(57)【要約】【課題】製造時に受ける機械力の低減やコスト低減に配慮しつつ、全体としての熱抵抗を低減して放熱特性の向上を実現する電力変換装置を提供する。【解決手段】パワー回路モジュール２０が有する金属ベース基板２４の他方の面に金属製の放熱フィン６０を配置し、放熱フィン６０にレーザビームを照射して接合部６２を形成することにより、金属ベース基板２４の上に放熱フィン６０を直接溶融接合して、放熱能力を向上させた電力変換装置１００とした。【選択図】図２
2009188032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から供給される電力を変換する機能を有する電力変換装置であって、
一方の面に樹脂絶縁層が形成されてなる金属ベース基板と、
この樹脂絶縁層の上に形成される回路パターンにパワー半導体などの１個または複数個の回路素子が搭載されるパワー回路基板と、
金属ベース基板の他方の面に設けられる金属製の放熱フィンと、
金属ベース基板と放熱フィンとをレーザビームの照射により溶融接合する接合部と、
を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記レーザビームは、ＹＡＧレーザ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】
前記金属ベース基板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を材料とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記放熱フィンは、アルミニウムまたはアルミニウム合金を材料とすることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器を制御するため、電源から供給される電力を変換する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置は、家庭用エアコン、冷蔵庫などの民生機器から、インバータ、サーボコントローラなどの産業機器や電気自動車等まで、広範囲にわたって適用されている。
このような電力変換装置の構造について図を参照しつつ説明する。図４は従来技術の電力変換装置の構造図である。図５は電力変換装置の説明図であり、図５（ａ）は制御回路基板の説明図、図５（ｂ）は制御回路モジュールおよびパワー回路モジュールの説明図、図５（ｃ）は組立体の説明図である。図６は放熱フィン構造の説明図であり、図６（ａ）はアルミダイキャストフィンの説明図、図６（ｂ）はカシメ式フィンの説明図、図６（ｃ）はスカイブフィンの説明図である。
【０００３】
図４に示す電力変換装置は、様々な産業分野で用いられるようになっている代表的なインバータの構成であり、パワー回路モジュールとこのパワー回路モジュールを駆動・制御する制御回路モジュールとをケース内に収容するケース方式の電力変換装置である。
電力変換装置１００’は、制御回路モジュール１０、パワー回路モジュール２０、ケース３０、放熱グリース４０、放熱フィン５０を備えている。
【０００４】
制御回路モジュール１０は、図５（ａ），（ｂ）で示すように、プリント配線板１１、電子部品１２、絶縁樹脂１３、接続部１４を備える。
プリント配線板１１は詳しくは両面プリント配線板であり、両面に電子部品１２が実装される。両面プリント配線板は例えば、ＦＲ４と呼ばれるガラスクロス基材にエポキシ樹脂を含浸させた絶縁材と銅箔を張り合わせた銅張り積層板である。ＦＲ４の代わりにＣＥＭ３やＦＲ５などを使用してもよい。
【０００５】
電子部品１２は抵抗、コンデンサ、インダクタなどの機能を有した表面実装用のチップである。なお、樹脂でパッケージングされた半導体なども電子部品１２として搭載することができる。両面のプリント配線板１１に所定の回路を形成してこれら電子部品１２をはんだ付けすることで制御回路を完成させ、図５（ａ）で示すような制御回路基板１０’を形成する。
【０００６】
絶縁樹脂１３は、例えば、制御回路基板１０’の表裏両面にポリウレタン系やシリコーン系の液状樹脂をスプレーや刷毛塗りによって厚さ１０〜１００μｍ程度にコーティングし、乾燥硬化させて形成したものである。このようにして形成された絶縁樹脂１３により、塵埃と吸湿による絶縁性低下を防ぎ、また、硫化水素などの腐食性ガスによる電子部品１２の電極の腐食を防ぐ。このように制御回路基板１０’に絶縁樹脂１３をコーティングして絶縁樹脂１３内に電子部品１２を埋封し、図５（ｂ）に示すような制御回路モジュール１０を形成する。
