JP6500563B2 - スイッチング素子ユニット - Google Patents
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Description
前記第1絶縁基板の第1表面に実装され、電力変換装置の上下アームの一方を形成する第1スイッチング素子を含む第1チップと、
前記第1絶縁基板の前記第1表面とは逆側の第2表面に実装され、前記電力変換装置の上下アームの他方を形成する第2スイッチング素子を含む第2チップと、
前記第1絶縁基板に形成され、前記第2スイッチング素子のゲート電極に電気的に接続される第1導体部と、
前記第1絶縁基板の前記第1表面側に設けられ、絶縁性を有し、前記第1絶縁基板側とは逆側の表面に、前記第1スイッチング素子のゲート電極に電気的に接続される第1外部電極と前記第1導体部に電気的に接続される第2外部電極とを有する第2絶縁基板と、
前記第1絶縁基板に形成され、前記電力変換装置の出力電極に電気的に接続される第2導体部であって、前記第1絶縁基板を貫通し前記第1チップ及び前記第2チップ間を電気的に接続する第1貫通導体部を含む第2導体部と、
前記第2絶縁基板を貫通し、前記出力電極に電気的に接続される第2貫通導体部と、を含み、
前記出力電極は、前記第2絶縁基板における前記第1絶縁基板側とは逆側の表面に設けられ、
前記第2導体部は、前記第1絶縁基板の前記第1表面に形成され、前記第2貫通導体部と前記第1貫通導体部とを電気的に接続する導体パターンを含むスイッチング素子ユニットが提供される。
また、図示の例では、ビア324は、複数個形成されているが、1つだけであってもよい。この場合、ビア324は、扱う電流の大きさに応じた容積(又は断面積)を有するように形成されてよい。この場合、例えば、ビア324の形成範囲(断面)を、第1チップ21の接合範囲(=第2チップ22の接合範囲)よりも小さくすることで、第1チップ21の接合範囲の全体をカバーする場合に比べて、第1接合層51及び第2接合層52における熱応力の低減が依然として可能である。また、この場合、ビア324は、第1絶縁基板10を貫通する態様で挿入される導体材料(例えば金属片)により置換されてもよい。
(1)
絶縁性を有する第1絶縁基板(10)と、
第1絶縁基板(10)の第1表面に実装され、電力変換装置の上アームを形成する第1スイッチング素子を含む第1チップ(21)と、
第1絶縁基板(10)の第1表面とは逆側の第2表面に実装され、電力変換装置の下アームを形成する第2スイッチング素子を含む第2チップ(22)と、
第1絶縁基板(10)に形成され、第2スイッチング素子のゲート電極(221)に電気的に接続される第1導体部(31)と、
第1絶縁基板(10)に形成され、電力変換装置の出力電極(80)に電気的に接続される第2導体部(32)であって、第1絶縁基板(10)を貫通し第1チップ(21)及び第2チップ(22)間を電気的に接続する第1貫通導体部(324)を含む第2導体部(32)とを含む、スイッチング素子ユニット(1、1B)。
(2)
第1絶縁基板(10)の第1表面と、第1チップ(21)における第1絶縁基板(10)に対向する側の表面電極との間に形成され、電導性を有し、第1チップ(21)を第1絶縁基板(10)に接合する第1接合層(51)と、
第1絶縁基板(10)の第2表面と、第2チップ(22)における第1絶縁基板(10)に対向する側の表面電極との間に形成され、電導性を有し、第2チップ(22)を第1絶縁基板(10)に接合する第2接合層(52)とを更に含む、(1)に記載のスイッチング素子ユニット(1、1B)。
(3)
第1貫通導体部(324)は、複数個、離散して形成される、(1)又は(2)に記載のスイッチング素子ユニット(1、1B)。
(4)
第1絶縁基板(10)の面直方向に対して垂直方向で第1絶縁基板(10)に隣接するコンデンサ(40)と、
コンデンサ(40)の第1電極(42)と、第1チップ(21)における第1絶縁基板(10)に対向する側とは逆側の表面電極とに電気的に接続される第1バスバ(60)と、
コンデンサ(40)の第2電極(44)と、第2チップ(22)における第1絶縁基板(10)に対向する側とは逆側の表面電極とに電気的に接続される第2バスバ(62)とを更に含む、(1)〜(3)のうちのいずれか1項に記載のスイッチング素子ユニット(1、1B)。
(5)
