WO2017138414A1 - 半導体モジュール及びインバータ装置 - Google Patents

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WO2017138414A1
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electrode
switching element
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直毅 加藤
森　昌吾
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株式会社 豊田自動織機
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Definitions

  • the present invention relates to a semiconductor module and an inverter device.
  • Patent Document 1 As a semiconductor module having a plurality of switching elements, for example, as shown in Patent Document 1, a module in which a second switching element is stacked on a first switching element via a bus bar is known.
  • the bus bar has a planar constriction region that is not connected to both switching elements, a gate pad exists in the constriction region, and the gate pad and the wiring are electrically connected.
  • Patent Document 1 describes using silicon carbide (SiC) as a switching element.
  • a bus bar has a constricted region in a semiconductor module having stacked first and second switching elements, heat dissipation can be reduced and heat resistance of the semiconductor module can be reduced. It was. Specifically, for example, in a configuration in which the second switching element is stacked on the first switching element having the first element upper surface on which the gate electrode is formed, the bus bar is exposed to expose the gate electrode of the first switching element.
  • the constricted region is provided, a part of the lower surface of the second element that is the lower surface of the second switching element is not covered with the bus bar. In a portion not covered by the bus bar, heat transfer to the bus bar is difficult to be performed, and thus heat radiation is difficult to be performed. For this reason, heat is likely to accumulate in the constricted region, and there is a concern that the heat resistance of the semiconductor module may be reduced.
  • An object of the present invention is to provide a semiconductor module and an inverter device capable of improving heat dissipation in a configuration in which switching elements are stacked.
  • a semiconductor module that solves the above-described problems is a first conductive plate, a first switching element that is mounted on the first conductive plate, and is configured using silicon carbide, and the first A second conductive plate provided on the switching element; a second switching element laminated on the second conductive plate, wherein the second switching element is configured using silicon carbide; and the second A third conductive plate provided on the switching element; and first and second control terminals, wherein the first switching element includes a first upper electrode and a first control terminal joined to the first conductive electrode.
  • An inverter device that solves the above problems includes the semiconductor module and is configured to drive an electric motor provided in an in-vehicle electric compressor.
  • the transformer transforms DC power, and the DC power transformed by the transformer.
  • the semiconductor module is configured to convert DC power output from the LC filter circuit into drive power that can drive the electric motor.
  • a semiconductor module that solves the above-described problems is a first conductive plate, a switching element that is placed on the first conductive plate, and is configured using silicon carbide; A second conductive plate provided on the second conductive plate, a SiC element that is laminated on the second conductive plate, and is configured using silicon carbide, and a control terminal.
  • the element includes a first element upper surface on which a first upper electrode, a gate electrode to which the control terminal is joined, and a surface opposite to the first element upper surface, the first conductive plate and A first element lower surface formed with a joined first lower electrode, and the SiC element has a second element upper surface formed with a second upper electrode and an opposite side of the second element upper surface.
  • Second element having a surface and a second lower electrode formed thereon
  • the second conductive plate is a surface on which the SiC element is placed, is joined to the second lower electrode, and covers the entire lower surface of the second element.
  • the side conductive plate surface is provided with a convex portion that protrudes from the second lower conductive plate surface toward the upper surface of the first element and is joined to the first upper electrode. , When viewed from the stacking direction of the switching element and the SiC element, it is provided at a position that does not overlap the gate electrode, and a part of the control terminal includes the gate electrode and the second lower conductive plate surface. Between.
  • the partially broken figure which shows typically the outline
  • the circuit diagram which shows the electric constitution of the electric compressor of FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 1.
  • the front view of the inverter module of FIG. The disassembled perspective view of the inverter module of FIG.
  • the disassembled perspective view of the inverter module of FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along line 7-7 in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 in FIG. 4. Sectional drawing which shows the inverter module of another example typically.
  • the electric compressor of this embodiment is mounted on a vehicle and is used in a vehicle air conditioner.
  • the vehicle air conditioner 100 includes an electric compressor 10 and an external refrigerant circuit 101 that supplies refrigerant as a fluid to the electric compressor 10.
  • the external refrigerant circuit 101 has, for example, a heat exchanger and an expansion valve.
  • the vehicle air conditioner 100 cools and heats the interior of the vehicle by compressing the refrigerant by the electric compressor 10 and performing heat exchange and expansion of the refrigerant by the external refrigerant circuit 101.
  • the vehicle air conditioner 100 includes an air conditioning ECU 102 that controls the entire vehicle air conditioner 100.
  • the air conditioning ECU 102 is configured to be able to grasp the in-vehicle temperature, a set temperature (target temperature) set by the user, and the like, and based on these parameters, various commands such as an ON / OFF command to the electric compressor 10 are provided. Send.
  • the electric compressor 10 includes a housing 11 in which a suction port 11 a into which a refrigerant is sucked from an external refrigerant circuit 101 is formed, a compression unit 12 and an electric motor 13 accommodated in the housing 11.
  • the housing 11 has a substantially cylindrical shape as a whole, and is formed of a material having heat conductivity (for example, a metal such as aluminum).
  • the housing 11 has a discharge port 11b through which a refrigerant is discharged.
  • the compressor 12 compresses the refrigerant sucked into the housing 11 from the suction port 11a by rotating a rotating shaft 21 described later, and discharges the compressed refrigerant from the discharge port 11b.
  • the specific structure of the compression part 12 is arbitrary, such as a scroll type, a piston type, and a vane type.
  • the electric motor 13 drives the compression unit 12.
  • the electric motor 13 includes, for example, a columnar rotation shaft 21 that is rotatably supported with respect to the housing 11, a cylindrical rotor 22 that is fixed to the rotation shaft 21, and a stator 23 that is fixed to the housing 11. And have.
  • the axial direction of the rotating shaft 21 and the axial direction of the cylindrical housing 11 coincide with each other.
  • the stator 23 includes a cylindrical stator core 24 and a coil 25 wound around teeth formed on the stator core 24.
  • the rotor 22 and the stator 23 face each other in the radial direction of the rotating shaft 21. When the coil 25 is energized, the rotor 22 and the rotating shaft 21 rotate, and the refrigerant is compressed by the compression unit 12.
  • the coil 25 has a three-phase structure including a U-phase coil 25u, a V-phase coil 25v, and a W-phase coil 25w.
  • Each coil 25u to 25w is Y-connected, for example.
  • the electric compressor 10 includes an inverter device 30 that drives the electric motor 13 and an inverter case 31 in which the inverter device 30 is accommodated.
  • the inverter case 31 is formed of a heat conductive material (for example, a metal such as aluminum).
  • the inverter case 31 is assembled to the base member 32 and a plate-like base member 32 that is in contact with the wall portion 11 c on the opposite side of the discharge port 11 b of both wall portions in the axial direction of the housing 11. And a cylindrical cover member 33 formed.
  • the base member 32 and the cover member 33 are fixed to the housing 11 by a bolt 34 as a fixing tool.
  • the inverter case 31 and the inverter device 30 accommodated in the inverter case 31 are attached to the housing 11. That is, the inverter device 30 of this embodiment is integrated with the electric compressor 10.
  • the inverter case 31 and the housing 11 are in contact with each other, they are thermally coupled.
  • the inverter device 30 is thermally coupled to the housing 11 via the inverter case 31.
  • the inverter case 31 (specifically, the cover member 33) is provided with a connector 35. Direct current power is supplied to the inverter device 30 from the DC power source E mounted on the vehicle via the connector 35, and the air conditioning ECU 102 and the inverter device 30 are electrically connected.
  • the DC power source E is a power storage device such as a secondary battery or an electric double layer capacitor mounted on the vehicle.
  • the inverter device 30 includes a transformer 41 that transforms the DC power supplied from the DC power source E, and a filter circuit 42 that receives the DC power transformed by the transformer 41. Yes. Further, the inverter device 30 includes, as a semiconductor module, an inverter module 43 that converts DC power output from the filter circuit 42 into AC power that can drive the electric motor 13, and a control unit 44 that controls the inverter module 43. I have.
  • the inverter module 43 is electrically connected to the coil 25 of the electric motor 13 through an airtight terminal (not shown) provided through both the wall 11c of the housing 11 and the base member 32.
