JP2017143207A - 半導体モジュール - Google Patents

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直毅 加藤
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Abstract

【課題】スイッチング素子が積層される構成において、放熱性の向上を図ることができる半導体モジュールを提供すること。【解決手段】インバータモジュール４３は、第１導電板上に載置されている上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗと、第２導電板６２ｕ〜６２ｗを介して上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗの上に積層されている下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗとを備えている。各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗは、炭化ケイ素を用いて構成されている。第２導電板６２ｕ〜６２ｗの第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗには、当該第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗから上アーム素子上面５１ｂｕ〜５１ｂｗに向けて突出し、且つ、上アームエミッタ電極５１ｅｕ〜５１ｅｗと接合されている第１凸部８１ｕ〜８１ｗが設けられている。【選択図】図６

Description

本発明は、半導体モジュールに関する。
複数のスイッチング素子を有する半導体モジュールとして、例えば特許文献１に示すように、バスバーを介して第１スイッチング素子の上に第２スイッチング素子が積層されたものが知られている。当該バスバーには、両スイッチング素子に接続されない平面的なくびれが形成されており、そのくびれた領域にゲートパットが存在し、この領域でもってゲートパットと配線とが電気的に接続されている。また、特許文献１には、スイッチング素子として炭化ケイ素（ＳｉＣ）を用いることが記載されている。
特開２００４−１４００６８号公報
ここで、本願発明者らは、両スイッチング素子が積層されている半導体モジュールにおいて上記のようにくびれが形成されていると、放熱性が低下し、半導体モジュールの耐熱性が低下し得ることを見出した。詳細には、例えばゲート電極が形成された第１素子上面を有する第１スイッチング素子の上に第２スイッチング素子が積層されている構成において、第１スイッチング素子のゲート電極を露出させるために、バスバーにくびれが形成されていると、第２スイッチング素子の下面である第２素子下面の一部がバスバーに覆われない。このバスバーに覆われない部分は、バスバーへの熱伝達が行われにくいため、放熱が行われにくい。このため、上記くびれた領域にて熱が溜まり易く、半導体モジュールの耐熱性の低下が懸念される。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的はスイッチング素子が積層される構成において、放熱性の向上を図ることができる半導体モジュールを提供することである。
上記目的を達成する半導体モジュールは、第１導電板上に載置されているものであって、炭化ケイ素を用いて構成されている第１スイッチング素子と、第２導電板を介して前記第１スイッチング素子の上に積層されているものであって、炭化ケイ素を用いて構成されている第２スイッチング素子と、前記第２スイッチング素子の上に設けられている第３導電板と、を備え、前記第１スイッチング素子は、第１上側電極と、第１制御端子が接合された第１ゲート電極とが形成された第１素子上面と、前記第１素子上面とは反対側の面であって、前記第１導電板と接合された第１下側電極が形成された第１素子下面と、を備え、前記第２スイッチング素子は、前記第３導電板と接合された第２上側電極と、第２制御端子が接合された第２ゲート電極とが形成された第２素子上面と、前記第２素子上面とは反対側の面であって、第２下側電極が形成された第２素子下面と、を備え、前記第２導電板は、前記第２スイッチング素子が載置されている面であって、前記第２下側電極と接合され、且つ、前記第２素子下面の全体を覆っている第２上側導電板面と、前記第２上側導電板面とは反対側の面であって前記第１素子上面と対向している第２下側導電板面と、を備え、前記第２下側導電板面には、当該第２下側導電板面から前記第１素子上面に向けて突出し、且つ、前記第１上側電極と接合されている第１スイッチング素子用凸部が設けられており、前記第１スイッチング素子用凸部は、前記両スイッチング素子の積層方向から見て、前記第１ゲート電極とは重ならない位置に設けられており、前記第１制御端子の一部は、前記第１ゲート電極と前記第２下側導電板面との間に入り込んでいることを特徴とする。
かかる構成によれば、両スイッチング素子が積層されているため、両スイッチング素子が第１導電板上に並んで配置される構成と比較して、両スイッチング素子が積層方向と直交する方向に占める面積である実装面積を低減できる。これにより、半導体モジュールの小型化を図ることができる。また、積層方向から見て、第１ゲート電極とは重ならない位置に第１スイッチング素子用凸部が設けられていることによって、第１ゲート電極と第２下側導電板面との間に第１制御端子の一部が入り込むことが可能となっている。これにより、第２導電板と第１制御端子との干渉を回避しつつ、第２素子下面の全体を第２導電板で覆った状態で、第１制御端子と第１ゲート電極とを接合できる。よって、第１制御端子と第１ゲート電極とを電気的に接続しつつ、放熱性の向上を図ることができる。
上記半導体モジュールについて、前記第２下側電極は、前記第２素子下面の全体に形成されており、前記第２上側導電板面は、前記第２下側電極の全体と接触しているとよい。かかる構成によれば、第２素子下面の全体に形成された第２下側電極の全体が第２上側導電板面と接触しているため、オン抵抗の低下を図ることができる。また、この場合であっても、第１スイッチング素子用凸部が設けられていることによって、第１制御端子と第２導電板との干渉を回避できる。よって、第１制御端子と第１ゲート電極とを電気的に接続しつつ、オン抵抗の更なる低下を図ることができる。
上記半導体モジュールについて、前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極とは、前記積層方向から見てずれた位置に設けられており、前記第１制御端子と前記第２制御端子とは、前記積層方向から見てずれた位置に設けられているとよい。かかる構成によれば、第１ゲート電極と第２ゲート電極とが積層方向から見てずれた位置に配置されているため、第１制御端子と第２制御端子との干渉を容易に回避できる。
上記半導体モジュールについて、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子は、前記第１スイッチング素子の周縁と前記第２スイッチング素子の周縁とが前記積層方向に揃った状態で積層されているとよい。かかる構成によれば、積層方向から見て両スイッチング素子がずれた状態で積層されている構成と比較して、両スイッチング素子の実装面積を小さくできる。これにより、半導体モジュールの更なる小型化を図ることができる。
上記半導体モジュールについて、前記第３導電板は、前記第２素子上面と対向する第３下側導電板面を備え、前記第３下側導電板面には、当該第３下側導電板面から前記第２素子上面に向けて突出し、且つ、前記第２上側電極と接合されている第２スイッチング素子用凸部が設けられているとよい。かかる構成によれば、第３下側導電板面と第２素子上面とを離間させて配置できるため、意図しない接触を抑制することができ、それを通じて絶縁性の向上を図ることができる。
上記半導体モジュールについて、前記第１導電板が取り付けられた絶縁基板を備え、前記絶縁基板には、前記第１制御端子が接合されている第１制御パットと、前記第２制御端子が接合されている第２制御パットと、が設けられているとよい。かかる構成によれば、両制御パット及び両制御端子を用いて、各スイッチング素子のゲート電極と、これら各スイッチング素子を制御する制御部とを電気的に接続できる。
上記半導体モジュールについて、前記第１スイッチング素子と、前記第２スイッチング素子と、前記第１制御端子と、前記第２制御端子と、前記第２導電板とを１つの単位ユニットとすると、前記単位ユニットは、前記第１導電板上に、一方向に配列された状態で複数設けられており、前記第１制御パット及び前記第２制御パットは、前記単位ユニットに対して前記各単位ユニットの配列方向と直交する方向に離れた位置に配置されており、前記第１制御端子及び前記第２制御端子は、前記積層方向から見て、前記配列方向と直交する方向に延びているとよい。かかる構成によれば、制御パットと単位ユニットとの干渉を回避するために、単位ユニットの配列間隔を広くする必要がないため、単位ユニットの配列間隔を狭くできる。
上記半導体モジュールについて、前記第１スイッチング素子は上アームのＩＧＢＴであり、前記第１下側電極は上アームコレクタ電極であり、前記第１上側電極は上アームエミッタ電極であり、前記第２スイッチング素子は下アームのＩＧＢＴであり、前記第２下側電極は下アームコレクタ電極であり、前記第２上側電極は下アームエミッタ電極であるとよい。かかる構成によれば、炭化ケイ素を用いて構成されたＩＧＢＴを有する半導体モジュールにおいて、実装面積の低減と放熱性の向上とを図ることができる。
上記半導体モジュールについて、前記第１スイッチング素子は上アームのｎ型ＭＯＳＦＥＴであり、前記第１下側電極は上アームドレイン電極であり、前記第１上側電極は上アームソース電極であり、前記第２スイッチング素子は下アームのｎ型ＭＯＳＦＥＴであり、前記第２下側電極は下アームドレイン電極であり、前記第２上側電極は下アームソース電極であるとよい。かかる構成によれば、炭化ケイ素を用いて構成されたｎ型ＭＯＳＦＥＴを有する半導体モジュールにおいて、実装面積の低減と放熱性の向上とを図ることができる。
この発明によれば、スイッチング素子が積層される構成において、放熱性の向上を図ることができる。
インバータモジュール、インバータ装置、電動圧縮機及び車両空調装置の概要を模式的に示す一部破断図。 電動圧縮機の電気的構成を示す回路図。 図１の３−３線断面図。 インバータモジュールの正面図。 インバータモジュールの分解斜視図。 インバータモジュールの分解斜視図。 図４の７−７線断面図。 図４の８−８線断面図。 別例のインバータモジュールを模式的に示す断面図。
