專利名稱：電路裝置、電路模塊和電力變換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于構(gòu)成采用了半導(dǎo)體的電路的電路裝置、安裝有該電路裝置的電路模塊和具備該電路模塊的電力變換裝置。
背景技術(shù)：
作為與用于構(gòu)成采用了半導(dǎo)體的電路的電路裝置、安裝有該電路裝置的電路模塊和具備該電路模塊的電力變換裝置相關(guān)的背景技術(shù)，公知的有例如專利文獻1至3中所公開的技術(shù)。在專利文獻1中公開了將高側(cè)的半導(dǎo)體芯片(IGBT芯片和二極管芯片)插入在公共的中間側(cè)板和高側(cè)板、將低側(cè)的半導(dǎo)體芯片(IGBT芯片和二極管芯片)插入在公共的中間側(cè)板和低側(cè)板，并將各個半導(dǎo)體芯片以兩面冷卻的技術(shù)。
另外，在專利文獻2中公開了在P側(cè)電極、中間電極、N側(cè)電極這三個電極之間，配置IGBT元件和二極管元件，在縱方向上將它們層疊，來減小布線電感的技術(shù)。
再有，在專利文獻3中公開了將半導(dǎo)體模塊和平滑電容器配置在上下，并通過兩對連接導(dǎo)體對它們進行電連接，從而實現(xiàn)縮短半導(dǎo)體模塊和平滑電容器之間的布線距離，來減小半導(dǎo)體模塊與平滑電容器之間的布線電感的技術(shù)，其中上述兩對連接導(dǎo)體是薄板的積層體，它們的一端與半導(dǎo)體模塊及平滑電容器的端子部固接、另一端則以同極性的端子彼此接觸，并且在不同極性的導(dǎo)體之間夾持絕緣構(gòu)件。
近年來，在各種產(chǎn)業(yè)中推動了電動化。例如在汽車中從車輛中的燃料費用的改善或?qū)Φ厍颦h(huán)境的保護等觀點出發(fā)，以車輛的驅(qū)動系統(tǒng)為代表推動了車輛的各車載系統(tǒng)的電動化，最近展望電動化的進一步加速。但是，在車載系統(tǒng)的電動化中需要新追加或與現(xiàn)有系統(tǒng)的構(gòu)成部件調(diào)換電力機械(electric machinery)和電力變換裝置，其中上述電力機械對被驅(qū)動體進行驅(qū)動，上述電路變換裝置對從車載電源向旋轉(zhuǎn)電機供給的電力進行控制，來控制旋轉(zhuǎn)電機的驅(qū)動。從而，為了進一步加速車載系統(tǒng)的電動化，需要電力機械及其控制裝置的搭載性進一步改善和進一步低價格化。
為了實現(xiàn)電力機械和電力變換裝置的搭載性的進一步改善或進一步低價格化，需要使它們進一步小型化。其中，在電力變換裝置中為了實現(xiàn)進一步的小型化，考慮了采用比迄今為止的半導(dǎo)體芯片更小型化的半導(dǎo)體芯片來構(gòu)成用于構(gòu)成電力變換電路的電路裝置，使安裝有電路裝置的電路模塊小型化的情況。但是，半導(dǎo)體芯片在通電時發(fā)熱量大，而且越小型則熱容量越增大，從而使發(fā)熱量增大。再有，半導(dǎo)體芯片的發(fā)熱量也會隨著因電路裝置的內(nèi)部布線的電感或電路裝置的輸入側(cè)布線的電感產(chǎn)生的工作時損耗而增大。由此，當進行電力變換裝置的小型化時，電路裝置的冷卻性能的進一步提高、或因布線電感而產(chǎn)生的動作時損耗的進一步減小成為重要的技術(shù)要素。
尤其，在工作環(huán)境或搭載環(huán)境處于嚴格狀態(tài)的電力變換裝置的小型化，例如汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中所使用的電力變換裝置的小型化時，必須進一步提高電路裝置的冷卻性能的同時、進一步減少因布線電感而產(chǎn)生的工作時損耗。
在這一點上，如專利文獻1至3中公開那樣背景技術(shù)僅僅停留在只實現(xiàn)電路裝置的冷卻性能的提高、或因布線電感而產(chǎn)生的動作時損耗的減少中的其中一方的狀況，因此現(xiàn)狀為還是不能同時實現(xiàn)雙方的狀況。
專利文獻1特開2004-208411號公報；專利文獻2特開2004-193476號公報；專利文獻3特開平10-248266號公報。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)提高冷卻性能和減少因布線電感而產(chǎn)生的工作時損耗兩者的電路裝置。
這里，本發(fā)明的代表性的發(fā)明為，其特征在于，將與多個半導(dǎo)體芯片電連接的多個板狀導(dǎo)體構(gòu)成為，與多個半導(dǎo)體芯片每一個的兩方芯片面熱連接，并且從多個半導(dǎo)體芯片每一個的兩方芯片面放出熱，而且使其中的直流正極用板狀導(dǎo)體與直流負極用板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面彼此對置。
根據(jù)具有上述特征的本發(fā)明，由于介由與半導(dǎo)體芯片的芯片兩面熱連接的板狀導(dǎo)體可將半導(dǎo)體芯片的發(fā)熱向裝置的外部放出，因此能夠由芯片兩面冷卻半導(dǎo)體芯片。再有，根據(jù)本發(fā)明，當大小相等的電流流過直流正極用板狀導(dǎo)體和直流負極用板狀導(dǎo)體時，能夠在直流正極用板狀導(dǎo)體和直流負極用板狀導(dǎo)體的對置部分中使該電流方向成為相反的方向，從而能夠通過因流入直流負極用板狀導(dǎo)體的電流而產(chǎn)生的磁場來抵消因流入直流正極用板狀導(dǎo)體的電流而產(chǎn)生的磁場。由此，根據(jù)本發(fā)明，能夠減小電路裝置內(nèi)部中的布線電感，進而能夠減小因布線電感而造成的半導(dǎo)體工作時的損耗。從而，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)提高冷卻性能和減小因布線電感而引起的工作時的損耗這兩方。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種電路模塊，在該電路模塊中上述電路裝置介由絕緣體安裝在具備由致冷劑冷卻的冷卻面的散熱體。
再有，本發(fā)明提供一種電力變換裝置，該電力變換裝置具有上述電路模塊；控制該動作的控制裝置；和電容器裝置，其與由電路模塊構(gòu)成的電力變換電路電連接。
發(fā)明效果根據(jù)以上說明的本發(fā)明，由于能夠?qū)崿F(xiàn)提高冷卻性能和減小因布線電感而引起的工作時的損耗這兩方，因此能夠采用更小型化的半導(dǎo)體芯片來構(gòu)成電路裝置，從而使電路裝置小型化。
另外，根據(jù)本發(fā)明，由于安裝上述電路裝置，因此能夠使電路模塊小型化。
再有，根據(jù)本發(fā)明，由于搭載有上述電路模塊，因此能夠使電力變換裝置小型化，并且能夠有助于電力變換裝置的搭載性的改善或低價格化。尤其搭載于汽車的電力變換裝置中其效果更大。


圖1表示是作為本發(fā)明的第一實施例的電路裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
圖2是圖1的組裝立體圖。
圖3是表示作為本發(fā)明的第一實施例的電路裝置的外觀結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖4是圖3的A-A向視剖面圖。
圖5是圖3的B-B向視剖面圖。
圖6是表示作為本發(fā)明的第一實施例的電路裝置的效果的電路圖。
圖7是表示作為本發(fā)明的第一實施例的電路裝置的效果的立體圖。
圖8是表示作為本發(fā)明的第一實施例的換流器(inverter)裝置的結(jié)構(gòu)的立體9是圖8的A-A向視剖面圖。
圖10是圖8的分解立體圖。
圖11是圖10的A-A向視剖面圖。
圖12是圖8的分解立體圖。
圖13是圖12的A-A向視剖面圖。
圖14是表示使用于圖8的換流器裝置中的散熱底座的結(jié)構(gòu)的平面圖。
圖15是表示使用于圖8的換流器裝置中的連接構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖16是表示使用于圖8的換流器裝置中的連接構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。
圖17是表示使用于圖8的換流器裝置中的連接構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖18是表示使用于圖8的換流器裝置中的連接構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖19是表示作為本發(fā)明的第一實施例的換流器裝置的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
圖20是表示作為本發(fā)明的第一實施例的混合動力汽車的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖21是表示作為本發(fā)明的第二實施例的電路裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖22是表示作為本發(fā)明的第三實施例的電路裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖23是表示作為本發(fā)明的第四實施例的電路裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖24是表示作為本發(fā)明的第五實施例的換流器裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖25是圖24的分解立體圖。
圖26是表示使用于圖24的換流器裝置中的綜合端子的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
圖27是表示作為本發(fā)明的第六實施例的換流器裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖28是圖27的分解圖。
圖29是表示作為本發(fā)明的第七實施例的電路裝置的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
圖30是表示作為本發(fā)明的第七實施例的電路裝置的外觀結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖31是表示作為本發(fā)明的第七實施例的換流器裝置的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
圖32是圖31的A-A向視剖面圖。
圖33是表示作為本發(fā)明第七實施例的電路裝置的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
圖34是表示作為本發(fā)明的第八實施例的電路裝置的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
圖35是表示作為本發(fā)明的第八實施例的電路裝置的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖中110-電路裝置；111-IGBT；112-二極管；120-中間電極；130-正極側(cè)電極；140-負極側(cè)電極。
具體實施例方式
根據(jù)附圖，說明本發(fā)明的實施例。
在以下的實施例中，以在搭載于汽車中的車載電機系統(tǒng)的車載用電力變換裝置中、尤其在使用于車輛驅(qū)動用電機系統(tǒng)中而具有非常嚴格的搭載環(huán)境或動作環(huán)境等的車輛驅(qū)動用換流器裝置中應(yīng)用本發(fā)明的情況為例進行說明。車輛驅(qū)動用換流器裝置，其作為對車輛驅(qū)動用電動機的驅(qū)動進行控制的控制裝置被配置于車輛驅(qū)動用電機系統(tǒng)中，將從構(gòu)成車載電源的車載電池或車載發(fā)電裝置供給的直流電變換為規(guī)定的交流電，并且將所得到的交流電提供給車輛驅(qū)動用電動機，來控制車輛驅(qū)動用電動機的驅(qū)動。
再有，以下說明的結(jié)構(gòu)還可使用于車輛驅(qū)動用以外的換流器裝置，例如適用于用作電動制動裝置或電動動力轉(zhuǎn)向裝置的控制裝置的換流器裝置。另外，以下說明的結(jié)構(gòu)還可適用于DC/DC轉(zhuǎn)換器或直流斷路器(chopper)等直流—直流電力變換裝置或交流—直流電力變換裝置等其他車載用電力變換裝置中。再有，以下說明的結(jié)構(gòu)也可使用于用作對工廠的設(shè)備進行驅(qū)動的電動機的控制裝置的產(chǎn)業(yè)用電力變換裝置、或用作對家庭的太陽能發(fā)電系統(tǒng)或家庭的電氣化產(chǎn)品進行驅(qū)動的電動機的控制裝置之類的家庭用電力變換裝置。尤其優(yōu)選適用于使電力變換裝置小型化，以便實現(xiàn)電力變換裝置的搭載性的改善或低價格化的裝置中。
