(57)【要約】【課題】半導体モジュールと冷却器が積層した半導体ユニットを備える電力変換装置の製造効率を高める。【解決手段】本明細書が開示する電力変換装置は、半導体ユニット２０と、半導体ユニットを取り付けるためのフレーム１２と、スプリングユニット６を備える。スプリングユニット６は、半導体ユニット２０の積層方向の一方の端面２０ａと、フレーム１２に設けられた支柱１３との間に嵌挿されており半導体ユニット２０に圧力を加えつつ、これを支持する。スプリングユニット６は、第１及び第２プレート４、５と、それらの間に挟み込まれたスプリング３を備える。第１と第２のプレートの少なくとも一方に、他方に向けて延びるフランジ４ａ、５ａが設けられている。フランジの先端が他方のプレートに当接したときに両プレート間に形成される間隙がスプリング３の圧縮限界長よりも大きくなるようにフランジの高さが定められている。【選択図】図１
2013146168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子を収めた平板型の半導体モジュールと平板型の冷却器が交互に積層した半導体ユニットと、
半導体ユニットを取り付けるためのフレームと、
半導体ユニットの積層方向の一方の端面と、フレームに設けられたストッパ部との間に嵌挿されており半導体ユニットに圧力を加えるスプリングユニットと、を備えており、
前記スプリングユニットは、
第１及び第２プレートと、それらの間に挟み込まれたスプリングと、を備えており、
第１プレートと第２プレートの少なくとも一方に、他方に向けて延びている突起が設けられており、突起の先端が他方のプレートに当接したときに両プレート間に形成される間隙がスプリングの圧縮限界長よりも大きくなるように突起の高さが定められていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
スプリングはコイルスプリングであることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電力変換装置の製造方法であり、
半導体ユニットをフレームに配置する第１工程と、
半導体ユニットの一方の端面にスプリングユニットの第１プレートを当て、突起の先端が他方のプレートに当接するまでスプリングユニットに荷重を加える第２工程と、
スプリングユニットに加えていた荷重を抜いて第２プレートを前記ストッパ部に当接させる第３工程と、を備えることを特徴とする製造方法。
【請求項４】
前記ストッパ部は、フレームに着脱自在に取り付けられる支柱であり、当該支柱を第２工程の後であって第３工程の前にフレームに取り付けることを特徴とする請求項３に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書が開示する技術は、インバータやコンバータなどの電力変換装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータに電力を供給するインバータや電圧を変換する電圧コンバータでは、ＩＧＢＴなどの発熱量の大きい半導体素子を他の回路とは別に集積し、集中的に冷却する構造が採用されることがある。そのような集積構造の一つに、発熱量の大きい半導体素子を収めた平板型の半導体モジュールと平板型の冷却器を交互に積層した半導体ユニットが知られている。
【０００３】
積層タイプの半導体ユニットでは、半導体モジュールから冷却器へ熱が良く伝わるように、積層方向に圧力が加えられた状態でフレームに取り付けられる。ここで、フレームとは、半導体モジュールを支持する構造体であり、典型的には電力変換装置のケースでよい。半導体ユニットに圧力を加えるため、半導体ユニットはフレームに設けられた一対のストッパ部（フレームに設けられた壁や支柱などであり、半導体ユニットに接してこれを支持する部分）の間に配置され、半導体ユニット積層方向の一端と、フレームの一方のストッパ部との間にスプリングが挿入される。そのような構造が例えば特許文献１〜特許文献３に開示されている。
【０００４】
