(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延びた第１内部配線接続部を有する第１電源端子と、
前記第１内部配線接続部上に絶縁層を介して配置された第２内部配線接続部を有する出力端子と、
前記第２内部配線接続部上に絶縁層を介して配置された第３内部配線接続部を有する第２電源端子と、
前記第１、第２および第３内部配線接続部を含む積層構造体の一側方に配置され、上アーム回路を構成する第１アッセンブリと、
前記積層構造体に対して前記第１アッセンブリと反対側に配置され、下アーム回路を構成する第２アッセンブリと、
前記第１アッセンブリを前記第１内部配線接続部および第３内部配線接続部のうちの一方に接続するための第１接続金属部材と、
前記第１アッセンブリを前記第２内部配線接続部に接続するための第２接続金属部材と、
前記第２アッセンブリを前記第１内部配線接続部および第３内部配線接続部のうちの他方に接続するための第３接続金属部材と、
前記第２アッセンブリを第２内部配線接続部に接続するための第４接続金属部材とを含み、
前記第１接続金属部材および前記第２接続金属部材のうち少なくとも一方が横断面矩形状の接続部材で構成され、
前記第３接続金属部材および前記第４接続金属部材のうち少なくとも一方が横断面矩形状の金属部材で構成され、
前記第１内部配線接続部および前記第３内部配線接続部は、平面視で一方向に長い矩形状であり、
前記第１電源端子は、前記第１内部配線接続部の一端部から立ち上がった第１立上部と、前記第１立上部の側縁部に結合され、前記第１内部配線接続部から遠ざかる方向に延びた第１横行部と、前記第１横行部に結合された第１外部配線接続部とを含み、
前記第２電源端子は、前記第３内部配線接続部の一端部から立ち上がり、前記第１立上部と対向配置された第２立上部と、前記第２立上部の側縁部に結合され、前記第２内部配線接続部から遠ざかる方向に延び、前記第１横行部と対向配置された第２横行部と、前記第２横行部に結合された第２外部配線接続部とを含む、半導体装置。
【請求項２】
前記第１、第２、第３および第４接続金属部材が、リボンで構成されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１、第２、第３および第４接続金属部材が、リードフレームで構成されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１接続金属部材および前記第２接続金属部材のうちの一方がリボンで構成され、他方がワイヤで構成され、
前記第３接続金属部材および前記第４接続金属部材のうちの一方がリボンで構成され、他方がワイヤで構成されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１接続金属部材および前記第２接続金属部材のうちの一方がリードフレームで構成され、他方がワイヤで構成され、
前記第３接続金属部材および前記第４接続金属部材のうちの一方がリードフレームで構成され、他方がワイヤで構成されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１アッセンブリは、表面に第１導体層が形成された第１基板と、前記第１導体層に接合された第１スイッチング素子および第１ダイオード素子を含み、
前記第２アッセンブリは、表面に第２導体層が形成された第２基板と、前記第２導体層に接合された第２スイッチング素子および第２ダイオード素子を含み、
前記第１接続金属部材は、前記第１導体層を、前記第１内部配線接続部および第３内部配線接続部のうちの一方に接続するものであり、
前記第２接続金属部材は、前記第１スイッチング素子と前記第１ダイオード素子とを、前記第２内部配線接続部に接続するものであり、
前記第３接続金属部材は、前記第２スイッチング素子と前記第２ダイオード素子とを、前記第１内部配線接続部および第３内部配線接続部のうちの他方に接続するものであり、
前記第４接続金属部材は、前記第２導体層を、前記第２内部配線接続部に接続するものである、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第２接続金属部材は、一端部が前記第１スイッチング素子に接続され、他端部が前記第２内部配線接続部に接続され、中間部が前記第１ダイオード素子に接続されたリボンで構成されており、
前記第３接続金属部材は、一端部が前記第２スイッチング素子に接続され、他端部が前記第１内部配線接続部または第３内部配線接続部に接続され、中間部が前記第２ダイオード素子に接続されたリボンで構成されている、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第２接続金属部材は、一端部が前記第１スイッチング素子に接続され、他端部が前記第２内部配線接続部に接続され、中間部が前記第１ダイオード素子に接続されたリードフレームで構成されており、
前記第３接続金属部材は、一端部が前記第２スイッチング素子に接続され、他端部が前記第１内部配線接続部または第３内部配線接続部に接続され、中間部が前記第２ダイオード素子に接続されたリードフレームで構成されている、請求項６に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１接続金属部材および前記第４接続金属部材は、リボンまたはリードフレームで構成されており、
前記第２接続金属部材は、一端部が前記第１スイッチング素子に接続され、他端部が前記第２内部配線接続部に接続され、中間部が前記第１ダイオード素子に接続されたワイヤで構成されており、
前記第３接続金属部材は、一端部が前記第２スイッチング素子に接続され、他端部が前記第１内部配線接続部または第３内部配線接続部に接続され、中間部が前記第２ダイオード素子に接続されたワイヤで構成されている、請求項６に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パワーモジュール等の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パワーモジュールは、電源に一対のスイッチング素子を直列に接続し、その一対のスイッチング素子の間から出力を得る装置である。このようなパワーモジュールは、たとえば、電動モータを駆動するための駆動回路を構成するインバータ回路に用いられる。電動モータは、たとえば、電気自動車（ハイブリッド車を含む）、電車、産業用ロボット等の動力源として用いられる。パワーモジュールは、また、太陽電池、風力発電機その他の発電装置（とくに自家発電装置）が発生する電力を商用電源の電力と整合するように変換するインバータ回路にも適用される。
【０００３】
パワーモジュールのスイッチング素子には、従来から、Ｓｉ（シリコン）半導体を用いたデバイスが用いられてきた。しかし、電力変換時におけるデバイスでの損失が問題となっており、Ｓｉ材料を用いたデバイスでは、さらなる高効率化はもはや困難な状況に立ち至っている。
そこで、ＳｉＣ（炭化シリコン）半導体を用いたパワーデバイスをスイッチング素子として用いたパワーモジュールが提案されている。ＳｉＣパワーデバイスは、スイッチング速度が高速であるため、高速なオン／オフ動作が可能である。したがって、オフ時に電流が速やかに減少するので、スイッチング損失を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３３５１５号公報
【特許文献２】特開２００４−９５７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ＳｉＣパワーデバイスによる高速スイッチングは、スイッチング時のサージ電圧の増加という新たな問題をもたらす。
サージ電圧Ｖは、次式（Ａ）に示すとおり、パワーモジュール内部の配線が有する自己インダクタンスＬと、電流ｉの時間ｔによる微分（di/dt）（時間当たりの電流変化率）との積で与えられる。
【０００６】
Ｖ＝Ｌ・（di/dt）    ……（Ａ）
スイッチング速度が速いほど、電流ｉの変化率（di/dt）が大きくなるから、サージ電圧Ｖが大きくなる。このサージ電圧によって、デバイスに耐圧以上の電圧が負荷されると、デバイスが破壊されるおそれがある。また、サージ電圧が大きいと、ＥＭＩ（電磁気妨害）ノイズの増大や信頼性の低下の懸念もある。
【０００７】
そこで、ＳｉＣデバイス等の高速スイッチング素子を適用しながら、サージ電圧を低減するために、パワーモジュールの内部配線が有する自己インダクタンスＬを低減する必要がある。この課題は、パワーモジュールのみならず、スイッチング素子を有する半導体装置に共通している。むろん、Ｓｉ半導体を用いたスイッチング素子を有する半導体装置においても、サージ電圧の低減は重要な課題である。
【０００８】
この発明の目的は、内部配線の自己インダクタンスの小さなパワーモジュールを実現できる半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明による半導体装置は、一方向に延びた第１内部配線接続部を有する第１電源端子と、前記第１内部配線接続部上に絶縁層を介して配置された第２内部配線接続部を有する出力端子と、前記第２内部配線接続部上に絶縁層を介して配置された第３内部配線接続部を有する第２電源端子と、前記第１、第２および第３内部配線接続部を含む積層構造体の一側方に配置され、上アーム回路を構成する第１アッセンブリと、前記積層構造体に対して前記第１アッセンブリと反対側に配置され、下アーム回路を構成する第２アッセンブリと、前記第１アッセンブリを前記第１内部配線接続部および第３内部配線接続部のうちの一方に接続するための第１接続金属部材と、前記第１アッセンブリを前記第２内部配線接続部に接続するための第２接続金属部材と、前記第２アッセンブリを前記第１内部配線接続部および第３内部配線接続部のうちの他方に接続するための第３接続金属部材と、前記第２アッセンブリを第２内部配線接続部に接続するための第４接続金属部材とを含んでいる。そして、前記第１接続金属部材および前記第２接続金属部材のうち少なくとも一方が横断面矩形状の金属部材で構成され、前記第３接続金属部材および前記第４接続金属部材のうち少なくとも一方が横断面矩形状の金属部材で構成されている。
