專(zhuān)利名稱(chēng)：逆變器裝置以及使用它的車(chē)輛驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及逆變器裝置以及使用它的車(chē)輛驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
以往，在僅用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)、或者使用發(fā)動(dòng)機(jī)或者電機(jī)雙方驅(qū)動(dòng)的混合型電動(dòng)汽車(chē)中，使用逆變器裝置將從直流電源供給的直流變換為供給給車(chē)輛驅(qū)動(dòng)用電機(jī)的交流。例如在特開(kāi)2001-258267號(hào)公報(bào)、特開(kāi)2002-369550號(hào)公報(bào)中記載的那樣，逆變器裝置由稱(chēng)為電源模塊或者逆變器電橋電路的半導(dǎo)體裝置、和搭載有電容器、驅(qū)動(dòng)電路、接口電路、傳感器電路、計(jì)算機(jī)、控制電源等電子部件的控制基板等構(gòu)成。
電源模塊具備安裝在絕緣基板上的由IGBT或者M(jìn)OSFET構(gòu)成的開(kāi)關(guān)元件。開(kāi)關(guān)元件的表面電極、和固定在收納電源模塊的外包裝殼體上的配線的端子之間，采用由接合用鋁線進(jìn)行連接的結(jié)構(gòu)。
特開(kāi)2001-258267號(hào)[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]特開(kāi)2002-369550號(hào)用于連接上述開(kāi)關(guān)元件的接合用導(dǎo)線有必要增加用于連接的導(dǎo)線根數(shù)、或者增大各導(dǎo)線直徑，以便在由開(kāi)關(guān)元件控制的電流量增加時(shí)防止電流引起的發(fā)熱導(dǎo)致導(dǎo)線的熔斷。
具體例示如下，即，例如在用逆變器裝置控制的電流為150A并作為接合導(dǎo)線使用鋁線的情況下，如果鋁線線徑300μm的接合導(dǎo)線的容許電流是10A，則必須使用至少15根接合用導(dǎo)線。以上例示的導(dǎo)線存在比通常使用的導(dǎo)線粗，且用于各導(dǎo)線的接合的時(shí)間變長(zhǎng)的問(wèn)題。此外，隨著使用的導(dǎo)線的數(shù)目增加，其作業(yè)時(shí)間也變長(zhǎng)。這里僅以時(shí)間為例子進(jìn)行了說(shuō)明，但不僅是在時(shí)間方面，在所需的機(jī)械或者技術(shù)性方面也存在很大的作業(yè)性問(wèn)題。
此外，如果使用的接合用導(dǎo)線變粗或者用于接合的時(shí)間變長(zhǎng)，則接合時(shí)對(duì)開(kāi)關(guān)元件的損害也變大，導(dǎo)致可靠性降低的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是謀求提高逆變器裝置或者車(chē)輛驅(qū)動(dòng)裝置的組裝性。
本發(fā)明中為達(dá)到上述目的，將使用于逆變器裝置的半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)元件的一方的電極固定在第一配線層上，同時(shí)將所述開(kāi)關(guān)元件的另一方的電極連接在由板狀導(dǎo)體構(gòu)成的第二配線層上。
根據(jù)該構(gòu)成，通過(guò)將能夠流過(guò)大電流的板狀導(dǎo)體連接到上述半導(dǎo)體元件的電極上而實(shí)現(xiàn)電連接，與采用導(dǎo)線接合時(shí)相比提高了組裝性，同時(shí)提高了逆變器裝置的可靠性。
根據(jù)本發(fā)明，不僅能實(shí)現(xiàn)大電流化，還能提高組裝性。


圖1是表示包含車(chē)輛驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的概略構(gòu)成的系統(tǒng)方框圖，其中，所述車(chē)輛驅(qū)動(dòng)裝置使用本發(fā)明實(shí)施方式一的電源模塊。
圖2是包含本發(fā)明實(shí)施方式一的電源模塊的逆變器裝置的電路圖。
圖3是包含本發(fā)明實(shí)施方式一的電源模塊的逆變器裝置的詳細(xì)電路圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的電源模塊的外觀構(gòu)成的立體圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的電源模塊中的臂(arm)模塊的構(gòu)成的放大立體圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施方式一的電源模塊的配線狀態(tài)圖。
圖7是包含本發(fā)明實(shí)施方式一的電源模塊的逆變器裝置的另外的構(gòu)成的電路圖。
圖8是包含本發(fā)明實(shí)施方式一的電源模塊的逆變器裝置的另外的構(gòu)成的詳細(xì)電路圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的電源模塊中的開(kāi)關(guān)元件SWUH的上面的發(fā)射電極和導(dǎo)體186之間的采用引線狀導(dǎo)體LC的連接構(gòu)造的截面圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施方式一的電源模塊中的二極管DUH的上面的發(fā)射電極和導(dǎo)體186之間的采用引線狀導(dǎo)體LC的連接構(gòu)造的截面圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施方式二的電源模塊中的臂模塊的構(gòu)成的放大立體圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式三的電源模塊中的臂模塊的構(gòu)成的放大立體圖。
圖13是表示本發(fā)明實(shí)施方式四的電源模塊中的臂模塊的構(gòu)成的放大立體圖。
圖14是表示本發(fā)明實(shí)施方式五的電源模塊中的臂模塊的構(gòu)成的放大立體圖。
圖15是圖10的A-A截面圖。
圖中BW-接合導(dǎo)線，SWUH-開(kāi)關(guān)元件，DUH-二極管，LC-引線狀導(dǎo)體，170、172-突起端子。
具體實(shí)施例方式
圖1表示包含車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具體表示電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在該實(shí)施方式中說(shuō)明的是使用燃料電池的電動(dòng)汽車(chē)，但以下說(shuō)明的逆變器裝置還可以使用于由發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的雙輸出進(jìn)行車(chē)輪驅(qū)動(dòng)的所謂混合型的電動(dòng)汽車(chē)。其中，圖1中使用的符號(hào)和其他圖中表示的符號(hào)相同的情況下表示同一部分。
逆變器裝置100將從DC/DC變換器330或者蓄電池310供給過(guò)來(lái)的直流變換成交流，供給給作為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電機(jī)300。電機(jī)300是作為車(chē)載用的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一例表示的例如同步電機(jī)300。電機(jī)300在該實(shí)施例中在轉(zhuǎn)子內(nèi)部具有永久磁鐵，由被供給的交流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而轉(zhuǎn)動(dòng)上述轉(zhuǎn)子，產(chǎn)生用于車(chē)輛行駛的轉(zhuǎn)矩。電機(jī)300的輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)由作為動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)的差動(dòng)齒輪DEF傳達(dá)給左右車(chē)輪WH1和WH2。向逆變器裝置供給的電力由燃料電池系統(tǒng)(FCS)320生成。其中，在上述混合型電動(dòng)汽車(chē)中，替代燃料電池系統(tǒng)(FCS)，還可以從對(duì)于從由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)供給的電力進(jìn)行存儲(chǔ)的充電電池進(jìn)行供給。在該混合型電動(dòng)汽車(chē)中，用上述發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)300雙方的輸出，進(jìn)行車(chē)輛行駛。
燃料電池系統(tǒng)(FCS)320由燃料電池(FC)322、存儲(chǔ)氫等燃料的箱體324、引入空氣的機(jī)構(gòu)326、存儲(chǔ)通過(guò)反應(yīng)產(chǎn)生的水的排水箱328構(gòu)成。在燃料箱324中存儲(chǔ)有被加壓的氣體的氫氣，并由來(lái)自控制裝置350的控制信號(hào)，對(duì)從燃料箱324向燃料電池322供給的燃料量進(jìn)行控制。此外，包含用于與燃料反應(yīng)的氧氣的空氣從空氣引入機(jī)構(gòu)326引入，供給給燃料電池(FC)322。
