DE112018006457T5 - Leistungswandler - Google Patents

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Tetsuya Matsuoka
Yuu YAMAHIRA
Kazuma FUKUSHIMA
Noriyuki Kakimoto
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Original Assignee
Denso Corp
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Abstract

Ein Leistungswandler weist auf: zumindest ein Paar erster und zweiter Halbleitervorrichtungen (21, 22), die mehrere erste und zweite Halbleiterchips (41, 42) mit ersten und zweiten Schaltelementen (110, 120) aufweisen, die obere und untere Zweige (11, 12) bereitstellen, und mehrere erste und zweite Hauptanschlüsse (71m, 72m) mit zumindest einem von mehreren ersten und zweiten Hochpotentialanschlüssen (C1, C2) und mehreren ersten und zweiten Hochpotentialanschlüssen (E1, E2) aufweist, und einem Brückenelement (80), das einen oberen und unteren Kopplungsabschnitt (91) zusammen mit den ersten Niedrigpotentialanschlüssen und den zweiten Hochpotentialanschlüssen bereitstellt. Die ersten und zweiten Halbleiterchips sind in Achsensymmetrie in Bezug auf erste und zweite Achsen (A1, A2) und in Achsensymmetrie mit der zweiten Achse als eine Symmetrieachse angeordnet, um die Anordnung des zweiten Niedrigpotentialanschlusses in Bezug auf den zweiten Hochpotentialanschluss von der Anordnung des ersten Niedrigpotentialanschluss in Bezug auf den ersten Hochpotentialanschluss zu differenzieren.

Description

  • Querverweis zu verwandter Anmeldung
  • Diese Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2017 - 242 698 A , die am 19. Dezember 2017 eingereicht worden ist, wobei deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme einbezogen ist.
  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Leistungswandler.
  • Stand der Technik
  • Die Patentliteratur 1 offenbart einen Leistungswandler. Der Leistungswandler weist zwei Arten von Halbleitervorrichtungen auf, die obere und untere Zweige konfigurieren. Einer der Halbleitervorrichtungen weist zwei Halbleiterchips auf, auf denen jeweils ein IGBT geformt ist, und die IGBTs sind parallel zueinander geschaltet, um einen oberen Zweig zu konfigurieren. Die Verbleibende der Halbleitervorrichtungen weist zwei Halbleiterchips auf, auf denen jeweils ein IGBT-geformt ist, und die IGBTs sind parallel zueinander geschaltet, um einen unteren Zweig zu konfigurieren.
  • In dem vorstehend beschriebenen Leistungswandler weist die Halbleitervorrichtung auf der Seite des oberen Zweigs als Hauptanschlüsse zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindungsfunktion einen ersten Hochpotentialanschluss, der mit einer Elektrode auf einer Hochpotentialseite des IGBTs verbunden ist, und einen ersten Niedrigpotentialanschluss auf, der mit einer Elektrode auf einer Niedrigpotentialseite des IGBTs verbunden ist. In einer Ausrichtungsrichtung der zwei Halbleiterchips ist der erste Hochpotentialanschluss derart angeordnet, dass er zu einer Halbleiterchipseite hin versetzt ist, und der erste Niedrigpotentialanschluss ist derart angeordnet, dass er zu der verbleibenden Halbleiterchipseite hin versetzt ist.
  • Gleichermaßen weist die Halbleitervorrichtung auf der Seite des unteren Zweigs als Hauptanschlüsse, die eine elektrische Verbindungsfunktion bereitstellen, einen zweiten Hochpotentialanschluss, der mit der Elektrode auf der Hochpotentialseite des IGBTs verbunden ist, und einen zweiten Niedrigpotentialanschluss auf, der mit der Elektrode auf der Niedrigpotentialseite des IGBTs verbunden ist. In der Ausrichtungsrichtung der zwei Halbleiterchips ist der zweite Hochpotentialanschluss derart angeordnet, dass er zu einer Halbleiterchipseite hin versetzt ist, und ist der zweite Niedrigpotentialanschluss derart angeordnet, dass er zu der verbleibenden Halbleiterchipseite hin versetzt ist.
  • Aus diesem Grunde wird ein Stromungleichgewicht beim Schalten in einer Parallelschaltung ein Problem in sowohl dem oberen Zweig als auch dem unteren Zweig.
  • Demgegenüber ist es denkbar, die oberen und unteren Zweige mit Verwendung von zwei gleiche Halbleitervorrichtungen zu konfigurieren. Jedoch wird die Verbindung zwischen dem ersten Niedrigpotentialanschluss und dem zweiten Hochpotentialanschluss zur Verbindung der oberen und unteren Zweige kompliziert, und kann sich die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung erhöhen.
  • Literatur gemäß dem Stand der Technik
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: JP 2016 - 157 850 A
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung besteht darin, einen Leistungswandler bereitzustellen, der in der Lage ist, eine Induktivität einer Hauptschaltungsverdrahtung zu reduzieren, während ein Stromungleichgewicht beim Schalten unterbunden wird.
  • Gemäß einer Ausgestaltung weist ein Leistungswandler auf: einen oberen und unteren Zweig mit einem oberen Zweig und einem unteren Zweig, die in Reihe zueinander geschaltet sind; zumindest eine erste Halbleitervorrichtung, die eine Vielzahl erster Halbleiterchips, von denen jeder ein erstes Schaltelement aufweist, und eine Vielzahl erster Hauptanschlüsse aufweist, die mit den ersten Halbleiterchips verbunden sind und eine elektrische Verbindungsfunktion bereitstellen, wobei die ersten Schaltelemente parallel zueinander geschaltet sind, um den oberen Zweig bereitzustellen, und die ersten Hauptanschlüsse einen ersten Hochpotentialanschluss, der mit einer Elektrode des ersten Schaltelements auf einer Hochpotentialseite verbunden ist, und einen ersten Niedrigpotentialanschluss aufweisen, die mit einer Elektrode des ersten Schaltelements auf einer Niedrigpotentialseite verbunden ist; zumindest eine zweite Halbleitervorrichtung, die eine Vielzahl zweiter Halbleiterchips, von denen jeder ein zweites Schaltelement aufweist, und eine Vielzahl zweiter Hauptanschlüsse aufweist, die mit den zweiten Halbleiterchips verbunden sind und eine elektrische Verbindungsfunktion bereitstellen, wobei die zweiten Schaltelemente parallel zueinander geschaltet sind, um den unteren Zweig bereitzustellen, und die zweiten Hauptanschlüsse einen zweiten Hochpotentialanschluss, der mit einer Elektrode des zweiten Schaltelements auf der Hochpotentialseite verbunden ist, und einen zweiten Niedrigpotentialanschluss aufweisen, der mit einer Elektrode des zweiten Schaltelements auf der Niedrigpotentialseite verbunden ist; und ein Brückenelement, das eine Brücke zwischen dem ersten Niedrigpotentialanschluss und dem zweiten Hochpotentialanschluss bildet, und einen oberen und unteren Kopplungsabschnitt, der ein Kopplungsabschnitt zwischen dem oberen Zweig und dem unteren Zweig ist, zusammen mit dem Niedrigpotentialanschluss und dem zweiten Hochpotentialanschluss bereitstellt. In der ersten Halbleitervorrichtung weisen die ersten Hauptanschlüsse zumindest einen aus einer Vielzahl der ersten Hochpotentialanschlüsse und einer Vielzahl der ersten Niedrigpotentialanschlüsse auf, ist die Vielzahl der ersten Halbleiterchips in Achsensymmetrie in Bezug auf eine erste Achse angeordnet, die senkrecht zu einer ersten Richtung ist, in der zumindest zwei der ersten Halbleiterchips ausgerichtet sind, und sind der erste Hochpotentialanschluss und der erste Niedrigpotentialanschluss in Achsensymmetrie in Bezug auf die erste Achse als eine Symmetrieachse angeordnet. In der zweiten Halbleitervorrichtung weisen die zweiten Hauptanschlüsse zumindest einen aus einer Vielzahl der zweiten Hochpotentialanschlüsse und einer Vielzahl der zweiten Niedrigpotentialanschlüsse auf, ist die Vielzahl der zweiten Halbleiterchips in Achsensymmetrie in Bezug auf eine zweite Achse angeordnet, die senkrecht zu einer zweiten Richtung ist, in der zumindest zwei der zweiten Halbleiterchips ausgerichtet sind, und sind der zweite Hochpotentialanschluss und der zweite Niedrigpotentialanschluss in Achsensymmetrie in Bezug auf die zweite Achse als die Symmetrieachse angeordnet sind, um eine Anordnung des zweiten Niedrigpotentialanschlusses in Bezug auf den zweiten Hochpotentialanschluss von einer Anordnung des ersten Niedrigpotentialanschlusses in Bezug auf den ersten Hochpotentialanschluss zu differenzieren.
  • Gemäß dem vorstehend beschriebenen Leistungswandler weist zumindest einer des ersten Hochpotentialanschlusses und des ersten Niedrigpotentialanschlusses drei oder mehr erste Hauptanschlüsse als mehrfache Anschlüsse auf, und der erste Hochpotentialanschluss und der erste Niedrigpotentialanschluss sind achsensymmetrisch mit der ersten Achse des ersten Halbleiterchips als eine Symmetrieachse angeordnet. Daher kann in der Parallelschaltung auf der Seite des oberen Zweigs die Verdrahtungsinduktivität im Wesentlichen gleich gemacht werden.
  • Gleichermaßen weist zumindest einer des zweiten Hochpotentialanschlusses und des zweiten Niedrigpotentialanschlusses drei oder mehr zweite Hauptanschlüsse als Mehrfachanschlüsse auf, und sind der zweite Hochpotentialanschluss und der zweite Niedrigpotentialanschluss achsensymmetrisch mit der zweiten Achse des zweiten Halbleiterchips als eine Symmetrieachse angeordnet. Daher kann in der Parallelschaltung auf der Seite des unteren Zweigs die Verdrahtungsinduktivität im Wesentlichen gleichgemacht werden. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann in jeder der ersten Halbleitervorrichtung und der zweiten Halbleitervorrichtung, die die oberen und unteren Zweige konfigurieren, das Stromungleichgewicht beim Schalten unterbunden werden.
  • Die Platzierung des zweiten Niedrigpotentialanschlusses in Bezug auf den zweiten Hochpotentialanschluss unterscheidet sich von der Platzierung des ersten Niedrigpotentialanschlusses in Bezug auf den ersten Hochpotentialanschluss. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, sind die erste Halbleitervorrichtung auf der Seite des oberen Zweigs und die zweite Halbleitervorrichtung auf der Seite des unteren Zweigs von unterschiedlichen Arten. Daher kann im Vergleich zu dem Fall, in dem die oberen und unteren Zweige beispielsweise mit Verwendung der gleichen Art von Halbleitervorrichtung geformt sind, die Verbindungsstruktur des ersten Niedrigpotentialanschlusses und des zweiten Hochpotentialanschlusses vereinfacht werden, und kann die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung reduziert werden.
  • Figurenliste
  • Die vorstehenden sowie andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung deutlich, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gegeben ist. In den Zeichnungen zeigen:
    • 1 ein Schaltbild, das einen Leistungswandler gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
    • 2 eine Draufsicht, die eine Halbleitervorrichtung veranschaulicht,
    • 3 eine Draufsicht von einer Hauptanschlussseite aus betrachtet,
    • 4 eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie IV-IV von 2 genommen ist,
    • 5 eine Draufsicht eines Halbleitermoduls, wie von der Hauptanschlussseite aus betrachtet,
    • 6 eine Draufsicht von 5, wie aus einer Richtung X1 aus betrachtet,
    • 7 ein Äquivalentschaltbild eines Halbleitermoduls, das eine Induktivität berücksichtigt,
    • 8 eine Draufsicht, die eine schematische Konfiguration des Leistungswandlers veranschaulicht,
    • 9 eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie IX-IX von 8 genommen ist,
    • 10 eine Querschnittsansicht, die entlang einer Linie X-X von 8 genommen ist,
    • 11 eine Draufsicht, die ein Verfahren der Herstellung eines geschichteten Abschnitts veranschaulicht,
    • 12 eine Draufsicht, die ein Verfahren der Herstellung eines geschichteten Abschnitts veranschaulicht,
    • 13 eine Draufsicht, die ein Halbleitermodul in einem Leistungswandler gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
    • 14 eine Draufsicht von 13, wie von einer Richtung X2 aus betrachtet,
    • 15 eine perspektivische Darstellung, die ein Brückenelement in einem Leistungswandler gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
    • 16 eine Draufsicht, die ein Halbleitermodul veranschaulicht,
    • 17 eine Draufsicht von 16, wie aus einer Richtung X3 aus betrachtet,
    • 18 eine Draufsicht, die einen Strompfad in einem stationären Zustand veranschaulicht,
    • 19 ein Äquivalentschaltbild, das einen Strompfad in einem stationären Zustand veranschaulicht,
    • 20 eine Draufsicht, die ein Halbleitermodul in einem Leistungswandler gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
    • 21 zeigt ein Äquivalentschaltbild, das einen Strompfad in einem stationären Zustand veranschaulicht,
    • 22 zeigt eine Draufsicht, die einen Leistungswandler gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
    • 23 zeigt eine Draufsicht, die eine erste Modifikation veranschaulicht,
    • 24 zeigt eine Draufsicht, die eine zweite Modifikation veranschaulicht,
    • 25 zeigt eine Draufsicht, die eine dritte Modifikation veranschaulicht,
    • 26 zeigt eine Draufsicht, die eine vierte Modifikation veranschaulicht,
    • 27 zeigt eine Draufsicht, die eine fünfte Modifikation veranschaulicht,
    • 28 zeigt eine Draufsicht, die eine sechste Modifikation veranschaulicht,
    • 29 zeigt eine Draufsicht, die eine siebte Modifikation veranschaulicht,
    • 30 zeigt eine Draufsicht, die eine achte Modifikation veranschaulicht,
    • 31 zeigt eine Draufsicht, die eine neunte Modifikation veranschaulicht,
    • 32 zeigt eine Draufsicht, die eine zehnte Modifikation veranschaulicht, und
    • 33 zeigt eine Draufsicht, die eine elfte Modifikation veranschaulicht,
  • Ausführungsbeispiele zur Ausführung der Erfindung
  • Mehrere Ausführungsbeispiele sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Ausführungsbeispielen sind funktionell und/ oder strukturell entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen zugeordnet. Nachstehend ist eine Dickenrichtung des Halbleiterchips als eine Z-Richtung bezeichnet, und ist eine Ausrichtungsrichtung der Halbleiterchips als eine X-Richtung bezeichnet. Eine Richtung, die senkrecht sowohl zu der Z-Richtung als auch der X-Richtung ist, ist als eine Y-Richtung bezeichnet. Solange nicht anders spezifiziert, ist eine Form, die entlang einer XY-Ebene, die durch die X-Richtung und die Y-Richtung definiert ist, die vorstehend beschrieben worden ist, eine ebene Form.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • Schematische Konfiguration eines Leistungswandlers
  • Ein in 1 gezeigter Wandlungswandler 5 ist beispielsweise an einem Elektrofahrzeug oder einem Hybridfahrzeug angebracht. Der Leistungswandler 5 ist konfiguriert, eine Gleichstromleistung, die aus einer an dem Fahrzeug angebrachten Gleichstromleistungsversorgung 1 zugeführt wird, in Drei-Phasen-Wechselstrom umzuwandeln, und den Drei-Phasen-Wechselstrom einem Motor 2 eines Drei-Phasen-Wechselstromsystems auszugeben. Der Motor 2 fungiert als eine Fahrtantriebsquelle des Fahrzeugs. Der Leistungswandler 5 kann ebenfalls die elektrische Leistung, die durch den Motor 2 erzeugt wird, in Gleichstrom umwandeln und die Gleichstromleistungsversorgung 1 mit dem Gleichstrom laden. In dieser Weise ist der Leistungswandler 5 konfiguriert, in der Lage zu sein, eine bidirektionale Leistungswandlung durchzuführen.
