电力转换装置的制造方法_3

文档序号:8270195阅读:来源:国知局
9所示,直流正极配线315A与导体板315连接,直流负极配线319A与导体板319连接,交流配线320A与导体板320连接。
[0080]在组件壳体304的外部,还设置有用于与驱动电路174电连接的金属制的信号配线324U和324L,在其前端部分别形成信号端子325U和信号端子325L。本实施方式中,如图9所示,信号配线324U与IGBT328连接,信号配线324L与IGBT330连接。
[0081]直流正极配线315A、直流负极配线319A、交流配线320A、信号配线324U和信号配线324L在通过用树脂材料成形的配线绝缘部608相互绝缘的状态下,一体地成型为辅助模塑体600。配线绝缘部608也起到用于支承各配线的支承部件的作用,关于其使用的树脂材料,具有绝缘性的热硬化性树脂或热塑性树脂是合适的。由此,能够确保直流正极配线315A、直流负极配线319A、交流配线320A、信号配线324U和信号配线324L之间的绝缘性,能够实现高密度配线。
[0082]辅助模塑体600在与组件一次密封体302在连接部370金属接合后,通过贯通配线绝缘部608上设置的螺孔的螺栓309固定在组件壳体304上。连接部370处的组件一次密封体302与辅助模塑体600的金属接合,例如能够使用TIG焊接等。
[0083]直流正极配线315A和直流负极配线319A成为以在中间隔着配线绝缘部608相对的状态相互叠层、大致平行地延伸的形状。通过采用这样的配置和形状,功率半导体元件的开关动作时瞬间流过的电流相对并且向相反方向流动。由此,起到电流产生的磁场相互抵消的作用,因该作用能够实现低电感化。此外,交流配线320A和信号端子325U、325L也向与直流正极配线315A和直流负极配线319A同样的方向延伸。
[0084]通过金属接合连接组件一次密封体302与辅助模塑体600的连接部370被第二密封树脂351密封在组件壳体304内。由此,能够在连接部370与组件壳体304之间稳定地确保必要的绝缘距离,因此与不密封的情况相比能够实现功率半导体组件300a的小型化。
[0085]如图9所示,在连接部370的辅助模塑体600 —侧,辅助模块侧直流正极连接端子315C、辅助组件侧直流负极连接端子319C、辅助组件侧交流连接端子320C、辅助组件侧信号连接端子326U和辅助组件侧信号连接端子326L排成一排地配置。另一方面,在连接部370的组件一次密封体302 —侧,沿着具有多面体形状的第一密封树脂348的一个面,元件侧直流正极连接端子315D、元件侧直流负极连接端子319D、元件侧交流连接端子320D、元件侧信号连接端子327U和元件侧信号连接端子327L排成一排地配置。通过像这样采用在连接部370处各端子排成一排的结构,用传递成型进行的组件一次密封体302的制造变得容易。
[0086]此处,对于将组件一次密封体302的从第一密封树脂348向外侧延伸的部分按每个种类视为一个端子时的各端子的位置关系进行叙述。以下说明中,将由直流正极配线315A (包括直流正极端子315B和辅助组件侧直流正极连接端子315C)和元件侧直流正极连接端子31?构成的端子称为正极侧端子,将由直流负极配线319A (包括直流负极端子319B和辅助组件侧直流负极连接端子319C)和元件侧直流正极连接端子31?构成的端子称为负极侧端子,将由交流配线320A (包括交流端子320B和辅助组件侧交流连接端子320C)和元件侧交流连接端子320D构成的端子称为输出端子,将由信号配线324U(包括信号端子325U和辅助组件侧信号连接端子326U)和元件侧信号连接端子327U构成的端子称为上臂用信号端子,将由信号配线324L (包括信号端子325L和辅助组件侧信号连接端子326L)和元件侧信号连接端子327L构成的端子称为下臂用信号端子。
