(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する発熱素子（５６、５７、６１〜６６、７１〜７３、１６１〜１６４、１７１、１７２）、少なくとも１つの前記発熱素子が実装される３以上の導電部材（３１〜４１、５０１〜５０６、５０８、５０９、６０１〜６０８、７０１、８０１〜８０８、９０１〜９０６）、および、前記発熱素子と前記導電部材とを一体にモールドするモールド部（２０、２１）を有する半導体モジュール（１１〜１８）と、
前記半導体モジュールを放熱部材（７）に押圧する押圧部材（２６、２７、２８）と、
を備え、
前記導電部材は、前記発熱素子が実装される基部、および、前記基部の前記押圧部材側の端部から突出して形成される突出部を有し、
前記突出部は、全ての前記導電部材に形成され、前記押圧部材を取り囲んで配置されることを特徴とする半導体装置（１０）。
【請求項２】
前記突出部の面積は、前記基部の面積より小さいことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記導電部材（３１〜４１、５０１〜５０６、５０９、６０１〜６０８、８０１〜８０８、９０１〜９０６）には、１つの前記発熱素子が実装されることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記導電部材（５０８、７０１）には、複数の前記発熱素子が実装されることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記発熱素子は、インバータ部（６０、１６０）を構成するスイッチング素子（６１〜６６、１６１〜１６４）であり、
前記スイッチング素子が実装される全ての前記導電部材（５０１〜５０６、５０８、５０９）の前記突出部は、１つの前記押圧部材を取り囲んで配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記発熱素子は、インバータ部（６０、１６０）を構成するスイッチング素子（６１〜６６、１６１〜１６４）および前記インバータ部と電力供給源（５０）との間に設けられる電源リレー（５６、５７）であり、
前記スイッチング素子および前記電源リレーが実装される全ての前記導電部材（６０１〜６０８、７０１）の前記突出部は、１つの前記押圧部材を取り囲んで配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記発熱素子は、インバータ部（１６０）を構成するスイッチング素子（１６１〜１６４）、前記インバータ部と電力供給源（５０）との間に設けられる電源リレー（５６、５７）、および、前記インバータ部と負荷（６）との間に設けられる負荷リレー（１７１、１７２）であり、
前記スイッチング素子、前記電源リレーおよび前記負荷リレーが実装される全ての前記導電部材の前記突出部は、１つの前記押圧部材を取り囲んで配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置をねじ等により冷却用ヒートシンクに組み付けることが公知である。例えば特許文献１では、半導体装置の長辺方向端部近くにねじ止め部を設け、半導体装置を冷却用ヒートシンクにねじ止めしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１６５４２６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のように長辺方向端部近くにて半導体装置と冷却用ヒートシンクとをねじ止めした場合、半導体装置の中央近傍のねじから遠い箇所において押し付け圧が不足し、半導体装置と冷却用ヒートシンクとが密着せず、十分に放熱できない虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、発熱素子の通電により生じる熱を効率よく放熱可能であり、小型化可能な半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の半導体装置は、半導体モジュールと、押圧部材と、を備える。半導体モジュールは、通電により発熱する発熱素子、少なくとも１つの発熱素子が実装される３以上の導電部材、および、発熱素子と導電部材とを一体にモールドするモールド部を有する。押圧部材は、半導体モジュールを放熱部材に押圧する。
導電部材は、発熱素子が実装される基部、および、基部の押圧部材側の端部から突出して形成される突出部を有し、突出部は、全ての導電部材に形成され、押圧部材を取り囲んで配置される。
【０００６】
放熱可能領域の外側に配置される発熱素子により生じる熱は、導電部材を経由し、放熱可能領域から放熱部材側へ放熱される。導電部材に突出部を形成し、押圧部材を取り囲んで配置することで、放熱可能領域の外側に配置された発熱素子により生じる熱を効率よく放熱可能であるので、１つの押圧部材に対して多数の発熱素子を配置することができ、半導体モジュールを小型化することができる。また、全ての発熱素子を放熱可能領域内に配置する場合と比較し、レイアウトの自由度が高まる。さらにまた、押圧部材の数を低減可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態によるモータ駆動装置の回路構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態による半導体装置を説明する側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による半導体モジュールの内部構成を説明する平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による半導体モジュールの回路構成を説明する回路図である。
【図５】本発明の第２実施形態による半導体モジュールの内部構成を説明する平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による半導体モジュールの内部構成を説明する平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態による半導体モジュールの回路構成を説明する回路図である。
【図８】本発明の第４実施形態による半導体モジュールの内部構成を説明する平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態による半導体モジュールの回路構成を説明する回路図である。
【図１０】本発明の第５実施形態による半導体モジュールの内部構成を説明する平面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態による半導体モジュールの回路構成を説明する回路図である。
【図１２】本発明の第６実施形態による半導体モジュールの内部構成を説明する平面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態による半導体モジュールの回路構成を説明する回路図である。
【図１４】本発明の第７実施形態による半導体モジュールの内部構成を説明する平面図である。
【図１５】本発明の第７実施形態による半導体モジュールの回路構成を説明する回路図である。
【図１６】本発明の第８実施形態による半導体モジュールの内部構成を説明する平面図である。
【図１７】本発明の第８実施形態による半導体モジュールの回路構成を説明する回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明による半導体装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による半導体装置を図１〜図４に基づいて説明する。本形態の半導体装置は、例えばモータ駆動装置に適用される。
まず、本形態の半導体モジュールが適用されるモータ駆動装置の回路構成について、図１に基づいて説明する。
【０００９】
