逆變器裝置以及使用它的車輛驅動裝置的制作方法

專利名稱：逆變器裝置以及使用它的車輛驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及逆變器裝置以及使用它的車輛驅動裝置。
背景技術：
以往，在僅用電機驅動的電動汽車、或者使用發動機或者電機雙方驅動的混合型電動汽車中，使用逆變器裝置將從直流電源供給的直流變換為供給給車輛驅動用電機的交流。例如在特開2001-258267號公報、特開2002-369550號公報中記載的那樣，逆變器裝置由稱為電源模塊或者逆變器電橋電路的半導體裝置、和搭載有電容器、驅動電路、接口電路、傳感器電路、計算機、控制電源等電子部件的控制基板等構成。
電源模塊具備安裝在絕緣基板上的由IGBT或者MOSFET構成的開關元件。開關元件的表面電極、和固定在收納電源模塊的外包裝殼體上的配線的端子之間，采用由接合用鋁線進行連接的結構。
特開2001-258267號[專利文獻2]特開2002-369550號用于連接上述開關元件的接合用導線有必要增加用于連接的導線根數、或者增大各導線直徑，以便在由開關元件控制的電流量增加時防止電流引起的發熱導致導線的熔斷。
具體例示如下，即，例如在用逆變器裝置控制的電流為150A并作為接合導線使用鋁線的情況下，如果鋁線線徑300μm的接合導線的容許電流是10A，則必須使用至少15根接合用導線。以上例示的導線存在比通常使用的導線粗，且用于各導線的接合的時間變長的問題。此外，隨著使用的導線的數目增加，其作業時間也變長。這里僅以時間為例子進行了說明，但不僅是在時間方面，在所需的機械或者技術性方面也存在很大的作業性問題。
此外，如果使用的接合用導線變粗或者用于接合的時間變長，則接合時對開關元件的損害也變大，導致可靠性降低的問題。

發明內容
本發明的一個目的是謀求提高逆變器裝置或者車輛驅動裝置的組裝性。
本發明中為達到上述目的，將使用于逆變器裝置的半導體的開關元件的一方的電極固定在第一配線層上，同時將所述開關元件的另一方的電極連接在由板狀導體構成的第二配線層上。
根據該構成，通過將能夠流過大電流的板狀導體連接到上述半導體元件的電極上而實現電連接，與采用導線接合時相比提高了組裝性，同時提高了逆變器裝置的可靠性。
根據本發明，不僅能實現大電流化，還能提高組裝性。


圖1是表示包含車輛驅動裝置的驅動系統的概略構成的系統方框圖，其中，所述車輛驅動裝置使用本發明實施方式一的電源模塊。
圖2是包含本發明實施方式一的電源模塊的逆變器裝置的電路圖。
圖3是包含本發明實施方式一的電源模塊的逆變器裝置的詳細電路圖。
圖4是表示本發明實施方式一的電源模塊的外觀構成的立體圖。
圖5是表示本發明實施方式一的電源模塊中的臂(arm)模塊的構成的放大立體圖。
圖6是本發明實施方式一的電源模塊的配線狀態圖。
圖7是包含本發明實施方式一的電源模塊的逆變器裝置的另外的構成的電路圖。
圖8是包含本發明實施方式一的電源模塊的逆變器裝置的另外的構成的詳細電路圖。
圖9是表示本發明實施方式一的電源模塊中的開關元件SWUH的上面的發射電極和導體186之間的采用引線狀導體LC的連接構造的截面圖。
圖10是表示本發明實施方式一的電源模塊中的二極管DUH的上面的發射電極和導體186之間的采用引線狀導體LC的連接構造的截面圖。
圖11是表示本發明實施方式二的電源模塊中的臂模塊的構成的放大立體圖。
圖12是表示本發明實施方式三的電源模塊中的臂模塊的構成的放大立體圖。
圖13是表示本發明實施方式四的電源模塊中的臂模塊的構成的放大立體圖。
圖14是表示本發明實施方式五的電源模塊中的臂模塊的構成的放大立體圖。
圖15是圖10的A-A截面圖。
圖中BW-接合導線，SWUH-開關元件，DUH-二極管，LC-引線狀導體，170、172-突起端子。
具體實施例方式
圖1表示包含車輛的驅動裝置的驅動系統，具體表示電動汽車的驅動系統。在該實施方式中說明的是使用燃料電池的電動汽車，但以下說明的逆變器裝置還可以使用于由發動機和電機的雙輸出進行車輪驅動的所謂混合型的電動汽車。其中，圖1中使用的符號和其他圖中表示的符號相同的情況下表示同一部分。
逆變器裝置100將從DC/DC變換器330或者蓄電池310供給過來的直流變換成交流，供給給作為回轉機構的電機300。電機300是作為車載用的回轉機構的一例表示的例如同步電機300。電機300在該實施例中在轉子內部具有永久磁鐵，由被供給的交流產生旋轉磁場而轉動上述轉子，產生用于車輛行駛的轉矩。電機300的輸出轉矩經由作為動力分配機構的差動齒輪DEF傳達給左右車輪WH1和WH2。向逆變器裝置供給的電力由燃料電池系統(FCS)320生成。其中，在上述混合型電動汽車中，替代燃料電池系統(FCS)，還可以從對于從由發動機驅動的發電機供給的電力進行存儲的充電電池進行供給。在該混合型電動汽車中，用上述發動機和電機300雙方的輸出，進行車輛行駛。
燃料電池系統(FCS)320由燃料電池(FC)322、存儲氫等燃料的箱體324、引入空氣的機構326、存儲通過反應產生的水的排水箱328構成。在燃料箱324中存儲有被加壓的氣體的氫氣，并由來自控制裝置350的控制信號，對從燃料箱324向燃料電池322供給的燃料量進行控制。此外，包含用于與燃料反應的氧氣的空氣從空氣引入機構326引入，供給給燃料電池(FC)322。
燃料電池322具備反應幕和燃料極和空氣極，使用來自燃料箱324的氫氣和從空氣引入機構326供給過來的氧，產生直流電壓，并且氫和氧反應的結果生成水。氫分子在燃料電池322中被離子化，由此燃料電池的燃料極成為負電位，且帶正電的氫離子聚集在燃料電池322的空氣極，使空氣極成為正電位。通過使電流從燃料電池系統320向外部的電負載供給，而借助上述負載等外部電路從燃料電池向空氣極流動電流，從而供給電子。在空氣極供給氧，而如果電子從外部電路供給給空氣極，則在空氣極，氫離子和氧進行反應而生成水。該水存儲在上述排水箱328中。作為上述燃料，除了可以使用氫外，還可以使用甲醇、汽油、天然氣(Natural gas)。
燃料電池系統320產生的電力量是基于供給給燃料電池322的燃料量即氫量大致決定。控制單元350用未圖示的用于檢測加速器踏下量的傳感器等，檢測燃料電池系統320的負載狀態，基于負載狀態控制向燃料電池322供給的燃料供應量。上述負載狀態例如還可以通過檢測燃料電池系統320的輸出端子電壓而檢測出，例如可以以使所述輸出端子電壓成為目標電壓的方式對所述燃料供給量進行反饋控制。
