(57)【要約】  この配線基板は、電力変換用半導体素子（１１、３１１、３１２）に接続される電極部（２１ａ、２２ａ、１３９ｂ、１３９ｃ、１３９ｄ）と、配線部（２１ｂ、２２ｂ、１３１ｂ、１３２ｂ、１３９ａ）とを含む導体板（２１、２２、１２１、１２２、１３１、１３２、１４１、１４２、１５１、１５２、１６１、１６２、１７１、１７２、１８１、１８２、１９１、１９２、２０１、２０２、２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２）と、導体板の近傍に設置され、内部に冷却用の液体（３３）が供給される液冷管（３１、３２）と、少なくとも導体板と液冷管との間に配置された絶縁性の樹脂材（５１）とを備える。
2010147199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換用半導体素子に電気的に接続される配線基板であって、
前記電力変換用半導体素子に接続される電極部と、配線部とを含む導体板と、
前記導体板の近傍に設置され、内部に冷却用の液体が供給される液冷管と、
少なくとも前記導体板と前記液冷管との間に配置された絶縁性の樹脂材とを備えた、配線基板。
【請求項２】
前記樹脂材は、熱伝導性を向上させるための充填剤を含有する、請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記樹脂材は、前記導体板を覆うとともに前記導体板の電極部を露出させるように形成されており、
露出された前記電極部に前記電力変換用半導体素子が接続可能なように構成されている、請求項１または２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記樹脂材は、前記液冷管の周囲を覆うように設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記導体板は、平面的に見て所定の方向に延びるように設けられており、
前記液冷管は、平面的に見て前記導体板と交差する方向に延びるように設けられている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項６】
板状の誘電体板と、前記誘電体板の一方面上に配置された第１導体と、前記誘電体板の他方面上に配置された第２導体とを含む容量部材をさらに備え、
前記容量部材の第１導体および前記第２導体には、それぞれ、前記導体板の配線部が接続されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項７】
前記導体板は、前記配線基板の一方面側に配置され、一方の前記電力変換用半導体素子に接続される第１導体板と、前記配線基板の他方面側に配置され、他方の前記電力変換用半導体素子に接続される第２導体板とを含み、
前記液冷管は、前記容量部材の前記第１導体と前記第１導体板との間に配置された第１液冷管と、前記容量部材の第２導体と前記第２導体板との間に配置された第２液冷管とを含む、請求項６に記載の配線基板。
【請求項８】
前記第１導体板の配線部は、前記容量部材の第１導体に接続されているとともに、前記第２導体板の配線部は、前記容量部材の第２導体に接続されている、請求項７に記載の配線基板。
【請求項９】
前記導体板と前記液冷管と前記容量部材とは、前記絶縁性の樹脂材により一体化されている、請求項６〜８のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１０】
前記導体板は、平板状の金属板により構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１１】
前記導体板は、複数の導体線を束ねて板状にすることにより形成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１２】
前記導体板は、冷却構造を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１３】
前記冷却構造は、前記導体板の配線部近傍に形成された冷却孔を含む、請求項１２に記載の配線基板。
【請求項１４】
前記冷却構造は、前記冷却孔に接続された冷却器をさらに含む、請求項１３に記載の配線基板。
【請求項１５】
前記導体板は、高周波電流の流れる方向に沿って延びる微細な配線導体からなる微細配線部を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項１６】
前記配線導体は、同一平面内で間隔を隔てて隣接するように配置された複数の前記配線導体を含み、
隣接する前記配線導体間に配置された冷却管をさらに備える、請求項１５に記載の配線基板。
【請求項１７】
前記配線導体からなる微細配線部は、絶縁基板を介して積層するように配置された第１配線導体および第２配線導体を含む、請求項１５または１６に記載の配線基板。
【請求項１８】
前記絶縁基板を介して積層された前記第１配線導体と前記第２配線導体とを、前記絶縁基板を貫通して互いに電気的に接続する接続配線部をさらに備える、請求項１７に記載の配線基板。
【請求項１９】
前記導体板は、高周波電流の流れる方向に沿って延びる凹凸形状を外表面に有する配線導体を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項２０】
前記導体板は、前記凹凸形状を有する配線導体の周囲を取り囲むように形成された絶縁体をさらに含む、請求項１９に記載の配線基板。
【請求項２１】
前記電力変換用半導体素子に対して前記導体板の電極部を接続する接合材をさらに備え、
前記接合材は、粒状金属を含む、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の配線基板。
【請求項２２】
前記接合材は、粒状金属が分散された導電性の接合層を含む、請求項２１に記載の配線基板。
【請求項２３】
電力変換用半導体素子と、
前記電力変換用半導体素子に電気的に接続される配線基板とを備え、
前記配線基板は、
前記電力変換用半導体素子に接続される電極部と、配線部とを含む導体板と、
前記導体板の近傍に設置され、内部に冷却用の液体が供給される液冷管と、
少なくとも前記導体板と前記液冷管との間に配置された絶縁性の樹脂材とを含む、電力変換装置。
【請求項２４】
前記配線基板は、板状の誘電体板と、前記誘電体板の一方面上に配置された第１導体と、前記誘電体板の一方面上に配置された第２導体とを有する容量部材をさらに含み、
前記容量部材の第１導体および前記第２導体には、それぞれ、前記導体板を介して前記電力変換用半導体素子が電気的に接続されていることにより、前記電力変換用半導体素子のノイズが吸収されるように構成されている、請求項２３に記載の電力変換装置。
【請求項２５】
前記電力変換用半導体素子の電極に接続された状態で前記電力変換用半導体素子の表面側に延びるとともに、前記配線基板の導体板の配線部に接続される電極用導体と、
前記電力変換用半導体素子の裏面側に配置された放熱部材と、
前記放熱部材に接続された冷却構造とをさらに備える、請求項２３またな２４に記載の電力変換装置。
【請求項２６】
前記電力変換用半導体素子は、ＳｉＣまたはＧａＮからなる半導体により形成されている、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項２７】
前記電力変換用半導体素子の電極に電気的に接続された端子部と、
前記端子部に接続される端子台とをさらに備え、
前記端子台は、金属製の複数の接続端子部と、隣接する前記接続端子部間を絶縁するための樹脂製の絶縁部とを含み、
前記接続端子部と前記絶縁部との境界には段差部が形成されている、請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項２８】
前記端子台の接続端子部は、スリットを含み、
前記スリットには、前記絶縁部を構成する樹脂と同じ樹脂が充填されている、請求項２７に記載の電力変換装置。
【請求項２９】
前記電力変換装置は、第１電力変換装置と第２電力変換装置とを含み、
前記端子台の接続端子部は、前記第１電力変換装置が接続される第１接続端子部と、前記第２電力変換装置が接続される第２接続端子部とを含む、請求項２７または２８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、電力変換用半導体素子に電気的に接続される配線基板および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用いた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に電気的に接続される配線基板を用いた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、電力変換用半導体素子を内蔵したパワーモジュールと、ラミネートバスバーなどの平板状の配線基板とを備えた電力変換装置が開示されている。この特許文献１による電力変換装置は、配線基板の上下面にそれぞれパワーモジュールを設置するとともに、上下に配置した各パワーモジュールの外側面をさらに一対の冷却プレートにより挟み込むように構成されている。このように、パワーモジュールを配線板の上下面に配置することにより、電力変換装置の小型化を図ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】２００７−２７３８８４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では、パワーモジュールの外側面を一対の冷却プレートにより挟み込む構成であるため、発熱源であるパワーモジュールの外側面からしか放熱を行うことができず、パワーモジュールの内側面（配線板との接続面、電極面）側に熱がこもり易いという不都合がある。この結果、電力変換装置の放熱を効果的に行うことができないという問題点がある。【０００６】
本発明は、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、この発明の一つの目的は、電力変換装置の放熱を効果的に行うことが可能な配線基板および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】
本発明の第１の局面による配線基板は、電力変換用半導体素子に電気的に接続される配線基板であって、電力変換用半導体素子に接続される電極部と、配線部とを含む導体板と、導体板の近傍に設置され、内部に冷却用の液体が供給される液冷管と、少なくとも導体板と液冷管との間に配置された絶縁性の樹脂材とを備える。
【０００８】
この第１の局面による配線基板では、上記のように、電力変換用半導体素子に接続される電極部と配線部とを含む導体板の近傍に設置され、内部に冷却用の液体が供給される液冷管を設けることによって、配線基板自体が液冷管により直接的に冷却されるので、電力変換用半導体素子で発生する熱を電力変換用半導体素子と配線基板との接続面側（装置の内部側）から放出することができる。ここで、電力変換用半導体素子から発生する熱は主として電気的に接合された導体（電力変換用半導体素子側の電極部、配線基板の導体板の電極部および配線部）を介して配線基板側に伝播する。このため、液冷管を導体板の近傍に配置することによって、電力変換用半導体素子から導体板に伝播する熱を液冷管に効果的に放出することができる。また、少なくとも導体板と液冷管との間に配置された絶縁性の樹脂材を設けることによって、単に導体板と液冷管とを離間させる場合よりも導体板と液冷管との絶縁距離（離間距離）を短縮することができるので、この短縮分だけ導体板と液冷管とを近づけることができる。この結果、導体板から液冷管に至る熱伝導の経路を短縮することができるので、より効果的に放熱することができる。以上により、第１の局面による配線基板を電力変換装置に用いることにより、電力変換装置の放熱を効果的に行うことができる。
【０００９】
本発明の第２の局面による電極変換装置は、電力変換用半導体素子と、電力変換用半導体素子に電気的に接続される配線基板とを備える。配線基板は、電力変換用半導体素子に接続される電極部と、配線部とを含む導体板と、導体板の近傍に設置され、内部に冷却用の液体が供給される液冷管と、少なくとも導体板と液冷管との間に配置された絶縁性の樹脂材とを含む。
【００１０】
この第２の局面による電極変換装置では、上記のように、電力変換用半導体素子に接続される電極部と配線部とを含む導体板の近傍に設置され、内部に冷却用の液体が供給される液冷管を含む配線基板を設けることによって、配線基板自体が液冷管により直接的に冷却されるので、電力変換用半導体素子で発生する熱を電力変換用半導体素子と配線基板との接続面側（装置の内部側）から放出することができる。ここで、電力変換用半導体素子から発生する熱は主として電気的に接合された導体（電力変換用半導体素子側の電極部、配線基板の導体板の電極部および配線部）を介して配線基板側に伝播する。このため、液冷管を導体板の近傍に配置することによって、電力変換用半導体素子から導体板に伝播する熱を液冷管に効果的に放出することができる。また、少なくとも導体板と液冷管との間に配置された絶縁性の樹脂材を配線基板に設けることによって、単に導体板と液冷管とを離間させる場合よりも導体板と液冷管との絶縁距離（離間距離）を短縮することができるので、この短縮分だけ導体板と液冷管とを近づけることができる。この結果、導体板から液冷管に至る熱伝導の経路を短縮することができるので、より効果的に放熱することができる。以上により、第２の局面による電力変換装置では、電力変換装置の放熱を効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態による電力変換装置の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による電力変換装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による電力変換装置の上側のパワーモジュールを取り外した状態を示した図である。
