WO2019043807A1 - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019043807A1
WO2019043807A1 PCT/JP2017/031058 JP2017031058W WO2019043807A1 WO 2019043807 A1 WO2019043807 A1 WO 2019043807A1 JP 2017031058 W JP2017031058 W JP 2017031058W WO 2019043807 A1 WO2019043807 A1 WO 2019043807A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuse
resin member
power conversion
conversion device
resin
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/031058
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健太 藤井
雄二 白形
雅博 上野
友明 島野
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2017/031058 priority Critical patent/WO2019043807A1/ja
Priority to JP2019538806A priority patent/JP6815524B2/ja
Priority to US16/634,212 priority patent/US11373832B2/en
Priority to DE112017007979.9T priority patent/DE112017007979T5/de
Priority to CN201780094088.XA priority patent/CN110998777B/zh
Publication of WO2019043807A1 publication Critical patent/WO2019043807A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/0241—Structural association of a fuse and another component or apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/003—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/0078—Security-related arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05—Component parts thereof
    • H01H85/055—Fusible members
    • H01H85/08—Fusible members characterised by the shape or form of the fusible member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05—Component parts thereof
    • H01H85/165—Casings
    • H01H85/175—Casings characterised by the casing shape or form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/38—Means for extinguishing or suppressing arc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/0241—Structural association of a fuse and another component or apparatus
    • H01H2085/0283—Structural association with a semiconductor device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/0078—Security-related arrangements
    • H01H85/0082—Security-related arrangements preventing explosion of the cartridge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05—Component parts thereof
    • H01H85/055—Fusible members
    • H01H85/08—Fusible members characterised by the shape or form of the fusible member
    • H01H85/10—Fusible members characterised by the shape or form of the fusible member with constriction for localised fusing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/34—Strap connectors, e.g. copper straps for grounding power devices; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/39—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process
    • H01L2224/40—Structure, shape, material or disposition of the strap connectors after the connecting process of an individual strap connector
    • H01L2224/401—Disposition
    • H01L2224/40151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/40221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/40245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73221—Strap and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Definitions

  • the present invention relates to a power converter in which a power semiconductor element is sealed by a resin member in a housing.
  • inverter apparatus which drives a motor supplies the drive power of high voltage to a motor by using a battery as a power supply.
  • resin-sealed power semiconductor devices are used as inverter devices, and in the field of power electronics, power converters are becoming increasingly important as key devices.
  • the power semiconductor element used for the inverter device is resin-sealed with other components.
  • a short circuit failure occurs in an electronic component such as a power semiconductor element or a smoothing capacitor that constitutes a snubber circuit while power is supplied from a battery
  • an excessive short circuit current flows.
  • an overcurrent flows in the power semiconductor element, and a short circuit failure occurs.
  • a relay connecting the battery and the motor drive circuit If a relay connecting the battery and the motor drive circuit is connected or continued in a short circuit condition, the power converter smokes and burns due to a large current.
  • a battery connected to the motor drive inverter device may be damaged due to the flow of the overcurrent exceeding the rating.
  • a sensor for detecting an overcurrent is used to control the switching of the power semiconductor element at high speed to interrupt the current.
  • the failure mode such as smoke mentioned above.
  • the fuse portion is formed by cutting the external connection electrode protruding to the outside from the semiconductor device and reducing the cross-sectional area.
  • the fuse portion provided in the external connection electrode is exposed to the outside of the semiconductor device. Therefore, when the fuse portion is melted and broken due to an excessive current, smoke may flow out of the apparatus, and sparks may be scattered around, and the apparatus may be burnt down due to a combustion reaction using the open air. In addition, the member of the fuse portion which has been melted may scatter around, which may cause a short circuit between the external connection electrode and the surrounding member. In addition, since the heat conductivity of the gas is low, the heat generated in the fuse portion is not released to the outside air, may be transmitted to the semiconductor element, and may damage the semiconductor element.
  • a power conversion device capable of suppressing smoke generation, burnout and short-circuiting with surrounding members caused by a melting member even if the fuse portion is melted and broken due to an overcurrent.
  • a power conversion device includes a power semiconductor device, an electrode wiring member connected to a main electrode of the power semiconductor device, a housing, and a fuse formed as a fuse formed in the electrode wiring member.
  • a fuse resin member which is a resin member disposed between the fuse portion and the housing, the power semiconductor element, the electrode wiring member, the fuse portion, and the fuse resin member in the housing
  • a sealing resin member which is a resin member for sealing.
  • the fuse portion is formed in the electrode wiring member, so that an expensive chip type fuse is not provided, and the cost of the fuse portion can be reduced. Since the fuse portion and the fuse resin member are covered by the sealing resin member, it is possible to prevent the member of the fuse portion which has been melted and scattered from scattering to the outside. In addition, since the fuse portion and the fuse resin member can be shut off from the outside air, it is possible to suppress the progress of the combustion reaction due to the arc discharge generated at the time of melting and also suppress the smoke generated at the time of melting being leaked to the outside it can.
  • the fuse resin member Since the fuse resin member is disposed between the fuse portion and the housing, the member of the fuse portion which has been melted is prevented from coming into contact with the housing, and a short circuit between the electrode wiring member and the housing is suppressed. it can. In addition, the heat generated in the fuse portion can be transferred to the casing via the fuse resin member to be cooled when melting cut, and damage to the power semiconductor element, the sealing resin member, etc. due to the generated heat can be suppressed. . Further, since the fuse resin member dedicated to the fuse portion is provided, a resin member made of a material suitable for melting the fuse portion can be selected, and the insulation performance and the cooling performance at the time of the melting can be improved. Therefore, even if the fuse portion is melted and broken due to an overcurrent, it is possible to suppress smoke generation, burnout and a short circuit with surrounding members by the melting member.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the power conversion device cut at a cross-sectional position along the line BB in FIG. 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the power conversion device cut at a cross-sectional position along line AA of FIG. 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • It is a schematic diagram for demonstrating the current density of the fuse part which concerns on Embodiment 1 of this invention. It is a schematic diagram explaining the variation of the shape of the fuse part which concerns on Embodiment 1 of this invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the power conversion device cut at a cross-sectional position along the line AA in FIG. 1 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the power conversion device cut at the AA cross-sectional position in FIG. 1 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 1 is a plan view of the power conversion device 1 as viewed from the opening side of a housing 30, and the sealing resin member 25 is transparent and is not shown in order to explain the arrangement of the components.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view cut at a BB cross-sectional position of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view cut at an AA cross-sectional position of FIG.
  • FIGS. 1, 2 and 3 are schematic views, and the dimensions of the respective members do not completely match between the drawings.
  • the power conversion device 1 includes various components such as the power semiconductor element 14, the electrode wiring member 13 connected to the main electrodes of the power semiconductor element 14, the housing 30, and the power semiconductor element 14 in the housing 30. And a sealing resin member 25 which is a resin member for sealing.
  • the housing 30 is formed in a cylindrical shape with a bottom and has a role of a frame for casting the sealing resin member 25.
  • inside inside
  • inside inside
  • outside outside
  • the “longitudinal direction” refers to the direction in which the cylindrical portion of the housing 30 extends
  • the “lateral direction” refers to the direction in which the bottom of the housing 30 extends.
  • the bottom of the housing 30 is constituted by a metal heat sink 12.
  • the heat sink 12 has a role of radiating the heat generated in the power semiconductor element 14 to the outside.
  • the heat sink 12 is made of, for example, a material having a thermal conductivity of 20 W / (m ⁇ K) or more, such as aluminum and aluminum alloy.
  • the heat sink 12 is formed in a rectangular flat shape.
  • the cylindrical portion of the housing 30 is constituted by the insulating case 11.
  • the insulating case 11 is formed using any resin material having high insulating property and thermoplasticity, for example, resin materials such as polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PPS), and polyetheretherketone (PEEK). Ru.
  • the power semiconductor element 14 and the electrode lead frame 13 as the electrode wiring member 13 are sealed with the element mold resin 20 which is a resin member to form a packaged semiconductor element module 29. There is.
  • the control lead frame 21 connected to the control terminal of the power semiconductor element 14 is also sealed by the element mold resin 20.
  • the electrode lead frame 13 and the control lead frame 21 protrude outward from the element mold resin 20.