以下、半導体モジュール、当該半導体モジュールが搭載されたインバータ装置、及び当該インバータ装置が搭載された電動圧縮機の実施形態について説明する。本実施形態の電動圧縮機は、車両に搭載されており、車両空調装置に用いられている。
図１に示すように、車両空調装置１００は、電動圧縮機１０と、電動圧縮機１０に対して流体としての冷媒を供給する外部冷媒回路１０１とを備えている。外部冷媒回路１０１は、例えば熱交換器及び膨張弁等を有している。車両空調装置１００は、電動圧縮機１０によって冷媒が圧縮され、且つ、外部冷媒回路１０１によって冷媒の熱交換及び膨張が行われることによって、車内の冷暖房を行う。
車両空調装置１００は、当該車両空調装置１００の全体を制御する空調ＥＣＵ１０２を備えている。空調ＥＣＵ１０２は、車内温度やカーエアコンの設定温度等を把握可能に構成されており、これらのパラメータに基づいて、電動圧縮機１０に対してＯＮ／ＯＦＦ指令等といった各種指令を送信する。
電動圧縮機１０は、外部冷媒回路１０１から冷媒が吸入される吸入口１１ａが形成されたハウジング１１と、ハウジング１１に収容された圧縮部１２及び電動モータ１３とを備えている。
ハウジング１１は、全体として略円筒形状であって、伝熱性を有する材料（例えばアルミニウム等の金属）で形成されている。ハウジング１１には、冷媒が吐出される吐出口１１ｂが形成されている。
圧縮部１２は、後述する回転軸２１が回転することによって、吸入口１１ａからハウジング１１内に吸入された冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を吐出口１１ｂから吐出させるものである。なお、圧縮部１２の具体的な構成は、スクロールタイプ、ピストンタイプ、ベーンタイプ等任意である。
電動モータ１３は、圧縮部１２を駆動させるものである。電動モータ１３は、例えばハウジング１１に対して回転可能に支持された円柱状の回転軸２１と、当該回転軸２１に対して固定された円筒形状のロータ２２と、ハウジング１１に固定されたステータ２３とを有する。回転軸２１の軸線方向と、円筒形状のハウジング１１の軸線方向とは一致している。ステータ２３は、円筒形状のステータコア２４と、ステータコア２４に形成されたティースに捲回されたコイル２５とを有している。ロータ２２及びステータ２３は、回転軸２１の径方向に対向している。コイル２５が通電されることによりロータ２２及び回転軸２１が回転し、圧縮部１２による冷媒の圧縮が行われる。
ちなみに、図２に示すように、コイル２５は、ｕ相コイル２５ｕ、ｖ相コイル２５ｖ及びｗ相コイル２５ｗを有する三相構造となっている。各コイル２５ｕ〜２５ｗは例えばＹ結線されている。
図１に示すように、電動圧縮機１０は、電動モータ１３を駆動させるインバータ装置３０と、インバータ装置３０が収容されているインバータケース３１とを備えている。
インバータケース３１は、伝熱性を有する材料（例えばアルミニウム等の金属）で形成されている。インバータケース３１は、ハウジング１１の軸線方向の両壁部のうち吐出口１１ｂとは反対側の壁部１１ｃに対して接触している板状のベース部材３２と、当該ベース部材３２に対して組み付けられた有底筒状のカバー部材３３とを有する。ベース部材３２とカバー部材３３とは、固定具としてのボルト３４によってハウジング１１に固定されている。これにより、インバータケース３１及び当該インバータケース３１に収容されているインバータ装置３０がハウジング１１に取り付けられている。つまり、本実施形態のインバータ装置３０は、電動圧縮機１０に一体化されている。
ちなみに、インバータケース３１とハウジング１１とは接触しているため、両者は熱的に結合している。そして、インバータ装置３０は、インバータケース３１を介してハウジング１１と熱的に結合している。
インバータケース３１（詳細にはカバー部材３３）にはコネクタ３５が設けられている。コネクタ３５を介して、車両に搭載されたＤＣ電源Ｅからインバータ装置３０に直流電力が供給されるとともに、空調ＥＣＵ１０２とインバータ装置３０とが電気的に接続されている。なお、ＤＣ電源Ｅは、例えば車両に搭載された二次電池や電気二重層キャパシタ等といった蓄電装置である。
図２及び図３に示すように、インバータ装置３０は、ＤＣ電源Ｅから供給される直流電力を変圧するトランス４１と、トランス４１によって変圧された直流電力が入力されるフィルタ回路４２とを備えている。更に、インバータ装置３０は、半導体モジュールとして、フィルタ回路４２から出力される直流電力を、電動モータ１３が駆動可能な交流電力に変換するインバータモジュール４３と、インバータモジュール４３を制御する制御部４４とを備えている。インバータモジュール４３は、ハウジング１１の壁部１１ｃ及びベース部材３２の双方を貫通して設けられた気密端子（図示略）を介して、電動モータ１３のコイル２５と電気的に接続されている。
インバータ装置３０の電気的構成について説明する。
図２に示すように、トランス４１は、１次コイルがＤＣ電源Ｅに接続されており、２次コイルがフィルタ回路４２に接続されている。トランス４１の変圧比は、トランス４１から出力される直流電力の電圧が、電動モータ１３の駆動に適した値となるように、ＤＣ電源Ｅの電圧に対応させて設定されている。
フィルタ回路４２は、フィルタコイル４２ａとフィルタコンデンサ４２ｂとで構成されたＬＣフィルタ回路である。フィルタ回路４２は、予め定められた閾値周波数（例えばカットオフ周波数）よりも高い周波数のノイズを低減するローパスフィルタ回路である。フィルタ回路４２は、トランス４１から出力される直流電力の高周波ノイズを低減させてインバータモジュール４３に伝送し、且つ、インバータモジュール４３から発生する高周波ノイズがインバータ装置３０外に流出するのを規制する。
ちなみに、フィルタ回路４２のカットオフ周波数は、フィルタコイル４２ａのインダクタンスとフィルタコンデンサ４２ｂのキャパシタンスとに基づいて設定される。なお、本実施形態のフィルタコンデンサ４２ｂは、フィルムコンデンサである。但し、これに限られず、フィルタコンデンサ４２ｂは、電解コンデンサ等であってもよい。
インバータモジュール４３は、２つの入力端子４３ａ，４３ｂと、３つの出力端子４３ｕ〜４３ｗと、を備えている。両入力端子４３ａ，４３ｂは、フィルタ回路４２に電気的に接続されている。３つの出力端子４３ｕ〜４３ｗは、電動モータ１３に電気的に接続されている。
インバータモジュール４３は、ｕ相コイル２５ｕに対応するｕ相スイッチング素子５１ｕ，５２ｕと、ｖ相コイル２５ｖに対応するｖ相スイッチング素子５１ｖ，５２ｖと、ｗ相コイル２５ｗに対応するｗ相スイッチング素子５１ｗ，５２ｗと、を備えている。
各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗは例えばＩＧＢＴ等のパワースイッチング素子である。各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗは、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を用いて構成されている。例えば、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗは、ドリフト領域やボディ領域を有する炭化ケイ素基板で構成されている。
各ｕ相スイッチング素子５１ｕ，５２ｕは接続線を介して互いに直列に接続されており、その接続線は、ｕ相出力端子４３ｕを介してｕ相コイル２５ｕに接続されている。そして、各ｕ相スイッチング素子５１ｕ，５２ｕの直列接続体に対してフィルタ回路４２からの直流電力が入力されている。詳細には、ｕ相上アームスイッチング素子５１ｕのコレクタは、第１入力端子４３ａに接続されている。ｕ相下アームスイッチング素子５２ｕのエミッタは、第２入力端子４３ｂに接続されている。
なお、他のスイッチング素子５１ｖ，５２ｖ，５１ｗ，５２ｗについては、対応する出力端子及びコイルが異なる点を除いて、ｕ相スイッチング素子５１ｕ，５２ｕと同様の接続態様であるため、説明は省略する。
図２に示すように、インバータモジュール４３は、スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗに対して逆並列に接続されている還流ダイオード（ボディダイオード）５３ｕ〜５４ｗを有している。詳細には、還流ダイオード５３ｕ〜５４ｗのアノードは、スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗのエミッタに接続されており、還流ダイオード５３ｕ〜５４ｗのカソードは、スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗのコレクタに接続されている。
なお、説明の便宜上、以降の説明において、上アームの各スイッチング素子５１ｕ，５１ｖ，５１ｗを単に上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗとし、下アームの各スイッチング素子５２ｕ，５２ｖ，５２ｗを単に下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗとする。同様に、上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗに逆並列に接続されている還流ダイオード５３ｕ，５３ｖ，５３ｗを上アーム還流ダイオード５３ｕ〜５３ｗとし、下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗに逆並列に接続されている還流ダイオード５４ｕ，５４ｖ，５４ｗを下アーム還流ダイオード５４ｕ〜５４ｗとする。
本実施形態では、上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗが「第１スイッチング素子」に対応し、下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗが「第２スイッチング素子」に対応する。
制御部４４は、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗのゲートに接続されており、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗのスイッチング動作を制御する。制御部４４は、コネクタ３５を介して空調ＥＣＵ１０２と電気的に接続されており、空調ＥＣＵ１０２からの指令に基づいて、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗを周期的にＯＮ／ＯＦＦさせる。例えば、制御部４４は、インバータモジュール４３をＰＷＭ（パルス幅変調）制御する。但し、制御部４４の具体的な制御態様は、ＰＷＭ制御に限られず、任意である。
