(57)【要約】  この電力変換装置（１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）は、スイッチ素子（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と、スナバコンデンサ（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）と、スイッチ素子とスナバコンデンサとを接続するための接続用導体（３１、３２）とを備え、接続用導体の少なくとも一部は、スナバコンデンサとスイッチ素子の電極との間に挟まれるように配置されている。
2013114565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極（Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃ、Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ、Ｇ１ｃ、Ｄ２ａ、Ｄ２ｂ、Ｄ２ｃ、Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ２ｃ）を有するスイッチ素子（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）と、
前記スイッチ素子の電極に接続されるスナバコンデンサ（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ）と、
前記スイッチ素子の電極と前記スナバコンデンサとを接続するための接続用導体（３１、３２、２０７ｃ、２０７ｄ、２０７ｅ、２０７ｆ、２０７ｌ、２０７ｍ、４３１、４３２）とを備え、
前記接続用導体の少なくとも一部は、前記スナバコンデンサと前記スイッチ素子の電極との間に挟まれるように配置されている、電力変換装置（１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１１０ａ、２００ａ、２１０ａ、３００ａ、４００）。
【請求項２】
前記スイッチ素子は、表面側の電極（Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃ）が前記接続用導体側に配置される第１スイッチ素子（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と、裏面側の電極（Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ２ｃ）が前記接続用導体側に配置される第２スイッチ素子（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）とを含み、
前記接続用導体の少なくとも一部は、前記スナバコンデンサと前記第１スイッチ素子の表面側の電極との間、または、前記スナバコンデンサと前記第２スイッチ素子の裏面側の電極との間に挟まれるように配置されている、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記接続用導体は、前記スナバコンデンサと前記第１スイッチ素子の表面側の電極とを接続するための第１接続用導体（３１、２０７ｃ、２０７ｄ、２０７ｌ、４３１）と、前記スナバコンデンサと前記第２スイッチ素子の裏面側の電極とを接続するための第２接続用導体（３２、２０７ｅ、２０７ｆ、２０７ｍ、４３２）とを含む、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１スイッチ素子および前記第２スイッチ素子が搭載される第１基板（１、１ａ、２０１、４０１）をさらに備え、
前記第１基板の表面には、前記第１スイッチ素子の裏面側の電極と前記第２スイッチ素子の表面側の電極とを接続するための第１導電パターン（３ｅ、２０３ｂ、４０３ｃ）が設けられている、請求項２または３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記接続用導体は、接合材（６０）を介して前記スナバコンデンサに接合されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記接続用導体は、複数の前記スナバコンデンサに対して共通に用いられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記スイッチ素子を含む３つのハーフブリッジ回路（１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ）と前記複数のスナバコンデンサとを並列接続することにより３相インバータ回路（１００）が構成されており、
前記接続用導体は、前記３つのハーフブリッジ回路のスイッチ素子と前記複数のスナバコンデンサとに共通に跨るように配置されている、請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記スナバコンデンサの前記接続用導体が接続される側とは反対側に配置された放熱部材（８１、８２、５８１、５８２）をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記スイッチ素子が表面に搭載される第１基板（１、１ａ、２０１、４０１）をさらに備え、
