JP2007043188A - Power module, manufacturing method therefor, and air conditioner - Google Patents

Power module, manufacturing method therefor, and air conditioner Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power module which can be manufactured at a low cost. <P>SOLUTION: The power module 5F comprises a power semiconductor 53a, a non-power semiconductor 53b, a sheet of resin substrate 51F, and a cooling jacket 58F. The power semiconductor and the non-power semiconductor constitute a power supply circuit for performing power conversion. Both the power semiconductor and the non-power semiconductor are mounted on the resin substrate. The cooling jacket has a first plate part and a second plate part. The second plate part is so protruded toward the resin substrate side than the first plate part along a plate thickness direction of the first plate part as to contact to at least the rear side surface of a mounting surface for the power semiconductor out of the resin substrate, and a cooling fluid channel 59 is provided inside the second plate part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、電力変換を行うパワーモジュールとその製造方法に関する。また、本発明は、パワーモジュールを搭載する空気調和機にも関する。   The present invention relates to a power module that performs power conversion and a manufacturing method thereof. The present invention also relates to an air conditioner equipped with a power module.

一般に、パワーモジュールは、主に、パワー半導体等の比較的発熱の大きなチップを実装したパワー半導体実装基板と、マイクロコンピュータ等の比較的発熱の小さなＩＣチップを実装した非パワー半導体実装基板と、主にパワー半導体を冷却するための冷却部（例えば、放熱フィン等）とから構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１１１６１９号公報 In general, a power module mainly includes a power semiconductor mounting board on which a chip with relatively large heat generation such as a power semiconductor is mounted, a non-power semiconductor mounting board on which an IC chip with relatively small heat generation such as a microcomputer is mounted, And a cooling unit (for example, a heat radiating fin) for cooling the power semiconductor (see, for example, Patent Document 1).
JP 2004-116619 A

ところで、通常、パワー半導体実装基板としては、パワー半導体から生じる多量の熱を系外に放出する必要があるため、高い熱伝導性を有するアルミニウム製のものやセラミック製のもの等が採用される。一方、非パワー半導体実装基板としては、パワー半導体のように発熱量の大きい半導体を実装しないので、ガラス繊維強化エポキシ樹脂のような樹脂製のもの等が採用される。通常、アルミニウム製やセラミック製などの実装基板は樹脂製の実装基板よりも高価であり、これがパワーモジュールのコスト増を招いている大きな原因となっている。また、このような二種類の実装基板にパワー半導体と非パワー半導体とを分けて実装することはパワーモジュール製造時の人件費や設備費の増加を招いている。   By the way, normally, since it is necessary to discharge a large amount of heat generated from the power semiconductor to the outside of the system, a power semiconductor mounting substrate is made of aluminum or ceramic having high thermal conductivity. On the other hand, as the non-power semiconductor mounting substrate, since a semiconductor having a large calorific value such as a power semiconductor is not mounted, a substrate made of a resin such as a glass fiber reinforced epoxy resin is used. Usually, a mounting board made of aluminum or ceramic is more expensive than a mounting board made of resin, which is a major cause of increasing the cost of the power module. Further, separately mounting the power semiconductor and the non-power semiconductor on the two types of mounting substrates leads to an increase in labor costs and equipment costs when manufacturing the power module.

本発明の課題は、製造コストを低く抑えることができるパワーモジュールを提供することにある。   The subject of this invention is providing the power module which can hold down manufacturing cost low.

第１発明に係るパワーモジュールは、パワー半導体、非パワー半導体、１枚の樹脂基板、および冷却ジャケットを備える。なお、ここにいう「パワー半導体」とは、例えば、ダイオードおよびパワートランジスタ等である。また、ここにいう「非パワー半導体」とは、例えば、マイコンやＲＯＭ（Read Only Memory）等である。また、ここにいう「樹脂基板」とは、例えば、樹脂のみで製造された基板、繊維強化プラスチックで製造された基板、その他粉体等が分散された樹脂から製造された基板などであって少なくとも片面あるいは内部に回路パターンが形成されている基板である。ちなみに、このような樹脂基板の中でも、両面に回路パターンが形成されている両面樹脂基板や、板厚方向に複数の回路が絶縁層（樹脂層）と交互に積層されている積層樹脂基板などが特に好ましい。パワー半導体および非パワー半導体は、電力変換を行うための電源回路を構成する。樹脂基板には、パワー半導体と非パワー半導体との両者が実装される。冷却ジャケットは、第１板部および第２板部を有する。第２板部は、樹脂基板のうち少なくともパワー半導体の実装面の裏側面に接触するように第１板部の板厚方向に沿って第１板部よりも樹脂基板側に突出し内部に冷却流体通路が設けられる。   A power module according to a first invention includes a power semiconductor, a non-power semiconductor, a single resin substrate, and a cooling jacket. Here, the “power semiconductor” refers to, for example, a diode and a power transistor. Further, the “non-power semiconductor” referred to here is, for example, a microcomputer, a ROM (Read Only Memory), or the like. In addition, the “resin substrate” referred to here is, for example, a substrate manufactured only from a resin, a substrate manufactured from a fiber reinforced plastic, a substrate manufactured from a resin in which powder or the like is dispersed, and the like. It is a substrate on which a circuit pattern is formed on one side or inside. Incidentally, among such resin substrates, there are a double-sided resin substrate in which circuit patterns are formed on both sides, a laminated resin substrate in which a plurality of circuits are alternately laminated with insulating layers (resin layers) in the thickness direction, and the like. Particularly preferred. The power semiconductor and the non-power semiconductor constitute a power supply circuit for performing power conversion. Both a power semiconductor and a non-power semiconductor are mounted on the resin substrate. The cooling jacket has a first plate portion and a second plate portion. The second plate portion protrudes toward the resin substrate from the first plate portion along the thickness direction of the first plate portion so as to be in contact with at least the back side surface of the mounting surface of the power semiconductor in the resin substrate, and the cooling fluid is internally contained therein. A passage is provided.

パワー半導体から生じる熱を放熱フィンにより排出するタイプのパワーモジュールでは、通常、気温あるいはそれよりも数十℃高い温度の風が放熱フィンに供給されることによりパワー半導体から生じる熱がパワーモジュールの系外に排出されている。このような放熱方法を採用する場合、パワーモジュールでは、十分な放熱性を確保するため、パワー半導体が実装される基板としてアルミニウム基板やセラミック基板などの高熱伝導性を有する基板が必要とされている。   In a power module in which heat generated from a power semiconductor is discharged by a heat radiating fin, the heat generated from the power semiconductor is usually generated by supplying air to the heat radiating fin at a temperature of several tens of degrees Celsius or higher. It is discharged outside. When such a heat dissipation method is employed, in a power module, in order to ensure sufficient heat dissipation, a substrate having high thermal conductivity such as an aluminum substrate or a ceramic substrate is required as a substrate on which a power semiconductor is mounted. .

しかし、本発明に係るパワーモジュールの冷却手段において例えば通常よりも低温の冷却媒体（気体であっても液体であってもよい）等を利用すれば、パワー半導体の実装基板として低熱伝導性の樹脂基板を採用してもパワー半導体から生じる熱を十分にパワーモジュールから排出することができる。もちろん、このときの冷却媒体の温度は、パワー半導体から生じる熱の量や樹脂基板の厚みによって適宜変更される必要はある。このような前提において、このパワーモジュールでは、パワー半導体と非パワー半導体とを１枚の樹脂基板に実装することが可能となる。したがって、このパワーモジュールでは、パワー半導体を実装する基板として高コストなアルミニウム基板やセラミック基板などを採用する必要がない。この結果、このパワーモジュールの製造において、基材の原料コスト、人件費、および設備費などを削減することができる。このため、このパワーモジュールは、低い製造コストで製造されることができる。また、このパワーモジュールでは、第１板部と樹脂基板との間に空間が形成される。このため、このパワーモジュールでは、その空間に非パワー半導体を配置することができる。したがって、このパワーモジュールは、コンパクト化されることができる。   However, if the cooling means of the power module according to the present invention uses, for example, a cooling medium having a temperature lower than usual (which may be gas or liquid), etc., a low thermal conductive resin as a power semiconductor mounting substrate Even when the substrate is employed, the heat generated from the power semiconductor can be sufficiently discharged from the power module. Of course, the temperature of the cooling medium at this time needs to be appropriately changed depending on the amount of heat generated from the power semiconductor and the thickness of the resin substrate. Under such a premise, in this power module, it is possible to mount the power semiconductor and the non-power semiconductor on one resin substrate. Therefore, in this power module, it is not necessary to employ an expensive aluminum substrate or ceramic substrate as a substrate on which the power semiconductor is mounted. As a result, in manufacturing the power module, the raw material cost of the base material, the labor cost, the equipment cost, and the like can be reduced. For this reason, this power module can be manufactured at a low manufacturing cost. In this power module, a space is formed between the first plate portion and the resin substrate. For this reason, in this power module, a non-power semiconductor can be arranged in the space. Therefore, this power module can be made compact.

第２発明に係るパワーモジュールは、第１発明に係るパワーモジュールであって、温度検知手段および温度制御手段をさらに備える。温度検知手段は、パワー半導体またはその近傍の温度を検知する。温度制御手段は、温度検知手段において検知される温度が所定の温度になるように冷却流体の温度を制御する。   The power module according to the second invention is the power module according to the first invention, further comprising temperature detecting means and temperature control means. The temperature detecting means detects the temperature of the power semiconductor or the vicinity thereof. The temperature control means controls the temperature of the cooling fluid so that the temperature detected by the temperature detection means becomes a predetermined temperature.

このパワーモジュールでは、温度検知手段が、パワー半導体またはその近傍の温度を検知する。そして、温度制御手段が、温度検知手段において検知される温度が所定の温度になるように冷却流体の温度を制御する。このため、このパワーモジュールでは、冷却流体の温度を適切に維持することができる。   In this power module, the temperature detecting means detects the temperature of the power semiconductor or the vicinity thereof. Then, the temperature control means controls the temperature of the cooling fluid so that the temperature detected by the temperature detection means becomes a predetermined temperature. For this reason, in this power module, the temperature of the cooling fluid can be appropriately maintained.