燃料電池322具備反應(yīng)幕和燃料極和空氣極，使用來(lái)自燃料箱324的氫氣和從空氣引入機(jī)構(gòu)326供給過(guò)來(lái)的氧，產(chǎn)生直流電壓，并且氫和氧反應(yīng)的結(jié)果生成水。氫分子在燃料電池322中被離子化，由此燃料電池的燃料極成為負(fù)電位，且?guī)д姷臍潆x子聚集在燃料電池322的空氣極，使空氣極成為正電位。通過(guò)使電流從燃料電池系統(tǒng)320向外部的電負(fù)載供給，而借助上述負(fù)載等外部電路從燃料電池向空氣極流動(dòng)電流，從而供給電子。在空氣極供給氧，而如果電子從外部電路供給給空氣極，則在空氣極，氫離子和氧進(jìn)行反應(yīng)而生成水。該水存儲(chǔ)在上述排水箱328中。作為上述燃料，除了可以使用氫外，還可以使用甲醇、汽油、天然氣(Natural gas)。
燃料電池系統(tǒng)320產(chǎn)生的電力量是基于供給給燃料電池322的燃料量即氫量大致決定?？刂茊卧?50用未圖示的用于檢測(cè)加速器踏下量的傳感器等，檢測(cè)燃料電池系統(tǒng)320的負(fù)載狀態(tài)，基于負(fù)載狀態(tài)控制向燃料電池322供給的燃料供應(yīng)量。上述負(fù)載狀態(tài)例如還可以通過(guò)檢測(cè)燃料電池系統(tǒng)320的輸出端子電壓而檢測(cè)出，例如可以以使所述輸出端子電壓成為目標(biāo)電壓的方式對(duì)所述燃料供給量進(jìn)行反饋控制。
可以從燃料電池系統(tǒng)320直接向蓄電池310供給電力，也可以經(jīng)由作為直流電壓變換裝置的DC/DC變換器330，將電壓變換成適當(dāng)?shù)闹?，再向蓄電?10供給。在本實(shí)施例中，是采用了將電壓用DC/DC變換器330變換成適當(dāng)?shù)闹?，再存?chǔ)在蓄電池中的方式。
蓄電池310經(jīng)由開(kāi)關(guān)312與直流電源線連接。蓄電池310的端子電壓是例如300伏特(V)，向逆變器裝置200供給直流電壓300V，變換成三相交流，經(jīng)由供給線UVW，供給給電機(jī)300。
蓄電池310的額定電壓為例如300V，燃料電池320的額定電壓是24V～96V，例如為48V。在此情況下，燃料電池320的輸出電壓是由升壓型DC/DC變換器330升壓，供給到蓄電池310并充電。但是，可以設(shè)定成各種額定電壓，例如可以將逆變器裝置200和蓄電池310的額定電壓設(shè)定為600伏特、燃料電池系統(tǒng)320的輸出電壓設(shè)定為300伏特。此外，作為其他實(shí)例，還可以用燃料電池產(chǎn)生約400伏特的電壓，用DC/DC變換器330降低電壓，向逆變器裝置200和蓄電池310供給額定300伏特的電壓。
從蓄電池310經(jīng)由逆變器裝置200，向電機(jī)300供給電力。逆變器裝置200由電機(jī)控制單元MCU212、和以下要說(shuō)明的電源模塊100、和用于產(chǎn)生對(duì)構(gòu)成該電源模塊100的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的柵極(gate)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路單元210構(gòu)成?？刂茊卧?50將檢測(cè)未圖示的加速器操作量的傳感器所產(chǎn)生的車(chē)輛的加速器操作量作為輸入信息接收，基于加速器操作量算出電機(jī)300的產(chǎn)生目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，作為電機(jī)轉(zhuǎn)矩指令向電機(jī)控制單元212發(fā)送。電機(jī)控制單元212根據(jù)電機(jī)所應(yīng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩指令控制驅(qū)動(dòng)電路單元210所產(chǎn)生的柵極信號(hào)的產(chǎn)生。
逆變器裝置在電源模塊100中具有多個(gè)臂，上述臂的導(dǎo)通或者非導(dǎo)通是由所述柵極信號(hào)控制，逆變器裝置將基于所述柵極信號(hào)產(chǎn)生的三相交流電流供給給上述電機(jī)300。更詳細(xì)地說(shuō)，電機(jī)控制單元212將電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置或者在電機(jī)中流過(guò)的電流值、電機(jī)的溫度作為輸入信息接收，進(jìn)行已考慮進(jìn)電機(jī)安全性的維持的控制。
此外，上述電機(jī)的溫度或者電流值送往作為上位控制裝置的控制單元350。當(dāng)車(chē)輛是混合型車(chē)輛的情況下，控制單元350由加速器的操作量等算出車(chē)輛行駛所必需的轉(zhuǎn)矩，對(duì)以怎樣的方式將算出的所需轉(zhuǎn)矩用發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)分擔(dān)進(jìn)行運(yùn)算，求出電機(jī)的分擔(dān)轉(zhuǎn)矩。將該電機(jī)的分擔(dān)轉(zhuǎn)矩作為指令值發(fā)送到電機(jī)控制單元212。如上所述，電機(jī)控制單元212控制驅(qū)動(dòng)電路單元210，并控制電源模塊100的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的柵極信號(hào)的產(chǎn)生，電機(jī)產(chǎn)生上述電機(jī)的分擔(dān)轉(zhuǎn)矩。
DC/DC變換器330由以下部分構(gòu)成，即對(duì)輸入的直流電壓進(jìn)行升壓或者降壓，具有周期性遮斷電流的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的變換器電路332；為控制所述變換器電路332的開(kāi)關(guān)元件，產(chǎn)生向所述開(kāi)關(guān)元件的柵極供給的控制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電路單元334。
控制單元350進(jìn)一步檢測(cè)蓄電池充放電狀態(tài)或者電機(jī)的負(fù)載狀態(tài)，基于檢測(cè)結(jié)果控制DC/DC變換器330，控制蓄電池310的充電，或者控制向電機(jī)的供給電壓。當(dāng)應(yīng)向電機(jī)300供給的電流變多時(shí)，在由蓄電池310供給的電流基礎(chǔ)上，從燃料電池系統(tǒng)320經(jīng)由DC/DC變換器330供給電流。此外，當(dāng)車(chē)輛處于低速行駛狀態(tài)、即電機(jī)300的旋轉(zhuǎn)速度處于低狀態(tài)時(shí)，由于電機(jī)300的內(nèi)部感應(yīng)電壓低，因此能供給大電流。此時(shí)，DC/DC變換器330輸出與蓄電池310的額定電壓對(duì)應(yīng)的電壓。車(chē)輛速度快的狀態(tài)表示電機(jī)300的旋轉(zhuǎn)速度快的狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)內(nèi)部的感應(yīng)電壓高。為抑制感應(yīng)電壓變高，一般進(jìn)行磁場(chǎng)削弱控制，但即使這樣也不能抑制感應(yīng)電壓上升，很難將必要的電流供給給電機(jī)。為應(yīng)對(duì)內(nèi)部感應(yīng)電壓的上升，最好提高向電機(jī)供給的電源電壓。在電機(jī)300的高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中，進(jìn)行以下控制，即控制單元350以提高DC/DC變換器330的輸出電壓的方式控制DC/DC變換器330，同時(shí)打開(kāi)蓄電池310的端子和逆變器300的輸入端子之間的開(kāi)關(guān)312，將蓄電池310從逆變器的直流電力供給線切離。由此可以提高向電機(jī)供給的輸入電壓，即使電機(jī)的內(nèi)部感應(yīng)電壓升高，也能用比它更高的電壓供給電力，抑制向電機(jī)的電流供給量的降低現(xiàn)象。
圖2是圖1所示的逆變器裝置200的電路圖。逆變器裝置200的電源模塊100由六個(gè)臂構(gòu)成，將從作為車(chē)載用直流電源的蓄電池310供給的電流變換成交流，向作為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電機(jī)300供給電力。在本實(shí)施方式中，電機(jī)300是在轉(zhuǎn)子上具有永久磁鐵的同步電機(jī)。電源模塊的上述六個(gè)臂是U相的上臂100UH、U相的下臂100UL、V相的上臂100VH、V相的下臂100VL、W相的上臂100WH、W相的下臂100WL。在如圖2所示的實(shí)施方式中，上述各相的各臂作為半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)元件使用IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor絕緣柵極雙極型晶體管)。作為半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)元件，除了IGBT以外，還可以使用MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor)。
