DE112013007709T5 - Elektrischer Leistungswandler und Leistungsmodul - Google Patents

Elektrischer Leistungswandler und Leistungsmodul Download PDF

Info

Publication number
DE112013007709T5
DE112013007709T5 DE112013007709.4T DE112013007709T DE112013007709T5 DE 112013007709 T5 DE112013007709 T5 DE 112013007709T5 DE 112013007709 T DE112013007709 T DE 112013007709T DE 112013007709 T5 DE112013007709 T5 DE 112013007709T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit
base
electric power
insulated substrate
power converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE112013007709.4T
Other languages
English (en)
Inventor
Ryuichi Ishii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE112013007709T5 publication Critical patent/DE112013007709T5/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3675—Cooling facilitated by shape of device characterised by the shape of the housing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49838—Geometry or layout
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/02—Containers; Seals
    • H01L23/04—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls
    • H01L23/053—Containers; Seals characterised by the shape of the container or parts, e.g. caps, walls the container being a hollow construction and having an insulating or insulated base as a mounting for the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Ein elektrischer Leistungswandler umfasst eine Schalteinrichtung, die eine elektrische Leistungsumwandlung durch Umschalten durchführt, ein isoliertes Substrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, die einander entgegengesetzt sind, eine erste Schaltung, mit der die Schalteinrichtung elektrisch verbunden ist und die an der ersten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine zweite Schaltung, die in einer gleichen Form wie die erste Schaltung ausgebildet ist und die an der zweiten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, und eine Basis, an die die zweite Schaltung, mittels einer Zwischenschaltung einer Haftschicht, befestigt ist, wobei jeder der Eckbereiche in der jeweiligen planaren Form der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung einen Spannungsrelaxationbereich aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er eine geringere Dicke als der andere Bereich hat.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Leistungswandler für ein Fahrzeug oder dergleichen, der in einem Transportmittel wie z.B. einem Automobil montiert ist, und ein Leistungsmodul, das in dem elektrischen Leistungswandler oder dergleichen verwendet wird.
  • Stand der Technik
  • Wie allgemein bekannt ist, ist ein elektrischer Leistungswandler, für die Befestigung in einem Fahrzeug oder dergleichen, mit einer Inverterschaltung ausgestattet, die eine Gleichstrom/Wechselstrom-Leistungsumwandlung zwischen einer Gleichstromquelle, wie zum Beispiel einer Fahrzeugbatterie und einer Wechselstrom-Rotationsmaschine zum Antreiben eines Fahrzeugs oder dergleichen durchführt. Diese Inverterschaltung ist durch mehrere Schalteinrichtungen konfiguriert, die jeweils durch ein Leistungshalbleiterelement, wie zum Beispiel einen IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), ausgebildet sind. Im Allgemeinen sind diese Schalteinrichtungen zusammen mit jeweiligen Freilaufdioden parallel verbunden und in einer ersten Schaltung installiert, die an einer ersten Seite eines isolierten Substrats vorgesehen ist (zum Beispiel eine Seite, die im Allgemeinen als die "Oberseite" oder die "Vorderseite" eines isolierten Substrats bezeichnet wird).
  • Das isolierte Substrat weist die erste Schaltung, die mit den Schalteinrichtungen und den Freilaufdioden verbunden ist, und eine zweite Schaltung, die an einer zweiten Seite (zum Beispiel eine Seite, die im Allgemeinen als die "Unterseite" oder die "Hinterseite" eines isolierten Substrats bezeichnet wird), welche die der ersten Seite entgegengesetzte Seite ist, vorgesehen ist, auf. Im Allgemeinen sind die Schalteinrichtungen, die Freilaufdioden, und das isolierte Substrat mit einem Harz einstückig geformt und als ein monolithisches Element vorgesehen, welches als sogenanntes Leistungsmodul bezeichnet wird.
  • Mit Bezug auf das vorstehende Leistungsmodul wird im Allgemeinen die zweite Schaltung auf dem isolierten Substrat an eine erste Seite einer Metallbasis (zum Beispiel eine Seite, die im Allgemeinen als die "Oberseite" oder die "Vorderseite" einer Metallbasis bezeichnet wird) mittels einer Zwischenschaltung einer Haftschicht, die durch Löten oder dergleichen ausgebildet ist, befestigt. Eine Rippe, die von einer Hülle umgeben ist, ist an einer zweiten Seite, welche die der ersten Seite entgegengesetzte Seite, der Metallbasis (zum Beispiel eine Seite, die im Allgemeinen als die "Unterseite" oder die "Hinterseite" einer Metallbasis bezeichnet wird) ist, vorgesehen, während die Rippe durch direkten Kontakt mit einer Kühlflüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser, die in der Hülle fließt, gekühlt wird. Als Ergebnis ist der Wärmewiderstand eines Wärmeleitpfads, der von den Schalteinrichtungen und den Freilaufdioden, welche wärmeerzeugende Elemente sind, ausgeht und die Kühlflüssigkeit mittels der Metallbasis und der Rippe erreicht, reduziert.
  • In einem im Patentdokument 1 beschriebenen elektrischen Leistungswandler wurde die zweite Schaltung, die an der zweiten Seite des isolierten Substrats vorgesehen wurde, weggelassen und das isolierte Substrat an eine weiche Metallbasis mit geringer Steifigkeit, die eine Rippe aufweist, befestigt, sodass der Wärmewiderstand reduziert und eine hohe Zuverlässigkeit erzielt werden kann.
