(57)【要約】  半導体モジュール（２０ａ）および冷却器（３０ａ）を有するスタック（３８）を備える半導体アセンブリ（１０）であって、半導体モジュール（２０ａ）は冷却器（３０ａ）に接触して設けられる半導体アセンブリ（１０）。クランピングアセンブリ（４０）はスタックの両側面に力（Ｆ）を及ぼすように適合される。スタックには、その両側面の間にスルーホール（２６、３６）が設けられ、クランピングアセンブリ（４０）の一部分はスタックのスルーホール（２６、３６）を通って延びる導電部を備える。これにより、より低いインダクタンスおよびより均一な電流分布などの改善された電気的特性を得つつ、コンパクトな機械的構成が提供される。【選択図】図２
2016500474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体モジュール（２０ａ）および冷却器（３０ａ）を備えるスタック（３８）であって、前記半導体モジュール（２０ａ）は前記冷却器（３０ａ）に接触して設けられ、前記スタックは第１の側面および第２の側面を有する、スタック（３８）と、
前記スタック上に力（Ｆ）を及ぼすように適合されるクランピングアセンブリ（４０）と、を備える半導体アセンブリ（１０）であって、
前記スタック（３８）には、前記第１の側面（２２）と第２の側面（２４）との間にスルーホール（２６、３６）が設けられており、前記クランピングアセンブリ（４０）のその一部は、前記スタックの前記スルーホール（２６、３６）を通って延びており、
前記クランピングアセンブリ（４０）の前記一部は、電気を伝導するように構成された導電部（４２）を備える、前記スタックの前記スルーホール（２６、３６）を通って延びる、ことを特徴とする、半導体アセンブリ。
【請求項２】
前記スタック（３８）の、前記スルーホール（２６、３６）を通って延びる前記クランピングアセンブリ（４０）は、単一のバスバー（４２）を備える、請求項１に記載の半導体アセンブリ。
【請求項３】
前記導電部（４２）を、前記半導体モジュール（２０ａ）から電気的に絶縁するために設けられた絶縁エレメント（５０）を備える、請求項１または２に記載の半導体アセンブリ。
【請求項４】
前記スルーホール（２６、３６）が前記スタック（３８）の中央に設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項５】
前記半導体モジュール（２０ａ）は一般的に平坦であり、第１の平面状の側面（２２）および第２の反対側の平面状の側面（２４）を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項６】
前記半導体モジュール（２２）の前記第１および第２の平面状の側面（２４、２６）はモジュール電源接続として機能する、請求項５に記載の半導体アセンブリ。
【請求項７】
前記冷却器（３０ａ−３０ｅ）は、実質的に前記半導体モジュール（２０ａ）の側面の全領域で冷却器と接触するように配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項８】
前記冷却器（３０ａ）は導電性である、請求項１から７のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項９】
前記半導体モジュール（２０ａ）および冷却器（３０ａ）は円形である、請求項１から８のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１０】
前記クランピングアセンブリ（４０）は、前記スタックの第１の側面上に力を及ぼすように適合される第１のクランピングエレメント（４４ａ）と、前記スタックの第２の側面上に力を及ぼすように適合される第２のクランピングアセンブリ（４４ｂ）とを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１１】
電気機器（６０）の一部を備え、前記導電部（４２）は第１の端部（４２ａ）において前記スタック（３８）の前記第１の側面に電気的に接続され、第２の端部（４２ｂ）において前記電気機器（６０）の一部の第１の極（−ＤＣ）に電気的および機械的に接続される、請求項１から９のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１２】