可以從燃料電池系統320直接向蓄電池310供給電力，也可以經由作為直流電壓變換裝置的DC/DC變換器330，將電壓變換成適當的值，再向蓄電池310供給。在本實施例中，是采用了將電壓用DC/DC變換器330變換成適當的值，再存儲在蓄電池中的方式。
蓄電池310經由開關312與直流電源線連接。蓄電池310的端子電壓是例如300伏特(V)，向逆變器裝置200供給直流電壓300V，變換成三相交流，經由供給線UVW，供給給電機300。
蓄電池310的額定電壓為例如300V，燃料電池320的額定電壓是24V～96V，例如為48V。在此情況下，燃料電池320的輸出電壓是由升壓型DC/DC變換器330升壓，供給到蓄電池310并充電。但是，可以設定成各種額定電壓，例如可以將逆變器裝置200和蓄電池310的額定電壓設定為600伏特、燃料電池系統320的輸出電壓設定為300伏特。此外，作為其他實例，還可以用燃料電池產生約400伏特的電壓，用DC/DC變換器330降低電壓，向逆變器裝置200和蓄電池310供給額定300伏特的電壓。
從蓄電池310經由逆變器裝置200，向電機300供給電力。逆變器裝置200由電機控制單元MCU212、和以下要說明的電源模塊100、和用于產生對構成該電源模塊100的半導體開關元件進行驅動的柵極(gate)信號的驅動電路單元210構成。控制單元350將檢測未圖示的加速器操作量的傳感器所產生的車輛的加速器操作量作為輸入信息接收，基于加速器操作量算出電機300的產生目標轉矩，作為電機轉矩指令向電機控制單元212發送。電機控制單元212根據電機所應產生的轉矩指令控制驅動電路單元210所產生的柵極信號的產生。
逆變器裝置在電源模塊100中具有多個臂，上述臂的導通或者非導通是由所述柵極信號控制，逆變器裝置將基于所述柵極信號產生的三相交流電流供給給上述電機300。更詳細地說，電機控制單元212將電機的轉子位置或者在電機中流過的電流值、電機的溫度作為輸入信息接收，進行已考慮進電機安全性的維持的控制。
此外，上述電機的溫度或者電流值送往作為上位控制裝置的控制單元350。當車輛是混合型車輛的情況下，控制單元350由加速器的操作量等算出車輛行駛所必需的轉矩，對以怎樣的方式將算出的所需轉矩用發動機和電機分擔進行運算，求出電機的分擔轉矩。將該電機的分擔轉矩作為指令值發送到電機控制單元212。如上所述，電機控制單元212控制驅動電路單元210，并控制電源模塊100的半導體開關元件的柵極信號的產生，電機產生上述電機的分擔轉矩。
DC/DC變換器330由以下部分構成，即對輸入的直流電壓進行升壓或者降壓，具有周期性遮斷電流的半導體開關元件的變換器電路332；為控制所述變換器電路332的開關元件，產生向所述開關元件的柵極供給的控制信號的驅動電路單元334。
控制單元350進一步檢測蓄電池充放電狀態或者電機的負載狀態，基于檢測結果控制DC/DC變換器330，控制蓄電池310的充電，或者控制向電機的供給電壓。當應向電機300供給的電流變多時，在由蓄電池310供給的電流基礎上，從燃料電池系統320經由DC/DC變換器330供給電流。此外，當車輛處于低速行駛狀態、即電機300的旋轉速度處于低狀態時，由于電機300的內部感應電壓低，因此能供給大電流。此時，DC/DC變換器330輸出與蓄電池310的額定電壓對應的電壓。車輛速度快的狀態表示電機300的旋轉速度快的狀態，此時電機內部的感應電壓高。為抑制感應電壓變高，一般進行磁場削弱控制，但即使這樣也不能抑制感應電壓上升，很難將必要的電流供給給電機。為應對內部感應電壓的上升，最好提高向電機供給的電源電壓。在電機300的高速旋轉狀態中，進行以下控制，即控制單元350以提高DC/DC變換器330的輸出電壓的方式控制DC/DC變換器330，同時打開蓄電池310的端子和逆變器300的輸入端子之間的開關312，將蓄電池310從逆變器的直流電力供給線切離。由此可以提高向電機供給的輸入電壓，即使電機的內部感應電壓升高，也能用比它更高的電壓供給電力，抑制向電機的電流供給量的降低現象。
圖2是圖1所示的逆變器裝置200的電路圖。逆變器裝置200的電源模塊100由六個臂構成，將從作為車載用直流電源的蓄電池310供給的電流變換成交流，向作為回轉機構的電機300供給電力。在本實施方式中，電機300是在轉子上具有永久磁鐵的同步電機。電源模塊的上述六個臂是U相的上臂100UH、U相的下臂100UL、V相的上臂100VH、V相的下臂100VL、W相的上臂100WH、W相的下臂100WL。在如圖2所示的實施方式中，上述各相的各臂作為半導體的開關元件使用IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor絕緣柵極雙極型晶體管)。作為半導體的開關元件，除了IGBT以外，還可以使用MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor)。
IGBT具有動作速度快的優點。在以往，由于電力用MOS-FET能使用的電壓很低，因此高壓用的逆變器是由IGBT制成。但最近，電力用MOS-FET能使用的電壓變高，從而在車輛用逆變器中哪一個都能作為半導體開關元件使用。在采用電力用MOS-FET的情況下的半導體構造相比IGBT簡單，具有半導體的制造工序比IGBT更少的優點。
在圖2中，相UVW各相的上臂和下臂分別串聯連接。U相和V相和W相的各上臂100UH、100VH、100WH的各自的集電極端子(在使用電力用MOS-FET時為漏極端子)連接在直流電源的正極側的配線LH上。另一方面，U相和V相和W相的各下臂100UL、100VL、100WL的各自的發射極端子(在使用電力用MOS-FET時為源極端子)連接在直流電源的負極側的配線LL上。在配線LH和配線LL之間，如在圖1中說明的那樣，連接著搭載在車輛上的蓄電池310或者作為電壓變換器的DC/DC變換器330那樣的直流電源，直流電壓向逆變器裝置的電源模塊100供給。