モータ駆動装置１は、半導体装置１０（図２参照）と、コンデンサ７８と、制御部１００と、を備え、電力供給源としてのバッテリ５０の直流電力を３相交流電力に変換し、負荷としてのモータ５を駆動する。本形態では、モータ５は、３相ブラシレスモータである。
【００１０】
半導体装置１０は、半導体モジュール１１と、押圧部材２６、２７（図２参照）と、を備える。半導体モジュール１１は、電源リレー部５５、インバータ部６０、および、モータリレー部７０を備える。
電源リレー部５５は、直列に接続される２つの電源リレー５６、５７を有する。本形態の電源リレー５６、５７は、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（meta
l-oxide-semiconductor field-effect transistor）である。電源リレー５６、５７は、ゲート電位によってソース−ドレイン間がオンまたはオフされる。これにより、電源リレー部５５は、バッテリ５０とインバータ部６０とを電気的に接続し、または、遮断する。
【００１１】
電源リレー５６は、断線故障やショート故障等が生じた場合にモータ５側へ電流が流れるのを遮断するために設けられる。また、電源リレー５７は、付随する寄生ダイオードが電源リレー５６の寄生ダイオードと逆向きとなるように接続される。これにより、バッテリ５０やコンデンサ７８が誤って逆向きに接続された場合にインバータ部６０側からバッテリ５０側へ逆向きの電流が流れるのを防止する。
【００１２】
インバータ部６０は、ブリッジ回路を構成する６つのスイッチング素子６１〜６６を有する。スイッチング素子６１〜６６は、電源リレー５６、５７と同様、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴであり、ゲート電位によりソース−ドレイン間がオンまたはオフされる。
スイッチング素子６１、６２、６３は、ブリッジ回路の高電位側に配置されて上アームを構成し、スイッチング素子６４、６５、６６は、ブリッジ回路の低電位側に配置されて下アームを構成する。
【００１３】
モータリレー部７０は、各相のスイッチング素子６１、６２、６３と、スイッチング素子６４、６５、６６との接続点と、モータ５の各相巻線との間に設けられる負荷リレーとしてのモータリレー７１、７２、７３を有する。モータリレー７１、７２、７３は、断線故障やショート故障が生じた場合に電流が流れるのを相毎に遮断するために設けられる。モータリレー７１、７２、７３は、電源リレー５６、５７、スイッチング素子６１〜６６と同様、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴであり、ゲート電位によりソース−ドレイン間がオンまたはオフされる。
本形態では、電源リレー５６、５７、スイッチング素子６１〜６６、および、モータリレー７１〜７３が「発熱素子」に対応する。以下、電源リレー５６、５７、スイッチング素子６１〜６６、および、モータリレー７１〜７３の少なくとも一部を纏めて示す場合、適宜「発熱素子」という。
【００１４】
本形態では、インバータ部６０およびモータリレー部７０により、Ｕ相回路９１、Ｖ相回路９２およびＷ相回路９３を構成する。
Ｕ相回路９１は、スイッチング素子６１、６４、および、モータリレー７１から構成される。スイッチング素子６１は、ドレインがバッテリ５０の高電位側に繋がる高電位ラインに接続され、ソースがスイッチング素子６４のドレインに接続される。スイッチング素子６４のソースは、シャント抵抗７４を介して接地される。スイッチング素子６１とスイッチング素子６４との接続点は、モータリレー７１を介してモータ５のＵ相巻線に接続される。
【００１５】
Ｖ相回路９２は、スイッチング素子６２、６５、および、モータリレー７２から構成される。スイッチング素子６２は、ドレインがバッテリ５０の高電位側に繋がる高電位ラインに接続され、ソースがスイッチング素子６５のドレインに接続される。スイッチング素子６５のソースは、シャント抵抗７５を介して接地される。スイッチング素子６２とスイッチング素子６５との接続点は、モータリレー７２を介してモータ５のＶ相巻線に接続される。
【００１６】
Ｗ相回路９３は、スイッチング素子６３、６６、および、モータリレー７３から構成される。スイッチング素子６３は、ドレインがバッテリ５０の高電位側に繋がる高電位ラインに接続され、ソースがスイッチング素子６６のドレインに接続される。スイッチング素子６６のソースは、シャント抵抗７６を介して接地される。スイッチング素子６３とスイッチング素子６６との接続点は、モータリレー７３を介してモータ５のＷ相巻線に接続される。
【００１７】
シャント抵抗７４〜７６は、モータ５の各相に通電される電流を検出する。具体的には、シャント抵抗７４がＵ相巻線に通電される電流を検出し、シャント抵抗７５がＶ相巻線に通電される電流を検出し、シャント抵抗７６がＷ相巻線に通電される電流を検出する。
【００１８】
コンデンサ７８は、バッテリ５０の高電位電極とインバータ部６０との間に設けられる。コンデンサ７８は、バッテリ５０を共有する他の装置から伝わるノイズを低減する。またコンデンサ７８は、モータ駆動装置１からバッテリ５０を共有する他の装置へ伝わるノイズを低減する。本形態のコンデンサ７８は、アルミ電解コンデンサである。本形態では、コンデンサ７８は、パワー基板３（図２参照）に実装される。
【００１９】
制御部１００は、プリドライバ１０１、カスタムＩＣ１０２、および、マイコン１０４等を有する。制御部１００を構成するプリドライバ１０１、カスタムＩＣ１０２、および、マイコン１０４等の各種電子部品は、制御基板４（図２参照）に実装される。
カスタムＩＣ１０２は、機能ブロックとして検出電圧増幅部１０７等を含む。検出電圧増幅部１０７は、シャント抵抗７４〜７６の両端電圧を検出し、当該両端電圧を増幅してマイコン１０４へ出力する。
【００２０】
マイコン１０４は、検出電圧増幅部１０７から入力されるシャント抵抗７４〜７６の両端電圧に基づき、モータ５の各相に通電される電流を検出する。また、マイコン１０４は、モータ５の回転角度信号等の各種信号が入力され、これらの入力信号に基づき、プリドライバ１０１を介してインバータ部６０を制御する。具体的には、スイッチング素子６１〜６６のゲート電圧を変化させることにより、スイッチング素子６１〜６６のオン／オフを切り替える。同様に、マイコン１０４は、電源リレー５６、５７、および、モータリレー７１、７２、７３のゲート電圧を変化させることにより、これらのオン／オフを切り替える。
【００２１】
本形態では、電源リレー部５５、インバータ部６０、および、モータリレー部７０が１つの半導体モジュール１１としてモジュール化されている。
ここで、半導体モジュール１１について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、半導体モジュール１１をヒートシンク７に組み付けた状態を示す模式的な側面図であり、図３は、図２中のＩＩＩ方向からみた半導体モジュール１１の内部構造を示す模式図であり、図４は、半導体モジュール１１における主に各端子と回路との関係を説明するための回路図である。
【００２２】
半導体モジュール１１は、銅板等の電気伝導性および熱伝導性のよい材料で形成されるリードフレーム３０と、リードフレーム３０をモールドするモールド部２０と、を備え、全体として平板状に形成される。モールド部２０には、挿通孔２０１、２０２が形成される。
【００２３】
半導体モジュール１１は、挿通孔２０１、２０２に挿通される押圧部材２６、２７により、放熱部材としてのヒートシンク７に固定される。押圧部材２６、２７は、ねじ等である。本形態では、モールド部２０の一方の長辺である長辺２０５がパワー基板３側、モールド部２０の他方の長辺である長辺２０６が制御基板４側となるようにヒートシンク７に固定される。
【００２４】
なお、図示はしていないが、半導体モジュール１１のヒートシンク７側の面には、リードフレーム３０の一部が金属放熱部として半導体モジュール１１のモールド部２０から露出している。すなわち本形態の半導体モジュール１１は、所謂ハーフモールドである。本形態では、半導体モジュール１１の金属放熱部が放熱シート８を介してヒートシンク７と接触することにより、効率よく放熱することができる。