特許文献１と特許文献２には、フレームの壁面と半導体ユニットとの間に、固定用ピンと板バネを配置する技術が開示されている。固定用ピンがストッパ部に相当する。特許文献１の技術は、半導体ユニットの積層体の中程をフレームに固定し、積層方向の両側から板バネで半導体ユニットに圧力を加える。特許文献２の技術は、板バネが、半導体ユニットが加圧方向へ変形する際の弾性力が減圧方向に復元する際の弾性力よいも大きくなるようにヒステリシスを有している。特許文献３の技術は、コイルスプリングを２枚のプレートで挟んだスプリングユニットを採用している。特許文献３が開示する技術は次の通りである。フレームの壁に設けられたスリットからスプリングユニットを挿入し、先端のプレートを半導体ユニットに押し当てながらスプリングユニットを圧縮する。後端のプレートがスリットを通過したら、プレートを９０度回転させる。後端のプレートを押す力を緩めると、後端のプレートがスリットの両サイドに引っ掛かり、スプリングユニットが半導体ユニットに圧力を加え、半導体ユニットが支持される。スリットの両サイドがストッパ部に相当する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１８１６８７号公報
【特許文献２】特開２００７−１６６８１９号公報
【特許文献３】特開２０１１−２０００５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
積層された半導体ユニットは、半導体モジュールと冷却器との密着度を高めるため、フレームに保持するときの圧力よりも高い圧力を一時的に加え、半導体モジュールと冷却器の密着面を馴染ませてから、フレームに固定することが好ましい。例えば特許文献１の段落００２４には、積層された半導体ユニットに一時的に高い圧力を加えた後にスプリングを嵌挿することが開示されている。しかし、特許文献１の技術の場合、積層冷却ユニットに高い圧力を加える工程と、スプリングを組み付ける工程と、スプリングを付勢する工程が必要となる。一方で、スプリングを介して積層冷却ユニットに高い圧力を加えた場合、スプリングが圧縮限界に達して劣化するおそれがある。本明細書は、このような問題を踏まえ、積層冷却ユニットに圧力を加えながら積層型の半導体ユニットを有する電力変換装置の製造効率を高めることのできる構造の電力変換装置と、その製造方法を提供する。特に、半導体ユニットに圧力を加えながらフレームに支持する構造の電力変換装置において、半導体ユニットに、フレームで支持する時の圧力よりも高い圧力を一時的に加え、半導体モジュールと冷却器の密着面を馴染ませる工程の効率を高める技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示する技術の一態様は、電力変換装置を提供する。その電力変換装置は、半導体ユニットと、半導体ユニットを取り付けるためのフレームと、スプリングユニットを備える。半導体ユニットは、半導体素子を収めた平板型の半導体モジュールと平板型の冷却器が交互に積層した構造体である。フレームには一対のストッパ部（壁又は支柱）が設けられており、その一対のストッパ部の間に半導体ユニットとスプリングユニットが配置される。なお、後述するように、ストッパ部の一方を着脱自在とし、スプリングユニットの取り付けの際にストッパ部も取り付けるようにしてもよい。スプリングユニットは、半導体ユニットに圧力を加えつつ固定するためのデバイスであり、半導体ユニットの積層方向の一方の端面と、その端面と対向するストッパ部との間に挿入されている。スプリングユニットは、主として、第１及び第２プレートと、それらの間に挟み込まれたスプリングで構成される。そして、第１プレートと第２プレートの少なくとも一方に、他方に向けて延びている突起が設けられている。その突起の高さ（プレート表面から突起先端までの長さ）が、突起の先端が他方のプレートに当接したときに両プレート間に形成される間隙がスプリングの圧縮限界長よりも大きくなるように定められている。
【０００８】
