JP2001210920A - 電力モジュールおよびその製造方法 - Google Patents
電力モジュールおよびその製造方法Info
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- H05K3/4084—Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections by deforming at least one of the conductive layers
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
- Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力用電子素子が迅速な加熱ピークを受け入
れ得るようにした電力モジュールを提供すること。 【解決手段】 電力モジュールであり、導電バー1と;
電力用電子素子3と;導電バー1に隣接配置されたプリ
ント回路基板7と;電力流を通すためのパワー導電バー
10と;を具備してなり、電力用電子素子3が、コンタ
クト4を備え、導電バー1とプリント回路基板7とパワ
ー導電バー10との間の互いの隣接領域を覆うとともに
熱硬化性絶縁材料から形成された上面層15および底面
層14であって、形成されることとなるユニットに堅固
さをもたらすとともに、相対位置関係を維持することに
よって電力用電子素子3のコンタクト4に関しての信頼
性と電気接続性とを保証するための上面層15および底
面層14を具備している。
れ得るようにした電力モジュールを提供すること。 【解決手段】 電力モジュールであり、導電バー1と;
電力用電子素子3と;導電バー1に隣接配置されたプリ
ント回路基板7と;電力流を通すためのパワー導電バー
10と;を具備してなり、電力用電子素子3が、コンタ
クト4を備え、導電バー1とプリント回路基板7とパワ
ー導電バー10との間の互いの隣接領域を覆うとともに
熱硬化性絶縁材料から形成された上面層15および底面
層14であって、形成されることとなるユニットに堅固
さをもたらすとともに、相対位置関係を維持することに
よって電力用電子素子3のコンタクト4に関しての信頼
性と電気接続性とを保証するための上面層15および底
面層14を具備している。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電力用トラ
ンジスタ(パワートランジスタ)といったような1つま
たはいくつかの電力用素子を備えてなる電力モジュール
の構造および製造方法に関しての改良に関するものであ
る。そのような電力モジュールは、限定するものではな
いものの、より詳細には、電気回路を使用して部品や様
々な制御部材が形成されるような自動車産業に応用する
ことができる(例えば、自動車におけるパワーステアリ
ングのための電気ポンプユニットを駆動する電気モー
タ)。
ンジスタ(パワートランジスタ)といったような1つま
たはいくつかの電力用素子を備えてなる電力モジュール
の構造および製造方法に関しての改良に関するものであ
る。そのような電力モジュールは、限定するものではな
いものの、より詳細には、電気回路を使用して部品や様
々な制御部材が形成されるような自動車産業に応用する
ことができる(例えば、自動車におけるパワーステアリ
ングのための電気ポンプユニットを駆動する電気モー
タ)。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】この
ようなモジュールは、高温周囲温度内に配置される。こ
のため、電力部材から放出される熱の除去がなおさら困
難である。
ようなモジュールは、高温周囲温度内に配置される。こ
のため、電力部材から放出される熱の除去がなおさら困
難である。
【0003】金属製基体特にアルミニウム製またはアル
ミニウム合金製基体をベースとして構成されているモジ
ュールは、既に提案されている。その場合、各構成要素
(プリント回路基板、等電位導電プレート、…)は、特
に、ネジやピンやリベットによって固定されることによ
り、互いに堅固に維持され、良好な熱伝導と電気伝導と
がもたらされる。
ミニウム合金製基体をベースとして構成されているモジ
ュールは、既に提案されている。その場合、各構成要素
(プリント回路基板、等電位導電プレート、…)は、特
に、ネジやピンやリベットによって固定されることによ
り、互いに堅固に維持され、良好な熱伝導と電気伝導と
がもたらされる。
【0004】しかしながら、使用者にとっては、これら
モジュールの重量およびコストをできる限り低減させる
ことが望ましく、また、構成要素の数についても、でき
る限り低減させることが望ましい。
モジュールの重量およびコストをできる限り低減させる
ことが望ましく、また、構成要素の数についても、でき
る限り低減させることが望ましい。
【0005】加えて、モジュール構造は、それが取り付
けられる電子素子に対して適合したものでなければなら
ない。この点において、電力用電子素子は、通常、少な
くとも1つの平面を有したケーシングの形態とされ、こ
の平面を、ケーシングの固定対象(特に溶着による固
定)をなす支持体に対して配置することができる。これ
により、第1に、電気伝導性を、第2に、熱の放散性
を、確保することができる。このケーシングからは、ケ
ーシングの支持面に対する所定レベルに位置しているそ
れぞれの支持面を有して構成されたストリップの形態と
された複数のコンタクトが、延出されている(多くの場
合、これらコンタクトストリップのこれら支持面は、ケ
ーシングの支持面と同一面とされる)。よって、モジュ
ール構造を構成している各要素を組み立てる際には、複
数の電力用素子を適正に(とりわけ溶着によって)取り
付けて固定し得るよう、各要素のケーシングの支持面を
受領することを意図した面とそれぞれのコンタクトの支
持面とは、互いに正確に配置されなければならない。
けられる電子素子に対して適合したものでなければなら
ない。この点において、電力用電子素子は、通常、少な
くとも1つの平面を有したケーシングの形態とされ、こ
の平面を、ケーシングの固定対象(特に溶着による固
定)をなす支持体に対して配置することができる。これ
により、第1に、電気伝導性を、第2に、熱の放散性
を、確保することができる。このケーシングからは、ケ