【００２５】
図３に示すように、リードフレーム３０は、導電部材としてのランド３１〜４１等から構成される。本形態では、ランド３１〜３５が押圧部材２６の周囲に配置され、ランド３６〜４１が押圧部材２７の周囲に配置される。
【００２６】
ランド３１は、基部３１１、突出部３１２、および、パワー端子３１３から構成される。図中において、基部３１１と、突出部３１２またはパワー端子３１３との境界を破線で示した。他のランドについても同様である。
基部３１１は、略矩形に形成され、電源リレー５６が実装される。電源リレー５６のソースは、基部３１１と反対側の面である上面に形成される。電源リレー５６のドレインは、基部３１１側の面に形成され、基部３１１と接続する。
また、電源リレー５６のゲートは、ワイヤにてゲート端子４７５と接続される。制御基板４からゲート端子４７５を経由し、電源リレー５６のゲートにゲート信号が入力されることにより、電源リレー５６がオン／オフされる。
なお、電源リレー５７、スイッチング素子６１〜６６、および、モータリレー７１〜７３のゲート、ソース、ドレインの配置、および、ゲートとゲート端子４７５との接続関係は、電源リレー５６と同様である。
【００２７】
突出部３１２は、基部３１１の押圧部材２６側の端部から突出して形成される。パワー端子３１３は、基部３１１の長辺２０５側の端部から突出して形成され、パワー基板３を介してバッテリ５０の高電位側と接続される。
【００２８】
ランド３２は、基部３２１、突出部３２２、および、パワー端子３２３から構成される。
基部３２１は、略矩形に形成され、電源リレー５７が実装される。突出部３２２は、基部３２１の押圧部材２６側の端部から突出して形成される。パワー端子３２３は、基部３２１の長辺２０５側の端部から突出して形成され、パワー基板３を介してインバータ部６０側と接続される。
【００２９】
非実装ランド４３は、基部４３１、突出部４３２、および、制御端子４３４から構成される。突出部４３２は、基部４３１の押圧部材２６側の端部から突出して形成される。制御端子４３４は、基部４３１の長辺２０６側の端部から突出して形成され、制御基板４と接続される。本形態の非実装ランド４３には、発熱素子が実装されていない。したがって、非実装ランド４３は、本願の「導電部材」の概念には含まれないものとする。
電源リレー５６のソース、電源リレー５７のソース、および、非実装ランド４３は、例えば銅クリップ等である配線部材８１により接続される。
【００３０】
ランド３３は、基部３３１、突出部３３２、および、パワー端子３３３から構成される。
基部３３１は、略矩形に形成され、モータリレー７１が実装される。突出部３３２は、基部３３１の押圧部材２６側の端部から突出して形成される。パワー端子３３３は、基部３３１の長辺２０５側の端部から突出して形成され、パワー基板３を介してモータ５のＵ相巻線と接続される。
【００３１】
ランド３４は、基部３４１、突出部３４２、および、パワー端子３４３から構成される。
基部３４１は、略矩形に形成され、スイッチング素子６１が実装される。突出部３４２は、基部３４１の押圧部材２６側の端部から突出して形成される。パワー端子３４３は、パワー基板３を介して電源リレー部５５側と接続される。
【００３２】
ランド３５は、基部３５１、突出部３５２、および、制御端子３５４から構成される。
基部３５１は、略矩形に形成され、スイッチング素子６４が実装される。突出部３５２は、基部３５１の押圧部材２６側の端部から突出して形成される。制御端子３５４は、基部３５１の長辺２０６側の端部から突出して形成され、制御基板４と接続される。
【００３３】
モータリレー７１のソース、スイッチング素子６１のソース、および、スイッチング素子６４のドレインと接続されるランド３５は、配線部材８２で接続される。スイッチング素子６４のソースは、シャント抵抗７４を介してグランド端子４４１と接続される。グランド端子４４１は、パワー基板３を介してグランドと接続される。
【００３４】
ランド３６は、基部３６１、突出部３６２、および、パワー端子３６３から構成される。
基部３６１は、略矩形に形成され、モータリレー７２が実装される。突出部３６２は、基部３６１の押圧部材２７側の端部から突出して形成される。パワー端子３６３は、長辺２０５側の端部から突出して形成され、パワー基板３を介してモータ５のＶ相巻線と接続される。
【００３５】
ランド３７は、基部３７１、突出部３７２、および、パワー端子３７３から構成される。
基部３７１は、略矩形に形成され、スイッチング素子６２が実装される。突出部３６２は、基部３７１の押圧部材２７側の端部から突出して形成される。パワー端子３７３は、基部３７１の長辺２０５側から突出して形成され、パワー基板３を介して電源リレー部５５側と接続される。
【００３６】
ランド３８は、基部３８１、突出部３８２、および、制御端子３８４から構成される。
基部３８１には、略矩形に形成され、スイッチング素子６５が実装される。突出部３８２は、基部３８１の押圧部材２７側の端部から突出して形成される。制御端子３８４は、基部３８１の長辺２０６側の端部から突出して形成され、制御基板４と接続される。
【００３７】
モータリレー７２のソース、スイッチング素子６２のソース、および、スイッチング素子６５のドレインと接続されるランド３８は、配線部材８３で接続される。スイッチング素子６５のソースは、シャント抵抗７５を介してグランド端子４４２と接続される。グランド端子４４２は、パワー基板３を介してグランドと接続される。
【００３８】
ランド３９は、基部３９１、突出部３９２、および、パワー端子３９３から構成される。
基部３９１は、略矩形に形成され、モータリレー７３が実装される。突出部３９２は、基部３９１の押圧部材２７側の端部から突出して形成される。パワー端子３９３は、基部３９１の長辺２０５側の端部から突出して形成され、パワー基板３を介してモータ５のＷ相巻線と接続される。
【００３９】
ランド４０は、基部４０１、突出部４０２、および、パワー端子４０３から構成される。
基部４０１は、略矩形に形成され、スイッチング素子６３が実装される。突出部４０２は、基部４０１の押圧部材２７側の端部から突出して形成される。パワー端子４０３は、基部４０１の長辺２０５側の端部から突出して形成され、パワー基板３を介して電源リレー部５５側と接続される。
【００４０】
ランド４１は、基部４１１、突出部４１２、および、制御端子４１４から構成される。
基部４１１は、略矩形に形成され、スイッチング素子６６が実装される。突出部４１２は、基部４１１の押圧部材２７側の端部から突出して形成される。制御端子４１４は、基部４１１の長辺２０６側の端部から突出して形成され、制御基板４と接続される。
【００４１】
モータリレー７３のソース、スイッチング素子６３のソース、および、スイッチング素子６６のドレインと接続されるランド４１は、配線部材８４で接続される。スイッチング素子６６のソースは、シャント抵抗７６を介してグランド端子４４３と接続される。グランド端子４４３は、パワー基板３を介してグランドと接続される。
【００４２】
パワー端子３１３、３２３、３３３、３４３、３６３、６７３、３９３、４０３、４４１〜４４３は、モールド部２０の長辺２０５側から突出し、パワー基板３に接続される。本形態では、パワー端子３１３の先端部は、基端部と比較して幅が狭くなるように形成されているが、どのような形状としてもよい。他のパワー端子３２３、３３３、３４３、３６３、６７３、３９３、４０３、４４１〜４４３も同様である。
また、制御端子３５４、３８４、４１４、４３４は、モールド部２０の長辺２０６側から突出し、制御基板４に接続される。制御端子３５４、３８４、４１４、４３４は、パワー端子３１３、３２３、３３３、３４３、３６３、６７３、３９３、４０３、４４１〜４４３と比較して、幅狭に形成される。
【００４３】
