JP2015191902A - 半導体モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】半導体モジュールの寄生インダクタンスを低減する。【解決手段】半導体モジュール１は、板状のモールド部９０の上面９０ｕに露出した上面５１ｕを有する上相ブロック５１と、モールド部９０の上面９０ｕに露出した上面７１ａｕを有する下相第一ブロック７１ａと、モールド部９０内に配置され、上相放熱板５０を介して上相ブロック５１に接続された上相第一素子部１１と、下相第一ブロック７１ａに接続された下相第一素子部２１と、モールド部９０の上面９０ｕ側に配置され、上相ブロック５１及び下相第一ブロック７１ａに接続されたコンデンサ３０とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、半導体モジュールに関する。

三相インバータの上アームを構成する３つの半導体素子部と、下アームを構成する３つの半導体素子部とを一つのモールド部内に配置した半導体モジュールがある。また、特許文献１には、三相インバータの上アーム又は下アームを構成する３つの半導体素子部をモールド部内に配置した半導体モジュールが記載されている。特許文献１に記載された半導体モジュールでは、プレス加工されたガイドフレームをモールド成形後に切断して、入力端子及び出力端子を形成している。

特開２０１３−０１２５２５号公報

ところで、半導体モジュールにおいては、入力端子から出力端子までの電流の流れる経路の長さが長いほど、寄生インダクタンスが増加する傾向がある。特許文献１に記載された半導体モジュールでは、入力端子及び出力端子を板状のモールド部の側方から引き出している。このような従来の構成では、電流の流れる経路の短縮に改善の余地がある。

このため、本発明は、寄生インダクタンスの低減が可能な半導体モジュールを提供する。

本発明の態様にかかる半導体モジュールは、板状のモールド部と、モールド部の厚さ方向における一方の面に露出した第一露出面を有する第一電極と、モールド部の厚さ方向における一方の面に露出した第二露出面を有する第二電極と、モールド部内に配置され、第一電極に接続された第一半導体素子部、第二半導体素子部、及び、第三半導体素子部と、モールド部内に配置され、第二電極に接続された第四半導体素子部、第五半導体素子部、及び、第六半導体素子部と、第一露出面に接続された第一コンデンサ側入出力端子と、第二露出面に接続された第二コンデンサ側入出力端子と、モールド部の厚さ方向における一方の面側に配置され、第一コンデンサ側入出力端子及び第二コンデンサ側入出力端子に接続されたコンデンサと、第一半導体素子部と第四半導体素子部とに接続された第一入出力端子と、第二半導体素子部と第五半導体素子部とに接続された第二入出力端子と、第三半導体素子部と第六半導体素子部とに接続された第三入出力端子と、を備える。

上記態様によれば、半導体モジュールにおける寄生インダクタンスを低減することができる。

第一電極は、第一露出面を有する第一金属ブロックと、モールド部の厚さ方向における他方の面に露出した第一放熱面を有し、第一金属ブロックに接続された第一放熱板と、を有していてもよい。従って、この半導体モジュールでは、放熱性を高めることができる。

モールド部の厚さ方向における他方の面に露出する第二放熱面と、第二放熱面の反対側に位置すると共に第四半導体素子部に接続された第一接続面と、を有し、第一入出力端子に接続された第二放熱板と、モールド部の厚さ方向における他方の面に露出する第三放熱面と、第三放熱面の反対側に位置すると共に第五半導体素子部に接続された第二接続面と、を有し、第二入出力端子に接続された第三放熱板と、モールド部の厚さ方向における他方の面に露出する第四放熱面と、第四放熱面の反対側に位置すると共に第六半導体素子部に接続された第三接続面と、を有し、第三入出力端子に接続された第四放熱板と、を更に備えていてもよい。これにより、半導体モジュールの放熱性を高めることができる。

上記態様によれば、寄生インダクタンスを低減することができる。

実施形態に係る半導体モジュールの概略構成を示す斜視図である。 図１の半導体モジュールの内部構造を示す斜視図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図１の半導体モジュールの下面を示す図である。 変形例に係る半導体モジュールの概略構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態の半導体モジュールは、例えば、車載のバッテリから供給される直流電力をモータ駆動用の三相交流に変換する三相インバータに用いられる。また、本実施形態の半導体モジュールを用いて、モータによって発電された三相交流を直流電力に変換してバッテリを充電してもよい。図１から図５に示すように半導体モジュール１は、素子部１０と、素子部１０に接続されたコンデンサ３０（図３参照）とを含んで構成されている。なお、図１及び図２では、素子部１０の構成を示すためにコンデンサ３０の図示を省略している。また、図３及び図４では、素子部１０の内部構造を図示するために、素子部１０の厚さ方向の長さを大きくして描いている。

