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JP7444711B2 - パワーモジュール及びこれを用いた電力変換装置 - Google Patents

パワーモジュール及びこれを用いた電力変換装置 Download PDF

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Description

本発明は、パワーモジュール及びこれを用いた電力変換装置に関する。
パワー半導体素子のスイッチングによる電力変換装置は、変換効率が高いため、民生用、車載用、鉄道用、変電用の設備等に幅広く利用されている。それに伴い、生産性に優れた小型薄型の電力変換装置の開発技術も、日々発展している。
本願発明の背景技術として、下記の特許文献１が知られている。特許文献１では、半導体素子を含む回路基板をモールド樹脂で封止する技術が開示されている。
特開２０１６－１７１２０３号公報
特許文献１に記載された半導体装置は、絶縁基材の表層にダミー配線を設け、このダミー配線を覆う保護樹脂をモールド工程時に金型によって押し潰すことで、トランスファーモールドの樹脂漏れを防止する構造であった。
これを踏まえて、本発明は、さらに製造時の基板の厚さばらつきによるトランスファーモールドの樹脂漏れと、強力な型締めをすることで生じる基板の表層配線の破断とを防止することで、配線基板の小型化を実現させ、歩留まりを向上させた電力変換装置を提供することが課題である。
パワーモジュールは、直流電力を交流電力に変換し前記交流電力をモータに出力するパワー半導体素子と、前記パワー半導体素子と電気的に接続される導体と、前記導体と接続される基板配線を面上に有する基板と、前記パワー半導体素子と前記導体と前記基板を封止する樹脂封止材と、を備え、前記基板は、前記樹脂封止材の端部と接する位置に、前記基板配線の表面が連続した曲面状に凹んで形成された凹部を有する。
小型化と歩留まり向上を両立させた電力変換装置を提供できる。
本発明によるパワーモジュールの一実施形態の平面図。 本発明によるパワーモジュールの回路図と半透過平面図。 本発明による回路体の製造方法を説明する断面図。 本発明によるトランスファーモールドの工程を説明する断面図。 従来技術と本発明を比較する断面図。 本発明によるパワーモジュールの製造方法を説明する断面図。 本発明による電力変換装置の断面斜視図。 本発明の一実施形態の変形例を示す平面図。 本発明の一実施形態の変形例を示すトランスファーモールドの工程を説明する断面図。 本発明の一実施形態の変形例を示すパワーモジュールの断面図。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。
図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
（本発明の一実施形態とその構成）
図１および図２（ａ）、図２（ｂ）を用いて本発明によるパワーモジュールの一実施形態の構成を示す。図１は、本発明によるパワーモジュールの一実施形態の平面図であり、図２（ａ）は、本発明によるパワーモジュールを含むモータ駆動システムの回路図、図２（ｂ）は、図１の半透過平面図である。
パワーモジュール３００は、配線基板１６０（以下基板１６０）、基板１６０の表面に設置されている第１配線層１６１、および回路体３１０を備えている。回路体３１０は電気回路であり、３相のパワー半導体素子および導体板で構成されている。
パワー半導体素子は、第１パワー半導体素子（上アーム回路能動素子）１５５、第１パワー半導体素子（上アーム回路ダイオード）１５６、第２パワー半導体素子（下アーム回路能動素子）１５７、第２パワー半導体素子（下アーム回路ダイオード）１５８で構成されており、パワーモジュール３００におけるスイッチング素子群を形成している。このスイッチング素子群および基板１６０の一部は、樹脂封止材３６０（以下封止材３６０）でトランスファーモールド封止され保護されている。
