KR20150038570A - 파워 모듈용 접속 단자 - Google Patents

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KR20150038570A
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다카히로 후지이
고지 이시카와
준 도미나가
다카유키 가츠우미
게이이치 이토
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니혼 하츠쵸 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는, 양호한 접촉 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 파워 모듈용 접속 단자를 제공하는 것이다. 반도체 소자와, 이 반도체 소자가 실장되는 기판과, 기판의 표면에 접합되고, 표면과 직교하는 방향으로 연장되는 통 형상을 이루는 도전성의 보유 지지 부재를 구비한 파워 모듈의 일부를 이루고, 보유 지지 부재에 보유 지지됨으로써 외부의 회로와 기판을 전기적으로 상시 접속하고, 도전성의 선재가 권회되어 이루어지는 접속 단자(3)이며, 적어도 일부가 밀착 권취되고, 보유 지지 부재의 중공부에 삽입되는 삽입부(31)와, 소정의 간격으로 선재가 권회되는 조권취부(32)와, 조권취부(32)의 삽입부(31)측의 단부와 다른 측의 단부에 설치되고, 외부의 회로와 접촉하는 접촉부(34)를 구비하고, 삽입부(31)는 중공부의 직경보다 큰 직경의 압입부를 갖는다.

Description

파워 모듈용 접속 단자 {CONNECTION TERMINAL FOR POWER MODULE}
본 발명은 파워 모듈에 사용되는 파워 모듈용 접속 단자에 관한 것이다.
종래, 산업용, 자동차용 등의 전력 제어로부터 모터 제어까지, 폭넓은 분야에 사용되는 에너지 절약화의 키 디바이스로서, 전력 제어용의 반도체 소자를 구비한 파워 모듈이 알려져 있다. 파워 모듈은, 복수의 반도체 소자가 실장된 기판과, 각 반도체 소자에 각각 접속되어 전력의 입출력을 행하는 복수의 접속 단자를 구비한다.
파워 모듈에 있어서, 접속 단자에 대해서는, 외부의 회로 기판과 파워 모듈의 기판 사이의 전기적 도통을 확실하게 행하는 것이 요구된다. 이와 같은 접속 단자로서, 핀 형상을 이루어 기판의 전극과 접촉하는 제1 접촉 장치와, 만곡 형상을 이루어 외부의 제어 회로 기판과 접촉하는 제2 접촉 장치와, 코일 스프링 형상을 이루어 제1 접촉 장치와 제2 접촉 장치의 사이에 설치되는 탄성 부분을 구비한 접속 단자가 개시되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1을 참조). 이 접속 단자는, 파워 모듈의 하우징에 형성되는 구멍에 삽입 관통되어 보유 지지된다.
일본 특허 공개 제2008-153657호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 종래 기술에서는, 접속 단자의 하중이 제어 회로 기판에 의한 압축력에 의존하고 있기 때문에, 제어 회로 기판이 진동 등에 의해 변형되면, 접속 단자와 기판 및 제어 회로 기판과의 접촉 저항이 변화되어 버린다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 사항을 감안하여 이루어진 것으로, 양호한 접촉 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 파워 모듈용 접속 단자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 파워 모듈용 접속 단자는, 반도체 소자와, 상기 반도체 소자가 실장되는 기판과, 상기 기판의 표면에 접합되고, 상기 표면과 직교하는 방향으로 연장되는 통 형상을 이루는 도전성의 보유 지지 부재를 구비한 파워 모듈의 일부를 이루고, 상기 보유 지지 부재에 보유 지지됨으로써 외부의 회로와 상기 기판을 전기적으로 상시 접속하고, 도전성의 선재가 권회되어 이루어지는 파워 모듈용 접속 단자이며, 적어도 일부가 밀착 권취되고, 상기 보유 지지 부재의 중공부에 삽입되는 삽입부와, 소정의 간격으로 상기 선재가 권회되는 조권취부와, 상기 조권취부의 상기 삽입부측의 단부와 다른 측의 단부에 설치되고, 상기 외부의 회로와 