CN102484109A - 电力变换装置 - Google Patents

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樋口雅人
佐佐木亮
相马朗
矶部祐
伊藤徹也
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Abstract

本电力变换装置具有：电力变换用半导体元件(2、3)；电极连接用导体部(1、4、5、6、7)，它们将相同电位的多个电极彼此电连接，并且具有用于取得与外部的电连接的大致平坦的上表面；以及密封部件(10)，其覆盖电力变换用半导体元件，并且被设置成使电极连接用导体部的大致平坦的上表面露出。

Description

电力变换装置
技术领域
本发明涉及电力变换装置，特别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，公知有具有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有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，以便能够与外部电连接。
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
发明要解决的课题
但是，在上述专利文献1所记载的半导体装置中，为了连接半导体装置与外部布线，引线框从模塑树脂的侧面露出，所以，半导体装置相应地变大，其结果，存在难以实现小型化的问题。
本发明是为了解决上述这种课题而完成的，本发明的一个目的在于，提供能够实现小型化的电力变换装置。
用于解决课题的手段和发明效果
为了实现上述目的，本发明的一个方面的电力变换装置具有：具有电极的多个电力变换用半导体元件；电极连接用导体部，其将多个电力变换用半导体元件的电极中相同电位的多个电极彼此电连接，并且在比多个电力变换用半导体元件更靠上方的位置具有用于取得与外部的电连接的大致平坦的上表面；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，由电力变换用半导体元件和密封部件构成电力变换装置主体部，该电力变换装置构成为，在电力变换装置主体部的上表面露出了电极连接用导体部的大致平坦的上表面。
在本发明的一个方面的电力变换装置中，如上所述，在电力变换装置主体部的上表面中露出的电极用导体的上表面进行与外部的电连接，由此，与为了连接电力变换装置与外部布线而使电极从电力变换装置主体部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，由于露出了将相同电位的多个电极彼此电连接的电极连接用导体的大致平坦的上表面，由此，能够利用将相同电位的多个电极彼此连接的平面面积较大的电极连接用导体的大致平坦的上表面，进一步增加向上方释放从电力变换用半导体元件产生的热量时的散热量。并且，通过设置将多个电力变换用半导体元件的电极中相同电位的多个电极彼此电连接的电极连接用导体部，由此，与将分别连接到相同电位的多个电极的多个导体部分别与外部电连接的构造相比，能够简化构造并容易地与外部电连接。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的功率模块的剖面图。
图2是本发明的第1实施方式的功率模块主体部的俯视图。
图3是沿着图2的1000-1000线的剖面图。
图4是沿着图2的1100-1100线的剖面图。
图5是从本发明的第1实施方式的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图6是从本发明的第1实施方式的功率模块主体部的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主体部的电路图。
图8是从本发明的第2实施方式的未形成树脂部件的状态下的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图9是从本发明的第2实施方式的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图10是从本发明的第2实施方式的功率模块主体部的背面侧观察的立体图。
图11是本发明的第2实施方式的功率模块主体部的电路图。
图12是从本发明的第3实施方式的未形成树脂部件的状态下的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图13是从本发明的第3实施方式的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图14是本发明的第3实施方式的功率模块主体部的电路图。
图15是从本发明的第4实施方式的未形成树脂部件的状态下的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图16是从本发明的第4实施方式的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图17是本发明的第4实施方式的功率模块主体部的电路图。
图18是从本发明的第5实施方式的未形成树脂部件的状态下的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图19是从本发明的第5实施方式的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图20是本发明的第5实施方式的功率模块主体部的电路图。
图21是从本发明的第6实施方式的未形成树脂部件的状态下的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图22是从本发明的第6实施方式的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图23是本发明的第6实施方式的功率模块主体部的电路图。
图24是从本发明的第7实施方式的未形成树脂部件的状态下的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图25是从本发明的第7实施方式的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图26是本发明的第7实施方式的功率模块主体部的电路图。
图27是从本发明的第8实施方式的未形成树脂部件的状态下的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图28是从本发明的第8实施方式的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图29是本发明的第8实施方式的功率模块主体部的电路图。
图30是从本发明的第9实施方式的未形成树脂部件的状态下的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图31是从本发明的第9实施方式的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图32是本发明的第9实施方式的功率模块主体部的电路图。
图33是从本发明的第10实施方式的未形成树脂部件的状态下的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图34是从本发明的第10实施方式的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图35是沿着图34的1200-1200线的剖面图。
图36是从本发明的第11实施方式的未形成树脂部件的状态下的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图37是沿着图36的1300-1300线的剖面图。
图38是本发明的第11实施方式的连接用电极的立体图。
图39是从本发明的第12实施方式的未形成树脂部件的状态下的功率模块主体部的正面侧观察的立体图。
图40是沿着图39的1400-1400线的剖面图。
图41是图40的放大剖面图。
图42是本发明的第12实施方式的连接用电极的立体图。
图43是本发明的第11实施方式的变形例的连接用电极的立体图。
图44是本发明的第12实施方式的变形例的连接用电极的立体图。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
(第1实施方式)
