JP6288301B2 - ハーフブリッジパワー半導体モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱抵抗を増大させることなく、主電流の経路に生じる寄生インダクタンスを顕著に低減できるハーフブリッジパワー半導体モジュール及びその製造方法に関する。

２つのパワー半導体装置チップを直列に接続して、その接続中点を出力端子にしたハーフブリッジ回路を、１パッケージ内に収納したパワーモジュールが広く知られている（特許文献１及び２参照）。特許文献１及び２では、絶縁板の表面側導体を流れる主電流の向きと絶縁板の裏面側導体を流れる主電流の向きとを逆向きにする。これにより、「近接逆平行通流」を実現して、パワーモジュールの寄生インダクタンスを低減させている。

特開２００２−１１２５５９号 特開２００２−３７３９７１号

しかしながら、特許文献１及び２のパワーモジュールでは、モジュール内部で発生した熱を絶縁板の裏面側から放熱するため、裏面側導体の裏面側に更に他の絶縁基板を設けることになるため、パワーモジュールの熱抵抗が増大してしまうという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、熱抵抗を増大させることなく、主電流の経路に生じる寄生インダクタンスを低減できるハーフブリッジパワー半導体モジュール及びその製造方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュールは、１枚の絶縁板の上或いはその上方に互いに電気的に絶縁して配置された、正極配線導体、ブリッジ配線導体、及び負極配線導体とを備えた絶縁配線基板を有する。正極配線導体及びブリッジ配線導体の上に、ハイサイドパワー半導体装置及びローサイドパワー半導体装置の裏面電極が接合されている。ハイサイドパワー半導体装置及びローサイドパワー半導体装置の表面電極は、ハイサイド接続手段及びローサイド接続手段を介して、ブリッジ配線導体及び負極配線導体に接続されている。

図１（ａ）は、第１実施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール１の構造を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図であり、図１（ｃ）は、ハーフブリッジパワー半導体モジュール１の回路図である。 図２（ａ）〜図２（ｄ）は、図１のハーフブリッジパワー半導体モジュール１の製造方法に係わる第１工程を示す平面図であり、図２（ｅ）は、図１のハーフブリッジパワー半導体モジュール１の製造方法に係わる第２工程を示す平面図である。 図３（ａ）は、図１のハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴがターンオンしたときに流れる主電流ＩＬＨを示し、図３（ｂ）は、図１のローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴのダイオードに流れる主電流（環流電流）ＩＬＬを示し、図３（ｃ）は、図１のハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴのダイオードに流れる主電流（環流電流）ＩＬＨを示す。 図４（ａ）は、図１のハーフブリッジパワー半導体モジュール１にスナバコンデンサー（２５ＨＢ、２５ＬＢ）を追加した変形例１を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図である。 図５（ａ）は、第２施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール２の構造を示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図であり、図５（ｃ）は、ハーフブリッジパワー半導体モジュール２の回路図である。 図６（ａ）は、第３施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール３の構造を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図であり、図６（ｃ）は、ハーフブリッジパワー半導体モジュール３の回路図である。 図７（ａ）は、第３施形態の変形例２に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール３−１の構造を示す平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図である。 図８（ａ）は、第３施形態の変形例３に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール３−２の構造を示す平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図である。 図９（ａ）は、図８のハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴがターンオンしたときに流れる主電流ＩＬＨを示し、図９（ｂ）は、図８のローサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＬＤに流れる主電流（環流電流）ＩＬＬを示し、図９（ｃ）は、図８のハイサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＨＤに流れる主電流（環流電流）ＩＬＨを示す。 図１０（ａ）は、第３施形態の変形例４に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール３−３の構造を示す平面図であり、図１０（ｂ）は、ハーフブリッジパワー半導体モジュール３−３の回路図である。 図１１Ａ（ａ）は第４実施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール４の構成を示す平面図であり、図１１Ａ（ｂ）は図１１Ａ（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図であり、図１１Ａ（ｃ）は図１１Ａ（ａ）のＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図である。 図１１Ｂ（ａ）は、図１１Ａ（ａ）のＣ−Ｃ’切断面に沿った断面図であり、図１１Ｂ（ｂ）はハーフブリッジパワー半導体モジュール４の回路図である。 図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、図１１のハーフブリッジパワー半導体モジュール４の製造方法を示す平面図である。 図１３（ａ）は、図１１Ａのハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴがターンオンしたときに流れる主電流ＩＬＨを示し、図１３（ｂ）は、図１１Ａのローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴのダイオードに流れる主電流（環流電流）ＩＬＬを示し、図１３（ｃ）は、図１１Ａのハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴのダイオードに流れる主電流（環流電流）ＩＬＨを示す。 図１４Ａ（ａ）は第５実施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール５の構成を示す平面図であり、図１４Ａ（ｂ）は図１４Ａ（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図であり、図１４Ａ（ｃ）は図１４Ａ（ａ）のＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図であり、図１４Ａ（ｄ）は図１４Ａ（ａ）から起立型端子（１４Ｂ’、１４Ｈ’、１４Ｌ’、１４ＨＧ’、１４ＨＳ’、１４ＬＧ’、１４ＬＳ’）を削除した仮想平面図である。 図１４Ｂは、ハーフブリッジパワー半導体モジュール５の回路図である。 図１５（ａ）〜図１５（ｃ）は、図１４Ａ及び図１４Ｂのハーフブリッジパワー半導体モジュール５の製造方法の一例を示す平面図である。 図１６（ａ）〜図１６（ｃ）は、図１４Ａ及び図１４Ｂのハーフブリッジパワー半導体モジュール５の製造方法の他の例を示す平面図である。 図１７Ａ（ａ）及び（ｂ）は、図１４Ａのハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴがターンオンしたときに流れる主電流ＩＬＨを示し、図１７Ａ（ｃ）及び（ｄ）は、図１４Ａのローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴのダイオードに流れる主電流（環流電流）ＩＬＬを示す。 図１７Ｂ（ｅ）及び（ｆ）は、図１４Ａのハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴのダイオードに流れる主電流（環流電流）ＩＬＨを示す。 図１８（ａ）は、第６施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール６の構造を示す平面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図であり、図１８（ｃ）は、図１８（ａ）のＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図である。 図１９は、第７施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール７の構造を示す平面図である。 図２０Ａ（ａ）は、図１９のハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴがターンオンしたときに流れる主電流ＩＬＨを示し、図２０Ａ（ｂ）は、図１９のローサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＬＤに流れる主電流（環流電流）ＩＬＬを示す。 図２０Ｂ（ａ）は、図１９のローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴがターンオンしたときに流れる主電流ＩＬＬを示し、図２０Ｂ（ｂ）は、図１９のハイサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＨＤに流れる主電流（環流電流）ＩＬＬを示す。 図２１は、比較例に係わるハーフブリッジパワーモジュール１０００の構造を示す断面図である。

以下、実施形態及びその変形例を複数の図面を参照して説明する。ただし、以下では、ハーフブリッジパワー半導体モジュールの構成を模式的に説明するが、これらの模式図では理解を容易にするために、厚さと平面寸法との関係や各層の厚さの比率等は誇張して描いていることを断っておく。同一部材には同一符号を付して再度の説明を省略する。

（第１実施形態）
図１（ａ）〜図１（ｃ）を参照して、第１実施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール１の構造を説明する。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図である。図１（ｃ）は、ハーフブリッジパワー半導体モジュール１の回路図である。図１（ｂ）には、パワースイッチング素子からなるローサイドパワー半導体装置１３ＬＴがターンオンしているときに流れる主電流（負荷電流）ＩＬＬの流れを破線と矢印で示している。

ハーフブリッジパワー半導体モジュール１は、積層構造を有する絶縁配線基板１５と、絶縁配線基板１５の表面に、互いに電気的に絶縁して配置されたハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴ及びローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴと、ブリッジ端子１４Ｂと、ハイサイド端子１４Ｈと、ローサイド端子１７Ｌと、ハイサイド接続手段の一例としての複数のボンディングワイヤー１８ＢＴと、ローサイド接続手段の一例としての複数のボンディングワイヤー１８ＬＴと、を備える。

なお、ハイサイド接続手段及びローサイド接続手段として、ボンディングワイヤーの他に、ボンディングリボンやクリップリードを用いることができる。ここで、電気抵抗及び寄生インダクタンスを極力軽減する観点から、加工上の制約、機械的強度、長期疲労耐性が損なわれない限りにおいて、ボンディングワイヤー１８ＢＴ、１８ＬＴは可能な限り、本数が多く、断面積が大きく、かつ、表面積が大きく、対地高が低く、なるように最適化される。

[絶縁配線基板１５]
絶縁配線基板１５は、１枚の絶縁板１６と、絶縁板１６の表面上或いはその上方に互いに電気的に絶縁して配置された、複数の配線導体（１２Ｈ、１２Ｂ、２１Ｌ、１２ＨＧ、１２ＨＳ、１２ＬＧ、１２ＬＳ）とを備える。複数の配線導体には、正極配線導体１２Ｈ、ブリッジ配線導体１２Ｂ、負極配線導体２１Ｌ、ゲート信号配線導体（１２ＨＧ、１２ＬＧ）、ソース信号配線導体（１２ＨＳ、１２ＬＳ）が含まれる。

正極配線導体１２Ｈ、ブリッジ配線導体１２Ｂ、ゲート信号配線導体（１２ＨＧ、１２ＬＧ）、ソース信号配線導体（１２ＨＳ、１２ＬＳ）は、絶縁板１６の表面上に直接、接合されている。負極配線導体２１Ｌは、絶縁チップ２０を介して、ブリッジ配線導体１２Ｂの上に接合されている。負極配線導体２１Ｌは、絶縁チップ２０によってブリッジ配線導体１２Ｂから電気的に絶縁されている。

絶縁板１６は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、アルミナ等のセラミック板、或いは、ベースプレートに貼付した絶縁耐圧性樹脂シートからなる。絶縁板１６の熱抵抗を極力軽減する観点から、絶縁板１６の厚みは絶縁耐圧と機械的強度、長期疲労耐性の満足する最小の厚みに設定することが望ましい。たとえば、１．２ｋＶの瞬時耐圧が求められる場合、絶縁板１６の厚みは０．２〜１．５ｍｍの範囲である。具体的に、ＳｉＮ板の場合、機械的強度の考慮しつつ、０．３１ｍｍ位の薄さが実施可能である。絶縁チップ２０についても、絶縁板１６と同様である。

複数の配線導体（１２Ｈ、１２Ｂ、２１Ｌ、１２ＨＧ、１２ＨＳ、１２ＬＧ、１２ＬＳ）は、平板状の形状を有し、例えば、ＣｕやＡｌなどの金属板片からなり、耐酸化性を持たせるために表面がＮｉめっきされていることが望ましい。ブリッジ端子１４Ｂ、ハイサイド端子１４Ｈ、及びローサイド端子１７Ｌについても、複数の配線導体（１２Ｈ、１２Ｂ、２１Ｌ、１２ＨＧ、１２ＨＳ、１２ＬＧ、１２ＬＳ）と同様である。

絶縁配線基板１５は、熱応力による基板の反りを防止する観点から、絶縁板１６の裏面に直接添付された熱歪み緩和導体２２を更に有していてもよい。
[ハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴ及びローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴ]

第１実施形態において、図１（ｃ）に示すように、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴ及びローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの各々は、逆導通ダイオードを内蔵するユニポーラ型パワースイッチング素子、たとえば、ＭＯＳＦＥＴや接合ＦＥＴなどである。ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴ及びローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの各々は、表面電極と裏面電極との間が導通する状態（オン状態）と、遮断された状態（オフ状態）とを切り替えるための制御信号（ゲート信号）が入力されるゲート電極を有する。

ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴは、正極配線導体１２Ｈの上にその裏面電極が接合されている。具体的に、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴの表面に表面電極（ソースまたはエミッタ電極）が形成され、その裏面に裏面電極（ドレインまたはコレクタ電極）が形成されている。ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴの裏面電極は、はんだなどで正極配線導体１２Ｈにオーミック接続（以後、単に「接続」と略す）されている。ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴの表面電極は、複数のボンディングワイヤー１８ＢＴを介して、ブリッジ配線導体１２Ｂに接続されている。