上記の電力変換装置は、次の工程によって組み立てることができる。まず、半導体ユニットをフレームに配置する（第１工程）。より詳しくは、半導体ユニットを、その他方の端面がフレームに設けられている第１のストッパ部に対向するようにフレームに配置する。次に、半導体ユニットの積層方向の一方の端面にスプリングユニットの第１プレートを当て、突起の先端が他方のプレートに当接するまでスプリングユニットに荷重を加える（第２工程）。このとき、第１と第２のプレートは突起を介して当接しているので、スプリングを介しては得られない高い圧力を半導体ユニットに加えることができる。次に、スプリングユニットに加えていた荷重を抜いて、半導体ユニットの一方の端面に対向しているストッパ部（第２のストッパ部）に第２プレートを当接させる（第３工程）。荷重を抜くと、スプリングの反力により第２プレートが押し戻され、ストッパ部に当接して支柱がスプリングユニットの反力を受け止めるようになる。そうするとスプリングユニットが半導体ユニットに圧力を加えることになり、半導体ユニットが支持される。上記のスプリングユニットでは、スプリングが圧縮限界長に至る前に、突起を介して２枚のプレートが相互に当接する。第２プレート側から荷重を加えたときに、２枚のプレートが当接した後はスプリングの弾性力に依らずに半導体ユニットに高い圧力を加えることができる。しかも第１と第２のプレートが当接するからスプリングを介して圧力を加える場合と比較して安定して圧力を加えることができる。そして、半導体モジュールと冷却器を密着させた後は、荷重を抜くことによって、スプリングユニットの反力で半導体ユニットを支持することができる。即ち、スプリングユニットを押し込み、次いで押し付けた荷重を抜くという１ストロークで半導体ユニットへの一時的な高い加圧と取り付け作業が完了する。上記の電力変換装置は、半導体ユニットをフレームに組み付ける工程の効率を向上させる。
【０００９】
半導体ユニットを挟む第１と第２のストッパ部は、予めフレームに固定されているものであってもよいし、着脱自在であってもよい。スプリングユニット側のストッパ部（第２のストッパ部）が着脱自在の支柱である場合、その支柱は、上記の第２工程の後であり、かつ、第３工程の前にフレームに取り付けるとよい。第２ストッパが予めフレームに取り付けられている場合は、スプリングユニットを圧縮してから第２ストッパ部と半導体ユニットとの間に挿入することになる。第２工程の際に第２のストッパ部が外れていれば、支柱に邪魔されずにスプリングユニットを自然長の状態から押し込むことができる。組立工程がさらに単純化できる。
【００１０】
なお、スプリングは板バネでもよいが、コイルスプリングであることが好ましい。コイルスプリングは、板バネと比べ、小さなバネ定数を有することができ、長さの変化に対して荷重の変化が小さい。そのため、プレート間の距離を広く設定することができ、突起の高さの設計自由度が増す。
【００１１】
本明細書が開示する技術の詳細、及び、さらなる改良は、発明の実施の形態で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施例の電力変換装置の斜視図である。
【図２】電力変換装置の平面図である。
【図３】スプリングユニットの分解図である。
【図４】スプリングユニットと半導体ユニットをフレーム上に配置した状態を示す図である（スプリングユニット圧縮前）。
【図５】スプリングユニットと半導体ユニットをフレームに配置した状態を示す図である（スプリングユニット圧縮後）。
【図６】スプリングユニットと半導体ユニットをフレームに配置した状態を示す図である（支柱挿入後）。
【図７】スプリングユニットと半導体ユニットをフレームに配置した状態を示す図である（治具後退後）。
【図８】第１実施例の電力変換装置の変形例を示す斜視図である。
【図９】第２実施例の電力変換装置の斜視図である。
【図１０】第３実施例の電力変換装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施例）図面を参照して第１実施例の電力変換装置を説明する。実施例の電力変換装置は、モータに交流電力を供給するインバータである。図１に、インバータ２の斜視図を示す。なお、インバータ２は、スイッチング回路に用いられるＩＧＢＴやダイオードなどのパワー半導体素子を集積した半導体ユニット２０のほか、パワー半導体素子を駆動するためのＰＷＭを発生する回路（基板）や、電流を平滑化するためのコンデンサ、ケースなどを有するが、それらの図示と説明は省略する。
【００１４】
