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開關(guān)器件及電子電路的制作方法_3

文檔序號:9932855閱讀:來源:國知局
讀出端子SSl、第I柵極端子G1、第2源極讀出端子SS2和第2柵極端子G2。在將第I輸出端子OUTl和第2輸出端子0UT2統(tǒng)稱的情況下,稱為“輸出端子OUT”。
[0083]說明的方便起見,以下采用圖7所示的+X方向、-X方向、+Y方向及-Y方向和圖8所示的+Z方向及-Z方向。+X方向及-X方向?yàn)檠刂┮曄麓笾戮匦蔚耐鈿?3 (散熱板62)的長邊的兩個方向,將這些統(tǒng)稱時僅稱為“X方向”。+Y方向及-Y方向?yàn)檠刂鈿?3的短邊的兩個方向,將這些統(tǒng)稱時僅稱為“Y方向” ZZ方向及-Z方向?yàn)檠刂岚?2的法線的兩個方向,將這些統(tǒng)稱時僅稱為“Ζ方向”。在將散熱板62置于水平面時,X方向及Y方向成為沿著互相正交的兩個水平的直線(X軸及Y軸)的兩個水平方向(第I水平方向及第2水平方向),Ζ方向成為沿著鉛垂的直線(Z軸)的鉛垂方向(高度方向)。
[0084]散熱板62為俯視長方形的一樣厚度的板狀體,由導(dǎo)熱系數(shù)高的材料構(gòu)成。更具體而言,散熱板62也可為用銅構(gòu)成的銅板。該銅板也可為在表面形成鎳鍍層。在散熱板62的-Z方向側(cè)的表面,根據(jù)需要安裝有散熱器和其他的冷卻單元。
[0085]外殼63大致以長方體形狀形成,由樹脂材料構(gòu)成。特別是,優(yōu)選使用PPS(聚苯硫醚)等的耐熱性樹脂。外殼63俯視下呈現(xiàn)與散熱板62大致相同大小的矩形,具備固定在散熱板62的一表面(+Z方向側(cè)表面)的框部64和固定在該框部64的頂板(略圖不)。頂板閉鎖框部64的一側(cè)(+Z方向側(cè)),與閉鎖框部64的另一側(cè)(-Z方向側(cè))的散熱板62的一表面對置。由此,在外殼63的內(nèi)部電路容納空間被散熱板62、框部64及頂板劃分。該實(shí)施方式中,框部64和所述多個端子通過同時成形而制作。
[0086]框部64具備一對側(cè)壁66、67和分別結(jié)合這一對側(cè)壁66、67的兩端的一對端壁68、69。在框部64的+Z方向側(cè)表面中的4個角部,形成有向外側(cè)開放的凹部70。各凹部70的與外側(cè)開放部相反側(cè)的壁以向內(nèi)方突出的方式彎曲。在凹部70的底壁,形成有貫通底壁的安裝用貫通孔71。在安裝用貫通孔71中,筒狀金屬部件72以嵌入的狀態(tài)固定。在散熱板62形成有與各安裝用貫通孔71連通的安裝用貫通孔(略圖示)。半導(dǎo)體模塊61通過插通外殼63及散熱板62的安裝用貫通孔71的螺栓(略圖示)來固定到安裝對象的既定固定位置。利用這些安裝用貫通孔71,安裝前述的散熱器等的冷卻單元也可。
[0087]在端壁69的外表面,形成有第I電源端子P用的端子臺73和第2電源端子N用的端子臺74。俯視下,端子臺73相對于端壁69的長度方向中央配置在+Y方向側(cè),端子臺74相對于端壁69的長度方向中央配置在-Y方向側(cè)。這些端子臺73、74與端壁69整體地形成。
[0088]在端壁68的外表面形成有第I輸出端子OUTl用的端子臺75和第2輸出端子0UT2用的端子臺76。俯視下,端子臺75相對于端壁68的長度方向中央配置在+Y方向側(cè),端子臺76相對于端壁68的長度方向中央配置在-Y方向側(cè)。這些端子臺75、76與端壁68整體地形成。在各端子臺73、74、75、76中,分別以使其螺紋孔的中心軸線與Z方向一致的姿態(tài)埋設(shè)有螺母(略圖示)。