前記電気機器（６０）の一部はコンデンサである、請求項１に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１３】
前記スタック（３８）は複数の半導体モジュール（２０ａ−２０ｄ）および複数の冷却器（３０ａ−３０ｅ）を備え、前記半導体モジュールの各々（２０ａ−２０ｄ）は前記冷却器（３０ａ−３０ｅ）の２つの間に設けられている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１４】
前記スタック（３８）は２つの半導体モジュール（２０ａ、２０ｂ）および３つの冷却器（３０ａ−３０ｃ）を備える、請求項１３に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１５】
前記３つの冷却器の中央に位置する第２の冷却器（３０ｂ）への電気的接続のために設けられた接続を備える、請求項１４に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１６】
前記クランピングアセンブリ（４０）は前記クランピングアセンブリの第１の端部（４２ａ）においてバネパッケージ（４６）を備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１７】
前記半導体モジュール（２０ａ−２０ｄ）は高電圧半導体を備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１８】
前記半導体モジュール（２０ａ−２０ｄ）は絶縁ゲートバイポーラトランジスタを備える、請求項１７に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１９】
前面（６０ａ）に複数の端子（−ＤＣ、＋ＤＣ）を有し、バスバー（４２）を受けるための手段を備える、電気機器の一部（６０）。
【請求項２０】
バスバー（４２）を受けるための前記手段はねじ山を備える、請求項１９に記載の電気機器（６０）の一部。
【請求項２１】
バスバー（４２）を受けるための前記手段は前記電気機器（６０）の一部の電気的接続に電気的に接続される、請求項１９または２０に記載の電気機器（６０）の一部。
【請求項２２】
前記電気機器（６０）の一部はコンデンサである、請求項１９から２１のいずれかに記載の電気機器（６０）の一部。
【請求項２３】
前記前面（６０ａ）上に設けられた絶縁シートを備える、請求項１９から２２のいずれかに記載の電気機器（６０）の一部。
【請求項２４】
バスバーを受けるための前記手段に接続された請求項１から１８のいずれか一項に記載の半導体アセンブリを備える、請求項１９から２３のいずれかに記載の電気機器（６０）の一部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に半導体アセンブリに関し、より具体的にはプレスパックモジュールを備えた半導体アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの異なる種類の電気的コンバータは、機械的なスタックの助けを借りて、それらを容易に直列接続するためにプレスパックモジュールを利用し、複数のモジュールが直列に設けられている。プレスパックモジュールは、冷却器または圧力プレートとの間に取り付けられるように作られ、個々のプレスパックモジュールの間に適切な電気的および熱的接触を確保するために、そのスタックに圧力が掛けられている。ＨＶＤＣコンバータの場合、最大２０のモジュールを１スタックに直列接続することができ、および１００以上のスタックが完全なコンバータのために必要となり得る。これはそれらのスタックを作成するために多くの、重くかつ時には高価な機械部品が必要とされることを意味する。
【０００３】
従来技術のプレスパックスタックの例が図１に開示されている。この図に見られるように、標準的なスタックは２つ以上のロッドを備え、スタックの周りに均等に広がる。２つのヨークは、スタックを囲むようにスタックの各端部に１つずつ設けられている。さらに、バネパケットがスタック上に圧力を提供するために、スタックの最上部に設けられている。いくつかのプレススタックパックではこのバネパケットが省略され、代わりにバネ力として、その固有の機械的弾性の使用を可能にする特殊なヨークが設けられている。
【０００４】
