電力轉(zhuǎn)換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]該發(fā)明涉及電力轉(zhuǎn)換裝置，特別涉及具備臥式開關(guān)元件和緩沖電容器的電力轉(zhuǎn)換
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知具備臥式開關(guān)元件和緩沖電容器的電力轉(zhuǎn)換裝置。這樣的電力轉(zhuǎn)換裝置例如在日本特開平2011-67045號(hào)公報(bào)中被公開。
[0003]在上述日本特開平2011-67045號(hào)公報(bào)中公開了這樣的逆變器裝置(電力轉(zhuǎn)換裝置):其具備MOSFET (臥式開關(guān)元件)、緩沖電容器、以及被配置成彼此對置的金屬基板和電介質(zhì)基板。在該逆變器裝置中，緩沖電容器的上表面?zhèn)群驮诰彌_電容器的下方配置的MOSFET的側(cè)面?zhèn)韧ㄟ^板狀的配線相連接。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開平2011-67045號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]這里，一般在具備臥式開關(guān)元件和緩沖電容器的電力轉(zhuǎn)換裝置中，為了抑制浪涌電壓上升，優(yōu)選減小緩沖電容器和臥式開關(guān)元件的電極之間的配線電感。
[0009]然而，在上述日本特開平2011-67045號(hào)公報(bào)中公開的逆變器裝置中，緩沖電容器的上表面?zhèn)群驮诰彌_電容器的下方配置的MOSFET的側(cè)面?zhèn)韧ㄟ^板狀的配線相連接，因此緩沖電容器和MOSFET之間的電流路徑變長。其結(jié)果為，存在緩沖電容器和MOSFET (臥式開關(guān)元件)之間的配線電感變大的問題。
[0010]該發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，該發(fā)明的I個(gè)目的是提供能夠減小緩沖電容器和臥式開關(guān)元件之間的配線電感的電力轉(zhuǎn)換裝置。
[0011]用于解決課題的手段
[0012]一個(gè)方面的電力轉(zhuǎn)換裝置具備:臥式開關(guān)元件，其包含正面及背面，在正面?zhèn)染哂械贗電極及第2電極，并且在第I電極和第2電極之間電流沿與正面及背面平行的橫向流動(dòng)；緩沖電容器，其與臥式開關(guān)元件電連接；以及連接用導(dǎo)體，其被配置成夾在臥式開關(guān)元件和緩沖電容器之間，在電力轉(zhuǎn)換裝置形成有電流路徑，該電流路徑經(jīng)由連接用導(dǎo)體將緩沖電容器和臥式開關(guān)元件電連接。
[0013]在一個(gè)方面的電力轉(zhuǎn)換裝置中，利用如上所述的結(jié)構(gòu)，例如在緩沖電容器位于上方、臥式開關(guān)元件位于下方的情況下，在緩沖電容器和臥式開關(guān)元件之間流動(dòng)的電流經(jīng)由以夾在臥式開關(guān)元件和緩沖電容器之間的方式配置的連接用導(dǎo)體而從緩沖電容器的下表面?zhèn)攘飨蚺P式開關(guān)元件的上表面?zhèn)?或者從臥式開關(guān)元件的上表面?zhèn)攘飨蚓彌_電容器的下表面?zhèn)?。由此，與電流經(jīng)由將位于上方的緩沖電容器的上表面?zhèn)群臀挥谙路降呐P式開關(guān)元件的側(cè)面?zhèn)冗B接起來的配線流動(dòng)的情況相比，能夠縮短緩沖電容器和臥式開關(guān)元件之間的電流路徑。其結(jié)果為，能夠減小緩沖電容器和臥式開關(guān)元件之間的配線電感。
[0014]發(fā)明效果
[0015]根據(jù)上述電力轉(zhuǎn)換裝置，能夠減小緩沖電容器和臥式開關(guān)元件之間的配線電感。
【附圖說明】
[0016]圖1是包含第I實(shí)施方式的功率模塊的三相逆變器裝置的電路圖。
[0017]圖2是從上方平面地觀察第I實(shí)施方式的功率模塊的圖。
[0018]圖3是沿著圖2的150-150線的剖視圖。
[0019]圖4是從下表面?zhèn)绕矫娴赜^察第I實(shí)施方式的功率模塊的第I基板的圖。