本形態では、押圧部材２６の周りに発熱素子である電源リレー５６、５７、スイッチング素子６１、６４、および、モータリレー７１が配置されている。また、押圧部材２７の周りに発熱素子であるスイッチング素子６２、６３、６５、６６、および、モータリレー７２、７３が配置されている。
【００４４】
本形態では、押圧部材２６、２７を用いて半導体モジュール１１をヒートシンク７に固定しているので、押圧部材２６、２７に近いほど半導体モジュール１１とヒートシンク７との間の圧力（以下、「押し付け圧」という。）は大きく、押圧部材２６、２７から離れるほど押し付け圧は小さい。換言すると、押圧部材２６、２７に近いほど半導体モジュール１１とヒートシンク７との密着度が高いので放熱性がよく、遠いほど密着度が低いので放熱性が悪い、とも言える。
【００４５】
そのため、電源リレー５６、５７、スイッチング素子６１〜６６およびモータリレー７１〜７３である発熱素子は、押圧部材２６、２７に近い箇所に配置することが、放熱性の面から望ましい。詳細には、図２中に一点鎖線で示す押圧部材２６、２７による押し付け圧が所定圧以上である放熱可能領域Ｒ１内に全ての発熱素子を配置することが望ましい。
【００４６】
一方、本形態のように、１つの押圧部材２６、２７に対し、多数（具体的には例えば３つ以上）の発熱素子が配置される場合、レイアウト上の制約により、全ての発熱素子を放熱可能領域Ｒ１内に配置できないことがある。
図３に示すように、本形態では、スイッチング素子６１、６２以外の発熱素子は、放熱可能領域Ｒ１の外側に配置される。
【００４７】
なお、電源リレー５６、５７、スイッチング素子６１〜６６およびモータリレー７１〜７３が搭載される領域の押し付け圧が所定圧以上となるように、密着性の不足している箇所に押圧部材を追加することもできるが、部品点数が増える他、押圧部材を挿通するための挿通孔を追加することにより、半導体モジュール１１が大型化する。
【００４８】
そこで本形態では、ランド３１の少なくとも一部の面圧が所定圧以上であれば放熱性を確保できることに着目し、放熱可能領域Ｒ１の外側に配置される発熱素子である電源リレー５６が実装されるランド３１の少なくとも一部が放熱可能領域Ｒ１に含まれる形状に形成している。本形態では、ランド３１の基部３１１の押圧部材２６側の端部から突出する突出部３１２を形成し、突出部３１２の一部が放熱可能領域Ｒ１に含まれる。すなわち、本形態では、突出部３１２を形成することにより、ランド３１の一部が放熱可能領域Ｒ１に含まれるようにしている。
【００４９】
ランド３１は、電気伝導性および熱伝導性のよい素材で形成されるので、ランド３１の少なくとも一部が放熱可能領域Ｒ１内に含まれていれば、実装される電源リレー５６が放熱可能領域Ｒ１の外側に配置されていたとしても、電源リレー５６にて生じた熱は、ランド３１を経由し、押圧部材２６による押し付け圧が大きい箇所からヒートシンク７側へ高効率に放熱される。また、押圧部材２６による押し付け圧は、押圧部材２６に近いほど大きく、突出部３１２が基部３１１の押圧部材２６側の端部から突出して形成されるので、押圧部材２６による押し付け圧がより大きい箇所に配置される。これにより、電源リレー５６にて生じる熱をより高効率に放熱することができる。
【００５０】
また、ランド３１の突出部３１２の面積は、基部３１１の面積より小さい。突出部３１２の面積を放熱可能範囲で小さく形成することにより、１つの押圧部材２６の周りに多くの発熱素子を配置できるので、半導体モジュール１１を小型化可能である。
他のランド３２〜４１についても同様である。
【００５１】
さらにまた、本形態では、押圧部材２６に対応して設けられる全てのランド３１、３２、３３、３４、３５には、突出部３１２、３２２、３３２、３４２、３５２が形成される。また、突出部３１２、３２２、３３２、３４２、３５２は、押圧部材２６を取り囲んで形成される。同様に、押圧部材２７に対応して設けられる全てのランド３６、３７、３８、３９、４０、４１には、突出部３６２、３７２、３８２、３９２、４０２、４１２が形成される。また、突出部３６２、３７２、３８２、３９２、４０２、４１２は、押圧部材２７を取り囲んで形成される。
これにより、１つの押圧部材２６、２７に対応する放熱可能領域Ｒ１に対し、発熱素子を実装可能なランド３１〜４１の面積を広く確保することができるので、１つの押圧部材２６、２７に対して多数の発熱素子を配置可能である。これにより、半導体装置１０を小型化可能である。
【００５２】
本形態では、半導体モジュール１１を２つの押圧部材２６、２７にてヒートシンク７に固定している。そのため、２つの押圧部材２６、２７の間の領域は、２つの押圧部材２６、２７による押圧力が作用するため、押し付け圧が比較的大きい。押圧部材２６、２７の間の領域に配置されるスイッチング素子６１、６２は、全体が放熱可能領域Ｒ１内となる。そのため、スイッチング素子６１が実装されるランド３４の突出部３４２、および、スイッチング素子６２が実装されるランド３７の突出部３７２は、必ずしも形成しなくてもよい。また、スイッチング素子６１、６２の全体が放熱可能領域Ｒ１に配置されていた場合でも、突出部３４２、３７２を形成することにより、突出部３４２、３７２がより押し付け圧の大きい箇所に配置されるので、より高効率に放熱可能である。
【００５３】
また、放熱可能領域Ｒ１には、発熱素子の一部が含まれることがある。この場合、発熱素子が実装されるランドも、少なくとも一部が放熱可能領域Ｒ１に含まれることになるため、必ずしも突出部を形成する必要はないが、突出部を形成し、より押し付け圧の大きい箇所にランドを配置することが好ましい。
【００５４】
放熱可能領域Ｒ１を規定する「所定圧」とは、電源リレー５６、５７、スイッチング素子６１〜６６およびモータリレー７１〜７３により生じる熱をヒートシンク７側へ放熱可能な程度に、放熱シート８を挟んで半導体モジュール１１とヒートシンク７とを密着可能な圧力である。例えば、所定圧は、放熱シート８中に空気層がある場合、この空気層を圧縮可能な程度の圧力とすることができる。また、所定圧は、半導体モジュール１１やヒートシンク７の平面度や放熱シート８の構成等に応じた値であり、適宜設定可能である。
【００５５】
以上詳述したように、本形態の半導体装置１０は、半導体モジュール１１と、押圧部材２６、２７と、を備える。半導体モジュール１１は、通電により発熱する発熱素子５６、５７、６１〜６６、７１〜７３、少なくとも１つの発熱素子５６、５７、６１〜６６、７１〜７３が実装されるランド３１〜４１、および、発熱素子５６、５７、６１〜６６、７１〜７３とランド３１〜４１を一体にモールドするモールド部２０を有する。
【００５６】
押圧部材２６、２７は、半導体モジュール１１をヒートシンク７に押圧する。
本形態では、押圧部材２６、２７の押圧による押し付け圧が所定圧以上である放熱可能領域Ｒ１の外側に配置される発熱素子５６、５７、６３〜６６、７１〜７３が実装されるランド３１、３２、３３、３５、３６、３８、３９、４０、４１は、少なくとも一部が放熱可能領域Ｒ１に含まれる形状に形成される。
【００５７】
放熱可能領域Ｒ１の外側に配置される発熱素子５６、５７、６３〜６６、７１〜７３により生じる熱は、搭載されるランド３１、３２、３３、３５、３６、３８、３９、４０、４１を経由し、放熱可能領域Ｒ１からヒートシンク７側に放熱される。放熱可能領域Ｒ１の外側に配置された発熱素子５６、５７、６３〜６６、７１〜７３により生じる熱を効率よく放熱可能であるので、押圧部材２６、２７に対し、多数の発熱素子５６、６７、６１〜６６、７１〜７３を配置することができ、半導体モジュール１１を小型化することができる。また、全ての発熱素子５６、５７、６１〜６６、７１〜７３を放熱可能領域Ｒ１内に配置する場合と比較し、レイアウトの自由度が高まる。さらにまた、押圧部材の数を低減可能であり、押圧部材の組み付けに要する製造工数を低減可能である。
【００５８】
ランド３１は、発熱素子５６が実装される基部３１１、および、基部３１１の押圧部材２６側の端部から突出して形成される突出部３１２を有する。突出部３１２は、基部３１１の押圧部材２６側の端部から、押圧部材２６側に突出して形成されるので、突出部３１２の少なくとも一部が放熱可能領域Ｒ１に含まれる。