  • the transformer 41 has a primary coil connected to the DC power source E and a secondary coil connected to the filter circuit 42.
  • the transformation ratio of the transformer 41 is set corresponding to the voltage of the DC power source E so that the voltage of the DC power output from the transformer 41 becomes a value suitable for driving the electric motor 13.
  • the filter circuit 42 is an LC filter circuit composed of a filter coil 42a and a filter capacitor 42b.
  • the filter circuit 42 is a low-pass filter circuit that reduces noise having a frequency higher than a predetermined threshold frequency (for example, a cutoff frequency).
  • the filter circuit 42 reduces high-frequency noise of the DC power output from the transformer 41 and transmits it to the inverter module 43, and restricts high-frequency noise generated from the inverter module 43 from flowing out of the inverter device 30.
  • the cutoff frequency of the filter circuit 42 is based on the inductance of the filter coil 42a and the capacitance of the filter capacitor 42b.
  • the filter capacitor 42b of the present embodiment is a film capacitor.
  • the present invention is not limited to this, and the filter capacitor 42b may be an electrolytic capacitor or the like.
  • the inverter module 43 includes two input terminals 43a and 43b and three output terminals 43u to 43w. Both input terminals 43 a and 43 b are electrically connected to the filter circuit 42. The three output terminals 43u to 43w are electrically connected to the electric motor 13.
  • the inverter module 43 includes U-phase switching elements 51u, 52u corresponding to the U-phase coil 25u, V-phase switching elements 51v, 52v corresponding to the V-phase coil 25v, and W-phase switching elements 51w, 52w.
  • Each of the switching elements 51u to 52w is a power switching element such as an IGBT.
  • Each of the switching elements 51u to 52w is configured using silicon carbide (SiC).
  • SiC silicon carbide
  • each switching element 51u to 52w is formed of a silicon carbide substrate having a drift region and a body region.
  • the U-phase switching elements 51u and 52u are connected in series to each other via a connection line, and the connection line is connected to the U-phase coil 25u via a U-phase output terminal 43u.
  • the DC power from the filter circuit 42 is input to the series connection body of the U-phase switching elements 51u and 52u.
  • the collector of the U-phase upper arm switching element 51u is connected to the first input terminal 43a.
  • the emitter of the U-phase lower arm switching element 52u is connected to the second input terminal 43b.
  • the other switching elements 51v, 52v, 51w, and 52w are connected in the same manner as the U-phase switching elements 51u and 52u, except that the corresponding output terminals and coils are different.
  • the inverter module 43 has freewheeling diodes (body diodes) 53u to 54w connected in reverse parallel to the switching elements 51u to 52w. Specifically, the anodes of the freewheeling diodes 53u to 54w are connected to the emitters of the switching elements 51u to 52w, and the cathodes of the freewheeling diodes 53u to 54w are connected to the collectors of the switching elements 51u to 52w.
  • the switching elements 51u, 51v, 51w of the upper arm are simply referred to as upper arm switching elements 51u to 51w
  • the switching elements 52u, 52v, 52w of the lower arm are simply referred to as lower arm switching elements. 52u to 52w
  • the return diodes 53u, 53v, 53w connected in antiparallel to the upper arm switching elements 51u to 51w are upper arm return diodes 53u to 53w, and are connected in reverse parallel to the lower arm switching elements 52u to 52w.
  • the return diodes 54u, 54v, and 54w are referred to as lower arm return diodes 54u to 54w.
  • the upper arm switching elements 51u to 51w correspond to “first switching elements”
  • the lower arm switching elements 52u to 52w correspond to “second switching elements”.
  • the control unit 44 is connected to the gates of the switching elements 51u to 52w, and controls the switching operation of the switching elements 51u to 52w.
  • the control unit 44 is electrically connected to the air conditioning ECU 102 via the connector 35, and periodically turns on / off each of the switching elements 51u to 52w based on a command from the air conditioning ECU 102.
  • the control unit 44 controls the inverter module 43 by PWM (pulse width modulation).
  • PWM pulse width modulation
  • the specific control mode of the control unit 44 is not limited to PWM control, and is arbitrary.
  • the transformer 41, the filter coil 42a, the filter capacitor 42b, and the inverter module 43 are attached to the base member 32 of the inverter case 31.
  • the base member 32 is circular when viewed from the axial direction of the rotating shaft 21.
  • the filter coil 42 a and the filter capacitor 42 b are arranged side by side in one direction near the center of the base member 32.
  • the inverter module 43 and the transformer 41 are disposed on both sides of the base member 32 in the direction orthogonal to the arrangement direction of the filter coils 42a and the filter capacitors 42b.
  • the inverter module 43 is disposed on the opposite side of the transformer 41 with respect to the filter coil 42a and the filter capacitor 42b.
  • the control unit 44 is provided separately from the inverter module 43, but is not limited thereto, and may be incorporated in the inverter module 43.
  • the inverter module 43 includes an insulating substrate 60 and a first conductive plate 61 attached to the insulating substrate 60.
  • the upper arm switching elements 51 u to 51 w and the upper arm reflux diodes 53 u to 53 w are mounted on the first conductive plate 61.
  • the inverter module 43 includes second conductive plates 62u to 62w provided on the upper arm switching elements 51u to 51w and the upper arm reflux diodes 53u to 53w.
  • the lower arm switching elements 52u to 52w are stacked on the upper arm switching elements 51u to 51w via the second conductive plates 62u to 62w.
  • the lower arm freewheeling diodes 54u to 54w are stacked on the upper arm freewheeling diodes 53u to 53w via the second conductive plates 62u to 62w.
  • the inverter module 43 includes a third conductive plate 63 provided on the lower arm switching elements 52u to 52w and the lower arm reflux diodes 54u to 54w.
  • the inverter module 43 includes the first conductive plate 61 ⁇ the upper arm switching elements 51u to 51w and the upper arm return diodes 53u to 53w ⁇ the second conductive plates 62u to 62w ⁇ the lower arm switching element 52u with respect to the insulating substrate 60. ⁇ 52w and lower arm return diodes 54u ⁇ 54w ⁇ third conductive plate 63 in this order.
  • U-phase unit 64u a unit composed of both U-phase switching elements 51u and 52u, both U-phase reflux diodes 53u and 54u, a U-phase second conductive plate 62u, and the like.
  • a unit composed of both V-phase switching elements 51v and 52v, both V-phase reflux diodes 53v and 54v, a V-phase second conductive plate 62v, and the like is referred to as a V-phase unit 64v
  • W-phase switching elements 51w and 52w A unit composed of both the W-phase reflux diodes 53w and 54w and the W-phase second conductive plate 62w.
  • a plurality of control pads 71u to 72w for electrically connecting the switching elements 51u to 52w and the control unit 44 are formed on the insulating substrate 60.
  • the inverter module 43 includes control terminals 73u to 74w that electrically connect the switching elements 51u to 52w and the control pads 71u to 72w.
  • U-phase unit 64u includes U-phase upper arm control terminal 73u that electrically connects U-phase upper arm switching element 51u and U-phase upper arm control pad 71u, U-phase lower arm switching element 52u and U-phase A U-phase lower arm control terminal 74u that electrically connects the lower-phase arm control pad 72u is provided.
  • the V-phase unit 64v includes a V-phase upper arm control terminal 73v that electrically connects the V-phase upper arm switching element 51v and the V-phase upper arm control pad 71v, a V-phase lower arm switching element 52v, and a V-phase lower arm control.
  • a V-phase lower arm control terminal 74v for electrically connecting the pad 72v is provided.
  • the W-phase unit 64w includes a W-phase upper arm control terminal 73w that electrically connects the W-phase upper arm switching element 51w and the W-phase upper arm control pad 71w, a W-phase lower arm switching element 52w, and a W-phase lower arm control.
  • a W-phase lower arm control terminal 74w that electrically connects the pad 72w is provided.
  • the upper arm control terminals 73u to 73w correspond to “first control terminals”
  • the lower arm control terminals 74u to 74w correspond to “second control terminals”.
  • the switching elements 51u to 52w have a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole.
  • the switching elements 51u to 52w have element lower surfaces 51au to 52aw and element upper surfaces 51bu to 52bw.