導体板は、第１導体板（上アーム回路エミッタ側）４３０、第２導体板（上アーム回路コレクタ側）４３１、第３導体板（下アーム回路エミッタ側）４３２、第４導体板（下アーム回路コレクタ側）４３３で構成されている。
Ｒ形状の凹み６０６は、第１配線層１６１上において、封止材３６０の全周に形成されている。このＲ形状の凹み６０６は、後述するトランスファーモールド装置６００のＲ形状の金型突起によって形成されるものであり、このＲ形状の凹み６０６によって封止材３６０がスイッチング素子群および基板１６０の一部だけを、所定の封止範囲からはみ出すことなく正確に囲うことができる。詳細は後述する。
パワーモジュール３００において、３相分のスイッチング素子群（パワー半導体素子１５５～１５８）は、上アーム回路および下アーム回路をそれぞれ有している。このスイッチング素子群のパワー半導体素子１５５～１５８は、バッテリ３０の直流電力を、車両走行用モータ１９２（以下モータ１９２）に出力し駆動させるための交流電力に変換している。この三相のうち１相分を例にとって構成を説明する。
上アーム回路と下アーム回路のエミッタ側（図２（ｂ）の紙面手前側）には第１導体板４３０と第３導体板４３２がそれぞれ設けられ、上アーム回路と下アーム回路のコレクタ側（図２（ｂ）の紙面奥側）には第２導体板４３１と第４導体板４３３がそれぞれ設けられている。図１に示すように、パワーモジュール３００の上側（紙面手前側）において、第１導体板４３０と第３導体板４３２は、その表面が樹脂封止材３６０からそれぞれ露出している。なお、図１には示していないが、パワーモジュール３００の下側（紙面手前側）では、第１導体板４３０および第３導体板４３２と同様に、第２導体板４３１と第４導体板４３３の表面が樹脂封止材３６０からそれぞれ露出している。これらの導体板４３０～４３３の露出面には、後述するように冷却部材が設置される。
後述のはんだ接続により、上アーム側で導体板４３０，４３１とパワー半導体素子１５５とダイオード１５６とが電気的に接続される。同様に下アーム側で、導体板４３２，４３３とパワー半導体素子１５７とダイオード１５８とが電気的に接続される。
第１パワー半導体素子１５５または第２パワー半導体素子１５７は、例えばIGBT、MOSFETなどである。MOSFETの場合は、ボディダイオードを用いることで、第１ダイオード１５６または第２ダイオード１５８は不要である。
パワー半導体素子１５５（１５７）を構成する半導体材料としては、例えば、Si、SiC、GaN、GaO、C等を用いることができる。
図２（ａ）において、上アーム回路のコレクタ側とバッテリ３０及びコンデンサ５００の正極との間を正極配線３１５が接続している。正極配線３１５は、バッテリ３０及びコンデンサ５００の正極側に接続されている不図示の入力端子から、基板１６０の表層に形成されている後述の第４配線１６４を経由し、第２導体板４３１を介して上アーム回路のパワー半導体素子に接続される、正極配線経路を表している。上アームゲート信号端子３２５Ｕは、上アーム回路の第１パワー半導体素子１５５のゲート電極から出力されている。
また図２（ａ）において、下アーム回路のエミッタ側とバッテリ３０及びコンデンサ５００の負極との間を負極配線３１９が接続している。負極配線３１９は、バッテリ３０及びコンデンサ５００の負極側に接続されている不図示の入力端子から、基板１６０の表層に形成されている第１配線１６１を経由し、第３導体板４３２を介して下アーム回路のパワー半導体素子に接続される、負極配線経路を表している。なお、負極配線３１９は、パワーモジュール３００及びモータ１９２のＧＮＤに接続されてもよい。下アームゲート信号端子３２５Ｌは、下アーム回路の第２パワー半導体素子１５７のゲート電極から出力されている。
