电力转换装置的制造方法
【技术领域】
[0001]该发明涉及电力转换装置，特别涉及具备卧式开关元件和缓冲电容器的电力转换
目.0
【背景技术】
[0002]以往，已知具备卧式开关元件和缓冲电容器的电力转换装置。这样的电力转换装置例如在日本特开平2011-67045号公报中被公开。
[0003]在上述日本特开平2011-67045号公报中公开了这样的逆变器装置(电力转换装置):其具备MOSFET (卧式开关元件)、缓冲电容器、以及被配置成彼此对置的金属基板和电介质基板。在该逆变器装置中，缓冲电容器的上表面侧和在缓冲电容器的下方配置的MOSFET的侧面侧通过板状的配线相连接。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开平2011-67045号公报
【发明内容】
[0007]发明所要解决的课题
[0008]这里，一般在具备卧式开关元件和缓冲电容器的电力转换装置中，为了抑制浪涌电压上升，优选减小缓冲电容器和卧式开关元件的电极之间的配线电感。
[0009]然而，在上述日本特开平2011-67045号公报中公开的逆变器装置中，缓冲电容器的上表面侧和在缓冲电容器的下方配置的MOSFET的侧面侧通过板状的配线相连接，因此缓冲电容器和MOSFET之间的电流路径变长。其结果为，存在缓冲电容器和MOSFET (卧式开关元件)之间的配线电感变大的问题。
[0010]该发明是为了解决上述课题而完成的，该发明的I个目的是提供能够减小缓冲电容器和卧式开关元件之间的配线电感的电力转换装置。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]一个方面的电力转换装置具备:卧式开关元件，其包含正面及背面，在正面侧具有第I电极及第2电极，并且在第I电极和第2电极之间电流沿与正面及背面平行的横向流动；缓冲电容器，其与卧式开关元件电连接；以及连接用导体，其被配置成夹在卧式开关元件和缓冲电容器之间，在电力转换装置形成有电流路径，该电流路径经由连接用导体将缓冲电容器和卧式开关元件电连接。
[0013]在一个方面的电力转换装置中，利用如上所述的结构，例如在缓冲电容器位于上方、卧式开关元件位于下方的情况下，在缓冲电容器和卧式开关元件之间流动的电流经由以夹在卧式开关元件和缓冲电容器之间的方式配置的连接用导体而从缓冲电容器的下表面侧流向卧式开关元件的上表面侧(或者从卧式开关元件的上表面侧流向缓冲电容器的下表面侧)。由此，与电流经由将位于上方的缓冲电容器的上表面侧和位于下方的卧式开关元件的侧面侧连接起来的配线流动的情况相比，能够缩短缓冲电容器和卧式开关元件之间的电流路径。其结果为，能够减小缓冲电容器和卧式开关元件之间的配线电感。
[0014]发明效果
[0015]根据上述电力转换装置，能够减小缓冲电容器和卧式开关元件之间的配线电感。
【附图说明】
[0016]图1是包含第I实施方式的功率模块的三相逆变器装置的电路图。
[0017]图2是从上方平面地观察第I实施方式的功率模块的图。
[0018]图3是沿着图2的150-150线的剖视图。
[0019]图4是从下表面侧平面地观察第I实施方式的功率模块的第I基板的图。
[0020]图5是从上表面侧平面地观察图4所示的第I基板的图。
[0021]图6是从上表面侧观察图4及图5所示的第I基板的立体图。
[0022]图7是从上表面侧平面地观察第I实施方式的功率模块的第2基板的图。
[0023]图8是从下表面侧平面地观察图7所示的第2基板的图。
[0024]图9是从下表面侧观察图7及图8所示的第2基板的立体图。
[0025]图10是从设有漏电极、源电极及栅电极的正面侧平面地观察第I实施方式的第I卧式开关元件及第2卧式开关元件的图。
[0026]图11是从背面侧平面地观察图10所示的第I卧式开关元件及第2卧式开关元件的图。
[0027]图12是沿着图10及图11的151-151线的剖视图。
[0028]图13是从设有源电极及栅电极的正面侧平面地观察第I实施方式的第I控制用开关元件及第2控制用开关元件的图。
[0029]图14是从设有漏电极的背面侧平面地观察图13所示的第I控制用开关元件及第2控制用开关元件的图。
[0030]图15是沿着图13及图14的152-152线的剖视图。
[0031]图16是用于说明在图3所示的功率模块的内部流动的电流的电流路径的图。
