(57)【要約】  サージ電圧に起因する電力変換用半導体素子の破壊を抑制しながら、装置全体の配線インダクタンスを小さくすることが可能な電力変換装置を提供する。  このパワーモジュール１００は、パワーモジュール本体部１００ａを備え、パワーモジュール本体部１００ａは、パワーモジュール本体部１００ａ内に間隔を隔てて配置されたＰ側導電板３、第１Ｎ側導電板４ａおよび第２Ｎ側導電板４ｂと、Ｐ側導電板３の表面上に配置されるＰ側半導体素子５と、第１Ｎ側導電板４ａの表面上に配置され、Ｐ側半導体素子５と電気的に接続されるＮ側半導体素子６と、パワーモジュール本体部１００ａの内部において、Ｐ側半導体素子５とＮ側半導体素子６との間にＰ側導電板３と第２Ｎ側導電板４ｂとに接続するように配置され、サージ電圧を抑制するためのコンデンサ１３とを含む。
2012073571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置本体部を備え、
前記電力変換装置本体部は、
前記電力変換装置本体部内に間隔を隔てて配置された第１導電板および第２導電板と、
前記第１導電板の表面上に配置される第１電力変換用半導体素子と、
前記第２導電板の表面上に配置され、前記第１電力変換用半導体素子と電気的に接続される第２電力変換用半導体素子と、
前記電力変換装置本体部の内部において、前記第１電力変換用半導体素子と前記第２電力変換用半導体素子との間に前記第１導電板と前記第２導電板とに接続するように配置され、サージ電圧を抑制するためのコンデンサとを含む、電力変換装置。
【請求項２】
前記コンデンサは、前記第１電力変換用半導体素子と前記第２電力変換用半導体素子との間に前記第１導電板と前記第２導電板とに直接接続するように配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記コンデンサは、前記第１電力変換用半導体素子と前記第２電力変換用半導体素子との間に前記第１導電板と前記第２導電板とに跨るように配置されている、請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１電力変換用半導体素子の一方電極と、前記第２電力変換用半導体素子の一方電極とが互いに電気的に接続され、
前記コンデンサは、前記第１導電板を介して前記第１電力変換用半導体素子の他方電極に電気的に接続されるとともに、前記第２導電板を介して前記第２電力変換用半導体素子の他方電極に電気的に接続されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記電力変換装置本体部は、表面に前記第１導電板および前記第２導電板が形成され、裏面に裏面側導電板が形成される絶縁基板をさらに含み、
前記第２導電板は、前記第２電力変換用半導体素子が形成される素子側第２導電板と、負側入出力端子が形成される端子側第２導電板とを含み、
前記コンデンサは、前記第１導電板と前記端子側第２導電板とに直接接続するように配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１電力変換用半導体素子および前記第２電力変換用半導体素子の前記第１導電板および前記第２導電板とは反対側において、前記第１電力変換用半導体素子および前記第２電力変換用半導体素子に電気的に接続される配線基板をさらに備え、
前記コンデンサは、前記電力変換装置本体部の内部の前記配線基板と反対側において、前記第１導電板および前記第２導電板に直接接続するように配置されている、請求項５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記電力変換装置本体部は、
表面に前記第１導電板および前記第２導電板が形成され、裏面に裏面側導電板が形成される第１絶縁基板と、
前記第１絶縁基板との間に前記第１電力変換用半導体素子および前記第２電力変換用半導体素子を挟んで前記第１絶縁基板に対向するように配置される第２絶縁基板とをさらに含み、
前記コンデンサは、前記第１絶縁基板側において、前記第１導電板と前記第２導電板とに直接接続するように配置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記第１電力変換用半導体素子および前記第２電力変換用半導体素子は、電圧駆動型トランジスタ素子を含み、
前記コンデンサは、前記電力変換装置本体部の内部において、前記第１導電板に形成される前記電圧駆動型トランジスタ素子と前記第２導電板に形成される前記電圧駆動型トランジスタ素子との間に前記第１導電板と前記第２導電板とに直接接続するように配置されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記第１電力変換用半導体素子および前記第２電力変換用半導体素子は、前記電圧駆動型トランジスタ素子に並列接続される還流ダイオード素子を含み、
前記コンデンサは、前記電力変換装置本体部の内部において、前記第１導電板に形成される前記還流ダイオード素子と前記第２導電板に形成される前記還流ダイオード素子との間に前記第１導電板と前記第２導電板とに直接接続するように配置されている、請求項８に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関し、特に、電力変換用半導体素子を備える電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力変換用半導体素子を備える電力変換装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。【０００３】
