JP2019192709A - Bus bar module, electric power conversion system and manufacturing method for bus bar module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のバスバーを封止したバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置と、バスバーモジュールの製造方法に関する。 The present invention relates to a bus bar module in which a plurality of bus bars are sealed, a power converter using the bus bar module, and a method for manufacturing the bus bar module.
従来から、複数のバスバーと、該複数のバスバーを封止する樹脂封止体とを備えるバスバーモジュールが知られている(下記特許文献1参照)。このバスバーモジュールは、例えば、電力変換装置等に用いられる。
Conventionally, a bus bar module including a plurality of bus bars and a resin sealing body that seals the plurality of bus bars is known (see
しかしながら、上記バスバーモジュールは、上記樹脂封止体に熱応力が加わりやすいという課題がある。すなわち、バスバーに電流が流れると熱が発生するため、樹脂封止体の温度が上昇して膨張し、樹脂封止体に熱応力が加わる。特に、樹脂封止体のうち、互いに隣り合う一対のバスバーの間に存在する部分は、バスバーによって自由な熱膨張が妨げられ、高い熱応力が加わりやすい。樹脂封止体に高い熱応力が加わると、樹脂封止体が低寿命化する可能性が考えられる。 However, the bus bar module has a problem that thermal stress is easily applied to the resin sealing body. That is, since heat is generated when a current flows through the bus bar, the temperature of the resin sealing body rises and expands, and thermal stress is applied to the resin sealing body. In particular, in the resin sealing body, a portion existing between a pair of bus bars adjacent to each other is prevented from free thermal expansion by the bus bar, and high thermal stress is easily applied. If a high thermal stress is applied to the resin sealing body, there is a possibility that the resin sealing body may have a reduced life.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、樹脂封止体に高い熱応力が加わりにくく、低寿命化しにくいバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置、およびバスバーモジュールの製造方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and a bus bar module in which high thermal stress is not easily applied to a resin sealing body and the life of the resin is not easily reduced, a power conversion device using the bus bar module, and manufacture of the bus bar module Is to provide a method.
本発明の第1の態様は、複数のバスバー(2)と、
樹脂からなり、上記複数のバスバーを封止する樹脂封止体(30)とを備え、
個々の上記バスバーは、該バスバーの厚さ方向に所定間隔をおいて互いに隣り合っており、
上記樹脂封止体は、互いに接触した、第1樹脂部(3A)と第2樹脂部(3B)とを有し、互いに隣り合う一対の上記バスバーの間に、上記第1樹脂部と上記第2樹脂部との界面(4)が存在している、バスバーモジュール(1)にある。
A first aspect of the present invention includes a plurality of bus bars (2),
A resin sealing body (30) made of resin and sealing the plurality of bus bars,
The individual bus bars are adjacent to each other at a predetermined interval in the thickness direction of the bus bar,
The resin sealing body has a first resin portion (3 A ) and a second resin portion (3 B ) in contact with each other, and the first resin portion and the pair of bus bars adjacent to each other The bus bar module (1) has an interface (4) with the second resin portion.
また、本発明の第2の態様は、上記バスバーモジュールを備えた電力変換装置(10)であって、
上記樹脂封止体は上記電力変換装置のケース(30C)を兼ねており、
該ケース内に収容され、上記一対のバスバーにそれぞれ電気接続した半導体モジュール(5)と、
上記ケース内に収容され、上記半導体モジュールの動作制御を行う制御回路基板(6)と、
上記半導体モジュールと上記制御回路基板とを上記ケース内に封止するケース封止部材(7)と、をさらに備え、
上記ケースには、上記半導体モジュールに電気接続した車載オルタネータ(11)を、上記ケースの開口部(38)を塞ぐ位置に固定するための固定部(39)が形成され、
上記ケースの外面において、上記第1樹脂部と上記第2樹脂部との界面が露出しないよう構成されている、電力変換装置にある。
A second aspect of the present invention is a power conversion device (10) including the bus bar module,
The resin sealing body also serves as the case (30 C ) of the power converter,
A semiconductor module (5) housed in the case and electrically connected to the pair of bus bars,
A control circuit board (6) housed in the case and controlling the operation of the semiconductor module;
A case sealing member (7) for sealing the semiconductor module and the control circuit board in the case;
The case is formed with a fixing portion (39) for fixing the in-vehicle alternator (11) electrically connected to the semiconductor module at a position closing the opening (38) of the case,
The power conversion device is configured so that an interface between the first resin portion and the second resin portion is not exposed on an outer surface of the case.
