(57)【要約】  スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子と、互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、スイッチング素子が電気的に接続され絶縁基板の第１の面に固着された第１の回路と、第１の回路と同一形状に形成され絶縁基板の第２の面に固着された第２の回路と、接着層を介して第２の回路を接着するベースとを備え、第１の回路と第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備えている。
2015097748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
スイッチングにより前記電力変換を行うスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第１の面に固着された第１の回路と、
前記第１の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第２の面に固着された第２の回路と、
接着層を介して前記第２の回路を接着するベースと、
を備え、
前記第１の回路と前記第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
スイッチングにより前記電力変換を行うスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第１の面に固着された第１の回路と、
前記第１の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第２の面に固着された第２の回路と、
凹部を備えた第１のベースと、
互いに表裏をなす第１の面と第２の面とを有し、その第２の面が前記第１のベースに固着されると共に、前記凹部の開口部を覆う第２のベースと、
前記第２のベースの前記第２の面に設けられ、前記凹部の内部に収納されるフィンと、
前記第２の回路を前記第２のベースの前記第１の面に固着する接着層と、
を備え、
前記凹部は、前記フィンを冷却する冷却流体が通流させる冷却流体通路の少なくとも一部を構成し、
前記第２のベースは、前記第１のベースの厚さ寸法より小さい厚さ寸法を有し、
前記第１の回路と前記第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
前記スイッチング素子と前記絶縁基板と前記第１の回路と前記第２の回路は、樹脂により一体にモールドされたパワーモジュールを構成している、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記スイッチング素子と前記絶縁基板と前記第１の回路と前記第２の回路は、樹脂により一体にモールドされたパワーモジュールを構成しており、
前記第２のベースは、前記パワーモジュールに於ける前記第２の回路を前記接着層を介して接着した後に前記第１のベースに固着されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第１のベースは、他の部分より厚さ寸法の小さい薄肉部を備え、
前記凹部は、前記第１のベースの薄肉部に形成され、
前記第２のベースは、前記第１のベースの前記薄肉部に固着されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項６】
直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置に用いるパワーモジュールであって、
スイッチング動作を行なうスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第１の面に固着された第１の回路と、
前記第１の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第２の面に固着された第２の回路と、
前記スイッチング素子と、前記絶縁基板と、前記第１の回路と、前記第２の回路とを一体にモールドする樹脂と、
を備え、
前記第１の回路と前記第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とするパワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の移動体に搭載する車載用途等の電力変換装置、及びその電力変換装置等に用いるパワーモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、車載用途等の電力変換装置は、車載バッテリー等の直流電源と車両駆動用等の交流回転電機との間のＤＣ／ＡＣ電力変換を行なうインバータ回路を備えている。このインバータ回路は、ＩＧＢＴ(Insulated  Gate  Bipolar  Transistor)等のパワー半導体素子からなる複数のスイッチング素子により構成され、通常、これ等のスイッチング素子は、自身に並列接続されたフリーホイールダイオードと共に絶縁基板の第1の面（例えば、通常、絶縁基板の「上面」若しくは「表面」と称される面）に設けられた第1の回路に実装される。【０００３】