上記特許文献１には、ＩＧＢＴ（電力変換用半導体素子）と、ＩＧＢＴに電気的に接続されるリードフレームと、ＩＧＢＴとリードフレームとを内部に含むように設けられるモールド樹脂とを備える半導体装置（電力変換装置）が開示されている。この半導体装置では、ＩＧＢＴがスイッチングされることにより、ＩＧＢＴのコレクタとエミッタとの間で、電流が流れるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０３６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の半導体装置では、ＩＧＢＴ（電力変換用半導体素子）がスイッチングされる際に、サージ電圧が発生することにより、電力変換用半導体素子が破壊される場合があるという問題点がある。また、一般に、上記のような従来の電力変換装置では、装置全体の配線インダクタンスを小さくすることが望まれている。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、サージ電圧に起因する電力変換用半導体素子の破壊を抑制しながら、装置全体の配線インダクタンスを小さくすることが可能な電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による電力変換装置は、電力変換装置本体部を備え、電力変換装置本体部は、電力変換装置本体部内に間隔を隔てて配置された第１導電板および第２導電板と、第１導電板の表面上に配置される第１電力変換用半導体素子と、第２導電板の表面上に配置され、第１電力変換用半導体素子と電気的に接続される第２電力変換用半導体素子と、電力変換装置本体部の内部において、第１電力変換用半導体素子と第２電力変換用半導体素子との間に第１導電板と第２導電板とに接続するように配置され、サージ電圧を抑制するためのコンデンサとを含む。
【０００８】
この一の局面による電力変換装置では、上記のように、第１導電板の表面上に配置される第１電力変換用半導体素子と、第２導電板の表面上に配置され、第１電力変換用半導体素子と電気的に接続される第２電力変換用半導体素子とを電力変換装置本体部に設けることによって、第１電力変換用半導体素子と第２電力変換用半導体素子とが、それぞれ、異なる２つの電力変換装置本体部に別個に設けられる場合と比べて、第１電力変換用半導体素子と第２電力変換用半導体素子との間の距離を小さくすることができるので、第１電力変換用半導体素子と第２電力変換用半導体素子との間の配線インダクタンスを小さくすることができる。また、電力変換装置本体部の内部において、第１電力変換用半導体素子と第２電力変換用半導体素子との間に第１導電板と第２導電板とに接続するようにコンデンサを設けることによって、サージ電圧に起因する電力変換用半導体素子の破壊を抑制することができるとともに、コンデンサが電力変換装置本体部の外部に設けられる場合と比べて、第１電力変換用半導体素子および第２電力変換用半導体素子とコンデンサとの間の距離が小さくなるので、第１電力変換用半導体素子および第２電力変換用半導体素子とコンデンサとの間の配線インダクタンスを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態によるパワーモジュールの構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるパワーモジュールの構成を示すＸ方向に沿った断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるパワーモジュールを側方から見た図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるパワーモジュール本体部の平面図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるパワーモジュール本体部のケースをはずした状態の平面図である。
【図６】図４の４００−４００線に沿った断面図である。
【図７】図４の５００−５００線に沿った断面図である。
【図８】図４の６００−６００線に沿った断面図である。
【図９】図４の７００−７００線に沿った断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態によるパワーモジュール本体部の内部の構成を説明するための分解斜視図である。
【図１１】本発明の第１実施形態によるパワーモジュールの回路図である。
【図１２】本発明の第１実施形態によるパワーモジュールが適用されたチョッパ回路の回路図である。
【図１３】比較例によるパワーモジュールが適用されたチョッパ回路の回路図である。
【図１４】比較例によるパワーモジュールが適用されたチョッパ回路のシミュレーションの結果を示す図である。
【図１５】本発明の第１実施形態によるパワーモジュールが適用されたチョッパ回路のシミュレーションの結果を示す図である。
【図１６】本発明の第２実施形態によるパワーモジュール本体部のＰ側半導体素子が設けられる側の平面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態によるパワーモジュール本体部のＮ側半導体素子が設けられる側の平面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態によるパワーモジュール本体部の矢印Ｙ１方向側から見た側面図である。
【図１９】本発明の第２実施形態によるパワーモジュール本体部の矢印Ｘ２方向側から見た側面図である。
【図２０】本発明の第２実施形態によるパワーモジュール本体部の内部の構成を説明するための分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照して、本発明の第１実施形態によるパワーモジュール１００の構成について説明する。なお、パワーモジュール１００は、本発明の「電力変換装置」の一例である。
【００１２】
図１に示すように、本発明の第１実施形態によるパワーモジュール１００は、３つのパワーモジュール本体部１００ａ、１００ｂおよび１００ｃと、配線基板２００とにより構成されている。なお、パワーモジュール本体部１００ａ、１００ｂおよび１００ｃは、それぞれ、本発明の「電力変換装置本体部」の一例である。
【００１３】
パワーモジュール１００は、モータなどに接続される３相インバータ回路を構成している。このパワーモジュール１００を構成するパワーモジュール本体部１００ａ、１００ｂおよび１００ｃのそれぞれの矢印Ｘ１方向側の部分は、３相インバータ回路の上側アーム（Ｐ側）として機能する。また、パワーモジュール本体部１００ａ、１００ｂおよび１００ｃのそれぞれの矢印Ｘ２方向側の部分は、３相インバータ回路の下側アーム（Ｎ側）として機能する。なお、パワーモジュール本体部１００ａ、１００ｂおよび１００ｃは、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電力変換を行うものとする。また、パワーモジュール本体部１００ａ、１００ｂおよび１００ｃは、それぞれ、略同様の構成を有しているので、以下では、主としてパワーモジュール本体部１００ａについて説明する。
【００１４】