  • Der Leistungswandler 5 weist einen Wechselrichter 13 als eine Leistungsumwandlungsvorrichtung auf, der durch obere und untere Zweigschaltungen 10 konfiguriert ist. Der Leistungswandler 5 weist weiterhin einen Glättungskondensator 14, eine positive Stromschiene 15, eine negative Stromschiene 16 und eine Ausgangsstromschiene 17 auf.
  • In jeder der oberen und unteren Zweigschaltungen 10 sind eine obere Zweigschaltung 11 und eine untere Zweigschaltung 12 in Reihe miteinander mit der oberen Zweigschaltung 11 als eine Hochpotentialseite verbunden. Die oberen und unteren Zweigschaltungen 10 sind ebenfalls als Schenkel bezeichnet. Die oberen und unteren Zweigschalter 10 entsprechen oberen und unteren Zweigen, die obere Zweigschaltung 11 entspricht dem oberen Zweig und die untere Zweigschaltung 12 entspricht dem unteren Zweig.
  • Die obere Zweigschaltung 11 weist mehrere Schaltelemente auf, die jeweils eine Gate-Elektrode aufweisen, und die Schaltelemente sind parallel zueinander geschaltet. In derselben Weise weist die untere Zweigschaltung 12 mehrere Schaltelemente auf, die jeweils eine Gate-Elektrode aufweisen, und die Schaltelemente sind parallel zueinander geschaltet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein n-Kanal-Bipolartransistor mit isoliertem Gate (der nachstehend als IGBT bezeichnet ist) als das Schaltelement verwendet.
  • Die oberen Zweigschaltungen 11 weisen jeweils zwei IGBTs 110 und zwei Dioden 111 auf. Die IGBTs 10 sind parallel zueinander geschaltet, und die Dioden 11 sind antiparallel zu den jeweiligen IGBTs 110 geschaltet. Die zwei IGBTs 110, die parallel zueinander geschaltet sind, werden gleichzeitig durch eine Ansteuerungseinrichtung angesteuert. Anders ausgedrückt, sind die Gate-Elektroden der zwei IGBTs 110 elektrisch mit derselben Gate-Ansteuerungseinrichtung verbunden.
  • Die unteren Zweigschaltungen 12 weisen jeweils zwei IGBTs 120 und zwei Dioden 121 auf. Die IGBTs 120 sind parallel zueinander geschaltet, und die Dioden 121 sind antiparallel zu den jeweiligen IGBTs 120 geschaltet. Die zwei IGBTs 120, die parallel zueinander geschaltet sind, sind elektrisch mit derselben Gate-Ansteuerungseinrichtung verbunden.
  • Kollektorelektroden der IGBTs 110 und Kathodenelektroden der Dioden 111 sind elektrisch mit einer positiven Elektrode eines Glättungskondensators 14 durch einen Kollektoranschluss C1 und der positiven Stromschiene 15 verbunden, die später beschrieben sind. Emitterelektroden der IGBTs 120 und Anodenelektroden der Dioden 121 sind elektrisch mit einer negativen Elektrode des Glättungskondensators 14 durch einen Emitteranschluss E2 und der negativen Stromschiene 16 verbunden, die später beschrieben sind. Die Emitterelektroden der IGBTs 110 und die Anodenelektroden der Dioden 111 sowie die Kollektorelektroden der IGBTs 120 und die Anodenelektroden der Dioden 121 sind mit einer Statorwicklung des Motors 2 durch obere und untere Kopplungsabschnitte 91 und Ausgangsstromschienen 17 verbunden, die später beschrieben sind.
  • Der Wechselrichter 13 wandelt die eingegebene Gleichstromleistung in einen Drei-Phasen-Wechselstrom mit einer vorbestimmten Frequenz um und gibt den Drei-Phasen-Wechselstrom zu dem Motor 2 aus. Der Wechselrichter 13 wandelt eine Wechselstromleistung, die durch den Motor 2 erzeugt wird, in Gleichstromleistung um. Der Wechselrichter 13 weist die oberen und unteren Zweigschaltungen 10 für drei Phasen auf.
  • Der Glättungskondensator 14 glättet eine aus der Gleichstromversorgung 1 zugeführte Gleichspannung. Die positive Elektrode des Glättungskondensators 14 ist mit einer positiven Elektrode der Gleichstromleistungsversorgung 1 verbunden, und der negative Anschluss des Glättungskondensators 14 ist mit einer negativen Elektrode der Gleichstromleistungsversorgung 1 verbunden. Die positive Stromschiene 15 ist mit der positiven Elektrode des Glättungskondensators 14 verbunden, und die negative Stromschiene 16 ist mit der negativen Elektrode des Glättungskondensators 14 verbunden. Die positive Stromschiene 15 ist eine Verdrahtung, die die positive Elektrode des Glättungskondensators 14 und den Kollektoranschluss C1 verbindet. Die negative Stromschiene 16 ist eine Verdrahtung, die die negative Elektrode des Glättungskondensators 14 und den Emitteranschluss E2 verbindet.
  • Die Ausgangsstromschienen 17 sind mit Mittelpunkten (Verbindungspunkten) zwischen den oberen Zweigschaltungen 11 und den unteren Zweigschaltungen 12 verbunden, und konfigurieren zumindest einen Teil einer Verdrahtung, die den Wechselrichter 13 und die Statorwicklung des Motors 2 verbindet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Ausgangsstromschienen 17 eine Ausgangsstromschiene 17u entsprechend einer U-Phase, eine Ausgangsstromschiene 17v entsprechend einer V-Phase und eine Ausgangsstromschiene 17w entsprechend einer W-Phase des Wechselrichters 13 auf. Die Ausgangsstromschienen 17 entsprechen Verdrahtungsabschnitten zum Anschluss des Motors 2 als eine Last.
  • Zusätzlich zu dem vorstehend beschriebenen Wechselrichter 13 kann der Leistungswandler 5 einen Hochsetzsteller zum Hochsetzen der aus der Gleichstromleistungsversorgung 1 zugeführten Gleichspannung, eine Gate-Ansteuerungseinrichtung zur Steuerung des Betriebs der Schaltelemente aufweisen, die den Wechselrichter 13 und den Hochsetzsteller konfigurieren.
  • Halbleitermodule, die obere und untere Zweigschalter konfigurieren
  • Die oberen und unteren Zweigschalter 10 sind jeweils mit Verwendung einer Halbleitervorrichtung 20 konfiguriert, die in 2 und 3 veranschaulicht ist. Die Halbleitervorrichtung 20 weist eine erste Halbleitervorrichtung 21, die die obere Zweigschaltung 11 konfiguriert, und eine zweite Halbleitervorrichtung 22 auf, die die untere Zweigschaltung 12 konfiguriert. Obwohl die erste Halbleitervorrichtung 21 und die zweite Halbleitervorrichtung 22 aufeinander gestapelt sind, wie es später beschrieben ist, sind in 2 bis 4 der Einfachheit halber nebeneinander ausgerichtet.
  • Zunächst ist die erste Halbleitervorrichtung 21 beschrieben.
  • Wie es in 2 bis 4 gezeigt ist, weist die erste Halbleitervorrichtung 21 einen Dichtungsharzkörper 31, Halbleiterchips 41, Kühlkörper 51c, 51e, einen Anschluss 61 und Hauptanschlüsse 71m sowie Signalanschlüsse 71s auf, die externe Verbindungsanschlüsse sind.
  • Der Abdichtungsharzkörper 31 dichtet die Halbleiterchips 41 und dergleichen ab. Der Dichtungsharzkörper 31 ist beispielsweise aus Epoxidharz hergestellt. Der Abdichtungsharzkörper 31 ist beispielsweise durch ein Spritzpressverfahren gegossen. Der Abdichtungsharzkörper 31 weist im Wesentlichen eine rechteckige Parallepipedform auf. Der Abdichtungsharzkörper 31 weist im Wesentlichen eine rechteckige Form in Draufsicht auf. Der Abdichtungsharzkörper 31 entspricht einem ersten Abdichtungsharzkörper.
  • Die IGBTs 110 und die Dioden 111 sind auf den Halbleiterchips 41 geformt. Anders ausgedrückt sind RC-IGBTs (rückwärts leitende) IGBTs auf den Halbleiterchips 41 geformt. Die erste Halbleitervorrichtung 21 weist zwei Halbleiterchips 41 zum Formen einer Parallelschaltung auf. Nachstehend ist einer der Halbleiterchips 41 ebenfalls als Halbleiterchip 41a bezeichnet, und ist der andere der Halbleiterchips 41 ebenfalls als ein Halbleiterchip 41b bezeichnet. Die Halbleiterchips 41 entsprechen ersten Halbleiterchips, und die IGBTs 110 entsprechen ersten Schaltelementen.
  • In jeder der Halbleiterchips 41 weisen der IGBT 110 und die Diode 111 eine vertikale Struktur derart auf, dass ein Strom in der Z-Richtung fließt. Wie es in 4 gezeigt ist, ist in der Plattendickenrichtung des Halbleiterchips 41, das heißt in der Z-Richtung, eine Kollektorelektrode 41c auf einer Oberfläche des Halbleiterchips 41 geformt, und ist eine Emitterelektrode 41e auf der rückseitigen Oberfläche, die entgegengesetzt zu der einen Oberfläche ist, geformt. Die Kollektorelektrode 41c dient ebenfalls als eine Kathodenelektrode der Diode 111, und die Emitterelektrode 41e dient ebenfalls als eine Anodenelektrode der Diode 111. Die Kollektorelektrode 41c entspricht einer Elektrode auf einer Hochpotentialseite, und die Emitterelektrode 41e entspricht einer Elektrode auf einer Niedrigpotentialseite.
  • Die zwei Halbleiterchips 41 weisen jeweils Strukturen auf, die im Wesentlichen miteinander übereinstimmen, das heißt, weisen dieselbe Form und Größe auf. Der Halbleiterchip 41 weist eine im Wesentlichen rechteckige ebene Form auf. Die zwei Halbleiterchips 41 sind derart angeordnet, dass die Kollektorelektroden 41 in der Z-Richtung auf derselben Seite sind. Die zwei Halbleiterchips 41 sind im Wesentlichen auf der gleichen Höhe in der Z-Richtung positioniert und sind nebeneinander in der X-Richtung ausgerichtet. Die X-Richtung entspricht einer ersten Richtung.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, sind die zwei Halbleiterchips 41 (41a, 41b) in Achsensymmetrie mit einer ersten Achse A1, die senkrecht zu der X-Richtung und der Z-Richtung ist, als eine Symmetrieachse ausgerichtet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Abdichtungsharzkörper 31 eine im Wesentlichen rechteckige ebene Form auf, und die zwei Halbleiterchips 41 sind derart angeordnet, dass die erste Achse A1 im Wesentlichen mit einer Mitte einer äußeren Form des Abdichtungsharzkörpers 31 in der X-Richtung übereinstimmt.
  • Obwohl in der Figur nicht gezeigt, ist eine Kontaktstelle, die als eine Signalelektrode dient, ebenfalls auf der rückseitigen Oberfläche des Halbleiterchips 41, das heißt, der Emitterelektrodenformungsoberfläche geformt. Die Kontaktstelle ist an einer Position geformt, die sich von derjenigen der Emitterelektrode 41e unterscheidet.
  • Die Kühlkörper 51c und 51e fungieren zum Abführen von Wärme der Halbleiterchips 41 nach außerhalb der ersten Halbleitervorrichtung 21 und fungieren ebenfalls als Verdrahtungen. Aus diesem Grund sind zur Gewährleistung einer thermischen Leitfähigkeit und einer elektrischen Leitfähigkeit die Kühlkörper 51c und 51e zumindest aus einem Metallmaterial hergestellt. Die Kühlkörper 51c und 51e werden ebenfalls als Wärmestrahlungsplatten bezeichnet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jeder der Kühlkörper 51c und 51e derart vorgesehen, dass er die zwei Halbleiterchips 41 in einer Projektionsansicht aus der Z-Richtung aufweist. Die Halbleiterchips 41 sind zwischen den Kühlkörpern 51c und 51e in der Z-Richtung angeordnet. Die Kühlkörper 51c und 51e sind im Wesentlichen rechteckig in der Draufsicht mit der X-Richtung als die Längsrichtung. Eine Dicke der Kühlkörper 51c und 51e ist im Wesentlichen konstant gehalten, und eine Plattendickenrichtung der Kühlkörper 51c und 51e ist im Wesentlichen parallel zu der Z-Richtung.
  • Wie es in 4 gezeigt ist, ist der Kühlkörper 51c mit der Kollektorelektrode 41c verbunden, und ist der Kühlkörper 51e mit der Emitterelektrode 41e verbunden. Der Kühlkörper 51c ist mit der Kollektorelektrode 51c durch ein (nicht gezeigtes) Verbindungselement wie Lötzinn verbunden. Der Kühlkörper 51e ist mit der Emitterelektrode 41e durch den Anschluss 61 und ein (nicht gezeigtes) Verbindungselement verbunden.
  • Das Meiste der Kühlkörper 51c und 51e ist mit dem Abdichtungsharzkörper 31 bedeckt. In den Oberflächen der Kühlkörper 51c und 51e liegt eine Oberfläche, die entgegengesetzt zu den Halbleiterchips 41 ist, aus dem Abdichtungsharzkörper 31 frei. In der Z-Richtung liegt der Kühlkörper 51c von einer Oberfläche des Abdichtungsharzkörpers 31 frei, und liegt der Kühlkörper 51e aus einer Oberfläche, die entgegengesetzt zu der einen Oberfläche ist, frei.
  • Der Anschluss 61 ist zwischen der Emitterelektrode 41e des Halbleiterchips 41 und dem Kühlkörper 51e angeordnet. Der Anschluss 61 ist für jeden der Halbleiterchips 41 vorgesehen. Der Anschluss 61 befindet sich in der Mitte eines thermischen Leitungs- und elektrischen Leitungspfads der Emitterelektrode 41e und des Kühlkörpers 51e, weshalb der Anschluss 61 zumindest aus einem Metallmaterial hergestellt ist, um die thermische Leitfähigkeit und die elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten. Der Anschluss 61 ist derart angeordnet, dass er der entsprechenden Emitterelektrode 41e zugewandt ist, und ist mit der Emitterelektrode 41e durch ein (nicht gezeigtes) Verbindungselement verbunden. Der Anschluss 61 ist mit dem Kühlkörper 51e durch ein (nicht gezeigtes) Verbindungselement verbunden.
  • Der Hauptanschluss 71m ist unter den externen Verbindungsanschlüssen ein Anschluss, durch den ein Hauptstrom fließt. Die Hauptanschlüsse 71m weisen einen Kollektoranschluss C1 und Emitteranschlüsse E1 auf. Der Kollektoranschluss C1 ist mit der Kollektorelektrode 41c verbunden. Der Kollektoranschluss C1 ist mit der Kollektorelektrode 41c durch den Kühlkörper 51c verbunden. Die Emitteranschlüsse E1 sind mit der Emitterelektrode 41e verbunden. Die Emitteranschlüsse E1 sind mit der Emitterelektrode 41e durch den Kühlkörper 51e und den Anschluss 61 verbunden. Die Hauptanschlüsse 71m entsprechen ersten Hauptanschlüssen, der Kollektoranschluss C1 entspricht einem ersten Hochpotentialanschluss, und die Emitteranschlüsse E1 entsprechen ersten Niedrigpotentialanschlüssen.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kollektoranschluss C1 einstückig mit dem Kühlkörper 51c durch Verarbeiten derselben Metallplatte vorgesehen. Der Kollektoranschluss C1 weist eine Dicke auf, die kleiner als diejenige des Kühlkörpers 51c ist, und ist im Wesentlichen in einer Quetschweise mit einer Oberfläche des Kühlkörpers 51c verbunden, die entgegengesetzt zu der freiliegenden Oberfläche ist. Der Kollektoranschluss C1 weist einen gebogenen Abschnitt in dem Abdichtungsharzkörper 31 auf, und springt nach außerhalb von der Nähe der Mitte in der Z-Richtung auf einer Seitenoberfläche 31a des Abdichtungsharzkörpers 31 vor. In derselben Weise sind die Anschlüsse E1 einstückig mit dem Kühlkörper 51e vorgesehen. Die Emitteranschlüsse E1 springen zu derselben Seitenoberfläche 31a wie diejenige des Kollektoranschlusses C1 nach außerhalb von der Nähe der Mitte in der Z-Richtung vor. Anders ausgedrückt springen alle Hauptanschlüsse 71m von derselben Seitenoberfläche 31a vor.
