JP6488998B2 - 半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法に関する。

特許文献１には、インバータ等に利用できる半導体モジュール（半導体装置）が開示されている。この半導体モジュールでは、放熱体に筒状の外装ケースが設けられることによって、収容部が形成されている。この収容部内には、セラミックス基板と、セラミックス基板に接している金属部材と、金属部材上に搭載された半導体素子及びチップ部品などの電子部品が設けられており、収容部には、絶縁樹脂が充填されている。上記半導体モジュールでは、電子部品に、電極が接続され、電極は、外装ケースにおいてセラミックス基板と反対側から外装ケース外に引き出されている。このような電極は、電子部品等で構成される回路に入力電力を印加するため入力用電極及び上記回路からの出力電力を取り出すための出力用電極として機能すると考えられる。

特許第５１０１９７１号公報

特許文献１記載の半導体モジュールが例えばパワーデバイスとして利用される場合、通常、コンデンサと組み合わせて使用される。パワーデバイスとしての半導体モジュールに利用されるコンデンサは、比較的大きく、鉛直方向に延在しているものが多い。このようなコンデンサと半導体モジュールとを組み合わせる際には、半導体モジュールに含まれるセラミックス基板（又は金属部材）の厚さ方向を鉛直方向に一致させた状態で半導体モジュールをコンデンサの側方に配置することが一般的である。以下、このような配置状態を半導体モジュールの横置き状態と称す。このような横置き状態で、鉛直方向における半導体モジュールの厚さは、通常、コンデンサの鉛直方向の長さより短い。半導体モジュールが有するセラミックス基板には放熱のためにヒートシンクが設けられることから、コンデンサと組み合わされた半導体モジュールの鉛直下方の領域はヒートシンクの配置領域として利用されていた。

近年、半導体モジュールの小型化、薄型化及び効率化が図られている。半導体モジュールの効率化が図られると、半導体モジュールに使用されるヒートシンクのサイズも小型化され得る。

このように半導体モジュールの小型化等が図れても、半導体モジュールを横置きし、小コンデンサの側方に配置している限り、半導体モジュールの幅方向に対する半導体モジュールの設置領域は存在するため、省スペース化という観点では、半導体モジュールの小型化及び薄型化のメリットが活かしにくい。

これを解決するためには、半導体モジュールをコンデンサの上端部上に配置することが考えられる。鉛直方向に延在するコンデンサは、その上端部に外部接続用の端子が設けられている。よって、コンデンサの側方に配置されていた半導体モジュールをそのままコンデンサの上端部に設けても、半導体モジュールの入力用電極と、コンデンサの外部接続用端部との接続が困難である。半導体モジュールの入力用電極と、コンデンサの外部接続用端部との接続の容易性の観点からは、入力用電極が鉛直下方に位置するように、半導体モジュールを反転させてコンデンサの上端部に搭載することが考えられる。半導体モジュールを長期的に使用していると、経年劣化により樹脂が軟化する場合がある。そして、入力用電極が鉛直下方に位置するように、半導体モジュールを反転させている場合において、上記樹脂の軟化が生じると、半導体モジュールの外装ケースから樹脂が漏れて、半導体モジュールの信頼性が低下する虞がある。

そこで、本発明は、鉛直方向に延在するコンデンサと組み合わせた状態で省スペース化を図りながら信頼性を維持可能な半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る半導体モジュールは、鉛直方向に延在しており上端部に外部接続用の第１端子及び第２端子を有するコンデンサの上記上端部に取り付けられる半導体モジュールであって、電力変換回路を構成する複数のトランジスタが搭載される基板と、上記基板を支持する支持板及び上記支持板に取り付けられ上記支持板と共に上記複数のトランジスタが搭載された上記基板を収容する収容空間を形成するカバー部を有する収容部と、上記収容部から、上記支持板の厚さ方向において上記支持板に対して上記カバー部が配置される側に延びており、上記収容部を上記コンデンサの上記上端部に接続するための脚部と、上記電力変換回路に入力用電力を供給する第１及び第２の入力端子と、上記電力変換回路からの出力電力を取り出すための出力端子と、上記収容空間内に設けられ上記電力変換回路を埋設する樹脂部と、を備え、上記第１及び第２の入力端子並びに上記出力端子の外部接続用端部は、上記カバー部を介さずに、上記収容部の外部に引き出されており、上記第１及び第２の入力端子の上記外部接続用端部は、上記カバー部に対して上記コンデンサ側に配置されている。

本発明の他の側面に係る半導体モジュールの製造方法は、電力変換回路を構成する複数のトランジスタが搭載される基板と、上記基板を支持する支持板及び上記支持板に取り付けられ上記支持板と共に上記複数のトランジスタが搭載された上記基板を収容する収容空間を形成するカバー部を有する収容部と、上記収容部から、上記支持板の厚さ方向において上記支持板に対して上記カバー部が配置される側に延びている脚部と、上記電力変換回路に入力用電力を供給する第１及び第２の入力端子と、上記電力変換回路からの出力電力を取り出すための出力端子と、を備え、上記第１及び第２の入力端子並びに上記出力端子の外部接続用端部は、上記カバー部を介さずに、上記収容部の外部に引き出されている、半導体モジュールの製造方法であって、上記支持板の主面における基板搭載領域の外側から上記支持板の厚さ方向に上記脚部が立設されており、上記支持板の上記主面上に上記第１及び第２の入力端子の回路接続用端部が配置され上記第１及び第２の入力端子の外部接続用端部が上記脚部のうち上記主面に臨む面から引き出されるように上記第１及び第２の入力端子の一部が上記支持板及び上記脚部に埋設されると共に、上記支持板の上記主面上に上記出力端子の回路接続用端部が配置され上記出力端子の外部接続用端部が上記支持板から引き出されるように上記出力端子の一部が上記支持板に埋設された支持体を準備する準備工程と、上記電力変換回路を構成する上記複数のトランジスタが搭載された上記基板を、上記支持板の上記基板搭載領域に固定すると共に、上記電力変換回路と、上記第１及び第２の入力端子並びに上記出力端子の回路接続用端部との電気的な接続を施す基板搭載工程と、上記カバー部を上記支持板に固定して上記収容部を形成する収容部形成工程と、 上記支持板と上記カバー部とで構成される上記収容部の収容空間内に樹脂を流し込み上記収容空間内に樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、を備える。

本発明によれば、鉛直方向に延在するコンデンサと組み合わせた状態で省スペース化を図りながら信頼性を維持可能な半導体モジュール及び半導体モジュールの製造方法を提供し得る。

図１は、一実施形態に係る半導体モジュールユニットの概略構成を示すための図面である。 図２は、図１に示した半導体モジュールユニットを、図１に示した白抜き矢印の方向からみた図面である。 図３は、半導体モジュールユニットの分解斜視図である。 図４は、図３に示した半導体モジュールをカバー部側からみた斜視図である。 図５は、図３に示したＶ−Ｖ線に沿った半導体モジュールの断面の模式図である。 図６は、図３に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った半導体モジュールの断面の模式図である。 図７は、図４のＶＩＩ―ＶＩＩ線に沿った半導体モジュールの断面の模式図である。 図８は、複数のトランジスタが搭載された基板を説明するための図面である。 図９は、図８のＩＸ―ＩＸ線に沿った断面の模式図である。 図１０は、半導体モジュールの製造に利用する支持体の概略構成を示す斜視図である。 図１１（ａ）は、複数のトランジスタを含み電力変換回路が実装された基板を支持体に搭載する工程を説明するための図面であり、図１１（ｂ）は、電力変換回路を予備樹脂部で埋設する工程を説明するための図面である。 図１２（ａ）は、カバー部を支持板に取り付ける工程を説明する図面であり、図１２（ｂ）は、樹脂部を形成する工程を説明する図面であり、図１２（ｃ）は、放熱部材を取り付ける工程を説明する図面である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