【０００７】
このような制御回路モジュール１０は、パワー回路モジュール２０に搭載されたパワー半導体２７を駆動・制御する機能を有し、ドライバーＩＣや抵抗、コンデンサなどの各種電子部品１２により制御回路が形成される。
【０００８】
パワー回路モジュール２０は、外囲器２１、リード端子２２、封止材２３、金属ベース基板２４、樹脂絶縁層２５、パワー回路基板２６、パワー半導体２７、アルミワイヤー２８をえている。
【０００９】
パワー回路モジュール２０は、電源から供給される電力を変換する機能を有している。パワー半導体２７は消費電力が大きく高温になることが一般的であり、パワー回路モジュール２０では、冷却性に優れた金属を材料とする金属ベース基板２４から下側へ放熱するようになされている。例えば、この金属ベース基板２４は、アルミニウム金属のような基板を採用することができる。この金属ベース基板２４の周縁に、リード端子２２が外界に引き出された状態で、プラスチックケース枠などの外囲器２１が固着されて収容空間が形成されており、この収容空間内にパワー半導体２７・抵抗・コンデンサという一または複数の各種の電子部品によるパワー回路基板２６を載置し、熱伝導性が高いシリコーンゲルやエポキシ樹脂などの封止材２３でパワー回路基板２６を埋封して構成されており、冷却性能を高めている。
【００１０】
パワー回路モジュール２０の製造方法は、金属ベース基板２４の一方の面に熱伝導率が良好な樹脂絶縁層２５を形成し、この樹脂絶縁層２５の上にパワー回路基板２６を固着する。パワー回路基板２６の上には所定の回路が形成されており、さらにパワー半導体２７などを実装する。続いて、金属ベース基板２４に外囲器２１をシリコーン接着材などで接合する。この外囲器２１にはリード端子２２がインサートされて一体に形成されており、外囲器２１の接合時にパワー回路基板２６の端子部とリード端子２２とが電気的に接続される。続いて、アルミワイヤー２８でパワー回路基板２６とパワー半導体２７とを超音波接合により電気的に接続してパワー回路を完成させる。最後にシリコーンゲルやエポキシ樹脂などの封止材２３を注型しパワー半導体２７などの周辺を絶縁・保護する。
【００１１】
ケース３０は、例えばプラスチックなどから形成されており、図５（ｃ）で示すように制御回路モジュール１０とパワー回路モジュール２０を一体に組み合わせてなる組立体を覆うが、金属ベース基板２４の裏面は外界に露出した状態とする。
放熱グリース４０は、パワー回路モジュール２０の金属ベース基板２４と、放熱フィン５０と、の間に設けられ、両者間における熱伝導性を向上させる。
【００１２】
放熱フィン５０は、放熱グリース４０と接触した状態で金属ベース基板２４にネジなどを用いて固着される。パワー回路モジュール２０で発生した熱が樹脂絶縁層２５、金属ベース基板２４、放熱グリース４０を経て放熱フィン５０へ伝達し、放熱フィン５０が放熱する。
【００１３】
放熱フィン５０は各種の形態がある。図６（ａ）のアルミダイキャストフィンは、一般的に生産性が高い。図６（ｂ）のカシメ式フィンは、アルミダイキャストフィンに比べてフィンを高くすることができるため伝熱面積を大きくすることが可能であり、また、フィンのピッチを小さくすることが可能であるため、アルミダイキャストフィンと比べて体積当たりの放熱面積を大きくすることができる。図６（ｃ）のスカイブフィンは、金属塊からフィンを切り起こして製造されるものであり、ベース板とフィンが一体となっているので熱伝導のロスを最小限にできる。これらの種類の放熱フィン５０はコスト面や放熱特性の面で一長一短があるのでこれらを考慮して適用される。
【００１４】
続いて電力変換装置１００’の製造について説明する。これら制御回路モジュール１０、パワー回路モジュール２０、ケース３０、放熱グリース４０、放熱フィン５０を組み合わせて電力変換装置１００’を組み立てる。
まず、制御回路モジュール１０、パワー回路モジュール２０を組み合わせて、図５（ｃ）で示すような組立体を構成する。
【００１５】
図５（ｂ）で示すように、パワー回路モジュール２０のリード端子２２を、制御回路モジュール１０のスルーホールである接続部１４に挿通させ、例えばはんだにより電気的に接続して制御回路・パワー回路を接続して全体回路を完成させ、また機械的に制御回路モジュール１０とパワー回路モジュール２０とを密着させて一体化構成とする。この場合、パワー回路モジュール２０の金属ベース基板２４は外界へ露出している。
【００１６】