複数のボンディングワイヤー１８ＢＴとブリッジ配線導体１２Ｂとの接続部は、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴとローサイドパワー半導体装置１３ＬＴとの間に位置している。具体的には、図１（ｂ）に示すＡ−Ａ’切断面のように、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴ及びローサイドパワー半導体装置１３ＬＴと通る切断面において、当該接続部は、両半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）との間に位置している。

ローサイドパワー半導体装置１３ＬＴは、ブリッジ配線導体１２Ｂの上にその裏面電極が接合されている。具体的に、ローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの表面に表面電極（ソースまたはエミッタ電極）が形成され、その裏面に裏面電極（ドレインまたはコレクタ電極）が形成されている。ローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの裏面電極は、はんだなどでブリッジ配線導体１２Ｂの一方側（右側）に接続されている。「ブリッジ配線導体１２Ｂの一方側」とは、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴから遠い側を示す。ローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの表面電極は、複数のボンディングワイヤー１８ＬＴを介して、負極配線導体２１Ｌに接続されている。

複数のボンディングワイヤー１８ＬＴと負極配線導体２１Ｌとの接続部は、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴとローサイドパワー半導体装置１３ＬＴとの間に位置している。具体的には、図１（ｂ）に示すＡ−Ａ’切断面のように、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴ及びローサイドパワー半導体装置１３ＬＴと通る切断面において、当該接続部は、両半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）との間に位置している。

ハーフブリッジパワー半導体モジュール１は、各半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）のゲート電極とゲート信号配線導体（１２ＨＧ、１２ＬＧ）とを接続するゲート信号接続手段としてのボンディングワイヤー（１８ＨＧ、１８ＬＧ）と、各半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）のソース電極とソース信号配線導体（１２ＨＳ、１２ＬＳ）とを接続するソース信号接続手段としてのボンディングワイヤー（１８ＨＳ、１８ＬＳ）と、を更に備える。なお、ゲート信号接続手段及びソース信号接続手段として、ボンディングワイヤーの他に、ボンディングリボンやクリップリードを用いることができる。

[ブリッジ端子１４Ｂ、ハイサイド端子１４Ｈ、ローサイド端子１７Ｌ]
ブリッジ端子１４Ｂは、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴとローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの間の位置において、ブリッジ配線導体１２Ｂに接続されている。ハイサイド端子１４Ｈは、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴとローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの間の位置において、正極配線導体１２Ｈに接続されている。ローサイド端子１７Ｌは、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴとローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの間の位置において、負極配線導体２１Ｌに接続されている。

第１実施形態において、ハイサイド端子１４Ｈ、ブリッジ端子１４Ｂ、及びローサイド端子１７Ｌは、それぞれ、正極配線導体１２Ｈの一部、ブリッジ配線導体１２Ｂの一部、及び負極配線導体２１Ｌの一部が絶縁板１６の主面に平行な方向に延伸されて成る。すなわち、ハイサイド端子１４Ｈと正極配線導体１２Ｈ、ブリッジ端子１４Ｂとブリッジ配線導体１２Ｂ、及びローサイド端子１７Ｌと負極配線導体２１Ｌは、それぞれ、一体を成している。絶縁板１６の主面の法線方向から見て、ハイサイド端子１４Ｈ、ブリッジ端子１４Ｂ、及びローサイド端子１７Ｌは、それぞれ、絶縁板１６の外側まで延伸されている。

ハーフブリッジパワー半導体モジュール１は、ゲート信号配線導体（１２ＨＧ、１２ＬＧ）に接続されたゲート信号端子（１４ＨＧ、１４ＬＧ）と、ソース信号配線導体（１２ＨＳ、１２ＬＳ）に接続されたソース信号端子（１４ＨＳ、１４ＬＳ）とを更に備える。ゲート信号端子（１４ＨＧ、１４ＬＧ）及びソース信号端子（１４ＨＳ、１４ＬＳ）は、それぞれ、ゲート信号配線導体（１２ＨＧ、１２ＬＧ）の一部及びソース信号配線導体（１２ＨＳ、１２ＬＳ）の一部が絶縁板１６の主面に平行な方向に延伸されて成る。絶縁板１６の主面の法線方向から見て、ゲート信号端子（１４ＨＧ、１４ＬＧ）及びソース信号端子（１４ＨＳ、１４ＬＳ）は、それぞれ、絶縁板１６の外側まで延伸されている。

ブリッジ端子１４Ｂ、ハイサイド端子１４Ｈ、及びローサイド端子１７Ｌは、互いに近接して平行に配置されている。同様に、ゲート信号端子１４ＨＧとソース信号端子１４ＨＳは、互いに近接して平行に配置され、ゲート信号端子１４ＬＧとソース信号端子１４ＬＳは、互いに近接して平行に配置されている。各端子（１４Ｂ、１４Ｈ、１７Ｌ）の延伸方向は、複数のボンディングワイヤー（１８ＢＴ、１８ＬＴ）の延伸方向に対して直角を成している。

ハイサイド端子１４Ｈとブリッジ端子１４Ｂの距離、及びブリッジ端子１４Ｂとローサイド端子１７Ｌの距離は、放電防止や製法に関する設計規則が許す限り接近させて配置することができる。ハイサイド端子１４Ｈとブリッジ端子１４Ｂの間、及びブリッジ端子１４Ｂとローサイド端子１７Ｌの間に、放電防止と接触防止の観点から、絶縁材料（非表示）を挟持することが望ましい。

本実施形態において、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴ及びローサイドパワー半導体装置１３ＬＴは、排他的にターンオンするように制御されることを想定している。ただし、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴとローサイドパワー半導体装置１３ＬＴを同時にターンオンさせる（地絡させる）ことは可能である。

［ハーフブリッジパワー半導体モジュール１の製造方法］
次に、図２（ａ）〜図２（ｅ）を用いて、図１のハーフブリッジパワー半導体モジュール１の製造方法の一例を説明する。

第１工程において、図２（ａ）に示す絶縁配線基板と、図２（ｂ）に示すハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴと、図２（ｃ）に示すローサイドパワー半導体装置１３ＬＴと、図２（ｄ）に示す負極配線導体２１Ｌが接合された絶縁チップ２０と、を用意する。図２（ａ）に示す絶縁配線基板は、絶縁板１６の表面に、正極配線導体１２Ｈ、ブリッジ配線導体１２Ｂ、ゲート信号配線導体（１２ＨＧ、１２ＬＧ）、及びソース信号配線導体（１２ＨＳ、１２ＬＳ）が接合されている。なお、各配線導体（１２Ｈ、１２Ｂ、１２ＨＧ、１２ＬＧ、１２ＨＳ、１２ＬＳ、２１Ｌ）の一部は、端子（１４Ｈ、１４Ｂ、１４ＨＧ、１４ＬＧ、１４ＨＳ、１４ＬＳ、１７Ｌ）として絶縁板１６の外部まで延伸されている。

絶縁配線基板を、アセトン、エタノールなどの有機溶剤で、少なくともその表面を十分に洗浄する。パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）の裏面及び絶縁チップ２０の裏面には、はんだ付けを可能とするメタライゼーションが施されている。なお、この様な絶縁配線基板及び絶縁チップ２０は、今セラミック基板メーカに図面を添えて発注すれば入手することができる。パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）は半導体メーカより入手することができる。

第２工程において、図２（ｅ）に示すように、たとえば減圧リフロー装置を用いて、正極配線導体１２Ｈの上にハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴの裏面電極を接合し、ブリッジ配線導体１２Ｂの上にローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの裏面電極を接合する。そして、ブリッジ配線導体１２Ｂの上のうち、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴとローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの間に、絶縁チップ２０を介して負極配線導体２１Ｌを接合する。この時、各パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）と絶縁チップ２０の正確な位置決めを行うために、カーボン位置決め治具を使用するのが望ましい。ただし、接合の方法は、はんだ付けに限定するものではない。導電性接着剤を用いた接合方法、ＡｇやＣｕ等のサブミクロン導体粒子を用いた接合方法、固相（または液相）拡散接合方法なども用いることができる。

最後に、第３工程において、ワイヤボンド装置を用いて、各パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）の表面電極（ソース電極、ゲート電極）と各配線導体（１２Ｂ、１２ＨＧ、１２ＨＳ、２１Ｌ、１２ＬＧ、１２ＬＳ）とを、ボンディングワイヤー（１８ＢＴ、１８ＨＧ、１８ＨＳ、１８ＬＴ、１８ＬＧ、１８ＬＳ）で接続する。こうして、図１のハーフブリッジパワー半導体モジュール１が完成する。

［比較例］
次に、図２１に示す比較例を参照して、図１のハーフブリッジパワー半導体モジュール１より得られる作用及び効果を説明する。

炭化珪素（ＳｉＣ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）のワイドバンドギャップ半導体を用いたパワー半導体装置（ＭＯＳＦＥＴ、ＪＦＥＴ、ＳＢＤなど）や、スーパージャンクション構造のパワーＳｉ−ＭＯＳＦＥＴの出現によって、昨今、６００Ｖ〜１．８ｋＶの高電圧領域において、高速スイッチングさせて駆動する次世代電力変換器（インバータやコンバータ）の開発が盛んになってきている。なぜなら、高速スイッチング駆動が可能であることは、勿論、これらパワー半導体装置が高電圧でユニポーラ動作するデバイスだからである。高速スイッチング駆動の第１の恩恵は、パワー半導体装置のスイッチング損失を低減して、変換効率を高めることである。しかし、スイッチング損失を低減した分、変換効率を落とさず、スイッチング周波数（またはキャリア周波数）を上げられるという第２の恩恵の方が実用上より重要である。なぜなら、スイッチング周波数が上げられれば、結合キャパシタやリアクトルなどの大型受動部品の体積が小さくなり、それは電力変換器の寸法や価格の縮減に繋がるからである。

ところで、モータやインダクタ、トランスなど大きな誘導性の負荷を制御する電力変換器の主回路として、１パッケージ内に１つまたは複数のハーフブリッジ（パワー）回路を収納したパワーモジュールが広く用いられている。このハーフブリッジ（パワー）回路は、２つのパワー半導体装置チップを直列接続にして、その接続中点を出力端子にした回路である。

ところが、このハーフブリッジ（パワー）回路を高速でスイッチングさせようとすると、以下の（１）〜（３）の問題が生じる場合がある。

（１）ターンオンしていたパワー半導体装置をターンオフする瞬間に大きなサージ電圧（または跳ね上がり電圧）が発生してスイッチング損失が増大する。
（２）最悪の場合、このサージ電圧でパワー半導体装置を破壊する。
（３）この脅威から逃れるために、より高耐圧仕様のパワー半導体装置を採用すると導通損失が増大する、そして、製造コストも増大する。

上記問題の原因は、主電流（負荷電流）の流れるモジュール配線経路に生じる寄生インダクタンス（自己インダクタンス）Ｌｓと急速な電流変化（ｄｉ／ｄｔ）が引き起こす逆起電圧（＝−Ｌｓ×ｄｉ／ｄｔ）である。

配線の寄生インダクタンスを軽減する方法として、近接させた往復配線に逆方向の電流を流すことによる相互コンダクタンス効果を用いて、寄生インダクタンスを減殺する電磁気学的方法がある（特許文献１及び２参照）。即ち、表面にブリッジ回路を形成した絶縁基板の裏面に、ハイサイド電位またはローサイド電位のいずれかと同電位にした平行配線板を設ける。平行配線板に表面の主電流と逆向きの主電流を流して、「近接逆平行通流」を形成する。

図２１は、この電磁気学的方法を、ハーフブリッジパワーモジュール１０００内部の寄生インダクタンス低減に適用した比較例を示す。ハーフブリッジパワーモジュール１０００において、絶縁配線基板１１５は第１絶縁板１１６と第２絶縁板１２１を備え、第１絶縁板１１６の表面に、表面配線導体（１１２Ｈ、１１２Ｂ、１１２Ｌ１、１１２Ｌ２）を設け、第１絶縁板１１６と第２絶縁板１２１の間には中間配線導体１１７Ｌを設け、第２絶縁板１２１の裏面に熱応力緩和導体１２２を設けている。第１絶縁板１１６を貫通する開口に接続導体（１２０Ｌ１、１２０Ｌ２）が埋め込まれている。接続導体１２０Ｌ１は表面配線導体１１２Ｌ１と中間配線導体１１７Ｌを接続し、接続導体１２０Ｌ２は表面配線導体１１２Ｌ２と中間配線導体１１７Ｌを接続している。

