專利名稱：動力模塊、制造動力模塊的方法以及成型模具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種動力模塊，所述動力模塊包括半導體元件、分別布置于所述半導體元件的兩個表面上的冷卻構件以及將所述半導體元件密封在所述冷卻構件之間的成型樹脂件。本發明還涉及一種用于制造所述動力模塊的方法以及用于成型出所述動力模塊的成型模具。
背景技術：
通常，已有由樹脂成型的包括半導體元件的動力模塊(例如，見專利文件I)。當半導體元件被驅動時，半導體元件產生熱。動力模塊由分別布置于半導體元件的兩個表面上的冷卻構件來冷卻。通過在夾住半導體元件的兩個冷卻構件之間填充樹脂來制造動力模塊。專利文件1:日本專利申請公開第No. 2006-049542號專利文件I中公開的動力模塊的成型加工是通過將樹脂填充進位于被指定的成型模具保持住的冷卻構件之間 的成型區域中來實現的。成型區域是其中疊放半導體元件、金屬塊、焊料等并且由樹脂成型的區域。在成型加工中，成型區域需要具有符合成型模具的尺寸的尺寸公差。因為成型樹脂件不容易符合尺寸公差，所以樹脂可能從成型模具中泄漏出來。另一方面，布置于成型區域中的半導體元件和焊料等不能被成型模具適當地保持住，并且可能被成型壓力損壞。
發明內容
本發明的實施例的目的是提供一種動力模塊、用于制造該動力模塊的方法以及用于成型出該動力模塊的成型模具，其能實現包括半導體元件和布置在所述半導體元件的相應側上的冷卻構件的動力模塊的尺寸管理。在接下來的描述中將闡述本發明的特征和優點，通過說明書和附圖，部分特征和優點將變得顯而易見，或者根據說明書中提供的教導通過本發明的實施可以獲知本發明的特征和優點。通過說明書中以完整、清楚、簡潔以及精確的術語特別指出以使本領域中具有普通技術的人員能夠實施本發明的半導體元件，將實現和達到本發明的目的以及其他特征和優點。為了獲得這些優點以及其他優點，并且根據本發明的目的，如此處實施和寬泛描述的，本發明的一個實施例提供了一種動力模塊，包括半導體元件；第一冷卻構件和第二冷卻構件，所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件被配置為將所述半導體元件夾在它們之間；框架構件，其被配置為支撐在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的所述半導體元件；以及成型樹脂件，其布置于所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間，其中，所述框架構件包括調節構件，所述調節構件調節所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的距離。
本發明的另一個實施例提供了一種制造動力模塊的方法，所述動力模塊包括半導體元件；第一冷卻構件和第二冷卻構件，所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件被配置為將所述半導體元件夾在它們之間；框架構件，其被配置為支撐在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的所述半導體元件，并且被配置為包括調節所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的距離的調節構件；以及成型樹脂件，其布置于所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間，所述方法包括在通過成型模具使所述調節構件伸展或者收縮并且所述調節構件將所述距離調節至預期距離的狀態下，通過將成型用樹脂注射到所述成型模具中來制造所述動力模塊。本發明的又一個實施例提供了一種用于制造動力模塊的成型模具，所述動力模塊包括半導體元件；第一冷卻構件和第二冷卻構件，所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件被配置為將所述半導體元件夾在它們之間；框架構件，其被配置為支撐在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的所述半導體元件，并且被配置為包括調節所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的距離的調節構件；以及成型樹脂件，其布置于所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間，所述成型模具包括第一成型模具主體，其被配置為在所述成型樹脂件的成型加工中保持所述第一冷卻構件；第二成型模具主體，其被配置為在所述成型加工中保持所述第二冷卻構件；第一擠壓銷，其被配置為從所述第一成型模具主體的一側延伸出并且擠壓布置于所述第二冷卻構件的一側上的第二金屬塊；以及第二擠壓銷，其被配置為從所述第二成型模具主體的一側延伸出并且擠壓布置于所述第一冷卻構件的一側上的第一金屬塊，并且其中，在所述成型加工中，通過正被所述第二擠壓銷擠壓的所述第一金屬塊以及通過正被所述第一擠壓銷擠壓的所述第二金屬塊使所述調節構件伸展。通過參照附圖閱讀下列詳細描述，本發明實施例的其他目的、特征和優點將變得更加顯而易見。
圖1是根據本發明的第一個實施例的動力模塊的剖視圖；圖2是第一個實施例的動力模塊和成型模具的剖視圖；圖3A是動力模塊和成型模具的沿圖2中所示的線A-A截取的剖視圖；圖3B是動力模塊和成型模具的沿圖2中所示的線B-B截取的剖視圖；圖4是根據本發明的第一個實施例的示例性變型例的動力模塊的剖視圖；圖5是根據本發明的第一個實施例的另一個示例性變型例的動力模塊的剖視圖；圖6是根據本發明的第一個實施例的又一個示例性變型例的動力模塊的剖視圖；圖7是根據本發明的第二個實施例插入到成型模具之間的動力模塊的剖視圖；圖8圖示出包括在第二個實施例的動力模塊400的框架構件中的塊構件；圖9是根據本發明的第二個實施例的示例性變型例的動力模塊的剖視圖；圖10是根據本發明的第二個實施例的另一個示例性變型例的動力模塊的剖視圖；以及圖11是根據本發明的第二個實施例的又一個示例性變型例的動力模塊的剖視圖。
具體實施例方式下面將參照附圖描述本發明的動力模塊的實施例、用于制造動力模塊的方法以及用于成型出動力模塊的成型模具。第一個實施例圖1是根據本發明的第一個實施例的動力模塊10的剖視圖。圖1圖示出動力模塊10的剖視圖。根據本實施例的動力模塊10是一種包括在逆變器或者升壓/降壓轉換器中的模塊，逆變器或者升壓/降壓轉換器布置于例如混合動力車輛或者電動車輛的直流電源與電動機之間。如圖1所示，動力模塊10包括例如，六個半導體元件12A和12B。半導體元件12A和12B是例如，諸如絕緣柵型雙極晶體管(IGBT)等以及二極管的開關元件，并且半導體元件12A和12B構成逆變器或者升壓/降壓轉換器的上臂單元和下臂單元。執行開關元件的開關操作以使開關元件輸出流經電動機U相、V相和W相的電流并且執行升壓和降壓控制。半導體元件12A和12B經由接合線(未示出)連接至外部端子。信號通過接合線從外部控制裝置供給半導體 元件12，并且信號經由接合線從半導體元件12A和12B輸出至外部控制裝置。動力模塊10包括靠近半導體元件12A和12B布置的金屬塊14A、14B、14C、14D和14E。金屬塊14A、14B、14C、14D和14E由諸如銅的具有高傳熱性能的金屬制成。金屬塊14A至14E用作提高半導體元件12A和12B的傳熱性能的散熱器板(散熱板)以及作為背面布線。金屬塊14A和14B具有相對較大的表面積，并且金屬塊14C、14D和14E具有相對較小的表面積。金屬塊14A至14E分別具有指定的形狀。具有相對較大的表面積的金屬塊14A和14B以指定距離布置并且彼此相對。具有相對較小的表面積的金屬塊14C、14D和14E在金屬塊14A與金屬塊14B之間彼此并聯排列。金屬塊14C、14D和14E幾乎布置在金屬塊14A與金屬塊14B的中間，并且以指定的距離與金屬塊14A和14B相對。三個半導體兀件12A分別布置于金屬塊14A與金屬塊14C、14D和14E之間。另外三個半導體元件12B分別布置于金屬塊14B與金屬塊14C、14D和14E之間。三對半導體兀件12A和12B垂直疊放在金屬塊14A與金屬塊14B之間。各對半導體兀件12A和12B布置于金屬塊14A與金屬塊14B之間并且串聯在金屬塊14A與金屬塊14B之間。根據如上所述的配置，半導體元件12A和12B所布置于其中的安裝面積變得比構成逆變器的上臂單元和下臂單元的六個半導體元件布置在相同水平上的安裝面積小。于是，縮小了動力模塊10的尺寸。三對半導體元件12A和12B彼此并聯布置于金屬塊14A與金屬塊14B之間。各對半導體兀件12A和12B串聯布置于金屬塊14A與金屬塊14B之間。