连接端子单元

文档序号:1220441 发布日期:2020-09-04 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 连接端子单元 (Connection terminal unit ) 是由 堀田丰 大须贺慎也 粂康弘 于 2019-01-16 设计创作,主要内容包括:本发明实现一种能够适当地与包含半导体元件的半导体模块的端子连接部连接,并能够更减小与沿着芯片面的方向正交的方向观察时的投影面积的连接端子单元。连接端子单元(1)具备:多个连接端子(25),它们与半导体模块(5)的多个端子连接部(55)对置并连接;和端子模制部(20),其保持这些连接端子(25)。端子模制部(20)具有抵接部(T),抵接部(T)与半导体模块(5)或者支承半导体模块(5)的基材(B)抵接。抵接部(T)具有:纵向抵接部(1a),其从连接端子(25)与端子连接部(55)对置的方向亦即纵向(V)抵接;和侧方抵接部(1b、1c),其从与纵向(V)交叉、并且分别不同的至少两个方向抵接。(The invention provides a connection terminal unit which can be appropriately connected to a terminal connection portion of a semiconductor module including a semiconductor element and can further reduce a projected area when viewed in a direction orthogonal to a direction along a chip surface. A connection terminal unit (1) is provided with: a plurality of connection terminals (25) that face and are connected to a plurality of terminal connection sections (55) of the semiconductor module (5); and a terminal molding part (20) which holds the connection terminals (25). The terminal mold section (20) has an abutting section (T) that abuts against the semiconductor module (5) or a base material (B) that supports the semiconductor module (5). The contact part (T) has: a longitudinal contact portion (1a) that contacts the longitudinal direction (V), which is the direction in which the connection terminal (25) and the terminal connection portion (55) face each other; and lateral contact portions (1b, 1c) that contact from at least two different directions that intersect the longitudinal direction (V).)

连接端子单元

技术领域

本发明涉及具备与设置于半导体模块的多个端子连接部连接的多个连接端子的连接端子单元。

背景技术

例如,IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘栅双极晶体管)、功率MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)等包含功率半导体元件的半导体模块的多个端子连接部经由具备多个连接端子的连接端子单元而与控制电路等连接。在日本特开2011-253942号公报中,作为这种连接端子单元的一个例子,公开了一种具备多个信号端子(5)、和将这些信号端子(5)一体地进行树脂模制的端子台(4)的形式(图1、[0014]-[0016]等)。此外,在背景技术的说明中,括号内的附图标记是参照的文献的附图标记。这些信号端子(5)的一端侧通过键合线(6)与半导体元件(3)的电极、或者与半导体元件(3)连接的汇流条(8)电连接。信号端子(5)的另一端侧与外部电机设备等电连接。即,半导体元件(3)经由具备信号端子(5)的端子台(4)而与外部电机设备等电连接。

像这样,在使用键合线(6)而将信号端子(5)与半导体元件(3)连接的情况下,能够增大信号端子(5)与半导体元件(3)的相对位置的公差,从而能够适当地将信号端子(5)与半导体元件(3)连接。但是,由于需要用于对键合线(6)进行布线的空间,因此与沿着半导体元件(3)的芯片面的方向正交的方向观察下的端子台(4)、连接端子(5)、半导体元件(3)的专有面积(投影面积)存在变大的趋势。这阻碍了具备半导体元件(3)的半导体模块的小型化,因此被要求改善。

专利文献1:日本特开2011-253942公报。

发明内容

鉴于上述背景,希望实现一种能够与包含半导体元件的半导体模块的端子连接部适当地连接,并且能够更加减小在与沿着芯片面的方向正交的方向观察时的投影面积的连接端子单元。

鉴于上述的连接端子单元具备:

多个连接端子,它们与设置于包含至少一个开关元件的半导体模块的多个端子连接部对置并与多个上述端子连接部分别连接;和

端子模制部,其保持多个上述连接端子,

上述端子模制部具有抵接部,该抵接部与上述半导体模块或者支承上述半导体模块的基材抵接,

上述抵接部具有:

纵向抵接部,其从上述连接端子与上述端子连接部对置的方向亦即纵向抵接;和

侧方抵接部,其从与上述纵向交叉、并且分别不同的至少两个方向抵接。

根据该结构,通过多个连接端子与各自的端子连接部对置,从而将连接端子与端子连接部连接,因此不需要用于对键合线等进行布线的空间。这里,为了使各连接端子与各端子连接部适当地对置,优选连接端子单元与半导体模块的相对位置被高精度地对位。根据本结构,纵向的相对位置由纵向抵接部规定,与纵向交叉的两个方向的相对位置由侧方抵接部规定。即,由于连接端子单元与半导体模块的相对位置被从三个方向规定,因此能够将各连接端子与各端子连接部的位置高精度地对位,来使各连接端子与各端子连接部适当地对置。即,根据本结构所涉及的连接端子单元,能够适当地与包含半导体元件的半导体模块的端子连接部连接,并且能够更加减小在与沿着芯片面的方向正交的方向观察时的投影面积。

