CN102460693A - 电力变换装置 - Google Patents

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CN102460693A
CN102460693A CN2010800269003A CN201080026900A CN102460693A CN 102460693 A CN102460693 A CN 102460693A CN 2010800269003 A CN2010800269003 A CN 2010800269003A CN 201080026900 A CN201080026900 A CN 201080026900A CN 102460693 A CN102460693 A CN 102460693A
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CN
China
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conductor
electrode
power
converting device
semiconductor element
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Application number
CN2010800269003A
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English (en)
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矶部祐
川波靖彦
中林幸久
樋口雅人
东川康儿
寺园胜志
佐佐木亮
森原贵征
青木隆
伊藤徹也
小熊清典
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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    • H01L2224/29324—Aluminium [Al] as principal constituent
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    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29339—Silver [Ag] as principal constituent
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    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29344—Gold [Au] as principal constituent
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    • H01L2224/29338—Base material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29347—Copper [Cu] as principal constituent
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    • H01L2224/294—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/29401—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/29411—Tin [Sn] as principal constituent
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    • H01L2224/29438—Coating material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/29455—Nickel [Ni] as principal constituent
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    • H01L2224/30—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of a plurality of layer connectors
    • H01L2224/301—Disposition
    • H01L2224/3018—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
    • H01L2224/30181—On opposite sides of the body
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    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
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    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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Abstract

本发明提供一种电力变换装置，该电力变换装置具有：电力变换用半导体元件(2、3)；具有大致平坦的上端面(4a、5a、6a、7a)的电极用导体(4、5、6、7)；以及密封部件(10)，密封部件构成为：在密封部件的上表面，使电极用导体的大致平坦的上端面露出，并且在露出的电极用导体的上端面上，进行与外部的电连接。

Description

电力变换装置
技术领域
本发明涉及电力变换装置，特别是涉及具有电力变换用半导体元件的电力变换装置。
背景技术
以往，公知有具备电力变换用半导体元件的电力变换装置(例如，参照专利文献1)。
在上述专利文献1中公开了如下的半导体装置(电力变换装置)，该半导体装置具有：IGBT(电力变换用半导体元件)；与IGBT电连接的引线框；以及被设置成内部包含IGBT和引线框的模塑树脂。在该半导体装置中，形成为引线框从模塑树脂的侧面突出而露出，以能够与外部电连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-103623号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在上述专利文献1记载的半导体装置中，为了连接半导体装置和外部布线，引线框从模塑树脂的侧面露出，因此半导体装置相应地变大，其结果，存在很难实现小型化的问题。
本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，本发明的目的之一在于，提供一种能够实现小型化的电力变换装置。
用于解决课题的手段及发明的效果
为了实现上述目的，本发明的第1方面的电力变换装置具有：具有电极的电力变换用半导体元件；电极用导体，其与电力变换用半导体元件的电极电连接，且具有侧面和大致平坦的上端面；以及由树脂构成的密封部件，其覆盖电力变换用半导体元件和电极用导体的侧面。密封部件构成为：在密封部件的上表面，使电极用导体的大致平坦的上端面露出，并且在露出的电极用导体的上端面上进行与外部的电连接。另外，本发明的电极用导体的上端面，是指相对于与半导体元件连接的下表面，相对位于上侧的端面。
在本发明的第1方面的电力变换装置中，如上所述，将密封部件构成为在密封部件的上表面使电极用导体的大致平坦的上端面露出，由此，电极用导体的大致平坦的上端面从密封部件露出，所以能够增加从电力变换用半导体元件产生的热量向上方散热时的散热量。并且，在露出于密封部件的上表面的电极用导体的上端面上进行与外部的电连接，由此，与为了连接电力变换装置和外部布线而使电极从密封部件的侧面露出的情况不同，能够抑制电力变换装置变大。其结果，能够实现电力变换装置的小型化。
本发明的第2方面的电力变换装置具有：电力变换用半导体元件，其具有多个电极；多个电极用导体，它们与电力变换用半导体元件的多个电极电连接，具有向上方延伸的柱形状，并且具有大致平坦的上端面；散热部件，其配置在电力变换用半导体元件的背面侧；以及由树脂构成的密封部件，其覆盖电力变换用半导体元件和电极用导体的侧面。密封部件构成为：在密封部件的上表面，使具有柱形状的多个电极用导体的大致平坦的上端面露出，并且在露出的电极用导体的上端面上，进行与外部的电连接。能够从配置在电力变换用半导体元件的主表面侧的多个电极用导体的大致平坦的上端面、以及配置在电力变换用半导体元件的背面侧的散热部件双方，释放由电力变换用半导体元件产生的热量。
在本发明的第2方面的电力变换装置中，如上所述，将密封部件构成为在密封部件的上表面使多个电极用导体的大致平坦的上端面露出，由此，多个电极用导体的大致平坦的上端面从密封部件露出，所以与电力变换用半导体元件的表面上被密封部件覆盖的情况不同，能够增加从电力变换用半导体元件产生的热量向上方散热时的散热量。并且，在露出于密封部件的上表面的多个电极用导体的上端面中，进行与外部的电连接，由此，与为了连接电力变换装置和外部布线而使电极从密封部件的侧面露出的情况不同，能够抑制电力变换装置变大。其结果，能够实现电力变换装置的小型化。并且，与使用细线状的电极用导体的情况相比，通过柱形状的电极用导体，能够增加散热量，因此能够提高散热性。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的功率模块的俯视图。
图2是沿着图1的1000-1000线的剖面图。
图3是沿着图1的1100-1100线的剖面图。
图4是沿着图1的1200-1200线的剖面图。
图5是本发明的第1实施方式的功率模块的从正面侧观察的立体图。
图6是本发明的第1实施方式的功率模块的从背面侧观察的立体图。
图7是本发明的第1实施方式的功率模块的漏极端子的立体图。
图8是本发明的第1实施方式的功率模块的电路图。
图9是仿真中使用的与第1实施方式对应的模块的剖面图。
图10是仿真中使用的与比较例对应的模块的剖面图。
图11是本发明的第2实施方式的功率模块的俯视图。
图12是沿着图11的1300-1300线的剖面图。
图13是沿着图11的1400-1400线的剖面图。
图14是本发明的第3实施方式的功率模块的剖面图。
图15是本发明的第4实施方式的功率模块的剖面图。
图16是本发明的第5实施方式的功率模块的剖面图。
图17是本发明的第6实施方式的功率模块的剖面图。
图18是本发明的第7实施方式的功率模块的剖面图。
图19是本发明的第8实施方式的功率模块的剖面图。
图20是本发明的第9实施方式的功率模块的剖面图。
图21是本发明的第10实施方式的功率模块的俯视图。
图22是沿着图21的1410-1410线的剖面图。
图23是沿着图21的1420-1420线的剖面图。
图24是本发明的第10实施方式的功率模块的从正面侧观察的立体图。
图25是本发明的第10实施方式的功率模块的从背面侧观察的立体图。
图26是本发明的第11实施方式的功率模块的俯视图。
图27是沿着图26的1430-1430线的剖面图。
图28是沿着图26的1440-1440线的剖面图。
图29是本发明的第11实施方式的功率模块的从正面侧观察的立体图。
图30是本发明的第11实施方式的功率模块的从背面侧观察的立体图。
图31是本发明的第12实施方式的功率模块的剖面图。
图32是本发明的第12实施方式的功率模块的从正面侧观察的立体图。
图33是本发明的第12实施方式的功率模块的从背面侧观察的立体图。
图34是本发明的第13实施方式的功率模块的俯视图。
图35是沿着图34的1500-1500线的剖面图。
图36是沿着图34的1600-1600线的剖面图。
图37是沿着图34的1700-1700线的剖面图。
图38是本发明的第14实施方式的功率模块的剖面图。
图39是本发明的第14实施方式的功率模块的从正面侧观察的立体图。
图40是本发明的第14实施方式的功率模块的从背面侧观察的立体图。
图41是本发明的第15实施方式的功率模块的剖面图。
图42是本发明的第15实施方式的功率模块的立体图。
图43是本发明的第16实施方式的功率模块的从正面侧观察的立体图。
图44是本发明的第16实施方式的功率模块的从背面侧观察的立体图。
图45是本发明的第17实施方式的功率模块的从正面侧观察的立体图。
图46是本发明的第17实施方式的功率模块的从背面侧观察的立体图。
图47是本发明的第18实施方式的功率模块的俯视图。
图48是沿着图47的1710-1710线的剖面图。
图49是沿着图47的1720-1720线的剖面图。
图50是本发明的第19实施方式的功率模块的俯视图。
图51是沿着图50的1730-1730线的剖面图。
图52是沿着图50的1740-1740线的剖面图。
图53是本发明的第19实施方式的功率模块的从正面侧观察的立体图。
图54是本发明的第19实施方式的功率模块的从背面侧观察的立体图。
图55是本发明的第20实施方式的功率模块的剖面图。
图56是本发明的第21实施方式的功率模块的俯视图。
图57是沿着图56的1750-1750线的剖面图。
图58是沿着图56的1760-1760线的剖面图。
图59是本发明的第22实施方式的功率模块的布线基板的立体图。
图60是本发明的第22实施方式的功率模块的布线基板的剖面图。
图61是本发明的第23实施方式的功率模块的布线基板的立体图。
图62是本发明的第23实施方式的功率模块的布线基板的剖面图。
图63是本发明的第24实施方式的功率模块的布线基板的立体图。
图64是本发明的第24实施方式的功率模块的布线基板的剖面图。
图65是本发明的第25实施方式的功率模块的布线基板的立体图。
图66是本发明的第25实施方式的功率模块的布线基板的剖面图。
图67是本发明的第26实施方式的功率模块的布线基板的立体图。
图68是本发明的第26实施方式的功率模块的布线基板的剖面图。
图69是本发明的第27实施方式的功率模块的布线基板的立体图。
图70是本发明的第27实施方式的功率模块的布线基板的剖面图。
图71是本发明的第28实施方式的功率模块的电路图。
图72是本发明的第28实施方式的功率模块的侧剖面图。
图73是本发明的第28实施方式的功率模块的纵剖面图。
图74是本发明的第28实施方式的功率模块的上表面透视图。
图75是本发明的第29实施方式的功率模块的布线的剖面图。
图76是本发明的第30实施方式的功率模块的布线的剖面图。
图77是本发明的第31实施方式的功率模块的布线基板的剖面图。
图78是本发明的第31实施方式的功率模块的布线基板的俯视图。
图79是本发明的第31实施方式的功率模块的布线基板的俯视图。
图80是本发明的第32实施方式的功率模块的布线基板的剖面图。