［本発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

本発明の一側面に係る半導体モジュールは、鉛直方向に延在しており上端部に外部接続用の第１端子及び第２端子を有するコンデンサの上記上端部に取り付けられる半導体モジュールであって、電力変換回路を構成する複数のトランジスタが搭載される基板と、上記基板を支持する支持板及び上記支持板に取り付けられ上記支持板と共に上記複数のトランジスタが搭載された上記基板を収容する収容空間を形成するカバー部を有する収容部と、上記収容部から、上記支持板の厚さ方向において上記支持板に対して上記カバー部が配置される側に延びており、上記収容部を上記コンデンサの上記上端部に接続するための脚部と、上記電力変換回路に入力用電力を供給する第１及び第２の入力端子と、上記電力変換回路からの出力電力を取り出すための出力端子と、上記収容空間内に設けられ上記電力変換回路を埋設する樹脂部と、を備え、上記第１及び第２の入力端子並びに上記出力端子の外部接続用端部は、上記カバー部を介さずに、上記収容部の外部に引き出されており、上記第１及び第２の入力端子の上記外部接続用端部は、上記カバー部に対して上記コンデンサ側に配置されている。

上記構成では、複数のトランジスタが搭載された基板は、支持板とカバー部とで構成される収容部に収容される。収容部から第１及び第２の入力端子並びに出力端子の外部接続用端部が引き出されているので、第１及び第２の入力端子並びに出力端子の外部接続用端部を利用して、電力変換回路に入力用電力を供給すると共に、出力電力を取り出すことができる。上記半導体モジュールでは、コンデンサに接続される脚部が収容部から延びている。脚部は、コンデンサの上端部に接続されるので、半導体モジュールはコンデンサに対して鉛直上方に配置される。よって、半導体モジュールをコンデンサに取り付けた際に、半導体モジュールとコンデンサとから構成されるユニットの省スペース化が図れている。脚部は、支持板に対してカバー部が配置されている側に延びているので、半導体モジュールがコンデンサに取り付けられた状態で、支持板に対してカバー部は鉛直下方に位置する。このように、カバー部が支持板に対して鉛直下方に位置しても、第１及び第２の入力端子並びに出力端子の外部接続用端部は、上記カバー部を介さずに収容部から引き出されているので、収容空間内の樹脂が漏れ難い。よって、経年劣化で樹脂が軟化しても、半導体モジュールの信頼性を維持できる。

上記脚部は、上記支持板に一体的に立設されており、上記第１及び第２の入力端子の一部は、上記支持板と上記脚部に埋設されていてもよい。この場合、第１及び第２の入力端子の外部接続用端部は、上記支持体と上記脚部とを通して、収容部の外側に引き出され得る。

上記出力端子の上記外部接続用端部は、上記支持板の側方又は上記支持板からみて上記カバー部と反対側から引き出されていてもよい。

この構成では、例えば、半導体モジュールが小型化しても、第１及び第２の入力端子の外部接続用端部と、出力端子の外部接続用端部との絶縁距離を確保できる。

本発明の他の側面に係る半導体モジュールの製造方法は、電力変換回路を構成する複数のトランジスタが搭載される基板と、上記基板を支持する支持板及び上記支持板に取り付けられ上記支持板と共に上記複数のトランジスタが搭載された上記基板を収容する収容空間を形成するカバー部を有する収容部と、上記収容部から、上記支持板の厚さ方向において上記支持板に対して上記カバー部が配置される側に延びている脚部と、上記電力変換回路に入力用電力を供給する第１及び第２の入力端子と、上記電力変換回路からの出力電力を取り出すための出力端子と、を備え、上記第１及び第２の入力端子並びに上記出力端子の外部接続用端部は、上記カバー部を介さずに、上記収容部の外部に引き出されている、半導体モジュールの製造方法であって、上記支持板の主面における基板搭載領域の外側から上記支持板の厚さ方向に上記脚部が立設されており、上記支持板の上記主面上に上記第１及び第２の入力端子の回路接続用端部が配置され上記第１及び第２の入力端子の外部接続用端部が上記脚部のうち上記主面に臨む面から引き出されるように上記第１及び第２の入力端子の一部が上記支持板及び上記脚部に埋設されると共に、上記支持板の上記主面上に上記出力端子の回路接続用端部が配置され上記出力端子の外部接続用端部が上記支持板から引き出されるように上記出力端子の一部が上記支持板に埋設された支持体を準備する準備工程と、上記電力変換回路を構成する上記複数のトランジスタが搭載された上記基板を、上記支持板の上記基板搭載領域に固定すると共に、上記電力変換回路と、上記第１及び第２の入力端子並びに上記出力端子の回路接続用端部との電気的な接続を施す基板搭載工程と、上記カバー部を上記支持板に固定して上記収容部を形成する収容部形成工程と、 上記支持板と上記カバー部とで構成される上記収容部の収容空間内に樹脂を流し込み上記収容空間内に樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、を備える。

上記製造方法では、支持板に脚部が立設された支持体を準備して、支持板にカバー部を固定して収容部を形成した後、支持板とカバー部とで構成される収容空間内に樹脂部を形成することによって、半導体モジュールを製造している。この半導体モジュールは、脚部を有しているので、脚部を利用して、鉛直方向に延在するコンデンサの上端部に取り付けることができる。よって、半導体モジュールをコンデンサに取り付けた際に、半導体モジュールとコンデンサとから構成されるユニットの省スペース化が図れている。すなわち、上記製造方法は、上記コンデンサに取りけた際に省スペースかを図れる半導体モジュールを製造可能である。

上記製造方法における準備工程で準備される支持体において、第１及び第２の入力端子における回路接続用端部と外部接続用端部との間の領域の一部は、支持板及び脚部に埋設されている。同様に、出力端子における回路接続用端部と外部接続用端部との間の領域の一部は、支持板に埋設されている。よって、カバー部を支持板に固定して収容部を形成しても、第１及び第２の入力端子並びに出力端子の外部接続用端部は、カバー部を介さずに収容部の外側に引き出されていることになる。脚部を利用して半導体モジュールを、上記コンデンサの上端部に取り付けると、支持板に対してカバー部は鉛直下方に位置する。すなわち、収容空間及び樹脂部は支持板の鉛直下方に位置する。このように、カバー部が支持板に対して鉛直下方に位置しても、第１及び第２の入力端子並びに出力端子の外部接続用端部は、上記カバー部を介さずに収容部から引き出されているので、収容空間内の樹脂が漏れ難い。よって、経年劣化で樹脂が軟化しても、半導体モジュールの信頼性を維持できる。すなわち、上記製造方法では、鉛直方向に延びるコンデンサの上端部に取り付けられた状態で、省スペースかを実現可能であって信頼性を維持可能な半導体モジュールを製造可能である。

上記半導体モジュールの製造方法は、上記基板搭載工程と上記収容部形成工程との間に、上記電力変換回路を予備樹脂からなる予備樹脂部で埋設する工程を更に備え、上記支持板には貫通孔が形成されており、上記樹脂部形成工程では、上記カバー部を鉛直方向において上記支持板の下側に配置した状態で上記貫通孔から前記収容空間に樹脂を流しこむことによって上記樹脂部を形成してもよい。