第３発明に係るパワーモジュールは、第１発明または第２発明に係るパワーモジュールであって、パワー半導体と冷却流体通路との間の最短距離は、非パワー半導体と冷却流体通路との間の最短距離よりも短い。   A power module according to a third invention is the power module according to the first invention or the second invention, wherein the shortest distance between the power semiconductor and the cooling fluid passage is the shortest distance between the non-power semiconductor and the cooling fluid passage. Shorter than distance.

このパワーモジュールでは、パワー半導体と冷却流体通路との間の最短距離が、非パワー半導体と冷却流体通路との間の最短距離よりも短い。このため、このパワーモジュールでは、非パワー半導体から生じる熱よりもパワー半導体から生じる熱を効率的にパワーモジュールの系外に排出することができる。   In this power module, the shortest distance between the power semiconductor and the cooling fluid passage is shorter than the shortest distance between the non-power semiconductor and the cooling fluid passage. For this reason, in this power module, the heat generated from the power semiconductor can be efficiently discharged out of the power module than the heat generated from the non-power semiconductor.

第４発明に係るパワーモジュールは、第１発明から第３発明のいずれかに係るパワーモジュールであって、樹脂基板のうちパワー半導体を実装する部分の厚みは、非パワー半導体を実装する部分の厚みよりも薄い。   A power module according to a fourth aspect of the present invention is the power module according to any one of the first to third aspects of the present invention, wherein the portion of the resin substrate where the power semiconductor is mounted is the thickness of the portion where the non-power semiconductor is mounted. Thinner than.

このパワーモジュールでは、樹脂基板のうちパワー半導体を実装する部分の厚みが、非パワー半導体を実装する部分の厚みよりも薄い。このため、このパワーモジュールでは、非パワー半導体に比べパワー半導体の方が冷却流体通路に近くなる。したがって、このパワーモジュールでは、非パワー半導体から生じる熱よりもパワー半導体から生じる熱を効率的にパワーモジュールの系外に排出することができる。また、非パワー半導体は、パワー半導体と段違いで配置されることとなるため、パワー半導体から生じる熱の影響を受けにくくなる。   In this power module, the thickness of the portion where the power semiconductor is mounted in the resin substrate is thinner than the thickness of the portion where the non-power semiconductor is mounted. For this reason, in this power module, the power semiconductor is closer to the cooling fluid passage than the non-power semiconductor. Therefore, in this power module, heat generated from the power semiconductor can be efficiently discharged out of the power module rather than heat generated from the non-power semiconductor. Further, since the non-power semiconductor is arranged in a different level from the power semiconductor, it is less likely to be affected by heat generated from the power semiconductor.

第５発明に係るパワーモジュールは、第４発明または第５発明に係るパワーモジュールであって、樹脂基板は、板厚方向に積層される複数の積層単位体から構成されている。また、パワー半導体を実装する部分の厚みおよび非パワー半導体を実装する部分の厚みは、積層単位体それぞれの形状により調節される。   A power module according to a fifth aspect of the present invention is the power module according to the fourth or fifth aspect of the present invention, wherein the resin substrate is composed of a plurality of stacked unit bodies stacked in the thickness direction. Moreover, the thickness of the part which mounts a power semiconductor and the thickness of the part which mounts a non-power semiconductor are adjusted with the shape of each lamination | stacking unit body.

このパワーモジュールでは、樹脂基板が、板厚方向に積層される複数の積層単位体から構成されている。また、パワー半導体を実装する部分の厚みおよび非パワー半導体を実装する部分の厚みが、積層単位体それぞれの形状により調節される。このため、このパワーモジュールでは、複雑な機械加工を行うことなく複雑な形状の樹脂基板を製造することができる。   In this power module, the resin substrate is composed of a plurality of laminated units that are laminated in the thickness direction. Moreover, the thickness of the part which mounts a power semiconductor and the thickness of the part which mounts a non-power semiconductor are adjusted with the shape of each lamination | stacking unit body. For this reason, in this power module, it is possible to manufacture a resin substrate having a complicated shape without performing complicated machining.

第６発明に係るパワーモジュールは、第１発明から第５発明のいずれかに係るパワーモジュールであって、熱拡散部をさらに備える。熱拡散部は、少なくともパワー半導体から生じる熱を拡散させるためのものである。なお、ここにいう「熱拡散部」とは、例えば、ヒートスプレッダや、サーマルビア、熱伝導性フィラー、熱伝導性シート等である。   A power module according to a sixth aspect of the present invention is the power module according to any one of the first to fifth aspects of the present invention, further comprising a heat diffusion part. The thermal diffusion part is for diffusing at least heat generated from the power semiconductor. Here, the “thermal diffusion part” is, for example, a heat spreader, thermal via, thermal conductive filler, thermal conductive sheet, or the like.

このパワーモジュールでは、熱拡散部がさらに備えられる。このため、パワーモジュールでは、さらに効率よくパワー半導体から生じる熱をパワーモジュールの系外に排出することができる。   The power module further includes a heat diffusion unit. For this reason, in the power module, heat generated from the power semiconductor can be more efficiently discharged out of the system of the power module.

第７発明に係るパワーモジュールは、第６発明に係るパワーモジュールであって、電気絶縁層をさらに備える。電気絶縁層は、熱拡散部と冷却流体通路との間に配置される。なお、ここにいう「電気絶縁層」は、電気絶縁シートであってもよいし接着剤などであってもよいし多層樹脂基板の樹脂層の一部であってもよい。   A power module according to a seventh aspect is the power module according to the sixth aspect, further comprising an electrical insulating layer. The electrical insulating layer is disposed between the heat diffusion portion and the cooling fluid passage. The “electrical insulating layer” mentioned here may be an electric insulating sheet, an adhesive, or a part of the resin layer of the multilayer resin substrate.

このパワーモジュールでは、電気絶縁層が、熱拡散部と冷却流体通路との間に配置される。このため、このパワーモジュールでは、放電を有効に防止することができる。   In this power module, the electrical insulating layer is disposed between the heat diffusion portion and the cooling fluid passage. For this reason, in this power module, discharge can be effectively prevented.

第８発明に係るパワーモジュールは、第６発明または第７発明に係るパワーモジュールであって、熱拡散部には、ヒートスプレッダが含まれる。ヒートスプレッダは、パワー半導体と樹脂基板の実装面との間に配置される。   A power module according to an eighth aspect is the power module according to the sixth aspect or the seventh aspect, wherein the heat diffusion part includes a heat spreader. The heat spreader is disposed between the power semiconductor and the mounting surface of the resin substrate.

このパワーモジュールでは、ヒートスプレッダが、パワー半導体と樹脂基板の実装面との間に配置される。このため、このパワーモジュールでは、パワー半導体から生じる熱を効率よく処理することができる。   In this power module, the heat spreader is disposed between the power semiconductor and the mounting surface of the resin substrate. For this reason, in this power module, the heat which arises from a power semiconductor can be processed efficiently.

第９発明に係るパワーモジュールは、第６発明から第８発明のいずれかに係るパワーモジュールであって、熱拡散部には、サーマルビアが含まれる。サーマルビアは、樹脂基板の板面に交差する方向に沿って樹脂基板の内部に設けられる。また、このサーマルビアは、樹脂基板の板面に直交する方向に設けられるのが好ましい。   A power module according to a ninth aspect is the power module according to any one of the sixth to eighth aspects, wherein the thermal diffusion portion includes a thermal via. The thermal via is provided inside the resin substrate along a direction intersecting the plate surface of the resin substrate. The thermal via is preferably provided in a direction orthogonal to the plate surface of the resin substrate.

このパワーモジュールでは、サーマルビアが、樹脂基板の板面に交差する方向に沿って樹脂基板の内部に設けられる。このため、このパワーモジュールでは、樹脂基板内部の熱伝導性を高めることができる。したがって、このパワーモジュールでは、さらに効率よくパワー半導体から生じる熱をパワーモジュールの系外に排出することができる。   In this power module, the thermal via is provided inside the resin substrate along the direction intersecting the plate surface of the resin substrate. For this reason, in this power module, the thermal conductivity inside the resin substrate can be increased. Therefore, in this power module, the heat generated from the power semiconductor can be more efficiently discharged out of the power module.

第１０発明に係るパワーモジュールは、第６発明から第９発明のいずれかに係るパワーモジュールであって、熱拡散部には、熱伝導性フィラーが含まれる。熱伝導性フィラーは、樹脂基板の樹脂部に分散配合される。なお、ここにいう「熱伝導性フィラー」とは、例えば、絶縁性を有するセラミック粉体などである。   A power module according to a tenth aspect of the present invention is the power module according to any of the sixth to ninth aspects of the present invention, wherein the thermal diffusion portion includes a thermally conductive filler. The thermally conductive filler is dispersed and blended in the resin portion of the resin substrate. Here, the “thermally conductive filler” is, for example, ceramic powder having insulating properties.

このパワーモジュールでは、熱伝導性フィラーが、樹脂基板の樹脂部に分散配合される。このため、このパワーモジュールでは、樹脂基板内部の熱伝導性を高めることができる。したがって、このパワーモジュールでは、さらに効率よくパワー半導体から生じる熱をパワーモジュールの系外に排出することができる。   In this power module, the heat conductive filler is dispersed and blended in the resin portion of the resin substrate. For this reason, in this power module, the thermal conductivity inside the resin substrate can be increased. Therefore, in this power module, the heat generated from the power semiconductor can be more efficiently discharged out of the power module.

第１１発明に係るパワーモジュールは、第６発明または第７発明に係るパワーモジュールであって、熱拡散部には、熱伝導性シートが含まれる。熱伝導性シートは、樹脂基板の樹脂部に埋設される。なお、ここにいう「熱伝導性シート」とは、例えば、絶縁性を有するセラミックプレートなどである。   A power module according to an eleventh aspect of the invention is a power module according to the sixth aspect of the invention or the seventh aspect of the invention, wherein the heat diffusion portion includes a heat conductive sheet. The thermally conductive sheet is embedded in the resin portion of the resin substrate. The “thermally conductive sheet” referred to here is, for example, an insulating ceramic plate.

