JP4525615B2 - Power converter - Google Patents

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Description

本発明は、半導体モジュールと該半導体モジュールを冷却するための冷却部材とを積層してなる電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power conversion device in which a semiconductor module and a cooling member for cooling the semiconductor module are stacked.

従来より、DC−DCコンバータ回路やインバータ回路等の電力変換回路は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するのに用いられることがある。
一般に、電気自動車やハイブリッド自動車等では、電気モータから大きな駆動トルクを得る必要があるため、駆動電流として大電流が必要となる。
そしてそのため、その電気モータ向けの駆動電流を生成する上記電力変換回路においては、該電力変換回路を構成するIGBT等の電力用半導体素子を含む半導体モジュールからの発熱が大きくなる傾向にある。
Conventionally, a power conversion circuit such as a DC-DC converter circuit or an inverter circuit is sometimes used to generate a drive current for energizing an electric motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle.
In general, an electric vehicle, a hybrid vehicle, or the like needs to obtain a large driving torque from an electric motor, and thus requires a large current as a driving current.
For this reason, in the power conversion circuit that generates the drive current for the electric motor, the heat generation from the semiconductor module including the power semiconductor element such as IGBT constituting the power conversion circuit tends to increase.

そこで、電力変換回路を構成する複数の半導体モジュールを均一性高く冷却できるように、冷却媒体(冷媒)の供給及び排出を担う一対のヘッダの間に多数の扁平冷却管を配置し、該扁平冷却管の間に半導体モジュールを挟持した冷却管並列型の電力変換装置が提案されている(特許文献1参照)。   Therefore, a large number of flat cooling pipes are arranged between a pair of headers that supply and discharge the cooling medium (refrigerant) so that the plurality of semiconductor modules constituting the power conversion circuit can be cooled with high uniformity. A cooling pipe parallel type power converter having a semiconductor module sandwiched between pipes has been proposed (see Patent Document 1).

また、電子部品と該電子部品の熱を放熱する放熱板との間に、熱伝導性のグリースを介在させることにより、電子部品の放熱性能を向上させる構造が開示されている(特許文献2参照)。
そして、半導体モジュールと冷却管との間にグリースを介在させて、両者の間の空間をグリースによって埋めることにより、上述した電力変換装置における半導体モジュールの冷却効率を向上させることができる。
Further, a structure is disclosed in which heat dissipation performance of an electronic component is improved by interposing a thermally conductive grease between the electronic component and a heat dissipation plate that dissipates heat from the electronic component (see Patent Document 2). ).
And by interposing grease between a semiconductor module and a cooling pipe and filling the space between both with grease, the cooling efficiency of the semiconductor module in the power converter mentioned above can be improved.

しかしながら、グリースは、その両側に配された半導体モジュール及び冷却管による受熱及び冷却に起因する熱ストレスを受ける。また、電力変換装置が自動車のエンジンルーム等に配置されたとき、その使用環境に起因する熱ストレスがグリースにかかることもある。
これにより、グリース中の油分が分離するブリード現象が起こり、グリース中にエアが混入してしまうおそれがある。その結果、グリースの熱伝導性が低下し、半導体モジュールの放熱が不充分となるおそれがある。
However, the grease is subjected to heat stress due to heat reception and cooling by the semiconductor modules and cooling pipes arranged on both sides thereof. In addition, when the power conversion device is disposed in an engine room of an automobile, thermal stress due to the use environment may be applied to the grease.
As a result, a bleed phenomenon in which the oil in the grease is separated may occur, and air may be mixed into the grease. As a result, the thermal conductivity of the grease decreases, and there is a risk that the heat radiation of the semiconductor module will be insufficient.

かかる不具合を解消するために、グリースの油分を架橋させてゲル化することにより上記のブリード現象を抑制することが考えられる。ところが、ゲルは、粘度が高いため、半導体モジュールと冷却管との間に、薄く一様に配置することが困難となる。即ち、ゲルを半導体モジュールや冷却管の表面に塗布しようとすると、粘度が高いために、どうしてもかすれが生じてしまい、半導体モジュールと冷却管との間に、確実にゲルを薄く充填することは困難である。また、かすれのないようにゲルを半導体モジュールや冷却管の表面に塗布するためには、塗布速度を低くする必要があり、生産性が低下してしまうという問題がある。   In order to solve such a problem, it is conceivable to suppress the bleed phenomenon by cross-linking the oil component of the grease and gelling. However, since the gel has a high viscosity, it is difficult to dispose the gel thinly and uniformly between the semiconductor module and the cooling pipe. That is, when the gel is applied to the surface of the semiconductor module or the cooling pipe, the viscosity is high, so that it is inevitably blurred, and it is difficult to reliably fill the gel thinly between the semiconductor module and the cooling pipe. It is. Moreover, in order to apply | coat a gel to the surface of a semiconductor module or a cooling pipe so that it may not fade, there exists a problem that it is necessary to make an application | coating speed low and productivity will fall.

特開2002−26215号公報JP 2002-26215 A 特開2005−5671号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-5671

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、放熱効率に優れ、生産性に優れた電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための電力変換装置及びその製造方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a conventional problem , and is an electric power for generating a drive current for energizing an electric motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle having excellent heat dissipation efficiency and excellent productivity. It is an object of the present invention to provide a conversion device and a manufacturing method thereof.

第1の発明は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと、該半導体モジュールを両面から冷却するための冷却部材とを積層配置してなり、
電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための電力変換装置であって、
上記半導体モジュールと上記冷却部材との間には、熱伝導性を有するゲルグリースが介在しており、
該ゲルグリースは、架橋度が16〜80%であることを特徴とする電力変換装置にある(請求項1)。
The first invention includes a semiconductor module constituting a part of a power conversion circuit, Ri Na and stacked and a cooling member for cooling the semiconductor module from both sides,
A power conversion device for generating a drive current for energizing an electric motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle ,
Between the semiconductor module and the cooling member, a gel grease having thermal conductivity is interposed,
The gel grease is in a power converter having a crosslinking degree of 16 to 80% (Claim 1).

次に、本発明の作用効果につき説明する。
本発明にかかる、電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための電力変換装置においては、上記半導体モジュールと上記冷却部材との間に、上記ゲルグリースが介在している。そのため、上記半導体モジュールと上記冷却部材とを、両者間に空隙を形成することなく、ゲルグリースを介して密着させることができる。それ故、半導体モジュールと冷却部材との間の熱抵抗を低減して、半導体モジュールの冷却効率を向上させることができる。
Next, the effects of the present invention will be described.
In the power conversion apparatus for generating a drive current for energizing an electric motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle according to the present invention, the gel grease is interposed between the semiconductor module and the cooling member. is doing. Therefore, the semiconductor module and the cooling member can be brought into close contact with each other without forming a gap between them. Therefore, the thermal resistance between the semiconductor module and the cooling member can be reduced, and the cooling efficiency of the semiconductor module can be improved.