上記のように、予備樹脂部で予め電力変換回路を埋設していることで、カバー部を支持板に対して鉛直下方に配置した状態で収容空間内に樹脂を充填して樹脂部を形成しても、電力変換回路を確実に樹脂で埋設できる。予備樹脂部と構成する予備樹脂と、樹脂部を形成する樹脂とは同じでもよいし、或いは、異なっていてもよい。

［本願発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１及び図２に模試的に示した半導体モジュールユニット１は、半導体モジュール２と、コンデンサ３とを備え、インバータ装置といった電力変換装置として機能する。半導体モジュールユニット１は、産業機械、電車、電気自動車及び家電（例えばエアコン）などに利用され得る。半導体モジュール２とコンデンサ３とは、電気的に接続されている。

半導体モジュール２は、収容ユニット１０を有する。収容ユニット１０内には回路基板（基板）２０が設けられており、回路基板２０上には、電力変換回路を構成する複数のトランジスタＴｒが搭載されている。半導体モジュール２の収容ユニット１０からは、上記電力変換回路に入力用電力（例えば、直流電圧）を供給するための第１の入力端子３１及び第２の入力端子３２、電力変換回路からの出力電力（例えば交流電圧）を出力するための出力端子３３が引き出されている。以下の説明では、入力用電力は、直流電圧であり、出力電力は、交流電圧である。図１及び図２において、回路基板２０及びトランジスタＴｒは、その大きさ及び配置関係などは模式的に示している。

コンデンサ３は、一方向に延在した柱状を呈する。コンデンサ３の延在方向から見た場合の形状の例は円形であるが、矩形及び正方形といった四角形でもよい。コンデンサ３は、その延在方向が鉛直方向に実質的に一致するように配置されている。コンデンサ３の例は、高耐圧コンデンサである。コンデンサ３は、一対の電極間に誘電体が配置された公知の構成を取り得る。コンデンサ３は、鉛直方向における上端部３ａに外部接続用の第１端子４１及び第２端子４２が設けられている。第１端子４１は、上記一対の電極の一方に電気的に接続されており、第２端子４２は、上記一対の電極の他方に電気的に接続されている。本実施形態では、第１端子４１及び第２端子４２には、第１端子４１及び第２端子４２を、第１の入力端子３１及び第２の入力端子３２に接続するために、雄ネジ部が形成されている。よって、第１端子４１及び第２端子４２は、図１及び図２に示したように、雄ねじ部にナットＮを螺合させることで、第１の入力端子３１及び第２の入力端子３２に接合され得る。ただし、第１端子４１及び第２端子４２と、第１の入力端子３１及び第２の入力端子３２とは電気的に接続できれば、その接合方法は限定されない。

以下、説明の便宜のため、コンデンサ３の延在方向をＺ方向と称し、Ｚ方向に直交する２つの方向をＸ方向及びＹ方向と称す。Ｘ方向及びＹ方向は直交している。Ｚ方向が鉛直方向に対応する。

次に、図３〜図７を利用して半導体モジュール２について詳細に説明する。図３は、半導体モジュール２の分解斜視図である。図４は、図３に示した半導体モジュール２を鉛直下方からみた場合の概略構成を示す斜視図である。図４では、後述する放熱部材の図示を省略していると共に、半導体モジュール２の説明の便宜のため、第１及び第２の入力端子３１，３２が図中において奥側に配置されるように、半導体モジュール２を図示している。図５は、図３に示したＶ−Ｖ線に沿った半導体モジュール２の断面の模式図である。図６は、図３に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った半導体モジュール２の断面の模式図である。図７は、図４のＶＩＩ―ＶＩＩ線に沿った半導体モジュール２の断面の模式図である。図８は、複数のトランジスタＴｒが搭載された回路基板２０を説明するための図面である。図９は、図８のＩＸ―ＩＸ線に沿った断面の模式図である。

図３〜図７（特に、図５及び図６）に示したように、半導体モジュール２は、回路基板２０と、複数のトランジスタＴｒと、収容ユニット１０と、第１の入力端子３１、第２の入力端子３２、出力端子３３及び制御端子３４，３５を備える。半導体モジュール２は、予備端子３６，３７を備えてもよい。半導体モジュール２は、例えば、図３に示したように放熱部材５０を更に備えてもよい。

図７〜図９を利用して、複数のトランジスタＴｒが搭載された回路基板２０について説明する。回路基板２０は、絶縁基板２１を有する。絶縁基板２１は例えばセラミックス基板である。絶縁基板２１の材料の例は、ＡｌＮ、ＳｉＮ及びＡｌ_２Ｏ_３を含む。絶縁基板２１の厚さ方向から見た形状は限定されないが、例えば、図７に示したように、矩形である。図７では後述する樹脂部Ｒ（後述）の図示を省略している。

図８及び図９に示したように、絶縁基板２１の表面には、配線パターン２２が設けられている。配線パターン２２は、複数のトランジスタＴｒの電気的な接続に使用される。配線パターン２２は、互いに絶縁された第１〜第７の導電パターン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇを含む。絶縁基板２１が矩形である場合、第１〜第７の導電パターン２２ａ〜２２ｇは、電力変換回路Ｃを構成するための複数のトランジスタＴｒとの接続の容易性及び第１の入力端子３１、第２の入力端子３２及び出力端子３３などとの接続の容易性を考慮したパターンで配置されていればよい。第１〜第７の導電パターン２２ａ〜２２ｇの例は金属層である。第１〜第７の導電パターン２２ａ〜２２ｇの材料は、導電性を有する材料であればよいが、例えば、銅である。

複数のトランジスタＴｒは、回路基板２０上に実装される。トランジスタＴｒの材料の例は、ＳｉＣ及びＧａＮ等のワイドバンドギャップ半導体及びＳｉを含む。トランジスタＴｒの例は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）でもよいし、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）でもよい。以下、断らない限り、トランジスタＴｒは、ＭＯＳＦＥＴである。

トランジスタＴｒは、縦型トランジスタであり、図８及び図９に示したように、第１の上部電極ＳＰと、第２の上部電極ＧＰと、下部電極ＤＰとを有する。第１の上部電極ＳＰ及び下部電極ＤＰのそれぞれは、トランジスタＴｒに電圧を供給するための第１及び第２の主電極である。第２の上部電極ＧＰは、トランジスタＴｒに制御信号（或いは制御電圧）を供給するための制御電極である。トランジスタＴｒは、第２の上部電極ＧＰに印加される制御信号に応じて第１の上部電極ＳＰ及び下部電極ＤＰ間の導通状態が制御される。トランジスタＴｒは横型トランジスタでもよい。

トランジスタＴｒがＭＯＳＦＥＴである場合、第１の上部電極ＳＰ、第２の上部電極ＧＰ及び下部電極ＤＰは、それぞれソース電極、ゲート電極及びドレイン電極に対応する。トランジスタＴｒがＩＧＢＴである場合、第１の上部電極ＳＰ、第２の上部電極ＧＰ及び下部電極ＤＰはそれぞれ、エミッタ電極、ゲート電極及びコレクタ電極に対応する。

