特開 2024-1851 電子接続組立体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024001851

(43)【公開日】2024-01-10

(54)【発明の名称】電子接続組立体

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20231227BHJP

   H01L 23/44 20060101ALI20231227BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20231227BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 Z

H01L23/44

H05K7/20 N

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023070395

(22)【出願日】2023-04-21

(31)【優先権主張番号】17/846,711

(32)【優先日】2022-06-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】506388923

【氏名又は名称】ジーイー・アビエイション・システムズ・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100188558

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅人

(74)【代理人】

【識別番号】100154922

【弁理士】

【氏名又は名称】崔 允辰

(74)【代理人】

【識別番号】100207158

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 研二

(72)【発明者】

【氏名】クリストファー・ジェームズ・カプスタ

(72)【発明者】

【氏名】デイヴィッド・リチャード・エスラー

(72)【発明者】

【氏名】アルン・ヴィルーパークシャ・ゴウダ

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン・マガン・ラッシュ

(72)【発明者】

【氏名】リアン・イン

(72)【発明者】

【氏名】リチャード・アンソニー・エディンズ

(72)【発明者】

【氏名】リチャン・ヤン

(72)【発明者】

【氏名】ジュード・エヴェレット・スワンソン

【テーマコード（参考）】

5E322

5F136

5H770

【Ｆターム（参考）】

5E322AA05

5E322AA09

5E322AA11

5E322DA01

5E322DA02

5E322DA03

5E322DA04

5E322FA01

5F136CB01

5H770AA21

5H770EA01

5H770JA10X

5H770PA11

5H770PA31

5H770PA42

5H770QA01

5H770QA06

5H770QA27

5H770QA37

(57)【要約】

【課題】電子接続組立体を提供すること。
【解決手段】電子構成要素を導体に接続するための装置に関する。筐体は、少なくとも１つのスロットを備え、電子構成要素を担持するための少なくとも１つの構成要素チャンバを定める。液体冷却剤は筐体を通過することができる。伝導性部材の対は、筐体から少なくとも１つのスロットを通じて延び、支持組立体に定められる通路へと解放可能に挿入され得る。支持組立体は、伝導性部材と、それぞれの電力供給源または電気負荷に接続された対応する伝導性接触部材との間の電気接続を容易にする。支持組立体は、伝導性部材の対を包囲する筐体におけるシールに、内向きの封止力を提供することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子構成要素であって、前記電子構成要素の第１の端にける伝導性部材部分と、前記電子構成要素の第２の端における電気デバイス部分とを備え、前記伝導性部材部分は、
第１の伝導性部材、および、
第２の伝導性部材、
を備える、電子構成要素と、
内側部分を定める筐体であって、前記電気デバイス部分は、前記内側部分に受け入れられ、前記伝導性部材部分は、前記筐体から延びる、筐体と、
前記筐体に結合するように構成される支持組立体であって、
前記筐体から延びる前記伝導性部材部分を受け入れるように構成される通路であって、
前記伝導性部材部分が前記通路に受け入れられるときに、前記第１の伝導性部材に電気的に結合するように構成される第１の接触部材、および、
前記伝導性部材部分が前記通路に受け入れられるときに、前記第２の伝導性部材に電気的に結合するように構成される第２の接触部材、
を備える通路、
を備える支持組立体と、
を備える、接続組立体。

【請求項2】

前記電気デバイス部分は、上部伝導層と伝導性基板とを備える、請求項１に記載の接続組立体。

【請求項3】

第１のシールを含む封止要素をさらに備え、前記第１のシールは、前記筐体において前記電気デバイス部分を封止するように構成される、請求項１に記載の接続組立体。

【請求項4】

前記支持組立体が前記筐体に結合されるとき、前記第１のシールは、前記支持組立体と前記筐体との間に配置される、請求項３に記載の接続組立体。

【請求項5】

前記第１のシールは、第１のスロットを閉じるように構成される、請求項４に記載の接続組立体。

【請求項6】

前記封止要素は、第２のシールをさらに含み、前記電気デバイス部分は、前記第１のシールと前記第２のシールとの間にある、請求項３に記載の接続組立体。

【請求項7】

前記支持組立体が前記筐体に結合されるとき、前記第１のシールは、前記支持組立体と前記筐体との間に配置される、請求項６に記載の接続組立体。

【請求項8】

前記支持組立体は、電気的に絶縁性である、請求項１に記載の接続組立体。

【請求項9】

前記筐体の前記内側部分の中に液体冷却剤をさらに備える、請求項１に記載の接続組立体。

【請求項10】

前記支持組立体によって支持される第１の付勢部材であって、前記伝導性部材部分が前記通路に受け入れられるとき、第１の方向において前記第１の伝導性部材に第１の力を加えるように配置される第１の付勢部材と、
前記支持組立体によって支持される第２の付勢部材であって、前記伝導性部材部分が前記通路に受け入れられるとき、第２の方向において前記第２の伝導性部材に第２の力を加えるように配置される第２の付勢部材と、
をさらに備える、請求項１に記載の接続組立体。

【請求項11】

前記第１の接触部材は、ＡＣ接触部材であり、前記第２の接触部材は、ＤＣ接触部材である、請求項１に記載の接続組立体。

【請求項12】

前記伝導性部材部分は、基板であり、前記第１の伝導性部材は、前記基板の第１の層であり、前記第２の伝導性部材は、前記基板の第２の層であり、前記第１の伝導性部材と前記第２の伝導性部材とは、前記基板の絶縁層によって分離される、請求項１に記載の接続組立体。

【請求項13】

筐体に配置されるそれぞれの内側部分と、前記第２の端における、前記筐体から延びるそれぞれの伝導性部材部分とを各々が有する電子構成要素のセットをさらに備え、前記支持組立体は、それぞれの伝導性部材部分を受け入れるように構成される通路のセットをさらに備える、請求項１に記載の接続組立体。

【請求項14】

筐体に結合するように構成される支持組立体であって、
前記筐体から延びる伝導性部材部分を受け入れるように構成される通路であって、
前記伝導性部材部分が前記通路に受け入れられるときに、第１の伝導性部材に電気的に結合するように構成される第１の接触部材と、
前記伝導性部材部分が前記通路に受け入れられるときに、第２の伝導性部材に電気的に結合するように構成される第２の接触部材と、
を備える通路、
を備える、支持組立体。

【請求項15】

前記支持組立体は、電気的に絶縁性である、請求項１４に記載の支持組立体。

【請求項16】

前記支持組立体は、前記通路を挟んだ相対する側に突起をさらに備える、請求項１４に記載の支持組立体。

【請求項17】

前記突起は、前記伝導性部材部分の各々の側において前記筐体において定められる第１のスロットに受け入れられるように構成される、請求項１６に記載の支持組立体。

【請求項18】

絶縁性基部によって支持される第１の付勢部材であって、前記伝導性部材部分が前記通路に受け入れられるとき、第１の方向において前記第１の伝導性部材に第１の力を加えるように配置される第１の付勢部材と、
前記絶縁性基部によって支持される第２の付勢部材であって、前記伝導性部材部分が前記通路に受け入れられるとき、第２の方向において前記第２の伝導性部材に第２の力を加えるように配置される第２の付勢部材と、
をさらに備える、請求項１４に記載の支持組立体。

【請求項19】

前記第１の接触部材は、ＡＣ接触部材であり、前記第２の接触部材は、ＤＣ接触部材である、請求項１４に記載の支持組立体。

【請求項20】

前記筐体から延びるそれぞれの伝導性部材部分を各々が有する電子構成要素のセットが前記筐体に配置され、前記支持組立体は、それぞれの伝導性部材部分を受け入れるように構成される通路のセットをさらに備える、請求項１４に記載の支持組立体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２２年６月２２日に出願された米国特許出願第１７／８４６，７１１号の利益を主張し、この米国特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。

【0002】

連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載
本発明は、米国政府によって授与された契約番号Ｗ９１１ＮＦ１８２０１０１の下で、政府の支援で行われた。米国政府は、本発明において一定の権利を有する。

【0003】

本開示は、一般に、電子組立体に関し、より詳細には、パワーモジュール構成要素のための挿入可能な相互接続配置および導体支持のための構造を有する筐体に向けられている。

【背景技術】

【0004】

従来の電力システムは、発電機などの電源から電気負荷への電力の供給を管理する。ある例では、ガスタービンエンジンが、航空機の推進力のために使用されており、例えば、航空機において必要とされる推進力以外の機能のための機器といった、発電機、スタータ／ジェネレータ、永久磁石式交流発電機（ＰＭＡ）、燃料ポンプ、および油圧ポンプなど、いくつかの異なる補機に最終的に動力を供給する機械的動力を典型的には提供する。例えば、現代の航空機は、航空電子機器、モータ、および他の電気機器のための電力を必要とする。ガスタービンエンジンと結合された発電機は、エンジンの機械的動力を電気エネルギーへと変換し、電気エネルギーは、配電システムの電気的に結合されたノードによって、航空機全体に分配される。

【0005】

このような電力システムにおいて高い電力密度を管理するためのパワー電子デバイスに対する需要の高まりが、パワー電子モジュールまたはパワーモジュールの開発につながってきた。パワーモジュールは、電力変換機能を実施するために相互接続されたパワー半導体デバイスなど、いくつかの電力構成要素を典型的には含む組立体である。パワーモジュールは、産業用モータ駆動、無停電電力供給、およびインバータなどの電力変換機器において使用される。パワーモジュールは、パワー半導体構成要素のセットにパッケージングまたは物理的格納を提供する。パワー半導体（または「ダイ」）は、パワー半導体を支持し、必要とされる場合に電気接触および熱接触、ならびに電気絶縁を提供するパワー電子基板に典型的には半田付けまたは焼結される。より最近では、パワーモジュールは、パワーオーバーレイ（ＰＯＬ）モジュール式のパッケージングおよび相互接続システムを益々採用している。このようなＰＯＬモジュールは、パワー半導体デバイスを支持し、半導体デバイスと外部回路との間の電気相互接続を提供し、通常の動作の間に発生させられる熱を管理するために、伝導性材料および絶縁性材料の複数の層を使用する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

当業者に向けられた最良の形態を含む、完全かつ実施を可能にする開示が、添付の図を参照する本明細書において述べられている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本明細書に記載されている様々な態様による電子構成要素のための接続組立体の概略的な斜視図である。

【図2】本明細書に記載されている様々な態様による電子構成要素のための別の接続組立体の概略的な斜視図である。

【図3】線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿った、図２の接続組立体の概略的な断面図である。

【図4】本明細書に記載されている様々な態様による電子構成要素のための接続組立体の斜視図である。

【図5】本明細書に記載されている様々な態様による電子構成要素のための別の接続組立体の単純化された概略的な断面図である。

【図6】本明細書に記載されている様々な態様による電子構成要素を冷却する方法の流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示の態様は、電気構成要素のための接続および冷却の方法に向けられている。例示の目的のために、本開示は、航空機電力システムの１つの例示の環境において説明される。本開示の態様は、任意の電力システムだけでなく、他の移動用途および非移動産業用途、商用用途、ならびに住宅用途など、航空機以外の用途への一般的な適用性を有し得ることが、理解されるであろう。

【0009】

典型的なパワーエレクトロニクスデバイスチップは、一方の側におけるデバイス表面の上方で延び、チップからデバイスの他方の側への主要な熱抽出経路を規制する脆弱なワイヤボンディングまたはリボンボンディングと概して相互接続される。従来のワイヤボンディングまたはリボンボンディングされたデバイスは、パワーモジュールの容易な両側の冷却または積み重ねを可能としなかった。これは、別体の平面状の冷却板に付着する二次元または平面状の「タイル張り」デバイス構成をもたらした。このような冷却板は、伝熱経路に追加的な熱抵抗を有し、デバイス自体における直接接触強制対流に対してより低い熱性能を有する。