また、本発明の第3の態様は、上記バスバーモジュールの製造方法であって、
上記一対のバスバーのうち一方のバスバーを一次金型に収容して樹脂成形を行うことにより、上記一方のバスバーと上記第1樹脂部とが一体に形成され該第1樹脂部に他方の上記バスバーを固定する凹部(37)が設けられた一次成形体(301)を形成する一次成形工程と、
上記凹部に上記他方のバスバーを挿入して固定するバスバー固定工程と、
上記他方のバスバーを固定した上記一次成形体を二次金型に収容し、上記第2樹脂部を成形する二次成形工程と、
を行う、バスバーモジュールの製造方法にある。
A third aspect of the present invention is a method of manufacturing the bus bar module,
One bus bar of the pair of bus bars is accommodated in a primary mold and resin molding is performed, whereby the one bus bar and the first resin portion are integrally formed, and the other bus bar is formed on the first resin portion. A primary molding step of forming a primary molded body (301) provided with a recess (37) for fixing
A bus bar fixing step of inserting and fixing the other bus bar in the recess;
A secondary molding step of accommodating the primary molded body to which the other bus bar is fixed in a secondary mold and molding the second resin portion;
A method of manufacturing a bus bar module.
上記第1の発明に係るバスバーモジュールは、上記第1樹脂部と第2樹脂部とを有する樹脂封止体を備える。そして、上記一対のバスバーの間に、第1樹脂部と第2樹脂部との界面が存在するよう構成されている。
そのため、樹脂封止体に加わる熱応力を緩和できる。すなわち、第1樹脂部と第2樹脂部とは、完全に密着しているのではなく、これらの間に僅かに隙間が存在している。したがって、バスバーに電流が流れて発熱し、樹脂封止体の温度が上昇した場合、上記隙間によって樹脂封止体の熱膨張を緩和することができる。そのため、樹脂封止体にクラック等が発生しにくくなり、樹脂封止体の低寿命化を抑制できる。特に、樹脂封止体のうち、一対のバスバーの間に存在する部位は、バスバーによって自由な熱膨張が妨げられるため、高い熱応力が加わりやすいが、本発明のように上記界面を一対のバスバーの間に形成すれば、熱応力を効果的に緩和でき、樹脂封止体の低寿命化を抑制できる。
The bus bar module according to the first invention includes a resin sealing body having the first resin portion and the second resin portion. And it is comprised so that the interface of a 1st resin part and a 2nd resin part may exist between a pair of said bus-bars.
Therefore, the thermal stress applied to the resin sealing body can be relaxed. That is, the first resin portion and the second resin portion are not completely in close contact with each other, and a slight gap exists between them. Therefore, when a current flows through the bus bar to generate heat and the temperature of the resin sealing body rises, the thermal expansion of the resin sealing body can be mitigated by the gap. Therefore, cracks and the like are less likely to occur in the resin sealing body, and the lifetime reduction of the resin sealing body can be suppressed. In particular, a portion of the resin-sealed body existing between a pair of bus bars is likely to be subjected to high thermal stress because free thermal expansion is prevented by the bus bar. If it forms between, thermal stress can be relieve | moderated effectively and the lifetime reduction of a resin sealing body can be suppressed.
また、上記第2の発明では、バスバーモジュールを電力変換装置に用いている。電力変換装置のバスバーには大きな電流が流れるため、発熱しやすい。そのため、樹脂封止体の温度が特に高くなりやすい。しかしながら、本発明では、一対のバスバーの間に2つの樹脂部の界面を設け、これら2つの樹脂部の間に存在する隙間によって熱応力を緩和しているため、温度が特に高くなっても、樹脂封止体に大きな熱応力が加わることを抑制でき、低寿命化を抑制できる。
また、上記第2の発明に係る電力変換装置は、車載オルタネータに取り付けられる。このような環境に用いる電力変換装置は、車両が走行したときに跳ね返った雨水等に曝されやすい。しかしながら、上記電力変換装置では、樹脂封止体(すなわちケース)の外面に、第1樹脂部と第2樹脂部との界面が露出しないよう構成してあるため、この界面から水が浸入して一対のバスバーが短絡する不具合を抑制できる。
Moreover, in the said 2nd invention, the bus-bar module is used for the power converter device. Since a large current flows through the bus bar of the power converter, heat is easily generated. Therefore, the temperature of the resin sealing body tends to be particularly high. However, in the present invention, since the interface between the two resin parts is provided between the pair of bus bars and the thermal stress is relaxed by the gaps existing between the two resin parts, even if the temperature is particularly high, It can suppress that a big thermal stress is added to a resin sealing body, and can suppress lifetime reduction.
Moreover, the power converter device according to the second aspect of the invention is attached to the in-vehicle alternator. The power conversion device used in such an environment is easily exposed to rainwater or the like that bounces when the vehicle travels. However, since the power converter is configured so that the interface between the first resin portion and the second resin portion is not exposed on the outer surface of the resin sealing body (that is, the case), water enters from the interface. A problem that the pair of bus bars is short-circuited can be suppressed.