접촉하는 접촉부를 구비하고, 상기 삽입부는, 상기 중공부의 직경보다 큰 직경의 압입부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 파워 모듈용 접속 단자는, 상기한 발명에 있어서, 상기 압입부는, 권취선 방향의 중간부에 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 파워 모듈용 접속 단자는, 상기한 발명에 있어서, 상기 삽입부는, 단부에 설치되고, 상기 압입부와 접속하고, 상기 선재가 상기 중공부의 직경보다 작은 직경으로 권회되어 이루어지는 제1 삽입부와, 상기 압입부의 상기 제1 삽입부에 이어지는 측과 다른 측의 단부와 접속하고, 상기 선재가 상기 중공부의 직경보다 작은 직경으로 밀착 권취되어 이루어지는 제2 삽입부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 파워 모듈용 접속 단자는, 상기한 발명에 있어서, 상기 압입부는, 상기 선재를 한바퀴 권취하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 파워 모듈용 접속 단자는, 상기한 발명에 있어서, 상기 제2 삽입부 및 상기 조권취부의 사이에 설치되고, 상기 삽입부와의 연결측의 단부로부터 상기 조권취부를 향해 테이퍼 형상으로 직경 확장하여 선재가 권회되어 이루어지는 직경 확장부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 파워 모듈용 접속 단자는, 상기한 발명에 있어서, 상기 접촉부는, 선단을 향해 테이퍼 형상으로 직경 축소하여 선재가 권회되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 파워 모듈용 접속 단자는, 상기한 발명에 있어서, 상기 접촉부는, 상기 외부의 회로와 접촉하는 측의 단부에 있어서, 적어도 선재의 반바퀴 권취분이, 동일 평면 상에 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 파워 모듈용 접속 단자는, 상기한 발명에 있어서, 상기 제1 삽입부는, 밀착 권취되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 파워 모듈용 접속 단자는, 상기한 발명에 있어서, 상기 제1 삽입부는, 상기 압입부측으로부터 선단을 향해 테이퍼 형상으로 직경 축소하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 파워 모듈용 접속 단자는, 상기한 발명에 있어서, 상기 제1 삽입부는, 소정의 간격으로 권회되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 선재의 적어도 일부가 밀착 권취되고, 보유 지지 부재에 삽입하여, 이 보유 지지 부재에 보유 지지되는 삽입부와, 소정의 간격으로 선재가 권회되는 조권취부와, 조권취부의 삽입부측의 단부와 다른 측의 단부에 설치되고, 외부의 기판과 접촉하는 접촉부를 구비하고, 삽입부가, 보유 지지 부재의 내경보다 큰 직경의 압입부를 갖도록 하였으므로, 양호한 접촉 상태를 안정적으로 유지할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 파워 모듈의 구성을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 파워 모듈의 접속 단자의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 관한 파워 모듈에 기판을 설치한 경우를 도시하는 도면이다.
도 4는 도 2에 도시하는 접속 단자의 주요부의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 5는 도 2에 도시하는 접속 단자의 주요부의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시하는 접속 단자의 주요부의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시 형태의 변형예 1에 관한 파워 모듈의 주요부 구성을 모식적으로 도시하는 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태의 변형예 2에 관한 파워 모듈의 접속 단자의 구성을 도시하는 모식도이다.