  • collector electrodes 51cu to 52cw are formed on the element lower surfaces 51au to 52aw.
  • the collector electrodes 51cu to 52cw are formed on the entire element lower surfaces 51au to 52aw.
  • emitter electrodes 51eu to 52ew and gate electrodes 51gu to 52gw are formed on the element upper surfaces 51bu to 52bw of the switching elements 51u to 52w.
  • the emitter electrodes 51eu to 52ew are formed larger than the gate electrodes 51gu to 52gw.
  • the emitter electrodes 51eu to 52ew and the gate electrodes 51gu to 52gw are arranged apart from each other in the X direction on the element upper surfaces 51bu to 52bw.
  • An insulating layer is formed on portions of the element upper surfaces 51bu to 52bw other than the emitter electrodes 51eu to 52ew and the gate electrodes 51gu to 52gw.
  • the upper arm emitter electrodes 51eu to 51ew correspond to the “first upper electrode”, the upper arm gate electrodes 51gu to 51gw correspond to the “first gate electrode”, and the upper arm element upper surfaces 51bu to 51bw correspond to the “first element”. Corresponds to “upper surface”.
  • the upper arm collector electrodes 51cu to 51cw correspond to the “first lower electrode”, and the upper arm element lower surfaces 51au to 51aw correspond to the “first element lower surface”.
  • the lower arm emitter electrodes 52eu to 52ew correspond to the “second upper electrode”
  • the lower arm gate electrodes 52gu to 52gw correspond to the “second gate electrode”
  • the lower arm element upper surfaces 52bu to 52bw correspond to the “second element”.
  • the lower arm collector electrodes 52cu to 52cw correspond to the “second lower electrode”
  • the lower arm element lower surfaces 52au to 52aw correspond to the “second element lower surface”.
  • the reflux diodes 53u to 54w have a substantially rectangular parallelepiped shape as a whole.
  • the free-wheeling diodes 53u to 54w have a diode lower surface on which the cathode electrodes 53cu to 54cw are formed and a diode upper surface on which the anode electrodes 53au to 54aw are formed.
  • the cathode electrodes 53cu to 54cw are formed on the entire lower surface of the diode.
  • the anode electrodes 53au to 54aw are formed slightly smaller than the upper surface of the diode.
  • An insulating layer is formed on the upper surface of the diode other than the anode electrodes 53au to 54aw.
  • the insulating substrate 60 has a rounded rectangular plate shape. Attachment holes 60 a are formed at both ends in the longitudinal direction of the insulating substrate 60.
  • the insulating substrate 60 is screwed into the base member 32 with a fixing tool such as a screw passing through the mounting hole 60a, so that the thickness direction of the insulating substrate 60 matches the axial direction of the rotary shaft 21. It is fixed to the member 32. Thereby, the inverter module 43 is fixed to the base member 32. In this case, the insulating substrate 60 can exchange heat with the refrigerant via the base member 32 and the housing 11.
  • the longitudinal direction of the insulating substrate 60 is defined as the X direction
  • the short direction of the insulating substrate 60 is defined as the Y direction
  • the stacking direction of the upper arm switching elements 51u to 51w and the lower arm switching elements 52u to 52w is defined as the Z direction.
  • a direction from the insulating substrate 60 to the third conductive plate 63 in the Z direction is an upward direction
  • a direction from the third conductive plate 63 to the insulating substrate 60 in the Z direction is a downward direction.
  • the Z direction can also be said to be the thickness direction of the insulating substrate 60.
  • the Z direction which is the stacking direction of the upper arm switching elements 51u to 51w and the lower arm switching elements 52u to 52w, is not limited to the vertical direction or the horizontal direction, and is arbitrary.
  • the vertical direction And a direction that intersects both the horizontal direction and the horizontal direction.
  • the Z direction coincides with the axial direction of the rotating shaft 21.
  • the upward direction and the downward direction are defined for convenience in order to show the positional relationship between the switching elements 51u to 52w, and are not limited to the vertical direction (gravity direction).
  • the first conductive plate 61 has a plate shape extending in the X direction, which is the arrangement direction of the units 64u to 64w, and is provided between both mounting holes 60a of the insulating substrate 60. Yes.
  • the first conductive plate 61 includes a rectangular base plate-shaped first base portion 61a whose longitudinal direction is the X direction, and a first input terminal 43a projecting in the X direction from one longitudinal end surface of the first base portion 61a.
  • the control pads 71u to 72w are provided at positions separated from the first conductive plate 61 in the Y direction, and are arranged in a state of being separated from each other in the X direction.
  • the units 64u to 64w are provided on the first conductive plate 61 in a state of being arranged in the X direction which is the longitudinal direction of the insulating substrate 60.
  • the upper arm switching elements 51u to 51w are arranged on the first conductive plate 61 at a predetermined interval in the X direction.
  • the upper arm reflux diodes 53u to 53w are arranged on the first conductive plate 61 in a direction (specifically, the Y direction) perpendicular to the arrangement direction of the upper arm switching elements 51u to 51w with respect to the upper arm switching elements 51u to 51w. It is arranged at a separated position.
  • the upper arm freewheeling diodes 53u to 53w are arranged at a predetermined distance from each other in the X direction.
  • the upper arm collector electrodes 51cu to 51cw are joined to the first conductive plate 61 via a conductive joining material J such as solder or silver paste.
  • the upper arm cathode electrodes 53 cu to 53 cw are bonded to the first conductive plate 61 via the bonding material J. Accordingly, the same phases of the upper arm collector electrodes 51cu to 51cw and the upper arm cathode electrodes 53cu to 53cw are electrically connected to each other, and the upper arm collector electrodes 51cu to 51cw are electrically connected to each other.
  • the U-phase second conductive plate 62u of the U-phase unit 64u includes a U-phase upper arm switching element 51u and a U-phase upper arm reflux diode. It is a rectangular plate having a longitudinal direction in the Y direction which is the arrangement direction with 53u.
  • the U-phase second conductive plate 62u is sized to cover both the U-phase upper arm switching element 51u and the U-phase upper arm reflux diode 53u from above.
  • the U-phase second conductive plate 62u includes a U-phase output terminal 43u protruding from one end surface in the longitudinal direction in a direction orthogonal to the one end surface (specifically, the Y direction).
  • the U-phase second conductive plate 62u has a U-phase second lower conductive plate surface 62au and a U-phase second upper conductive plate surface 62bu.
  • the U-phase second lower conductive plate surface 62au is a surface opposite to the U-phase second upper conductive plate surface 62bu and faces the U-phase upper arm element upper surface 51bu in the Z direction.
  • the U-phase second lower conductive plate surface 62au has a U-phase second lower conductive plate surface 62au from the U-phase second lower conductive plate surface 62au toward the U-phase upper arm element upper surface 51bu (specifically, downward)
  • a U-phase first convex portion 81u and a U-phase second convex portion 82u that protrude (toward) are provided.
  • both convex portions 81u and 82u are made of the same material as the U-phase second conductive plate 62u and are integrally formed with the U-phase second conductive plate 62u.
  • the U-phase second conductive plate 62u is electrically connected.
  • the protruding dimensions of both convex portions 81u and 82u from the U-phase second lower conductive plate surface 62au are set to be the same.
  • the U-phase first convex portion 81u is a position that does not overlap the U-phase upper arm gate electrode 51gu when viewed from the Z direction, and a position that overlaps the U-phase upper arm emitter electrode 51eu. Is provided.
  • the U-phase first convex portion 81u has a shape that falls within the projection range of the U-phase upper arm emitter electrode 51eu as viewed from the Z direction, and specifically has the same shape as the U-phase upper arm emitter electrode 51eu as viewed from the Z direction. It has become.
  • the U-phase first convex portion 81u is joined to the U-phase upper arm emitter electrode 51eu via the joining material J. In this case, the U-phase first convex portion 81u is in contact with the entire U-phase upper arm emitter electrode 51eu via the bonding material J.
  • the U-phase second convex portion 82u is provided at a position that does not overlap with the U-phase upper arm gate electrode 51gu when viewed from the Z direction and overlaps with the U-phase upper arm anode electrode 53au.