U相上臂100UH的發射極端子(在使用電力用MOS-FET時為源極端子)和U相下臂100UL的集電極端子(在使用電力用MOS-FET時為漏極端子)的連接點連接在電機的U相端子上，流通U相電流。當電樞線圈(永久磁鐵型同步電機的定子線圈)為Y接線的情況下，流通U相線圈的電流。V相上臂100VH的發射極端子(在使用電力用MOS-FET時為源極端子)和V相下臂100VL的集電極端子(在使用電力用MOS-FET時為漏極端子)的連接點連接在電機的V相電樞線圈的(定子線圈)的V相端子上，流通V相電流。當定子線圈為Y接線的情況下，流通V相線圈的電流。W相上臂100WH的發射極端子(在使用電力用MOS-FET時為源極端子)和W相下臂100WL的集電極端子(在使用電力用MOS-FET時為漏極端子)的連接點連接在電機的W相端子上。當定子線圈為Y接線的情況下，流通W相線圈的電流。
在圖2中，如上述的那樣，在電源模塊100上經由正極側配線LH和負極側配線LL外加來自蓄電池310等直流電源的直流電壓。正極側配線LH和負極側配線LL在安裝電路中分別存在電感114。而且，在正極側配線LH和負極側配線LL之間設有電容器112，由該電容器以及電感114，進行電源模塊100產生的噪聲去除或者防止電壓變動經電源線影響其他組件。
由電機控制單元212控制產生柵極信號的驅動單元210，從各相的驅動單元UDU、VDU、WDU向各層的半導體開關元件供給柵極信號。基于該柵極信號，控制各臂的導通、非導通(遮斷)。其結果，被供給的直流變換成三相交流。三相交流的產生是已知的技術，因此這里省略詳細的動作說明。
構成逆變器的各臂100UH、100UL、100VH、100VL、100WH、100WL的半導體的開關元件，分別通過多個開關元件的并列連接構成。圖3表示了該狀況。圖3表示了臂100UH和100UL的詳細情況。如同用臂100UH代表性地表示的那樣，各個臂是通過將由如IGBT這樣的開關元件SWUH1和與此并列連接的二極管DUH1構成的電路并列連接多個而構成，關于并列連接數目，在本實施方式中并列連接了四組。即，并列連接了以下四組開關電路由開關元件SWUH1和二極管DUH1構成的開關電路；由開關元件SWUH2和二極管DUH2構成的開關電路；由開關元件SWUH3和二極管DUH3構成的開關電路；由開關元件SWU4和二極管DUH4構成的開關電路。當用電力用MOS-FET替代IGBT使用的情況下，由于各電力用MOS-FET已經具備二極管功能，因此省掉二極管DUH1～DUH4。
在圖3中并列了四組開關電路，但要采用幾組并列是根據向電機供給的最大供給電流值決定。如上所述，在本實施例中，構成逆變器的各臂分別由四組開關電路構成。向這些開關電路的各柵極，從驅動單元210的UDU并列供給柵極控制信號。與驅動單元210的UDU相同的電路，也設在VDU和WDU中，向構成各開關電路的各開關元件并列供給柵極信號。
并列連接各開關元件的理由不僅僅是為了應對電機的最大電流，同時還是為了解決提高汽車安全性的問題。當安裝IGBT或者電力用MOS-FET的情況下，相對熱循環的防損傷是極其重要的問題。逆變器電路的損傷的很大的原因在于，在每次使逆變器電路工作時安裝著的開關元件的芯片由熱膨脹引起應力，并由反復操作引起破損。破損的結果，使元件的電導通受損。在本實施例中，由于并列連接多個元件，因此即使其內的一個發生電導通障礙，也能通過降低電機的最大轉矩等緊急應對方法，維持行駛到修理廠或者附近的城鎮。此外，還可以避免在高速行駛時電機轉矩的產生突然停止引起的危險性。如果使用多個開關元件的并列電路，以替代能流過大電流的一個開關元件，則雖然部件數增加，而且與此相伴的制造方面工作量也增加，但這樣能降低異常時的危險性。
圖4和圖5表示圖2或者圖3中表示的電源模塊100的安裝構造。圖4是表示電源模塊100的外觀的立體圖，圖5是臂部的放大圖。由圖4和圖5可知，在樹脂制的框體190的內部設有構成逆變器的電源模塊100的各臂，U相、V相、W相的各相的上臂集電極端子TUHC、TVHC、TWHC、和各相的下臂集電極端子TULC、TVLC、TWLC、和各相的上臂發射極端子TUHE、TVHE、TWHE、和各相的下臂發射極端子TULE、TVLE、TWLE、和各相的上臂柵極端子TUHG、TVHG、TWHG、和各相的下臂柵極端子TULG、TVLG、TWLG，設在框體190的側壁上。在該實例中，各臂100UH、100UL、100VH、100VL、100WH、100WL由作為并列連接的四個IGBT的半導體開關元件SW、和分別與這些各半導體開關元件并列連接的二極管構成。所述各相的上臂柵極端子TUHG、TVHG、TWHG、和所述各相的下臂柵極端子TULG、TVLG、TWLG具有與上述并列連接的四個各半導體開關元件對應的四個柵極端子。將上臂100UH作為六個臂的代表例進行說明。
在圖4中，U相的上臂柵極端子TUHG由與構成上臂100UH的各半導體開關元件SW對應的四個柵極端子TUHG1、TUHG2、TUHG3、TUHG4構成。后面將用圖5說明其詳細構造。其中，由于各臂的開關元件是電并列連接，因此如果采用在框體190內部連接四個柵極端子的構造，則逆變器裝置整體的構造變得簡單。但是，為了對每個元件進行是否異常的診斷，最好對每個元件獨立施加柵極信號，診斷元件的動作。在此情況下，分別進行直到安裝有電機控制單元212和驅動單元210的電路板為止的各自的柵極的配線，在各電路板上對是同時施加還是分別施加上述并列連接的元件的柵極信號，進行控制。在本實施方式中，各元件的柵極從上述電路板分別獨立地設置。關于該點，在圖3中省略了說明，而且電路也概念性地畫成柵極電路未分離的形式，但這只是為了簡化說明。實際上，驅動單元的輸出還分別經過在各柵極上設置的開關電路而相連，在電機的動作模式下這些開關導通，在測試模式下僅導通成為測試對象的開關并將其他遮斷。
各臂100UH、100VH、100WH、100UL、100VL、100WL具有分別并列連接的四個半導體開關元件，上述四個開關元件SW的上側電極(在本例中是IGBT的發射極電極)通過引線狀導體LC進行連接。作為引線狀導體LC，例如可以使用在銅或者鋁的薄板狀芯材的表面實施鍍鎳以及鍍金的導體、或者在同樣的芯材表面實施鍍鎳以及鍍錫的導體、或者使用對“銅”和“鐵—鎳合金”進行復合化的芯材并進行鍍鎳以及鍍金或者鍍錫的導體。
此外，引線狀導體LC例如還可以使用在氮化鋁或者氮化硅等陶瓷上連接銅或鋁、或者“銅”和“鐵-鎳合金”的復合材料并實施鍍鎳以及鍍金或者鍍錫的導體。
