(57)【要約】【課題】ハンダ層を所望の厚さで容易に均一化することができる電源装置のハンダ接合構造およびその接合方法を提供する。【解決手段】Ｐバスバー２０のハイ側Ｕ相トランジスタＵＨ側にハンダ層５３の厚さを決めるための所定の高さを有する突起５１を所定位置に設ける一方、該突起５１に対向するＯｕｔバスＵ２２のハイ側Ｕ相トランジスタＵＨ側の所定位置にハンダ層５５の厚さを決めるための所定の高さを有する突起５４を設けることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間にハンダ層を介してチップが挟み込まれて接合される電源装置のハンダ接合構造において、
一方の電極の前記チップ側にハンダ層の厚さを決めるための所定の高さを有する第１突起を所定位置に設ける一方、該第１突起に対向する他方の電極の前記チップ側の所定位置にハンダ層の厚さを決めるための所定の高さを有する第２突起を設けることを特徴とする電源装置のハンダ接合構造。
【請求項２】
前記第１突起の軸線と前記第２突起の軸線とが略同一直線上となるように、前記第１突起と第２突起とが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の電源装置のハンダ接合構造。
【請求項３】
前記第１突起および前記第２突起は、少なくとも各３点以上設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置のハンダ接合構造。
【請求項４】
一対の電極間にハンダ層を介してチップが挟み込まれて接合される電源装置のハンダ接合方法であって、
前記ハンダ層の厚さを決めるための所定高さを有する第１突起が設けられた一方の電極と前記チップとの間に、前記第１突起を受容する凹部を備えた第１板ハンダを配置する一方、前記第１突起の軸線と略同一直線上の軸線となるように前記ハンダ層の厚さを決めるための所定高さを有する第２突起が設けられた他方の電極と前記チップとの間に、前記第２突起を受容する凹部を備えた第２板ハンダを配置し、その後、前記第１板ハンダ及び第２板ハンダを溶融させるための加熱を行いつつ、前記一対の電極間を加圧して圧縮させることを特徴とする電源装置のハンダ接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源装置のハンダ接合構造およびその接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、インバータなどの電源装置を構成する半導体チップを、ハンダを介してバスバーやヒートシンクなどに接合するハンダ接合構造が知られている。
近年、この種の電源装置のハンダ接合構造においては、熱的および電気的な性能を向上するために、ハンダ層を均一化することが要望されており、例えば、溶融前のハンダ層の上に銅を含むボール状のフィラーを載せた状態でハンダ層を溶融させてフィラーをハンダ層内に落ち込ませることで、ハンダ層の厚さをフィラー径を基準に均一化する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２３６０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来のハンダ接合構造においては、ボール状のフィラーが微小なため取扱いが難しく、溶融前のハンダ層の上に載置する作業に熟練を要するという課題がある。
【０００４】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ハンダ層を所望の厚さで容易に均一化することができる電源装置のハンダ接合構造およびその接合方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載したハンダ接合構造は、一対の電極（例えば、実施の形態におけるＰバスバー２０、ＯｕｔバスＵ２２）間にハンダ層（例えば、実施の形態におけるハンダ層５３，５５）を介してチップ（例えば、実施の形態におけるハイ側Ｕ相トランジスタＵＨ）が挟み込まれて接合される電源装置のハンダ接合構造において、一方の電極（例えば、実施の形態におけるＰバスバー２０）の前記チップ側にハンダ層（例えば、実施の形態におけるハンダ層５３）の厚さを決めるための所定の高さを有する第１突起（例えば、実施の形態における突起５１）を所定位置に設ける一方、該第１突起に対向する他方の電極（例えば、実施の形態におけるＯｕｔバスＵ２２）の前記チップ側の所定位置にハンダ層（例えば、実施の形態におけるハンダ層５５）の厚さを決めるための所定の高さを有する第２突起（例えば、実施の形態における突起５４）を設けることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載したハンダ接合構造は、請求項１に記載のハンダ接合構造において、前記第１突起の軸線と前記第２突起の軸線とが略同一直線（例えば、実施の形態における軸線Ｌ１）上となるように、前記第１突起と第２突起とが配置されていることを特徴とする。
請求項３に記載したハンダ接合構造は、請求項１又は２に記載のハンダ接合構造において、前記第１突起および前記第２突起は、少なくとも各３点以上設けられていることを特徴とする。
