JPWO2015097748A1 - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
スイッチングにより前記電力変換を行うスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第1の面と第2の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第1の面に固着された第1の回路と、
前記第1の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第2の面に固着された第2の回路と、
接着層を介して前記第2の回路を接着するベースと、
を備え、
前記第1の回路と前記第2の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする。
直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
スイッチングにより前記電力変換を行うスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第1の面と第2の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第1の面に固着された第1の回路と、
前記第1の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第2の面に固着された第2の回路と、
凹部を備えた第1のベースと、
互いに表裏をなす第1の面と第2の面とを有し、その第2の面が前記第1のベースに固着されると共に、前記凹部の開口部を覆う第2のベースと、
前記第2のベースの前記第2の面に設けられ、前記凹部の内部に収納されるフィンと、
前記第2の回路を前記第2のベースの前記第1の面に固着する接着層と、
を備え、
前記凹部は、前記フィンを冷却する冷却流体が通流させる冷却流体通路の少なくとも一部を構成し、
前記第2のベースは、前記第1のベースの厚さ寸法より小さい厚さ寸法を有し、
前記第1の回路と前記第2の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする。
直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置に用いるパワーモジュールであって、
スイッチング動作を行なうスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第1の面と第2の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第1の面に固着された第1の回路と、
前記第1の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第2の面に固着された第2の回路と、
前記スイッチング素子と、前記絶縁基板と、前記第1の回路と、前記第2の回路とを一体にモールドする樹脂と、
を備え、
前記第1の回路と前記第2の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする。
先ず、この発明による電力変換装置、及びパワーモジュールをより良く理解するために、この発明の基礎となる電力変換装置、及びパワーモジュールについて説明する。図5は、この発明の基礎となる電力変換装置、及びパワーモジュールの断面図である。図5に於いて、IGBT等のパワー半導体素子からなるスイッチング素子1とこのスイッチング素子1に並列接続されるフリーホイールダイオード2は、絶縁基板5の第1の面(図5では、「上面」に相当する)51に設けられた第1の回路3に半田付けにより実装されている。
次に、この発明の実施の形態1による電力変換装置、及びパワーモジュールについて説明する。図1は、この発明の実施の形態1による電力変換装置、及びパワーモジュールを示す断面図である。図1に於いて、絶縁基板5は、窒化珪素又は窒化アルミニウムにより構成され、その第1の面(図1では、「上面」に相当する)51には、厚さ1[mm]程度の銅製の後述する第1の回路3がロウ付けにより固着されている。又、絶縁基板5の第2の面(図1では、「下面」若しくは「裏面」、に相当する)52には、厚さ1[mm]程度の銅製の第2の回路4がロウ付けにより固着されている。
4 第2の回路、5 絶縁基板、32、34、35、42 応力緩和部、
8 樹脂、9 パワーモジュール、10 接着層、11 第2のベース、
13 第1のベース、12 フィン、14 カバー、15 冷却流体通路、
131 薄肉部、132 凹部
直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
スイッチングにより前記電力変換を行うスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第1の面と第2の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第1の面に固着された第1の回路と、
前記第1の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第2の面に固着された第2の回路と、
厚さ寸法が他の部分より小さい薄肉部を備え、前記薄肉部の表面から厚さ方向に陥没すると共に前記薄肉部の前記表面に開口する開口部を備えた凹部を有する第1のベースと、
互いに表裏の関係をなす第1の面と第2の面とを有し、前記第2の面が前記第1のベースの前記薄肉部の前記表面に固着されると共に、前記凹部の前記開口部を覆うように配置された第2のベースと、
前記第2のベースの前記第2の面に設けられ、前記凹部の内部に収納されるフィンと、
前記第2の回路を前記第2のベースの前記第1の面に固着する接着層と、
を備え、
前記凹部は、前記フィンを冷却する冷却流体を通流させる冷却流体通路の少なくとも一部を構成し、
前記第2のベースは、前記第1のベースの厚さ寸法より小さい厚さ寸法を有し、
前記第1の回路と前記第2の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする。
Claims (6)
- 直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
スイッチングにより前記電力変換を行うスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第1の面と第2の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第1の面に固着された第1の回路と、
前記第1の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第2の面に固着された第2の回路と、
接着層を介して前記第2の回路を接着するベースと、
を備え、
前記第1の回路と前記第2の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする電力変換装置。 - 直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
スイッチングにより前記電力変換を行うスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第1の面と第2の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第1の面に固着された第1の回路と、
前記第1の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第2の面に固着された第2の回路と、
凹部を備えた第1のベースと、
互いに表裏をなす第1の面と第2の面とを有し、その第2の面が前記第1のベースに固着されると共に、前記凹部の開口部を覆う第2のベースと、
前記第2のベースの前記第2の面に設けられ、前記凹部の内部に収納されるフィンと、
前記第2の回路を前記第2のベースの前記第1の面に固着する接着層と、
を備え、
前記凹部は、前記フィンを冷却する冷却流体が通流させる冷却流体通路の少なくとも一部を構成し、
前記第2のベースは、前記第1のベースの厚さ寸法より小さい厚さ寸法を有し、
前記第1の回路と前記第2の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする電力変換装置。 - 前記スイッチング素子と前記絶縁基板と前記第1の回路と前記第2の回路は、樹脂により一体にモールドされたパワーモジュールを構成している、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電力変換装置。 - 前記スイッチング素子と前記絶縁基板と前記第1の回路と前記第2の回路は、樹脂により一体にモールドされたパワーモジュールを構成しており、
前記第2のベースは、前記パワーモジュールに於ける前記第2の回路を前記接着層を介して接着した後に前記第1のベースに固着されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 前記第1のベースは、他の部分より厚さ寸法の小さい薄肉部を備え、
前記凹部は、前記第1のベースの薄肉部に形成され、
前記第2のベースは、前記第1のベースの前記薄肉部に固着されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。 - 直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置に用いるパワーモジュールであって、
スイッチング動作を行なうスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第1の面と第2の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第1の面に固着された第1の回路と、
前記第1の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第2の面に固着された第2の回路と、
前記スイッチング素子と、前記絶縁基板と、前記第1の回路と、前記第2の回路とを一体にモールドする樹脂と、
を備え、
前記第1の回路と前記第2の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とするパワーモジュール。
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