JP5605291B2 - 半導体モジュール及びこれを用いた電力変換装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力変換回路の一部を構成する複数のスイッチング素子を樹脂部によって一体的にモールドしてなる半導体モジュール及びこれを用いた電力変換装置に関する。

インバータやコンバータ等の電力変換装置は、スイッチング素子を内蔵した半導体モジュールを備えている。半導体モジュールは、スイッチング素子を樹脂部によってモールドしてなると共に、樹脂部からは、スイッチング素子に電気的に接続された制御端子及び主電極端子が突出している。

かかる半導体モジュールとして、図１９に示すごとく、ハイサイド側（高電位側）のスイッチング素子とローサイド側（低電位側）のスイッチング素子９１とを、樹脂部９２によってモールドして一体化したものがある（特許文献１）。このような半導体モジュール９においては、それぞれのスイッチング素子９１に対応して、制御端子９３が突出形成されている。そして、これらの制御端子９３は、半導体モジュール９を制御する制御回路が形成された制御回路基板に接続される。
そして、半導体モジュール９におけるハイサイド側のスイッチング素子９１に接続された制御端子９３とローサイド側のスイッチング素子９１に接続された制御端子９３とは、互いに絶縁されている。

特開２００１−３０８２６３号公報

しかしながら、上記のような半導体モジュール９を用いた電力変換装置を車両等に搭載した場合において、その車両が衝突等したときに、次のような問題が生じかねない。つまり、車両衝突時においては、電力変換装置にも大きな衝撃が加わり、制御回路基板と半導体モジュール９との間に大きな力が加わることが考えられる。このとき、制御端子９３に大きな力が加わり、屈曲変形することとなるが、その屈曲方向によっては、図２０に示すごとく、ハイサイド側のスイッチング素子９１に接続された制御端子９３と、ローサイド側のスイッチング素子９１に接続された制御端子９３とが接触することもあり得る。そうすると、互いに電位が大きく異なる制御端子９３同士が短絡することとなるため、短絡部に大きな熱が発生するなど、安全を確保し難くなるおそれがある。

このような不具合は、ハイサイド側のスイッチング素子９１とローサイド側のスイッチング素子９１とを一体化した半導体モジュール９においてのみならず、電力変換回路において互いに大きな電位差が発生し得る制御端子９３を備えたスイッチング素子９１同士を一体化した場合に生じ得るものである。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、内蔵した異なるスイッチング素子に接続された制御端子同士が互いに接触することを防ぐことができる半導体モジュール及びこれを用いた電力変換装置を提供しようとするものである。

第１の発明は、電力変換回路の一部を構成する複数のスイッチング素子を樹脂部によって一体的にモールドしてなる半導体モジュールであって、
上記複数のスイッチング素子には、それぞれ複数の制御端子からなる制御端子群が接続されていると共に、複数の該制御端子群は、上記樹脂部から同一方向に突出しており、
一つの上記制御端子群に属する上記制御端子は、同一方向に屈曲するベンド部を備え、
隣り合う上記制御端子群は、互いの並び方向と直交する方向に屈曲する上記ベンド部を上記制御端子に設けてなり、
隣り合う上記制御端子群は、互いに反対方向に屈曲するように上記ベンド部を上記制御端子に設けていることを特徴とする半導体モジュールにある（請求項１）。
第２の発明は、請求項１に記載の半導体モジュールを、上記制御端子の突出方向及び上記制御端子群の並び方向に直交する方向に複数個積層配置してなる電力変換装置であって、上記半導体モジュールにおける上記制御端子の上記ベンド部は、積層方向に屈曲するように形成されており、積層方向に重なる複数の上記制御端子群は、上記ベンド部において同一方向に屈曲するよう構成されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項２）。

第３の発明は、電力変換回路の一部を構成する複数のスイッチング素子を樹脂部によって一体的にモールドしてなる半導体モジュールであって、
上記複数のスイッチング素子には、それぞれ複数の制御端子からなる制御端子群が接続されていると共に、複数の該制御端子群は、上記樹脂部から同一方向に突出しており、
一つの上記制御端子群に属する上記制御端子は、同一方向に屈曲するベンド部を備え、
隣り合う上記制御端子群は、互いの並び方向であって互いに離れる方向に屈曲する上記ベンド部を上記制御端子に設けてなることを特徴とする半導体モジュールにある（請求項３）。