도 9는 본 발명의 실시 형태의 변형예 3에 관한 파워 모듈의 접속 단자의 구성을 도시하는 모식도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 도면과 함께 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에 있어서 참조하는 각 도면은, 본 발명의 내용을 이해할 수 있는 정도로 형상, 크기 및 위치 관계를 개략적으로 도시하고 있는 것에 지나지 않는다. 즉, 본 발명은 각 도면에서 예시된 형상, 크기 및 위치 관계로만 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 파워 모듈(1)의 구성을 도시하는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시하는 파워 모듈(1)의 접속 단자(3)의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 3은 본 실시 형태에 관한 파워 모듈(1)에 기판을 설치한 경우를 도시하는 도면이다. 도 1에 도시하는 파워 모듈(1)은 복수의 반도체 소자가 실장된 기판(2)과, 외부의 회로[제어 회로 기판(9)]와 전기적으로 접촉함으로써, 상기 회로와 기판(2)을 전기적으로 상시 접속하는 도전성의 접속 단자(3)와, 기판(2)의 표면에 접합되고, 상기 표면과 직교하는 방향으로 연장되는 기둥 형상을 이루고, 접속 단자(3)를 보유 지지하는 도전성의 보유 지지 부재(4)를 구비한다.
기판(2)은 절연성의 수지 또는 세라믹스 등의 절연성 재료를 사용하여 구성되는 판 형상의 모재(5)와, 모재(5)의 주면에 실장되는 복수의 반도체 소자(6)와, 모재(5)의 주면에 설치되는 복수의 전극(7)과, 반도체 소자(6)와 전극(7)을 전기적으로 접속하는 와이어(8)를 갖는다.
모재(5)를 구성하는 세라믹스로서는, 예를 들어 질화알루미늄, 질화규소 등의 질화물계 세라믹스나, 알루미나, 마그네시아, 지르코니아, 스테아타이트, 포르스테라이트, 멀라이트, 티타니아, 실리카, 사이알론 등의 산화물계 세라믹스나, 구리, 알루미늄 또는 철을 주성분으로 하는 금속을 적용할 수 있다. 이 중, 내구성, 열전도성 등의 관점에서는, 질화물계 세라믹스가 바람직하다. 또한, 모재(5)를 금속으로 구성하는 경우, 모재(5)의 외표면에는, 절연층이 형성된다.
반도체 소자(6)는 다이오드, 트랜지스터, IGBT(절연 게이트 바이폴라 트랜지스터) 등의 파워 디바이스 중 어느 하나이다. 또한, 도 1에서는 모든 반도체 소자를 「반도체 소자(6)」라고 기재하고 있지만, 이들 반도체 소자(6)는 서로 종류가 상이해도 된다. 반도체 소자(6)는 땜납에 의해 기판(2) 상에 접합된다.
전극(7)은 구리 또는 알루미늄 등의 금속 또는 합금을 사용하여 패터닝함으로써, 기판(2)에 실장된 반도체 소자(6) 등에 전기 신호를 전송하기 위한 회로 패턴의 일부를 이룬다.
접속 단자(3)는, 선재를 대략 나선 형상으로 권회한 코일 스프링이며, 선재가 밀착 권취되고, 보유 지지 부재(4)의 중공부(41)에 삽입되어 보유 지지 부재(4)에 밀착 고정되는 삽입부(31)와, 삽입부(31)의 일단부로부터 연장되고, 삽입부(31)와의 연결측의 단부로부터 테이퍼 형상으로 직경 확장하도록 선재가 밀착 권취되는 직경 확장부(32)와, 직경 확장부(32)의 삽입부(31)에 이어지는 측의 단부와 다른 측의 단부로부터 연장되고, 삽입부(31) 및 직경 확장부(32)보다도 성긴 피치로 선재가 권회되는 조권취부(33)와, 조권취부(33)의 직경 확장부(32)에 이어지는 측의 단부와 다른 측의 단부로부터 연장되고, 선단을 향해 직경이 테이퍼 형상으로 축소하고, 이 선단에서 외부의 제어 회로 기판(9)[전극(9a)]과 접촉하는 접촉부(34)를 갖는다. 이상의 구성을 갖는 접속 단자(3)는 도전성을 갖는 금속 또는 합금을 사용하여 구성된다. 구체적으로는, 접속 단자(3)는, 예를 들어 인청동, 크롬동, 베릴륨동 또는 코르손구리 등의 구리 합금을 사용하여 구성된다.