プレスパックスタックの別の例が、米国特許出願公開ＵＳ２０１０／０１３３６７６  Ａ１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開ＵＳ２０１０／０１３３６７６  Ａ１
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、単純化された機械設計でプレスパックスタックを提供することにある。
【０００７】
本発明によれば、半導体モジュールおよび冷却器を備えるスタックを備える半導体アセンブリが提供され、半導体モジュールは冷却器に接して設けられ、スタックは第１の側面および第２の側面を有し、クランピングアセンブリはスタック上に力を及ぼすように適合され、半導体アセンブリはスタックに第１の側面および第２の側面との間のスルーホールが設けられていることを特徴とし、クランピングアセンブリのその一部がスタックのスルーホールを通って延びており、スタックのスルーホールを通って延びるクランピングアセンブリの一部は、電気を伝導するように構成された導電部を備える。これにより、より低いインダクタンスおよびより均一な電流分布などの改善された電気的特性を得つつ、コンパクトな機械的構成が提供される。
【０００８】
一実施形態では、単一のバスバーが設けられている。これにより、部品の数およびそれによって重量を最小限に抑えている。
【０００９】
一実施形態では、半導体モジュールから導電性のバスバーを電気的に絶縁するために絶縁エレメントが設けられている。このように、スタックの端部はバスバーによって接触させることができる。
【００１０】
一実施形態では、スルーホールがスタックの中央に設けられている。これはスタック上に及ぼされる力が均等に分配されることを確実にし、スタッキングするための機械部品を削減し、それが今度はアセンブリの複雑さおよびコストを削減する。
【００１１】
一実施形態では、半導体モジュールは一般的に平坦であり、第１の平面状の側面および第２の反対側の平面状の側面を有する。これは隣接する冷却器への確実な電気的および熱的な接続でコンパクトなデザインを可能にする。第１および第２の平面状の側面は、モジュール電源接続として機能する場合に特に有利である。
【００１２】
一実施形態では、冷却器は実質的に半導体モジュール（２０ａ）の側面の全領域が冷却器と接触するように配置されている。半導体モジュールの側面の全領域にわたって良好な電気的および熱的接続がそれによって確保される。
【００１３】
一実施形態では、冷却器は導電性であり、そのため半導体モジュールに接続するために使用することができる。
【００１４】
一実施形態では、半導体モジュールおよび冷却器は円形である。これは小さなフットプリント（footprint）でデザインを提供し、またモジュール内の電磁結合の均一性を向上させる。
【００１５】
一実施形態では、クランピングアセンブリはスタックの第１の側面に力を及ぼすように適合された第１のクランピングエレメントおよび、スタックの第２の側面に力を及ぼすように適合された第２のクランピングエレメントを備える。このように、半導体アセンブリは電気機器の一部への、後続する接続のための別個の部品として提供することができる。
【００１６】
一実施形態では、半導体アセンブリは電気機器の一部、好ましくはコンデンサを備え、第１の端部において、バスバーがスタックの第１の側面に電気的に接続され、第２の端部において、電気機器の一部の第１の極に電気的および機械的に接続される。電気機器の一部にクランピングアセンブリを統合することにより、コンパクトなデザインが達成され、導電性経路の長さはアセンブリの電気的特性を向上させるように最小限に保たれる。
【００１７】
一実施形態では、スタックは複数の半導体モジュールおよび複数の冷却器を備え、半導体モジュールの各々は２つの冷却器の間に設けられる。このように、多くの半導体モジュールが１つのスタック内に含まれることができる。
【００１８】
一実施形態では、スタックは２つの半導体モジュールおよび３つの冷却器を備え、好ましくは３つの冷却器の中央に位置する第２の冷却器への電気的接続のために接続が提供される。スタックは次に、例えばインバータ内の位相レグとして動作するように役立つ。この場合、半導体モジュールは絶縁ゲートバイポーラトランジスタなどのような高電圧半導体を備える。
【００１９】
本発明は、添付の図面を参照して一例として説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来技術のプレスパックスタックを示す。
