JP5803560B2 - Semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は,冷却器と半導体素子とを積層してなる半導体装置に関する。さらに詳細には,例えばモーター等の電気機器との間で電流をやりとりする半導体素子と,その半導体素子の電流による発熱を防止する冷却器とを有する半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device in which a cooler and a semiconductor element are stacked. More specifically, the present invention relates to a semiconductor device having a semiconductor element that exchanges current with an electric device such as a motor and a cooler that prevents heat generated by the current of the semiconductor element.

従来から,モータ等の電力消費機器へ供給する電流の制御に,インバータ等の半導体素子が用いられている。また,発電機のように電力を発生する機器からの電流の制御にも半導体素子が用いられる。これら電流を取り扱う半導体素子は,一般に使用時の発熱量が大きい。そのため,半導体素子と冷却器とを接触させて使用することがある。例えばハイブリッド自動車では,動力の発生と発電とを行うモータの電流制御に,多数のインバータと多数の冷却器とを積層した状態の装置が用いられている。   Conventionally, a semiconductor element such as an inverter is used to control a current supplied to a power consuming device such as a motor. A semiconductor element is also used to control current from a device that generates electric power, such as a generator. Semiconductor devices that handle these currents generally generate a large amount of heat during use. Therefore, the semiconductor element and the cooler may be used in contact with each other. For example, in a hybrid vehicle, a device in which a large number of inverters and a large number of coolers are stacked is used for current control of a motor that generates power and generates power.

さらに,1つの装置にて,2以上の電力消費機器または電力発生機器を併用する場合がある。例えばハイブリッド自動車の中でも2モータ式といわれるものでは,エンジン回転による回生発電を行う第1モータと,車輪を駆動する動力源である第2モータとを有している。このような場合,2つのモータ(電力消費機器または電力発生機器)の電流レベルは同じとは限らない。2モータ式ハイブリッド自動車の場合では,第2モータの電流レベルを10とすれば,第1モータの電流レベルは概ね1〜3.5程度である。電流レベルが異なれば当然,対応するインバータ(半導体素子)の発熱量も異なる。   Furthermore, there are cases where two or more power consuming devices or power generating devices are used together in one device. For example, a so-called two-motor type hybrid vehicle has a first motor that performs regenerative power generation by engine rotation and a second motor that is a power source for driving wheels. In such a case, the current levels of the two motors (power consuming device or power generating device) are not always the same. In the case of a two-motor hybrid vehicle, if the current level of the second motor is 10, the current level of the first motor is approximately 1 to 3.5. Naturally, if the current level is different, the amount of heat generated by the corresponding inverter (semiconductor element) is also different.

このような場合にそれぞれのインバータ(半導体素子)を均等に冷却したのでは,インバータ間に温度差が生じてしまう。この温度差のため,両インバータ間で寿命の進行の程度に差が生じたり,冷却器に熱応力が発生する等の弊害が生じうる。これを解消しようとする従来技術として,特許文献1に記載の技術が挙げられる。同文献の技術では,チューブ(冷却器)の部位により冷却能力に差を設けている。そして,チューブにおける冷却能力の高い部位で発熱量が高い電子部品(半導体素子)を保持し,冷却能力の低い部位で発熱量が低い電子部品を保持するようにしている。これにより,電子部品間での温度差の解消を図っている。   In such a case, if each inverter (semiconductor element) is evenly cooled, a temperature difference occurs between the inverters. Due to this temperature difference, there may be a negative effect such as a difference in the progress of life between the two inverters, or a thermal stress in the cooler. As a conventional technique for overcoming this problem, there is a technique described in Patent Document 1. In the technology of this document, a difference is provided in the cooling capacity depending on the portion of the tube (cooler). An electronic component (semiconductor element) having a high heat generation amount is held in a portion of the tube having a high cooling capacity, and an electronic component having a low heat generation amount is held in a portion having a low cooling capacity. In this way, temperature differences between electronic components are eliminated.

特許第4265510号公報Japanese Patent No. 4265510

しかしながら前記した従来の技術には,次のような問題点があった。上記のように半導体素子間で発熱量に差異がある場合,発熱量の大きい方の半導体素子については,相当に高い冷却性を確保する必要がある。このため通常,冷却器の冷却性能だけでなく,半導体素子自体の放熱性も上げておくことになる。そして,冷却器のうち,発熱量の小さい方の半導体素子を保持する部分の冷却能力を小さくするのである。   However, the conventional techniques described above have the following problems. When there is a difference in the amount of heat generated between the semiconductor elements as described above, it is necessary to ensure a considerably high cooling performance for the semiconductor element having the larger amount of generated heat. For this reason, not only the cooling performance of the cooler but also the heat dissipation of the semiconductor element itself is usually increased. And the cooling capacity of the part which hold | maintains the semiconductor element with the smaller calorific value among coolers is made small.

半導体素子自体の放熱性を上げる具体的な手法としては,放熱面積を十分に大きく確保することや,個々の半導体素子のサイズを小さくして替わりに個数を増やすことが挙げられる。しかしサイズに関しては,実際にはあまり小型化できない。ブロック電極や制御配線の配置のため,また耐圧性や耐降伏性といった電気的特性の確保のためにはある程度のサイズが必要だからである。そこで放熱面の大面積化のために両面冷却型とされることになる。   Specific methods for increasing the heat dissipation performance of the semiconductor element itself include securing a sufficiently large heat dissipation area and decreasing the size of each semiconductor element and increasing the number instead. However, in terms of size, it cannot actually be reduced in size. This is because a certain size is required for the arrangement of block electrodes and control wiring, and for securing electrical characteristics such as withstand voltage and breakdown resistance. Therefore, a double-sided cooling type is adopted in order to increase the area of the heat radiation surface.

しかし両面冷却型の半導体素子は,必要な部品点数や工程数が多いという問題がある。樹脂封止後に両面の樹脂を除去する必要があることや,冷却器に挿入する際に絶縁板を両面に必要とすることのためである。そのため,製造が煩雑でコストも高いのである。これに対し,冷却器の冷却能力を部分的に下げることは,工程数やコストを削減する要因にはならない。   However, the double-sided cooling type semiconductor device has a problem that it requires a large number of parts and processes. This is because it is necessary to remove the resin on both sides after the resin sealing, and an insulating plate is required on both sides when inserted into the cooler. Therefore, manufacturing is complicated and cost is high. On the other hand, partially reducing the cooling capacity of the cooler does not cause a reduction in the number of processes and costs.

本発明は,前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは,発熱量が異なる複数の半導体素子を冷却器とともに備える半導体装置において,半導体素子ごとの発熱量に応じた適切な冷却性能と,工程数やコストの削減とを両立することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art. That is, the problem is that in a semiconductor device provided with a plurality of semiconductor elements having different heat generation amounts together with a cooler, both proper cooling performance according to the heat generation amount for each semiconductor element and reduction in the number of processes and costs are achieved. There is.

この課題の解決を目的としてなされた本発明の半導体装置は,内部に冷媒を通す冷却器と,半導体素子とを積層してなるものであって,半導体素子として,動作時の発熱量が大きい回路を構成するとともに,両面が放熱面とされ両方の放熱面がいずれも冷却器と接触するように配置されている両面放熱半導体素子と,動作時の発熱量が小さい回路を構成するとともに,一方の面が放熱面とされその放熱面が冷却器と接触するように配置されている複数の片面放熱半導体素子とを有し,片面放熱半導体素子はいずれも,放熱面と反対側の非放熱面も冷却器と接触するように配置されている。 The semiconductor device of the present invention, which has been made for the purpose of solving this problem, is a circuit in which a cooler through which a refrigerant is passed and a semiconductor element are laminated, and a circuit that generates a large amount of heat during operation as a semiconductor element. In addition, a double-sided heat-dissipating semiconductor element in which both sides are heat-dissipating surfaces and both heat-dissipating surfaces are in contact with the cooler, and a circuit that generates a small amount of heat during operation, surface has its heat radiating surface is a heat radiating surface and a plurality of single-sided heat radiation semiconductor elements arranged in contact with the cooler, both single-sided heat dissipation semiconductor devices, also non-radiating surface of the radiating face opposite Arranged to contact the cooler .

この半導体装置は,大電流の負荷および小電流の負荷に接続されて使用されるものである。大電流の負荷に接続される部分の回路は動作時の発熱量が大きく,小電流の負荷に接続される部分の回路は動作時の発熱量が小さい。そこで本発明の半導体装置では,大電流の負荷に接続される部分には両面放熱半導体素子を配置して回路を構成し,小電流の負荷に接続される部分には片面放熱半導体素子を配置して回路を構成している。これにより,装置全体を両面放熱半導体素子で構成する場合と比較して,必要な冷却性能を確保しつつ構造の簡素化を実現している。本発明において,半導体素子の放熱面が冷却器と接触するとは,放熱面と冷却器とが直に接触する場合に限らず,絶縁部材等の中間部材を間に挟んで接触する場合を含むものとする。   This semiconductor device is used by being connected to a large current load and a small current load. The circuit connected to the high current load generates a large amount of heat during operation, and the circuit connected to the small current load generates a small amount of heat during operation. Therefore, in the semiconductor device of the present invention, a double-sided heat-dissipating semiconductor element is arranged in a part connected to a high-current load, and a single-sided heat-dissipating semiconductor element is arranged in a part connected to a small-current load. Circuit. As a result, the structure is simplified while the necessary cooling performance is ensured as compared with the case where the entire apparatus is composed of double-sided heat dissipation semiconductor elements. In the present invention, the heat dissipation surface of the semiconductor element is in contact with the cooler is not limited to the case where the heat dissipation surface and the cooler are in direct contact with each other, but includes the case where the intermediate member such as an insulating member is sandwiched between them. .

本発明の別の態様の半導体装置は,内部に冷媒を通す冷却器と,半導体素子とを積層してなるものであって,半導体素子として,動作時の発熱量が大きい回路を構成するとともに,両面が放熱面とされ両方の放熱面がいずれも冷却器と接触するように配置されている両面放熱半導体素子と,動作時の発熱量が小さい回路を構成するとともに,一方の面が放熱面とされその放熱面が冷却器と接触するように配置されている複数の片面放熱半導体素子を有し,片面放熱半導体素子のうち一部のものは,片面放熱半導体素子および両面放熱半導体素子の中で最も端に位置し,放熱面が,他の片面放熱半導体素子および両面放熱半導体素子の方を向くとともに冷却器と接触し,他方の面が他の冷却器と接触しないように配置されている。これにより,必要な冷却器の個数を削減できる。さらに,片面放熱半導体素子のうち残りのものは,両方の面がいずれも冷却器と接触するとともに,放熱面の向きが,最も端に位置する片面放熱半導体素子の放熱面と同じ向きになるように配置されていることが望ましい。これにより,片面放熱半導体素子により構成される回路部分の冷却器の負担が均一化される。 A semiconductor device according to another aspect of the present invention is formed by laminating a cooler through which a refrigerant passes and a semiconductor element. The semiconductor element constitutes a circuit that generates a large amount of heat during operation. A double-sided heat-dissipating semiconductor element that is arranged so that both sides are heat-dissipating surfaces and both heat-dissipating surfaces are in contact with the cooler, and a circuit that generates a small amount of heat during operation, and one surface is the heat-dissipating surface by a plurality of single-sided heat radiation semiconductor elements whose radiating surface is placed in contact with the cooler, what part of the single-sided heat radiation semiconductor elements, among the one-side radiating semiconductor element and double-sided heat dissipation semiconductor devices in and endmost, the heat dissipation surface is in contact with the cooler with facing the other single-sided heat radiation semiconductor elements and the double-sided radiator semiconductor element, that the other surface are disposed so as not to contact the other of the cooler . This can reduce the number of required coolers. Furthermore, the remaining single-sided heat-dissipating semiconductor elements are such that both surfaces are in contact with the cooler and that the heat-dissipating surface is oriented in the same direction as the heat-dissipating surface of the single-sided heat-dissipating semiconductor element located at the end. It is desirable to be arranged in. Thereby, the burden of the cooler of the circuit part comprised by the single-sided heat dissipation semiconductor element is equalized.

そして,片面放熱半導体素子ばかりでなく両面放熱半導体素子も複数有し,片面放熱半導体素子と両面放熱半導体素子とが交互に配置されていることが望ましい。これにより,半導体装置全体として,冷却器の負担の均一化が図られる。   And it is desirable to have not only a single-sided heat dissipation semiconductor element but also a plurality of double-sided heat dissipation semiconductor elements, and the single-sided heat dissipation semiconductor elements and the double-sided heat dissipation semiconductor elements are alternately arranged. Thereby, the burden on the cooler can be made uniform as a whole semiconductor device.

発明のさらに別の態様の半導体装置は,内部に冷媒を通す冷却器と,半導体素子とを積層してなるものであって,半導体素子として,動作時の発熱量が大きい回路を構成するとともに,両面が放熱面とされ両方の放熱面がいずれも冷却器と接触するように配置されている両面放熱半導体素子と,動作時の発熱量が小さい回路を構成するとともに,一方の面が放熱面とされその放熱面が冷却器と接触するように配置されている複数の片面放熱半導体素子を有し,複数の片面放熱半導体素子は,各放熱面がそれぞれ冷却器と接触し,他方の面同士が互いに接触するように配置されたものであ。これにより,片面放熱半導体素子で構成される回路の部分で,インダクタンスの低減が図られる。片面放熱半導体素子における「他方の面」同士の間に冷却器がない分,片面放熱半導体素子2枚分の厚みが削減されているからである。 According to still another aspect of the present invention , a semiconductor device is formed by laminating a cooler through which a refrigerant is passed and a semiconductor element. The semiconductor element forms a circuit that generates a large amount of heat during operation. , A double-sided heat-dissipating semiconductor element that is arranged so that both sides are heat-dissipating surfaces and both heat-dissipating surfaces are in contact with the cooler, and a circuit that generates a small amount of heat during operation, and one surface is a heat-dissipating surface and by a plurality of single-sided heat radiation semiconductor elements whose radiating surface is placed in contact with the cooler, a plurality of single-sided heat dissipating semiconductor devices, the heat radiation surfaces in contact with each cooler, the other surface Ru der what each other are placed in contact with each other. As a result, the inductance is reduced in the circuit portion constituted by the single-sided heat dissipation semiconductor element. This is because the thickness of two single-side heat dissipation semiconductor elements is reduced by the absence of a cooler between the “other surfaces” of the single-side heat dissipation semiconductor elements.

本発明のさらに別の態様の半導体装置は,内部に冷媒を通す冷却器と,半導体素子とを積層してなるものであって,半導体素子として,動作時の発熱量が大きい回路を構成するとともに,両面がいずれも冷却器と接触するように配置されている両面放熱半導体素子と,動作時の発熱量が小さい回路を構成するとともに,一方の面のみが冷却器と接触するように配置されている複数の片面放熱半導体素子とを有し,複数の片面放熱半導体素子が,冷却器と冷却器との間に重ねて挟み込まれているものであるAccording to still another aspect of the present invention, a semiconductor device is formed by laminating a cooler through which a refrigerant is passed and a semiconductor element. The semiconductor element forms a circuit that generates a large amount of heat during operation. The double-sided heat-dissipating semiconductor element is arranged so that both sides are in contact with the cooler, and the circuit generates a small amount of heat during operation, and only one side is placed in contact with the cooler. and a plurality of single-sided heat radiation semiconductor elements are a plurality of one-side radiating semiconductor element, in which Cascade is sandwiched between the cooler and the cooler.

この半導体装置における「片面放熱半導体素子」は,一方の面が冷却器と接触し,他方の面は冷却器と接触しないように配置されている半導体素子である。半導体素子自体の構造としては両面が放熱面様に構成されていてもよい。この半導体装置でも,[0010]の半導体装置と同様に,装置全体を両面放熱半導体素子で構成する場合と比較して,必要な冷却性能を確保しつつ構造の簡素化を実現しており,共通する特別の技術的特徴を有している。   The “single-side heat dissipation semiconductor element” in this semiconductor device is a semiconductor element arranged so that one surface is in contact with the cooler and the other surface is not in contact with the cooler. As a structure of the semiconductor element itself, both surfaces may be configured like a heat dissipation surface. Similar to the semiconductor device of [0010], this semiconductor device also achieves a simplified structure while ensuring the necessary cooling performance, compared to the case where the entire device is composed of double-sided heat dissipation semiconductor elements. Have special technical features.

本発明のさらに別の態様の半導体装置は,内部に冷媒を通す冷却器と,半導体素子とを積層してなるものであって,半導体素子として,動作時の発熱量が大きい回路を構成するとともに,両面がいずれも冷却器と接触するように配置されている両面放熱半導体素子と,動作時の発熱量が小さい回路を構成するとともに,一方の面のみが冷却器と接触するように配置されている複数の片面放熱半導体素子を有し,複数の片面放熱半導体素子は,各々の一方の面がそれぞれ冷却器と接触し,他方の面同士が互いに接触するように配置されているものである。これにより,たとえ構造的には両面が放熱面様に構成されている半導体素子であっても実質的に片面放熱半導体素子として使用していることになる。また,冷却器の個数削減やインダクタンス低減が図られる。 Further semiconductor equipment of another embodiment of the present invention constitutes a cooler through the refrigerant therein, there is formed by laminating a semiconductor element, a semiconductor element, a circuit calorific value is large at the time of operation In addition, a double-sided heat-dissipating semiconductor element that is arranged so that both sides are in contact with the cooler and a circuit that generates a small amount of heat during operation are configured, and only one side is placed in contact with the cooler. and a plurality of single-sided heat radiation semiconductor elements are a plurality of single-sided heat dissipation semiconductor devices, in which one side of each of which is arranged so as to contact with each condenser between the other surface is in contact with each other There is . Thus, even if the semiconductor element is structurally configured to have a heat radiating surface, the semiconductor element is substantially used as a single-sided heat radiating semiconductor element. In addition, the number of coolers and inductance can be reduced.

[0017]の半導体装置をさらに限定した発明概念として,次のものが挙げられる。
[発明概念1]
[0017]に記載の半導体装置において,
前記複数の片面放熱半導体素子の一部は,電源のハイサイド線と負荷側端子との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の残りのものは,負荷側端子と電源のローサイド線との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記一方の面は,電源のハイサイド線との接続面および電源のローサイド線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面はいずれも,負荷側端子との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面同士が直に接触していることを特徴とする半導体装置。
[0017] As an inventive concept that further limits the semiconductor device of [0017], the following can be cited.
[Invention concept 1]
[0017] In the semiconductor device according to [0017],
A part of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is used to interrupt conduction between the high-side line of the power source and the load-side terminal,
The remaining ones of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements are for continuity of conduction between the load-side terminal and the low-side line of the power source,
The one surface of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is a connection surface with a high-side line of a power source and a connection surface with a low-side line of a power source,
Each of the other surfaces of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is a connection surface with a load side terminal,
The semiconductor device, wherein the other surfaces of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements are in direct contact with each other.

あるいは次のものも考えられる。
[発明概念2]
[0017]に記載の半導体装置において,
前記複数の片面放熱半導体素子の一部は,電源のハイサイド線と負荷側端子との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の残りのものは,負荷側端子と電源のローサイド線との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記一方の面はいずれも,負荷側端子との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面は,電源のハイサイド線との接続面および電源のローサイド線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面同士が,間に絶縁部材を挟んで接触していることを特徴とする半導体装置。
Or the following can be considered.
[Invention concept 2]
[0017] In the semiconductor device according to [0017],
A part of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is used to interrupt conduction between the high-side line of the power source and the load-side terminal,
The remaining ones of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements are for continuity of conduction between the load-side terminal and the low-side line of the power source,
Each of the one surface of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is a connection surface with a load side terminal,
The other surface of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is a connection surface with a high-side line of a power supply and a connection surface with a low-side line of a power supply,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the other surfaces of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements are in contact with each other with an insulating member interposed therebetween.

また,[0010]〜[0019]に記載の本発明の半導体装置では,両面放熱半導体素子が,車両における電源から動力発生担当モータへの供給電流を制御する動力モータ駆動回路を構成しており,片面放熱半導体素子が,車両における回生発電担当モータから電源への回生電流を制御する発電モータ駆動回路を構成していることが望ましい。一般に2モータ式のハイブリッド車や電気自動車等の電動車両では,回生発電担当モータの電流は動力発生担当モータへの供給電流の3分の1程度で,駆動回路の発熱量にもそれに見合った程度の差がある。よって,本発明を適用することで,必要な冷却性能を確保しつつ構造を簡素化できる。   In the semiconductor device according to the present invention described in [0010] to [0019], the double-sided heat dissipation semiconductor element constitutes a power motor drive circuit that controls a supply current from a power source in a vehicle to a power generation responsible motor, It is desirable that the single-sided heat dissipation semiconductor element constitutes a generator motor drive circuit that controls the regeneration current from the motor in charge of regenerative power generation to the power source in the vehicle. In general, in electric vehicles such as two-motor hybrid vehicles and electric vehicles, the current of the motor in charge of regenerative power generation is about one third of the current supplied to the motor in charge of power generation, and the amount of heat generated by the drive circuit is commensurate with that There is a difference. Therefore, by applying the present invention, the structure can be simplified while ensuring the necessary cooling performance.

また,[0015]または[0017]に記載の半導体装置では,両面放熱半導体素子が,電源と負荷との間の電流を制御する負荷駆動回路を構成しており,片面放熱半導体素子が,電源と負荷との間で電圧の昇降を行う昇降圧回路を構成していることもまた望ましい。一般的に昇降圧回路では,上下アームのうち一方のみが動作するので,負荷駆動回路より発熱量が少ないからである。   In the semiconductor device described in [0015] or [0017], the double-sided heat dissipation semiconductor element forms a load driving circuit that controls a current between the power supply and the load, and the single-sided heat dissipation semiconductor element is connected to the power supply and the power supply. It is also desirable to configure a step-up / step-down circuit that raises and lowers the voltage with the load. In general, in a step-up / step-down circuit, only one of the upper and lower arms operates, so that the amount of heat generated is less than that of the load drive circuit.