连接端子单元的进一步的特征和优点根据关于参照附图而进行说明的实施方式的以下的记载而变得清楚。

附图说明

图1是旋转电机驱动装置的示意电路框图。

图2是包含连接端子单元的逆变器单元的分解立体图。

图3是模制前的逆变器单元的立体图。

图4是模制后的逆变器单元的立体图。

图5是模制前的逆变器单元及控制基板的剖视图。

图6是模制后的逆变器单元及控制基板的剖视图。

图7是模制前的逆变器单元的俯视图。

图8是模制后的逆变器单元及控制基板的另一结构例的放大剖视图。

图9是模制后的逆变器单元及控制基板的又一结构例的放大剖视图。

图10是模制后的逆变器单元及控制基板的其他结构例的放大剖视图。

图11是表示第一端部侧的低刚性部的另一个例子(模制外弯曲部)的放大图。

图12是表示第一端部侧的低刚性部的又一个例子(螺旋弹簧部)的放大图。

具体实施方式

以下,以与构成驱动控制旋转电机的逆变器的半导体模块连接的方式为例,基于附图对连接端子单元的实施方式进行说明。图1示出包含逆变器4的旋转电机驱动装置100的示意电路框图。旋转电机驱动装置100例如对在电动车、混合动力车中为车辆(车轮)的驱动力源的旋转电机6进行控制。旋转电机6为被多相(作为一个例子,为由U相、V相、W相构成的三相)交流驱动的交流旋转电机。逆变器4与直流电源2及旋转电机6连接,并在直流与多相交流之间转换电力。在直流电源2与逆变器4之间,具备对逆变器4的直流侧的电压(直流链路电压)进行平滑处理的直流链路电容器3(平滑电容器)。

逆变器4构成为具备多个开关元件13。开关元件13优选为能够进行高频下的动作的功率半导体元件。例如,作为开关元件13,能够使用IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor:绝缘栅双极晶体管)、功率MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FieldEffect Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)、SiC-MOSFET(Silicon Carbide-Metal Oxide Semiconductor FET:碳化硅-金属氧化物半导体FET)、SiC-SIT(SiC-StaticInduction Transistor:碳化硅-静态感应晶体管)、GaN-MOSFET(GalliumNitride-MOSFET:氮化镓-MOSFET)等。如图1所示,在本实施方式中,作为开关元件13例示了IGBT。另外,在各开关元件13并联连接有续流二极管15。

在本实施方式中,开关元件13及续流二极管15集成于一个半导体芯片,并与后述的其他电路元件、端子连接部55一起构成为一个半导体模块5。在本实施方式中,半导体芯片形成为接近正方形形状(例如纵横比为0.8~1.2左右)的长方形(参照图2)。另外,如图1所示,在本实施方式中,除续流二极管15以外,电流检测电路14、温度检测二极管16也被一体化而形成有半导体模块5。温度检测二极管16作为检测开关元件13的温度的温度检测传感器发挥功能。电流检测电路14流动与在输入输出端子间(漏极-源极间)流动的元件电流(漏极-源极间电流)成比例的微小电流(感应电流)来检测元件电流。

在本实施方式中,半导体模块5具有七个端子。其中,图1中用方形表示的两个端子(集电极端子5C、发射极端子5E)是大电流流动的端子,与后述的汇流条(2N、2P、51、52、53等)连接。在板状的半导体芯片的一侧的面形成有集电极端子5C,在另一侧的面形成有发射极端子5E(参照图2、图7等)。图1中用圆圈表示的剩下的五个端子是与集电极端子5C及发射极端子5E相比流动的电流小,并且经由驱动电路(DRV-CCT)7而与逆变器控制装置(INV-CTRL)8连接的端子。这五个端子作为与连接端子单元1(参照图2等)连接的端子连接部55,呈直线状排列配置有五个(参照图2)。

如上述那样,各开关元件13构成为半导体模块5。如图1所示,在与多个开关元件13对应的多个半导体模块5中,包含与直流电源2的正极连接的上层侧半导体模块11、和与直流电源2的负极连接的下层侧半导体模块12。在各相(U相、V相、W相)中,上层侧半导体模块11与下层侧半导体模块12串联连接而构成一个臂,并且各臂的中间点与旋转电机6的各相的定子线圈连接。此外,在以下的说明中,有时将U相的上层侧半导体模块11表示为附图标记“11u”,将V相的上层侧半导体模块11表示为附图标记“11v”,将W相的上层侧半导体模块11表示为附图标记“11w”。同样地,有时将U相的下层侧半导体模块12表示为附图标记“12u”,将V相的下层侧半导体模块12表示为附图标记“12v”,将W相的下层侧半导体模块12表示为附图标记“12w”。

逆变器控制装置8例如基于由更上位的车辆控制装置(VHL-CTRL)9提供的旋转电机6的目标转矩,进行利用矢量控制法的电流反馈控制。由交流电流传感器61检测在旋转电机6的各相的定子线圈中流动的实际电流,由分解器等旋转传感器62检测旋转电机6的转子在各时间点的磁极位置。逆变器控制装置8利用交流电流传感器61和旋转传感器62的检测结果来执行电流反馈控制,并生成单独对各开关元件13进行开关控制的控制信号。生成的控制信号经由放大电压、电流来提高驱动能力的驱动电路7,而作为开关控制信号SW提供给各开关元件13。