  • the element mold resin 20 a hard resin having a Young's modulus of several GPa is preferably used in order to protect the elements and the wiring inside. For example, an epoxy resin is used.
  • a power MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
  • the power semiconductor element 14 may use another type of switching element such as a power IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) in which diodes are connected in reverse parallel.
  • the power semiconductor element 14 is used, for example, in an inverter circuit and a converter circuit for driving an apparatus such as a motor for driving a vehicle, and controls a rated current of several amperes to several hundred amperes.
  • silicon (Si), silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN) or the like may be used.
  • the power semiconductor element 14 is formed in a rectangular flat chip shape, a drain terminal as a main electrode is provided on the surface on the heat sink 12 side, and a main electrode on the surface of the housing 30 opposite to the heat sink 12 Source terminals are provided.
  • a gate terminal as a control terminal is provided on the surface of the housing 30 opposite to the heat sink 12.
  • a sensor terminal or the like for detecting the current flowing between the main electrodes may be provided as the control terminal.
  • the drain terminal is connected to the electrode lead frame 13a on the positive electrode side, and the source terminal is connected to the electrode lead frame 13b on the negative electrode side via the electrode wiring member 15a. Since a large current flows in the electrode wiring member 15a, the electrode wiring member 15a is formed of, for example, a processed plate of gold, silver, copper, or aluminum, wire bonding, or ribbon bonding.
  • the gate terminal and the sensor terminal are connected to the control lead frame 21 via the control wiring member 15b.
  • the control wiring member 15b can be formed, for example, by wire bonding of gold, copper, aluminum or the like or ribbon bonding of aluminum.
  • the electrode lead frames 13a and 13b on the positive electrode side and the negative electrode side are formed in a flat plate shape.
  • the electrode connection portions of the electrode lead frames 13 a and 13 b connected to the main electrodes of the power semiconductor element 14 are disposed closer to the heat sink 12 than the power semiconductor elements 14.
  • the surface on the opposite side to the heat sink 12 of the electrode connection portion of the electrode lead frame 13 a on the positive electrode side is joined to the drain terminal of the surface on the heat sink 12 side of the power semiconductor element 14 by a conductive bonding material 17.
  • the surface of the electrode connection portion of the electrode lead frame 13b on the negative electrode side opposite to the heat sink 12 is bonded to one end of an L-shaped electrode wiring member 15a by a conductive bonding material 17.
  • the source terminal of the surface on the opposite side to the heat sink 12 of the power semiconductor element 14 is bonded to the other end of the electrode wiring member 15 a by the conductive bonding material 17.
  • the conductive bonding material 17 is made of, for example, a material having high conductivity and high thermal conductivity, such as solder, silver paste, or a conductive adhesive.
  • the surface on the heat sink 12 side of the electrode connection portion of the electrode lead frames 13 a and 13 b is not covered by the element mold resin 20 and is exposed to the outside of the semiconductor element module 29.
  • the exposed portions of the electrode lead frames 13a and 13b are in contact with the inner surface of the element facing projection 12a of the heat sink 12 through the insulating member 18 formed in a sheet shape.
  • the heat generation of the power semiconductor element 14 is transmitted to the heat sink 12 through the electrode connection portions of the electrode lead frames 13 a and 13 b and the insulating member 18.
  • the insulating member 18 is made of a material having high thermal conductivity and high electrical insulation.
  • the insulating member 18 has, for example, a thermal conductivity of several W / (m ⁇ K) to several tens W / (m ⁇ K), and has insulating properties such as silicon resin, epoxy resin, urethane resin, etc.
  • a protrusion 20 a is provided on the heat sink 12 side of the element mold resin 20.
  • the thickness of the insulating member 18 can be defined by the height of the projections 20a, and the insulation and heat conductivity of the insulating member 18 can be managed. it can.
  • a creeping distance required to secure a predetermined insulation withstand voltage is about 10 ⁇ m.
  • the thickness required for insulation can be reduced, so that the protrusions 20 a of the element mold resin 20 can be shortened, and the power converter 1 can be thinned.
  • the thickness of the insulating member 18 can be controlled, so the protrusions 20 a of the element mold resin 20 may be omitted.
  • the distance between the electrode lead frames 13a and 13b sealed in the element mold resin 20 and the heat sink 12 can be controlled by the projections 20a, and the gaps are formed on the electrode lead frame 13a on the positive electrode side described later.
  • the thickness of the fuse resin member 26 disposed between the fuse portion 16 and the heat sink 12 can be controlled, and the thermal conductivity and insulation between the two can be managed.
  • the electrode lead frame 13a on the positive electrode side protrudes from the element mold resin 20 and then extends laterally along the inner surface of the heat sink 12 with a gap from the inner surface of the heat sink 12, and then bent, It extends in the longitudinal direction to the side away from the opening 12 (the opening side of the housing 30).
  • the portion extending in the lateral direction with a space from the inner surface of the heat sink 12 is referred to as the positive electrode side lateral extending portion 13a1
  • the portion extending in the longitudinal direction away from the heat sink 12 is the positive electrode It is referred to as a side longitudinal extension 13a2.
  • the distance between the positive electrode side lateral extension 13a1 and the heat sink 12 corresponds to the sum of the thickness of the insulating member 18 and the height of the element facing protrusion 12a of the heat sink 12.
  • the fuse part 16 mentioned later is formed in the horizontal direction extended part 13a1 by the side of a positive electrode.
  • the positive electrode side longitudinal extension 13a2 is joined to the positive electrode external connection terminal 10a inserted and outsert in the insulating case 11 by welding or soldering.
  • the external connection terminal 10a on the positive electrode side is joined to the vertical direction extending portion 13a2 on the positive electrode side, and a portion extending in the vertical direction and a portion extending in the lateral direction toward the outside of the housing 30 have.
  • casing 30 outside is connected to other apparatuses, such as a positive electrode of DC power supply.
  • the electrode lead frame 13b on the negative electrode side also protrudes from the element mold resin 20, and then forms a gap with the inner surface of the heat sink 12 and extends along the inner surface of the heat sink 12;
  • a negative electrode side longitudinal extending portion 13b2 extending to the side away from the heat sink 12 is provided.
  • the length of the positive electrode side lateral extension 13a1 is longer than the negative electrode side lateral extension 13b1 to form the fuse portion 16.
  • the longitudinal extension 13b2 on the negative electrode side is joined to the external connection terminal 10b on the negative electrode side inserted and outsert in the insulating case 11 by welding or soldering.
  • the external connection terminal 10b on the negative electrode side is joined to the vertical extension 13b2 on the negative electrode side, with a portion extending in the vertical direction and a portion extending in the lateral direction toward the outside of the housing 30. have.
  • the portion protruding from the housing 30 to the outside is connected to another device such as the negative electrode of the DC power supply.
  • the electrode lead frames 13a and 13b and the external connection terminals 10a and 10b use a metal such as copper or copper alloy having good conductivity and high thermal conductivity, and a large current of several amps to several hundreds of amps flows .
  • the surfaces of the electrode lead frames 13a and 13b may be plated with a metal material such as Au, Ni, or Sn.
  • the control lead frame 21 protrudes from the sealing resin member 25 on the opening side of the housing 30 and is connected to a control device that controls the on / off of the power semiconductor element 14.
  • the electrode wiring member 13 is formed with a fuse portion 16 functioning as a fuse.
  • the fuse portion 16 is formed in a portion of the electrode lead frame 13 (in the present example, the laterally extending portion 13a1 on the positive electrode side) which protrudes outward from the element mold resin 20.
  • the fuse portion 16 is formed on the electrode lead frame 13 (in the present example, the laterally extending portion 13a1 on the positive electrode side) which protrudes outward from the element mold resin 20.
  • the fuse portion 16 is formed on the electrode lead frame 13a on the positive electrode side, the current can be interrupted on the upstream side of the power semiconductor element 14. Therefore, even when a circuit abnormality of the power semiconductor element 14 occurs, such as a short circuit between the power semiconductor element 14 and the housing 30, the current can be cut off on the upstream side to prevent an overcurrent.
  • the fuse portion 16 is constituted by a portion of the electrode wiring member 13 whose cross-sectional area is smaller than that of the front and rear portions in the current flow direction. That is, the fuse portion 16 has a smaller cross-sectional area than the portions on the front side (upstream side) and the rear side (downstream side) in the flow direction of the current than the fuse portion 16. As shown in FIG. 4, when an overcurrent flows through the electrode lead frame 13, the current density of the fuse portion 16 having a cross-sectional area smaller than that of the front and back becomes larger, and the temperature of the fuse portion 16 locally rises and melts Cut off the over current.