複数のトランジスタＴｒは、配線パターン２２を介して適宜電気的に接続されることで、電力変換回路Ｃを構成する。本実施形態において、電力変換回路Ｃは、単層インバータ回路である。複数のトランジスタＴｒのうち、電力変換回路Ｃにおける上アームを構成するトランジスタＴｒを第１のトランジスタＴｒ１と称し、下アームを構成するトランジスタＴｒを第２のトランジスタＴｒ２と称す。本実施形態では、半導体モジュール２が５個の第１のトランジスタＴｒ１及び５個の第２のトランジスタＴｒ２を有する形態について例示しているが、第１のトランジスタＴｒ１及び第２のトランジスタＴｒ２の数は５個に限定されず、それぞれ１個ずつあればよい。

図８に示した形態では、第１のトランジスタＴｒ１は、第１のトランジスタＴｒ１の下部電極ＤＰが電気的に第１の導電パターン２２ａに接続されるように第１の導電パターン２２ａ上に搭載されており、第２のトランジスタＴｒ２は、第２のトランジスタＴｒ２の下部電極ＤＰが電気的に第２の導電パターン２２ｂに接続されるように第２の導電パターン２２ｂ上に搭載されている。

第１のトランジスタＴｒ１の第１の上部電極ＳＰは、ワイヤＷ１を介して第２の導電パターン２２ｂに接続されている。これにより、第１のトランジスタＴｒ１の第１の上部電極ＳＰと、第２のトランジスタＴｒ２の下部電極ＤＰとが電気的に接続されている。換言すれば、第１及び第２のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２が電気的に直列接続されている。第１のトランジスタＴｒ１の第１の上部電極ＳＰは、第４の導電パターン２２ｄにもワイヤＷ２を介して接続されている。

第２のトランジスタＴｒ２の第１の上部電極ＳＰは、ワイヤＷ３を介して第３の導電パターン２２ｃに接続されていると共に、ワイヤＷ４を介して第５の導電パターン２２ｅにも接続されている。

第１のトランジスタＴｒ１の第２の上部電極ＧＰは、第１のトランジスタＴｒ１の第１の上部電極ＳＰと絶縁されており、ワイヤＷ５を介して第６の導電パターン２２ｆに接続されている。第２のトランジスタＴｒ２の第２の上部電極ＧＰは、第２のトランジスタＴｒ２の第１の上部電極ＳＰと絶縁されており、ワイヤＷ６を介して第７の導電パターン２２ｇに接続されている。

上記配線構造では、複数の第１のトランジスタＴｒ１は並列接続されており、複数の第２のトランジスタＴｒ２は並列接続されている。したがって、電力変換回路Ｃに、大きな電流を流し得る。

図５及び図６に示したように、絶縁基板２１の裏面（表面と反対側の面）には、放熱部材５０が設けられる。一実施形態において、裏面と放熱部材５０との間には、放熱層２３が設けられてもよい。放熱層２３の材料の例は、銅である。図５及び図６では、ワイヤＷ１〜Ｗ６などの配線構造の図示は省略している。

放熱部材５０は、放熱板５１と、ヒートシンク５２とを有する。放熱板５１及びヒートシンク５２の材料は、熱伝導性が高い材料から構成される。放熱板５１及びヒートシンク５２の材料の例は、銅及びアルミであるが、公知の放熱用の材料であればよい。ヒートシンク５２は、板状の支持体５２ａと、その外面に設けられた複数のフィン５２ｂを有する。複数のフィン５２ｂのそれぞれはＹ方向に延在する板状を呈する。複数のフィン５２ｂは並列に配置されており、ヒートシンク５２は、櫛状を呈する。ヒートシンク５２は、支持体５２ａが放熱板５１に接合されることによって放熱板５１に固定されている。放熱板５１は、絶縁基板２１の裏面に直接又は図５及び図６に例示したように放熱層２３を介して絶縁基板２１に固定されている。ヒートシンク５２の一形態について説明したが、ヒートシンク５２の形状は、例示したものに限定さない。放熱板５１とヒートシンク５２は一体的に形成された一つの部材であってもよい。

複数のトランジスタＴｒが搭載された回路基板２０は、収容ユニット１０が有する収容部１１に収容されている。収容ユニット１０は、図３〜図７に示したように、収容部１１と、４つの脚部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄとを有する。

図３〜図６に示したように、収容部１１は、支持板１３と、カバー部１４とを有し、カバー部１４が支持板１３に取り付けられることによって、複数のトランジスタＴｒが搭載された回路基板２０を収容する収容空間６０が形成されている。

支持板１３は、回路基板２０を支持するための壁部であり、半導体モジュール２がコンデンサ３に取り付けられた状態で半導体モジュール２の天壁に対応する。支持板１３の材料の例は樹脂であり、樹脂の例は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）及びＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの熱可塑性樹脂である。図５〜図７に示したように、支持板１３の主面１３１のうち回路基板２０の基板搭載領域１３１ａの周囲には枠体１３２が主面１３１に設けられている。枠体１３２は、回路基板２０を囲う囲い或いは隔壁であり、一実施形態において、主面１３１に対する枠体１３２の高さは、回路基板２０に搭載されたトランジスタＴｒの主面１３１に対する高さより高い。枠体１３２の材料の例は、支持板１３の材料と同じとし得る。枠体１３２は、主面１３１に一体的に設けられている。

基板搭載領域１３１ａには、放熱部材５０を回路基板２０に接合し、放熱部材５０の回路基板２０と反対側（すなわち、少なくともフィン５２ｂ）を露出させるために、図３、図５及び図６に示したように開口部１３３が形成されている。支持板１３において、基板搭載領域１３１ａの外側、より具体的には枠体１３２の外側には、スリットＳが形成されている。スリットＳは、支持板１３を貫通する貫通孔である。スリットＳは、収容空間６０内に樹脂を流し込むための注入口として機能する。よって、スリットＳは、収容空間６０に連通するように、すなわち、主面１３１においてカバー部１４が当接する領域より内側に形成されている。スリットＳは少なくとも一つ形成されていればよい。

図４〜図６に示したように、カバー部１４は、カバー本体部１４１を有する。カバー本体部１４１の材料の例は、支持板１３で例示した樹脂と同様の樹脂で有り得る。

カバー本体部１４１は、壁板１４１ａと、壁板１４１ａに立設された４つの壁板１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅを有し、有底筒状を呈する。壁板１４１ａは、その厚さ方向からみた場合、矩形又は正方形といった四角形状を呈し、４つの壁板１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅは、壁板１４１ａの縁部から立設されている。本実施形態において、図４〜図６に示したように、壁板１４１ｂと壁板１４１ｃとは対向しており、壁板１４１ｄと壁板１４１ｅとは対向している。

図５及び図６に示したように、カバー本体部１４１は、カバー本体部１４１の開口を支持板１３で塞ぐように、支持板１３に取り付けられている。よって、有底筒状のカバー本体部１４１の底部に対応する壁板１４１ａは、回路基板２０においてトランジスタＴｒが搭載される側及び支持板１３と対向する壁部である。カバー本体部１４１は、支持板１３に接着剤で支持板１３に取り付けられてもよいし、ネジ止めされてもよい。

一実施形態において、カバー本体部１４１の開口縁部には、フランジ部（或いは、つば部）１２２が設けられてもよい。カバー部１４がフランジ部１２２を有する形態では、カバー本体部１４１とフランジ部１２２とは一体的に成型され得る。

カバー部１４が支持板１３に取り付けられることによって、複数のトランジスタＴｒが搭載された回路基板２０を収容する収容空間６０が形成されている。収容空間６０内には樹脂が充填されることによって樹脂部Ｒが形成されている。樹脂部Ｒを構成する樹脂の例は、シリコーンゲルである。樹脂部Ｒは、樹脂硬化物である。回路基板２０及び複数のトランジスタＴｒは、樹脂部Ｒに埋設されている。よって、電力変換回路Ｃも樹脂部Ｒに埋設されている。