【図４】本発明の第１実施形態による電力変換装置の回路図である。
【図５】本発明の第１実施形態による電力変換装置の長手方向から見た断面図である。
【図６】図５に示した本発明の第１実施形態による電力変換装置の配線基板の断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態による電力変換装置の配線基板の斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態による電力変換装置の配線基板の内部構造を説明するための斜視図である。
【図９】本発明の第１実施形態による電力変換装置の配線基板の分解斜視図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による電力変換装置の配線基板に用いる導体板を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による配線基板に用いる導体板を説明するための図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による配線基板に用いる導体板を示した断面図である。
【図１３】図１２の導体板の１層目の平面図である。
【図１４】図１２の導体板の２層目の平面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態による配線基板に用いる導体板を示した断面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態による配線基板に用いる導体板を示した断面図である。
【図１７】本発明の第６実施形態による配線基板に用いる導体板を示した斜視図である。
【図１８】図１７の導体板の断面図である。
【図１９】本発明の第７実施形態による配線基板に用いる導体板を示した斜視図である。
【図２０】図１９の導体板の断面図である。
【図２１】本発明の第８実施形態による配線基板に用いる導体板を示した斜視図である。
【図２２】図２１の導体板の断面図である。
【図２３】本発明の第９実施形態による配線基板に用いる導体板を示した斜視図である。
【図２４】図２３の導体板の断面図である。
【図２５】本発明の第１０実施形態による配線基板に用いる導体板を示した斜視図である。
【図２６】図２５の導体板の断面図である。
【図２７】本発明の第１１実施形態による配線基板に用いる導体板を示した斜視図である。
【図２８】図２７の導体板の断面図である。
【図２９】本発明の第１２実施形態による配線基板に用いる導体板を示した断面図である。
【図３０】本発明の第１３実施形態による配線基板に用いる導体板を示した断面図である。
【図３１】本発明の第１４実施形態による接合材の断面図である。
【図３２】本発明の第１４実施形態による接合材を流れる電流を説明するための断面図である。
【図３３】本発明の第１５実施形態による接合材の断面図である。
【図３４】本発明の第１５実施形態による接合材を流れる電流を説明するための断面図である。
【図３５】本発明の第１６実施形態によるパワーモジュールの平面図である。
【図３６】図３５の１１１０−１１１０線に沿った断面図である。
【図３７】図３５の１１２０−１１２０線に沿った断面図である。
【図３８】本発明の第１６実施形態によるパワーモジュールの回路図である。
【図３９】本発明の第１７実施形態によるパワーモジュールの平面図である。
【図４０】図３９の１１３０−１１３０線に沿った断面図である。
【図４１】図３９の１１４０−１１４０線に沿った断面図である。
【図４２】本発明の第１７実施形態によるパワーモジュールを表面側から見た斜視図である。
【図４３】本発明の第１７実施形態によるパワーモジュールを裏面側から見た斜視図である。
【図４４】本発明の第１８実施形態によるパワーモジュールの断面図である。
【図４５】本発明の第１９実施形態によるパワーモジュールの平面図である。
【図４６】図４５の１１５０−１１５０線に沿った断面図である。
【図４７】図４５の１１６０−１１６０線に沿った断面図である。
【図４８】本発明の第２０実施形態による液冷式冷却器の斜視図である。
【図４９】本発明の第２０実施形態による液冷式冷却器の分解斜視図である。
【図５０】本発明の第２０実施形態による液冷式冷却器の液冷板ベースの斜視図である。
【図５１】本発明の第２１実施形態による液冷式冷却器の斜視図である。
【図５２】本発明の第２１実施形態による液冷式冷却器の分解斜視図である。
【図５３】本発明の第２２実施形態による液冷式冷却器の斜視図である。
【図５４】本発明の第２２実施形態による液冷式冷却器の分解斜視図である。
【図５５】本発明の第２３実施形態による液冷式冷却器の斜視図である。
【図５６】本発明の第２３実施形態による液冷式冷却器の分解斜視図である。
【図５７】本発明の第２４実施形態による液冷式冷却器の断面図である。
【図５８】本発明の第２５実施形態による液冷式冷却器の断面図である。
【図５９】本発明の第２６実施形態による大電流端子台の斜視図である。
【図６０】本発明の第２６実施形態による大電流端子台の裏面側の斜視図である。
【図６１】本発明の第２６実施形態による接続端子部の正面図である。
【図６２】本発明の第２６実施形態による接続端子部の底面図である。
【図６３】本発明の第２６実施形態による接続端子部の側面図である。
【図６４】本発明の第２６実施形態によるインバータ部およびコンバータ部に接続された大電流端子台の斜視図である。
【図６５】本発明の第２６実施形態によるインバータ部およびコンバータ部に接続される前の大電流端子台の斜視図である。
【図６６】本発明の第２７実施形態による大電流端子台の斜視図である。
【図６７】本発明の第２７実施形態による大電流端子台の裏面側の斜視図である。
【図６８】本発明の第２７実施形態による大電流端子台の接続端子部の斜視図である。
【図６９】本発明の第２７実施形態による接続端子部の正面図である。
【図７０】本発明の第２７実施形態による接続端子部の側面図である。
【図７１】本発明の第２７実施形態による接続端子部の底面図である。
【図７２】本発明の第２７実施形態による接続端子部の裏面図である。
【図７３】本発明の第２７実施形態によるインバータ部およびコンバータ部に接続された大電流端子台の斜視図である。
【図７４】本発明の第２７実施形態によるインバータ部およびコンバータ部に接続される前の大電流端子台の斜視図である。
【図７５】本発明の参考例による電力変換装置の回路図である。
【図７６】本発明の参考例による電力変換装置の配線基板の内部構造を説明するための断面図である。
【図７７】本発明の参考例による電力変換装置の配線基板の内部構造を説明するための断面図である。
【図７８】本発明の参考例による電力変換装置の配線基板の出力電位層を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
まず、図１〜図１０を参照して、本発明の第１実施形態による配線基板２０を備えた電力変換装置１００の全体構成について説明する。なお、第１実施形態では、本発明の「配線基板」の一例である電力変換装置の配線基板に本発明を適用した例について説明する。
【００１４】
図１〜図３に示すように、電力変換装置１００は、６つのパワーモジュール１０と、パワーモジュール１０に電気的に接続される配線基板２０とを備えている。６つのパワーモジュール１０は、配線基板２０を上下（Ｚ方向）から挟み込むようにして、配線基板２０の上面側に３つのパワーモジュール１０ａ、１０ｂおよび１０ｃが配置されるとともに、配線基板２０の下面側に３つのパワーモジュール１０ｄ、１０ｅおよび１０ｆが配置されている。図４に示すように、６つのパワーモジュール１０ａ〜１０ｆが２つずつ３並列接続されることにより、３相フルブリッジ回路が構成されている。
【００１５】
６つのパワーモジュール１０（１０ａ〜１０ｆ）は、それぞれ同一の構成を有している。具体的には、図５に示すように、パワーモジュール１０は、半導体素子１１と、パワーモジュール１０の底面に位置する１枚の金属板１２と、半導体素子１１と金属板１２とを電気的に絶縁するための絶縁回路基板１３と、半田からなる接合材１４と、配線基板２０と接続するためのゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７とを含んでいる。第１実施形態では、各パワーモジュール１０は、それぞれ１個の半導体素子１１を内蔵しているが、複数個の半導体素子１１を内蔵してもよい。なお、半導体素子１１は、本発明の「電力変換用半導体素子」の一例である。また、ゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７は、本発明の「電極用導体」の一例である。
【００１６】
半導体素子１１は、高周波スイッチング可能なＦＥＴ（電界効果トランジスタ）からなり、半導体素子１１の主表面に設けられる制御電極１１ａおよびソース電極１１ｂと、裏面に設けられるドレイン電極１１ｃとを有する。また、図４に示すように、半導体素子１１には、ドレイン・ソース間に並列に接続された寄生ダイオード（ボディダイオード）が形成されている。第１実施形態では、半導体素子１１は、高周波スイッチングデバイスと呼ばれている炭化ケイ素（ＳｉＣ）を主成分とするＳｉＣ基板上に形成されている。また、パワーモジュール１０の底面の金属板１２は、ヒートシンクなどの冷却器を接合するために設けられている。この金属板１２に冷却器などを取り付けることにより、パワーモジュール１０の底面（外側面）側からの放熱を行うことが可能なように構成されている。接合材１４は、絶縁回路基板１３に対して、半導体素子１１とドレイン端子１７とをそれぞれ接合するように設けられている。また、ゲート端子１５およびソース端子１６は、それぞれ、半導体素子１１の制御電極１１ａ上およびソース電極１１ｂ上に接合されている。ゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７は、パワーモジュール１０の上面（電極面）に略面一で露出するように形成されている。
【００１７】
図６〜図９に示すように、第１実施形態では、配線基板２０は、パワーモジュール１０の各端子（ゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７）と接続するための複数の導体板２１および２２と、内部に冷却用の液体３３が供給される複数の液冷管３１および３２と、平板状の容量部材４１と、絶縁性の樹脂材５１とを含んでいる。なお、導体板２１および導体板２２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。また、液冷管３１および液冷管３２は、それぞれ、本発明の「第１液冷管」および「第２液冷管」の一例である。
【００１８】
導体板２１および２２は、平板（バスバー）状の金属板（図１０参照）からなり、パワーモジュール１０の各端子（ゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７）と接続するためにそれぞれ複数設けられている。具体的には、導体板２１は、配線基板２０の上面側に配置されるとともに、配線基板２０の上面側の３つのパワーモジュール１０ａ〜１０ｃの各端子（ゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７）と接続されるように構成されている。また、導体板２２は、配線基板２０の下面側に配置されるとともに、配線基板２０の下面側の３つのパワーモジュール１０ｄ〜１０ｆの各端子（ゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７）と接続されるように構成されている。これらの導体板２１および２２は、平面的に見て配線基板２０の短手方向（Ｓ方向）に延びるように設けられている。また、導体板２１および２２は、それぞれ、パワーモジュール１０の各端子（ゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７）のいずれかと接続される電極部２１ａおよび２２ａと、配線部２１ｂおよび２２ｂとを有している。導体板２１および２２の電極部２１ａおよび２２ａは、それぞれ配線基板２０の上下表面において略面一で露出するように形成されており、パワーモジュール１０の上面（電極面）に略面一で露出する各端子（ゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７）と表面実装により電気的接続を行うことが可能なように構成されている。なお、図面中の「Ｄ」はドレイン、「Ｓ」はソース、「Ｇ」はゲートを示し、「Ｐ」および「Ｎ」はＰ極およびＮ極を示す。また、「Ｕ」、「Ｖ」、「Ｗ」はそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相を示している。図中では、これらの文字を組み合わせることによって、その電極等の性質を表しているものであり、当業者の理解の容易化のために付加しているものである。