ーシングの支持面に対する所定レベルに位置しているそ
れぞれの支持面を有して構成されたストリップの形態と
された複数のコンタクトが、延出されている(多くの場
合、これらコンタクトストリップのこれら支持面は、ケ
ーシングの支持面と同一面とされる)。よって、モジュ
ール構造を構成している各要素を組み立てる際には、複
数の電力用素子を適正に(とりわけ溶着によって)取り
付けて固定し得るよう、各要素のケーシングの支持面を
受領することを意図した面とそれぞれのコンタクトの支
持面とは、互いに正確に配置されなければならない。
【0006】したがって、本発明の目的は、現在公知で
あるような電力モジュールと比較して様々な要求をより
良好に満たすとともに、熱放散回路内における熱抵抗の
低減を維持して電力用電子素子が迅速な加熱ピークを受
け入れ得るようにした、電力モジュールを提供すること
である。
あるような電力モジュールと比較して様々な要求をより
良好に満たすとともに、熱放散回路内における熱抵抗の
低減を維持して電力用電子素子が迅速な加熱ピークを受
け入れ得るようにした、電力モジュールを提供すること
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電力モジュールであって、 −電気伝導性材料から形成されていて等電位接続をもた
らす少なくとも1つの導電バーと; −導電バーに対して直接的に接続されている少なくとも
1つの電力用電子素子と; −上面上に、モジュールの低熱放散性電子素子が取り付
けられるべきプリント回路基板であって、上面が導電バ
ーの上面に対しての所定相対位置に配置された状態で、
導電バーに隣接配置されるプリント回路基板と; −プリント回路基板の直下に配置されるとともに、上面
の少なくとも一部分が、導電バーの上面に対しての所定
相対位置に配置された状態でもって導電バーに隣接配置
されているような、電力流を通すための少なくとも1つ
のパワー導電バーと;を具備してなり、 −電力用電子素子が、プリント回路基板に対してまたパ
ワー導電バーの一部分の上面に対して接続されるコンタ
クトを備え、 −導電バーとプリント回路基板とパワー導電バーとの間
の互いの隣接領域を覆うとともに熱硬化性絶縁材料から
形成された上面層および底面層であって、形成されるこ
ととなるユニットに堅固さをもたらすとともに、相対位
置関係を維持することによって電力用電子素子のコンタ
クトの接続に関しての信頼性と電気接続性とを保証する
ための上面層および底面層を具備している、ような電力
モジュールを提供する。
め、本発明は、電力モジュールであって、 −電気伝導性材料から形成されていて等電位接続をもた
らす少なくとも1つの導電バーと; −導電バーに対して直接的に接続されている少なくとも
1つの電力用電子素子と; −上面上に、モジュールの低熱放散性電子素子が取り付
けられるべきプリント回路基板であって、上面が導電バ
ーの上面に対しての所定相対位置に配置された状態で、
導電バーに隣接配置されるプリント回路基板と; −プリント回路基板の直下に配置されるとともに、上面
の少なくとも一部分が、導電バーの上面に対しての所定
相対位置に配置された状態でもって導電バーに隣接配置
されているような、電力流を通すための少なくとも1つ
のパワー導電バーと;を具備してなり、 −電力用電子素子が、プリント回路基板に対してまたパ
ワー導電バーの一部分の上面に対して接続されるコンタ
クトを備え、 −導電バーとプリント回路基板とパワー導電バーとの間
の互いの隣接領域を覆うとともに熱硬化性絶縁材料から
形成された上面層および底面層であって、形成されるこ
ととなるユニットに堅固さをもたらすとともに、相対位
置関係を維持することによって電力用電子素子のコンタ
クトの接続に関しての信頼性と電気接続性とを保証する
ための上面層および底面層を具備している、ような電力
モジュールを提供する。
【0008】有利には、プリント回路基板とパワー導電
バーとは、これらの間に、重合した接着性の電気絶縁性
フィルムを介装することによって、互いに連結される。
バーとは、これらの間に、重合した接着性の電気絶縁性
フィルムを介装することによって、互いに連結される。
【0009】あるコンパクトな実施形態においては、プ
リント回路基板が、両面上に、導電バーおよび/または
パワー導電バーに対しての接続をもたらすための、およ
び/または、底面上においてパワー導電バーを超えて延
在する部材を取り付けるための、複数の導電性トラック
を有している。常に、構成部材どうしが少なくとも部分
的に入れ子配置とされ得るようなよりコンパクトな構造
を得るためには、プリント回路基板には、導電バーによ
って支持されている電力用電子素子に対しての接続を可
能とするという目的のために、パワー導電バーの一部分
を挿通させるための、切欠領域および/またはスロット
が設けられる。
リント回路基板が、両面上に、導電バーおよび/または
パワー導電バーに対しての接続をもたらすための、およ
び/または、底面上においてパワー導電バーを超えて延
在する部材を取り付けるための、複数の導電性トラック
を有している。常に、構成部材どうしが少なくとも部分
的に入れ子配置とされ得るようなよりコンパクトな構造
を得るためには、プリント回路基板には、導電バーによ
って支持されている電力用電子素子に対しての接続を可
能とするという目的のために、パワー導電バーの一部分
を挿通させるための、切欠領域および/またはスロット
が設けられる。
【0010】より複雑で大きな構造においては、モジュ
ールは、互いに電気的に絶縁された状態で並置された複
数の導電バー、および/または、互いに電気的に絶縁さ
れた状態で並置された複数のパワー導電バーを具備する
ことができる。
ールは、互いに電気的に絶縁された状態で並置された複
数の導電バー、および/または、互いに電気的に絶縁さ
れた状態で並置された複数のパワー導電バーを具備する
ことができる。
【0011】構造を形成している様々な構成部材どうし
が互いに適正な配置でもって配置されることを確保する
ために、なおかつ、端部が堅固であるようなユニットを
得ることを確保するために、熱硬化性絶縁材料が、プリ
ント回路基板と導電バーとパワー導電バーとの間の少な
くとも隣接領域にわたってオーバーラップしたストリッ
プの形態で適用され、硬化後には、プリント回路基板と
導電バーとパワー導電バーとの間の空間を充填するもの