上方三個半導體兀件12A分別布置于金屬塊14A與金屬塊14C、14D和14E之間。下方三個半導體兀件12B分別布置于金屬塊14B與金屬塊14C、14D和14E之間。動力模塊10包括六個框架構件16。上方三個框架構件16分別支撐在金屬塊14A與金屬塊14C、14D和14E之間的半導體元件12A。下方三個框架構件16分別支撐在金屬塊14B與金屬塊14C、14D和14E之間的半導體元件12B。半導體元件12A分別被支撐在金屬塊14A與金屬塊14C、14D和14E之間。半導體元件12B分別被支撐在金屬塊14B與金屬塊14C、14D和14E之間。半導體元件12A由焊料18分別連接至金屬塊14C、14D和14E的上表面。半導體元件12B由焊料18分別連接至金屬塊14B的上表面。半導體元件12A經由焊料18連接至金屬塊14C、14D和14E的上表面。半導體元件12B連接至金屬塊14B的上表面。上方三個半導體元件12A的下表面經由焊料18連接至金屬塊14C、14D和14E的上表面。上方三個半導體元件12A的上表面經由焊料22、彈簧構件20A和焊料24連接至金屬塊14A的下表面。下方三個半導體元件12B的下表面經由焊料18連接至金屬塊14B的上表面。下方三個半導體元件12B的上表面經由焊料22、彈簧構件20B和焊料24連接至金屬塊14C、14D和14E的下表面。三個彈簧構件20A中的每個彈簧構件構成三個上方框架構件I 6中的每個框架構件的一部分。三個彈簧構件20B中的每個彈簧構件構成三個下方框架構件16中的每個框架構件的一部分。因此，上方三個框架構件16包括彈簧構件20A。下方三個框架構件16包括彈簧構件20B。彈簧構件20A和20B具有彈性。彈簧構件20A和20B串聯在金屬塊14A與金屬塊14B之間。彈簧構件20A和20B由例如，諸如銅等的具有傳熱性能和導電性的金屬材料制成。彈簧構件20A和20B是一種能夠在金屬塊14A與金屬塊14B之間沿金屬塊14A與金屬塊14B彼此面對的方向伸展和/或收縮的彈性構件。即，彈簧構件20A和20B能夠在冷卻塊26A與冷卻塊26B之間沿金屬塊14A、14B、14C、14D和14E、塊26A和26B以及半導體元件12A和12B彼此疊放的方向伸展和/或收縮。彈簧構件20A和20B具有通過將板彎曲成U形而獲得的配置或者板簧的配置。稍后將描述塊26A和26B。為了提高彈簧構件20A和20B的傳熱性能和/或導電性，可以在U形彈簧中填充焊料等。彈簧構件20A的下端經由焊料22連接至半導體元件12A。彈簧構件20B的下端經由焊料22連接至半導體元件12B。上方三個彈簧構件20A的上端經由焊料24連接至金屬塊14A。下方三個彈簧構件20B的上端經由焊料24分別連接至金屬塊14C、14D和14E。彈簧構件20A和20B能夠調節半導體元件12A和12B與金屬塊14A、14B、14C、14D和14E之間的距離。金屬塊14A與金屬塊14C、14D和14E之間的距離能夠由彈簧構件20A的伸展或者收縮來調節。金屬塊14B與金屬塊1`4C、14D和14E之間的距離能夠由彈簧構件20B的伸展或者收縮來調節。冷卻塊26A布置于金屬塊14A上，并且冷卻塊26B布置于金屬塊14B下面。冷卻塊26A和26B由諸如鋁等的高導熱率的金屬制成。冷卻塊26A和26B具有通過執行熱交換將從金屬塊14A和14B傳導來的熱傳導至諸如空氣的冷卻介質的功能。彈簧構件20A布置于半導體元件12A與冷卻塊26A之間。彈簧構件20A熱連接、機械連接及電連接至半導體元件12A和冷卻塊26A。彈簧構件20B布置于半導體元件12B與金屬塊14C、14D和14E之間。彈簧構件20B熱連接、機械連接及電連接至半導體元件12B和冷卻塊26B。動力模塊10具有半導體元件12A和12B由金屬塊14A和14B與冷卻塊26A和26B夾住的配置。在這種配置中，由半導體元件12A和12B產生的熱被傳導至布置于動力模塊10的兩端上的冷卻塊26A和26B。于是，與具有僅布置于比較動力模塊的一端上的一個冷卻塊的比較動力模塊相比，變得有可能提高動力模塊10的冷卻性能。散熱片28布置于冷卻塊26A和26B的外表面上。散熱片28從冷卻塊26A和26B的外表面向外伸出。各個散熱片28是一種提高冷卻塊26A和26B與冷卻介質之間的熱交換的構件。絕緣構件30分別插在金屬塊14A和14B與冷卻塊26A和26B之間。絕緣構件30可以例如是由樹脂制成的絕緣片。絕緣構件30分別對金屬塊14A和14B與冷卻塊26A和26B進行絕緣。優選地，絕緣構件30比成型樹脂件32具有更高的導熱率，稍后將描述成型樹脂件32。動力模塊10具有半導體元件12A和12B、焊料18、22和24、金屬塊14A至14E、彈簧構件20A和20B以及絕緣構件30疊放在冷卻塊26A與冷卻塊26B之間的配置。動力模塊10包括填充在冷卻塊26A與冷卻塊26B之間的成型樹脂件32。成型樹脂件32將半導體元件12A和12B、焊料18、22和24、金屬塊14A至14E、彈簧構件20以及絕緣構件30密封在冷卻塊26A與冷卻塊26B之間。成型樹脂件32由例如環氧樹脂制成。冷卻塊26A和26B的外表面從成型樹脂件32露出。因此，成型樹脂件32不覆蓋冷卻構件26A和26B的外表面。當制造動力模塊10時，半導體元件12A和12B、焊料18、22和24、金屬塊14A至14E、彈簧構件20、絕緣構件30以及冷卻塊26A和26B疊放并且保持在成型模具34中，稍后將描述成型模具34。接著，半導體元件12A和12B、焊料18、22和24、金屬塊14A至14E、彈簧構件20A和20B、絕緣構件30以及冷卻塊26A和26B由樹脂成型，所述樹脂變成了成型樹脂件32。下面將參照圖2、圖3A和圖3B描述本實施例的動力模塊10的制造過程。圖2是本實施例的動力模塊10和成型模具34的剖視圖。圖3A是動力模塊10和成型模具34的沿圖2中所示的線A-A截取的 剖視圖。圖3B是動力模塊10和成型模具34的沿圖2中所示的線B-B截取的剖視圖。在本實施例中，動力模塊10通過使用成型模具34來制造。成型模具34具有符合成為最終產品的動力模塊10的外部形狀的內部尺寸。在成型樹脂件32形成之前，夾住半導體元件12A和12B、焊料18、22和24、金屬塊14A至14E、彈簧構件20以及絕緣構件30的冷卻塊26A和26B的外表面之間(B卩，冷卻塊26A的上表面與冷卻塊26B的下表面之間)的距離比動力模塊10在由成型樹脂件32成型之后的對應距離(預期長度)短。換句話說，冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離在由成型樹脂件32成型之前比當動力模塊10完成為最終產品時動力模塊10的對應距離(預期長度)短。當動力模塊10完成時，該距離等于成型模具34的內部尺寸。在由成型樹脂件32成型之前，彈簧構件20A和20B在疊放方向上的自然長度被設定為使得冷卻構件26A和26B的外表面之間的距離比動力模塊10在由成型樹脂件32成型之后的對應距離短的長度。在下文中，如下結構體被稱為結構體40 :在由成型樹脂件32成型之前，在所述結構體中將半導體元件12A和12B、焊料18、22和24、金屬塊14A至14E、彈簧構件20A和20B以及絕緣構件30夾在冷卻塊26A與冷卻塊26B之間。成型模具34被分為上方成型模具34A和下方成型模具34B。上方成型模具34A和下方成型模具34B沿分型線L放置在一起。上方成型模具34A包括上方主體34A-1和上方擠壓銷34A-2。上方主體34A-1與冷卻塊26A的外表面接觸并且保持住冷卻塊26A。上方擠壓銷34A-2從上方主體34A-1的內表面朝向由下方成型模具34B保持住的冷卻塊26B或者金屬塊14B延伸。下方成型模具34B包括下方主體34B-1和下方擠壓銷34B-2。下方主體34B-1與冷卻塊26B的外表面接觸并且保持住冷卻塊26B。下方擠壓銷34B-2從下方主體34B-1朝向由上方成型模具34A保持住的冷卻塊26A或者金屬塊14A延伸。在彈簧構件20的長度為自然長度的狀態下，上方擠壓銷34A-2具有比結構體40的冷卻塊26A的外表面與金屬塊14B的上表面之間的長度更長的長度。更具體地說，當動力模塊10完成為最終產品時，上方擠壓銷34A-2具有與動力模塊10的冷卻塊26A的外表面與金屬塊14B的上表面之間的距離幾乎相等的長度。在彈簧構件20的長度為自然長度的狀態下，下方擠壓銷34B-2具有比結構體40的冷卻塊26B的外表面與金屬塊14A的下表面之間的長度更長的長度。更具體地說，當動力模塊10完成為最終產品時，下方擠壓銷34B-2具有與動力模塊10的冷卻塊26B的外表面與金屬塊14A的下表面之間的距離幾乎相等的長度。上方擠壓銷34A-2具有擠壓布置于對側的金屬塊14B的功能。下方擠壓銷34B-2具有擠壓布置于對側的金屬塊14A的功能。