第４の発明は、電力変換回路の一部を構成する複数のスイッチング素子を樹脂部によって一体的にモールドしてなる半導体モジュールを備えた電力変換装置であって、
上記複数のスイッチング素子には、それぞれ複数の制御端子からなる制御端子群が接続されていると共に、複数の該制御端子群は、上記樹脂部から同一方向に突出しており、
一つの上記制御端子群に属する上記制御端子は、同一方向に屈曲するベンド部を備え、
隣り合う上記制御端子群は、互いの並び方向と直交する方向に屈曲する上記ベンド部を上記制御端子に設けてなり、
上記電力変換装置は、上記半導体モジュールを、上記制御端子の突出方向及び上記制御端子群の並び方向に直交する方向に複数個積層配置してなり、
上記半導体モジュールにおける上記制御端子の上記ベンド部は、積層方向に屈曲するように形成されており、積層方向に重なる複数の上記制御端子群のうち、一部の上記制御端子群と他の上記制御端子群とは、上記ベンド部において互いに離れる方向に屈曲するよう構成されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項４）。

第５の発明は、電力変換回路におけるハイサイド側のスイッチング素子とローサイド側のスイッチング素子とを樹脂部によって一体的にモールドしてなる半導体モジュールであって、
上記各スイッチング素子には、それぞれ複数の制御端子からなる制御端子群が接続されていると共に、複数の該制御端子群は、上記樹脂部から同一方向に突出しており、
一つの上記制御端子群に属する上記制御端子は、同一方向に屈曲するベンド部を備え、
上記ハイサイド側のスイッチング素子に接続された上記制御端子群と、上記ローサイド側のスイッチング素子に接続された上記制御端子群とは、互いの並び方向であって互いに離れる方向に屈曲する上記ベンド部を上記制御端子に設けてなることを特徴とする半導体モジュールにある（請求項５）。
第６の発明は、第１の発明に係る半導体モジュールを、上記制御端子の突出方向及び上記制御端子群の並び方向に直交する方向に複数個積層配置してなる電力変換装置であって、上記半導体モジュールにおける上記制御端子の上記ベンド部は、積層方向に屈曲するように形成されており、積層方向に重なる複数の上記制御端子群のうち、一部の上記制御端子群と他の上記制御端子群とは、上記ベンド部において互いに離れる方向に屈曲するよう構成されていることを特徴とする電力変換装置にある（請求項６）。

第３の発明に係る半導体モジュールにおいては、互いの並び方向であって互いに離れる方向に屈曲する上記ベンド部を上記制御端子に設けてなる。これにより、制御端子が屈曲する際には、隣り合う制御端子群にそれぞれ属する制御端子同士が互いに遠ざかる方向に屈曲する。

つまり、上記ベンド部によって制御端子の屈曲方向が制御されることとなるが、その屈曲方向は、隣り合う制御端子群にそれぞれ属する制御端子同士が互いに遠ざかる方向となる。そのため、大きな衝撃が加わるなどして制御端子が屈曲変形しても、半導体モジュールに内蔵された互いに異なるスイッチング素子に接続された制御端子同士が接触することを防ぐことができる。それゆえ、互いに大きな電位差がある制御端子同士が短絡することを防ぐことができる。

第２の発明に係る電力変換装置は、上記第１の発明に係る半導体モジュールを用いている。そのため、大きな衝撃を受けたときなどにおいて、制御端子が屈曲変形しても、半導体モジュールにおける複数の制御端子群にそれぞれ属する制御端子同士が短絡することを防ぐことができる。
そして、積層方向に重なる複数の上記制御端子群は、上記ベンド部において同一方向に屈曲するよう構成されている。これにより、制御端子が屈曲する際に、互いに近付く方向に屈曲することはない。それゆえ、積層方向に隣り合う半導体モジュールの制御端子同士が接触することを防ぐこともできる。

第４の発明に係る電力変換装置は、隣り合う上記制御端子群は、互いの並び方向と直交する方向に屈曲する上記ベンド部を上記制御端子に設けてなる半導体モジュールを用いているため、同様に、半導体モジュールにおける複数の制御端子群にそれぞれ属する制御端子同士が短絡することを防ぐことができる。
そして、積層方向に重なる複数の上記制御端子群のうち、一部の上記制御端子群と他の上記制御端子群とは、上記ベンド部において互いに離れる方向に屈曲するよう構成されている。これにより、制御端子が屈曲する際に、積層方向に隣り合う半導体モジュールの制御端子同士が接触することを防ぐこともできる。