素子部１０は、上相第一素子部(第一半導体素子部)１１、上相第二素子部(第二半導体素子部)１２、上相第三素子部(第三半導体素子部)１３、上相放熱板（第一電極、第一放熱板）５０、上相ブロック（第一電極、第一金属ブロック）５１、下相第一素子部(第四半導体素子部)２１、下相第二素子部(第五半導体素子部)２２、下相第三素子部(第六半導体素子部)２３、第一出力端子（第一入出力端子）４１、第二出力端子（第二入出力端子）４２、第三出力端子（第三入出力端子）４３、下相第一放熱板（第二放熱板）６１、下相第二放熱板（第三放熱板）６２、下相第三放熱板（第四放熱板）６３、下相第一ブロック（第二電極）７１ａ、下相第一ブロック（第二電極）７１ｂ、下相第二ブロック（第二電極）７２ａ、下相第二ブロック（第二電極）７２ｂ、下相第三ブロック（第二電極）７３ａ、下相第三ブロック（第二電極）７３ｂ、複数の信号端子８０、及び、モールド部９０を含んで構成されている。

上相放熱板５０の表面上には、上相第一素子部１１、上相第二素子部１２及び上相第三素子部１３が、上相第一素子部１１、上相第二素子部１２及び上相第三素子部１３の順で一列に配置されている。但し、上相第一素子部１１、上相第二素子部１２及び上相第三素子部１３が、上相第一素子部１１、上相第二素子部１２及び上相第三素子部１３の順で配置されることに限定されない。上相第一素子部１１、上相第二素子部１２及び上相第三素子部１３は、三相インバータの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）にそれぞれ対応している。以下、上相第一素子部１１、上相第二素子部１２及び上相第三素子部１３の並び方向を、Ｘ軸とする。素子部１０の厚さ方向をＺ軸とする。また、便宜上、上相放熱板５０に対して上相第一素子部１１側を「上側」、上相第一素子部１１に対して上相放熱板５０側を「下側」という。

上相第一素子部１１は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）１１ａ、及び、ＦＷＤ（Free Wheeling Diode）１１ｂを含んで構成されている。ＩＧＢＴ１１ａはスイッチング素子として機能する。ＦＷＤ１１ｂは整流素子として機能する。ＩＧＢＴ１１ａ及びＦＷＤ１１ｂは、Ｘ軸に直交するＹ軸方向に沿って並べて配置されている。ＩＧＢＴ１１ａ及びＦＷＤ１１ｂは、上相放熱板５０の上面５０ｕにハンダ付けされて上相放熱板５０とハンダＨを介して電気的に接続されている。

上相第二素子部１２は、上相第一素子部１１と同様の構成を有している。具体的には、上相第二素子部１２は、ＩＧＢＴ１２ａ、及び、ＦＷＤ１２ｂを含んで構成されている。ＩＧＢＴ１２ａはスイッチング素子として機能する。ＦＷＤ１２ｂは整流素子として機能する。ＩＧＢＴ１２ａ及びＦＷＤ１２ｂは、Ｙ軸方向に沿って並べて配置されている。ＩＧＢＴ１２ａ及びＦＷＤ１２ｂは、図４に示すように、上相放熱板５０の上面５０ｕにハンダ付けされて上相放熱板５０とハンダＨを介して電気的に接続されている。

上相第三素子部１３は、上相第一素子部１１と同様の構成を有している。具体的には、上相第三素子部１３は、ＩＧＢＴ１３ａ、及び、ＦＷＤ１３ｂを含んで構成されている。ＩＧＢＴ１３ａはスイッチング素子として機能する。ＦＷＤ１３ｂは整流素子として機能する。ＩＧＢＴ１３ａ及びＦＷＤ１３ｂは、Ｙ軸方向に沿って並べて配置されている。ＩＧＢＴ１３ａ及びＦＷＤ１３ｂは、上相放熱板５０の上面５０ｕにハンダ付けされて上相放熱板５０とハンダＨを介して電気的に接続されている。

なお、上相第一素子部１１、上相第二素子部１２及び上相第三素子部１３を構成する素子は、ＩＧＢＴ及びＦＷＤに限定されない。上相第一素子部１１、上相第二素子部１２及び上相第三素子部１３は、半導体モジュール１の上アームを構成している。

