ところで、特許文献1に記載されたパワー半導体モジュールでは、上述したように、3相インバータ回路のU相の上アームを構成するIGBTチップおよびダイオードチップが発生した熱の一部を絶縁基板の側に伝熱し、放熱部材を介して放熱する経路が設けられているものの、それらのIGBTチップおよびダイオードチップが発生した熱の一部を絶縁基板の反対側に伝熱して放熱する経路が設けられていない。
そのため、特許文献1に記載されたパワー半導体モジュールでは、3相インバータ回路のU相の上アームを構成するIGBTチップおよびダイオードチップのうち、絶縁基板の反対側の部分(詳細には、IGBTチップのエミッタ電極およびゲート電極の付近、ダイオードチップのアノード電極の付近)を十分に冷却できないおそれがある。
前記問題点に鑑み、本発明は、3相インバータ回路のU相の上アームを構成するIGBTチップおよびダイオードチップを搭載した絶縁基板の反対側に、IGBTチップおよびダイオードチップが発生した熱を伝熱して放熱する効率を向上させることができるパワー半導体モジュールを提供することを目的とする。
詳細には、本発明は、3相インバータ回路のU相の上アームを構成するIGBTチップおよびダイオードチップが発生した熱を、それらを搭載した絶縁基板の側に効率良く伝熱して放熱することができると共に、絶縁基板の反対側にも効率良く伝熱して放熱することができるパワー半導体モジュールを提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明によれば、第1導体パターン(2UU1)と第2導体パターン(2UU2)と第3導体パターン(2UU3)とを第1の方向に並べて第1絶縁基板(2UU)の上面に形成すると共に、第1導体パターン(2UU1)を隔てて第2導体パターン(2UU2)の反対側に第3導体パターン(2UU3)を配置し、
第1絶縁基板(2UU)の下面と放熱部材(1)の上面とを接合し、
第1IGBTチップ(QUUa)が第1ダイオードチップ(FWDUUa)よりも第3導体パターン(2UU3)の近くに位置するように、第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)を第1の方向に並べて第1導体パターン(2UU1)に搭載し、かつ、第1IGBTチップ(QUUa)のコレクタ電極と第1導体パターン(2UU1)とを接続すると共に、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のカソード電極と第1導体パターン(2UU1)とを接続し、
横長矩形の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第1ワイヤ(3UU1a)によって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のアノード電極と第2導体パターン(2UU2)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第2ワイヤ(3UU2a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のエミッタ電極と第2導体パターン(2UU2)とを接続すると共に、第1ワイヤ(3UU1a)より小さい断面積を有し、かつ、第1の方向に延びている第3ワイヤ(3UU3a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のゲート電極と第3導体パターン(2UU3)とを接続し、
3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する正極端子(P1)と第1導体パターン(2UU1)とを接続すると共に、3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する第1交流端子(UU)と第2導体パターン(2UU2)とを接続し、かつ、3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する第1ゲート電極端子(GUU)と第3導体パターン(2UU3)とを接続し、
樹脂(4)により、放熱部材(1)の一部と第1絶縁基板(2UU)と第1IGBTチップ(QUUa)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UU2a)と第3ワイヤ(3UU3a)と正極端子(P1)の一部と第1交流端子(UU)の一部と第1ゲート電極端子(GUU)の一部とを樹脂封止したパワー半導体モジュール(100)において、
第1ワイヤ(3UU1a)の第2導体パターン(2UU2)側の端部を隔てて第1ダイオードチップ(FWDUUa)の反対側に、第2ワイヤ(3UU2a)の第2導体パターン(2UU2)側の端部を配置すると共に、第1ワイヤ(3UU1a)の上面の少なくとも一部と、第2ワイヤ(3UU2a)の下面の一部とを対向させ、
第2ワイヤ(3UU2a)の上面の少なくとも一部と、正極端子(P1)の下面の一部あるいは第1交流端子(UU)の下面の一部とを対向させ、
第1ダイオードチップ(FWDUUa)が発生した熱の一部が、第1ワイヤ(3UU1a)に伝熱され、次いで、第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UU2a)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UU2a)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UU2a)と正極端子(P1)または第1交流端子(UU)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、正極端子(P1)または第1交流端子(UU)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第1IGBTチップ(QUUa)が発生した熱の一部が、第2ワイヤ(3UU2a)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UU2a)と正極端子(P1)または第1交流端子(UU)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、正極端子(P1)または第1交流端子(UU)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱されることを特徴とするパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項2に記載の発明によれば、第2IGBTチップ(QUUb)が第2ダイオードチップ(FWDUUb)よりも第3導体パターン(2UU3)の近くに位置するように、第2IGBTチップ(QUUb)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)を第1の方向に並べて第1導体パターン(2UU1)に搭載し、かつ、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)を第1の方向に垂直な第2の方向に並べて第1導体パターン(2UU1)に搭載すると共に、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)を第2の方向に並べて第1導体パターン(2UU1)に搭載し、かつ、第2IGBTチップ(QUUb)のコレクタ電極と第1導体パターン(2UU1)とを接続すると共に、第2ダイオードチップ(FWDUUb)のカソード電極と第1導体パターン(2UU1)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第4ワイヤ(3UU1b)によって、第2ダイオードチップ(FWDUUb)のアノード電極と第2導体パターン(2UU2)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第5ワイヤ(3UU2b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のエミッタ電極と第2導体パターン(2UU2)とを接続すると共に、第3ワイヤ(3UU3a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第6ワイヤ(3UU3b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のゲート電極と第3導体パターン(2UU3)とを接続し、
第2ワイヤ(3UU2a)の上面の少なくとも一部と、第1交流端子(UU)の下面の一部とを対向させ、
第4ワイヤ(3UU1b)の第2導体パターン(2UU2)側の端部を隔てて第2ダイオードチップ(FWDUUb)の反対側に、第5ワイヤ(3UU2b)の第2導体パターン(2UU2)側の端部を配置すると共に、第4ワイヤ(3UU1b)の上面の少なくとも一部と、第5ワイヤ(3UU2b)の下面の一部とを対向させ、
第5ワイヤ(3UU2b)の上面の少なくとも一部と、正極端子(P1)の下面の一部とを対向させ、
樹脂(4)により、放熱部材(1)の一部と第1絶縁基板(2UU)と第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)と第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UU2a)と第3ワイヤ(3UU3a)と第4ワイヤ(3UU1b)と第5ワイヤ(3UU2b)と第6ワイヤ(3UU3b)と正極端子(P1)の一部と第1交流端子(UU)の一部と第1ゲート電極端子(GUU)の一部とを樹脂封止し、
第1ダイオードチップ(FWDUUa)が発生した熱の一部が、第1ワイヤ(3UU1a)に伝熱され、次いで、第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UU2a)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UU2a)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UU2a)と第1交流端子(UU)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第1交流端子(UU)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第1IGBTチップ(QUUa)が発生した熱の一部が、第2ワイヤ(3UU2a)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UU2a)と第1交流端子(UU)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第1交流端子(UU)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第2ダイオードチップ(FWDUUb)が発生した熱の一部が、第4ワイヤ(3UU1b)に伝熱され、次いで、第4ワイヤ(3UU1b)と第5ワイヤ(3UU2b)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第5ワイヤ(3UU2b)に伝熱され、次いで、第5ワイヤ(3UU2b)と正極端子(P1)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、正極端子(P1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第2IGBTチップ(QUUb)が発生した熱の一部が、第5ワイヤ(3UU2b)に伝熱され、次いで、第5ワイヤ(3UU2b)と正極端子(P1)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、正極端子(P1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との第2の方向の中間位置で正極端子(P1)と第1導体パターン(2UU1)とを接続し、
第2ワイヤ(3UU2a)の第2導体パターン(2UU2)側の端部と第5ワイヤ(3UU2b)の第2導体パターン(2UU2)側の端部との第2の方向の中間位置で第1交流端子(UU)と第2導体パターン(2UU2)とを接続したことを特徴とする請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項3に記載の発明によれば、第4導体パターン(2UL1)と第5導体パターン(2UL2)と第6導体パターン(2UL3)とを第1の方向に並べて第2絶縁基板(2UL)の下面に形成すると共に、第4導体パターン(2UL1)を隔てて第5導体パターン(2UL2)の反対側に第6導体パターン(2UL3)を配置し、
第2絶縁基板(2UL)の上面と放熱部材(1)の下面とを接合し、
第3IGBTチップ(QULa)が第3ダイオードチップ(FWDULa)よりも第6導体パターン(2UL3)の近くに位置するように、第3IGBTチップ(QULa)および第3ダイオードチップ(FWDULa)を第1の方向に並べて第4導体パターン(2UL1)に搭載し、かつ、第3IGBTチップ(QULa)のコレクタ電極と第4導体パターン(2UL1)とを接続すると共に、第3ダイオードチップ(FWDULa)のカソード電極と第4導体パターン(2UL1)とを接続し、
第4IGBTチップ(QULb)が第4ダイオードチップ(FWDULb)よりも第6導体パターン(2UL3)の近くに位置するように、第4IGBTチップ(QULb)および第4ダイオードチップ(FWDULb)を第1の方向に並べて第4導体パターン(2UL1)に搭載し、かつ、第3IGBTチップ(QULa)および第4IGBTチップ(QULb)を第2の方向に並べて第4導体パターン(2UL1)に搭載すると共に、第3ダイオードチップ(FWDULa)および第4ダイオードチップ(FWDULb)を第2の方向に並べて第4導体パターン(2UL1)に搭載し、かつ、第4IGBTチップ(QULb)のコレクタ電極と第4導体パターン(2UL1)とを接続すると共に、第4ダイオードチップ(FWDULb)のカソード電極と第4導体パターン(2UU1)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第7ワイヤ(3UL1a)によって、第3ダイオードチップ(FWDULa)のアノード電極と第5導体パターン(2UL2)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第8ワイヤ(3UL2a)によって、第3IGBTチップ(QULa)のエミッタ電極と第5導体パターン(2UL2)とを接続すると共に、第3ワイヤ(3UU3a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第9ワイヤ(3UL3a)によって、第3IGBTチップ(QULa)のゲート電極と第6導体パターン(2UL3)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第10ワイヤ(3UL1b)によって、第4ダイオードチップ(FWDULb)のアノード電極と第5導体パターン(2UL2)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第11ワイヤ(3UL2b)によって、第4IGBTチップ(QULb)のエミッタ電極と第5導体パターン(2UL2)とを接続すると共に、第3ワイヤ(3UU3a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第12ワイヤ(3UL3b)によって、第4IGBTチップ(QULb)のゲート電極と第6導体パターン(2UL3)とを接続し、
3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する負極端子(N1)と第5導体パターン(2UL2)とを接続すると共に、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する第2交流端子(UL)であって、第1交流端子(UU)に電気的に接続される第2交流端子(UL)と第4導体パターン(2UL1)とを接続し、かつ、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する第2ゲート電極端子(GUL)と第6導体パターン(2UL3)とを接続し、
第7ワイヤ(3UL1a)の第5導体パターン(2UL2)側の端部を隔てて第3ダイオードチップ(FWDULa)の反対側に、第8ワイヤ(3UL2a)の第5導体パターン(2UL2)側の端部を配置すると共に、第7ワイヤ(3UL1a)の下面の少なくとも一部と、第8ワイヤ(3UL2a)の上面の一部とを対向させ、
第8ワイヤ(3UL2a)の下面の少なくとも一部と、負極端子(N1)の上面の一部とを対向させ、
第10ワイヤ(3UL1b)の第5導体パターン(2UL2)側の端部を隔てて第4ダイオードチップ(FWDULb)の反対側に、第11ワイヤ(3UL2b)の第5導体パターン(2UL2)側の端部を配置すると共に、第10ワイヤ(3UL1b)の下面の少なくとも一部と、第11ワイヤ(3UL2b)の上面の一部とを対向させ、
第11ワイヤ(3UL2b)の下面の少なくとも一部と、第2交流端子(UL)の上面の一部とを対向させ、
樹脂(4)により、放熱部材(1)の一部と第1絶縁基板(2UU)と第2絶縁基板(2UL)と第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)と第3IGBTチップ(QULa)と第4IGBTチップ(QULb)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)と第3ダイオードチップ(FWDULa)と第4ダイオードチップ(FWDULb)と第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UU2a)と第3ワイヤ(3UU3a)と第4ワイヤ(3UU1b)と第5ワイヤ(3UU2b)と第6ワイヤ(3UU3b)と第7ワイヤ(3UL1a)と第8ワイヤ(3UL2a)と第9ワイヤ(3UL3a)と第10ワイヤ(3UL1b)と第11ワイヤ(3UL2b)と第12ワイヤ(3UL3b)と正極端子(P1)の一部と負極端子(N1)の一部と第1交流端子(UU)の一部と第2交流端子(UL)の一部と第1ゲート電極端子(GUU)の一部と第2ゲート電極端子(GUL)の一部とを樹脂封止し、
第3ダイオードチップ(FWDULa)が発生した熱の一部が、第7ワイヤ(3UL1a)に伝熱され、次いで、第7ワイヤ(3UL1a)と第8ワイヤ(3UL2a)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第8ワイヤ(3UL2a)に伝熱され、次いで、第8ワイヤ(3UL2a)と負極端子(N1)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、負極端子(N1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第3IGBTチップ(QULa)が発生した熱の一部が、第8ワイヤ(3UL2a)に伝熱され、次いで、第8ワイヤ(3UL2a)と負極端子(N1)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、負極端子(N1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第4ダイオードチップ(FWDULb)が発生した熱の一部が、第10ワイヤ(3UL1b)に伝熱され、次いで、第10ワイヤ(3UL1b)と第11ワイヤ(3UL2b)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第11ワイヤ(3UL2b)に伝熱され、次いで、第11ワイヤ(3UL2b)と第2交流端子(UL)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第2交流端子(UL)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第4IGBTチップ(QULb)が発生した熱の一部が、第11ワイヤ(3UL2b)
に伝熱され、次いで、第11ワイヤ(3UL2b)と第2交流端子(UL)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第2交流端子(UL)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第3IGBTチップ(QULa)と第4IGBTチップ(QULb)との第2の方向の中間位置で第2交流端子(UL)と第4導体パターン(2UL1)とを接続し、
第8ワイヤ(3UL2a)の第5導体パターン(2UL2)側の端部と第11ワイヤ(3UL2b)の第5導体パターン(2UL2)側の端部との第2の方向の中間位置で負極端子(N1)と第5導体パターン(2UL2)とを接続し、
ねじ穴(P1a1c)が形成された上側水平部分(P1a1)と、その上側水平部分(P1a1)に隣接する鉛直部分(P1a2)と、その鉛直部分(P1a2)に隣接する下側水平部分(P1a3)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部(P1a)と、下側が閉じているねじ穴(P1b1c)を有する袋ナット(P1b)とを正極端子(P1)に設け、
ナットとしての機能を有するナット部(P1b1)と、折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)に接合するためにナット部(P1b1)の上面(P1b1a)から上側に延びている概略円筒状の接合部(P1b2)とを、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)に形成し、
ねじ穴(N1a1c)が形成された下側水平部分(N1a1)と、その下側水平部分(N1a1)に隣接する鉛直部分(N1a2)と、その鉛直部分(N1a2)に隣接する上側水平部分(N1a3)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部(N1a)と、上側が閉じているねじ穴(N1b1c)を有する袋ナット(N1b)とを負極端子(N1)に設け、
ナットとしての機能を有するナット部(N1b1)と、折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)に接合するためにナット部(N1b1)の下面(N1b1a)から下側に延びている概略円筒状の接合部(N1b2)とを、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)に形成し、
正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)に対して正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)を圧入することによって正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とを一体化させ、かつ、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)に対して負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)を圧入することによって負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とを一体化させた状態で、樹脂封止し、
正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の下面(P1b1b)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の上面(N1b1b)との間に、放熱部材(1)を配置することなく、樹脂(4)を配置したことを特徴とする請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項4に記載の発明によれば、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)の厚さ(TP1a1)を正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の長さ(LP1b2)よりも大きく設定し、
正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)の内周面(P1a1c1)の上側部分(P1a1c1a)と正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の接合部(P1b2)の外周面(P1b2c)とを嵌合させることなく、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)の内周面(P1a1c1)の下側部分(P1a1c1b)と正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の接合部(P1b2)の外周面(P1b2c)とを嵌合させることによって、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とを一体化させ、
負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)の厚さ(TN1a1)を負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の長さ(LN1b2)よりも大きく設定し、
負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)の内周面(N1a1c1)の下側部分(N1a1c1a)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の接合部(N1b2)の外周面(N1b2c)とを嵌合させることなく、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)の内周面(N1a1c1)の上側部分(N1a1c1b)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の接合部(N1b2)の外周面(N1b2c)とを嵌合させることによって、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とを一体化させたことを特徴とする請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項5に記載の発明によれば、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)にテーパ状部(P1b2b1)と円筒状部(P1b2b2)とを形成し、
正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)の円筒状部(P1b2b2)をテーパ状部(P1b2b1)よりも下側に配置し、
正極端子(P1)の袋ナット(P1b)のナット部(P1b1)の雌ねじ部(P1b1c1a)に連続する雌ねじ部(P1b2b2a)を、接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)のテーパ状部(P1b2b1)に形成せず、円筒状部(P1b2b2)のみに形成し、
負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)にテーパ状部(N1b2b1)と円筒状部(N1b2b2)とを形成し、
負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)の円筒状部(N1b2b2)をテーパ状部(N1b2b1)よりも上側に配置し、
負極端子(N1)の袋ナット(N1b)のナット部(N1b1)の雌ねじ部(N1b1c1a)に連続する雌ねじ部(N1b2b2a)を、接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)のテーパ状部(N1b2b1)に形成せず、円筒状部(N1b2b2)のみに形成したことを特徴とする請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項6に記載の発明によれば、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の中心軸線(P1b’)に垂直な断面内における袋ナット(P1b)のナット部(P1b1)の外周面(P1b1d)の形状を円形に設定し、
負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の中心軸線(N1b’)に垂直な断面内における袋ナット(N1b)のナット部(N1b1)の外周面(N1b1d)の形状を円形に設定したことを特徴とする請求項5に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項7に記載の発明によれば、第1導体パターン(2Ua)と第2導体パターン(2Ub)と第3導体パターン(2Uc)と第4導体パターン(2Ud)と第5導体パターン(2Ue)とを第1の方向に並べて絶縁基板(2U)の上面に形成し、
第2導体パターン(2Ub)を隔てて第1導体パターン(2Ua)の反対側に第3導体パターン(2Uc)を配置し、
第1導体パターン(2Ua)を隔てて第2導体パターン(2Ub)の反対側に第4導体パターン(2Ud)を配置し、
第3導体パターン(2Uc)を隔てて第2導体パターン(2Ub)の反対側に第5導体パターン(2Ue)を配置し、
絶縁基板(2U)の下面と放熱部材(1)の上面とを接合し、
第1IGBTチップ(QUUa)が第1ダイオードチップ(FWDUUa)よりも第4導体パターン(2Ud)の近くに位置するように、第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)を第1の方向に並べて第1導体パターン(2Ua)に搭載し、かつ、第1IGBTチップ(QUUa)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続すると共に、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続し、
第2IGBTチップ(QULa)が第2ダイオードチップ(FWDULa)よりも第1導体パターン(2Ua)の近くに位置するように、第2IGBTチップ(QULa)および第2ダイオードチップ(FWDULa)を第1の方向に並べて第2導体パターン(2Ub)に搭載し、かつ、第2IGBTチップ(QULa)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続すると共に、第2ダイオードチップ(FWDULa)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
横長矩形の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第1ワイヤ(3UU1a)によって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第2ワイヤ(3UL1a)によって、第2ダイオードチップ(FWDULa)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第3ワイヤ(3UU2a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第4ワイヤ(3UL2a)によって、第2IGBTチップ(QULa)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)より小さい断面積を有し、かつ、第1の方向に延びている第5ワイヤ(3UU3a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とを接続し、
第5ワイヤ(3UU3a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第6ワイヤ(3UL3a)によって、第2IGBTチップ(QULa)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とを接続し、
3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する正極端子(P1)と、3相インバータ回路のU相(PU)の一部を構成する交流端子(U)と、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する負極端子(N1)と、3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する第1ゲート電極端子(GUU)と、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する第2ゲート電極端子(GUL)とを支持する外囲ケース(5)を放熱部材(1)に接合し、
正極端子(P1)と第1導体パターン(2Ua)とを電気的に接続し、
交流端子(U)と第2導体パターン(2Ub)とを電気的に接続し、
負極端子(N1)と第3導体パターン(2Uc)とを電気的に接続し、
第1ゲート電極端子(GUU)と第4導体パターン(2Ud)とを電気的に接続し、
第2ゲート電極端子(GUL)と第5導体パターン(2Ue)とを電気的に接続し、
外囲ケース(5)内に充填されたゲル状樹脂によって、放熱部材(1)の一部と絶縁基板(2U)と第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QULa)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDULa)と第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UL1a)と第3ワイヤ(3UU2a)と第4ワイヤ(3UL2a)と第5ワイヤ(3UU3a)と第6ワイヤ(3UL3a)と正極端子(P1)の一部と交流端子(UU)の一部と負極端子(N1)の一部と第1ゲート電極端子(GUU)の一部と第2ゲート電極端子(GUL)の一部とを封止したパワー半導体モジュール(100)において、
第1ワイヤ(3UU1a)の第2導体パターン(2Ub)側の端部を隔てて第1ダイオードチップ(FWDUUa)の反対側に、第3ワイヤ(3UU2a)の第2導体パターン(2Ub)側の端部を配置すると共に、第1ワイヤ(3UU1a)の上面の少なくとも一部と、第3ワイヤ(3UU2a)の下面の一部とを対向させ、
第2ワイヤ(3UL1a)の第3導体パターン(2Uc)側の端部を隔てて第2ダイオードチップ(FWDULa)の反対側に、第4ワイヤ(3UL2a)の第3導体パターン(2Uc)側の端部を配置すると共に、第2ワイヤ(3UL1a)の上面の少なくとも一部と、第4ワイヤ(3UL2a)の下面の一部とを対向させ、
第3ワイヤ(3UU2a)の上面および第4ワイヤ(3UL2a)の上面の少なくとも一部と、正極端子(P1)の下面の一部あるいは負極端子(N1)の下面の一部とを対向させ、
第1ダイオードチップ(FWDUUa)が発生した熱の一部が、第1ワイヤ(3UU1a)に伝熱され、次いで、第1ワイヤ(3UU1a)と第3ワイヤ(3UU2a)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、第3ワイヤ(3UU2a)に伝熱され、次いで、第3ワイヤ(3UU2a)と正極端子(P1)または負極端子(N1)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子(P1)または負極端子(N1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第1IGBTチップ(QUUa)が発生した熱の一部が、第3ワイヤ(3UU2a)に伝熱され、次いで、第3ワイヤ(3UU2a)と正極端子(P1)または負極端子(N1)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子(P1)または負極端子(N1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第2ダイオードチップ(FWDULa)が発生した熱の一部が、第2ワイヤ(3UL1a)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UL1a)と第4ワイヤ(3UL2a)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、第4ワイヤ(3UL2a)に伝熱され、次いで、第4ワイヤ(3UL2a)と正極端子(P1)または負極端子(N1)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子(P1)または負極端子(N1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第2IGBTチップ(QULa)が発生した熱の一部が、第4ワイヤ(3UL2a)に伝熱され、次いで、第4ワイヤ(3UL2a)と正極端子(P1)または負極端子(N1)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子(P1)または負極端子(N1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱されることを特徴とするパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項8に記載の発明によれば、第3IGBTチップ(QUUb)が第3ダイオードチップ(FWDUUb)よりも第4導体パターン(2Ud)の近くに位置するように、第3IGBTチップ(QUUb)および第3ダイオードチップ(FWDUUb)を第1の方向に並べて第1導体パターン(2Ua)に搭載し、かつ、第1IGBTチップ(QUUa)および第3IGBTチップ(QUUb)を第1の方向に垂直な第2の方向に並べて第1導体パターン(2Ua)に搭載すると共に、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第3ダイオードチップ(FWDUUb)を第2の方向に並べて第1導体パターン(2Ua)に搭載し、かつ、第3IGBTチップ(QUUb)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続すると共に、第3ダイオードチップ(FWDUUb)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続し、
第4IGBTチップ(QULb)が第4ダイオードチップ(FWDULb)よりも第1導体パターン(2Ua)の近くに位置するように、第4IGBTチップ(QULb)および第4ダイオードチップ(FWDULb)を第1の方向に並べて第2導体パターン(2Ub)に搭載し、かつ、第2IGBTチップ(QULa)および第4IGBTチップ(QULb)を第2の方向に並べて第2導体パターン(2Ub)に搭載すると共に、第2ダイオードチップ(FWDULa)および第4ダイオードチップ(FWDULb)を第2の方向に並べて第2導体パターン(2Ub)に搭載し、かつ、第4IGBTチップ(QULb)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続すると共に、第4ダイオードチップ(FWDULb)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第7ワイヤ(3UU1b)によって、第3ダイオードチップ(FWDUUb)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第8ワイヤ(3UL1b)によって、第4ダイオードチップ(FWDULb)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第9ワイヤ(3UU2b)によって、第3IGBTチップ(QUUb)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第10ワイヤ(3UL2b)によって、第4IGBTチップ(QULb)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
