JP5235068B2 - パワーモジュール - Google Patents

Description

本発明は、モジュール・プレート要素と杯形状のハウジングとを有するパワーモジュールに関し、この際、ハウジングの杯縁は、高くされた周囲外縁とこの外縁より内側に位置し且つ低くされた内縁とをもって段がつけられ形成されていて、この際、モジュール・プレート要素はハウジングに向くその内面の縁をもって、内縁に形成されモジュール・プレート要素の方へ隆起した隆起部に当接している。

この種のパワーモジュールは特許文献１に記載されている。

周知のパワーモジュールでは、パワーモジュールの製造時におけるモジュール・プレート要素の回避することのできない曲げの結果、生産粗悪品が、付属のハウジングに対するモジュール・プレート要素の捩れの結果、多くの場合、回避不能である。

ドイツ特許出願公開第１９６３０１７３号明細書

それ故、本発明の基礎を成す課題は、ハウジングに対するモジュール・プレート要素の捩れによる生産粗悪品が容易に回避される、冒頭に掲げた形式のパワーモジュールを創作することである。

前記の課題は、冒頭に掲げた形式のパワーモジュールにおいて、本発明に従い、ハウジングの杯縁の外縁には、互いに離間して、隆起部と同じ方向に外縁から突き出る複数の捩れ防止ノブが分布して形成されていることにより解決される。これらの捩れ防止ノブは、モジュール・プレート要素がハウジングの杯縁の外縁を越えて突出しているモジュール・プレート要素突出寸法に一致する高さサイズをもっている。

この際、捩れ防止ノブは、ハウジングの杯縁の外縁に対するモジュール・プレート要素の突出寸法よりも僅かに小さい高さサイズをもっている。他の可能性は、捩れ防止ノブが、ハウジングの杯縁の外縁に対するモジュール・プレート要素の突出寸法よりも僅かに大きい高さサイズをもっていることにある。

特に後者の形式の構成では、捩れ防止ノブが所定の可撓性をもっている即ち適切に圧縮可能であると合目的である。

捩れ防止ノブは角錐台形状又は円錐台形状で形成され得る。他の可能性は例えば、捩れ防止ノブを直方体形状で構成することにある。

捩れ防止ノブの特殊な形状に依存せず、捩れ防止ノブが内側で内面をもって形成されていて、この内面がハウジングの杯縁の外縁と内縁の間の段面と平面として面一であると有利であり、その理由はこの種の構成により、パワーモジュールの製造時、杯形状のハウジングに対する、パワー半導体素子及び他の電気素子及び／又は電子素子が備えられたモジュール・プレート要素の望まれない捩れが信頼性をもって防止され、その結果、生産粗悪品が回避されるためである。

他の詳細、特徴、長所は、図面において縮尺どおりでなく概要的に図示され、断片的に且つ部分的に切開されて明確にされた、本発明に従うパワーモジュールの２つの実施例に関する以下の記載から明らかとなる。

図１は、断片的に且つ部分的に切開され、モジュール・プレート要素１２と杯（コップ）形状のハウジング１４とを有するパワーモジュール１０を示している。モジュール・プレート要素１２は、例えば酸化アルミニウム（アルミナ）のような焼結セラミックから成るプレート形状の基板１６を有する。

基板１６の内側１８には導電トラック構造体２０が設けられていて、この導電トラック構造体２０には非図示のパワー半導体素子並びに電気素子及び／又は電子素子が接触されている。プレート形状の基板１６において内側１８とは反対側に位置する外側２２には金属被覆部２４が設けられていて、この金属被覆部２４は、プレート形状の基板１６から部分的に図示された冷却体２６への熱伝導部を形成する。

杯形状のハウジング１４は、図３からも見て取れるように、周回する杯縁２８を有する。この杯縁２８は、周回する高くされた外縁３０とこの外縁３０に対して内に配置され且つ低くされた内縁３２とをもって段がつけられて形成されている。内縁３２は、互いに且つ外縁３０から離間した隆起部３４と共に形成されている。モジュール・プレート要素１２、即ちそのプレート形状の基板１６は、パワーモジュール１０が組み立てられた状態でその内側の縁３６をもって隆起部３４に当接している。

モジュール・プレート要素１２は、金属被覆部２４により決定されているその外面３８を用い、所定の突出寸法Ｕだけハウジング１４の外縁３０を越えて突出している。

パワーモジュール１０の組立時、即ちパワーモジュール１０を冷却体２６に固定する際、杯形状のハウジング１４に対するモジュール・プレート要素１２の望まれない捩れを回避するために、ハウジング１４の杯縁２８の外縁３０には互いに離間されて捩れ防止ノブ４０が形成されている（図３も参照）。これらの捩れ防止ノブ４０は、内縁３２に形成されている隆起部３４と同じ方向へと外縁３０から離れていくように立設されている。