另外，在以下的實施例中，以將具備應(yīng)用了本發(fā)明的車輛驅(qū)動用換流器裝置的車輛驅(qū)動用電機系統(tǒng)，搭載在混合動力(hybrid)汽車中的情況為例進行說明，其中上述混合動力汽車被構(gòu)成為將作為內(nèi)燃機的發(fā)動機和車輛驅(qū)動用電動機作為車輛的驅(qū)動源，對前后輪中的其中一方進行驅(qū)動。再有，混合動力汽車也可為由發(fā)動機來驅(qū)動前后輪中的其中一方，并且由車輛驅(qū)動用電動機來驅(qū)動前后輪的另一方的混合動力汽車。本實施例的車輛驅(qū)動用電機系統(tǒng)也可適用于這樣構(gòu)成的混合動力汽車中。
再有，上述車輛驅(qū)動用電機系統(tǒng)也可適用于純電動汽車，該純電動汽車被構(gòu)成為將車輛驅(qū)動用電動機作為車輛的驅(qū)動源，對前后輪中的其中一方進行驅(qū)動。另外，應(yīng)用了本發(fā)明的車載用換流器裝置的車載用電機系統(tǒng)也可適用于簡單的混合動力汽車，該簡單的混合動力汽車將作為內(nèi)燃機的發(fā)動機作為車輛的驅(qū)動源對前后輪中的其中一方進行驅(qū)動，并且將車載用電機系統(tǒng)作為發(fā)動機起動用或者發(fā)動機的起動用和加速運轉(zhuǎn)時的發(fā)動機的動力輔助。再有，具備應(yīng)用了本發(fā)明的車載用換流器裝置的車載用電機系統(tǒng)，也可適用于將作為內(nèi)燃機的發(fā)動機作為車輛的驅(qū)動源來驅(qū)動前后輪中的其中一方、并且搭載有電動制動裝置或電動動力轉(zhuǎn)向裝置等車載電機系統(tǒng)的汽車中。
(實施例1)根據(jù)圖1至圖20，說明本發(fā)明的第一實施例。
首先，使用圖20說明混合動力電動汽車1的結(jié)構(gòu)。
本實施例的混合動力電動汽車(以下記為“HEV”)1是一輛電動汽車，其具備兩個車輛驅(qū)動用系統(tǒng)。其中之一是將作為內(nèi)燃機的發(fā)動機10作為動力源的發(fā)動機系統(tǒng)。發(fā)動機系統(tǒng)主要用作HEV的驅(qū)動源。另一方是將電動發(fā)電機(motor generator)30、40作為動力源的車載電機系統(tǒng)。車載電機系統(tǒng)主要作為HEV的驅(qū)動源及HEV的電力發(fā)生源。
在車體(省略圖示)的前部將前輪車軸3可旋轉(zhuǎn)地軸支撐。在前輪車軸3的兩端設(shè)置有一對前輪2。在車體的后部將后輪車軸(省略圖示)可旋轉(zhuǎn)地軸支撐。在后輪車軸的兩端設(shè)有一對后輪(省略圖示)。在本實施例的HEV中采用了將由動力驅(qū)動的主輪作為前輪2，將隨動的從輪作為后輪的所謂的前輪驅(qū)動方式，但是也可采用與其相反的也就是后輪驅(qū)動方式。
前輪車軸3的中央部分設(shè)置有前輪側(cè)差速齒輪(differential gear)(以下記為“前輪側(cè)DEF”)4。前輪車軸3與前輪側(cè)DEF4的輸出側(cè)機械連接。前輪側(cè)DEF4的輸入側(cè)與變速機20的輸出軸機械連接。前輪側(cè)DEF4是將由變速機20變速而傳遞的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力分配給左右前輪車軸3的差動式動力分配機構(gòu)。變速機20的輸入側(cè)與電動發(fā)電機30的輸出側(cè)機械連接。電動發(fā)電機30的輸入側(cè)介由動力分配機構(gòu)50與發(fā)動機10的輸出側(cè)和電動發(fā)電機40的輸出側(cè)機械連接。
再有，電動發(fā)電機30、40和動力分配機構(gòu)50被收容于變速機20的殼體的內(nèi)部。
動力分配機構(gòu)50是由齒輪51-58構(gòu)成的差動機構(gòu)。齒輪53-56是傘齒輪(bevel gear)。齒輪51、52、57、58是正齒輪(spur gear)。電動發(fā)電機30的動力直接傳遞到變速機20。電動發(fā)電機30的軸與齒輪57是同軸。通過該結(jié)構(gòu)，當對電動發(fā)電機30沒有供給驅(qū)動電力時，傳遞到齒輪57的動力直接傳遞到變速機20的輸入側(cè)。如果通過發(fā)動機10的工作對齒輪51進行驅(qū)動，則發(fā)動機10的動力從齒輪51傳遞到齒輪52后，接著從齒輪52傳遞到齒輪54和齒輪56，接著從齒輪54和齒輪56傳遞到齒輪58，最終傳遞到齒輪57。如果通過電動發(fā)電機40的工作對齒輪53進行驅(qū)動，則電動發(fā)電機40的旋轉(zhuǎn)從齒輪53傳遞到齒輪54和齒輪56，接著從齒輪54和齒輪56傳遞到齒輪58，最終傳遞到齒輪57。
再有，作為動力分配機構(gòu)50，也可使用行星齒輪(planet gear)機構(gòu)等其他機構(gòu)來取代上述差動機構(gòu)。
電動發(fā)電機30(40)是在轉(zhuǎn)子中具備永磁體的同步機，通過由換流器裝置100(300)來控制提供給定子的電機子線圈31(41)的交流電力，由此控制驅(qū)動。換流器裝置100、300與電池60電連接，電池60與換流器裝置100、300彼此之間能夠授受電力。
在本實施例中具備由電動發(fā)電機30和換流器裝置100構(gòu)成的第一電動發(fā)電單元；和由電動發(fā)電機40和換流器裝置300構(gòu)成的第二電動發(fā)電單元，根據(jù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)將它們分開使用。即，在利用來自發(fā)動機10的動力來驅(qū)動車輛的情況下，當加速(assist)車輛的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩時將第二電動發(fā)電單元作為發(fā)電單元，由發(fā)動機10的動力使其工作發(fā)電，并且利用由該發(fā)電得到的電力，使第一電動發(fā)電單元作為電動單元工作。而且在同樣的情況下，當加速車輛的車速時將第一電動發(fā)電單元作為發(fā)電單元，利用發(fā)動機10的動力使其工作發(fā)電，并且利用由該發(fā)電得到的電力，使第二電動發(fā)電單元作為電動單元工作。
另外，在本實施例中，由電池60的電力使第一電動發(fā)電單元作為電動單元工作，從而能夠僅僅利用電動發(fā)電機30的動力來進行車輛的驅(qū)動。
再有，在本實施例中，將第一電動發(fā)電單元或第二電動發(fā)電單元作為發(fā)電單元利用發(fā)電機10的動力或來自車輪的動力使其工作發(fā)電，從而能夠進行電池60的充電。
接下來，使用圖19說明換流器裝置100、300的電路結(jié)構(gòu)。
另外，在本實施例中，以單獨構(gòu)成換流器裝置100、300的每一個的情況為例進行了說明，但是也可將換流器裝置100、300統(tǒng)一為一個換流器裝置單元。
再有，在本實施例中，為了容易區(qū)別電力系統(tǒng)和信號系統(tǒng)，以實線來表示電力系統(tǒng)，以虛線來表示信號系統(tǒng)。
換流器裝置100(300)具備半導(dǎo)體模塊101、電容器裝置102和控制裝置103。
半導(dǎo)體模塊101構(gòu)成電力變換用主電路，其具備多個開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件。多個開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件接收從控制裝置103輸出的驅(qū)動信號而動作，并且將從電池60供給的直流電變換為三相交流電。將該變換后的電力提供給電動發(fā)電機30(40)的電機子線圈31(41)。電力變換用主電路由三相橋電路構(gòu)成，被構(gòu)成為三相份的串聯(lián)電路分別與電池60的正極側(cè)與負極側(cè)之間并聯(lián)電連接。串聯(lián)電路也可稱作橋臂(arm)，其由上橋臂側(cè)的開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件和下橋臂側(cè)的開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件構(gòu)成。
在本實施例中，將IGBT(絕緣柵型雙極晶體管)111用作開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件。IGBT111具備集電極、發(fā)射極和柵電極這3個電極。在IGBT111的集電極與發(fā)射極之間電連接有二極管112。二極管112具備陰極和陽極這兩個電極，按照從IGBT111的發(fā)射極向集電極的方向成為正向的方式，陰極與IGBT111的集電極電連接，陽極與IGBT111的發(fā)射極電連接。
作為開關(guān)用功率半導(dǎo)體元件也可使用MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體型場效應(yīng)晶體管)。MOSFET具備漏電極、源電極和柵電極這三個電極。
再有，MOSFET在源電極與漏電極之間具備從漏電極向源電極的方向成為正向的寄生二極管。因此，如IGBT那樣無需另外設(shè)置二極管。
橋臂與電動發(fā)電機30(40)的電機子線圈31(41)的各相線圈對應(yīng)而設(shè)置有三相份。三個橋臂通過IGBT111的源電極和IGBT111的漏電極分別介由中間電極120串聯(lián)電連接而構(gòu)成。各橋臂的上橋臂側(cè)的IGBT111的漏電極介由正極側(cè)電極130與電容器裝置102的正極側(cè)電容器電極171電連接，各橋臂的下橋臂側(cè)的IGBT111的源電極介由負極側(cè)電極140與電容器裝置102的負極側(cè)電容器電極172電連接。相當于各橋臂的中點部分(上橋臂側(cè)的IGBT111的源電極和下橋臂側(cè)的IGBT111的漏電極電極之間的連接部分)的中間電極120與電動發(fā)電機30(40)的電極子線圈31(41)的對應(yīng)的相線圈電連接。在本實施例中如后述那樣將一個橋臂由一個電路裝置(半導(dǎo)體裝置)110構(gòu)成。
電容器裝置102用于構(gòu)成對因IGBT111的開關(guān)動作而產(chǎn)生的直流電壓的變動進行抑制的平滑電路。電容器裝置102的正極側(cè)電容器電極171與電池60的正極側(cè)電連接，電容器裝置102的負極側(cè)電容器電極172與電池60的負極側(cè)電連接。由此，電容器裝置102在半導(dǎo)體模塊101的直流側(cè)(輸入側(cè))與電池60之間，對半導(dǎo)體模塊101的直流側(cè)(三個橋臂的各自的正極側(cè)電極130與負極側(cè)電極140之間)和電池60的每一個并聯(lián)電連接。
控制裝置103用于使IGBT111工作，具備控制部，其生成用于根據(jù)來自其他控制裝置或傳感器等的輸入信息，來控制IGBT111的開關(guān)定時的定時信號；和驅(qū)動部，其生成用于根據(jù)從控制部輸出的定時信號，使IGBT111進行開關(guān)動作的驅(qū)動信號。
控制部由微型計算機(以下記為“微機”)構(gòu)成。在微機中作為輸入信息輸入有對電動發(fā)電機30(40)要求的目標轉(zhuǎn)矩值；從半導(dǎo)體模塊101提供給電動發(fā)電機30(40)的電機子線圈31(41)的電流值；和電動發(fā)電機30(40)的轉(zhuǎn)子的磁極位置。目標轉(zhuǎn)矩值是基于從上位控制裝置輸出的指令信號的值。電流值是根據(jù)從電流傳感器194輸出的檢測信號檢測出的值。磁極位置是根據(jù)從電動發(fā)電機30(40)中設(shè)置的旋轉(zhuǎn)磁極傳感器32(42)輸出的檢測信號檢測出的值。在本實施例中以檢測二相的電流值的情況為例進行說明，但是也可構(gòu)成為檢測三相份的電流值。
微機根據(jù)目標轉(zhuǎn)矩值來運算d、q軸的電流指令值，并且根據(jù)該運算出的d、q軸的電流指令值與檢測出的d、q軸的電流值的差分，來運算d、q軸的電壓指令值后，將該運算出的d、q軸的電壓指令值根據(jù)檢測出的磁極位置變換為U相、V相、W相的電壓指令值。而且，微機根據(jù)基于U相、V相、W相的電壓指令值的基波(正弦波)與載波(三角波)之間的比較，來生成脈沖狀的調(diào)制波后，將該所形成的調(diào)制波作為PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號輸出到驅(qū)動部。在驅(qū)動部中與各相的上下橋臂對應(yīng)而從微機輸出六個PWM信號。作為從微機輸出的定時信號也可使用矩形波信號等其他信號。