삽입부(31), 직경 확장부(32), 조권취부(33) 및 접촉부(34)의 권회의 각 중심축은, 서로 일치하고 있다. 직경 확장부(32)의 외경 중 적어도 가장 큰 직경[예를 들어, 직경 확장부(32)에 있어서의 조권취부(33)의 단부의 직경]은 중공부(41)의 직경[압입에 의해 중공부(41)에 삽입되지 않는 정도의 직경]보다도 크다.
보유 지지 부재(4)는 기판(2)의 전극(7)의 표면과 직교하는 방향으로 세워 설치되고, 중공 원통 형상을 이루는 금속 또는 합금으로 이루어진다. 보유 지지 부재(4)는 원통 형상의 중공 공간인 중공부(41)에서 접속 단자(3)의 삽입부(31)의 일부를 밀착한 상태로 보유 지지한다. 보유 지지 부재(4)는 전극(7)에 대해 땜납 등에 의해 접합된다.
접속 단자(3)를 보유 지지 부재(4)에 고정할 때는, 삽입부(31)를 중공부(41)에 삽입하고, 삽입부(31)의 일부가 압입됨으로써 접속 단자(3)가 보유 지지 부재(4)에 고정된다. 이에 의해, 파워 모듈(1)에 있어서의 접속 단자(3)의 설치 구조가 실현된다.
또한, 파워 모듈(1)에 대해 제어 회로 기판(9)이 설치됨으로써, 접속 단자(3)를 통해 보유 지지 부재(4)와 제어 회로 기판(9)의 전극(9a)이 전기적으로 접속된다(도 3 참조). 이때, 외부[제어 회로 기판(9)]로부터의 하중에 대해 조권취부(33)가 탄성 변형됨으로써, 이 하중을 흡수한다.
도 4는 도 2에 도시하는 접속 단자(3)의 주요부의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 5는 도 2에 도시하는 접속 단자(3)의 주요부의 구성을 도시하는 단면도이며, 삽입부(31)와 직경 확장부(32)의 접속 부분 근방의 단면도이다. 또한, 도 5의 단면도는, 접속 단자(3)의 권회 중심축을 통과하는 평면에서 절단한 단면도이다.
삽입부(31)는 도 4, 5에 도시한 바와 같이, 단부에 설치되고, 선재가 중공부(41)의 직경[보유 지지 부재(4)의 내경]보다 작은 직경으로 밀착 권취되어 이루어지는 제1 삽입부(31a)와, 제1 삽입부(31a)에 이어지고, 선재가 중공부(41)의 직경보다 큰 직경으로 권회되어 이루어지는 압입부(31b)와, 일단부에서 압입부(31b)에 이어짐과 함께, 타단부에서 직경 확장부(32)에 이어지고, 선재가 중공부(41)의 직경보다 작은 직경 또는 제1 삽입부(31a)와 동등한 직경으로 밀착 권취되어 이루어지는 제2 삽입부(31c)를 갖는다. 또한, 본 실시 형태에서는, 압입부(31b)는, 선재를 한바퀴 권취하여 이루어지는 것이며, 이 권회의 최대 직경 R1이 중공부(41)의 직경 r보다 크게 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 삽입부(31a) 및 제2 삽입부(31c)는 동일한 직경으로 권회되어 있고, 권회의 직경 R2가 중공부(41)의 직경 r보다 작게 되어 있다. 또한, 압입부(31b)는, 제1 삽입부(31a) 및 제2 삽입부(31c)의 각 연결 부분에서 밀착 권취되어 이루어진다.
삽입부(31)가 중공부(41)에 삽입되면, 제1 삽입부(31a)가 중공부(41)를 안내하고, 압입부(31b)가, 중공부(41)에 압입된다. 그 후, 제2 삽입부(31c)가 중공부(41)에 삽입되고, 중공부(41)와 직경 확장부(32)가 접촉하여 보유 지지 부재(4)에 대한 접속 단자(3)의 삽입이 완료된다. 이에 의해, 보유 지지 부재(4)에 대해 접속 단자(3)가 위치 결정된다.