また、前記第１内部配線接続部および前記第３内部配線接続部は、平面視で一方向に長い矩形状であり、前記第１電源端子は、前記第１内部配線接続部の一端部から立ち上がった第１立上部と、前記第１立上部の側縁部に結合され、前記第１内部配線接続部から遠ざかる方向に延びた第１横行部と、前記第１横行部に結合された第１外部配線接続部とを含み、前記第２電源端子は、前記第３内部配線接続部の一端部から立ち上がり、前記第１立上部と対向配置された第２立上部と、前記第２立上部の側縁部に結合され、前記第２内部配線接続部から遠ざかる方向に延び、前記第１横行部と対向配置された第２横行部と、前記第２横行部に結合された第２外部配線接続部とを含む。
【００１０】
この発明では、第１アッセンブリと一方の電源端子とを接続するための第１接続金属部材と、第１アッセンブリと出力端子とを接続するための第２接続金属部材のうち少なくとも一方が横断面矩形状の金属部材で構成されている。また、第２アッセンブリと他方の電源端子とを接続するための第３接続金属部材と、第２アッセンブリと出力端子とを接続するための第４接続金属部材のうち少なくとも一方が横断面矩形状の金属部材で構成されている。横断面矩形状の金属部材は、例えば帯状のリボンであってもよい。また、横断面矩形状の金属部材は、例えば板状のリードフレームであってもよい。これにより、第１、第２、第３および第４接続金属部材が金属ワイヤで構成される場合に比べて、接続金属部材の総数を減少させることができ、工程作業時間の短縮化が図れるとともに内部配線の自己インダクタンスを低減できる。これにより、上アーム回路および下アーム回路に使用されるスイッチング素子のスイッチング速度が高速である場合でも、サージ電圧を抑制できる。
【００１１】
また、第１接続金属部材と第２接続金属部材には、反対方向の電流が流れる。これにより、第１接続金属部材と第２接続金属部材のインダクタンスが少なくとも部分的に相殺される。第１接続金属部材と第２接続金属部材のうち少なくとも一方が横断面矩形状の金属部材で構成されているため、インダクタンスの相殺効果を高めることができる。同様に、第３接続金属部材と第４接続金属部材には、反対方向の電流が流れる。これにより、第３接続金属部材と第４接続金属部材のインダクタンスが少なくとも部分的に相殺される。第３接続金属部材と第４接続金属部材のうち少なくとも一方が横断面矩形状の金属部材で構成されているため、インダクタンスの相殺効果を高めることができる。これにより、内部配線の自己インダクタンスが低い半導体装置を提供できる。
第１アッセンブリ内のスイッチング素子が導電状態から遮断状態に切り換えられ、第２アッセンブリ内のスイッチング素子が遮断状態から導電状態に切り換えられるときの過渡期には、第１電源端子および第２電源端子のうち一方には、外部配線接続部から内部配線接続部に向かって電流が流れ、他方には内部配線接続部から外部配線接続部に向かって電流が流れる。
第２アッセンブリ内のスイッチング素子が導電状態から遮断状態に切り換えられ、第１アッセンブリ内のスイッチング素子が遮断状態から導電状態に切り換えられるときの過渡期にも、第１電源端子および第２電源端子のうち一方には、外部配線接続部から内部配線接続部に向かって電流が流れ、他方には内部配線接続部から外部配線接続部に向かって電流が流れる。
このような過渡期には、第１電源端子の第１内部配線接続部に流れる電流の方向と、第２電源端子の第３内部配線接続部に流れる電流の方向は、互いに逆方向になる。また、第１電源端子の第１立上部に流れる電流の方向と、第２電源端子の第２立上部に流れる電流の方向は、互いに逆方向になる。さらに、第１電源端子の第１横行部に流れる電流の方向と、第２電源端子の第２横行部に流れる電流の方向は、互いに逆方向になる。電流が互いに逆方向に流れる第１内部配線接続部と第３内部配線接続部は対向している。また、電流が互いに逆方向に流れる第１立上部と第２立上部も対向している。さらに、電流が互いに逆方向に流れる第１横行部と第２横行部も対向している。これにより、前記過渡期において、第１電源端子の自己インダクタンスと第２電源端子の自己インダクタンスとを相殺させることができるので、内部配線の自己インダクタンスの低い半導体装置を提供できる。
【００１２】
この発明の一実施形態では、前記第１、第２、第３および第４接続金属部材が、リボンで構成されている。
この発明の一実施形態では、前記第１、第２、第３および第４接続金属部材が、リードフームで構成されている。
この発明の一実施形態では、前記第１接続金属部材および前記第２接続金属部材のうちの一方がリボンで構成され、他方がワイヤで構成され、前記第３接続金属部材および前記第４接続金属部材のうちの一方がリボンで構成され、他方がワイヤで構成されている。
【００１３】
この発明の一実施形態では、前記第１接続金属部材および前記第２接続金属部材のうちの一方がリードフレームで構成され、他方がワイヤで構成され、前記第３接続金属部材および前記第４接続金属部材のうちの一方がリードフレームで構成され、他方がワイヤで構成されている。
この発明の一実施形態では、前記第１アッセンブリは、表面に第１導体層が形成された第１基板と、前記第１導体層に接合された第１スイッチング素子および第１ダイオード素子を含み、前記第２アッセンブリは、表面に第２導体層が形成された第２基板と、前記第２導体層に接合された第２スイッチング素子および第２ダイオード素子を含む。そして、前記第１接続金属部材は、前記第１導体層を、前記第１内部配線接続部および第３内部配線接続部のうちの一方に接続するものであり、前記第２接続金属部材は、前記第１スイッチング素子と前記第１ダイオード素子とを、前記第２内部配線接続部に接続するものである。また、前記第３接続金属部材は、前記第２スイッチング素子と前記第２ダイオード素子とを、前記第１内部配線接続部および第３内部配線接続部のうちの他方に接続するものであり、前記第４接続金属部材は、前記第２導体層を、前記第２内部配線接続部に接続するものである。
【００１４】
この発明の一実施形態では、前記第２接続金属部材は、一端部が前記第１スイッチング素子に接続され、他端部が前記第２内部配線接続部に接続され、中間部が前記第１ダイオード素子に接続されたリボンで構成されており、前記第３接続金属部材は、一端部が前記第２スイッチング素子に接続され、他端部が前記第１内部配線接続部または第３内部配線接続部に接続され、中間部が前記第２ダイオード素子に接続されたリボンで構成されている。
【００１５】
この構成によれば、第１スイッチング素子および第１ダイオード素子を、それぞれ異なる接続金属部材によって第２内部配線接続部に接続する場合に比べて、第２接続金属部材の自己インダンスと、第１導体層および第１接続金属部材の自己インダクタンスとの相殺効果を高めることができる。同様に、第２スイッチング素子および第２ダイオード素子を、それぞれ異なる接続金属部材によって第１内部配線接続部または第３内部配線接続部に接続する場合に比べて、第３接続金属部材の自己インダンスと、第２導体層および第４接続金属部材の自己インダクタンスとの相殺効果を高めることができる。
【００１６】
この発明の一実施形態では、前記第２接続金属部材は、一端部が前記第１スイッチング素子に接続され、他端部が前記第２内部配線接続部に接続され、中間部が前記第１ダイオード素子に接続されたリードフレームで構成されており、前記第３接続金属部材は、一端部が前記第２スイッチング素子に接続され、他端部が前記第１内部配線接続部または第３内部配線接続部に接続され、中間部が前記第２ダイオード素子に接続されたリードフレームで構成されている。
【００１７】
この構成においても、第２接続金属部材の自己インダンスと、第１導体層および第１接続金属部材の自己インダクタンスとの相殺効果を高めることができる。また、第３接続金属部材の自己インダンスと、第２導体層および第４接続金属部材の自己インダクタンスとの相殺効果を高めることができる。
この発明の一実施形態では、前記第１接続金属部材および前記第４接続金属部材は、リボンまたはリードフレームで構成されており、前記第２接続金属部材は、一端部が前記第１スイッチング素子に接続され、他端部が前記第２内部配線接続部に接続され、中間部が前記第１ダイオード素子に接続されたワイヤで構成されており、前記第３接続金属部材は、一端部が前記第２スイッチング素子に接続され、他端部が前記第１内部配線接続部または第３内部配線接続部に接続され、中間部が前記第２ダイオード素子に接続されたワイヤで構成されている。
【００１８】
この構成においても、第２接続金属部材の自己インダンスと、第１導体層および第１接続金属部材の自己インダクタンスとの相殺効果を高めることができる。また、第３接続金属部材の自己インダンスと、第２導体層および第４接続金属部材の自己インダクタンスとの相殺効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態に係るパワーモジュールの内部構造を示す図解的な平面図である。
【図２】図２は、図１の右側面図である。
【図３】図３は、図１の左側面図である。
【図４】図４は、図１の正面図である。
【図５】図５は、図１のV−V線に沿う断面図である。
【図６】図６は、ケース本体６の外観を示す斜視図である。
【図７】図７は、ケース本体６の平面図である。
【図８】図８は、図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。
【図９】図９は、図７のIX−IX線に沿う断面図である。
【図１０】図１０は、第１電源端子Ｐ、第２電源端子Ｎおよび出力端子ＯＵＴの構造を説明するための斜視図である。
【図１１】図１１は、パワーモジュール１の電気的構成を説明するための電気回路図である。
【図１２】図１２は、第１スイッチング素子Ｔｒ１が導電状態から遮断状態に切り換えられ、第２スイッチング素子Ｔｒ２が遮断状態から導電状態に切り換えられるときの過渡期の電流の流れを説明するための電気回路図である。