脚部１２Ａ〜１２Ｄは、図１及び図２に示したように、半導体モジュール２をコンデンサ３に連結するため連結部材である。脚部１２Ａ〜１２Ｄは、例えば、板状部材である。図４〜図７に示したように、脚部１２Ａ〜１２Ｄは、支持板１３の主面１３１のうち基板搭載領域１３１ａの外側、より具体的には、カバー部１４の固定領域より外側に配置されている。本実施形態では、脚部１２Ａ〜１２Ｄは、支持板１３の４つの縁部にそれぞれ配置されている。具体的には、脚部１２Ａ、脚部１２Ｂ、脚部１２Ｃ及び脚部１２Ｄは、支持板１３の側面１３４ａ，１３４ｂ、１３４ｃ、１３４ｄそれぞれに対応する縁部に配置されている。本実施形態において、脚部１２Ａ〜１２Ｄは、支持板１３に一体的に設けられている。

図４〜図６に示したように、支持板１３の主面１３１対する脚部１２Ａ〜１２Ｄの長さ（Ｚ方向の長さ）は、カバー部１４の厚さ（具体的には、主面１３１と、カバー部１４における主面１３１と反対側の外面との間の距離）よりも長く、カバー部１４と、コンデンサ３の上端部３ａとの間に、第１及び第２の入力端子３１，３２と第１及び第２端子４１，４２との接続領域を確保できる長さである。

脚部１２Ａ〜１２Ｄは、例えば、接着剤などを用いてコンデンサ３に接合されてもよいし、或いは、脚部１２Ａ〜１２Ｄの自由端（コンデンサ３との接合側の端）に、コンデンサ３との連結用の構造（例えば、コンデンサ３の上端に係合する爪部など）が形成されており、それを利用してコンデンサ３に取り付けられてもよい。

本実施形態において、脚部１２Ａ〜１２Ｄの幅（脚部１２Ａ〜１２Ｄの厚さ方向に直交する方向の長さ）は、支持板１３の対応する縁部の幅より短い。よって、支持板１３の周方向において隣接する脚部の間には隙間が生じている。これにより、半導体モジュール２をコンデンサ３に取り付ける際に、第１の入力端子３１及び第２の入力端子３２と、第１端子４１及び第２端子４２とを容易に接続し易い。

脚部１２Ａ〜１２Ｄの幅は、脚部１２Ａ〜１２Ｄの延在方向において一定でなくてもよい。例えば、脚部１２Ａ〜１２Ｄは、その延在方向において、支持板１３側から幅の異なる第１領域（幅広領域）及び第２領域（幅狭領域）を有してもよい。この場合、第１領域は、支持板における対応する縁部の幅と同じ幅であり、第２領域は、支持板１３の対応する縁部の幅より狭い幅とし得る。このように脚部１２Ａ〜１２Ｄを構成すれば、支持板１３の周方向において、隣接する脚部の第２領域の間に隙間が形成される。よって、半導体モジュール２をコンデンサ３に取り付ける際に、第１の入力端子３１及び第２の入力端子３２と、第１端子４１及び第２端子４２とを接続するための作業スペースを確保できる。

以下、説明の便宜のため、支持板１３と４つの脚部１２Ａ〜１２Ｄとの一体成型品を支持体１５と称す場合もある。

第１の入力端子３１は、電力変換回路Ｃに直流電圧を供給するための一対の入力端子を第２の入力端子３２と構成する入力端子である。具体的には、第１の入力端子３１は正電圧を電力変換回路Ｃに供給するための端子である。第１の入力端子３１は、例えば、板状の導電部材である。第１の入力端子３１の例はバスバーである。第１の入力端子３１は、図４及び図７に示したように、第１領域３１ａ、中間領域３１ｂ及び第２領域３１ｃを有する。

図７に示したように、第１領域３１ａは、枠体１３２の表面１３２ａ上に配置される回路接続用端部３１１を含み、第１の入力端子３１のうち収容空間６０内に配置される部分である。第１領域３１ａは主面１３１側から回路接続用端部３１１に向けて回路接続用端部３１１が枠体１３２の表面１３２ａに位置するように折り曲げられている。例えば、第１領域３１ａは、枠体１３２の形状に沿って折り曲げられている。回路接続用端部３１１は、例えば、枠体１３２の表面１３２ａにおいて、支持板１３の側面１３４ａ側に配置されている。図７に示したように、回路接続用端部３１１は、ワイヤＷ７を介して第１の導電パターンに接続される。これにより、第１の入力端子３１を介して複数の第１のトランジスタＴｒ１の下部電極ＤＰに正電圧を印加できる。

中間領域３１ｂは、第１の入力端子３１のうち第１領域３１ａと第２領域３１ｃとを繋いでいる領域である。中間領域３１ｂは、支持体１５内に埋設されている。具体的には、中間領域３１ｂは支持板１３及び脚部１２Ａに埋設されている。中間領域３１ｂは、第１領域３１ａと第２領域３１ｃを繋ぐように折り曲げられ得る。脚部１２Ａのうち、中間領域３１ｂが埋設されている部分は、肉厚に形成されていてもよい。

図４に示したように、第２領域３１ｃは、コンデンサ３の第１端子４１と接続される第１の入力端子３１の外部接続用端部３１２を含み、脚部１２Ａのうち主面１３１に臨む面から引き出されている部分である。外部接続用端部３１２には、第１端子４１の雄ねじ部を通す挿通孔３１３が形成されている。第２領域３１ｃは、半導体モジュール２がコンデンサ３に取り付けられた状態で、外部接続用端部３１２が、第１端子４１上に位置するように脚部１２Ａから引き出されていればよい。例えば、第２領域３１ｃは、脚部１２Ａから脚部１２Ｂに向けて引き出されており、図４に示したように、途中で主面１３１の法線方向に曲げられた後、主面１３１と平行な方向に曲げられ得る。

第２の入力端子３２は、電力変換回路Ｃに直流電圧を供給するための一対の入力端子を第１の入力端子３１と構成する入力端子である。具体的には、第２の入力端子３２は負電圧を電力変換回路Ｃに供給するための端子である。第２の入力端子３２は、第１の入力端子３１と同様に、板状の導電部材であり得る。第２の入力端子３２の例はバスバーである。第２の入力端子３２は、図４、図５及び図７に示したように、第１領域３２ａ、中間領域３２ｂ及び第２領域３２ｃを有する。

図７に示したように、第１領域３２ａは、枠体１３２の表面１３２ａ上に配置される回路接続用端部３２１を含み、第２の入力端子３２のうち収容空間６０内の部分である。第１領域３２ａは、主面１３１側から回路接続用端部３２１に向けて、回路接続用端部３２１が枠体１３２の表面１３２ａに位置するように曲げられている。例えば、第１領域３２ａは、枠体１３２の形状に沿って折り曲げられている。回路接続用端部３１１は、例えば、枠体１３２の表面１３２ａにおいて、支持板１３の側面１３４ａ側に配置されている。回路接続用端部３２１は、ワイヤＷ８を介して第３の導電パターン２２ｃに接続される。これにより、第２の入力端子３２を介して複数の第２のトランジスタＴｒ２の第１の上部電極ＳＰに負電圧を印加できる。