【0010】

また、冷却流体の性能が異なる種類の流体について変化する。電気的に絶縁する冷却流体（例えば、油）は、直接的な接触の冷却のための他のより絶縁性のない冷却流体（例えば、水）と比較して、所与のポンプ動力についてより小さい熱性能を概して有する。

【0011】

いくつかの先行技術のパワー電子デバイスおよびシステムは、デバイスの複数の側における直接的な液体の衝突による冷却を用いている。例えば、パワーオーバーレイ（ＰＯＬ）のパッケージングおよび相互接続のデバイスモジュール（「タイル」）などの電子構成要素が、コンパクトな平面状の形態因子をもたらすワイヤボンドなしの構成で製作される。このようなＰＯＬモジュールは、炭化ケイ素（ＳｉＣ）チップまたはバスバーなど、冷却を必要とするＰＯＬモジュールの一部分に直接的に隣接して位置付けられる冷却液体の直接的な接触または衝突ジェットを提供する筐体へと挿入させることができる。このような筐体は、ＰＯＬモジュールが挿入できる漏れのないフィードスルーと、他のデバイスに行われる電気接続とを必要とする。

【0012】

本明細書に開示されているＰＯＬモジュールの様々な態様は、半導体デバイス、電気相互接続、および電子パッケージ端子の具体的な配置を含むとして記載および描写されているが、代替の配置および構成が実施されてもよく、したがって、態様が明確に図示されたデバイスおよび配置だけに限定されないことは、理解されるものである。つまり、本明細書に記載されている態様は、追加の電子構成要素を含むことができ、付加的に、または代替的に、音響デバイス、マイクロ波デバイス、ミリメートルデバイス、ＲＦ通信デバイス、および微小機械（ＭＥＭＳ）デバイスを含め、１つまたは複数の代替のデバイスの種類の半導体デバイスを含むことができる電子機器パッケージを網羅するようにも理解されるべきである。

【0013】

本明細書に開示されているようなＰＯＬモジュールおよびモジュールデバイスの態様が、トポロジを定める１つまたは複数の半導体デバイスについて、相互接続および物理的な支持または格納を提供する半導体デバイスモジュールまたはパワーモジュールを備え得ることは、検討されている。本明細書に記載されている態様は、１つまたは複数の抵抗、コンデンサ、インダクタ、フィルタ、スイッチ、同様のデバイス、およびそれらの組み合わせも含み得る。本明細書で使用されているように、「電気構成要素」および「電子構成要素」という用語は、先に記載されている様々な種類の半導体デバイスのいずれかだけでなく、抵抗、コンデンサ、インダクタ、フィルタ、同様の受動デバイス、およびエネルギー保存構成要素も網羅するように理解されるべきである。

【0014】

従来のＰＯＬモジュールは、パワー半導体デバイスを含め、パワー構成要素のための物理的支持を提供する。これらのパワー半導体またはダイ、パワー半導体を支持し、電気接触、熱接触、および電気絶縁を提供するパワー電子基板に典型的には半田付けまたは焼結され、それによって、別々のパワー構成要素より高い電力密度を可能にする。従来のＰＯＬ構成要素アーキテクチャの１つの注目すべき特徴は、平面状の銅の相互接続構造である。従来のワイヤボンドの代わりに、絶縁性ポリイミド接着層を貫いて形成されるビアを用いて、典型的なＰＯＬ相互接続配置におけるデバイスは、必要に応じて受動的要素（例えば、抵抗、コンデンサ、およびインダクタ）が設置または構築されたデバイス接続パッドに直接的に接続する。

【0015】

従来のＰＯＬモジュール製造工程は、典型的には、接着剤を用いた誘電層への１つまたは複数のパワー半導体デバイスの配置で始まる。次に、金属相互接続（例えば、銅相互接続）が、誘電層を貫いて定められたビアを用いて、パワー半導体デバイスへの直接的な金属接続を形成するために、誘電層に電気めっきされる。金属相互接続は、パワー半導体デバイスに対する入力／出力（Ｉ／Ｏ）システムの形成を提供する。次に、ＰＯＬ構成要素は、電気接続性および熱接続性のための半田付けされた相互接続を用いて、絶縁された金属基板（例えば、ダイレクトボンド銅（ＤＢＣ）基板）に半田付けられる。誘電層とセラミック基板との間の半導体デバイスの周りの隙間は、誘電性有機材料を使用して満たすことができる。

【0016】

絶縁された金属基板は、３つの層、つまり、金属上層と、金属下層と、それらの間に挟まれたセラミック絶縁層とからしばしば成る。絶縁された金属基板の絶縁層は、金属上層を金属下層から電気的に絶縁する。金属層はセラミック層に直接的に接着またはロウ付けのいずれかがされる。金属の絶縁された基板は、典型的には、反対側（例えば、下側）においてベースプレートに半田付けされ得る。多くの場合で、ベースプレートは、銅から形成され、半田付けを用いて、金属の絶縁された基板の下の金属層に取り付けられる。ベースプレートは、典型的には、従来のヒートシンクにしばしば搭載される。従来の金属の絶縁された基板は、半導体デバイスを支持するのと同時に電気相互接続構成を提供するために、その熱伝導性および剛性のため、ＰＯＬモジュールで一般的に使用されている。ベースプレートの剛性は、ＰＯＬモジュールに追加的な構造の支持を提供する。金属の絶縁された基板の絶縁層（中間）部分は、半導体デバイスとヒートシンクまたはシャーシとの間に電気的絶縁を提供することもできる。

【0017】

従来のＰＯＬモジュールは、ＡＣ駆動および柔軟なＡＣ伝送システムにおいてなど、電力変換装置においてしばしば使用される。電力変換装置は、入力電圧波形を特定の出力電圧波形へと変換する電力供給または電力処理の回路である。電力変換装置と関連付けられる制御装置は、電力変換装置に用いられているスイッチの伝導期間を選択的に制御することで、電力変換装置の動作を管理する。電力変換装置に用いられているスイッチは、典型的には、半導体スイッチングデバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなど）である。

【0018】

制御装置との組み合わせで、駆動回路（例えば、ゲート駆動回路）が、制御装置からの命令信号（例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号）に応答して半導体スイッチの動作を制御するように、駆動信号を各々の半導体スイッチの制御端子（例えば、ゲート端子）に選択的に提供するために従来から用いられている。

【0019】

記載および理解の容易性ついて、添付の図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、概略的に描写され得ることは、理解されるべきである。例えば、図面における特定の要素が、図面に描写されている他の要素に対して、図示されているよりも大きいかまたは小さい可能性がある。

【0020】

すべての方向性の言及（例えば、径方向、軸方向、上方、下方、上向き、下向き、左、右、側方、前、後、上、下、上方、下方、鉛直、水平、時計回り、反時計回り）は、本開示の読者の理解を助けるための識別の目的のために使用されているだけであり、特に位置、向き、またはその使用に関して、限定を作り出すことはない。接続の言及（例えば、取り付け、結合、接続、および連結）は、広く解釈されるものであり、そうでないことが指示されていない場合、要素の集まりの間の中間部材、および、要素同士の間の相対移動を含む可能性がある。それによって、接続の言及は、２つの要素が直接的に接続され、互いと固定した関係にあることを必ずしも暗示していない。非限定的な例において、接続または接続解除は、それぞれの要素の間の電気接続を提供、可能化、または不能化などするために、選択的に構成され得る。

【0021】

様々な要素の「セット」が説明されるが、「セット」が、１つだけの要素を含め、任意の数のそれぞれの要素を含み得ることは、理解されるものである。また、「電圧」、「電流」、および「電力」などの用語が本明細書で使用され得るが、これらの用語が電気回路または回路動作の態様を説明するときに相互に置き換え可能であり得ることは、当業者には明らかとなる。

【0022】

本開示は、電気回路環境において実施することができる。本開示の態様を含み得る電気回路環境の１つの非限定的な例は、航空機の電力システムのアーキテクチャを含むことができ、これは、ガスタービンエンジンなどのタービンエンジンの少なくとも１つのスプールからの電力の生成を可能にし、電力を、固体電力制御装置（ＳＳＰＣ）スイッチングデバイスなどの少なくとも１つの固体スイッチを介して電気負荷のセットに送る。ＳＳＰＣの１つの非限定的な例には、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）に基づく高電力スイッチなど、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）があり得る。ＳｉＣまたはＧａＮは、それらの固体材料構造、より小さくより軽い形態因子で大きい電圧および大きい電力レベルを取り扱うための能力、ならびに、それらの高速切替能力に基づいて選択できる。追加の切替デバイスまたは追加のシリコーンに基づく電力スイッチが含まれ得る。

【0023】

例示の図面は図示の目的のためだけであり、本明細書に付されている図面において反映されている寸法、位置、順番、および相対的な大きさは、変化する可能性がある。

【0024】

図１は、本明細書に記載されている様々な態様による電子構成要素のための例示の接続組立体１０（以下、「接続組立体１０」）の部分的に分解されて単純化された概略図である。接続組立体１０は、電子構成要素１４と外部の導体または電気回路との間の電気接続を可能にする。電子構成要素１４が、記載および理解の容易性のために、ここでは従来のパワーオーバーレイＰＯＬモジュール１４の例示の形態で表されるが、本開示の他の態様はそのように限定されない。他の非限定的な態様では、電子構成要素１４は、本明細書における本開示の範囲から逸脱することなく、印刷回路基板（ＰＣＢ）カードまたはＰＣＢモジュールを含め、任意の適切な電子構成要素であり得る。

【0025】

接続組立体１０は、支持組立体２２に結合可能な筐体１２のセットを備え得る。筐体１２のセットは、単一の本体または筐体１２を形成するように一体に結合され得る。筐体１２の各々が対応するＰＯＬモジュール１４を担持することができる。各々のＰＯＬモジュール１４は、それぞれの第１の端１６（例えば、出力端）からそれぞれの第２の端１８（例えば、入力端）へと延びることができる。ＰＯＬモジュール１４は、それぞれの第１の端１６が対応する筐体１２の内部から開口（図１では見ることができない）を介して延びる状態で、その内部に部分的に位置決めされ得る。非限定的な態様において、第１の端１６が、筐体１２から延びる伝導性部材部分７０を定め得る一方で、第２の端１８は、筐体１２の中に受け入れられた電気デバイス部分６９（図１では見ることができない）を定めることができる。伝導性部材部分７０は第１の伝導性部材７１と第２の伝導性部材７２とを備え得る。例えば、ある態様では、第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２は、剛性で導電性のバスバーまたはブレードであり得る。非限定的な態様において、電気的絶縁層７３が第１の伝導性部材７１と第２の伝導性部材７２との間に配置され得る。電気的絶縁層７３は第１の伝導性部材７１を第２の伝導性部材７２から電気的に絶縁することができる。この方法では、非限定的な態様において、伝導性部材部分７０は基板を定めることができ、第１の伝導性部材７１は基板の第１の層であり、第２の伝導性部材７２は基板の第２の層であり、第１の伝導性部材７１と第２の伝導性部材７２とは基板の絶縁層７３によって分離されている。