前記第１基板の表面と前記接続用導体との間には、封止樹脂（７０）が充填されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記接続用導体は、板状導体からなり、
前記スナバコンデンサは、前記板状導体からなる接続用導体の表面に接続されており、
前記スイッチ素子の電極は、前記板状導体からなる接続用導体の裏面に接続されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記スイッチ素子が表面に搭載される第１基板（１、１ａ、４０１）をさらに備え、
前記第１基板の裏面には、前記スイッチ素子に電気的に接続され、端子（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５３、５４、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ）を構成する少なくとも１つの導電パターン（３ｂ、３ｄ、３ｆ、３ｈ、３ｊ、４０３ｂ、４０３ｄ、４０３ｆ）が設けられている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記スイッチ素子の電極は、
表面側に設けられ、前記スナバコンデンサに電気的に接続される第１電極（Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃ）と、
裏面側に設けられ、外部に電気的に接続される制御用の第２電極（Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ、Ｇ１ｃ）とを含み、
前記第１基板は、表面に設けられた第２導電パターン（３ｃ、４０３ａ）と、前記第２導電パターンに電気的に接続され、裏面に設けられた第３導電パターン（３ｄ、４０３ｂ）とを含み、
前記第１基板の第２導電パターンは、前記スイッチ素子の裏面側に設けられた前記制御用の第２電極に接続されており、
前記第１基板の前記第３導電パターンは、外部に接続される第１制御端子（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ）を構成する、請求項１１に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記第１基板は、前記第２導電パターンおよび前記第３導電パターンに加えて、表面に設けられた第４導電パターン（３ａ、３ｉ）と、前記第４導電パターンに電気的に接続され、裏面に設けられた第５導電パターン（３ｂ、３ｊ）とを含み、
前記第１基板の第４導電パターンは、前記スナバコンデンサと前記スイッチ素子の電極との間に挟まれるように配置された前記接続用導体に接続されており、
前記第１基板の第５導電パターンは、端子（５３、５４）を構成する、請求項１２に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記接続用導体を含むように構成された第２基板（２０５）をさらに備え、
前記第２基板は、表面に設けられた第６導電パターン（２０７ｃ、２０７ｅ）と、前記第６導電パターンに電気的に接続され、裏面に設けられた第７導電パターン（２０７ｄ、２０７ｆ）とを含み、
前記第２基板の第７導電パターンは、前記スイッチ素子の電極に接続されており、
前記第２基板の第６導電パターンは、前記スナバコンデンサに接続されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記スイッチ素子の電極は、前記スナバコンデンサに電気的に接続される第１電極（Ｄ２ａ、Ｄ２ｂ、Ｄ２ｃ）と、外部に電気的に接続される制御用の第２電極（Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ２ｃ）とを含み、
前記第２基板は、前記第６導電パターンおよび前記第７導電パターンに加えて、表面に設けられた第８導電パターン（２０７ｇ）と、前記第８導電パターンに電気的に接続され、裏面に設けられた第９導電パターン（２０７ｈ）とをさらに含み、
前記第２基板の第７導電パターンは、前記スイッチ素子の第１電極に接続されており、
前記第２基板の第９導電パターンは、前記スイッチ素子の前記制御用の第２電極に接続されており、
前記第２基板の第８導電パターンは、外部に接続される第２制御端子（５２ａ）を構成する、請求項１４に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
前記第２基板の第６導電パターンは、端子（５３、５４）を構成する、請求項１４または１５に記載の電力変換装置。
【請求項１７】
前記スイッチ素子が搭載される第１基板（２０１）をさらに備え、
前記第１基板は、前記第１基板の表面が前記第２基板の裏面に対向するように配置されるとともに、前記スイッチ素子を搭載するための凹部（２０４ｂ）と、前記凹部に隣接する凸部（２０４ａ）とを含み、