ハイサイド端子１１４Ｈは表面配線導体１１２Ｈに設けられ、ローサイド端子１１４Ｌは表面配線導体１１２Ｌ１に設けられ、ブリッジ端子１１４Ｂは表面配線導体１１２Ｂに設けられている。

ハイサイドパワー半導体装置（スイッチング素子）１１３ＨＴの裏面電極（ドレイン電極）は表面配線導体１１２Ｈに接合され、ローサイドパワー半導体装置（スイッチング素子）１１３ＬＴの裏面電極（ドレイン電極）は表面配線導体１１２Ｂに接合されている。ハイサイドパワー半導体装置１１３ＨＴの表面電極はボンディングワイヤー１１８Ｂを介して表面配線導体１１２Ｂに接続されている。ローサイドパワー半導体装置１１３ＬＴの表面電極はボンディングワイヤー１１８Ｌを介して表面配線導体１１２Ｌ２に接続されている。

しかし、図２１のパワーモジュール１０００の構造においては、第１絶縁板１１６と熱応力緩和導体１２２のとの間に中間配線導体１１７Ｌと第２絶縁板１２１が挿入されている。よって、今日広く用いられている絶縁板の両面に導体板を貼り付けた単純な絶縁基板と比較して、絶縁配線基板１１５の熱抵抗が増大してしまう。このため、パワー半導体装置（１１３ＨＴ、１１３ＬＴ）の放熱性が悪くなる、即ち、接合温度が高くなるという問題があった。なお、熱抵抗に与える影響度は、中間配線導体１１７Ｌより第２絶縁板１２１が大きい。これは第２絶縁板１２１の熱伝導度が著しく低いからである。

［第１実施形態による作用効果］
正極配線導体１２Ｈ及び複数のボンディングワイヤー１８ＢＴの各々に流れる主電流は、その大きさが等しく、その向きが逆方向であり且つ平行である。また、ブリッジ配線導体１２Ｂ及び複数のボンディングワイヤー１８ＬＴの各々に流れる主電流は、その大きさが等しく、その向きが逆方向且つ平行である。

ブリッジ端子１４Ｂ、ハイサイド端子１４Ｈ、及びローサイド端子１７Ｌは、互いに近接して平行に配置されている。ハイサイド端子１４Ｈ及びブリッジ端子１４Ｂの各々に流れる主電流は、その大きさが等しく、その向きが逆方向且つ平行である。ローサイド端子１７Ｌ及びブリッジ端子１４Ｂの各々に流れる主電流は、その大きさが等しく、その向きが逆方向且つ平行である。

更に、正極配線導体１２Ｈに流れる主電流の向きとハイサイド端子１４Ｈに流れる主電流の向きは略直角を成している。負極配線導体２１Ｌに流れる主電流の向きとローサイド端子１７Ｌに流れる主電流の向きは略直角を成している。

このような主電流の向きを形成することにより、図１のハーフブリッジパワー半導体モジュール１は、図２１のハーフブリッジパワーモジュール１０００と同等またはそれ以上に低い寄生インダクタンスを実現することができる。

更に、図１のハーフブリッジパワー半導体モジュール１は、単層の絶縁板１６を備えることにより、図２１のハーフブリッジパワーモジュール１０００と同等またはそれ以上に低い寄生インダクタンスを実現しながら、単層の絶縁板を備える絶縁配線基板を用いた従前のハーフブリッジパワー半導体モジュールと同等の熱抵抗（絶縁配線基板の熱抵抗）を達成することができる。

はじめに、第１実施形態のハーフブリッジパワー半導体モジュール１が従前のハーフブリッジパワー半導体モジュールと同等の熱抵抗を達成することができる理由を説明する。一般に、パワー半導体装置で発生したジュール熱は絶縁配線基板の下部に結合された放熱器に向かって垂直に伝播する。この伝播経路を構成する部材の熱抵抗の総和が絶縁配線基板の熱抵抗である。

第１実施形態のハーフブリッジパワー半導体モジュール１は、図１（ｂ）の断面構造を参照すれば明白なように、従前のハーフブリッジパワー半導体モジュールと同じ垂直構造を有する。つまり、単層の絶縁板１６を備える絶縁配線基板１５を用いている。よって、第１実施形態に係わる絶縁配線基板１５の熱抵抗は、従前の絶縁配線基板の熱抵抗と同じであると言うことができる。配線導体（１２Ｈ、１２Ｂ）の熱抵抗をＲｔｈ＿Ｃ１、絶縁板１６の熱抵抗をＲｔｈ＿Ｉ１、熱応力緩和導体２２の熱抵抗をＲｔｈ＿Ｃ２とすると、絶縁配線基板１５の熱抵抗Ｒｔｈ＿ｓｕｂは、式（１）に示すように、これらの直列接続抵抗となる。
Ｒｔｈ＿ｓｕｂ＝Ｒｔｈ＿Ｃ１＋Ｒｔｈ＿Ｉ１＋Ｒｔｈ＿Ｃ２・・・・（１）

式（１）に示す絶縁配線基板の熱抵抗Ｒｔｈ＿ｓｕｂは、単層の絶縁板を備える絶縁配線基板を用いた従前のハーフブリッジパワー半導体モジュールと同じである。

これに対して、比較例（図２１）の熱抵抗Ｒｔｈ＿ｓｕｂは、式（２）で表すことができる。なお、Ｒｔｈ＿Ｃｍ、Ｒｔｈ＿Ｉ２はそれぞれ中間配線導体１１７Ｌと第２絶縁板１２１の熱抵抗である。
Ｒｔｈ＿ｓｕｂ＝Ｒｔｈ＿Ｃ１＋Ｒｔｈ＿Ｉ１＋（Ｒｔｈ＿Ｃｍ＋Ｒｔｈ＿Ｉ２）＋Ｒｔｈ＿Ｃ２・・・・（２）

ここで、式（１）と式（２）を比較すると明らかなように、第１実施形態のハーフブリッジパワー半導体モジュール１の熱抵抗は、比較例（図２１）に比べて、中間配線導体１１７Ｌと第２絶縁板１２１の熱抵抗（Ｒｔｈ＿Ｃｍ＋Ｒｔｈ＿Ｉ２）だけ低減される。よって、熱的に優れた性能を備えていることが数式的にも理解される。

つぎに、第１実施形態のハーフブリッジパワー半導体モジュール１が、比較例（図２１）と同等またはそれ以上に低い寄生インダクタンスを実現できる３つの理由を説明する。

まず、第１の理由は次のとおりである。図１に示すように、たとえば、ローサイドパワー半導体装置１３ＬＴがターンオンしているとき、ハーフブリッジパワー半導体モジュール１には矢印及び点線で示す主電流ＩＬＬが流れる。主電流ＩＬＬは、ブリッジ端子１４Ｂからモジュールに入り、ブリッジ配線導体１２Ｂを流れ、ローサイドパワー半導体装置１３ＬＴで折り返し、複数のボンディングワイヤー１８ＬＴと負極配線導体２１Ｌを経由して、ローサイド端子１７Ｌからモジュール外に出る。このように、ローサイドパワー半導体装置１３ＬＴがターンオンしているとき、端子（１４Ｂ、１７Ｌ）を含むほぼ全ての地点において、大きさが同じ且つ向きが逆となる主電流（ＩＬＬ）が近接位置で循環している。これにより、主電流（ＩＬＬ）の「近接逆平行通流」の構成が主電流の流路のほぼ全域で得られる。これにより、ローサイドパワー半導体装置１３ＬＴがターンオンしているときに流れる主電流の流路に発生する寄生インダクタンスＬｓを電磁気学的に理想的に低減することができる。

図３（ａ）に示す主電流ＩＬＨは、図１のハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴがターンオンしたときに流れる主電流を示し、図３（ｂ）に示す主電流（環流電流）ＩＬＬは、図１のローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴに内蔵されたダイオードが逆導通しているときに流れる主電流（環流電流）を示し、図３（ｃ）に示す主電流（環流電流）ＩＬＨは、図１のハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴに内蔵されたダイオードが逆導通しているときに流れる主電流（環流電流）を示す。図３（ａ）〜（ｃ）に示す主電流（ＩＬＨ、ＩＬＬ）についても同様にして、「近接逆平行通流」の構成が主電流の流路のほぼ全域で得られ、主電流の流路に発生する寄生インダクタンスＬｓを電磁気学的に理想的に低減することができる。

さらには、図１（ｂ）及び図３（ａ）〜（ｃ）に示す定常状態のそれぞれにおいて、ハイサイドブロック及びローサイドブロックの単位で近接逆平行通流を達成している。よって、スイッチング状態が変化する過渡状態（ターンオン、ターンオフする瞬間）であっても、負荷の種類によらず近接逆平行通流を達成することができる。たとえば、ローサイドパワー半導体装置１３ＬＴがターンオフする瞬間の過渡状態は、図１（ｂ）と図３（ｃ）に示す近接逆平行通流が同時に起こる。この様な過渡状態であっても、ハイサイド及びローサイドに分岐した主電流がそれぞれのサイドにおいて、近接逆平行通流を実現していることが分かる。他の過渡状態、すなわち、ローサイドパワー半導体装置１３ＬＴがターンオンする場合、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴがターンオフ或いはターンオンする場合も同様である。この作用によって、過渡状態で発生する電圧サージのみならず電流のリンギングもまた極めて効果的に低減することができる。

これに対して、比較例（図２１）のパワーモジュールの構造においては、主電流の「近接逆平行通流」が不完全になる区間が必然的に生じる。このため、寄生インダクタンスＬｓの低減が思うようにできない、その結果として、電圧サージの低減も思うようにできないという問題がある。この影響は抵抗成分が優勢な負荷の場合には深刻になってくる。

詳細に説明すると、図２１の破線ＩＬＬ及び矢印は、ローサイドパワー半導体装置１１３ＬＴがターンオンしているときの主電流（負荷電流）の流れを示す。主電流（ＩＬＬ）は、ブリッジ端子１１４Ｂからパワーモジュールに入力され、表面配線導体１１２Ｂ、ローサイドパワー半導体装置１１３ＬＴ、ボンディングワイヤー１１８Ｌ、表面配線導体１１２Ｌ２、接続導体１２０Ｌ２、中間配線導体１１７Ｌ、接続導体１２０Ｌ１、及び表面配線導体１１２Ｌ１を経由してローサイド端子１１４Ｌから出力される。ここで、図２１の第１区間Ｇ１では、絶縁基板１１５の表面側に流れる主電流（ＩＬＬ）と裏面側に流れる主電流（ＩＬＬ）とが逆向きとなる。よって、主電流の「近接逆平行通流」の効果があるため、低い寄生インダクタンスＬｓを実現できる。しかし、第１区間Ｇ１に隣接する第２区間Ｇ２で、主電流（ＩＬＬ）は、中間配線導体１１７Ｌだけに流れる。よって、主電流の「近接逆平行通流」の効果が無いため、第２区間Ｇ２に大きな寄生インダクタンスＬｓが生じることになる。

図２１の破線ＩＬＨ及び矢印は、ハイサイドパワー半導体装置１１３ＨＴがターンオンしているときの主電流（負荷電流）の流れを示す。主電流（ＩＬＨ）は、ハイサイド端子１１４Ｈからパワーモジュールに入力され、表面配線導体１１２Ｈ、ハイサイドパワー半導体装置１１３ＨＴ、ボンディングワイヤー１１８Ｂ、表面配線導体１１２Ｂを経由して、ブリッジ端子１１４Ｂから出力される。ここで注目すべきは、中間配線導体１１７Ｌに主電流（ＩＬＨ）が一切流れず、「近接逆平行通流」の効果が無い点である。すなわち、ハイサイドパワー半導体装置１１３ＨＴがターンオンしているとき、主電流（ＩＬＨ）の電流経路（１１４Ｈ、１１２Ｈ、１１３ＨＴ、１１８Ｂ、１１２Ｂ、１１４Ｂ）は寄生インダクタンスＬｓが高い状態になっている。

同様に、ハイサイドパワー半導体装置１１３ＨＴあるいはローサイドパワー半導体装置１１３ＬＴが転流モードにあるときも第２区間Ｇ２は大きな寄生インダクタンスになっている。