  • the U-phase second convex portion 82u has a shape that fits within the projection range of the U-phase upper arm anode electrode 53au when viewed from the Z direction, and specifically has the same shape as the U-phase upper arm anode electrode 53au when viewed from the Z direction. It has become.
  • the U-phase second convex portion 82 u is joined to the U-phase upper arm anode electrode 53 au via the joining material J.
  • the U-phase upper arm anode electrode 53au and the U-phase upper arm emitter electrode 51eu are electrically connected by the U-phase second conductive plate 62u. That is, the first conductive plate 61 and the U-phase second conductive plate 62u function as connecting the U-phase upper arm reflux diode 53u in antiparallel to the U-phase upper arm switching element 51u.
  • both convex portions 81u and 82u are arranged so as not to overlap with the U-phase upper arm gate electrode 51gu, as shown in FIG. 7, the U-phase upper arm gate electrode 51gu and the U-phase second lower conductive layer are disposed.
  • a U-phase terminal region A is formed between the plate surface 62au and a gap corresponding to the projecting dimension of the both convex portions 81u and 82u.
  • the U-phase upper arm control terminal 73u is a U-phase upper arm gate electrode 51gu in a state where a part of the U-phase upper arm control terminal 73u enters the U-phase terminal region A. And the U-phase upper arm control pad 71u.
  • the U-phase upper arm control pad 71u is disposed at a position separated from the U-phase upper arm gate electrode 51gu in the Y direction.
  • the U-phase upper arm control terminal 73u has a shape extending in the Y direction when viewed from the Z direction and an inverted U shape when viewed from the X direction.
  • the U-phase upper arm control terminal 73u includes a terminal base portion 73au extending in the Y direction, a terminal base end portion 73bu extending downward from one end portion of the terminal base portion 73au and joined to the U-phase upper arm control pad 71u. And a terminal tip 73 cu extending downward from the other end opposite to the one end and joined to the U-phase upper arm gate electrode 51 gu.
  • the length of the terminal tip 73cu is set to be shorter than the projecting dimension of both convex portions 81u and 82u. As shown in FIG. 7, the entire terminal tip 73 cu and part of the terminal base 73 au enter the U-phase terminal region A.
  • a part of the U-phase upper arm control terminal 73u protrudes in the Y direction from both the U-phase switching elements 51u and 52u when viewed from the Z direction, but does not protrude in the X direction.
  • a U-phase lower arm switching element 52u and a U-phase lower arm reflux diode 54u are mounted on the U-phase second upper conductive plate surface 62bu.
  • the U-phase second upper conductive plate surface 62bu is formed wider than the U-phase lower arm collector electrode 52cu (in other words, the U-phase lower arm element lower surface 52au), and the U-phase lower arm collector through the bonding material J.
  • the entire electrode 52cu is joined (in other words, in contact). That is, the U-phase second upper conductive plate surface 62bu covers the entire U-phase lower arm element lower surface 52au.
  • the U-phase lower arm cathode electrode 54cu is bonded to the U-phase second upper conductive plate surface 62bu via the bonding material J. Therefore, the U-phase lower arm cathode electrode 54cu and the U-phase lower arm collector electrode 52cu are electrically connected by the U-phase second conductive plate 62u.
  • the U-phase lower arm switching element 52u and the U-phase upper arm switching element 51u are stacked so as to overlap each other when viewed from the Z direction. Specifically, in the U-phase lower arm switching element 52u and the U-phase upper arm switching element 51u, the peripheral edge 52xu of the U-phase lower arm switching element 52u and the peripheral edge 51xu of the U-phase upper arm switching element 51u are aligned in the Z direction. It is laminated in a state. Similarly, the U-phase lower arm free-wheeling diode 54u and the U-phase upper arm free-wheeling diode 53u are stacked with their peripheral edges aligned in the Z direction.
  • V-phase second conductive plate 62v and the W-phase second conductive plate 62w have the same shape as the U-phase second conductive plate 62u.
  • the laminated structure of the V-phase and W-phase upper and lower arms is the same as the laminated structure of the U-phase upper and lower arms described above.
  • the V-phase second conductive plate 62v is a V-phase second upper conductive plate surface on which the V-phase lower arm switching element 52v and the V-phase lower arm reflux diode 54v are placed.
  • the V-phase lower arm collector electrode 52cv and the V-phase lower arm cathode electrode 54cv are joined to the V-phase second upper conductive plate surface 62bv.
  • the V-phase second lower conductive plate surface 62av is disposed so as to protrude from the V-phase second lower conductive plate surface 62av toward the V-phase upper arm element upper surface 51bv and not to overlap with the V-phase upper arm gate electrode 51gv.
  • the V-phase first convex portion 81v and the V-phase second convex portion 82v are provided.
  • V-phase first convex portion 81v and V-phase upper arm emitter electrode 51ev are joined, and V-phase second convex portion 82v and V-phase upper arm anode electrode 53av are joined.
  • the V-phase upper arm control terminal 73v is partially inserted between the V-phase upper arm gate electrode 51gv and the V-phase second lower conductive plate surface 62av, It is joined.
  • the W-phase second conductive plate 62w includes a W-phase second upper conductive plate surface 62bw on which the W-phase lower arm switching element 52w and the W-phase lower arm reflux diode 54w are mounted, and a W-phase second upper conductive plate. It has a W-phase second lower conductive plate surface 62aw that is opposite to the plate surface 62bw and faces the W-phase upper arm element upper surface 51bw.
  • the W-phase lower arm collector electrode 52cw and the W-phase lower arm cathode electrode 54cw are joined to the W-phase second upper conductive plate surface 62bw.
  • the W-phase second lower conductive plate surface 62aw is disposed at a position protruding from the W-phase second lower conductive plate surface 62aw toward the W-phase upper arm element upper surface 51bw and not overlapping the W-phase upper arm gate electrode 51gw.
  • the W-phase first convex portion 81w and the W-phase second convex portion 82w are provided.
  • W-phase first convex portion 81w and W-phase upper arm emitter electrode 51ew are joined, and W-phase second convex portion 82w and W-phase upper arm anode electrode 53aw are joined.
  • the W-phase upper arm control terminal 73w is partially inserted between the W-phase upper arm gate electrode 51gw and the W-phase second lower conductive plate surface 62aw, It is joined.
  • the first protrusions 81u to 81w correspond to “first switching element protrusions”.
  • the third conductive plate 63 is joined to the lower arm emitter electrodes 52eu to 52ew and the lower arm anode electrodes 54au to 54aw. As shown in FIGS. 5 and 6, the third conductive plate 63 is disposed above the U-phase conductive part 63u disposed above the U-phase second conductive plate 62u and above the V-phase second conductive plate 62v. A V-phase conductive part 63v, a W-phase conductive part 63w disposed above the W-phase second conductive plate 62w, and a second input terminal 43b protruding from the U-phase conductive part 63u in the X direction. ing.
  • the conductive parts 63u to 63w have the same shape.
  • Each of the conductive parts 63u to 63w has a T shape as viewed from the Z direction, and extends in the X direction from the first extending parts 63au to 63aw and from the first extending parts 63au to 63aw in the Y direction. It has extension parts 63bu to 63bw.
  • the first extension parts 63au to 63aw are connected to each other. That is, the conductive parts 63u to 63w are connected to each other in a state of being arranged in the X direction.
  • the third conductive plate 63 extends in the X direction as a whole.
  • the U-phase conductive part 63u has a U-phase first extending portion 63au overlapping the U-phase lower arm reflux diode 54u and a U-phase second extending portion 63bu overlapping the U-phase lower arm switching element 52u when viewed from the Z direction.
  • the U-phase lower arm gate electrode 52gu and the U-phase upper arm gate electrode 51gu are provided at positions shifted from each other when viewed from the Z direction.
  • the U-phase gate electrodes 51 gu and 52 gu are arranged apart from each other in the X direction when viewed from the Z direction.
  • the positional relationship of the lower arm emitter electrode 52eu is reversed.
  • the U-phase second extending portion 63bu covers the U-phase lower arm emitter electrode 52eu so as not to overlap the U-phase lower arm gate electrode 52gu when viewed from the Z direction. For this reason, the U-phase lower arm gate electrode 52gu is opened upward.