パワー半導体素子は発熱量が大きいため、他の回路部品とは別に集積され、集中して冷却される。インバータ２は、多数のパワー半導体素子を使う。多数のパワー半導体素子は、数個ずつ、平板型の樹脂モールドにパッケージされる。一つ一つのパッケージを半導体モジュール２２と称する。半導体ユニット２０は、半導体モジュール２２と平板型の冷却器２１を交互に積層した構造を有している。図１の半導体ユニット２０では、６個の半導体モジュール２２と７個の冷却器２１が交互に積層されている。冷却器２１は、パイプで相互に接続されている。供給管２４から供給される冷媒が各冷却器２１を通り、排出管２３から排出される。両側を冷却器２１に挟まれた各半導体モジュール２２は、その両面から効率よく冷却される。また、半導体ユニット２０は、積層構造であるからコンパクト性に優れる。なお、図１では、半導体モジュール２２から延設される素子の電極は図示を省略している。
【００１５】
半導体ユニット２０は、フレーム１２に支持される。フレーム１２は、さらに、インバータ２のケース（不図示）に収納される。半導体ユニット２０は、フレーム１２に設けられた対向する壁１４と支柱１３の間に支持される。なお、支柱１３は、着脱することができる。図１の仮想線で示した支柱１３が、取り外した支柱を示している。半導体ユニット２０の支持には、スプリングユニット６が用いられる。スプリングユニット６は、半導体ユニット２０の一方の端面２０ａとフレーム１２の支柱１３との間に配置されており、半導体ユニット２０にその積層方向の圧力を加える。なお、半導体ユニット２０の他方の端面２０ｂは、フレーム１２に固定された壁１４に接している。
【００１６】
半導体ユニットに組み上げる前の半導体モジュール２２と冷却器２１にはその表面にわずかな起伏がある。それゆえ、半導体モジュール２２と冷却器２１を単に積層しただけは、半導体モジュール２２と冷却器２１の密着度はそれほど高くはない。そこで、半導体ユニット２０に積層方向の圧力を加えることで、半導体モジュール２２と冷却器２１の密着度を高め、半導体モジュール２２から冷却器２１への熱伝導性を向上させる。積層された複数の半導体モジュール２２と冷却器２１の密着面をよく馴染ませるために、半導体ユニット２０は、フレーム１２に固定される前に、一時的に高い圧力を加えることが望ましい。一時的に高い圧力を加えることで半導体モジュール２２や冷却器２１の表面の起伏を小さくし、密着度を高めることができる。さらに、半導体モジュール２２と冷却器２１の密着面にはグリスが塗布されており、半導体ユニット２０に一時的に高い圧力を加えることで、グリスと密着面の馴染みがよくなる。スプリングユニット６は、半導体ユニット２０に一時的に高い圧力を加える機能と、その圧力よりも低い圧力で半導体ユニット２０を保持する機能を有する。ここで、一時的な「高い圧力」とは、壁１４と支柱１３の間でスプリングユニット６が半導体ユニット２０を支持するときの圧力よりも高いことを意味する。
【００１７】
スプリングユニット６について説明する。図２に、インバータ２の平面図を示し、図３にスプリングユニット６の分解斜視図を示す。スプリングユニット６は、２枚のプレート（第１プレート５と第２プレート４）と、２枚のプレートの間に挟まれるコイルスプリング３で構成される。第１プレート５が半導体ユニット２０の一方の端面２０ａに当接し、第２プレート４がフレーム１２に取り付けられた支柱１３に当接する。なお、図２の符号１５は、支柱１３を取り付ける差し込み孔を示している。第１プレート５の裏面（第２プレート４に対向する面）にはフランジ５ａが設けられている。第２プレート４の裏面（第１プレート５と対向する面）にはフランジ４ａが設けられている。フランジ４ａ、５ａは、他方のプレートに向かって延びている。スプリングユニット６に圧力を加えて縮めていくと、フランジ５ａの先端とフランジ４ａの先端が当接し、それ以上にスプリングユニット６を縮めることができなくなる。そのときの第１プレート５と第２プレート４の間の間隙の大きさは、スプリング３の圧縮限界長よりも大きい。別言すれば、フランジ５ａと４ａの高さ（プレート面からフランジ先端までの長さ）は、スプリングユニット６が圧縮されて両フランジの先端同士が他方のプレートに当接したときに両プレート間に形成される間隙がスプリング３の圧縮限界長よりも大きくなるように定められている。図３に示すように、双方のフランジの高さが１／（２Ｈ）である場合、フランジ先端同士が当接したときのプレート間距離はＨであり、その長さＨは、スプリング３の圧縮限界長よりも大きい。なお、スプリング３の圧縮限界長とは、スプリング単体で圧縮したときに実現し得るスプリングの最小の長さを意味する。