【００１９】
このような構成により、図４に示すように、上面側のパワーモジュール１０ａ〜１０ｃのドレイン端子１７は、対応する電極部２１ａ（ＤＰＷ、ＤＰＶおよびＤＰＵ）を介して、それぞれＰ極に接続されるとともに、後述する容量部材４１の第１導体４３に接続されている。また、パワーモジュール１０ａ、パワーモジュール１０ｂおよびパワーモジュール１０ｃのソース端子１６は、それぞれ、対応する電極部２１ａ（ＳＰＷ、ＳＰＶおよびＳＰＵ）を介してＷ端子、Ｖ端子およびＵ端子に接続されている。また、下面側のパワーモジュール１０ｄ、パワーモジュール１０ｅおよびパワーモジュール１０ｆのドレイン端子１７は、それぞれ、対応する電極部２２ａ（ＤＮＷ、ＤＮＶおよびＤＮＵ）を介して、Ｗ端子、Ｖ端子およびＵ端子に接続されている。また、パワーモジュール１０ｄ〜１０ｆのソース端子１６は、対応する電極部２２ａ（ＳＮＷ、ＳＮＶおよびＳＮＵ）を介してそれぞれＮ極に接続されるとともに、後述する容量部材４１の第２導体４４に接続されている。また、パワーモジュール１０ａ〜１０ｆのゲート端子１５は、それぞれ、対応する電極部２２ａ（ＧＰＷ、ＧＰＶ、ＧＰＵ、ＧＮＷ、ＧＮＶおよびＧＮＵ）を介して、図示しない制御回路に接続されている。これにより、６つのパワーモジュール１０ａ〜１０ｆを用いた３相フルブリッジ回路が構成されている。
【００２０】
図８および図９に示すように、液冷管３１および３２は、平面的に見て、導体板２１および２２と交差する配線基板２０の長手方向（Ｌ方向）に沿って直線状に延びるように設けられている。配線基板２０の上面側の液冷管３１は、配線基板２０の上面側の導体板２１の近傍に３本設置され、導体板２１と容量部材４１の後述する第１導体４３との間の位置に並ぶように配置されている。また、配線基板２０の下面側の液冷管３２は、配線基板２０の下面側の導体板２２の近傍に３本設置され、導体板２２と容量部材４１の後述する第２導体４４との間の位置に並ぶように配置されている。したがって、配線基板２０には、合計６本の液冷管３１および３２が設けられている。また、液冷管３１および３２は、配線基板２０を長手方向（Ｌ方向）に貫いて外部に露出するように設けられており、液冷管３１および３２が液冷用ポンプまたは熱交換器などの上位または下位の装置に接続可能なように構成されている。このように、第１実施形態では、パワーモジュール１０から導体板２１および２２を介して伝播する熱を導体板２１および２２の近傍の液冷管３１および３２内を流通する冷却用の液体３３により吸収して放出することにより、パワーモジュール１０の底面（金属板１２）側からの放熱に加えて、電力変換装置１００の内部（パワーモジュール１０の電極面側）からも放熱を行うように構成されている。
【００２１】
図６に示すように、容量部材４１は、セラミックなどからなる板状の誘電体板４２と、誘電体板４２の上面（上側表面）に配置された板状の第１導体４３と、誘電体板４２の下面（下側表面）に配置された板状の第２導体４４とを含んでいる。ここで、図５に示すように、上面側のパワーモジュール１０ａ〜１０ｃ（図２参照）の各ドレイン端子１７と電極部２１ａ（ＤＰＷ、ＤＰＶおよびＤＰＵ）により接続される導体板２１は、上記のように、Ｐ極に接続されるとともに、配線部２１ｂが容量部材４１の第１導体４３に接続されている。そして、下面側のパワーモジュール１０ｄ〜１０ｆ（図２参照）の各ソース端子１６と電極部２２ａ（ＳＮＷ、ＳＮＶおよびＳＮＵ）により接続される導体板２２は、Ｎ極に接続されるとともに、配線部２２ｂが容量部材４１の第２導体４４とに接続されている。これにより、誘電体板４２を第１導体４３および第２導体４４により挟み込んだ容量部材４１は、図４の回路図に示すコンデンサ（いわゆる、スナバコンデンサ）として機能するように構成されている。なお、図９に示すように、配線基板２０の中央の層に配置される配線（導体板２１および２２）を少なくすることによって、容量部材４１の形状の自由度を高めるとともにおよび容量部材４１（誘電体板４２、第１導体４３および第２導体４４）の面積を確保しやすい構成としている。これにより、高性能（高容量）なコンデンサを構成することが可能となる。
【００２２】
図７および図８に示すように、絶縁性の樹脂材５１は、ガラスエポキシ樹脂からなり、複数の導体板２１および２２と、複数の液冷管３１および３２と、容量部材４１とのそれぞれの間の間隙を埋めるように充填されている。第１実施形態では、導体板２１および２２の導体板同士の電気的接合、および導体板２１および２２と容量部材４１（第１導体４３および第２導体４４）との電気的接合が溶接またははんだ付けなどにより行われた後に、樹脂材５１により一体成型することによって、配線基板２０の導体板２１および２２と、液冷管３１および３２と、容量部材４１とが一体化されている。したがって、樹脂材５１は、液冷管３１（３２）の周囲を覆うように配置されているとともに、配線基板２０の外形を形成している。また、樹脂材５１は、導体板２１（２２）を覆うとともに、導体板２１（２２）の電極部２１ａ（２２ａ）を露出するように形成されており、露出された電極部２１ａ（２２ａ）にパワーモジュール１０の各端子（ゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７）を接続することが可能なように構成されている。この樹脂材５１は、たとえば、熱伝導性を向上させるための充填材（フィラー、図示せず）を含有するエポキシ樹脂などからなる。熱伝導性を向上させるための充填材としては、たとえばアルミナ、シリカ、窒化アルミ、窒化ケイ素などを用いる。これにより、樹脂材５１は、複数の液冷管３１および３２と、容量部材４１との間の絶縁を行う絶縁体としての機能と、液冷管３１および３２への放熱を効率よく行うための熱伝導材としての機能とを有する。
【００２３】
第１実施形態では、上記のように、パワーモジュール１０の半導体素子１１に接続される電極部２１ａ（２１ｂ）と配線部２１ｂ（２２ｂ）とを含む導体板２１（２２）の近傍に設置され、内部に冷却用の液体が供給される液冷管３１（３２）を含む配線基板２０を設ける。これにより、配線基板２０自体が液冷管３１（３２）により直接的に冷却されるので、半導体素子１１で発生する熱を半導体素子１１と配線基板２０との接続面側（電力変換装置１００の内部側）から放出することができる。ここで、半導体素子１１から発生する熱は主として電気的に接合された導体（半導体素子１１側のゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７、配線基板２０の導体板２１（２２）の電極部２１ａ（２１ｂ）および配線部２１ｂ（２２ｂ））を介して配線基板２０側に伝播する。このため、液冷管３１（３２）を導体板２１（２２）の近傍に配置することによって、半導体素子１１から導体板２１（２２）に伝播する熱を液冷管３１（３２）に効果的に放出することができる。また、導体板２１（２２）と液冷管３１（３２）との間に充填された絶縁性の樹脂材５１を配線基板２０に設けることによって、単に導体板２１（２２）と液冷管３１（３２）とを離間させる場合よりも導体板２１（２２）と液冷管３１（３２）との絶縁距離（離間距離）を短縮することができるので、この短縮分だけ導体板２１（２２）と液冷管３１（３２）とを近づけることができる。この結果、導体板２１（２２）から液冷管３１（３２）に至る熱伝導の経路を短縮することができるので、より効果的に放熱することができる。以上により、第１実施形態による電力変換装置１００では、電力変換装置１００の放熱を効果的に行うことができる。
【００２４】
また、第１実施形態では、上記のように、熱伝導性を向上させるための充填剤を含有する絶縁性の樹脂材５１を設けることにより、導体板２１（２２）と液冷管３１（３２）との間に配置された絶縁性の樹脂材５１により形成される熱伝導の経路の熱伝導性を充填剤によって向上させることができるので、電力変換装置１００の放熱をより効果的に行うことができる。
【００２５】
また、第１実施形態では、上記のように、樹脂材５１を、導体板２１（２２）を覆うとともに導体板２１（２２）の電極部２１ａ（２２ａ）を露出させるように形成するとともに、露出された電極部２１ａ（２２ａ）に半導体素子１１が接続可能なように構成する。これにより、導体板２１（２２）を絶縁性の樹脂材５１により周囲から絶縁することができる。この結果、半導体素子１１の電極（ゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７）と電気的に接続される導体板２１（２２）の配線部２１ｂ（２２ｂ）間の距離を小さくして密集させることができるので、電力変換装置１００の小型化を図ることができる。このように電力変換装置１００を小型化する場合には半導体素子１１の放熱性の向上が困難になる一方、この第１実施形態による配線基板２０内では、液冷管３１（３２）により電力変換装置１００の内部側を効果的に放熱することができる。これにより、電力変換装置１００の小型化を図りながら、電力変換装置の放熱を効果的に行うことができる。
【００２６】
また、第１実施形態では、上記のように、樹脂材５１を、液冷管３１（３２）の周囲を覆うように設ける。ここで、たとえば液冷管３１（３２）の周囲に空気が介在する場合には、熱伝導性の小さい空気によっては配線基板２０内の液冷管３１（３２）による放熱効率は向上しにくい。これに対して、液冷管３１（３２）の周囲を覆うように樹脂材５１を設けることによって、配線基板２０内の熱を液冷管３１（３２）に放出し易くすることができるので、電力変換装置１００の内部の放熱効果を向上させることができる。
【００２７】
また、第１実施形態では、上記のように、導体板２１（２２）を、平面的に見て配線基板２０の短手方向（Ｓ方向）に延びるように設ける。そして、液冷管３１（３２）を、平面的に見て導体板２１（２２）と交差する配線基板２０の長手方向（Ｌ方向）に延びるように設ける。これにより、複数の導体板２１（２２）に対して共通の液冷管３１（３２）を用いることができるので、少ない液冷管３１（３２）の本数で多くの導体板２１（２２）を冷却することができる。
【００２８】
また、第１実施形態では、上記のように、誘電体板４２と、誘電体板４２の上面に配置された第１導体４３と、誘電体板４２の下面に配置された第２導体４４とを含む容量部材４１の第１導体４３および第２導体４４を、それぞれ、導体板２１（２２）の配線部２１ｂ（２２ｂ）と接続する。この結果、容量部材４１の容量（キャパシタンス）により半導体素子１１に接続される導体板２１（２２）のノイズを吸収することができるので、半導体素子１１の近傍の位置で、外部の回路へノイズが伝播するのを抑制することができる。
【００２９】
また、第１実施形態では、上記のように、液冷管３１を、容量部材４１の第１導体４３と配線基板２０の上面側の導体板２１との間に配置するとともに、液冷管３２を、容量部材４１の第２導体４４と配線基板２０の下面側の導体板２２との間に配置する。これにより、配線基板２０の上面側および下面側の両面に半導体素子１１（パワーモジュール１０）を接続して電力変換装置１００の小型化を図ることができるとともに、上面側および下面側のそれぞれに、発熱源である半導体素子１１に対応して液冷管３１と液冷管３２とを設けることができる。この結果、電力変換装置１００全体の小型化を図りながら、電力変換装置１００の放熱をより効果的に行うことができる。
【００３０】
また、第１実施形態では、上記のように、導体板２１の配線部２１ｂを、容量部材４１の第１導体４３に接続するとともに、導体板２２の配線部２２ｂを、容量部材４１の第２導体４４に接続する。これにより、上面側（パワーモジュール１０ａ〜１０ｃ）の半導体素子１１に接続される導体板２１と下面側（パワーモジュール１０ｄ〜１０ｆ）の半導体素子１１に接続される導体板２２との間の近傍の位置に容量部材４１を設けることができるので、上面側および下面側の半導体素子１１と容量部材４１との間の配線長（インダクタンス）を小さくすることができる。この結果、半導体素子１１と容量部材４１との間の導体板２１（２２）のインダクタンスに起因するサージ電圧を抑制することができる。
【００３１】
また、第１実施形態では、上記のように、導体板２１（２２）と液冷管３１（３２）と容量部材４１とを、絶縁性の樹脂材５１により一体化することによって、絶縁性の樹脂材５１により導体板２１（２２）と液冷管３１（３２）と容量部材４１との必要な絶縁を行いながら一体化することができる。これにより、容易に、配線基板２０内の導体間の距離および導体板２１（２２）と液冷管３１（３２）との距離を小さくして導体板２１（２２）と液冷管３１（３２）と容量部材４１とを密集させることができる。この結果、電力変換装置１００の小型化を図るとともに、電力変換装置１００の放熱を効果的に行うことが可能な配線基板２０を容易に得ることができる。
【００３２】