第１パワー半導体素子１５５のコレクタ側および第１ダイオード１５６のカソード側は、第２導体板４３１に接合されている。第１パワー半導体素子１５５のエミッタ側および第１ダイオード１５６のアノード側には、第１導体板４３０が電気的に接合されている。
第２パワー半導体素子１５７のコレクタ側および第２ダイオード１５８のカソード側は、第４導体板４３３に接合されている。第２パワー半導体素子１５７のエミッタ側および第２ダイオード１５８のアノード側には第３導体板４３２が電気的に接合されている。
この接合には、はんだを用いてもよいし、焼結金属を用いてもよい。また、導体板４３０～４３３は、電気伝導性と熱伝導率が高い材料であれば特に限定されないが、銅系又はアルミ系材料が望ましい。これらは、単独で用いてもよいが、はんだや、焼結金属との接合性を高めるため、NiやAg等のめっきを施してもよい。
端子群３２５は、ケルビンエミッタ信号端子３２５Ｋ、下アームゲート信号端子３２５Ｌ、ミラーエミッタ信号端子、上アームゲート信号端子３２５Ｕなどの端子の集まりである。
交流電極３２０は、上アーム回路のエミッタ側に接続された第１導体板４３０および下アーム回路のコレクタ側に接続された第３導体板４３２と電気的に接続されており、モータ１９２に接続される。中性点接地をする場合は、下アーム回路は、ＧＮＤでなくコンデンサ５００の負極側に接続する。パワーモジュール３００は、バッテリ３０から入力される直流電力を交流電力に変換し、交流電極３２０を介してモータ１９２に出力している。
なお、本実施形態のパワーモジュール３００は、上アーム回路及び下アーム回路の２つのアーム回路を、３組一体化した構造である６ｉｎ１構造である。６ｉｎ１構造の他にも、２つのアーム回路を１つのパワーモジュールに一体化した構造である２ｉｎ１構造であってもよい。６ｉｎ１構造を用いた場合、３つのパワーモジュールを連結する端子が不要となり、パワーモジュールからの出力端子の数を低減させ小型化させることができる。
図３は本発明による回路体の製造方法を説明する断面図である。なおこの図３（ａ）～（ｅ）の断面は、図２（ｂ）のＸ―Ｘの断面位置を図２（ｂ）の矢印Ｓ方向から見たパワーモジュール３００の断面である。
図３（ａ）は、パワー半導体素子１５７およびダイオード１５８の第４導体板４３３へのはんだ接続工程である。第４導体板４３３は、第２パワー半導体素子１５７のコレクタ側および第２ダイオード１５８のカソード側に、はんだ１５０を介して接続される。また、図示していないが同様に第２導体板４３１も、第１パワー半導体素子１５５のコレクタ側および第１ダイオード１５６のカソード側に、はんだ１５０を介して接続される。
図３（ｂ）は基板１６０の接続工程である。基板１６０は、中抜き領域１６６が設けられており、パワー半導体素子１５７（１５５）とダイオード１５８（１５６）がはんだ接続された導体板４３３（４３１）が、組み込まれる。中抜き領域１６６を境にして、交流電極３２０をはんだ接続する側（紙面左側）の基板１６０の下側表層に形成された第４配線層１６４と第４導体板４３３が、はんだ１５０を介して接続される。一方、図示していないが第２導体板４３１は、交流電極３２０をはんだ接続する側とは反対側（紙面右側）の基板１６０の下側表層に形成された第４配線層１６４に、はんだ１５０を介して接続される。
図３（ｃ）は、ワイヤボンディング工程である。パワー半導体素子１５７（１５５）のゲート電極は、ワイヤ１５１を通して配線基板１６０に接続される。