更具體地說，擠壓銷34A-2和34B-2具有通過分別擠壓金屬塊14B和14A而使彈簧構件20向外伸展的功能。如圖3A和圖3B所示，在動力模塊10中，各個冷卻塊26A和26B具有相對面。冷卻塊26A和26B的相對面具有幾乎相等的面積并且具有幾乎相同的形狀和尺寸。各個金屬塊14A和14B具有相對面。金屬塊14A·和14B的相對面具有彼此不同的形狀和尺寸。例如，如圖3A所示，與如圖3B所示金屬塊14B相比，金屬塊14A具有細長形狀。在平面圖中金屬塊14A在縱向上的長度比金屬塊14B在縱向上的長度長。在平面圖中金屬塊14B在垂直于縱向的方向上的長度比金屬塊14A在垂直于縱向的方向上的長度長。金屬塊14A和金屬塊14B的相對面比冷卻塊26A和冷卻塊26B的相對面小。在平面圖中絕緣構件30比金屬塊14A和14B略大。因此，絕緣構件30的相對面比金屬塊14A和金屬塊14B的相對面大。冷卻塊26A具有通孔36A。上方成型模具34A的上方擠壓銷34A-2分別插通通孔36A中。在平面圖中，通孔36A形成在冷卻塊26A中位于與金屬塊14A相對的區域之外并且位于與金屬塊14B相對的區域之內的位置上。冷卻塊26B具有通孔36B。下方成型模具34B的下方擠壓銷34B-2分別插通通孔36B。在平面圖中，通孔36B形成在冷卻塊26B中位于與金屬塊14B相對的區域之外并且位于與金屬塊14A相對的區域之內的位置上。通孔36A位于通孔36A不重疊于與冷卻塊26A疊放在一起的金屬塊14A，但是重疊于與冷卻塊26B疊放在一起的金屬塊14B的位置上。通孔36B位于通孔36B不重疊于與冷卻塊26B疊放在一起的金屬塊14B，但是重疊于與冷卻塊26A疊放在一起的金屬塊14A的位置上。通孔36A和36B在垂直于冷卻塊26A和26B的表面以及金屬塊14A和14B的表面的方向，即圖1所不的垂直方向上延伸。金屬塊14A和14B被設計為具有符合冷卻塊26A和26B以及通孔36A和36B的位置的尺寸。在動力模塊10的制造過程中，在成型樹脂件32被成型之前，三個半導體元件12A由焊料18分別焊接在金屬塊14C至14E上，另外三個半導體12B由焊料18焊接在金屬塊14B上。三個彈簧構件20A由焊料24分別焊接在金屬塊14A上，另外三個彈簧構件20B由焊料24分別焊接在金屬塊14C至14E上。接著，半導體元件12A和12B以及彈簧構件20A和20B由焊料22連接。接下來，絕緣構件30暫時分別固定在金屬塊14A和14B與冷卻塊26A和26B之間。于是，結構體40完成了，在結構體40中，半導體元件12A和12B、焊料18、22和24、金屬塊14A至14E、彈簧構件20A和20B以及絕緣構件30夾在冷卻塊26A與冷卻塊26B之間的。接著，將結構體40插入到成型模具34中并且由成型模具34保持住，在結構體40中，半導體元件12A和12B、焊料18、22和24、金屬塊14A至14E、彈簧構件20A和20B以及絕緣構件30夾在冷卻塊26A與冷卻塊26B之間。
如上所述，在結構體40中，在彈簧構件20A和20B為自然長度的狀態下，冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離比成型模具的對應的內部長度短。在結構體40中，在彈簧構件20A和20B為自然長度的狀態下，上方擠壓銷34A-2的長度比冷卻塊26A的外表面與金屬塊14B的上表面之間的距離長。并且，當動力模塊10完成為最終產品時，上方擠壓銷34A-2的長度與冷卻塊26A的外表面與金屬塊14B的上表面之間的距離幾乎相等。在結構體40中，在彈簧構件20A和20B為自然長度的狀態下，下方擠壓銷34B-2的長度比冷卻塊26B的外表面與金屬塊14A的下表面之間的距離長。并且，當動力模塊10完成為最終產品時，下方擠壓銷34B-2的長度與冷卻塊26B的外表面與金屬塊14A的下表面之間的距離幾乎相等。當在上方成型模具34A的上方主體34A-1與結構體40的冷卻塊26A的外表面接觸的條件下，將上方成型模具34A的上方擠壓銷34A-2插入到結構體40的冷卻塊26A的通孔36A中時，上方擠壓銷34A-2與金屬塊14B的上表面接觸。在這個條件下，上方擠壓銷34A-2向下，即在從金屬塊14B向經由絕緣構件30與金屬塊14B接觸的冷卻塊26B的方向上，擠壓金屬塊14B的上表面。當在下方成型模具34B的下方主體34B-1與結構體40的冷卻塊26B的外表面接觸的條件下，將下方成型模具34B的下方擠壓銷34B-2插入到結構體40的冷卻塊26B的通孔36B中時，下方擠壓銷34B-2與金屬塊14A的下表面接觸。在這個條件下，下方擠壓銷34B-2向上，即在從金屬塊14A向經由絕緣構件30與金屬塊14A接觸的冷卻塊26A的方向上，擠壓金屬塊14A的下表面。當上方成型模具34A和下方成型模具34B沿分型線L放置在一起時，上方擠壓銷34A-2向下擠壓位于結構體40的下側的金屬塊14B，并且同時，下方擠壓銷34B-2向上擠壓位于結構體40的上側的金屬塊14A。包括在結構體40的框架構件16中的彈簧構件20A和20B能夠在如圖1所示的垂直方向上，即在金屬塊14A和14B彼此面對的方向上伸展以及收縮。當隨著上方成型模具34A和下方成型模具34B沿分 型線L放置在一起，上方擠壓銷34A-2擠壓金屬塊14B并且下方擠壓銷34B-2擠壓金屬塊14A時，與在冷卻塊26A和26B分別被上方成型模具34A的上方主體34A-1和下方成型模具34B的下方主體34B-1保持住的條件下的自然長度相比，彈簧構件20A和20B變形并且在垂直方向上伸展。隨著彈簧構件20A和20B如上所述變形，結構體40的冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離對應于成型模具34的內部尺寸，即結構體40的冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離變為等于最終所要求的動力模塊10的冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離(預期長度)。在這個條件下，結構體40的厚度變得比當彈簧構件20A和20B的長度為自然長度時結構體40的厚度大。在如上所述結構體40被成型模具34保持住的條件下，將成型用樹脂在指定的成型壓力下注入到成型模具34中。通過將成型用樹脂注入到成型模具34中，將成型用樹脂填充在冷卻塊26A與冷卻塊26B之間，冷卻塊26A與冷卻塊26B通過上方擠壓銷34A-2和下方擠壓銷34B-2分別經由金屬塊14A和14B而伸展。成型用樹脂成為形成在冷卻塊26A與冷卻塊26B之間的成型樹脂件32。于是，動力模塊10完成。最后，將成型模具34的上方擠壓銷34A-2和下方擠壓銷34B-2分別從冷卻塊26A和26B的通孔36A和36B中抽出，并且將動力模塊10從成型模具34中取出。因此，在包括在結構體40中在冷卻塊26A與冷卻塊26B之間的彈簧構件20A和20B被成型模具34伸展的狀態下，通過將成型用樹脂填充進成型模具34中，變得有可能制造具有預期長度的動力模塊10。在將結構體40沿疊放方向，即金屬塊14A與金屬塊14B彼此面對的方向(如圖1所示的垂直方向)插入到成型模具34中的狀態下，彈簧構件20A和20B伸展。彈簧構件20A和20B包括在框架構件16中。根據本實施例，通過利用包括在動力模塊10的框架構件16中的彈簧構件20A和20B以及包括上方擠壓銷34A-2和下方擠壓銷34B-2的成型模具34，可以吸收動力模塊10的尺寸公差。于是，可以實現將成型樹脂件32填充在夾住半導體元件12A和12B的冷卻塊26A與冷卻塊26B之間的動力模塊10的尺寸管理。因此，可以抑制在成型加工中由于成型壓力使得成型用樹脂從成型模具34中泄漏以及半導體元件12A和12B等損壞。此外，不需要在成型加工中將額外的成型用樹脂注射到成型模具34中，并且不需要在調整預期長度后去除成型樹脂件32的多余部分。在如上所述的本實施例中，在成型加工中，上方成型模具34A的上方擠壓銷34A-2向下擠壓位于結構體40下側的金屬塊14B，并且下方成型模具34B的下方擠壓銷34B-2向上擠壓位于結構體40上側的金屬塊14A。換句話說，上方擠壓銷34A-2產生向下擠壓金屬塊14B的力，并且下方擠壓銷34B-2產生向上擠壓金屬塊14A的力。在這個條件下，因為金屬塊14B被擠壓至冷卻塊26B的側面，所以布置于金屬塊14B與冷卻塊26B之間的絕緣構件30與金屬塊14B和冷卻塊26B緊密接觸并且被夾在金屬塊14B與冷卻塊26B之間。因為金屬塊14A被擠壓至冷卻塊26A的側面，所以布置于金屬塊14A與冷卻塊26A之間的絕緣構件30與金屬塊14A和冷卻塊26A緊密接觸并且被夾在金屬塊14A與冷卻塊26A之間。