上相ブロック５１は、上相第二素子部１２のＩＧＢＴ１２ａと、上相第三素子部１３のＩＧＢＴ１３ａとの間に配置されている。但し、上相ブロック５１が配置される位置は、ＩＧＢＴ１２ａとＩＧＢＴ１３ａとの間に限定されない。例えば、上相第一素子部１１と上相第二素子部１２との間に配置されていてもよい。上相ブロック５１は、上相放熱板５０の上面５０ｕにハンダ付けされて上相放熱板５０とハンダＨを介して電気的に接続されている。なお、上相放熱板５０及び上相ブロック５１として、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属、あるいは、これらの金属の表面にＡｇ、Ａｕ等のめっき処理を施したものを用いることができる。上相ブロック５１及び上相放熱板５０は、半導体モジュール１の上アームのＰ電極となる。上相ブロック５１は、正極端子３１を介して、例えば、車載のバッテリ（直流電源（不図示））の高圧側（高電位側）に接続され、入力端子として機能する。なお、上相ブロック５１は、出力端子として機能してもよい。

下相第一放熱板６１、下相第二放熱板６２及び下相第三放熱板６３は、下相第一放熱板６１、下相第二放熱板６２及び下相第三放熱板６３の順でＸ軸方向に沿って一列に配置されている。但し、下相第一放熱板６１、下相第二放熱板６２及び下相第三放熱板６３は、下相第一放熱板６１、下相第二放熱板６２及び下相第三放熱板６３の順で配置されることに限定されない。下相第一放熱板６１、下相第二放熱板６２及び下相第三放熱板６３として、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属、あるいは、これらの金属の表面にＡｇ、Ａｕ等のめっき処理を施したものを用いることができる。下相第一放熱板６１と上相第一素子部１１とは、Ｙ軸方向に沿って並んでいる。下相第二放熱板６２と上相第二素子部１２とは、Ｙ軸方向に沿って並んでいる。下相第三放熱板６３と上相第三素子部１３とは、Ｙ軸方向に沿って並んでいる。下相第一放熱板６１に配置された下相第一素子部２１と上相第一素子部１１とは、制御する三相インバータの相が一致している。下相第二放熱板６２に配置された下相第二素子部２２と上相第二素子部１２とは、制御する三相インバータの相が一致している。下相第三放熱板６３に配置された下相第三素子部２３と上相第三素子部１３とは、制御する三相インバータの相が一致している。

下相第一素子部２１は、下相第一放熱板６１の上面(第一接続面)６１ｕに配置されている。下相第一素子部２１は、ＩＧＢＴ２１ａ、及び、ＦＷＤ２１ｂを含んで構成されている。ＩＧＢＴ２１ａはスイッチング素子として機能する。ＦＷＤ２１ｂは整流素子として機能する。ＩＧＢＴ２１ａ及びＦＷＤ２１ｂは、Ｙ軸方向に沿って並べて配置されている。ＩＧＢＴ２１ａ及びＦＷＤ２１ｂは、下相第一放熱板６１の上面６１ｕにハンダ付けされて下相第一放熱板６１とハンダＨを介して電気的に接続されている。

ＩＧＢＴ２１ａの上面には下相第一ブロック７１ａがハンダ付けされ、ＩＧＢＴ２１ａと下相第一ブロック７１ａとがハンダＨを介して電気的に接続されている。ＦＷＤ２１ｂの上面には下相第一ブロック７１ｂがハンダ付けされ、ＦＷＤ２１ｂと下相第一ブロック７１ｂとがハンダＨを介して電気的に接続されている。下相第一ブロック７１ａ及び７１ｂとして、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属、あるいは、これらの金属の表面にＡｇ、Ａｕ等のめっき処理を施したものを用いることができる。下相第一ブロック７１ａ及び７１ｂは、半導体モジュール１の下アームのＮ電極となる。下相第一ブロック７１ａ及び７１ｂ（Ｎ電極）は、負極端子３２を介して、例えば、車載のバッテリ（直流電源（不図示））の低圧側（低電位側）に接続され、入力端子として機能する。なお、下相第一ブロック７１ａ及び７１ｂは、出力端子として機能してもよい。

下相第二素子部２２は、下相第一素子部２１と同様の構成を有している。具体的には、下相第二素子部２２は、下相第二放熱板６２の上面(第二接続面)６２ｕに配置されている。下相第二素子部２２は、ＩＧＢＴ２２ａ、及び、ＦＷＤ２２ｂを含んで構成されている。ＩＧＢＴ２２ａはスイッチング素子として機能する。ＦＷＤ２２ｂは整流素子として機能する。ＩＧＢＴ２２ａ及びＦＷＤ２２ｂは、Ｙ軸方向に沿って並べて配置されている。図３に示すように、ＩＧＢＴ２２ａ及びＦＷＤ２２ｂは、下相第二放熱板６２の上面６２ｕにハンダ付けされて下相第二放熱板６２とハンダＨを介して電気的に接続されている。