続いて、プラスチックなどからなるケース３０をパワー回路モジュール２０の外囲器２１や金属ベース基板２４に固着し、ケース３０で周囲を覆って外界から隔離する。そしてパワー回路モジュール２０の金属ベース基板２４に放熱グリース４０を塗布し、放熱フィン５０を、放熱グリース４０が塗布された金属ベース基板２４にネジ止めなどにより強固に固着する。放熱フィン５０は、放熱グリース４０により金属ベース基板２４との熱伝導性が確保される。ケース方式の電力変換装置１００’はこのようなものである。
【００１７】
また、このような電力変換装置に係る他の従来技術としては、例えば、特許文献１（特開平８−２０４２９４号公報，発明の名称：放熱フィン一体形プリント配線基板）に記載されたものが知られている。この電力変換装置は、放熱フィンに直接絶縁層や回路パターンを形成して放熱能力を高めたものである。
【００１８】
【特許文献１】特開平８−２０４２９４号公報（図１〜図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
図４，図５で示した従来技術の電力変換装置１００’において、金属ベース基板２４上の樹脂絶縁層２５としては、エポキシ樹脂に無機フィラー（酸化珪素、酸化アルミニウム、窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素からなるフィラー群の１種類以上）を充填して熱伝導率を向上させたものを採用している。しかしながら、現状では熱伝導率は３〜４Ｗ／ｍ・Ｋが限度であり、冷却性に限界がある。したがって、放熱フィン５０による冷却性能を向上させる必要があった。
【００２０】
また、熱伝導率を向上させるために、金属ベース基板２４に代えて酸化アルミニウム、窒化珪素、窒化アルミニウムなど焼結体であるセラミックス製の配線板（セラミックス基板）を用いる場合もあるが、この場合、コストが金属ベース基板より増大するという問題点があった。
【００２１】
また、金属ベース基板２４の樹脂絶縁層２５の熱伝導率を向上させたり放熱特性の良好な放熱フィン５０を適用したとしても、その間に存在する放熱グリース４０の熱抵抗が加わるため、放熱フィン５０により熱を逃すまでにはトータルとしてなお熱抵抗が高いという問題があった。
【００２２】
また、特許文献１に記載の従来技術のように、放熱フィンに樹脂絶縁層を介して直接回路を形成する電力変換装置では、図６（ａ）〜（ｃ）で示したようなアルミダイキャストフィン、カシメ式フィン、スカイブフィンのベース板に、樹脂絶縁層、回路パターンを形成し回路素子を搭載することが考えられる。
【００２３】
しかしながら、この従来技術の場合、例えば回路素子を搭載する際にはフィン一体で行うこととなるためハンダリフロー装置を大型化する必要が生じ、またハンダリフロー作業時に温度管理の困難さが伴う。カシメ式フィンでは、あらかじめ樹脂絶縁層、回路パターン、回路素子一式をベース板に形成してからフィンをかしめて形成する方法があるが、フィン形成時に比較的大きな機械力を受けるので現実には困難さを伴う。
【００２４】
そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造時に受ける機械力の低減やコスト低減に配慮しつつ、全体としての熱抵抗を低減して放熱特性の向上を実現する電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明の電力変換装置は、
電源から供給される電力を変換する機能を有する電力変換装置であって、
一方の面に樹脂絶縁層が形成されてなる金属ベース基板と、
この樹脂絶縁層の上に形成される回路パターンにパワー半導体などの１個または複数個の回路素子が搭載されるパワー回路基板と、
金属ベース基板の他方の面に設けられる金属製の放熱フィンと、
金属ベース基板と放熱フィンとをレーザビームの照射により溶融接合する接合部と、
を備えることを特徴とする。
【００２６】
この際、レーザビームは、ＹＡＧレーザを用いるようにすると良い。また、金属ベース基板や放熱フィンは、アルミニウムまたはアルミニウム合金にすると良い。
【００２７】
以上のような本発明によれば、金属ベース基板に放熱フィンを直接形成することにより、従来技術で用いていた放熱グリースを不要として熱を効率よく放熱フィンに伝えることができる。また、ＹＡＧレーザにより短時間で金属ベース基板とフィンとを溶融し接合するため、パワー回路基板に搭載されたパワー半導体などの回路素子にダメージを与えることがない。また、材料としてレーザ溶接に良好なアルミニウムまたはアルミニウム合金を採用するため、この点でも短時間で金属ベース基板とフィンとを溶融して接合することができる。