接著，在絕緣構件30分別被夾在金屬塊14A和14B與冷卻塊26A和26B之間的狀態下，通過將成型用樹脂注射到冷卻塊26A與冷卻塊26B之間，成型樹脂件32形成在冷卻塊26A與冷卻塊26B之間。根據本實施例，可以通過成型壓力將絕緣構件30的兩個表面分別固定至金屬塊14A和14B以及冷卻塊26A和26B。在如上所述的第一個實施例中，冷卻塊26A是第一冷卻構件的一個示例，并且冷卻塊26B是第二冷卻構件的一個示例。此處，第一冷卻構件可以包括散熱片28，第二冷卻構件可以包括散熱片28。各個彈簧構件20A和20B是彈簧構件和彈性構件的一個示例。上方主體34A-1是第一成型模具主體的一個示例，并且下方主體34B-1是第二成型模具主體的一個示例。各個上方擠壓銷34A-2是第一擠壓銷的一個示例，并且各個下方擠壓銷34B-2是第二擠壓銷的一個示例。成型模具34是用于制造動力模塊的成型模具的一個示例。盡管上方擠壓銷34A-2和下方擠壓銷34B-2分別連接至上方主體34A-1和下方主體34B-1，并且上方擠壓銷34A-2和下方擠壓銷34B-2分別朝向冷卻塊26B和26A延伸，但是本發明的范圍不限于如上所述的配置。如圖4所示，成型模具102可以包括上方主體102A、下方主體102B、上方擠壓銷104A以及下方擠壓銷104B。上方擠壓銷104A和下方擠壓銷104B分別與上方主體102A和下方主體102B分離。上方擠壓銷104A從上方主體102A朝向冷卻塊26B(或者金屬塊14B)延伸，并且下方擠壓銷104B從下方主體102B朝向冷卻塊26A (或者金屬塊14A)延伸。在動力模塊100的成型加工中，上方擠壓銷104A向下擠壓金屬塊14B，并且下方擠壓銷104B向上擠壓金屬塊14A。在這個示例性變型例中，可以分別通過在用于擠壓金屬塊14A和14B的位置之間以及在用于釋放金屬塊14A和14B的位置之間的移位機械來使上方擠壓銷104A和下方擠壓銷104B伸展或者收縮。在這個示例性變型例中，因為上方擠壓銷104A和下方擠壓銷104B分別與上方主體102A和下方主體102B分離，所以在動力模塊100完成時將上方主體102A和下方主體102B從動力模塊100上去除之前能夠將上方擠壓銷104A和下方擠壓銷104B抽出。因此，根據如上所述的示例性變型例，可以抑制當上方擠壓銷104A和下方擠壓銷104B從上方主體102A和下方主體102B上分別抽回時可能導致的成型樹脂件32的損壞。這與將具有分別與上方主體34A-1和下方主體34B-2 —體的上方擠壓銷34A-2和下方擠壓銷34B-2的成型模具34從動力模塊10中去除的實施例不同。在這個示例性變型例中，不必在冷卻塊26A和26B中形成用于將上方擠壓銷104A和下方擠壓銷104B插通的通孔。上方擠壓銷104A和下方擠壓銷104B可以插入傾斜地形成在成型模具34的側壁上的通孔中。移位機械能夠通過傾斜地形成在成型模具34的側壁上的通孔使上方擠壓銷I 04A和下方擠壓銷104B伸展或者收縮。在這個配置中，上方擠壓銷104A和下方擠壓銷104B分別與金屬塊14B的上表面和金屬塊14A的下表面傾斜地接觸。盡管由插入上方擠壓銷104A和下方擠壓銷104B而形成的孔保留在動力模塊100的成型樹脂件32的側壁上，但是動力模塊100的絕緣性能和冷卻性能并不受形成在成型樹脂件32的側壁上的孔的影響。于是，在動力模塊100完成后不必要覆蓋這些孔。根據如圖1至圖3所示的實施例，上方擠壓銷34A-2和下方擠壓銷34B-2分別垂直于金屬塊14B的上表面和金屬塊14A的下表面延伸。于是，金屬塊14A和14B的尺寸彼此不同。相反地，如上所述的示例性變型例與參照圖1至圖3所述的實施例不同之處在于上方擠壓銷104A和下方擠壓銷104B朝向金屬塊14B的上表面和金屬塊14A的下表面傾斜地延伸。于是，根據如圖4所示的示例性變型例，可以統一金屬塊14A和14B的尺寸。此外，可以提高動力模塊100中的空間的利用并且抑制制造步驟的增加。如上所述， 在動力模塊10完成之前，彈簧構件20A和20B在疊放方向上的自然長度被設定為使得冷卻構件26A和26B的外表面之間的距離比當動力模塊10完成為最終產品時動力模塊10的對應距離短的長度。冷卻構件26A和26B的外表面之間的距離在疊放方向上伸展至指定距離(預期長度)并且在制造過程中由成型模具34保持為指定距離。本發明不限于如上所述的實施例。如圖5所示，在動力模塊200完成之前，彈簧構件202A和202B在疊放方向上的自然長度被設定為使得冷卻構件26A和26B的外表面之間的距離比當動力模塊200完成為最終產品時動力模塊200的對應距離長的長度。通過成型模具204擠壓，冷卻構件26A和26B的外表面之間的距離在疊放方向上收縮至指定距離(預期長度)。在如圖5所示的示例性變型例中，可以在布置于冷卻塊26A和26B之間的彈簧構件202A和202B由于被成型模具204擠壓而收縮的狀態下，通過將成型用樹脂填充進成型模具204中來制造具有預期長度的動力模塊200。在將彈簧構件202A和202B插入到成型模具204中的狀態下，彈簧構件202A和202B收縮。于是，根據如圖5所示的示例性變型例，能夠獲得與如圖1至圖3所示的實施例的有益效果類似的有益效果。在動力模塊200的成型加工中當成型模具204的上方成型模具204A和下方成型模具204B沿分型線L放置在一起時，由于成型模具204產生的擠壓力，絕緣構件30分別與金屬塊14A和14B以及冷卻塊26A和26B緊密接觸并且被夾在金屬塊14A和14B與冷卻塊26A和26B之間。于是，可以將絕緣構件30的表面分別固定至金屬塊14A和14B以及冷卻塊26A和26B。在如圖5所示的示例性變型例中，不必要布置如成型模具204中的上方擠壓銷34A-2和下方擠壓銷34B-2的擠壓銷。于是，動力模塊200的成型樹脂件32以及冷卻塊26A和26B中不再有孔。如第一個實施例所述，能夠在疊放方向上在金屬塊14A和14B之間伸展和收縮的彈簧構件20A和20B布置成作為布置在冷卻塊26A和26B之間的相應的框架構件16的一部分。然而，本實施例不限于如上所述的實施例。可以使用導電性樹脂件306A和306B取代彈性構件20A和20B，如圖6所示。在這種情況下，具有高傳熱性能的導電性樹脂件306A和306B包括在布置在冷卻塊26A和26B之間的框架構件302中。在動力模塊300的成型加工中，通過在成型模具304中被擠壓或者牽拉，導電性樹脂件306A和306B能夠在半導體元件12A和12B以及冷卻塊26A和26B的疊放方向上伸展和收縮。導電性樹脂件306A布置在半導體元件12A與金屬塊14A之間。導電性樹脂件306B布置在半導體元件12B與金屬塊14C、14D和14E之間。導電性樹脂件306A布置在半導體元件12A與金屬塊14A之間(即，在半導體元件12A與冷卻塊26A之間)。導電性樹脂件306B布置在半導體元件12B和金屬塊14C、14D和14E之間。例如，導電性樹脂件306A和306B由包括導電性填料或者導電性聚合物的環氧樹脂制成。導電性樹脂件306A和306B形成為塊狀。導電性樹脂件306A和306B具有彈性并且能夠在疊放方向上伸展和收縮。導電性樹脂件306A和306B具有比上述彈簧構件20A和20B更高的傳熱性能。導電性樹脂件306A的下端經由焊料22連接至半導體元件12A。導電性樹脂件306B的下端經由焊料22連接至半導體元件12B。導電性樹脂件306A的上端經由焊料24連接至金屬塊14A。導電性樹脂件306B的上端經由焊料24分別連接至金屬塊14C、14D和14E。半導體元件12A和12B與 金屬塊14A、14B、14C、14D和14E之間的距離能夠由導電性樹脂件306A和306B調節。金屬塊14A與金屬塊14C、14D和14E之間的距離能夠由導電性樹脂件306A的伸展或者收縮來調節。金屬塊14B與金屬塊14C、14D和14E之間的距離能夠由導電性樹脂件306B的伸展或者收縮來調節。在由成型樹脂件32成型之前，導電性樹脂件306A和306B在疊放方向上的自然長度被設定為使得冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離比在由成型樹脂32件成型之后動力模塊300的對應距離更長的長度。在如圖6所示的示例性變型例中，可以在布置于冷卻塊26A和26B之間的導電性樹脂件306A和306B由于在成型模具304中被擠壓而收縮的狀態下，通過將成型用樹脂32填充進成型模具304中來制造具有預期長度的動力模塊300。在導電性樹脂件306A和306B插入到成型模具304中的狀態下，導電性樹脂件306A和306B收縮。預期長度等于成型模具304的內部尺寸。于是，根據如圖6所示的示例性變型例能夠取得如圖1至圖5所示的那些實施例的類似的有益效果。如上所述，根據如圖6所示的示例性變型例，導電性樹脂件306A和306B具有比彈簧構件20A和20B更高的傳熱性能。