  • the fuse portion 16 is made of gold, silver, copper, or aluminum having high electrical conductivity.
  • the fuse portion 16 may be made of the same material as that of the other part of the electrode lead frame 13, or a different material may be used. Although not limited to this, the fuse portion 16 punches out a flat plate made of copper or copper alloy having a thickness of about 0.5 mm to 1.5 mm as the other parts of the electrode lead frame 13 It can be formed by
  • the shape of the fuse portion 16 may be any shape as long as it reduces the cross-sectional area.
  • notches may be provided on one side or both sides, or through holes may be provided on the inner side to reduce the cross-sectional area.
  • the shape of the notch or the through hole may be any shape other than a rectangle, such as a triangle, a pentagon, a trapezoid, a rhombus, a parallelogram, a circle, and an ellipse.
  • the number of notches or through holes is not limited to one, and may be plural.
  • the plurality of notches or through holes may be alternately staggered or irregularly arranged at different positions in the longitudinal direction of the wiring.
  • the plurality of through holes may be arranged in either the width direction or the length direction of the wiring.
  • a fuse resin member 26 which is a resin member is disposed between the fuse portion 16 and the housing 30 (in this example, the heat sink 12). As shown in FIGS. 1 and 3, the fuse resin member 26 is disposed in an area larger than the area of the fuse portion 16 when viewed in the longitudinal direction. That is, when viewed in the vertical direction, the arrangement region of the fuse resin member 26 covers the formation region of the fuse portion 16. The fuse resin member 26 is in contact with the surface of the fuse portion 16 on the heat sink 12 side and in contact with the surface of the heat sink 12 on the fuse portion 16 side.
  • the fuse resin member 26 is disposed between the fuse portion 16 and the housing 30 before the sealing resin member 25 is filled in the housing 30.
  • the fuse resin member 26 is made of an adhesive, grease or insulating sheet made of a resin material such as silicon resin, epoxy resin, urethane resin or the like, which has high electrical insulation.
  • the fuse resin member 26 can also be configured by combining other materials having low thermal resistance such as a ceramic substrate or a metal substrate and having insulating properties with those resin materials.
  • the fuse resin member 26 may be, for example, a material having a high thermal conductivity of 1 W / (m ⁇ K) to several tens W / (m ⁇ K) as long as the material has high electrical insulation.
  • the fuse resin member 26 between the fuse portion 16 and the housing 30 By providing the fuse resin member 26 between the fuse portion 16 and the housing 30, the member of the fuse portion 16 which has been melted is prevented from contacting the heat sink 12, and the electrode wiring member 13 and the heat sink 12 are shorted. Can be suppressed. Further, the heat generated in the fuse portion 16 can be transmitted to the heat sink 12 via the fuse resin member 26 for cooling, and the semiconductor device 14 for electric power due to the generated heat, the sealing resin member 25 and the like can be cooled. Damage can be suppressed. In addition, since the fuse resin member 26 dedicated to the fuse portion 16 is provided, a resin member of a material suitable for melting the fuse portion 16 can be selected, and insulation performance and cooling performance at the time of melting can be improved. it can.
  • the fuse resin member 26 a resin member having a Young's modulus lower than that of the sealing resin member 25 is used.
  • the Young's modulus of the fuse resin member 26 is on the order of several tens of MPa (megapascals) (for example, a value between 10 MPa and 30 MPa), and for example, a rubber material, silicone rubber, or silicone gel may be used.
  • the fuse resin member 26 may preferably be made of silicon resin having an arc-extinguishing action of arc discharge generated when the fuse portion 16 is melted. According to this configuration, it is possible to suppress the continuation of the energization by the arc discharge even after the fuse portion is fused, and to interrupt the current promptly after the fusion. Therefore, damage to the power semiconductor element 14, the sealing resin member 25 and the like can be suppressed.
  • the sealing resin member 25 is a resin member for sealing the power semiconductor element 14, the electrode wiring member 13, the fuse portion 16, and the fuse resin member 26 in the housing 30.
  • the sealing resin member 25 is configured to seal the semiconductor element module 29 in the housing 30.
  • the sealing resin member 25 also seals other components such as the insulating member 18 and the external connection terminals 10 a and 10 b in the housing 30.
  • the sealing resin member 25 is made of, for example, a resin material having high rigidity and high thermal conductivity.
  • the sealing resin member 25 may be made of, for example, an epoxy resin containing a thermally conductive filler, a silicon resin, a urethane resin, PPS, PEEK, or ABS.
  • the Young's modulus of the sealing resin member 25 is preferably 1 MPa to 50 GPa, and the thermal conductivity is preferably 0.1 W / (m ⁇ K) to 20 W / (m ⁇ K).
  • the fuse portion 16 and the fuse resin member 26 are covered by the sealing resin member 25, it is possible to prevent the member of the fuse portion 16 which has been melted and scattered from scattering to the outside. Since the fuse portion 16 and the fuse resin member 26 can be shut off from the outside air, it is possible to suppress the progress of the combustion reaction due to the arc discharge generated at the time of melting and also suppress the smoke generated at the time of melting being leaked to the outside it can.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the power conversion device 1 according to the present embodiment cut at the AA cross-sectional position of FIG.
  • the fuse resin member 26 is disposed between the fuse portion 16 and the housing 30 (in this example, the heat sink 12). Unlike the first embodiment, the fuse resin member 26 is also disposed on the opposite side of the fuse portion 16 to the housing 30 side (heat sink 12 side). That is, the fuse resin members 26 are disposed on both sides of the fuse portion 16 opposite to the housing 30 and the housing 30. Here, the side opposite to the housing 30 side is the side away from the heat sink 12, the opening side of the housing 30. According to this configuration, it is possible to suppress the fused member of the fuse portion 16 from coming into contact with the sealing resin member 25 and to prevent the sealing resin member 25 from being damaged.
  • the melting member is held in the soft fuse resin member 26 even on the side opposite to the housing 30 side.
  • the conductive path can be cut more reliably, and cracking of the sealing resin member 25 having a high Young's modulus by the melting member can be more reliably suppressed.
  • the fuse resin member 26 is also disposed on the opposite side to the housing 30 side to further enhance the arc-extinguishing effect of the arc discharge. It is possible to cut off the current more quickly after melting.
  • fuse resin members 26 are disposed on both lateral sides of fuse portion 16 and are disposed to cover the entire periphery of fuse portion 16. According to this configuration, the action of suppressing damage to the sealing resin member 25 by the fuse resin member 26, the reliability of cutting of the current path, the arc-extinguishing action and the like can be further enhanced.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the power conversion device 1 according to the present embodiment cut at the AA cross-sectional position of FIG.
  • the fuse resin member 26 is disposed between the fuse portion 16 and the housing 30 (in this example, the heat sink 12).
  • the fuse facing protrusion which is a protrusion protruding toward the fuse portion 16 (inside) on the inner surface portion of the housing 30 (in this example, the heat sink 12) facing the fuse portion 16
  • the part 12b is provided.
  • the fuse facing protrusion 12b is formed in a flat plate shape.
  • the fuse facing protrusion 12 b is formed to have an area equivalent to the arrangement area of the fuse resin member 26 when viewed in the vertical direction.
  • the distance between the heat sink 12 and the fuse portion 16 where the fuse resin member 26 is disposed is narrowed by the height of the protrusion of the fuse facing protrusion 12 b. Therefore, the fuse resin member 26 can be made thinner, the heat conduction from the fuse portion 16 through the fuse resin member 26 to the heat sink 12 can be further improved, and the power semiconductor element 14 due to the heat generated by melting can be sealed. The effect of suppressing damage to the resin-stopping member 25 and the like can be further enhanced. Further, the thermal conductivity and the insulation can be balanced by adjusting the protrusion height of the fuse facing protrusion 12b.
  • fuse resin member 26 may be disposed on the opposite side of fuse portion 16 to housing 30 side (heat sink 12 side), and the entire periphery of fuse portion 16 is provided. It may be arranged to cover over.