第3ワイヤ(3UU3a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第11ワイヤ(3UU3b)によって、第3IGBTチップ(QUUb)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とを接続し、
第3ワイヤ(3UU3a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第12ワイヤ(3UL3b)によって、第4IGBTチップ(QULb)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とを接続し、
外囲ケース(5)内に充填されたゲル状樹脂によって、放熱部材(1)の一部と絶縁基板(2U)と第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QULa)と第3IGBTチップ(QUUb)と第4IGBTチップ(QULb)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDULa)と第3ダイオードチップ(FWDUUb)と第4ダイオードチップ(FWDULb)と第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UL1a)と第3ワイヤ(3UU2a)と第4ワイヤ(3UL2a)と第5ワイヤ(3UU3a)と第6ワイヤ(3UL3a)と第7ワイヤ(3UU1b)と第8ワイヤ(3UL1b)と第9ワイヤ(3UU2b)と第10ワイヤ(3UL2b)と第11ワイヤ(3UU3b)と第12ワイヤ(3UL3b)と正極端子(P1)の一部と交流端子(UU)の一部と負極端子(N1)の一部と第1ゲート電極端子(GUU)の一部と第2ゲート電極端子(GUL)の一部とを封止し、
第7ワイヤ(3UU1b)の第2導体パターン(2Ub)側の端部を隔てて第3ダイオードチップ(FWDUUb)の反対側に、第9ワイヤ(3UU2b)の第2導体パターン(2Ub)側の端部を配置すると共に、第7ワイヤ(3UU1b)の上面の少なくとも一部と、第9ワイヤ(3UU2b)の下面の一部とを対向させ、
第8ワイヤ(3UL1b)の第3導体パターン(2Uc)側の端部を隔てて第4ダイオードチップ(FWDULb)の反対側に、第10ワイヤ(3UL2b)の第3導体パターン(2Uc)側の端部を配置すると共に、第8ワイヤ(3UL1b)の上面の少なくとも一部と、第10ワイヤ(3UL2b)の下面の一部とを対向させ、
第9ワイヤ(3UU2b)の上面および第10ワイヤ(3UL2b)の上面の少なくとも一部と、交流端子(U)の下面の一部とを対向させ、
第3ダイオードチップ(FWDUUb)が発生した熱の一部が、第7ワイヤ(3UU1b)に伝熱され、次いで、第7ワイヤ(3UU1b)と第9ワイヤ(3UU2b)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、第9ワイヤ(3UU2b)に伝熱され、次いで、第9ワイヤ(3UU2b)と交流端子(U)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子(U)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第3IGBTチップ(QUUb)が発生した熱の一部が、第9ワイヤ(3UU2b)に伝熱され、次いで、第9ワイヤ(3UU2b)と交流端子(U)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子(U)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第4ダイオードチップ(FWDULb)が発生した熱の一部が、第8ワイヤ(3UL1b)に伝熱され、次いで、第8ワイヤ(3UL1b)と第10ワイヤ(3UL2b)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、第10ワイヤ(3UL2b)に伝熱され、次いで、第10ワイヤ(3UL2b)と交流端子(U)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子(U)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第4IGBTチップ(QULb)が発生した熱の一部が、第10ワイヤ(3UL2b)に伝熱され、次いで、第10ワイヤ(3UL2b)と交流端子(U)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子(U)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱され、
第1IGBTチップ(QUUa)と第3IGBTチップ(QUUb)との第2の方向の中間位置で正極端子(P1)と第1導体パターン(2Ua)とを接続し、
第3ワイヤ(3UU2a)の第2導体パターン(2Ub)側の端部と第9ワイヤ(3UU2b)の第2導体パターン(2Ub)側の端部との第2の方向の中間位置であって、第2IGBTチップ(QULa)と第4IGBTチップ(QULb)との第2の方向の中間位置で交流端子(U)と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
第4ワイヤ(3UL2a)の第3導体パターン(2Uc)側の端部と第10ワイヤ(3UL2b)の第3導体パターン(2Uc)側の端部との第2の方向の中間位置で負極端子(N1)と第3導体パターン(2Uc)とを接続したことを特徴とする請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項9に記載の発明によれば、ねじ穴(P1a1c)が形成された上側水平部分(P1a1)と、その上側水平部分(P1a1)に隣接する鉛直部分(P1a2)と、下側水平部分(P1a3)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部(P1a)と、下側が閉じているねじ穴(P1b1c)を有する袋ナット(P1b)とを正極端子(P1)に設け、
ナットとしての機能を有するナット部(P1b1)と、折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)に接合するためにナット部(P1b1)の上面(P1b1a)から上側に延びている概略円筒状の接合部(P1b2)とを、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)に形成し、
ねじ穴(N1a1c)が形成された上側水平部分(N1a1)と、その上側水平部分(N1a1)に隣接する鉛直部分(N1a2)と、下側水平部分(N1a3)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部(N1a)と、下側が閉じているねじ穴(N1b1c)を有する袋ナット(N1b)とを負極端子(N1)に設け、
ナットとしての機能を有するナット部(N1b1)と、折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)に接合するためにナット部(N1b1)の上面(N1b1a)から上側に延びている概略円筒状の接合部(N1b2)とを、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)に形成し、
ねじ穴(Ua1c)が形成された上側水平部分(Ua1)と、その上側水平部分(Ua1)に隣接する鉛直部分(Ua2)と、下側水平部分(Ua3)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部(Ua)と、下側が閉じているねじ穴(Ub1c)を有する袋ナット(Ub)とを交流端子(U)に設け、
ナットとしての機能を有するナット部(Ub1)と、折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)に接合するためにナット部(Ub1)の上面(Ub1a)から上側に延びている概略円筒状の接合部(Ub2)とを、交流端子(U)の袋ナット(Ub)に形成し、
正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)に対して正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)を圧入することによって正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とを一体化させ、かつ、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)に対して負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)を圧入することによって負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とを一体化させ、かつ、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)のねじ穴(Ua1c)に対して負極端子(U)の袋ナット(Ub)の概略円筒状の接合部(Ub2)を圧入することによって交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)と袋ナット(Ub)とを一体化させた状態で、外囲ケース(5)に支持され、
正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の下面(P1b1b)と放熱部材(1)の上面との間、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の下面(N1b1b)と放熱部材(1)の上面との間、および、交流端子(U)の袋ナット(Ub)の下面(Ub1b)と放熱部材(1)の上面との間に、外囲ケース(5)の樹脂を配置したことを特徴とする請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項10に記載の発明によれば、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)の厚さ(TP1a1)を正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の長さ(LP1b2)よりも大きく設定し、
正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)の内周面(P1a1c1)の上側部分(P1a1c1a)と正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の接合部(P1b2)の外周面(P1b2c)とを嵌合させることなく、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)の内周面(P1a1c1)の下側部分(P1a1c1b)と正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の接合部(P1b2)の外周面(P1b2c)とを嵌合させることによって、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とを一体化させ、
負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)の厚さ(TN1a1)を負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の長さ(LN1b2)よりも大きく設定し、
負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)の内周面(N1a1c1)の上側部分(N1a1c1a)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の接合部(N1b2)の外周面(N1b2c)とを嵌合させることなく、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)の内周面(N1a1c1)の下側部分(N1a1c1b)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の接合部(N1b2)の外周面(N1b2c)とを嵌合させることによって、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とを一体化させ、
交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)の厚さ(TUa1)を負極端子(U)の袋ナット(Ub)の概略円筒状の接合部(Ub2)の長さ(LUb2)よりも大きく設定し、
交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)のねじ穴(Ua1c)の内周面(Ua1c1)の上側部分(Ua1c1a)と交流端子(U)の袋ナット(Ub)の接合部(Ub2)の外周面(Ub2c)とを嵌合させることなく、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)のねじ穴(Ua1c)の内周面(Ua1c1)の下側部分(Ua1c1b)と交流端子(U)の袋ナット(Ub)の接合部(Ub2)の外周面(Ub2c)とを嵌合させることによって、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)と袋ナット(Ub)とを一体化させたことを特徴とする請求項9に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項11に記載の発明によれば、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)にテーパ状部(P1b2b1)と円筒状部(P1b2b2)とを形成し、
正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)の円筒状部(P1b2b2)をテーパ状部(P1b2b1)よりも下側に配置し、
正極端子(P1)の袋ナット(P1b)のナット部(P1b1)の雌ねじ部(P1b1c1a)に連続する雌ねじ部(P1b2b2a)を、接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)のテーパ状部(P1b2b1)に形成せず、円筒状部(P1b2b2)のみに形成し、
負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)にテーパ状部(N1b2b1)と円筒状部(N1b2b2)とを形成し、
負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)の円筒状部(N1b2b2)をテーパ状部(N1b2b1)よりも下側に配置し、
負極端子(N1)の袋ナット(N1b)のナット部(N1b1)の雌ねじ部(N1b1c1a)に連続する雌ねじ部(N1b2b2a)を、接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)のテーパ状部(N1b2b1)に形成せず、円筒状部(N1b2b2)のみに形成し、
交流端子(U)の袋ナット(Ub)の概略円筒状の接合部(Ub2)の内周面(Ub2b)にテーパ状部(Ub2b1)と円筒状部(Ub2b2)とを形成し、
交流端子(U)の袋ナット(Ub)の概略円筒状の接合部(Ub2)の内周面(Ub2b)の円筒状部(Ub2b2)をテーパ状部(Ub2b1)よりも下側に配置し、
交流端子(U)の袋ナット(Ub)のナット部(Ub1)の雌ねじ部(Ub1c1a)に連続する雌ねじ部(Ub2b2a)を、接合部(Ub2)の内周面(Ub2b)のテーパ状部(Ub2b1)に形成せず、円筒状部(Ub2b2)のみに形成したことを特徴とする請求項10に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項12に記載の発明によれば、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の中心軸線(P1b’)に垂直な断面内における袋ナット(P1b)のナット部(P1b1)の外周面(P1b1d)の形状を円形に設定し、
負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の中心軸線(N1b’)に垂直な断面内における袋ナット(N1b)のナット部(N1b1)の外周面(N1b1d)の形状を円形に設定し、
交流端子(U)の袋ナット(Ub)の中心軸線(Ub’)に垂直な断面内における袋ナット(Ub)のナット部(Ub1)の外周面(Ub1d)の形状を円形に設定したことを特徴とする請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1導体パターン(2UU1)と第2導体パターン(2UU2)と第3導体パターン(2UU3)とが、第1の方向に並べられて第1絶縁基板(2UU)の上面に形成されている。更に、第1導体パターン(2UU1)を隔てて第2導体パターン(2UU2)の反対側に第3導体パターン(2UU3)が配置されている。また、第1絶縁基板(2UU)の下面と放熱部材(1)の上面とが接合されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1IGBTチップ(QUUa)が第1ダイオードチップ(FWDUUa)よりも第3導体パターン(2UU3)の近くに位置するように、第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)が、第1の方向に並べられて第1導体パターン(2UU1)に搭載されている。また、第1IGBTチップ(QUUa)のコレクタ電極と第1導体パターン(2UU1)とが接続されている。更に、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のカソード電極と第1導体パターン(2UU1)とが接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、横長矩形の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第1ワイヤ(3UU1a)によって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のアノード電極と第2導体パターン(2UU2)とが接続されている。更に、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第2ワイヤ(3UU2a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のエミッタ電極と第2導体パターン(2UU2)とが接続されている。また、第1ワイヤ(3UU1a)より小さい断面積を有し、かつ、第1の方向に延びている第3ワイヤ(3UU3a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のゲート電極と第3導体パターン(2UU3)とが接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する正極端子(P1)と第1導体パターン(2UU1)とが接続されている。また、3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する第1交流端子(UU)と第2導体パターン(2UU2)とが接続されている。更に、3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する第1ゲート電極端子(GUU)と第3導体パターン(2UU3)とが接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、樹脂(4)により、放熱部材(1)の一部と第1絶縁基板(2UU)と第1IGBTチップ(QUUa)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UU2a)と第3ワイヤ(3UU3a)と正極端子(P1)の一部と第1交流端子(UU)の一部と第1ゲート電極端子(GUU)の一部とが樹脂封止されている。
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第1絶縁基板(2UU)に搭載された第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)が発生した熱の一部を、第1絶縁基板(2UU)側に伝熱し、放熱部材(1)を介してパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱することができる。
詳細には、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ワイヤ(3UU1a)の第2導体パターン(2UU2)側の端部を隔てて第1ダイオードチップ(FWDUUa)の反対側に、第2ワイヤ(3UU2a)の第2導体パターン(2UU2)側の端部が配置されている。また、第1ワイヤ(3UU1a)の上面の少なくとも一部と、第2ワイヤ(3UU2a)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、第2ワイヤ(3UU2a)の上面の少なくとも一部と、正極端子(P1)の下面の一部あるいは第1交流端子(UU)の下面の一部とが対向せしめられている。
その結果、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ダイオードチップ(FWDUUa)が発生した熱の一部が、第1ワイヤ(3UU1a)に伝熱され、次いで、第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UU2a)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UU2a)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UU2a)と正極端子(P1)または第1交流端子(UU)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、正極端子(P1)または第1交流端子(UU)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1IGBTチップ(QUUa)が発生した熱の一部が、第2ワイヤ(3UU2a)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UU2a)と正極端子(P1)または第1交流端子(UU)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、正極端子(P1)または第1交流端子(UU)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第1絶縁基板(2UU)に搭載された第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)が発生した熱の一部を、第1絶縁基板(2UU)の反対側に伝熱し、正極端子(P1)または第1交流端子(UU)を介してパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱することができる。
換言すれば、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)が発生した熱を、第1絶縁基板(2UU)の反対側に伝熱して放熱する効率を向上させることができる。
請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2IGBTチップ(QUUb)が第2ダイオードチップ(FWDUUb)よりも第3導体パターン(2UU3)の近くに位置するように、第2IGBTチップ(QUUb)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)が、第1の方向に並べられて第1導体パターン(2UU1)に搭載されている。また、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)が、第1の方向に垂直な第2の方向に並べられて第1導体パターン(2UU1)に搭載されている。更に、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)が、第2の方向に並べられて第1導体パターン(2UU1)に搭載されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2IGBTチップ(QUUb)のコレクタ電極と第1導体パターン(2UU1)とが接続されている。更に、第2ダイオードチップ(FWDUUb)のカソード電極と第1導体パターン(2UU1)とが接続されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第4ワイヤ(3UU1b)によって、第2ダイオードチップ(FWDUUb)のアノード電極と第2導体パターン(2UU2)とが接続されている。また、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第5ワイヤ(3UU2b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のエミッタ電極と第2導体パターン(2UU2)とが接続されている。更に、第3ワイヤ(3UU3a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第6ワイヤ(3UU3b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のゲート電極と第3導体パターン(2UU3)とが接続されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2ワイヤ(3UU2a)の上面の少なくとも一部と、第1交流端子(UU)の下面の一部とが対向せしめられている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第4ワイヤ(3UU1b)の第2導体パターン(2UU2)側の端部を隔てて第2ダイオードチップ(FWDUUb)の反対側に、第5ワイヤ(3UU2b)の第2導体パターン(2UU2)側の端部が配置されている。また、第4ワイヤ(3UU1b)の上面の少なくとも一部と、第5ワイヤ(3UU2b)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、第5ワイヤ(3UU2b)の上面の少なくとも一部と、正極端子(P1)の下面の一部とが対向せしめられている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、樹脂(4)により、放熱部材(1)の一部と第1絶縁基板(2UU)と第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)と第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UU2a)と第3ワイヤ(3UU3a)と第4ワイヤ(3UU1b)と第5ワイヤ(3UU2b)と第6ワイヤ(3UU3b)と正極端子(P1)の一部と第1交流端子(UU)の一部と第1ゲート電極端子(GUU)の一部とが、樹脂封止されている。
その結果、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ダイオードチップ(FWDUUa)が発生した熱の一部が、第1ワイヤ(3UU1a)に伝熱され、次いで、第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UU2a)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UU2a)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UU2a)と第1交流端子(UU)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第1交流端子(UU)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1IGBTチップ(QUUa)が発生した熱の一部が、第2ワイヤ(3UU2a)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UU2a)と第1交流端子(UU)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第1交流端子(UU)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2ダイオードチップ(FWDUUb)が発生した熱の一部が、第4ワイヤ(3UU1b)に伝熱され、次いで、第4ワイヤ(3UU1b)と第5ワイヤ(3UU2b)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第5ワイヤ(3UU2b)に伝熱され、次いで、第5ワイヤ(3UU2b)と正極端子(P1)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、正極端子(P1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2IGBTチップ(QUUb)が発生した熱の一部が、第5ワイヤ(3UU2b)に伝熱され、次いで、第5ワイヤ(3UU2b)と正極端子(P1)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、正極端子(P1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
そのため、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第1絶縁基板(2UU)に搭載された第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)が発生した熱の一部を、第1絶縁基板(2UU)の反対側に伝熱し、第1交流端子(UU)を介してパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱すると共に、第1絶縁基板(2UU)に搭載された第2IGBTチップ(QUUb)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)が発生した熱の一部を、第1絶縁基板(2UU)の反対側に伝熱し、正極端子(P1)を介してパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱することができる。
換言すれば、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)が発生した熱を、第1絶縁基板(2UU)の反対側に伝熱して放熱する効率を向上させると共に、第2IGBTチップ(QUUb)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)が発生した熱を、第1絶縁基板(2UU)の反対側に伝熱して放熱する効率を向上させることができる。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との第2の方向の中間位置で正極端子(P1)と第1導体パターン(2UU1)とが接続されている。更に、第2ワイヤ(3UU2a)の第2導体パターン(2UU2)側の端部と第5ワイヤ(3UU2b)の第2導体パターン(2UU2)側の端部との第2の方向の中間位置で第1交流端子(UU)と第2導体パターン(2UU2)とが接続されている。
そのため、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第1IGBTチップ(QUUa)のスイッチングのタイミングと第2IGBTチップ(QUUb)のスイッチングのタイミングとのずれを抑制することができる。
請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第4導体パターン(2UL1)と第5導体パターン(2UL2)と第6導体パターン(2UL3)とが、第1の方向に並べられて第2絶縁基板(2UL)の下面に形成されている。また、第4導体パターン(2UL1)を隔てて第5導体パターン(2UL2)の反対側に第6導体パターン(2UL3)が配置されている。更に、第2絶縁基板(2UL)の上面と放熱部材(1)の下面とが接合されている。
更に、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3IGBTチップ(QULa)が第3ダイオードチップ(FWDULa)よりも第6導体パターン(2UL3)の近くに位置するように、第3IGBTチップ(QULa)および第3ダイオードチップ(FWDULa)が、第1の方向に並べられて第4導体パターン(2UL1)に搭載されている。また、第3IGBTチップ(QULa)のコレクタ電極と第4導体パターン(2UL1)とが接続されている。更に、第3ダイオードチップ(FWDULa)のカソード電極と第4導体パターン(2UL1)とが接続されている。
また、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第4IGBTチップ(QULb)が第4ダイオードチップ(FWDULb)よりも第6導体パターン(2UL3)の近くに位置するように、第4IGBTチップ(QULb)および第4ダイオードチップ(FWDULb)が、第1の方向に並べられて第4導体パターン(2UL1)に搭載されている。更に、第3IGBTチップ(QULa)および第4IGBTチップ(QULb)が、第2の方向に並べられて第4導体パターン(2UL1)に搭載されている。
更に、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3ダイオードチップ(FWDULa)および第4ダイオードチップ(FWDULb)が、第2の方向に並べられて第4導体パターン(2UL1)に搭載されている。また、第4IGBTチップ(QULb)のコレクタ電極と第4導体パターン(2UL1)とが接続されている。更に、第4ダイオードチップ(FWDULb)のカソード電極と第4導体パターン(2UU1)とが接続されている。
また、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第7ワイヤ(3UL1a)によって、第3ダイオードチップ(FWDULa)のアノード電極と第5導体パターン(2UL2)とが接続されている。更に、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第8ワイヤ(3UL2a)によって、第3IGBTチップ(QULa)のエミッタ電極と第5導体パターン(2UL2)とが接続されている。また、第3ワイヤ(3UU3a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第9ワイヤ(3UL3a)によって、第3IGBTチップ(QULa)のゲート電極と第6導体パターン(2UL3)とが接続されている。
更に、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第10ワイヤ(3UL1b)によって、第4ダイオードチップ(FWDULb)のアノード電極と第5導体パターン(2UL2)とが接続されている。また、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第11ワイヤ(3UL2b)によって、第4IGBTチップ(QULb)のエミッタ電極と第5導体パターン(2UL2)とが接続されている。更に、第3ワイヤ(3UU3a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第12ワイヤ(3UL3b)によって、第4IGBTチップ(QULb)のゲート電極と第6導体パターン(2UL3)とが接続されている。
また、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する負極端子(N1)と第5導体パターン(2UL2)とが接続されている。更に、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する第2交流端子(UL)であって、第1交流端子(UU)に電気的に接続される第2交流端子(UL)と第4導体パターン(2UL1)とが接続されている。また、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する第2ゲート電極端子(GUL)と第6導体パターン(2UL3)とが接続されている。
更に、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第7ワイヤ(3UL1a)の第5導体パターン(2UL2)側の端部を隔てて第3ダイオードチップ(FWDULa)の反対側に、第8ワイヤ(3UL2a)の第5導体パターン(2UL2)側の端部が配置されている。また、第7ワイヤ(3UL1a)の下面の少なくとも一部と、第8ワイヤ(3UL2a)の上面の一部とが対向せしめられている。更に、第8ワイヤ(3UL2a)の下面の少なくとも一部と、負極端子(N1)の上面の一部とが対向せしめられている。
また、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第10ワイヤ(3UL1b)の第5導体パターン(2UL2)側の端部を隔てて第4ダイオードチップ(FWDULb)の反対側に、第11ワイヤ(3UL2b)の第5導体パターン(2UL2)側の端部が配置されている。更に、第10ワイヤ(3UL1b)の下面の少なくとも一部と、第11ワイヤ(3UL2b)の上面の一部とが対向せしめられている。また、第11ワイヤ(3UL2b)の下面の少なくとも一部と、第2交流端子(UL)の上面の一部とが対向せしめられている。
更に、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、樹脂(4)により、放熱部材(1)の一部と第1絶縁基板(2UU)と第2絶縁基板(2UL)と第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)と第3IGBTチップ(QULa)と第4IGBTチップ(QULb)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)と第3ダイオードチップ(FWDULa)と第4ダイオードチップ(FWDULb)と第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UU2a)と第3ワイヤ(3UU3a)と第4ワイヤ(3UU1b)と第5ワイヤ(3UU2b)と第6ワイヤ(3UU3b)と第7ワイヤ(3UL1a)と第8ワイヤ(3UL2a)と第9ワイヤ(3UL3a)と第10ワイヤ(3UL1b)と第11ワイヤ(3UL2b)と第12ワイヤ(3UL3b)と正極端子(P1)の一部と負極端子(N1)の一部と第1交流端子(UU)の一部と第2交流端子(UL)の一部と第1ゲート電極端子(GUU)の一部と第2ゲート電極端子(GUL)の一部とが樹脂封止されている。