如图2至图4所示,对于逆变器4而言,半导体模块5、将各相的上下层的半导体模块5连接并且与旋转电机6的定子线圈连接的汇流条(51、52、53)、以及将半导体模块5与直流电源2连接的汇流条(2P、2N)构成为被树脂模制而一体化的逆变器单元10。图2是逆变器单元10的分解立体图,图3是树脂模制前的逆变器单元10的立体图,图4示出了树脂模制后的逆变器单元10的立体图。

逆变器单元10除多个半导体模块5以外,还具备正极汇流条2P、负极汇流条2N、以及多个输出汇流条(51、52、53)。如本实施方式那样,在为旋转电机6被三相交流驱动的结构的情况下,作为多个输出汇流条,具备第一输出汇流条51、第二输出汇流条52、以及第三输出汇流条53。在本实施方式中,第一输出汇流条51与U相对应,第二输出汇流条52与V相对应,第三输出汇流条53与W相对应。

如图4所示,半导体模块5、正极汇流条2P、负极汇流条2N、以及输出汇流条(51、52、53)例如以至少一部分嵌入于由模制树脂构成的元件模制部40的状态被一体化。与半导体模块5的端子连接部55连接的连接端子25、正极汇流条2P、负极汇流条2N、以及输出汇流条(51、52、53)的各自的一部分为了与其他电路装置(直流电源2、逆变器控制装置8、驱动电路7、以及旋转电机6)进行连接,而露出在元件模制部40的外部。

如图2所示,各相的上层侧半导体模块11与下层侧半导体模块12按照每个U、V、W相在第一横向H1上排列配置。例如,U相上层侧半导体模块11u与U相下层侧半导体模块12u在第一横向H1上排列配置(关于V相、W相也同样)。三个上层侧半导体模块11和三个下层侧半导体模块12在与第一横向H1交叉的第二横向H2上分别排列配置。三个上层侧半导体模块11相互配置在同一平面上,三个下层侧半导体模块12也相互配置在同一平面上。

即,与三相各相对应的三个上层侧半导体模块11相互在同一平面上在第二横向H2上排列配置,与该排列方向平行地,与三相各相对应的三个下层侧半导体模块12相互在同一平面上在第二横向H2上排列配置。进一步,在本实施方式中,各相的上层侧半导体模块11与下层侧半导体模块12均相互配置在同一平面上。

像这样,构成逆变器4的所有(在本例中为六个)半导体模块5在同一平面上配置成2列×3列的矩阵状。在本实施方式中,第一横向H1与第二横向H2的交叉角度为90°,第一横向H1与第二横向H2相互正交。此外,在本实施方式中,将与第一横向H1及第二横向H2双方正交的方向称为“纵向V”。此外,在以下的说明中,在纵向V上,有时将比逆变器单元10靠控制基板80的一侧称为“上”,将其相反侧称为“下”,但它们并非一定与设置有逆变器单元10的状态下的“上(铅锤上方侧)”、“下(铅锤下方侧)”一致。

相对于在同一平面上整列配置成2列×3列的六个半导体模块5,正极汇流条2P、负极汇流条2N、以及输出汇流条(51、52、53)分别以以下的方式进行配置。如图2等所示,正极汇流条2P与所有相的上层侧半导体模块11(11u、11v、11w)的下表面(集电极端子5C)接触,并在与它们电连接的状态下沿着第二横向H2配置。正极汇流条2P作为支承上层侧半导体模块11(半导体模块5)的基材B发挥功能。

多个输出汇流条(51、52、53)与对应的相的上层侧半导体模块11的上表面(发射极端子5E)接触,并在与它们电连接的状态下沿着第一横向H1配置。各输出汇流条(51、52、53)沿着第一横向H1相互平行地配置。在本实施方式中,各输出汇流条(51、52、53)配置为,与上层侧半导体模块11排列配置的正极汇流条2P正交。如图2所示,各输出汇流条(51、52、53)在第一横向H1上形成为具有台阶差。各输出汇流条(51、52、53)在下表面侧与上层侧半导体模块11的上表面(发射极端子5E)接触之后,向下表面侧屈曲并延伸。屈曲并延伸之后的各输出汇流条(51、52,53)的上表面、与正极汇流条2P的上表面(上层侧半导体模块11的与下表面(集电极端子5C)接触的一侧的面)位于同一平面上。

在屈曲并延伸之后的各输出汇流条(51、52、53)的上表面配置有与三相分别对应的下层侧半导体模块12(12u、12v、12w)。各输出汇流条(51、52、53)与对应的相的下层侧半导体模块12的下表面(集电极端子5C)接触,并与其电连接。即,经由输出汇流条(51、52、53)而将上层侧半导体模块11的发射极端子5E与下层侧半导体模块12的集电极端子5C电连接。各输出汇流条(51、52、53)作为支承下层侧半导体模块12(半导体模块5)的基材B发挥功能。另外,若在纵向V上使上下翻转,则变成在各输出汇流条(51、52、53)上配置有上层侧半导体模块11,因此各输出汇流条(51,52,53)也能够作为支承上层侧半导体模块11(半导体模块5)的基材B发挥功能。

配置有下层侧半导体模块12的位置处的各输出汇流条(51、52、53)的上表面与配置有上层侧半导体模块11的正极汇流条2P的上表面位于同一平面上。因此,构成逆变器4的所有(在本例中为六个)半导体模块5在同一平面上配置成2列×3列的矩阵状。