杯形状のハウジング１４に対するモジュール・プレート要素１２の捩れは、上記したように、捩れ防止ノブ４０を有する杯形状のハウジング１４の構成を伴わないと、パワーモジュール１０を冷却体２６とネジ止めする際に発生する。そのような通例のネジ止めが図１では一点鎖線４２により概要的に示唆されている。

図１で概要的に明確にされた実施例において捩れ防止ノブ４０は、ハウジング１４の杯縁２８の外縁３０に対するモジュール・プレート要素１２の突出寸法Ｕと同じ大きさ又はそれよりも僅かに大きい高さサイズをもっている。

それに対し、図２は、捩れ防止ノブ４０が、ハウジング１４の杯縁２８の外縁３０に対するモジュール・プレート要素１２の突出寸法Ｕよりも僅かに小さい高さサイズＨをもっている実施形態を明確にしている。

同じ部材には図２において図１のものと同じ符号が記入されているので、図２との関連で全ての部材を再度詳細に説明することは省略する。

捩れ防止ノブ４０は例えば角錐台形状又は円錐台形状で形成され得る。捩れ防止ノブ４０は小さな直方体としても構成され得る。捩れ防止ノブ４０の各々の形状に依存せず、これらは内側で内面４４をもって形成されていて、この内面４４はハウジング１４の杯縁２８の外縁３０と内縁３２の間の段面４６と平面として面一である。

パワーモジュールの第１実施形態を示す図である。 図１に類似する描写でパワーモジュールの第２実施形態を示す図である。 パワーモジュールのハウジングの構成を示す斜視図である。

符号の説明

１０ パワーモジュール
１２ モジュール・プレート要素
１４ 杯形状のハウジング
１６ プレート形状の基板
１８ プレート形状の基板の内側
２０ 導電トラック構造体
２２ プレート形状の基板の外側
２４ 金属被覆部
２６ 冷却体
２８ 杯形状のハウジングの杯縁
３０ 杯形状のハウジングの杯縁の外縁
３２ 杯形状のハウジングの杯縁の内縁
３４ 隆起部
３６ プレート形状の基板の内側の縁
３８ プレート形状の基板の外面
４０ 捩れ防止ノブ
４２ 一点鎖線／ネジ止め
４４ 捩れ防止ノブの内面
４６ 段面

Claims (8)

1. モジュール・プレート要素（１２）と杯形状のハウジング（１４）とを有するパワーモジュール（１０）であって、前記ハウジング（１４）の杯縁（２８）が、高くされた周囲外縁（３０）とこの外縁（３０）より内側に位置し且つ低くされた内縁（３２）とをもって段がつけられ形成されていて、前記モジュール・プレート要素（１２）が、前記ハウジング（１４）に向くその内面の縁（３６）をもって、前記内縁（３２）に形成され前記モジュール・プレート要素（１２）の方へ隆起した隆起部（３４）に当接し、前記内面と反対側のその外面（３８）をもって、所定の突出寸法（Ｕ）だけハウジング（１４）の前記外縁（３０）を越えて突出しており、ハウジング（１４）の前記杯縁（２８）の前記外縁（３０）には、互いに離間して、前記隆起部（３４）と同じ方向に前記外縁（３０）から突き出る複数の捩れ防止ノブ（４０）が分布して形成されている、前記パワーモジュール。
2. 捩れ防止ノブ（４０）が、ハウジング（１４）の杯縁（２８）の外縁（３０）に対するモジュール・プレート要素（１２）の突出寸法（Ｕ）に一致する高さサイズ（Ｈ）をもっていることを特徴とする、請求項１に記載のパワーモジュール。
3. 捩れ防止ノブ（４０）が、ハウジング（１４）の杯縁（２８）の外縁（３０）に対するモジュール・プレート要素（１２）の突出寸法（Ｕ）よりも僅かに小さい高さサイズ（Ｈ）をもっていることを特徴とする、請求項１に記載のパワーモジュール。
4. 捩れ防止ノブ（４０）が、ハウジング（１４）の杯縁（２８）の外縁（３０）に対するモジュール・プレート要素（１２）の突出寸法（Ｕ）と同じ大きさ又はそれよりも僅かに大きい高さサイズ（Ｈ）をもっていることを特徴とする、請求項１に記載のパワーモジュール。
5. 捩れ防止ノブ（４０）が所定の可撓性をもっていることを特徴とする、請求項４に記載のパワーモジュール。
6. 捩れ防止ノブ（４０）が角錐台形状で形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のパワーモジュール。
7. 捩れ防止ノブ（４０）が円錐台形状で形成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のパワーモジュール。
8. 捩れ防止ノブ（４０）が内側で内面（４４）をもって形成されていて、この内面（４４）がハウジング（１４）の杯縁（２８）の外縁（３０）と内縁（３２）の間の段面（４６）と平面として面一であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のパワーモジュール。

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