とされる。しかしながら、有利には、熱硬化性絶縁材料
は、導電バーとパワー導電バーとの底面全体をカバーす
るとともに、プリント回路基板と導電バーとの上面につ
いては、電子素子の取付領域を除いて、カバーする。こ
の結果、重合した材料は、大きな面積にわたって延在す
ることとなり、直下に位置した各構成部材を容易に接着
することとなる。そのため、ユニットに対して、増強さ
れた機械的強度がもたらされるとともに、金属表面が暗
電流や短絡から良好に保護される。
が互いに適正な配置でもって配置されることを確保する
ために、なおかつ、端部が堅固であるようなユニットを
得ることを確保するために、熱硬化性絶縁材料が、プリ
ント回路基板と導電バーとパワー導電バーとの間の少な
くとも隣接領域にわたってオーバーラップしたストリッ
プの形態で適用され、硬化後には、プリント回路基板と
導電バーとパワー導電バーとの間の空間を充填するもの
とされる。しかしながら、有利には、熱硬化性絶縁材料
は、導電バーとパワー導電バーとの底面全体をカバーす
るとともに、プリント回路基板と導電バーとの上面につ
いては、電子素子の取付領域を除いて、カバーする。こ
の結果、重合した材料は、大きな面積にわたって延在す
ることとなり、直下に位置した各構成部材を容易に接着
することとなる。そのため、ユニットに対して、増強さ
れた機械的強度がもたらされるとともに、金属表面が暗
電流や短絡から良好に保護される。
【0012】ある実用的な実施形態においては、プリン
ト回路基板と導電バーとパワー導電バーの一部分とは、
互いに実質的に同一平面的に保持される。
ト回路基板と導電バーとパワー導電バーの一部分とは、
互いに実質的に同一平面的に保持される。
【0013】本発明の他の見地においては、本発明は、
上述したような電力モジュールを製造するための格別の
方法を提供する。本方法は、以下のことを特徴とするも
のである。すなわち、 −プリント回路基板と少なくとも1つのパワー導電バー
とを、両面に接着剤が塗布されている電気絶縁シートを
互いの間に介装した状態で、アセンブリとして組み立
て、 −少なくとも1つの導電バーと、プリント回路基板およ
び少なくとも1つのパワ ー導電バーからなる先のアセンブリと、を並置し、 −接着性電気絶縁材料からなる少なくとも1つのストリ
ップを、電子素子を受領することを意図した領域を除
き、プリント回路基板と導電バーとパワー導電バーとの
間の少なくとも隣接領域にオーバーラップして配置し、
そして、プリント回路基板と導電バーとパワー導電バー
とに関しての所定表面が所定相対配置でもって保持され
るようにして、ユニットをクランプし、 −ユニットを加熱することによって、接着性電気絶縁材
料を重合によって硬化させ、これにより、堅固な一体型
モジュールを形成し、 −少なくとも1つの電力用電子素子を、この素子のコン
タクトがプリント回路基板上におよびパワー導電バーの
一面上に載置されるようにして、とりわけ溶着によっ
て、導電バー上に取り付け、さらに、プリント回路基板
上に、熱放散性が低減された電子素子を取り付ける。
上述したような電力モジュールを製造するための格別の
方法を提供する。本方法は、以下のことを特徴とするも
のである。すなわち、 −プリント回路基板と少なくとも1つのパワー導電バー
とを、両面に接着剤が塗布されている電気絶縁シートを
互いの間に介装した状態で、アセンブリとして組み立
て、 −少なくとも1つの導電バーと、プリント回路基板およ
び少なくとも1つのパワ ー導電バーからなる先のアセンブリと、を並置し、 −接着性電気絶縁材料からなる少なくとも1つのストリ
ップを、電子素子を受領することを意図した領域を除
き、プリント回路基板と導電バーとパワー導電バーとの
間の少なくとも隣接領域にオーバーラップして配置し、
そして、プリント回路基板と導電バーとパワー導電バー
とに関しての所定表面が所定相対配置でもって保持され
るようにして、ユニットをクランプし、 −ユニットを加熱することによって、接着性電気絶縁材
料を重合によって硬化させ、これにより、堅固な一体型
モジュールを形成し、 −少なくとも1つの電力用電子素子を、この素子のコン
タクトがプリント回路基板上におよびパワー導電バーの
一面上に載置されるようにして、とりわけ溶着によっ
て、導電バー上に取り付け、さらに、プリント回路基板
上に、熱放散性が低減された電子素子を取り付ける。
【0014】本発明による特徴点によれば、改良された
電力モジュールがもたらされ、この電力モジュールは、
適正に動作するために必要な熱伝導性と電気伝導性とは
維持しつつも、より堅固なものであって、構造を形成し
ている各構成部材どうしが互いに適正に配置されていて
電力用素子の必要に応じた取付を可能とするものであ
る。
電力モジュールがもたらされ、この電力モジュールは、
適正に動作するために必要な熱伝導性と電気伝導性とは
維持しつつも、より堅固なものであって、構造を形成し
ている各構成部材どうしが互いに適正に配置されていて
電力用素子の必要に応じた取付を可能とするものであ
る。
【0015】加えて、従来のモジュールにおいて必要と
されていたような金属基板や固定用のネジやピンやリベ
ットを不要とすることができ、電力モジュールの重量を
かなり低減することができるとともに、モジュールの形
成に必要な部材数をかなり低減することができ、モジュ
ールのコストもかなり低減することができる。
されていたような金属基板や固定用のネジやピンやリベ
ットを不要とすることができ、電力モジュールの重量を
かなり低減することができるとともに、モジュールの形
成に必要な部材数をかなり低減することができ、モジュ
ールのコストもかなり低減することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明は、添付図面を参照しつ
つ、本発明を何ら限定することなく単なる例示として与
えられる以下のいくつかの実施形態についての詳細な説
明を読むことにより、明瞭に理解されるであろう。
つ、本発明を何ら限定することなく単なる例示として与
えられる以下のいくつかの実施形態についての詳細な説
明を読むことにより、明瞭に理解されるであろう。
【0017】まず最初に、図1〜図4には、本発明によ
って提案される構成に基づいた電力モジュールの一部が
示されている。このモジュールは、少なくとも1つの導
電性等電位プレートまたはバー1を備えている。この導