[0020]圖5是從上表面?zhèn)绕矫娴赜^察圖4所示的第I基板的圖。
[0021]圖6是從上表面?zhèn)扔^察圖4及圖5所示的第I基板的立體圖。
[0022]圖7是從上表面?zhèn)绕矫娴赜^察第I實(shí)施方式的功率模塊的第2基板的圖。
[0023]圖8是從下表面?zhèn)绕矫娴赜^察圖7所示的第2基板的圖。
[0024]圖9是從下表面?zhèn)扔^察圖7及圖8所示的第2基板的立體圖。
[0025]圖10是從設(shè)有漏電極、源電極及柵電極的正面?zhèn)绕矫娴赜^察第I實(shí)施方式的第I臥式開關(guān)元件及第2臥式開關(guān)元件的圖。
[0026]圖11是從背面?zhèn)绕矫娴赜^察圖10所示的第I臥式開關(guān)元件及第2臥式開關(guān)元件的圖。
[0027]圖12是沿著圖10及圖11的151-151線的剖視圖。
[0028]圖13是從設(shè)有源電極及柵電極的正面?zhèn)绕矫娴赜^察第I實(shí)施方式的第I控制用開關(guān)元件及第2控制用開關(guān)元件的圖。
[0029]圖14是從設(shè)有漏電極的背面?zhèn)绕矫娴赜^察圖13所示的第I控制用開關(guān)元件及第2控制用開關(guān)元件的圖。
[0030]圖15是沿著圖13及圖14的152-152線的剖視圖。
[0031]圖16是用于說明在圖3所示的功率模塊的內(nèi)部流動(dòng)的電流的電流路徑的圖。
[0032]圖17是從上方平面地觀察第2實(shí)施方式的功率模塊的圖。
[0033]圖18是沿著圖17的153-153線的剖視圖。
[0034]圖19是沿著圖17的154-154線的剖視圖。
[0035]圖20是沿著圖17的155-155線的剖視圖。
[0036]圖21是從上表面?zhèn)绕矫娴赜^察第2實(shí)施方式的功率模塊的第I基板的圖。
[0037]圖22是從上表面?zhèn)扔^察圖21所示的第I基板的立體圖。
[0038]圖23是從上表面?zhèn)绕矫娴赜^察第2實(shí)施方式的功率模塊的第2基板的圖。
[0039]圖24是從下表面?zhèn)绕矫娴赜^察圖23所示的第2基板的圖。
[0040]圖25是從下表面?zhèn)扔^察圖23及圖24所示的第2基板的立體圖。
[0041]圖26是用于說明在圖18所示的功率模塊的內(nèi)部流動(dòng)的電流的電流路徑的圖。
[0042]圖27是從上方平面地觀察第3實(shí)施方式的功率模塊的圖。
[0043]圖28是沿著圖27的156-156線的剖視圖。
[0044]圖29是沿著圖27的157-157線的剖視圖。
[0045]圖30是沿著圖27的158-158線的剖視圖。
[0046]圖31是從上表面?zhèn)绕矫娴赜^察第3實(shí)施方式的功率模塊的第I基板的圖。
[0047]圖32是從上表面?zhèn)扔^察圖31所示的第I基板的立體圖。
[0048]圖33是從上表面?zhèn)绕矫娴赜^察第3實(shí)施方式的功率模塊的第2基板的圖。
[0049]圖34是從下表面?zhèn)绕矫娴赜^察圖33所示的第2基板的圖。
[0050]圖35是從下表面?zhèn)扔^察圖33及圖34所示的第2基板的立體圖。
[0051]圖36是沿著圖35的159-159線的剖視圖。
[0052]圖37是用于說明在圖28所示的功率模塊的內(nèi)部流動(dòng)的電流的電流路徑的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]以下，基于附圖對實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0054](第I實(shí)施方式)
[0055]首先，參照圖1，對包含第I實(shí)施方式的功率模塊100a、10b及10c的三相逆變器裝置100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。另外，功率模塊10a?10c及三相逆變器裝置100是“電力轉(zhuǎn)換裝置”的一個(gè)例子。
[0056]如圖1所示，三相逆變器裝置100是將分別進(jìn)行U相、V相及W相的電力轉(zhuǎn)換的3個(gè)功率模塊100a、100b及10c并聯(lián)地電連接而構(gòu)成的。
