(57)【要約】【課題】パワーモジュールの絶縁金属基板は、実装する電子制御部品の本体面積以外に、回路を流れる電流・電圧の大きさに応じ主回路配線パターンの幅やパターン間の距離確保が必要であり実装密度向上によるパワーモジュールの小型化が困難である。また、立体配線部品を多用し絶縁金属基板上の主回路配線パターンの面積を削減しても、実装する部品の数が増加し組立性が悪くなる。【解決手段】上記課題を解決するためには、パワーモジュールケースに従来の外部回路接続端子に加え、主回路配線パターンの絶縁金属基板立体配線材を一体的に形成することで、絶縁金属基板面積の削減と部品点数の増加防止が可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ベースの主面に絶縁層を介して主回路配線パターンが配設された絶縁金属基板と、主回路配線パターン上に表面実装固着され、主に主回路配線パターンによって電気的配線が形成され、パワーモジュール機能を構成する電子制御部品、主回路配線パターンと外部回路装置への信号接続用端子及び絶縁金属基板立体配線材を、前記電子制御部品と同様に主回路配線パターン上に表面実装する目的で一体的に形成されたパワーモジュールケースで構成されていることを特徴とするパワーモジュール。
【請求項２】
請求項１において、絶縁金属基板上の主回路配線パターンと実装された電子制御部品および外部回路装置への信号接続端子、絶縁金属基板立体配線材が、プリント配線基板への実装部品接合に一般的に用いられる「はんだ」により、電気的接合と固着が成されていることを特徴とするパワーモジュール。
【請求項３】
外部回路装置への信号接続用端子と絶縁金属基板立体配線材は非連続であり、かつ電気的に絶縁され各々１つ以上を有するパワーモジュールケースであって請求項１の構成を成すパワーモジュール。
【請求項４】
絶縁金属基板の金属ベースが耐久性、加工性、放熱性を兼ね備えた、例えばアルミニウム（Ａｌ）であって、請求項１の構成を成すパワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、絶縁金属基板を用いたパワーモジュールと、パワーモジュールの外周形状を構成するパワーモジュールケース構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２〜図４は従来の公知技術であり、空気調和機の室外機ユニット電装品に組込まれたパワーモジュールの例である。図２はパワーモジュールの断面構造を、図３はパワーモジュールを構成する絶縁金属基板平面図であり、図４は絶縁金属基板２０に電子制御部品３０を実装した状態を示す。
【０００３】
絶縁金属基板２０上に電子制御部品３０及び一体的に形成されたパワーモジュールケース１０が実装固着されている。絶縁金属基板２０の上には絶縁層２３を介して、主回路配線パターン２２が電子制御部品３０の電極及び外部回路接続端子１１の配置と、動作時の回路電圧・電流に必要なパターン間隔、パターン幅で配線されている。実装された電子制御部品間の配線接続は絶縁金属基板２０の主回路配線パターン２２のみを利用している。絶縁金属基板上の主回路配線パターン２２は、プリント配線基板同様にエッチング工法によって成形される為、パターンの厚みも制限がある。また構造上、主回路配線パターン２２の立体交差等も困難なため、図２に示すごとく立体配線部品（ジャンパー線）４０を他の電子制御部品３０と同様に主回路配線パターン２２上に実装し交差させる方法がある。
【０００４】
【特許文献】
なし
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
パワーモジュールの大きさは絶縁金属基板の面積で決定するため、できる限り電子制御部品を詰めて配置し基板面積を小さくするレイアウトを検討し、絶縁金属基板上の主回路配線パターンのみで最適な部品レイアウトと主回路配線パターンを決定する。しかし、実装する電子制御部品の本体面積以外に、回路を流れる電流・電圧の大きさに応じ主回路配線パターンの幅やパターン間の距離を広げなければならず、実装密度を向上させるには限界があり絶縁金属基板並びにパワーモジュールの小型化が困難である。
【０００６】