  • Die Vorsprungsabschnitte des Kollektoranschlusses C1 und der Emitteranschlüsse E1 erstrecken sich in der Y-Richtung. Die Plattendickenrichtung stimmt im Wesentlichen mit der Z-Richtung überein, und der Kollektoranschluss C1 und die Emitteranschlüsse E1 sind nebeneinander in der X-Richtung ausgerichtet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen, wie es in 2 gezeigt ist, die Hauptanschlüsse 71m den einen Kollektoranschluss C1 und die zwei Emitteranschlüsse E1 auf, und der Kollektoranschluss C1 ist zwischen den Emitteranschlüssen E1 in der X-Richtung angeordnet.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, weist die erste Halbleitervorrichtung 21 drei Hauptanschlüsse 71m auf. Jeder des Kollektoranschlusses C1 und der Emitteranschlüsse E1 ist in Achsensymmetrie mit der ersten Achse A1 als eine Symmetrieachse angeordnet. Der Kollektoranschluss C1 ist auf der ersten Achse A1 angeordnet, und die Mitte der Breite des Kollektoranschlusses C1 stimmt im Wesentlichen mit der ersten Achse A1 überein. Die zwei Emitteranschlüsse E1 sind in Achsensymmetrie mit der ersten Achse A1 als die Symmetrieachse angeordnet. Ein Emitteranschluss E11, der einer der Emitteranschlüsse E1 ist, ist derart angeordnet, dass er zu der Seite des Halbleiterchips 41a in Bezug auf die erste Achse A1 hin versetzt ist, und ein Emitteranschluss E12, der der andere der Emitteranschlüsse E1 ist, ist derart angeordnet, dass er zu der Seite des Halbleiterchips 41b in Bezug auf die erste Achse A1 hin versetzt ist.
  • Die Signalanschlüsse 71s sind mit Kontaktstellen der jeweiligen Halbleiterchips 41 verbunden. Die Signalanschlüsse 71s sind mit den Kontaktstellen innerhalb des Abdichtungsharzkörpers 31 beispielsweise durch Bonddrähte verbunden. Die Signalanschlüsse 71s springen von der Seitenoberfläche des Abdichtungsharzkörpers 31, genauer von einer Oberfläche, die entgegengesetzt zu der Seitenoberfläche 31a ist, nach außerhalb vor. Die Signalanschlüsse 71s springen in der Y-Richtung und in der Richtung entgegengesetzt zu den Hauptanschlüssen 71m vor.
  • In der ersten Halbleitervorrichtung 21, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, sind die zwei Halbleiterchips 41, ein Teil von jedem der Kühlkörper 51c und 51e, der Anschluss 61, ein Teil von jedem der mehreren Hauptanschlüsse 71m und ein Teil von jedem der mehreren Signalanschlüsse 71s einstückig mit dem Abdichtungsharzkörper 31 abgedichtet.
  • Nachstehend ist die zweite Halbleitervorrichtung 22 beschrieben.
  • Die Grundkonfiguration der zweiten Halbleitervorrichtung 22 ist dieselbe wie diejenige der ersten Halbleitervorrichtung 21. Wie bei der ersten Halbleitervorrichtung 21 weist die zweite Halbleitervorrichtung 22 ebenfalls einen Abdichtungsharzkörper 32, Halbleiterchips 42, Kühlkörper 52c, 52e, einen Anschluss 62 und Hauptanschlüsse 72m und einen Signalanschluss 72s auf, die externe Verbindungsanschlüsse sind.
  • Der Abdichtungsharzkörper 32 dichtet die Halbleiterchips 42 und dergleichen ab. Wie bei dem Abdichtungsharzkörper 31 weist der Harzkörper 32 eine im Wesentlichen rechteckige Parallelepipedform auf. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Abdichtungsharzkörper 32 eine Struktur auf, die im Wesentlichen mit dem Abdichtungsharzkörper 31 übereinstimmt, das heißt, weist dieselbe Form und Größe auf. Der Abdichtungsharzkörper 32 entspricht einem zweiten Abdichtungsharzkörper.
  • Die IGBTs 120 und die Dioden 121 sind auf den Halbleiterchips 42 geformt. Ein RC-IGBT ist auf dem Halbleiterchip 42 geformt. Die zweite Halbleitervorrichtung 22 weist zwei Halbleiterchips 42 zum Formen einer Parallelschaltung auf. Nachstehend ist eines der Halbleiterchips 42 als ein Halbleiterchip 42a bezeichnet, und ist der andere der Halbleiterchips 42 ebenfalls als ein Halbleiterchip 42b bezeichnet. Die Halbleiterchips 42 entsprechen zweiten Halbleiterchips, und die IGBTs 120 entsprechen zweiten Schaltelementen.
  • Die Halbleiterchips 42 weisen Strukturen auf, die jeweils miteinander übereinstimmen, das heißt, weisen dieselbe Form und Größe auf. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Halbleiterchip 42 eine Struktur auf, die im Wesentlichen mit dem Halbleiterchip 41 übereinstimmt. Die zwei Halbleiterchips 42 sind derart angeordnet, dass die Kollektorelektroden 42c auf derselben Seite in der Z-Richtung sind. Die zwei Halbleiterchips 42 sind auf im Wesentlichen derselben Höhe in der Z-Richtung positioniert und sind nebeneinander in der X-Richtung ausgerichtet. Die X-Richtung entspricht einer zweiten Richtung.
  • Wie es in 2 gezeigt ist, sind die zwei Halbleiterchips 42 (42a, 42b) in Achsensymmetrie mit einer zweiten Achse A2, die senkrecht zu der X-Richtung und der Z-Richtung ist, als eine Symmetrieachse ausgerichtet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Abdichtungsharzkörper 32 eine im Wesentlichen rechteckige Planarform auf, und sind die zwei Halbleiterchips 42 derart angeordnet, dass die zweite Achse A2 in Wesentlichen mit einer Mitte einer äußeren Form des Abdichtungsharzkörpers 32 in der X-Richtung übereinstimmt.
  • Die Kühlkörper 52c und 52e fungieren zum Abführen von Wärme der Halbleiterchips 42 nach außerhalb der zweiten Halbleitervorrichtung 22, und fungieren ebenfalls als Verdrahtungen. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jeder der Halbleiterkörper 52c und 52e derart vorgesehen, dass er die zwei Halbleiterchips 42 in einer Projektionsansicht von der Z-Richtung aufweist. Die Halbleiterchips 42 sind zwischen den Kühlkörpern 52c und 52e in der Z-Richtung angeordnet.
  • Wie es in 4 gezeigt ist, ist der Kühlkörper 52c mit der Kollektorelektrode 52c verbunden, und ist der Kühlkörper 52e mit der Emitterelektrode 42e verbunden. Das Meiste der Kühlkörper 52c und 52e ist mit dem Abdichtungsharzkörper 32 abgedeckt. In den Oberflächen der Kühlkörper 52c und 52e ist eine Oberfläche, die entgegengesetzt zu den Halbleiterchips 42 liegt, von dem Abdichtungsharzkörper 32 freigelegt. In der Z-Richtung ist der Kühlkörper 52c von einer Oberfläche des Abdichtungsharzkörpers 32 freigelegt, und ist der Kühlkörper 52e von einer Oberfläche freigelegt, die entgegengesetzt zu der einen Oberfläche ist.
  • Der Anschluss 62 ist zwischen der Emitterelektrode 42e des Halbleiterchips 42 und dem Kühlkörper 52e angeordnet. Der Anschluss 62 ist für jeden der Halbleiterchips 42 vorgesehen. Der Anschluss 62 ist derart angeordnet, dass er der entsprechenden Emitterelektrode 42e zugewandt ist, und ist mit der Emitterelektrode 42e durch ein (nicht gezeigtes) Verbindungselement verbunden. Der Anschluss 62 ist mit dem Kühlkörper 52e durch ein (nicht gezeigtes) Verbindungselement verbunden.
  • Der Hauptanschluss 72m ist unter den externen Verbindungsanschlüssen ein Anschluss, durch den ein Hauptstrom fließt. Die Hauptanschlüsse 72m weisen Kollektoranschlüsse C2 und einen Emitteranschluss E2 auf. Die Kollektoranschlüsse C2 sind mit der Kollektorelektrode 42c verbunden. Die Kollektoranschlüsse C2 sind mit der Kollektorelektrode 42c durch den Kühlkörper 52c verbunden. Der Emitteranschluss E2 ist mit der Emitterelektrode 42e verbunden. Der Emitteranschluss E2 ist mit der Emitterelektrode 42e durch den Kühlkörper 52e und den Anschluss 62 verbunden. Die Hauptanschlüsse 72m entsprechen zweiten Hauptanschlüssen, die Kollektoranschlüsse C2 entsprechen zweiten Hochpotentialanschlüssen, und der Emitteranschluss E2 entspricht einem zweiten Niedrigpotentialanschluss.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kollektoranschlüsse C2 ebenfalls einstückig mit dem Kühlkörper 52c versehen. Die Kollektoranschlüsse C2 springen auf einer Seitenoberfläche 32a des Abdichtungskörpers 32 nach außerhalb von der Nähe der Mitte in der Z-Richtung vor. In derselben Weise ist der Emitteranschluss E2 einstückig mit dem Kühlkörper 52e vorgesehen. Der Emitteranschluss E2 springt auf derselben Seitenoberfläche 32a wie diejenige des Kollektoranschlusses C1 nach außerhalb von der Nähe der Mitte in der Z-Richtung vor. Anders ausgedrückt springen alle Hauptanschlüsse 72m von derselben Seitenoberfläche 32a vor.
  • Die Vorsprungsabschnitte der Kollektoranschlüsse C2 und des Emitteranschlusses E1 erstrecken sich in der Y-Richtung. Die Plattendickenrichtung stimmt im Wesentlichen mit der Z-Richtung überein, und der Kollektoranschluss C2 und die Emitteranschlüsse E2 sind nebeneinander in der X-Richtung ausgerichtet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist, wie es in 2 gezeigt ist, der Hauptanschluss 72m zwei Kollektoranschlüsse C2 und einen Emitteranschluss E2 auf. Anders ausgedrückt weist der Hauptanschluss 72m dieselbe Anzahl von Emitteranschlüssen E2 wie des Kollektoranschlusses C1 auf, und weist dieselbe Anzahl von Kollektoranschlüssen C2 wie der Emitteranschluss E1 auf.
  • Die zweite Halbleitervorrichtung 22 weist drei Hauptanschlüsse 72m auf. Der Emitteranschluss E2 ist zwischen den Kollektoranschlüssen C2 in der X-Richtung angeordnet. Der Kollektoranschluss C2 und die Emitteranschlüsse E2 sind in Achsensymmetrie mit der zweiten Achse A2 als eine Symmetrieachse angeordnet. Der Emitteranschluss E2 ist auf der zweiten Achse A2 angeordnet, und die Mitte einer Breite des Emitteranschlusses E2 stimmt im Wesentlichen mit der zweiten Achse A2 überein. Die zwei Kollektoranschlüsse C2 sind in Achsensymmetrie mit der zweiten Achse A2 als die Symmetrieachse angeordnet. Ein Kollektoranschluss C21, der einer der Kollektoranschlüsse C2 ist, ist derart angeordnet, dass er zu der Seite des Halbleiterchips 42a in Bezug auf die zweite Achse A2 in der X-Richtung hin versetzt ist, und ein Kollektoranschluss C22, der der andere der Kollektoranschlüsse C2 ist, ist derart angeordnet, dass er zu der Seite des Halbleiterchips 42b in Bezug auf die zweite Achse A2 hin versetzt ist.
  • Insbesondere ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Abstand von der zweiten Achse A2 zu der Mitte der Kollektoranschlüsse C2 in der Breitenrichtung im Wesentlichen gleich zu einem Abstand von der ersten Achse A1 zu der Mitte des Emitteranschlusses E1 in der Breitenrichtung. Anders ausgedrückt sind, obwohl die Ausrichtung der Kollektoranschlüsse C1, C2 und der Emitteranschlüsse E1, E2 unterschiedlich ist, die Hauptanschlüsse 71m und 72m in derselben Weise angeordnet.
  • Die Signalanschlüsse 72s sind mit Kontaktstellen der jeweiligen Halbleiterchips 42 verbunden. Die Signalanschlüsse 72s springen nach außerhalb von einer Oberfläche vor, die entgegengesetzt zu der Seitenoberfläche des Abdichtungsharzkörpers 32 ist. Die Signalanschlüsse 71s springen in der Y-Richtung und in der Richtung entgegengesetzt zu den Hauptanschlüssen 71m vor.
  • Nachstehend ist eine Verbindungsstruktur zwischen der ersten Halbleitervorrichtung 21 und der zweiten Halbleitervorrichtung 22 beschrieben.
  • Wie es in 5 und 6 gezeigt ist, sind die erste Halbleitervorrichtung 21 und die zweite Halbleitervorrichtung 22 miteinander durch ein Brückenelement 80 verbunden, wodurch ein Halbleitermodul 90 geformt wird. Das Halbleitermodul 90 konfiguriert die oberen und unteren Zweigschaltungen 10, das heißt, eine Phase des Wechselrichters 13. Der Leistungswandler 5 weist das Halbleitermodul 90 auf.
  • Das Brückenelement 80 bildet eine Brücke zwischen den Emitteranschlüssen E1 der ersten Halbleitervorrichtung 21 und den Kollektoranschlüssen C2 der zweiten Halbleitervorrichtung 22 und verbindet die obere Zweigschaltung 11 und die untere Zweigschaltung 12 in Reihe. Das Brückenelement 80 formt, zusammen mit den Emitteranschlüssen E1 und den Kollektoranschlüssen C2, einen oberen und unteren Kopplungsabschnitt 91, der ein Kopplungsteil zwischen der oberen Zweigschaltung 11 und der unteren Zweigschaltung 12 ist. Das Brückenelement 80 ist durch Verarbeiten einer Metallplatte geformt. Das Brückenelement 80 wird ebenfalls als Verbindungsstromschiene bezeichnet. Die Emitteranschlüsse E1 und die Kollektoranschlüsse C2 entsprechen Kopplungsanschlüssen.
  • Das Brückenelement 80 weist einen Verbindungsanschluss 81, der ein Verbindungsabschnitt mit den Emitteranschlüssen E1 ist, einen Verbindungsabschnitt 82, der ein Verbindungsabschnitt mit den Kollektoranschlüssen C2 ist, und einen Verbindungsabschnitt 83 auf, der die Verbindungsabschnitte 81 und 82 miteinander verbindet. Die Verbindungsabschnitte 81 und 82 sind beispielsweise durch Laserschweißen miteinander verbunden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die erste Halbleitervorrichtung 21 die zwei Emitteranschlüsse E1 auf, und weist die zweite Halbleitervorrichtung 22 die zwei Kollektoranschlüsse C2 auf. Die erste Halbleitervorrichtung 21 und die zweite Halbleitervorrichtung 22 sind miteinander durch zwei Brückenelemente 80 verbunden. Das Halbleitermodul 90 weist zwei obere und untere Kopplungsabschnitte 91 auf. Ein Brückenelement 80a, das eines der Brückenelemente 80 ist, verbindet den Emitteranschluss E11 und den Kollektoranschluss C21. Ein Brückenelement 80b, das das andere der Brückenelemente 80 ist, verbindet den Emitteranschluss E12 und den Kollektoranschluss C22.