ＩＧＢＴ２２ａの上面には下相第二ブロック７２ａがハンダ付けされ、ＩＧＢＴ２２ａと下相第二ブロック７２ａとがハンダＨを介して電気的に接続されている。ＦＷＤ２２ｂの上面には下相第二ブロック７２ｂがハンダ付けされ、ＦＷＤ２２ｂと下相第二ブロック７２ｂとがハンダＨを介して電気的に接続されている。下相第二ブロック７２ａ及び７２ｂとして、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属、あるいは、これらの金属の表面にＡｇ、Ａｕ等のめっき処理を施したものを用いることができる。下相第二ブロック７２ａ及び７２ｂは、半導体モジュール１の下アームのＮ電極となる。下相第二ブロック７２ａ及び７２ｂ（Ｎ電極）は、負極端子３２を介して、例えば、車載のバッテリ（直流電源（不図示））の低圧側（低電位側）に接続され、入力端子として機能する。なお、下相第二ブロック７２ａ及び７２ｂは、出力端子として機能してもよい。

下相第三素子部２３は、下相第一素子部２１と同様の構成を有している。具体的には、下相第三素子部２３は、下相第三放熱板６３の上面(第三接続面)６３ｕに配置されている。下相第三素子部２３は、ＩＧＢＴ２３ａ、及び、ＦＷＤ２３ｂを含んで構成されている。ＩＧＢＴ２３ａはスイッチング素子として機能する。ＦＷＤ２３ｂは整流素子として機能する。ＩＧＢＴ２３ａ及びＦＷＤ２３ｂは、Ｙ軸方向に沿って並べて配置されている。ＩＧＢＴ２３ａ及びＦＷＤ２３ｂは、下相第三放熱板６３の上面６３ｕにハンダ付けされて下相第三放熱板６３とハンダＨを介して電気的に接続されている。

ＩＧＢＴ２３ａの上面には下相第三ブロック７３ａがハンダ付けされ、ＩＧＢＴ２３ａと下相第三ブロック７３ａとがハンダＨを介して電気的に接続されている。ＦＷＤ２３ｂの上面には下相第三ブロック７３ｂがハンダ付けされ、ＦＷＤ２３ｂと下相第三ブロック７３ｂとがハンダＨを介して電気的に接続されている。下相第三ブロック７３ａ及び７３ｂとして、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ等の金属、あるいは、これらの金属の表面にＡｇ、Ａｕ等のめっき処理を施したものを用いることができる。下相第三ブロック７３ａ及び７３ｂは、半導体モジュール１の下アームのＮ電極となる。下相第三ブロック７３ａ及び７３ｂ（Ｎ電極）は、負極端子３２を介して、例えば、車載のバッテリ（直流電源（不図示））の低圧側（低電位側）に接続され、入力端子として機能する。なお、下相第三ブロック７３ａ及び７３ｂは、出力端子として機能してもよい。

下相第一ブロック７１ａ、下相第二ブロック７２ａ及び下相第三ブロック７３ａは、Ｘ軸方向に沿って一列に並んでいる。下相第一ブロック７１ｂ、下相第二ブロック７２ｂ及び下相第三ブロック７３ｂは、Ｘ軸方向に沿って一列に並んでいる。

なお、下相第一素子部２１、下相第二素子部２２及び下相第三素子部２３を構成する素子は、ＩＧＢＴ及びＦＷＤに限定されない。下相第一素子部２１、下相第二素子部２２及び下相第三素子部２３は、半導体モジュール１の下アームを構成している。下相第一素子部２１、下相第二素子部２２及び下相第三素子部２３は、三相インバータの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）にそれぞれ対応している。

第一出力端子４１、第二出力端子４２及び第三出力端子４３は、上アーム及び下アーム間で対応する上相第一素子部１１、上相第二素子部１２及び上相第三素子部１３と、下相第一素子部２１、下相第二素子部２２及び下相第三素子部２３とをそれぞれ接続する。すなわち、第一出力端子４１等は、上アームと下アームとの間で制御する相が同じ素子部同士を接続する。

具体的には、第一出力端子４１は、下相第一放熱板６１の上面６１ｕと、ＩＧＢＴ１１ａの上面と、ＦＷＤ１１ｂの上面とにそれぞれハンダ付けされてハンダＨを介して電気的に接続されている。第一出力端子４１における下相第一放熱板６１と接続される側に対して反対側の端部は、モールド部９０外に引き出されている。