  • the U-phase conductive part 63u has a U-phase third lower conductive plate surface 63cu facing the U-phase lower arm element upper surface 52bu.
  • the U-phase third lower conductive plate surface 63cu includes a U-phase third convex portion 83u and a U-phase fourth protruding from the U-phase third lower conductive plate surface 63cu toward the U-phase lower arm element upper surface 52bu.
  • a convex portion 84u is provided.
  • the U-phase third convex portion 83u and the U-phase fourth convex portion 84u are made of the same material as the U-phase conductive part 63u and are integrally formed with the U-phase conductive part 63u.
  • the parts 83u, 84u and the U-phase conductive part 63u are electrically connected.
  • the U-phase third convex portion 83u is provided at a position overlapping the U-phase lower arm emitter electrode 52eu as viewed from the Z direction. Specifically, the U-phase third convex portion 83u protrudes downward from a portion corresponding to the tip end portion of the U-phase second extending portion 63bu in the U-phase third lower conductive plate surface 63cu.
  • the U-phase third convex portion 83u has a shape that falls within the projection range of the U-phase lower arm emitter electrode 52eu as viewed from the Z direction, and specifically has the same shape as the U-phase lower arm emitter electrode 52eu as viewed from the Z direction. It has become. As shown in FIGS.
  • the U-phase third convex portion 83u is joined to the U-phase lower arm emitter electrode 52eu via the joining material J.
  • the U-phase third convex portion 83u is in contact with the entire U-phase lower arm emitter electrode 52eu via the bonding material J.
  • the U-phase fourth convex portion 84u is provided at a position overlapping the U-phase lower arm anode electrode 54au when viewed from the Z direction. Specifically, the U-phase fourth convex portion 84u protrudes downward from a portion corresponding to the U-phase first extending portion 63au on the U-phase third lower conductive plate surface 63cu.
  • the U-phase fourth convex portion 84u has a shape that falls within the projection range of the U-phase lower arm anode electrode 54au when viewed from the Z direction, and specifically has the same shape as the U-phase lower arm anode electrode 54au when viewed from the Z direction. It has become. As shown in FIG.
  • the U-phase fourth convex portion 84 u is joined to the entire U-phase lower arm anode electrode 54 au via the joining material J.
  • the U-phase lower arm anode electrode 54au and the U-phase lower arm emitter electrode 52eu are electrically connected by the U-phase conductive part 63u. That is, the U-phase second conductive plate 62u and the U-phase conductive part 63u function as connecting the U-phase lower arm reflux diode 54u in antiparallel to the U-phase lower arm switching element 52u.
  • the protruding dimensions of the U-phase third convex portion 83u and the U-phase fourth convex portion 84u are set to be the same.
  • the protruding dimension is arbitrary as long as the insulation between the U-phase third lower conductive plate surface 63cu and the U-phase lower arm element upper surface 52bu can be secured.
  • the U-phase control pads 71u and 72u are arranged at positions away from the U-phase unit 64u in the Y direction.
  • the U-phase lower arm control pad 72u and the U-phase upper arm control pad 71u are spaced apart from each other in the X direction so as not to interfere with each other.
  • the U-phase lower arm control pad 72u is disposed at a position separated from the U-phase lower arm gate electrode 52gu in the Y direction when viewed from the Z direction.
  • the U-phase lower arm control terminal 74u is bonded to both the U-phase lower arm control pad 72u and the U-phase lower arm gate electrode 52gu via a bonding material J.
  • the U-phase lower arm control terminal 74u is U-phase upper arm control except that the length of the terminal base end is longer than the length of the terminal base end 73bu of the U-phase upper arm control terminal 73u.
  • the structure is the same as that of the terminal 73u. That is, the U-phase lower arm control terminal 74u extends in the Y direction when viewed from the Z direction and has an inverted U shape when viewed from the X direction.
  • both U-phase control terminals 73u and 74u are provided at positions shifted from each other when viewed from the Z direction. More specifically, since both U-phase gate electrodes 51gu and 52gu are arranged apart from each other in the X direction, and both U-phase control pads 71u and 72u are arranged apart from each other in the X direction, they are electrically connected. The U-phase control terminals 73u and 74u that are connected to each other are arranged apart from each other in the X direction without interfering with each other.
  • the V-phase unit 64v and the W-phase unit 64w are the same as the U-phase unit 64u.
  • the V-phase conductive part 63v has a V-phase third lower conductive plate surface 63cv facing the V-phase lower arm element upper surface 52bv.
  • the V-phase third lower conductive plate surface 63cv has a V-phase third convex portion 83v and a V-phase fourth convex that protrude from the V-phase third lower conductive plate surface 63cv toward the V-phase lower arm element upper surface 52bv.
  • a portion 84v is provided.
  • V-phase third convex portion 83v and V-phase lower arm emitter electrode 52ev are joined, and V-phase fourth convex portion 84v and V-phase lower arm anode electrode 54av are joined.
  • the V-phase gate electrodes 51gv and 52gv are provided at positions shifted from each other when viewed from the Z direction, and the V-phase control terminals 73v and 74v are disposed at positions shifted from each other when viewed from the Z direction. .
  • the W-phase conductive part 63w has a W-phase third lower conductive plate surface 63cw facing the W-phase lower arm element upper surface 52bw.
  • the W-phase third lower conductive plate surface 63cw has a W-phase third convex portion 83w and a W-phase fourth convex that protrude from the W-phase third lower conductive plate surface 63cw toward the W-phase lower arm element upper surface 52bw.
  • a portion 84w is provided.
  • the W-phase third convex portion 83w and the W-phase lower arm emitter electrode 52ew are joined, and the W-phase fourth convex portion 84w and the W-phase lower arm anode electrode 54aw are joined.
  • the W-phase gate electrodes 51gw and 52gw are provided at positions shifted from each other when viewed from the Z direction, and the W-phase control terminals 73w and 74w are disposed at positions shifted from each other when viewed from the Z direction.
  • the third protrusions 83u to 83w correspond to “second switching element protrusions”.
  • the lower arm emitter electrodes 52eu to 52ew are electrically connected to each other through the third conductive plate 63. That is, the third conductive plate 63 electrically connects the same phases of the lower arm emitter electrodes 52eu to 52ew and the lower arm anode electrodes 54au to 54aw and also connects the lower arm emitter electrodes 52eu to 52ew of the units 64u to 64w to each other. Functions as an electrical connection to each other.
  • each unit 64u to 64w is actually sealed using an insulating resin. For this reason, gap portions such as the U-phase terminal region A are filled with resin.
  • the protruding directions of the output terminals 43u to 43w and the protruding directions of the input terminals 43a and 43b intersect each other (specifically, orthogonal).
  • the operation of this embodiment will be described. Since the first convex portions 81u to 81w are joined to the upper arm emitter electrodes 51eu to 51ew, the upper arm emitter electrodes 51eu to 51ew and the lower arm collector electrodes 52cu to 52cw are electrically connected via the second conductive plates 62u to 62w. Connected.
  • the first convex portions 81u to 81w are provided at positions that do not overlap the upper arm gate electrodes 51gu to 51gw, the upper arm gate electrodes 51gu to 51gw and the second lower conductive plate surfaces 62au to 62aw are formed.
  • the upper arm control terminals 73u to 73w can be inserted therebetween.
  • the inverter module 43 is stacked on the upper arm switching elements 51u to 51w through the second conductive plates 62u to 62w and the upper arm switching elements 51u to 51w mounted on the first conductive plate 61.
  • Each of the switching elements 51u to 52w is configured using silicon carbide. According to such a configuration, the mounting area of each switching element 51u to 52w, more specifically, the area of the switching elements 51u to 52w occupying a plane orthogonal to the stacking direction (Z direction) of both switching elements 51u to 51w and 52u to 52w. Reduction can be achieved.
  • the mounting area can be reduced as compared with the configuration in which the upper arm switching elements 51u to 51w and the lower arm switching elements 52u to 52w are arranged side by side on the first conductive plate 61. Thereby, size reduction of the inverter module 43 can be achieved.
  • each of the switching elements 51u to 52w a switching element configured using silicon carbide is employed as each of the switching elements 51u to 52w.