IGBT具有動(dòng)作速度快的優(yōu)點(diǎn)。在以往，由于電力用MOS-FET能使用的電壓很低，因此高壓用的逆變器是由IGBT制成。但最近，電力用MOS-FET能使用的電壓變高，從而在車(chē)輛用逆變器中哪一個(gè)都能作為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件使用。在采用電力用MOS-FET的情況下的半導(dǎo)體構(gòu)造相比IGBT簡(jiǎn)單，具有半導(dǎo)體的制造工序比IGBT更少的優(yōu)點(diǎn)。
在圖2中，相UVW各相的上臂和下臂分別串聯(lián)連接。U相和V相和W相的各上臂100UH、100VH、100WH的各自的集電極端子(在使用電力用MOS-FET時(shí)為漏極端子)連接在直流電源的正極側(cè)的配線LH上。另一方面，U相和V相和W相的各下臂100UL、100VL、100WL的各自的發(fā)射極端子(在使用電力用MOS-FET時(shí)為源極端子)連接在直流電源的負(fù)極側(cè)的配線LL上。在配線LH和配線LL之間，如在圖1中說(shuō)明的那樣，連接著搭載在車(chē)輛上的蓄電池310或者作為電壓變換器的DC/DC變換器330那樣的直流電源，直流電壓向逆變器裝置的電源模塊100供給。
U相上臂100UH的發(fā)射極端子(在使用電力用MOS-FET時(shí)為源極端子)和U相下臂100UL的集電極端子(在使用電力用MOS-FET時(shí)為漏極端子)的連接點(diǎn)連接在電機(jī)的U相端子上，流通U相電流。當(dāng)電樞線圈(永久磁鐵型同步電機(jī)的定子線圈)為Y接線的情況下，流通U相線圈的電流。V相上臂100VH的發(fā)射極端子(在使用電力用MOS-FET時(shí)為源極端子)和V相下臂100VL的集電極端子(在使用電力用MOS-FET時(shí)為漏極端子)的連接點(diǎn)連接在電機(jī)的V相電樞線圈的(定子線圈)的V相端子上，流通V相電流。當(dāng)定子線圈為Y接線的情況下，流通V相線圈的電流。W相上臂100WH的發(fā)射極端子(在使用電力用MOS-FET時(shí)為源極端子)和W相下臂100WL的集電極端子(在使用電力用MOS-FET時(shí)為漏極端子)的連接點(diǎn)連接在電機(jī)的W相端子上。當(dāng)定子線圈為Y接線的情況下，流通W相線圈的電流。
在圖2中，如上述的那樣，在電源模塊100上經(jīng)由正極側(cè)配線LH和負(fù)極側(cè)配線LL外加來(lái)自蓄電池310等直流電源的直流電壓。正極側(cè)配線LH和負(fù)極側(cè)配線LL在安裝電路中分別存在電感114。而且，在正極側(cè)配線LH和負(fù)極側(cè)配線LL之間設(shè)有電容器112，由該電容器以及電感114，進(jìn)行電源模塊100產(chǎn)生的噪聲去除或者防止電壓變動(dòng)經(jīng)電源線影響其他組件。
由電機(jī)控制單元212控制產(chǎn)生柵極信號(hào)的驅(qū)動(dòng)單元210，從各相的驅(qū)動(dòng)單元UDU、VDU、WDU向各層的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件供給柵極信號(hào)。基于該柵極信號(hào)，控制各臂的導(dǎo)通、非導(dǎo)通(遮斷)。其結(jié)果，被供給的直流變換成三相交流。三相交流的產(chǎn)生是已知的技術(shù)，因此這里省略詳細(xì)的動(dòng)作說(shuō)明。
構(gòu)成逆變器的各臂100UH、100UL、100VH、100VL、100WH、100WL的半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)元件，分別通過(guò)多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的并列連接構(gòu)成。圖3表示了該狀況。圖3表示了臂100UH和100UL的詳細(xì)情況。如同用臂100UH代表性地表示的那樣，各個(gè)臂是通過(guò)將由如IGBT這樣的開(kāi)關(guān)元件SWUH1和與此并列連接的二極管DUH1構(gòu)成的電路并列連接多個(gè)而構(gòu)成，關(guān)于并列連接數(shù)目，在本實(shí)施方式中并列連接了四組。即，并列連接了以下四組開(kāi)關(guān)電路由開(kāi)關(guān)元件SWUH1和二極管DUH1構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路；由開(kāi)關(guān)元件SWUH2和二極管DUH2構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路；由開(kāi)關(guān)元件SWUH3和二極管DUH3構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路；由開(kāi)關(guān)元件SWU4和二極管DUH4構(gòu)成的開(kāi)關(guān)電路。當(dāng)用電力用MOS-FET替代IGBT使用的情況下，由于各電力用MOS-FET已經(jīng)具備二極管功能，因此省掉二極管DUH1～DUH4。
在圖3中并列了四組開(kāi)關(guān)電路，但要采用幾組并列是根據(jù)向電機(jī)供給的最大供給電流值決定。如上所述，在本實(shí)施例中，構(gòu)成逆變器的各臂分別由四組開(kāi)關(guān)電路構(gòu)成。向這些開(kāi)關(guān)電路的各柵極，從驅(qū)動(dòng)單元210的UDU并列供給柵極控制信號(hào)。與驅(qū)動(dòng)單元210的UDU相同的電路，也設(shè)在VDU和WDU中，向構(gòu)成各開(kāi)關(guān)電路的各開(kāi)關(guān)元件并列供給柵極信號(hào)。
并列連接各開(kāi)關(guān)元件的理由不僅僅是為了應(yīng)對(duì)電機(jī)的最大電流，同時(shí)還是為了解決提高汽車(chē)安全性的問(wèn)題。當(dāng)安裝IGBT或者電力用MOS-FET的情況下，相對(duì)熱循環(huán)的防損傷是極其重要的問(wèn)題。逆變器電路的損傷的很大的原因在于，在每次使逆變器電路工作時(shí)安裝著的開(kāi)關(guān)元件的芯片由熱膨脹引起應(yīng)力，并由反復(fù)操作引起破損。破損的結(jié)果，使元件的電導(dǎo)通受損。在本實(shí)施例中，由于并列連接多個(gè)元件，因此即使其內(nèi)的一個(gè)發(fā)生電導(dǎo)通障礙，也能通過(guò)降低電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩等緊急應(yīng)對(duì)方法，維持行駛到修理廠或者附近的城鎮(zhèn)。此外，還可以避免在高速行駛時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生突然停止引起的危險(xiǎn)性。如果使用多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的并列電路，以替代能流過(guò)大電流的一個(gè)開(kāi)關(guān)元件，則雖然部件數(shù)增加，而且與此相伴的制造方面工作量也增加，但這樣能降低異常時(shí)的危險(xiǎn)性。
圖4和圖5表示圖2或者圖3中表示的電源模塊100的安裝構(gòu)造。圖4是表示電源模塊100的外觀的立體圖，圖5是臂部的放大圖。由圖4和圖5可知，在樹(shù)脂制的框體190的內(nèi)部設(shè)有構(gòu)成逆變器的電源模塊100的各臂，U相、V相、W相的各相的上臂集電極端子TUHC、TVHC、TWHC、和各相的下臂集電極端子TULC、TVLC、TWLC、和各相的上臂發(fā)射極端子TUHE、TVHE、TWHE、和各相的下臂發(fā)射極端子TULE、TVLE、TWLE、和各相的上臂柵極端子TUHG、TVHG、TWHG、和各相的下臂柵極端子TULG、TVLG、TWLG，設(shè)在框體190的側(cè)壁上。在該實(shí)例中，各臂100UH、100UL、100VH、100VL、100WH、100WL由作為并列連接的四個(gè)IGBT的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件SW、和分別與這些各半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件并列連接的二極管構(gòu)成。所述各相的上臂柵極端子TUHG、TVHG、TWHG、和所述各相的下臂柵極端子TULG、TVLG、TWLG具有與上述并列連接的四個(gè)各半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件對(duì)應(yīng)的四個(gè)柵極端子。將上臂100UH作為六個(gè)臂的代表例進(jìn)行說(shuō)明。
在圖4中，U相的上臂柵極端子TUHG由與構(gòu)成上臂100UH的各半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件SW對(duì)應(yīng)的四個(gè)柵極端子TUHG1、TUHG2、TUHG3、TUHG4構(gòu)成。后面將用圖5說(shuō)明其詳細(xì)構(gòu)造。其中，由于各臂的開(kāi)關(guān)元件是電并列連接，因此如果采用在框體190內(nèi)部連接四個(gè)柵極端子的構(gòu)造，則逆變器裝置整體的構(gòu)造變得簡(jiǎn)單。但是，為了對(duì)每個(gè)元件進(jìn)行是否異常的診斷，最好對(duì)每個(gè)元件獨(dú)立施加?xùn)艠O信號(hào)，診斷元件的動(dòng)作。在此情況下，分別進(jìn)行直到安裝有電機(jī)控制單元212和驅(qū)動(dòng)單元210的電路板為止的各自的柵極的配線，在各電路板上對(duì)是同時(shí)施加還是分別施加上述并列連接的元件的柵極信號(hào)，進(jìn)行控制。在本實(shí)施方式中，各元件的柵極從上述電路板分別獨(dú)立地設(shè)置。關(guān)于該點(diǎn)，在圖3中省略了說(shuō)明，而且電路也概念性地畫(huà)成柵極電路未分離的形式，但這只是為了簡(jiǎn)化說(shuō)明。實(shí)際上，驅(qū)動(dòng)單元的輸出還分別經(jīng)過(guò)在各柵極上設(shè)置的開(kāi)關(guān)電路而相連，在電機(jī)的動(dòng)作模式下這些開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，在測(cè)試模式下僅導(dǎo)通成為測(cè)試對(duì)象的開(kāi)關(guān)并將其他遮斷。