その結果、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3ダイオードチップ(FWDULa)が発生した熱の一部が、第7ワイヤ(3UL1a)に伝熱され、次いで、第7ワイヤ(3UL1a)と第8ワイヤ(3UL2a)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第8ワイヤ(3UL2a)に伝熱され、次いで、第8ワイヤ(3UL2a)と負極端子(N1)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、負極端子(N1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
また、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3IGBTチップ(QULa)が発生した熱の一部が、第8ワイヤ(3UL2a)に伝熱され、次いで、第8ワイヤ(3UL2a)と負極端子(N1)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、負極端子(N1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
更に、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第4ダイオードチップ(FWDULb)が発生した熱の一部が、第10ワイヤ(3UL1b)に伝熱され、次いで、第10ワイヤ(3UL1b)と第11ワイヤ(3UL2b)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第11ワイヤ(3UL2b)に伝熱され、次いで、第11ワイヤ(3UL2b)と第2交流端子(UL)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第2交流端子(UL)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
また、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第4IGBTチップ(QULb)が発生した熱の一部が、第11ワイヤ(3UL2b)に伝熱され、次いで、第11ワイヤ(3UL2b)と第2交流端子(UL)との間に位置する樹脂(4)に伝熱され、次いで、第2交流端子(UL)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
そのため、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第2絶縁基板(2UL)に搭載された第3IGBTチップ(QULa)および第3ダイオードチップ(FWDULa)が発生した熱の一部を、第2絶縁基板(2UL)の反対側に伝熱し、負極端子(N1)を介してパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱すると共に、第2絶縁基板(2UL)に搭載された第4IGBTチップ(QULb)および第4ダイオードチップ(FWDULb)が発生した熱の一部を、第2絶縁基板(2UL)の反対側に伝熱し、第2交流端子(UL)を介してパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱することができる。
換言すれば、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第3IGBTチップ(QULa)および第3ダイオードチップ(FWDULa)が発生した熱を、第2絶縁基板(2UL)の反対側に伝熱して放熱する効率を向上させると共に、第4IGBTチップ(QULb)および第4ダイオードチップ(FWDULb)が発生した熱を、第2絶縁基板(2UL)の反対側に伝熱して放熱する効率を向上させることができる。
更に、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3IGBTチップ(QULa)と第4IGBTチップ(QULb)との第2の方向の中間位置で第2交流端子(UL)と第4導体パターン(2UL1)とが接続されている。また、第8ワイヤ(3UL2a)の第5導体パターン(2UL2)側の端部と第11ワイヤ(3UL2b)の第5導体パターン(2UL2)側の端部との第2の方向の中間位置で負極端子(N1)と第5導体パターン(2UL2)とが接続されている。
そのため、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第3IGBTチップ(QULa)のスイッチングのタイミングと第4IGBTチップ(QULb)のスイッチングのタイミングとのずれを抑制することができる。
また、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、ねじ穴(P1a1c)が形成された上側水平部分(P1a1)と、その上側水平部分(P1a1)に隣接する鉛直部分(P1a2)と、その鉛直部分(P1a2)に隣接する下側水平部分(P1a3)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部(P1a)と、下側が閉じているねじ穴(P1b1c)を有する袋ナット(P1b)とが正極端子(P1)に設けられている。更に、ナットとしての機能を有するナット部(P1b1)と、折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)に接合するためにナット部(P1b1)の上面(P1b1a)から上側に延びている概略円筒状の接合部(P1b2)とが、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)に形成されている。
更に、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、ねじ穴(N1a1c)が形成された下側水平部分(N1a1)と、その下側水平部分(N1a1)に隣接する鉛直部分(N1a2)と、その鉛直部分(N1a2)に隣接する上側水平部分(N1a3)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部(N1a)と、上側が閉じているねじ穴(N1b1c)を有する袋ナット(N1b)とが負極端子(N1)に設けられている。また、ナットとしての機能を有するナット部(N1b1)と、折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)に接合するためにナット部(N1b1)の下面(N1b1a)から下側に延びている概略円筒状の接合部(N1b2)とが、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)に形成されている。
また、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)に対して正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)を圧入することによって正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とを一体化させ、かつ、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)に対して負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)を圧入することによって負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とを一体化させた状態で、樹脂封止が行われている。
そのため、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とが樹脂封止されると共に、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とが樹脂封止される時に、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とを別個に成形用金型に固定し、かつ、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とを別個に成形用金型に固定する必要がない。
つまり、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とが樹脂封止されると共に、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とが樹脂封止される時に、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)および負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)が成形用金型に対して固定されると、それに伴って、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)および負極端子(N1)の袋ナット(N1b)も成形用金型に対して固定される。
その結果、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、ナットが成形用金型内で移動してしまうことに伴う成形不良のおそれを低減することができる。
更に、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の下面(P1b1b)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の上面(N1b1b)との間に、放熱部材(1)が配置されていない。
そのため、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の下面(P1b1b)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の上面(N1b1b)との間に放熱部材(1)が配置されている場合よりも、パワー半導体モジュール(100)全体の上下方向寸法を小型化することができる。
また、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の下面(P1b1b)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の上面(N1b1b)との間に、樹脂(4)が配置されている。
そのため、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の下面(P1b1b)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の上面(N1b1b)との間に空間が残されてしまう場合よりも、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の下面(P1b1b)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の上面(N1b1b)との間の絶縁性を向上させることができる。
請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)の厚さ(TP1a1)が、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の長さ(LP1b2)よりも大きく設定されている。更に、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)の内周面(P1a1c1)の上側部分(P1a1c1a)と正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の接合部(P1b2)の外周面(P1b2c)とを嵌合させることなく、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)の内周面(P1a1c1)の下側部分(P1a1c1b)と正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の接合部(P1b2)の外周面(P1b2c)とを嵌合させることによって、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とが一体化せしめられている。
また、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)では、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)の厚さ(TN1a1)が、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の長さ(LN1b2)よりも大きく設定されている。更に、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)の内周面(N1a1c1)の下側部分(N1a1c1a)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の接合部(N1b2)の外周面(N1b2c)とを嵌合させることなく、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)の内周面(N1a1c1)の上側部分(N1a1c1b)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の接合部(N1b2)の外周面(N1b2c)とを嵌合させることによって、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とが一体化せしめられている。
そのため、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)が正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)の上側表面(P1a1a)よりも上側に突出するのに伴って、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)の上側表面(P1a1a)とブスバーの下側表面とを密着させることができなくなったり、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)が負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)の下側表面(N1a1a)よりも下側に突出するのに伴って、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)の下側表面(N1a1a)とブスバーの上側表面とを密着させることができなくなったりするおそれを回避することができる。
更に、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、一体化せしめられた正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)および袋ナット(P1b)を成形用金型に固定すると共に、一体化せしめられた負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)および袋ナット(N1b)を成形用金型に固定する時に、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)の内周面(P1a1c1)の上側部分(P1a1c1a)を、成形用金型に対する正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)および袋ナット(P1b)の位置決めなどに利用したり、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)の内周面(N1a1c1)の下側部分(N1a1c1a)を、成形用金型に対する負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)および袋ナット(N1b)の位置決めなどに利用したりすることができる。
請求項5に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)にテーパ状部(P1b2b1)と円筒状部(P1b2b2)とが形成されている。また、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)の円筒状部(P1b2b2)が、テーパ状部(P1b2b1)よりも下側に配置されている。更に、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)のナット部(P1b1)の雌ねじ部(P1b1c1a)に連続する雌ねじ部(P1b2b2a)が、円筒状部(P1b2b2)に形成されている。
そのため、請求項5に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、雌ねじ部(P1b2b2a)が正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)の円筒状部(P1b2b2)に形成されていない場合よりも、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)に対してブスバーを固定するためのボルトの雄ねじ部のねじ山部と螺合する袋ナット(P1b)の雌ねじ部(P1b1c1a,P1b2b2a)のねじ山部の数を増加させることができる。
更に、請求項5に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)のナット部(P1b1)の雌ねじ部(P1b1c1a)に連続する雌ねじ部(P1b2b2a)が、接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)のテーパ状部(P1b2b1)に形成されていない。
そのため、請求項5に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、一体化せしめられた正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)および袋ナット(P1b)を成形用金型に固定する時に、袋ナット(P1b)の接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)のテーパ状部(P1b2b1)を、成形用金型に対する正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)および袋ナット(P1b)の位置決めなどに利用することができる。
また、請求項5に記載のパワー半導体モジュール(100)では、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)にテーパ状部(N1b2b1)と円筒状部(N1b2b2)とが形成されている。更に、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)の円筒状部(N1b2b2)が、テーパ状部(N1b2b1)よりも上側に配置されている。また、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)のナット部(N1b1)の雌ねじ部(N1b1c1a)に連続する雌ねじ部(N1b2b2a)が、円筒状部(N1b2b2)に形成されている。
そのため、請求項5に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、雌ねじ部(N1b2b2a)が負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)の円筒状部(N1b2b2)に形成されていない場合よりも、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)に対してブスバーを固定するためのボルトの雄ねじ部のねじ山部と螺合する袋ナット(N1b)の雌ねじ部(N1b1c1a,N1b2b2a)のねじ山部の数を増加させることができる。
更に、請求項5に記載のパワー半導体モジュール(100)では、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)のナット部(N1b1)の雌ねじ部(N1b1c1a)に連続する雌ねじ部(N1b2b2a)が、接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)のテーパ状部(N1b2b1)に形成されていない。
そのため、請求項5に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、一体化せしめられた負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)および袋ナット(N1b)を成形用金型に固定する時に、袋ナット(N1b)の接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)のテーパ状部(N1b2b1)を、成形用金型に対する負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)および袋ナット(N1b)の位置決めなどに利用することができる。
請求項6に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の中心軸線(P1b’)に垂直な断面内における袋ナット(P1b)のナット部(P1b1)の外周面(P1b1d)の形状が円形に設定されている。
そのため、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)に対する袋ナット(P1b)のナット部(P1b1)の周方向の回転位置を管理する必要なく、袋ナット(P1b)の周りの樹脂(4)の袋ナット(P1b)の径方向の肉厚を薄くすることによってパワー半導体モジュール(100)全体を小型化することができる。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(100)では、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の中心軸線(N1b’)に垂直な断面内における袋ナット(N1b)のナット部(N1b1)の外周面(N1b1d)の形状が円形に設定されている。
そのため、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の下側水平部分(N1a1)に対する袋ナット(N1b)のナット部(N1b1)の周方向の回転位置を管理する必要なく、袋ナット(N1b)の周りの樹脂(4)の袋ナット(N1b)の径方向の肉厚を薄くすることによってパワー半導体モジュール(100)全体を小型化することができる。
請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1導体パターン(2Ua)と第2導体パターン(2Ub)と第3導体パターン(2Uc)と第4導体パターン(2Ud)と第5導体パターン(2Ue)とが、第1の方向に並べられて絶縁基板(2U)の上面に形成されている。また、第2導体パターン(2Ub)を隔てて第1導体パターン(2Ua)の反対側に第3導体パターン(2Uc)が配置されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1導体パターン(2Ua)を隔てて第2導体パターン(2Ub)の反対側に第4導体パターン(2Ud)が配置されている。また、第3導体パターン(2Uc)を隔てて第2導体パターン(2Ub)の反対側に第5導体パターン(2Ue)が配置されている。更に、絶縁基板(2U)の下面と放熱部材(1)の上面とが接合されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1IGBTチップ(QUUa)が第1ダイオードチップ(FWDUUa)よりも第4導体パターン(2Ud)の近くに位置するように、第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)が、第1の方向に並べられて第1導体パターン(2Ua)に搭載されている。更に、第1IGBTチップ(QUUa)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。また、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2IGBTチップ(QULa)が第2ダイオードチップ(FWDULa)よりも第1導体パターン(2Ua)の近くに位置するように、第2IGBTチップ(QULa)および第2ダイオードチップ(FWDULa)が、第1の方向に並べられて第2導体パターン(2Ub)に搭載されている。また、第2IGBTチップ(QULa)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。更に、第2ダイオードチップ(FWDULa)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、横長矩形の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第1ワイヤ(3UU1a)によって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。更に、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第2ワイヤ(3UL1a)によって、第2ダイオードチップ(FWDULa)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。また、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第3ワイヤ(3UU2a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第4ワイヤ(3UL2a)によって、第2IGBTチップ(QULa)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。また、第1ワイヤ(3UU1a)より小さい断面積を有し、かつ、第1の方向に延びている第5ワイヤ(3UU3a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とが接続されている。更に、第5ワイヤ(3UU3a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第6ワイヤ(3UL3a)によって、第2IGBTチップ(QULa)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とが接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する正極端子(P1)と、3相インバータ回路のU相(PU)の一部を構成する交流端子(U)と、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する負極端子(N1)と、3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する第1ゲート電極端子(GUU)と、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する第2ゲート電極端子(GUL)とを支持する外囲ケース(5)が、放熱部材(1)に接合されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)と第1導体パターン(2Ua)とが電気的に接続されている。また、交流端子(U)と第2導体パターン(2Ub)とが電気的に接続されている。更に、負極端子(N1)と第3導体パターン(2Uc)とが電気的に接続されている。また、第1ゲート電極端子(GUU)と第4導体パターン(2Ud)とが電気的に接続されている。更に、第2ゲート電極端子(GUL)と第5導体パターン(2Ue)とが電気的に接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、外囲ケース(5)内に充填されたゲル状樹脂によって、放熱部材(1)の一部と絶縁基板(2U)と第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QULa)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDULa)と第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UL1a)と第3ワイヤ(3UU2a)と第4ワイヤ(3UL2a)と第5ワイヤ(3UU3a)と第6ワイヤ(3UL3a)と正極端子(P1)の一部と交流端子(UU)の一部と負極端子(N1)の一部と第1ゲート電極端子(GUU)の一部と第2ゲート電極端子(GUL)の一部とが封止されている。
そのため、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、絶縁基板(2U)に搭載された第1IGBTチップ(QUUa)、第2IGBTチップ(QULa)、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第2ダイオードチップ(FWDULa)が発生した熱の一部を、絶縁基板(2U)側に伝熱し、放熱部材(1)を介してパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱することができる。
詳細には、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ワイヤ(3UU1a)の第2導体パターン(2Ub)側の端部を隔てて第1ダイオードチップ(FWDUUa)の反対側に、第3ワイヤ(3UU2a)の第2導体パターン(2Ub)側の端部が配置されている。また、第1ワイヤ(3UU1a)の上面の少なくとも一部と、第3ワイヤ(3UU2a)の下面の一部とが対向せしめられている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2ワイヤ(3UL1a)の第3導体パターン(2Uc)側の端部を隔てて第2ダイオードチップ(FWDULa)の反対側に、第4ワイヤ(3UL2a)の第3導体パターン(2Uc)側の端部が配置されている。また、第2ワイヤ(3UL1a)の上面の少なくとも一部と、第4ワイヤ(3UL2a)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、第3ワイヤ(3UU2a)の上面および第4ワイヤ(3UL2a)の上面の少なくとも一部と、正極端子(P1)の下面の一部あるいは負極端子(N1)の下面の一部とが対向せしめられている。
その結果、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ダイオードチップ(FWDUUa)が発生した熱の一部が、第1ワイヤ(3UU1a)に伝熱され、次いで、第1ワイヤ(3UU1a)と第3ワイヤ(3UU2a)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、第3ワイヤ(3UU2a)に伝熱され、次いで、第3ワイヤ(3UU2a)と正極端子(P1)または負極端子(N1)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子(P1)または負極端子(N1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1IGBTチップ(QUUa)が発生した熱の一部が、第3ワイヤ(3UU2a)に伝熱され、次いで、第3ワイヤ(3UU2a)と正極端子(P1)または負極端子(N1)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子(P1)または負極端子(N1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2ダイオードチップ(FWDULa)が発生した熱の一部が、第2ワイヤ(3UL1a)に伝熱され、次いで、第2ワイヤ(3UL1a)と第4ワイヤ(3UL2a)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、第4ワイヤ(3UL2a)に伝熱され、次いで、第4ワイヤ(3UL2a)と正極端子(P1)または負極端子(N1)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子(P1)または負極端子(N1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2IGBTチップ(QULa)が発生した熱の一部が、第4ワイヤ(3UL2a)に伝熱され、次いで、第4ワイヤ(3UL2a)と正極端子(P1)または負極端子(N1)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子(P1)または負極端子(N1)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
そのため、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、絶縁基板(2U)に搭載された第1IGBTチップ(QUUa)、第2IGBTチップ(QULa)、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第2ダイオードチップ(FWDULa)が発生した熱の一部を、絶縁基板(2U)の反対側に伝熱し、正極端子(P1)または負極端子(N1)を介してパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱することができる。
換言すれば、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第1IGBTチップ(QUUa)、第2IGBTチップ(QULa)、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第2ダイオードチップ(FWDULa)が発生した熱を、絶縁基板(2U)の反対側に伝熱して放熱する効率を向上させることができる。
請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3IGBTチップ(QUUb)が第3ダイオードチップ(FWDUUb)よりも第4導体パターン(2Ud)の近くに位置するように、第3IGBTチップ(QUUb)および第3ダイオードチップ(FWDUUb)が、第1の方向に並べられて第1導体パターン(2Ua)に搭載されている。また、第1IGBTチップ(QUUa)および第3IGBTチップ(QUUb)が、第1の方向に垂直な第2の方向に並べられて第1導体パターン(2Ua)に搭載されている。
更に、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第3ダイオードチップ(FWDUUb)が、第2の方向に並べられて第1導体パターン(2Ua)に搭載されている。また、第3IGBTチップ(QUUb)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。更に、第3ダイオードチップ(FWDUUb)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。
また、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第4IGBTチップ(QULb)が第4ダイオードチップ(FWDULb)よりも第1導体パターン(2Ua)の近くに位置するように、第4IGBTチップ(QULb)および第4ダイオードチップ(FWDULb)が、第1の方向に並べられて第2導体パターン(2Ub)に搭載されている。また、第2IGBTチップ(QULa)および第4IGBTチップ(QULb)が、第2の方向に並べられて第2導体パターン(2Ub)に搭載されている。
更に、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2ダイオードチップ(FWDULa)および第4ダイオードチップ(FWDULb)が、第2の方向に並べられて第2導体パターン(2Ub)に搭載されている。また、第4IGBTチップ(QULb)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。更に、第4ダイオードチップ(FWDULb)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
また、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第7ワイヤ(3UU1b)によって、第3ダイオードチップ(FWDUUb)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。更に、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第8ワイヤ(3UL1b)によって、第4ダイオードチップ(FWDULb)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。また、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第9ワイヤ(3UU2b)によって、第3IGBTチップ(QUUb)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
更に、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ワイヤ(3UU1a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第10ワイヤ(3UL2b)によって、第4IGBTチップ(QULb)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。また、第3ワイヤ(3UU3a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第11ワイヤ(3UU3b)によって、第3IGBTチップ(QUUb)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とが接続されている。更に、第3ワイヤ(3UU3a)と同一の断面形状を有し、かつ、第1の方向に延びている第12ワイヤ(3UL3b)によって、第4IGBTチップ(QULb)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とが接続されている。