【図２】本発明による簡単なプレスパックスタックの形態での半導体アセンブリの断面図を示す。
【図３】図２の半導体アセンブリに備えられる半導体モジュールの横断面上面図を示す。
【図４】本発明によるプレスパックスタックの形態での半導体アセンブリの第２の実施形態の側面図を示す。
【図５】本発明によるプレスパックスタックの形態での半導体アセンブリの第３の実施形態の部分断面側面図を示す。
【図６】コンデンサの形態での電気機器の一部に取り付けられた、本発明によるプレスパックスタックの形態での、半導体アセンブリの第４の実施形態の断面図を示す。
【図７】図６のコンデンサの分解斜視図を示す。
【図８】アセンブリ後の図７のコンデンサを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明による半導体アセンブリの好ましい実施形態の詳細な説明が行われる。
【００２２】
図１は背景技術の項で説明されており、それ以上本明細書で扱われることはない。
【００２３】
図２は本発明による、一般的に１０と指定される半導体アセンブリの断面図を示す。この半導体アセンブリは互いに当接する、すなわち互いに直接物理的に接触または係合する、ただ１つの半導体モジュール２０ａおよび冷却器３０ａを備えるプレスパックスタックの簡単な形態である。この半導体モジュール２０ａは一般的に平坦であり、第１の平面状の側面２２および第２の反対側の平面状の側面２４を有する。図３を参照すると、円形の半導体モジュール２０ａの断面図が示され、第１および第２の側面２２、２４との間の半導体モジュール内に、中央のスルーホール２６が設けられている。絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などの複数の半導体２８がモジュール内に設けられており、半導体モジュールの第１および第２の平面状の側面２２、２４に電気的に接続されており、したがってこれらの側面はモジュール電源接続部として機能する。
【００２４】
再度図２を参照すると、第１の平面状の側面３２および第２の平面状の側面３４を有する冷却器３０ａは第１の平面に対向し、半導体モジュール２０ａの第１の側面に当接または係合する。冷却器３０ａには反対側の平面状の側面との間に中央のスルーホール３６が設けられており、その孔は半導体モジュール２０ａのスルーホール２６と整列される。冷却器は良好な電気的および熱的伝導性を有しており、つまり、冷却器は銅またはアルミニウムなどの良好な導電性を有する材料からなることが好ましく、水などの冷却剤（図示せず）のためのチャネルが冷却器の内部に設けられている。冷却器３０ａは、半導体モジュール２０ａの第１の側面２２全体にわたって半導体モジュール２０ａおよび冷却器３０ａとの間の電気的および熱的伝導性を確保するために、半導体モジュール２０ａの直径に等しいかまたはそれを超える直径を有する円形である。
【００２５】
半導体モジュール２０ａおよび冷却器３０ａは一般的に３８と指定されるスタックを一緒に形成している。
【００２６】
一般的に４０と指定されるクランピングアセンブリはスタック３８上に、この場合には半導体モジュール２０ａに向かう方向で冷却器３０ａの第１の側面３２に力Ｆを及ぼすように適合されており、これにより冷却器３０ａはヨークとして作用する。このように、クランピングアセンブリ４０は半導体モジュール２０ａのスルーホール２６および冷却器３０ａのスルーホール３６を通って延びている。スルーホール２６、３６を通って延びる部分は導電性のバスバー４２であり、ナット４４ａの形態でのクランピングエレメントがねじ切りされた第１のねじ付き端部４２ａ、および第１の端部４２ａとは反対側の第２の端部４２ｂを有している。導電性バスバーはアルミニウムロッドまたは代替的にアルミニウムのジャケットを有する中央のスチールロッドであってもよい。本実施形態ではバスバーの形態での導電部を備えているが、スルーホールを通って延びる導電部は、バーまたはストリップなどの多くの異なる形態で具現化することができ、インバータ、変電器、バッテリバンク（battery bank）またはその他の電気機器内に電気を通す。
【００２７】