이때, 삽입부(31)에서는 압입부(31b)만이 중공부(41)[보유 지지 부재(4)의 내벽]와 접촉하고 있고, 제1 삽입부(31a) 및 제2 삽입부(31c)는 중공부(41)와는 비접촉의 상태에 있다. 또한, 압입부(31b)는, 중공부(41)에 압입됨으로써, 접촉 단자(3)의 길이 방향에서 본 선재의 권회 형상이 타원 또는 원을 이루고, 선재가 이 타원의 장축과 교차하는 2점 또는 원의 외주면에서 중공부(41)와 접촉하고 있다. 따라서, 접속 단자(3)에서는, 압입부(31b)에 의해 보유 지지 부재(4)와 접촉하여, 전기적인 도통이 가능하게 된다. 또한, 압입부(31b)에 있어서, 타원의 장축과 교차하는 2점 또는 원의 외주면 중 어느 하나의 접촉 형태로 되도록 권회의 직경이 설계(제어)되는 것이 바람직하다.
제어 회로 기판(9)으로부터 기판(2)에 대해 전기 신호가 출력된 경우, 접속 단자(3)에 있어서, 전기 신호는, 제어 회로 기판(9)으로부터 접촉부(34)에 전달된 후, 접촉부(34), 조권취부(33), 직경 확장부(32)를 통과하고, 삽입부(31)의 제2 삽입부(31c)에 보내지고, 압입부(31b)로부터 보유 지지 부재(4)[중공부(41)]를 통해 기판(2)에 도달한다. 또한, 접촉부(34), 직경 확장부(32), 제2 삽입부(31c) 및 압입부(31b)를 밀착 권취로 함으로써, 인덕턴스를 저감시킬 수 있다.
또한, 삽입부(31)에서는, 외부로부터의 하중에 대해 항상 압입부(31b)에 의한 2점에서 중공부(41)와 접촉하고 있다. 즉, 접속 단자(3)에서는, 외부로부터의 하중에 의하지 않고, 항상 일정한 접촉 상태로 보유 지지 부재(4)와 접촉할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시하는 접속 단자(3)의 주요부의 구성을 도시하는 모식도이다. 도 6에 도시하는 접촉부(34)의 제어 회로 기판(9)의 전극(9a)과의 접촉하는 측의 단부(34a)에 있어서, 적어도 선단에 있어서의 선재의 반바퀴 권취분이, 평면 P 상에 있다. 여기서, 본 실시 형태에 있어서 평면 P는, 접속 단자(3)의 권취선 방향의 중심축 N에 대해 직교하는 평면이다. 또한, 선단부(34)에서는, 단부(34a)에 있어서 권회 간격을 설정하여 권회되어 있음과 함께, 단부(34a) 이외의 부분에 있어서는 밀착 권취되어 있다.
이에 의해, 예를 들어 전극(9a)이 평판 형상을 이루는 경우, 전극(9a)과 단부(34a)의 접촉 면적을, 단부가 나선 형상으로 권회된 경우에 비해 크게 할 수 있다.
상술한 실시 형태에 의하면, 삽입부(31)의 일부에 있어서, 선재가 중공부(41)보다 큰 직경으로 밀착 권취되어 이루어지는 압입부(31b)를 형성하도록 하였으므로, 양호한 접촉 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 압입에 의해 접속 단자(3)[압입부(31b)]를 보유 지지 부재(4)[중공부(41)]에 고정하기 때문에, 접속 단자(3)의 타단부에 있어서의 제어 회로 기판(9)의 진동에 의한 영향을 받는 일 없이, 접속 단자(3)와 보유 지지 부재(4) 사이의 접촉을 안정화할 수 있다. 또한, 압입부(31b)는, 압입에 의해, 중공부(41)의 내부 벽면을 깎으면서 삽입된다. 이에 의해, 중공부(41)의 벽면에 형성되어 있는 산화막을 제거하여, 양호한 전기적 도통을 실현할 수 있다.