また、第１実施形態では、上記のように、導体板２１（２２）を、平板（バスバー）状の金属板により構成することによって、銅箔などにより配線ラインを形成する場合と比較して、導体板２１（２２）の熱伝導性を向上させることができる。これにより、導体板２１（２２）の近傍に設置された液冷管３１（３２）への放熱を、より効果的に行うことができる。
【００３３】
また、第１実施形態では、上記のように、半導体素子１１を、ＳｉＣからなる半導体により形成することによって、半導体素子１１をＳｉからなる半導体により形成する場合と異なり、半導体素子１１を高速に動作させることができる。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、図１１を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、配線基板２０の導体板２１および２２を平板（バスバー）状の金属板（図１０参照）により形成した上記第１実施形態とは異なり、複数の導体線１２３を束ねて板状にした導体板１２１（１２２）を用いている。なお、配線基板の構造は上記第１実施形態と同様であるので説明を省略する。また、導体板１２１および１２２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。
【００３５】
図１１に示すように、第２実施形態による配線基板には、第１実施形態による配線基板２０の導体板２１（２２）に代えて、導体板１２１（１２２）が設けられている。導体板１２１（１２２）は、複数の導体線１２３を束ねて板状にすることにより形成されている。個々の導体線１２３は、導体部１２４が絶縁体１２５により被覆された構造を有する。ここで、配線基板の配線ライン（導体板）には、半導体素子のスイッチング周波数に従った矩形波状の高周波電流が流れるため、表皮効果などの影響により配線ラインが発熱するという問題がある。第２実施形態では、複数の導体線１２３を束ねて板状に形成した導体板１２１（１２２）を配線ラインとして用いることにより、配線ライン（導体板１２１（１２２））の単位断面積当りの表面積を大きくすることが可能である。
【００３６】
第２実施形態では、上記のように、導体板１２１（１２２）を、複数の導体線１２３を束ねて板状にすることにより形成することによって、導体板１２１（１２２）の表面積を大きくすることができる。これにより、表皮効果に起因する損失を低減させ、その結果、発熱を抑制することができる。
【００３７】
（第３実施形態）
次に、図１２〜図１４を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、上記第１実施形態による配線基板２０の導体板２１（２２）および上記第２実施形態による導体板１２１（１２２）とは異なり、導体板１３１（１３２）に冷却孔１３７からなる冷却構造が形成されている。なお、導体板１３１および１３２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。
【００３８】
図１２に示すように、第３実施形態では、冷却孔１３７からなる冷却構造を含む導体板１３１（１３２）が設けられている。導体板１３１（１３２）は、絶縁層１３３、１層目の導体配線１３４、２層目の導体配線１３５、３層目の導体配線１３６とからなる配線部１３９ａと、３つの電極部１３９ｂ、１３９ｃおよび１３９ｄとを含んでいる。
【００３９】
配線部１３９ａの３層目の導体配線１３６の表面上には、絶縁層１３３を介して２層目の導体配線１３５が配置されている。また、２層目の導体配線１３５の表面上には、絶縁層１３３を介して１層目の導体配線１３４が配置されている。また、１層目の導体配線１３４が設けられた絶縁層１３３上から、２層目の導体配線１３５および３層目の導体配線１３６を貫通するように冷却孔１３７が設けられている。また、冷却孔１３７には、孔全体を埋めるように、銅、銀、ニッケルなどが充填されている。この冷却孔１３７と充填された銅（銀、ニッケルなど）とにより、サーマルビアが構成されている。なお、冷却孔１３７は、本発明の「冷却構造」の一例である。
【００４０】
また、図１３および図１４に示すように、冷却孔１３７は、円形状に形成されている。また、冷却孔１３７は、３本で１組とし、１組の冷却孔１３７が２列配置されている。ここで、１層目の導体配線１３４は、１組の冷却孔１３７を避けるように迂回して電極部１３９ｂと接続している。また、図１４に示すように、２層目の導体配線１３５には、平面的に見て、３本に均等に分岐される分岐配線部１３８が設けられている。そして、隣接する分岐配線部１３８間に、開口部１３５ａが設けられている。開口部１３５ａには、銅などが充填される冷却孔１３７と分岐配線部１３８とを絶縁するための絶縁体が充填されている。この分岐配線部１３８の間に１組の冷却孔１３７を配置することにより、２層目の導体配線１３５が、冷却孔１３７を充填する銅、銀、ニッケルと電気的に絶縁されている。そして、電極部１３９ｃは、１層目の導体配線１３４と２層目の導体配線１３５との間の絶縁層１３３に形成されたビア１３３ａを介して、２層目の導体配線１３５と電気的に接続されている。さらに、電極部１３９ｄは、１層目の導体配線１３４とは異なる配線（図示せず）と接続されている。
【００４１】
このように、１層目の導体配線１３４と接続された電極部１３９ｂと、２層目の導体配線１３５と接続された電極部１３９ｃと、電極部１３９ｄとは、互いに電気的に絶縁されており、かつ、冷却孔１３７を充填する銅、銀、ニッケルとも電気的に絶縁されている。これにより、導体板１３１（１３２）は、たとえば第１実施形態のパワーモジュール１０の３つの端子（ゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７）に対応する３つの電極部１３９ｂ、１３９ｃおよび１３９ｄを含んでいる。なお、３層目の導体配線１３６は冷却孔１３７と接続されることにより、放熱板として機能する。このような構成により、第３実施形態では、冷却孔１３７が電極部１３９ｂ〜１３９ｄとは電気的に絶縁された状態で、配線部１３９ａ近傍に形成されている。
【００４２】
第３実施形態では、上記のように、導体板１３１（１３２）に、冷却孔１３７からなる冷却構造を設けることによって、導体板１３１（１３２）の配線部１３９ａに大電流を流すことに起因して発生する熱を、冷却孔１３７により放熱することができる。
【００４３】
また、第３実施形態では、上記のように、導体板１３１（１３２）の配線部１３９ａ近傍に冷却孔１３７を設けることによって、導体板１３１（１３２）の配線部１３９ａに大電流を流すことに起因して発生する熱を、冷却孔１３７から放熱することができる。
【００４４】
（第４実施形態）
次に、図１５を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、上記第３実施形態の冷却孔１３７に空冷用冷却器１４４が設けられている。
【００４５】
図１５に示すように、第４実施形態による導体板１４１（１４２）の冷却孔１３７の上面および下面には、それぞれ、複数のフィン１４３が設けられる空冷用冷却器１４４が設けられている。なお、空冷用冷却器１４４は、本発明の「冷却器」の一例である。また、導体板１４１および１４２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。また、第４実施形態のその他の構成は、上記第３実施形態と同様である。
【００４６】
第４実施形態では、上記のように、冷却孔１３７に接続された空冷用冷却器１４４を含む冷却構造を設ける。これにより、導体板１４１（１４２）の配線部１３１ｂ（１３２ｂ）に大電流を流すことに起因して発生する熱が冷却孔１３７を介して空冷用冷却器１４４により空気中に放熱されるので、放熱量を増加させることができる。
【００４７】
（第５実施形態）
次に、図１６を参照して、第５実施形態について説明する。この第５実施形態では、上記第４実施形態の冷却孔１３７に液冷用冷却器１５３が設けられている。
【００４８】
図１６に示すように、第５実施形態による導体板１５１（１５２）の冷却孔１３７の下面には、液冷用冷却器１５３が設けられている。なお、液冷用冷却器１５３は、本発明の「冷却器」の一例である。また、導体板１５１および１５２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。また、第５実施形態のその他の構成は、上記第３実施形態と同様である。
【００４９】
第５実施形態では、上記のように、冷却孔１３７に接続された液冷用冷却器１５３を設ける。これにより、導体板１５１（１５２）の配線部１３１ｂ（１３２ｂ）に大電流を流すことに起因して発生する熱が冷却孔１３７を介して液冷用冷却器１５３により冷却されて放熱されるので、放熱量をより増加させることができる。
【００５０】
また、上述した第３〜第５実施形態では、２層目の導体配線１３５に、３本に均等に分岐される分岐配線部１３８を設ける。そして、分岐配線部１３８を避けた状態で３本の分岐配線部１３８の近傍に２列の冷却孔１３７が配置されるように構成されている。これにより、導体配線１３５の通電の抵抗を増大させることなく、導体配線１３５の分岐により熱分散が可能となる。この結果、導体配線１３５を冷却孔１３７により効果的に冷却することが可能となる。また、熱分散が可能となる分、空冷用冷却器１４４または液冷用冷却器１５３の単位面積当たりの冷却能力を小さくしても十分に冷却可能となり、その分空冷用冷却器１４４または液冷用冷却器１５３を小型化することができる。
【００５１】
（第６実施形態）
次に、図１７および図１８を参照して、第６実施形態について説明する。この第６実施形態では、上記平板（バスバー）状の金属板からなる導体板２１（２２）が配線基板２０の内部に設けられる上記第１実施形態（図１０参照）と異なり、微細配線部１６７からなる導体板１６１（１６２）が設けられている。なお、導体板１６１および１６２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。
【００５２】
図１７および図１８に示すように、第４実施形態による配線基板の導体板１６１（１６２）では、第１層１６３ａ、第２層１６３ｂ、第３層１６３ｃおよび第４層１６３ｄの合計４層から構成されている。各層は、プリント基板に使用されるようなガラスエポキシ樹脂からなる絶縁基板１６４と、絶縁基板１６４の表面上に設けられる微細な配線導体１６５とを含んでいる。また、配線導体１６５は、同一平面（絶縁基板１６４）内において複数（図１７では、３つ）設けられている。なお、微細な配線導体１６５は、銅などからなり、たとえば約１００μｍ以上約２００μｍ以下の幅（厚み）を有する。一方、平板（バスバー）状の導体板２１（２２）（図１０参照）は、数ｍｍから数ｃｍの幅（厚み）を有する。なお、微細な配線導体１６５の幅（厚み）は、流れる高周波電流の周波数と配線導体１６５の材質とに基づいて算出される高周波電流が流れることが可能な表面からの深さに応じて任意に設定される。また、電気容量に応じて、同一層内の配線導体１６５の数や、導体板１６１（１６２）の層の数が任意に設定される。なお、絶縁基板１６４を介して積層される２つの配線導体１６５は、それぞれ、本発明の「第１配線導体」および「第２配線導体」の一例である。
【００５３】
また、配線導体１６５は、高周波電流の向き（Ｘ方向）に沿って延びるように形成されている。また、配線導体１６５は、所定の間隔を隔てて複数設けられている。配線導体１６５間には、配線導体１６５間を絶縁するための樹脂などからなる絶縁層１６６が設けられている。つまり、配線導体１６５と絶縁層１６６とは、Ｙ方向に交互に配置されている。また、各層の配線導体１６５（絶縁層１６６）は、Ｚ方向（上下方向）に沿って並ぶように配置されている。また、配線導体１６５は、スルーホールやビア（図示せず）によって、電気的に同電位になるように構成されている。なお、配線導体１６５と絶縁層１６６とにより、微細配線部１６７が構成されている。
【００５４】
次に、図１７および図１８を参照して、導体板１６１（１６２）の製造工程について説明する。
【００５５】
まず、絶縁基板１６４の表面上に銅箔を接着した後に、エッチング等により複数の微細な配線導体１６５を形成する。その後、配線導体１６５間に樹脂などを注入することにより、絶縁層１６６を形成する。これにより、第１層１６３ａが形成される。その後、第１層１６３ａ上に、第２層１６３ｂが形成される。さらに、同様の手順を繰り返すことにより、第３層１６３ｃ以降の層が順次形成される。これにより、導体板１６１（１６２）が完成される。
【００５６】
第６実施形態では、上記のように、導体板１６１（１６２）を、高周波電流の流れる方向に沿って延びる微細な配線導体１６５からなる微細配線部１６７により形成する。微細配線部１６７によって１つの導体板１６１（１６２）を構成することにより、配線導体１６５が比較的大きな断面積を有する１つの配線により構成する場合と比べて、高周波電流の流れる配線の表面積が大きくなるので、配線導体１６５の表面に熱が集中するのを抑制することができる。また、高周波電流の流れる配線の表面積が大きくなる分、配線の幅（厚み）を小さくすることができるので、導体板１６１（１６２）を小型化することができる。
【００５７】
また、第６実施形態では、上記のように、微細な配線導体１６５からなる微細配線部１６７を、絶縁基板１６４を介して積層するように配置された複数の配線導体１６５により構成する。これにより、配線導体１６５からなる微細配線部１６７が、１層である場合と異なり、微細配線部１６７の数が増えるので、１つの配線導体１６５を流れる電流の抵抗を小さくすることができる。その結果、配線導体１６５からの発熱量を小さくすることができる。