  • the switching element using silicon carbide is less likely to generate heat than the switching element using silicon and has excellent heat resistance. As a result, it is possible to cope with the inconvenience caused when the lower arm switching elements 52u to 52w are stacked on the upper arm switching elements 51u to 51w.
  • the switching elements 51u to 52w can be reduced in size while ensuring a desired on-resistance, and the inverter module 43 can be reduced in size.
  • the upper arm switching elements 51u to 51w are composed of upper arm element upper surfaces 51bu to 51u to which upper arm emitter electrodes 51eu to 51ew and upper arm gate electrodes 51gu to 51gw joined with upper arm control terminals 73u to 73w are formed.
  • Upper arm switching elements 51u to 51w are surfaces opposite to upper arm element upper surfaces 51bu to 51bw, and upper arm element lower surfaces on which upper arm collector electrodes 51cu to 51cw joined to first conductive plate 61 are formed.
  • the lower arm switching elements 52u to 52w have lower arm element upper surfaces 52bu to 52bw on which lower arm emitter electrodes 52eu to 52ew and lower arm gate electrodes 52gu to 52gw are formed.
  • the lower arm emitter electrodes 52eu to 52ew are joined to a third conductive plate 63 provided on the lower arm switching elements 52u to 52w, and the lower arm gate electrodes 52gu to 52gw are connected to lower arm control terminals 74u to 74w. It is joined.
  • the lower arm switching elements 52u to 52w are surfaces opposite to the lower arm element upper surfaces 52bu to 52bw, and include lower arm element lower surfaces 52au to 52aw on which lower arm collector electrodes 52cu to 52cw are formed.
  • the second conductive plates 62u to 62w are provided on the opposite side of the second upper conductive plate surfaces 62bu to 62bw on which the lower arm switching elements 52u to 52w are placed and the second upper conductive plate surfaces 62bu to 62bw. And upper arm element upper surfaces 51bu to 51bw and second lower conductive plate surfaces 62au to 62aw facing in the Z direction.
  • the second upper conductive plate surfaces 62bu to 62bw are joined to the lower arm collector electrodes 52cu to 52cw, and cover the entire lower arm element lower surfaces 52au to 52aw.
  • the second lower conductive plate surfaces 62au to 62aw protrude from the second lower conductive plate surfaces 62au to 62aw toward the upper arm element upper surfaces 51bu to 51bw, and are joined to the upper arm emitter electrodes 51eu to 51ew.
  • the first convex portions 81u to 81w are provided.
  • the first protrusions 81u to 81w are provided at positions that do not overlap with the upper arm gate electrodes 51gu to 51gw when viewed from the Z direction, and some of the upper arm control terminals 73u to 73w are formed on the upper arm gate electrode 51gu. ⁇ 51 gw and the second lower conductive plate surfaces 62 au to 62 aw.
  • the heat dissipation of the inverter module 43 can be improved. More specifically, in order to realize the above electrical connection in a situation where the upper arm emitter electrodes 51eu to 51ew and the upper arm gate electrodes 51gu to 51gw exist on the upper arm element upper surfaces 51bu to 51bw, for example, the second conductive plate It is conceivable to cut out portions corresponding to the upper arm gate electrodes 51gu to 51gw in 62u to 62w. In this case, there are portions that are not covered by the second conductive plates 62u to 62w on the lower arm element lower surfaces 52au to 52aw.
  • the portion hardly transmits heat to the second conductive plates 62u to 62w, it is difficult to radiate heat. That is, in order to realize the electrical connection between the upper arm gate electrodes 51gu to 51gw and the upper arm control terminals 73u to 73w, there arises a disadvantage that the heat dissipation is lowered. For this reason, portions where the temperature is likely to rise locally are formed on the lower arm element lower surfaces 52au to 52aw, and there is a concern that the heat resistance is lowered.
  • the first conductive plate 61 is attached to the insulating substrate 60 that can exchange heat with the refrigerant via the inverter case 31 and the housing 11. For this reason, the upper arm switching elements 51u to 51w placed on the first conductive plate 61 are easily cooled.
  • the lower arm switching elements 52u to 52w stacked on the upper arm switching elements 51u to 51w through the second conductive plates 62u to 62w are not easily cooled. For this reason, if there is a portion that is not covered by the second conductive plates 62u to 62w on the lower arm element lower surfaces 52au to 52aw of the lower arm switching elements 52u to 52w, the temperature is likely to rise.
  • the second upper conductive plate surfaces 62bu to 62bw cover the entire lower arm element lower surfaces 52au to 52aw.
  • the upper arm control terminals 73u to 73w enters between the upper arm gate electrodes 51gu to 51gw and the second lower conductive plate surfaces 62au to 62aw.
  • the upper arm control terminals 73u to 73w and the upper arm control terminals 73u to 73w are covered with the second conductive plates 62u to 62w while covering the entire lower arm element lower surfaces 52au to 52aw and avoiding interference with the second conductive plates 62u to 62w. Electrical connection with the arm gate electrodes 51gu to 51gw can be realized. Therefore, the inconvenience can be suppressed.
  • the lower arm collector electrodes 52cu to 52cw are formed on the entire lower arm element lower surfaces 52au to 52aw, and the second upper conductive plate surfaces 62bu to 62bw are in contact with the entire lower arm collector electrodes 52cu to 52cw. ing. According to such a configuration, the on-resistance can be reduced.
  • the lower arm collector electrodes 52cu to 52cw are formed on the entire lower arm element lower surfaces 52au to 52aw. Even in such a case, a part of the lower arm collector electrodes 52cu to 52cw does not contact the second conductive plates 62u to 62w. For this reason, since a part of the lower arm collector electrodes 52cu to 52cw does not function, there arises a disadvantage that the on-resistance becomes high.
  • the entire upper arm collector electrodes 52cu to 52cw are brought into contact with the second upper conductive plate surfaces 62bu to 62bw, while The upper arm control terminals 73u to 73w can be electrically connected to the upper arm gate electrodes 51gu to 51gw while avoiding interference between the arm control terminals 73u to 73w and the second conductive plates 62u to 62w. Therefore, the inconvenience can be suppressed.
  • the upper arm gate electrodes 51gu to 51gw and the lower arm gate electrodes 52gu to 52gw are disposed at positions shifted from each other when viewed from the Z direction, and the upper arm control terminals 73u to 73w and the lower arm control terminals 74u to 74g 74w is arranged at a position shifted from each other when viewed from the Z direction. According to this configuration, since the upper arm gate electrodes 51gu to 51gw and the lower arm gate electrodes 52gu to 52gw are arranged at positions shifted from the Z direction, the upper arm control terminals 73u to 73w and the lower arm control terminals Interference with 74u to 74w can be easily avoided.
  • the U-phase upper arm switching element 51u and the U-phase lower arm switching element 52u are a state in which the peripheral edge 51xu of the U-phase upper arm switching element 51u and the peripheral edge 52xu of the U-phase lower arm switching element 52u are aligned in the Z direction. Are stacked. According to such a configuration, the mounting area of both U-phase switching elements 51u and 52u can be reduced as compared with a configuration in which both U-phase switching elements 51u and 52u are stacked in a shifted state as viewed from the Z direction. Thereby, further miniaturization of the inverter module 43 can be achieved. The same applies to the other phases.
  • the third conductive plate 63 has conductive parts 63u to 63w corresponding to the U phase, the V phase, and the W phase, respectively.
  • the conductive parts 63u to 63w have third lower conductive plate surfaces 63cu to 63cw facing the lower arm element upper surfaces 52bu to 52bw.
  • the third lower conductive plate surfaces 63cu to 63cw protrude from the third lower conductive plate surfaces 63cu to 63cw toward the lower arm element upper surfaces 52bu to 52bw, and are joined to the lower arm emitter electrodes 52eu to 52ew.
  • Third convex portions 83u to 83w are provided.
  • the third lower conductive plate surfaces 63 cu to 63 cw and the lower arm element upper surfaces 52 bu to 52 bw can be arranged apart from each other, so that unintended contact can be suppressed, thereby improving insulation. Can be achieved.