【図１３】図１３は、この発明の第２の実施形態に係るパワーモジュールの内部構造を示す図解的な平面図である。
【図１４】この発明の第３の実施形態に係るパワーモジュールの内部構造を示す図解的な平面図である。
【図１５】図１５は、図１４のXV−XV線に沿う断面図である。
【図１６】図１６は、この発明の第４の実施形態に係るパワーモジュールの内部構造を示す図解的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、この発明の第１の実施形態に係るパワーモジュールの内部構造を示す図解的な平面図である。図２は、図１の右側面図である。図３は、図１の左側面図である。図４は、図１の正面図である。図５は、図１のV−V線に沿う断面図である。
【００２４】
パワーモジュール１は、放熱ベース２と、放熱ベース２上に配置され、上アーム回路（ハイサイド回路）を構成する第１アッセンブリ３と、放熱ベース２上に配置され、下アーム回路（ローサイド回路）を構成する第２アッセンブリ４と、これらのアッセンブリ３，４を収容するケース５と、ケース５に組み付けられた複数の端子とを備えている。複数の端子は、第１電源端子（この例では正極側電源端子）Ｐと、第２電源端子（この例では負極側電源端子）Ｎと、出力端子ＯＵＴと、第１のゲート端子Ｇ１と、第１のソース端子Ｓ１と、第１のソースセンス端子ＳＳ１と、第２のゲート端子Ｇ２と、第２のソース端子Ｓ２と、第２のソースセンス端子ＳＳ２を含んでいる。
【００２５】
説明の便宜上、以下では、図１に示した＋Ｘ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向および−Ｙ方向ならびに図２に示す＋Ｚ方向および−Ｚ方向を用いることがある。＋Ｘ方向および−Ｘは、平面視矩形の放熱ベース２の短辺に沿う２つの方向であり、これらを総称するときには単に「Ｘ方向」という。＋Ｙ方向および−Ｙ方向は放熱ベース２の長辺に沿う２つの方向であり、これらを総称するときには単に「Ｙ方向」という。＋Ｚ方向および−Ｚ方向は放熱ベース２の法線に沿う２つの方向であり、これらを総称するときには単に「Ｚ方向」という。放熱ベース２を水平面においたとき、Ｘ方向およびＹ方向は互いに直交する２つの水平な直線（Ｘ軸およびＹ軸）に沿う２つの水平方向（第１水平方向および第２水平方向）となり、Ｚ方向は鉛直な直線（Ｚ軸）に沿う鉛直方向（高さ方向）となる。
【００２６】
放熱ベース２は、平面視矩形の一様厚さの板状体であり、熱伝導率の高い材料で構成されている。より具体的には、放熱ベース２は、銅で構成された銅ベースであってもよい。この銅ベースは、表面にニッケルめっき層が形成されたものであってもよい。放熱ベース２の＋Ｚ方向側の主面には、必要に応じて、ヒートシンクその他の冷却手段が取り付けられる。
【００２７】
ケース５は、略直方体形状に形成されており、樹脂材料で構成されている。とくに、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂を用いることが好ましい。ケース５は、平面視において放熱ベース２より若干大きな矩形をなしており、放熱ベース２の主面に固定されたケース本体６と、ケース本体６に固定され、ケース本体６の一方側（＋Ｚ方向側）を閉塞する天板（図示略）とを備えている。これにより、放熱ベース２、ケース本体６および天板によって、回路収容空間がケース５の内部に区画されている。この実施形態では、ケース本体６と前記複数の端子とは、同時成形により作られている。
【００２８】
図６は、ケース本体６の外観を示す斜視図である。図７は、ケース本体６の平面図である。図８は、図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。図９は、図７のIX−IX線に沿う断面図である。図１０は、第１電源端子Ｐ、第２電源端子Ｎおよび出力端子ＯＵＴの構造を説明するための斜視図である。
ケース本体６は、平面視においてＹ方向に長い矩形の開口部を有する枠部７と、枠部７の外周面の−Ｚ方向側縁部に枠部７を廻るように形成された外方張出部８とを含んでいる。枠部７は、一対の側壁９，１０と、これら一対の側壁９，１０の両端をそれぞれ結合する一対の端壁１１，１２とを備えている。枠部７は、側壁９，１０と端壁１１，１２との結合部である４つのコーナー部に、内方に凸んだ凹部１３を有している。
【００２９】
外方張出部８の外周縁の輪郭は、平面視において、放熱ベース２より若干大きい矩形状である。外方張出部８の外周縁部には−Ｚ方向に突出した突出縁８ａが形成されている。図１および図５に示すように、放熱ベース２は、枠部７および外方張出部８の−Ｚ方向側の表面と突出縁８ａとによって形成される凹部内に嵌め込まれて、ケース本体６に固定されている。
【００３０】
外方張出部８の４つのコーナー部には、外方張出部８を厚さ方向に貫通する取付孔１４が形成されている。放熱ベース２には、各取付孔１４に対応する位置に、放熱ベース２を厚さ方向に貫通する取付孔（図示略）が形成されている。パワーモジュール１は、ケース本体６の取付孔１４およびそれに対応する放熱ベース２の取付孔を挿通するボルト（図示略）によって、取付対象の所定の固定位置に固定される。これらの取付孔を利用して前述のヒートシンク等の冷却手段が取り付けられてもよい。
【００３１】
枠部７の端壁１１，１２の対向面（内側面）の−Ｚ方向端部には、長さ方向（Ｘ方向）に延びた内方突出部１１ａ，１２ａが形成されている。枠部７の一方の端壁１１の−Ｘ方向側端部に、第１のソースセンス端子ＳＳ１、第１のソース端子Ｓ１および第１のゲート端子Ｇ１が取り付けられている。
第１のソースセンス端子ＳＳ１は、Ｘ方向から見て略Ｌ形であり、Ｙ方向に延びた第１部分１５ａと、第１部分１５ａの−Ｙ方向端部（基端部）から＋Ｚ方向に延びた第２部分１５ｂとを備えている。第１部分１５ａの中間部は、その表面が露出するように、端壁１１の内方突出部１１ａに埋め込まれている。第１部分１５ａの先端部は内方突出部１１ａから内方（＋Ｙ方向）に突出している。第１部分１５ａの基端部およびそれに繋がる第２部分１５ｂの大部分は、端壁１１に埋め込まれている。第２部分１５ｂの先端部は、端壁１１の表面（＋Ｚ方向側表面）から＋Ｚ方向に突出している。
【００３２】
第１のソース端子Ｓ１は、第１のソースセンス端子ＳＳ１の＋Ｘ方向側に、第１のソースセンス端子ＳＳ１と間隔をおいて配置されている。第１のソース端子Ｓ１は、Ｘ方向から見て略Ｌ形であり、Ｙ方向に延びた第１部分１６ａと、第１部分１６ａの−Ｙ方向端部（基端部）から＋Ｚ方向に延びた第２部分１６ｂとを備えている。第１部分１６ａの中間部は、その表面が露出するように、端壁１１の内方突出部１１ａに埋め込まれている。第１部分１６ａの先端部は内方突出部１１ａから内方（＋Ｙ方向）に突出している。第１部分１６ａの基端部およびそれに繋がる第２部分１６ｂの大部分は、端壁１１に埋め込まれている。第２部分１６ｂの先端部は、端壁１１の表面（＋Ｚ方向側表面）から＋Ｚ方向に突出している。
【００３３】
第１のゲート端子Ｇ１は、第１のソース端子Ｓ１の＋Ｘ方向側に、第１のソース端子Ｓ１と間隔をおいて配置されている。第１のゲート端子Ｇ１は、Ｘ方向から見て略Ｌ形であり、Ｙ方向に延びた第１部分１７ａと、第１部分１７ａの−Ｙ方向端部（基端部）から＋Ｚ方向に延びた第２部分１７ｂとを備えている。第１部分１７ａの中間部は、その表面が露出するように、端壁１１の内方突出部１１ａに埋め込まれている。第１部分１７ａの先端部は内方突出部１１ａから内方（＋Ｙ方向）に突出している。第１部分１７ａの基端部およびそれに繋がる第２部分１７ｂの大部分は、端壁１１に埋め込まれている。第２部分１７ｂの先端部は、端壁１１の表面（＋Ｚ方向側表面）から＋Ｚ方向に突出している。
【００３４】
枠部７の他方の端壁１２の＋Ｘ方向側端部に、第２のソースセンス端子ＳＳ２、第２のソース端子Ｓ２および第２のゲート端子Ｇ２が取り付けられている。
第２のソースセンス端子ＳＳ２は、Ｘ方向から見て略Ｌ形であり、Ｙ方向に延びた第１部分１８ａと、第１部分１８ａの＋Ｙ方向端部（基端部）から＋Ｚ方向に延びた第２部分１８ｂとを備えている。第１部分１８ａの中間部は、その表面が露出するように、端壁１２の内方突出部１２ａに埋め込まれている。第１部分１８ａの先端部は内方突出部１２ａから内方（−Ｙ方向）に突出している。第１部分１８ａの基端部およびそれに繋がる第２部分１８ｂの大部分は、端壁１２に埋め込まれている。第２部分１８ｂの先端部は、端壁１２の表面（＋Ｚ方向側表面）から＋Ｚ方向に突出している。
【００３５】
第２のソース端子Ｓ２は、第２のソースセンス端子ＳＳ２の−Ｘ方向側に、第２のソースセンス端子ＳＳ２と間隔をおいて配置されている。第２のソース端子Ｓ２は、Ｘ方向から見て略Ｌ形であり、Ｙ方向に延びた第１部分１９ａと、第１部分１９ａの＋Ｙ方向端部（基端部）から＋Ｚ方向に延びた第２部分１９ｂとを備えている。第１部分１９ａの中部は、その表面が露出するように、端壁１２の内方突出部１２ａに埋め込まれている。第１部分１９ａの先端部は内方突出部１２ａから内方（−Ｙ方向）に突出している。第１部分１９ａの基端部およびそれに繋がる第２部分１９ｂの大部分は、端壁１２に埋め込まれている。第２部分１９ｂの先端部は、端壁１２の表面（＋Ｚ方向側表面）から＋Ｚ方向に突出している。
【００３６】
第２のゲート端子Ｇ２は、第２のソース端子Ｓ２の−Ｘ方向側に、第２のソース端子Ｓ２と間隔をおいて配置されている。第２のゲート端子Ｇ２は、Ｘ方向から見て略Ｌ形であり、Ｙ方向に延びた第１部分２０ａと、第１部分２０ａの＋Ｙ方向端部（基端部）から＋Ｚ方向に延びた第２部分２０ｂとを備えている。第１部分２０ａの中間部は、その表面が露出するように、端壁１２の内方突出部１２ａに埋め込まれている。第１部分２０ａの先端部は内方突出部１２ａから内方（−Ｙ方向）に突出している。第１部分２０ａの基端部およびそれに繋がる第２部分２０ｂの大部分は、端壁１２に埋め込まれている。第２部分２０ｂの先端部は、端壁１２の表面（＋Ｚ方向側表面）から＋Ｚ方向に突出している。
