WO2021132174A1 - 電力変換装置 - Google Patents

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WO2021132174A1
WO2021132174A1 PCT/JP2020/047719 JP2020047719W WO2021132174A1 WO 2021132174 A1 WO2021132174 A1 WO 2021132174A1 JP 2020047719 W JP2020047719 W JP 2020047719W WO 2021132174 A1 WO2021132174 A1 WO 2021132174A1
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resin material
terminal
contact
terminals
printed circuit
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PCT/JP2020/047719
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French (fr)
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浩之 清永
健太 藤井
雄二 白形
矢原 寛之
熊谷 隆
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • This disclosure relates to a power conversion device.
  • the electronic components constituting the power conversion device include high heat generation components such as switching elements, rectifying elements, and magnetic components that generate heat as the power conversion device operates. It is necessary to control the temperature of the electronic component to be below the allowable maximum temperature by dissipating the heat generated by the high heat generating component. Therefore, for example, it is known that a circuit board and a circuit component that generate heat are arranged in a case, and the inside of the case is sealed with an insulating resin. The thermal conductivity of the insulating resin is higher than that of the atmosphere. Therefore, as compared with the case where the inside of the case is not sealed with resin and the high heat generating component is surrounded by the atmosphere, the heat dissipation of the power conversion device against the heat generated in the circuit board and the circuit component can be improved.
  • high heat generation components such as switching elements, rectifying elements, and magnetic components that generate heat as the power conversion device operates. It is necessary to control the temperature of the electronic component to be below the allowable maximum temperature by dissipating the heat generated by the high
  • Patent Document 1 discloses a power conversion device.
  • a metal circuit board and a control circuit board are laminated, and an insulating resin is sealed in a case.
  • the power conversion device includes a printed circuit board, a connector fixed to the printed circuit board, a cover having a connection terminal electrically connected to the connector, and an insulating resin.
  • the upper surface portion of the connector and the cover are in contact with each other as described above.
  • a contact spring is provided inside the connector.
  • a metal circuit pattern is insert-molded on the cover, and the metal circuit pattern and the signal terminal are mounted and fixed. The contact spring inside the connector and the signal terminal are electrically connected by a so-called contact energization method.
  • the purpose is to provide a power conversion device capable of suppressing a decrease in reliability of electrical connection due to infiltration of an insulating resin material in a contact energizing portion in which the surfaces of a plurality of terminals are contacted and energized. Is.
  • One power conversion device includes a contact surface between terminals, a first resin material, and a second resin material.
  • the terminal-to-terminal contact surface is a surface formed by contacting the surfaces of the plurality of terminals in a contact energizing portion in which the surfaces of the plurality of terminals are contacted and energized.
  • the first resin material seals the terminal-to-terminal contact surface so as to cover the terminal-to-terminal contact surface.
  • the second resin material is arranged outside the surface of the first resin material.
  • Another power conversion device includes a contact surface between terminals, a first resin material, and a second resin material.
  • the terminal-to-terminal contact surface is a surface formed by contacting the surfaces of the plurality of terminals in a contact energizing portion in which the surfaces of the plurality of terminals are contacted and energized.
  • the first resin material surrounds the terminal-to-terminal contact surface at intervals from the terminal-to-terminal contact surface.
  • the second resin material is arranged outside the surface of the first resin material.
  • a power conversion device capable of suppressing a decrease in reliability of electrical connection due to infiltration of an insulating resin material in a contact energizing portion in which the surfaces of a plurality of terminals are contacted and energized. it can.
  • FIG. It is schematic cross-sectional view which shows the 1st example of the structure of the power conversion apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic enlarged sectional view which shows the structure of the contact energization part which comprises the power conversion apparatus of Embodiment 1.
  • FIG. It is schematic cross-sectional view which shows the 2nd example of the structure of the power conversion apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the manufacturing method of the power conversion apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is schematic cross-sectional view which shows the 1st example of the structure of the power conversion apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a flowchart which shows the manufacturing method of the power conversion apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing an example of a contact energizing unit included in the configuration of the power conversion device according to the third embodiment. It is a circuit diagram which shows the example of the electric connection of the 1st printed circuit board and the 2nd printed circuit board included in the power conversion apparatus which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. FIG. 5 is a circuit diagram corresponding to the circuit diagram of FIG. 10 when the first resin material enters so as to cover the contact surface between terminals 10A in the third embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a first example of the configuration of the power conversion device according to the first embodiment.
  • the power conversion device 100 of the first example of the present embodiment has the following features.
  • the power conversion device 100 includes two terminals, a first terminal 11 and a second terminal 12.
  • the contact energizing portion 10 is formed by the surfaces of the first terminal 11 and the second terminal 12 coming into contact with each other and energizing.
  • the contact energizing unit 10 has a configuration having a terminal-to-terminal contact surface 10A as a surface formed by connecting the surfaces of the first terminal 11 and the second terminal 12 so as to be in contact with each other.
  • a first resin material 13 for sealing the terminal-to-terminal contact surface 10A so as to cover the terminal-to-terminal contact surface 10A is provided.
  • a second resin material 15 is provided outside the surface of the first resin material 13.
  • the power conversion device 100 includes a first printed circuit board 21 and a second printed circuit board 22.
  • the first printed circuit board 21 has a main surface 21a and a main surface 21b facing the opposite side.
  • the main surface 21a is arranged on the upper side and the main surface 21b is arranged on the lower side.
  • the main surface 21a and the main surface 21b have, for example, a rectangular planar shape.
  • the first printed circuit board 21 is arranged so that the main surfaces 21a and 21b are arranged along, for example, the XY plane. Therefore, the first printed circuit board 21 is arranged so that the thickness is along the Z direction.
  • the second printed circuit board 22 has a main surface 22a and a main surface 22b facing the opposite side. In FIG.
  • the main surface 22a is arranged on the right side and the main surface 22b is arranged on the left side.
  • the main surface 22a and the main surface 22b have, for example, a rectangular planar shape.
  • the second printed circuit board 22 is arranged so that the main surfaces 22a and 22b are arranged along, for example, the YZ plane. Therefore, the second printed circuit board 22 is arranged so that the thickness is along the X direction. Therefore, the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 intersect so that the main surfaces are substantially orthogonal to each other.
  • the term “almost orthogonal” is not limited to the case where the intersection is completely perpendicular, but also includes the case where the intersection is at a slightly different angle with respect to the perfect vertical.
  • the first terminal 11 is connected to the first printed circuit board 21.
  • a second terminal 12 is connected to the second printed circuit board 22.
  • the first terminal 11 is fixed to, for example, the upper main surface 21a of the first printed circuit board 21.
  • the second terminal 12 is fixed to, for example, the right main surface 22a of the second printed circuit board 22. However, it is not limited to this.
  • the first terminal 11 may be fixed to the main surface 21b.
  • the second terminal 12 may be fixed to the main surface 22b.
  • FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view showing the configuration of the contact energizing unit constituting the power conversion device of the first embodiment.
  • the contact energizing unit 10 shown in FIG. 1 is composed of two terminals, a first terminal 11 and a second terminal 12.
  • the contact energizing unit 10 may be configured by any number of three or more terminals.
  • the contact energizing portion 10 is formed with a terminal-to-terminal contact surface 10A as a portion connected so that the first terminal 11 and the second terminal 12 are in contact with each other.
  • the first terminal 11 includes a first contact portion and a first storage portion having a shape that surrounds and stores the first contact portion.
  • the second terminal 12 includes a second contact portion and a second accommodating portion having a shape for surrounding and accommodating the second contact portion.
  • the portion where the first contact portion and the second contact portion are in contact is the terminal-to-terminal contact surface 10A.
  • the first terminal 11 is, for example, a so-called terminal receiver. That is, the terminal receiver as the first terminal 11 is a member that can be electrically connected to the terminal as the second terminal 12 by a so-called contact energization method.
  • the first terminal 11 has a contact 11A as a first contact portion and a first housing 11B as a first storage portion.
  • the first housing 11B is housed so as to surround the contact 11A.
  • the first housing 11B is composed of, for example, a bottom surface and a side surface extending from the edge of the bottom surface.
  • the planar shape of the bottom surface is preferably rectangular, for example.
  • the present invention is not limited to this, and the planar shape of the bottom surface may be, for example, a circular shape.
  • the side surface has a rectangular flat plate shape of four when the bottom surface is rectangular.
  • the side surface has a curved surface shape as the side surface of one cylinder.
  • the bottom surface of the first housing 11B is fixed on the main surface 21a of the first printed circuit board 21.
  • the first housing 11B is formed in a container shape by the bottom surface and the side surface.
  • the contact 11A is arranged in the container-shaped first housing 11B, that is, inside the space surrounded by the bottom surface and the side surface.
  • the contact 11A may have a tubular shape having a cavity in the center as shown in FIG. 2, for example.
  • the contacts 11A may be, for example, a plate-shaped member in which a plurality of contacts 11A are arranged at intervals in at least one of the X direction and the Y direction and extend along the Z direction. That is, the contact 11A is preferably configured so as to form a space inside the contact 11A.
  • the second terminal 12 has a pin 12A as a second contact portion and a second housing 12B as a second storage portion.
  • the second housing 12B is housed so as to surround the pin 12A.
  • the second housing 12B is composed of, for example, a bottom surface and a side surface extending from the edge of the bottom surface.
  • the planar shape of the bottom surface is preferably rectangular, for example.
  • the present invention is not limited to this, and the planar shape of the bottom surface may be, for example, a circular shape.
  • the side surface has a rectangular flat plate shape of four when the bottom surface is rectangular.
  • the side surface has a curved surface shape as the side surface of one cylinder.
  • the bottom surface of the second housing 12B is slightly larger than the bottom surface of the first housing 11B.
  • the outer wall of the side surface of the first housing 11B facing outward comes into contact with the inner wall of the side surface of the second housing 12B facing inward, so that the first housing 11B becomes the second housing.
  • the configuration is fitted to 12B. That is, from the upper side of the first housing 11B, the second housing 12B is covered like a lid so that the two are joined so as to fit each other. Therefore, it is preferable that the outer wall of the first housing 11B and the inner wall of the second housing 12B have substantially the same size in a plan view.
  • the inner wall of the second housing 12B is the outer wall of the first housing 11B. It may be slightly larger. In that case, the inner wall of the second housing 12B does not have to come into contact with the outer wall of the first housing 11B. In this case, the first housing 11B is fitted to the second housing 12B so that the uppermost portion of the side surface of the first housing 11B and the inner wall of the bottom surface of the second housing 12B are in contact with each other. Is preferable.
  • Pin 12A is a rod-shaped member extending in one direction.
  • the pin 12A is fixed on the main surface 22a of the second printed circuit board 22, for example.
  • the pin 12A is fixed so as to extend in a direction substantially perpendicular to, for example, the main surface 22a.
  • the term “nearly vertical” is not limited to the case of being completely vertical, but also includes the case of intersecting at a slightly different angle with respect to the perfect vertical. That is, in the region close to the main surface 22a, the pin 12A extends, for example, along the X direction.
  • the pin 12A may be in a state of being inclined in the extending direction with respect to the main surface 22a. As shown in FIG.
  • the pin 12A may be bent at an angle at one or more locations and extend downward in the Z direction from the angle.
  • the certain angle here is about 90 ° in FIG. 2, but is not limited to this, and may be, for example, about 80 ° or less, about 60 ° or less, or 45 ° or less.
  • Obtuse angle may be used.
  • the pin 12A may have no bent portion and may extend in the right direction in the X direction as a whole, or may extend downward in the Z direction.
  • a portion of the pin 12A extending downward in the Z direction away from the main surface 22a is inserted into, for example, a tubular inner cavity of the contact 11A or an interval portion sandwiched between plate-shaped members of the plurality of contacts 11A.
  • the inward facing surface portion of the contact 11A and the outward facing surface portion of the pin 12A come into contact with each other.
  • the portion where the surface of the contact 11A and the surface of the pin 12A are in contact is formed as the inter-terminal contact surface 10A, and the surface of the first terminal 11 and the second terminal on the inter-terminal contact surface 10A. It comes into contact with the surface of 12 and becomes an energizing path.
  • the first terminal 11 which is a plurality of terminals, has a contact 11A as a contact portion in which the surfaces of the contact surface 10A between terminals are in contact with each other, and a storage portion that surrounds and stores at least one contact portion.
  • the second terminal 12 which is a plurality of terminals, has a pin 12A as a contact portion where the surfaces of the contact surface 10A between terminals are in contact with each other, and a second terminal 12 as a storage portion that surrounds and stores at least one contact portion. It includes a housing 12B.
  • the first resin material 13 is arranged in a region adjacent to the outside of the terminal-to-terminal contact surface 10A.
  • the first resin material 13 is arranged so as to cover the surfaces of the contact 11A and the pin 12A in the region adjacent to the outside of the terminal-to-terminal contact surface 10A. In this way, the first resin material 13 covers the terminal-to-terminal contact surface 10A.
  • covering the terminal-to-terminal contact surface 10A is not limited to the case of covering the terminal-to-terminal contact surface 10A itself, but is in contact with the surface of the peripheral portion adjacent to the terminal-to-terminal contact surface 10A and closest to the terminal-to-terminal contact surface 10A. The case shall be included.
  • the first resin material 13 is in a mode of covering and sealing the contact surface 10A between terminals from the outside so as not to be exposed. Therefore, it is preferable that the first resin material 13 is sealed so as to cover the entire contact surface between terminals 10A, in other words, to wrap it.
  • the second resin material 15 is arranged outside the surface of the first resin material 13.
  • the second resin material 15 is a contact energizing portion 10 composed of a first terminal 11 and a second terminal 12, a first resin material 13, a first printed circuit board 21, and a second printed circuit board 22 in the Z direction in particular.
  • the lower region, electronic components 30, 31 are arranged outside of them so as to seal them.
  • the electronic component 30 and the electronic component 31 are mounted on the first printed circuit board 21.
  • the electronic component 30 and the electronic component 31 are mounted on the main surface 21a.
  • the present invention is not limited to this, and at least one of the electronic component 30 and the electronic component 31 may be mounted on the main surface 21b.
  • An electronic component 32 is mounted on the second printed circuit board 22.
  • the electronic component 32 is mounted on the main surface 22b.
  • the present invention is not limited to this, and the electronic component 32 may be mounted on the main surface 22a.
  • the electronic component 30 generates heat at a higher temperature than the electronic components 31 and 32.
  • the electronic component 30 that generates heat at a higher temperature is joined by a joining member (not shown) on a circuit pattern (not shown) formed on the main surface 21a.
  • the electronic component 30 and the circuit pattern are electrically connected.
  • the first terminal 11 is joined by a joining member (not shown) on a circuit pattern (not shown) formed on the main surface 21a.
  • the first terminal 11 and the circuit pattern are electrically connected.
  • the second terminal 12 is joined by a joining member (not shown) on a circuit pattern (not shown) formed on the main surface 22a.
  • the pin 12A of the second terminal 12 and the circuit pattern on the main surface 22a are electrically connected.
  • the number of second terminals 12 mounted on the main surface 22a can be any one or more.
  • the number of electronic components 30 and first terminals 11 mounted on the main surface 21a and the number of second terminals 12 mounted on the main surface 22a can be any one or more.
  • the first printed circuit board 21, the contact energizing portion 10, the first resin material 13, and the second resin material 15 are all housed in the cooling body 40 that houses each of the above members.
  • the second printed circuit board 22 only the region on the lower side in the Z direction, that is, a part of the region is housed in the cooling body 40.
  • the entire second printed circuit board 22 may be housed in the cooling body 40.
  • the bottom surface of the lowermost portion of the cooling body 40 in the Z direction is, for example, rectangular.
  • the shape of the bottom surface of the cooling body 40 is not limited to this, and may be a circular shape, for example.
  • the side surface of the cooling body 40 extends upward in the Z direction from the bottom surface. This side surface has a rectangular flat plate shape when the bottom surface is rectangular. When the bottom surface is circular, the side surface has a curved surface shape as the side surface of one cylinder.
  • the cooling body 40 Since the cooling body 40 stores each member, it also functions as a case.
  • the cooling body 40 is filled with the second resin material 15. That is, in the cooling body 40, each member is sealed by the second resin material 15.
  • the first printed circuit board 21, the electronic component 30 that generates heat at a high temperature mounted on the main surface 21a, and the first resin material 13 of the contact energizing portion 10 have almost the entire surface of the second. It is sealed so as to be covered with the resin material 15.
  • the inner wall surface of the cooling body 40 is in contact with the second resin material 15.
  • the cooling body 40 and the second resin material 15 are thermally bonded.
  • at least one of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 is in contact with the second resin material 15.
  • at least one of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 is thermally bonded to the second resin material 15.
  • the electronic component 31 is sealed so as to be covered with the second resin material 15.
  • An insulating member 50 is arranged between the first printed circuit board 21 and the inner wall of the bottom portion of the cooling body 40 at the lowermost portion in the Z direction.