第二出力端子４２は、第一出力端子４１と同様の構成を有している。具体的には、第二出力端子４２は、図４に示すように、下相第二放熱板６２の上面６２ｕと、ＩＧＢＴ１２ａの上面と、ＦＷＤ１２ｂの上面とにそれぞれハンダ付けされてハンダＨを介して電気的に接続されている。第二出力端子４２における下相第二放熱板６２と接続される側に対して反対側の端部は、モールド部９０外に引き出されている。

第三出力端子４３は、第一出力端子４１と同様の構成を有している。具体的には、第三出力端子４３は、下相第三放熱板６３の上面６３ｕと、ＩＧＢＴ１３ａの上面と、ＦＷＤ１３ｂの上面とにそれぞれハンダ付けされてハンダＨを介して電気的に接続されている。第三出力端子４３における下相第三放熱板６３と接続される側に対して反対側の端部は、モールド部９０外に引き出されている。なお、第一出力端子４１〜第三出力端子４３は、出力端子として機能する場合に限られず、入力端子として機能してもよい。

半導体モジュール１に設けられた複数の信号端子８０は、ＩＧＢＴ１１ａ，１２ａ，１３ａ，２１ａ，２２ａ及び２３ａに対して制御信号を入力する。

モールド部９０は、上相第一素子部１１及び下相第一素子部２１等を覆う。モールド部９０は、例えば、エポキシ樹脂にＳｉＯ_２等のフィラー材を含む熱硬化性樹脂である。モールド部９０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に広がる板状を呈している。ここで、板状とは、Ｚ軸方向の大きさよりも、Ｘ軸方向の大きさ及びＹ軸方向の大きさが大きい形状をいう。また、板状には、本実施形態のように上面９０ｕに凹凸がある（一部が窪んでいる）ものも含まれる。

図１に示すように、上相ブロック５１の上面（第一露出面）５１ｕ、下相第一ブロック７１ａ，７１ｂの上面（第二露出面）７１ａｕ，７１ｂｕ、下相第二ブロック７２ａ，７２ｂの上面（第二露出面）７２ａｕ，７２ｂｕ、及び、下相第三ブロック７３ａ，７３ｂの上面（第二露出面）７３ａｕ，７３ｂｕは、それぞれモールド部９０の上面（厚さ方向における一方の面）９０ｕに露出している。

図５に示すように、上相放熱板５０の下面（第一放熱面）５０ｄ、下相第一放熱板６１の下面（第二放熱面）６１ｄ、下相第二放熱板６２の下面（第三放熱面）６２ｄ、及び、下相第三放熱板６３の下面（第四放熱面）６３ｄは、それぞれモールド部９０の下面（厚さ方向における他方の面）９０ｄに露出している。

上相放熱板５０の下面５０ｄ、下相第一放熱板６１の下面６１ｄ、下相第二放熱板６２の下面６２ｄ、及び、下相第三放熱板６３の下面６３ｄがモールド部９０の下面９０ｄに露出することで、上相放熱板５０及び下相第一放熱板６１〜下相第三放熱板６３をＩＧＢＴ１１ａ等の放熱のための放熱板とすることができる。

コンデンサ３０は、上相ブロック５１と、下相第一ブロック７１ａ，７１ｂ、下相第二ブロック７２ａ，７２ｂ及び下相第三ブロック７３ａ，７３ｂとに印加される直流電圧を平滑化する。コンデンサ３０は、図３及び図４に示すように、Ｙ軸方向における上相第二素子部１２側の端部に設けられた正極端子（第一コンデンサ側入出力端子）３１と、Ｙ軸方向における下相第一素子部２１側の端部に設けられた負極端子（第二コンデンサ側入出力端子）３２と、コンデンサ本体部（コンデンサ）３３とを有している。正極端子３１と負極端子３２との間のＹ軸方向に沿った長さは、上相ブロック５１の上面５１ｕと下相第一ブロック７１ａ，７１ｂの上面７１ａｕ，７１ｂｕとの間のＹ軸方向に沿った長さに略対応している(略一致している)。

同様に、正極端子３１と負極端子３２との間のＹ軸方向に沿った長さは、上相ブロック５１の上面５１ｕと下相第二ブロック７２ａ，７２ｂの上面７２ａｕ，７２ｂｕとの間のＹ軸方向に沿った長さに略対応している(略一致している)。正極端子３１と負極端子３２との間のＹ軸方向に沿った長さは、上相ブロック５１の上面５１ｕと下相第三ブロック７３ａ，７３ｂの上面７３ａｕ，７３ｂｕとの間のＹ軸方向に沿った長さに略対応している(略一致している)。