【０００７】
請求項４に記載したハンダ接合方法は、一対の電極間にハンダ層を介してチップが挟み込まれて接合される電源装置のハンダ接合方法であって、前記ハンダ層の厚さを決めるための所定高さを有する第１突起が設けられた一方の電極と前記チップとの間に、前記第１突起を受容する凹部（例えば、実施の形態における凹部６９）を備えた第１板ハンダ（例えば、実施の形態における板ハンダ６７）を配置する一方、前記ハンダ層の厚さを決めるための所定高さを有する第２突起が設けられた他方の電極と前記チップとの間に、前記第２突起を受容する凹部（例えば、実施の形態における凹部６９）を備えた第２板ハンダ（例えば、実施の形態における板ハンダ６８）を配置し、その後、前記第１板ハンダ及び第２板ハンダを溶融させるための加熱を行いつつ、前記一対の電極間を加圧して圧縮させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載した発明によれば、第１突起により一方の電極とチップとの間のハンダ層を所定の厚さに設定することができ、さらに、第２突起により他方の電極とチップとの間のハンダ層を所定の厚さに設定することができるため、第１突起および第２突起の高さを調整することでハンダ層の厚さを容易に所望の厚さに設定することができる。したがって、ハンダ層に極端な薄肉部分が生じるなどハンダ層の厚さがばらつくのを防止して熱応力による接合部分の負担を緩和することができる効果がある。
さらに、一対の電極にそれぞれ第１突起および第２突起を設けているので、一方の電極と第１突起の相対位置および、他方の電極と第２突起の相対位置がそれぞれ固定されるので、従来のフィラーを用いる場合と比較して、ハンダによる接合作業において、チップ両面に均一な所定の厚みを有するハンダ層を容易に形成することができる効果がある。
【０００９】
請求項２に記載した発明によれば、第１突起と第２突起とが略同一直線上に配置されているので、ハンダ接合時において電極側から加圧した際に第１突起と第２突起からの圧力がチップを介して同軸に加えられるので、チップのせん断方向に応力が作用することを防止することができ、チップに掛かる負荷を最小に低減することができる。
【００１０】
請求項３に記載した発明によれば、第１突起及び第２突起を各３点以上設けることで、ハンダを溶融させたときに電極とチップとの接触状態が安定するため、ハンダ層の厚さが不安定になるのを防止することができる。したがって、より効率的にハンダ層の厚さを均一化することができる。
【００１１】
請求項４に記載した発明によれば、第１板ハンダに設けられた凹部に第１突起が没するとともに、第２板ハンダに設けられた凹部に第２突起が没することで、一方の電極に対する第１板ハンダの位置決めおよび、他方の電極に対する第２板ハンダの位置決めを容易に行うことができる。
また、第１板ハンダおよび第２板ハンダを溶融して一対の電極間を加圧圧縮させると第１突起により一方の電極とチップとの間のハンダ層の厚さが均一化され、さらに、第２突起により他方の電極とチップとの間のハンダ層の厚さが均一化されるため、煩雑な作業を行うことなしに厚さが均一化されたハンダ層を容易に形成することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、この発明の実施の形態における電源装置のハンダ接合構造について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態では、駆動源としてモータを少なくとも有したハイブリッド車両の電源装置を一例に説明する。
【００１３】
図１はハイブリッド車両用のパワーコントロールユニット（ＰＣＵ）１を含む回路の概略構成を示している。このハイブリッド車両はエンジン（図示せず）と、エンジンの機械的出力により駆動されると共にエンジンを駆動補助するモータジェネレータ（ＭＯＴ−ＧＥＮ）２と、モータジェネレータ２の発電出力により充電される高圧系のバッテリ（ＢＡＴ）３とを備えている。モータジェネレータ２はバッテリ３の放電出力を用いてエンジンを駆動補助する。
【００１４】
パワーコントロールユニット１は、バッテリ３から供給される電力により昇圧回路として機能するコンバータ（ＤＣ／ＤＣ  ＣＯＮＶ）７を介してモータジェネレータ２を駆動すると共にモータジェネレータ２を回生作動させた際の電力を降圧回路として機能するコンバータ７を介してバッテリ３に供給するインバータ（ＰＤＵ）５を備えている。
インバータ５は、制御基板（ＥＣＵ）８からの制御指令によりゲートドライブ基板（ＧＤＣＢ）９を介して駆動制御される。
【００１５】
インバータ５は、例えば、トランジスタのスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）を複数用いブリッジ接続してなるブリッジ回路５ａと平滑コンデンサ５ｂとを具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータであって、このインバータ５にはモータジェネレータ２とコンバータ７が接続されている。
【００１６】
