KR100869993B1 - 파워 모듈과 그 제조 방법 및 공기 조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는 제조 비용을 낮게 억제할 수 있는 파워 모듈을 제공하는 것이다. 파워 모듈(5, 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F)은 파워 반도체(53a), 비파워 반도체(53b), 1매의 수지 기판(51, 51A, 51B, 51C, 51D, 51E, 51F) 및 냉각 수단(59, 59A)을 구비한다. 파워 반도체 및 비파워 반도체는 전력 변환을 행하기 위한 전원 회로를 구성한다. 수지 기판에는 파워 반도체와 비파워 반도체의 양자가 실장(實裝)된다. 냉각 수단은 파워 반도체를 냉각시키기 위하여 설치된다.
공기 조화기, 파워 모듈, 파워 반도체, 수지 기판, 냉각 수단

Description

파워 모듈과 그 제조 방법 및 공기 조화기{POWER MODULE, METHOD FOR PRODUCING SAME AND AIR CONDITIONER}
본 발명은 전력 변환을 행하는 파워 모듈과 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 파워 모듈을 탑재하는 공기 조화기에도 관한 것이다.
일반적으로, 파워 모듈은 주로 파워 반도체 등의 비교적 발열이 큰 칩을 실장(實裝)한 파워 반도체 실장 기판과, 마이크로 컴퓨터 등의 비교적 발열이 작은 IC 칩을 실장한 비(非)파워 반도체 실장 기판과, 주로 파워 반도체를 냉각하기 위한 냉각부(예를 들면, 방열 핀(fin) 등)로 구성되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
<특허 문헌 1> 일본국 공개특허공보 특개2004－111619호 공보
그런데, 통상(通常) 파워 반도체 실장 기판으로서는, 파워 반도체로부터 생기는 다량의 열을 계외(系外)로 방출할 필요가 있기 때문에, 높은 열전도성을 가지는 알루미늄제(製)인 것이나 세라믹제인 것 등이 채용된다. 한편, 비파워 반도체 실장 기판으로서는, 파워 반도체와 같이 발열량이 큰 반도체를 실장하지 않으므로, 유리 섬유 강화 에폭시 수지와 같은 수지제인 것 등이 채용된다. 통상, 알루미늄제나 세라믹제 등의 실장 기판은 수지제의 실장 기판보다도 고가이고, 이것이 파워 모듈의 비용 증가를 초래하고 있는 큰 원인으로 되고 있다. 또한, 이와 같은 두 종류의 실장 기판에 파워 반도체와 비파워 반도체를 나누어 실장하는 것은 파워 모듈 제조 시의 인건비나 설비비의 증가를 초래하고 있다.
본 발명의 과제는 제조 비용을 낮게 억제할 수 있는 파워 모듈을 제공하는 것이다.
제1 발명에 관련되는 파워 모듈은, 파워 반도체, 비파워 반도체, 1매의 수지 기판 및 냉각 재킷을 구비한다. 덧붙여, 여기서 말하는 「파워 반도체」란, 예를 들면 다이오드 및 파워 트랜지스터 등이다. 또한, 여기서 말하는 「비파워 반도체」란, 예를 들면 마이크로 컴퓨터나 ROM(Read Only Memory) 등이다. 또한, 여기서 말하는 「수지 기판」이란, 예를 들면 수지만으로 제조된 기판, 섬유 강화 플라스틱으로 제조된 기판, 기타 분체(粉體) 등이 분산된 수지로 제조된 기판 등이며, 적어도 한 면 또는 내부에 회로 패턴이 형성되어 있는 기판이다. 덧붙여서 말하면, 이와 같은 수지 기판 중에서도 양면에 회로 패턴이 형성되어 있는 양면 수지 기판이나, 판 두께 방향으로 복수의 회로가 절연층(수지층)과 교대로 적층되어 있는 적층 수지 기판 등이 특히 바람직하다. 파워 반도체 및 비파워 반도체는 전력 변환을 행하기 위한 전원 회로를 구성한다. 수지 기판에는 파워 반도체와 비파워 반도체의 양자가 실장된다. 냉각 재킷은 제1 판부와, 수지 기판 중 적어도 파워 반도체의 실장면의 이측면에 접촉하도록 제1 판부의 판 두께 방향을 따라 제1 판부보다도 수지 기판 측으로 돌출하고 내부에 냉각 유체 통로가 설치되는 제2 판부를 가진다.
파워 반도체로부터 생기는 열을 방열 핀에 의하여 배출하는 타입의 파워 모듈에서는, 통상 기온 또는 그것보다도 수십 ℃ 높은 온도의 바람이 방열 핀으로 공급되는 것에 의하여 파워 반도체로부터 생기는 열이 파워 모듈의 계외로 배출된다. 이와 같은 방열 방법을 채용하는 경우, 파워 모듈에서는 충분한 방열성을 확보하기 위하여 파워 반도체가 실장되는 기판으로서 알루미늄 기판이나 세라믹 기판 등의 고(高)열전도성을 가지는 기판이 필요하게 되어 있다.
그러나 본 발명에 관련되는 파워 모듈의 냉각 재킷에 있어서 예를 들면, 통상보다도 저온의 냉각 매체(기체여도 액체여도 무방하다) 등을 이용하면, 파워 반도체의 실장 기판으로서 저(低)열전도성의 수지 기판을 채용하여도 파워 반도체로부터 생기는 열을 충분히 파워 모듈로부터 배출할 수 있다. 물론, 이때의 냉각 매체의 온도는 파워 반도체로부터 생기는 열의 양이나 수지 기판의 두께에 따라 적당히 변경될 필요가 있다. 이와 같은 전제에서, 본 파워 모듈에서는 파워 반도체와 비파워 반도체를 1매의 수지 기판에 실장하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 파워 모듈에서는 파워 반도체를 실장하는 기판으로서 고비용인 알루미늄 기판이나 세라믹 기판 등을 채용할 필요가 없다. 이 결과, 본 파워 모듈의 제조에 있어서, 기재(基材)의 원료 비용, 인건비 및 설비비 등을 삭감할 수 있다. 이 때문에, 본 파워 모듈은 낮은 제조 비용으로 제조될 수 있다.
또한, 냉각 유체 통로에는 냉각 유체가 통과된다. 덧붙여, 여기서 말하는 「냉각 유체」란, 파워 반도체를 냉각시키기 위한 유체이며, 예를 들면 공기 기타 가스류나 물 기타 액체류(예를 들면, 냉동 장치의 냉매 회로에 봉입되는 냉매 등)이다.