そして、上記ゲルグリースの架橋度は16〜80%であるため、充分な熱伝導性を確保することができると共に、半導体モジュールと冷却部材との間に容易にゲルグリースを形成することができる。即ち、上記架橋度を有することにより、ゲルグリースは、熱ストレスに起因するブリード現象を抑制することができる。その結果、ゲルグリースの熱伝導性の低下を抑制し、半導体モジュールの放熱効率を確保することができる。また、上記架橋度を有することにより、ゲルグリースは、粘度が高くなりすぎることもなく、半導体モジュールや冷却部材の主面に、かすれ等を生じることなく均一に容易に塗布することができる。これにより、半導体モジュールの冷却効率を確保することができると共に、電力変換装置の生産性を向上させることができる。   And since the crosslinking degree of the said gel grease is 16-80%, while being able to ensure sufficient thermal conductivity, a gel grease can be easily formed between a semiconductor module and a cooling member. That is, by having the above degree of crosslinking, the gel grease can suppress a bleed phenomenon caused by thermal stress. As a result, a decrease in the thermal conductivity of the gel grease can be suppressed, and the heat dissipation efficiency of the semiconductor module can be ensured. Further, by having the above degree of crosslinking, the gel grease can be uniformly and easily applied to the main surface of the semiconductor module or the cooling member without causing a blur or the like without excessively high viscosity. Thereby, while being able to ensure the cooling efficiency of a semiconductor module, the productivity of a power converter device can be improved.

以上のごとく、本発明によれば、放熱効率に優れ、生産性に優れた、電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための電力変換装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a power conversion device for generating a drive current for energizing an electric motor, which is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle , having excellent heat dissipation efficiency and excellent productivity. Can do.

第2の発明は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと、該半導体モジュールを両面から冷却するための冷却部材とを積層配置してなり、
電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための電力変換装置を製造する方法であって、
上記半導体モジュールと上記冷却部材との少なくとも一方の主面に、熱伝導性を有すると共に架橋度が16〜80%であるゲルグリースをスクリーン印刷法により塗布する塗布工程と、
上記半導体モジュールと上記冷却部材とを、上記ゲルグリースを介して積層する積層工程とを有することを特徴とする電力変換装置の製造方法にある(請求項4)。
The second invention includes a semiconductor module constituting a part of a power conversion circuit, Ri Na and stacked and a cooling member for cooling the semiconductor module from both sides,
A method for manufacturing a power conversion device for generating a drive current for energizing an electric motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle ,
An application step of applying a gel grease having thermal conductivity and a crosslinking degree of 16 to 80% by screen printing on at least one main surface of the semiconductor module and the cooling member;
A method of manufacturing a power conversion device comprising: a laminating step of laminating the semiconductor module and the cooling member via the gel grease (claim 4).

次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置の製造方法は、上記塗布工程と上記積層工程とを有する。これにより、上記半導体モジュールと上記冷却部材とを、両者間に空隙を形成することなく、ゲルグリースを介して密着させることができる。
それ故、電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための、電力変換装置において、上記半導体モジュールと冷却部材との間の熱抵抗を低減して、半導体モジュールの冷却効率を向上させることができる。
Next, the effects of the present invention will be described.
The manufacturing method of the power converter includes the application process and the lamination process. Thereby, the said semiconductor module and the said cooling member can be closely_contact | adhered via gel grease, without forming a space | gap between both.
Therefore, in a power conversion device for generating a drive current for energizing an electric motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle, the thermal resistance between the semiconductor module and the cooling member is reduced, and the semiconductor module The cooling efficiency can be improved.

そして、上記塗布工程において上記半導体モジュールと上記冷却部材との少なくとも一方の主面に塗布する上記ゲルグリースの架橋度は16〜80%であるため、充分な熱伝導性を確保することができると共に、半導体モジュールと冷却部材との間に容易にゲルグリースを形成することができる。即ち、上記架橋度を有することにより、ゲルグリースは、熱ストレスに起因するブリード現象を抑制することができる。その結果、ゲルグリースの熱伝導性の低下を抑制し、半導体モジュールの放熱効率を確保することができる。また、上記架橋度を有することにより、ゲルグリースは、粘度が高くなりすぎることもなく、半導体モジュールや冷却部材の主面に、かすれ等を生じることなく均一に容易に塗布することができる。   And since the crosslinking degree of the said gel grease apply | coated to the at least one main surface of the said semiconductor module and the said cooling member in the said application | coating process is 16 to 80%, while being able to ensure sufficient thermal conductivity, The gel grease can be easily formed between the semiconductor module and the cooling member. That is, by having the above degree of crosslinking, the gel grease can suppress a bleed phenomenon caused by thermal stress. As a result, a decrease in the thermal conductivity of the gel grease can be suppressed, and the heat dissipation efficiency of the semiconductor module can be ensured. Further, by having the above degree of crosslinking, the gel grease can be uniformly and easily applied to the main surface of the semiconductor module or the cooling member without causing a blur or the like without excessively high viscosity.

また、上記塗布工程においては、上記ゲルグリースをスクリーン印刷法によって塗布するため、ゲルグリースを半導体モジュールの主面等に、薄く均一に形成することが可能となる。
これにより、半導体モジュールの冷却効率を確保することができると共に、電力変換装置の生産性を向上させることができる。
In the application step, since the gel grease is applied by a screen printing method, the gel grease can be thinly and uniformly formed on the main surface of the semiconductor module.
Thereby, while being able to ensure the cooling efficiency of a semiconductor module, the productivity of a power converter device can be improved.

以上のごとく、本発明によれば、放熱効率に優れ、生産性に優れた、電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための電力変換装置の製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a power conversion device for generating a drive current for energizing an electric motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle, which is excellent in heat dissipation efficiency and productivity. Can be provided.

第3の発明は、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと、該半導体モジュールを両面から冷却するための冷却部材とを、両者の間に絶縁部材を介して積層配置してなり、
電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための電力変換装置を製造する方法であって、
上記半導体モジュールと上記絶縁部材との少なくとも一方の主面、及び上記冷却部材と上記絶縁部材との少なくとも一方の主面に、熱伝導性を有すると共に架橋度が16〜80%であるゲルグリースをスクリーン印刷法により塗布する塗布工程と、
上記半導体モジュールと上記絶縁部材と上記冷却部材とを、上記ゲルグリースを介して積層する積層工程とを有することを特徴とする電力変換装置の製造方法にある(請求項6)。
A third invention is a semiconductor module constituting a part of a power conversion circuit, and a cooling member for cooling the semiconductor module from both sides, Ri Na and stacked via an insulating member therebetween,
A method for manufacturing a power conversion device for generating a drive current for energizing an electric motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle ,
Gel grease having thermal conductivity and a crosslinking degree of 16 to 80% is formed on at least one main surface of the semiconductor module and the insulating member and at least one main surface of the cooling member and the insulating member. An application step of applying by screen printing;
A method of manufacturing a power conversion device comprising: a laminating step of laminating the semiconductor module, the insulating member, and the cooling member via the gel grease (Claim 6).