また、上記第3の発明では、上記一次成形工程と、バスバー固定工程と、二次成形工程とを行う。一次成形工程では、一対のバスバーのうち一方のバスバーのみ金型に収容し、樹脂成形を行って、上記一次成形体を製造する。一次成形体には上記凹部を形成してあり、この凹部に他方のバスバーを固定してから、上記二次成形工程を行う。
このようにすると、一対のバスバーの間隔に製造ばらつきが生じることを抑制でき、一対のバスバーが接近して短絡したり、一対のバスバー間のインダクタンスに製造ばらつきが生じたりする不具合を抑制できる。すなわち、仮に、一対のバスバーを両方とも金型に収容して、1回の樹脂成形でバスバーモジュールを製造したとすると、樹脂の圧力によってバスバーが押され、一対のバスバーの間隔が変動しやすい。これに対して、上記第3の発明のように、まず一方のバスバーを金型に入れて上記一次成形体を製造し、この一次成形体に形成した凹部に他方のバスバーを固定してから二次成形工程を行えば、一対のバスバーを上記第1樹脂部によって充分に固定した状態で、二次成形工程を行うことができる。そのため、二次成形工程で樹脂の圧力がバスバーに加わっても、一対のバスバーの間隔が変化しにくい。
Moreover, in the said 3rd invention, the said primary shaping | molding process, a bus-bar fixing process, and a secondary shaping | molding process are performed. In the primary molding step, only one bus bar of the pair of bus bars is accommodated in the mold, and resin molding is performed to manufacture the primary molded body. The said recessed part is formed in the primary molded object, After fixing the other bus bar to this recessed part, the said secondary shaping | molding process is performed.
If it does in this way, it can control that a manufacturing variation arises in the interval of a pair of bus bars, a pair of bus bars approach and it short-circuits, and the malfunction that a manufacturing variation arises in the inductance between a pair of bus bars can be controlled. That is, if a pair of bus bars are both housed in a mold and a bus bar module is manufactured by a single resin molding, the bus bar is pushed by the pressure of the resin, and the interval between the pair of bus bars tends to vary. On the other hand, as in the third aspect of the invention, first, one of the bus bars is put into a mold to produce the primary molded body, and the other bus bar is fixed to the recess formed in the primary molded body. If the next molding step is performed, the secondary molding step can be performed in a state where the pair of bus bars are sufficiently fixed by the first resin portion. Therefore, even if the pressure of the resin is applied to the bus bar in the secondary molding process, the interval between the pair of bus bars is difficult to change.
以上のごとく、上記態様によれば、樹脂封止体に高い熱応力が加わりにくく、低寿命化しにくいバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置、およびバスバーモジュールの製造方法を提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a bus bar module in which a high thermal stress is not easily applied to the resin sealing body and a lifetime is difficult to be reduced, a power conversion device using the bus bar module, and a method for manufacturing the bus bar module. Can do.
In addition, the code | symbol in the parenthesis described in the means to solve a claim and a subject shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later, and limits the technical scope of this invention. It is not a thing.