图81是本发明的第33实施方式的功率模块的布线基板的剖面图。
图82是本发明的第34实施方式的液冷式冷却器的立体图。
图83是本发明的第34实施方式的液冷式冷却器的分解立体图。
图84是本发明的第34实施方式的液冷式冷却器的液冷板基体的立体图。
图85是本发明的第35实施方式的液冷式冷却器的立体图。
图86是本发明的第35实施方式的液冷式冷却器的分解立体图。
图87是本发明的第36实施方式的液冷式冷却器的立体图。
图88是本发明的第36实施方式的液冷式冷却器的分解立体图。
图89是本发明的第37实施方式的液冷式冷却器的立体图。
图90是本发明的第37实施方式的液冷式冷却器的分解立体图。
图91是本发明的第38实施方式的液冷式冷却器的剖面图。
图92是本发明的第39实施方式的液冷式冷却器的剖面图。
图93是本发明的第40实施方式的接合部件的剖面图。
图94是用于说明流过本发明的第40实施方式的接合部件的电流的剖面图。
图95是本发明的第41实施方式的接合部件的剖面图。
图96是用于说明流过本发明的第41实施方式的接合部件的电流的剖面图。
图97是本发明的第42实施方式的大电流端子台的立体图。
图98是本发明的第42实施方式的大电流端子台的背面侧的立体图。
图99是本发明的第42实施方式的连接端子部的主视图。
图100是本发明的第42实施方式的连接端子部的仰视图。
图101是本发明的第42实施方式的连接端子部的侧视图。
图102是本发明的第42实施方式的与逆变器部及转换器部连接后的大电流端子台的立体图。
图103是本发明的第42实施方式的与逆变器部及转换器部连接前的大电流端子台的立体图。
图104是本发明的第43实施方式的大电流端子台的立体图。
图105是本发明的第43实施方式的大电流端子台的背面侧的立体图。
图106是本发明的第43实施方式的大电流端子台的连接端子部的立体图。
图107是本发明的第43实施方式的连接端子部的主视图。
图108是本发明的第43实施方式的连接端子部的侧视图。
图109是本发明的第43实施方式的连接端子部的仰视图。
图110是本发明的第43实施方式的连接端子部的后视图。
图111是本发明的第43实施方式的与逆变器部及转换器部连接后的大电流端子台的立体图。
图112是本发明的第43实施方式的与逆变器部及转换器部连接前的大电流端子台的立体图。
具体实施方式
以下，根据附图来说明本发明的实施方式。
(第1实施方式)
首先，参照图1～图8，说明本发明的第1实施方式的功率模块100的结构。另外，在第1实施方式中，对将本发明的电力变换装置应用于功率模块100的情况进行说明。另外，功率模块100是本发明的“电力变换装置主体部”的一例。
如图1～图4所示，在本发明的第1实施方式的功率模块100中设置有：漏电极散热板1、半导体元件2、半导体元件3、栅极端子4、源极端子5、漏极端子6、阳极端子7。另外，漏电极散热板1、栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7由不含有绝缘物的铜(Cu)、铜钼合金(CuMo)等金属构成。另外，漏电极散热板1仅由1张金属板构成。这里，在第1实施方式中，半导体元件2形成在以碳化硅(SiC)为主成分的SiC基板上，由能够进行高频切换的FET(场效应晶体管)构成。另外，如图2所示，半导体元件2具有：设置在半导体元件2的主表面上的控制电极2a及源电极2b；以及设置在背面上的漏电极2c。另外，半导体元件2是本发明的“电力变换用半导体元件”及“电压驱动型晶体管元件”的一例。另外，控制电极2a是本发明的“正面电极”的一例。另外，源电极2b是本发明的“第1电极”及“正面电极”的一例。另外，漏电极2c是本发明的“第2电极”及“背面电极”的一例。另外，漏电极散热板1是本发明的“散热部件”的一例。
另外，半导体元件3由具有阳极电极3a和阴极电极3b的快恢复二极管(FRD)构成。另外，半导体元件3的阴极电极3b与半导体元件2的漏电极2c电连接，半导体元件3具有作为续流二极管(参照图8)的功能。另外，阳极电极3a是本发明的“第1二极管电极”的一例。另外，阴极电极3b是本发明的“第2二极管电极”的一例。另外，半导体元件3是本发明的“电力变换用半导体元件”及“续流二极管元件”的一例。另外，阳极电极3a及阴极电极3b分别是本发明的“第1二极管电极”及“第2二极管电极”的一例。
如图2所示，半导体元件2和半导体元件3分别借助由焊料构成的接合部件8而接合在漏电极散热板1的表面上。另外，半导体元件2的漏电极2c与漏电极散热板1电连接。并且，半导体元件3的阴极电极3b与漏电极散热板1电连接。在使用了这种半导体元件的情况下，接合部位的温度会上升到约200℃附近。因此，接合部件8由耐热性高的Au-20Sn、Zn-30Sn、Pb-5Sn等焊料形成。另外，在接合部位的温度会上升到约400℃附近的情况下，接合部件8由耐热性更高的有机层披覆纳米Ag粒子等形成。
栅极端子4借助接合部件8接合在半导体元件2的表面上(栅极电极2a上)。另外，在第1实施方式中，栅极端子4具有柱形状，且从半导体元件2的表面上向功率模块100的上方(箭头Z1方向)延伸。另外，栅极端子4形成为向功率模块100的外侧(箭头X1方向)延伸。另外，栅极端子4的上端面4a是大致平坦的，且在俯视时具有大致矩形形状(参照图1)。另外，栅极端子4具有从上端面4a释放半导体元件2产生的热量的功能。另外，栅极端子4是本发明的“电极用导体”、“第1电极用导体”、“第1晶体管电极用导体”以及“控制电极用导体”的一例。
源极端子5借助接合部件8接合在半导体元件2的表面上(源电极2b上)。另外，在第1实施方式中，源极端子5具有柱形状，且形成为从半导体元件2的表面上向功率模块100的上方(箭头Z1方向)延伸。另外，源极端子5的上端面5a是大致平坦的，且在俯视时具有大致矩形形状(参照图1)。另外，源极端子5具有从上端面5a释放半导体元件2产生的热量的功能。另外，源极端子5是本发明的“电极用导体”、“第1电极用导体”、“第1晶体管电极用导体”以及“源电极用导体”的一例。
漏极端子6(后述的漏电极框9)借助接合部件8接合在漏电极散热板1的表面上。另外，如图7所示，漏极端子6具有柱形状，且在形成为框状的漏电极框9上一体地形成有6个漏极端子6。另外，在漏电极框9的4角上各设置有1个漏极端子6。另外，在漏电极框9的长边上的中央部附近各设置有1个漏极端子6。由此，在第1实施方式中，漏极端子6被配置在与半导体元件2及半导体元件3相离的位置。并且，漏极端子6被配置在功率模块100的端部附近(参照图1)。
另外，漏极端子6的上端面6a是大致平坦的，且在俯视时具有大致矩形形状(参照图1)。另外，漏极端子6具有从上端面6a释放半导体元件2产生的热量的功能。并且，6个漏极端子6的上端面6a从漏电极框9的表面起的高度彼此大致相同。另外，漏极端子6是本发明的“电极用导体”、“第2电极用导体”、“第2晶体管电极用导体”及“漏电极用导体”的一例。
另外，漏极端子6与半导体元件3的阴极电极3b电连接，还作为半导体元件3的阴极电极端子发挥功能。即、漏极端子6也是本发明的“第2二极管电极用导体”的一例。
阳极端子7借助接合部件8接合在半导体元件3的表面上(阳极电极3a上)。另外，在第1实施方式中，阳极端子7具有柱形状，且形成为从半导体元件3的表面上向功率模块100的上方(箭头Z1方向)延伸。另外，阳极端子7的上端面7a是大致平坦的，且在俯视时具有大致矩形形状(参照图1)。另外，阳极端子7具有从上端面7a释放半导体元件3产生的热量的功能。另外，阳极端子7是本发明的“电极用导体”、“第1电极用导体”及“第1二极管电极用导体”的一例。
这里，在第1实施方式中，栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、漏极端子6的上端面6a及阳极端子7的上端面7a形成为具有大致相同的高度。
另外，在一般的功率模块中，半导体元件与电极之间的接合是通过引线键合等的布线来进行的。但是，在引线键合等的布线中，由于布线电感比较大，因此很难使功率模块高频地切换。另一方面，第1实施方式的栅极端子4、源极端子5、漏极端子6(阳极端子7)则借助接合部件8直接接合在半导体元件2(半导体元件3)上，从而与采用引线键合的情况相比，布线电感小，因此能够使功率模块100高频地切换。
另外，如图1～图4所示，在第1实施方式中，设置有由硅凝胶等构成的绝缘性的树脂部件10，该树脂部件10以围着半导体元件2、半导体元件3、栅极端子4、源极端子5、漏极端子6、阳极端子7及漏电极散热板1的侧面的方式进行了覆盖。由此，由树脂部件10形成功率模块100的外形面。该树脂部件10具有如下功能：作为进行半导体元件2、半导体元件3、栅极端子4、源极端子5、漏极端子6、阳极端子7之间的绝缘的绝缘体发挥功能；作为防止水分等浸入到半导体元件2及半导体元件3的密封部件发挥功能。另外，树脂部件10是本发明的“密封部件”的一例。
另外，如图5所示，在第1实施方式中，树脂部件10被设置成从上表面露出栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、漏极端子6的上端面6a及阳极端子7的上端面7a。另外，树脂部件10的上表面具有与栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、漏极端子6的上端面6a及阳极端子7的上端面7a大致相同的高度。并且构成为，在从树脂部件10露出的栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、漏极端子6的上端面6a及阳极端子7的上端面7a中，与外部进行电连接。另外，如图6所示，漏电极散热板1从树脂部件10的背面露出。
在第1实施方式中，如上所述，将树脂部件10构成为在树脂部件10的上表面露出栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上端面4a(上端面5a、上端面6a、上端面7a)，由此，栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上端面4a(上端面5a、上端面6a、上端面7a)从树脂部件10露出，因此，能够增加半导体元件2及3产生的热量向上方散热时的散热量。另外，通过在露出于树脂部件10的上表面的栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的上端面4a(上端面5a、上端面6a、上端面7a)上进行与外部的电连接，由此，与为了连接功率模块100和外部布线而使电极从树脂部件10的侧面露出的情况不同，能够抑制功率模块100变大。其结果，能够实现功率模块100的小型化。
另外，在第1实施方式中，如上所述，构成为，从树脂部件10的上表面露出的栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、漏极端子6的上端面6a及阳极端子7的上端面7a具有彼此大致相同的高度。由此，在栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7的上表面进行与外部的电连接时，能够容易地配置布线基板和电极等，因此能够容易地进行与外部的电连接。
另外，在第1实施方式中，如上所述，栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7具有向上方延伸的柱形状。并且，栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、漏极端子6的上端面6a及阳极端子7的上端面7a形成为大致平坦。由此，栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7具有柱形状，所以，与栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7例如为细线状的情况不同，能够减小布线电感。其结果，能够抑制因布线电感大引起的、半导体元件2及3不能高速动作的状况。另外，与使用细线状的电极用导体的情况相比，通过柱形状的栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7，能够增加散热量，因此能够提高散热性。
另外，在第1实施方式中，如上所述，构成为，从树脂部件10的上表面露出的栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、漏极端子6的上端面6a及阳极端子7的上端面7a具有与树脂部件10的上表面大致相同的高度。由此，上端面4a、上端面5a、上端面6a及上端面7a与树脂部件10的上表面处于同一平面，整体成为平坦面形状，所以，能够在上端面4a、上端面5a、上端面6a及上端面7a与树脂部件10上容易地配置布线基板等。
另外，在第1实施方式中，如上所述，栅极端子4在半导体元件2的主表面上，在借助接合部件8与控制电极2a相连的状态下向上方延伸，并且具有从树脂部件10的上表面露出的大致平坦的上端面4a。源极端子5在半导体元件2的主表面上，在借助接合部件8与源电极2b相连的状态下向上方延伸，并且具有从树脂部件10的上表面露出的大致平坦的上端面5a。漏极端子6在与半导体元件2的背面的漏电极2c电连接的状态下，从与半导体元件2相离的位置向上方延伸，并且具有从树脂部件10的上表面露出的大致平坦的上端面6a。另外，阳极端子7在半导体元件3的主表面上，在借助接合部件8与阳极电极3a相连的状态下向上方延伸，并且具有从树脂部件10的上表面露出的大致平坦的上端面7a。漏极端子6在与半导体元件3的背面的阴极电极3b电连接状态下，从与半导体元件3相离的位置向上方延伸，并且具有从树脂部件10的上表面露出的大致平坦的上端面6a。由此，由于栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、漏极端子6的上端面6a及阳极端子7的上端面7a被配置在功率模块100的上方侧，因此能够容易地进行与外部的电连接。
另外，在第1实施方式中，如上所述，漏极端子6构成为：在与半导体元件2的背面的漏电极2c电连接的状态下，从与半导体元件2相离的位置向上方延伸。由此，由于漏极端子6和半导体元件2相离，因此能够抑制漏极端子6的侧面与半导体元件2发生短路。
另外，在第1实施方式中，如上所述，通过将漏极端子6配置在功率模块100的端部附近，从而将栅极端子4及源极端子5配置在功率模块100的中央部，由此，能够使漏极端子6与栅极端子4及源极端子5之间的距离变大，因此能够抑制漏极端子6与栅极端子4及源极端子5发生短路。
另外，在第1实施方式中，如上所述，以覆盖半导体元件3和阳极端子7的侧面的方式形成树脂部件10。并且，以露出阳极端子7的大致平坦的上端面7a的方式形成树脂部件10。由此，与阳极端子7被树脂部件10覆盖的情况不同，能够增加从阳极端子7的大致平坦的上端面7a向上方释放由半导体元件3发出的热量时的散热量。另外，通过使阳极端子7的大致平坦的上端面7a在树脂部件10的上表面露出，能够在树脂部件10的上表面上容易地进行续流二极管与外部的电连接。