総じて、本発明によれば、製造時に受ける機械力の低減やコスト低減に配慮しつつ、全体としての熱抵抗を低減して放熱特性の向上を実現する電力変換装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
続いて、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照しつつ以下に説明する。図１は本形態の電力変換装置の構造図、図２は電力変換装置の製造を説明する説明図、図３はテストピースによる溶接と引張り強度測定方法を示す説明図である。ここで図２には放熱フィンを取り付けるための設備を含めて図示している。以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２９】
この電力変換装置１００は、制御回路モジュール１０、パワー回路モジュール２０、ケース３０、放熱フィン６０、を備えている。本形態では従来技術と比較すると、放熱グリース４０を不要とするような放熱フィン６０を採用した点に特徴がある。この放熱フィン６０は従来技術とは相違するが、他の制御回路モジュール１０、パワー回路モジュール２０、ケース３０については従来技術と同じ構造であるものとして同じ符号を付すとともに重複する説明を省略する。
【００３０】
放熱フィン６０は、複数のフィン片６１と、金属ベース基板２４にフィン片６１を固着するための複数の接合部６２と、を備えるものである。ここで金属ベース基板２４は、アルミニウムまたはアルミニウム合金により構成されている。金属ベース基板２４にフィン片６１が一枚づつ固着され、これら複数のフィン片６１により放熱フィン６０を構成する。フィン片６１は、短冊状のアルミニウムまたはアルミニウム合金による金属片をＬ字状に折り曲げ加工して形成したものである。本形態では金属ベース基板２４に直接接するようにフィン片６１が固着されているため、熱伝導率を向上させている。また、フィン片６１は機械的に簡単な構造であるため、製造が容易であり、低コストにできるという利点がある。
【００３１】
続いてこのような電力変換装置１００の製造方法について説明する。ここに制御回路モジュール１０、パワー回路モジュール２０、ケース３０の組み立て方は従来技術と同じであるため、重複する説明を省略し、ここでは放熱フィン６０を金属ベース板２４に固定する方法について重点的に説明する。放熱フィン６０を取り付けるための製造装置および複数のフィン片６１を準備する。この製造装置は、図２に示すように、ＹＡＧレーザ発振器１、光ファイバ２、出射ユニット３、不活性ガス噴射器４を備える。
【００３２】
取付としてはＬ字状のフィン片６１の折り曲げ部を金属ベース基板２４に重ねて溶接して固着するものであり、いわゆる重ね接合により取り付ける。ＹＡＧレーザ発振器１でレーザが発振され、ＹＡＧレーザ発振器１からＹＡＧレーザビームが出力される。このＹＡＧレーザビームは、光ファイバ２を経て出射ユニット３へ出力される。この出射ユニット３では集光レンズ（図示せず）によりＹＡＧレーザビームを集光させてレーザビーム５をＬ字状のフィン片６１の接合箇所に向けて出射させる。
【００３３】
このレーザビーム５は地上垂直方向に対してやや斜め方向（例えば水平面から角度８０°）から出射する。これはフィン片６１によりレーザビームが散乱するためである。この際、酸化を防止するために不活性ガス噴射器４から溶接部位へ不活性ガスを吹き付けながら溶接する。レーザビーム５の先端付近にあるビームスポットでは高温となっており、レーザが照射されたフィン片６１の接合箇所では、レーザのエネルギーによって溶融して接合する。さらに、熱伝導によって金属ベース基板２４の接合部位もともに溶融する。
【００３４】
そしてＹＡＧレーザ発振器１からのＹＡＧレーザビームの出力を停止させると、溶融していた接合部位が硬化して互いに接合され、接合部６２が形成される。この際、金属ベース基板２４やフィン片６１は何れもアルミニウムまたはアルミニウム合金であるため、接合部６２では金属ベース基板２４とフィン片６１とが融合して確実に固着される。
【００３５】
一枚のフィン片６１につき、等間隔で多点（例えば１０点）のスポット溶接を行う。そして、図２の右側から矢印Ａ方向（図２では右側から左方向）に向かって順に等間隔でフィン片６１を垂直に立てていき溶接により接合する。そして、最終的に放熱フィン６０が形成される。製造はこのようになる。
【００３６】