第５の発明に係る半導体モジュールは、ハイサイド側のスイッチング素子に接続された制御端子群と、ローサイド側のスイッチング素子に接続された制御端子群とが、互いの並び方向であって互いに離れる方向に屈曲するベンド部を制御端子に設けてなる。それゆえ、互いに大きな電位差がある制御端子同士が短絡することを防ぐことができる。すなわち、ハイサイド側のスイッチング素子とローサイド側のスイッチング素子とは、互いに大きな電位差を有しているため、これらにそれぞれ接続された制御端子群の間には、大きな電位差が存在する。それゆえ、両者の短絡を確実に防ぐことが特に求められる。これに対し、上記半導体モジュールは、上記ベンド部を制御端子に備えることによって、大きな衝撃が加わるなどして制御端子が屈曲変形しても、隣り合う制御端子群にそれぞれ属する制御端子同士が互いに遠ざかる方向に変形する。そのため、確実に両者の短絡を防ぐという要求に応えることができる。

以上のごとく、本発明によれば、内蔵した異なるスイッチング素子に接続された制御端子同士が互いに接触することを防ぐことができる半導体モジュール及びこれを用いた電力変換装置を提供することができる。

参考例１における、半導体モジュールの斜視図。 参考例１における、電力変換装置の断面説明図。 参考例１における、制御端子の形状のバリエーションの説明図。 参考例１における、電力変換回路の回路図。 参考例１における、制御端子が屈曲変形した状態の半導体モジュールの斜視図。 参考例１における、制御端子が屈曲変形した状態の電力変換装置の断面説明図。 実施例１における、電力変換装置の断面説明図。 実施例１における、制御端子が屈曲変形した状態の電力変換装置の断面説明図。 実施例２における、半導体モジュールの斜視図。 実施例２における、（Ａ）図９のＡ−Ａ線矢視断面相当の電力変換装置の断面説明図、（Ｂ）図９のＢ−Ｂ線矢視断面相当の電力変換装置の断面説明図。 実施例２における、制御端子が屈曲変形した状態の半導体モジュールの斜視図。 実施例２における、（Ａ）図１１のＡ−Ａ線矢視断面相当の電力変換装置の断面説明図、（Ｂ）図１２のＢ−Ｂ線矢視断面相当の電力変換装置の断面説明図。 実施例３における、半導体モジュールの斜視図。 実施例３における、制御端子が屈曲変形した状態の半導体モジュールの斜視図。 参考例２における、半導体モジュールの斜視図。 図１５のＣ−Ｃ線矢視断面図。 参考例３における、半導体モジュールの斜視図。 図１７のＤ−Ｄ線矢視断面図。 背景技術における、半導体モジュールの斜視図。 背景技術における、制御端子が屈曲変形した状態の半導体モジュールの斜視図。

上記半導体モジュールは、２個の上記スイッチング素子を一体化したものであってもよいし、３個以上を一体化したものであってもよい。
また、上記スイッチング素子は、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、ＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）等の半導体素子からなる。
また、上記半導体モジュールは、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両用のインバータ、コンバータ等の電力変換装置に用いることができる。

また、隣り合う上記制御端子群は、互いに反対方向に屈曲するように上記ベンド部を上記制御端子に設けている（請求項１）。これにより、隣り合う制御端子群にそれぞれ属する制御端子同士が互いに遠ざかる方向に屈曲することとなる。それゆえ、隣り合う制御端子群にそれぞれ属する制御端子同士が短絡することを、より確実に防ぐことができる。

（参考例１）
本発明の参考例に係る半導体モジュール及び電力変換装置につき、図１〜図６を用いて説明する。
本例の半導体モジュール１は、電力変換回路の一部を構成する２個のスイッチング素子１１を樹脂部１２によって一体的にモールドしてなる。
２個のスイッチング素子１１には、それぞれ複数の制御端子１３からなる制御端子群１３０が接続されている。２つの制御端子群１３０は、樹脂部１２から同一方向に突出している。

一つの制御端子群１３０に属する制御端子１３は、同一方向に屈曲するベンド部１３１を備えている。
隣り合う制御端子群１３０は、互いの並び方向と直交する方向に屈曲するベンド部１３１を制御端子１３に設けている。