  • the insulating member 50 is a flat plate member having substantially the same planar shape as that of the first printed circuit board 21, for example, a rectangular plane shape.
  • the lower main surface 50a of FIG. 1 of the insulating member 50 is in contact with the main surface 40a of the lower bottom surface of the inner wall of the cooling body 40 in the Z direction.
  • the upper main surface of the insulating member 50 in FIG. 1 is in contact with the main surface 21b.
  • the contact 11A of the first terminal 11 and the pin 12A of the second terminal 12 are made of a conductive material. Therefore, the contact 11A and the pin 12A have a volume resistivity of 1.0 ⁇ 10 -6 ⁇ ⁇ m or less, more preferably 1.0 ⁇ 10 -7 ⁇ ⁇ m or less. Further, the contact 11A may have elasticity by providing a spring mechanism. In this way, when the pin 12A is inserted into the cavity inside the contact 11A, the contact 11A is pressed against the pin 12A. By being pressed in this way, the pin 12A is sandwiched by the contact 11A due to the elasticity of the contact 11A.
  • the surfaces of the contact 11A and the pin 12A come into contact with each other, and the terminal-to-terminal contact surface 10A is formed. In this way, the contact 11A and the pin 12A are electrically connected by the contact energization method.
  • the first housing 11B of the first terminal 11 and the second housing 12B of the second terminal 12 may have any shape, but have a container-like shape that can be fitted to each other as described above. Is preferable. For example, even if the contact 11A is pressed against the pin 12A and the pin 12A is sandwiched between the contact 11A by the elasticity of the contact 11A, the second housing 12B is fitted to the first housing 11B at that time. Good.
  • the first housing 11B and the second housing 12B are preferably made of, for example, an insulating resin material cured.
  • the first resin material 13 is made of a conductive resin. That is, the first resin material 13 is a paste-like resin containing a conductive filler.
  • the conductive filler of the first resin material 13 has conductivity. Therefore, the conductive filler is formed of any one selected from the group consisting of silver, nickel, gold and copper. Alternatively, the conductive filler may be two or more alloys selected from the group consisting of silver, nickel, gold and copper. Alternatively, the conductive filler may be carbon.
  • the paste-like resin contained in the first resin material 13 is made of, for example, an epoxy resin. Further, the paste-like resin may be a one-component resin in which a curing agent is mixed in advance. Alternatively, the paste-like resin may be a two-component resin obtained by mixing the resin and the curing agent immediately before its use.
  • the conductive resin as the first resin material 13 has a volume resistivity of 1.0 ⁇ 10 -3 ⁇ ⁇ m or less, more preferably 1.0 ⁇ 10 -4 ⁇ ⁇ m or less, and further. More preferably, it is 1.0 ⁇ 10 -5 ⁇ ⁇ m or less.
  • the conductive resin of the first resin material 13 has thermosetting property.
  • the thermosetting resin material has a hardness value of 10 or more measured by a JIS K 6253 compliant Type A durometer when left for 120 minutes in an atmosphere of 25 ° C., which is the first curing condition. Means a resin material.
  • the thermosetting resin material has a hardness value of 10 or more measured by a JIS K 6253 compliant Type A durometer when left for 20 minutes in an atmosphere of 50 ° C., which is the second curing condition, for example. It means a resin material.
  • thermosetting resin material has a hardness value of 10 or more measured by a JIS K 6253 compliant Type A durometer when left for 10 minutes in an atmosphere of 80 ° C., which is the third curing condition, for example. It means a resin material. Which of the above first, second or third curing conditions is used differs depending on the resin material. Depending on the type of resin material, curing conditions other than the above-mentioned first, second or third curing conditions may be used.
  • the second resin material 15 is an insulating resin. That is, the second resin material 15 has an electrically insulating property.
  • An insulating resin as the second resin material 15, the volume resistivity is 1.0 ⁇ 10 9 ⁇ ⁇ m or more.
  • the insulating resin may be made of a material having a thermal conductivity of 0.1 W / (m ⁇ K) or more, more preferably 1.0 W / (m ⁇ K) or more.
  • the second resin material 15 may have a Young's modulus of 1 MPa or more.
  • the second resin material 15 may be formed of a resin material such as polyphenylene sulfide (PPS) or polyetheretherketone (PEEK) containing a thermally conductive filler.
  • the second resin material 15 may be made of a rubber material such as silicon or urethane.
  • the viscosity of the second resin material 15 is relatively low.
  • the viscosity of the second resin material 15 supplied is 1 Pa ⁇ s or less, more preferably 100 mPa ⁇ s or less, and even more preferably 10 mPa ⁇ s. It is preferably s or less.
  • the plate-shaped main body portion of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 is preferably made of the following resin materials. That is, the main body portion may be formed of any resin material consisting of a glass fiber reinforced epoxy resin, a phenol resin, polyphenylene sulfide (PPS), and polyetheretherketone (PEEK).
  • the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 may be made of a material generally having a low thermal conductivity. That is, the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 may be general-purpose printed circuit boards.
  • the main body portion of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 may be made of any ceramic material selected from the group consisting of aluminum oxide, aluminum nitride and silicon carbide.
  • the circuit pattern (not shown) formed on the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 has a thickness of 1 ⁇ m or more and 2000 ⁇ m or less.
  • the circuit pattern is formed of any conductive material.
  • the circuit pattern is formed by any one selected from the group consisting of, for example, copper, nickel, gold, aluminum, silver and tin.
  • the circuit pattern may be two or more alloys selected from the group consisting of copper, nickel, gold, aluminum, silver and tin described above.
  • the circuit pattern is not limited to the main surfaces 21a, 21b, 22a, 22b, and may be formed inside the plate-shaped main body portion of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22.
  • a joining member (not shown) for joining the electronic component 30 or the like on the circuit pattern has conductivity.
  • the joining member is made of solder or a conductive adhesive.
  • the electronic component 30 that generates heat at a relatively high temperature is a power semiconductor element.
  • the electronic component 30 is preferably any one selected from the group consisting of a transistor, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), a diode and a thyristor.
  • the electronic component 30 may be an IC (Integrated Circuit) or a magnetic component that generates heat as the power conversion device 100 operates.
  • the electronic components 31 and 32 which generate less heat than the electronic component 30, are selected from surface mount type chip resistors, chip capacitors, and ICs.
  • the electronic components 31 and 32 may be power semiconductor elements.
  • the electronic components 31 and 32 are characterized in that the amount of heat generated is smaller than that of the electronic component 30.
  • the cooling body 40 has a thermal conductivity of 1.0 W / (m ⁇ K) or more, more preferably 10.0 W / (m ⁇ K) or more, and even more preferably 100.0 W / (m ⁇ K) or more. doing.
  • the cooling body 40 is formed of any one selected from the group consisting of copper, iron, aluminum, iron alloys and aluminum alloys.
  • the cooling body 40 may be formed of a resin material having high thermal conductivity or the like.
  • the cooling body 40 may be electrically connected to other members so that the potential of the cooling body 40 becomes the same potential as the ground.
  • the main surface 40a on the inner wall side at the bottom of the cooling body 40 at the bottom in the Z direction faces the main surface 21b on the lower side of the first printed circuit board 21.
  • the insulating member 50 has electrical insulating properties.
  • the insulating member 50 may have elasticity.
  • the insulating member 50 may have a Young's modulus of 1 MPa or more and 100 MPa or less.
  • the insulating member 50 may have a thermal conductivity of 0.1 W / (m ⁇ K) or more, more preferably 1.0 W / (m ⁇ K) or more.
  • the insulating member 50 may be made of a rubber material such as silicon or urethane.
  • the insulating member 50 may be formed of any resin material selected from the group consisting of acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PPS) and phenol.
  • the insulating member 50 may be made of a polymer material such as polyimide.
  • the insulating member 50 may be made of a ceramic material such as alumina or aluminum nitride.
  • the insulating member 50 may be made of a phase change material containing silicon as a main raw material.
  • the insulating member 50 may be made of a material in which particles of aluminum oxide, aluminum nitride, or boron nitride are mixed with a silicon resin.
  • the insulating member 50 is arranged between the first printed circuit board 21 and the cooling body 40. The insulating member 50 is arranged so that the lower main surface 50a is pressed against the main surface 40a of the cooling body 40 by the main surface 21b of the first printed circuit board 21.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a second example of the configuration of the power conversion device according to the first embodiment.
  • the power conversion device 100 of the second example of the present embodiment has roughly the same configuration as the power conversion device 100 of the first example of FIG. Therefore, in FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description will not be repeated as long as the functions, materials, and the like are the same.
  • the first printed circuit board 21 is fixed to the cooling body 40 by the fixing member 60.
  • the fixing member 60 is, for example, a generally known screw.
  • the screw is made of, for example, metal or resin.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a method of manufacturing the power conversion device according to the first embodiment.
  • the power conversion device 100 according to the present embodiment has a preparation step (S100), an assembly step (S200), a connection step (S300), and a sealing step (S400). ing.
  • the flat plate-shaped first printed circuit board 21, the flat plate-shaped second printed circuit board 22, the cooling body 40 that also functions as a case, and the flat plate-shaped insulating member 50 are formed. Be prepared. An electronic component 30 that generates heat at a high temperature and a first terminal 11 as a terminal receiver are fixed to the first printed circuit board 21. A second terminal 12 as a terminal is fixed to the second printed circuit board 22. The electronic component 31 may be fixed to the first printed circuit board 21, and the electronic component 32 may be fixed to the second printed circuit board 22.
  • the first printed circuit board 21 is placed on the main surface 40a as the inner wall of the bottom portion of the cooling body 40 at the lowermost portion in the Z direction via the insulating member 50.
  • the main surface 40a and the main surface 50a are placed so as to be in contact with each other.
  • the main surface 21b is placed so as to be in contact with the upper surface of the insulating member 50.
  • the bottom portion of the cooling body 40, the insulating member 50, and the first printed circuit board 21 are fixed by, for example, a fixing member 60 (see FIG. 3).
  • at least a part of the second printed circuit board 22, that is, the lower region in the Z direction is arranged on the first printed circuit board 21 so as to fit in the cooling body 40.
  • the main surfaces 22a and 22b of the second printed circuit board 22 are arranged so as to be substantially perpendicular to the main surfaces 21a and 21b of the first printed circuit board 21.
  • connection step (S300) as shown in FIGS. 1 to 3, the first terminal 11 fixed to the first printed circuit board 21 and the second terminal 12 fixed to the second printed circuit board 22 Is connected to form a contact energizing portion 10.
  • a portion of the pin 12A that extends downward in the Z direction away from the main surface 22a is inserted into, for example, a tubular inner cavity of the contact 11A or a spaced portion sandwiched between plate-shaped members of the plurality of contacts 11A.
  • the inward facing surface portion of the contact 11A and the outward facing surface portion of the pin 12A come into contact with each other.
  • the portion where the surface of the contact 11A and the surface of the pin 12A are in contact is formed as the inter-terminal contact surface 10A, and the surface of the first terminal 11 and the second terminal on the inter-terminal contact surface 10A. Twelve surfaces are contacted and energized. As a result, at least a part of the second printed circuit board 22 is arranged inside the container-shaped portion of the cooling body 40.
  • the first resin material 13 is arranged so as to cover the surfaces of the contact 11A and the pin 12A in the region adjacent to the outside of the formed contact surface between terminals 10A. That is, inside the cooling body 40, the cooling body 40 is impregnated with the inter-terminal contact surface 10A formed as a contact portion between the contact 11A of the first terminal 11 and the pin 12A of the second terminal 12.
  • the resin material 13 of 1 is supplied.
  • the first resin material 13 is sealed so that the terminal-to-terminal contact surface 10A is not exposed to the outside. It is preferable that the first resin material 13 is supplied so that the entire contact surface 10A between terminals is sealed. After that, the first resin material 13 is cured under the curing conditions according to the characteristics of the first resin material 13.
  • the curing conditions according to the characteristics of the first resin material 13 are preferably, for example, any of the above-mentioned first curing conditions, second curing conditions, or third curing conditions. Depending on the type of resin material, curing conditions other than the above-mentioned first, second or third curing conditions may be used.
  • the second resin material 15 is supplied and filled in the area in the cooling body 40 that can accommodate each member. After that, the second resin material 15 is cured under the curing conditions according to the characteristics of the second resin material 15. As a result, a cured portion of the second resin material 15 is formed in the cooling body 40.
  • the curing conditions according to the characteristics of the second resin material 15 are preferably, for example, any of the above-mentioned first curing conditions, second curing conditions, or third curing conditions. Depending on the type of resin material, curing conditions other than the above-mentioned first, second or third curing conditions may be used. As described above, the power conversion device 100 of the present embodiment is formed.
  • the contact spring inside the connector and the signal terminal in the cover covering the contact spring are electrically connected by a contact energization method.
  • the contact energizing portion is arranged in a substantially closed space. Therefore, a gap is likely to occur at the contact portion between the contact spring inside the connector and the signal terminal.
  • the connector arranged on the printed circuit board is arranged on the printed circuit board by a dedicated mounting device or manual insertion. Therefore, it is difficult to arrange the connector so that the upper surface portion of the connector comes into contact with the cover facing the connector without a gap.
  • the insulating resin is formed on the contact surface between the terminals of the contact energizing portion arranged in the substantially sealed space from the above gap. May infiltrate. As a result, there is a problem that the reliability of the electrical connection is lowered.
  • the power conversion device 100 has the following configuration.
  • the power conversion device 100 includes a terminal-to-terminal contact surface 10A, a first resin material 13, and a second resin material 15.
  • the terminal-to-terminal contact surface 10A is a surface formed by contacting the surfaces of the plurality of terminals in the contact energization portion 10 (contact energization type electrical connection portion) in which the surfaces of the plurality of terminals are contacted and energized. Is.
  • the first resin material 13 seals the terminal-to-terminal contact surface 10A so as to cover the terminal-to-terminal contact surface 10A.
  • the second resin material 15 is arranged outside the surface of the first resin material 13.
  • the contact energization unit 10 which is an electric connection unit of the contact energization type is used. Therefore, a special processing jig required when a plurality of printed circuit boards are connected by soldering or welding a metal conductor becomes unnecessary. Therefore, it is possible to suppress the increase in size of the apparatus by providing a space in which such a processing jig can be arranged. In addition, the complexity of the manufacturing process can be suppressed by using a dedicated processing jig.
  • the first resin material 13 seals the terminal-to-terminal contact surface 10A so as to cover the terminal-to-terminal contact surface 10A. Therefore, for example, when the second resin material 15 is supplied into the cooling body 40 as a case and the terminal-to-terminal contact surface 10A is sealed, the terminal-to-terminal contact surface 10A in the contact energizing portion 10 is made of an insulating resin. It is possible to suppress the problem that the resin material 15 of 2 infiltrates. This is because the first resin material 13 blocks the second resin material 15 from entering the terminal-to-terminal contact surface 10A side of the first resin material 13. Therefore, it is possible to ensure the contact between the surfaces of the plurality of terminals in the contact energizing unit 10 and the energized state, and to ensure the high reliability of the electrical connection between the plurality of terminals.
  • the first resin material 13 is sealed so as to cover the entire contact surface between terminals 10A.
  • the second resin material 15 which is an insulating resin, penetrates into the terminal-to-terminal contact surface 10A. Therefore, it is possible to ensure the contact between the surfaces of the plurality of terminals in the contact energizing unit 10 and the energized state, and to ensure the high reliability of the electrical connection between the plurality of terminals.
  • the first resin material 13 is a conductive resin and the second resin material 15 is an insulating resin. Since the first resin material 13 is a conductive resin, by sealing the terminal-to-terminal contact surface 10A, even if the first resin material 13 adheres to the terminal-to-terminal contact surface 10A, the terminal-to-terminal contact surface The decrease in reliability of the electrical connection between the plurality of terminals at 10A is suppressed. On the other hand, since the second resin material 15 is an insulating resin, it is possible to suppress an electrical short circuit between each member in the case, for example, which constitutes the power conversion device 100.
  • the first resin material 13 has thermosetting property.
  • the curing condition of the second resin material 15 is to keep the high temperature state for a certain period of time, in order to cure the second resin material 15 in the above sealing step (S400), the first resin material 15 is cured.
  • the temperature of the resin material 13 and the temperature of the second resin material 15 rise to substantially the same.
  • the first resin material 13 has already been cured in the connection step (S300) performed prior to the sealing step (S400). Therefore, in the sealing step (S400), the first resin material having thermosetting property is not deformed. Therefore, the second resin material 15 does not penetrate into the terminal-to-terminal contact surface 10A sealed with the first resin material 13 from the outside. Therefore, high reliability of the electrical connection of the contact energizing unit 10 of the power conversion device 100 can be ensured.
  • the power conversion device further includes a first printed circuit board 21 and a second printed circuit board 22.
  • the first printed circuit board 21 is connected to the first terminal 11, which is at least one of the plurality of terminals.
  • the second printed circuit board 22 is connected to a second terminal 12, which is at least one of the plurality of terminals other than the above one.