インバータ５は、各相毎に対をなすハイ側，ロー側Ｕ相トランジスタＵＨ，ＵＬ及びハイ側，ロー側Ｖ相トランジスタＶＨ，ＶＬ及びハイ側，ロー側Ｗ相トランジスタＷＨ，ＷＬをブリッジ接続してなるブリッジ回路５ａと、平滑コンデンサ５ｂとを備えている。各トランジスタＵＨ，ＶＨ，ＷＨはコンバータ７の正極側端子Ｐｔに接続されてハイサイドアームを構成し、各トランジスタＵＬ，ＶＬ，ＷＬはコンバータ７の負極側端子Ｎｔに接続されローサイドアームを構成しており、各相毎に対をなす各トランジスタＵＨ，ＵＬ及びＶＨ，ＶＬ及びＷＨ，ＷＬはコンバータ７に対して直列に接続されている。トランジスタＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，ＶＬ，ＷＨ，ＷＬのコレクタ−エミッタ間には、エミッタからコレクタに向けて順方向となるようにして、ダイオードＤＵＨ，ＤＵＬ，ＤＶＨ，ＤＶＬ，ＤＷＨ，ＤＷＬが各々接続されている。ここで、コンバータ７からインバータ５のトランジスタＷＨ間のバスがＰバスバー２０として構成されている。また、コンバータ７からインバータ５のトランジスタＷＬ間のバスがＮバスバー２１として構成されている。
【００１７】
また、インバータ５からモータジェネレータ２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各コイルに接続される３本のバスがＯｕｔバスＵ２２、ＯｕｔバスＶ２３、ＯｕｔバスＷ２４を構成している。
【００１８】
図２に示すのはパワーモジュール３０であって、図１に示すパワーコントロールユニット１の一部を構成するインバータ５のハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとロー側Ｕ相トランジスタＵＬとをユニット化したものである。なお、インバータ５のＶ相、Ｗ相のハイ側とロー側トランジスタについても同様の構成であるのでこのパワーモジュール３０を例にして説明する。
【００１９】
パワーモジュール３０はヒートシンク３１を備えた半導体装置であるハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとロー側Ｕ相トランジスタＵＬとを樹脂材料にて一体的に把持する半導体ユニット３２を備えている。
【００２０】
半導体ユニット３２は樹脂モールド部３３とヒートシンク３１とで構成され、樹脂モールド部３３はヒートシンク３１を把持する樹脂ケース３４とこの樹脂ケース３４内にポッティングにより樹脂が充填されたポッティング部３５とで一体構成されている。
樹脂ケース３４には出力端子が露出しており、この出力端子は図２において左側からＯｕｔバスＵ２２、Ｐバスバー２０、Ｎバスバー２１の取付端子２２ｔ，２０ｔ，２１ｔとして設けられている。なお、符号１９は取付端子２２ｔ，２０ｔ，２１ｔの孔を示している。
【００２１】
樹脂ケース３４は半導体装置であるハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとロー側Ｕ相トランジスタＵＬを取り囲むようにして設けられ、これらを載置したヒートシンク３１の縁部を把持している。なお、樹脂ケース３４の周壁３６はヒートシンク３１の配置面よりも高く肉厚に形成され、この周壁３６の内周面に内側に延びる上壁部（図示略）と下壁部（図示略）とが上下方向で重なり合う位置に設けられ、これら上壁部と下壁部との間にヒートシンク３１を上下で把持する把持部（図示略）が形成されている。
【００２２】
ヒートシンク３１はアルミニウム製の部材であって、下面には下側に向けて突出する複数のピン状のフィン４０が一体形成されている。
樹脂ケース３４の周壁３６で囲まれ内側部分にはポッティング材が充填されたポッティング部３５が形成され、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとロー側Ｕ相トランジスタＵＬが外部に露出しないようになっている。
【００２３】
パワーモジュール３０は樹脂ケース３４の下側から取り付けられてヒートシンク３１を冷却し冷媒の流路を形成する流路ケース４１を備えている。
流路ケース４１は樹脂ケース３４の下側に空間部を形成するための凹部（図示略）を備え、周囲に壁部を備えている。流路ケース４１の凹部内はヒートシンク３１のフィン４０を収容して冷媒の流路を形成し、冷媒の流路には、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとロー側Ｕ相トランジスタＵＬとの配置方向に沿って流れる冷媒の入口ポート４３と出口ポート４４が流路ケース４１の壁部に下側にオフセットした状態で接続されている。
【００２４】
ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨおよびダイオードＤＵＨは、ＯｕｔバスＵ２２とＰバスバー２０との平行部分に所定間隔で挟持された状態で並列接続される。一方、ロー側Ｕ相トランジスタＵＬおよびダイオードＤＵＬは、ＯｕｔバスＵ２２とＮバスバー２１との平行部分に所定間隔で挟持された状態で並列接続される。そして、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨおよびダイオードＤＵＨを挟持しているＰバスバー２０、および、ロー側Ｕ相トランジスタＵＨおよびダイオードＤＵＬを挟持しているＯｕｔバスＵ２２の下方には、ヒートシンク３１の上面と略同面積の絶縁シート５０（例えば、エポキシ樹脂など）が配置され、Ｐバスバー２０およびＯｕｔバスＵ２２とヒートシンク３１とが電気的に絶縁状態とされる。これにより、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとロー側Ｕ相トランジスタＵＬとで発生した熱はそれぞれＯｕｔバスＵ２２、Ｎバスバー２１、および、絶縁シート５０を介してヒートシンク３１に伝達される。なお、絶縁シート５０のヒートシンク３１側に銅などの保護箔を設けるとともにサーマルコンパウンドなどを塗布するようにしてもよい。
