JP5304176B2 - 電力用半導体モジュール - Google Patents
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Description
特に、高電圧端子91,92の沿面距離Dが短いと、トラッキングにより沿面放電しやすくなるため、距離を充分に確保する必要がある。
該電力用半導体素子に放熱部材を介して電気的に接続し、所定間隔をおいて隣接配置された第1高電圧端子および第2高電圧端子と、
絶縁材料からなる封止部材と、
を備え、上記電力用半導体素子は上記封止部材中に封止され、
上記第1高電圧端子および第2高電圧端子は、その表面のうち、予め定められた端子接続用の露出面を除いた部分が上記絶縁材料に被覆されるように、上記封止部材中に封止され、
該封止部材には、第1端子接続孔が形成され、上記封止部材の表面から上記第1端子接続孔内における所定深さ位置にて上記第1高電圧端子の上記露出面が露出するとともに、上記封止部材に第2端子接続孔が形成され、該封止部材の表面から上記第2端子接続孔内における所定深さ位置にて上記第2高電圧端子の上記露出面が露出するよう構成されていることを特徴とする電力用半導体モジュールにある(請求項1)。
本発明によると、高電圧端子間の沿面距離は、第1端子接続孔の深さd1と、第2端子接続孔の深さd2と、端子間の最短距離d3との和となる。これにより、第1高電圧端子と第2高電圧端子との沿面距離を長くすることができ、充分な絶縁性を確保することが可能となる。
本発明(請求項1)において、上記第1端子接続孔および上記第2端子接続孔は隣接して上記封止部材の表面に開口し、上記第1端子接続孔の開口部と、上記第2端子接続孔の開口部との間に、上記封止部材の表面から突出する形状の凸部が形成されていることが好ましい(請求項2)。
この場合には、第1高電圧端子と第2高電圧端子との沿面距離をさらに長くすることができ、電力用半導体モジュールを一層、小型化することが可能となる。
この場合には、第1端子接続孔の開口縁と、第2端子接続孔の開口縁との間隔を広げることができるため、高電圧端子間の沿面距離をさらに長くすることが可能となる。
車両用の電力変換装置は、数百V〜千V程度の高い電圧が印加されるので、電力用半導体モジュールには、高電圧端子間の絶縁性を充分に確保することが要求される。また、車両用部品は小型化の要求が厳しいため、本発明の電力用半導体モジュールを使用した場合の効果が特に大きい。
本発明の実施例にかかる電力用半導体モジュールにつき、図1〜図6を用いて説明する。図1は電力用半導体モジュール1の概略図であり、図2は図1(B)のd−d矢視断面図である。また、図3は図1(A)のc−c矢視断面図である。図4は図1(B)の拡大図である。
図1、図2に示すごとく、本例の電力用半導体モジュール1は、電力用半導体素子2を備える。また、電力用半導体素子2に接続され、所定間隔をおいて隣接配置された第1高電圧端子11および第2高電圧端子12を備える。さらに、絶縁材料からなる封止部材3を備える。
電力用半導体素子2は封止部材3中に封止されている。第1高電圧端子11および第2高電圧端子12は、その表面のうち、予め定められた端子接続用の露出面11a,12a(図4参照)を除いた部分が絶縁材料に被覆されるように、封止部材3中に封止されている。
また、封止部材3には、第1端子接続孔41が形成され、封止部材3の表面から第1端子接続孔41内における所定深さ位置にて第1高電圧端子11の露出面11aが露出している。そして、封止部材3に第2端子接続孔42が形成され、封止部材3の表面から第2端子接続孔42内における所定深さ位置にて第2高電圧端子12の露出面12aが露出するよう構成されている。
本発明の電力用半導体モジュール1は、図1に示すごとく、第1高電圧端子11および第2高電圧端子12全体を封止部材3中に封止し、端子接続孔41,42を形成して高電圧端子11,12を部分的に露出させ、その露出面11a,12aから端子接続を行っている。
この構成にすると、図4に示すごとく、高電圧端子11,12間の沿面距離は、第1端子接続孔41の深さd1と、第2端子接続孔42の深さd2と、端子間の最短距離d3との和(d1+d2+d3)となる。これにより、第1高電圧端子11と第2高電圧端子12との沿面距離を長くすることができ、充分な絶縁性を確保することが可能となる。
この場合には、第1高電圧端子11および第2高電圧端子12の電気接続を行いやすい。
車両用の電力変換装置6は、数百V〜千V程度の高い電圧が印加されるので、電力用半導体モジュール1には、高電圧端子11、12間の絶縁性を充分に確保することが要求される。また、車両用部品は小型化の要求が厳しいため、本発明の電力用半導体モジュール1を使用した場合の効果が特に大きい。
本例は、封止部材3の形状を変えた例である。図7に示すごとく、第1端子接続孔41および第2端子接続孔42は隣接して封止部材3の表面に開口し、第1端子接続孔41の開口部4aと、第2端子接続孔42の開口部4bとの間に、封止部材3の表面から突出する形状の凸部5が形成されている。