驅(qū)動部由將多個電路部件集成為一個的集成電路即所謂的IC來構(gòu)成。在本實施例中以對應(yīng)各相的上下橋臂的每一個設(shè)置一個IC的情況(1in1)為例進行說明，但是也可構(gòu)成為對應(yīng)各橋臂的每一個設(shè)置一個IC(2in1)或者對應(yīng)所有的橋臂設(shè)置一個IC(6in1)。驅(qū)動部，當驅(qū)動下橋臂時，放大PWM信號，并將其作為驅(qū)動信號輸出到對應(yīng)的下橋臂的IGBT111的柵電極，當驅(qū)動上橋臂時，將PWM信號的基準電位的電平移位到上橋臂的基準電位的電平之后放大PWM信號，并將其作為驅(qū)動信號輸出到對應(yīng)的上橋臂的IGBT111的柵電極。由此，各IGBT111根據(jù)所輸入的驅(qū)動信號進行開關(guān)動作。
另外，控制裝置103進行異常檢測(過電流、過電壓、過溫度等)，來保護半導(dǎo)體模塊101。因此，控制裝置103被輸入傳感信息。例如從各橋臂的傳感器引出(lead)布線163向?qū)?yīng)的驅(qū)動部(IC)輸入流過各IGBT111的源電極的電流的信息。由此，各驅(qū)動部(IC)進行過電流檢測，當檢測出過電流時使對應(yīng)的IGBT111的開關(guān)動作停止，從而保護IGBT111不受過電流影響。從設(shè)置于半導(dǎo)體模塊101的溫度傳感器104向微機輸入半導(dǎo)體模塊101的溫度的信息。另外，微機被輸入半導(dǎo)體模塊101的直流正極側(cè)的電壓的信息。微機根據(jù)這些信息進行過溫度檢測及過電壓檢測，當檢測出過溫度或過電壓時使所有的IGBT111的開關(guān)動作停止，從而保護半導(dǎo)體模塊101不受過溫度或過電壓的影響。
接下來，使用圖1至圖18說明實現(xiàn)圖19的電路結(jié)構(gòu)的實際的換流器裝置100、300的結(jié)構(gòu)。
在本實施例中，不是如以往那樣介由絕緣基板將多個半導(dǎo)體芯片安裝在模塊殼體(module case)的散熱底座上，并且由金屬線等布線構(gòu)件進行布線來構(gòu)成半導(dǎo)體模塊，而是實現(xiàn)了將半導(dǎo)體芯片和布線構(gòu)件在與半導(dǎo)體模塊分離的狀態(tài)下預(yù)先構(gòu)成為部件或裝置的、所謂的分立式部件化或裝置化，從而在制造半導(dǎo)體模塊時安裝該分立式部件或裝置來構(gòu)成半導(dǎo)體模塊。
首先，使用圖1至圖5，說明作為分立式部件或裝置的電路裝置(半導(dǎo)體裝置)110的結(jié)構(gòu)。
如上所述，在本實施例中以橋臂為單位(2in1)實現(xiàn)了分立式部件化或裝置化。
電路裝置110是在外觀上，通過在將作為包裝材料(封裝材料)的密封樹脂(環(huán)氧樹脂)利用傳遞模塑法(transfer molding)成型而構(gòu)成的成型體150的內(nèi)部中，埋設(shè)用于構(gòu)成IGBT111和二極管112的半導(dǎo)體芯片、金屬制造的緩沖構(gòu)件113、114以及多個電極和多個布線的一部分，并且將多個電極和多個布線的剩余的部分從成型體150的內(nèi)部導(dǎo)出到外部或在成型體150的外部露出的結(jié)構(gòu)體。
作為多個電極具備中間電極120、正極側(cè)電極130和負極側(cè)電極140。中間電極120、正極側(cè)電極130和負極側(cè)電極140由金屬例如傳熱性和傳導(dǎo)性優(yōu)良的銅或銅合金制造的平板導(dǎo)體形成。作為多個布線具備上述的柵電極引出布線160、162和傳感器引出布線161、163。柵電極引出布線160、162和傳感器引出布線161、163由金屬例如傳熱性和傳導(dǎo)性優(yōu)良的銅或銅合金制造的細長的棒狀或針狀的菱柱體導(dǎo)體形成。
在本實施例中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)提高電路裝置110的內(nèi)部中的半導(dǎo)體芯片的散熱性和減小布線電感這兩者，構(gòu)成了中間電極120、正極側(cè)電極130和負極側(cè)電極140。
以下在本實施例中將中間電極120簡記為M電極120、將正極側(cè)電極130簡記為P電極130、將負極側(cè)電極140簡記為N電極140、將柵電極引出布線160、162簡記為G布線160、162、將傳感器引出布線161、163簡記為S布線161、163。
另外，以下在本實施例中，在長方體或方形板體中將表面積比其他面大的一對長方形(矩形)對向面定義為主面，將沿著該主面的四個邊(四邊)延伸且設(shè)置為直角、而且表面積比主面小的四個長方形(矩形)面定義為周面，將構(gòu)成包括主面的長方形(矩形)面的四邊之中的長度長的一對邊定義為長邊，將長度短的一對邊定義為短邊，將包括主面的長方形(矩形)面的長邊延伸的方向定義為長邊方向或較長方向、將包括主面的長方形(矩形)面的短邊延伸的方向定義為短邊方向或較短方向，將主面間的距離定義為厚度或高度，將主面的對面方向(周面的短邊延伸的方向)定義為厚度方向或高度方向。
成型體150由第一成型部151和第二成型部152這兩個成型體構(gòu)成。
第一成型體151是對M電極120、P電極130和N電極140的半導(dǎo)體芯片的安裝部分、以及G布線160、162和S布線161、163的一部分進行包裝的長方體或方形板部分。第一成型部151的厚度比上述電極的板厚或上述布線的直徑大。
在第一成型部151的長邊側(cè)端部的一方的中央部分形成有第二成型部152。第二成型部152是對P電極130和N電極140的曲折部分進行包裝的多面體部分，其與第一成型部151一體形成。構(gòu)成第二成型部152的多面體是長方體的一部分缺欠的多面體，當按照使長方體的主面面向第一成型部151側(cè)的方式配置長方體時，長方體的主面的一方(第一成型部151側(cè))形成為臺階(step)狀，而在長方體的主面的另一方的短邊方向的中央部分形成有在長邊方向上連續(xù)延伸的凹狀的槽153。在第一成型部151的長邊相同方向延伸的第二成型部152部分的大小比第一成型部151的長邊小。在與第一成型部151的厚度相同的方向延伸的第二成型部152部分的大小比第一成型部151的厚度厚。形成于第二成型部152的臺階(step)的層數(shù)為2層。形成于第二成型部152的臺階的另一方為與第一成型體151的長邊側(cè)周面的一方的連接部位，高度比臺階的另一方高。即臺階的另一方是上層，臺階的另一方是下層。
在第二成型部152的第二短邊側(cè)形成的凹狀的槽153是與設(shè)置在后述的電容器裝置102的連接構(gòu)件的凸狀的突起卡合的部分。再有，凹狀的槽153也可為凸狀的突起。在該情況下，設(shè)置在電容器裝置102的連接構(gòu)件的凸狀的突起成為凹狀的槽。
以下在本實施例中，將第一成型部151的主面的一方(紙面左側(cè))定義為第一主面，將其另一方(紙面右側(cè))定義為第二主面，將第一成型部151的長邊方向的另一方側(cè)(紙面前側(cè))定義為第一長邊側(cè)，將其另一方側(cè)(紙面里側(cè))定義為第二長邊側(cè)，將第一成型部151的短邊方向的一方側(cè)(紙面上側(cè))定義為第一短邊側(cè)，將其另一方側(cè)(紙面下側(cè))定義為第二短邊側(cè)，將第一成型部151的厚度方向的一方側(cè)(紙面左側(cè))定義為第一主面?zhèn)龋瑢⑵淞硪环絺?cè)(紙面右側(cè))定義為第二主面?zhèn)取?br> 在第一成型部151的內(nèi)部中將M電極120、G布線162和S布線163配置在第一主面?zhèn)龋瑢電極130、N電極140、G布線160和S布線161配置在第二主面?zhèn)?。M電極120、P電極130及N電極140的各電極面相互平行配置，而且第一成型部151的第一及第二主面均滿足平行的配置關(guān)系。
M電極120由散熱部121、引出布線部122和引出端子部123構(gòu)成。
散熱部121構(gòu)成半導(dǎo)體芯片的安裝基板與散熱基板，是沿著第一成型部151的第一主面與第一成型部151的第一主面平行地延伸的長方形平板部分。散熱部121的長邊沿著與第一成型部151的長邊相同的方向延伸，而且長度比第一成型部151的長邊短。散熱部121的短邊沿著與第一成型部151的短邊相同的方向延伸，而且長度比第一成型部151的短邊短。散熱部121的第一主面?zhèn)戎髅鏋樯崦?。散熱?21的散熱面按照在第一成型部151的第一主面的表面上與第一成型部151的第一主面成為一個面的方式露出。散熱部121的第二主面?zhèn)戎髅鏋榘惭b面。
在散熱部121的第一短邊側(cè)端部形成有構(gòu)成橋臂的輸出端的引出布線部122。引出布線部122是從散熱部121的第一短邊側(cè)周面的中央部分向第一短邊側(cè)以直角彎曲而筆直地延伸，并從第一成型部151的第一短邊側(cè)周面向外部導(dǎo)出的長方形平板部分，該引出布線部122與散熱部121在同一平面上配置，并且與散熱部121一體形成。引出布線部122的短邊沿著與第一成型部151的長邊相同的方向延伸，而且長度比散熱部121的短邊短。引出布線部122的長邊向第一短邊側(cè)延伸。
在引出布線部122的第一短邊側(cè)端部形成有構(gòu)成橋臂輸出端的連接部的引出端子部123。引出端子部123是引出布線部122的第一短邊側(cè)端部在原來的狀態(tài)下進一步向第一短邊側(cè)筆直地延伸而形成的長方形平板部分，引出端子部123與引出布線部122在同一平面上配置，并且與引出布線部122一體形成。在引出端子部123的主面(端子面)形成有在第一成型部151的厚度方向上貫通的圓形狀的螺絲孔124。
與M電極120的第二主面?zhèn)葘χ玫牟课慌渲糜蠵電極130和N電極140。
N電極140由散熱部141、引出布線部142、引出端子部143、第一彎曲部144和第二彎曲部145構(gòu)成。
散熱部141構(gòu)成半導(dǎo)體芯片的安裝基板和散熱基板，是沿著第一成型部151的第二主面而與第一成型部151的第二主面平行地延伸的長方形平板部分。散熱部141的短邊沿著與第一成型部151的長邊相同的方向延伸，而且長度比第一成型部151的短邊短。散熱部141的長邊在第一成型部151的短邊相同的方向延伸，而且長度與第一成型部151的短邊相等。散熱部141的第二主面?zhèn)戎髅鏋樯崦?。散熱?41的散熱面按照在第一成型部151的第二主面的表面上與第一成型部151的第二主面成為一個面的方式露出。散熱部141的第一主面?zhèn)戎髅鏋榘惭b面。
在散熱部141的第二長邊側(cè)端部形成有使導(dǎo)體位置變位的第一彎曲部144。第一彎曲部144是散熱部141的第二長邊側(cè)端部在原來的狀態(tài)下向M電極120側(cè)以直角彎曲、而向M電極120側(cè)筆直地延伸的長方形平板部分，與散熱部141一體形成。第一彎曲部144的長邊沿與散熱部141的長邊相同的方向延伸，而且長度與散熱部141的長邊相等。第一彎曲部144的短邊沿著向M電極120側(cè)的方向延伸，而且長度比引出布線部122的短邊短。
在第一彎曲部144的第一主面?zhèn)榷瞬啃纬捎袠?gòu)成橋臂的高電位側(cè)輸入端的引出布線部142。引出布線部142是第一彎曲部144的第一主面?zhèn)榷瞬吭谠瓉淼臓顟B(tài)下向第二長邊側(cè)以直角彎曲、而且沿著散熱部121的安裝面按照與散熱部121的安裝面平行的方式筆直地延伸后、向第二短邊側(cè)以直角彎曲而按照與散熱部121的安裝面平行的方式筆直地延伸的L字平板部分，該引出布線部142配置在與散熱部141不同的平面上，并且與第一彎曲部144一體形成。這樣，引出布線部142通過第一彎曲部144而變位，從而比散熱部141更靠近M電極120側(cè)。
構(gòu)成引出布線部142的L字平板導(dǎo)體的兩個端部之中，在與第一彎曲部144側(cè)端部相反側(cè)的端部(向第二短邊側(cè)延伸的端部)形成有用于使導(dǎo)體位置變位的第二彎曲部145。第二彎曲部145是向引出布線部142的第二短邊側(cè)延伸的側(cè)端部在原來的狀態(tài)下向M電極120側(cè)以直角彎曲而筆直地延伸的長方形平板部分，與引出布線部142一體形成。第二彎曲部145的長邊在沿著與引出布線部142的第二短邊側(cè)延伸的側(cè)端部的邊相同的方向上延伸，而且長度與引出布線部142的第二短邊側(cè)延伸的側(cè)端部的邊相等。第二彎曲部145的短邊沿著向M電極120側(cè)的方向延伸，而且長度比引出布線部122的短邊短。
在第二彎曲部145的第一主面?zhèn)榷瞬啃纬捎袠?gòu)成橋臂輸出端的連接部的引出端子部143。引出端子部143是第二彎曲部145的第一主面?zhèn)榷瞬吭谠瓉淼臓顟B(tài)下向第二短邊側(cè)以直角彎曲而按照與散熱部121的安裝面平行的方式筆直地延伸、并且從第二成型部152的第二短邊側(cè)端部向外部導(dǎo)出的長方形平板部分，引出端子部143配置在與散熱部141和引出布線部142不同的平面上(散熱部121的第二短邊側(cè)正下方、且與散熱部121同一平面上)，并且與第二彎曲部145一體形成。這樣，引出端子部143通過第二彎曲部145而變位，并且比散熱部141和引出布線部142更靠近M電極120側(cè)。引出端子部143的短邊沿著與散熱部141的長邊相同的方向延伸，而且長度比散熱部141的長邊短。引出端子部143的長邊沿著與第二彎曲部145的長邊相同的方向延伸，而且長度與第二彎曲部145的長邊相等。引出端子部143的主面(端子面)的第二長邊側(cè)端部形成有在第一成型部151的厚度方向上貫通的圓形狀的螺絲孔146。