中間領域３２ｂは、第２の入力端子３２のうち第１領域３２ａと第２領域３２ｃとを繋いでいる領域である。中間領域３２ｂは、支持体１５内に埋設されている。具体的には、中間領域３２ｂは支持板１３及び脚部１２Ａに埋設されている。中間領域３２ｂは、第１領域３２ａと第２領域３２ｃを繋ぐように折り曲げられ得る。脚部のうち、中間領域３２ｂが埋設されている部分は、肉厚に形成されていてもよい。

図４に示したように、第２領域３２ｃは、コンデンサ３の第２端子４２と接続される第２の入力端子３２の外部接続用端部３２２を含み、脚部１２Ａのうち主面１３１に臨む面から引き出されている部分である。外部接続用端部３２２側には、第２端子４２の雄ねじ部を通す挿通孔３２３が形成されている。第２領域３２ｃは、外部接続用端部３２２が、第２端子４２上に位置するように脚部１２Ａから引き出されていればよい。例えば、第２領域３２ｃは、脚部１２Ａから脚部１２Ｂに向けて引き出されており、図４に示したように、途中で主面１３１の法線方向に曲げられた後、主面１３１と平行な方向に曲げられ得る。

出力端子３３は、電力変換回路Ｃからの出力電圧を取り出すための端子である。出力端子３３は、第１及び第２の入力端子３１，３２と同様の導電部材（例えば、バスバー）であり得る。出力端子３３は、図６及び図７に示したように、回路接続用端部３３１と、外部接続用端部３３２とを有する。

図７に示したように、回路接続用端部３３１は、枠体１３２の表面１３２ａ上に配置されている。具体的には、表面１３２ａのうち支持板１３の側面１３４ｃ側に配置されている。回路接続用端部３３１は、図７に示したように、ワイヤＷ９を介して第２の導電パターン２２ｂに接続される。これにより、これにより、直列接続された第１のトランジスタＴｒ１と第２のトランジスタＴｒ２の接続部から出力電圧を、出力端子３３を介して取り出し得る。

外部接続用端部３３２は、支持板１３の側面１３１ｂから引き出されており、外部機器（或いは回路）に接続するための端部である。外部接続用端部３３２には、外部接続のために、ボルトなどを挿通する挿通孔が形成されていてもよい。出力端子３３において、回路接続用端部３３１と外部接続用端部３３２の間の一部は、支持板１３内に埋設されている。よって、出力端子３３も、支持板１３から収容空間６０側に引き出されている第１領域、支持板１３内に埋設された第２領域、及び、支持板１３から収容ユニット１０の外側に引き出されている第３領域を有する。

制御端子３４は、複数のトランジスタＴｒのうち上アームを構成する複数の第１のトランジスタＴｒ１の第２の上部電極ＧＰに制御信号を供給するための端子であり、制御端子３５は、複数のトランジスタＴｒのうち下アームを構成する複数の第２のトランジスタＴｒ２の第２の上部電極ＧＰに制御信号を供給するための端子である。すなわち、制御端子３４は、上アーム側の制御信号を電力変換回路Ｃに供給するための端子であり、制御端子３５は、下アーム側の制御信号を電力変換回路Ｃに供給するための端子である。制御端子３４，３５は、導電部材であり得る。制御端子３４，３５は、棒状でもよいし、或いは、板状でもよい。制御端子３４は、回路接続用端部３４１と、外部接続用端部３４２とを有し、制御端子３５は、回路接続用端部３５１と、外部接続用端部３５２とを有する。

回路接続用端部３４１，３５１は、枠体１３２の表面１３２ａ上に並設して配置されている。具体的には、表面１３２ａのうち支持板１３の側面１３４ｄ側に配置されている。回路接続用端部３４１は、ワイヤＷ１０を介して第６の導電パターン２２ｆに接続され、回路接続用端部３５１は、ワイヤＷ１１を介して、第７の導電パターン２２ｇに接続されている。これにより、制御端子３４を介して複数の第１のトランジスタＴｒ１に制御信号を供給できると共に、制御端子３５を介して複数の第２のトランジスタＴｒ２に制御信号を供給できる。

外部接続用端部３４２，３５２は、支持板１３の側面１３１ｃから引き出されており、外部機器（或いは回路）に接続するための端部である。外部接続用端部３４２，３５２には、外部接続のために、ボルトなどを挿通する挿通孔が形成されていてもよい。制御端子３４，３５において、回路接続用端部３４１，３５１と外部接続用端部３４２，３５２の間の一部は、支持板１３内に埋設されている。よって、制御端子３４，３５も、支持板１３から収容空間６０側に引き出されている第１領域、支持板１３内に埋設された第２領域、及び、支持板１３から収容ユニット１０の外側に引き出されている第３領域を有する。

予備端子３６は、第１のトランジスタＴｒ１の第１の上部電極ＳＰの電圧（或いは電位）を取り出すための端子であり、予備端子３７は、第２のトランジスタＴｒ２の第１の上部電極ＳＰの電圧（或いは電位）を取り出すための端子である。予備端子３６，３７は、導電部材であり得る。予備端子３６，３７は、棒状でもよいし、或いは、板状でもよい。予備端子３６，３７から取り出された電圧（或いは電位）は、例えば、第１及び第２のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に供給する制御信号を生成するために使用される。予備端子３６は、回路接続用端部３６１と、外部接続用端部３６２とを有し、予備端子３７は、回路接続用端部３７１と、外部接続用端部３７２とを有する。

回路接続用端部３６１，３７１は、枠体１３２の表面１３２ａ上に並設して配置されている。具体的には、表面１３２ａのうち支持板１３の側面１３４ｄ側に配置されている。回路接続用端部３６１は、ワイヤＷ１２を介して第４の導電パターン２２ｄに接続され、回路接続用端部３７１は、ワイヤＷ１３を介して、第５の導電パターン２２ｅに接続されている。これにより、予備端子３６を介して第１のトランジスタＴｒ１の第１の上部電極ＳＰの電圧（或いは電位）を取り出せ、予備端子３７を介して第２のトランジスタＴｒ２の第１の上部電極ＳＰの電圧（或いは電位）を取り出し得る。

外部接続用端部３６２，３７２は、支持板１３の側面１３１ｃから引き出されており、外部機器（或いは回路）に接続するための端部である。外部接続用端部３６２，３７２には、外部接続のために、ボルトなどを挿通する挿通孔が形成されていてもよい。予備端子３６，３７において、回路接続用端部３６１，３７１と外部接続用端部３６２，３７２の間の一部は、支持板１３内に埋設されている。よって、予備端子３６，３７も、支持板１３から収容空間６０側に引き出されている第１領域、支持板１３内に埋設された第２領域、及び、支持板１３から収容ユニット１０の外側に引き出されている第３領域を有する。

次に、半導体モジュール２の製造方法の一例について、図１０、図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１２（ａ）〜図１２（ｃ）を利用して説明する。図１０は、半導体モジュール２の製造に利用する支持体１５の斜視図である。図１１（ａ）は、複数のトランジスタＴｒを含み電力変換回路Ｃが実装された回路基板２０を支持体１５に搭載する工程を説明するための図面であり、図１１（ｂ）は、電力変換回路Ｃを予備樹脂部で埋設する工程を説明するための図面である。図１２（ａ）は、カバー部１４を支持板１３に取り付ける工程を説明する図面であり、図１２（ｂ）は、樹脂部Ｒを形成する工程を説明する図面であり、図１２（ｃ）は、放熱部材５０を取り付ける工程を説明する図面である。