본 파워 모듈에서는, 파워 반도체로부터 생기는 열이 냉각 유체 통로에 흐르는 냉각 유체에 의하여 파워 모듈의 계외로 배출된다. 따라서, 본 파워 모듈에서는 냉각 유체가 적절한 온도로 유지되면, 파워 반도체의 실장 기판으로서 저열전도성의 수지 기판이 채용되어도 파워 반도체로부터 생기는 열을 충분히 파워 모듈로부터 배출할 수 있다. 또한, 본 파워 모듈이 공기 조화기에 탑재되는 경우에는 냉각 유체로서 냉매 회로를 흐르는 냉매를 이용할 수 있어 경제적이다.
또한, 본 파워 모듈에서는, 냉각 유체 통로가 제2 판부의 내부에 설치되어 있다. 이 때문에, 본 파워 모듈에서는 냉각 유체 통로와 파워 반도체의 거리를 짧게 할 수 있다. 따라서, 본 파워 모듈에서는 한층 더 효율 좋게 파워 반도체로부터 생기는 열을 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다.
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제2 발명에 관련되는 파워 모듈은, 제1 발명에 관련되는 파워 모듈에 있어서, 온도 검지 수단 및 온도 제어 수단을 더 구비한다. 온도 검지 수단은 파워 반도체의 온도 또는 파워 반도체가 실장되는 영역의 온도를 검지한다. 온도 제어 수단은 온도 검지 수단에서 검지되는 온도에 기초하여 파워 반도체를 냉각하도록 냉각 유체의 온도를 제어한다.
본 파워 모듈에서는, 온도 검지 수단이 파워 반도체의 온도 또는 파워 반도체가 실장되는 영역의 온도를 검지한다. 그리고 온도 제어 수단이 온도 검지 수단에서 검지되는 온도에 기초하여 파워 반도체를 냉각하도록 냉각 유체의 온도를 제어한다. 이 때문에, 본 파워 모듈에서는 냉각 유체의 온도를 적절히 유지할 수 있다.
제3 발명에 관련되는 파워 모듈은, 제1 발명 또는 제2 발명에 관련되는 파워 모듈에 있어서, 파워 반도체와 냉각 유체 통로의 사이의 최단 거리는 비파워 반도체와 냉각 유체 통로의 사이의 최단 거리보다도 짧다.
본 파워 모듈에서는, 파워 반도체와 냉각 유체 통로의 사이의 최단 거리가 비파워 반도체와 냉각 유체 통로의 사이의 최단 거리보다도 짧다. 이 때문에, 본 파워 모듈에서는 비파워 반도체로부터 생기는 열보다도 파워 반도체로부터 생기는 열을 효율적으로 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다.
제4 발명에 관련되는 파워 모듈은, 제1 발명 또는 제2 발명에 관련되는 파워 모듈에 있어서, 수지 기판 중 파워 반도체를 실장하는 부분의 두께는 비파워 반도체를 실장하는 부분의 두께보다도 얇다.
본 파워 모듈에서는, 수지 기판 중 파워 반도체를 실장하는 부분의 두께가 비파워 반도체를 실장하는 부분의 두께보다도 얇다. 이 때문에, 본 파워 모듈에서는, 비파워 반도체에 비하여 파워 반도체 측이 냉각 유체 통로에 가까워진다. 따라서, 본 파워 모듈에서는, 비파워 반도체로부터 생기는 열보다도 파워 반도체로부터 생기는 열을 효율적으로 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다. 또한, 비파워 반도체는 파워 반도체와 높이가 다르게 배치되게 되기 때문에, 파워 반도체로부터 생기는 열의 영향을 받기 어려워진다.
제5 발명에 관련되는 파워 모듈은, 제3 발명에 관련되는 파워 모듈에 있어서, 수지 기판은 판 두께 방향으로 적층되는 복수의 적층 단위체로 구성되어 있다. 또한, 파워 반도체를 실장하는 부분의 두께 및 비파워 반도체를 실장하는 부분의 두께는 적층 단위체 각각의 형상에 의하여 조절된다.
본 파워 모듈에서는, 수지 기판이 판 두께 방향으로 적층되는 복수의 적층 단위체로 구성되어 있다. 또한, 파워 반도체를 실장하는 부분의 두께 및 비파워 반도체를 실장하는 부분의 두께가 적층 단위체 각각의 형상에 의하여 조절된다. 이 때문에, 본 파워 모듈에서는 복잡한 기계 가공을 행하는 일 없이 복잡한 형상의 수지 기판을 제조할 수 있다.
제6 발명에 관련되는 파워 모듈은, 제1 발명 또는 제2 발명에 관련되는 파워 모듈에 있어서, 열확산부를 더 구비한다. 열확산부는 적어도 파워 반도체로부터 생기는 열을 확산시키기 위한 것이다. 덧붙여, 여기서 말하는 「열확산부」란, 예를 들면 히트 스프레더(heat spreader)나, 서멀 비아(thermal via), 열전도성 필러(filler), 열전도성 시트(sheet) 등이다.
본 파워 모듈에서는 열확산부가 더 구비된다. 이 때문에, 파워 모듈에서는 한층 더 효율 좋게 파워 반도체로부터 생기는 열을 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다.
제7 발명에 관련되는 파워 모듈은, 제6 발명에 관련되는 파워 모듈에 있어서, 전기 절연층을 더 구비한다. 전기 절연층은 열확산부와 냉각 유체 통로의 사이에 배치된다. 덧붙여, 여기서 말하는 「전기 절연층」은 전기 절연 시트여도 무방하고, 접착제 등이어도 무방하고, 다층 수지 기판의 수지층의 일부여도 무방하다.
본 파워 모듈에서는, 전기 절연층이 열확산부와 냉각 유체 통로의 사이에 배치된다. 이 때문에, 본 파워 모듈에서는 방전을 유효하게 방지할 수 있다.
제8 발명에 관련되는 파워 모듈은, 제6 발명에 관련되는 파워 모듈에 있어서, 열확산부에는 히트 스프레더가 포함된다. 히트 스프레더는 파워 반도체와 수지 기판 실장면의 사이에 배치된다.
본 파워 모듈에서는, 히트 스프레더가 파워 반도체와 수지 기판 실장면의 사이에 배치된다. 이 때문에, 본 파워 모듈에서는 파워 반도체로부터 생기는 열을 효율 좋게 처리할 수 있다.
제9 발명에 관련되는 파워 모듈은, 제6 발명에 관련되는 파워 모듈에 있어서, 열확산부에는 서멀 비아가 포함된다. 서멀 비아는 수지 기판의 판면에 교차하는 방향을 따라 수지 기판의 내부에 설치된다. 또한, 이 서멀 비아는 수지 기판의 판면에 직교하는 방향으로 설치되는 것이 바람직하다.