【0026】

非限定的な態様において、支持組立体２２は絶縁性基部４３を備え得る。いくつかの態様において、絶縁性基部４３は第１の絶縁性基部４３ａと第２の絶縁性基部４３ｂとを備え得る。第１の絶縁性基部４３ａは第２の絶縁性基部４３ｂに結合可能であり得る。支持組立体２２は入力部分２２ａと出力部分２２ｂとを定め得る。入力部分２２ａは筐体１２のセットと出力部分２２ｂとの間に配置され得る。例えば、非限定的な態様において、入力部分２２ａは第１の絶縁性基部４３ａを備えることができ、出力部分２２ｂは第２の絶縁性基部４３ｂを備えることができる。第１の絶縁性基部４３ａは、筐体１２のセットを向くように配置される筐体境界面２１と、出力部分２２ｂを向くように配置される反対の第１の境界面５４とを備え得る。第２の絶縁性基部４３ｂは、入力部分２２ａを向くように配置される第２の境界面５９を備え得る。図１が入力部分２２ａと出力部分２２ｂとを別々の構造（つまり、第１の絶縁性基部４３ａおよび第２の絶縁性基部４３ｂ）を備えるとして描写しているが、他の非限定的な態様では、入力部分２２ａと出力部分２２ｂとは一体の構造または基部４３として形成できることは、理解されるものである。このような態様では、第１の境界面５４は省略され得る。

【0027】

支持組立体２２の入力部分２２ａは第１の入力開口２３のセットを定め得る。各々の第１の入力開口２３は、それぞれの第１の伝導性部材７１、第２の伝導性部材７２、またはそれら両方に対応することができ、それ自体を通じてそれぞれの第１の伝導性部材７１、第２の伝導性部材７２、またはそれら両方を挿入可能に受け入れるような大きさおよび配置とされ得る。また、入力部分２２ａは、それぞれの第１の入力開口２３に対応する第１の出力開口（図示されていない）のセットを定めることができる。各々の第１の出力開口も、第１の伝導性部材７１、第２の伝導性部材７２、またはそれら両方に対応することができ、それ自体を通じてそれぞれの第１の伝導性部材７１、第２の伝導性部材７２、またはそれら両方を挿入可能に受け入れるような大きさとされ得る。非限定的な態様において、支持組立体２２の出力部分２２ｂは第２の入力開口２７のセットを定め得る。各々の第２の入力開口２７は、それぞれの第１の伝導性部材７１、第２の伝導性部材７２、またはそれら両方に対応することができ、それ自体を通じてそれぞれの第１の伝導性部材７１、第２の伝導性部材７２、またはそれら両方を挿入可能に受け入れるような大きさおよび配置とされ得る。

【0028】

動作において、筐体１２のセットは、第１の方向７５に移動させることで、筐体１２から延びるそれぞれの第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２を、対応する第１の入力開口２３を通し、入力部分２２ａを通し、対応する第２の入力開口２７を通し、出力部分２２ｂへと挿入することができる。この方法では、各々の第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２は、支持組立体２２へと動作可能に挿入させることができ、支持組立体２２に配置された対応する導体（図示されていない）に電気的に結合させることができる。非限定的な態様において、対応する導体は、出力部分２２ｂの外部に配置される外部の回路またはデバイスの出力のバスバー、端子、導体、または突起などのそれぞれのＡＣ出力導体３３に、固定的および電気的に結合させることもできる。また、対応する導体は、代替で、出力部分２２ｂの外部に配置される外部の回路またはデバイスの入力のバスバー、端子、導体、または突起などのそれぞれの伝導性ＤＣ入力部材（図示されていない）に、電気的に結合させることもできる。

【0029】

非限定的な態様において、接続組立体１０はモジュール式組立体の形態であり得る。図示されている例では、１つの筐体１２と１つのＰＯＬモジュール１４とが集合的にモジュールユニット２０を定めることができる。付加的に、または代替的に、モジュールユニット２０は、複数のＰＯＬモジュール１４を受け入れる単一の筐体１２によって定めることができる。各々のモジュールユニット２０は、非限定的な例において水平および鉛直になど、少なくとも２つの方向において延びるように一体に留め付け、積み重ね、または他の方法で結合され得る。この手法では、接続組立体１０は、電力需要を満たすために増加した電力密度を伴う多次元の組立体を形成するために、複数の方向に沿って一体に結合されて配置された複数のモジュール式ユニットを有し得る。

【0030】

ある非限定的な例では、接続組立体１０は、１つまたは複数の流体結合具１５（破線で概略的に示されている）を備え得る。このような流体結合具１５は、非限定的な例において、モジュールユニット２０への流体入口、モジュールユニット２０への流体出口、または、２つのモジュールユニット２０の間の流体結合を提供することができる。

【0031】

動作において、ゲート駆動信号などの電力信号または通信信号が、第２の端１８においてＰＯＬモジュール１４に電気的に結合されたピン配列コネクタ（図示されていない）を介してＰＯＬモジュール１４に提供され得る。非限定的な態様において、ＰＯＬモジュール１４は、ＤＣ電気入力が提供され得、ＡＣ電気出力を提供することができる。例えば、動作において、ＰＯＬモジュール１４は、例えば、電池、ＤＣ－ＤＣ変換装置、または他の電源（図示されていない）を介してなど、第１の端１６において第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２の一方を介してＤＣ電力が供給され得る。ＰＯＬモジュール１４は、知られている手法でＤＣ電力をＡＣ電力へと変換するように構成され得る。ＰＯＬモジュール１４は、第１の端１６において第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２の他方を介して、ＡＣ電力を接続されたデバイス（図示されていない）へ切り替え可能に送ることができる。この方法では、非限定的な態様において、ＤＣ電力は、ＤＣバス部材を介して、それぞれのＰＯＬモジュール１４の第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２の一方へ提供することができ、ＡＣ電力は、それぞれのＰＯＬモジュール１４から、第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２の他方を通じて、それぞれのＡＣ出力導体３３へと送り、次に、接続された電気回路（図示されていない）へと送ることができる。

【0032】

図２は、筐体１２を伴う例示のモジュールユニット２０を示しており、接続組立体１０の非限定的な態様で利用され得るＰＯＬモジュール１４が示されている。ＰＯＬモジュールは、それ自体において電気デバイス２４のセットを支持することができる。筐体１２は、内側部分３６の境界を定める外壁５７を備える。したがって、外壁５７は外側部分４１を定めることもできる。ある態様では、筐体は、少なくとも１つの流体入口４２と流体出口４４とを備え得る。第１のスロット３８の形態での少なくとも１つの挿入開口が、外壁５７を通じて内側部分３６へと延び得る。ある態様では、第１のスロット３８は、外側部分４１から外壁５７を通じて内側部分３６へと延びることができる。ＰＯＬモジュール１４は、図示されているように、第１のスロット３８を通じて筐体１２へと挿入することができる。

【0033】

非限定的な態様において、筐体１２は、第１のスロット３８を包囲する第１の封止面３１ａを定めることができる。付加的に、または代替的に、筐体１２は、第１のスロット３８を包囲する第２の封止面３１ｂを定めることができる。非限定的な態様において、第１の封止面３１ａと第２の封止面３１ｂとは互いに対して直交して配置され得る。

【0034】

非限定的な態様において、伝導性部材部分７０は筐体１２から突出することができる。例えば、第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２は、絶縁層７３が第１の伝導性部材７１と第２の伝導性部材７２との間に配置された状態で、第１のスロット３８から延びることができる。非限定的な態様において、電気デバイス部分６９は内側部分３６の中に受け入れられ得る。ＰＯＬモジュールの第２の端１８は、筐体１２の反対側から任意選択で突出することができる。図示されているように、第２の端１８は、必要に応じて、他の電気デバイスへの接続のためのピン配列コネクタ２６を備え得る。

【0035】

任意選択で、絶縁体または誘電体の被覆２５が、電気デバイス２４のセットにわたって、または、ＰＯＬモジュール１４全体にわたってを含め、ＰＯＬモジュール１４の任意の部分に提供され得る。このような被覆２５は、非限定的な例におけるシリコーンまたはパリレンを含め、任意の適切な絶縁性材料を含み得る。

【0036】

封止要素２８のセットが接続組立体１０に提供され得る。非限定的な態様において、封止要素２８のセットは第１のシール３０と第２のシール３２とを備え得る。図示されているように、第１のシール３０は第１の端１６の近位に配置させることができ、第２のシール３２は第２の端１８の近位に配置させることができる。図示されている例では、第１のシール３０はＰＯＬモジュール１４に結合されている。例えば、第１のシール３０は、ＰＯＬモジュール１４との間に封止を形成するために、ＰＯＬモジュール１４の一部分を係合可能に包囲するかまたは取り囲むことができる。付加的に、または代替的に、封止要素２８は、筐体１２またはＰＯＬモジュール１４のいずれかかまたは両方に結合させることができる。例えば、第１のシール３０は、封止要素の第１の表面３５と、封止要素の第２の表面３４とを含み得る。図２に示されている例では、封止要素の第１の表面３５は第１の封止面３１ａと封止可能に係合するように配置でき、封止要素の第２の表面３４は第２の封止面３１ｂと封止可能に係合するように配置できる。

【0037】

封止要素２８は、限定されることはないが、ゴム、シリコーン、誘電性材料、ポリマ材料、複合材料、ガラス繊維材料など、またはそれらの組み合わせを含む任意の適切な材料から形成され得る。また、シールの対を含むとして示されているが、封止要素２８のセットは、１つだけ、または３つ以上を含め、任意の数のシールを含むことができる。他の非限定的な例において、封止要素２８は、ＰＯＬモジュール１４にその遠位端において結合されるＵ字形の封止体など、複数の場所においてＰＯＬモジュール１４に結合される単一の実体として形成され得る。またさらには、封止要素２８は概して長方形の環状の要素として示されているが、これは、単に視覚的な明確性の目的のためであり、封止要素２８の設計、大きさ、および形はそれに限定されない。封止要素２８は、任意の適切な幾何学的輪郭だけでなく、技術的に知られているように、係止機構または留め具などを含む他の構成要素を有することができる。鋳造、機械加工、または付加製造を含め、任意の適切な製造の方法または工程が接続組立体１０を形成するときに利用できる。

【0038】

本明細書で使用されているように、「付加製造」（ＡＭ）は、構成要素が材料の連続的な堆積によって層ごとで構築される工程に言及している。ＡＭは、材料がプラスチックであろうが金属であろうが、材料の層の上に層を追加することで、三次元（３Ｄ）物体を構築する技術を言い表すための適切な名称である。ＡＭ技術は、コンピュータ、３Ｄモデル化ソフトウェア（コンピュータ支援による設計すなわちＣＡＤ）、機械機器、および層形成材料を利用することができる。ＣＡＤの略図が作られると、ＡＭ機器はデータをＣＡＤファイルから読み込むことができ、３Ｄ物体を製作するために、層を上に重ねる様態で、液体、粉末、シート材料、または他の材料の連続的な層を載置または追加することができる。「付加製造」という用語は、３Ｄ印刷、ラピッドプロトタイピング（ＲＰ）、ダイレクトデジタルマニュファクチャリング（ＤＤＭ）、層形成製造、および積層造形のような部分集合を含む多くの技術を網羅する。付加製造された構成要素を形成するために利用できる付加製造の非限定的な例には、粉末床溶融結合法、液槽光重合法、結合剤噴射法、材料押出法、指向性エネルギー堆積法、材料噴射法、またはシート積層法がある。

【0039】

図３は、ＰＯＬモジュール１４が筐体１２に取り付けられた状態での筐体１２の概略的な断面図を示している。視覚的な明確性のために、被覆２５は図３では示されていない。ＰＯＬモジュール１４の任意の部分が被覆２５を含み得ることは、理解されるものである。