另外，在第1实施方式中，以构成功率模块100的外形面的方式设置树脂部件10，由此，半导体元件2、半导体元件3、栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7被包含在树脂部件10的内部，因此能够抑制因来自外部的冲击引起半导体元件2及3损坏。并且，能够抑制栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7发生短路。
另外，在第1实施方式中，如上所述，通过设置被配置在半导体元件2及3的背面侧的漏电极散热板1，能够从露出于树脂部件10的上表面的栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、漏极端子6的上端面6a及阳极端子7的上端面7a，向上方散热。并且，能够从配置在半导体元件2及3的背面侧的漏电极散热板1向下方散热。由此，能够进一步增加散热量。
另外，在第1实施方式中，如上所述，借助接合部件8将漏电极散热板1接合在半导体元件2及3的背面，由此，能够将漏电极散热板1容易地接合在半导体元件2及3的背面。
另外，在第1实施方式中，如上所述，由不含有绝缘物的金属板来构成漏电极散热板1，从而与漏电极散热板1含有绝缘物的情况不同，能够增加来自漏电极散热板1的散热量。
另外，在第1实施方式中，如上所述，以围着漏电极散热板1且使漏电极散热板1的表面露出的方式配置树脂部件10。由此，与漏电极散热板1的表面被树脂部件10覆盖的情况不同，能够增加来自漏电极散热板1的散热量。
另外，在第1实施方式中，如上所述，通过由SiC构成的半导体来形成半导体元件2及3，由此，与通过由Si构成的半导体来形成半导体元件2及3的情况不同，能够使半导体元件2及3高速动作。
接着，参照图9及图10，对为了说明上述第1实施方式的效果而进行的与热阻有关的仿真进行说明。在该仿真中，对与第1实施方式对应的实施例1的模块101(参照图9)和比较例1的模块102(参照图10)进行了仿真。
在与第1实施方式对应的实施例1的模块101中，如图9所示，在由铜钼合金构成的下表面壳体101a(对应于漏电极散热板1)的表面上，借助由Pb-5Sn构成的焊料(接合部件)101b接合着由SiC构成的半导体元件101c。另外，半导体元件101c包含FET(场效应晶体管)(对应于半导体元件2)、肖特基势垒二极管(对应于半导体元件3)。并且，在半导体元件101c的表面上，借助由Pb-10Sn构成的焊料(接合部件)101b接合着由铜钼合金构成的端子101d(对应于栅极端子4、源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)。并且，在端子101d的表面上，借助由Sn-Sb构成的焊料(接合部件)101b接合着由铜钼合金构成的上表面壳体101e。
另外，如图10所示，在比较例1的模块102中，在由铜构成的下表面壳体102a的表面上，借助由Pb-5Sn构成的焊料102b接合着铜布线102c。并且，在铜布线102c的表面上，配置有SiN基板102d。并且，在SiN基板102d的表面上，设置有铜布线102c。并且，在铜布线102c的表面上，借助由Pb-5Sn构成的焊料(接合部件)102b接合着由SiC构成的半导体元件102e。
并且，通过仿真求出了上述的实施例1的模块101及比较例1的模块102的热阻。另外，实施例1的模块101的热阻是从半导体元件101c到下表面壳体101a的热阻与从半导体元件101c到上表面壳体101e的热阻的合计。其结果，实施例1的热阻为0.206(K/W)。另外，对于图9所示的实施例1的构造，还求出了在端子101d与上表面壳体101e之间未设置焊料101b时的模块101的热阻。其结果，热阻为0.204(K/W)。并且，通过仿真求出了比较例1的模块102的从半导体元件102e到下表面壳体102a的热阻。其结果，比较例1的模块102的热阻为比实施例1的模块101的热阻(0.206(0.204)(K/W))大的值(0.422(K/W))。由此判明：与第1实施方式对应的模块101的实施例1的来自半导体元件101c的散热量比比较例1的模块102的来自半导体元件102e的散热量大。
接着，对为了说明上述第1实施方式的效果而进行的与电感及电阻值有关的仿真进行说明。
作为与第1实施方式对应的实施例2的模块，假设了这样的模块，该模块包含：形成在以碳化硅(SiC)为主成分的SiC基板上的FET(场效应晶体管)(对应于半导体元件2)、以及肖特基势垒二极管(对应于半导体元件3)。另外，作为比较例2的模块，假设了这样的模块，该模块包含形成在以硅(Si)为主成分的Si基板上的IGBT(绝缘栅双极晶体管)。并且，在实施例2的模块中，通过仿真求出了源极(对应于源极端子5)与漏极(对应于漏极端子6)之间的平均电感值及平均电阻值。另外，在比较例2的模块中，通过仿真求出了发射极与集电极之间的平均电感值及平均电阻值。其结果，判明了实施例2的模块的平均电感值为比较例2的模块的平均电感值的55％的大小。并且，判明了与第1实施方式对应的实施例2的模块的平均电阻值为比较例2的模块的平均电阻值的7％的大小。也就是说，与第1实施方式对应的实施例2的以SiC为主成分的模块的平均电感值及平均电阻值小于比较例2的以Si为主成分的模块。
(第2实施方式)
接着，参照图11～图13，对第2实施方式进行说明。在该第2实施方式中，在栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7上连接着金属端子。
如图11～图13所示，在第2实施方式的功率模块103中，在栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、漏极端子6的上端面6a及阳极端子7的上端面7a上，分别连接着用于与布线基板(未图示)等连接的栅极金属端子4b、源极金属端子5b、漏极金属端子6b及阳极金属端子7b。另外，栅极金属端子4b、源极金属端子5b、漏极金属端子6b及阳极金属端子7b形成为圆柱形状(针(pin)形状)。另外，栅极金属端子4b、源极金属端子5b、漏极金属端子6b及阳极金属端子7b例如分别借助接合部件连接在上端面4a、上端面5a、上端面6a及上端面7a上。另外，也可以分别与栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7一体地形成栅极金属端子4b、源极金属端子5b、漏极金属端子6b及阳极金属端子7b。由此，与未设置接合部件相应地，电阻成分减小，因此能够减小热阻。其结果，能够提高散热性。另外，第2实施方式的其他的结构及效果与上述第1实施方式相同。
(第3实施方式)
接着，参照图14，对第3实施方式进行说明。在该第3实施方式中，在漏电极散热板1上设置有散热器104c。
如图14所示，在第3实施方式的功率模块104中，在漏电极散热板1的下表面，隔着由导热片或油脂等构成的绝缘部件104a，设置有具有多个散热片104b的散热器104c。另外，绝缘部件104a只要是具有绝缘功能且导热性高的部件即可。另外，散热器104c是本发明的“冷却构造”的一例。另外，第3实施方式的其他结构与上述第1实施方式相同。
在第3实施方式中，如上所述，通过设置与漏电极散热板1连接的散热器104c，能够利用散热器104c进一步增加经由漏电极散热板1释放的散热量，因此能够进一步提高散热性。
另外，在第3实施方式中，如上所述，通过隔着绝缘部件104a将散热器104c连接到漏电极散热板1上，能够利用绝缘部件104a进一步抑制从导电性的漏电极散热板1向散热器104c漏电。
另外，第3实施方式的其他效果与上述第1实施方式相同。
(第4实施方式)
接着，参照图15，对第4实施方式进行说明。在该第4实施方式中，在漏电极散热板1上设置有液体冷却罩105a。
如图15所示，在第4实施方式的功率模块105中，在漏电极散热板1的下表面，隔着由导热片或油脂等构成的绝缘部件104a，设置有液体冷却罩105a。另外，在液体冷却罩105a的内部设置有用于使冷却溶剂流过的溶剂路径105b。并且，由半导体元件2及半导体元件3产生的热量借助在溶剂路径105b内循环的冷却溶剂而得到释放。另外，液体冷却罩105a是本发明的“冷却构造”的一例。另外，第4实施方式的其他结构与上述第1实施方式相同。另外，在第4实施方式中，与上述第3实施方式相同，能够得到提高散热性的效果。
(第5实施方式)
接着，参照图16，对第5实施方式进行说明。在该第5实施方式中，将上述第1实施方式的功率模块100(功率模块主体部100a及100b)安装到布线基板21上。
如图16所示，在第5实施方式的功率模块106中，在由玻璃环氧树脂、陶瓷、聚酰亚胺等构成的布线基板21上，安装着功率模块主体部100a及100b。另外，在布线基板21的下表面，安装有P侧栅极驱动器IC 22、N侧栅极驱动器IC 23。另外，功率模块106构成了3相逆变器电路。并且，功率模块主体部100a作为3相逆变器电路的上侧臂发挥功能。另外，功率模块主体部100b作为3相逆变器电路的下侧臂发挥功能。
功率模块主体部100a借助P侧栅极金属端子24、P侧源极金属端子25、P侧漏极金属端子26及P侧阳极金属端子27安装到布线基板21上。P侧栅极金属端子24、P侧源极金属端子25、P侧漏极金属端子26及P侧阳极金属端子27形成为针状(圆柱形状)。即、在第5实施方式中，从树脂部件10的表面露出的栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上端面4a(上端面5a、上端面5a、上端面7a)(参照图1)，借助P侧栅极金属端子24(P侧源极金属端子25、P侧漏极金属端子26、P侧阳极金属端子27)与布线基板21电连接。另外，功率模块主体部100b借助N侧栅极金属端子28、N侧源极金属端子29、N侧漏极金属端子30及N侧阳极金属端子31安装到布线基板21上。N侧栅极金属端子28、N侧源极金属端子29、N侧漏极金属端子30及N侧阳极金属端子31形成为针状(圆柱形状)。即、在第5实施方式中，从树脂部件10的表面露出的栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上端面4a(上端面5a、上端面6a、上端面7a)(参照图1)借助N侧栅极金属端子28(N侧源极金属端子29、N侧漏极金属端子30、N侧阳极金属端子31)与布线基板21电连接。
另外，在布线基板21的一端侧上，设置有P侧金属端子32及N侧金属端子33。P侧金属端子32经由设置在布线基板21内部的由导电性金属板构成的汇流(busbar)状的布线34，与功率模块主体部100a的P侧漏极金属端子26连接。并且，功率模块主体部100a的P侧源极金属端子25和P侧阳极金属端子27经由设置在布线基板21内部的布线34，与功率模块主体部100b的N侧漏极金属端子30连接。并且，功率模块主体部100b的N侧源极金属端子29及N侧阳极金属端子31经由设置在布线基板21内部的布线34，与设置在布线基板21的一端侧的N侧金属端子33连接。
另外，P侧栅极驱动器IC 22被配置在功率模块主体部100a的P侧栅极金属端子24附近、且处于布线基板21与功率模块主体部100a之间。也就是说构成为，布线基板21与功率模块主体部100a之间的间隔比P侧栅极驱动器IC 22的厚度大。另外，P侧栅极驱动器IC 22与设置在布线基板21的一端侧的P侧控制信号端子35连接。
另外，N侧栅极驱动器IC 23被配置在功率模块主体部100b的N侧栅极金属端子28附近、且处于布线基板21与功率模块主体部100b之间。也就是说构成为，布线基板21与功率模块主体部100b之间的间隔比N侧栅极驱动器IC 23的厚度大。另外，N侧栅极驱动器IC 23与设置在布线基板21的一端侧的N侧控制信号端子36连接。
另外，通过将P侧栅极驱动器IC 22及N侧栅极驱动器IC 23分别配置在功率模块主体部100a及功率模块主体部100b的金属端子附近，能够减小布线电感，因此能够使半导体元件2及3高频地切换。
布线基板21与功率模块主体部100a及功率模块主体部100b是隔着规定距离(空间)配置的。以填入布线基板21与功率模块主体部100a及功率模块主体部100b之间的空间的方式，填充有具有密封功能的绝缘性的树脂部件37。由此，将布线基板21与功率模块主体部100a及功率模块主体部100b固定在一起。并且，能够抑制将布线基板21与功率模块主体部100a及功率模块主体部100b相连的P侧栅极金属端子24、P侧源极金属端子25、P侧漏极金属端子26、P侧阳极金属端子27、N侧栅极金属端子28、N侧源极金属端子29、N侧漏极金属端子30及N侧阳极金属端子31发生腐蚀。另外，对于绝缘性的树脂部件37的材质，可根据半导体元件2及半导体元件3的发热温度等而选择适当的材质。另外，P侧栅极金属端子24、P侧源极金属端子25、P侧漏极金属端子26、P侧阳极金属端子27、N侧栅极金属端子28、N侧源极金属端子29、N侧漏极金属端子30及N侧阳极金属端子31是本发明的针状的“端子”的一例。
在第5实施方式中，如上所述，通过设置与从树脂部件10的上表面露出的栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上端面4a(上端面5a、上端面6a、上端面7a)电连接的布线基板21，能够容易地经由布线基板21向栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)进行供电。
另外，在第5实施方式中，如上所述，通过针状的P侧栅极金属端子24(P侧源极金属端子25、P侧漏极金属端子26、P侧阳极金属端子27)，将从树脂部件10的上表面露出的栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上端面4a(上端面5a、上端面6a、上端面7a)与布线基板21电连接。并且，通过N侧栅极金属端子28(N侧源极金属端子29、N侧漏极金属端子30、N侧阳极金属端子31)，将栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上端面4a(上端面5a、上端面6a、上端面7a)与布线基板21电连接。由此，能够容易地将栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上端面4a(上端面5a、上端面6a、上端面7a)与布线基板21电连接。
(第6实施方式)
接着，参照图17，对第6实施方式进行说明。在该第6实施方式中，与在布线基板21的表面上相邻地配置上述功率模块主体部100a及100b的上述第5实施方式不同，功率模块主体部100a及100b被配置在布线基板21的两面上。
如图17所示，在第6实施方式的功率模块107中，功率模块主体部100b和功率模块主体部100a被分别配置在布线基板21的上表面和下表面。由此，与功率模块主体部100a和功率模块主体部100b相邻地配置的上述第5实施方式相比，连接功率模块主体部100a和功率模块主体部100b的布线长度变小，因此能够减小布线电感。其结果，能够使半导体元件2及3高频地切换。