负极汇流条2N以与整个相的下层侧半导体模块12的上表面(发射极端子5E)接触的状态沿着第二横向H2配置。负极汇流条2N与正极汇流条2P沿着第二横向H2相互平行地配置。另外,在本实施方式中,负极汇流条2N的上表面与正极汇流条2P的上表面均位于同一平面上。若在纵向V上使上下翻转,则变成在负极汇流条2N上配置有下层侧半导体模块12,因此负极汇流条2N也作为支承下层侧半导体模块12(半导体模块5)的基材B发挥功能。

如上述那样,通过配置正极汇流条2P、各相的输出汇流条(51、52、53)、负极汇流条2N、以及半导体模块5,从而在电路连接的基础上形成逆变器4。在该状态下,半导体模块5的端子连接部55在沿着纵向V的方向观察时露出。如图2所示,多个连接端子25从纵向V与多个端子连接部55对置,并与多个端子连接部55分别电连接。

多个连接端子25作为具有保持它们的端子模制部20的连接端子单元1一体地形成。即,连接端子单元1具备:多个连接端子25,它们与设置于包含至少一个开关元件13的半导体模块5的多个端子连接部55对置并与多个端子连接部55分别连接;和端子模制部20,其保持多个连接端子25。以下,也参照图5和图6的剖视图、以及图7的俯视图来进行说明。图5是与图3的立体图对应的剖视图,在图5中,进一步示出了使控制基板80与树脂模制前的逆变器单元10对置的状态下的截面。图6是与图4的立体图对应的剖视图,在图6中,进一步示出了在树脂模制后的逆变器单元10安装有控制基板80的状态下的截面。图7是与图3的立体图对应的纵向观察时的俯视图。

如图2、图5至图7所示,端子模制部20具有抵接于支承半导体模块5的基材B的抵接部T。该抵接部T具有:纵向抵接部1a,其从连接端子25与端子连接部55对置的方向亦即纵向V抵接于基材B;和侧方抵接部(1b、1c),其从与纵向V交叉、并且分别不同的至少两个方向抵接于基材B。在本实施方式中,作为侧方抵接部,例示了具有第一侧方抵接部1b和第二侧方抵接部1c的方式。另外,在本实施方式中,第一侧方抵接部1b与第二侧方抵接部1c相互正交并且也与纵向V正交。即,在本实施方式中,抵接部T从三维正交坐标系中的与各轴对应的三个方向与基材B抵接。

当向上层侧半导体模块11的端子连接部55连接时,如图2所示,在使端子连接部55与连接端子25的第一端部25a沿着纵向V对置的状态下,以连接端子单元1与正极汇流条2P及各相的输出汇流条(51、52、53)抵接的方式,使连接端子单元1沿着纵向V移动。具体地,如图2和图7所示,使连接端子单元1的纵向抵接部1a与相当于正极汇流条2P的上表面的纵向承接部2a抵接,使第一侧方抵接部1b与相当于正极汇流条2P的侧面的第一侧方承接部2b抵接,使第二侧方抵接部1c与相当于各相的输出汇流条(51、52、53)的侧面的第二侧方承接部2c抵接。

当向下层侧半导体模块12的端子连接部55连接时,在使端子连接部55与连接端子25的第一端部25a沿着纵向V对置的状态下,以连接端子单元1与各相的输出汇流条(51、52、53)及负极汇流条2N抵接的方式,使连接端子单元1沿着纵向V移动。具体而言,如图2、图5及图7所示,使连接端子单元1的纵向抵接部1a与相当于各相的输出汇流条(51、52、53)的上表面的纵向承接部2a抵接,使第一侧方抵接部1b与相当于各相的输出汇流条(51、52、53)的侧面的第一侧方承接部2b抵接,使第二侧方抵接部1c与相当于负极汇流条2N的侧面的第二侧方承接部2c抵接。

像这样,通过连接端子单元1的端子模制部20被从不同的三个方向定位,从而端子连接部55和连接端子25也被适当地定位。其结果为,能够使端子连接部55与连接端子25适当对置地电连接。具体而言,端子连接部55与连接端子25具有微小的间隙地对置,在该间隙设置有银纳米膏、焊锡等导电性接合材料。端子连接部55与连接端子25利用这样的导电性接合材料而电连接。

如图2至图7所示,端子模制部20相对于该端子模制部20保持的多个连接端子25的连接对象的半导体模块5,以在沿着纵向V的纵向观察时至少一部分重叠的状态配置。更详细而言,端子模制部20相对于该端子模制部20保持的多个连接端子25的连接对象的端子连接部55(对象端子连接部),以在纵向观察时重叠的状态配置。端子模制部20覆盖在纵向V上与端子连接部55对置的多个连接端子25,并保持这些连接端子25。因此,端子模制部20以在纵向观察时与该端子连接部55(对象端子连接部)的全部重叠的状态配置。

这样,通过将六个连接端子单元1与各半导体模块5连接,从而包含端子部形成整个逆变器4电路(参照图3)。进一步,通过将正极汇流条2P、各相的输出汇流条(51、52、53)、负极汇流条2N、半导体模块5、以及连接端子单元1利用树脂等一体地进行模制,从而如图4所示,形成逆变器单元10。

