電力變換裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電力變換裝置。
【背景技術】
[0002]作為電力變換裝置的結構要素的功率模塊由于發熱量大，所以一般采用安裝于散熱器的方式。即，功率模塊運轉時的發熱量多。因此，功率模塊為了對該熱量進行散熱/冷卻，需要在功率模塊的外部具備冷卻鰭片、冷卻扇等冷卻構造。這樣的冷卻構造妨礙電力變換裝置的小型化以及低成本化，因此正在研究將冷卻構造小型化的技術。
[0003]例如，在專利文獻1中示出了一種印刷配線基板，其能夠安裝各種部件，將內層的導體層向外部引出而設置有面積比基板大的散熱部。另外，示出了在印刷配線基板還搭載散熱器作為散熱部件。
[0004]專利文獻1:日本特開2006 - 93370號公報
【發明內容】
[0005]但是，例如，在利用上述現有技術構成大容量的電力變換裝置的情況下，需要多個逆變器電路等，印刷配線基板的面積變大。其結果，電力變換裝置大型化。
[0006]另外，例如，在針對每個逆變器電路進行功率模塊化的情況下，需要分別具有多個半導體元件的多個功率模塊。在需要多個功率模塊的情況下，多個功率模塊分別容易發熱，因而期望對多個功率模塊分別進行冷卻。此時，多個功率模塊由散熱器進行冷卻，但散熱器大小尤其需要容積，并且花費成本，因此期望進行小型化以及低成本化。
[0007]本發明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于得到一種能夠實現小型化以及低成本化的電力變換裝置、以及能夠實現該電力變換裝置的電力變換模塊。
[0008]為了解決上述課題，實現目的，本發明所涉及的電力變換裝置的特征在于，具備多個電力變換模塊、以及收容所述多個電力變換模塊的框體，該多個電力變換模塊具有:電路基板部，其構成為，將絕緣基板安裝在導熱率比所述絕緣基板高的導熱板的一端側區域，所述絕緣基板安裝有具有半導體元件開關元件的電力變換電路；以及散熱部，其是在所述導熱板中與所述一端側區域相鄰的另一端側區域，且具有在厚度方向或面方向上貫穿所述導熱板的多個第1空隙部，對從所述絕緣基板傳導至所述導熱板的熱進行散熱而對所述絕緣基板進行冷卻，所述電力變換模塊構成為，以使所述散熱部露出至外部的狀態將所述電路基板部收容于所述框體。
[0009]發明的效果
[0010]根據本發明獲得的效果是，得到實現了小型化以及低成本化的電力變換裝置。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明的實施方式1所涉及的電力變換模塊的斜視圖。
[0012]圖2是本發明的實施方式1所涉及的電力變換模塊的剖視圖，是圖1中的A-A剖視圖。
[0013]圖3是本發明的實施方式1所涉及的電力變換模塊的仰視圖。
[0014]圖4是表示本發明的實施方式1所涉及的電力變換模塊的其他例子的剖視圖。
[0015]圖5是表示本發明的實施方式1所涉及的電力變換裝置用的框體的斜視圖。
[0016]圖6是表示將2個電力變換模塊收容于框體的狀態的剖視圖。
[0017]圖7是表示將3個電力變換模塊收容于框體的狀態的剖視圖。
[0018]圖8是本發明的實施方式2所涉及的電力變換模塊的斜視圖。
[0019]圖9是表示接合前的3個實施方式2所涉及的電力變換模塊的剖視圖。
[0020]圖10是表示接合后的3個實施方式2所涉及的電力變換模塊的剖視圖。
[0021]圖11是表示將2個實施方式2所涉及的電力變換模塊收容于框體的狀態的剖視圖。
[0022]圖12是表示將3個實施方式2所涉及的電力變換模塊收容于框體的狀態的剖視圖。
[0023]圖13是表示本發明的實施方式3所涉及的電力變換模塊的圖。
[0024]圖14是本發明的實施方式3所涉及的電力變換模塊的分解圖。
[0025]圖15是表示本發明的實施方式4所涉及的電力變換模塊的圖。
[0026]圖16是本發明的實施方式4所涉及的電力變換模塊的分解圖。
[0027]圖17是表示本發明的實施方式5所涉及的電力變換模塊的圖。
[0028]圖18是本發明的實施方式5所涉及的電力變換模塊的分解圖。
[0029]圖19是表示本發明的實施方式6所涉及的電力變換模塊的剖視圖。
[0030]圖20是表示本發明的實施方式6所涉及的電力變換模塊的仰視圖。
[0031]圖21是表示本發明的實施方式6所涉及的其他電力變換模塊的剖視圖。
[0032]圖22是表示本發明的實施方式7所涉及的電力變換模塊的剖視圖。
【具體實施方式】