본 파워 모듈에서는, 서멀 비아가 수지 기판의 판면에 교차하는 방향을 따라 수지 기판의 내부에 설치된다. 이 때문에, 본 파워 모듈에서는 수지 기판 내부의 열전도성을 높일 수 있다. 따라서, 본 파워 모듈에서는 한층 더 효율 좋게 파워 반도체로부터 생기는 열을 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다.
제10 발명에 관련되는 파워 모듈은, 제6 발명에 관련되는 파워 모듈에 있어서, 열확산부에는 열전도성 필러가 포함된다. 열전도성 필러는 수지 기판의 수지부에 분산 배합된다. 덧붙여, 여기서 말하는 「열전도성 필러」란, 예를 들면 절연성을 가지는 세라믹 분체 등이다.
본 파워 모듈에서는, 열전도성 필러가 수지 기판의 수지부에 분산 배합된다. 이 때문에, 본 파워 모듈에서는 수지 기판 내부의 열전도성을 높일 수 있다. 따라서, 본 파워 모듈에서는 한층 더 효율 좋게 파워 반도체로부터 생기는 열을 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다.
제11 발명에 관련되는 파워 모듈은, 제6 발명에 관련되는 파워 모듈에 있어서, 열확산부에는 열전도성 시트가 포함된다. 열전도성 시트는 수지 기판의 수지부에 매설(埋設)된다. 덧붙여, 여기서 말하는 「열전도성 시트」란, 예를 들면 절연성을 가지는 세라믹 플레이트 등이다.
본 파워 모듈에서는, 열전도성 시트가 수지 기판의 수지부에 매설된다. 이 때문에, 본 파워 모듈에서는 수지 기판 내부의 열전도성을 높일 수 있다. 따라서, 본 파워 모듈에서는 한층 더 효율 좋게 파워 반도체로부터 생기는 열을 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다.
제12 발명에 관련되는 파워 모듈은, 파워 반도체, 비파워 반도체, 1매의 실장 기판 및 냉각 재킷을 구비한다. 덧붙여, 여기서 말하는 「파워 반도체」란, 예를 들면 다이오드 및 파워 트랜지스터 등이다. 또한, 여기서 말하는 「비파워 반도체」란, 예를 들면 마이크로 컴퓨터나 ROM(Read Only Memory) 등이다. 또한, 여기서 말하는 「실장 기판」이란, 예를 들면 수지만으로 제조된 기판, 섬유 강화 플라스틱으로 제조된 기판, 기타 분체 등이 분산된 수지로 제조된 기판 등이며, 적어도 한 면 또는 내부에 회로 패턴이 형성되어 있는 기판이다. 덧붙여서 말하면, 이와 같은 수지 기판 중에서도 양면에 회로 패턴이 형성되어 있는 양면 수지 기판이나, 판 두께 방향으로 복수의 회로가 절연층(수지층)과 교대로 적층되어 있는 적층 수지 기판 등이 특히 바람직하다. 파워 반도체 및 비파워 반도체는 전력 변환을 행하기 위한 전원 회로를 구성한다. 실장 기판에는 파워 반도체와 비파워 반도체의 양자가 실장된다. 덧붙여, 이 실장 기판의 판 두께 방향의 열전도율은 10 W/(m·K) 이하이다. 냉각 재킷은 제1 판부와, 수지 기판 중 적어도 파워 반도체의 실장면의 이측면에 접촉하도록 제1 판부의 판 두께 방향을 따라 제1 판부보다도 수지 기판 측으로 돌출하고 내부에 냉각 유체 통로가 설치되는 제2 판부를 가진다.
파워 반도체로부터 생기는 열을 방열 핀에 의하여 배출하는 타입의 파워 모듈에서는, 통상 기온 또는 그것보다도 수십 ℃ 높은 온도의 바람이 방열 핀으로 공급되는 것에 의하여 파워 반도체로부터 생기는 열이 파워 모듈의 계외로 배출된다. 이와 같은 방열 방법을 채용하는 경우, 파워 모듈에서는 충분한 방열성을 확보하기 위하여 파워 반도체가 실장되는 기판으로서 알루미늄 기판이나 세라믹 기판 등의 고열전도성을 가지는 기판이 필요하게 되어 있다.
그러나 본 발명에 관련되는 파워 모듈의 냉각 재킷에 있어서, 예를 들면 통상보다도 저온의 냉각 매체(기체여도, 액체여도 무방하다) 등을 이용하면, 파워 반도체의 실장 기판으로서 열전도율이 10 W/(m·K) 이하인 저열전도성의 실장 기판을 채용하여도 파워 반도체로부터 생기는 열을 충분히 파워 모듈로부터 배출할 수 있다. 물론, 이때의 냉각 매체의 온도는 파워 반도체로부터 생기는 열의 양이나 실장 기판의 두께에 따라 변경될 필요가 있다. 이 전제에서, 본 파워 모듈에서는, 파워 반도체와 비파워 반도체를 1매의 저열전도율의 실장 기판에 실장하는 것이 가능해진다. 통상, 열전도율이 10 W/(m·K) 이하인 저열전도성의 실장 기판은 수지나 섬유 강화 플라스틱 등으로 제조되어 있어, 알루미늄 기판이나 세라믹 기판 등에 비하여 저렴한 것이 풍부하게 존재한다. 따라서, 본 파워 모듈의 제조에 있어서, 기재의 원료 비용, 인건비 및 설비비 등을 삭감할 수 있다. 이 때문에, 본 파워 모듈은 낮은 제조 비용으로 제조될 수 있다.
제13 발명에 관련되는 공기 조화기는 냉매 회로 및 파워 모듈을 구비한다. 파워 모듈은 파워 반도체, 비파워 반도체, 1매의 수지 기판 및 냉매 재킷를 가진다. 파워 반도체 및 비파워 반도체는 전력 변환을 행하기 위한 전원 회로를 구성한다. 수지 기판에는 파워 반도체와 비파워 반도체의 양자가 실장된다. 냉각 재킷은 제1 판부와, 수지 기판 중 적어도 파워 반도체의 실장면의 이측면에 접촉하도록 제1 판부의 판 두께 방향을 따라 제1 판부보다도 수지 기판 측으로 돌출하고 내부에 냉각 유체 통로가 설치되는 제2 판부를 가진다.
통상, 공기 조화기에는 파워 반도체로부터 생기는 열을 방열 핀에 의하여 배출하는 타입의 파워 모듈이 채용되어 있고, 그와 같은 파워 모듈에서는 일반적으로, 기온 또는 그것보다도 수십 ℃ 높은 온도의 바람이 방열 핀으로 공급되는 것에 의하여 파워 반도체로부터 생기는 열이 파워 모듈의 계외로 배출된다. 이와 같은 방열 방법을 채용하는 경우, 파워 모듈에서는 충분한 방열성을 확보하기 위하여 파워 반도체가 실장되는 기판으로서 알루미늄 기판이나 세라믹 기판 등의 고열전도성을 가지는 기판이 필요하게 되어 있다.