本例の半導体モジュール１は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）からなるスイッチング素子１１を、樹脂部１２の中に、２個内蔵してなる。各スイッチング素子１１には温度センサ素子及び電流センサ素子が一体化されている。また、樹脂部１２には、スイッチング素子１１に逆並列接続されたフライホイールダイオードが内蔵されている（図示略）。

そして、２個のスイッチング素子１１にそれぞれ接続された制御端子１３が、それぞれ５本ずつ樹脂部１２から突出している。各スイッチング素子１１に対応する制御端子群１３０に属する５本の制御端子１３には、スイッチング素子１１に接続されているものもあれば、温度センサや電流センサ等を介してスイッチング素子１１に接続されているものもある。つまり、スイッチング素子１１に制御信号を送るための制御端子１３が、スイッチング素子１１におけるゲートに接続され、半導体モジュール１に内蔵された温度センサや電流センサとの信号の授受を行うための制御端子１３は、温度センサや電流センサを介して、各種センサと周辺回路を介して、或いは直接、スイッチング素子１１のエミッタに接続されている。

半導体モジュール１の樹脂部１２は、略長方形状の一対の主面１２１と、主面１２１に対して略直交する４つの端面１２２、１２３、１２４、１２５とを有する。主面１２１は、端面１２２、１２３、１２４、１２５に対して充分に大きい面積を有する。４つの端面１２２、１２３、１２４、１２５のうち、互いに対向する一対の端面１２２、１２３は、他の一対の端面１２４、１２５よりも面積が広く、上記主面１２１と平行な方向の長さが長い。この一対の端面１２２、１２３のうちの一方（端面１２２）から、２群の制御端子群１３０が垂直に突出している。制御端子群１３０に属する５本の制御端子１３は、主面１２１に平行に、一定の間隔をもって一直線上に並んでいる。２群の制御端子群１３０は、上記５本の制御端子１３が並んだ直線と同じ直線上に並んでいる。ただし、２群の制御端子群１３０同士の間には、同じ制御端子群１３０内における隣り合う制御端子１３同士の間の間隔よりも広い間隔が設けてある。

また、上記制御端子群１３０の並び方向に、２つのスイッチング素子１１が樹脂部１２の内部において並列配置されている。
なお、図示を省略したが、スイッチング素子１１によって制御される被制御電流が入出力される主電極端子は、例えば樹脂部１２における端面１２３から複数本突出している。
また、制御端子１３は、金属製のピン状部材からなる。

図３（ａ）に示すごとく、制御端子１３は、端面１２２からの突出長さの約半分の長さ位置において、ベンド部１３１を設けてなる。ベンド部１３１は、制御端子１３の突出方向に対して互いに逆向きに傾斜した一対の傾斜部１３２、１３３によって構成されている。そして、このベンド部１３１の形成方向は、図１に示すごとく、２つの制御端子群１３０の並び方向に直交する方向、すなわち樹脂部１２の主面１２１の法線方向となっている。
そして、２群の制御端子群１３０に属するすべての制御端子１３は、同じ形状を備え、同じ突出長さ位置において同じ方向にベンド部１３１を形成してなる。

なお、ベンド部１３１の形状は、その機能を発揮する形状であれば特に限定されるものではなく、図３に示すごとく、種々の形状を適用することができる。例えば、図３（ｂ）に示すごとく、ベンド部１３１を曲線的に略円弧状に形成することもできる。また、図３（ｃ）に示すごとく、突出方向に平行で平坦な頂面１３３を備えると共に屈曲部を曲線状としたベンド部１３１としてもよい。また、図３（ｄ）に示すごとく、突出方向に対して斜めの段部をベンド部１３１として設けて、制御端子１３におけるベンド部１３１を挟んだ両側の部分をオフセットさせることもできる。また、図３（ｅ）に示すごとく、突出方向に対して垂直な段部をベンド部１３１として設けて、制御端子１３におけるベンド部１３１を挟んだ両側の部分をオフセットさせることもできる。

上記半導体モジュール１は、車両用インバータ等の電力変換装置２の構成部品として用いられる。図２に示すごとく、電力変換装置２は、複数の半導体モジュール１を、主面１２１の法線方向に積層配置してなる。複数の半導体モジュール１は、制御端子１３の突出方向が同じ方向となるように配置されている。また、制御端子１３に設けたベンド部１３１の形成方向も、積層配置された複数の半導体モジュール１の間で同一方向となる。そして、ベンド部１３１の形成方向は、半導体モジュール１の積層方向と略一致する。