[0021]に記載のものをさらに限定した発明概念として,以下のものが挙げられる。
[発明概念3]
[0021]に記載の半導体装置において,
前記複数の片面放熱半導体素子の一部は,前記昇降圧回路の高位線と中位線との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の残りのものは,前記昇降圧回路の中位線と低位線との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記一方の面は,前記高位線との接続面および前記低位線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面はいずれも,前記中位線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面同士が直に接触していることを特徴とする半導体装置。
[0021] Examples of the inventive concept further limiting the one described in [0021] include the following.
[Invention concept 3]
[0021] In the semiconductor device described in [0021],
A part of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is for continuity of conduction between a high level line and a middle level line of the buck-boost circuit;
The remainder of the plurality of single-sided heat-dissipating semiconductor elements is for continuity of conduction between the middle line and the lower line of the step-up / down circuit;
The one surface of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is a connection surface with the high level line and a connection surface with the low level line,
Each of the other surfaces of the plurality of one-side heat dissipation semiconductor elements is a connection surface with the middle line,
The semiconductor device, wherein the other surfaces of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements are in direct contact with each other.

[発明概念4]
[0021]に記載の半導体装置において,
前記複数の片面放熱半導体素子の一部は,前記昇降圧回路の高位線と中位線との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の残りのものは,前記昇降圧回路の中位線と低位線との間の導通の断続を行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記一方の面はいずれも,前記中位線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面は,前記高位線との接続面および前記低位線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面同士が,間に絶縁部材を挟んで接触していることを特徴とする半導体装置。
[Invention concept 4]
[0021] In the semiconductor device described in [0021],
A part of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is for continuity of conduction between a high level line and a middle level line of the buck-boost circuit;
The remainder of the plurality of single-sided heat-dissipating semiconductor elements is for continuity of conduction between the middle line and the lower line of the step-up / down circuit;
Each of the one surface of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is a connection surface with the intermediate line,
The other surface of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is a connection surface with the high level line and a connection surface with the low level line,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the other surfaces of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements are in contact with each other with an insulating member interposed therebetween.

[発明概念5]
[0021]に記載の半導体装置において,
前記複数の片面放熱半導体素子はいずれも,前記昇降圧回路の高位線と中位線との間の導通の断続と,中位線と低位線との間の導通の断続とを行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記一方の面はいずれも,前記高位線との接続領域および前記低位線との接続領域を含む面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面はいずれも,前記中位線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面同士が直に接触していることを特徴とする半導体装置。
[Invention concept 5]
[0021] In the semiconductor device described in [0021],
Each of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements performs continuity between the high-level line and the middle-level line of the step-up / down circuit and continuity between the middle-level line and the low-level line. ,
Each of the one surface of the plurality of single-side heat dissipation semiconductor elements is a surface including a connection region with the high level line and a connection region with the low level line,
Each of the other surfaces of the plurality of one-side heat dissipation semiconductor elements is a connection surface with the middle line,
The semiconductor device, wherein the other surfaces of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements are in direct contact with each other.

[発明概念6]
[0021]に記載の半導体装置において,
前記複数の片面放熱半導体素子はいずれも,前記昇降圧回路の高位線と中位線との間の導通の断続と,中位線と低位線との間の導通の断続とを行うものであり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記一方の面はいずれも,前記中位線との接続面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面はいずれも,前記高位線との接続領域および前記低位線との接続領域を含む面であり,
前記複数の片面放熱半導体素子の前記他方の面同士が,間に絶縁部材を挟んで,前記高位線との接続領域と前記低位線との接続領域とが対面するように接触していることを特徴とする半導体装置。
[Invention concept 6]
[0021] In the semiconductor device described in [0021],
Each of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements performs continuity between the high-level line and the middle-level line of the step-up / down circuit and continuity between the middle-level line and the low-level line. ,
Each of the one surface of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is a connection surface with the intermediate line,
Each of the other surfaces of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements is a surface including a connection region with the high level line and a connection region with the low level line,
The other surfaces of the plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements are in contact with each other so that a connection region with the high-level line and a connection region with the low-level line face each other with an insulating member interposed therebetween. A featured semiconductor device.

本発明によれば,発熱量が異なる複数の半導体素子を冷却器とともに備える半導体装置において,半導体素子ごとの発熱量に応じた適切な冷却性能と,工程数やコストの削減との両立が達成されている。   According to the present invention, in a semiconductor device provided with a plurality of semiconductor elements having different calorific values together with a cooler, it is possible to achieve both an appropriate cooling performance according to the calorific value of each semiconductor element and a reduction in the number of processes and costs. ing.

実施の形態に係るハイブリッドシステムの回路図である。1 is a circuit diagram of a hybrid system according to an embodiment. 図1中のモータ駆動回路の部分と,冷却チューブとからなる積層冷却器を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the laminated cooler which consists of the part of the motor drive circuit in FIG. 1, and a cooling tube. 図2の積層冷却器を構成要素に分解して示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which decomposes | disassembles and shows the lamination | stacking cooler of FIG. 2 to a component. 冷却チューブの構造を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the structure of a cooling tube. 冷却チューブの構造を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the structure of a cooling tube. 1in1両面冷却型パワーカードの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a 1 in 1 double-sided cooling power card. 1in1両面冷却型パワーカードの横断面図である。It is a cross-sectional view of a 1 in 1 double-sided cooling power card. 1in1両面冷却型パワーカードの外観斜視図である。It is an external appearance perspective view of a 1 in 1 double-sided cooling type power card. 絶縁シートを有する両面冷却型パワーカードの断面図である。It is sectional drawing of the double-sided cooling type | mold power card which has an insulating sheet. 1in1片面冷却型パワーカードの断面図である。It is sectional drawing of a 1 in 1 single-sided cooling type power card. 第1の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the laminated cooler of a 1st form. 第1の形態に対応する参考形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the lamination | stacking cooler of the reference form corresponding to a 1st form. 第2の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the laminated cooler of a 2nd form. 第3の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the lamination | stacking cooler of a 3rd form. 図11〜図14の積層冷却器における冷却チューブの負荷の分布を示すグラフである。It is a graph which shows distribution of the load of the cooling tube in the laminated cooler of FIGS. U字2in1両面冷却型パワーカードの横断面図である。It is a cross-sectional view of a U-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card. N字2in1両面冷却型パワーカードの横断面図である。It is a cross-sectional view of an N-shaped 2 in 1 double-sided cooling power card. 2in1片面冷却型パワーカードの横断面図である。It is a cross-sectional view of a 2-in-1 single-sided cooling power card. 第4の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the lamination | stacking cooler of a 4th form. 第5の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the laminated cooler of a 5th form. 第6の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the laminated cooler of a 6th form. 上アーム用3in1両面冷却型パワーカードの横断面図である。It is a cross-sectional view of the 3-in-1 double-sided cooling power card for the upper arm. 下アーム用3in1両面冷却型パワーカードの横断面図である。It is a cross-sectional view of a 3-in-1 double-sided cooling power card for the lower arm. 上アーム用3in1片面冷却型パワーカードの横断面図である。It is a cross-sectional view of the 3-in-1 single-sided cooling power card for the upper arm. 下アーム用3in1片面冷却型パワーカードの横断面図である。It is a cross-sectional view of a 3-in-1 single-sided cooling power card for the lower arm. 第7の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the laminated cooler of a 7th form. 第7の形態に対応する参考形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the lamination | stacking cooler of the reference form corresponding to a 7th form. 第8の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the laminated cooler of the 8th form. 第9の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the laminated cooler of a 9th form. 図26〜図29の積層冷却器における冷却チューブの負荷の分布を示すグラフである。It is a graph which shows distribution of the load of the cooling tube in the lamination | stacking cooler of FIGS. 第10の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the laminated cooler of a 10th form. 図31の積層冷却器における冷却チューブの負荷の分布を示すグラフである。It is a graph which shows distribution of the load of the cooling tube in the lamination | stacking cooler of FIG. 第11の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the 11th form multilayer cooler. 第12の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the lamination | stacking cooler of a 12th form. 図1のハイブリッドシステムに用いられる昇降圧回路を記す回路図である。It is a circuit diagram which describes the step-up / step-down circuit used for the hybrid system of FIG. 図35の昇降圧回路に用いられる並列2in1両面冷却型パワーカードの横断面図である。FIG. 36 is a cross-sectional view of a parallel 2-in-1 double-sided cooling power card used in the step-up / down circuit of FIG. 第13の形態の積層冷却器の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the lamination | stacking cooler of a 13th form. 図36の並列2in1両面冷却型パワーカードの変形例の横断面図である。FIG. 37 is a cross-sectional view of a modification of the parallel 2-in-1 double-sided cooling power card of FIG. 図37の積層冷却器の昇降圧回路の部分についての変形例(その1)の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the modification (the 1) about the part of the buck-boost circuit of the laminated cooler of FIG. 図35の昇降圧回路におけるパワーカードの別の構成例を示す回路図である。FIG. 36 is a circuit diagram showing another configuration example of the power card in the step-up / step-down circuit of FIG. 35. 第14の形態の積層冷却器における昇降圧回路の部分の構成(その1)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure (the 1) of the part of the buck-boost circuit in the laminated cooler of 14th form. 第14の形態の積層冷却器における昇降圧回路の部分の構成(その2)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure (the 2) of the part of the buck-boost circuit in the laminated cooler of a 14th form. 第14の形態の積層冷却器における昇降圧回路の部分の構成(その3)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure (the 3) of the part of the buck-boost circuit in the laminated cooler of 14th form.

以下,本発明を具体化した実施の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は,2モータ式ハイブリッド自動車のモータをコントロールする半導体装置として,本発明を具体化したものである。本形態の半導体装置は,図1にその回路図を示すハイブリッドシステムに本発明を適用したものである。図1のハイブリッドシステムは,2モータ式ハイブリッド自動車において,バッテリー1と第1モータ2および第2モータ3との間の電流のやりとりを司るものである。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The present embodiment embodies the present invention as a semiconductor device for controlling the motor of a two-motor hybrid vehicle. The semiconductor device of this embodiment is the one in which the present invention is applied to a hybrid system whose circuit diagram is shown in FIG. The hybrid system shown in FIG. 1 controls current exchange between the battery 1 and the first motor 2 and the second motor 3 in a two-motor hybrid vehicle.

図1のハイブリッドシステムは,第1モータ2を駆動する第1モータ駆動回路4と,第2モータ3を駆動する第2モータ駆動回路5とを有している。図1中,第1モータ駆動回路4および第2モータ駆動回路5の部分6が,本形態の半導体装置に係るインバータ回路である。第1モータ駆動回路4は,6つのトランジスタ41〜46を有している。各トランジスタは,IGBT(絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)等のパワー半導体素子である。トランジスタ41〜46のうち,トランジスタ41,42,トランジスタ43,44,トランジスタ45,46の3対のペアがそれぞれ,バッテリー1のハイサイド線11とローサイド線12との間に直列に配置されている。そして各ペアの中間端子4U,4V,4Wがそれぞれ,第1モータ2の端子2U,2V,2Wに接続されている。   The hybrid system of FIG. 1 includes a first motor drive circuit 4 that drives the first motor 2 and a second motor drive circuit 5 that drives the second motor 3. In FIG. 1, a portion 6 of the first motor drive circuit 4 and the second motor drive circuit 5 is an inverter circuit according to the semiconductor device of this embodiment. The first motor drive circuit 4 has six transistors 41 to 46. Each transistor is a power semiconductor element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor). Of the transistors 41 to 46, three pairs of transistors 41 and 42, transistors 43 and 44, and transistors 45 and 46 are arranged in series between the high-side line 11 and the low-side line 12 of the battery 1, respectively. . The intermediate terminals 4U, 4V, 4W of each pair are connected to the terminals 2U, 2V, 2W of the first motor 2, respectively.

第2モータ駆動回路5も,第1モータ駆動回路4と同様に,6つのトランジスタ51〜56により構成されている。よって第2モータ駆動回路5にも3つの中間端子5U,5V,5Wがそれぞれ,第2モータ3の端子3U,3V,3Wに接続されている。また,第1モータ駆動回路4および第2モータ駆動回路5のトランジスタ41〜46,51〜56はそれぞれ,制御電極Pを有している。トランジスタ41〜46,51から56のうち,ハイサイド線11側の6つ(奇数番のもの)を上アーム,ローサイド線12側の6つ(偶数番のもの)を下アームということがある。さらに,各トランジスタには保護ダイオードDが設けられている。2モータ式ハイブリッド自動車において,第1モータ2はエネルギー回生による発電を主として担当し,第2モータ3は車両の走行のための駆動力の発生を主として担当する。   Similarly to the first motor drive circuit 4, the second motor drive circuit 5 includes six transistors 51 to 56. Therefore, the intermediate terminal 5U, 5V, 5W of the second motor drive circuit 5 is also connected to the terminals 3U, 3V, 3W of the second motor 3, respectively. The transistors 41 to 46 and 51 to 56 of the first motor driving circuit 4 and the second motor driving circuit 5 each have a control electrode P. Of the transistors 41 to 46 and 51 to 56, six on the high side line 11 (odd number) may be referred to as an upper arm, and six on the low side line 12 (even number) may be referred to as a lower arm. Further, a protective diode D is provided for each transistor. In the two-motor hybrid vehicle, the first motor 2 is mainly in charge of power generation by energy regeneration, and the second motor 3 is mainly in charge of generation of driving force for driving the vehicle.

[前提となる構成]
まず,本発明の適用対象である半導体装置の前提構成を説明する。図1中のインバータ回路6は実際には,図2および図3に示すように積層冷却器7の形態とされている。図2の積層冷却器7は,図3に示す冷却チューブ71とパワーカード72と絶縁板73とを積層したものである。このうちのパワーカード72が,図1中の計12組のトランジスタのうち1組をその保護ダイオードDとともに封止樹脂を使ってカード状に実装したものである。よって,図2の積層冷却器7の全体には,12枚のパワーカード72が含まれている。本発明の請求項で「半導体素子」と称しているものは,実施の形態では「パワーカード」である。パワーカードの詳細な構成については後述する。
[Prerequisite configuration]
First, a premise configuration of a semiconductor device to which the present invention is applied will be described. The inverter circuit 6 in FIG. 1 is actually in the form of a stacked cooler 7 as shown in FIGS. The laminated cooler 7 in FIG. 2 is obtained by laminating the cooling tube 71, the power card 72, and the insulating plate 73 shown in FIG. Among these, the power card 72 is one in which a set of a total of 12 transistors in FIG. 1 is mounted in a card shape using a sealing resin together with its protective diode D. Therefore, the entire stacked cooler 7 in FIG. 2 includes 12 power cards 72. What is referred to as “semiconductor element” in the claims of the present invention is a “power card” in the embodiment. The detailed configuration of the power card will be described later.

冷却チューブ71は,内部に冷媒(例えば水であるがこれに限らない)を通すための中空の部材である。冷却チューブ71は,略直方体状のケース部711と,2箇所の円筒状の連結部712とを有している。図4の横断面図に示すように,連結部712により,複数の冷却チューブ71を,積層型に連結して全体に冷媒が循環できるように構成することができる。図4中における各部の矢印Fは,冷媒の流れの向きを示す。ただし,積層冷却器7を構成する冷却チューブ71のうち図2中最も右側のものだけは,その図中右側の面には連結部712がなく閉鎖されているものである。また,図2中最も左側の冷却チューブ71の図中左側の連結部712は,ハウジング8を貫通して突出する程度に長くされている。これが,入り口INおよび出口OUTとなっている。   The cooling tube 71 is a hollow member for passing a refrigerant (for example, water but not limited to) inside. The cooling tube 71 has a substantially rectangular parallelepiped case portion 711 and two cylindrical connecting portions 712. As shown in the cross-sectional view of FIG. 4, a plurality of cooling tubes 71 can be connected to each other by a connecting portion 712 so that the coolant can circulate throughout. The arrow F of each part in FIG. 4 shows the direction of the refrigerant | coolant flow. However, only the rightmost tube in FIG. 2 among the cooling tubes 71 constituting the laminated cooler 7 is closed without the connecting portion 712 on the right surface in the drawing. Further, the left connecting portion 712 of the leftmost cooling tube 71 in FIG. 2 is made long enough to protrude through the housing 8. This is the entrance IN and the exit OUT.

また,ケース部711の内部には,図5の縦断面図(図4中のC位置)に示すように,波状フィン713が挿入されている。ケース部711の材質から冷媒への放熱面積を稼ぐためである。ケース部711,連結部712,波状フィン713はいずれもアルミ等の軽金属の薄板のプレス成形品である。これらが鑞付け等の手法により接合され冷却チューブ71とされている。図2の積層冷却器7では,入り口INと出口OUTとにより,積層冷却器7を構成する各冷却チューブ71に冷媒を循環させることができるようになっている。   Further, as shown in a longitudinal sectional view of FIG. 5 (position C in FIG. 4), a wave-like fin 713 is inserted inside the case portion 711. This is to increase the heat radiation area from the material of the case portion 711 to the refrigerant. The case portion 711, the connecting portion 712, and the corrugated fins 713 are all press-formed products of light metal thin plates such as aluminum. These are joined by a method such as brazing to form a cooling tube 71. In the laminated cooler 7 of FIG. 2, the refrigerant can be circulated through the cooling tubes 71 constituting the laminated cooler 7 by the inlet IN and the outlet OUT.

絶縁板73は,冷却チューブ71とパワーカード72との間に絶縁のために挟み込まれる板である。絶縁板73は,絶縁性かつ高熱伝導性の材質(窒化アルミ等)で形成されている。   The insulating plate 73 is a plate that is sandwiched between the cooling tube 71 and the power card 72 for insulation. The insulating plate 73 is formed of an insulating and high thermal conductivity material (aluminum nitride or the like).

図2の積層冷却器7は,12枚のパワーカード72を2枚ずつ,7個の冷却チューブ71の間に配置して構成したものである。パワーカード72と冷却チューブ71との間には必ず絶縁板73が挟み込まれている。積層冷却器7は,このような積層体が,ハウジング8と板バネ9とにより,積層方向に加圧された状態で一体的に保持されているものである。板バネ9は,パワーカード72と冷却チューブ71とを強く圧接させることで,パワーカード72から冷却チューブ71への放熱の効率をよくするためのものである。図2の積層冷却器7では,12枚のパワーカード72が2枚ずつ6列に配置されている。そのうち図2中左の3列の6枚が第1モータ駆動回路4に属し,右の3列の6枚が第2モータ駆動回路5に属する。   The laminated cooler 7 in FIG. 2 is configured by arranging 12 power cards 72 in pairs between 7 cooling tubes 71. An insulating plate 73 is always sandwiched between the power card 72 and the cooling tube 71. The laminated cooler 7 is such that such a laminated body is integrally held by a housing 8 and a leaf spring 9 while being pressurized in the laminating direction. The leaf spring 9 is for improving the efficiency of heat radiation from the power card 72 to the cooling tube 71 by strongly pressing the power card 72 and the cooling tube 71 together. In the stacked cooler 7 of FIG. 2, twelve power cards 72 are arranged in six rows of two. Among them, six pieces in the left three rows in FIG. 2 belong to the first motor drive circuit 4, and six pieces in the right three rows belong to the second motor drive circuit 5.

パワーカード72について説明する。パワーカード72は,図6の縦断面図および図7の横断面図に示される構造を有している。図7は図6中のA位置の断面図であり,図6は図7中のB位置の断面図である。パワーカード72は,図6および図7に示される通り,コレクタ電極板13とエミッタ電極板14とで,半導体部分15とブロック電極16とを挟んだ構造をなしている。半導体部分15は,実際にはトランジスタとその保護ダイオードとの一対のものであるが,図中では簡略に示している(以下の他の断面図においても同じ)。ブロック電極16は,半導体部分15とエミッタ電極板14との間に位置する。ブロック電極16は,信号線17がエミッタ電極板14と接触しないように,信号線17の配置スペースを半導体部分15とエミッタ電極板14との間に確保するための部材である。   The power card 72 will be described. The power card 72 has a structure shown in the longitudinal sectional view of FIG. 6 and the transverse sectional view of FIG. 7 is a cross-sectional view at position A in FIG. 6, and FIG. 6 is a cross-sectional view at position B in FIG. As shown in FIGS. 6 and 7, the power card 72 has a structure in which the collector electrode plate 13 and the emitter electrode plate 14 sandwich the semiconductor portion 15 and the block electrode 16. The semiconductor portion 15 is actually a pair of a transistor and its protective diode, but is simply shown in the drawing (the same applies to the other cross-sectional views below). The block electrode 16 is located between the semiconductor portion 15 and the emitter electrode plate 14. The block electrode 16 is a member for securing a space for arranging the signal line 17 between the semiconductor portion 15 and the emitter electrode plate 14 so that the signal line 17 does not contact the emitter electrode plate 14.

図6に示すパワーカード72はさらに,半導体部分15の制御のための制御端子18を備えている。制御端子18は,パワーカード72において図6中下向きに突出している。半導体部分15と制御端子18とは,信号線17により接続されている。信号線17は,半導体部分15中のトランジスタの制御電極Pに接続されている。このような構成のパワーカード72は,封止樹脂19により一体化されている。パワーカード72にはさらに,図6中上向きに突出する入力バスバー20および出力バスバー21が設けられている。入力バスバー20はコレクタ電極板13と接続されており,出力バスバー21はエミッタ電極板14と接続されている。   The power card 72 shown in FIG. 6 further includes a control terminal 18 for controlling the semiconductor portion 15. The control terminal 18 protrudes downward in FIG. 6 at the power card 72. The semiconductor portion 15 and the control terminal 18 are connected by a signal line 17. The signal line 17 is connected to the control electrode P of the transistor in the semiconductor portion 15. The power card 72 having such a configuration is integrated by the sealing resin 19. The power card 72 is further provided with an input bus bar 20 and an output bus bar 21 protruding upward in FIG. The input bus bar 20 is connected to the collector electrode plate 13, and the output bus bar 21 is connected to the emitter electrode plate 14.