  • Die erste Halbleitervorrichtung 21 und die zweite Halbleitervorrichtung 22, die die oberen und unteren Zweigschaltungen 10 konfigurieren, sind aufeinander gestapelt, so dass sie benachbart zueinander in der Z-Richtung sind, die die Plattendickenrichtung der Halbleiterchips 41 und 42 ist. In diesem gestapelten Zustand liegen der Kollektoranschluss C1 und der Emitteranschluss E2 einander gegenüber, und liegen der Emitteranschluss E1 und der Kollektoranschluss C2 ebenfalls einander gegenüber. In diesem Beispiel umfasst „gegenüberliegend“, dass zumindest ein Teil dem anderen gegenüberliegt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel liegen die entsprechenden Hauptanschlüsse 71m und 72m, der Vorsprungsabschnitt aus dem Abdichtungsharzkörper 31 und der Vorsprungsabschnitt aus dem Abdichtungsharzkörper 32 einander im Wesentlichen in der gesamten Fläche gegenüber.
  • Die Verbindungsabschnitte 81 und 82 erstrecken sich in der X-Richtung, das heißt, in der Breitenrichtung des Emitteranschlusses E1 und des Kollektoranschlusses C2. Der Verbindungsabschnitt 83 ist zu Endabschnitten der Verbindungsabschnitte 81 und 82 auf derselben Seite in der X-Richtung fortgesetzt. Die Plattendickenrichtung des Verbindungsabschnitts 83 ist die X-Richtung. Das Brückenelement 80 weist im Wesentlichen eine U-förmige Form auf.
  • Die Brückenelemente 80 sind derart angeordnet, dass die Plattendickenrichtung der Verbindungsabschnitte 81 und 82 die Z-Richtung ist. Plattenoberflächen der Verbindungsabschnitte 81 und 82 sind mit dem jeweiligen Emitteranschluss E1 und dem Kollektoranschluss C2 verbunden. Die Plattenoberfläche ist eine Oberfläche, die im Wesentlichen senkrecht zu der Plattendickenrichtung der Verbindungsabschnitte 81 und 82 ist. Der Verbindungsabschnitt 81 ist mit einer inneren Oberfläche 71a des Emitteranschlusses E1 verbunden. Der Verbindungsabschnitt 82 ist mit einer inneren Oberfläche 72a des Kollektoranschlusses C2 verbunden. Die inneren Oberflächen 71a und 72a sind Oberflächen auf einer Seite, an der die Hauptanschlüsse 71m und 72m einander gegenüberliegen, und die äußeren Oberflächen 71b und 72b sind Oberflächen auf entgegengesetzten Seiten der inneren Oberflächen 71a und 72a. Der Verbindungsabschnitt 81 entspricht einem ersten Verbindungsabschnitt, und der Verbindungsabschnitt 82 entspricht einem zweiten Verbindungsabschnitt.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Brückenelemente 80 mit der gleichen Struktur in den zwei oberen und unteren Kopplungsabschnitten 91 angewendet. Dann weisen die zwei Brückenelemente 80 eine Positionsbeziehung auf, in der die Brückenelemente 80 um 180° verdreht sind, und sind mit dem Emitteranschluss E1 und dem Kollektoranschluss C2 derart verbunden, dass die Verbindungsabschnitte 83 einander in der X-Richtung sich annähern.
  • Das Brückenelement 80a ist mit der Ausgangsstromschiene 17 verbunden. Dieselbe Metallplatte ist derart verarbeitet, dass die Ausgangsstromschiene 17 einstückig mit dem Brückenelement 80a versehen ist. In dieser Weise ist die Ausgangsstromschiene 17 in das Halbleitermodul 90 integriert. Die Ausgangsstromschiene 17 ist mit einer Endoberfläche 84 des Brückenelements 80a verbunden. Die Endoberfläche 84 ist eine Ebene, die parallel zu der Plattendickenrichtung ist, das heißt, eine Ebene, die im Wesentlichen senkrecht zu der Plattenoberfläche ist. Die Ausgangsstromschiene 17 ist ein Verlängerungsabschnitt, der aus der Endoberfläche 84 herausgezogen ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Ausgangsstromschiene 17 mit der Endoberfläche 84 des Verbindungsabschnitts 81 verbunden. In dieser Weise ist die Ausgangsstromschiene 17 aus lediglich einem Teil der mehreren oberen und unteren Kopplungsabschnitte 91, insbesondere aus lediglich einem der oberen und unteren Kopplungsabschnitte 91 herausgezogen.
  • Nachstehend sind die Wirkungen des Leistungswandlers 5 mit dem Halbleitermodul 90 beschrieben.
  • Nachstehend ist der IGBT 110, der auf dem Halbleiterchip 41a geformt ist, ebenfalls als IGBT 110a bezeichnet, und ist der IGBT 110, der auf dem Halbleiterchip 41b geformt ist, ebenfalls als IGBT 110b bezeichnet. Der IGBT 120, der auf dem Halbleiterchip 42a geformt ist, wird ebenfalls als IGBT 120a bezeichnet, und der IGBT 120, der auf dem Halbleiterchip 42b geformt ist, wird ebenfalls als IGBT 120b bezeichnet.
  • 7 zeigt ein Äquivalenzschaltbild unter Berücksichtigung einer Verdrahtungsinduktivität des Halbleitermoduls 90, das heißt, der oberen und unteren Zweigschaltungen 10. In der Parallelschaltung auf der oberen Zweigseite repräsentiert Lc11 eine Verdrahtungsinduktivität auf der Kollektorseite des IGBT 110a und repräsentiert Lc12 eine Verdrahtungsinduktivität auf der Kollektorseite des IGBT 110b. Le11 repräsentiert eine Verdrahtungsinduktivität auf der Emitterseite des IGBT 110a, und Le12 repräsentiert eine Verdrahtungsinduktivität auf der Emitterseite des IGBT 110b. In der Parallelschaltung auf der unteren Zweigseite repräsentiert Lc21 eine Verdrahtungsinduktivität auf der Kollektorseite des IGBT 120a und repräsentiert Lc22 eine Verdrahtungsinduktivität auf der Kollektorseite des IGBT 110b. Le21 repräsentiert eine Verdrahtungsinduktivität auf der Emitterseite des IGBT 120a, und Le22 repräsentiert eine Verdrahtungsinduktivität auf der Emitterseite des IGBT 120b.
  • Die erste Halbleitervorrichtung 21 weist zumindest einen der mehreren Kollektoranschlüsse C1 auf der Hochpotentialseite und der mehreren Emitteranschlüsse E1 auf der Niedrigpotentialseite auf. Die mehreren Halbleiterchips 41 sind in Achsensymmetrie in Bezug auf die erste Achse A1 angeordnet, die orthogonal zu der Ausrichtungsrichtung der zumindest zwei Halbleiterchips 41 (41a, 41b) ist. Der Kollektoranschluss C1 und der Emitteranschluss E1 sind in Achsensymmetrie mit der ersten Achse A1 als die Symmetrieachse angeordnet.
  • Als Ergebnis werden ein Strompfad des Kollektoranschlusses C1, des Halbleiterchips 41a (IGBT 110a) und des Emitteranschlusses E11 in der angegebenen Reihenfolge und ein Strompfad des Kollektoranschlusses C1, des Halbleiterchips 41b (IGBT 110b) und des Emitteranschlusses E12 in der angegebenen Reihenfolge im Wesentlichen achsensymmetrisch mit einer ersten Achse als die Symmetrieachse, wie es in 2 gezeigt ist. Daher können die Verdrahtungsinduktivitäten Lc11 und Lc12 auf der Kollektorseite im Wesentlichen gleich zueinander eingestellt werden, und können die Verdrahtungsinduktivitäten Le11 und Lc12 auf der Emitterseite im Wesentlichen gleich zueinander eingestellt werden.
  • In derselben Weise weist die zweite Halbleitervorrichtung 22 zumindest einen der mehreren Kollektoranschlüsse C2 auf der Hochpotentialseite und der mehreren Emitteranschlüsse E2 auf der Niedrigpotentialseite auf. Die mehreren Halbleiterchips 42 sind in Achsensymmetrie in Bezug auf die zweite Achse A2 angeordnet, die senkrecht zu der X-Richtung ist, die die Ausrichtungsrichtung der zumindest zwei Halbleiterchips 42 ist. Der Kollektoranschluss C2 und der Emitteranschluss E2 sind in Achsensymmetrie mit der zweiten Achse A2 als die Symmetrieachse angeordnet.
  • Als Ergebnis werden ein Strompfad des Kollektoranschlusses C21, des Halbleiterchips 42a (IGBT 120a) und des Emitteranschlusses E2 in der angegebenen Reihenfolge und ein Strompfad des Kollektoranschlusses C22, des Halbleiterchips 42b (IGBT 120b) und des Emitteranschlusses E2 in der angegebenen Reihenfolge im Wesentlichen achsensymmetrisch mit der zweiten Achse A2 als die Symmetrieachse, wie es in 2 gezeigt ist. Daher können die Verdrahtungsinduktivitäten Lc21 und Lc22 im Wesentlichen gleich zueinander eingestellt werden, und können die Verdrahtungsinduktivitäten Le21 und Le22 im Wesentlichen gleich zueinander eingestellt werden.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann in jeder der ersten Halbleitervorrichtung 21 und der zweiten Halbleitervorrichtung 22, die die oberen und unteren Zweigschaltungen 10 konfigurieren, ein Stromungleichgewicht beim Schalten unterbunden werden.
  • Der Hauptanschluss 71m weist einen Kollektoranschluss C1 und zwei Emitteranschlüsse E1 auf, und der Kollektoranschluss C1 ist zwischen den Emitteranschlüssen E1 angeordnet. Demgegenüber weist der Hauptanschluss 72m einen Emitteranschluss E2 und zwei Kollektoranschlüsse C2 auf, und ist der Emitteranschluss E2 zwischen den Kollektoranschlüssen C2 angeordnet. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, unterscheidet sich die Platzierung des Hochpotentialanschlusses (des Kollektoranschlusses) und des Niedrigpotentialanschlusses (des Emitteranschlusses) zwischen der ersten Halbleitervorrichtung 21 und der zweiten Halbleitervorrichtung 22. Daher kann im Vergleich zu dem Fall, in dem die oberen und unteren Zweigschaltungen durch Verwendung derselben Bauart (einer einzigen Bauart) der Halbleitervorrichtung beispielsweise geformt sind, eine Verbindungsstruktur des Emitteranschlusses E1 und des Kollektoranschlusses C2 vereinfacht werden, und kann die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung reduziert werden. Dies ermöglicht es, eine Stoßspannung zu reduzieren, die beim Schalten erzeugt wird. Die Hauptschaltung ist eine Schaltung, die den Glättungskondensator 14 und die oberen und unteren Zweigschaltungen 10 aufweist.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann bei dem Leistungswandler 5 (dem Halbleitermodul 90) gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung reduziert werden, während das Stromungleichgewicht beim Schalten unterbunden wird. Insbesondere können gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da die erste Achse A1 im Wesentlichen mit der Mitte der äußeren Form des Abdichtungsharzkörpers 31 in der X-Richtung zusammenfällt, die vorstehend beschriebenen Wirkungen erzielt werden, während eine Körpergröße der ersten Halbleitervorrichtung 21 reduziert wird. In derselben Weise können, da die zweite Achse A1 im Wesentlichen mit der Mitte der äußeren Form des Abdichtungsharzkörpers 32 in der X-Richtung übereinstimmt, die vorstehend beschriebenen Wirkungen erzielt werden, während die Körpergröße der zweiten Halbleitervorrichtung 22 reduziert wird.
  • Weiterhin ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Anzahl der Kollektoranschlüsse C1 dieselbe wie die Anzahl der Emitteranschlüsse E2 und ist die Anzahl der Emitteranschlüsse E1 dieselbe wie die Anzahl der Kollektoranschlüsse C2. Als Ergebnis können die Verbindung zwischen der oberen Zweigschaltung 11 und der unteren Zweigschaltung 12 und die Verbindung zwischen dem Glättungskondensator 14 und jeder der oberen Zweigschaltung 11 und der unteren Zweigschaltung 12 im Vergleich zu einer Konfiguration vereinfacht werden, bei der die Anzahlen der Hauptanschlüsse 71m und 72m sich voneinander unterscheiden. Als Ergebnis kann die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung reduziert werden.
  • Insbesondere sind die mehreren Emitteranschlüsse E1 und die mehreren Kollektoranschlüsse C2 zur vertikalen Verbindung vorgesehen, und sind die mehreren vertikalen Kopplungsabschnitte 91 durch mehrere Brückenelemente 80 geformt. Insbesondere ist dieselbe Anzahl von oberen und unteren Kopplungsabschnitten 91 wie die Anzahl der Halbleiterchips 41 geformt. Auf diese Weise kann, da die oberen und unteren Kopplungsabschnitte 91 ebenfalls parallel zueinander angeordnet sind, die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung mit Erhöhung in dem Strompfad reduziert werden.
  • Die Ausgangsstromschiene 17 zur Verbindung zu dem Motor 2 ist mit dem Halbleitermodul 90 integriert, der die oberen und unteren Zweigschaltungen 10 konfiguriert. Die Ausgangsstromschiene 17 ist lediglich aus einem Teil der mehreren oberen und unteren Kopplungsabschnitte 91 herausgezogen. Daher kann die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung reduziert werden, während die Struktur der Verbindung zu dem Motor 2, der eine Last ist, vereinfacht wird. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Beispiel gezeigt, bei dem die Ausgangsstromschiene 17 integral (einstückig) mit dem Brückenelement 80a vorgesehen ist, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Die Ausgangsstromschiene 17 kann ein Element sein, das getrennt von dem Brückenelement 80a ist.
  • Im Übrigen kann, wenn die Ausgangsstromschiene 17 mit der Plattenoberfläche des Brückenelements 80a verbunden ist, die Verdrahtungsinduktivität durch die Verbindung geändert werden, und die Wirkungen des Unterbindens des Stromungleichgewichts können reduziert werden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Ausgangsstromschiene 17 aus der Endoberfläche 84 und nicht aus der Plattenoberfläche des Brückenelements 80a herausgezogen. Anders ausgedrückt ist die Ausgangsstromschiene aus einem Teil extrahiert, das eine Änderung in di/dt nicht beeinflusst. Daher kann selbst in der Struktur, in der die Ausgangsstromschiene 17 lediglich mit dem Brückenelement 80a integriert ist, das Stromungleichgewicht beim Schalten unterbunden werden.
  • In den mehreren oberen und unteren Kopplungsabschnitten 91 wird das Brückenelement 80 mit derselben Struktur verwendet. Als Ergebnis können die Wirkungen des Unterbindens des Stromungleichgewichts verbessert werden. Insbesondere verwendet das vorliegende Ausführungsbeispiel die Positionsbeziehung, bei der die zwei Brückenelemente 80 um 180° verdreht sind. Anders ausgedrückt sind die zwei Brückenelemente 80 in entgegengesetzten Richtungen angeordnet. Als Ergebnis kann die Symmetrie verbessert werden und kann das Stromungleichgewicht weiter unterbunden werden.
  • Alle Hauptanschlüsse 71m springen von der Seitenoberfläche 31a des Abdichtungsharzkörpers 31 vor und sind entlang der Ausrichtungsrichtung der Halbleiterchips 41 ausgerichtet. Alle Hauptanschlüsse 72m springen von der Seitenoberfläche 32a des Abdichtungsharzkörpers 32 vor und sind entlang der Ausrichtungsrichtung der Halbleiterchips 42 ausgerichtet. Als Ergebnis können die Verbindung zwischen der oberen Zweigschaltung 11 und der unteren Zweigschaltung 12 und die Verbindung zwischen dem Glättungskondensator 14 und jeder der oberen Zweigschaltung 11 und der unteren Zweigschaltung 12 vereinfacht werden, und kann die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung reduziert werden.
  • Insbesondere sind die drei Hauptanschlüsse 71m vorgesehen, und ist der Kollektoranschluss C1 zwischen den zwei Emitteranschlüssen E1 angeordnet. Die drei Hauptanschlüsse 72m sind vorgesehen, und der Emitteranschluss E2 ist zwischen den zwei Kollektoranschlüssen C2 angeordnet. Dies kann die Konfiguration vereinfachen. Anders ausgedrückt kann die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung effektiver reduziert werden, während das Stromungleichgewicht unterbunden wird. Zusätzlich kann die Körpergröße des Leistungswandlers 5 (des Halbleitermoduls 90) reduziert werden.