  • Hinweis zum Stand der Technik
  • Patentdokument
    • Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsnr.: 2006-4961
  • Beschreibung der Erfindung
  • Das durch die Erfindung zu lösende Problem
  • Das isolierte Substrat des Leistungsmoduls des vorstehenden gewöhnlichen elektrischen Leistungswandlers ist zum Beispiel ausgebildet aus: einem keramischen Siliziumnitrid, einem Aluminiumnitrid, oder dergleichen, und ist mittels Löten oder dergleichen an der ersten Seite der Metallbasis, die aus Kupfer, Aluminium, oder dergleichen ausgebildet ist, befestigt. Im Gegensatz dazu wiederholt aufgrund der Schaltoperationen der Schalteinrichtungen das Leistungsmodul abwechselnd Heizen und Kühlen, weshalb die Materialien des Leistungsmoduls eine Längenausdehnung gemäß den jeweiligen linearen Ausdehnungskoeffizienten wiederholen. Im Allgemeinen unterscheiden sich die jeweiligen Ausdehnungskoeffizienten von Metall, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, das die Metallbasis ausbildet, und keramischem Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid, das das isolierte Substrat ausbildet, drastisch voneinander. Entsprechend wird eine maximale thermische Verformung in der Haftschicht, die durch Löten oder dergleichen ausgebildet ist, und die Metallbasis und das isolierte Substrat miteinander verbindet, verursacht. Die erste und zweite Schaltung, die an dem isolierten Substrat vorgesehen sind, sind jeweils aus Metall, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, ausgebildet, und sind ferner dünn und weisen eine geringe Steifigkeit auf, weshalb die erste und zweite Schaltung kaum die Längenausdehnung des isolierten Substrats beeinflussen.
  • Um die Zuverlässigkeit der Haftschicht gegenüber thermischer Verformung und dergleichen, die durch Löten und dergleichen entstehen, zu gewährleisten, ist es notwendig, die Festigkeit der hochsteifen Metallbasis zu reduzieren, oder die Steifigkeit des isolierten Substrats, durch dickere Ausbildung der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung, die an dem isolierten Substrat vorgesehen sind, zu erhöhen. Wenn jedoch die Festigkeit der Metallbasis reduziert wird, wird die Vibrationsfestigkeit verschlechtert, und somit bestand das Problem, dass die zu geringe Festigkeit der Metallbasis den elektrischen Leistungswandler unfähig macht, Vibrationen des Fahrzeugs standzuhalten. Wenn im Gegensatz hierzu die Schaltungen auf dem isolierten Substrat dicker ausgebildet werden, besteht das Problem, dass Spannungen, die an den vier Ecken der Befestigungsbereiche der jeweiligen Schaltungen auftreten, zu Rissen in dem isolierten Substrat führen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um die vorstehend beschriebenen Probleme in gewöhnlichen elektrischen Leistungswandler zu lösen. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen äußerst zuverlässigen elektrischen Leistungswandler und ein Leistungsmodul bereitzustellen, die die thermische Verspannung in einer Haftschicht zum Verbinden einer in einem elektrischen Leistungswandler vorhandenen Basis mit einer Schaltung, die an ein isoliertes Substrat befestigt ist, reduziert und Vibrationsfestigkeit gewährleisten kann.
  • Mittel zum Lösen des Problems
  • Ein elektrischer Leistungswandler gemäß der vorliegenden Erfindung führt eine elektrische Leistungsumwandlung zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC) durch. Der elektrische Leistungswandler enthält: eine Schalteinrichtung, die die elektrischen Leistungsumwandlungen durch Umschalten durchführt, ein isoliertes Substrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, die einander entgegengesetzt sind, eine erste Schaltung, mit der die Schalteinrichtung elektrisch verbunden ist, und die an der ersten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine zweite Schaltung, die in einer gleichen Form wie die erste Schaltung ausgebildet ist und die an der zweiten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, und eine Basis, an die die zweite Schaltung, mittels einer Zwischenschaltung einer Haftschicht, befestigt ist. Der elektrische Leistungswandler ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Eckbereiche in der jeweiligen planaren Form der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung einen Spannungsrelaxationbereich aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er eine geringere Dicke als der andere Bereich hat.
  • Ein elektrischer Leistungswandler gemäß der vorliegenden Erfindung führt eine elektrische Leistungsumwandlung zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC) durch, wobei der elektrische Leistungswandler enthält: eine Schalteinrichtung, die die elektrischen Leistungsumwandlungen durch Umschalten durchführt, ein isoliertes Substrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, die einander entgegengesetzt sind, eine erste Schaltung, mit der die Schalteinrichtung elektrisch verbunden ist, und die an der ersten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine zweite Schaltung, die in einer gleichen Form wie die erste Schaltung ausgebildet ist und die an der zweiten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine erste Basis, die eine Aussparung aufweist, und eine zweite Basis, die eine erste Seite und eine zweite Seite, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, aufweist, an die erste Basis befestigt ist, und einen Öffnungsbereich der Aussparung überdeckt, eine Rippe, die auf der zweiten Seite der zweiten Basis vorgesehen ist und in der Aussparung enthalten ist, und eine Haftschicht, die die zweite Schaltung an der ersten Seite der zweiten Basis befestigt. Der elektrische Leistungswandler ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung zumindest in einem Teil eines Kühlfluidströmungspfad enthalten ist, durch den ein Kühlfluid zum Kühlen der Rippe strömt, dass die zweite Basis eine geringere Dicke als die erste Basis hat, und dass jeder der Eckbereiche in der jeweiligen planaren Form der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung einen Spannungsrelaxationbereich aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er eine geringere Dicke als der andere Bereich hat.