本発明の場合にも、上記第2の発明と同様の作用効果を得ることができる。即ち、半導体モジュールと冷却部材との間に絶縁部材を介在させる必要のある上記電力変換装置を製造するに当たっても、上記第2の発明と同様の作用効果を得ることができる。
従って、本発明によれば、放熱効率に優れ、生産性に優れた、電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための電力変換装置の製造方法を提供することができる。
Also in the case of the present invention, the same effect as that of the second invention can be obtained. That is, the power conversion device that needs to interpose the insulating member between the semiconductor module and the cooling member in manufacturing, it is possible to obtain the same effect as the second invention.
Therefore, according to the present invention, there is provided a method for manufacturing a power conversion device for generating a drive current that is excellent in heat dissipation efficiency and excellent in productivity, and that is used to generate an electric current that is applied to an electric motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle. be able to.

上記第1〜第3の発明において、上記ゲルグリースとしては、例えば、熱伝導を促進する添加材が混入されたものを用いることができる。そして、該添加材としては、例えば、酸化亜鉛等の金属粉を用いることができる。
また、上記ゲルグリースの架橋度が16%未満の場合には、熱ストレスに起因するブリード現象を充分に抑制することが困難となる。その結果、ゲルグリースの熱伝導性の低下を招き、半導体モジュールの放熱効率を充分に確保することが困難となるおそれがある。一方、上記架橋度が80%を超える場合には、ゲルグリースの粘度が高くなりすぎて、半導体モジュールや冷却部材等の主面にゲルグリースを塗布する際に、かすれ等を生じるおそれがあり、均一に塗布することが困難となるおそれがある。
In the first to third inventions, as the gel grease, for example, a material in which an additive for promoting heat conduction is mixed can be used. And as this additive, metal powders, such as a zinc oxide, can be used, for example.
Moreover, when the degree of crosslinking of the gel grease is less than 16%, it is difficult to sufficiently suppress the bleed phenomenon caused by thermal stress. As a result, the thermal conductivity of the gel grease is lowered, and it may be difficult to ensure sufficient heat dissipation efficiency of the semiconductor module. On the other hand, when the degree of cross-linking exceeds 80%, the viscosity of the gel grease becomes too high, and there is a risk of causing blurring when applying the gel grease to the main surface of the semiconductor module, the cooling member, etc. It may be difficult to apply uniformly.

上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための、DC−DCコンバータやインバータ等がある。
また、上記半導体モジュールとしては、例えば、MOS型FET素子、IGBT素子、ダイオード、トランジスタ、サイリスタ、パワー集積回路等を内蔵したものがある。
The power conversion equipment is for generating a driving current supplied to the electric motor as a power source for electric vehicles and hybrid vehicles, there is a DC-DC converter or an inverter or the like.
The semiconductor module includes, for example, a MOS FET element, an IGBT element, a diode, a transistor, a thyristor, a power integrated circuit, and the like.

次に、上記第1の発明(請求項1)において、上記ゲルグリースは、上記半導体モジュールと上記冷却部材との双方に直接密着していることが好ましい(請求項2)。
この場合には、半導体モジュールと冷却部材との間に、上記ゲルグリースのみを介在させることとなる。それ故、熱抵抗の低減を図ることができる。
Next, in the first invention (invention 1), the gel grease is preferably in direct contact with both the semiconductor module and the cooling member (invention 2).
In this case, only the gel grease is interposed between the semiconductor module and the cooling member. Therefore, it is possible to reduce the thermal resistance.

また、上記半導体モジュールと上記冷却部材との間には、絶縁部材が介在しており、上記ゲルグリースは、上記絶縁部材と上記半導体モジュールとの間、及び上記絶縁部材と上記冷却部材との間の双方にそれぞれ介在していてもよい(請求項3)。
この場合には、上記半導体モジュールと上記冷却部材との間の電気的絶縁を確保することができる。例えば、半導体モジュールの主面に電極と電気的に接続された放熱板等が配置されている場合に、この放熱板と冷却部材との間の電気的絶縁を確保し、電力変換装置の正常な動作を確保する必要がある。かかる場合においても、本発明を適用して、放熱効率に優れ、生産性に優れた電力変換装置を得ることができる。
An insulating member is interposed between the semiconductor module and the cooling member, and the gel grease is between the insulating member and the semiconductor module and between the insulating member and the cooling member. It may be interposed in each of both (claim 3).
In this case, electrical insulation between the semiconductor module and the cooling member can be ensured. For example, when a heat sink or the like electrically connected to the electrode is disposed on the main surface of the semiconductor module, electrical insulation between the heat sink and the cooling member is ensured, It is necessary to ensure operation. Even in such a case, by applying the present invention, it is possible to obtain a power conversion device that is excellent in heat dissipation efficiency and excellent in productivity.

次に、上記第2の発明(請求項4)又は上記第3の発明(請求項6)において、上記積層工程の前における上記ゲルグリースの塗布厚みは20〜100μmであることが好ましい(請求項5、請求項7)。
この場合には、半導体モジュールと冷却部材との間、或いは、半導体モジュールと絶縁部材との間、及び絶縁部材と冷却部材との間の熱抵抗を低減して、半導体モジュールの冷却効率を向上させることができる。
Next, in the second invention (invention 4) or the third invention (invention 6), the gel grease applied thickness before the laminating step is preferably 20 to 100 μm (invention). 5. Claim 7).
In this case, the cooling efficiency of the semiconductor module is improved by reducing the thermal resistance between the semiconductor module and the cooling member, or between the semiconductor module and the insulating member, and between the insulating member and the cooling member. be able to.

