功率半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及功率半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]被用于電力變換裝置的功率半導(dǎo)體裝置具有容納功率半導(dǎo)體元件的殼體(專利文獻I) O通過將該殼體容納于流路形成體的流路內(nèi)，使制冷劑與殼體的外表面直接接觸，從而提尚冷卻性能。
[0003]對于連接這樣的功率半導(dǎo)體裝置和流路形成體的殼體來說，存在關(guān)于可靠性以及小型化的提高的課題。
[0004][以往技術(shù)文獻]
[0005][專利文獻]
[0006][專利文獻I]日本專利特開2014-072939號公報【實用新型內(nèi)容】
[0007][實用新型要解決的課題]
[0008]本實用新型要解決的課題是提高功率半導(dǎo)體裝置的可靠性。另外其它的課題在于使電力變換裝置小型化。
[0009][解決課題的技術(shù)手段]
[0010]為了解決上述課題，本實用新型所涉及的半導(dǎo)體裝置包括:具有電路的電路板；以及容納所述電路板的殼體，所述殼體形成有用于插入所述電路板的開口部，所述殼體具有包圍所述開口部的凸緣部，以及在與所述電路板的插入方向相垂直的方向上突出的翅片，所述凸緣部具有沿著所述電路板的插入方向的平行方向形成的密封面，所述凸緣部的所述密封面的高度被形成為比所述翅片的高度還要高。
[0011][實用新型的效果]
[0012]根據(jù)本實用新型，能夠提高功率半導(dǎo)體裝置的可靠性。另外，能夠使電力變換裝置小型化。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實施方式所涉及的功率半導(dǎo)體裝置I的總體透視圖。
[0014]圖2(a)是從圖1的箭頭方向觀察的功率半導(dǎo)體裝置I的側(cè)視圖。
[0015]圖2(b)是從與圖1的平面A成直角的箭頭方向觀察的功率半導(dǎo)體裝置I的剖面圖。
[0016]圖3是去除了密封構(gòu)件32的電路板2的總體透視圖。
【具體實施方式】
[0017]下面，利用附圖對本實用新型的實施例進行說明。
[0018]圖1是本實施方式所涉及的功率半導(dǎo)體裝置I的總體透視圖。
[0019]電路板2內(nèi)置有構(gòu)成電路的功率半導(dǎo)體元件。電路板2通過圖3在后續(xù)進行說明。
[0020]殼體3容納電路板2。殼體3由鋁壓鑄件那樣的具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性能的材料制成，還可以進行為了提高耐蝕性的表面處理。殼體3由框體4、第一翅片基座21a、以及第二翅片基座21b構(gòu)成。
[0021 ] 框體4形成有開口部5，其用于將電路板2插入至殼體3的收容部中。開口部5被設(shè)置成沿著插入電路板2的方向開口面積逐漸變小的錐狀，從而使電路板2的插入作業(yè)變得容易。
[0022]第一翅片基座21a被配置在與第二翅片基座21b相對而夾著電路板2的位置。由于第一翅片基座21a具有與第二翅片基座21b相同的構(gòu)成，所以僅以圖1所示的第二翅片基座21b為中心進行說明。
[0023]第二翅片基座21b被固定于框體4上，在中央部具有許多針翅。第二翅片基座21b以及針翅由鋁壓鑄件那樣的具有優(yōu)良的熱傳導(dǎo)性能的材料制成。針翅由鍛造或打入等形成。此外，由于鍛造或壓鑄成形的作業(yè)性原因，針翅優(yōu)選為圓柱狀，但并不僅限定于圓柱狀，斷面也可以是矩形狀。通過使LLC那樣的冷卻介質(zhì)在第一翅片基座21a的針翅以及第二翅片基座21b的針翅流動，功率半導(dǎo)體元件的熱量從針翅轉(zhuǎn)移至LLC，從而使電路板2冷卻。
[0024]另外，針翅還可以被構(gòu)成為該針翅的根數(shù)、配置、或高度在第一翅片基座21a與第二翅片基座21b上不相同。
[0025]另外，框體4、第一翅片基座21a、以及第二翅片基座21b可以是不同的構(gòu)件通過熔接或粘結(jié)那樣的加工方法接合而成，此外，也可以利用鋁壓鑄成形來一體成形以構(gòu)成殼體3。
[0026]樹脂構(gòu)件22是填充到殼體3之內(nèi)的樹脂材料。樹脂構(gòu)件22對電路板2的多個端子間進行密封，且還對端子與開口部5之間進行密封。樹脂構(gòu)件22優(yōu)選具有絕緣性、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性的環(huán)氧樹脂系的樹脂，但其它的材料亦可。另外，樹脂構(gòu)件22優(yōu)選使用填充液態(tài)樹脂之后利用熱能或者紫外線(UV)使其硬化的方法，不過也可以使用在插入成形構(gòu)件之后使其熱焊接的方法。