以上説明したように、第１実施形態では比較例の「近接逆平行通流」が成立しない区間Ｇ２が存在しない。このため、第１実施形態はどのような負荷条件であっても、比較例より寄生インダクタンスＬｓを効果的に削減することができる。

低い寄生インダクタンスを実現できる第２の理由は、主電流の流路が比較例より短いからである。比較例（図２１）では、中間配線導体１１７Ｌに主電流を流すために、第１絶縁板１１６に２つの接続口（接続導体１２０Ｌ１、１２０Ｌ２）を設ける必要がある。このため、接続口を持たない第１実施形態（図１（ｂ））と比べると主電流の流路は長くなる。短い電流流路は寄生インダクタンスを縮減する効果があるため、第１実施形態は比較例よりも寄生インダクタンスを小さくすることができる。また、主電流の流路を比較例より短くしたことにより、モジュールの寸法を小さくできるという効果も合わせて得られる。

低い寄生インダクタンスを実現できる第３の理由は、逆平行させて流れる２つの主電流（往路電流と復路電流）の距離が短いからである。比較例（図２１）の２つの主電流は絶縁板１１６を挟んでいる。一方、第１実施形態（図１（ｂ））の２つの主電流は絶縁板１６を挟んでいない。第１実施形態は、絶縁板１１６の厚みに相当する分だけ、２つの主電流（往路電流と復路電流）を近接させることができる。第１実施形態は、この近接効果によって、比較例よりも寄生インダクタンスを小さくすることができる。

以上述べた作用効果は、後述する他の実施形態及び変形例においても共通する。

（変形例１）
その他、第１実施形態に特有の効果もある。ハイサイド端子１４Ｈとローサイド端子１７Ｌとブリッジ端子１４Ｂとを１箇所に集約して絶縁配線基板１５の側面から取り出す。これにより、ハイサイド端子１４Ｈとブリッジ端子１４Ｂの間、及びブリッジ端子１４Ｂとローサイド端子１７Ｌの間に、それぞれ、スナバコンデンサー（またはデカップリングコンデンサ）を容易に設けることができる。

ハーフブリッジパワー半導体モジュール１は、絶縁板１６の主面において、ハイサイド端子１４Ｈとブリッジ端子１４Ｂの間に接続されたハイサイドスナバコンデンサー２５ＨＢと、絶縁板１６の主面において、ブリッジ端子１４Ｂとローサイド端子１７Ｌの間に接続されたローサイドスナバコンデンサー２５ＬＢの少なくとも一方を更に備える。図４に示すように、スナバコンデンサーを、モジュール内かつ各端子上に容易に設けることができる。スナバコンデンサーを設けることにより、ハイサイド端子１４Ｈとローサイド端子１７Ｌ付近の寄生インダクタンス成分に起因して起こるサージ電圧を抑制できる。

図４に示すハーフブリッジパワー半導体モジュール１’はスナバコンデンサー（２５ＨＢ、２５ＬＢ）をモジュール内に設置した変形例である。スナバコンデンサー２５ＨＢは、正極配線導体１２Ｈ、ブリッジ配線導体１２Ｂの結節点近くにおいて、ハイサイド端子１４Ｈとブリッジ端子１４Ｂとをはんだ等により容量接続している。同様に、スナバコンデンサー２５ＬＢは、負極配線導体２１Ｌ、ブリッジ配線導体１２Ｂの結節点近くにおいて、ローサイド端子１７Ｌとブリッジ端子１４Ｂとをはんだ等により容量接続している。金属スペーサ２７は、ブリッジ端子１４Ｂとスナバコンデンサー２５ＬＢとの間を接続している。ブリッジ端子１４Ｂと金属スペーサ２７との接続及び金属スペーサ２７とスナバコンデンサー２５ＬＢとの接続ははんだで行われる。他の構成は図１と同じなので、説明は省略する。

変形例１ではスナバコンデンサー（２５ＨＢ、２５ＬＢ）を正極配線導体１２Ｈ、ブリッジ配線導体１２Ｂ、負極配線導体２１Ｌの結節点近傍に取り付けたことによって、各端子（１４Ｈ、１４Ｂ、１７Ｌ）に寄生するインダクタンスに起因するサージ電圧を吸収することができる。よって、パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）に印加されるサージ電圧をさらに低減することができる。

一方、比較例（図２１）では、ブリッジ端子がハイサイド端子及びローサイド端子から離れた位置に所在するため、モジュールの内部にスナバコンデンサーを設置することは困難であり、モジュール外に設けざるを得ない。しかしながら、スナバコンデンサーをモジュール外に設けると、ブリッジ端子、ハイサイド端子、ローサイド端子付近の寄生インダクタンスで生起する電圧サージを吸収することはできない。

（第２実施形態）
第１実施形態及び変形例１では、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴ及びローサイドパワー半導体装置１３ＬＴがともにスイッチング素子（すなわち、ＭＯＳＦＥＴやＪＦＥＴなどのトランジスタ）である場合を示した。しかしながら、ハイサイドパワー半導体装置またはローサイドパワー半導体装置の一方がダイオードであり、他方がトランジスタであっても、寄生インダクタンスＬｓを低減し、その結果として、トランジスタのターンオンで発生するサージ電圧を低減することができる。

第２実施形態では、降圧チョッパーや昇圧チョッパーと呼ばれるＤＣ−ＤＣ変換器に広く用いられている、一方がダイオード、他方がトランジスタであるハーフブリッジパワー半導体モジュール２について説明する。

図５を参照して、第２施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール２の構成を説明する。図５（ａ）が平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図であり、図５（ｃ）はハーフブリッジパワー半導体モジュール２の回路図である。

ハイサイドパワー半導体装置及びローサイドパワー半導体装置のいずれか一方がパワースイッチング素子であり、他方がパワーダイオードである。具体的に、ハーフブリッジパワー半導体モジュール２は、ローサイドパワー半導体装置として、ブリッジ配線導体１２Ｂの表面に配置された高速還流パワーダイオード１３ＬＤを備える。高速還流パワーダイオード１３ＬＤは、たとえばショットキーダイオードまたは高速ｐｎダイオードからなる。高速還流パワーダイオード１３ＬＤの裏面電極（カソード電極）は、ブリッジ配線導体１２Ｂの表面に、はんだ等によってダイボンドされている。一方、高速還流パワーダイオード１３ＬＤの表面電極（アノード電極）は、複数のボンディングワイヤー１８ＬＤによって負極配線導体２１Ｌに接続されている。複数のボンディングワイヤーの替りに、ボンディングリボンあるいはクリップリードを用いてもよい。ハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴは、第１実施形態と同様にして、ユニポーラ型スイッチでもバイポーラ型スイッチでも構わない。また、必ずしも逆導通ダイオードを内蔵している必要はない。

ハーフブリッジパワー半導体モジュール２は、絶縁配線基板３１を備える。高速還流パワーダイオード１３ＬＤはゲート電極を有しないため、絶縁配線基板３１は、ローサイドのゲート信号配線導体（１２ＬＧ）及びソース信号配線導体（１２ＬＳ）を有さない。絶縁配線基板３１は、この点を除き、図１（ａ）の絶縁配線基板１５と同じ構成である。また、ローサイドのボンディングワイヤー（１８ＬＧ、１８ＬＳ）、及び信号端子（１４ＬＧ、１４ＬＳ）も存在しない。

その他の符号に対応する構成は図１と同じなので、説明は省略する。なお、降圧チョッパーでは、通常、ハイサイド端子１４Ｈに直流電源の正極が接続され、ローサイド端子１７Ｌに直流電源の負極が接続され、ブリッジ端子１４Ｂとローサイド端子１４Ｌの間には直列接続にしたエネルギー蓄積用コイルと平滑コンデンサが接続される。降圧された直流電圧はこの平滑コンデンサの両端から出力される。

次に、図５のハーフブリッジパワー半導体モジュール２は、図２（ａ）〜（ｅ）を参照して説明した、第１実施形態の製造方法と同じ方法によって製造することができる。ただし、図２（ａ）〜（ｅ）の絶縁配線基板１５を絶縁配線基板３１に置き換え、ローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴを高速還流パワーダイオード１３ＬＤに置き換え、ボンディングワイヤー１８ＬＴをボンディングワイヤー１８ＬＤに置き換え、そして、配線導体（１２ＬＧ、１２ＬＳ）、ボンディングワイヤー（１８ＬＧ、１８ＬＳ）、及び信号端子（１４ＬＧ、１４ＬＳ）を削除するものとする。

第２実施形態による作用効果を説明する。ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴがターンオンしているときに流れる主電流（負荷電流）ＩＬＨは、図３（ａ）と同じであり、第１実施形態で説明した効果と同様な効果が得られる。また、図５に示すように、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴがターンオフした後、高速還流パワーダイオード（ローサイドパワー半導体装置）１３ＬＤには、主電流（負荷電流）ＩＬＬが流れる。図５に示す主電流（負荷電流）ＩＬＬは、図１（ｂ）と同じであり、第１実施形態で説明した効果と同様な効果が得られる。さらに、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴがターンオン或いはターンオフする瞬間の過渡状態では、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す近接逆平行通流が同時に起こる。この過渡状態であっても、ハイサイド領域及びローサイド領域のそれぞれにおいて、近接逆平行通流が実現されている。このため、寄生インダクタンスの低減が実現され、それによって、サージ電圧が小さくなるという効果が得られる。

（第３実施形態）
ハーフブリッジパワー半導体モジュールの属性または用途によっては、ハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）或いはローサイドパワー半導体装置（スイッチ）に対して、高速還流パワーダイオードＦＷＤ（ショットキーダイオードまたは高速ｐｎダイオード）を逆並列に接続させる必要がある場合がある。これに該当するのは、たとえば、ＩＧＢＴのように逆導通させることが原理的に困難なバイポーラパワー半導体装置の場合、ユニポーラ型であってもパワー半導体装置（スイッチ）に逆導通型ダイオードが内蔵されていない場合、パワー半導体装置（スイッチ）に内蔵されている逆導通型ダイオードでは電流が十分流せない場合、あるいは、内蔵ダイオードを逆導通させたくない場合、などである。本発明は、以下に述べるようにこのような場合でも適用可能である。

第３実施形態において、ハイサイドパワー半導体装置及びローサイドパワー半導体装置は、ともに逆並列接続された一対のパワースイッチング素子と高速還流パワーダイオードからなっている。

図６は、本発明第３実施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール３の構成を示す。図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図であり、図６（ｃ）はハーフブリッジパワー半導体モジュール３の回路図である。図６（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図は、図５（ｂ）と同じであるため、図示は省略する。

ハイサイドパワー半導体装置及びローサイドパワー半導体装置の少なくとも一方が、パワースイッチング素子（１３ＨＴ、１３ＬＴ）とパワースイッチング素子に逆並列に接続されたパワーダイオード（１３ＨＤ、１３ＬＤ）とを備える。

具体的には、ハーフブリッジパワー半導体モジュール３は、ハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴと、ハイサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＨＤとを備える。ハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴ、及びハイサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＨＤの裏面電極は、正極配線導体１２Ｈに接合されている。ハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴ、及びハイサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＨＤの間には、正極配線導体１２Ｈをスイッチ領域１２Ｈ（Ｔ）とダイオード領域１２Ｈ（Ｄ）に分割するスリット２６Ｈが形成されている。

同様に、ハーフブリッジパワー半導体モジュール３は、ローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴと、ローサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＬＤとを備える。ローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴ、及びローサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＬＤの裏面電極は、ブリッジ配線導体１２Ｂに接合されている。ローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴ、及びローサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＬＤの間には、ブリッジ配線導体１２Ｂをスイッチ領域１２Ｂ（Ｔ）とダイオード領域１２Ｂ（Ｄ）に分割するスリット２６Ｂが形成されている。

スリット（２６Ｈ、２６Ｂ）を設けることにより、以下に述べる作用効果が得られる。すなわち、スリット２６Ｈは正極配線導体１２Ｈ（Ｔ）（または１２Ｈ（Ｄ））を流れる負荷電流の重心線と複数のボンディングワイヤー１８ＨＴ（または１８ＨＤ）を流れる逆向きの負荷電流の重心線を近接（或いは一致）させ、寄生インダクタンスをさらに低減させることができる。同様に、スリット２６Ｂはブリッジ配線導体１２Ｂ（Ｔ）（または１２Ｂ（Ｄ））を流れる負荷電流の重心線と複数のボンディングワイヤー１８ＬＴ（または１８ＬＤ）を流れる逆向きの負荷電流の重心線を近接（或いは一致）させ、寄生インダクタンスをさらに低減させることができる。

ハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴ及びハイサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＨＤは、それぞれ、スイッチ領域１２Ｈ（Ｔ）及びダイオード領域１２Ｈ（Ｄ）の所定の位置にはんだなどと用いてダイボンドされる。ローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴ、ローサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＬＤは、それぞれ、スイッチ領域１２Ｂ（Ｔ）、ダイオード領域１２Ｂ（Ｄ）の所定の位置にダイボンドされる。その他の構成部材は、図１或いは図５と同じであり、説明を省略する。

ハーフブリッジパワー半導体モジュール３を便宜上、領域３２Ａ及び領域３２Ｂに分けて着目する。それぞれの領域はともにハイサイド及びローサイドの一方がスイッチ（パワー半導体装置）、他方がダイオード（パワー半導体装置）であった第２実施形態と同じである。故に、スイッチ（１３ＨＴ、１３ＬＴ）がターンオン或いはターンオフしているときの主電流（負荷電流）の流れ、及び、ダイオード（１３ＨＤ，１３ＬＤ）が逆導通（転流）しているときの主電流（負荷電流）の流れは、過渡状態も含めて第２実施形態とまったく同じように、近接逆平行通流を実現している。また、入出力端子（１４Ｈ、１４Ｂ、１７Ｌ）の構成も第２実施形態（図５）と同じである。したがって、第３実施形態は第２実施形態と同様に、ひいては第１実施形態と同様に、モジュール内部の寄生インダクタンスと熱抵抗を同時に低減することができる。

ここで、第３実施形態にかかる変形例または第１〜第３実施形態に共通して適用できる有用な複数の変形例をいくつか説明する。

（変形例２）
図７は、第３実施形態の変形例２に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール３−１の構成を示す。図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図である。図７（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図は図１（ｂ）と同じであり、回路図は図６（ｃ）と同じであるから、図示を省略する。

ハーフブリッジパワー半導体モジュール３−１と図６のハーフブリッジパワー半導体モジュール３との相違点を説明する。第１の相違は、ローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴとローサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＬＤの配置が入れ替わっていることである。この位置の入れ替わりにより、ハイサイド側とローサイド側の配置が入出力端子（１４Ｈ、１４Ｂ、１７Ｌ）を境に略左右対称に配置されている。このため、図６と比べるとハイサイドとローサイドの寄生インダクタンスの総合バランスが良好に取れるという効果が得られる。またこの変更により、ローサイドゲート信号端子１４ＬＧ、ソース信号端子１４ＬＳが下部に移動し、上部のスペースが空く。これにより、絶縁配線基板（モジュール）３１の寸法が小さくできるという利点が生じる。なお、製造工程は第１実施形態（図２）と同じなので説明は省略する。

一方、ハーフブリッジパワー半導体モジュール（３、３−１）は、ＰＷＭ変調を行うＤＣ−ＤＣコンバータや正弦波波形を出力するＰＷＭインバータのように、同極性の電力パルスを連続して出力する用途に用いることがきる。この場合、一方のサイド（例えばハイサイド）のスイッチをターンオン或いはターンオフし、他方のサイド（例えばローサイド）のダイオードに転流させる動作を繰り返す。このような動作モードの場合には、変形例２よりも第３実施形態（図６）の構成の方が寄生インダクタンスのアンバランスの悪影響は少なく、優れている。この例で分かるように、用途によって最良の実施形態やその変形例を選ぶべきであり、この指針は実施形態全体に共通して適用される。

正極配線導体１２Ｈ及びブリッジ配線導体１２Ｂの少なくとも一方には、パワースイッチング素子（１３ＨＴ、１３ＬＴ）とパワーダイオード（１３ＨＤ、１３ＬＤ）の間を仕切るスリット（２６Ｈ、２６Ｂ）が形成されている。これにより、ハイサイドとローサイドの寄生インダクタンスの総合バランスを良好に取ることができる。

（変形例３）
図８は、第３実施形態の変形例３に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール３−２の構成を示す。図８（ａ）は平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図である。図８に示すように、全てのハイサイドパワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＨＤ）と全てのローサイドパワー半導体装置（１３ＬＤ、１３ＬＴ）は、絶縁配線基板１５（又は３１）の上に横一列に配置されている。全てのパワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＨＤ、１３ＬＴ、１３ＬＤ）が、入出力端子（１４Ｈ、１４Ｂ、１７Ｌ）に直交する１直線上に配置されている。変形例３はこのように奥行の短いパワー半導体モジュールを提供することができる。

正極配線導体１２Ｈを入出力端子（１４Ｈ、１４Ｂ、１７Ｌ）と垂直を成す方向に延長し、その上にハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴとハイサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＨＤを並べてダイボンドしている。同様に、ブリッジ配線導体１２Ｂを入出力端子（１４Ｈ、１４Ｂ、１７Ｌ）と垂直を成す方向に延長し、その上にローサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＬＤとローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴを並べてダイボンドしている。複数のボンディングワイヤー１８Ｈは、ハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴの表面電極とハイサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＨＤの表面電極とブリッジ配線導体１２Ｂとを結線している。複数のボンディングワイヤー１８Ｌは、ローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴの表面電極とローサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＬＤの表面電極と負極配線導体２１Ｌとを結線している。図８において、複数のボンディングワイヤー（１８Ｈ、１８Ｌ）はスティッキングボンディングワイヤとして描画している。これにより、パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＨＤ、１３ＬＴ、１３ＬＤ）の横一列配置が可能となる。

他の符号の部材およびその役割は、同じ符号を付した第１乃至第３実施形態及びその変形例と同じであるため説明を省略する。また、変形例３に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール３−２は、第１実施形態（図２）と同じ方法を用いて製造できるため、製造工程の説明は省略する。

図８（ｂ）に示すように、変形例３においても、絶縁配線基板１５は、第１乃至第３実施形態及びその変形例と同様にして、単層の絶縁板１６を備える。よって、第１乃至第３実施形態及びその変形例と同等の低い熱抵抗を実現することができる。したがって、２層の絶縁板を備える比較例（図２１）よりも熱抵抗が低く、放熱性が優れている。

図８及び図９（ａ）〜（ｃ）は、変形例３に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール３−２の主電流（負荷電流）ＩＬＨ、ＩＬＬを示す。図８は、ローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴがターンオンしたときに流れる主電流ＩＬＬを示し、図９（ａ）は、図８のハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴがターンオンしたときに流れる主電流ＩＬＨを示し、図９（ｂ）は、図８のローサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＬＤに流れる主電流（環流電流）ＩＬＬを示し、図９（ｃ）は、図８のハイサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＨＤに流れる主電流（環流電流）ＩＬＨを示す。図８及び図９（ａ）〜（ｃ）から明らかなように、すべての電導モードにおいて、主電流（環流電流）ＩＬＨ、ＩＬＬは近接逆平行通流を実現しているのが分かる。

このように、２以上のハイサイドパワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＨＤ）は、正極配線導体１２Ｈ及び複数のボンディングワイヤー１８Ｈの各々に流れる主電流（ＩＬＨ）の流路を共有するように、一方向に配列されている。これにより、主電流（環流電流）ＩＬＨは近接逆平行通流を実現することができる。

このように、２以上のローサイドパワー半導体装置（１３ＬＴ、１３ＬＤ）は、ブリッジ配線導体１２Ｂ及び複数のボンディングワイヤー１８Ｌの各々に流れる主電流（ＩＬＬ）の流路を共有するように、一方向に配列されている。これにより、主電流（環流電流）ＩＬＬは近接逆平行通流を実現することができる。

（変形例４）
変形例４は、第１乃至第３実施形態及びその変形例に共通して適用可能な例であって、入出力端子（１４Ｈ、１４Ｂ、１７Ｌ）付近の寄生インダクタンスの低減に有効な例である。図１０を参照して、第３実施形態（図６）に適用した変形例４を説明する。

図１０に示すハーフブリッジパワー半導体モジュール３−３において、ハイサイド端子（１４Ｈ１、１４Ｈ２）は、正極配線導体１２Ｈの一部が絶縁板１６の主面に平行な対向する２つの方向に延伸されて成る。同様に、ブリッジ端子（１４Ｂ１、１４Ｂ２）は、ブリッジ配線導体１２Ｂの一部が絶縁板１６の主面に平行な対向する２つの方向に延伸されて成る。ローサイド端子（１７Ｌ１、１７Ｌ２）は、負極配線導体２１Ｌの一部が絶縁板１６の主面に平行な対向する２つの方向に延伸されて成る。

図１０（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図は図５（ｂ）と同じであり、図１０（ａ）のＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図は図６（ｂ）と同じである。その他の符号は第３実施形態（図６）と同じなので説明を省略する。

図１０に示したハーフブリッジパワー半導体モジュール３−３の製造方法は第３実施形態の製造方法と同じなので、説明は省略する。

図１０に示すように、変形例４においては、ハイサイド端子、ブリッジ端子及びローサイド端子の各々を２つずつ設けることによって、各端子付近において近接逆方向通流を維持しながら、パワーモジュールへ流入あるいは流出する主電流（ＩＬＨ、ＩＬＬ）の流れを２分割することができる。主電流が２分割されるということは電磁気学的には各端子付近の寄生インダクタンスが半分になったことと等価である。すなわち、変形例４は第３実施形態が備えている寄生インダクタンスの低減効果の他に、主電流の入出力端子付近で発生する寄生インダクタンスを第３実施形態に比べて約半減できるという優れた効果を有している。

なお、変形例４も絶縁配線基板１５が単層の絶縁板１６を備えるので、従前のパワー半導体モジュールと同等の低い熱抵抗を実現している。したがって、２層の絶縁板で構成される比較例（図２１）よりも熱抵抗が低く、放熱性が優れている。

（第４実施形態）
第１乃至第３実施形態及びその変形例において、ハイサイド端子１４Ｈ、ブリッジ端子１４Ｂ、ローサイド端子１７Ｌは、それぞれ正極配線導体１２Ｈの一部、ブリッジ配線導体１２Ｂの一部、負極配線導体２１Ｌの一部を、絶縁板１６の表面に平行にかつその外縁に延伸させたものであった。しかし、これらの入出力端子は、このような配線延伸型の端子構造（１４Ｈ、１４Ｂ、１７Ｌ）に限定されるものではない。入出力端子の低寄生インダクタンス性を維持したまま、入出力端子を絶縁板１６の表面に垂直方向に取り出すこともできる。絶縁板１６の表面に垂直方向に取り出す端子をここでは「起立型端子」と称することにする。第４実施形態では、起立型端子を備えたハーフブリッジパワー半導体モジュールが実現可能であることを示す。

第４実施形態の典型例として、第１実施形態（図１）の配線延伸型の端子構造（１４Ｈ、１４Ｂ、１７Ｌ、１４ＨＧ、１４ＨＳ、１４ＬＧ、１４ＬＳ）を起立型端子に改変した例を説明する。図１１Ａ及び図１１Ｂは、第４実施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール４の構成を示している。図１１Ａ（ａ）は平面図を示し、図１１Ａ（ｂ）は図１１Ａ（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図であり、図１１Ａ（ｃ）は図１１Ａ（ａ）のＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図であり、図１１Ｂ（ａ）は、図１１Ａ（ａ）のＣ−Ｃ’切断面に沿った断面図であり、図１１Ｂ（ｂ）は回路図である。なお、図１１Ａ（ｂ）には複数のボンディングワイヤー（１８ＢＴ、１８ＬＴ）の位置を参照するため、Ａ−Ａ’切断面には現れない複数のボンディングワイヤー（１８ＢＴ、１８ＬＴ）を描いている。