圖4和圖5表示取下電源模塊100的上蓋后的狀態，而后述的圖6的配線盤作為樹脂190的蓋設于上方。在電源模塊100中，為了防止運轉時的導線振動、或者有可能從外部混入的水分或者異物的影響，在框體190的內部注入有硅等的凝膠體。
如圖3所示，例如U相上臂100UH由以下部分構成，它們是由四個IGBT構成的U相上臂半導體開關元件SWUH1、SWUH2、SWUH3、SWUH4；與這些半導體開關元件并列連接的二極管DUH1、DUH2、DUH3、DUH4。
接著，使用圖5，對本實施方式的電源模塊100的各臂的安裝構造進行說明。在圖5中，是作為六個臂的代表選擇了臂100UH，并說明其構造的立體圖。這里雖然以U相上臂100UH作為代表例進行了說明，但其他臂的安裝構造也一樣。
上臂100UH具有四個半導體開關元件SWUH1、SWUH2、SWUH3、SWUH4。開關元件SWUH分別是例如12mm×12mm、厚度550μm的IGBT元件的芯片。絕緣基板180由氮化鋁構成，其下面具有能由水或者空氣冷卻的構造。在絕緣基板180的上面，厚度0.3mm的銅配線182以層的形式形成。在銅配線182的表面(圖示的上側的面)形成有鍍鎳膜。開關元件SWUH的一方的電極，通過由錫和鉛構成的熔點約330℃的焊料184，固定在銅配線182上。該銅配線與端子TUHC電連接。在本實施方式中，開關元件SWUH1～SWUH4的芯片的下面側是集電極電極、上面側是發射極電極。但也可以相反安裝所述芯片，將下側作為發射極、上側作為集電極。
在圖4和圖5的實例中，由于在開關元件的硅芯片的下側配置有集電極，因此四個開關元件的集電極電極并列配置、連接在作為共同地使用的銅配線182的配線層上。所述銅配線182在樹脂制的框體190的內部與U相上臂集電極端子TUHC電連接。此外，在所述銅配線182上，并列配置、連接有構成上臂100UH的四個二極管DUH1、DUH2、DUH3、DUH4。在這里，二極管DUH1、DUH2、DUH3、DUH4分別是5mm×5mm×0.4mmt大小的芯片，并以二極管的陰極成為銅配線182側的方式設置。在將開關元件的硅芯片逆向固定在配線層上的情況下，即在將發射極朝所述銅配線182側而連接的情況下，將上述二極管以其陽極成為上述銅配線182側的方式配置、連接。
在本構造中，在作為共同配線板的銅配線182上分別固定有并列連接的半導體開關元件，而通過該構造，配線作業變得更容易。此外，由于在作為共同配線板的銅配線182上設有并列連接的半導體開關元件，因此有以下效果，即，配線層自然變大，能減少電感或者電機電阻，或者作為抑制各元件的極端的電流偏置，其結果能抑制熱的局部集中，即通過絕緣基板180散熱的散熱面積增大，能使溫度均勻化。由于配線層增大，因此機械強度也增大。由于在該配線板上設有并列連接的二極管，因此構造變簡單且二極管的安裝變容易。在本實施方式中，與各開關元件分別對應地設置二極管，但例如對兩個開關元件設置一個二極管等，至少設置一個二極管即可。考慮到要確保安全性，即使一個以上引起故障，也可以通過設置兩個以上而與該情況對應，因此如果設置兩個以上，能進一步提高安全性。
在絕緣基板180上，固定有板狀(也可以是層)的導體186。該板狀導體186在樹脂制的框體190的內部與U相上臂發射極端子TUHE電連接。在并列連接的開關元件SWUH1～SWUH4的上面分別設置的發射極電極EE及二極管DUH1～DUH4的陽極、和導體186，通過引線狀導體LC連接。引線狀導體LC是如圖所示的板狀導體，其以與開關元件SWUH1～SWUH4和二極管DUH1～DUH4、以及其他連接用端子的位置以及高度相適應地預先切斷，通過擠壓彎曲，在其中間形成彎曲部LC-C。在本實施方式中，該引線狀導體LC，在與導體186的連接部側作為一體形成，而在與四個開關元件SWUH的連接部側，前端與開關元件SWUH分別對應地分割，且被分割的每個前端部與開關元件SWUH1、SWUH2、SWUH3、SWUH4分別連接。如后述的那樣，在引線狀導體LC的端子170的下面側，預先形成有多個突起。端子170的突起由以錫、銀以及銅構成的熔點約230℃的焊料構成。通過焊料的熔融，設在開關元件SWUH的上面的發射極電極及二極管DUH的上側電極、和導體186，通過板形狀的引線狀導體LC進行連接。
圖4的關于臂100UH的上述說明，對于其他的臂100UL、100VH、100VL、100WH、100WL也相同。在臂100VH的公共電極182(未圖示)上固定有四個半導體開關元件的集電極側，該公共電極182(未圖示)與端子TVHC電連接。此外，臂100VH的公共電極186(未圖示)，通過作為板狀導體的引線狀導體LC，與臂100VH的半導體開關元件的發射極側電連接，同時與端子TVHE連接。同樣，在臂100WH的公共電極182(未圖示)上固定有四個半導體開關元件的集電極側，該公共電極182(未圖示)與端子TWHC電連接。此外，臂100WH的公共電極186(未圖示)，通過作為板狀導體的引線狀導體LC，與臂100WH的半導體開關元件的發射極側電連接，同時與端子TWHE連接。此外上述板狀部分，只要是設在絕緣基板上的導體的層即可。
在臂100UL的公共電極182(未圖示)上固定有四個半導體開關元件的集電極側，該公共電極182(未圖示)與兩個端子TULC1和TULC2分別電連接。此外，臂模塊100UL的公共電極186，通過作為板狀導體的引線狀導體LC，與臂模塊100UL的半導體開關元件的發射極側電連接，同時與端子TULE連接。
在臂100VL的公共電極182(未圖示)上固定有四個半導體開關元件的集電極側，該公共電極182(未圖示)與兩個端子TVLC1和TVLC2分別電連接。此外，臂模塊100VL的公共電極186(未圖示)，通過作為板狀導體的引線狀導體LC，與臂100VL的半導體開關元件的發射極側電連接，同時與端子TVLE連接。
此外，在臂100WL的公共電極182(未圖示)上固定有四個半導體開關元件的集電極側，該公共電極182(未圖示)與兩個端子TWLC1和TWLC2分別電連接。此外，臂100WL的公共電極186(未圖示)，通過作為板狀導體的引線狀導體LC，與臂100WL的半導體開關元件的發射極側電連接，同時與端子TWLE連接。