また、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、外囲ケース(5)内に充填されたゲル状樹脂によって、放熱部材(1)の一部と絶縁基板(2U)と第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QULa)と第3IGBTチップ(QUUb)と第4IGBTチップ(QULb)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDULa)と第3ダイオードチップ(FWDUUb)と第4ダイオードチップ(FWDULb)と第1ワイヤ(3UU1a)と第2ワイヤ(3UL1a)と第3ワイヤ(3UU2a)と第4ワイヤ(3UL2a)と第5ワイヤ(3UU3a)と第6ワイヤ(3UL3a)と第7ワイヤ(3UU1b)と第8ワイヤ(3UL1b)と第9ワイヤ(3UU2b)と第10ワイヤ(3UL2b)と第11ワイヤ(3UU3b)と第12ワイヤ(3UL3b)と正極端子(P1)の一部と交流端子(UU)の一部と負極端子(N1)の一部と第1ゲート電極端子(GUU)の一部と第2ゲート電極端子(GUL)の一部とが封止されている。
更に、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第7ワイヤ(3UU1b)の第2導体パターン(2Ub)側の端部を隔てて第3ダイオードチップ(FWDUUb)の反対側に、第9ワイヤ(3UU2b)の第2導体パターン(2Ub)側の端部が配置されている。また、第7ワイヤ(3UU1b)の上面の少なくとも一部と、第9ワイヤ(3UU2b)の下面の一部とが対向せしめられている。
また、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第8ワイヤ(3UL1b)の第3導体パターン(2Uc)側の端部を隔てて第4ダイオードチップ(FWDULb)の反対側に、第10ワイヤ(3UL2b)の第3導体パターン(2Uc)側の端部が配置されている。更に、第8ワイヤ(3UL1b)の上面の少なくとも一部と、第10ワイヤ(3UL2b)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、第9ワイヤ(3UU2b)の上面および第10ワイヤ(3UL2b)の上面の少なくとも一部と、交流端子(U)の下面の一部とが対向せしめられている。
その結果、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3ダイオードチップ(FWDUUb)が発生した熱の一部が、第7ワイヤ(3UU1b)に伝熱され、次いで、第7ワイヤ(3UU1b)と第9ワイヤ(3UU2b)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、第9ワイヤ(3UU2b)に伝熱され、次いで、第9ワイヤ(3UU2b)と交流端子(U)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子(U)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
更に、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3IGBTチップ(QUUb)が発生した熱の一部が、第9ワイヤ(3UU2b)に伝熱され、次いで、第9ワイヤ(3UU2b)と交流端子(U)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子(U)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
また、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第4ダイオードチップ(FWDULb)が発生した熱の一部が、第8ワイヤ(3UL1b)に伝熱され、次いで、第8ワイヤ(3UL1b)と第10ワイヤ(3UL2b)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、第10ワイヤ(3UL2b)に伝熱され、次いで、第10ワイヤ(3UL2b)と交流端子(U)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子(U)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
更に、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第4IGBTチップ(QULb)が発生した熱の一部が、第10ワイヤ(3UL2b)に伝熱され、次いで、第10ワイヤ(3UL2b)と交流端子(U)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子(U)に伝熱されてパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱される。
そのため、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、絶縁基板(2U)に搭載された第3IGBTチップ(QUUb)、第4IGBTチップ(QULb)、第3ダイオードチップ(FWDUUb)および第4ダイオードチップ(FWDULb)が発生した熱の一部を、絶縁基板(2U)の反対側に伝熱し、交流端子(U)を介してパワー半導体モジュール(100)の外部に放熱することができる。
換言すれば、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第3IGBTチップ(QUUb)、第4IGBTチップ(QULb)、第3ダイオードチップ(FWDUUb)および第4ダイオードチップ(FWDULb)が発生した熱を、絶縁基板(2U)の反対側に伝熱して放熱する効率を向上させることができる。
また、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1IGBTチップ(QUUa)と第3IGBTチップ(QUUb)との第2の方向の中間位置で正極端子(P1)と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。更に、第3ワイヤ(3UU2a)の第2導体パターン(2Ub)側の端部と第9ワイヤ(3UU2b)の第2導体パターン(2Ub)側の端部との第2の方向の中間位置で交流端子(U)と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
そのため、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第1IGBTチップ(QUUa)のスイッチングのタイミングと第3IGBTチップ(QUUb)のスイッチングのタイミングとのずれを抑制することができる。
更に、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2IGBTチップ(QULa)と第4IGBTチップ(QULb)との第2の方向の中間位置で交流端子(U)と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。また、第4ワイヤ(3UL2a)の第3導体パターン(2Uc)側の端部と第10ワイヤ(3UL2b)の第3導体パターン(2Uc)側の端部との第2の方向の中間位置で負極端子(N1)と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。
そのため、請求項8に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第2IGBTチップ(QULa)のスイッチングのタイミングと第4IGBTチップ(QULb)のスイッチングのタイミングとのずれを抑制することができる。
請求項9に記載のパワー半導体モジュール(100)では、ねじ穴(P1a1c)が形成された上側水平部分(P1a1)と、その上側水平部分(P1a1)に隣接する鉛直部分(P1a2)と、下側水平部分(P1a3)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部(P1a)と、下側が閉じているねじ穴(P1b1c)を有する袋ナット(P1b)とが正極端子(P1)に設けられている。また、ナットとしての機能を有するナット部(P1b1)と、折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)に接合するためにナット部(P1b1)の上面(P1b1a)から上側に延びている概略円筒状の接合部(P1b2)とが、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)に形成されている。
更に、請求項9に記載のパワー半導体モジュール(100)では、ねじ穴(N1a1c)が形成された上側水平部分(N1a1)と、その上側水平部分(N1a1)に隣接する鉛直部分(N1a2)と、下側水平部分(N1a3)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部(N1a)と、下側が閉じているねじ穴(N1b1c)を有する袋ナット(N1b)とが負極端子(N1)に設けられている。また、ナットとしての機能を有するナット部(N1b1)と、折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)に接合するためにナット部(N1b1)の上面(N1b1a)から上側に延びている概略円筒状の接合部(N1b2)とが、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)に形成されている。
また、請求項9に記載のパワー半導体モジュール(100)では、ねじ穴(Ua1c)が形成された上側水平部分(Ua1)と、その上側水平部分(Ua1)に隣接する鉛直部分(Ua2)と、下側水平部分(Ua3)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部(Ua)と、下側が閉じているねじ穴(Ub1c)を有する袋ナット(Ub)とが交流端子(U)に設けられている。更に、ナットとしての機能を有するナット部(Ub1)と、折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)に接合するためにナット部(Ub1)の上面(Ub1a)から上側に延びている概略円筒状の接合部(Ub2)とが、交流端子(U)の袋ナット(Ub)に形成されている。
更に、請求項9に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)に対して正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)を圧入することによって正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とを一体化させ、かつ、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)に対して負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)を圧入することによって負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とを一体化させ、かつ、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)のねじ穴(Ua1c)に対して負極端子(U)の袋ナット(Ub)の概略円筒状の接合部(Ub2)を圧入することによって交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)と袋ナット(Ub)とを一体化させた状態で、外囲ケース(5)に支持されている。
そのため、請求項9に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とが樹脂封止され、かつ、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とが樹脂封止されると共に、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)と袋ナット(Ub)とが樹脂封止される時に、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とを別個に成形用金型に固定し、かつ、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とを別個に成形用金型に固定し、かつ、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)と袋ナット(Ub)とを別個に成形用金型に固定する必要がない。
つまり、請求項9に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とが樹脂封止され、かつ、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とが樹脂封止されると共に、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)と袋ナット(Ub)とが樹脂封止される時に、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)および交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)が成形用金型に対して固定されると、それに伴って、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)および交流端子(U)の袋ナット(Ub)も成形用金型に対して固定される。
その結果、請求項9に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、ナットが成形用金型内で移動してしまうことに伴う成形不良のおそれを低減することができる。
また、請求項9に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の下面(P1b1b)と放熱部材(1)の上面との間、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の下面(N1b1b)と放熱部材(1)の上面との間、および、交流端子(U)の袋ナット(Ub)の下面(Ub1b)と放熱部材(1)の上面との間に、外囲ケース(5)の樹脂が配置されている。
そのため、請求項9に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の下面(P1b1b)と放熱部材(1)の上面との間、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の下面(N1b1b)と放熱部材(1)の上面との間、および、交流端子(U)の袋ナット(Ub)の下面(Ub1b)と放熱部材(1)の上面との間に空間が残されてしまう場合よりも、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の下面(P1b1b)と放熱部材(1)の上面との間、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の下面(N1b1b)と放熱部材(1)の上面との間、および、交流端子(U)の袋ナット(Ub)の下面(Ub1b)と放熱部材(1)の上面との間の絶縁性を向上させることができる。
請求項10に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)の厚さ(TP1a1)が、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の長さ(LP1b2)よりも大きく設定されている。また、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)の内周面(P1a1c1)の上側部分(P1a1c1a)と正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の接合部(P1b2)の外周面(P1b2c)とを嵌合させることなく、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)の内周面(P1a1c1)の下側部分(P1a1c1b)と正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の接合部(P1b2)の外周面(P1b2c)とを嵌合させることによって、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)と袋ナット(P1b)とが一体化せしめられている。
更に、請求項10に記載のパワー半導体モジュール(100)では、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)の厚さ(TN1a1)が、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の長さ(LN1b2)よりも大きく設定されている。また、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)の内周面(N1a1c1)の上側部分(N1a1c1a)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の接合部(N1b2)の外周面(N1b2c)とを嵌合させることなく、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)の内周面(N1a1c1)の下側部分(N1a1c1b)と負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の接合部(N1b2)の外周面(N1b2c)とを嵌合させることによって、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)と袋ナット(N1b)とが一体化せしめられている。
また、請求項10に記載のパワー半導体モジュール(100)では、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)の厚さ(TUa1)が、負極端子(U)の袋ナット(Ub)の概略円筒状の接合部(Ub2)の長さ(LUb2)よりも大きく設定されている。更に、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)のねじ穴(Ua1c)の内周面(Ua1c1)の上側部分(Ua1c1a)と交流端子(U)の袋ナット(Ub)の接合部(Ub2)の外周面(Ub2c)とを嵌合させることなく、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)のねじ穴(Ua1c)の内周面(Ua1c1)の下側部分(Ua1c1b)と交流端子(U)の袋ナット(Ub)の接合部(Ub2)の外周面(Ub2c)とを嵌合させることによって、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)と袋ナット(Ub)とが一体化せしめられている。
そのため、請求項10に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)が正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)の上側表面(P1a1a)よりも上側に突出するのに伴って、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)の上側表面(P1a1a)とブスバーの下側表面とを密着させることができなくなったり、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)が負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)の上側表面(N1a1a)よりも上側に突出するのに伴って、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)の上側表面(N1a1a)とブスバーの下側表面とを密着させることができなくなったり、交流端子(U)の袋ナット(Ub)の概略円筒状の接合部(Ub2)が交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)の上側表面(Ua1a)よりも上側に突出するのに伴って、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)の上側表面(Ua1a)とブスバーの下側表面とを密着させることができなくなったりするおそれを回避することができる。
更に、請求項10に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、一体化せしめられた正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)および袋ナット(P1b)を成形用金型に固定し、かつ、一体化せしめられた負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)および袋ナット(N1b)を成形用金型に固定すると共に、一体化せしめられた交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)および袋ナット(Ub)を成形用金型に固定する時に、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)のねじ穴(P1a1c)の内周面(P1a1c1)の上側部分(P1a1c1a)を、成形用金型に対する正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)および袋ナット(P1b)の位置決めなどに利用したり、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)のねじ穴(N1a1c)の内周面(N1a1c1)の上側部分(N1a1c1a)を、成形用金型に対する負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)および袋ナット(N1b)の位置決めなどに利用したり、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)のねじ穴(Ua1c)の内周面(Ua1c1)の上側部分(Ua1c1a)を、成形用金型に対する交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)および袋ナット(Ub)の位置決めなどに利用したりすることができる。
請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)にテーパ状部(P1b2b1)と円筒状部(P1b2b2)とが形成されている。更に、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)の円筒状部(P1b2b2)が、テーパ状部(P1b2b1)よりも下側に配置されている。また、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)のナット部(P1b1)の雌ねじ部(P1b1c1a)に連続する雌ねじ部(P1b2b2a)が、円筒状部(P1b2b2)に形成されている。
そのため、請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、雌ねじ部(P1b2b2a)が正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の概略円筒状の接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)の円筒状部(P1b2b2)に形成されていない場合よりも、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)に対してブスバーを固定するためのボルトの雄ねじ部のねじ山部と螺合する袋ナット(P1b)の雌ねじ部(P1b1c1a,P1b2b2a)のねじ山部の数を増加させることができる。
また、請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)のナット部(P1b1)の雌ねじ部(P1b1c1a)に連続する雌ねじ部(P1b2b2a)が、接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)のテーパ状部(P1b2b1)に形成されていない。
そのため、請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、一体化せしめられた正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)および袋ナット(P1b)を成形用金型に固定する時に、袋ナット(P1b)の接合部(P1b2)の内周面(P1b2b)のテーパ状部(P1b2b1)を、成形用金型に対する正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)および袋ナット(P1b)の位置決めなどに利用することができる。
更に、請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)では、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)にテーパ状部(N1b2b1)と円筒状部(N1b2b2)とが形成されている。また、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)の円筒状部(N1b2b2)が、テーパ状部(N1b2b1)よりも下側に配置されている。更に、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)のナット部(N1b1)の雌ねじ部(N1b1c1a)に連続する雌ねじ部(N1b2b2a)が、円筒状部(N1b2b2)に形成されている。
そのため、請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、雌ねじ部(N1b2b2a)が負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の概略円筒状の接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)の円筒状部(N1b2b2)に形成されていない場合よりも、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)に対してブスバーを固定するためのボルトの雄ねじ部のねじ山部と螺合する袋ナット(N1b)の雌ねじ部(N1b1c1a,N1b2b2a)のねじ山部の数を増加させることができる。
また、請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)では、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)のナット部(N1b1)の雌ねじ部(N1b1c1a)に連続する雌ねじ部(N1b2b2a)が、接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)のテーパ状部(N1b2b1)に形成されていない。
そのため、請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、一体化せしめられた負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)および袋ナット(N1b)を成形用金型に固定する時に、袋ナット(N1b)の接合部(N1b2)の内周面(N1b2b)のテーパ状部(N1b2b1)を、成形用金型に対する負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)および袋ナット(N1b)の位置決めなどに利用することができる。
更に、請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)では、交流端子(U)の袋ナット(Ub)の概略円筒状の接合部(Ub2)の内周面(Ub2b)にテーパ状部(Ub2b1)と円筒状部(Ub2b2)とが形成されている。また、交流端子(U)の袋ナット(Ub)の概略円筒状の接合部(Ub2)の内周面(Ub2b)の円筒状部(Ub2b2)が、テーパ状部(Ub2b1)よりも下側に配置されている。更に、交流端子(U)の袋ナット(Ub)のナット部(Ub1)の雌ねじ部(Ub1c1a)に連続する雌ねじ部(Ub2b2a)が、円筒状部(Ub2b2)に形成されている。
そのため、請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、雌ねじ部(Ub2b2a)が交流端子(U)の袋ナット(Ub)の概略円筒状の接合部(Ub2)の内周面(Ub2b)の円筒状部(Ub2b2)に形成されていない場合よりも、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)に対してブスバーを固定するためのボルトの雄ねじ部のねじ山部と螺合する袋ナット(Ub)の雌ねじ部(Ub1c1a,Ub2b2a)のねじ山部の数を増加させることができる。
また、請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)では、交流端子(U)の袋ナット(Ub)のナット部(Ub1)の雌ねじ部(Ub1c1a)に連続する雌ねじ部(Ub2b2a)が、接合部(Ub2)の内周面(Ub2b)のテーパ状部(Ub2b1)に形成されていない。
そのため、請求項11に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、一体化せしめられた交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)および袋ナット(Ub)を成形用金型に固定する時に、袋ナット(Ub)の接合部(Ub2)の内周面(Ub2b)のテーパ状部(Ub2b1)を、成形用金型に対する交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)および袋ナット(Ub)の位置決めなどに利用することができる。
請求項12に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)の袋ナット(P1b)の中心軸線(P1b’)に垂直な断面内における袋ナット(P1b)のナット部(P1b1)の外周面(P1b1d)の形状が円形に設定されている。
そのため、請求項12に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、正極端子(P1)の折り曲げ部(P1a)の上側水平部分(P1a1)に対する袋ナット(P1b)のナット部(P1b1)の周方向の回転位置を管理する必要なく、袋ナット(P1b)の周りの外囲ケース(4)の樹脂の袋ナット(P1b)の径方向の肉厚を薄くすることによってパワー半導体モジュール(100)全体を小型化することができる。
また、請求項12に記載のパワー半導体モジュール(100)では、負極端子(N1)の袋ナット(N1b)の中心軸線(N1b’)に垂直な断面内における袋ナット(N1b)のナット部(N1b1)の外周面(N1b1d)の形状が円形に設定されている。
そのため、請求項12に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、負極端子(N1)の折り曲げ部(N1a)の上側水平部分(N1a1)に対する袋ナット(N1b)のナット部(N1b1)の周方向の回転位置を管理する必要なく、袋ナット(N1b)の周りの外囲ケース(4)の樹脂の袋ナット(N1b)の径方向の肉厚を薄くすることによってパワー半導体モジュール(100)全体を小型化することができる。
更に、請求項12に記載のパワー半導体モジュール(100)では、交流端子(U)の袋ナット(Ub)の中心軸線(Ub’)に垂直な断面内における袋ナット(Ub)のナット部(Ub1)の外周面(Ub1d)の形状が円形に設定されている。
そのため、請求項12に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、交流端子(U)の折り曲げ部(Ua)の上側水平部分(Ua1)に対する袋ナット(Ub)のナット部(Ub1)の周方向の回転位置を管理する必要なく、袋ナット(Ub)の周りの外囲ケース(4)の樹脂の袋ナット(Ub)の径方向の肉厚を薄くすることによってパワー半導体モジュール(100)全体を小型化することができる。
以下、本発明のパワー半導体モジュールの第1の実施形態について説明する。図1および図2は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100を示した図である。詳細には、図1(A)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の平面図、図1(B)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の正面図、図1(C)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の底面図である。図2(A)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の左側面図、図2(B)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の右側面図、図2(C)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の斜視図、図2(D)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の等価回路図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の上アームPUU(図2(D)参照)の一部を構成する正極端子P1(図1(A)、図1(B)、図2(A)、図2(C)および図2(D)参照)が設けられている。また、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の下アームPUL(図2(D)参照)の一部を構成する負極端子N1(図1(B)、図1(C)、図2(A)、図2(C)および図2(D)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の一部を構成する交流端子U(図2(D)参照)として、交流端子UU(図1(A)、図2(A)および図2(C)参照)と、交流端子UL(図1(C)および図2(A)参照)とが設けられている。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、交流端子UU(図1(A)、図2(A)および図2(C)参照)と、交流端子UL(図1(C)および図2(A)参照)とが、ユーザーによって電気的に接続されるが、第2の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、交流端子UU(図1(A)、図2(A)および図2(C)参照)と、交流端子UL(図1(C)および図2(A)参照)とを予め電気的に接続しておくことも可能である。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の上アームPUU(図2(D)参照)の一部を構成するゲート電極端子GUU(図1(A)、図1(B)および図2(D)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の下アームPUL(図2(D)参照)の一部を構成するゲート電極端子GUL(図1(C)および図2(D)参照)が設けられている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のV相PV(図2(D)参照)の上アームPVU(図2(D)参照)の一部を構成する正極端子P2(図1(A)、図1(B)、図2(C)および図2(D)参照)が設けられている。また、3相インバータ回路のV相PV(図2(D)参照)の下アームPVL(図2(D)参照)の一部を構成する負極端子N2(図1(B)、図1(C)、図2(C)および図2(D)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のV相PV(図2(D)参照)の一部を構成する交流端子V(図2(D)参照)として、交流端子VU(図1(A)および図2(C)参照)と、交流端子VL(図1(C)参照)とが設けられている。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、交流端子VU(図1(A)および図2(C)参照)と、交流端子VL(図1(C)参照)とが、ユーザーによって電気的に接続されるが、第2の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、交流端子VU(図1(A)および図2(C)参照)と、交流端子VL(図1(C)参照)とを予め電気的に接続しておくことも可能である。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のV相PV(図2(D)参照)の上アームPVU(図2(D)参照)の一部を構成するゲート電極端子GVU(図1(A)、図1(B)および図2(D)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のV相PV(図2(D)参照)の下アームPVL(図2(D)参照)の一部を構成するゲート電極端子GVL(図1(C)および図2(D)参照)が設けられている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のW相PW(図2(D)参照)の上アームPWU(図2(D)参照)の一部を構成する正極端子P3(図1(A)、図1(B)、図2(C)および図2(D)参照)が設けられている。また、3相インバータ回路のW相PW(図2(D)参照)の下アームPWL(図2(D)参照)の一部を構成する負極端子N3(図1(B)、図1(C)、図2(C)および図2(D)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のW相PW(図2(D)参照)の一部を構成する交流端子W(図2(D)参照)として、交流端子WU(図1(A)、図2(B)および図2(C)参照)と、交流端子WL(図1(C)および図2(B)参照)とが設けられている。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、交流端子WU(図1(A)、図2(B)および図2(C)参照)と、交流端子WL(図1(C)および図2(B)参照)とが、ユーザーによって電気的に接続されるが、第2の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、交流端子WU(図1(A)、図2(B)および図2(C)参照)と、交流端子WL(図1(C)および図2(B)参照)とを予め電気的に接続しておくことも可能である。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のW相PW(図2(D)参照)の上アームPWU(図2(D)参照)の一部を構成するゲート電極端子GWU(図1(A)、図1(B)および図2(D)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のW相PW(図2(D)参照)の下アームPWL(図2(D)参照)の一部を構成するゲート電極端子GWL(図1(C)および図2(D)参照)が設けられている。