図２に示すように、配線基板２００の内部には、導電性の金属板からなるＰ相ブスバ２００ａ、Ｕ相ブスバ２００ｂおよびＮ相ブスバ２００ｃが設けられている。また、図１に示すように、これらのＰ相ブスバ２００ａ、Ｕ相ブスバ２００ｂおよびＮ相ブスバ２００ｃの一部は、パワーモジュール本体部１００ａの後述するＰ側端子接続部１０ａ、Ｕ相端子接続部１１ｃおよびＮ側端子接続部１２ｂに対応するように配線基板２００の下面（矢印Ｚ２方向側の面）から露出している。なお、配線基板２００の内部には、パワーモジュール本体部１００ｂおよび１００ｃの後述するＶ相端子接続部およびＷ相端子接続部に対応するように、Ｖ相ブスバおよびＷ層ブスバが設けられている。
【００１５】
パワーモジュール本体部１００ａは、パワーモジュール本体部１００ａの上面（矢印Ｚ１方向側の面）において配線基板２００に電気的に接続されるように構成されている。具体的には、図１〜図３に示すように、パワーモジュール本体部１００ａの後述するＰ側端子接続部１０ａ、Ｕ相端子接続部１１ｃおよびＮ側端子接続部１２ｂ（細かい点状の網掛け部参照）と、配線基板２００のＰ相ブスバ２００ａ、Ｕ相ブスバ２００ｂおよびＮ相ブスバ２００ｃの配線基板２００の下面（矢印Ｚ２方向側の面）から露出した部分とがバンプ電極３００を介して接合されるように構成されている。
【００１６】
また、図３に示すように、パワーモジュール本体部１００ａと配線基板２００とは、所定の距離（空間）を隔てて配置されるように構成されている。この空間には、たとえば、熱伝導性を有する樹脂などが充填される。これにより、パワーモジュール１００の放熱性を高めながら、パワーモジュール本体部１００ａ、パワーモジュール本体部１００ｂおよびパワーモジュール本体部１００ｃと、配線基板２００とを固定することが可能になる。また、樹脂により、パワーモジュール本体部１００ａと配線基板２００とを接続するＰ相ブスバ２００ａ、Ｎ相ブスバ２００ｃ、Ｕ相ブスバ２００ｂが腐食するのを抑制することが可能になる。なお、樹脂の代わりに、熱伝導性のコンパウンドを用いてもよい。
【００１７】
次に、図４〜図１１を参照して、本発明の第１実施形態によるパワーモジュール本体部１００ａの詳細な構成について説明する。
【００１８】
図４〜図１０に示すように、パワーモジュール本体部１００ａには、金属板１と、絶縁基板２と、Ｐ側導電板３と、第１Ｎ側導電板４ａと、第２Ｎ側導電板４ｂと、２つのＰ側半導体素子５と、２つのＮ側半導体素子６と、４つの柱状電極７と、２つのＰ側制御端子８と、２つのＮ側制御端子９と、Ｐ側端子１０と、Ｕ相端子１１と、Ｎ側端子１２と、スナバコンデンサ１３とが設けられている。なお、金属板１は、本発明の「裏面側電極」の一例である。また、Ｐ側導電板３は、本発明の「第１導電板」の一例である。また、第１Ｎ側導電板４ａは、本発明の「第２導電板」および「素子側第２導電板」の一例である。また、第２Ｎ側導電板４ｂは、本発明の「第２導電板」および「端子側第２導電板」の一例である。また、柱状電極７は、本発明の「電極用導体」の一例である。また、Ｎ側端子１２は、本発明の「負側入出力端子」の一例である。また、スナバコンデンサ１３は、本発明の「コンデンサ」の一例である。
【００１９】
また、パワーモジュール本体部１００ａのＰ側導電板３と、第１Ｎ側導電板４ａと、第２Ｎ側導電板４ｂと、Ｐ側半導体素子５と、Ｎ側半導体素子６と、柱状電極７と、スナバコンデンサ１３とは、樹脂などからなるケース１４に覆われている。また、Ｐ側端子１０と、Ｕ相端子１１と、Ｎ側端子１２とは、ケース１４の上面（矢印Ｚ１方向側の面）から露出している。また、金属板１、Ｐ側導電板３、第１Ｎ側導電板４ａおよび第２Ｎ側導電板４ｂは、銅などの金属からなる。また、絶縁基板２は、セラミックなどの絶縁物からなる。このパワーモジュール本体部１００ａでは、金属板１、絶縁基板２およびＰ側導電板３により、Ｐ側の絶縁回路基板が構成され、金属板１、絶縁基板２、第１Ｎ側導電板４ａおよび第２Ｎ側導電板４ｂにより、Ｎ側の絶縁回路基板が構成されている。なお、Ｐ側半導体素子５は、本発明の「第１電力変換用半導体素子」の一例である。また、Ｎ側半導体素子６は、本発明の「第２電力変換用半導体素子」の一例である。
【００２０】
２つのＰ側半導体素子５は、１つのＰ側トランジスタ素子５ａと、１つのＰ側ダイオード素子５ｂとにより構成されている。このＰ側トランジスタ素子５ａは、たとえば、ＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）である。また、Ｐ側ダイオード素子５ｂは、たとえば、ＳＢＤ（ショットキーバリアダイオード）である。なお、Ｐ側ダイオード素子５ｂは、還流ダイオードとしての機能を有する。図１１に示すように、Ｐ側トランジスタ素子５ａと、Ｐ側ダイオード素子５ｂとは、電気的に並列に接続されている。具体的には、Ｐ側ダイオード素子５ｂのカソード電極は、Ｐ側トランジスタ素子５ａのドレイン電極に電気的に接続されている。また、Ｐ側ダイオード素子５ｂのアノード電極は、Ｐ側トランジスタ素子５ａのソース電極に電気的に接続されている。なお、Ｐ側トランジスタ素子５ａは、本発明の「電圧駆動型トランジスタ素子」の一例である。また、Ｐ側ダイオード素子５ｂは、本発明の「還流ダイオード素子」の一例である。
【００２１】
Ｐ側トランジスタ素子５ａのドレイン電極およびＰ側ダイオード素子５ｂのカソード電極は、Ｐ側導電板３に電気的に接続されている。図１０に示すように、Ｐ側トランジスタ素子５ａおよびＰ側ダイオード素子５ｂの下面（矢印Ｚ２方向側の面）は、半田からなる接合材１５を介してＰ側導電板３の上面（矢印Ｚ１方向側の面）に接合されている。なお、Ｐ側トランジスタ素子５ａおよびＰ側ダイオード素子５ｂは、Ｐ側導電板３の表面においてＹ方向に所定の間隔を隔てて並んで配置されている。また、Ｐ側トランジスタ素子５ａは、Ｐ側ダイオード素子５ｂよりも矢印Ｙ１方向側に配置されている。なお、半田からなる接合材１５の代わりに、Ａｇナノペーストからなる接合材を用いてもよい。
【００２２】
同様に、２つのＮ側半導体素子６は、１つのＮ側トランジスタ素子６ａと、１つのＮ側ダイオード素子６ｂとにより構成されている。このＮ側ダイオード素子６ｂは、還流ダイオードとしての機能を有する。図１１に示すように、Ｎ側トランジスタ素子６ａと、Ｎ側ダイオード素子６ｂとは、電気的に並列に接続されている。具体的には、Ｎ側ダイオード素子６ｂのカソード電極は、Ｎ側トランジスタ素子６ａのドレイン電極に電気的に接続されている。また、Ｎ側ダイオード素子６ｂのアノード電極は、Ｎ側トランジスタ素子６ａのソース電極に電気的に接続されている。なお、Ｎ側トランジスタ素子６ａは、本発明の「電圧駆動型トランジスタ素子」の一例である。また、Ｎ側ダイオード素子６ｂは、本発明の「還流ダイオード素子」の一例である。