在圖4和圖5所示的實施方式中，在板狀導體182上安裝并列連接的半導體芯片，且上述并列的半導體芯片的相反方向的端子由共同的板狀導體連接，因此是耐振動性強的構造，從而對于搭載在振動強烈的汽車上是非常理想的。此外，由于省掉接合線，因此制造容易。此外，與接合線相比，能夠防止電流的集中化，因此能改善相對大電流的熱應力集中。
設在開關元件SWUH的上面的柵極電極EG和設在絕緣基板180上的柵極端子電極TG，通過接合線BW連接。四個柵極端子電極TG分別連接到圖4所示的U相上臂柵極端子TUHG1、TUHG2、TUHG3、TUHG4。
在絕緣基板180的下面固定有由銅等熱傳導性優良的部件構成的散熱板。散熱板與冷卻水等制冷劑接觸，能夠對源自開關元件SWUH的發熱進行散熱。
下面使用圖6，對電源模塊100的配線狀態進行說明。圖6是配線盤，其通過以覆蓋如圖4以及圖5所示的框體的上面的方式配置，使圖4和圖5所示的臂的端子TUHC、TVHC、TWHC形成分別穿過設在由銅板構成的配線LH上的孔的構造，配線LH和上述各端子通過焊接連接。此外，為保護如圖5或者6所示的電路部件，采用以下構造，即，在框體190的內部置入防濕用的凝膠體，用圖6的配線盤堵塞框體190的上面。
上述配線HL與作為集電極的正端子相連。而且，在由銅板構成的配線LL上，與上述配線LH相同地形成有孔。通過將圖6的配線盤配置在圖4的模塊上，可以使三個端子TULE、TVLE、TWLE的前端分別從所述孔突出。通過利用焊接方法將所述突出的端子和所述配線LL連接，能夠實現電連接。所述配線LL與負端子相連。所述正端子和所述負端子與直流電源的正端子以及負端子相連。
在圖6所示的配線盤上設有由銅板構成的配線612U、612V、612W，所述板狀的配線612U從兩個孔分別突出端子TUHE和TULC1的前端，并通過焊接將這些前端和上述配線612U進行固定。同樣，從配線612V或者配線612W的孔分別突出端子TVHE和TVLC1的前端、或者端子TWHE和TWLC1的前端，并通過焊接固定。在圖6中，端子TULC1和TULC2、TVLC1和TVLC2、TWLC1和TWLC2分別由圖5中說明的公共電極182相互電連接，TULC2和TVLC2和TWLC2與端子TU、TV、TW電相連。端子TU、TV、TW固定在配線盤上，并從這些端子向電機300供給作為逆變器輸出的三相交流電力。
圖7是圖2的代替方案，在圖2中作為構成電源模塊100的開關元件使用IGBT，但在圖7中使用電力用MOS-FET(Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor)。與圖2相同的符號表示相同功能、相同作用。電源模塊100由進行與圖2中的100UH、100UL、100VH、100VL、100WH、100WL相同動作的臂700UH、700UL、700VH、700VL、700WH、700WL構成。如圖8所示，這些臂由并列電路構成，該并列電路是由多個作為電力用MOS-FET的SWUH1～SWUH2構成。并列連接的它們的開關元件可以考慮為與先前說明的IGBT相同，它們的芯片也以與圖4或者5中說明的構造相同的構造固定、配線在框體中。與IGBT的不同點在于，在使用IGBT的情況下，二極管是必不可少的，但在電力用MOS-FET中不需要的。其理由是，電力用MOS-FET芯片自身就具備所述二極管能發揮的功能。
下面使用圖9，對發射極電極和導體186之間的由引線狀導體LC構成的連接構造進行說明，其中，所述發射極電極是使用于電源模塊上的開關元件SWUH的上面電極。圖9表示構成如圖5中所示的電源模塊的開關元件SWUH上面的發射極電極和導體186之間的基于引線狀導體LC的連接構造，是圖5的A-A斷賣弄圖。其中，與其他圖中的相同的符號表示同一對象。
在由陶瓷構成的絕緣基板180上形成有銅配線182的層。在銅配線182的表面(圖示的上側的面)，形成有鍍鎳膜。形成在開關元件SWUH的下面側的集電極電極ED借助由錫或者鉛構成的熔點約330℃的焊料184，固定在銅配線182上。而且，在由陶瓷制成的絕緣基板180A之上，導體186以層狀形成。導體186的表面形成有鍍金膜188。在該圖中，設有與絕緣基板180的厚度不同的絕緣基板180A，在該絕緣基板180A上以層的形式形成導體186，形成使導體186和開關元件SWUH的芯片的上側的電極之間的高度關系大致相等的構造。作為另外的方法，不用特別設置絕緣基板180A，可在絕緣基板180的延長部分上形成導體186。在此情況下，導體LC的端子174和端子176形成不同高度的關系，連接變得稍微復雜。但是，開關元件的發熱經過導體LC和導體186傳導的熱阻抗減小，從而有抑制元件的溫度上升的效果。
引線狀導體LC是在厚度0.3～0.6mm的銅板的表面實施了鍍鎳處理的導體。引線狀導體LC在位于開關元件SWUH之上的部分的寬度是與開關元件SWUH的寬度大致相等的約15mm。在開關元件SWUH和導體186之間的引線狀導體LC上，形成有用于吸收應力的彎曲部LC-C。彎曲部LC-C的高度H1是3～7mm。彎曲部LC-C發揮作為應力降低部(應力減緩部)的功能，即，通過各部分的線膨脹系數的不同，防止應力在開關元件SWUH上面的連接部集中而產生連接部的剝離或者在連接部上產生龜裂(裂紋)。如果通過線膨脹系數的不同而產生應力，則彎曲部LC-C變形，緩解應力。
在引線狀導體LC的兩端形成用于連接的端子170和172。該端子170，172在其下面具有連接面。在這些連接面上分別設有多個突起。這些突起按以下方式形成。在引線狀導體LC的作為端子部的連接面的下面，以環氧樹脂作為主成分的阻焊層174、176以大約30～100μm的厚度形成。對于阻焊層174、176，通過光刻法，與端子170、172的連接面的突起對應地形成直徑500μm的開口部。從該開口部，在導體LC的連接面上形成鍍金膜。此外，在這些鍍金膜上，將由錫、銀和銅構成的熔點約230℃的焊料，作為直徑500μm的焊球安裝。如果將在開關元件SWUH的上面形成的發射極電極ES的尺寸設為12mm×8mm，則端子的連接面的突起以7行×7列形成49個。端子170的突起的個數與端子172的突起的個數大致相同。
將引線狀導體LC相對于導體186以及開關元件SWUH的上面的發射極電極ES進行定位，使用碳制的按壓夾具保持引線狀導體LC之后，將其導入到比在端子170、172中使用的焊料的熔點更高的氣氛的加熱爐中。由此，能夠將引線狀導體LC相對于導體186以及開關元件SWUH的上面的發射極電極ES固定。