[0057]功率模塊100a、100b及10c構(gòu)成為分別將從直流電源(未圖示)經(jīng)由輸入端子51a及51b輸入的直流電力轉(zhuǎn)換成3相(U相、V相及W相)交流電力。而且，功率模塊100a、10b及10c構(gòu)成為分別將如上所述地轉(zhuǎn)換成的U相、V相及W相的交流電力經(jīng)由輸出端子52a,52b及52c向外部輸出。另外，輸出端子52a?52c與馬達(dá)(未圖示)等連接。
[0058]并且，功率模塊100a、10b及10c分別具備各2個(gè)與半橋電路101a、1lb及1lc并聯(lián)地電連接的緩沖電容器102a、102b及102c。
[0059]半橋電路1la包括2個(gè)臥式開關(guān)元件(第I臥式開關(guān)元件Ila及第2臥式開關(guān)元件12a)、和與2個(gè)臥式開關(guān)元件分別共源共柵連接的2個(gè)控制用開關(guān)元件(第I控制用開關(guān)元件13a及第2控制用開關(guān)元件14a)。另外，第I臥式開關(guān)元件Ila及第2臥式開關(guān)元件12a都是常開型的開關(guān)元件(構(gòu)成為當(dāng)對柵電極Gla及G2a施加的電壓為OV時(shí)在漏電極Dla及D2a與源電極Sla及S2a之間流過電流的開關(guān)元件)。此外，第I控制用開關(guān)元件13a及第2控制用開關(guān)元件14a都是常關(guān)型的開關(guān)元件(構(gòu)成為當(dāng)對柵電極G3a及G4a施加的電壓為OV時(shí)在漏電極D3a及D4a與源電極S3a及S4a之間不流過電流的開關(guān)元件)。
[0060]這里，在第I實(shí)施方式中，第I臥式開關(guān)元件Ila(第2臥式開關(guān)元件12a)的柵電極Gla(G2a)與第I控制用開關(guān)元件13a (第2控制用開關(guān)元件14a)的源電極S3a(D4a)連接。由此，第I控制用開關(guān)元件13a(第2控制用開關(guān)元件14a)構(gòu)成為，通過根據(jù)從控制端子53a(54a)輸入的控制信號(hào)進(jìn)行開關(guān)，來進(jìn)行第I臥式開關(guān)元件Ila(第2臥式開關(guān)元件12a)的驅(qū)動(dòng)(開關(guān))的控制。其結(jié)果為，由常開型的第I臥式開關(guān)元件Ila(第2臥式開關(guān)元件12a)和常關(guān)型的第I控制用開關(guān)元件13a(第2控制用開關(guān)元件14a)構(gòu)成的開關(guān)電路Sla(S2a)整體上構(gòu)成為，作為常關(guān)型的開關(guān)電路而被控制。
[0061]并且，與上述半橋電路1la相同地，半橋電路1lb也包括常開型的2個(gè)臥式開關(guān)元件(第I臥式開關(guān)元件Ilb及第2臥式開關(guān)元件12b)。并且，半橋電路1lb包括與上述2個(gè)臥式開關(guān)元件分別共源共柵連接的常關(guān)型的2個(gè)控制用開關(guān)元件(第I控制用開關(guān)元件13b及第2控制用開關(guān)元件14b)。而且，利用常開型的第I臥式開關(guān)元件Ilb (第2臥式開關(guān)元件12b)和常關(guān)型的第I控制用開關(guān)元件13b (第2控制用開關(guān)元件14b)構(gòu)成了常關(guān)型的開關(guān)電路Slb (S2b)。另外，第I控制用開關(guān)元件13b (第2控制用開關(guān)元件14b)構(gòu)成為，通過根據(jù)從控制端子53b (54b)輸入的控制信號(hào)進(jìn)行開關(guān)，來進(jìn)行第I臥式開關(guān)元件IIb (第2臥式開關(guān)元件12b)的開關(guān)的控制。