【００２３】
図１０に示すように、Ｎ側トランジスタ素子６ａおよびＮ側ダイオード素子６ｂは、第１Ｎ側導電板４ａの上面（矢印Ｚ１方向側の面）においてＹ方向に並んで配置されている。また、Ｎ側トランジスタ素子６ａは、Ｎ側ダイオード素子６ｂよりも矢印Ｙ１方向側に配置されている。なお、Ｐ側トランジスタ素子５ａおよびＮ側トランジスタ素子６ａと、Ｐ側ダイオード素子５ｂおよびＮ側ダイオード素子６ｂとは、それぞれ、Ｘ方向に並んで配置されている。また、Ｐ側トランジスタ素子５ａおよびＰ側ダイオード素子５ｂは、Ｎ側トランジスタ素子６ａおよびＮ側ダイオード素子６ｂよりも矢印Ｘ１方向側に配置されている。
【００２４】
２つのＰ側制御端子８は、それぞれ、Ｐ側トランジスタ素子５ａの上面（矢印Ｚ１方向側の面）に設けられたゲート電極およびソース電極に対してワイヤボンディングによりワイヤ８ａを介して接続されている。同様に、２つのＮ側制御端子９は、それぞれ、Ｎ側トランジスタ素子６ａの上面に設けられたゲート電極およびソース電極に対してワイヤボンディングによりワイヤ９ａを介して接続されている。これら２つのＰ側制御端子８および２つのＮ側制御端子９は、パワーモジュール本体部１００ａのケース１４の矢印Ｙ１方向側の側面から矢印Ｙ１方向側に突出している。
【００２５】
Ｐ側端子１０は、接合材１５を介してＰ側導電板３の上面（矢印Ｚ１方向側の面）に接合されるように構成されている。また、Ｐ側端子１０は、Ｐ側導電板３を介してＰ側トランジスタ素子５ａのドレイン電極およびＰ側ダイオード素子５ｂのカソード電極に電気的に接続されるように構成されている。なお、Ｐ側端子１０は、Ｚ方向に延びる柱状に形成されている。
【００２６】
Ｕ相端子１１は、Ｕ相端子部１１ａと、Ｐ側−Ｎ側接続用電極部１１ｂとにより構成されている。図１０に示すように、Ｕ相端子部１１ａは、Ｘ方向およびＹ方向に延びる平板状に形成されている。また、Ｐ側−Ｎ側接続用電極部１１ｂは、Ｙ方向およびＺ方向に延びる柱状に形成されている。
【００２７】
Ｕ相端子部１１ａは、Ｐ側トランジスタ素子５ａおよびＰ側ダイオード素子５ｂのそれぞれの上面（矢印Ｚ１方向側の面）に接合材１５を介して接合された２つの柱状電極７の上面に接合されるように構成されている。また、Ｕ相端子部１１ａは、２つの柱状電極７を介して、Ｐ側トランジスタ素子５ａのソース電極およびＰ側ダイオード素子５ｂのアノード電極に対して電気的に接続されるように構成されている。なお、柱状電極７は、上端面が略平坦に形成されるＺ方向に延びる柱状に形成されている。
【００２８】
Ｐ側−Ｎ側接続用電極部１１ｂは、接合材１５を介して第１Ｎ側導電板４ａの上面（矢印Ｚ１方向側の面）に接合されるように構成されている。このＰ側−Ｎ側接続用電極部１１ｂは、Ｕ相端子部１１ａに接続されるＰ側半導体素子５（Ｐ側トランジスタ素子５ａおよびＰ側ダイオード素子５ｂ）と、第１Ｎ側導電板４ａに接続されるＮ側半導体素子６（Ｎ側トランジスタ素子６ａおよびＮ側ダイオード素子６ｂ）とを電気的に接続するために設けられている。具体的には、Ｐ側トランジスタ素子５ａのソース電極およびＰ側ダイオード素子５ｂのアノード電極と、Ｎ側トランジスタ素子６ａのドレイン電極およびＮ側ダイオード素子６ｂのカソード電極とがＰ側−Ｎ側接続用電極部１１ｂにより電気的に接続される。
【００２９】
Ｎ側端子１２は、Ｘ方向およびＹ方向に延びる平板状に形成されており、接続電極１２ａを介して、第２Ｎ側導電板４ｂの上面（矢印Ｚ１方向側の面）に接合されている。また、Ｎ側端子１２は、Ｎ側トランジスタ素子６ａおよびＮ側ダイオード素子６ｂのそれぞれの上面（矢印Ｚ１方向側の面）に接合材１５を介して接合された２つの柱状電極７の上面に接合されるように構成されている。また、Ｎ側端子１２は、２つの柱状電極７を介してＮ側トランジスタ素子６ａのソース電極およびＮ側ダイオード素子６ｂのアノード電極に対して電気的に接続されるように構成されている。
【００３０】
また、Ｐ側端子１０、Ｕ相端子１１およびＮ側端子１２の上面（矢印Ｚ１方向側の面）には、それぞれ、Ｐ側端子接続部１０ａ、Ｕ相端子接続部１１ｃおよびＮ側端子接続部１２ｂ（図１、図４および図１０の細かい点状の網掛け部参照）が設けられている。これらのＰ側端子接続部１０ａ、Ｕ相端子接続部１１ｃおよびＮ側端子接続部１２ｂは、配線基板２００との電気的接続をとるために設けられている。また、これらのＰ側端子接続部１０ａ、Ｕ相端子接続部１１ｃおよびＮ側端子接続部１２ｂは、パワーモジュール本体部１００ａと配線基板２００との間で流入および流出する電流の流入口および流出口として機能する。なお、上記したＰ側端子接続部１０ａ、Ｕ相端子接続部１１ｃおよびＮ側端子接続部１２ｂに対応するように、パワーモジュール本体部１００ｂにはＰ側端子接続部、Ｖ相端子接続部およびＮ側端子接続部が設けられ、パワーモジュール本体部１００ｃにはＰ側端子接続部、Ｗ相端子接続部およびＮ側端子接続部が設けられている。
【００３１】
ここで、第１実施形態では、Ｐ側導電板３と第２Ｎ側導電板４ｂとに直接接続されるように、スナバコンデンサ１３が設けられている。また、スナバコンデンサ１３は、Ｐ側導電板３と第２Ｎ側導電板４ｂとに跨るように配置されている。なお、スナバコンデンサ１３の矢印Ｘ１方向の端部、および、矢印Ｘ２方向の端部には、それぞれ、電極１３ａが設けられている。また、スナバコンデンサ１３の電極１３ａの間の部分１３ｂは、セラミックから構成されている。そして、電極１３ａと、Ｐ側導電板３および第２Ｎ側導電板４ｂとが半田１３ｃにより接合されている。これにより、スナバコンデンサ１３は、Ｐ側トランジスタ素子５ａのドレイン電極と、Ｎ側トランジスタ素子６ａのソース電極に電気的に接続される。また、スナバコンデンサ１３は、Ｐ側ダイオード素子５ｂのカソード電極と、Ｎ側ダイオード素子６ｂのアノード電極に電気的に接続される。なお、スナバコンデンサ１３は、Ｐ側トランジスタ素子５ａやＮ側トランジスタ素子６ａがスイッチングされる際に発生するサージ電圧を抑制する機能を有する。なお、半田１３ｃの代わりに、Ａｇナノペーストからなる接合材を用いてもよい。
【００３２】
また、第１実施形態では、スナバコンデンサ１３は、平面的に見て（上方から見て）、柱状電極７に囲まれた領域に配置されている。また、スナバコンデンサ１３は、パワーモジュール本体部１００ａの内部の配線基板２００（図１参照）と反対側において、Ｐ側導電板３および第２Ｎ側導電板４ｂに配線を介さずに直接接続するように配置されている。