前記第１基板の凸部が前記第２基板の裏面に接合されている、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１８】
前記スイッチ素子は、電力変換用半導体素子（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）を含み、
前記接続用導体の少なくとも一部は、前記スナバコンデンサと、前記電力変換用半導体素子の電極との間に挟まれるように配置されている、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１９】
電極（Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃ、Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｇ１ａ、Ｇ１ｂ、Ｇ１ｃ、Ｄ２ａ、Ｄ２ｂ、Ｄ２ｃ、Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ２ｃ）を有するスイッチ素子（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）とスナバコンデンサ（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ）とを備えた電力変換装置（１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１１０ａ、２００ａ、２１０ａ、３００ａ、４００）の製造方法であって、
接続用導体（３１、３２、２０７ｃ、２０７ｄ、２０７ｅ、２０７ｆ、２０７ｌ、２０７ｍ、４３１、４３２）の裏面側に前記スイッチ素子の電極を接続するステップと、
前記接続用導体の少なくとも一部が前記スナバコンデンサと前記スイッチ素子の電極との間に挟まれるように、前記接続用導体の表面側に前記スナバコンデンサを接続するステップとを備えた、電力変換装置の製造方法。
【請求項２０】
前記スイッチ素子は、表面側の電極（Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、Ｄ１ｃ）が前記接続用導体側に配置される第１スイッチ素子（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）と、裏面側の電極（Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｇ２ａ、Ｇ２ｂ、Ｇ２ｃ）が前記接続用導体側に配置される第２スイッチ素子（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）とを含み、
第１基板（２０１）の表面に第１スイッチ素子の裏面側を接合するステップをさらに備え、
前記スイッチ素子の電極を接続するステップは、
前記接続用導体を含む第２基板（２０５）の裏面に第２スイッチ素子の裏面側を接合することにより、前記第２基板の接続用導体の裏面側に前記第２スイッチ素子の裏面側の電極を接続するステップと、
前記第１スイッチ素子の裏面側が接合された前記第１基板の表面と、前記第２スイッチの裏面側が接合された前記第２基板の裏面とを互いに対向させた状態で接合することにより、前記第２基板の前記接続用導体の裏面側に前記第１スイッチ素子の表面側の電極を接続するステップとを含む、請求項１９に記載の電力変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力変換装置および電力変換装置の製造方法に関し、特に、スイッチ素子とスナバコンデンサとを備えた電力変換装置および電力変換装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スイッチ素子とスナバコンデンサとを備えた電力変換装置が知られている。このような電力変換装置は、たとえば、特開２０１１−６７０４５号公報に開示されている。【０００３】
上記特開２０１１−６７０４５号公報には、電極を有するＭＯＳＦＥＴ（スイッチ素子）とスナバコンデンサとを備えたインバータ装置（電力変換装置）が開示されている。このインバータ装置では、上面にＭＯＳＦＥＴが配置される金属基板と、下面にスナバコンデンサが配置される誘電体基板とが設けられており、これら金属基板の上面と誘電体基板の下面とが互いに対向するように配置されている。なお、金属基板の上面および誘電体基板の下面には、それぞれ、配線パターンが設けられている。そして、金属基板の上面および誘電体基板の下面に設けられた配線パターンと、ＭＯＳＦＥＴの電極およびスナバコンデンサとは、それぞれ、互いに電気的に接続されている。ここで、このインバータ装置では、金属基板の上面に設けられた配線パターンと、誘電体基板の下面に設けられた配線パターンとを電気的に接続するための板状の配線（接続用導体）が設けられている。これにより、スナバコンデンサとＭＯＳＦＥＴとは、金属基板の上面に設けられた配線パターンと、板状の配線と、誘電体基板の下面に設けられた配線パターンとの３つの配線（導体）を介して電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−６７０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、一般に、スイッチ素子およびスナバコンデンサを備えた電力変換装置では、サージ電圧が上昇するのを抑制するために、スナバコンデンサとスイッチ素子の電極との間の配線インダクタンスを小さくするのが好ましい。【０００６】