各臂100UH、100VH、100WH、100UL、100VL、100WL具有分別并列連接的四個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，上述四個(gè)開(kāi)關(guān)元件SW的上側(cè)電極(在本例中是IGBT的發(fā)射極電極)通過(guò)引線狀導(dǎo)體LC進(jìn)行連接。作為引線狀導(dǎo)體LC，例如可以使用在銅或者鋁的薄板狀芯材的表面實(shí)施鍍鎳以及鍍金的導(dǎo)體、或者在同樣的芯材表面實(shí)施鍍鎳以及鍍錫的導(dǎo)體、或者使用對(duì)“銅”和“鐵—鎳合金”進(jìn)行復(fù)合化的芯材并進(jìn)行鍍鎳以及鍍金或者鍍錫的導(dǎo)體。
此外，引線狀導(dǎo)體LC例如還可以使用在氮化鋁或者氮化硅等陶瓷上連接銅或鋁、或者“銅”和“鐵-鎳合金”的復(fù)合材料并實(shí)施鍍鎳以及鍍金或者鍍錫的導(dǎo)體。
圖4和圖5表示取下電源模塊100的上蓋后的狀態(tài)，而后述的圖6的配線盤(pán)作為樹(shù)脂190的蓋設(shè)于上方。在電源模塊100中，為了防止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的導(dǎo)線振動(dòng)、或者有可能從外部混入的水分或者異物的影響，在框體190的內(nèi)部注入有硅等的凝膠體。
如圖3所示，例如U相上臂100UH由以下部分構(gòu)成，它們是由四個(gè)IGBT構(gòu)成的U相上臂半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件SWUH1、SWUH2、SWUH3、SWUH4；與這些半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件并列連接的二極管DUH1、DUH2、DUH3、DUH4。
接著，使用圖5，對(duì)本實(shí)施方式的電源模塊100的各臂的安裝構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。在圖5中，是作為六個(gè)臂的代表選擇了臂100UH，并說(shuō)明其構(gòu)造的立體圖。這里雖然以U相上臂100UH作為代表例進(jìn)行了說(shuō)明，但其他臂的安裝構(gòu)造也一樣。
上臂100UH具有四個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件SWUH1、SWUH2、SWUH3、SWUH4。開(kāi)關(guān)元件SWUH分別是例如12mm×12mm、厚度550μm的IGBT元件的芯片。絕緣基板180由氮化鋁構(gòu)成，其下面具有能由水或者空氣冷卻的構(gòu)造。在絕緣基板180的上面，厚度0.3mm的銅配線182以層的形式形成。在銅配線182的表面(圖示的上側(cè)的面)形成有鍍鎳膜。開(kāi)關(guān)元件SWUH的一方的電極，通過(guò)由錫和鉛構(gòu)成的熔點(diǎn)約330℃的焊料184，固定在銅配線182上。該銅配線與端子TUHC電連接。在本實(shí)施方式中，開(kāi)關(guān)元件SWUH1～SWUH4的芯片的下面?zhèn)仁羌姌O電極、上面?zhèn)仁前l(fā)射極電極。但也可以相反安裝所述芯片，將下側(cè)作為發(fā)射極、上側(cè)作為集電極。
在圖4和圖5的實(shí)例中，由于在開(kāi)關(guān)元件的硅芯片的下側(cè)配置有集電極，因此四個(gè)開(kāi)關(guān)元件的集電極電極并列配置、連接在作為共同地使用的銅配線182的配線層上。所述銅配線182在樹(shù)脂制的框體190的內(nèi)部與U相上臂集電極端子TUHC電連接。此外，在所述銅配線182上，并列配置、連接有構(gòu)成上臂100UH的四個(gè)二極管DUH1、DUH2、DUH3、DUH4。在這里，二極管DUH1、DUH2、DUH3、DUH4分別是5mm×5mm×0.4mmt大小的芯片，并以二極管的陰極成為銅配線182側(cè)的方式設(shè)置。在將開(kāi)關(guān)元件的硅芯片逆向固定在配線層上的情況下，即在將發(fā)射極朝所述銅配線182側(cè)而連接的情況下，將上述二極管以其陽(yáng)極成為上述銅配線182側(cè)的方式配置、連接。
在本構(gòu)造中，在作為共同配線板的銅配線182上分別固定有并列連接的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，而通過(guò)該構(gòu)造，配線作業(yè)變得更容易。此外，由于在作為共同配線板的銅配線182上設(shè)有并列連接的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件，因此有以下效果，即，配線層自然變大，能減少電感或者電機(jī)電阻，或者作為抑制各元件的極端的電流偏置，其結(jié)果能抑制熱的局部集中，即通過(guò)絕緣基板180散熱的散熱面積增大，能使溫度均勻化。由于配線層增大，因此機(jī)械強(qiáng)度也增大。由于在該配線板上設(shè)有并列連接的二極管，因此構(gòu)造變簡(jiǎn)單且二極管的安裝變?nèi)菀?。在本?shí)施方式中，與各開(kāi)關(guān)元件分別對(duì)應(yīng)地設(shè)置二極管，但例如對(duì)兩個(gè)開(kāi)關(guān)元件設(shè)置一個(gè)二極管等，至少設(shè)置一個(gè)二極管即可?？紤]到要確保安全性，即使一個(gè)以上引起故障，也可以通過(guò)設(shè)置兩個(gè)以上而與該情況對(duì)應(yīng)，因此如果設(shè)置兩個(gè)以上，能進(jìn)一步提高安全性。
在絕緣基板180上，固定有板狀(也可以是層)的導(dǎo)體186。該板狀導(dǎo)體186在樹(shù)脂制的框體190的內(nèi)部與U相上臂發(fā)射極端子TUHE電連接。在并列連接的開(kāi)關(guān)元件SWUH1～SWUH4的上面分別設(shè)置的發(fā)射極電極EE及二極管DUH1～DUH4的陽(yáng)極、和導(dǎo)體186，通過(guò)引線狀導(dǎo)體LC連接。引線狀導(dǎo)體LC是如圖所示的板狀導(dǎo)體，其以與開(kāi)關(guān)元件SWUH1～SWUH4和二極管DUH1～DUH4、以及其他連接用端子的位置以及高度相適應(yīng)地預(yù)先切斷，通過(guò)擠壓彎曲，在其中間形成彎曲部LC-C。在本實(shí)施方式中，該引線狀導(dǎo)體LC，在與導(dǎo)體186的連接部側(cè)作為一體形成，而在與四個(gè)開(kāi)關(guān)元件SWUH的連接部側(cè)，前端與開(kāi)關(guān)元件SWUH分別對(duì)應(yīng)地分割，且被分割的每個(gè)前端部與開(kāi)關(guān)元件SWUH1、SWUH2、SWUH3、SWUH4分別連接。如后述的那樣，在引線狀導(dǎo)體LC的端子170的下面?zhèn)?，預(yù)先形成有多個(gè)突起。端子170的突起由以錫、銀以及銅構(gòu)成的熔點(diǎn)約230℃的焊料構(gòu)成。通過(guò)焊料的熔融，設(shè)在開(kāi)關(guān)元件SWUH的上面的發(fā)射極電極及二極管DUH的上側(cè)電極、和導(dǎo)體186，通過(guò)板形狀的引線狀導(dǎo)體LC進(jìn)行連接。
圖4的關(guān)于臂100UH的上述說(shuō)明，對(duì)于其他的臂100UL、100VH、100VL、100WH、100WL也相同。在臂100VH的公共電極182(未圖示)上固定有四個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的集電極側(cè)，該公共電極182(未圖示)與端子TVHC電連接。此外，臂100VH的公共電極186(未圖示)，通過(guò)作為板狀導(dǎo)體的引線狀導(dǎo)體LC，與臂100VH的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的發(fā)射極側(cè)電連接，同時(shí)與端子TVHE連接。同樣，在臂100WH的公共電極182(未圖示)上固定有四個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的集電極側(cè)，該公共電極182(未圖示)與端子TWHC電連接。此外，臂100WH的公共電極186(未圖示)，通過(guò)作為板狀導(dǎo)體的引線狀導(dǎo)體LC，與臂100WH的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的發(fā)射極側(cè)電連接，同時(shí)與端子TWHE連接。此外上述板狀部分，只要是設(shè)在絕緣基板上的導(dǎo)體的層即可。