図３（ｄ）は、導体板４３２、交流電極３２０のはんだ接続工程である。パワー半導体素子１５７のエミッタ側および第２ダイオード１５８のアノード側は、はんだ１５０を介して第３導体板４３２に接続され、第３導体板４３２は、交流電極３２０をはんだ接続する側とは反対側（紙面右側）の基板１６０の上側表層に形成された第１配線層１６１に、はんだ１５０を介して接続される。一方、図示していないが第１導体板４３０は、第３導体板４３２と同様に第１パワー半導体素子１５５のエミッタ側および第１ダイオード１５６のアノード側にはんだ１５０を介して接続されるとともに、交流電極３２０をはんだ接続する側（紙面左側）の基板１６０の上側表層に形成された第１配線層１６１に、はんだ１５０を介して接続される。また、第１導体板４３０及び第４導体板４３３がはんだ接続された基板１６０には、交流電極３２０がはんだ１５０を介して接続される。これによりトランスファーモールドの準備ができた回路体３１０を得る。
図３（ｅ）は、トランスファーモールドする前の回路体３１０の断面模式図である。
回路体３１０において基板１６０は、４層以上の配線層を有するものが望ましい。また、図示するように表層となる第１配線層１６１及び第４配線層１６４は０．２ｍｍ以上の厚銅配線を用いることが望ましい。
厚銅配線は、大電流を通電したときに、配線抵抗による発熱を抑制できるため有効な材料である。例えば０．２ｍｍ厚さの配線で幅４０ｍｍ以上の断面積を確保することで、３５０Ａｒｍｓクラスの電流を通電できる。
また、内層となる第２配線層１６２及び第３配線層１６３は、０．１ｍｍ以内の厚さの配線を用いることが望ましい。基板１６０を作製する際に、内層基板のパターンの凹凸が大きい場合は、表層基板のもととなる基板プリプレグを圧着した際に凹凸が埋まらない。そのため、内層基板のパターンはエッチングにより形成され、そのあと基板プリプレグが圧着される。
一方、表層の配線は、エッチングによって形成された後、基板プリプレグを圧着する必要がないので、厚銅配線を用い基板を作製することができる。例えば０．０７ｍｍの内層配線を用いる場合、内層２層を併用し通電することとした上で、各層幅６０ｍｍ以上の断面積を確保することで３５０Ａｒｍｓクラスの電流を通電できる。
第１配線層１６１は、バッテリ３０やコンデンサ５００と接続される負極配線３１９に加えて、パワー半導体素子１５５～１５８のゲート電極３２５Ｌ、３２５Ｕ等と接続する電極や、交流電極３２０の出力となる電極、第１導体板４３０と接続される電極などを備える。第２配線層１６２と第３配線層１６３は、ゲート配線と、交流電極３２０の接続側（紙面左側）において第１配線層１６１と第４配線層１６４の間を接続している交流配線とを備える。この交流配線は、第２配線層１６２と第３配線層１６３を併用して通電することで、断面積を２倍に増やし必要な断面積を確保している。第４配線層１６４は、バッテリ３０やコンデンサ５００と接続される正極配線３１５や、第４導体板４３３と接続される電極などを備える。
なお、この第１配線層１６１および第４配線層１６４は、後にトランスファーモールド樹脂の外周に基板１６０との界面を形成し、封止材３６０の端部と接する樹脂止め部となる金属表面部である。これらの金属表面部には、後述するように、封止材３６０の端部と接する位置において封止材３６０の全周を囲うように、連続した曲面状の凹み６０６が形成される。第１配線層１６１および第４配線層１６４の一面をコンデンサ５００の正極、他面を負極にそれぞれ接続し、内層をゲート回路、交流回路に出力することで、基板サイズを低減することができる。また、これにより、パワーモジュール３００の高パワー密度化にも貢献できる。
基板１６０は、導体板４３０～４３３と接続される配線層１６１，１６４が表面上にプリントされているが、配線層１６１および１６４がプリントされている部分とされていない部分で段差が生じる。この段差は、大電流を通電する厚銅配線が使われる場合に、顕著に大きくなる。これに伴い、製造時の配線のプリントによる基板の厚さばらつきが大きくなるため、精密に厚さ方向を位置合わせすることが困難になる。このため、基板１６０を含めてトランスファーモールド封止をする際、密閉するために封止材注入装置によって圧着させて境目を形成するが、前述した基板にプリントされた配線の厚さばらつきによって、圧着しきれていない部分の隙間から樹脂漏れが生じる。またこれを防ぐために強力に型締めする対応策があるが、これによって配線の破断が生じる懸念がある。