【００３７】
枠部７の側壁９，１０の表面（＋Ｚ方向側表面）の両端部には、＋Ｚ方向に突出した突起部２１が形成されている。この突起部２１の表面には、天板をケース本体６に取り付けるためのねじ孔２２が形成されている。また、各側壁９，１０の対向面（内側面）おける長さ中央部には、そのほぼ高さ中央とその＋Ｚ方向側端寄りの位置との間部分に、内方に突出した突起部２３が形成されている。平面視において、この突起部２３の先端部は、内方に突出した半円状に形成されている。この突起部２３の＋Ｚ方向側表面には、天板をケース本体６に取り付けるためのねじ孔２４が形成されている。
【００３８】
枠部７の一対の側壁９，１０の長さ中央部は、連結部２５によって互いに連結されている。連結部２５の一端は一方の側壁９の内側面のそのほぼ高さ中央と−Ｚ方向側端との間部分に結合され、他端は他方の側壁１０の内側面のそのほぼ高さ中央と−Ｚ方向側端との間部分に結合されている。連結部２５は、図７および図９に示すように、放熱ベース２の主面に固定される横断面略Ｕ形の第１絶縁層構成部２６と、第１絶縁層構成部２６の＋Ｚ方向側に配置された横断面略Ｕ形の第２絶縁層構成部２７と、第２絶縁層構成部２７の＋Ｚ方向側に配置された横断面略Ｕ形の第３絶縁層構成部２８とを含んでいる。第１絶縁層構成部２６、第２絶縁層構成部２７および第３絶縁層構成部２８は、それぞれその長さ方向に延び、＋Ｚ方向に開口した凹部２６ａ、２７ａ、２８ａを有している。
【００３９】
図９に示すように、第１絶縁層構成部２６の−Ｚ方向側の表面は、枠部７の−Ｚ方向側の表面と面一となっている。第２絶縁層構成部２７の幅（Ｙ方向の長さ）は、第１絶縁層構成部２６の幅より短い。第２絶縁層構成部２７の−Ｚ方向側表面の＋Ｙ方向側縁部は、第１絶縁層構成部２６の＋Ｙ方向側の立上壁の＋Ｚ方向側表面に結合されている。第１絶縁層構成部２６の−Ｙ方向側の立上壁と、第２絶縁層構成部２７の−Ｙ方向側の立上壁との間には、間隔があいている。第１絶縁層構成部２６と第２絶縁層構成部２７との間の空間部（第１絶縁層構成部２６の凹部２６ａ）内を第１電源端子Ｐ（内部配線接続部３１ａ）が通っている。この空間部内を通っている第１電源端子Ｐの＋Ｚ方向側表面の一側部（−Ｙ方向側の側部）は露出している。
【００４０】
第２絶縁層構成部２７の凹部３７ａ内を、出力端子ＯＵＴ（内部配線接続部３２ａ）が通っている。第３絶縁層構成部２８の幅は、第２絶縁層構成部２７の幅より小さい。第３絶縁層構成部２８は、第２絶縁層構成部２７の凹部３７ａを通っている出力端子ＯＵＴの＋Ｚ方向側表面の幅中央部上に配置されている。したがって、第２絶縁層構成部２７の凹部３７ａを通っている出力端子ＯＵＴの＋Ｚ方向側表面の両側部は、露出している。第３絶縁層構成部２８の凹部２８ａ内を、第２電源端子Ｎ（内部配線接続部３３ａ）が通っている。この凹部２８ａを通っている第２電源端子Ｎの＋Ｚ方向側表面は露出している。なお、第３絶縁層構成部２８の−Ｙ方向側の立上壁の両端部の一部は、突起部２３に結合されている。
【００４１】
次に、図７、図９および図１０を参照して、第１電源端子Ｐ、第２電極Ｎおよび出力端子ＯＵＴの構造について説明する。
第１電源端子Ｐ、第２電源端子Ｎおよび出力端子ＯＵＴは、それぞれ、金属板（たとえば、銅板にニッケルめっきを施したもの）を所定形状に切り出し、曲げ加工を施して作成されたものであり、ケース５の内部の回路に電気的に接続されている。第１電源端子Ｐは、導電性の板状体からなる。第１電源端子Ｐは、内部配線接続部３１ａと、内部配線接続部３１ａに結合された立上部３１ｂと、立上部３１ｂに結合された横行部３１ｃと、横行部３１ｃに結合された外部配線接続部３１ｄとを有している。
【００４２】
内部配線接続部３１ａは、平面視においてＹ方向に長い矩形状に形成されている。内部配線接続部３１ａは、ＸＹ平面に沿う板状体からなり、その＋Ｘ方向端部の＋Ｙ方向側端部に＋Ｘ方向に突出した矩形板状の突出部３１ａａを有している。内部配線接続部３１ａの長さ中間部は第１絶縁層構成部２６の凹部２６ａ内を通っており、その両端部は枠部７の側壁９，１０内にそれぞれ埋め込まれている。立上部３１ｂは、内部配線接続部３１ａの突出部３１ａａの＋Ｘ方向側縁部から＋Ｚ方向に立ち上がっている。立上部３１ｂは、ＹＺ平面に沿う板状体からなり、内部配線接続部３１ａの突出部３１ａａと略同幅に形成されている。立上部３１ｂは、枠部７の側壁１０内に埋め込まれている。
【００４３】
横行部３１ｃは、立上部３１ｂの−Ｙ方向側縁部に結合されていて、＋Ｘ方向に延びている。横行部３１ｃは、ＸＺ平面に沿う板状体からなり、立上部３１ｂと略同幅に形成されている。横行部３１ｃは、枠部７の側壁１０内に埋め込まれている。外部配線接続部３１ｄは、横行部３１ｃの＋Ｘ方向側縁部に結合されていて、＋Ｙ方向に延びている。外部配線接続部３１ｄは、ＹＺ平面に沿う板状体からなり、横行部３１ｃと略同幅に形成されている。外部配線接続部３１ｄは、枠部７の側壁１０の外側面に形成された凹部内に埋め込まれており、その＋Ｘ方向側表面が外部に露出している。外部配線接続部３１ｄの略中央部には、外部配線接続用の挿通孔３１ｅが形成されている。外部配線接続部３１ｄの−Ｘ方向側表面には、挿通孔３１ｅにねじ孔が整合するようにしてナット３４が固定されている。このナット３４は、枠部７の側壁１０内に埋め込まれている。
【００４４】
出力端子ＯＵＴは、導電性の板状体からなる。出力端子ＯＵＴは、内部配線接続部３２ａと、内部配線接続部３２ａに結合された立上部３２ｂと、立上部３２ｂに結合された横行部３２ｃと、横行部３２ｃに結合された外部配線接続部３２ｄとを有している。
内部配線接続部３２ａは、平面視においてＹ方向に長い矩形状に形成されている。内部配線接続部３２ａは、第１電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａと平行な板状体からなり、第１電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａの＋Ｚ方向側に配置されている。内部配線接続部３２ａの幅（Ｙ方向の長さ）は第１電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａの幅より短い。内部配線接続部３２ａのーＺ方向側表面は、第１電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａの＋Ｚ方向側表面の幅中間部と対向している。内部配線接続部３２ａの長さ中間部は第２絶縁層構成部２７の凹部２７ａ内を通っており、その両端部は枠部７の側壁９，１０内にそれぞれ埋め込まれている。
【００４５】
立上部３２ｂは、内部配線接続部３２ａの−Ｘ方向側縁部から−Ｚ方向に立ち上がっている。立上部３２ｂは、ＹＺ平面に沿う板状体からなり、内部配線接続部３２ａと略同幅に形成されている。立上部３２ｂは、枠部７の側壁９内に埋め込まれている。
横行部３２ｃは、立上部３２ｂの−Ｚ方向側縁部に結合されていて、−Ｘ方向に延びている。横行部３２ｃは、ＸＹ平面に沿う板状体からなり、立上部３２ｂと略同幅に形成されている。横行部３２ｃは、枠部７の側壁９内に埋め込まれている。外部配線接続部３２ｄは、横行部３２ｃの−Ｘ方向側縁部に結合されていて、＋Ｚ方向に延びている。外部配線接続部３２ｄは、ＹＺ平面に沿う板状体からなり、横行部３２ｃと略同幅に形成されている。外部配線接続部３２ｄは、枠部７の側壁９の外側面に形成された凹部内に埋め込まれており、その−Ｘ方向側表面が外部に露出している。外部配線接続部３２ｄの略中央部には、外部配線接続用の挿通孔３２ｅが形成されている。外部配線接続部３１ｄの＋Ｘ方向側表面には、挿通孔３１ｅにねじ孔が整合するようにしてナット３５が固定されている。このナット３５は、枠部７の側壁９内に埋め込まれている。
【００４６】
第２電源端子Ｎは、導電性の板状体からなる。第２電源端子Ｎは、内部配線接続部３３ａと、内部配線接続部３３ａに結合された立上部３３ｂと、立上部３３ｂに結合された横行部３３ｃと、横行部３３ｃに結合された外部配線接続部３３ｄとを有している。
内部配線接続部３３ａは、平面視においてＹ方向に長い矩形状に形成されている。内部配線接続部３３ａは、出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａと平行な板状体からなり、出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａの＋Ｚ方向側に配置されている。内部配線接続部３３ａの幅（Ｙ方向の長さ）は出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａの幅より短い。内部配線接続部３３ａのーＺ方向側表面は、出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａの＋Ｚ方向側表面の幅中間部と対向している。内部配線接続部３３ａの長さ（Ｘ方向の長さ）は、第１の電源端子Ｐの長さより短く、内部配線接続部３３ａの＋Ｘ方向側端は、第１の電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａの＋Ｘ方向側端に対して、−Ｘ方向側に位置している。内部配線接続部３３ａの長さ中間部は第３絶縁層構成部２８の凹部２８ａ内を通っており、その両端部は枠部７の側壁９，１０内にそれぞれ埋め込まれている。
【００４７】
立上部３３ｂは、内部配線接続部３３ａの＋Ｘ方向側縁部から＋Ｚ方向に立ち上がっている。立上部３３ｂは、第１電源端子Ｐの立上部３１ｂと平行な板状体からなり、内部配線接続部３３ａと略同幅に形成されている。立上部３３ｂの高さは、立上部３３ｂの＋Ｚ方向表面と第１電源端子Ｐの立上部３１ｂの＋Ｚ方向表面とが同一のＸＹ平面に含まれるような高さに形成されている。立上部３１ｂの＋Ｘ方向側表面の一部は、第１電源端子Ｐの立上部３１ｂの−Ｘ方向側表面の一部に対向している。立上部３３ｂは、枠部７の側壁１０内に埋め込まれている。
【００４８】