半導体モジュール２０ａは、図中の破線で示した固定面上の第２の側面２４に載っていることが想定される。この固定面は後述するように他の冷却器、追加のヨーク、または電気機器の表面であってもよい。このように、ナット４４ａが締め付けられた際に、下向きの力Ｆがヨークまたは冷却器３０ａに及ぼされる。ヨークまたは冷却器３０ａは剛性であるので、この力は半導体モジュール２０ａに伝達される。第２の側面２４がその当接する固定面のため半導体モジュール２０ａは取って代わることができないので、半導体モジュール２０ａおよび冷却器３０ａはそこの間の良好な電気的および熱伝導性を確保しつつ、互いに密接に押し込まれる。
【００２８】
半導体アセンブリの第２の実施形態について図４を参照して説明がされる。この実施形態では、複数のすなわち４つの半導体モジュール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄはスタック内に設けられている。対応して、複数の冷却器すなわち５つの冷却器３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅは、半導体モジュール２０ａ−２０ｄの各々が冷却器３０ａ−３０ｅの２つの間に設けられるように設けられている。図中に示すように、第１の上側端部と第２の反対側の下側端部とを有するスタック３８内に、半導体モジュール２０ａ−２０ｄおよび冷却器３０ａ−３０ｅは交互に配置されていることを意味する。
【００２９】
クランピングアセンブリ４０は、第１の上側ねじ付き端部４２ａおよび第２の下側ねじ付き端部４２ｂを有するバー４２を備える。第１のナット４４ａの形態での第１のクランピングエレメントは、バーの第１の端部４２ａに螺着され、第２のナット４４ｂの形態での第２のクランピングエレメントはバーの第２の端部４２ｂに螺着される。
【００３０】
バネパッケージ４６は図に示すように、第１のナット４４ａおよび第１の最上部の冷却器３０ａとの間に配置される。バネパッケージは複数のカップバネから構築されるものとして示されているが、バネの他の形態が設けられてもよいことが理解されるであろう。
【００３１】
第１のヨーク絶縁エレメント４８ａは、バネパッケージ４６および第１の冷却器３０ａとの間に、その間の電気的絶縁を提供するように設けられている。対応して、第２のヨーク絶縁エレメントは、第２のナット４４ｂおよび最下部冷却器３０ｅとの間に、その間の電気的絶縁を提供するように設けられている。
【００３２】
接続（図示せず）が、半導体モジュール２０ａ−２０ｄおよび必要に応じて１つ以上の冷却器３０ａ−３０ｅに電気的接続のために設けられている。
【００３３】
半導体アセンブリ１０はこの実施形態では、図２に示す実施形態のように任意の固定面に依存することなく、クランピングアセンブリ４０によって一緒に保持される。この半導体アセンブリがコンデンサまたは変圧器などの電気機器の一部に、取り外し可能に取り付けられてもよいことを意味する。
【００３４】
半導体アセンブリの第３の実施形態について図５を参照して説明がされる。この実施形態では、複数のすなわち２つの半導体モジュール２０ａ、２０ｂがスタック３８内に設けられている。対応して、複数の冷却器すなわち３つの冷却器３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、半導体モジュール２０ａ、２０ｂの各々が、冷却器３０ａ−３０ｃの２つの間に設けられるような方法で設けられている。またこの実施形態では、半導体モジュール２０ａ、２０ｂおよび冷却器３０ａ−３０ｃは図に示すように、第１の上側端部および第２の反対側の下側端部を有するスタック３８内に交互に配置されていることを意味する。
【００３５】
クランピングアセンブリ４０は、上側ねじ付き端部４２ａを有するバー４２を備える。バー４２の下側端部４２ｂは、コンデンサなどの電気機器の一部に取り付けられる。ナット４４ａの形態のクランピングエレメントはバーの上側端部４２ａに螺着される。
【００３６】
図４に示したものと同様のバネパッケージ４６は図に示すように、第１のナット４４ａおよび第１の最上部の冷却器３０ａとの間に配置される。バネパッケージ４６は、第１の最上部の冷却器３０ａに直接力を及ぼし、この実施形態ではヨークとして機能する。図４に示すヨーク絶縁エレメントはこの実施形態では省略されている。
【００３７】