[0032]图17是从上方平面地观察第2实施方式的功率模块的图。
[0033]图18是沿着图17的153-153线的剖视图。
[0034]图19是沿着图17的154-154线的剖视图。
[0035]图20是沿着图17的155-155线的剖视图。
[0036]图21是从上表面侧平面地观察第2实施方式的功率模块的第I基板的图。
[0037]图22是从上表面侧观察图21所示的第I基板的立体图。
[0038]图23是从上表面侧平面地观察第2实施方式的功率模块的第2基板的图。
[0039]图24是从下表面侧平面地观察图23所示的第2基板的图。
[0040]图25是从下表面侧观察图23及图24所示的第2基板的立体图。
[0041]图26是用于说明在图18所示的功率模块的内部流动的电流的电流路径的图。
[0042]图27是从上方平面地观察第3实施方式的功率模块的图。
[0043]图28是沿着图27的156-156线的剖视图。
[0044]图29是沿着图27的157-157线的剖视图。
[0045]图30是沿着图27的158-158线的剖视图。
[0046]图31是从上表面侧平面地观察第3实施方式的功率模块的第I基板的图。
[0047]图32是从上表面侧观察图31所示的第I基板的立体图。
[0048]图33是从上表面侧平面地观察第3实施方式的功率模块的第2基板的图。
[0049]图34是从下表面侧平面地观察图33所示的第2基板的图。
[0050]图35是从下表面侧观察图33及图34所示的第2基板的立体图。
[0051]图36是沿着图35的159-159线的剖视图。
[0052]图37是用于说明在图28所示的功率模块的内部流动的电流的电流路径的图。
【具体实施方式】
[0053]以下，基于附图对实施方式进行说明。
[0054](第I实施方式)
[0055]首先，参照图1，对包含第I实施方式的功率模块100a、10b及10c的三相逆变器装置100的结构进行说明。另外，功率模块10a?10c及三相逆变器装置100是“电力转换装置”的一个例子。
[0056]如图1所示，三相逆变器装置100是将分别进行U相、V相及W相的电力转换的3个功率模块100a、100b及10c并联地电连接而构成的。
[0057]功率模块100a、100b及10c构成为分别将从直流电源(未图示)经由输入端子51a及51b输入的直流电力转换成3相(U相、V相及W相)交流电力。而且，功率模块100a、10b及10c构成为分别将如上所述地转换成的U相、V相及W相的交流电力经由输出端子52a,52b及52c向外部输出。另外，输出端子52a?52c与马达(未图示)等连接。
[0058]并且，功率模块100a、10b及10c分别具备各2个与半桥电路101a、1lb及1lc并联地电连接的缓冲电容器102a、102b及102c。
[0059]半桥电路1la包括2个卧式开关元件(第I卧式开关元件Ila及第2卧式开关元件12a)、和与2个卧式开关元件分别共源共栅连接的2个控制用开关元件(第I控制用开关元件13a及第2控制用开关元件14a)。另外，第I卧式开关元件Ila及第2卧式开关元件12a都是常开型的开关元件(构成为当对栅电极Gla及G2a施加的电压为OV时在漏电极Dla及D2a与源电极Sla及S2a之间流过电流的开关元件)。此外，第I控制用开关元件13a及第2控制用开关元件14a都是常关型的开关元件(构成为当对栅电极G3a及G4a施加的电压为OV时在漏电极D3a及D4a与源电极S3a及S4a之间不流过电流的开关元件)。
[0060]这里，在第I实施方式中，第I卧式开关元件Ila(第2卧式开关元件12a)的栅电极Gla(G2a)与第I控制用开关元件13a (第2控制用开关元件14a)的源电极S3a(D4a)连接。由此，第I控制用开关元件13a(第2控制用开关元件14a)构成为，通过根据从控制端子53a(54a)输入的控制信号进行开关，来进行第I卧式开关元件Ila(第2卧式开关元件12a)的驱动(开关)的控制。其结果为，由常开型的第I卧式开关元件Ila(第2卧式开关元件12a)和常关型的第I控制用开关元件13a(第2控制用开关元件14a)构成的开关电路Sla(S2a)整体上构成为，作为常关型的开关电路而被控制。