横行部３３ｃは、立上部３３ｂの−Ｙ方向側縁部に結合されていて、＋Ｘ方向に延びている。横行部３３ｃは、第１電源端子Ｐの横行部３１ｃと平行な板状体からなり、立上部３３ｂと略同幅に形成されている。横行部３３ｃの−Ｙ方向側表面の大部分は、第１電源端子Ｐの横行部３１ｃの＋Ｙ方向側表面に対向している。横行部３３ｃは、枠部７の側壁１０内に埋め込まれている。外部配線接続部３３ｄは、横行部３３ｃの＋Ｘ方向側縁部に結合されていて、−Ｙ方向に延びている。外部配線接続部３３ｄは、ＹＺ平面に沿う板状体からなり、横行部３３ｃより大きな幅に形成されている。つまり、外部配線接続部３３ｄは、横行部３３ｃより、−Ｚ方向に突出した部分を有している。外部配線接続部３３ｄは、枠部７の側壁１０の外側面に形成された凹部に埋め込まれており、その＋Ｘ方向側表面が外部に露出している。外部配線接続部３３ｄの略中央部には、外部配線接続用の挿通孔３３ｅが形成されている。外部配線接続部３３ｄの−Ｘ方向側表面には、挿通孔３３ｅにねじ孔が整合するようにしてナット３６が固定されている。このナット３６は、枠部７の側壁１０内に埋め込まれている。
【００４９】
端子Ｐ，Ｎ，ＯＵＴの外部配線接続部３１ｄ，３３ｄ，３２ｄに形成された挿通孔３１ｅ，３３ｅ，３２ｅを挿通し、前述のナット３４，３６，３５に螺着されるボルトを用いることにより、パワーモジュール１の取付対象側に備えられるバスバーに対して端子Ｐ，Ｎ，ＯＵＴを接続できる。
図５に示すように、第１絶縁層構成体２６は、放熱ベース２と第１電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａとを絶縁する絶縁層として機能する。また、第２絶縁層構成体２７は、第１電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａと出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａとを絶縁する絶縁層として機能する。また、第３絶縁層構成体２８は、出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａと第２電源端子Ｎの内部配線接続部３３ａとを絶縁する絶縁層として機能する。つまり、放熱ベース２上に、第１絶縁層構成体２６、第１電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａ、第２絶縁層構成体２７、出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａ、第３絶縁層構成体２８および第２電源端子Ｎの内部配線接続部３３ａからなる積層構造体４０が形成されている。
【００５０】
次に、図１および図５を参照して、第１アッセンブリ３および第２アッセンブリ４について説明する。
放熱ベース２の主面における枠部７に囲まれた領域は、積層構造体４０によって、２つの領域２ａ，２ｂに区画されている。これらの領域２ａ，２ｂのうち、積層構造体４０の−Ｙ方向側にある領域を第１領域２ａといい、積層構造体４０の＋Ｙ方向側にある領域を第２領域２ｂということにする。
【００５１】
放熱ベース２の主面の第１領域２ａに第１アッセンブリ３が配置され、放熱ベース２の主面の第２領域２ｂに第２アッセンブリ４が配置されている。第１アッセンブリ３に第１電源端子Ｐが接続されており、第２アッセンブリ４に第２電源端子Ｎが接続されている。出力端子ＯＵＴは第１および第２アッセンブリ３，４の両方に電気的に接続されている。
第１アッセンブリ３は、第１基板５１と、複数の第１スイッチング素子Ｔｒ１と、複数の第１ダイオード素子Ｄｉ１とを含む。第１スイッチング素子Ｔｒ１は、この実施形態では、Ｎチャンネル型ＤＭＯＳ(Double-Diffused Metal Oxide Semiconductor)電界効果型トランジスタで構成されている。とくに、この実施形態では、第１スイッチング素子Ｔｒ１は、ＳｉＣ半導体デバイスで構成された高速スイッチング型のＭＯＳＦＥＴ（ＳｉＣ−ＤＭＯＳ）である。また、第１ダイオード素子Ｄｉ１は、この実施形態では、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）で構成されている。とくに、この実施形態では、第１ダイオード素子Ｄｉ１は、ＳｉＣ半導体デバイス（ＳｉＣ−ＳＢＤ）で構成されている。
【００５２】
第１基板５１は、平面視で略矩形であり、４辺が放熱ベース２の４辺とそれぞれ平行な姿勢で、放熱ベース２の主面に接合されている。第１基板５１の放熱ベース２側の表面（−Ｚ方向側表面）には、第１接合用導体層５２が形成されている。この第１接合用導体層５２が半田５７を介して放熱ベース２に接合されている。第１基板５１の放熱ベース２とは反対側の表面（＋Ｚ方向側表面）には、第１素子接合用導体層５３と、第１ソース用導体層５４と、第１ソースセンス用導体層５５と、第１ゲート用導体層５６とが形成されている。第１基板５１は、たとえば、セラミックスの両面に銅箔を直接接合した基板（ＤＢＣ：Direct Bonding Copper）からなる。その銅箔により各導体層５２〜５６を形成できる。
【００５３】
第１素子接合用導体層５３は、平面視で略矩形であり、第１基板５１の表面（＋Ｚ方向側表面）における−Ｙ方向側縁部および＋Ｘ方向側縁部に近い領域を除いた領域の略全域を覆うように形成されている。第１ソース用導体層５４は、平面視でＸ方向に細長い略矩形であり、第１素子接合用導体層５３と第１基板５１の一辺（−Ｙ方向側の辺）との間に配置されている。第１ソースセンス用導体層５５は、平面視で略矩形であり、第１ソース用導体層５４の−Ｘ方向側端部と第１基板５１の一辺（−Ｙ方向側の辺）との間に配置されている。第１ゲート用導体層５６は、平面視でＸ方向に細長い略矩形であり、第１ソース用導体層５４と第１基板５１の一辺（−Ｙ方向側の辺）との間であって、第１ソースセンス用導体層５５の＋Ｘ方向側に配置されている。
【００５４】
第１素子接合用導体層５３の表面には、複数の第１スイッチング素子Ｔｒ１のドレイン電極が接合されているとともに複数の第１ダイオード素子Ｄｉ１のカソード電極が接合されている。各第１スイッチング素子Ｔｒ１は、第１素子接合用導体層５３に接合されている面とは反対側の表面にソース電極とゲート電極とを有している。各第１ダイオード素子Ｄｉ１は、第１素子接合用導体層５３に接合されている面とは反対側の表面にアノード電極を有している。
【００５５】
第１素子接合用導体層５３の表面のＹ方向の長さ中央部付近に、５つの第１ダイオード素子Ｄｉ１がＸ方向に間隔をおいて並んで配置されている。また、第１素子接合用導体層５３の表面の一辺（−Ｙ方向側の辺）と５つの第１ダイオード素子Ｄｉ１との間に、５つの第１スイッチング素子Ｔｒ１が、Ｘ方向に間隔をおいて並んで配置されている。５つの第１スイッチング素子Ｔｒ１は、５つの第１ダイオード素子Ｄｉ１に対して、積層構造体４０とは反対側（−Ｙ方向側）に配置されており、積層構造体４０の長さ方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）に関して、５つの第１ダイオード素子Ｄｉ１と位置整合している。
【００５６】
Ｙ方向に位置整合している第１スイッチング素子Ｔｒ１および第１ダイオード素子Ｄｉ１は、平面視において、Ｙ方向に延びたリボン６１によって、出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａに接続されている。具体的には、リボン６１の一端部が第１スイッチング素子Ｔｒ１のソース電極に接続され、リボン６１の他端部が内部配線接続部３２ａの−Ｙ方向側の露出面に接続され、リボン６１の中間部が第１ダイオード素子Ｄｉ１のアノード電極に接続されている。つまり、第１スイッチング素子Ｔｒ１のソース電極および内部配線接続部３２ａのうちの一方を起点とし、それらの他方を終点とし、第１ダイオード素子Ｄｉ１のアノード電極を中継点とするステッチボンディングによって、それらの接続が行なわれている。図１においては、明確化のために、リボン６１は、途中部を省略して図示してある。なお、第１スイッチング素子Ｔｒ１のソース電極と第１ダイオード素子Ｄｉ１とを第１のリボンで接続し、第１ダイオード素子Ｄｉ１と内部配線接続部３２ａとを第１のリボンとは異なる第２のリボンで接続するようにしてもよい。
【００５７】
第１素子接合用導体層５３と第１電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａとは、平面視においてＹ方向に延びた５本のリボン６２によって接続されている。具体的には、各リボン６２の一端部は第１素子接合用導体層５３の表面の＋Ｙ方向側端部に接続され、各リボン６２の他端部は第１電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａの露出面に接続されている。これらの５本のリボン６２は、前述の５本のリボン６１に対して−Ｚ方向側に配置されており、Ｚ方向に関して５本のリボン６１と位置整合している。リボン６１，６２は、横断面矩形の帯状の接続金属部材であり、例えばアルミニウム、銅等の金属、銅板の両面にアルミニウムが積層されたクラッド材等からなる。
【００５８】
各第１スイッチング素子Ｔｒ１のソース電極は、ボンディングワイヤ６３によって、第１ソース用導体層５４に接続されている。第１ソース用導体層５４は、ボンディングワイヤ６４によって、第１ソース端子Ｓ１の第１部分１６ａに接続されている。１つの第１スイッチング素子Ｔｒ１（第１素子接合用導体層５３の−Ｘ方向側に辺に最も近いスイッチング素子Ｔｒ１）のソース電極は、ボンディングワイヤ６５によって、第１ソースセンス用導体層５５にも接続されている。第１ソースセンス用導体層５５は、ボンディングワイヤ６６によって、第１ソースセンス端子ＳＳ１の第１部分１５ａに接続されている。各第１スイッチング素子Ｔｒ１のゲート電極は、ボンディングワイヤ６７によって、第１ゲート用導体層５６に接続されている。第１ゲート用導体層５６は、ボンディングワイヤ６８によって、第１ゲート端子Ｇ１の第１部分１７ａに接続されている。ボンディングワイヤ６３〜６８は、例えばアルミニウム等の金属ワイヤからなる。