このパワーモジュールでは、熱伝導性シートが、樹脂基板の樹脂部に埋設される。このため、このパワーモジュールでは、樹脂基板内部の熱伝導性を高めることができる。したがって、このパワーモジュールでは、さらに効率よくパワー半導体から生じる熱をパワーモジュールの系外に排出することができる。   In this power module, the heat conductive sheet is embedded in the resin portion of the resin substrate. For this reason, in this power module, the thermal conductivity inside the resin substrate can be increased. Therefore, in this power module, the heat generated from the power semiconductor can be more efficiently discharged out of the power module.

第１２発明に係るパワーモジュールは、パワー半導体、非パワー半導体、１枚の実装基板、および冷却ジャケットを備える。なお、ここにいう「パワー半導体」とは、例えば、ダイオードおよびパワートランジスタ等である。また、ここにいう「非パワー半導体」とは、例えば、マイコンやＲＯＭ（Read Only Memory）等である。また、ここにいう「実装基板」とは、例えば、樹脂のみで製造された基板、繊維強化プラスチックで製造された基板、その他粉体等が分散された樹脂から製造された基板などであって少なくとも片面あるいは内部に回路パターンが形成されている基板である。ちなみに、このような樹脂基板の中でも、両面に回路パターンが形成されている両面樹脂基板や、板厚方向に複数の回路が絶縁層（樹脂層）と交互に積層されている積層樹脂基板などが特に好ましい。パワー半導体および非パワー半導体は、電力変換を行うための電源回路を構成する。実装基板には、パワー半導体と非パワー半導体との両者が実装される。なお、この実装基板の板厚方向の熱伝導率は、１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。冷却ジャケットは、第１板部および第２板部を有する。第２板部は、実装基板のうち少なくともパワー半導体の実装面の裏側面に接触するように第１板部の板厚方向に沿って第１板部よりも実装基板側に突出し、内部に冷却流体通路が設けられる。   A power module according to a twelfth aspect includes a power semiconductor, a non-power semiconductor, a single mounting board, and a cooling jacket. Here, the “power semiconductor” refers to, for example, a diode and a power transistor. Further, the “non-power semiconductor” referred to here is, for example, a microcomputer, a ROM (Read Only Memory), or the like. In addition, the “mounting substrate” referred to here is, for example, a substrate manufactured only from a resin, a substrate manufactured from a fiber reinforced plastic, a substrate manufactured from a resin in which powder or the like is dispersed, and the like. It is a substrate on which a circuit pattern is formed on one side or inside. Incidentally, among such resin substrates, there are a double-sided resin substrate in which circuit patterns are formed on both sides, a laminated resin substrate in which a plurality of circuits are alternately laminated with insulating layers (resin layers) in the thickness direction, and the like. Particularly preferred. The power semiconductor and the non-power semiconductor constitute a power supply circuit for performing power conversion. Both a power semiconductor and a non-power semiconductor are mounted on the mounting substrate. The thermal conductivity in the plate thickness direction of the mounting substrate is 10 W / (m · K) or less. The cooling jacket has a first plate portion and a second plate portion. The second plate portion projects from the first plate portion toward the mounting substrate side along the thickness direction of the first plate portion so as to contact at least the back side of the mounting surface of the power semiconductor in the mounting substrate, and is cooled inside. A fluid passage is provided.

パワー半導体から生じる熱を放熱フィンにより排出するタイプのパワーモジュールでは、通常、気温あるいはそれよりも数十℃高い温度の風が放熱フィンに供給されることによりパワー半導体から生じる熱がパワーモジュールの系外に排出されている。このような放熱方法を採用する場合、パワーモジュールでは、十分な放熱性を確保するため、パワー半導体が実装される基板としてアルミニウム基板やセラミック基板などの高熱伝導性を有する基板が必要とされている。   In a power module in which heat generated from a power semiconductor is discharged by a heat radiating fin, the heat generated from the power semiconductor is usually generated by supplying air to the heat radiating fin at a temperature of several tens of degrees Celsius or higher. It is discharged outside. When such a heat dissipation method is employed, in a power module, in order to ensure sufficient heat dissipation, a substrate having high thermal conductivity such as an aluminum substrate or a ceramic substrate is required as a substrate on which a power semiconductor is mounted. .

しかし、本発明に係るパワーモジュールの冷却手段において例えば通常よりも低温の冷却媒体（気体であっても液体であってもよい）等を利用すれば、パワー半導体の実装基板として熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の低熱伝導性の実装基板を採用してもパワー半導体から生じる熱を十分にパワーモジュールから排出することができる。もちろん、このときの冷却媒体の温度は、パワー半導体から生じる熱の量や実装基板の厚みによって変更される必要はある。この前提において、このパワーモジュールでは、パワー半導体と非パワー半導体とを１枚の低熱伝導率の実装基板に実装することが可能となる。通常、熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の低熱伝導性の実装基板は、樹脂や繊維強化プラスチック等から製造されており、アルミニウム基板やセラミック基板などに比べて安価なものが豊富に存在する。したがって、このパワーモジュールの製造において、基材の原料コスト、人件費、および設備費などを削減することができる。このため、このパワーモジュールは、低い製造コストで製造されることができる。また、このパワーモジュールでは、第１板部と実装基板との間に空間が形成される。このため、このパワーモジュールでは、その空間に非パワー半導体を配置することができる。したがって、このパワーモジュールは、コンパクト化されることができる。   However, if the cooling means of the power module according to the present invention uses, for example, a cooling medium (gas or liquid) having a temperature lower than usual, the thermal conductivity is 10 W as a power semiconductor mounting substrate. Even when a low thermal conductive mounting substrate of / (m · K) or less is employed, the heat generated from the power semiconductor can be sufficiently discharged from the power module. Of course, the temperature of the cooling medium at this time needs to be changed depending on the amount of heat generated from the power semiconductor and the thickness of the mounting substrate. Based on this premise, in this power module, it is possible to mount a power semiconductor and a non-power semiconductor on a single low thermal conductivity mounting board. Usually, low thermal conductivity mounting substrates with a thermal conductivity of 10 W / (m · K) or less are manufactured from resins, fiber reinforced plastics, etc., and abundantly cheaper than aluminum substrates and ceramic substrates. Exists. Therefore, in the production of this power module, the raw material cost of the base material, the labor cost, the equipment cost, etc. can be reduced. For this reason, this power module can be manufactured at a low manufacturing cost. In this power module, a space is formed between the first plate portion and the mounting substrate. For this reason, in this power module, a non-power semiconductor can be arranged in the space. Therefore, this power module can be made compact.

第１３発明に係る空気調和機は、冷媒回路およびパワーモジュールを備える。パワーモジュールは、パワー半導体、非パワー半導体、１枚の樹脂基板、および冷却ジャケットを有する。パワー半導体および非パワー半導体は、電力変換を行うための電源回路を構成する。樹脂基板には、パワー半導体と非パワー半導体との両者が実装される。冷却ジャケットは、第１板部および第２板部を有する。第２板部は、樹脂基板のうち少なくともパワー半導体の実装面の裏側面に接触するように第１板部の板厚方向に沿って第１板部よりも樹脂基板側に突出する。そして、冷却ジャケットは、内部に、冷媒回路に流れる冷媒を通過させるための冷却流体通路が設けられる。   An air conditioner according to a thirteenth aspect includes a refrigerant circuit and a power module. The power module has a power semiconductor, a non-power semiconductor, a single resin substrate, and a cooling jacket. The power semiconductor and the non-power semiconductor constitute a power supply circuit for performing power conversion. Both a power semiconductor and a non-power semiconductor are mounted on the resin substrate. The cooling jacket has a first plate portion and a second plate portion. The second plate portion projects from the first plate portion toward the resin substrate along the thickness direction of the first plate portion so as to be in contact with at least the back side surface of the power semiconductor mounting surface of the resin substrate. The cooling jacket is provided with a cooling fluid passage for allowing the refrigerant flowing through the refrigerant circuit to pass therethrough.

通常、空気調和機にはパワー半導体から生じる熱を放熱フィンにより排出するタイプのパワーモジュールが採用されており、そのようなパワーモジュールでは、一般に、気温あるいはそれよりも数十℃高い温度の風が放熱フィンに供給されることによりパワー半導体から生じる熱がパワーモジュールの系外に排出されている。このような放熱方法を採用する場合、パワーモジュールでは、十分な放熱性を確保するため、パワー半導体が実装される基板としてアルミニウム基板やセラミック基板などの高熱伝導性を有する基板が必要とされている。   Usually, an air conditioner employs a power module of a type that discharges heat generated from a power semiconductor by means of a radiating fin. In such a power module, in general, the temperature of the air or a temperature of several tens of degrees Celsius is higher than that. The heat generated from the power semiconductor by being supplied to the radiating fins is discharged out of the system of the power module. When such a heat dissipation method is employed, in a power module, in order to ensure sufficient heat dissipation, a substrate having high thermal conductivity such as an aluminum substrate or a ceramic substrate is required as a substrate on which a power semiconductor is mounted. .

しかし、空気調和機の冷媒回路では冷媒温度が十分に低温となる箇所があり、このような冷媒をパワーモジュールの冷媒通路に流すことができれば、パワー半導体の実装基板として低熱伝導性の樹脂基板を採用してもパワー半導体から生じる熱をパワーモジュールから十分に排出することができる。もちろん、このときの冷却媒体の温度は、パワー半導体から生じる熱の量や樹脂基板の厚みに依存する。この前提において、この空気調和機のパワーモジュールでは、パワー半導体と非パワー半導体とを１枚の樹脂基板に実装することが可能となる。したがって、この空気調和機のパワーモジュールでは、パワー半導体を実装する基板として高コストなアルミニウム基板やセラミック基板などを採用する必要がない。この結果、このパワーモジュールの製造において、基材の原料コスト、人件費、および設備費などを削減することができる。このため、このパワーモジュールは、低い製造コストで製造されることができる。引いては、空気調和機の製造コストも低減することができる。また、このパワーモジュールでは、第１板部と樹脂基板との間に空間が形成される。このため、このパワーモジュールでは、その空間に非パワー半導体を配置することができる。したがって、このパワーモジュールは、コンパクト化されることができる。   However, there are places where the refrigerant temperature is sufficiently low in the refrigerant circuit of the air conditioner, and if such a refrigerant can flow through the refrigerant passage of the power module, a low thermal conductive resin substrate can be used as a power semiconductor mounting substrate. Even if it is adopted, heat generated from the power semiconductor can be sufficiently discharged from the power module. Of course, the temperature of the cooling medium at this time depends on the amount of heat generated from the power semiconductor and the thickness of the resin substrate. Under this premise, in the power module of this air conditioner, it is possible to mount the power semiconductor and the non-power semiconductor on one resin substrate. Therefore, in the power module of this air conditioner, it is not necessary to employ an expensive aluminum substrate or ceramic substrate as a substrate on which the power semiconductor is mounted. As a result, in manufacturing the power module, the raw material cost of the base material, the labor cost, the equipment cost, and the like can be reduced. For this reason, this power module can be manufactured at a low manufacturing cost. If it pulls, the manufacturing cost of an air conditioner can also be reduced. In this power module, a space is formed between the first plate portion and the resin substrate. For this reason, in this power module, a non-power semiconductor can be arranged in the space. Therefore, this power module can be made compact.