【００１８】
第１プレート５と第２プレート４が上記したフランジ５ａ、４ａを有することによって、インバータ２は次の利点を有する。半導体ユニット２０とスプリングユニット６がフレーム１２にセットされた状態で、スプリングユニット６に第２プレート４の側から圧力を加える。スプリングユニット６は縮んでいくが、フランジ同士が当接するとそれ以上は縮まない。第２プレート４の側からさらに高い圧力を加えると、第１プレート５と第２プレート４がフランジを介して当接することによって、スプリング３の剛性とは関わりなく、半導体ユニット２０に圧力を加えることができる。フランジ同士が当接し第１プレート５と第２プレート４が一体の剛体としてふるまうので、半導体ユニット２０に高い圧力を加えることができるとともに、スプリング３に無理な力が加わることもなく、スプリング３が横方向にずれることもない。相互に接したフランジ４ａ、５ａを介して圧力を加えることによって、半導体ユニット２０に均一した圧力を安定して加えることが可能となる。次に、インバータ２の製造工程（半導体ユニット２０の組み付け工程）を説明する。
【００１９】
（第１工程）この工程は、半導体ユニット２０を、その一端面２０ｂがフレーム１２に設けられた壁１４に対向するようにフレーム１２の上に配置する工程である。図４に、半導体ユニット２０を載置した状態の平面図を示す。なお、図４では、スプリングユニット６も示している。スプリングユニット６は、第１プレート５が半導体ユニット２０の他の端面２０ａに当たるようにして配置される。図４の符号３０は、スプリングユニット６に荷重を加える治具を示している。また、符号１５は、支柱１３（図１参照）を取り付けるための差し込み孔である。即ち、支柱１３は、この段階ではまだフレーム１２に取り付けられていない。
【００２０】
（第２工程）この工程は、半導体ユニット２０の他方の端面２０ａにスプリングユニット６の第１プレート５を当て、フランジ同士が当接するまで第２プレート４の側からスプリングユニット６に荷重（圧力）を加える工程である。この状態を図５に示す。治具３０を使い、第２プレート４の側からスプリングユニット６に荷重を加える。より具体的には、治具３０を使い、フランジ同士が当接した時点での荷重よりもさらに大きい荷重を加える。なお、フランジが当接したときの第１プレート５と第２プレート４との間の隙間Ｈは、スプリング３の圧縮限界長よりも大きい。フランジ同士が当接すると、スプリング３の剛性に関わらず、治具３０が加える荷重がフランジ５ａ、４ａを介してダイレクトに半導体ユニット２０に伝わる。それゆえ、半導体ユニット２０に圧力を安定して加えることができ、積層された半導体モジュール２２と冷却器２１の密着面を馴染ませることができる。なお、このとき、図５に示されているように、第２プレート４が支柱差し込み孔１５よりも半導体ユニット２０に近づくまでスプリングユニット６に荷重（圧力）を加える。半導体ユニット２０に十分な圧力を加えた後、支柱差し込み孔１５に支柱１３を固定する。支柱を差し込んだ状態を図６に示す。この段階では、治具３０が荷重を掛け続けており、スプリングユニット６の第２プレート４はまた支柱１３に接していない。
【００２１】
（第３工程）この工程は、治具３０によってスプリングユニット６に加えていた荷重を除去する工程である。図７に示すように、治具３０を後退させて荷重を除去する。荷重を除去することによって、第２プレート４はスプリング３によって押し戻され、支柱１３に当接する。即ち、支柱１３がスプリングユニット６の反力を受け止める。第１プレート５の側ではスプリングユニット６が半導体ユニット２０に所定の圧力を加える。即ち、半導体ユニット２０は、フレーム１２に固定された壁１４と支柱１３の間で、スプリングユニット６によって圧力を加えられつつ、支持される。
【００２２】