絶縁基板は、前述のスイッチング素子とフリーホイールダイオードに接続される前述の第1の回路と、第１の面に対する反対側の面である第２の面（例えば、通常、絶縁基板の「下面」若しくは「裏面」と称される面）に設けられた第２の回路とを備えている。前述のスイッチング素子とフリーホィールダイオードと絶縁基板は、通常、樹脂により一体にモールドされ、所謂、パワーモジュールと称される単体部品として提供される。【０００４】
前述のパワーモジュールは、通常、絶縁基板の第２の回路が半田付け等による接着層により金属ベースの第１の面（例えば、通常、金属ベースの「上面」若しくは「表面」と称される面）に接着される。金属ベースは、第１の面に対する反対側の面である第２の面（例えば、通常、金属ベースの「下面」若しくは「裏面」と称される面）にカバーにより覆われたフィンが設けられており、カバー内を通流する水等の冷却流体にフィンが直接接触して冷却される。これにより、発熱体であるスイッチング素子とフリーホィールダイオードから金属ベースとフィンを経由して冷却流体に至るまでの熱伝導経路の熱抵抗の低減が図られている。【０００５】
又、特許文献１に開示された従来の電力変換装置は、パワーモジュールの絶縁基板の第２の面に設けられていた第２の回路を省略し、絶剛性が低く柔らかいフィン付金属ベースに縁基板を接着し、熱抵抗の低減化と高信頼性を図るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の従来の電力変換装置のパワーモジュールに於ける絶縁基板は、例えばセラミック製の窒化珪素若しくは窒素アルミニウム等により構成され、銅やアルミニウム等により形成された金属ベースの第１の面に半田付け等の手段により固着されている。一方、パワーモジュールは、スイッチング素子のスイッチング動作により発熱と冷却を繰り返すため、パワーモジュール内の各部材は夫々の部材の線膨張係数に従って線膨張を繰り返す。一般に、金属ベースを構成する銅、アルミニウム等の金属と、絶縁基板を構成するセラミック製の窒化珪素や窒化アルミニウム等では線膨張係数が大幅に異なる。従って、金属ベースと絶縁基板を接着する半田付け等による接着層に最大の熱歪が発生する。尚、絶縁基板に設けられている第１及び第２の回路は、銅やアルミニウム等の金属で構成されているが、厚みが薄く剛性が低いので、絶縁基板の線膨張には殆ど影響しない。【０００８】
半田付け等による接着層の熱歪等に対する信頼性を確保するには、剛性の高い金属ベースの強度を下げるか、絶縁基板に設けられる第１の回路や第２の回路の厚みを厚くして絶縁基板の剛性を上げる必要があるが、金属ベースの強度を下げた場合は耐振性が悪化するため、金属ベースの強度不足で車両の振動に耐えることができないという課題があり、他方、絶縁基板の回路の厚みを厚くした場合は、回路の四隅の接合部に発生した応力により、絶縁基板にクラックが発生するという課題があった。【０００９】
この発明は、従来の電力変換装置に於ける前述のような課題を解決するためになされたものであり、電力変換装置内のベースと絶縁基板に接着された回路を接着する接着層の熱歪を緩和し、しかも、耐振動性をも確立することができる、信頼性の高い電力変換装置、及びパワーモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による電力変換装置は、
流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
スイッチングにより前記電力変換を行うスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第１の面に固着された第１の回路と、
前記第１の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第２の面に固着された第２の回路と、
接着層を介して前記第２の回路を接着するベースと、
を備え、
前記第１の回路と前記第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする。【００１１】
又、この発明による電力変換装置は、
直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
スイッチングにより前記電力変換を行うスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第１の面に固着された第１の回路と、
前記第１の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第２の面に固着された第２の回路と、
凹部を備えた第１のベースと、
互いに表裏をなす第１の面と第２の面とを有し、その第２の面が前記第１のベースに固着されると共に、前記凹部の開口部を覆う第２のベースと、
前記第２のベースの前記第２の面に設けられ、前記凹部の内部に収納されるフィンと、
前記第２の回路を前記第２のベースの前記第１の面に固着する接着層と、
を備え、
前記凹部は、前記フィンを冷却する冷却流体が通流させる冷却流体通路の少なくとも一部を構成し、
前記第２のベースは、前記第１のベースの厚さ寸法より小さい厚さ寸法を有し、
前記第１の回路と前記第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする。【００１２】
更に、この発明によるパワーモジュールは、