(実施形態1)
上記バスバーモジュール、及び電力変換装置に係る実施形態について、図1〜図18を参照して説明する。図1、図15に示すごとく、本形態のバスバーモジュール1は、一対のバスバー2(2P,2N)と、該一対のバスバー2P,2Nを封止する樹脂封止体30とを備える。個々のバスバー2は、該バスバー2の厚さ方向に所定間隔をおいて互いに隣り合っている。
(Embodiment 1)
Embodiments according to the bus bar module and the power conversion device will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 15, the
樹脂封止体30は、互いに接触した、第1樹脂部3Aと第2樹脂部3Bとを有する。上記一対のバスバー2P,2Nの間に、第1樹脂部3Aと第2樹脂部3Bとの界面4が存在している。
本形態のバスバーモジュール1は、図1〜図3に示すごとく、電力変換装置10に用いられる。電力変換装置10は、バスバーモジュール1と、半導体モジュール5と、制御回路基板6と、ケース封止部材7とを備える。バスバーモジュール1の上記樹脂封止体30は、電力変換装置10のケース30Cを兼ねている。半導体モジュール5は、ケース30C内に収容されている。半導体モジュール5は、図1に示すごとく、一対のバスバー2P,2Nにそれぞれ電気接続している。
The
制御回路基板6は、半導体モジュール5に接続している。制御回路基板6によって、半導体モジュール5の動作制御を行っている。また、ケース封止部材7は、半導体モジュール5と制御回路基板6とをケース30C内に封止している。
The
図2、図3に示すごとく、ケース30Cには、車載オルタネータ11(図1、図17参照)を固定するための固定部39が形成されている。この固定部39を用いて、車載オルタネータ11を、ケース30Cの開口部38を塞ぐ位置に固定してある。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、図1に示すごとく、本形態の電力変換装置は、ケース30Cの外面において、第1樹脂部3Aと第2樹脂部3Bとの界面4が露出しないよう構成されている。
Further, as shown in FIG. 1, the power conversion device of this embodiment, the outer surface of the
図17に示すごとく、車載オルタネータ11には、ベルト111を取り付けてある。このベルト111を介して、図示しないエンジンの回転力を車載オルタネータ11に伝え、交流電力を発生している。電力変換装置10は、この交流電力を直流電力に整流し、直流電源82を充電する。また、エンジンを始動する際には、直流電源82の直流電力を、電力変換装置10を用いて交流電力に変換し、車載オルタネータ11を回転させる。これにより、エンジンを始動する。
As shown in FIG. 17, a
図2に示すごとく、ケース30C(すなわち樹脂封止体30)内には、3個の半導体モジュール5が収容されている。個々の半導体モジュール5は、パワー端子52(52P,52N)と、制御端子53とを備える。パワー端子52は、バスバー2の接続部23(23P,23N)に接続している。また、制御端子53は、図1に示すごとく、制御回路基板6に接続している。ケース30Cの内部は、防水用のケース封止部材7によって封止されている。
As shown in FIG. 2, three
図1〜図3に示すごとく、ケース30Cには、放熱板51をインサートしてある。この放熱板51を用いて、半導体モジュール5の熱を放熱している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
図4、図5に示すごとく、バスバー2は、四角形状に折り曲げられている。バスバー2には、直流電源82(図17、図18参照)の正電極に接続される正極バスバー2Pと、グランドに接続される負極バスバー2Nとがある。正極バスバー2Pには、直流電源82の正電極に接続するための電源接続端子21が形成されている。また、負極バスバー2Nには、車載オルタネータ11を介してグランドに接続するための接地端子22が形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図18に示すごとく、半導体モジュール5は、それぞれ4個のスイッチング素子55(MOSFET)を備える。また、車載オルタネータ11は、2個の巻線部19A,19Bを備える。第1半導体モジュール5Aに含まれる4個のスイッチング素子55と、第2半導体モジュール5Bに含まれる2個のスイッチング素子55とは、第1巻線部19Aに接続している。また、第2半導体モジュール5Bに含まれる他の2個のスイッチング素子55と、第3半導体モジュール5Cに含まれる4個のスイッチング素子55とは、第2巻線部19Bに接続している。
As shown in FIG. 18, each
図9に示すごとく、半導体モジュール5は、スイッチング素子55を内蔵したモジュール本体部54と、該モジュール本体部54から突出したパワー端子52と、制御端子53とを備える。パワー端子52には、正極バスバー2Pに接続する正極端子52Pと、負極バスバー2Nに接続する負極端子52Nと、巻線部19に接続する交流端子52Aとがある。制御端子53は、上述した制御回路基板6(図1参照)に接続している。
As shown in FIG. 9, the
半導体モジュール5は、2本の正極端子52Pと、2本の負極端子52Nとを備える。上述したように、ケース30C(すなわち樹脂封止体30)は、バスバー2を封止している(図1参照)。このケース30C内に、バスバー2の接続部23(23P,23N)が突出している。これらの接続部23を、半導体モジュール5のパワー端子52P,52Nに重ね合せて溶接してある。
The
図6、図8に示すごとく、第1樹脂部3Aは、一対のバスバー2P,2Nの間に介在する介在部31と、一対のバスバー2P,2Nの外側に配された外側部32と、底部33とを備える。図8に示すごとく、介在部31の端面310は、接続部23の突出方向(Z方向)において、バスバー2の両端部29A,29Bの間に位置している。