続いて材料について説明する。金属ベース基板２４および放熱フィン６０のフィン片６１は、上記したように、ともにアルミニウム材料またはアルミニウム合金材料により形成される。これらアルミニウム材料またはアルミニウム合金材料は、ＹＡＧレーザによる溶接性が良好な、型番Ａ１０００系の型番１０５０，１０６０，１１００，１２００などの純アルミニウム、型番Ａ１０００系の型番１０７０，１０８０，１０８５などの高純度アルミニウム、型番Ａ３０００系の３００３，３００４，３００５などのＭｎ添加系アルミニウム合金、型番Ａ５０００系の型番５０５２，５０５６，５０８３などのＭｇ添加系アルミニウム合金が望ましい。
【００３７】
そして、好ましくは、平板材として広く市場に流通している型番Ａ１０００系の型番１０５０，１１００、型番Ａ５０００系の型番５０５２のアルミニウム材料またはアルミニウム合金材料を選択すると良い。金属ベース基板２４の金属および放熱フィン６０のフィン片６１の金属であるアルミニウム材料またはアルミニウム合金材料は、同じ型番同士はもちろんのこと、異なる型番を用いても良い。これは放熱用途としては充分な強度を確保することができるためである。なお、これらアルミニウム材料のより具体的な選択については後述する。
【００３８】
なお、上記製造方法では重ね溶接法を用いるものとして説明したが、重ね溶接法以外の他の方法で溶接してもよい。例えば、放熱フィンとなるアルミニウム平板を金属ベース基板に対して垂直に立て、平板と金属ベース基板の金属基板の接点に向けてレーザビームを照射し接合するという、すみ肉接合による方法でもよい。
【実施例１】
【００３９】
続いて各種の数値を特定した具体的な製造方法について以下に説明する。
実施例１では、ＹＡＧレーザを用いて、７５０Ｗタイプの電力変換装置１００の金属ベース基板２４にフィン片６１を１２枚溶接・接合して放熱フィン６０を形成した。以下、製造方法について説明する。金属ベース基板２４のアルミニウム金属基板は型番がＡ５０５２で、大きさは１２０ｍｍ×８０ｍｍ、厚さが２ｍｍである。放熱フィン６０のフィン片６１となるアルミニウム平板は型番がＡ１１００で、形状は図１に示したようなＬ字状に加工されたもので、奥行き１１０ｍｍ、高さ７０ｍｍ、厚さが０．８ｍｍ、金属ベース基板２４と接する面の幅は５ｍｍである。
【００４０】
この放熱フィン６０のＬ字状のフィン片６１を、図２に示したように図面右側からＡ方向（左方向）へ向けて順に等間隔で金属ベース基板２４に対して垂直に立てていき、接合部位に向けてレーザビーム５を照射してそれぞれ１２枚を図面右方向から順に溶接接合した。この溶接を行う際に酸化防止のため、シールドガスとしてＣＯ２ガスを１Ｌ／ｍｉｎで溶接部位へ吹き付けながら溶接した。レーザビームは角度８０°の斜め方向から接合部位に向けて照射した。レーザビームのエネルギー条件は、１スポット当たり単発で６５ジュール／パルスである。フィン片６１の一枚当たり、等間隔で１０点スポット溶接を行い、計１２０点でスポット溶接を行って接合し、１２０個の接合部６２を形成した。
【００４１】
続いて接合強度について説明する。図３に示すように、あらかじめ、８０ｍｍ×１５ｍｍの大きさで、それぞれ前記した厚さ、型番のテストピース２００を作製し、それぞれ前記したシールドガス条件、レーザビームのエネルギー条件で溶接して接合部２０１を形成し、図示したような方向の引張り強度を測定した。
【００４２】
その結果、テストピース２００による引張り強度は１スポットの接合部２０１当たり約８０Ｎであり、充分な強度であることを確認した。なお、本テストピース２００ではレーザビームのエネルギー条件を変えて引張り強度を測定した。エネルギー条件として４０ジュール／パルスでレーザビームの場合、型番がＡ１１００で厚さが０．８ｍｍのアルミニウム板の照射側が溶接できたのみで、型番がＡ５０５２で厚さが２ｍｍの基板側と接合できなかった。一方、エネルギー条件８０ジュール／パルスでは、双方の板が溶接、蒸発してしまい接合できなかった。
【実施例２】
【００４３】
実施例１の方法で、金属ベース基板２４のアルミニウム金属基板の型番をＡ１１００として、フィン片６１を溶接接合した。テストピース２００による引張り強度は１スポットの接合部２０１当たり約９０Ｎであり、充分な強度であることを確認した。
【実施例３】
【００４４】
実施例１の方法で、フィン片６１となるアルミニウム平板の型番をＡ５０５２として、フィン片６１を溶接接合した。テストピース２００による引張り強度は１スポットの接合部２０１当たり約７０Ｎであり、充分な強度であることを確認した。
【実施例４】
【００４５】