また、このように大電流を通電する場合、配線断面積の確保が重要となる。本発明では、基板１６０の表層配線である第１配線層１６１及び第４配線層１６４は、正極配線３１５及び負極配線３１９として、バッテリ３０及びコンデンサ５００の電極に接続される。これにより、正極配線３１５側及び負極配線３１９側をラミネート配線とすることが容易となり配線インダクタンス低減の効果がある。
また、パワー半導体素子を搭載する位置を基板１６０の配線よりも厚い導体板とすることで狭い投影面積で有効な断面を確保し、小型化させている。また、導体板の上下から効率よく冷却するためにパワー半導体素子投影部には、配線基板が無い構成としている。本発明で使用する配線基板に、表層配線を覆うソルダーレジスト等の薄膜樹脂を設けてもよい。
図４は、本発明によるトランスファーモールドの工程を説明する断面図である。
図４（ａ）は、トランスファーモールド工程を行うトランスファーモールド装置６００の説明図である。トランスファーモールド装置６００は、上型６０１、中型６０２、及びスプリング６０４とプランジャ６０５を備えた下型６０３を備えている。このトランスファーモールド装置６００に、回路体３１０がセットされる。
Ｒ形状の金型突起６１０は、トランスファーモールド装置６００の中型６０２と下型６０３にそれぞれ設けられている。封止材３６０が注入される領域の全周辺に設けられたＲ形状の金型突起６１０は、加圧時に表層配線１６１にＲ形状の凹み６０６（後述）を形成させる。
図４（ｂ）は、トランスファーモールド工程の説明図である。回路体３１０の配線基板１６０は、Ａの拡大図に示すように中型６０２及び下型６０３により加圧されるときに、中型６０２および下型６０３のＲ形状の金型突起６１０により、Ｒ形状の凹み６０６が生じる。この後に封止材３６０を注入する。これにより、封止材３６０の全周にＲ形状の凹み６０６が形成される。
これにより、基板１６０は、封止材３６０の端部と接する位置に、基板配線１６１および１６４の表面が連続した曲面状に凹んで形成された凹部６０６を有するようになる。このＲ形状の凹み６０６が、前述した基板１６０上の配線１６１、１６４の厚さばらつきよりも大きくなることで、基板の厚さばらつきを凹みの深さで吸収することができる。つまり、トランスファーモールド時にクランプする外周部が同一の深さとなる凹部を形成することが、樹脂漏れ防止につながっている。
図４（ｃ）は、トランスファーモールド後の断面模式図である。前述したＡ拡大図部分だけでなく、Ｂ拡大図でも示すように、Ｒ形状の凹み６０６は、半導体素子を埋め込む中抜き１６６の両面の周囲、つまり第１配線層１６１および第４配線層１６４に、同一の深さの凹みになるように形成される。
これにより、上下のアーム回路及び基板１６０の一部は、トランスファーモールド成型により封止材３６０で封止されている。こうすることで、寸法精度よく被覆できるため、ここに備える冷却水路を設置しやすくまた効率的に設置できる効果がある。また封止材３６０でパワー半導体素子を覆うことで信頼性が向上する効果がある。
なお、トランスファーモールドで封止材３６０を形成する場合、２０μｍ以上の段差が生じると樹脂漏れが発生する。このため、配線基板１６０は、表層に封止材の端部と連続して接する配線層を設けても、内層配線のレイアウトの影響で、２０μｍ以上の厚さばらつきが発生し、トランスファーモールド時に樹脂漏れが生じる。そのためＲ形状の凹部の深さは２０μｍ以上に設定される必要がある。