在臂100UL的公共電極182(未圖示)上固定有四個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的集電極側(cè)，該公共電極182(未圖示)與兩個(gè)端子TULC1和TULC2分別電連接。此外，臂模塊100UL的公共電極186，通過(guò)作為板狀導(dǎo)體的引線狀導(dǎo)體LC，與臂模塊100UL的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的發(fā)射極側(cè)電連接，同時(shí)與端子TULE連接。
在臂100VL的公共電極182(未圖示)上固定有四個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的集電極側(cè)，該公共電極182(未圖示)與兩個(gè)端子TVLC1和TVLC2分別電連接。此外，臂模塊100VL的公共電極186(未圖示)，通過(guò)作為板狀導(dǎo)體的引線狀導(dǎo)體LC，與臂100VL的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的發(fā)射極側(cè)電連接，同時(shí)與端子TVLE連接。
此外，在臂100WL的公共電極182(未圖示)上固定有四個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的集電極側(cè)，該公共電極182(未圖示)與兩個(gè)端子TWLC1和TWLC2分別電連接。此外，臂100WL的公共電極186(未圖示)，通過(guò)作為板狀導(dǎo)體的引線狀導(dǎo)體LC，與臂100WL的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的發(fā)射極側(cè)電連接，同時(shí)與端子TWLE連接。
在圖4和圖5所示的實(shí)施方式中，在板狀導(dǎo)體182上安裝并列連接的半導(dǎo)體芯片，且上述并列的半導(dǎo)體芯片的相反方向的端子由共同的板狀導(dǎo)體連接，因此是耐振動(dòng)性強(qiáng)的構(gòu)造，從而對(duì)于搭載在振動(dòng)強(qiáng)烈的汽車(chē)上是非常理想的。此外，由于省掉接合線，因此制造容易。此外，與接合線相比，能夠防止電流的集中化，因此能改善相對(duì)大電流的熱應(yīng)力集中。
設(shè)在開(kāi)關(guān)元件SWUH的上面的柵極電極EG和設(shè)在絕緣基板180上的柵極端子電極TG，通過(guò)接合線BW連接。四個(gè)柵極端子電極TG分別連接到圖4所示的U相上臂柵極端子TUHG1、TUHG2、TUHG3、TUHG4。
在絕緣基板180的下面固定有由銅等熱傳導(dǎo)性優(yōu)良的部件構(gòu)成的散熱板。散熱板與冷卻水等制冷劑接觸，能夠?qū)υ醋蚤_(kāi)關(guān)元件SWUH的發(fā)熱進(jìn)行散熱。
下面使用圖6，對(duì)電源模塊100的配線狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。圖6是配線盤(pán)，其通過(guò)以覆蓋如圖4以及圖5所示的框體的上面的方式配置，使圖4和圖5所示的臂的端子TUHC、TVHC、TWHC形成分別穿過(guò)設(shè)在由銅板構(gòu)成的配線LH上的孔的構(gòu)造，配線LH和上述各端子通過(guò)焊接連接。此外，為保護(hù)如圖5或者6所示的電路部件，采用以下構(gòu)造，即，在框體190的內(nèi)部置入防濕用的凝膠體，用圖6的配線盤(pán)堵塞框體190的上面。
上述配線HL與作為集電極的正端子相連。而且，在由銅板構(gòu)成的配線LL上，與上述配線LH相同地形成有孔。通過(guò)將圖6的配線盤(pán)配置在圖4的模塊上，可以使三個(gè)端子TULE、TVLE、TWLE的前端分別從所述孔突出。通過(guò)利用焊接方法將所述突出的端子和所述配線LL連接，能夠?qū)崿F(xiàn)電連接。所述配線LL與負(fù)端子相連。所述正端子和所述負(fù)端子與直流電源的正端子以及負(fù)端子相連。
在圖6所示的配線盤(pán)上設(shè)有由銅板構(gòu)成的配線612U、612V、612W，所述板狀的配線612U從兩個(gè)孔分別突出端子TUHE和TULC1的前端，并通過(guò)焊接將這些前端和上述配線612U進(jìn)行固定。同樣，從配線612V或者配線612W的孔分別突出端子TVHE和TVLC1的前端、或者端子TWHE和TWLC1的前端，并通過(guò)焊接固定。在圖6中，端子TULC1和TULC2、TVLC1和TVLC2、TWLC1和TWLC2分別由圖5中說(shuō)明的公共電極182相互電連接，TULC2和TVLC2和TWLC2與端子TU、TV、TW電相連。端子TU、TV、TW固定在配線盤(pán)上，并從這些端子向電機(jī)300供給作為逆變器輸出的三相交流電力。
圖7是圖2的代替方案，在圖2中作為構(gòu)成電源模塊100的開(kāi)關(guān)元件使用IGBT，但在圖7中使用電力用MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor)。與圖2相同的符號(hào)表示相同功能、相同作用。電源模塊100由進(jìn)行與圖2中的100UH、100UL、100VH、100VL、100WH、100WL相同動(dòng)作的臂700UH、700UL、700VH、700VL、700WH、700WL構(gòu)成。如圖8所示，這些臂由并列電路構(gòu)成，該并列電路是由多個(gè)作為電力用MOS-FET的SWUH1～SWUH2構(gòu)成。并列連接的它們的開(kāi)關(guān)元件可以考慮為與先前說(shuō)明的IGBT相同，它們的芯片也以與圖4或者5中說(shuō)明的構(gòu)造相同的構(gòu)造固定、配線在框體中。與IGBT的不同點(diǎn)在于，在使用IGBT的情況下，二極管是必不可少的，但在電力用MOS-FET中不需要的。其理由是，電力用MOS-FET芯片自身就具備所述二極管能發(fā)揮的功能。
下面使用圖9，對(duì)發(fā)射極電極和導(dǎo)體186之間的由引線狀導(dǎo)體LC構(gòu)成的連接構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明，其中，所述發(fā)射極電極是使用于電源模塊上的開(kāi)關(guān)元件SWUH的上面電極。圖9表示構(gòu)成如圖5中所示的電源模塊的開(kāi)關(guān)元件SWUH上面的發(fā)射極電極和導(dǎo)體186之間的基于引線狀導(dǎo)體LC的連接構(gòu)造，是圖5的A-A斷賣(mài)弄圖。其中，與其他圖中的相同的符號(hào)表示同一對(duì)象。
在由陶瓷構(gòu)成的絕緣基板180上形成有銅配線182的層。在銅配線182的表面(圖示的上側(cè)的面)，形成有鍍鎳膜。形成在開(kāi)關(guān)元件SWUH的下面?zhèn)鹊募姌O電極ED借助由錫或者鉛構(gòu)成的熔點(diǎn)約330℃的焊料184，固定在銅配線182上。而且，在由陶瓷制成的絕緣基板180A之上，導(dǎo)體186以層狀形成。導(dǎo)體186的表面形成有鍍金膜188。在該圖中，設(shè)有與絕緣基板180的厚度不同的絕緣基板180A，在該絕緣基板180A上以層的形式形成導(dǎo)體186，形成使導(dǎo)體186和開(kāi)關(guān)元件SWUH的芯片的上側(cè)的電極之間的高度關(guān)系大致相等的構(gòu)造。作為另外的方法，不用特別設(shè)置絕緣基板180A，可在絕緣基板180的延長(zhǎng)部分上形成導(dǎo)體186。在此情況下，導(dǎo)體LC的端子174和端子176形成不同高度的關(guān)系，連接變得稍微復(fù)雜。但是，開(kāi)關(guān)元件的發(fā)熱經(jīng)過(guò)導(dǎo)體LC和導(dǎo)體186傳導(dǎo)的熱阻抗減小，從而有抑制元件的溫度上升的效果。
引線狀導(dǎo)體LC是在厚度0.3～0.6mm的銅板的表面實(shí)施了鍍鎳處理的導(dǎo)體。引線狀導(dǎo)體LC在位于開(kāi)關(guān)元件SWUH之上的部分的寬度是與開(kāi)關(guān)元件SWUH的寬度大致相等的約15mm。在開(kāi)關(guān)元件SWUH和導(dǎo)體186之間的引線狀導(dǎo)體LC上，形成有用于吸收應(yīng)力的彎曲部LC-C。彎曲部LC-C的高度H1是3～7mm。彎曲部LC-C發(fā)揮作為應(yīng)力降低部(應(yīng)力減緩部)的功能，即，通過(guò)各部分的線膨脹系數(shù)的不同，防止應(yīng)力在開(kāi)關(guān)元件SWUH上面的連接部集中而產(chǎn)生連接部的剝離或者在連接部上產(chǎn)生龜裂(裂紋)。如果通過(guò)線膨脹系數(shù)的不同而產(chǎn)生應(yīng)力，則彎曲部LC-C變形，緩解應(yīng)力。
在引線狀導(dǎo)體LC的兩端形成用于連接的端子170和172。該端子170，172在其下面具有連接面。在這些連接面上分別設(shè)有多個(gè)突起。這些突起按以下方式形成。在引線狀導(dǎo)體LC的作為端子部的連接面的下面，以環(huán)氧樹(shù)脂作為主成分的阻焊層174、176以大約30～100μm的厚度形成。對(duì)于阻焊層174、176，通過(guò)光刻法，與端子170、172的連接面的突起對(duì)應(yīng)地形成直徑500μm的開(kāi)口部。從該開(kāi)口部，在導(dǎo)體LC的連接面上形成鍍金膜。此外，在這些鍍金膜上，將由錫、銀和銅構(gòu)成的熔點(diǎn)約230℃的焊料，作為直徑500μm的焊球安裝。如果將在開(kāi)關(guān)元件SWUH的上面形成的發(fā)射極電極ES的尺寸設(shè)為12mm×8mm，則端子的連接面的突起以7行×7列形成49個(gè)。端子170的突起的個(gè)數(shù)與端子172的突起的個(gè)數(shù)大致相同。