  • the semiconductor element module 29 in which the power semiconductor element 14 and the electrode lead frame 13 as the electrode wiring member 13 are sealed by the element mold resin 20 which is a resin member The case where it has been described was taken as an example. However, the embodiment of the present invention is not limited to this. That is, the power semiconductor element 14 and the electrode wiring member 13 may not be sealed by the element mold resin 20 and may not be packaged. That is, the power semiconductor element 14, the electrode wiring member 13 and the like in a state not sealed in the element mold resin 20 may be sealed in the housing 30 by the sealing resin member 25.
  • the electrode wiring member 13 may be a bus bar or the like, and the fuse portion 16 may be formed in a portion of the electrode wiring member on the positive electrode side or the negative electrode side sealed in the sealing resin member 25.
  • the fuse portion 16 has been described as an example being formed on the electrode lead frame 13a (laterally extending portion 13a1) on the positive electrode side.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this. That is, the fuse portion 16 may be formed at any part of the electrode wiring member 13 which is connected to the main electrode of the power semiconductor element 14 and sealed in the sealing resin member 25.
  • the fuse portion 16 may be the lateral extension 13b1 of the electrode lead frame 13b on the negative electrode side, the longitudinal extension 13a2 on the positive electrode side, the longitudinal extension 13b2 on the negative electrode side, or the positive electrode side or the negative electrode side
  • the external connection terminals 10a and 10b may be formed.
  • the power converter device 1 provided the one semiconductor element 14 (switching element) for electric power was demonstrated as an example.
  • the embodiment of the present invention is not limited to this. That is, the power conversion device 1 may be provided with a plurality of power semiconductor elements.
  • two switching elements may be connected in series between the electrode wiring member on the positive electrode side and the electrode wiring member on the negative electrode side, and the fuse portion 16 may be formed in the electrode wiring member on the positive electrode side or the negative electrode side.
  • a series circuit of two switching elements is a bridge circuit in which a plurality of sets are connected in parallel between the electrode wiring member on the positive electrode side and the electrode wiring member on the negative electrode side.
  • the fuse unit 16 may be provided.
  • part or all of the power semiconductor element 14 may be a diode.
  • each embodiment can be freely combined, or each embodiment can be appropriately modified or omitted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • Fuses (AREA)

Abstract

過電流によりヒューズ部が溶断しても、発煙、焼損、及び溶断部材と周囲の部材との短絡を抑制することができる電力変換装置を提供する。電力変換装置（１）は、電力用半導体素子（１４）と、電極配線部材（１３）と、筐体（３０）と、電極配線部材（１３）に形成されたヒューズ部（１６）と、ヒューズ部（１６）と筐体（３０）との間に配置されたヒューズ樹脂部材（２６）と、電力用半導体素子（１４）、電極配線部材（１３）、ヒューズ部（１６）、及びヒューズ樹脂部材（２６）を筐体（３０）内に封止する封止樹脂部材（２５）と、を備えている。

Description

電力変換装置
　この発明は、電力用半導体素子が筐体内に樹脂部材により封止された電力変換装置に関するものである。
　近年、自動車業界において、ハイブリッド自動車や電気自動車等、モータを駆動力源にする車両が盛んに開発されている。モータを駆動するインバータ装置は、バッテリを電源として、モータに高電圧の駆動電力を供給する。また、インバータ装置には、樹脂封止型の電力用半導体装置が用いられており、パワーエレクトロニクスの分野において、電力変換装置は、キーデバイスとしての重要性がますます高まっている。
　ここで、インバータ装置に用いられる電力用半導体素子は、他の構成部品とともに樹脂封止されている。こうした電力変換装置において、バッテリから電力が供給された状態で、電力用半導体素子やスナバ回路を構成する平滑コンデンサ等の電子部品が短絡故障すると、過大な短絡電流が流れる。例えば、インバータ制御回路におけるゲート駆動回路の誤動作により、インバータの上下アームが短絡すると、電力用半導体素子に過電流が流れ、短絡故障が発生する。
　短絡状態でバッテリとモータ駆動回路とを繋ぐリレーを接続するか、または接続を継続すると、大電流により電力変換装置が発煙及び焼損する。また、定格を超える過電流が流れることにより、モータ駆動用インバータ装置に接続されているバッテリが損害を受けることも考えられる。こうした事態を回避するために、通常は過電流を検知するセンサを用いて、過電流が流れた場合に、電力用半導体素子のスイッチングを高速に制御して電流を遮断している。しかしながら、電力用半導体素子が短絡故障した場合でも、上述した発煙等の故障モードをより確実に防ぐことが望まれる。
　具体的には、例えば、電力用半導体装置とバッテリとの間に過電流遮断用ヒューズを挿入すれば、モータ駆動用インバータ装置とバッテリとの間に流れる過電流を阻止することができる。
　しかし、チップ型の過電流遮断用ヒューズは高価である。そのため、安価でありながら、電力用半導体素子が短絡故障した場合に、バッテリに流れ得る過電流を確実に遮断することができる過電流遮断手段が必要とされている。例えば、下記の特許文献１では、半導体装置から外部に突出している外部接続用電極を切除し、断面積を小さくすることで、ヒューズ部を形成している。
特開２００５－１７５４３９号公報
　しかしながら、特許文献１の技術では、外部接続用電極に設けられたヒューズ部は、半導体装置の外部に露出している。そのため、ヒューズ部が過電流により溶断する際に、装置外に煙が流出するおそれがあり、また、周囲に火花が飛び散り、外気を用いた燃焼反応により装置が焼損するおそれがある。また、溶断したヒューズ部の部材が周囲に飛散し、外部接続用電極と周囲の部材とが短絡するおそれがある。また、気体は熱伝導率が低いため、ヒューズ部に発生した熱が、外気に放出されず、半導体素子に伝達され、半導体素子を損傷するおそれがある。
　そこで、過電流によりヒューズ部が溶断しても、発煙、焼損、及び溶断部材による周囲の部材との短絡を抑制することができる電力変換装置が望まれる。
