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公開番号2025065983
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-22
出願番号2023175537
出願日2023-10-10
発明の名称電力変換装置
出願人株式会社日立製作所,日立Astemo株式会社
代理人弁理士法人サンネクスト国際特許事務所
主分類H02M 7/48 20070101AFI20250415BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】絶縁基板への曲げ応力を低減しつつ放熱部材のポンプアウトを抑制できる。
【解決手段】電力変換装置は、少なくとも一方面に放熱面を有し、封止樹脂の中に半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、放熱面に対向した冷却面を有する冷却部材と、放熱面と冷却面との間に配置される絶縁基板と、を備え、封止樹脂は、絶縁基板の短手方向の両端側において絶縁基板の厚さよりも突出し、先端で冷却部材と直接または緩衝部材を介して接触する一対の凸部を有し、凸部は、放熱面と冷却面との間に放熱部材を介して絶縁基板を保持する空間である保持部を形成する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも一方面に放熱面を有し、封止樹脂の中に半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、
前記放熱面に対向した冷却面を有する冷却部材と、
前記放熱面と前記冷却面との間に配置される絶縁基板と、を備え、
前記封止樹脂は、前記絶縁基板の短手方向の両端側において前記絶縁基板の厚さよりも突出し、先端で前記冷却部材と直接または緩衝部材を介して接触する一対の凸部を有し、
前記凸部は、前記放熱面と前記冷却面との間に放熱部材を介して前記絶縁基板を保持する空間である保持部を形成する、電力変換装置。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記凸部は、前記絶縁基板を支持する段差部を有する、電力変換装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電力変換装置において、
前記絶縁基板は、接着部材を介して前記段差部と固定される、電力変換装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記半導体モジュールは、前記絶縁基板の長手方向に複数配され、
前記冷却部材は、前記絶縁基板の前記長手方向に沿って配される、電力変換装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電力変換装置において、
前記凸部は、前記絶縁基板の前記長手方向に沿って設けられ、
前記封止樹脂は、前記絶縁基板の短手方向に沿って、前記絶縁基板の短手方向の両端側において前記絶縁基板の厚さよりも突出し、先端で前記冷却部材と直接または前記緩衝部材を介して接触する一対の第２凸部をさらに有する、電力変換装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記凸部は前記放熱面との間に空間である退避空間を有する、電力変換装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電力変換装置において、
前記退避空間は、直線状である前記凸部の一部が前記放熱面とは逆方向に移動することで形成される、電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
直流電力と交流電力を変換する電力変換装置は、様々な装置に用いられており、小型で高い電力変換効率が求められる。また電力変換装置は、変換する電力量に応じた発熱が避けられず、放熱の対策も求められる。特許文献１には、第１導電層を表面に備える第１絶縁基板と、前記第１導電層の上に配置され、第１電極が前記第１導電層と接続される第１半導体デバイスと、前記第１絶縁基板の前記表面に形成され、前記第１半導体デバイスの第２電極と接続される第１信号配線と、前記第１絶縁基板の前記表面側に形成され、前記第１半導体デバイスの第３電極と接続される第２信号配線と、前記第１絶縁基板の上に配置される絶縁層とを備え、前記第１信号配線と前記第２信号配線は、前記絶縁層を挟んで配置されることを特徴とするパワーモジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１８／０４３５３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている発明では、放熱部材が外部に押し出されるポンプアウトの対応に改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様による電力変換装置は、少なくとも一方面に放熱面を有し、封止樹脂の中に半導体素子を内蔵する半導体モジュールと、前記放熱面に対向した冷却面を有する冷却部材と、前記放熱面と前記冷却面との間に配置される絶縁基板と、を備え、前記封止樹脂は、前記絶縁基板の短手方向の両端側において前記絶縁基板の厚さよりも突出し、先端で前記冷却部材と直接または緩衝部材を介して接触する一対の凸部を有し、前記凸部は、前記放熱面と前記冷却面との間に放熱部材を介して前記絶縁基板を保持する空間である保持部を形成する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、絶縁基板への曲げ応力を低減しつつ放熱部材のポンプアウトを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
電力変換装置１の断面図
図１のＩＩ－ＩＩ断面図
変形例１における電力変換装置１の断面図
段差部１３Ｄを説明する図
変形例２における電力変換装置１の断面図
変形例３における封止樹脂１３の形状を示す図
変形例４における放熱面１２Ｈの位置における電力変換装置１の断面図
放熱面１２Ｈの位置における電力変換装置１の別形態の断面図
放熱面１２Ｈの位置における電力変換装置１のさらなる別形態における断面図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
―実施の形態―
以下、図１～図２を参照して、電力変換装置の実施の形態を説明する。本実施の形態では、図面間の相関を明示するために共通するＸＹＺ軸を定義する。
【０００９】
図１は、電力変換装置１の断面図である。図１では、図示上部がＺ軸プラス側、図示右側がＸ軸、図示奥行き方向がＹ軸プラス側である。電力変換装置１は、半導体素子１１と、導体１２と、封止樹脂１３と、冷却部材１７とを備える。
【００１０】
半導体素子１１は、１または複数のパワー半導体素子であり動作時に発熱を有する。導体１２は、半導体素子１１に接続され、半導体素子１１に入出力する電力の経路となる。また導体１２は半導体素子１１が発する熱の排熱路としても機能する。以下では、導体１２のＺ軸プラス側の端部を放熱面１２Ｈと呼ぶ。半導体素子１１の全体および導体１２の一部は封止樹脂１３により封止される。導体１２のＺ軸プラス側の端部である放熱面１２Ｈは封止樹脂１３から露出しており、半導体素子１１が発する熱は放熱面１２Ｈから封止樹脂１３の外部に放出される。
（【００１１】以降は省略されています）

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