図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、図６に示した断面構成に対応し、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、製造過程における支持体１５の反転工程を考慮した場合の、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）に対応した断面構成を示している。図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１２（ａ）〜図１２（ｃ）ではワイヤなどの配線部材の図示を省略している。

まず、図１０に示したように支持体１５を準備する。支持体１５の構成は、前述した通りであるが、この工程で準備された支持体１５において、第１及び第２の入力端子３１，３２の第２領域３１ｃ，３２ｃは、脚部１２Ａから引き出された後、支持板１３の厚さ方向に折り曲げられている。支持体１５は、例えば、モールド成型により形成され得る。

次に、図１１（ａ）に示したように、電力変換回路Ｃが実装された回路基板２０を支持体１５が有する支持板１３の基板搭載領域１３１ａに搭載し、電力変換回路Ｃと、第１及び第２の入力端子３１，３２、出力端子３３、制御端子３４，３５及び予備端子３６，３７を配線パターン２２に接続する。

具体的には、回路基板２０の配線パターン２２に対して、複数の第１のトランジスタＴｒ１及び複数の第２のトランジスタＴｒ２を搭載する。その後、図７及び図８などを利用して説明したように、第１及び第２のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２と配線パターン２２とをワイヤで接続して、電力変換回路Ｃを構成する。このようにして、電力変換回路Ｃが実装された回路基板２０を、支持板１３の基板搭載領域１３１ａに配置し、固定する。その後、図７を利用して説明したように、第１の入力端子３１、第２の入力端子３２、出力端子３３、制御端子３４、制御端子３５、予備端子３６及び予備端子３７を、第１〜第７の導電パターン２２ａ〜２２ｇのうち対応する導電パターンに接続する。

その後、図１１（ｂ）に示したように、枠体１３２内に樹脂を流し込み、硬化させて予備樹脂部Ｒ０を形成する。樹脂の硬化方法は、樹脂の種類に応じて適宜選択され得る。例えば、樹脂が熱硬化樹脂であれば、樹脂を熱硬化させる。これにより、電力変換回路Ｃが予備樹脂部Ｒ０に埋設される。以下、予備樹脂部Ｒ０を構成する樹脂を、予備樹脂と称す場合もある。

次いで、予備樹脂部Ｒ０が鉛直方向において下側になるように、支持体１５を反転させた後、支持板１３にカバー部１４を固定し、収容部１１を形成する。これにより、収容空間６０が形成されると共に、収容ユニット１０が得られる。図１０に示したように、第１及び第２の入力端子３１，３２の第２領域３１ｃ，３２ｃを支持板１３の法線方向に折り曲げている場合には、第２領域３１ｃ，３２ｃの途中で、支持板１３の主面１３１に平行に更に折り曲げる。この折り曲げ工程は、カバー部１４を支持板１３に固定した後であればよい。

その後、支持板１３のスリットＳを利用して、収容空間６０内に予備樹脂部Ｒ０を形成した樹脂と同じ樹脂を流し込む。その後、流し込んだ樹脂を硬化させて樹脂部Ｒを形成する。樹脂の硬化方法は、予備樹脂部Ｒ０を形成する場合と同様とし得る。

続いて、開口部１３３の収容ユニット１０外側から放熱板５１を回路基板に固定した後、放熱板５１にヒートシンク５２を固定することで、半導体モジュール２が得られる。

上記のように、半導体モジュール２を製造した後、半導体モジュール２をコンデンサ３の上端上に配置し、第１及び第２の入力端子３１，３２と、第１端子４１及び第２端子４２を電気的に接続することによって、半導体モジュールユニット１が得られる。

上記半導体モジュール２の製造方法は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で半導体モジュール２を製造できれば、半導体モジュール２の製造方法は限定されない。

半導体モジュール２は、電力変換回路Ｃを内蔵しているため、制御端子３４，３５を介して第１及び第２のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２に供給される制御信号に応じて、第１及び第２の入力端子３１，３２に印加される直流電圧（入力用電力）を、交流電圧（出力電力）に変換して出力端子３３から出力できる。第１及び第２の入力端子３１，３２は、コンデンサ３の第１端子４１及び第２端子４２に接続されているため、第１及び第２の入力端子３１，３２に、コンデンサ３を介して直流電圧を入力できる。そのため、安定した直流電圧を電力変換回路Ｃに供給可能である。

半導体モジュールユニット１では、半導体モジュール２をコンデンサ３上に配置している。これにより、コンデンサ３の側方に、半導体モジュール２を配置する場合に比べて、半導体モジュールユニット１の鉛直方向に直交する方向の幅を短くできる。したがって、半導体モジュールユニット１では、省スペース化が図れている。

半導体モジュール２では、収容ユニット１０が収容部１１と脚部１２Ａ〜１２Ｄを有しており、脚部１２Ａ〜１２Ｄを介して、半導体モジュール２は、コンデンサ３の上端部３ａに取り付けられる。脚部１２Ａ〜１２Ｄは、支持板１３の主面１３１から主面１３１の法線方向においてカバー部１４側に延びている。よって、半導体モジュールユニット１において、カバー部１４は、コンデンサ３側、すなわち、支持板１３の鉛直下方に位置する。この場合、樹脂部Ｒも支持板１３の鉛直下方に位置する。

第１の入力端子３１及び第２の入力端子３２の外部接続用端部３１２及び外部接続用端部３２２は、カバー部１４を介さずに収容部１１の外部に引き出されている。具体的には、外部接続用端部３１２及び外部接続用端部３２２は、支持板１３及び脚部１２Ａ（換言すれば、支持体１５）を通して、コンデンサ３側に引き出されている。出力端子３３、制御端子３４，３５及び予備端子３６，３７それぞれの外部接続用端部３３２，３４２，３５２，３６２，３７２もカバー部１４を介さずに収容部１１の外側に引き出されている。具体的には、外部接続用端部３３２，３４２，３５２，３６２，３７２は、支持板１３を通して引き出されている。したがって、カバー部１４及び樹脂部Ｒが支持板１３の鉛直下方に位置した状態において、樹脂部Ｒが仮に経年劣化して軟化しても、カバー部１４から漏れ出ることはない。したがって、半導体モジュール２は、長期的に信頼性を維持可能である。

半導体モジュール２は、電気的に並列接続された複数の第１のトランジスタＴｒ１を有すると共に、電気的に並列接続された複数の第２のトランジスタＴｒ２を有する。そのため、前述したように、半導体モジュール２には、より大きな電流を流すことができる。第１及び第２のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の材料に、ＳｉＮ及びＧａＮなどのワイドバンドギャップ半導体を用いれば、耐圧性も向上する。よって、半導体モジュール２は、高耐圧大容量モジュールとし得る。

半導体モジュール２が放熱部材５０を備えている形態では、放熱部材５０により、電力変換回路Ｃを駆動した際に生じる熱を効率的に放熱できる。その結果、樹脂部Ｒが軟化し難い。

半導体モジュール２の小型化或いは薄型化が図られると共に、電力変換効率の向上が図られ、ヒートシンク５２も小型化されると、半導体モジュール２の構成は、半導体モジュールユニット１の省スペース化に更に資する構成である。

第１及び第２の入力端子３１，３２の外部接続用端部３１２，３２２は、コンデンサ３側に配置されている。そのため、半導体モジュール２の構成では、半導体モジュール２をコンデンサ３の上端部３ａに取り付けた際、半導体モジュール２とコンデンサ３とを電気的に接続し易い。