図５は、従来技術と本発明を比較する断面図である。図５（ａ）は従来技術の説明図、図５（ｂ）は、本発明の効果を示す断面図である。
図５(ａ)の従来技術では、トランスファーモールド装置の中型６０２に角形状の金型突起６０７で基板１６０を加圧している。この角形状で基板１６０が加圧されるため、エッジに応力集中し基板１６０上の配線にクラック６０８が生じる。このように、比較例に示す基板加圧方法では、配線の断線リスクが高く、表層配線にはダミー配線が用いられてきた。
一方で、図５（ｂ）のように本発明では、Ｒ形状の金型突起６１０により基板１６０が加圧され、基板１６０の表層配線を凹ませてトランスファーモールド時に封止材３６０の漏れ出しを防ぐ構造になっている。そのため、Ｒ形状で加圧することで局所的な応力集中とならない効果があり、基板ダメージを低減しつつクラックを防止できた。またこれにより、表層配線はダミー配線ではなく通電する配線を使用できるようになり、大電流を流すのに必要な配線断面積を有効に確保し、基板レイアウトの効率化ができるようになった。
図６は、本発明によるパワーモジュールの製造方法を説明する断面図である。
図６（ａ）は、コンデンサ５００の接続工程を示す図である。トランスファーモールドした回路体３１０に、コンデンサ５００の電極端子が、基板１６０のスルーホール１６５を介して接続される。この接続には、ロボットはんだ接続装置等を用い、はんだ１５０を注入して接続する。これにより、パワーモジュール３００が得られる。このように、耐熱性の低いコンデンサ５００を１７５℃に加熱するトランスファーモールド工程の後にすることで、コンデンサ寿命を延ばせる。また、トランスファーモールド時にコンデンサ等の突出した部品が無いことで、金型でクランプしやすくなっている。
図６（ｂ）は、冷却部材３４０の搭載工程を示す図である。第３導体板４３２、第４導体板４３３、封止材３６０と接する面に絶縁層４４２を設ける。その絶縁層４４２に冷却部材３４０を密着させ設置する。なお、図示していないが第１導体板４３０と第２導体板４３１についても同様に、絶縁層４４２を介して冷却部材３４０が密着される。これにより冷却器付パワーモジュール４００（以下パワーモジュール４００）が得られる。
また、樹脂もれしないトランスファーモールドで封止材３６０が形成されることで、絶縁層４４２を薄く形成することができ高放熱化できる。また、絶縁層４４２は高熱伝導の材料を用いることで第２パワー半導体素子１５７、１５８の発熱を効率よく冷却部材３４０に放熱することができる。冷却部材３４０はパワー半導体素子１５５～１５８の両面に設置されることで、より高放熱化できる。
図７は、本発明による電力変換装置の断面斜視図である。
電力変換装置２００は、下部ケース１１および上部ケース１０により構成され内部には、パワーモジュール４００等が収容されている。下部ケース１１の一側面からは、パワーモジュール４００を冷却水等により冷却するため、ケース１０および１１の内部に導通している冷却流路に連通する、冷却水流入管１３および冷却水流出管１４が突出している。
上部ケース１０と下部ケース１１とは、アルミニウム合金等により形成され、パワーモジュール４００を内部に密封して固定する。上部ケース１０と下部ケース１１とは、一体化して構成されてもよい。これにより、電力変換装置２００を単純な直方体形状としたことで、車両等への取り付けが容易となり、また、製造も容易になる。
下部ケース１１の一側面（長手方向）に、コネクタ１８８が取り付けられており、このコネクタ１８８には、交流ターミナル１８が接続されている。パワーモジュール３００の交流電極３２０は、電流センサ１８０を貫通してコネクタ１８８に接続されている。
パワーモジュール４００の上方には、制御回路１７２およびドライバ回路１７４が配置され、パワーモジュール４００の直流端子側には、コンデンサ５００が収容されている。コンデンサ５００をパワーモジュール４００と同一の高さに配置することで、電力変換装置２００全体を薄型化することができるため、電力変換装置２００の車両への設置自由度が向上する。