另外，以将功率模块主体部100a及100b与布线基板21之间密封的方式，设置了绝缘性的树脂部件37a。另外，树脂部件37a被设置成从布线基板21的表面覆盖到功率模块主体部100a及100b侧面的中央部。由此，能够抑制将布线基板21与功率模块主体部100a及功率模块主体部100b相连的P侧栅极金属端子24、P侧源极金属端子25、P侧漏极金属端子26、P侧阳极金属端子27、N侧栅极金属端子28、N侧源极金属端子29、N侧漏极金属端子30及N侧阳极金属端子31发生腐蚀。
另外，第6实施方式的效果与上述第5实施方式相同。
(第7实施方式)
接着，参照图18，对第7实施方式进行说明。在该第7实施方式中，与将上述树脂部件37a设置成覆盖到功率模块主体部100a及100b侧面的中央部的上述第6实施方式不同，设置成树脂部件37b的上表面与功率模块主体部100a及100b的上表面处于同一平面。
如图18所示，在第7实施方式的功率模块108中，具有密封功能的绝缘性的树脂部件37b被设置成覆盖了未设置树脂部件10(参照图1)的功率模块主体部100a及100b侧面的整体。由此，树脂部件37b的上表面与功率模块主体部100a及100b的上表面处于同一平面。其结果，能够在功率模块主体部100a及100b的上表面(漏电极散热板1)上容易地安装冷却器。并且，能够进一步冷却功率模块主体部100a及100b。
另外，第7实施方式的效果与上述第5及第6实施方式相同。
(第8实施方式)
接着，参照图19，对第8实施方式进行说明。在该第8实施方式中，不同于上述功率模块主体部100a及100b与布线基板21通过针状的端子相连的上述第5实施方式，功率模块主体部100a及100b与布线基板21是通过凸起电极41来连接的。
如图19所示，在第8实施方式的功率模块109中，功率模块主体部100a及100b的栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的上端面4a(上端面5a、上端面6a、上端面7a)(参照图1)与布线基板21通过凸起电极41连接。另外，在功率模块主体部100a及100b与布线基板21之间，设置了树脂部件37c。
在第8实施方式中，如上所述，通过凸起电极41，将从树脂部件10的上表面露出的栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上端面4a(上端面5a、上端面6a、上端面7a)与布线基板21电连接。由此，能够减小栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上端面4a(上端面5a、上端面6a、上端面7a)与布线基板21之间的间隔，因此能够抑制栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)和布线基板21发生腐蚀。
(第9实施方式)
接着，参照图20，对第9实施方式进行说明。在该第9实施方式中，不同于上述功率模块主体部100a及100b与布线基板21通过针状的端子相连的上述第6实施方式，功率模块主体部100a及100b与布线基板21是通过凸起41来连接的。
如图20所示，在第9实施方式的功率模块110中，功率模块主体部100a及100b的栅极端子4(源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)的上端面4a(上端面5a、上端面6a、上端面7a)与布线基板21通过凸起41连接。另外，在功率模块主体部100a及100b与布线基板21之间，设置了树脂部件37d。另外，通过用凸起41连接功率模块主体部100a及100b与布线基板21，减小了功率模块主体部100a及100b与布线基板21之间的间隔。由此，抑制了端子等发生腐蚀，因此有时也可以不设置树脂部件37d。
(第10实施方式)
接着，参照图21～图25，对第10实施方式进行说明。在该第10实施方式中，与设置了上述半导体元件2及半导体元件3双方的上述第1实施方式不同，仅设置了半导体元件2。
如图21～图23所示，在第10实施方式的功率模块111中，未设置半导体元件3，仅设置了半导体元件2。另外，如图24所示，在功率模块111的上表面，栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a以及漏极端子6的上端面6a从树脂部件10a露出。另外，如图25所示，在功率模块111的下表面，漏电极散热板1从树脂部件10a露出。
(第11实施方式)
接着，参照图26～图30，对第11实施方式进行说明。在该第11实施方式中，与设置了上述半导体元件2及半导体元件3双方的上述第1实施方式不同，仅设置了半导体元件3。
如图26～图28所示，在第11实施方式的功率模块112中，未设置半导体元件2，而仅设置了半导体元件3。另外，如图29所示，在功率模块112的上表面，阳极端子7的上端面7a及漏极端子6的上端面6a从树脂部件10b露出。另外，如图30所示，在功率模块112的下表面，漏电极散热板1从树脂部件10b露出。
(第12实施方式)
接着，参照图31～图33，对第12实施方式进行说明。在该第12实施方式中，与设置了上述1个半导体元件2及1个半导体元件3的上述第1实施方式不同，设置了构成P侧3相功率模块的3个半导体元件2。
如图31所示，在第12实施方式的功率模块113中，设置了3个半导体元件2。由此，功率模块113构成了P侧3相功率模块。另外，3个半导体元件2的下表面借助接合部件8与1个P电位金属散热板113a连接。另外，如图32所示，在功率模块113的上表面，3个半导体元件2各自的栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a以及兼用作漏极端子的P电位金属端子113b的上端面从树脂部件10c露出。另外，如图33所示，在功率模块113的下表面，P电位金属散热板113a从树脂部件10c露出。另外，P电位金属散热板113a是本发明的“散热部件”的一例。
(第13实施方式)
接着，参照图34～图37，对第13实施方式进行说明。在该第13实施方式中，与以围着上述栅极端子4、源极端子5及阳极端子7的方式设置漏极端子6的上述第1实施方式不同，以围着栅极端子4、漏极端子114a及阴极端子114c的方式设置了源极端子114b。
如图34～图37所示，在第13实施方式的功率模块114中，以围着栅极端子4、漏极端子114a及后述的阴极端子114c的方式，设置了6个源极端子114b。也就是说，第13实施方式的功率模块114具有将第1实施方式的功率模块100(参照图1)的源极端子5与漏极端子6对调的构造。并且，在半导体元件3的表面上，借助接合部件8设置了阴极端子114c。并且，半导体元件2及半导体元件3借助接合部件8设置在源电极散热板114d的表面上。另外，源电极散热板114d是本发明的“散热部件”的一例。另外，在树脂部件10d的上表面中，露出了栅极端子4、漏极端子114a、源极端子114b及阴极端子114c的上端面。
(第14实施方式)
接着，参照图38～图40，对第14实施方式进行说明。在该第14实施方式中，设置了构成N侧3相功率模块的3个半导体元件2。
如图38所示，在第14实施方式的功率模块115中，设置了3个半导体元件2。由此，功率模块115构成了N侧3相功率模块。另外，3个半导体元件2的下表面借助接合部件8与1个N电位金属散热板115a连接。另外，如图39所示，在功率模块115的上表面，3个半导体元件2各自的栅极端子4的上端面4a、兼用作源极端子的N电位金属端子115b的上端面从树脂部件10e露出。另外，如图40所示，在功率模块115的下表面，N电位金属散热板115a从树脂部件10e露出。另外，N电位金属散热板115a是本发明的“散热部件”的一例。
(第15实施方式)
接着，参照图41及图42，对第15实施方式进行说明。在该第15实施方式中，设置了上述第12实施方式的P侧3相功率模块113和上述第14实施方式的N侧3相功率模块115。
如图41及图42所示，在第15实施方式的功率模块116中，在布线基板21的下表面，设置了P侧3相功率模块113。而在布线基板21的上表面，设置了N侧3相功率模块115。并且，功率模块113的源极端子5借助设置在布线基板21内部的布线34与功率模块115的漏极端子6连接。另外，在布线基板21的下表面，设置了P侧金属端子32及P侧控制信号端子35。并且，在布线基板21的上表面，设置了N侧金属端子33及N侧控制信号端子36。
(第16实施方式)
接着，参照图43及图44，对第16实施方式进行说明。在该第16实施方式中，在上述第12实施方式(参照图31～图33)的功率模块113中追加设置了续流二极管。
如图43所示，在第16实施方式的功率模块117中，设置有续流二极管。在功率模块117的上表面，栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、续流二极管的阳极端子7的上端面7a、以及还具有作为漏极端子及阴极端子的功能的P电位金属端子117a的上端面，从树脂部件10f露出。另外，如图44所示，在功率模块117的下表面，P电位金属散热板117b从树脂部件10f露出。另外，P电位金属散热板117b是本发明的“散热部件”的一例。
(第17实施方式)
接着，参照图45及图46，对第17实施方式进行说明。在该第17实施方式中，在上述第14实施方式(参照图38～图40)的功率模块115中追加设置了续流二极管。
如图45所示，在第17实施方式的功率模块118中，设置有续流二极管。另外，在功率模块118的上表面，栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、续流二极管的阴极端子118a、以及还具有作为漏极端子及阳极端子的功能的N电位金属端子118b从树脂部件10g露出。另外，如图46所示，在功率模块118的下表面，N电位金属散热板118c从树脂部件10g露出。另外，N电位金属散热板118c是本发明的“散热部件”的一例。
(第18实施方式)
接着，参照图47～图49，对第18实施方式进行说明。在该第18实施方式中，与在仅由上述1张金属板构成的漏电极散热板1的表面上设置了半导体元件2及半导体元件3的第1实施方式不同，在绝缘电路基板119a的表面上接合着半导体元件2及半导体元件3。
如图47～图49所示，在第18实施方式的功率模块119中，在绝缘电路基板119a的表面上，借助接合部件8接合着半导体元件2及半导体元件3。另外，绝缘电路基板119a具有在陶瓷等绝缘体的两面贴附了金属板的构造。并且，由半导体元件2及半导体元件3产生的热量从栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7向上方释放。并且，由半导体元件2及半导体元件3产生的热量还从绝缘电路基板119a的下方释放。另外，绝缘电路基板119a是本发明的“散热部件”的一例。另外，第18实施方式的其他结构与上述第1实施方式相同。
(第19实施方式)
接着，参照图50～图54，对第19实施方式进行说明。在该第19实施方式中，与通过上述树脂部件10形成外形面的第1实施方式不同，外形面是由壳状的下侧热扩散器119b及壳状的上侧热扩散器119c形成的。另外，壳状的下侧热扩散器119b及壳状的上侧热扩散器119c由具有导电性及导热性的金属构成。
如图50及图51所示，在第19实施方式的功率模块120中，在绝缘电路基板119a的表面上，借助接合部件8接合着半导体元件2、半导体元件3及漏极端子6。另外，在半导体元件2的表面上，借助接合部件8接合着栅极端子4及源极端子5。另外，在半导体元件3的表面上，借助接合部件8接合着阳极端子7。
另外，在绝缘电路基板119a的下表面，配置有具有散热功能的下侧热扩散器119b。下侧热扩散器119b形成为具有底面和侧面的箱状(壳状)。另外，在下侧热扩散器119b上，借助接合部件8配置有上侧热扩散器119c。上侧热扩散器119c形成为具有上表面和侧面的箱状(壳状)。另外，如图52所示，在上侧热扩散器119c的上表面，设置有开口部119d。并且，构成为在下侧热扩散器119b和上侧热扩散器119c的内部，收纳了半导体元件2及半导体元件3。由此构成为，由半导体元件2及半导体元件3产生的热量从下侧热扩散器119b的下表面及侧面、和上侧热扩散器119c的上表面及侧面进行释放。另外，下侧热扩散器119b及上侧热扩散器119c是本发明的“壳体部”的一例。
另外，如图53及图54所示，在下侧热扩散器119b和上侧热扩散器119c的侧面，设置有树脂注入孔119e。并且，通过从树脂注入孔119e注入树脂，从而下侧热扩散器119b及上侧热扩散器119c与半导体元件2及半导体元件3之间的空间被树脂部件10h所填充。另外构成为，栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、漏极端子6的上端面6a及阳极端子7的上端面7a从树脂部件10h的上表面(上侧热扩散器119c的开口部119d)露出。
在第19实施方式中，如上所述，向下侧热扩散器119b及上侧热扩散器119c内填充树脂部件10h，以覆盖半导体元件2、半导体元件3、栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7的侧面。并且，以使栅极端子4的上端面4a、源极端子5的上端面5a、漏极端子6的上端面6a及阳极端子7的上端面7a露出的方式，向下侧热扩散器119b及上侧热扩散器119c内填充树脂部件10h。由此，半导体元件2、半导体元件3、栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7被树脂部件10h覆盖。并且，树脂部件10h进一步被下侧热扩散器119b及上侧热扩散器119c覆盖。由此，能够进一步抑制因来自外部的冲击引起功率模块120损坏。
(第20实施方式)
接着，参照图55，对第20实施方式进行说明。在该第20实施方式中，在上述第19实施方式的功率模块120中设置了散热器121b。
如图55所示，在第20实施方式的功率模块121中，以覆盖上述第19实施方式的功率模块120的侧面及下表面的方式，隔着绝缘性的导热油脂121a连接着散热器121b。另外，在散热器121b上，设置有多个散热片121c。并且，通过设置散热器121b，能够减小功率模块121的热阻。进而，还能够缓解因过负荷等引起的急剧温度上升所导致的热饱和。由此，能够进一步提高散热性。
(第21实施方式)
接着，参照图56～图58，对第21实施方式进行说明。在该第21实施方式中，与在上述绝缘电路基板119a的表面上设置半导体元件2等的上述第18实施方式(参照图48)不同，是在金属板122a的表面上设置了半导体元件2等。
如图56～图58所示，在第21实施方式的功率模块122中，在金属板122a的表面上，借助接合部件8接合着半导体元件2、半导体元件3及漏极端子6。并且，在半导体元件2的表面上，借助接合部件8接合着栅极端子4及源极端子5。并且，在半导体元件3的表面上，借助接合部件8接合着阳极端子7。