【００５９】
第２アッセンブリ４は、第２基板７１と、複数の第２スイッチング素子Ｔｒ２と、複数の第２ダイオード素子Ｄｉ２とを含む。第２スイッチング素子Ｔｒ２は、この実施形態では、Ｎチャンネル型ＤＭＯＳ電界効果型トランジスタで構成されている。とくに、この実施形態では、第２スイッチング素子Ｔｒ２は、ＳｉＣ−ＤＭＯＳである。また、第２ダイオード素子Ｄｉ２は、この実施形態では、ショットキーバリアダイオード（ＳＢＤ）で構成されている。とくに、この実施形態では、第２ダイオード素子Ｄｉ２は、ＳｉＣ−ＳＢＤで構成されている。
【００６０】
第２基板７１は、平面視で略矩形であり、４辺が放熱ベース２の４辺とそれぞれ平行な姿勢で、放熱ベース２の主面に接合されている。第２基板７１の放熱ベース２側の表面（−Ｚ方向側表面）には、第２接合用導体層７２が形成されている。この第２接合用導体層７２が半田７７を介して放熱ベースに接合されている。第２基板７１の放熱ベース２とは反対側の表面（＋Ｚ方向側表面）には、第２素子接合用導体層７３と、第２ソース用導体層７４と、第２ソースセンス用導体層７５と、第２ゲート用導体層７６とが形成されている。第２基板７１は、たとえば、セラミックスの両面に銅箔を直接接合した基板（ＤＢＣ）からなる。その銅箔により各導体層７２〜７６を形成できる。
【００６１】
第２素子接合用導体層７３は、平面視で略矩形であり、第２基板７１の表面（＋Ｚ方向側表面）における＋Ｙ方向側縁部および−Ｘ方向側縁部に近い領域を除いた領域の略全域を覆うように形成されている。第２ソース用導体層７４は、平面視でＸ方向に細長い略矩形であり、第２素子接合用導体層７３と第２基板７１の一辺（＋Ｙ方向側の辺）との間に配置されている。第２ソースセンス用導体層７５は、平面視で略矩形であり、第２ソース用導体層７４の＋Ｘ方向側端部と第２基板７１の一辺（＋Ｙ方向側の辺）との間に配置されている。第２ゲート用導体層７６は、平面視でＸ方向に細長い略矩形であり、第２ソース用導体層７４と第２基板７１の一辺（＋Ｙ方向側の辺）との間であって、第２ソースセンス用導体層５５の−Ｘ方向側に配置されている。
【００６２】
第２素子接合用導体層７３の表面には、複数の第２スイッチング素子Ｔｒ２のドレイン電極が接合されているとともに複数の第２ダイオード素子Ｄｉ２のカソード電極が接合されている。各第２スイッチング素子Ｔｒ２は、第２素子接合用導体層７３に接合されている面とは反対側の表面にソース電極とゲート電極とを有している。各第２ダイオード素子Ｄｉ２は、第２素子接合用導体層７３に接合されている面とは反対側の表面にアノード電極を有している。
【００６３】
第２素子接合用導体層７３の表面のＹ方向の長さ中央部付近に、５つの第２ダイオード素子Ｄｉ２がＸ方向に間隔をおいて並んで配置されている。また、第２素子接合用導体層７３の表面の一辺（＋Ｙ方向側の辺）と５つの第２ダイオード素子Ｄｉ２との間に、５つの第２スイッチング素子Ｔｒ２が、Ｘ方向に間隔をおいて並んで配置されている。５つの第２スイッチング素子Ｔｒ２は、５つの第２ダイオード素子Ｄｉ２に対して、積層構造体４０とは反対側（＋Ｙ方向側）に配置されており、積層構造体４０の長さ方向（Ｘ方向）に直交する方向（Ｙ方向）に関して、５つの第２ダイオード素子Ｄｉ２と位置整合している。
【００６４】
Ｙ方向に位置整合している第２スイッチング素子Ｔｒ２および第２ダイオード素子Ｄｉ２は、平面視において、Ｙ方向に延びたリボン８１によって、第２電源端子Ｎの内部配線接続部３３ａに接続されている。具体的には、リボン８１の一端部が第２スイッチング素子Ｔｒ２のソース電極に接続され、リボン８１の他端部が内部配線接続部３３ａの露出面に接続され、リボン８１の中間部が第２ダイオード素子Ｄｉ２のアノード電極に接続されている。つまり、第２スイッチング素子Ｔｒ２のソース電極および内部配線接続部３３ａのうちの一方を起点とし、それらの他方を終点とし、第２ダイオード素子Ｄｉ２のアノード電極を中継点とするステッチボンディングによって、それらの接続が行なわれている。図１においては、明確化のために、リボン８１は、途中部を省略して図示してある。なお、第２スイッチング素子Ｔｒ２のソース電極と第２ダイオード素子Ｄｉ２とを第１のリボンで接続し、第２ダイオード素子Ｄｉ２と内部配線接続部３３ａとを第１のリボンとは異なる第２のリボンで接続するようにしてもよい。
【００６５】
第２素子接合用導体層７３と出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａとは、平面視においてＹ方向に延びた５本のリボン８２によって接続されている。具体的には、各リボン８２の一端部は第２素子接合用導体層７３の表面の−Ｙ方向側端部に接続され、各リボン８２の他端部は出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａの＋Ｙ方向側の露出面に接続されている。これらの５本のリボン８２は、前述の５本のリボン８１に対して−Ｚ方向側に配置されており、Ｚ方向に関して５本のリボン８１と位置整合している。リボン８１，８２は、横断面矩形の帯状の接続金属部材であり、例えばアルミニウム、銅等の金属、銅板の両面にアルミニウムが積層されたクラッド材等からなる。
【００６６】
各第２スイッチング素子Ｔｒ２のソース電極は、ボンディングワイヤ８３によって、第２ソース用導体層７４に接続されている。第２ソース用導体層７４は、ボンディングワイヤ８４によって、第２ソース端子Ｓ２の第１部分１９ａに接続されている。１つの第２スイッチング素子Ｔｒ２（第２素子接合用導体層７３の＋Ｘ方向側に辺に最も近いスイッチング素子Ｔｒ２）のソース電極は、ボンディングワイヤ８５によって、第２ソースセンス用導体層７５にも接続されている。第２ソースセンス用導体層７５は、ボンディングワイヤ８６によって、第２ソースセンス端子ＳＳ２の第１部分１８ａに接続されている。各第２スイッチング素子Ｔｒ２のゲート電極は、ボンディングワイヤ８７によって、第２ゲート用導体層７６に接続されている。第２ゲート用導体層７６は、ボンディングワイヤ８８によって、第２ゲート端子Ｇ２の第１部分２０ａに接続されている。ボンディングワイヤ８３〜８８は、例えばアルミニウム等の金属ワイヤからなる。
【００６７】
図１１は、パワーモジュール１の電気的構成を説明するための電気回路図である。第１アッセンブリ３に備えられた複数の第１スイッチング素子Ｔｒ１および複数の第１ダイオード素子Ｄｉ１は、第１電源端子Ｐと出力端子ＯＵＴとの間に並列に接続されて、上アーム回路（ハイサイド回路）９１を形成している。同様に、第２アッセンブリ４に備えられた複数の第２スイッチング素子Ｔｒ２および第２ダイオード素子Ｄｉ２は、出力端子ＯＵＴと第２電源端子Ｎとの間に並列に接続されて、下アーム回路（ローサイド回路）９２を形成している。上アーム回路９１と下アーム回路９２とは、出力端子ＯＵＴを介して接続されている。このようにしてハーフブリッジ回路が構成されている。このハーフブリッジ回路を単相ブリッジ回路として用いることができる。また、このハーフブリッジ回路（パワーモジュール１）を電源に複数個（たとえば３個）並列に接続することにより、複数相（たとえば３相）のブリッジ回路を構成することができる。
【００６８】
各第１スイッチング素子Ｔｒ１には、第１ダイオード素子Ｄｉ１が並列に接続されている。各第１スイッチング素子Ｔｒ１のドレインおよび各第１ダイオード素子Ｄｉ１のカソードは、第１素子接合用導体層５３に接続されている。第１素子接合用導体層５３は第１電源端子Ｐに接続されている。
複数の第１スイッチング素子Ｔｒ１のソースは、対応する第１ダイオード素子Ｄｉ１のアノードに接続されている。各第１ダイオード素子Ｄｉ１のアノードは出力端子ＯＵＴに接続されている。複数の第１スイッチング素子Ｔｒ１のゲートは第１ゲート端子Ｇ１に接続されている。また、複数の第１スイッチング素子Ｔｒ１のソースは、第１ソース端子Ｓ１に接続されている。さらに、１つの第１スイッチング素子Ｔｒ１のソースは、第１ソースセンス端子ＳＳ１に接続されている。出力端子ＯＵＴから第１電源端子Ｐへと向かう電流は、第１スイッチング素子Ｔｒ１を迂回して第１ダイオード素子Ｄｉ１を通り、これにより、逆方向電流による第１スイッチング素子Ｔｒ１の破壊が防がれるようになっている。
【００６９】
一方、各第２スイッチング素子Ｔｒ２には、第２ダイオード素子Ｄｉ２が並列に接続されている。各第２スイッチング素子Ｔｒ２のドレインおよび各第２ダイオード素子Ｄｉ２のカソードは、第２素子接合用導体層７３に接続されている。第２素子接合用導体層７５３は出力端子ＯＵＴに接続されている。
複数の第２スイッチング素子Ｔｒ２のソースは、対応する第２ダイオード素子Ｄｉ２のアノードに接続されている。各第２ダイオード素子Ｄｉ２のアノードは第２電源端子Ｎに接続されている。複数の第２スイッチング素子Ｔｒ２のゲートは第２ゲート端子Ｇ２に接続されている。また、複数の第２スイッチング素子Ｔｒ２のソースは、第２ソース端子Ｓ２に接続されている。さらに、１つの第２スイッチング素子Ｔｒ２のソースは、第２ソースセンス端子ＳＳ２に接続されている。第２電源端子Ｎから出力端子ＯＵＴへと向かう電流は、第２スイッチング素子Ｔｒ２を迂回して第２ダイオード素子Ｄｉ２を通り、これにより、逆方向電流による第２スイッチング素子Ｔｒ２の破壊が防がれるようになっている。
【００７０】
図５を参照して上アーム回路９１（第１アッセンブリ３）および下アーム回路９２（第２アッセンブリ４）における電流経路について説明する。
図５に実線で示す矢印は、第１スイッチング素子Ｔｒ１が導通しているときに電流が流れる方向を示している。第１スイッチング素子Ｔｒ１が導通すると、第１電源端子Ｐから流入した電流は、リボン６２を通って−Ｙ方向に流れ、第１素子接合用導体層５３に達する。第１素子接合用導体層５３内では、−Ｙ方向に電流が流れ、第１スイッチング素子Ｔｒ１に到達する。第１スイッチング素子Ｔｒ１を通った電流は、折り返されて、リボン６１を通って＋Ｙ方向へと流れ、出力端子ＯＵＴへと導かれ、出力端子ＯＵＴからモータその他の負荷へと供給される。