【００２５】
次に、図３を参照しながらこの実施の形態のハンダ接合構造を、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとＰバスバー２０およびＯｕｔバスＵ２２とのハンダ接合構造を一例に説明する。なお、図３〜図８においては、図示都合上、ハンダ接合に係る主要部分以外の形状を簡略化している。
【００２６】
図３は、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとＰバスバー２０およびＯｕｔバスＵ２２とがハンダ層５３，５５により接合された状態を示しており、ヒートシンク３１の上面には絶縁シート５０が敷設され、その上にＰバスバー２０が当接配置される。
Ｐバスバー２０の上面には、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨ側に突出する突起５１が少なくとも３箇所以上、より具体的には４箇所に形成されている（図７参照）。これら突起５１は略円柱状に形成され、その全ての高さ寸法ａは、例えば熱応力緩和などを考慮した最適なハンダ厚さと同等の高さ寸法に設定される。
【００２７】
また、突起５１は、上面視でハイ側Ｕ相トランジスタＵＨの外形からはみ出さない位置で且つ、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨの角部近傍に当接する位置に配置される。つまり、各突起５１の突起間距離ｂ１，ｂ２（図７参照）は、それぞれハイ側Ｕ相トランジスタＵＨの縦幅、横幅よりも若干小さく設定される。なお、突起５１の形状は略円柱状に限られるものではなく、寸法誤差の少ない単純な形状であればよく、例えば半球状、円錐状又は円錐台状など適宜の形状を用いることができる。
【００２８】
ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨは突起５１の上面に当接して配置され、Ｐバスバー２０の主板部５２とハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとの間の空隙にハンダ層５３が形成される。そして、このハンダ層５３によりハイ側Ｕ相トランジスタＵＨのコレクタ側とＰバスバー２０との電気的な接続がなされる。
【００２９】
一方、ＯｕｔバスＵ２２の下面には、突起５１と略同一形状の突起５４が、Ｌ１に示す如く突起５１の軸線上に形成されている。この突起５４は、上述したＰバスバー２０の突起５１と対向する位置に配置され、突起５４と突起５１との互いの軸線が重なるように少なくとも３箇所以上、より具体的には４箇所に配置される。この突起５４も、上述した突起５１と同様に、熱応力緩和などを考慮した最適なハンダ厚さと同等の高さ寸法ａに設定される。また、突起５４とハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとの間の空隙にはハンダ層５５が形成され、このハンダ層５５によりハイ側Ｕ相トランジスタＵＨのエミッタ側とＯｕｔバスＵ２２との電気的な接続がなされる。上記のように突起５１，５４の軸線が互いに重なることで、後述するハンダの接合工程において圧縮力を作用させる際に、せん断方向に応力が作用してハイ側Ｕ相トランジスタＵＨに負担が掛かるのを防止することができる。
【００３０】
次に、上述したハンダ接合構造における接合方法について図３〜図８を参照して説明する。
まず、図４に示すように、Ｐバスバー２０を、絶縁シート５０を介してヒートシンク３１の上面に設置する。そして、Ｐバスバー２０の突起５１の上面に矩形板状のハンダ（以下、単に板ハンダと称す）５７を載置する。この際、板ハンダ５７の角部近傍に突起５１を配置する（図７参照）。次いで、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨを板ハンダ５７の上に載置する。ここで、上記板ハンダ５７は、その上面および下面の面積がハイ側Ｕ相トランジスタの下面と同程度の面積に設定され、その厚さ寸法は上述した高さ寸法ａよりもやや大きく設定されている。
【００３１】
次に１回目のハンダ接合工程として、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨを上方から加圧してハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとＰバスバー２０との間に圧縮力を作用させ、この状態で図示しない炉内において加熱する。すると板ハンダ５７が加熱されて所定温度で溶融する。