出力端子３３の外部接続用端部３３２は、支持板１３の側方に配置されている。一方、第１及び第２の入力端子３１，３２の外部接続用端部３１２，３２２は支持板１３の下方に配置されている。したがって、例えば、半導体モジュール２の小型化及び薄型化などが図られても、第１及び第２の入力端子３１，３２と、出力端子３３との間の絶縁距離を確保し易い。

上記半導体モジュール２を製造する方法では、半導体モジュール２を製造できるので、半導体モジュール２と同様の作用効果を有する。図１０、図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１２（ａ）〜図１２（ｃ）で説明した形態では、図１１（ｂ）に示したように、予備樹脂部Ｒ０で予め電力変換回路Ｃを埋設している。したがって、図１２（ｂ）に示したように、支持板１３をカバー部１４の鉛直上方に配置した状態で、スリットＳから樹脂を収容空間６０に流し込んで樹脂部Ｒを形成しても、複数のトランジスタＴｒ及び配線パターン２２等（或いは、電力変換回路Ｃ）を確実に樹脂で封止できる。その結果、樹脂部Ｒで確保すべき複数のトランジスタＴｒ間等の絶縁性を確実に確保可能である。

以上、種々の実施形態について説明したが、本発明は、これまで説明した種々の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、予備樹脂部Ｒ０を構成する予備樹脂と、樹脂部Ｒを形成するためにスリットＳから収容空間６０に流し込む樹脂とは異なっていてもよい。この場合、例えば、予備樹脂と、樹脂部Ｒを形成するためにスリットＳから収容空間６０に流し込む樹脂との一方を第１樹脂と称し、他方を第２樹脂と称した場合、樹脂部Ｒは、第１樹脂からなる第１樹脂部と第２樹脂からなる第２樹脂部とを有する。

出力端子、制御端子及び予備端子の外部接続用端部は、カバー部を介さずに、収容部の外側に引き出されていればよい。したがって、出力端子、制御端子及び予備端子の外部接続用端部は、例えば、支持板に対してカバー部と反対側（図１及び図２等において、放熱部材側）に引き出されていてもよい。

第１及び第２の入力端子３１，３２の外部接続用端部は、カバー部を介さずに、収容部の外側に引き出されていればよい。

収容部をコンデンサに連結するための連結部として４つの脚部を例示したが、脚部の数は、４つに限定されず、収容部をコンデンサに安定して連結できれば１個〜３個の何れかでもよいし、５つ以上でもよい。

電力変換回路Ｃは、単相インバータ回路といった単層の電力変換回路に限定されず、二相又は三相の電力変換回路でもよい。

２…半導体モジュール、３…コンデンサ、３ａ…上端部、１０…収容ユニット、１１…収容部、１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ…脚部、１３…支持板、１４…カバー部、１５…支持体、２０…回路基板（基板）、３１…第１の入力端子、３２…第２の入力端子、３３…出力端子、４１…第１端子、４２…第２端子、６０…収容空間、１３１…主面、１３１ａ…基板搭載領域、３１１…回路接続用端部（第１の入力端子の回路接続用端部）、３１２…外部接続用端部（第１の入力端子の外部接続用端部）、３２１…回路接続用端部（第２の入力端子の回路接続用端部）、３２２…外部接続用端部（第２の入力端子の外部接続用端部）、３３１…回路接続用端部（出力端子の回路接続用端部）、３３２…外部接続用端部（出力端子の外部接続用端部）Ｃ…電力変換回路、Ｒ…樹脂部、Ｒ０…予備樹脂部、Ｓ…スリット（貫通孔）。

Claims (5)

1. 鉛直方向に延在しており上端部に外部接続用の第１端子及び第２端子を有するコンデンサの前記上端部に取り付けられる半導体モジュールであって、
   電力変換回路を構成する複数のトランジスタが搭載される基板と、
   前記基板を支持する支持板及び前記支持板に取り付けられ前記支持板と共に前記複数のトランジスタが搭載された前記基板を収容する収容空間を形成するカバー部を有する収容部と、
   前記収容部から、前記支持板の厚さ方向において前記支持板に対して前記カバー部が配置される側に延びており、前記収容部を前記コンデンサの前記上端部に接続するための脚部と、
   前記電力変換回路に入力用電力を供給する第１及び第２の入力端子と、
   前記電力変換回路からの出力電力を取り出すための出力端子と、
   前記収容空間内に設けられ前記電力変換回路を埋設する樹脂部と、
   を備え、
   前記第１及び第２の入力端子並びに前記出力端子の外部接続用端部は、前記カバー部を介さずに、前記収容部の外部に引き出されており、
   前記第１及び第２の入力端子の前記外部接続用端部は、前記カバー部に対して前記コンデンサ側に配置されている、
   半導体モジュール。
2. 前記脚部は、前記支持板に一体的に立設されており、
   前記第１及び第２の入力端子の一部は、前記支持板と前記脚部に埋設されている、
   請求項１に記載の半導体モジュール。
3. 前記出力端子の前記外部接続用端部は、前記支持板の側方又は前記支持板からみて前記カバー部と反対側から引き出されている、
   請求項１又は２に記載の半導体モジュール。
4. 電力変換回路を構成する複数のトランジスタが搭載される基板と、前記基板を支持する支持板及び前記支持板に取り付けられ前記支持板と共に前記複数のトランジスタが搭載された前記基板を収容する収容空間を形成するカバー部を有する収容部と、前記収容部から、前記支持板の厚さ方向において前記支持板に対して前記カバー部が配置される側に延びている脚部と、前記電力変換回路に入力用電力を供給する第１及び第２の入力端子と、前記電力変換回路からの出力電力を取り出すための出力端子と、を備え、前記第１及び第２の入力端子並びに前記出力端子の外部接続用端部は、前記カバー部を介さずに、前記収容部の外部に引き出されている、半導体モジュールの製造方法であって、
   前記支持板の主面における基板搭載領域の外側から前記支持板の厚さ方向に前記脚部が立設されており、前記支持板の前記主面上に前記第１及び第２の入力端子の回路接続用端部が配置され前記第１及び第２の入力端子の外部接続用端部が前記脚部のうち前記主面に臨む面から引き出されるように前記第１及び第２の入力端子の一部が前記支持板及び前記脚部に埋設されると共に、前記支持板の前記主面上に前記出力端子の回路接続用端部が配置され前記出力端子の外部接続用端部が前記支持板から引き出されるように前記出力端子の一部が前記支持板に埋設された支持体を準備する準備工程と、
   前記電力変換回路を構成する前記複数のトランジスタが搭載された前記基板を、前記支持板の前記基板搭載領域に固定すると共に、前記電力変換回路と、前記第１及び第２の入力端子並びに前記出力端子の回路接続用端部との電気的な接続を施す基板搭載工程と、
   前記カバー部を前記支持板に固定して前記収容部を形成する収容部形成工程と、
   前記支持板と前記カバー部とで構成される前記収容部の収容空間内に樹脂を流し込み前記収容空間内に樹脂部を形成する樹脂部形成工程と、
   を備える、
   半導体モジュールの製造方法。
5. 前記基板搭載工程と前記収容部形成工程との間に、前記電力変換回路を予備樹脂部で埋設する工程を更に備え、
   前記支持板には貫通孔が形成されており、
   前記樹脂部形成工程では、前記カバー部を鉛直方向において前記支持板の下側に配置した状態で前記貫通孔から前記収容空間に樹脂を流しこむことによって前記樹脂部を形成する、
   請求項４に記載の半導体モジュールの製造方法。

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