6, as shown in FIG. 8, the outer first resin section 3 A, an
また、図5、図6に示すごとく、第1樹脂部3Aには、窪部36が複数個所、形成されている。窪部36内にも、介在部31が形成されている。窪部36は、後述する一次成形工程を行う際に、一次金型81を挿入したため、形成されたものである。これにより、一次成形工程において、バスバー2の変形を抑制したり、介在部31の厚さばらつきを抑制したりしている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the first resin portion 3 A has a plurality of
また、図5、図6に示すごとく、本形態では、バスバー2の全ての部位に外側部32を設けておらず、複数個所、外側部32を形成していない領域が存在する。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, in this embodiment, the
図15に示すごとく、介在部31の端面310は、Z方向において、バスバー2の中央部Mよりも、接続部23から遠い位置に存在している。また、外側部32の端面320は、Z方向において、中央部Mよりも接続部23に近い位置に存在している。第2樹脂部3Bは、外側部32と、一対のバスバー2P,2Nと、介在部31とを、外側から覆っている。
また、上述したように、第1樹脂部3Aには、窪部36が複数個所、形成されている(図5、図6参照)。窪部36内の介在部31の端面310も、Z方向において、バスバー2の中央部Mよりも、接続部23から遠い位置に存在している。
As shown in FIG. 15, the
As described above, the first resin portion 3 A,
次に、バスバーモジュール1の製造方法について説明する。図10に示すごとく、まず、一次成形工程を行う。一次成形工程では、一対のバスバー2のうち一方のバスバー2(本形態では正極バスバー2P)を一次金型81に収容し、樹脂成形を行う。すなわち、まず2つの一次金型81A,81B内にバスバー2Pを収容し、ゲート810から溶融樹脂を注入する。そして、樹脂を固化させ、金型81A,81Bを離型する。これにより、図11に示すごとく、一方のバスバー2Pと第1樹脂部3Aとが一体に形成された一次成形体301を形成する。第1樹脂部3Aには、他方のバスバー2Nを固定するための凹部37を形成してある。
Next, a method for manufacturing the
次いで、図12に示すごとく、バスバー固定工程を行う。バスバー固定工程では、第1樹脂部3Aの凹部37に他方のバスバー2Nを挿入し、固定する。
Next, as shown in FIG. 12, a bus bar fixing step is performed. The bus bar fixing step, the
その後、図13に示すごとく、二次成形工程を行う。二次成形工程では、他方のバスバー2Nを固定した一次成形体301を二次金型(図示しない)に収容し、樹脂成形を行う。これにより、第2樹脂部3Bを形成する。二次成形工程では、上記二次金型に放熱板51も収容する。そして、放熱板51をインサート成型する。以上の工程を行うことにより、バスバーモジュール1を製造する。
Thereafter, as shown in FIG. 13, a secondary forming step is performed. In the secondary molding step, the primary molded
その後、図14に示すごとく、ケース30C(すなわち樹脂封止体30)内に半導体モジュール5を収容し、該半導体モジュール5のパワー端子52P,52Nをバスバー2の接続部23P,23Nに溶接する。次いで、図15に示すごとく、制御端子53(図1参照)に制御回路基板6を接続し、ケース30C内をケース封止部材7によって封止する。以上の工程を行うことにより、電力変換装置10を製造する。
Thereafter, as shown in FIG. 14, the
本形態の作用効果について説明する。図1、図15に示すごとく、本形態のバスバーモジュール1は、一対のバスバー2P,2Nと、樹脂封止体30とを備える。樹脂封止体30は、第1樹脂部3Aと第2樹脂部3Bとを有する。一対のバスバー2P,2Nの間に、第1樹脂部3Aと第2樹脂部3Bとの界面4が存在するよう構成されている。
そのため、樹脂封止体30に加わる熱応力を緩和できる。すなわち、図16に示すごとく、第1樹脂部3Aと第2樹脂部3Bとは、完全に密着しているのではなく、これらの間に僅かに隙間Gが存在している。したがって、バスバー2に電流が流れて発熱し、樹脂封止体30の温度が上昇した場合、隙間Gによって樹脂封止体30の熱膨張を緩和することができる。そのため、樹脂封止体30にクラック等が発生しにくくなり、樹脂封止体30の低寿命化を抑制できる。特に、樹脂封止体30のうち、一対のバスバー2P,2Nの間に存在する部位は、バスバー2P,2Nによって自由な熱膨張が妨げられるため、高い熱応力が加わりやすいが、本形態のように界面4を一対のバスバー2P,2Nの間に形成すれば、熱応力を効果的に緩和でき、樹脂封止体30の低寿命化を抑制できる。
The effect of this form is demonstrated. As shown in FIGS. 1 and 15, the
Therefore, the thermal stress applied to the
また、本形態の電力変換装置10は、上記バスバーモジュール1を備える。電力変換装置10のバスバー2には大きな電流が流れるため、発熱しやすい。また、車載オルタネータ11に接続する場合は、電力変換装置10の周囲に存在するエンジンや車載オルタネータ11からの熱を受けて、樹脂封止体30の温度が特に高くなりやすい。しかしながら、本形態では、一対のバスバー2P,2Nの間に2つの樹脂部3A,3Bの界面4を設け、これら2つの樹脂部3A,3Bの間に存在する隙間Gによって熱応力を緩和しているため、温度が特に高くなっても、樹脂封止体30に大きな熱応力が加わることを抑制でき、低寿命化を抑制できる。