図3および図4は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の一部を構成する放熱部材1および絶縁基板2UU,2UL,…の組立体を示した図である。詳細には、図3(A)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の一部を構成する放熱部材1および絶縁基板2UU,2UL,…の組立体の平面図、図3(B)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の一部を構成する放熱部材1および絶縁基板2UU,2UL,…の組立体の正面図、図3(C)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の一部を構成する放熱部材1および絶縁基板2UU,2UL,…の組立体の底面図である。図4(A)は図3(A)のA−A線に沿った鉛直断面図、図4(B)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の一部を構成する放熱部材1および絶縁基板2UU,2UL,…の組立体の斜視図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)および図3参照)の上アームPUU(図2(D)、図3(A)および図4(B)参照)の一部を構成する絶縁基板2UU(図3(A)、図3(B)および図4(B)参照)が設けられている。また、導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)と導体パターン2UU2(図3(A)および図4(B)参照)と導体パターン2UU3(図3(A)および図4(B)参照)とが、左右方向(図3(A)の左右方向)に並べられて絶縁基板2UU(図3(A)、図3(B)および図4(B)参照)の上面に形成されている。更に、導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)を隔てて導体パターン2UU2(図3(A)および図4(B)参照)の反対側(図3(A)の左側)に導体パターン2UU3(図3(A)および図4(B)参照)が配置されている。また、絶縁基板2UU(図3(A)、図3(B)および図4(B)参照)の下面と放熱部材1(図3および図4参照)の中央部1a(図3および図4参照)の上面とが接合されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)および図3参照)の下アームPUL(図2(D)および図3(C)参照)の一部を構成する絶縁基板2UL(図3(B)および図3(C)参照)が設けられている。また、導体パターン2UL1(図3(C)参照)と導体パターン2UL2(図3(C)参照)と導体パターン2UL3(図3(C)参照)とが、左右方向(図3(C)の左右方向)に並べられて絶縁基板2UL(図3(B)および図3(C)参照)の下面に形成されている。更に、導体パターン2UL1(図3(C)参照)を隔てて導体パターン2UL2(図3(C)参照)の反対側(図3(C)の右側)に導体パターン2UL3(図3(C)参照)が配置されている。また、絶縁基板2UL(図3(B)および図3(C)参照)の上面と放熱部材1(図3および図4参照)の中央部1a(図3および図4参照)下面とが接合されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、U相PU(図2(D)および図3参照)の絶縁基板2UU,2UL(図3および図4参照)と同様に構成された絶縁基板がV相PV(図2(D)および図3参照)およびW相PW(図2(D)および図3参照)に設けられている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、放熱部材1(図3および図4参照)に水冷機能が備えられている。具体的には、放熱部材1(図3および図4参照)の中央部1a(図3および図4参照)に、狭いピッチで前後方向(図4(A)の上下方向)に配列され、左右方向(図3の左右方向)に延びている複数の冷却水路1a1(図4(A)参照)が形成されている。また、放熱部材1(図3および図4参照)の左端部1b(図3および図4参照)に、前後方向(図3(A)の上下方向)に延びている冷却水路1b1(図3(B)および図4(B)参照)が形成されている。更に、放熱部材1(図3および図4参照)の右端部1c(図3および図4参照)に、前後方向(図3(A)の上下方向)に延びている冷却水路1c1(図3(B)および図4(B)参照)が形成されている。
図5は図3および図4に示す組立体に対して、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd,…およびダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd,FWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd,…が搭載された状態を示した図である。詳細には、図5(A)はIGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd,…およびダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd,FWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd,…が搭載された状態の組立体の平面図である。図5(B)はIGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd,…およびダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd,FWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd,…が搭載された状態の組立体の底面図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図3および図4に示す組立体に対し、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図5(A)参照),…およびダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd(図5(A)参照),…が搭載されると共に、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図5(B)参照),…およびダイオードチップFWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd(図5(B)参照),…が搭載される。また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図3および図4に示す組立体に対し、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図5(A)参照),…の温度を検出するためのサーミスタTMUU(図5(A)参照),…が搭載されると共に、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図5(B)参照),…の温度を検出するためのサーミスタTMUL(図5(B)参照),…が搭載される。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUa(図5(A)参照)がダイオードチップFWDUUa(図5(A)参照)よりも導体パターン2UU3(図3(A)および図4(B)参照)の近くに位置するように、IGBTチップQUUa(図5(A)参照)およびダイオードチップFWDUUa(図5(A)参照)が、左右方向(図5(A)の左右方向)に並べられて導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUa(図5(A)参照)のコレクタ電極と導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDUUa(図5(A)参照)のカソード電極と導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUb(図5(A)参照)がダイオードチップFWDUUb(図5(A)参照)よりも導体パターン2UU3(図3(A)および図4(B)参照)の近くに位置するように、IGBTチップQUUb(図5(A)参照)およびダイオードチップFWDUUb(図5(A)参照)が、左右方向(図5(A)の左右方向)に並べられて導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUa(図5(A)参照)およびIGBTチップQUUb(図5(A)参照)が、前後方向(図5(A)の上下方向)に並べられて導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)に搭載されている。更に、ダイオードチップFWDUUa(図5(A)参照)およびダイオードチップFWDUUb(図5(A)参照)が、前後方向(図5(A)の上下方向)に並べられて導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUb(図5(A)参照)のコレクタ電極と導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDUUb(図5(A)参照)のカソード電極と導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUc(図5(A)参照)がダイオードチップFWDUUc(図5(A)参照)よりも導体パターン2UU3(図3(A)および図4(B)参照)の近くに位置するように、IGBTチップQUUc(図5(A)参照)およびダイオードチップFWDUUc(図5(A)参照)が、左右方向(図5(A)の左右方向)に並べられて導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUa(図5(A)参照)およびIGBTチップQUUc(図5(A)参照)が、前後方向(図5(A)の上下方向)に並べられて導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)に搭載されている。更に、ダイオードチップFWDUUa(図5(A)参照)およびダイオードチップFWDUUc(図5(A)参照)が、前後方向(図5(A)の上下方向)に並べられて導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUc(図5(A)参照)のコレクタ電極と導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDUUc(図5(A)参照)のカソード電極と導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUd(図5(A)参照)がダイオードチップFWDUUd(図5(A)参照)よりも導体パターン2UU3(図3(A)および図4(B)参照)の近くに位置するように、IGBTチップQUUd(図5(A)参照)およびダイオードチップFWDUUd(図5(A)参照)が、左右方向(図5(A)の左右方向)に並べられて導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUb(図5(A)参照)およびIGBTチップQUUd(図5(A)参照)が、前後方向(図5(A)の上下方向)に並べられて導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)に搭載されている。更に、ダイオードチップFWDUUb(図5(A)参照)およびダイオードチップFWDUUd(図5(A)参照)が、前後方向(図5(A)の上下方向)に並べられて導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUd(図5(A)参照)のコレクタ電極と導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDUUd(図5(A)参照)のカソード電極と導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。
つまり、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、互いに並列に接続された4個のIGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図5(A)参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの上アームPUUのIGBTQUUに対応している。また、互いに並列に接続された4個のダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd(図5(A)参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの上アームPUUのダイオードFWDUUに対応している。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULa(図5(B)参照)がダイオードチップFWDULa(図5(B)参照)よりも導体パターン2UL3(図3(C)参照)の近くに位置するように、IGBTチップQULa(図5(B)参照)およびダイオードチップFWDULa(図5(B)参照)が、左右方向(図5(B)の左右方向)に並べられて導体パターン2UL1(図3(C)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULa(図5(B)参照)のコレクタ電極と導体パターン2UL1(図3(C)参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDULa(図5(B)参照)のカソード電極と導体パターン2UL1(図3(C)参照)とが接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULb(図5(B)参照)がダイオードチップFWDULb(図5(B)参照)よりも導体パターン2UL3(図3(C)参照)の近くに位置するように、IGBTチップQULb(図5(B)参照)およびダイオードチップFWDULb(図5(B)参照)が、左右方向(図5(B)の左右方向)に並べられて導体パターン2UL1(図3(C)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULa(図5(B)参照)およびIGBTチップQULb(図5(B)参照)が、前後方向(図5(B)の上下方向)に並べられて導体パターン2UL1(図3(C)参照)に搭載されている。更に、ダイオードチップFWDULa(図5(B)参照)およびダイオードチップFWDULb(図5(B)参照)が、前後方向(図5(B)の上下方向)に並べられて導体パターン2UL1(図3(C)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULb(図5(B)参照)のコレクタ電極と導体パターン2UL1(図3(C)参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDULb(図5(B)参照)のカソード電極と導体パターン2UL1(図3(C)参照)とが接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULc(図5(B)参照)がダイオードチップFWDULc(図5(B)参照)よりも導体パターン2UL3(図3(C)参照)の近くに位置するように、IGBTチップQULc(図5(B)参照)およびダイオードチップFWDULc(図5(B)参照)が、左右方向(図5(B)の左右方向)に並べられて導体パターン2UL1(図3(C)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULa(図5(B)参照)およびIGBTチップQULc(図5(B)参照)が、前後方向(図5(B)の上下方向)に並べられて導体パターン2UL1(図3(C)参照)に搭載されている。更に、ダイオードチップFWDULa(図5(B)参照)およびダイオードチップFWDULc(図5(B)参照)が、前後方向(図5(B)の上下方向)に並べられて導体パターン2UL1(図3(C)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULc(図5(B)参照)のコレクタ電極と導体パターン2UL1(図3(C)参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDULc(図5(B)参照)のカソード電極と導体パターン2UL1(図3(C)参照)とが接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULd(図5(B)参照)がダイオードチップFWDULd(図5(B)参照)よりも導体パターン2UL3(図3(C)参照)の近くに位置するように、IGBTチップQULd(図5(B)参照)およびダイオードチップFWDULd(図5(B)参照)が、左右方向(図5(B)の左右方向)に並べられて導体パターン2UL1(図3(C)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULb(図5(B)参照)およびIGBTチップQULd(図5(B)参照)が、前後方向(図5(B)の上下方向)に並べられて導体パターン2UL1(図3(C)参照)に搭載されている。更に、ダイオードチップFWDULb(図5(B)参照)およびダイオードチップFWDULd(図5(B)参照)が、前後方向(図5(B)の上下方向)に並べられて導体パターン2UL1(図3(C)参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULd(図5(B)参照)のコレクタ電極と導体パターン2UL1(図3(C)参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDULd(図5(B)参照)のカソード電極と導体パターン2UL1(図3(C)参照)とが接続されている。
つまり、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、互いに並列に接続された4個のIGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図5(B)参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの下アームPULのIGBTQULに対応している。また、互いに並列に接続された4個のダイオードチップFWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd(図5(B)参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの下アームPULのダイオードFWDULに対応している。
第3の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、U相PU(図5(A)参照)の上アームPUU(図5(A)参照)の2個のIGBTチップQUUc,QUUd(図5(A)参照)および2個のダイオードチップFWDUUc,FWDUUd(図5(A)参照)を省略し、U相PU(図5(B)参照)の下アームPUL(図5(B)参照)の2個のIGBTチップQULc,QULd(図5(B)参照)および2個のダイオードチップFWDULc,FWDULd(図5(B)参照)を省略することも可能である。すなわち、第3の実施形態のパワー半導体モジュール100では、互いに並列に接続された2個のIGBTチップQUUa,QUUb(図5(A)参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの上アームPUUのIGBTQUUに対応し、互いに並列に接続された2個のダイオードチップFWDUUa,FWDUUb(図5(A)参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの上アームPUUのダイオードFWDUUに対応し、互いに並列に接続された2個のIGBTチップQULa,QULb(図5(B)参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの下アームPULのIGBTQULに対応し、互いに並列に接続された2個のダイオードチップFWDULa,FWDULb(図5(B)参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの下アームPULのダイオードFWDULに対応する。
あるいは、第4の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、U相PU(図5(A)参照)の上アームPUU(図5(A)参照)の3個のIGBTチップQUUb,QUUc,QUUd(図5(A)参照)および3個のダイオードチップFWDUUb,FWDUUc,FWDUUd(図5(A)参照)を省略し、U相PU(図5(B)参照)の下アームPUL(図5(B)参照)の3個のIGBTチップQULb,QULc,QULd(図5(B)参照)および3個のダイオードチップFWDULb,FWDULc,FWDULd(図5(B)参照)を省略することも可能である。すなわち、第4の実施形態のパワー半導体モジュール100では、1個のIGBTチップQUUa(図5(A)参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの上アームPUUのIGBTQUUに対応し、1個のダイオードチップFWDUUa(図5(A)参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの上アームPUUのダイオードFWDUUに対応し、1個のIGBTチップQULa(図5(B)参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの下アームPULのIGBTQULに対応し、1個のダイオードチップFWDULa(図5(B)参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの下アームPULのダイオードFWDULに対応する。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図5(A)および図5(B)に示す段階で、V相PV(図5(A)参照)の上アームPVU(図5(A)参照)およびW相PW(図5(A)参照)の上アームPWU(図5(A)参照)がU相PU(図5(A)参照)の上アームPUU(図5(A)参照)と同様に構成され、V相PV(図5(B)参照)の下アームPVL(図5(B)参照)およびW相PW(図5(B)参照)の下アームPWL(図5(B)参照)がU相PU(図5(B)参照)の下アームPUL(図5(B)参照)と同様に構成される。
図6および図7は図5に示す組立体に対して、リボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,…のボンディングが行われた状態を示した図である。詳細には、図6(A)はリボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,…のボンディングが行われた状態の組立体の平面図である。図6(B)はリボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,…のボンディングが行われた状態の組立体の底面図である。図7はリボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,…のボンディングが行われた状態の組立体の斜視図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図5に示す組立体に対し、リボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d(図6(A)および図7参照),…のボンディングが行われると共に、リボンワイヤ3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d(図6(B)参照),…のボンディングが行われる。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、横長矩形の断面形状を有し、かつ、左右方向(図6(A)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)によって、ダイオードチップFWDUUa(図5(A)参照)のアノード電極と導体パターン2UU2(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図6(A)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU1b(図6(A)および図7参照)によって、ダイオードチップFWDUUb(図5(A)参照)のアノード電極と導体パターン2UU2(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図6(A)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU1c(図6(A)および図7参照)によって、ダイオードチップFWDUUc(図5(A)参照)のアノード電極と導体パターン2UU2(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図6(A)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU1d(図6(A)および図7参照)によって、ダイオードチップFWDUUd(図5(A)参照)のアノード電極と導体パターン2UU2(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図6(B)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL1a(図6(B)参照)によって、ダイオードチップFWDULa(図5(B)参照)のアノード電極と導体パターン2UL2(図3(C)および図6(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図6(B)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL1b(図6(B)参照)によって、ダイオードチップFWDULb(図5(B)参照)のアノード電極と導体パターン2UL2(図3(C)および図6(B)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図6(B)の左右方向)に延びている帯状の例えば4本のリボンワイヤ3UL1c(図6(B)参照)によって、ダイオードチップFWDULc(図5(B)参照)のアノード電極と導体パターン2UL2(図3(C)および図6(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図6(B)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL1d(図6(B)参照)によって、ダイオードチップFWDULd(図5(B)参照)のアノード電極と導体パターン2UL2(図3(C)および図6(B)参照)とが接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図6(A)および図6(B)に示す段階で、V相PV(図6(A)参照)の上アームPVU(図6(A)参照)およびW相PW(図6(A)参照)の上アームPWU(図6(A)参照)がU相PU(図6(A)参照)の上アームPUU(図6(A)参照)と同様に構成され、V相PV(図6(B)参照)の下アームPVL(図6(B)参照)およびW相PW(図6(B)参照)の下アームPWL(図6(B)参照)がU相PU(図6(B)参照)の下アームPUL(図6(B)参照)と同様に構成される。
図8および図9は図6および図7に示す組立体に対して、リボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態を示した図である。詳細には、図8(A)はリボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態の組立体の平面図である。図8(B)はリボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態の組立体の正面図である。図8(C)はリボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態の組立体の底面図である。図9はリボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態の組立体の斜視図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図6および図7に示す組立体に対し、リボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d(図8(A)および図9参照),…のボンディングが行われると共に、リボンワイヤ3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d(図8(C)参照),…のボンディングが行われる。次いで、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図6および図7に示す組立体に対し、太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d(図8(A)および図9参照),…のボンディングが行われると共に、太線ワイヤ3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d(図8(C)参照),…のボンディングが行われる。また、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図5(A)参照)のコレクタ電位を取り出すための太線ワイヤ、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図5(A)参照)のエミッタ電位を取り出すための太線ワイヤ、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図5(B)参照)のコレクタ電位を取り出すための太線ワイヤ、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図5(B)参照)のエミッタ電位を取り出すための太線ワイヤ、サーミスタTMUU(図5(A)参照)に電流を供給するための太線ワイヤ、および、サーミスタTMUL(図5(B)参照)に電流を供給するための太線ワイヤのボンディングが行われる。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(A)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU2a(図8(A)および図9参照)によって、IGBTチップQUUa(図5(A)参照)のエミッタ電極と導体パターン2UU2(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(A)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU2b(図8(A)および図9参照)によって、IGBTチップQUUb(図5(A)参照)のエミッタ電極と導体パターン2UU2(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(A)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU2c(図8(A)および図9参照)によって、IGBTチップQUUc(図5(A)参照)のエミッタ電極と導体パターン2UU2(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(A)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU2d(図8(A)、図8(B)および図9参照)によって、IGBTチップQUUd(図5(A)参照)のエミッタ電極と導体パターン2UU2(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(C)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL2a(図8(C)参照)によって、IGBTチップQULa(図5(B)参照)のエミッタ電極と導体パターン2UL2(図3(C)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(C)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL2b(図8(C)参照)によって、IGBTチップQULb(図5(B)参照)のエミッタ電極と導体パターン2UL2(図3(C)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(C)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL2c(図8(B)および図8(C)参照)によって、IGBTチップQULc(図5(B)参照)のエミッタ電極と導体パターン2UL2(図3(C)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(C)の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL2d(図8(C)参照)によって、IGBTチップQULd(図5(B)参照)のエミッタ電極と導体パターン2UL2(図3(C)参照)とが接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)より小さい断面積を有し、かつ、左右方向(図8(A)の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UU3a(図8(A)および図9参照)によって、IGBTチップQUUa(図5(A)参照)のゲート電極と導体パターン2UU3(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。更に、太線ワイヤ3UU3a(図8(A)および図9参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(A)の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UU3b(図8(A)および図9参照)によって、IGBTチップQUUb(図5(A)参照)のゲート電極と導体パターン2UU3(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。また、太線ワイヤ3UU3a(図8(A)および図9参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(A)の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UU3c(図8(A)および図9参照)によって、IGBTチップQUUc(図5(A)参照)のゲート電極と導体パターン2UU3(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。更に、太線ワイヤ3UU3a(図8(A)および図9参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(A)の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UU3d(図8(A)および図9参照)によって、IGBTチップQUUd(図5(A)参照)のゲート電極と導体パターン2UU3(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、太線ワイヤ3UU3a(図8(A)および図9参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(C)の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UL3a(図8(C)参照)によって、IGBTチップQULa(図5(B)参照)のゲート電極と導体パターン2UL3(図3(C)参照)とが接続されている。また、太線ワイヤ3UU3a(図8(A)および図9参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(C)の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UL3b(図8(C)参照)によって、IGBTチップQULb(図5(B)参照)のゲート電極と導体パターン2UL3(図3(C)参照)とが接続されている。更に、太線ワイヤ3UU3a(図8(A)および図9参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(C)の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UL3c(図8(C)参照)によって、IGBTチップQULc(図5(B)参照)のゲート電極と導体パターン2UL3(図3(C)参照)とが接続されている。また、太線ワイヤ3UU3a(図8(A)および図9参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図8(C)の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UL3d(図8(C)参照)によって、IGBTチップQULd(図5(B)参照)のゲート電極と導体パターン2UL3(図3(C)参照)とが接続されている。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)の右端部の右側(図6(A)および図8(A)の右側)に、リボンワイヤ3UU2a(図8(A)および図9参照)の右端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)および図7参照)の上面と、リボンワイヤ3UU2a(図8(A)および図9参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU1b(図6(A)および図7参照)の右端部の右側(図6(A)および図8(A)の右側)に、リボンワイヤ3UU2b(図8(A)および図9参照)の右端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UU1b(図6(A)および図7参照)の上面と、リボンワイヤ3UU2b(図8(A)および図9参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU1c(図6(A)および図7参照)の右端部の右側(図6(A)および図8(A)の右側)に、リボンワイヤ3UU2c(図8(A)および図9参照)の右端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UU1c(図6(A)および図7参照)の上面と、リボンワイヤ3UU2c(図8(A)および図9参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU1d(図6(A)および図7参照)の右端部の右側(図6(A)および図8(A)の右側)に、リボンワイヤ3UU2d(図8(A)および図9参照)の右端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UU1d(図6(A)および図7参照)の上面と、リボンワイヤ3UU2d(図8(A)および図9参照)の下面の一部とが対向せしめられている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UL1a(図6(B)参照)の左端部の左側(図6(B)および図8(C)の左側)に、リボンワイヤ3UL2a(図8(C)参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UL1a(図6(B)参照)の下面と、リボンワイヤ3UL2a(図8(C)参照)の上面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL1b(図6(B)参照)の左端部の左側(図6(B)および図8(C)の左側)に、リボンワイヤ3UL2b(図8(C)参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UL1b(図6(B)参照)の下面と、リボンワイヤ3UL2b(図8(C)参照)の上面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL1c(図6(B)参照)の左端部の左側(図6(B)および図8(C)の左側)に、リボンワイヤ3UL2c(図8(C)参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UL1c(図6(B)参照)の下面と、リボンワイヤ3UL2c(図8(C)参照)の上面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL1d(図6(B)参照)の左端部の左側(図6(B)および図8(C)の左側)に、リボンワイヤ3UL2d(図8(C)参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UL1d(図6(B)参照)の下面と、リボンワイヤ3UL2d(図8(C)参照)の上面の一部とが対向せしめられている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図8および図9に示す段階で、V相PV(図8(A)参照)の上アームPVU(図8(A)参照)およびW相PW(図8(A)参照)の上アームPWU(図8(A)参照)がU相PU(図8(A)参照)の上アームPUU(図8(A)参照)と同様に構成され、V相PV(図8(C)参照)の下アームPVL(図8(C)参照)およびW相PW(図8(C)参照)の下アームPWL(図8(C)参照)がU相PU(図8(C)参照)の下アームPUL(図8(C)参照)と同様に構成される。