[0089]在端子臺73的表面(+Z方向側(cè)表面)配置有第I電源端子P。在端子臺74的表面(+Z方向側(cè)表面)配置有第2電源端子N。在端子臺75的表面(+Z方向側(cè)表面)配置有第I輸出端子0UT1。在端子臺76的表面(+Z方向側(cè)表面)配置有第2輸出端子0UT2。
[0090]第I電源端子P、第2電源端子N、第I輸出端子OUTl及第2輸出端子0UT2分別是將金屬板(例如,對銅板實(shí)施鎳鍍的板)切出既定形狀、并實(shí)施彎曲加工而作成的,與外殼63的內(nèi)部的電路電連接。第I電源端子P、第2電源端子N、第I輸出端子OUTl及第2輸出端子0UT2的各前端部分別引出到端子臺73、74、75、76上。第I電源端子P、第2電源端子N、第I輸出端子OUTl及第2輸出端子0UT2的各前端部分別以沿著端子臺73、74、75、76的表面的方式形成。在第I電源端子P、第2電源端子N、第I輸出端子OUTl及第2輸出端子0UT2的各前端部形成有插通孔83d、84d、85d、86d。通過利用插通這些插通孔83d、84d、85d、86d并螺紋嵌合到前述的螺母的螺栓,能夠?qū)邆湓诎雽?dǎo)體模塊61的安裝對象側(cè)的匯流條連接端子P、N、0UT1、0UT2。
[0091]在一個側(cè)壁67安裝有第I源極讀出端子SSl、第I柵極端子Gl等。這些端子SSl、G1的前端部從側(cè)壁67的表面(+Z方向側(cè)表面)向外殼63的外側(cè)(+Z方向)突出。第I源極讀出端子SSl及第I柵極端子Gl在側(cè)壁67的-X方向側(cè)端與長度方向(X方向)中央之間,沿X方向隔著間隔而配置。
[0092]在另一個側(cè)壁66安裝有第2柵極端子G2及第2源極讀出端子SS2。這些端子G2、SS2的前端部從側(cè)壁66的表面(+Z方向側(cè)表面)向外殼63的外側(cè)(+Z方向)突出。第2柵極端子G2及第2源極讀出端子SS2在側(cè)壁66的長度方向(X方向)中央與+X方向側(cè)端之間,沿X方向隔著間隔而配置。源極讀出端子SSl、SS2及柵極端子Gl、G2分別是對橫截面矩形的金屬棒(例如,對銅的棒狀體實(shí)施鎳鍍的棒)實(shí)施彎曲加工而作成的,與外殼63的內(nèi)部的電路電連接。
[0093]第I電源端子P包含:沿著端子臺73的表面的前端部83a;相對于前端部83a在-Z方向側(cè)與前端部83a平行地配置的基部83b;以及連結(jié)前端部83a和基部83b的立起部。立起部連結(jié)基部83b的-Y方向側(cè)緣部和前端部83a的-Y方向側(cè)緣部。第I電源端子P的基部83b的大部分和立起部埋入到端壁69及端子臺73的內(nèi)部。在基部83b的-X方向側(cè)端部形成有向外殼63的內(nèi)方突出的梳齒狀端子83c。
[0094]第2電源端子N包含:沿著端子臺74的表面的前端部84a;相對于前端部84a在-Z方向側(cè)與前端部84a平行地配置的基部84b;以及連結(jié)前端部84a和基部84b的立起部。立起部連結(jié)基部84b的+Y方向側(cè)緣部和前端部84a的+Y方向側(cè)緣部。第2電源端子N的基部84b的大部分和立起部埋入到端壁69及端子臺74的內(nèi)部。在基部84b的-X方向側(cè)端部形成有向外殼63的內(nèi)方突出的梳齒狀端子84c。
