JP6413553B2 - パワー半導体モジュール装置 - Google Patents

Description

本発明は、パワー半導体モジュールの外部接続端子の接続形態を、変換アダプタを用いて変換可能とする、パワー半導体モジュール装置に関する。

パワー半導体モジュールは、例えば電源や電動機などの電力機器、及びそれを応用した冷凍機、空調機、工作機械、ハイブリット車、電気自動車等の電力変換回路に使用されている。これら電力製品の形態は多種多様であり、パワー半導体モジュールのパワー部分の配線にワイヤーハーネスを用いる場合もあれば、プリント基板を用いる場合もあり、それぞれの用途に適う接続形態が求められている。

例えば、ワイヤーハーネスを接続する場合は、パワー半導体モジュール筐体にネジ孔を有する外部接続端子を配設し、前記ネジ孔に螺着される固定ネジを用いて、ワイヤーハーネスの先端に取付けた圧着端子をネジ接続する方法が広く採用されている。一方、プリント基板に接続する場合は、パワー半導体モジュールのプリント基板に対向する面にピン端子を配設し、該ピン端子を、プリント基板の貫通孔に挿通して、半田付けする方法が広く採用されている。

特許文献１には、一つの実施形態として、プリント基板への取付け面に、ネジ孔を有する平板状の外部接続端子を配設し、前記ネジ孔に螺着される固定ネジを用いて、プリント基板上の孔付き端子部にネジ接続する、パワー半導体モジュールが開示されている。また、上記とは方式が異なる他の実施形態として、プリント基板への取付け面に、該取付け面に対して垂直方向に伸びるピン状の外部接続端子を配設し、プリント基板上のコネクタに差込接続する、パワー半導体モジュールが開示されている。

特許第２６９２４４９号公報

パワー半導体モジュールをその応用製品に組み込む際には、たとえ電気仕様が目的に適う場合であっても、外部端子の接続形態が異なるために、ユーザーが不便を感じるケースは多々ある。実のところ、外部端子の接続形態は、応用製品の小型化、低コスト化、メンテナンス容易性に直接的に影響する重要要素であって、軽視できるものではない。

しかしながら、端子形状の異なるパワー半導体モジュールを並行生産する場合、モジュール毎の需要予測は存外に難しく、一方を無駄な在庫として抱える危険性が高いことから、経済的には好ましくない。近年のパワー半導体モジュールは、パワー半導体素子だけでなく、パワー半導体素子をパルス幅変調制御するためのプリドライバ回路や、過電流、過電圧、過昇温時に回路を遮断するための保護回路を内蔵し、製品付加価値が高められ、高価なものになっており、このような無駄は避けなければならない。また、直接的には、二種以上の金型を用意しなければならいという不経済性もある。

よって、本発明の目的は、パワー半導体モジュールの外部接続端子の接続形態を容易に変換できる変換アダプタ、及び該変換アダプタによって所望の外部接続端子に変換された、パワー半導体モジュール装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明のパワー半導体モジュール装置は、第１の接続形態で外部に導電接続される外部接続端子を外縁の少なくとも一部に配置されたパワー半導体モジュールと、前記外部接続端子と接続される第１接続部および前記第１の接続形態とは異なる第２の接続形態である第２接続部を備えた導電部材と、前記導電部材を支持する絶縁性の支持部材とを備えた端子変換アダプタと、を備えることを特徴とする。

上記発明によれば、第１の接続形態で外部に導電接続される外部接続端子を有するパワー半導体モジュールに、端子変換アダプタを取付けることにより、第１の接続形態とは異なる第２の接続形態で外部と接続することが可能となるため、端子形状の異なるパワー半導体モジュールを並行生産する必要がなくなり、無駄な在庫を減らし、金型の製作費を軽減することができる。

本発明のパワー半導体モジュール装置において、前記パワー半導体モジュールは、冷却器に固定される第１固定部を備え、前記端子変換アダプタの支持部材は、前記第１固定部の一部に固定される第２固定部を備えることが好ましい。