另外，在金属板122a的表面上，以围着半导体元件2、半导体元件3、栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7的方式，设置有上侧热扩散器119c。上侧热扩散器119c与半导体元件2、半导体元件3、栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7之间的空间被树脂部件10i所填充。在该第21实施方式中，未设置壳状的下表面热扩散器，而是通过板状的金属板122a来形成下侧的热扩散器(散热板)。另外，金属板122a及上侧热扩散器119c的电位与半导体元件3的金属板122a侧(阴极侧)的电位大致相等。由此，能够将外部的电路基板(未图示)与半导体元件3容易地电连接。
(第22实施方式)
接着，参照图59及图60，对第22实施方式进行说明。在该第22实施方式中，与在布线基板21内部设置有由上述导电性金属板构成的汇流状的布线34的上述第5实施方式(参照图16)不同，在布线基板200上设置了细微的布线导体206。
如图59及图60所示，第22实施方式的布线基板200是由第1层201、第2层202、第3层203及第4层204合计4层构成的。各个层包含：如通常的印刷基板中使用的由玻璃环氧树脂构成的绝缘基板205；以及设置在绝缘基板205的表面上的细微的布线导体206。另外，在同一平面(绝缘基板205)内设置有多个(图59中为3个)布线导体206。另外，细微的布线导体206由铜等构成，例如具有约100μm以上约200μm以下的宽度(厚度)。另外，关于细微的布线导体206的宽度(厚度)，可以根据能够流过高频电流的距表面的深度来任意设定，其中，所述高频电流是基于所要流过的高频电流的频率和布线导体206的材质算出的。另外，可以根据电气容量，任意设定同一层内的布线导体206的数量和布线基板200的层数。另外，隔着绝缘基板205层叠的2个布线导体206分别是本发明的“第1布线导体”及“第2布线导体”的一例。
另外，布线导体206形成为沿着高频电流的方向(X方向)延伸。并且，隔着规定的间隔设置有多个布线导体206，在布线导体206之间，设置有用于对布线导体206之间进行绝缘的、由树脂等构成的绝缘层207。也就是说，布线导体206和绝缘层207在Y方向上交替配置。另外，各层的布线导体206(绝缘层207)沿着Z方向(上下方向)并列配置。另外，布线导体206构成为通过贯通孔(through hole)或导通孔(via)(未图示)而在电气上成为相同电位。另外，通过布线导体206和绝缘层207构成了细微布线部208。
接着，参照图59及图60，对布线基板200的制造工序进行说明。
首先，将铜箔粘接到绝缘基板205的表面上，之后，通过蚀刻等形成多个细微的布线导体206。之后，在布线导体206之间注入树脂等，由此形成绝缘层207。由此，形成了第1层201。之后，通过冲压方式或堆积方式等，在第1层201上形成第2层202。进而，通过重复相同的步骤，依次形成第3层203以后的层。由此，完成布线基板200。
在第22实施方式中，如上所述，由沿着高频电流流过的方向延伸的多个细微的布线导体206构成细微布线部208。由此，与利用具有较大截面积的1个布线构成布线导体的情况相比，高频电流所流过的布线的表面积变大，因此能够抑制热量集中于布线导体206的表面。另外，能够与高频电流所流过的布线的表面积的增大量相应地减小布线宽度(厚度)，因此能够使布线基板200小型化。
另外，在第22实施方式中，如上所述，细微的布线导体206包含隔着绝缘层207层叠配置的多个布线导体206，从而与布线导体206为1层的情况不同，布线导体206的数量增加，因此能够减小流过1个布线导体206的电流的电阻。其结果，能够减少来自布线导体206的发热量。
(第23实施方式)
接着，参照图61及图62，对第23实施方式进行说明。在该第23实施方式中，与上述布线导体206沿着Z方向(上下方向)并列配置的上述第22实施方式不同，布线导体206和绝缘层207是沿着Z方向(上下方向)交替配置的。
如图61及图62所示，在第23实施方式的布线基板210中，布线导体206和绝缘层207沿着Z方向交替配置。并且，布线导体206和绝缘层207沿着Z方向配置的顺序在偶数列和奇数列中是不同的。由此，在从X方向观察布线导体206和绝缘层207时，布线导体206和绝缘层207是以交错格子状配置的。另外，第23实施方式的其他结构与上述第22实施方式相同。
(第24实施方式)
接着，参照图63及图64，对第24实施方式进行说明。在该第24实施方式中，与在上述布线导体206之间设置有绝缘层207的上述第22实施方式不同，在布线导体206之间设置了冷却管222。
如图63及图64所示，在第23实施方式的布线基板220中，在布线导体206之间配置有冷却管222，该冷却管222被注塑成外表面被树脂221覆盖。另外，布线导体206(冷却管222)被配置成从Z方向(上下方向)观察是重叠的。另外，由布线导体206、树脂221、冷却管222构成了细微布线部223。另外，第24实施方式的其他结构与上述第22实施方式相同。
接着，参照图63及图64，对布线基板220的制造工序进行说明。
首先，在绝缘基板205的表面上粘结铜箔，之后，通过蚀刻等形成多个细微的布线导体206。之后，将预先用树脂221注塑后的冷却管222粘结到布线导体206之间的绝缘基板205的表面上。由此，形成第1层201。之后，在第1层201上形成第2层202。进而，通过重复同样的步骤，依次形成第3层203以后的层。由此，完成布线基板220。
在第24实施方式中，如上所述，布线基板220构成为包含配置在相邻的布线导体206之间的冷却管222。在布线基板220中，由于层叠了布线导体206，因而在作为内部层的第2层202及第3层203中，有时会因热干扰而局部地产生热量。此时，为了避免热干扰而考虑增大布线导体206之间的间隔，另一方面，当布线导体206之间的间隔变大时，布线基板220变大。因此，由于能在相邻的布线导体206之间配置冷却管222而积极地进行冷却，因此能够减轻热集中。并且，能够抑制布线基板220变大。
(第25实施方式)
接着，参照图65及图66，对第25实施方式进行说明。在该第25实施方式中，与上述布线导体206(冷却管222)被配置成从Z方向(上下方向)观察是重叠的上述第24实施方式不同，布线导体206和冷却管222是沿着Z方向(上下方向)交替配置的。
如图65及图66所示，在第23实施方式的布线基板230中，布线导体206和冷却管222沿着Z方向(上下方向)交替配置。并且，布线导体206和冷却管222沿着Z方向配置的顺序在偶数列和奇数列中是不同的。由此，在从X方向观察布线导体206和冷却管222时，布线导体206和冷却管222是以交错格子状配置的。另外，第25施形態的其他结构与上述第24实施方式相同。
(第26实施方式)
接着，参照图67及图68，对第26实施方式进行说明。在该第26实施方式中，与上述布线导体206以沿着X方向延伸的方式形成的第22实施方式不同，布线导体241a及241b形成为网眼状。
如图67所示，在第26实施方式的布线基板240中，布线导体241a及241b形成为网眼状。并且，在布线导体241a的网眼部242a及布线导体241b的网眼部242b内，填入地配置有陶瓷、氮化硅、氧化铝等介电常数大的绝缘体243。并且，在第1层201及第3层203上，设置有具有大致相同的网眼的布线导体241a。并且，在第2层202及第4层204上设置有布线导体241b，该布线导体241b具有在Y方向上与第1层201及第3层203的网眼位置错开半个间距的网眼。并且，布线导体241a及241b隔着绝缘基板205而层叠。并且，第1层201及第3层203被配置成在Y方向上相对于第2层202及第4层204错开半个间距。另外，布线导体241a及241b通过以贯通绝缘基板205的方式设置的导通孔244而相互电连接。由此，设置在第1层201、第2层202、第3层203及第4层204上的网眼状的4层的布线导体241a及241b的电位大致相等。另外，由布线导体241a及241b和绝缘体243构成了细微布线部245。另外，布线导体241是本发明的“第1布线导体”及“第2布线导体”的一例。
在第26实施方式中，如上所述，通过贯通绝缘基板205的导通孔244，将隔着绝缘基板205层叠的4层的布线导体241a及241b相互电连接。由此，由于4层的布线导体241a及241b被电连接，所以4层的布线导体241a及241b的阻抗大致相等。其结果，能够抑制布线导体241a及241b的阻抗局部变大而使发热量增加的状况。
(第27实施方式)
接着，参照图69及图70，对第27实施方式进行说明。在该第27实施方式中，与在各层中设有上述具有大致相同大小的网眼的布线导体241a及241b的第26实施方式不同，在一部分中设置了具有不同大小的网眼的布线导体251a及251b。
如图69及图70所示，在第27实施方式的布线基板250中，设置在第1层201及第2层202上的布线导体241a及241b形成为网眼状。并且，在第3层203及第4层204上，也设置有形成为网眼状的布线导体251a及251b。另外，形成为：设置在第3层203及第4层204上的布线导体251a及251b的网眼的大小是设置在第1层201及第2层202上的布线导体241a及241b的网眼的大小的一半。并且，第3层203相对于第4层204被配置成，在Y方向上与第3层203的网眼位置错开了半个间距。另外，布线导体241a及241b与布线导体251a及251b通过以贯通绝缘基板205的方式设置的导通孔252而连接。由此，布线导体241a及241b与布线导体251a及251b的电位大致相等。另外，布线导体251是本发明的“第1布线导体”及“第2布线导体”的一例。
(第28实施方式)
接着，参照图71～图74，对第28实施方式进行说明。在该第28实施方式中，将上述的例如第1实施方式的功率模块100(功率模块主体部100a)应用于逆变器等所采用的电力变换电路300。另外，电力变换电路300是本发明的“电力变换装置”的一例。
如图71所示，第28实施方式的电力变换电路300包含：P端子301、N端子302、U端子303、V端子304、W端子305及6个功率模块主体部100a～100f。另外，6个功率模块主体部100a～100f每2个并列连接而成为3组，从而构成3相全桥电路。
具体地讲，功率模块主体部100a与功率模块主体部100b串联连接。并且，功率模块主体部100c与功率模块主体部100d串联连接。并且，功率模块主体部100e与功率模块主体部100f串联连接。功率模块主体部100a、100c、100e的漏极侧与P端子301连接。并且，功率模块主体部100a、100c、100e的源极侧分别与U端子303、V端子304及W端子305连接。并且，功率模块主体部100b、100d、100f的漏极侧与N端子302连接。并且，功率模块主体部100b、100d、100f的源极侧分别与U端子303、V端子304及W端子305连接。
另外，作为具体的构造，如图72所示，3个功率模块主体部100a、100c、100e与P电位层306连接。并且，3个功率模块主体部100b、100d、100f与N电位层307连接。并且，P电位层306与N电位层307连接到输出电位层308。
P电位层306由2个绝缘基板309和2个细微布线部310构成。另外，关于细微布线部310，例如使用了上述第22实施方式～第27实施方式的细微布线部。2个细微布线部310通过导通孔311而连接，在电气上成为相同的电位。另外，在绝缘基板309的上表面，设置有用于连接功率模块主体部100a、100c、100e的连接端子312。另外，在细微布线部310的一端，设置有P端子301。
N电位层307由2个绝缘基板309和2个细微布线部310构成。2个细微布线部310通过导通孔311而连接，在电气上成为相同的电位。另外，在绝缘基板309的下表面，设置有用于连接功率模块主体部100b、100d、100f的连接端子312。另外，在细微布线部310的一端，设置有N端子302。
如图74所示，输出电位层308由U相输出布线313、V相输出布线314、W相输出布线315及2个绝缘基板309(参照图72)构成。U相输出布线313、V相输出布线314及W相输出布线315是以夹在2个绝缘基板309之间的方式配置的。另外，在U相输出布线313、V相输出布线314及W相输出布线315的一端，分别设置有U端子303、V端子304及W端子305。
如图72所示，在输出电位层308的上表面层叠有P电位层306，经由贯通孔316将连接端子312、U相输出布线313、V相输出布线314及W相输出布线315电连接。另外，在输出电位层308的下表面层叠有N电位层307，通过贯通孔316将连接端子312、U相输出布线313、V相输出布线314及W相输出布线315电连接。并且，由P电位层306、N电位层307及输出电位层308构成了高频大电流基板317。
另外，通过将功率模块主体部100a～100f的漏极端子318、栅极端子319、源极端子320连接到高频大电流基板317的连接端子312，从而构成了图71所示的3相全桥电路。另外，在驱动了该3相全桥电路时，在P端子301与N端子302之间的接线(从P端子301经由细微布线部310而到达功率模块主体部100a～100f的接线、从N端子302经由细微布线部310而到达功率模块主体部100a～100f的接线)中，流过与功率模块主体部100a～100f的切换频率对应的矩形波状的高频电流。
这里，近年来，正不断开发基于SiC或GaN等新材料的电力用半导体元件。利用了这些新材料时的切换频率公知为几百Hz～1MHz，存在因布线中的阻抗不均引起的布线表面部的热集中的问题明显化的倾向。因此，如上所述，通过在高频大电流基板317上应用细微布线部310，能够使布线的阻抗均匀化，因此能够减轻布线表面的热集中。其结果，能够使电力变换装置小型化。
(第29实施方式)
接着，参照图75，对第29实施方式进行说明。在该第29实施方式中，与在上述布线基板的内部使用了由导电性金属板构成的汇流状布线的上述第5实施方式不同，在布线基板上使用了包含设有上表面槽353的导体351的布线350。
如图75所示，第29实施方式的布线350由沿着高频电流流过的方向延伸的导体351、和绝缘体352构成。在导体351的上表面，设置有沿着高频电流流过的方向延伸的多个上表面槽353。另外，导体351具有h0的厚度。并且，上表面槽353具有h1的深度、w1的宽度。并且，上表面槽353之间的间距为p1。
导体351的周围被绝缘体352覆盖。另外，在导体351的厚度h0为600μm、电流的驱动频率为100kHz的情况下，以使上表面槽353的深度h1为h0/3、宽度w1为h0/3、间距p1为h0的方式对导体351进行了槽加工。由此，导体351具有凹凸形状。另外，也可以通过蚀刻溶液来对导体351进行槽加工，还可以通过机械切削来对导体351进行槽加工。由此，多个上表面槽353的深度h1大致相同，所以，即使在电流的驱动频率为较高的100kHz的情况下，也能够将导体351的整个截面用作电流的有效通电区域。另外，在驱动频率为100kHz、导体351的厚度h0为600μm的情况下，与不具有凹凸(上表面槽353)的形状相比，电流的有效通电区域的截面积增大30％左右。由此，导通电阻变小。
在第29实施方式中，如上所述，布线350构成为包含导体351，该导体351在外表面上具有沿着高频电流流过的方向延伸的凹凸形状，从而与导体351的外表面平坦的情况相比，能够使流过导体351的外表面附近的高频电流所流过的区域增大与表面积的增大量相应的量，因此能够减小流过导体351的高频电流的电阻。