  • the contact energizing portion 10 is formed by a first terminal 11 which is a terminal connected to the first printed circuit board 21 and a second terminal 12 which is a terminal connected to the second printed circuit board 22.
  • the contact energizing portion 10 is formed with the terminal-to-terminal contact surface 10A as a portion connected so that the first terminal 11 and the second terminal 12 are in contact with each other. Such a configuration may be used.
  • the printed circuit board is divided into two, a first printed circuit board 21 and a second printed circuit board 22. These two printed circuit boards are electrically connected by a first terminal 11 and a second terminal 12 by a contact energization method. For this reason, a space for arranging a dedicated processing jig in an area adjacent to the area where the soldering or welding is performed, which is required when electrically connecting a plurality of printed circuit boards by soldering or welding, is provided. Can be unnecessary. Therefore, the power conversion device 100 can be miniaturized.
  • the cooling body 40 accommodating at least a part of the second printed circuit board 22, the first printed circuit board 21, the contact energizing portion 10, the first resin material 13, and the second resin material 15. Further prepare.
  • the cooling body 40 and the second resin material 15 are in contact with each other.
  • At least one of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 is in contact with the second resin material 15.
  • the contact between the cooling body 40 and the second resin material 15 and the contact between at least one of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 and the second resin material 15 are, for example, thermal. It means a good bond, that is, a so-called thermal bond. Such a configuration is preferable.
  • the second resin material 15 has a higher thermal conductivity than the atmosphere. Therefore, as compared with the case where the inside of the cooling body 40 is not sealed with the second resin material 15, for example, the heat generated by the electronic component 30 that generates heat at a high temperature in the apparatus and the circuit pattern of the first printed circuit board 21 is generated. Can be dissipated to the cooling body 40 via the second resin material 15. As a result, the heat dissipation of the electronic component 30 that generates heat at a high temperature and the heat generated by the circuit pattern of the first printed circuit board 21 can be improved. As a result, the power conversion device 100 can be miniaturized by the amount that it is not necessary to provide the power conversion device 100 with a heat sink for heat dissipation.
  • the cured second resin material 15 mechanically fixes the first printed circuit board 21, at least one of the second printed circuit boards 22, and the contact energizing portion 10 to the cooling body 40.
  • the electronic components 30, 31, and 32 are mounted on at least one of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22. At least a part of the electronic components 30, 31, and 32 is sealed in the second resin material 15. Such a configuration may be used.
  • the effects of such a configuration are basically the effects of contact between at least one of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 and the second resin material 15.
  • the second resin material 15 has a higher thermal conductivity than the atmosphere. Therefore, as compared with the case where the inside of the cooling body 40 is not sealed with the second resin material 15, for example, the electronic components 30 and the electronic components 31 and 32 that generate heat at a high temperature in the apparatus, and the circuit of the first printed circuit board 21 The heat generated by the pattern can be dissipated to the cooling body 40 via the second resin material 15.
  • the viscosity of the second resin material 15 is as low as 1 Pa ⁇ s or less, for example. If the viscosity of the second resin material 15 is lowered, the second resin material 15 can easily penetrate into the narrow space. Therefore, as compared with the case where the second resin material 15 has a high viscosity, the voids generated in the cooling body 40 sealed with the second resin material 15 in the sealing step (S400) can be reduced. As a result, it is not necessary to design the power conversion device 100 in consideration of the partial discharge generated due to the void and the decrease in heat dissipation due to the void.
  • the manufacturing method of the power conversion device 100 of the present embodiment is as follows.
  • the contact 11A of the first terminal 11 fixed to the first printed circuit board 21 and the pin 12A of the second terminal 12 fixed to the second printed circuit board 22 are formed. It is electrically connected by the contact energization method.
  • the first housing 11B of the first terminal 11 is covered like a lid from above the second housing 12B of the second terminal 12.
  • the first housing 11B is fitted so as to come into contact with the second housing 12B.
  • the outer side surface of the second housing 12B and the inner side surface of the first housing 11B are fitted so as to be in contact with each other. Such a configuration may be used.
  • the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 are electrically connected by a contact energization method. Therefore, for example, it is necessary when the two companies are electrically connected by soldering or welding while the main surfaces of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 are arranged substantially perpendicular to each other. No special processing jig is required. Therefore, the power conversion device 100 can be manufactured relatively easily.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a first example of the configuration of the power conversion device according to the second embodiment.
  • the power conversion device 101 of the present embodiment has roughly the same configuration as the power conversion device 100 of the first example of the first embodiment shown in FIG. Therefore, in FIG. 5, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description will not be repeated as long as the functions, materials, and the like are the same.
  • the first resin material 13 is not arranged. Instead, in the power conversion device 101 of FIG.
  • the first resin material 14 is arranged so as to surround the terminal-to-terminal contact surface 10A at intervals from the terminal-to-terminal contact surface 10A.
  • the present embodiment is different from the power conversion device 100 of the first embodiment, which includes the first resin material 13 that covers the terminal-to-terminal contact surface 10A, that is, seals the terminal-to-terminal contact surface 10A so as to wrap it.
  • the composition is different.
  • the first resin material 14 is arranged so as to surround the terminal-to-terminal contact surface 10A at intervals on the entire outside of the terminal-to-terminal contact surface 10A. Therefore, unlike the first resin material 13, the first resin material 14 preferably does not come into contact with the terminal-to-terminal contact surface 10A at all. Further, unlike the first resin material 13, the first resin material 14 is preferably arranged so as not to cover the surfaces of the contact 11A and the pin 12A in the region adjacent to the outside of the terminal-to-terminal contact surface 10A at all. That is, the first resin material 14 is arranged outside the first housing 11B and the second housing 12B fitted from above the first housing 11B.
  • the first resin material 14 may be arranged so as to cover the outer wall surface of the first housing 11B and the second housing 12B. Even with such an arrangement, it sandwiches at least the main body portions of the first housing 11B and the second housing 12B. Therefore, the first resin material 14 in FIG. 5 is not in contact with the contact 11A, the pin 12A, and the contact surface between terminals 10A.
  • the first resin material 14 and the second resin material 15 are both insulating resins.
  • the first resin material 14 has a higher viscosity than the second resin material 15. Specifically, the viscosity of the first resin material 14 exceeds 1 Pa ⁇ s. However, the viscosity of the first resin material 14 is more preferably 10 Pa ⁇ s or more, and even more preferably 100 Pa ⁇ s or more.
  • the viscosity of the second resin material 15 is 1 Pa ⁇ s or less.
  • the first resin material 14 may be formed of a resin material such as polyphenylene sulfide (PPS) or polyetheretherketone (PEEK) containing a heat conductive filler.
  • the first resin material 14 may be formed of a rubber material such as silicon or urethane.
  • the first resin material 14, which has a higher viscosity than the second resin material 15, has thermosetting property.
  • the first resin material 14 is housed in the cooling body 40 as in the first resin material 13 of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a method of manufacturing the power conversion device according to the second embodiment.
  • the power conversion device 101 according to the present embodiment has a preparation step (S101), an assembly step (S201), a connection step (S301), and a sealing step (S401).
  • the preparatory step (S101) corresponds to the preparatory step (S100) of FIG.
  • the assembly step (S201) corresponds to the assembly step (S200) of FIG.
  • the connection step (S301) corresponds to the connection step (S300) of FIG.
  • the sealing step (S401) corresponds to the sealing step (S400) of FIG. Since each step is roughly the same as the corresponding step of the first embodiment, the description will not be repeated for the portion where the same process as that of the first embodiment is performed in each of the following steps.
  • the preparation step (S101) is basically the same as the preparation step (S100) of the first embodiment.
  • the assembly step (S201) is basically the same as the assembly step (S200) of the first embodiment.
  • connection step (S301) is roughly the same as the connection step (S300) of the first embodiment. That is, on the terminal-to-terminal contact surface 10A, the surface of the contact 11A of the first terminal 11 fixed to the first printed circuit board 21 and the pin 12A of the second terminal 12 fixed to the second printed circuit board 22. The surface is in contact and energized. As a result, at least a part of the second printed circuit board 22 is arranged inside the container-shaped portion of the cooling body 40.
  • the first resin material 14 is supplied so as to surround the terminal-to-terminal contact surface 10A from the outside at intervals from the formed terminal-to-terminal contact surface 10A.
  • the first resin material 14 is supplied to the inside of the container-like portion of the cooling body 40 so as to cover the outer surfaces of the first housing 11B and the second housing 12B fitted so as to be in contact with each other. .. Therefore, the first resin material 14 does not penetrate into the container-shaped portion of the first housing 11B and the second housing 12B. Further, the first resin material 14 is supplied so as not to come into contact with the surfaces of the contact 11A of the first terminal 11 and the pin 12A of the second terminal 12.
  • the supplied first resin material 14 is cured under curing conditions according to its characteristics. In this way, the cured portion of the first resin material 14 is formed in the cooling body 40.
  • the curing conditions according to the characteristics of the first resin material 14 are preferably, for example, any of the above-mentioned first curing conditions, second curing conditions, or third curing conditions. Depending on the type of resin material, curing conditions other than the above-mentioned first, second or third curing conditions may be used.
  • the sealing step (S401) is basically the same as the sealing step (S400) of the first embodiment. Next, the action and effect of the present embodiment will be described.
  • the power conversion device 101 includes a terminal-to-terminal contact surface 10A, a first resin material 14, and a second resin material 15.
  • the terminal-to-terminal contact surface 10A is a surface formed by contacting the surfaces of the plurality of terminals in the contact energization portion 10 (contact energization type electrical connection portion) in which the surfaces of the plurality of terminals are contacted and energized. Is.
  • the first resin material 14 surrounds the terminal-to-terminal contact surface 10A at intervals from the terminal-to-terminal contact surface 10A.
  • the second resin material 15 is arranged outside the surface of the first resin material 14.
  • the power conversion device 101 of the present embodiment also uses the contact energization unit 10 which is the electrical connection unit of the contact energization method. Therefore, a special processing jig required when a plurality of printed circuit boards are connected by soldering or welding a metal conductor becomes unnecessary. Therefore, it is possible to suppress the increase in size of the apparatus by providing a space in which such a processing jig can be arranged. In addition, the complexity of the manufacturing process can be suppressed by using a dedicated processing jig.
  • the first resin material 14 surrounds the terminal-to-terminal contact surface 10A at intervals from the terminal-to-terminal contact surface 10A. Therefore, for example, when the second resin material 15 is supplied into the cooling body 40 as a case and the terminal-to-terminal contact surface 10A is sealed, the terminal-to-terminal contact surface 10A in the contact energizing portion 10 is made of an insulating resin. It is possible to suppress the problem that the resin material 15 of 2 infiltrates. This is because the first resin material 14 blocks the second resin material 15 from entering the terminal-to-terminal contact surface 10A side of the first resin material 14. Therefore, it is possible to ensure the contact between the surfaces of the plurality of terminals in the contact energizing unit 10 and the energized state, and to ensure the high reliability of the electrical connection between the plurality of terminals.
  • the first resin material 14 is arranged so as to surround the terminal-to-terminal contact surface 10A at intervals from the entire outside of the terminal-to-terminal contact surface 10A.
  • the second resin material 15 which is an insulating resin, penetrates into the terminal-to-terminal contact surface 10A. Therefore, it is possible to ensure the contact between the surfaces of the plurality of terminals in the contact energizing unit 10 and the energized state, and to ensure the high reliability of the electrical connection between the plurality of terminals.
  • the first resin material 14 and the second resin material 15 are insulating resins.
  • the first resin material 14 has a higher viscosity than the second resin material 15.
  • Such a configuration is preferable.
  • the viscosity of the first resin material 14 is made higher than that of the second resin material 15, and the first resin material 14 is spaced from the terminal-to-terminal contact surface 10A of the contact energizing portion 10. It is arranged so as to open and surround it. Further, the first resin material 14 is arranged so as to surround the contact 11A and the pin 12A at a distance from the contact 11A and the pin 12A.
  • the connection step (S301) the highly viscous first resin material 14 is cured without penetrating into the terminal-to-terminal contact surface 10A side and keeping a distance from the terminal-to-terminal contact surface 10A.
  • the sealing step (S401) when the inside of the cooling body 40 is sealed with the second resin material 15, the contact energizing portion 10 composed of the first terminal 11 and the second terminal 12 is cured. It is surrounded by a highly viscous first resin material 14. Therefore, the second resin material 15 does not enter the contact surface 10A between terminals. Therefore, it is possible to ensure high reliability of the electrical connection on the contact surface 10A between the terminals of the contact energizing unit 10 of the power conversion device 101.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing a modified example of the contact energizing portion included in the second example of the configuration of the power conversion device according to the second embodiment.
  • the second terminal 12 includes two pins 12A.
  • the first resin material 14 is applied so as to surround the contact surface 10A between the terminals by the first terminal 11 and the second terminal 12. Even if they are arranged, the possibility that the plurality of pins 12A are electrically short-circuited is eliminated.
  • the power conversion device 101 of the present embodiment can be miniaturized.
  • the highly viscous first resin material 14 in the present embodiment has thermosetting property. Therefore, the first resin material 13 of the first embodiment has the same effect as that of having thermosetting property.
  • the second printed circuit board 22 In the power conversion device 101 of the present embodiment, at least a part of the second printed circuit board 22, the first printed circuit board 21, the contact energizing unit 10, the first resin material 14, and the second resin material 15 are used.
  • a cooling body 40 for accommodating is further provided.
  • the cooling body 40 and the second resin material 15 are in contact with each other.
  • At least one of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 is in contact with the second resin material 15.
  • the contact between the cooling body 40 and the second resin material 15 and the contact between at least one of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 and the second resin material 15 are, for example, thermal. It means a good bond, that is, a so-called thermal bond. Such a configuration is preferable. As a result, the same effect as that of the above-described configuration of the first embodiment is obtained.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the power conversion device according to the third embodiment.
  • the power conversion device 102 of the present embodiment has roughly the same configuration as the power conversion device 100 of the first example of the first embodiment shown in FIG. Therefore, in FIG. 8, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description will not be repeated as long as the functions, materials, and the like are the same.
  • the first resin material 13 is not arranged. Instead, in the power conversion device 102 of FIG. 8, the first resin material 16 is arranged in a region adjacent to the outside of the terminal-to-terminal contact surface 10A.
  • the first resin material 16 is a conductive resin.
  • the first resin material 16 is arranged so as to cover the surfaces of the contact 11A and the pin 12A in the region adjacent to the outside of the terminal-to-terminal contact surface 10A. In this way, the first resin material 16 covers the terminal-to-terminal contact surface 10A.
  • covering the terminal-to-terminal contact surface 10A is not limited to the case of covering the terminal-to-terminal contact surface 10A itself, but is in contact with the surface of the peripheral portion adjacent to the terminal-to-terminal contact surface 10A and closest to the terminal-to-terminal contact surface 10A. The case shall be included.
  • the first resin material 16 is in a mode of covering and sealing the contact surface 10A between terminals from the outside so as not to be exposed. Therefore, it is preferable that the first resin material 16 is sealed so as to cover the entire contact surface between terminals 10A, in other words, to wrap it.
  • the second resin material 15 is an insulating resin.
  • FIG. 9 is a schematic perspective view showing an example of a contact energizing unit included in the configuration of the power conversion device according to the third embodiment.
  • the pin 12A of the second terminal 12 includes two pins 12Aa and 12Ab.
  • Pins 12Aa and 12Ab form a power supply path between the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22. Further, the pins 12Aa and 12Ab may form a part of a path for transmitting an electric signal between the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22. The other part of the path for transmitting the electric signal is, for example, the above-mentioned contact 11A (see FIG. 2).
  • the transmitted electric signal is a digital signal transmitted in two values, High and Low. Specifically, the electric signal is, for example, an operation on / off switching signal of the power conversion device 102, a drive signal of a switching semiconductor, or the like.
  • Switching semiconductors include transistors, MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors), thyristors, and the like.
  • FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of electrical connection between the first printed circuit board and the second printed circuit board included in the power conversion device according to the third embodiment.
  • the first signal source S1 and the second signal source S2 are arranged on the main surfaces 22a and 22b (see FIG. 8) of the second printed circuit board 22.
  • the first signal source S1 may be referred to as a signal source S1 below
  • the second signal source S2 may be referred to as a signal source S2 below.
  • Each output signal of the signal source S1 and the signal source S2 has one of two values, a high state and a low state in which there is no output.
  • the first terminal 11 is connected to the first printed circuit board 21.
  • the receiving circuit 70 is arranged on the main surfaces 21a and 21b (see FIG. 8) of the first printed circuit board 21.
  • the output signal of the signal source S1 is input to the port 70a of the receiving circuit 70 via the pin 12Aa.
  • the output signal of the signal source S2 is input to the port 70b of the receiving circuit 70 via the pin 12Ab.
  • the receiving circuit 70 is connected to pins 12Aa and 12Ab of the second terminal 12, which is at least one of the plurality of terminals.
  • the first signal source S1 outputs a first output signal that can be input to the receiving circuit 70 via pins 12Aa that are a part of a plurality of terminals.
  • the second signal source S2 outputs a second output signal that can be input to the receiving circuit 70 via the pin 12Ab, which is another part of the plurality of terminals.
  • the potential of the port 70a be the first potential Pa.
  • the electrical wiring connected to the port 70a is pulled down to the signal ground 71 by the ground resistance Ra.
  • the potential of the port 70b be the second potential Pb.
  • the electrical wiring connected to the port 70b is pulled down to the signal ground 71 by the ground resistance Rb.
  • the potential of the signal ground 71 in FIG. 10 is set to 0 V, which is a reference value.
  • the first potential Pa is 5 V, that is, the high state.
  • the first potential Pa is pulled down by the ground resistance Ra and becomes 0V.
  • the second potential Pb is 5 V, that is, the high state.
  • the second potential Pb is pulled down by the ground resistance Rb and becomes 0V.
  • the receiving circuit 70 determines the state of the output signals of the signal sources S1 and S2 based on the potentials Pa and Pb of the ports 70a and 70b. For example, when the first potential Pa is higher than the threshold voltage VthH on the high potential side, the receiving circuit 70 determines that the output signal of the signal source S1 is in the high state, and the second potential Pb is on the low potential side. When it is lower than the threshold voltage VthL, it is determined that the output signal of the signal source S2 is in the Low state.
  • FIG. 11 is a circuit diagram corresponding to the circuit diagram of FIG. 10 when the first resin material enters so as to cover the contact surface between terminals 10A in the third embodiment.
  • the first resin material 16 forms short resistors Rs that electrically connect the pin 12Aa and the pin 12Ab.
  • the first resin material 16 covers the terminal-to-terminal contact surface 10A and enters the region sandwiched between the terminal-to-terminal contact surfaces 10
  • the first resin material 16 is an electricity that connects the pin 12Aa and the port 70a. It forms a resistor Rc that is inserted in series with the wiring.
  • the first resin material 16 forms a resistor Rd inserted in series with the electrical wiring connecting the pin 12Ab and the port 70b.
  • the first output signal of the signal source S1 is in the 5V state, that is, the high state
  • the second output signal of the signal source S2 is in the outputless state, that is, the low state.
  • the first potential Pa at this time is calculated by the following formula (1)
  • the second potential Pb is calculated by the following formula (2).
  • the first output logic threshold voltage VthH of the receiving circuit 70 is set to 3V.
  • the second output logic threshold voltage VthL of the receiving circuit 70 is 2V.
  • the resistance values of the ground resistance Ra and the ground resistance Rb are set to 10 k ⁇ .
  • the short resistance Rs is formed of the first resin material 13 having a length of 2 mm, a cross-sectional area of 10 mm 2 , and a volume resistivity of 1.0 ⁇ 10 -3 ⁇ ⁇ m
  • the resistance value of the short resistance Rs is 200 m ⁇ .
  • the resistance Rc and the resistance Rd are formed of the first resin material 13 having a length of 1 ⁇ m, a cross-sectional area of 1 mm 2 , and a volume resistivity of 1.0 ⁇ 10 -3 ⁇ ⁇ m, the resistance of the resistance Rc and the resistance Rd.
  • the value is 1 m ⁇ .
  • the first resin material 16 included in the power conversion device 102 according to the present embodiment is a conductive resin having a higher volume resistivity than the first resin material 13 of the first embodiment.
  • the conductive resin as the first resin material 16 has a volume resistivity of more than 1.0 ⁇ 10 -3 ⁇ ⁇ m and less than 1.0 ⁇ 10 9 ⁇ ⁇ m.
  • the conductive resin of the first resin material 16 has thermosetting property.
  • the thermosetting resin material here can be defined in the same manner as the thermosetting resin material in the first embodiment.
  • the volume resistivity of the first resin material 16 exceeds 1.0 ⁇ 10 -3 ⁇ ⁇ m and is less than 1.0 ⁇ 10 9 ⁇ ⁇ m, and the following condition 1 And condition 2 are both adjusted so as to be satisfactory at the same time.
  • Condition 1 When the first output signal of the signal source S1 is in the High state and the second output signal of the signal source S2 is in the Low state, the second potential Pb calculated by the equation (2) is the receiving circuit 70. It is lower than the second output logic threshold voltage VthL on the low potential side of.
  • Condition 2 When the first output signal of the signal source S1 is in the High state and the second output signal of the signal source S2 is in the Low state, the first potential Pa calculated by the equation (1) is the receiving circuit 70. It is higher than the first output logic threshold voltage VthH on the high potential side of.
  • the potential difference between the first potential Pa and the second potential Pb becomes sufficiently large, so that the first output signal of the signal source S1 is in the High state. It can be confirmed that the second output signal of the signal source S2 is in the Low state.
  • the resistance values of the ground resistances Ra and Rb are set to 10 k ⁇ .
  • the first output signal of the signal source S1 is set to 5V, that is, the High state, and the second output signal of the signal source S2 is set to the no output state, that is, the Low state.
  • the first output logic threshold voltage VthH of the receiving circuit 70 is set to 3V.
  • the second output logic threshold voltage VthL of the receiving circuit 70 is 2V.
  • the volume resistivity of the first resin material 16 is 1.0 ⁇ 10 2 ⁇ ⁇ m.
  • the resistance value of the short resistance Rs is 20 k ⁇ .
  • the resistors Rc and Rd are formed of the first resin material 16 having a length of 1 ⁇ m, a cross-sectional area of 1 mm 2 , and a volume resistivity of 1.0 ⁇ 10 2 ⁇ ⁇ m, the resistance values of the resistors Rc and Rd are It becomes 100 ⁇ .
  • the first potential Pa becomes 4.9 V, which is higher than the first output logic threshold voltage VthH of the receiving circuit 70, so that it can be confirmed that the condition 2 is satisfied.
  • the second potential Pb becomes 1.6 V, which is lower than the second output logic threshold voltage VthL of the receiving circuit 70. From this, it can be confirmed that the condition 1 is satisfied. Therefore, among the values larger than 1.0 ⁇ 10 -3 ⁇ ⁇ m and smaller than 1.0 ⁇ 10 9 ⁇ ⁇ m, both condition 1 and condition 2 are satisfied at the same time, for example, 1.0 ⁇ 10 2 ⁇ .
  • the numerical range of the volume resistivity of the first resin material 16 is more than 1.0 ⁇ 10 -3 ⁇ ⁇ m and less than 1.0 ⁇ 10 9 ⁇ ⁇ m so that the conditions 1 and 2 are satisfied at the same time. If selected from the above, it can be confirmed that the first output signal of the signal source S1 is in the High state and the second output signal of the signal source S2 is in the Low state.
  • the power conversion device 102 includes a terminal-to-terminal contact surface 10A, a first resin material 16, and a second resin material 15.
  • the terminal-to-terminal contact surface 10A is a surface formed by contacting the surfaces of the plurality of terminals in the contact energization portion 10 (contact energization type electrical connection portion) in which the surfaces of the plurality of terminals are contacted and energized. Is.
  • the first resin material 16 seals the terminal-to-terminal contact surface 10A so as to cover the terminal-to-terminal contact surface 10A.
  • the second resin material 15 is arranged outside the surface of the first resin material 16.
  • the volume resistivity of the first resin material 16 is more than 1.0 ⁇ 10 -3 ⁇ ⁇ m and less than 1.0 ⁇ 10 9 ⁇ ⁇ m.
  • the power conversion device 102 according to the present embodiment can obtain the same effect as the power conversion device 100 according to the first embodiment.
  • the first resin material 16 is made of a conductive resin having a higher volume resistivity than the first resin material 13. Therefore, the resistance value of the first resin material 16 that has entered the terminal-to-terminal contact surface 10A is the resistance value of the first resin material 13 that has entered the terminal-to-terminal contact surface 10A in the power conversion device 100 according to the first embodiment. Will be higher than.
  • heat generation at the terminal-to-terminal contact surface 10A of the power conversion device 102 according to the third embodiment increases as compared with the power conversion device 100 according to the first embodiment. It ends up.
  • the volume resistivity of the first resin material 16 in the power conversion device 102 is within the numerical range of more than 1.0 ⁇ 10 -3 ⁇ ⁇ m and less than 1.0 ⁇ 10 9 ⁇ ⁇ m, and the following condition 1 and It is selected so as to satisfy both of the conditions 2 at the same time.
  • Condition 1 When the first output signal of the signal source S1 is in the High state and the second output signal of the signal source S2 is in the Low state, the second potential Pb calculated by the equation (2) is the receiving circuit 70. It is lower than the second output logic threshold voltage VthL on the low potential side of.
  • Condition 2 When the first output signal of the signal source S1 is in the High state and the second output signal of the signal source S2 is in the Low state, the first potential Pa calculated by the equation (1) is the receiving circuit 70. It is higher than the first output logic threshold voltage VthH on the high potential side of.
  • the power conversion device 102 in which the volume resistivity of the first resin material 16 exceeds 1.0 ⁇ 10 -3 ⁇ ⁇ m and is less than 1.0 ⁇ 10 9 ⁇ ⁇ m includes the receiving circuit 70 and the first.
  • a signal source S1 and a second signal source S2 are provided.
  • the receiving circuit 70 is connected to at least one of a plurality of terminals (for example, a second terminal 12 including pins 12Aa and 12Ab).
  • the first signal source S1 outputs a first output signal that can be input to the receiving circuit 70 via a part of a plurality of terminals (pin 12Aa).
  • the second signal source S2 outputs a second output signal that can be input to the receiving circuit 70 via a part of a plurality of terminals (pin 12Ab).
  • the volume resistivity of the first resin material 16 is selected so as to satisfy the condition 1.
  • the electrical connections between the two printed circuit boards 21 and 22 can be integrated on the terminal-to-terminal contact surface 10A of the contacts 11A and pins 12A.
  • the power of the present embodiment The conversion device 102 can be miniaturized.
  • the volume resistivity of the first resin material 16 is selected so as to satisfy the condition 2. As a result, even when the first resin material 16 enters the contact surface between terminals 10A, the signal source S1 and the signal source arranged on the second printed circuit board 22 are generated by the electric signals transmitted through the pins 12Aa and 12Ab.
  • the receiving circuit 70 arranged on the first printed circuit board 21 can correctly determine each output state of S2. As a result, the reliability of control of the power conversion device 102 of the present embodiment can be improved.
  • the first resin material 16 in the present embodiment has thermosetting property. Therefore, the first resin material 13 of the first embodiment has the same effect as that of having thermosetting property.
  • the second printed circuit board 22 In the power conversion device 102 of the present embodiment, at least a part of the second printed circuit board 22, the first printed circuit board 21, the contact energizing unit 10, the first resin material 16 and the second resin material 15 are used.
  • a cooling body 40 for accommodating is further provided.
  • the cooling body 40 and the second resin material 15 are in contact with each other.
  • At least one of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 is in contact with the second resin material 15.
  • the contact between the cooling body 40 and the second resin material 15 and the contact between at least one of the first printed circuit board 21 and the second printed circuit board 22 and the second resin material 15 are, for example, thermal. It means a good bond, that is, a so-called thermal bond. Such a configuration is preferable. As a result, the same effect as that of the above-described configuration of the first embodiment is obtained.
  • 10 contact energizing part 10A contact surface between terminals, 11 first terminal, 11A contact, 11B first housing, 12 second terminal, 12A, 12Aa, 12Ab pin, 12B second housing, 13, 14 first Resin material, 15 second resin material, 21 first printed circuit board, 21a, 21b, 22a, 22b, 40a, 50a main surface, 22 second printed circuit board, 30, 31, 32 electronic parts, 40 cooling body.

Abstract

複数の端子の表面同士が接触され通電される接触通電部において、絶縁性の樹脂材料が浸入することによる電気的接続の信頼性の低下を抑制可能な電力変換装置(100)は、端子間接触面(10A)と、第1の樹脂材料(13)と、第2の樹脂材料(15)とを備える。端子間接触面(10A)は、複数の端子の表面同士が接触され通電される接触通電部(10)における、当該複数の端子の表面同士が接触することで形成される面である。第1の樹脂材料(13)は、端子間接触面(10A)を覆うように端子間接触面(10A)を封止する。第2の樹脂材料(15)は、第1の樹脂材料(13)の表面の外側に配置される。

Description

電力変換装置
 本開示は、電力変換装置に関するものである。
 近年、電力変換装置の小型化に対する需要が高まっている。これに伴い、プリント基板を複数に分割し、それら複数のプリント基板を積み上げるように立体的に配置される電力変換装置が増加している。
 一方、電力変換装置を構成する電子部品には、電力変換装置の動作に伴い発熱する、スイッチング素子、整流素子、磁性部品などの高発熱部品が含まれる。高発熱部品で発生した熱を放熱することで、電子部品の温度を許容最高温度以下となるよう制御することが必要となる。このためたとえば、発熱する回路基板および回路部品がケース内に配置され、ケース内は絶縁性樹脂で封止された構成が知られている。絶縁性樹脂の熱伝導率は、大気の熱伝導率に比べて高い。このため、ケース内が樹脂で封止されず高発熱部品が大気で囲まれている場合と比べ、回路基板および回路部品で発生した熱に対する電力変換装置の放熱性を向上できる。
 たとえば特開2008-147432号公報(特許文献1)には、電力変換装置が開示されている。当該電力変換装置においては、金属回路基板と制御回路基板とが積層されており、ケース内に絶縁性樹脂が封止されている。当該電力変換装置は、プリント基板と、プリント基板に固着されたコネクタと、コネクタに電気的に接続される接続端子を備えたカバーと、絶縁性樹脂とを備える。コネクタの上面部とカバーとを当接させることで、コネクタとカバーの接触端子との接触面に、絶縁性樹脂が浸入することが抑制される。
特開2008-147432号公報
 特開2008-147432号公報の電力変換装置においては、上記のようにコネクタの上面部とカバーとが当接されている。コネクタの内部には、接点ばねを備える。カバーには金属回路パターンがインサート成形され、金属回路パターンと信号端子とが実装固着されている。コネクタの内部の接点ばねと、信号端子とは、いわゆる接触通電方式により、電気的に接続されている。
 しかし特開2008-147432号公報において、コネクタの上面部がカバーと隙間なく当接するようコネクタを配置することは困難である。このため本来当接すべき両者間の領域から、コネクタの内部へ、絶縁性樹脂が浸入する。すると接点ばねと信号端子との接触面に絶縁性樹脂が入り込む。このため接点ばねと信号端子との電気的接続の信頼性が低下する可能性がある。
 本開示は上記の課題に鑑みなされたものである。その目的は、複数の端子の表面同士が接触され通電される接触通電部において、絶縁性の樹脂材料が浸入することによる電気的接続の信頼性の低下を抑制可能な電力変換装置を提供することである。
 本開示に従った一の電力変換装置は、端子間接触面と、第1の樹脂材料と、第2の樹脂材料とを備える。端子間接触面は、複数の端子の表面同士が接触され通電される接触通電部における、当該複数の端子の表面同士が接触することで形成される面である。第1の樹脂材料は、端子間接触面を覆うように端子間接触面を封止する。第2の樹脂材料は、第1の樹脂材料の表面の外側に配置される。
 本開示に従った他の電力変換装置は、端子間接触面と、第1の樹脂材料と、第2の樹脂材料とを備える。端子間接触面は、複数の端子の表面同士が接触され通電される接触通電部における、当該複数の端子の表面同士が接触することで形成される面である。第1の樹脂材料は、端子間接触面と間隔をあけて、端子間接触面を取り囲む。第2の樹脂材料は、第1の樹脂材料の表面の外側に配置される。
 本開示に従えば、複数の端子の表面同士が接触され通電される接触通電部において、絶縁性の樹脂材料が浸入することによる電気的接続の信頼性の低下を抑制可能な電力変換装置を提供できる。
実施の形態1に係る電力変換装置の構成の第1例を示す概略断面図である。 実施の形態1の電力変換装置を構成する接触通電部の構成を示す概略拡大断面図である。 実施の形態1に係る電力変換装置の構成の第2例を示す概略断面図である。 実施の形態1に係る電力変換装置の製造方法を示すフローチャートである。 実施の形態2に係る電力変換装置の構成の第1例を示す概略断面図である。 実施の形態2に係る電力変換装置の製造方法を示すフローチャートである。 実施の形態2に係る電力変換装置の構成の第2例に含まれる、接触通電部の変形例を示す概略斜視図である。 実施の形態3に係る電力変換装置の構成を示す概略断面図である。 実施の形態3に係る電力変換装置の構成に含まれる、接触通電部の例を示す概略斜視図である。 実施の形態3に係る電力変換装置に含まれる第1のプリント基板および第2のプリント基板の電気接続の例を示す回路図である。 実施の形態3において第1の樹脂材料が端子間接触面10Aを覆うように入り込んだ場合の、図10の回路図に相当する回路図である。
 以下、図面を参照しながら、各実施の形態について説明する。なお、説明の便宜のため、X方向、Y方向、Z方向が導入されている。
 実施の形態1.