第１４発明に係るパワーモジュールの製造方法は、電力変換を行うための電源回路を構成するパワー半導体および非パワー半導体と、パワー半導体と非パワー半導体との両者を実装する１枚の樹脂基板と、第１板部、および、樹脂基板のうち少なくともパワー半導体の実装面の裏側面に接触するように第１板部の板厚方向に沿って第１板部よりも樹脂基板側に突出し内部に冷却流体通路が設けられる第２板部を有する冷却ジャケットとを有するパワーモジュールの製造方法であって、パワー半導体固定工程、ワイヤ接続工程、非パワー半導体接続工程、および冷却手段固定工程を備える。パワー半導体固定工程では、パワー半導体が樹脂基板の規定の位置に固定される。ワイヤ接続工程では、パワー半導体と樹脂基板に設けられる回路とがワイヤ接続される。非パワー半導体接続工程では、非パワー半導体と回路とが接続される。なお、この非パワー半導体接続工程ではリフロー方式が採用されるのが好ましい。冷却ジャケット固定工程では、樹脂基板が冷却ジャケットに固定される。なお、パワー半導体固定工程、ワイヤ接続工程、非パワー半導体接続工程、および冷却ジャケット固定工程は適宜入れ換えられてもよい。   A power module manufacturing method according to a fourteenth aspect of the present invention includes a power semiconductor and a non-power semiconductor that constitute a power circuit for performing power conversion, a single resin substrate on which both the power semiconductor and the non-power semiconductor are mounted, The first plate portion and the resin substrate protrude from the first plate portion toward the resin substrate side along the thickness direction of the first plate portion so as to be in contact with at least the back side of the mounting surface of the power semiconductor. A method of manufacturing a power module having a cooling jacket having a second plate portion provided with a fluid passage, comprising a power semiconductor fixing step, a wire connecting step, a non-power semiconductor connecting step, and a cooling means fixing step. In the power semiconductor fixing step, the power semiconductor is fixed at a predetermined position on the resin substrate. In the wire connection step, the power semiconductor and the circuit provided on the resin substrate are wire-connected. In the non-power semiconductor connection step, the non-power semiconductor and the circuit are connected. In this non-power semiconductor connection step, it is preferable to adopt a reflow method. In the cooling jacket fixing step, the resin substrate is fixed to the cooling jacket. The power semiconductor fixing step, the wire connecting step, the non-power semiconductor connecting step, and the cooling jacket fixing step may be interchanged as appropriate.

このパワーモジュールの製造方法では、パワー半導体固定工程で、パワー半導体が樹脂基板の規定の位置に固定される。また、ワイヤ接続工程で、パワー半導体と樹脂基板に設けられる回路とがワイヤ接続される。また、非パワー半導体接続工程で、非パワー半導体と回路とが接続される。また、冷却ジャケット固定工程で、樹脂基板が冷却ジャケットに固定される。このため、このパワーモジュールの製造方法では、パワー半導体と非パワー半導体とが１枚の樹脂基板に実装される。したがって、このパワーモジュールの製造方法を利用すれば、基材の原料コスト、人件費、および設備費などを削減することができる。   In this power module manufacturing method, the power semiconductor is fixed at a prescribed position on the resin substrate in the power semiconductor fixing step. In the wire connection step, the power semiconductor and the circuit provided on the resin substrate are wire-connected. In the non-power semiconductor connection step, the non-power semiconductor and the circuit are connected. In the cooling jacket fixing step, the resin substrate is fixed to the cooling jacket. For this reason, in this power module manufacturing method, the power semiconductor and the non-power semiconductor are mounted on one resin substrate. Therefore, if this power module manufacturing method is used, the raw material cost, labor cost, equipment cost, etc. of the base material can be reduced.

第１発明に係るパワーモジュールは、低い製造コストで製造されることができる。また、このパワーモジュールでは、第１板部と樹脂基板との間に空間が形成される。このため、このパワーモジュールでは、その空間に非パワー半導体を配置することができる。したがって、このパワーモジュールは、コンパクト化されることができる。   The power module according to the first invention can be manufactured at a low manufacturing cost. In this power module, a space is formed between the first plate portion and the resin substrate. For this reason, in this power module, a non-power semiconductor can be arranged in the space. Therefore, this power module can be made compact.

第２発明に係るパワーモジュールでは、冷却流体の温度を適切に維持することができる。   In the power module according to the second invention, the temperature of the cooling fluid can be appropriately maintained.

第３発明に係るパワーモジュールでは、非パワー半導体から生じる熱よりもパワー半導体から生じる熱を効率的にパワーモジュールの系外に排出することができる。   In the power module according to the third invention, heat generated from the power semiconductor can be efficiently discharged out of the power module than heat generated from the non-power semiconductor.

第４発明に係るパワーモジュールでは、非パワー半導体から生じる熱よりもパワー半導体から生じる熱を効率的にパワーモジュールの系外に排出することができる。また、非パワー半導体は、パワー半導体と段違いで配置されることとなるため、パワー半導体から生じる熱の影響を受けにくくなる。   In the power module according to the fourth aspect of the present invention, heat generated from the power semiconductor can be efficiently discharged out of the power module than heat generated from the non-power semiconductor. Further, since the non-power semiconductor is arranged in a different level from the power semiconductor, it is less likely to be affected by heat generated from the power semiconductor.

第５発明に係るパワーモジュールでは、複雑な機械加工を行うことなく複雑な形状の樹脂基板を製造することができる。   In the power module according to the fifth aspect of the present invention, it is possible to manufacture a resin substrate having a complicated shape without performing complicated machining.

第６発明に係るパワーモジュールでは、さらに効率よくパワー半導体から生じる熱をパワーモジュールの系外に排出することができる。   In the power module according to the sixth aspect of the present invention, the heat generated from the power semiconductor can be more efficiently discharged out of the system of the power module.

第７発明に係るパワーモジュールでは、放電を有効に防止することができる。   In the power module according to the seventh aspect of the invention, discharge can be effectively prevented.

第８発明に係るパワーモジュールでは、パワー半導体から生じる熱を効率よく処理することができる。   In the power module according to the eighth invention, heat generated from the power semiconductor can be efficiently processed.

第９発明に係るパワーモジュールでは、樹脂基板内部の熱伝導性を高めることができる。したがって、このパワーモジュールでは、さらに効率よくパワー半導体から生じる熱をパワーモジュールの系外に排出することができる。   In the power module according to the ninth aspect, the thermal conductivity inside the resin substrate can be increased. Therefore, in this power module, the heat generated from the power semiconductor can be more efficiently discharged out of the power module.

第１０発明に係るパワーモジュールでは、樹脂基板内部の熱伝導性を高めることができる。したがって、このパワーモジュールでは、さらに効率よくパワー半導体から生じる熱をパワーモジュールの系外に排出することができる。   In the power module according to the tenth aspect, the thermal conductivity inside the resin substrate can be increased. Therefore, in this power module, the heat generated from the power semiconductor can be more efficiently discharged out of the power module.

第１１発明に係るパワーモジュールでは、樹脂基板内部の熱伝導性を高めることができる。したがって、このパワーモジュールでは、さらに効率よくパワー半導体から生じる熱をパワーモジュールの系外に排出することができる。   In the power module according to the eleventh aspect, the thermal conductivity inside the resin substrate can be increased. Therefore, in this power module, the heat generated from the power semiconductor can be more efficiently discharged out of the power module.

第１２発明に係るパワーモジュールは、低い製造コストで製造されることができる。また、このパワーモジュールでは、第１板部と実装基板との間に空間が形成される。このため、このパワーモジュールでは、その空間に非パワー半導体を配置することができる。したがって、このパワーモジュールは、コンパクト化されることができる。   The power module according to the twelfth invention can be manufactured at a low manufacturing cost. In this power module, a space is formed between the first plate portion and the mounting substrate. For this reason, in this power module, a non-power semiconductor can be arranged in the space. Therefore, this power module can be made compact.

第１３発明に係る空気調和機は、低い製造コストで製造されることができる。また、このパワーモジュールでは、第１板部と樹脂基板との間に空間が形成される。このため、このパワーモジュールでは、その空間に非パワー半導体を配置することができる。したがって、このパワーモジュールは、コンパクト化されることができる。   The air conditioner according to the thirteenth aspect of the present invention can be manufactured at a low manufacturing cost. In this power module, a space is formed between the first plate portion and the resin substrate. For this reason, in this power module, a non-power semiconductor can be arranged in the space. Therefore, this power module can be made compact.

第１４発明に係るパワーモジュールの製造方法では、パワー半導体と非パワー半導体とが１枚の樹脂基板に実装される。したがって、このパワーモジュールの製造方法を利用すれば、基材の原料コスト、人件費、および設備費などを削減することができる。   In the power module manufacturing method according to the fourteenth aspect of the present invention, the power semiconductor and the non-power semiconductor are mounted on one resin substrate. Therefore, if this power module manufacturing method is used, the raw material cost, labor cost, equipment cost, etc. of the base material can be reduced.

〔空気調和機の全体構成〕
図１には、本実施の形態に係る空気調和機１の外観斜視図を示す。 [Overall configuration of air conditioner]
In FIG. 1, the external appearance perspective view of the air conditioner 1 which concerns on this Embodiment is shown.