그러나 공기 조화기의 냉매 회로에서는 냉매 온도가 충분히 저온으로 되는 개소가 있고, 이와 같은 냉매를 파워 모듈의 냉매 통로에 흘릴 수 있으면, 파워 반도체의 실장 기판으로서 저열전도성의 수지 기판을 채용하여도 파워 반도체로부터 생기는 열을 파워 모듈로부터 충분히 배출할 수 있다. 물론, 이때의 냉각 매체의 온도는 파워 반도체로부터 생기는 열의 양이나 수지 기판의 두께에 의존한다. 이 전제에서, 본 공기 조화기의 파워 모듈에서는 파워 반도체와 비파워 반도체를 1매의 수지 기판에 실장하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 공기 조화기의 파워 모듈에서는 파워 반도체를 실장하는 기판으로서 고비용인 알루미늄 기판이나 세라믹 기판 등을 채용할 필요가 없다. 이 결과, 본 파워 모듈의 제조에 있어서, 기재의 원료 비용, 인건비 및 설비비 등을 삭감할 수 있다. 이 때문에, 본 파워 모듈은 낮은 제조 비용으로 제조될 수 있다. 나아가서는, 공기 조화기의 제조 비용도 저감할 수 있다.
제14 발명에 관련되는 파워 모듈의 제조 방법은, 전력 변환을 행하기 위한 전원 회로를 구성하는 파워 반도체 및 비파워 반도체와, 파워 반도체와 비파워 반도체의 양자를 실장하는 1매의 수지 기판과, 제1 판부와, 수지 기판 중 적어도 파워 반도체의 실장면의 이측면에 접촉하도록 제1 판부의 판 두께 방향을 따라 제1 판부보다도 수지 기판 측으로 돌출하고 내부에 냉각 유체 통로가 설치되는 제2 판부를 가지는 냉각 재킷을 가지는 파워 모듈의 제조 방법이며, 파워 반도체 고정 공정, 와이어 접속 공정, 비파워 반도체 접속 공정 및 냉각 재킷 고정 공정을 구비한다. 파워 반도체 고정 공정에서는 파워 반도체가 수지 기판의 규정의 위치에 고정된다. 와이어 접속 공정에서는 파워 반도체와 수지 기판에 설치되는 회로가 와이어 접속된다. 비파워 반도체 접속 공정에서는 비파워 반도체와 회로가 접속된다. 덧붙여, 이 비파워 반도체 접속 공정에서는 리플로(reflow) 방식이 채용되는 것이 바람직하다. 냉각 재킷 고정 공정에서는 수지 기판이 냉각 재킷에 고정된다. 덧붙여, 파워 반도체 고정 공정, 와이어 접속 공정, 비파워 반도체 접속 공정 및 냉각 재킷 고정 공정은 적당히 교체되어도 무방하다.
본 파워 모듈의 제조 방법에서는, 파워 반도체 고정 공정에서 파워 반도체가 수지 기판의 규정의 위치에 고정된다. 또한, 와이어 접속 공정에서 파워 반도체와 수지 기판에 설치되는 회로가 와이어 접속된다. 또한, 비파워 반도체 접속 공정에서 비파워 반도체와 회로가 접속된다. 또한, 냉각 재킷 고정 공정에서 수지 기판이 냉각 수단에 고정된다. 이 때문에, 본 파워 모듈의 제조 방법에서는, 파워 반도체와 비파워 반도체가 1매의 수지 기판에 실장된다. 따라서, 본 파워 모듈의 제조 방법을 이용하면, 기재의 원료 비용, 인건비 및 설비비 등을 삭감할 수 있다.
<발명의 효과>
제1 발명에 관련되는 파워 모듈은 낮은 제조 비용으로 제조될 수 있다. 또한, 냉각 유체를 적절한 온도로 유지할 수 있으면, 파워 반도체의 실장 기판으로서 저열전도성의 수지 기판을 채용하여도 파워 반도체로부터 생기는 열을 충분히 파워 모듈로부터 배출할 수 있다. 또한, 냉각 유체 통로와 파워 반도체의 거리를 짧게 할 수 있다. 따라서, 본 파워 모듈에서는 한층 더 효율 좋게 파워 반도체로부터 생기는 열을 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다.
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제2 발명에 관련되는 파워 모듈에서는 냉각 유체의 온도를 적절히 유지할 수 있다.
제3 발명에 관련되는 파워 모듈에서는 비파워 반도체로부터 생기는 열보다도 파워 반도체로부터 생기는 열을 효율적으로 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다.
제4 발명에 관련되는 파워 모듈에서는 비파워 반도체로부터 생기는 열보다도 파워 반도체로부터 생기는 열을 효율적으로 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다. 또한, 비파워 반도체는 파워 반도체와 높이가 다르게 배치되게 되기 때문에, 파워 반도체로부터 생기는 열의 영향을 받기 어려워진다.
제5 발명에 관련되는 파워 모듈에서는 복잡한 기계 가공을 행하는 일 없이 복잡한 형상의 수지 기판을 제조할 수 있다.
제6 발명에 관련되는 파워 모듈에서는 한층 더 효율 좋게 파워 반도체로부터 생기는 열을 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다.
제7 발명에 관련되는 파워 모듈에서는 방전을 유효하게 방지할 수 있다.
제8 발명에 관련되는 파워 모듈에서는 파워 반도체로부터 생기는 열을 효율 좋게 처리할 수 있다.
제9 발명에 관련되는 파워 모듈에서는 수지 기판 내부의 열전도성을 높일 수 있다. 따라서, 본 파워 모듈에서는 한층 더 효율 좋게 파워 반도체로부터 생기는 열을 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다.
제10 발명에 관련되는 파워 모듈에서는 수지 기판 내부의 열전도성을 높일 수 있다. 따라서, 본 파워 모듈에서는 한층 더 효율 좋게 파워 반도체로부터 생기는 열을 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다.
제11 발명에 관련되는 파워 모듈에서는 수지 기판 내부의 열전도성을 높일 수 있다. 따라서, 본 파워 모듈에서는 한층 더 효율 좋게 파워 반도체로부터 생기는 열을 파워 모듈의 계외로 배출할 수 있다.
제12 발명에 관련되는 파워 모듈은 낮은 제조 비용으로 제조될 수 있다.
제13 발명에 관련되는 공기 조화기는 낮은 제조 비용으로 제조될 수 있다.
