电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种抑制旁流的且散热性能优异的电力转换装置。本发明专利技术的电力转换装置包括功率半导体组件(300)和用于配置功率半导体组件(300)的流路形成体(1000)，功率半导体组件(300)包括配置于夹在半导体芯片与流路形成体(1000)之间的位置上的高导热体(920)，和将功率半导体元件与高导热体(920)密封的密封部件，高导热体(920)在流路形成体(1000)一侧具有向着该流路形成体(1000)突出的翅片，包围翅片的密封部件的一部分与翅片前端处于大致同一个平面。

Power conversion unit

The object of the present invention is to provide an electric power conversion device that suppresses a bypass flow and has excellent heat dissipation performance. The power conversion device of the invention comprises a power semiconductor component (300) and is used to configure the power semiconductor component (300) of the flow path forming body (1000), the power semiconductor component (300) comprises a clip on the semiconductor chip and is arranged on the flow path forming body (1000) high position between the conductor (920). And the power semiconductor element and high heat conductor (920) seals, high heat conductor (920) formed in the flow path (1000) is arranged on one side toward the flow path forming body (1000) projecting fins, a part of the sealing parts and the front end of the fin fin surrounded in roughly the same plane.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及功率半导体组件和使用了该功率半导体组件的电力转换装置。
技术介绍
由功率半导体元件的开关动作实现的电力转换装置，由于转换效率高而在民用、车载用、铁路用、变电设备等方面广为利用。该功率半导体元件会因通电而发热，故而需要较高的散热性能。此外，功率半导体元件出于绝缘性的目的用树脂或凝胶密封。作为将功率半导体元件搭载在形成有流路的金属体并以树脂进行密封的结构，专利文献1有所公开。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-232614号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题在专利文献1记载的半导体装置中，由于在预先确保了水密性能的水路中通过钎焊连接功率半导体元件并进行树脂密封，所以在制造过程中受到温度和压力的影响，水密性能可能会降低。本专利技术的目的在于，使抑制了旁流的散热效率高的功率半导体组件的形成变得容易，实现电力转换装置的可靠性的提高。解决问题的技术手段本专利技术的电力转换装置，包括：具有将直流电流转换为交流电流的功率半导体元件的功率半导体组件；和用于配置所述功率半导体组件的流路形成体，所述功率半导体组件包括配置于夹在所述半导体芯片与所述流路形成体之间的位置上的高导热体，和密封所述功率半导体元件和所述高导热体的密封部件，所述高导热体在所述流路形成体一侧具有向着该流路形成体突出的翅片，包围所述翅片的所述密封部件的一部分与所述翅片前端处于大致同一个平面。专利技术效果根据本专利技术，功率半导体组件和流路的形成较为容易，与此同时，能够抑制旁流，高散热地、高效率地将水流引导至散热翅片，能够实现高散热性。附图说明图1是实施例1的功率半导体组件的立体图。图2是本专利技术的集电极侧引线组的分解图。图3是本专利技术的功率半导体组件的制造过程中的立体图。图4是本专利技术的功率半导体组件的制造过程中的立体图。图5是本专利技术的功率半导体组件的制造过程中的立体图。图6是本专利技术的功率半导体组件的制造过程中的立体图。图7是本专利技术的功率半导体组件的制造过程中的立体图。图8是实施例1的功率半导体组件的剖面图。图9是本专利技术的功率半导体组件的电路图。图10是本专利技术的电力转换装置的电路图。图11是本专利技术的电力转换装置的立体图。图12是本专利技术实施方式1的电力转换装置的剖面立体图。图13是本专利技术的电力转换装置的剖面图。图14(a)是本专利技术实施方式1的功率半导体组件的变形例1。图14(b)是本专利技术实施方式1的功率半导体组件的变形例1。图15(a)是本专利技术实施方式1的功率半导体组件的变形例2。图15(b)是本专利技术实施方式1的功率半导体组件的变形例2。图16(a)是传递模塑成型中的填充距离与间隙的关系。图16(b)是传递模塑成型中的填充距离与间隙的关系。图17是传递模塑工序的剖面图。图18是传递模塑工序的剖面图。图19是本专利技术实施方式2的电力转换装置的剖面立体图。图20是本专利技术实施方式3的电力转换装置的剖面立体图。图21是本专利技术实施方式4的电力转换装置的剖面立体图。具体实施方式以下参照附图对本专利技术的功率半导体组件和电力转换装置的实施方式进行说明。