  • Des Weiteren ist ein Leistungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung in einem elektrischen Leistungswandler, der eine elektrische Leistungswandlung zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC) durchführt, verwendet, wobei das Leistungsmodul enthält: eine Schalteinrichtung, die Schaltoperationen durchführt, ein isoliertes Substrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, die einander entgegengesetzt sind, eine erste Schaltung, mit der die Schalteinrichtung elektrisch verbunden ist, und die an der ersten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine zweite Schaltung, die in einer gleichen Form wie die erste Schaltung ausgebildet ist, und an der zweiten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, und ein Harz, mit dem die Schaltvorrichtung, das isolierte Substrat, die erste Schaltung und die zweite Schaltung integral ausgebildet sind. Das Leistungsmodul ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Eckbereiche in der jeweiligen planaren Form der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung einen Spannungsrelaxationbereich aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er eine geringere Dicke als der andere Bereich hat.
  • Vorteil der vorliegenden Erfindung
  • Ein elektrischer Leistungswandler vorliegender Erfindung enthält eine Schalteinrichtung, die eine elektrische Leistungsumwandlung durch Umschalten durchführt, ein isoliertes Substrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, die einander entgegengesetzt sind, eine erste Schaltung, mit der die Schalteinrichtung elektrisch verbunden ist, und die an der ersten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine zweite Schaltung, die in einer gleichen Form wie die erste Schaltung ausgebildet ist und die an der zweiten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, und eine Basis, an die die zweite Schaltung, mittels einer Zwischenschaltung einer Haftschicht, befestigt ist, wobei jeder der Eckbereiche in der jeweiligen planaren Form der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung einen Spannungsrelaxationsbereich aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er eine geringere Dicke als der andere Bereich hat. Als Ergebnis wurde es ermöglicht, einen elektrischen Leistungswandler mit einer höheren Zuverlässigkeit zu erzielen, bei dem nicht nur in dem elektrischen Leistungswandler die thermische Verspannung in der Haftschicht zur Verbindung der ersten Schaltung an die Basis gelöst werden kann, sondern auch Vibrationsfestigkeit gewährleistet werden kann.
  • Ein elektrischer Leistungswandler vorliegender Erfindung enthält eine Schalteinrichtung, die eine elektrische Leistungsumwandlung durch Umschalten durchführt, ein isoliertes Substrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, die einander entgegengesetzt sind, eine erste Schaltung, mit der die Schalteinrichtung elektrisch verbunden ist, und die an der ersten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine zweite Schaltung, die in einer gleichen Form wie die erste Schaltung ausgebildet ist und die an der zweiten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine erste Basis, die eine Aussparung aufweist, eine zweite Basis, die eine erste Seite und eine zweite Seite, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, aufweist, an die erste Basis befestigt ist, und einen Öffnungsbereich der Aussparung überdeckt, eine Rippe, die auf der zweiten Seite der zweiten Basis vorgesehen ist, und in der Aussparung enthalten ist, und eine Haftschicht, die die zweite Schaltung an der ersten Seite der zweiten Basis befestigt, wobei die Aussparung zumindest in einem Teil eines Kühlfluidströmungspfad enthalten ist, durch den ein Kühlfluid zum Kühlen der Rippe strömt, die zweite Basis eine geringere Dicke als die erste Basis hat, und wobei jeder der Eckbereiche in der jeweiligen planaren Form der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung einen Spannungsrelaxationbereich aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er eine geringere Dicke als der andere Bereich hat. Als Ergebnis wurde es ermöglicht, einen elektrischen Leistungswandler mit einer höheren Zuverlässigkeit zu erzielen, bei dem nicht nur in dem elektrischen Leistungswandler die thermische Verspannung in der Haftschicht zur Verbindung der zweiten Schaltung an die Basis gelöst werden kann, sondern auch Vibrationsfestigkeit gewährleistet werden kann.
  • Des Weiteren enthält ein Leistungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung eine Schalteinrichtung, die Schaltoperationen durchführt, ein isoliertes Substrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, die einander entgegengesetzt sind, eine erste Schaltung, mit der die Schalteinrichtung elektrisch verbunden ist, und die an der ersten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine zweite Schaltung, die in einer gleichen Form wie die erste Schaltung ausgebildet ist, und an der zweiten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, und ein Harz, mit dem die Schaltvorrichtung, das isolierte Substrat, die erste Schaltung und die zweite Schaltung integral ausgebildet sind. Jeder der Eckbereiche in der jeweiligen planaren Form der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung einen Spannungsrelaxationbereich aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er eine geringere Dicke als der andere Bereich hat. Als Ergebnis, wenn das Leistungsmodul in einem elektrischen Leistungswandler angewendet wird, ist es ermöglicht, einen elektrischen Leistungswandler mit einer höheren Zuverlässigkeit zu erzielen, bei dem nicht nur in dem elektrischen Leistungswandler die thermische Verspannung in der Haftschicht zur Verbindung der zweiten Schaltung des Leistungsmoduls an die Basis gelöst werden kann, sondern auch Vibrationsfestigkeit gewährleisten werden kann.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • 1 ist eine Schnittansicht, die einen elektrischen Leistungswandler und ein Leistungsmodul gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein isoliertes Substrat und eine erste Schaltung des Leistungsmoduls des elektrischen Leistungswandler gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Beispielsvariante des isolierten Substrats und der ersten Schaltung des Leistungsmoduls des elektrischen Leistungswandler gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine andere Beispielsvariante des isolierten Substrats und der ersten Schaltung des Leistungsmoduls des elektrischen Leistungswandler gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 5 ist eine Schnittansicht, die einen elektrischen Leistungswandler und ein Leistungsmodul zeigt, welche die Grundlage der vorliegenden Erfindung sind.