首先，参照图1～图7对本发明的第1实施方式的功率模块100的结构进行说明。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。
如图1所示，本发明的第1实施方式的功率模块100由布线基板21以及2个功率模块主体部100a和100b构成。另外，功率模块主体部100a和100b是本发明的“电力变换装置”和“电力变换装置主体部”的一例。
首先，参照图1对布线基板21的详细结构进行说明。布线基板21由玻璃环氧树脂、陶瓷、聚酰亚胺等构成。并且，在布线基板21的下表面安装有P侧栅极驱动IC22和N侧栅极驱动IC 23。另外，功率模块100构成了3相逆变器电路。而且，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。并且，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经由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和P侧阳极金属端子27安装在布线基板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和P侧阳极金属端子27形成为针状(圆柱形状)。即，从后述的树脂部件10的表面露出的栅极端子4(源极端子5、漏极/阴极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上表面4a(上表面5a、上表面6a、上表面7a)(参照图2)经由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)而与布线基板21电连接。并且，功率模块主体部100b经由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和N侧阳极金属端子31安装在布线基板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和N侧阳极金属端子31形成为针状(圆柱形状)。即，从后述的树脂部件10的表面露出的栅极端子4(源极端子5、漏极/阴极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上表面4a(上表面5a、上表面6a、上表面7a)(参照图2)经由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)而与布线基板21电连接。
并且，在布线基板21的一端侧设有P侧金属端子32和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而与功率模块主体部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而与功率模块主体部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而与设置在布线基板21的一端侧的N侧金属端子33连接。
并且，P侧栅极驱动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。即，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IC 22的厚度大。并且，P侧栅极驱动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。
并且，N侧栅极驱动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。即，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IC 23的厚度大。并且，N侧栅极驱动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IC 22和N侧栅极驱动IC 23分别配置在功率模块主体部100a和功率模块主体部100b的金属端子附近，能够减小布线电感，所以，针对噪声等外部干扰的承受度增加，并且，容易抑制偏差而使后述的多个半导体元件52a、52b、53a、53b(参照图12、图15、图18、图27、图30)以大致相同的定时进行切换动作。
布线基板21与功率模块主体部100a和功率模块主体部100b隔开规定距离(空间)而配置。以填入布线基板21与功率模块主体部100a和功率模块主体部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和功率模块主体部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和功率模块主体部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和N侧阳极金属端子31发生腐蚀。并且，绝缘性的树脂部件37的材质是根据半导体元件2和半导体元件3的发热温度等而适当选择出的。
接着，参照图2～图7，对功率模块主体部100a(100b)的详细结构进行说明。
如图2～图4所示，在功率模块主体部100a(100b)中设置有：漏极/阴极电极散热板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/阴极端子6、阳极端子7。另外，漏极/阴极电极散热板1、栅极端子4、源极端子5、漏极/阴极端子6和阳极端子7由不含绝缘物的铜(Cu)、铜钼(CuMo)等金属构成。并且，漏极/阴极电极散热板1由金属板构成。这里，在第1实施方式中，半导体元件2是能够以比Si系半导体更高的温度工作的碳化硅(SiC)的FET(场效应晶体管)。并且，如图3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和源极电极2b、以及设置在背面上的漏极电极2c。另外，半导体元件2是本发明的“电力变换用半导体元件”和“电压驱动型晶体管元件”的一例。并且，源极电极2b是本发明的“第1电极”的一例。并且，漏极电极2c是本发明的“第2电极”的一例。并且，漏极/阴极电极散热板1是本发明的“第2电极用导体”和“第2金属板”的一例。
并且，半导体元件3由能够以比Si系半导体更高的温度工作的碳化硅(SiC)的快恢复二极管(FRD)构成，且具有阳极电极3a和阴极电极3b。另外，半导体元件3的阴极电极3b与半导体元件2的漏极电极2c电连接，半导体元件3具有作为续流二极管(参照图7)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。并且，阴极电极3b是本发明的“第2二极管电极”的一例。并且，半导体元件3是本发明的“电力变换用半导体元件”和“续流二极管元件”的一例。
如图3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而接合在漏极/阴极电极散热板1的表面上。这里，半导体元件2的漏极电极2c与漏极/阴极电极散热板1电连接。并且，半导体元件3的阴极电极3b与漏极/阴极电极散热板1电连接。即，在第1实施方式中，漏极/阴极电极散热板1构成为，将相同电位的半导体元件2的背面的漏极电极2c与半导体元件3的背面的阴极电极3b连接。并且，在使用这种半导体元件的情况下，接合部位的温度会上升到大约250℃附近。由此，接合部件8由耐热性高的Au-20Sn、Zn-30Sn、Pb-5Sn等焊料形成。并且，在接合部位的温度会上升到大约400℃附近的情况下，接合部件8由耐热性更高的有机层覆盖纳米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)。并且，在第1实施方式中，栅极端子4具有柱形状，且形成为从半导体元件2的表面(上表面)上向功率模块主体部100a(100b)的上方(箭头Z1方向)延伸。并且，栅极端子4形成为向功率模块主体部100a(100b)的外侧(箭头X1方向)延伸。并且，栅极端子4的上表面4a大致平坦，且在俯视时具有大致矩形形状(参照图2)。并且，栅极端子4具有从上表面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“电极连接用导体部”和“第1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(源极电极2b上)。并且，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主体部100a(100b)的上方(箭头Z1方向)延伸。并且，源极端子5的上表面5a大致平坦，且在俯视时具有大致矩形形状(参照图2)。并且，源极端子5具有从上表面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“电极连接用导体部”、“第1电极用导体”和“晶体管电极用导体”的一例。