複数の半導体モジュール１は、半導体モジュール１を冷却するための複数の冷却管（図示略）と共に積層される。冷却管は、各半導体モジュール１における一対の主面１２１に接触配置される。
なお、冷媒流路を一体化させた半導体モジュール１を用いることもできる。この場合には、冷媒流路を備えた半導体モジュール１を主面１２１の法線方向に積層配置すると共に、積層方向の両側に冷媒流路を閉塞する蓋部を取り付けることによって冷却手段を備えた半導体モジュール１の積層体を得ることができる。この場合、別途冷却管を用意して半導体モジュール１と交互に積層する必要がない。

複数の半導体モジュール１における制御端子１３は、制御端子１３の突出方向に対して直交するように配された制御回路基板３に接続されている。制御回路基板３には、半導体モジュール１におけるスイッチング素子１１の動作を制御する制御回路が形成されている。そして、制御回路基板３には、スルーホール端子が形成されており、該スルーホール端子に制御端子１３の先端部が挿通され、はんだ等によって接続されている。

図４に示すごとく、本例の電力変換装置２は、電源２１と負荷２２との間に配されて両者の間の電力を変換する。電力変換装置２は、インバータ部２３とコンバータ部２４とから構成される。インバータ部２３は少なくとも６個のスイッチング素子１１を備え、コンバータ部１３ｂは少なくとも２個のスイッチング素子１１を備えている。
各スイッチング素子１１には、フライホイールダイオード１４が逆並列接続されている。
なお、上記電源２１は高電圧直流電源であり、上記負荷２２は回転電機（三相交流モータージェネレータ）である。

スイッチング素子１１は、インバータ部２３において、ハイサイド側とローサイド側とにそれぞれ３個ずつ配置されている。このうち、ハイサイド側のスイッチング素子１１は、電源２１の正極側に接続された正極電源線２０１に接続され、ローサイド側のスイッチング素子１１は、電源２１の負極側に接続された負極電源線２０２に接続されている。そして、ハイサイド側のスイッチング素子１１とローサイド側のスイッチング素子１１とが互いに直列に接続されており、三相のアームを形成している。また、各アームにおける一対のスイッチング素子１１の接続点から、三相交流モータージェネレータである負荷２２の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電極とそれぞれ接続する出力線２０３が配線されている。

そして、同じアームを構成するハイサイド側のスイッチング素子１１とローサイド側のスイッチング素子１１とが一組となり、一つの半導体モジュール１に組み込まれている。
コンバータ部２４においても、ハイサイド側のスイッチング素子１１とローサイド側のスイッチング素子１１とが互いに直列接続されている。そして、直列接続された一対のスイッチング素子１１同士が一つの半導体モジュール１に組み込まれている。

なお、インバータ部２３における各相のアームは、複数本並列に形成されていてもよく、インバータ部２３を構成するスイッチング素子１１は、６個に限定されることはない。また、コンバータ部２４におけるスイッチング素子１１も、同様に２個に限定されることはない。

ハイサイド側のスイッチング素子１１は、そのエミッタにおいてローサイド側のスイッチング素子１１のコレクタと接続されている。そして、各スイッチング素子１１に接続された制御端子１３は、それぞれのゲートに接続されたものと、各種センサと周辺回路を介してエミッタに接続されたものと、直接エミッタに接続されたものとがある。いずれにしても、各スイッチング素子１１のオン、オフの状態によっては、ハイサイド側のスイッチング素子１１のグランドとなるエミッタの電位と、ローサイド側のスイッチング素子１１のグランドとなるエミッタの電位との間には、大きな電位差が生じることがある。そして、制御端子１３は、それぞれのスイッチング素子１１におけるグランドとなるエミッタと近い電位差となる。それゆえ、ハイサイド側のスイッチング素子１１に接続された制御端子１３と、ローサイド側のスイッチング素子１１に接続された制御端子１３との間には、大きな電位差が生じる。

次に、本例の作用効果につき説明する。
本例の半導体モジュール１においては、隣り合う２つの制御端子群１３０が、互いの並び方向と直交する方向に屈曲するベンド部１３１を制御端子１３に設けてなる。これにより、制御端子１３が屈曲する際に、少なくとも、２つの制御端子群１３０にそれぞれ属する制御端子１３同士が互いに近付く方向に屈曲することはない。