図８は、本発明の一実施形態の変形例を示す平面図である。
変形例は、パワーモジュール３００Ａの基板１６０Ａが、封止材３６０の全周ではなく、直流電極側にだけあることが特徴である。これに伴い、第１配線層１６１Ａも封止材３６０の片側にだけある構成になっている。交流電極３２０Ａは、図１とは違い封止材３６０から直接出ている構成になっている。
図９は、本発明の一実施形態の変形例を示すトランスファーモールドの工程を説明する断面図である。
図９において、パワー半導体素子の位置を境に、基板１６０Ａのある方はトランスファーモールド装置６００Ａの金型で基板１６０Ａをクランプし、基板１６０Ａのない方は、交流電極３２０Ａを上型６０１Ａで直接クランプしている。これにより、Ｒ形状の金型突起６１０ＡによってできるＲ形状の凹みは、基板１６０Ａにおいて、封止材３６０の周囲の一部分である直流電力が流れる側だけに形成され、交流電極３２０Ａ側は、Ｒ形状の凹みは形成されない。
図１０は、本発明の一実施形態の変形例を示す断面図である。なお、図１０に示すパワーモジュール４００Ａの断面図は、図８のＹ－Ｙ断面位置をＴ方向から見た図である。
Ｒ形状の凹み６０６Ａによって、封止材３６０で一部がモールドされているパワーモジュール４００Ａにおいて、交流電極３２０Ａは、はんだ１５０を介して第４導体板４３３及び第１導体板４３０と接続されている。つまり、変形例は基板１６０Ａを間に介さないで交流電極３２０Ａと導体板４３０，４３３を直接接続する構成である。これにより、交流電極３２０Ａ側に基板１６０Ａがないことで、一方側のトランスファーモールドの樹脂もれを考える必要がなく、トランスファーモールド装置の構成や基板１６０Ａの構成を簡易化させ、組立を簡素化させることができる。
以上説明した本発明の一実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）パワーモジュール３００は直流電力を交流電力に変換し交流電力をモータ１９２に出力するパワー半導体素子１５５～１５８と、パワー半導体素子１５５～１５８と電気的に接続される導体４３０～４３３と、導体４３０～４３３と接続される基板配線を面上に有する基板１６０と、パワー半導体素子１５５～１５８と導体４３０～４３３と基板１６０を封止する樹脂封止材３６０と、を備え、基板１６０は、樹脂封止材３６０の端部と接する位置に、基板配線の表面が連続した曲面上に凹んで形成された凹部を有する。このようにしたので、小型化と歩留まり向上を両立させた電力変換装置を提供できる。
（２）パワーモジュール３００の金属表面部１６１，１６４に形成される凹部は、深さが一定のＲ形状６０６である。このようにしたので、基板１６０の厚さのばらつき具合に関わらずトランスファーモールド時の樹脂漏れを防ぐことができる。
（３）電力変換装置２００の凹部６０６は、樹脂封止材３６０の全周に形成される。このようにしたので、トランスファーモールド形成時に封止材３６０の漏れを防ぐことができる。
（４）電力変換装置２００の凹部６０６は、基板１６０の両面に形成されている。このようにしたので、トランスファーモールド形成時に封止材３６０の漏れを防ぐことができる。
（５）電力変換装置２００の凹部６０６は、樹脂封止材３６０の周囲の一部分に形成される。このようにしたので、基板１６０を交流電極側に設ける必要がなくなる。
（６）電力変換装置２００はパワーモジュール３００を備え、パワーモジュール３００は、ケース１０，１１によって密閉固定され、ケース１０、１１の内部には、パワーモジュール３００を冷却するための冷却流路１３，１４を導通させている。このようにしたので、樹脂漏れ防止を可能にし、小型化と歩留まり向上を両立させた電力変換装置２００を提供できる。