[0033]下面，基于附圖詳細地說明本發明所涉及的電力變換裝置以及電力變換模塊的實施方式。此外，本發明并不限定于下面的記述，能夠在不脫離本發明的主旨的范圍內適當進行變更。另外，在下面示出的附圖中，為了容易理解，有時各部件的比例尺與實際不同。在各附圖之間也是如此。另外，即使是俯視圖，有時為了使附圖易于觀看，也標注陰影線。
[0034]實施方式1
[0035]圖1?圖3是表示本發明的實施方式1所涉及的電力變換模塊1的圖。圖1是電力變換模塊1的斜視圖。圖2是電力變換模塊1的剖視圖，是圖1中的A-A剖視圖。圖3是電力變換模塊1的仰視圖。另外，圖4是表示本發明的實施方式1所涉及的電力變換模塊1的其他例子的剖視圖。
[0036]實施方式1所涉及的電力變換模塊1為大致平板狀，具有電路基板部10和散熱部20。電路基板部10設置于電力變換模塊1的面方向的一端側(圖1?圖3中的X方向的右側)的區域。電路基板部10執行電力變換功能。在電路基板部10中，在導熱板30的一面(上表面)上配置有電力變換電路基板50。關于電力變換電路基板50，具有半導體開關元件(半導體元件)51而構成的電力變換電路安裝于例如環氧玻璃基板等絕緣基板(印刷基板)55。作為電力變換電路，安裝例如逆變器電路以及轉換器電路中的任意者或者雙方。電力變換電路基板50例如利用螺釘緊固而固定于電路基板部10的導熱板30的上表面。
[0037]在電力變換電路基板50中，在該電力變換電路基板50的上層設置的半導體開關元件51電連接于在該電力變換電路基板50的內層設置的配線53。配線53經由焊料接合部52電連接以及物理連接于在半導體開關元件51的一面(下表面)設置的半導體開關元件的電極(接合部)51a。在半導體開關元件51中，半導體開關元件的電極(接合部)51a僅設置于下表面(與絕緣基板55的相對面)。作為半導體開關元件51，使用的是例如利用了硅(Silicon:Si)類半導體的IGBT或FET等半導體元件。另外，配線53的一端部在電力變換電路基板50的面方向上從電力變換電路基板50的一端側(圖1?圖3中的X方向的右側)凸出的部分，作為用于將電力變換電路與外部電路進行連接的輸入輸出端子54。
[0038]導熱板30由導熱率比絕緣基板55高、即熱阻比絕緣基板55低的材料構成。作為這樣的導熱板30，例如使用鋁或銅等導熱率高(熱阻低)的金屬板。另外，也可以代替金屬板，使用由導熱率比絕緣基板55高、即熱阻比絕緣基板55低的樹脂材料等構成的基板。
[0039]散熱部20是在導熱板30中在電力變換模塊1的面方向的另一端側(圖1?圖3中的X方向的左側)的區域與電路基板部10相鄰設置的冷卻構造體。散熱部20是導熱板30中的與電路基板部10相鄰的區域自身、即導熱板30中的另一端側的區域自身。散熱部20作為用于對電力變換電路基板50進行冷卻的散熱器起作用。
[0040]在散熱部20以任意圖案設置有在導熱板30的厚度方向貫穿導熱板30的多個第1空隙部31。從與第1空隙部31相對的方向(例如，與導熱板30的面方向垂直的方向)，向該第1空隙部31吹送自然空冷或強制空冷的冷卻風。冷卻風60例如如圖2所示以與導熱板30的面方向垂直的方向作為風路方向進行吹送。在進行強制空冷的情況下，設置從與第1空隙部31相對的方向(例如，與導熱板30的面方向垂直的方向)吹送冷卻風的送風機。
[0041]在電路基板部10與散熱部20之間的邊界的附近，覆蓋導熱板30的正反面以及側面而安裝防水-防塵部件40。在圖1?圖3中，示出了防水-防塵部件40與電路基板部10和散熱部20之間的邊界相比設置在散熱部20側的情況。此外，根據電力變換模塊1的使用條件不同，也可以不設置防水-防塵部件40。
[0042]將這樣的實施方式1所涉及的電力變換模塊1在圖5所示的框體210中安裝1塊或多塊而構成電力變換裝置200。圖5是表示本發明的實施方式1所涉及的電力變換裝置用的框體210的斜視圖。
[0043]框體210是呈大致長方體形狀的箱形。框體210在一側面具備用于收容電力變換模塊1的開口部211。例如，在圖5中，4個開口部211在上下方向并列配置于框體210的一側面。另外，在框體210的上表面，配置有用于經由輸入輸出端子54將電力變換電路與外部的電源進行連接的電源配線212、以及用于與輸入輸出端子54連接而從外部對半導體開關元件51進行控制的控制用端子213。
[0044]圖6是表示在框體210中收容有2個電力變換模塊1的狀態的剖視圖，相當于圖5中的B — B剖面。圖7是表示在框體210中收容有3個電力變換模塊1的狀態的剖視圖，相當于圖5中的B — B剖面。此外，在圖6中，示出能夠收