繼電極18與印刷布線板5的電路圖案10由鍵合線21連接?；蛘?，也可以將鍵合線20、21設(shè)置為引線框。
[0103]在圖4的實施方式中，金屬殼體2也嵌入到在印刷布線板5形成的貫通孔11，將金屬殼體2嵌入到印刷布線板5的貫通孔11而直接安裝于熱沉6的上表面。
[0104]另外，如圖4所示，在金屬殼體2的下表面2b直接形成有由陶瓷材料構(gòu)成的散熱性絕緣層4。
[0105]因此，安裝有功率半導(dǎo)體元件3的金屬殼體2的凹部7的下表面(底部7a的下表面)成為隔著導(dǎo)熱性優(yōu)良的散熱性絕緣層4而抵接到熱沉6的上表面的狀態(tài)。根據(jù)以上，在圖4的實施方式中，能夠充分地減少功率半導(dǎo)體元件3的下部的熱阻，而成為具備優(yōu)良的散熱性的結(jié)構(gòu)。因此，，能夠采用成本更低，面積更小的功率半導(dǎo)體元件作為功率半導(dǎo)體元件3。
[0106]另外，如圖4所示，由于是將安裝有功率半導(dǎo)體元件3的金屬殼體2嵌入到安裝有電路元件12a、12b、12c的印刷布線板5的貫通孔11，并直接安裝于熱沉6的結(jié)構(gòu)，因此不需要如以往的功率半導(dǎo)體模塊那樣，僅將由功率半導(dǎo)體元件3構(gòu)成的主電路部收納到單獨的殼體，功率半導(dǎo)體元件3與印刷布線板5的電路圖案10能夠通過鍵合線20、21直接地連接，據(jù)此，作為電力變換裝置I的體積與以往相比能夠有效地減小。
[0107]在本實施方式中，作為功率半導(dǎo)體元件3的安裝用部件而使用了金屬殼體2。若為金屬殼體2，則可以通過壓力而進(jìn)行沖裁，因此能夠利用拉伸加工而形成，能夠使金屬殼體2的制造變得容易。而且，由于是箱狀，金屬殼體2能夠從印刷布線板5的上表面?zhèn)群唵蔚厍度氲截炌?1，在嵌入后的狀態(tài)下將兩者間通過粘接劑和/或釬焊進(jìn)行接合而簡單且適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行一體化。
[0108]另外，由于將功率半導(dǎo)體元件3安裝于金屬殼體2的凹部7的底部7a上表面，因此成為功率半導(dǎo)體元件3的周圍被金屬殼體2的側(cè)壁部7b包圍的狀態(tài)，能夠提高針對功率半導(dǎo)體元件3的保護(hù)功能。另外，通過將功率半導(dǎo)體元件3安裝到金屬殼體2的凹部7的底部7a的上表面，從而在將金屬殼體2嵌入到印刷布線板5的貫通孔11的狀態(tài)下，能夠?qū)⒐β拾雽?dǎo)體元件3配置于印刷布線板5的板厚內(nèi)，能夠縮短功率半導(dǎo)體3與熱沉6之間的距離，能夠更有效地提高散熱性。
[0109]根據(jù)以上，在第二實施方式中，安裝有功率半導(dǎo)體元件3的金屬殼體2隔著由陶瓷材料構(gòu)成的散熱性絕緣層4被安裝于熱沉6，因此能夠獲得散熱性比以往優(yōu)良的電力變換裝置。并且，作為功率半導(dǎo)體元件3，能夠采用成本更低，面積更小的功率半導(dǎo)體元件3，并且通過將金屬殼體2嵌入到印刷布線板5的貫通孔11，隨之而來的電連接構(gòu)造的簡化等，從而能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、低背化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)成本的降低。
[0110]并且，在第二實施方式中，由于設(shè)置了中繼電極18，因此能夠更有效地提高散熱性，特別地，能夠抑制傳送至印刷布線板5側(cè)的熱量。
[0111]圖4所示的箭頭表示功率半導(dǎo)體元件3動作時產(chǎn)生了熱的情況下的熱的流向?？招募^的寬度定性地表示流過的熱量的大小。在圖4中，僅示出沿著功率半導(dǎo)體元件3的左側(cè)的鍵合線流過的熱的流向。
[0112]如圖4所示，功率半導(dǎo)體元件3動作時所產(chǎn)生的熱從功率半導(dǎo)體元件3借由焊料層(未圖示)、金屬殼體2的底部7a以及散熱性絕緣層4而傳送至熱沉6(箭頭hi)。