電バー1の上面のエッジ上に、電力用電子素子3(例え
ば、トランジスタ、サイリスタ、…)のケーシング2
が、とりわけ溶着11によって、固定されている。これ
により、この素子3(金属製ケーシングを有していて、
複数の電極のうちの1つを形成している)は、導電バー
1に対して、熱伝導可能かつ電気伝導可能に、緊密接触
している。
って提案される構成に基づいた電力モジュールの一部が
示されている。このモジュールは、少なくとも1つの導
電性等電位プレートまたはバー1を備えている。この導
電バー1の上面のエッジ上に、電力用電子素子3(例え
ば、トランジスタ、サイリスタ、…)のケーシング2
が、とりわけ溶着11によって、固定されている。これ
により、この素子3(金属製ケーシングを有していて、
複数の電極のうちの1つを形成している)は、導電バー
1に対して、熱伝導可能かつ電気伝導可能に、緊密接触
している。
【0018】電力用電子素子3は、ストリップまたはピ
ンの形態とされた2つのコンタクト4,5を有してい
る。これらコンタクト4,5は、導電バー1のエッジを
超えて横方向に延出されている。
ンの形態とされた2つのコンタクト4,5を有してい
る。これらコンタクト4,5は、導電バー1のエッジを
超えて横方向に延出されている。
【0019】図1および図2からわかるように、一方の
コンタクト4は、このコンタクト4自身の自由端におい
て支持されており、プリント回路基板7のトラック61
上に溶着されている。プリント回路基板7は、上面上に
および底面上に複数の銅トラック6を付帯している。プ
リント回路基板7には、一方の面上にまたは双方の面上
に、熱放散が低減されている複数の電子素子(図示せ
ず)が設けられる。
コンタクト4は、このコンタクト4自身の自由端におい
て支持されており、プリント回路基板7のトラック61
上に溶着されている。プリント回路基板7は、上面上に
および底面上に複数の銅トラック6を付帯している。プ
リント回路基板7には、一方の面上にまたは双方の面上
に、熱放散が低減されている複数の電子素子(図示せ
ず)が設けられる。
【0020】図1および図3からわかるように、素子3
の他方のコンタクト5は、このコンタクト5自身の自由
端において支持されており、パワー導電プレートまたは
バー10の一部9の上面8上に溶着されている。ここ
で、パワー導電バー10は、少なくとも部分的には、プ
リント回路基板7の直下に配置されている。パワー導電
バー10のその部分9は、バー10の上面から上向きに
突出した部分によって形成することができる(例えば、
バーから切り出されて上向きに曲げられたパッドによっ
て形成することができる)。この突出部9を導電バー1
および電力用電子素子3に対して適切に配置するため
に、プリント回路基板7のうちの、突出部9が現れてい
るエッジには、切欠部12(あるいは、場合によって
は、スロット)が設けられている。
の他方のコンタクト5は、このコンタクト5自身の自由
端において支持されており、パワー導電プレートまたは
バー10の一部9の上面8上に溶着されている。ここ
で、パワー導電バー10は、少なくとも部分的には、プ
リント回路基板7の直下に配置されている。パワー導電
バー10のその部分9は、バー10の上面から上向きに
突出した部分によって形成することができる(例えば、
バーから切り出されて上向きに曲げられたパッドによっ
て形成することができる)。この突出部9を導電バー1
および電力用電子素子3に対して適切に配置するため
に、プリント回路基板7のうちの、突出部9が現れてい
るエッジには、切欠部12(あるいは、場合によって
は、スロット)が設けられている。
【0021】図示の例においては、電力用電子素子3
は、コンタクト4,5の端部における支持面が、電力用
電子素子3のケーシング2の支持面であって導電バー1
上に位置している支持面に対して、実質的に同一平面的
であるように、構成されている。したがって、プリント
回路基板7のうちの、トラック61 が配置されている上
面と、パワー導電バー10の部分9の上面8とは、互い
に実質的に同一平面的である必要がある。しかも、これ
らの面は、導電バー1の上面に対して実質的に同一平面
的である必要がある。
は、コンタクト4,5の端部における支持面が、電力用
電子素子3のケーシング2の支持面であって導電バー1
上に位置している支持面に対して、実質的に同一平面的
であるように、構成されている。したがって、プリント
回路基板7のうちの、トラック61 が配置されている上
面と、パワー導電バー10の部分9の上面8とは、互い
に実質的に同一平面的である必要がある。しかも、これ
らの面は、導電バー1の上面に対して実質的に同一平面
的である必要がある。
【0022】当然のことながら、同じ状況下において
も、電力用電子素子3の形状に応じて、同一平面的であ
る以外の相対配置も、また、想定することができる。
も、電力用電子素子3の形状に応じて、同一平面的であ
る以外の相対配置も、また、想定することができる。
【0023】プリント回路基板7と2つの導電バー1,
10とを、互いに関しての相対的必須位置に堅固に連結
するために、以下のことが行われる。 −プリント回路基板7と導電バー10とを、両面上に接
着剤が塗布されている電気絶縁性フィルムまたはシート
によって、連結すること。この場合、接着剤は、熱処理
によって重合されて、プリント回路基板7とプレート1
0とを機械的に連結するための堅固な絶縁層13とな
る。 −接着性絶縁ストリップを、プリント回路基板7の対向
エッジとパワー導電バー10の突出部9の対向エッジと
導電バー1の対向エッジとの間のギャップDを跨って適
用すること。接着性絶縁ストリップは、上面上に配置さ
れるものの、電力用電子素子3のために設けられた所定
領域と素子3のコンタクト4,5のために設けられた所
定領域には、配置されない。ストリップは、付加的に
は、プリント回路基板上における低熱放散性の電子素子
のために設けられた所定領域には配置されない。下面側
のストリップは、連続的に延在する。これらストリップ
は、熱処理によって重合し、自由空間内へと流入して自
由空間を充填し、そして、硬化し、これにより、プリン
ト回路基板7とバー1,10とを機械的に連結して、こ
れらの必須相対配置における固定をもたらす。
10とを、互いに関しての相対的必須位置に堅固に連結
するために、以下のことが行われる。 −プリント回路基板7と導電バー10とを、両面上に接