　この発明に係る電力変換装置は、電力用半導体素子と、前記電力用半導体素子の主電極に接続された電極配線部材と、筐体と、前記電極配線部材に形成された、ヒューズとして機能するヒューズ部と、前記ヒューズ部と前記筐体との間に配置された樹脂部材であるヒューズ樹脂部材と、前記電力用半導体素子、前記電極配線部材、前記ヒューズ部、及び前記ヒューズ樹脂部材を前記筐体内に封止する樹脂部材である封止樹脂部材と、を備えたものである。
　本発明に係る電力変換装置によれば、電極配線部材にヒューズ部が形成されるので、高価なチップ型のヒューズが設けられず、ヒューズ部のコストを低減することができる。封止樹脂部材により、ヒューズ部及びヒューズ樹脂部材が覆われるので、溶断したヒューズ部の部材が、外部に飛散することを防止できる。また、ヒューズ部及びヒューズ樹脂部材を外気から遮断することができるので、溶断時に生じたアーク放電による燃焼反応が進行することを抑制でき、また、溶断時に生じた煙が外部に漏れ出ることを抑制できる。ヒューズ部と筐体との間にヒューズ樹脂部材が配置されているので、溶断したヒューズ部の部材が、筐体に接触することを抑制し、電極配線部材と筐体とが短絡することを抑制できる。また、溶断する際にヒューズ部に発生した熱を、ヒューズ樹脂部材を介して筐体に伝達して冷却することができ、発生熱による電力用半導体素子、封止樹脂部材等の損傷を抑制できる。また、ヒューズ部専用のヒューズ樹脂部材が設けられているので、ヒューズ部の溶断に適した材質の樹脂部材を選定することができ、溶断時の絶縁性能、冷却性能を向上させることができる。したがって、過電流によりヒューズ部が溶断しても、発煙、焼損、及び溶断部材による周囲の部材との短絡を抑制することができる。
本発明の実施の形態１に係る電力変換装置の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る図１のＢ－Ｂ断面位置で切断した電力変換装置の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る図１のＡ－Ａ断面位置で切断した電力変換装置の断面図である。 本発明の実施の形態１に係るヒューズ部の電流密度を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態１に係るヒューズ部の形状のバリエーションを説明する模式図である。 本発明の実施の形態１に係るヒューズ部の形状のバリエーションを説明する模式図である。 本発明の実施の形態２に係る図１のＡ－Ａ断面位置で切断した電力変換装置の断面図である。 本発明の実施の形態３に係る図１のＡ－Ａ断面位置で切断した電力変換装置の断面図である。
実施の形態１．
　実施の形態１に係る電力変換装置１について図面を参照して説明する。図１は、電力変換装置１を、筐体３０の開口側から見た平面図であり、各部品の配置を説明するために封止樹脂部材２５が透明化され、図示されていない。図２は、図１のＢ－Ｂ断面位置において切断した断面図であり、図３は、図１のＡ－Ａ断面位置において切断した断面図である。なお、図１、図２、及び図３は、模式図であり、図面間で各部材の寸法は完全に一致していない。
　電力変換装置１は、電力用半導体素子１４と、電力用半導体素子１４の主電極に接続された電極配線部材１３と、筐体３０と、電力用半導体素子１４等の各部品を筐体３０内に封止する樹脂部材である封止樹脂部材２５と、を備えている。
＜筐体３０＞
　筐体３０は、有底筒状に形成されており、封止樹脂部材２５を注型する枠の役割を有する。なお、以下で、単に「内」「内側」又は「外」「外側」というときは、筐体３０の内側又は外側を意味するものとする。「縦方向」は、筐体３０の筒部が延出している方向を意味するものとし、「横方向」は、筐体３０の底部が延在している方向を意味するものとする。
　筐体３０の底部は、金属製のヒートシンク１２により構成されている。ヒートシンク１２は、電力用半導体素子１４に発生する熱を外部に放熱する役割を有する。ヒートシンク１２は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金などの２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有する材料が用いられる。ヒートシンク１２は、矩形の平板状に形成されている。電力用半導体素子１４側の部材と対向するヒートシンク１２の内面部分には、内側に突出する平板状の素子対向突出部１２ａが設けられており、素子対向突出部１２ａの内面が、電力用半導体素子１４側の部材に当接する。ヒートシンク１２の外面には、図２に示すように、互いに間隔を空けて配列された平板状の複数のフィン１９が設けられている。フィン１９は外気に接触しており、ヒートシンク１２はこれらのフィン１９から外気に向かって熱を放熱する。なお、水冷式とされてもよい。
　筐体３０の筒部は、絶縁ケース１１により構成されている。絶縁ケース１１は、絶縁性が高く、熱可塑性を有する任意の樹脂材料、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材料を用いて形成される。
＜電力用半導体素子１４、電極配線部材１３＞
　本実施の形態では、電力用半導体素子１４、及び電極配線部材１３としての電極用リードフレーム１３は、樹脂部材である素子モールド樹脂２０により封止され、パッケージ化された半導体素子モジュール２９とされている。また、電力用半導体素子１４の制御用端子に接続された制御用リードフレーム２１も素子モールド樹脂２０により封止されている。電極用リードフレーム１３及び制御用リードフレーム２１は、素子モールド樹脂２０から外側に突出している。素子モールド樹脂２０は、内部の素子及び配線を守るために、数ＧＰａのヤング率を有する硬い樹脂が用いられるとよく、例えば、エポキシ樹脂が用いられる。
　電力用半導体素子１４には、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）が用いられている。なお、電力用半導体素子１４には、ダイオードが逆並列接続されたパワーＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の他の種類のスイッチング素子が用いられてもよい。電力用半導体素子１４は、例えば、車両駆動用のモータなどの機器を駆動するインバータ回路、コンバータ回路に用いられるものであり、数アンペアから数百アンペアの定格電流を制御するものである。電力用半導体素子１４の材料として、シリコン（Ｓｉ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ガリウムナイトライド（ＧａＮ）などが用いられてもよい。
　電力用半導体素子１４は、矩形平板のチップ状に形成されており、ヒートシンク１２側の面に主電極としてのドレーン端子が設けられ、筐体３０のヒートシンク１２とは反対側の面に主電極としてのソース端子が設けられている。また、筐体３０のヒートシンク１２とは反対側の面に、制御用端子としてのゲート端子が設けられている。なお、制御用端子として、主電極間を流れる電流を検出するためのセンサ端子等が設けられてもよい。
　ドレーン端子は、正極側の電極用リードフレーム１３ａに接続され、ソース端子は、電極用配線部材１５ａを介して、負極側の電極用リードフレーム１３ｂに接続されている。電極用配線部材１５ａには大電流が流れるため、例えば金・銀・銅・アルミニウムの板材を加工したものや、ワイヤボンド、リボンボンドで形成される。ゲート端子及びセンサ端子は、制御用配線部材１５ｂを介して、制御用リードフレーム２１に接続されている。制御用配線部材１５ｂは、例えば、金・銅・アルミニウムなどのワイヤボンド、または、アルミニウムのリボンボンドで形成することができる。
　正極側及び負極側の電極用リードフレーム１３ａ、１３ｂは、平板状に形成されている。電力用半導体素子１４の主電極に接続される電極用リードフレーム１３ａ、１３ｂの電極接続部分は、電力用半導体素子１４よりもヒートシンク１２側に配置されている。正極側の電極用リードフレーム１３ａの電極接続部分のヒートシンク１２とは反対側の面は、導電性接合材１７により、電力用半導体素子１４のヒートシンク１２側の面のドレーン端子に接合されている。負極側の電極用リードフレーム１３ｂの電極接続部分のヒートシンク１２とは反対側の面は、導電性接合材１７により、Ｌ字状に形成された電極用配線部材１５ａの一端に接合されている。電力用半導体素子１４のヒートシンク１２とは反対側の面のソース端子は、導電性接合材１７により、電極用配線部材１５ａの他端に接合されている。導電性接合材１７は、例えば、半田、銀ペースト、あるいは、導電性接着剤などの、導電性が良好で熱伝導率の高い材料から構成される。
　電極用リードフレーム１３ａ、１３ｂの電極接続部分のヒートシンク１２側の面は、素子モールド樹脂２０により覆われておらず、半導体素子モジュール２９の外側に露出している。この電極用リードフレーム１３ａ、１３ｂの露出部分は、シート状に形成された絶縁部材１８を介して、ヒートシンク１２の素子対向突出部１２ａの内面に接している。電力用半導体素子１４の発熱が、電極用リードフレーム１３ａ、１３ｂの電極接続部分、及び絶縁部材１８を介して、ヒートシンク１２に伝達される。絶縁部材１８は、熱伝導性が高く、且つ、電気的絶縁性が高い材料から構成される。従って、絶縁部材１８は、例えば、熱伝導率が数Ｗ／（ｍ・Ｋ）～数十Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、且つ、絶縁性のある、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂材料から成る接着剤、グリス、又は絶縁シートで構成される。さらに、絶縁部材１８は、セラミック基板または金属基板などの熱抵抗が低く、且つ、絶縁性を有する他の材料と、樹脂材料とを、組み合わせて構成することも可能である。
　また、絶縁部材１８の厚さを規定するために、素子モールド樹脂２０のヒートシンク１２側には、突起２０ａが設けられている。素子モールド樹脂２０の突起２０ａをヒートシンク１２に押し当てることで、突起２０ａの高さにより、絶縁部材１８の厚さを規定することができ、絶縁部材１８の絶縁性及び伝熱性を管理することができる。例えば、１２Ｖバッテリを使用する低耐圧系の自動車では、予め定められた絶縁耐圧を確保するのに必要な沿面距離は、１０μｍ程度である。従って、低耐圧系の自動車の場合には、絶縁に必要な厚さを薄くできるため、素子モールド樹脂２０の突起２０ａを短くすることができ、電力変換装置１の薄型化が可能である。絶縁部材１８が剛性を持ち、押圧による厚さの変化が小さい材料の場合、絶縁部材１８の厚さを管理できるため、素子モールド樹脂２０の突起２０ａはなくてもよい。