パワーカード72の外観を,図8に示す。図8に見るように,パワーカード72の一方の面の大部分はコレクタ電極板13に占められている。図8では見えないが,その裏側の面の大部分はエミッタ電極板14に占められている。これによりパワーカード72では,コレクタ電極板13とエミッタ電極板14とがいずれも,後述するように放熱板としての役割を果たすようになっている。図8で制御端子18が複数個あるのは,図1の回路図中の各トランジスタに,実際には電流モニタ用信号線や,発熱状態を計測する温度センサーの信号線などの入出力端子群が設けられているからである。なお,図1中の1組のトランジスタ自体も,実際には複数個のトランジスタの並列結合として構成されていてもよい。   An appearance of the power card 72 is shown in FIG. As shown in FIG. 8, most of one surface of the power card 72 is occupied by the collector electrode plate 13. Although not visible in FIG. 8, most of the back surface is occupied by the emitter electrode plate 14. Thus, in the power card 72, both the collector electrode plate 13 and the emitter electrode plate 14 serve as a heat radiating plate as will be described later. In FIG. 8, there are a plurality of control terminals 18 because each transistor in the circuit diagram of FIG. 1 is actually a group of input / output terminals such as a current monitoring signal line and a temperature sensor signal line for measuring the heat generation state. This is because there is. Note that the pair of transistors in FIG. 1 may actually be configured as a parallel combination of a plurality of transistors.

図6〜図8に示したパワーカード72は,パワーカードの中でも,両面冷却型といわれる種類のものである。両面に放熱板(コレクタ電極板13およびエミッタ電極板14)を有するからである。この他に片面冷却型といわれる種類のものもあり,後述する。パワーカード72はまた,パワーカードの中でも,1in1型といわれる種類のものである。1枚のパワーカード72の中に,図1の回路図中における1組のトランジスタとその保護ダイオードDとが実装されているからである。この他に2in1型,あるいは3in1型といわれる種類のものもあり,後述する。   The power card 72 shown in FIGS. 6 to 8 is of a type called a double-sided cooling type among power cards. This is because the heat dissipation plates (collector electrode plate 13 and emitter electrode plate 14) are provided on both sides. In addition, there is a type called a single-sided cooling type, which will be described later. The power card 72 is also of a type called a 1 in 1 type among power cards. This is because one set of transistors and its protection diode D in the circuit diagram of FIG. 1 are mounted in one power card 72. There are other types called 2in1 type or 3in1 type, which will be described later.

なお,パワーカードにはさらに,冷却面に絶縁シートを備えたものもある。図9にその例を示す。図9のパワーカード72Xは,図6に示したパワーカード72の両面を,絶縁シート22および金属箔23で覆ったものである。絶縁シート22のみで覆ったタイプのものもある。片面のみを絶縁シート22でもしくは絶縁シート22および金属箔23で覆ったタイプのものもある。このように絶縁シート22を有するパワーカード72Xを,図6等に示したパワーカード72に替えて使用することができる。その場合には,絶縁シート22のある面に関しては,図2および図3中の絶縁板73は不要である。むろん絶縁シート22は,絶縁板73と同様に,絶縁性かつ高熱伝導性の材質で形成されている。   Some power cards are further provided with an insulating sheet on the cooling surface. An example is shown in FIG. The power card 72X of FIG. 9 is obtained by covering both surfaces of the power card 72 shown in FIG. 6 with the insulating sheet 22 and the metal foil 23. Some types are covered only with the insulating sheet 22. There is a type in which only one surface is covered with the insulating sheet 22 or with the insulating sheet 22 and the metal foil 23. Thus, the power card 72X having the insulating sheet 22 can be used in place of the power card 72 shown in FIG. In that case, the insulating plate 73 in FIGS. 2 and 3 is not necessary for the surface on which the insulating sheet 22 is provided. Of course, the insulating sheet 22 is formed of an insulating and high thermal conductive material, like the insulating plate 73.

図2中の第1モータ駆動回路4および第2モータ駆動回路5の部分では,図3に示したように,2つの冷却チューブ71の間に,2つのパワーカード72(H,L)が挟み込まれる。この2つのパワーカード72(H,L)は,図1の回路図中で直列結合をなす2つのトランジスタ(例えば41と42)および保護ダイオードDを内蔵している。つまり,パワーカード72Hが図1中の12個のトランジスタのうち奇数番のものおよびそれと対になる保護ダイオード(上アーム)に相当し,パワーカード72Lが偶数番のものおよびそれと対になる保護ダイオード(下アーム)に相当する。   In the portions of the first motor drive circuit 4 and the second motor drive circuit 5 in FIG. 2, two power cards 72 (H, L) are sandwiched between the two cooling tubes 71 as shown in FIG. It is. The two power cards 72 (H, L) incorporate two transistors (for example, 41 and 42) and a protection diode D which are connected in series in the circuit diagram of FIG. That is, the power card 72H corresponds to an odd-numbered transistor among the 12 transistors in FIG. 1 and a protective diode (upper arm) paired therewith, and the power card 72L is an even-numbered transistor and a protective diode paired therewith. Corresponds to (lower arm).

図3中の2つのパワーカード72(H,L)の入力バスバー20(H,L)および出力バスバー21(H,L)は,配線との結線まで完成された状態では次のように接続される。
・入力バスバー20H→ハイサイド線11
・出力バスバー21Hおよび入力バスバー20L→対応する中間端子
・出力バスバー21L→ローサイド線12
ここで中間端子とは,図1中の中間端子4U,4V,4W,5U,5V,5W,のいずれかのことである。このようにして,図2の積層冷却器7が全体として,図1中の第1モータ駆動回路4および第2モータ駆動回路5のインバータ回路6として機能するようになっている。以上が前提となる構成の説明である。
The input bus bar 20 (H, L) and the output bus bar 21 (H, L) of the two power cards 72 (H, L) in FIG. 3 are connected as follows in a state where the connection to the wiring is completed. The
・ Input bus bar 20H → High side line 11
・ Output bus bar 21H and input bus bar 20L → corresponding intermediate terminal ・ Output bus bar 21L → low side line 12
Here, the intermediate terminal is any of the intermediate terminals 4U, 4V, 4W, 5U, 5V, and 5W in FIG. In this manner, the stacked cooler 7 of FIG. 2 functions as the inverter circuit 6 of the first motor drive circuit 4 and the second motor drive circuit 5 in FIG. 1 as a whole. The above is the description of the presupposed configuration.

[第1の形態]
ここから第1の形態に入る。第1の形態の全体構成は,前述の前提となる構成とほぼ同様である。ただし第1の形態では,第1モータ駆動回路4の部分のトランジスタ41〜46として,前述の両面冷却型パワーカード72に替えて,片面冷却型のパワーカードを用いる。第2モータ駆動回路5の部分のトランジスタ41〜46としては,前提となる構成で説明したとおり両面冷却型のパワーカード72を用いる。
[First embodiment]
The first form is entered from here. The overall configuration of the first embodiment is substantially the same as the above-described premise configuration. However, in the first embodiment, as the transistors 41 to 46 in the first motor drive circuit 4, a single-sided cooling type power card is used instead of the double-sided cooling type power card 72 described above. As the transistors 41 to 46 in the second motor drive circuit 5, the double-sided cooling type power card 72 is used as described in the presupposed configuration.

そこで片面冷却型のパワーカードについて説明する。片面冷却型パワーカード82は,図10の断面図に示すように構成されている。図10は,両面冷却型パワーカード72について説明した図6に対応する縦断面図である。図10の片面冷却型パワーカード82は,一方の面がほぼコレクタ電極板13で占められている点では両面冷却型パワーカード72と共通するが,その反対側の面はすべて封止樹脂19で占められている。   Therefore, a single-sided cooling type power card will be described. The single-sided cooling type power card 82 is configured as shown in the sectional view of FIG. FIG. 10 is a longitudinal sectional view corresponding to FIG. 6 for explaining the double-sided cooling type power card 72. The single-sided cooling type power card 82 in FIG. 10 is common to the double-sided cooling type power card 72 in that one side is almost occupied by the collector electrode plate 13, but the opposite side is entirely made of the sealing resin 19. Occupied.

片面冷却型パワーカード82には,エミッタ電極板14がない。片面冷却型パワーカード82では,出力バスバー21の内側端部が直に半導体部分15に接続されており,エミッタ電極として機能するようになっている。このために板状のエミッタ電極は不要なのである。ただしこれは,両面冷却型パワーカード72のエミッタ電極板14と異なり,放熱板としては機能しない。封止樹脂19に埋め込まれているからである。片面冷却型パワーカード82において放熱板として機能するのは,コレクタ電極板13だけである。   The single-sided cooling type power card 82 does not have the emitter electrode plate 14. In the single-sided cooling power card 82, the inner end portion of the output bus bar 21 is directly connected to the semiconductor portion 15 and functions as an emitter electrode. For this reason, a plate-like emitter electrode is unnecessary. However, unlike the emitter electrode plate 14 of the double-sided cooling power card 72, this does not function as a heat sink. This is because it is embedded in the sealing resin 19. Only the collector electrode plate 13 functions as a heat sink in the single-sided cooling power card 82.

また,片面冷却型パワーカード82にはブロック電極16もない。板状のエミッタ電極板14がないことから,信号線17とエミッタ電極板14との接触のおそれもない。このため,ブロック電極16の必要性もないのである。これら以外の点では,片面冷却型パワーカード82の構成は両面冷却型パワーカード72とほぼ共通である。すなわち図10の片面冷却型パワーカード82は,1in1型に分類されるものである。   Further, the single-sided cooling type power card 82 does not have the block electrode 16. Since there is no plate-like emitter electrode plate 14, there is no risk of contact between the signal line 17 and the emitter electrode plate 14. For this reason, the block electrode 16 is not necessary. In other respects, the configuration of the single-sided cooling power card 82 is substantially the same as that of the double-sided cooling power card 72. That is, the single-sided cooling power card 82 in FIG. 10 is classified as a 1 in 1 type.

外観的にも,図8のような角度で見れば片面冷却型パワーカード82も両面冷却型パワーカード72も大差ない。特に,一方の面がほぼコレクタ電極板13で占められていることに加えて,入力バスバー20および出力バスバー21が上向きに突出していること,および,制御端子18が下向きに突出していることも共通する。ただしその裏面を見ると,片面冷却型パワーカード82は両面冷却型パワーカード72と異なり,そのほとんどが封止樹脂19でできているように見える。よって,片面冷却型パワーカード82を図3のようにして積層冷却器7に組み込むに際し,封止樹脂19の面の側には絶縁板73は不要である。また,片面冷却型パワーカードについても,コレクタ電極板13の面に関しては,[0040]で説明した絶縁シート付きのバリエーションは可能である。   In terms of appearance, the single-sided cooling type power card 82 and the double-sided cooling type power card 72 are not significantly different from each other when viewed at an angle as shown in FIG. In particular, in addition to the fact that one surface is almost occupied by the collector electrode plate 13, it is common that the input bus bar 20 and the output bus bar 21 protrude upward, and that the control terminal 18 protrudes downward. To do. However, when the back surface is seen, unlike the double-sided cooling type power card 72, the single-sided cooling type power card 82 seems to be mostly made of the sealing resin 19. Therefore, when the single-sided cooling type power card 82 is incorporated in the laminated cooler 7 as shown in FIG. 3, the insulating plate 73 is not necessary on the surface side of the sealing resin 19. Further, with respect to the single-sided cooling type power card, with respect to the surface of the collector electrode plate 13, the variation with the insulating sheet described in [0040] is possible.

第1の形態に係る積層冷却器701の全体の横断面図を図11に示す。図11に見るように,積層冷却器701は,7個の冷却チューブ71の間に,片面冷却型パワーカード82および両面冷却型パワーカード72を6個ずつ挟み込んで積層体としたものである。図11の積層冷却器701では,6個の片面冷却型パワーカード82が図中左側の3列に2個ずつ配置されている。これらが第1モータ駆動回路4を構成している。また,6個の両面冷却型パワーカード72が図中右側の3列に2個ずつ配置されている。これらが第2モータ駆動回路5を構成している。   FIG. 11 shows a cross-sectional view of the entire stacked cooler 701 according to the first embodiment. As shown in FIG. 11, the laminated cooler 701 is a laminated body in which six single-sided cooling power cards 82 and six double-sided cooling power cards 72 are sandwiched between seven cooling tubes 71. In the stacked cooler 701 of FIG. 11, two six-sided cooling type power cards 82 are arranged in three rows on the left side in the drawing. These constitute the first motor drive circuit 4. In addition, six double-sided cooling type power cards 72 are arranged two by two in the right three rows in the figure. These constitute the second motor drive circuit 5.

また図11に示されるように積層冷却器701では,両面冷却型パワーカード72に対しては両面に絶縁板73が配置されているのに対し,片面冷却型パワーカード82に対してはそのコレクタ電極板13側の面にしか絶縁板73が配置されていない。これにより,図11の積層冷却器701に含まれる絶縁板73の枚数は,全部で18枚である。   As shown in FIG. 11, in the laminated cooler 701, the double-sided cooling power card 72 is provided with insulating plates 73 on both sides, whereas the single-sided cooling type power card 82 has its collector. The insulating plate 73 is disposed only on the surface on the electrode plate 13 side. Accordingly, the total number of insulating plates 73 included in the stacked cooler 701 in FIG. 11 is 18 sheets.

つまり積層冷却器701においては,第2モータ駆動回路5では,6枚の両面冷却型パワーカード72が使用されており,各両面冷却型パワーカード72の両面の放熱面がいずれも,絶縁板73を介して冷却チューブ71に密着している。一方,第1モータ駆動回路4では,6枚の片面冷却型パワーカード82が使用されており,それらの片面の放熱面が絶縁板73を介して冷却チューブ71に密着している。なお,片面冷却型パワーカード82のもう一方の面も冷却チューブ71に密着しているにはいるが,このことは放熱性にはあまり寄与しない。よって,第1モータ駆動回路4と第2モータ駆動回路5との放熱性を比較すると,第2モータ駆動回路5の方が優れている。   That is, in the laminated cooler 701, six double-sided cooling power cards 72 are used in the second motor drive circuit 5, and the heat radiation surfaces on both sides of each double-sided cooling power card 72 are both insulating plates 73. Is in close contact with the cooling tube 71. On the other hand, in the first motor drive circuit 4, six single-sided cooling type power cards 82 are used, and the heat-radiating surfaces of those one side are in close contact with the cooling tube 71 through the insulating plate 73. Although the other surface of the single-sided cooling power card 82 is also in close contact with the cooling tube 71, this does not contribute much to the heat dissipation. Therefore, when the heat dissipation of the first motor drive circuit 4 and the second motor drive circuit 5 is compared, the second motor drive circuit 5 is superior.

上記のように構成された積層冷却器701では先に述べたように,第2モータ駆動回路5が駆動する第2モータ3が主に車両の動力の発生を担当するのに対し,第1モータ駆動回路4が駆動する第1モータ2は主に発電を担当する。このため,第1モータ駆動回路4を流れる電流は第2モータ駆動回路を流れる電流の高々3分の1程度である。したがって発熱量にもそれに応じた差があり,第2モータ駆動回路の方が第1モータ駆動回路4より発熱が激しい。つまり,第1モータ駆動回路4と第2モータ駆動回路5との放熱性の差異は,発熱量の差異に合わせたものなのである。このため,実際の車両の運転状況において,第1モータ駆動回路4の冷却能力が低いからといって第1モータ駆動回路4が過熱することはない。   In the stacked cooler 701 configured as described above, as described above, the second motor 3 driven by the second motor drive circuit 5 is mainly responsible for the generation of power of the vehicle, whereas the first motor. The first motor 2 driven by the drive circuit 4 is mainly responsible for power generation. For this reason, the current flowing through the first motor drive circuit 4 is at most about one third of the current flowing through the second motor drive circuit. Accordingly, there is a difference in the amount of heat generated accordingly, and the second motor drive circuit generates more heat than the first motor drive circuit 4. That is, the difference in heat dissipation between the first motor drive circuit 4 and the second motor drive circuit 5 is matched to the difference in heat generation. For this reason, in the actual driving state of the vehicle, the first motor drive circuit 4 does not overheat just because the cooling capacity of the first motor drive circuit 4 is low.

もし,第1モータ駆動回路4をも両面冷却型パワーカード72で構成するとなると,図12に示すように,絶縁板73の枚数は全部で24枚となる。これは図11の場合より6枚多い。また,両面冷却型パワーカード72自体も片面冷却型パワーカード82より当然,構造が複雑である。このように図12の構成例では部品点数が多く構造も複雑なのであるが,冷却性能に関してはむしろ過剰なだけでありメリットはない。これに対し図11に示した第1の形態の積層冷却器701では,発熱の少ない第1モータ駆動回路4の部分では,構造の簡単な片面冷却型パワーカード82を採用している。これにより,必要最小限の冷却性能を確保しつつ,部品点数を少なめとするとともに構造を簡素化している。以上が第1の形態の説明である。   If the first motor drive circuit 4 is also constituted by the double-sided cooling power card 72, the total number of insulating plates 73 is 24 as shown in FIG. This is six more than in the case of FIG. The double-sided cooling power card 72 itself is naturally more complicated in structure than the single-sided cooling type power card 82. As described above, in the configuration example of FIG. 12, the number of parts is large and the structure is complex, but the cooling performance is rather excessive and has no merit. On the other hand, in the laminated cooler 701 of the first embodiment shown in FIG. 11, a simple structure single-sided cooling type power card 82 is employed in the portion of the first motor drive circuit 4 that generates little heat. This reduces the number of parts and simplifies the structure while ensuring the minimum required cooling performance. The above is the description of the first embodiment.

[第2の形態]
続いて第2の形態について説明する。第2の形態に係る積層冷却器702の全体の横断面図を図13に示す。図13の積層冷却器702は,前述の第1の形態の積層冷却器701(図11)に対し,次の2点で異なっており,その余の点は共通である。
(a)第1モータ駆動回路4の部分で,片面冷却型パワーカード82が図11とは逆向きになっていること。
(b)冷却チューブ71の個数が1つ少ないこと。
[Second form]
Next, the second embodiment will be described. FIG. 13 shows a cross-sectional view of the entire laminated cooler 702 according to the second embodiment. The stacked cooler 702 of FIG. 13 differs from the above-described stacked cooler 701 (FIG. 11) of the first embodiment in the following two points, and the other points are common.
(A) In the first motor drive circuit 4, the single-sided cooling type power card 82 is opposite to that shown in FIG.
(B) The number of cooling tubes 71 is one less.

すなわち図11の積層冷却器701では,両面から放熱を受ける冷却チューブ71は,第2モータ駆動回路5のV相の両側の2つだけであった。図13の積層冷却器702ではこれに加えて,第2モータ駆動回路5のU相と第1モータ駆動回路4のW相の間の冷却チューブ71も,両面から放熱を受けるようになっている。このことは,片面冷却型パワーカード82の向きを左右逆にすることにより達成されている。すなわち,図11の積層冷却器701では片面冷却型パワーカード82が,非放熱面(封止樹脂面)を第2モータ駆動回路5の領域の方へ向けるように配置されている。これに対し図13の積層冷却器702では,片面冷却型パワーカード82が,放熱面(コレクタ電極板13側の面)を第2モータ駆動回路5の領域の方へ向けるように配置されているのである。   That is, in the stacked cooler 701 of FIG. 11, there are only two cooling tubes 71 that receive heat radiation from both sides, on both sides of the V phase of the second motor drive circuit 5. In addition to this, in the stacked cooler 702 of FIG. 13, the cooling tube 71 between the U phase of the second motor drive circuit 5 and the W phase of the first motor drive circuit 4 also receives heat from both sides. . This is achieved by reversing the direction of the single-sided cooling power card 82 from side to side. That is, in the stacked cooler 701 of FIG. 11, the single-sided cooling type power card 82 is arranged so that the non-heat dissipating surface (sealing resin surface) faces the region of the second motor drive circuit 5. On the other hand, in the laminated cooler 702 of FIG. 13, the single-sided cooling type power card 82 is arranged so that the heat radiation surface (the surface on the collector electrode plate 13 side) is directed toward the region of the second motor drive circuit 5. It is.

そしてその分,第1モータ駆動回路4のU相とハウジング8との間の冷却チューブ71が不要となっているのである。第1モータ駆動回路4のU相の2つの片面冷却型パワーカード82がハウジング8に対して非放熱面(封止樹脂面)を向けているからである。よって図13の積層冷却器702では,片面冷却型パワーカード82および両面冷却型パワーカード72の中で最も端に位置する片面冷却型パワーカード82は,その非放熱面(封止樹脂面)を,冷却チューブ71ではなくハウジング8に密着させている。第1モータ駆動回路4のU相の2つの片面冷却型パワーカード82がこれである。このように第2の形態では,第1の形態と比較して,冷却チューブ71の個数が1つ少なくて済むという利点を有する。なお,U相以外の片面冷却型パワーカード82は,その非放熱面を冷却チューブ71に密着させている。   Accordingly, the cooling tube 71 between the U phase of the first motor drive circuit 4 and the housing 8 is unnecessary. This is because the U-phase two single-sided cooling power cards 82 of the first motor drive circuit 4 have the non-heat dissipating surface (sealing resin surface) facing the housing 8. Therefore, in the laminated cooler 702 of FIG. 13, the single-sided cooling type power card 82 located at the end of the single-sided cooling type power card 82 and the double-sided cooling type power card 72 has its non-heat dissipating surface (sealing resin surface). , Not the cooling tube 71 but the housing 8. This is the U-phase two single-sided cooling power card 82 of the first motor drive circuit 4. As described above, the second embodiment has an advantage that the number of the cooling tubes 71 can be reduced by one as compared with the first embodiment. The single-sided cooling type power card 82 other than the U phase has a non-heat dissipating surface in close contact with the cooling tube 71.