【００５８】
（第７実施形態）
次に、図１９および図２０を参照して、第７実施形態について説明する。この第７実施形態では、上記配線導体１６５がＺ方向（上下方向）に沿って並ぶように配置されている上記第６実施形態と異なり、配線導体１６５と絶縁層１６６とがＺ方向（上下方向）に沿って交互に配置されている。
【００５９】
図１９および図２０に示すように、第７実施形態による導体板１７１（１７２）では、配線導体１６５と絶縁層１６６とがＺ方向に沿って交互に配置されている。なお、導体板１７１および１７２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。また、配線導体１６５と絶縁層１６６とがＺ方向に沿って配置される順番は、偶数列と奇数列とで異なっている。これにより、配線導体１６５と絶縁層１６６とをＸ方向から見た場合、配線導体１６５と絶縁層１６６とが千鳥格子状に配置されている。なお、第７実施形態のその他の構成は、上記第６実施形態と同様である。
【００６０】
（第８実施形態）
次に、図２１および図２２を参照して、第８実施形態について説明する。この第８実施形態では、上記配線導体１６５間に絶縁層１６６が設けられている上記第６実施形態と異なり、配線導体１６５間に冷却管１８４が設けられている。
【００６１】
図２１および図２２に示すように、第８実施形態による導体板１８１（１８２）では、配線導体１６５間に樹脂１８３によって外面が覆われるようにモールドされた冷却管１８４が配置されている。なお、導体板１８１および１８２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。また、配線導体１６５（冷却管１８４）は、Ｚ方向（上下方向）から見て重なるように配置されている。なお、配線導体１６５と、樹脂１８３と、冷却管１８４とにより、微細配線部１８５が構成されている。また、第８実施形態のその他の構成は、上記第６実施形態と同様である。
【００６２】
次に、図２１および図２２を参照して、導体板１８１（１８２）の製造工程について説明する。
【００６３】
まず、絶縁基板１６４の表面上に銅箔を接着した後に、エッチング等により複数の微細な配線導体１６５を形成する。その後、予め樹脂１８３によってモールドされている冷却管１８４を配線導体１６５間の絶縁基板１６４の表面に接着する。これにより、第１層１６３ａが形成される。その後、第１層１６３ａ上に、第２層１６３ｂが形成される。さらに、同様の手順を繰り返すことにより、第３層１６３ｃ以降の層が順次形成される。これにより、導体板１８１（１８２）が完成される。
【００６４】
第８実施形態では、上記のように、導体板１８１（１８２）を、隣接する配線導体１６５間に配置された冷却管１８４を含むように構成する。導体板１８１（１８２）では、配線導体１６５が積層されていることにより、内部の層である第２層１６３ｂおよび第３層１６３ｃにおいて熱干渉により局所的に発熱する場合がある。この場合、熱干渉を避けるためには配線導体１６５間の間隔を大きくすることが考えられる一方、配線導体１６５間の間隔を大きくすると導体板１８１（１８２）が大きくなる。そこで、隣接する配線導体１６５間に冷却管１８４を配置して積極的に冷却することができるので、熱集中を軽減することができるとともに、導体板１８１（１８２）が大きくなるのを抑制することができる。
【００６５】
（第９実施形態）
次に、図２３および図２４を参照して、第９実施形態について説明する。この第９実施形態では、上記配線導体１６５（冷却管１８４）がＺ方向（上下方向）から見て重なるように配置されている上記第８実施形態と異なり、配線導体１６５と冷却管１８４とがＺ方向（上下方向）に沿って交互に配置されている。
【００６６】
図２３および図２４に示すように、第９実施形態による導体板１９１（１９２）では、配線導体１６５と冷却管１８４とがＺ方向（上下方向）に沿って交互に配置されている。なお、導体板１９１および１９２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。また、配線導体１６５と冷却管１８４とがＺ方向に沿って配置される順番は、偶数列と奇数列とで異なっている。これにより、配線導体１６５と冷却管１８４とをＸ方向から見た場合、配線導体１６５と冷却管１８４とが千鳥格子状に配置されている。なお、第９実施形態のその他の構成は、上記第８実施形態と同様である。
【００６７】
（第１０実施形態）
次に、図２５および図２６を参照して、第１０実施形態について説明する。この第１０実施形態では、上記配線導体１６５がＸ方向に沿って延びるように形成されている第７実施形態と異なり、配線導体２０３ａおよび２０３ｂが網目状に形成されている。
【００６８】
図２５に示すように、第１０実施形態による導体板２０１（２０２）では、配線導体２０３ａおよび２０３ｂが網目状に形成されている。なお、導体板２０１および２０２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。また、配線導体２０３ａの網目部２０４ａおよび配線導体２０３ｂの網目部２０４ｂ内には、セラミック、窒化珪素、アルミナ等の誘電率の大きい絶縁体２０５が埋め込まれるように配置されている。また、図２６に示すように、第１層１６３ａおよび第３層１６３ｃには、略同一の網目を有する配線導体２０３ａが設けられている。また、第２層１６３ｂおよび第４層１６３ｄには、第１層１６３ａおよび第３層１６３ｃの網目の位置からＹ方向に半ピッチずれた網目を有する配線導体２０３ｂが設けられている。また、配線導体２０３ａおよび２０３ｂは、絶縁基板１６４を介して積層されている。そして、第１層１６３ａおよび第３層１６３ｃは、第２層１６３ｂおよび第４層１６３ｄに対して、Ｙ方向に半ピッチずれて配置されている。また、配線導体２０３ａおよび２０３ｂは、絶縁基板１６４を貫通するように設けられるビア２０６によって互いに電気的に接続されている。これにより、第１層１６３ａ、第２層１６３ｂ、第３層１６３ｃおよび第４層１６３ｄに設けられる網目状の４層の配線導体２０３ａおよび２０３ｂの電位は略等しくなる。なお、配線導体２０３ａおよび２０３ｂと絶縁体２０５とによって、微細配線部２０７が構成されている。また、配線導体２０３ａおよび２０３ｂは、それぞれ、本発明の「第１配線導体」および「第２配線導体」の一例である。また、ビア２０６は、本発明の「接続配線部」の一例である。
【００６９】
第１０実施形態では、上記のように、絶縁基板１６４を介して積層された４層の配線導体２０３ａおよび２０３ｂを、絶縁基板１６４を貫通するビア２０６によって互いに電気的に接続することによって、４層の配線導体２０３ａおよび２０３ｂが電気的に接続されているので、４層の配線導体２０３ａおよび２０３ｂのインピーダンスが略等しくなる。これにより、配線導体２０３ａおよび２０３ｂのインピーダンスが局所的に大きくなり、発熱量が大きくなるのを抑制することができる。
【００７０】
（第１１実施形態）
次に、図２７および図２８を参照して、第１１実施形態について説明する。この第１１実施形態では、上記略同一の網目を有する配線導体２０３ａおよび２０３ｂが各層に設けられている第１０実施形態と異なり、一部に異なる大きさの網目を有する配線導体２１３ａおよび２１３ｂが設けられる。
【００７１】
図２７および図２８に示すように、第１１実施形態による導体板２１１（２１２）では、第１層１６３ａおよび第２層１６３ｂに設けられる配線導体２０３ａおよび２０３ｂが網目状に形成されている。なお、導体板２１１および２１２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。また、第３層１６３ｃおよび第４層１６３ｄにも、網目状に形成される配線導体２１３ａおよび２１３ｂが設けられている。なお、第３層１６３ｃおよび第４層１６３ｄに設けられる配線導体２１３ａおよび２１３ｂの網目の大きさは、第１層１６３ａおよび第２層１６３ｂに設けられる配線導体２０３ａおよび２０３ｂの網目の大きさの半分の大きさになるように形成されている。また、第１層１６３ａの配線導体２０３ａと第２層１６３ｂの配線導体２０３ｂとは、網目の位置がＹ方向に半ピッチずれるように配置されている。同様に、第３層１６３ｃの配線導体２１３ａと第４層１６３ｄの配線導体２１３ｂとは、網目の位置がＹ方向に半ピッチずれるように配置されている。そして、それぞれの配線導体２０３ａ、２０３ｂ、２１３ａおよび２１３ｂは、それぞれ絶縁基板１６４を介して積層されている。そして、第１層１６３ａは第２層１６３ｂに対してＹ方向に半ピッチずれて配置されるとともに、第３層１６３ｃは第４層１６３ｄに対してＹ方向に半ピッチずれて配置されている。また、配線導体２０３ａ、２０３ｂ、２１３ａおよび２１３ｂは、絶縁基板１６４を貫通するように設けられるビア２１４によって接続されている。これにより、配線導体２０３ａ、２０３ｂ、２１３ａおよび２１３ｂの電位は略等しくなる。なお、配線導体２１３ａおよび２１３ｂは、それぞれ、本発明の「第１配線導体」および「第２配線導体」の一例である。また、ビア２１４は、本発明の「接続配線部」の一例である。
【００７２】
（第１２実施形態）
次に、図２９を参照して、第１２実施形態について説明する。この第１２実施形態では、上記配線基板２０の内部に導電性金属板からなる平板（バスバー）状の導体板２１（２２）が用いられていた上記第１実施形態と異なり、配線基板２０に上面溝２２５が設けられる導体２２３を含む導体板２２１（２２２）が用いられている。なお、導体板２２１および２２２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。また、導体２２３は、本発明の「配線導体」の一例である。
【００７３】
図２９に示すように、第１２実施形態による、導体板２２１（２２２）は、高周波電流の流れる方向に沿って延びる導体２２３と、絶縁体２２４とから構成されている。導体２２３の上面には、高周波電流の流れる方向に沿って延びる複数の上面溝２２５が設けられている。また、導体２２３は、ｈ０の厚みを有する。また、上面溝２２５は、ｈ１の深さと、ｗ１の幅とを有する。また、上面溝２２５間のピッチは、ｐ１である。
【００７４】
複数の上面溝２２５により凹凸形状を有する導体２２３の周囲は、絶縁体２２４に覆われている。また、導体２２３は、導体２２３の厚みｈ０が約６００μｍであり、電流の駆動周波数が１００ｋＨｚの場合に、上面溝２２５の深さｈ１がｈ０／３、幅ｗ１がｈ０／３、ピッチｐ１がｈ０となるように溝加工が行われている。これにより、導体２２３は、高周波電流の流れる方向に沿って延びる凹凸形状を外表面に有している。なお、導体２２３は、エッチング溶液により溝加工されてもよいし、機械的な切削により溝加工されてもよい。これにより、複数の上面溝２２５の深さｈ１が略同じになるので、電流の駆動周波数が比較的高い１００ｋＨｚの場合でも、導体２２３の断面の全てを電流の通電有効領域として用いることが可能となる。なお、駆動周波数が１００ｋＨｚであり、導体２２３の厚みｈ０が６００μｍである場合、凹凸（上面溝２２５）がない形状に比べて、電流の通電有効領域の断面積が約３０％大きくなる。これにより、導通抵抗が小さくなる。
【００７５】
第１２実施形態では、上記のように、導体板２２１（２２２）を、高周波電流の流れる方向に沿って延びる凹凸形状を外表面に有する導体２２３を含むように構成する。これにより、導体２２３の外表面が平坦な場合と比べて導体２２３の表面積が大きくなるので、その分、導体２２３の外表面近傍を流れる高周波電流が流れる領域を大きくすることができる。この結果、導体２２３を流れる高周波電流の抵抗を小さくすることができる。
【００７６】
また、第１２実施形態では、上記のように、導体板２２１（２２２）を、凹凸形状を有する導体２２３の周囲を取り囲むように形成された絶縁体２２４をさらに含むように構成する。これにより、導体２２３からの漏電を絶縁体２２４により容易に抑制することができる。
【００７７】
（第１３実施形態）
次に、図３０を参照して、第１３実施形態について説明する。この第１３実施形態では、上記導体２２３の上面のみに上面溝２２５が設けられている上記第１２実施形態と異なり、導体２３３の下面にも下面溝２３６が設けられている。なお、導体２３３は、本発明の「配線導体」の一例である。
【００７８】
図３０に示すように、第１３実施形態による導体板２３１（２３２）は、高周波電流の流れる方向に沿って延びる導体２３３と、絶縁体２３４とから構成されている。なお、導体板２３１および２３２は、それぞれ、本発明の「第１導体板」および「第２導体板」の一例である。導体２３３の上面には、高周波電流の流れる方向に沿って延びる複数の上面溝２３５が設けられているとともに、下面には、複数の下面溝２３６が設けられている。また、導体２３３は、ｈ０の厚みを有する。また、上面溝２３５は、ｈ１の深さと、ｗ１の幅とを有する。また、上面溝２３５間のピッチは、ｐ１である。また、下面溝２３６は、ｈ２の深さと、ｗ２の幅とを有する。また、下面溝２３６間のピッチは、ｐ２である。
【００７９】