しかしながら、上記特開２０１１−６７０４５号公報に開示されたインバータ装置（電力変換装置）では、スナバコンデンサとＭＯＳＦＥＴ（スイッチ素子）とが３つの導体を介して電気的に接続されているため、スナバコンデンサとＭＯＳＦＥＴ（スイッチ素子）との間の導通経路が長くなる。このため、スナバコンデンサとＭＯＳＦＥＴ（スイッチ素子）との間の配線インダクタンスが大きくなるという問題点がある。【０００７】
この発明は、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１つの目的は、スナバコンデンサとスイッチ素子との間の配線インダクタンスを小さくすることが可能な電力変換装置および電力変換装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による電力変換装置は、電極を有するスイッチ素子と、スイッチ素子の電極に接続されるスナバコンデンサと、スイッチ素子の電極とスナバコンデンサとを接続するための接続用導体とを備え、接続用導体の少なくとも一部は、スナバコンデンサとスイッチ素子の電極との間に挟まれるように配置されている。【０００９】
この発明の第１の局面による電力変換装置では、上記のように、スナバコンデンサとスイッチ素子の電極との間に接続用導体の少なくとも一部を挟むように配置する。これにより、スナバコンデンサとスイッチ素子とが１つの導体（接続用導体）を介して電気的に接続されるので、スナバコンデンサとスイッチ素子との間の導通経路を短くすることができる。その結果、スナバコンデンサとスイッチ素子との間の配線インダクタンスを小さくすることができる。【００１０】
この発明の第２の局面による電力変換装置の製造方法は、電極を有するスイッチ素子とスナバコンデンサとを備えた電力変換装置の製造方法であって、接続用導体の裏面側にスイッチ素子の電極を接続するステップと、接続用導体の少なくとも一部がスナバコンデンサとスイッチ素子の電極との間に挟まれるように、接続用導体の表面側にスナバコンデンサを接続するステップとを備える。【００１１】
この発明の第２の局面による電力変換装置の製造方法では、上記のように、スナバコンデンサとスイッチ素子の電極との間に接続用導体の少なくとも一部を挟むように配置する。これにより、スナバコンデンサとスイッチ素子とが１つの導体（接続用導体）を介して電気的に接続されるので、スナバコンデンサとスイッチ素子との間の導通経路を短くすることができる。その結果、スナバコンデンサとスイッチ素子との間の配線インダクタンスを小さくすることが可能な電力変換装置の製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、上記のように、スナバコンデンサとスイッチ素子との間の配線インダクタンスを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態によるパワーモジュールを含む３相インバータ装置の回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるパワーモジュールを側方から見た図である。
【図３】図２に示したパワーモジュールを上方から見た図である。
【図４】図２に示したパワーモジュールの基板を下方から見た図である。
【図５】図４に示した基板を上方から見た図である。
【図６】図５に示した基板の上面に第１スイッチ素子および第２スイッチ素子を搭載した状態を上方から見た図である。
【図７】図６に示した第１スイッチ素子の表面側および第２スイッチ素子の裏面側に接続用導体を配置した状態を上方から見た図である。
【図８】本発明の第２実施形態によるパワーモジュールを側方から見た図である。
【図９】図８に示したパワーモジュールを上方から見た図である。
【図１０】図９に示したパワーモジュールの第１基板を下方から見た図である。
【図１１】図１０に示した第１基板を上方から見た図である。
【図１２】図１０および図１１に示した第１基板の上面に第１スイッチ素子を搭載した状態を側方から見た図である。
【図１３】図９に示したパワーモジュールの第２基板を上方から見た図である。
【図１４】図１３に示した第２基板を下方から見た図である。
【図１５】図１３および図１４に示した第２基板の下面に第２スイッチ素子を搭載した状態を側方から見た図である。
【図１６】図１２に示した第１基板と図１３に示した第２基板とを接合するプロセスを説明するための図である。
【図１７】本発明の第３実施形態によるパワーモジュールを側方から見た図である。
【図１８】図１７に示したパワーモジュールを上方から見た図である。
【図１９】本発明の第４実施形態によるパワーモジュールを上方から見た図である。
