(57)【要約】【課題】ケース内側の側壁部へ気泡が付着することを抑制する半導体装置、電力変換装置、及び半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】一方の面に導体層１２を有する基板１と、基板１と平行な方向に延在し、基板１を収容するように開口部が形成された底部、及び底部に対し垂直方向に延在し、内側の少なくとも一部に凹凸形状５１が形成された側壁部を有したケース５と、基板１の導体層１２上に接合部を介して搭載された半導体素子３、４と、少なくとも一部がケース５の外部に配置された外部電極と、半導体素子３、４及び外部電極を接続する電極接続部７と、ケース５の内部を封止する封止部９とから半導体装置１０を構成する。【選択図】      図１
2020188042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の面に導体層を有する基板と、
前記基板と平行な方向に延在し、前記基板を収容するように開口部が形成された底部、及び前記底部に対し垂直方向に延在し、内側の少なくとも一部に凹凸形状が形成された側壁部を有したケースと、
前記基板の前記導体層上に接合部を介して搭載された半導体素子と、
少なくとも一部が前記ケースの外部に配置された外部電極と、
前記半導体素子及び前記外部電極を接続する電極接続部と、
前記ケースの内部を封止する封止部と
を備えた半導体装置。
【請求項２】
前記凹凸形状は前記ケースの前記底部に対し垂直方向に延伸する請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記凹凸形状が形成された前記側壁部は、前記基板側から鉛直上方向に向かうにしたがって外側に傾斜する、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記凹凸形状は鋸歯状である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記凹凸形状は半円状である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記凹凸形状の凸部の間隔は、予め定められた抑制する気泡の直径よりも短く形成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と
を備えた電力変換装置。
【請求項８】
基板の一方の面に形成された導体層上に配置された接合材上に半導体素子を搭載する半導体素子搭載工程と、
前記接合材を硬化させ接合部を形成し、前記接合部を介して前記導体層及び前記半導体素子を接合する接合部形成工程と、
開口部が形成された底部、及び前記底部に対し垂直方向に延在し、内側の少なくとも一部に凹凸形状が形成された側壁部を有したケースを、前記開口部が前記基板を収容するように設置するケース設置工程と、
電極接続部によって前記半導体素子、及び少なくとも一部が前記ケースの外部に配置された外部電極を接続する電極接続工程と、
前記ケース内に封止材を注入し封止部を形成する封止部形成工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記封止部形成工程において前記ケースに注入された前記封止材を、減圧し脱泡する第１の脱泡工程を備える、請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記封止部形成工程において前記ケースに注入された前記封止材に、振動を与え脱泡する第２の脱泡工程を備える、請求項８又は請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置、電力変換装置、及び半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体モジュールにおいて、上蓋、側壁、内壁の一体成形よりなり、上蓋に開口部を有し、かつ上蓋の下面に微細な凹凸形状を形成した樹脂ケースを用いて、エポキシ樹脂を上蓋の開口部から充填し、シリコンゴム層上にエポキシ樹脂層を形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この構成により、エポキシ樹脂とケース下面との接触面積を多くでき、また開口部端縁ではエポキシ樹脂が突出部に当たって落下するので充填速度が和らげられ、上蓋下面に生ずる空気層を減ずることができるため、空気層とシリコンゴム層間のエポキシ樹脂層にヒビが入ることを防止できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−３４２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、充填された封止材中に発生した気泡の脱泡はできず、気泡がケース内部の側壁に付着し残留することによって、半導体装置の絶縁性を低下させるおそれがあるという課題があった。