つまり、ベンド部１３１によって制御端子１３の屈曲方向が制御されることとなるが、その屈曲方向は、２つの制御端子群１３０にそれぞれ属する制御端子１３同士が互いに近付かないような方向となる。本例においては、図５に示すごとく、２つの制御端子群１３０にそれぞれ属する制御端子１３は、いずれも、半導体モジュール１の主面１２１の法線方向に向かって屈曲する。そのため、大きな衝撃が加わるなどして制御端子１３が屈曲変形しても、半導体モジュール１に内蔵された互いに異なるスイッチング素子１１に接続された制御端子１３同士が接触することを防ぐことができる。それゆえ、互いに大きな電位差がある制御端子１３同士が短絡することを防ぐことができる。

また、図６に示すごとく、電力変換装置２においても、積層方向に重なる複数の制御端子群１３０は、ベンド部１３１において同一方向に屈曲するよう構成されている。すなわち、積層方向に重なるすべての制御端子１３が、積層方向における同一方向に向かって屈曲する。これにより、制御端子１３が屈曲する際に、互いに近付く方向に屈曲することはない。それゆえ、積層方向に隣り合う半導体モジュール１の制御端子１３同士が接触することを防ぐこともできる。

また、制御端子１３は、ベンド部１３１よりも先端側の部分がベンド部１３１の形成方向と反対方向へ向かうように変形しやすい。これを利用して、制御端子１３の先端部に固定された制御回路基板３の移動方向を制御することも可能である。すなわち、制御回路基板３の周囲に電力変換装置２の構成部品（例えば、コンデンサ、高圧ハーネス、バスバー放電抵抗等）を配置する必要がある場合には、ベンド部１３１の形成方向にその構成部品を配置することが好ましい。これによって、制御端子１３が屈曲変形して制御回路基板３が移動する場合においても、その移動方向をベンド部１３１の形成方向と逆方向、すなわち上記構成部品から遠ざかる方向へ移動しやすくすることができる。その結果、車両衝突時等においても、制御回路基板３がその周囲の構成部品に干渉することを防ぐことができる。

以上のごとく、本例によれば、内蔵した異なるスイッチング素子に接続された制御端子同士が互いに接触することを防ぐことができる半導体モジュール及びこれを用いた電力変換装置を提供することができる。

（実施例１）
本例は、図７、図８に示すごとく、複数の半導体モジュール１を積層配置した電力変換装置２において、積層方向に重なる制御端子群１３０にそれぞれ属する制御端子１３の屈曲パターンを変更した例である。
すなわち、積層方向に重なる複数の制御端子群１３０のうち、一部の制御端子群１３０と他の制御端子群１３０とが、ベンド部１３１において互いに離れる方向に屈曲するように構成してある。

具体的には、積層方向に配置された６個の半導体モジュールのうち、積層方向の一端（図７、図８における左端）から３個目までの半導体モジュール１の制御端子１３がすべて一端側（図７、図８における左方）に屈曲するようにする。一方、他の３個の半導体モジュール１の制御端子１３が他端側（図７、図８における右方）に屈曲するようにする。
その他は、参考例１と同様である。

本例の場合には、より効果的に、積層方向に隣り合う半導体モジュール１の制御端子１３同士が接触することを防ぐことができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。

（実施例２）
本例は、図９、図１０に示すごとく、半導体モジュール１における隣り合う２つの制御端子群１３０が、互いに反対方向に屈曲するようにベンド部１３１を制御端子１３に設けている例である。
つまり、２群の制御端子群１３０のうち、一方の制御端子群１３０に属する制御端子１３は、半導体モジュール１の一方の主面１２１が面する方向へ向かってベンド部１３１を形成してある。また、他方の制御端子群１３０に属する制御端子１３は、半導体モジュール１の他方の主面１２１が面する方向へ向かってベンド部１３１を形成してある。
これにより、２群の制御端子群１３０にそれぞれ属する制御端子１３同士は、主面１２１の法線方向において、互いに反対側に屈曲することとなる。

