JPWO2020245890A1 - パワーモジュール及び電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1及び図2を参照して、実施の形態1のパワーモジュール1を説明する。パワーモジュール1は、絶縁回路基板10a,10bと、パワー半導体素子20,21と、ベース31と、封止部材40とを主に備える。パワーモジュール1は、リード端子26,29と、配線27,28とをさらに備えてもよい。パワーモジュール1は、外囲体38をさらに備えてもよい。パワーモジュール1は、ヒートシンク45をさらに備えてもよい。パワーモジュール1は、伝熱層46をさらに備えてもよい。
本実施の形態のパワーモジュール1,1aは、絶縁回路基板10a,10bと、パワー半導体素子20,21と、ベース31と、封止部材40とを備える。絶縁回路基板10a,10bは、おもて面10pと、おもて面10pとは反対側の裏面10qとを有する。パワー半導体素子20,21は、絶縁回路基板10a,10bのおもて面10pに接合されている。ベース31は、接合部材(第2接合部材39)を用いて、絶縁回路基板10a,10bの裏面10qに接合されている。封止部材40は、パワー半導体素子20,21及び絶縁回路基板10a,10bを封止している。ベース31は、第1部分32と、第2部分33とを含む。ベース31の第1部分32は、接合部材(第2接合部材39)に接触している。ベース31の第2部分33は、接合部材(第2接合部材39)から露出しており、かつ、第1部分32を囲んでいる。第2部分33の少なくとも一部に選択的に、第1部分32に対してパワー半導体素子20,21に近位する側(+z側)に凸となるように湾曲されている少なくとも一つの第1湾曲部33aが設けられている。
図5及び図6を参照して、実施の形態2のパワーモジュール1bを説明する。本実施の形態のパワーモジュール1bは、実施の形態1のパワーモジュール1と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。パワーモジュール1bでは、少なくとも一つの第1湾曲部33aは、第2部分33の全体に設けられている。ベース31の第2部分33は、平坦部33b(図2を参照)を含んでいない。封止部材40は、熱硬化性樹脂材料で形成されてもよい。ベース31は、封止部材40よりも大きな線膨張係数を有してもよい。
図8を参照して、実施の形態3のパワーモジュール1cを説明する。本実施の形態のパワーモジュール1cは、実施の形態1のパワーモジュール1と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
図11を参照して、実施の形態4のパワーモジュール1eを説明する。本実施の形態のパワーモジュール1eは、実施の形態1のパワーモジュール1と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
図13を参照して、実施の形態5のパワーモジュール1fを説明する。本実施の形態のパワーモジュール1fは、実施の形態1のパワーモジュール1と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。本実施の形態のパワーモジュール1fでは、ベース31の両端部は折りたたまれている。ベース31の両端部に、ベース31の折り畳み部36が設けられている。ベース31を少なくとも一回折り畳むことによって、折り畳み部36は形成される。
本実施の形態は、実施の形態1から実施の形態5のパワーモジュール1,1a,1b,1c,1d,1e,1f,1gのいずれかを電力変換装置に適用したものである。本実施の形態の電力変換装置200が、特に限定されるものではないが、三相のインバータである場合について以下説明する。
Claims (14)
- おもて面と、前記おもて面とは反対側の裏面とを有する絶縁回路基板と、
前記絶縁回路基板の前記おもて面に接合されているパワー半導体素子と、
前記絶縁回路基板の前記裏面に接合部材を用いて接合されているベースと、
前記パワー半導体素子及び前記絶縁回路基板を封止する封止部材とを備え、
前記ベースは、前記接合部材に接触している第1部分と、前記接合部材から露出しておりかつ前記第1部分を囲んでいる第2部分とを含み、
前記第2部分の少なくとも一部に選択的に、前記第1部分に対して前記パワー半導体素子に近位する側に凸となるように湾曲されている少なくとも一つの第1湾曲部が設けられている、パワーモジュール。 - 前記ベースは、箔ベースである、請求項1に記載のパワーモジュール。
- 前記少なくとも一つの第1湾曲部は、前記第1部分の外縁の少なくとも一部に沿って延在している、請求項1または請求項2に記載のパワーモジュール。
- 前記少なくとも一つの第1湾曲部は、前記第1部分の外縁全体に沿って延在している、請求項1または請求項2に記載のパワーモジュール。
- 前記少なくとも一つの第1湾曲部は、前記第2部分の全体に設けられている、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のパワーモジュール。
- 前記封止部材は、熱硬化性樹脂材料で形成されており、
前記ベースは、前記封止部材よりも大きな線膨張係数を有している、請求項5に記載のパワーモジュール。 - 前記少なくとも一つの第1湾曲部上に選択的に設けられている膜をさらに備え、
前記膜は、前記ベースよりも小さな線膨張係数を有している、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のパワーモジュール。 - 前記第1部分に、前記パワー半導体素子から遠位する側に凸となるように湾曲されている第2湾曲部が設けられている、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のパワーモジュール。
- 前記ベースは、前記絶縁回路基板よりも小さな線膨張係数を有している、請求項8に記載のパワーモジュール。
- 前記少なくとも一つの第1湾曲部は、複数の第1湾曲部である、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のパワーモジュール。
- 前記ベースの両端部に、前記ベースの折り畳み部、または、前記ベースの巻回部が設けられている、請求項1から請求項10のいずれか一項に記載のパワーモジュール。
- ヒートシンクをさらに備え、
前記絶縁回路基板は、前記ベースの第1主面に接合されており、
前記ヒートシンクは、前記第1主面と反対側の前記ベースの第2主面に取り付けられている、請求項1から請求項11のいずれか一項に記載のパワーモジュール。 - 前記ヒートシンクは、締結部材を用いて、前記ベースに取り付けられている、請求項12に記載のパワーモジュール。
- 請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の前記パワーモジュールを有し、かつ、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路とを備える、電力変換装置。
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