正極端子３１は、上相ブロック５１の上面５１ｕにハンダ付けされて電気的に接続されている。負極端子３２は、下相第一ブロック７１ａ、下相第二ブロック７２ａ及び下相第三ブロック７３ａの上面７１ａｕ、７２ａｕ及び７３ａｕと、下相第一ブロック７１ｂ、下相第二ブロック７２ｂ及び下相第三ブロック７３ｂの上面７１ｂｕ、７２ｂｕ及び７３ｂｕとにハンダ付けされて電気的に接続されている。コンデンサ本体部３３は、正極端子３１と負極端子３２との間に配置され、正極端子３１及び負極端子３２に接続されている。

より詳細には、正極端子３１は、Ｚ軸方向に延びる端子部と、Ｘ軸及びＹ軸方向に沿って延びる端子部とを有している。正極端子３１におけるＸ軸及びＹ軸方向に沿って延びる端子部の下面と、上相ブロック５１の上面５１ｕとが当接している。負極端子３２は、Ｚ軸方向に延びる端子部と、Ｘ軸及びＹ軸方向に沿って延びる端子部とを有している。負極端子３２におけるＸ軸及びＹ軸方向に沿って延びる端子部の下面と、下相第一ブロック７１ａ〜下相第三ブロック７３ａ及び下相第一ブロック７１ｂ〜下相第三ブロック７３ｂの上面７１ａｕ〜７３ａｕ及び上面７１ｂｕ〜７３ｂｕとが当接している。

これにより、上相ブロック５１とコンデンサ３０の正極側とを正極端子３１によって短い経路で接続することができる。また、下相第一ブロック７１ａ及び７１ｂと、コンデンサ３０の負極側とを負極端子３２によって短い経路で接続することができる。下相第二ブロック７２ａ及び７２ｂと、コンデンサ３０の負極側とを負極端子３２によって短い経路で接続することができる。下相第三ブロック７３ａと７３ｂと、コンデンサ３０の負極側とを負極端子３２によって短い経路で接続することができる。

本実施形態は以上のように構成され、この半導体モジュール１では、上相ブロック５１の上面５１ｕと、下相第一ブロック７１ａの上面７１ａｕ等とが、モールド部９０の上面９０ｕに露出している。コンデンサ本体部３３は、モールド部９０の上面９０ｕ側に配置されている。これにより、板状のモールド部９０の側方（厚さ方向と直交する方向（Ｘ軸及びＹ軸の方向）から端子を露出させる場合に比べて、上相第一素子部１１〜上相第三素子部１３及び下相第一素子部２１〜下相第三素子部２３と、コンデンサ本体部３３との距離を短くすることができる。従って、半導体モジュール１における寄生インダクタンスを低減することができる。

また、ＩＧＢＴ１１ａ，１２ａ，１３ａ，２１ａ，２２ａ及び２３ａと、モールド部９０外との配線を短くすることができる。これにより、半導体モジュール１における寄生インダクタンスを低減することができる。

ＩＧＢＴ１１ａ，１２ａ及び１３ａに電力を供給する電極を、上相放熱板５０と上相ブロック５１とによって構成する。これにより、ＩＧＢＴ１１ａ，１２ａ及び１３ａが接続されつつ、モールド部９０の上面９０ｕに上相ブロック５１の上面５１ｕが露出し、モールド部９０の下面９０ｄに上相放熱板５０の下面５０ｄが露出する電極を容易に形成することができる。従って、この半導体モジュール１では、モールド部９０の下面９０ｄに上相放熱板５０の下面５０ｄが露出しない場合に比べて、放熱性を高めることができる。

下相第一素子部２１に接続される下相第一放熱板６１の下面６１ｄ、下相第二素子部２２に接続される下相第二放熱板６２の下面６２ｄ、及び、下相第三素子部２３に接続される下相第三放熱板６３の下面６３ｄがモールド部９０の下面９０ｄに露出している。これにより、下相第一放熱板６１〜下相第三放熱板６３を、下相第一素子部２１〜下相第三素子部２３の放熱のための放熱板とすることができる。従って、半導体モジュール１の放熱性を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図６に示すように、半導体モジュール１Ａの素子部１０Ａにおける上アーム側と下アーム側とを、別々のモールド部９０Ａ及びモールド部９０Ｂによって覆ってもよい。具体的には、モールド部９０Ａは、上相第一素子部１１、上相第二素子部１２、上相第三素子部１３、上相放熱板５０及び上相ブロック５１を覆う。上相ブロック５１の上面５１ｕは、モールド部９０Ａの上面９０Ａｕに露出している。上相放熱板５０の下面５０ｄは、モールド部９０Ａの下面９０Ａｄに露出している。