如上述那样,图6示出了形成元件模制部40之后的逆变器单元10的剖视图。在连接端子单元1的端子模制部20形成有向与纵向V交叉的方向凹陷的凹部29。元件模制部40形成为将该凹部29包含在内部。换言之,端子模制部20在与元件模制部40的内部对应的位置,具有向与纵向V交叉的方向凹陷的凹部29。当形成元件模制部40时,由于树脂等模制材料进入该凹部29,因此能够抑制连接端子单元1相对于元件模制部40在纵向V上移动。即,凹部29作为抑制连接端子单元1从元件模制部40脱落的防脱部发挥功能。

另外,在本实施方式中,如图5和图6等所示,连接端子25在端子模制部20的内部具有向与纵向V交叉的方向弯曲的模制内弯曲部27(移动限制部60)。由此,连接端子25不易从端子模制部20脱落。如上述那样,端子模制部20不易从元件模制部40脱落,并且连接端子25不易从端子模制部20脱落,连接端子单元1的可靠性提高。

在形成有元件模制部40的逆变器单元10中,如图5和图6所示,连接形成有逆变器控制装置8和驱动电路7的控制基板80。具体而言,多个连接端子25中的同与端子连接部55连接的一侧的端部(第一端部25a)相反侧的端部(第二端部25b)贯通于形成于半导体模块5的控制基板80的多个端子连接孔85并与控制基板80连接。不过,用于使多个连接端子25贯通于多个端子连接孔85的对位并不容易。因此,在端子模制部20形成有定位部23,定位部23用于卡合于控制基板80,来进行沿着控制基板80的基板面的方向的定位。

在本实施方式中,定位部23形成为沿着纵向V比多个连接端子25向控制基板80的一侧突出的柱状。柱状的定位部23卡合于形成于控制基板80的孔部(第一卡合孔81、第二卡合孔82)。在本实施方式中,例示了第一卡合孔81和第二卡合孔82是贯通控制基板80的贯通孔,柱状的定位部23贯通控制基板80的方式。另外,在本实施方式中,例示了一个连接端子单元1作为定位部23具有两个柱状部(第一柱状定位部21、第二柱状定位部22)的方式。另外,两个柱状部分别向控制基板80的一侧突出的突出长度不同,与第二柱状定位部22相比,第一柱状定位部21的突出长度较长。由此,能够先仅使一个柱状部(第一柱状定位部21)卡合于第一卡合孔81而容易地进行临时的定位。由于一处的对位完成,因此,之后,另一个柱状部(第二柱状定位部22)也能够容易地卡合于第二卡合孔82而使定位完成。

然而,控制基板80是板状的部件,有时产生翘曲、挠曲等。若在控制基板80产生翘曲、挠曲,则与纵向V正交的方向上的端子连接孔85的间隔改变,有可能对贯通端子连接孔85并通过焊锡等进行固定的连接端子25施加应力。为了吸收该应力,例如,如图8所例示那样,优选连接端子25在端子模制部20的外部(端子模制部20的外部且在控制基板80的一侧)具有向与纵向V交叉的方向弯曲的模制外弯曲部28(低刚性部70)。即,优选作为低刚性部70的模制外弯曲部28设置在多个连接端子25中的同与端子连接部55连接的一侧的端部(第一端部25a)相反侧的端部(第二端部25b)、与端子模制部20之间。

此外,在图8中,例示了具有模制外弯曲部28,而不具有参照图5和图6前述的模制内弯曲部27那样的移动限制部60的方式。但是,当然也可以是在端子模制部20的内部具有限制连接端子25在纵向V上移动的移动限制部60,并且在端子模制部20的外部具有模制外弯曲部28那样的低刚性部70的方式。移动限制部60并不限于参照图5、图6前述的模制内弯曲部27那样的方式,也可以例如如图9例示的那样,是膨隆部67。

另外,在上述中,例示了在端子模制部20中,在与元件模制部40的内部对应的位置形成有向与纵向V交叉的方向凹陷的凹部29的方式。但是,在端子模制部20不易从元件模制部40脱落的方面上,并不限于凹部29,也可以如图8例示的那样,形成有向与纵向V交叉的方向突出的凸部30。此外,在图8中,例示了形成有凹部29和凸部30的方式,但也可以仅形成有凸部30,而不具有凹部29(图示省略)。

然而,在参照图8和图9前述的方式中,例示了在多个连接端子25中的同与端子连接部55连接的一侧的端部(第一端部25a)相反侧的端部(第二端部25b)、与端子模制部20之间设置有低刚性部70的方式。但是,低刚性部70也可以设置在多个连接端子25中的与端子连接部55连接的一侧的端部(第一端部25a)与端子模制部20之间(参照图10)。当低刚性部70设置在第二端部25b与端子模制部20之间的情况下,如上述那样,得到吸收在控制基板80产生翘曲、挠曲的情况下的应力的效果。当低刚性部70设置在第一端部25a与端子模制部20之间的情况下,得到吸收基于半导体模块5的翘曲、接合连接端子25与端子连接部55的导电性接合材料的厚度的偏差的误差并使两者的连接性提高的效果。