在上述突起之外，通過使用直徑500μm的焊球，可以使引線狀導體LC的端子部的下面和開關元件SWUH的上面之間的間距H2成為500μm以上。開關元件SWUH具有以下的絕緣耐壓的構造，即，在其端面的地電位(在這里是集電極電位)的位置和上面的發射極電極ES之間，即使施加規定電壓V1(如果將開關元件SWUH的常用最大電壓定為600V，則電壓V1是其兩倍的1200V)，也不會引起絕緣破壞。在該構造中，通過將引線狀導體LC的下面和開關元件SWUH的上面的間距H2設為500μm以上，能夠防止引線狀導體LC的下面和開關元件SWUH的上面之間的絕緣耐壓的降低。
其中，作為端子170、172的材料，可以使用錫或者在錫中配合有銅、銀、鋅、鎳等金屬的合金。此外，當用這些連接用材料形成突起部的情況下，為了在引線狀導體上的連接用材料的潤濕擴張量保持在一定程度，使連接材料不在引線狀導體整體上擴大，在引線狀導體的元件連接側形成有環氧系樹脂或者聚酰亞胺錫樹脂構成的層，形成由高度成大致一定的接合材料構成的突起部。此外，當元件的電極材質為金的情況下，作為形成于突起狀連接部上的連接材料，可以使用錫。此外，可以將銦、鉍、鋅、銻、銀、錫、銅單獨地、或者配合兩種以上而成的合金，作為連接材料使用。
如上所述，必須維持導體LC和元件的芯片之間的絕緣耐壓。如上所述，如果向逆變器供給的直流電壓為600伏特，則必須有其兩倍的耐壓。在圖9中，能夠由設在導體LC的元件側端子的連接面上的突起，保持與芯片側面之間的距離。而且，不僅用上述突起，還通過使用焊球等，能進一步獲得距離，從而能提高耐壓。此外，導體LC的連接面以與元件的電極對齊從而與電極面平行設置的方式制成，但當結束連接面之后，朝離開元件的方向彎曲。該彎曲不僅對應力吸收有效，對于絕緣耐壓的維持也起到重要作用。從而，該彎曲最好從芯片的端部或者從端部的內側開始。
上述導體LC的元件側與元件對應而被分割，而導體186側未被分割，但是也可以按照每個元件進行分割。如果按照每個元件分割，則能夠對位到每個元件上。但是，由于這樣會使部件數增加，從而使作業工時增加。通過對每兩個元件進行分割，容易調整位置偏差，而且部件數也不會增加太多。
在圖9中，將用于開關模塊100的開關元件和引線狀導體LC之間的連接部的構造，以元件SWUH1為代表例進行了說明。構成臂100UH的其他元件也相同，且其他臂的元件也是相同構造。
接著，使用圖10，對由電源模塊100的二極管DUH的上面電極和導體186之間的引線狀導體LC構成的連接構造進行說明。圖10是表示由使用于電源模塊100上的二極管DUH的上面的發射極電極和導體186之間的引線狀導體LC構成的連接構造的截面圖。圖10表示圖5的B-B截面圖。其中，與其他圖中相同的符號表示同一對象。
圖10的基本構成和作用與圖9所示的相同。在由陶瓷構成的絕緣基板180上形成有銅配線182。在銅配線182的表面(圖示的上側的面)，形成有鍍鎳膜。形成在二極管DUH的下面側的電極ED1借助由錫或者鉛構成的熔點約330℃的焊料184，固定在銅配線182上。而且，與二極管的陽極電極電連接的導體186設在由陶瓷構成的絕緣體180A之上。
導體LC的作為端子170和173的連接面的下面，與上述說明的端子170、172一樣，預先形成有突起。將引線狀導體LC相對于導體186以及二極管DUH的上面的電極(陰極)ED2進行定位，使用碳制的按壓夾具保持引線狀導體LC之后，將其導入到比在端子170和173中使用的焊料的熔點更高的氣氛的加熱爐中。由此，能夠將引線狀導體LC相對于導體186以及二極管DUH的上面的電極ED2固定。
如果以以上說明的方式使用引線狀導體LC，則當考慮一個臂模塊時，可以將四對開關元件和二極管的組合一次性連接，能提高作業性。此外，可以將向半導體開關元件SW的柵極端子輸入的控制信號以外的連接部的截面積，與使用接合線時相比更擴大，由此能夠適用于如汽車用逆變器這樣的流過大電流量的逆變器中。而且，能夠散發熱量，這一點在如汽車那樣的嚴格的使用條件下也具有良好的效果。
此外，在以上說明中，對作為半導體開關元件使用IGBT的情況進行了說明，但在作為半導體開關元件使用MOS-FET的情況下，可省掉二極管。在此情況下，也可以將單一的MOS-FET的上面電極和導體用引線狀導體連接，或者在一個臂模塊由多個MOS-FET構成的情況下，可以用一個引線狀導體一次性連接這些上面電極。
此外，在上述說明中，在突起端子170、172使用熔點230℃的焊料，作為焊料184使用熔點330℃的材料，但通過將兩者使用熔點大致相同的材料，能夠同時進行開關元件SW1的上下面的連接，而且能提高作業性。此時，作為焊料184，可使用薄片狀焊料。其中，作為焊料材料，還可以使用熔點180℃的低熔點焊料。
如以上說明的一樣，根據本實施方式，通過使用引線狀導體，不僅能大電流化，而且能提高組裝性，并適合在作為用搭載在汽車上的電源產生電機驅動用電力的逆變器的構造中使用。即，即使在單一的開關元件的電流容量變大的情況下，而且，在開關元件和二極管的對數增加的情況下，也不會損壞組裝性，而且通過接合部分的截面積的增加，能防止大電流時的熔斷，提高可靠性。由開關元件的并列構造構成可靠性高的臂的情況下，也可以防止作業性降低。
此外，通過使用能夠將引線狀導電材料和開關元件、二極管、導體等各元件等的接合部分一起連接的突起狀電極，與使用以往的接合線時相比，能增大連接部的截面積，能應對電流量增加，且能提高組裝性。由于與使用接合線時相比能增大開關元件的電極和配線之間的接觸面積，因此能減少接觸部的電壓下降，從而在如車載設備那樣，利用比較低的電源電壓、存在一方回轉機構的轉速高的動作狀態的回轉機構中使用的逆變器中，具有改善以下問題的效果，即能改善與高轉速引起的回轉機構的感應發電上升相伴的回轉機構的端子電壓不足、以及與此相伴的供給電流不足的問題。
此外，在電流量增加，單一的臂使用多個開關元件和二極管的組合的情況下，通過連結引線狀導電材料，能夠不對開關元件和二極管的組合個別連接，而是一起連接，因此能夠同時謀求應對裝置的大電流化、以及組裝的簡單化。