【００３３】
次に、図１２〜図１５を参照して、パワーモジュール本体部がスイッチングされる際に発生するサージ電圧の抑制について行ったシミュレーションについて説明する。
【００３４】
このシミュレーションでは、図１２に示すように、第１実施形態によるパワーモジュール本体部１００ａ（点線）に、直流電源２１と、電解コンデンサ２２と、ゲート回路２３と、負荷用リアクトル２４とを接続したチョッパ回路２５を仮定した。直流電源２１は、パワーモジュール本体部１００ａのＰ側端子１０とＮ側端子１２とに接続されている。また、電解コンデンサ２２は、直流電源２１とＰ側端子１０との間、および、直流電源２１とＮ側端子１２との間に接続されている。ゲート回路２３は、Ｎ側制御端子９に接続されている。そして、このチョッパ回路２５において、パワーモジュール本体部１００ａのＮ側端子１２に流れるソース電流Ｉｓをシミュレーションにより求めた。また、パワーモジュール本体部１００ａのＮ側端子１２と、Ｕ相端子１１との間の電圧Ｖｄｓをシミュレーションにより求めた。
【００３５】
また、比較例として、図１３に示すように、２つのパワーモジュール本体部８００ａおよび８００ｂ（点線）に、直流電源２１と、電解コンデンサ２２と、ゲート回路２３とを接続したチョッパ回路８０１を仮定した。なお、比較例によるパワーモジュール本体部８００ａ（８００ｂ）には、１つのＰ側トランジスタ素子８０２（Ｎ側トランジスタ素子８０４）と、１つのＰ側ダイオード素子８０３（Ｎ側ダイオード素子８０５）とが設けられる。また、チョッパ回路８０１には、パワーモジュール本体部８００ａのＰ側端子８０６と、パワーモジュール本体部８００ｂのＮ側端子８０７との間にスナバコンデンサ８０８が設けられている。そして、このチョッパ回路８０１において、パワーモジュール本体部８００ｂのＮ側端子８０７に流れるソース電流Ｉｓをシミュレーションにより求めた。また、パワーモジュール本体部８００ｂのＮ側端子８０７と、Ｕ相端子８０９との間の電圧Ｖｄｓをシミュレーションにより求めた。
【００３６】
なお、このシミュレーションでは、直流電源２１の電圧を３００Ｖと仮定し、パワーモジュール本体部がオン状態の際のソース電流Ｉｓを２００Ａと仮定した。また、キャリア周波数（ＰＷＭ制御の際、インバータで出力電圧のパルス幅を決めるための変調波の周波数）を１００ｋＨｚと仮定した。また、比較例によるパワーモジュール本体部８００ａおよび８００ｂの内部の配線インダクタンスを７．４２６ｎＨと仮定するとともに、第１実施形態によるパワーモジュール本体部１００ａの内部の配線インダクタンスを３．０８９８ｎＨと仮定した。なお、第１実施形態によるパワーモジュール本体部１００ａでは、１つのパワーモジュール本体部１００ａの内部にＰ側トランジスタ素子５ａ、Ｐ側ダイオード素子５ｂ、Ｎ側トランジスタ素子６ａ、および、Ｎ側ダイオード素子６ｂが設けられる一方、比較例によるパワーモジュール本体部８００ａおよび８００ｂでは、Ｐ側トランジスタ素子８０２およびＰ側ダイオード素子８０３と、Ｎ側トランジスタ素子８０４およびＮ側ダイオード素子８０５とが別個のパワーモジュール本体部に設けられている。このため、比較例によるパワーモジュール本体部８００ａおよび８００ｂの内部の配線インダクタンスを、第１実施形態によるパワーモジュール本体部１００ａの内部の配線インダクタンスよりも大きくした。
【００３７】
図１４は、比較例によるシミュレーションの結果を示している。縦軸は、電圧（Ｖ）と、ソース電流Ｉｓ（Ａ）を表わし、横軸は、時間を表わしている。そして、このシミュレーションにより、パワーモジュール本体部８００ａおよび８００ｂをオン状態からオフ状態にした場合に、配線インダクタンスに蓄積されていたエネルギが、図１３に示す閉回路（１点鎖線、ＬＣ回路）の中で共振した結果、サージ電圧が発生するとともに、リンギング（パルス状などの急峻な変化をする信号が、回路網を通過したときに生じる波状の波形）が発生することが判明した。
【００３８】
また、図１５は、第１実施形態によるシミュレーションの結果を示している。そして、このシミュレーションにより、パワーモジュール本体部１００ａをオン状態からオフ状態にした場合に、配線インダクタンスに蓄積されていたエネルギが、図１２に示す閉回路（１点鎖線、ＬＣ回路）の中で共振した結果、サージ電圧が発生するとともに、リンギングが発生することが判明した。なお、図１４に示す比較例によるシミュレーションにおけるリンギングは、パワーモジュール本体部８００ａおよび８００ｂがオフ状態にされてから、０．７７５μｓ（＝２３９．２−２３８．４２５）後に終了した一方、図１５に示す第１実施形態によるシミュレーションにおけるリンギングは、パワーモジュール本体部１００ａがオフ状態にされてから、０．３μｓ（＝２３８．５３−２３８．２３）後に終了することが判明した。すなわち、示す第１実施形態によるシミュレーションにおけるリンギングの方が早く終了することが確認された。また、サージ電圧の最大値は、図１４に示す比較例では、３７５Ｖになる一方、図１５に示す第１実施形態では、３３９Ｖになることが判明した。すなわち、第１実施形態では、サージ電圧が減少することが確認された。これは、第１実施形態の配線インダクタンス（３．０８９８ｎＨ）が、比較例の配線インダクタンス（７．４２６ｎＨ）よりも小さいので、サージ電圧が減少したと考えられる。なお、第１実施形態（比較例）において、スナバコンデンサ１３（８０８）を設けない場合では、サージ電圧の最大値は、比較例によるサージ電圧の最大値（３７５Ｖ）よりもさらに大きくなる。
【００３９】
第１実施形態では、上記のように、Ｐ側導電板３の表面上に配置されるＰ側半導体素子５と、第２Ｎ側導電板４ｂの表面上に配置され、Ｐ側半導体素子５と電気的に接続されるＮ側半導体素子６とをパワーモジュール本体部１００ａに設けることによって、Ｐ側半導体素子５とＮ側半導体素子６とが、それぞれ、異なる２つのパワーモジュール本体部に別個に設けられる場合と比べて、Ｐ側半導体素子５とＮ側半導体素子６との間の距離を小さくすることができるので、Ｐ側半導体素子５とＮ側半導体素子６との間の配線インダクタンスを小さくすることができる。また、パワーモジュール本体部１００ａの内部において、Ｐ側半導体素子５とＮ側半導体素子６との間にＰ側導電板３と第２Ｎ側導電板４ｂとに接続するようにスナバコンデンサ１３を設けることによって、サージ電圧に起因するＰ側半導体素子５およびＮ側半導体素子６の破壊を抑制することができるとともに、スナバコンデンサ１３がパワーモジュール本体部１００ａの外部の基板などに設けられる場合と比べて、Ｐ側半導体素子５およびＮ側半導体素子６とスナバコンデンサ１３との間の距離が小さくなるので、Ｐ側半導体素子５およびＮ側半導体素子６とスナバコンデンサ１３との間の配線インダクタンスを小さくすることができる。