着剤が塗布されている電気絶縁性フィルムまたはシート
によって、連結すること。この場合、接着剤は、熱処理
によって重合されて、プリント回路基板7とプレート1
0とを機械的に連結するための堅固な絶縁層13とな
る。 −接着性絶縁ストリップを、プリント回路基板7の対向
エッジとパワー導電バー10の突出部9の対向エッジと
導電バー1の対向エッジとの間のギャップDを跨って適
用すること。接着性絶縁ストリップは、上面上に配置さ
れるものの、電力用電子素子3のために設けられた所定
領域と素子3のコンタクト4,5のために設けられた所
定領域には、配置されない。ストリップは、付加的に
は、プリント回路基板上における低熱放散性の電子素子
のために設けられた所定領域には配置されない。下面側
のストリップは、連続的に延在する。これらストリップ
は、熱処理によって重合し、自由空間内へと流入して自
由空間を充填し、そして、硬化し、これにより、プリン
ト回路基板7とバー1,10とを機械的に連結して、こ
れらの必須相対配置における固定をもたらす。
【0024】好ましくは、図1〜図4に示すように、こ
れらストリップは、ギャップDを跨いで適用される単純
なストリップではなくて、底面全体と、素子位置を除く
上面全体と、を覆うようなフィルムまたはシートであ
る。
れらストリップは、ギャップDを跨いで適用される単純
なストリップではなくて、底面全体と、素子位置を除く
上面全体と、を覆うようなフィルムまたはシートであ
る。
【0025】重合後には、ストリップは、底面側での堅
固な絶縁層14と、電子素子のための欠乏領域16が設
けられている、上面側における堅固な絶縁層15と、ギ
ャップ12内における充填物17と、を形成する(付加
的には、素子3のピン4、5の直下領域を除く)。充填
物17は、図1におけるIV−IV線矢視断面を示している
図4において、欠乏領域16の外側に示されている。
固な絶縁層14と、電子素子のための欠乏領域16が設
けられている、上面側における堅固な絶縁層15と、ギ
ャップ12内における充填物17と、を形成する(付加
的には、素子3のピン4、5の直下領域を除く)。充填
物17は、図1におけるIV−IV線矢視断面を示している
図4において、欠乏領域16の外側に示されている。
【0026】本発明による構成であると、多数の電力用
電子素子を備えているようなさらには複数の導電バーお
よび/または複数のパワー導電バーを備えているような
ユニットを、コンパクトでありかつ完璧に堅固なモジュ
ールの形態で、組み立てることができる。このようなユ
ニットは、最終的に例えば自動車に容易に組み込み得る
ような、予成形された一体ユニットを形成する。
電子素子を備えているようなさらには複数の導電バーお
よび/または複数のパワー導電バーを備えているような
ユニットを、コンパクトでありかつ完璧に堅固なモジュ
ールの形態で、組み立てることができる。このようなユ
ニットは、最終的に例えば自動車に容易に組み込み得る
ような、予成形された一体ユニットを形成する。
【0027】理解を明瞭とするために、図5および図6
は、本発明によって組み立てられたユニットの一例を示
している。ただし、このユニットは、図面の読取を容易
なものとするために、完成状態ではない(特に、重合層
と、プリント回路基板上における低熱放散性素子と、が
図示されていない)。
は、本発明によって組み立てられたユニットの一例を示
している。ただし、このユニットは、図面の読取を容易
なものとするために、完成状態ではない(特に、重合層
と、プリント回路基板上における低熱放散性素子と、が
図示されていない)。
【0028】図5は、U字形とされているとともに複数
の電力用電子素子3を付帯している導電バー1を示して
いる。素子3のコンタクトは、U字形の内側を向いて配
置されている。U字形の内側であって導電プレート1よ
りもわずかに下方位置には、パワー導電バー10が配置
されている(バー10は、プリント回路基板が図示省略
されていることにより、可視となっている)。バー10
も、また、U字形とされている。バー10は、外方エッ
ジ上に突出部9を有している。突出部9は、(折り曲げ
られた切出部分として形成されているものであって)素
子3のコンタクト5の直下に位置している。
の電力用電子素子3を付帯している導電バー1を示して
いる。素子3のコンタクトは、U字形の内側を向いて配
置されている。U字形の内側であって導電プレート1よ
りもわずかに下方位置には、パワー導電バー10が配置
されている(バー10は、プリント回路基板が図示省略
されていることにより、可視となっている)。バー10
も、また、U字形とされている。バー10は、外方エッ
ジ上に突出部9を有している。突出部9は、(折り曲げ
られた切出部分として形成されているものであって)素
子3のコンタクト5の直下に位置している。
【0029】図5の図示は、図6によって完成される。
図6には、プリント回路基板7(トラックは図示されて
いない)が示されている。プリント回路基板7のエッジ
は、突出部9のための通路を形成する切欠領域12を有
している。電力用電子素子3のコンタクト4は、プリン
ト回路基板7上に支持されている。
図6には、プリント回路基板7(トラックは図示されて
いない)が示されている。プリント回路基板7のエッジ
は、突出部9のための通路を形成する切欠領域12を有
している。電力用電子素子3のコンタクト4は、プリン
ト回路基板7上に支持されている。
【0030】図7は、図5と同じ図示条件でもって、他
の実施形態を示している。この実施形態は、複数の導電
バー1と、複数のパワー導電バー10と、を備えてい
る。図5における単一の導電バー1が、複数の(図示の
例においては3個の)導電バー構成要素1a、1b、1
cによって代替されている。導電バー構成要素1a、1
b、1cは、それぞれ、電力用電子素子3を支持してい
る。この場合には、これら素子3のケーシングは、互い
に異なる電位とすることができる。同様に、図5におけ
る単一のパワー導電バー10が、複数の(図示の例にお
いては2個の)パワー導電バー構成要素10a、10b
によって代替されている。これらパワー導電バー構成要
素10a、10bの形状は、必須素子3のコンタクト5
どうしを接続し得るように構成されている。
の実施形態を示している。この実施形態は、複数の導電
バー1と、複数のパワー導電バー10と、を備えてい