[0095]第I輸出端子OUTl包含:沿著端子臺75的表面的前端部85a;相對于前端部85a在-Z方向側(cè)與前端部85a平行地配置的基部85b;以及連結(jié)前端部85a和基部85b的立起部。立起部連結(jié)基部85b的-Y方向側(cè)緣部和前端部85a的-Y方向側(cè)緣部。第I輸出端子OUTl的基部85b的大部分和立起部埋入到端壁68及端子臺75的內(nèi)部。在基部85b的+X方向側(cè)端部形成有向外殼63的內(nèi)方突出的梳齒狀端子85c。
[0096]第2輸出端子0UT2包含:沿著端子臺76的表面的前端部86a;相對于前端部86a在-Z方向側(cè)與前端部86a平行地配置的基部86b;以及連結(jié)前端部86a和基部86b的立起部。立起部連結(jié)基部86b的+Y方向側(cè)緣部和前端部86a的+Y方向側(cè)緣部。第2輸出端子0UT2的基部86b的大部分和立起部埋入到端壁68及端子臺76的內(nèi)部。在基部86b的+X方向側(cè)端部形成有向外殼63的內(nèi)方突出的梳齒狀端子86c。
[0097]第I源極讀出端子SSl從X方向來看為曲柄狀,它們的中間部分埋入于側(cè)壁67。第I源極讀出端子SSl的基端部配置在外殼63內(nèi)。第I源極讀出端子SSl的前端部從側(cè)壁67的表面向+Z方向突出。
[0098]第I柵極端子Gl從X方向來看為曲柄狀,它們的中間部分埋入于側(cè)壁67。第I柵極端子Gl的基端部配置在外殼63內(nèi)。第I柵極端子Gl的前端部從側(cè)壁67的表面向+Z方向突出。
[0099]第2源極讀出端子SS2從X方向來看為曲柄狀,它們的中間部分埋入于側(cè)壁66。第2源極讀出端子SS2的基端部配置在外殼63內(nèi)。第2源極讀出端子SS2的前端部從側(cè)壁66的表面向+Z方向突出。
[0100]第2柵極端子62從乂方向來看為曲柄狀,它們的中間部分埋入于側(cè)壁66。第2柵極端子G2的基端部配置在外殼63內(nèi)。第2柵極端子G2的前端部從側(cè)壁66的表面向+Z方向突出。
[0101]在散熱板62的表面(+Z方向側(cè)表面)中的被框部4包圍的區(qū)域,沿X方向并排地配置有第I組件100和第2組件200。第I組件100配置在電源端子P、N側(cè),第2組件200配置在輸出端子OUT側(cè)。第I組件100構(gòu)成上臂(高側(cè))電路的一半和下臂(低側(cè))電路的一半。第2組件200構(gòu)成上臂電路的剩余一半和下臂電路的剩余一半。
[0102]第I組件100包含:第I絕緣基板101、多個第I開關(guān)元件Trl、多個第I二極管元件Di 1、多個第2開關(guān)元件Tr2、和多個第2 二極管元件Di2。
[0103]第I絕緣基板101俯視下大致為矩形,以使4邊與散熱板62的4邊分別平行的姿態(tài)接合到散熱板62的表面。在第I絕緣基板101的散熱板62側(cè)的表面(-Z方向側(cè)表面),形成有第I接合用導(dǎo)體層102(參照圖8)。該第I接合用導(dǎo)體層102經(jīng)由焊錫層131與散熱板62接合。
[0104]在第I絕緣基板101的與散熱板62相反側(cè)的表面(+Z方向側(cè)表面),形成有上臂電路用的多個導(dǎo)體層和下臂電路用的多個導(dǎo)體層。上臂電路用的多個導(dǎo)體層包含第I元件接合用導(dǎo)體層103和第I柵極端子用導(dǎo)體層104和第I源極讀出端子用導(dǎo)體層105。下臂電路用的多個導(dǎo)體層包含:第2元件接合用導(dǎo)體層106、N端子用導(dǎo)體層107、第2柵極端子用導(dǎo)體層108、和第2源極讀出端子用導(dǎo)體層109。