  • Weiterhin sind die erste Halbleitervorrichtung 21 und die zweite Halbleitervorrichtung 22 aufeinander gestapelt, so dass die erste Halbleitervorrichtung 21 und die zweite Halbleitervorrichtung 22, die die oberen und unteren Zweigschaltungen 10 konfigurieren, benachbart zueinander sind. Zumindest einer des Kollektoranschlusses C1 und des Emitteranschlusses E2 und zumindest einer des Emitteranschlusses E1 und des Kollektoranschlusses C2 sind einander zumindest teilweise in der Stapelrichtung zugewandt. Da ein Strom in der entgegengesetzten Richtung durch die entgegengesetzten Anschlüsse fließt, kann die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung durch die Wirkungen einer Magnetflussaufhebung reduziert werden.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die vorspringenden Abschnitte des Kollektoranschlusses C1 und des Emitteranschlusses E2 einander im Wesentlichen in der gesamten Fläche zugewandt, und sind die vorspringenden Abschnitte des Emitteranschlusses E1 und des Kollektoranschlusses C2 einander im Wesentlichen in der gesamten Fläche zugewandt. Daher kann die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung effektiv reduziert werden. Zusätzlich kann die Verbindung zwischen der oberen Zweigschaltung 11 und der unteren Zweigschaltung 12 durch die entgegengesetzte Platzierung des Emitteranschlusses E1 und des Kollektoranschlusses C2 vereinfacht werden.
  • Die Kühlkörper 51c und 51e werden von den Halbleiterchips 41 gemeinsam genutzt. Dies ermöglicht es, eine Spannungsfluktuation zwischen den IGBTs 110 zu unterbinden. In derselben Weise kann, da die Kühlkörper 52c und 52e durch die Halbleiterchips 42 gemeinsam genutzt werden, die Spannungsfluktuation zwischen den IGBTs 120 unterbunden werden. Weiterhin kann die Anzahl der Teile reduziert werden.
  • Verbindungsstruktur des Halbleitermoduls und des Glättungskondensators
  • In der nachfolgenden Beschreibung sind, als eine Positionsbeziehung in der Y-Richtung, beispielsweise Positionen des Kollektoranschlusses C1 und des Emitteranschlusses E1 in Bezug auf den Signalanschluss 71s als oben angegeben, und ist eine Position der Signalanschlüsse 71s in Bezug auf den Kollektoranschluss C1 und den Emitteranschluss E1 als unten angegeben. In 9 und 10 sind der Einfachheit halber die erste Halbleitervorrichtung 21 und eine Kühlvorrichtung 19 in einer vereinfachten Weise veranschaulicht. Zusätzlich ist eine interne Struktur, die in den Abdichtungsharzkörpern 31 und 32 abgedichtet ist, weggelassen.
  • Wie es in 8 bis 10 gezeigt ist, weist der Leistungswandler 5 drei Halbleitermodule 90 zur Konfiguration des Wechselrichters 13, das heißt, die oberen und unteren Zweigschaltungen 10 für drei Phasen auf. Anders ausgedrückt weist die Halbleitervorrichtung 20 drei erste Halbleitervorrichtungen 21 und drei zweite Halbleitervorrichtungen 22 auf. Die ersten Halbleitervorrichtungen 21 und die zweiten Halbleitervorrichtungen 22 sind abwechselnd derart angeordnet, dass die Kühlkörper 51c und 52c auf der Kollektorseite zu derselben Seite in der Z-Richtung zugewandt sind, die die Stapelrichtung ist. Die drei Halbleitermodule 90 sind in der Reihenfolge einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase in der Z-Richtung ausgerichtet. Daher sind die Ausgangsstromschienen 17 ebenfalls in der Reihenfolge einer U-Phasen-Ausgangsstromschiene 17u, einer V-Phasen-Ausgangsstromschiene 17v und einer W-Phasen-Ausgangsstromschiene 17w angeordnet. Die mehreren Halbleitervorrichtungen 20 sind zu Wesentlichen regelmäßigen Intervallen in der Z-Richtung angeordnet.
  • Die Kollektoranschlüsse C1 und die Emitteranschlüsse E2, die mit dem Glättungskondensator 14 verbunden sind, sind entlang der Z-Richtung ausgerichtet. Die Kollektoranschlüsse C1 und die Emitteranschlüsse E2 sind abwechselnd angeordnet. Der Kollektoranschluss C1 ist ebenfalls als ein positiver Elektrodenanschluss (P-Anschluss) bezeichnet, und der Emitteranschluss E2 ist ebenfalls als ein negativer Elektrodenanschluss (N-Anschluss) bezeichnet. Die Emitteranschlüsse E1 und die Kollektoranschlüsse C2 sind entlang der Z-Richtung auf beiden Seiten der Kollektoranschlüsse C1 und der Emitteranschlüsse E2 ausgerichtet. Die Emitteranschlüsse E1 und die Kollektoranschlüsse C2 sind ebenfalls abwechselnd angeordnet.
  • Der Leistungswandler 5 weist den Glättungskondensator 14, die positive Stromschiene 15, die negative Stromschiene 16, das Isolierelement 18 und die Kühleinrichtungen 19 auf. Der Glättungskondensator 14 weist eine (nicht gezeigte) positive Elektrode auf einer Seite in der X-Richtung und eine (nicht gezeigte) negative Elektrode auf einer Rückseite auf, die entgegengesetzt zu der einen Seite ist. Die Rückseite, auf der die negative Elektrode geformt ist, ist eine Oberfläche auf der Seite des Halbleitermoduls 90 in der X-Richtung.
  • Die positive Stromschiene 15 ist ein Verdrahtungsabschnitt, der die positive Elektrode des Glättungskondensators 14 und den Kollektoranschluss C1 verbindet. Die positive Stromschiene 15 weist einen Gegenüberliegungsabschnitt 150, einen geschichteten Abschnitt 151 und einen Vorsprungsabschnitt 152 auf. Die negative Stromschiene 16 ist ein Verdrahtungsabschnitt, der die negative Elektrode des Glättungskondensators 14 und den Emitteranschluss E2 verbindet.
  • Die negative Stromschiene 16 weist einen Gegenüberliegungsabschnitt 160, einen geschichteten Abschnitt 161 und einen Vorsprungsabschnitt 162 auf.
  • Die Gegenüberliegungsabschnitte 150 und 160 sind Abschnitte, die mit den Elektroden des Glättungskondensators 14 verbunden sind. Der Gegenüberliegungsabschnitt 150 ist derart angeordnet, dass er der positiven Elektrode des Glättungskondensators 14 gegenüberliegt, und ist mit der positiven Elektrode verbunden. Der Gegenüberliegungsabschnitt 160 ist derart angeordnet, dass er der negativen Elektrode des Glättungskondensators 14 gegenüberliegt, und ist mit der negativen Elektrode verbunden.
  • Die geschichteten Abschnitte 151 und 161 sind aufeinander durch das Isolierelement 18 gestapelt. Die positive Stromschiene 15 und die negative Stromschiene 16 sind aufeinander gestapelt, wodurch sie in der Lage sind, durch Aufheben eines Magnetflusses eine Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung zu reduzieren. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient ein Teil des Gegenüberliegungsabschnitts 160 ebenfalls als der geschichtete Abschnitt 161.
  • Teile der geschichteten Abschnitte 151 und 161 erstrecken sich von der Seite des Kondensators 14 zu dem Halbleitermodul 90 in der X-Richtung. Die Erstreckungsabschnitte der geschichteten Abschnitte 151 und 161 in der X-Richtung sind oberhalb der Seitenoberflächen 31a und 32a der Abdichtungsharzkörper 31 und 32 in der Y-Richtung angeordnet. Die geschichteten Abschnitte 151 und 161 überlappen sich mit dem Kollektoranschluss C1 und dem Emitteranschluss E2 in einer Projektionsansicht in der Y-Richtung, und erstrecken sich derart, dass sie sich nicht mit dem Emitteranschluss E11 und dem Kollektoranschluss C11 überlappen, die sich weg von dem Glättungskondensator 14 befinden.
  • Durchgangsöffnungen 153 und 154 sind in dem Erstreckungsabschnitt des geschichteten Abschnitts 151 vorgesehen. Der Kollektoranschluss C1 und der Emitteranschluss E2 sind durch die Durchgangsöffnungen 153 von unten nach oben in der Y-Richtung eingesetzt. Der Kollektoranschluss C1 und der Emitteranschluss E2 sind individuell in den Durchgangsöffnungen 153 angeordnet. Der geschichtete Abschnitt 151 ist mit derselben Anzahl von Durchgangsöffnungen 153 wie die Gesamtanzahl der Kollektoranschlüsse C1 und der Emitteranschlüsse E2 vorgesehen.
  • Der Vorsprungsabschnitt 152 springt nach oben in der Y-Richtung von einem Öffnungsflankenabschnitt der Durchgangsöffnung 153 vor, durch die der Kollektoranschluss C1 eingesetzt ist. Der Vorsprungsabschnitt 152 ist derart gebogen, dass die Plattendickenrichtung die Z-Richtung ist. Der Vorsprungsabschnitt 152 ist durch eine Durchgangsöffnung 163, die später zu beschreiben ist, eingesetzt, und ist mit dem Kollektorabschnitt C1 oberhalb der negativen Stromschiene 16 oberflächenverbunden.
  • Der Emitteranschluss E12 und der Kollektoranschluss C22 sind durch die Durchgangsöffnung 154 eingesetzt. Der Emitteranschluss E12 und der Kollektoranschluss C22 desselben Halbleitermoduls 90 sind in derselben Durchgangsöffnung 154 angeordnet.
  • Gleichermaßen sind Durchgangsöffnungen 163 und 164 in dem Erstreckungsabschnitt des geschichteten Abschnitts 161 vorgesehen. Der Kollektoranschluss C1 und der Emitteranschluss E2 sind durch die Durchgangsöffnungen 163 von der Unterseite zu der Oberseite in der Y-Richtung eingesetzt. Der Kollektoranschluss C1 und der Emitteranschluss E2 sind individuell in den Durchgangsöffnungen 163 angeordnet. Der geschichtete Abschnitt 161 ist mit derselben Anzahl von Durchgangsöffnungen 163 wie die Gesamtanzahl der Kollektoranschlüsse C1 und der Emitteranschlüsse E2 versehen.
  • Der Vorsprungsabschnitt 162 springt nach oben in der Y-Richtung von einem Öffnungsflankenabschnitt der Durchgangsöffnung 163 vor, durch die der Emitteranschluss E2 eingesetzt ist. Der Vorsprungsabschnitt 162 ist derart gebogen, dass die Plattendickenrichtung die Z-Richtung ist. Der Vorsprungsabschnitt 162 ist mit dem Emitteranschluss E2 oberflächenverbunden. Der Vorsprungsabschnitt 162 ist mit dem Emitteranschluss E2 auf derselben Oberflächenseite wie der Vorsprungsabschnitt 162 in Bezug auf den Kollektoranschluss C1 verbunden.
  • Der Emitteranschluss E12 und der Kollektoranschluss C22 sind durch die Durchgangsöffnung 164 eingesetzt. Der Emitteranschluss E12 und der Kollektoranschluss C22 desselben Halbleitermoduls 90 sind in derselben Durchgangsöffnung 164 angeordnet. Zumindest ein Teil des Brückenelements 80b, der eine Brücke zwischen dem Emitteranschluss E12 und dem Kollektoranschluss C22 bildet, ist oberhalb der geschichteten Abschnitte 151 und 161 angeordnet.
  • Das Isolierelement 18 ist aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein harzvergossener Werkstoff als das Isolierelement 18 angewendet. Das Isolierelement 18 weist einen Basisabschnitt 180 und Zylinderabschnitte 181, 182 auf. Der Basisabschnitt 180 ist zwischen den geschichteten Abschnitten 151 und 161 angeordnet. Der Basisabschnitt 180 ist ebenfalls zwischen den Erstreckungsabschnitten der geschichteten Abschnitte 151 und 161 angeordnet. Die Zylinderabschnitte 181 und 182 sind an Positionen vorgesehen, die sich mit den Erstreckungsabschnitten der geschichteten Abschnitte 151 und 161 in der Projektionsansicht in der Y-Richtung überlappen. Die Zylinderabschnitte 181 und 182 springen von dem Basisabschnitt 180 nach oben in der Y-Richtung vor.
  • Der Zylinderabschnitt 181 ist durch die Durchgangsöffnung 163 der negativen Stromschiene 16 eingesetzt. Der Zylinderabschnitt 181 ist in der Durchgangsöffnung 163 angeordnet, um einen Kontakt zwischen dem Kollektoranschluss C1 und dem Vorsprungsabschnitt 152 und der negativen Stromschiene 16 zu vermeiden. Aus diesem Grund ist der Zylinderabschnitt 181 nicht in der Durchgangsöffnung 163 angeordnet, in der der Emitteranschluss E2 angeordnet ist. Der Kollektoranschluss C1 und der Vorsprungsabschnitt 152 sind durch den Zylinderabschnitt 181 eingesetzt, und sind oberhalb des zylindrischen Abschnitts 181 oberflächenverbunden.
  • Der Zylinderabschnitt 182 ist durch die Durchgangsöffnung 164 der negativen Stromschiene 16 eingesetzt. Der Zylinderabschnitt 182 ist in jeder der Durchgangsöffnungen 164 angeordnet, um einen Kontakt zwischen der negativen Stromschiene 16 und dem oberen und unteren Kopplungsabschnitt 91 einschließlich des Emitteranschlusses E12 und des Kollektoranschlusses C22 zu vermeiden. Der Emitteranschluss E12 und der Kollektoranschluss E22 sind durch den Zylinderabschnitt 182 eingesetzt.
  • Die Kühleinrichtungen 19 erlauben ein Fließen des Kühlmittels durch die Kühleinrichtungen 19, und sind an beiden Seiten jeder Halbleitervorrichtung 20 in der Z-Richtung vorgesehen, um die Halbleitervorrichtung 20 von beiden Seiten aus zu kühlen. Die Halbleitervorrichtung 20 ist zwischen den Kühleinrichtungen 19 in der Z-Richtung sandwichartig angeordnet. Die Kühleinrichtung 19 ist zwischen der ersten Halbleitervorrichtung 21 und der zweiten Halbleitervorrichtung 22 angeordnet. Die durch die Halbleiterchips 41 und 42 erzeugte Wärme wird von den freiliegenden Oberflächen der Kühlkörper 51c, 51e, 52c und 52e zu den Kühleinrichtungen 19 durch ein (nicht gezeigtes) Isolierelement ausgestrahlt.
  • Nachstehend ist ein Verfahren zur Herstellung der geschichteten Abschnitte 151 und 161 mit den Durchgangsöffnungen 153 und 163 beschrieben. In diesem Fall ist der geschichtete Abschnitt 161 der negativen Stromschiene 16 als ein Beispiel beschrieben.
  • Wie es in 11 gezeigt ist, wird zunächst ein Substrat 161a vorbereitet, in dem die Vorsprungsabschnitte 162, die Durchgangsöffnungen 164 und Aussparungen 165 vorgesehen sind. Eine Metallplatte wird gestanzt, um ein Substrat 161a mit den Vorsprungsabschnitten 162, den Durchgangsöffnungen 164 und den Aussparungen 165 zu formen. Beim Stanzen sind die Vorsprungsabschnitte 162 bündig mit dem Substrat 161a. Die Aussparungen 165 sind Räume (Öffnungen) zum Trennen der Vorsprungsabschnitte 162 von dem Substrat 161a, während ein Kopplungsteil der Vorsprungsabschnitte 162 und dem Substrat 161a belassen wird. Nach dem Stanzen werden die Vorsprungsabschnitte 162 aufwärts in die Y-Richtung um angenähert 90° gebogen.