上記態様によれば、端子変換アダプタを第２固定部によりパワー半導体モジュールに固定できるので、端子変換アダプタを介して、外部と接続しやすくすることができる。

本発明のパワー半導体モジュール装置において、前記第１固定部および前記端子変換アダプタの支持部材は、互いを係合する係合部を備えることが好ましい。

上記態様によれば、パワー半導体モジュールに、端子変換アダプタを係合部によって仮固定できるので、パワー半導体モジュールと端子変換アダプタとの接続作業をしやすくすることができる。

本発明のパワー半導体モジュール装置において、前記第１固定部および前記端子変換アダプタの支持部材の前記係合部は、一方が凹部であり、他方が凸部であることが好ましい。

上記態様によれば、パワー半導体モジュールに、端子変換アダプタを、係合部の凹凸嵌合によって仮固定することができる。

本発明のパワー半導体モジュール装置において、前記第１固定部と前記第２固定部は、共通の１つのネジで固定されることが好ましい。

上記態様によれば、パワー半導体モジュールに設けた第１固定部を冷却器に固定する際に、端子変換アダプタの第２固定部も同時に固定できるので、作業性がよい。

本発明のパワー半導体モジュール装置において、前記パワー半導体モジュールの外形の断面形状が多角形であり、前記端子変換アダプタの支持部材は、前記パワー半導体モジュールの外周の前記多角形の内少なくとも３辺と接する形状であることが好ましい。

上記態様によれば、端子変換アダプタの支持部材が、パワー半導体モジュールの外周の多角形の内少なくとも３辺と接する形状であることにより、パワー半導体モジュールに端子変換アダプタを組付けやすくすることができる。

本発明のパワー半導体モジュール装置の１つの態様において、前記パワー半導体モジュールの前記外部接続端子の前記第１の接続形態が、ネジ接続であり、前記端子変換アダプタの前記第２接続部の前記第２の接続形態が、差込接続であることが好ましい。

上記態様によれば、パワー半導体モジュールに設けられたネジ接続の外部接続端子を、差込接続に容易に変更することができる。

また、本発明のパワー半導体モジュール装置の他の態様において、前記パワー半導体モジュールの前記外部接続端子の前記第１の接続形態が、差込接続であり、前記端子変換アダプタの前記第２接続部の前記第２の接続形態が、ネジ接続であることが好ましい。

上記態様によれば、パワー半導体モジュールに設けられた差込接続の外部接続端子を、ネジ接続に容易に変更することができる。

本発明のパワー半導体モジュール装置の１つの態様において、前記端子変換アダプタが、前記パワー半導体モジュールの側面に配置されていることが好ましい。

上記態様によれば、パワー半導体モジュール装置の厚さが増大しにくいので、厚さ方向のスペースに制約がある場合でも、適用が可能となる。

また、本発明のパワー半導体モジュール装置の他の態様において、前記端子変換アダプタが、前記パワー半導体モジュールの上面に配置されていることが好ましい。

上記態様によれば、パワー半導体モジュールの装置の外周幅が増大しにくいので、外周方向のスペースに制約がある場合でも、適用が可能となる。

本発明のパワー半導体モジュール装置において、前記ソケット接続は、ピン状端子部または孔付き端子部を有し、接続されるべき相手部材の孔付き端子部にピン状端子部を挿通するか、あるいは接続されるべき相手部材のピン状端子部を孔付き端子部に挿通して、半田で接合されるものであることが好ましい。

上記態様によれば、ピン状端子部を孔付き端子部に挿通することにより、仮固定することができ、その状態で半田で接合することにより、確実に接続ができる。

本発明のパワー半導体モジュール装置において、前記ネジ接続は、ボルトを挿通可能な貫通孔、またはボルトを螺着可能なネジ孔を有し、接続されるべき相手部材に対してボルトで固定されるものであることが好ましい。

上記態様によれば、接続されるべき相手部材にボルトで固定できるので、電気的な接続を確実にすると共に、構造的にも強固に接続できる。

本発明によれば、第１の接続形態で外部に導電接続される外部接続端子を有するパワー半導体モジュールに、端子変換アダプタを取付けることにより、第１の接続形態とは異なる第２の接続形態で外部と接続することが可能となるため、１種類のパワー半導体モジュールから、外部接続端子の接続形態の異なる複数種のパワー半導体モジュール装置を低価格で供給することができる。また、端子形状の異なるパワー半導体モジュールを並行生産する必要がなくなり、無駄な在庫を減らし、金型の製作費を軽減することができる。