漏极/阴极端子6借助接合部件8接合在漏极/阴极电极散热板1的表面上。并且，在第1实施方式中，漏极/阴极端子6具有柱形状，漏极/阴极端子6被配置在与半导体元件2和半导体元件3相离的位置。并且，沿着功率模块主体部100a(100b)的端部附近(参照图2)以规定间隔配置了6个漏极/阴极端子6。并且，漏极/阴极端子6被配置成比半导体元件2和半导体元件3进一步向上方延伸。
并且，漏极/阴极端子6的上表面6a大致平坦，且在俯视时具有大致矩形形状(参照图2)。并且，漏极/阴极端子6具有从上表面6a释放半导体元件2产生的热量的功能。并且，6个漏极/阴极端子6的上表面6a的高度分别大致相同。另外，漏极/阴极端子6是本发明的“电极连接用导体部”和“第2连接用导体”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)。并且，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主体部100a(100b)的上方(箭头Z1方向)延伸。并且，阳极端子7的上表面7a大致平坦，且在俯视时具有大致矩形形状(参照图2)。并且，阳极端子7具有从上表面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“电极连接用导体”、“第1电极用导体”和“二极管电极用导体”的一例。
并且，栅极端子4的上表面4a、源极端子5的上表面5a、漏极/阴极端子6的上表面6a以及阳极端子7的上表面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与DBC等绝缘电路基板上的导体部分进行接线。但是，在这种布线方法中，布线电感比较大，所以，在使功率模块进行高频地进行切换的情况下，切换损失增加。并且，在高温下进行切换的情况下，由于电阻增加而产生发热。另一方面，第1实施方式的栅极端子4、源极端子5、漏极/阴极端子6(阳极端子7)是借助接合部件8直接接合在半导体元件2(半导体元件3)上，由此，与使用引线键合的情况相比，布线的面积增加，布线电感变小。由此，即使功率模块主体部100a(100b)高频地进行切换，也能够降低因电阻增加引起的发热以及电力损失。
并且，如图2～图4所示，设置有由硅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/阴极端子6、阳极端子7及漏极/阴极电极散热板1的侧面的方式进行了覆盖。由此，由树脂部件10形成功率模块主体部100a(100b)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/阴极端子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。
并且，如图5所示，树脂部件10被设置成：栅极端子4的上表面4a、源极端子5的上表面5a、漏极/阴极端子6的上表面6a和阳极端子7的上表面7a从该树脂部件10的上表面露出。另外，树脂部件10的上表面具有与栅极端子4的上表面4a、源极端子5的上表面5a、漏极/阴极端子6的上表面6a和阳极端子7的上表面7a大致相同的高度。而且构成为：在从树脂部件10(功率模块主体部100a、100b)露出的栅极端子4的上表面4a、源极端子5的上表面5a、漏极/阴极端子6的上表面6a和阳极端子7的上表面7a中，进行与外部的电连接。并且，如图6所示，漏极/阴极电极散热板1从树脂部件10的背面露出。
在第1实施方式中，如上所述，通过在功率模块主体部100a(100b)的上表面露出的栅极端子4(源极端子5、漏极/阴极端子6、阳极端子7)的上表面4a(上表面5a、上表面6a、上表面7a)中进行与外部的电连接，由此，与为了将功率模块主体部100a(100b)与外部布线相连而使电极从功率模块主体部100a(100b)的侧面露出的情况不同，能够抑制功率模块主体部100a(100b)变大。其结果，能够实现功率模块主体部100a(100b)的小型化。并且，由于露出了将相同电位的多个电极彼此电连接的漏极/阴极电极散热板1(漏极/阴极端子6)的大致平坦的上表面(上表面6a)，由此，能够利用将相同电位的多个电极彼此连接的平面面积较大的漏极/阴极电极散热板1(漏极/阴极端子6)的上表面(上表面6a)，进一步增加向上方释放从半导体元件2和3产生的热量时的散热量。并且，以将相同电位的半导体元件2的漏极电极2c与半导体元件3的阴极电极3b连接的方式构成了漏极/阴极电极散热板1。由此，与将分别连接到相同电位的多个电极的多个导体部分别与外部电连接的构造相比，能够简化构造并容易地与外部电连接。
并且，在第1实施方式中，如上所述，栅极端子4、源极端子5、漏极/阴极端子6和阳极端子7具有向上方延伸的柱形状。并且，栅极端子4的上表面4a、源极端子5的上表面5a、漏极/阴极端子6的上表面6a和阳极端子7的上表面7a形成为大致平坦。由此，因为栅极端子4、源极端子5、漏极/阴极端子6和阳极端子7具有柱形状，所以，与栅极端子4、源极端子5、漏极/阴极端子6和阳极端子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较大而导致半导体元件2和3无法高速工作的状况。并且，与使用细线状的电极用导体的情况相比，利用柱形状的栅极端子4、源极端子5、漏极/阴极端子6和阳极端子7，能够增加散热量，所以能够提高散热性。
并且，在第1实施方式中，如上所述，通过将漏极/阴极端子6配置在功率模块主体部100a(100b)的端部附近，并将栅极端子4和源极端子5配置在功率模块100a(100b)的中央部，由此，能够增大漏极/阴极端子6与栅极端子4和源极端子5之间的距离，所以，能够抑制漏极/阴极端子6与栅极端子4和源极端子5发生短路。
并且，在第1实施方式中，通过将树脂部件10设置成构成了功率模块100a(100b)的外形面，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/阴极端子6和阳极端子7被包含在树脂部件10的内部，所以，能够抑制因来自外部的冲击而导致半导体元件2和3发生损坏。并且，能够抑制栅极端子4、源极端子5、漏极/阴极端子6和阳极端子7发生短路。
并且，在第1实施方式中，如上所述，通过使半导体元件2和3成为由SiC构成的半导体，由此，与由Si构成的半导体相比，能够以更高的温度进行工作。
并且，在第1实施方式中，如上所述，设置了与从树脂部件10的上表面露出的栅极端子4(源极端子5、漏极/阴极端子6、阳极端子7)的大致平坦的上表面4a(上表面5a、上表面6a、上表面7a)电连接的布线基板21，由此，能够借助布线基板21容易地对栅极端子4(源极端子5、漏极/阴极端子6、阳极端子7)供给电力。
(第2实施方式)
接着，参照图8～图11对第2实施方式进行说明。在该第2实施方式中，上述第1实施方式的源极端子5的上表面5a与阳极端子7的上表面7a电连接。
如图8所示，在功率模块主体部100c中，相同电位的源极端子5的上表面5a与阳极端子7的上表面7a通过连接用金属板11连接。由此，源极端子5与阳极端子7被电连接(参照图11)。源极端子5的上表面5a和阳极端子7的上表面7a借助由焊料构成的接合部件8与连接用金属板11连接。连接用金属板11被配置成跨越源极端子5的大致平坦的上表面5a和阳极端子7的大致平坦的上表面7a。并且，连接用金属板11的上表面11a形成为大致平坦。
并且，以将相同电位的半导体元件2的背面的漏极电极2c与半导体元件3的背面的阴极电极3b相连的方式设有漏极/阴极电极散热板1。在漏极/阴极电极散热板1的表面上，以与半导体元件2和半导体元件3相离的方式，在漏极/阴极电极散热板1的端部附近配置了6个漏极/阴极端子6。而且，栅极端子4的上表面4a、连接用金属板11的上表面11a、6个漏极/阴极端子6的上表面6a具有彼此大致相同的高度。另外，连接用金属板11是本发明的“第1连接用导体”和“第1金属板”的一例。
并且，如图9所示，设置有由硅胶等构成的绝缘性的树脂部件10a，该树脂部件10a以围着半导体元件2、半导体元件3、栅极端子4、连接用金属板11、漏极/阴极端子6和漏极/阴极电极散热板1的侧面的方式进行了覆盖。由此，由树脂部件10a形成功率模块主体部100c的外形面。另外，树脂部件10a是本发明的“密封部件”的一例。