上記した製造方法の利点を述べる。第２工程に関して述べたように、フランジ５ａ、４ａを有するスプリングユニット６によって、スプリング３を介した場合よりも高い圧力を安定して半導体ユニット２０に加えることができる。また、治具３０の動きは、最初はスプリングユニット６に向けて前進し、次いで後退するという、シンプルな動きだけで済む。治具３０の進退というシンプルな動きだけで、半導体ユニット２０に一時的に高い圧力を加え、次いで支柱１３と壁１４の間でスプリングユニット６によって半導体ユニット２０を支持させることができる。上記の製造工程を導入することによって、積層された半導体ユニット２０を有するインバータ（電力変換装置）の製造工程の効率化が図れる。即ち、スプリングユニット６に荷重を加え、後に荷重を抜くための治具３０は、単純に進退できればよいので、治具３０を進退させる設備を含め、製造設備の簡素化が図れる。特に、スプリングユニット６の第２プレート４を押し込んだ後に半導体ユニット２０を支える支柱１３を取り付ける工程が、スプリングユニット６の製造工程の効率向上に寄与している。
【００２３】
次に、インバータ２の変形例を説明する。図８に、変形例のインバータ２ａの斜視図を示す。インバータ２ａの構造そのものは、インバータ２と同じである。この変形例は、直径の異なる支柱を用意し、状況に応じて適宜に選択する点に特徴がある。
【００２４】
半導体ユニット２０は、半導体モジュール２２と冷却器２１を多層に重ねたものであるので、その積層方向の長さがばらつく。そこで、この変形例では、支柱１３として異なる直径を有する複数の支柱１３ａ、１３ｂ、及び１３ｃを用意する。支柱１３ｂの直径Ｄ２は支柱１３ａの直径Ｄ１よりも大きく、支柱１３ｃの直径Ｄ３は支柱１３ｂの直径Ｄ２よりも大きい。直径の異なる複数の支柱を準備しておき、製造工程において、半導体ユニット２０の端面２０ａと支柱差し込み孔１５との間の距離に応じて適切な直径の支柱が選択される。そうすると、多数のインバータを製造する際、フレーム１２に取り付けられたときの第１プレート５と第２プレート４との間の距離のばらつきを、半導体ユニット２０の長さのばらつきよりも小さくすることができる。即ち、半導体ユニット２０とスプリングユニット６がフレーム１２にセットされた状態におけるスプリング３の長さのばらつきを抑制することができる。多数のインバータを製造する際、スプリング３の長さ、即ち、半導体ユニット２０に加える圧力のばらつきを小さくすることができる。
【００２５】
（第２実施例）次に、第２実施例のインバータを説明する。図９に第２実施例のインバータ２ｂ（電力変換装置）の斜視図を示す。インバータ２ｂでは、ケース１１２がフレームに相当する。ケース１１２の一つの側面に３つのスリット１１２ａ、１１２ｂが設けられている。２つのスリット１１２ｂは、冷媒の供給管２４と排出管２３をケース外へ導くためのスリットである。スリット１１２ａは、半導体ユニット２０を取り付ける際に、スプリングユニット６に荷重を加えるための治具３０を通すために設けられている（図４〜図７を参照のこと）。その他の構成は第１実施例のインバータ２と同じである。本実施例が示すとおり、本明細書が開示する技術は、フレームがケースである電力変換装置にも適用することができる。
【００２６】
（第３実施例）次に第３実施例のインバータ２ｃを説明する。図１０に、インバータ２ｃの斜視図を示す。第３実施例のインバータ２ｃでは、スプリングユニット１０６の第１プレート１０５と第２プレート１０４が単なる平板であり、フランジを有さない。第３実施例のインバータ２ｃは、フランジ同士が当接してスプリングユニット６に一時的に高い圧力を安定して加えることには適さないが、製造工程を簡素化できる。インバータ２ｃは、半導体モジュール２２と冷却器２１が交互に積層した半導体ユニット２０と、スプリングユニット１０６と、フレーム１２を備えている。フレーム１２には、半導体ユニット２０の取り付け予定位置の積層方向の一方の側に壁１４が設けられており、他方の側には支柱１３を取り付ける支柱差し込み孔１５が設けられている。半導体ユニット２０は、その一方の端面２０ｂが壁１４に当接しているとともに、他方の端面２０ａと支柱１３との間にスプリングユニット１０６が挿入されてフレーム１２に支持される。インバータ２ｃの製造方法は、以下の通りである。
