功率模块和使用它的电力变换装置制造方法及图纸

技术编号:8456955 阅读:161 留言:0更新日期:2013-03-22 10:32
功率模块包括搭载有多个功率半导体元件的功率单元、散热部件和外壳,功率单元具有功率半导体元件、引线框和密封树脂,功率半导体元件的两面与引线框连接,上侧和下侧引线框的外表面的一部分从密封树脂露出,外壳由外壳基座和外壳盖构成,按照外壳基座、散热部件、功率单元、散热部件、外壳盖的顺序叠层,设外壳基座的外形尺寸为S1、外壳盖的外形尺寸为S2、功率单元的引线框露出部尺寸为S3时,S1>S2>S3的关系成立,外壳盖被按压到外壳基座的支承部而被固定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及搭载于汽车等车辆的电力变换装置,特别涉及搭载有伴随发热的电子部件的功率模块和使用它的电力变换装置
技术介绍
例如,以下的文献公开了伴随发热的电子部件的两面散热结构。现有技术文献专利文献 专利文献I :日本特开2005-57212号公报专利文献I中,构成为在对搭载有功率模块的外壳的开口面用盖体封口,使功率半导体元件的发热向外壳和盖体的两面散热的结构中,将盖体压紧、固定于外壳上搭载的功率模块。如专利文献I所示用盖体压紧固定功率模块的情况下,为了确保散热性能需要使盖体和功率模块精度良好地密合,必须以最佳的压紧力密合。压紧力过强时担心功率模块损伤,过弱时担心功率模块与盖体的接触面积减少、散热性能降低。因而不容易进行适当的压紧力的设定。
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的课题是实现搭载有发热量大的功率半导体元件的功率模块的高散热化。此外,本专利技术的其他课题是提高功率半导体元件的连接可靠性。此外,本专利技术的其他课题是吸收功率模块的构成部件的高度差。此外,本专利技术的其他课题是抑制组装时功率模块上产生的应力。用于解决课题的方案根据本专利技术的第一方式,功率模块包括搭载有多个功率半导体元件的功率单元、散热部件和外壳,功率单元具有功率半导体元件、引线框和密封树脂,引线框连接到功率半导体兀件的两面,上侧和下侧引线框的外表面的一部分从所述密封树脂露出,夕卜壳由外壳基座和外壳盖构成,按照外壳基座、述散热部件、功率单元、散热部件、外壳盖的顺序叠层,设外壳基座的外形尺寸为S1、外壳盖的外形尺寸为S2、功率单元的引线框露出部尺寸为S3时,SASpS3的关系成立,外壳盖被按压到外壳基座的支承部而被固定。根据本专利技术的第二方式,在第一方式的功率模块中,优选散热部件比密封树脂软。根据本专利技术的第三方式,优选功率模块包括密封体,其具有半导体元件、经由金属接合部件与半导体元件的一个电极面连接的第一引线框、经由金属接合部件与半导体元件的另一个电极面连接的第二引线框、和用于将半导体元件与第一引线框以及第二引线框密封的密封部件;壳体,其收纳密封体,并形成有开口部;盖,其形成为比壳体的开口部的开口面积大;第一绝缘部件,其配置在密封体与壳体的内壁之间;和第二绝缘部件,其配置在密封体与盖之间,第一引线框从密封部件露出,且该第一引线框的露出面与第一绝缘部件接触,第二引线框从密封部件露出,且该第二引线框的露出面与第二绝缘部件接触,壳体形成有盖支承部,该盖支承部形成在该壳体的开口部的周围,盖形成有与第二绝缘部件的相对部分朝向密封体一侧突出的突出部,且该盖被固定于盖支承部,第一绝缘部件和第二绝缘部件的至少一方构成为其厚度响应规定以上的按压力变化,且该第一绝缘部件和该第二绝缘部件的至少一方在其厚度因来自盖的突出部的按压力而变化的状态下被按压到密封体。根据本专利技术的第四方式,在第三方式的功率模块中,优选将从壳体的内壁到盖支承部的与盖的相对面的高度定义为Ii1,将突出部的高度定义为h2,将从第一引线框的露出面到第二引线框的露出面的高度定义为h3,将第一绝缘部件的厚度与第二绝缘部件的厚度的和定义为T时,1Dh1 - h2 - h3的关系成立。根据本专利技术的第五方式,在第三或第四方式的功率模块中,优选第一绝缘部件和所述第二绝缘部件的至少一方的压缩率为10%以上 60%以下。