[0027]圖2(a)是從圖1的箭頭方向觀察的功率半導(dǎo)體裝置I的側(cè)視圖。
[0028]殼體3在電路板2的端子突出的一側(cè)形成有密封面30。密封槽31形成于殼體3的高度方向上的密封面30的中央部。密封槽31沿著開口部5的形狀而形成。密封槽31中嵌入有O形環(huán)等彈性構(gòu)件，從而確保與水路壁(未圖示)之間的水密性。
[0029]另外，在通過壓鑄成形制造殼體3時，密封面30的高度被形成為隨著從開口部5向著第一翅片基座21a或第二翅片基座21b的方向逐漸變低，由此在將殼體安裝到水路壁上時能夠防止O形環(huán)的脫出。
[0030]圖2(b)是從與圖1的平面A成直角的箭頭方向觀察的功率半導(dǎo)體裝置I的剖面圖。
[0031]電路板2被配置在由第一翅片基座21a和第二翅片基座21b夾在中間的位置。
[0032]殼體3與電路板2之間填充有樹脂構(gòu)件22。此外，電路板2具有用于密封功率半導(dǎo)體元件的密封構(gòu)件32。
[0033]流路形成體40形成有用于插入功率半導(dǎo)體裝置I的開口部41。插入方向I表示將功率半導(dǎo)體裝置I插入到流路形成體40的流路空間中的方向。密封面30被形成為與插入方向I相平行。像這樣的密封的方向被稱作軸密封構(gòu)造。
[0034]開口部41的大小被形成為比功率半導(dǎo)體裝置I的最大的寬部W的大小還要大一些。在本實施方式中，寬部W對應(yīng)于形成殼體3的密封面30的部分。
[0035]殼體3被形成為形成密封面30的部分可作為凸緣。該密封面30的附近的殼體3具有為密封制冷劑而必需的剛性。
[0036]如圖2(a)所示那樣，在本實施方式中，密封面30被形成為從框體4起始的高度H比針翅的高度還要高一些。也就是說，以與針翅的突出方向相垂直的平面4p為基準(zhǔn)的話，側(cè)面成為密封面30的凸緣部的高度比針翅的高度要高。換言之，從一側(cè)的密封面30到另一側(cè)的密封面30的凸緣部的寬度比從一側(cè)的針翅的頂端到另一側(cè)的針翅的頂端的寬度要寬。
[0037]由此，在運送功率半導(dǎo)體裝置I時，可以通過凸緣部保護針翅，從而提高功率半導(dǎo)體裝置I的可靠性。另外，在將功率半導(dǎo)體裝置I插入到流路形成體40中的情況下，在凸緣部的側(cè)面形成有密封面30，能夠達成將功率半導(dǎo)體裝置I和流路形成體40組合的構(gòu)造物的小型化。
[0038]另外，如圖1所示那樣，在本實施方式中，凸緣部的兩端部做成曲面形狀34(R(圓角)形狀)。在本實施方式中，該曲面形狀34被形成為與凸緣寬度35的1/2相等的R。
[0039]由此，在軸密封構(gòu)造中，對于密封面30的全周施加了幾乎均等的負荷。另外，嵌入于密封槽31中的O形環(huán)的加重也能夠均等化。此外，關(guān)于密封槽31的R，根據(jù)密封槽的深度的不同而改變R，具體來說使R變小。
[0040]另外，凸緣部的除兩端部以外的部分形成有直線部36，由此，與凸緣部的全周為圓形的情況相比，能夠使尺寸管理變得更為容易，從而能夠更容易的降低負荷不均。
[0041 ] 圖3是去除了密封構(gòu)件32的電路板2的總體透視圖。
[0042]電路板2構(gòu)成有逆變器電路的上橋臂以及下橋臂，電路板2包括成為上橋臂側(cè)的半導(dǎo)體元件的第一功率半導(dǎo)體元件313，以及成為下橋臂側(cè)的半導(dǎo)體元件的第二功率半導(dǎo)體元件314。第一功率半導(dǎo)體元件313以及第二功率半導(dǎo)體元件314，在本實施方式中為IGBT，但也可以使用金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
[0043]二極管315與第一功率半導(dǎo)體元件313并聯(lián)地電連接。第一功率半導(dǎo)體元件313和二極管315由成為正極側(cè)導(dǎo)體板的第一導(dǎo)體板300以及成為中間導(dǎo)體板的第三導(dǎo)體板302夾在中間。第一功率半導(dǎo)體元件313通過引線(未圖示)與上橋臂側(cè)信號連接端子317U相連接，通過上橋臂側(cè)信號連接端子317U從驅(qū)動電路接收控制信號。