并且，树脂部件10a被设置成：栅极端子4的上表面4a、连接用金属板11的上表面11a和漏极/阴极端子6的上表面6a从该树脂部件10a的上表面露出。另外，树脂部件10a的上表面具有与栅极端子4的上表面4a、连接用金属板11的上表面11a和漏极/阴极端子6的上表面6a大致相同的高度。而且构成为：在从树脂部件10a露出的栅极端子4的上表面4a、连接用金属板11的上表面11a和漏极/阴极端子6的上表面6a中，进行与外部的电连接。并且，如图10所示，漏极/阴极电极散热板1从树脂部件10a的背面露出。
在第2实施方式中，如上所述，通过连接用金属板11将相同电位的源极端子5的上表面5a与阳极端子7的上表面7a相连。由此，与未通过连接用金属板11将源极端子5的上表面5a与阳极端子7的上表面7a连接的情况相比，功率模块主体部100c的下表面侧的金属部分(漏极/阴极电极散热板1)与上表面侧的金属部分(栅极端子4的上表面4a、连接用金属板11的上表面11a和漏极/阴极端子6的上表面6a)的面积之差减小。其结果，在功率模块主体部100c的下表面侧与上表面侧中，金属部分的热膨胀之差减小。由此，能够抑制因金属部分的热膨胀之差而在功率模块主体部100c的各接合部中发生断裂。其结果，能够实现功率模块主体部100c的长寿命化和高可靠化。并且，通过用连接用金属板11将相同电位的源极端子5的上表面5a与阳极端子7的上表面7a相连，由此，与未通过连接用金属板11将源极端子5的上表面5a与阳极端子7的上表面7a连接的情况相比，能够增加来自上表面的散热面积，所以能够增加散热量。
并且，在第2实施方式中，如上所述，以跨越源极端子5的大致平坦的上表面5a和阳极端子7的大致平坦的上表面7a的方式配置连接用金属板11。由此，能够容易地将源极端子5与阳极端子7电连接。
并且，在第2实施方式中，如上所述，树脂部件10a被设置成：栅极端子4的上表面4a、连接用金属板11的上表面11a和漏极/阴极端子6的上表面6a从该树脂部件10a的上表面露出。由此，与栅极端子4、连接用金属板11和漏极/阴极端子6被树脂部件10a覆盖的情况不同，能够增加从栅极端子4的上表面4a、连接用金属板11的上表面11a和漏极/阴极端子6的上表面6a向上方释放由半导体元件2和半导体元件3发出的热量时的散热量。并且，通过在树脂部件10a的上表面中露出栅极端子4的上表面4a、连接用金属板11的上表面11a和漏极/阴极端子6的上表面6a，能够容易地在树脂部件10a的上表面中进行与外部的电连接。
并且，在第2实施方式中，如上所述，构成为：使栅极端子4的上表面4a、连接用金属板11的上表面11a、6个漏极/阴极端子6的上表面6a具有彼此大致相同的高度。由此，在栅极端子4、连接用金属板11和漏极/阴极端子6的上表面中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。其结果，能够容易地进行与外部的电连接。
(第3实施方式)
接着，参照图12～图14对第3实施方式进行说明。在该第3实施方式中，与各设有一个上述半导体元件2和半导体元件3的第1实施方式不同，分别设置了多个半导体元件2和半导体元件3。
如图12所示，在功率模块主体部100d中，2个半导体元件52a和52b以及2个半导体元件53a和53b分别借助由焊料构成的接合部件8接合在漏极/阴极电极散热板1的表面上。半导体元件52a和52b是能够以比Si系半导体更高的温度工作的碳化硅的FET(场效应晶体管)。并且，半导体元件53a和53b由能够以比Si系半导体更高的温度工作的碳化硅(SiC)的、作为续流二极管发挥功能的快恢复二极管(FRD)构成。另外，半导体元件52a和52b的漏极电极与漏极/阴极电极散热板1(漏极/阴极端子6)电连接(参照图14)。并且，半导体元件53a和53b的阴极电极与漏极/阴极电极散热板1(漏极/阴极端子6)电连接(参照图14)。并且，在半导体元件52a和52b的上表面分别连接着栅极端子54a和54b。并且，在半导体元件52a和52b的上表面分别连接着源极端子55a和55b。并且，在半导体元件53a和53b的上表面分别连接着阳极端子57a和57b。另外，半导体元件52a(52b)是本发明的“电力变换用半导体元件”和“电压驱动型晶体管元件”的一例。并且，半导体元件53a(53b)是本发明的“电力变换用半导体元件”和“续流二极管元件”的一例。
并且，如图13所示，设置有由硅胶等构成的绝缘性的树脂部件10b，该树脂部件10b以围着半导体元件52a和52b、半导体元件53a和53b、栅极端子54a和54b、源极端子55a和55b、漏极/阴极端子6、阳极端子57a和57b、漏极/阴极电极散热板1的侧面的方式进行了覆盖。由此，由树脂部件10b形成功率模块主体部100d的外形面。另外，树脂部件10b是本发明的“密封部件”的一例。
并且，如图13所示，树脂部件10b被设置成：栅极端子54a的上表面541a、栅极端子54b的上表面541b、源极端子55a的上表面551a、源极端子55b的上表面551b、漏极/阴极端子6的上表面6a、阳极端子57a的上表面571a、阳极端子57b的上表面571b从该树脂部件10b的上表面露出。
在第3实施方式中，如上所述，在功率模块主体部100d中设置了2个半导体元件52a和52b、以及2个半导体元件53a和53b。由此，半导体元件的并联数量增多，所以能够流过大电流。
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～图17对第4实施方式进行说明。在该第4实施方式中，将上述第3实施方式的2个半导体元件52a和52b的源极端子55a和55b彼此电连接。并且，将上述第3实施方式的2个半导体元件53a和53b的阳极端子57a和57b彼此电连接。
如图15所示，在功率模块主体部100e中，2个半导体元件52a和52b的源极端子55a和55b彼此借助由焊料构成的接合部件8，并通过连接用金属板12相连。由此，2个半导体元件52a和52b被并联连接(参照图17)。并且，2个半导体元件53a和53b的阳极端子57a和57b彼此借助由焊料构成的接合部件8，并通过连接用金属板13相连。由此，2个半导体元件53a和53b被并联连接(参照图17)。
并且，如图16所示，树脂部件10c被设置成：栅极端子54a的上表面541a、栅极端子54b的上表面541b、连接用金属板12的上表面12a、连接用金属板13的上表面13a和漏极/阴极端子6的上表面6a从该树脂部件10c的上表面露出。另外，树脂部件10c是本发明的“密封部件”的一例。
在第4实施方式中，如上所述，通过连接用金属板12将2个半导体元件52a和52b的源极端子55a和55b彼此连接。并且，通过连接用金属板13将2个半导体元件53a和53b的阳极端子57a和57b彼此连接。由此，与上述第2实施方式相比，功率模块主体部100e的下表面侧的金属部分(漏极/阴极电极散热板1)与上表面侧的金属部分(栅极端子4的上表面4a、连接用金属板12的上表面12a、连接用金属板13的上表面13a和漏极/阴极端子6的上表面6a)的面积之差进一步减小。其结果，在功率模块主体部100e的下表面侧与上表面侧中，金属部分的热膨胀之差进一步减小。由此，能够进一步抑制因金属部分的热膨胀之差而在功率模块主体部100e的各接合部中发生断裂。其结果，能够进一步实现功率模块主体部100e的长寿命化和高可靠化。并且，通过用连接用金属板12(13)将源极端子55a和55b(阳极端子57a和57b)彼此连接，由此，与未通过连接用金属板12(13)将源极端子55a和55b(阳极端子57a和57b)连接的情况相比，能够增加来自上表面的散热面积，所以能够增加散热量。
另外，第4实施方式的其他效果与上述第2和第3实施方式相同。
(第5实施方式)
接着，参照图18～图20对第5实施方式进行说明。在该第5实施方式中，将上述第3实施方式的半导体元件52a的源极端子55a、半导体元件52b的源极端子55b、半导体元件53a的阳极端子57a和半导体元件53b的阳极端子57b电连接。
如图18所示，在功率模块主体部100f中，半导体元件52a的源极端子55a、半导体元件52b的源极端子55b、半导体元件53a的阳极端子57a和半导体元件53b的阳极端子57b借助由焊料构成的接合部件8，并通过连接用金属板14相连。由此，4个半导体元件53a和53b、半导体元件52a和52b被并联连接(参照图20)。
并且，如图19所示，树脂部件10d被设置成：栅极端子54a的上表面541a、栅极端子54b的上表面541b、连接用金属板14的上表面14a和漏极/阴极端子6的上表面6a从该树脂部件10d的上表面露出。另外，树脂部件10d是本发明的“密封部件”的一例。