ブリッジ端子１４Ｂ’は、絶縁配線基板１５表面より起立した板状の起立型端子である。ブリッジ端子１４Ｂ’はブリッジ配線導体１２Ｂにはんだなどで電気的且つ物理的に接合されている。ブリッジ端子１４Ｂ’とブリッジ配線導体１２Ｂとの接続部は、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴとローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの間に位置する。ブリッジ端子１４Ｂ’は、高さ３０より下位の部分で複数（たとえば３つ）の枝に分岐している。ブリッジ端子１４Ｂ’は、熊手（またはフォーク）構造を有する。ブリッジ端子１４Ｂ’は、絶縁板１６の主面の法線方向に起立した平板状のベース部と、ベース部から平行に分岐した複数の歯部とからなり、複数の歯部の先端がブリッジ配線導体１２Ｂに接続している。

ハイサイド端子１４Ｈ’は、絶縁配線基板１５表面より起立した板状の起立型端子である。ハイサイド端子１４Ｈ’は、銀ロウやはんだなどで正極配線導体１２Ｈに電気的且つ物理的に接合されている。ハイサイド端子１４Ｈ’と正極配線導体１２Ｈとの接続部は、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴとブリッジ端子１４Ｂ’との間に位置する。ローサイド端子１７Ｌ’は、絶縁配線基板１５表面より起立した板状の起立型端子である。ローサイド端子１７Ｌ’は、銀ロウやはんだなどで負極配線導体２１Ｌに電気的物理的に接合されている。ローサイド端子１７Ｌ’と負極配線導体２１Ｌとの接続部は、ブリッジ端子１４Ｂ’とローサイドパワー半導体装置１３ＬＴとの間に位置している。ハイサイド端子１４Ｈ’及びローサイド端子１７Ｌ’の各々は、絶縁板１６の主面の法線方向に起立した平板状のベース部と、ベース部から平行に分岐した複数の歯部とからなり、複数の歯部の先端が正極配線導体１２Ｈ又は負極配線導体２１Ｌに接続している。ハイサイド端子１４Ｈ’、ブリッジ端子１４Ｂ’、及びローサイド端子１７Ｌ’は、互いに平行を成している。

複数のボンディングワイヤー１８ＢＴは、ブリッジ端子１４Ｂ’の歯部の間を貫通して、ブリッジ端子１４Ｂ’と直交している。複数のボンディングワイヤー１８ＬＴは、ローサイド端子１７Ｌ’の歯部の間において負極配線導体２１Ｌに接続している。

ゲート信号端子１４ＨＧ’とソース信号端子１４ＨＳ’は、絶縁配線基板１５表面より絶縁板１６の主面の法線方向に起立した平板状の起立型端子であって、ハイサイドのゲート信号配線導体１２ＨＧ、ソース信号配線導体１２ＨＳに電気的且つ物理的に接合されている。ゲート信号端子１４ＬＧ’とソース信号端子１４ＬＳ’は、絶縁配線基板１５表面より、絶縁板１６の主面の法線方向に起立した平板状の起立型端子であって、ローサイドのゲート信号配線導体１２ＬＧ、ソース信号配線導体１２ＬＳに電気的且つ物理的に接合されている。ゲート信号端子（１４ＨＧ’、１４ＬＧ’）とソース信号端子（１４ＬＧ’、１４ＬＳ’）は、それぞれ、互いに平行を成している。また、ゲート信号端子（１４ＨＧ’、１４ＬＧ’）とソース信号端子（１４ＬＧ’、１４ＬＳ’）とは、ゲートインダクタンスを低減する観点から可能な限り近接させることが望ましい。なお、図１１Ｂ（ａ）に示す起立型端子（１４ＨＧ’、１４ＨＳ’、１４ＬＧ’、１４ＬＳ’）の替りに、図１に示す延伸型端子（１４ＨＧ、１４ＨＳ、１４ＬＧ、１４ＬＳ）を用いてもよい。その他の構成は図１と同じであり、説明を省略する。

図１２を参照して、図１１に示したハーフブリッジパワー半導体モジュール４の製造方法の一例を説明する。

第１工程において、図１２（ａ）に示すように、正極配線導体１２Ｈ、ブリッジ配線導体１２Ｂ、ゲート信号配線導体（１２ＨＧ、１２ＬＧ）及びソース信号配線導体（１２ＨＳ、１２ＬＳ）を備えた絶縁配線基板を用意する。このほか、図示は省略するが、負極配線導体２１Ｌが接合された絶縁チップ２０と、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴと、ローサイドパワー半導体装置１３ＬＴとを用意する。絶縁配線基板をアセトン、エタノールなどの有機溶剤で十分に洗浄する。

つづいて、第２工程において、図１２（ｂ）に示すように、減圧リフロー装置を用いて、各パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）の裏面電極を、絶縁配線基板１５の配線導体（１２Ｈ、１２Ｂ）の所定の位置にはんだ付けする。ブリッジ配線導体１２Ｂの上のうち、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴとローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの間の位置に、絶縁チップ２０を介して負極配線導体２１Ｌを接合する。この時、各パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）と絶縁チップ２０の正確な位置決めを行うために、カーボン位置決め治具を使用するのが望ましい。ただし、接合の方法ははんだ付けに限定するものではない。導電性接着剤を用いた接合、ＡｇやＣｕ等のサブミクロン導体粒子を用いた接合、固相（または液相）拡散接合なども用いることができる。

つづく第３工程において、図１２（ｃ）に示すように、ワイヤボンド装置を用いて、各パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）の表面電極（ソース電極、ゲート電極）と各配線導体（１２Ｂ、１２ＨＧ、１２ＨＳ、２１Ｌ、１２ＬＧ、１２ＬＳ）とを、ボンディングワイヤー（１８ＢＴ、１８ＨＧ、１８ＨＳ、１８ＬＴ、１８ＬＧ、１８ＬＳ）で接続する。

最後に第４工程において、はんだペーストと減圧リフロー装置を用いて、各起立型端子（１４Ｈ’、１４Ｂ’、１７Ｌ’、１４ＨＧ’、１４ＨＳ’、１４ＬＧ’、１４ＬＳ’）を配線導体（１２Ｈ、１２Ｂ、２１Ｌ、１２ＨＧ、１２ＨＳ、１２ＬＧ、１２ＬＳ）の所定の位置表面にはんだ付けする。正確な位置決めを行うために、カーボン位置決め治具を使用するのが望ましい。第４工程で使用するはんだは、第２工程で使用したはんだより３０℃以上その融点が低い材料であることが望ましい。こうして、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すハーフブリッジパワー半導体モジュール４が完成する。

図１１Ａ（ｂ）及び（ｃ）を見れば明らかなとおり、絶縁配線基板１５は単層の絶縁板１６を備えているため、図２１の比較例より熱抵抗が低く、従前のパワー半導体モジュールと同等の熱抵抗を実現している。

図１１Ａ（ｂ）及び図１３（ａ）〜（ｃ）は、ハーフブリッジパワー半導体モジュール４に流れる主電流（負荷電流）ＩＬＨ、ＩＬＬの全ての電導モードを示している。すべての電導モードにおいて主電流（負荷電流）ＩＬＨ、ＩＬＬは近接逆平行通流を実現しているのが分かる。

さらに、入出力端子（１４Ｈ’、１４Ｂ’、１７Ｌ’）付近の主電流の流れを詳細に検討してみる。第４実施形態の端子構成によれば、第１〜第３実施形態及びその変形例と比べて主電流が流れる領域が拡がり、かつ、主電流は接近して逆平行に流れる。これは電磁気学的には入出力端子付近の寄生インダクタンスが減少したことと等価である。よって、第４実施形態によれば、第１〜第３実施形態及びその変形例と比べて、入出力端子付近の寄生インダクタンスを低減できる。

図１１Ａ（ａ）及び図１１Ｂ（ａ）から確認されるように、起立型のゲート信号端子１４ＨＧ’（１４ＬＧ’）と起立型のソース信号端子１４ＨＳ’（１４ＬＳ’）は、第１実施形態（図１）の延伸型のゲート信号端子１４ＨＧ（１４ＬＧ）と延伸型のソース信号端子１４ＨＳ（１４ＬＳ）と比べると、より平板が一層近接している構造になっている。すなわち、実施形態ゲート信号端子及びソース信号端子は、第１〜第３実施形態より低いゲート寄生インダクタンスを実現可能であり、相対的に高速スイッチング動作に有利であるという利点を有している。

（第５実施形態）
第１〜第４実施の形態及びその変形例においては、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴ（１３ＨＤ）とローサイドパワー半導体装置１３ＬＴ（１３ＬＤ）をブリッジ接続している。そして、負極配線導体２１Ｌとパワー半導体装置１３ＬＴ（１３ＬＤ）を接続するローサイド接続手段の一例である複数のボンディングワイヤー１８ＬＴ（１８ＬＤ）を流れるローサイド主電流（ＩＬＬ）と、ブリッジ配線導体１２Ｂを流れるローサイド主電流（ＩＬＬ）とを近接逆方向に通流させる環境を確立している。このために、負極配線導体２１Ｌとローサイド端子１７Ｌを付設した絶縁チップ２０が重要な役割を演じていた。しかしながら、第５実施形態で説明するように、ハーフブリッジパワー半導体モジュールは、絶縁チップ２０がない構造でも実現可能である。

第５実施形態は、他のすべての実施形態及びその変形例に適用可能であるが、ここでは便宜的に第４実施形態（図１１Ａ及び図１１Ｂ）に適用した例を用いて説明する。図１１Ａ及び図１１Ｂと同じ構成要素には同じ符号を付して説明は省略する。

図１４Ａ及び図１４Ｂを参照して、第５実施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール５の構成を説明する。図１４Ａ（ａ）はハーフブリッジパワー半導体モジュール５の平面図を示し、図１４Ａ（ｂ）は図１４Ａ（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図であり、図１４Ａ（ｃ）は図１４Ａ（ａ）のＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図である。図１４Ａ（ｄ）は図１４Ａ（ａ）から、起立型端子（１４Ｂ’、１４Ｈ’、１４Ｌ’、１４ＨＧ’、１４ＨＳ’、１４ＬＧ’、１４ＬＳ’）を削除した仮想平面図である。図１４Ｂは等価回路図である。図１４Ａには、ローサイド半導体装置（スイッチ）１３ＬＴがターンオンしたときに流れる主電流ＩＬＬを示している。

図１４Ａ（ａ）及び（ｄ）に示すように、負極配線導体１２Ｌは、絶縁板１６の主面の法線方向から見て、空隙を介してブリッジ配線導体１２Ｂに包囲されている。図１１に示した絶縁チップ２０及び絶縁チップ２０の上に形成された負極配線導体２１Ｌ、負極配線導体２１Ｌの上に接合されたローサイド端子１７Ｌ’は存在しない。絶縁配線基板１５は、絶縁板１６と、絶縁板１６の表面に配置された配線導体（１２Ｂ、１２Ｈ、１２Ｌ、１２ＨＧ、１２ＨＳ，１２ＬＧ、１２ＬＳ）と、絶縁板１６の裏面に配置された熱歪み緩和導体２２とを備える。負極配線導体１２Ｌは、ブリッジ配線導体１２Ｂ内部領域に空隙を介して設けられている。負極配線導体１２Ｌには、図１４Ａ（ａ）に示されるように、起立型のローサイド端子１４Ｌ’及び複数のボンディングワイヤー１８ＬＴの一端が接続されている。負極配線導体１２Ｌは、ローサイド端子１４Ｌ’とローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの間に位置している。起立型のローサイド端子１４Ｌ’の構造は、図１１のローサイド端子１７Ｌ’と同様である。

正極配線導体１２Ｈとブリッジ配線導体１２Ｂは、それぞれの領域に相互に突起しあう凸部１２ＨＨ、１２ＢＢを有している。凸部１２ＢＢには複数のボンディングワイヤー１８ＢＴ（ハイサイド接続手段）の一端が接続され、凸部１２ＨＨには起立型のブリッジ端子１４Ｂ’がはんだなどで接続されている。図１４Ａ（ａ）に示すように、絶縁板１６の主面の法線方向から見て、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴ、ハイサイド端子１４Ｈ’、ブリッジ端子１４Ｂ’、ローサイド端子１４Ｌ’、及びローサイドパワー半導体装置１３ＬＴの位置関係は、第４実施形態（図１１Ａ）と同じである。

つぎに、図１５を参照して、図１４Ａ及び図１４Ｂに示したハーフブリッジパワー半導体モジュール５の製造方法の一例を説明する。ここで示す製造工程は図１２を参照して説明した第４実施形態の製造工程に対応している。