另外，在第29实施方式中，如上所述，布线350构成为包含绝缘体352，该绝缘体352形成为围着具有凹凸形状的导体351的周围，由此，能够利用绝缘体352进一步容易地抑制来自导体351的漏电。
(第30实施方式)
接着，参照图76，对第30实施方式进行说明。在该第30实施方式中，与仅在上述导体351的上表面设置上表面槽353的上述第29实施方式不同，还在导体361的下表面设置了下表面槽364。
如图76所示，第30实施方式的布线360由沿着高频电流流过的方向延伸的导体361、和绝缘体362构成。在导体361的上表面，设置有沿着高频电流流过的方向延伸的多个上表面槽363。并且，在下表面设置有沿着高频电流流过的方向延伸的多个下表面槽364。并且，导体361具有h0的厚度。并且，上表面槽363具有h1的深度、w1的宽度。并且，上表面槽363之间的间距为p1。另外，下表面槽364具有h2的深度、w2的宽度。并且，下表面槽364之间的间距为p2。
导体361的周围被绝缘体362覆盖。在导体361的厚度h0为600μm、电流的驱动频率为100kHz的情况下，以使上表面槽363的深度h1为h0/3、宽度w1为h0/3、间距p1为h0的方式，对导体361进行了槽加工。并且，以使下表面槽364的深度h2为h0/3、宽度w2为2h0/3、间距p1为h0/2的方式，对导体361进行了槽加工。由此，导体361具有凹凸形状。另外，也可以通过蚀刻溶液来对导体361进行槽加工，还可以通过机械切削来对导体361进行槽加工。由此，多个上表面槽363的深度h1大致相同，并且多个下表面槽364的深度h2大致相同，因此，即使在电流的驱动频率为较高的100kHz的情况下，也能够将导体351的整个截面用作电流的有效通电区域。另外，在驱动频率为100kHz、导体351的厚度h0为600μm的情况下，与不具有凹凸(上表面槽363、下表面槽364)的形状相比，能够使电流的有效通电区域的截面积增大60％左右。由此，能够减小导通电阻。
(第31实施方式)
接着，参照图77～图79，对第31实施方式进行说明。在该第31实施方式中，在布线基板400上设置有冷却孔407。
如图77所示，第31实施方式的布线基板400由绝缘层402、第1层的导体布线403、第2层的导体布线404、第3层的导体布线405及电极406构成。另外，在电极406上，连接着例如上述第1实施方式的功率模块100。
在第3层的导体布线405的表面上，隔着绝缘层402配置着第2层的导体布线404。并且，在第2层的导体布线404的表面上，隔着绝缘层402配置着第1层的导体布线403。以贯通设置在第2层的导体布线404的上表面的绝缘层402、第2层的导体布线404、设置在第2层的导体布线404的下表面的绝缘层402以及第3层的导体布线405的方式，设置了冷却孔407。另外，在冷却孔407中，以填满整个孔的方式，填充了铜、银、镍等，通过冷却孔407和所填充的铜(银、镍等)构成散热孔(thermalvia)。另外，冷却孔407是本发明的“冷却构造”的一例。
另外，如图77及图78所示，冷却孔407形成为圆形状。并且，冷却孔407是以3个为1组，1组的冷却孔407配置有2列。另外，如图79所示，在俯视观察时，在第2层的导体布线404上，设置有均等地分支为3支的分支布线部408。并且，在相邻的分支布线部408之间，设置有用于避免与冷却孔407发生干涉的开口部404a。在开口部404a中填充有用于对填充了铜等的冷却孔407与分支布线部408进行绝缘的绝缘体。由此，抑制了第2层的导体布线404与填充在冷却孔407中的铜、银、镍发生接触。
在第31实施方式中，如上所述，通过在第1层的导体布线403、第2层的导体布线404的附近设置冷却孔407，能够使从功率模块100产生的热量经由冷却孔407进行释放。
(第32实施方式)
接着，参照图80，对第32实施方式进行说明。在该第32实施方式中，在上述第31实施方式的冷却孔407中，设置有空冷用冷却器412。
如图80所示，在第32实施方式的布线基板410的冷却孔407的上表面及下表面，分别设置有空冷用冷却器412，在该空冷用冷却器412上设置有多个散热片411。另外，空冷用冷却器412是本发明的“冷却器”的一例。另外，第32实施方式的其他结构与上述第31实施方式相同。
在第32实施方式中，如上所述，通过设置与冷却孔407连接的空冷用冷却器412，由此，从与布线基板410连接的功率模块100产生的热量经由冷却孔407被空冷用冷却器412释放到空气中，因此能够增加散热量。
(第33实施方式)
接着，参照图81，对第33实施方式进行说明。在该第33实施方式中，在上述第31实施方式的冷却孔407中，设置有液冷用冷却器421。
如图81所示，在第31实施方式的布线基板420的冷却孔407的下表面，设置有液冷用冷却器421。另外，液冷用冷却器421是本发明的“冷却器”的一例。另外，第33实施方式的其他结构与上述第31实施方式相同。
在第33实施方式中，如上所述，通过设置与冷却孔407连接的液冷用冷却器421，由此，从与布线基板420连接的功率模块100产生的热量经由冷却孔407被液冷用冷却器421冷却而得到散热，因此能够进一步增加散热量。
另外，在上述的第31～第33实施方式中，在第2层的导体布线404上，设置有均等地分支为3支的分支布线部408。并且，在避开分支布线部408的状态下，在3个分支布线部408的附近，配置有2列冷却孔407。由此，能够在不增大导体布线404的通电电阻的情况下，通过导体布线404的分支来进行热分散，因此，能够利用冷却孔407更高效地冷却导体布线404。并且，即使因能够进行热分散而相应地减小空冷用冷却器412或液冷用冷却器421的每单位面积的冷却能力，也能够充分地进行冷却，且能够使空冷用冷却器412或液冷用冷却器421相应地小型化。
(第34实施方式)
接着，参照图82～图84，对第34实施方式的液冷式冷却器500进行说明。另外，在液冷式冷却器500的上表面，配置有例如上述第1实施方式的功率模块100。另外，液冷式冷却器500是本发明的“冷却构造”的一例。
如图82及图83所示，第34实施方式的液冷式冷却器500由冷却板基体501、设置在冷却板基体501的上表面的冷却板盖502、设置在下表面的冷却板底板503、设置在冷却板基体501的侧面的管504构成。另外，管504也可以是接头(接口)。通过对冷却板基体501的背面501a和冷却板底板503的焊接面503a进行焊接，来将冷却板基体501与冷却板底板503组合在一起。另外，通过对冷却板基体501的正面501b与冷却板盖502的绝缘粘结面502a进行绝缘性粘结来将冷却板基体501与冷却板盖502组合在一起。另外，由于通过绝缘性粘结使冷却板基体501与冷却板盖502相绝缘，因此，即使在设置在液冷式冷却器500的上表面的上述第1实施方式的功率模块100具有电位的情况下，也能抑制功率模块100的电位与冷却板基体501发生短路。
另外，如图84所示，在冷却板基体501的背面侧，设置有制冷剂用流路501c。并且，制冷剂用流路501c与管504的内部504a是相连的，构成了液冷式冷却器500的制冷剂用流路。
(第35实施方式)
接着，参照图85及图86，对第35实施方式进行说明。在该第35实施方式中，与上述冷却板基体501及冷却板盖502的表面平坦的上述第34实施方式不同，在冷却板基体511及冷却板盖513的表面上设置有凹凸。另外，液冷式冷却器510是本发明的“冷却构造”的一例。
如图85及图86所示，在第35实施方式的液冷式冷却器510的冷却板基体511的上表面，设置有具有矩形形状截面的多个凹部512。并且，在冷却板盖513的与冷却板基体511相对的下表面，设置有具有矩形形状截面的多个凸部514。并且构成为，冷却板基体511的凹部512和冷却板盖513的凸部514相互嵌合。由此，冷却板基体511与冷却板盖513的接触面积变大，因此能够增加散热量。另外，凹凸的形状只要是能增大冷却板基体511与冷却板盖513的接触面积的形状即可，不限于矩形形状的截面，例如也可以是锯齿波形状的截面。另外，第35实施方式的其他结构与上述第34实施方式相同。
(第36实施方式)
接着，参照图87及图88，对第36实施方式进行说明。在该第36实施方式中，与设置有上述冷却板盖502的上述第34实施方式不同，在液冷式冷却器520上未设置冷却板盖。另外，液冷式冷却器520是本发明的“冷却构造”的一例。
如图87及图88所示，在第36实施方式的液冷式冷却器520的冷却板基体501的上表面，未设置冷却板盖(参照图82)，而是直接设置了多个功率模块100。另外，冷却板基体501与功率模块100通过绝缘性粘结而组合在一起。由此，使得冷却板基体501与功率模块100相绝缘。另外，第36实施方式的其他结构与上述第34实施方式相同。
在第36实施方式中，在冷却板基体501的上表面，未设置冷却板盖(参照图82)，而是直接设置了多个功率模块100。由此，能够减小功率模块100与冷却板基体501之间的热阻，因此能够提高液冷式冷却器520的散热能力。
(第37实施方式)
接着，参照图89及图90，对第37实施方式进行说明。在该第37实施方式中，与上述冷却板基体511的上表面平坦的上述第36实施方式不同，在冷却板基体511的上表面设有凹部512。另外，液冷式冷却器530是本发明的“冷却构造”的一例。
如图89及图90所示，在第37实施方式的液冷式冷却器530的冷却板基体511的上表面，设置有截面为矩形形状的凹部512。并且，在功率模块100的下表面(漏电极散热板1)上，设置有能够嵌合到冷却板基体511的凹部512中的、截面为矩形形状的凸部100g。并且，冷却板基体511的凹部512与功率模块100的凸部100g相嵌合。另外，凹凸的形状只要是能增大冷却板基体511与功率模块100的接触面积的形状即可，不限于矩形形状的截面，例如也可以是锯齿波形状的截面。另外，第37实施方式的其他结构与上述第36实施方式相同。
在第37实施方式中，如上所述，在功率模块100的漏电极散热板1上形成有凸部100g，在冷却板基体511的上表面形成有能够与漏电极散热板1的凸部100g嵌合的凹部512。由此，能够增大功率模块100的漏电极散热板1与冷却板基体511相接触的面积，因此能够增加从功率模块100向冷却板基体511的散热量。
(第38实施方式)
接着，参照图91，对第38实施方式进行说明。在该第38实施方式中，在冷却板基体541的内部设置有隔板543。另外，液冷式冷却器540是本发明的“冷却构造”的一例。
如图91所示，在第38实施方式的液冷式冷却器540的冷却板基体541的上表面，设置有凸部542。并且，在功率模块100的漏电极散热板1的下表面，形成有能够与冷却板基体541的凸部542嵌合的凹部100h。另外，漏电极散热板1的凹部100h被设置在与半导体元件2(半导体元件3)对应的位置。另外，在冷却板基体541的与半导体元件2(半导体元件3)对应的区域中设置有隔板543。由此，流过冷却板基体541内部的制冷剂的流动在隔板543的附近得到促进，因此能够提高液冷式冷却器540的冷却能力。
在第38实施方式中，如上所述，在功率模块100的漏电极散热板1上形成有凹部100h，在冷却板基体541的上表面形成有能够与漏电极散热板1的凹部100h嵌合的凸部542。由此，减小了功率模块100与冷却板基体541的制冷剂之间的距离，因此能够增加从功率模块100向冷却板基体541的散热量。
(第39实施方式)
接着，参照图92，对第39实施方式进行说明。在该第39实施方式中，与在上述漏电极散热板1上设有凹部100h的上述第38实施方式不同，设有导通孔552。
如图92所示，在第39实施方式中，在设置功率模块100的半导体元件2的基板551的下表面，设有上表面被密封的导通孔552。另外，该导通孔(孔)552利用了为了获得基板551内的电连接而预先设置的孔。并且构成为，基板551的导通孔552与液冷式冷却器560的冷却板基体561的凸部562相嵌合。由此，无需在功率模块100上另外设置凹部，即可将功率模块100与冷却板基体561嵌合。另外，在冷却板基体561的与半导体元件2(半导体元件3)对应的区域中，设置有用于促进制冷剂的流动的隔板563。
(第40实施方式)
接着，参照图93及图94，对第40实施方式进行说明。在该第40实施方式中，与借助接合部件8将上述半导体元件2(半导体元件3)与端子(栅极端子4、源极端子5、漏极端子6、阳极端子7)相连的第1实施方式不同，通过粒状接合部件601来接合半导体元件602与端子604。另外，端子604例如是上述第1实施方式的栅极端子4、源极端子5、漏极端子6及阳极端子7。另外，半导体元件602例如是上述第1实施方式的半导体元件2及半导体元件3。
如图93所示，在电极600的表面上，隔着粒状接合部件601设置有半导体元件602。另外，粒状接合部件601含有电阻小的金属粒子603(银粒子、金粒子、铜粒子、铝粒子等)。另外，也可以在金属粒子603的表面设置镍皮膜或锡皮膜等。并且，在半导体元件602的表面上，隔着粒状接合部件601设置有端子604。并且构成为，电流从端子604经由半导体元件602流到电极600。另外，粒状接合部件601是本发明的“接合部件”的一例。另外，金属粒子603是本发明的“粒状金属”的一例。
接着，参照图94，对高频通电动作时电流流过的路径A进行说明。
在以100kHz以上的频率从端子604经由半导体元件602向电极600通电的情况下，电流因表皮效应而选择性地通过粒状接合部件601中含有的金属粒子603的表面。另外，在粒状接合部件601中，多个金属粒子603是相邻地配置的，因此如图94所示，电流通过金属粒子603的表面而从端子604向半导体元件602流动，并且从半导体元件602向电极600流动。
在第40实施方式中，如上所述，端子604隔着含有金属粒子603的粒状接合部件601接合到半导体元件602上。由此，高频电流流过金属粒子603的表面附近，因此能够利用多个金属粒子603增加高频电流流过的路径A。其结果，能够经由粒状接合部件601流过大电流。并且，通过调整粒状接合部件601中含有的金属粒子603的粒子直径，能够调整流过粒状接合部件601的电流容量。
(第41实施方式)
接着，参照图95及图96，对第41实施方式进行说明。在该第41实施方式中，粒状接合部件611包含在接合层612之中。
如图95所示，在电极600的表面上，隔着接合部件610设置有半导体元件602。另外，接合部件610包含：分散在接合部件610中的电阻小的金属粒子611；以及作为金属粒子611以外的部分的导电性的接合层612。另外，金属粒子611由银粒子、金粒子、铜粒子、铝粒子等构成。另外，也可以在金属粒子611的表面设置镍皮膜或锡皮膜等。另外，接合层612也可以是锡系焊料、鉛系焊料、以锡或鉛为主成分的二维系或三维系焊料，也可以是能够进行高温接合的Au-Si系的焊料。另外，在通过使接合部件610高温溶解来接合电极600和半导体元件602的工序中，是在从上方向朝下方向施加磁场的状态下进行接合，由此，金属粒子611被配置成在上下方向上相邻的状态。另外，在半导体元件602的表面上，隔着接合部件610设置有端子604。另外，接合部件610是本发明的“接合部件”的一例。另外，金属粒子611是本发明的“粒状金属”的一例。