図10および図11は図8および図9に示す組立体に対して、正極端子P1、負極端子N1、交流端子UU,UL、ゲート電極端子GUU,GULなどが接続された状態を示した図である。詳細には、図10(A)は正極端子P1、負極端子N1、交流端子UU,UL、ゲート電極端子GUU,GULなどが接続された状態の組立体の平面図、図10(B)は正極端子P1、負極端子N1、交流端子UU,UL、ゲート電極端子GUU,GULなどが接続された状態の組立体の正面図、図10(C)は正極端子P1、負極端子N1、交流端子UU,UL、ゲート電極端子GUU,GULなどが接続された状態の組立体の底面図、図11は正極端子P1、負極端子N1、交流端子UU,UL、ゲート電極端子GUU,GULなどが接続された状態の組立体の斜視図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図8および図9に示す組立体に対し、正極端子P1(図10(A)、図10(B)および図11参照)、負極端子N1(図10および図11参照)、交流端子UU,UL(図10(A)、図10(C)および図11参照)、ゲート電極端子GUU,GUL(図10および図11参照)などが、例えば溶接などによって接続される。また、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図5(A)参照)のコレクタ電位を取り出すための端子、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図5(A)参照)のエミッタ電位を取り出すための端子、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図5(B)参照)のコレクタ電位を取り出すための端子、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図5(B)参照)のエミッタ電位を取り出すための端子、サーミスタTMUU(図5(A)参照)に電流を供給するための端子、および、サーミスタTMUL(図5(B)参照)に電流を供給するための端子が接続される。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)、図10(A)および図11参照)の上アームPUU(図2(D)、図10(A)および図11参照)の一部を構成する正極端子P1(図2(D)、図10(A)および図11参照)と導体パターン2UU1(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。また、3相インバータ回路のU相PUの上アームPUUの一部を構成する交流端子UU(図10(A)および図11参照)と導体パターン2UU2(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。更に、3相インバータ回路のU相PUの上アームPUUの一部を構成するゲート電極端子GUU(図2(D)、図10(A)および図11参照)と導体パターン2UU3(図3(A)および図4(B)参照)とが接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU2a(図8(A)および図9参照)の上面と交流端子UU(図10(A)および図11参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU2b(図8(A)および図9参照)の上面と正極端子P1(図10(A)および図11参照)の下面の一部とが対向せしめられている。また、リボンワイヤ3UU2c(図8(A)および図9参照)の上面と交流端子UU(図10(A)および図11参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU2d(図8(A)および図9参照)の上面と正極端子P1(図10(A)および図11参照)の下面の一部とが対向せしめられている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)および図10(C)参照)の下アームPUL(図2(D)および図10(C)参照)の一部を構成する負極端子N1(図2(D)、図10(C)および図11参照)と導体パターン2UL2(図3(C)参照)とが接続されている。また、3相インバータ回路のU相PUの下アームPULの一部を構成する交流端子UL(図10(C)参照)と導体パターン2UL1(図3(C)参照)とが接続されている。更に、3相インバータ回路のU相PUの下アームPULの一部を構成するゲート電極端子GUL(図2(D)および図10(C)参照)と導体パターン2UL3(図3(C)参照)とが接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UL2a(図8(C)参照)の下面と負極端子N1(図10(C)および図11参照)の上面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL2b(図8(C)参照)の下面と交流端子UL(図10(C)参照)の上面の一部とが対向せしめられている。また、リボンワイヤ3UL2c(図8(C)参照)の下面と負極端子N1(図10(C)および図11参照)の上面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL2d(図8(C)参照)の下面と交流端子UL(図10(C)参照)の上面の一部とが対向せしめられている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図10および図11に示す段階で、V相PV(図10(A)および図11参照)の上アームPVU(図10(A)および図11参照)およびW相PW(図10(A)および図11参照)の上アームPWU(図10(A)および図11参照)がU相PU(図10(A)および図11参照)の上アームPUU(図10(A)および図11参照)と同様に構成され、V相PV(図10(C)参照)の下アームPVL(図10(C)参照)およびW相PW(図10(C)参照)の下アームPWL(図10(C)参照)がU相PU(図10(C)参照)の下アームPUL(図10(C)参照)と同様に構成される。
次いで、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、例えばPPS樹脂などのような樹脂4(図1および図2(C)参照)によって、図10および図11に示す組立体がインサートされて成形される。その結果、図1および図2に示すような第1の実施形態のパワー半導体モジュール100が形成される。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、放熱部材1(図3および図4参照)の中央部1a(図3(A)参照)が樹脂4(図1参照)によって覆われている。また、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の構成要素のうち、絶縁基板2UU,2UL(図3参照)、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd(図5参照)、ダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd,FWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd(図5参照)、リボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d(図6および図8参照)および太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d(図8参照)が樹脂4(図1参照)によって覆われている。更に、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の構成要素のうち、正極端子P1(図10参照)の一部と、負極端子N1(図10参照)の一部と、交流端子UU,UL(図10参照)の一部とゲート電極端子GUU,GUL(図10参照)の一部とが、樹脂4(図1参照)によって覆われている。
その結果、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDUUa(図5(A)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU1a(図6(A)参照)とリボンワイヤ3UU2a(図8(A)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2a(図8(A)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2a(図8(A)参照)と交流端子UU(図10(A)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、交流端子UU(図10(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUa(図5(A)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU2a(図8(A)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2a(図8(A)参照)と交流端子UU(図10(A)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、交流端子UU(図10(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDUUc(図5(A)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU1c(図6(A)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU1c(図6(A)参照)とリボンワイヤ3UU2c(図8(A)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2c(図8(A)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2c(図8(A)参照)と交流端子UU(図10(A)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、交流端子UU(図10(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUc(図5(A)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU2c(図8(A)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2c(図8(A)参照)と交流端子UU(図10(A)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、交流端子UU(図10(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDUUb(図5(A)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU1b(図6(A)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU1b(図6(A)参照)とリボンワイヤ3UU2b(図8(A)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2b(図8(A)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2b(図8(A)参照)と正極端子P1(図10(A)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、正極端子P1(図10(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUb(図5(A)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU2b(図8(A)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2b(図8(A)参照)と正極端子P1(図10(A)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、正極端子P1(図10(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDUUd(図5(A)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU1d(図6(A)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU1d(図6(A)参照)とリボンワイヤ3UU2d(図8(A)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2d(図8(A)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2d(図8(A)参照)と正極端子P1(図10(A)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、正極端子P1(図10(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUd(図5(A)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU2d(図8(A)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2d(図8(A)参照)と正極端子P1(図10(A)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、正極端子P1(図10(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDULa(図5(B)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL1a(図6(B)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL1a(図6(B)参照)とリボンワイヤ3UL2a(図8(C)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2a(図8(C)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2a(図8(C)参照)と負極端子N1(図10(C)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、負極端子N1(図10(C)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULa(図5(B)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL2a(図8(C)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2a(図8(C)参照)と負極端子N1(図10(C)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、負極端子N1(図10(C)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDULc(図5(B)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL1c(図6(B)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL1c(図6(B)参照)とリボンワイヤ3UL2c(図8(C)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2c(図8(C)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2c(図8(C)参照)と負極端子N1(図10(C)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、負極端子N1(図10(C)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULc(図5(B)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL2c(図8(C)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2c(図8(C)参照)と負極端子N1(図10(C)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、負極端子N1(図10(C)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDULb(図5(B)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL1b(図6(B)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL1b(図6(B)参照)とリボンワイヤ3UL2b(図8(C)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2b(図8(C)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2b(図8(C)参照)と交流端子UL(図10(C)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、交流端子UL(図10(C)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULb(図5(B)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL2b(図8(C)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2b(図8(C)参照)と交流端子UL(図10(C)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、交流端子UL(図10(C)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDULd(図5(B)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL1d(図6(B)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL1d(図6(B)参照)とリボンワイヤ3UL2d(図8(C)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2d(図8(C)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2d(図8(C)参照)と交流端子UL(図10(C)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、交流端子UL(図10(C)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULd(図5(B)参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL2d(図8(C)参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2d(図8(C)参照)と交流端子UL(図10(C)参照)との間に位置する樹脂4(図1参照)に伝熱され、次いで、交流端子UL(図10(C)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
同様に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、上述したU相PU(図2(D)参照)における伝熱および放熱と同様の伝熱および放熱が、V相PV(図2(D)参照)およびW相PW(図2(D)参照)においても行われる。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUa(図5(A)参照)とIGBTチップQUUb(図5(A)参照)との前後方向(図5(A)の上下方向)の中間位置であって、IGBTチップQUUc(図5(A)参照)とIGBTチップQUUd(図5(A)参照)との前後方向(図5(A)の上下方向)の中間位置で、正極端子P1(図10(A)参照)と導体パターン2UU1(図3(A)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU2a(図8(A)参照)の右端部とリボンワイヤ3UU2b(図8(A)参照)の右端部との前後方向(図8(A)の上下方向)の中間位置であって、リボンワイヤ3UU2c(図8(A)参照)の右端部とリボンワイヤ3UU2d(図8(A)参照)の右端部との前後方向(図8(A)の上下方向)の中間位置で、交流端子UU(図10(A)参照)と導体パターン2UU2(図3(A)参照)とが接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、V相PV(図2(D)参照)の上アームPVU(図2(D)参照)およびW相PW(図2(D)参照)の上アームPWU(図2(D)参照)がU相PU(図2(D)参照)の上アームPUU(図2(D)参照)と同様に構成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULa(図5(B)参照)とIGBTチップQULb(図5(B)参照)との前後方向(図5(B)の上下方向)の中間位置であって、IGBTチップQULc(図5(B)参照)とIGBTチップQULd(図5(B)参照)との前後方向(図5(B)の上下方向)の中間位置で、交流端子UL(図10(C)参照)と導体パターン2UL1(図3(C)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UL2a(図8(C)参照)の左端部とリボンワイヤ3UL2b(図8(C)参照)の左端部との前後方向(図8(C)の上下方向)の中間位置であって、リボンワイヤ3UL2c(図8(C)参照)の左端部とリボンワイヤ3UL2d(図8(C)参照)の左端部との前後方向(図8(C)の上下方向)の中間位置で、負極端子N1(図10(C)参照)と導体パターン2UL2(図3(C)参照)とが接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、V相PV(図2(D)参照)の下アームPVL(図2(D)参照)およびW相PW(図2(D)参照)の下アームPWL(図2(D)参照)がU相PU(図2(D)参照)の下アームPUL(図2(D)参照)と同様に構成されている。
図12は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の放熱部材1と正極端子P1と負極端子N1と樹脂4との関係を概略的に示した鉛直断面図である。図13は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の正極端子P1の拡大部品図である。詳細には、図13(A)は正極端子P1の一部を構成する折り曲げ部P1aの鉛直断面図、図13(B)は正極端子P1の一部を構成する袋ナットP1bの鉛直断面図である。図14は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の負極端子N1の拡大部品図である。詳細には、図14(A)は負極端子N1の一部を構成する折り曲げ部N1aの鉛直断面図、図14(B)は負極端子N1の一部を構成する袋ナットN1bの鉛直断面図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ねじ穴P1a1c(図13(A)参照)が形成された上側水平部分P1a1(図13(A)参照)と、その上側水平部分P1a1に隣接する鉛直部分P1a2(図13(A)参照)と、その鉛直部分P1a2に隣接する下側水平部分P1a3(図13(A)参照)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部P1a(図13(A)参照)と、下側(図13(B)の下側)が閉じているねじ穴P1b1c(図13(B)参照)を有する袋ナットP1b(図13(B)参照)とが正極端子P1(図11および図12参照)に設けられている。更に、ナットとしての機能を有するナット部P1b1(図13(B)参照)と、折り曲げ部P1a(図13(A)参照)の上側水平部分P1a1(図13(A)参照)に接合するためにナット部P1b1(図13(B)参照)の上面P1b1a(図13(B)参照)から上側(図13(B)の上側)に延びている概略円筒状の接合部P1b2(図13(B)参照)とが、正極端子P1(図11および図12参照)の袋ナットP1b(図13(B)参照)に形成されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ねじ穴N1a1c(図14(A)参照)が形成された下側水平部分N1a1(図14(A)参照)と、その下側水平部分N1a1に隣接する鉛直部分N1a2(図14(A)参照)と、その鉛直部分N1a2に隣接する上側水平部分N1a3(図14(A)参照)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部N1a(図14(A)参照)と、上側(図14(B)の上側)が閉じているねじ穴N1b1c(図14(B)参照)を有する袋ナットN1b(図14(B)参照)とが負極端子N1(図11および図12参照)に設けられている。また、ナットとしての機能を有するナット部N1b1(図14(B)参照)と、折り曲げ部N1a(図14(A)参照)の下側水平部分N1a1(図14(A)参照)に接合するためにナット部N1b1(図14(B)参照)の下面N1b1a(図14(B)参照)から下側(図14(B)の下側)に延びている概略円筒状の接合部N1b2(図14(B)参照)とが、負極端子N1(図11および図12参照)の袋ナットN1b(図14(B)参照)に形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、正極端子P1(図11および図12参照)の折り曲げ部P1a(図13(A)参照)の上側水平部分P1a1(図13(A)参照)のねじ穴P1a1c(図13(A)参照)に対して正極端子P1(図11および図12参照)の袋ナットP1b(図13(B)参照)の概略円筒状の接合部P1b2(図13(B)参照)を圧入することによって正極端子P1(図11および図12参照)の折り曲げ部P1a(図13(A)参照)と袋ナットP1b(図13(B)参照)とを一体化させ、かつ、負極端子N1(図11および図12参照)の折り曲げ部N1a(図14(A)参照)の下側水平部分N1a1(図14(A)参照)のねじ穴N1a1c(図14(A)参照)に対して負極端子N1(図11および図12参照)の袋ナットN1b(図14(B)参照)の概略円筒状の接合部N1b2(図14(B)参照)を圧入することによって負極端子N1(図11および図12参照)の折り曲げ部N1a(図14(A)参照)と袋ナットN1b(図14(B)参照)とを一体化させた状態で、樹脂4(図1および図12参照)によるインサート成形が行われている。
つまり、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、正極端子P1(図11および図12参照)の折り曲げ部P1a(図13(A)参照)と袋ナットP1b(図13(B)参照)とがインサート成形されると共に、負極端子N1(図11および図12参照)の折り曲げ部N1a(図14(A)参照)と袋ナットN1b(図14(B)参照)とがインサート成形される時に、正極端子P1の折り曲げ部P1aおよび負極端子N1の折り曲げ部N1aが成形用金型に対して固定されると、それに伴って、正極端子P1の袋ナットP1bおよび負極端子N1の袋ナットN1bも成形用金型に対して固定される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図10〜図12に示すように、正極端子P1の袋ナットP1b(図13(B)参照)の下面P1b1b(図13(B)参照)と負極端子N1の袋ナットN1b(図14(B)参照)の上面N1b1b(図14(B)参照)との間に、放熱部材1が配置されていない。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図12に示すように、正極端子P1の袋ナットP1b(図13(B)参照)の下面P1b1b(図13(B)参照)と負極端子N1の袋ナットN1b(図14(B)参照)の上面N1b1b(図14(B)参照)との間に、樹脂4が配置されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図13に示すように、正極端子P1の折り曲げ部P1aの上側水平部分P1a1の厚さTP1a1が、正極端子P1の袋ナットP1bの概略円筒状の接合部P1b2の長さLP1b2よりも大きく設定されている。更に、図12および図13に示すように、正極端子P1の折り曲げ部P1aの上側水平部分P1a1のねじ穴P1a1cの内周面P1a1c1の上側部分P1a1c1aと正極端子P1の袋ナットP1bの接合部P1b2の外周面P1b2cとを嵌合させることなく、正極端子P1の折り曲げ部P1aの上側水平部分P1a1のねじ穴P1a1cの内周面P1a1c1の下側部分P1a1c1bと正極端子P1の袋ナットP1bの接合部P1b2の外周面P1b2cとを嵌合させることによって、正極端子P1の折り曲げ部P1aと袋ナットP1bとが一体化せしめられている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図14に示すように、負極端子N1の折り曲げ部N1aの下側水平部分N1a1の厚さTN1a1が、負極端子N1の袋ナットN1bの概略円筒状の接合部N1b2の長さLN1b2よりも大きく設定されている。更に、図12および図14に示すように、負極端子N1の折り曲げ部N1aの下側水平部分N1a1のねじ穴N1a1cの内周面N1a1c1の下側部分N1a1c1aと負極端子N1の袋ナットN1bの接合部N1b2の外周面N1b2cとを嵌合させることなく、負極端子N1の折り曲げ部N1aの下側水平部分N1a1のねじ穴N1a1cの内周面N1a1c1の上側部分N1a1c1bと負極端子N1の袋ナットN1bの接合部N1b2の外周面N1b2cとを嵌合させることによって、負極端子N1の折り曲げ部N1aと袋ナットN1bとが一体化せしめられている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図13(B)に示すように、正極端子P1の袋ナットP1bの概略円筒状の接合部P1b2の内周面P1b2bにテーパ状部P1b2b1と円筒状部P1b2b2とが形成されている。また、正極端子P1の袋ナットP1bの概略円筒状の接合部P1b2の内周面P1b2bの円筒状部P1b2b2が、テーパ状部P1b2b1よりも下側(図13(B)の下側)に配置されている。更に、正極端子P1の袋ナットP1bのナット部P1b1の雌ねじ部P1b1c1aに連続する雌ねじ部P1b2b2aが、円筒状部P1b2b2に形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図13(B)に示すように、正極端子P1の袋ナットP1bのナット部P1b1の雌ねじ部P1b1c1aに連続する雌ねじ部P1b2b2aが、接合部P1b2の内周面P1b2bのテーパ状部P1b2b1に形成されていない。
同様に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図14(B)に示すように、負極端子N1の袋ナットN1bの概略円筒状の接合部N1b2の内周面N1b2bにテーパ状部N1b2b1と円筒状部N1b2b2とが形成されている。更に、負極端子N1の袋ナットN1bの概略円筒状の接合部N1b2の内周面N1b2bの円筒状部N1b2b2が、テーパ状部N1b2b1よりも上側(図14(B)の上側)に配置されている。また、負極端子N1の袋ナットN1bのナット部N1b1の雌ねじ部N1b1c1aに連続する雌ねじ部N1b2b2aが、円筒状部N1b2b2に形成されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図14(B)に示すように、負極端子N1の袋ナットN1bのナット部N1b1の雌ねじ部N1b1c1aに連続する雌ねじ部N1b2b2aが、接合部N1b2の内周面N1b2bのテーパ状部N1b2b1に形成されていない。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図11に示すように、正極端子P1の袋ナットP1b(図13(B)参照)の中心軸線P1b’(図13(B)参照)に垂直な水平断面内における袋ナットP1b(図13(B)参照)のナット部P1b1(図13(B)参照)の外周面P1b1d(図13(B)参照)の形状が円形に設定されている。
同様に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図11に示すように、負極端子N1の袋ナットN1b(図14(B)参照)の中心軸線N1b’(図14(B)参照)に垂直な水平断面内における袋ナットN1b(図14(B)参照)のナット部N1b1(図14(B)参照)の外周面N1b1d(図14(B)参照)の形状が円形に設定されている。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)とV相PV(図2(D)参照)とW相PW(図2(D)参照)とが設けられているが、第5の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、V相PV(図2(D)参照)とW相PW(図2(D)参照)とを省略し、第5の実施形態のパワー半導体モジュール100によって3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)のみを構成することも可能である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の上アームPUU(図2(D)参照)および下アームPUL(図2(D)参照)とV相PV(図2(D)参照)の上アームPVU(図2(D)参照)および下アームPVL(図2(D)参照)とW相PW(図2(D)参照)の上アームPWU(図2(D)参照)および下アームPWL(図2(D)参照)とが設けられているが、第6の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、U相PU(図2(D)参照)の下アームPUL(図2(D)参照)とV相PV(図2(D)参照)の上アームPVU(図2(D)参照)および下アームPVL(図2(D)参照)とW相PW(図2(D)参照)の上アームPWU(図2(D)参照)および下アームPWL(図2(D)参照)とを省略し、第6の実施形態のパワー半導体モジュール100によって3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の上アームPUU(図2(D)参照)のみを構成することも可能である。