　突起２０ａにより、素子モールド樹脂２０に封止された電極用リードフレーム１３ａ、１３ｂと、ヒートシンク１２との間の間隔を管理することができ、後述する正極側の電極用リードフレーム１３ａに形成されたヒューズ部１６と、ヒートシンク１２との間に配置されるヒューズ樹脂部材２６の厚みを管理することができ、両者の間の熱伝導性及び絶縁性を管理することができる。
　正極側の電極用リードフレーム１３ａは、素子モールド樹脂２０から突出した後、ヒートシンク１２の内面と間隔を空けた状態で、ヒートシンク１２の内面に沿って横方向に延出し、その後、屈曲し、ヒートシンク１２から離れる側（筐体３０の開口側）に縦方向に延出している。ヒートシンク１２の内面と間隔を空けた状態で横方向に延出している部分を、正極側の横方向延出部１３ａ１と称し、ヒートシンク１２から離れる側に縦方向に延出している部分を、正極側の縦方向延出部１３ａ２と称す。正極側の横方向延出部１３ａ１とヒートシンク１２との間隔は、絶縁部材１８の厚さとヒートシンク１２の素子対向突出部１２ａの高さとを合計した距離に相当している。正極側の横方向延出部１３ａ１に後述するヒューズ部１６が形成されている。
　正極側の縦方向延出部１３ａ２が、絶縁ケース１１にインサート及びアウトサートされた正極側の外部接続端子１０ａに、溶接又は半田付け等により接合される。正極側の外部接続端子１０ａは、正極側の縦方向延出部１３ａ２に接合される、縦方向に延出している部分と、筐体３０の外部に向かって横方向に延出している部分とを有している。筐体３０から外部に突出した部分が、直流電源の正極等の他の装置に接続される。
　負極側の電極用リードフレーム１３ｂも、素子モールド樹脂２０から突出した後、ヒートシンク１２の内面と間隔を空け、ヒートシンク１２の内面に沿って延出している負極側の横方向延出部１３ｂ１と、ヒートシンク１２から離れる側に延出している負極側の縦方向延出部１３ｂ２とを備えている。正極側の横方向延出部１３ａ１の長さは、ヒューズ部１６を形成するために、負極側の横方向延出部１３ｂ１よりも長くなっている。
　負極側の縦方向延出部１３ｂ２が、絶縁ケース１１にインサート及びアウトサートされた負極側の外部接続端子１０ｂに、溶接又は半田付け等により接合される。負極側の外部接続端子１０ｂは、負極側の縦方向延出部１３ｂ２に接合される、縦方向に延出している部分と、筐体３０の外部に向かって横方向に延出している部分とを有している。筐体３０から外部に突出した部分が、直流電源の負極等の他の装置に接続される。
　電極用リードフレーム１３ａ、１３ｂ、外部接続端子１０ａ、１０ｂには、導電性が良好で熱伝導率の高い銅または銅合金などの金属が用いられ、数アンペアから数百アンペア程度の大電流が流れる。電極用リードフレーム１３ａ、１３ｂの表面はＡｕ、Ｎｉ、Ｓｎなどの金属材料でめっきされていてもよい。
　制御用リードフレーム２１は、筐体３０の開口側に、封止樹脂部材２５から突出しており、電力用半導体素子１４のオンオフを制御する制御装置に接続される。
＜ヒューズ部１６＞
　電極配線部材１３には、ヒューズとして機能するヒューズ部１６が形成されている。本実施の形態では、ヒューズ部１６は、素子モールド樹脂２０から外側に突出した電極用リードフレーム１３の部分（本例では、正極側の横方向延出部１３ａ１）に形成されている。ヒューズ部１６を電極用リードフレーム１３に形成することによって、追加部材が必要なく、コストを低減できる。本例では、ヒューズ部１６が電極用リードフレーム１３の横方向延出部に形成されるため、ヒューズ部１６の形成のために、電極用リードフレーム１３がヒートシンク１２から離れる方向（高さ方向）に長くなることを抑制し、電力変換装置１の高さが高くなることを抑制できる。また、ヒューズ部１６が正極側の電極用リードフレーム１３ａに形成されるため、電力用半導体素子１４の上流側で電流を遮断することができる。そのため、電力用半導体素子１４と筐体３０との短絡など、電力用半導体素子１４の回路異常が生じている場合でも、その上流側で電流を遮断し、過電流が生じないようにできる。
　ヒューズ部１６は、電流の流れ方向の前後の部分よりも断面積が小さくなった電極配線部材１３の部分により構成されている。すなわち、ヒューズ部１６は、ヒューズ部１６よりも電流の流れ方向の前側（上流側）及び後側（下流側）の部分よりも、断面積が小さくなっている。図４に示すように電極用リードフレーム１３に過電流が流れた際に、前後よりも断面積が小さいヒューズ部１６の電流密度が大きくなり、ヒューズ部１６が局所的に温度上昇して溶断することで、過電流を遮断する。ヒューズ部１６は電気伝導性が高い金、銀、銅、アルミニウムによって構成される。ヒューズ部１６は電極用リードフレーム１３の他の部分と同じ材料でもよく、異なる材料が用いられてもよい。なお、これに限定されないが、ヒューズ部１６は、電極用リードフレーム１３の他の部分と同様に、０．５ｍｍ～１．５ｍｍ程度の厚みを有する銅または銅合金からなる平板を、打ち抜き加工することによって形成することができる。
　ヒューズ部１６の形状は、断面積を減少させる形状であればどのような形状であってもよい。例えば、図５、図６に示すように、片側又は両側に切欠き、又は内側に貫通孔を設けて断面積を減らしてもよい。切欠き又は貫通孔の形状は、矩形以外にも三角形、五角形、台形、ひし形、平行四辺形、円形、楕円形等の任意の形状とされてもよい。切欠き又は貫通孔は、１個に限らず、複数個設けられてもよい。また、複数の切欠き又は貫通孔が、配線の長さ方向の異なる位置に、千鳥状に互い違い、又は不規則に配置されてもよい。複数の貫通孔が、配線の幅方向でも、長さ方向でもどちらに並べられてもよい。
＜ヒューズ樹脂部材２６＞
　ヒューズ部１６と筐体３０（本例では、ヒートシンク１２）との間には、樹脂部材であるヒューズ樹脂部材２６が配置されている。図１及び図３に示すように、ヒューズ樹脂部材２６は、縦方向に見て、ヒューズ部１６の面積より広い面積に配置されている。すなわち、縦方向に見て、ヒューズ樹脂部材２６の配置領域は、ヒューズ部１６の形成領域を覆っている。ヒューズ樹脂部材２６は、ヒューズ部１６のヒートシンク１２側の面に接すると共に、ヒートシンク１２のヒューズ部１６側の面に接している。
　封止樹脂部材２５が筐体３０内に充填される前に、ヒューズ樹脂部材２６がヒューズ部１６と筐体３０との間に配置される。ヒューズ樹脂部材２６は、電気的絶縁性が高い、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの樹脂材料から成る接着剤、グリス、又は絶縁シートで構成される。さらに、ヒューズ樹脂部材２６は、セラミック基板または金属基板などの熱抵抗が低く、且つ、絶縁性を有する他の材料と、それらの樹脂材料とを、組み合わせて構成することも可能である。ヒューズ樹脂部材２６は電気絶縁性が高い材料であれば、例えば、熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）～数十Ｗ／（ｍ・Ｋ）の高熱伝導率を有する材料でもよい。
　ヒューズ部１６と筐体３０との間にヒューズ樹脂部材２６を設けることにより、溶断したヒューズ部１６の部材が、ヒートシンク１２に接触することを抑制し、電極配線部材１３とヒートシンク１２とが短絡することを抑制できる。また、溶断する際にヒューズ部１６に発生した熱を、ヒューズ樹脂部材２６を介してヒートシンク１２に伝達して冷却することができ、発生熱による電力用半導体素子１４、封止樹脂部材２５等の損傷を抑制できる。また、ヒューズ部１６専用のヒューズ樹脂部材２６が設けられているので、ヒューズ部１６の溶断に適した材質の樹脂部材を選定することができ、溶断時の絶縁性能、冷却性能を向上させることができる。
　本実施の形態では、ヒューズ樹脂部材２６は、封止樹脂部材２５よりもヤング率が低い樹脂部材が用いられている。例えば、ヒューズ樹脂部材２６のヤング率は数十ＭＰａ（メガパスカル）のオーダーとされ（例えば、１０ＭＰａから３０ＭＰａの間の値）、例えば、ゴム材、シリコンゴム、シリコンゲルが用いられるとよい。この構成によれば、ヒューズ部１６が溶断する際に、複数の球状の塊になって飛び散る溶融部材を、封止樹脂部材２５よりもヤング率が低く、柔らかいヒューズ樹脂部材２６内にめり込ませ、ヒューズ樹脂部材２６内に分散して保持することができる。よって、溶断後、溶融した部材により、通電経路が維持されることを防止し、速やかに通電経路を切断することができる。また、溶融した部材により、ヤング率が高い封止樹脂部材２５が割れることを抑制できる。
　ヒューズ樹脂部材２６には、ヒューズ部１６が溶断した時に生じるアーク放電の消弧作用があるシリコン樹脂が用いられるとよい。この構成によれば、ヒューズ部が溶断した後も、アーク放電により通電が継続されることを抑制し、溶断後、速やかに電流を遮断することができる。よって、電力用半導体素子１４、封止樹脂部材２５等の損傷を抑制することができる。
＜封止樹脂部材２５＞
　封止樹脂部材２５は、電力用半導体素子１４、電極配線部材１３、ヒューズ部１６、及びヒューズ樹脂部材２６を筐体３０内に封止する樹脂部材である。本実施の形態では、封止樹脂部材２５は、半導体素子モジュール２９を筐体３０内に封止するように構成されている。また、封止樹脂部材２５は、絶縁部材１８、外部接続端子１０ａ、１０ｂ等の他の構成部品も筐体３０内に封止している。封止樹脂部材２５は、例えば剛性が高く、熱伝導率が高い樹脂材料が用いられる。封止樹脂部材２５には、例えば熱伝導性フィラーを含有したエポキシ樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＡＢＳにて構成されていてもよい。封止樹脂部材２５のヤング率は１ＭＰａ～５０ＧＰａ、熱伝導率は０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）～２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるとよい。各構成部品を封止樹脂部材２５により封止することによって、耐振動性や耐環境性を向上させることができる。
　封止樹脂部材２５により、ヒューズ部１６及びヒューズ樹脂部材２６が覆われるので、溶断したヒューズ部１６の部材が、外部に飛散することを防止できる。ヒューズ部１６及びヒューズ樹脂部材２６を外気から遮断することができるので、溶断時に生じたアーク放電による燃焼反応が進行することを抑制でき、また、溶断時に生じた煙が外部に漏れ出ることを抑制できる。