【００４０】
また、第１実施形態では、上記のように、スナバコンデンサ１３を、Ｐ側半導体素子５とＮ側半導体素子６との間にＰ側導電板３と第２Ｎ側導電板４ｂとに直接接続するように配置する。これにより、スナバコンデンサ１３が配線などを介して配置される場合と比べて、スナバコンデンサ１３とＰ側導電板３および第２Ｎ側導電板４ｂとの間の配線インダクタンスを小さくすることができる。
【００４１】
また、第１実施形態では、上記のように、スナバコンデンサ１３を、Ｐ側半導体素子５とＮ側半導体素子６との間にＰ側導電板３と第２Ｎ側導電板４ｂとに跨るように配置する。これにより、スナバコンデンサ１３とＰ側導電板３とを容易に直接接続することができるとともに、スナバコンデンサ１３と第２Ｎ側導電板４ｂとを容易に直接接続することができる。
【００４２】
また、第１実施形態では、上記のように、Ｐ側半導体素子５のソース電極と、Ｎ側半導体素子６のドレイン電極とを互いに電気的に接続し、スナバコンデンサ１３を、Ｐ側導電板３を介してＰ側半導体素子５のドレイン電極に電気的に接続するとともに、第２Ｎ側導電板４ｂを介してＮ側半導体素子６のソース電極に電気的に接続する。これにより、Ｐ側半導体素子５およびＮ側半導体素子６のスイッチング時に生じるサージ電圧を、スナバコンデンサ１３により抑制することができる。
【００４３】
また、第１実施形態では、上記のように、パワーモジュール本体部１００ａが、Ｐ側導電板３の表面上に形成されるＰ側半導体素子５と、第１Ｎ側導電板４ａの表面上に形成されるＮ側半導体素子６との表面上に形成され、上方に延びる柱状を有するとともに、柱状の上端面が略平坦に形成されている柱状電極７を含み、スナバコンデンサ１３を、平面的に見て、柱状電極７に囲まれた領域に配置する。これにより、スナバコンデンサ１３が柱状電極７に囲まれた領域の外に配置されている場合と異なり、パワーモジュール本体部１００ａが大きくなるのを抑制することができる。また、柱状電極７を上方に延びる柱状を有するとともに、柱状の上端面を略平坦に形成することにより、電極がたとえば細いワイヤ状である場合と異なり、配線インダクタンスを小さくすることができる。その結果、配線インダクタンスが大きいことに起因して、Ｐ側半導体素子５およびＮ側半導体素子６が高速に動作できなくなるのを抑制することができる。また、柱形状の柱状電極７により、細いワイヤー状の電極を用いる場合よりも放熱量を増加させることができるので、放熱性を向上させることができる。
【００４４】
また、第１実施形態では、上記のように、パワーモジュール本体部１００ａが、表面にＰ側導電板３、第１Ｎ側導電板４ａおよび第２Ｎ側導電板４ｂが形成され、裏面に金属板１が形成される絶縁基板２を含み、スナバコンデンサ１３を、Ｐ側導電板３と第２Ｎ側導電板４ｂとを直接接続するように配置する。これにより、Ｐ側導電板３、第１Ｎ側導電板４ａ、第２Ｎ側導電板４ｂおよびスナバコンデンサ１３が、１つの絶縁基板２の表面上に形成されるので、Ｐ側導電板３、第１Ｎ側導電板４ａ、第２Ｎ側導電板４ｂおよびスナバコンデンサ１３が、それぞれ、異なる絶縁基板に形成される場合と異なり、パワーモジュール本体部１００ａが大きくなるのを抑制することができる。
【００４５】
また、第１実施形態では、上記のように、スナバコンデンサ１３を、パワーモジュール本体部１００ａの内部の配線基板２００と反対側において、Ｐ側導電板３および第２Ｎ側導電板４ｂに直接接続するように配置する。これにより、スナバコンデンサ１３が、Ｐ側導電板３および第２Ｎ側導電板４ｂ側に配置されるので、スナバコンデンサ１３と、Ｐ側導電板３および第２Ｎ側導電板４ｂとの間の距離が小さくなる。これにより、スナバコンデンサ１３と、Ｐ側導電板３および第２Ｎ側導電板４ｂとの間の配線インダクタンスを小さくすることができる。
【００４６】
（第２実施形態）
次に、図１６〜図２０を参照して、第２実施形態のパワーモジュール本体部１０１について説明する。この第２実施形態では、上記１つの絶縁基板の表面上に、Ｐ側半導体素子とＮ側半導体素子とが設けられる上記第１実施形態と異なり、２つの絶縁基板に挟まれるようにＰ側半導体素子とＮ側半導体素子とが設けられている。
【００４７】
図１６、図１８〜図２０に示すように、パワーモジュール本体部１０１では、絶縁基板１１２ａと絶縁基板１１２ｂとが対向するように配置されている。絶縁基板１１２ａには、金属板１１１ａと、絶縁基板１１２ａと、Ｐ側導電板１１３と、第１Ｎ側導電板１１４ａと、２つのＰ側半導体素子１１５と、２つの柱状電極１１７と、２つのＰ側制御端子１１８と、Ｐ側端子１２０と、Ｎ側端子１２２と、スナバコンデンサ１２３とが設けられている。また、金属板１１１ａは、接地されている。なお、金属板１１１ａは、本発明の「裏面側電極」の一例である。また、絶縁基板１１２ａおよび絶縁基板１１２ｂは、それぞれ、本発明の「第１絶縁基板」および「第２絶縁基板」の一例である。また、Ｐ側導電板１１３は、本発明の「第１導電板」の一例である。また、第１Ｎ側導電板１１４ａは、本発明の「第２導電板」の一例である。また、柱状電極１１７は、本発明の「電極用導体」の一例である。また、Ｎ側端子１２２は、本発明の「負側入出力端子」の一例である。また、スナバコンデンサ１２３は、本発明の「コンデンサ」の一例である。
【００４８】
また、図１７〜図２０に示すように、パワーモジュール本体部１０１の絶縁基板１１２ｂには、金属板１１１ｂと、第２Ｎ側導電板１１４ｂと、２つのＮ側半導体素子１１６と、２つの柱状電極１１７と、２のＮ側制御端子１１９と、Ｕ相端子１２１とが設けられている。また、金属板１１１ｂは、上記金属板１１１ａと異なり、接地（図１８および図１９参照）されない。これにより、金属板１１１ａおよび金属板１１１ｂの両方が接地されている場合と異なり、Ｕ相端子１２１と接地（アース）との間の浮遊容量が小さくなる。その結果、コモンモードノイズを低減することが可能となる。
【００４９】