  • Als nächstes ist, wie es in 12 gezeigt ist, eine Unterteilungsplatte 161b an dem Substrat 161a befestigt. Die Unterteilungsplatte 161b weist zwei erste Erstreckungsabschnitte 166 und drei zweite Erstreckungsabschnitte 167 auf. Der erste Erstreckungsabschnitt 166 erstreckt sich in der Z-Richtung, und die zweite Erstreckung 167 erstreckt sich in der X-Richtung. Die drei zweiten Erstreckungsabschnitte 167 sind zu vorbestimmten Intervallen in der Z-Richtung vorgesehen. Einer der ersten Erstreckungsabschnitte 166 ist mit einem Ende von jedem der zweiten Erstreckungsabschnitte 167 verbunden, und der andere der ersten Erstreckungsabschnitte 166 ist mit dem anderen Ende von jedem der zweiten Erstreckungsabschnitte 167 verbunden. Die ersten Erstreckungsabschnitte 166 sind an dem Substrat 161a befestigt, mit dem Ergebnis, dass die drei zweiten Erstreckungsabschnitte 167 jede der drei Aussparungen 165 in der Z-Richtung in zwei teilt. Die Unterteilungsplatte 161b unterteilt jede Aussparung 165 in eine Durchgangsöffnung 163, indem der Vorsprungsabschnitt 162 an dem Öffnungskantenabschnitt vorgesehen ist, und eine Durchgangsöffnung 163, in die der Vorsprungsabschnitt 162 nicht vorgesehen ist.
  • Auf diese Weise formen das Substrat 161a und die Unterteilungsplatte 161b den geschichteten Abschnitt 161. Anders ausgedrückt ist die negative Stromschiene 16 mit den Durchgangsöffnungen 163 geformt. Die positive Stromschiene 15 ist ebenfalls in derselben Weise geformt. In 8 bis 10 sind die geschichteten Abschnitte 151 und 161 in einer vereinfachten Weise veranschaulicht.
  • Ein Verfahren der Herstellung der positiven Stromschiene 15 und der negativen Stromschiene 16 mit den Durchgangsöffnungen 153 und 163 ist nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Beispielsweise wird ein Unterteilungsabschnitt, der der Unterteilungsplatte 161b entspricht, einstückig mit dem Substrat 161a durch Stanzen geformt, und wird der Unterteilungsabschnitt um angenähert 180° durch Falzen zurückgefaltet. Die Aussparungen 165 können in zwei Durchgangsöffnungen 163 unterteilt werden, indem der gefaltete und gestapelte Unterteilungsabschnitt mit dem Substrat 161a verbunden wird.
  • Nachstehend sind die Wirkungen der vorstehend beschriebenen Konfiguration beschrieben.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Leistungswandler 5 die mehreren ersten Halbleitervorrichtungen 21 und die mehreren zweiten Halbleitervorrichtungen 22 auf, und sind die ersten Halbleitervorrichtungen 21 und die zweiten Halbleitervorrichtungen 22 abwechselnd in der Z-Richtung angeordnet. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann, da der Emitteranschluss E1 und der Kollektoranschluss C2 derart angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, die Struktur der oberen und unteren Kopplungsabschnitte 91, die durch das Brückenelement 80 geformt sind, in den mehreren Halbleitermodulen 90 durch abwechselndes Anordnen der ersten Halbleitervorrichtungen 21 und der zweiten Halbleitervorrichtungen 22 gemeinsam genutzt werden. Weiterhin kann, da der Kollektoranschluss C1 und der Emitteranschluss E2 derart angeordnet sind, dass sie einander zugewandt sind, die Verbindungsstruktur mit dem Glättungskondensator 14, das heißt die Verbindungsstruktur mit der positiven Stromschiene 15 und der negativen Stromschiene 16, in den mehreren Halbleitermodulen 90 durch abwechselndes Anordnen der ersten Halbleitervorrichtungen 21 und der zweiten Halbleitervorrichtungen 22 gemeinsam genutzt werden.
  • Zusätzlich ist eine Durchgangsöffnung, durch die der Kollektoranschluss C1 und der Emitteranschluss E2 von der Unterseite bis zur Oberseite eingesetzt sind, in zumindest einer der positiven Stromschiene 15 und der negativen Stromschiene 16 vorgesehen. Ein Kollektoranschluss C1 und ein Emitteranschluss E2 sind in jeder Durchgangsöffnung angeordnet. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist als die Durchgangsöffnungen die Durchgangsöffnung 153 in der positiven Stromschiene 15 vorgesehen und ist die Durchgangsöffnung 163 in der negativen Stromschiene 16 vorgesehen. Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration werden, wie es in 12 veranschaulicht ist, nicht nur ein Strompfad, der durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie angegeben ist, sondern ebenfalls ein Strompfad, der durch einen Pfeil mit gestrichelter Linie angegeben ist, geformt, so dass die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung im Vergleich zu der Konfiguration, bei der die Hauptschaltungsverdrahtung nicht unterteilt ist, reduziert werden kann.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann sich auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel beziehen. Aus diesem Grund entfällt eine Beschreibung von Abschnitten, die gemeinsam zu dem Leistungswandler 5, der Halbleitervorrichtung 20 und dem Halbleitermodul 90 sind, die in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind.
  • Wie es in 13 und 14 gezeigt ist, unterscheidet sich gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Verbindungsstruktur zwischen einem Brückenelement 80 und einer Halbleitervorrichtung 20 gegenüber derjenigen gemäß dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. 14 zeigt eine Draufsicht einer gestapelten Struktur eines Halbleitermoduls 90 und Kühleinrichtungen 19, wie aus einer Richtung X2 gemäß 13 aus betrachtet.
  • Verbindungsabschnitte 81 und 82 des Brückenelements 80 erstrecken sich in der Y-Richtung, die eine Vorsprungsrichtung eines Emitteranschlusses E1 und eines Kollektoranschlusses C2 sind, und sind mit dem entsprechenden Emitteranschluss E1 und dem Kollektoranschluss C2 oberflächenverbunden. Der Verbindungsabschnitt 83 verbindet die unteren Enden, die Endabschnitte der Verbindungsabschnitte 81 und 82 auf der Seite der Kühleinrichtung 19 sind, miteinander. Die Plattendickenrichtung des Verbindungsabschnitts 83 ist die Y-Richtung, und der Verbindungsabschnitt 83 ist der Kühleinrichtung 19 zugewandt. Ein Brückenelement 80a ist einstückig mit einer Ausgangsstromschiene 17 vorgesehen. Die Ausgangsstromschiene 17 ist mit einer Endoberfläche 84 des Verbindungsabschnitts 81 verbunden.
  • Wenn ein Strom, der durch einen durchgezogenen Pfeil in 14 angegeben ist, beispielsweise durch den Verbindungsabschnitt 83 des Brückenelements 80 fließt, wird ein (nicht gezeigter) Wirbelstrom auf einer Metalloberfläche der Kühleinrichtung 19, die dem Verbindungsabschnitt 83 zugewandt ist, in einer Richtung erzeugt, der eine Erzeugung eines Magnetfeldes durch den Strom verhindert. Daher kann die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung durch die Wirkung der Magnetflussaufhebung durch den Wirbelstrom reduziert werden.
  • Insbesondere ist, da der Verbindungsabschnitt 83 zu den unteren Enden der Verbindungsabschnitte 81 und 82 fortgesetzt ist, der Verbindungsabschnitt 83 ein Abschnitt, der in dem Brückenelement 80 am nächsten zu der Kühleinrichtung 19 ist. Als Ergebnis kann die Wirkung der Magnetflussaufhebung verbessert werden, und kann die Induktivität der Hauptschaltungsverdrahtung effektiv reduziert werden.
  • Obwohl ein Beispiel beschrieben worden ist, bei dem der Verbindungsabschnitt 83 flach ist und die Plattendickenrichtung des Verbindungsabschnitts 83 die Y-Richtung ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Beispielsweise kann ein Verbindungsabschnitt 83 mit einer gekrümmten Oberflächenform oder einer V-förmigen Form in einer YZ-Ebene angewendet werden.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann sich auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel beziehen. Aus diesem Grund entfällt eine Beschreibung von Abschnitten, die gemeinsam zu dem Leistungswandler 5, der Halbleitervorrichtung 20 und dem Halbleitermodul 90 sind, die in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind.
  • Wie es in 15 bis 17 gezeigt ist, unterscheiden sich gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Struktur eines Brückenelements 80 und eine Verbindungsstruktur mit einer Halbleitervorrichtung 20 von denjenigen gemäß dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Zusätzlich zu den Verbindungsabschnitten 81, 82 und einem Verbindungsabschnitt 83 weist das Brückenelement 80 einen Gegenüberliegungsabschnitt 85 und einen gebogenen Abschnitt 86 auf. Das Brückenelement 80 ist durch Verarbeiten einer einzelnen Metallplatte geformt.
  • Wie gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Verbindungsabschnitte 81 und 82 in der Y-Richtung, und erstreckt sich der Verbindungsabschnitt 83 in der Z-Richtung. Der Verbindungsabschnitt 81 ist an einer inneren Oberfläche 71a eines entsprechenden Emitteranschlusses E1 oberflächenverbunden, und ist der Verbindungsabschnitt 82 an einer äußeren Oberfläche 72b eines Kollektoranschlusses C2 oberflächenverbunden. Ein Ende des Verbindungsabschnitts 83 ist mit einem unteren Ende des Verbindungsabschnitts 81 verbunden, und das andere Ende ist mit einem unteren Ende des Gegenüberliegungsabschnitts 85 verbunden.
  • Der Gegenüberliegungsabschnitt 85 ist derart angeordnet, dass er einer inneren Oberfläche 72a des Kollektoranschlusses C2 zugewandt ist. Der Gegenüberliegungsabschnitt 85 ist in der Y-Richtung mit der Plattendickenrichtung als die Z-Richtung erstreckt. Der Kollektoranschluss C2 ist zwischen dem Gegenüberliegungsabschnitt 85 und dem Verbindungsabschnitt 82 angeordnet. Der Gegenüberliegungsabschnitt 85 weist einen vorbestimmten Spalt zwischen dem Gegenüberliegungsabschnitt 85 und dem Kollektoranschluss C2 auf.
  • Der gebogene Abschnitt 86 ist ein Abschnitt, der den Verbindungsabschnitt 82 und den Gegenüberliegungsabschnitt 85 verbindet. Der gebogene Abschnitt 86 ist um angenähert 180° zurückgedreht, und der Verbindungsabschnitt 82 und der Gegenüberliegungsabschnitt 85 sind einander durch den Kollektoranschluss C2 zugewandt.
  • Wie es in 16 gezeigt ist, ist, ähnlich wie gemäß dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, eine Ausgangsstromschiene 17 mit einem Brückenelement 80a integriert. Die Ausgangsstromschiene 17 ist nicht mit dem Brückenelement 80b verbunden. Die Ausgangsstromschiene 17 ist aus einer Endoberfläche 84 des Verbindungsabschnitts 81 herausgezogen.
  • Das Brückenelement 80 ist mit dem Emitteranschluss E1 und dem Kollektoranschluss C2 durch Laserschweißen verbunden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel kann, da das Brückenelement 80 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration angewendet wird, eine Richtung des Schweißens des Verbindungsabschnitts 81 mit dem Emitteranschluss E12 (E1) und eine Richtung des Schweißens des Verbindungsabschnitts 82 an den Kollektoranschluss C22 (C2) identisch zueinander sein, wie es durch Pfeile mit durchgezogenen Linien in 17 angegeben ist. Daher kann der Herstellungsprozess vereinfacht werden. Weiterhin kann, wenn das Brückenelement 80 aus einer einzelnen Metallplatte geformt wird, die Konfiguration des Brückenelements 80 vereinfacht werden, während der Herstellungsprozess des Halbleitermoduls 80 vereinfacht werden kann. Die Richtung des Schweißens ist eine Richtung, in der ein Laserstrahl ausgestrahlt wird.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann sich auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel beziehen. Aus diesem Grund entfällt eine Beschreibung von Abschnitten, die gemeinsam für den Leistungswandler 5, den Halbleitervorrichtung 20 und dem Halbleitermodul 90 sind, die in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind.
  • Wenn das gemäß dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel gezeigte Brückenelement 80 verwendet wird, wird beispielsweise ein Strompfad CP2, der durch einen Pfeil mit gestrichelter Linie angegeben ist, separat von einem Strompfad CP1, der durch einen Pfeil mit durchgezogener Linie in 18 und 19 angegeben ist, in einem stationären Zustand erzeugt, indem der IGBT 110 in einem EIN-Zustand ist. Der Strompfad CP1 erstreckt sich in der Reihenfolge des Kollektoranschlusses C1, des Kühlkörpers 51c, des Halbleiterchips 41a (des IGBTs 110a), des Kühlkörpers 51e, des Emitteranschlusses E11, des Brückenelements 80a und der Ausgangsstromschiene 17.
  • Demgegenüber erstreckt sich der Strompfad, der durch den Pfeil mit gestrichelter Linie angegeben ist, sich in der Reihenfolge des Kollektoranschlusses C1, des Kühlkörpers 51c, des Halbleiterchips 41b (des IGBTs 110b), des Kühlkörpers 51e, des Emitteranschlusses E12, des Brückenelements 80b, des Kollektoranschlusses C22, des Kühlkörpers 52c, des Kollektoranschlusses C21, des Brückenelements 80a und der Ausgangsstromschiene 17. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, gibt es die Befürchtung, dass in dem stationären Zustand ein Stromungleichgewicht auftreten kann, da Widerstandskomponenten der Hauptschaltungsverdrahtung sich zwischen den Strompfaden CP1 und CP2 unterscheiden.
  • Demgegenüber ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 20 gezeigt ist, in dem Brückenelement 80a, die Ausgangsstromschiene 17 aus dem Verbindungsabschnitt 82 herausgezogen, der mit dem Kollektoranschluss C21 verbunden ist. Die Ausgangsstromschiene 17 weist einen Erstreckungsabschnitt 170, der einstückig mit dem Brückenelement 80a vorgesehen ist, und eine Leiterplatte 171 auf, die ein anderes Element ist, das sich von dem Brückenelement 80a unterscheidet, und mit dem Erstreckungsabschnitt 170 verbunden ist. Der Erstreckungsabschnitt 170 ist aus der Endoberfläche 84 des Verbindungsabschnitts 82 in der X-Richtung herausgezogen. Mit Ausnahme der Ausgangsstromschiene 17 weist das Brückenelement 80 dieselbe Struktur wie diejenige des Brückenelements 80a gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel auf.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, ist, da die Ausgangsstromschiene 17 aus dem Verbindungsabschnitt 82 herausgezogen ist, ein Verbindungspunkt zwischen dem Brückenelement 80a (80) und der Stromschiene 17 zu der Seite der zweiten Halbleitervorrichtung 22 hin verschoben, wie es in 21 gezeigt ist. Eine in 21 gezeigte Strichpunktlinie gibt die Ausgangsstromschiene 17 in 19 an. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, kann im Vergleich zu der Konfiguration, die in 18 und 19 gezeigt ist, durch die Verschiebung des Verbindungspunkts ein Widerstandswert des Strompfads CP1 erhöht werden und kann ein Widerstandswert des Strompfads CP2 reduziert werden. Als Ergebnis kann das Stromungleichgewicht in dem stationären Zustand unterbunden werden.
  • Obwohl ein Beispiel beschrieben worden ist, bei dem die Ausgangsstromschiene 17 aus dem Verbindungsabschnitt 82 herausgezogen ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Das Brückenelement 80 kann aus einer Position herausgezogen werden, die näher an der zweiten Halbleitervorrichtung 22 als an einem Zwischenpunkt in der Streckungsrichtung ist. Außerdem ist die Struktur des Brückenelements 80 nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann sich auf das vorhergehende Ausführungsbeispiel beziehen. Aus diesem Grund entfällt eine Beschreibung von Abschnitten, die gemeinsam für den Leistungswandler 5, der Halbleitervorrichtung 20 und dem Halbleitermodul 90 sind, die in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist, wie es in 22 gezeigt ist, der Leistungswandler 5 zumindest einen Abschnitt, in dem die zwei ersten Halbleitervorrichtungen 21 durchgehend sind, und einen Abschnitt auf, in dem die zwei zweiten Halbleitervorrichtungen 22 in der Z-Richtung, die die Stapelrichtung ist, durchgehend sind. In 22 sind der Einfachheit halber eine Ausgangsstromschiene 17, Kühleinrichtungen 19 und ein Brückenelement 80 nicht dargestellt.