[0087]上述各端子均从第一密封树脂348和第二密封树脂351通过连接部370突出,从该第一密封树脂348突出的各部分(元件侧直流正极连接端子31?、元件侧直流负极连接端子319D、元件侧交流连接端子320D、元件侧信号连接端子327U和元件侧信号连接端子327L),如上所述沿着具有多面体形状的第一密封树脂348的一个面排成一排。此外,正极侧端子和负极侧端子从第二密封树脂351以叠层状态突出,向组件壳体304的外部延伸。通过采用这样的结构,能够防止在用第一密封树脂348密封功率半导体元件而制造组件一次密封体302时的合模时,产生对功率半导体元件与该端子的连接部分的过大的应力和模具的间隙。此外,因叠层的正极侧端子和负极侧端子中各自流过的相反方向的电流,产生相互抵消的方向的磁通,因此能够实现低电感化。
[0088]在辅助模塑体600 —侧,辅助组件侧直流正极连接端子315C、辅助组件侧直流负极连接端子319C在与直流正极端子315B、直流负极端子319B相反侧的直流正极配线315A、直流负极配线319A的前端部分别形成。此外,辅助组件侧交流连接端子320C在交流配线320A上与交流端子320B相反侧的前端部形成。辅助组件侧信号连接端子326U、326L在信号配线324U、324L上与信号端子325U、325L相反侧的前端部分别形成。
[0089]另一方面,在组件一次密封体302 —侧,元件侧直流正极连接端子31?、元件侧直流负极连接端子319D、元件侧交流连接端子320D分别在导体板315、319、320上形成。此夕卜,元件侧信号连接端子327U、327L通过接合线371与IGBT328、330分别连接。
[0090]如图10所示,直流正极侧的导体板315和交流输出侧的导体板320与元件侧信号连接端子327U和327L在被共用的连接杆372连接的状态下,以使它们大致同一平面状地配置的方式一体地加工。导体板315上固定有上臂侧的IGBT328的集电极电极和上臂侧的二极管156的阴极电极。导体板320上固定有下臂侧的IGBT330的集电极电极和下臂侧的二极管166的阴极电极。在IGBT328、330和二极管156、166上,导体板318和导体板319大致同一平面状地配置。导体板318上固定有上臂侧的IGBT328的发射极电极和上臂侧的二极管156的阳极电极。导体板319上固定有下臂侧的IGBT330的发射极电极和下臂侧的二极管166的阳极电极。各功率半导体元件经由金属接合材料160分别固定在各导体板上设置的元件固定部322上。金属接合材料160例如是焊锡材料或含有银膜和金属微粒的低温烧结接合材料等。
[0091]各功率半导体元件是板状的扁平结构,该功率半导体元件的各电极在正反面形成。如图10所示,功率半导体元件的各电极被导体板315和导体板318、或导体板320和导体板319隔着。S卩,导体板315和导体板318成为隔着IGBT328和二极管156大致平行地相对的叠层配置。同样,导体板320和导体板319成为隔着IGBT330和二极管166大致平行地相对的叠层配置。此外,导体板320与导体板318经由中间电极329连接。通过该连接使上臂电路与下臂电路电连接,形成上下臂串联电路。如上所述,在导体板315与导体板318之间隔着IGBT328和二极管156,且在导体板320与导体板319之间隔着IGBT330和二极管166,使导体板320与导体板318经由中间电极329连接。之后,使IGBT328的控制电极328A与元件侧信号连接端子327U通过接合线371连接,且使IGBT330的控制电极330A与元件侧信号连接端子327L通过接合线371连接。
[0092]图11(a)是表示电容器组件500的外观的立体图。图11(b)是用于说明电容器组件500的内部结构的分解立体图。叠层导体板501由用板状的较宽的导体形成的负极导体板505和正极导体板507、以及被负极导体板505和正极导体板507隔着的绝缘片550构成。叠层导体板501对于流过各相的上下臂的串联电路150的电流使磁通相互抵消,因此对于流过上下臂的串联电路150的电流能够实现低电感化。
[0093]蓄电池负极侧端子508和蓄电池正极侧端子509,以从叠层导体板501的长边方向的一方的边立起的状态形成,分别与正极导体板507和负极导体板505连接。辅助设备用电容器端子516和517以从叠层导体板501的长边方向的一方的边立起的状态形成,分别与正极导体板507和负极导体板505连接。