第6の実施形態のパワー半導体モジュール100では、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100と同様に、放熱部材1(図3および図4参照)として水冷タイプのものが用いられるが、第7の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、放熱部材として、放熱フィンを有する空冷タイプのものを用いることも可能である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の上アームPUU(図2(D)参照)とV相PV(図2(D)参照)の上アームPVU(図2(D)参照)とW相PW(図2(D)参照)の上アームPWU(図2(D)参照)とが放熱部材1(図3および図4参照)の上面側に形成され、U相PU(図2(D)参照)の下アームPUL(図2(D)参照)とV相PV(図2(D)参照)の下アームPVL(図2(D)参照)とW相PW(図2(D)参照)の下アームPWL(図2(D)参照)とが放熱部材1(図3および図4参照)の下面側に形成されているが、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、U相PU(図2(D)参照)の下アームPUL(図2(D)参照)とV相PV(図2(D)参照)の下アームPVL(図2(D)参照)とW相PW(図2(D)参照)の下アームPWL(図2(D)参照)とを省略し、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100によって3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の上アームPUU(図2(D)参照)、V相PV(図2(D)参照)の上アームPVU(図2(D)参照)およびW相PW(図2(D)参照)の上アームPWU(図2(D)参照)のみを構成することも可能である。
第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100と同様に、放熱部材1(図3および図4参照)として水冷タイプのものが用いられるが、第9の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、放熱部材として、放熱フィンを有する空冷タイプのものを用いることも可能である。
図15および図16は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100を示した図である。詳細には、図15(A)は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の平面図、図15(B)は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の正面図である。図16(A)は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の左側面図、図16(B)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の斜視図である。第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の等価回路図は、図2(D)に示す第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の等価回路図と同様である。
第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の上アームPUU(図2(D)参照)の一部を構成する正極端子P1(図2(D)、図15(A)、図16(A)および図16(B)参照)が設けられている。また、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の下アームPUL(図2(D)参照)の一部を構成する負極端子N1(図2(D)、図15(A)および図16(B)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の一部を構成する交流端子U(図2(D)、図15および図16参照)が設けられている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の上アームPUU(図2(D)参照)の一部を構成するゲート電極端子GUU(図2(D)、図15(A)および図16(B)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の下アームPUL(図2(D)参照)の一部を構成するゲート電極端子GUL(図2(D)、図15(A)および図16(B)参照)が設けられている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のV相PV(図2(D)参照)の上アームPVU(図2(D)参照)の一部を構成する正極端子P2(図2(D)、図15(A)および図16(B)参照)が設けられている。また、3相インバータ回路のV相PV(図2(D)参照)の下アームPVL(図2(D)参照)の一部を構成する負極端子N2(図2(D)、図15(A)および図16(B)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のV相PV(図2(D)参照)の一部を構成する交流端子V(図2(D)、図15(A)、図15(B)および図16(B)参照)が設けられている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のV相PV(図2(D)参照)の上アームPVU(図2(D)参照)の一部を構成するゲート電極端子GVU(図2(D)、図15(A)および図16(B)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のV相PV(図2(D)参照)の下アームPVL(図2(D)参照)の一部を構成するゲート電極端子GVL(図2(D)、図15(A)および図16(B)参照)が設けられている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のW相PW(図2(D)参照)の上アームPWU(図2(D)参照)の一部を構成する正極端子P3(図2(D)、図15(A)および図16(B)参照)が設けられている。また、3相インバータ回路のW相PW(図2(D)参照)の下アームPWL(図2(D)参照)の一部を構成する負極端子N3(図2(D)、図15(A)および図16(B)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のW相PW(図2(D)参照)の一部を構成する交流端子W(図2(D)、図15(A)、図15(B)および図16(B)参照)が設けられている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のW相PW(図2(D)参照)の上アームPWU(図2(D)参照)の一部を構成するゲート電極端子GWU(図2(D)、図15(A)および図16(B)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のW相PW(図2(D)参照)の下アームPWL(図2(D)参照)の一部を構成するゲート電極端子GWL(図2(D)、図15(A)および図16(B)参照)が設けられている。
図17は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の一部を構成する放熱部材1および絶縁基板2U,…の組立体を示した図である。詳細には、図17は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の一部を構成する放熱部材1および絶縁基板2U,…の組立体の平面図である。
第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の一部を構成する絶縁基板2U(図17参照)が設けられている。また、導体パターン2Ua(図17参照)と導体パターン2Ub(図17参照)と導体パターン2Uc(図17参照)と導体パターン2Ud(図17参照)と導体パターン2Ue(図17参照)とが、左右方向(図17の左右方向)に並べられて絶縁基板2U(図17参照)の上面に形成されている。更に、導体パターン2Ub(図17参照)を隔てて導体パターン2Ua(図17参照)の反対側(図17の左側)に導体パターン2Uc(図17参照)が配置されている。また、導体パターン2Ua(図17参照)を隔てて導体パターン2Ub(図17参照)の反対側(図17の右側)に導体パターン2Ud(図17参照)が配置されている。更に、導体パターン2Uc(図17参照)を隔てて導体パターン2Ub(図17参照)の反対側(図17の左側)に導体パターン2Ue(図17参照)が配置されている。また、絶縁基板2U(図17参照)の下面と放熱部材1(図17参照)の中央部1a(図17参照)の上面とが接合されている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、U相PU(図2(D)および図17参照)の絶縁基板2U(図17参照)と同様に構成された絶縁基板がV相PV(図2(D)および図17参照)およびW相PW(図2(D)および図17参照)に設けられている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、放熱部材1(図17参照)に水冷機能が備えられている。具体的には、放熱部材1(図17参照)の中央部1a(図17参照)に、狭いピッチで左右方向(図17の左右方向)に配列され、前後方向(図17の上下方向)に延びている複数の冷却水路が形成されている。また、放熱部材1(図17参照)の前端部1b(図17参照)に、左右方向(図17の左右方向)に延びている冷却水路1b1(図16(A)参照)が形成されている。更に、放熱部材1(図17参照)の後端部1c(図17参照)に、左右方向(図17の左右方向)に延びている冷却水路1c1(図16(B)参照)が形成されている。
図18は図17に示す組立体に対して、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd,…およびダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd,FWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd,…が搭載された状態を示した図である。詳細には、図17はIGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd,…およびダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd,FWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd,…が搭載された状態の組立体の平面図である。
第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図17に示す組立体に対し、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図18参照),…およびダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd(図18参照),…が搭載されると共に、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図18参照),…およびダイオードチップFWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd(図18参照),…が搭載される。また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図17に示す組立体に対し、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd(図18参照),…の温度を検出するためのサーミスタTMU(図18参照),…が搭載される。
詳細には、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUa(図18参照)がダイオードチップFWDUUa(図18参照)よりも導体パターン2Ud(図17参照)の近くに位置するように、IGBTチップQUUa(図18参照)およびダイオードチップFWDUUa(図18参照)が、左右方向(図18の左右方向)に並べられて導体パターン2Ua(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUa(図18参照)のコレクタ電極と導体パターン2Ua(図17参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDUUa(図18参照)のカソード電極と導体パターン2Ua(図17参照)とが接続されている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUb(図18参照)がダイオードチップFWDUUb(図18参照)よりも導体パターン2Ud(図17参照)の近くに位置するように、IGBTチップQUUb(図18参照)およびダイオードチップFWDUUb(図18参照)が、左右方向(図18の左右方向)に並べられて導体パターン2Ua(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUa(図18参照)およびIGBTチップQUUb(図18参照)が、前後方向(図18の上下方向)に並べられて導体パターン2Ua(図17参照)に搭載されている。更に、ダイオードチップFWDUUa(図18参照)およびダイオードチップFWDUUb(図18参照)が、前後方向(図18の上下方向)に並べられて導体パターン2Ua(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUb(図18参照)のコレクタ電極と導体パターン2Ua(図17参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDUUb(図18参照)のカソード電極と導体パターン2Ua(図17参照)とが接続されている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUc(図18参照)がダイオードチップFWDUUc(図18参照)よりも導体パターン2Ud(図17参照)の近くに位置するように、IGBTチップQUUc(図18参照)およびダイオードチップFWDUUc(図18参照)が、左右方向(図18の左右方向)に並べられて導体パターン2Ua(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUa(図18参照)およびIGBTチップQUUc(図18参照)が、前後方向(図18の上下方向)に並べられて導体パターン2Ua(図17参照)に搭載されている。更に、ダイオードチップFWDUUa(図18参照)およびダイオードチップFWDUUc(図18参照)が、前後方向(図18の上下方向)に並べられて導体パターン2Ua(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUc(図18参照)のコレクタ電極と導体パターン2Ua(図17参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDUUc(図18参照)のカソード電極と導体パターン2Ua(図17参照)とが接続されている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUd(図18参照)がダイオードチップFWDUUd(図18参照)よりも導体パターン2Ud(図17参照)の近くに位置するように、IGBTチップQUUd(図18参照)およびダイオードチップFWDUUd(図18参照)が、左右方向(図18の左右方向)に並べられて導体パターン2Ua(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUb(図18参照)およびIGBTチップQUUd(図18参照)が、前後方向(図18の上下方向)に並べられて導体パターン2Ua(図17参照)に搭載されている。更に、ダイオードチップFWDUUb(図18参照)およびダイオードチップFWDUUd(図18参照)が、前後方向(図18の上下方向)に並べられて導体パターン2Ua(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQUUd(図18参照)のコレクタ電極と導体パターン2Ua(図17参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDUUd(図18参照)のカソード電極と導体パターン2Ua(図17参照)とが接続されている。
つまり、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、互いに並列に接続された4個のIGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図18参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの上アームPUUのIGBTQUUに対応している。また、互いに並列に接続された4個のダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd(図18参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの上アームPUUのダイオードFWDUUに対応している。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULa(図18参照)がダイオードチップFWDULa(図18参照)よりも導体パターン2Ua(図17参照)の近くに位置するように、IGBTチップQULa(図18参照)およびダイオードチップFWDULa(図18参照)が、左右方向(図18の左右方向)に並べられて導体パターン2Ub(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULa(図18参照)のコレクタ電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDULa(図18参照)のカソード電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULb(図18参照)がダイオードチップFWDULb(図18参照)よりも導体パターン2Ua(図17参照)の近くに位置するように、IGBTチップQULb(図18参照)およびダイオードチップFWDULb(図18参照)が、左右方向(図18の左右方向)に並べられて導体パターン2Ub(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULa(図18参照)およびIGBTチップQULb(図18参照)が、前後方向(図18の上下方向)に並べられて導体パターン2Ub(図17参照)に搭載されている。更に、ダイオードチップFWDULa(図18参照)およびダイオードチップFWDULb(図18参照)が、前後方向(図18の上下方向)に並べられて導体パターン2Ub(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULb(図18参照)のコレクタ電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDULb(図18参照)のカソード電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULc(図18参照)がダイオードチップFWDULc(図18参照)よりも導体パターン2Ua(図17参照)の近くに位置するように、IGBTチップQULc(図18参照)およびダイオードチップFWDULc(図18参照)が、左右方向(図18の左右方向)に並べられて導体パターン2Ub(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULa(図18参照)およびIGBTチップQULc(図18参照)が、前後方向(図18の上下方向)に並べられて導体パターン2Ub(図17参照)に搭載されている。更に、ダイオードチップFWDULa(図18参照)およびダイオードチップFWDULc(図18参照)が、前後方向(図18の上下方向)に並べられて導体パターン2Ub(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULc(図18参照)のコレクタ電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDULc(図18参照)のカソード電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULd(図18参照)がダイオードチップFWDULd(図18参照)よりも導体パターン2Ua(図17参照)の近くに位置するように、IGBTチップQULd(図18参照)およびダイオードチップFWDULd(図18参照)が、左右方向(図18の左右方向)に並べられて導体パターン2Ub(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULb(図18参照)およびIGBTチップQULd(図18参照)が、前後方向(図18の上下方向)に並べられて導体パターン2Ub(図17参照)に搭載されている。更に、ダイオードチップFWDULb(図18参照)およびダイオードチップFWDULd(図18参照)が、前後方向(図18の上下方向)に並べられて導体パターン2Ub(図17参照)に搭載されている。また、IGBTチップQULd(図18参照)のコレクタ電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。更に、ダイオードチップFWDULd(図18参照)のカソード電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。
つまり、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、互いに並列に接続された4個のIGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図18参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの下アームPULのIGBTQULに対応している。また、互いに並列に接続された4個のダイオードチップFWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd(図18参照)が、図2(D)に示す等価回路図中のU相PUの下アームPULのダイオードFWDULに対応している。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図18に示す段階で、V相PV(図18参照)の上アームPVU(図18参照)およびW相PW(図18参照)の上アームPWU(図18参照)がU相PU(図18参照)の上アームPUU(図18参照)と同様に構成され、V相PV(図18参照)の下アームPVL(図18参照)およびW相PW(図18参照)の下アームPWL(図18参照)がU相PU(図18参照)の下アームPUL(図18参照)と同様に構成される。
図19および図20は図18に示す組立体に対して、リボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,…のボンディングが行われた状態を示した図である。詳細には、図19はリボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,…のボンディングが行われた状態の組立体の平面図である。図20はリボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,…のボンディングが行われた状態の組立体の斜視図である。
第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図18に示す組立体に対し、リボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d(図19および図20参照),…のボンディングが行われると共に、リボンワイヤ3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d(図19および図20参照),…のボンディングが行われる。
詳細には、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、横長矩形の断面形状を有し、かつ、左右方向(図19の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)によって、ダイオードチップFWDUUa(図18参照)のアノード電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図19の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU1b(図19および図20参照)によって、ダイオードチップFWDUUb(図18参照)のアノード電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図19および20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図19の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU1c(図19および図20参照)によって、ダイオードチップFWDUUc(図18参照)のアノード電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図19の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU1d(図19および図20参照)によって、ダイオードチップFWDUUd(図18参照)のアノード電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図19の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL1a(図19および図20参照)によって、ダイオードチップFWDULa(図18参照)のアノード電極と導体パターン2Uc(図17参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図19の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL1b(図19および図20参照)によって、ダイオードチップFWDULb(図18参照)のアノード電極と導体パターン2Uc(図17参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図19の左右方向)に延びている帯状の例えば4本のリボンワイヤ3UL1c(図19および図20参照)によって、ダイオードチップFWDULc(図18参照)のアノード電極と導体パターン2Uc(図17参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図19の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL1d(図19および図20参照)によって、ダイオードチップFWDULd(図18参照)のアノード電極と導体パターン2Uc(図17参照)とが接続されている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図19および図20に示す段階で、V相PV(図19参照)の上アームPVU(図19参照)およびW相PW(図19参照)の上アームPWU(図19参照)がU相PU(図19参照)の上アームPUU(図19参照)と同様に構成され、V相PV(図19参照)の下アームPVL(図19参照)およびW相PW(図19参照)の下アームPWL(図19参照)がU相PU(図19参照)の下アームPUL(図19参照)と同様に構成される。
図21および図22は図19および図20に示す組立体に対して、リボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態を示した図である。詳細には、図21はリボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態の組立体の平面図である。図22はリボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態の組立体の斜視図である。
第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図19および図20に示す組立体に対し、リボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d(図21および図22参照),…のボンディングが行われると共に、リボンワイヤ3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d(図21および図22参照),…のボンディングが行われる。次いで、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図19および図20に示す組立体に対し、太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d(図21および図22参照),…のボンディングが行われると共に、太線ワイヤ3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d(図21および図22参照),…のボンディングが行われる。また、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図18参照)のコレクタ電位を取り出すための太線ワイヤ、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図18参照)のエミッタ電位を取り出すための太線ワイヤ、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図18参照)のコレクタ電位を取り出すための太線ワイヤ、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図18参照)のエミッタ電位を取り出すための太線ワイヤ、サーミスタTMU(図18参照)に電流を供給するための太線ワイヤのボンディングが行われる。
詳細には、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU2a(図21および図22参照)によって、IGBTチップQUUa(図18参照)のエミッタ電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU2b(図21および図22参照)によって、IGBTチップQUUb(図18参照)のエミッタ電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU2c(図21および図22参照)によって、IGBTチップQUUc(図18参照)のエミッタ電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU2d(図21および図22参照)によって、IGBTチップQUUd(図18参照)のエミッタ電極と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL2a(図21および図22参照)によって、IGBTチップQULa(図18参照)のエミッタ電極と導体パターン2Uc(図17参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL2b(図21および図22参照)によって、IGBTチップQULb(図18参照)のエミッタ電極と導体パターン2Uc(図17参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL2c(図21および図22参照)によって、IGBTチップQULc(図18参照)のエミッタ電極と導体パターン2Uc(図17参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL2d(図21および図22参照)によって、IGBTチップQULd(図18参照)のエミッタ電極と導体パターン2Uc(図17参照)とが接続されている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)より小さい断面積を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UU3a(図21および図22参照)によって、IGBTチップQUUa(図18参照)のゲート電極と導体パターン2Ud(図17参照)とが接続されている。更に、太線ワイヤ3UU3a(図21および図22参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UU3b(図21および図22参照)によって、IGBTチップQUUb(図18参照)のゲート電極と導体パターン2Ud(図17参照)とが接続されている。また、太線ワイヤ3UU3a(図21および図22参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UU3c(図21および図22参照)によって、IGBTチップQUUc(図18参照)のゲート電極と導体パターン2Ud(図17参照)とが接続されている。更に、太線ワイヤ3UU3a(図21および図22参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UU3d(図21および図22参照)によって、IGBTチップQUUd(図18参照)のゲート電極と導体パターン2Ud(図17参照)とが接続されている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、太線ワイヤ3UU3a(図21および図22参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UL3a(図21および図22参照)によって、IGBTチップQULa(図18参照)のゲート電極と導体パターン2Ue(図17参照)とが接続されている。また、太線ワイヤ3UU3a(図21および図22参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UL3b(図21および図22参照)によって、IGBTチップQULb(図18参照)のゲート電極と導体パターン2Ue(図17参照)とが接続されている。更に、太線ワイヤ3UU3a(図21および図22参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UL3c(図21および図22参照)によって、IGBTチップQULc(図18参照)のゲート電極と導体パターン2Ue(図17参照)とが接続されている。また、太線ワイヤ3UU3a(図21および図22参照)と同一の断面形状を有し、かつ、左右方向(図21の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UL3d(図21および図22参照)によって、IGBTチップQULd(図18参照)のゲート電極と導体パターン2Ue(図17参照)とが接続されている。
詳細には、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)の左端部の左側(図19および図21の左側)に、リボンワイヤ3UU2a(図21および図22参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図19および図20参照)の上面と、リボンワイヤ3UU2a(図21および図22参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU1b(図19および図20参照)の左端部の左側(図19および図21の左側)に、リボンワイヤ3UU2b(図21および図22参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UU1b(図19および図20参照)の上面と、リボンワイヤ3UU2b(図21および図22参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU1c(図19および図20参照)の左端部の左側(図19および図21の左側)に、リボンワイヤ3UU2c(図21および図22参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UU1c(図19および図20参照)の上面と、リボンワイヤ3UU2c(図21および図22参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU1d(図19および図20参照)の左端部の左側(図19および図21の左側)に、リボンワイヤ3UU2d(図21および図22参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UU1d(図19および図20参照)の上面と、リボンワイヤ3UU2d(図21および図22参照)の下面の一部とが対向せしめられている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UL1a(図19および図20参照)の左端部の左側(図19および図21の左側)に、リボンワイヤ3UL2a(図21および図22参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UL1a(図19および図20参照)の上面と、リボンワイヤ3UL2a(図21および図22参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL1b(図19および図20参照)の左端部の左側(図19および図21の左側)に、リボンワイヤ3UL2b(図21および図22参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UL1b(図19および図20参照)の上面と、リボンワイヤ3UL2b(図21および図22参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL1c(図19および図20参照)の左端部の左側(図19および図21の左側)に、リボンワイヤ3UL2c(図21および図22参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UL1c(図19および図20参照)の上面と、リボンワイヤ3UL2c(図21および図22参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL1d(図19および図20参照)の左端部の左側(図19および図21の左側)に、リボンワイヤ3UL2d(図21および図22参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UL1d(図19および図20参照)の上面と、リボンワイヤ3UL2d(図21および図22参照)の下面の一部とが対向せしめられている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図21および図22に示す段階で、V相PV(図21参照)の上アームPVU(図21参照)およびW相PW(図21参照)の上アームPWU(図21参照)がU相PU(図21参照)の上アームPUU(図21参照)と同様に構成され、V相PV(図21参照)の下アームPVL(図21参照)およびW相PW(図21参照)の下アームPWL(図21参照)がU相PU(図21参照)の下アームPUL(図21参照)と同様に構成される。