【００５９】
突出部３１２を押圧部材２６側へ突出させて形成することにより、押圧部材２６による押し付け圧がより大きい箇所に突出部３１２を配置することができるので、発熱素子５６により生じる熱を、ランド３１を経由してヒートシンク７側へ高効率に放熱することができる。他のランド３２〜４１についても同様である。
【００６０】
突出部３１２、３２２、３３２、３４２、３５２、３６２、３７２、３８２、３９２、４０２、４１２は、全てのランド３１〜４１に形成される。特に本形態では、突出部３１２、３２２、３３２、３４２、３５２が押圧部材２６を取り囲んで配置され、突出部３６２、３７２、３８２、３９２、４０２、４１２が押圧部材２７を取り囲んで配置される。これにより、放熱可能領域Ｒ１に多数のランド３１〜４１を配置することができ、多数の発熱素子５６、５７、６１〜６６、７１〜７３を放熱可能に配置することができる。
【００６１】
また、突出部３１２の面積は、基部３１１の面積より小さい。突出部３１２の面積を放熱可能な範囲で小さく形成することにより、押圧部材２６、２７に対し、多数のランド３１〜４１を配置可能である。
これにより、押圧部材２６、２７に対し、多くの発熱素子５６、５７、６１〜６６、７１〜７３を放熱可能に配置することができるので、半導体モジュール１１を小型化することができる。
【００６２】
本形態では、基部３１１には、１つの発熱素子５６が実装される。これにより、発熱素子５６から生じる熱をより高効率の放熱することができる。他のランド３１〜４１についても同様である。
【００６３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による半導体モジュールを図５に示す。
本形態の半導体モジュール１２は、ランドの形状が第１実施形態と異なっている。
ところで、インバータ部６０を構成するスイッチング素子６１〜６６およびモータリレー７１〜７３の発熱量について言及すると、通常、モータリレー７１〜７３の発熱量が最も大きく、次いで高電位側に接続されるスイッチング素子６１〜６３、低電位側に接続されるスイッチング素子６４〜６６の順である。
そこで本形態では、発熱量の大きい素子が実装されるランドの突出部の面積を大きく形成することにより、放熱可能領域Ｒ１に含まれるランドの面積を大きくし、放熱効率を高めている。
【００６４】
図５に示すように、モータリレー７１が実装されるランド３３の突出部３３５は、基部３３１の押圧部材２６側の端部から突出して形成される。また、スイッチング素子６１が実装されるランド３４の突出部３４５は、基部３４１の押圧部材２６側の端部から突出して形成される。なお、スイッチング素子６４が実装されるランド３５の突出部３５２は、第１実施形態と同様である。発熱量が大きい順に、モータリレー７１、スイッチング素子６１、スイッチング素子６４であるので、突出部３３５の面積が最も大きく、次いで、突出部３４５、突出部３５２の順となっている。
【００６５】
同様に、モータリレー７２が実装されるランド３６の突出部３６５は、基部３６１の押圧部材２７側の端部から突出して形成される。また、スイッチング素子６２が実装されるランド３７の突出部３７５は、基部３７１の押圧部材２７側の端部から突出して形成される。なお、スイッチング素子６５が実装されるランド３８の突出部３８２は、第１実施形態と同様である。発熱量が大きい順に、モータリレー７２、スイッチング素子６２、スイッチング素子６５であるので、突出部３６５の面積が最も大きく、次いで、突出部３７５、突出部３８２の順となっている。
【００６６】
また同様に、モータリレー７３が実装されるランド３９の突出部３９５は、基部３９１の押圧部材２７側の端部から突出して形成される。また、スイッチング素子６３が実装されるランド４０の突出部４０５は、基部４０１の押圧部材２７側の端部から突出して形成される。なお、スイッチング素子６６が実装されるランド４１の突出部４１２は、第１実施形態と同様である。発熱量が大きい順に、モータリレー７３、スイッチング素子６３、スイッチング素子６６であるので、突出部３９５の面積が最も大きく、次いで、突出部４０５、突出部４１２の順となっている。
本形態では、突出部３３５、３４５、３６５、３７５、３９５、４０５は、段差部を有する形状に形成される。
【００６７】
本形態では、ランドの突出部は、実装される発熱素子の発熱量の応じた面積となるように形成されるので、発熱素子により生じる熱を高効率に放熱することができる。
また、上記形態と同様の効果を奏する。
【００６８】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による半導体モジュールを図６および図７に示す。図６は第１実施形態の図３に対応する図であり、図７は第１実施形態の図４に対応する図である。以降の実施形態に係る図についても同様である。
図６に示すように、本形態の半導体モジュール１３は、インバータ部６０が１つのモジュールとしてモジュール化されている。なお、電源リレー部およびモータリレー部は、別のモジュールとしてもよいし、省略してもよい。
【００６９】
半導体モジュール１３は、銅板等の電気伝導性および熱伝導性のよい材料で形成されるリードフレーム５００と、リードフレーム５００をモールドするモールド部２１と、を備え、全体として平板状に形成される。モールド部２１には、挿通孔２１１が形成される。
本形態では、半導体モジュール１３は、挿通孔２１１に挿通される１つの押圧部材２８により、ヒートシンク７に固定される。押圧部材２８は、押圧部材２６、２７と同様、ねじ等である。
【００７０】
リードフレーム５００は、導電部材としてのランド５０１〜５０６等から構成される。本形態では、ランド５０１〜５０６が押圧部材２８の周囲に配置される。
ランド５０１は、基部５１１、突出部５１２、パワー端子５１３、および、制御端子５１４から構成され、基部５１１にはスイッチング素子６１が実装される。
ランド５０２は、基部５２１、突出部５２２、および、パワー端子５２３から構成され、基部５２１にはスイッチング素子６２が実装される。
ランド５０３は、基部５３１、突出部５３２、および、パワー端子５３３から構成される。スイッチング素子６３は、基部５３１および突出部５３２に跨って実装される。
【００７１】
ランド５０４は、基部５４１、突出部５４２、および、パワー端子５４３から構成され、基部５４１にはスイッチング素子６４が実装される。
ランド５０５は、基部５５１、突出部５５２、および、パワー端子５５３から構成され、基部５５１にはスイッチング素子６５が実装される。
ランド５０６は、基部５６１、突出部５６２、パワー端子５６３、および、制御端子５６４から構成され、基部５６１にはスイッチング素子６５が実装される。
【００７２】
ランド５０１の突出部５１２は、略矩形に形成される基部５１１の押圧部材２８側の端部から突出して形成される。突出部５１２の面積は、基部５１１の面積より小さい。他のランド５０２〜５０６についても同様である。
【００７３】
パワー端子５１３、５２３、５３３は、パワー基板３を介してバッテリ５０の高電位側と接続される。パワー端子５４３は、パワー基板３を介してモータ５のＵ相巻線と接続される。パワー端子５５３は、パワー基板３を介してモータ５のＶ相巻線と接続される。パワー端子５６３は、パワー基板３を介してモータ５のＷ相巻線と接続される。
【００７４】
スイッチング素子６１のソースは、配線部材１８１にてランド５０４と接続される。スイッチング素子６２のソースは、配線部材１８２にてランド５０５のパワー端子５５３と接続される。スイッチング素子６３のソースは、配線部材１８３にてランド５０６のパワー端子５６３と接続される。
【００７５】
スイッチング素子６４のソースは、シャント抵抗１８４にてグランド端子５７１と接続される。スイッチング素子６５のソースは、シャント抵抗１８５にてグランド端子５７２と接続される。スイッチング素子６６のソースは、シャント抵抗１８６にてグランド端子５７３と接続される。グランド端子５７１〜５７３は、パワー基板３を介しグランドと接続される。