直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置に用いるパワーモジュールであって、
スイッチング動作を行なうスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第１の面に固着された第１の回路と、
前記第１の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第２の面に固着された第２の回路と、
前記スイッチング素子と、前記絶縁基板と、前記第１の回路と、前記第２の回路とを一体にモールドする樹脂と、
を備え、
前記第１の回路と前記第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
この発明による電力変換装置によれば、スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子と、互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第１の面に固着された第１の回路と、前記第１の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第２の面に固着された第２の回路と、接着層を介して前記第２の回路を接着するベースとを備え、前記第１の回路と前記第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備えているので、電力変換装置内のベースと第２の回路を接着する接着層の熱歪を緩和し、しかも、耐振動性をも確立することができる、信頼性の高い電力変換装置を得ることができる。【００１４】
又、この発明による電力変換装置によれば、スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子と、互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第１の面に固着された第１の回路と、前記第１の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第２の面に固着された第２の回路と、凹部を備えた第１のベースと、互いに表裏をなす第１の面と第２の面とを有し、その第２の面が前記第１のベースに固着されると共に、前記凹部の開口部を覆う第２のベースと、前記第２のベースの前記第２の面に設けられ、前記凹部の内部に収納されるフィンと、前記第２の回路を前記第２のベースの前記第１の面に固着する接着層と備え、前記凹部は、前記フィンを冷却する冷却流体が通流させる冷却流体通路の少なくとも一部を構成し、前記第２のベースは、前記第１のベースの厚さ寸法より小さい厚さ寸法を有し、前記第１の回路と前記第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備えているので、電力変換装置内のベースと第２の回路を接着する接着層の熱歪を緩和し、しかも、耐振動性をも確立することができる、信頼性の高い電力変換装置を得ることができる。【００１５】
さらに、この発明によるパワーモジュールによれば、スイッチング動作を行なうスイッチング素子と、互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第１の面に固着された第１の回路と、前記第１の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第２の面に固着された第２の回路と、前記スイッチング素子と、前記絶縁基板と、前記第１の回路と、前記第２の回路とを一体にモールドする樹脂とを備え、前記第１の回路と前記第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備えているので、電力変換装置に適用した場合に、電力変換装置内のベースとパワーモジュールの第２の回路を接着する接着層の熱歪を緩和し、しかも、耐振動性をも確立することができる、信頼性の高い電力変換装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１による電力変換装置、及びパワーモジュールを示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電力変換装置に於けるパワーモジュールの絶縁基板及び第１の回路を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１による電力変換装置に於けるパワーモジュールの絶縁基板及び第１の回路の変形例を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１による電力変換装置に於けるパワーモジュールの絶縁基板及び第１の回路の別の変形例を示す斜視図である。
【図５】この発明の基礎となる電力変換装置、及びパワーモジュールを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
発明の基礎となる電力変換装置