在第5实施方式中，如上所述，通过连接用金属板14将半导体元件52a的源极端子55a、半导体元件52b的源极端子55b、半导体元件53a的阳极端子57a和半导体元件53b的阳极端子57b连接。由此，与上述第4实施方式相比，功率模块主体部100f的下表面侧的金属部分(漏极/阴极电极散热板1)与上表面侧的金属部分(栅极端子4的上表面4a、连接用金属板14的上表面14a和漏极/阴极端子6的上表面6a)的面积之差进一步减小。其结果，在功率模块主体部100f的下表面侧与上表面侧中，金属部分的热膨胀之差进一步减小。由此，能够进一步抑制因金属部分的热膨胀之差而在功率模块主体部100f的各接合部中发生断裂。其结果，能够进一步实现功率模块主体部100f的长寿命化和高可靠化。并且，通过用连接用金属板14将源极端子55a、源极端子55b、阳极端子57a和阳极端子57b连接，由此，与未通过连接用金属板14将源极端子55a、源极端子55b、阳极端子57a和阳极端子57b连接的情况相比，能够增加来自上表面的散热面积，所以能够增加散热量。
另外，第5实施方式的其他效果与上述第2和第3实施方式相同。
(第6实施方式)
接着，参照图21～图23对第6实施方式进行说明。在该第6实施方式中，与漏极/阴极端子6形成为柱形状的上述第1～第5实施方式不同，漏极/阴极端子61形成为罩状(框状)。
如图21所示，在功率模块主体部100g中，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接合在漏极/阴极电极散热板1a的表面上。并且，栅极端子4和源极端子5借助接合部件8接合在半导体元件2的表面上。并且，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。另外，漏极/阴极电极散热板1a是本发明的“第2电极用导体”和“第2金属板”的一例。
这里，在第6实施方式中，以分别围着半导体元件2和半导体元件3的方式，通过接合部件8或还原法将罩状(框状)的漏极/阴极端子61接合在漏极/阴极电极散热板1a的表面上。还原法是指如下方法：对例如由铜(Cu)构成的漏极/阴极端子61和漏极/阴极电极散热板1a进行加热，由此从形成在漏极/阴极端子61和漏极/阴极电极散热板1a的表面上的氧化铜中分解出(还原出)氧，然后对漏极/阴极端子61与漏极/阴极电极散热板1a进行接合。并且，在漏极/阴极端子61上设有2个开口部61a和61b。在开口部61a与61b之间设有分隔壁61c。半导体元件2被配置到开口部61a的内部。半导体元件3被配置到开口部61b的内部。而且，半导体元件2的漏极电极、半导体元件3的阴极电极、漏极/阴极端子61成为相同电位(参照图23)。另外，漏极/阴极端子61是本发明的“电极连接用导体部”、“第2连接用导体”和“罩部”的一例。
并且，如图22所示，在漏极/阴极端子61的开口部61a和61b的内部填充有由硅胶等构成的绝缘性的树脂部件10e。树脂部件10e被设置成：栅极端子4的上表面4a、源极端子5的上表面5a和阳极端子7的上表面7a从该树脂部件10e的上表面露出。另外，树脂部件10e是本发明的“密封部件”的一例。
在第6实施方式中，如上所述，以分别围着半导体元件2和半导体元件3的方式，设置了接合在漏极/阴极电极散热板1a的表面上的罩状(框状)的漏极/阴极端子61。由此，与漏极/阴极端子形成为柱形状的情况相比，表面积增大，相应地，能够进一步向上方释放从半导体元件2和半导体元件3发出的热量。
并且，在第6实施方式中，如上所述，将树脂部件10e填充到漏极/阴极端子61的开口部61a和61b的内部。由此，能够容易地抑制树脂部件10e从功率模块主体部100g露出。
(第7实施方式)
接着，参照图24～图26对第7实施方式进行说明。在该第7实施方式中，将上述第6实施方式的源极端子5的上表面5a与阳极端子7的上表面7a电连接。
如图24所示，在功率模块主体部100h中，相同电位的源极端子5的上表面5a与阳极端子7的上表面7a通过连接用金属板11连接。由此，源极端子5与阳极端子7被电连接(参照图26)。并且，以分别围着半导体元件2和半导体元件3的方式，借助接合部件8将罩状的漏极/阴极端子62接合在漏极/阴极电极散热板1a的表面上。在漏极/阴极端子62上设有1个开口部62a。半导体元件2和半导体元件3被配置到1个开口部62a的内部。另外，漏极/阴极端子62是本发明的“电极连接用导体部”、“第2连接用导体”和“罩部”的一例。
并且，如图25所示，在漏极/阴极端子62的开口部62a的内部填充有由硅胶等构成的绝缘性的树脂部件10f。树脂部件10f被设置成：栅极端子4的上表面4a和连接用金属板11的上表面11a从该树脂部件10f的上表面露出。另外，树脂部件10f是本发明的“密封部件”的一例。
另外，第7实施方式的效果与上述第2和第6实施方式相同。
(第8实施方式)
接着，参照图27～图29对第8实施方式进行说明。在该第8实施方式中，使用上述第6实施方式的罩状(框状)的漏极/阴极端子61来代替上述第4实施方式的柱形状的漏极/阴极端子6。
如图27所示，在功率模块主体部100i中，2个半导体元件52a和52b的源极端子55a和55b彼此通过连接用金属板12连接。由此，2个半导体元件52a和52b被并联连接(参照图29)。并且，2个半导体元件53a和53b的阳极端子57a和57b彼此通过连接用金属板13连接。由此，2个半导体元件53a和53b被并联连接(参照图29)。
并且，以分别围着半导体元件2和半导体元件3的方式，借助接合部件8将罩状的漏极/阴极端子61接合在漏极/阴极电极散热板1a的表面上。并且，如图28所示，在漏极/阴极端子61的2个开口部61a和61b的内部填充有由硅胶等构成的绝缘性的树脂部件10g。树脂部件10g被设置成：栅极端子4的上表面4a、连接用金属板12的上表面12a和连接用金属板13的上表面13a从该树脂部件10g的上表面露出。另外，树脂部件10g是本发明的“密封部件”的一例。
另外，第8实施方式的效果与上述第4和第6实施方式相同。
(第9实施方式)
接着，参照图30～图32对第9实施方式进行说明。在该第9实施方式中，使用上述第7实施方式的罩状(框状)的漏极/阴极端子62来代替上述第5实施方式的四棱柱形状的漏极/阴极端子6。
如图30所示，在功率模块主体部100j中，半导体元件52a的源极端子55a、半导体元件52b的源极端子55b、半导体元件53a的阳极端子57a、半导体元件53b的阳极端子57b借助由焊料构成的接合部件8，并通过连接用金属板14相连。由此，4个半导体元件52a和52b、半导体元件53a和53b被并联连接(参照图32)。并且，以分别围着半导体元件2和半导体元件3的方式，借助接合部件8将罩状的漏极/阴极端子62接合在漏极/阴极电极散热板1a的表面上。
并且，在漏极/阴极端子62的开口部62a的内部填充有由硅胶等构成的绝缘性的树脂部件10h。树脂部件10h被设置成：栅极端子4的上表面4a和连接用金属板14的上表面14a从该树脂部件10h的上表面露出。另外，树脂部件10h是本发明的“密封部件”的一例。
另外，第9实施方式的效果与上述第5和第7实施方式相同。
(第10实施方式)
接着，参照图33～图35对第10实施方式进行说明。在该第10实施方式中，在上述第6实施方式的漏极/阴极端子61上设有阶差部64a和64b。
如图33所示，在功率模块主体部100k中，以分别围着半导体元件2和半导体元件3的方式，借助接合部件8将罩状(框状)的漏极/阴极端子63接合在漏极/阴极电极散热板1a的表面上。在漏极/阴极端子63上设有开口部63a和63b。半导体元件2被配置到开口部63a的内部。半导体元件3被配置到开口部63b的内部。另外，漏极/阴极电极散热板1a是本发明的“电极连接用导体部”和“第2电极用导体”的一例。并且，漏极/阴极端子63是本发明的“电极连接用导体部”和“第2连接用导体”的一例。
这里，在第10实施方式中，在漏极/阴极端子63的开口部63a的与源极端子5(突出部5b)相面对的部分中，呈周状地形成有阶差部64a。另外，如图35所示，阶差部64a的深度D1形成为比源极端子5的上部的突出部5b的厚度t1大(D1＞t1)。并且，关于突出部5b的X方向侧的端部与漏极/阴极端子63的X方向侧的内侧面之间的宽度W1，根据功率模块主体部100k中使用的电压而将宽度W1设定为能够确保必要的绝缘距离。并且，关于突出部5b的X方向侧的端部与阶差部64a的X方向侧的内侧面之间的宽度W2，考虑了能够使由硅胶等构成的绝缘性的树脂部件10i(参照图34)流动的程度的尺寸，来设定该宽度W2。另外，同样地，在漏极/阴极端子63的开口部63b的与源极端子5(突出部5b)相面对的部分中，也呈周状地形成有阶差部64b。另外，源极端子5是本发明的“上表面侧电极用导体”的一例。