また、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すごとく、半導体モジュール１を積層配置した電力変換装置２においては、積層方向に重なる制御端子群１３０にそれぞれ属する制御端子１３は、ベンド部１３１が同一方向に向かって形成されている。これにより、図１２に示すごとく、積層方向に隣り合う半導体モジュール１の制御端子１３同士が接触することも防ぐことができる。
その他は、参考例１と同様である。

本例の場合には、隣り合う２つの制御端子群１３０にそれぞれ属する制御端子１３同士が互いに遠ざかる方向に屈曲することとなる。それゆえ、隣り合う制御端子群１３０にそれぞれ属する制御端子１３同士が短絡することを、より確実に防ぐことができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、図１３、図１４に示すごとく、隣り合う２つの制御端子群１３０は、互いの並び方向であって互いに離れる方向に屈曲するベンド部１３１を制御端子１３に設けてなる半導体モジュール１の例である。
すなわち、半導体モジュール１における一方（図１３の左側）の制御端子群１３０に属する制御端子１３は、他方（同、右側）の制御端子群１３０側と反対側（同、左側）に向かってベンド部１３１を形成してなる。半導体モジュール１における他方（同、右側）の制御端子群１３０に属する制御端子１３は、他方（同、左側）の制御端子群１３０側と反対側（同、右側）に向かってベンド部１３１を形成してなる。
その他は、参考例１と同様である。

本例の場合には、図１４に示すごとく、制御端子１３が屈曲する際には、隣り合う制御端子群１３０にそれぞれ属する制御端子１３同士が互いに遠ざかる方向に屈曲する。
つまり、ベンド部１３１によって、制御端子１３の屈曲方向が制御されることとなるが、その屈曲方向は、隣り合う制御端子群１３０にそれぞれ属する制御端子１３同士が互いに遠ざかる方向となる。そのため、大きな衝撃が加わるなどして制御端子１３が屈曲変形しても、半導体モジュール１に内蔵された互いに異なるスイッチング素子１１に接続された制御端子１３同士が接触することを防ぐことができる。それゆえ、互いに大きな電位差がある制御端子１３同士が短絡することを防ぐことができる。

また、本例の半導体モジュール１を複数個、主面１２１の法線方向に積層して電力変換装置２を構成した場合にも、制御端子１３は、積層方向に直交する方向に屈曲することとなるため、積層方向に隣り合う制御端子１３同士が接触することも防ぐことができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。

（参考例２）
本例は、図１５、図１６に示すごとく、半導体モジュール１における制御端子１３を千鳥配置とした例である。
本例の半導体モジュール１においては、同じ制御端子群１３０に属する複数の制御端子１３が、千鳥配置となっている。すなわち、隣合う制御端子１３同士は、樹脂部１２の端部１２２からの突出位置が、主面１２１の法線方向にオフセットしている。
また、半導体モジュール１における２つの制御端子群１３０にそれぞれ属する複数の制御端子１３のうち、互いに最も近接した位置に配される制御端子１３ａ同士も、主面１２１の法線方向にオフセットされている。
その他は、参考例１と同様である。

本例の場合には、半導体モジュール１における２つのスイッチング素子１１の並び方向の寸法を小さくすることができる。その結果、半導体モジュール１の小型化を実現することができ、ひいては電力変換装置２の小型化を容易とすることができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。

（参考例３）
本例も、図１７、図１８に示すごとく、半導体モジュール１における制御端子１３を千鳥配置とした例である。
ただし、本例においては、半導体モジュール１における２つの制御端子群１３０にそれぞれ属する複数の制御端子１３のうち、互いに最も近接した位置に配される制御端子１３ａ同士は、主面１２１の法線方向にオフセットされていない。
その他は、参考例２と同様の構成を備え、同様の作用効果を奏する。

上記実施例１〜３においては、２個のスイッチング素子１１を一体化した半導体モジュール１の例を説明したが、３個以上のスイッチング素子１１を一体化して半導体モジュール１を構成することもできる。この場合、３個以上のスイッチング素子１１にそれぞれ対応する（接続される）３つの制御端子群１３０が半導体モジュール１に設けられることとなる。かかる場合においても、上記と同様のベンド部１３１の設け方によって、同様の作用効果を得ることができる。

また、半導体モジュール１において一体化した複数のスイッチング素子１１の組合せとして、上記実施例においては、ハイサイド側のスイッチング素子１１とローサイド側のスイッチング素子１１との組み合わせとしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、電力変換回路における異なる相のアームを構成するスイッチング素子１１同士を一体化することもできる。かかる場合にも、上記と同様の作用効果を奏することができる。