 図1は、実施の形態1に係る電力変換装置の構成の第1例を示す概略断面図である。はじめに実施の形態1の第1例の電力変換装置の特徴部分について簡単に説明する。図1を参照して、本実施の形態の第1例の電力変換装置100は、以下の特徴を有している。電力変換装置100は、2つの端子である第1の端子11と、第2の端子12とを備えている。第1の端子11および第2の端子12の表面同士が接触され通電することにより、接触通電部10が形成されている。接触通電部10は、第1の端子11と第2の端子12との表面同士が接触するように接続されることで形成される面としての端子間接触面10Aを有する構成となっている。端子間接触面10Aを覆うように端子間接触面10Aを封止する第1の樹脂材料13を備えている。第1の樹脂材料13の表面の外側に配置される第2の樹脂材料15を備えている。以下、当該電力変換装置100について詳細に説明する。
 電力変換装置100は、第1のプリント基板21と、第2のプリント基板22とを備えている。第1のプリント基板21は、主表面21aと、その反対側に対向する主表面21bとを有している。図1においては主表面21aが上側、主表面21bが下側に配置されている。主表面21aおよび主表面21bは、たとえば矩形の平面形状を有している。第1のプリント基板21は、主表面21a,21bがたとえばXY平面に沿うように配置されている。このため第1のプリント基板21は、厚みがZ方向に沿うように配置されている。第2のプリント基板22は、主表面22aと、その反対側に対向する主表面22bとを有している。図1においては主表面22aが右側、主表面22bが左側に配置されている。主表面22aおよび主表面22bは、たとえば矩形の平面形状を有している。第2のプリント基板22は、主表面22a,22bがたとえばYZ平面に沿うように配置されている。このため第2のプリント基板22は、厚みがX方向に沿うように配置されている。したがって第1のプリント基板21と第2のプリント基板22とは、主表面が互いにほぼ直交するように交差している。なおここでほぼ直交とは、完全に垂直に交わる場合に限らず、完全な垂直に対しわずかに異なる角度で交差する場合を含むものとする。
 第1のプリント基板21には、第1の端子11が接続されている。第2のプリント基板22には、第2の端子12が接続されている。第1の端子11は第1のプリント基板21のたとえば上側の主表面21aに固定されている。第2の端子12は第2のプリント基板22のたとえば右側の主表面22aに固定されている。ただしこれに限られない。第1の端子11は主表面21bに固定されてもよい。第2の端子12は主表面22bに固定されてもよい。
 図2は、実施の形態1の電力変換装置を構成する接触通電部の構成を示す概略拡大断面図である。図2を参照して、図1に示す接触通電部10は、第1の端子11および第2の端子12との2つの端子により構成されている。ただし接触通電部10は、3つ以上の任意の数の端子により構成されてもよい。接触通電部10には、第1の端子11と第2の端子12とが接触するように接続された部分としての端子間接触面10Aが形成されている。
 第1の端子11は、第1の接触部と、第1の接触部を取り囲み収納する形状を有する第1の収納部とを含む。第2の端子12は、第2の接触部と、第2の接触部を取り囲み収納する形状を有する第2の収納部とを含む。第1の接触部と第2の接触部とが接触した部分が端子間接触面10Aである。第1の収納部の外壁に第2の収納部の内壁が接触することにより、第1の収納部が第2の収納部に嵌合される。
 具体的には、第1の端子11は、たとえばいわゆる端子受けである。すなわち第1の端子11としての端子受けは、第2の端子12としての端子と、いわゆる接触通電方式により互いに電気的に接続できる部材である。第1の端子11は、第1の接触部としてのコンタクト11Aと、第1の収納部としての第1のハウジング11Bとを有している。第1のハウジング11Bは、コンタクト11Aを取り囲むように収納する。
 第1のハウジング11Bは、たとえば底面と、底面の縁部から延びる側面とからなっている。底面の平面形状はたとえば矩形状であることが好ましい。しかしこれに限らず、底面の平面形状はたとえば円形状であってもよい。また上記側面は、底面が矩形状の場合には4つの矩形の平板形状である。上記側面は、底面が円形状の場合には1つの円柱の側面としての曲面形状である。
 第1のハウジング11Bの底面は、第1のプリント基板21の主表面21a上に固定されている。第1のハウジング11Bは、上記の底面と側面とにより、容器状に形成されている。この容器状の第1のハウジング11B内、すなわち底面と側面とに囲まれる空間の内部に、コンタクト11Aが配置される。コンタクト11Aは、たとえば図2のように概ね中央に空洞を有する筒状であってもよい。あるいはコンタクト11Aは、たとえばX方向およびY方向の少なくともいずれかについて間隔をあけて複数並び、Z方向に沿って延びる板状の部材であってもよい。すなわちコンタクト11Aは、その内側に空間を形成する態様となるような構成であることが好ましい。
 第2の端子12は、第2の接触部としてのピン12Aと、第2の収納部としての第2のハウジング12Bとを有している。第2のハウジング12Bは、ピン12Aを取り囲むように収納する。
 第2のハウジング12Bは、たとえば底面と、底面の縁部から延びる側面とからなっている。底面の平面形状はたとえば矩形状であることが好ましい。しかしこれに限らず、底面の平面形状はたとえば円形状であってもよい。また上記側面は、底面が矩形状の場合には4つの矩形の平板形状である。上記側面は、底面が円形状の場合には1つの円柱の側面としての曲面形状である。
 図2に示すように、第2のハウジング12Bの底面は、第1のハウジング11Bの底面よりも少し大きいことが好ましい。具体的には、たとえば第1のハウジング11Bの側面のうち外側を向く外壁に、第2のハウジング12Bの側面のうち内側を向く内壁が接触することにより、第1のハウジング11Bが第2のハウジング12Bに嵌合される構成であることが好ましい。つまり第1のハウジング11Bの上側から、蓋のように第2のハウジング12Bが被さることで両者が嵌るように接合される。したがって平面視において第1のハウジング11Bの外壁と第2のハウジング12Bの内壁とがほぼ同じ大きさであることが好ましい。
 ただし上記の嵌合が可能な程度に、第1のハウジング11Bの外壁と第2のハウジング12Bの内壁との間に隙間を有し、第2のハウジング12Bの内壁が第1のハウジング11Bの外壁よりやや大きくてもよい。その場合、第2のハウジング12Bの内壁が第1のハウジング11Bの外壁に接触しなくてもよい。なおこの場合には、第1のハウジング11Bの側面の最上部と第2のハウジング12Bの底面の内壁とが接触するように、第1のハウジング11Bが第2のハウジング12Bに嵌合されることが好ましい。
 ピン12Aは一方向に延在する棒状の部材である。ピン12Aは、たとえば第2のプリント基板22の主表面22a上に固定されている。ピン12Aは、たとえば主表面22aにほぼ垂直な方向に延びるように固定されている。なおここでほぼ垂直とは、完全に垂直な場合に限らず、完全な垂直に対しわずかに異なる角度で交差する場合を含むものとする。すなわち主表面22aに近い領域においては、ピン12Aは、たとえばX方向に沿って延びている。ピン12Aは主表面22aに対して延びる方向が傾いた状態となっていてもよい。ピン12Aは、図2のように1か所以上においてある角度で屈曲し、そこからZ方向下方に向けて延びる態様であってもよい。ここでのある角度とは、図2においては約90°であるが、これに限らずたとえば約80°以下であってもよく、約60°以下であっても45°以下であってもよく、鈍角であってもよい。またピン12Aは、屈曲部を有さず、その全体においてX方向右側に向けて延びる態様であってもよく、Z方向下方に向けて延びる態様であってもよい。
 ピン12Aのうち主表面22aから離れたZ方向下方に延びる部分が、コンタクト11Aのたとえば筒状の内部の空洞、または複数のコンタクト11Aの板状部材に挟まれる間隔部分に挿入される。これにより、コンタクト11Aの内側を向く表面部分と、ピン12Aの外側を向く表面部分とが接触する。接触通電部10のうち、コンタクト11Aの表面とピン12Aの表面とが接触した部分が端子間接触面10Aとして形成され、この端子間接触面10Aにおいて第1の端子11の表面と第2の端子12の表面とが接触し、通電経路となる。
 以上のように、複数の端子である第1の端子11は、端子間接触面10Aにおいてその表面同士が接触される接触部としてのコンタクト11Aと、少なくとも1つの接触部を取り囲み収納する収納部としての第1のハウジング11Bとを備える。また複数の端子である第2の端子12は、端子間接触面10Aにおいてその表面同士が接触される接触部としてのピン12Aと、少なくとも1つの接触部を取り囲み収納する収納部としての第2のハウジング12Bとを備える。
 第1の樹脂材料13は、端子間接触面10Aの外側に隣接する領域に配置される。第1の樹脂材料13は、端子間接触面10Aの外側に隣接する領域のコンタクト11Aおよびピン12Aの表面を覆うように配置される。このようにして、第1の樹脂材料13は、端子間接触面10Aを覆う。ここで端子間接触面10Aを覆うとは、端子間接触面10Aそのものを覆う場合に限らず、端子間接触面10Aに隣接する、端子間接触面10Aに最も近い周囲の部分の表面に接触する場合を含むものとする。これにより第1の樹脂材料13は、端子間接触面10Aが露出しないようにこれを外側から覆い封止する態様となっている。したがって、第1の樹脂材料13は、端子間接触面10Aの全体を覆う、言い換えれば包むように封止することが好ましい。
 第2の樹脂材料15は、第1の樹脂材料13の表面の外側に配置されている。第2の樹脂材料15は、第1の端子11および第2の端子12からなる接触通電部10、第1の樹脂材料13、第1のプリント基板21、第2のプリント基板22の特にZ方向下側の領域、電子部品30,31を封止するように、それらの外側に配置されている。
 図1および図2を参照して、第1のプリント基板21には、電子部品30と、電子部品31とが実装されている。図1では主表面21a上に電子部品30および電子部品31が実装されている。しかしこれに限らず、電子部品30および電子部品31の少なくとも一方は主表面21b上に実装されてもよい。第2のプリント基板22には、電子部品32が実装されている。図1では主表面22b上に電子部品32が実装されている。しかしこれに限らず、電子部品32は主表面22a上に実装されてもよい。なお電子部品30は、電子部品31,32よりも高温に発熱する。
 より具体的には、より高温に発熱する電子部品30は、主表面21a上に形成された図示されない回路パターン上に、図示されない接合部材で接合される。これにより、電子部品30と当該回路パターンとは電気的に接続されている。また同様に、第1の端子11は、主表面21a上に形成された図示されない回路パターン上に、図示されない接合部材で接合される。これにより、第1の端子11と当該回路パターンとは電気的に接続されている。第2の端子12は、主表面22a上に形成された図示されない回路パターン上に、図示されない接合部材で接合される。これにより、第2の端子12の特にピン12Aと主表面22a上の回路パターンとは電気的に接続されている。主表面22a上に実装される第2の端子12の数は1つ以上の任意とすることができる。主表面21a上に実装される電子部品30および第1の端子11の数、および主表面22a上に実装される第2の端子12の数は、1つ以上の任意とすることができる。
 上記の第1のプリント基板21、接触通電部10、第1の樹脂材料13、第2の樹脂材料15は、その全体が上記各部材を収納する冷却体40内に収容されている。ただし第2のプリント基板22はそのZ方向下側の領域のみ、すなわちその一部の領域が、冷却体40内に収容されている。ただし第2のプリント基板22についてもその全体が冷却体40内に収容されてもよい。冷却体40は、Z方向最下部の底面がたとえば矩形状である。ただしこれに限らず冷却体40の底面の形状は任意でありたとえば円形状であってもよい。また冷却体40は、上記底面からZ方向上方に側面が延びている。この側面は、底面が矩形状の場合には4つの矩形の平板形状である。上記側面は、底面が円形状の場合には1つの円柱の側面としての曲面形状である。
 冷却体40は各部材を収納するため、ケースとしての機能を兼ねている。冷却体40内には第2の樹脂材料15が充填している。つまり冷却体40内においては第2の樹脂材料15により各部材が封止されている。特に、第1のプリント基板21と、主表面21a上に実装された高温に発熱する電子部品30と、接触通電部10の第1の樹脂材料13は、それらの表面のほぼ全体が第2の樹脂材料15に覆われるように封止されている。言い換えれば、冷却体40のたとえば内壁面と第2の樹脂材料15とが接触している。このことをさらに言い換えれば、冷却体40と第2の樹脂材料15とが熱的に結合している。また第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の少なくともいずれかと、第2の樹脂材料15とが接触している。これを言い換えれば、第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の少なくともいずれかと、第2の樹脂材料15とが熱的に結合している。なお電子部品31が第2の樹脂材料15に覆われるように封止されている。
 第1のプリント基板21と、冷却体40のZ方向最下部にある底部の内壁との間には、絶縁性部材50が配置されている。絶縁性部材50は第1のプリント基板21とほぼ同一の、たとえば矩形の平面形状を有する平板部材である。絶縁性部材50のたとえば図1の下側の主表面50aは、冷却体40の内壁のうちZ方向下側の底面の主表面40aに接触している。また絶縁性部材50のたとえば図1の上側の主表面は、主表面21bと接触している。
 次に、上記の電力変換装置100を構成する各部材の材質等について説明する。
 第1の端子11のコンタクト11A、および第2の端子12のピン12Aは、導電性の材料からなる。このためコンタクト11Aおよびピン12Aは、1.0×10-6Ω・m以下、より好ましくは1.0×10-7Ω・m以下の体積抵抗率を有する。またコンタクト11Aは、ばね機構を備えることで弾性を有していてもよい。このようにすれば、ピン12Aをコンタクト11Aの内側の空洞部などに挿入する際に、コンタクト11Aがピン12Aに押し付けられる。このように押し付けられることで、コンタクト11Aの有する弾性により、ピン12Aがコンタクト11Aに挟持される。これによりコンタクト11Aとピン12Aとの表面同士が接触し、端子間接触面10Aが形成される。このようにしてコンタクト11Aとピン12Aとが接触通電方式により電気的に接続される。
 第1の端子11の第1のハウジング11B、および第2の端子12の第2のハウジング12Bは任意の形状としてよいが上記のように互いに嵌合しあうことが可能な容器状の形状であることが好ましい。たとえばコンタクト11Aがピン12Aに押し付けられ、コンタクト11Aの有する弾性によりピン12Aがコンタクト11Aに挟持される丁度その時に、第1のハウジング11Bに第2のハウジング12Bが嵌合する形状となっていてもよい。なお第1のハウジング11Bおよび第2のハウジング12Bはたとえば絶縁性の樹脂材料が硬化されたものであることが好ましい。
 本実施の形態の電力変換装置100において、第1の樹脂材料13は導電性を有する樹脂からなる。すなわち第1の樹脂材料13は、導電性フィラーが含まれるペースト状の樹脂である。第1の樹脂材料13の導電性フィラーは導電性を有している。このため当該導電性フィラーは、銀、ニッケル、金および銅からなる群から選択されるいずれかにより形成されている。あるいは当該導電性フィラーは、上記銀、ニッケル、金および銅からなる群から選択された2種類以上の合金であってもよい。あるいは当該導電性フィラーはカーボンであってもよい。第1の樹脂材料13に含まれるペースト状の樹脂は、たとえばエポキシ樹脂からなっている。また当該ペースト状の樹脂は、硬化剤を予め混合している1液性のものであってもよい。あるいは当該ペースト状の樹脂は、樹脂と硬化剤とをその使用直前に混合することにより得られる2液性のものであってもよい。
 第1の樹脂材料13としての導電性樹脂は、その体積抵抗率が1.0×10-3Ω・m以下であり、より好ましくは1.0×10-4Ω・m以下であり、さらにより好ましくは1.0×10-5Ω・m以下である。
 第1の樹脂材料13の当該導電性樹脂は、熱硬化性を有する。ここで熱硬化性を有する樹脂材料とは、たとえば第1の硬化条件である、25℃雰囲気で120分放置したときに、JIS K 6253準拠のタイプAデュロメータで測定した硬度の値が10以上となる樹脂材料を意味する。あるいは熱硬化性を有する樹脂材料とは、たとえば第2の硬化条件である、50℃雰囲気で20分放置したときに、JIS K 6253準拠のタイプAデュロメータで測定した硬度の値が10以上となる樹脂材料を意味する。さらに熱硬化性を有する樹脂材料とは、たとえば第3の硬化条件である、80℃雰囲気で10分放置したときに、JIS K 6253準拠のタイプAデュロメータで測定した硬度の値が10以上となる樹脂材料を意味する。上記の第1、第2または第3の硬化条件のうちいずれを用いるかについては樹脂材料ごとに異なっている。なお樹脂材料の種類に応じて、上記の第1、第2または第3の硬化条件以外の硬化条件が用いられてもよい。
 第2の樹脂材料15は、絶縁性樹脂である。すなわち第2の樹脂材料15は、電気的に絶縁性を有している。第2の樹脂材料15としての絶縁性樹脂は、その体積抵抗率が1.0×109Ω・m以上である。当該絶縁性樹脂は、0.1W/(m・K)以上、より好ましくは1.0W/(m・K)以上の熱伝導率を有する材料からなってもよい。第2の樹脂材料15は、1MPa以上のヤング率を有してもよい。第2の樹脂材料15は、熱伝導性フィラーを含有するポリフェニレンサルファイド(PPS)またはポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂材料により形成されてもよい。第2の樹脂材料15は、シリコンまたはウレタンなどのゴム材料で構成されてもよい。
 電力変換装置100において、第2の樹脂材料15の粘性は比較的低いことが好ましい。たとえば、冷却体40内に第2の樹脂材料15を充填する際に、供給される第2の樹脂材料15の粘性は1Pa・s以下、より好ましくは100mPa・s以下、さらにより好ましくは10mPa・s以下であることが好ましい。
 第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の板状の本体部分は、以下の樹脂材料からなることが好ましい。すなわち当該本体部分は、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)およびポリエーテルエーテルケトン(PEEK)からなる群からなるいずれかの樹脂材料により形成されてもよい。言い換えれば、第1のプリント基板21および第2のプリント基板22は一般に熱伝導率が低いとされる材料で構成されていてもよい。つまり第1のプリント基板21および第2のプリント基板22は汎用のプリント基板であってもよい。また第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の本体部分は酸化アルミニウム、窒化アルミニウムおよび炭化ケイ素からなる群から選択されるいずれかのセラミック材料により構成されてもよい。