P電極130由散熱部131、引出布線部132、引出端子部133和彎曲部134構(gòu)成。
散熱部131構(gòu)成半導(dǎo)體芯片的安裝基板和散熱基板，是沿著第一成型部151的第二主面而與第一成型部151的第二主面平行地延伸的長方形平板部分。散熱部131的短邊沿著與第一成型部151的長邊相同的方向延伸，而且長度比第一成型部151的短邊短。散熱部131的長邊在第一成型部151的短邊相同的方向延伸，而且長度與第一成型部151的短邊相等。散熱部131的第二主面?zhèn)戎髅鏄?gòu)成散熱面。散熱部131的散熱面按照在第一成型部151的第二主面的表面上與第一成型部151的第二主面成為一個面的方式露出。散熱部131的第一主面?zhèn)戎髅鏄?gòu)成安裝面。
在散熱部131的第二長邊側(cè)端部形成有構(gòu)成橋臂的低電位側(cè)輸入端的引出布線部132。引出布線部132是散熱部131的第一長邊側(cè)端部在原來的狀態(tài)下沿著引出布線部142的第二主面?zhèn)绕矫姘凑张c引出布線部142的第二主面?zhèn)绕矫嫫叫械姆绞竭M一步向第一長邊側(cè)筆直地延伸后、向第二短邊側(cè)以直角彎曲而沿著引出布線部142的第二主面?zhèn)绕矫姘凑张c引出布線部142的第二主面?zhèn)绕矫嫫叫械姆绞焦P直地延伸的L字平板部分，引出布線部132配置在與散熱部131同一平面上，并且與散熱部131一體形成。引出布線部142的第二主面?zhèn)绕矫鏄?gòu)成半導(dǎo)體芯片的散熱面。
另外，在本實施例中，采用將引出布線部132的第二主面?zhèn)绕矫孀鳛樯崦?，并且從第一成型?51的第二主面露出的構(gòu)成，但是也可構(gòu)成為由模制樹脂(mold resin)覆蓋該散熱面。
在構(gòu)成引出布線部132的L字平板導(dǎo)體的兩個端部中的位于與散熱部131側(cè)端部相反側(cè)的端部(向第二短邊側(cè)延伸的端部)形成用于使導(dǎo)體位置變位的彎曲部134。彎曲部134是沿引出布線部132的第二短邊側(cè)延伸的端部向與M電極120側(cè)相反側(cè)以直角彎曲的長方形狀平板部分，其與引出布線部132一體形成。彎曲部134的長邊在與沿著引出布線部132的第二短邊側(cè)延伸的端部的邊相同的方向上延伸，而且長度與引出布線部132的第二短邊側(cè)延伸的端部的邊相等。彎曲部134的短邊沿著向M電極120側(cè)的方向延伸，而且長度比引出布線部122的短邊短。
在彎曲部134的第二主面?zhèn)榷瞬啃纬捎袠?gòu)成橋臂的低電位輸入端的連接部的引出端子部133。引出端子部133是彎曲部134的第二主面?zhèn)榷瞬吭谠瓉淼臓顟B(tài)下向第二短邊側(cè)以直角彎曲、并且沿著引出端子部143的第二主面?zhèn)戎髅姘凑张c引出端子部143的第二主面?zhèn)戎髅嫫叫械姆绞焦P直地延伸、而且從第二成型部152的第二短邊側(cè)端部向外部導(dǎo)出的長方形平板部分，引出端子部133配置在與散熱部131和引出布線部132不同的平面上(比第一成型部151的第二主面更靠近外側(cè))，并且與彎曲部134一體形成。這樣，引出端子部133通過彎曲部134而變位，并且與散熱部131和引出布線部132相比更遠離M電極120側(cè)。引出端子部133的短邊沿與散熱部131的長邊相同的方向延伸而且長度比散熱部141的長邊短。引出端子部133的長邊沿著與彎曲部134的長邊相同的方向延伸，而且長度與彎曲部134的長邊相等。在引出端子部133的主面(端子面)的第一長邊側(cè)端部形成有在第一成型部151的厚度方向上貫通的圓形狀的螺絲孔135。
在散熱部121與散熱部131之間的安裝面之間，將構(gòu)成上橋臂側(cè)的IGBT111和上橋臂側(cè)的二極管112的半導(dǎo)體芯片在短邊方向上并列配置，并且安裝在第二長邊側(cè)端部。
以下在本實施例中，將構(gòu)成上橋臂側(cè)的IGBT111的半導(dǎo)體芯片記為HI芯片，將構(gòu)成上橋臂側(cè)的二極管112的半導(dǎo)體芯片記為HD芯片。
配置在第一短邊側(cè)的HI芯片按照在第二主面?zhèn)刃酒嫘纬傻募姌O與散熱部131的安裝面電連接的方式，利用焊劑將第二主面?zhèn)刃酒娼雍显谏岵?31的安裝面。配置于第二短邊側(cè)的HD芯片按照在第二主面?zhèn)刃酒嫘纬傻年帢O與散熱部131的安裝面電連接的方式，利用焊劑將第二主面?zhèn)刃酒娼雍显谏岵?31的安裝面。在HI芯片的第一主面?zhèn)刃酒姘凑諏l(fā)射極與緩沖構(gòu)件113電連接的方式，利用焊劑接合了緩沖構(gòu)件113的第二主面?zhèn)绕矫?。在HD芯片的第一主面?zhèn)刃酒姘凑諏㈥枠O與緩沖構(gòu)件114電連接的方式利用焊劑接合了緩沖構(gòu)件114的第二主面?zhèn)绕矫?。緩沖構(gòu)件113、114的第一主面?zhèn)绕矫胬煤竸┙雍显谏岵?21的安裝面。這樣，HI芯片和HD芯片按照在散熱部121與散熱部131的安裝面之間被層疊的方式兩面安裝。
在散熱部121與散熱部141之間的安裝面之間，將構(gòu)成下橋臂側(cè)的IGBT111和下橋臂側(cè)二極管112的半導(dǎo)體芯片在短邊方向上并列配置，并且安裝在第一長邊側(cè)端部。
以下在本實施例中，將構(gòu)成下橋臂側(cè)的IGBT111的半導(dǎo)體芯片記為LI芯片，將構(gòu)成下橋臂側(cè)的二極管112的半導(dǎo)體芯片記為LD芯片。
配置在第一短邊側(cè)的LI芯片按照在第一主面?zhèn)刃酒嫘纬傻募姌O與散熱部121的安裝面電連接的方式，利用焊劑將第一主面?zhèn)刃酒娼雍显谏岵?21的安裝面。配置于第二短邊側(cè)的LD芯片按照在第一主面?zhèn)刃酒嫘纬傻年帢O與散熱部121的安裝面電連接的方式，利用焊劑將第一主面?zhèn)刃酒娼雍显谏岵?21的安裝面。在LI芯片的第二主面?zhèn)刃酒姘凑諏l(fā)射極與緩沖構(gòu)件113電連接的方式，利用焊劑接合了緩沖構(gòu)件113的第一主面?zhèn)绕矫?。在LD芯片的第二主面?zhèn)刃酒姘凑諏㈥枠O與緩沖構(gòu)件114電連接的方式利用焊劑接合了緩沖構(gòu)件114的第一主面?zhèn)绕矫妗＞彌_構(gòu)件113、114的第二主面?zhèn)绕矫胬煤竸┙雍显谏岵?41的安裝面。這樣，LI芯片和HD芯片按照在散熱部121與散熱部141之間的安裝面之間被層疊的方式兩面安裝。
緩沖構(gòu)件113、114用于緩和熱應(yīng)力，并且用于HI芯片及HD芯片與散熱部121之間的電連接和熱連接、以及LI芯片及LD芯片與散熱部141之間的電連接和熱連接上的襯墊(spacer)，而且是一種具有傳熱性和傳導(dǎo)性的金屬例如鉬和銅的合金制造的長方體狀的塊體。
再有，在本實施例中，以將緩沖構(gòu)件113接合在HI芯片和LI芯片的發(fā)射極側(cè)芯片面、將緩沖構(gòu)件114接合在HD芯片和LD芯片的陰極側(cè)芯片面的情況為例進行了說明，但是也可接合在分別相反的芯片面?zhèn)取?br> 另外，如果將接合在HI芯片的發(fā)射極側(cè)芯片面的緩沖構(gòu)件113接合在HI芯片的集電極側(cè)芯片面，將接合在HD芯片的陽極側(cè)芯片面的緩沖構(gòu)件114接合在HD芯片的陰極側(cè)芯片面，則能夠使M電極120的散熱部121中的HI芯片和HD芯片的冷卻能力與LI芯片和LD芯片的冷卻能力相等。
在HI芯片的第一主面?zhèn)刃酒婧蚅I芯片的第二主面?zhèn)刃酒嫘纬捎袞烹姌O和電流檢測用電極。HI芯片的柵電極與G布線160通過在兩者之間焊接鋁線(aluminium wire)而電連接，并且電流檢測用電極與S布線161通過在兩者之間焊接金屬線而電連接。LI芯片的柵電極與G布線162通過在兩者之間焊接鋁線而電連接，并且電流檢測用電極與S布線163通過在兩者之間焊接金屬線而電連接。
G布線160和S布線161，在長邊方向上并列配置而在P電極130的第二長邊側(cè)端部的第一短邊側(cè)配置，并且向第一短邊側(cè)延伸而從第一成型部151的第一短邊側(cè)周面向外部導(dǎo)出。G布線162和S布線163，在長邊方向上并列配置而在M電極120的第一長邊側(cè)端部的第一短邊側(cè)配置，并且向第一短邊側(cè)延伸而從第一成型部151的第一短邊側(cè)周面向外部導(dǎo)出。
當電路裝置110組裝時，首先將LI芯片和LD芯片的第一主面?zhèn)刃酒娼雍显贛電極120的散熱部121的安裝面。接著將G布線162接合在LI芯片的柵電極、將S布線163接合在LI芯片的電流檢測用電極。而且，在LI芯片的第二主面?zhèn)刃酒鎮(zhèn)冉雍暇彌_構(gòu)件113，在LD芯片的第二主面?zhèn)刃酒娼雍暇彌_構(gòu)件114。通過以上方式，完成M電極120側(cè)的第一組裝體(參照圖1)。
接下來，將第一組裝體與N電極140對置，并且在緩沖構(gòu)件113、114的第二主面?zhèn)绕矫娼雍螻電極140的散熱部141的安裝面。由此，按照N電極140的引出布線部142的第一主面?zhèn)戎髅娼橛砷g隙117最靠近M電極120的散熱部121的安裝面的方式，在第一組裝體安裝N電極140。間隙117的距離為，當間隙117中填充有絕緣構(gòu)件(模制樹脂)時，成為能夠確保M電極120與N電極140之間的電絕緣距離的大小，由第一彎曲部144的短邊方向的長度來決定。通過上述方式，完成基于第一組裝體和N電極120的第二組裝體。
接著將HI芯片和HD芯片的第二主面?zhèn)刃酒娼雍显赑電極130的散熱部131的安裝面。接著將G布線160接合在HI芯片的柵電極、將S布線161接合在HI芯片的電流檢測用電極。而且，將緩沖構(gòu)件113接合在HI芯片的第一主面?zhèn)刃酒鎮(zhèn)?，將緩沖構(gòu)件114接合在HD芯片的第一主面?zhèn)刃酒妗Ｓ纱送瓿蒔電極130側(cè)的第三組裝體(參照圖1)。再有，在本實施例中，第二組裝體之后制造了第三組裝體，但是也可與第一組裝體同時制造或第一組裝體之后且第二組裝體之前制造第三組裝體。
接著使第二組裝體與第三組裝體對置，并且將M電極120的散熱部121的安裝面接合在第三組裝體的緩沖構(gòu)件113、114的第一主面?zhèn)绕矫?。由此，按照N電極140的引出布線部142的第二主面?zhèn)戎髅娓糁g隙118與P電極130的引出布線部132的第一主面?zhèn)戎髅婵拷覍χ玫姆绞?，在第二組裝體安裝第三組裝體。而且，按照引出布線部132的第一長邊側(cè)端部隔著間隙116而與散熱部141的第二長邊側(cè)端部靠近的方式，在第二組裝體安裝第三組裝體。進而，按照引出端子部133的第一主面?zhèn)戎髅娓糁g隙115而與引出端子部143的第二主面?zhèn)戎髅鎸χ玫姆绞?，在第二組裝體安裝第三組裝體。間隙116的距離為，當間隙116中填充有絕緣構(gòu)件(模制樹脂)時，成為能夠確保P電極130與N電極140之間的電絕緣距離的大小，并且由散熱部131、引出布線部132和散熱部141的長邊方向的長度來決定。間隙118的距離為，當間隙118中填充有絕緣構(gòu)件(模制樹脂)時，成為能夠確保P電極130與N電極140之間的電絕緣距離的大小，并且由第一彎曲部144的短邊方向的長度來決定。間隙115的距離為，可將后述的電容器裝置102的連接構(gòu)件無縫隙地插入(卡合)的大小，由第一成型部151的厚度方向上的彎曲部134和第二彎曲部145的長度來決定。通過上述方式，完成基于第二組裝體和第三組裝體的第四組裝體(參照圖2)。
接著采用冶具(冶具)或模具(金型，metallic mould)來固定第四組裝體。接著對模制樹脂體施加熱和壓力將模制樹脂注入到冶具或模具的內(nèi)部。由此，將模制樹脂填充在第四組裝體與冶具或模具的間隙、和第四組裝體的內(nèi)部的間隙中，從而完成圖3所示的成型體150。此時，M電極120的散熱部121的散熱面露出在第一成型部150的第一主面的表面。再有，由于P電極130的散熱部131和引出布線部132以及N電極140的散熱部141配置在同一平面上，因此P電極130的散熱部131和引出布線部132以及N電極140的散熱部141的散熱面，在第一成型部151的第二主面的表面在長邊方向上并列配置而露出。再有，M電極120的引出布線部122和引出端子部123、以及G布線160、162和S布線161、163從第一成型部151的第一短邊側(cè)主面導(dǎo)出，P電極130的引出端子部133和N電極140的引出端子部143從第二成型部152的第二短邊側(cè)平面導(dǎo)出。
模制樹脂具有電絕緣性，并且通過填充第四組裝體，使M電極120、P電極130、N電極140、G布線160、162和S布線161、163之間電絕緣。