  • Insbesondere sind in der Z-Richtung sechs Halbleitervorrichtungen 20 in der Reihenfolge einer ersten Halbleitervorrichtung 21, einer zweiten Halbleitervorrichtung 22, einer zweiten Halbleitervorrichtung 22, einer ersten Halbleitervorrichtung 21, einer ersten Halbleitervorrichtung 21 und einer zweiten Halbleitervorrichtung 22 gestapelt. Anders ausgedrückt weisen die Halbleitervorrichtungen 20 einen Abschnitt, in dem die zwei ersten Halbleitervorrichtungen 21 durchgehend sind, und einen Abschnitt auf, in dem die zwei zweiten Halbleitervorrichtungen 22 durchgehend sind.
  • In dem Abschnitt, in dem die ersten Halbleitervorrichtungen 21 durchgehend sind, sind Kollektoranschlüsse C1 benachbart zueinander in der Z-Richtung. In dem Abschnitt, in dem die zweiten Halbleitervorrichtungen 22 durchgehend sind, sind die Emitteranschlüsse E2 benachbart zueinander in der Z-Richtung. Daher können, wie es in 22 gezeigt ist, die zwei benachbarten Kollektoranschlüsse C1 miteinander mit einer positiven Stromschiene 15 verbunden werden. Zusätzlich können die zwei benachbarten Emitteranschlüsse E2 zusammen mit einer negativen Stromschiene 16 verbunden werden. Daher kann die Verbindung zwischen der positiven Stromschiene 15 und der negativen Stromschiene 16 und der Halbleitervorrichtung 20 vereinfacht werden.
  • In 22 bezeichnen Bezugszeichen 155 und 156 Anschlussabschnitte der positiven Stromschiene 15, und bezeichnen Bezugszeichen 168 und 169 Anschlussabschnitte der negativen Stromschiene 16. Der Anschlussabschnitt 156 ist ein Anschlussabschnitt, der von den zwei Kollektoranschlüssen C1 gemeinsam genutzt wird. Der Anschlussabschnitt 169 ist ein Anschlussabschnitt, der von den zwei Emitteranschlüssen E2 gemeinsam genutzt wird.
  • Nachstehend sind zur Vereinfachung der Darstellung die Signalanschlüsse weggelassen.
  • Der Leistungswandler 5 kann zumindest eine erste Halbleitervorrichtung 21, eine zweite Halbleitervorrichtung 22 und ein Brückenelement 80 aufweisen, das die erste Halbleitervorrichtung 21 und die zweite Halbleitervorrichtung 22 verbindet. Anders ausgedrückt kann zumindest ein Halbleitermodul 90 vorgesehen sein. Der Leistungswandler 5 kann den Glättungskondensator 14 mit der positiven Stromschiene 15 und der negativen Stromschiene 16, die Ausgangsstromschiene 17 und/ oder die Kühleinrichtung 19 zusammen mit dem Halbleitermodul 90 aufweisen.
  • Obwohl ein Beispiel beschrieben worden ist, bei dem die oberen und unteren Zweigschaltungen 10, das heißt das Halbleitermodul 90 bei dem Wechselrichter 13 angewendet wird, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Beispielsweise kann das Halbleitermodul 90 bei einem Hochsetzsteller angewendet werden. Die vorliegende Offenbarung kann ebenfalls sowohl bei dem Wechselrichter 13 als auch bei dem Hochsetzsteller angewendet werden.
  • Die Anzahl der Halbleitermodule 90 ist nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Beispielsweise können sechs Halbleitermodule 90 vorgesehen werden, um zwei Motoren der Drei-Phasen-Wechselstrombauart zu entsprechen.
  • Obwohl die Dioden 111 und 121 zum Rückfluss einstückig mit den IGBTs 110 und 120 geformt sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehende Beispiel begrenzt. Die Dioden 111 und 121 können separate Chips sein.
  • Obwohl die Beispiele der IGBTs 110 und 120 als die Schaltelemente gezeigt sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehende Beispiel begrenzt. Das Schaltelement kann beispielsweise durch ein Schaltelement mit einer Gate-Elektrode, einer ersten Hauptelektrode und einer zweiten Hauptelektrode, durch die ein Hauptstrom fließt, konfiguriert sein. Beispielsweise kann ein MOSFET angewendet werden.
  • Obwohl die erste Halbleitervorrichtung 21 einen Kollektoranschluss C1 und zwei Emitteranschlüsse E1 aufweist, und die zweite Halbleitervorrichtung 22 zwei Kollektoranschlüsse C2 und einen Emitteranschluss E2 aufweist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehende Beispiel begrenzt. Die erste Halbleitervorrichtung 21 kann zwei Kollektoranschlüsse C1 und einen Emitteranschluss E1 aufweisen, und die zweite Halbleitervorrichtung 22 kann einen Kollektoranschluss C2 und zwei Emitteranschlüsse E2 aufweisen. In diesem Fall sind die oberen und unteren Kopplungsabschnitte 91 an einer einzelnen Position vorgesehen.
  • Wie es in einer Modifikation von 23 gezeigt ist, kann eine Halbleitervorrichtung 100 zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtung 20 vorgesehen sein. Die Halbleitervorrichtung 100 weist einen (nicht gezeigten) Halbleiterchip, der eine obere Zweigschaltung konfiguriert, und einen (nicht gezeigten) Halbleiterchip, der eine untere Zweigschaltung konfiguriert, in dem Abdichtungsharzkörper 110 auf. Die Halbleitervorrichtung 100 weist eine sogenannte 2-in-1-Baugruppenstruktur auf, die eine obere und untere Zweigschaltung für eine Phase konfiguriert. Gemäß 23 sind sechs Halbleitervorrichtungen 20, die einen Drei-Phasen-Wechselrichter konfigurieren, und drei Halbleitervorrichtungen 100, die einen weiteren Drei-Phasen-Wechselrichter konfigurieren, aufeinander in der Z-Richtung gestapelt. Die Halbleitervorrichtungen 100 sind aufeinanderfolgend angeordnet.
  • Die Halbleitervorrichtung 100 weist als Hauptanschlüsse einen positiven Elektrodenanschluss P1, der mit der positiven Elektrode des Glättungskondensators 14 verbunden ist, einen negativen Elektrodenanschluss N1, der mit der negativen Elektrode verbunden ist, und einen Ausgangsanschluss O1 auf, der mit einer Last verbunden ist. Diese Hauptanschlüsse springen von den Seitenoberflächen 110a des Abdichtungsharzkörpers 110 vor und erstrecken sich in der Y-Richtung. Die Abdichtungsharzkörper 31 und 32 weisen dieselbe Struktur wie diejenige des Abdichtungsharzkörpers 110 auf und weisen im Wesentlichen dieselbe äußere Form auf. Anders ausgedrückt stimmen in einer Projektionsansicht von der Z-Richtung die äußeren Formen der Abdichtungsharzkörper 31, 32 und 110 im Wesentlichen miteinander überein. Zusätzlich stimmen die Dicken in der Z-Richtung ebenfalls im Wesentlichen miteinander überein. Weiterhin sind die Hauptanschlüsse in derselben Weise angeordnet. Die Kollektoranschlüsse C1 und die Emitteranschlüsse E2 sind in einer Linie entlang der Z-Richtung zusammen mit den negativen Elektrodenanschlüssen N1 ausgerichtet. Die Emitteranschlüsse E11 und die Kollektoranschlüsse C21 sind in einer Linie zusammen mit den Ausgangsanschlüssen O1 ausgerichtet, und die Emitteranschlüsse E12 und die Kollektoranschlüsse C22 sind in einer Linie zusammen mit den positiven Elektrodenanschlüssen P1 ausgerichtet.
  • Dies ermöglicht es, die Verbindungsstruktur zwischen dem Glättungskondensator 14 und einer Last (Motor) zu vereinfachen, wenn die Halbleitervorrichtung 100 mit einer 2-in-1-Struktur in Kombination verwendet wird.
  • Obwohl ein Beispiel gezeigt ist, bei dem die erste Achse A1 im Wesentlichen mit der Mitte der äußeren Form des Abdichtungsharzkörpers 31 in der X-Richtung übereinstimmt, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Wie es in einer zweiten Modifikation von 22 gezeigt ist, kann eine Konfiguration angewendet werden, bei der die erste Achse A1 zu einer Seite in Bezug auf die Mitte der äußeren Form des Abdichtungsharzkörpers 31 in der X-Richtung hin versetzt ist, und der Kollektoranschluss C1 und der Emitteranschluss E1, die die Hauptanschlüsse 71m sind, achsensymmetrisch mit der ersten Achse A1 als die Symmetrieachse angeordnet sind. Das Gleiche gilt für die zweite Achse A2.
  • Obwohl ein Beispiel, bei dem alle Hauptanschlüsse 71m von der Seitenoberfläche 31a des Abdichtungsharzkörpers 31 vorspringen, und alle Hauptanschlüsse 72m von der Seitenoberfläche 32a des Abdichtungsharzkörpers 32 vorspringen, gezeigt worden ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Wie es in einer dritten Modifikation von 25 gezeigt ist, können die Hauptanschlüsse 71m von drei unterschiedlichen Seitenoberflächen 31a; 31b und 31c des Abdichtungsharzkörpers 31 vorspringen, und können die Hauptanschlüsse 72m von drei unterschiedlichen Seitenoberflächen 32a, 32b und 32c des Abdichtungsharzkörpers 32 vorspringen. Beispielsweise ist in der ersten Halbleitervorrichtung 21 der Kollektoranschluss C1, der von der Seitenoberfläche 31a vorspringt, auf der ersten Achse A1 angeordnet, und springt der Emitteranschluss E1 von den Seitenoberflächen 31b und 31c vor, die benachbart zueinander sind. Jeder des Kollektoranschlusses C1 und des Emitteranschlusses E1 ist in Achsensymmetrie mit der ersten Achse A1 als die Symmetrieachse angeordnet, und jeder des Kollektoranschlusses C2 und des Emitteranschlusses E2 ist in Achsensymmetrie mit der zweiten Achse A2 als die Symmetrieachse angeordnet.
  • In der Halbleitervorrichtung 20 ist eine Parallelschaltung der IGBTs 110 durch die zwei Halbleiterchips 41 geformt, und ist eine Parallelschaltung der IGBTs 120 durch die zwei Halbleiterchips 42 geformt, jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Eine Parallelschaltung kann durch Verwendung von drei oder mehr Halbleiterchips geformt werden. In einer in 26 gezeigten vierten Modifikation und einer in 27 gezeigten fünften Modifikation weist die erste Halbleitervorrichtung 21 drei Halbleiterchips 41 auf, und sind die drei Halbleiterchips 41 nebeneinander in der X-Richtung ausgerichtet. Die zweite Halbleitervorrichtung 22 weist drei Halbleiterchips 42 auf, und die drei Halbleiterchips 42 sind nebeneinander in der X-Richtung ausgerichtet. Gemäß 26 springen die Hauptanschlüsse 71m von derselben Oberfläche vor, und springen die Hauptanschlüsse 72m ebenfalls von derselben Hauptoberfläche vor. Gemäß 27 springen die Hauptanschlüsse 71m von mehreren unterschiedlichen Oberflächen vor, und springen die Hauptanschlüsse 72m ebenfalls von mehreren unterschiedlichen Oberflächen vor. Jeder des Kollektoranschlusses C1 und des Emitteranschlusses E1 ist in Achsensymmetrie mit der ersten Achse A1 als die Symmetrieachse angeordnet, und jeder des Kollektoranschlusses C2 und des Emitteranschlusses E2 ist in Achsensymmetrie mit der zweiten Achse A2 als die Symmetrieachse angeordnet.
  • Obwohl ein Beispiel gezeigt ist, bei dem drei Hauptanschlüsse 71m und drei Hauptanschlüsse 72m vorgesehen sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Drei oder mehr von jedem der Hauptanschlüsse 71m und 72m können vorgesehen sein, und die Platzierung des Kollektoranschlusses C2 in Bezug auf den Emitteranschluss E2 kann sich von der Platzierung des Emitteranschlusses E1 in Bezug auf den Kollektoranschluss C1 unterscheiden, während die vorstehend beschriebene Achsensymmetriebeziehung erfüllt wird.
  • Beispielsweise weist in einer in 28 gezeigten sechsten Modifikation der Hauptanschluss 71m zwei Kollektoranschlüsse C1 und zwei Emitteranschlüsse E1 auf, und weist der Hauptanschluss 72m zwei Kollektoranschlüsse C2 und zwei Emitteranschlüsse E2 auf. Die zwei Kollektoranschlüsse C1 sind in Achsensymmetrie mit der ersten Achse A1 als die Symmetrieachse angeordnet.
  • Die zwei Emitteranschlüsse E1 sind in Achsensymmetrie mit der ersten Achse A1 als die Symmetrieachse angeordnet. In derselben Weise sind die zwei Kollektoranschlüsse C2 in Achsensymmetrie mit der zweiten Achse A2 als die Symmetrieachse angeordnet. Die zwei Emitteranschlüsse E2 sind in Achsensymmetrie mit der zweiten Achse A2 als die Symmetrieachse angeordnet. Weiterhin sind zwei Kollektoranschlüsse C1 zwischen den Emitteranschlüssen E1 angeordnet. Zwei Emitteranschlüsse E2 sind zwischen den Kollektoranschlüssen C2 angeordnet.
  • Obwohl ein Beispiel gezeigt ist, bei dem alle Halbleiterchips 41, die in der ersten Halbleitervorrichtung 21 enthalten sind, in einer Linie entlang der X-Richtung ausgerichtet sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Beispielsweise weist in einer in 29 gezeigten siebten Modifikation die erste Halbleitervorrichtung 21 vier Halbleiterchips 41 auf. Die vier Halbleiterchips 41 sind in zwei Reihen und zwei Spalten in einer XY-Ebene ausgerichtet. Zwei Halbleiterchips 41 sind nebeneinander in der X-Richtung ausgerichtet, und die erste Achse A1 ist derart eingestellt, dass sie senkrecht zu der Ausrichtungsrichtung ist. Jeder des Kollektoranschlusses C1 und des Emitteranschlusses E1 ist in Achsensymmetrie mit der ersten Achse A1 als die Symmetrieachse angeordnet. Das Gleiche gilt für die zweite Halbleitervorrichtung 22.
  • In einer in 30 gezeigten achten Modifikation ist im Vergleich zu 29 ein Abstand zwischen den zwei Halbleiterchips 41 auf der Seite des Hauptanschlusses 71m länger als ein Abstand zwischen den zwei Halbleiterchips 71 auf der Seite des Hauptanschlusses 71m. Gemäß 30 sind zwei Halbleiterchips 41 nebeneinander in der X-Richtung ausgerichtet, und ist die erste Achse A1 derart eingestellt, dass sie senkrecht zu der Ausrichtungsrichtung ist. Das Gleiche gilt für die zweite Halbleitervorrichtung 22.
  • In einer in 31 gezeigten neunten Modifikation weist die erste Halbleitervorrichtung 21 drei Halbleiterchips 41 auf. Zwei Halbleiterchips 41 sind auf der Seite des Hauptanschlusses 71m angeordnet, und ein Halbleiterchip 41 ist an einer Position weg von dem Hauptanschluss 71m angeordnet. Die zwei Halbleiterchips 41, die auf der Seite des Hauptanschlusses 71m angeordnet sind, sind nebeneinander in der X-Richtung ausgerichtet, und die erste Achse A1 ist derart eingestellt, dass sie senkrecht zu der Ausrichtungsrichtung ist. Das Gleiche gilt für die Ausrichtungsrichtung der Halbleiterchips 42, die in der zweiten Halbleitervorrichtung 22 enthalten sind. Alternativ dazu kann ein Halbleiterchip 41 auf der Seite des Hauptanschlusses 71m vorgesehen sein, und können zwei Halbleiterchips 41 an Positionen weg von dem Hauptanschluss 71 angeordnet sein.