この実施形態では、冷却器および半導体モジュールのスタックは断面で示されており、絶縁エレメント５０は中央バー４２を半導体モジュール２０ａ、２０ｂから電気的に絶縁するために設けられている。絶縁エレメント５０はまた、負のＤＣ接続または端子「−ＤＣ」および正のＤＣ接続または端子「＋ＤＣ」を互いに電気的に絶縁する。しかしながら、絶縁エレメント５０は、バネパッケージ４６までずっと拡張するのではなく、第１の最上部の冷却器３０ａはバー４２と電気的に接続していることを意味する。バー４２は、この場合バスバーとして機能し、および負のＤＣ接続と電気的に接続され、第１の最上部の冷却器３０ａと直接電気的に接続されているため、またこの第１の冷却器が同電位すなわち「−ＤＣ」であることを意味する。
【００３８】
電気的絶縁手段６２は、負のＤＣ接続または端子「−ＤＣ」および、正のＤＣ接続または端子「＋ＤＣ」との間に、これらを互いに電気的に分離するために設けられている。
【００３９】
最上部および最下部の冷却器３０ａ、３０ｃの形態での接続は、半導体モジュール２０ａ、２０ｂへの電気的接続のために設けられている。
【００４０】
位相接続は、中央の第２の冷却器３０ｂへの電気的接続のために設けられ、電気的にバスバー４２から絶縁され、半導体モジュール２０ａ、２０ｂの動作に依存して電位「−ＤＣ」または「＋ＤＣ」となる。この実施形態では、半導体アセンブリ１０は、したがって、ＨＶＤＣコンバータなどのコンバータの位相電圧を供給するのに適している。
【００４１】
半導体アセンブリの第４の実施形態について図６−図８を参照して説明がされる。この実施形態では、複数のすなわち２つの半導体モジュール２０ａ、２０ｂはスタック３８内に設けられている。対応して、複数の冷却器すなわち３つの冷却器３０ａ、３０ｂ、３０ｃは、半導体モジュール２０ａ、２０ｂの各々が、冷却器３０ａ−３０ｃの２つの間に設けられるような方法で設けられている。このことは、この実施形態でも、半導体モジュール２０ａ、２０ｂおよび冷却器３０ａ−３０ｃは図に示すように、第１の上側端部および第２の反対側の下側端部とを有するスタック３８内に交互に配置されていることを意味する。
【００４２】
クランピングアセンブリ４０は上側ねじ付き端部４２ａを有するバー４２を備える。ナット４４ａの形態でのクランピングエレメントは、バスバーとして作用するバー４２の上側端部４２ａに螺着される。バー４２の下側端部４２ｂは、好ましくはねじ継手によってコンデンサ６０での形態で電気機器の一部に取り付けられ、コンデンサは電気的接続の１つに電気的に接続されたねじ山で設けられている。
【００４３】
カップバネの形態でのバネパッケージ４６は図に示すように、ナット４４ａおよび第１の最上部の冷却器３０ａとの間に配置される。バネパッケージ４６は、専用のヨーク４９およびヨーク絶縁エレメント４８ａを介して第１の最上部の冷却器３０ａに力を及ぼし、すなわちヨークは冷却器として機能していない。
【００４４】
バスバー４２には、半導体モジュール２０ａ、２０ｂからバスバー４２を電気的に絶縁するためにバスバー絶縁５０が設けられている。
【００４５】
コンデンサ６０のデザインが説明される。コンデンサケースの前面６０ａは複数の端子または極を提示し、「−ＤＣ」とラベル付けされ、かつコンデンサの第１の極と呼ばれる第１のセット、および「＋ＤＣ」とラベル付けされ、かつコンデンサの第２の極と呼ばれる第２のセットである。端子の第１のセットはコンデンサ６０のケースと通常は同電位である。
【００４６】
特に図７および８を参照すると、ラミネート６２での形態の絶縁シートがコンデンサ６０の前面６０ａに設けられ、ほぼこの前面６０ａを覆う大きさを有している。第１の開口部６２ａは端子「＋ＤＣ」の第２のセットのためにラミネート６２内に設けられ、第２の中央開口部６２ｂはバスバー４２のために設けられている。ラミネート６２は電気絶縁材料で作られる。
【００４７】
ラミネート６２の前、すなわち外側に、シートメタルなどの導電性材料の導電性シート６４が設けられている。第１の開口部６４ａは端子「＋ＤＣ」の第２のセットのために導電性シート６４に設けられており、第２の中央開口部６４ｂはバスバー４２のために設けられている。しかしながら、導電性シートの中央開口部６４ｂの直径はバスバー４２の直径よりもそれらの間に電気的絶縁を確保するために実質的に大きい。導電性シート６４は最も内側の冷却器３０ｃと密着するようになっている中央開口部６４ｂの周囲に円形領域６４ｃで設けられている。
【００４８】