【００３２】
炉内で加熱されている間、板ハンダ５７の溶融と圧縮力の作用によりハイ側Ｕ相トランジスタＵＨがＰバスバー２０側に変位し、突起５１の上面がハイ側Ｕ相トランジスタＵＨの下面に突き当たる（図５参照）。そして、主板部５２とハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとの間に形成される領域がハンダで満たされハンダ層５３が形成される。
その後、所定時間後に炉内から取り出すと、溶融していたハンダが冷却されて凝固する。この際、ハンダ層５３の厚さが突起５１の高さ寸法ａで均一化された状態で、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとＰバスバー２０とが接合されることとなる。
【００３３】
上述した１回目のハンダ接合の後、図６に示すように、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨの上面に上述した板ハンダ５７と同様の板ハンダ５８を載置し、さらに、図６，８に示すように、板ハンダ５８の上面の角部近傍にＯｕｔバスＵ２２の突起５４の下面を当接させる。
【００３４】
次いで、２回目のハンダ接合工程として、ＯｕｔバスＵ２２を上方から加圧してＯｕｔバスＵ２２とハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとの間に圧縮力を作用させつつ、図示しない炉内において加熱する。すると、１回目のハンダ接合工程と同様に、板ハンダ５８の溶融と圧縮力の作用によりＯｕｔバスＵ２２がハイ側Ｕ相トランジスタＵＨ側に変位し、突起５５４の下面がハイ側Ｕ相トランジスタＵＨの上面に突き当たる（図３参照）。そして、ＯｕｔバスＵ２２の主板部５６とハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとの間に形成される領域がハンダで満たされハンダ層５５が形成される。
その後、所定時間後に炉内から取り出すと、溶融していたハンダが冷却されて凝固する。この際、ハンダ層５５の厚さが突起５４の高さ寸法ａで均一化された状態で、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとＯｕｔバスＵ２２とが接合される。
【００３５】
したがって、上述の実施の形態によれば、突起５１によりＰバスバー２０とハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとの間のハンダ層５３を所定の厚さに設定することができ、さらに、突起５４によりＯｕｔバスＵ２２とハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとの間のハンダ層５５を所定の厚さに設定することができるため、突起５１および突起５４の高さ寸法ａを調整することでハンダ層５３，５５の厚さを容易に所望の厚さに設定することができ、この結果、ハンダ層５３，５５に極端な薄肉部分が生じるなどハンダ層５３，５５の厚さがばらつくのを防止して熱応力による接合部分の負担を緩和することができる。
また、Ｐバスバー２０に突起５１を設け、ＯｕｔバスＵ２２に突起５４を設けているので、Ｐバスバー２０と突起５１の相対位置および、ＯｕｔバスＵ２２と突起５４の相対位置がそれぞれ固定されるので、厚さが均一化されたハンダ層５３，５５を形成しつつ、従来のフィラーを用いる場合と比較して接合作業を容易に行うことができる
【００３６】
さらに、突起５１及び突起５４を各３点以上設けているので、板ハンダ５７，５８を溶融させるときにＰバスバー２０とハイ側Ｕ相トランジスタＵＨ、および、ＯｕｔバスＵ２２とハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとの接触状態が安定するため、ハンダ層５３，５５の厚さが不安定になるのを防止することができ、この結果、より効率的にハンダ層の厚さを均一化することができる。
【００３７】
なお、上述した第１の実施の形態においては、ハンダ接合工程を２回行う場合について説明したが、この方法に限られるものではなく、例えば他の実施例として、１回のハンダ接合工程で接合することも可能である。
【００３８】
この場合、例えば図９，１０に示すように、樹脂ケース３４の内側に、ヒートシンク３１、絶縁シート５０、Ｐバスバー２０、板ハンダ５７、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨ、板ハンダ５８、ＯｕｔバスＵ２２の順で下方から積層しておき、その積層したＯｕｔバスＵ２２の上面に錘６０を載せてＰバスバー２０とＯｕｔバスＵ２２との間を加圧して圧縮力を作用させつつ炉内で加熱を行う。すると、板ハンダ５７，５８がそれぞれ略同時に溶融して、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨがＰバスバー２０側に変位するとともにＯｕｔバスＵ２２がハイ側Ｕ相トランジスタＵＨ側に変位し、突起５１の上面がハイ側Ｕ相トランジスタＵＨの下面に、突起５５４の下面がハイ側Ｕ相トランジスタＵＨの上面に、それぞれ突き当たる。