本発明のピン接続型パワー半導体モジュールの一実施形態に係る上面図と側面図である。 本発明のネジ接続型端子変換アダプタの一実施形態に係る上面図と側面図である。 本発明のネジ接続型パワー半導体モジュール装置の一実施形態に係る上面図と側面図である。 本発明のネジ接続型パワー半導体モジュール装置の他の実施形態に係る上面図と側面図である。 本発明のネジ接続型パワー半導体モジュールの一実施形態に係る上面図と側面図である。 本発明のピン接続型端子変換アダプタの一実施形態に係る上面図と側面図である。 本発明のピン接続型パワー半導体モジュール装置の一実施形態に係る上面図と側面図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係る半導体モジュール装置の実施形態を説明する。同一の構成要素については、同一の符号を付け、重複する説明は省略する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施することができるものである。

[ピン接続型の半導体モジュール]
本発明のパワー半導体装置に用いられるパワー半導体の一例として、ピン接続型のパワー半導体モジュールについて説明する。

図１には、本発明に用いられるパワー半導体モジュール１００の、（ａ）上面図、（ｂ）側面図（正面）、（ｃ）側面図（右）が示されている。

パワー半導体モジュール１００のケース１１０は、略直方体の形状をなし、プリント基板に対向する上面１１１と、冷却器に接する下面１１２と、上面１１１及び下面１１２を囲む側面１１３から構成され、側面１１３の２か所に、端子変換アダプタを係合する係合部１２０と、冷却器に固定される第１固定部１３０とを備える。係合部１２０は、側面１１３に形成された凹部からなり、後述する端子変換アダプタの第２固定部２２０を嵌め合せて係合することができる。第１固定部１３０は、係合部１２０に接する位置で、ケース１１０の側面１１３から突出し、ネジ挿通孔１３１を備えている。パワー半導体モジュール１００は、固定ネジＳをネジ挿通孔１３１に挿通して、図示しない冷却器のネジ孔に螺着し、固定することができる。

ケース１１０の上面１１１の外縁には、上面１１１に対して垂直に伸びる、ピン接続型の外部接続端子１４０、及び制御端子１５０が配置されている。外部接続端子１４０及び制御端子１５０は、表面に錫−銅めっきが施されている。パワー半導体モジュール１００をプリント基板にピン接続する場合は、外部接続端子１４０及び制御端子１５０を、図示しないプリント基板の孔付き端子に挿通して、半田付けすることができる。

[ネジ接続型の端子変換アダプタ]
本発明のパワー半導体装置に用いられる端子変換アダプタの一例として、ネジ接続型の端子変換アダプタの一実施形態について説明する。

図２には、本発明に用いられる端子変換アダプタ２００の、（ａ）上面図と、（ｂ）側面図が示されている。ネジ接続型の変換アダプタ２００は、ピン接続型のパワー半導体モジュール１００の端子変換に適用され、ピン接続をネジ接続に変換することができる。

端子変換アダプタ２００の支持部材２１０は、略コ字型の形状をなし、パワー半導体モジュール１００の上面１１１と同方向を向く支持部材２１０の上面２１１と、パワー半導体モジュール１００の下面１１２と同方向を向く支持部材２１０の下面２１２と、支持部材２１０の上面２１１と下面２１２を囲む側面２１３とから構成されており、側面２１３の２か所に、第２固定部２２０を備えている。第２固定部２２０は側面２１３に形成された凸部からなり、パワー半導体モジュール１００の係合部１２０に嵌合して、端子変換アダプタ２００をパワー半導体モジュール１００の三方の外側面に接するように係合することができる。第２固定部２２０は、ネジ挿通孔２２１を備え、固定ネジＳを挿通して冷却器に固定することができる。なお、支持部材２１０は、成形性の良い絶縁材料であることが好ましく、例えばＰＰＳ樹脂、ＰＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。