また、金属板１１１ａ、Ｐ側導電板１１３、第１Ｎ側導電板１１４ａ、金属板１１１ｂおよび第２Ｎ側導電板１１４ｂは、銅などの金属からなる。また、絶縁基板１１２ａおよび１１２ｂは、セラミックなどの絶縁物からなる。このパワーモジュール本体部１０１では、金属板１１１ａ、絶縁基板１１２ａおよびＰ側導電板１１３により、Ｐ側の絶縁回路基板が構成され、金属板１１１ａ、絶縁基板１１２ａ、第１Ｎ側導電板１１４ａにより、Ｎ側の絶縁回路基板が構成されている。また、金属板１１１ｂ、絶縁基板１１２ｂ、第２Ｎ側導電板１１４ｂにより、Ｎ側の絶縁回路基板が構成されている。なお、Ｐ側半導体素子１１５は、本発明の「第１電力変換用半導体素子」の一例である。また、Ｎ側半導体素子１１６は、本発明の「第２電力変換用半導体素子」の一例である。
【００５０】
図１６に示すように、２つのＰ側半導体素子１１５は、１つのＰ側トランジスタ素子１１５ａと、１つのＰ側ダイオード素子１１５ｂとにより構成されている。このＰ側トランジスタ素子１１５ａは、たとえば、ＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）である。また、Ｐ側ダイオード素子１１５ｂは、たとえば、ＳＢＤ（ショットキーバリアダイオード）である。なお、Ｐ側ダイオード素子１１５ｂは、還流ダイオードとしての機能を有する。図１１に示す上記第１実施形態と同様に、Ｐ側トランジスタ素子１１５ａと、Ｐ側ダイオード素子１１５ｂとは、電気的に並列に接続されている。具体的には、Ｐ側ダイオード素子１１５ｂのカソード電極は、Ｐ側トランジスタ素子１１５ａのドレイン電極に電気的に接続されている。また、Ｐ側ダイオード素子１１５ｂのアノード電極は、Ｐ側トランジスタ素子１１５ａのソース電極に電気的に接続されている。なお、Ｐ側トランジスタ素子１１５ａは、本発明の「電圧駆動型トランジスタ素子」の一例である。また、Ｐ側ダイオード素子１１５ｂは、本発明の「還流ダイオード素子」の一例である。
【００５１】
Ｐ側トランジスタ素子１１５ａのドレイン電極およびＰ側ダイオード素子１１５ｂのカソード電極は、Ｐ側導電板１１３に電気的に接続されている。図２０に示すように、Ｐ側トランジスタ素子１１５ａおよびＰ側ダイオード素子１１５ｂの下面（矢印Ｚ２方向側の面）は、半田からなる接合材１２５を介してＰ側導電板１１３の上面（矢印Ｚ１方向側の面）に接合されている。なお、Ｐ側トランジスタ素子１１５ａおよびＰ側ダイオード素子１１５ｂは、Ｐ側導電板１１３の表面においてＹ方向に所定の間隔を隔てて並んで配置されている。また、Ｐ側トランジスタ素子１１５ａは、Ｐ側ダイオード素子１１５ｂよりも矢印Ｙ２方向側に配置されている。なお、半田からなる接合材１２５の代わりに、Ａｇナノペーストからなる接合材を用いてもよい。
【００５２】
同様に、図１７に示すように、２つのＮ側半導体素子１１６は、１つのＮ側トランジスタ素子１１６ａと、１つのＮ側ダイオード素子１１６ｂとにより構成されている。このＮ側ダイオード素子１１６ｂは、還流ダイオードとしての機能を有する。図１１に示す上記第１実施形態と同様に、Ｎ側トランジスタ素子１１６ａと、Ｎ側ダイオード素子１１６ｂとは、電気的に並列に接続されている。具体的には、Ｎ側ダイオード素子１１６ｂのカソード電極は、Ｎ側トランジスタ素子１１６ａのドレイン電極に電気的に接続されている。また、Ｎ側ダイオード素子１１６ｂのアノード電極は、Ｎ側トランジスタ素子１１６ａのソース電極に電気的に接続されている。なお、Ｎ側トランジスタ素子１１６ａは、本発明の「電圧駆動型トランジスタ素子」の一例である。また、Ｎ側ダイオード素子１１６ｂは、本発明の「還流ダイオード素子」の一例である。
【００５３】
図２０に示すように、Ｎ側トランジスタ素子１１６ａおよびＮ側ダイオード素子１１６ｂは、第２Ｎ側導電板１１４ｂの上面（矢印Ｚ２方向側の面）においてＹ方向に並んで配置されている。また、Ｎ側トランジスタ素子１１６ａは、Ｎ側ダイオード素子１１６ｂよりも矢印Ｙ２方向側に配置されている。なお、絶縁基板１１２ａと絶縁基板１１２ｂとが対向するように配置された状態では、Ｐ側トランジスタ素子１１５ａおよびＮ側トランジスタ素子１１６ａと、Ｐ側ダイオード素子１１５ｂおよびＮ側ダイオード素子１１６ｂとは、それぞれ、Ｘ方向に並んで配置されている。また、Ｐ側トランジスタ素子１１５ａおよびＰ側ダイオード素子１１５ｂは、Ｎ側トランジスタ素子１１６ａおよびＮ側ダイオード素子１１６ｂよりも矢印Ｘ１方向側に配置されている。
【００５４】
図１６に示すように、２つのＰ側制御端子１１８は、それぞれ、Ｐ側トランジスタ素子１１５ａの上面（矢印Ｚ１方向側の面）に設けられたゲート電極およびソース電極に対してワイヤボンディングによりワイヤ１１８ａを介して接続されている。同様に、図１７に示すように、２つのＮ側制御端子１１９は、それぞれ、Ｎ側トランジスタ素子１１６ａの上面に設けられたゲート電極およびソース電極に対してワイヤボンディングによりワイヤ１１９ａを介して接続されている。
【００５５】
図１６に示すように、Ｐ側端子１２０は、Ｐ側導電板１１３の上面（矢印Ｚ１方向側の面）に接合されるように構成されている。また、Ｐ側端子１２０は、Ｐ側導電板１１３を介してＰ側トランジスタ素子１１５ａのドレイン電極およびＰ側ダイオード素子１１５ｂのカソード電極に電気的に接続されるように構成されている。なお、Ｐ側端子１２０は、Ｘ方向およびＹ方向に延びる平板状に形成されている。
【００５６】
また、Ｎ側端子１２２は、第１Ｎ側導電板１１４ａの上面（矢印Ｚ１方向側の面）に接合されるように構成されている。また、Ｎ側端子１２２は、絶縁基板１１２ａと絶縁基板１１２ｂとが対向するように配置された状態では、第１Ｎ側導電板１１４ａを介してＮ側トランジスタ素子１１６ａのソース電極およびＮ側ダイオード素子１１６ｂのアノード電極に電気的に接続されるように構成されている。なお、Ｎ側端子１２２は、Ｘ方向およびＹ方向に延びる平板状に形成されている。
【００５７】
図１７に示すように、Ｕ相端子１２１は、第２Ｎ側導電板１１４ｂの上面（矢印Ｚ２方向側の面）に接合されるように構成されている。また、Ｕ相端子１２１は、第２Ｎ側導電板１１４ｂを介してＮ側トランジスタ素子１１６ａのドレイン電極およびＮ側ダイオード素子１１６ｂのカソード電極に電気的に接続されるように構成されている。なお、Ｕ相端子１２１は、Ｘ方向およびＹ方向に延びる平板状に形成されている。
【００５８】
また、Ｐ側端子１２０、Ｎ側端子１２２およびＵ相端子１２１は、図示しない配線基板との電気的接続をとるために設けられている。また、これらのＰ側端子１２０、Ｎ側端子１２２およびＵ相端子１２１は、パワーモジュール本体部１０１と配線基板との間で流入および流出する電流の流入口および流出口として機能する。