在引出端子部133設(shè)置的螺絲孔135和在引出端子部143設(shè)置的螺絲孔146在長邊方向上相反的位置形成。由此，在使引出端子部133和引出端子部143對置的情況下，螺絲孔135和螺絲孔146偏向長邊方向并開口。
根據(jù)以上說明的本實施例，利用第一彎曲部144使N電極140向與P電極130側(cè)相反方向彎曲，且使P電極130的引出布線部132和N電極140的引出布線部142靠近N電極140的彎曲方向而平行地對置，并且使引出端子部133和引出端子部143并行地對置，因此當在引出布線部132和引出端子部133上流過正電流，在引出布線部142和引出端子部143流過與正電流大小相等且方向相反的負電流時，能夠通過由負電流產(chǎn)生的磁場來抵消由正電流產(chǎn)生的磁場。由此，根據(jù)本實施例，通過磁場抵消效果，能夠減小引出布線部132、142和引出端子部133、143的布線電感。
圖6、圖7具體表示上述構(gòu)成的布線電感的減小效果。再有，在本實施例中，以將上橋臂側(cè)的IGBT111由關(guān)斷切換為接通的情況為例進行說明。
在上橋臂側(cè)的IGBT111的集電極側(cè)布線(引出布線部132和引出端子部133)和下橋臂側(cè)的IGBT111的發(fā)射極側(cè)布線(引出布線部142和引出端子部143)上，如圖6所示那樣存在布線電感106。另外，在電容器裝置102的正負兩布線上如圖6所示那樣存在布線電感105。本實施例的電路裝置110構(gòu)成為可減小布線電感106。再有，在本實施例中，如后所述，也可減小布線電感105。
當上橋臂側(cè)的IGBT111從關(guān)斷切換為接通時，如圖6的虛線的箭頭所示，在橋臂上瞬間流過從直流正極側(cè)介由上橋臂側(cè)的IGBT111和下橋臂側(cè)的二極管112到達直流負極側(cè)的復(fù)原電流(recovery current)107。再有，用符號108表示的實線箭頭表示上橋臂側(cè)的IGBT111接通時流過的負載電流。
如圖7所示，電路裝置110中復(fù)原電流107從P電極130的引出端子部133向N電極140的引出端子部143流動。此時，引出布線部132和N電極140的引出布線部142上流動的復(fù)原電流成為大小相等且方向相反的電流。流過P電極130的引出端子部133和N電極140的引出端子部143的復(fù)原電流也成為大小相等且方向相反的電流。由此，在上述對置部位上，由流過一方的復(fù)原電流而產(chǎn)生的磁場、與由流過另一方的復(fù)原電流而產(chǎn)生的磁場相抵消，從而布線電感106減小。
再有，將上橋臂側(cè)的IGBT111由接通切換為關(guān)斷時、將下橋臂側(cè)的IGBT111由關(guān)斷切換為接通時、以及將下橋臂側(cè)的IGBT111由接通切換為關(guān)斷時也可期待與上述同樣的效果。
從而，根據(jù)本實施例，由于能夠減小電路裝置110的布線電感106，因此能夠減小IGBT111的開關(guān)時的損耗，并且能夠減小IGBT111的發(fā)熱量。從而，根據(jù)本實施例，能夠采用更小型化的用于構(gòu)成IGBT111的半導(dǎo)體芯片來構(gòu)成電路裝置110，能夠使電路裝置110小型化。
再有，根據(jù)本實施例，由于將構(gòu)成上橋臂側(cè)的IGBT111和二極管112的半導(dǎo)體芯片通過P電極130和M電極120夾持，將構(gòu)成下橋臂側(cè)的IGBT111和二極管112的半導(dǎo)體芯片通過N電極140和M電極120夾持，并且將與P電極130和M電極120的半導(dǎo)體芯片的安裝面?zhèn)认喾磦?cè)的面、以及與N電極140和M電極120的半導(dǎo)體芯片的安裝面?zhèn)认喾磦?cè)的面分別作為散熱面在第一成型部151的表面露出，從而能夠?qū)雽?dǎo)體芯片的發(fā)熱從半導(dǎo)體芯片的兩個芯片面介由各電極放出外部。由此根據(jù)本實施例，能夠使半導(dǎo)體芯片的散熱進一步增大，能夠提高電路裝置110側(cè)的冷卻性能。從而，根據(jù)本實施例，能夠采用更小型化的用于構(gòu)成IGBT111和二極管113的半導(dǎo)體芯片來構(gòu)成電路裝置110，能夠使電路裝置110更小型化。
如上所述，在本實施例中，能夠?qū)崿F(xiàn)減小電路裝置110的布線電感和提高冷卻性能這兩者。
接下來，采用圖8～18，說明安裝了上述電路裝置110的實際的換流器裝置100(300)的結(jié)構(gòu)。
換流器裝置100(300)具備用于構(gòu)成半導(dǎo)體模塊101、電容器裝置102和控制裝置103的電路基板單元190。
半導(dǎo)體模塊101由散熱底座170和安裝于該散熱底座170的電路裝置110構(gòu)成。
散熱底座170是例如鋁等的熱導(dǎo)性良好的金屬制造的散熱器，是具備用于安裝且冷卻電路裝置110的底座主體、構(gòu)成與殼體的安裝部的凸緣(collar)部、以及用于冷卻電容器裝置102的冷卻風扇174的結(jié)構(gòu)體。底座主體、凸緣部和冷卻風扇174通過上述金屬材料的模塑加工或切削加工來一體形成。底座主體由長方體狀的塊體構(gòu)成。
以下在本實施例中，當散熱底座170的底座主體的尺寸滿足深度＞寬度＞高度的大小關(guān)系是，將底座主體的深度方向定義為較長方向，將底座主體的寬度方向定義為較短方向，將底座主體的高度方向直接定義為高度方向或厚度方向。
在散熱底座170的底座主體的較短方向中央部，將從底面175向上面173與高度方向垂直貫通的3個電路裝置插入部172在較長方向上排成一列來形成。電路裝置插入部172的剖面形狀為矩形。此時，電路裝置插入部172設(shè)置為長邊延伸的方向成為與較長方向相同的方向。在電路裝置插入部172的較短方向兩側(cè)形成的側(cè)壁176構(gòu)成了冷卻面。在側(cè)壁176的較長方向兩端部和較長方向中央部形成有樹脂柵(gate)177。樹脂柵177是沿著高度方向延伸的剖面凹狀的槽。在電路裝置插入部172的較長方向兩側(cè)形成的側(cè)壁的短邊方向中央部也形成有沿著高度方向延伸的作為剖面凹狀的槽的樹脂柵177。當將電路裝置110插入到電路裝置插入部172時，將樹脂注入兩者之間的間隙時使用樹脂柵177，該樹脂柵177按照不會干擾電路裝置110的散熱面的方式通過剖面凹狀的槽構(gòu)成。
在散熱底座170底座主體的內(nèi)部的較短方向兩端部形成有致冷劑流路171。致冷劑流路171按照從較短方向兩側(cè)夾持側(cè)壁76、并且與側(cè)壁176平行的方式，從較長方向的側(cè)面的一方貫通于另一方，并且在較短方向上平行地并列設(shè)置。致冷劑流路171的剖面形狀為矩形。在致冷劑流路171流動作為致冷劑的冷卻液(水)。
電路裝置插入部172的較短方向的尺寸(側(cè)壁176之間的距離)稍微大于電路裝置插入部172中插入的電路裝置110的厚度方向的尺寸(成型體150的第一主面與第二主面之間的距離)。為此，當將電路裝置110插入到電路裝置插入部172時，第一成型部151的第一主面與側(cè)壁176之間和第一成型部151的第二主面與側(cè)壁176之間分別形成間隙。在該間隙中填充有高熱傳導(dǎo)樹脂200。
散熱底座170的凸緣部是設(shè)置為從散熱底座170的底座主體的較短方向兩側(cè)面上部向較短方向兩方向突出的部位，由剖面形狀為L字狀的板構(gòu)件構(gòu)成。半導(dǎo)體模塊101在搭載有電容器裝置102和電路基板單元190的狀態(tài)(參照圖8)下，通過將散熱底座170的凸緣部固定于金屬制造的殼體(省略圖示)的凸緣部或安裝部，可收容并固定于殼體的內(nèi)部。通過由金屬制造的蓋覆蓋殼體的開口部分，來密封殼體的內(nèi)部，從而實現(xiàn)防水(密閉)及電磁屏蔽。
冷卻風扇174是設(shè)置為從散熱底座170的底座主體的底面175的較短方向兩端部朝向下方側(cè)垂直突出的部位，剖面形狀為L字狀的板構(gòu)件設(shè)置在散熱底座170底座主體的較長方向的全長上。在冷卻風扇174的側(cè)壁面形成有多個螺絲插入孔179。螺絲插入孔179是在較短方向上貫通冷卻風扇174的側(cè)壁的圓形狀的通孔，是在由冷卻風扇174包圍的區(qū)域內(nèi)用于從冷卻風扇174的側(cè)壁側(cè)插入螺絲而設(shè)置的孔。
電路裝置110從底面175側(cè)插入到電路裝置插入部172，并且由高熱傳導(dǎo)樹脂200被夾物模壓(insert molding)。電路裝置110的定位是由第二成型部152進行。即，第二成型部152的厚度方向的尺寸比電路裝置插入部172的較短方向的尺寸大。為此，當在電路裝置插入部172中從底面175側(cè)插入了電路裝置110時，第二成型部152與底面175對接而作為限位器(stopper)發(fā)揮作用。
高熱傳導(dǎo)樹脂200具有高熱傳導(dǎo)性和電絕緣性，例如環(huán)氧樹脂中混合了氧化硅(silica)的物質(zhì)。而且，作為在環(huán)氧樹脂等樹脂劑中所含有的物質(zhì)，也可采用氧化鋁、氮化鋁、硼氮化物等來取代氧化硅。通過樹脂柵177注入的高熱傳導(dǎo)樹脂200填充在第一成型部151的第一主面與側(cè)壁176之間的間隙、第一成型部151的第二主面與側(cè)壁176之間的間隙、第二成型部152的下級的臺階(step)面與底面175之間的間隙以及樹脂柵177中。再有，從散熱底座170的主體的上面173露出的電路裝置110的一部分(第一成型部151的第一短邊側(cè)的露出部分、引出布線部122的一部分、G布線160、162和S布線161、163的一部分)，按照高熱傳導(dǎo)樹脂200的包裝范圍比電路裝置插入部172的開口部尺寸大的方式，被高熱傳導(dǎo)樹脂200覆蓋。由此，電路裝置110在電絕緣的狀態(tài)下固定于散熱底座170的主體。另外，電路裝置110的散熱面(散熱部121的第一主面?zhèn)?、散熱?31、141和引出布線部122的第二主面?zhèn)?在與側(cè)壁176電絕緣的狀態(tài)下與側(cè)壁176熱連接。
根據(jù)本實施例，由于電路裝置110的散熱面(散熱部121的第一主面?zhèn)?、散熱?31、141和引出布線部122的第二主面?zhèn)?與側(cè)壁176熱連接，因此從電路裝置110的兩面散熱的半導(dǎo)體芯片的發(fā)熱介由高熱傳導(dǎo)樹脂熱傳遞，并且從側(cè)壁176熱傳遞到流動在致冷劑流路171的冷卻液。由此，根據(jù)本實施方式，由于能夠冷卻電路裝置110的內(nèi)部的半導(dǎo)體芯片的兩面，因此能夠提高電路裝置110的冷卻性能，并且采用更小型化的半導(dǎo)體芯片來構(gòu)成電路裝置110。從而，根據(jù)本實施方式，能夠使電路裝置110小型化，并且能夠使安裝有電路裝置110的半導(dǎo)體模塊101小型化。
在由冷卻風扇174包圍而形成的區(qū)域內(nèi)的下部配置有電容器裝置102，在其上部(底面175側(cè))配置有從第二成型部121的第二短邊側(cè)朝向電容器裝置102延伸的引出端子部133、143。電容器裝置102和引出端子部133、143為同極性的端子彼此電連接。
電容器102具備電容器塊180、連接構(gòu)件183、正極側(cè)電容器端子181、負極側(cè)電容器端子182和絕緣片184。正極側(cè)電容器端子181和負極側(cè)電容器端子182由金屬例如傳熱性和傳導(dǎo)性優(yōu)良的銅或銅合金制造的平板導(dǎo)體構(gòu)成。連接構(gòu)件183例如由絕緣構(gòu)件形成。作為絕緣構(gòu)件例如采用聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBTPolybutylene terephthalate)。
以下在本實施例中將電容器塊180記為C塊180，將正極側(cè)電容器端子181記為PC端子181，將負極側(cè)電容器端子182記為NC端子182。
C塊180是在殼體內(nèi)部收容電容器元件的長方體狀的塊體。C塊180的較長方向的尺寸與散熱底座170的較長方向的尺寸相同。C塊180的較短方向的尺寸為可放進冷卻風扇174之間的尺寸。C塊180的較短方向的兩側(cè)面與冷卻風扇174的側(cè)壁的內(nèi)面對接。由此，C塊180和致冷劑流路171介由散熱底座170熱連接。從而，C塊180的發(fā)熱介由冷卻風扇174熱傳遞到散熱底座170的底座主體，并且從底座主體熱傳遞到致冷劑流路171中流動的冷卻液。
在C塊180的上面設(shè)置有由PC端子181、NC端子182和絕緣片184構(gòu)成的端子體。端子體在PC端子181和NC端子182夾持絕緣片184而在較短方向上層疊的狀態(tài)下，從C塊180上面的較短方向的中央部向底面175垂直突出，并且與引出端子部133、144對應(yīng)而與較長方向平行地延伸。PC端子181和NC端子182突出后分別向較短方向外側(cè)(與絕緣片184的夾持側(cè)相反側(cè))以直角彎曲而筆直地延伸后、向底面175側(cè)以直角彎曲而筆直地延伸，在平行于較長方向的狀態(tài)下介由空間部在較短方向上對置。絕緣片184突出后進一步向底面175側(cè)筆直地延伸，并且比PC端子181和NC端子182的彎曲部分更靠近底面175側(cè)延伸。