一方、支持部材２１０の上面２１１には、ピン接続をネジ接続に変換するための変換端子２３０が配置されている。変換端子２３０は、一端が支持部材２１０に埋設され、支持部材２１０の外でＬ字型に折り曲げられ、上面２１１を横断して、支持部材２１０の内縁から内方に突出している。変換端子２３０は、支持部材２１０の上面２１１に接する部分がネジ接続部２３１をなし、突出した部分がピン接続部２３２をなしている。

ネジ接続部２３１は、ボルト挿通孔２３３を有し、表面にはニッケルめっきが施されている。支持部材２１０には、ボルト挿通孔２３３と整合する位置に、ボルト挿入孔２３４が形成されている。ボルト挿入孔２３４の入口は六角形に加工され、その内側に六角ナットＮが保持されている。ボルト挿入孔２３４は、六角ナットＮの雌ネジに整合するように配置されている。

一方、ピン接続部２３２は、ピン挿通孔２３５を有し、パワー半導体モジュール１００のピン形状の外部接続端子１４０を挿通して、半田付けすることができる。

[ネジ接続型のパワー半導体モジュール装置]
本発明のパワー半導体モジュール装置の一実施形態として、図１に示したパワー半導体モジュール１００に、図２に示した端子変換アダプタ２００を組み付けてなる、ネジ接続型のパワー半導体モジュール装置について説明する。

図３には、上記パワー半導体モジュール装置３００の、（ａ）上面図と、（ｂ）側面図が示されている。このパワー半導体モジュール装置３００は、半導体モジュール１００と、変換アダプタ２００とからなる。パワー半導体モジュール１００の係合部１２０の凹部と、端子変換アダプタ２００の第２固定部２２０の凸部は嵌め合わせになっている。端子変換アダプタ２００は、パワー半導体モジュール１００の上面１１１（図１参照）の方向からパワー半導体モジュール１００に嵌め込まれている。上記態様では、第１固定部１３０と第２固定部２２０は整合し、ネジ挿通孔１３１とネジ挿通孔２２１は整合している。よって、パワー半導体モジュール装置３００は、共通する１本の固定ネジＳを、連通した挿通孔２２１及び挿通孔１３１に挿通して、冷却器のネジ孔に螺着し、冷却器に固定することができる。

一方、パワー半導体モジュール１００の外部接続端子１４０は、端子変換アダプタ２００のピン挿通孔２３５に挿通して半田付けされ、ピン接続部２３２へ電気的に接続されている。変換端子２３０は、ネジ接続部２３１にボルト挿通孔２３３を備え、端子締結ボルトＢをボルト挿通孔２３３に挿通してボルト挿入孔２３４に保持された六角ナットＮに螺着して、ワイヤーハーネスの端子部を外部接続端子１４０に締結することができる。

上記構成によれば、ピン接続型のパワー半導体モジュール１００と、端子変換アダプタ２００とから、ネジ接続型のパワー半導体モジュール装置３００を容易に生産することができる。したがって、パワー半導体モジュールとしては、ピン接続型のみを生産すればよく、従来の接続型とネジ接続型を並行生産する方式に比べると在庫管理が容易であり、どちらの接続型であっても、パワー半導体モジュール装置を、低価格で市場に提供することができる。

[ネジ接続パワー半導体モジュール装置の変形例]
本発明のネジ接続パワー半導体モジュール装置の他の実施形態について説明する。

図４には、上記パワー半導体モジュール装置５００の、（ａ）上面図と、（ｂ）側面図が示されている。このパワー半導体モジュール装置５００は、半導体モジュール１００と、変換アダプタ４００とからなる。

本実施形態では、変換端子４３０のネジ接続部４３１がパワー半導体モジュール１００の上に配置されている。端子変換アダプタ４００の支持部材４１０は、ネジ接続部４３１を縦積みするために、その上面４１１は半導体モジュール１００の上面１１１よりも高くされ、ロ字型に半導体モジュール１００の四方を囲むように係合されている。支持部材４１０は、外部接続端子１４０を４本配置した側で、半導体モジュール１００の上方に迫り出している。