即ち、上記塗布工程におけるゲルグリースの塗布厚みを20〜100μmとすることにより、上記積層工程において、半導体モジュールと冷却部材とを、或いは、半導体モジュールと絶縁部材とを、或いは、絶縁部材と冷却部材とを、互いに加圧してゲルグリースを押し潰すとき、ゲルグリースを薄く均一に延ばすことが容易となる。これにより、半導体モジュールと冷却部材との間、或いは、半導体モジュールと絶縁部材との間、及び絶縁部材と冷却部材との間のゲルグリースの厚みを充分に薄くすると共に、全体に充分に広げることができる。そのため、半導体モジュールと冷却部材との間の熱抵抗を低減して、半導体モジュールの冷却効率を向上させることができる。   That is, by setting the coating thickness of the gel grease in the coating step to 20 to 100 μm, in the stacking step, the semiconductor module and the cooling member, or the semiconductor module and the insulating member, or the insulating member and the cooling member are used. When the gel grease is crushed by applying pressure to each other, it becomes easy to extend the gel grease thinly and uniformly. As a result, the gel grease between the semiconductor module and the cooling member, or between the semiconductor module and the insulating member, and between the insulating member and the cooling member is made sufficiently thin and sufficiently widened as a whole. Can do. Therefore, the thermal resistance between the semiconductor module and the cooling member can be reduced, and the cooling efficiency of the semiconductor module can be improved.

上記ゲルグリースの塗布厚みが20μm未満の場合には、半導体モジュールと冷却部材との間等の接触面に、充分にゲルグリースを広げることが困難となるおそれがある。これにより、半導体モジュールと冷却部材との間等に、空気が介在してしまうおそれがある。一方、上記塗布厚みが100μmを超えると、上記積層工程において、上記ゲルグリースを充分に押し潰すことが困難となり、最終的なゲルグリースの厚みを小さくすることが困難となるおそれがある。これにより、半導体モジュールと冷却部材との間の熱抵抗が大きくなり、半導体モジュールの冷却効率を向上させることが困難となるおそれがある。   When the coating thickness of the gel grease is less than 20 μm, it may be difficult to sufficiently spread the gel grease on the contact surface such as between the semiconductor module and the cooling member. Thereby, there exists a possibility that air may intervene between a semiconductor module and a cooling member. On the other hand, when the coating thickness exceeds 100 μm, it is difficult to sufficiently crush the gel grease in the laminating step, and it may be difficult to reduce the final thickness of the gel grease. Thereby, the thermal resistance between the semiconductor module and the cooling member is increased, and it may be difficult to improve the cooling efficiency of the semiconductor module.

(実施例1)
本発明の実施例にかかる電力変換装置及びその製造方法につき、図1〜図7を用いて説明する。
本例の電力変換装置1は、図1、図2に示すごとく、電力変換回路の一部を構成する半導体モジュール2と、該半導体モジュール2を両面から冷却するための冷却部材としての冷却管4とを積層配置してなる。
Example 1
A power converter according to an embodiment of the present invention and a manufacturing method thereof will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the power conversion apparatus 1 of this example includes a semiconductor module 2 constituting a part of the power conversion circuit, and a cooling pipe 4 as a cooling member for cooling the semiconductor module 2 from both sides. Are laminated.

図1に示すごとく、半導体モジュール2と冷却管4との間には、熱伝導性を有するゲルグリース5が介在している。本例においては、半導体モジュール2と冷却管4との間に絶縁部材3が介在しており、ゲルグリース5は、絶縁部材3と半導体モジュール2との間、及び絶縁部材3と冷却部材4との間の双方にそれぞれ介在している。そして、このゲルグリース5の架橋度は16〜80%である。   As shown in FIG. 1, a gel grease 5 having thermal conductivity is interposed between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 4. In this example, the insulating member 3 is interposed between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 4, and the gel grease 5 is provided between the insulating member 3 and the semiconductor module 2 and between the insulating member 3 and the cooling member 4. Are intervened in both sides. And the degree of crosslinking of this gel grease 5 is 16 to 80%.

上記ゲルグリース5としては、熱伝導を促進する添加材として酸化亜鉛等の金属粉を充填してなるシリコーンゲルグリースを用いることができる。即ち、上記金属粉を添加してなるシリコーングリスに架橋剤を添加等することによりゲル化して、上記ゲルグリース5を得る。   As the gel grease 5, silicone gel grease filled with metal powder such as zinc oxide as an additive for promoting heat conduction can be used. That is, the gel grease 5 is obtained by gelation by adding a crosslinking agent to the silicone grease to which the metal powder is added.

上記電力変換装置1は、電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための、DC−DCコンバータやインバータである。
また、上記半導体モジュール2としては、例えば、MOS型FET素子、IGBT素子、ダイオード、トランジスタ、サイリスタ等の半導体素子を内蔵したものがある。
そして、半導体モジュール2は、半導体素子を内蔵するモジュール本体部20と、該モジュール本体部20から突出させた主電極端子221と信号端子222とを有する。また、モジュール本体部20の両主面には、上記主電極端子と電気的に接続された放熱板23が露出している。
この放熱板23と上記絶縁部材3とが対向配置され、両者の間にゲルグリース5が介在している。
Said power converter 1, for generating a driving current supplied to the electric motor as a power source for electric vehicles and hybrid vehicles, a DC-DC converter and the inverter.
The semiconductor module 2 includes, for example, a semiconductor element such as a MOS type FET element, an IGBT element, a diode, a transistor, or a thyristor.
The semiconductor module 2 includes a module main body 20 containing a semiconductor element, a main electrode terminal 221 and a signal terminal 222 protruding from the module main body 20. Moreover, the heat sink 23 electrically connected to the main electrode terminal is exposed on both main surfaces of the module body 20.
The heat radiating plate 23 and the insulating member 3 are disposed to face each other, and the gel grease 5 is interposed therebetween.

また、上記絶縁部材3はセラミック板からなり、冷却管4はアルミニウムからなる。
図1に示すごとく、冷却管4は、その内部に冷媒流路41を有しており、これに冷却媒体を流通させることができるよう構成してある。また、図2に示すごとく、複数の冷却管4の両端をそれぞれ連結するように連結パイプ401を配置し、2箇所のヘッダ部402を形成してある。また、該2箇所のヘッダ部401、402の一方の端部には、冷却管4に接続された冷媒導入口403と冷媒排出口404とがそれぞれ設けてある。このようにして、複数の冷却管4を並列配置してなる冷却器40が構成されている。
そして、隣り合う冷却管4の間に上述のごとく半導体モジュール2を挟持させ、冷却管4内に冷却媒体を流通させることにより、半導体モジュール2を両面から冷却することができる。
The insulating member 3 is made of a ceramic plate, and the cooling pipe 4 is made of aluminum.
As shown in FIG. 1, the cooling pipe 4 has a refrigerant channel 41 inside thereof, and is configured so that a cooling medium can be circulated therein. Further, as shown in FIG. 2, a connection pipe 401 is arranged so as to connect both ends of the plurality of cooling pipes 4, and two header portions 402 are formed. In addition, a refrigerant inlet 403 and a refrigerant outlet 404 connected to the cooling pipe 4 are provided at one end of the two header portions 401 and 402, respectively. Thus, the cooler 40 formed by arranging a plurality of cooling pipes 4 in parallel is configured.
The semiconductor module 2 can be cooled from both sides by sandwiching the semiconductor module 2 between the adjacent cooling pipes 4 as described above and circulating the cooling medium in the cooling pipe 4.