제14 발명에 관련되는 파워 모듈의 제조 방법에서는 파워 반도체와 비파워 반도체가 1매의 수지 기판에 실장된다. 따라서, 본 파워 모듈의 제조 방법을 이용하면, 기재의 원료 비용, 인건비 및 설비비 등을 삭감할 수 있다.
도 1은 본 실시예에 관련되는 공기 조화기의 외관 사시도.
도 2는 본 실시예에 관련되는 공기 조화기의 냉매 회로도.
도 3의 (a)는 본 실시예에 관련되는 공기 조화기에 탑재되는 파워 모듈의 종단면도, (b)는 본 실시예에 관련되는 파워 모듈의 냉각 재킷부의 상면 투시도.
도 4는 본 실시예에 관련되는 실장 기판의 두께와 방열 특성의 관계를 도시하는 표.
도 5는 본 실시예에 관련되는 파워 모듈의 제조 공정을 도시하는 플로차트.
도 6은 변형예 (A)에 관련되는 공기 조화기에 탑재되는 파워 모듈의 부분 종단면도.
도 7은 변형예 (B)에 관련되는 공기 조화기에 탑재되는 파워 모듈의 부분 종단면도.
도 8은 변형예 (F)에 관련되는 공기 조화기에 탑재되는 파워 모듈의 부분 종단면도.
도 9는 변형예 (F)에 관련되는 공기 조화기에 탑재되는 파워 모듈의 부분 종단면도.
도 10은 변형예 (F)에 관련되는 공기 조화기에 탑재되는 파워 모듈의 부분 종단면도.
도 11은 변형예 (G)에 관련되는 공기 조화기에 탑재되는 파워 모듈의 부분 종단면도.
***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*****
1 : 공기 조화기
5, 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F : 파워 모듈
51, 51A, 51B, 51C, 51D, 51E, 51F : 실장 기판(수지 기판)
53a : 제1 전자 부품(파워 반도체)
53b : 제2 전자 부품(비파워 반도체)
54 : 히트 스프레더(열확산부)
54B, 54C : 서멀 비아(열확산부)
54D : 열전도성 필러(열확산부)
54E : 열전도성 시트(열확산부)
57C, 57D, 57E, 57F : 전기 절연층
59, 59A : 냉매 통로 (냉각 수단)
＜공기 조화기의 전체 구성＞
도 1에는 본 실시예에 관련되는 공기 조화기(1)의 외관 사시도를 도시한다.
본 공기 조화기(1)는 실내의 벽면에 장착되는 벽걸이형 실내기(2)와 실외에 설치되는 실외기(3)를 구비한다.
실내기(2) 내에는 실내 열교환기가 수납되어 있고, 실외기(3) 내에는 실외 열교환기가 수납되어 있으며, 각 열교환기가 냉매 배관(4)에 의하여 접속되는 것에 의하여 냉매 회로를 구성하고 있다.
＜공기 조화기의 냉매 회로의 구성 개략＞
공기 조화기(1)의 냉매 회로의 구성을 도 2에 도시한다. 이 냉매 회로는 주로 실내 열교환기(20), 어큐뮬레이터(accumulator, 31), 압축기(32), 사방 전환 밸브(33), 실외 열교환기(30) 및 전동 팽창 밸브(34)로 구성된다.
실내기(2)에 설치되어 있는 실내 열교환기(20)는 접촉하는 공기와의 사이에서 열교환을 행한다. 또한, 실내기(2)에는 실내 공기를 흡입하여 실내 열교환기(20)로 통과시키고, 열교환이 행하여진 후의 공기를 실내로 배출하기 위한 크로스 플로 팬(21)이 설치되어 있다. 크로스 플로 팬(21)은 원통 형상으로 구성되고, 둘레면에는 회전축 방향으로 날개가 설치되어 있는 것이고, 회전축과 교차하는 방향으로 공기류(空氣流)를 생성한다. 이 크로스 플로 팬(21)은 실내기(2) 내에 설치되는 실내 팬 모터(22)에 의하여 회전 구동된다.
실외기(3)에는 압축기(32)와, 압축기(32)의 토출(吐出) 측에 접속되는 사방 전환 밸브(33)와, 압축기(32)의 흡입 측에 접속되는 어큐뮬레이터(31)와, 사방 전환 밸브(33)에 접속된 실외 열교환기(30)와, 실외 열교환기(30)에 접속된 전동 팽 창 밸브(34)가 설치되어 있다. 전동 팽창 밸브(34)는 필터(35) 및 액 폐쇄 밸브(36)를 통하여 배관(41)에 접속되어 있고, 이 배관(41)을 통하여 실내 열교환기(20)의 일단(一端)과 접속된다. 또한, 사방 전환 밸브(33)는 가스 폐쇄 밸브(37)를 통하여 배관(42)에 접속되어 있고, 이 배관(42)을 통하여 실내 열교환기(20)의 타단(他端)과 접속되어 있다. 이 배관(41, 42)은 도 1의 냉매 배관(4)에 상당한다. 또한, 실외기(3)에는 실외 열교환기(30)에서의 열교환 후의 공기를 외부로 배출하기 위한 프로펠러 팬(38)이 설치되어 있다. 이 프로펠러 팬(38)은 팬 모터(39)에 의하여 회전 구동된다. 덧붙여, 이 냉매 회로에는 압축기(32), 팬 모터(39) 및 전동 팽창 밸브(34) 등의 전력 변환을 행하는 파워 모듈(5, 후술)에 설치되는 냉각 재킷(58, 도 3 참조)도 접속된다.
＜파워 모듈의 구성＞
도 3의 (a)에는 본 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)의 종단면도를 도시한다.
본 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)은 주로 케이싱(50), 제1 전자 부품(53a), 제2 전자 부품(53b), 실장 기판(51) 및 냉각 재킷(58)으로 구성된다.
케이싱(50)은 실장 기판(51)의 측면 가장자리로부터 전자 부품(53a, 53b)의 실장면 측에 세워져 설치되는 측벽(50a)과, 측벽(50a)의 상단으로부터 전자 부품(53a, 53b)의 상부를 덮도록 설치되는 덮개(50b)로 구성된다.
제1 전자 부품(53a)은 통전(通電) 시에 다량의 열을 발생하는 이른바 파워 반도체이다(베어 칩(bear chip) 등을 포함한다). 본 실시예에 있어서 파워 반도체란, 예를 들면 다이오드 및 파워 트랜지스터 등을 말한다.
제2 전자 부품(53b)은 이른바 비파워 반도체나 기타 전자 부품(콘덴서나 저항 등의 표면 실장 부품)이다. 본 실시예에 있어서 비파워 반도체란, 예를 들면 마이크로 컴퓨터나 ROM 등을 말한다(베어 칩 등을 포함한다).