この利点を得るためには,必ずしも,第1モータ駆動回路4のすべての片面冷却型パワーカード82を上記の向きに配置しなければならない訳ではない。最低限,最もハウジング8寄りの列のもの,言い替えれば第2モータ駆動回路5の領域から最も離れた列のもの(図13ではU相のもの)のみを上記の向きとしたものであってもよい。つまり,それ以外の列の片面冷却型パワーカード82(図13ではV相およびW相のもの)については,その向きはどちら向きでもよいのである。ただし,U相以外の片面冷却型パワーカード82もU相のものと同じ向きを向いていた方がよりよい。第1モータ駆動回路4の領域内での冷却チューブ71の負担の均一化のためである。以上が第2の形態の説明である。   In order to obtain this advantage, not all the single-sided cooling type power cards 82 of the first motor drive circuit 4 have to be arranged in the above-mentioned direction. Even if only the row closest to the housing 8, in other words, the row farthest from the area of the second motor drive circuit 5 (the U-phase in FIG. 13) has the above orientation, Good. That is, the orientation of the other side of the single-sided cooling type power card 82 (V-phase and W-phase in FIG. 13) may be either direction. However, it is better that the single-sided cooling type power card 82 other than the U phase is oriented in the same direction as that of the U phase. This is to make the burden on the cooling tube 71 uniform in the region of the first motor drive circuit 4. The above is the description of the second embodiment.

[第3の形態]
次に第3の形態について説明する。第3の形態に係る積層冷却器703の全体の横断面図を図14に示す。図14の積層冷却器703は,上述の第2の形態の積層冷却器702(図13)に対し,次の点で異なっており,その余の点は共通である。
(c)第1モータ駆動回路4に属する片面冷却型パワーカード82の列と,第2モータ駆動回路5に属する両面冷却型パワーカード72の列とが交互に配置されていること。
[Third embodiment]
Next, a third embodiment will be described. FIG. 14 shows a cross-sectional view of the entire laminated cooler 703 according to the third embodiment. The stacked cooler 703 of FIG. 14 differs from the above-described stacked cooler 702 (FIG. 13) of the second embodiment in the following points, and the other points are common.
(C) Rows of single-sided cooling power cards 82 belonging to the first motor driving circuit 4 and rows of double-sided cooling power cards 72 belonging to the second motor driving circuit 5 are alternately arranged.

すなわち,図11の積層冷却器701あるいは図13の積層冷却器702では,片面冷却型パワーカード82の列と両面冷却型パワーカード72の列とが,それぞれ集中して配置されていた。これにより,冷却チューブ71の配置に関しても,両面から放熱を受けるもの(図11では2つ,図13では3つ)同士が集中して配置される状況となっていた。   That is, in the stacked cooler 701 in FIG. 11 or the stacked cooler 702 in FIG. 13, the row of the single-sided cooling type power card 82 and the row of the double-sided cooling type power card 72 are arranged in a concentrated manner. As a result, regarding the arrangement of the cooling tubes 71, those that receive heat radiation from both sides (two in FIG. 11 and three in FIG. 13) are arranged in a concentrated manner.

そこで,2種類のパワーカードの列の配置を交互とすることで,冷却チューブ71の配置に関しても,両面から放熱を受けるものと片面のみから放熱を受けるものとを交互に配置したのが第3の形態の積層冷却器703である。これにより,積層冷却器703全体としての発熱分布が平準化されている。このため冷却チューブ71同士での負荷の配分も図13と比べて平準化されており,冷却性能上も余裕がある。   Therefore, by alternately arranging the arrangement of the two types of power cards, the cooling tube 71 is also arranged in such a manner that the one that receives heat from both sides and the one that receives heat from only one side are arranged alternately. It is the laminated cooler 703 of the form. Thereby, the heat generation distribution as a whole of the stacked cooler 703 is leveled. For this reason, the load distribution between the cooling tubes 71 is also leveled compared to that in FIG. 13, and there is room for cooling performance.

第3の形態の利点を得るためには,2種類のパワーカードの列の配置が交互であることのほか,次の条件を満たす必要がある。
・冷却チューブ71とハウジング8との間に挟まれる列,言い替えると片面しか冷却チューブ71と対面しない列(図14中では「4」のU相)のパワーカードは,片面冷却型パワーカード82でなければならない。
・その列の片面冷却型パワーカード82は,その放熱面(コレクタ電極板13の面)を,ハウジング8の方ではなく冷却チューブ71の方に向けていなければならない。
In order to obtain the advantage of the third embodiment, it is necessary to satisfy the following conditions in addition to the two rows of power cards being alternately arranged.
A power card in a row sandwiched between the cooling tube 71 and the housing 8, in other words, a row in which only one side faces the cooling tube 71 (the U phase of “4” in FIG. 14) is a single-side cooling type power card 82. There must be.
The single-sided cooling power card 82 in the row must have its heat radiation surface (the surface of the collector electrode plate 13) directed toward the cooling tube 71, not the housing 8.

このうちの2つめの条件については,言い替えると,片面冷却型パワーカード82であっても,冷却チューブ71間に挟まれた列のもの(図14中では「4」のV相およびW相)については,向きはどちら向きでもよいということである。しかしながら好ましくは,これらの片面冷却型パワーカード82も,片面しか冷却チューブ71と対面しない片面冷却型パワーカード82と同じ向きとした方がよい。その方が積層冷却器703の全体としての冷却性能がより平準化されるからである。以上が第3の形態の説明である。   Regarding the second of these conditions, in other words, even in the case of the single-side cooling type power card 82, the one sandwiched between the cooling tubes 71 ("4" V phase and W phase in FIG. 14). For, the direction can be either direction. However, preferably, these single-sided cooling type power cards 82 should also be oriented in the same direction as the single-sided cooling type power card 82 that faces the cooling tube 71 only on one side. This is because the cooling performance as a whole of the stacked cooler 703 is further leveled. The above is the description of the third embodiment.

ここで,ここまでに説明した第1〜第3の形態およびそれらの前提となる構成のものについて,冷却チューブ71の負荷の分布状況を測定したので,その結果を図15のグラフにより説明する。図15のグラフは,上から図12(前提となる参考形態),図11(第1の形態),図13(第2の形態),図14(第3の形態)の各積層冷却器について,それらの中の各冷却チューブ71における冷媒の温度上昇幅を比較して示す棒グラフである。   Here, the load distribution state of the cooling tube 71 was measured for the first to third embodiments described above and the premise thereof, and the result will be described with reference to the graph of FIG. The graph of FIG. 15 shows the stacked coolers of FIG. 12 (reference form as a premise), FIG. 11 (first form), FIG. 13 (second form), and FIG. 14 (third form) from the top. FIG. 6 is a bar graph showing a comparison of the temperature rise width of the refrigerant in each cooling tube 71 among them.

この測定は,各冷却チューブ71の入り口と出口(図11等における「IN」や「OUT」のことではなく,各冷却チューブ71における図中下端および上端の連結部712(図3等参照)の取り付け箇所)に温度センサを設けた状態で行った。その状態で回路を動作させ,各冷却チューブ71における温度上昇幅を測定した。冷媒としては水を使用した。その際,各冷却チューブ71における最大の温度上昇幅が上限値(70℃)を超えないように冷却水の流量を調節した。   This measurement is performed at the inlet and outlet of each cooling tube 71 (not “IN” or “OUT” in FIG. 11 or the like, but the connection portions 712 at the lower and upper ends in the drawing of each cooling tube 71 (see FIG. 3 or the like)). This was performed in a state where a temperature sensor was provided at the mounting location. In this state, the circuit was operated, and the temperature rise in each cooling tube 71 was measured. Water was used as the refrigerant. At that time, the flow rate of the cooling water was adjusted so that the maximum temperature rise in each cooling tube 71 did not exceed the upper limit (70 ° C.).

図15のグラフにおける横軸の1〜7の番号は,各積層冷却器における個々の冷却チューブ71を識別するための番号である。図12の積層冷却器における最も左の冷却チューブ71(ハウジング8に接しているもの)を1番とし,右へ向かって順に付番し,最も右の冷却チューブ71(板バネ9に接しているもの)を7番としている。図11の積層冷却器についても同様に付番した。図13,図14の積層冷却器についても,1番が欠番であること以外は同様の付番とした。   The numbers 1 to 7 on the horizontal axis in the graph of FIG. 15 are numbers for identifying individual cooling tubes 71 in each stacked cooler. The leftmost cooling tube 71 (in contact with the housing 8) in the stacked cooler of FIG. 12 is numbered 1, and is numbered in order toward the right, and the rightmost cooling tube 71 (in contact with the leaf spring 9). No. 7). The same numbering was applied to the stacked cooler of FIG. The laminated coolers of FIGS. 13 and 14 are also numbered similarly except that number 1 is a missing number.

図15のグラフ中の最上段(図12の参考形態)の部分を見ると,概ね,次の順で温度上昇が大きくなっている。
・5番および6番:第2モータ駆動回路5(駆動担当)に属する両面冷却型パワーカード72により両面から挟まれる配置となっている冷却チューブ71である。そのため両側から相当量の排熱を受けるので,温度上昇幅が大きいのである。
・4番:一方の面にて第2モータ駆動回路5に属する両面冷却型パワーカード72から放熱を受け,もう一方の面にて第1モータ駆動回路4(発電担当)に属する両面冷却型パワーカード72から放熱を受ける冷却チューブ71である。
・7番:一方の面にて第2モータ駆動回路5に属する両面冷却型パワーカード72から放熱を受けるが,もう一方の面には放熱を受けない冷却チューブ71である。
・1番ないし3番:第1モータ駆動回路4に属する両面冷却型パワーカード72のみから放熱をうける冷却チューブ71である。
Looking at the uppermost part of the graph of FIG. 15 (reference form of FIG. 12), the temperature rise generally increases in the following order.
No. 5 and No. 6: Cooling tubes 71 arranged to be sandwiched from both sides by a double-sided cooling power card 72 belonging to the second motor drive circuit 5 (in charge of driving). Therefore, a considerable amount of exhaust heat is received from both sides, so the temperature rise is large.
# 4: Double-sided cooling power that receives heat from the double-sided cooling power card 72 belonging to the second motor drive circuit 5 on one side, and belongs to the first motor drive circuit 4 (in charge of power generation) on the other side The cooling tube 71 receives heat radiation from the card 72.
No. 7: a cooling tube 71 that receives heat from the double-sided cooling type power card 72 belonging to the second motor drive circuit 5 on one side, but does not receive heat on the other side.
First to third: The cooling tubes 71 receive heat radiation only from the double-sided cooling type power card 72 belonging to the first motor drive circuit 4.

図12の参考形態では,前述の通り冷却能力自体は積層冷却器の全体として均等に確保されている。図15の結果はこのことに対し,第1モータ駆動回路4(発電担当)に属する両面冷却型パワーカード72を冷却する部分(1〜3番の冷却チューブ71)で冷却能力が過剰となっていることを示している。   In the reference form of FIG. 12, the cooling capacity itself is ensured equally as a whole of the stacked cooler as described above. In contrast to this, the result of FIG. 15 shows that the cooling capacity is excessive in the portion (the first to third cooling tubes 71) for cooling the double-sided cooling power card 72 belonging to the first motor drive circuit 4 (in charge of power generation). It shows that.

図15のグラフ中の上から2段目(図11の第1の形態の積層冷却器701)でも,各冷却チューブ71の温度上昇は概ね,図12の参考形態の場合と同様である。図11では前述の通り,第1モータ駆動回路4に属する部分を片面冷却型パワーカード82で構成することにより,冷却能力の過剰を排除している。   Also in the second stage from the top in the graph of FIG. 15 (stacked cooler 701 of the first embodiment of FIG. 11), the temperature rise of each cooling tube 71 is generally the same as in the reference embodiment of FIG. In FIG. 11, as described above, the portion belonging to the first motor drive circuit 4 is configured by the single-side cooling power card 82, thereby eliminating the excessive cooling capacity.

図15のグラフ中の上から3段目(図13の第2の形態の積層冷却器702)でも,1番が存在しないことを除いて概ね,最上段および2段目と同等の傾向を示している。   The third stage from the top in the graph of FIG. 15 (stacked cooler 702 of the second form in FIG. 13) also shows a tendency similar to the top and second stages except that No. 1 does not exist. ing.

図15のグラフ中の最下段(図14の第3の形態の積層冷却器703)では,2番から7番に至るまで,ほぼ均等の温度上昇を示している。両面から放熱を受ける冷却チューブ71(図15中偶数番のもの)と片面のみから放熱を受ける冷却チューブ71(図15中奇数番のもの)とを交互に配置したことの効果で,冷却チューブ71の負担が積層冷却器703の全体で平準化されているからである。以上が図15の説明である。   In the lowermost stage in the graph of FIG. 15 (stacked cooler 703 of the third embodiment in FIG. 14), the temperature rises almost uniformly from No. 2 to No. 7. The cooling tube 71 (even number in FIG. 15) that receives heat from both sides and the cooling tube 71 (odd number in FIG. 15) that receives heat from only one side are arranged alternately. This is because the burden of the above is leveled in the entire laminated cooler 703. The above is the description of FIG.

[第4〜第6の形態]
第1〜第3の形態として説明した積層冷却器と同等の機能を有するものを,1in1型のパワーカードの替わりに2in1型のパワーカードを用いて構成することができる。これが第4〜第6の形態である。2in1型のパワーカードとは,図1の回路図中,1列の上下アームの合わせて2組分のトランジスタ(例えば41と42)およびそれらと対になる保護ダイオードDを1枚のパワーカードとして実装したものである。そこでまず,2in1型のパワーカードについて説明する。2in1型のパワーカードにも,両面冷却型と片面冷却型とがある。両面冷却型はさらに,U字型と称されるものとN字型と称されるものとに分けられる。以下順に説明する。
[Fourth to sixth forms]
What has the function equivalent to the laminated cooler demonstrated as the 1st-3rd form can be comprised using a 2 in 1 type power card instead of a 1 in 1 type power card. This is the fourth to sixth forms. In the circuit diagram of FIG. 1, the 2-in-1 type power card is composed of two pairs of transistors (for example, 41 and 42) in combination with one row of upper and lower arms and a protective diode D paired with them as one power card. Implemented. First, a 2-in-1 type power card will be described. The 2-in-1 type power card also has a double-sided cooling type and a single-sided cooling type. The double-sided cooling type is further divided into what is called a U-shape and what is called an N-shape. This will be described in order below.

図16に,U字2in1両面冷却型パワーカード74の横断面図(図7に相当する断面図)を示す。図16のU字2in1両面冷却型パワーカード74は,ハイサイド電極板24,ミドルサイド電極板25,ローサイド電極板26を有している。U字2in1両面冷却型パワーカード74では,一方の面の大部分がハイサイド電極板24とローサイド電極板26とにより占められており,もう一方の面の大部分がミドルサイド電極板25により占められている。これら3つの電極板のいずれもが放熱板としての機能を有している。つまり,両面がともに放熱面となっている。ハイサイド電極板24は,奇数番のトランジスタのコレクタ電極である。ミドルサイド電極板25は,奇数番のトランジスタのエミッタ電極と偶数番のトランジスタのコレクタ電極とを一体化したものである。ローサイド電極板26は,偶数番のトランジスタのエミッタ電極である。   FIG. 16 is a cross-sectional view (cross-sectional view corresponding to FIG. 7) of the U-shaped 2 in 1 double-sided cooling power card 74. A U-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 74 in FIG. 16 includes a high side electrode plate 24, a middle side electrode plate 25, and a low side electrode plate 26. In the U-shaped 2-in-1 double-sided cooling type power card 74, most of one surface is occupied by the high-side electrode plate 24 and the low-side electrode plate 26, and most of the other surface is occupied by the middle-side electrode plate 25. It has been. All of these three electrode plates have a function as a heat sink. In other words, both sides are heat dissipation surfaces. The high side electrode plate 24 is a collector electrode of an odd-numbered transistor. The middle side electrode plate 25 is formed by integrating the emitter electrode of the odd-numbered transistor and the collector electrode of the even-numbered transistor. The low side electrode plate 26 is an emitter electrode of an even-numbered transistor.

ハイサイド電極板24とミドルサイド電極板25との間と,ミドルサイド電極板25とローサイド電極板26との間とにそれぞれ,半導体部分15およびブロック電極16が挟み込まれている。ハイサイド電極板24側の半導体部分15が図1中の奇数番のトランジスタ等であり,ローサイド電極板26側の半導体部分15が奇数番のトランジスタ等である。ブロック電極16の存在理由は,1in1型の両面冷却型パワーカード72の場合と同じである。U字2in1両面冷却型パワーカード74では,図16を右に横倒ししてみると,ハイサイド電極板24からミドルサイド電極板25を通ってローサイド電極板26に至る電流経路が,概ね,アルファベットの「U」字状を示している。このことが,U字型と称される理由である。   The semiconductor portion 15 and the block electrode 16 are sandwiched between the high side electrode plate 24 and the middle side electrode plate 25 and between the middle side electrode plate 25 and the low side electrode plate 26, respectively. The semiconductor portion 15 on the high-side electrode plate 24 side is an odd-numbered transistor or the like in FIG. 1, and the semiconductor portion 15 on the low-side electrode plate 26 side is an odd-numbered transistor or the like. The reason for the presence of the block electrode 16 is the same as in the case of the 1 in 1 type double-sided cooling power card 72. In the U-shaped 2-in-1 double-sided cooling type power card 74, when FIG. 16 is laid down to the right, the current path from the high-side electrode plate 24 through the middle-side electrode plate 25 to the low-side electrode plate 26 is generally alphabetical. A “U” shape is shown. This is the reason why it is called U-shaped.

U字2in1両面冷却型パワーカード74では,ハイサイド電極板24,ミドルサイド電極板25,ローサイド電極板26の3つの電極板にそれぞれ,図6や図8中の「20」,「21」のようなバスバーが設けられる。ハイサイド電極板24はハイサイド線11に,ミドルサイド電極板25は対応する中間端子([0042]参照)に,ローサイド電極板26はローサイド線12に,それぞれ接続される。また,ハイサイド電極板24側の半導体部分15とローサイド電極板26側の半導体部分15とにそれぞれ,図6や図8中に「18」として示したような制御端子が設けられる。   In the U-shaped 2-in-1 double-sided cooling type power card 74, the high side electrode plate 24, the middle side electrode plate 25, and the low side electrode plate 26 are respectively provided with “20” and “21” in FIG. 6 and FIG. Such a bus bar is provided. The high side electrode plate 24 is connected to the high side line 11, the middle side electrode plate 25 is connected to the corresponding intermediate terminal (see [0042]), and the low side electrode plate 26 is connected to the low side line 12. Further, control terminals as indicated by “18” in FIGS. 6 and 8 are provided on the semiconductor portion 15 on the high side electrode plate 24 side and the semiconductor portion 15 on the low side electrode plate 26 side, respectively.

図17に,N字2in1両面冷却型パワーカード75の横断面図を示す。図17のN字2in1両面冷却型パワーカード75は,ハイサイド電極板24,ミドルサイド電極板27,ローサイド電極板26を有している。ミドルサイド電極板27は,図16中の平板状のミドルサイド電極板25と異なり,エミッタ部28とコレクタ部29とのステップ形状のものである。N字2in1両面冷却型パワーカード75では一方の面の大部分が,ハイサイド電極板24と,ミドルサイド電極板27のコレクタ部29とにより占められている。そしてもう一方の面の大部分が,ミドルサイド電極板27のエミッタ部28と,ローサイド電極板26とにより占められている。   FIG. 17 shows a cross-sectional view of an N-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 75. The N-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 75 in FIG. 17 includes a high side electrode plate 24, a middle side electrode plate 27, and a low side electrode plate 26. Unlike the flat middle-side electrode plate 25 in FIG. 16, the middle-side electrode plate 27 has a step shape of an emitter portion 28 and a collector portion 29. In the N-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 75, most of one surface is occupied by the high-side electrode plate 24 and the collector portion 29 of the middle-side electrode plate 27. And most of the other surface is occupied by the emitter portion 28 of the middle side electrode plate 27 and the low side electrode plate 26.

つまりN字2in1両面冷却型パワーカード75では,ハイサイド電極板24とローサイド電極板26とが別々の面に配置されており,ミドルサイド電極板27は図17中にて対角線状に配置されている。もちろんN字2in1両面冷却型パワーカード75でも,3つの電極板のいずれもが放熱板としての機能を有し,両面がともに放熱面となっている。   That is, in the N-shaped 2-in-1 double-sided cooling type power card 75, the high-side electrode plate 24 and the low-side electrode plate 26 are arranged on separate surfaces, and the middle-side electrode plate 27 is arranged diagonally in FIG. Yes. Of course, in the N-shaped 2-in-1 double-sided cooling type power card 75, all of the three electrode plates have a function as a heat radiating plate, and both surfaces are heat radiating surfaces.

N字2in1両面冷却型パワーカード75では,ハイサイド電極板24が奇数番のトランジスタのコレクタ電極である点と,ローサイド電極板26が偶数番のトランジスタのエミッタ電極である点は,図16のU字形の場合と共通である。そして,N字2in1両面冷却型パワーカード75では,ミドルサイド電極板27のエミッタ部28が奇数番のトランジスタのエミッタ電極であり,コレクタ部29は偶数番のトランジスタのコレクタ電極である。ハイサイド電極板24とミドルサイド電極板27のエミッタ部28との間と,ミドルサイド電極板27のコレクタ部29とローサイド電極板26との間とにそれぞれ,半導体部分15およびブロック電極16が挟み込まれている。   In the N-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 75, the high-side electrode plate 24 is the collector electrode of the odd-numbered transistor, and the low-side electrode plate 26 is the emitter electrode of the even-numbered transistor. It is the same as the case of the letter shape. In the N-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 75, the emitter portion 28 of the middle side electrode plate 27 is the emitter electrode of the odd-numbered transistor, and the collector portion 29 is the collector electrode of the even-numbered transistor. The semiconductor portion 15 and the block electrode 16 are sandwiched between the high side electrode plate 24 and the emitter portion 28 of the middle side electrode plate 27 and between the collector portion 29 of the middle side electrode plate 27 and the low side electrode plate 26, respectively. It is.