[0062]并且，與上述半橋電路10Ia及1lb相同地，半橋電路1lc也包括常開型的2個(gè)臥式開關(guān)元件(第I臥式開關(guān)元件Ilc及第2臥式開關(guān)元件12c)。并且，半橋電路1lc包括與上述2個(gè)臥式開關(guān)元件分別共源共柵連接的常關(guān)型的2個(gè)控制用開關(guān)元件(第I控制用開關(guān)元件13c及第2控制用開關(guān)元件14c)。而且，利用常開型的第I臥式開關(guān)元件Ilc (第2臥式開關(guān)元件12c)、和常關(guān)型的第I控制用開關(guān)元件13c (第2控制用開關(guān)元件14c)構(gòu)成了常關(guān)型的開關(guān)電路Slc (S2c)。另外，第I控制用開關(guān)元件13c (第2控制用開關(guān)元件14c)構(gòu)成為，通過根據(jù)從控制端子53c(54c)輸入的控制信號(hào)進(jìn)行開關(guān)，來進(jìn)行第I臥式開關(guān)元件IIc (第2臥式開關(guān)元件12c)的開關(guān)的控制。
[0063]接下來，參照圖2?圖15，對第I實(shí)施方式的功率模塊100a、100b及10c的具體結(jié)構(gòu)(構(gòu)造)進(jìn)行說明。另外，功率模塊100a、100b及10c分別具有大致相同的結(jié)構(gòu)，因此，以下僅對進(jìn)行U相的電力轉(zhuǎn)換的功率模塊10a進(jìn)行說明。
[0064]如圖2及圖3所示，功率模塊10a具備:第I基板1、2個(gè)臥式開關(guān)元件(第I臥式開關(guān)元件Ila及第2臥式開關(guān)元件12a)、2個(gè)控制用開關(guān)元件(第I控制用開關(guān)元件13a及第2控制用開關(guān)元件14a)、2個(gè)緩沖電容器102a、以及第2基板5。
[0065]如圖3所示，第I基板I和第2基板5以彼此對置的方式沿上下方向(Z方向)隔開規(guī)定的間隔地配置。具體地，第I基板I配置在下方(箭頭Zl方向側(cè))，并且第2基板5配置在上方(箭頭Z2方向側(cè))。并且，第I臥式開關(guān)元件11a、第2臥式開關(guān)元件12a、第I控制用開關(guān)元件13a及第2控制用開關(guān)元件14a被配置在第I基板I的上表面(箭頭Z2方向側(cè)的正面)和第2基板5的下表面(箭頭Zl方向側(cè)的背面)之間。并且，緩沖電容器102a被配置在第2基板5的上表面。并且，在第I基板I的上表面和第2基板5的下表面之間填充有密封樹脂60。
[0066]如圖4?圖6所示，第I基板I包括:絕緣板2、在絕緣板2的下表面(箭頭Zl方向側(cè)的面)形成的散熱層3、在絕緣板2的上表面(箭頭Z2方向側(cè)的面)形成的4個(gè)導(dǎo)電圖案4a、4b、4c及4d。并且，如圖7?圖9所示，第2基板5包括:絕緣板6、在絕緣板6的上表面形成的5個(gè)導(dǎo)電圖案7a、7b、7c、7d及7e、在絕緣板6的下表面形成的6個(gè)導(dǎo)電圖案8a、8b、8c、8d、8e 及 8f。這里，導(dǎo)電圖案 7a、7b、7c、7d 及 7e、和導(dǎo)電圖案 8a、8b、8c、8d 及 8e分別經(jīng)由以沿上下方向(Z方向)貫通絕緣板2的方式設(shè)置的柱狀導(dǎo)體9a、9b、9c、9d及9e而電連接。另外，導(dǎo)電圖案7a、7b、7c、7d及7e、和導(dǎo)電圖案8a、8b、8c、8d及8e也可以分別經(jīng)由貫通過孔這樣的中空狀的導(dǎo)體電連接，而不是柱狀導(dǎo)體9a、9b、9c、9d及9e。
[0067]這里，在第I實(shí)施方式中，如圖3所示，第2基板5被配置成夾在緩沖電容器102a、和第I臥式開關(guān)元件Ila及第2臥式開關(guān)元件12a之間。S卩，緩沖電容器102a相對于第2基板5配置在上方(箭頭Z2方向側(cè))，并且第I臥式開關(guān)元件IIa及第2臥式開關(guān)元件12a相對于第2基板配置在下方(箭頭Zl方向側(cè))。由此，設(shè)于第2基板5的導(dǎo)電圖案7a?7e、8a?8f及柱狀導(dǎo)體9a?9e被配置成夾在緩沖電容器102a、和第I臥式開關(guān)元件Ila及第2臥式開關(guān)元件12a之間。另外，導(dǎo)電圖案7a?7e、8a?8f及柱狀導(dǎo)體9a?9e是“連接用導(dǎo)體”的一個(gè)例子。
[0068]并且，如圖3所示，緩沖電容器102a的一方的電極Cl