 第1のプリント基板21および第2のプリント基板22に形成される図示されない回路パターンは、厚みが1μm以上2000μm以下である。当該回路パターンは任意の導電性材料により形成される。当該回路パターンはたとえば銅、ニッケル、金、アルミニウム、銀および錫からなる群から選択されるいずれかにより形成される。あるいは当該回路パターンは、上記の銅、ニッケル、金、アルミニウム、銀および錫からなる群から選択された2種類以上の合金であってもよい。回路パターンは、主表面21a,21b,22a,22b上に限らず、第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の板状の本体部分の内部に形成されてもよい。
 また上記回路パターン上に電子部品30などを接合するための図示されない接合部材は、導電性を有している。具体的には、当該接合部材は、はんだまたは導電性接着剤からなる。
 比較的高温に発熱する電子部品30は、パワー半導体素子である。具体的には、電子部品30は、トランジスタ、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、ダイオードおよびサイリスタからなる群から選択されるいずれかであることが好ましい。あるいは電子部品30は、電力変換装置100の動作に伴い発熱するIC(Integrated Circuit)または磁性部品であってもよい。
 電子部品30よりも発熱量の少ない電子部品31,32は、表面実装型のチップ抵抗、チップコンデンサ、ICから選択されるいずれかであることが好ましい。電子部品31,32は、パワー半導体素子であってもよい。電子部品31,32がパワー半導体素子である場合、電子部品31,32は電子部品30と比較して発熱量が少ないことを特徴とする。
 冷却体40は、1.0W/(m・K)以上、より好ましくは10.0W/(m・K)以上、さらにより好ましくは100.0W/(m・K)以上の熱伝導率を有している。冷却体40は、銅、鉄、アルミニウム、鉄合金およびアルミニウム合金からなる群から選択されるいずれかにより形成される。冷却体40は熱伝導率の高い樹脂材料などで形成されてもよい。冷却体40の電位がアースと同じ電位になるよう、冷却体40は他の部材と電気的に接続されてもよい。冷却体40のZ方向最下部にある底部における内壁側の主表面40aは、第1のプリント基板21の下側の主表面21bと対向している。
 絶縁性部材50は、電気的な絶縁性を有している。絶縁性部材50は弾性を有してもよい。絶縁性部材50は、1MPa以上100MPa以下のヤング率を有してもよい。絶縁性部材50は、0.1W/(m・K)以上、より好ましくは1.0W/(m・K)以上の熱伝導率を有してもよい。絶縁性部材50は、シリコンまたはウレタンなどのゴム材からなってもよい。絶縁性部材50は、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリブチレンテレフタラート(PBT)、ポリフェニレンサルファニド(PPS)およびフェノールからなる群から選択されるいずれかの樹脂材料により形成されてもよい。絶縁性部材50はポリイミドなどの高分子材料からなってもよい。絶縁性部材50はアルミナまたは窒化アルミニウムなどのセラミック材料からなってもよい。絶縁性部材50はシリコンを主原料とするフェイズチェンジマテリアルからなってもよい。絶縁性部材50はシリコン樹脂に酸化アルミニウム、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素のうちいずれかの粒子を混入させた材料から構成されてもよい。絶縁性部材50は、第1のプリント基板21と冷却体40との間に配置される。絶縁性部材50は、その下側の主表面50aが、第1のプリント基板21の主表面21bにより、冷却体40の主表面40aに押圧されるように配置される。
 図3は、実施の形態1に係る電力変換装置の構成の第2例を示す概略断面図である。図3を参照して、本実施の形態の第2例の電力変換装置100は、大筋で図1の第1例の電力変換装置100と同様の構成を有している。このため図3において図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、機能および材質等が同一である限りその説明を繰り返さない。ただし当該第2例の電力変換装置100においては、第1のプリント基板21が、固定部材60により冷却体40に固定されている。このような構成であってもよい。なお固定部材60は、たとえば一般公知のネジである。当該ネジは、たとえば金属または樹脂からなる。
 次に図4を用いて、実施の形態1に係る電力変換装置100の製造方法について説明する。なお以下の説明に登場する各部材は、図1~図3に記載の各部材に対応する。図4は、実施の形態1に係る電力変換装置の製造方法を示すフローチャートである。図4を参照して、本実施の形態に係る電力変換装置100は、準備工程(S100)と、組立工程(S200)と、接続工程(S300)と、封止工程(S400)とを有している。
 準備工程(S100)では、平板形状の第1のプリント基板21と、平板形状の第2のプリント基板22と、ケースとしての機能を兼ねた冷却体40と、平板形状の絶縁性部材50とが準備される。第1のプリント基板21には、高温に発熱する電子部品30と、端子受けとしての第1の端子11とが固定される。第2のプリント基板22には、端子としての第2の端子12が固定される。第1のプリント基板21には電子部品31が固定され、第2のプリント基板22には電子部品32が固定されてもよい。
 組立工程(S200)では、冷却体40のZ方向最下部にある底部の内壁としての主表面40a上に、絶縁性部材50を介して、第1のプリント基板21が載置される。主表面40aと主表面50aとが互いに接触するように載置される。主表面21bが絶縁性部材50の上面と接触するように載置される。この状態で、冷却体40の底部と、絶縁性部材50と、第1のプリント基板21とが、たとえば固定部材60(図3参照)により固定される。また第2のプリント基板22の少なくとも一部、すなわちZ方向の下側の領域が冷却体40内に収まるように、第1のプリント基板21の上に配置される。ここでは第2のプリント基板22の主表面22a,22bが第1のプリント基板21の主表面21a,21bとほぼ垂直になるように配置されることが好ましい。
 接続工程(S300)では、図1~図3のように、第1のプリント基板21に固定されている第1の端子11と、第2のプリント基板22に固定されている第2の端子12とが接続され、接触通電部10が形成される。ピン12Aのうち主表面22aから離れたZ方向下方に延びる部分が、コンタクト11Aのたとえば筒状の内部の空洞、または複数のコンタクト11Aの板状部材に挟まれる間隔部分に挿入される。これにより、コンタクト11Aの内側を向く表面部分と、ピン12Aの外側を向く表面部分とが接触する。接触通電部10のうち、コンタクト11Aの表面とピン12Aの表面とが接触した部分が端子間接触面10Aとして形成され、この端子間接触面10Aにおいて第1の端子11の表面と第2の端子12の表面とが接触および通電される。またこれにより、第2のプリント基板22の少なくとも一部が、冷却体40の容器状の部分の内部に配置される。
 その後、形成された端子間接触面10Aの外側に隣接する領域のコンタクト11Aおよびピン12Aの表面に接しながらこれを覆うように、第1の樹脂材料13が配置される。すなわち冷却体40の内部において、第1の端子11のコンタクト11Aと第2の端子12のピン12Aとの接触部として形成される端子間接触面10Aを含浸するように、冷却体40内に第1の樹脂材料13が供給される。これにより、第1の樹脂材料13は端子間接触面10Aが外側に向けて露出しないように封止される。なお端子間接触面10Aの全体が封止されるように第1の樹脂材料13が供給されることが好ましい。その後、第1の樹脂材料13の特性に応じた硬化条件により、第1の樹脂材料13が硬化される。このようにして冷却体40内には第1の樹脂材料13の硬化部分が形成される。上記の第1の樹脂材料13の特性に応じた硬化条件とは、たとえば上記の第1の硬化条件、第2の硬化条件または第3の硬化条件のいずれかであることが好ましい。なお樹脂材料の種類に応じて、上記の第1、第2または第3の硬化条件以外の硬化条件が用いられてもよい。
 封止工程(S400)では、冷却体40内の各部材を収容可能な領域に、第2の樹脂材料15が供給され充填される。その後、第2の樹脂材料15の特性に応じた硬化条件により、第2の樹脂材料15が硬化される。これにより、冷却体40内には第2の樹脂材料15の硬化部分が形成される。上記の第2の樹脂材料15の特性に応じた硬化条件とは、たとえば上記の第1の硬化条件、第2の硬化条件または第3の硬化条件のいずれかであることが好ましい。なお樹脂材料の種類に応じて、上記の第1、第2または第3の硬化条件以外の硬化条件が用いられてもよい。以上により、本実施の形態の電力変換装置100が形成される。
 次に、従来技術の課題について補足的に説明したうえで、本実施の形態の電力変換装置100の作用効果について説明する。
 上述した特開2008-147432号公報に記載の電力変換装置は、コネクタ内部の接点ばねと、これを覆うカバー内の信号端子とが接触通電方式で電気的に接続される。これにより接触通電部が略密閉空間に配置される。このためコネクタ内部の接点ばねと信号端子との当接部に間隙が生じやすくなる。特にプリント基板上に配置されるコネクタは、専用のマウント装置、または手挿入によりプリント基板上に配置される。このため、コネクタの上面部が、これと対向するカバーと隙間なく当接するようにコネクタを配置することは困難である。その結果、コネクタの上面部とカバーとの当接箇所が絶縁性樹脂で封止される場合に、上記間隙から、略密閉空間に配置されている接触通電部の端子間接触面に絶縁性樹脂が浸入する恐れがある。これにより、電気的接続の信頼性が低下するという課題がある。
 上記の課題を解決するため、2つのプリント基板のそれぞれに1つの金属導体の一方の端部および他方の端部をはんだ付けするという方法がある。あるいは2つのプリント基板のそれぞれに、金属導体の一方の端部をはんだ付けし、それらの2つの金属導体同士を溶接するという方法がある。これらのいずれかの方法により2つのプリント基板間を電気的に接続することで、接触通電部を用いずに2つのプリント基板を電気的に接続する方法が考えられる。しかしながら、これらの方法を用いる場合、はんだ付けまたは溶接を行なう領域の周辺に、専用の加工治具が配置できるようなスペースを設ける必要がある。その結果、電力変換装置が大型化するという問題がある。またプリント基板を立体配置した状態で、はんだ付けおよび溶接を行うため、専用の加工治具が必要となり、製造工程が複雑化するという問題もあった。
 以上の各課題に鑑み、本開示に従った電力変換装置100は、以下の構成を有している。当該電力変換装置100は、端子間接触面10Aと、第1の樹脂材料13と、第2の樹脂材料15とを備える。端子間接触面10Aは、複数の端子の表面同士が接触され通電される接触通電部10(接触通電方式の電気接続部)における、当該複数の端子の表面同士が接触することで形成される面である。第1の樹脂材料13は、端子間接触面10Aを覆うように端子間接触面10Aを封止する。第2の樹脂材料15は、第1の樹脂材料13の表面の外側に配置される。
 上記の電力変換装置100は、接触通電方式の電気接続部である接触通電部10が用いられる。このため金属導体をはんだ付けまたは溶接することにより複数のプリント基板が接続される場合に必要とされる専用の加工治具が不要となる。このためそのような加工治具を配置できるようなスペースを設けることによる装置の大型化を抑制できる。また専用の加工治具を用いることによる製造工程の複雑化を抑制できる。
 また端子間接触面10Aを覆うように第1の樹脂材料13が端子間接触面10Aを封止する。このためたとえばケースとしての冷却体40内に第2の樹脂材料15を供給し端子間接触面10Aを封止する際に、接触通電部10における端子間接触面10Aに絶縁性の樹脂である第2の樹脂材料15が浸入する不具合を抑制できる。第1の樹脂材料13が第2の樹脂材料15を第1の樹脂材料13よりも端子間接触面10A側へ進入しないようブロックするためである。このため接触通電部10における複数の端子の表面同士の接触および通電状態を確保し、それら複数の端子間の電気的接続の高い信頼性を確保できる。
 上記電力変換装置100において、第1の樹脂材料13は、端子間接触面10Aの全体を覆うように封止することが好ましい。これにより、いっそう確実に、端子間接触面10Aに絶縁性の樹脂である第2の樹脂材料15が浸入する不具合を抑制できる。このため接触通電部10における複数の端子の表面同士の接触および通電状態を確保し、それら複数の端子間の電気的接続の高い信頼性を確保できる。
 上記電力変換装置100において、第1の樹脂材料13は導電性樹脂であり、第2の樹脂材料15は絶縁性樹脂であることが好ましい。第1の樹脂材料13が導電性樹脂であるため、これが端子間接触面10Aを封止することにより、たとえ端子間接触面10Aに第1の樹脂材料13が付着したとしても、端子間接触面10Aにおける複数の端子間の電気的接続の信頼性低下が抑制される。一方、第2の樹脂材料15が絶縁性樹脂であることにより、電力変換装置100を構成するたとえばケース内の各部材間の電気的な短絡を抑制できる。
 上記電力変換装置100において、第1の樹脂材料13は熱硬化性を有することが好ましい。たとえば第2の樹脂材料15の硬化条件が、ある時間内だけ高温状態を保つことである場合、上記の封止工程(S400)にて第2の樹脂材料15を硬化させるために、第1の樹脂材料13と第2の樹脂材料15とはほぼ同一の温度に上昇する。しかし第1の樹脂材料13は、封止工程(S400)に先立って行われる接続工程(S300)において既に硬化されている。このため封止工程(S400)では熱硬化性を有する第1の樹脂材料は変形しない。したがって外側から第1の樹脂材料13で封止された端子間接触面10Aには第2の樹脂材料15が浸入しない。このため、電力変換装置100の接触通電部10の電気的接続の高い信頼性を確保できる。
 上記電力変換装置において、第1のプリント基板21と、第2のプリント基板22とをさらに備える。第1のプリント基板21は、複数の端子のうち少なくとも1つである第1の端子11が接続される。第2のプリント基板22は、複数の端子のうち少なくとも上記1つ以外の他の1つである第2の端子12が接続される。接触通電部10は、第1のプリント基板21に接続された端子である第1の端子11と、第2のプリント基板22に接続された端子である第2の端子12とにより形成される。接触通電部10には、第1の端子11と第2の端子12とが接触するように接続された部分としての上記端子間接触面10Aが形成される。このような構成であってもよい。
 つまり、プリント基板が第1のプリント基板21と第2のプリント基板22との2つに分割されている。これら2つのプリント基板が、第1の端子11および第2の端子12により、接触通電方式で電気的に接続されている。このため、複数のプリント基板間をはんだ付けまたは溶接により電気的に接続する場合に必要となる、当該はんだ付けまたは溶接がなされる領域に隣接する領域にて専用の加工治具を配置するスペースを不要とできる。このため電力変換装置100を小型化できる。
 上記電力変換装置100において、第2のプリント基板22の少なくとも一部、ならびに第1のプリント基板21、接触通電部10、第1の樹脂材料13および第2の樹脂材料15を収容する冷却体40をさらに備える。冷却体40と第2の樹脂材料15とが接触している。第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の少なくともいずれかと、第2の樹脂材料15とが接触している。なおここでの冷却体40と第2の樹脂材料15との接触、および第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の少なくともいずれかと第2の樹脂材料15との接触は、たとえば熱的な結合すなわちいわゆる熱結合を意味する。このような構成であることが好ましい。
 第2の樹脂材料15は、大気に比べて熱伝導率が高い。よって、冷却体40内を第2の樹脂材料15で封止しない場合と比べて、たとえば装置内にて高温に発熱する電子部品30と、第1のプリント基板21の回路パターンとが発生する熱を、第2の樹脂材料15を介して冷却体40へ放熱できる。その結果、高温に発熱する電子部品30と、第1のプリント基板21の回路パターンで発生した熱に対する放熱性を向上できる。その結果、電力変換装置100に放熱用のヒートシンクを設ける必要がなくなる分だけ、電力変換装置100を小型化できる。
 また第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の少なくともいずれかと第2の樹脂材料15とが接触している。このため冷却体40内において、硬化された第2の樹脂材料15が、第1のプリント基板21と第2のプリント基板22の少なくともいずれかと接触通電部10との冷却体40に対する機械的固定を強固にできる。すなわち第1のプリント基板21などが動かないよう、冷却体40内に充填される硬化された第2の樹脂材料15により固定される。したがって電力変換装置100の耐振動性を向上できる。
 上記電力変換装置100において、第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の少なくともいずれかには電子部品30,31,32が実装される。上記電子部品30,31,32の少なくとも一部が第2の樹脂材料15に封止される。このような構成であってもよい。
 このような構成による作用効果は、上記の第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の少なくともいずれかと、第2の樹脂材料15とが接触していることによる作用効果と、基本的に同様である。すなわち第2の樹脂材料15は、大気に比べて熱伝導率が高い。よって、冷却体40内を第2の樹脂材料15で封止しない場合と比べて、たとえば装置内にて高温に発熱する電子部品30および電子部品31,32と、第1のプリント基板21の回路パターンとが発生する熱を、第2の樹脂材料15を介して冷却体40へ放熱できる。
 その他、本実施の形態においては、第2の樹脂材料15の粘性がたとえば1Pa・s以下と低いことが好ましい。第2の樹脂材料15の粘性を低くすれば、狭い空間へ第2の樹脂材料15が浸入しやすくなる。このため、第2の樹脂材料15の粘性が高い場合に比べ、封止工程(S400)において第2の樹脂材料15で封止された冷却体40内に発生するボイドを減らすことができる。その結果、ボイドに起因して発生する部分放電、およびボイドによる放熱性の低下を考慮して電力変換装置100を設計する必要がなくなる。
 本実施の形態の電力変換装置100の製造方法では、以下のようになされる。上記の接続工程(S300)において、第1のプリント基板21に固定された第1の端子11のコンタクト11Aと、第2のプリント基板22に固定された第2の端子12のピン12Aとが、接触通電方式で電気的に接続される。第1の端子11の第1のハウジング11Bが第2の端子12の第2のハウジング12Bの上側から蓋のように被せられる。これにより、第2のハウジング12Bの上に第1のハウジング11Bが接触するように嵌合される。たとえば第2のハウジング12Bの外側の側面と、第1のハウジング11Bの内側の側面とが接触するように嵌合される。このような構成であってもよい。
 これにより、第1のプリント基板21と第2のプリント基板22とが、接触通電方式で電気的に接続される。このため、たとえば第1のプリント基板21と第2のプリント基板22との主表面が互いにほぼ垂直に配置された状態で、はんだ付けまたは溶接により両社が電気的に接続される場合に必要となる専用の加工治具を不要とできる。このため電力変換装置100を比較的容易に製造できる。
 実施の形態2.