  • Bevorzugte Ausführungsform zur Durchführung der Erfindung
  • ELEKTRISCHER LEISTUNGSWANDLER, DER DIE GRUNDLAGE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG IST
  • Zuerst werden zum besseren Verständnis eines elektrischen Leistungswandlers und eines Leistungsmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung der elektrische Leistungswandler und das Leistungsmodul, welche die Grundlage der vorliegenden Erfindung sind, beschrieben. 5 ist eine Schnittansicht eines elektrischen Leistungswandlers und eines Leistungsmoduls, welche die Grundlage der vorliegenden Erfindung sind. In 5 ist eine Schalteinrichtung 1 ausgebildet aus, einem Leistungshalbleiterelement, wie z.B. einen IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), und einer Freilaufdiode 2, die mit der Schalteinrichtung 1 parallel verbunden ist, welche durch Löten in eine erste Schaltung 3 installiert sind, die an einer ersten Seite 51 (die der "Oberseite" in 5 entspricht) eines isolierten Substrats 5 vorgesehen ist.
  • Eine zweite Schaltung 4, die an einer zweiten Seite 52 (die der "Unterseite" oder der "Rückseite" in 5 entspricht) des isolierten Substrats 5 vorgesehen ist, ist an die erste Seite 131 (die der "Oberseite" in 5 entspricht) einer Metallbasis 13, mittels einer Zwischenschaltung einer Haftschicht 10, die durch Löten ausgebildet ist, befestigt. Eine metallische Rippe 12 ist integral mit einer zweiten Seite 132 (die der "Unterseite" oder der "Hinterseite" in 5 entspricht) der Metallbasis 13 ausgebildet, oder ist an diese befestigt. Eine Hülle 14 ist an die zweite Seite 132 der Metallbasis 13 befestigt und umhüllt die Rippe 12 auf eine flüssigkeitsdichte Weise.
  • Ein Kühlfluidströmungspfad 15, in welchem eine Kühlflüssigkeit, wie zum Beispiel Wasser fließt, ist innerhalb der Hülle 14 ausgebildet. Die Rippe 12, die von der Hülle 14 umhüllt ist, macht direkten Kontakt mit der Kühlflüssigkeit, die in dem Kühlfluidströmungspfad 15 fließt, sodass die Rippe 12 gekühlt ist. Wie oben beschrieben, ist die Rippe 12 direkt durch die Kühlflüssigkeit gekühlt, weshalb der thermische Widerstand von der Schalteinrichtung 1 und der Freilaufdiode 2 zu der Kühlflüssigkeit reduziert ist. Das isolierte Substrat 5 und die Schalteinrichtung 1, die Freilaufdiode 2, die erste Schaltung 3, und zweite Schaltung 4, die an dem isolierten Substrat 5 vorgesehen sind, sind mit einem Harz 8 integral geformt, um ein diskretes Leistungsmodul 9 auszubilden.
  • Das isolierte Substrat 5 in dem elektrischen Leistungswandler, das in 5 dargestellt ist und die Grundlage der vorliegenden Erfindung bildet, ist zum Beispiel aus einem keramischen Siliziumnitrid, einem Aluminiumnitrid, oder dergleichen ausgebildet und mittels einer Zwischenschaltung einer Haftschicht 10, die durch Löten oder dergleichen ausgebildet ist an der ersten Seite 131 der Metallbasis 13, die aus Kupfer, Aluminium, oder dergleichen ausgebildet ist, befestigt. Im Gegensatz, aufgrund der Schaltoperationen der Schalteinrichtung 1, wiederholt das Leistungsmodul abwechselnd Heizen und Kühlen, weshalb die Materialien des Leistungsmoduls eine Längenausdehnung gemäß den jeweiligen Ausdehnungskoeffizienten wiederholen.
  • Wie oben beschrieben, unterscheiden sich die jeweiligen Ausdehnungskoeffizienten von Metall, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, das die Metallbasis 13 ausbildet, und von keramischem Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid, das das isolierte Substrat 5 ausbildet, drastisch voneinander. Entsprechend wird eine maximale thermische Verformung in der Haftschicht 10, die durch Löten oder dergleichen ausgebildet ist, und die Metallbasis und das isolierte Substrat miteinander verbindet, verursacht. Die erste Schaltung 3 und die zweite Schaltung 4, die an dem isolierten Substrat 5 vorgesehen sind, sind jeweils aus Metall, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, ausgebildet, und sind ferner dünn und weisen eine geringe Steifigkeit auf, weshalb die erste Schaltung 3 und die zweite Schaltung 4 kaum die Längenausdehnung des isolierten Substrats 5 beeinflussen.