【図２０】図１９に示したパワーモジュールを側方から見た図である。
【図２１】本発明の第１実施形態の変形例によるパワーモジュールを上方から見た図である。
【図２２】本発明の第２実施形態の変形例によるパワーモジュールを上方から見た図である。
【図２３】本発明の第３実施形態の変形例によるパワーモジュールを側方から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
まず、図１を参照して、第１実施形態によるパワーモジュール１００ａ、１００ｂおよび１００ｃを含む３相インバータ装置１００の構成について説明する。なお、パワーモジュール１００ａ〜１００ｃは、本発明の「電力変換装置」の一例である。また、３相インバータ装置１００は、本発明の「電力変換装置」の一例であるとともに、本発明の「３相インバータ回路」の一例である。
【００１６】
図１に示すように、３相インバータ装置１００は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電力変換をそれぞれ行う３つのパワーモジュール１００ａ、１００ｂおよび１００ｃが電気的に並列に接続されることにより構成されている。これら３つのパワーモジュール１００ａ〜１００ｃは、互いに別々の装置として設けられており、図示しない金属線からなるワイヤなどによって互いに接続されている。
【００１７】
パワーモジュール１００ａ、１００ｂおよび１００ｃは、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電力変換を行うためのハーフブリッジ回路１０１ａ、１０１ｂおよび１０１ｃと、ハーフブリッジ回路１０１ａ、１０１ｂおよび１０１ｃのそれぞれに電気的に並列に接続されたスナバコンデンサ１０ａ、１０ｂおよび１０ｃとを備えている。また、ハーフブリッジ回路１０１ａ、１０１ｂおよび１０１ｃの各々は、電気的に直列に接続された２つのスイッチ素子（第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａ、第１スイッチ素子１１ｂおよび第２スイッチ素子１２ｂ、および、第１スイッチ素子１１ｃおよび第２スイッチ素子１２ｃ）を含むように構成されている。なお、第１スイッチ素子１１ａ、１１ｂおよび１１ｃ、および、第２スイッチ素子１２ａ、１２ｂおよび１２ｃは、それぞれ、本発明の「電力変換用半導体素子」の一例である。
【００１８】
第１スイッチ素子１１ａ、１１ｂおよび１１ｃは、それぞれ、３つの電極（ゲート電極Ｇ１ａ、Ｇ１ｂおよびＧ１ｃ、ソース電極Ｓ１ａ、Ｓ１ｂおよびＳ１ｃ、ドレイン電極Ｄ１ａ、Ｄ１ｂおよびＤ１ｃ）を有するＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）により構成されている。また、第２スイッチ素子１２ａ、１２ｂおよび１２ｃも、それぞれ、３つの電極（ゲート電極Ｇ２ａ、Ｇ２ｂおよびＧ２ｃ、ソース電極Ｓ２ａ、Ｓ２ｂおよびＳ２ｃ、ドレイン電極Ｄ２ａ、Ｄ２ｂおよびＤ２ｃ）を有するＭＯＳＦＥＴにより構成されている。
【００１９】
第１スイッチ素子１１ａ、１１ｂおよび１１ｃと、第２スイッチ素子１２ａ、１２ｂおよび１２ｃとは、それぞれ、制御端子５１ａ、５１ｂおよび５１ｃと、制御端子５２ａ、５２ｂおよび５２ｃとを介して外部から入力される制御信号に基づいてスイッチングを行うことにより、入力端子５３および５４を介して入力される直流電力を３相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の交流電力に変換するように構成されている。そして、第１スイッチ素子１１ａ、１１ｂおよび１１ｃと、第２スイッチ素子１２ａ、１２ｂおよび１２ｃとは、上記のように変換した交流電力を、出力端子５５ａ、５５ｂおよび５５ｃを介して外部に出力するように構成されている。なお、入力端子５３および５４は、それぞれ、図示しない直流電源のＰ極（＋Ｖ）およびＮ極（−Ｖ）に接続されている。また、出力端子５５ａ、５５ｂおよび５５ｃは、それぞれ、図示しないモータなどに接続されている。
【００２０】
次に、図２および図３を参照して、第１実施形態によるパワーモジュール１００ａ、１００ｂおよび１００ｃの具体的な構成について説明する。なお、パワーモジュール１００ａ、１００ｂおよび１００ｃは、互いに略同様の構成を有しているので、以下では、２つのスイッチ素子（第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａ）と１つのスナバコンデンサ１０ａとを備えたパワーモジュール１００ａについてのみ説明する。
【００２１】
図２および図３に示すように、パワーモジュール１００ａは、基板１と、２つのスイッチ素子（第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａ）と、２つの接続用導体３１および３２と、１つのスナバコンデンサ１０ａとを備えている。なお、基板１は、本発明の「第１基板」の一例である。また、接続用導体３１および３２は、それぞれ、本発明の「第１接続用導体」および「第２接続用導体」の一例である。
【００２２】