실장 기판(51)은 주로 제1 전자 부품(53a)이 실장되는 영역(이하, 제1 실장 영역이라고 한다)과, 제2 전자 부품(53b)이 실장되는 영역(이하, 제2 실장 영역이라고 한다)으로 이루어진다. 제1 실장 영역은 한 층의 시트상(狀)의 유리 섬유 강화 에폭시 수지(이하, 유리 에폭시 시트라고 한다, 51a)로 형성되어 있고, 그 두께는 약 100μm 전후이다. 덧붙여서 말하면, 이 두께는 제1 전자 부품(53a)으로부터의 발열량을 40W, 발열 면적을 4㎠로 하고, 제1 전자 부품(53a)을 100℃ 이하로 유지하는 것을 고려하여 산출된 값이다(도 4 참조). 이 제1 실장 영역에서는, 제1 전자 부품(53a)이 히트 스프레더(54) 및 도전체를 통하여 한 층의 유리 에폭시 시트(51a)에 실장되고, 나아가 실리콘 겔(56) 등의 봉지제(封止劑)에 의하여 봉지되어 있다. 한편, 제2 실장 영역은 도전체 패턴(52)과 유리 에폭시 시트(51a)가 교대로 적층된 적층형 수지 기판으로 형성되어 있다. 이 제2 실장 영역에서는 제2 전자 부품(53b)이 적층형 수지 기판에 실장되어 있고, 제2 전자 부품(53b)은 유리 에폭시 시트(51a)의 사이에 배치되어 있는 도전체 패턴(52)과 접속되어 3차원 형상의 복잡한 제어 회로를 형성하고 있다. 덧붙여, 이 도전체 패턴(52)에는 제1 전자 부품(53a)도 와이어(55)를 통하여 접속되어 있고, 전원 회로의 일부가 형성되어 있다. 리드(lead, 57)는 외부 회로에의 접속에 이용된다. 덧붙여서 말하면, 본 실시예에 관련되는 실장 기판(51)을 형성하기 위해서는, (i) 균일한 판상의 적층형 실장 기판을 조제(調製)한 후에 기계 가공에 의하여 실장 기판(51)의 제1 실장 영역의 두께를 얇게 하는 방법(회로 패턴은 기계 가공을 고려하여 형성할 필요가 있다), 또는 (ii) 실장 기판이 미리 설계한 형상이 되도록 유리 섬유 직물 1매 1매를 형성하여 두고, n째 단의 유리 섬유 직물에 에폭시 수지 원액을 함침한 후에 그것들을 가열·압축 등을 하고, 나아가 그 후에 그 양면 또는 한 면에 회로 패턴을 형성하고(이하, 이 유리 섬유 강화 에폭시 수지를 회로 패턴 유지 유리 에폭시 시트라고 한다), 나아가 그 후에 에폭시 수지 원액을 함침한 (n＋1)째 단의 유리 섬유 직물을 회로 패턴 유지 유리 에폭시 시트에 끼워 넣고 재차 가열·압축하는 방법 등을 생각할 수 있다. 덧붙여, 후자의 경우, 설계 형상을 따른 금형(金型)이 필요하게 된다.
냉각 재킷(58)은 직방체의 금속 상자체이며, 실장 기판(51)의 전자 부품(53a, 53b) 실장면의 반대 측에, 실장 기판(51)의 실장면과 반대의 면에 접하도록 설치되어 있다. 그리고 이 냉각 재킷(58)의 내부에는 제1 실장 영역에 대응하는 부분에 복수 개의 머리핀 형상의 통로(이하, 냉매 통로라고 한다, 59)가 형성되어 있다(도 3의 (b) 참조). 이 냉매 통로(59)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 전동 팽창 밸브(34)를 끼워 넣도록 냉매 회로에 접속되어 있다. 이 때문에, 이 냉매 통로(59)에는 냉매 회로로부터 액 냉매가 유입하도록 되어 있고, 주로 제1 전자 부품(53a)으로부터 생기는 열이 그 액 냉매에 의하여 파워 모듈(5)로부터 배출되도록 되어 있다. 덧붙여, 통상 냉매 통로로 유입하는 액 냉매의 온도는 30 ~ 60℃ 정도이다.
＜파워 모듈의 제조 방법＞
여기에서는, 도 5를 이용하여 본 발명의 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)의 제조 방법에 관하여 설명한다.
도 5에 있어서, 단계 S1에서는 제1 전자 부품(53a)과 히트 스프레더(54)가 본딩(bonding)된다. 단계 S2에서는 단계 S1에서 얻어진 제1 전자 부품(53a)과 히트 스프레더(54)의 본딩품이 실장 기판(51)의 제1 실장 영역에 본딩된다. 덧붙여, 이때, 상기 본딩품은 히트 스프레더(54)가 실장 기판(51)에 밀접하도록 본딩된다. 단계 S3에서는 제1 전자 부품(53a)과 실장 기판(51)의 도전체 패턴(52)이 와이어를 통하여 본딩된다. 단계 S4에서는 제2 전자 부품(53b)이 도전체 패턴(52)의 규정의 위치에 놓여진 상태에서 소정 온도로 가열되고, 제2 전자 부품(53b)이 도전체 패턴(52)에 리플로 방식에 의하여 납땜된다. 덧붙여, 이 도전체 패턴(52) 상에는 미리 리플로 가능한 재질(크림 땜납 등)이 인쇄 또는 도포되어 있다. 단계 S5에서는 리드 부품(53c, 제2 전자 부품(53b)에 포함된다)이 도전체 패턴(52)에 플로(flow) 방식에 의하여 납땜된다.
＜파워 모듈의 특징＞
(1)
본 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)에서는, 제1 전자 부품(53a)과 제2 전자 부품(53b)의 양방(兩方)이 유리 섬유 강화 에폭시 수지로 이루어지는 동일(同一) 실장 기판(51)에 실장되어 있다. 이 때문에, 본 파워 모듈(5)은 제1 전자 부품(53a)용 실장 기판과 제2 전자 부품(53b)용 실장 기판을 나누어 제조하고 있었던 종래의 파워 모듈보다도 저비용으로 제조될 수 있다.
(2)
본 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)에서는, 실장 기판(51)의 제1 실장 영역의 두께가 충분히 얇고, 제1 전자 부품(53a)이 대략 50℃의 냉매에 의하여 유효하게 냉각된다. 이 때문에, 이 파워 모듈(5)은 제1 전자 부품(53a) 실장용으로서 알루미늄 기판이나 세라믹 기판 등을 채용하고 있었던 종래의 파워 모듈보다도 저비용으로 제조될 수 있다. 또한, 본 파워 모듈(5)에서는 실장 기판(51)이 유리 섬유 강화 에폭시 수지로 이루어지므로, 상기와 같은 종래의 파워 모듈보다도 가공성이 뛰어나다. 또한, 본 파워 모듈(5)에서는 실장 기판(51)이 유리 섬유 강화 에폭시 수지로 이루어지므로, 상기와 같은 종래의 파워 모듈보다도 제1 전자 부품(53a)의 실장 신뢰성이 뛰어나다.