実施の形態２．
　次に、実施の形態２に係る電力変換装置１について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る電力変換装置１の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、ヒューズ樹脂部材２６の構成が一部異なる。図７は、図１のＡ－Ａ断面位置において切断した本実施の形態に係る電力変換装置１の断面図である。
　実施の形態１と同様に、ヒューズ樹脂部材２６は、ヒューズ部１６と筐体３０（本例では、ヒートシンク１２）との間に配置されている。実施の形態１とは異なり、ヒューズ樹脂部材２６は、ヒューズ部１６の筐体３０側（ヒートシンク１２側）とは反対側にも配置されている。すなわち、ヒューズ樹脂部材２６は、ヒューズ部１６の筐体３０側及び筐体３０側とは反対側の両側に配置されている。ここで、筐体３０側とは反対側は、ヒートシンク１２から離れる側、筐体３０の開口側となる。この構成によれば、溶断したヒューズ部１６の部材が、封止樹脂部材２５に接触することを抑制し、封止樹脂部材２５が損傷することを抑制できる。
　また、ヒューズ樹脂部材２６に、封止樹脂部材２５よりもヤング率が低い樹脂部材が用いられる場合は、筐体３０側とは反対側でも、溶融部材を柔らかいヒューズ樹脂部材２６内に保持することができ、通電経路の切断をより確実に行うことができると共に、溶融部材によりヤング率が高い封止樹脂部材２５が割れることをより確実に抑制できる。
　また、ヒューズ樹脂部材２６に消弧作用があるシリコン樹脂が用いられる場合は、筐体３０側とは反対側にもヒューズ樹脂部材２６を配置することにより、アーク放電の消弧作用をより高めることができ、溶断後、より速やかに電流を遮断することができる。
　本実施の形態では、ヒューズ樹脂部材２６は、ヒューズ部１６の両横側にも配置されており、ヒューズ部１６の周囲を全周に亘って覆うように配置されている。この構成によれば、ヒューズ樹脂部材２６による封止樹脂部材２５の損傷の抑制作用、通電経路の切断の確実性、消弧作用等をより高めることができる。
実施の形態３．
　次に、実施の形態３に係る電力変換装置１について説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る電力変換装置１の基本的な構成は実施の形態１と同様であるが、ヒートシンク１２及びヒューズ樹脂部材２６の構成が一部異なる。図８は、図１のＡ－Ａ断面位置において切断した本実施の形態に係る電力変換装置１の断面図である。
　実施の形態１と同様に、ヒューズ樹脂部材２６は、ヒューズ部１６と筐体３０（本例では、ヒートシンク１２）との間に配置されている。しかし、実施の形態１とは異なり、ヒューズ部１６と対向する筐体３０（本例では、ヒートシンク１２）の内面部分には、ヒューズ部１６側（内側）に突出する突出部であるヒューズ対向突出部１２ｂが設けられている。ヒューズ対向突出部１２ｂは、平板状に形成されている。ヒューズ対向突出部１２ｂは、縦方向に見て、ヒューズ樹脂部材２６の配置面積と同等の面積に形成されている。よって、ヒューズ樹脂部材２６が配置されるヒューズ部１６とヒートシンク１２との間隔が、ヒューズ対向突出部１２ｂの突出高さ分だけ狭くなっている。よって、ヒューズ樹脂部材２６を薄くすることができ、ヒューズ樹脂部材２６を介したヒューズ部１６からヒートシンク１２への熱伝導をより向上させることができ、溶断の発生熱による電力用半導体素子１４、封止樹脂部材２５等の損傷の抑制作用をより高めることができる。また、ヒューズ対向突出部１２ｂの突出高さを調節することによって、熱伝導性と絶縁性とをバランスさせることができる。
　なお、実施の形態３と同様に、ヒューズ樹脂部材２６は、ヒューズ部１６の筐体３０側（ヒートシンク１２側）とは反対側にも配置されてもよく、ヒューズ部１６の周囲を全周に亘って覆うように配置されてもよい。
〔その他の実施形態〕
　最後に、本発明のその他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施の形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
（１）上記の各実施の形態においては、電力用半導体素子１４、及び電極配線部材１３としての電極用リードフレーム１３が、樹脂部材である素子モールド樹脂２０により封止された半導体素子モジュール２９とされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、電力用半導体素子１４、及び電極配線部材１３が、素子モールド樹脂２０により封止されておらず、パッケージ化されていなくてもよい。すなわち、素子モールド樹脂２０に封止されていない状態の、電力用半導体素子１４及び電極配線部材１３等が、封止樹脂部材２５により筐体３０内に封止されてもよい。この場合は、電極配線部材１３は、バスバー等とされ、ヒューズ部１６は、封止樹脂部材２５に封止されている正極側又は負極側の電極配線部材の部分に形成されてもよい。
（２）上記の各実施の形態においては、ヒューズ部１６は、正極側の電極用リードフレーム１３ａ（横方向延出部１３ａ１）に形成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、ヒューズ部１６は、電力用半導体素子１４の主電極に接続され、封止樹脂部材２５に封止された電極配線部材１３の部分であれば、いずれの箇所に形成されてもよい。例えば、ヒューズ部１６は、負極側の電極用リードフレーム１３ｂの横方向延出部１３ｂ１、正極側の縦方向延出部１３ａ２又は負極側の縦方向延出部１３ｂ２、或いは、正極側又は負極側の外部接続端子１０ａ、１０ｂに形成されてもよい。
（３）上記の各実施の形態においては、電力変換装置１が、１つの電力用半導体素子１４（スイッチング素子）を設けている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、電力変換装置１が、複数の電力用半導体素子を設けていてもよい。例えば、２つのスイッチング素子が、正極側の電極配線部材と負極側の電極配線部材との間に直列接続され、正極側又は負極側の電極配線部材にヒューズ部１６が形成されてもよい。また、正極側の電極配線部材と負極側の電極配線部材との間に、２つのスイッチング素子の直列回路が、複数組並列接続されたブリッジ回路とされ、各組の直列回路の電極配線部材に、ヒューズ部１６が設けられてもよい。また、電力用半導体素子１４の一部又は全部が、ダイオードとされてもよい。
　なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
１　電力変換装置、１２ｂ　ヒューズ対向突出部、１３　電極配線部材、１４　電力用半導体素子、１６　ヒューズ部、２０　素子モールド樹脂、２５　封止樹脂部材、２６　ヒューズ樹脂部材、２９　半導体素子モジュール、３０　筐体

Claims (10)

  1. 　電力用半導体素子と、
    　前記電力用半導体素子の主電極に接続された電極配線部材と、
    　筐体と、
    　前記電極配線部材に形成された、ヒューズとして機能するヒューズ部と、
    　前記ヒューズ部と前記筐体との間に配置された樹脂部材であるヒューズ樹脂部材と、
    　前記電力用半導体素子、前記電極配線部材、前記ヒューズ部、及び前記ヒューズ樹脂部材を前記筐体内に封止する樹脂部材である封止樹脂部材と、を備えた電力変換装置。
  2. 　前記電力用半導体素子、及び前記電極配線部材としての電極用リードフレームは、樹脂部材である素子モールド樹脂により封止された半導体素子モジュールとされ、
    　前記ヒューズ部は、前記素子モールド樹脂から外側に突出した前記電極用リードフレームの部分に形成されている請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 　前記ヒューズ部は、電流の流れ方向の前後の部分よりも断面積が小さくなった前記電極配線部材の部分により構成されている請求項１又は２に記載の電力変換装置。
  4. 　前記ヒューズ樹脂部材は、前記ヒューズ部の前記筐体側とは反対側にも配置されている請求項１から３のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  5. 　前記ヒューズ樹脂部材は、前記ヒューズ部の周囲を全周に亘って覆うように、配置されている請求項１から４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  6. 　前記ヒューズ樹脂部材は、前記封止樹脂部材よりもヤング率が低い請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  7. 　前記ヒューズ樹脂部材のヤング率は、数十メガパスカルのオーダーである請求項１から６のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  8. 　前記ヒューズ樹脂部材には、前記ヒューズ部が溶断した時に生じるアーク放電の消弧作用があるシリコン樹脂が用いられている請求項１から７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  9. 　前記筐体は、前記ヒューズ部と対向する内面部分に、前記ヒューズ部側に突出する突出部であるヒューズ対向突出部が設けられている請求項１から８のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  10. 　前記筐体は、底部が金属製のヒートシンクにより構成された有底筒状に形成され、
    　前記ヒューズ樹脂部材は、前記ヒューズ部材と前記ヒートシンクとの間に配置されている請求項１から９のいずれか一項に記載の電力変換装置。
PCT/JP2017/031058 2017-08-30 2017-08-30 電力変換装置 WO2019043807A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/031058 WO2019043807A1 (ja) 2017-08-30 2017-08-30 電力変換装置
JP2019538806A JP6815524B2 (ja) 2017-08-30 2017-08-30 電力変換装置