因此，可以提高半導體元件12A與冷卻塊26A之間以及半導體元件12B與冷卻塊26B之間的傳熱性能。在如圖6所示的示例性變型型中，在由成型樹脂件32成型之前，導電性樹脂件306A和306B在疊放方向上的自然長度被設定成使得冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離比在由成型樹脂件32成型之后動力模塊300的對應距離更長的長度。在由成型樹脂件32成型之前，導電性樹脂件306A和306B在疊放方向上的自然長度被設定成使得冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離比在由成型樹脂件32成型之后動力模塊300的對應距離更短的長度。因此，在如圖6所示的示例性變型例中，當動力模塊300成型時，通過使成型模具304在疊放方向上牽拉或者擠壓導電性樹脂件306A和306B，冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離被調節成預期長度。第二個實施例圖7是根據本發明的第二個實施例插入在成型模具408的部分之間的動力模塊400的剖視圖。在圖7中，與如圖1至圖6所示的動力模塊10、100、200和300相同的元件或者類似的元件由相同的附圖標記表示，并且將省略或者簡化其描述。圖8圖示出包括在第二個實施例的動力模塊400的框架構件402中的塊構件404。如圖7所示，動力模塊400包括塊構件404A和404B。塊構件404A和404B具有與如圖8所示的塊構件404相同的配置。因此,在不區分塊構件404A和404B的情況下，塊構件404A和404B可以稱為塊構件404。圖8 (A)示出為了使動力模塊400成型而使成型模具304在疊放方向上擠壓塊構件404之前的狀態下的塊構件404。圖8 (B)示出為了使動力模塊400成型而使成型模具304在疊放方向上擠壓塊構件404之后的狀態下的塊構件404。 在動力模塊400中，三個上方框架構件402將半導體元件12A支撐在金屬塊14A與金屬塊14C、14D和14E之間。三個下方框架構件402將半導體元件12B支撐在金屬塊14B與金屬塊14C、14D和14E之間。半 導體元件12A的下表面經由焊料18連接至金屬塊14C、14D和14E的上表面。半導體元件12A的上表面經由包括塊構件404A的框架構件402連接至金屬塊14A的下表面。半導體元件12B的下表面經由焊料18連接至金屬塊14B的上表面。半導體元件12B的上表面經由包括塊構件404B的框架構件402連接至金屬塊14C、14D和14E的下表面。三個塊構件404A構成對應的三個上方框架構件402的部分。三個塊構件404B構成對應的三個下方框架構件402的部分。三個上方框架構件402包括在金屬塊14A與金屬塊14CU4D和14E之間，即在冷卻塊26A與金屬塊14CU4D和14E之間的塊構件404A。三個下方框架構件402包括在金屬塊14C、14D和14E與金屬塊14B之間，即在金屬塊14C、14D和14E與冷卻塊26B之間的塊構件404B。塊構件404A和404B能夠調節其相應的高度。塊構件404A和404B在金屬塊14A和14B之間串聯。塊構件404A和404B由例如諸如銅等具有傳熱性能和導電性的金屬材料制成。塊構件404A和404B的熱容大于第一個實施例中的彈簧構件20A和20B的熱容。塊構件404A和404B中的每個均包括在疊放方向上疊放塊件406A、406B和406C的多層塊配置。塊件406A、406B和406C能夠在正交于疊放方向的方向上相對彼此滑動。盡管圖8示出三個塊件406A、406B和406C，但是塊件的數量不限于三個。多層塊配置可以包括兩個以上可滑動件。塊件406A、406B和406C的厚度在正交于疊放方向的方向，即在塊件406A、406B和406C的寬度方向上變化。此處，塊件406A、406B和406C的厚度在疊放方向上對應于塊件406A、406B和406C的長度。塊件406A和406C的厚度如圖8所示從左側向右側增加。塊件406B的厚度如圖8所示從左側向右側增加。塊件406A具有與塊件406B的傾斜的上表面接觸的傾斜的下表面。塊件406B具有與塊件406A的傾斜的下表面接觸的傾斜的上表面以及與塊件406C的傾斜的上表面接觸的傾斜的下表面。塊件406A的傾斜的下表面、塊件406B的傾斜的上表面和下表面以及塊件406C的傾斜的上表面相對于寬度方向傾斜。塊件406A、406B和406C具有通過將具有平的上表面和平的下表面的柱形金屬實體沿相對于該柱形金屬實體的中央軸線傾斜的兩個傾斜表面切成三片所得到的形狀。塊件406A的上表面的垂直線在疊放方向上延伸。塊構件404的塊件406A的上表面經由焊料24連接至金屬塊14A、14C、14D或者14E中的任一個金屬塊。塊件406C的下表面的垂直線在疊放方向上延伸。塊構件404的可滑動塊406C的下表面經由焊料22連接至半導體元件12A或者12B的任一個半導體元件。塊件406A的下表面的垂直線在相對于疊放方向傾斜的方向上延伸。塊件406C的上表面的垂直線在相對于疊放方向傾斜的方向上延伸。塊件406B的上表面的垂直線在相對于疊放方向傾斜的方向上延伸。可滑動件406B的上表面與塊件406A的下表面接觸。塊件406B的下表面的垂直線在相對于疊放方向傾斜的方向上延伸。可滑動件406A的下表面與塊件406C的上表面接觸。塊件406B的上表面的垂直線與塊件406B 的下表面的垂直線不平行。塊件406A的下表面的垂直線與塊件406C的上表面的垂直線不平行。塊件406A的下表面的垂直線與塊件406B的上表面的垂直線幾乎平行。塊件406B的下表面的垂直線與塊件406C的上表面的垂直線幾乎平行。塊件406B能夠相對于塊件406A和406C沿寬度方向滑動。如圖8 (B)所示，塊件406A和406C能夠相對于塊件406B相對滑動。如圖8所示，塊件406A和406C能夠相對于塊件406B在寬度方向上相對滑動。塊件406B能夠相對于塊件406A和406C在寬度方向上滑動。在塊件406A、406B和406C在疊放方向上被擠壓的狀態下，塊件406A、406B和406C在寬度方向上相對于彼此滑動。當塊件406A、406B和406C在疊放方向上被擠壓時，隨著塊件406B在寬度方向上相對于塊件406A和406C滑動，塊構件404A的高度變化。這同樣適用于塊構件404B。塊構件404A的下端經由焊料22連接至半導體元件12A。塊構件404B的下端經由焊料22連接至半導體元件12B。塊構件404A的上端經由焊料24連接至金屬塊MA0塊構件404B的上端經由焊料24分別連接至金屬塊14C、14D和14E。半導體元件12A和12B與金屬塊14A、14B、14C、14D和14E之間的距離能夠通過塊構件404A和404B來調節。金屬塊14A與金屬塊14C、14D和14E之間的距離能夠通過塊構件404A的高度的示例性變化來調節。金屬塊14B與金屬塊14C、14D和14E之間的距離能夠通過塊構件404B的高度的示例性變化來調節。塊構件404A布置在半導體元件12A與冷卻塊26A之間。塊構件404A熱連接、機械連接并且電連接至半導體元件12A與冷卻塊26A。塊構件404B布置在半導體元件12B與金屬塊14C、14D和14E之間。在本實施例中，通過使用成型模具408來制造動力模塊400。成型模具408具有符合成為最終產品的動力模塊400的外形的內部尺寸。在成型樹脂件32形成之前，將半導體元件12A和12B、焊料18、22和24、金屬塊14A至14E、塊構件404以及絕緣構件30夾住的冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離比動力模塊400在由成型樹脂件32成型之后的對應距離(預期長度)更長。換句話說，在由成型樹脂件32成型之前冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離比當動力模塊400完成為最終產品時動力模塊400的對應距離(預期長度)更長。當動力模塊400完成時，該距離等于成型模具408的內部尺寸。在由成型樹脂件32成型之前，塊構件404A和404B在疊放方向上的自然長度被設定為使得冷卻構件26A和26B的外表面之間的距離比在由成型樹脂件32成型之后動力模塊400的對應距離更長的長度。因此，塊構件404A和404B的高度(即在疊放方向上的長度)相對較高。下文將如下結構體稱為結構體410 :在由成型樹脂件32成型之前，在所述結構體中將半導體元件12A和12B、焊料18、22和24、金屬塊14A至14E、塊構件404A和404B以及絕緣構件30夾在冷卻塊26A和26B之間。成型模具408分離成上方成型模具408A和下方成型模具408B。上方成型模具408A和下方成型模具408B沿分型線L放置在一起。