 図5は、実施の形態2に係る電力変換装置の構成の第1例を示す概略断面図である。図5を参照して、本実施の形態の電力変換装置101は、大筋で図1に示す実施の形態1の第1例の電力変換装置100と同様の構成を有している。このため図5において図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、機能および材質等が同一である限りその説明を繰り返さない。ただし図5の電力変換装置101においては、第1の樹脂材料13は配置されない。その代わりに、図5の電力変換装置101においては、端子間接触面10Aと間隔をあけて、端子間接触面10Aを取り囲むように第1の樹脂材料14が配置されている。この点において本実施の形態は、端子間接触面10Aを覆う、すなわち包むように端子間接触面10Aを封止する第1の樹脂材料13を備えている実施の形態1の電力変換装置100とは構成上異なっている。
 第1の樹脂材料14は、端子間接触面10Aの外側の全体において、端子間接触面10Aと間隔をあけて取り囲むように配置されている。したがって第1の樹脂材料14は第1の樹脂材料13とは異なり、端子間接触面10Aには一切接触しないことが好ましい。また第1の樹脂材料14は第1の樹脂材料13とは異なり、端子間接触面10Aの外側に隣接する領域のコンタクト11Aおよびピン12Aの表面を一切覆わないように配置されることが好ましい。すなわち第1の樹脂材料14は、第1のハウジング11Bと、これの上側から嵌合する第2のハウジング12Bとの外側に配置される。第1の樹脂材料14は、第1のハウジング11Bおよび第2のハウジング12Bの外側の壁面を覆うように配置されてもよい。そのように配置されても、少なくとも第1のハウジング11Bおよび第2のハウジング12Bの本体部分を挟む。このため図5の第1の樹脂材料14は、コンタクト11A、ピン12Aおよび端子間接触面10Aに接触していない。
 本実施の形態では、第1の樹脂材料14および第2の樹脂材料15は、いずれも絶縁性樹脂である。第1の樹脂材料14は、第2の樹脂材料15よりも粘性が高い。具体的には、第1の樹脂材料14の粘性は1Pa・sを超えている。ただし第1の樹脂材料14の粘性は、10Pa・s以上であることがより好ましく、その中でも100Pa・s以上であることがいっそう好ましい。なお第2の樹脂材料15の粘性は1Pa・s以下である。
 第1の樹脂材料14は、熱伝導性フィラーを含有するポリフェニレンサルファイド(PPS)またはポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの樹脂材料により形成されてもよい。あるいは第1の樹脂材料14は、シリコンまたはウレタンなどのゴム材料により形成されてもよい。第2の樹脂材料15よりも粘性が高い第1の樹脂材料14は、熱硬化性を有する。第1の樹脂材料14は、実施の形態1の第1の樹脂材料13と同様に、冷却体40内に収容されている。
 次に図6を用いて、実施の形態2に係る電力変換装置101の製造方法について説明する。図6は、実施の形態2に係る電力変換装置の製造方法を示すフローチャートである。図6を参照して、本実施の形態に係る電力変換装置101は、準備工程(S101)と、組立工程(S201)と、接続工程(S301)と、封止工程(S401)とを有している。準備工程(S101)は図4の準備工程(S100)に対応する。組立工程(S201)は図4の組立工程(S200)に対応する。接続工程(S301)は図4の接続工程(S300)に対応する。封止工程(S401)は図4の封止工程(S400)に対応する。各工程は実施の形態1の対応する工程と大筋で同様であるため、以下の各工程において実施の形態1と同様の処理を行なう部分についてはその説明を繰り返さない。
 準備工程(S101)は基本的に実施の形態1の準備工程(S100)と同様である。組立工程(S201)は基本的に実施の形態1の組立工程(S200)と同様である。
 接続工程(S301)も大筋で実施の形態1の接続工程(S300)と同様である。つまり、端子間接触面10Aにおいて、第1のプリント基板21に固定された第1の端子11のコンタクト11Aの表面と、第2のプリント基板22に固定された第2の端子12のピン12Aの表面とが接触および通電される。またこれにより、第2のプリント基板22の少なくとも一部が、冷却体40の容器状の部分の内部に配置される。
 その後、形成された端子間接触面10Aと間隔をあけて、その外側から端子間接触面10Aを取り囲むように、第1の樹脂材料14が供給される。第1の樹脂材料14は、互いに接触するよう嵌合された第1のハウジング11Bおよび第2のハウジング12Bの外側の表面を覆うように、冷却体40の容器状の部分の内部に供給される。このため第1の樹脂材料14は、第1のハウジング11Bおよび第2のハウジング12Bの容器状の部分の内部には浸入しない。また第1の樹脂材料14は、第1の端子11のコンタクト11Aおよび第2の端子12のピン12Aの表面にも接触しないように供給される。
 供給された第1の樹脂材料14は、その特性に応じた硬化条件により硬化される。このようにして冷却体40内には第1の樹脂材料14の硬化部分が形成される。上記の第1の樹脂材料14の特性に応じた硬化条件とは、たとえば上記の第1の硬化条件、第2の硬化条件または第3の硬化条件のいずれかであることが好ましい。なお樹脂材料の種類に応じて、上記の第1、第2または第3の硬化条件以外の硬化条件が用いられてもよい。
 封止工程(S401)は基本的に実施の形態1の封止工程(S400)と同様である。
 次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
 本実施の形態に従った電力変換装置101は、端子間接触面10Aと、第1の樹脂材料14と、第2の樹脂材料15とを備える。端子間接触面10Aは、複数の端子の表面同士が接触され通電される接触通電部10(接触通電方式の電気接続部)における、当該複数の端子の表面同士が接触することで形成される面である。第1の樹脂材料14は、端子間接触面10Aと間隔をあけて、端子間接触面10Aを取り囲む。第2の樹脂材料15は、第1の樹脂材料14の表面の外側に配置される。
 本実施の形態の電力変換装置101も、接触通電方式の電気接続部である接触通電部10が用いられる。このため金属導体をはんだ付けまたは溶接することにより複数のプリント基板が接続される場合に必要とされる専用の加工治具が不要となる。このためそのような加工治具を配置できるようなスペースを設けることによる装置の大型化を抑制できる。また専用の加工治具を用いることによる製造工程の複雑化を抑制できる。
 また端子間接触面10Aと間隔をあけて、第1の樹脂材料14が端子間接触面10Aを取り囲む。このためたとえばケースとしての冷却体40内に第2の樹脂材料15を供給し端子間接触面10Aを封止する際に、接触通電部10における端子間接触面10Aに絶縁性の樹脂である第2の樹脂材料15が浸入する不具合を抑制できる。第1の樹脂材料14が第2の樹脂材料15を第1の樹脂材料14よりも端子間接触面10A側へ進入しないようブロックするためである。このため接触通電部10における複数の端子の表面同士の接触および通電状態を確保し、それら複数の端子間の電気的接続の高い信頼性を確保できる。
 上記電力変換装置101において、第1の樹脂材料14は、端子間接触面10Aの外側の全体において、端子間接触面10Aと間隔をあけて取り囲むように配置されることが好ましい。これにより、いっそう確実に、端子間接触面10Aに絶縁性の樹脂である第2の樹脂材料15が浸入する不具合を抑制できる。このため接触通電部10における複数の端子の表面同士の接触および通電状態を確保し、それら複数の端子間の電気的接続の高い信頼性を確保できる。
 上記電力変換装置101において、第1の樹脂材料14および第2の樹脂材料15は絶縁性樹脂である。第1の樹脂材料14は第2の樹脂材料15よりも粘性が高い。このような構成であることが好ましい。たとえば上記の接続工程(S301)にて、第1の樹脂材料14の粘性を第2の樹脂材料15よりも高くし、第1の樹脂材料14は接触通電部10の端子間接触面10Aと間隔をあけてこれの周囲を取り囲むように配置される。また第1の樹脂材料14は、コンタクト11Aおよびピン12Aと間隔をあけてこれの周囲を取り囲むように配置される。これにより、第1の樹脂材料14が硬化する際に、その高い粘性により、狭い空間に浸入しにくくなる。このため粘性の高い第1の樹脂材料14は、接続工程(S301)において、端子間接触面10A側に浸入しないまま、端子間接触面10Aと間隔をあけた状態のまま、硬化する。また、封止工程(S401)にて、第2の樹脂材料15で冷却体40内を封止する際に、第1の端子11と第2の端子12とからなる接触通電部10は、硬化した粘性の高い第1の樹脂材料14に囲まれる。このため端子間接触面10Aに第2の樹脂材料15が入り込まない。したがって電力変換装置101の接触通電部10の端子間接触面10Aにおける電気的接続の高い信頼性を確保できる。
 図7は、実施の形態2に係る電力変換装置の構成の第2例に含まれる、接触通電部の変形例を示す概略斜視図である。図7を参照して、当該図においては、第2の端子12が2つのピン12Aを含んでいる。このように単一の第2の端子12が複数のピン12Aを含む場合、第1の端子11と第2の端子12による端子間接触面10Aの周囲を囲むように第1の樹脂材料14を配置しても、複数のピン12A同士が電気的に短絡する可能性が排除される。その結果、第1のプリント基板21と、第2のプリント基板22とを電気的に接続する経路が2つ以上あって、それらの電気的接続経路の電位が互いに異なる場合であっても、2つのプリント基板の電気的接続を、コンタクト11Aおよびピン12Aの端子間接触面10Aに集約できる。その結果、本実施の形態の電力変換装置101を小型化できる。
 その他、本実施の形態における粘性の高い第1の樹脂材料14は熱硬化性を有する。このため実施の形態1の第1の樹脂材料13が熱硬化性を有することによる作用効果と同様の作用効果を奏する。
 上記本実施の形態の電力変換装置101において、第2のプリント基板22の少なくとも一部、ならびに第1のプリント基板21、接触通電部10、第1の樹脂材料14および第2の樹脂材料15を収容する冷却体40をさらに備える。冷却体40と第2の樹脂材料15とが接触している。第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の少なくともいずれかと、第2の樹脂材料15とが接触している。なおここでの冷却体40と第2の樹脂材料15との接触、および第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の少なくともいずれかと第2の樹脂材料15との接触は、たとえば熱的な結合すなわちいわゆる熱結合を意味する。このような構成であることが好ましい。これにより、実施の形態1の上記と同様の構成による作用効果と同様の作用効果を奏する。
 実施の形態3.