第1絶縁基板(10)の第1表面側に設けられ、絶縁性を有し、第1絶縁基板(10)側とは逆側の表面に、第1導体部(31)及び第1スイッチング素子のゲート電極(211)に電気的に接続されるゲート外部電極(91.92)を有する第2絶縁基板(12)を更に含む、(1)〜(4)のうちのいずれか1項に記載のスイッチング素子ユニット(1、1B)。
(6)
出力電極(80)は、第2絶縁基板(12)における第1絶縁基板(10)側とは逆側の表面に設けられ、
第2絶縁基板(12)を貫通し、出力電極(80)に電気的に接続される第2貫通導体部(802)を更に含み、
第2導体部(32)は、第1絶縁基板(10)の第1表面に形成され、第2貫通導体部(12)と第1貫通導体部(10)とを電気的に接続する導体パターン(323)を含む、請求項5に記載のスイッチング素子ユニット(1、1B)。
(7)
電力変換装置は、車両用走行モータ(104)を駆動するためのインバータ(103)であり、
出力電極(80)は、車両用走行モータ(104)に電気的に接続される、(1)〜(6)のうちのいずれか1項に記載のスイッチング素子ユニット(1、1B)。
10 第1絶縁基板
12 第2絶縁基板
13 第3絶縁基板
14 上部カバー基板
15 下部カバー基板
21 第1チップ
22 第2チップ
31 第1導体部
32 第2導体部
40 コンデンサ
41 誘電体部
42 正極側電極
44 負極側電極
51 第1接合層
52 第2接合層
60 正極側バスバ
62 負極側バスバ
80 出力電極
91 第1ゲート外部電極
92 第2ゲート外部電極
211 ゲート電極
221 ゲート電極
312 ビア
321 第1パターン部
322 第2パターン部
323 第3パターン部
Claims (5)
- 絶縁性を有する第1絶縁基板と、
前記第1絶縁基板の第1表面に実装され、電力変換装置の上下アームの一方を形成する第1スイッチング素子を含む第1チップと、
前記第1絶縁基板の前記第1表面とは逆側の第2表面に実装され、前記電力変換装置の上下アームの他方を形成する第2スイッチング素子を含む第2チップと、
前記第1絶縁基板に形成され、前記第2スイッチング素子のゲート電極に電気的に接続される第1導体部と、
前記第1絶縁基板の前記第1表面側に設けられ、絶縁性を有し、前記第1絶縁基板側とは逆側の表面に、前記第1スイッチング素子のゲート電極に電気的に接続される第1外部電極と前記第1導体部に電気的に接続される第2外部電極とを有する第2絶縁基板と、
前記第1絶縁基板に形成され、前記電力変換装置の出力電極に電気的に接続される第2導体部であって、前記第1絶縁基板を貫通し前記第1チップ及び前記第2チップ間を電気的に接続する第1貫通導体部を含む第2導体部と、
前記第2絶縁基板を貫通し、前記出力電極に電気的に接続される第2貫通導体部と、を含み、
前記出力電極は、前記第2絶縁基板における前記第1絶縁基板側とは逆側の表面に設けられ、
前記第2導体部は、前記第1絶縁基板の前記第1表面に形成され、前記第2貫通導体部と前記第1貫通導体部とを電気的に接続する導体パターンを含むスイッチング素子ユニット。 - 前記第1絶縁基板の前記第1表面と、前記第1チップにおける前記第1絶縁基板側の表面電極との間に形成され、電導性を有し、前記第1チップを前記第1絶縁基板に接合する第1接合層と、
前記第1絶縁基板の前記第2表面と、前記第2チップにおける前記第1絶縁基板側の表面電極との間に形成され、電導性を有し、前記第2チップを前記第1絶縁基板に接合する第2接合層とを更に含む、請求項1に記載のスイッチング素子ユニット。 - 前記第1貫通導体部は、複数個、離散して形成される、請求項1又は2に記載のスイッチング素子ユニット。
- 前記第1絶縁基板の面直方向に対して垂直方向で前記第1絶縁基板に隣接するコンデンサと、
前記コンデンサの第1電極と、前記第1チップにおける前記第1絶縁基板側とは逆側の表面電極とに電気的に接続される第1バスバと、
前記コンデンサの第2電極と、前記第2チップにおける前記第1絶縁基板側とは逆側の表面電極とに電気的に接続される第2バスバとを更に含む、請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載のスイッチング素子ユニット。 - 前記電力変換装置は、車両用走行モータを駆動するためのインバータであり、
前記出力電極は、前記車両用走行モータに電気的に接続される、請求項1〜4のうちのいずれか1項に記載のスイッチング素子ユニット。
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