[0094]中继导体部530以从叠层导体板501的长边方向的一方的边立起的状态形成。电容器端子503a?503c从中继导体部530的端部突出,与各功率半导体组件300a?300c对应地形成。此外,电容器端子503d?503f也从中继导体部530的端部突出,与各功率半导体组件301a?301c对应地形成。中继导体部530和电容器端子503a?503c均以隔着绝缘片550的叠层状态构成,能够对于流过上下臂的串联电路150的电流实现低电感化。此夕卜,中继导体部530构成为完全不形成妨碍电流流动的贯通孔等、或尽可能少形成。
[0095]根据这样的结构,开关时在对于每个相设置的功率半导体组件300a?300c之间产生的回流电流易于流向中继导体部530,难以流向叠层导体部501 —侧。由此,能够减少回流电流引起的叠层导体板501的发热。
[0096]其中,本实施方式中,负极导体板505、正极导体板507、蓄电池负极侧端子508、蓄电池正极侧端子509、中继导体部530和电容器端子503a?503f由一体成形的金属制的板构成,对于流过上下臂的串联电路150的电流具有降低电感的效果。
[0097]电容器单元514在叠层导体板501的下方设置有多个。本实施方式中,3个电容器单元514沿着叠层导体板501的长边方向的一方的边排成一排,进而,另外3个电容器单元514沿着叠层导体板501的长边方向的另一边排成一排,设置合计6个电容器单元。
[0098]沿着叠层导体部501的长边方向的各个边排列的电容器单元514以图11(a)所示的虚线A-A为界对称地排列。由此,在对功率半导体组件300a?300c和功率半导体组件301a?301c供给用电容器单元514平滑化后的直流电流的情况下,电容器端子503a?503c与电容器端子503d?503f之间的电流均衡变得均匀,能够实现叠层导体板501的电感降低。此外,能够防止电流在叠层导体板501中局部地流过,因此也能够使热均衡变得均勾而提尚耐热性。
[0099]电容器单元514是电容器组件500的蓄电部的单位结构体,使用使2片在单面蒸镀了铝等金属的薄膜叠层卷绕、并将2片金属分别作为正极、负极的薄膜电容器。对于电容器单元514的电极,卷绕的轴面分别成为正极、负极电极,通过喷镀锡等导电体而制造。
[0100]电容器壳体502包括用于收纳电容器单元514的收纳部511,收纳部511的上表面和下表面成大致长方形状。在电容器壳体502设置有用于将电容器组件500固定在流路形成体12上的固定单元例如用于使螺栓贯通的孔520a?520d。本实施方式的电容器壳体502为了提高导热性,由高导热性的树脂构成,但也可以由金属等构成。
[0101]此外,在叠层导体板501和电容器单元514被收纳在电容器壳体502中后,除了电容器端子503a?503f、蓄电池负极侧端子508和蓄电池正极侧端子509之外,以覆盖叠层导体板501的方式对电容器壳体502内填充填充材料551。
[0102]此外,因开关时的纹波电流,电容器单元514因内部的薄膜上蒸镀的金属薄膜、内部导体的电阻而发热。于是,为了使电容器单元514的热易于通过电容器壳体502发散,使用填充材料使电容器单元514成型。
[0103]进而,通过使用树脂制的填充材料,也能够提高电容器单元514的耐湿性。
[0104]本实施方式中,沿着电容器组件500的收纳部511的长边方向设置有第七流路部19g(参考图5),提高了冷却效率。
[0105]此外,噪声滤波器用电容器单元515a与正极导体板507连接,除去正极与地之间产生的规定噪声。噪声滤波器用电容器单元515b与负极导体板505连接,除去负极与地之间产生的规定噪声。噪声滤波器用电容器单元515a和515b设定为电容比电容器单元514小。此外,噪声滤波器用电容器单元515a和515b与电容器端子503a?503f相比接近蓄电池负极侧端子508和蓄电池正极侧端子5
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