또한, 상술한 실시 형태에 의하면, 직경 확장부(32)를 중공부(41)의 단부에 접촉시킴으로써 접촉 단자(3)와 보유 지지 부재(4)의 위치 결정을 행할 수 있도록 하였으므로, 파워 모듈(1)에 있어서의 접속 단자(3)의 돌출 높이를 규제할 수 있다.
여기서, 삽입부(31)가 밀착 권취이기 때문에, 삽입부(31)의 선재의 권회의 직경 정밀도 및 강성이 높아, 중공부(41)에의 압입에 적합하다. 또한, 압입에 의해 접속 단자(3)[압입부(31b)]와 보유 지지 부재(4)[중공부(41)]를 접촉시키기 때문에, 접속 단자(3)와 보유 지지 부재(4) 사이의 면압이 높고, 접촉 저항을 낮게 할 수 있다. 또한, 압입부(31b)가 한바퀴 권취에 상당하기 때문에, 압입에 필요로 하는 하중을, 복수회 권회되어 이루어지는 경우에 비해 작게 할 수 있다. 또한, 압입부(31b)의 권회의 직경을 제어함으로써, 압입부(31b)와 중공부(41)의 접촉점수를 규제하는 것이 가능하다.
또한, 직경 확장부(32)가 밀착 권취이기 때문에, 접속 단자(3)를 보유 지지 부재(4)에 삽입할 때의 하중에 의해 형상이 파괴되는 것을 억제할 수 있다. 즉, 직경 확장부(32)가 소정의 간격으로 권회되는 조권취의 경우에 비해, 접속 단자(3)의 삽입 시의 하중에 의한 접속 단자(3)의 형상 유지를 보다 확실하게 행할 수 있다. 또한, 접속 단자(3)를 보유 지지 부재(4)에 삽입할 때의 하중에 의해 접속 단자(3)에 있어서의 세팅의 효과를 얻을 수 있고, 접속 단자(3)의 내구성을 향상시키는 것이 가능하다.
또한, 직경 확장부(32)에 있어서의 직경 확장 비율을 조정함으로써, 직경 확장부(32)의 인접 선재간을 연결하는 선분과, 접속 단자(3)의 권취선 방향의 중심축 N이 이루는 각도를 조정할 수 있다. 이 각도를 조정함으로써, 직경 확장부(32)의 배치 높이가 조정되고, 이에 의해 접속 단자(3)의 중심축 N 방향의 길이를 조정할 수 있다. 또한, 이 각도를 최적화함으로써, 접속 단자(3)의 공간 절약화 및 내하중성 향상을 양립시키는 것이 가능하다.
또한, 상술한 실시 형태에 의하면, 접촉부(34)의 단부(34a)가 반주에 걸쳐 동일 평면 상에서 권회되도록 하였으므로, 제어 회로 기판(9)의 전극(9a)에 대해, 단부(34a)의 반주에 상당하는 면적의 선접촉이 가능하게 된다. 이에 의해 접속 단자(3)와 전극(9a)의 안정적인 접촉을 실현할 수 있다. 한편, 종래와 같이 선재를 나선 형상으로 권회한 상태에서 전극(9a)에 접촉시키면, 선재의 선단에 의해 전극(9a)을 절삭하여, 접촉 저항이 변화되어 버릴 우려가 있다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 압입부(31b)가 한바퀴 권취에 상당하는 것으로서 설명하였지만, 2바퀴 권취이어도 되고, 3바퀴 권취이어도 된다. 이때, 하중에 관계없이 접촉 상태를 일정하게 하기 위해서는, 적은 권취 횟수에 있어서 중공부(41)와 접촉하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 복수회 권회되는 경우에는, 밀착 권취되어 있는 것이 바람직하다.