先ず、この発明による電力変換装置、及びパワーモジュールをより良く理解するために、この発明の基礎となる電力変換装置、及びパワーモジュールについて説明する。図５は、この発明の基礎となる電力変換装置、及びパワーモジュールの断面図である。図５に於いて、ＩＧＢＴ等のパワー半導体素子からなるスイッチング素子１とこのスイッチング素子１に並列接続されるフリーホイールダイオード２は、絶縁基板５の第１の面（図５では、「上面」に相当する）５１に設けられた第１の回路３に半田付けにより実装されている。
【００１８】
絶縁基板５の第２の面（図５では、「下面」若しくは「裏面」、に相当する）５２に設けられた第２の回路４は、金属ベース１３の第１の面（図５では、「上面」に相当する）１３１に半田付けによる接着層１０により接着されている。金属ベース１３の第２の面（図５では、「下面」若しくは「裏面」に相当する）１３２には、金属製のフィン１２が一体成型若しくは固着されている。カバー１４は、金属ベース１３の第２の面１３２に固定され、フィン１５を液密に包囲している。
【００１９】
カバー１４の内部は、水等の冷却流体が通流する冷却流路１５となっている。カバー１４に包囲されたフィン１２は、冷却流体流路１５を通流する冷却流体に直接接触して冷却される。このようにフィン１２が冷却流体により直接冷却されることにより、スイッチング素子１、フリーホイールダイオード２から冷却流体までの熱抵抗の低減化が図られている。スイッチング素子１と、フリーホィールダイオード２と、第１の回路３と第２の回路４を備えた絶縁基板５は、樹脂８により一体にモールドされ、単体のパワーモジュール９を構成している。
【００２０】
図５に示されたこの発明の基礎となる電力変換装置に於けるパワーモジュールの絶縁基板５は、例えばセラミック製の窒化珪素若しくは窒素アルミニウム等により構成され、銅やアルミニウム等により形成された金属ベース１３の第１の面１３１に半田付け等による接着層１０により接着されている。一方、パワーモジュールは、スイッチング素子１のスイッチング動作により発熱と冷却を繰り返すため、パワーモジュール内の各部材は夫々の部材の線膨張係数に従って線膨張を繰り返す。
【００２１】
前述したように、金属ベース１３を構成する銅、アルミニウム等の金属と、絶縁基板５を構成するセラミック製の窒化珪素や窒化アルミニウム等では線膨張係数が大幅に異なる。従って、金属ベース１３と絶縁基板を接着する半田付け等による接着層１０に最大の熱歪が発生する。尚、絶縁基板５に設けられている第１及び第２の回路３、４は、銅やアルミニウム等の金属で構成されているが、厚みが薄く剛性が低いので、絶縁基板５の線膨張には殆ど影響しない。
【００２２】
実施の形態１．
次に、この発明の実施の形態１による電力変換装置、及びパワーモジュールについて説明する。図１は、この発明の実施の形態１による電力変換装置、及びパワーモジュールを示す断面図である。図１に於いて、絶縁基板５は、窒化珪素又は窒化アルミニウムにより構成され、その第１の面（図１では、「上面」に相当する）５１には、厚さ１［ｍｍ］程度の銅製の後述する第１の回路３がロウ付けにより固着されている。又、絶縁基板５の第２の面（図１では、「下面」若しくは「裏面」、に相当する）５２には、厚さ１［ｍｍ］程度の銅製の第２の回路４がロウ付けにより固着されている。
【００２３】
ＩＧＢＴ等のパワー半導体素子からなるスイッチング素子１と、このスイッチング素子１に並列接続されるフリーホイールダイオード２は、絶縁基板５の第１の回路３に半田付け若しくはシンタリングにより接着されると共に電気的に接続されている。絶縁基板５の第２の面５２に設けられた第２の回路４は、銅やアルミニウム等の金属により形成された第１のベース１３の薄肉部１３１に固定された第２のベース１１の第１の面（図１では、「上面」に相当する）１１１に、半田付け若しくはシンタリングによる接着層１０により接着されると共に電気的に接続されている。スイッチング素子１と、フリーホィールダイオード２と、第１の回路３と第２の回路４を備えた絶縁基板５は、樹脂８により一体にモールドされ、単体のパワーモジュール９を構成している。
【００２４】
第２のベース１１は、銅やアルミニウム等の金属により形成され、厚さ寸法の大きい第１のベース１３に比べて厚さ寸法が小さく、例えば、数ミリメートル程度の厚さ寸法に形成されている。この第２のベース１１の第２の面（（図１では、「下面」若しくは「裏面」、に相当する）１１２には、フィン１２が一体成型若しくは固着されている。第１のベース１３の薄肉部１３１には凹部１３２が形成されており、第２のベース１１の第２の面１１２に設けられたフィン１２は、第１のベース１３の凹部１３２内に間隙を介して収納されている。
【００２５】
第１のベース１３の凹部１３２は、第２のベース１１により液密に封止されており、水等の冷却流体を通流させる冷却流体通路を構成している。フィン１２は、冷却流体流路１５を通流する冷却流体に直接接触して冷却される。このようにフィン１２が冷却流体により直接冷却されることにより、スイッチング素子１とフリーホイールダイオード２と第２のベース１１から冷却流体までの熱抵抗の低減化が図られている。
【００２６】