導体２３３の周囲は、絶縁体２３４に覆われている。導体２３３は、導体２３３の厚みｈ０が６００μｍであり、電流の駆動周波数が１００ｋＨｚの場合に、上面溝２３５の深さｈ１がｈ０／３、幅ｗ１がｈ０／３、ピッチｐ１がｈ０となるように溝加工が行われている。また、導体２３３は、下面溝２３６の深さｈ２がｈ０／３、幅ｗ２が２ｈ０／３、ピッチｐ２がｈ０／２となるように溝加工が行われている。これにより、導体２３３は、高周波電流の流れる方向に沿って延びる凹凸形状を外表面に有している。なお、導体２３３は、エッチング溶液により溝加工されてもよいし、機械的な切削により溝加工されてもよい。これにより、複数の上面溝２３５の深さｈ１が略同じになるとともに、複数の下面溝２３６の深さｈ２が略同じになる。このため、電流の駆動周波数が比較的高い１００ｋＨｚの場合でも、導体２３３の断面の全てを電流の通電有効領域として用いることが可能となる。なお、駆動周波数が１００ｋＨｚであり、導体２３３の厚みｈ０が６００μｍである場合、凹凸（上面溝２３５、下面溝２３６）がない形状に比べて、電流の通電有効領域の断面積が約６０％大きくなる。これにより、導通抵抗が小さくなる。
【００８０】
（第１４実施形態）
次に、図３１および図３２を参照して、第１４実施形態について説明する。この第１４実施形態では、上記パワーモジュール１０（図１参照）の端子２５３と配線基板２０（図１参照）の導体板２１（２２）の電極部２１ａ（２２ａ）とが、粒状接合材２５１により接合されている。なお、端子２５３は、たとえば、上記第１実施形態のゲート端子１５、ソース端子１６およびドレイン端子１７である。
【００８１】
図３１に示すように、配線基板２０の導体板２１（２２）の電極部２１ａ（２２ａ）は、粒状接合材２５１を介して、パワーモジュール１０の端子２５３と接合されている。なお、粒状接合材２５１は、電気抵抗が小さい金属粒子２５２（銀粒子、金粒子、銅粒子、アルミニウム粒子など）を含んでいる。また、金属粒子２５２の表面に、ニッケル皮膜やスズ皮膜などを設けてもよい。これにより、パワーモジュール１０の半導体素子１１に対して、配線基板２０（導体板２１および２２）の電極部２１ａ（２２ａ）を、端子２５３を介して接続するように構成されている。なお、粒状接合材２５１は、本発明の「接合材」の一例である。また、金属粒子２５２は、本発明の「粒状金属」の一例である。
【００８２】
次に、図３２を参照して、高周波通電動作時の電流の流れる経路Ａについて説明する。
【００８３】
配線基板２０の電極部２１ａ（２２ａ）からパワーモジュール１０（端子２５３）に周波数１００ｋＨｚ以上で通電する場合、電流は、表皮効果により、粒状接合材２５１に含まれる金属粒子２５２の表面を選択的に通過する。なお、粒状接合材２５１では、複数の金属粒子２５２が隣接するように配置されているので、図３２に示すように、電流は、金属粒子２５２の表面を通過しながら、電極部２１ａ（２２ａ）から配線基板２０に流れる。
【００８４】
第１４実施形態では、上記のように、パワーモジュール１０の端子２５３（半導体素子１１）に対して金属粒子２５２を含む粒状接合材２５１を介して導体板２１（２２）の電極部２１ａ（２２ａ）を接続する。高周波電流は金属粒子２５２の表面近傍を流れるので、金属粒子２５２を複数設けることにより高周波電流が流れる経路を増やすことができる。これにより、粒状接合材２５１を介して大電流を流すことができる。また、粒状接合材２５１に含まれる金属粒子２５２の粒子径を調整することにより、粒状接合材２５１を流れる電流容量を調整することができる。
【００８５】
（第１５実施形態）
次に、図３３および図３４を参照して、第１５実施形態について説明する。この第１５実施形態では、金属粒子２６１が接合層２６２の中に含まれている。
【００８６】
図３３に示すように、配線基板２０の導体板２１（２２）の電極部２１ａ（２２ａ）は、接合材２６０を介してパワーモジュール１０の端子２５３と接合されている。なお、接合材２６０は、接合材２６０の中に分散された電気抵抗が小さい金属粒子２６１と、金属粒子２６１以外の部分である導電性の接合層２６２とを含んでいる。なお、金属粒子２６１は、銀粒子、金粒子、銅粒子、アルミニウム粒子などからなる。また、金属粒子２６１の表面に、ニッケル皮膜やスズ皮膜などを設けてもよい。また、接合層２６２は、スズ系はんだ、鉛系はんだ、スズや鉛を主成分とする２次元系や３次元系はんだでもよいし、高温接合可能なＡｕ−Ｓｉ系のろう材でもよい。なお、配線基板２０の導体板２１（２２）の電極部２１ａ（２２ａ）とパワーモジュール１０の端子２５３とを、接合材２６０を高温で溶解させることにより接合する工程において、磁場が上方向から下方向にかけられた状態で接合させることにより、金属粒子２５２が上下方向に隣接した状態で配置される。なお、接合材２６０は、本発明の「接合材」の一例である。また、金属粒子２６１は、本発明の「粒状金属」の一例である。
【００８７】
次に、図３４を参照して、高周波通電動作時の電流の流れる経路Ａと低周波通電動作時の電流の流れる経路Ｂとについて説明する。
【００８８】
配線基板２０の電極部２１ａ（２２ａ）から接合材２６０を介してパワーモジュール１０（端子２５３）に周波数１００ｋＨｚ以上で通電する場合（高周波動作時）、電流は、表皮効果により、接合材２６０に含まれる金属粒子２６１の表面（経路Ａ）を選択的に通過する。一方、配線基板２０の導体板２１（２２）の電極部２１ａ（２２ａ）から接合材２６０を介してパワーモジュール１０（端子２５３）に周波数１００ｋＨｚ未満で通電する場合（低周波動作時）、電流は、表皮効果の影響は小さいので、金属粒子２６１と通過せずに、接合材２６０の接合層２６２を（経路Ｂ）を流れる。このように、高周波通電動作時および低周波通電動作時の両方において通電抵抗が小さい経路を確保することが可能となる。
【００８９】
第１５実施形態では、上記のように、接合材２６０を、金属粒子２６１が分散された導電性の接合層２６２を含むように構成する。これにより、高周波動作時は、電流は、金属粒子２６１を介して流れるとともに、低周波動作時には、電流は、接合層２６２を介して流れるので、高周波動作時と低周波動作時との両方の動作時に電流を流すことができる。また、金属粒子２６１と導電性の接合層２６２との混合比、または、金属粒子２６１の粒子径を調整することにより、高周波電流の電流容量と低周波電流の電流容量とを調整することができる。
【００９０】
（第１６実施形態）
次に、図３５〜図３８を参照して、第１６実施形態について説明する。この第１６実施形態では、上記パワーモジュール１０に１個の半導体素子１１を内蔵した第１実施形態と異なり、絶縁回路基板３１３の表面上に２個の半導体素子３１１および半導体素子３１２が設けられている。なお、半導体素子３１１および３１２は、本発明の「電力変換用半導体素子」の一例である。
【００９１】
図３５〜図３７に示すように、第１６実施形態によるパワーモジュール３１０では、絶縁回路基板３１３の表面上に、接合材３１４を介して半導体素子３１１および半導体素子３１２が設けられている。半導体素子３１１は、上記第１実施形態における半導体素子１１と同様に、高周波スイッチング可能なＦＥＴ（電界効果トランジスタ）からなる。また、半導体素子３１２は、アノード電極３１２ａとカソード電極３１２ｂとを有するファーストリカバリーダイオード（ＦＲＤ）からなる。半導体素子３１２のアノード電極３１２ａ上には、アノード端子３１８が接合されている。なお、半導体素子３１２のカソード電極３１２ｂは、半導体素子３１１のドレイン電極３１１ｃと電気的に接続されており、還流ダイオード（図３８参照）としての機能を有する。また、アノード端子３１８は、本発明の「電極用導体」の一例である。
【００９２】
ゲート端子３１５、ソース端子３１６、ドレイン端子３１７およびアノード端子３１８は、それぞれ柱形状を有し、パワーモジュール３１０の上方に向かって延びるように形成されている。また、ゲート端子３１５の上端面３１５ａ、ソース端子３１６の上端面３１６ａ、ドレイン端子３１７の上端面３１７ａおよびアノード端子３１８の上端面３１８ａは、それぞれ、略平坦で、かつ、平面的に見て略矩形形状に形成されている。また、ゲート端子３１５の上端面３１５ａ、ソース端子３１６の上端面３１６ａ、ドレイン端子３１７の上端面３１７ａおよびアノード端子３１８の上端面３１８ａは、略同じ高さを有する。また、ゲート端子３１５、ソース端子３１６およびドレイン端子３１７は、本発明の「電極用導体」の一例である。
【００９３】
また、半導体素子３１１、半導体素子３１２、絶縁回路基板３１３、ゲート端子３１５、ソース端子３１６、ドレイン端子３１７およびアノード端子３１８の側面を取り囲むように覆うように、シリコンゲルなどからなる樹脂材３１９が設けられている。これにより、樹脂材３１９は、パワーモジュール３１０の外形面を形成する。なお、樹脂材３１９は、略同じ高さに形成されたゲート端子３１５の上端面３１５ａ、ソース端子３１６の上端面３１６ａ、ドレイン端子３１７の上端面３１７ａおよびアノード端子３１８の上端面３１８ａを、樹脂材３１９の上面から露出するように設けられている。これにより、ゲート端子３１５の上端面３１５ａ、ソース端子３１６の上端面３１６ａ、ドレイン端子３１７の上端面３１７ａおよびアノード端子３１８の上端面３１８ａの各々において、配線基板２０との電気的接続が行われるように構成されている。
【００９４】
また、絶縁回路基板３１３は、セラミクスなどの絶縁体の両面に金属板が貼り付けられた構造を有する。そして、半導体素子３１１および半導体素子３１２から発生した熱は、ゲート端子３１５（上端面３１５ａ）、ソース端子３１６（上端面３１６ａ）、ドレイン端子３１７（上端面３１７ａ）およびアノード端子３１８（上端面３１８ａ）から上方に放熱されるとともに、絶縁回路基板３１３の下方からも放熱されるように構成されている。なお、絶縁回路基板３１３は、本発明の「放熱部材」の一例である。
【００９５】
（第１７実施形態）
次に、図３９〜図４３を参照して、第１７実施形態について説明する。この第１７実施形態では、上記樹脂材３１９により外形面が形成されている第１６実施形態と異なり、外形面がケース状の下側ヒートスプレッダ３１３ａおよび上側ヒートスプレッダ３１３ｂにより形成されている。なお、ケース状の下側ヒートスプレッダ３１３ａおよびケース状の上側ヒートスプレッダ３１３ｂは、導電性および熱伝導性を有する金属からなる。
【００９６】
図３９および図４０に示すように、第１７実施形態によるパワーモジュール３２０では、絶縁回路基板３１３の表面上に、接合材３１４を介して半導体素子３１１、半導体素子３１２、およびドレイン端子３１７が接合されている。また、半導体素子３１１の表面上には、ゲート端子３１５およびソース端子３１６が接合材３１４を介して接合されている。また、半導体素子３１２の表面上には、接合材３１４を介してアノード端子３１８が接合されている。
【００９７】
また、絶縁回路基板３１３の下面には、放熱機能を有する下側ヒートスプレッダ３１３ａが配置されている。下側ヒートスプレッダ３１３ａは、底面と側面とを有する箱形状（ケース状）に形成されている。また、下側ヒートスプレッダ３１３ａ上には、接合材３１４を介して上側ヒートスプレッダ３１３ｂが配置されている。上側ヒートスプレッダ３１３ｂは、上面と側面とを有する箱形状（ケース状）に形成されている。また、上側ヒートスプレッダ３１３ｂの上面には、図４１に示すように、開口部３１３ｃが設けられている。そして、下側ヒートスプレッダ３１３ａと上側ヒートスプレッダ３１３ｂとの内部に、半導体素子３１１および半導体素子３１２が収納されるように構成されている。これにより、半導体素子３１１および半導体素子３１２から発生される熱は、下側ヒートスプレッダ３１３ａの下面および側面と、上側ヒートスプレッダ３１３ｂの上面および側面とから放熱されるように構成されている。
【００９８】
また、図４２および図４３に示すように、下側ヒートスプレッダ３１３ａと上側ヒートスプレッダ３１３ｂとの側面には、樹脂注入孔３１３ｄが設けられている。そして、樹脂注入孔３１３ｄから樹脂を注入することにより、下側ヒートスプレッダ３１３ａおよび上側ヒートスプレッダ３１３ｂと、半導体素子３１１および半導体素子３１２との間の空間が、樹脂材３１９ｂによって充填される。なお、ゲート端子３１５の上端面３１５ａ、ソース端子３１６の上端面３１６ａ、ドレイン端子３１７の上端面３１７ａおよびアノード端子３１８の上端面３１８ａは、樹脂材３１９ｂの表面（上側ヒートスプレッダ３１３ｂの開口部３１３ｃ）から露出するように構成されている。
【００９９】
（第１８実施形態）
次に、図４４を参照して、第１８実施形態について説明する。この第１８実施形態では、上記第１７実施形態によるパワーモジュール３２０にヒートシンク３２１ｂが設けられている。
【０１００】
図４４に示すように、第１８実施形態によるパワーモジュール３２１では、上記第１７実施形態によるパワーモジュール３２０の側面および下面を覆うように、絶縁性の熱伝導グリース３２１ａを介してヒートシンク３２１ｂが接続されている。また、ヒートシンク３２１ｂには、複数のフィン３２１ｃが設けられている。そして、ヒートシンク３２１ｂが設けられることにより、パワーモジュール３２１の熱抵抗を小さくすることができるとともに、過負荷などに起因する急激な温度上昇による熱的飽和を緩和することができる。これにより、放熱性をより向上させることができる。
【０１０１】
（第１９実施形態）