【０００５】
本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、ケース内側の側壁部へ気泡が付着することを抑制する半導体装置、電力変換装置、及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示にかかる半導体装置は、一方の面に導体層を有する基板と、前記基板と平行な方向に延在し、前記基板を収容するように開口部が形成された底部、及び前記底部に対し垂直方向に延在し、内側の少なくとも一部に凹凸形状が形成された側壁部を有したケースと、前記基板の前記導体層上に接合部を介して搭載された半導体素子と、少なくとも一部が前記ケースの外部に配置された外部電極と、前記半導体素子及び前記外部電極を接続する電極接続部と、前記ケースの内部を封止する封止部とを備えたものである。
【０００７】
本開示にかかる電力変換装置は、本開示の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路とを備えたものである。
【０００８】
本開示にかかる半導体装置の製造方法は、基板の一方の面に形成された導体層上に配置された接合材上に半導体素子を搭載する半導体素子搭載工程と、前記接合材を硬化させ接合部を形成し、前記接合部を介して前記導体層及び前記半導体素子を接合する接合部形成工程と、開口部が形成された底部、及び前記底部に対し垂直方向に延在し、内側に凹凸形状が形成された側壁部を有したケースを、前記開口部が前記基板を収容するように設置するケース設置工程と、電極接続部によって前記半導体素子、及び少なくとも一部が前記ケースの外部に配置された外部電極を接続する電極接続工程と、前記ケース内に封止材を注入し封止部を形成する封止部形成工程とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、ケース内側の側壁部へ気泡が付着することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかるパワーモジュールを示す長辺側の断面図。
【図２】実施の形態１にかかる封止前のパワーモジュールを示す上面図。
【図３】実施の形態１にかかる凹凸形状の拡大図。
【図４】実施の形態１にかかるパワーモジュールの製造方法の工程を示す図。
【図５】実施の形態１にかかるパワーモジュールの製造方法を示す工程図。
【図６】実施の形態１にかかるパワーモジュールの一部を示す概略構成図。
【図７】実施の形態１にかかる凹凸形状の上面断面図。
【図８】実施の形態１にかかる封止前のパワーモジュールを示す上面図。
【図９】実施の形態１にかかる凹凸形状を示す変形例。
【図１０】実施の形態２にかかる電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかるパワーモジュールを示す長辺側の断面図であり、図２は、実施の形態１にかかる封止前のパワーモジュールを示す上面図である。本実施の形態では、半導体装置としてパワーモジュールの例を記載する。
実施の形態１にかかるパワーモジュール１０は、基板１、半導体素子であるダイオード素子３及びトランジスタ素子４、内側の側壁部に凹凸形状５１が形成されたケース５、ケースに配置された外部電極であるソース電極６１、ドレイン電極６２、及び信号端子６３、並びにワイヤ７及びワイヤ７０を備える。さらに、パワーモジュール１０では、基板１の導体層１１側がベース板２に設置される。
以下、詳細を説明する。
【００１２】
基板１には、一方の面に導体層１１が形成され、もう一方の面に導体層１２が形成される。基板１の導体層１１側がベース板２に配置される。導体層１２上には接合部（図示せず）が形成される。
【００１３】
ダイオード素子３及びトランジスタ素子４は、それぞれ表面に表面電極３１、４１、及び裏面に裏面電極（図示せず）が形成される。ダイオード素子３及びトランジスタ素子４は、接合部上に搭載され、それぞれ接合部を介して裏面電極と導体層１２とが接合される。
【００１４】
ケース５は、開口部が形成された底部、及び底部に対し垂直方向に延在し、内側の全体に凹凸形状５１が形成された側壁部を有し、開口部が基板１を収容するように接着剤８、例えばシリコーン樹脂によって基板１に設置される。
【００１５】
外部電極であるソース電極６１、ドレイン電極６２、及び信号端子６３は、少なくとも一部がケース５の外部に配置される。
ソース電極６１は、電極接続部、例えばワイヤ７を介してダイオード素子３の表面電極３１及びトランジスタ素子４の表面電極４１と電気的に接続される。
ドレイン電極６２及び導体層１２は、はんだ又はろう等を介して電気的に接続される。
信号端子６３は、ワイヤ７０を介してトランジスタ素子４の信号電極４２、例えばゲート電極、温度センサー電極と電気的に接続される。
【００１６】
図３は、実施の形態１にかかる凹凸形状の拡大図である。
凹凸形状５１は、ケース５内側の側壁部（以下、「側壁部」という）に繰り返し形成された鋸歯状の凸部であり、隣り合う凸部の頂点の間隔を、ピッチａとする。このとき、凹凸形状５１は底部に対し垂直方向に延伸している。
【００１７】
ここで、ピッチａを側壁部への付着を抑制すべき気泡の直径よりも短く形成する。例えば、直径０．５ｍｍ以下の気泡の付着を抑制する場合、ピッチａは０．５ｍｍ未満にする。
【００１８】
液体と気体の界面では、表面積を小さくする方向に表面張力が働くため、平滑な側壁部に付着した気泡は側壁部から離れづらい。一方、凹凸形状５１が形成されたケース５では、ピッチａよりも直径の大きい気泡はピッチａに収まらないため安定しづらく、側壁部から離れやすくなるため、気泡が側壁部に付着することなく液面へと浮上する。
【００１９】
以上のとおり、パワーモジュール１０の凹凸形状５１の凸部の間隔は、予め定められた抑制する気泡の直径よりも短く形成される。
【００２０】
これによって、ピッチａよりも直径が大きい気泡は側壁部へ付着せず、封止材９０の液面へ浮上し脱泡されるため、側壁部へ気泡が付着することを抑制でき、パワーモジュール１０の絶縁性の低下を防ぐことができる。
【００２１】
図４は、実施の形態１にかかるパワーモジュールの製造方法を示す工程図であり、図５は実施の形態１にかかるパワーモジュールの製造方法を示す工程図である。
図４（ａ）に示すように、一方の面に導体層１１が形成され、他方の導体層１２が形成された基板１の導体層１１側をベース板２に設置する。導体層１２上に接合材（図示せず）、例えば板状のはんだを配置する。配置された接合材上に、半導体素子であるダイオード素子３及びトランジスタ素子４を搭載する（半導体素子搭載工程）。基板１に配置された接合材を、例えばリフロー炉を用いて加熱硬化させ、ダイオード素子３及びトランジスタ素子４のそれぞれの裏面に形成された裏面電極（図示せず）と導体層１２とをそれぞれ接合する接合部（図示せず）を形成する（接合部形成工程）。
【００２２】
図４（ｂ）に示すように、開口部が形成された底部、及び底部に対し垂直方向に延在し、金型又はレーザ加工等によって鋸歯状の凹凸形状５１が形成された側壁部を有したケース５の底部の外側に接着剤８を塗布し、底部が基板１と平行になるように基板１上に設置する。ケース５が設置された基板１を、例えば５０℃以上１５０℃以下のオーブンで３０分間加熱して接着剤８を硬化させることにより、ケース５は基板１に設置される（ケース設置工程）。
【００２３】
また、ケース５には、例えばインサート成型によって、予め外部電極となるソース電極６１、ドレイン電極６２（図示せず）、及び信号端子６３を配置する。このとき、外部電極の少なくとも一部がケース５の外部に配置される。
【００２４】
図４（ｃ）に示すように、ワイヤ７を介してソース電極６１、ダイオード素子３の表面に形成された表面電極３１、及びトランジスタ素子４のの表面に形成された表面電極４１を電気的に接続する（電極接続工程）。また、はんだ又はろう等を介してドレイン電極６２及び導体層１２を電気的に接続し、ワイヤ７０を介して信号端子６３及びトランジスタ素子４の信号電極４２を電気的に接続する。
【００２５】
図４（ｄ）に示すように、ケース５の内部に封止材９０を充填し、例えば加熱により硬化させ、封止部９を形成する（封止部形成工程）。
【００２６】
以上のとおり、パワーモジュール１０の製造方法は、基板１の一方の面に形成された導体層１２上に配置された接合材上に半導体素子３、４を搭載する半導体素子搭載工程と、接合材を硬化させ接合部を形成し、接合部を介して導体層１２及び半導体素子３、４を接合する接合部形成工程と、開口部が形成された底部、及び底部に対し垂直方向に延在し、内側の少なくとも一部に凹凸形状５１が形成された側壁部を有したケース５を、開口部が基板１を収容するように設置するケース設置工程と、電極接続部によって半導体素子３、４、及び少なくとも一部がケース５の外部に配置された外部電極を接続する電極接続工程と、ケース５内に封止材９０を注入し封止部９を形成する封止部形成工程とを備えたものである。
【００２７】
これによって、気泡は側壁部へ付着せず、封止材９０の液面へ浮上し脱泡されるため、側壁部へ気泡が付着することを抑制でき、絶縁性の低下を防ぐことができるパワーモジュール１０を製造できる。
【００２８】
なお、パワーモジュール１０の製造方法は、封止部形成工程において、封止材９０が充填されたケース５を、例えば真空デシケータに投入して減圧することにより、気泡の体積を増大させ脱泡する脱泡工程をさらに備えてもよい。
また、パワーモジュール１０の製造方法は、封止部形成工程において、封止材９０が充填されたケース５に、例えば１０Ｈｚ以上１ｋＨｚ以下の振動数で振動を与え脱泡する脱泡工程、ケース５を傾けて脱泡する脱泡工程等を備えてもよい。
【００２９】
これによって、封止材９０に残留した気泡の脱泡を加速させることができる。
【００３０】
また、図６は、実施の形態１にかかるパワーモジュールの一部を示す概略構成図であり、図７は、実施の形態１にかかる凹凸形状の上面断面図である。図６のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、及びＣ−Ｃ断面を、それぞれ図７に示す。ケース５の側壁部の基板１側をＡ−Ａ断面とし、基板１側から鉛直上方向に向かってＢ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面とする。
【００３１】
図７に示すように、凹凸形状５１が形成された側壁部を、基板１側から鉛直上方向に向かうにしたがってパワーモジュール１０の外側に傾斜させる。このとき、例えば凹凸形状５１の凹部の頂点の位置を一定とし、基板１側から鉛直上方向に向かうにしたがって凸部の頂点をパワーモジュール１０の外側にゆるやかに傾斜させればよい。
【００３２】
以上のとおり、凹凸形状５１が形成された側壁部は、基板１側から鉛直上方向に向かうにしたがって外側に傾斜する。
【００３３】
これによって、気泡は側壁部に形成された凹凸形状５１の傾斜を伝って封止材９０の液面へと導かれるため、効率よく脱泡できる。
【００３４】
また、図８は、実施の形態１にかかる封止前のパワーモジュールを示す上面図であり、図９は、実施の形態１にかかる凹凸形状を示す変形例である。
側壁部に鋸歯状の凹凸形状５１を形成する例を示したが、側壁部に図８に示すように四角形の凹凸形状５１を形成してもよい。図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、端部の角が取れた凹凸形状５１を形成してもよい。また、半円状の凹凸形状５１を形成してもよい。
【００３５】
それぞれ凹凸形状５１の隣り合う凸部の頂点の間隔をピッチａとし、ピッチａを側壁部への付着を抑制すべき気泡の直径よりも短く形成することによって、気泡は側壁部へ付着せず、封止材９０の液面へ浮上し脱泡されるため、側壁部へ気泡が付着することを抑制でき、絶縁性の低下を防ぐことができる
【００３６】
さらに、凹凸形状５１のそれぞれの一辺の長さ、深さ、又は角度等を変化させ、凹凸形状５１をそれぞれ異なる形状としてもよい。ピッチａは一定でなくてもよい。
【００３７】
また、凹凸形状５１はケース５内部の長辺側の側壁部にのみ形成した例を示したが、短辺側の側壁部に形成してもよく、長辺側及び短辺側のいずれの側壁部に形成してもよい。
【００３８】
また、ケース５の長辺側の側壁部全体に凹凸形状５１を形成した例を示したが、側壁部の一部のみに形成してもよい。すなわち、側壁部の少なくとも一部に凹凸形状５１を形成すればよいが、凹凸形状５１を側壁部全体に形成することにより、より側壁部へ気泡が付着することを抑制でき、絶縁性の低下を防ぐことができる。
【００３９】
また、底部に対し垂直方向に延伸した凹凸形状５１の例を示したが、底部に対して水平方向に延伸した凹凸形状５１にしてもよい。底部に対し斜め方向に延伸させてもよい。
【００４０】
また、基板１は、例えば金属ベース基板、ガラスエポキシ基板、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、アルミナ、又は炭化窒素等のセラミック基板を用いればよい。
【００４１】
また、基板１の両面に形成される導体層１１、１２には、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｕ、又はＡｇ等の金属を用いればよい。
【００４２】
また、ケース５には、例えばＰＰＳ（ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ）樹脂、ＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）樹脂を用いればよい。
【００４３】
また、パワーモジュール１０に１対のダイオード素子３及びトランジスタ素子４を用いる１ｉｎ１のモジュール構造を示したが、２対の２ｉｎ１、６対の６ｉｎ１であってもよい。
【００４４】
また、トランジスタ素子４には、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、又はＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いればよい。
【００４５】
また、ワイヤ７、７０には、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｌ被覆Ｃｕ、又はＡｕ等を用いることができる。ワイヤ７、７０をリボンボンド、バスバーにしてもよい。
【００４６】
また、電極接続部としてワイヤ７、７０を用いた例を示したが、プレート電極を用いて外部電極、ダイオード素子３、及びトランジスタ素子４を接続してもよい。
【００４７】
また、封止材９０は、シリコーンゲル又はエポキシ樹脂等を用いればよい。封止材９０を加熱硬化させ封止部９を形成する例を示したが、常温硬化させる封止材９０を用いてもよい。
【００４８】
また、接合材として板状のはんだを用いた例を示したが、Ａｇフィラーをエポキシ樹脂に分散させた導電性接着剤、ナノ粒子を低温焼成させるＡｇナノパウダ又はＣｕナノパウダ等を用いてもよい。
【００４９】
以上のとおり、パワーモジュール１０は、一方の面に導体層１２を有する基板１と、基板１と平行な方向に延在し、基板１を収容するように開口部が形成された底部、及び底部に対し垂直方向に延在し、内側の少なくとも一部に凹凸形状５１が形成された側壁部を有したケース５と、基板１の導体層１２上に接合部を介して搭載された半導体素子３、４と、少なくとも一部がケース５の外部に配置された外部電極と、半導体素子３、４及び外部電極を接続する電極接続部７と、ケース５の内部を封止する封止部９とを備えたものである。
【００５０】
これによって、気泡は側壁部へ付着せず、封止材９０の液面へ浮上し脱泡されるため、側壁部へ気泡が付着することを抑制でき、パワーモジュール１０の絶縁性の低下を防ぐことができる。
【００５１】
実施の形態２．
本実施の形態は、上述した実施の形態１にかかるパワーモジュール１０を電力変換装置に適用したものである。本開示は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、実施の形態２として、三相のインバータに本開示を適用した場合について説明する。
【００５２】
図１０は、本実施の形態にかかる電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。
【００５３】
図１０に示す電力変換システムは、電源１００、電力変換装置２００、負荷３００から構成される。電源１００は、直流電源であり、電力変換装置２００に直流電力を供給する。電源１００は種々のもので構成することが可能であり、例えば、直流系統、太陽電池、蓄電池で構成することができるし、交流系統に接続された整流回路やＡＣ／ＤＣコンバータで構成することとしてもよい。また、電源１００を、直流系統から出力される直流電力を所定の電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによって構成することとしてもよい。
【００５４】
電力変換装置２００は、電源１００と負荷３００の間に接続された三相のインバータであり、電源１００から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に交流電力を供給する。電力変換装置２００は、図１０に示すように、直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路２０１と、主変換回路２０１を制御する制御信号を主変換回路２０１に出力する制御回路２０３とを備えている。
【００５５】
負荷３００は、電力変換装置２００から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷３００は特定の用途に限られるものではなく、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車、鉄道車両、エレベーター、もしくは、空調機器向けの電動機として用いられる。
【００５６】
以下、電力変換装置２００の詳細を説明する。主変換回路２０１は、スイッチング素子と還流ダイオードを備えており（図示せず）、スイッチング素子がスイッチングすることによって、電源１００から供給される直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に供給する。主変換回路２０１の具体的な回路構成は種々のものがあるが、本実施の形態にかかる主変換回路２０１は２レベルの三相フルブリッジ回路であり、６つのスイッチング素子とそれぞれのスイッチング素子に逆並列された６つの還流ダイオードから構成することができる。主変換回路２０１の各スイッチング素子や各還流ダイオードの少なくともいずれかは、上述した実施の形態１、２のいずれかに相当するパワーモジュール２０２に適用する。６つのスイッチング素子は２つのスイッチング素子ごとに直列接続され上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を構成する。そして、各上下アームの出力端子、すなわち主変換回路２０１の３つの出力端子は、負荷３００に接続される。
【００５７】
また、主変換回路２０１は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路（図示なし）を備えているが、駆動回路はパワーモジュール２０２に内蔵されていてもよいし、パワーモジュール２０２とは別に駆動回路を備える構成であってもよい。駆動回路は、主変換回路２０１のスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成し、主変換回路２０１のスイッチング素子の制御電極に供給する。具体的には、後述する制御回路２０３からの制御信号に従い、スイッチング素子をオン状態にする駆動信号とスイッチング素子をオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子の制御電極に出力する。スイッチング素子をオン状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以上の電圧信号（オン信号）であり、スイッチング素子をオフ状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以下の電圧信号（オフ信号）となる。
【００５８】
制御回路２０３は、負荷３００に所望の電力が供給されるよう主変換回路２０１のスイッチング素子を制御する。具体的には、負荷３００に供給すべき電力に基づいて主変換回路２０１の各スイッチング素子がオン状態となるべき時間（オン時間）を算出する。例えば、出力すべき電圧に応じてスイッチング素子のオン時間を変調するＰＷＭ制御によって主変換回路２０１を制御することができる。そして、各時点においてオン状態となるべきスイッチング素子にはオン信号を、オフ状態となるべきスイッチング素子にはオフ信号が出力されるよう、主変換回路２０１が備える駆動回路に制御指令（制御信号）を出力する。駆動回路は、この制御信号に従い、各スイッチング素子の制御電極にオン信号又はオフ信号を駆動信号として出力する。
【００５９】
本実施の形態に係る電力変換装置では、主変換回路２０１のスイッチング素子と還流ダイオードとして実施の形態１、２にかかるパワーモジュール２０２を適用するため、ケース５内部の側壁へ気泡が付着することを抑制でき、パワーモジュール１０の絶縁性の低下を防ぐことができる。
【００６０】
本実施の形態では、２レベルの三相インバータに本開示を適用する例を説明したが、本開示は、これに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用することができる。本実施の形態では、２レベルの電力変換装置としたが３レベルやマルチレベルの電力変換装置であっても構わないし、単相負荷に電力を供給する場合には単相のインバータに本開示を適用しても構わない。また、直流負荷等に電力を供給する場合にはＤＣ／ＤＣコンバータやＡＣ／ＤＣコンバータに本開示を適用することも可能である。
【００６１】
また、本開示を適用した電力変換装置は、上述した負荷が電動機の場合に限定されるものではなく、例えば、放電加工機やレーザ加工機、又は誘導加熱調理器や非接触器給電システムの電源装置として用いることもでき、さらには太陽光発電システムや蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いることも可能である。
【００６２】
なお、本開示において半導体装置としてパワーモジュールを用いた例を示したが、半導体素子としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子を用いたＬＥＤ照明装置、又は半導体レーザ素子を用いた半導体レーザ装置等を、半導体装置として用いてもよい。
【００６３】
また、各実施の形態を自由に組み合わせることや、各実施の形態を適宜、変形、省略することも、本開示の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１  基板、２  ベース板、３  ダイオード素子、４  トランジスタ素子、５  ケース、
７、７０  ワイヤ、８  接着剤、９  封止部、
１０、２０２  パワーモジュール、１１、１２  導体層、３１、４１  表面電極、
４２  信号電極、５１  凹凸形状、６１  ソース電極、６２  ドレイン電極、
６３  信号端子、９０  封止材、１００  電源、２００  電力変換装置、
２０１  主変換回路、２０３  制御回路、３００  負荷。
【図１】
2020188042.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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