  • the units 64u to 64w include upper arm switching elements 51u to 51w, lower arm switching elements 52u to 52w, upper arm control terminals 73u to 73w, lower arm control terminals 74u to 74w, and a second conductive plate 62u. ⁇ 62w.
  • the plurality of units 64u to 64w are arranged on the first conductive plate 61 in one direction (specifically, the X direction). According to such a configuration, since the mounting area per unit is small, the overall size of the units 64u to 64w can be reduced.
  • the inverter module 43 can be increased in size when the arrangement interval is increased.
  • the arrangement interval can be shortened. Thereby, further miniaturization of the inverter module 43 can be achieved.
  • the inverter module 43 includes an insulating substrate 60 to which the first conductive plate 61 is attached. Upper arm control pads 71u to 71w to which the upper arm control terminals 73u to 73w are joined are connected to the insulating substrate 60. Lower arm control pads 72u to 72w to which lower arm control terminals 74u to 74w are joined are provided. According to this configuration, the control unit 44 that controls the switching elements 51u to 52w can be electrically connected to the gate electrodes 51gu to 52gw.
  • the U-phase control pads 71u and 72u are arranged at positions separated from the U-phase unit 64u in the Y direction, which is a direction perpendicular to the arrangement direction of the units 64u to 64w.
  • the U-phase control terminals 73u and 74u extend in the Y direction when viewed from the Z direction. The same applies to the other phases. According to this configuration, the U-phase control pads 71u and 72u and the U-phase control terminals 73u and 74u are unlikely to obstruct the arrangement of the units 64u to 64w.
  • the units 64u to 64w include upper arm freewheeling diodes 53u to 53w and lower arm freewheeling diodes 54u to 54w.
  • the first conductive plate 61 and the second conductive plates 62u to 62w connect the upper arm return diodes 53u to 53w in antiparallel to the upper arm switching elements 51u to 51w, and the second conductive plates 62u to 62w.
  • the third conductive plate 63 has lower arm return diodes 54u to 54w connected in reverse parallel to the lower arm switching elements 52u to 52w.
  • the first conductive plate 61, the second conductive plates 62u to 62w, and the third conductive plate 63 are also used for electrical connection between the free wheel diodes 53u to 54w and the switching elements 51u to 52w. .
  • simplification of a structure can be achieved.
  • the inverter module 43 can be further reduced in size.
  • the inverter device 30 includes an inverter module 43, a transformer 41 that transforms DC power supplied from the DC power source E, and a filter circuit 42 to which the DC power transformed by the transformer 41 is input.
  • the inverter module 43 converts the DC power output from the filter circuit 42 into AC power that can drive the electric motor 13. Thereby, the electric motor 13 can be driven.
  • the switching elements 51u to 52w using silicon carbide have a small switching loss.
  • the inverter module 43 can be operated at a high frequency.
  • the control unit 44 performs PWM (pulse width modulation) control of the inverter module 43
  • the carrier frequency can be set high.
  • the cut-off frequency of the filter circuit 42 that removes noise generated in the inverter module 43 can be increased. Therefore, the inductance of the filter coil 42a and the capacitance of the filter capacitor 42b, which are constituent elements of the filter circuit 42, can be lowered, and the size of the filter circuit 42 can be reduced through this. Therefore, the overall size of the inverter device 30 can be reduced.
  • the switching elements 51u to 52w are not limited to IGBTs, and may be MOSFETs using silicon carbide (SiC), for example.
  • SiC silicon carbide
  • the switching elements 51u to 52w have a source electrode instead of the emitter electrodes 51eu to 52ew, and have a drain electrode instead of the collector electrodes 51cu to 52cw. .
  • the upper arm switching elements 51u to 51w have an upper arm drain electrode as a first lower electrode and an upper arm source electrode as a first upper electrode, and the lower arm switching elements 52u to 52w A lower arm drain electrode as a lower electrode and a lower arm source electrode as a second upper electrode are provided.
  • the parasitic diodes of the MOSFET function as the freewheeling diodes 53u to 54w, and thus the freewheeling diodes 53u to 54w may be omitted.
  • the freewheeling diodes 53u to 54w are not essential.
  • the U-phase first convex portion 111u may be configured separately from the U-phase second conductive plate 62u.
  • the U-phase first convex portion 111u is made of a conductive material such as copper or molybdenum, and the U-phase first convex portion 111u and the U-phase second conductive plate 62u are connected via the bonding material J. It is good to be joined.
  • the U-phase first convex portion 111u functions as a heat mass.
  • the U-phase third convex portion 112u and the U-phase second extending portion 63bu may be provided separately, and both may be joined via the joining material J.
  • the upper arm switching elements 51u to 51w may be stacked on the lower arm switching elements 52u to 52w.
  • the “first switching element” may be an upper arm switching element or a lower arm switching element. The same applies to the “second switching element”.
  • the inverter module 43 has three units 64u to 64w, but is not limited to this, and the number of units is arbitrary. For example, there may be one unit.
  • the inverter module 43 is used to drive the electric motor 13 of the electric compressor 10 mounted on the vehicle, but is not limited to this, and the use is arbitrary. For example, when a traveling motor is mounted on the vehicle, the inverter module 43 may be used for driving the traveling motor.
  • the semiconductor module is not limited to the inverter module 43 and is optional.
  • the semiconductor module may be a DC / DC converter module or a charger module.
  • the U-phase first convex portion 81u has the same shape as the U-phase upper arm emitter electrode 51eu as viewed from the Z direction, but is not limited thereto.
  • the U-phase first convex portion 81u may adopt any shape as long as it does not protrude from the U-phase upper arm emitter electrode 51eu as viewed from the Z direction. Further, the U-phase first convex portion 81u may slightly protrude from the U-phase upper arm emitter electrode 51eu when viewed from the Z direction as long as it does not interfere with the U-phase upper arm control terminal 73u. However, from the viewpoint of insulation, the U-phase first convex portion 81u is preferably within the projection range of the U-phase upper arm emitter electrode 51eu as viewed from the Z direction.
  • Specific shapes and positions of the emitter electrodes 51eu to 52ew, the collector electrodes 51cu to 52cw, and the gate electrodes 51gu to 52gw are arbitrary.
  • the upper arm gate electrodes 51gu to 51gw and the lower arm gate electrodes 52gu to 52gw may overlap with each other when viewed from the Z direction.
  • the collector electrodes 51cu to 52cw may be formed on a part of the element lower surfaces 51au to 52aw.
  • the positions and shapes of the control pads 71u to 72w are arbitrary as long as they can be arranged so that the control terminals 73u to 74w do not interfere with each other.
  • a part of the U-phase upper arm control terminal 73u and a part of the U-phase lower arm control terminal 74u may overlap in the Z direction with a height difference. The same applies to the other phases.
  • a specific shape of the third conductive plate 63 is arbitrary.
  • the third protrusions 83u to 83w and the fourth protrusions 84u to 84w may be omitted.
  • the U-phase upper arm switching element 51u and the U-phase lower arm switching element 52u may be stacked in a state of being shifted from each other when viewed from the Z direction. In other words, the U-phase upper arm switching element 51u and the U-phase lower arm switching element 52u may have regions that do not overlap each other.
  • both the U-phase switching elements 51u and 52u are in a state where the peripheral edge 51xu of the U-phase upper arm switching element 51u and the peripheral edge 52xu of the U-phase lower arm switching element 52u are aligned. It is good to be laminated.
  • the semiconductor module may be configured as follows. That is, the semiconductor module is provided on the first conductive plate, the switching element which is placed on the first conductive plate and is configured using silicon carbide, and the switching element. A second conductive plate, a SiC element that is laminated on the second conductive plate, and is configured using silicon carbide, and a control terminal.
  • the switching element includes a first element upper surface on which a first upper electrode, a gate electrode to which the control terminal is joined, and a surface opposite to the first element upper surface, the first conductive surface And a first element lower surface on which a first lower electrode joined to the plate is formed.
  • the SiC element includes a second element upper surface on which a second upper electrode is formed, and a second element lower surface on a surface opposite to the second element upper surface and on which a second lower electrode is formed.
  • the second conductive plate is a surface on which the SiC element is placed, and is joined to the second lower electrode and covers the entire lower surface of the second element.