次に、図４５〜図４７を参照して、第１９実施形態について説明する。この第１９実施形態では、上記絶縁回路基板３１３の表面上に、半導体素子３１１などが設けられる上記第１６実施形態（図３６参照）と異なり、金属板３２３の表面上に、半導体素子３１１などが設けられている。
【０１０２】
図４５〜図４７に示すように、第１９実施形態によるパワーモジュール３２２では、金属板３２３の表面上に、接合材３１４を介して半導体素子３１１、半導体素子３１２、およびドレイン端子３１７が設けられている。また、半導体素子３１１の表面上には、ゲート端子３１５およびソース端子３１６が接合材３１４を介して設けられている。また、半導体素子３１２の表面上には、接合材３１４を介してアノード端子３１８が設けられている。
【０１０３】
また、金属板３２３の表面上には、半導体素子３１１、半導体素子３１２、ゲート端子３１５、ソース端子３１６、ドレイン端子３１７、および、アノード端子３１８を取り囲むように、上側ヒートスプレッダ３１３ｂが設けられている。上側ヒートスプレッダ３１３ｂと、半導体素子３１１、半導体素子３１２、ゲート端子３１５、ソース端子３１６、ドレイン端子３１７、および、アノード端子３１８との間の空間は、樹脂材３１９ｉが充填されている。この第１９実施形態では、ケース状の下側ヒートスプレッダ３１３ａは設けられておらず、板状の金属板３２３により下側のヒートスプレッダ（放熱板）が構成されている。なお、金属板３２３および上側ヒートスプレッダ３１３ｂの電位は、半導体素子３１２の金属板３２３側（カソード側）の電位と略等しい。これにより、外部の回路基板（図示せず）と半導体素子３１２とを、容易に、電気的に接続することが可能となる。
【０１０４】
（第２０実施形態）
次に、図４８〜図５０を参照して、第２０実施形態の液冷式冷却器４００について説明する。なお、液冷式冷却器４００の上面に、たとえば上記第１実施形態のパワーモジュール１０が配置される。なお、液冷式冷却器４００は、本発明の「冷却構造」の一例である。
【０１０５】
図４８および図４９に示すように、第２０実施形態による液冷式冷却器４００は、冷却板ベース４０１と、冷却板ベース４０１の上面に設けられる冷却板フタ４０２と、下面に設けられる冷却板底板４０３と、冷却板ベース４０１の側面に設けられるパイプ４０４とから構成されている。なお、パイプ４０４は、ジョイント（継手）でもよい。冷却板ベース４０１と冷却板底板４０３とは、冷却板ベース４０１の裏面４０１ａと、冷却板底板４０３のロウ付け面４０３ａとがロウ付けされることにより、組み合わされている。また、冷却板ベース４０１と冷却板フタ４０２とは、冷却板ベース４０１の表面４０１ｂと、冷却板フタ４０２の絶縁接着面４０２ａとが、絶縁接着されることにより、組み合わされている。なお、冷却板ベース４０１と冷却板フタ４０２とが絶縁接着により絶縁されていることにより、液冷式冷却器４００の上面に設けられる上記第１実施形態のパワーモジュール１０が電位を持っている場合でも、パワーモジュール１０の電位が冷却板ベース４０１に短絡するのが抑制される。
【０１０６】
また、図５０に示すように、冷却板ベース４０１の裏面側には、冷媒用流路４０１ｃが設けられている。また、冷媒用流路４０１ｃとパイプ４０４の内部４０４ａとは、接続されており、液冷式冷却器４００の冷媒用流路が構成されている。
【０１０７】
このような液冷式冷却器４００が、たとえば上記第１実施形態のパワーモジュール１０の底面側の金属板１２（図５参照）に接続される。これにより、図５に示すように、パワーモジュール１０の底面（外側面）側からの放熱を行うことが可能なように構成されている。この結果、第２０実施形態では、配線基板２０内の液冷管３１および３２により電力変換装置１００の内部側（パワーモジュール１０の電極面側）から放熱を行うだけでなく、パワーモジュール１０の底面（金属板１２）側からも液冷式冷却器４００により放熱を行うように構成されている。
【０１０８】
第２０実施形態では、上記のように、半導体素子１１の裏面側に配置された金属板１２と、金属板１２に接続された液冷式冷却器４００とを設ける。金属板１２に接続された液冷式冷却器４００により、半導体素子１１の表面側（配線基板２０との接続面側）だけでなく半導体素子１１の裏面側において金属板１２を介した放熱を行うことができるので、電力変換装置１００の放熱量を液冷式冷却器４００によりさらに増加させることができる。
【０１０９】
（第２１実施形態）
次に、図５１および図５２を参照して、第２１実施形態について説明する。この第２１実施形態では、上記冷却板ベース４０１および冷却板フタ４０２の表面が平坦な上記第２０実施形態と異なり、冷却板ベース４１１および冷却板フタ４１３の表面に凹凸が設けられている。なお、液冷式冷却器４１０は、本発明の「冷却構造」の一例である。
【０１１０】
図５１および図５２に示すように、第２１実施形態による液冷式冷却器４１０の冷却板ベース４１１の上面には、矩形形状の断面を有する複数の凹部４１２が設けられている。また、冷却板フタ４１３の冷却板ベース４１１と対向する下面には、矩形形状の断面を有する複数の凸部４１４が設けられている。そして、冷却板ベース４１１の凹部４１２と、冷却板フタ４１３の凸部４１４とが嵌合されるように構成されている。これにより、冷却板ベース４１１と冷却板フタ４１３との接触面積が大きくなるので、放熱量を多くすることが可能となる。なお、凹凸の形は、冷却板ベース４１１と冷却板フタ４１３との接触面積を大きくする形状であれば、矩形形状の断面に限らず、たとえばノコギリ波形状の断面でもよい。なお、第２１実施形態のその他の構成は、上記第２０実施形態と同様である。
【０１１１】
（第２２実施形態）
次に、図５３および図５４を参照して、第２２実施形態について説明する。この第２２実施形態では、上記冷却板フタ４０２が設けられる上記第２０実施形態と異なり、液冷式冷却器４２０に冷却板フタが設けられない。なお、液冷式冷却器４２０は、本発明の「冷却構造」の一例である。
【０１１２】
図５３および図５４に示すように、第２２実施形態による液冷式冷却器４２０の冷却板ベース４０１の上面には、冷却板フタ（図４８参照）は設けられずに、直接パワーモジュール１０が複数設けられている。なお、冷却板ベース４０１の上面とパワーモジュール１０の底面（絶縁接着面４０２ａ）とは、絶縁接着により組み合わされている。これにより、冷却板ベース４０１とパワーモジュール１０とは、絶縁される。なお、第２２実施形態のその他の構成は、上記第２０実施形態と同様である。
【０１１３】
（第２３実施形態）
次に、図５５および図５６を参照して、第２３実施形態について説明する。この第２３実施形態では、上記冷却板ベース４１１の上面が平坦な上記第２２実施形態と異なり、冷却板ベース４１１の上面に凹部４１２が設けられている。なお、液冷式冷却器４３０は、本発明の「冷却構造」の一例である。
【０１１４】
図５５および図５６に示すように、第２３実施形態による液冷式冷却器４３０の冷却板ベース４１１の上面には、断面が矩形形状の凹部４１２が設けられている。また、パワーモジュール１０の下面（金属板１２）には、冷却板ベース４１１の凹部４１２に嵌合可能であり、断面が矩形形状の凸部１２ａが設けられている。そして、冷却板ベース４１１の凹部４１２と、パワーモジュール１０の凸部１２ａとが嵌合されることにより、液冷式冷却器４３０が構成されている。なお、凹凸の形は、冷却板ベース４１１とパワーモジュール１０との接触面積を大きくする形状であれば、矩形形状の断面に限らず、たとえばノコギリ波形状の断面でもよい。なお、第２３実施形態のその他の構成は、上記第２２実施形態と同様である。
【０１１５】
（第２４実施形態）
次に、図５７を参照して、第２４実施形態について説明する。この第２４実施形態では、冷却板ベース４４１の内部に仕切り板４４３が設けられている。なお、液冷式冷却器４４０は、本発明の「冷却構造」の一例である。
【０１１６】
図５７に示すように、第２４実施形態による液冷式冷却器４４０の冷却板ベース４４１の上面には、凸部４４２が設けられている。また、パワーモジュール１０の金属板１２の下面には、冷却板ベース４４１の凸部４４２と嵌合可能な凹部１２ｂが形成されている。なお、金属板１２の凹部１２ｂは、半導体素子１１に対応する位置に設けられている。また、冷却板ベース４４１の半導体素子１１に対応する領域には、仕切り板４４３が設けられている。これにより、冷却板ベース４４１の内部を流れる冷媒の流れが、仕切り板４４３の近傍において促進されるので、液冷式冷却器４４０の冷却能力を向上させることが可能となる。
【０１１７】
第２４実施形態では、上記のように、パワーモジュール１０の金属板１２には、凹部１２ｂが形成されており、冷却板ベース４４１の上面には、金属板１２の凹部１２ｂに嵌合可能な凸部４４２を形成する。これにより、パワーモジュール１０と冷却板ベース４４１の冷媒との間の距離が小さくなるので、パワーモジュール１０から冷却板ベース４４１への放熱量を多くすることができる。
【０１１８】
（第２５実施形態）
次に、図５８を参照して、第２５実施形態について説明する。この第２５実施形態では、上記金属板１２に凹部１２ｂが設けられる上記第２４実施形態と異なり、ビア４５３が設けられている。なお、液冷式冷却器４５０は、本発明の「冷却構造」の一例である。
【０１１９】
図５８に示すように、第２５実施形態では、パワーモジュール４５１の半導体素子１１が設けられる基板４５２の下面には、上面が封止されたビア（孔）４５３が設けられている。なお、このビア４５３は、基板４５２内の電気的接続をとるために予め設けられているものを利用する。そして、基板４５２のビア４５３と、液冷式冷却器４５０の冷却板ベース４４１の凸部４４２とが嵌合するように構成されている。これにより、パワーモジュール４５１に別途凹部を設けることなく、パワーモジュール４５１と液冷式冷却器４５０の冷却板ベース４４１とを嵌合することが可能となる。
【０１２０】
（第２６実施形態）
次に、図５９〜図６５を参照して、第２６実施形態による大電流端子台５００について説明する。この第２６実施形態では、大電流端子台５００には、たとえば上記第１実施形態のパワーモジュール１０および配線基板２０が設けられるインバータ部５１０およびコンバータ部５２０が接続される。なお、インバータ部５１０は、本発明の「電力変換装置」および「第１電力変換装置」の一例である。また、コンバータ部５２０は、本発明の「電力変換装置」および「第２電力変換装置」の一例である。
【０１２１】
図５９および図６０に示すように、大電流端子台５００には、接続端子部５０１と絶縁性の樹脂部５０２とが設けられている。接続端子部５０１には、図６１に示すように、２つの孔５０３が設けられている。また、図６２に示すように、接続端子部５０１には、接続端子部５０１を貫通するように、複数のスリット５０４が設けられている。そして、接続端子部５０１と樹脂部５０２とが、樹脂成形により一体的に形成される際に、接続端子部５０１のスリット５０４に樹脂が充填される。また、接続端子部５０１は、インバータ部５１０と接続するための接続端子部５０１ａと、コンバータ部５２０と接続するための接続端子部５０１ｂとが設けられている。なお、大電流端子台５００は、本発明の「端子台」の一例である。また、樹脂部５０２は、本発明の「絶縁部」の一例である。また、接続端子部５０１ａおよび接続端子部５０１ｂは、それぞれ、本発明の「第１接続端子部」および「第２接続端子部」の一例である。
【０１２２】
また、図５９に示すように、樹脂部５０２には、隣接する２つの接続端子部５０１の絶縁距離を確保するために、段差部５０５が設けられている。
【０１２３】
また、図６４および図６５示すように、大電流端子台５００は、インバータ部５１０およびコンバータ部５２０が接続されるように構成されている。なお、インバータ部５１０およびコンバータ部５２０の内部には、たとえば上記第１実施形態のパワーモジュール１０が設けられている。また、インバータ部５１０およびコンバータ部５２０には、大電流でかつ高周波の電流を流すことが可能で、かつ、大電流端子台５００と接続するための複数の端子５１１が設けられている。なお、端子５１１は、本発明の「端子部」の一例である。なお、これらの複数の端子５１１は、パワーモジュール１０の半導体素子１１の電極（制御電極１１ａ、ソース電極１１ｂ、およびドレイン電極１１ｃ）とそれぞれ電気的に接続されている。また、端子５１１には、孔５１２が設けられている。そして、大電流端子台５００の接続端子部５０１ａおよび接続端子部５０１ｂを、それぞれ、インバータ部５１０およびコンバータ部５２０の端子５１１にネジ５１３によって接続することにより、大電流端子台５００とインバータ部５１０およびコンバータ部５２０とが接続される。なお、端子５１１の孔５１２がタップ孔である場合には、ネジ５１３の裏面よりナットなどでネジ５１３と端子５１１とを締結することが可能である。
【０１２４】
第２６実施形態では、上記のように、大電流端子台５００は、金属製の複数の接続端子部５０１と、隣接する接続端子部５０１間を絶縁するための樹脂製の樹脂部５０２とを含み、接続端子部５０１と樹脂部５０２との境界に段差部５０５を形成する。これにより、接続端子部５０１と樹脂部５０２との間の絶縁距離（沿面距離）を段差部５０５により大きくすることができるので、接続端子部５０１間のピッチを小さくすることができる。これにより、大電流端子台５００を小さくすることができる。
【０１２５】