Further, the
また、上述したように、本形態の電力変換装置10は、車載オルタネータ11に取り付けられる。このような環境で用いられる電力変換装置10は、車両が走行したときに跳ね返った雨水等に曝されやすい。しかしながら、本形態では、樹脂封止体30(すなわちケース30C)の外面に、第1樹脂部3Aと第2樹脂部3Bとの界面4が露出しないよう構成してあるため、この界面4から水が浸入して一対のバスバー2P,2Nが短絡する不具合を抑制できる。
Further, as described above, the
また、本形態に係るバスバーモジュール1の製造方法では、一次成形工程(図10、図11参照)と、バスバー固定工程(図12参照)と、二次成形工程(図13参照)とを行う。一次成形工程では、一対のバスバー2のうち一方のバスバー2(本形態では正極バスバー2P)のみ一次金型81に収容し、樹脂成形を行って、一次成形体301を製造する。一次成形体301には凹部37を形成してあり、この凹部37に他方のバスバー2(本形態では負極バスバー2N)を固定してから、二次成形工程を行う。
このようにすると、一対のバスバー2P,2Nの間隔に製造ばらつきが生じることを抑制でき、一対のバスバー2P,2Nが接近して短絡したり、一対のバスバー2P,2N間のインダクタンスに製造ばらつきが生じたりする不具合を抑制できる。すなわち、仮に、一対のバスバー2P,2Nを両方とも金型に収容して、1回の樹脂成形でバスバーモジュール1を製造したとすると、樹脂の圧力によってバスバー2P,2Nが押され、一対のバスバー2P,2Nの間隔が変動しやすい。これに対して、本形態のように、まず一方のバスバー2Pを金型に入れて一次成形体301を製造し、この一次成形体301に形成した凹部37に他方のバスバー2Nを固定してから二次成形工程を行えば、一対のバスバー2P,2Nを第1樹脂部3Aによって充分に固定した状態で、二次成形工程を行うことができる。そのため、二次成形工程で樹脂の圧力がバスバー2に加わっても、一対のバスバー2P,2Nの間隔が変化しにくい。
Moreover, in the manufacturing method of the bus-
In this way, the pair of
また、上述したように、本形態では、一次成形工程において第1樹脂部3Aを成形し、二次成形工程において第2樹脂部3Bを成形する。これら第1樹脂部3Aと第2樹脂部3Bとは、同一の樹脂材料によって構成されている。図13に示すごとく、第1樹脂部3Aのうち一対のバスバー2P,2Nの間に介在する部分(介在部31)の体積は、第2樹脂部3Bのうち一対のバスバー2P,2Nの間に介在する部分34の体積よりも大きい。
このようにすると、一対のバスバー2P,2Nの間隔をより一定にしやすい。すなわち、第1樹脂部3Aの介在部31は、図10に示すごとく、一次成形工程を行ったときに、バスバー2Pと金型81Aとの間に形成される。金型81Aは樹脂圧が加わっても動きにくいため、介在部31の厚さは、製造ばらつきが発生しにくい。したがって、厚さばらつきが生じにくい、第1樹脂部3Aの介在部31の体積を大きくすることにより、一対のバスバー2P,2N間の間隔を一定にしやすくなる。また、介在部31の体積を大きくすると、他方のバスバー2Nを凹部37に保持しやすくなる。さらに、介在部31の体積を大きくすると、図13に示すごとく、二次成形工程を行ったときに各バスバー2P,2Nに樹脂圧Pが加わった場合でも、介在部31によって各バスバー2P,2Nを広い面積にわたって支持できるため、樹脂圧Pによってバスバー2P,2Nが変形することを抑制できる。
As described above, in this embodiment, by forming the first resin portion 3 A in the primary molding step, molding the second resin portion 3 B in a secondary molding step. The first resin part 3 A and the second resin part 3 B are made of the same resin material. As shown in FIG. 13, the volume of a portion (intervening portion 31) interposed between a pair of
In this way, easily and more constant distance between the pair of
以上のごとく、本形態によれば、樹脂封止体に高い熱応力が加わりにくく、低寿命化しにくいバスバーモジュールと、該バスバーモジュールを用いた電力変換装置、およびバスバーモジュールの製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a bus bar module in which a high thermal stress is not easily applied to the resin sealing body and a lifetime is not easily reduced, a power converter using the bus bar module, and a method for manufacturing the bus bar module. Can do.
以下の実施形態においては、図面に用いた符号のうち、実施形態1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施形態1と同様の構成要素等を表す。 In the following embodiments, the same reference numerals used in the drawings among the reference numerals used in the drawings represent the same constituent elements as those in the first embodiment unless otherwise specified.