基板１は、絶縁板２と、絶縁板２の表面（上面：矢印Ｚ２方向側の面）および裏面（下面：矢印Ｚ１方向側の面）に設けられた１０個の導電パターン３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈ、３ｉおよび３ｊとを含むように構成されている。なお、絶縁板２は、セラミックなどの絶縁物により平板状に構成されている。また、導電パターン３ａ〜３ｊは、それぞれ、銅、金、銀、アルミニウムまたはそれらを含む合金などからなる平板状の導体により形成されている。
【００２３】
導電パターン３ａ、３ｃ、３ｅ、３ｇおよび３ｉと、導電パターン３ｂ、３ｄ、３ｆ、３ｈおよび３ｊとは、それぞれ、絶縁板２を上面（矢印Ｚ２方向側の面）から下面（矢印Ｚ１方向側の面）まで貫通するように設けられた柱状導体３ｋ、３ｌ、３ｍ、３ｎおよび３ｏを介して互いに電気的に接続されている。なお、導電パターン３ｅは、本発明の「第１導電パターン」の一例である。また、導電パターン３ｃは、本発明の「第２導電パターン」の一例であるとともに、導電パターン３ｄは、本発明の「第３導電パターン」の一例である。また、導電パターン３ａおよび３ｉは、本発明の「第４導電パターン」の一例であるとともに、導電パターン３ｂおよび３ｊは、本発明の「第５導電パターン」の一例である。ここで、導電パターン３ａ、３ｃ、３ｅ、３ｇおよび３ｉと、導電パターン３ｂ、３ｄ、３ｆ、３ｈおよび３ｊとは、それぞれ、柱状導体３ｋ、３ｌ、３ｍ、３ｎおよび３ｏではなく、貫通ビアのような中空状の導体を介して互いに電気的に接続されていてもよい。
【００２４】
第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａは、基板１の表面（上面：矢印Ｚ２方向側の面）上にＸ方向に並んで配置されている。以下では、第１スイッチ素子１１ａ（第２スイッチ素子１２ａ）のドレイン電極Ｄ１ａ（Ｄ２ａ）が設けられている側の面を第１スイッチ素子１１ａ（第２スイッチ素子１２ａ）の表面とし、第１スイッチ素子１１ａ（第２スイッチ素子１２ａ）のゲート電極Ｇ１ａ（Ｇ２ａ）およびソース電極Ｓ１ａ（Ｓ２ａ）が設けられている側の面を第１スイッチ素子１１ａ（第２スイッチ素子１２ａ）の裏面として説明する。
【００２５】
ここで、第１実施形態では、図２に示すように、第１スイッチ素子１１ａと第２スイッチ素子１２ａとは、表面と裏面とが互いに反対向きになるように配置されている。具体的には、第１スイッチ素子１１ａの表面側に設けられたドレイン電極Ｄ１ａは、接続用導体３１の裏面（下面：矢印Ｚ１方向側の面）側に配置されている一方、第２スイッチ素子１２ａの表面側に設けられたドレイン電極Ｄ２ａは、基板１の表面（上面：矢印Ｚ２方向側の面）側に配置されている。また、第１スイッチ素子１１ａの裏面側に設けられたゲート電極Ｇ１ａおよびソース電極Ｓ１ａは、基板１の上面側に配置されている一方、第２スイッチ素子１２ａの裏面側に設けられたゲート電極Ｇ２ａおよびソース電極Ｓ２ａは、接続用導体３２の下面側に配置されている。
【００２６】
第１スイッチ素子１１ａのドレイン電極Ｄ１ａは、半田などからなる接合層４１を介して接続用導体３１の下面（矢印Ｚ１方向側の面）に接合されている。また、第１スイッチ素子１１ａのソース電極Ｓ１ａおよびゲート電極Ｇ１ａは、半田などからなる複数のバンプ４２を介して基板１の導電パターン３ｃおよび３ｅの上面（矢印Ｚ２方向側の面）に接合されている。また、第２スイッチ素子１２ａのドレイン電極Ｄ１ａは、接合層４３を介して基板１の導電パターン３ｃの上面に接合されている。また、第２スイッチ素子１２ａのソース電極Ｓ２ａは、複数のバンプ４４を介して接続用導体３２の下面に接合されている。なお、第２スイッチ素子１２ａのゲート電極Ｇ２ａは、金属線などからなるワイヤ２０を介して基板１０の導電パターン３ｇの上面に電気的に接続されている。ここで、第１スイッチ素子１１ａのソース電極Ｓ１ａ（ゲート電極Ｇ１ａ）と、導電パターン３ｃ（３ｅ）とは、バンプ４２ではなく、半田または半田以外の接合材からなる接合層や、板状の導体などを介して接合されていてもよい。また、第１スイッチ素子１１ａのソース電極Ｓ１ａ（ゲート電極Ｇ１ａ）と、導電パターン３ｃ（３ｅ）とは、互いに対向する領域のうちの一部の領域においてのみ接合されていてもよいし、互いに対向する領域のうちの全ての領域において接合されていてもよい。このことは、第２スイッチ素子１２ａのソース電極Ｓ２ａと接続用導体３２との間の接合についても同様である。
【００２７】
上記のように、接続用導体３１および３２は、それぞれ、第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａの上方（矢印Ｚ２方向側）に配置されている。なお、接続用導体３１および３２は、それぞれ、銅、金、銀、アルミニウムまたはそれらを含む合金などからなる平板状の導体により構成されている。ここで、スナバコンデンサ１０ａは、２つの接続用導体３１および３２の上面（矢印Ｚ２方向側の面）に跨って配置されている。具体的には、スナバコンデンサ１０ａの一方電極Ｃ１ａおよび他方電極Ｃ２ａは、それぞれ、半田や導電ペースト（たとえば銀ペースト）などの導電性接着材からなる接合材６０を介して接続用導体３１および３２の上面に接合されている。これにより、接続用導体３１および３２は、それぞれ、第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａとスナバコンデンサ１０ａとの間に挟まれるように配置されている。