る。図5における単一の導電バー1が、複数の(図示の
例においては3個の)導電バー構成要素1a、1b、1
cによって代替されている。導電バー構成要素1a、1
b、1cは、それぞれ、電力用電子素子3を支持してい
る。この場合には、これら素子3のケーシングは、互い
に異なる電位とすることができる。同様に、図5におけ
る単一のパワー導電バー10が、複数の(図示の例にお
いては2個の)パワー導電バー構成要素10a、10b
によって代替されている。これらパワー導電バー構成要
素10a、10bの形状は、必須素子3のコンタクト5
どうしを接続し得るように構成されている。
【0031】当然のことながら、もっと複雑なレイアウ
トを想定することもでき、導電バー1および/またはパ
ワー導電バー10は、入れ子状に配置したり、付加的に
はオーバーラップしたり、することができる。その後、
重合可能な接着性絶縁性ストリップが、必須領域上に配
置され、これにより、短絡形成が防止されるとともにユ
ニットに堅固さがもたらされる。
トを想定することもでき、導電バー1および/またはパ
ワー導電バー10は、入れ子状に配置したり、付加的に
はオーバーラップしたり、することができる。その後、
重合可能な接着性絶縁性ストリップが、必須領域上に配
置され、これにより、短絡形成が防止されるとともにユ
ニットに堅固さがもたらされる。
【0032】上記説明により、本発明による電力モジュ
ールが、かなりのコスト節約をもたらすような状況下で
製造できること、なおかつ、機械的に強固で堅固な一体
型ユニットを形成すること、を理解することができる。
このようなモジュールは、以下のステップによって形成
される。 −プリント回路基板と少なくとも1つのパワー導電バー
とを、両面に接着剤が塗布されている電気絶縁シートを
互いの間に介装した状態で、アセンブリとして組み立て
る。 −このアセンブリと、少なくとも1つの導電プレート
と、を並置する。 −接着性電気絶縁材料からなる少なくとも1つのストリ
ップを、電子素子を受領することを意図した領域を除
き、プリント回路基板とパワー導電バーと導電プレ ートとの間の少なくとも隣接領域に跨って配置する。そ
して、プリント回路基板とパワー導電バーと導電プレー
トとに関しての所定表面が所定相対配置でもって保持さ
れるようにして、ユニットをクランプする。 −ユニットを加熱することによって接着性絶縁材料を軟
化させ、これにより、自由空間内に接着性絶縁材料を流
入させ、その後、絶縁材料を重合によって硬化させ、こ
れにより、堅固な一体型ユニットを形成する。 −最後に、少なくとも1つの電力用電子素子を、とりわ
け溶着によって導電バー上に取り付け、この素子のコン
タクトを、プリント回路基板上におよびパワー導電バー
の面上に、載置し、さらに、プリント回路基板上に、熱
放散性が低減された電子素子を取り付ける。
ールが、かなりのコスト節約をもたらすような状況下で
製造できること、なおかつ、機械的に強固で堅固な一体
型ユニットを形成すること、を理解することができる。
このようなモジュールは、以下のステップによって形成
される。 −プリント回路基板と少なくとも1つのパワー導電バー
とを、両面に接着剤が塗布されている電気絶縁シートを
互いの間に介装した状態で、アセンブリとして組み立て
る。 −このアセンブリと、少なくとも1つの導電プレート
と、を並置する。 −接着性電気絶縁材料からなる少なくとも1つのストリ
ップを、電子素子を受領することを意図した領域を除
き、プリント回路基板とパワー導電バーと導電プレ ートとの間の少なくとも隣接領域に跨って配置する。そ
して、プリント回路基板とパワー導電バーと導電プレー
トとに関しての所定表面が所定相対配置でもって保持さ
れるようにして、ユニットをクランプする。 −ユニットを加熱することによって接着性絶縁材料を軟
化させ、これにより、自由空間内に接着性絶縁材料を流
入させ、その後、絶縁材料を重合によって硬化させ、こ
れにより、堅固な一体型ユニットを形成する。 −最後に、少なくとも1つの電力用電子素子を、とりわ
け溶着によって導電バー上に取り付け、この素子のコン
タクトを、プリント回路基板上におよびパワー導電バー
の面上に、載置し、さらに、プリント回路基板上に、熱
放散性が低減された電子素子を取り付ける。
【0033】このようにして得られたモジュールは、良
好な機械的堅固さを有しており、そして、特に、良好な
導電性と大きな膨張係数を有した金属(例えば、銅や銅
ベース合金)から形成された導電バーは、自動車のエン
ジンの近傍に位置していることにより高温周囲環境下で
あるにもかかわらず、機械的に保持されて、これによ
り、電力用電子素子のコンタクトに対して大きな応力を
もたらしそのためコンタクトの破壊を招くというリスク
を有している変形の発生が、防止される。
好な機械的堅固さを有しており、そして、特に、良好な
導電性と大きな膨張係数を有した金属(例えば、銅や銅
ベース合金)から形成された導電バーは、自動車のエン
ジンの近傍に位置していることにより高温周囲環境下で
あるにもかかわらず、機械的に保持されて、これによ
り、電力用電子素子のコンタクトに対して大きな応力を
もたらしそのためコンタクトの破壊を招くというリスク
を有している変形の発生が、防止される。
【図1】 本発明に基づいて構成された電力モジュール
の一部を上方から示す平面図である。
の一部を上方から示す平面図である。
【図2】 図1におけるII−II線に沿った横断面を示す
断面図である。
断面図である。
【図3】 図1におけるIII−III線に沿った横断面を示
す断面図である。
す断面図である。
【図4】 図1におけるIV−IV線に沿った横断面を示す
断面図である。
断面図である。
【図5】 本発明に基づいて構成された電力モジュール
を、プリント回路基板を取り外した状態で示す斜視図で
ある。
を、プリント回路基板を取り外した状態で示す斜視図で
ある。
【図6】 プリント回路基板を所定位置に取り付けた状
態での、図5の電力モジュールの斜視図である。
態での、図5の電力モジュールの斜視図である。
【図7】 電力モジュールの他の実施形態を示す斜視図
であって(プリント回路基板は図示されていない)、複
数の導電バーが設けられている。
であって(プリント回路基板は図示されていない)、複
数の導電バーが設けられている。