上方成型模具408A接觸冷卻塊26A的外表面并且支撐冷卻塊26A。下方成型模具408B接觸冷卻塊26B的外表面并且支撐冷卻塊26B。在制造動力模塊400的過程中，在成型樹脂件32成型之前，三個半導體元件12A通過焊料18分別焊接在金屬塊14C至14E上，并且另外三個半導體元件12B通過焊料18焊接在金屬塊14B上。三個塊構件404A通過焊料24分別焊接在金屬塊14A上，并且另外三個塊構件404B通過焊料24分別焊接在金屬塊14C至14E上。接著，半導體元件12A和12B以及塊構件404A和404B由焊料22連接。接下來，絕緣構件30暫時分別固定在金屬塊14A和14B與冷卻塊26A和26B之間。于是，將半導體元件12A和12B、焊料18、22和24、金屬塊14A至14E、塊構件404A和404B以及絕緣構件30夾在冷卻塊26A和26B之間的結構體410完成。接著，將把半導體元件12A和12B、焊料18、22和24、金屬塊14A至14E、塊構件404A和404B以及絕緣構件30夾在冷卻塊26A和26B之間的結構體410插入成型模具408中并且由成型模具408保持住。當將結構體410插入到成`型模具408中時，結構體410的上端部和下端部分別與上方成型模具408A和下方成型模具408B的內表面接觸，并且結構體410的上端部和下端部被成型模具408在疊放方向上擠壓。如上所述，半導體12A和金屬塊14A之間的距離能夠由塊構件404A的高度的示例性變化來調節。類似地，半導體12B與金屬塊14C、14D和14E之間的距離能夠由塊構件404B的高度的示例性變化來調節。當上方成型模具408A和下方成型模具408B沿分型線L放置在一起并且結構體410在疊放方向上被擠壓時，可滑動的塊構件406A、406B和406C相對彼此滑動。因此，塊構件404的高度變低。如上所述，隨著塊構件404的高度變低，結構體410的冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離對應于成型模具408的內部尺寸，即結構體410的冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離變得與在動力模塊400的冷卻塊26A和26B的外表面之間最終要求的成型模具408的內部尺寸(預期長度)相等。在如上所述結構體410由成型模具408保持住的條件下，將成型用樹脂在指定成型壓力下注射到成型模具408中。通過將成型用樹脂注射到成型模具408中，將成型用樹脂填充在由上方成型模具408A和下方成型模具408B擠壓的冷卻塊26A和26B之間。成型用樹脂成為形成在冷卻塊26A和26B之間的成型樹脂件32。因此，動力模塊400完成。接著，將動力模塊400從成型模具408中取出。因此，在包括在結構體410中的位于冷卻塊26A和26B之間的塊構件404A和404B被成型模具408擠壓的狀態下，通過將成型用樹脂填充進成型模具34中可以制造具有預期長度的動力模塊400。塊件406A至406C相對于彼此滑動，并且在將結構體40在疊放方向上插入到成型模具408中的狀態下，塊構件404A和404B收縮。塊構件404A和404B包括在框架構件402中。根據本實施例，通過利用包括在動力模塊400的框架構件402中的塊構件404A和404B，可以吸收動力模塊400的尺寸公差。于是，可以實現將成型樹脂件32填充在將半導體元件12A和12B夾在它們之間的冷卻塊26A和26B之間的動力模塊400的尺寸管理。因此，可以抑制在成型加工中由于成型壓力導致成型用樹脂從成型模具408中泄漏以及半導體元件12A和12B等損壞。此外，在成型加工中不需要將多余的成型用樹脂注入到成型模具408中，并且在調節預期長度之后不需要去除成型樹脂件32的多余部分。根據第二個實施例，為了將冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離調節至在動力模塊400的冷卻塊26A和26B的外表面之間所最終要求的預期長度，框架構件402包括具有塊件406A至406C的塊構件404A和404B。如上所述，塊構件404A和404B的熱容比第一個實施例的彈簧構件20A和20B的熱容大。因此，可以提高半導體元件12A和12B與冷卻塊26A和26B之間的傳熱性能。在如上所述的第二個實施例中，塊構件404是塊構件的一個示例，并且塊件406A、406B和406C中的每個是塊件的一個示例。在動力模塊400完成之前，塊構件404A和404B在疊放方向上的自然長度被設定為使得冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離比當動力模塊400完成為最終產品時動力模塊400的對應距離更長的長度。冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離由于被成型模具408擠壓而收縮至指定距離(預期長度)。在這種情況下，塊構件404A和404B在疊放方向上收縮。第二個實施例不限于如上所述的配置。相反，在動力模塊400完成之前，塊構件404A和404B在疊放方向上的自然長度可以被設定為使得冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離比當動力模塊400完成為最終產品時動力模塊400的對應距離更短的長度。冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離通 過被成型模具408牽拉而伸展至指定距離(預期長度)。在這種情況下，塊構件404A和404B在疊放方向上伸展。在第二個實施例中，塊件406A至406C能夠在寬度方向上相對于彼此滑動。此處，塊件406A至406C可以連接至金屬塊14A至14E。在這種情況下，塊件406B能夠相對于塊件406A和406C以及金屬塊14A至14E滑動。相反，塊件406B可以固定至金屬塊14A至14E，并且塊件406A和406C可以可滑動地連接至塊件406B以及金屬塊14A至14E。根據如上所述的第一個實施例和第二個實施例，彈簧構件20A和20B包括在框架構件16中，并且塊構件404A和404B包括在框架構件402中。此外，彈簧構件20A和20B以及塊構件404A和404B被布置為與金屬塊14A隔離。本實施例不限于如上所述的配置。彈簧構件20A和20B以及塊構件404A和404B以一致的方式形成有金屬塊14A至14E。在這種情況下，金屬塊14A至14E可以具有金屬塊14A至14E能夠在疊放方向上伸展或者收縮的配置。在如上所述的第一個實施例和第二個實施例中，動力模塊10和400具有多級結構，其中半導體元件12A和12B串聯在金屬塊14A與14B之間，即在冷卻塊26A與26B之間。該多級結構包括分別具有彈簧構件20A和20B以及塊構件404A和404B的框架構件16和402。在該多級結構中，分別為三個半導體元件12A設置三個彈簧構件20A，并且分別為三個半導體元件12B設置三個彈簧構件20B。此外，在該多級結構中，彈簧構件20A和20B或者塊構件404A和404B串聯在金屬塊14A與14B之間。然而，本實施例不限于如上所述的配置。在多級結構中，至少一個彈簧構件20或者至少一個塊構件404可以被在疊放方向上布置在冷卻塊26A與26B之間，即在疊放方向上布置在金屬塊14A與14B之間。因此，在半導體元件12A和12B串聯在金屬塊14A與14B之間的情況下，不總是需要設置串聯在金屬塊14A與14B之間的兩個以上彈簧構件20或者設置串聯在金屬塊14A與14B之間的兩個以上塊構件404。在這種情況下，可以在金屬塊14A與14B之間設置一個彈簧構件或者一個塊構件404。這里，一個彈簧構件20或者一個塊構件404可以與各對的兩個半導體元件12A和12B串聯在金屬塊14A與14B之間。例如，在如圖9所示的動力模塊500中，三對的兩個半導體元件12A和12B串聯在金屬塊14A與14B之間。動力模塊500進一步包括布置在半導體元件12A和金屬塊14A之間的框架構件502以及布置在半導體12B與金屬塊14C、14D和14E之間的框架構件503。框架構件502包括塊構件506，并且框架構件503包括彈簧構件504。彈簧構件504與如上所述的彈簧構件20A和20B類似。一個彈簧構件504和一個塊構件506連接至布置在金屬塊14A與14B之間的各對半導體元件12A和12B。經由焊料18連接至金屬塊14B的上表面的半導體元件12B經由彈簧構件504連接至金屬塊14C、14D和14E。經由焊料18連接至金屬塊14C、14D和14E的上表面的半導體元件12A經由塊構件506連接至金屬塊14A。彈簧構件504具有與如上所述的彈簧構件20類似的配置。可以設置如上所述的塊構件404來代替彈簧構件504。