上記電力変換装置1を製造するに当たっては、図3〜図7に示すごとく、以下の塗布工程と積層工程とを繰り返す。即ち、塗布工程においては、半導体モジュール2と絶縁部材3との少なくとも一方の主面、及び冷却管4と絶縁部材との少なくとも一方の主面に、ゲルグリース5をスクリーン印刷法により塗布する。また、積層工程においては、半導体モジュール2と絶縁部材3と冷却部材4とを、ゲルグリース5を介して積層する。   In manufacturing the power converter 1, the following coating process and laminating process are repeated as shown in FIGS. That is, in the application step, the gel grease 5 is applied to at least one main surface of the semiconductor module 2 and the insulating member 3 and at least one main surface of the cooling pipe 4 and the insulating member by a screen printing method. In the stacking step, the semiconductor module 2, the insulating member 3, and the cooling member 4 are stacked via the gel grease 5.

以下に、図3〜図7を用いて具体的に説明する。
まず、図3に示すごとく、半導体モジュール2を、その一方の主面が上方を向く状態で、チャック治具61によって保持する。そして、上記半導体モジュール2の主面(放熱板23の表面)に、スクリーン印刷法によってゲルグリース5を印刷する。即ち、半導体モジュール2の主面に、印刷パターン621を有するスクリーンマスク62を覆い被せる。そして、該スクリーンマスク62の上面にゲルグリース5を載せると共に、ゲルグリース5を、スキージ63によってこすり付けるようにスクリーンマスク62の印刷パターン621からその下方の半導体モジュール2の主面に印刷する。
Below, it demonstrates concretely using FIGS. 3-7.
First, as shown in FIG. 3, the semiconductor module 2 is held by the chuck jig 61 with one main surface thereof facing upward. And the gel grease 5 is printed on the main surface (the surface of the heat sink 23) of the said semiconductor module 2 by the screen printing method. That is, the screen mask 62 having the print pattern 621 is covered on the main surface of the semiconductor module 2. Then, the gel grease 5 is placed on the upper surface of the screen mask 62, and the gel grease 5 is printed on the main surface of the semiconductor module 2 below the print pattern 621 of the screen mask 62 so as to be rubbed by the squeegee 63.

これにより、図4に示すごとく、半導体モジュール2の所望の位置、範囲に、ゲルグリース5を塗布する。このときのゲルグリース5の塗布厚みは20〜100μmの間で、略均一である。
次いで、図5に示すごとく、ゲルグリース5を塗布した半導体モジュール2の主面に、ゲルグリース5を介して、絶縁部材3を積層する。このとき、所定の加圧力で半導体モジュール2の主面に絶縁部材3を押し付けることにより、ゲルグリース5を押し潰して、半導体モジュール2と絶縁部材3との間に、薄く均一に拡げる。このときのゲルグリース5の膜厚は10μm以下とする。
As a result, as shown in FIG. 4, the gel grease 5 is applied to a desired position and range of the semiconductor module 2. The coating thickness of the gel grease 5 at this time is approximately uniform between 20 and 100 μm.
Next, as shown in FIG. 5, the insulating member 3 is laminated on the main surface of the semiconductor module 2 to which the gel grease 5 is applied via the gel grease 5. At this time, by pressing the insulating member 3 against the main surface of the semiconductor module 2 with a predetermined pressure, the gel grease 5 is crushed and spread thinly and uniformly between the semiconductor module 2 and the insulating member 3. The film thickness of the gel grease 5 at this time is 10 μm or less.

次いで、半導体モジュール2の反対側の主面にも、同様に、ゲルグリース5を塗布すると共に絶縁部材3を積層する。
次いで、図6に示すごとく、半導体モジュール2に積層した絶縁部材3の主面に、ゲルグリース5をスクリーン印刷する。スクリーン印刷の方法は、半導体モジュール2の主面への印刷時(図3)と同様である。
これにより、図7に示すごとく、絶縁部材3の主面に、ゲルグリース5を略均一厚みに形成する。このゲルグリース5の塗布厚みは20〜100μmである。
Next, the gel grease 5 is similarly applied to the opposite main surface of the semiconductor module 2 and the insulating member 3 is laminated.
Next, as shown in FIG. 6, gel grease 5 is screen-printed on the main surface of the insulating member 3 laminated on the semiconductor module 2. The screen printing method is the same as that when printing on the main surface of the semiconductor module 2 (FIG. 3).
Thereby, as shown in FIG. 7, the gel grease 5 is formed on the main surface of the insulating member 3 with a substantially uniform thickness. The coating thickness of the gel grease 5 is 20 to 100 μm.

次いで、半導体モジュール2の反対側の主面に積層した絶縁部材3の主面にも、同様に、ゲルグリース5をスクリーン印刷する。
次いで、図1に示すごとく、半導体モジュール2を隣り合う冷却管4の間に配置すると共に、冷却管4によって、半導体モジュール2の両主面からゲルグリース5を介して挟み込む。このとき、ゲルグリース5を、膜厚が10μm以下となるように押し潰す。
そして、複数の半導体モジュール2について、同様の組付け方法によって、冷却管4と積層することにより、図2に示すような電力変換装置1を得る。
Next, the gel grease 5 is similarly screen-printed on the main surface of the insulating member 3 laminated on the main surface on the opposite side of the semiconductor module 2.
Next, as shown in FIG. 1, the semiconductor module 2 is disposed between the adjacent cooling pipes 4, and is sandwiched by the cooling pipes 4 from both main surfaces of the semiconductor module 2 via the gel grease 5. At this time, the gel grease 5 is crushed so that the film thickness becomes 10 μm or less.
And about the several semiconductor module 2, the power converter device 1 as shown in FIG. 2 is obtained by laminating | stacking with the cooling pipe 4 with the same assembly | attachment method.

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記電力変換装置1においては、上記半導体モジュール2と上記冷却管4との間に、上記ゲルグリース5が介在している。そのため、半導体モジュール2と冷却管4とを、両者間に空隙を形成することなく、ゲルグリース5を介して密着させることができる。それ故、半導体モジュール2と冷却管4との間の熱抵抗を低減して、半導体モジュール2の冷却効率を向上させることができる。
Next, the function and effect of this example will be described.
In the power conversion device 1, the gel grease 5 is interposed between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 4. Therefore, the semiconductor module 2 and the cooling pipe 4 can be brought into close contact via the gel grease 5 without forming a gap between them. Therefore, the thermal resistance between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 4 can be reduced, and the cooling efficiency of the semiconductor module 2 can be improved.