モールド部９０Ｂは、下相第一素子部２１、下相第二素子部２２、下相第三素子部２３、下相第一放熱板６１、下相第二放熱板６２、下相第三放熱板６３、下相第一ブロック７１ａ，７１ｂ、下相第二ブロック７２ａ，７２ｂ、及び、下相第三ブロック７３ａ，７３ｂを覆う。下相第一ブロック７１ａ，７１ｂ、下相第二ブロック７２ａ，７２ｂ、及び、下相第三ブロック７３ａ，７３ｂの上面７１ａｕ，７１ｂｕ，７２ａｕ，７２ｂｕ，７３ａｕ及び７３ｂｕは、モールド部９０Ｂの上面９０Ｂｕに露出している。下相第一放熱板６１、下相第二放熱板６２及び下相第三放熱板６３の下面６１ｄ，６２ｄ及び６３ｄは、モールド部９０Ｂの下面９０Ｂｄに露出している。

図６に示すように、第二出力端子４２は、ＩＧＢＴ１２ａ及びＦＷＤ１２ｂに接続された端子部４２ａと、下相第二放熱板６２に接続された端子部４２ｂとより構成されている。端子部４２ａと端子部４２ｂとは、モールド部９０Ａとモールド部９０Ｂとの間の位置で互いに接続されている。上相第一素子部１１と下相第一素子部２１とを接続する第一出力端子４１、及び、上相第三素子部１３と下相第三素子部２３とを接続する第三出力端子４３についても第二出力端子４２と同様の構成となっている。

このように、素子部１０Ａを２つのモールド部９０Ａ及び９０Ｂによって覆う場合であっても、板状のモールド部９０Ａ及び９０Ｂの側方から端子を露出させる場合に比べて、上相第一素子部１１〜上相第三素子部１３、及び、下相第一素子部２１〜下相第三素子部２３と、コンデンサ本体部３３との距離を短くすることができる。従って、半導体モジュール１Ａにおける寄生インダクタンスを低減することができる。

また、実施形態、及び、図６に示す変形例では、コンデンサ３０のコンデンサ本体部３３から取り出された正極端子３１及び負極端子３２を、上相ブロック５１の上面５１ｕ及び下相第一ブロック７１ａの上面７１ａｕ等に直接接続している。これに限定されず、コンデンサ本体部３３から取り出された正極端子３１及び負極端子３２と、上相ブロック５１の上面５１ｕ及び下相第一ブロック７１ａの上面７１ａｕ等とを別部品のバスバを介して接続してもよい。この場合であっても、上相ブロック５１及び下相第一ブロック７１ａ等とコンデンサ本体部３３との距離が短くなるように接続する。

また、実施形態、及び、図６に示す変形例では、上相放熱板５０と上相ブロック５１とを別体としたが、上相放熱板５０と上相ブロック５１とは一体であってもよい。半導体モジュール１及び１Ａにおいて、上相ブロック５１が上相第二素子部１２のＩＧＢＴ１２ａと上相第三素子部１３のＩＧＢＴ１３ａとの間に配置されていることに限定されず、例えば、上相第一素子部１１のＩＧＢＴ１１ａと上相第二素子部１２のＩＧＢＴ１２ａとの間に上相ブロック５１が配置されていてもよい。

半導体モジュール１において、下アーム側の下相第一ブロック７１ａ，７１ｂ、下相第二ブロック７２ａ，７２ｂ及び下相第三ブロック７３ａ，７３ｂは、モールド部９０内において互いに接続されていてもよい。同様に、半導体モジュール１Ａにおいて、下アーム側の下相第一ブロック７１ａ，７１ｂ、下相第二ブロック７２ａ，７２ｂ及び下相第三ブロック７３ａ，７３ｂは、モールド部９０Ｂ内において互いに接続されていてもよい。

実施形態、及び、図６に示す変形例では、モールド部９０の下面９０ｄに上相放熱板５０の下面５０ｄ、及び、下相第一放熱板６１〜下相第三放熱板６３の下面６１ｄ〜６３ｄが露出するものとしたが、これらの放熱板の下面がモールド部９０の下面９０ｄに露出していなくてもよい。