在图10中,例示了设置在第一端部25a与端子模制部20之间的低刚性部70构成为环状弹簧部78的方式。环状弹簧部78是至少在纵向V上挠曲的弹簧状部,如上述那样,易吸收接合连接端子25与端子连接部55时的误差。此外,如上述那样,半导体模块5与端子模制部20利用元件模制部40被一体地模制。如图10所示,低刚性部70设置于与元件模制部40的内部对应的位置。当将连接端子单元1安装于半导体模块5时,利用低刚性部70的弹力来吸收误差,并由于在安装后低刚性部70被用树脂进行模制而能够消除低刚性部70的弹力。由此,能够降低使用环境下的振动等所带来的影响。例如,也减少了由于振动而使低刚性部70产生共振的担忧,因此能够期待逆变器单元10的长寿命化。

在图10中,作为设置在第一端部25a与端子模制部20之间的低刚性部70例示了弹簧状部(环状弹簧部78)。但是,如图11所示,低刚性部70也可以与设置在第二端部25b与端子模制部20之间的低刚性部70同样地,是向与纵向V交叉的方向弯曲的模制外弯曲部28。虽然省略了图示,但同样地,设置在第二端部25b与端子模制部20之间的低刚性部70也可以是弹簧状部(环状弹簧部78)。另外,在图10中,作为弹簧状部例示了环状弹簧部78,但弹簧状部只要是具有弹力的弹簧状,则也可以是其他构造。例如,如图12所示,弹簧状部也可以是螺旋弹簧部79。

如以上说明的那样,通过使用本实施方式所涉及的连接端子单元1,能够适当地将包含开关元件13的半导体模块5的端子连接部55与连接端子单元1连接,并且更加减小在与沿着芯片面的方向正交的方向观察时的投影面积。

〔其他实施方式〕

以下,对其他实施方式进行说明。此外,以下说明的各实施方式的结构并不限于分别单独地应用,只要不产生矛盾,则也可以与其他实施方式的结构组合来应用。

(1)在上述中,以与构成逆变器4的半导体模块5的端子连接部55连接的连接端子单元1为例进行了说明。但是,供连接端子单元1连接的半导体模块5也可以不构成逆变器4。当然,并不限于如上述那样,对六个半导体模块5连接六个连接端子单元1的方式,也可以是对一个半导体模块5连接一个连接端子单元1的方式。另外,还可以是对一个半导体模块5连接多个连接端子单元1的方式。

(2)在上述中,作为从与纵向V交叉、并且分别不同的至少两个方向抵接于基材B的侧方抵接部,例示了具有第一侧方抵接部1b和第二侧方抵接部1c的方式。而且,例示了第一侧方抵接部1b和第二侧方抵接部1c从相互正交并且也与纵向V正交的方向抵接于基材B的方式。但是,对于第一侧方抵接部1b和第二侧方抵接部1c而言,如果是交叉的方向,则也可以从不相互正交的方向抵接于基材B。另外,对于第一侧方抵接部1b和第二侧方抵接部1c而言,如果是与纵向V交叉的方向,则也可以从不与纵向V正交的方向抵接于基材B。另外,侧方抵接部也可以是一个。例如,能够使用同时抵接于不同的两个面那样的定位销等来构成侧方抵接部。在通过定位销等构成侧方抵接部的情况下,有可能抵接的方向未被唯一确定,但只要从与纵向V交叉、并且至少两个方向抵接即可。

(3)在上述中,例示了在各半导体模块5形成有五个端子连接部55,在各连接端子单元设置有五条连接端子25的方式。端子连接部55的数量也根据半导体模块5的结构而不同,因此端子连接部55也可以小于五个,也可以为六个以上。另外,也存在不需要将半导体模块5具有的全部端子连接部55与控制基板80等其他电路连接的情况。因此,端子连接部55的数量与连接端子25的数量也可以不同。

(4)在上述中,例示了在一个连接端子单元1形成有两个定位部23的方式。但是,也可以形成于一个连接端子单元1的定位部23是一个。

(5)在上述中,例示了在六个所有的连接端子单元1形成有定位部23的方式,但也可以仅在一部分的连接端子单元1形成有定位部23。当形成于一个连接端子单元1的定位部23为一个的情况下,通过规定至少一个连接端子单元1与控制基板80的相对位置,从而使连接端子25贯通于控制基板80的端子连接孔85时的作业性提高。

〔实施方式的概要〕

以下,简单地对在上述中说明的连接端子单元1的概要进行说明。

作为一个方式,连接端子单元(1)具备:多个连接端子(25),它们与设置于包含至少一个开关元件(13)的半导体模块(5)的多个端子连接部(55)对置并与多个端子连接部(55)分别连接;和端子模制部(20),其保持多个上述连接端子(25),上述端子模制部(20)具有抵接部(T),抵接部(T)与上述半导体模块(5)或者支承上述半导体模块(5)的基材(B)抵接,上述抵接部(T)具有:纵向抵接部(1a),其从上述连接端子(25)与上述端子连接部(55)对置的方向亦即纵向(V)抵接;和侧方抵接部(1b、1c),其从与上述纵向(V)交叉、并且分别不同的至少两个方向抵接。