US16/634,212 US11373832B2 (en) 2017-08-30 2017-08-30 Electric-power conversion apparatus
DE112017007979.9T DE112017007979T5 (de) 2017-08-30 2017-08-30 Elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung
CN201780094088.XA CN110998777B (zh) 2017-08-30 2017-08-30 功率转换装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/031058 WO2019043807A1 (ja) 2017-08-30 2017-08-30 電力変換装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019043807A1 true WO2019043807A1 (ja) 2019-03-07

Family

ID=65526313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/031058 WO2019043807A1 (ja) 2017-08-30 2017-08-30 電力変換装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11373832B2 (ja)
JP (1) JP6815524B2 (ja)
CN (1) CN110998777B (ja)
DE (1) DE112017007979T5 (ja)
WO (1) WO2019043807A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7086249B1 (ja) 2021-03-30 2022-06-17 三菱電機株式会社 電力変換装置及びそれを用いた回転電機
WO2023003936A1 (en) * 2021-07-20 2023-01-26 Littelfuse International Holding, Llc Active/passive fuse module
US11594391B2 (en) 2019-12-16 2023-02-28 Littelfuse International Holding, Llc. Active/passive fuse module
WO2024024067A1 (ja) * 2022-07-28 2024-02-01 日立Astemo株式会社 電力変換装置、電力変換装置の製造方法
JP7444084B2 (ja) 2021-01-14 2024-03-06 三菱電機株式会社 半導体装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019043806A1 (ja) * 2017-08-30 2019-03-07 三菱電機株式会社 電力変換装置
CN112420676A (zh) * 2020-11-14 2021-02-26 陕西航空电气有限责任公司 一种用于航空发电机的具有短路保护功能的旋转整流二极管

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0778933A (ja) * 1993-09-08 1995-03-20 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置の内部配線構造
JP2003068967A (ja) * 2001-08-29 2003-03-07 Denso Corp 半導体装置
JP2008235502A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Mitsubishi Electric Corp 樹脂封止型半導体装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2593471B2 (ja) * 1987-03-11 1997-03-26 株式会社東芝 半導体装置
JPH11111153A (ja) * 1997-10-03 1999-04-23 Daito Tsushinki Kk ヒューズおよびその製造方法
JP2005175439A (ja) 2003-11-20 2005-06-30 Toyota Motor Corp 半導体装置およびそれを備えた自動車
JP5230105B2 (ja) * 2007-01-10 2013-07-10 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US7973433B2 (en) * 2007-07-30 2011-07-05 Nelson David F Power electronics devices with integrated gate drive circuitry
TWI530528B (zh) * 2011-02-23 2016-04-21 Toyo Boseki Resin composition for electrical and electronic component packaging, manufacturing method of electrical and electronic parts, and electrical and electronic component package
JP5961055B2 (ja) * 2012-07-05 2016-08-02 日東電工株式会社 封止樹脂シート、電子部品パッケージの製造方法及び電子部品パッケージ
JP6203568B2 (ja) * 2013-08-09 2017-09-27 内橋エステック株式会社 保護素子
JP6222002B2 (ja) * 2014-08-22 2017-11-01 トヨタ自動車株式会社 電流遮断装置
CN205723413U (zh) * 2015-12-03 2016-11-23 厦门赛尔特电子有限公司 一种电路保护装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0778933A (ja) * 1993-09-08 1995-03-20 Fuji Electric Co Ltd 半導体装置の内部配線構造
JP2003068967A (ja) * 2001-08-29 2003-03-07 Denso Corp 半導体装置
JP2008235502A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Mitsubishi Electric Corp 樹脂封止型半導体装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11594391B2 (en) 2019-12-16 2023-02-28 Littelfuse International Holding, Llc. Active/passive fuse module
JP7444084B2 (ja) 2021-01-14 2024-03-06 三菱電機株式会社 半導体装置
JP7086249B1 (ja) 2021-03-30 2022-06-17 三菱電機株式会社 電力変換装置及びそれを用いた回転電機
JP2022153956A (ja) * 2021-03-30 2022-10-13 三菱電機株式会社 電力変換装置及びそれを用いた回転電機
WO2023003936A1 (en) * 2021-07-20 2023-01-26 Littelfuse International Holding, Llc Active/passive fuse module
WO2024024067A1 (ja) * 2022-07-28 2024-02-01 日立Astemo株式会社 電力変換装置、電力変換装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200211802A1 (en) 2020-07-02
CN110998777B (zh) 2022-09-20
US11373832B2 (en) 2022-06-28
DE112017007979T5 (de) 2020-06-10
CN110998777A (zh) 2020-04-10
JPWO2019043807A1 (ja) 2019-11-07
JP6815524B2 (ja) 2021-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6815524B2 (ja) 電力変換装置
JP6824422B2 (ja) 電力変換装置
JP6486526B1 (ja) 電力変換装置
JP2007123644A (ja) 電力半導体装置
US10163752B2 (en) Semiconductor device
JP6461264B1 (ja) 電力変換装置
JP5781185B1 (ja) 樹脂封止型半導体装置
JP6104098B2 (ja) 電力用半導体装置およびその製造方法
JP6479115B1 (ja) 電力変換装置
JP6395164B1 (ja) 電力変換装置
JP6797289B2 (ja) 電力変換装置
US20210126513A1 (en) Power conversion device and power conversion device-integrated rotary electric machine
JP4593518B2 (ja) ヒューズ付半導体装置
JP7337214B1 (ja) 電力変換装置
JP6660278B2 (ja) 樹脂封止型半導体装置
JP6521754B2 (ja) 半導体装置
JP7218564B2 (ja) 半導体装置
JP2019021683A (ja) 半導体パッケージ
JP2006179704A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17923436

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019538806

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17923436

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1