接着，参照图96，对高频通电动作时的电流流过的路径A和低频通电动作时的电流流过的路径B进行说明。
在以100kHz以上的频率从端子604经由半导体元件602向电极600进行通电的情况下(高频动作时)，电流因表皮效应而选择性地通过接合部件610中含有的金属粒子611的表面(路径A)。另一方面，在以小于100kHz的频率从端子604经由半导体元件602向电极600进行通电的情况下(低频动作时)，由于表皮效应的影响小，因此，电流不通过金属粒子611而流过接合部件610的接合层612(路径B)。这样，对于高频通电动作时及低频通电动作时双方而言，能够确保通电电阻小的路径。
在第41实施方式中，如上所述，接合部件610构成为含有分散有金属粒子611的导电性的接合层612。由此，在高频动作时，电流经由金属粒子611而流过。而在低频动作时，电流经由接合层612而流过。由此，能够在高频动作时和低频动作时双方的动作时，使电流流过。另外，通过调整金属粒子611与导电性的接合层612的混合比、或金属粒子611的粒子直径，能够调整高频电流的电流容量和低频电流的电流容量。
(第42实施方式)
接着，参照图97～图103，对第42实施方式的大电流端子台700进行说明。在该第42实施方式中，在大电流端子台700上，连接着例如设置有上述第1实施方式的功率模块100的逆变器部710及转换器部720。
如图97及图98所示，在大电流端子台700上，设置有连接端子部701和绝缘性的树脂部702。如图99所示，在连接端子部701上，设置有2个孔703。另外，如图100所示，在连接端子部701上，以贯通连接端子部701的方式设置有多个缝704。并且，在通过树脂一体地形成连接端子部701和树脂部702时，树脂被填充到连接端子部701的缝704中。另外，在连接端子部701中设有：用于与逆变器部710连接的连接端子部701a；以及用于与转换器部720连接的连接端子部701b。另外，大电流端子台700是本发明的“端子台”的一例。另外，树脂部702是本发明的“绝缘部”的一例。另外，连接端子部701a及连接端子部701b分别是本发明的“第1连接端子部”及“第2连接端子部”的一例。
另外，如图97所示，在树脂部702上，为了确保相邻的2个连接端子部701的绝缘距离，设置有阶梯部705。
另外，如图102及图103所示，大电流端子台700构成为连接逆变器部710及转换器部720。另外，在逆变器部710及转换器部720的内部，设置有例如上述第1实施方式的功率模块100。另外，在逆变器部710及转换器部720中，设置有能够流过高频的大电流、且用于与大电流端子台700连接的端子711。在端子711上，设置有孔712。并且，大电流端子台700的连接端子部701a及连接端子部701b分别通过螺钉713与逆变器部710及转换器部720的端子711连接，由此将大电流端子台700与逆变器部710及转换器部720相连。另外，在端子711的孔712为螺孔的情况下，能够在螺钉713的背面，用螺母等将螺钉713与端子711紧固在一起。
在第42实施方式中，如上所述，大电流端子台700包含：金属制的多个连接端子部701；以及用于对相邻的连接端子部701之间进行绝缘的树脂制的树脂部702，并且，在连接端子部701与树脂部702之间的边界处，形成了阶梯部705。由此，能够通过阶梯部705增大连接端子部701与树脂部702之间的绝缘距离，因此能够减小连接端子部701之间的间距。由此，能够使大电流端子台700变小。
另外，在第42实施方式中，如上所述，大电流端子台700的连接端子部701包含缝704，且在缝704中填充有与构成树脂部702的树脂相同的树脂，由此，能够利用填充到缝704中的树脂，容易地将连接端子部701固定到大电流端子台700上。
另外，在第42实施方式中，如上所述，大电流端子台700的连接端子部701构成为包含：连接逆变器部710的连接端子部701a；以及连接转换器部720的连接端子部701b。由此，能够通过连接端子部701a和连接端子部701b分别将逆变器部710和转换器部720容易地连接到大电流端子台700上。
(第43实施方式)
接着，参照图104～图112，对第43实施方式进行说明。在该第43实施方式中，在连接端子部731上设置有弹簧端子734。
如图104～图106所示，在大电流端子台730上，设置有连接端子部731和树脂部732。如图109及图110所示，在连接端子部731上，设置有4个槽部733。并且，如图106所示，在连接端子部731的槽部733中，安装着弹簧端子734。另外，如图104所示，在树脂部732上，设置有安装用的孔735。另外，大电流端子台730是本发明的“端子台”的一例。另外，树脂部732是本发明的“绝缘部”的一例。
另外，如图111及图112所示，大电流端子台730通过螺钉736安装到覆盖逆变器部710及转换器部720的壳体或冷却器(未图示)等的框体上。并且，大电流端子台730构成为与逆变器部710及转换器部720的端子711接触(按压)。由此，不需要用于连接大电流端子台730与逆变器部710及转换器部720的端子711的螺钉。另一方面，由于未固定大电流端子台730与逆变器部710及转换器部720的端子711，因此大电流端子台730与端子711之间的接触压力不稳定。但是，通过设置弹簧端子734，能够稳定大电流端子台730与端子711之间的电连接。
另外，应该理解到，此次公开的实施方式在所有的方面均只是例示，而并不进行限制。本发明的范围不是由上述实施方式的说明来表示，而是由权利要求书来表示，而且包含与权利要求书均等的含义及范围内的所有变更。
例如，在上述第1～第43实施方式中，虽然示出了栅极端子、源极端子、漏极端子及阳极端子(阴极端子)的大致平坦的上端面从树脂部件露出的例子，但本发明不限于此。在本发明中，只要栅极端子、源极端子、漏极端子及阳极端子(阴极端子)中的至少1个大致平坦的上端面从树脂部件露出即可。
另外，在上述第1～第43实施方式中，虽然示出了栅极端子、源极端子、漏极端子及阳极端子(阴极端子)的大致平坦的上端面具有相互相同的高度的例子，但本发明不限于此。例如，栅极端子、源极端子、漏极端子及阳极端子(阴极端子)的大致平坦的上端面的高度也可以彼此不同。
另外，在上述第1～第43实施方式中，虽然示出了栅极端子、源极端子、漏极端子及阳极端子(阴极端子)具有柱形状的例子，但本发明不限于此。在本发明中，栅极端子、源极端子、漏极端子及阳极端子(阴极端子)也可以具有柱形状以外的形状。
另外，在上述第1～第43实施方式中，虽然示出了栅极端子、源极端子、漏极端子及阳极端子(阴极端子)的大致平坦的上端面具有与树脂部件的上表面大致相同的高度的例子，但本发明不限于此。例如，栅极端子、源极端子、漏极端子及阳极端子(阴极端子)的大致平坦的上端面也可以从树脂部件的上表面突出。
另外，在上述第1～第43实施方式中，虽然示出了漏极端子与栅极端子、源极端子及阳极端子相离的例子，但本发明不限于此。在本发明中，栅极端子、源极端子、漏极端子及阳极端子也可以彼此接近。
另外，在上述第1～第43实施方式中，作为半导体元件，示出了使用了形成在以碳化硅(SiC)为主成分的SiC基板上且能够进行高频切换的FET的例子，但本发明不限于此。例如，作为半导体元件，也可以使用形成在以氮化镓(GaN)为主成分的GaN基板上且能够进行高频切换的FET。另外，作为半导体元件，还可以使用形成在以硅(Si)为主成分的Si基板上的MOSFET(金属氧化膜型场效应晶体管)。另外，作为半导体元件，还可以使用IGBT(绝缘栅双极晶体管)。
另外，在上述第1～第43实施方式中，作为续流二极管，示出了使用了快恢复二极管(FRD)的例子，但本发明不限于此。例如，作为半导体元件，也可以使用肖特基势垒二极管(SBD)。而且，只要是续流二极管，则可以是任何其他的二极管。
另外，在上述第1～第39实施方式中，虽然示出了接合部件由Au-20Sn、Zn-30Sn、Pb-5Sn、有机层披覆纳米Ag粒子等构成的例子，但本发明不限于此。例如，作为接合部件，也可以使用焊箔或焊膏。
另外，在上述第31～第33实施方式中，虽然示出了在冷却孔中填充有铜、银、镍等的例子，但本发明不限于此。本发明中，也可以不填充铜、银、镍等，从而只是冷却孔。
另外，在上述第42及第43实施方式中，虽然示出了在逆变器部及转换器部中设置有作为电力变换装置的功率模块的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可以在逆变器部及转换器部以外的电子器件中，设置作为本发明的电力变换装置的功率模块。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种电力变换装置，该电力变换装置具有：
电力变换装置主体部；以及
与所述电力变换装置主体部电连接的布线基板，
所述电力变换装置主体部具有：具有电极的电力变换用半导体元件；电极用导体，其与所述电力变换用半导体元件的电极电连接，且具有侧面和大致平坦的上端面；以及由树脂构成的密封部件，其覆盖所述电力变换用半导体元件和所述电极用导体的侧面，
所述密封部件构成为：在所述密封部件的上表面，使所述电极用导体的所述大致平坦的上端面露出，并且在露出的所述电极用导体的所述大致平坦的上端面上进行与外部的电连接，
所述布线基板与从所述密封部件的上表面露出的所述电极用导体的所述大致平坦的上端面电连接。
2.(修改后)根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
设置有多个所述电极用导体，
所述多个电极用导体的从所述密封部件的上表面露出的所述大致平坦的上端面具有彼此大致相同的高度。
3.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其中，
所述电极用导体形成为：具有向上方延伸的柱形状，并且所述柱形状的上端面大致平坦。
4.(修改后)根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
从所述密封部件的上表面露出的所述电极用导体的所述大致平坦的上端面具有与所述密封部件的上表面大致相同的高度。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述电力变换用半导体元件的电极包含：设置在所述电力变换用半导体元件的主表面上的正面电极；以及设置在所述电力变换用半导体元件的背面上的背面电极，
所述电极用导体包含：
第1电极用导体，其在所述电力变换用半导体元件的主表面上，在借助接合部件与所述正面电极相连的状态下向上方延伸，并且具有从所述密封部件的上表面露出的大致平坦的上端面；以及
第2电极用导体，其在与所述电力变换用半导体元件的背面的所述背面电极电连接的状态下，从与所述电力变换用半导体元件相离的位置向上方延伸，并且具有从所述密封部件的上表面露出的大致平坦的上端面。
6.(删除)
7.(删除)
8.(删除)
9.(删除)
10.(删除)
11.(修改后)根据权利要求1～5中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述密封部件被设置为构成了所述电力变换装置主体部的外形面。
12.(修改后)根据权利要求1～5中任意一项所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有壳体部，该壳体部以围着所述电力变换用半导体元件及所述电极用导体的方式而设置，
所述密封部件以覆盖所述电力变换用半导体元件和所述电极用导体的侧面、且使所述电极用导体的所述平坦的上端面露出的方式，填充到所述壳体部内。
13.(修改后)根据权利要求1～5、11和12中任意一项所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有散热部件，该散热部件被配置在所述电力变换用半导体元件的背面侧。
14.(删除)
15.(删除)
16.(删除)
17.(修改后)根据权利要求13所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有与所述散热部件连接的冷却构造。
18.(删除)
19.(修改后)根据权利要求17所述的电力变换装置，其中，
所述冷却构造包含散热器或液冷式冷却器。
20.根据权利要求19所述的电力变换装置，其中，
所述冷却构造是液冷式冷却器，
在所述散热部件的所述冷却构造侧的部分中，形成有第1凹凸形状，
在所述液冷式冷却器的所述散热部件侧的部分中，形成有能够与所述散热部件的第1凹凸形状嵌合的第2凹凸形状。
21.根据权利要求19所述的电力变换装置，其中，
所述冷却构造是液冷式冷却器，
在配置于所述电力变换用半导体元件的背面侧的所述散热部件的所述冷却构造侧，形成有凹部，
在所述液冷式冷却器的所述散热部件侧，形成有能够与所述散热部件的凹部嵌合的凸部。
22.(修改后)根据权利要求1～5、11～13、17和19～21中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述电力变换用半导体元件通过由SiC或GaN构成的半导体形成。
23.(删除)
24.(修改后)根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
从所述密封部件的上表面露出的所述电极用导体的所述大致平坦的上端面通过凸起电极与所述布线基板电连接。
25.(修改后)根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
从所述密封部件的上表面露出的所述电极用导体的所述大致平坦的上端面通过针状的端子与所述布线基板电连接。
26.(修改后)根据权利要求1～5、11～13、17、19～22、24和25中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述布线基板包含具有冷却构造的布线。
27.根据权利要求26所述的电力变换装置，其中，
所述冷却构造包含形成在所述布线基板的布线附近的冷却孔。
28.根据权利要求27所述的电力变换装置，其中，
所述冷却构造还包含与所述冷却孔连接的冷却器。
29.(修改后)根据权利要求1～5、11～13、17、19～22和24～28中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述布线基板包含由细微布线部构成的布线部，该细微布线部由沿着高频电流流过的方向延伸的细微的布线导体构成。
30.根据权利要求29所述的电力变换装置，其中，
所述布线导体包含在同一平面内隔着间隔相邻地配置的多个布线导体，所述布线基板还包含配置在相邻的所述布线导体之间的冷却管。
31.根据权利要求29或30所述的电力变换装置，其中，
由所述细微的布线导体构成的细微布线部包含隔着绝缘基板层叠地配置的第1布线导体及第2布线导体。
32.根据权利要求31所述的电力变换装置，其中，
所述布线基板还包含连接布线部，该连接布线部贯通所述绝缘基板而将隔着所述绝缘基板层叠的所述第1布线导体与所述第2布线导体彼此电连接。