【００３９】
そして、所定時間後に炉内から取り出すと、溶融していたハンダが冷却されて凝固し、ハンダ層５３の厚さ、および、ハンダ層５５の厚さがそれぞれ高さ寸法ａで均一化された状態でハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとＯｕｔバスＵ２２、および、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとＰバスバー２０とが、上述した２回のハンダ接合工程を行う場合の図３と同じ状態で接合される。
【００４０】
ここで、図１０に示すように、加熱の前には、ＯｕｔバスＵ２２の下面と樹脂ケース３４の上面とには変位分すなわち板ハンダ５７，５８の各厚さを加算したクリアランスｃが確保されている。このように１回のハンダ接合工程とすることでハンダ接合工程を簡略化できるため、組立て作業時間を削減することができる。なお、ハンダ接合工程を行う時点で樹脂ケース３４の内側にポッティング材が充填されていないのは言うまでもない。
【００４１】
次に、上述したハンダ接合構造の第２の実施の形態について図１１，１２を参照して説明する。この第２の実施の形態のハンダ接合構造は、上述した第１の実施の形態の板ハンダ５７，５８に突起５１，５４の位置に対応する凹部を形成したものである。なお、上述した第１の実施の形態と同様に、この第２の実施の形態においてもハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとＰバスバー２０およびＯｕｔバスＵ２２とのハンダ接合構造を一例に説明する。また、第１の実施の形態の構成と同一部分に同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４２】
図１１は、この第２の実施の形態の板ハンダ６７，６８を示している。この板ハンダ６７，６８は、略矩形の板状に形成され、各角部近傍には、ＯｕｔバスＵ２２の突起５４および、Ｐバスバー２０の突起に対向する位置に凹部６９が形成されている。この凹部６９の内周には、図１２に示すように、その中央に向かって傾斜する案内面７０が形成され、突起５１，５４が凹部６９内にスムーズに導かれるようになっている。なお、図１２では突起５１を円錐台状に形成した場合を示しており、このように外周面が傾斜する円錐台状に形成することで、上述した案内面７０との相乗効果で、よりスムーズに凹部６９の内側に導くことができる。
【００４３】
次に、この第２の実施の形態の接合構造における接合方法について図１３〜１５を参照して説明する。なお、この第２の実施の形態の接合方法の説明は、２回のハンダ接合工程による接合方法を一例にして説明する。
まず、第１の実施の形態と同様に、Ｐバスバー２０を、絶縁シート５０を介してヒートシンク３１の上面に設置する（図１３参照）。そして、Ｐバスバー２０の突起５１の上面に板ハンダ６７を載置する。この際、凹部６９が突起５１側を向くように板ハンダ６７を載置する。そして、板ハンダ６７の位置を調整して凹部６９に突起５１を没入させ、Ｐバスバー２０に対する板ハンダ６７の相対的な位置を決める。すなわち、凹部６９により突起５１が受容されてＰバスバー２０に対する板ハンダ６７の相対的な変位が制限される。ここで、板ハンダ６７は、上述の第１の実施形態と同様に、その上面および下面の面積がハイ側Ｕ相トランジスタの下面と同程度の面積に設定され、凹部６９以外の厚さ寸法が高さ寸法ａよりもやや大きく設定される。
【００４４】
次いで、板ハンダ６７の上面に、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨを載置し、板ハンダ６７の外縁とハイ側Ｕ相トランジスタＵＨの外縁とを揃える。
この状態で１回目のハンダ接合工程を行う。すなわち、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとＰバスバー２０とに圧縮力を作用させた状態にしつつ、所定温度で加熱処理を行って板ハンダ６７を溶融させる。そして、その後溶融したハンダの温度を低下させて凝固させる。これにより図１４に示すように、ハンダ層５３の厚さが突起５１の高さ寸法ａで均一化されることとなる。
【００４５】
同様にして、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨの外縁と板ハンダ６８の外縁とを揃えた状態でハイ側Ｕ相トランジスタＵＨの上面に板ハンダ６８を載置し、ＯｕｔバスＵ２２の突起５４を板ハンダ６８の凹部６９に没入させて位置決めをする。そして、１回目のハンダ接合工程と同様に２回目のハンダ接合工程を行う。このようにして接合されたハンダ層５５は、ハンダ層５３と同様に、その厚さが突起５４の高さ寸法ａで均一化される。
【００４６】
なお、上述の第２の実施の形態では、２回のハンダ接合工程により接合する場合について説明したが、上述した第１の実施の形態の他の実施例と同様に、１回の接合工程、すなわち、Ｐバスバー２０とＯｕｔバスＵ２２との間を加圧して圧縮力を作用させた状態で板ハンダ６７および板ハンダ６８を溶融させてもよい。これにより、突起５１によりＰバスバー２０とハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとの間のハンダ層５３の厚さが均一化され、さらに、突起５４によりＰバスバー２０とハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとの間のハンダ層５５の厚さが均一化されるため、煩雑な作業を行うことなしに厚さが均一化されたハンダ層５３，５５を容易に形成することができる。