アセンブリ中に、ラミネート６２は端子「＋ＤＣ」の第２のセット上に装着され、導電性シート６４も次に端子のこの第２のセット上に装着される。端子「＋ＤＣ」の第２のセットおよび導電性シート６４との間の電気的および機械的接続は、はんだ付け、ろう付けまたはボルト締め等によって提供される。バスバー４２は次に、バスバー４２に電位「−ＤＣ」を提供するコンデンサ６０にねじ止めまたは他の方法で取り付けられる。図４に示す別の部分は次に図４に示すように、最も内側から最も外側の順にバスバー４２に螺着されナット４４ａで終端され、所望の力が冷却器および半導体モジュールのスタック上に及ぼされるまたは油圧力などの力を印加されるまで、バスバー４２のねじ付き外側端部４２ａに螺合され、バネをロックするためにナットが回される。
【００４９】
制御部７０および半導体モジュール２０ａ、２０ｂとの間を電気的に接続するために接続が設けられている。
【００５０】
位相接続は中央の第２の冷却器３０ｂへの電気的接続のために提供され、バスバー４２から電気的に絶縁され、半導体モジュール２０ａ、２０ｂの動作に依存して、電位「−ＤＣ」または「＋ＤＣ」となる。この実施形態では、したがって半導体アセンブリ１０はＨＶＤＣコンバータなどのコンバータの位相電圧を供給するのに適している。
【００５１】
半導体アセンブリの好ましい実施形態が記載されている。これらは本発明の概念から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲により定義される範囲内で変更されることが理解されるであろう。
【００５２】
コンデンサなどの電気機器の一部は、ラミネートの形態での絶縁シートで記載されている。この概念は本明細書に記載の本発明の半導体アセンブリのみに限らず、図１に示す従来のプレスパックスタックを備えるアセンブリなどの他のアセンブリにも適用可能であることが理解されるであろう。
【００５３】
図面には特定の極性が定められているが、本発明の概念から逸脱することなく、任意の電圧および電流が半導体アセンブリに適用できることが理解されるであろう。
【００５４】
記載される好ましい実施形態では、半導体モジュールおよび冷却器は円形である。本発明の概念から逸脱することなく、これらの部品の形状が、例えば四角形または六角形などのように円形から変化してもよいことが理解されるであろう。
【００５５】
ラミネートが説明されており、端子の第２のセットに装着されているように示されている。他の実施形態では、ラミネートは電気機器の一部のハウジングの内部または外側に取り付けられてもよい。
【００５６】
バスバーのための導電性シートが設けられている中央開口部は、電気的絶縁を達成するためにバスバー自体の直径よりも実質的に大きいものとして記載されている。この絶縁体はまた、例えば電気的絶縁性接着剤を用いて封止するなどの他の手段により達成することができる。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成27年3月26日(2015.3.26)
【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】
半導体モジュール（２０ａ）および冷却器（３０ａ）を備えるスタック（３８）であって、前記半導体モジュール（２０ａ）は、前記冷却器（３０ａ）に接触して設けられ、前記スタックは、第１の側面および第２の側面を有するスタック（３８）と、
前記スタック上に力（Ｆ）を及ぼすように適合されるクランピングアセンブリ（４０）と、を備え、
前記スタック（３８）には、前記第１の側面（２２）と前記第２の側面（２４）との間にスルーホール（２６、３６）が設けられており、
前記クランピングアセンブリ（４０）の一部は、前記スタックの前記スルーホール（２６、３６）を通って延びる半導体アセンブリ（１０）であって、
前記スタックの前記スルーホール（２６、３６）を通って延びる、前記クランピングアセンブリ（４０）の前記一部は、電気を伝導するように構成されたバスバーの形状の導電部（４２）を備え、
前記半導体アセンブリは、一つの電気機器（６０）をさらに備え、
前記導電部（４２）は、第１の端部（４２ａ）において、前記スタック（３８）の前記第１の側面に電気的に接続され、第２の端部（４２ｂ）において、前記一つの電気機器（６０）の第１の極（−ＤＣ）に電気的および機械的に接続されることを特徴とする、半導体アセンブリ。
【請求項２】
前記スタック（３８）の前記スルーホール（２６、３６）を通って延びる前記クランピングアセンブリ（４０）は、単一のバスバー（４２）を備える、請求項１に記載の半導体アセンブリ。
【請求項３】