【００７１】
このように、第１スイッチング素子Ｔｒ１に流入する電流は−Ｙ方向の電流が流れ、第１スイッチング素子Ｔｒ１からの電流は＋Ｙ方向に流れるので、互いに逆方向となる。そして、−Ｙ方向に流れる電流の経路を提供するリボン６２および第１素子接合用導体層５３と、＋Ｙ方向に流れる電流の経路を提供するリボン６１とは、互いに接近している。特に、リボン６２とリボン６１とは帯状の接続金属部材であり、リボン６２の＋Ｚ方向側表面はリボン６１の−Ｚ向側表面に対向している。これにより、リボン６２および第１素子接合用導体層５３の自己インダクタンスと、リボン６１の自己インダクタンスとが、それらの間の相互インダクタンスによって少なくとも部分的に打ち消される。これにより、パワーモジュール１のインダクタンスを低減できる。
【００７２】
前述したように、第１スイッチング素子Ｔｒ１および第１ダイオード素子Ｄｉ１は、ステッチボンディングによって、出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａに接続されている。したがって、第１スイッチング素子Ｔｒ１および第１ダイオード素子Ｄｉ１を、それぞれ異なる接続金属部材によって出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａに接続する場合に比べて、リボン６２および第１素子接合用導体層５３の自己インダクタンスと、リボン６１の自己インダクタンスとの相殺効果を高めることができる。
【００７３】
図５に破線で示す矢印は、第２スイッチング素子Ｔｒ２が導通しているときに電流が流れる方向を示している。第２スイッチング素子Ｔｒ２が導通すると、出力端子ＯＵＴから流入した電流は、リボン８２を通って＋Ｙ方向に流れ、第２素子接合用導体層７３に達する。第２素子接合用導体層７３内では、＋Ｙ方向に電流が流れ、第２スイッチング素子Ｔｒ２に到達する。第２スイッチング素子Ｔｒ２を通った電流は、折り返されて、リボン８１を通って−Ｙ方向へと流れ、第２電源端子Ｎに到達する。
【００７４】
このように、第２スイッチング素子Ｔｒ２に流入する電流は＋Ｙ方向の電流が流れ、第２スイッチング素子Ｔｒ２からの電流は−Ｙ方向に流れるので、互いに逆方向となる。そして、＋Ｙ方向に流れる電流の経路を提供するリボン８２および第２素子接合用導体層７３と、−Ｙ方向に流れる電流の経路を提供するリボン８１とは、互いに接近している。特に、リボン８２とリボン８１とは帯状の接続金属部材であり、リボン８２の＋Ｚ方向側表面はリボン８１の−Ｚ向側表面に対向している。これにより、リボン８２および第２素子接合用導体層７３の自己インダクタンスと、リボン８１の自己インダクタンスとが、それらの間の相互インダクタンスによって少なくとも部分的に打ち消される。これにより、パワーモジュール１のインダクタンスを低減できる。
【００７５】
前述したように、第２スイッチング素子Ｔｒ２および第２ダイオード素子Ｄｉ２は、ステッチボンディングによって、第２電源端子Ｎの内部配線接続部３３ａに接続されている。したがって、第２スイッチング素子Ｔｒ２および第２ダイオード素子Ｄｉ２を、それぞれ異なる接続金属部材によって第２電源端子Ｎの内部配線接続部３３ａに接続する場合に比べて、リボン８２および第２素子接合用導体層７３の自己インダクタンスと、リボン８１の自己インダクタンスとの相殺効果を高めることができる。
【００７６】
図１２は、このパワーモジュール１がＨブリッジ回路に利用された場合の電気回路を示している。Ｈブリッジ回路では、２個のパワーモジュール１が電源２０１に並列接続される。一方のパワーモジュール１を第１のパワーモジュール１＿１、他方のパワーモジュール１を第２のパワーモジュール１＿２ということにする。説明の便宜上、上アーム回路を構成している第１トランジスタ素子Ｔｒ１および第１ダイオード素子Ｄｉ１はそれぞれ１個のみ図示され、下アーム回路を構成する第２トランジスタ素子Ｔｒ２および第２ダイオード素子Ｄｉ２もそれぞれ１個のみ示されている。２個のパワーモジュール１＿１，１＿２の出力端子ＯＵＴの間に、モータ等の誘導性の負荷２０２が接続されている。
【００７７】
このようなＨブリッジ回路では、例えば第１のパワーモジュール１＿１の第１トランジスタ素子Ｔｒ１と第２のパワーモジュール１＿２の第２トランジスタ素子Ｔｒ２とが導電状態とされる。この後、これらのトランジスタ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２が遮断状態にされる。そして、第１のパワーモジュール１＿１の第２トランジスタ素子Ｔｒ２と第２のパワーモジュール１＿２の第１トランジスタ素子Ｔｒ１とが導電状態とされる。この後、これらのトランジスタ素子Ｔｒ１，Ｔｒ２が遮断状態にされる。そして、第１のパワーモジュール１＿１の第１トランジスタ素子Ｔｒ１と第２のパワーモジュール１＿２の第２トランジスタ素子Ｔｒ２とが導電状態とされる。このような動作が繰り返されることにより、負荷２０２が交流駆動される。
【００７８】
第１のパワーモジュール１＿１内の第１スイッチング素子Ｔｒ１が導電状態から遮断状態に切り換えられ、第２スイッチング素子Ｔｒ２が遮断状態から導電状態に切り換えられるときの過渡期には、第１のパワーモジュール１＿１では、図１２に矢印で示すように、第１電源端子Ｐから第１スイッチング素子Ｔｒ１を通って出力端子ＯＵＴに電流が流れ、出力端子ＯＵＴから第２スイッチング素子Ｔｒ２を通って第２電源端子Ｎに電流が流れる。また、第１のパワーモジュール１＿１内の第２スイッチング素子Ｔｒ２が導電状態から遮断状態に切り換えられ、第１スイッチング素子Ｔｒ１が遮断状態から導電状態に切り換えられるときの過渡期にも、第１のパワーモジュール１＿１では、第１電源端子Ｐから第１スイッチング素子Ｔｒ１を通って出力端子ＯＵＴに電流が流れ、出力端子ＯＵＴから第２スイッチング素子Ｔｒ２を通って第２電源端子Ｎに電流が流れる。
【００７９】
図７および図１０を参照して、このような過渡期には、第１のパワーモジュール１＿１の第１電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａおよび横行部３１ｃには−Ｘ方向に電流が流れ、第１電源端子Ｐの立上部３１ｂには＋Ｙ方向の電流が流れる。一方、第１のパワーモジュール１＿１の第２電源端子Ｎの内部配線接続部３３ａおよび横行部３３ｃには＋Ｘ方向に電流が流れ、第２電源端子Ｎの立上部３３ｂには−Ｙ方向の電流が流れる。
【００８０】
−Ｘ方向に電流が流れる第１電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａと＋Ｘ方向に電流が流れる第２電源端子Ｎの内部配線接続部３３ａとは、互いに対向しているとともに互いに接近している。また、−Ｘ方向に電流が流れる第１電源端子Ｐの横行部３１ｃと、＋Ｘ方向に電流が流れる第２電源端子Ｎの横行部３３ｃとは、互いに対向しているとともに互いに接近している。さらに、＋Ｙ方向の電流が流れる第１電源端子Ｐの立上部３１ｂと、−Ｙ方向の電流が流れる第２電源端子Ｎの立上部３３ｂとは、互いに対向しているとともに互いに接近している。これにより、第１電源端子Ｐの自己インダクタンスと、第２電源端子Ｎの自己インダクタンスとが、それらの間の相互インダクタンスによって少なくとも部分的に打ち消される。これにより、パワーモジュール１のインダクタンスを低減できる。
【００８１】
［第２の実施形態］
図１３は、この発明の第２の実施形態に係るパワーモジュールの内部構造を示す図解的な平面図である。図１３において、図１の各部の対応する部分は同一参照符号で示す。
このパワーモジュール１Ａでは、第１の実施形態の第１アッセンブリ３に使用されている一方のリボン６１の代わりに、ボンディングワイヤ６１Ａが用いられている。また、第１の実施形態の第２アッセンブリ４に使用されている一方のリボン８１の代わりに、ボンディングワイヤ８１Ａが用いられている。
【００８２】
Ｙ方向に位置整合している第１スイッチング素子Ｔｒ１および第１ダイオード素子Ｄｉ１は、平面視において、Ｙ方向に延びた２本のボンディングワイヤ６１Ａによって、出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａに接続されている。具体的には、各ボンディングワイヤ６１Ａの一端部が第１スイッチング素子Ｔｒ１のソース電極に接続され、各ボンディングワイヤ６１Ａの他端部が内部配線接続部３２ａの−Ｙ方向側の露出部に接続され、各ボンディングワイヤ６１Ａの中間部が第１ダイオード素子Ｄｉ１のアノード電極に接続されている。このような接続は、ステッチボンディングによって行なうことができる。なお、図１３では、明確化のためにボンディングワイヤ６１Ａは、途中部を省略して図示してある。
【００８３】
同様に、Ｙ方向に位置整合している第２スイッチング素子Ｔｒ２および第２ダイオード素子Ｄｉ２は、平面視において、Ｙ方向に延びた２本のボンディングワイヤ８１Ａによって、第２電源端子Ｎの内部配線接続部３３ａに接続されている。具体的には、各ボンディングワイヤ８１Ａの一端部が第２スイッチング素子Ｔｒ２のソース電極に接続され、各ボンディングワイヤ８１Ａの他端部が内部配線接続部３３ａの露出部に接続され、各ボンディングワイヤ８１Ａの中間部が第２ダイオード素子Ｄｉ２のアノード電極に接続されている。このような接続は、ステッチボンディングによって行なうことができる。なお、図１３では、明確化のためにボンディングワイヤ８１Ａは、途中部を省略して図示してある。
【００８４】
前記第２の実施形態の第１アッセンブリ３に使用されているリボン６２の代わりに、横断面矩形の板状のリードフレームを用いてもよい。また、前記第２の実施形態の第２アッセンブリ４に使用されているリボン８２の代わりに、リードフレームを用いてもよい。
［第３の実施形態］