  • Ausführungsform 1
  • Als nächstes wird ein elektrischer Leistungswandler und ein Leistungsmodul gemäß Ausführungsform 1 vorliegender Erfindung erklärt. 1 ist eine Schnittansicht, die einen elektrischen Leistungswandler und ein Leistungsmodul gemäß Ausführungsform 1 vorliegender Erfindung zeigt. In 1 ist ein isoliertes Substrat 5 aus keramischem Siliziumnitrid oder Aluminiumnitrid ausgebildet, ein nachstehend beschriebene erste Schaltung 3, die aus Kupfer ausgebildet ist und eine Dicke von ungefähr 1 mm aufweist, ist durch Hartlöten an eine erste Seite 51 (die der "Oberseite" in 1 entspricht) des isolierten Substrats 5 befestigt. Eine zweite Schaltung 4, die aus Kupfer ausgebildet ist und eine Dicke von ungefähr 1 mm aufweist, ist durch Hartlöten an eine zweite Seite 52 (die der "Unterseite" in 1 entspricht) des isolierten Substrats 5 befestigt.
  • Eine Schalteinrichtung 1, die aus einem Leistungshalbleiterelement, wie z.B. einen IGBT (Bipolartransistor mit isoliertem Gate), ausgebildet ist, und eine Freilaufdiode 1, die parallel mit der Schalteinrichtung 1 verbunden ist, sind durch Löten oder Sintern elektrisch mit der ersten Schaltung 3, die an dem isolierten Substrat 5 vorgesehen ist, verbunden und befestigt. Die zweite Schaltung 4, die an der zweiten Seite 52 des isolierten Substrats 5 vorgesehen ist, ist mittels einer Zwischenschaltung einer Haftschicht 11, die durch Löten oder Sintern ausgebildet ist, an eine erste Seite 111 (die der "Oberseite" in 1 entspricht) einer zweiten Basis 11, die an einem Geringe-Dicke-Bereich 131 der ersten Basis 13, der aus Metall wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium ausgebildet ist, befestigt und elektrisch verbunden. Das isolierte Substrat 5 und die Schalteinrichtung 1, die Freilaufdiode 2, die erste Schaltung 3, und die zweite Schaltung 4, die auf dem isolierten Substrat 5 vorgesehen sind, sind mit einem Harz 8 integral geformt, sodass ein diskretes Leistungsmodul 9 ausgebildet ist.
  • Die zweite Basis 11 ist aus einem Metall, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, ausgebildet und weist eine Dicke auf, die geringer ist als diejenige von der ersten Basis 13, die eine größere Dicke aufweist. Zum Beispiel ist die zweite Basis 11 derart ausgebildet, dass sie eine Dicke von ungefähr mehreren Millimetern aufweist. Eine Rippe 12 ist mit einer zweiten Seite 112 (die der "Unterseite" oder der "Hinterseite" in 1 entspricht) der zweiten Basis 11 integral ausgebildet oder an diese befestigt. Eine Aussparung 132 ist in dem Geringe-Dicke-Bereich 131 der ersten Basis 13 ausgebildet, die Rippe 12 ist an der zweiten Seite 112 der zweiten Basis 11 vorgesehen, und ist in der Aussparung 132 der ersten Basis 13, durch Zwischenschaltung einer Lücke dazwischen, enthalten.
  • Die Aussparung 132 der ersten Basis 13 ist durch die zweite Basis 11 auf eine flüssigkeitsdichte Weise abgedichtet, sodass ein Kühlfluidströmungspfad, durch den eine Kühlflüssigkeit wie zum Beispiel Wasser strömt, ausgebildet ist. Mittels des direkten Kontakts mit der Kühlflüssigkeit, die durch den Kühlströmungspfad 15 strömt, wird die Rippe 12 gekühlt. Wie oben beschrieben, wird die Rippe 12 direkt durch die Kühlflüssigkeit gekühlt, womit der thermische Widerstand von der Schaltvorrichtung 1, der Freilaufdiode 2, und der zweiten Basis 11 zu der Kühlflüssigkeit reduziert ist.
  • Als nächstes werden die jeweiligen Konfigurationen der ersten Schaltung 3 und der zweiten Schaltung 4 beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die das isolierte Substrat und die erste Schaltung des elektrischen Leistungswandler gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. In 2 sind alle vier Eckbereiche der ersten Schaltung 3 mittels Hartlöten an die erste Seite 51 des isolierten Substrats 5 befestigt, und sind in der Form eines Bogens ausgebildet. An den jeweiligen Bereichen, die den Eckbereichen entsprechen, sind Spannungsrelaxationbereiche vorgesehen, die jeweils aus einem Level-Unterschiedbereich ausgebildet sind, dessen Dicke geringer ist als die des anderen Bereichs. In Ausführungsform 1 ist in jedem der Spannungsrelaxationbereiche 32 der ersten Schaltung 3 ein innerer Bogen 33 derart ausgebildet, dass er einen Krümmungsradius aufweist, der größer ist als ein Außenradius 31 des jeweiligen Eckbereichs. Die zweite Schaltung 4 ist derart ausgebildet, dass sie eine Form aufweist, die der Form der ersten Schaltung 3 entspricht, und weist an den vier Eckbereichen jeweilige Spannungsrelaxationbereiche 42 auf, die jeweils eine Form aufweisen, die er Form der Spannungsrelaxationbereiche 32 der ersten Schaltung 3 entspricht.
  • Es ist wünschenswert, dass, um den Wärmewiderstand des Leistungsmoduls zu reduzieren, die erste Schaltung 3 und die zweite Schaltung 4 aus Kupfer ausgebildet werden, das hinsichtlich der Wärmeübertragung gegenüber Aluminium überlegen ist. Da das isolierte Substrat 5 zerbrechlicher ist als Metall, werden im Allgemeinen die erste Schaltung 3 und die zweite Schaltung 4 jeweils aus dünnem Kupfer, das eine Dicke von ungefähr 0,3 mm aufweist, ausgebildet. Jedoch kann durch Vorsehen der Spannungsrelaxationbereiche 32 der ersten Schaltung 3 und der Spannungsrelaxationbereiche 42 der zweiten Schaltung 4, die an den vier Ecken der jeweiligen ersten Schaltung 3 und zweiten Schaltung 4 erzeugte Spannung reduziert werden, auch wenn die jeweilige Dicke der ersten Schaltung 3 und der zweiten Schaltung 4 auf ungefähr 0,8 mm vergrößert wird.