第１工程において、図１５（ａ）に示すように、正極配線導体１２Ｈ、ブリッジ配線導体１２Ｂ、負極配線導体１２Ｌ、ゲート信号配線導体（１２ＨＧ、１２ＬＧ）及びソース信号配線導体（１２ＨＳ、１２ＬＳ）を備えた絶縁配線基板１５を用意する。このほか、図示は省略するが、ハイサイドパワー半導体装置１３ＨＴと、ローサイドパワー半導体装置１３ＬＴとを用意する。絶縁配線基板１５をアセトン、エタノールなどの有機溶剤で十分に洗浄する。

つづいて、第２工程において、図１５（ｂ）に示すように、減圧リフロー装置を用いて、各パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）の裏面電極を、絶縁配線基板１５の配線導体（１２Ｈ、１２Ｂ）の所定の位置にはんだ付けする。この時、各パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）の正確な位置決めを行うために、カーボン位置決め治具を使用するのが望ましい。ただし、接合の方法ははんだ付けに限定するものではない。導電性接着剤を用いた接合、ＡｇやＣｕ等のサブミクロン導体粒子を用いた接合、固相（または液相）拡散接合なども用いることができる。

つづく第３工程において、図１５（ｃ）に示すように、ワイヤボンド装置を用いて、各パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）の表面電極（ソース電極、ゲート電極）と各配線導体（１２Ｂ、１２Ｌ、１２ＨＧ、１２ＨＳ、１２ＬＧ、１２ＬＳ）とを、ボンディングワイヤー（１８ＢＴ、１８ＨＧ、１８ＨＳ、１８ＬＴ、１８ＬＧ、１８ＬＳ）で接続する。ボンディングワイヤーに限らず、その他の接続手段を用いても構わない。

最後に第４工程において、はんだペーストと減圧リフロー装置を用いて、各起立型端子（１４Ｈ’、１４Ｂ’、１４Ｌ’、１４ＨＧ’、１４ＨＳ’、１４ＬＧ’、１４ＬＳ’）を配線導体（１２Ｈ、１２Ｂ、１２Ｌ、１２ＨＧ、１２ＨＳ、１２ＬＧ、１２ＬＳ）の所定の位置表面にはんだ付けする。正確な位置決めを行うために、カーボン位置決め治具を使用するのが望ましい。第４工程で使用するはんだは、第２工程で使用したはんだより３０℃以上その融点が低い材料であることが望ましい。こうして、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すハーフブリッジパワー半導体モジュール５が完成する。

図１４Ａ及び図１４Ｂに示したハーフブリッジパワー半導体モジュール５は図１６（ａ）〜（ｃ）に示す他の製造方法でも製作することが可能である。

第１工程において、図１６（ａ）に示すように、正極配線導体１２Ｈ、ブリッジ配線導体１２Ｂ、負極配線導体１２Ｌ、ゲート信号配線導体（１２ＨＧ、１２ＬＧ）及びソース信号配線導体（１２ＨＳ、１２ＬＳ）を備えた絶縁配線基板１５を用意する。このほか、図示は省略するが、各起立型端子（１４Ｈ’、１４Ｂ’、１４Ｌ’、１４ＨＧ’、１４ＨＳ’、１４ＬＧ’、１４ＬＳ’）を用意する。絶縁配線基板１５をアセトン、エタノールなどの有機溶剤で十分に洗浄する。

つづいて、第２工程において、図１６（ｂ）に示すように、高温接合装置を用いて、各起立型端子（１４Ｈ’、１４Ｂ’、１４Ｌ’、１４ＨＧ’、１４ＨＳ’、１４ＬＳ’、１４ＬＳ’）を絶縁配線基板１５の表面配線導体１２Ｈ、１２Ｂ、１２Ｌ、１４ＨＧ、１４ＨＳ、１４ＬＧ、１４ＬＳの所定の位置に銀ろう付けする。この時、各起立型端子の正確な位置決めを行うために、カーボン位置決め治具を使用するのが望ましい。ただし、接合方法は銀ろう付けに限定するものではない。はんだ付けや導電性接着剤を用いた接合、ＡｇやＣｕ等のサブミクロン導体粒子を用いた接合、固相（または液相）拡散接合なども用いることができる。

つづいて、第３工程において、図１６（ｃ）に示すように、減圧リフロー装置を用いて、十分洗浄した各パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）を正極配線導体１２Ｈ、ブリッジ配線導体１２Ｂの所定の位置にはんだ付けする。この時、各パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）の正確な位置決めを行うために、カーボン位置決め治具を使用するのが望ましい。接合の方法ははんだ付けに限定するものではない。導電性接着剤を用いた接合、ＡｇやＣｕ等のサブミクロン導体粒子を用いた接合、固相（または液相）拡散接合なども用いることができる。接合のプロセス温度は前記第２工程で使用した接合材の耐熱温度より３０℃以上低い材料であることが望ましい。

最後に、第４工程において、ワイヤボンド装置を用いて、各パワー半導体装置（１３ＨＴ、１３ＬＴ）の表面電極（ソース電極、ゲート電極）と各配線導体（１２Ｂ、１２Ｌ、１２ＨＧ、１２ＨＳ、１２ＬＧ、１２ＬＳ）とを、ボンディングワイヤー（１８ＢＴ、１８ＨＧ、１８ＨＳ、１８ＬＴ、１８ＬＧ、１８ＬＳ）で接続する。ボンディングワイヤーに限らず、その他の接続手段を用いても構わない。こうして、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すハーフブリッジパワー半導体モジュール５が完成する。

図１４Ａ（ｂ）及び（ｃ）を見れば明らかなとおり、絶縁配線基板１５は単層の絶縁板１６を備えているため、図２１の比較例より熱抵抗が低く、従前のパワー半導体モジュールと同等の熱抵抗を実現している。

図１４Ａ（ａ）、図１４Ａ（ｃ）、図１７Ａ、及び図１７Ｂは、ハーフブリッジパワー半導体モジュール５に流れる主電流（負荷電流）ＩＬＨ、ＩＬＬの全ての電導モードを示している。すべての電導モードにおいて主電流（負荷電流）ＩＬＨ、ＩＬＬは近接逆平行通流を実現しているのが分かる。

平面図（図１４Ａ（ａ）、図１７Ａ（ｃ））の左右方向をｘ軸、上下方向をｙ軸、紙面に垂直な方向をｚ軸と定義して、ローサイド側の主電流ＩＬＬの流れを精密に点検する。複数のボンディングワイヤー１８ＬＴに該当する区間、及び起立型端子（１４Ｂ’、１４Ｌ’）に該当する区間において、主電流ＩＬＬは、第４実施形態（図１１Ａ）と同様に、ｘｚ平面（図１４Ａ（ｃ）、図１７Ａ（ｄ））において近接逆方向通流を実現している。そして、負極配線導体１２Ｌに該当する区間において、主電流ＩＬＬは、第４実施形態（図１１Ａ）と異なって、ｘｙ平面において近接逆方向通流を実現している。

一方、ハイサイド側の主電流ＩＬＨの流れは第４実施形態（図１１Ａ）と同じであり、第４実施形態（図１１）と同じ様式で近接逆方向通流を実現している。

また、入出力端子（１４Ｈ’、１４Ｂ’、１７Ｌ’）付近の主電流（ＩＬＬ、ＩＬＨ）の流れは第４実施形態と同じである。よって、第５実施形態は、第４実施形態と同様に、第１〜第３実施形態及びその変形例と比べて、入出力端子付近の寄生インダクタンスを低減できる。

（第６実施形態）
第２実施形態でも説明したように、ハイサイドパワー半導体装置またはローサイドパワー半導体装置の一方がパワースイッチング素子であり、他方がパワーダイオードであっても構わない。第６実施形態では、第５実施形態のハーフブリッジパワー半導体モジュール５において、ローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴを高速還流パワーダイオード１３ＬＤで置き換えたハーフブリッジパワー半導体モジュール６について説明する。

図１８（ａ）は、第６施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール６の構造を示す平面図であり、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図であり、図１８（ｃ）は、図１８（ａ）のＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図である。ハーフブリッジパワー半導体モジュール６は、ローサイドパワー半導体装置として、ブリッジ配線導体１２Ｂの表面に配置された高速還流パワーダイオード１３ＬＤを備える。高速還流パワーダイオード１３ＬＤの裏面電極（カソード電極）はブリッジ配線導体１２Ｂ上の所定の位置にはんだなどでダイボンドされている。高速還流パワーダイオード１３ＬＤの表面電極（アノード電極）は、複数のボンディングワイヤー１８ＬＤを介して、負極配線導体１２Ｌ接続されている。

ハーフブリッジパワー半導体モジュール６は、絶縁配線基板１５を備える。高速還流パワーダイオード１３ＬＤはゲート電極を有しないため、絶縁配線基板１５は、ローサイドのゲート信号配線導体（１２ＬＧ）及びソース信号配線導体（１２ＬＳ）が存在しない点を除けば、図１（ａ）の絶縁配線基板１５と同じ構成である。また、ローサイドのボンディングワイヤー（１８ＬＧ、１８ＬＳ）、及び起立型端子（１４ＬＧ’、１４ＬＳ’）も存在しない。

図１８に示したハーフブリッジパワー半導体モジュール６の製造工程は図１５または図１６を用いて説明したハーフブリッジパワー半導体モジュール５の製造工程と同じであるので説明を省略する。

ハーフブリッジパワー半導体モジュール６の動作モードは、図１７Ａ及び図１７Ｂで示したハーフブリッジパワー半導体モジュール５の動作モードと同じである。ただし、図１６のローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴは高速還流パワーダイオード１３ＬＤを置き換えるものとする。

各種部材の基本構成と動作モードは、第５実施形態（図１４Ａ）と同じであるため、第６実施形態においても第５実施形態と同じ作用及び効果が得られる。

（第７実施形態）
第３実施形態でも説明したように、ハイサイドパワー半導体装置及びローサイドパワー半導体装置の少なくとも一方が、パワースイッチング素子とパワースイッチング素子に逆並列に接続されたパワーダイオードとを備えていても構わない。第７実施形態では、第５実施形態のハーフブリッジパワー半導体モジュール５に対して、高速還流パワーダイオードＦＷＤを逆並列に接続させたハーフブリッジパワー半導体モジュール７について説明する。

第７実施形態では、ハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴ及びローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴの各々に対して、高速還流パワーダイオードＦＷＤ（１３ＨＤ、１３ＬＤ）が逆並列に接続されている。

図１９は第７実施形態に係わるハーフブリッジパワー半導体モジュール７の構造を示す平面図である。図１９のＡ−Ａ’切断面に沿った断面図、及びＢ−Ｂ’切断面に沿った断面図は、図１８（ｃ）及び図１８（ｂ）と同じであり、その回路図は図６（ｃ）と同じである。図６、図１８と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。

負極配線導体１２ＬＴは、絶縁板１６の主面の法線方向から見て、空隙を介してブリッジ配線導体１２Ｂ（Ｔ）に包囲されている。負極配線導体１２ＬＤは、絶縁板１６の主面の法線方向から見て、空隙を介してブリッジ配線導体１２Ｂ（Ｄ）に包囲されている。負極配線導体（１２ＬＴ、１２ＬＤ）には起立型端子であるローサイド端子１４Ｌ’が接合されている。複数のボンディングワイヤー１８ＬＴは、負極配線導体１２ＬＴとローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴの表面電極（ソース電極またはエミッタ電極）とを接続している。複数のボンディングワイヤー１８ＬＤは、負極配線導体１２ＬＤとローサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＬＤの表面電極（アノード電極）とを接続している。

起立型のブリッジ端子１４Ｂ’は、ブリッジ配線導体１２Ｂ（Ｔ）、１２Ｂ（Ｄ）を横断するように、ブリッジ配線導体１２Ｂ（Ｔ）、１２Ｂ（Ｄ）に接合されている。起立型のハイサイド端子１４Ｈ’は、正極配線導体１２Ｈ（Ｔ）及び正極配線導体１２Ｈ（Ｄ）の凸部領域に接合されている。