N字2in1両面冷却型パワーカード75では,図17を横倒ししてみると,ハイサイド電極板24からミドルサイド電極板27を通ってローサイド電極板26に至る電流経路が,概ね,アルファベットの「N」字状を示している。このことが,N字型と称される理由である。N字2in1両面冷却型パワーカード75でも,ハイサイド電極板24,ミドルサイド電極板27,ローサイド電極板26の3つの電極板にそれぞれバスバーが設けられる。むろん,ハイサイド電極板24はハイサイド線11に,ミドルサイド電極板27は対応する中間端子に,ローサイド電極板26はローサイド線12に,それぞれ接続される。また,2つの半導体部分15にそれぞれ制御端子が設けられている。   In the N-shaped 2-in-1 double-sided cooling type power card 75, when FIG. 17 is laid down, the current path from the high-side electrode plate 24 through the middle-side electrode plate 27 to the low-side electrode plate 26 is generally “N” "Indicates a letter shape. This is the reason why it is called N-shaped. Also in the N-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 75, bus bars are provided on the three electrode plates of the high-side electrode plate 24, the middle-side electrode plate 27, and the low-side electrode plate 26, respectively. Of course, the high side electrode plate 24 is connected to the high side line 11, the middle side electrode plate 27 is connected to the corresponding intermediate terminal, and the low side electrode plate 26 is connected to the low side line 12. The two semiconductor portions 15 are each provided with a control terminal.

図18に,2in1片面冷却型パワーカード76の横断面図を示す。図18の2in1片面冷却型パワーカード76は,ハイサイド電極板24,ミドルサイド電極部材30,ミドルサイド電極板31,ローサイド電極部材32を有している。ミドルサイド電極板31は,図16中のミドルサイド電極板25や図17中のミドルサイド電極板27と異なり,ハイサイド電極板24とほぼ同様のサイズおよび形状のものである。これに対しミドルサイド電極部材30やローサイド電極部材32は,基本的に封止樹脂19に埋め込まれているものである。   FIG. 18 shows a cross-sectional view of the 2-in-1 single-sided cooling power card 76. 18 includes a high-side electrode plate 24, a middle-side electrode member 30, a middle-side electrode plate 31, and a low-side electrode member 32. Unlike the middle side electrode plate 25 in FIG. 16 and the middle side electrode plate 27 in FIG. 17, the middle side electrode plate 31 has substantially the same size and shape as the high side electrode plate 24. On the other hand, the middle side electrode member 30 and the low side electrode member 32 are basically embedded in the sealing resin 19.

2in1片面冷却型パワーカード76では一方の面の大部分が,ハイサイド電極板24と,ミドルサイド電極板31とにより占められている。そしてもう一方の面はすべて封止樹脂19で占められている。2in1片面冷却型パワーカード76では,放熱板としての機能を持つのは,ハイサイド電極板24およびミドルサイド電極板31だけであり,この面だけが放熱面である。2in1片面冷却型パワーカード76は基本的に,図17のN字2in1両面冷却型パワーカード75を片面型に変形したものである。   In the 2-in-1 single-sided cooling power card 76, most of one surface is occupied by the high-side electrode plate 24 and the middle-side electrode plate 31. The other surface is all occupied by the sealing resin 19. In the 2-in-1 single-sided cooling power card 76, only the high-side electrode plate 24 and the middle-side electrode plate 31 have a function as a heat radiating plate, and only this surface is a heat radiating surface. The 2-in-1 single-sided cooling power card 76 is basically a modification of the N-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 75 of FIG. 17 into a single-sided type.

2in1片面冷却型パワーカード76では,ハイサイド電極板24が奇数番のトランジスタのコレクタ電極である点は,図16や図17の両面冷却型の場合と共通である。そして2in1片面冷却型パワーカード76では,ミドルサイド電極部材30が奇数番のトランジスタのエミッタ電極であり,ミドルサイド電極板31が偶数番のトランジスタのコレクタ電極であり,ローサイド電極部材32が偶数番のトランジスタのエミッタ電極である。ミドルサイド電極部材30とミドルサイド電極板31とは接続されている。   In the 2-in-1 single-sided cooling type power card 76, the high-side electrode plate 24 is the collector electrode of an odd-numbered transistor in common with the double-sided cooling type in FIGS. In the 2-in-1 single-sided cooling power card 76, the middle side electrode member 30 is the emitter electrode of the odd numbered transistor, the middle side electrode plate 31 is the collector electrode of the even numbered transistor, and the low side electrode member 32 is the even numbered transistor. This is the emitter electrode of the transistor. The middle side electrode member 30 and the middle side electrode plate 31 are connected.

ハイサイド電極板24とミドルサイド電極部材30との間と,ミドルサイド電極板31とローサイド電極部材32との間とにそれぞれ,半導体部分15が挟み込まれている。1in1片面冷却型パワーカード82(図10)の場合と同様,ブロック電極16はない。2in1片面冷却型パワーカード76では,ハイサイド電極板24,ミドルサイド電極板31,ローサイド電極部材32の3つの電極部材にそれぞれバスバーが設けられている。むろん,ハイサイド電極板24はハイサイド線11に,ミドルサイド電極板31は対応する中間端子に,ローサイド電極部材32はローサイド線12に,それぞれ接続される。また,2つの半導体部分15にそれぞれ制御端子が設けられている。   The semiconductor portions 15 are sandwiched between the high-side electrode plate 24 and the middle-side electrode member 30 and between the middle-side electrode plate 31 and the low-side electrode member 32, respectively. As in the case of the 1 in 1 single-sided cooling type power card 82 (FIG. 10), the block electrode 16 is not provided. In the 2-in-1 single-sided cooling power card 76, bus bars are provided on the three electrode members of the high-side electrode plate 24, the middle-side electrode plate 31, and the low-side electrode member 32, respectively. Of course, the high side electrode plate 24 is connected to the high side line 11, the middle side electrode plate 31 is connected to the corresponding intermediate terminal, and the low side electrode member 32 is connected to the low side line 12. The two semiconductor portions 15 are each provided with a control terminal.

もちろん,2in1型パワーカード74〜76でも,[0040]で説明したバリエーションが可能である。   Of course, the variations described in [0040] are also possible with the 2-in-1 type power cards 74 to 76.

第4の形態は,上記の2in1型パワーカードを前述の第1の形態に適用したものである。図19にその一例を示す。図19の積層冷却器704は,図11の積層冷却器701を基として,次の変更を行ったものである。
(1)第1モータ駆動回路4内に3列ある,2枚の1in1片面冷却型パワーカード82による上下アームをそれぞれ,1枚の2in1片面冷却型パワーカード76(図18参照)で置き替える。
(2)第2モータ駆動回路5内に3列ある,2枚の1in1両面冷却型パワーカード72による上下アームをそれぞれ,1枚のU字2in1両面冷却型パワーカード74(図16参照)で置き替える。
In the fourth embodiment, the 2in1 type power card is applied to the first embodiment. An example is shown in FIG. The stacked cooler 704 in FIG. 19 is obtained by making the following changes based on the stacked cooler 701 in FIG.
(1) The upper and lower arms of two 1 in 1 single-sided cooling power cards 82 in three rows in the first motor drive circuit 4 are replaced with one 2 in 1 single-sided cooling power card 76 (see FIG. 18).
(2) The upper and lower arms of two 1 in 1 double-sided cooling type power cards 72 in three rows in the second motor drive circuit 5 are respectively placed on one U-shaped 2 in 1 double-sided cooling type power card 74 (see FIG. 16). Change.

第5の形態は,前述の第2の形態に2in1型パワーカードを適用したものである。その一例を図20に示す。図20の積層冷却器705は,図13の積層冷却器702を基として,上記(1)と同じ変更と,次の変更とを行ったものである。
(3)第2モータ駆動回路5内に3列ある,2枚の1in1両面冷却型パワーカード72による上下アームをそれぞれ,1枚のN字2in1両面冷却型パワーカード75(図17参照)で置き替える。
In the fifth embodiment, a 2-in-1 type power card is applied to the second embodiment described above. An example is shown in FIG. A stacked cooler 705 in FIG. 20 is the same as the above (1) and the following change based on the stacked cooler 702 in FIG.
(3) The upper and lower arms of two 1 in 1 double-sided cooling type power cards 72 in three rows in the second motor drive circuit 5 are respectively placed with one N-shaped 2 in 1 double-sided cooling type power card 75 (see FIG. 17). Change.

第6の形態は,前述の第3の形態に2in1型パワーカードを適用したものである。その一例を図21に示す。図21の積層冷却器706は,図14の積層冷却器703を基として,上記(1)および(2)と同じ変更を行ったものである。   In the sixth embodiment, a 2 in 1 type power card is applied to the third embodiment described above. An example is shown in FIG. The stacked cooler 706 in FIG. 21 is the same as the above (1) and (2), based on the stacked cooler 703 in FIG.

図19の積層冷却器704,図20の積層冷却器705,図21の積層冷却器706はそれぞれ,図11の積層冷却器701,図13の積層冷却器702,図14の積層冷却器703と同じ機能と利点を有している。積層冷却器704〜706については,さらに次のような変更が可能である。   The stacked cooler 704 in FIG. 19, the stacked cooler 705 in FIG. 20, and the stacked cooler 706 in FIG. 21 are respectively the stacked cooler 701 in FIG. 11, the stacked cooler 702 in FIG. 13, and the stacked cooler 703 in FIG. Has the same functions and benefits. The stacked coolers 704 to 706 can be further modified as follows.

・第1モータ駆動回路4と第2モータ駆動回路5とのうち,いずれか一方のみについて上記の置き替えを行ってもよい(積層冷却器704〜706)。
・第2モータ駆動回路5にて,U字2in1両面冷却型パワーカード74の替わりにN字2in1両面冷却型パワーカード75を用いてもよい(積層冷却器704,706)。
・第2モータ駆動回路5にて,N字2in1両面冷却型パワーカード75の替わりにU字2in1両面冷却型パワーカード74を用いてもよい(積層冷却器705)。
・第1モータ駆動回路4の3列の上下アームのうち一部のみについて上記の置き換えを行ってもよい(積層冷却器704〜706)。
・第2モータ駆動回路5の3列の上下アームのうち一部のみについて上記の置き換えを行ってもよい(積層冷却器704〜706)。
・第2モータ駆動回路5にて,U字2in1両面冷却型パワーカード74とN字2in1両面冷却型パワーカード75とが混在してもよい(積層冷却器704〜706)。
以上が第4〜第6の形態の説明である。
The above replacement may be performed for only one of the first motor drive circuit 4 and the second motor drive circuit 5 (stacked coolers 704 to 706).
In the second motor drive circuit 5, an N-shaped 2 in 1 double-sided cooling power card 75 may be used instead of the U-shaped 2 in 1 double-sided cooling power card 74 (stacked coolers 704 and 706).
In the second motor drive circuit 5, a U-shaped 2 in 1 double-sided cooling power card 74 may be used instead of the N-shaped 2 in 1 double-sided cooling power card 75 (stacked cooler 705).
The above replacement may be performed on only a part of the upper and lower arms of the three rows of the first motor drive circuit 4 (stacked coolers 704 to 706).
The above replacement may be performed on only a part of the upper and lower arms of the three rows of the second motor drive circuit 5 (stacked coolers 704 to 706).
In the second motor drive circuit 5, the U-shaped 2in1 double-sided cooling power card 74 and the N-shaped 2in1 double-sided cooling power card 75 may be mixed (stacked coolers 704 to 706).
The above is the description of the fourth to sixth embodiments.

[第7〜第9の形態]
第1〜第6の形態として説明した積層冷却器と同等の機能を有するものを,1in1型や2in1型のパワーカードの替わりに3in1型のパワーカードを用いて構成することができる。これが第7〜第9の形態である。3in1型のパワーカードとは,図1の回路図中3組分のトランジスタおよびそのそれぞれに対応する保護ダイオードを1枚のパワーカードとして実装したものである。3組のトランジスタとは,第1モータ駆動回路4または第2モータ駆動回路5における,上アームの3組または下アームの3組のことである。具体的には,図1中の番号にて,41と43と45,42と44と46,51と53と55,52と54と56,のいずれかのことである。3in1型のパワーカードにも,両面冷却型と片面冷却型とがある。以下順に説明する。
[Seventh to ninth forms]
What has the function equivalent to the laminated cooler demonstrated as the 1st-6th form can be comprised using a 3in1 type power card instead of a 1in1 type or a 2in1 type power card. This is the seventh to ninth forms. The 3-in-1 type power card is obtained by mounting three sets of transistors in the circuit diagram of FIG. 1 and protective diodes corresponding to each of them as a single power card. The three sets of transistors are three sets of upper arms or three sets of lower arms in the first motor drive circuit 4 or the second motor drive circuit 5. Specifically, the numbers in FIG. 1 are any of 41 and 43 and 45, 42 and 44 and 46, 51 and 53 and 55, and 52 and 54 and 56. The 3-in-1 type power card also has a double-sided cooling type and a single-sided cooling type. This will be described in order below.

まず両面冷却型について説明する。3in1両面冷却型パワーカードには,2in1型の場合のようなU字型,N字型といった種別はないが,上アーム用と下アーム用の2種類がある。図22に,上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77の横断面図(図7に相当する断面図)を示す。図22の上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77は,共通ハイサイド電極板33と,3枚のミドルサイド電極板34とを有している。   First, the double-sided cooling type will be described. There are no types of U-shaped and N-shaped 3-in-1 double-sided cooling power cards, as in the 2-in-1 type, but there are two types for the upper arm and the lower arm. FIG. 22 shows a cross-sectional view (a cross-sectional view corresponding to FIG. 7) of the 3-in-1 double-sided cooling power card 77 for the upper arm. 22 has a common high-side electrode plate 33 and three middle-side electrode plates 34.

上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77では,一方の面の大部分が共通ハイサイド電極板33により占められており,もう一方の面の大部分が3枚のミドルサイド電極板34により占められている。これら4つの電極板のいずれもが放熱板としての機能を有している。つまり,両面がともに放熱面となっている。共通ハイサイド電極板33は,図1中の奇数番の3つのトランジスタのコレクタ電極である。各ミドルサイド電極板34は,奇数番の3つのトランジスタの各エミッタ電極である。   In the upper arm 3-in-1 double-sided cooling power card 77, most of one surface is occupied by the common high-side electrode plate 33, and most of the other surface is occupied by the three middle-side electrode plates. ing. Any of these four electrode plates has a function as a heat sink. In other words, both sides are heat dissipation surfaces. The common high-side electrode plate 33 is a collector electrode of the odd-numbered three transistors in FIG. Each middle side electrode plate 34 is an emitter electrode of three odd-numbered transistors.

共通ハイサイド電極板33と3枚のミドルサイド電極板34との間にそれぞれ,半導体部分15およびブロック電極16が挟み込まれている。これら3つの半導体部分15が奇数番のトランジスタ等である。ブロック電極16の存在理由は,1in1型や2in1型の両面冷却型パワーカードの場合と同じである。上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77では,共通ハイサイド電極板33と3枚のミドルサイド電極板34とにそれぞれ,つまり計4つのバスバーが設けられる。共通ハイサイド電極板33はハイサイド線11に,3枚のミドルサイド電極板34はそれぞれ中間端子([0042]参照)に接続される。また,3つの半導体部分15にそれぞれ,制御端子18が設けられる。   The semiconductor portion 15 and the block electrode 16 are sandwiched between the common high side electrode plate 33 and the three middle side electrode plates 34, respectively. These three semiconductor portions 15 are odd-numbered transistors or the like. The reason for the presence of the block electrode 16 is the same as in the case of a 1 in 1 type or 2 in 1 type double-sided cooling power card. In the upper arm 3-in-1 double-sided cooling power card 77, the common high-side electrode plate 33 and the three middle-side electrode plates 34 are each provided with a total of four bus bars. The common high-side electrode plate 33 is connected to the high-side line 11, and the three middle-side electrode plates 34 are each connected to an intermediate terminal (see [0042]). In addition, a control terminal 18 is provided in each of the three semiconductor portions 15.

図23に,下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78の横断面図を示す。図23の下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78は,3枚のミドルサイド電極板35と,共通ローサイド電極板36とを有している。下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78では,一方の面の大部分が3枚のミドルサイド電極板35により占められており,もう一方の面の大部分が共通ローサイド電極板36により占められている。これら4つの電極板のいずれもが放熱板としての機能を有している。つまり,両面がともに放熱面となっている。各ミドルサイド電極板35は,偶数番の3つのトランジスタの各コレクタ電極である。共通ローサイド電極板36は,偶数番の3つのトランジスタのエミッタ電極である。   FIG. 23 is a cross-sectional view of the lower arm 3-in-1 double-sided cooling power card 78. The lower arm 3-in-1 double-sided cooling power card 78 in FIG. 23 has three middle-side electrode plates 35 and a common low-side electrode plate 36. In the lower arm 3 in 1 double-sided cooling type power card 78, most of one surface is occupied by three middle side electrode plates 35, and most of the other surface is occupied by a common low side electrode plate 36. Yes. Any of these four electrode plates has a function as a heat sink. In other words, both sides are heat dissipation surfaces. Each middle side electrode plate 35 is each collector electrode of three even-numbered transistors. The common low-side electrode plate 36 is an emitter electrode of even-numbered three transistors.

3枚のミドルサイド電極板35と共通ローサイド電極板36との間にそれぞれ,半導体部分15およびブロック電極16が挟み込まれている。これら3つの半導体部分15が偶数番のトランジスタ等である。ブロック電極16の存在理由は,これまでに登場した両面冷却型パワーカードの場合と同じである。下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78では,3枚のミドルサイド電極板35と共通ローサイド電極板36とにそれぞれ,つまり4つのバスバーが設けられる。3枚のミドルサイド電極板35はそれぞれ,対応する中間端子および上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77のミドルサイド電極板34のうち対応するものに接続される。共通ローサイド電極板36はローサイド線12に接続される。また,3つの半導体部分15にそれぞれ,制御端子18が設けられる。   The semiconductor portion 15 and the block electrode 16 are sandwiched between the three middle-side electrode plates 35 and the common low-side electrode plate 36, respectively. These three semiconductor portions 15 are even-numbered transistors or the like. The reason for the presence of the block electrode 16 is the same as in the case of the double-sided cooling type power card that has appeared so far. In the lower arm 3-in-1 double-sided cooling power card 78, the three middle side electrode plates 35 and the common low side electrode plate 36 are each provided with four bus bars. The three middle side electrode plates 35 are connected to corresponding ones of the corresponding intermediate terminals and the middle side electrode plates 34 of the 3-in-1 double-sided cooling power card 77 for the upper arm. The common low side electrode plate 36 is connected to the low side line 12. In addition, a control terminal 18 is provided in each of the three semiconductor portions 15.

続いて片面冷却型について説明する。3in1片面冷却型パワーカードにも,上アーム用と下アーム用の2種類がある。図24に上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79の横断面図を示す。図24の上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79は,共通ハイサイド電極板33と,3個のミドルサイド電極部材37とを有している。ミドルサイド電極部材37は,図22中のミドルサイド電極板34と異なり,基本的に封止樹脂19に埋め込まれているものである。   Next, the single side cooling type will be described. There are two types of 3-in-1 single-sided cooling power cards, one for the upper arm and one for the lower arm. FIG. 24 shows a cross-sectional view of the 3-in-1 single-sided cooling power card 79 for the upper arm. The upper arm 3-in-1 single-sided cooling power card 79 shown in FIG. 24 has a common high-side electrode plate 33 and three middle-side electrode members 37. Unlike the middle side electrode plate 34 in FIG. 22, the middle side electrode member 37 is basically embedded in the sealing resin 19.

上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79では一方の面の大部分が,共通ハイサイド電極板33により占められている。そしてもう一方の面はすべて封止樹脂19で占められている。上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79では,放熱板としての機能を持つのは,共通ハイサイド電極板33だけであり,この面だけが放熱面である。上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79は基本的に,図22の上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77を片面型に変形したものである。   In the upper arm 3 in 1 single-sided cooling power card 79, most of one side is occupied by the common high-side electrode plate 33. The other surface is all occupied by the sealing resin 19. In the 3-in-1 single-sided cooling power card 79 for the upper arm, only the common high-side electrode plate 33 has a function as a heat radiating plate, and only this surface is a heat radiating surface. The upper arm 3-in-1 single-sided cooling power card 79 is basically a modification of the upper-arm 3-in-1 double-sided cooling power card 77 shown in FIG.

上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79では,共通ハイサイド電極板33が奇数番の3つのトランジスタのコレクタ電極である点は,図22の両面冷却型の場合と共通である。また,3個のミドルサイド電極部材37は,奇数番の3つのトランジスタの各エミッタ電極である。共通ハイサイド電極板33と3個のミドルサイド電極部材37との間にそれぞれ,半導体部分15が挟み込まれている。1in1型や2in1型の片面冷却型パワーカードの場合と同様,ブロック電極16はない。上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79では,共通ハイサイド電極板33および3個のミドルサイド電極部材37にそれぞれ,つまり計4つのバスバーが設けられる。共通ハイサイド電極板33はハイサイド線11に,3個のミドルサイド電極部材37はそれぞれ中間端子に接続される。また,3つの半導体部分15にそれぞれ,制御端子18が設けられる。   In the 3-in-1 single-sided cooling power card 79 for the upper arm, the common high-side electrode plate 33 is the collector electrode of the odd-numbered three transistors in common with the double-sided cooling type in FIG. The three middle side electrode members 37 are the emitter electrodes of the odd-numbered three transistors. The semiconductor portions 15 are sandwiched between the common high-side electrode plate 33 and the three middle-side electrode members 37, respectively. As in the case of a 1 in 1 type or 2 in 1 type single-sided cooling power card, there is no block electrode 16. In the 3-in-1 single-sided cooling power card 79 for the upper arm, each of the common high-side electrode plate 33 and the three middle-side electrode members 37 is provided with a total of four bus bars. The common high-side electrode plate 33 is connected to the high-side line 11 and the three middle-side electrode members 37 are connected to the intermediate terminals. In addition, a control terminal 18 is provided in each of the three semiconductor portions 15.