[0044]二極管316與第二功率半導(dǎo)體元件314并聯(lián)地電連接。第二功率半導(dǎo)體元件314和二極管316由成為負極側(cè)導(dǎo)體板的第四導(dǎo)體板303以及成為中間導(dǎo)體板的第二導(dǎo)體板301
[0045]夾在中間。第二功率半導(dǎo)體元件314通過引線(未圖示)與下橋臂側(cè)信號連接端子317L相連接，通過下橋臂側(cè)信號連接端子317L從驅(qū)動電路接收控制信號。
[0046]第三導(dǎo)體板302通過接合件311與第二導(dǎo)體板301相連接。第四導(dǎo)體板303具有第一中間連接導(dǎo)體部310。第一中間連接導(dǎo)體部310通過接合件(未圖示)與第二中間連接導(dǎo)體部309相連接。第一負極端子306與第二負極端子307被配置成彼此相對地將第二正極端子305夾在中間。因此，第二中間連接導(dǎo)體部309跨過第二正極端子305將第一負極端子306和第二負極端子307連接起來。
[0047]第一導(dǎo)體板300將第一正極端子304和第二正極端子305連接起來。第二導(dǎo)體板301與交流端子308相連接。交流端子308也可以被形成于第三導(dǎo)體板302之上。
[0048][符號說明]
[0049]I功率半導(dǎo)體裝置
[0050]2電路板
[0051]3殼體
[0052]4框體
[0053]5開口部
[0054]21a第一翅片基座
[0055]21b第二翅片基座
[0056]22樹脂構(gòu)件
[0057]30密封面
[0058]31密封槽
[0059]32密封構(gòu)件
[0060]34曲面形狀
[0061]35凸緣寬度
[0062]36直線部
[0063]40流路形成體
[0064]41開口部
[0065]300第一導(dǎo)體板
[0066]301第二導(dǎo)體板
[0067]302第三導(dǎo)體板
[0068]303第四導(dǎo)體板
[0069]304第一正極端子
[0070]305第二正極端子
[0071]306第一負極端子
[0072]307第二負極端子
[0073]308交流端子
[0074]309第二中間連接導(dǎo)體部
[0075]310第一中間連接導(dǎo)體部
[0076]311接合件
[0077]313第一功率半導(dǎo)體元件
[0078]314第二功率半導(dǎo)體元件
[0079]315第一二極管
[0080]316第二二極管
[0081]317U上橋臂側(cè)信號連接端子
[0082]317L下橋臂側(cè)信號連接端子。
【主權(quán)項】
1.一種功率半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括: 具有電路的電路板；以及 容納所述電路板的殼體， 所述殼體形成有用于插入所述電路板的開口部， 所述殼體具有包圍所述開口部的凸緣部，以及在與所述電路板的插入方向相垂直的方向上突出的翅片， 所述凸緣部具有沿著所述電路板的插入方向的平行方向形成的密封面， 所述凸緣部的所述密封面的高度被形成為比所述翅片的高度還要高。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 所述電路板的所述電路為將直流電流變換成交流電流的逆變器電路的多相中的一相的上下橋臂電路。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體裝置，其特征在于， 在從所述電路板的插入方向觀察的情況下，所述凸緣部的兩端做成R部。
【專利摘要】本實用新型的課題是提高功率半導(dǎo)體裝置的可靠性。另外其它的課題還在于使電力變換裝置小型化。本實用新型所涉及的半導(dǎo)體裝置包括：具有電路的電路板；以及容納所述電路板的殼體，所述殼體形成有用于插入所述電路板的開口部，所述殼體具有包圍所述開口部的凸緣部，以及在與所述電路板的插入方向相垂直的方向上突出出來的翅片，所述凸緣部具有沿著所述電路板的插入方向的平行方向形成的密封面，所述凸緣部的所述密封面的高度被形成為比所述翅片的高度還要高。
【IPC分類】H02M7/00
【公開號】CN205178895
【申請?zhí)枴緾N201520805013
【發(fā)明人】松下晃, 志村隆弘, 高木佑輔, 原陽成
【申請人】日立汽車系統(tǒng)株式會社
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年10月16日