図３に示すように、トランス４１、フィルタコイル４２ａ、フィルタコンデンサ４２ｂ及びインバータモジュール４３は、インバータケース３１のベース部材３２に取り付けられている。ベース部材３２は、回転軸２１の軸線方向から見て円形である。フィルタコイル４２ａ及びフィルタコンデンサ４２ｂは、ベース部材３２の中央付近において、一方向に並んで配置されている。インバータモジュール４３及びトランス４１は、ベース部材３２におけるフィルタコイル４２ａ及びフィルタコンデンサ４２ｂの配列方向と直交する方向の両側に配置されている。換言すれば、インバータモジュール４３は、フィルタコイル４２ａ及びフィルタコンデンサ４２ｂに対して、トランス４１とは反対側に配置されている。なお、本実施形態では、制御部４４は、インバータモジュール４３とは別に設けられているが、これに限られず、インバータモジュール４３に組み込まれていてもよい。
次に、インバータモジュール４３の構造の概要について説明する。
図４及び図５に示すように、インバータモジュール４３は、絶縁基板６０と、絶縁基板６０に取り付けられた第１導電板６１とを備えている。上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗ及び上アーム還流ダイオード５３ｕ〜５３ｗは、第１導電板６１の上に載置されている。
インバータモジュール４３は、上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗ及び上アーム還流ダイオード５３ｕ〜５３ｗの上に設けられている第２導電板６２ｕ〜６２ｗを備えている。下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗは、第２導電板６２ｕ〜６２ｗを介して、上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗの上に積層されている。下アーム還流ダイオード５４ｕ〜５４ｗは、第２導電板６２ｕ〜６２ｗを介して、上アーム還流ダイオード５３ｕ〜５３ｗの上に積層されている。更に、インバータモジュール４３は、下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗ及び下アーム還流ダイオード５４ｕ〜５４ｗの上に設けられている第３導電板６３を備えている。
すなわち、本インバータモジュール４３は、絶縁基板６０に対して、第１導電板６１→上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗ及び上アーム還流ダイオード５３ｕ〜５３ｗ→第２導電板６２ｕ〜６２ｗ→下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗ及び下アーム還流ダイオード５４ｕ〜５４ｗ→第３導電板６３の順に積層された構造となっている。
ここで、両ｕ相スイッチング素子５１ｕ，５２ｕ、両ｕ相還流ダイオード５３ｕ，５４ｕ及びｕ相第２導電板６２ｕ等で構成されるユニットをｕ相ユニット６４ｕとする。同様に、両ｖ相スイッチング素子５１ｖ，５２ｖ、両ｖ相還流ダイオード５３ｖ，５４ｖ及びｖ相第２導電板６２ｖ等で構成されるユニットをｖ相ユニット６４ｖとし、両ｗ相スイッチング素子５１ｗ，５２ｗ、両ｗ相還流ダイオード５３ｗ，５４ｗ及びｗ相第２導電板６２ｗ等で構成されるユニットをｗ相ユニット６４ｗとする。これら各ユニット６４ｕ〜６４ｗの構造は同一である。各ユニット６４ｕ〜６４ｗが「単位ユニット」に対応する。
絶縁基板６０には、第１導電板６１とは別に、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗと制御部４４とを電気的に接続するための複数の制御パット７１ｕ〜７２ｗが形成されている。インバータモジュール４３は、スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗと制御パット７１ｕ〜７２ｗとを電気的に接続する制御端子７３ｕ〜７４ｗを備えている。詳細には、ｕ相ユニット６４ｕは、ｕ相上アームスイッチング素子５１ｕとｕ相上アーム制御パット７１ｕとを電気的に接続するｕ相上アーム制御端子７３ｕと、ｕ相下アームスイッチング素子５２ｕとｕ相下アーム制御パット７２ｕとを電気的に接続するｕ相下アーム制御端子７４ｕとを備えている。ｖ相ユニット６４ｖは、ｖ相上アームスイッチング素子５１ｖとｖ相上アーム制御パット７１ｖとを電気的に接続するｖ相上アーム制御端子７３ｖと、ｖ相下アームスイッチング素子５２ｖとｖ相下アーム制御パット７２ｖとを電気的に接続するｖ相下アーム制御端子７４ｖとを備えている。ｗ相ユニット６４ｗは、ｗ相上アームスイッチング素子５１ｗとｗ相上アーム制御パット７１ｗとを電気的に接続するｗ相上アーム制御端子７３ｗと、ｗ相下アームスイッチング素子５２ｗとｗ相下アーム制御パット７２ｗとを電気的に接続するｗ相下アーム制御端子７４ｗとを備えている。各上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗが「第１制御端子」に対応し、各下アーム制御端子７４ｕ〜７４ｗが「第２制御端子」に対応する。
次に、インバータモジュール４３の各構成部材の詳細な構成について説明する。
図５及び図６に示すように、スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗは、全体として略直方体形状である。スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗは、素子下面５１ａｕ〜５２ａｗと、素子上面５１ｂｕ〜５２ｂｗとを有している。図６に示すように、素子下面５１ａｕ〜５２ａｗには、コレクタ電極５１ｃｕ〜５２ｃｗが形成されている。コレクタ電極５１ｃｕ〜５２ｃｗは、素子下面５１ａｕ〜５２ａｗの全体に形成されている。
図５に示すように、スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗの素子上面５１ｂｕ〜５２ｂｗには、エミッタ電極５１ｅｕ〜５２ｅｗとゲート電極５１ｇｕ〜５２ｇｗとが形成されている。エミッタ電極５１ｅｕ〜５２ｅｗは、ゲート電極５１ｇｕ〜５２ｇｗよりも大きく形成されている。エミッタ電極５１ｅｕ〜５２ｅｗとゲート電極５１ｇｕ〜５２ｇｗとは、素子上面５１ｂｕ〜５２ｂｗにおいて、Ｘ方向に離間して配列されている。なお、素子上面５１ｂｕ〜５２ｂｗのうちエミッタ電極５１ｅｕ〜５２ｅｗ及びゲート電極５１ｇｕ〜５２ｇｗ以外の部分には絶縁層が形成されている。
なお、上アームエミッタ電極５１ｅｕ〜５１ｅｗが「第１上側電極」に対応し、上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗが「第１ゲート電極」に対応し、上アーム素子上面５１ｂｕ〜５１ｂｗが「第１素子上面」に対応する。そして、上アームコレクタ電極５１ｃｕ〜５１ｃｗが「第１下側電極」に対応し、上アーム素子下面５１ａｕ〜５１ａｗが「第１素子下面」に対応する。
また、下アームエミッタ電極５２ｅｕ〜５２ｅｗが「第２上側電極」に対応し、下アームゲート電極５２ｇｕ〜５２ｇｗが「第２ゲート電極」に対応し、下アーム素子上面５２ｂｕ〜５２ｂｗが「第２素子上面」に対応する。そして、下アームコレクタ電極５２ｃｕ〜５２ｃｗが「第２下側電極」に対応し、下アーム素子下面５２ａｕ〜５２ａｗが「第２素子下面」に対応する。
還流ダイオード５３ｕ〜５４ｗは、全体として略直方体形状である。還流ダイオード５３ｕ〜５４ｗは、カソード電極５３ｃｕ〜５４ｃｗが形成されたダイオード下面と、アノード電極５３ａｕ〜５４ａｗが形成されたダイオード上面とを有している。カソード電極５３ｃｕ〜５４ｃｗは、ダイオード下面の全体に形成されている。アノード電極５３ａｕ〜５４ａｗは、ダイオード上面よりも一回り小さく形成されている。なお、ダイオード上面におけるアノード電極５３ａｕ〜５４ａｗ以外の部分には絶縁層が形成されている。
図５に示すように、絶縁基板６０は、角丸長方形の板状である。絶縁基板６０の長手方向の両端部には、取付孔６０ａが形成されている。絶縁基板６０は、ネジ等の固定具が取付孔６０ａを貫通した状態でベース部材３２に螺合されることにより、絶縁基板６０の厚さ方向が回転軸２１の軸線方向と一致した状態でベース部材３２に固定されている。これにより、インバータモジュール４３がベース部材３２に固定される。この場合、絶縁基板６０は、ベース部材３２及びハウジング１１を介して、冷媒と熱交換可能となっている。
ここで、説明の便宜上、以降の説明において、絶縁基板６０の長手方向をＸ方向とし、絶縁基板６０の短手方向をＹ方向とする。また、上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗと下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗとの積層方向をＺ方向とする。更に、Ｚ方向における絶縁基板６０から第３導電板６３に向かう方向を上とし、Ｚ方向における第３導電板６３から絶縁基板６０に向かう方向を下とする。Ｚ方向は、絶縁基板６０の厚さ方向とも言える。
なお、念のため説明するが、上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗと下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗとの積層方向であるＺ方向は、鉛直方向や水平方向に限定されず任意であり、例えば鉛直方向と水平方向との双方に交差する方向でもよい。本実施形態では、Ｚ方向は、回転軸２１の軸線方向と一致している。同様に、上及び下は、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗの位置関係を示すために便宜上規定したものであり、重力方向に限られない。
図４及び図５に示すように、第１導電板６１は、各ユニット６４ｕ〜６４ｗの配列方向であるＸ方向に延びた板状であり、絶縁基板６０の両取付孔６０ａの間に設けられている。第１導電板６１は、Ｘ方向を長手方向とする長方形板状の第１ベース部６１ａと、当該第１ベース部６１ａの長手方向の一端面からＸ方向に突出した第１入力端子４３ａとを有している。ちなみに、各制御パット７１ｕ〜７２ｗは、第１導電板６１に対してＹ方向に離間した位置に設けられており、Ｘ方向に互いに離間した状態で配列されている。