在PC端子181形成有螺絲孔187。在NC端子182形成有螺絲孔188。螺絲孔187是在較短方向上貫通PC端子181的端子面的通孔，當連接了PC端子181和引出端子部133時，開口位置與引出端子部133的螺絲孔135的開口位置重合。螺絲孔188是在較短方向上貫通NC端子182的端子面的通孔，當連接了NC端子182和引出端子部143時，開口位置與引出端子部143的螺絲孔146的開口位置重合。因此，PC端子181的螺絲孔187和NC端子182的螺絲孔188在較長方向上互不相同地配置。
在PC端子181與NC端子182之間所形成的空間部配置有連接構(gòu)件183。連接構(gòu)件183是由PC端子181和NC端子182從較短方向兩側(cè)夾持的多面體狀的塊體，作為PC端子181與NC端子182之間的電絕緣構(gòu)件、PC端子181及NC端子182與引出端子部133、144之間的連接用構(gòu)件來使用。構(gòu)成連接構(gòu)件183的塊體在長方體的底面175側(cè)平面形成有凸狀的突起186，在長方體的電容器塊180側(cè)形成有凹狀的槽185。突起186和槽185在較長方向上連續(xù)設(shè)置。在構(gòu)成連接構(gòu)件183的塊體的較短方向兩側(cè)部形成有螺母內(nèi)置部119。螺母內(nèi)置部119是在塊體的較短方向兩側(cè)部向較短方向開口的有底六角孔，當將連接構(gòu)件183插入到PC端子181與NC端子182之間的空間部時，開口位置與螺絲孔187、188的開口位置重合。由此，螺母內(nèi)置部119在連接構(gòu)件183的較短方向的一側(cè)和另一側(cè)中，在較長方向上互不相同地配置。在螺母內(nèi)置部119中內(nèi)置有螺母189。
當電容器裝置102的PC端子181及NC端子182與半導(dǎo)體模塊101的引出端子部133、143之間進行電連接時，首先在PC端子181與NC端子182之間的空間部插入連接構(gòu)件183。此時，連接構(gòu)件183的槽185與絕緣片184的底面175側(cè)卡合。然后在由冷卻風扇174包圍而形成的區(qū)域內(nèi)從底面175側(cè)插入上述狀態(tài)的電容器裝置102，并且將PC端子181、NC端子182和連接構(gòu)件183的端子體從較短方向兩側(cè)通過各引出端子部133、143夾緊。此時，PC端子181的較短方向外側(cè)的面與各引出端子部133的第一主面?zhèn)戎髅鎸樱琋C端子182的較短方向外側(cè)的面與各引出端子部143的第二主面?zhèn)戎髅鎸?。即，同極性的端子彼此連接。再有，此時第二成型部152的槽153與連接構(gòu)件183的突起186卡合。進而，此時螺絲孔135、187和螺母內(nèi)置部119的較長方向的位置重合，并且螺絲孔146、188和螺母內(nèi)置部119的較長方向的位置重合。
再有，連接構(gòu)件183的突起186和第二成型部152的槽153之間的卡合結(jié)構(gòu)是為了確保連接構(gòu)件183與電路裝置110的連接部的界面的沿面距離(creepage distance)，實現(xiàn)防止放電而設(shè)置的。再有，連接構(gòu)件183的槽185與絕緣片184的卡合結(jié)構(gòu)是為了確保連接構(gòu)件183與絕緣片184之間的連接部的界面的沿面距離，實現(xiàn)防止放電而設(shè)置的。
接下來，介由在內(nèi)置部119冷卻風扇174的側(cè)壁面設(shè)置的螺絲插入孔179，將螺絲109插入到較短方向一側(cè)的螺絲孔135、187后，與內(nèi)置于較短方向一側(cè)的螺母內(nèi)置部119中的螺母189進行螺旋結(jié)合，并且插入到較短方向另一側(cè)的螺絲孔146、188后，與內(nèi)置于較短方向另一側(cè)的螺母內(nèi)置部119中的螺母189螺旋結(jié)合。這里，螺絲插入孔179設(shè)置在與螺絲孔135、187和螺母內(nèi)置部119重合的位置，并且設(shè)置于與螺絲孔146、188和螺母內(nèi)置部119重合的位置，而且直徑比這些螺絲孔大，因此容易進行連接作業(yè)。通過上述方式，能夠電連接電容器裝置102與半導(dǎo)體模塊101。
根據(jù)本實施例，由于PC端子181與NC端子182平行地對置，因此在PC端子181上流過正電流，在NC端子182流過與正電流大小相等且方向相反的負電流時，通過正電流產(chǎn)生的磁場能夠通過負電流產(chǎn)生的磁場來抵消。由此，根據(jù)本實施例，利用磁場抵消效果能夠減小PC端子181和NC端子182的布線電感。即根據(jù)本實施例，能夠減小圖6所示的布線電感105。
從而，根據(jù)本實施例，由于能夠減小電容器裝置102的布線電感105，因此能夠進一步減小ICBT111的切換時的損耗，并且能夠進一步減小IGBT111的發(fā)熱量。從而，根據(jù)本實施例，能夠采用更小型化的用于構(gòu)成IGBT111的半導(dǎo)體芯片來構(gòu)成電路裝置110。由此，根據(jù)本實施例，能夠使電路裝置110小型化，并且能夠使安裝有電路裝置110的半導(dǎo)體模塊101小型化。
電路基板單元190由控制電路基板191和安裝于該控制電路基板191的多個電子部件構(gòu)成。
作為多個電子部件具備構(gòu)成上述的控制部的微機192；構(gòu)成上述的驅(qū)動部的驅(qū)動電路(IC)193；對上述的半導(dǎo)體模塊101的供給電流進行檢測的電流傳感器194。
控制電路基板191是長方形狀平板，介由襯墊197搭載在散熱底座170底座主體上和凸緣部上。再有，控制電路基板191通過螺絲孔178與螺絲195螺旋結(jié)合，固定于散熱底座170的底座主體上和凸緣部上。
在控制電路基板191的較短方向中央部，與電路裝置110的安裝位置對應(yīng)地、在高度方向上貫通的矩形狀的三個通孔196在較長方向上排成一列。通孔196的大小形成為當將控制電路基板191搭載在散熱底座170底座主體上和凸緣部上時，可正好嵌入到夾物模壓后的電路裝置110的大小。由此，在本實施例中，可通過控制電路基板191來固定夾物模壓后的電路裝置110。即在本實施例中將控制電路191作為固定冶具。
微機192安裝在位于控制電路基板191的較長方向中央的通孔196的較短方向的一側(cè)。驅(qū)動電路193與各橋臂的上橋臂和下橋臂的每一個對應(yīng)而設(shè)置。從而，驅(qū)動電路193按照配置在各通孔196的較短方向的兩側(cè)、且電路裝置110的G布線160、162和S布線161、163的附近(通孔196的較長方向兩側(cè))的方式，安裝在控制電路基板191。電流傳感器194安裝在位于控制電路基板191的較長方向兩端的通孔196的中央部(與電路裝置110的引出布線部122對應(yīng)的位置)。安裝在較長方向兩端的電路裝置110的引出布線部122貫通電流傳感器194的空心部。電路裝置110與電子部件之間、以及各電子部件之間，通過在控制電路基板191設(shè)置的布線圖案或其他布線構(gòu)件電連接。
再有，在本實施例中，將微機192和驅(qū)動電路193安裝在同一基板，但是也可安裝在不同基板。另外，在本實施例中，介由襯墊197將控制電路基板191搭載在散熱底座170，但是也可在散熱底座170中不采用襯墊170。在該情況下，由于控制電路基板191與散熱底座170電連接，因此能夠期待控制電路基板191的冷卻。
在換流器裝置100的組裝時，首先如上所述那樣在散熱底座170對組裝后的電路裝置110進行夾物模壓，以便將電路裝置110安裝到散熱底座170，來構(gòu)成半導(dǎo)體模塊101。然后如上所述那樣將半導(dǎo)體模塊101與電容器裝置102電連接。最后將安裝有電子部件的控制電路基板191搭載在散熱基板170，來組裝換流器裝置100。
如上所述，根據(jù)本實施例，能夠減小布線電感的同時，能夠通過兩面冷卻來提高冷卻性能。由此，根據(jù)本實施例，采用與以往相比更小型化的半導(dǎo)體芯片來構(gòu)成電路裝置110，并且能夠使電路裝置110與以往相比更小型化。從而，根據(jù)本實施例，能夠?qū)崿F(xiàn)安裝有電路裝置110的半導(dǎo)體模塊101的小型化、乃至搭載有半導(dǎo)體模塊101的換流器裝置100的小型化。
另外，根據(jù)本實施例，由于以橋臂單位也就是2in1來構(gòu)成電路裝置110，因此能夠減小相對于半導(dǎo)體模塊101的電路裝置110的安裝空間，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體模塊101和換流器裝置100的進一步小型化。
再有，在本實施例中，半導(dǎo)體模塊101中的冷卻液的流動方向、電路裝置110中的電流的輸入輸出方向、電路裝置110中的半導(dǎo)體芯片的散熱方向滿足相互正交關(guān)系。
(實施例2)根據(jù)圖21說明本發(fā)明的第二實施例。
本實施例是第一實施例的改進例，其中替換了P電極130的結(jié)構(gòu)和N電極140的結(jié)構(gòu)。本實施例和第一實施例的不同點在于，在P電極130中新添加了第一彎曲部136的構(gòu)成(但是，與第一實施例的第一彎曲部144相比配置位置不同且導(dǎo)體延伸的方向相反)、引出布線部132的結(jié)構(gòu)成為第一實施例的引出布線部142的結(jié)構(gòu)(但是，導(dǎo)體延伸的方向與第一實施例的引出布線部142相反)這一點、以及在N電極140中沒有第一彎曲部而引出布線部142的結(jié)構(gòu)成為第一實施例的引出布線部132的結(jié)構(gòu)(但是，導(dǎo)體延伸的方向與第一實施例的引出布線部132相反)這一點。除此以外的結(jié)構(gòu)與第一實施例相同，對其標注相同的符號并省略說明。
根據(jù)以上說明的本實施例，與第一實施例同樣，能夠?qū)崿F(xiàn)減小布線電感和提高基于半導(dǎo)體芯片兩面冷卻的冷卻性能這兩方，并且能夠使電路裝置110小型化。
(實施例3)根據(jù)圖22說明本發(fā)明的第三實施例。
本實施例是第一實施例的應(yīng)用例，其中對橋臂的IGBT111和二極管112進行2并聯(lián)連接。在本實施例中，與在短邊方向上并列配置的HI芯片和HD芯片對相同的對在長邊方向上并列配置，并且與在短邊方向上并列配置的LI芯片和LD芯片對相同的對在長邊方向上并列配置。與此相伴，G布線160、162和S布線161、163也增加。再有，在本實施例中，各電極的面積比第一實施例的各電極的面積大。除此以外的結(jié)構(gòu)與第一實施例相同，對其標注相同的符號并省略說明。
根據(jù)以上說明的本實施例，與第一實施例同樣，能夠?qū)崿F(xiàn)減小布線電感和提高基于半導(dǎo)體芯片兩面冷卻的冷卻性能這兩方，并且能夠使電路裝置110小型化。
再有，根據(jù)本實施例，由于對半導(dǎo)體芯片進行了2并聯(lián)連接，因此能夠提高電路裝置110的電流密度。以同樣的思路來可將半導(dǎo)體芯片的并聯(lián)連接數(shù)增加為3并聯(lián)連接、4并聯(lián)連接，能夠進一步提高電路裝置110的電流密度。
(實施例4)根據(jù)圖23說明本發(fā)明的第四實施例。
本實施例是第一實施例的變形例，其中將并列配置在短邊方向上的HI芯片和HD芯片并列配置在長邊方向上，并且將并列配置在短邊方向上的LI芯片和LD芯片并列配置在長邊方向上。在本實施例中，HD芯片和LD芯片比HI芯片和LI芯片更靠近內(nèi)側(cè)。再有，在本實施例中，各電極的面積比第一實施例的各電極的面積小。除此以外的結(jié)構(gòu)與第一實施例相同，對其標注相同符號并省略說明。
根據(jù)以上說明的本實施例，與第一實施例同樣，能夠?qū)崿F(xiàn)減小布線電感和提高基于半導(dǎo)體芯片兩面冷卻的冷卻性能這兩方，并且能夠使電路裝置110小型化。
再有，在本實施例中，與第三實施例同樣，如果對半導(dǎo)體芯片進行2并聯(lián)連接、3并聯(lián)連接、4并聯(lián)連接，則能夠提高電路裝置110的電流密度。
(實施例5)根據(jù)圖24～26說明本發(fā)明的第五實施例。
本實施例是第一實施例的應(yīng)用例，其中將連接了第一實施例的半導(dǎo)體模塊101和電容器裝置102的部分作為基本單元210，并且將基本單元210在較短方向上并列配置。在本實施例中，按照冷卻風扇174相互接觸的方式將三個基本單元210并列配置，并且收容在主體殼體220內(nèi)。散熱底座170沒有凸緣部，并且與第一實施例相比較短方向的厚度更薄。C塊180也與第一實施例相比較短方向的厚度更薄。除此以外的結(jié)構(gòu)與第一實施例相同，對其標注相同的符號并省略說明。