  • In dem Fall, dass die jeweilige Form der ersten Schaltung 3 und der zweiten Schaltung 4 einander gleich ist und die jeweiligen Formen der Spannungsrelaxationsbereiche 32 der ersten Schaltung 3 und der Spannungsrelaxationsbereiche 42 der zweiten Schaltung 4 einander gleich sind, heben sich die Spannungen, die durch die Verzerrung in Richtung der ersten Seite 51 des isolierten Substrats 5 entstehen, und die Spannung, die durch die Verzerrung in Richtung der zweiten Seite 52 des isolierten Substrats 5 entstehen, gegenseitig auf, so dass unterdrückt werden kann, dass Spannungen auftreten. Als Ergebnis wird es ermöglicht, die Längenausdehnung des gesamten isolierten Substrats 5 zu vergrößern, ohne dass irgendwelche Riss in dem isolierten Substrat 5 auftreten. Daher kann die thermische Verformung, die in der Haftschicht 10 auftritt, verringert werden. Da das isolierte Substrat 5 mit dem Harz 8 abgedichtet ist, kann ferner die Längenausdehnung des isolierten Substrats 5 vergrößert werden und damit die thermische Verformung in der Haftschicht 10 reduziert werden.,
  • Eine Anpassung der Form, der Größe und der Tiefe des Level-Unterschieds des Spannungsrelaxationsbereichs 32 der ersten Schaltung 3, und der Form, der Größe und der Tiefe des Level-Unterschieds des Spannungsrelaxationsbereichs 42 der zweiten Schaltung 4, kann die thermische Verformung weiter reduzieren. D.h., 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Beispielvariante des isolierten Substrats und der ersten Schaltung des elektrischen Leistungswandler nach der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung illustriert. Ein in 3 illustrierter Spannungsrelaxationsbereich 34 der ersten Schaltung 3 ist aus einem Stufenbereich ausgebildet, der in der Form eines Bereichs ausgebildet ist, der eine nahezu konstante Breite aufweist. Obwohl nicht dargestellt, ist eine zweite Schaltung 4 so ausgebildet, dass sie eine gleiche Form aufweist, wie die der ersten Schaltung 3, und Spannungsrelaxationsbereiche aufweist, die jeweils die gleichen Form aufweisen, wie die Spannungsrelaxationsbereiche 34 der ersten Schaltung 3.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine weitere Beispielsvariante des isolierten Substrats und der ersten Schaltung des elektrischen Leistungswandler gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die in 4 dargestellten Spannungsrelaxationsbereiche 35 einer ersten Schaltung 3 sind jeweils aus Stufenbereichen ausgebildet, die an den vier Ecken der ersten Schaltung 3 vorgesehen sind und die sich jeweils in einem Winkel von etwa 45° in Bezug auf die entsprechende Seitenkante erstrecken. Obwohl nicht dargestellt, ist eine zweite Schaltung 4 so ausgebildet, dass sie eine gleiche Form aufweist, wie die der ersten Schaltung 3, und Spannungsrelaxationsbereiche aufweist, die jeweils die gleiche Form aufweisen, wie die Spannungsrelaxationsbereiche 35 der ersten Schaltung 3.
  • Wie oben beschrieben, kann durch einstellen der Dicke der zweiten Basis 11 auf einige Millimeter die Steifigkeit der zweiten Basis 11 verringert und somit die thermische Verformung in der Haftschicht 10 reduziert werden. Durch die Fixierung der zweiten Basis 11, die eine geringe Steifigkeit aufweist, an die erste Basis 13, die eine größere Steifigkeit aufweist, mittels Schweißen, Reibrührschweißen, oder durch Verwendung einer Schraube, kann die Vibrationsfestigkeit des Leistungswandlers erhöht werden, so dass es ermöglicht wird, die Vibrationsbeständigkeit zu gewährleisten, während die thermische Verformung in der Haftschicht 10 entspannt bzw. reduziert werden kann.
  • Im Allgemeinen wird ein Wechselrichter mit mehreren Leistungsmodulen konfiguriert, die in einer solchen Weise konfiguriert sind, wie oben beschrieben. Daher wird in dem Fall, dass die Verbindungsposition zwischen der zweiten Basis 11 und der ersten Basis 13 eine Steifigkeit aufweisen, die größer ist als diejenige der zweiten Basis 11, werden diese nicht nur an den Umfangsabschnitten der Ausnehmung 132 vorgesehen sind, wie in 2 dargestellt, sondern auch an der Position zwischen der zweiten Basis 11 zwischen benachbarten Leistungsmodulen und dem mittleren Abschnitt, in Querrichtung der Ausnehmungen 132, der ersten Basis 13, wodurch die Vibrationsfestigkeit weiter erhöht werden kann.