この空気調和機１は、室内の壁面に取り付けられる壁掛け型の室内機２と、室外に設置される室外機３とを備える。   The air conditioner 1 includes a wall-mounted indoor unit 2 that is attached to an indoor wall surface, and an outdoor unit 3 that is installed outdoors.

室内機２内には室内熱交換器が収納され、室外機３内には室外熱交換器が収納されており、各熱交換器が冷媒配管４により接続されることにより冷媒回路を構成している。   An indoor heat exchanger is housed in the indoor unit 2, and an outdoor heat exchanger is housed in the outdoor unit 3, and each heat exchanger is connected by a refrigerant pipe 4 to form a refrigerant circuit. Yes.

〔空気調和機の冷媒回路の構成概略〕
空気調和機１の冷媒回路の構成を図２に示す。この冷媒回路は、主として室内熱交換器２０、アキュムレータ３１、圧縮機３２、四路切換弁３３、室外熱交換器３０、および電動膨張弁３４で構成される。 [Outline of configuration of refrigerant circuit of air conditioner]
The structure of the refrigerant circuit of the air conditioner 1 is shown in FIG. This refrigerant circuit mainly includes an indoor heat exchanger 20, an accumulator 31, a compressor 32, a four-way switching valve 33, an outdoor heat exchanger 30, and an electric expansion valve 34.

室内機２に設けられている室内熱交換器２０は、接触する空気との間で熱交換を行う。また、室内機２には、室内空気を吸い込んで室内熱交換器２０に通し熱交換が行われた後の空気を室内に排出するためのクロスフローファン２１が設けられている。クロスフローファン２１は、円筒形状に構成され、周面には回転軸方向に羽根が設けられているものであり、回転軸と交わる方向に空気流を生成する。このクロスフローファン２１は、室内機２内に設けられる室内ファンモータ２２によって回転駆動される。   The indoor heat exchanger 20 provided in the indoor unit 2 performs heat exchange with the air that comes into contact therewith. Further, the indoor unit 2 is provided with a cross flow fan 21 for sucking room air and passing the air through the indoor heat exchanger 20 to discharge the air into the room. The cross flow fan 21 is configured in a cylindrical shape, and is provided with blades in the direction of the rotation axis on the peripheral surface, and generates an air flow in a direction intersecting with the rotation axis. The cross flow fan 21 is rotationally driven by an indoor fan motor 22 provided in the indoor unit 2.

室外機３には、圧縮機３２と、圧縮機３２の吐出側に接続される四路切換弁３３と、圧縮機３２の吸入側に接続されるアキュムレータ３１と、四路切換弁３３に接続された室外熱交換器３０と、室外熱交換器３０に接続された電動膨張弁３４とが設けられている。電動膨張弁３４は、フィルタ３５および液閉鎖弁３６を介して配管４１に接続されており、この配管４１を介して室内熱交換器２０の一端と接続される。また、四路切換弁３３は、ガス閉鎖弁３７を介して配管４２に接続されており、この配管４２を介して室内熱交換器２０の他端と接続されている。この配管４１，４２は、図１の冷媒配管４に相当する。また、室外機３には、室外熱交換器３０での熱交換後の空気を外部に排出するためのプロペラファン３８が設けられている。このプロペラファン３８は、ファンモータ３９によって回転駆動される。なお、この冷媒回路には、圧縮機３２、ファンモータ３９、および電動膨張弁３４等の電力変換を行うパワーモジュール５（後述）に設けられる冷却ジャケット５８（図３参照）も接続される。   The outdoor unit 3 is connected to a compressor 32, a four-way switching valve 33 connected to the discharge side of the compressor 32, an accumulator 31 connected to the suction side of the compressor 32, and a four-way switching valve 33. An outdoor heat exchanger 30 and an electric expansion valve 34 connected to the outdoor heat exchanger 30 are provided. The electric expansion valve 34 is connected to the pipe 41 via the filter 35 and the liquid closing valve 36, and is connected to one end of the indoor heat exchanger 20 via the pipe 41. The four-way switching valve 33 is connected to the pipe 42 via the gas closing valve 37 and is connected to the other end of the indoor heat exchanger 20 via the pipe 42. The pipes 41 and 42 correspond to the refrigerant pipe 4 in FIG. Further, the outdoor unit 3 is provided with a propeller fan 38 for discharging the air after heat exchange in the outdoor heat exchanger 30 to the outside. The propeller fan 38 is rotationally driven by a fan motor 39. The refrigerant circuit is also connected to a cooling jacket 58 (see FIG. 3) provided in a power module 5 (described later) that performs power conversion, such as the compressor 32, the fan motor 39, and the electric expansion valve 34.

〔パワーモジュールの構成〕
図３（ａ）には、本実施の形態に係るパワーモジュール５の縦断面図を示す。 [Configuration of power module]
FIG. 3A shows a longitudinal sectional view of the power module 5 according to the present embodiment.

本実施の形態に係るパワーモジュール５は、主に、ケーシング５０、第１電子部品５３ａ、第２電子部品５３ｂ、実装基板５１、および冷却ジャケット５８から構成される。   The power module 5 according to the present embodiment mainly includes a casing 50, a first electronic component 53a, a second electronic component 53b, a mounting substrate 51, and a cooling jacket 58.

ケーシング５０は、実装基板５１の側縁から電子部品５３ａ，５３ｂの実装面側に立設される側壁５０ａと、側壁５０ａの上端から電子部品５３ａ，５３ｂの上部を覆うように設けられる蓋５０ｂとから構成される。   The casing 50 includes a side wall 50a erected on the mounting surface side of the electronic components 53a and 53b from the side edge of the mounting substrate 51, and a lid 50b provided so as to cover the top of the electronic components 53a and 53b from the upper end of the side wall 50a. Consists of

第１電子部品５３ａは、通電時に多量の熱を発生する、いわゆるパワー半導体である（ベアチップ等を含む）。本実施の形態において、パワー半導体とは、例えば、ダイオードおよびパワートランジスタ等をいう。   The first electronic component 53a is a so-called power semiconductor (including a bare chip) that generates a large amount of heat when energized. In the present embodiment, the power semiconductor refers to, for example, a diode and a power transistor.

第２電子部品５３ｂは、いわゆる非パワー半導体やその他の電子部品（コンデンサや抵抗などの表面実装部品）である。本実施の形態において、非パワー半導体とは、例えば、マイコンやＲＯＭ等をいう（ベアチップ等を含む）。   The second electronic component 53b is a so-called non-power semiconductor or other electronic components (surface mounted components such as capacitors and resistors). In the present embodiment, the non-power semiconductor means, for example, a microcomputer, a ROM, or the like (including a bare chip).

実装基板５１は、主に、第１電子部品５３ａが実装されるエリア（以下、第１実装エリアという）と、第２電子部品５３ｂが実装されるエリア（以下、第２実装エリアという）とから成る。第１実装エリアは、１プライのシート状のガラス繊維強化エポキシ樹脂（以下、ガラスエポキシシートという）５１ａから形成されており、その厚みは約１００μｍ前後である。ちなみに、この厚みは、第１電子部品５３ａからの発熱量を４０Ｗ、発熱面積を４ｃｍ2として、第１電子部品５３ａを１００℃以下に保つことを考慮して算出された値である（図４参照）。この第１実装エリアでは、第１電子部品５３ａが、ヒートスプレッダ５４および導電体を介して１プライのガラスエポキシシート５１ａに実装され、さらにシリコーンゲル５６などの封止剤により封止されている。一方、第２実装エリアは、導電体パターン５２とガラスエポキシシート５１ａとが交互に積層された積層型樹脂基板から形成されている。この第２実装エリアでは第２電子部品５３ｂが積層型樹脂基板に実装されており、第２電子部品５３ｂは、ガラスエポキシシート５１ａの間に配置されている導電体パターン５２と接続され３次元形状の複雑な制御回路を形成している。なお、この導電体パターン５２には第１電子部品５３ａもワイヤー５５を介して接続されており、電源回路の一部が形成されている。リード５７は、外部回路への接続に用いられる。ちなみに、本実施の形態に係る実装基板５１を形成するためには、（ｉ）均一な板状の積層型実装基板を調製した後に機械加工によって実装基板５１の第１実装エリアの厚みを薄くする方法（回路パターンは機械加工を考慮して形成する必要がある）、あるいは（ｉｉ）実装基板が予め設計した形状になるようにガラス繊維織物１枚１枚を形作っておき、ｎ段目のガラス繊維織物にエポキシ樹脂原液を含浸した後にそれらを加熱・圧縮などし、さらにその後にその両面あるいは片面に回路パターンを形成し（以下、このガラス繊維強化エポキシ樹脂を回路パターン保持ガラスエポキシシートという）、さらにその後に、エポキシ樹脂原液を含浸した（ｎ＋１）段目のガラス繊維織物を回路パターン保持ガラスエポキシシートに挟み込み再度加熱・圧縮する方法などが考えられる。なお、後者の場合、設計形状に沿った金型が必要になる。 The mounting substrate 51 mainly includes an area where the first electronic component 53a is mounted (hereinafter referred to as a first mounting area) and an area where the second electronic component 53b is mounted (hereinafter referred to as a second mounting area). Become. The first mounting area is formed of a one-ply sheet-like glass fiber reinforced epoxy resin (hereinafter referred to as a glass epoxy sheet) 51a, and its thickness is about 100 μm. Incidentally, this thickness is a value calculated in consideration of keeping the first electronic component 53a at 100 ° C. or less, assuming that the heat generation amount from the first electronic component 53a is 40 W, the heat generation area is 4 cm 2 (FIG. 4). reference). In the first mounting area, the first electronic component 53a is mounted on a one-ply glass epoxy sheet 51a via a heat spreader 54 and a conductor, and is further sealed with a sealant such as a silicone gel 56. On the other hand, the second mounting area is formed of a laminated resin substrate in which the conductor pattern 52 and the glass epoxy sheet 51a are alternately laminated. In the second mounting area, the second electronic component 53b is mounted on the laminated resin substrate, and the second electronic component 53b is connected to the conductor pattern 52 disposed between the glass epoxy sheets 51a and has a three-dimensional shape. The complicated control circuit is formed. The first electronic component 53a is also connected to the conductor pattern 52 via the wire 55, and a part of the power supply circuit is formed. The lead 57 is used for connection to an external circuit. Incidentally, in order to form the mounting substrate 51 according to the present embodiment, (i) after preparing a uniform plate-shaped laminated mounting substrate, the thickness of the first mounting area of the mounting substrate 51 is reduced by machining. Method (circuit pattern must be formed in consideration of machining), or (ii) glass fiber fabrics are formed one by one so that the mounting substrate has a pre-designed shape, and the n-th stage glass After impregnating the epoxy resin stock solution into the fiber woven fabric, heating and compressing them, and then forming a circuit pattern on both sides or one side (hereinafter, this glass fiber reinforced epoxy resin is referred to as a circuit pattern holding glass epoxy sheet), Further, after that, the (n + 1) -th stage glass fiber fabric impregnated with the epoxy resin stock solution is sandwiched between the circuit pattern holding glass epoxy sheets and added again. Such as, how to compression is considered. In the latter case, a mold that conforms to the design shape is required.