各ユニット６４ｕ〜６４ｗは、絶縁基板６０の長手方向であるＸ方向に配列された状態で、第１導電板６１上に設けられている。詳細には、各上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗは、第１導電板６１上において、Ｘ方向に所定の間隔を隔てて配列されている。上アーム還流ダイオード５３ｕ〜５３ｗは、第１導電板６１上のうち、上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗに対して各上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗの配列方向と直交する方向（詳細にはＹ方向）に離間した位置に配置されている。この場合、各上アーム還流ダイオード５３ｕ〜５３ｗは、各上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗと同様に、Ｘ方向に所定の間隔を隔てて配列されている。
各上アームコレクタ電極５１ｃｕ〜５１ｃｗは、はんだや銀ペーストなどの導電性の接合材Ｊを介して、第１導電板６１に接合されている。そして、各上アームカソード電極５３ｃｕ〜５３ｃｗは、接合材Ｊを介して、第１導電板６１に接合されている。これにより、上アームコレクタ電極５１ｃｕ〜５１ｃｗと上アームカソード電極５３ｃｕ〜５３ｃｗとの同一相同士が電気的に接続されているとともに、各上アームコレクタ電極５１ｃｕ〜５１ｃｗが互いに電気的に接続されている。
ｕ相ユニット６４ｕの構成について詳細に説明すると、図５及び図６に示すように、ｕ相ユニット６４ｕのｕ相第２導電板６２ｕは、ｕ相上アームスイッチング素子５１ｕとｕ相上アーム還流ダイオード５３ｕとの配列方向であるＹ方向を長手方向とする長方形板状である。ｕ相第２導電板６２ｕは、ｕ相上アームスイッチング素子５１ｕとｕ相上アーム還流ダイオード５３ｕとの双方を上方から覆う大きさである。ｕ相第２導電板６２ｕは、長手方向の一端面から当該一端面と直交する方向（詳細にはＹ方向）に突出したｕ相出力端子４３ｕを備えている。
ｕ相第２導電板６２ｕは、ｕ相第２下側導電板面６２ａｕとｕ相第２上側導電板面６２ｂｕとを有している。ｕ相第２下側導電板面６２ａｕは、ｕ相第２上側導電板面６２ｂｕとは反対側の面であり、ｕ相上アーム素子上面５１ｂｕとＺ方向に対向している。
図６〜図８に示すように、ｕ相第２下側導電板面６２ａｕには、当該ｕ相第２下側導電板面６２ａｕからｕ相上アーム素子上面５１ｂｕに向けて（詳細には下方に向けて）突出したｕ相第１凸部８１ｕ及びｕ相第２凸部８２ｕが設けられている。本実施形態では、両凸部８１ｕ，８２ｕは、ｕ相第２導電板６２ｕと同一材料で構成され、且つ、ｕ相第２導電板６２ｕと一体形成されており、各凸部８１ｕ，８２ｕとｕ相第２導電板６２ｕとは電気的に接続されている。ｕ相第２下側導電板面６２ａｕからの両凸部８１ｕ，８２ｕの突出寸法は同一に設定されている。
図６及び図７に示すように、ｕ相第１凸部８１ｕは、Ｚ方向から見てｕ相上アームゲート電極５１ｇｕと重ならない位置であって、ｕ相上アームエミッタ電極５１ｅｕと重なる位置に設けられている。ｕ相第１凸部８１ｕは、Ｚ方向から見てｕ相上アームエミッタ電極５１ｅｕの投影範囲内に収まる形状であり、詳細にはＺ方向から見てｕ相上アームエミッタ電極５１ｅｕと同一形状となっている。図７及び図８に示すように、ｕ相第１凸部８１ｕは、接合材Ｊを介して、ｕ相上アームエミッタ電極５１ｅｕに接合されている。この場合、ｕ相第１凸部８１ｕは、接合材Ｊを介して、ｕ相上アームエミッタ電極５１ｅｕの全体と接触している。
ｕ相第２凸部８２ｕは、Ｚ方向から見てｕ相上アームゲート電極５１ｇｕと重ならない位置であってｕ相上アームアノード電極５３ａｕと重なる位置に設けられている。ｕ相第２凸部８２ｕは、Ｚ方向から見てｕ相上アームアノード電極５３ａｕの投影範囲内に収まる形状であり、詳細にはＺ方向から見てｕ相上アームアノード電極５３ａｕと同一形状となっている。図８に示すように、ｕ相第２凸部８２ｕは、接合材Ｊを介して、ｕ相上アームアノード電極５３ａｕに接合されている。このため、ｕ相第２導電板６２ｕによって、ｕ相上アームアノード電極５３ａｕとｕ相上アームエミッタ電極５１ｅｕとが電気的に接続されている。すなわち、第１導電板６１とｕ相第２導電板６２ｕとが、ｕ相上アームスイッチング素子５１ｕに対してｕ相上アーム還流ダイオード５３ｕを逆並列に接続するものとして機能している。
ここで、両凸部８１ｕ，８２ｕがｕ相上アームゲート電極５１ｇｕと重ならないように配置されているため、図７に示すように、ｕ相上アームゲート電極５１ｇｕとｕ相第２下側導電板面６２ａｕとの間には、両凸部８１ｕ，８２ｕの突出寸法に対応した隙間であるｕ相端子領域Ａが形成されている。
図７及び図８に示すように、ｕ相上アーム制御端子７３ｕは、当該ｕ相上アーム制御端子７３ｕの一部が、ｕ相端子領域Ａに入り込んだ状態で、ｕ相上アームゲート電極５１ｇｕとｕ相上アーム制御パット７１ｕとの双方に接合されている。ｕ相上アーム制御パット７１ｕは、ｕ相上アームゲート電極５１ｇｕに対してＹ方向に離間した位置に配置されている。図５及び図８に示すように、ｕ相上アーム制御端子７３ｕは、Ｚ方向から見てＹ方向に延びた形状であってＸ方向から見て逆Ｕ字状となっている。ｕ相上アーム制御端子７３ｕは、Ｙ方向に延びた端子ベース部７３ａｕと、端子ベース部７３ａｕの一端部から下方に延び且つｕ相上アーム制御パット７１ｕに接合されている端子基端部７３ｂｕと、上記一端部とは反対側の他端部から下方に延び且つｕ相上アームゲート電極５１ｇｕに接合されている端子先端部７３ｃｕとを有している。端子先端部７３ｃｕの長さは、両凸部８１ｕ，８２ｕの突出寸法よりも短く設定されている。図７に示すように、端子先端部７３ｃｕの全体と端子ベース部７３ａｕの一部とが、ｕ相端子領域Ａ内に入り込んでいる。ちなみに、ｕ相上アーム制御端子７３ｕは、Ｚ方向から見て、その一部が両ｕ相スイッチング素子５１ｕ，５２ｕからＹ方向に突出している一方、Ｘ方向にははみ出していない。
図７及び図８に示すように、ｕ相第２上側導電板面６２ｂｕの上には、ｕ相下アームスイッチング素子５２ｕ及びｕ相下アーム還流ダイオード５４ｕが載置されている。ｕ相第２上側導電板面６２ｂｕは、ｕ相下アームコレクタ電極５２ｃｕ（換言すればｕ相下アーム素子下面５２ａｕ）よりも広く形成されており、接合材Ｊを介して、ｕ相下アームコレクタ電極５２ｃｕの全体と接合（換言すれば接触）している。すなわち、ｕ相第２上側導電板面６２ｂｕは、ｕ相下アーム素子下面５２ａｕの全体を覆っている。
ｕ相下アームカソード電極５４ｃｕは、接合材Ｊを介して、ｕ相第２上側導電板面６２ｂｕに接合されている。このため、ｕ相第２導電板６２ｕによって、ｕ相下アームカソード電極５４ｃｕとｕ相下アームコレクタ電極５２ｃｕとが電気的に接続されている。
ここで、本実施形態では、ｕ相下アームスイッチング素子５２ｕとｕ相上アームスイッチング素子５１ｕとは、Ｚ方向から見て互いに全体が重なるように積層されている。詳細には、ｕ相下アームスイッチング素子５２ｕとｕ相上アームスイッチング素子５１ｕとは、ｕ相下アームスイッチング素子５２ｕの周縁５２ｘｕとｕ相上アームスイッチング素子５１ｕの周縁５１ｘｕとがＺ方向に揃った状態で積層されている。同様に、ｕ相下アーム還流ダイオード５４ｕとｕ相上アーム還流ダイオード５３ｕとは、両者の周縁がＺ方向に揃った状態で積層されている。
なお、ｖ相第２導電板６２ｖ及びｗ相第２導電板６２ｗは、ｕ相第２導電板６２ｕと同一形状である。また、ｖ相及びｗ相の上下アームの積層構造も、上述したｕ相の上下アームの積層構造と同様である。
すなわち、図５及び図６に示すように、ｖ相第２導電板６２ｖは、ｖ相下アームスイッチング素子５２ｖ及びｖ相下アーム還流ダイオード５４ｖが載置されているｖ相第２上側導電板面６２ｂｖと、ｖ相第２上側導電板面６２ｂｖとは反対側の面であってｖ相上アーム素子上面５１ｂｖと対向しているｖ相第２下側導電板面６２ａｖとを有している。ｖ相下アームコレクタ電極５２ｃｖ及びｖ相下アームカソード電極５４ｃｖが、ｖ相第２上側導電板面６２ｂｖに接合されている。ｖ相第２下側導電板面６２ａｖには、当該ｖ相第２下側導電板面６２ａｖからｖ相上アーム素子上面５１ｂｖに向けて突出し且つｖ相上アームゲート電極５１ｇｖと重ならない位置に配置されたｖ相第１凸部８１ｖ及びｖ相第２凸部８２ｖが設けられている。ｖ相第１凸部８１ｖとｖ相上アームエミッタ電極５１ｅｖとが接合され、ｖ相第２凸部８２ｖとｖ相上アームアノード電極５３ａｖとが接合されている。そして、ｖ相上アーム制御端子７３ｖは、その一部がｖ相上アームゲート電極５１ｇｖとｖ相第２下側導電板面６２ａｖとの間に入り込んだ状態で、ｖ相上アームゲート電極５１ｇｖと接合されている。
同様に、ｗ相第２導電板６２ｗは、ｗ相下アームスイッチング素子５２ｗ及びｗ相下アーム還流ダイオード５４ｗが載置されているｗ相第２上側導電板面６２ｂｗと、ｗ相第２上側導電板面６２ｂｗとは反対側の面であってｗ相上アーム素子上面５１ｂｗと対向しているｗ相第２下側導電板面６２ａｗとを有している。ｗ相下アームコレクタ電極５２ｃｗ及びｗ相下アームカソード電極５４ｃｗが、ｗ相第２上側導電板面６２ｂｗに接合されている。ｗ相第２下側導電板面６２ａｗには、当該ｗ相第２下側導電板面６２ａｗからｗ相上アーム素子上面５１ｂｗに向けて突出し且つｗ相上アームゲート電極５１ｇｗと重ならない位置に配置されたｗ相第１凸部８１ｗ及びｗ相第２凸部８２ｗが設けられている。ｗ相第１凸部８１ｗとｗ相上アームエミッタ電極５１ｅｗとが接合され、ｗ相第２凸部８２ｗとｗ相上アームアノード電極５３ａｗとが接合されている。そして、ｗ相上アーム制御端子７３ｗは、その一部がｗ相上アームゲート電極５１ｇｗとｗ相第２下側導電板面６２ａｗとの間に入り込んだ状態で、ｗ相上アームゲート電極５１ｇｗと接合されている。なお、第１凸部８１ｕ〜８１ｗが「第１スイッチング素子用凸部」に対応する。
第３導電板６３は、各下アームエミッタ電極５２ｅｕ〜５２ｅｗ及び各下アームアノード電極５４ａｕ〜５４ａｗに接合されている。図５及び図６に示すように、第３導電板６３は、ｕ相第２導電板６２ｕの上方に配置されているｕ相導電パーツ６３ｕと、ｖ相第２導電板６２ｖの上方に配置されているｖ相導電パーツ６３ｖと、ｗ相第２導電板６２ｗの上方に配置されているｗ相導電パーツ６３ｗと、ｕ相導電パーツ６３ｕからＸ方向に突出した第２入力端子４３ｂとを有している。
各導電パーツ６３ｕ〜６３ｗは同一形状である。導電パーツ６３ｕ〜６３ｗは、Ｚ方向から見てＴ字状であり、Ｘ方向に延びた第１延出部６３ａｕ〜６３ａｗと、第１延出部６３ａｕ〜６３ａｗからＹ方向に延びた第２延出部６３ｂｕ〜６３ｂｗとを有している。各第１延出部６３ａｕ〜６３ａｗは互いに連結されている。すなわち、各導電パーツ６３ｕ〜６３ｗは、Ｘ方向に配列された状態で互いに連結されている。第３導電板６３は、全体としてＸ方向に延びている。
導電パーツ６３ｕ〜６３ｗと下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗとの積層構造は、基本的に同一であるため、ｕ相について以下に詳細に説明する。