図25に下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80の横断面図を示す。図25の下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80は,3枚のミドルサイド電極板35と,共通ローサイド電極部材38とを有している。共通ローサイド電極部材38は,図23中の共通ローサイド電極板36と異なり,基本的に封止樹脂19に埋め込まれているものである。   FIG. 25 shows a cross-sectional view of the lower arm 3-in-1 single-sided cooling power card 80. The lower arm 3 in 1 single-sided cooling power card 80 in FIG. 25 has three middle side electrode plates 35 and a common low side electrode member 38. Unlike the common low-side electrode plate 36 in FIG. 23, the common low-side electrode member 38 is basically embedded in the sealing resin 19.

下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80では一方の面の大部分が,3枚のミドルサイド電極板35により占められている。そしてもう一方の面はすべて封止樹脂19で占められている。下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80では,放熱板としての機能を持つのは,3枚のミドルサイド電極板35だけであり,この面だけが放熱面である。下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80は基本的に,図23の下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78を片面型に変形したものである。   In the lower arm 3 in 1 single-sided cooling type power card 80, most of one side is occupied by three middle side electrode plates 35. The other surface is all occupied by the sealing resin 19. In the 3 in 1 single-sided cooling power card 80 for the lower arm, only the three middle side electrode plates 35 have a function as a heat radiating plate, and only this surface is a heat radiating surface. The lower arm 3-in-1 single-sided cooling power card 80 is basically a modification of the lower-arm 3-in-1 double-sided cooling power card 78 shown in FIG.

下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80では,3枚のミドルサイド電極板35が偶数番の3つのトランジスタの各コレクタ電極である点は,図23の両面冷却型の場合と共通である。また,共通ローサイド電極部材38は,偶数番の3つのトランジスタの各エミッタ電極である。3枚のミドルサイド電極板35と共通ローサイド電極部材38との間にそれぞれ,半導体部分15が挟み込まれている。上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79の場合と同様,ブロック電極16はない。   In the lower arm 3-in-1 single-sided cooling power card 80, the three middle-side electrode plates 35 are the collector electrodes of the even-numbered three transistors in common with the double-sided cooling type in FIG. The common low-side electrode member 38 is the emitter electrode of each of the even-numbered three transistors. The semiconductor portions 15 are sandwiched between the three middle side electrode plates 35 and the common low side electrode member 38, respectively. As in the case of the 3-in-1 single-sided cooling power card 79 for the upper arm, there is no block electrode 16.

下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80では,3枚のミドルサイド電極板35および共通ローサイド電極部材38にそれぞれ,つまり計4つのバスバーが設けられる。3枚のミドルサイド電極板35はそれぞれ対応する中間端子に接続される。つまり上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79の3個のミドルサイド電極部材37のうち対応するものにもそれぞれ接続される。共通ローサイド電極部材38はローサイド線12に接続される。また,3つの半導体部分15にそれぞれ,制御端子18が設けられる。   In the lower arm 3-in-1 single-sided cooling power card 80, the three middle-side electrode plates 35 and the common low-side electrode member 38 are each provided with a total of four bus bars. The three middle side electrode plates 35 are respectively connected to corresponding intermediate terminals. That is, each of the three middle side electrode members 37 of the upper arm 3 in 1 single-sided cooling power card 79 is also connected. The common low side electrode member 38 is connected to the low side line 12. In addition, a control terminal 18 is provided in each of the three semiconductor portions 15.

むろん,3in1型パワーカード77〜80でも,[0040]で説明したバリエーションが可能である。   Of course, the variations described in [0040] are also possible for the 3-in-1 power cards 77-80.

第7の形態は,上記の4種類の3in1型パワーカードを前述の第1の形態に適用したものである。図26にその一例を示す。図26の積層冷却器707は,3in1型パワーカード77〜80を,5個の冷却チューブ81の間に配置して構成したものである。ここで,上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77と,上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79とはいずれも,ハイサイド線11と負荷側端子との間の導通状況の操作を担当している。下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78と,下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80とはいずれも,負荷側端子とローサイド線12との間の導通状況の操作を担当している。   In the seventh embodiment, the above-described four types of 3 in 1 type power cards are applied to the first embodiment described above. An example is shown in FIG. The laminated cooler 707 of FIG. 26 is configured by arranging 3 in 1 type power cards 77 to 80 between five cooling tubes 81. Here, the upper arm 3-in-1 double-sided cooling power card 77 and the upper-arm 3-in-1 single-sided cooling power card 79 are both in charge of the operation of the conduction state between the high-side line 11 and the load side terminal. Yes. The lower arm 3-in-1 double-sided cooling power card 78 and the lower-arm 3-in-1 single-sided cooling power card 80 are both in charge of the operation of the conduction state between the load-side terminal and the low-side wire 12.

3in1型のパワーカードを使用していることにより,第1の形態の積層冷却器701(図11)と比較して冷却チューブ81の個数が2個少なくなっている。ただし図26中の冷却チューブ81は,図11等で使用していた冷却チューブ71より,図26中上下方向に少し長い。その余の点では基本的に,積層冷却器707は積層冷却器701と同様に構成されている。   By using a 3-in-1 power card, the number of cooling tubes 81 is reduced by two compared to the stacked cooler 701 (FIG. 11) of the first embodiment. However, the cooling tube 81 in FIG. 26 is slightly longer in the vertical direction in FIG. 26 than the cooling tube 71 used in FIG. In other respects, the stacked cooler 707 is basically configured in the same manner as the stacked cooler 701.

すなわち積層冷却器707では,図中左のハウジング8寄りの3個の冷却チューブ81の間に,上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79と下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80とが配置されている。これらが第1モータ駆動回路4を構成している。また,図中右の板バネ9寄りの3個の冷却チューブ81の間に,上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77と下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78とが配置されている。これらが第2モータ駆動回路5を構成している。このような構成でも,冷却負荷の低い第1モータ駆動回路4の部分が片面冷却型のパワーカードで構成されていることには変わりない。よって,余分なコストの発生が防止されている。   That is, in the laminated cooler 707, the upper arm 3-in-1 single-sided cooling power card 79 and the lower-arm 3-in-1 single-sided cooling power card 80 are arranged between the three cooling tubes 81 near the housing 8 on the left in the drawing. ing. These constitute the first motor drive circuit 4. Also, an upper arm 3 in 1 double-sided cooling power card 77 and a lower arm 3 in 1 double-sided cooling power card 78 are arranged between the three cooling tubes 81 near the leaf spring 9 on the right side in the drawing. These constitute the second motor drive circuit 5. Even in such a configuration, the portion of the first motor driving circuit 4 having a low cooling load is configured by a single-side cooling type power card. Therefore, generation of extra costs is prevented.

図27は,図26の積層冷却器707に対応する参考形態の積層冷却器の断面図である。図27の積層冷却器では,第1モータ駆動回路4の部分も,片面冷却型ではなく両面冷却型の3in1型パワーカードで構成されている。すなわちこれは,図12に示した参考形態を,3in1型パワーカードで構成で構成したものであるといえる。むろん図27の構成では,2つの上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77はいずれも,ハイサイド線11と負荷側端子との間の導通状況の操作を担当している。2つの下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78はいずれも,負荷側端子とローサイド線12との間の導通状況の操作を担当している。   FIG. 27 is a cross-sectional view of a laminated cooler of a reference form corresponding to the laminated cooler 707 of FIG. In the stacked cooler of FIG. 27, the first motor drive circuit 4 is also composed of a double-sided cooling type 3 in 1 type power card, not a single-sided cooling type. That is, it can be said that the reference form shown in FIG. 12 is configured by a 3 in 1 type power card. Of course, in the configuration of FIG. 27, the two 3-in-1 double-sided cooling power cards 77 for the upper arm are all in charge of the operation of the conduction state between the high-side line 11 and the load-side terminal. Each of the two 3-in-1 double-sided cooling power cards 78 for the lower arm is in charge of the operation of the conduction state between the load-side terminal and the low-side wire 12.

第8の形態は,3in1型パワーカードを第2の形態(図13)に適用したものである。ということは言い替えると,前記第7の形態において片面冷却型のパワーカードの向きを逆向きにすることにより,冷却チューブ81の個数を1つ減らしたものであるといえる。図28にその一例である積層冷却器708の断面図を示す。   In the eighth embodiment, a 3 in 1 type power card is applied to the second embodiment (FIG. 13). In other words, it can be said that the number of the cooling tubes 81 is reduced by one by reversing the direction of the single-sided cooling type power card in the seventh embodiment. FIG. 28 shows a cross-sectional view of a laminated cooler 708 as an example.

第9の形態は,3in1型パワーカードを第3の形態(図14)に適用したものである。ということは言い替えると,前記第8の形態において両面冷却型のパワーカードと片面冷却型のパワーカードとの配置を交互とすることにより,冷却チューブ81の冷却負荷の平準化を図ったものであるといえる。図29にその一例である積層冷却器709の断面図を示す。   In the ninth embodiment, a 3 in 1 type power card is applied to the third embodiment (FIG. 14). In other words, the cooling load of the cooling tube 81 is leveled by alternately arranging the double-sided cooling type power card and the single-sided cooling type power card in the eighth embodiment. It can be said. FIG. 29 shows a cross-sectional view of a laminated cooler 709 as an example.

ここで,ここまでに説明した第7〜第9の形態(図26,図28,図29)およびそれらの参考形態(図27)について,冷却チューブ81の負荷の分布状況を測定したので,その結果を図30のグラフにより説明する。この測定は,図15のグラフの説明([0062]〜[0064])にて述べたのと同様の方法により行った。ただし,冷媒としては,純水にエチレングリコールを添加することにより沸点が100℃以上となるように調整したものを使用した。また,冷却チューブ81の番号は5番までである。さらに,各冷却チューブ81における温度上昇幅の上限値を105℃とした。図30のグラフからも,図15のグラフについて[0065]〜[0069]で述べたのとほぼ同様の結果を読み取ることができる。以上が第7〜第9の形態の説明である。   Here, the load distribution state of the cooling tube 81 was measured for the seventh to ninth embodiments (FIGS. 26, 28, and 29) and the reference embodiments (FIG. 27) described so far. A result is demonstrated with the graph of FIG. This measurement was performed by the same method as described in the description of the graph of FIG. 15 ([0062] to [0064]). However, a refrigerant adjusted to have a boiling point of 100 ° C. or higher by adding ethylene glycol to pure water was used. The number of the cooling tube 81 is up to 5. Furthermore, the upper limit value of the temperature rise width in each cooling tube 81 was set to 105 ° C. From the graph of FIG. 30, it is possible to read substantially the same results as described in [0065] to [0069] for the graph of FIG. The above is the description of the seventh to ninth embodiments.

[第10の形態]
続いて第10の形態について説明する。第10の形態に係る積層冷却器710の断面図を図31に示す。図31の積層冷却器710は,第7の形態の積層冷却器707(図26)に基づいて,次の2点の改変を施したものである。
・下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80の向きを,図中左右方向に反転させること。
・上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79と下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80との間の冷却チューブ81,つまり図26中で左から2番目の冷却チューブ81を除去すること。
[Tenth embodiment]
Next, the tenth embodiment will be described. A cross-sectional view of the laminated cooler 710 according to the tenth embodiment is shown in FIG. The stacked cooler 710 of FIG. 31 is obtained by modifying the following two points based on the stacked cooler 707 (FIG. 26) of the seventh embodiment.
-The direction of the 3-in-1 single-sided cooling power card 80 for the lower arm is reversed in the horizontal direction in the figure.
Remove the cooling tube 81 between the upper arm 3-in-1 single-sided cooling power card 79 and the lower-arm 3-in-1 single-sided cooling power card 80, that is, the second cooling tube 81 from the left in FIG.

図31の積層冷却器710では,上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79と下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80とが,それらの非放熱面同士を対面させて密着している。その間に冷却チューブ81はない。非放熱面同士なので,ここでの冷却は不要だからである。よって積層冷却器710では,図26の積層冷却器707に比して,冷却チューブ81が1つ少なくて済んでいる。図31の積層冷却器710における各冷却チューブ81の負荷の分布状況についての図30と同様の測定結果を,図32に示す。図32では,冷却チューブ81の番号の2番が欠番となっている。図32のグラフでは,図30のグラフ中の上から3段目(図28の形態の結果)とほぼ同様の結果が得られている。   In the stacked cooler 710 of FIG. 31, the upper arm 3 in 1 single-sided cooling power card 79 and the lower arm 3 in 1 single-sided cooling power card 80 are in close contact with each other with their non-heat dissipating surfaces facing each other. There is no cooling tube 81 in the meantime. This is because the non-heat dissipating surfaces do not require cooling here. Therefore, in the laminated cooler 710, the cooling tube 81 is reduced by one as compared with the laminated cooler 707 of FIG. FIG. 32 shows a measurement result similar to FIG. 30 regarding the load distribution state of each cooling tube 81 in the stacked cooler 710 of FIG. In FIG. 32, the number 2 of the cooling tube 81 is a missing number. In the graph of FIG. 32, almost the same result as the third level from the top of the graph of FIG. 30 (result of the form of FIG. 28) is obtained.

積層冷却器710を図28の積層冷却器708と比較すると,冷却チューブ81の個数では同じである。しかしながら積層冷却器710は積層冷却器708に対し,第1モータ駆動回路4の部分の配線のインダクタンスが小さいという利点を有する。このため,サージが発生しにくいのである。   When the stacked cooler 710 is compared with the stacked cooler 708 of FIG. 28, the number of cooling tubes 81 is the same. However, the multilayer cooler 710 has an advantage that the inductance of the wiring of the first motor drive circuit 4 is smaller than that of the multilayer cooler 708. For this reason, it is difficult for surges to occur.

積層冷却器710(図31)がこのような利点を有する理由は,共通ハイサイド電極板33と共通ローサイド電極部材38との間の距離が,図28の場合と比較して小さいことにある。そしてこのことは,第1モータ駆動回路4の部分の積層順序によるものである。図28の積層冷却器708では上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79と下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80との間に冷却チューブ81が配置されているのに対し,図31の積層冷却器710ではその位置に冷却チューブ81がないからである。   The reason why the stacked cooler 710 (FIG. 31) has such an advantage is that the distance between the common high-side electrode plate 33 and the common low-side electrode member 38 is smaller than that in the case of FIG. This is due to the stacking order of the portions of the first motor drive circuit 4. In the laminated cooler 708 of FIG. 28, a cooling tube 81 is disposed between the 3-in-1 single-sided cooling power card 79 for the upper arm and the 3-in-1 single-sided cooling power card 80 for the lower arm, whereas the laminated cooling of FIG. This is because the cooling tube 81 is not in that position in the vessel 710.

図31に示した積層冷却器710では,第1モータ駆動回路4中の上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79および下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80の全体を,図中で左右反転してもよい。以上が第10の形態の説明である。   In the stacked cooler 710 shown in FIG. 31, the entire upper arm 3 in 1 single-sided cooling power card 79 and lower arm 3 in 1 single-sided cooling power card 80 in the first motor drive circuit 4 are horizontally reversed in the figure. May be. The above is the description of the tenth embodiment.

[第11,第12の形態]
第10の形態のような第1モータ駆動回路4の部分におけるインダクタンス低減は,第1モータ駆動回路4を両面冷却型のパワーカードで構成しても達成することができる。これを具体化したものが第11の形態である。その積層冷却器714の断面を図33に示す。図33の積層冷却器714は,図27の積層冷却器に基づいて,その図中左から2番目の冷却チューブ81とその両面の絶縁板73を除去したものである。図33中の第1モータ駆動回路4では,共通ハイサイド電極板33と共通ローサイド電極板36との間の距離が,冷却チューブ81および絶縁板73が除去されている分,図27中の当該箇所より小さい。このため第10の形態の場合と同様にインダクタンス低減効果を有する。
[Eleventh and twelfth forms]
The inductance reduction in the portion of the first motor drive circuit 4 as in the tenth embodiment can be achieved even if the first motor drive circuit 4 is constituted by a double-sided cooling type power card. The eleventh form is a specific example of this. A cross section of the laminated cooler 714 is shown in FIG. The laminated cooler 714 in FIG. 33 is obtained by removing the second cooling tube 81 from the left in the figure and the insulating plates 73 on both sides thereof based on the laminated cooler in FIG. In the first motor drive circuit 4 in FIG. 33, the distance between the common high-side electrode plate 33 and the common low-side electrode plate 36 is the same as that in FIG. 27 because the cooling tube 81 and the insulating plate 73 are removed. Smaller than point. For this reason, it has an inductance reduction effect as in the case of the tenth embodiment.

図33の積層冷却器714における第1モータ駆動回路4では,上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77の3枚のミドルサイド電極板34と,下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78の3枚のミドルサイド電極板35とが,間に何も挟まず直に接している。これにより,上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77と下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78との間の導通が取られている。このことから,ミドルサイド電極板34とミドルサイド電極板35とのうちいずれか一方については,バスバーを有する必要がない。[0091],[0093]ではいずれにもバスバーが設けられると説明したが,本形態では,対応する中間端子との接続のためにいずれか一方にバスバーが設けられていれば十分である。   In the first motor drive circuit 4 in the stacked cooler 714 of FIG. 33, three middle-side electrode plates 34 of the 3-in-1 double-sided cooling type power card 77 for the upper arm and three pieces of 3-in-1 double-sided cooling type power card 78 for the lower arm. The middle side electrode plate 35 is in direct contact with nothing in between. As a result, electrical connection is established between the 3-in-1 double-sided cooling power card 77 for the upper arm and the 3-in-1 double-sided cooling power card 78 for the lower arm. For this reason, it is not necessary to have a bus bar for one of the middle side electrode plate 34 and the middle side electrode plate 35. In [0091] and [0093], it has been described that a bus bar is provided in either case. However, in this embodiment, it is sufficient if a bus bar is provided in either one for connection to a corresponding intermediate terminal.

なお,本形態におけるミドルサイド電極板34とミドルサイド電極板35との密着面については,[0040]で説明した絶縁シートを備えることができない。ただし,ミドルサイド電極板34とミドルサイド電極板35との両方にバスバーを備えるのであれば,絶縁シートを備えていてもよい。   Note that the contact surface between the middle side electrode plate 34 and the middle side electrode plate 35 in this embodiment cannot be provided with the insulating sheet described in [0040]. However, as long as both the middle side electrode plate 34 and the middle side electrode plate 35 are provided with bus bars, an insulating sheet may be provided.

図33に示す本形態の積層冷却器714では,第1モータ駆動回路4と第2モータ駆動回路5とがともに,両面冷却型のパワーカードで構成されている。しかしながら,第2モータ駆動回路5の部分が3個の冷却チューブ81で冷却されるのに対し,第1モータ駆動回路4は2個の冷却チューブ81で冷却されるに留まる。つまり本形態では,第1モータ駆動回路4を構成しているパワーカードは,それ自体の構造としては両面冷却型であるものの,積層冷却器714内での配置上は実質的に片面冷却型として取り扱われていると言える。   In the laminated cooler 714 of this embodiment shown in FIG. 33, both the first motor drive circuit 4 and the second motor drive circuit 5 are constituted by a double-sided cooling type power card. However, the portion of the second motor drive circuit 5 is cooled by the three cooling tubes 81, whereas the first motor drive circuit 4 is only cooled by the two cooling tubes 81. That is, in this embodiment, the power card constituting the first motor drive circuit 4 is a double-sided cooling type as a structure of itself, but is substantially a single-sided cooling type in terms of arrangement in the stacked cooler 714. It can be said that it is handled.

したがって,第1モータ駆動回路4の冷却能力は第2モータ駆動回路5の冷却能力より低い。よって積層冷却器714は,第1モータ駆動回路4に過剰な冷却能力を有しているわけではない。第1モータ駆動回路4の発熱量は第2モータ駆動回路5の発熱量より低いので,これで十分である。これでも,冷却チューブ81および絶縁板73を除去した分,図27のものと比較して部品点数が少なくなっている。   Therefore, the cooling capacity of the first motor drive circuit 4 is lower than the cooling capacity of the second motor drive circuit 5. Therefore, the stacked cooler 714 does not have an excessive cooling capacity in the first motor drive circuit 4. This is sufficient because the heat generation amount of the first motor drive circuit 4 is lower than the heat generation amount of the second motor drive circuit 5. Even in this case, since the cooling tube 81 and the insulating plate 73 are removed, the number of parts is reduced as compared with that of FIG.

第11の形態のインダクタンス低減をさらに推し進めたのが第12の形態である。第12の形態に係る積層冷却器715を図34に示す。図34の積層冷却器715の,図33に対する相違点は,第1モータ駆動回路4中の上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77と下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78とが入れ替えられていることである。そしてそれらの間に絶縁板73が挟み込まれていることである。これにより,共通ハイサイド電極板33と共通ローサイド電極板36との間の距離が,絶縁板73の厚みの分だけとなっており,非常に小さい。このため,第1モータ駆動回路4のインダクタンスが,第11の形態と比較してもさらに小さくなっている。   The twelfth embodiment further promotes the inductance reduction of the eleventh embodiment. A laminated cooler 715 according to the twelfth embodiment is shown in FIG. The difference between the stacked cooler 715 of FIG. 34 and FIG. 33 is that the upper arm 3-in-1 double-sided cooling power card 77 and the lower-arm 3-in-1 double-sided cooling power card 78 in the first motor drive circuit 4 are replaced. It is that you are. The insulating plate 73 is sandwiched between them. As a result, the distance between the common high-side electrode plate 33 and the common low-side electrode plate 36 is only the thickness of the insulating plate 73 and is very small. For this reason, the inductance of the first motor drive circuit 4 is further reduced compared to the eleventh embodiment.