(3)
본 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)에서는, 제1 전자 부품(53a)과 냉매 통로(59)의 최단 거리가 제2 전자 부품(53b)과 냉매 통로(59)의 최단 거리보다도 짧다. 이 때문에, 본 파워 모듈(5)에서는 제2 전자 부품(53b)으로부터 생기는 열보다도 파워 반도체로부터 생기는 열을 효율적으로 파워 모듈(5)의 계외로 배출할 수 있다.
＜변형예＞
(A)
상기의 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)에서는, 냉각 재킷(58)이 실장 기 판(51)의 전자 부품(53a, 53b) 실장면의 반대 측에, 실장 기판(51)의 실장면과 반대의 면에 접하도록 설치되어 있고, 나아가, 그 냉각 재킷(58)의 내부에 냉매 통로(59)가 형성되어 있었다. 그러나, 도 6에 도시하는 바와 같이, 냉매 통로(59A)가 실장 기판(51A)의 내부에 형성되어도 무방하다. 이와 같이 하면, 제1 전자 부품(53a)과 냉매 통로(59A)의 거리를 한층 더 짧게 할 수 있다.
(B)
상기의 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)에서는, 실장 기판(51)의 제1 실장 영역의 두께가 제2 실장 영역의 두께보다도 얇았지만, 제1 실장 영역의 두께가 제2 실장 영역의 두께와 같아도 무방하다. 이 경우, 도 4의 표에 도시되는 바와 같이, 제1 전자 부품(53a)으로부터 생기는 열이 파워 모듈(5)로부터 충분히 배출되지 않을 염려가 있기 때문에, 도 7에 도시되는 바와 같이, 제1 전자 부품(53a) 주위의 실장 기판(51B) 내부에 서멀 비아(54B)를 설치하는 것이 바람직하다. 나아가서는, 냉각 재킷(58)과 실장 기판(51B)의 사이에 접촉 전열층(57B)을 설치하여도 무방하다. 또한, 나아가, 제1 전자 부품(53a)과 실장 기판(51B)의 사이에 히트 스프레더를 삽입하여도 무방하다.
(C)
상기의 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)에서는, 냉동 사이클의 흐름에 의하여 냉매 통로(59)로 유입하는 냉매의 온도가 대략 정해져 있었다. 그러나 제1 전자 부품(53a)의 주변에 온도 센서를 설치하고, 나아가 냉매 통로(59)의 출입구 부근에 팽창 밸브를 설치하여, 제1 전자 부품(53a)의 주변 온도를 일정하게 유지하도 록 냉매의 증발 온도를 제어하여도 무방하다. 이와 같이 하면, 보다 확실하게 제1 전자 부품을 보호할 수 있다. 덧붙여, 이와 같은 경우, 냉매 통로(59)의 출구를 압축기(32)의 흡입 배관에 접속하도록 하여도 무방하다.
(D)
상기의 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)에서는, 실장 기판(51)의 제1 실장 영역의 두께가 100μm 전후로 되어 있었지만, 냉매 통로(59)로 유입하는 온도에 따라서는 그 이상의 두께여도 무방하다(도 4 참조). 또한, 이것과는 반대로 실장 기판(51)의 제1 실장 영역의 두께를 100μm 이하로 하여도 무방하지만, 이 경우는 절연 파괴 강도에 유의할 필요가 있다.
(E)
상기의 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)에서는, 실장 기판(51)의 원료로서 에폭시 수지가 채용되었지만, 절연성을 가지는 세라믹 입자 등을 배합한 에폭시 수지가 채용되어도 무방하다. 이와 같이 하면, 실장 기판의 열전도율을 향상할 수 있어, 한층 더 효율 좋게 제1 전자 부품(53a)으로부터 생기는 열을 파워 모듈(5)의 계외로 배출할 수 있다.
(F)
상기의 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)에서는, 실장 기판(51)으로서 적층형 수지 기판이 채용되었지만, 이것에 대신하여, 도 8, 도 9 및 도 10에 도시되는 바와 같은 양면에만 도전체 패턴이 설치되어 있는 양면 수지 기판(51C, 51D, 51E)이 채용되어도 무방하다. 이와 같은 파워 모듈(5C, 5D, 5E)에서는, 제1 전자 부 품(53a)으로부터 생기는 열을 냉매 통로(59) 방향으로 확산시키기 위하여 양면 수지 기판(51C, 51D, 51E)의 수지부에 서멀 비아(54C)를 설치하거나, 수지부에 열전도성 필러(54D)를 분산시키거나, 수지부에 열전도성 시트(54E)를 삽입하거나 하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 전자 부품(53a)으로부터 생기는 열을 실장면을 따라 확산시키는 히트 스프레더(54)를 설치하면 한층 더 효과적이다. 또한, 이와 같은 경우, 양면 수지 기판(51C, 51D, 51E)의 절연성을 확보하기 위하여 양면 수지 기판(51C, 51D, 51E)과 냉각 재킷(58)의 사이에 전기 절연층(57C, 57D, 57E)을 설치하는 것이 바람직하다. 다만, 열전도성 필러(54D)나 열전도성 시트(54E)가 세라믹 등이어서 전기 절연성을 가지는 경우, 이 전기 절연층(57C, 57D, 57E)은 생략할 수 있다.
(G)
상기의 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)에서는, 실장 기판(51)과의 접촉면이 평평한 형상의 냉각 재킷(58)이 채용되었지만, 이것에 대신하여, 도 11에 도시되는 바와 같은 단차가 있는 냉각 재킷(58F)이 채용되어도 무방하다. 이와 같이 하면, 제1 전자 부품(53a) 등의 실장면의 반대 측의 면에만 냉각 재킷(58F)이 접촉하고, 다른 부분에서는 양면 실장을 행하는 것이 가능해진다. 따라서, 이와 같은 파워 모듈(5F)에서는 불필요한 냉각(또는 가열)을 막을 수 있는 것과 동시에 한층 더 조밀화가 가능해진다. 또한, 이와 같이 하면, 실장면과 반대 측의 면에 리드선이 나와 버리는 것과 같은 경우에서도 대응 가능해진다. 또한, 냉각 재킷(58F)과 실장 기판(51F)의 사이에 전기 절연층(57F)을 설치하여도 무방하다.