本例においては特に、上述のごとく半導体モジュール2と冷却管4との間に絶縁部材3を介在させ、半導体モジュール2と絶縁部材3との間、及び絶縁部材3と冷却管4との間に、それぞれゲルグリース5が介在している。そのため、半導体モジュール2と絶縁部材3とを、両者間に空隙を形成することなく、ゲルグリース5を介して密着させることができると共に、絶縁部材3と冷却管4とを、両者間に空隙を形成することなく、ゲルグリース5を介して密着させることができる。それ故、半導体モジュール2と冷却管4との間の熱抵抗を低減して、半導体モジュール2の冷却効率を向上させることができる。   In this example, in particular, as described above, the insulating member 3 is interposed between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 4, and between the semiconductor module 2 and the insulating member 3 and between the insulating member 3 and the cooling pipe 4. In each case, gel grease 5 is interposed. Therefore, the semiconductor module 2 and the insulating member 3 can be brought into close contact with each other via the gel grease 5 without forming a gap therebetween, and the gap between the insulating member 3 and the cooling pipe 4 can be reduced. It can be made to adhere through the gel grease 5 without forming. Therefore, the thermal resistance between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 4 can be reduced, and the cooling efficiency of the semiconductor module 2 can be improved.

そして、上記ゲルグリース5の架橋度は16〜80%であるため、充分な熱伝導性を確保することができると共に、半導体モジュール2と絶縁部材3との間、及び絶縁部材3と冷却管4との間に容易にゲルグリース5を形成することができる。即ち、上記架橋度を有することにより、ゲルグリース5は、熱ストレスに起因するブリード現象を抑制することができる。その結果、ゲルグリース5の熱伝導性の低下を抑制し、半導体モジュール2の放熱効率を確保することができる。また、上記架橋度を有することにより、ゲルグリース5は、粘度が高くなりすぎることもなく、半導体モジュール2や冷却管4の主面に、かすれ等を生じることなく均一に容易に塗布することができる。これにより、半導体モジュール2の冷却効率を確保することができると共に、電力変換装置1の生産性を向上させることができる。   Since the gel grease 5 has a crosslinking degree of 16 to 80%, sufficient thermal conductivity can be ensured, and between the semiconductor module 2 and the insulating member 3 and between the insulating member 3 and the cooling pipe 4. The gel grease 5 can be easily formed between the two. That is, by having the said crosslinking degree, the gel grease 5 can suppress the bleed phenomenon resulting from a thermal stress. As a result, a decrease in the thermal conductivity of the gel grease 5 can be suppressed, and the heat dissipation efficiency of the semiconductor module 2 can be ensured. Further, the gel grease 5 can be uniformly and easily applied to the main surface of the semiconductor module 2 or the cooling pipe 4 without causing blurring by having the above degree of crosslinking. it can. Thereby, while being able to ensure the cooling efficiency of the semiconductor module 2, the productivity of the power converter device 1 can be improved.

また、本例の電力変換装置を製造するに当たり、上記塗布工程において、ゲルグリース5をスクリーン印刷法によって塗布するため、ゲルグリース5を半導体モジュール2の主面等に、薄く均一に形成することが可能となる。これにより、半導体モジュール2の冷却効率を確保することができると共に、電力変換装置1の生産性を向上させることができる。   Further, in manufacturing the power conversion device of this example, since the gel grease 5 is applied by the screen printing method in the application step, the gel grease 5 can be formed thinly and uniformly on the main surface of the semiconductor module 2 or the like. It becomes possible. Thereby, while being able to ensure the cooling efficiency of the semiconductor module 2, the productivity of the power converter device 1 can be improved.

そして、上記積層工程の前におけるゲルグリース5の塗布厚みは20〜100μmである。これにより、半導体モジュール2と絶縁部材3との間、及び絶縁部材3と冷却部材4との間の熱抵抗を低減して、半導体モジュール2の冷却効率を向上させることができる。   And the application | coating thickness of the gel grease 5 before the said lamination process is 20-100 micrometers. Thereby, the thermal resistance between the semiconductor module 2 and the insulating member 3 and between the insulating member 3 and the cooling member 4 can be reduced, and the cooling efficiency of the semiconductor module 2 can be improved.

以上のごとく、本例によれば、放熱効率に優れ、生産性に優れた電力変換装置及びその製造方法を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a power conversion device that is excellent in heat dissipation efficiency and excellent in productivity, and a manufacturing method thereof.

(実施例2)
本例は、図8に示すごとく、半導体モジュール2と冷却管4との間に、絶縁部材(図1の符号3参照)を介在させずに、ゲルグリース5のみを介在させた構成の電力変換装置1の例である。
ゲルグリース5は、半導体モジュール2と冷却管4との双方に直接密着している。
また、本例の半導体モジュール2は、主面に放熱板(図1の符号23参照)を露出させていない。そのため、半導体モジュール2と冷却管4との間に絶縁部材を介在させる必要がない。
その他は、実施例1と同様である。
(Example 2)
In this example, as shown in FIG. 8, the power conversion has a configuration in which only the gel grease 5 is interposed between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 4 without interposing an insulating member (see reference numeral 3 in FIG. 1). 2 is an example of the device 1;
The gel grease 5 is in direct contact with both the semiconductor module 2 and the cooling pipe 4.
Moreover, the semiconductor module 2 of this example does not expose the heat sink (see reference numeral 23 in FIG. 1) on the main surface. Therefore, it is not necessary to interpose an insulating member between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 4.
Others are the same as in the first embodiment.

本例の場合には、半導体モジュール2と冷却管4との間に一層のゲルグリース5を介在させるのみの構成とすることができるため、半導体モジュール2と冷却管4との間の熱抵抗の低減を図ることができる。これにより、半導体モジュール2の冷却効率をより向上させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, since it is possible to adopt a configuration in which only one layer of gel grease 5 is interposed between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 4, the thermal resistance between the semiconductor module 2 and the cooling pipe 4 is reduced. Reduction can be achieved. Thereby, the cooling efficiency of the semiconductor module 2 can be improved more.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

(実施例3)
本例は、図9に示すごとく、架橋度の異なる複数のゲルグリースの熱抵抗が、冷熱試験によってどのように変化するかを調べた例である。
試験に当たっては、架橋度をそれぞれ0%、50%、60%、70%、80%、100%としたゲルグリースを用意した。そして、ゲルグリースの初期塗布厚を50μmとし、2つの部材で挟み込み、約5μmの膜厚となるように押し潰した。そして、そのゲルグリースの表裏の間の熱抵抗を測定した。なお、冷熱試験を行う最中にゲルグリースの膜厚は多少薄くなる。
(Example 3)
In this example, as shown in FIG. 9, it was examined how the thermal resistance of a plurality of gel greases having different degrees of crosslinking changes due to a cooling test.
In the test, gel greases having a crosslinking degree of 0%, 50%, 60%, 70%, 80%, and 100% were prepared. The initial application thickness of the gel grease was 50 μm, sandwiched between two members, and crushed so as to have a film thickness of about 5 μm. And the thermal resistance between the front and back of the gel grease was measured. Note that the film thickness of the gel grease is somewhat reduced during the cold heat test.