実施例１の方法で、フィン片６１となるアルミニウム平板の型番をＡ３００３として、フィン片６１を溶接接合した。テストピース２００による引張り強度は１スポットの接合部２０１当たり約８０Ｎであり、充分な強度であることを確認した。
【実施例５】
【００４６】
実施例１の方法で、フィン片６１となるアルミニウム平板の厚さの１．５ｍｍとし、エネルギー条件８０ジュール／パルスで放熱フィンを溶接接合した。テストピース２００による引張り強度は１スポット当たり約７５Ｎであり、充分な強度であることを確認した。
【実施例６】
【００４７】
厚さ２ｍｍの基板側と、厚さ０．８ｍｍのレーザビーム照射側基板のテストピース２００により、４種類のアルミニウム型番で溶接接合し引張り強度を測定した。型番はＡ１０５０，Ａ１１００，Ａ３００３，Ａ５０５２とし、それぞれ基板側用、レーザビーム照射側基板用を作製し、全１６の組合せ条件で、エネルギー条件６５ジュール／パルスで溶接接合した。いずれの組合せも溶接可能であり、また、充分な引張り強度であることを確認した。
【実施例７】
【００４８】
図４に示した従来技術のように放熱グリース４０を介して放熱フィン５０をネジ止めした電力変換装置１００’と、実施例１の方法で作製した電力変換装置１００と、にそれぞれ一定電力を通電してパワー回路モジュール２０に搭載されたパワー半導体２７であるＩＧＢＴの表面温度を赤外線映像装置で観測した。
ここに実施例１の電力変換装置１００のフィン片６１は表面積および体積が、従来の電力変換装置１００’の表面積１８００ｃｍ２、体積１１０ｃｍ３と同じになるように大きさを調整した。
【００４９】
定格電圧６００Ｖ、定格電流３０ＡのＩＧＢＴに、無風状態で一定電力１０Ｗを通電した。赤外線映像装置で観測するため、プラスチックケース枠、制御用プリント配線板、シリコーンゲルを取り除いた。その結果、３０分通電しＩＧＢＴの表面温度が飽和・安定したときの温度はそれぞれ９０℃前後に達したが、従来技術の放熱グリース４０を介して放熱フィン５０をネジ止めした電力変換装置１００’に比し、実施例１の方法で作製した電力変換装置１００のＩＧＢＴの表面温度は約７℃低い値が得られた。つまり、本発明による電力変換装置１００では放熱フィン６０まで効率的に熱が伝達されて、放熱能力を高めたものとなっていることが確認された。
【００５０】
以上、本発明の電力変換装置について説明した。この電力変換装置によれば、金属ベース基板の樹脂絶縁層を形成しない一方の面にフィン片を配し、レーザビーム（例えばＹＡＧレーザビーム）を照射して金属ベース基板に複数のフィン片を溶融接合して、金属ベース基板に放熱フィンを直接形成したものである。このため、従来の電力変換装置の放熱フィンのように放熱グリースを介在させないものとなっており、パワー半導体モジュールの発生熱を効率よく放熱フィンに伝えることができる。このため、放熱フィンの表面積、体積を従来技術よりも小型化することが可能となり、電力変換装置全体を小型化することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の電力変換装置の構造図である。
【図２】電力変換装置の製造を説明する説明図である。
【図３】テストピースによる溶接と引張り強度測定方法を示す説明図である。
【図４】従来技術の電力変換装置の構造図である。
【図５】電力変換装置の説明図であり、図５（ａ）は制御回路基板の説明図、図５（ｂ）は制御回路モジュールおよびパワー回路モジュールの説明図、図５（ｃ）は組立体の説明図である。
【図６】放熱フィン構造の説明図であり、図６（ａ）はアルミダイキャストフィンの説明図、図６（ｂ）はカシメ式フィンの説明図、図６（ｃ）はスカイブフィンの説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１００：電力変換装置
１０：制御回路モジュール
１０’：制御回路基板
１１：プリント配線板
１２：電子部品
１３：絶縁樹脂
１４：接続部
２０：パワー回路モジュール
２１：外囲器
２２：リード端子
２３：封止材
２４：金属ベース基板
２５：樹脂絶縁層
２６：パワー回路基板
２７：パワー半導体
２８：アルミワイヤー
３０：ケース
４０：放熱グリース
６０：放熱フィン
６１：フィン片
６２：接合部
１：ＹＡＧレーザ発振器
２：光ファイバ
３：出射ユニット
４：不活性ガス噴射器
５：レーザビーム
【図１】
2009188032.tif 000003
【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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