[发明专利]电力变换装置

说明书

本发明提供一种散热性优良，并且能够应对电力变换装置的小型化以及低成本的所述要求的电力变换装置，其特征在于，具备：印刷布线板(5)，其设置在散热用的热沉(6)上，具有贯通孔(11)且具备布线；金属壳体(2)，其具有嵌入到所述贯通孔(11)的凹部(7)，所述凹部(7)隔着由陶瓷材料构成的散热性绝缘层(4)安装在所述热沉(6)上；和功率半导体元件(3)，其安装在所述凹部内，与所述印刷布线板(5)的布线电连接。

技术领域

本发明涉及变换器(inverter)、伺服控制器(servo controller)、UPS等使用了功率半导体元件的电力变换装置。

背景技术

由功率半导体等构成的电力变换装置从家用空调、冰箱等民用设备到变换器、伺服控制器等工业用设备，在跨越大范围的领域中普及应用。

从消耗电力的方面考虑，功率半导体被安装于金属基底基板和/或陶瓷基板等布线板。通过在该布线板安装功率半导体等一个或多个电路元件，粘接塑料壳体框，并由硅凝胶和/或环氧树脂等进行密封，从而构成功率半导体模块。

另一方面，为了降低制造成本，也有根据传递成型法制造的实型功率半导体模块(例如，参见专利文献1)。

通常，电力变换装置将上述所记载的功率半导体模块用于主电路，并另外构成有电源电路和/或控制用电路。电源电路和/或控制用电路由IC、LSI、电阻、电容、电感等各种部件构成，通常安装于印刷布线板。

图6是示出以往的电力变换装置的结构的一例的截面图。如图6所示，为了提高散热性，功率半导体模块30借由散热润滑脂安装在热沉31上。然后，安装有电子电路部件的印刷布线板32和印刷布线板33被配置于功率半导体模块30的上方，各印刷布线板32、33由销34等接合。然后，如图6所示，从印刷布线板32的上方直到各印刷布线板32、33和功率半导体模块30的侧方由罩35覆盖。

图6所示的功率半导体模块30构成为具有：绝缘基板36、功率半导体元件37、引线38、壳主体39和盖40。如图6所示，功率半导体元件37安装在绝缘基板36上。绝缘基板36，例如是在金属基底41的表面形成有绝缘层42，在绝缘层42的表面形成有电路图案43的结构。绝缘层42例如是将由含有无机填充物的环氧树脂固化而形成的。

如图6所示，功率半导体元件37将其背面电极接合在绝缘基板36的电路图案上。另外，功率半导体元件37将其正面电极在与电路图案43之间经由引线38电连接。并且，连接导线端子45、46通过钎焊而接合到电路图案43。

因此，功率半导体模块30和各印刷布线板32、33经由连接导线端子45、46而电连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-139461号公报

发明内容

然而，在图6所示的以往的电力变换装置的结构中，具有功率半导体元件37发出的热不能高效地放出至热沉31的问题。

即，如图6所示，功率半导体元件37被安装于绝缘基板36，到热沉31为止多个材料层存在于其间，另外，功率半导体元件37与热沉31之间的距离也远。因此，功率半导体元件37与热沉31之间存在大小不能忽视的一定的热阻，冷却特性有可能不充分，由功率半导体元件37产生的热不能充分地放出。

另外，如图6所示，由于功率半导体模块30为一个成品，因此为了将功率半导体模块30配置在电力变换装置内而需要一定体积，妨碍了小型化。并且，如图6所示，由于是在功率半导体模块30的上方层叠印刷布线板32、33的结构，因此不能实现电力变换装置的低背化。