また、冷熱試験は、気相において、−30℃の状態を30分継続した後110℃の状態を30時間継続するという工程を1サイクルとし、これを3000サイクル繰り返すことにより行った。そして、冷熱試験の前の初期、冷熱試験の途中、そして3000サイクル後において、それぞれゲルグリースの熱抵抗を測定した。
その結果を図9に示す。
The cold test was performed by repeating the process of 3,000 ° C. for one cycle in the gas phase in which the state of -30 ° C. was continued for 30 minutes and then the state of 110 ° C. was continued for 30 hours. And the thermal resistance of the gel grease was measured at the initial stage before the cooling test, during the cooling test, and after 3000 cycles.
The result is shown in FIG.

同図において、冷熱サイクルの前(冷熱サイクル数0)の時点の熱抵抗がいずれも高いのは、初期状態においてはゲルグリースの膜厚が大きく、その後、冷熱サイクルを行う間に膜厚が小さくなり安定するためであると考えられる。それ故、ゲルグリースの膜厚が最初から安定していたとすれば、500サイクル以上のデータから類推すると、500サイクル目よりも熱抵抗が小さい値であると考えられる。   In the figure, the thermal resistance before the cooling cycle (the number of cooling cycles 0) is high because the film thickness of the gel grease is large in the initial state, and then the film thickness is small during the cooling cycle. This is considered to be because it becomes stable. Therefore, if the film thickness of the gel grease is stable from the beginning, it can be considered that the thermal resistance is smaller than that at the 500th cycle by analogy with data of 500 cycles or more.

そして、図9から分かるように、500サイクル目のデータ以降については、冷熱サイクルを行うにつれ、徐々に熱抵抗が大きくなっているが、架橋度が0%のサンプルについては、特に熱抵抗が高くなっている。これは、熱ストレスに起因するブリード現象が生じているためであると考えられる。逆に、架橋度が50%以上のサンプルについては、比較的熱抵抗を小さく抑えることができる。
この結果から、架橋度0、即ちゲル化していないグリースの場合には、熱ストレスに起因するブリード現象によって、ゲルグリースの熱伝導性の低下を招くおそれがあり、架橋させることにより、熱伝導性の低下を抑制することができることが分かる。
As can be seen from FIG. 9, the data after the 500th cycle is gradually increased in thermal resistance as the cooling cycle is performed, but the sample having a crosslinking degree of 0% has a particularly high thermal resistance. It has become. This is considered to be because a bleed phenomenon caused by thermal stress occurs. Conversely, for a sample with a degree of crosslinking of 50% or more, the thermal resistance can be kept relatively small.
From this result, when the degree of crosslinking is 0, that is, when the grease is not gelled, the thermal conductivity of the gel grease may be reduced due to the bleed phenomenon caused by thermal stress. It can be seen that the decrease in the resistance can be suppressed.

(実施例4)
本例は、図10に示すごとく、ゲルグリースの架橋度と塗布状態との関係を調べた例である。
即ち、架橋度の異なる複数のゲルグリースを、種々の印刷速度(スキージの速度)にて、半導体モジュールの主面にスクリーン印刷し、その印刷状態を目視によって確認した。
観察結果を図10に示す。同図において、かすれのない良好なものを○、若干のかすれのあるものを△、かすれが多いものを×として表した。
Example 4
In this example, as shown in FIG. 10, the relationship between the degree of crosslinking of the gel grease and the application state is examined.
That is, a plurality of gel greases having different degrees of crosslinking were screen-printed on the main surface of the semiconductor module at various printing speeds (squeegee speeds), and the printed state was visually confirmed.
The observation results are shown in FIG. In the same figure, a good one without fading was represented as ◯, a slight fading was represented as Δ, and a faint one was represented as x.

試験結果から、架橋度が低いほど、印刷速度を速くしても良好な印刷が可能となることが分かる。そして、架橋度が80%以下であれば、印刷速度を75mm/秒としても、かすれを生じることなく良好な印刷を行うことができることが分かる。従って、架橋度を80%以下とすることにより、スクリーン印刷を効率よく行うことができ、生産性を向上させることができることが分かる。   From the test results, it can be seen that the lower the degree of crosslinking, the better the printing possible even if the printing speed is increased. And if a crosslinking degree is 80% or less, even if it sets a printing speed to 75 mm / sec, it turns out that favorable printing can be performed, without producing a blur. Therefore, it can be seen that by setting the degree of crosslinking to 80% or less, screen printing can be performed efficiently and productivity can be improved.

(実施例5)
本例は、図11に示すごとく、耐久性及び粘度の観点から、ゲルグリースの粘度の適正範囲を考察した例である。
即ち、上記実施例3において示した冷熱試験前後の熱抵抗の変化率についての架橋度依存性を、実線L1にて表す。また、架橋度と粘度との関係を実線L2にて表す。なお、図11において、左側の縦軸に冷熱試験前後の熱抵抗の変化率のスケールを示し、右側の縦軸に粘度のスケールを示す。また、粘度については、マルコム粘度計を用いて測定した。
(Example 5)
This example is an example in which an appropriate range of the viscosity of the gel grease is considered from the viewpoint of durability and viscosity, as shown in FIG.
That is, the dependency of the degree of crosslinking on the rate of change in thermal resistance before and after the cooling test shown in Example 3 is represented by a solid line L1. The relationship between the degree of crosslinking and the viscosity is represented by a solid line L2. In FIG. 11, the left vertical axis represents the rate of change in thermal resistance before and after the cooling test, and the right vertical axis represents the viscosity scale. The viscosity was measured using a Malcolm viscometer.

図11の実線L1から分かるように、架橋度を16%以上とすることにより、冷熱試験前後の熱抵抗変化率を100%以下とすることができる。これは、架橋度を16%以上とすれば、冷熱試験によって初期状態よりも熱抵抗が大きくなることを防ぐことができることを示し、耐久性を確保することができることを示す。   As can be seen from the solid line L1 in FIG. 11, the rate of change in thermal resistance before and after the cooling test can be made 100% or less by setting the degree of crosslinking to 16% or more. This indicates that if the degree of cross-linking is 16% or more, it is possible to prevent the thermal resistance from becoming larger than the initial state by the cold test, and it is possible to ensure durability.