ｕ相導電パーツ６３ｕは、Ｚ方向から見て、ｕ相第１延出部６３ａｕがｕ相下アーム還流ダイオード５４ｕに重なり且つｕ相第２延出部６３ｂｕがｕ相下アームスイッチング素子５２ｕに重なるように配置されている。
ここで、図７に示すように、ｕ相下アームゲート電極５２ｇｕとｕ相上アームゲート電極５１ｇｕとは、Ｚ方向から見てずれた位置に設けられている。詳細には、ｕ相の両ゲート電極５１ｇｕ，５２ｇｕは、Ｚ方向から見て、Ｘ方向に離間して配置されている。本実施形態では、ｕ相上アーム素子上面５１ｂｕにおけるｕ相上アームゲート電極５１ｇｕ及びｕ相上アームエミッタ電極５１ｅｕの位置関係と、ｕ相下アーム素子下面５２ａｕにおけるｕ相下アームゲート電極５２ｇｕ及びｕ相下アームエミッタ電極５２ｅｕの位置関係とは逆になっている。
ｕ相第２延出部６３ｂｕは、Ｚ方向から見て、ｕ相下アームゲート電極５２ｇｕと重ならないようにｕ相下アームエミッタ電極５２ｅｕを覆っている。このため、ｕ相下アームゲート電極５２ｇｕは上方に開放されている。
図６及び図７に示すように、ｕ相導電パーツ６３ｕは、ｕ相下アーム素子上面５２ｂｕと対向するｕ相第３下側導電板面６３ｃｕを有している。ｕ相第３下側導電板面６３ｃｕには、当該ｕ相第３下側導電板面６３ｃｕからｕ相下アーム素子上面５２ｂｕに向けて突出しているｕ相第３凸部８３ｕ及びｕ相第４凸部８４ｕが設けられている。本実施形態では、ｕ相第３凸部８３ｕ及びｕ相第４凸部８４ｕは、ｕ相導電パーツ６３ｕと同一材料で構成され、且つ、ｕ相導電パーツ６３ｕと一体形成されており、各凸部８３ｕ，８４ｕとｕ相導電パーツ６３ｕとは電気的に接続されている。
ｕ相第３凸部８３ｕは、Ｚ方向から見てｕ相下アームエミッタ電極５２ｅｕと重なる位置に設けられている。詳細には、ｕ相第３凸部８３ｕは、ｕ相第３下側導電板面６３ｃｕのうちｕ相第２延出部６３ｂｕの先端部に対応する部分から下方に向けて突出している。ｕ相第３凸部８３ｕは、Ｚ方向から見てｕ相下アームエミッタ電極５２ｅｕの投影範囲内に収まる形状であり、詳細にはＺ方向から見てｕ相下アームエミッタ電極５２ｅｕと同一形状となっている。図７及び図８に示すように、ｕ相第３凸部８３ｕは、接合材Ｊを介して、ｕ相下アームエミッタ電極５２ｅｕに接合されている。この場合、ｕ相第３凸部８３ｕは、接合材Ｊを介して、ｕ相下アームエミッタ電極５２ｅｕの全体と接触している。
図６及び図８に示すように、ｕ相第４凸部８４ｕは、Ｚ方向から見てｕ相下アームアノード電極５４ａｕと重なる位置に設けられている。詳細には、ｕ相第４凸部８４ｕは、ｕ相第３下側導電板面６３ｃｕにおけるｕ相第１延出部６３ａｕに対応する部分から下方に向けて突出している。ｕ相第４凸部８４ｕは、Ｚ方向から見てｕ相下アームアノード電極５４ａｕの投影範囲内に収まる形状であり、詳細にはＺ方向から見てｕ相下アームアノード電極５４ａｕと同一形状となっている。図８に示すように、ｕ相第４凸部８４ｕは、接合材Ｊを介して、ｕ相下アームアノード電極５４ａｕの全体に接合されている。これにより、ｕ相導電パーツ６３ｕによって、ｕ相下アームアノード電極５４ａｕとｕ相下アームエミッタ電極５２ｅｕとが電気的に接続されている。すなわち、ｕ相第２導電板６２ｕとｕ相導電パーツ６３ｕとが、ｕ相下アームスイッチング素子５２ｕに対してｕ相下アーム還流ダイオード５４ｕを逆並列に接続するものとして機能している。
ちなみに、ｕ相第３凸部８３ｕ及びｕ相第４凸部８４ｕの突出寸法は同一に設定されている。上記突出寸法は、ｕ相第３下側導電板面６３ｃｕとｕ相下アーム素子上面５２ｂｕとの絶縁性を確保することができれば任意である。
ｕ相の両制御パット７１ｕ，７２ｕは、ｕ相ユニット６４ｕに対してＹ方向に離れた位置に配置されている。ｕ相下アーム制御パット７２ｕとｕ相上アーム制御パット７１ｕとは、互いに干渉しないようにＸ方向に離間して配置されている。ｕ相下アーム制御パット７２ｕは、Ｚ方向から見て、ｕ相下アームゲート電極５２ｇｕに対してＹ方向に離間した位置に配置されている。ｕ相下アーム制御端子７４ｕは、接合材Ｊを介して、ｕ相下アーム制御パット７２ｕとｕ相下アームゲート電極５２ｇｕの双方に接合されている。
なお、ｕ相下アーム制御端子７４ｕは、端子基端部の長さがｕ相上アーム制御端子７３ｕの端子基端部７３ｂｕの長さよりも長くなっている点を除いて、ｕ相上アーム制御端子７３ｕと同様の構造である。つまり、ｕ相下アーム制御端子７４ｕは、Ｚ方向から見てＹ方向に延びており、Ｘ方向から見て逆Ｕ字状となっている。
ちなみに、図４に示すように、ｕ相の両制御端子７３ｕ，７４ｕは、Ｚ方向から見て、ずれた位置に設けられている。詳細には、ｕ相の両ゲート電極５１ｇｕ，５２ｇｕ、及び、ｕ相の両制御パット７１ｕ，７２ｕが、Ｘ方向に離間して配置されているため、これらを電気的に接続するｕ相の両制御端子７３ｕ，７４ｕは、互いに干渉することなく、Ｘ方向に離間して配列されている。
ｖ相ユニット６４ｖ及びｗ相ユニット６４ｗについても、ｕ相ユニット６４ｕと同様である。詳細には、ｖ相導電パーツ６３ｖは、ｖ相下アーム素子上面５２ｂｖと対向するｖ相第３下側導電板面６３ｃｖを有している。ｖ相第３下側導電板面６３ｃｖには、当該ｖ相第３下側導電板面６３ｃｖからｖ相下アーム素子上面５２ｂｖに向けて突出したｖ相第３凸部８３ｖ及びｖ相第４凸部８４ｖが設けられている。ｖ相第３凸部８３ｖとｖ相下アームエミッタ電極５２ｅｖとが接合され、ｖ相第４凸部８４ｖとｖ相下アームアノード電極５４ａｖとが接合されている。ｖ相の両ゲート電極５１ｇｖ，５２ｇｖは、Ｚ方向から見て互いにずれた位置に設けられており、ｖ相の制御端子７３ｖ，７４ｖは、Ｚ方向から見て互いにずれた位置に配置されている。
同様に、ｗ相導電パーツ６３ｗは、ｗ相下アーム素子上面５２ｂｗと対向するｗ相第３下側導電板面６３ｃｗを有している。ｗ相第３下側導電板面６３ｃｗには、当該ｗ相第３下側導電板面６３ｃｗからｗ相下アーム素子上面５２ｂｗに向けて突出したｗ相第３凸部８３ｗ及びｗ相第４凸部８４ｗが設けられている。ｗ相第３凸部８３ｗとｗ相下アームエミッタ電極５２ｅｗとが接合され、ｗ相第４凸部８４ｗとｗ相下アームアノード電極５４ａｗとが接合されている。ｗ相の両ゲート電極５１ｇｗ，５２ｇｗは、Ｚ方向から見て互いにずれた位置に設けられており、ｗ相の制御端子７３ｗ，７４ｗは、Ｚ方向から見て互いにずれた位置に配置されている。第３凸部８３ｕ〜８３ｗが「第２スイッチング素子用凸部」に対応する。
ここで、各下アームエミッタ電極５２ｅｕ〜５２ｅｗは、第３導電板６３を介して互いに電気的に接続されている。すなわち、第３導電板６３は、下アームエミッタ電極５２ｅｕ〜５２ｅｗと下アームアノード電極５４ａｕ〜５４ａｗとの同一相同士を電気的に接続するとともに、各ユニット６４ｕ〜６４ｗの下アームエミッタ電極５２ｅｕ〜５２ｅｗ同士を互いに電気的に接続するものとして機能する。
なお、図示は省略するが、実際には、各ユニット６４ｕ〜６４ｗは、絶縁性の樹脂を用いて封止されている。このため、ｕ相端子領域Ａ等の隙間部分は樹脂で充填されている。また、本実施形態では、各出力端子４３ｕ〜４３ｗの突出方向と、両入力端子４３ａ，４３ｂの突出方向とは、互いに交差（詳細には直交）している。
次に本実施形態の作用について説明する。
第１凸部８１ｕ〜８１ｗが上アームエミッタ電極５１ｅｕ〜５１ｅｗと接合されているため、第２導電板６２ｕ〜６２ｗを介して上アームエミッタ電極５１ｅｕ〜５１ｅｗと下アームコレクタ電極５２ｃｕ〜５２ｃｗとが電気的に接続されている。ここで、第１凸部８１ｕ〜８１ｗは、上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗと重ならない位置に設けられているため、上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗと第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗとの間に上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗが入り込むことが可能となっている。そして、上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗの一部が上記上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗと第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗとの間に入り込んでいるため、上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗと第２導電板６２ｕ〜６２ｗとの干渉が回避されている。
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
（１）インバータモジュール４３は、第１導電板６１上に載置されている上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗと、第２導電板６２ｕ〜６２ｗを介して上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗの上に積層されている下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗとを備えている。各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗは、炭化ケイ素を用いて構成されている。かかる構成によれば、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗの実装面積、詳細には両スイッチング素子５１ｕ〜５１ｗ，５２ｕ〜５２ｗの積層方向（Ｚ方向）と直交する平面に占める各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗの面積の削減を図ることができる。これにより、インバータモジュール４３の小型化を図ることができる。
ここで、上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗの上に下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗが積層される構造においては、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗに熱が溜まり易いという不都合が生じる。これに対して、本実施形態では、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗとして、炭化ケイ素を用いて構成されたスイッチング素子が採用されている。当該炭化ケイ素を用いたスイッチング素子は、シリコンを用いたスイッチング素子と比較して、熱が発生しにくく耐熱性に優れている。これにより、上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗの上に下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗを積層した場合に生じる上記不都合に対応できる。