塊構件506由諸如銅的具有高傳熱性能的金屬制成。塊構件506形成為塊狀。各個塊構件506具有單層塊配置并且不分開。塊構件506與如上所述的分開的塊構件404的區別在于，塊構件506不分開。為每個半導體元件12A設置一個塊構件506。塊構件506具有比金屬塊14A至14E的表面積小的表面積。彈簧構件504的下端經由焊料22連接至半導體元件12B。彈簧構件504的上端經由焊料24連接至金屬塊14C、14D和14E。半導體元件12B與金屬塊14C、14D和14E之間的距離能夠由彈簧構件504的伸展或者收縮來調節。塊構件506的下端經由焊料22連接至半導體元件12A。塊構件506的上端經由焊料24連接至金屬塊14A。在由成型樹脂件32成型之前，彈簧構件504在疊放方向上的自然長度被設定為使得冷卻構件26A和26B的外表面之間的距離比在由成型樹脂件32成型之后動力模塊500的對應長度更短的長度。因此，在由成型模具34使包括在結構體502的位于冷卻塊26A和26B之間的彈簧構件504伸展的狀態下，通過將成型用樹脂填充在成型模具34中，可以制造具有預期長度的動力模塊500。在將結構體插入到成型模具34中的狀態下，彈簧構件504伸展。于是，根據如圖9所示的示例性變型例，能夠獲得如圖1至圖8所示的實施例的類似的有益效果。根據如圖9所示的示例性變型例，三個上方框架構件502包括在疊放方向上不分開的塊構件506。塊構件506的熱容比如上所述的彈簧構件20A和20B的熱容大。根據包括塊構件506的三個上方框架構件502和包括彈簧構件504的三個下方框架構件503的配置，可以獲得比包括串聯的彈簧構件20A和20B的框架構件16的配置以及包括塊件406A至406C的框架構件402的配置更高的傳熱性能。結果，根據如圖9所示的示例性變型例，與第一個實施例和第二個實施例相比，可以提高傳熱性能，尤其是半導體元件12A和12B與冷卻塊26A和26B之間的傳熱性能。根據如圖9所示的示例性變型例，在由成型樹脂件32成型之前，彈簧構件504在疊放方向上的自然長度被設定為使得冷卻構件26A和26B的外表面之間的距離比在由成型樹脂件32成型之后動力模塊500的對應距離更短的長度。然而，可以在由成型樹脂件32成型之前，彈簧構件504在疊放方向上的自然長度被設定為使得冷卻構件26A和26B的外表面之間的距離比在由成型樹脂件32成型之后動力模塊500的對應距離更長的長度。根據如圖9所示的示例性變型例，在諸如彈簧構件20A或者20B的彈簧狀構件布置在金屬塊14A和14B以及半導體元件12A和/或12B之間的情況下，由半導體元件12A和/或12B產生的熱經由彈簧狀構件傳導至金屬塊14A和14B。如果如上所述的彈簧狀構件布置在具有半導體元件12A和12B經由焊料18連接至金屬塊14A和14B的多級結構的動力模塊中，則由半導體元件12A和12B產生的熱將經由焊料18直接傳導至金屬塊14A和14B。結果，獲得了提高的傳熱性能。如在圖9所示的一個彈簧構件504和一個塊構件506串聯在金屬塊14A與14B之間的配置中，如果彈簧構件504布置在半導體元件12B與金屬塊14C、14D和14E之間，并且塊構件506經由焊料18布置在半導體·元件12A與金屬塊14C、14D和14E之間，則可以獲得提高的傳熱性能。根據第一個實施例和第二個實施例，彈簧構件20或者塊構件404布置在半導體元件12A和12B的一側。彈簧構件20A和20B或者塊構件404可以布置在半導體元件12A和12B的兩側上。盡管三對半導體元件12A和12B并聯布置在如上所述的第一個實施例和第二個實施例中的動力模塊10等的金屬塊14A與14B之間，但是布置在金屬塊14A與14B之間的半導體元件12A和12B的對數不限于三對。可以在金屬塊14A和14B之間并聯布置多對半導體元件12A和12B。除此以外，可以在金屬塊14A和14B之間布置一個半導體元件12A或者12B。可以沿疊放方向在金屬塊14A與14B之間串聯布置多于三個的半導體元件。除此以外，可以沿疊放方向在金屬塊14A和14B之間布置一個半導體元件12，或者可以在金屬塊14A和14B之間彼此并聯布置多個半導體元件12。例如，在后者的情況下，三個半導體元件12彼此并聯在金屬塊14A和14B之間。例如，在如圖10所示的動力模塊600中，兩個半導體元件12彼此并聯在金屬塊14A與14B之間。在動力模塊600中，半導體元件12經由焊料I 8連接至金屬塊14B。半導體元件12的其他側經由包括彈簧構件604的框架構件602連接至金屬塊14A。彈簧構件604的下端經由焊料22連接至半導體元件12。彈簧構件604的上端經由焊料24連接至金屬塊14A。在兩個半導體元件12并聯在金屬塊14A和14B之間的情況下，優選地將至少一個彈簧構件604布置在一個半導體元件12的上側或者下側，并且將至少一個彈簧構件604布置在另一個半導體元件12的上側或者下側。在兩對以上的半導體元件12并聯布置在金屬塊14A和14B之間的情況下，可以將單個彈簧構件20布置在兩對以上半導體元件12中的位于兩端的兩對半導體元件12中的每對半導體元件12中的單個半導體元件12的任一側。在這種情況下，除了兩對以上半導體元件12中的位于兩端的各對半導體元件12之外，彈簧構件604不可以布置在各對半導體元件12中的任何半導體元件12上。根據如上所述的第一個實施例和第二個實施例，使用能夠在疊放方向上彈性變形的彈簧構件20或者能夠在疊放方向上彈性變形并且在寬度方向上相對滑動的可滑動件406A至406C作為調節冷卻塊26A和26B的外表面之間的距離的距離調節部并且包括在框架構件中。本實施例不限于如上所述的配置。可以使用具有塑性的并且能夠在疊放方向上塑性變形的塑性構件作為距離調節部。根據如上所述的示例性變型例，在成型加工中，塑性構件能夠通過被成型模具牽拉或者擠壓來塑性變形。半導體元件12A與金屬塊14A、14B、14C、14D和14E之間的距離能夠由塑性構件來調節。金屬塊14A與金屬塊14C、14D和14E之間的距離和/或金屬塊14B與金屬塊14C、14D和14E之間的距離能夠由塑性構件的塑性變形來調節。塑性構件能夠在冷卻構件26A和26B之間變形。因此，可以通過在包括在結構體中的位于冷卻塊26A和26B之間的塑性構件通過被成型模具34牽拉或者擠壓而伸展或者收縮的狀態下，將成型用樹脂填充進成型模具34中來制造具有預期長度的動力模塊。在將結構體插入到成型模具34中的狀態下，塑性構件在疊放方向上伸展或者收縮。在如上所述的第一個實施例和第二個實施例中，半導體元件12B的下表面經由焊料18連接至金屬塊14B的上表面，并且半導體元件12B的上表面經由彈簧構件20B或者塊構件404B連接至金屬塊14C、14D和14E。此外，半導體元件12A的下表面經由焊料18連接至金屬塊14C、14D和14E的上表面，并且半導體元件12A的上表面經由彈簧構件20A或者塊構件404A連接至金屬塊的下表面。本實施例不限于如上所述的配置。半導體元件12A的位置和彈簧構件20A的位置可以互換。類似地，半導體元件12B的位置和彈簧構件20B的位置可以互換。半導體元件12A和12B可以連接至金屬塊14C、14D和14E，并且可以經由彈簧構件或者導電性構件連接至金屬塊14A和14B。如上所述，盡管動力模塊100和400使用空氣作為在冷卻塊26A和26B處執行熱交換的冷卻劑，但是熱交換可以通過使用如圖11所示的布置在一個動力模塊IOA的冷卻塊26B和另一個動力模塊 IOB的冷卻塊26A之間的水流經的流路700來執行。如上所述諸如“上方”和“下方”的方向僅用于圖示并且僅用于描述如圖1至圖11所示的諸如半導體元件12、12A、12B、金屬板14A和14B、彈簧構件20以及冷卻塊26A和26等的配置元件的相對位置。以上提供了動力模塊、用于制造動力模塊的方法以及用于使示例性實施例的動力模塊成型的成型模具的描述。本發明不限于這些實施例，而是可以有不偏離本發明的范圍的各種變型例和改進。本申請基于2011年8月25日向日本專利局提交的日本在先申請No. 2011-184080和2012年6月8日向日本專利局提交的日本在先申請No. 2012-130772，這些申請的全部內容通過引用合并于此。
權利要求
1.一種動力模塊，包括 半導體元件； 第一冷卻構件和第二冷卻構件，所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件被配置為將所述半導體元件夾在它們之間； 框架構件，其被配置為支撐在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的所述半導體元件；以及 成型樹脂件，其布置于所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間， 其中，所述框架構件包括調節構件，所述調節構件調節所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的距離。