삽입부(31)에 있어서의 압입부(31b)는, 삽입부(31)의 어느 쪽의 위치에도 배치 가능하다. 여기서, 압입부(31b)는, 삽입부(31)의 중심축 N 방향의 양단부 한바퀴 권취 이외의 위치(중간부)인 것이 바람직하다. 여기서, 삽입부(31)의 중공부(41)에의 안내를 위해, 제1 삽입부(31a)는 복수회 권회되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 직경 확장부(32)에 이어지는 직경을 연속적인 것으로 하여 접속 단자(3)의 압입에 의한 파괴를 억제하기 위해, 제2 삽입부(31c)는 한바퀴 권취 이상 권회되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 실시 형태에서는, 보유 지지 부재(4)의 중공부(41)에 접속 단자(3)가 삽입되는 것으로서 설명하였지만, 보유 지지 부재(4) 대신에, 기판(2)의 전극(7)의 배치 위치에 따라 비아를 형성하고, 이 비아에 접속 단자(3)를 삽입하는 것이어도 된다. 도 7은 본 실시 형태의 변형예 1에 관한 파워 모듈의 주요부의 구성을 모식적으로 도시하는 부분 단면도이다. 도 7에 도시하는 기판(2a)의 모재(5a)에는, 모재(5a)의 표면에 형성된 전극(7a)에 따라 설치되고, 모재(5a)의 판 두께 방향으로 관통하는 비아(4a)가 형성되어 있다. 또한, 비아(4a)의 내면에는, 통 형상을 이루고, 전극(7a)에 접속하는 도전성의 내부 배선(42)이 형성되어 있다. 이때, 내부 배선(42)의 내주(중공부의 직경에 상당)는 상술한 중공부(41)와 동등한 직경 r이다. 상술한 접속 단자(3)를 내부 배선(42)에 삽입함으로써, 압입부(31b)가 내부 배선(42)에 압입되고, 접속 단자(3)와 전극(7a)이 전기적으로 도통한다.
도 8은 본 실시 형태의 변형예 2에 관한 파워 모듈(1)의 접속 단자(3a)의 구성을 도시하는 모식도이다. 또한, 도 1 등에서 상술한 접속 단자(3)와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 상술한 실시 형태에서는, 제1 삽입부(31a)가 밀착 권취인 것으로서 설명하였지만, 도 8에 도시한 바와 같이, 선재가 소정의 피치로 권회되는 조권취를 포함하는 제1 삽입부(35a)를 갖는 삽입부(35)이어도 된다.
이에 의해, 압입부(31b)에 하중이 가해지면, 제1 삽입부(35a)가 변형됨으로써, 그 하중을 외부에 방출하는 것이 가능하게 된다. 예를 들어, 압입부(31b)에 하중이 가해져 직경이 축소되면, 제1 삽입부(35a)의 직경이 확장된다. 따라서, 압입부(31b)에 여분의 하중이 가해지는 것을 억제하여, 접속 단자(3a)의 보유 지지 부재(4) 또는 비아(4a)에 대한 고정 상태를 보다 적절한 것으로 할 수 있다.
도 9는 본 실시 형태의 변형예 3에 관한 파워 모듈(1)의 접속 단자(3b)의 구성을 도시하는 모식도이다. 또한, 도 1 등에서 상술한 접속 단자(3)와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하고 있다. 상술한 실시 형태에서는, 제1 삽입부(31a)가 동일한 직경으로 권회되는 것으로서 설명하였지만, 도 9에 도시한 바와 같이, 선재가 선단을 향해 테이퍼 형상으로 축소되도록 권회되는 제1 삽입부(36a)를 갖는 삽입부(36)이어도 된다.