また、炭化ケイ素を用いたスイッチング素子は、オン抵抗が比較的低くなり易いため、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗとして小型なものを採用しても、所望のオン抵抗を確保できる。これにより、所望のオン抵抗を確保しつつ、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗの小型化を図ることができ、インバータモジュール４３の小型化を図ることができる。
（２）上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗは、上アームエミッタ電極５１ｅｕ〜５１ｅｗ、及び、上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗが接合された上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗが形成された上アーム素子上面５１ｂｕ〜５１ｂｗを有している。上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗは、上アーム素子上面５１ｂｕ〜５１ｂｗとは反対側の面であって、第１導電板６１と接合された上アームコレクタ電極５１ｃｕ〜５１ｃｗが形成された上アーム素子下面５１ａｕ〜５１ａｗを有している。下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗは、下アームエミッタ電極５２ｅｕ〜５２ｅｗ及び下アームゲート電極５２ｇｕ〜５２ｇｗが形成された下アーム素子上面５２ｂｕ〜５２ｂｗを有している。下アームエミッタ電極５２ｅｕ〜５２ｅｗは、下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗの上に設けられた第３導電板６３と接合されており、下アームゲート電極５２ｇｕ〜５２ｇｗは、下アーム制御端子７４ｕ〜７４ｗと接合されている。下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗは、下アーム素子上面５２ｂｕ〜５２ｂｗとは反対側の面であって、下アームコレクタ電極５２ｃｕ〜５２ｃｗが形成された下アーム素子下面５２ａｕ〜５２ａｗを備えている。
かかる構成において、第２導電板６２ｕ〜６２ｗは、下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗが載置されている第２上側導電板面６２ｂｕ〜６２ｂｗと、第２上側導電板面６２ｂｕ〜６２ｂｗとは反対側の面であって上アーム素子上面５１ｂｕ〜５１ｂｗとＺ方向に対向している第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗとを有している。第２上側導電板面６２ｂｕ〜６２ｂｗは、下アームコレクタ電極５２ｃｕ〜５２ｃｗと接合され、且つ、上アーム素子下面５１ａｕ〜５１ａｗの全体を覆っている。そして、第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗには、当該第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗから上アーム素子上面５１ｂｕ〜５１ｂｗに向けて突出し、且つ、上アームエミッタ電極５１ｅｕ〜５１ｅｗと接合されている第１凸部８１ｕ〜８１ｗが設けられている。第１凸部８１ｕ〜８１ｗは、Ｚ方向から見て、上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗとは重ならない位置に設けられており、上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗの一部は、上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗと第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗとの間に入り込んでいる。
かかる構成によれば、第２導電板６２ｕ〜６２ｗを介して、上アームエミッタ電極５１ｅｕ〜５１ｅｗと下アームコレクタ電極５２ｃｕ〜５２ｃｗとの電気的な接続を実現することができ、更に第２導電板６２ｕ〜６２ｗとの干渉を回避しつつ、上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗと上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗとの電気的接続を実現できる。
また、本実施形態によれば、インバータモジュール４３の放熱性の向上を図ることができる。詳述すると、上アーム素子上面５１ｂｕ〜５１ｂｗに、上アームエミッタ電極５１ｅｕ〜５１ｅｗ及び上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗが存在する状況下で上記電気的接続を実現するためには、例えば第２導電板６２ｕ〜６２ｗにおける上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗに対応する部分を切り欠くことが考えられる。この場合、下アーム素子下面５２ａｕ〜５２ａｗには、第２導電板６２ｕ〜６２ｗに覆われない箇所が生じる。当該箇所は第２導電板６２ｕ〜６２ｗに熱を伝達しにくいため、放熱が行われにくい。つまり、上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗと上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗとの電気的接続を実現するために、放熱性の低下という不都合が生じる。このため、下アーム素子下面５２ａｕ〜５２ａｗに局所的に発熱し易い箇所が形成されることになり、耐熱性の低下が懸念される。
特に、第１導電板６１は、インバータケース３１及びハウジング１１を介して冷媒と熱交換可能な絶縁基板６０に取り付けられている。このため、第１導電板６１上に載置されている上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗは冷却され易い。一方、第２導電板６２ｕ〜６２ｗを介して上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗの上に積層されている下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗは、冷却されにくい。このため、下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗの下アーム素子下面５２ａｕ〜５２ａｗに、第２導電板６２ｕ〜６２ｗに覆われない箇所が生じると、発熱し易い。
これに対して、本実施形態では、第２上側導電板面６２ｂｕ〜６２ｂｗは、下アーム素子下面５２ａｕ〜５２ａｗの全体を覆っている。これにより、熱が溜まり易い箇所が形成されることを回避できる。そして、上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗの一部は、上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗと第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗとの間に入り込んでいる。これにより、第２導電板６２ｕ〜６２ｗを用いて下アーム素子下面５２ａｕ〜５２ａｗの全体を覆いつつ、第２導電板６２ｕ〜６２ｗとの干渉を回避した状態で上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗと上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗとの電気的接続を実現できる。よって、上記不都合を抑制できる。
（３）下アームコレクタ電極５２ｃｕ〜５２ｃｗは、下アーム素子下面５２ａｕ〜５２ａｗの全体に形成されており、第２上側導電板面６２ｂｕ〜６２ｂｗは、下アームコレクタ電極５２ｃｕ〜５２ｃｗの全体と接触している。かかる構成によれば、オン抵抗の低下を図ることができる。
詳述すると、例えば上記のような切り欠きを形成した場合には、下アーム素子下面５２ａｕ〜５２ａｗの全体に下アームコレクタ電極５２ｃｕ〜５２ｃｗが形成されている場合であっても、下アームコレクタ電極５２ｃｕ〜５２ｃｗの一部が第２導電板６２ｕ〜６２ｗと接触しない。このため、下アームコレクタ電極５２ｃｕ〜５２ｃｗの一部が機能しないため、オン抵抗が高くなるという不都合が生じる。これに対して、本構成によれば、第１凸部８１ｕ〜８１ｗが形成されているため、下アームコレクタ電極５２ｃｕ〜５２ｃｗの全体を第２上側導電板面６２ｂｕ〜６２ｂｗに接触させつつ、上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗと第２導電板６２ｕ〜６２ｗとの干渉を回避できる。よって、上記不都合を抑制できる。
（４）上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗと下アームゲート電極５２ｇｕ〜５２ｇｗとは、Ｚ方向から見てずれた位置に配置されており、上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗと下アーム制御端子７４ｕ〜７４ｗとは、Ｚ方向から見てずれた位置に配置されている。かかる構成によれば、上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗと下アームゲート電極５２ｇｕ〜５２ｇｗとがＺ方向から見てずれた位置に配置されているため、上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗと下アーム制御端子７４ｕ〜７４ｗとの干渉を容易に回避できる。
（５）ｕ相下アームスイッチング素子５２ｕとｕ相上アームスイッチング素子５１ｕとは、ｕ相下アームスイッチング素子５２ｕの周縁５２ｘｕとｕ相上アームスイッチング素子５１ｕの周縁５１ｘｕとがＺ方向に揃った状態で積層されている。かかる構成によれば、Ｚ方向から見て両ｕ相スイッチング素子５１ｕ，５２ｕがずれた状態で積層されている構成と比較して、両ｕ相スイッチング素子５１ｕ，５２ｕの実装面積を小さくできる。これにより、インバータモジュール４３の更なる小型化を図ることができる。他の相についても同様である。