支持部材４１０の迫り出し部分Ｐの上面４１１には変換端子４３０が配置されている。変換端子４３０の一端は支持部材４１０に埋め込まれて固定されている。また、変換端子４３０は、ニッケルめっきが施されボルト挿通孔４３３が設けられたネジ接続部４３１と、ピン挿通孔４３５が設けられたピン接続部４３２とを有する。

支持部材４１０の迫り出し部分Ｐには、ボルト挿通孔４３３と整合する位置に、ボルト挿入孔４３４が形成されている。ボルト挿入孔４３４の入口は六角形に加工され、その内側に六角ナットＮが保持されている。

一方、外部接続端子１４０を２本配置した側は、変換端子４３０のネジ接続部４３１は、半導体モジュール１００外周の外側に配置されているが、迫り出し部分Ｐの４本の端子と高さは同じにされている。

また、半導体モジュール１００の制御端子１５０の先端は、支持部材４１０の上面４１１よりも低くなっているので、中継ピン４４０で中継して、支持部材４１０の上面４１１よりも高くされており、プリント基板等に接続することができる。

上記構成によれば、パワー半導体モジュール装置４００の横幅が、増大しにくくすることができる。

[ネジ接続型の半導体モジュール]
本発明のパワー半導体装置に用いられるパワー半導体の他の例として、ネジ接続型のパワー半導体モジュールについて説明する。

図５には、ネジ接続型パワー半導体モジュール６００の（ａ）上面図と、（ｂ）側面図が示されている。

パワー半導体モジュール６００のケース６１０は、略直方体をなし、プリント基板に対向する上面６１１と、冷却器に接する下面６１２と、上面６１１及び下面６１２を囲む側面６１３から構成され、側面６１３の２か所に、端子変換アダプタを係合する係合部６２０と、冷却器に固定される第１固定部６３０とを備える。係合部６２０は、側面６１３に形成された凹部からなり、後述する端子変換アダプタの第２固定部７２０を嵌め合せて係合することができる。第１固定部６３０は、係合部６２０に接する位置で、ケース６１０の側面６１３から突出し、ネジ挿通孔６３１を備えている。パワー半導体モジュール６００は、固定ネジＳをネジ挿通孔６３１に挿通して、図示しない冷却器のネジ孔に螺着し、固定することができる。

ネジ接続部６４１は、ケース６１０から外方に突出するように、配置されている。外部接続端子６４０は、一端がケース６１０に埋設され、ケース６１０の外で内側に折り曲げられ、上面６１１に平行にされており、表面にはニッケルめっきが施され、ボルト挿通孔６４３が設けられている。また、外部接続端子６４０が配置されている、ケース６１０の突出部には、ボルト挿通孔６４３と整合するボルト挿入孔６４４が形成されている。ボルト挿入孔６４４の入口は六角形に加工され、その内側に六角ナットＮが保持されている。パワー半導体モジュール６００にワイヤーハーネスをネジ接続する場合は、端子締結ボルトＢをボルト挿通孔６４３に挿通し、ボルト挿入孔６４４に保持された六角ナットＮに螺着し、ワイヤーハーネス端子部を締結することができる。

制御信号を入出力するためのピン接続型の制御端子６５０は、ケース６１０の外縁に配置され、上面６１１に対して垂直方向に伸びている。制御端子６５０の表面には錫−銅めっきが施されており、図示しないプリント基板の孔付き端子に挿通して、半田付けすることができる。

[ピン接続型の端子変換アダプタ]
本発明のパワー半導体装置に用いられる端子変換アダプタの他の例として、ピン接続型の端子変換アダプタについて説明する。

図６には、この端子変換アダプタ７００の、（ａ）上面図と、（ｂ）側面図が示されている。ピン接続型の変換アダプタ７００は、ネジ接続型のパワー半導体モジュール６００の端子変換に適用され、ネジ接続をピン接続に変換することができる。