複数のボンディングワイヤー１８ＨＴは、ブリッジ配線導体１２Ｂ（Ｄ）の凸部領域とハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴの表面電極（ソース電極またはエミッタ電極）とを接続している。複数のボンディングワイヤー１８ＨＤは、ブリッジ配線導体１２Ｂ（Ｔ）の凸部領域とハイサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＨＤの表面電極（アノード電極）とを接続している。

第７実施形態に係るハーフブリッジパワー半導体モジュール７の製造工程は、図１５または図１６を用いて説明した製造工程とほぼ同じであるから説明を省略する。

第７実施形態に係るハーフブリッジパワー半導体モジュール７は、第６実施形態と同様にして、単層の絶縁板１６からなる絶縁配線基板１５（図１８）を備える。このため、絶縁板が２層となる図２１の比較例より熱抵抗が低く、従前のパワー半導体モジュールと同等の低い熱抵抗を実現している。

図２０Ａ（ａ）は、図１９のハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＨＴがターンオンしたときに流れる主電流ＩＬＨを示し、図２０Ａ（ｂ）は、図１９のローサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＬＤに流れる主電流（環流電流）ＩＬＬを示す。図２０Ｂ（ａ）は、図１９のローサイドパワー半導体装置（スイッチ）１３ＬＴがターンオンしたときに流れる主電流ＩＬＬを示し、図２０Ｂ（ｂ）は、図１９のハイサイドパワー半導体装置（ダイオード）１３ＨＤに流れる主電流（環流電流）ＩＬＨを示す。図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、ハーフブリッジパワー半導体モジュール７の各動作モードにおいて、主電流ＩＬＨ、ＩＬＬは近接逆平行通流を実現していることが分かる。

各種部材の基本構成と動作モードは、第３実施形態（図６）及び第６実施形態（図１８）と同じであるため、第７実施形態においても第３実施形態及び第６実施形態と同じ作用及び効果が得られる。

以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

１〜７、１’、３−１、３−２、３−３ ハーフブリッジパワー半導体モジュール
１２Ｈ、１２Ｈ（Ｔ）、１２Ｈ（Ｄ） 正極配線導体
１２Ｌ、１２ＬＴ、１２ＬＤ、２１Ｌ 負極配線導体
１２Ｂ、１２Ｂ（Ｔ）、１２Ｂ（Ｄ） ブリッジ配線導体
１２ＨＧ、１２ＬＧ ゲート（ベース）信号配線導体
１２ＨＳ、１２ＬＳ ソース（エミッタ）信号配線導体
１３ＨＴ ハイサイドパワー半導体装置（スイッチ）
１３ＨＤ ハイサイドパワー半導体装置（ダイオードＦＷＤ）
１３ＬＴ ローサイドパワー半導体装置（スイッチ）
１３ＬＤ ローサイドパワー半導体装置（ダイオードＦＷＤ）
１４Ｈ、１４Ｈ１、１４Ｈ２、１４Ｈ’ ハイサイド端子
１４Ｌ’、１７Ｌ、１７Ｌ１、１７Ｌ２、１７Ｌ’ ローサイド端子
１４Ｂ、１４Ｂ１、１４Ｂ２、１４Ｂ’ ブリッジ端子
１４ＨＧ、１４ＬＧ、１４ＨＧ’、１４ＬＧ’ ゲート信号端子
１４ＨＳ、１４ＬＳ、１４ＨＳ’、１４ＬＳ’ ソース信号端子
１５、３１ 絶縁配線基板
１６ 絶縁板
１８ＢＴ、１８ＢＤ 複数のボンディングワイヤー（ハイサイド接続手段）
１８ＬＴ、１８ＬＤ 複数のボンディングワイヤー（ローサイド接続手段）
１８ＨＧ、１８ＬＧ 複数のボンディングワイヤー（ゲート信号接続手段）
１８ＨＳ、１８ＬＳ 複数のボンディングワイヤー（ソース信号接続手段）
２０ 絶縁チップ
２５ＨＢ、２５ＬＢ スナバコンデンサー
ＩＬＨ、ＩＬＬ 主電流

Claims (21)

1. １枚の絶縁板と、前記絶縁板の上或いはその上方に互いに電気的に絶縁して配置された、正極配線導体、ブリッジ配線導体、及び負極配線導体と、を備えた絶縁配線基板と、
   前記正極配線導体の上にその裏面電極が接合された１以上のハイサイドパワー半導体装置と、
   前記ブリッジ配線導体の上にその裏面電極が接合された１以上のローサイドパワー半導体装置と、
   前記ハイサイドパワー半導体装置と前記ローサイドパワー半導体装置の間において、前記ブリッジ配線導体に接続されたブリッジ端子と、
   前記ハイサイドパワー半導体装置と前記ブリッジ端子の間において、前記正極配線導体に接続されたハイサイド端子と、
   前記ブリッジ端子と前記ローサイドパワー半導体装置の間において、前記負極配線導体に接続されたローサイド端子と、
   前記ハイサイドパワー半導体装置の表面電極と前記ブリッジ配線導体を接続するハイサイド接続手段と、
   前記ローサイドパワー半導体装置の表面電極と前記負極配線導体を接続するローサイド接続手段と、
   を備え、
   前記絶縁板の主面の法線方向から見て、前記負極配線導体は、空隙を介して前記ブリッジ配線導体に包囲されていることを特徴とするハーフブリッジパワー半導体モジュール。
2. 前記正極配線導体及び前記ハイサイド接続手段の各々に流れる主電流は、その大きさが等しく、その向きが逆方向であり且つ平行であることを特徴とする請求項１記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
3. 前記ブリッジ配線導体及び前記ローサイド接続手段の各々に流れる主電流は、その大きさが等しく、その向きが逆方向且つ平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
4. 前記ブリッジ端子、前記ハイサイド端子、及び前記ローサイド端子は、互いに近接して平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
5. 前記ハイサイド端子及び前記ブリッジ端子の各々に流れる主電流は、その大きさが等しく、その向きが逆方向且つ平行であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
6. 前記ローサイド端子及び前記ブリッジ端子の各々に流れる主電流は、その大きさが等しく、その向きが逆方向且つ平行であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
7. 前記正極配線導体に流れる主電流の向きと前記ハイサイド端子に流れる主電流の向きは直角を成していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
8. 前記ブリッジ配線導体に流れる主電流の向きと前記ローサイド端子に流れる主電流の向きは略直角を成していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール
9. 前記絶縁配線基板は、前記絶縁板の上に配置されたゲート信号配線導体及びソース信号配線導体を更に備え、
   前記ハーフブリッジパワー半導体モジュールは、
   前記ゲート信号配線導体に接続されたゲート信号端子と、
   前記ソース信号配線導体に接続されたソース信号端子と、
   前記ハイサイドパワー半導体装置及び前記ローサイドパワー半導体装置の少なくとも一方のゲート電極と前記ゲート信号配線導体とを接続するゲート信号接続手段と、
   前記ハイサイドパワー半導体装置及び該ローサイドパワー半導体装置の少なくとも一方のソース電極と前記ソース信号配線導体とを接続するソース信号接続手段と、を更に備え、
   前記ゲート信号接続手段と前記ソース信号接続手段は互いに平行に配置され、前記ゲート信号端子とソース信号端子は互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
10. 前記絶縁板の主面において、前記ハイサイド端子とブリッジ端子の間に接続されたハイサイドスナバコンデンサーと、前記絶縁板の主面において、前記ブリッジ端子と前記ローサイド端子の間に接続されたローサイドスナバコンデンサーの少なくとも一方を更に備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
11. 前記ハイサイドパワー半導体装置及び前記ローサイドパワー半導体装置のいずれか一方がパワースイッチング素子であり、他方がパワーダイオードであることを特徴とする請求項１〜９、１３のいずれか一項に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
12. 前記ハイサイドパワー半導体装置及び前記ローサイドパワー半導体装置の少なくとも一方が、パワースイッチング素子と前記パワースイッチング素子に逆並列に接続されたパワーダイオードとを備えることを特徴とする請求項１〜９、１３のいずれか一項に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
13. 前記正極配線導体及び前記ブリッジ配線導体の少なくとも一方には、前記パワースイッチング素子と前記パワーダイオードの間を仕切るスリットが形成されていることを特徴とする請求項１５に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
14. ２以上の前記ハイサイドパワー半導体装置は、前記正極配線導体及び前記ハイサイド接続手段の各々に流れる主電流の流路を共有するように、一方向に配列されていることを特徴とする請求項１５に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
15. ２以上の前記ローサイドパワー半導体装置は、前記ブリッジ配線導体及び前記ローサイド接続手段の各々に流れる主電流の流路を共有するように、一方向に配列されていることを特徴とする請求項１５又は１７に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
16. 前記ハイサイド端子、前記ブリッジ端子、及び前記ローサイド端子は、それぞれ、前記正極配線導体、前記ブリッジ配線導体、及び前記負極配線導体との接続部から、前記絶縁板の主面の法線方向に起立した平板状の端子であることを特徴とする請求項１〜９、１３〜１８のいずれか一項に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
17. 前記ハイサイド端子、前記ブリッジ端子、及び前記ローサイド端子は、互いに平行を成していることを特徴とする請求項２０に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
18. 前記ハイサイド端子及び前記ローサイド端子は、それぞれ、前記絶縁板の主面の法線方向に起立した平板状のベース部と、ベース部から分岐した複数の歯部とからなり、複数の歯部の先端が前記正極配線導体及び前記負極配線導体に接続していることを特徴とする請求項２０又は２１に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
19. 前記ゲート信号端子と前記ソース信号端子は、それぞれ、前記ゲート信号配線導体及び前記ソース信号配線導体から、前記絶縁板の主面の法線方向に起立した平板状の端子であることを特徴とする請求項９に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
20. 前記ゲート信号端子と前記ソース信号端子は、互いに平行を成していることを特徴とする請求項２３に記載のハーフブリッジパワー半導体モジュール。
21. １枚の絶縁板と、前記絶縁板の上に互いに電気的に絶縁して配置された、正極配線導体、ブリッジ配線導体、及び負極配線導体と、を備えた絶縁配線基板と、
    前記正極配線導体の上にその裏面電極が接合された１以上のハイサイドパワー半導体装置と、
    前記ブリッジ配線導体の上にその裏面電極が接合された１以上のローサイドパワー半導体装置と、
    前記ハイサイドパワー半導体装置と前記ローサイドパワー半導体装置の間において、前記ブリッジ配線導体に接続されたブリッジ端子と、
    前記ハイサイドパワー半導体装置と前記ブリッジ端子の間において、前記正極配線導体に接続されたハイサイド端子と、
    前記ブリッジ端子と前記ローサイドパワー半導体装置の間において、前記負極配線導体に接続されたローサイド端子と、
    前記ハイサイドパワー半導体装置の表面電極と前記ブリッジ配線導体を接続するハイサイド接続手段と、
    前記ローサイドパワー半導体装置の表面電極と前記負極配線導体を接続するローサイド接続手段とを備え、
    前記絶縁板の主面の法線方向から見て、前記負極配線導体は、空隙を介して前記ブリッジ配線導体に包囲され、
    前記ハイサイド端子、前記ブリッジ端子、及び前記ローサイド端子は、それぞれ、前記正極配線導体との接続部、前記ブリッジ配線導体との接続部、及び前記負極配線導体との接続部から、前記絶縁板の主面の法線方向に起立した平板状の端子であるハーフブリッジパワー半導体モジュールの製造方法であって、
    前記正極配線導体、前記ブリッジ配線導体、及び前記負極配線導体を備えた前記絶縁配線基板と、前記ハイサイドパワー半導体装置と、前記ローサイドパワー半導体装置とを用意し、
    前記正極配線導体の上に前記ハイサイドパワー半導体装置の裏面電極を接合し、
    前記ブリッジ配線導体の上に前記ローサイドパワー半導体装置の裏面電極を接合し、
    前記ハイサイドパワー半導体装置の表面電極と前記ブリッジ配線導体とを前記ハイサイド接続手段を用いて接続し、
    前記ローサイドパワー半導体装置の表面電極と前記負極配線導体とを前記ローサイド接続手段を用いて接続し、
    前記ブリッジ配線導体に前記ブリッジ端子を接続し、
    前記正極配線導体に前記ハイサイド端子を接続し、
    前記負極配線導体に前記ローサイド端子を接続する
    ことを特徴とするハーフブリッジパワー半導体モジュールの製造方法。

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