1 導電バー 1a 導電バー構成要素(導電バー) 1b 導電バー構成要素(導電バー) 1c 導電バー構成要素(導電バー) 3 電力用電子素子 4 コンタクト 5 コンタクト 6 導電性トラック 7 プリント回路基板 8 上面 9 一部分 10 パワー導電バー 10a パワー導電バー構成要素(パワー導電バー) 10b パワー導電バー構成要素(パワー導電バー)
Claims (10)
- 【請求項1】 電力モジュールであって、 −電気伝導性材料から形成されていて等電位接続をもた
らす少なくとも1つの導電バー(1)と; −該導電バー(1)に対して直接的に接続されている少
なくとも1つの電力用電子素子(3)と; −上面上に、前記モジュールの低熱放散性電子素子が取
り付けられるプリント回路基板(7)であって、上面が
前記導電バー(1)の上面に対しての所定相対位置に配
置された状態で、前記導電バー(1)に隣接配置される
プリント回路基板(7)と; −該プリント回路基板(7)の直下に配置されるととも
に、上面(8)の少なくとも一部分(9)が、前記導電
バー(1)の上面に対しての所定相対位置に配置された
状態でもって前記導電バー(1)に隣接配置されている
ような、電力流を通すための少なくとも1つのパワー導
電バー(10)と;を具備してなり、 −前記電力用電子素子(3)が、前記プリント回路基板
(7)に対してまた前記パワー導電バー(10)の前記
一部分(9)の前記上面(8)に対して接続されるコン
タクト(4,5)を備え、 −前記導電バー(1)と前記プリント回路基板(7)と
前記パワー導電バー(10)との間の互いの隣接領域を
覆うとともに熱硬化性絶縁材料から形成された上面層
(15)および底面層(14)であって、形成されるこ
ととなるユニットに堅固さをもたらすとともに、相対位
置関係を維持することによって前記電力用電子素子の前
記コンタクトに関しての信頼性と電気接続性とを保証す
るための上面層(15)および底面層(14)を具備し
ていることを特徴とする電力モジュール。 - 【請求項2】 請求項1記載の電力モジュールにおい
て、 前記プリント回路基板(7)と前記パワー導電バー(1
0)とが、これらの間に、重合した接着性の電気絶縁性
フィルム(13)を介装することによって、互いに連結
されていることを特徴とする電力モジュール。 - 【請求項3】 請求項1または2記載の電力モジュール
において、 前記プリント回路基板(7)が、両面上に、前記導電バ
ー(1)および/または前記パワー導電バー(10)に
対しての接続をもたらすための、および/または、底面
上において前記パワー導電バー(10)を超えて延在す
る部材を取り付けるための、複数の導電性トラック
(6)を有していることを特徴とする電力モジュール。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれかに記載の電力モ
ジュールにおいて、 前記プリント回路基板(7)が、前記導電バー(1)に
よって支持されている電力用電子素子(3)に対しての
接続を可能とするという目的のために、前記パワー導電
バー(10)の前記一部分(9)を挿通させるための、
切欠領域(12)および/またはスロットを有している
ことを特徴とする電力モジュール。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の電力モ
ジュールにおいて、 互いに電気的に絶縁された状態で並置された複数の導電
バー(1)を具備していることを特徴とする電力モジュ
ール。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の電力モ
ジュールにおいて、 互いに電気的に絶縁された状態で並置された複数のパワ
ー導電バー(10)を具備していることを特徴とする電
力モジュール。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれかに記載の電力モ
ジュールにおいて、 前記熱硬化性絶縁材料が、前記プリント回路基板(7)
と前記導電バー(1)と前記パワー導電バー(10)と
の間の少なくとも隣接領域にわたってオーバーラップし
たストリップの形態で適用され、硬化後には、前記プリ
ント回路基板(7)と前記導電バー(1)と前記パワー
導電バー(10)との間のすべてのギャップ(17)を
充填していることを特徴とする電力モジュール。 - 【請求項8】 請求項7記載の電力モジュールにおい
て、 前記熱硬化性絶縁材料が、前記導電バー(1)と前記パ
ワー導電バー(10)との底面全体をカバーしていると
ともに、前記プリント回路基板(7)と前記導電バー
(1)との上面については、前記電子素子の取付領域
(16)を除いて、カバーしていることを特徴とする電
力モジュール。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれかに記載の電力モ
ジュールにおいて、 前記プリント回路基板(7)と前記導電バー(1)と前
記パワー導電バー(10)の前記一部分(9)とが、互
いに実質的に同一平面的に保持されていることを特徴と
する電力モジュール。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載したよ
うな電力モジュールを製造するための方法であって、 −プリント回路基板(7)と少なくとも1つのパワー導
電バー(10)とを、両面に接着剤が塗布されている電
気絶縁シート(13)を互いの間に介装した状態で、ア
センブリとして組み立て、 −少なくとも1つの導電バー(1)を、前記プリント回
路基板(7)と前記少なくとも1つのパワー導電バー
(10)とからなる前記アセンブリに対して、並置し、 −接着性電気絶縁材料からなる少なくとも1つのストリ
ップ(14,15)を、電子素子を受領することを意図
した領域を除き、前記プリント回路基板(7)と前記導
電バー(1)と前記パワー導電バー(10)との間の少
なくとも隣接領域にオーバーラップして配置し、そし
て、前記プリント回路基板と前記導電バーと前記パワー
導電バーとに関しての所定表面が所定相対配置でもって
保持されるようにして、ユニットをクランプし、 −前記ユニットを加熱することによって、接着性電気絶
縁材料を重合によって硬化させ、これにより、堅固な一
体型モジュールを形成し、 −少なくとも1つの電力用電子素子(3)を、この素子
のコンタクト(4,5)が前記プリント回路基板(7)
上におよび前記パワー導電バー(10)の一面(8)上