グランド端子５７２、５７３は、制御端子５７４、５７５と一体に形成される。
制御端子５１４、５６４、５７４、５７５は、制御基板４と接続される。
【００７６】
本形態の発熱素子は、インバータ部６０を構成するスイッチング素子６１〜６６である。スイッチング素子６１〜６６が実装される全てのランド５０１〜５０６は、少なくとも一部が押圧部材２８による押し付け圧が所定圧以上である放熱可能領域Ｒ３に含まれる形状に形成される。本形態では、半導体モジュール１３をヒートシンク７に固定する押圧部材２８が１つであるので、放熱可能領域Ｒ３は略円形の領域となる。
本形態では、インバータ部６０を構成するスイッチング素子６１〜６６のスイッチングにより生じる熱は、１つの押圧部材２８に対応する放熱可能領域Ｒ３から放熱される。これにより、スイッチング素子６１〜６６により生じる熱を効率よく放熱可能である。また、インバータ部６０を構成する半導体モジュール１３を小型化することができる。
また、上記形態と同様の効果を奏する。
【００７７】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による半導体モジュールを図８および図９に示す。
本形態は第３実施形態の変形例であって、ランド５０１〜５０３に替えてランド５０８が設けられ、ランド５０４に替えてランド５０９が設けられる。他のランド５０５、５０６等は、第３実施形態と同様である。
図８に示すように、本形態の半導体モジュール１４のリードフレーム５１０は、ランド５０５、５０６、５０８、５０９等から構成され、ランド５０５、５０６、５０８、５０９が押圧部材２８の周囲に配置される。
【００７８】
ランド５０８は、基部５８１、突出部５８２、および、パワー端子５８３から構成される。ランド５０８には、スイッチング素子６１〜６３が実装される。詳細には、スイッチング素子６１、６２が基部５８１に実装され、スイッチング素子６３が基部５８１および突出部５８２に跨って実装される。本形態では、スイッチング素子６１〜６３のドレインが同電位であるので、スイッチング素子６１〜６３を１つのランド５０８に実装している。
本形態の突出部５８２は、ランド５０８の押圧部材２８側の端部に円弧状の切欠部５８４を設けることにより形成されている。
ランド５０９は、基部５９１、突出部５９２、パワー端子５９３、および、制御端子５９４から構成され、基部５９１にはスイッチング素子６４が実装される。
【００７９】
ランド５０８の突出部５８２は、略矩形に形成される基部５８１の押圧部材２８側の端部から突出して形成される。突出部５８２の面積は、基部５８１の面積より小さい。ランド５０９についても同様である。
【００８０】
パワー端子５８３は、パワー基板３を介してバッテリ５０の高電位側と接続される。パワー端子５９３は、パワー基板３を介してモータ５のＵ相巻線と接続される。
スイッチング素子６１のソースは、配線部材１９１にてランド５０９のパワー端子５９３と接続される。スイッチング素子６２のソースは、配線部材１９２にてランド５０５のパワー端子５５３と接続される。スイッチング素子６３のソースは、配線部材１９３にてランド５０６のパワー端子５６３と接続される。
【００８１】
スイッチング素子６４のソースは、シャント抵抗１９４にてグランド端子５７６と接続される。スイッチング素子６５のソースは、シャント抵抗１９５にてグランド端子５７７と接続される。スイッチング素子６６のソースは、シャント抵抗１９６にてグランド端子５７７と接続される。グランド端子５７６、５７７は、パワー基板３を介してグランドと接続される。スイッチング素子６５、６６は、グランド端子５７７を共用している。
グランド端子５７７は、制御端子５７８と一体に形成される。
制御端子５７８、５９４は、制御基板４と接続される。
【００８２】
本形態では、発熱素子であるスイッチング素子６１〜６６が実装される全てのランド５０５、５０６、５０８、５０９は、少なくとも一部が押圧部材２８による押し付け圧が所定圧以上である放熱可能領域Ｒ４に含まれる形状に形成される。
本形態では、ランド５０８には、複数の発熱素子６１〜６３が実装される。これにより、半導体モジュール１４をさらに小型化可能である。また、端子数を低減することができる。
また、上記形態と同様の効果を奏する。
【００８３】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による半導体モジュールを図１０および図１１に示す。
図１０に示すように、本形態の半導体モジュール１５は、電源リレー部５５およびインバータ部６０が１つのモジュールとしてモジュール化されている。なお、モータリレー部は、別のモジュールとしてもよいし、省略してもよい。
半導体モジュール１５のリードフレーム６００は、ランド６０１〜６０８等から構成される。
【００８４】
ランド６０１は、基部６１１、突出部６１２、および、パワー端子６１３から構成され、基部６１１には、電源リレー５６が実装される。
ランド６０２は、基部６２１、突出部６２２、および、パワー端子６２３から構成され、基部６２１には、電源リレー５７が実装される。
【００８５】
ランド６０３は、基部６３１、突出部６３２、および、パワー端子６３３から構成され、基部６３１には、スイッチング素子６１が実装される。
ランド６０４は、基部６４１、突出部６４２、および、パワー端子６４３から構成され、基部６４１には、スイッチング素子６２が実装される。
ランド６０５は、基部６５１、突出部６５２、および、パワー端子６５３から構成され、基部６５１には、スイッチング素子６３が実装される。
【００８６】
ランド６０６は、基部６６１、突出部６６２、パワー端子６６３、および、制御端子６６４から構成され、基部６６１には、スイッチング素子６４が実装される。
ランド６０７は、基部６７１、突出部６７２、および、パワー端子６７３から構成され、基部６７１には、スイッチング素子６５が実装される。
ランド６０８は、基部６８１、突出部６８２、パワー端子６８３、および、制御端子６８４から構成され、基部６８１には、スイッチング素子６６が実装される。
【００８７】
ランド６０１の突出部６１２は、略矩形に形成される基部６１１の押圧部材２８側の端部から突出して形成される。突出部６１２の面積は、基部６１１の面積より小さい。他のランド６０２〜６０８についても同様である。
【００８８】
電源リレー５６のソースと電源リレー５７のソースとは、配線部材２６１にて接続される。スイッチング素子６１のソースは、配線部材２６２にてスイッチング素子６４が実装されるランド６０６のパワー端子６６３と接続される。スイッチング素子６２のソースは、配線部材２６３にてスイッチング素子６５が実装されるランド６０７のパワー端子６７３と接続される。スイッチング素子６３のソースは、配線部材２６４にてスイッチング素子６６が実装されるランド６０８のパワー端子６８３と接続される。
【００８９】
スイッチング素子６４のソースは、シャント抵抗２６５にてグランド端子６９１と接続される。スイッチング素子６５のソースは、シャント抵抗２６６にてグランド端子６９２と接続される。スイッチング素子６６のソースは、シャント抵抗２６７にてグランド端子６９３と接続される。グランド端子６９１〜６９３は、パワー基板３を介してグランドと接続される。グランド端子６９１〜６９３は、それぞれ制御端子６９４〜６９６と一体に形成される。
【００９０】
パワー端子６１３は、パワー基板３を介してバッテリ５０の高電位側と接続される。パワー端子６２３は、インバータ部６０側と接続される。パワー端子６３３、６４３、６５３は、パワー基板３を介して電源リレー部５５側と接続される。グランド端子６９１〜６９３は、パワー基板３を介してグランドと接続される。
パワー端子６６３は、パワー基板３を介してモータ５のＵ相巻線と接続される。パワー端子６７３は、パワー基板３を介してモータ５のＶ相巻線と接続される。パワー端子６８３は、パワー基板３を介してモータ５のＷ相巻線と接続される。