【００２８】
なお、接続用導体３１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）と、基板１の導電パターン３ａの上面とは、ワイヤ２０を介して電気的に接続されている。また、接続用導体３２の上面と、基板１の導電パターン３ｉの上面とは、ワイヤ２０を介して電気的に接続されている。また、基板１の上面と接続用導体３１および３２の下面（矢印Ｚ１方向側の面）との間、および、基板１の上面とスナバコンデンサ１０ａの下面との間には、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂などからなる封止樹脂７０が充填されている。
【００２９】
以上のような構成により、第１実施形態では、基板１の下面（矢印Ｚ１方向側の面）側に設けられた導電パターン３ｂは、柱状導体３ｋ、導電パターン３ａ、ワイヤ２０、接続用導体３１および接合層４１を介して第１スイッチ素子１１ａのドレイン電極Ｄ１ａに電気的に接続される。したがって、導電パターン３ｂは、図示しない直流電源のＰ極（＋Ｖ）に接続される入力端子５３（図１参照）を構成する。また、導電パターン３ｄは、柱状導体３ｌ、導電パターン３ｃおよびバンプ４２を介して第１スイッチ素子１１ａのゲート電極Ｇ１ａに電気的に接続される。したがって、導電パターン３ｄは、第１スイッチ素子１１ａをスイッチングさせるための制御信号が入力される制御端子５１ａ（図１参照）を構成する。なお、制御端子５１ａは、本発明の「第１制御端子」の一例である。
【００３０】
また、基板１の下面（矢印Ｚ１方向側の面）側に設けられた導電パターン３ｆは、柱状導体３ｍ、導電パターン３ｅおよびバンプ４２を介して第１スイッチ素子１１ａのソース電極Ｓ１ａに電気的に接続されるとともに、柱状導体３ｍ、導電パターン３ｅおよび接合層４３を介して第２スイッチ素子１２ａのドレイン電極Ｄ２ａに電気的に接続される。したがって、導電パターン３ｆは、図示しないモータなどに接続される出力端子５５ａ（図１参照）を構成する。
【００３１】
また、基板１の下面（矢印Ｚ１方向側の面）側に設けられた導電パターン３ｈは、柱状導体３ｎ、導電パターン３ｇおよびワイヤ２０を介して第２スイッチ素子１２ａのゲート電極Ｇ２ａに電気的に接続される。したがって、導電パターン３ｈは、第２スイッチ素子１２ａをスイッチングさせるための制御信号が入力される制御端子５２ａ（図１参照）を構成する。また、導電パターン３ｊは、柱状導体３ｏ、導電パターン３ｉ、ワイヤ２０、接続用導体３２およびバンプ４４を介して第２スイッチ素子１２ａのソース電極Ｓ２ａに電気的に接続される。したがって、導電パターン３ｊは、図示しない直流電源のＮ極（−Ｖ側）に接続される入力端子５４（図１参照）を構成する。
【００３２】
次に、図２〜図７を参照して、第１実施形態によるパワーモジュール１００ａの製造プロセスについて説明する。
【００３３】
まず、図４および図５に示すように、絶縁板２の上面側（矢印Ｚ２方向側）および下面側（矢印Ｚ１方向側）に１０個の導電パターン３ａ〜３ｊを設けた基板１を準備する。そして、図２および図６に示すように、基板１の導電パターン３ｃおよび３ｅの上面（矢印Ｚ２方向側の面）と、第１スイッチ素子１１ａの裏面側のゲート電極Ｇ１ａおよびソース電極Ｓ１ａとを、それぞれ、半田などからなるバンプ４２を介して接合するとともに、導電パターン３ｅの上面と、第２スイッチ素子１２ａの表面側のドレイン電極Ｄ２ａとを、半田などからなる接合層４３を介して接合する。
【００３４】
次に、図２および図７に示すように、第１スイッチ素子１１ａの表面側および第２スイッチ素子１２ａの裏面側に、それぞれ、平板状の接続用導体３１および３２を配置する。具体的には、第１スイッチ素子１１ａの表面側のドレイン電極Ｄ１ａと、接続用導体３１の下面（矢印Ｚ１方向側の面）とを、接合層４１を介して接合するとともに、第２スイッチ素子１２ａの裏面側のソース電極Ｓ２ａおよびゲート電極Ｇ２ａと、接続用導体３１の下面とを、バンプ４４を介して接合する。そして、図２および図３に示すように、接続用導体３１および３２の上面（矢印Ｚ２方向側の面）に跨って、接合材６０を介してスナバコンデンサ１０ａを接合する。
【００３５】
なお、このとき、基板１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）と接続用導体３１および３２の下面（矢印Ｚ１方向側の面）との間、および、基板１の上面とスナバコンデンサ１０ａの下面との間に、封止樹脂７０を充填する。また、接続用導体３１および３２の上面と、基板１の導電パターン３ａおよび３ｉの上面とを、それぞれ、ワイヤ２０を介して電気的に接続する。
【００３６】