【００２７】
（第１工程）この工程は、半導体ユニット２０を、その一方の端面２０ｂがフレーム１２に設けられている壁１４に対向するようにフレーム上に配置する工程である。この工程は、第１実施例における第１工程と同じである。
【００２８】
（第２工程）この工程は、半導体ユニット２０の他方の端面２０ａにスプリングユニット１０６の第１プレート１０５を当て、第２プレート１０４が支柱差し込み孔１５よりも半導体ユニット２０に近づくまでスプリングユニット１０６に荷重を加える工程である。第１実施例における第２工程では、フランジが当接するまで荷重を加えたが、本実施例ではフランジを有さないので、「フランジが当接するまで荷重を加える」ことがない点で第１実施例とは異なる。
【００２９】
（第３工程）この工程は、支柱差し込み孔１５に支柱１３を取り付け、スプリングユニット１０６に加えていた荷重を抜いて、半導体ユニット２０の他方の面２０ａと対向している支柱１３に第２プレート１０４を当接させる工程である。ここで、直径の異なる複数の支柱１３ａ、１３ｂ、１３ｃが用意されており、支柱差し込み孔１５と半導体ユニット２０の端面２０ａとの距離に応じて適切な直径の支柱が選択され、取り付けられる。
【００３０】
第３実施例の製造工程では、支柱１３を取り付ける前にスプリングユニット１０６に荷重を加えるので、支柱１３に邪魔されることがない。すなわち、スプリングユニット１０６に荷重を加え、後に抜く治具（第１実施例の治具３０）は、単純に進退するだけの設備で済む。それゆえ、製造設備の簡素化が図れる。
【００３１】
実施例の技術に関する留意点を述べる。スプリングユニット６、１０６を構成するスプリングは、板バネでもよいが、コイルスプリングであるのが好ましい。コイルスプリングは、低い剛性を実現し易い。低い剛性のスプリングを選定することで、支柱と半導体ユニットの間の隙間幅のばらつき（即ち半導体ユニットを支持する際のスプリングの長さのばらつき）に対してスプリング反力のばらつきを小さくすることができる。
【００３２】
実施例の支柱１３と壁１４がフレームに設けられたストッパ部の一例に相当する。壁１４が、フレーム１２に固定されている第１ストッパ部の一例に相当し、支柱１３は、フレーム１２に対して着脱自在の第２ストッパ部の一例に相当する。
【００３３】
フランジ４ａ、５ａが、プレートに設けられた突起の一例に相当する。実施例では、第１と第２のプレートの双方にフランジを設けたが、フランジはいずれか一方のプレートだけに設けてもよい。フランジが一方のみであっても双方のプレートに設けられていても、フランジが当接したときの第１プレートと第２プレートとの間の距離が、スプリングの圧縮限界長よりも長ければよい。
【００３４】
フランジの代わりに、第１プレート又は第２プレートの裏面に柱状の突起を設けても同様の効果が得られる。なお、柱状の突起の長さは、フランジの場合と同様の技術的思想によって決定すればよい。突起は、実施例のフランジのように、スプリングの側方の両側に設けられているとよい。突起の先端が他方のプレートに当接したときに安定するからである。
【００３５】
実施例のインバータ２、２ａ、２ｂ、及び、２ｃは、電力変換装置の一例に相当する。本明細書が開示する技術は、電圧コンバータなど、別のタイプの電力変換装置に適用することもできる。
【００３６】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００３７】
２、２ａ、２ｂ、２ｃ：インバータ
３：コイルスプリング
４、１０４：第２プレート
４ａ、５ａ：フランジ
５、１０５：第１プレート
６、１０６：スプリングユニット
１２：フレーム
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ：支柱
１４：壁
１５：支柱差し込み孔
２０：半導体ユニット
２１：冷却器
２２：半導体モジュール
２３：排出管
２４：供給管
３０：治具
１１２：ケース
【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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