制御端子６６４、６８４、６９４〜６９６は、制御基板４と接続される。
【００９１】
本形態では、発熱素子は、インバータ部６０を構成するスイッチング素子６１〜６６、および、インバータ部６０とバッテリ５０との間に設けられる電源リレー５６、５７である。スイッチング素子６１〜６６および電源リレー５６、５７が実装される全てのランド６０１〜６０８は、少なくとも一部が１つの押圧部材２８に対応する放熱可能領域Ｒ５に含まれる形状に形成される。
【００９２】
本形態では、インバータ部６０を構成するスイッチング素子６１〜６６および電源リレー５６、５７のスイッチングにより生じる熱は、１つの押圧部材２８に対応する放熱可能領域Ｒ５から放熱される。これにより、スイッチング素子６１〜６６および電源リレー５６、５７により生じる熱を効率よく放熱可能である。また、半導体モジュール１５を小型化可能である。
また、上記形態と同様の効果を奏する。
【００９３】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による半導体モジュールを図１２および図１３に示す。
本形態は第５実施形態の変形例であって、ランド６０１、６０３、６０４、６０５に替えてランド７０１が設けられる。他のランド６０２、６０６〜６０８等は、第５実施形態と同様である。
図１２に示すように、本形態の半導体モジュール１６のリードフレーム６１０は、ランド６０２、６０６、６０７、６０８、７０１等から構成され、ランド６０２、６０６、６０７、６０８、７０１が押圧部材２８の周囲に配置される。
【００９４】
ランド７０１は、基部７１１、突出部７１２、および、パワー端子７１３から構成される。ランド７０１には、電源リレー５６、スイッチング素子６１〜６３が実装される。詳細には、スイッチング素子６１、６３が基部７１１に実装され、電源リレー５６およびスイッチング素子６２が基部７１１および突出部７１２に跨って実装される。本形態では、電源リレー５６およびスイッチング素子６１〜６３のドレインが同電位であるので、電源リレー５６およびスイッチング素子６１〜６３を１つのランド７０１に実装される。
本形態の突出部７１２は、ランド７０１の押圧部材２８側の端部に円弧状の切欠部７１４を設けることにより形成されている。
【００９５】
ランド７０１の突出部７１２は、略矩形に形成される基部７１１の押圧部材２８側の端部から突出して形成される。
パワー端子７１３は、パワー基板３を介してバッテリ５０の高電位側と接続される。
本形態では、発熱素子である電源リレー５６、５７、および、スイッチング素子６１〜６６が実装される全てのランド６０２、６０６、６０７、６０８、６０９、７０１は、少なくとも一部が押圧部材２８による押し付け圧が所定圧以上である放熱可能領域Ｒ６に含まれる形状に形成される。
本形態では、ランド７０１には、複数の発熱素子５６、６１〜６３が実装される。これにより、半導体モジュール１６をさらに小型化可能である。また、端子数を低減することができる。
また、上記形態と同様の効果を奏する。
【００９６】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態による半導体モジュールを図１４および図１５に基づいて説明する。
本形態の半導体モジュール１７は、ブラシ付きモータである負荷としてのモータ６に適用される。図１５に示すように、インバータ部１６０は、Ｈブリッジ回路を構成する４つのスイッチング素子１６１〜１６４を有する。
スイッチング素子１６１、１６２は、Ｈブリッジ回路の高電位側に配置される。スイッチング素子１６３、１６４は、Ｈブリッジ回路の低電位側に配置される。
【００９７】
モータリレー部１７０は、負荷リレーとしてのモータリレー１７１、１７２を有する。モータリレー１７１は、スイッチング素子１６１とスイッチング素子１６３との接続点とモータ６の巻線との間に設けられる。モータリレー１７２は、スイッチング素子１６２とスイッチング素子１６４との接続点とモータ６の巻線との間に設けられる。
電源リレー部５５は、第１実施形態等と同様であり、バッテリ５０とインバータ部１６０との間に設けられる。
【００９８】
スイッチング素子１６１〜１６４、モータリレー１７１、１７２は、電源リレー５６、５７と同様、ＭＯＳＦＥＴである。本形態では、電源リレー５６、５７、スイッチング素子１６１〜１６４、および、モータリレー１７１、１７２が「発熱素子」に対応する。
【００９９】
図１４に示すように、半導体モジュール１７のリードフレーム８００は、ランド８０１〜８０８等から構成される。
ランド８０１は、基部８１１、突出部８１２、および、パワー端子８１３から構成され、基部８１１には、電源リレー５６が実装される。
ランド８０２は、基部８２１、突出部８２２、および、パワー端子８２３から構成され、基部８２１には電源リレー５７が実装される。
【０１００】
ランド８０３は、基部８３１、突出部８３２、および、パワー端子８３３から構成され、基部８３１には、スイッチング素子１６１が実装される。
ランド８０４は、基部８４１、突出部８４２、および、パワー端子８４３から構成され、基部８４１には、スイッチング素子１６２が実装される。
ランド８０５は、基部８５１、突出部８５２、および、制御端子８５４から構成され、基部８５１には、スイッチング素子１６３が実装される。
ランド８０６は、基部８６１、突出部８６２、および、制御端子８６４から構成され、基部８６１には、スイッチング素子１６４が実装される。
【０１０１】
ランド８０７は、基部８７１、突出部８７２、および、パワー端子８７３から構成され、基部８７１には、モータリレー１７１が実装される。
ランド８０８は、基部８８１、突出部８８２、および、パワー端子８８３から構成され、基部８８１には、モータリレー１７２が実装される。
【０１０２】
ランド８０１の突出部８１２は、略矩形に形成される基部８１１の押圧部材２８側の端部から突出して形成される。突出部８１２の面積は、基部８１１の面積より小さい。他のランド８０２〜８０８についても同様である。
【０１０３】
電源リレー５６のソースと電源リレー５７のソースとは、配線部材２８１にて接続される。モータリレー１７１のソース、スイッチング素子１６１のソース、および、ランド８０５は、配線部材２８２にて接続される。モータリレー１７２のソース、スイッチング素子１６２のソース、および、ランド８０６は、配線部材２８３にて接続される。スイッチング素子１６３のソースは、配線部材２８４にてグランド端子８９１と接続される。スイッチング素子１６４のソースは、配線部材２８５にてグランド端子８９２と接続される。
【０１０４】
パワー端子８１３は、バッテリ５０の高電位側と接続される。パワー端子８３３、８４３は、電源リレー部５５側と接続される。パワー端子８７３、８８３は、モータ６の巻線と接続される。グランド端子８９１、８９２、および、パワー端子８２３は、グランドと接続される。制御端子８５４、８６４は、制御基板４と接続される。
【０１０５】
本形態の発熱素子は、インバータ部１６０を構成するスイッチング素子１６１〜１６４、インバータとバッテリ５０との間に設けられる電源リレー５６、５７、および、インバータ部６０とモータ６との間に設けられるモータリレー１７１、１７２である。スイッチング素子１６１〜１６４、電源リレー５６、５７、および、モータリレー１７１、１７２が実装される全てのランド８０１〜８０８は、少なくとも一部が１つの押圧部材２８に対応する放熱可能領域Ｒ７に含まれる形状に形成される。
【０１０６】
本形態では、インバータ部１６０を構成するスイッチング素子１６１〜１６４、電源リレー５６、５７、および、モータリレー１７１、１７２のスイッチングにより生じる熱は、１つの押圧部材２８に対応する放熱可能領域Ｒ７から放熱される。これにより、スイッチング素子１６１〜１６４、電源リレー５６、５７、および、モータリレー１７１、１７２により生じる熱を効率よく放熱可能である。また、半導体モジュール１７を小型化可能である。
これにより、上記形態と同様の効果を奏する。