【0040】

筐体１２は、内側部分３６へと延びる外壁５７を通る第２のスロット４０を備え得る。図示されている例では、第２のスロット４０は第１のスロット３８と位置合わせされている（ｉｎ ｒｅｇｉｓｔｒｙ ｗｉｔｈ）が、これは必ずしもそうでなくてもよい。ＰＯＬモジュール１４の第１の端１６は第１のスロット３８に隣接して位置決めされている。ＰＯＬモジュール１４の第２の端１８は第２のスロット４０に隣接して位置決めされている。この手法では、第２の端１８は、例えば第２の方向７６におけるＰＯＬモジュール１４の移動を介して、第２のスロット４０によって受け入れられ得る、または、第２のスロット４０を貫いて延び得る。第２の端１８は、ピン配列コネクタ２６への外部のアクセスを提供するために、筐体１２から延びることができる。他の例では、第２の端１８は、第２のスロット４０が必要とされずにＰＯＬモジュール１４が第１のスロット３８を通じて挿入されるとき、筐体１２の中に留まることができる。

【0041】

ＰＯＬモジュール１４は導電性基板８を備え得る。ＰＯＬモジュール１４は、電気的に絶縁性または非伝導性の誘電層５の第１の側（例えば、図における上側）に配置される上導電層９（例えば、金属化層）をさらに備え得る。上部伝導層９は伝導性トレースのセットを含み得るかまたは定め得る。誘電層５は、第１の側の反対の第２の側（例えば、図の下側）を備え得る。誘電層５は、第１の側から第２の側へと延びるそれ自体を貫く開口（図示されていない）のセットを定め得る。態様では、上部伝導層９は、誘電層５を貫くビア７のセットを定めるために、開口を貫いて延び得る。電気デバイス２４のセットが誘電層５の第２の側に配置され得る。図示されているように、ＰＯＬモジュール１４は、誘電層５に配置され、第１の平面状のフットプリントを定める電気デバイス２４のセットの実質的に平面状の配置を定め得る。上部伝導層９は、電気デバイス２４のセットと電気的に結合され得る。例えば、ある態様では、上部伝導層９は、誘電層５を通じて定められるビア７のセットを用いて、電気デバイス２４のセットと電気的に接続され得る。非限定的な態様において、第１の伝導性部材７１は、筐体１２の中に少なくとも部分的に配置でき、上部伝導層９と電気的に結合され得る。第２の伝導性部材７２は、筐体１２において部分的に配置でき、導電性基板８と電気的に結合され得る。

【0042】

電気デバイス２４のセットは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ式のスイッチなど、半導体スイッチングデバイス２４を含み得る。このような態様において、半導体スイッチングデバイス２４は、それぞれのゲート（「Ｇ」）、ソース（「Ｓ」）、およびドレイン（「Ｄ」）の端子（図示されていない）を備え得る。非限定的な態様において、半導体スイッチングデバイス２４は、第１の側（例えば、図における上側）と、反対の第２の側（例えば、図における下側）とを含み得る。非限定的な態様において、半導体スイッチのゲート端子Ｇおよびドレイン端子Ｄは、それぞれの半導体スイッチングデバイス２４の両側に配置させることができる。非限定的な態様において、ソース端子Ｓおよびゲート端子Ｇは、それぞれの半導体スイッチングデバイス２４の第１の側に配置させることができ、ドレイン端子Ｄは、それぞれの半導体スイッチングデバイス２４の反対の第２の側に配置させることができる。例えば、ある態様では、ＰＯＬモジュール１４の上部伝導層９は、伝導性ビアを用いて半導体スイッチのセットと（例えば、ソース端子Ｓおよびゲート端子Ｇに）電気的に結合され得る。

【0043】

非限定的な態様において、導電性基板８は、従来のＤＢＣ基板など、絶縁された金属基板を備え得る。導電性基板８は、導電性の第１の層８ａ（例えば、上層）と、反対の導電性の第２の層８ｂ（例えば、下層）とを定め得る。導電性基板８の第１の層８ａおよび第２の層８ｂは導電性材料（例えば、銅）から作られ得る。電気的に絶縁性の層８ｃが、第１の層８ａを第２の層８ｂから電気的に絶縁するために、導電性基板８の第１の層８ａと第２の層８ｂとの間に配置され得る。第１の層８ａは、電気デバイス２４のセットに電気的に結合され得る（例えば、半田付けされ得る）。例えば、非限定的な態様において、第１の層８ａは、半導体スイッチのうちの１つまたは複数のそれぞれのドレイン端子Ｄに電気的に結合され得る。非限定的な態様において、導電性基板８の第１の層８ａは、ビア７を用いて上部伝導層９に電気的に結合させることができる。導電性基板８は、電気デバイス２４を支持するように配置され得る一方で、同時に電気相互接続構造を提供する。非限定的な態様において、導電性基板８は筐体１２の第１の端１６から延びることができる。さらに、図示されているように、第１の層８ａは、第２の伝導性部材７２を導電性基板８に電気的に結合するために接続面を提供することができる。

【0044】

電気デバイス２４のセットは、固体スイッチングデバイス、それぞれの固体スイッチングデバイスのゲートを動作させるように構成されるゲートデバイス、ダイオードなどの整流の構成要素、電池などの電力保存デバイス、またはそれらの組み合わせを含み得る。例えば、電気デバイス２４のセットは、半導体スイッチに電気的に結合され、例えば、知られている手法でゲート駆動信号（図示されていない）を提供することなどで、半導体スイッチのそれぞれのゲートを選択的に動作させるように構成されるゲートドライバデバイス（例えば、ＭＯＳＦＥＴゲートドライバデバイス）のセットを、さらに含むことができる。

【0045】

筐体１２がＰＯＬモジュール１４の液体衝突冷却を提供することができることは、さらに検討されている。より明確には、筐体１２の外壁５７は、少なくとも１つの流体入口４２と流体出口４４とを定め得る。複数の流体入口４２と複数の流体出口４４とが設けられ得るが、これは必ずしもそうでなくてもよい。第１の流体通路４６および第２の流体通路４８が、筐体１２の中に位置付けることができ、少なくとも１つの流体入口４２に流体結合することができる。

【0046】

衝突チャンバの形態での構成要素チャンバ５２が、第１の流体通路４６と第２の流体通路４８との間に位置決めでき、流体出口４４に流体結合され得る。第１の内壁６１が第１の流体通路４６を構成要素チャンバ５２から分割する。第２の内壁５８が第２の流体通路４８を構成要素チャンバ５２から分割する。この手法では、第１の内壁６１は構成要素チャンバ５２の第１の側を形成することができ、第２の内壁５８は構成要素チャンバ５２の第２の側を形成することができる。

【0047】

第１の衝突噴霧器６６と第２の衝突噴霧器６８とが衝突流れをＰＯＬモジュール１４に方向付ける。衝突噴霧器は、ＰＯＬモジュール１４を挟んだ相対する側に、または、構成要素チャンバ５２を挟んだ相対する側に位置付けることができる。図示されているように、１つの可能な実装は、第１の衝突噴霧器６６および第２の衝突噴霧器６８をそれぞれの第１の内壁６１および第２の内壁５８へと組み込むことである。図示されている例において、第１の衝突噴霧器６６は、第１の内壁６１を貫いて延びる衝突孔の第１のセット６７の形態であり、第２の衝突噴霧器６８は、第２の内壁５８を貫いて延びる衝突孔の第２のセット６９の形態である。第１の衝突噴霧器６６および第２の衝突噴霧器６８は、非限定的な例において、円形の孔、長方形の孔、噴射ノズル、またはシャワーヘッドノズルなどを含め、任意の適切な形態を有し得る。他の非限定的な例において、第１の衝突噴霧器６６および第２の衝突噴霧器６８のいずれかかまたは両方が、液体供給配管に結合される噴霧器本体またはノズルを備え得る。第１の衝突噴霧器６６または第２の衝突噴霧器６８のいずれかかまたは両方は、図示されているように、それぞれの第１の流体通路４６および第２の流体通路４８を中心の構成要素チャンバ５２に流体結合することもできる。この手法では、第１の内壁６１および第２の内壁５８は構成要素チャンバ５２を少なくとも部分的に定めることができる。

【0048】

いくつかの衝突噴霧器が提供され得る。また、任意の数の衝突孔は、衝突孔の第１セット６７および衝突孔の第２セット６９に提供することができる。図示されている例において、衝突孔の第１セット６７は衝突孔の第２セット６９より少ない衝突孔を含むが、これは必ずしもそうでなくてもよい。例えば、ＰＯＬモジュール１４は、動作の間、別々または局所的な加熱された領域または「ホットスポット」を有する可能性がある。このような場合、衝突噴霧器または衝突孔の群が、局所的な衝突冷却を提供するために、このような領域に隣接または直面して位置決めされ得る。衝突噴霧器の数および位置決めは、向上した冷却および効率のために、パワーオーバーレイモジュールに適合させられ得る。さらに、衝突噴霧器の相対的な大きさ、位置決め、および配置は、液体供給配管を通じての流体流れの速さに基づいて調整または適合させられ得る。ある非限定的な例では、供給配管および衝突噴霧器は、０．１ｍ／ｓから１ｍ／ｓの間、１ｍ／ｓから３ｍ／ｓの間、または３ｍ／ｓを超えての衝突噴霧器を通る流体速度または噴射速度を提供するように構成され得る。

【0049】

ＰＯＬモジュール１４を第２の方向７６において移動させることなどで、ＰＯＬモジュール１４が構成要素チャンバ５２へと挿入されるとき、シール３０、３２は、筐体１２の対応する内面に当接または接触することができる。非限定的な態様において、第２の方向７６は第１の方向７５と反対であり得る。図示されている例において、第１のシール３０は、第１のスロット３８に隣接する第１の封止面３１ａに当接し、第２のシール３２は、第２のスロット４０に隣接する第２の面７８に当接するが、これは必ずしもそうでなくてもよい。封止要素２８は、構成要素チャンバ５２の流体封止を提供することができ、第１のスロット３８または第２のスロット４０を通じての漏れを防止することができる。この手法では、第１の内壁６１、第２の内壁５８、およびシール３０、３２（封止要素２８）は構成要素チャンバ５２を少なくとも部分的に定めることができる。

【0050】

図１～図３を大まかに参照すると、動作の間、熱がＰＯＬモジュール１４における電気デバイス２４のセットによって発生させられ得る。水、水－エチレングリコール、油、または誘電性流体などの液体冷却剤９０が、少なくとも１つの流体入口４２によって筐体１２へと流れることができる。ＰＯＬモジュール１４が誘電性の被覆２５を含む非限定的な例では、水が液体冷却剤９０のために使用され得る一方で、ＰＯＬモジュール１４における構成要素の電気的絶縁を維持する。

【0051】

より明確には、液体冷却剤９０は、第１の流体通路４６および第２の流体通路４８に入り、第１および第２の衝突噴霧器６６、６８を通って流れ、構成要素チャンバ５２の中のＰＯＬモジュール１４の両側に衝突した後、流体出口４４を通じて筐体１２から出ることができる。この手法では、液体冷却剤回路９２が、筐体１２を通じて、少なくとも１つの流体入口４２から、第１の流体通路４６または第２の流体通路４８の少なくとも一方へと通り、第１の衝突噴霧器６６または第２の衝突噴霧器６８の少なくとも一方へと通り、構成要素チャンバ５２へと通り、流体出口４４へと通ることができる。供給配管９４が、少なくとも１つの流体入口４２と、第１および第２の衝突噴霧器６６、６８の一方または両方とによって、少なくとも部分的に定められ得る。戻り配管９６が、構成要素チャンバ５２および流体出口４４によって少なくとも部分的に定めることができる。供給配管９４および戻り配管９６は液体冷却剤回路９２を少なくとも部分的に形成することができる。この手法では、筐体１２は、挿入されたＰＯＬモジュール１４の少なくとも２つの側での液体衝突冷却を提供することができる。