[0113]此時，一部分的熱，經(jīng)由鍵合線20傳送至中繼電極18(箭頭h2)。傳送至中繼電極18的熱，借由其下的由散熱性優(yōu)良的陶瓷材料構(gòu)成的中繼電極用絕緣層19、金屬殼體2的底部7a以及散熱性絕緣層4而傳送至熱沉6(箭頭h3)。
[0114]因此，能夠充分地減少從中繼電極18經(jīng)由鍵合線21傳送至印刷布線板5側(cè)的熱量(箭頭h4)。
[0115]另外，在圖4所示的結(jié)構(gòu)中，功率半導(dǎo)體元件3所產(chǎn)生的熱放出至熱沉6位置的導(dǎo)熱路徑具有:從功率半導(dǎo)體元件3借由金屬殼體2的底部7a以及散熱性絕緣層4而傳送的箭頭hi的路徑，和從中繼電極18借由金屬殼體2的底部7a以及散熱性絕緣層4而傳送的箭頭h3的路徑這兩條路徑，因此與圖1所示的第一實施方式相比，能夠高效地將熱放出至熱沉6，而能夠獲得散熱性更優(yōu)良的電力變換裝置。
[0116]圖5是示出第三實施方式的電力變換裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。在圖5中，與圖1相同的部件使用與圖1相同的符號進(jìn)行說明。
[0117]如圖5所示，在設(shè)置于印刷布線板5的貫通孔11的內(nèi)壁面形成有導(dǎo)體部22。導(dǎo)體部22在印刷布線板5的上表面5a和下表面5b延伸而構(gòu)成上表面臺肩部22a和下表面臺肩部
22b ο
[0118]如圖5所示，散熱性絕緣層4從金屬殼體2的底部7a的下表面直到下表面臺肩部22b的下表面連續(xù)地形成。據(jù)此，在將金屬殼體2與印刷布線板5作為一體直接安裝到熱沉6時，能夠適當(dāng)?shù)卮_保金屬殼體2以及下表面臺肩部22b與熱沉6之間的電絕緣性。
[0119]在圖5所示的實施方式中，如圖2B、圖2C所示金屬殼體2沒有單獨形成散熱性絕緣層4，在將金屬殼體2嵌入到印刷布線板5的貫通孔11之后，使用掩模，形成從金屬殼體2的下表面直到印刷布線板5的下表面臺肩部22b的下表面連續(xù)的散熱性絕緣層4。
[0120]在圖5所示的實施方式中，安裝有功率半導(dǎo)體元件3的金屬殼體2的凹部7的底部7a也成為隔著導(dǎo)熱性方面優(yōu)良的散熱性絕緣層4抵接到熱沉6的上表面的狀態(tài)。因此，能夠充分地減少功率半導(dǎo)體元件3的下部的熱阻，而能夠成為具備優(yōu)良的散熱性的結(jié)構(gòu)。因此，能夠采用成本更低，面積更小的功率半導(dǎo)體元件作為功率半導(dǎo)體元件3。
[0121]另外，如圖5所示，由于是將安裝有功率半導(dǎo)體元件3的金屬殼體2嵌入到安裝有電路元件12a、12b、12c的印刷布線板5的貫通孔11，并直接安裝于熱沉6的結(jié)構(gòu)，因此不需要如以往的功率半導(dǎo)體模塊那樣，僅將由功率半導(dǎo)體元件3構(gòu)成的主電路部收納到單獨的殼體，功率半導(dǎo)體元件3與印刷布線板5的電路圖案10能夠通過鋁線13直接地連接，據(jù)此，作為電力變換裝置的體積與以往相比能夠有效地減小。
[0122]在本實施方式中，作為功率半導(dǎo)體元件3的安裝用部件而使用了金屬殼體2。若為金屬殼體2，則可以通過壓力而進(jìn)行沖裁，因此能夠利用拉伸加工而形成，能夠使金屬殼體2的制造變得容易。而且，由于是箱狀，金屬殼體2能夠從印刷布線板5的上表面?zhèn)群唵蔚厍度氲截炌?1，在嵌入后的狀態(tài)下將兩者間通過粘接劑和/或釬焊進(jìn)行接合而簡單且適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行一體化。
[0123]另外，由于將功率半導(dǎo)體元件3安裝于金屬殼體2的凹部7的底部7a的上表面，因此成為功率半導(dǎo)體元件3的周圍被金屬殼體2的側(cè)壁部7b包圍的狀態(tài)，能夠提高針對功率半導(dǎo)體元件3的保護(hù)功能。另外，通過將功率半導(dǎo)體元件3安裝到金屬殼體2的凹部7的底部7a的上表面，從而在將金屬殼體2嵌入到印刷布線板5的貫通孔11內(nèi)的狀態(tài)下，能夠?qū)⒐β拾雽?dǎo)體元件3配置于印刷布線板5的板厚內(nèi)，能夠縮短功率半導(dǎo)體3與熱沉6之間的距離，能夠更有效地提高散熱性。