【０１０７】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態による半導体モジュールを図１６および図１７に示す。
本形態の半導体モジュール１８は、第７実施形態と同様、ブラシ付きモータであるモータ６に適用される。図１７に示すように、本形態では、モータリレー部が省略されている点が第７実施形態と異なる。モータリレー部は、別のモジュールとしてもよいし、省略してもよい。
【０１０８】
図１６に示すように、半導体モジュール１８のリードフレーム９００は、ランド９０１〜９０６から構成される。
ランド９０１は、基部９１１、突出部９１２、および、パワー端子９１３から構成され、基部９１１には、電源リレー５６が実装される。
ランド９０２は、基部９２１、突出部９２２、および、パワー端子９２３から構成され、基部９２１には、電源リレー５７が実装される。
【０１０９】
ランド９０３は、基部９３１、突出部９３２、および、パワー端子９３３から構成され、基部９３１には、スイッチング素子１６１が実装される。
ランド９０４は、基部９４１、突出部９４２、および、パワー端子９４３から構成され、基部９４１には、スイッチング素子１６２が実装される。
ランド９０５は、基部９５１、突出部９５２、パワー端子９５３、および、制御端子９５４から構成され、基部９５１には、スイッチング素子１６３が実装される。
ランド９０６は、基部９６１、突出部９６２、パワー端子９６３、および、制御端子９６４から構成され、基部９６１には、スイッチング素子１６４が実装される。
【０１１０】
ランド９０１の突出部９１２は、基部９１１の押圧部材２８側の端部から突出して形成される。突出部９１２の面積は、基部９１１の面積より小さい。他のランド９０２〜９０６についても同様である。
【０１１１】
電源リレー５６のソースと電源リレー５７のソースとは、配線部材２９１にて接続される。スイッチング素子１６１のソースとランド９０５とは、配線部材２９２にて接続される。スイッチング素子１６２のソースとランド９０６とは、配線部材２９３にて接続される。スイッチング素子１６３のソースは、配線部材２９４にてグランド端子９７１と接続される。スイッチング素子１６４のソースは、配線部材２９５にてグランド端子９７２と接続される。
【０１１２】
パワー端子９１３は、バッテリ５０の高電位側と接続される。パワー端子９３３、９４３は、電源リレー部５５側と接続される。パワー端子９５３、９６３は、モータ６の巻線と接続される。グランド端子９７１、９７２、および、パワー端子９２３は、グランドと接続される。制御端子９５４、９６４は、制御基板４と接続される。
【０１１３】
本形態では、発熱素子は、インバータ部１６０を構成するスイッチング素子１６１〜１６４、および、インバータ部１６０とバッテリ５０との間に設けられる電源リレー５６、５７である。スイッチング素子１６１〜１６４および電源リレー５６、５７が実装される全てのランド９０１〜９０６は、少なくとも一部が１つの押圧部材２８に対応する放熱可能領域Ｒ８に含まれる形状に形成される。
【０１１４】
本形態では、インバータ部１６０を構成するスイッチング素子１６１〜１６４および電源リレー５６、５７のスイッチングにより生じる熱は、１つの押圧部材２８に対応する放熱可能領域Ｒ８から放熱される。これにより、スイッチング素子１６１〜１６４および電源リレー５６、５７により生じる熱を効率よく放熱可能である。また、半導体モジュール１８を小型化可能である。
また、上記形態と同様の効果を奏する。
【０１１５】
（他の実施形態）
（ア）半導体モジュールにおけるインバータ部の各相回路、電源リレー部、および、モータリレー部を構成するスイッチング素子の配置順やリードフレームの形状等は、上記実施形態の形状やレイアウトに限らない。
上記実施形態では、突出部は、主に略矩形に形成される。また、第２実施形態では、突出部は段差部を有する形状に形成され、第４実施形態および第６実施形態では、円弧部を有する形状に形成される。他の実施形態では、突出部は、どのような形状に形成してもよい。また、上記実施形態では、基部は略矩形に形成されるが、他の実施形態では、基部はどのような形状に形成してもよい。
【０１１６】
（イ）上記実施形態では、押圧部材はねじであった。他の実施形態では、押圧部材は、ねじ以外としてもよい。例えば押圧部材は、ばねであってもよい。この場合、モールド部に形成される挿通孔がない構造となる。押圧部材をばねとする場合、半導体モジュールの全面を押さえず、上記実施形態のねじの設けられる箇所を押圧するように構成することが望ましい。この場合、半導体モジュールの全面を押さえる場合と比較し、ばね設計を簡略化することができる。なお、発熱素子の信頼性等を考慮すると、ばねにより押圧力が直接作用する箇所から所定距離をおいて発熱素子を配置することが好ましい。
【０１１７】
（ウ）上記実施形態では、１つの押圧部材に対して５つ、６つ、或いは、８つのランドが設けられる。他の実施形態では、１つの押圧部材に対して設けられるランドの数は、３以上であれば、いくつであってもよい。
（エ）上記実施形態では、１つの導電部材に実装されるランドには１つ、３つ、或いは、４つの発熱素子が実装される。他の実施形態では、１つのランドに実装される発熱素子の数は、いくつであってもよい。
すなわち、例えば第１実施形態の電源リレー、スイッチング素子、モータリレーである１０個の発熱素子を１つの押圧部材に対して配置してもよい。
【０１１８】
（オ）上記実施形態では、発熱素子である電源リレー、スイッチング素子、および、モータリレーは、いずれもＭＯＳＦＥＴである。他の実施形態では、ＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴ等、どのようなものを用いてもよい。また、他の実施形態では、発熱素子は、抵抗、ダイオード、コイル等、ランドに実装可能であれば、どのような電子部品であってもよい。
【０１１９】
（カ）上記実施形態の半導体モジュールは、ランドの一部が金属放熱部としてモールド部の外部に露出する、所謂ハーフモールドであり、放熱シートを挟んでヒートシンクに固定される。他の実施形態では、放熱シートに替えて、放熱ゲルであってもよい。また、半導体モジュールは、金属放熱部が露出しない、所謂フルモールドとしてもよい。この場合、放熱シートや放熱ゲルを省略してもよい。
【０１２０】
（キ）上記第１実施形態〜第６実施形態では、低電位側のスイッチング素子のソースは、シャント抵抗にてグランドと接続されるが、他の実施形態では、シャント抵抗に替えて、他の配線部材と同様の部材にて接続してもよい。この場合、シャント抵抗を半導体モジュールの外部に設けてもよいし、シャント抵抗を省略してもよい。
【０１２１】
（ク）上記実施形態のモータ駆動装置では、パワー基板および制御基板を備える。他の実施形態では、基板は１枚であってもよい。また、上記実施形態では、パワー端子およびグランド端子は、パワー基板を介して、バッテリの高電位側、電源リレー、モータの巻線、または、グランド等と接続されるが、他の実施形態ではパワー基板を介さずに直接的に接続するようにしてもよい。
（ケ）上記実施形態では、半導体装置はモータ駆動装置に適用されるが、他の実施形態では、モータ駆動装置以外の装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
７：ヒートシンク（放熱部材）
１０：半導体装置
１１〜１８：半導体モジュール
２０、２１：モールド部
２６、２７、２８：押圧部材
３１〜４１、５０１〜５０６、５０８、５０９、６０１〜６０８、７０１、８０１〜８０８、９０１〜９０６：ランド（導電部材）
５６、５７：電源リレー（発熱素子）
６１〜６６、１６１〜１６４：スイッチング素子（発熱素子）
７１〜７３、１７１、１７２：モータリレー（発熱素子、負荷リレー）
【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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