2.根據權利要求1所述的動力模塊，其中，所述調節構件布置于所述半導體元件與所述第一冷卻構件之間，或者布置于所述半導體元件與所述第二冷卻構件之間，并且其中，所述調節構件至少熱連接以及機械連接至所述第一冷卻構件或者所述第二冷卻構件。
3.根據權利要求1所述的動力模塊，其中，所述調節構件是能夠在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間變形的彈性構件。
4.根據權利要求3所述的動力模塊，其中，所述彈性構件是如下的彈簧構件在成型加工中，在通過成型模具牽拉或者擠壓所述彈簧構件的狀態下，所述彈簧構件沿所述半導體元件、所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件的疊放方向變形。
5.根據權利要求3所述的動力模塊，其中，所述彈性構件是如下的導電性樹脂件其具有熱傳導性能，并且在成型加工中，在通過成型模具牽拉或者擠壓所述導電性樹脂件的狀態下，所述導電性樹脂件沿所述半導體元件、所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件的疊放方向變形。
6.根據權利要求1所述的動力模塊，其中，所述調節構件包括沿所述半導體元件、所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件的疊放方向疊放在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的多個塊件，并且其中，所述多個塊件能夠沿與所述疊放方向正交的方向彼此相對滑動。
7.根據權利要求6所述的動力模塊，其中，在成型加工中，在通過成型模具擠壓所述多個塊件的狀態下，所述多個塊件沿與所述疊放方向正交的所述方向彼此相對滑動。
8.根據權利要求1所述的動力模塊，其中，所述調節構件是能夠在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間塑性變形的塑性構件。
9.根據權利要求8所述的動力模塊，其中，在成型加工中，在通過成型模具擠壓所述塑性構件的狀態下，所述塑性構件沿所述半導體元件、所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件的疊放方向變形。
10.一種制造動力模塊的方法，所述動力模塊包括半導體元件；第一冷卻構件和第二冷卻構件，所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件被配置為將所述半導體元件夾在它們之間；框架構件，其被配置為支撐在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的所述半導體元件，并且被配置為包括調節所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的距離的調節構件；以及成型樹脂件，其布置于所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間，所述方法包括 在通過成型模具使所述調節構件伸展或者收縮并且所述調節構件將所述距離調節至預期距離的狀態下，通過將成型用樹脂注射到所述成型模具中來制造所述動力模塊。
11.根據權利要求10所述的制造動力模塊的方法，其中，所述調節構件是能夠在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間變形的彈性構件， 其中，所述成型模具包括 第一成型模具主體，其被配置為在所述成型樹脂件的成型加工中保持所述第一冷卻構件； 第二成型模具主體，其被配置為在所述成型加工中保持所述第二冷卻構件； 第一擠壓銷，其被配置為從所述第一成型模具主體的一側延伸出并且擠壓布置于所述第二冷卻構件的一側上的第二金屬塊；以及 第二擠壓銷，其被配置為從所述第二成型模具主體的一側延伸出并且擠壓布置于所述第一冷卻構件的一側上的第一金屬塊， 其中，在所述成型加工中，通過正被所述第二擠壓銷擠壓的所述第一金屬塊以及通過正被所述第一擠壓銷擠壓的所述第二金屬塊使所述彈性構件伸展，并且 其中，在通過所述成型模具使所述彈性構件伸展并且所述彈性構件將所述距離調節至所述預期距離的狀態下，通過將所述成型用樹脂注射到所述成型模具中來形成所述動力模塊。
12.根據權利要求11所述的制造動力模塊的方法，其中，所述第一成型模具主體的尺寸與所述第二成型模具主體的尺寸彼此不同，以使所述第一擠壓銷與所述第二擠壓銷彼此不接觸。
13.根據權利要求11所述的制造動力模塊的方法，其中，所述第一擠壓銷布置為與所述第一成型模具主體分離，并且所述第二擠壓銷布置為與所述第二成型模具主體分離。
14.根據權利要求10所述的制造動力模塊的方法，其中，所述調節構件包括沿所述半導體元件、所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件的疊放方向疊放在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的多個塊件，并且其中，所述多個塊件能夠沿與所述疊放方向正交的方向彼此相對滑動， 其中，在成型加工中，在通過所述成型模具擠壓所述多個塊件的狀態下，所述多個塊件沿與所述疊放方向正交的所述方向彼此相對滑動，并且 其中，在所述多個塊件沿與所述疊放方向正交的所述方向滑動并且將所述距離調節至所述預期距離的狀態下，通過將所述成型用樹脂注射到所述成型模具中來形成所述動力模塊。
15.根據權利要求10所述的制造動力模塊的方法，其中，所述調節構件是能夠在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間塑性變形的塑性構件，并且在成型加工中，在通過所述成型模具擠壓所述塑性構件的狀態下，所述塑性構件沿所述半導體元件、所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件的疊放方向變形，并且 其中，在所述塑性構件變形并且將所述距離調節至所述預期距離的狀態下，通過將所述成型用樹脂注射到所述成型模具中來形成所述動力模塊。
16.一種用于制造動力模塊的成型模具，所述動力模塊包括半導體元件；第一冷卻構件和第二冷卻構件，所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件被配置為將所述半導體元件夾在它們之間；框架構件，其被配置為支撐在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的所述半導體元件，并且被配置為包括調節所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的距離的調節構件；以及成型樹脂件，其布置于所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間，所述成型模具包括 第一成型模具主體，其被配置為在所述成型樹脂件的成型加工中保持所述第一冷卻構件； 第二成型模具主體，其被配置為在所述成型加工中保持所述第二冷卻構件； 第一擠壓銷，其被配置為從所述第一成型模具主體的一側延伸出并且擠壓布置于所述第二冷卻構件的一側上的第二金屬塊；以及 第二擠壓銷，其被配置為從所述第二成型模具主體的一側延伸出并且擠壓布置于所述第一冷卻構件的一側上的第一金屬塊，并且 其中，在所述成型加工中，通過正被所述第二擠壓銷擠壓的所述第一金屬塊以及通過正被所述第一擠壓銷擠壓的所述第二金屬塊使所述調節構件伸展。
全文摘要
本發明公開了一種動力模塊、制造動力模塊的方法以及成型模具，所述動力模塊包括半導體元件；第一冷卻構件和第二冷卻構件，所述第一冷卻構件和所述第二冷卻構件被配置為將所述半導體元件夾在它們之間；框架構件，其被配置為支撐在所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的所述半導體元件；以及成型樹脂件，其布置于所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間，其中，所述框架構件包括調節構件，所述調節構件調節所述第一冷卻構件與所述第二冷卻構件之間的距離。
文檔編號B29C45/26GK103066027SQ201210306999
公開日2013年4月24日 申請日期2012年8月24日 優先權日2011年8月25日
發明者門口卓矢, 鈴木祥和, 三好達也, 川島崇功, 奧村知巳 申請人:豐田自動車株式會社, 株式會社電裝