【0052】

１つの可能な実装において、液体冷却剤９０が戻り配管９６と供給配管９４との間で再循環させられ得ることも検討されている。図示されている例では、液体冷却剤９０はポンプ９３によって貯留部９１から汲み上げることができる。ポンプ９３は、ＰＯＬモジュール１４の衝突冷却のために、液体冷却剤９０を供給配管９４へと向かわせることができる。戻り配管９６は、液体冷却剤９０を筐体１２の外へ向かわせ、ＰＯＬモジュール１４からの冷却剤に含まれる過剰な熱を除去するための熱交換器９５または他の冷却機構へと向かわせることができる。次に、温度の低下した液体冷却剤９０が、筐体１２の中でのＰＯＬモジュール１４のさらなるまたは引き続きの衝突冷却のために、供給配管９４へと戻るように向かわせることができる。貯留部９１、ポンプ９３、および熱交換器９５は、視覚的な明確性のために液体冷却剤回路９２の共通部分に沿って図示されている。技術的に知られているように、液体冷却剤回路９２が他の部分または分岐などを含み得るだけでなく、弁またはスイッチなどの他の構成要素を含み得ることは、理解されるものである。

【0053】

図４は、接続組立体１０の他の例示の態様を部分的な断面で描写している。この例では、筐体１２は、それぞれの構成要素チャンバ５２に配置されたＰＯＬモジュール１４の対（つまり、第１のＰＯＬモジュール１４および第２のＰＯＬモジュール１４）を含む。各々のＰＯＬモジュール１４は、そこから第１のスロット３８を通じて延びる第１および第２の伝導性部材７１、７２をそれぞれ備える。描写されているように、非限定的な態様において、第１および第２の伝導性部材７１、７２の各々は、それぞれの第１のスロット３８を貫いて延びることができる。支持組立体２２は、それぞれの第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２を受け入れるように、それを貫いて定められ、大きさおよび配置とされた支持通路６０のセットを有する絶縁性基部４３を備え得る。支持組立体２２は、第１の接触部材３７ａのセットと第２の接触部材３７ｂのセットとを備え得る。非限定的な態様において、第１の接触部材３７ａのセットは、ＤＣ接触部材３７ａのセットを定めるためにＤＣ電気回路（図示されていない）と関連付けることができ、第２の接触部材３７ｂのセットは、ＡＣ接触部材３７ｂのセットを定めるためにＡＣ電気回路（図示されていない）と関連付けることができる。非限定的な態様において、ＤＣ接触部材３７ａのセットおよびＡＣ接触部材３７ｂのセットは絶縁性基部４３によって支持可能に保持させることができる。付勢部材３９のセットが、ＤＣ接触部材３７ａまたはＡＣ接触部材３７ｂをそれぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２に電気的に結合するために、それぞれのＤＣ接触部材３７ａまたはそれぞれのＡＣ接触部材３７ｂと協働するように配置され得る。導電性の第１のＤＣバス部材８１および導電性の第２のＤＣバス部材８２が、それぞれのＤＣ接触部材３７ａに電気的に結合され得る。ある態様では、第１および第２のＤＣバス部材８１、８２は絶縁性基部４３の中に配置され得る。ＡＣ接触部材３７ｂのセットは、それぞれのＡＣ出力導体３３（例えば、単相ＡＣ出力導体）に電気的に結合されるように配置できる。

【0054】

支持組立体２２は入力部分２２ａと出力部分２２ｂとを備え得る。入力部分２２ａは第１の絶縁性基部４３ａを備えることができ、出力部分２２ｂは第２の絶縁性基部４３ｂを備えることができる。第１の通路２９のセットが第１の絶縁性基部４３ａを貫いて定められ得、第２の通路５１の対応するセットが第２の絶縁性基部４３ｂを貫いて定められ得る。非限定的な態様において、各々の第１の通路２９は、対応する第２の通路５１と位置合わせされまたは並べられることで、支持組立体２２を貫くそれぞれの支持通路６０を協働して定めることができる。各々の第１の通路２９と、対応する第２の通路５１とは、それらを通じてそれぞれの第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２を挿入可能に受け入れるような大きさおよび配置とされ得る。

【0055】

非限定的な態様において、ＤＣ接触部材３７ａおよびＡＣ接触部材３７ｂは銅または他の導電性材料から形成され得る。ＤＣ接触部材３７ａおよびＡＣ接触部材３７ｂは第１の絶縁性基部４３ａおよび第２の絶縁性基部４３ｂの一方の中でしっかりと固定され得る。ＤＣ接触部材３７ａおよびＡＣ接触部材３７ｂは、それぞれの通路６０の中で、第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２のそれぞれの一方をスライド可能に受け入れることで、それぞれの第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２を、ＤＣ接触部材３７ａおよびＡＣ接触部材３７ｂのそれぞれ１つに電気的に結合するように配置される。それぞれの付勢部材３９が、ＤＣ接触部材３７ａまたはＡＣ接触部材３７ｂと、それぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２との間の接触力を増加させるために、それぞれのＤＣ接触部材３７ａまたはそれぞれのＡＣ接触部材３７ｂと協働することができる。ＤＣ接触部材３７ａは、第１のＤＣバス部材８１および第２のＤＣバス部材８２のそれぞれ一方に電気的に結合させることができる。ＡＣ接触部材３７ｂは、それぞれのボルト５０を介して、それぞれのＡＣ出力導体３３に電気的に結合（例えば、留め付け）させることができる。ボルト５０は、第２の絶縁性基部４３ｂを通じて定められた開口（図示されていない）を通じて延びることができる。

【0056】

非限定的な態様において、付勢部材３９は、板バネまたはコイルバネなどのバネ要素であり得る。ある非限定的な態様において、付勢部材３９は、銅、鋼鉄、または他の伝導性材料から形成できる。他の非限定的な態様において、付勢部材３９は非伝導性材料から形成できる。

【0057】

非限定的な態様において、付勢部材３９のうちの１つまたは複数が、第３の方向７７（例えば、上方向）において第１の力４７ａを付与または適用するために、それぞれのＤＣ接触部材３７ａまたはそれぞれのＡＣ接触部材３７ｂと協働することができる。また、付勢部材３９のうちの１つまたは複数が、第４の方向７９（例えば、下方向）において第２の力４９ａを適用するために、それぞれのＤＣ接触部材３７ａまたはそれぞれのＡＣ接触部材３７ｂと協働することができる。

【0058】

入力部分２２ａは、各々の第１の入力開口２３に対応する、それ自体を貫いて定められる第１の出力開口４５のセットを定めることができる。各々の第１の通路２９は、対応する第１の入力開口２３および第１の出力開口４５と位置合わせすることができ、それらの間で延びることができる。各々の第１の通路２９と、対応する第１の入力開口２３および第１の出力開口４５とは、それぞれの第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２に対応することができる。各々の第１の通路２９と、対応する第１の入力開口２３および第１の出力開口４５とは、第１の方向７５においてそれ自体を貫いて、それぞれの第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２を協働して受け入れる大きさおよび配置とされ得る。例えば、第１の絶縁性基部４３ａは、それ自体を貫いて定められ、第１の入力開口２３と第１の出力開口４５との間で延び、それ自体を貫いてそれぞれの第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２を動作可能に受け入れるように大きさの定められた第１の通路２９のセットを有し得る。

【0059】

支持組立体２２の出力部分２２ｂは、第２の入力開口２７のセット（図１参照）と、対応する第２の通路５１とを定め得る。各々の第２の通路５１は、対応する第２の入力開口２７と位置合わせすることができる。非限定的な態様において、各々の第２の通路５１は、それぞれの接触部材３７と少なくとも部分的に位置合わせされ得る。各々の第２の通路５１および第２の入力開口２７は、それぞれの第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２に対応することができる。各々の第２の通路５１および第２の入力開口２７は、第１の方向７５においてそれ自体を貫いて、それぞれの第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２を協働して受け入れる大きさおよび配置とされ得る。

【0060】

例えば、第２の絶縁性基部４３ｂは、それぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２と、１つまたは複数のそれぞれのＤＣ接触部材３７ａおよびＡＣ接触部材３７ｂとの間に電気接続を可能とするために、それ自体を貫いて定められ、それぞれの第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２を動作可能に受け入れるための大きさとされた第２の通路５１のセットを有することができる。

【0061】

非限定的な態様において、各々の第１の通路２９は、対応する第２の通路５１と位置合わせされまたは並べられることで、それぞれの支持通路６０を協働して定めることができる。非限定的な態様において、各々のそれぞれの第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２は、それぞれのＤＣ接触部材３７ａ、ＡＣ接触部材３７ｂ、および、支持通路６０に配置されたそれぞれの付勢部材３９のうちの少なくとも１つによって支持され得る。

【0062】

非限定的な態様において、支持組立体２２は、封止力８０を封止要素２８（例えば、シール３０）に動作可能に提供するために、さらに有利に配置され得る。例えば、第１の絶縁性基部４３ａの筐体境界面２１（図１参照）は１つまたは複数の封止面５３を定めることができる。非限定的な態様において、封止面５３は、通路６０を挟んだ相対する側における突起５３ａによって定められ得る。封止面５３は、第１および第２の伝導性部材７１、７２の各々の側における第１のスロット３８において受け入られるように構成され得る。封止面５３は、第１の伝導性部材７１のセットが支持組立体２２へと完全に挿入されるとき、筐体１２の対応する第１のシール３０と位置合わせされまたは係合するように配置され得る。封止面５３は、第２の方向７６において封止力８０をそれぞれの第１のシール３０に動作可能に適用することができる。図示されているように、ある態様において、第２の方向７６は筐体１２に対して内向きの方向であり得る。非限定的な態様において、第３の方向７７および第４の方向７９の少なくとも一方は、第２の方向７６と実質的に直交であり得る。封止面５３によって、対応する第１のシール３０に付与される封止力８０は、対応する構成要素チャンバ５２の向上した流体封止を提供することができる。

【0063】

図５は、第１および第２の伝導性部材７１、７２が基部４３に定められたそれぞれの支持通路６０に挿入された状態での接続組立体１０の他の非限定的な態様の単純化された概略図を、部分的に断面で示している。図５の接続組立体と、図４に示された接続組立体との間の１つの顕著な違いは、図５の例が封止要素２８または液体冷却剤９０を含まないことである。図示されているように、筐体１２は、それぞれの第１および第２の伝導性部材７１、７２が筐体１２から延びている状態で、筐体１２に配置されたそれぞれのＰＯＬモジュール１４を部分的に包囲している。第１および第２の伝導性部材７１、７２の対の各々は、それぞれの第２の端において、絶縁性基部４３の中に定められたそれぞれの支持通路６０の中に挿入可能に受け入れられている。図示されている支持として、各々のそれぞれのＰＯＬモジュール１４について、それぞれの第１の伝導性部材７１は、上部伝導層９またはそれぞれの基板８の伝導性の第１の層８ａの一方に電気的に結合でき、それぞれの第２の伝導性部材７２は、上部伝導層９またはそれぞれの基板８の伝導性の第１の層８ａの他方に電気的に結合できる。