[0105]該實(shí)施方式中,第I絕緣基板101由AlN構(gòu)成。作為第I絕緣基板101,能夠使用例如在陶瓷的兩面直接接合銅箔的基板(DBC:Direct Bonding Copper)。在作為第I絕緣基板101使用DBC基板的情況下,能夠用該銅箔形成各導(dǎo)體層102?109。
[0106]第I元件接合用導(dǎo)體層103在第I絕緣基板101的表面中的+Y方向側(cè)靠邊配置,俯視下為沿X方向較長的矩形狀。第I元件接合用導(dǎo)體層103在其+X方向側(cè)端部具有向-Y方向延伸的突出部。N端子用導(dǎo)體層107在第I絕緣基板101的表面中的-Y方向側(cè)靠邊配置,俯視下為沿X方向較長的矩形狀。N端子用導(dǎo)體層107在其+X方向側(cè)端部具有向第I元件接合用導(dǎo)體層103的突出部延伸的突出部。第2元件接合用導(dǎo)體層106在俯視下配置在由第I元件接合用導(dǎo)體層103和N端子用導(dǎo)體層107和第I絕緣基板101的-X方向側(cè)的邊包圍的區(qū)域,俯視下為沿X方向較長的矩形狀。
[0107]第I柵極端子用導(dǎo)體層104配置在第I元件接合用導(dǎo)體層103與第I絕緣基板101的+Y方向側(cè)的邊之間,俯視下為沿X方向細(xì)長的矩形。第I源極讀出端子用導(dǎo)體層105配置在第I柵極端子用導(dǎo)體層104與第I絕緣基板101的+Y方向側(cè)的邊之間,俯視下為沿X方向細(xì)長的矩形。
[0108]第2柵極端子用導(dǎo)體層108配置在N端子用導(dǎo)體層107與第I絕緣基板101的-Y方向側(cè)的邊之間,俯視下為沿X方向細(xì)長的矩形。第2源極讀出端子用導(dǎo)體層109配置在第2柵極端子用導(dǎo)體層108與第I絕緣基板101的-Y方向側(cè)的邊之間,俯視下為沿X方向細(xì)長的矩形。
[0109]第I電源端子P的梳齒狀端子83c接合到第I元件接合用導(dǎo)體層103的表面的+X方向側(cè)端部。第2電源端子N的梳齒狀端子84c接合到N端子用導(dǎo)體層107的表面的+X方向側(cè)端部。第I電源端子P的端子成為如梳齒狀端子83c那樣的梳齒狀,因此在將第I電源端子P接合到第I元件接合用導(dǎo)體層103時,例如將超聲波接合用頭抵接到梳齒狀端子83c的前端,能夠容易將梳齒狀端子83c超聲波接合到第I元件接合用導(dǎo)體層103。另外,由于第2電源端子N的端子成為如梳齒狀端子84c那樣的梳齒狀,所以在將第2電源端子N接合到N端子用導(dǎo)體層107時,例如將超聲波接合用頭抵接到梳齒狀端子84c的前端,能夠容易將梳齒狀端子84c超聲波接合到N端子用導(dǎo)體層107。第2柵極端子G2的基端部接合到第2柵極端子用導(dǎo)體層108。第2源極讀出端子SS2的基端部接合到第2源極讀出端子用導(dǎo)體層109。這些接合也可以通過超聲波焊接來進(jìn)行。
[0110]在第I元件接合用導(dǎo)體層103的表面,多個第I開關(guān)元件Trl的漏極電極經(jīng)
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