將引線狀導(dǎo)體LC相對(duì)于導(dǎo)體186以及開(kāi)關(guān)元件SWUH的上面的發(fā)射極電極ES進(jìn)行定位，使用碳制的按壓夾具保持引線狀導(dǎo)體LC之后，將其導(dǎo)入到比在端子170、172中使用的焊料的熔點(diǎn)更高的氣氛的加熱爐中。由此，能夠?qū)⒁€狀導(dǎo)體LC相對(duì)于導(dǎo)體186以及開(kāi)關(guān)元件SWUH的上面的發(fā)射極電極ES固定。
在上述突起之外，通過(guò)使用直徑500μm的焊球，可以使引線狀導(dǎo)體LC的端子部的下面和開(kāi)關(guān)元件SWUH的上面之間的間距H2成為500μm以上。開(kāi)關(guān)元件SWUH具有以下的絕緣耐壓的構(gòu)造，即，在其端面的地電位(在這里是集電極電位)的位置和上面的發(fā)射極電極ES之間，即使施加規(guī)定電壓V1(如果將開(kāi)關(guān)元件SWUH的常用最大電壓定為600V，則電壓V1是其兩倍的1200V)，也不會(huì)引起絕緣破壞。在該構(gòu)造中，通過(guò)將引線狀導(dǎo)體LC的下面和開(kāi)關(guān)元件SWUH的上面的間距H2設(shè)為500μm以上，能夠防止引線狀導(dǎo)體LC的下面和開(kāi)關(guān)元件SWUH的上面之間的絕緣耐壓的降低。
其中，作為端子170、172的材料，可以使用錫或者在錫中配合有銅、銀、鋅、鎳等金屬的合金。此外，當(dāng)用這些連接用材料形成突起部的情況下，為了在引線狀導(dǎo)體上的連接用材料的潤(rùn)濕擴(kuò)張量保持在一定程度，使連接材料不在引線狀導(dǎo)體整體上擴(kuò)大，在引線狀導(dǎo)體的元件連接側(cè)形成有環(huán)氧系樹(shù)脂或者聚酰亞胺錫樹(shù)脂構(gòu)成的層，形成由高度成大致一定的接合材料構(gòu)成的突起部。此外，當(dāng)元件的電極材質(zhì)為金的情況下，作為形成于突起狀連接部上的連接材料，可以使用錫。此外，可以將銦、鉍、鋅、銻、銀、錫、銅單獨(dú)地、或者配合兩種以上而成的合金，作為連接材料使用。
如上所述，必須維持導(dǎo)體LC和元件的芯片之間的絕緣耐壓。如上所述，如果向逆變器供給的直流電壓為600伏特，則必須有其兩倍的耐壓。在圖9中，能夠由設(shè)在導(dǎo)體LC的元件側(cè)端子的連接面上的突起，保持與芯片側(cè)面之間的距離。而且，不僅用上述突起，還通過(guò)使用焊球等，能進(jìn)一步獲得距離，從而能提高耐壓。此外，導(dǎo)體LC的連接面以與元件的電極對(duì)齊從而與電極面平行設(shè)置的方式制成，但當(dāng)結(jié)束連接面之后，朝離開(kāi)元件的方向彎曲。該彎曲不僅對(duì)應(yīng)力吸收有效，對(duì)于絕緣耐壓的維持也起到重要作用。從而，該彎曲最好從芯片的端部或者從端部的內(nèi)側(cè)開(kāi)始。
上述導(dǎo)體LC的元件側(cè)與元件對(duì)應(yīng)而被分割，而導(dǎo)體186側(cè)未被分割，但是也可以按照每個(gè)元件進(jìn)行分割。如果按照每個(gè)元件分割，則能夠?qū)ξ坏矫總€(gè)元件上。但是，由于這樣會(huì)使部件數(shù)增加，從而使作業(yè)工時(shí)增加。通過(guò)對(duì)每?jī)蓚€(gè)元件進(jìn)行分割，容易調(diào)整位置偏差，而且部件數(shù)也不會(huì)增加太多。
在圖9中，將用于開(kāi)關(guān)模塊100的開(kāi)關(guān)元件和引線狀導(dǎo)體LC之間的連接部的構(gòu)造，以元件SWUH1為代表例進(jìn)行了說(shuō)明。構(gòu)成臂100UH的其他元件也相同，且其他臂的元件也是相同構(gòu)造。
接著，使用圖10，對(duì)由電源模塊100的二極管DUH的上面電極和導(dǎo)體186之間的引線狀導(dǎo)體LC構(gòu)成的連接構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖10是表示由使用于電源模塊100上的二極管DUH的上面的發(fā)射極電極和導(dǎo)體186之間的引線狀導(dǎo)體LC構(gòu)成的連接構(gòu)造的截面圖。圖10表示圖5的B-B截面圖。其中，與其他圖中相同的符號(hào)表示同一對(duì)象。
圖10的基本構(gòu)成和作用與圖9所示的相同。在由陶瓷構(gòu)成的絕緣基板180上形成有銅配線182。在銅配線182的表面(圖示的上側(cè)的面)，形成有鍍鎳膜。形成在二極管DUH的下面?zhèn)鹊碾姌OED1借助由錫或者鉛構(gòu)成的熔點(diǎn)約330℃的焊料184，固定在銅配線182上。而且，與二極管的陽(yáng)極電極電連接的導(dǎo)體186設(shè)在由陶瓷構(gòu)成的絕緣體180A之上。
導(dǎo)體LC的作為端子170和173的連接面的下面，與上述說(shuō)明的端子170、172一樣，預(yù)先形成有突起。將引線狀導(dǎo)體LC相對(duì)于導(dǎo)體186以及二極管DUH的上面的電極(陰極)ED2進(jìn)行定位，使用碳制的按壓夾具保持引線狀導(dǎo)體LC之后，將其導(dǎo)入到比在端子170和173中使用的焊料的熔點(diǎn)更高的氣氛的加熱爐中。由此，能夠?qū)⒁€狀導(dǎo)體LC相對(duì)于導(dǎo)體186以及二極管DUH的上面的電極ED2固定。
如果以以上說(shuō)明的方式使用引線狀導(dǎo)體LC，則當(dāng)考慮一個(gè)臂模塊時(shí)，可以將四對(duì)開(kāi)關(guān)元件和二極管的組合一次性連接，能提高作業(yè)性。此外，可以將向半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件SW的柵極端子輸入的控制信號(hào)以外的連接部的截面積，與使用接合線時(shí)相比更擴(kuò)大，由此能夠適用于如汽車(chē)用逆變器這樣的流過(guò)大電流量的逆變器中。而且，能夠散發(fā)熱量，這一點(diǎn)在如汽車(chē)那樣的嚴(yán)格的使用條件下也具有良好的效果。
此外，在以上說(shuō)明中，對(duì)作為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件使用IGBT的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但在作為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件使用MOS-FET的情況下，可省掉二極管。在此情況下，也可以將單一的MOS-FET的上面電極和導(dǎo)體用引線狀導(dǎo)體連接，或者在一個(gè)臂模塊由多個(gè)MOS-FET構(gòu)成的情況下，可以用一個(gè)引線狀導(dǎo)體一次性連接這些上面電極。
此外，在上述說(shuō)明中，在突起端子170、172使用熔點(diǎn)230℃的焊料，作為焊料184使用熔點(diǎn)330℃的材料，但通過(guò)將兩者使用熔點(diǎn)大致相同的材料，能夠同時(shí)進(jìn)行開(kāi)關(guān)元件SW1的上下面的連接，而且能提高作業(yè)性。此時(shí)，作為焊料184，可使用薄片狀焊料。其中，作為焊料材料，還可以使用熔點(diǎn)180℃的低熔點(diǎn)焊料。
如以上說(shuō)明的一樣，根據(jù)本實(shí)施方式，通過(guò)使用引線狀導(dǎo)體，不僅能大電流化，而且能提高組裝性，并適合在作為用搭載在汽車(chē)上的電源產(chǎn)生電機(jī)驅(qū)動(dòng)用電力的逆變器的構(gòu)造中使用。即，即使在單一的開(kāi)關(guān)元件的電流容量變大的情況下，而且，在開(kāi)關(guān)元件和二極管的對(duì)數(shù)增加的情況下，也不會(huì)損壞組裝性，而且通過(guò)接合部分的截面積的增加，能防止大電流時(shí)的熔斷，提高可靠性。由開(kāi)關(guān)元件的并列構(gòu)造構(gòu)成可靠性高的臂的情況下，也可以防止作業(yè)性降低。
此外，通過(guò)使用能夠?qū)⒁€狀導(dǎo)電材料和開(kāi)關(guān)元件、二極管、導(dǎo)體等各元件等的接合部分一起連接的突起狀電極，與使用以往的接合線時(shí)相比，能增大連接部的截面積，能應(yīng)對(duì)電流量增加，且能提高組裝性。由于與使用接合線時(shí)相比能增大開(kāi)關(guān)元件的電極和配線之間的接觸面積，因此能減少接觸部的電壓下降，從而在如車(chē)載設(shè)備那樣，利用比較低的電源電壓、存在一方回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速高的動(dòng)作狀態(tài)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中使用的逆變器中，具有改善以下問(wèn)題的效果，即能改善與高轉(zhuǎn)速引起的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的感應(yīng)發(fā)電上升相伴的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的端子電壓不足、以及與此相伴的供給電流不足的問(wèn)題。
此外，在電流量增加，單一的臂使用多個(gè)開(kāi)關(guān)元件和二極管的組合的情況下，通過(guò)連結(jié)引線狀導(dǎo)電材料，能夠不對(duì)開(kāi)關(guān)元件和二極管的組合個(gè)別連接，而是一起連接，因此能夠同時(shí)謀求應(yīng)對(duì)裝置的大電流化、以及組裝的簡(jiǎn)單化。