【0064】

第１のＤＣバス部材８１は、正のＤＣ電圧Ｖ＋を受けるために、絶縁性基部４３の外部に配置されたバス電池、ＤＣ－ＤＣ変換装置、または他の電源など、ＤＣ電力源（図示されていない）に結合され得る。同様に、非限定的な態様において、第２のＤＣバス部材８２は、負のＤＣ電圧Ｖ－を受けるために、絶縁性基部４３の外部に配置されたバス電池、ＤＣ－ＤＣ変換装置、または他の電源など、ＤＣ電力源（図示されていない）に結合され得る。非限定的な態様において、第１のＤＣバス部材８１はそれぞれのＤＣ接触部材３７ａに電気的に結合でき、第２のＤＣバス部材８２は他のそれぞれのＤＣ接触部材３７ａに電気的に結合できる。ＡＣ接触部材３７ｂのセットは、対応するＡＣ出力導体３３に結合可能であり得る。

【0065】

図示されているように、ＤＣ接触部材３７ａおよびＡＣ接触部材３７ｂは、第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２のそれぞれ１つに電気的に結合され得る。非限定的な態様において、各々の第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２は、絶縁性基部４３に配置されたＤＣ接触部材３７ａまたはＡＣ接触部材３７ｂのそれぞれ１つによって支持され得る。例えば、図５に示されている非限定的な態様において、筐体１２から突出する最も上の第１の伝導性部材７１（つまり、図を見るときに筐体１２の上方部分にある）が、最も上のＤＣ接触部材３７ａに電気的に結合されて示されており、それによって、最も上の第１の伝導性部材７１を第１のＤＣバス部材８１に電気的に結合している。また、筐体１２から突出する最も上の第２の伝導性部材７２（つまり、図を見るときに筐体１２の上方部分にある）が、ＡＣ接触部材３７ｂに電気的に結合されて示されており、それによって、最も上の第２の伝導性部材７２をＡＣ出力導体３３に電気的に結合している。また、図５に描写されているように、筐体１２から突出する他方または最も下の第１の伝導性部材７１は、ＡＣ接触部材３７ｂに電気的に結合されて示されており、それによって、最も下の第１の伝導性部材７１をＡＣ出力導体３３に電気的に結合している。また、筐体１２から突出する他方または最も下の第２の伝導性部材７２は、最も下のＤＣ接触部材３７ａに電気的に結合されて示されており、それによって、最も下の第２の伝導性部材７２を第２のＤＣバス部材８２に電気的に結合している。

【0066】

非限定的な態様において、付勢部材３９のうちの１つまたは複数が、第３の方向７７（例えば、上方向）において第１の力４７ａをそれぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２に付与または適用するために、それぞれのＤＣ接触部材３７ａまたはＡＣ接触部材３７ｂと協働することができる。また、付勢部材３９のうちの他のものが、第４の方向７９（例えば、下方向）において第２の力４９ａをそれぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２に適用するために、他のそれぞれのＤＣ接触部材３７ａまたはＡＣ接触部材３７ｂと協働することができる。ある態様では、それぞれの付勢部材３９によって付与される第１の力４７ａおよび第２の力４９ａは、それぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２を支持組立体２２の中で解放可能に保持するように作用する。ある態様では、第１の力４７ａおよび第２の力は、それぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２と、対応するＤＣ接触部材３７ａまたはＡＣ接触部材３７ｂとの間の接触圧力を増加させるようにさらに作用することができる。

【0067】

非限定的な態様において、付勢部材３９は、それぞれのＤＣ接触部材３７ａまたはＡＣ接触部材３７ｂによって支持または保持され得る。例えば、非限定的な態様において、それぞれの切り込みまたは第１の溝５５が、それぞれのＤＣ接触部材３７ａ、それぞれのＡＣ接触部材３７ｂ、またはそれら両方において定めることができる。第１の溝５５は、それぞれの付勢部材３９を受け入れる大きさとされ得る。同様に、それぞれの第２の溝５６が、それぞれのＤＣ接触部材３７ａ、それぞれのＡＣ接触部材３７ｂ、またはそれら両方において定めることができる。第２の溝５６は、それぞれの付勢部材３９を受け入れる大きさとされ得る。それぞれの第１の溝５５に配置された付勢部材３９は、第１の力４７ａを第３の方向７７においてそれぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２に適用するように配置され得る。それぞれの第２の溝５６に配置された付勢部材３９は、第２の力４９ａを第４の方向７９においてそれぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２に適用するように配置され得る。態様では、第３の方向７７は、第２の力４９ａが第１の力４７ａの反対になるように、第４の方向７９と反対であり得る。第１の力４７ａおよび第２の力４９ａは、それぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２と、対応するＤＣ接触部材３７ａまたはＡＣ接触部材３７ｂとの間の接触圧力に増加をもたらすために、それぞれの所定の大きさのものであり得る。

【0068】

第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２と、対応するＤＣ接触部材３７ａまたはＡＣ接触部材３７ｂとの間の接触圧力における増加が、それらの間の電気抵抗を低減し、結果的に、それぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２を通る電流に応じた加熱の低減をもたらすことになることは、理解されるものである。付加的に、または代替的に、第１の力４７ａおよび第２の力４９ａは、支持組立体２２の中でのそれぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２の増加した保持をもたらすために、それぞれの所定の大きさのものであり得る。非限定的な態様において、第１の力４７ａと第２の力４９ａとは実質的に等しくできる。他の態様では、第１の力４７ａおよび第２の力４９ａは、本明細書における本開示の範囲から逸脱することなく、任意の所望の大きさをそれぞれ含み得る。

【0069】

図６は、基板１９に結合された電気デバイス２４のセットを有する電子構成要素１４を冷却する方法６００の非限定的な態様を示している。非限定的な態様において、電子構成要素１４はＰＯＬモジュール１４を備え得る。理解および記載の容易性のために、方法６００は、本明細書に開示され、図１～図４に描写されているような非限定的な態様を参照して説明される。

【0070】

方法６００は、ステップ６１０において、内側部分３６および外側部分４１を有する筐体１２の中に定められる構成要素チャンバ５２の中にＰＯＬモジュール１４を配置することで始まる。非限定的な態様において、筐体１２は、内側部分３６の境界を定める外壁５７を備え得る。外壁５７は外側部分４１を定めることもできる。内側部分３６は構成要素チャンバ５２を定めることができる。筐体１２は、内側部分３６へと延びる外壁５７を貫いて定められる開口または第１のスロット３８をさらに定めることができる。ある態様では、第１のスロット３８は、外側部分４１から外壁５７を通じて内側部分３６へと延びることができる。ＰＯＬモジュール１４は、第１の方向７５において第１のスロット３８を通じてＰＯＬモジュール１４を挿入することで、構成要素チャンバ５２へと配置させることができる。各々のＰＯＬモジュール１４は、それぞれの第１の端１６（例えば、出力端）からそれぞれの第２の端１８（例えば、入力端）へと延びることができる。非限定的な態様において、第１の端１６が、筐体１２から延びる伝導性部材部分７０を定め得る一方で、第２の端１８は、筐体１２の中に受け入れられた電気デバイス部分６９を定めることができる。伝導性部材部分７０は第１の伝導性部材７１と第２の伝導性部材７２とを備え得る。非限定的な態様において、ＰＯＬモジュール１４の伝導性部材部分７０の一部分が筐体１２から突出することができる。例えば、第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２は、絶縁層７３が第１の伝導性部材７１と第２の伝導性部材７２との間に配置された状態で、第１のスロット３８から延びる。非限定的な態様において、電気デバイス部分６９は内側部分３６の中に受け入れられ得る。

【0071】

ステップ６２０において、第１の伝導性部材７１と第２の伝導性部材７２とは、それぞれの第２の端１８においてＰＯＬモジュール１４に電気的に結合され得る。第１および第２の伝導性部材７１、７２は、それぞれの反対の第１の端１６において、第１のスロット３８を通じて筐体１２の外側部分４１へと延びることができる。例えば、非限定的な態様において、ＰＯＬモジュール１４は、第１のスロット３８を通じて筐体１２へと挿入することができる。第１および第２の伝導性部材７１、７２は、筐体１２の内側部分３６の中に少なくとも部分的にそれぞれの第２の端１８を有し、例えば、それぞれの第１の端１６が第１のスロット３８を通じて筐体１２から外側部分４１へと延びる状態で、筐体１２から第２の方向７６に延びて位置決めされ得る。非限定的な態様において、第１のスロット３８は第１の伝導性部材７１と第２の伝導性部材７２とを覆うことができる。非限定的な態様において、筐体１２は、第１のスロット３８を包囲する第１の封止面３１ａを定めることができる。付加的に、または代替的に、筐体１２は、第１のスロット３８を包囲する第２の封止面３１ｂを定めることができる。例えば、第１の封止面３１ａと第２の封止面３１ｂとは互いに対して直交して配置され得る。

【0072】

方法は、ステップ６３０において、構成要素チャンバ５２を流体封止するために、封止要素２８のシール３０を第１のスロット３８の中に配置することを含み得る。例えば、封止要素２８のシール３０は、ＰＯＬモジュール１４と、第１の封止面３１ａおよび第２の封止面３１ｂの少なくとも一方との間に封止を形成するために、ＰＯＬモジュール１４の一部分を包囲するように配置され得る。付加的に、または代替的に、封止要素２８のシール３０は、筐体１２またはＰＯＬモジュール１４のいずれかかまたは両方に封止で結合させることができる。例えば、封止要素２８のシール３０は、第１の封止面３１ａおよび第２の封止面３１ｂに封止で係合するように配置され得る。非限定的な態様において、封止要素２８は第１のシール３０と第２のシール３２とを備え得る。第１のシール３０は第１の端１６の近位に配置させることができ、第２のシール３２は第２の端１８の近位に配置させることができる。封止要素２８は、第１の伝導性部材７１および第２の伝導性部材７２の一部分を少なくとも部分的に包囲し、構成要素チャンバ５２を流体封止することができる。

【0073】

ＰＯＬモジュール１４の動作の間、熱が電気デバイス２４のセットによって発生させられ得ることは、検討されている。方法は、ステップ６４０において、電気デバイス２４を冷却するために液体冷却剤９０を構成要素チャンバ５２の中に配置することで続くことができる。液体冷却剤９０はＰＯＬモジュール１４と熱連通していることができる。例えば、非限定的な態様において、液体冷却剤９０は、電気デバイス２４のうちの１つまたは複数と熱連通することができる。非限定的な態様において、液体冷却剤９０は、水、水－エチレングリコール、油、または誘電性流体を含むことができる。

【0074】

方法６００は、ステップ６５０において、第１および第２の伝導性部材７１、７２の第１の端１６を支持組立体２２へと挿入することを含み得る。支持組立体２２は、筐体１２に結合可能な電気的に絶縁性の基部４３を備え得る。絶縁性基部４３は支持通路６０のセットを定めることができる。各々の支持通路６０は、第１および第２の伝導性部材７１、７２のそれぞれの第１の端１６を受け入れるように構成され得る。例えば、第１の通路２９のセットが第１の絶縁性基部４３ａを貫いて定められ得、第２の通路５１の対応するセットが第２の絶縁性基部４３ｂを貫いて定められ得る。各々の第１の通路２９は、対応する第２の通路５１と位置合わせされまたは並べられることで、それぞれの支持通路６０を協働して定めることができる。