如以上說明的那樣，通過使用引線狀導體，與使用接合線時相比能夠大幅擴大連接截面積，能大幅增大在各元件之間或者端子之間控制的電流量。而且，在使用多個開關元件和二極管的組合的情況下，通過連接引線狀的導電材料，能夠同時進行開關元件和二極管以及設在外殼的各端子之間的連接，并且，即使電流量增加且開關元件和二極管的組合增加，也能夠一起組裝，提高組裝性。
此外，通過使用將導體186和開關元件SW及二極管D之間一體化的引線狀導體進行連接，能夠減小連接部件的電感。此外，由于能夠使來自半導體開關元件SW的熱傳導更均勻，因此能使得并列連接的各半導體開關元件SW之間不容易產生溫度差，從而能提高可靠性。此外，由于用引線狀導體一體連接半導體開關元件SW，因此能夠使外加在各半導體開關元件SW上的電位均勻。由于能夠使電位均勻且使熱傳導也均勻化，因此能減小與隨時間變化而引起的不均。
此外，通過使用被一體化的引線狀導體，能夠抑制共振，提高耐振動性。
接著，使用圖11，對本發明的實施方式二的電源模塊的構成進行說明。在該實例中，電源模塊裝置是使用于三相交流電機驅動裝置的逆變器裝置上的裝置。本實施方式的電源模塊的外觀構成與圖4所示的相同。此外，本實施方式的電源模塊的電路圖與圖2和圖3相同。
圖11是對本實施方式的電源模塊中的臂構成放大顯示的圖。在這里，以U相上臂模塊100UH為例進行說明，但其他臂模塊的構成也相同。其中，與其他圖中的相同的符號表示同一對象。
在臂100UH-A中，開關元件SWUH’與圖5所示的配置相比以上下相反的方式配置。從而，上面側有集電極電極，下面側有發射極電極和柵極電極。
開關元件SWUH’的下面側的發射極電極通過焊料凸塊172A，與設在絕緣基板180上的配線182連接。此外，開關元件SWUH’的柵極端子經由焊料凸塊172B與設在絕緣基板180上的配線160連接。配線連接在如圖2所示的柵極用端子TUHG上。開關元件的上面側的集電極電極，用同樣具有突起的端子和接合材料兼用的焊料凸塊172C，連接在引線狀導體LC-A上。引線狀導體、端子的突起和接合材料的兼用焊料凸塊等，可以采用圖5所示的相應對象。
在本實施方式中，在對開關元件進行控制的柵極電極的連接中，也使用具有突起的端子或者焊料凸塊。四對開關元件和二極管的組合一次性連接的同時，能夠擴大控制信號以外的連接部的截面積，能夠進一步對應電流量的增加。
接著，使用圖12，對本發明的實施方式三的電源模塊的構成進行說明。在該實例中，電源模塊裝置是使用于三相交流電機驅動裝置的逆變器裝置上的裝置。本實施方式的電源模塊的外觀構成與圖4所示的相同。此外，本實施方式的電源模塊的電路圖與圖2相同。圖12是對本實施方式的電源模塊中的臂模塊的構成放大顯示的圖。在這里，以U相上臂模塊100UH為例進行說明，但其他臂模塊的構成也相同。其中，與其他圖中的相同的符號表示同一對象。
在臂模塊100UH-B中，開關元件SWUH’向絕緣基板180的搭載方法、引線狀導體LC-A的形狀、借助焊料凸塊172A、172B、172C與各電極的連接方法，都與圖7中相同。
在本實施方式中，在引線狀導體LC-A的上面連接有陶瓷制的絕緣基材150。引線狀導體LC-A和基材150的合成熱膨脹系數成為兩者的中間的值，因此與引線狀導體LC-A單體時相比能夠減小，能夠減小與開關元件SWUH’之間的熱膨脹系數差，從而減少在與開關元件SWUH’的接合部分產生的熱變形，進一步提高接合部的可靠性。
其中，作為基材150的材料，除了陶瓷以外，還可以使用由鐵和鎳構成的殷鋼(invar)、由鐵和鎳以及鈷構成的科瓦鐵鎳鈷合金等低熱膨脹的合金。
接著，使用圖13，對本發明的實施方式四的電源模塊的構成進行說明。在該實例中，電源模塊裝置是使用于三相交流電機驅動裝置的逆變器裝置上的裝置。本實施方式的電源模塊的外觀構成與圖4所示的相同。此外，本實施方式的電源模塊的電路圖與圖2相同。
圖13是本發明實施方式四的電源模塊中的臂模塊的截面圖。表示相當于圖5的A-A截面的截面構造。其中，與其他圖中的相同的符號表示同一對象。
引線狀導體LC-B具有銅芯部，因此在與開關元件SWUH’以及殼體內端子186之間的接合部，形成有與引線狀導體LC-B的端子部一體形成的突起172D、172A。突起172D、172A是通過壓力加工預先在引線狀導體的端子部的連接面上由加工成突起而形成的。此外，還可以通過蝕刻去除不要的部分而形成突起，也可以通過電鍍在必要部分形成突起而實現突起形狀。此外，在突起172D、172A的表面，形成了鍍錫膜172F、170B。
在開關元件SWUH’以及殼體內端子186的表面，分別形成通過鍍金形成的凸塊172E以及鍍金膜189。將設在引線狀導體LC-B上的鍍錫膜172F、174B、和鍍金膜189或者金凸塊182E置于分別對應的位置，邊施加適當載荷邊加熱至280℃以上，從而使設在引線狀導體上的錫和鍍金或者金凸塊部反應，形成金/錫合金，完成引線狀導體LC-B和開關元件SWUH’以及殼體內端子186之間的接合。此外，二極管和引線狀導體的連接也可以同樣地進行。
在突起和各元件的連接部上形成的連接材料根據各元件的連接部的電極材質而有各種不同，但在電極材料是鎳層或者在其表面進行了鍍金處理的材料情況下，作為接合材料可以使用錫或者在錫中配合了銅、銀、鋅、鎳等金屬的合金。
接著，使用圖14和圖15，對本發明的實施方式五的電源模塊的構成進行說明。在該實例中，電源模塊裝置是使用于三相交流電機驅動裝置的逆變器裝置上的裝置。本實施方式的電源模塊的外觀構成與圖4所示的相同。此外，本實施方式的電源模塊的電路圖是與圖2相同。
圖14是對本實施方式的電源模塊中的臂模塊的構成放大顯示的圖。在這里，以U相上臂模塊100UH為例進行說明，但其他臂模塊的構成也相同。圖14是表示本發明的實施方式五的電源模塊中的臂模塊的構成的放大立體圖。圖15是圖14的A-A截面圖。其中，與其他圖中的相同的符號表示同一對象。
在本實例的臂模塊100UH-D中，基本構成與圖9所示的相同。在本實例中，在引線狀導體LC-D’和開關元件SWUH’的接合部分，在引線狀導體LC-D’的突起狀端子172D的周圍的部分設有縫隙SL，在引線狀導體當中，分離了與元件的接合部分。縫隙SL的平面形狀是コ字狀，且如圖15所示，縫隙SL貫穿引線狀導體LC-D’。從而，突起狀端子172D僅在一邊與引線狀導體LC-D’連接，因此成為容易變形的形狀。其結果，即使元件或者引線狀導體的尺寸或者連接部位置由元件的動作或者使用環境溫度的變化而引起變化，也能通過縫隙部容易使引線狀導體變形，不對引線電極整體造成變形，從而能減少在連接部位生成的變形，進一步提高電源模塊的可靠性。