 図8は、実施の形態3に係る電力変換装置の構成を示す概略断面図である。図8を参照して、本実施の形態の電力変換装置102は、大筋で図1に示す実施の形態1の第1例の電力変換装置100と同様の構成を有している。このため図8において図1と同一の構成要素には同一の符号を付し、機能および材質等が同一である限りその説明を繰り返さない。ただし図8の電力変換装置102においては、第1の樹脂材料13は配置されない。その代わりに、図8の電力変換装置102においては、端子間接触面10Aの外側に隣接する領域に、第1の樹脂材料16が配置される。第1の樹脂材料16は導電性樹脂である。第1の樹脂材料16は、端子間接触面10Aの外側に隣接する領域のコンタクト11Aおよびピン12Aの表面を覆うように配置される。このようにして、第1の樹脂材料16はは、端子間接触面10Aを覆う。ここで端子間接触面10Aを覆うとは、端子間接触面10Aそのものを覆う場合に限らず、端子間接触面10Aに隣接する、端子間接触面10Aに最も近い周囲の部分の表面に接触する場合を含むものとする。これにより第1の樹脂材料16は、端子間接触面10Aが露出しないようにこれを外側から覆い封止する態様となっている。したがって、第1の樹脂材料16は、端子間接触面10Aの全体を覆う、言い換えれば包むように封止することが好ましい。なお第2の樹脂材料15は絶縁性樹脂である。
 図9は、実施の形態3に係る電力変換装置の構成に含まれる、接触通電部の例を示す概略斜視図である。図9を参照して、本実施の形態の電力変換装置102(図8参照)は、第2の端子12のピン12Aが、2つのピン12Aaおよびピン12Abを含んでいる。
 ピン12Aaおよびピン12Abは、第1のプリント基板21と第2のプリント基板22との間で、電源供給する経路を形成する。またピン12Aaおよびピン12Abは、第1のプリント基板21と第2のプリント基板22との間で、電気信号を伝送する経路の一部を形成してもよい。なお当該電気信号を伝送する経路の他の一部は、たとえば上記のコンタクト11A(図2参照)などである。伝送される電気信号は、HighとLowとの2値で伝送されるデジタル信号である。具体的には当該電気信号は、たとえば電力変換装置102の運転オン/オフ切替信号、またはスイッチング半導体の駆動信号などである。スイッチング半導体は、トランジスタ、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、サイリスタなどである。
 図10は、実施の形態3に係る電力変換装置に含まれる第1のプリント基板および第2のプリント基板の電気接続の例を示す回路図である。図10を参照して、第2のプリント基板22の主表面22a,22b(図8参照)上に、第1の信号源S1と、第2の信号源S2とが配置される。なお第1の信号源S1は以下において信号源S1と示す場合があり、第2の信号源S2は以下において信号源S2と示す場合がある。信号源S1および信号源S2のそれぞれの出力信号は、High状態と、出力なし状態であるLow状態との2つの値のいずれかとなる。
 第1のプリント基板21には、第1の端子11が接続されている。第1のプリント基板21の主表面21a,21b(図8参照)上には、受信回路70が配置される。信号源S1の出力信号は、ピン12Aaを経由して、受信回路70のポート70aに入力される。信号源S2の出力信号は、ピン12Abを経由して、受信回路70のポート70bに入力される。言い換えれば受信回路70は、複数の端子の少なくとも1つである第2の端子12のピン12Aa,12Abに接続されている。第1の信号源S1は、複数の端子の一部であるピン12Aaを経由して受信回路70に入力可能な第1の出力信号を出力する。第2の信号源S2は、複数の端子の他の一部であるピン12Abを経由して受信回路70に入力可能な第2の出力信号を出力する。
 ポート70aの電位を第1の電位Paとする。ポート70aと接続された電気配線は、接地抵抗Raにより、信号グランド71にプルダウンされる。
 ポート70bの電位を第2の電位Pbとする。ポート70bと接続された電気配線は、接地抵抗Rbにより、信号グランド71にプルダウンされる。
 以下の説明においては、図10の信号グランド71の電位を基準値である0Vとする。たとえば信号源S1の出力信号が5VすなわちHigh状態の時、第1の電位Paは5VすなわちHigh状態となる。信号源S1の出力信号が出力なし状態すなわちLow状態の時、第1の電位Paは接地抵抗Raでプルダウンされ0Vとなる。また、たとえば信号源S2の出力信号が5VすなわちHigh状態の時、第2の電位Pbは5VすなわちHigh状態となる。信号源S2の出力信号が出力なし状態すなわちLow状態の時、第2の電位Pbは接地抵抗Rbでプルダウンされ0Vとなる。
 受信回路70は、ポート70a,70bの電位Pa,Pbにより、信号源S1,S2の出力信号の状態を判別する。たとえば、受信回路70は、第1の電位Paが高電位側の閾値電圧VthHより高い場合、信号源S1の出力信号がHigh状態であると判定し、かつ第2の電位Pbが低電位側の閾値電圧VthLより低い場合、信号源S2の出力信号がLow状態であると判定する。
 ここで仮に、第1の樹脂材料16が第1の樹脂材料13と同じく、導電性樹脂の体積抵抗率が1.0×10-3Ω・m以下の導電性樹脂である場合を考える。図11は、実施の形態3において第1の樹脂材料が端子間接触面10Aを覆うように入り込んだ場合の、図10の回路図に相当する回路図である。図11を参照して、この場合、第1の樹脂材料16は、ピン12Aaとピン12Abとを電気的に接続するショート抵抗Rsを形成する。また、第1の樹脂材料16が端子間接触面10Aを覆うとともに端子間接触面10Aに挟まれる領域内に入り込んだ場合、第1の樹脂材料16は、ピン12Aaとポート70aとを接続する電気配線に直列に挿入される抵抗Rcを形成する。また第1の樹脂材料16は、ピン12Abとポート70bとを接続する電気配線に直列に挿入される抵抗Rdを形成する。
 一例として、信号源S1の第1の出力信号が5VすなわちHigh状態であり、信号源S2の第2の出力信号が出力なし状態すなわちLow状態である場合を考える。このときの第1の電位Paは以下の式(1)で算出され、第2の電位Pbは以下の式(2)で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 たとえば、受信回路70の第1の出力論理閾値電圧VthHを3Vとする。受信回路70の第2の出力論理閾値電圧VthLを2Vとする。接地抵抗Raおよび接地抵抗Rbの抵抗値を10kΩとする。またショート抵抗Rsが長さ2mm、断面積10mm2、体積抵抗率が1.0×10-3Ω・mの第1の樹脂材料13で形成されるとき、ショート抵抗Rsの抵抗値は200mΩとなる。また抵抗Rcおよび抵抗Rdが長さ1μm、断面積1mm2、体積抵抗率が1.0×10-3Ω・mの第1の樹脂材料13で形成されるとき、抵抗Rcおよび抵抗Rdの抵抗値は1mΩとなる。このとき式(1),(2)により第1の電位Paは5.0Vとなり、第2の電位Pbは5.0Vとなり、第2の電位Pbが第2の出力論理閾値電圧VthLより高くなる。このため受信回路70は、信号源S2の出力信号の状態を正しく判定できない。
 上記の問題を解決するため、本実施の形態に係る電力変換装置102に含まれる第1の樹脂材料16は、実施の形態1の第1の樹脂材料13よりも体積抵抗率が高い導電性樹脂である。第1の樹脂材料16としての導電性樹脂は、体積抵抗率が1.0×10-3Ω・mを超え1.0×109Ω・m未満である。
 第1の樹脂材料16の導電性樹脂は、熱硬化性を有する。ここでの熱硬化性を有する樹脂材料は、実施の形態1での熱硬化性を有する樹脂材料と同様に定義できる。
 電力変換装置102では、第1の樹脂材料16の体積抵抗率が、1.0×10-3Ω・mを超え1.0×109Ω・m未満の範囲内のうち、以下の条件1および条件2の双方を同時に満足できる値となるように調整される。
 条件1:信号源S1の第1の出力信号がHigh状態で、信号源S2の第2の出力信号がLow状態のとき、式(2)で算出される第2の電位Pbが、受信回路70の低電位側の第2の出力論理閾値電圧VthLよりも低い。
 条件2:信号源S1の第1の出力信号がHigh状態で、信号源S2の第2の出力信号がLow状態のとき、式(1)で算出される第1の電位Paが、受信回路70の高電位側の第1の出力論理閾値電圧VthHよりも高い。
 上記の条件1および条件2を同時に満足することにより、第1の電位Paと第2の電位Pbとの電位差が十分に大きくなることから、信号源S1の第1の出力信号がHigh状態で、信号源S2の第2の出力信号がLow状態であることが確認できる。
 上記条件1,条件2を用いた第1の樹脂材料16の体積率の設計例を以下に示す。たとえば接地抵抗Ra,Rbの抵抗値を10kΩとする。信号源S1の第1の出力信号を5VつまりHigh状態とし、信号源S2の第2の出力信号を出力なし状態つまりLow状態とする。受信回路70の第1の出力論理閾値電圧VthHを3Vとする。受信回路70の第2の出力論理閾値電圧VthLを2Vとする。第1の樹脂材料16の体積抵抗率を1.0×102Ω・mとする。
 ショート抵抗Rsが長さ2mm、断面積10mm2、体積抵抗率が1.0×102Ω・mの第1の樹脂材料16で形成されるとき、ショート抵抗Rsの抵抗値は20kΩとなる。また抵抗Rc,Rdが長さ1μm、断面積1mm2、体積抵抗率が1.0×102Ω・mの第1の樹脂材料16で形成されるとき、抵抗Rcおよび抵抗Rdの抵抗値は100Ωとなる。このとき式(1)により、第1の電位Paは4.9Vとなり、受信回路70の第1の出力論理閾値電圧VthHより高くなることから、条件2を満足することが確認できる。また式(2)により第2の電位Pbは1.6Vとなり、受信回路70の第2の出力論理閾値電圧VthLより低くなる。このことから、条件1を満足することが確認できる。このため1.0×10-3Ω・mよりも大きく1.0×109Ω・mよりも小さい値のうち、条件1と条件2との双方を同時に満たすたとえば1.0×102Ω・mとなるように第1の樹脂材料16の体積抵抗率の値を調整すなわち選択することは可能であるといえる。第1の樹脂材料16の体積抵抗率が、条件1と条件2とが同時に満足されるよう、1.0×10-3Ω・mを超え1.0×109Ω・m未満の数値範囲内から選択されれば、信号源S1の第1の出力信号がHigh状態で、信号源S2の第2の出力信号がLow状態であることが確認できる。
 次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
 本実施の形態に従った電力変換装置102は、端子間接触面10Aと、第1の樹脂材料16と、第2の樹脂材料15とを備える。端子間接触面10Aは、複数の端子の表面同士が接触され通電される接触通電部10(接触通電方式の電気接続部)における、当該複数の端子の表面同士が接触することで形成される面である。第1の樹脂材料16は、端子間接触面10Aを覆うように端子間接触面10Aを封止する。第2の樹脂材料15は、第1の樹脂材料16の表面の外側に配置される。第1の樹脂材料16の体積抵抗率は1.0×10-3Ω・mを超え1.0×109Ω・m未満である。
 本実施の形態に従った電力変換装置102は、実施の形態1に係る電力変換装置100と同様の効果を得ることができる。ただし第1の樹脂材料16は、第1の樹脂材料13よりも体積抵抗率が高い導電性樹脂からなる。このため、端子間接触面10Aに入り込んだ第1の樹脂材料16の抵抗値は、実施の形態1に係る電力変換装置100において端子間接触面10Aに入り込んだ第1の樹脂材料13の抵抗値よりも高くなる。この結果、端子間接触面10Aに電流を流した際、実施の形態1に係る電力変換装置100と比べ、実施の形態3に係る電力変換装置102の端子間接触面10Aにおける発熱が増大してしまう。
 電力変換装置102における第1の樹脂材料16の体積抵抗率は、1.0×10-3Ω・mを超え1.0×109Ω・m未満の数値範囲内から、以下の条件1および条件2の双方を同時に満足するように選択される。
 条件1:信号源S1の第1の出力信号がHigh状態で、信号源S2の第2の出力信号がLow状態のとき、式(2)で算出される第2の電位Pbが、受信回路70の低電位側の第2の出力論理閾値電圧VthLよりも低い。
 条件2:信号源S1の第1の出力信号がHigh状態で、信号源S2の第2の出力信号がLow状態のとき、式(1)で算出される第1の電位Paが、受信回路70の高電位側の第1の出力論理閾値電圧VthHよりも高い。
 なお第1の樹脂材料16の体積抵抗率が1.0×10-3Ω・mを超え1.0×109Ω・m未満である電力変換装置102は、受信回路70と、第1の信号源S1と、第2の信号源S2とを備える。受信回路70は複数の端子の少なくとも1つ(たとえばピン12Aa,12Abを含む第2の端子12)に接続される。第1の信号源S1は、複数の端子の一部(ピン12Aa)を経由して受信回路70に入力可能な第1の出力信号を出力する。第2の信号源S2は、複数の端子の一部(ピン12Ab)を経由して受信回路70に入力可能な第2の出力信号を出力する。
 第1の樹脂材料16の体積抵抗率は条件1を満足するように選択される。その結果、第1のプリント基板21と、第2のプリント基板22とを電気的に接続する経路が2つ以上あって、それらの電気的接続経路の電位Pa,Pbが互いに異なる場合であっても、2つのプリント基板21,22の電気的接続を、コンタクト11Aおよびピン12Aの端子間接触面10Aに集約できる。その結果、2つのプリント基板すなわち第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の電気的接続をコンタクト11Aおよびピン12Aの端子間接触面10Aに集約しない場合に比べ、本実施の形態の電力変換装置102を小型化できる。
 第1の樹脂材料16の体積抵抗率は条件2を満足するように選択される。その結果、端子間接触面10Aに第1の樹脂材料16が入り込んだ場合でも、ピン12Aaおよびピン12Abを通じて伝送される電気信号により、第2のプリント基板22に配置された信号源S1および信号源S2のそれぞれの出力状態を、第1のプリント基板21に配置された受信回路70が正しく判定できる。その結果、本実施の形態の電力変換装置102の制御の信頼性を向上できる。
 その他、本実施の形態における第1の樹脂材料16は熱硬化性を有する。このため実施の形態1の第1の樹脂材料13が熱硬化性を有することによる作用効果と同様の作用効果を奏する。
 上記本実施の形態の電力変換装置102において、第2のプリント基板22の少なくとも一部、ならびに第1のプリント基板21、接触通電部10、第1の樹脂材料16および第2の樹脂材料15を収容する冷却体40をさらに備える。冷却体40と第2の樹脂材料15とが接触している。第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の少なくともいずれかと、第2の樹脂材料15とが接触している。なおここでの冷却体40と第2の樹脂材料15との接触、および第1のプリント基板21および第2のプリント基板22の少なくともいずれかと第2の樹脂材料15との接触は、たとえば熱的な結合すなわちいわゆる熱結合を意味する。このような構成であることが好ましい。これにより、実施の形態1の上記と同様の構成による作用効果と同様の作用効果を奏する。
 以上に述べた各実施の形態(に含まれる各例)に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。
 今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
 10 接触通電部、10A 端子間接触面、11 第1の端子、11A コンタクト、11B 第1のハウジング、12 第2の端子、12A,12Aa,12Ab ピン、12B 第2のハウジング、13,14 第1の樹脂材料、15 第2の樹脂材料、21 第1のプリント基板、21a,21b,22a,22b,40a,50a 主表面、22 第2のプリント基板、30,31,32 電子部品、40 冷却体、50 絶縁性部材、60 固定部材、70 受信回路、70a,70b ポート、71 信号グランド、100,101,102 電力変換装置、S1 第1の信号源、S2 第2の信号源。

Claims (17)

  1.  複数の端子の表面同士が接触され通電される接触通電部における、前記複数の端子の表面同士が接触することで形成される面としての端子間接触面と、
     前記端子間接触面を覆うように前記端子間接触面を封止する第1の樹脂材料と、
     前記第1の樹脂材料の表面の外側に配置される第2の樹脂材料とを備える、電力変換装置。
  2.  前記第1の樹脂材料は、前記端子間接触面の全体を覆うように封止する、請求項1に記載の電力変換装置。
  3.  前記第1の樹脂材料は導電性樹脂であり、
     前記第2の樹脂材料は絶縁性樹脂である、請求項1または2に記載の電力変換装置。
  4.  前記第1の樹脂材料を構成する前記導電性樹脂の体積抵抗率が1.0×10-3Ω・m以下である、請求項3に記載の電力変換装置。
  5.  前記複数の端子は、前記端子間接触面において表面同士が接触される少なくとも1つの接触部と、少なくとも1つの前記接触部を取り囲み収納する収納部とを備える、請求項1~4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  6.  複数の端子の表面同士が接触され通電される接触通電部における、前記複数の端子の表面同士が接触することで形成される面としての端子間接触面と、
     前記端子間接触面と間隔をあけて、前記端子間接触面を取り囲む第1の樹脂材料と、
     前記第1の樹脂材料の表面の外側に配置される第2の樹脂材料とを備える、電力変換装置。
  7.  前記第1の樹脂材料は、前記端子間接触面の外側の全体において、前記端子間接触面と間隔をあけて取り囲むように配置される、請求項6に記載の電力変換装置。
  8.  前記第1の樹脂材料および前記第2の樹脂材料は絶縁性樹脂であり、
     前記第1の樹脂材料は前記第2の樹脂材料よりも粘性が高い、請求項6または7に記載の電力変換装置。
  9.  前記複数の端子は、前記端子間接触面において表面同士が接触される少なくとも1つの接触部と、少なくとも1つの前記接触部を取り囲み収納する収納部とを備える、請求項6~8のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  10.  複数の端子の表面同士が接触され通電される接触通電部における、前記複数の端子の表面同士が接触することで形成される面としての端子間接触面と、
     前記端子間接触面を覆うように前記端子間接触面を封止する第1の樹脂材料と、
     前記第1の樹脂材料の表面の外側に配置される第2の樹脂材料とを備え、
     前記第1の樹脂材料の体積抵抗率は1.0×10-3Ω・mを超え1.0×109Ω・m未満の数値範囲の中から、
     条件1:前記複数の端子の一部を経由して受信回路に入力可能な第1の出力信号を出力する第1の信号源の前記第1の出力信号がHigh状態で、前記複数の端子の他の一部を経由して前記受信回路に入力可能な第2の出力信号を出力する第2の信号源の前記第2の出力信号がLow状態であるときに、以下の式(2)で算出される第2の電位が、前記受信回路の低電位側の出力論理閾値電圧よりも低い。
     および
     条件2:前記第1の信号源の前記第1の出力信号がHigh状態で、前記第2の信号源の前記第2の出力信号がLow状態であるときに、以下の式(1)で算出される第1の電位が、前記受信回路の高電位側の出力論理閾値電圧よりも高い。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
     の双方を同時に満足するように選択される、電力変換装置。
  11.  前記第1の樹脂材料は、前記端子間接触面の全体を覆うように封止する、請求項10に記載の電力変換装置。
  12.  前記第1の樹脂材料は導電性樹脂であり、
     前記第2の樹脂材料は絶縁性樹脂である、請求項10または11に記載の電力変換装置。
  13.  前記複数の端子は、前記端子間接触面において表面同士が接触される少なくとも1つの接触部と、少なくとも1つの前記接触部を取り囲み収納する収納部とを備える、請求項10~12のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  14.  前記第1の樹脂材料は熱硬化性を有する、請求項1~13のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  15.  前記複数の端子のうち少なくとも1つが接続される第1のプリント基板と、
     前記複数の端子のうち少なくとも前記1つ以外の他の1つが接続される第2のプリント基板とをさらに備え、
     前記接触通電部は、前記第1のプリント基板に接続された前記端子である第1の端子と前記第2のプリント基板に接続された前記端子である第2の端子とにより形成され、
     前記接触通電部には、前記第1の端子と前記第2の端子とが接触するように接続された部分としての前記端子間接触面が形成される、請求項1~14のいずれか1項に記載の電力変換装置。
  16.  前記第2のプリント基板の少なくとも一部、ならびに前記第1のプリント基板、前記接触通電部、前記第1の樹脂材料および前記第2の樹脂材料を収容する冷却体をさらに備え、
     前記冷却体と前記第2の樹脂材料とが接触しており、
     前記第1のプリント基板および前記第2のプリント基板の少なくともいずれかと、前記第2の樹脂材料とが接触している、請求項15に記載の電力変換装置。
  17.  前記第1のプリント基板および前記第2のプリント基板の少なくともいずれかには電子部品が実装され、
     前記電子部品の少なくとも一部が前記第2の樹脂材料に封止される、請求項15または16に記載の電力変換装置。
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