[0124]根據(jù)以上，在第三實施方式中，安裝有功率半導(dǎo)體元件3的金屬殼體2隔著由陶瓷材料構(gòu)成的散熱性絕緣層4被安裝于熱沉6，因此能夠獲得散熱性比以往優(yōu)良的電力變換裝置。并且，作為功率半導(dǎo)體元件3，能夠采用成本更低，面積更小的功率半導(dǎo)體元件3，并且通過將金屬殼體2嵌入到印刷布線板5的貫通孔11，隨之而來的電連接構(gòu)造的簡化等，從而能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、低背化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)成本的降低。
[0125] 本申請基于2014年3月31日申請的日本特愿2014-071982。其內(nèi)容全部包含于此。
【主權(quán)項】
1.一種電力變換裝置，其特征在于，具備: 印刷布線板，其設(shè)置在散熱用的熱沉上，具有貫通孔且具備布線； 金屬殼體，其具有嵌入到所述貫通孔的凹部，所述凹部隔著由陶瓷材料構(gòu)成的散熱性絕緣層安裝在所述熱沉上;和 功率半導(dǎo)體元件，其安裝在所述凹部內(nèi)，與所述印刷布線板的布線電連接。2.如權(quán)利要求1所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述金屬殼體具有: 所述凹部，其由底部和側(cè)壁部包圍而成;和 凸緣部，其設(shè)置在所述側(cè)壁部的上端，朝向側(cè)壁部外側(cè)延長而伸出。3.如權(quán)利要求2所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述凸緣部與設(shè)置于所述印刷布線板的上表面的金屬箔圖案對置，對所述凸緣部和所述金屬箔圖案進(jìn)行釬焊。4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述散熱性絕緣層的熱傳導(dǎo)率為I?300W/m.K，厚度為10?500μπι。5.如權(quán)利要求1?4中任一項所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述散熱性絕緣層由選自氧化硅、氧化鋁、氮化硅、氮化鋁以及氮化硼的填充物群組中一種以上形成。6.如權(quán)利要求1?5中任一項所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述散熱性絕緣層是將一種以上的陶瓷粒子利用等離子噴鍍法進(jìn)行堆積而形成的。7.如權(quán)利要求1?6中任一項所述的電力變換裝置，其特征在于， 所述絕緣層是將一種以上的陶瓷粒子利用氣溶膠沉積法進(jìn)行堆積而形成的。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種散熱性優(yōu)良，并且能夠應(yīng)對電力變換裝置的小型化以及低成本的所述要求的電力變換裝置，其特征在于，具備：印刷布線板(5)，其設(shè)置在散熱用的熱沉(6)上，具有貫通孔(11)且具備布線；金屬殼體(2)，其具有嵌入到所述貫通孔(11)的凹部(7)，所述凹部(7)隔著由陶瓷材料構(gòu)成的散熱性絕緣層(4)安裝在所述熱沉(6)上；和功率半導(dǎo)體元件(3)，其安裝在所述凹部內(nèi)，與所述印刷布線板(5)的布線電連接。
【IPC分類】H01L23/12, H01L23/36
【公開號】CN105518854
【申請?zhí)枴緾N201580001827
【發(fā)明人】岡本健次
【申請人】富士電機(jī)株式會社
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年2月23日
【公告號】DE112015000141T5, US20160190034, WO2015151644A1