図１４は、この発明の第３の実施形態に係るパワーモジュールの内部構造を示す図解的な平面図である。図１４において、図１の各部の対応する部分は同一参照符号で示す。図１５は、図１４のXV−XV線に沿う断面図である。
【００８５】
このパワーモジュール１Ｂでは、第１の実施形態の第１アッセンブリ３に使用されている一方のリボン６１の代わりに２つのリードフレーム１０１，１０２が用いられ、他方のリボン６２の代わりにリードフレーム１０３が用いられている。また、第１の実施形態の第２アッセンブリ４に使用されている一方のリボン８１の代わりに２つのリードフレーム１１１，１１２が用いられ、他方のリボン８２の代わりにリードフレーム１１３が用いられている。各リードフレーム１０１〜１０３，１１１〜１１３は、例えば横断面矩形の金属板（たとえば銅板にニッケルめっきを施したもの）に曲げ加工を施して作成されている。
【００８６】
Ｙ方向に位置整合している第１スイッチング素子Ｔｒ１のソース電極と第１ダイオード素子Ｄｉ１のアノード電極とは、平面視において、Ｙ方向に延びたリードフレーム１０１によって、互いに接続されている。リードフレーム１０１は、第１スイッチング素子Ｔｒ１のソース電極に接合された第１接合部と、第１接合部に結合された第１立上部と、第１ダイオード素子Ｄｉ１のアノード電極に接合された第２接合部と、第２接合部に結合された第２立上部と、第１立上部および第２立上部の＋Ｚ方向側端部を連結する連結部とから構成されている。
【００８７】
第１ダイオード素子Ｄｉ１のアノード電極は、平面視において、Ｙ方向に延びたリードフレーム１０２によって、出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａに接続されている。リードフレーム１０２は、第１ダイオード素子Ｄｉ１のアノード電極に接合された第１接合部と、第１接合部に結合された第１立上部と、内部配線接続部３２ａの−Ｙ方向側の露出面に接合された第２接合部と、第２接合部に結合された第２立上部と、第１立上部および第２立上部の＋Ｚ方向側短部を連結する連結部とから構成されている。なお、図１４では、明確化のためにリードフレーム１０２は、途中部を省略して図示してある。
【００８８】
第１素子接合用導体層５３と第１電源端子Ｐの内部配線接続部３１ａとは、平面視においてＹ方向に延びた５つのリードフレーム１０３によって接続されている。各リードフレーム１０３は、第１素子接合用導体層５３の表面の＋Ｙ方向側端部に接合された第１接合部と、第１接合部に結合された第１立上部と、内部配線接続部３１ａの露出面に接合された第２接合部と、第２接合部に結合された第２立上部と、第１立上部および第２立上部の＋Ｚ方向側端部を連結する連結部とから構成されている。
【００８９】
Ｙ方向に位置整合している第２スイッチング素子Ｔｒ２のソース電極と第２ダイオード素子Ｄｉ１のアノード電極とは、平面視において、Ｙ方向に延びたリードフレーム１１１によって、互いに接続されている。リードフレーム１１１は、第２スイッチング素子Ｔｒ２のソース電極に接合された第１接合部と、第１接合部に結合された第１立上部と、第２ダイオード素子Ｄｉ２のアノード電極に接合された第２接合部と、第２接合部に結合された第２立上部と、第１立上部および第２立上部の＋Ｚ方向側端部を連結する連結部とから構成されている。
【００９０】
第２ダイオード素子Ｄｉ２のアノード電極は、平面視において、Ｙ方向に延びたリードフレーム１１２によって、第２電源端子Ｎの内部配線接続部３３ａに接続されている。リードフレーム１１２は、第１ダイオード素子Ｄｉ１のアノード電極に接合された第１接合部と、第１接合部に結合された第１立上部と、内部配線接続部３３ａの露出面に接合された第２接合部と、第２接合部に結合された第２立上部と、第１立上部および第２立上部の＋Ｚ方向側端部を連結する連結部とから構成されている。なお、図１４では、明確化のためにリードフレーム１１２は、途中部を省略して図示してある。
【００９１】
第２素子接合用導体層７３と出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａとは、平面視においてＹ方向に延びた５つのリードフレーム１１３によって接続されている。各リードフレーム１１３は、第２素子接合用導体層７３の表面の−Ｙ方向側端部に接合された第１接合部と、第１接合部に結合された第１立上部と、内部配線接続部３２ａの＋Ｙ方向側の露出面に接合された第２接合部と、第２接合部に結合された第２立上部と、第１立上部および第２立上部の＋Ｚ方向側端部を連結する連結部とから構成されている。
【００９２】
［第４の実施形態］
図１６は、この発明の第４の実施形態に係るパワーモジュールの内部構造を示す図解的な断面図である。図１６は、第１の実施形態の図５に対応する断面図である。図１６において、図５の各部の対応する部分は同一参照符号で示す。
このパワーモジュール１Ｃでは、第１の実施形態の第１アッセンブリ３に使用されている一方のリボン６１の代わりに横断面矩形のリードフレーム１２１が用いられ、他方のリボン６２の代わりに横断面矩形のリードフレーム１２２が用いられている。また、第１の実施形態の第２アッセンブリ４に使用されている一方のリボン８１の代わりに横断面矩形のリードフレーム１３１が用いられ、他方のリボン８２の代わりに横断面矩形のリードフレーム１３２が用いられている。リードフレーム１２２は、第３の実施形態のリードフレーム１０３と同様な構造なのでその説明を省略する。また、リードフレーム１３２は、第３の実施形態のリードフレーム１１３と同様な構造なのでその説明を省略する。
【００９３】
Ｙ方向に位置整合している第１スイッチング素子Ｔｒ１および第１ダイオード素子Ｄｉ１は、平面視においてＹ方向に延びたリードフレーム１２１によって、出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａに接続されている。リードフレーム１２１は、第１スイッチング素子Ｔｒ１のソース電極に接合された第１接合部１２１ａと、第１接合部１２１ａに結合された第１立上部１２１ｂと、第１ダイオード素子Ｄｉ１のアノード電極に接合された第２接合部１２１ｃと、第２接合部１２１ｃに結合された第２立上部１２１ｄと、出力端子ＯＵＴの内部配線接続部３２ａの−Ｙ方向側の露出部に接合された第３接合部１２１ｅと、第３接合部１２１ｅに結合された第３立上部１２１ｆと、第１立上部１２１ｂ、第２立上部１２１ｄおよび第３立上部１２１ｆの＋Ｚ方向側端部を連結する連結部１２１ｇとから構成されている。この実施形態では、各立上部１２１ｂ，１２１ｄ，１２１ｆの＋Ｚ方向側端は、同じ高さ位置にある。連結部１２１ｇは、放熱ベース２の主面と平行な面を有している。
【００９４】
Ｙ方向に位置整合している第２スイッチング素子Ｔｒ２および第２ダイオード素子Ｄｉ２は、平面視においてＹ方向に延びたリードフレーム１３１によって、第２電源端子Ｎの内部配線接続部３３ａに接続されている。リードフレーム１３１は、第２スイッチング素子Ｔｒ２のソース電極に接合された第１接合部１３１ａと、第１接合部１３１ａに結合された第１立上部１３１ｂと、第２ダイオード素子Ｄｉ２のアノード電極に接合された第２接合部１３１ｃと、第２接合部１３１ｃに結合された第２立上部１３１ｄと、第２電源端子Ｎの内部配線接続部３３ａの露出面に接合された第３接合部１３１ｅと、第３接合部１３１ｅに結合された第３立上部１３１ｆと、第１立上部１３１ｂ、第２立上部１３１ｄおよび第３立上部１３１ｆの＋Ｚ方向側端を連結する連結部１３１ｇとから構成されている。この実施形態では、各立上部１３１ｂ，１３１ｄ，１３１ｆの＋Ｚ方向側端は、同じ高さ位置にある。連結部１３１ｇは、放熱ベース２の主面と平行な面を有している。リードフレーム１２１，１３１は、銅等の金属製であり、例えば鋳造によって作りことができる。
【００９５】
以上、この発明の実施形態について説明してきたが、この発明は、さらに他の形態で実施することもできる。たとえば、前述の実施形態では、ＳｉＣ半導体デバイスで構成したＭＯＳ型電界効果トランジスタをスイッチング素子の例として説明したが、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の他の形態のスイッチング素子が適用されてもよい。また、前述の実施形態では、スイッチング素子およびダイオード素子を備えた構成について説明したが、ダイオード素子が備えられていない半導体装置に対しても、この発明を適用できる。また、半導体装置は、必ずしもパワーモジュールを構成している必要はない。
【００９６】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１        パワーモジュール
２        放熱ベース
３        第１アッセンブリ
４        第２アッセンブリ
６        ケース本体
６１，６２，８１，８２  リボン
６１Ａ，８１Ａ  ボンディングワイヤ
１０１〜１０３，１１１〜１１３  リードフレーム
１２１，１２２，１３１，１３２  リードフレーム
３１ａ，３２ａ，３３ａ  内部配線接続部
３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ  立上部
３１ｃ，３２ｃ，３３ｃ  横行部
３１ｄ，３２ｄ，３３ｄ  外部配線接続部
４０      積層構造体
５１      第１基板
５３      第１素子接合用導体層
７１      第２基板
７３      第２素子接合用導体層
９１      上アーム回路
９２      下アーム回路
Ｔｒ１    第１スイッチング素子
Ｄｉ１    第１ダイオード素子
Ｐ        第１電源端子
Ｎ        第２電源端子
ＯＵＴ    出力端子
【図１】
0005893369.tif 000002
【図２】
0005893369.tif 000003
【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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