より詳しくは、本例では2個の凸部が形成されている。すなわち、封止部材3の一方の主表面30aに第1の凸部5aが形成され、他方の主表面30bに第2の凸部5bが形成されている。
その他、実施例1と同様の構成を有する。
図7に示すごとく、凸部5を形成した場合には、第1高電圧端子11と第2高電圧端子12との沿面距離をさらに長くすることができ、電力用半導体モジュール1を一層、小型化することが可能となる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、第2端子接続孔42の形成位置を変えた例である。図8、図9に示すごとく、本例では、実施例1と比較して、第2端子接続孔42の位置をずらして形成している。より詳しくは、図9に示すごとく、第1高電圧端子11および第2高電圧端子12は所定間隔をおいて平行配置され、これら第1高電圧端子11および第2高電圧端子12の一端が電力用半導体素子2a,2bとの接続部51(図8(C)参照),52とされ、第1端子接続孔41は、第1高電圧端子11の接続部51から第1の距離L1をおいた位置に形成され、第2端子接続孔42は、第2高電圧端子12の接続部52から、第1の距離L1よりも短い第2の距離L2をおいた位置に形成されている。
その他、実施例1と同様の構成を備える。
上記構成によると、図9に示すごとく、第2接続端子42を第1接続端子41の真横に形成した場合(図9に点線で示す)と比較して、第1接続端子41と、第2接続端子42との最短距離d4を長くすることができる。これにより、第1高電圧端子11と第2高電圧端子12との沿面距離をさらに長くすることができる。そのため、電力用半導体モジュール1を一層、小型化することが可能となる。
その他、実施例1と同様の作用効果を備える。
本例は、端子接続孔の数を増やした例である。図10に示すごとく、本例では第1端子接続孔41と、第2端子接続孔42と、第3端子接続孔43との3個の端子接続孔を備える。図10の電力用半導体モジュール1は、実施例1の電力用半導体モジュールを2個接続して1個の部品にしたものである。すなわち、図10の電力用半導体モジュール1は、2個のIGBT(図6参照)と、2個のフリーホイールダイオードを1個の封止部材3中に封止している。例えば、第1高電圧端子11と第2高電圧端子12とを直流入力端子とし、第3高電圧端子13を交流出力端子とすることができる。
その他、実施例1と同様の構成を有する。
多くの電力用半導体素子2を内蔵すると、電力用半導体モジュール1のサイズが大きくなりがちだが、図10の構成にすることにより、高電圧端子11〜13間の沿面距離を長くすることができるため、これらの高電圧端子11〜13を接近して配置することが可能となる。これにより、電力用半導体モジュール1の全体のサイズを小さくしやすくなる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
11 第1高電圧端子
11a (第1高電圧端子の)露出面
12 第2高電圧端子
12a (第2高電圧端子の)露出面
2 電力用半導体素子
3 封止部材
30 (封止部材の)表面
5 凸部
6 電力変換装置
Claims (4)
- 電力用半導体素子と、
該電力用半導体素子に放熱部材を介して電気的に接続し、所定間隔をおいて隣接配置された第1高電圧端子および第2高電圧端子と、
絶縁材料からなる封止部材と、
を備え、上記電力用半導体素子は上記封止部材中に封止され、
上記第1高電圧端子および第2高電圧端子は、その表面のうち、予め定められた端子接続用の露出面を除いた部分が上記絶縁材料に被覆されるように、上記封止部材中に封止され、
該封止部材には、第1端子接続孔が形成され、上記封止部材の表面から上記第1端子接続孔内における所定深さ位置にて上記第1高電圧端子の上記露出面が露出するとともに、上記封止部材に第2端子接続孔が形成され、該封止部材の表面から上記第2端子接続孔内における所定深さ位置にて上記第2高電圧端子の上記露出面が露出するよう構成されていることを特徴とする電力用半導体モジュール。 - 請求項1において、上記第1端子接続孔および上記第2端子接続孔は隣接して上記封止部材の表面に開口し、上記第1端子接続孔の開口部と、上記第2端子接続孔の開口部との間に、上記封止部材の表面から突出する形状の凸部が形成されていることを特徴とする電力用半導体モジュール。
- 請求項1または請求項2において、上記第1高電圧端子および上記第2高電圧端子は所定間隔をおいて平行配置され、これら上記第1高電圧端子および第2高電圧端子の一端が上記電力用半導体素子との接続部とされ、上記第1端子接続孔は、上記第1高電圧端子の上記接続部から第1の距離をおいた位置に形成され、上記第2端子接続孔は、上記第2高電圧端子の上記接続部から、上記第1の距離よりも短い第2の距離をおいた位置に形成されていることを特徴とする電力用半導体モジュール。
- 請求項1〜請求項3のいずれか1項において、車両に搭載された直流電源を交流に変換する電力変換装置に用いられることを特徴とする電力用半導体モジュール。
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