に載置されるようにして、とりわけ溶着によって前記導
電バー(1)上に取り付け、さらに、前記プリント回路
基板(7)上に、熱放散性が低減された電子素子を取り
付ける、ことを特徴とする製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9916160A FR2802714B1 (fr) | 1999-12-21 | 1999-12-21 | Module electrique de puissance et procede pour sa fabrication |
FR9916160 | 1999-12-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001210920A true JP2001210920A (ja) | 2001-08-03 |
Family
ID=9553556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000385740A Withdrawn JP2001210920A (ja) | 1999-12-21 | 2000-12-19 | 電力モジュールおよびその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20010026438A1 (ja) |
EP (1) | EP1115274A1 (ja) |
JP (1) | JP2001210920A (ja) |
FR (1) | FR2802714B1 (ja) |
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JP2016025228A (ja) * | 2014-07-22 | 2016-02-08 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 回路構成体 |
JP2016122679A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 回路構成体およびその製造方法 |
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FR2833802B1 (fr) * | 2001-12-13 | 2004-03-12 | Valeo Electronique | Module de puissance et ensemble de modules de puissance |
DE102006009812B4 (de) * | 2006-03-01 | 2008-09-04 | Beru Ag | Montageanordnung für mehrere Leistungshalbleiter und Schaltung mit einer solchen Montageanordnung |
CN102623416B (zh) * | 2012-04-24 | 2015-09-02 | 苏州远创达科技有限公司 | 一种射频功放模块的功率器件无封装结构及其组装方法 |
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KR102034717B1 (ko) | 2013-02-07 | 2019-10-21 | 삼성전자주식회사 | 파워모듈용 기판, 파워모듈용 터미널 및 이들을 포함하는 파워모듈 |
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FR3004058B1 (fr) * | 2013-03-26 | 2016-12-16 | Valeo Systemes Thermiques | Module de commande d'un appareil electrique |
JP2018098369A (ja) | 2016-12-14 | 2018-06-21 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 回路構成体 |
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FR2615347B1 (fr) * | 1987-05-15 | 1993-07-23 | Neiman Sa | Module de puissance pour equipements automobiles |
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DE19601649A1 (de) * | 1996-01-18 | 1997-07-24 | Telefunken Microelectron | Anordnung zur Verbesserung der Wärmeableitung bei elektrischen und elektronischen Bauelementen |
-
1999
- 1999-12-21 FR FR9916160A patent/FR2802714B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-12-01 EP EP00403371A patent/EP1115274A1/fr not_active Withdrawn
- 2000-12-19 JP JP2000385740A patent/JP2001210920A/ja not_active Withdrawn
-
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- 2001-03-05 US US09/737,855 patent/US20010026438A1/en not_active Abandoned
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JP2016122679A (ja) * | 2014-12-24 | 2016-07-07 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 回路構成体およびその製造方法 |
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