冷却ジャケット５８は、直方体の金属の箱体であって、実装基板５１の電子部品５３ａ，５３ｂの実装面の反対側に、実装基板５１の実装面と反対の面に接するように設けられている。そして、この冷却ジャケット５８の内部には、第１実装エリアに対応する部分に複数本のヘアピン形状の通路（以下、冷媒通路という）５９が形成されている（図３（ｂ）参照）。この冷媒通路５９は、図２に示されるように、電動膨張弁３４を挟み込むように冷媒回路に接続されている。このため、この冷媒通路５９には冷媒回路から液冷媒が流入するようになっており、主に第１電子部品５３ａから生じる熱がその液冷媒によりパワーモジュール５から排出されるようになっている。なお、通常、冷媒通路に流入する液冷媒の温度は、３０〜６０℃程度である。   The cooling jacket 58 is a rectangular parallelepiped metal box, and is provided on the opposite side of the mounting surface of the electronic components 53 a and 53 b of the mounting substrate 51 so as to contact the surface opposite to the mounting surface of the mounting substrate 51. . In the cooling jacket 58, a plurality of hairpin-shaped passages (hereinafter referred to as refrigerant passages) 59 are formed in a portion corresponding to the first mounting area (see FIG. 3B). As shown in FIG. 2, the refrigerant passage 59 is connected to the refrigerant circuit so as to sandwich the electric expansion valve 34. For this reason, liquid refrigerant flows into the refrigerant passage 59 from the refrigerant circuit, and heat generated mainly from the first electronic component 53a is discharged from the power module 5 by the liquid refrigerant. . In general, the temperature of the liquid refrigerant flowing into the refrigerant passage is about 30 to 60 ° C.

〔パワーモジュールの製造方法〕
ここでは、図５を用いて本発明の実施の形態に係るパワーモジュール５の製造方法について説明する。 [Manufacturing method of power module]
Here, the manufacturing method of the power module 5 which concerns on embodiment of this invention using FIG. 5 is demonstrated.

図５において、ステップＳ１では、第１電子部品５３ａとヒートスプレッダ５４とがボンディングされる。ステップＳ２では、ステップＳ１で得られた第１電子部品５３ａとヒートスプレッダ５４とのボンディング品が実装基板５１の第１実装エリアへボンディングされる。なお、このとき、上記ボンディング品は、ヒートスプレッダ５４が実装基板５１に密接するようにボンディングされる。ステップＳ３では、第１電子部品５３ａと実装基板５１の導電体パターン５２とがワイヤーを介してボンディングされる。ステップＳ４では、第２電子部品５３ｂが導電体パターン５２の規定の位置に置かれた状態で所定温度に加熱され、第２電子部品５３ｂが導電体パターン５２にリフロー方式によりハンダ付けされる。なお、この導電体パターン５２上には、あらかじめリフロー可能な材質（クリームハンダ等）が印刷あるいは塗布されている。ステップＳ５では、リード部品５３ｃ（第２電子部品５３ｂに含まれる）が導電体パターン５２にフロー方式によりハンダ付けされる。   In FIG. 5, in step S1, the first electronic component 53a and the heat spreader 54 are bonded. In step S <b> 2, the bonded product of the first electronic component 53 a and the heat spreader 54 obtained in step S <b> 1 is bonded to the first mounting area of the mounting substrate 51. At this time, the bonding product is bonded so that the heat spreader 54 is in close contact with the mounting substrate 51. In step S3, the first electronic component 53a and the conductor pattern 52 of the mounting substrate 51 are bonded via a wire. In step S4, the second electronic component 53b is heated to a predetermined temperature in a state where the second electronic component 53b is placed at a predetermined position of the conductor pattern 52, and the second electronic component 53b is soldered to the conductor pattern 52 by the reflow method. Note that a reflowable material (such as cream solder) is printed or applied on the conductor pattern 52 in advance. In step S5, the lead component 53c (included in the second electronic component 53b) is soldered to the conductor pattern 52 by the flow method.

〔パワーモジュールの特徴〕
（１）
本実施の形態に係るパワーモジュール５では、第１電子部品５３ａと第２電子部品５３ｂとの両方が、ガラス繊維強化エポキシ樹脂から成る同一の実装基板５１に実装されている。このため、このパワーモジュール５は、第１電子部品５３ａ用の実装基板と第２電子部品５３ｂ用の実装基板とを分けて製造していた従来のパワーモジュールよりも低コストで製造されることができる。 [Features of the power module]
(1)
In the power module 5 according to the present embodiment, both the first electronic component 53a and the second electronic component 53b are mounted on the same mounting substrate 51 made of glass fiber reinforced epoxy resin. For this reason, the power module 5 can be manufactured at a lower cost than the conventional power module in which the mounting board for the first electronic component 53a and the mounting board for the second electronic component 53b are separately manufactured. it can.

（２）
本実施の形態に係るパワーモジュール５では、実装基板５１の第１実装エリアの厚みが十分に薄く、第１電子部品５３ａが、ほぼ５０℃の冷媒により有効に冷却される。このため、このパワーモジュール５は、第１電子部品５３ａ実装用としてアルミニウム基板やセラミック基板などを採用していた従来のパワーモジュールよりも低コストで製造されることができる。また、このパワーモジュール５では、実装基板５１がガラス繊維強化エポキシ樹脂から成るので、上記のような従来のパワーモジュールよりも加工性に優れる。また、このパワーモジュール５では、実装基板５１がガラス繊維強化エポキシ樹脂から成るので、上記のような従来のパワーモジュールよりも第１電子部品５３ａの実装信頼性に優れる。 (2)
In the power module 5 according to the present embodiment, the thickness of the first mounting area of the mounting substrate 51 is sufficiently thin, and the first electronic component 53a is effectively cooled by the coolant of approximately 50 ° C. Therefore, the power module 5 can be manufactured at a lower cost than a conventional power module that employs an aluminum substrate, a ceramic substrate, or the like for mounting the first electronic component 53a. Moreover, in this power module 5, since the mounting board | substrate 51 consists of glass fiber reinforcement epoxy resins, it is excellent in workability rather than the above conventional power modules. Moreover, in this power module 5, since the mounting substrate 51 is made of glass fiber reinforced epoxy resin, the mounting reliability of the first electronic component 53a is superior to the conventional power module as described above.

（３）
本実施の形態に係るパワーモジュール５では、第１電子部品５３ａと冷媒通路５９との最短距離が、第２電子部品５３ｂと冷媒通路５９との最短距離よりも短い。このため、このパワーモジュール５では、第２電子部品５３ｂから生じる熱よりもパワー半導体から生じる熱を効率的にパワーモジュール５の系外に排出することができる。 (3)
In the power module 5 according to the present embodiment, the shortest distance between the first electronic component 53a and the refrigerant passage 59 is shorter than the shortest distance between the second electronic component 53b and the refrigerant passage 59. For this reason, in this power module 5, heat generated from the power semiconductor can be efficiently discharged out of the system of the power module 5 rather than heat generated from the second electronic component 53b.

〔変形例〕
（Ａ）
先の実施の形態に係るパワーモジュール５では、冷却ジャケット５８が、実装基板５１の電子部品５３ａ，５３ｂの実装面の反対側に、実装基板５１の実装面と反対の面に接するように設けられており、さらにその冷却ジャケット５８の内部に冷媒通路５９が形成されていた。しかし、図６に示されるように、冷媒通路５９Ａが実装基板５１Ａの内部に形成されてもかまわない。このようにすれば、第１電子部品５３ａと冷媒通路５９Ａとの距離をさらに短くすることができる。 [Modification]
(A)
In the power module 5 according to the previous embodiment, the cooling jacket 58 is provided on the opposite side of the mounting surface of the electronic components 53a and 53b of the mounting substrate 51 so as to contact the surface opposite to the mounting surface of the mounting substrate 51. In addition, a refrigerant passage 59 is formed inside the cooling jacket 58. However, as shown in FIG. 6, the coolant passage 59A may be formed inside the mounting substrate 51A. In this way, the distance between the first electronic component 53a and the refrigerant passage 59A can be further shortened.

（Ｂ）
先の実施の形態に係るパワーモジュール５では、実装基板５１の第１実装エリアの厚みが第２実装エリアの厚みよりも薄かったが、第１実装エリアの厚みが第２実装エリアの厚みと同じであってもかまわない。この場合、図４の表に示されるとおり、第１電子部品５３ａから生じる熱がパワーモジュール５から十分に排出されない懸念があるため、図７に示されるように、第１電子部品５３ａの周囲の実装基板５１Ｂ内部にサーマルビア５４Ｂを設けるのが好ましい。さらには、冷却ジャケット５８と実装基板５１Ｂとの間に接触伝熱層５７Ｂを設けてもかまわない。また、さらに、第１電子部品５３ａと実装基板５１Ａとの間にヒートスプレッダを挿入してもかまわない。 (B)
In the power module 5 according to the previous embodiment, the thickness of the first mounting area of the mounting substrate 51 is thinner than the thickness of the second mounting area, but the thickness of the first mounting area is the same as the thickness of the second mounting area. It doesn't matter. In this case, as shown in the table of FIG. 4, there is a concern that the heat generated from the first electronic component 53a may not be sufficiently discharged from the power module 5, so that as shown in FIG. It is preferable to provide a thermal via 54B inside the mounting substrate 51B. Furthermore, a contact heat transfer layer 57B may be provided between the cooling jacket 58 and the mounting substrate 51B. Furthermore, a heat spreader may be inserted between the first electronic component 53a and the mounting substrate 51A.