在第10实施方式中，如上所述，在漏极/阴极端子63的与源极端子5相面对的部分中设置了阶差部64a和64b。由此，能够确保源极端子5(阳极端子7)与漏极/阴极端子63之间的绝缘距离，且能够使由硅胶等构成的绝缘性的树脂部件10i流动。
另外，第10实施方式的其他效果与上述第6实施方式相同。
(第11实施方式)
接着，参照图36～图38对第11实施方式进行说明。在该第11实施方式中，与功率模块主体部借助形成为针状(圆柱形状)的金属端子安装在布线基板上的上述第1实施方式不同，功率模块主体部1001借助能够弹性变形的连接用电极71安装在布线基板21a上。
如图36和图37所示，功率模块101由功率模块主体部1001、布线基板21a、以及连接功率模块主体部1001和布线基板21a的连接用电极71构成。另外，连接用电极71是本发明的“连接部件”的一例。
在功率模块主体部1001中，在由金属板构成的漏极/阴极电极散热板111的表面上借助接合部件113接合着多个半导体元件112。另外，漏极/阴极电极散热板111是本发明的“第2电极用导体”和“第2金属板”的一例。并且，漏极/阴极电极散热板111构成为将相同电位的多个半导体元件112的背面的电极彼此连接。并且，半导体元件112包含能够以比Si系半导体更高的温度工作的碳化硅的FET(场效应晶体管)和作为续流二极管发挥功能的快恢复二极管(FRD)。另外，半导体元件112是本发明的“电力变换用半导体元件”、“电压驱动型晶体管元件”和“续流二极管元件”的一例。
并且，在半导体元件112的表面上借助接合部件113连接着具有大致平坦的上表面的半导体用端子114。另外，半导体用端子114作为栅极端子、源极端子、阳极端子等发挥功能。并且，半导体用端子114是本发明的“电极连接用导体”、“第1电极用导体”、“晶体管电极用导体”和“二极管电极用导体”的一例。
在漏极/阴极电极散热板111的表面上接合着具有大致平坦的上表面的罩状(框状)的漏极/阴极端子115。另外，漏极/阴极端子115作为漏极端子和阴极端子发挥功能。并且，在罩状的漏极/阴极端子115上设有开口部115a和115b，多个半导体元件112被配置到开口部115a和115b的内部。另外，在开口部115a和115b的内部填充有未图示的由硅胶等构成的绝缘性的树脂部件。并且，漏极/阴极端子115是本发明的“第2连接用导体”和“罩部”的一例。
如图37所示，在半导体用端子114的表面上借助接合部件113接合着连接用电极71。并且，在罩状的漏极/阴极端子115的表面上借助接合部件113接合着连接用电极71。而且，在连接用电极71的表面上借助接合部件113接合着布线基板21a。
如图38所示，连接用电极71由金属板72、金属板73、多个线状金属74构成。金属板72和金属板73分别具有凸部72a和凸部73a。金属板72和金属板73被配置成凸部72a与凸部73a相面对。而且，线状金属74具有大致椭圆形状，通过焊接或还原法等接合在凸部72a的侧面和凸部73a的侧面。并且，线状金属74由铜或铝等形成。另外，金属板72和金属板73分别是本发明的“第2连接金属板”和“第1连接金属板”的一例。
在第11实施方式中，如上所述，借助能够弹性变形的连接用电极71将半导体用端子114(漏极/阴极端子115)的大致平坦的上表面与布线基板21a电连接。布线基板21a与半导体用端子114(漏极/阴极端子115)的热膨胀率一般不同，所以，在布线基板21a与半导体用端子114(漏极/阴极端子115)之间会产生热应力。并且，有时布线基板21a会相对于功率模块主体部1001发生倾斜。因此，借助能够弹性变形的连接用电极71将半导体用端子114(漏极/阴极端子115)与布线基板21a连接，由此，利用能够弹性变形的连接用电极71来吸收热应力和倾斜。其结果，抑制了对功率模块主体部1001过度施加应力的状况，所以，能够提高功率模块主体部1001的可靠性。并且，利用能够弹性变形的连接用电极71，能够吸收功率模块主体部1001与布线基板21a之间的上下方向或扭转方向的尺寸误差。
并且，在第11实施方式中，如上所述，连接用电极71包含能够弹性变形的线状金属74。由此，能够容易地使连接用电极71在上下方向或扭转方向上产生弹性变形。
(第12实施方式)
接着，参照图39～图42对第12实施方式进行说明。在该第12实施方式中，与在上述一对金属板的凸部上连接着线状金属的第11实施方式不同，在平板状的一对金属板76和77上接合着形成为大致U字形状的线状金属78。
如图39～图41所示，功率模块102由功率模块主体部100m、布线基板21a、以及连接功率模块主体部100m和布线基板21a的连接用电极75构成。另外，连接用电极75是本发明的“连接部件”的一例。
功率模块主体部100m构成为：在上述第11实施方式的功率模块主体部1001(参照图36)中，将连接用电极71置换为连接用电极75。另外，功率模块主体部100m的其他结构与上述第11实施方式的功率模块主体部1001(参照图36)相同。
如图42所示，连接用电极75由平板状的金属板76和金属板77、以及4个线状金属78构成。线状金属78形成为大致U字形状。线状金属78的两端部侧分别与金属板76和金属板77连接。线状金属78与金属板76和金属板77通过焊接或还原法等接合。并且，线状金属78由铜或铝等形成。另外，金属板76和金属板77分别是本发明的“第2连接金属板”和“第1连接金属板”的一例。
另外，第12实施方式的效果与第11实施方式相同。
另外，应该理解到，本次公开的实施方式在所有方面都只是例示，而不进行限制。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，还包含与权利要求书均等的含义和范围内的所有变更。
例如，在上述第1～第12实施方式中，作为半导体元件，示出了使用能够以比Si系半导体更高的温度工作的碳化硅的FET(场效应晶体管)和快恢复二极管(FRD)的例子，但本发明不限于此。例如，作为半导体元件，也可以使用氮化镓(GaN)。并且，作为半导体元件，还可以使用硅(Si)的MOSFET(金属氧化膜型场效应晶体管)。并且，作为半导体元件，还可以使用IGBT(绝缘栅型双极晶体管)。
并且，在上述第1～第12实施方式中，作为续流二极管，示出了使用快恢复二极管(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)。此外，也可以是作为续流二极管的其他类型的二极管。
并且，在上述第1～第12实施方式中，示出了接合部件由Au-20Sn、Zn-30Sn、Pb-5Sn、有机层覆盖纳米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。
并且，在上述第1～第12实施方式中，示出了栅极端子、源极端子、漏极端子和阳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、漏极端子和阳极端子也可以具有柱形状以外的形状。
并且，在上述第11实施方式中，示出了借助能够弹性变形的连接用电极来连接功率模块主体部与布线基板的例子，但本发明不限于此。例如，也可以借助能够弹性变形的连接用电极来连接2个布线基板。
并且，在上述第11实施方式中，示出了在能够弹性变形的连接用电极71的单侧各配置了4个线状金属74(参照图38)的例子，但本发明不限于此。例如，如图43所示，也可以增大金属板79和80的X方向的长度，在能够弹性变形的连接用电极71a的单侧各配置例如7个线状金属74。另外，金属板79和金属板80分别是本发明的“第2连接金属板”和“第1连接金属板”的一例。
并且，在上述第12实施方式中，示出了使用具有大致U字形状的线状金属78的例子，但本发明不限于此。例如，如图44所示，也可以在一对平板状的金属板81和82之间配置形成为螺旋弹簧状的线状金属83。另外，金属板81和金属板82分别是本发明的“第2连接金属板”和“第1连接金属板”的一例。
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包括：具有电极的多个电力变换用半导体元件；电极连接用导体部，其将所述多个电力变换用半导体元件的电极中相同电位的多个所述电极彼此电连接，并且在比所述多个电力变换用半导体元件更靠上方的位置处具有用于取得与外部的电连接的大致平坦的上表面；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，
所述电力变换装置主体部构成为，在所述电力变换装置主体部的上表面露出了所述电极连接用导体部的所述大致平坦的上表面，