(H)
상기의 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)의 제조 방법에서는, 단계 S1 → 단계 S2 → 단계 S3 → 단계 S4 → 단계 S5의 순서로 각 처리가 행하여졌지만, 이 순서는 교체되어도 무방하다. 예를 들면, 단계 S1 → 단계 S4 → 단계 S2 → 단계 S3 → 단계 S5의 순서로 각 처리가 행하여져도 무방하고, 단계 S1 → 단계 S2 → 단계 S4 → 단계 S3 → 단계 S5의 순서로 각 처리가 행하여져도 무방하고, 단계 S5 → 단계 S1 → 단계 S2 → 단계 S3 → 단계 S4의 순서로 각 처리가 행하여져도 무방하다.
(I)
상기의 실시예에 관련되는 파워 모듈(5)에서는, 실장 기판(51)의 원료로서 에폭시 수지가 채용되었지만, 이것 이외(以外)의 수지(예를 들면, 페놀(phenol) 수지, 비스마레이미드(bismaleimide) 수지, 폴리이미드(polyimide) 수지 등)가 채용되어도 무방하다.
본 발명에 관련되는 파워 모듈은 종래의 파워 모듈보다도 낮은 제조 비용으로 제조될 수 있다는 특징을 가져, 파워 모듈의 저비용화에 공헌할 수 있다.

Claims (16)

  1. 전력 변환을 행하기 위한 전원 회로를 구성하는 파워 반도체(53a) 및 비파워 반도체(53b)와,
    상기 파워 반도체와 상기 비파워 반도체의 양자를 실장(實裝)하는 1매의 수지 기판(51F)과,
    제1 판부와, 상기 수지 기판 중 적어도 상기 파워 반도체의 실장면의 이측면(裏側面)에 접촉하도록 상기 제1 판부의 판 두께 방향을 따라 상기 제1 판부보다도 상기 수지 기판 측으로 돌출하고 내부에 냉각 유체 통로(59)가 설치되는 제2 판부를 가지는 냉각 재킷(58F)
    을 구비하는 파워 모듈(5F).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파워 반도체의 온도 또는 상기 파워 반도체가 실장되는 영역의 온도를 검지하는 온도 검지 수단과,
    상기 온도 검지 수단에 있어서 검지되는 온도에 기초하여 상기 파워 반도체를 냉각하도록 상기 냉각 유체의 온도를 제어하는 온도 제어 수단
    을 더 구비하는 파워 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 파워 반도체와 상기 냉각 유체 통로의 사이의 최단거리는 상기 비파워 반도체와 상기 냉각 유체 통로의 사이의 최단거리보다도 짧은
    파워 모듈.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수지 기판 중 상기 파워 반도체를 실장하는 부분의 두께는 상기 비파워 반도체를 실장하는 부분의 두께보다도 얇은
    파워 모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수지 기판은 판 두께 방향으로 적층되는 복수의 적층 단위체로 구성되어 있고, 상기 파워 반도체를 실장하는 부분의 두께 및 상기 비파워 반도체를 실장하는 부분의 두께는 상기 적층 단위체 각각의 형상에 의해 결정되는
    파워 모듈.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 상기 파워 반도체로부터 생기는 열을 확산시키기 위한 열확산부를 더 구비하는
    파워 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 열확산부와 상기 냉각 유체 통로의 사이에 배치되는 전기 절연층(57F)을 더 구비하는
    파워 모듈.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 열확산부에는, 상기 파워 반도체와 상기 수지 기판 실장면의 사이에 배치되는 히트 스프레더(heat spreader)가 포함되는
    파워 모듈.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 열확산부에는, 상기 수지 기판의 판면에 교차하는 방향을 따라 상기 수지 기판의 내부에 설치되는 서멀 비아(thermal via)가 포함되는
    파워 모듈.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 열확산부에는, 상기 수지 기판의 수지부에 분산 배합되는 열전도성 필러(filler)가 포함되는
    파워 모듈.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 열확산부에는, 상기 수지 기판의 수지부에 매설(埋設)되는 열전도성 시트(sheet)가 포함되는
    파워 모듈.
  12. 전력 변환을 행하기 위한 전원 회로를 구성하는 파워 반도체(53a) 및 비파워 반도체(53b)와,
    상기 파워 반도체와 상기 비파워 반도체의 양자를 실장하는, 판 두께 방향의 열전도율이 10W/(m·K) 이하인 1매의 실장 기판(51, 51A, 51B, 51C, 51D, 51E, 51F)과,
    제1 판부와, 상기 실장 기판 중 적어도 상기 파워 반도체의 실장면의 이측면에 접촉하도록 상기 제1 판부의 판 두께 방향을 따라 상기 제1 판부보다도 상기 실장 기판 측으로 돌출하고 내부에 냉각 유체 통로(59)가 설치되는 제2 판부를 가지는 냉각 재킷(58F)
    을 구비하는 파워 모듈.
  13. 냉매 회로와,
    전력 변환을 행하기 위한 전원 회로를 구성하는 파워 반도체(53a) 및 비파워 반도체(53b)와, 상기 파워 반도체와 상기 비파워 반도체의 양자를 실장하는 1매의 수지 기판(51F)과, 제1 판부 및 상기 수지 기판 중 적어도 상기 파워 반도체의 실장면의 이측면에 접촉하도록 상기 제1 판부의 판 두께 방향을 따라 상기 제1 판부보다도 상기 수지 기판 측으로 돌출하고 내부에 상기 냉매 회로에 흐르는 냉매를 통과시키기 위한 냉각 유체 통로(59)가 설치되는 제2 판부를 가지는 냉각 재킷(58F)을 가지는 파워 모듈
    을 구비하는 공기 조화기(1).
  14. 전력 변환을 행하기 위한 전원 회로를 구성하는 파워 반도체(53a) 및 비파워 반도체(53b)와, 상기 파워 반도체와 상기 비파워 반도체의 양자를 실장하는 1매의 수지 기판(51F)과, 제1 판부 및 상기 수지 기판 중 적어도 상기 파워 반도체의 실장면의 이측면에 접촉하도록 상기 제1 판부의 판 두께 방향을 따라 상기 제1 판부보다도 상기 수지 기판 측으로 돌출하고 내부에 냉각 유체 통로(59)가 설치되는 제2 판부를 가지는 냉각 재킷(58F)을 가지는 파워 모듈(5F)의 제조 방법이고,
    상기 파워 반도체를 상기 수지 기판의 규정의 위치에 고정하는 파워 반도체 고정 공정과,
    상기 파워 반도체와 상기 수지 기판에 설치되는 회로를 와이어 접속하는 와이어 접속 공정과,
    상기 비파워 반도체와 상기 회로를 접속하는 비파워 반도체 접속 공정과,
    상기 수지 기판을 상기 냉각 재킷에 고정하는 냉각 재킷 고정 공정
    을 구비하는 파워 모듈의 제조 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
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