（６）第３導電板６３は、各相に対応する導電パーツ６３ｕ〜６３ｗを有している。導電パーツ６３ｕ〜６３ｗは、下アーム素子上面５２ｂｕ〜５２ｂｗと対向する第３下側導電板面６３ｃｕ〜６３ｃｗを有している。第３下側導電板面６３ｃｕ〜６３ｃｗには、当該第３下側導電板面６３ｃｕ〜６３ｃｗから下アーム素子上面５２ｂｕ〜５２ｂｗに向けて突出し、且つ、下アームエミッタ電極５２ｅｕ〜５２ｅｗと接合されている第３凸部８３ｕ〜８３ｗが設けられている。かかる構成によれば、第３下側導電板面６３ｃｕ〜６３ｃｗと下アーム素子上面５２ｂｕ〜５２ｂｗとを離間させて配置できるため、意図しない接触を抑制することができ、それを通じて絶縁性の向上を図ることができる。
（７）ユニット６４ｕ〜６４ｗは、上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗと、下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗと、上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗと、下アーム制御端子７４ｕ〜７４ｗと、第２導電板６２ｕ〜６２ｗとを有している。各ユニット６４ｕ〜６４ｗは、第１導電板６１上に、一方向（詳細にはＸ方向）に配列された状態で複数設けられている。かかる構成によれば、ユニット１つ当たりの実装面積が小さくなっているため、各ユニット６４ｕ〜６４ｗの全体の小型化を図ることができる。
特に、各ユニット６４ｕ〜６４ｗを配列する場合、放熱性の観点に着目すれば、各ユニット６４ｕ〜６４ｗの配列間隔は長くする方が好ましい。しかしながら、上記配列間隔が長くなると、インバータモジュール４３が大型化し得る。これに対して、本実施形態では、上述した通り、各ユニット６４ｕ〜６４ｗにおいて放熱性の向上が実現されているため、上記配列間隔を短くできる。これにより、インバータモジュール４３の更なる小型化を図ることができる。
（８）インバータモジュール４３は、第１導電板６１が取り付けられた絶縁基板６０を備え、当該絶縁基板６０には、上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗが接合されている上アーム制御パット７１ｕ〜７１ｗと、下アーム制御端子７４ｕ〜７４ｗが接合されている下アーム制御パット７２ｕ〜７２ｗとが設けられている。かかる構成によれば、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗを制御する制御部４４と、各ゲート電極５１ｇｕ〜５２ｇｗとを電気的に接続できる。
（９）ｕ相の両制御パット７１ｕ，７２ｕは、ｕ相ユニット６４ｕに対して各ユニット６４ｕ〜６４ｗの配列方向とは直交する方向であるＹ方向に離れた位置に配置されている。そして、ｕ相の両制御端子７３ｕ，７４ｕは、Ｚ方向から見て、Ｙ方向に延びている。かかる構成によれば、ｕ相の両制御パット７１ｕ，７２ｕ及びｕ相の両制御端子７３ｕ，７４ｕが、各ユニット６４ｕ〜６４ｗの配列の邪魔になりにくい。詳細には、例えば、両制御パット７１ｕ，７２ｕとの干渉を回避するために、ｕ相ユニット６４ｕとｖ相ユニット６４ｖとの間隔を広くする必要がない。これにより、各ユニット６４ｕ〜６４ｗの配列間隔を狭くできる。他の相についても同様である。
（１０）ユニット６４ｕ〜６４ｗは、上アーム還流ダイオード５３ｕ〜５３ｗと下アーム還流ダイオード５４ｕ〜５４ｗとを含む。そして、第１導電板６１及び各第２導電板６２ｕ〜６２ｗは、上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗに対して上アーム還流ダイオード５３ｕ〜５３ｗを逆並列に接続し、各第２導電板６２ｕ〜６２ｗ及び第３導電板６３は、下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗに対して下アーム還流ダイオード５４ｕ〜５４ｗを逆並列に接続している。かかる構成によれば、第１導電板６１、各第２導電板６２ｕ〜６２ｗ及び第３導電板６３が、還流ダイオード５３ｕ〜５４ｗとスイッチング素子５１ｕ〜５２ｗとの電気的接続にも用いられている。これにより、構成の簡素化を図ることができる。また、各還流ダイオード５３ｕ〜５４ｗと各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗとが合わせてユニット化されているため、インバータモジュール４３の更なる小型化を図ることができる。
（１１）インバータ装置３０は、インバータモジュール４３と、ＤＣ電源Ｅから供給される直流電力を変圧するトランス４１と、トランス４１によって変圧された直流電力が入力されるフィルタ回路４２とを備えている。インバータモジュール４３は、フィルタ回路４２から出力される直流電力を、電動モータ１３が駆動可能な交流電力に変換する。これにより、電動モータ１３を駆動させることができる。
ここで、炭化ケイ素を用いた各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗは、スイッチング損失が小さい。このため、インバータモジュール４３を高周波数で動作させることができる。例えば、制御部４４がインバータモジュール４３をＰＷＭ（パルス幅変調）制御する場合には、キャリア周波数を高く設定できる。これにより、インバータモジュール４３にて発生するノイズを除去するフィルタ回路４２のカットオフ周波数を高くできる。したがって、フィルタ回路４２の構成要素であるフィルタコイル４２ａのインダクタンス及びフィルタコンデンサ４２ｂのキャパシタンスを低くすることができ、それを通じてフィルタ回路４２の小型化を図ることができる。よって、インバータ装置３０全体の小型化を図ることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗは、ＩＧＢＴに限られず、例えば炭化ケイ素（ＳｉＣ）を用いたＭＯＳＦＥＴ等でもよい。例えば、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗがｎ型のＭＯＳＦＥＴである場合、スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗは、エミッタ電極５１ｅｕ〜５２ｅｗに代えてソース電極を有し、コレクタ電極５１ｃｕ〜５２ｃｗに代えてドレイン電極を有する。すなわち、上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗは、第１下側電極としての上アームドレイン電極と、第１上側電極としての上アームソース電極とを有し、下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗは、第２下側電極としての下アームドレイン電極と、第２上側電極としての下アームソース電極とを有する。
なお、各スイッチング素子５１ｕ〜５２ｗにＭＯＳＦＥＴが採用される場合には、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードが還流ダイオード５３ｕ〜５４ｗとして機能するため、還流ダイオード５３ｕ〜５４ｗを省略してもよい。要は、還流ダイオード５３ｕ〜５４ｗは必須ではない。
○ 図９に示すように、ｕ相第１凸部１１１ｕは、ｕ相第２導電板６２ｕと別体で構成されていてもよい。この場合、例えば、ｕ相第１凸部１１１ｕは、銅やモリブデン等の導電性材料で構成されており、ｕ相第１凸部１１１ｕとｕ相第２導電板６２ｕとは接合材Ｊを介して接合されているとよい。この場合、ｕ相第１凸部１１１ｕはヒートマスとして機能する。同様に、ｕ相第３凸部１１２ｕとｕ相第２延出部６３ｂｕとは別体に設けられ、両者は接合材Ｊを介して接合されていてもよい。
○ 下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗの上に上アームスイッチング素子５１ｕ〜５１ｗが積層される構成であってもよい。要は、「第１スイッチング素子」は上アームスイッチング素子でもよいし、下アームスイッチング素子でもよい。「第２スイッチング素子」についても同様である。
○ インバータモジュール４３は、３つのユニット６４ｕ〜６４ｗを有する構成であったが、これに限られず、ユニット数は任意である。例えば、ユニットは１つでもよい。
○ インバータモジュール４３は、車両に搭載されている電動圧縮機１０の電動モータ１３の駆動に用いられるものであったが、これに限られず、用途については任意である。例えば、車両に走行用モータが搭載されている場合には、本インバータモジュール４３を走行用モータの駆動に用いてもよい。
○ 半導体モジュールは、インバータモジュール４３に限られず任意である。例えば、半導体モジュールは、ＤＣ／ＤＣコンバータモジュールであってもよいし、充電器モジュールであってもよい。
○ ｕ相第１凸部８１ｕは、Ｚ方向から見てｕ相上アームゲート電極５１ｇｕと同一形状となっていたが、これに限られない。ｕ相第１凸部８１ｕは、Ｚ方向から見てｕ相上アームゲート電極５１ｇｕからはみ出さない範囲内であれば、任意の形状を採用してもよい。また、ｕ相第１凸部８１ｕは、ｕ相上アーム制御端子７３ｕと干渉しない範囲内であれば、Ｚ方向から見てｕ相上アームゲート電極５１ｇｕから若干はみ出してもよい。但し、絶縁性の観点に着目すれば、ｕ相第１凸部８１ｕは、Ｚ方向から見てｕ相上アームゲート電極５１ｇｕの投影範囲内にあるとよい。
○ エミッタ電極５１ｅｕ〜５２ｅｗ、コレクタ電極５１ｃｕ〜５２ｃｗ、及びゲート電極５１ｇｕ〜５２ｇｗの具体的な形状及び位置は任意である。例えば、上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗと下アームゲート電極５２ｇｕ〜５２ｇｗとがＺ方向から見て重なっていてもよい。また、コレクタ電極５１ｃｕ〜５２ｃｗは、素子下面５１ａｕ〜５２ａｗの一部に形成されている構成でもよい。
○ 各制御パット７１ｕ〜７２ｗの位置や形状は、各制御端子７３ｕ〜７４ｗを干渉しないように配置することができれば任意である。
○ ｕ相上アーム制御端子７３ｕの一部とｕ相下アーム制御端子７４ｕの一部とが、高低差がある状態でＺ方向に重なっていてもよい。他の相も同様である。
○ 第３導電板６３の具体的な形状は任意である。例えば第３凸部８３ｕ〜８３ｗや第４凸部８４ｕ〜８４ｗを省略してもよい。
○ ｕ相上アームスイッチング素子５１ｕとｕ相下アームスイッチング素子５２ｕとが、Ｚ方向から見て、ずれた状態で積層されていてもよい。換言すれば、ｕ相上アームスイッチング素子５１ｕとｕ相下アームスイッチング素子５２ｕとに、互いに重なり合わない領域が存在していてもよい。但し、実装面積を低減できる点に着目すれば、両ｕ相スイッチング素子５１ｕ，５２ｕは、その周縁５１ｘｕ，５２ｘｕが揃った状態で積層されているとよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。