所述布线基板与从所述密封部件露出的所述电极连接用导体部的所述大致平坦的上表面电连接。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
所述电极连接用导体部构成为，将配置在所述多个电力变换用半导体元件的上表面的相同电位的多个所述电极、或者配置在所述多个电力变换用半导体元件的下表面的相同电位的多个所述电极中的至少一方彼此电连接。
3.(修改后)根据权利要求2所述的电力变换装置，其中，
所述电极连接用导体部包括：
多个第1电极用导体，它们配置在所述多个电力变换用半导体元件的上表面侧，与位于所述多个电力变换用半导体元件的上表面的多个电极电连接并向上方延伸，并且具有大致平坦的上表面；以及
第1连接用导体，其以将所述多个第1电极用导体中相同电位的所述第1电极用导体的所述大致平坦的上表面彼此连接的方式配置在所述相同电位的第1电极用导体的所述大致平坦的上表面上，且具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面。
4.(修改后)根据权利要求3所述的电力变换装置，其中，
所述第1连接用导体由第1金属板构成，该第1金属板被配置成跨越所述相同电位的多个第1电极用导体的所述大致平坦的上表面。
5.(修改后)根据权利要求3或4所述的电力变换装置，其中，
所述密封部件构成为，在所述密封部件的上表面露出了所述第1连接用导体的用于取得与所述外部的电连接的所述大致平坦的上表面。
6.根据权利要求3～5中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述第1电极用导体具有向上方延伸的柱形状，并且，具有所述柱形状的所述第1电极用导体的上表面形成为大致平坦。
7.根据权利要求2～6中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述电极连接用导体部包括：
第2电极用导体，其配置在所述多个电力变换用半导体元件的下表面侧，将位于所述多个电力变换用半导体元件的下表面的多个所述电极中相同电位的所述电极彼此连接；以及
第2连接用导体，其与所述第2电极用导体电连接，并且被配置成比所述多个电力变换用半导体元件进一步向上方延伸，且具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面。
8.根据权利要求7所述的电力变换装置，其中，
所述第2连接用导体具有向上方延伸的柱形状，并且，具有所述柱形状的所述第2连接用导体的上表面形成为大致平坦。
9.根据权利要求8所述的电力变换装置，其中，
所述电力变换装置主体部还包括所述电极连接用导体部，
具有所述柱形状的第2连接用导体被配置在所述电力变换装置主体部的端部附近。
10.(修改后)根据权利要求7～9中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述密封部件构成为，在所述密封部件的上表面露出了所述第2连接用导体的用于取得与所述外部的电连接的所述大致平坦的上表面。
11.(修改后)根据权利要求2～10中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述电极连接用导体部包括：
多个第1电极用导体，它们与位于所述多个电力变换用半导体元件的上表面的多个电极电连接，且具有大致平坦的上表面；
第1连接用导体，其以将所述多个第1电极用导体中相同电位的所述第1电极用导体的上表面彼此连接的方式配置在所述相同电位的第1电极用导体的上表面上，且具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面；
第2电极用导体，其配置在所述多个电力变换用半导体元件的下表面侧，将位于所述多个电力变换用半导体元件的下表面的多个所述电极中相同电位的所述电极彼此连接；以及
第2连接用导体，其与所述第2电极用导体电连接，并且被配置成比所述多个电力变换用半导体元件进一步向上方延伸，且具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面，
所述第1连接用导体的所述大致平坦的上表面与所述第2连接用导体的所述大致平坦的上表面具有彼此大致相同的高度。
12.(删除)
13.(删除)
14.(删除)
15.(删除)
16.(修改后)根据权利要求1～11中的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括所述电压变换用半导体元件、所述电极连接用导体部和所述密封部件，
所述密封部件被设置成构成了电力变换装置主体部的外形面。
17.根据权利要求1～11和16中的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罩部，该罩部以围着所述电力变换用半导体元件的方式而设置，
所述密封部件以覆盖所述电力变换用半导体元件的方式被填充到所述罩部内。
18.根据权利要求17所述的电力变换装置，其中，
所述罩部构成所述电极连接用导体部，并且，
所述罩部包括：
由金属板构成的第2电极用导体，其配置在所述多个电力变换用半导体元件的下表面侧，将位于所述多个电力变换用半导体元件的下表面的多个所述电极中相同电位的所述电极彼此连接；以及
框状的第2连接用导体，其与所述第2电极用导体电连接，并且被配置成比所述多个电力变换用半导体元件进一步向上方延伸，且具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面。
19.(修改后)根据权利要求18所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有上表面侧电极用导体，该上表面侧电极用导体与位于所述电力变换用半导体元件的上表面的电极电连接，且具有大致平坦的上表面，
在所述框状的第2连接用导体的所述大致平坦的上表面的与所述上表面侧电极用导体相面对的部分中设有阶差部。
20.(修改后)根据权利要求1～11以及16～19中的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是基于由SiC或GaN构成的半导体形成的。
21.(删除)
22.(修改后)根据权利要求1～11以及16～20中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
从所述密封部件露出的所述电极连接用导体部的所述大致平坦的上表面借助能够弹性变形的连接部件与所述布线基板电连接。
23.根据权利要求22所述的电力变换装置，其中，
所述能够弹性变形的连接部件包括能够弹性变形的线状金属。
24.(修改后)根据权利要求23所述的电力变换装置，其中，
所述能够弹性变形的连接部件还包括以夹着所述能够弹性变形的线状金属的方式配置的第1连接金属板和第2连接金属板，
所述第1连接金属板与所述电极连接用导体部的用于取得与所述外部的电连接的所述大致平坦的上表面电连接，
所述第2连接金属板与所述布线基板电连接。

Claims (24)

1.一种电力变换装置，该电力变换装置具有：
具有电极的多个电力变换用半导体元件；
电极连接用导体部，其将所述多个电力变换用半导体元件的电极中相同电位的多个所述电极彼此电连接，并且在比所述多个电力变换用半导体元件更靠上方的位置处具有用于取得与外部的电连接的大致平坦的上表面；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，
由所述电力变换用半导体元件和所述密封部件构成电力变换装置主体部，
该电力变换装置构成为，在所述电力变换装置主体部的上表面露出了所述电极连接用导体部的大致平坦的上表面。
2.根据权利要求1所述的电力变换装置，其中，
所述电极连接用导体部构成为，将配置在所述多个电力变换用半导体元件的上表面的相同电位的多个所述电极、或者配置在所述多个电力变换用半导体元件的下表面的相同电位的多个所述电极中的至少一方彼此电连接。
3.根据权利要求2所述的电力变换装置，其中，
所述电极连接用导体部包括：
多个第1电极用导体，它们配置在所述多个电力变换用半导体元件的上表面侧，与位于所述多个电力变换用半导体元件的上表面的多个电极电连接并向上方延伸，并且具有大致平坦的上表面；以及
第1连接用导体，其以将所述多个第1电极用导体中相同电位的所述第1电极用导体的大致平坦的上表面彼此连接的方式配置在所述相同电位的第1电极用导体的上表面上，且具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面。
4.根据权利要求3所述的电力变换装置，其中，