  • a second lower conductive plate surface opposite to the second upper conductive plate surface and facing the first element upper surface.
  • the second lower conductive plate surface is provided with a convex portion that protrudes from the second lower conductive plate surface toward the upper surface of the first element and is joined to the first upper electrode.
  • the convex portion is provided at a position that does not overlap the gate electrode when viewed from the stacking direction of the switching element and the SiC element. A part of the control terminal penetrates between the gate electrode and the second lower conductive plate surface.
  • SiC elements other than the switching elements may be stacked on the switching elements via the second conductive plate.
  • a diode configured using silicon carbide can be considered.
  • either the anode electrode or the cathode electrode corresponds to the second upper electrode, and the other corresponds to the second lower electrode.
  • the switching element may have a configuration in which an emitter electrode is formed on the lower surface of the element and a collector electrode is formed on the upper surface of the element.

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Abstract

半導体モジュールは、第１導電板と、第１導電板上に載置されている第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子の上に設けられている第２導電板と、第２導電板の上に積層されている第２スイッチング素子と、第２スイッチング素子の上に設けられている第３導電板と、第１及び第２制御端子と、を備える。各スイッチング素子は、炭化ケイ素を用いて構成されている。第２導電板の第２下側導電板面には、当該第２下側導電板面から第１素子上面に向けて突出し、且つ、第１上側電極と接合されている凸部が設けられている。

Description

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

Claims (11)

  1. 　第１導電板と、
    　前記第１導電板上に載置されているものであって、炭化ケイ素を用いて構成されている第１スイッチング素子と、
    　前記第１スイッチング素子の上に設けられている第２導電板と、
    　前記第２導電板の上に積層されているものであって、炭化ケイ素を用いて構成されている第２スイッチング素子と、
    　前記第２スイッチング素子の上に設けられている第３導電板と、
    　第１及び第２制御端子と、
    を備え、
    　前記第１スイッチング素子は、
    　　第１上側電極と、前記第１制御端子が接合された第１ゲート電極とが形成された第１素子上面と、
    　　前記第１素子上面とは反対側の面であって、前記第１導電板と接合された第１下側電極が形成された第１素子下面と、
    を備え、
    　前記第２スイッチング素子は、
    　　前記第３導電板と接合された第２上側電極と、前記第２制御端子が接合された第２ゲート電極とが形成された第２素子上面と、
    　　前記第２素子上面とは反対側の面であって、第２下側電極が形成された第２素子下面と、
    を備え、
    　前記第２導電板は、
    　　前記第２スイッチング素子が載置されている面であって、前記第２下側電極と接合され、且つ、前記第２素子下面の全体を覆っている第２上側導電板面と、
    　　前記第２上側導電板面とは反対側の面であって前記第１素子上面と対向している第２下側導電板面と、
    を備え、
    　前記第２下側導電板面には、当該第２下側導電板面から前記第１素子上面に向けて突出し、且つ、前記第１上側電極と接合されている凸部が設けられており、
    　前記凸部は、前記第１及び第２スイッチング素子の積層方向から見て、前記第１ゲート電極とは重ならない位置に設けられており、
    　前記第１制御端子の一部は、前記第１ゲート電極と前記第２下側導電板面との間に入り込んでいる半導体モジュール。
  2. 　前記第２下側電極は、前記第２素子下面の全体に形成されており、
    　前記第２上側導電板面は、前記第２下側電極の全体と接触している請求項１に記載の半導体モジュール。
  3. 　前記第１ゲート電極と前記第２ゲート電極とは、前記積層方向から見て互いにずれた位置に設けられており、
    　前記第１制御端子と前記第２制御端子とは、前記積層方向から見て互いにずれた位置に設けられている請求項１又は請求項２に記載の半導体モジュール。
  4. 　前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子は、前記第１スイッチング素子の周縁と前記第２スイッチング素子の周縁とが前記積層方向に揃った状態で積層されている請求項１～３のうちいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  5. 　前記第３導電板は、前記第２素子上面と対向する第３下側導電板面を備え、
    　前記第３下側導電板面には、当該第３下側導電板面から前記第２素子上面に向けて突出し、且つ、前記第２上側電極と接合されている凸部が設けられている請求項１～４のうちいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  6. 　前記第１導電板が取り付けられた絶縁基板と、
    　前記絶縁基板上に設けられ、前記第１制御端子が接合されている第１制御パットと、
    　前記絶縁基板上に設けられ、前記第２制御端子が接合されている第２制御パットと、
    をさらに備える、請求項１～５のうちいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  7. 　前記第１導電板上に一方向に配列された複数のユニットを備え、前記複数のユニットの各々が前記第１スイッチング素子と、前記第２スイッチング素子と、前記第１制御端子と、前記第２制御端子と、前記第２導電板とを含み、
    　前記第１制御パット及び前記第２制御パットは、前記複数のユニットのうちの対応する各ユニットに対して、前記複数のユニットの配列方向と直交する方向に離れた位置に配置されており、
    　前記第１制御端子及び前記第２制御端子は、前記積層方向から見て、前記配列方向と直交する方向に延びている請求項６に記載の半導体モジュール。
  8. 　前記第１スイッチング素子は上アームスイッチング素子であってＩＧＢＴであり、前記第１下側電極は上アームコレクタ電極であり、前記第１上側電極は上アームエミッタ電極であり、
    　前記第２スイッチング素子は下アームスイッチング素子であってＩＧＢＴであり、前記第２下側電極は下アームコレクタ電極であり、前記第２上側電極は下アームエミッタ電極である請求項１～７のうちいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  9. 　前記第１スイッチング素子は上アームスイッチング素子であってｎ型ＭＯＳＦＥＴであり、前記第１下側電極は上アームドレイン電極であり、前記第１上側電極は上アームソース電極であり、
    　前記第２スイッチング素子は下アームスイッチング素子であってｎ型ＭＯＳＦＥＴであり、前記第２下側電極は下アームドレイン電極であり、前記第２上側電極は下アームソース電極である請求項１～７のうちいずれか一項に記載の半導体モジュール。
  10. 　請求項１～９のうちいずれか一項に記載の半導体モジュールを備え、車載用電動圧縮機に設けられた電動モータを駆動するように構成されたインバータ装置であって、
    　直流電力を変圧するトランスと、
    　前記トランスによって変圧された直流電力が入力されるＬＣフィルタ回路と、を備え、
    　前記半導体モジュールは、前記ＬＣフィルタ回路から出力される直流電力を、前記電動モータを駆動可能な駆動電力に変換するように構成されているインバータ装置。
  11. 　第１導電板と、
    　前記第１導電板上に載置されているものであって、炭化ケイ素を用いて構成されているスイッチング素子と、
    　前記スイッチング素子の上に設けられている第２導電板と、
    　前記第２導電板の上に積層されているものであって、炭化ケイ素を用いて構成されているＳｉＣ素子と、
    　制御端子と、
    を備え、
    　前記スイッチング素子は、
    　　第１上側電極と、前記制御端子が接合されたゲート電極とが形成された第１素子上面と、
    　　前記第１素子上面とは反対側の面であって、前記第１導電板と接合された第１下側電極が形成された第１素子下面と、を備え、
    　前記ＳｉＣ素子は、
    　　第２上側電極が形成された第２素子上面と、
    　　前記第２素子上面とは反対側の面であって第２下側電極が形成された第２素子下面と、を備え、
    　前記第２導電板は、
    　　前記ＳｉＣ素子が載置されている面であって、前記第２下側電極と接合され、且つ、前記第２素子下面の全体を覆っている第２上側導電板面と、
    　　前記第２上側導電板面とは反対側の面であって前記第１素子上面と対向している第２下側導電板面と、を備え、
    　前記第２下側導電板面には、当該第２下側導電板面から前記第１素子上面に向けて突出し、且つ、前記第１上側電極と接合されている凸部が設けられており、
    　前記凸部は、前記スイッチング素子及び前記ＳｉＣ素子の積層方向から見て、前記ゲート電極とは重ならない位置に設けられており、
    　前記制御端子の一部は、前記ゲート電極と前記第２下側導電板面との間に入り込んでいる半導体モジュール。
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