次に、前述の第１の回路３と第２の回路４の構成について説明する。図２は、この発明の実施の形態１による電力変換装置に於ける絶縁基板及び第１の回路を示す斜視図である。図２に於いて、絶縁基板５の第１の面５１にロウ付けにより固着された第１の回路３は、４か所の隅部が円弧状に形成されており、その隅部に対応する部分に、厚さ寸法が他の部分より薄く形成された段差部からなる応力緩和部３２を備えている。実施の形態１では、第１の回路３の応力緩和部３２は、その外円弧３１より内円弧３３の方が大きい形状に形成されている。尚、第２の回路４は、第１の回路３と同一形状に形成されており、第１の回路３の応力緩和部３２と同一形状の応力緩和部４２を４か所の隅部に備えている。
【００２７】
パワーモジュールの熱抵抗を低減させるためには、第１の回路３と第２の回路４をアルミニウムよりも熱伝導が高い銅製にするのが望ましいが、絶縁基板５は金属よりも、もろいため、第１の回路３と第２の回路４を０．３［ｍｍ］程度の厚さ寸法の薄い銅製の回路とするのが一般的である。しかし、第１の回路３と第２の回路４の厚さ寸法を０．８［ｍｍ］程度まで大きくした場合でも、第１の回路３の応力緩和部３２と第２の回路４の応力緩和部４２を設けることで、第１の回路３と第２の回路４の四隅に発生する応力を低減することができる。
【００２８】
第１の回路３と第２の回路４の形状、及び第１の回路３の応力緩和部３２と第２の回路４の応力緩和部４２の形状を同形とすることで、絶縁基板５の第１の面５１の方向への変形と第２の面の方向への変形とによる応力の発生を相殺して抑制することができるため、絶縁基板５にクラックが発生することなく絶縁基板５全体の線膨張を大きくすることができ、従って、接着層１０に発生する熱歪を低減することが出来る。又、絶縁基板５は樹脂８で封止されているので、絶縁基板５の線膨張を大きくすることができ、接着層１０に発生する熱歪を低減することが出来る。
【００２９】
第１の回路３の応力緩和部３２と、第２の回路４の応力緩和部４２の段差の形、大きさ、深さを調整することにより、更なる熱歪みを低減させることが可能である。即ち、図３は、この発明の実施の形態１による電力変換装置に於ける絶縁基板及び第１の回路の変形例を示す斜視図である。図３に示す第１の回路３の応力緩和部３４は、ほぼ同一幅の扇形の段部により構成されている。尚、図示していないが第２の回路４も、第１の回路３と同一形状に構成され、かつ第１の回路３の応力緩和部３４と同一形状の応力緩和部を備えている。
【００３０】
図４は、この発明の実施の形態１による電力変換装置に於ける絶縁基板及び第１の回路の別の変形例を示す斜視図である。図４に示す第１の回路３の応力緩和部３５は、第１の回路３の四隅に、側縁に対してほぼ４５度の角度で伸びる段部により構成したものである。尚、図示していないが第２の回路４も、第１の回路３と同一形状に構成され、かつ第１の回路３の応力緩和部３５と同一形状の応力緩和部を備えている。
【００３１】
前述したように、第２のベース１１の厚さ寸法を数ミリメートルにすることで第２のベース１１の剛性を小さくすることが出来、接着層１０に発生する熱歪を低減することが出来る。溶接、又は摩擦撹拌接合、又はネジにより剛性の高い第１のベース１３に剛性の低い第２のベース１１を固定することで、電力変換装置の耐振性を向上させることができ、接着層１０の熱歪を緩和したまま、耐振性を確立することができる。
【００３２】
尚、通常、インバータは、前述のように構成されたパワーモジュールを数個配列して構成されるので、第２のベース１１とこれより剛性の高い第１のベース１３との接合箇所を、図１に示すような凹部１３２の周縁部だけでなく、隣接したパワーモジュール間の第２のベース１１と第１のベース１３の凹部１３２の幅方向の中央部とを接合すれば、更なる耐振性の向上を図ることが出来る。
【００３３】
尚、以上述べた実施の形態１で、第２のベース１１と剛性の高い第１のベース１３を接合した後に、パワーモジュールに於ける第２の回路４を接続する場合は、インバータのサイズ、形状が定まった上での接続工作となるため、設備が大型化し、且つ複雑化するので、特に半田付けによる接続の場合は熱容量が大きくなり、接合が極めて困難になるが、だい２のベース１１とパワーモジュールの第２の回路４を先に接続することにより、工作性を格段に向上させることができ、信頼性の高い接続方法の選択が可能となる。
【００３４】
尚、この発明は、その発明の範囲内に於いて、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この発明は、例えばハイブリッド自動車等の電力変換装置、ひいては自動車等の車両の分野に利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  スイッチング素子、２  フリーホイールダイオード、３  第１の回路、
４  第２の回路、５  絶縁基板、３２、３４、３５、４２  応力緩和部、
８  樹脂、９  パワーモジュール、１０  接着層、１１  第２のベース、
１３  第１のベース、１２  フィン、１4  カバー、１５  冷却流体通路、
１３１  薄肉部、１３２  凹部
【図１】
2015097748.tif 000003
【図２】
2015097748.tif 000004
【図３】
2015097748.tif 000005
【図４】
2015097748.tif 000006
【図５】
2015097748.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月2日(2016.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