各基本單元210的C塊180(PC端子和NC端子)與單元端子240電連接。單元端子240從在基本單元210的冷卻風扇174之間所形成的區(qū)域向較長方向上突出。單元端子240由正極側(cè)端子241、負極側(cè)端子242和絕緣片243構(gòu)成。正極側(cè)端子241和負極側(cè)端子242通過夾持絕緣片243而在高度方向上被層疊，接近并平行地對置。正極側(cè)端子241和負極側(cè)端子242的前端從冷卻風扇174之間所形成的區(qū)域向較長方向突出后，一方向高度方向的一方外側(cè)以直角彎曲而筆直地延伸，另一方向高度方向的另一方外側(cè)以直角彎曲而筆直地延伸。在正極側(cè)端子241和負極側(cè)端子242的前端部形成有螺絲孔。
在單元端子240之間由綜合端子230綜合連接。綜合端子230由正極側(cè)電極234、負極側(cè)電極236和絕緣片233構(gòu)成。正極側(cè)電極234和負極側(cè)電極236通過夾持絕緣片233而在高度方向上被層疊，挨近并平行地對置，分別具備長方形狀層疊平板部。在正極側(cè)電極234的層疊平板部的長邊的一方側(cè)形成有向較長方向的一方側(cè)筆直地延伸的端子部231，在長邊的另一方側(cè)形成有從此處向高度方向的一方側(cè)以直角彎曲而筆直地延伸的三個端子部235。在負極側(cè)電極236的層疊平板部的長邊的一方側(cè)形成有向較長方向的一方側(cè)筆直地延伸的端子部232，在長邊的另一方側(cè)形成有從此處向高度方向的另一方側(cè)以直角彎曲而筆直地延伸的三個端子部237。在端子部231、233的前端部和端子部235、237的前端部分別形成有螺絲孔。
單元端子240的正極側(cè)端子241的前端部與端子部235相互對置而對接，并且通過螺絲連接。單元端子240的負極側(cè)端子242的前端部與端子部237相互對置而對接，并且通過螺絲連接。由此，C塊180(PC端子和NC端子)的同極彼此綜合連接。綜合電極230被構(gòu)成為使從端子部231、232到C塊180的電流路徑的長度相等。
基本單元210的引出端子部123也按照使電流路徑的長度按每個相相等的方式綜合連接。
由于在主體殼體220形成有螺絲孔221，因此與實施例1同樣，能夠安裝裝配有電路部件的控制電路基板。
作為電路裝置110，也可采用第二至第四實施例的部件來取代第一實施例的部件。
根據(jù)以上說明的本實施例，由于通過綜合端子230來綜合連接多個基本單元210，因此與第一實施例同樣，能夠?qū)崿F(xiàn)減小布線電感和提高基于半導(dǎo)體芯片兩面冷卻的冷卻性能這兩方，并且能夠使電路裝置110小型化，而且還能實現(xiàn)大容量化的換流裝置100。
再有，根據(jù)本實施例，按照使從端子部231、232到C塊180的電流路徑的長度相等方式構(gòu)成綜合端子230，因此在基本單元210之間能夠良好地取得從單元端子240到電路裝置110位置的布線電感的匹配。
(實施例6)根據(jù)圖27和圖28說明本發(fā)明的第六實施例。
本實施例為實施例5的變形例，其中將單元端子240設(shè)置在C塊180的底部。因此，在主體殼體220的底部的較長方向中央部，形成有用于將單元端子240露出到外部的開口部113。單元端子240的結(jié)構(gòu)與第五實施例相同，僅僅從較長方向朝向高度方向旋轉(zhuǎn)移動了90度。綜合端子230的結(jié)構(gòu)也與第五實施例相同。
再有，符號222是為了支撐基本單元210而設(shè)置在主體殼體220的底部的平板部。符號224是為了避免與綜合端子230的干擾而設(shè)置的槽。即，在本實施例中主體殼體220的底部成為上底，綜合端子230能夠收容于上底部分。由于在主體殼體220形成有螺絲孔221，因此與第一實施例同樣，能夠安裝裝配有電路部件的控制電路基板。
作為電路裝置110，也可采用第二至第四實施例的部件來取代第一實施例的部件。
根據(jù)以上說明的本實施例，由于通過綜合端子230來綜合連接多個基本單元210，因此與第一實施例同樣，能夠?qū)崿F(xiàn)減小布線電感和提高基于半導(dǎo)體芯片兩面冷卻的冷卻性能這兩方，并且能夠使電路裝置110小型化，而且能夠?qū)崿F(xiàn)大容量化的換流器裝置100。
再有，根據(jù)本實施例，按照使從端子部231、232到C塊180的電流路徑的長度相等方式構(gòu)成綜合端子230，因此在基本單元210之間能夠良好地取得從單元端子240到電路裝置110的布線電感的匹配。
(實施例7)根據(jù)圖29～圖33說明本發(fā)明的第七實施例。
本實施例是第一實施例的變形例，其中將引出端子部133、143的螺絲孔作為焊接螺栓(bolt)插入部137、147。因此，C塊180的端子是對PC端子261和NC端子262在它們之間夾持絕緣片260而在較短方向上進行層疊而形成的。在PC端子261和NC端子262設(shè)置有焊接螺栓263來取代螺絲孔。在第二成型部152的底部形成有對絕緣片264進行卡合的凹狀的槽154。引出端子部133、143間的間隙260比第一實施例的間隙小。
再有，槽154是為了確保絕緣片264與電路裝置110之間的接觸部的界面的沿面距離并且防止放電而設(shè)置的。
在本實施例中，按照通過引出端子部133、143從較短方向兩側(cè)夾持C塊180的端子的方式，通過使焊接螺栓插入部137、147和焊接螺栓263卡合，并且將焊接螺栓263與螺母264進行螺旋接合，以便將引出端子部133與PC端子261對接接合，并且將引出端子部143和NC端子262對接接合。
根據(jù)以上說明的本實施例，能夠使引出端子部133、143與C塊180的端子之間的連接部中的正側(cè)和負側(cè)比第一實施例更接近，并且使流過那里的大小相等且方向相反的電流完全對置。從而，根據(jù)本實施例，能夠使布線電感比第一實施例更進一步減小。
(實施例8)根據(jù)圖34和圖35說明本發(fā)明的第八實施例。
本實施例是第一實施例的變形例，其中在不采用N電極140的第一彎曲部144的情況下同時實現(xiàn)兩面冷卻和布線電感的減小。因此，在本實施例中，準備了電傳導(dǎo)性和熱導(dǎo)性優(yōu)良的銅制的長方形狀平板狀的金屬襯墊(270、271)，將金屬襯墊270接合在HI芯片的發(fā)射極側(cè)芯片面及HD芯片的陽極側(cè)芯片面、與散熱部121的安裝面之間，將金屬襯墊271安裝在散熱部141的散熱面。
散熱部141與引出布線部142配置在同一平面上。因此，散熱部141的散熱面不會在第一成型部151的第二主面上露出。取而代之，金屬襯墊271的第二主面?zhèn)戎髅娉蔀樯岵?41的散熱面，并且在第一成型部151的第二主面的表面上露出。
也可將金屬襯墊270與M電極120一體設(shè)置。
根據(jù)以上說明的本實施例，與第一實施例同樣，能夠?qū)崿F(xiàn)減小布線電感和提高基于半導(dǎo)體芯片兩面冷卻的冷卻性能這兩方，并且能夠使電路裝置110小型化。
再有，在本實施例中，與第三實施例同樣，如果對半導(dǎo)體芯片進行2并聯(lián)連接、3并聯(lián)連接、4并聯(lián)連接，則能夠提高電路裝置110的電流密度。
權(quán)利要求
1.一種電路裝置，具有多個半導(dǎo)體芯片；和與上述多個半導(dǎo)體芯片電連接的多個板狀導(dǎo)體，按照上述多個半導(dǎo)體芯片每一個的兩方芯片面與上述板狀導(dǎo)體熱連接，并且從上述多個半導(dǎo)體芯片每一個的兩方芯片面介由上述板狀導(dǎo)體能夠放出熱，而且在上述多個板狀導(dǎo)體中使直流正極用板狀導(dǎo)體與直流負極用板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面彼此對置的方式，構(gòu)成了上述多個板狀導(dǎo)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，上述多個半導(dǎo)體芯片分別從其兩方芯片面的對置側(cè)由上述板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面?zhèn)缺粖A持，上述多個板狀導(dǎo)體在分別與上述半導(dǎo)體芯片的夾持側(cè)相反側(cè)的導(dǎo)體面形成有上述熱的散熱面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，還具有包裝體，在上述包裝體至少嵌入上述多個半導(dǎo)體芯片和上述多個板狀導(dǎo)體的一部分，與上述多個板狀導(dǎo)體的上述半導(dǎo)體芯片側(cè)相反側(cè)的導(dǎo)體面形成有上述熱的散熱面，上述散熱面在上述包裝體的表面上露出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路裝置，其特征在于，上述包裝體具備表里一對的平面，上述多個板狀導(dǎo)體包括用于電連接上述多個半導(dǎo)體芯片之間的中間用板狀導(dǎo)體，在上述表里一對的平面的一方露出上述直流正極用板狀導(dǎo)體和上述直流負極用板狀導(dǎo)體的上述散熱面，在上述表里一對的平面的另一方露出上述中間用板狀導(dǎo)體的上述散熱面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，上述多個半導(dǎo)體芯片分別在一方芯片面具備金屬制造的緩沖體，介由該緩沖體安裝在對應(yīng)的上述板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路裝置，其特征在于，設(shè)置有上述緩沖體的芯片面與設(shè)置有控制信號用電極的芯片面是同一面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路裝置，其特征在于，將上述緩沖體與上述板狀導(dǎo)體一體形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，上述多個板狀導(dǎo)體包括用于電連接上述多個半導(dǎo)體芯片之間的中間用板狀導(dǎo)體，上述直流正極用板狀導(dǎo)體和上述直流負極用板狀導(dǎo)體分別按照一方導(dǎo)體面與上述中間用板狀導(dǎo)體的一方導(dǎo)體面對置的方式并列配置，上述直流正極用板狀導(dǎo)體和上述直流負極用板狀導(dǎo)體中的某一方按照介入其另一方與上述中間用板狀導(dǎo)體之間的對置區(qū)域的方式，在上述對置區(qū)域上彎曲而延伸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，上述多個板狀導(dǎo)體包括用于電連接上述多個半導(dǎo)體芯片之間的中間用板狀導(dǎo)體，上述直流正極用板狀導(dǎo)體和上述直流負極用板狀導(dǎo)體分別按照一方導(dǎo)體面與上述中間用板狀導(dǎo)體的一方導(dǎo)體面對置，并且配置在上述中間用板狀導(dǎo)體的一方導(dǎo)體面?zhèn)?、而且彼此的?dǎo)體面對置吻合的方式，沿著上述中間用板狀導(dǎo)體的一方導(dǎo)體面向彼此的方向延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路裝置，其特征在于，上述多個板狀導(dǎo)體包括用于電連接上述多個半導(dǎo)體芯片之間的中間用板狀導(dǎo)體，上述多個板狀導(dǎo)體分別與板狀端子一體形成，形成在上述直流正極用板狀導(dǎo)體和上述直流負極用板狀導(dǎo)體的板狀端子、與形成在上述中間用板狀導(dǎo)體的板狀端子沿著相反的方向延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路裝置，其特征在于，形成在上述直流正極用板狀導(dǎo)體和上述直流負極用板狀導(dǎo)體的板狀端子設(shè)置為使各自的端子面對置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路裝置，其特征在于，形成在上述直流正極用板狀導(dǎo)體和上述直流負極用板狀導(dǎo)體的板狀端子形成為，它們的端子面之間的對置距離比上述直流正極用板狀導(dǎo)體和上述直流負極用板狀導(dǎo)體中的導(dǎo)體面之間的對置距離大。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路裝置，其特征在于，形成在上述直流正極用板狀導(dǎo)體和上述直流負極用板狀導(dǎo)體的板狀端子，分別設(shè)置有螺絲孔，上述螺絲孔的一方和另一方設(shè)置在相互錯開的位置。