図23および図24は樹脂により正極端子P1,P2,P3、負極端子N1,N2,N3、交流端子U,V,W、ゲート電極端子GUU,GUL,GVU,GVL,GWU,GWLなどがインサートされて成形された外囲ケース5の部品図である。詳細には、図23(A)は外囲ケース5の平面図、図23(B)は外囲ケース5の正面図、図23(C)は外囲ケース5の底面図、図23(D)は外囲ケース5の後側面図である。図24(A)は右前側かつ上側から見た外囲ケース5の斜視図、図24(B)は右後側かつ下側から見た外囲ケース5の斜視図である。第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、正極端子P1,P2,P3(図23および図24参照)、負極端子N1,N2,N3(図23および図24参照)、交流端子U,V,W(図23および図24参照)、ゲート電極端子GUU,GUL,GVU,GVL,GWU,GWL(図23および図24参照)の他に、例えばIGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図18参照)のコレクタ電位を取り出すための端子、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図18参照)のエミッタ電位を取り出すための端子、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図18参照)のコレクタ電位を取り出すための端子、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図18参照)のエミッタ電位を取り出すための端子、サーミスタTMU(図18参照)に電流を供給するための端子などがインサートされて外囲ケース5が成形されている。
図25および図26は図21および図22に示す組立体の放熱部材1に対して、図23および図24に示す外囲ケース5を接合した状態を示した図である。詳細には、図25(A)は図21および図22に示す組立体の放熱部材1に対して外囲ケース5が接合された状態の組立体の平面図、図25(B)は図21および図22に示す組立体の放熱部材1に対して外囲ケース5が接合された状態の組立体の正面図、図25(C)は図21および図22に示す組立体の放熱部材1に対して外囲ケース5が接合された状態の組立体の左側面図、図26は図21および図22に示す組立体の放熱部材1に対して外囲ケース5が接合された状態の組立体の斜視図である。
第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図21および図22に示す組立体の放熱部材1に対して、図23および図24に示す外囲ケース5が接合され、その結果、図25および図26に示す状態になる。
第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図25および図26に示す段階で、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の上アームPUU(図2(D)参照)の一部を構成する正極端子P1(図2(D)、図25(A)、図25(C)および図26参照)と導体パターン2Ua(図17参照)とが電気的に接続される。また、3相インバータ回路のU相PUの一部を構成する交流端子U(図2(D)、図25および図26参照)と導体パターン2Ub(図17参照)とが電気的に接続される。更に、3相インバータ回路のU相PUの上アームPUUの一部を構成するゲート電極端子GUU(図2(D)、図25(A)、図25(C)および図26参照)と導体パターン2Ud(図17参照)とが電気的に接続される。また、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の下アームPUL(図2(D)参照)の一部を構成する負極端子N1(図2(D)、図25(A)および図26参照)と導体パターン2Uc(図17参照)とが電気的に接続される。更に、3相インバータ回路のU相PUの下アームPULの一部を構成するゲート電極端子GUL(図2(D)、図25(A)、図25(C)および図26参照)と導体パターン2Ue(図17参照)とが電気的に接続される。また、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図18参照)のコレクタ電位を取り出すために外囲ケース5にインサートされた端子とIGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図18参照)のコレクタ電極とが導体パターンおよび太線ワイヤを介して電気的に接続される。更に、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図18参照)のエミッタ電位を取り出すために外囲ケース5にインサートされた端子とIGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図18参照)のエミッタ電極とが導体パターンおよび太線ワイヤを介して電気的に接続される。また、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図18参照)のコレクタ電位を取り出すために外囲ケース5にインサートされた端子とIGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図18参照)のコレクタ電極とが導体パターンおよび太線ワイヤを介して電気的に接続される。更に、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図18参照)のエミッタ電位を取り出すために外囲ケース5にインサートされた端子とIGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図18参照)のエミッタ電極とが導体パターンおよび太線ワイヤを介して電気的に接続される。また、サーミスタTMU(図18参照)に電流を供給するために外囲ケース5にインサートされた端子とサーミスタTMU(図18参照)とが導体パターンおよび太線ワイヤを介して電気的に接続される。
詳細には、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU2a(図21および図22参照)の上面の一部と正極端子P1(図25(A)および図26参照)の中間水平部分P1a4(図23(C)および図24(B)参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU2b(図21および図22参照)の上面の一部と交流端子U(図25(A)および図26参照)の中間水平部分Ua4(図23(A)、図23(C)、図24および図25(A)参照)の下面の一部とが対向せしめられている。また、リボンワイヤ3UU2c(図21および図22参照)の上面の一部と正極端子P1(図25(A)および図26参照)の中間水平部分P1a4(図23(C)および図24(B)参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU2d(図21および図22参照)の上面の一部と交流端子U(図25(A)および図26参照)の中間水平部分Ua4(図23(A)、図23(C)、図24および図25(A)参照)の下面の一部とが対向せしめられている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UL2a(図21および図22参照)の上面の一部と正極端子P1(図25(A)および図26参照)の中間水平部分P1a4(図23(C)および図24(B)参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL2b(図21および図22参照)の上面の一部と交流端子U(図25(A)および図26参照)の中間水平部分Ua4(図23(A)、図23(C)、図24および図25(A)参照)の下面の一部とが対向せしめられている。また、リボンワイヤ3UL2c(図21および図22参照)の上面の一部と正極端子P1(図25(A)および図26参照)の中間水平部分P1a4(図23(C)および図24(B)参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL2d(図21および図22参照)の上面の一部と交流端子U(図25(A)および図26参照)の中間水平部分Ua4(図23(A)、図23(C)、図24および図25(A)参照)の下面の一部とが対向せしめられている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図25および図26に示す段階で、V相PV(図2(D)参照)およびW相PW(図2(D)参照)がU相PU(図2(D)参照)と同様に構成される。
次いで、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、例えばシリコーンゲルなどのようなゲル状樹脂(図示せず)が外囲ケース5(図25(A)および図26参照)内に充填される。
その結果、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、放熱部材1(図17参照)の中央部1a(図17参照)がゲル状樹脂によって封止されている。また、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の構成要素のうち、絶縁基板2UU(図17参照)、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd(図18参照)、ダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd,FWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd(図18参照)、リボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d(図19および図21参照)および太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d(図21参照)がゲル状樹脂によって封止されている。更に、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)の構成要素のうち、正極端子P1(図25(A)参照)の一部と、負極端子N1(図25(A)参照)の一部と、交流端子U(図25(A)参照)の一部とゲート電極端子GUU,GUL(図25(A)参照)の一部とが、ゲル状樹脂によって封止されている。また、V相PV(図2(D)参照)およびW相PW(図2(D)参照)がU相PU(図2(D)参照)と同様に構成されている。
次いで、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、カバー6a,6b,6c(図15(A)および図16(B)参照)によって、外囲ケース5(図25(A)および図26参照)の内部が覆われる。その結果、図15および図16に示すような第10の実施形態のパワー半導体モジュール100が形成される。
詳細には、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDUUa(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU1a(図19参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU1a(図19参照)とリボンワイヤ3UU2a(図21参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2a(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2a(図21参照)と正極端子P1(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUa(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU2a(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2a(図21参照)と正極端子P1(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDUUc(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU1c(図19参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU1c(図19参照)とリボンワイヤ3UU2c(図21参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2c(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2c(図21参照)と正極端子P1(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUc(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU2c(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2c(図21参照)と正極端子P1(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDUUb(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU1b(図19参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU1b(図19参照)とリボンワイヤ3UU2b(図21参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2b(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2b(図21参照)と交流端子U(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUb(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU2b(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2b(図21参照)と交流端子U(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDUUd(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU1d(図19参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU1d(図19参照)とリボンワイヤ3UU2d(図21参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2d(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2d(図21参照)と交流端子U(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUd(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU2d(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2d(図21参照)と交流端子U(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDULa(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL1a(図19参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL1a(図19参照)とリボンワイヤ3UL2a(図21参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2a(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2a(図21参照)と正極端子P1(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULa(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL2a(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2a(図21参照)と正極端子P1(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDULc(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL1c(図19参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL1c(図19参照)とリボンワイヤ3UL2c(図21参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2c(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2c(図21参照)と正極端子P1(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULc(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL2c(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2c(図21参照)と正極端子P1(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDULb(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL1b(図19参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL1b(図19参照)とリボンワイヤ3UL2b(図21参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2b(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2b(図21参照)と交流端子U(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULb(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL2b(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2b(図21参照)と交流端子U(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDULd(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL1d(図19参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL1d(図19参照)とリボンワイヤ3UL2d(図21参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2d(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2d(図21参照)と交流端子U(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULd(図18参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL2d(図21参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2d(図21参照)と交流端子U(図25(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図25(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
同様に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、上述したU相PU(図2(D)参照)における伝熱および放熱と同様の伝熱および放熱が、V相PV(図2(D)参照)およびW相PW(図2(D)参照)においても行われる。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUa(図18参照)とIGBTチップQUUb(図18参照)との前後方向(図18の上下方向)の中間位置であって、IGBTチップQUUc(図18参照)とIGBTチップQUUd(図18参照)との前後方向(図18の上下方向)の中間位置で、正極端子P1(図25(A)参照)と導体パターン2Ua(図17参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU2a(図21参照)の左端部とリボンワイヤ3UU2b(図21参照)の左端部との前後方向(図21の上下方向)の中間位置であって、リボンワイヤ3UU2c(図21参照)の左端部とリボンワイヤ3UU2d(図21参照)の左端部との前後方向(図21の上下方向)の中間位置であって、IGBTチップQULa(図18参照)とIGBTチップQULb(図18参照)との前後方向(図18の上下方向)の中間位置であって、IGBTチップQULc(図18参照)とIGBTチップQULd(図18参照)との前後方向(図18の上下方向)の中間位置で、交流端子U(図25(A)参照)と導体パターン2Ub(図17参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UL2a(図21参照)の左端部とリボンワイヤ3UL2b(図21参照)の左端部との前後方向(図21の上下方向)の中間位置であって、リボンワイヤ3UL2c(図21参照)の左端部とリボンワイヤ3UL2d(図21参照)の左端部との前後方向(図21の上下方向)の中間位置で負極端子N1(図25(A)参照)と導体パターン2Uc(図17参照)とが接続されている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、V相PV(図2(D)参照)およびW相PW(図2(D)参照)がU相PU(図2(D)参照)と同様に構成されている。
図27は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の放熱部材1、正極端子P1、負極端子N1および交流端子Uの概略的な鉛直断面図である。詳細には、図27(A)は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の放熱部材1および正極端子P1の概略的な鉛直断面図、図27(B)は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の放熱部材1および負極端子N1の概略的な鉛直断面図、図27(C)は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の放熱部材1および交流端子Uの概略的な鉛直断面図である。図28は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の正極端子P1の拡大部品図である。詳細には、図28(A)は正極端子P1の一部を構成する折り曲げ部P1aの鉛直断面図、図28(B)は正極端子P1の一部を構成する袋ナットP1bの鉛直断面図である。図29は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の負極端子N1の拡大部品図である。詳細には、図29(A)は負極端子N1の一部を構成する折り曲げ部N1aの鉛直断面図、図29(B)は負極端子N1の一部を構成する袋ナットN1bの鉛直断面図である。図30は第10の実施形態のパワー半導体モジュール100の交流端子Uの拡大部品図である。詳細には、図30(A)は交流端子Uの一部を構成する折り曲げ部Uaの鉛直断面図、図30(B)は交流端子Uの一部を構成する袋ナットUbの鉛直断面図である。
第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ねじ穴P1a1c(図28(A)参照)が形成された上側水平部分P1a1(図28(A)参照)と、その上側水平部分P1a1に隣接する鉛直部分P1a2(図28(A)参照)と、その鉛直部分P1a2に隣接する中間水平部分P1a4(図28(A)参照)と、その中間水平部分P1a4に隣接する鉛直部分P1a2’(図28(A)参照)と、その鉛直部分P1a2’に隣接する下側水平部分P1a3(図28(A)参照)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部P1a(図28(A)参照)と、下側(図28(B)の下側)が閉じているねじ穴P1b1c(図28(B)参照)を有する袋ナットP1b(図28(B)参照)とが正極端子P1(図23(A)、図24および図27(A)参照)に設けられている。更に、ナットとしての機能を有するナット部P1b1(図28(B)参照)と、折り曲げ部P1a(図28(A)参照)の上側水平部分P1a1(図28(A)参照)に接合するためにナット部P1b1(図28(B)参照)の上面P1b1a(図28(B)参照)から上側(図28(B)の上側)に延びている概略円筒状の接合部P1b2(図28(B)参照)とが、正極端子P1(図23(A)、図24および図27(A)参照)の袋ナットP1b(図28(B)参照)に形成されている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ねじ穴N1a1c(図29(A)参照)が形成された上側水平部分N1a1(図29(A)参照)と、その上側水平部分N1a1に隣接する鉛直部分N1a2(図29(A)参照)と、その鉛直部分N1a2に隣接する中間水平部分N1a4(図29(A)参照)と、その中間水平部分N1a4に隣接する鉛直部分N1a2’(図29(A)参照)と、その鉛直部分N1a2’に隣接する下側水平部分N1a3(図29(A)参照)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部N1a(図29(A)参照)と、下側(図29(B)の下側)が閉じているねじ穴N1b1c(図29(B)参照)を有する袋ナットN1b(図29(B)参照)とが負極端子N1(図23(A)、図24(A)および図27(B)参照)に設けられている。更に、ナットとしての機能を有するナット部N1b1(図29(B)参照)と、折り曲げ部N1a(図29(A)参照)の上側水平部分N1a1(図29(A)参照)に接合するためにナット部N1b1(図29(B)参照)の上面N1b1a(図29(B)参照)から上側(図29(B)の上側)に延びている概略円筒状の接合部N1b2(図29(B)参照)とが、負極端子N1(図23(A)、図24(A)および図27(B)参照)の袋ナットN1b(図29(B)参照)に形成されている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ねじ穴Ua1c(図30(A)参照)が形成された上側水平部分Ua1(図30(A)参照)と、その上側水平部分Ua1に隣接する鉛直部分Ua2(図30(A)参照)と、その鉛直部分Ua2に隣接する中間水平部分Ua4(図30(A)参照)と、その中間水平部分Ua4に隣接する鉛直部分Ua2’(図30(A)参照)と、その鉛直部分Ua2’に隣接する下側水平部分Ua3(図30(A)参照)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部Ua(図30(A)参照)と、下側(図30(B)の下側)が閉じているねじ穴Ub1c(図30(B)参照)を有する袋ナットUb(図30(B)参照)とが交流端子U(図23(A)、図24および図27(C)参照)に設けられている。更に、ナットとしての機能を有するナット部Ub1(図30(B)参照)と、折り曲げ部Ua(図30(A)参照)の上側水平部分Ua1(図30(A)参照)に接合するためにナット部Ub1(図30(B)参照)の上面Ub1a(図30(B)参照)から上側(図30(B)の上側)に延びている概略円筒状の接合部Ub2(図30(B)参照)とが、交流端子U(図23(A)、図24および図27(C)参照)の袋ナットUb(図30(B)参照)に形成されている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、正極端子P1(図23(A)、図24および図27(A)参照)の折り曲げ部P1a(図28(A)参照)の上側水平部分P1a1(図28(A)参照)のねじ穴P1a1c(図28(A)参照)に対して正極端子P1の袋ナットP1b(図28(B)参照)の概略円筒状の接合部P1b2(図28(B)参照)を圧入することによって正極端子P1の折り曲げ部P1aと袋ナットP1bとを一体化させ、かつ、負極端子N1(図23(A)、図24(A)および図27(B)参照)の折り曲げ部N1a(図29(A)参照)の上側水平部分N1a1(図29(A)参照)のねじ穴N1a1c(図29(A)参照)に対して負極端子N1の袋ナットN1b(図29(B)参照)の概略円筒状の接合部N1b2(図29(B)参照)を圧入することによって負極端子N1の折り曲げ部N1aと袋ナットN1bとを一体化させ、かつ、交流端子U(図23(A)、図24および図27(C)参照)の折り曲げ部Ua(図30(A)参照)の上側水平部分Ua1(図30(A)参照)のねじ穴Ua1c(図30(A)参照)に対して負極端子Uの袋ナットUb(図30(B)参照)の概略円筒状の接合部Ub2(図30(B)参照)を圧入することによって交流端子Uの折り曲げ部Uaと袋ナットUbとを一体化させた状態で、外囲ケース5(図23、図24および図27参照)のインサート成形が行われている。
つまり、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、正極端子P1(図23(A)、図24および図27(A)参照)の折り曲げ部P1a(図28(A)参照)と袋ナットP1b(図28(B)参照)とがインサート成形され、かつ、負極端子N1(図23(A)、図24(A)および図27(B)参照)の折り曲げ部N1a(図29(A)参照)と袋ナットN1b(図29(B)参照)とがインサート成形されると共に、交流端子U(図23(A)、図24および図27(C)参照)の折り曲げ部Ua(図30(A)参照)と袋ナットUb(図30(B)参照)とがインサート成形される時に、正極端子P1の折り曲げ部P1a、負極端子N1の折り曲げ部N1aおよび交流端子Uの折り曲げ部Uaが成形用金型に対して固定されると、それに伴って、正極端子P1の袋ナットP1b、負極端子N1の袋ナットN1bおよび交流端子Uの袋ナットUbも成形用金型に対して固定される。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図27に示すように、正極端子P1の袋ナットP1b(図28(B)参照)の下面P1b1b(図28(B)参照)と放熱部材1の上面との間、負極端子N1の袋ナットN1b(図29(B)参照)の下面N1b1b(図29(B)参照)と放熱部材1の上面との間、および、交流端子Uの袋ナットUb(図30(B)参照)の下面Ub1b(図30(B)参照)と放熱部材1の上面との間に、外囲ケース5の樹脂が配置されている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図28に示すように、正極端子P1の折り曲げ部P1aの上側水平部分P1a1の厚さTP1a1が、正極端子P1の袋ナットP1bの概略円筒状の接合部P1b2の長さLP1b2よりも大きく設定されている。更に、図27(A)および図28に示すように、正極端子P1の折り曲げ部P1aの上側水平部分P1a1のねじ穴P1a1cの内周面P1a1c1の上側部分P1a1c1aと正極端子P1の袋ナットP1bの接合部P1b2の外周面P1b2cとを嵌合させることなく、正極端子P1の折り曲げ部P1aの上側水平部分P1a1のねじ穴P1a1cの内周面P1a1c1の下側部分P1a1c1bと正極端子P1の袋ナットP1bの接合部P1b2の外周面P1b2cとを嵌合させることによって、正極端子P1の折り曲げ部P1aと袋ナットP1bとが一体化せしめられている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図29に示すように、負極端子N1の折り曲げ部N1aの上側水平部分N1a1の厚さTN1a1が、負極端子N1の袋ナットN1bの概略円筒状の接合部N1b2の長さLN1b2よりも大きく設定されている。更に、図27(B)および図29に示すように、負極端子N1の折り曲げ部N1aの上側水平部分N1a1のねじ穴N1a1cの内周面N1a1c1の上側部分N1a1c1aと負極端子N1の袋ナットN1bの接合部N1b2の外周面N1b2cとを嵌合させることなく、負極端子N1の折り曲げ部N1aの上側水平部分N1a1のねじ穴N1a1cの内周面N1a1c1の下側部分N1a1c1bと負極端子N1の袋ナットN1bの接合部N1b2の外周面N1b2cとを嵌合させることによって、負極端子N1の折り曲げ部N1aと袋ナットN1bとが一体化せしめられている。
同様に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図30に示すように、交流端子Uの折り曲げ部Uaの上側水平部分Ua1の厚さTUa1が、交流端子Uの袋ナットUbの概略円筒状の接合部Ub2の長さLUb2よりも大きく設定されている。更に、図27(C)および図30に示すように、交流端子Uの折り曲げ部Uaの上側水平部分Ua1のねじ穴Ua1cの内周面Ua1c1の上側部分Ua1c1aと交流端子Uの袋ナットUbの接合部Ub2の外周面Ub2cとを嵌合させることなく、交流端子Uの折り曲げ部Uaの上側水平部分Ua1のねじ穴Ua1cの内周面Ua1c1の下側部分Ua1c1bと交流端子Uの袋ナットUbの接合部Ub2の外周面Ub2cとを嵌合させることによって、交流端子Uの折り曲げ部Uaと袋ナットUbとが一体化せしめられている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図28(B)に示すように、正極端子P1の袋ナットP1bの概略円筒状の接合部P1b2の内周面P1b2bにテーパ状部P1b2b1と円筒状部P1b2b2とが形成されている。また、正極端子P1の袋ナットP1bの概略円筒状の接合部P1b2の内周面P1b2bの円筒状部P1b2b2が、テーパ状部P1b2b1よりも下側(図28(B)の下側)に配置されている。更に、正極端子P1の袋ナットP1bのナット部P1b1の雌ねじ部P1b1c1aに連続する雌ねじ部P1b2b2aが、円筒状部P1b2b2に形成されている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図28(B)に示すように、正極端子P1の袋ナットP1bのナット部P1b1の雌ねじ部P1b1c1aに連続する雌ねじ部P1b2b2aが、接合部P1b2の内周面P1b2bのテーパ状部P1b2b1に形成されていない。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図29(B)に示すように、負極端子N1の袋ナットN1bの概略円筒状の接合部N1b2の内周面N1b2bにテーパ状部N1b2b1と円筒状部N1b2b2とが形成されている。また、負極端子N1の袋ナットN1bの概略円筒状の接合部N1b2の内周面N1b2bの円筒状部N1b2b2が、テーパ状部N1b2b1よりも下側(図29(B)の下側)に配置されている。更に、負極端子N1の袋ナットN1bのナット部N1b1の雌ねじ部N1b1c1aに連続する雌ねじ部N1b2b2aが、円筒状部N1b2b2に形成されている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図29(B)に示すように、負極端子N1の袋ナットN1bのナット部N1b1の雌ねじ部N1b1c1aに連続する雌ねじ部N1b2b2aが、接合部N1b2の内周面N1b2bのテーパ状部N1b2b1に形成されていない。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図30(B)に示すように、交流端子Uの袋ナットUbの概略円筒状の接合部Ub2の内周面Ub2bにテーパ状部Ub2b1と円筒状部Ub2b2とが形成されている。また、交流端子Uの袋ナットUbの概略円筒状の接合部Ub2の内周面Ub2bの円筒状部Ub2b2が、テーパ状部Ub2b1よりも下側(図30(B)の下側)に配置されている。更に、交流端子Uの袋ナットUbのナット部Ub1の雌ねじ部Ub1c1aに連続する雌ねじ部Ub2b2aが、円筒状部Ub2b2に形成されている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図30(B)に示すように、交流端子Uの袋ナットUbのナット部Ub1の雌ねじ部Ub1c1aに連続する雌ねじ部Ub2b2aが、接合部Ub2の内周面Ub2bのテーパ状部Ub2b1に形成されていない。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、正極端子P1(図23(A)、図24および図27(A)参照)の袋ナットP1b(図28(B)参照)の中心軸線P1b’(図28(B)参照)に垂直な水平断面内における袋ナットP1b(図28(B)参照)のナット部P1b1(図28(B)参照)の外周面P1b1d(図28(B)参照)の形状が円形に設定されている。
また、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、負極端子N1(図23(A)、図24(A)および図27(B)参照)の袋ナットN1b(図29(B)参照)の中心軸線N1b’(図29(B)参照)に垂直な水平断面内における袋ナットN1b(図29(B)参照)のナット部N1b1(図29(B)参照)の外周面N1b1d(図29(B)参照)の形状が円形に設定されている。
更に、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、交流端子U(図23(A)、図24および図27(C)参照)の袋ナットUb(図30(B)参照)の中心軸線Ub’(図30(B)参照)に垂直な水平断面内における袋ナットUb(図30(B)参照)のナット部Ub1(図30(B)参照)の外周面Ub1d(図30(B)参照)の形状が円形に設定されている。
第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)とV相PV(図2(D)参照)とW相PW(図2(D)参照)とが設けられているが、第11の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、V相PV(図2(D)参照)とW相PW(図2(D)参照)とを省略し、第11の実施形態のパワー半導体モジュール100によって3相インバータ回路のU相PU(図2(D)参照)のみを構成することも可能である。
第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、放熱部材1(図15(B)および図17参照)として水冷タイプのものが用いられるが、第12の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、放熱部材として、放熱フィンを有する空冷タイプのものを用いることも可能である。
第13の実施形態では、上述した第1から第12の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。