なお、以上の説明はあくまでも一例であり、発明を解釈する際、上記実施の形態の記載事項と特許請求の範囲の記載事項の対応関係に何ら限定も拘束もされない。また、発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、削除・他の構成に置換・他の構成の追加をすることが可能であり、その態様も本発明の範囲内に含まれる。さらに、上述の実施形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。
１０ 上部ケース
１１ 下部ケース
１３ 冷却水流入管
１４ 冷却水流出管
１８ 交流ターミナル
３０ バッテリ
１５０ はんだ
１５１ ワイヤ
１５５ 第１パワー半導体素子（上アーム回路能動素子）
１５６ 第１パワー半導体素子（上アーム回路ダイオード）
１５７ 第２パワー半導体素子（下アーム回路能動素子）
１５８ 第２パワー半導体素子（下アーム回路ダイオード）
１６０，１６０Ａ 配線基板
１６１，１６１Ａ 第１配線層
１６２ 第２配線層
１６３ 第３配線層
１６４ 第４配線層
１６５ 貫通スルーホール
１６６ 配線基板の中抜き領域
１７２ 制御回路
１７４ ドライバ回路
１７５ 基板間接続
１８０ 電流センサ
１８８ コネクタ
１９２ 車両走行用モータ
２００ 電力変換装置
３００、３００Ａ パワーモジュール
３１０ 回路体
３１５ 正極配線
３１９ 負極配線
３２０、３２０Ａ 交流電極
３２５ 端子群
３２５Ｋ ケルビンエミッタ信号端子
３２５Ｌ 下アームゲート信号端子
３２５Ｕ 上アームゲート信号端子
３４０ 冷却部材
３６０ 樹脂封止材
４００、４００Ａ 冷却器付パワーモジュール
４３０ 第１導体板（上アーム回路エミッタ側）
４３１ 第２導体板（上アーム回路コレクタ側）
４３２ 第３導体板（下アーム回路エミッタ側）
４３３ 第４導体板（下アーム回路コレクタ側）
４４２ 絶縁層
５００ コンデンサ
６００、６００Ａ トランスファーモールド装置
６０１ 上型
６０２、６０２Ａ 中型
６０３ 下型
６０４ スプリング
６０５ プランジャ
６０６、６０６Ａ Ｒ形状の凹み
６０７ 角形状の金型突起
６０８ クラック
６１０、６１０Ａ Ｒ形状の金型突起

Claims (6)

  1. 直流電力を交流電力に変換し前記交流電力をモータに出力するパワー半導体素子と、
    前記パワー半導体素子と電気的に接続される導体と、
    前記導体と接続される基板配線を面上に有する基板と、
    前記パワー半導体素子と前記導体と前記基板を封止する樹脂封止材と、を備え、
    前記基板は、前記樹脂封止材の端部と接する位置に、前記基板配線の表面が連続した曲面状に凹んで形成された凹部を有する
    パワーモジュール。
  2. 請求項１に記載のパワーモジュールにおいて、
    前記凹部は、深さが一定のＲ形状である
    パワーモジュール。
  3. 請求項１に記載のパワーモジュールにおいて、
    前記凹部は、前記樹脂封止材の全周に形成される
    パワーモジュール。
  4. 請求項１に記載のパワーモジュールにおいて、
    前記凹部は、前記基板の両面に形成されている
    パワーモジュール。
  5. 請求項１に記載のパワーモジュールにおいて、
    前記凹部は、前記樹脂封止材の周囲の一部分に形成される
    パワーモジュール。
  6. 請求項１に記載のパワーモジュールを備え、
    前記パワーモジュールは、ケースによって密閉固定され、
    前記ケースの内部には、前記パワーモジュールを冷却するための冷却流路を導通させている
    電力変換装置。
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