如以上說(shuō)明的那樣，通過(guò)使用引線狀導(dǎo)體，與使用接合線時(shí)相比能夠大幅擴(kuò)大連接截面積，能大幅增大在各元件之間或者端子之間控制的電流量。而且，在使用多個(gè)開(kāi)關(guān)元件和二極管的組合的情況下，通過(guò)連接引線狀的導(dǎo)電材料，能夠同時(shí)進(jìn)行開(kāi)關(guān)元件和二極管以及設(shè)在外殼的各端子之間的連接，并且，即使電流量增加且開(kāi)關(guān)元件和二極管的組合增加，也能夠一起組裝，提高組裝性。
此外，通過(guò)使用將導(dǎo)體186和開(kāi)關(guān)元件SW及二極管D之間一體化的引線狀導(dǎo)體進(jìn)行連接，能夠減小連接部件的電感。此外，由于能夠使來(lái)自半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件SW的熱傳導(dǎo)更均勻，因此能使得并列連接的各半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件SW之間不容易產(chǎn)生溫度差，從而能提高可靠性。此外，由于用引線狀導(dǎo)體一體連接半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件SW，因此能夠使外加在各半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件SW上的電位均勻。由于能夠使電位均勻且使熱傳導(dǎo)也均勻化，因此能減小與隨時(shí)間變化而引起的不均。
此外，通過(guò)使用被一體化的引線狀導(dǎo)體，能夠抑制共振，提高耐振動(dòng)性。
接著，使用圖11，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式二的電源模塊的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。在該實(shí)例中，電源模塊裝置是使用于三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器裝置上的裝置。本實(shí)施方式的電源模塊的外觀構(gòu)成與圖4所示的相同。此外，本實(shí)施方式的電源模塊的電路圖與圖2和圖3相同。
圖11是對(duì)本實(shí)施方式的電源模塊中的臂構(gòu)成放大顯示的圖。在這里，以U相上臂模塊100UH為例進(jìn)行說(shuō)明，但其他臂模塊的構(gòu)成也相同。其中，與其他圖中的相同的符號(hào)表示同一對(duì)象。
在臂100UH-A中，開(kāi)關(guān)元件SWUH’與圖5所示的配置相比以上下相反的方式配置。從而，上面?zhèn)扔屑姌O電極，下面?zhèn)扔邪l(fā)射極電極和柵極電極。
開(kāi)關(guān)元件SWUH’的下面?zhèn)鹊陌l(fā)射極電極通過(guò)焊料凸塊172A，與設(shè)在絕緣基板180上的配線182連接。此外，開(kāi)關(guān)元件SWUH’的柵極端子經(jīng)由焊料凸塊172B與設(shè)在絕緣基板180上的配線160連接。配線連接在如圖2所示的柵極用端子TUHG上。開(kāi)關(guān)元件的上面?zhèn)鹊募姌O電極，用同樣具有突起的端子和接合材料兼用的焊料凸塊172C，連接在引線狀導(dǎo)體LC-A上。引線狀導(dǎo)體、端子的突起和接合材料的兼用焊料凸塊等，可以采用圖5所示的相應(yīng)對(duì)象。
在本實(shí)施方式中，在對(duì)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行控制的柵極電極的連接中，也使用具有突起的端子或者焊料凸塊。四對(duì)開(kāi)關(guān)元件和二極管的組合一次性連接的同時(shí)，能夠擴(kuò)大控制信號(hào)以外的連接部的截面積，能夠進(jìn)一步對(duì)應(yīng)電流量的增加。
接著，使用圖12，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式三的電源模塊的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。在該實(shí)例中，電源模塊裝置是使用于三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器裝置上的裝置。本實(shí)施方式的電源模塊的外觀構(gòu)成與圖4所示的相同。此外，本實(shí)施方式的電源模塊的電路圖與圖2相同。圖12是對(duì)本實(shí)施方式的電源模塊中的臂模塊的構(gòu)成放大顯示的圖。在這里，以U相上臂模塊100UH為例進(jìn)行說(shuō)明，但其他臂模塊的構(gòu)成也相同。其中，與其他圖中的相同的符號(hào)表示同一對(duì)象。
在臂模塊100UH-B中，開(kāi)關(guān)元件SWUH’向絕緣基板180的搭載方法、引線狀導(dǎo)體LC-A的形狀、借助焊料凸塊172A、172B、172C與各電極的連接方法，都與圖7中相同。
在本實(shí)施方式中，在引線狀導(dǎo)體LC-A的上面連接有陶瓷制的絕緣基材150。引線狀導(dǎo)體LC-A和基材150的合成熱膨脹系數(shù)成為兩者的中間的值，因此與引線狀導(dǎo)體LC-A單體時(shí)相比能夠減小，能夠減小與開(kāi)關(guān)元件SWUH’之間的熱膨脹系數(shù)差，從而減少在與開(kāi)關(guān)元件SWUH’的接合部分產(chǎn)生的熱變形，進(jìn)一步提高接合部的可靠性。
其中，作為基材150的材料，除了陶瓷以外，還可以使用由鐵和鎳構(gòu)成的殷鋼(invar)、由鐵和鎳以及鈷構(gòu)成的科瓦鐵鎳鈷合金等低熱膨脹的合金。
接著，使用圖13，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式四的電源模塊的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。在該實(shí)例中，電源模塊裝置是使用于三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器裝置上的裝置。本實(shí)施方式的電源模塊的外觀構(gòu)成與圖4所示的相同。此外，本實(shí)施方式的電源模塊的電路圖與圖2相同。
圖13是本發(fā)明實(shí)施方式四的電源模塊中的臂模塊的截面圖。表示相當(dāng)于圖5的A-A截面的截面構(gòu)造。其中，與其他圖中的相同的符號(hào)表示同一對(duì)象。
引線狀導(dǎo)體LC-B具有銅芯部，因此在與開(kāi)關(guān)元件SWUH’以及殼體內(nèi)端子186之間的接合部，形成有與引線狀導(dǎo)體LC-B的端子部一體形成的突起172D、172A。突起172D、172A是通過(guò)壓力加工預(yù)先在引線狀導(dǎo)體的端子部的連接面上由加工成突起而形成的。此外，還可以通過(guò)蝕刻去除不要的部分而形成突起，也可以通過(guò)電鍍?cè)诒匾糠中纬赏黄鸲鴮?shí)現(xiàn)突起形狀。此外，在突起172D、172A的表面，形成了鍍錫膜172F、170B。
在開(kāi)關(guān)元件SWUH’以及殼體內(nèi)端子186的表面，分別形成通過(guò)鍍金形成的凸塊172E以及鍍金膜189。將設(shè)在引線狀導(dǎo)體LC-B上的鍍錫膜172F、174B、和鍍金膜189或者金凸塊182E置于分別對(duì)應(yīng)的位置，邊施加適當(dāng)載荷邊加熱至280℃以上，從而使設(shè)在引線狀導(dǎo)體上的錫和鍍金或者金凸塊部反應(yīng)，形成金/錫合金，完成引線狀導(dǎo)體LC-B和開(kāi)關(guān)元件SWUH’以及殼體內(nèi)端子186之間的接合。此外，二極管和引線狀導(dǎo)體的連接也可以同樣地進(jìn)行。
在突起和各元件的連接部上形成的連接材料根據(jù)各元件的連接部的電極材質(zhì)而有各種不同，但在電極材料是鎳層或者在其表面進(jìn)行了鍍金處理的材料情況下，作為接合材料可以使用錫或者在錫中配合了銅、銀、鋅、鎳等金屬的合金。
接著，使用圖14和圖15，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式五的電源模塊的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。在該實(shí)例中，電源模塊裝置是使用于三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的逆變器裝置上的裝置。本實(shí)施方式的電源模塊的外觀構(gòu)成與圖4所示的相同。此外，本實(shí)施方式的電源模塊的電路圖是與圖2相同。
圖14是對(duì)本實(shí)施方式的電源模塊中的臂模塊的構(gòu)成放大顯示的圖。在這里，以U相上臂模塊100UH為例進(jìn)行說(shuō)明，但其他臂模塊的構(gòu)成也相同。圖14是表示本發(fā)明的實(shí)施方式五的電源模塊中的臂模塊的構(gòu)成的放大立體圖。圖15是圖14的A-A截面圖。其中，與其他圖中的相同的符號(hào)表示同一對(duì)象。
在本實(shí)例的臂模塊100UH-D中，基本構(gòu)成與圖9所示的相同。在本實(shí)例中，在引線狀導(dǎo)體LC-D’和開(kāi)關(guān)元件SWUH’的接合部分，在引線狀導(dǎo)體LC-D’的突起狀端子172D的周?chē)牟糠衷O(shè)有縫隙SL，在引線狀導(dǎo)體當(dāng)中，分離了與元件的接合部分?？p隙SL的平面形狀是コ字狀，且如圖15所示，縫隙SL貫穿引線狀導(dǎo)體LC-D’。從而，突起狀端子172D僅在一邊與引線狀導(dǎo)體LC-D’連接，因此成為容易變形的形狀。其結(jié)果，即使元件或者引線狀導(dǎo)體的尺寸或者連接部位置由元件的動(dòng)作或者使用環(huán)境溫度的變化而引起變化，也能通過(guò)縫隙部容易使引線狀導(dǎo)體變形，不對(duì)引線電極整體造成變形，從而能減少在連接部位生成的變形，進(jìn)一步提高電源模塊的可靠性。