【００４７】
したがって、上述した第２の実施の形態によれば、板ハンダ６７に設けられた凹部６９に突起５１が没入するとともに、板ハンダ６８に設けられた凹部６９に突起５４が没入することで、Ｐバスバー２０に対する板ハンダ６７の変位および、ＯｕｔバスＵ２２に対する板ハンダ６８の変位が制限されるため、加熱前の積層作業を容易かつ正確に行うことができる。
【００４８】
なお、上述した各実施の形態ではハイブリッド車両の電源装置のハンダ接合構造について説明したが、この構成に限られるものではなく、例えば、ハイブリッド車両以外の電源装置に用いてもよい。
また、上述した各実施の形態では突起５１，５４を各４箇所ずつ設ける一例について説明したが、突起５１，５４は少なくとも３箇所以上設ければよい。また、突起５１，５４の配置は、突起５１，５４がハイ側Ｕ相トランジスタＵＨに安定的に当接できる十分な突起間距離が確保できれば、上述したハイ側Ｕ相トランジスタＵＨの角部近傍に当接する位置に限られるものではない。
【００４９】
さらに、上述した各実施の形態では、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨとＰバスバー２０およびＯｕｔバスＵ２２との間をハンダにより接合する接合構造の一例を説明したが、ハイ側Ｕ相トランジスタＵＨと並列に接続されるダイオードＤＵＨとＰバスバー２０およびＯｕｔバスＵ２２との間の接合構造や、ロー側Ｕ相トランジスタＵＬ、ダイオードＤＵＬとＮバスバー２１およびＯｕｔバスＵ２２との接合構造についても同様の接合構造とすることができる。
さらには、Ｕ相のパワーモジュール３０を一例に説明したが、Ｕ相以外のパワーモジュールの接合構造についても同様であり、この場合は、上述した「Ｕ」をそれぞれ「Ｖ」、「Ｗ」に読み替えればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるハイブリッド車両を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるパワーモジュールを示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における２回目のハンダ接合工程後のハンダ接合構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるハイ側Ｕ相トランジスタを積層する工程を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における１回目のハンダ接合工程後の状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるＯｕｔバスＵの積層工程を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるＰバスバーに板ハンダを積層した状態を示す上面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるＯｕｔバスＵの積層工程を示す上面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態の他の実施例におけるハンダ接合前の状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態の他の実施例におけるハンダ接合前の状態を示す側面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における板ハンダの正面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態におけるハンダ接合構造の分解断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における図４に相当する断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態における図５に相当する断面図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態における図３に相当する断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
２０  Ｐバスバー（一方の電極）
２２  ＯｕｔバスＵ（他方の電極）
５１  突起（第１突起）
５３，５５  ハンダ層
５４  突起（第２突起）
６７  板ハンダ（第１板ハンダ）
６８  板ハンダ（第２板ハンダ）
６９  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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