根据该结构,通过多个连接端子(25)与各自的端子连接部(55)对置,从而连接端子(25)与端子连接部(55)连接,因此不需要用于对键合线等进行布线的空间。这里,为了使各连接端子(25)与各端子连接部(55)适当地对置,优选连接端子单元(1)与半导体模块(5)的相对位置被高精度地对位。根据本结构,纵向(V)的相对位置由纵向抵接部(1a)规定,与纵向(V)交叉的两个方向的相对位置由侧方抵接部(1b、1c)规定。即,由于连接端子单元(1)与半导体模块(5)的相对位置被从三个方向规定,因此能够将各连接端子(25)与各端子连接部(55)的位置高精度地对位,来使各连接端子(25)与各端子连接部(55)适当地对置。即,根据本结构所涉及的连接端子单元(1),能够适当地与包含半导体元件(13)的半导体模块(5)的端子连接部(55)连接,并且能够更加减小在与沿着芯片面的方向正交的方向观察时的投影面积。

这里,优选上述端子模制部(20)相对于该端子模制部(20)保持的多个所述连接端子(25)的连接对象的所述半导体模块(5),以在沿着所述纵向(V)的纵向观察时至少一部分重叠的状态配置。

根据该结构,由于端子模制部(20)在纵向(V)观察时与半导体模块(5)重叠,因此能够更加减小在与沿着半导体模块(5)的芯片面的方向正交的方向观察时的投影面积。

这里,优选上述连接端子(25)在所述端子模制部(20)的内部具有限制上述连接端子(25)向上述纵向(V)的移动的移动限制部(60)。

通过在端子模制部(20)的内部具有移动限制部(60),从而连接端子(25)不易从端子模制部(20)脱落。其结果为,连接端子单元(1)的可靠性提高。

这里,优选上述移动限制部(60)为在上述端子模制部(20)的内部向与上述纵向(V)交叉的方向弯曲的模制内弯曲部(27)。

通过在端子模制部(20)的内部具有模制内弯曲部(27),从而连接端子(25)不易从端子模制部(20)脱落。因此,模制内弯曲部(27)是作为移动限制部(60)优选的方式。

另外,优选上述连接端子(25)在上述端子模制部(20)的外部具有刚性比上述连接端子(25)的其他部位低的低刚性部(70)。

连接端子(25)在一侧的端部(25a)与半导体模块(5)的端子连接部(55)连接,并且在另一侧的端部(25b)与其他部件连接。在另一侧的端部(25b)连接的其他部件中,存在例如是电路基板等、由于翘曲、挠曲等的影响而使形状产生变化、偏差的部件的情况。另外,存在半导体模块(5)也产生翘曲的情况、导电性接合材料的涂布厚度的偏差较大的情况(存在连接目的地的状态产生偏差的情况。)。若连接端子(25)在端子模制部(20)的外部具有低刚性部(70),则在成为连接端子(25)的连接对象的这些部件的形状、状态产生偏差、变化的情况下,也能够在低刚性部(70)中吸收其形状、状态的变化、偏差。其结果为,能够减轻由于连接对象的部件的形状、状态所引起而产生的外力带给端子模制部(20)、半导体模块(5)的端子连接部(55)的影响。

另外,优选上述低刚性部(70)为向与上述纵向(V)交叉的方向弯曲的模制外弯曲部(28)、或者为至少向上述纵向(V)挠曲的弹簧状部(78、79)。

模制外弯曲部(28)是在连接对象的部件的形状产生偏差、变化的情况下,也能够吸收其形状的变化、偏差的形状。因此,模制外弯曲部(28)优选为低刚性部(70)的构造。另外,弹簧状部(78、79)也是在连接对象的部件的形状产生偏差、变化的情况下,能够利用弹力吸收其形状的变化、偏差的形状。因此,弹簧状部(78、79)也优选为低刚性部(70)的构造。

这里,优选上述低刚性部(70)设置在多个所述连接端子(25)中的同与上述端子连接部(55)连接的一侧的端部(25a)相反侧的端部(25b)、与上述端子模制部(20)之间。

如上述那样,同与端子连接部(55)连接的一侧的端部(25a)相反侧的端部(25b)有时例如与电路基板等、在翘曲、挠曲等的影响下形状产生变化、偏差的部件连接。若低刚性部(70)设置于上述的部位,则即使电路基板等的形状产生变化、偏差,也能够在低刚性部(70)中吸收变化、偏差。

或者,优选上述低刚性部(70)设置在多个上述连接端子(25)中的与上述端子连接部(55)连接的一侧的端部(25a)、与上述端子模制部(20)之间。

若低刚性部(70)设置于该部位,则即使是半导体模块(5)产生翘曲的情况、导电性接合材料的涂布厚度的偏差较大的情况,也能够在低刚性部(70)中吸收这样的形状、状态的变化、偏差。因此,连接端子(25)向半导体模块(5)连接的连接性变好,可靠性提高。

在上述半导体模块(5)与上述端子模制部(20)通过元件模制部(40)被一体模制,上述低刚性部(70)设置在多个上述连接端子(25)中的与上述端子连接部(55)连接的一侧的端部(25a)、与上述端子模制部(20)之间的情况下,优选上述低刚性部(70)设置于与上述元件模制部(40)的内部对应的位置。