이에 의해, 접속 단자(3b)를 중공부(41) 또는 내부 배선(42)에 삽입할 때, 보다 용이하게 중공부(41) 또는 내부 배선(42)에 삽입하여, 접속 단자(3b)를 보유 지지 부재(4) 또는 비아(4a)에 배치할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 기판의 표면으로부터 제어 회로 기판의 배치 위치에 따른 높이까지를 수지에 의해 밀봉해도 된다. 이와 같은 수지로서, 예를 들어 필러로서 실리카 분말이 충전된 에폭시 수지를 적용할 수 있다. 이때, 수지에는, 접속 단자를 삽입 관통하는 삽입 관통 구멍이 형성된다.
이와 같이, 본 발명은 여기서는 기재되어 있지 않은 다양한 실시 형태 등을 포함할 수 있는 것이며, 특허청구범위에 의해 특정되는 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 설계 변경 등을 실시하는 것이 가능하다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 파워 모듈용 접속 단자는, 양호한 접촉 상태를 안정적으로 유지하는 데에 유용하다.
1 : 파워 모듈
2, 2a : 기판
3, 3a, 3b : 접속 단자
4 : 보유 지지 부재
4a : 비아
5, 5a : 모재
6 : 반도체 소자
7 : 전극
8 : 와이어
31 : 삽입부
31a, 35a, 36a : 제1 삽입부
31b : 압입부
31c : 제2 삽입부
32 : 직경 확장부
33 : 조권취부
34 : 접촉부
34a : 단부
41 : 중공부
42 : 내부 배선

Claims (10)

  1. 반도체 소자와, 상기 반도체 소자가 실장되는 기판과, 상기 기판의 표면에 접합되고, 상기 표면과 직교하는 방향으로 연장되는 통 형상을 이루는 도전성의 보유 지지 부재를 구비한 파워 모듈의 일부를 이루고, 상기 보유 지지 부재에 보유 지지됨으로써 외부의 회로와 상기 기판을 전기적으로 상시 접속하고, 도전성의 선재가 권회되어 이루어지는 파워 모듈용 접속 단자이며,
    적어도 일부가 밀착 권취되고, 상기 보유 지지 부재의 중공부에 삽입되는 삽입부와,
    소정의 간격으로 상기 선재가 권회되는 조권취부와,
    상기 조권취부의 상기 삽입부측의 단부와 다른 측의 단부에 설치되고, 상기 외부의 회로와 접촉하는 접촉부를 구비하고,
    상기 삽입부는 상기 중공부의 직경보다 큰 직경의 압입부를 갖는 것을 특징으로 하는, 파워 모듈용 접속 단자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압입부는 권취선 방향의 중간부에 설치되는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 접속 단자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 삽입부는,
    단부에 설치되고, 상기 압입부와 접속하고, 상기 선재가 상기 중공부의 직경보다 작은 직경으로 권회되어 이루어지는 제1 삽입부와,
    상기 압입부의 상기 제1 삽입부에 이어지는 측과 다른 측의 단부와 접속하고, 상기 선재가 상기 중공부의 직경보다 작은 직경으로 밀착 권취되어 이루어지는 제2 삽입부를 갖는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 접속 단자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압입부는 상기 선재를 한바퀴 권취하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 접속 단자.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 제2 삽입부 및 상기 조권취부의 사이에 설치되고, 상기 삽입부와의 연결측의 단부로부터 상기 조권취부를 향해 테이퍼 형상으로 직경 확장하여 선재가 권회되어 이루어지는 직경 확장부를 갖는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 접속 단자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉부는 선단을 향해 테이퍼 형상으로 직경 축소하여 선재가 권회되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 접속 단자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉부는 상기 외부의 회로와 접촉하는 측의 단부에 있어서, 적어도 선재의 반바퀴 권취분이 동일 평면 상에 있는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 접속 단자.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 제1 삽입부는 밀착 권취되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 접속 단자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 삽입부는 상기 압입부측으로부터 선단을 향해 테이퍼 형상으로 직경 축소하고 있는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 접속 단자.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 제1 삽입부는 소정의 간격으로 권회되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 모듈용 접속 단자.
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