(実施形態2)
本形態は、第1樹脂部3Aの形状を変更した例である。図19に示すごとく、本形態では、第1樹脂部3Aの介在部31の端面310と、外側部32の端面320との、Z方向における位置が等しい。これらの端面310,320は、Z方向において、バスバー2の中間部Mよりも、接続部23に近い位置に存在している。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
(Embodiment 2)
This embodiment is an example of changing the shape of the first resin section 3 A. As shown in FIG. 19, in this embodiment, the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態3)
本形態は、第1樹脂部3Aの形状を変更した例である。図20に示すごとく、本形態では、第1樹脂部3Aの介在部31の端面310は、外側部32の端面320よりも、Z方向における接続部23側に位置している。外側部32の端面320は、バスバー2の中央部Mと、Z方向における位置が等しい。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
(Embodiment 3)
This embodiment is an example of changing the shape of the first resin section 3 A. As shown in FIG. 20, in this embodiment, the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態4)
本形態は、第1樹脂部3Aの形状を変更した例である。図21に示すごとく、本形態では、実施形態3と同様に、第1樹脂部3Aの介在部31の端面310は、外側部32の端面320よりも、Z方向において接続部23側に位置している。介在部31の端面310は、バスバー2の中央部Mよりも、Z方向における接続部23側に位置している。また、外側部32の端面320は、バスバー2の中央部Mよりも、Z方向において、接続部23から遠い位置に形成されている。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
(Embodiment 4)
This embodiment is an example of changing the shape of the first resin section 3 A. As shown in FIG. 21, in the present embodiment, the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態5)
本形態は、第1樹脂部3Aの形状を変更した例である。図22に示すごとく、本形態では、一対のバスバー2P,2Nの配列方向(X方向)における、一方側のみ外側部32を形成してある。介在部31の端面310は、外側部32の端面320よりも、Z方向における接続部23側に位置している。また、外側部32の端面320は、Z方向において、バスバー2の端部29Aよりも、接続部23から遠い位置に存在している。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
(Embodiment 5)
This embodiment is an example of changing the shape of the first resin section 3 A. As shown in FIG. 22, in this embodiment, the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態6)
本形態は、第1樹脂部3Aの形状を変更した例である。図23に示すごとく、本形態の第1樹脂部3Aは、外側部32を備えていない。第1樹脂部3Aは、介在部31と底部33のみ備える。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
(Embodiment 6)
This embodiment is an example of changing the shape of the first resin section 3 A. As shown in FIG. 23, the first resin portion 3 A of this embodiment does not include the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態7)
本形態は、第1樹脂部3Aの形状を変更した例である。図24に示すごとく、本形態の第1樹脂部3Aは、介在部31のみ備える。一対のバスバー2P,2Nの間に、2つの界面4(4A,4B)が形成されている。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
(Embodiment 7)
This embodiment is an example of changing the shape of the first resin section 3 A. As shown in FIG. 24, the first resin portion 3 A of this embodiment includes only the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態8)
本形態は、第1樹脂部3Aと第2樹脂部3Bの樹脂材料を変更した例である。図25に示すごとく、本形態の第1樹脂部3Aは、実施形態1と同様に、2つの外側部32と、介在部31とを備える。第2樹脂部3Bは、第1樹脂部3Aよりも、熱膨張係数が大きい。第2樹脂部3Bのうち、一対のバスバー2P,2Nの間に介在する部分(介在部34)は、第1樹脂部3Aのうち、一対のバスバー2P,2Nの間に介在する部分(介在部31)よりも、体積が小さい
(Embodiment 8)
This embodiment is an example of changing a first resin section 3 A resin material of the second resin portion 3 B. As shown in FIG. 25, the first resin portion 3 A of the present embodiment includes two
このように、本形態では、2つの樹脂部3A,3Bのうち、熱膨張係数が大きい樹脂部3(第2樹脂部3B)は、熱膨張係数が小さい樹脂部3(第1樹脂部3A)よりも、一対のバスバー2P,2Nの間に介在する部分の体積が小さくなっている。
Thus, in this embodiment, of the two resin portions 3 A and 3 B , the resin portion 3 (second resin portion 3 B ) having a large thermal expansion coefficient is the resin portion 3 (first resin) having a small thermal expansion coefficient. The volume of the portion interposed between the pair of
本形態の作用効果について説明する。上記構成にすると、バスバー2に電流が流れて発熱し、樹脂封止体30の温度が高くなった場合でも、熱膨張係数が大きい樹脂部3(第2樹脂部3B)の体積が小さいため、膨張量を少なくすることができる。そのため、樹脂封止体30に加わる熱応力を低減できる。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
The effect of this form is demonstrated. With the above configuration, even when a current flows through the
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
なお、本形態では、第2樹脂部3Bの熱膨張係数を、第1樹脂部3Aよりも大きくしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、第1樹脂部3Aの熱膨張係数を、第2樹脂部3Bよりも大きくし、図26に示すごとく、第1樹脂部3Aの方が、第2樹脂部3Bよりも、一対のバスバー2P,2Nの間に介在する部分の体積が小さくなるよう構成してもよい。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
In the present embodiment, the thermal expansion coefficient of the second resin portion 3 B, has been greater than the first resin section 3 A, the present invention is not limited thereto. That is, the thermal expansion coefficient of the first resin part 3 A is made larger than that of the second resin part 3 B. As shown in FIG. 26, the first resin part 3 A is more than the second resin part 3 B. it may be configured to the volume of a portion interposed between a pair of
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
(実施形態9)
本形態は、バスバー2の数を変更した例である。図27に示すごとく、本形態のバスバーモジュール1は、3本のバスバー2(2U,2V,2W)を備える。個々のバスバー2は、該バスバー2の厚さ方向に所定間隔をおいて互いに隣り合っている。また、実施形態1と同様に、樹脂封止体30は、第1樹脂部3Aと第2樹脂部3Bとを備える。互いに隣り合う一対のバスバー2の間に、第1樹脂部3Aと第2樹脂部3Bとの界面4が存在している。界面4は、Z方向において、バスバー2の中央部Mよりも、外側部32から遠い位置に存在している。
その他、実施形態1と同様の構成および作用効果を備える。
(Embodiment 9)
In this embodiment, the number of
In addition, the same configuration and operational effects as those of the first embodiment are provided.