14.一種電路裝置，具有構(gòu)成直流正極側(cè)布線的第一板狀導(dǎo)體；構(gòu)成直流負極側(cè)布線的第二板狀導(dǎo)體；構(gòu)成上述第一和第二板狀導(dǎo)體之間的布線的第三板狀導(dǎo)體；第一半導(dǎo)體芯片，其被夾持在上述第一和第三板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面之間，并且與上述第一和第三板狀導(dǎo)體電連接；和第二半導(dǎo)體芯片，其被夾持在上述第二和第三板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面之間，并且與上述第二和第三板狀導(dǎo)體電連接，上述第一和第二板狀導(dǎo)體構(gòu)成為使彼此的導(dǎo)體面對置吻合，在與上述第一至第三板狀導(dǎo)體中的上述第一和第二半導(dǎo)體芯片的夾持側(cè)相反側(cè)的導(dǎo)體面，形成有用于冷卻上述第一和第二半導(dǎo)體芯片的冷卻面。
15.一種電路裝置，具有流過第一方向的直流電流的第一板狀導(dǎo)體；流過與上述第一方向相反的第二方向的直流電流的第二板狀導(dǎo)體；與上述第一板狀導(dǎo)體電連接的第一半導(dǎo)體芯片；與上述第二板狀導(dǎo)體電連接的第二半導(dǎo)體芯片；和與上述第一和第二半導(dǎo)體芯片電連接的第三板狀導(dǎo)體，上述第一和第二板狀導(dǎo)體分別按照一方導(dǎo)體面與上述第三板狀導(dǎo)體的一方導(dǎo)體面對置的方式配置，上述第一和第二板狀導(dǎo)體的某一方按照其導(dǎo)體面的一部分與上述第一和第二板狀導(dǎo)體的另一方導(dǎo)體面的一部分至少對置的方式，介入上述第一和第二板狀導(dǎo)體的另一方導(dǎo)體面與上述第三板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面之間的對置區(qū)域，在上述第一至第三板狀導(dǎo)體的另一方導(dǎo)體面，形成有用于放出從上述第一和第二半導(dǎo)體芯片傳遞過來的熱的散熱面。
16.一種電路裝置，構(gòu)成至少一個用于構(gòu)成電力變換電路的串聯(lián)電路，上述電路裝置具有構(gòu)成上述串聯(lián)電路的高電位側(cè)的電開關(guān)部的第一半導(dǎo)體芯片；構(gòu)成上述串聯(lián)電路的低電位側(cè)的電開關(guān)部的第二半導(dǎo)體芯片；構(gòu)成上述串聯(lián)電路的高電位側(cè)端部的直流電流路的第一板狀導(dǎo)體；構(gòu)成上述串聯(lián)電路的低電位側(cè)端部的直流電流路的第二板狀導(dǎo)體；和構(gòu)成上述串聯(lián)電路的上述開關(guān)部之間的中間電流路的第三板狀導(dǎo)體，上述第一半導(dǎo)體芯片按照一方芯片面與上述第一板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面對置，另一方芯片面與上述第三板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面對置的方式，從兩方芯片面的對置側(cè)由上述第一和第三板狀導(dǎo)體夾持，并且與上述第一和第三板狀導(dǎo)體電連接，上述第二半導(dǎo)體芯片按照一方芯片面與上述第二板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面對置，另一方芯片面與上述第三板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面對置的方式，從兩方芯片面的對置側(cè)由上述第二和第三板狀導(dǎo)體夾持，并且與上述第二和第三板狀導(dǎo)體電連接，上述第一和第二板狀導(dǎo)體分別按照一方導(dǎo)體面與上述第三板狀導(dǎo)體的一方導(dǎo)體面對置的方式，配置在上述第三板狀導(dǎo)體的一方導(dǎo)體面?zhèn)?，并且按照彼此的?dǎo)體面對置吻合的方式，沿著上述第三板狀導(dǎo)體的一方導(dǎo)體面在彼此的配置方向上延伸的形狀，作為上述第一至第三板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面并且處于與上述第一和第二板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面和上述第三板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面之間的對置方向相反方向的導(dǎo)體面，形成有用于從上述第一和第二半導(dǎo)體芯片吸引熱量的引熱面。
17.一種電路模塊，具有散熱體，其具備由致冷劑冷卻的冷卻面；電路裝置，其安裝于上述散熱體，并且具有多個半導(dǎo)體芯片以及與上述多個半導(dǎo)體芯片電連接的多個板狀導(dǎo)體；和絕緣體，其配置于該電路裝置和上述散熱體之間，上述電路裝置，按照上述多個半導(dǎo)體芯片每一個的兩方芯片面與上述板狀導(dǎo)體熱連接，并且從上述多個半導(dǎo)體芯片每一個的兩方芯片面介由上述板狀導(dǎo)體能夠放出熱，而且在上述多個板狀導(dǎo)體中使直流正極用板狀導(dǎo)體與直流負極用板狀導(dǎo)體之間的導(dǎo)體面彼此對置的方式，構(gòu)成了上述多個板狀導(dǎo)體，在與上述多個板狀導(dǎo)體的上述半導(dǎo)體芯片側(cè)相反側(cè)的導(dǎo)體面形成有散熱面，上述散熱面與上述絕緣體的一方絕緣面對接，上述絕緣體的另一方絕緣面與上述散熱體的上述冷卻面對接。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路模塊，其特征在于，上述散熱體具備上述致冷劑流動的多個流路，上述多個流路按照夾持上述電路裝置的方式并列設(shè)置，上述冷卻面形成在上述多個流路的每一個與上述絕緣體之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電路模塊，其特征在于，具有多個上述電路裝置，上述多個電路裝置按照上述散熱面朝向上述冷卻面?zhèn)鹊姆绞剑刂鲜龆鄠€流路并列設(shè)置。
20.一種電力變換裝置，具有構(gòu)成電力變換電路的電路模塊；控制裝置，其控制該電路模塊的動作；和電容器裝置，其與上述電力變換裝置電連接，上述電路模塊具有散熱體，其具備由致冷劑冷卻的冷卻面；電路裝置，其安裝于上述散熱體，并且具有多個半導(dǎo)體芯片以及與上述多個半導(dǎo)體芯片電連接的多個板狀導(dǎo)體；和絕緣體，其配置于該電路裝置與上述散熱體之間，上述電路裝置，按照上述多個半導(dǎo)體芯片每一個的兩方芯片面與上述板狀導(dǎo)體熱連接，并且從上述多個半導(dǎo)體芯片每一個的兩方芯片面介由上述板狀導(dǎo)體能夠放出熱，而且在上述多個板狀導(dǎo)體中使直流正極用板狀導(dǎo)體與直流負極用板狀導(dǎo)體之間的導(dǎo)體面彼此對置的方式，構(gòu)成了上述多個板狀導(dǎo)體，在與上述多個板狀導(dǎo)體的上述半導(dǎo)體芯片側(cè)相反側(cè)的導(dǎo)體面形成有散熱面，上述散熱面與上述絕緣體的一方絕緣面對接，上述絕緣體的另一方絕緣面與上述散熱體的上述冷卻面對接，上述電容器裝置與上述直流正極用板狀導(dǎo)體和上述直流負極用板狀導(dǎo)體電連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電力變換裝置，其特征在于，在上述直流正極用板狀導(dǎo)體形成有按照使彼此的端子面對置的方式配置的一對導(dǎo)體用板狀端子的一方，在上述直流負極用板狀導(dǎo)體形成有上述一對導(dǎo)體用板狀端子的另一方，上述電容器裝置具備按照使彼此的端子面對置的方式配置的一對電容器用板狀端子，按照同極性的板狀端子彼此對置并對接吻合的方式，上述導(dǎo)體用板狀端子和上述電容器用板狀端子的某一方夾持另一方，并且從該夾持方向的兩側(cè)連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力變換裝置，其特征在于，上述導(dǎo)體用板狀端子和上述電容器用板狀端子通過具有外螺紋和內(nèi)螺紋的螺絲構(gòu)件連接，上述電容器用板狀端子和上述導(dǎo)體用板狀端子的一方的極性連接體、和另一方的極性連接體之間設(shè)置有連接構(gòu)件，上述連接體分別具備上述外螺紋貫通的螺絲孔，上述連接構(gòu)件由電絕緣構(gòu)件構(gòu)成，并且形成有上述內(nèi)螺紋。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的電力變換裝置，其特征在于，上述連接體的一方的上述螺絲孔和上述連接體的另一方的上述螺絲孔設(shè)置在相互錯開的位置，上述內(nèi)螺紋，與上述螺絲孔的各個位置對應(yīng)地設(shè)置在上述連接構(gòu)件。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電力變換裝置，其特征在于，上述導(dǎo)體用板狀端子和上述電容器用板狀端子通過具有外螺紋和內(nèi)螺紋的螺絲構(gòu)件連接，在上述導(dǎo)體用板狀端子形成有槽，在與上述電容器用板狀端子的對置的端子面相反側(cè)的端子面，與上述槽的位置對應(yīng)地設(shè)置有具有上述外螺紋的突起，在上述槽與上述突起吻合的狀態(tài)下，上述導(dǎo)體用板狀端子夾持上述電容器用板狀端子。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的電力變換裝置，其特征在于，上述電容器用板狀端子的一方的上述突起和上述電容器用板狀端子的另一方的上述突起相互設(shè)置在端子面上的相同位置，并且向相反的方向突出。
26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電力變換裝置，其特征在于，在上述電流正極用板狀導(dǎo)體形成有一對導(dǎo)體用板狀端子的一方，在上述直流負極用板狀導(dǎo)體形成有上述一對導(dǎo)體用板狀端子的另一方，上述電容器裝置，配置在上述電路模塊的上述導(dǎo)體用板狀端子的引出側(cè)，與上述導(dǎo)體用板狀端子電連接，并且電容器元件的塊體由板狀冷卻構(gòu)件被夾持，上述散熱體與上述板狀冷卻構(gòu)件熱連接。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的電力變換裝置，其特征在于，上述電容器裝置具備與上述導(dǎo)體用板狀端子連接的電容器用板狀端子，上述導(dǎo)體用板狀端子與上述電容器用板狀端子通過螺絲構(gòu)件連接，上述板狀冷卻構(gòu)件在對應(yīng)于上述導(dǎo)體用板狀端子與上述電容器用板狀端子之間的螺絲連接部分的位置上形成有通孔。
28.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電力變換裝置，其特征在于，具有對上述電路模塊和上述電容器裝置進行組合的多個組合體；和綜合端子，其用于將上述多個電容器裝置之間的同極性的端子彼此電連接，上述多個組合體并列設(shè)置，在上述電容器裝置分別設(shè)置有電容器用外部端子，上述綜合端子是對直流正極用板狀綜合端子和直流負極用板狀綜合端子介由絕緣構(gòu)件進行層疊的端子，上述直流正極用板狀綜合端子將上述電容器用外部端子的同極性的端子彼此電連接，上述直流負極用板狀綜合端子將上述電容器用外部端子的同極性的端子彼此電連接。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電力變換裝置，其特征在于，上述電容器用外部端子分別具備與上述綜合端子的連接部，上述連接部設(shè)置在上述致冷劑的供給排出方向上的上述組合體的一方的端部。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的電力變換裝置，其特征在于，上述電容器用外部端子分別具備與上述綜合端子的連接部，上述連接部設(shè)置在與上述組合體的上述電路裝置側(cè)相反側(cè)的端部。
31.一種車載電機系統(tǒng)，具有發(fā)生被驅(qū)動體的驅(qū)動用動力的電力機械；和電力變換裝置，其控制從車載電源提供給該電力機械的電力，來控制上述電力機械的動作，上述電力變換裝置具備根據(jù)權(quán)利要求20所述的電力變換裝置而構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠提高冷卻性能的同時，能夠減少因布線電感而產(chǎn)生的工作時損耗的電路裝置。將與多個半導(dǎo)體芯片電連接的多個板狀導(dǎo)體構(gòu)成為，與多個半導(dǎo)體芯片每一個的兩方芯片面熱連接，并且從多個半導(dǎo)體芯片每一個的兩方芯片面放出熱，而且使其中的直流正極用板狀導(dǎo)體與直流負極用板狀導(dǎo)體的導(dǎo)體面彼此對置。
文檔編號H05K7/20GK101064485SQ200710101918
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者德山健, 中津欣也, 川端敦 申請人:株式會社日立制作所