（イ）請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の半導体モジュールを備え、車載用電動圧縮機に設けられた電動モータを駆動するインバータ装置であって、直流電力を変圧するトランスと、前記トランスによって変圧された直流電力が入力されるＬＣフィルタ回路と、を備え、前記半導体モジュールは、前記ＬＣフィルタ回路から出力される直流電力を、前記電動モータが駆動可能な駆動電力に変換するものであることを特徴とするインバータ装置。
（ロ）第１導電板上に載置されているものであって、炭化ケイ素を用いて構成されているスイッチング素子と、第２導電板を介して前記スイッチング素子の上に積層されているものであって、炭化ケイ素を用いて構成されているＳｉＣ素子と、を備え、前記スイッチング素子は、第１上側電極と、制御端子が接合されたゲート電極とが形成された第１素子上面と、前記第１素子上面とは反対側の面であって、前記第１導電板と接合された第１下側電極が形成された第１素子下面と、を備え、前記ＳｉＣ素子は、第２上側電極が形成された第２素子上面と、前記第２素子上面とは反対側の面であって第２下側電極が形成された第２素子下面と、を備え、前記第２導電板は、前記ＳｉＣ素子が載置されている面であって、前記第２下側電極と接合され、且つ、前記第２素子下面の全体を覆っている第２上側導電板面と、前記第２上側導電板面とは反対側の面であって前記第１素子上面と対向している第２下側導電板面と、を備え、前記第２下側導電板面には、当該第２下側導電板面から前記第１素子上面に向けて突出し、且つ、前記第１上側電極と接合されている凸部が設けられており、前記凸部は、前記スイッチング素子及び前記ＳｉＣ素子の積層方向から見て、前記ゲート電極とは重ならない位置に設けられており、前記制御端子の一部は、前記ゲート電極と前記第２下側導電板面との間に入り込んでいることを特徴とする半導体モジュール。なお、本構成に着目すれば、スイッチング素子以外のＳｉＣ素子が、第２導電板を介して、スイッチング素子の上に積層されてもよい。スイッチング素子以外のＳｉＣ素子としては、例えば炭化ケイ素を用いて構成されたダイオード等が考えられる。この場合、アノード電極又はカソード電極のいずれか一方が第２上側電極に対応し、他方が第２下側電極に対応する。また、スイッチング素子としては、素子下面にエミッタ電極が形成され、素子上面にコレクタ電極が形成されている構成でもよい。
１０…電動圧縮機、３０…インバータ装置、４３…インバータモジュール、５１ｕ〜５１ｗ…上アームスイッチング素子、５１ｃｕ〜５１ｃｗ…上アームコレクタ電極、５１ｅｕ〜５１ｅｗ…上アームエミッタ電極、５２ｕ〜５２ｗ…下アームスイッチング素子、５２ｃｕ〜５２ｃｗ…下アームコレクタ電極、５２ｅｕ〜５２ｅｗ…下アームエミッタ電極、６０…絶縁基板、６１…第１導電板、６２ｕ〜６２ｗ…第２導電板、６２ａｕ〜６２ａｗ…第２下側導電板面、６２ｂｕ〜６２ｂｗ…第２上側導電板面、６３…第３導電板、６４ｕ〜６４ｗ…ユニット、７１ｕ〜７１ｗ…上アーム制御パット、７２ｕ〜７２ｗ…下アーム制御パット、７３ｕ〜７３ｗ…上アーム制御端子、７４ｕ〜７４ｗ…下アーム制御端子、８１ｕ〜８１ｗ…第１凸部（第１スイッチング素子用凸部）、８３ｕ〜８３ｗ…第３凸部（第２スイッチング素子用凸部）。
かかる構成において、第２導電板６２ｕ〜６２ｗは、下アームスイッチング素子５２ｕ〜５２ｗが載置されている第２上側導電板面６２ｂｕ〜６２ｂｗと、第２上側導電板面６２ｂｕ〜６２ｂｗとは反対側の面であって上アーム素子上面５１ｂｕ〜５１ｂｗとＺ方向に対向している第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗとを有している。第２上側導電板面６２ｂｕ〜６２ｂｗは、下アームコレクタ電極５２ｃｕ〜５２ｃｗと接合され、且つ、下アーム素子下面５２ａｕ〜５２ａｗの全体を覆っている。そして、第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗには、当該第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗから上アーム素子上面５１ｂｕ〜５１ｂｗに向けて突出し、且つ、上アームエミッタ電極５１ｅｕ〜５１ｅｗと接合されている第１凸部８１ｕ〜８１ｗが設けられている。第１凸部８１ｕ〜８１ｗは、Ｚ方向から見て、上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗとは重ならない位置に設けられており、上アーム制御端子７３ｕ〜７３ｗの一部は、上アームゲート電極５１ｇｕ〜５１ｇｗと第２下側導電板面６２ａｕ〜６２ａｗとの間に入り込んでいる。
○ ｕ相第１凸部８１ｕは、Ｚ方向から見てｕ相上アームエミッタ電極５１ｅｕと同一形状となっていたが、これに限られない。ｕ相第１凸部８１ｕは、Ｚ方向から見てｕ相上アームエミッタ電極５１ｅｕからはみ出さない範囲内であれば、任意の形状を採用してもよい。また、ｕ相第１凸部８１ｕは、ｕ相上アーム制御端子７３ｕと干渉しない範囲内であれば、Ｚ方向から見てｕ相上アームエミッタ電極５１ｅｕから若干はみ出してもよい。但し、絶縁性の観点に着目すれば、ｕ相第１凸部８１ｕは、Ｚ方向から見てｕ相上アームエミッタ電極５１ｅｕの投影範囲内にあるとよい。

Claims (9)

  1. 第１導電板上に載置されているものであって、炭化ケイ素を用いて構成されている第１スイッチング素子と、
    第２導電板を介して前記第１スイッチング素子の上に積層されているものであって、炭化ケイ素を用いて構成されている第２スイッチング素子と、
    前記第２スイッチング素子の上に設けられている第３導電板と、
    を備え、
    前記第１スイッチング素子は、
    第１上側電極と、第１制御端子が接合された第１ゲート電極とが形成された第１素子上面と、
    前記第１素子上面とは反対側の面であって、前記第１導電板と接合された第１下側電極が形成された第１素子下面と、
    を備え、
    前記第２スイッチング素子は、
    前記第３導電板と接合された第２上側電極と、第２制御端子が接合された第２ゲート電極とが形成された第２素子上面と、
    前記第２素子上面とは反対側の面であって、第２下側電極が形成された第２素子下面と、
    を備え、
    前記第２導電板は、
    前記第２スイッチング素子が載置されている面であって、前記第２下側電極と接合され、且つ、前記第２素子下面の全体を覆っている第２上側導電板面と、
    前記第２上側導電板面とは反対側の面であって前記第１素子上面と対向している第２下側導電板面と、
    を備え、
    前記第２下側導電板面には、当該第２下側導電板面から前記第１素子上面に向けて突出し、且つ、前記第１上側電極と接合されている第１スイッチング素子用凸部が設けられており、
    前記第１スイッチング素子用凸部は、前記両スイッチング素子の積層方向から見て、前記第１ゲート電極とは重ならない位置に設けられており、
    前記第１制御端子の一部は、前記第１ゲート電極と前記第２下側導電板面との間に入り込んでいることを特徴とする半導体モジュール。
  2. 前記第２下側電極は、前記第２素子下面の全体に形成されており、
    前記第２上側導電板面は、前記第２下側電極の全体と接触している請求項１に記載の半導体モジュール。
  3. 前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極とは、前記積層方向から見てずれた位置に設けられており、
    前記第１制御端子と前記第２制御端子とは、前記積層方向から見てずれた位置に設けられている請求項１又は請求項２に記載の半導体モジュール。
  4. 前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子は、前記第１スイッチング素子の周縁と前記第２スイッチング素子の周縁とが前記積層方向に揃った状態で積層されている請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  5. 前記第３導電板は、前記第２素子上面と対向する第３下側導電板面を備え、
    前記第３下側導電板面には、当該第３下側導電板面から前記第２素子上面に向けて突出し、且つ、前記第２上側電極と接合されている第２スイッチング素子用凸部が設けられている請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  6. 前記第１導電板が取り付けられた絶縁基板を備え、
    前記絶縁基板には、
    前記第１制御端子が接合されている第１制御パットと、
    前記第２制御端子が接合されている第２制御パットと、
    が設けられている請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  7. 前記第１スイッチング素子と、前記第２スイッチング素子と、前記第１制御端子と、前記第２制御端子と、前記第２導電板とを１つの単位ユニットとすると、
    前記単位ユニットは、前記第１導電板上に、一方向に配列された状態で複数設けられており、
    前記第１制御パット及び前記第２制御パットは、前記単位ユニットに対して前記各単位ユニットの配列方向と直交する方向に離れた位置に配置されており、
    前記第１制御端子及び前記第２制御端子は、前記積層方向から見て、前記配列方向と直交する方向に延びている請求項６に記載の半導体モジュール。
  8. 前記第１スイッチング素子は上アームのＩＧＢＴであり、前記第１下側電極は上アームコレクタ電極であり、前記第１上側電極は上アームエミッタ電極であり、
    前記第２スイッチング素子は下アームのＩＧＢＴであり、前記第２下側電極は下アームコレクタ電極であり、前記第２上側電極は下アームエミッタ電極である請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  9. 前記第１スイッチング素子は上アームのｎ型ＭＯＳＦＥＴであり、前記第１下側電極は上アームドレイン電極であり、前記第１上側電極は上アームソース電極であり、
    前記第２スイッチング素子は下アームのｎ型ＭＯＳＦＥＴであり、前記第２下側電極は下アームドレイン電極であり、前記第２上側電極は下アームソース電極である請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の半導体モジュール。
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