ただし図34の積層冷却器715では,ミドルサイド電極板34とミドルサイド電極板35との両方にバスバーが必要である。また,絶縁板73が1枚増えた分,図33と比較して部品点数が増えている。なお,ミドルサイド電極板34の面とミドルサイド電極板35の面とのいずれか少なくとも一方に,[0040]で説明した絶縁シート22を設けることにより,これらの面の間の絶縁板73を省略できる。   However, in the laminated cooler 715 of FIG. 34, bus bars are necessary for both the middle side electrode plate 34 and the middle side electrode plate 35. Further, the number of parts is increased as compared with FIG. In addition, by providing the insulating sheet 22 described in [0040] on at least one of the surface of the middle side electrode plate 34 and the surface of the middle side electrode plate 35, the insulating plate 73 between these surfaces is omitted. it can.

図33の積層冷却器714および図34の積層冷却器715でも,[0113]で説明したのと同様の変形が可能である。すなわち,第1モータ駆動回路4において,上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77および下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78の全体を,図中で左右反転してもよい。以上が第11および第12の形態の説明である。   In the stacked cooler 714 in FIG. 33 and the stacked cooler 715 in FIG. 34, modifications similar to those described in [0113] are possible. That is, in the first motor drive circuit 4, the entire upper arm 3 in 1 double-sided cooling power card 77 and lower arm 3 in 1 double-sided cooling power card 78 may be horizontally reversed in the drawing. The above is the description of the eleventh and twelfth aspects.

以上説明した,3in1型パワーカードを用いる形態(第7〜第12の形態)においては,3in1型パワーカードを,3枚の1in1型パワーカードで置き替えることができる。すなわち,上アーム用3in1両面冷却型パワーカード77(図22)や下アーム用3in1両面冷却型パワーカード78(図23)は,3枚の1in1両面冷却型パワーカード72(図7等)で置き替えられる。上アーム用3in1片面冷却型パワーカード79や下アーム用3in1片面冷却型パワーカード80は,3枚の1in1片面冷却型パワーカード82(図10,横断面図は図11等の中に現れている)で置き替えられる。その場合に3枚の1in1片面冷却型パワーカード82は,表裏同じ向きにして横並びに配置される。   In the forms using the 3in1 type power card described above (seventh to twelfth forms), the 3in1 type power card can be replaced with three 1in1 type power cards. That is, the upper arm 3-in-1 double-sided cooling power card 77 (FIG. 22) and the lower-arm 3-in-1 double-sided cooling power card 78 (FIG. 23) are placed by three 1-in-1 double-sided cooling power cards 72 (FIG. 7, etc.). Be replaced. The 3-in-1 single-sided cooling power card 79 for the upper arm and the 3-in-1 single-sided cooling power card 80 for the lower arm are shown in three 1-in-1 single-sided cooling power cards 82 (FIG. 10, a cross-sectional view is shown in FIG. 11 and the like). ). In this case, the three 1 in 1 single-sided cooling power cards 82 are arranged side by side in the same direction.

[第13の形態]
ハイブリッド自動車のハイブリッドシステムでは,バッテリーとインバータ回路との間に昇降圧回路を挿入した構成とされる場合がある。その目的は2つある。1つは,車両駆動時にバッテリー電圧を昇圧して供給することによりモータ電流を小さくすることである。もう1つは,制動回生時にモータの発電電圧を降圧してバッテリーの充電に用いることである。その場合には,図1中のバッテリー1の部分が,図35に示すようにバッテリー10に昇降圧回路39を付加したもので置き替えられる。この,昇降圧回路39を有するハイブリッドシステムに本発明を適用したのが第13の形態である。
[13th form]
In a hybrid system of a hybrid vehicle, there are cases where a step-up / down circuit is inserted between the battery and the inverter circuit. There are two purposes. One is to reduce the motor current by boosting and supplying the battery voltage when driving the vehicle. The other is to step down the generated voltage of the motor during braking regeneration and use it to charge the battery. In that case, the part of the battery 1 in FIG. 1 is replaced with a battery 10 with a step-up / down circuit 39 added thereto as shown in FIG. In the thirteenth embodiment, the present invention is applied to the hybrid system having the step-up / step-down circuit 39.

まず昇降圧回路39について説明する。図35の昇降圧回路39は基本的に,ミドルサイド線59とローサイド線12との間の低圧側部分(図35中ではバッテリー10)と,ハイサイド線11とローサイド線12との間の高圧側部分(つまり図1の第1モータ駆動回路4や第2モータ駆動回路5)との間で電圧変換を行う回路である。昇降圧回路39は,リアクトル60と,トランジスタ61,62,63,64とにより構成されている。   First, the step-up / step-down circuit 39 will be described. The step-up / step-down circuit 39 in FIG. 35 basically has a low voltage side portion (battery 10 in FIG. 35) between the middle side line 59 and the low side line 12 and a high voltage between the high side line 11 and the low side line 12. This is a circuit that performs voltage conversion between the side portions (that is, the first motor drive circuit 4 and the second motor drive circuit 5 in FIG. 1). The step-up / down circuit 39 includes a reactor 60 and transistors 61, 62, 63 and 64.

具体的には,ハイサイド線11とミドルサイド線59との間に,トランジスタ61とトランジスタ63とが並列に配置されている。昇降圧回路39では,これら2つのトランジスタを上アームのトランジスタという。また,ミドルサイド線59とローサイド線12との間に,トランジスタ62とトランジスタ64とが並列に配置されている。これら2つのトランジスタを下アームのトランジスタという。そしてリアクトル60は,トランジスタ群61〜64とバッテリー10との間の位置に配置されている。リアクトル60の位置は,図35ではミドルサイド線59上であるが,ローサイド線12におけるトランジスタ群62,64とバッテリー10との間の位置であってもよい。なお,図1の回路の説明中で言及した制御電極Pや保護ダイオードDは当然,図35中の各トランジスタ61,62,63,64にも設けられている。   Specifically, a transistor 61 and a transistor 63 are arranged in parallel between the high side line 11 and the middle side line 59. In the buck-boost circuit 39, these two transistors are referred to as upper arm transistors. Further, a transistor 62 and a transistor 64 are arranged in parallel between the middle side line 59 and the low side line 12. These two transistors are called lower arm transistors. The reactor 60 is disposed at a position between the transistor groups 61 to 64 and the battery 10. The position of the reactor 60 is on the middle side line 59 in FIG. 35, but may be a position between the transistor groups 62 and 64 and the battery 10 on the low side line 12. Incidentally, the control electrode P and the protection diode D mentioned in the description of the circuit in FIG. 1 are also provided in the transistors 61, 62, 63, 64 in FIG.

図35では,上アームと下アームはいずれも,2つのトランジスタの並列として記載されてる。しかしながらこのことは必須事項ではない。回路の電流負荷が小さい場合には上下アームをそれぞれ1つのトランジスタで構成してもよい。逆に負荷が大きい場合には,3つ以上のトランジスタの並列として構成してもよい。以下の説明では,特記しない限り,図35の通り上下アームとも2つのトランジスタの並列であることとする。   In FIG. 35, both the upper arm and the lower arm are described as two transistors in parallel. However, this is not a requirement. When the current load of the circuit is small, each of the upper and lower arms may be composed of one transistor. Conversely, when the load is large, it may be configured as a parallel arrangement of three or more transistors. In the following description, it is assumed that the upper and lower arms are in parallel with two transistors unless otherwise specified.

昇降圧回路39の動作は,車両駆動時と制動回生時とで異なる。車両駆動時には,下アームのトランジスタ62,64がオンオフを反復するのに対し,上アームのトランジスタ61,63はオフに固定される。制動回生時には逆に,上アームのトランジスタ61,63がオンオフを反復するのに対し,下アームのトランジスタ62,64はオフに固定される。つまり,上アームと下アームとが同時にオンとされることはない。   The operation of the step-up / down circuit 39 differs between when the vehicle is driven and when braking is regenerated. When the vehicle is driven, the lower arm transistors 62 and 64 are repeatedly turned on and off, whereas the upper arm transistors 61 and 63 are fixed off. On the other hand, during braking regeneration, the upper arm transistors 61 and 63 are repeatedly turned on and off, whereas the lower arm transistors 62 and 64 are fixed off. That is, the upper arm and the lower arm are not turned on at the same time.

上記の昇降圧回路39も,図1の第1モータ駆動回路4や第2モータ駆動回路5とともに積層冷却器に組み込まれる。そのため,図35中のトランジスタ61〜64も,図1中のトランジスタのようにパワーカード化されている。第13の形態で用いるパワーカードは,図36の横断面図に示すような並列2in1両面冷却型パワーカード83である。図36の並列2in1両面冷却型パワーカード83は,コレクタ電極板84,エミッタ電極板85を有している。並列2in1両面冷却型パワーカード83では,一方の面の大部分がコレクタ電極板84により占められており,もう一方の面の大部分がエミッタ電極板85により占められている。これら2つの電極板のいずれもが放熱板としての機能を有している。つまり,両面がともに放熱面となっている。コレクタ電極板84は,図35中の横並びの2つのトランジスタ(61と63,または,62と64)の共通のコレクタ電極である。エミッタ電極板85は,同じく横並びの2つのトランジスタの共通のエミッタ電極である。   The step-up / step-down circuit 39 is also incorporated in the stacked cooler together with the first motor drive circuit 4 and the second motor drive circuit 5 of FIG. Therefore, the transistors 61 to 64 in FIG. 35 are also made into power cards like the transistors in FIG. The power card used in the thirteenth embodiment is a parallel 2-in-1 double-sided cooling power card 83 as shown in the cross-sectional view of FIG. 36 includes a collector electrode plate 84 and an emitter electrode plate 85. The parallel 2-in-1 double-sided cooling power card 83 shown in FIG. In the parallel 2-in-1 double-sided cooling power card 83, most of one surface is occupied by the collector electrode plate 84, and most of the other surface is occupied by the emitter electrode plate 85. Both of these two electrode plates have a function as a heat sink. In other words, both sides are heat dissipation surfaces. The collector electrode plate 84 is a common collector electrode for the two transistors (61 and 63 or 62 and 64) arranged side by side in FIG. The emitter electrode plate 85 is a common emitter electrode for two transistors arranged side by side.

コレクタ電極板84とエミッタ電極板85との間の2箇所に,半導体部分15およびブロック電極16が挟み込まれている。これら2つの半導体部分15が,前述の2つのトランジスタ等である。ブロック電極16の存在理由は,これまでに説明した各種の両面冷却型パワーカードの場合と同じである。並列2in1両面冷却型パワーカード83では,コレクタ電極板84とエミッタ電極板85とにそれぞれ,バスバーが設けられる。また,2つの半導体部分15にそれぞれ,制御端子が設けられる。   The semiconductor portion 15 and the block electrode 16 are sandwiched between two portions between the collector electrode plate 84 and the emitter electrode plate 85. These two semiconductor portions 15 are the two transistors described above. The reason for the presence of the block electrode 16 is the same as in the case of the various double-sided cooling power cards described so far. In the parallel 2-in-1 double-sided cooling type power card 83, bus bars are provided on the collector electrode plate 84 and the emitter electrode plate 85, respectively. In addition, a control terminal is provided for each of the two semiconductor portions 15.

図35の昇降圧回路39を構成するには,2枚の並列2in1両面冷却型パワーカード83が必要である。2枚の並列2in1両面冷却型パワーカード83で構成した昇降圧回路39を組み込んだ積層冷却器716の横断面図を図37に示す。これが第13の形態である。図37の積層冷却器716は,8個の冷却チューブ71と,6枚のN字2in1両面冷却型パワーカード75(図17参照)と,2枚の並列2in1両面冷却型パワーカード83(図36参照)とにより構成されている。   To construct the step-up / step-down circuit 39 of FIG. 35, two parallel 2-in-1 double-sided cooling power cards 83 are required. FIG. 37 shows a cross-sectional view of a stacked cooler 716 incorporating a step-up / step-down circuit 39 composed of two parallel 2-in-1 double-sided cooling type power cards 83. This is the thirteenth form. 37 includes eight cooling tubes 71, six N-shaped 2-in-1 double-sided cooling power cards 75 (see FIG. 17), and two parallel 2-in-1 double-sided cooling power cards 83 (see FIG. 36). For example).

図37の積層冷却器716中の昇降圧回路39は,8個の冷却チューブ71のうち図中右端の2つの間に位置している。そこでは,2個の冷却チューブ71の間に,2枚の並列2in1両面冷却型パワーカード83が重ねて挟み込まれている。図中左側のパワーカード83が上アーム(トランジスタ61,63)であり,右側のパワーカード83が下アーム(トランジスタ62,64)である。むろん,上アーム用の左側のパワーカード83がハイサイド線11とミドルサイド線59との間の導通状況の操作を担当している。下アーム用の右側のパワーカード83がミドルサイド線59とローサイド線12との間の導通状況の操作を担当している。この昇降圧回路39では,上アームのエミッタ電極板85と下アームのコレクタ電極板84とが,間に何も挟まず直に接している。これにより,上下アームのパワーカード83間の導通が取られている。   The step-up / step-down circuit 39 in the stacked cooler 716 of FIG. 37 is located between two of the eight cooling tubes 71 at the right end in the figure. There, two parallel 2-in-1 double-sided cooling type power cards 83 are sandwiched between two cooling tubes 71. In the drawing, the left power card 83 is the upper arm (transistors 61 and 63), and the right power card 83 is the lower arm (transistors 62 and 64). Of course, the left arm power card 83 for the upper arm is in charge of the operation of the conduction state between the high side line 11 and the middle side line 59. The power card 83 on the right side for the lower arm is in charge of the operation of the conduction state between the middle side line 59 and the low side line 12. In this step-up / down circuit 39, the emitter electrode plate 85 of the upper arm and the collector electrode plate 84 of the lower arm are in direct contact with nothing in between. As a result, conduction between the power cards 83 of the upper and lower arms is taken.

このため,上アームのエミッタ電極板85と下アームのコレクタ電極板84とのうちいずれか一方については,バスバーを有する必要がない。[0129]ではいずれにもバスバーが設けられると説明したが,図37の構成では,図35中のミドルサイド線59との接続のためにいずれか一方にバスバーが設けられていれば十分である。むろんここでも,上アームのエミッタ電極板85と下アームのコレクタ電極板84との密着面については,[0040]で説明した絶縁シートを備えることができない。ただし,上アームのエミッタ電極板85と下アームのコレクタ電極板84との両方にバスバーを備えるのであれば,絶縁シートを備えていてもよい。   Therefore, either one of the upper arm emitter electrode plate 85 and the lower arm collector electrode plate 84 need not have a bus bar. In [0129], it has been described that a bus bar is provided in either case. However, in the configuration of FIG. 37, it is sufficient that a bus bar is provided on either side for connection to the middle side line 59 in FIG. . Of course, the insulating sheet described in [0040] cannot be provided on the contact surface between the emitter electrode plate 85 of the upper arm and the collector electrode plate 84 of the lower arm. However, if both the upper arm emitter electrode plate 85 and the lower arm collector electrode plate 84 are provided with bus bars, an insulating sheet may be provided.

図37の積層冷却器716中の昇降圧回路39では,上アームのパワーカード83と下アームのパワーカード83との間には冷却チューブ71が設けられていない。その分,昇降圧回路39における冷却能力は,第1モータ駆動回路4や第2モータ駆動回路5と比較して弱い。第1モータ駆動回路4や第2モータ駆動回路5では2個の冷却チューブ71かんには1枚のパワーカードしか挟持されていないからである。しかしそれでも,[0127]で説明した理由により,昇降圧回路39の冷却能力は十分である。上アームまたは下アームの一方のトランジスタがオンオフ反復により発熱するときには,他方が,オフ固定により発熱しないだけでなく,オンオフしている側の発生した熱を吸収して放熱させる役割を果たすからである。つまり,図37中のパワーカード83は,擬似的に両面放熱型として機能しているのである。このためむしろ,過剰な冷却能力を持つことなく,部品点数を少なくしている点でメリットが大きい。   In the step-up / step-down circuit 39 in the stacked cooler 716 of FIG. 37, the cooling tube 71 is not provided between the upper arm power card 83 and the lower arm power card 83. Accordingly, the cooling capacity of the step-up / down circuit 39 is weaker than that of the first motor drive circuit 4 and the second motor drive circuit 5. This is because in the first motor driving circuit 4 and the second motor driving circuit 5, only one power card is sandwiched between the two cooling tubes 71. However, the cooling capacity of the step-up / down circuit 39 is still sufficient for the reason described in [0127]. This is because when one transistor of the upper arm or the lower arm generates heat due to repeated ON / OFF, the other does not generate heat due to fixed OFF, but also absorbs the heat generated on the ON / OFF side and dissipates it. . That is, the power card 83 in FIG. 37 functions as a double-sided heat dissipation type in a pseudo manner. For this reason, the merit is great in that the number of parts is reduced without having excessive cooling capacity.

また,図37中の第1モータ駆動回路4の部分を,図20に示した積層冷却器705のように,2in1片面冷却型パワーカード76(図18参照)を用いて構成してもよい。前述のように第1モータ駆動回路4に必要な冷却能力は,第2モータ駆動回路5に必要な冷却能力より低いからである。そのようにすればさらに構造を簡素化できる。なお,[0126]で述べたように昇降圧回路39を上下アーム各1つのトランジスタで構成する場合には,1in1型パワーカード(図7の「72」)を用いる。昇降圧回路39を上下アーム各3つのトランジスタで構成する場合には,3in1型パワーカード(図36の「83」を3素子並列型としたもの)を用いることができる。   Moreover, you may comprise the part of the 1st motor drive circuit 4 in FIG. 37 using the 2in1 single-sided cooling power card 76 (refer FIG. 18) like the lamination | stacking cooler 705 shown in FIG. This is because the cooling capacity required for the first motor drive circuit 4 is lower than the cooling capacity required for the second motor drive circuit 5 as described above. By doing so, the structure can be further simplified. As described in [0126], when the buck-boost circuit 39 is composed of one transistor for each of the upper and lower arms, a 1 in 1 type power card (“72” in FIG. 7) is used. When the step-up / step-down circuit 39 is composed of three transistors for each of the upper and lower arms, a 3 in 1 type power card (“83” in FIG. 36 is a three-element parallel type) can be used.

図37の積層冷却器716ではさらに,次のような変形が可能である。
・第2モータ駆動回路5の部分を,図19に示した積層冷却器704のように,U字2in1両面冷却型パワーカード74(図16参照)を用いて構成してもよい。この場合の第1モータ駆動回路4は,U字2in1両面冷却型パワーカード74と2in1片面冷却型パワーカード76とのいずれで構成してもよい。ただし前述と同様の理由により,2in1片面冷却型パワーカード76を用いた方がメリットが大きい。
・第1モータ駆動回路4と第2モータ駆動回路5とを配置上,入れ替えてもよい。
・図21に示した積層冷却器706のように,第1モータ駆動回路4を構成するパワーカードと第2モータ駆動回路5を構成するパワーカードとを交互に配置してもよい。むろんその場合のパワーカードの種類は,既述のいかなるバリエーションでもよい。
In the stacked cooler 716 of FIG. 37, the following modifications are possible.
The portion of the second motor drive circuit 5 may be configured using a U-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 74 (see FIG. 16) like the stacked cooler 704 shown in FIG. The first motor drive circuit 4 in this case may be configured by either a U-shaped 2 in 1 double-sided cooling power card 74 or a 2 in 1 single-sided cooling power card 76. However, for the same reason as described above, it is more advantageous to use the 2-in-1 single-sided cooling power card 76.
The first motor driving circuit 4 and the second motor driving circuit 5 may be interchanged in terms of arrangement.
As in the stacked cooler 706 shown in FIG. 21, the power card constituting the first motor drive circuit 4 and the power card constituting the second motor drive circuit 5 may be alternately arranged. Of course, the power card type in that case may be any of the variations described above.

また,上記のようなことを,図26〜図29,図31,図33,図34に示したように,3in1型パワーカードを用いて構成してもよい。その場合の昇降圧回路39については,図37中の構成と同じでもよいし,図38に示す並列2in1両面冷却型パワーカード86を用いて構成してもよい。図38の並列2in1両面冷却型パワーカード86は,構成としては図36の並列2in1両面冷却型パワーカード83と同等であるが,サイズのみを3in1型パワーカードに合わせたものである。   In addition, as described above, as shown in FIGS. 26 to 29, 31, 33, and 34, a 3 in 1 type power card may be used. The step-up / step-down circuit 39 in that case may be the same as the configuration shown in FIG. 37 or may be configured using a parallel 2-in-1 double-sided cooling power card 86 shown in FIG. The parallel 2-in-1 double-sided cooling power card 86 in FIG. 38 is the same as the parallel 2-in-1 double-sided cooling power card 83 in FIG. 36, but only the size is matched to the 3-in-1 type power card.

