)。
  4. 平面基板(12)の下側部分(72)および上側部分(70)は、連続性を有する物質で形成されていることを特徴とする、請求項3に記載の電子パワーモジュール(10)。
  5. 特に電圧変換器(38)に組み込まれるようになっている、電子パワーモジュール(10)と電子パワーモジュール支持体(28)とのアセンブリー(30)であって、
    − 請求項1〜4のいずれか1項に記載の電子パワーモジュール(10)であって、少なくとも1つの開放空洞(22)を備える下側部分(72)を備える電子パワーモジュール(10)と、
    − 電子パワーモジュール(10)を受容するための受容空洞(32)を備える電子パワーモジュール支持体(28)とを備え、受容空洞(32)は、底部を備え、前記底部から支持体(28)の少なくとも1つの突起(36)が、実質的に垂直な方向に延び、
    電子パワーモジュール(10)の、前記または各空洞(22)は、少なくとも1つの突起(36)を受容するようになっていることを特徴とするアセンブリー(30)。
  6. 電子モジュール(10)の前記または各開放空洞(22)の底部は、少なくとも1つのパワートレース(16a)、(16b)、(16c)の少なくとも一部分によって、少なくとも部分的に形成されていることを特徴とする、請求項5に記載のアセンブリー(30)。
  7. 電子パワーモジュール(10)は、少なくとも1つの突起(36)によって機械的に支持されていることを特徴とする、請求項5または6に記載のアセンブリー(30)。
  8. 受容空洞(32)は、絶縁材料(A)を受容するようになっており、これにより、電子パワーモジュール(10)は、絶縁材料(A)内に埋め込まれていることを特徴とする、請求項5〜7のいずれか1項に記載のアセンブリー(30)。
  9. 電圧変換器(38)の中に一体化されるようになっている電子アーキテクチャであって、複数の電子パワーモジュール(10)と電子パワーモジュール(10)に共通の支持体(28)とを備え、これにより、各電子パワーモジュール(10)と支持体(28)とは、請求項5〜8のいずれか1項に記載のアセンブリー(30)を形成していることを特徴とする電子アーキテクチャ。
  10. 電気機械に電力供給するようになっている電圧変換器(38)であって、請求項9に記載の少なくとも1つの電子アーキテクチャ、または請求項5〜8のいずれか1項に記載のアセンブリーを備えていることを特徴とする電圧変換器(38)。
  11. 前記1つまたは複数の電子パワーモジュールの支持体(28)を形成している熱放散器を備えていることを特徴とする、請求項10に記載の電圧変換器(38)。
  12. 自動車用の電気機械であって、前記電気機械と一体化された、請求項10または11に記載の少なくとも1つの電圧変換器(38)を備えていることを特徴とする電気機械。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3075562B1 (fr) * 2017-12-18 2019-12-20 IFP Energies Nouvelles Electronique de puissance circulaire ou toroidale refroidie par un flux
FR3076178B1 (fr) * 2017-12-21 2021-01-08 Valeo Systemes De Controle Moteur Unite electronique de puissance et convertisseur de tension le comportant
US11224134B2 (en) * 2019-11-14 2022-01-11 Eaton Intelligent Power Limited Electronic apparatus, circuit assembly, and associated method
DE102020133635A1 (de) 2020-12-16 2022-06-23 Audi Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Elektronikbaugruppe, Elektronikbaugruppe und Kraftfahrzeug
FR3127667A1 (fr) * 2021-09-29 2023-03-31 Valeo Equipements Electriques Moteur Module électronique de puissance

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2886506B1 (fr) * 2005-05-31 2011-02-25 Valeo Equip Electr Moteur Module electronique pour machine electrique tournante
CN101359604A (zh) * 2008-08-26 2009-02-04 深圳华为通信技术有限公司 一种加强芯片散热的方法、装置及系统
JP5255577B2 (ja) * 2010-01-13 2013-08-07 古河電気工業株式会社 基板および基板の製造方法
CN101764191A (zh) * 2010-01-23 2010-06-30 吴锏国 一种led光源的封装基板
FR2967846B1 (fr) * 2010-11-23 2012-11-30 Valeo Equip Electr Moteur Procede d'interconnexion de modules electroniques de puissance d'une machine electrique tournante et assemblage de modules de puissance interconnectes obtenu par ce procede
US20140265743A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Remy Technologies, Llc Power electronics spring loaded between cover and housing
FR3020727B1 (fr) * 2014-05-05 2016-04-15 Valeo Equip Electr Moteur Module de puissance d'un ensemble electronique pour machine electrique tournante pour vehicule automobile

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