また、第２６実施形態では、上記のように、大電流端子台５００の接続端子部５０１が、スリット５０４を含み、スリット５０４に、樹脂部５０２を構成する樹脂と同じ樹脂を充填することによって、スリット５０４に充填される樹脂により、容易に、接続端子部５０１を大電流端子台５００に固定することができる。
【０１２６】
また、第２６実施形態では、上記のように、大電流端子台５００の接続端子部５０１を、インバータ部５１０が接続される接続端子部５０１ａと、コンバータ部５２０が接続される接続端子部５０１ｂとを含むように構成する。これにより、インバータ部５１０とコンバータ部５２０とを、それぞれ、接続端子部５０１ａと接続端子部５０１ｂとを介して、容易に、大電流端子台５００に接続することができる。
【０１２７】
（第２７実施形態）
次に、図６６〜図７４を参照して、第２７実施形態について説明する。この第２７実施形態では、接続端子部５３１にバネ端子５３４が設けられている。
【０１２８】
図６６〜図６８に示すように、大電流端子台５３０には、接続端子部５３１と樹脂部５３２とが設けられている。接続端子部５３１（図６９〜図７２参照）には、図７１および図７２に示すように、４つの溝部５３３が設けられている。そして、図６８に示すように、接続端子部５３１の溝部５３３には、バネ端子５３４が取り付けられている。なお、図６６に示すように、樹脂部５３２には、取り付け用の孔５３５が設けられている。また、大電流端子台５３０は、本発明の「端子台」の一例である。また、樹脂部５３２は、本発明の「絶縁部」の一例である。
【０１２９】
また、図７３および図７４示すように、大電流端子台５３０は、インバータ部５１０およびコンバータ部５２０を覆うケースや冷却器（図示せず）などの筐体にネジ５３６により取り付けられるとともに、インバータ部５１０およびコンバータ部５２０の端子５１１に接触するように（押し付けられるように）構成されている。これにより、大電流端子台５３０とインバータ部５１０およびコンバータ部５２０の端子５１１とを接続するためのネジが不要になる。一方、大電流端子台５３０とインバータ部５１０およびコンバータ部５２０の端子５１１とが固定されていないので、大電流端子台５３０と端子５１１との接触圧がばらつく。しかしながら、バネ端子５３４が設けられることにより、大電流端子台５３０と端子５１１との電気的な接続を安定させることが可能となる。
【０１３０】
（参考例）
次に、図７５〜図７８を参照して、本発明の参考例について説明する。この参考例では、導体板１６１（１６２）を微細配線部１６７により構成した上記第６実施形態とは異なり、配線基板２０内の配線回路全体が微細配線部によって構成されている。
【０１３１】
図７５に示すように、本発明の参考例による電力変換装置６００は、Ｐ端子６０１、Ｎ端子６０２、Ｕ端子６０３、Ｖ端子６０４、Ｗ端子６０５を有する配線基板６１７と、６つのパワーモジュール１０（１０ａ〜１０ｆ）を含んでいる。なお、６つのパワーモジュール１０（１０ａ〜１０ｆ）が２つずつ３並列接続されることにより、３相フルブリッジ回路が構成されている。
【０１３２】
具体的には、パワーモジュール１０ａとパワーモジュール１０ｄとは、直列に接続されている。また、パワーモジュール１０ｂとパワーモジュール１０ｅとは、直列に接続されている。また、パワーモジュール１０ｃとパワーモジュール１０ｆとは、直列に接続されている。パワーモジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃのドレイン側は、Ｐ端子６０１に接続されている。また、パワーモジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃのソース側は、それぞれ、Ｕ端子６０３、Ｖ端子６０４、および、Ｗ端子６０５に接続されている。また、パワーモジュール１０ｄ、１０ｅ、１０ｆのドレイン側は、それぞれ、Ｕ端子６０３、Ｖ端子６０４、および、Ｗ端子６０５に接続されている。また、パワーモジュール１０ｄ、１０ｅ、１０ｆのソース側は、Ｎ端子６０２に接続されている。
【０１３３】
また、具体的な構造としては、図７６に示すように、３つのパワーモジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃが、Ｐ電位層６０６に接続されるとともに、３つのパワーモジュール１０ｄ、１０ｅ、１０ｆが、Ｎ電位層６０７に接続される。また、Ｐ電位層６０６とＮ電位層６０７とは、出力電位層６０８に接続されている。
【０１３４】
Ｐ電位層６０６は、２つの絶縁基板６０９と、２つの微細配線部６１０から構成されている。なお、微細配線部６１０は、たとえば上記第６実施形態〜第１１実施形態の微細配線部が用いられる。２つの微細配線部６１０は、ビア６１１により接続されており、電気的に同電位になっている。また、絶縁基板６０９の上面には、パワーモジュール１０ａ、１０ｂ、１０ｃを接続するための接続端子６１２が設けられている。また、微細配線部６１０の一方端には、Ｐ端子６０１が設けられている。
【０１３５】
Ｎ電位層６０７は、２つの絶縁基板６０９と、２つの微細配線部６１０から構成されている。２つの微細配線部６１０は、ビア６１１により接続されており、電気的に同電位になっている。また、絶縁基板６０９の下面には、パワーモジュール１０ｄ、１０ｅ、１０ｆを接続するための接続端子６１２が設けられている。また、微細配線部６１０の一方端には、Ｎ端子６０２が設けられている。
【０１３６】
出力電位層６０８は、図７７および図７８に示すように、Ｕ相出力配線６１３、Ｖ相出力配線６１４、Ｗ相出力配線６１５、および、２つの絶縁基板６０９（図７６参照）からなる。Ｕ相出力配線６１３、Ｖ相出力配線６１４およびＷ相出力配線６１５は、２つの絶縁基板６０９に挟まれるように配置されている。また、Ｕ相出力配線６１３、Ｖ相出力配線６１４およびＷ相出力配線６１５の一方端には、それぞれ、Ｕ端子６０３、Ｖ端子６０４、および、Ｗ端子６０５が設けられている。
【０１３７】
図７６に示すように、出力電位層６０８の上面には、Ｐ電位層６０６が積層され、接続端子６１２と、Ｕ相出力配線６１３、Ｖ相出力配線６１４およびＷ相出力配線６１５とが、スルーホール６１６を介して電気的に接続されている。また、出力電位層６０８の下面には、Ｎ電位層６０７が積層され、接続端子６１２と、Ｕ相出力配線６１３、Ｖ相出力配線６１４およびＷ相出力配線６１５とが、スルーホール６１６を介して電気的に接続されている。そして、Ｐ電位層６０６、Ｎ電位層６０７および出力電位層６０８により、配線基板６１７が構成される。
【０１３８】
また、パワーモジュール１０（１０ａ〜１０ｆ）のドレイン端子６１８、ゲート端子６１９、ソース端子６２０を、配線基板６１７の接続端子６１２に接続することにより、図７５に示す３相フルブリッジ回路が構成される。なお、この３相フルブリッジ回路を駆動した場合、Ｐ端子６０１とＮ端子６０２との配線ライン（Ｐ端子６０１から微細配線部６１０を介したパワーモジュール１０ａ〜１０ｆまでの間の配線ライン、Ｎ端子６０２から微細配線部６１０を介したパワーモジュール１０ａ〜１０ｆまでの間の配線ライン）には、パワーモジュール１０ａ〜１０ｆのスイッチング周波数に応じた矩形波状の高周波電流が流れる。
【０１３９】
ここで、近年では、ＳｉＣやＧａＮなどの新材料による電力用半導体素子の開発が進んでいる。これらの新材料を利用した場合のスイッチング周波数は、数１００Ｈｚ〜１ＭＨｚになるとも言われており、配線におけるインピーダンスの不均一による配線表面部の熱集中という問題が顕在化する傾向にある。そこで、上記のように、配線基板６１７に微細配線部６１０を適用することにより、配線のインピーダンスを均一化することが可能となるので、配線表面の熱集中を軽減することが可能となる。その結果、電力変換装置を小型化することが可能となる。
【０１４０】
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。
【０１４１】
たとえば、上記第１実施形態では、配線基板の上下面にそれぞれ３つずつパワーモジュールを配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、パワーモジュールを配線基板の上面または下面の一方のみに配置してもよい。
【０１４２】
また、上記第１実施形態では、合計６つのパワーモジュールを接続した配線基板の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、５つ以下のパワーモジュールを配線基板に接続するように構成してもよいし、７つ以上のパワーモジュールを配線基板に接続してもよい。
【０１４３】
また、上記第１実施形態では、配線基板の絶縁性の樹脂材を、導体板と、液冷管と、容量部材とのそれぞれの間を充填するとともに、配線基板の外形を形成するように設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。樹脂材は、少なくとも導体板と液冷管との間に配置されればよい。したがって、樹脂材を導体板と液冷管との間のみに充填してもよい。また、樹脂材が配線基板の外形を形成する必要はなく、たとえば配線基板をケース内に収容して、樹脂材でケース内の配線基板の各部を充填するようにしてもよい。
【０１４４】
また、上記第１実施形態では、配線基板の絶縁性の樹脂材に熱伝導性を向上させるためのアルミナ、シリカ、窒化アルミ、窒化ケイ素などの充填剤（フィラー）を含有させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、樹脂材に熱伝導性を向上させるための充填剤を含有させなくともよい。
【０１４５】
また、上記第１実施形態では、配線基板の絶縁性の樹脂材により導体板と、液冷管と、容量部材とのそれぞれの間を充填することにより、液冷管の周囲を樹脂材が覆うように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、樹脂材は、液冷管を覆うことなく、導体板と液冷管との間にのみ配置されていてもよい。
【０１４６】
また、上記第１実施形態では、誘電体板と第１導体と第２導体とからなる容量部材を配線基板に設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、配線基板に容量部材を設けなくともよい。
【０１４７】
また、上記第１実施形態では、配線基板に合計６本の液冷管を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、配線基板に５本以下の液冷管を設けてもよいし、配線基板に７本以上の液冷管を設けてもよい。
【０１４８】
また、上記第１実施形態では、液冷管を、導体板と交差する配線基板の長手方向に沿って延びるように設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、液冷管を、導体板と交差することなく、導体板に沿って延びるように設けてもよい。液冷管は、導体板の近傍に配置されればよい。
【０１４９】
また、上記第１実施形態では、液冷管を、配線基板の長手方向に沿って直線状に延びるように設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、液冷管を屈曲させてもよい。したがって、たとえば液冷管を、配線基板内で導体板に沿って屈曲するように設けてもよい。
【０１５０】
また、上記第１〜第２７実施形態では、半導体素子として、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を主成分とするＳｉＣ基板上に形成され、高周波スイッチング可能なＦＥＴを用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、半導体素子として、窒化ガリウム（ＧａＮ）を主成分とするＧａＮ基板上に形成され、高周波スイッチング可能なＦＥＴを用いてもよい。また、半導体素子として、シリコン（Ｓｉ）を主成分とするＳｉ基板上に形成されるＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜型電界効果トランジスタ）を用いてもよい。また、半導体素子として、ＦＥＴ以外のＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などを用いてもよい。
【０１５１】
また、上記第３〜第５実施形態では、冷却孔に、銅、銀、ニッケルなどが充填されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、銅、銀、ニッケルなどが充填されずに冷却孔だけでもよい。
【０１５２】
また、上記第２６および第２７実施形態では、インバータ部およびコンバータ部にパワーモジュールが設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、インバータ部およびコンバータ部以外の電子機器に、本発明のパワーモジュールを設けてもよい。
【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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【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【国際調査報告】
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