なお、本形態では、3本のバスバー2を封止したが、本発明はこれに限るものではなく、4本以上のバスバー2を封止してもよい。
In the present embodiment, three
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.
1 バスバーモジュール
10 電力変換装置
2 バスバー
3A 第1樹脂部
3B 第2樹脂部
30 樹脂封止体
4 界面
5 半導体モジュール
6 制御回路基板
7 ケース封止部材
DESCRIPTION OF
Claims (5)
樹脂からなり、上記複数のバスバーを封止する樹脂封止体(30)とを備え、
個々の上記バスバーは、該バスバーの厚さ方向に所定間隔をおいて互いに隣り合っており、
上記樹脂封止体は、互いに接触した、第1樹脂部(3A)と第2樹脂部(3B)とを有し、互いに隣り合う一対の上記バスバーの間に、上記第1樹脂部と上記第2樹脂部との界面(4)が存在している、バスバーモジュール(1)。 Multiple bus bars (2),
A resin sealing body (30) made of resin and sealing the plurality of bus bars,
The individual bus bars are adjacent to each other at a predetermined interval in the thickness direction of the bus bar,
The resin sealing body has a first resin portion (3 A ) and a second resin portion (3 B ) in contact with each other, and the first resin portion and the pair of bus bars adjacent to each other A bus bar module (1) in which an interface (4) with the second resin part exists.
上記樹脂封止体は上記電力変換装置のケース(30C)を兼ねており、
該ケース内に収容され、上記一対のバスバーにそれぞれ電気接続した半導体モジュール(5)と、
上記ケース内に収容され、上記半導体モジュールの動作制御を行う制御回路基板(6)と、
上記半導体モジュールと上記制御回路基板とを上記ケース内に封止するケース封止部材(7)と、をさらに備え、
上記ケースには、上記半導体モジュールに電気接続した車載オルタネータ(11)を、上記ケースの開口部(38)を塞ぐ位置に固定するための固定部(39)が形成され、
上記ケースの外面において、上記第1樹脂部と上記第2樹脂部との界面が露出しないよう構成されている、電力変換装置。 It is a power converter device (10) provided with the bus-bar module of Claim 1 or 2, Comprising:
The resin sealing body also serves as the case (30 C ) of the power converter,
A semiconductor module (5) housed in the case and electrically connected to the pair of bus bars,
A control circuit board (6) housed in the case and controlling the operation of the semiconductor module;
A case sealing member (7) for sealing the semiconductor module and the control circuit board in the case;
The case is formed with a fixing portion (39) for fixing the in-vehicle alternator (11) electrically connected to the semiconductor module at a position closing the opening (38) of the case,
The power converter device comprised so that the interface of the said 1st resin part and the said 2nd resin part may not be exposed in the outer surface of the said case.
上記一対のバスバーのうち一方のバスバーを一次金型に収容して樹脂成形を行うことにより、上記一方のバスバーと上記第1樹脂部とが一体に形成され該第1樹脂部に他方の上記バスバーを固定する凹部(37)が設けられた一次成形体(301)を形成する一次成形工程と、
上記凹部に上記他方のバスバーを挿入して固定するバスバー固定工程と、
上記他方のバスバーを固定した上記一次成形体を二次金型に収容し、上記第2樹脂部を成形する二次成形工程と、
を行う、バスバーモジュールの製造方法。 It is a manufacturing method of the bus-bar module according to claim 1,
One bus bar of the pair of bus bars is accommodated in a primary mold and resin molding is performed, whereby the one bus bar and the first resin part are integrally formed, and the other bus bar is formed on the first resin part. A primary molding step of forming a primary molded body (301) provided with a recess (37) for fixing
A bus bar fixing step of inserting and fixing the other bus bar in the recess;
A secondary molding step of accommodating the primary molded body to which the other bus bar is fixed in a secondary mold and molding the second resin portion;
A method of manufacturing a bus bar module.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018081348A JP2019192709A (en) | 2018-04-20 | 2018-04-20 | Bus bar module, electric power conversion system and manufacturing method for bus bar module |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023060665A (en) * | 2021-10-18 | 2023-04-28 | 富士電機株式会社 | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
| US12500140B2 (en) | 2021-12-23 | 2025-12-16 | Fuji Electric Co., Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing same |
-
2018
- 2018-04-20 JP JP2018081348A patent/JP2019192709A/en active Pending
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