33.(修改后)根据权利要求1～5、11～13、17、19～22和24～32中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述布线基板包含布线导体，该布线导体在外表面具有沿着高频电流流过的方向延伸的凹凸形状。
34.根据权利要求33所述的电力变换装置，其中，
所述布线基板还包含绝缘体，该绝缘体以围着具有所述凹凸形状的布线导体的周围的方式而形成。
35.(修改后)根据权利要求1～5、11～13、17、19～22和24～34中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述电极用导体借助接合部件与所述电力变换用半导体元件的电极接合，
所述接合部件含有粒状金属。
36.根据权利要求35所述的电力变换装置，其中，
所述接合部件包含分散有粒状金属的导电性接合层。
37.(修改后)根据权利要求1～5、11～13、17、19～22和24～36中任意一项所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有：
端子部，其与所述电力变换用半导体元件的电极电连接；以及
端子台，其与所述端子部连接，
所述端子台包含：金属制的多个连接端子部、以及用于对相邻的所述连接端子部之间进行绝缘的树脂制的绝缘部，
在所述连接端子部与所述绝缘部之间的边界处，形成有阶梯部。
38.根据权利要求37所述的电力变换装置，其中，
所述端子台的连接端子部包含缝，
在所述缝中，填充有与构成所述绝缘部的树脂相同的树脂。
39.根据权利要求37或38所述的电力变换装置，其中，
所述电力变换装置包含第1电力变换装置和第2电力变换装置，
所述端子台的连接端子部包含：第1连接端子部，其与所述第1电力变换装置连接；以及第2连接端子部，其与所述第2电力变换装置连接。
40.一种电力变换装置，该电力变换装置具有：
电力变换用半导体元件，其具有多个电极；
多个电极用导体，它们与所述电力变换用半导体元件的多个电极电连接，具有向上方延伸的柱形状，并且具有大致平坦的上端面；
散热部件，其配置在所述电力变换用半导体元件的背面侧；以及
由树脂构成的密封部件，其覆盖所述电力变换用半导体元件和所述电极用导体的侧面，
所述密封部件构成为：在所述密封部件的上表面，使具有所述柱形状的多个电极用导体的大致平坦的上端面露出，并且在露出的所述电极用导体的所述上端面上，进行与外部的电连接，
所述电力变换装置构成为：能够从配置在所述电力变换用半导体元件的主表面侧的所述多个电极用导体的大致平坦的上端面、以及配置在所述电力变换用半导体元件的背面侧的散热部件双方，释放由所述电力变换用半导体元件产生的热量。

Claims (40)

1.一种电力变换装置，该电力变换装置具有：
具有电极的电力变换用半导体元件；
电极用导体，其与所述电力变换用半导体元件的电极电连接，且具有侧面和大致平坦的上端面；以及
由树脂构成的密封部件，其覆盖所述电力变换用半导体元件和所述电极用导体的侧面，
所述密封部件构成为：在所述密封部件的上表面，使所述电极用导体的大致平坦的上端面露出，并且在露出的所述电极用导体的所述上端面上进行与外部的电连接。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
设置有多个所述电极用导体，
所述多个电极用导体的从所述密封部件的上表面露出的大致平坦的上端面具有彼此大致相同的高度。
3.根据权利要求1或2所述的电力变换装置，其中，
所述电极用导体形成为：具有向上方延伸的柱形状，并且所述柱形状的上端面大致平坦。
4.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
从所述密封部件的上表面露出的所述电极用导体的大致平坦的上端面具有与所述密封部件的上表面大致相同的高度。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述电力变换用半导体元件的电极包含：设置在所述电力变换用半导体元件的主表面上的正面电极；以及设置在所述电力变换用半导体元件的背面上的背面电极，
所述电极用导体包含：
第1电极用导体，其在所述电力变换用半导体元件的主表面上，在借助接合部件与所述正面电极相连的状态下向上方延伸，并且具有从所述密封部件的上表面露出的大致平坦的上端面；以及
第2电极用导体，其在与所述电力变换用半导体元件的背面的所述背面电极电连接的状态下，从与所述电力变换用半导体元件相离的位置向上方延伸，并且具有从所述密封部件的上表面露出的大致平坦的上端面。
6.根据权利要求5所述的电力变换装置，其中，
所述电力变换用半导体元件包含电压驱动型晶体管元件，该电压驱动型晶体管元件具有控制电极、第1电极和第2电极，
所述第1电极用导体包含第1晶体管电极用导体，该第1晶体管电极用导体在所述电压驱动型晶体管元件的主表面上，在借助所述接合部件与由所述控制电极及所述第1电极中的至少一方构成的所述正面电极相连的状态下向上方延伸，并且具有所述大致平坦的上端面，
所述第2电极用导体包含第2晶体管电极用导体，该第2晶体管电极用导体在与所述电压驱动型晶体管元件的背面的由所述第2电极构成的所述背面电极电连接的状态下，从与所述电压驱动型晶体管元件相离的位置向上方延伸，并且具有所述大致平坦的上端面，
所述密封部件形成为：覆盖所述电压驱动型晶体管元件和所述第1晶体管电极用导体及所述第2晶体管电极用导体的侧面，并且在所述密封部件的上表面，使所述第1晶体管电极用导体及所述第2晶体管电极用导体的大致平坦的上端面露出。
7.根据权利要求6所述的电力变换装置，其中，
所述第1电极是源电极，所述第2电极是漏电极，
所述第1晶体管电极用导体包含控制电极用导体及源电极用导体，该控制电极用导体及源电极用导体在所述电压驱动型晶体管元件的主表面上，分别与所述控制电极及所述源电极连接，并向上方延伸，且具有大致平坦的上端面，
所述第2晶体管电极用导体包含漏电极用导体，该漏电极用导体在与所述电力变换用半导体元件的背面的所述漏电极电连接的状态下，从与所述电压驱动型晶体管元件相离的位置向上方延伸，并且具有大致平坦的上端面。
8.根据权利要求7所述的电力变换装置，其中，
所述密封部件形成为：以围着所述控制电极用导体及所述源电极用导体的侧面的方式进行了覆盖，并且覆盖所述漏电极用导体的侧面的至少一部分，
所述控制电极用导体、所述源电极用导体及所述漏电极用导体的大致平坦的上端面形成为从所述密封部件的上表面露出。
9.根据权利要求6～8中任意一项所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有电力变换装置主体部，该电力变换装置主体部包含所述电压驱动型晶体管元件、所述电极用导体和所述密封部件，
所述漏电极用导体被配置在所述电力变换装置主体部的端部附近。
10.根据权利要求5～9中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述电力变换用半导体元件还包含续流二极管元件，该续流二极管元件具有第1二极管电极及第2二极管电极，
所述第1电极用导体包含第1二极管电极用导体，该第1二极管电极用导体在所述续流二极管元件的主表面上，在借助所述接合部件与由所述第1二极管电极构成的所述正面电极相连的状态下向上方延伸，并且具有所述大致平坦的上端面，
所述第2电极用导体包含第2二极管电极用导体，该第2二极管电极用导体在与所述续流二极管元件的背面的由所述第2二极管电极构成的所述背面电极电连接的状态下，从与所述续流二极管元件相离的位置向上方延伸，并且具有所述大致平坦的上端面，
所述密封部件形成为：覆盖所述续流二极管元件、所述第1二极管电极用导体及所述第2二极管电极用导体的侧面，并且在所述密封部件的上表面，使所述第1二极管电极用导体及所述第2二极管电极用导体的大致平坦的上端面露出。
11.根据权利要求1～10中任意一项所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有电力变换装置主体部，该电力变换装置主体部包含所述电力变换用半导体元件、所述电极用导体和所述密封部件，
所述密封部件被设置为构成了电力变换装置主体部的外形面。
12.根据权利要求1～10中任意一项所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有壳体部，该壳体部以围着所述电力变换用半导体元件及所述电极用导体的方式而设置，
所述密封部件以覆盖所述电力变换用半导体元件和所述电极用导体的侧面、且使所述电极用导体的上端面露出的方式，填充到所述壳体部内。
13.根据权利要求1～12中任意一项所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有散热部件，该散热部件被配置在所述电力变换用半导体元件的背面侧。
14.根据权利要求13所述的电力变换装置，其中，
所述散热部件借助接合部件接合在所述电力变换用半导体元件的背面。
15.根据权利要求13或14所述的电力变换装置，其中，
所述散热部件由不含有绝缘物的金属板构成。
16.根据权利要求13～15中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述密封部件以围着所述散热部件且使所述散热部件的表面露出的方式而配置。
17.根据权利要求13～16中任意一项所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有与所述散热部件连接的冷却构造。
18.根据权利要求17所述的电力变换装置，其中，
所述冷却构造隔着绝缘性部件与配置在所述电力变换用半导体元件的背面侧的散热部件连接。
19.根据权利要求17或18所述的电力变换装置，其中，
所述冷却构造包含散热器或液冷式冷却器。
20.根据权利要求19所述的电力变换装置，其中，
所述冷却构造是液冷式冷却器，
在所述散热部件的所述冷却构造侧的部分中，形成有第1凹凸形状，
在所述液冷式冷却器的所述散热部件侧的部分中，形成有能够与所述散热部件的第1凹凸形状嵌合的第2凹凸形状。
21.根据权利要求19所述的电力变换装置，其中，
所述冷却构造是液冷式冷却器，
在配置于所述电力变换用半导体元件的背面侧的所述散热部件的所述冷却构造侧，形成有凹部，
在所述液冷式冷却器的所述散热部件侧，形成有能够与所述散热部件的凹部嵌合的凸部。
22.根据权利要求1～21中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述电力变换用半导体元件通过由SiC或GaN构成的半导体形成。
23.根据权利要求1～22中任意一项所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有布线基板，该布线基板与从所述密封部件的上表面露出的所述电极用导体的大致平坦的上端面电连接。
24.根据权利要求23所述的电力变换装置，其中，
从所述密封部件的上表面露出的所述电极用导体的大致平坦的上端面通过凸起电极与所述布线基板电连接。
25.根据权利要求23所述的电力变换装置，其中，
从所述密封部件的上表面露出的所述电极用导体的大致平坦的上端面通过针状的端子与所述布线基板电连接。
26.根据权利要求23～25中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述布线基板包含具有冷却构造的布线。
27.根据权利要求26所述的电力变换装置，其中，
所述冷却构造包含形成在所述布线基板的布线附近的冷却孔。
28.根据权利要求27所述的电力变换装置，其中，
所述冷却构造还包含与所述冷却孔连接的冷却器。
29.根据权利要求23～28中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述布线基板包含由细微布线部构成的布线部，该细微布线部由沿着高频电流流过的方向延伸的细微的布线导体构成。
30.根据权利要求29所述的电力变换装置，其中，
所述布线导体包含在同一平面内隔着间隔相邻地配置的多个布线导体，所述布线基板还包含配置在相邻的所述布线导体之间的冷却管。
31.根据权利要求29或30所述的电力变换装置，其中，
由所述细微的布线导体构成的细微布线部包含隔着绝缘基板层叠地配置的第1布线导体及第2布线导体。
32.根据权利要求31所述的电力变换装置，其中，
所述布线基板还包含连接布线部，该连接布线部贯通所述绝缘基板而将隔着所述绝缘基板层叠的所述第1布线导体与所述第2布线导体彼此电连接。
33.根据权利要求23所述的电力变换装置，其中，
所述布线基板包含布线导体，该布线导体在外表面具有沿着高频电流流过的方向延伸的凹凸形状。
34.根据权利要求33所述的电力变换装置，其中，
所述布线基板还包含绝缘体，该绝缘体以围着具有所述凹凸形状的布线导体的周围的方式而形成。
35.根据权利要求1～34中任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述电极用导体借助接合部件与所述电力变换用半导体元件的电极接合，
所述接合部件含有粒状金属。
36.根据权利要求35所述的电力变换装置，其中，
所述接合部件包含分散有粒状金属的导电性接合层。
37.根据权利要求1～36中任意一项所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有：
端子部，其与所述电力变换用半导体元件的电极电连接；以及
端子台，其与所述端子部连接，
所述端子台包含：金属制的多个连接端子部、以及用于对相邻的所述连接端子部之间进行绝缘的树脂制的绝缘部，
在所述连接端子部与所述绝缘部之间的边界处，形成有阶梯部。
38.根据权利要求37所述的电力变换装置，其中，
所述端子台的连接端子部包含缝，
在所述缝中，填充有与构成所述绝缘部的树脂相同的树脂。
39.根据权利要求37或38所述的电力变换装置，其中，
所述电力变换装置包含第1电力变换装置和第2电力变换装置，
所述端子台的连接端子部包含：第1连接端子部，其与所述第1电力变换装置连接；以及第2连接端子部，其与所述第2电力变换装置连接。
40.一种电力变换装置，该电力变换装置具有：
电力变换用半导体元件，其具有多个电极；
多个电极用导体，它们与所述电力变换用半导体元件的多个电极电连接，具有向上方延伸的柱形状，并且具有大致平坦的上端面；
散热部件，其配置在所述电力变换用半导体元件的背面侧；以及
由树脂构成的密封部件，其覆盖所述电力变换用半导体元件和所述电极用导体的侧面，
所述密封部件构成为：在所述密封部件的上表面，使具有所述柱形状的多个电极用导体的大致平坦的上端面露出，并且在露出的所述电极用导体的所述上端面上，进行与外部的电连接，
所述电力变换装置构成为：能够从配置在所述电力变换用半导体元件的主表面侧的所述多个电极用导体的大致平坦的上端面、以及配置在所述电力变换用半导体元件的背面侧的散热部件双方，释放由所述电力变换用半导体元件产生的热量。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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