（Ｃ）
先の実施の形態に係るパワーモジュール５では、冷凍サイクルの流れにより冷媒通路５９に流入する冷媒の温度がほぼ決まっていた。しかし、第１電子部品５３ａの周辺に温度センサを設け、さらに冷媒通路５９の出入口付近に膨張弁を設けて、第１電子部品５３ａの周辺温度を一定に保つように、冷媒の蒸発温度を制御してもよい。このようにすれば、より確実に第１電子部品を保護することができる。なお、かかる場合、冷媒通路５９の出口を圧縮機３２の吸入配管に接続するようにしてもよい。 (C)
In the power module 5 according to the previous embodiment, the temperature of the refrigerant flowing into the refrigerant passage 59 is almost determined by the flow of the refrigeration cycle. However, a temperature sensor is provided around the first electronic component 53a, and an expansion valve is provided near the inlet / outlet of the refrigerant passage 59 to control the evaporation temperature of the refrigerant so that the temperature around the first electronic component 53a is kept constant. May be. In this way, the first electronic component can be protected more reliably. In such a case, the outlet of the refrigerant passage 59 may be connected to the suction pipe of the compressor 32.

（Ｄ）
先の実施の形態に係るパワーモジュール５では、実装基板５１の第１実装エリアの厚みが１００μｍ前後とされていたが、冷媒通路５９に流入する温度によってはそれ以上の厚みであってもかまわない（図４参照）。また、これとは逆に実装基板５１の第１実装エリアの厚みを１００μｍ以下としてもかまわないが、この場合は、絶縁破壊強度に留意する必要がある。 (D)
In the power module 5 according to the previous embodiment, the thickness of the first mounting area of the mounting substrate 51 is about 100 μm. However, the thickness may be larger depending on the temperature flowing into the refrigerant passage 59. (See FIG. 4). On the contrary, the thickness of the first mounting area of the mounting substrate 51 may be 100 μm or less, but in this case, it is necessary to pay attention to the dielectric breakdown strength.

（Ｅ）
先の実施の形態に係るパワーモジュール５では、実装基板５１の原料としてエポキシ樹脂が採用されたが、絶縁性を有するセラミック粒子などを配合したエポキシ樹脂が採用されてもかまわない。このようすれば、実装基板の熱伝導率を向上することができ、さらに効率よく第１電子部品５３ａから生じる熱をパワーモジュール５の系外に排出することができる。 (E)
In the power module 5 according to the previous embodiment, an epoxy resin is used as a raw material of the mounting substrate 51. However, an epoxy resin containing an insulating ceramic particle or the like may be used. In this way, the thermal conductivity of the mounting substrate can be improved, and the heat generated from the first electronic component 53a can be efficiently discharged out of the power module 5.

（Ｆ）
先の実施の形態に係るパワーモジュール５では、実装基板５１として積層型樹脂基板が採用されたが、これに代えて、図８、図９、および図１０に示されるような、両面にのみ導電体パターンが設けられている両面樹脂基板５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅが採用されてもよい。このようなパワーモジュール５Ｃ，５Ｄ，５Ｅでは、第１電子部品５３ａから生じる熱を冷媒通路５９方向へ拡散させるために両面樹脂基板５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅの樹脂部にサーマルビア５４Ｃを設けたり、樹脂部に熱伝導性フィラー５４Ｄを分散させたり、樹脂部に熱伝導性シート５４Ｅを挿入したりするのが好ましい。また、第１電子部品５３ａから生じる熱を実装面に沿って拡散させるヒートスプレッダ５４を設ければ更に効果的である。また、かかる場合、両面樹脂基板５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅの絶縁性を確保するために両面樹脂基板５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅと冷却ジャケット５８との間に電気絶縁層５７Ｃ，５７Ｄ，５７Ｅを設けるのが好ましい。ただし、熱伝導性フィラー５４Ｄや熱伝導性シート５４Ｅがセラミック等であって電気絶縁性を有する場合、この電気絶縁層５７Ｃ，５７Ｄ，５７Ｅは省くことができる。 (F)
In the power module 5 according to the previous embodiment, a laminated resin substrate is adopted as the mounting substrate 51. Instead, the conductive resin is conductive only on both sides as shown in FIGS. 8, 9, and 10. Double-sided resin substrates 51C, 51D, 51E provided with body patterns may be employed. In such power modules 5C, 5D, and 5E, in order to diffuse the heat generated from the first electronic component 53a in the direction of the refrigerant passage 59, the thermal via 54C is provided in the resin portion of the double-sided resin substrates 51C, 51D, and 51E, It is preferable to disperse the heat conductive filler 54D in the portion or insert the heat conductive sheet 54E into the resin portion. Further, it is more effective to provide a heat spreader 54 that diffuses heat generated from the first electronic component 53a along the mounting surface. In such a case, it is preferable to provide electrical insulating layers 57C, 57D, and 57E between the double-sided resin substrates 51C, 51D, and 51E and the cooling jacket 58 in order to ensure insulation of the double-sided resin substrates 51C, 51D, and 51E. . However, when the thermally conductive filler 54D and the thermally conductive sheet 54E are ceramic or the like and have electrical insulation, the electrical insulation layers 57C, 57D, and 57E can be omitted.

（Ｇ）
先の実施の形態に係るパワーモジュール５では、実装基板５１との接触面がフラットな形状の冷却ジャケット５８が採用されたが、これに代えて、図１１に示されるような段差付きの冷却ジャケット５８Ｆが採用されてもよい。このようにすれば、第１電子部品５３ａなどの実装面の反対側の面にのみ冷却ジャケット５８Ｆが接触し、他の部分では両面実装を行うことが可能となる。したがって、このようなパワーモジュール５Ｆでは、不必要な冷却（あるいは加熱）を防ぐことができると同時に更なるコンパクト化が可能となる。また、このようにすれば、実装面と反対側の面にリード線が出てしまうような場合でも対応可能となる。また、冷却ジャケット５８Ｆと実装基板５１Ｆとの間に電気絶縁層５７Ｆを設けてもよい。 (G)
In the power module 5 according to the previous embodiment, the cooling jacket 58 having a flat contact surface with the mounting substrate 51 is adopted. Instead, a cooling jacket with a step as shown in FIG. 11 is used. 58F may be employed. In this way, the cooling jacket 58F contacts only the surface opposite to the mounting surface such as the first electronic component 53a, and double-sided mounting can be performed in other portions. Therefore, in such a power module 5F, unnecessary cooling (or heating) can be prevented, and at the same time, further compactization is possible. In this way, it is possible to cope with a case where a lead wire comes out on the surface opposite to the mounting surface. Further, an electrical insulating layer 57F may be provided between the cooling jacket 58F and the mounting substrate 51F.

（Ｈ）
先の実施の形態に係るパワーモジュール５の製造方法では、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５の順序で各処理が行われたが、この順序は入れ替えられてもよい。例えば、ステップＳ１→ステップＳ４→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ５の順序で各処理が行われてもよいし、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ４→ステップＳ３→ステップＳ５の順序で各処理が行われてもよいし、ステップＳ５→ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３→ステップＳ４の順序で各処理が行われてもよい。 (H)
In the method for manufacturing the power module 5 according to the previous embodiment, each process is performed in the order of step S1, step S2, step S3, step S4, and step S5. However, this order may be changed. For example, each process may be performed in the order of step S1, step S4, step S2, step S3, and step S5, or each process is performed in the order of step S1, step S2, step S4, step S3, and step S5. Alternatively, each process may be performed in the order of step S5 → step S1 → step S2 → step S3 → step S4.

（Ｉ）
先の実施の形態に係るパワーモジュール５では、実装基板５１の原料としてエポキシ樹脂が採用されたが、これ以外の樹脂（例えば、フェノール樹脂、ビスマレイミド樹脂、ポリイミド樹脂など）が採用されてもかまわない。 (I)
In the power module 5 according to the previous embodiment, an epoxy resin is used as a raw material for the mounting substrate 51. However, other resins (for example, phenol resin, bismaleimide resin, polyimide resin, etc.) may be used. Absent.

本発明に係るパワーモジュールは、従来のパワーモジュールよりも低い製造コストで製造されることができ、かつ、コンパクト化されることができるという特徴を有し、パワーモジュールの低コスト化およびコンパクト化に貢献することができる。   The power module according to the present invention is characterized in that it can be manufactured at a lower manufacturing cost than the conventional power module and can be made compact. Can contribute.

本実施の形態に係る空気調和機の外観斜視図。The external appearance perspective view of the air conditioner concerning this Embodiment. 本実施の形態に係る空気調和機の冷媒回路図。The refrigerant circuit figure of the air conditioner which concerns on this Embodiment. （ａ）本実施の形態に係る空気調和機に搭載されるパワーモジュールの縦断面図、（ｂ）本実施の形態に係るパワーモジュールの冷却ジャケット部の上面透視図。(A) The longitudinal cross-sectional view of the power module mounted in the air conditioner which concerns on this Embodiment, (b) The upper surface perspective view of the cooling jacket part of the power module which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る実装基板の厚みと放熱特性との関係を示す表。The table | surface which shows the relationship between the thickness of the mounting substrate which concerns on this Embodiment, and a thermal radiation characteristic. 本実施の形態に係るパワーモジュールの製造工程を表すフローチャート。The flowchart showing the manufacturing process of the power module which concerns on this Embodiment. 変形例（Ａ）に係る空気調和機に搭載されるパワーモジュールの部分縦断面図。The fragmentary longitudinal cross-section of the power module mounted in the air conditioner which concerns on a modification (A). 変形例（Ｂ）に係る空気調和機に搭載されるパワーモジュールの部分縦断面図。The fragmentary longitudinal cross-section of the power module mounted in the air conditioner which concerns on a modification (B). 変形例（Ｆ）に係る空気調和機に搭載されるパワーモジュールの部分縦断面図。The fragmentary longitudinal cross-section of the power module mounted in the air conditioner which concerns on a modification (F). 変形例（Ｆ）に係る空気調和機に搭載されるパワーモジュールの部分縦断面図。The fragmentary longitudinal cross-section of the power module mounted in the air conditioner which concerns on a modification (F). 変形例（Ｆ）に係る空気調和機に搭載されるパワーモジュールの部分縦断面図。The fragmentary longitudinal cross-section of the power module mounted in the air conditioner which concerns on a modification (F). 変形例（Ｇ）に係る空気調和機に搭載されるパワーモジュールの部分縦断面図。The fragmentary longitudinal cross-section of the power module mounted in the air conditioner which concerns on a modification (G).