また、本発明は、半導体モジュール１及び１Ａに示すように三相の電流を制御するものに限定されず、四相以上（例えば六相）の電流を制御するものに適用してもよい。

１，１Ａ…半導体モジュール、１１…上相第一素子部（第一半導体素子部）、１２…上相第二素子部（第二半導体素子部）、１３…上相第三素子部（第三半導体素子部）、２１…下相第一素子部（第四半導体素子部）、２２…下相第二素子部（第五半導体素子部）、２３…下相第三素子部（第六半導体素子部）、３１…正極端子（第一コンデンサ側入出力端子）、３２…負極端子（第二コンデンサ側入力端子）、３３…コンデンサ本体部（コンデンサ）、４１…第一出力端子（第一入出力端子）、４２…第二出力端子（第二入出力端子）、４３…第三出力端子（第三入出力端子）、５０…上相放熱板（第一電極、第一放熱板）、５０ｄ…上相放熱板の下面（第一放熱面）、５１…上相ブロック（第一電極、第一金属ブロック）、５１ｕ…上相ブロックの上面（第一露出面）、６１…下相第一放熱板（第二放熱板）、６１ｕ…下相第一放熱板の上面（第一接続面）、６１ｄ…下相第一放熱板の下面（第二放熱面）、６２…下相第二放熱板（第三放熱板）、６２ｕ…下相第二放熱板の上面（第二接続面）、６２ｄ…下相第二放熱板の下面（第三放熱面）、６３…下相第三放熱板（第四放熱板）、６３ｕ…下相第三放熱板の上面（第三接続面）、６３ｄ…下相第三放熱板の下面（第四放熱面）、７１ａ，７１ｂ…下相第一ブロック（第二電極）、７１ａｕ，７１ｂｕ…下相第一ブロックの上面（第二露出面）、７２ａ，７２ｂ…下相第二ブロック（第二電極）、７２ａｕ，７２ｂｕ…下相第二ブロックの上面（第二露出面）、７３ａ，７３ｂ…下相第三ブロック（第二電極）、７３ａｕ，７３ｂｕ…下相第三ブロックの上面（第一ブロック面）、９０，９０Ａ，９０Ｂ…モールド部、９０ｕ，９０Ａｕ，９０Ｂｕ…モールド部の上面（厚さ方向における一方の面）、９０ｄ，９０Ａｄ，９０Ｂｄ…モールド部の下面（厚さ方向における他方の面）。

Claims (3)

1. 板状のモールド部と、
   前記モールド部の厚さ方向における一方の面に露出した第一露出面を有する第一電極と、
   前記モールド部の厚さ方向における一方の面に露出した第二露出面を有する第二電極と、
   前記モールド部内に配置され、前記第一電極に接続された第一半導体素子部、第二半導体素子部、及び、第三半導体素子部と、
   前記モールド部内に配置され、前記第二電極に接続された第四半導体素子部、第五半導体素子部、及び、第六半導体素子部と、
   前記第一露出面に接続された第一コンデンサ側入出力端子と、
   前記第二露出面に接続された第二コンデンサ側入出力端子と、
   前記モールド部の厚さ方向における一方の面側に配置され、前記第一コンデンサ側入出力端子及び前記第二コンデンサ側入出力端子に接続されたコンデンサと、
   前記第一半導体素子部と前記第四半導体素子部とに接続された第一入出力端子と、
   前記第二半導体素子部と前記第五半導体素子部とに接続された第二入出力端子と、
   前記第三半導体素子部と前記第六半導体素子部とに接続された第三入出力端子と、
   を備える半導体モジュール。
2. 前記第一電極は、
   前記第一露出面を有する第一金属ブロックと、
   前記モールド部の厚さ方向における他方の面に露出した第一放熱面を有し、前記第一金属ブロックに接続された第一放熱板と、を有する、請求項１に記載の半導体モジュール。
3. 前記モールド部の厚さ方向における他方の面に露出する第二放熱面と、前記第二放熱面の反対側に位置すると共に前記第四半導体素子部に接続された第一接続面と、を有し、前記第一入出力端子に接続された第二放熱板と、
   前記モールド部の厚さ方向における他方の面に露出する第三放熱面と、前記第三放熱面の反対側に位置すると共に前記第五半導体素子部に接続された第二接続面と、を有し、前記第二入出力端子に接続された第三放熱板と、
   前記モールド部の厚さ方向における他方の面に露出する第四放熱面と、前記第四放熱面の反対側に位置すると共に前記第六半導体素子部に接続された第三接続面と、を有し、前記第三入出力端子に接続された第四放熱板と、
   を更に備える、請求項１又は２に記載の半導体モジュール。

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