  • In dem Fall, dass in der oben beschriebenen Ausführungsform 1, die zweite Schaltung 4 des Leistungsmoduls verbunden wird, nachdem die zweite Basis 11 und die erste Basis 13, die eine hohe Steifigkeit aufweisen, miteinander verbunden wurden, wird die Verbindungsarbeit, nachdem die Größe und die Form bestimmt worden sind, durchgeführt, womit die Anlagen groß und kompliziert werden. Daher wird vor allem im Fall der Verbindung durch Löten die Wärmekapazität groß und damit wird die Verbindung extrem schwierig. Jedoch wird in dem Fall, dass die Verbindung zwischen der zweiten Basis 11 und der zweiten Schaltung 4 des Leistungsmoduls zuerst durchgeführt wird, die Bearbeitbarkeit bemerkenswert verbessert, sodass es ermöglicht wird, eine äußerst zuverlässige Verbindungsmethode auszuwählen.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die dazugehörigen Ausführungsformen in geeigneter Weise modifiziert oder weggelassen werden.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise auf dem Gebiet eines elektrischen Leistungswandlers für ein Hybridfahrzeug, und gegebenenfalls auch auf dem Gebiet eines Fahrzeugs, wie einem Automobil eingesetzt werden.

Claims (6)

  1. Elektrischer Leistungswandler, der eine elektrische Leistungsumwandlung zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC) durchführt, wobei der elektrische Leistungswandler umfasst: eine Schalteinrichtung, die die elektrische Leistungsumwandlung durch Umschalten durchführt, ein isoliertes Substrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, die einander entgegengesetzt sind, eine erste Schaltung, mit der die Schalteinrichtung elektrisch verbunden ist, und die an der ersten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine zweite Schaltung, die in einer gleichen Form wie die erste Schaltung ausgebildet ist und die an der zweiten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, und eine Basis, an die die zweite Schaltung, mittels einer Zwischenschaltung einer Haftschicht, befestigt ist, wobei jeder der Eckbereiche in der jeweiligen planaren Form der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung einen Spannungsrelaxationbereich aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er eine geringere Dicke als der andere Bereich hat.
  2. Elektrischer Leistungswandler, der eine elektrische Leistungsumwandlung zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC) durchführt, wobei der elektrische Leistungswandler umfasst: eine Schalteinrichtung, die die elektrische Leistungsumwandlung durch Umschalten durchführt, ein isoliertes Substrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, die einander entgegengesetzt sind, eine erste Schaltung, mit der die Schalteinrichtung elektrisch verbunden ist, und die an der ersten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine zweite Schaltung, die in einer gleichen Form wie die erste Schaltung ausgebildet ist, und die an der zweiten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine erste Basis, die eine Aussparung aufweist, eine zweite Basis, die eine erste Seite und eine zweite Seite, die der ersten Seite entgegengesetzt ist, aufweist, an die erste Basis befestigt ist, und einen Öffnungsbereich der Aussparung überdeckt, eine Rippe, die auf der zweiten Seite der zweiten Basis vorgesehen ist, und in der Aussparung enthalten ist, und eine Haftschicht, die die zweite Schaltung an der ersten Seite der zweiten Basis befestigt, wobei die Aussparung zumindest in einem Teil eines Kühlfluidströmungspfad enthalten ist, durch den ein Kühlfluid zum Kühlen der Rippe strömt, wobei die zweite Basis eine geringere Dicke als die erste Basis hat, und wobei jeder der Eckbereiche in der jeweiligen planaren Form der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung einen Spannungsrelaxationbereich aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er eine geringere Dicke als der andere Bereich hat.
  3. Elektrischer Leistungswandler nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Schaltvorrichtung, das isolierte Substrat, die erste Schaltung, und die zweite Schaltung in einem Leistungsmodul enthalten sind, in dem sie mit einem Harz integral geformt sind.
  4. Elektrischer Leistungswandler nach Anspruch 2, wobei die Schalteinrichtung, das isolierte Substrat, die erste Schaltung, und die zweite Schaltung in einem Leistungsmodul enthalten sind, in dem sie mit einem Harz integral geformt sind, und wobei nach dem die zweite Schaltung des Leistungsmoduls an der zweiten Basis mittels der Zwischenschaltung der Haftschicht befestigt ist, die zweite Basis an der ersten Basis befestigt ist.
  5. Elektrischer Leistungswandler nach Anspruch 2, wobei die erste Basis einen Geringe-Dicke-Bereich aufweist, dessen Dicke geringer ist als diejenige des anderen Bereichs, wobei die Aussparung in dem Geringe-Dicke-Bereich der ersten Basis ausgebildet ist, und wobei die zweite Basis an den Geringe-Dicke-Bereich der ersten Basis befestigt ist.
  6. Leistungsmodul, das in einem elektrischen Leistungswandler, der eine elektrische Leistungswandlung zwischen Gleichstrom (DC) und Wechselstrom (AC) durchführt, verwendet ist, wobei das Leistungsmodul umfasst: eine Schalteinrichtung, die Schaltoperationen durchführt, ein isoliertes Substrat, das eine erste Seite und eine zweite Seite aufweist, die einander entgegengesetzt sind, eine erste Schaltung, mit der die Schalteinrichtung elektrisch verbunden ist, und die an der ersten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, eine zweite Schaltung, die in einer gleichen Form wie die erste Schaltung ausgebildet ist, und an der zweiten Seite des isolierten Substrats befestigt ist, und ein Harz, mit dem die Schaltvorrichtung, das isolierte Substrat, die erste Schaltung und die zweite Schaltung integral ausgebildet sind, wobei jeder der Eckbereiche in der jeweiligen planaren Form der ersten Schaltung und der zweiten Schaltung einen Spannungsrelaxationbereich aufweist, der derart ausgebildet ist, dass er eine geringere Dicke als der andere Bereich hat.