スイッチングにより前記電力変換を行うスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第１の面に固着された第１の回路と、
前記第１の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第２の面に固着された第２の回路と、
厚さ寸法が他の部分より小さい薄肉部を備え、前記薄肉部の表面から厚さ方向に陥没すると共に前記薄肉部の前記表面に開口する開口部を備えた凹部を有する第１のベースと、
互いに表裏の関係をなす第１の面と第２の面とを有し、前記第２の面が前記第１のベースの前記薄肉部の前記表面に固着されると共に、前記凹部の前記開口部を覆うように配置された第２のベースと、
前記第２のベースの前記第２の面に設けられ、前記凹部の内部に収納されるフィンと、
前記第２の回路を前記第２のベースの前記第１の面に固着する接着層と、
を備え、
前記凹部は、前記フィンを冷却する冷却流体を通流させる冷却流体通路の少なくとも一部を構成し、
前記第２のベースは、前記第１のベースの厚さ寸法より小さい厚さ寸法を有し、
前記第１の回路と前記第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記スイッチング素子と前記絶縁基板と前記第１の回路と前記第２の回路は、樹脂により一体にモールドされたパワーモジュールを構成している、
ことを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。 
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、自動車等の移動体に搭載する車載用途等の電力変換装置に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明による電力変換装置は、
直流電力と交流電力の間の電力変換を行う電力変換装置であって、
スイッチングにより前記電力変換を行うスイッチング素子と、
互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、
前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第１の面に固着された第１の回路と、
前記第１の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第２の面に固着された第２の回路と、
厚さ寸法が他の部分より小さい薄肉部を備え、前記薄肉部の表面から厚さ方向に陥没すると共に前記薄肉部の前記表面に開口する開口部を備えた凹部を有する第１のベースと、
互いに表裏の関係をなす第１の面と第２の面とを有し、前記第２の面が前記第１のベースの前記薄肉部の前記表面に固着されると共に、前記凹部の前記開口部を覆うように配置された第２のベースと、
前記第２のベースの前記第２の面に設けられ、前記凹部の内部に収納されるフィンと、
前記第２の回路を前記第２のベースの前記第１の面に固着する接着層と、
を備え、
前記凹部は、前記フィンを冷却する冷却流体を通流させる冷却流体通路の少なくとも一部を構成し、
前記第２のベースは、前記第１のベースの厚さ寸法より小さい厚さ寸法を有し、
前記第１の回路と前記第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備える、
ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
この発明による電力変換装置によれば、スイッチングにより電力変換を行うスイッチング素子と、互いに表裏の関係にある第１の面と第２の面とを有する絶縁基板と、前記スイッチング素子が電気的に接続され、前記絶縁基板の前記第１の面に固着された第１の回路と、前記第１の回路と同一形状に形成され、前記絶縁基板の前記第２の面に固着された第２の回路と、厚さ寸法が他の部分より小さい薄肉部を備え、前記薄肉部の表面から厚さ方向に陥没すると共に前記薄肉部の前記表面に開口する開口部を備えた凹部を有する第１のベースと、互いに表裏の関係をなす第１の面と第２の面とを有し、前記第２の面が前記第１のベースの前記薄肉部の前記表面に固着されると共に、前記凹部の前記開口部を覆うように配置された第２のベースと、前記第２のベースの前記第２の面に設けられ、前記凹部の内部に収納されるフィンと、前記第２の回路を前記第２のベースの前記第１の面に固着する接着層とを備え、前記凹部は、前記フィンを冷却する冷却流体を通流させる冷却流体通路の少なくとも一部を構成し、前記第２のベースは、前記第１のベースの厚さ寸法より小さい厚さ寸法を有し、前記第１の回路と前記第２の回路は、夫々の平面形状に於ける隅部に、厚さ寸法が他の部分の厚さ寸法より小さく形成された応力緩和部を備えているので、電力変換装置内のベースと第２の回路を接着する接着層の熱歪を緩和し、しかも、耐振動性をも確立することができる、信頼性の高い電力変換装置を得ることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2015097748.tif 000008
2015097748.tif 000009
2015097748.tif 000010
2015097748.tif 000011