其中，各图中对于同一部件标注同一标记，省略重复的说明。实施例1图1是本实施方式的功率半导体组件300的立体图。功率半导体组件300包括密封树脂900、直流侧的端子315B和319B、交流侧的端子320B以及信号用的端子325U、325L、325S。密封树脂900将搭载在引线框或陶瓷基板配线等金属导体上的功率半导体元件密封。端子315B、319B、320B从功率半导体组件300的密封树脂900的一个面上成一列地伸出。在这些端子伸出的一侧的密封树脂900形成有密封部901。如后文所述，功率半导体组件300在固定于流路形成体1000时，利用配置在密封部901的O形环等部件来确保冷却介质的气密性。并且，密封树脂900具有密封树脂面900A。针对本实施例的功率半导体组件300的制造工序，使用图2至图7进行说明。图2是表示引线框315和引线框320与高导热体920的配置关系的分解图。在引线框315连接有后述的作为功率半导体元件的上桥臂侧IGBT155。在引线框320连接有后述的作为功率半导体元件的下桥臂侧IGBT157。引线框315和引线框320由导体性的金属部件例如铜构成。此处，IGBT是绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor)的简称。高导热体920隔着引线框315或引线框320配置在连接有功率半导体元件的一侧的相反侧。高导热体920与各引线框对应地设置。图2中虽未图示，在与引线框315相对的区域中也配置有高导热体920。在高导热体920与引线框315之间和高导热体920与引线框320之间配置有绝缘层940。绝缘层940是以引线框与高导热体之间的电绝缘为目的而配置的部件。作为绝缘层940例如使用填充了氧化铝颗粒和氮化硼颗粒的环氧树脂类的树脂片。高导热体920经绝缘层940接合在引线框上。绝缘层使用真空热压机进行热压接合而固化。所使用的条件例如是，在真空度为1000Pa以下的减压气氛下，以10MPa的压力在200℃下进行2小时的热压接合。引线框315和引线框320形成为通过拉条(tiebar)912连接的状态。因此，高导热体920和该引线框夹着绝缘层940而被组装成一体的集电极侧引线组930。图3是表示相对于图2的状态，在引线框上连接了功率半导体元件的状态的图。构成逆变器电路的上桥臂电路的IGBT155被钎焊连接在引线框315。构成逆变器电路的上桥臂电路的二极管156被钎焊连接在引线框315。构成逆变器电路的下桥臂电路的IGBT157被钎焊连接在引线框320。构成逆变器电路的下桥臂的二极管158被钎焊连接在引线框320。IGBT155和IGBT157在形成发射极一侧的面中形成有信号用电极。该信号电极通过铝导线与功率半导体组件300的信号端子325L和325L电连接。因此，IGBT155和IGBT157相比二极管156和158配置在靠近信号端子的位置上。图4是表示相对于图3的状态，在功率半导体元件的发射极侧配置了引线框和高导热体920的状态的图。作为工序，首先与图2中形成集电极侧引线组930同样地形成发射极侧引线组931。发射极侧引线组931包括：与IGBT155的发射极侧连接的引线框318：与IGBT157的发射极侧连接的引线框319；高导热体920和配置在高导热体与引线框之间的绝缘层940。另外，在引线框接合有温度传感器945。该温度传感器945的端子被焊接于集电极侧引线组930的信号端子。由于设置有温度传感器945，能够监视通过机械加工而形成翅片时的发热，进行管理以使得温度不会成为超过规定值的温度。采用这样的方式，将集电极侧引线组930和发射极侧引线组931以夹着功率半导体元件的方式配置。将集电极侧引线组930和发射极侧引线组组装而得的部件称作引线组装体950。图5是表示对引线组装体950进行传递模塑成型工序的图。将引线组装体950置于传递模塑模具960和961中，注入密封树脂900。在模具温度为175℃，成型压力为10MPa的条件下，使密封树脂900在模具内固化3分钟。图6是表示利用密封树脂900对引线组装体950进行了传递模塑成型而得到的结果。高导热体920被密封树脂900覆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换装置，其特征在于，包括：具有将直流电流转换为交流电流的功率半导体元件的功率半导体组件；和用于配置所述功率半导体组件的流路形成体，所述功率半导体组件包括配置于夹在所述半导体芯片与所述流路形成体之间的位置上的高导热体，和密封所述功率半导体元件和所述高导热体的密封部件，所述高导热体在所述流路形成体一侧具有向着该流路形成体突出的翅片，包围所述翅片的所述密封部件的一部分与所述翅片前端处于大致同一个平面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.09 JP 2014-1828441.一种电力转换装置，其特征在于，包括：具有将直流电流转换为交流电流的功率半导体元件的功率半导体组件；和用于配置所述功率半导体组件的流路形成体，所述功率半导体组件包括配置于夹在所述半导体芯片与所述流路形成体之间的位置上的高导热体，和密封所述功率半导体元件和所述高导热体的密封部件，所述高导热体在所述流路形成体一侧具有向着该流路形成体突出的翅片，包围所述翅片的所述密封部件的一部分与所述翅片前端处于大致同一个平面。2.如权利要求1所述的电力转换装置，其特征在于：所述高导热体的所述翅片中，该翅片的前端以与所述密封部件相同的材料形成。3.如权利要求1或2所述的电力转换装置，其特征在于：所述翅片通过将密封所述高导热体的所述密封部件磨削为槽状而形成。4.如权利要求1至3中任一项所述的电力转换装置，其特征在于：所述密封部件具有密封部，用于在将所述功率半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：露野圆丈，井出英一，德山健，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP