(57)【要約】【課題】パワーモジュールの小型化を図る。【解決手段】パワーモジュールは、複数のパワー半導体チップ（37,39）と、該複数のパワー半導体チップ（37,39）が装着されるリードフレーム（41）と、パワー半導体チップ（37,39）とリードフレーム（41）とを一体的に封止する直方体形状のモールド樹脂部（43）とを備えている。リードフレーム（41）を、モールド樹脂部（43）の第１乃至第４側面（43a〜43d）のうち、少なくとも第１乃至第３側面（43a〜43c）のそれぞれから外側へリード（45）が延出するように構成する。【選択図】図６
2014093303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパワー半導体チップ（37,39）と、該複数のパワー半導体チップ（37,39）が装着されるリードフレーム（41）と、上記パワー半導体チップ（37,39）と上記リードフレーム（41）とを一体的に封止する直方体形状のモールド樹脂部（43）とを備えたパワーモジュールであって、
上記リードフレーム（41）は、上記モールド樹脂部（43）の順に並ぶ第１乃至第４の側面（43a〜43d）のうち、少なくとも上記第１乃至第３の側面（43a〜43c）のそれぞれから外側へリード（45）が延出するように構成されている
ことを特徴とするパワーモジュール。
【請求項２】
請求項１において、
上記モールド樹脂部（43）の上記第２の側面（43b）から延出するリード（45）は、上記第１又は第３の側面（43a,43c）から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲する屈曲リード（48）に構成されている
ことを特徴とするパワーモジュール。
【請求項３】
請求項２において、
上記リードフレーム（41）は、上記モールド樹脂部（43）の上記第４の側面からも外側へリード（45）が延出するように構成され、
上記モールド樹脂部（43）の上記第４の側面から延出するリード（45）は、上記第１又は第３の側面（43a,43c）から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲する屈曲リード（48）に構成されている
ことを特徴とするパワーモジュール。
【請求項４】
請求項２又は３において、
上記屈曲リード（48）のうち、上記第１の側面（43a）寄りのリード（45）は上記第１の側面から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲する一方、上記第３の側面（43c）寄りのリード（45）は上記第３の側面から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲している
ことを特徴とするパワーモジュール。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載のパワーモジュール（50）が実装されたプリント基板（61）を備え、
少なくとも上記パワーモジュール（50）の複数のリード（45）と、該複数のリード（45）が接合された上記プリント基板（61）の配線パターン（66）とが絶縁樹脂（65）によって封止された電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーモジュール及びそれを備えた電力変換装置に関し、特に、パワーモジュールの小型化に係る。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空気調和装置等の冷凍装置で用いられる圧縮機等の電動機の制御に電力変換装置が用いられている。また、電力変換装置には、複数のパワー半導体チップとリードフレームとを有し、これらがトランスファーモールドによってパッケージングされたパワーモジュールを有するものがある（下記特許文献１を参照）。
【０００３】
この種のパワーモジュールでは、通常、絶縁樹脂のモールド部が直方体形状に形成され、リードがモールド樹脂部の対向する２側面から外側へ延出する構造が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、電力変換装置の小型化を図るために、構造の工夫や材料性能の向上によるパワーモジュールの小型化が望まれている。しかしながら、上述のパワーモジュールでは、モールド樹脂部の１つの側面から延出するリードの本数、リードの幅、及びリード間に必要な絶縁距離によってリードが延出する側面の幅方向の必要最低限の長さが決まる。そのため、上述のように、複数のリードがモールド樹脂部の４つの側面のうちの対向する２つの側面のみから外側へ延出する構造では、パワーモジュールの小型化に限界があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、パワーモジュールの小型化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、複数のパワー半導体チップ（37,39）と、該複数のパワー半導体チップ（37,39）が装着されるリードフレーム（41）と、上記パワー半導体チップ（37,39）と上記リードフレーム（41）とを一体的に封止する直方体形状のモールド樹脂部（43）とを備えたパワーモジュールであって、上記リードフレーム（41）は、上記モールド樹脂部（43）の順に並ぶ第１乃至第４の側面（43a〜43d）のうち、少なくとも上記第１乃至第３の側面（43a〜43c）のそれぞれから外側へリード（45）が延出するように構成されている。
【０００８】
第１の発明では、直方体形状のモールド樹脂部（43）の少なくとも３つの側面（43a,43b,43c）のそれぞれから外側へリード（45）が延出している。つまり、パワーモジュール（50）のモールド樹脂部（43）の側面から外側へ延出する複数のリード（45）は、モールド樹脂部（43）の３つ又は４つの側面のそれぞれに割り当てられる。そのため、リード（45）がモールド樹脂部（43）の対向する２つの側面からのみ外側へ延出する構成に比べて、モールド樹脂部（43）の１つの側面から延出するリード（45）の本数が減少する。よって、モールド樹脂部（43）のリード（45）が延出する側面の幅が、リード（45）がモールド樹脂部（43）の対向する２つの側面からのみ外側へ延出する構成に比べて短くなる。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、上記モールド樹脂部（43）の上記第２の側面（43b）から延出するリード（45）は、上記第１又は第３の側面（43a,43c）から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲する屈曲リード（48）に構成されている。
【００１０】
第３の発明は、第２の発明において、上記リードフレーム（41）は、上記モールド樹脂部（43）の上記第４の側面からも外側へリード（45）が延出するように構成され、上記モールド樹脂部（43）の上記第４の側面から延出するリード（45）は、上記第１又は第３の側面（43a,43c）から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲する屈曲リード（48）に構成されている。
【００１１】
ところで、上述のように、直方体形状のモールド樹脂部（43）の３つ又は４つの側面のそれぞれからリード（45）を外側へ延出させることとすると、リード（45）がモールド樹脂部（43）の対向する２つの側面からのみ外側へ延出する従来の構成に比べてリードフレーム（41）の外形が大きくなる。そのため、リードフレーム（41）の材料費が増大すると共に、リードフレーム（41）の取り数が少なくなるため、製造コストを増大させるおそれがある。
【００１２】
これに対し、第２の発明では、モールド樹脂部（43）の第２の側面（43b）から延出するリード（45）を、隣接する第１又は第３の側面（43a,43c）から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲するように構成している。また、第３の発明では、モールド樹脂部（43）の第２の側面（43b）から延出するリード（45）だけでなく、第４の側面から延出するリード（45）も、隣接する第１又は第３の側面（43a,43c）から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲するように構成している。これにより、リードフレーム（41）の屈曲リード（48）の延出方向の長さが各段に短くなるため、リードフレーム（41）の外形が各段に小さくなる。
【００１３】
第４の発明は、第２又は第３の発明において、上記屈曲リード（48）のうち、上記第１の側面（43a）寄りのリード（45）は上記第１の側面から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲する一方、上記第３の側面（43c）寄りのリード（45）は上記第３の側面から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲している。
【００１４】
第４の発明では、屈曲リード（48）を、第１及び第３の側面（43a,43c）のうちの近い側面側へ屈曲するように構成している。これにより、逆側へ屈曲するように構成する場合に比べ、屈曲リード（48）の全長が短くなる。
【００１５】
第５の発明は、第１乃至第４のいずれか１つの発明に係るパワーモジュール（50）が実装されたプリント基板（61）を備え、少なくとも上記パワーモジュール（50）の複数のリード（45）と、該複数のリード（45）が接合された上記プリント基板（61）の配線パターン（66）とが絶縁樹脂（65）によって封止された電力変換装置である。
【００１６】
第５の発明では、複数のリード（45）と、該リード（45）が接合されたプリント基板（61）の配線パターン（66）とが絶縁樹脂（65）によって封止されるため、複数のリード（45）間の距離を短縮しても絶縁性が確保される。
【発明の効果】
【００１７】
第１の発明によれば、直方体形状のモールド樹脂部（43）の少なくとも３つの側面（43a,43b,43c）のそれぞれからリード（45）を外側へ延出させることとした。これにより、リード（45）がモールド樹脂部（43）の対向する２つの側面からのみ外側へ延出する従来の構成に比べて、モールド樹脂部（43）の１つの側面から外側へ延出するリード（45）の本数が減少するため、該側面の幅を従来の構成よりも短くすることができる。従って、パワーモジュール（50）を小型化することができる。
【００１８】
また、第２の発明によれば、モールド樹脂部（43）の第２の側面（43b）から延出するリード（45）を、隣接する第１又は第３の側面（43a,43c）から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲する屈曲リード（48）に構成することとした。また、第３の発明によれば、モールド樹脂部（43）の互いに対向する第２及び第４の側面（43b,43d）のそれぞれから延出するリード（45）を、隣接する第１又は第３の側面（43a,43c）から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲する屈曲リード（48）に構成することとした。これにより、リードフレーム（41）の屈曲リード（48）の延出方向の長さを各段に短くすることができるため、リードフレーム（41）の外形を、屈曲リード（48）を設けない場合に比べて各段に小さくすることができる。従って、リードフレーム（41）の材料費を削減することができると共に、リードフレーム（41）の取り数を増大させることができるため、製造コストを低減することができる。
【００１９】
また、第４の発明によれば、屈曲リード（48）を、第１及び第３の側面（43a,43c）のうちの近い側面側へ屈曲するように構成することとした。よって、逆側へ屈曲するように構成する場合に比べて、屈曲リード（48）の全長を短くすることができる。従って、リードフレーム（41）の材料費を削減することができるため、製造コストを低減することができる。
【００２０】
また、第５の発明によれば、複数のリード（45）と、該リード（45）が接合されたプリント基板（61）の配線パターン（66）を絶縁樹脂（65）によって封止することとしたため、複数のリード（45）間の距離を短縮しても絶縁性を確保することができる。よって、複数のリード（45）間の距離を短縮することで、パワーモジュール（50）の更なる小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施形態１に係る空気調和装置の構成を示す配管系統図である。
【図２】図２は、実施形態１の電力変換装置の電気回路図である。
【図３】図３は、実施形態１の電力変換装置及び冷媒冷却器を示す断面図である。
【図４】図４は、実施形態１のパワーモジュールを示す斜視図である。
【図５】図５は、実施形態１のパワーモジュールの側面図であり、一部を断面図で示すものである。
【図６】図６は、実施形態１のパワーモジュールの平面図であり、一部を断面図で示すものである。
【図７】図７（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれパワーモジュールのフレーム部分を切断する前の状態を示す平面図であり、図７（Ａ）は、実施形態１のパワーモジュールを示し、図７（Ｂ）は、モールド樹脂部の第１及び第３側面のみからリードを延出させたパワーモジュールを示し、図７（Ｃ）は、モールド樹脂部の全ての側面からリードが延出して屈曲リードを有さないパワーモジュールを示している。
【図８】図８は、実施形態２の電力変換装置及び冷媒冷却器を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態では、本発明に係る電力変換装置を備えた冷凍装置の一例として、空気調和装置について説明する。
【００２３】
《発明の実施形態１》
−全体構成−
空気調和装置（1）は、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行う冷媒回路（10）を有し、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うように構成されている。具体的には、空気調和装置（1）は、室外に設置される室外ユニット（11）と、室内に設置される室内ユニット（12）とを有している。室内ユニット（12）と室外ユニット（11）とが、２本の連絡配管（13,14）によって互いに接続されることで、閉回路となる冷媒回路（10）が構成される。
【００２４】
〈室外ユニット〉
室外ユニット（11）は、四方切換弁（15）とアキュムレータ（16）と圧縮機（17）と室外熱交換器（19）と室外ファン（20）と室外膨張弁（21）とを有している。
【００２５】
四方切換弁（15）は、第１から第４までの４つのポートを有し、冷媒回路（10）の冷媒の循環方向を切り換えるように構成されている。四方切換弁（15）は、冷房運転時に第１ポートと第２ポートを連通させ且つ第３ポートと第４ポートを連通させる状態（図１の実線で示す状態）となり、暖房運転時に第１ポートと第３ポートを連通させ且つ第２ポートと第４ポートとを連通させる状態（図１の破線で示す状態）となる。
【００２６】
アキュムレータ（16）は、鉄又はアルミニウム合金によって構成された密閉容器からなるケーシング（16a）を有し、該ケーシング（16a）の上部に接続された入口管が四方切換弁（15）の第４ポートに接続され、ケーシング（16a）の下部に接続された出口管が圧縮機（17）に接続されている。アキュムレータ（16）は、入口管からケーシング（16a）内に流入する冷媒のうち、ガス冷媒のみをケーシング（16a）の下部に接続された出口管を介して圧縮機（17）内へ流すように構成されている。
【００２７】
圧縮機（17）は、例えばスクロール圧縮機等の回転式圧縮機によって構成されている。本実施形態では、圧縮機（17）は、吸入配管がケーシング（17a）の内部空間で開口し、該内部空間が低圧圧力状態となる所謂低圧ドーム型の圧縮機に構成されている。また、圧縮機（17）のケーシング（17a）は、アルミニウム合金を用いてダイカスト成型によって構成されている。詳細については後述するが、本実施形態では、圧縮機（17）は、後述するパワーモジュール（50）を冷却する冷媒冷却器を構成する。
【００２８】
室外熱交換器（19）は、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成され、室外ファン（20）によって送風される。室外熱交換器（19）では、伝熱管の内部を流れる冷媒と、伝熱管の外部を通過する空気とが熱交換する。
【００２９】
室外膨張弁（21）は、例えば電子膨張弁によって構成されている。
【００３０】
〈室内ユニット〉
室内ユニット（12）は、室内熱交換器（24）と室内ファン（25）とを有している。室内熱交換器（24）は、例えばクロスフィン型のフィン・アンド・チューブ熱交換器によって構成され、室内ファン（25）によって送風される。室内熱交換器（24）では、伝熱管の内部を流れる冷媒と、伝熱管の外部を通過する空気とが熱交換する。
【００３１】
〈電力変換装置〉
室外ユニット（11）には、上記冷媒回路（10）の各構成部品の各駆動部に電力を供給するための電力変換装置（30）が設けられている。
【００３２】
図２に示すように、上記電力変換装置（30）は、各駆動部に供給する電力の制御や変換を行うための駆動回路（31）を備えている。なお、図２では、駆動回路（31）の一例として圧縮機（17）のモータ（18）に接続された圧縮機（17）用の駆動回路（31）を示している。駆動回路（31）は、コンバータ回路（32）と、コンデンサ回路（33）と、インバータ回路（34）とを備えている。
【００３３】
コンバータ回路（32）は、三相交流電源である商用電源（38）に接続されている。コンバータ回路（32）は商用電源（38）の交流電圧を直流電圧に変換するための回路であり、６つのダイオード（35）が三相ブリッジ結線されている。
【００３４】
コンデンサ回路（33）は、コンバータ回路（32）とインバータ回路（34）との間に接続され、コンデンサ（36）が接続されている。
【００３５】
インバータ回路（34）は、圧縮機（17）のモータ（18）に接続され、コンデンサ（36）の直流電圧を三相交流電圧に変換し、変換後の交流電圧を負荷となるモータ（18）に供給するものである。インバータ回路（34）は、６つのパワートランジスタ（37）がスイッチング素子として三相ブリッジ結線されている。各パワートランジスタ（37）には、帰還ダイオード（39）が並列に接続されている。インバータ回路（34）では、スイッチング素子のスイッチングが制御されることにより、モータ（18）に出力される交流電圧及びその周波数が増減し、モータ（18）の回転速度が調節される。なお、スイッチング素子のスイッチングは、制御回路（40）によって制御される。
【００３６】
このような構成により、電力変換装置（30）では、商用電源（38）の交流電圧をコンバータ回路（32）において直流電圧に変換し、該直流電圧をインバータ回路（34）において所望の周波数の交流電圧に変換した後、圧縮機（17）のモータ（18）等の駆動部に供給する。
【００３７】
インバータ回路（34）の６つのパワートランジスタ（37）及び６つの帰還ダイオード（39）は、それぞれベアチップによって構成され、本発明に係るパワー半導体チップを構成している。なお、本実施形態では、上記パワートランジスタ（37）と後述するパワートランジスタチップ（37）とは一対一に対応し、上記帰還ダイオード（39）と後述する帰還ダイオードチップ（39）とは一対一に対応するため、それぞれ同一の符号を用いて説明する。また、詳細については後述するが、インバータ回路（34）と制御回路（40）とは、一体的に絶縁樹脂によって封止されて１つのパワーモジュール（50）に構成されている。
【００３８】
図３に示すように、実施形態１では、電力変換装置（30）は、円筒状の圧縮機（17）のケーシング（17a）の胴部に取り付けられている。本実施形態では、圧縮機（17）は、ケーシング（17a）の胴部の中心軸が水平方向に延びるように設置され、電力変換装置（30）は、圧縮機（17）のケーシング（17a）の上に載置されて固定されている。
【００３９】
電力変換装置（30）は、ケーシング（60）と、上記パワーモジュール（50）が実装されたプリント基板（61）と、パワーモジュール（50）及びプリント基板（61）を封止する絶縁樹脂（65）と、パワーモジュール（50）を冷却する冷媒冷却器とを備えている。
【００４０】
ケーシング（60）は、アルミニウム等の熱伝導率の高い材料によって構成されている。ケーシング（60）は、上面が開口した箱状に形成され、内部に上記プリント基板（61）が収容されている。ケーシング（60）は、圧縮機（17）のケーシング（17a）の胴部に固定されている。
【００４１】
プリント基板（61）は、ガラスエポキシ樹脂によって形成された絶縁基板である。プリント基板（61）には、上記駆動回路（31）と制御回路（40）とが形成されている。具体的には、プリント基板（61）の下面には、駆動回路（31）のインバータ回路（34）と制御回路（40）とを含むパワーモジュール（50）が実装され、プリント基板（61）の上面には、駆動回路（31）のインバータ回路（34）以外の部分を構成する各種電装部品（62）が実装されると共に、各回路を構成する配線パターンが形成されている。プリント基板（61）は、パワーモジュール（50）の底面がケーシング（60）の底板に接触するようにケーシング（60）内に収容されている。なお、図３中の符号６３は、商用電源（38）（図２参照）に接続されたＡＣ入力端子を示し、符号６４は、モータ（18）（図２参照）に接続されたモータ端子を示している。
【００４２】
上記絶縁樹脂（65）は、エポキシ樹脂によって構成されている。絶縁樹脂（65）は、上記プリント基板（61）が収容されたケーシング（60）内に充填されている。このようにケーシング（60）内に充填された絶縁樹脂（65）によって、パワーモジュール（50）とプリント基板（61）とは一体的に封止されている。
【００４３】
上記冷媒冷却器は、圧縮機（17）によって構成されている。具体的には、上述のように、圧縮機（17）は、所謂低圧ドーム型の圧縮機に構成されている。そのため、ケーシング（17a）の内部において低圧ガス冷媒が流通する。また、圧縮機（17）のケーシング（17a）は、熱伝導率の高いアルミニウム合金によって構成され、該ケーシング（17a）には、電力変換装置（30）のケーシング（60）が取り付けられている。電力変換装置（30）のケーシング（60）は、アルミニウム等の熱伝導率の高い材料によって構成され、該ケーシング（60）の底板にパワーモジュール（50）の放熱面となる底面が接触している。このような構成により、稼働中に高温に発熱するパワーモジュール（50）は、圧縮機（17）のケーシング（17a）及び電力変換装置（30）のケーシング（60）を介して圧縮機（17）の内部を流通する冷媒回路（10）の低圧ガス冷媒と熱交換して（吸熱されて）冷却される。つまり、圧縮機（17）が、パワーモジュール（50）に熱的に接触され、内部に冷媒が流通して該パワーモジュール（50）を冷却する冷媒冷却器を構成している。
【００４４】
〈パワーモジュール〉
図４乃至図６に示すように、パワーモジュール（50）は、リードフレーム（41）を有し、トランスファーモールドによってパッケージングされている。
【００４５】
図５及び図６に示すように、パワーモジュール（50）は、インバータ回路（34）に接続される複数のパワー半導体チップ（パワートランジスタチップ（37）、帰還ダイオードチップ（39））と、リードフレーム（41）と、放熱板（42）と、これらを一体的に封止するモールド樹脂部（43）とを有している。なお、図示を省略しているが、実施形態１では、モールド樹脂部（43）には、複数のパワー半導体チップ（37,39）とリードフレーム（41）と放熱板（42）の他、上記制御回路（40）の構成要素も一体に封止されている。
【００４６】
リードフレーム（41）は、パワー半導体チップ（37,39）等のチップが装着される複数のダイパッド（44a〜44d）と、モールド樹脂部（43）の内部のインバータ回路（34）及び制御回路（40）を外部の電気回路に電気的に接続するための複数のリード（45）とを有している。
【００４７】
インバータ回路（34）のパワー半導体チップ（37,39）が装着されるダイパッド（44a〜44d）は４つ設けられ、第１〜第４ダイパッド（44a〜44d）が順に所定方向（図５における上下方向）に配列されている。第１〜第３ダイパッド（44a〜44c）には、それぞれパワー半導体チップであるパワートランジスタチップ（37）と帰還ダイオードチップ（39）とが１つずつ装着されている。一方、第４ダイパッド（44d）は、第１〜第３ダイパッド（44a〜44c）よりも大きく形成され、第４ダイパッド（44d）には、パワートランジスタチップ（37）と帰還ダイオードチップ（39）とが３つずつ装着されている。４つのダイパッド（44a〜44d）は、等間隔に配列されると共に、その間隔Ｌ１が１ｍｍ程度となるように形成されている。
【００４８】
インバータ回路（34）を構成するリード（45）は、５つ設けられている。５つのリード（45）は、第１〜第４ダイパッド（44a〜44d）の配列方向と等しい方向（図５における上下方向）に配列されている。第２〜第５リード（45b〜45e）は、第１〜第４ダイパッド（44a〜44d）にそれぞれ対応付けられ、対応する各ダイパッド（44a〜44d）と一体に形成されている。一方、第１リード（45a）は、第１〜第４ダイパッド（44a〜44d）のいずれとも一体には形成されていない。
【００４９】
上記５つのリード（45a〜45e）を含む複数のリード（45）は、モールド樹脂部（43）の内部のインナーリード（46）と、モールド樹脂部（43）の外部のアウターリード（47）とを有している。複数のリード（45）のうちのパワー半導体チップ（37,39）が電気的に接続される５つのリード（45a〜45e）のアウターリード（47）は、等間隔に配列されると共に、その間隔Ｌ２が１ｍｍ程度となるように配列されている。
【００５０】
モールド樹脂部（43）は、エポキシ樹脂を用いて、トランスファーモールドによって形成されている。モールド樹脂部（43）は、略直方体形状に形成されている。なお、モールド樹脂部（43）は、熱硬化性を有する絶縁樹脂であればいかなるものであってもよく、例えば、ウレタン樹脂であってもよい。
【００５１】
〈パワーモジュールのリードフレームの形状〉
次に、パワーモジュール（50）のリードフレーム（41）の形状について図７（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。なお、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、いずれもパワーモジュール（50）の形成工程の途中の状態、具体的には、モールド樹脂部（43）を形成した後であって、リードフレーム（41）の余分なフレーム部分（49）を切断する前の状態を示している。
【００５２】
図７（Ａ）に示すように、本実施形態では、パワーモジュール（50）のリードフレーム（41）は、直方体形状に形成されたモールド樹脂部（43）の４つの側面（43a〜43d）の全ての側面のそれぞれから外側へリード（45）が延出するように構成されている。具体的には、モールド樹脂部（43）の順に並ぶ第１乃至第４側面（43a〜43d）のうち、第１側面（43a）及び第３側面（43c）からはそれぞれ５本のリード（45）が外側へ延出し、第２側面（43b）及び第４側面（43d）からはそれぞれ２本のリード（45）が外側へ延出している。
【００５３】
このように、本実施形態のパワーモジュール（50）は、モールド樹脂部（43）の４つの側面（43a〜43d）の全ての面からリード（45）を延出させている。そのため、図７（Ｂ）に示すモールド樹脂部（43）の第１側面（43a）及び第３側面（43c）の対向する２つの側面のみからリード（45）を延出させたパワーモジュール（50）に比べて、モールド樹脂部（43）が小型化される。つまり、図７（Ｂ）に示すパワーモジュール（50）の場合、所定本数（本実施形態では１４本）のリード（45）を、モールド樹脂部（43）の第１側面（43a）及び第３側面（43c）の対向する２つの側面に割り当てるところ、図７（Ａ）に示す本実施形態のパワーモジュール（50）の場合、４つの側面（43a〜43d）に割り当てるため、１つの側面から延出するリード（45）の本数が減少する。よって、本実施形態のパワーモジュール（50）では、モールド樹脂部（43）の第１側面（43a）及び第３側面（43c）の幅が、図７（Ｂ）に示すパワーモジュール（50）に比べて短くなり、モールド樹脂部（43）が小型化される。
【００５４】
ところで、図７（Ｃ）に示すように、単に、直方体形状のモールド樹脂部（43）の４つの側面（43a〜43d）のそれぞれからリード（45）を外側へ延出させることとすると、リード（45）がモールド樹脂部（43）の対向する２つの側面（43a,43c）からのみ外側へ延出する図７（Ｂ）に示すパワーモジュール（50）に比べてリードフレーム（41）の外形が大きくなる。これにより、最終的には切断される不要なフレーム部分（49）が大きくなる。
【００５５】
しかしながら、本実施形態では、図７（Ａ）に示すように、モールド樹脂部（43）の第２側面（43b）及び第４側面（43d）のそれぞれから延出する２本のリード（45）は、水平方向に９０度屈曲する屈曲リード（48）に構成されている。具体的には、第２側面（43b）及び第４側面（43d）のそれぞれから延出する２本のリード（45）のうち、第１側面（43a）寄りの各リード（45）は、第１側面（43a）から延出するリード（45）の延出方向、即ち、図７（Ａ）における左方向に屈曲するように構成されている。一方、第２側面（43b）及び第４側面（43d）のそれぞれから延出する２本のリード（45）のうち、第３側面（43c）寄りの各リード（45）は、第３側面（43c）から延出するリード（45）の延出方向、即ち、図７（Ａ）における右方向に屈曲するように構成されている。
【００５６】
このように、本実施形態では、パワーモジュール（50）のモールド樹脂部（43）の第２側面（43b）及び第４側面（43d）からそれぞれ延出するリード（45）を、両隣の第１及び第３側面（43a,43c）のうちの近い側面側へ屈曲する屈曲リード（48）に構成することとしている。そのため、リードフレーム（41）の屈曲リード（48）の延出方向（図７（Ａ）における上下方向）の長さが、図７（Ｃ）に示すモールド樹脂部（43）の全ての側面（43a〜43d）からリード（45）が延出するものの屈曲リード（48）を有さないパワーモジュール（50）に比べて、各段に短くなる。よって、リードフレーム（41）の外形が各段に小さくなり、フレーム部分（49）が小さくなる。
【００５７】
−運転動作−
空気調和装置（1）の運転動作について図１を参照しながら説明する。空気調和装置（1）は、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行う。
【００５８】
〈冷房運転〉
冷房運転では、圧縮機（17）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（19）を通過する際に、室外ファン（20）によって送風された室外空気に放熱して凝縮する。凝縮した冷媒は、室外膨張弁（21）で減圧された後、室内熱交換器（24）を通過する際に、室内ファン（25）によって送風された室内空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内空気が冷却される。蒸発した冷媒は、圧縮機（17）に吸入されて圧縮される。
【００５９】
〈暖房運転〉
暖房運転では、圧縮機（17）で圧縮された冷媒が、室内熱交換器（24）を通過する際に、室内ファン（25）によって送風された室外空気に放熱して凝縮する。これにより、室内空気が加熱される。凝縮した冷媒は、室外膨張弁（21）で減圧された後、室外熱交換器（19）を通過する際に、室外ファン（20）によって送風された室外空気から吸熱して蒸発する。蒸発した冷媒は、圧縮機（17）に吸入されて圧縮される。
【００６０】
−パワー半導体チップの冷却−
冷媒冷却器を構成する圧縮機（17）のケーシング（17a）の内部には、室内熱交換器（24）又は室外熱交換器（19）で蒸発した低温の低圧ガス冷媒が流れる。一方、パワーモジュール（50）は、作動時に発熱して高温となる。このような圧縮機（17）のケーシング（17a）の内部を流れる低圧ガス冷媒と、パワーモジュール（50）との温度差により、パワーモジュール（50）は冷却される。つまり、パワーモジュール（50）の熱が電力変換装置（30）のケーシング（60）を介して圧縮機（17）のケーシング（17a）に伝達され、該圧縮機（17）のケーシング（17a）の内部を流れる低圧ガス冷媒が吸熱することによってパワーモジュール（50）が冷却される。
【００６１】
−パワーモジュールの形成手順−
本実施形態のパワーモジュール（50）は、以下の手順で構成される。
【００６２】
まず、リードフレーム（41）にパワー半導体チップ（37,39）を含むチップを装着してワイヤーボンディングを行い、トランスファーモールドによってモールド樹脂部（43）を形成する（図７（Ａ）を参照）。その後、リードフレーム（41）の余分なフレーム部分（49）を切断し、各リード（45）のアウターリード（47）を上方に向かって折り曲げる。
【００６３】
−実施形態１の効果−
実施形態１によれば、直方体形状のモールド樹脂部（43）の４つの側面（43a〜43d）のそれぞれから外側へリード（45）を延出させることとした。そのため、パワーモジュール（50）のモールド樹脂部（43）の側面から外側へ延出する複数のリード（45）は、モールド樹脂部（43）の４つの側面（43a〜43d）のそれぞれに割り当てられる。これにより、リード（45）がモールド樹脂部（43）の対向する２つの側面からのみ外側へ延出する構成に比べて、モールド樹脂部（43）の１つの側面から延出するリード（45）の本数が減少する。そのため、モールド樹脂部（43）のリード（45）が延出する側面の幅を、リード（45）がモールド樹脂部（43）の対向する２つの側面からのみ外側へ延出する従来の構成に比べて短くすることができる。従って、パワーモジュール（50）を小型化することができる。
【００６４】
ところで、上述のように、直方体形状のモールド樹脂部（43）の４つの側面（43a〜43d）のそれぞれからリード（45）を外側へ延出させることとすると、リード（45）がモールド樹脂部（43）の対向する２つの側面からのみ外側へ延出する構成に比べてリードフレーム（41）の外形が大きくなる。そのため、リードフレーム（41）の材料費が増大すると共に、リードフレーム（41）の取り数が少なくなるため、製造コストを増大させるおそれがある。
【００６５】
これに対し、実施形態１では、モールド樹脂部（43）の第２側面（43b）及び第４側面（43d）からそれぞれ延出するリード（45）を、隣接する第１側面（43a）又は第３側面（43c）から延出するリード（45）の延出方向へ屈曲する屈曲リード（48）に構成することとした。これにより、リードフレーム（41）の屈曲リード（48）の延出方向の長さを各段に短くすることができるため、リードフレーム（41）の外形を、屈曲リード（48）を設けない場合に比べて各段に小さくすることができる。従って、リードフレーム（41）の材料費を削減することができると共に、リードフレーム（41）の取り数を増大させることができるため、製造コストを低減することができる。
【００６６】
また、実施形態１によれば、屈曲リード（48）を、モールド樹脂部（43）の第１側面（43a）及び第３側面（43c）のうちの近い側面側へ屈曲するように構成することとした。具体的には、モールド樹脂部（43）の第２側面（43b）及び第４側面（43d）のそれぞれから延出する２本のリード（45）のうち、第１側面（43a）寄りのリード（45）を第１側面（43a）から延出するリード（45）の延出方向に屈曲するように構成し、第３側面（43c）寄りのリード（45）を第３側面（43c）から延出するリード（45）の延出方向に屈曲するように構成することとした。よって、各屈曲リード（48）を逆側へ屈曲するように構成する場合に比べて、屈曲リード（48）の全長を短くすることができる。従って、リードフレーム（41）の材料費を削減することができ、製造コストを低減することができる。
【００６７】
また、実施形態１によれば、複数のリード（45）と、該リード（45）が接合されたプリント基板（61）の配線パターン（66）を絶縁樹脂（65）によって封止することとしたため、複数のリード（45）間の距離を短縮しても絶縁性を確保することができる。よって、複数のリード（45）間の距離を短縮することで、パワーモジュール（50）の更なる小型化を図ることができる。
【００６８】
《発明の実施形態２》
実施形態２に係る空気調和装置（1）は、電力変換装置（30）及び冷媒冷却器の構成を一部変更したものである。
【００６９】
具体的には、図８に示すように、電力変換装置（30）のケーシング（60）が、実施形態１では、アルミニウム等の熱伝導率の高い材料によって構成されていたところ、実施形態２では、樹脂によって構成されている。一方、ケーシング（60）の底板のパワーモジュール（50）に対応する部分に開口が形成され、該開口にアルミニウムによって構成された伝熱板（67）が嵌め込まれている。実施形態２では、プリント基板（61）は、パワーモジュール（50）の底面が、ケーシング（60）の伝熱板（67）の上面に接触するようにケーシング（60）内に収容されている。
【００７０】
また、実施形態２では、冷媒冷却器がアキュムレータ（16）によって構成されている。具体的には、電力変換装置（30）のケーシング（60）が、アキュムレータ（16）のケーシング（16a）に取り付けられている。より具体的には、アキュムレータ（16）のケーシング（16a）の胴部に熱伝導率の高い金属板によって構成された取付台（69）が取り付けられ、電力変換装置（30）のケーシング（60）は、伝熱板（67）が取付台（69）及びアキュムレータ（16）のケーシング（16a）に接触するように、該ケーシング（16a）に取り付けられている。このような構成により、稼働中に高温に発熱するパワーモジュール（50）は、アキュムレータ（16）のケーシング（16a）及び伝熱板（67）を介してアキュムレータ（16）の内部を流通する冷媒回路（10）の低圧ガス冷媒と熱交換して（吸熱されて）冷却される。このように、実施形態２では、アキュムレータ（16）が、パワーモジュール（50）に熱的に接触され、内部に冷媒が流通して該パワーモジュール（50）を冷却する冷媒冷却器を構成している。
【００７１】
その他の構成は、実施形態１と同様である。そして、実施形態２によっても、実施形態１と同様の効果を奏することができる。
【００７２】
《その他の実施形態》
上記各実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００７３】
上記各実施形態では、モールド樹脂部（43）の４つ全ての側面（43a〜43d）のそれぞれから外側へリード（45）が延出するようにリードフレーム（41）を構成していたが、リードフレーム（41）の構成はこれに限られない。リードフレーム（41）は、例えば、第１乃至第３側面（43a〜43c）のそれぞれから外側へリード（45）が延出する一方、第４側面（43d）からはリード（45）が延出しないように構成されていてもよい。このような構成であっても、リード（45）がモールド樹脂部（43）の対向する２つの側面からのみ外側へ延出する従来の構成に比べて、モールド樹脂部（43）の１つの側面から外側へ延出するリード（45）の本数が減少するため、該側面の幅を従来の構成よりも短くすることができる。従って、パワーモジュール（50）を小型化することができる。
【００７４】
また、上記各実施形態では、モールド樹脂部（43）の第２側面（43b）及び第４側面（43d）からそれぞれ延出するリード（45）を、屈曲リード（48）に構成していたが、モールド樹脂部（43）のいずれか１つの側面から延出するリード（45）のみを屈曲リードに構成することとしてもよい。
【００７５】
さらに、上記各実施形態では、モールド樹脂部（43）の第２側面（43b）及び第４側面（43d）のそれぞれから延出する２本のリード（45）のうち、第１側面（43a）寄りのリード（45）を第１側面（43a）から延出するリード（45）の延出方向に屈曲するように構成し、第３側面（43c）寄りのリード（45）を第３側面（43c）から延出するリード（45）の延出方向に屈曲するように構成していた。しかし、モールド樹脂部（43）の同じ側面から延出する複数のリード（45）が同じ方向に屈曲する屈曲リード（48）に構成されていてもよい。
【００７６】
また、記各実施形態では、パワーモジュール（50）は、インバータ回路（34）と制御回路（40）とが絶縁樹脂によって一体的に封止されていたが、本発明に係るパワーモジュール（50）は、これに限られない。例えば、パワーモジュール（50）は、インバータ回路（34）のみを絶縁樹脂によって封止するものであってもよい。
【００７７】
また、上記各実施形態では、冷媒冷却器は、圧縮機（17）又はアキュムレータ（16）によって構成されていたが、冷媒冷却器はこれに限られない。冷媒回路（10）に接続される他の構成機器や冷媒配管にパワーモジュール（50）を熱的に接触させ、これらの構成機器や冷媒配管によって冷媒冷却器を構成することとしてもよい。
【００７８】
また、本発明に係る電力変換装置を備えた冷凍装置は、上記空気調和装置に限られない。例えば、空冷式の熱交換器の代わりに水冷式の熱交換器を備えた給湯装置や冷却装置等であってもよい。
【００７９】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上説明したように、本発明は、パワーモジュール及びそれを備えた電力変換装置について有用である。
【符号の説明】
【００８１】
３０      電力変換装置
３７      パワートランジスタチップ（パワー半導体チップ）
３９      帰還ダイオードチップ（パワー半導体チップ）
４１      リードフレーム 
４３      モールド樹脂部
４３ａ    第１側面（第１の側面）
４３ｂ    第２側面（第２の側面）
４３ｃ    第３側面（第３の側面）
４３ｄ    第４側面（第４の側面）
４５      リード 
４８      屈曲リード
４９      フレーム部分
５０      パワーモジュール 
６１      プリント基板
６５      絶縁樹脂
６６      配線パターン
【図１】
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【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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