【００５９】
ここで、第２実施形態では、図１６に示すように、絶縁基板１１２ａ側に設けられるＰ側導電板１１３と第１Ｎ側導電板１１４ａとに配線を介さずに直接接続するようにスナバコンデンサ１２３が配置されている。また、スナバコンデンサ１２３は、Ｐ側導電板１１３と第１Ｎ側導電板１１４ａとに跨るように配置されている。なお、スナバコンデンサ１２３の矢印Ｘ１方向の端部、および、矢印Ｘ２方向の端部には、それぞれ、電極１２３ａが設けられている。また、スナバコンデンサ１２３の電極１２３ａの間の部分１２３ｂは、セラミックから構成されている。そして、電極１２３ａと、Ｐ側導電板１１３および第１Ｎ側導電板１１４ａとが半田１２３ｃにより接合されている。これにより、絶縁基板１１２ａと絶縁基板１１２ｂとが対向するように配置された状態では、スナバコンデンサ１２３は、Ｐ側トランジスタ素子１１５ａのドレイン電極と、Ｎ側トランジスタ素子１１６ａのソース電極に電気的に接続される。また、スナバコンデンサ１２３は、Ｐ側ダイオード素子１１５ｂのカソード電極と、Ｎ側ダイオード素子１１６ｂのアノード電極に電気的に接続される。なお、パワーモジュール本体部１０１は、Ｕ相の電力変換が行われる。また、Ｖ相、Ｗ相の電力変換を行うパワーモジュール本体部もパワーモジュール本体部１０１と略同様の構成を有している。
【００６０】
第２実施形態では、上記のように、パワーモジュール本体部１０１が、表面にＰ側導電板１１３および第１Ｎ側導電板１１４ａが形成され、裏面に金属板１１１ａが形成される絶縁基板１１２ａと、絶縁基板１１２ｂとの間にＰ側半導体素子１１５およびＮ側半導体素子１１６を挟んで絶縁基板１１２ａに対向するように配置される絶縁基板１１２ｂとを含み、スナバコンデンサ１２３を、絶縁基板１１２ａ側において、Ｐ側導電板１１３と第１Ｎ側導電板１１４ａとに直接接続するように配置する。これにより、スナバコンデンサ１２３が、Ｐ側導電板１１３および第１Ｎ側導電板１１４ａ側に配置されるので、スナバコンデンサ１２３と、Ｐ側導電板１１３および第１Ｎ側導電板１１４ａとの間の距離が小さくなる。これにより、スナバコンデンサ１２３と、Ｐ側導電板１１３および第１Ｎ側導電板１１４ａとの間の配線インダクタンスを小さくすることができる。
【００６１】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６２】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明の電力変換用半導体素子としてＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）およびＳＢＤ（ショットキーバリアダイオード）を用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、電力変換用半導体素子であれば、ＭＯＳＦＥＴおよびＳＢＤ以外の半導体素子を用いてもよい。
【００６３】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明の電圧駆動型トランジスタとしてＭＯＳＦＥＴを用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、電圧駆動型トランジスタであれば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などのその他のトランジスタを用いてもよい。
【００６４】
また、上記第１および第２実施形態では、還流ダイオードとして、ＳＢＤを用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、還流ダイオードであれば、ＦＲＤ（ファーストリカバリーダイオード）などのその他のダイオードを用いてもよい。
【００６５】
また、上記第１および第２実施形態では、パワーモジュール本体部のＰ側およびＮ側のそれぞれに、ＭＯＳＦＥＴとＳＢＤとを１セットずつ配置する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、パワーモジュール本体部のＰ側およびＮ側のそれぞれに、ＭＯＳＦＥＴとＳＢＤとを複数セットずつ配置してもよい。
【００６６】
また、上記第１および第２実施形態では、Ｐ側導電板および第１Ｎ側導電板に配線を介さずに直接半田により接続するようにスナバコンデンサが配置される例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、スナバコンデンサは、パワーモジュール本体部の内部に設けられていればよい。たとえば、スナバコンデンサを、短い配線を介してＰ側導電板および第１Ｎ側導電板との間にＰ側導電板および第１Ｎ側導電板と接続するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１、１１１ａ  金属板（裏面側電極板）
２  絶縁基板
３、１１３  Ｐ側導電板（第１導電板）
４ａ  第１Ｎ側導電板（第２導電板、素子側第２導電板）
４ｂ  第２Ｎ側導電板（第２導電板、端子側第２導電板）
５、１１５  Ｐ側半導体素子（第１電力変換用半導体素子）
５ａ、１１５ａ  Ｐ側トランジスタ素子（電圧駆動型トランジスタ素子）
５ｂ、１１５ｂ  Ｐ側ダイオード素子（還流ダイオード素子）
６、１１６  Ｎ側半導体素子（第２電力変換用半導体素子）
６ａ、１１６ａ  Ｐ側トランジスタ素子（電圧駆動型トランジスタ素子）
６ｂ、１１６ｂ  Ｐ側ダイオード素子（還流ダイオード素子）
７、１１７  柱状電極（電極用導体）
１２、１２２  Ｎ側端子（負側入力端子）
１３、１２３  スナバコンデンサ（コンデンサ）
１００  パワーモジュール（電力変換装置）
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１０１  パワーモジュール本体部（電力変換装置本体部）
１１２ａ  絶縁基板（第１絶縁基板）
１１２ｂ  絶縁基板（第２絶縁基板）
１１４ａ  第１Ｎ側導電板（第２導電板）
２００  配線基板
【図１】
2012073571.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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