圖13或者15中所示的導體LC的連接部，通過突起保持與芯片側面的距離，確保絕緣耐壓。進一步，在芯片端部、或者在從端部靠向內側的位置，導體LC具有向從芯片側面遠離的方向彎曲的形狀。由此能維持絕緣耐壓。
其中，在分割部(縫隙部)，為了在元件連接時不使變形很大，可以在與元件的連接部背面粘接聚酰亞胺制的薄膜，而且還可以在被分割的引線狀導電材料和聚酰亞胺制薄膜之間設置彈性模量為0.1Mpa以上100Mpa以下的樹脂所構成的緩和層，以使被分割的引線部容易利用器件動作時的溫度變化而變位。
此外，在引線狀導體中，可以將與各元件的接合部以外的部分設為網眼狀，緩解元件接合部和元件等之間產生的變形，且能防止由電流量增加引起的接合部熔斷。
在上述實施方式中，導體LC僅在元件側被分割而在另一側是一體，而這是為了減少部件數。但也可以不將作為元件側的相反側的另一方成為一體，而是也可以以每兩個元件進行完全分割。這樣則與元件的位置對齊容易。此外還可以完全分開每個元件。
為吸收應力，在導體LC的上述形狀的基礎上，還可以在LC-C或者LC-B部分形成朝向從絕緣體180離開的方向的山形狀而吸收應力。此外，還可以減小該部分厚度，使容易吸收應力。比起用導線進行的連接，由于能充分確保導體LC的寬度，因此即使使一部分很薄，在電流流動上也不會有問題。
權利要求
1.一種逆變器裝置，將來自搭載在車輛上的直流電源的直流變換成用于驅動搭載在車輛上的回轉機構的交流，其特征是所述逆變器裝置具有導通以及遮斷電流的多個臂，各臂具有開關元件和用于連接所述開關元件的第一以及第二配線層，將所述各臂的第一以及第二配線層分別形成在絕緣基板之上，在所述第一配線層上固定所述開關元件的一方的面，用板狀導體進行所述第二配線層和所述開關元件的另一方的面的電連接，所述板狀導體具有第一和第二連接部，所述板狀導體的第一連接部被固定在所述開關元件的另一方的面上，所述板狀導體的第二連接部被固定在所述第二配線層上。
2.如權利要求1所述的逆變器裝置，其特征是所述逆變器裝置，還在所述第一和第二連接部之間形成應力吸收部，所述板狀導體的第一和第二連接部分別具有具備突起的連接面，所述板狀導體的第一連接部的具有突起的連接面被固定在所述開關元件的另一方的面上，所述板狀導體的第二連接部的具有突起的連接面被固定在所述第二配線層上。
3.如權利要求2所述的逆變器裝置，其特征是所述板狀導體的所述第一和第二連接部的連接面、與所述開關裝置的另外的面或者第二配線層之間的連接，借助焊球進行。
4.如權利要求1所述的逆變器裝置，其特征是所述板狀導體的第一連接部固定在所述開關元件的另一方的面上，所述板狀導體，在固定在所述另一方的面的連接部的靠第二連接部一側的附近，朝著從固定所述開關元件的第二配線層離開的方向彎曲。
5.如權利要求1所述的逆變器裝置，其特征是所述各臂的開關元件設在框體的內部，在所述框體的內部，所述各臂的第一以及第二配線層在絕緣基板上平行地形成，在所述第一配線層上并列連接的所述多個開關元件與所述第二配線層平行配置，同時所述各開關元件的一方的面分別固定在第一配線層上。
6.一種逆變器裝置，將來自搭載在車輛上的直流電源的直流變換成用于驅動搭載在車輛上的回轉機構的交流，其特征是所述逆變器裝置具有導通以及遮斷電流的多個臂，各臂具有并列連接的多個開關元件和用于連接所述開關元件的第一以及第二配線層，并且，所述逆變器裝置具有框體以及設在框體上面的配線盤，在所述配線盤上設有連接所述臂的板狀導體，所述各臂的開關元件設在框體內部，在所述框體內部，所述各臂的第一以及第二配線層在絕緣基板上平行配置，并列連接在所述第一配線層上的所述多個開關元件與所述第二配線層平行配置，同時所述各開關元件的一方的面分別固定在第一配線層上，在所述框體內還設有進行所述第二配線層和所述各開關元件的另一方的面之間的電連接的板狀導體，所述板狀導體具有第一和第二連接部，所述板狀導體的第一連接部固定在所述開關元件的另一方的面上，所述板狀導體的第二連接部固定在所述第二配線層上，所述框體具備從框體焊接連接到板狀導體上的端子，其中，該板狀導體用于連接配線盤的所述臂，臂的所述第一和第二配線層經由所述端子與連接所述臂的板狀導體電連接。
7.一種車輛驅動裝置，其特征是具備用于產生驅動車輛的車輪的轉矩的同步電機、將從搭載在車輛上的直流電源供給的直流變換成向所述同步電機供給的交流的逆變器裝置，所述逆變器裝置具有導通以及遮斷電流的多個臂，各臂具有并列連接的多個開關元件和用于連接所述開關元件的第一以及第二配線層，所述各臂的開關元件設在框體內部，在所述框體內部，所述各臂的第一以及第二配線層在絕緣基板上平行形成，并列連接在所述第一配線層上的所述多個開關元件與所述第二配線層平行配置，同時所述各開關元件的一方的面分別固定在第一配線層上，用板狀導體進行所述第二配線層和所述各開關元件的另一方的面之間的電連接，所述板狀導體具有第一和第二連接部，所述板狀導體的第一連接部固定在所述開關元件的另一方的面上，所述板狀導體的第二連接部固定在所述第二配線層上。
8.如權利要求7所述的車輛驅動裝置，其特征是所述逆變器裝置具有框體以及設在框體上面的配線盤，在所述配線盤上設有連接所述臂的板狀導體，所述框體具備從框體焊接連接到板狀導體上的端子，其中，該板狀導體用于連接配線盤的所述臂，臂的所述第一和第二配線層經由所述端子與連接所述臂的板狀導體電連接。
全文摘要
一種逆變器裝置，具有導通以及遮斷電流的多個臂，各臂具有開關元件(SW)和用于連接開關元件的第一以及第二配線層(182、186)。將各臂的第一以及第二配線層分別形成在絕緣基板(180、180A)之上，在所述第一配線層上固定所述開關元件的一方的面，用板狀導體實現所述第二配線層和所述開關元件的另一方的面的電連接，所述板狀導體具有第一和第二連接部，所述板狀導體的第一連接部被固定在所述開關元件的另一方的面上，所述板狀導體的第二連接部被固定在所述第二配線層上。由此可以提高逆變器裝置或者車輛驅動裝置的組裝性。
文檔編號H02M7/48GK1758522SQ20051008764
公開日2006年4月12日 申請日期2005年7月27日 優先權日2004年10月4日
發明者寶藏寺裕之, 守田俊章, 重田哲, 諏訪時人 申請人:株式會社日立制作所