圖13或者15中所示的導(dǎo)體LC的連接部，通過(guò)突起保持與芯片側(cè)面的距離，確保絕緣耐壓。進(jìn)一步，在芯片端部、或者在從端部靠向內(nèi)側(cè)的位置，導(dǎo)體LC具有向從芯片側(cè)面遠(yuǎn)離的方向彎曲的形狀。由此能維持絕緣耐壓。
其中，在分割部(縫隙部)，為了在元件連接時(shí)不使變形很大，可以在與元件的連接部背面粘接聚酰亞胺制的薄膜，而且還可以在被分割的引線狀導(dǎo)電材料和聚酰亞胺制薄膜之間設(shè)置彈性模量為0.1Mpa以上100Mpa以下的樹(shù)脂所構(gòu)成的緩和層，以使被分割的引線部容易利用器件動(dòng)作時(shí)的溫度變化而變位。
此外，在引線狀導(dǎo)體中，可以將與各元件的接合部以外的部分設(shè)為網(wǎng)眼狀，緩解元件接合部和元件等之間產(chǎn)生的變形，且能防止由電流量增加引起的接合部熔斷。
在上述實(shí)施方式中，導(dǎo)體LC僅在元件側(cè)被分割而在另一側(cè)是一體，而這是為了減少部件數(shù)。但也可以不將作為元件側(cè)的相反側(cè)的另一方成為一體，而是也可以以每?jī)蓚€(gè)元件進(jìn)行完全分割。這樣則與元件的位置對(duì)齊容易。此外還可以完全分開(kāi)每個(gè)元件。
為吸收應(yīng)力，在導(dǎo)體LC的上述形狀的基礎(chǔ)上，還可以在LC-C或者LC-B部分形成朝向從絕緣體180離開(kāi)的方向的山形狀而吸收應(yīng)力。此外，還可以減小該部分厚度，使容易吸收應(yīng)力。比起用導(dǎo)線進(jìn)行的連接，由于能充分確保導(dǎo)體LC的寬度，因此即使使一部分很薄，在電流流動(dòng)上也不會(huì)有問(wèn)題。
權(quán)利要求
1.一種逆變器裝置，將來(lái)自搭載在車(chē)輛上的直流電源的直流變換成用于驅(qū)動(dòng)搭載在車(chē)輛上的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的交流，其特征是所述逆變器裝置具有導(dǎo)通以及遮斷電流的多個(gè)臂，各臂具有開(kāi)關(guān)元件和用于連接所述開(kāi)關(guān)元件的第一以及第二配線層，將所述各臂的第一以及第二配線層分別形成在絕緣基板之上，在所述第一配線層上固定所述開(kāi)關(guān)元件的一方的面，用板狀導(dǎo)體進(jìn)行所述第二配線層和所述開(kāi)關(guān)元件的另一方的面的電連接，所述板狀導(dǎo)體具有第一和第二連接部，所述板狀導(dǎo)體的第一連接部被固定在所述開(kāi)關(guān)元件的另一方的面上，所述板狀導(dǎo)體的第二連接部被固定在所述第二配線層上。
2.如權(quán)利要求1所述的逆變器裝置，其特征是所述逆變器裝置，還在所述第一和第二連接部之間形成應(yīng)力吸收部，所述板狀導(dǎo)體的第一和第二連接部分別具有具備突起的連接面，所述板狀導(dǎo)體的第一連接部的具有突起的連接面被固定在所述開(kāi)關(guān)元件的另一方的面上，所述板狀導(dǎo)體的第二連接部的具有突起的連接面被固定在所述第二配線層上。
3.如權(quán)利要求2所述的逆變器裝置，其特征是所述板狀導(dǎo)體的所述第一和第二連接部的連接面、與所述開(kāi)關(guān)裝置的另外的面或者第二配線層之間的連接，借助焊球進(jìn)行。
4.如權(quán)利要求1所述的逆變器裝置，其特征是所述板狀導(dǎo)體的第一連接部固定在所述開(kāi)關(guān)元件的另一方的面上，所述板狀導(dǎo)體，在固定在所述另一方的面的連接部的靠第二連接部一側(cè)的附近，朝著從固定所述開(kāi)關(guān)元件的第二配線層離開(kāi)的方向彎曲。
5.如權(quán)利要求1所述的逆變器裝置，其特征是所述各臂的開(kāi)關(guān)元件設(shè)在框體的內(nèi)部，在所述框體的內(nèi)部，所述各臂的第一以及第二配線層在絕緣基板上平行地形成，在所述第一配線層上并列連接的所述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件與所述第二配線層平行配置，同時(shí)所述各開(kāi)關(guān)元件的一方的面分別固定在第一配線層上。
6.一種逆變器裝置，將來(lái)自搭載在車(chē)輛上的直流電源的直流變換成用于驅(qū)動(dòng)搭載在車(chē)輛上的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的交流，其特征是所述逆變器裝置具有導(dǎo)通以及遮斷電流的多個(gè)臂，各臂具有并列連接的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件和用于連接所述開(kāi)關(guān)元件的第一以及第二配線層，并且，所述逆變器裝置具有框體以及設(shè)在框體上面的配線盤(pán)，在所述配線盤(pán)上設(shè)有連接所述臂的板狀導(dǎo)體，所述各臂的開(kāi)關(guān)元件設(shè)在框體內(nèi)部，在所述框體內(nèi)部，所述各臂的第一以及第二配線層在絕緣基板上平行配置，并列連接在所述第一配線層上的所述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件與所述第二配線層平行配置，同時(shí)所述各開(kāi)關(guān)元件的一方的面分別固定在第一配線層上，在所述框體內(nèi)還設(shè)有進(jìn)行所述第二配線層和所述各開(kāi)關(guān)元件的另一方的面之間的電連接的板狀導(dǎo)體，所述板狀導(dǎo)體具有第一和第二連接部，所述板狀導(dǎo)體的第一連接部固定在所述開(kāi)關(guān)元件的另一方的面上，所述板狀導(dǎo)體的第二連接部固定在所述第二配線層上，所述框體具備從框體焊接連接到板狀導(dǎo)體上的端子，其中，該板狀導(dǎo)體用于連接配線盤(pán)的所述臂，臂的所述第一和第二配線層經(jīng)由所述端子與連接所述臂的板狀導(dǎo)體電連接。
7.一種車(chē)輛驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是具備用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的車(chē)輪的轉(zhuǎn)矩的同步電機(jī)、將從搭載在車(chē)輛上的直流電源供給的直流變換成向所述同步電機(jī)供給的交流的逆變器裝置，所述逆變器裝置具有導(dǎo)通以及遮斷電流的多個(gè)臂，各臂具有并列連接的多個(gè)開(kāi)關(guān)元件和用于連接所述開(kāi)關(guān)元件的第一以及第二配線層，所述各臂的開(kāi)關(guān)元件設(shè)在框體內(nèi)部，在所述框體內(nèi)部，所述各臂的第一以及第二配線層在絕緣基板上平行形成，并列連接在所述第一配線層上的所述多個(gè)開(kāi)關(guān)元件與所述第二配線層平行配置，同時(shí)所述各開(kāi)關(guān)元件的一方的面分別固定在第一配線層上，用板狀導(dǎo)體進(jìn)行所述第二配線層和所述各開(kāi)關(guān)元件的另一方的面之間的電連接，所述板狀導(dǎo)體具有第一和第二連接部，所述板狀導(dǎo)體的第一連接部固定在所述開(kāi)關(guān)元件的另一方的面上，所述板狀導(dǎo)體的第二連接部固定在所述第二配線層上。
8.如權(quán)利要求7所述的車(chē)輛驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是所述逆變器裝置具有框體以及設(shè)在框體上面的配線盤(pán)，在所述配線盤(pán)上設(shè)有連接所述臂的板狀導(dǎo)體，所述框體具備從框體焊接連接到板狀導(dǎo)體上的端子，其中，該板狀導(dǎo)體用于連接配線盤(pán)的所述臂，臂的所述第一和第二配線層經(jīng)由所述端子與連接所述臂的板狀導(dǎo)體電連接。
全文摘要
一種逆變器裝置，具有導(dǎo)通以及遮斷電流的多個(gè)臂，各臂具有開(kāi)關(guān)元件(SW)和用于連接開(kāi)關(guān)元件的第一以及第二配線層(182、186)。將各臂的第一以及第二配線層分別形成在絕緣基板(180、180A)之上，在所述第一配線層上固定所述開(kāi)關(guān)元件的一方的面，用板狀導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)所述第二配線層和所述開(kāi)關(guān)元件的另一方的面的電連接，所述板狀導(dǎo)體具有第一和第二連接部，所述板狀導(dǎo)體的第一連接部被固定在所述開(kāi)關(guān)元件的另一方的面上，所述板狀導(dǎo)體的第二連接部被固定在所述第二配線層上。由此可以提高逆變器裝置或者車(chē)輛驅(qū)動(dòng)裝置的組裝性。
文檔編號(hào)H02M7/48GK1758522SQ20051008764
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2005年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月4日
發(fā)明者寶藏寺裕之, 守田俊章, 重田哲, 諏訪時(shí)人 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所