[0061]并且，与上述半桥电路1la相同地，半桥电路1lb也包括常开型的2个卧式开关元件(第I卧式开关元件Ilb及第2卧式开关元件12b)。并且，半桥电路1lb包括与上述2个卧式开关元件分别共源共栅连接的常关型的2个控制用开关元件(第I控制用开关元件13b及第2控制用开关元件14b)。而且，利用常开型的第I卧式开关元件Ilb (第2卧式开关元件12b)和常关型的第I控制用开关元件13b (第2控制用开关元件14b)构成了常关型的开关电路Slb (S2b)。另外，第I控制用开关元件13b (第2控制用开关元件14b)构成为，通过根据从控制端子53b (54b)输入的控制信号进行开关，来进行第I卧式开关元件IIb (第2卧式开关元件12b)的开关的控制。
[0062]并且，与上述半桥电路10Ia及1lb相同地，半桥电路1lc也包括常开型的2个卧式开关元件(第I卧式开关元件Ilc及第2卧式开关元件12c)。并且，半桥电路1lc包括与上述2个卧式开关元件分别共源共栅连接的常关型的2个控制用开关元件(第I控制用开关元件13c及第2控制用开关元件14c)。而且，利用常开型的第I卧式开关元件Ilc (第2卧式开关元件12c)、和常关型的第I控制用开关元件13c (第2控制用开关元件14c)构成了常关型的开关电路Slc (S2c)。另外，第I控制用开关元件13c (第2控制用开关元件14c)构成为，通过根据从控制端子53c(54c)输入的控制信号进行开关，来进行第I卧式开关元件IIc (第2卧式开关元件12c)的开关的控制。
[0063]接下来，参照图2?图15，对第I实施方式的功率模块100a、100b及10c的具体结构(构造)进行说明。另外，功率模块100a、100b及10c分别具有大致相同的结构，因此，以下仅对进行U相的电力转换的功率模块10a进行说明。
[0064]如图2及图3所示，功率模块10a具备:第I基板1、2个卧式开关元件(第I卧式开关元件Ila及第2卧式开关元件12a)、2个控制用开关元件(第I控制用开关元件13a及第2控制用开关元件14a)、2个缓冲电容器102a、以及第2基板5。
[0065]如图3所示，第I基板I和第2基板5以彼此对置的方式沿上下方向(Z方向)隔开规定的间隔地配置。具体地，第I基板I配置在下方(箭头Zl方向侧)，并且第2基板5配置在上方(箭头Z2方向侧)。并且，第I卧式开关元件11a、第2卧式开关元件12a、第I控制用开关元件13a及第2控制用开关元件14a被配置在第I基板I的上表面(箭头Z2方向侧的正面)和第2基板5的下表面(箭头Zl方向侧的背面)之间。并且，缓冲电容器102a被配置在第2基板5的上表面。并且，在第I基板I的上表面和第2基板5的下表面之间填充有密封树脂60。
[0066]如图4?图6所示，第I基板I包括:绝缘板2、在绝缘板2的下表面(箭头Zl方向侧的面)形成的散热层3、在绝缘板2的上表面(箭头Z2方向侧的面)形成的4个导电图案4a、4b、4c及4d。并且，如图7?图9所示，第2基板5包括:绝缘板6、在绝缘板6的上表面形成的5个导电图案7a、7b、7c、7d及7e、在绝缘板6的下表面形成的6个导电图案8a、8b、8c、8d、8e 及 8f。这里，导电图案 7a、7b、7c、7d 及 7e、和导电图案 8a、8b、8c、8d 及 8e分别经由以沿上下方向(Z方向)贯通绝缘板2的方式设置的柱状导体9a、9b、9c、9d及9e而电连接。另外，导电图案7a、7b、7c、7d及7e、和导电图案8a、8b、8c、8d及8e也可以分别经由贯通过孔这样的中空状的导体电连接，而不是柱状导体9a、9b、9c、9d及9e。
[0067]这里，在第I实施方式中，如图3所示，第2基板5被配置成夹在缓冲电容器102a、和第I卧式开关元件Ila及第2卧式开关元件12a之间。S卩，缓冲电容器102a相对于第2基板5配置在上方(箭头Z2方向侧)，并且第I卧式开关元件IIa及第2卧式开关元件12a相对于第2基板配置在下方(箭头Zl方向侧)。由此，设于第2基板5的导电图案7a?7e、8a?8f及柱状导体9a?9e被配置成夹在缓冲电容器102a、和第I卧式开关元件Ila及第2卧式开关元件12a之间。另外，导电图案7a?7e、8a?8f及柱状导体9a?9e是“连接用导体”的一个例子。
[0068]并且，如图3所示，缓冲电容器102a的一方的电极Cl