所述第1连接用导体由第1金属板构成，该第1金属板被配置成跨越所述相同电位的多个第1电极用导体的大致平坦的上表面。
5.根据权利要求3或4所述的电力变换装置，其中，
所述密封部件构成为，在所述密封部件的上表面露出了所述第1连接用导体的用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面。
6.根据权利要求3～5中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述第1电极用导体具有向上方延伸的柱形状，并且，具有所述柱形状的所述第1电极用导体的上表面形成为大致平坦。
7.根据权利要求2～6中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述电极连接用导体部包括：
第2电极用导体，其配置在所述多个电力变换用半导体元件的下表面侧，将位于所述多个电力变换用半导体元件的下表面的多个所述电极中相同电位的所述电极彼此连接；以及
第2连接用导体，其与所述第2电极用导体电连接，并且被配置成比所述多个电力变换用半导体元件进一步向上方延伸，且具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面。
8.根据权利要求7所述的电力变换装置，其中，
所述第2连接用导体具有向上方延伸的柱形状，并且，具有所述柱形状的所述第2连接用导体的上表面形成为大致平坦。
9.根据权利要求8所述的电力变换装置，其中，
所述电力变换装置主体部还包括所述电极连接用导体部，
具有所述柱形状的第2连接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7～9中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述密封部件构成为，在所述密封部件的上表面露出了所述第2连接用导体的用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面。
11.根据权利要求2～10中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述电极连接用导体部包括：
多个第1电极用导体，它们与位于所述多个电力变换用半导体元件的上表面的多个电极电连接，且具有大致平坦的上表面；
第1连接用导体，其以将所述多个第1电极用导体中相同电位的所述第1电极用导体的上表面彼此连接的方式配置在所述相同电位的第1电极用导体的上表面上，且具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面；
第2电极用导体，其配置在所述多个电力变换用半导体元件的下表面侧，将位于所述多个电力变换用半导体元件的下表面的多个所述电极中相同电位的所述电极彼此连接；以及
第2连接用导体，其与所述第2电极用导体电连接，并且被配置成比所述多个电力变换用半导体元件进一步向上方延伸，且具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面，
所述第1连接用导体的大致平坦的上表面与所述第2连接用导体的大致平坦的上表面具有彼此大致相同的高度。
12.根据权利要求1～11中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
具有所述电极的多个电力变换用半导体元件包括：
电压驱动型晶体管元件，其具有作为所述电极的控制电极、第1电极和第2电极；以及
续流二极管元件，其具有作为所述电极的第1二极管电极和第2二极管电极，
所述电极连接用导体部构成为：将所述电压驱动型晶体管元件和所述续流二极管元件中的至少一方的相同电位的多个所述电极彼此电连接，并且在所述电压驱动型晶体管元件和所述续流二极管元件的上方的位置处具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面。
13.根据权利要求12所述的电力变换装置，其中，
所述电极连接用导体部包括：
晶体管电极用导体，其与位于所述电压驱动型晶体管元件的上表面的所述第1电极电连接，并且具有向上方延伸的柱形状；
二极管电极用导体，其与位于所述续流二极管元件的上表面的所述第1二极管电极电连接，并且具有向上方延伸的柱形状；以及
第1连接用导体，其以将相同电位的所述晶体管电极用导体和所述二极管电极用导体的大致平坦的上表面彼此连接的方式配置在所述相同电位的所述晶体管电极用导体和所述二极管电极用导体的上表面上，且具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面。
14.根据权利要求12所述的电力变换装置，其中，
分别设置了多个所述电压驱动型晶体管元件和所述续流二极管元件，
所述电极连接用导体部包括：
多个晶体管电极用导体，它们与位于多个所述电压驱动型晶体管元件的上表面的多个所述第1电极分别电连接，并且具有向上方延伸的柱形状；
多个二极管电极用导体，它们与位于多个所述续流二极管元件的上表面的多个所述第1二极管电极分别电连接，并且具有向上方延伸的柱形状；以及
第1连接用导体，其被配置成，将相同电位的多个所述晶体管电极用导体的上表面、以及相同电位的多个所述二极管电极用导体的上表面中的至少一方彼此电连接，且具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面。
15.根据权利要求12～14中的任意一项所述的电力变换装置，其中，
所述电极连接用导体部包括：
由共同的第2金属板构成的第2电极用导体，其配置在所述多个电力变换用半导体元件的下表面侧，与所述电压驱动型晶体管元件的第2电极和所述续流二极管元件的第2二极管电极电连接；以及
柱形状的第2连接用导体，其与所述第2电极用导体电连接，并且被配置成比所述电压驱动型晶体管元件和所述续流二极管元件进一步向上方延伸，且具有大致平坦的上表面。
16.根据权利要求1～15中的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括所述电压变换用半导体元件、所述电极连接用导体部和所述密封部件，
所述密封部件被设置成构成了电力变换装置主体部的外形面。
17.根据权利要求1～16中的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罩部，该罩部以围着所述电力变换用半导体元件的方式而设置，
所述密封部件以覆盖所述电力变换用半导体元件的方式被填充到所述罩部内。
18.根据权利要求17所述的电力变换装置，其中，
所述罩部构成所述电极连接用导体部，并且，
所述罩部包括：
由金属板构成的第2电极用导体，其配置在所述多个电力变换用半导体元件的下表面侧，将位于所述多个电力变换用半导体元件的下表面的多个所述电极中相同电位的所述电极彼此连接；以及
框状的第2连接用导体，其与所述第2电极用导体电连接，并且被配置成比所述多个电力变换用半导体元件进一步向上方延伸，且具有用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面。
19.根据权利要求18所述的电力变换装置，其中，
该电力变换装置还具有上表面侧电极用导体，该上表面侧电极用导体与位于所述电力变换用半导体元件的上表面的电极电连接，且具有大致平坦的上表面，
在所述框状的第2连接用导体的上表面的与所述上表面侧电极用导体相面对的部分中设有阶差部。
20.根据权利要求1～19中的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是基于由SiC或GaN构成的半导体形成的。
21.根据权利要求1～20中的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露出的所述电极连接用导体部的大致平坦的上表面电连接。
22.根据权利要求21所述的电力变换装置，其中，
从所述密封部件露出的所述电极连接用导体部的大致平坦的上表面借助能够弹性变形的连接部件与所述布线基板电连接。
23.根据权利要求22所述的电力变换装置，其中，
所述能够弹性变形的连接部件包括能够弹性变形的线状金属。
24.根据权利要求23所述的电力变换装置，其中，
所述能够弹性变形的连接部件还包括以夹着所述能够弹性变形的线状金属的方式配置的第1连接金属板和第2连接金属板，
所述第1连接金属板与所述电极连接用导体部的用于取得与所述外部的电连接的大致平坦的上表面电连接，
所述第2连接金属板与所述布线基板电连接。
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