また、図11の実線L2から分かるように、架橋度を約70%以上に大きくしていくと、粘度が徐々に高くなる。そして、ゲルグリースの製造バラツキを考慮すると、印刷作業性の観点から架橋度を80%以下とすることが望ましいことが分かる。   Further, as can be seen from the solid line L2 in FIG. 11, when the degree of crosslinking is increased to about 70% or more, the viscosity gradually increases. Then, considering the manufacturing variation of the gel grease, it can be seen that the degree of crosslinking is preferably 80% or less from the viewpoint of printing workability.

実施例1における、電力変換装置の一部を示す断面説明図。Sectional explanatory drawing which shows a part of power converter device in Example 1. FIG. 実施例1における、電力変換装置の斜視説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 実施例1における、半導体モジュールへのゲルグリースのスクリーン印刷方法の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a screen printing method of gel grease on a semiconductor module in Example 1. 実施例1における、半導体モジュールにゲルグリースを塗布した状態を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a state where gel grease is applied to the semiconductor module in the first embodiment. 実施例1における、半導体モジュールにゲルグリースを介して絶縁部材を積層した状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which laminated | stacked the insulating member on the semiconductor module through the gel grease in Example 1. FIG. 実施例1における、絶縁部材へのゲルグリースのスクリーン印刷方法の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a screen printing method of gel grease on an insulating member in Example 1. 実施例1における、絶縁部材にゲルグリースを介して絶縁部材を積層した状態を示す説明図。Explanatory drawing which shows the state which laminated | stacked the insulating member on the insulating member through the gel grease in Example 1. FIG. 実施例2における、電力変換装置の一部を示す断面説明図。Sectional explanatory drawing which shows a part of power converter device in Example 2. FIG. 実施例3における、冷熱試験による熱抵抗の変化を示す線図。The diagram which shows the change of the thermal resistance by the cold test in Example 3. FIG. 実施例4における、ゲルグリースの架橋度と塗布状態との関係を示す線図。The diagram which shows the relationship between the crosslinking degree of gel grease in Example 4, and an application state. 実施例5における、ゲルグリースの架橋度の適正範囲を示す線図。The diagram which shows the appropriate range of the crosslinking degree of the gel grease in Example 5. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 電力変換装置
2 半導体モジュール
3 絶縁部材
4 冷却管
5 ゲルグリース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 2 Semiconductor module 3 Insulation member 4 Cooling pipe 5 Gel grease

Claims (7)

電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと、該半導体モジュールを両面から冷却するための冷却部材とを積層配置してなり、
電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための電力変換装置であって、
上記半導体モジュールと上記冷却部材との間には、熱伝導性を有するゲルグリースが介在しており、
該ゲルグリースは、架橋度が16〜80%であることを特徴とする電力変換装置。
A semiconductor module constituting a part of a power conversion circuit, Ri Na with a cooling member for cooling the semiconductor module from both sides and stacked,
A power conversion device for generating a drive current for energizing an electric motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle ,
Between the semiconductor module and the cooling member, a gel grease having thermal conductivity is interposed,
The gel grease has a degree of cross-linking of 16 to 80%.
請求項1において、上記ゲルグリースは、上記半導体モジュールと上記冷却部材との双方に直接密着していることを特徴とする電力変換装置。   2. The power conversion device according to claim 1, wherein the gel grease is in direct contact with both the semiconductor module and the cooling member. 請求項1において、上記半導体モジュールと上記冷却部材との間には、絶縁部材が介在しており、上記ゲルグリースは、上記絶縁部材と上記半導体モジュールとの間、及び上記絶縁部材と上記冷却部材との間の双方にそれぞれ介在していることを特徴とする電力変換装置。   2. The insulating member is interposed between the semiconductor module and the cooling member according to claim 1, and the gel grease is provided between the insulating member and the semiconductor module, and between the insulating member and the cooling member. The power converter characterized by interposing both in between. 電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと、該半導体モジュールを両面から冷却するための冷却部材とを積層配置してなり、
電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための電力変換装置を製造する方法であって、
上記半導体モジュールと上記冷却部材との少なくとも一方の主面に、熱伝導性を有すると共に架橋度が16〜80%であるゲルグリースをスクリーン印刷法により塗布する塗布工程と、
上記半導体モジュールと上記冷却部材とを、上記ゲルグリースを介して積層する積層工程とを有することを特徴とする電力変換装置の製造方法。
A semiconductor module constituting a part of a power conversion circuit, Ri Na with a cooling member for cooling the semiconductor module from both sides and stacked,
A method for manufacturing a power conversion device for generating a drive current for energizing an electric motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle ,
An application step of applying a gel grease having thermal conductivity and a crosslinking degree of 16 to 80% by screen printing on at least one main surface of the semiconductor module and the cooling member;
A method for manufacturing a power conversion device, comprising: a laminating step of laminating the semiconductor module and the cooling member via the gel grease.
請求項4において、上記積層工程の前における上記ゲルグリースの塗布厚みは20〜100μmであることを特徴とする電力変換装置の製造方法5. The method of manufacturing a power conversion device according to claim 4, wherein a coating thickness of the gel grease before the laminating step is 20 to 100 [mu] m. 電力変換回路の一部を構成する半導体モジュールと、該半導体モジュールを両面から冷却するための冷却部材とを、両者の間に絶縁部材を介して積層配置してなり、
電気自動車やハイブリッド自動車の動力源である電気モータに通電する駆動電流を生成するための電力変換装置を製造する方法であって、
上記半導体モジュールと上記絶縁部材との少なくとも一方の主面、及び上記冷却部材と上記絶縁部材との少なくとも一方の主面に、熱伝導性を有すると共に架橋度が16〜80%であるゲルグリースをスクリーン印刷法により塗布する塗布工程と、
上記半導体モジュールと上記絶縁部材と上記冷却部材とを、上記ゲルグリースを介して積層する積層工程とを有することを特徴とする電力変換装置の製造方法。
A semiconductor module constituting a part of a power conversion circuit, and a cooling member for cooling the semiconductor module from both sides, Ri Na and stacked via an insulating member therebetween,
A method for manufacturing a power conversion device for generating a drive current for energizing an electric motor that is a power source of an electric vehicle or a hybrid vehicle ,
Gel grease having thermal conductivity and a crosslinking degree of 16 to 80% is formed on at least one main surface of the semiconductor module and the insulating member and at least one main surface of the cooling member and the insulating member. An application step of applying by screen printing;
The manufacturing method of the power converter device which has a lamination process which laminates | stacks the said semiconductor module, the said insulating member, and the said cooling member via the said gel grease.
請求項6において、上記積層工程の前における上記ゲルグリースの塗布厚みは20〜100μmであることを特徴とする電力変換装置の製造方法7. The method of manufacturing a power converter according to claim 6, wherein the gel grease is applied in a thickness of 20 to 100 [mu] m before the laminating step.
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