本形態の積層冷却器716では,昇降圧回路39の部分についても,変形が可能である。図39の横断面図に示すのが,その変形例である。この変形例は,図37中の2枚の並列2in1両面冷却型パワーカード83をそれぞれ図中で左右反転するとともに,それらの間に絶縁板73を挟み込んだものである。図39の例では,図37の構成と比較して,絶縁板73が1枚多く必要であるものの,昇降圧回路39のインダクタンスが小さいという利点を有する。上アームのコレクタ電極板84と下アームのエミッタ電極板85とが,間に1枚の絶縁板73のみを挟んで配置されているからである。なお図39の例では,上アームのエミッタ電極板85と下アームのコレクタ電極板84との双方を,図35中のミドルサイド線59に接続する必要がある。以上が第13の形態の説明である。   In the stacked cooler 716 of this embodiment, the step-up / down circuit 39 can be modified. A modification is shown in the cross-sectional view of FIG. In this modification, the two parallel 2-in-1 double-sided cooling type power cards 83 in FIG. 37 are horizontally reversed in the figure, and an insulating plate 73 is sandwiched between them. The example of FIG. 39 has an advantage that the inductance of the step-up / down circuit 39 is small, although one more insulating plate 73 is required as compared with the configuration of FIG. This is because the collector electrode plate 84 of the upper arm and the emitter electrode plate 85 of the lower arm are arranged with only one insulating plate 73 interposed therebetween. In the example of FIG. 39, it is necessary to connect both the emitter electrode plate 85 of the upper arm and the collector electrode plate 84 of the lower arm to the middle side line 59 in FIG. The above is the description of the thirteenth embodiment.

[第14の形態]
第14の形態は,前記の第13の形態の積層冷却器716を変形したものである。具体的には,昇降圧回路39におけるトランジスタ61,62,63,64の部分についてのパワーカードの構成を変更したものである。本形態では,図40に示すように,トランジスタ61,62で1つのパワーカードを構成し,トランジスタ63,64で1つのパワーカードを構成する。すなわち,第13の形態では上下アームそれぞれを1つのパワーカードとしていたのに対し,本形態では上下アームにわたる1列の2個のトランジスタを1つのパワーカードとするのである。
[14th form]
The fourteenth form is a modification of the stacked cooler 716 of the thirteenth form. Specifically, the configuration of the power card for the transistors 61, 62, 63, and 64 in the step-up / down circuit 39 is changed. In this embodiment, as shown in FIG. 40, the transistors 61 and 62 constitute one power card, and the transistors 63 and 64 constitute one power card. That is, in the thirteenth embodiment, each of the upper and lower arms is used as one power card, whereas in this embodiment, two transistors in one row across the upper and lower arms are used as one power card.

このためのパワーカードとしては,いずれも既出の,U字2in1両面冷却型パワーカード74(図16),または,N字2in1両面冷却型パワーカード75(図17)を使用することができる。本形態ではこれらのパワーカードはいずれも,各々が,ハイサイド線11とミドルサイド線59との間の導通状況の操作,および,ミドルサイド線59とローサイド線12との間の導通状況の操作を担当する。   As the power card for this purpose, the U-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 74 (FIG. 16) or the N-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 75 (FIG. 17) can be used. In this embodiment, each of these power cards is operated in the conduction state between the high side line 11 and the middle side line 59 and in the conduction state between the middle side line 59 and the low side line 12. In charge.

U字2in1両面冷却型パワーカード74を用いて昇降圧回路39を構成した例を,図41に示す。図41の例では,2個の冷却チューブ71の間に,2枚のU字2in1両面冷却型パワーカード74が重ねて挟み込まれている。この昇降圧回路39では,左右2枚のパワーカード74のミドルサイド電極板25同士が,間に何も挟まず直に接している。このため,左右2枚のパワーカード74のうちいずれか一方については,ミドルサイド電極板25にバスバーを有する必要がない。[0073]ではミドルサイド電極板25にバスバーが設けられると説明したが,図41の構成では,図35中のミドルサイド線59との接続のためにいずれか一方にバスバーが設けられていれば十分である。   FIG. 41 shows an example in which the step-up / step-down circuit 39 is configured by using a U-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 74. In the example of FIG. 41, two U-shaped 2-in-1 double-sided cooling type power cards 74 are sandwiched between two cooling tubes 71. In the step-up / step-down circuit 39, the middle side electrode plates 25 of the two left and right power cards 74 are in direct contact with nothing in between. Therefore, it is not necessary to have a bus bar on the middle side electrode plate 25 for any one of the left and right power cards 74. In [0073], it has been described that the middle side electrode plate 25 is provided with a bus bar. However, in the configuration of FIG. 41, if a bus bar is provided on either side for connection to the middle side line 59 in FIG. It is enough.

むろんここでも,ミドルサイド電極板25同士の密着面については,[0040]で説明した絶縁シートを備えることができない。ただし,両方のパワーカード74のミドルサイド電極板25にバスバーを備えるのであれば,絶縁シートを備えていてもよい。図41の構成例の昇降圧回路39でも,冷却性や部品点数に関して,[0133]で説明したのと同じ効果が得られる。   Of course, also here, the contact surface between the middle side electrode plates 25 cannot be provided with the insulating sheet described in [0040]. However, if the middle side electrode plate 25 of both power cards 74 is provided with a bus bar, an insulating sheet may be provided. In the step-up / step-down circuit 39 of the configuration example of FIG. 41, the same effect as described in [0133] can be obtained with respect to the cooling performance and the number of parts.

図42は,図41の構成例中における左右2枚のU字2in1両面冷却型パワーカード74を入れ替えるとともに,それらの間に絶縁板73を挟み込んだ構成例である。図42の構成例では,部品点数やインダクタンスに関して,[0137]で述べたのと同様のことが言える。ハイサイド電極板24とローサイド電極板26とが,間に1枚の絶縁板73のみを挟んで配置されているからである。しかもそのような箇所が2箇所ある。なお図42の構成例では,左右2枚のパワーカード74のミドルサイド電極板25をいずれも,図35中のミドルサイド線59に接続する必要がある。   FIG. 42 shows a configuration example in which the left and right U-shaped 2-in-1 double-sided cooling power cards 74 in the configuration example of FIG. 41 are replaced and an insulating plate 73 is sandwiched between them. In the configuration example of FIG. 42, the same can be said with respect to the number of parts and the inductance as described in [0137]. This is because the high-side electrode plate 24 and the low-side electrode plate 26 are arranged with only one insulating plate 73 interposed therebetween. Moreover, there are two such places. In the configuration example of FIG. 42, it is necessary to connect the middle side electrode plates 25 of the left and right power cards 74 to the middle side line 59 in FIG.

図43は,N字2in1両面冷却型パワーカード75を用いて昇降圧回路39を構成した例である。この構成例は,図42の構成例における2枚のU字2in1両面冷却型パワーカード74をいずれも,2in1両面冷却型パワーカード75で置き替えたものである。図43の構成例でも,ハイサイド電極板24とローサイド電極板26とが間に1枚の絶縁板73のみを挟んで対面して配置されている箇所が1箇所ある。したがって,図42の構成例の場合よりは限定的ではあるが,ある程度のインダクタンス低減効果はある。   FIG. 43 is an example in which the step-up / step-down circuit 39 is configured using an N-shaped 2 in 1 double-sided cooling power card 75. This configuration example is obtained by replacing the two U-shaped 2-in-1 double-sided cooling power cards 74 in the configuration example of FIG. Even in the configuration example of FIG. 43, there is one place where the high-side electrode plate 24 and the low-side electrode plate 26 are disposed facing each other with only one insulating plate 73 interposed therebetween. Therefore, although it is more limited than the configuration example of FIG. 42, there is a certain degree of inductance reduction effect.

なお,図43中の2枚のパワーカード75の一方のみを図中で左右反転させて配置することもできるが,その場合にはインダクタンス低減効果はあまり得られない。なお,N字2in1両面冷却型パワーカード75とU字2in1両面冷却型パワーカード74とを1枚ずつ用いて図42または図43に示したように構成することも可能である。   Note that only one of the two power cards 75 shown in FIG. 43 can be reversed in the left-right direction in the drawing, but in that case, an inductance reduction effect is not obtained so much. It should be noted that the N-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 75 and the U-shaped 2-in-1 double-sided cooling power card 74 may be used as shown in FIG. 42 or 43.

図41〜図43では,図37中の第1モータ駆動回路4や第2モータ駆動回路5の部分については図示を省略している。むろん,本形態におけるこの部分については,図37に示した構成でもよいし,[0135]あるいは[0136]で説明した変形による構成であってもよい。   41 to 43, the first motor drive circuit 4 and the second motor drive circuit 5 in FIG. 37 are not shown. Of course, this part of the present embodiment may have the configuration shown in FIG. 37 or the configuration described in [0135] or [0136].

なお,図41〜図43の構成例の昇降圧回路39ではいずれも,上アームのトランジスタと下アームのトランジスタとが図中で左右に並んで配置されるようになっている。言い替えると,上アームのトランジスタ同士,または下アームのトランジスタ同士が図中で左右に並ぶことはないということである。これは,[0127]で説明したことから,昇降圧回路39の動作上,同時にオンとされるトランジスタ同士が近接して配置されることがないようにしたものである。このことは必須ではないが,発熱箇所を分散させることができる点で有利である。   In each of the step-up / step-down circuits 39 in the configuration examples of FIGS. 41 to 43, the upper arm transistor and the lower arm transistor are arranged side by side in the drawing. In other words, the transistors in the upper arm or the transistors in the lower arm are not arranged side by side in the drawing. This is because, as described in [0127], in the operation of the step-up / down circuit 39, the transistors that are simultaneously turned on are not arranged close to each other. This is not essential, but it is advantageous in that the heat generation points can be dispersed.

さらに,図41〜図43の構成例の昇降圧回路39ではいずれも,昇降圧回路39の動作時に,図中右側の冷却チューブ71に放熱するトランジスタ群と,図中左側の冷却チューブ71に放熱するトランジスタ群とのうち1個ずつが発熱する。このことは,車両駆動時と制動回生時とのいずれの動作モードでも言える。そしてこのことは,放熱先の冷却チューブ71の分散という点で,図37の第13の形態の構成例より有利である。以上が第14の形態の説明である。   Furthermore, in any of the step-up / step-down circuits 39 in the configuration examples of FIGS. 41 to 43, during operation of the step-up / down circuit 39, a transistor group that radiates heat to the cooling tube 71 on the right side in the figure and heat radiation to the cooling tube 71 on the left side in the figure. Each of the transistor groups that generate heat generates heat. This can be said in any of the operation modes during vehicle driving and braking regeneration. This is more advantageous than the configuration example of the thirteenth embodiment shown in FIG. 37 in terms of dispersion of the cooling tubes 71 as the heat radiation destination. The above is the description of the fourteenth embodiment.

以上詳細に説明したように本実施の形態に係る各積層冷却器(半導体装置)では,その部位により,回路の発熱量が異なり,そのために冷却チューブの冷却負荷も異なっている。そこで,冷却負荷の低い部位においては,必要な冷却能力を保持できる範囲内で敢えて,冷却能力を落とした構成を採用している。すなわち,両面冷却型パワーカードの替わりに片面冷却型パワーカードを採用したり,冷却チューブを間引いたりしている。これにより,必要な冷却能力を確保しつつ,構造を簡素化して部品点数やコストの削減を実現している。   As described above in detail, in each stacked cooler (semiconductor device) according to the present embodiment, the amount of heat generated by the circuit differs depending on the portion, and therefore the cooling load of the cooling tube also differs. In view of this, in a part where the cooling load is low, a configuration in which the cooling capacity is lowered is adopted as long as the necessary cooling capacity can be maintained. That is, instead of the double-sided cooling type power card, a single-sided cooling type power card is adopted or the cooling tube is thinned out. As a result, while ensuring the necessary cooling capacity, the structure is simplified and the number of parts and costs are reduced.

なお,本実施の形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,図11等の積層冷却器の構成において,第1モータ駆動回路4と第2モータ駆動回路5との配置を逆にしてもよい。また,昇降圧回路39は,電池側が高圧でモータ側が低圧である構成であってもよい。また,図37の構成例において,第1モータ駆動回路4と第2モータ駆動回路5と昇降圧回路39との配置を適宜変更してもよい。また,パワーカードの種類のうち1in1型,2in1型,3in1型の区別について,上記形態では基本的に,同じ型のもので構成しているが,混合して構成することも可能である。   Note that this embodiment is merely an example, and does not limit the present invention. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, the arrangement of the first motor drive circuit 4 and the second motor drive circuit 5 may be reversed in the stacked cooler configuration of FIG. Further, the step-up / down circuit 39 may be configured such that the battery side has a high voltage and the motor side has a low voltage. In the configuration example of FIG. 37, the arrangement of the first motor drive circuit 4, the second motor drive circuit 5, and the step-up / step-down circuit 39 may be changed as appropriate. In addition, regarding the distinction between the 1 in 1 type, the 2 in 1 type, and the 3 in 1 type among the types of power cards, in the above embodiment, the same type is basically used, but a mixed type can also be used.

1,10 電池
2,3 モータ
2U,2V,2W,3U,3V,3W モータ側端子
4 第1モータ駆動回路
5 第2モータ駆動回路
11 ハイサイド線
12 ローサイド線
22 絶縁シート
24 ハイサイド電極板
25 ミドルサイド電極板
26 ローサイド電極板
33 共通ハイサイド電極板
34,35 ミドルサイド電極板
36 共通ローサイド電極板
39 昇降圧回路
59 ミドルサイド線
71,81 冷却器
72,74〜80,82,83,86 パワーカード(半導体素子)
73 絶縁板
84 コレクタ電極板
85 エミッタ電極板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,10 Battery 2, 3 Motor 2U, 2V, 2W, 3U, 3V, 3W Motor side terminal 4 1st motor drive circuit 5 2nd motor drive circuit 11 High side line 12 Low side line 22 Insulation sheet 24 High side electrode plate 25 Middle side electrode plate 26 Low side electrode plate 33 Common high side electrode plate 34, 35 Middle side electrode plate 36 Common low side electrode plate 39 Buck-boost circuit 59 Middle side wires 71, 81 Coolers 72, 74-80, 82, 83, 86 Power card (semiconductor element)
73 Insulating plate 84 Collector electrode plate 85 Emitter electrode plate

Claims (8)

内部に冷媒を通す冷却器と,半導体素子とを積層してなる半導体装置において,
前記半導体素子として,
動作時の発熱量が大きい回路を構成するとともに,両面が放熱面とされ両方の放熱面がいずれも冷却器と接触するように配置されている両面放熱半導体素子と,
動作時の発熱量が小さい回路を構成するとともに,一方の面が放熱面とされその放熱面が冷却器と接触するように配置されている複数の片面放熱半導体素子とを有し,
前記片面放熱半導体素子はいずれも,前記放熱面と反対側の非放熱面も冷却器と接触するように配置されていることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device formed by laminating a cooler that passes a refrigerant inside and a semiconductor element,
As the semiconductor element,
A double-sided heat-dissipating semiconductor element that constitutes a circuit that generates a large amount of heat during operation, and that both surfaces are heat-radiating surfaces and both heat-radiating surfaces are in contact with the cooler;
As well as the circuit heating value is small at the time of operation, have a plurality of one-side radiating semiconductor element one surface is arranged such that the heat radiating surface is a heat radiating surface is in contact with the cooler,
Both the single-sided heat dissipating semiconductor devices, the heat radiation surface opposite to the non-radiating surface is also a semiconductor device which is characterized that you have been placed in contact with the cooler.
内部に冷媒を通す冷却器と,半導体素子とを積層してなる半導体装置において,
前記半導体素子として,
動作時の発熱量が大きい回路を構成するとともに,両面が放熱面とされ両方の放熱面がいずれも冷却器と接触するように配置されている両面放熱半導体素子と,
動作時の発熱量が小さい回路を構成するとともに,一方の面が放熱面とされその放熱面が冷却器と接触するように配置されている複数の片面放熱半導体素子を有し,
前記片面放熱半導体素子のうち一部のものは,
前記片面放熱半導体素子および前記両面放熱半導体素子の中で最も端に位置し,
前記放熱面が,他の前記片面放熱半導体素子および前記両面放熱半導体素子の方を向くとともに冷却器と接触し,
他方の面が他の冷却器と接触しないように配置されており,
前記片面放熱半導体素子のうち残りのものは,
両方の面がいずれも冷却器と接触するとともに,
前記放熱面の向きが,前記最も端に位置する片面放熱半導体素子の放熱面と同じ向きになるように配置されていることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device formed by laminating a cooler that passes a refrigerant inside and a semiconductor element ,
As the semiconductor element,
A double-sided heat-dissipating semiconductor element that constitutes a circuit that generates a large amount of heat during operation, and that both surfaces are heat-radiating surfaces and both heat-radiating surfaces are in contact with the cooler;
As well as the circuit heating value is small at the time of operation, and a one side radiating surface and to the plurality of fragment surface radiating a semiconductor device which is placed in contact with the heat radiating surface is cooler,
Some of the single-sided heat dissipation semiconductor elements are:
Located at the end of the single-sided heat dissipation semiconductor element and the double-sided heat dissipation semiconductor element,
The heat dissipating surface is directed to the other single-side heat dissipating semiconductor element and the double-side heat dissipating semiconductor element and is in contact with a cooler;
The other side is arranged so as not to come into contact with other coolers,
The remaining one-side heat dissipation semiconductor elements are:
Both surfaces are in contact with the cooler,
The semiconductor device is characterized in that the heat dissipating surface is arranged in the same direction as the heat dissipating surface of the single-sided heat dissipating semiconductor element located at the end.
請求項2に記載の半導体装置において,複数の前記両面放熱半導体素子を有し,
前記片面放熱半導体素子と前記両面放熱半導体素子とが交互に配置されていることを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 2, comprising a plurality of the double-sided heat dissipation semiconductor elements,
The semiconductor device, wherein the single-sided heat dissipation semiconductor elements and the double-sided heat dissipation semiconductor elements are alternately arranged.
内部に冷媒を通す冷却器と,半導体素子とを積層してなる半導体装置において,
前記半導体素子として,
動作時の発熱量が大きい回路を構成するとともに,両面が放熱面とされ両方の放熱面がいずれも冷却器と接触するように配置されている両面放熱半導体素子と,
動作時の発熱量が小さい回路を構成するとともに,一方の面が放熱面とされその放熱面が冷却器と接触するように配置されている複数の片面放熱半導体素子を有し,
前記複数の片面放熱半導体素子は,
各前記放熱面がそれぞれ冷却器と接触し,
他方の面同士が互いに接触するように配置されていることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device formed by laminating a cooler that passes a refrigerant inside and a semiconductor element ,
As the semiconductor element,
A double-sided heat-dissipating semiconductor element that constitutes a circuit that generates a large amount of heat during operation, and that both surfaces are heat-radiating surfaces and both heat-radiating surfaces are in contact with the cooler;
As well as the circuit heating value is small at the time of operation, and a one side radiating surface and to the plurality of fragment surface radiating a semiconductor device which is placed in contact with the heat radiating surface is cooler,
The plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements are:
Each of the heat dissipation surfaces is in contact with the cooler,
A semiconductor device, wherein the other surfaces are arranged so as to contact each other.
内部に冷媒を通す冷却器と,半導体素子とを積層してなる半導体装置において,
前記半導体素子として,
動作時の発熱量が大きい回路を構成するとともに,両面がいずれも冷却器と接触するように配置されている両面放熱半導体素子と,
動作時の発熱量が小さい回路を構成するとともに,一方の面のみが冷却器と接触するように配置されている複数の片面放熱半導体素子とを有し,
前記複数の片面放熱半導体素子が,冷却器と冷却器との間に重ねて挟み込まれていることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device formed by laminating a cooler that passes a refrigerant inside and a semiconductor element,
As the semiconductor element,
A double-sided heat-dissipating semiconductor element that constitutes a circuit that generates a large amount of heat during operation and that both surfaces are in contact with the cooler;
As well as the circuit heating value is small at the time of operation, have a plurality of one-side radiating semiconductor element only one surface is placed in contact with the cooler,
Wherein the plurality of one-side radiating semiconductor device, a semiconductor device which is characterized that you have sandwiched overlapping between the cooler and the cooler.
内部に冷媒を通す冷却器と,半導体素子とを積層してなる半導体装置において,
前記半導体素子として,
動作時の発熱量が大きい回路を構成するとともに,両面がいずれも冷却器と接触するように配置されている両面放熱半導体素子と,
動作時の発熱量が小さい回路を構成するとともに,一方の面のみが冷却器と接触するように配置されている複数の片面放熱半導体素子を有し,
前記複数の片面放熱半導体素子は,
各前記一方の面がそれぞれ冷却器と接触し,
他方の面同士が互いに接触するように配置されていることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device formed by laminating a cooler that passes a refrigerant inside and a semiconductor element ,
As the semiconductor element,
A double-sided heat-dissipating semiconductor element that constitutes a circuit that generates a large amount of heat during operation and that both surfaces are in contact with the cooler;
As well as the circuit heating value is small at the time of operation, only one surface and a plurality of pieces surface radiating a semiconductor device which is placed in contact with the cooler,
The plurality of single-sided heat dissipation semiconductor elements are:
Each said one surface is in contact with the cooler,
A semiconductor device, wherein the other surfaces are arranged so as to contact each other.
請求項1から請求項6までのいずれか1つに記載の半導体装置において,
前記両面放熱半導体素子が,車両における電源から動力発生担当モータへの供給電流を制御する動力モータ駆動回路を構成しており,
前記片面放熱半導体素子が,車両における回生発電担当モータから電源への回生電流を制御する発電モータ駆動回路を構成していることを特徴とする半導体装置。
In the semiconductor device according to any one of claims 1 to 6,
The double-sided heat dissipating semiconductor element constitutes a power motor drive circuit that controls the supply current from the power source in the vehicle to the motor in charge of power generation,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the one-side heat dissipation semiconductor element constitutes a generator motor drive circuit that controls a regeneration current from a motor in charge of regenerative power generation to a power source in a vehicle.
請求項5または請求項6に記載の半導体装置において,
前記両面放熱半導体素子が,電源と負荷との間の電流を制御する負荷駆動回路を構成しており,
前記片面放熱半導体素子が,電源と負荷との間で電圧の昇降を行う昇降圧回路を構成していることを特徴とする半導体装置。
In the semiconductor device according to claim 5 or 6,
The double-sided heat dissipation semiconductor element constitutes a load driving circuit that controls a current between a power source and a load,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the single-sided heat dissipation semiconductor element constitutes a step-up / step-down circuit that raises and lowers a voltage between a power source and a load.
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