DE112013007709.4T 2013-12-24 2013-12-24 Elektrischer Leistungswandler und Leistungsmodul Ceased DE112013007709T5 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2013/084494 WO2015097748A1 (ja) 2013-12-24 2013-12-24 電力変換装置、及びパワーモジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112013007709T5 true DE112013007709T5 (de) 2016-09-15

Family

ID=53477691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112013007709.4T Ceased DE112013007709T5 (de) 2013-12-24 2013-12-24 Elektrischer Leistungswandler und Leistungsmodul

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10186501B2 (de)
JP (1) JP6218856B2 (de)
CN (1) CN105849903B (de)
DE (1) DE112013007709T5 (de)
WO (1) WO2015097748A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6619277B2 (ja) * 2016-03-28 2019-12-11 京セラ株式会社 放熱用部材およびこれを用いたモジュール
US10950522B2 (en) * 2017-02-13 2021-03-16 Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. Electronic device
CN108878375A (zh) * 2018-06-25 2018-11-23 中国电子科技集团公司第四十研究所 一种适用于微波功率芯片焊接的底板结构

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6459986A (en) * 1987-08-31 1989-03-07 Toshiba Corp Ceramic circuit board
JPH01251690A (ja) * 1988-03-31 1989-10-06 Toshiba Corp セラミックス回路基板の製造方法
JP3512977B2 (ja) * 1996-08-27 2004-03-31 同和鉱業株式会社 高信頼性半導体用基板
JP3529675B2 (ja) * 1999-09-03 2004-05-24 株式会社東芝 半導体装置及びインバータ装置
JP2002158328A (ja) * 2000-11-17 2002-05-31 Mitsubishi Electric Corp 電力用半導体装置
JP2002170922A (ja) * 2000-11-29 2002-06-14 Kyocera Corp インバータ制御モジュール
JP2003101277A (ja) 2001-09-26 2003-04-04 Toyota Motor Corp 発熱素子冷却用構造体及びその製造方法
JP2006004961A (ja) * 2004-06-15 2006-01-05 Hitachi Ltd 半導体モジュール
JP2010069503A (ja) * 2008-09-18 2010-04-02 Calsonic Kansei Corp 熱交換器の製造方法
JP5133960B2 (ja) * 2009-10-22 2013-01-30 電気化学工業株式会社 半導体搭載用回路基板及びその製造方法
JPWO2012157247A1 (ja) * 2011-05-16 2014-07-31 富士電機株式会社 半導体モジュール用冷却器
US9117795B2 (en) 2012-02-09 2015-08-25 Fuji Electric Co., Ltd. Semiconductor device
WO2015049944A1 (ja) * 2013-10-03 2015-04-09 富士電機株式会社 半導体モジュール

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015097748A1 (ja) 2015-07-02
US10186501B2 (en) 2019-01-22
US20160225750A1 (en) 2016-08-04
CN105849903A (zh) 2016-08-10
JPWO2015097748A1 (ja) 2017-03-23
CN105849903B (zh) 2018-05-18
JP6218856B2 (ja) 2017-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60119865T2 (de) Elektrische Energie(um)wandlungsvorrichtung
DE112012005226B4 (de) Leistungshalbleitermodul und Leistungsmodul
DE112014007285B4 (de) Halbleitermodul
DE112018005978T5 (de) Halbleitervorrichtung
DE112018002403B4 (de) Leistungsmodul, elektroenergie-umwandlungseinrichtung, sowie verfahren zum herstellen eines leistungsmoduls
DE102013213205A1 (de) Halbleitereinheit
DE102011077543A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE212020000492U1 (de) Halbleiterbauteil
DE102019216778A1 (de) Halbleitermodul, Fahrzeug und Fertigungsverfahren
DE102017222481A1 (de) Leistungsmodul für Leistungsumwandlungseinrichtung, Leistungsumwandlungseinrichtung und elekktrische Rotationsvorrichtung mit integriertem Steuergerät
DE112016000877T5 (de) Vorrichtung zum Umsetzen elektrischer Leistung
DE112014006144T5 (de) Halbleitervorrichtung und Leistungswandler, der diese verwendet
DE102013221954A1 (de) Halbleitereinheit
DE112014005694T5 (de) Halbleitermodul
DE112020003598T5 (de) Elektrischer schaltungskörper, leistungsumsetzer und verfahren zur herstellung eines elektrischen schaltungskörpers
DE112015006489T5 (de) Stromrichter
DE112020006116T5 (de) Körper einer elektrischen schaltung, leistungsumsetzungsvorrichtung und herstellungsverfahren für körper einer elektrischen schaltung
DE112019007349T5 (de) Halbleiteranordnung, leistungswandler und verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung
DE102008063724B4 (de) Sammelschienenanordnung mit eingebauter Kühlung, Fahrzeugwechselrichtermodul und Verfahren zum Kühlen eines Wechselrichtermoduls
DE112021005358T5 (de) Elektrischer Schaltungskörper, Leistungsumsetzer und Herstellungsverfahren für einen elektrischen Schaltungskörper
DE112013007709T5 (de) Elektrischer Leistungswandler und Leistungsmodul
DE102013201056A1 (de) Halbleitervorrichtung
DE102013215392A1 (de) Leistungshalbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE112019007415T5 (de) Halbleitermodul und stromwandler
DE112019003699T5 (de) Leistungsmodul und elektrische Leistungsumwandlungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final