前記導電部（４２）を、前記半導体モジュール（２０ａ）から電気的に絶縁するために設けられた絶縁エレメント（５０）を備える、請求項１または２に記載の半導体アセンブリ。  
【請求項４】
前記スルーホール（２６、３６）が前記スタック（３８）の中央に設けられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項５】
前記半導体モジュール（２０ａ）は、概して平坦であり、第１の平面状の側面（２２）および第２の反対側の平面状の側面（２４）を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項６】
前記半導体モジュール（２２）の前記第１および第２の平面状の側面（２４、２６）は、モジュール電源接続として機能する、請求項５に記載の半導体アセンブリ。
【請求項７】
前記冷却器（３０ａ−３０ｅ）は、前記半導体モジュール（２０ａ）の側面の、実質的に全領域で前記冷却器と接触するように配置される、請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項８】
前記冷却器（３０ａ）は導電性である、請求項１から７のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項９】
前記半導体モジュール（２０ａ）および冷却器（３０ａ）は円形である、請求項１から８のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１０】
前記クランピングアセンブリ（４０）は、前記スタックの前記第１の側面上に力を及ぼすように適合される第１のクランピングエレメント（４４ａ）と、前記スタックの前記第２の側面上に力を及ぼすように適合される第２のクランピングエレメント（４４ｂ）と、を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１１】
前記一つの電気機器（６０）はコンデンサである、請求項１から１０のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１２】
前記スタック（３８）は、複数の半導体モジュール（２０ａ−２０ｄ）および複数の冷却器（３０ａ−３０ｅ）を備え、前記半導体モジュール（２０ａ−２０ｄ）の各々は、前記冷却器（３０ａ−３０ｅ）の２つの間に設けられている、請求項１から１１のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１３】
前記スタック（３８）は、２つの半導体モジュール（２０ａ、２０ｂ）および３つの冷却器（３０ａ−３０ｃ）を備える、請求項１２に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１４】
前記３つの冷却器の中央に位置する第２の冷却器（３０ｂ）への電気的接続のために設けられた接続を備える、請求項１３に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１５】
前記接続はＨＶＤＣコンバータの位相接続であり、前記第２の冷却器（３０ｂ）は、前記導電部（４２）から電気的に絶縁される、請求項１４に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１６】
バスバーとして作用する前記導電部（４２）は、ＤＣ端子（−ＤＣ）と電気的に接続し、第１の冷却器（３０ａ）は、バスバーとして作用する前記導電部（４２）と電気的に接続する、請求項１５に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１７】
前記クランピングアセンブリ（４０）は、前記クランピングアセンブリの第１の端部（４２ａ）においてバネパッケージ（４６）を備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１８】
前記半導体モジュール（２０ａ−２０ｄ）は高電圧半導体を備える、請求項１から１７のいずれか一項に記載の半導体アセンブリ。
【請求項１９】
前記半導体モジュール（２０ａ−２０ｄ）は絶縁ゲートバイポーラトランジスタを備える、請求項１８に記載の半導体アセンブリ。
【国際調査報告】
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