【0075】

支持組立体２２は、絶縁性基部４３によって支持された伝導性のＤＣ接触部材３７ａのセットおよびＡＣ接触部材３７ｂのセットを含み得る。各々のＤＣ接触部材３７ａおよびＡＣ接触部材３７ｂは、それぞれの第１の伝導性部材７１または第２の伝導性部材７２に電気的に結合されるように配置され得る。非限定的な態様において、付勢部材３９のセットは絶縁性基部４３によって支持され得る。例えば、各々の第１の付勢部材３９は、それぞれのＤＣ接触部材３７ａまたはＡＣ接触部材３７ｂに結合させることができる。第１の付勢部材３９は、第１の力４７ａを第３の方向７７において第１の伝導性部材７１に動作可能に適用するように配置され得る。また、第２の付勢部材３９は、第２の力４９ａを第４の方向７９において第２の伝導性部材の第１の端１６に動作可能に適用するように配置され得る。態様において、第４の方向７９は第３の方向７７の反対にあり得る。非限定的な態様において、第３の方向７７および第４の方向７９の少なくとも一方は、第２の方向７６と実質的に直交であり得る。非限定的な態様において、第１の力４７ａの大きさは第２の力４９ａの大きさと実質的に等しくできる。

【0076】

方法は、ステップ６６０において、支持組立体２２を介して封止力８０を封止要素２８（例えば、シール３０）に提供または適用することを含み得る。例えば、基部４３は、封止要素２８のシール３０と動作可能に係合し、封止力８０をシール３０に適用するように配置される封止面５３を定めることができる。非限定的な態様において、封止力８０は第２の方向７６に適用され得る。いくつかの態様において、第２の方向７６は、第３の方向７７、第４の方向７９、またはそれら両方に対して実質的に直交であり得る。

【0077】

方法は、ステップ６７０において、電子構成要素１４を挟んだ相対する側に位置付けられる第１および第２の衝突噴霧器６６、６８へと供給配管を通じて液体冷却剤９０を流すことと、ステップ６８０において、第１および第２の衝突噴霧器６６、６８から、構成要素チャンバ５２の中の電子構成要素１４の少なくとも２つの反対の面に、液体冷却剤９０の衝突する噴霧を噴霧または放出することとを含み得る。方法は、ステップ６９０において、噴霧された液体冷却剤を、構成要素チャンバ５２に流体結合された戻り配管を通じて、構成要素チャンバ５２の外へ向かわせることをさらに含み得る。

【0078】

方法のステップまたは一部分が、異なる理論的な順番で進行することができること、追加部分または介入部分が含まれてもよいこと、方法の記載されている部分が複数の部分へと分割されてもよいこと、または、方法の記載されている部分が、記載された方法を損なうことなく省略されてもよいことが理解されるため、描写された流れは、例示の目的だけのためであり、方法６００を何らかの形で限定するようには意図されていない。

【0079】

本開示の態様は、様々な便益を提供する。本明細書に記載されている液体冷却される組立体は、実質的に同様の基本的な形態因子（例えば、フットプリント、または共通の接続）を有する置き換え可能な構築ブロックまたはモジュールを含むことができ、これは、ＰＯＬモジュール組立体または他のパワーモジュール組立体に、低コストの製造可能性と相互作用的な配置とを提供することができる。共通または再使用可能な形態因子は、さらに、より高い工程または製造の生産量をもたらし、相当の設計変更なしで異なるモジュール構成をもたらすことができる。また、記載されている組立体は、所与のパワーオーバーレイモジュールが必要に応じて容易に取り外し、交換、または保守することができるため、向上した修理可能性を提供する。封止されたモジュール式の筐体は、パワーエレクトロニクスシステムへの複数のデバイスのコンパクトな超高電力密度組立体を提供する。本明細書に記載されている筐体設計は、交換可能または永久的に設置および封止されたパワーエレクトロニクスデバイスを可能にする。

【0080】

直接的な液体の衝突または噴霧の使用は、熱拡散器または伝導板などを利用する従来の設計と比較して、パワーオーバーレイモジュールの向上した冷却を提供する。モジュールの両側においてを含め、パワーオーバーレイモジュールの複数の側が、直接的な液体の接触によって同時に冷却でき、それによって冷却時間を短縮し、パワーオーバーレイ組立体の性能を向上させる。誘電性被覆がモジュール表面で利用されている例では、パワーオーバーレイモジュールの設計は、絶縁性の被覆がＰＯＬモジュールにわたって提供されている例においてを含め、絶縁性流体（例えば、油）と比較してより良好な冷却性能を有する非絶縁性の冷却流体（例えば、水）の使用をさらに可能にする。

【0081】

よりコンパクトで効率的な冷却手法が、より高い電力密度を伴うパワーエレクトロニクスシステムの将来の設計のために必要とされている。パワーエレクトロニクスデバイスの２つの側における直接的な接触の強制対流の冷却は、従来の方法と比較して、より短い時間尺度でのより効率的な熱抽出を提供することができる。噴射衝突または噴霧を用いて強制対流は、直接的に標的にされ得る局所的により高い熱伝達率が、内部の熱を発生させる構成要素の各々の両側にある場合に、この熱抽出をさらに高める。本明細書に記載されているような封止されたモジュール式の筐体は、高い電力需要を満たすのにより良好に適したより高い電力密度の三次元構成を可能とする。また、本明細書で開示されているような態様は、従来の方法より、封止されたモジュール式筐体の封止要素に追加の封止力を付与するための構造を提供することで、増加した封止の信頼性を追加的に提供することができる。

【0082】

先の図で示されたものに加えて、多くの他の可能な態様および構成は、本開示によって検討されている。

【0083】

まだ記載されていない範囲まで、様々な態様の異なる特徴および構造が、望まれているように、互いとの組み合わせで使用できる。態様のすべてにおいて示されていない１つの特徴は、それが含まれていないと解釈されるようには意味されず、記載の簡潔性のために行われている。したがって、異なる態様の様々な特徴は、新たな態様が明示的に記載されていてもいなくても、本開示の新たな態様を形成するために、望まれるように混合および合致させることができる。本明細書に記載されている特徴のすべての組み合わせまたは並び替えは、本開示によって網羅されている。

【0084】

この書面による記載は、最良の様態を含め、本開示の態様を開示するために、および、任意のデバイスまたはシステムを作って使用することと、任意の組み込まれた方法を実施することとを含め、当業者に本開示の態様を実施させるようにもするために、例を使用している。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定められており、当業者の思い付く他の例を含む可能性がある。このような他の例は、特許請求の範囲の文言通りの言葉と異ならない構造的要素を有する場合、または、特許請求の範囲の文言通りの言葉と非実質的な違いを伴う均等な構造的要素を有する場合、特許請求の範囲の範囲内にあるように意図されている。

【0085】

本開示の様々な特性、態様、および利点が、限定されることはないが、列挙された態様において定められているような以下の技術的な解決策を含め、本開示の態様の任意の置き換えにおいて具現化され得る。

【0086】

１．電子構成要素（１４）であって、電子構成要素（１４）の第１の端（１６）における伝導性部材部分（７０）と、電子構成要素（１４）の第２の端（１８）における電気デバイス部分（６９）とを備える電子構成要素（１４）であって、伝導性部材部分（７０）は、第１の伝導性部材（７１）、および第２の伝導性部材（７２）を備える、電子構成要素（１４）と、内側部分（３６）を定める筐体（１２）であって、電気デバイス部分（６９）は、内側部分（３６）に受け入れられ、伝導性部材部分（７０）は、筐体（１２）から延びる、筐体（１２）と、筐体（１２）に結合するように構成される支持組立体（２２）であって、筐体（１２）から延びる伝導性部材部分（７０）を受け入れるように構成される通路（６０）であって、伝導性部材部分（７０）が通路（６０）に受け入れられるときに、第１の伝導性部材（７１）に電気的に結合するように構成される第１の接触部材（３７ａ）、および、伝導性部材部分（７０）が通路（６０）に受け入れられるときに、第２の伝導性部材（７２）に電気的に結合するように構成される第２の接触部材（３７ｂ）を備える通路（６０）を備える支持組立体（２２）とを備える接続組立体（１０）。

【0087】

２．電気デバイス部分（６９）は、上部伝導層（９）と伝導性基板（８）とを備える、任意の先行する条項の接続組立体（１０）。

【0088】

３．第１のシール（３０）を含む封止要素（２８）をさらに備え、第１のシール（３０）は、筐体（１２）において電気デバイス部分（６９）を封止するように構成される、任意の先行する条項の接続組立体（１０）。

【0089】

４．支持組立体（２２）が筐体（１２）に結合されるとき、第１のシール（３０）は、支持組立体（２２）と筐体（１２）との間に配置される、任意の先行する条項の接続組立体（１０）。

【0090】

５．第１のシール（３０）は、第１のスロット（３８）を閉じるように構成される、任意の先行する条項の接続組立体（１０）。

【0091】

６．封止要素（２８）は、第２のシール（３２）をさらに含み、電気デバイス部分（６９）は、第１のシール（３０）と第２のシール（３２）との間にある、任意の先行する条項の接続組立体（１０）。

【0092】

７．支持組立体（２２）が筐体（１２）に結合されるとき、第１のシール（３０）は、支持組立体（２２）と筐体（１２）との間に配置される、任意の先行する条項の接続組立体（１０）。

【0093】

８．支持組立体は、電気的に絶縁性である、任意の先行する条項の接続組立体（１０）。

【0094】

９．筐体（１２）の内側部分（３６）の中に液体冷却剤（９０）をさらに備える、任意の先行する条項の接続組立体（１０）。

【0095】

１０．支持組立体（２２）によって支持される第１の付勢部材（３９）であって、伝導性部材部分（７０）が通路（６０）に受け入れられるとき、第１の方向（７７）において第１の伝導性部材（７１）に第１の力（４７ａ）を加えるように配置される第１の付勢部材（３９）と、支持組立体（２２）によって支持される第２の付勢部材であって、伝導性部材部分（７０）が通路（６０）に受け入れられるとき、第２の方向（７９）において第２の伝導性部材（７２）に第２の力（４９ａ）を加えるように配置される第２の付勢部材とをさらに備える、任意の先行する条項の接続組立体（１０）。

【0096】

１１．第１の接触部材（３７ａ）は、ＡＣ接触部材であり、第２の接触部材（３７ｂ）は、ＤＣ接触部材である、任意の先行する条項の接続組立体（１０）。

【0097】

１２．伝導性部材部分（７０）は、基板であり、第１の伝導性部材（７１）は、基板の第１の層であり、第２の伝導性部材（７２）は、基板の第２の層であり、第１の伝導性部材（７１）と第２の伝導性部材（７２）とは、基板の絶縁層によって分離される、任意の先行する条項の接続組立体（１０）。

【0098】

１３．筐体（１２）に配置されるそれぞれの内側部分（３６）と、第２の端（１８）における、筐体（１２）から延びるそれぞれの伝導性部材部分（７０）とを各々が有する電子構成要素（１４）のセットをさらに備え、支持組立体（２２）は、それぞれの伝導性部材部分（７０）を受け入れるように構成される通路（６０）のセットをさらに備える、任意の先行する条項の接続組立体（１０）。

【0099】

１４．筐体（１２）に結合するように構成される支持組立体（２２）であって、筐体（１２）から延びる伝導性部材部分（７０）を受け入れるように構成される通路（６０）であって、伝導性部材部分（７０）が通路（６０）に受け入れられるときに第１の伝導性部材（７１）に電気的に結合するように構成される第１の接触部材（３７ａ）と、伝導性部材部分（７０）が通路（６０）に受け入れられるときに第２の伝導性部材（７２）に電気的に結合するように構成される第２の接触部材（３７ｂ）とを備える通路（６０）を備える支持組立体（２２）。

【0100】

１５．支持組立体（２２）は。電気的に絶縁性である、任意の先行する条項の支持組立体（２２）。

【0101】

１６．支持組立体（２２）は、通路（６０）を挟んだ相対する側に突起（５３ａ）をさらに備える、任意の先行する条項の支持組立体（２２）。

【0102】

１７．突起（５３ａ）は、伝導性部材部分（７０）の各々の側において筐体（１２）に定められる第１のスロット（３８）に受け入れられるように構成される、任意の先行する条項の支持組立体（２２）。