根据本专利技术的第六方式,在第三 五方式的功率模块中,优选第二引线框在与半导体元件的另一个电极面的相对部分形成有凸部,且半导体元件配置于该凸部,第二引线框的露出面形成为比凸部的面积大。根据本专利技术的第七方式,在第三 六方式的功率模块中,优选密封体的从第一弓I线框的露出面的垂直方向投影的投影部呈大致四边形,且形成有从该大致四边形的相邻两边分别突出的突起,壳体在该壳体内壁形成有用于与突起嵌合的凹部。根据本专利技术的第八方式,在电池与电动发电机之间进行从直流电力向交流电力的转换和从交流电力向直流电力的转换的电力变换装置,包括第一方式至第六方式中任一个所述的功率模块。专利技术效果根据本专利技术,能够实现搭载有发热量大的功率半导体元件的功率模块的高散热化。 此外,本专利技术的其他效果是提高功率半导体元件的连接可靠性。此外,本专利技术的其他效果是能够吸收功率模块的构成部件的高度差。此外,本专利技术的其他效果是能够抑制组装时功率模块上产生的应力。附图说明图I是表不混合动力车的系统的系统图。图2是表示图I所示的电路的结构的电路图。图3是用于说明电力变换装置的结构的分解立体图。图4是为了说明电力变换装置的整体结构而分解为构成部件的立体图。图5是为了说明流路形成体12,对图4所示的流路形成体12从底侧看的图。图6是本实施方式的功率模块300a的(a)立体图和(b)截面图。图7 (a)是为了帮助理解,除去模块外壳304、散热部件333和密封树脂348的内部截面图。(b)是内部立体图。图8是表示外壳密封后的功率模块的搭载方法的平面图。图9是表示外壳密封后的功率模块的主要部分尺寸的截面图。图10是用于说明电容器模块500的内部结构的分解立体图。图11是表示外壳的固定方法的截面图。图12是表示外壳的固定方法的截面图。图13是表示外壳的固定方法的截面图。具体实施方式使用附图说明本专利技术的实施方式。图I是将本专利技术的电力变换装置应用于使用发动机和电机两者行驶的所谓混合动力车的系统。本专利技术的电力变换装置不仅能够应用于混合动力车辆,也能够应用于仅用电机行驶的电动车,此外还可以用作驱动一般工业机械使用的电机的电力变换装置。但是,如以上或以下说明,本专利技术的电力变换装置特别在应用于上述混合动力车和上述电动车时,在小型化的观点或可靠性的观点、以及其他许多观点上可以获得优良的效果。应用于混合动力车的电力变换装置与应用于电动车的电力变换装置是大致相同的结构,作为代表例说明应用于混合动力车的电力变换装置。图I是表示混合动力车(以下记载为“HEV”)的控制模块的图。发动机EGN和电动发电机MG1、电动发电机MG2产生车辆的行驶用转矩。此外,电动发电机MGl和电动发电机 MG2不仅产生转矩,还具有将从外部对电动发电机MGl或电动发电机MG2施加的机械能转换为电力的功能。电动发电机MGl或MG2例如是同步电机或感应电机,如上所述,根据运转方法既作为电动机工作,也作为发电机工作。在汽车上搭载电动发电机MGl或MG2的情况下,优选小型且获得高输出,使用钕等磁铁的永磁铁型的同步电动机是合适的。此外,永磁铁型的同步电动机与感应电动机相比,转子的发热少,出于该观点也适合用于汽车。发动机EGN的输出侧和电动发电机MG2的输出转矩经由动力分配机构TSM被传递至电动发电机MG1,来自动力分配机构TSM的转矩或电动发电机MGl产生的转矩,经由变速器TM和差动齿轮DIF被传递至车轮。另一方面,再生制动运转时,转矩从车轮被传递至电动发电机MG1,基于供给的转矩产生交流电力。产生的交流电力如后所述通过电力变换装置 200被转换为直流电力,对高电压用的电池136充电,充电的电力被重新用作行驶能量。此外,高电压用的电池136蓄积的电力变少的情况下,能够用电动发电机MG2将发动机EGN产生的转动能转换为交流电力,接着,用电力变换装置200将交流电力转换为直流电力,对电池136充电。从发动机EGN向电动发电机MG本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:金子裕二朗诹访时人
申请(专利权)人:日立汽车系统株式会社
类型:
国别省市:

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