ピン接続端子変換アダプタ７００の支持部材７１０は、略Ｌ字型の形状をなし、パワー半導体モジュール６００の上面６１１と同方向を向く支持部材７１０の上面７１１と、パワー半導体モジュール６００の下面６１２と同方向を向く支持部材７１０の下面７１２と、支持部材７１０の上面７１１と下面７１２を囲む側面７１３とから構成され、側面７１３の１か所に、第２固定部７２０を備えている。第２固定部７２０は側面７１３に形成された凸部からなり、パワー半導体モジュール６００の係合部６２０に嵌合して、パワー半導体モジュール６００の二方の外側面に接するように、端子変換アダプタ７００を係合することができる。第２固定部７２０は、ネジ挿通孔７２１を備え、固定ネジＳを挿通して冷却器に固定することができる。なお、支持部材７１０は、成形性の良い絶縁材料であることが好ましく、例えばＰＰＳ樹脂、ＰＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。

支持部材７１０の上面７１１には、ネジ接続をピン接続に変換するための変換端子７３０が配置されている。変換端子７３０は、支持部材７１０の外で上面７１１に沿うように折り曲げられてネジ接続部７３１となり、支持部材７１０の外縁近くで、上面７１１に垂直となるように再度折り曲げられて、ピン接続部７３２をなしている。

ネジ接続部７３１は、ボルト挿通孔７３３を有し、表面にはニッケルめっきが施されている。さらに、支持部材７１０には、ボルト挿通孔７３３と整合する位置に、ボルト挿通孔７３４が形成されており、端子締結ボルトＢを挿通することができる。

一方、ピン接続部７３２は、錫−銅めっきが施され、プリント基板等に半田付けすることができる。

[ピン接続型のパワー半導体モジュール装置]
本発明のパワー半導体モジュール装置の他の実施形態として、図５に示したパワー半導体モジュール６００に、図６に示した端子変換アダプタ７００を組み付けてなる、ピン接続型のパワー半導体モジュール装置について説明する。

図７には、上記のパワー半導体モジュール装置８００の、（ａ）上面図と、（ｂ）側面図が示されている。このパワー半導体モジュール装置８００は、半導体モジュール６００と、変換アダプタ７００とからなる。パワー半導体モジュール６００の係合部６２０の凹部と、端子変換アダプタ７００の第２固定部７２０の凸部は嵌め合わせになっている。端子変換アダプタ７００は、パワー半導体モジュール６００の上面６１１の方向からパワー半導体モジュール６００に嵌め込まれている。上記態様では、第１固定部６３０と第２固定部７２０は整合し、ネジ挿通孔６３１とネジ挿通孔７２１は整合している。よって、パワー半導体モジュール装置８００は、共通する１本の固定ネジＳを、連通した挿通孔６３１及び挿通孔７２１に挿通して、冷却器のネジ孔に螺着し、冷却器に固定することができる。

ここで、端子変換アダプタ７００の第２固定部７２０を１か所にした理由について説明する。パワー半導体モジュール６００に端子変換アダプタ７００を嵌め合せると、外部接続端子６４０の上に端子変換アダプタ７００の支持部材７１０が置かれる。パワー半導体モジュール６００の外部接続端子６４０はその下部にあるケース６１０の突出部によって支えられているため、端子変換アダプタ７００の支持部材７１０を仮固定する上で強度には不足がない。係合部を一つにしたことで、パワー半導体モジュール装置８００の長さを短くすることができる。

パワー半導体モジュール装置８００において、パワー半導体モジュール６００の外部接続端子６４０は、ボルト挿通孔７３３、ボルト挿通孔７３４、及びボルト挿通孔６４３が整合するので、端子締結ボルトＢを挿通して、ボルト挿入孔６４４に保持されている六角ボルトＢに螺着される。このような態様では、パワー半導体モジュール６００の外部接続端子６４０は、端子変換アダプタ７００の変換端子７３０に電気的に接続されている。さらに、変換端子７３０は、その一端が上面７１１に対して垂直方向に延出され、ピン接続部７３２となっており、ピン接続型のパワー半導体モジュール装置８００が構成される。

なお、ピン接続型のパワー半導体モジュール装置８００の制御端子６５０は、中継コネクタＣの中継部Ｃ１に差込接続されて、中継コネクタＣのピン接続部Ｃ２の先端が、変換端子７３０のピン接続部７３２の先端と同じ高さになることが好ましい。そのような態様では、パワー半導体モジュール装置８００のピン接続部７３２及びＣ２を、図示しないプリント基板等の孔付き端子に差込接続することができる。

上記構成によれば、ネジ接続型のパワー半導体モジュール６００と、端子変換アダプタ７００とから、ピン接続型のパワー半導体モジュール装置８００を容易に生産することができる。

以上は、本発明に基づく、ネジ接続型とピン接続型のパワー半導体モジュール装置に係る実施形態についてそれぞれ具体的に説明したものであるが、説明した実施形態のみに限定されるものではなく、以下に述べる態様も本発明には含まれている。

パワー半導体モジュールの水平断面は、長方形に限定されず、六角形、八角形等の多角形、或いは該多角形に凸部又は凹部が付加された多角形でもよい。端子変換アダプタの支持部材は、パワー半導体モジュールの外周をなす多角形の、少なくとも３辺と接する形状にすることができる。３辺以上と接することにより、パワー半導体モジュールと端子変換アダプタの一体性が増し、パワー半導体モジュール装置の機械的強度を高めることができる。

ピン型パワー半導体モジュール装置では、ネジ型パワー半導体モジュールの外部接続端子部が係合と機械的補強の役割を担うので、端子変換アダプタの係合箇所を１か所にすることができたが、係合部は２か所以上であってもよい。２か所以上であると取付け姿勢が安定するのでより好ましい。係合部は、どちらか一方が凹部であれば、他方が凸部であり、互いに嵌め合せになっていて、あそびが殆どない係合であることが好ましい。実施例では、パワー半導体モジュールの係合部と端子変換アダプタの固定部との係合であったが、専用の係合部をパワー半導体モジュールと端子変換アダプタ両方に設けてもよい。

パワー半導体モジュール及び／又は端子変換アダプタの固定部は、２か所に限定されず、２か所以上であってもよい。パワー半導体モジュールの第１固定部１３０と端子変換アダプタの第２固定部を共通の１つのネジで冷却器に固定してもよいが、固定部がそれぞれ異なる位置にあって、個々にネジで冷却器に固定してもよい。また、第２固定部を第１固定部の一部に固定し、第１固定部を冷却器に固定する間接的な固定方法であってもよい。上記固定方法の中では、パワー半導体モジュールの第１固定部１３０と端子変換アダプタの第２固定部を共通の１つのネジで冷却器に固定する方法は、設置面積を削減することができるので、特に好ましい。

また、変換端子の固定は、支持部材への埋設固定に限定されず、ネジ又は係合爪による固定方法であってもよい。端子締結ボルトの螺着方法は、挿入孔に六角ナットを埋設する方法に限定されず、挿入孔に直接ネジ加工する方法や、変換端子に直接ネジ加工する方法でもよい。パワー半導体モジュールの外部接続端子及び／又は制御端子は、半田を使用するピン接続に限定されず、半田を使用しないプレスフィットピンによる接続方法であってもよい。この場合、変換端子のピン接続部もプレスフィットピン対応にしてもよいが、プレスフィットピンを半田付けしてもよい。更には、ピン形状の外部接続端子に対して受け側を着脱自在のコネクタにしてもよい。

１００、６００：パワー半導体モジュール
１１０、６１０：ケース
１１１、６１１：ケースの上面
１１２、６１２：ケースの下面
１１３、６１３：ケースの側面
１２０、６２０：係合部
１３０、６３０：第１固定部
１３１、６３１：ネジ挿通孔
１４０、６４０：外部接続端子
１５０、６５０：制御端子
２００、４００、７００：端子変換アダプタ
２１０、４１０、７１０：支持部材
２１１、４１１、７１１：支持部材の上面
２１２，４１２、７１２：支持部材の下面
２１３、４１３、７１３：支持部材の側面
２２０、４２０、７２０：第２固定部
２２１，４２１，７２１：ネジ挿通孔
２３０、４３０、７３０：変換端子
２３１、４３１、７３１：ネジ接続部
２３２、４３２、７３２：ピン接続部
２３３、４３３、７３３、７３４：ボルト挿通孔
２３４、４３４：ボルト挿入孔
２３５、４３５、７３５： ピン挿通孔
３００、５００、８００：パワー半導体モジュール装置
４４０：中継ピン
６４１：ネジ接続部
６４３：ボルト挿通孔
６４４： ボルト挿入孔
Ｂ：端子締結ボルト
Ｓ：固定ネジ
Ｎ：六角ナット
Ｐ：迫り出し部分
Ｃ：中継コネクタ
Ｃ１：中継部
Ｃ２：ピン接続部

Claims (13)

1. 第１の接続形態で外部に導電接続される複数の外部接続端子を外縁の少なくとも一部に配置されたパワー半導体モジュールと、
   前記外部接続端子の各々に接続される第１接続部および該第１接続部に接続され前記第１の接続形態とは異なる第２の接続形態で外部と接続可能な第２接続部を、各々が備える複数の変換端子と、前記複数の変換端子を支持する絶縁性の支持部材とを備えた端子変換アダプタと、
   を備えることを特徴とするパワー半導体モジュール装置。
2. 請求項１に記載のパワー半導体モジュール装置において、
   前記端子変換アダプタは、前記複数の変換端子の各々によって、前記外部接続端子の前記第１の接続形態をそれぞれ前記第２接続部の前記第２の接続形態へ１対１の変換関係で変換することを特徴とするパワー半導体モジュール装置。
   
3. 請求項１または２に記載のパワー半導体モジュール装置において、
   前記パワー半導体モジュールは、冷却器に固定される第１固定部を備え、
   前記端子変換アダプタの支持部材は、前記第１固定部の一部に固定される第２固定部を備えることを特徴とするパワー半導体モジュール装置。
4. 請求項３に記載のパワー半導体モジュール装置において、
   前記第１固定部および前記端子変換アダプタの支持部材は、互いを係合する係合部を備えることを特徴とするパワー半導体モジュール装置。
5. 請求項４に記載のパワー半導体モジュール装置において、
   前記第１固定部および前記端子変換アダプタの支持部材の前記係合部は、一方が凹部であり、他方が凸部であることを特徴とするパワー半導体モジュール装置。
6. 請求項３から５のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール装置において、
   前記第１固定部と前記第２固定部は、共通の１つのネジで固定されることを特徴とするパワー半導体モジュール装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール装置において、
   前記変換端子の各々は、導電部材であって、
   前記パワー半導体モジュールの外形の断面形状が多角形であり、
   前記端子変換アダプタの支持部材は、前記パワー半導体モジュールの外周の前記多角形の内少なくとも３辺と接する形状であることを特徴とするパワー半導体モジュール装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール装置において、
   前記パワー半導体モジュールの前記外部接続端子の前記第１の接続形態が、ネジ接続であり、
   前記端子変換アダプタの前記第２接続部の前記第２の接続形態が、差込接続である
   ことを特徴とするパワー半導体モジュール装置。
9. 請求項１から７のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール装置において、
   前記パワー半導体モジュールの前記外部接続端子の前記第１の接続形態が、差込接続であり、
   前記端子変換アダプタの前記第２接続部の前記第２の接続形態が、ネジ接続である
   ことを特徴とするパワー半導体モジュール装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール装置において、
    前記端子変換アダプタが、前記パワー半導体モジュールの側面に配置されていることを特徴とするパワー半導体モジュール装置。
11. 請求項１から９のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール装置において、
    前記端子変換アダプタが、前記パワー半導体モジュールの上面に配置されていることを特徴とするパワー半導体モジュール装置。
12. 請求項８または９に記載のパワー半導体モジュール装置において、
    前記差込接続は、ピン状端子部または孔付き端子部を有し、接続されるべき相手部材の孔付き端子部にピン状端子部を挿通するか、あるいは接続されるべき相手部材のピン状端子部を孔付き端子部に挿通して、半田で接合されるものであることを特徴とするパワー半導体モジュール装置。
13. 請求項８または９に記載のパワー半導体モジュール装置において、
    前記ネジ接続は、ボルトを挿通可能な貫通孔、またはボルトを螺着可能なネジ孔を有し、接続されるべき相手部材に対してボルトで固定されるものであることを特徴とするパワー半導体モジュール装置。