また、図２に示す立体配線部品を多用し絶縁金属基板上の主回路配線パターンの面積を削減しても、実装する部品の数が増加し組立性が悪くなる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためには、パワーモジュールのケースに従来の外部回路接続端子に加え、主回路配線パターンの立体配線材を一体的に形成することで、絶縁金属基板上の主回路配線パターンの面積削減できると共に、絶縁金属基板立体配線材をケースに予めインサート成形する事で立体配線材同士も絶縁性能を確保しながら交差が可能になり電子制御部品の配置と配線の自由度が向上し、絶縁金属基板面積の削減と部品点数の増加防止が可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実態の形態について図１及び図５を用いて説明する。絶縁金属基板２０は実装される電子制御部品の電極とパワーモジュールを接続する外部回路（制御及び負荷）への外部回路接続端子１１、そして主回路配線パターン２２を立体かつ省スペースに配線する絶縁金属基板立体配線材１２の接続位置に、ランドと必要最小限の主回路配線パターンを金属ベース２１上に絶縁層２３を介して配置する。
【０００９】
パワーモジュールケース１０には外部回路接続端子１１と、絶縁金属基板上の主回路配線パターン２２以外に電子制御部品３０を接続するための絶縁金属基板立体配線材１２を、先の外部回路接続端子１１や絶縁配線基板２０上に実装する部品に干渉しない様に立体成形し位置決めする。成形は外部回路接続端子１１と絶縁金属基板立体配線材１２の位置精度を高める上で予め樹脂射出成形型にセットし、射出成形する「インサート成形法」によって一体成形することが望ましいが外部回路接続端子１１や絶縁金属基板立体配線材１２を先に射出成形した樹脂ケース材１３による成形品に圧入、若しくは接着等で位置合わせしながら組付けても良い。また樹脂ケース材１３は、はんだ接合時に表面実装部品の自動接合方式で、他の電子制御部品３０と同時に高温雰囲気炉での「はんだ」溶融接合を想定し、例えばＰＰＳ（Ｐｏｌｏｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ）、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）の様な高耐熱樹脂を使用することが望ましい。但し、パワーモジュールケース１０をはんだ？等による接続部のみの局部加熱によるはんだ接合を行う場合は、例えばＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ  ｂｕｔａｄｉｅｎｅ  Ｓｔｙｒｅｎｅ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ＰＳ（Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）の様な耐熱性の低く安価な樹脂材料でも良い。
【００１０】
図１のごとくパワーモジュールと接続して使用する外部回路接続線５０の形状がリセプタクル形状の場合は、パワーモジュールケース１０に一体形成する外部回路接続端子１１はＴＡＢ端子形状をとるが、図５に示す様に、外部回路接続線５０がコネクタ接続形状である場合は、コネクタ接続用ハウジング端子形状の外部回路接続端子１１Ａを、またパワーモジュールをプリント配線基板等に実装された外部回路と同一のプリント配線基板上に実装し、はんだ接合によって接続する場合は、プリント配線基板挿入はんだ付端子形状の外部回路端子１１Ｂとしても良い。
【００１１】
【発明の効果】
パワーモジュールケースに従来の外部回路接続端子に加え、主回路配線パターンの立体配線材を一体的に形成することで、▲１▼絶縁金属基板上の主回路配線パターンの面積削減できる。▲２▼立体配線材をパワーモジュールケースに予めインサート成形する事で立体配線材同士も絶縁性能を確保しながら交差が可能になり電子制御部品の配置と配線の自由度が向上し、絶縁金属基板面積の削減と部品点数の増加防止が図れる。▲３▼立体配線材は絶縁金属基板上の主回路配線パターンよりも板厚を厚くできるため、電流容量の大きい立体配線材も省スペースに配線可能。
【００１２】
以上の▲１▼〜▲３▼の相乗効果により、絶縁金属基板の小型化によるコスト低減、パワーモジュール全体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の断面構造図。
【図２】従来のパワーモジュールの断面構造図。
【図３】空気調和機の室外機のパワーモジュール絶縁金属基板平面図。
【図４】電子制御部品実装後の絶縁金属基板平面図。
【図５】プリント配線基板実装パワーモジュールの断面構造図。
【符号の説明】
１０…接続端子・立体配線材一体成形ケース、１１…外部回路接続端子、１２…絶縁金属基板立体配線材、１３…樹脂ケース材、２０…絶縁金属基板、２１…金属ベース、２２…主回路配線パターン、２３…絶縁層、３０…電子制御部品。
【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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