  • Obwohl ein Beispiel beschrieben worden ist, bei dem die Anschlüsse 61, 62 für die Halbleitervorrichtung 20 mit einer doppelseitigen Wärmeableitungsstruktur vorgesehen sind, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel begrenzt. Die Anschlüsse 61 und 62 können nicht vorgesehen sein. Ein Beispiel, bei dem die Kühlkörper 51c, 51e, 52c und 52e von den jeweiligen Abdichtungsharzkörpern 31 und 32 freiliegen, ist gezeigt, jedoch können die Kühlkörper 51c, 51e, 52c und 52e nicht von den Abdichtungsharzkörpern 31 und 32 freiliegen. Die Kühlkörper 51c, 51e, 52c und 52e können beispielsweise in mehrere Teile entsprechend der Anzahl der Halbleiterchips 41 und 42 unterteilt sein. Jedoch kann eine integrierte Schaltung eine Spannungsfluktuation in der Parallelschaltung stärker unterbinden.
  • Obwohl ein Beispiel gezeigt ist, bei dem die Halbleitervorrichtung 20 die Abdichtungsharzkörper 31 und 32 aufweist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf das vorstehende Beispiel begrenzt. Die Abdichtungsharzkörper 31 und 32 können entfallen.
  • Die Struktur der Halbleitervorrichtung 20 ist nicht auf die doppelseitige Wärmeableitungsstruktur begrenzt. Die vorliegende Offenbarung ist ebenfalls bei einer einzelseitigen Wärmeableitungsstruktur anwendbar. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf ein Schaltelement mit einer vertikalen Struktur begrenzt, und kann bei einem Schaltelement mit einer horizontalen Struktur (beispielsweise ein LDMOS) angewendet werden. Die mehreren Halbleitervorrichtungen 20 sind nicht auf die gestapelte Anordnung begrenzt und können in einem flachen Zustand verbunden sein. In einer in 23 gezeigten zehnten Modifikation wird eine einzelseitige Wärmeableitungsstruktur als die Halbleitervorrichtung 21 und die zweite Halbleitervorrichtung 22 angewendet, und sind der Emitteranschluss E1 und der Kollektoranschluss C2 miteinander durch das Brückenelement 80 in einem flachen Zustand verbunden. Jeder des Kollektoranschlusses C1 und des Emitteranschlusses E1 ist in Achsensymmetrie mit der ersten Achse A1 als die Symmetrieachse angeordnet, und jeder des Kollektoranschlusses C2 und des Emitteranschlusses E2 ist in Achsensymmetrie mit der zweiten Achse A2 als die Symmetrieachse angeordnet.
  • Zusätzlich zu dem Hauptanschluss kann die Halbleitervorrichtung 20 einen Pseudoanschluss aufweisen, bei dem eine elektrische Verbindungsfunktion nicht angewendet ist. In einer in 33 gezeigten elften Modifikation weist die zweite Halbleitervorrichtung 22 einen Pseudoanschluss 72d separat von dem Hauptanschluss 72m auf. Der Pseudoanschluss 72d ist nicht in dem Hauptanschluss 72m enthalten. Der Kollektoranschluss C2 und der Emitteranschluss E2 sind achsensymmetrisch mit der zweiten Achse A2 als die Symmetrieachse angeordnet. Das Gleiche gilt für die erste Halbleitervorrichtung 21.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele davon beschrieben worden ist, sei zu verstehen, dass die Offenbarung nicht auf die Ausführungsbeispiele und Konstruktionen begrenzt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Zusätzlich sind, obwohl die verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen, andere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehr, weniger oder lediglich einem einzelnen Element ebenfalls innerhalb der Idee und des Umfangs der vorliegenden Offenbarung.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2017242698 A [0001]
    • JP 2016157850 A [0008]

Claims (16)

  1. Leistungswandler mit einem oberen und unteren Zweig (10) mit einem oberen Zweig (11) und einem unteren Zweig (12), die in Reihe zueinander geschaltet sind, zumindest einer ersten Halbleitervorrichtung (21), die eine Vielzahl erster Halbleiterchips (41), von denen jeder ein erstes Schaltelement (110) aufweist, und eine Vielzahl erster Hauptanschlüsse (71m) aufweist, die mit den ersten Halbleiterchips verbunden sind und eine elektrische Verbindungsfunktion bereitstellen, wobei die ersten Schaltelemente parallel zueinander geschaltet sind, um den oberen Zweig bereitzustellen, und die ersten Hauptanschlüsse einen ersten Hochpotentialanschluss (C1), der mit einer Elektrode des ersten Schaltelements auf einer Hochpotentialseite verbunden ist, und einen ersten Niedrigpotentialanschluss (E1) aufweisen, die mit einer Elektrode des ersten Schaltelements auf einer Niedrigpotentialseite verbunden ist, zumindest einer zweiten Halbleitervorrichtung (22), die eine Vielzahl zweiter Halbleiterchips (42), von denen jeder ein zweites Schaltelement (120) aufweist, und eine Vielzahl zweiter Hauptanschlüsse (72m) aufweist, die mit den zweiten Halbleiterchips verbunden sind und eine elektrische Verbindungsfunktion bereitstellen, wobei die zweiten Schaltelemente parallel zueinander geschaltet sind, um den unteren Zweig bereitzustellen, und die zweiten Hauptanschlüsse einen zweiten Hochpotentialanschluss (C2), der mit einer Elektrode des zweiten Schaltelements auf der Hochpotentialseite verbunden ist, und einen zweiten Niedrigpotentialanschluss (E2) aufweisen, der mit einer Elektrode des zweiten Schaltelements auf der Niedrigpotentialseite verbunden ist, und einem Brückenelement (80), das eine Brücke zwischen dem ersten Niedrigpotentialanschluss und dem zweiten Hochpotentialanschluss bildet, und einen oberen und unteren Kopplungsabschnitt (91), der ein Kopplungsabschnitt zwischen dem oberen Zweig und dem unteren Zweig ist, zusammen mit dem Niedrigpotentialanschluss und dem zweiten Hochpotentialanschluss bereitstellt, wobei: in der ersten Halbleitervorrichtung die ersten Hauptanschlüsse zumindest einen aus einer Vielzahl der ersten Hochpotentialanschlüsse und einer Vielzahl der ersten Niedrigpotentialanschlüsse aufweisen, die Vielzahl der ersten Halbleiterchips in Achsensymmetrie in Bezug auf eine erste Achse (A1) angeordnet sind, die senkrecht zu einer ersten Richtung ist, in der zumindest zwei der ersten Halbleiterchips ausgerichtet sind, und der erste Hochpotentialanschluss und der erste Niedrigpotentialanschluss in Achsensymmetrie in Bezug auf die erste Achse als eine Symmetrieachse angeordnet sind, und in der zweiten Halbleitervorrichtung die zweiten Hauptanschlüsse zumindest einen aus einer Vielzahl der zweiten Hochpotentialanschlüsse und einer Vielzahl der zweiten Niedrigpotentialanschlüsse aufweisen, die Vielzahl der zweiten Halbleiterchips in Achsensymmetrie in Bezug auf eine zweite Achse (A2) angeordnet sind, die senkrecht zu einer zweiten Richtung ist, in der zumindest zwei der zweiten Halbleiterchips ausgerichtet sind, und der zweite Hochpotentialanschluss und der zweite Niedrigpotentialanschluss in Achsensymmetrie in Bezug auf die zweite Achse als die Symmetrieachse angeordnet sind, um eine Anordnung des zweiten Niedrigpotentialanschlusses in Bezug auf den zweiten Hochpotentialanschluss von einer Anordnung des ersten Niedrigpotentialanschlusses in Bezug auf den ersten Hochpotentialanschluss zu differenzieren.
  2. Leistungswandler nach Anspruch 1, wobei die Anzahl der ersten Hochpotentialanschlüsse gleich zu einer Anzahl der zweiten Niedrigpotentialanschlüsse ist, und die Anzahl der ersten Niedrigpotentialanschlüsse gleich zu einer Anzahl der zweiten Hochpotentialanschlüsse ist.
  3. Leistungswandler nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten Hauptanschlüsse die Vielzahl der ersten Niedrigpotentialanschlüsse aufweisen und die zweiten Hauptanschlüsse die Vielzahl der zweiten Hochpotentialanschlüsse aufweisen, und eine Vielzahl von Brückenelemente zusammen mit den ersten Niedrigpotentialanschlüssen und den zweiten Niedrigpotentialanschlüssen eine Vielzahl von oberen und unteren Kopplungsabschnitten bereitstellen.
  4. Leistungswandler nach Anspruch 3, weiterhin mit einem Verdrahtungsabschnitt (17) zur Verbindung mit einer Last, wobei der Verdrahtungsabschnitt aus lediglich einem Teil der Vielzahl der oberen und unteren Kopplungsabschnitte herausgezogen ist.
  5. Leistungswandler nach Anspruch 4, wobei der Verdrahtungsabschnitt nicht von jeder Oberfläche des Brückenelements in einer Plattendickenrichtung herausgezogen ist, sondern aus einer Kante (84) herausgezogen ist, die zwei Oberflächen verbindet.
  6. Leistungswandler nach Anspruch 5, wobei der Verdrahtungsabschnitt aus einer Stelle des Brückenelements auf einer zweiten Hochpotentialanschlussseite herausgezogen ist.
  7. Leistungswandler nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Vielzahl der oberen und unteren Kopplungsabschnitte durch die Brückenelemente mit derselben Struktur bereitgestellt sind.
  8. Leistungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Halbleitervorrichtung weiterhin einen ersten Abdichtungsharzkörper (31) aufweist, der die Vielzahl der ersten Halbleiterchips abdichtet, die zweite Halbleitervorrichtung weiterhin einen zweiten Abdichtungsharzkörper (32) aufweist, der die Vielzahl der zweiten Halbleiterchips abdichtet, die Vielzahl der ersten Hauptanschlüsse von dem ersten Abdichtungsharzkörper nach außerhalb vorspringen, die Vielzahl der zweiten Hauptanschlüsse von dem zweiten Abdichtungsharzkörper nach außen vorspringen, das Brückenelement einen Vorsprungsabschnitt des ersten Niedrigpotentialanschlusses und einen Vorsprungsabschnitt des zweiten Hochpotentialanschlusses verbindet, die Vielzahl der ersten Hauptanschlüsse von der gleichen Oberfläche (31a) des ersten Abdichtungsharzkörpers vorspringen und entlang der ersten Richtung ausgerichtet sind, und die Vielzahl der zweiten Hauptanschlüsse von der gleichen Oberfläche (32a) des zweiten Abdichtungsharzkörpers vorspringen und entlang der zweiten Richtung ausgerichtet sind.
  9. Leistungswandler nach Anspruch 8, wobei die ersten Hauptanschlüsse drei erste Hauptanschlüsse aufweisen, der erste Hochpotentialanschluss zwischen zwei ersten Niedrigpotentialanschlüssen angeordnet ist, die zweiten Hauptanschlüsse drei zweite Hauptanschlüsse aufweisen, und der zweite Niedrigpotentialanschluss zwischen zwei Hochpotentialanschlüssen angeordnet ist.
  10. Leistungswandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste Halbleitervorrichtung und die zweite Halbleitervorrichtung als Halbleitervorrichtungen (20) aufeinander in einen Zustand gestapelt sind, in dem die erste Halbleitervorrichtung und die zweite Halbleitervorrichtung, die miteinander durch das Brückenelement verbunden sind, benachbart zueinander sind, und zumindest eines aus einem Paar des ersten Hochpotentialanschlusses und des zweiten Niedrigpotentialanschlusses und einem Paar des ersten Niedrigpotentialanschlusses und des zweiten Hochpotentialanschlusses zumindest teilweise in einer Stapelrichtung einander zugewandt sind.
  11. Leistungswandler nach Anspruch 10, wobei die zumindest eine erste Halbleitervorrichtung eine Vielzahl erster Halbleitervorrichtungen aufweist, die zumindest eine zweite Halbleitervorrichtung eine Vielzahl zweiter Halbleitervorrichtungen aufweist, und die Vielzahl der ersten Halbleitervorrichtungen und die Vielzahl der zweiten Halbleitervorrichtungen abwechselnd angeordnet sind.
  12. Leistungswandler nach Anspruch 11, weiterhin mit einem Glättungskondensator (14), der eine Leistungsversorgungsspannung glättet, einer positiven Stromschiene (15), die eine positive Elektrode des Glättungskondensators und den ersten Hochpotentialanschluss verbindet, und einer negativen Stromschiene (16), die eine negative Elektrode des Glättungskondensators und den zweiten Niedrigpotentialanschluss verbindet, wobei die positive Stromschiene und/ oder die negative Stromschiene eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen (153, 163) aufweist, die nebeneinander in der Stapelrichtung ausgerichtet sind, und der erste Hochpotentialanschluss und der zweite Hochpotentialanschluss individuell in den Durchgangsöffnungen angeordnet sind.
  13. Leistungswandler nach Anspruch 10, wobei: die zumindest eine erste Halbleitervorrichtung eine Vielzahl erster Halbleitervorrichtungen aufweist, und die zumindest eine zweite Halbleitervorrichtung eine Vielzahl zweiter Halbleitervorrichtungen aufweist, wobei der Leistungswandler weiterhin aufweist: einen Abschnitt, an dem zwei der ersten Halbleitervorrichtungen kontinuierlich verbunden sind, und/oder einen Abschnitt, an dem zwei der zweiten Halbleitervorrichtungen kontinuierlich in der Stapelrichtung verbunden sind.
  14. Leistungswandler nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei der erste Niedrigpotentialanschluss und der zweite Hochpotentialanschluss, die Kopplungsanschlüsse zur Bereitstellung des oberen und unteren Kopplungsabschnitts sind, sich in einer Richtung erstrecken, die senkrecht zu der Stapelrichtung ist, das Brückenelement als Verbindungsabschnitte zum jeweiligen Verbinden mit den Kopplungsanschlüssen einen ersten Verbindungsabschnitt (81), der sich entlang einer Erstreckungsrichtung des ersten Niedrigpotentialanschlusses erstreckt und mit dem ersten Niedrigpotentialanschluss oberflächenverbunden ist, und einem zweiten Verbindungsabschnitt (82) aufweist, der sich entlang einer Erstreckungsrichtung des zweiten Hochpotentialanschlusses erstreckt und mit dem zweiten Hochpotentialanschluss oberflächenverbunden ist, und das Brückenelement weiterhin einen Verbindungsabschnitt (83) aufweist, der den ersten Verbindungsabschnitt und den zweiten Verbindungsabschnitt verbindet.
  15. Leistungswandler nach Anspruch 14, weiterhin mit einer Kühleinrichtung (19), die zwischen den benachbarten Halbleitervorrichtungen in der Stapelrichtung angeordnet ist, wobei der Verbindungsabschnitt mit einem unteren Ende des ersten Verbindungsabschnitts auf einer Kühleinrichtungsseite und/oder einem unteren Ende des zweiten Verbindungsabschnitts auf der Kühleinrichtungsseite verbunden ist und der Kühleinrichtung zugewandt ist.
  16. Leistungswandler nach Anspruch 14 oder 15, wobei in dem Brückenelement einer der Verbindungsabschnitte mit einer inneren Oberfläche (71a) des Kopplungsanschlusses verbunden ist, der andere der Verbindungsabschnitte mit einer äußeren Oberfläche (72b) des Kopplungsanschlusses verbunden ist, und das Brückenelement: einen Gegenüberliegungsabschnitt (85), der mit dem Verbindungsabschnitt verbunden ist und einer inneren Oberfläche (72a) des Kopplungsabschnitts zugewandt ist, der eine äußere Oberfläche aufweist, die mit dem Verbindungsabschnitt verbunden ist, und einem gebogenen Abschnitt (86) aufweist, der den mit der äußeren Oberfläche verbundenen Verbindungsabschnitt und den Gegenüberliegungsabschnitt verbindet.
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