【0103】

１８．絶縁性基部によって支持される第１の付勢部材（３９）であって、伝導性部材部分（７０）が通路（６０）に受け入れられるとき、第１の方向（７７）において第１の伝導性部材（７１）に第１の力（４７ａ）を加えるように配置される第１の付勢部材（３９）と、絶縁性基部によって支持される第２の付勢部材であって、伝導性部材部分（７０）が通路（６０）に受け入れられるとき、第２の方向（７９）において第２の伝導性部材（７２）に第２の力（４９ａ）を加えるように配置される第２の付勢部材とをさらに備える、任意の先行する条項の支持組立体（２２）。

【0104】

１９．第１の接触部材（３７ａ）は、ＡＣ接触部材であり、第２の接触部材（３７ｂ）は、ＤＣ接触部材である、任意の先行する条項の支持組立体（２２）。

【0105】

２０．筐体（１２）から延びるそれぞれの伝導性部材部分（７０）を各々が有する電子構成要素（１４）のセットが筐体（１２）に配置され、支持組立体（２２）は、それぞれの伝導性部材部分を受け入れるように構成される通路（６０）のセットをさらに備える、任意の先行する条項の支持組立体（２２）。

【0106】

２１．電子構成要素（１４）を冷却する方法（６００）であって、電子構成要素（１４）を、内側部分（３６）および外側部分（４１）を有する筐体（１２）の中に定められるチャンバ（５２）の中に配置するステップであって、内側部分（３６）は、構成要素チャンバを定め、筐体（１２）は、それ自体を貫いて外側部分（４１）から内側部分（３６）へと延びる少なくとも１つのスロット（３８）をさらに定める、ステップと、それぞれの第１の端（１６）において第１の伝導性部材（７１）を電子構成要素（１４）に電気的に結合し、少なくとも１つのスロット（３８）を貫いて延び、反対の第２の端（１８）において筐体（１２）の外側部分（４１）に電気的に結合するステップと、それぞれの第１の端（１６）において第２の伝導性部材（７２）を第１の電子構成要素（１４）に電気的に結合し、少なくとも１つのスロット（３８）を貫いて延び、反対の第２の端（１８）において筐体（１２）の外部に電気的に結合するステップと、第１の伝導性部材（７１）および第２の伝導性部材（７２）を支持組立体（２２）へと挿入するステップであって、支持組立体（２２）は、筐体（１２）の外側部分（４１）に結合可能な電気的に絶縁性の基部（４３）であって、それ自体を貫いて第１の伝導性部材（７１）および第２の伝導性部材（７２）を挿入可能に受け入れるように構成される通路（６０）を定める電気的に絶縁性の基部（４３）、絶縁性基部（４３）によって支持され、第１の伝導性部材に電気的に結合可能な第１の接触部材（３７ａ）、絶縁性基部（４３）によって電気的に支持され、第２の伝導性部材（７２）の第２の端（１８）に結合可能な第２の接触部材（３７ｂ）、絶縁性基部（４３）によって支持され、第１の方向（７７）において第１の伝導性部材（７１）に第１の力（４７ａ）を加えるように配置される第１の付勢部材（３９）、および、絶縁性基部（４３）によって支持され、第２の方向（７９）において第２の伝導性部材（７２）の第２の端（１８）に第２の力（４９ａ）を加えるように配置される第２の付勢部材（３９）を備える、ステップとを含む方法（６００）。

【0107】

２２．液体冷却剤（９０）を、電子構成要素（１４）と熱連通している構成要素チャンバの中に配置するステップと、構成要素チャンバを流体的に封止するために封止要素（２８）を少なくとも１つのスロット（３８）の中に配置するステップと、封止力（８０）を、電気的に絶縁性の基部（４３）を介して封止要素（２８）へと提供するステップとをさらに含む、任意の先行する条項の方法。

【0108】

本発明のさらなる態様が、以下の条項の主題によって提供される。

【0109】

［項１］接続組立体であって、
電子構成要素であって、電子構成要素の第１の端における伝導性部材部分と、電子構成要素の第２の端における電気デバイス部分とを備える電子構成要素であって、伝導性部材部分は、
第１の伝導性部材、および、
第２の伝導性部材
を備える、電子構成要素と、
内側部分を定める筐体であって、電気デバイス部分は、内側部分に受け入れられ、伝導性部材部分は、筐体から延びる、筐体と、
筐体に結合するように構成される支持組立体であって、
筐体から延びる伝導性部材部分を受け入れるように構成される通路であって、
伝導性部材部分が通路に受け入れられるときに、第１の伝導性部材に電気的に結合するように構成される第１の接触部材、および、
伝導性部材部分が通路に受け入れられるときに、第２の伝導性部材に電気的に結合するように構成される第２の接触部材
を備える、通路
を備える、支持組立体と
を備える、接続組立体。

【0110】

［項２］電気デバイス部分は上部伝導層と伝導性基板とを備える、任意の前項に記載の接続組立体。

【0111】

［項３］第１のシールを含む封止要素をさらに備え、第１のシールは、筐体において電気デバイス部分を封止するように構成される、任意の前項に記載の接続組立体。

【0112】

［項４］支持組立体が筐体に結合されるとき、第１のシールは、支持組立体と筐体との間に配置される、任意の前項に記載の接続組立体。

【0113】

［項５］第１のシールは、第１のスロットを閉じるように構成される、任意の前項に記載の接続組立体。

【0114】

［項６］封止要素は、第２のシールをさらに含み、電気デバイス部分は、第１のシールと第２のシールとの間にある、任意の前項に記載の接続組立体。

【0115】

［項７］ 支持組立体が筐体に結合されるとき、第１のシールは支持組立体と筐体との間に配置される、任意の前項に記載の接続組立体。

【0116】

［項８］支持組立体は、電気的に絶縁性である、任意の前項に記載の接続組立体。

【0117】

［項９］筐体の内側部分の中に液体冷却剤をさらに備える、任意の前項に記載の接続組立体。

【0118】

［項１０］支持組立体によって支持される第１の付勢部材であって、伝導性部材部分が通路に受け入れられるとき、第１の方向において第１の伝導性部材に第１の力を加えるように配置される第１の付勢部材と、
支持組立体によって支持される第２の付勢部材であって、伝導性部材部分が通路に受け入れられるとき、第２の方向において第２の伝導性部材に第２の力を加えるように配置される第２の付勢部材と
をさらに備える、任意の前項に記載の接続組立体。

【0119】

［項１１］第１の接触部材は、ＡＣ接触部材であり、第２の接触部材は、ＤＣ接触部材である、任意の前項に記載の接続組立体。

【0120】

［項１２］伝導性部材部分は、基板であり、第１の伝導性部材は、基板の第１の層であり、第２の伝導性部材は、基板の第２の層であり、第１の伝導性部材と第２の伝導性部材とは、基板の絶縁層によって分離される、任意の前項に記載の接続組立体。

【0121】

［項１３］筐体に配置されるそれぞれの内側部分と、第２の端における、筐体から延びるそれぞれの伝導性部材部分とを各々が有する電子構成要素のセットをさらに備え、支持組立体は、それぞれの伝導性部材部分を受け入れるように構成される通路のセットをさらに備える、任意の前項に記載の接続組立体。

【0122】

［項１４］筐体に結合するように構成される支持組立体であって、
筐体から延びる伝導性部材部分を受け入れるように構成される通路であって、
伝導性部材部分が通路に受け入れられるときに、第１の伝導性部材に電気的に結合するように構成される第１の接触部材と、
伝導性部材部分が通路に受け入れられるときに、第２の伝導性部材に電気的に結合するように構成される第２の接触部材と
を備える、通路
を備える、支持組立体。

【0123】

［項１５］支持組立体は、電気的に絶縁性である、任意の前項に記載の支持組立体。

【0124】

［項１６］支持組立体は、通路を挟んだ相対する側に突起をさらに備える、任意の前項に記載の支持組立体。

【0125】

［項１７］突起は、伝導性部材部分の各々の側において筐体に定められる第１のスロットに受け入れられるように構成される、任意の前項に記載の支持組立体。

【0126】

［項１８］絶縁性基部によって支持される第１の付勢部材であって、伝導性部材部分が通路に受け入れられるとき、第１の方向において第１の伝導性部材に第１の力を加えるように配置される第１の付勢部材と、
絶縁性基部によって支持される第２の付勢部材であって、伝導性部材部分が通路に受け入れられるとき、第２の方向において第２の伝導性部材に第２の力を加えるように配置される第２の付勢部材と
をさらに備える、任意の前項に記載の支持組立体。

【0127】

［項１９］第１の接触部材は、ＡＣ接触部材であり、第２の接触部材は、ＤＣ接触部材である、任意の前項に記載の支持組立体。

【0128】

［項２０］筐体から延びるそれぞれの伝導性部材部分を各々が有する電子構成要素のセットが筐体に配置され、支持組立体は、それぞれの伝導性部材部分を受け入れるように構成される通路のセットをさらに備える、任意の前項に記載の支持組立体。

【符号の説明】

【0129】

５ 誘電層
７ ビア
８ 導電性基板
８ａ 導電性の第１の層
８ｂ 導電性の第２の層
８ｃ 電気的に絶縁性の層
９ 上導電層、上部伝導層
１０ 接続組立体
１２ 筐体
１４ 電子構成要素、パワーオーバーレイＰＯＬモジュール
１５ 流体結合具
１６ 第１の端
１８ 第２の端
１９ 基板
２０ モジュールユニット
２１ 筐体境界面
２２ 支持組立体
２２ａ 入力部分
２２ｂ 出力部分
２３ 第１の入力開口
２４ 電気デバイス、半導体スイッチングデバイス
２５ 絶縁性または誘電体の被覆
２６ ピン配列コネクタ
２７ 第２の入力開口
２９ 第１の通路
３０ 第１のシール
３２ 第２のシール
３１ａ 第１の封止面
３１ｂ 第２の封止面
３３ ＡＣ出力導体
３４ 封止要素の第２の表面
３５ 封止要素の第１の表面
３６ 内側部分
３７ａ 第１の接触部材、ＤＣ接触部材
３７ｂ 第２の接触部材、ＡＣ接触部材
３８ 第１のスロット
３９ 付勢部材
４０ 第２のスロット
４１ 外側部分
４２ 流体入口
４３ 電気的に絶縁性の基部
４３ａ 第１の絶縁性基部
４３ｂ 第２の絶縁性基部
４４ 流体出口
４５ 第１の出力開口
４６ 第１の流体通路
４７ａ 第１の力
４８ 第２の流体通路
５０ ボルト
５１ 第２の通路
５２ 構成要素チャンバ
５３ 封止面
５３ａ 突起
５４ 第１の境界面
５５ 切り込み、第１の溝
５６ 第２の溝
５７ 外壁
５８ 第２の内壁
５９ 第２の境界面
６０ 支持通路
６１ 第１の内壁
６６ 第１の衝突噴霧器
６７ 衝突孔の第１のセット
６８ 第２の衝突噴霧器
６９ 電気デバイス部分
６９ 衝突孔の第２のセット
７１ 第１の伝導性部材
７２ 第２の伝導性部材
７３ 電気的絶縁層
７５ 第１の方向
７６ 第２の方向
７７ 第３の方向、上方向
７８ 第２の面
８１ 第１のＤＣバス部材
８２ 第２のＤＣバス部材
９０ 液体冷却剤
９１ 貯留部
９２ 液体冷却剤回路
９３ ポンプ
９４ 供給配管
９５ 熱交換器
９６ 戻り配管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【外国語明細書】