１ 半導体モジュール
１１ スイッチング素子
１２ 樹脂部
１３ 制御端子
１３０ 制御端子群
１３１ ベンド部
２ 電力変換装置

Claims (6)

1. 電力変換回路の一部を構成する複数のスイッチング素子を樹脂部によって一体的にモールドしてなる半導体モジュールであって、
   上記複数のスイッチング素子には、それぞれ複数の制御端子からなる制御端子群が接続されていると共に、複数の該制御端子群は、上記樹脂部から同一方向に突出しており、
   一つの上記制御端子群に属する上記制御端子は、同一方向に屈曲するベンド部を備え、
   隣り合う上記制御端子群は、互いの並び方向と直交する方向に屈曲する上記ベンド部を上記制御端子に設けてなり、
   隣り合う上記制御端子群は、互いに反対方向に屈曲するように上記ベンド部を上記制御端子に設けていることを特徴とする半導体モジュール。
2. 請求項１に記載の半導体モジュールを、上記制御端子の突出方向及び上記制御端子群の並び方向に直交する方向に複数個積層配置してなる電力変換装置であって、上記半導体モジュールにおける上記制御端子の上記ベンド部は、積層方向に屈曲するように形成されており、積層方向に重なる複数の上記制御端子群は、上記ベンド部において同一方向に屈曲するよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
3. 電力変換回路の一部を構成する複数のスイッチング素子を樹脂部によって一体的にモールドしてなる半導体モジュールであって、
   上記複数のスイッチング素子には、それぞれ複数の制御端子からなる制御端子群が接続されていると共に、複数の該制御端子群は、上記樹脂部から同一方向に突出しており、
   一つの上記制御端子群に属する上記制御端子は、同一方向に屈曲するベンド部を備え、
   隣り合う上記制御端子群は、互いの並び方向であって互いに離れる方向に屈曲する上記ベンド部を上記制御端子に設けてなることを特徴とする半導体モジュール。
4. 電力変換回路の一部を構成する複数のスイッチング素子を樹脂部によって一体的にモールドしてなる半導体モジュールを備えた電力変換装置であって、
   上記複数のスイッチング素子には、それぞれ複数の制御端子からなる制御端子群が接続されていると共に、複数の該制御端子群は、上記樹脂部から同一方向に突出しており、
   一つの上記制御端子群に属する上記制御端子は、同一方向に屈曲するベンド部を備え、
   隣り合う上記制御端子群は、互いの並び方向と直交する方向に屈曲する上記ベンド部を上記制御端子に設けてなり、
   上記電力変換装置は、上記半導体モジュールを、上記制御端子の突出方向及び上記制御端子群の並び方向に直交する方向に複数個積層配置してなり、
   上記半導体モジュールにおける上記制御端子の上記ベンド部は、積層方向に屈曲するように形成されており、積層方向に重なる複数の上記制御端子群のうち、一部の上記制御端子群と他の上記制御端子群とは、上記ベンド部において互いに離れる方向に屈曲するよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。
5. 電力変換回路におけるハイサイド側のスイッチング素子とローサイド側のスイッチング素子とを樹脂部によって一体的にモールドしてなる半導体モジュールであって、
   上記各スイッチング素子には、それぞれ複数の制御端子からなる制御端子群が接続されていると共に、複数の該制御端子群は、上記樹脂部から同一方向に突出しており、
   一つの上記制御端子群に属する上記制御端子は、同一方向に屈曲するベンド部を備え、
   上記ハイサイド側のスイッチング素子に接続された上記制御端子群と、上記ローサイド側のスイッチング素子に接続された上記制御端子群とは、互いの並び方向であって互いに離れる方向に屈曲する上記ベンド部を上記制御端子に設けてなることを特徴とする半導体モジュール。
6. 請求項１に記載の半導体モジュールを、上記制御端子の突出方向及び上記制御端子群の並び方向に直交する方向に複数個積層配置してなる電力変換装置であって、上記半導体モジュールにおける上記制御端子の上記ベンド部は、積層方向に屈曲するように形成されており、積層方向に重なる複数の上記制御端子群のうち、一部の上記制御端子群と他の上記制御端子群とは、上記ベンド部において互いに離れる方向に屈曲するよう構成されていることを特徴とする電力変換装置。

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