根据该结构,在将连接端子(25)与半导体模块(5)连接时,能够利用低刚性部(70)的弹力,来适当地吸收半导体模块(5)的一侧的形状、状态的变化、偏差。而且,在将连接端子(25)与半导体模块(5)连接之后,低刚性部(70)在元件模制部(40)的内部被模制,而使其弹力消失。因此,也降低了由于使用环境下的振动等,而对半导体模块(5)与连接端子(25)的连接部位(端子连接部(55))施加的应力。因此,也能够期待具备半导体模块(5)和连接端子(25)的装置的长寿命化。

另外,优选上述半导体模块(5)与上述端子模制部(20)通过元件模制部(40)被一体模制,上述端子模制部(20)在与上述元件模制部(40)的内部对应的位置,具有向与上述纵向(V)交叉的方向凹陷的凹部(29)或突出的凸部(30)。

通过端子模制部(20)具有这样的凹部(29)或者凸部(30),从而能够降低连接端子单元(1)从元件模制部(40)沿纵向(V)脱落的可能性。

另外,优选构成为多个上述连接端子(25)中的同与上述端子连接部(55)连接的一侧相反侧的端部(25b)贯通形成于形成有上述半导体模块(5)的控制电路(8)的控制基板(80)的多个端子连接孔(85)并与上述控制基板(80)连接,上述端子模制部(20)具有定位部(23),该定位部(23)卡合于上述控制基板(80),而进行沿着上述控制基板(80)的基板面的方向的定位。

为了使多个连接端子(25)适当地贯通于形成于控制基板(80)的多个端子连接孔(85),优选控制基板(80)与连接端子单元(1)的相对位置被高精度地对位。根据本结构,通过形成于端子模制部(20)的定位部(23)卡合于控制基板(80),从而能够将控制基板(80)与连接端子单元(1)高精度地对位。其结果为,能够使多个连接端子(25)容易且适当地贯通于多个端子连接孔(85)。

如上述那样,在上述端子模制部(20)具有卡合于上述控制基板(80),来进行沿着上述控制基板(80)的基板面的方向的定位的定位部(23)的情况下,优选上述定位部(23)形成为沿着上述纵向(V)比多个上述连接端子(25)向上述控制基板(80)的一侧突出的柱状,并卡合于形成于上述控制基板(80)的孔部(81、82)。

根据该结构,由于向控制基板(80)的一侧突出的柱状的定位部(23)比连接端子(25)先卡合于控制基板(80),因此在使连接端子(25)贯通控制基板(80)的端子连接孔(85)时,控制基板(80)与连接端子单元(1)被适当地对位。因此,能够使多个连接端子(25)容易且适当地贯通于形成于控制基板(80)的多个端子连接孔(85)。

在上述定位部(23)形成为柱状的情况下,优选上述定位部(23)具有向上述控制基板(80)的一侧的突出长度不同的两条柱状部(21、22)。

在使两条柱状的定位部(23)同时卡合于控制基板的情况下,对控制基板(80)与连接端子单元(1)的对位要求精度。但是,在具有向控制基板(80)的一侧的突出长度不同的两条柱状部的情况下,能够使突出长度较长的一条柱状部(21)先卡合于控制基板(80)。因此,与使两条柱状的定位部(23)同时卡合于控制基板(80)的情况相比,控制基板(80)与连接端子单元(1)的对位变得容易。而且,只要在一条柱状的定位部(21)卡合于控制基板(80)的状态下,使另一条柱状的定位部(22)卡合于控制基板(80)即可,因此此时的对位也变得容易。

由此,根据本结构,能够简单且高精度地使控制基板(80)与连接端子单元(1)对位,从而使多个连接端子(25)容易且适当地贯通于形成于控制基板(80)的多个端子连接孔(85)。

附图标记说明

1…连接端子单元;1a…纵向抵接部;1b…第一侧方抵接部(侧方抵接部);1c…第二侧方抵接部(侧方抵接部);2N…负极汇流条(基材);2P…正极汇流条(基材);5…半导体模块;7…驱动电路;8…逆变器控制装置(半导体模块的控制电路);11…上层侧半导体模块(半导体模块);12…下层侧半导体模块(半导体模块);13…开关元件;20…端子模制部;21…第一柱状定位部(突出长度不同的两条柱状部);22…第二柱状定位部(突出长度不同的两条柱状部);23…定位部;25…连接端子;25a…第一端部(与端子连接部连接的一侧的端部);25b…第二端部(同与端子连接部连接的一侧相反侧的端部);27…模制内弯曲部(移动限制部);28…模制外弯曲部(低刚性部);29…凹部;30…凸部;40…元件模制部;51…第一输出汇流条(基材);52…第二输出汇流条(基材);53…第三输出汇流条(基材);55…端子连接部;60…移动限制部;67…膨隆部(移动限制部);70…低刚性部;78…环状弹簧部(弹簧状部);79…螺旋弹簧部(弹簧状部);80…控制基板;81…第一卡合孔(形成于控制基板的孔部);82…第二卡合孔(形成于控制基板的孔部);85…端子连接孔;B…基材;H1…第一横向(与纵向交叉的方向);H2…第二横向(与纵向交叉的方向);T…抵接部;V…纵向。

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