符号の説明Explanation of symbols

１ 空気調和機
５Ｆ パワーモジュール
５１Ｆ 実装基板（樹脂基板）
５３ａ 第１電子部品（パワー半導体）
５３ｂ 第２電子部品（非パワー半導体）
５７Ｆ 電気絶縁層
５８Ｆ 冷却ジャケット
５９ 冷媒通路 1 Air conditioner 5F Power module 51F Mounting board (resin board)
53a First electronic component (power semiconductor)
53b Second electronic component (non-power semiconductor)
57F Electrical insulation layer 58F Cooling jacket 59 Refrigerant passage

Claims (14)

電力変換を行うための電源回路を構成するパワー半導体（５３ａ）および非パワー半導体（５３ｂ）と、
前記パワー半導体と前記非パワー半導体との両者を実装する１枚の樹脂基板（５１Ｆ）と、
第１板部と、前記樹脂基板のうち少なくとも前記パワー半導体の実装面の裏側面に接触するように前記第１板部の板厚方向に沿って前記第１板部よりも前記樹脂基板側に突出し内部に冷却流体通路（５９）が設けられる第２板部とを有する冷却ジャケット（５８Ｆ）と、
を備える、パワーモジュール（５Ｆ）。 A power semiconductor (53a) and a non-power semiconductor (53b) constituting a power supply circuit for performing power conversion;
A single resin substrate (51F) for mounting both the power semiconductor and the non-power semiconductor;
The first plate portion and the resin substrate side of the first plate portion along the thickness direction of the first plate portion so as to be in contact with at least the back surface of the mounting surface of the power semiconductor among the resin substrates. A cooling jacket (58F) having a second plate portion protruding inside and provided with a cooling fluid passage (59);
A power module (5F). 前記パワー半導体またはその近傍の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段において検知される温度が前記所定の温度になるように前記冷却流体の温度を制御する温度制御手段と、
をさらに備える、請求項１に記載のパワーモジュール。 Temperature detecting means for detecting the temperature of the power semiconductor or the vicinity thereof; and
Temperature control means for controlling the temperature of the cooling fluid so that the temperature detected by the temperature detection means becomes the predetermined temperature;
The power module according to claim 1, further comprising: 前記パワー半導体と前記冷却流体通路との間の最短距離は、前記非パワー半導体と前記冷却流体通路との間の最短距離よりも短い、
請求項１または２に記載のパワーモジュール。 A shortest distance between the power semiconductor and the cooling fluid passage is shorter than a shortest distance between the non-power semiconductor and the cooling fluid passage;
The power module according to claim 1 or 2. 前記樹脂基板のうち前記パワー半導体を実装する部分の厚みは、前記非パワー半導体を実装する部分の厚みよりも薄い、
請求項１から３のいずれかに記載のパワーモジュール。 Of the resin substrate, the thickness of the portion for mounting the power semiconductor is thinner than the thickness of the portion for mounting the non-power semiconductor,
The power module according to claim 1. 前記樹脂基板は、板厚方向に積層される複数の積層単位体から構成されており、
前記パワー半導体を実装する部分の厚みおよび前記非パワー半導体を実装する部分の厚みは、前記積層単位体それぞれの形状により調節される、
請求項４または５に記載のパワーモジュール。 The resin substrate is composed of a plurality of laminated unit bodies laminated in the plate thickness direction,
The thickness of the portion for mounting the power semiconductor and the thickness of the portion for mounting the non-power semiconductor are adjusted by the shape of each of the stacked unit bodies,
The power module according to claim 4 or 5. 少なくとも前記パワー半導体から生じる熱を拡散させるための熱拡散部をさらに備える、
請求項１から５のいずれかに記載のパワーモジュール。 A thermal diffusion unit for diffusing at least heat generated from the power semiconductor;
The power module according to claim 1. 前記熱拡散部と前記冷却流体通路との間に配置される電気絶縁層（５７Ｆ）をさらに備える、
請求項６に記載のパワーモジュール。 An electric insulation layer (57F) disposed between the heat diffusion portion and the cooling fluid passage;
The power module according to claim 6. 前記熱拡散部には、前記パワー半導体と前記樹脂基板の実装面との間に配置されるヒートスプレッダが含まれる、
請求項６または７に記載のパワーモジュール。 The heat diffusion part includes a heat spreader disposed between the power semiconductor and the mounting surface of the resin substrate.
The power module according to claim 6 or 7. 前記熱拡散部には、前記樹脂基板の板面に交差する方向に沿って前記樹脂基板の内部に設けられるサーマルビアが含まれる、
請求項６から８のいずれかに記載のパワーモジュール。 The thermal diffusion portion includes a thermal via provided in the resin substrate along a direction intersecting the plate surface of the resin substrate.
The power module according to claim 6. 前記熱拡散部には、前記樹脂基板の樹脂部に分散配合される熱伝導性フィラーが含まれる、
請求項６から９のいずれかに記載のパワーモジュール。 The thermal diffusion part includes a thermally conductive filler dispersed and blended in the resin part of the resin substrate.
The power module according to claim 6. 前記熱拡散部には、前記樹脂基板の樹脂部に埋設される熱伝導性シートが含まれる、
請求項６または７に記載のパワーモジュール。 The thermal diffusion part includes a thermally conductive sheet embedded in the resin part of the resin substrate.
The power module according to claim 6 or 7. 電力変換を行うための電源回路を構成するパワー半導体（５３ａ）および非パワー半導体（５３ｂ）と、
前記パワー半導体と前記非パワー半導体との両者を実装する、板厚方向の熱伝導率が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である１枚の実装基板（５１，５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄ，５１Ｅ，５１Ｆ）と、
第１板部と、前記実装基板のうち少なくとも前記パワー半導体の実装面の裏側面に接触するように前記第１板部の板厚方向に沿って前記第１板部よりも前記実装基板側に突出し内部に冷却流体通路（５９）が設けられる第２板部とを有する冷却ジャケット（５８Ｆ）と、
を備える、パワーモジュール（５Ｆ）。 A power semiconductor (53a) and a non-power semiconductor (53b) constituting a power supply circuit for performing power conversion;
One mounting substrate (51, 51A, 51B, 51C, 51D, 51E) having a thermal conductivity in the thickness direction of 10 W / (m · K) or less for mounting both the power semiconductor and the non-power semiconductor. , 51F),
The first plate portion and the mounting substrate side of the first plate portion along the thickness direction of the first plate portion so as to be in contact with at least the back surface of the mounting surface of the power semiconductor among the mounting substrate. A cooling jacket (58F) having a second plate portion protruding inside and provided with a cooling fluid passage (59);
A power module (5F). 冷媒回路と、
電力変換を行うための電源回路を構成するパワー半導体（５３ａ）および非パワー半導体（５３ｂ）と、前記パワー半導体と前記非パワー半導体との両者を実装する１枚の樹脂基板（５１Ｆ）と、第１板部、および、前記樹脂基板のうち少なくとも前記パワー半導体の実装面の裏側面に接触するように前記第１板部の板厚方向に沿って前記第１板部よりも前記樹脂基板側に突出し内部に、前記冷媒回路に流れる冷媒を通過させるための冷却流体通路（５９）が設けられる第２板部を有する冷却ジャケット（５８Ｆ）とを有するパワーモジュール（５Ｆ）と、
を備える、空気調和機（１）。 A refrigerant circuit;
A power semiconductor (53a) and a non-power semiconductor (53b) constituting a power supply circuit for performing power conversion, a single resin substrate (51F) on which both the power semiconductor and the non-power semiconductor are mounted, One plate part and the resin substrate side of the first plate part along the thickness direction of the first plate part so as to come into contact with at least the back side surface of the mounting surface of the power semiconductor among the resin substrates A power module (5F) having a cooling jacket (58F) having a second plate part provided with a cooling fluid passage (59) for allowing the refrigerant flowing through the refrigerant circuit to pass therethrough,
An air conditioner (1) comprising: 電力変換を行うための電源回路を構成するパワー半導体（５３ａ）および非パワー半導体（５３ｂ）と、前記パワー半導体と前記非パワー半導体との両者を実装する１枚の樹脂基板（５１Ｆ）と、第１板部、および、前記樹脂基板のうち少なくとも前記パワー半導体の実装面の裏側面に接触するように前記第１板部の板厚方向に沿って前記第１板部よりも前記樹脂基板側に突出し内部に冷却流体通路（５９）が設けられる第２板部を有する冷却ジャケット（５８Ｆ）とを有するパワーモジュール（５Ｆ）の製造方法であって、
前記パワー半導体を前記樹脂基板の規定の位置に固定するパワー半導体固定工程と、
前記パワー半導体と前記樹脂基板に設けられる回路とをワイヤ接続するワイヤ接続工程と、
前記非パワー半導体と前記回路とを接続する非パワー半導体接続工程と、
前記樹脂基板を前記冷却ジャケットに固定する冷却ジャケット固定工程と、
を備える、パワーモジュールの製造方法。 A power semiconductor (53a) and a non-power semiconductor (53b) constituting a power supply circuit for performing power conversion, a single resin substrate (51F) on which both the power semiconductor and the non-power semiconductor are mounted, One plate part and the resin substrate side of the first plate part along the thickness direction of the first plate part so as to come into contact with at least the back side surface of the mounting surface of the power semiconductor among the resin substrates A method of manufacturing a power module (5F) having a cooling jacket (58F) having a second plate part provided with a cooling fluid passage (59) provided inside the protrusion,
A power semiconductor fixing step of fixing the power semiconductor to a prescribed position of the resin substrate;
A wire connection step of wire-connecting the power semiconductor and a circuit provided on the resin substrate;
A non-power semiconductor connection step of connecting the non-power semiconductor and the circuit;
A cooling jacket fixing step of fixing the resin substrate to the cooling jacket;
A method for manufacturing a power module.
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