ここで、上記したような半田などからなる接合層４１および４３、バンプ４２および４４、および、接合材６０を用いた接合工程においては、不要な部分にまで半田が広がるのを抑制するために、所定の範囲（たとえば、図５〜図７の斜線で示した部分参照）にソルダレジストを塗布しておくのが好ましい。
【００３７】
第１実施形態では、上記のように、スナバコンデンサ１０ａと第１スイッチ素子１１ａ（第２スイッチ素子１２ａ）との間に接続用導体３１（３２）を挟むように配置する。これにより、スナバコンデンサ１０ａと第１スイッチ素子１１ａ（第２スイッチ素子１２ａ）とが１つの導体（接続用導体３１（３２））を介して電気的に接続されるので、スナバコンデンサ１０ａと第１スイッチ素子１１ａ（第２スイッチ素子１２ａ）との間の導通経路を短くすることができる。その結果、スナバコンデンサ１０ａと第１スイッチ素子１１ａ（第２スイッチ素子１２ａ）との間の配線インダクタンスを小さくすることができる。
【００３８】
また、第１実施形態では、上記のように、第１スイッチ素子１１ａの表面側のドレイン電極Ｄ１ａを接続用導体３１側に配置するとともに、第２スイッチ素子１２ａの裏面側のソース電極Ｓ２ａを接続用導体３２側に配置する。これにより、スナバコンデンサ１０ａと第１スイッチ素子１１ａの表面側のドレイン電極Ｄ１ａとを接続用導体３１を介して容易に電気的に接続することができるとともに、スナバコンデンサ１０ａと第２スイッチ素子１２ａの裏面側のソース電極Ｓ２ａとを接続用導体３２を介して容易に電気的に接続することができる。
【００３９】
また、第１実施形態では、上記のように、第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａが配置された基板１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）に、第１スイッチ素子１１ａの裏面側のソース電極Ｓ１ａおよび第２スイッチ素子１２ａの表面側のドレイン電極Ｄ２ａを接続するための導電パターン３ｅを設ける。これにより、第１スイッチ素子１１ａの裏面側のソース電極Ｓ１ａと、第２スイッチ素子１２ａの表面側のドレイン電極Ｄ２ａとを、基板１の導電パターン３ｅを介して容易に電気的に接続することができる。
【００４０】
また、第１実施形態では、上記のように、接続用導体３１および３２と、スナバコンデンサ１０ａとを接合材６０を介して接合する。これにより、接合材６０によって、接続用導体３１および３２とスナバコンデンサ１０ａとを強固に接合することができる。
【００４１】
また、第１実施形態では、上記のように、基板１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）と接続用導体３１および３２の下面（矢印Ｚ１方向側の面）との間に、封止樹脂７０を充填する。これにより、封止樹脂７０によって、基板１の上面と接続用導体３１および３２の下面との間に異物が侵入するのを抑制することができ、かつ、絶縁の信頼性を向上させることができる。
【００４２】
また、第１実施形態では、上記のように、接続用導体３１および３２を平板状の導体により構成する。そして、接続用導体３１および３２のそれぞれの上面（矢印Ｚ２方向側の面）に、スナバコンデンサ１０ａの一方電極Ｃ１ａおよび他方電極Ｃ２ａを接続するとともに、接続用導体３１および３２のそれぞれの下面（矢印Ｚ１方向側の面）に、第１スイッチ素子１１ａのドレイン電極Ｄ１ａ、および、第２スイッチ素子１２ａのソース電極Ｓ２ａを接続する。これにより、スナバコンデンサ１０ａと第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａとを、平板状の接続用導体３１および３２に接合することによって、スナバコンデンサ１０ａと接続用導体３１および３２との接合面積（平面積）を大きくすることができるとともに、第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａと接続用導体３１および３２との接合面積（平面積）を大きくすることができる。その結果、スナバコンデンサ１０ａと接続用導体３１および３２との接合強度を高めることができるとともに、第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａと接続用導体３１および３２との接合強度を高めることができる。
【００４３】
また、第１実施形態では、上記のように、基板１の下面（矢印Ｚ１方向側の面）に、制御端子５１ａおよび５２ａ、入力端子５３および５４、および、出力端子５５ａのそれぞれを構成する導電パターン３ｄおよび３ｈ、導電パターン３ｂおよび３ｊ、および、導電パターン３ｆを設ける。これにより、基板１の下面側の領域を利用して、制御端子５１ａおよび５２ａ、入力端子５３および５４、および、出力端子５５ａと、外部機器（図示しない直流電源やモータなど）とを容易に接続することができる。
【００４４】
また、第１実施形態では、上記のように、基板１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）に導電パターン３ｃを設けるとともに、基板１の下面（矢印Ｚ２方向側の面）に、導電パターン３ｃに電気的に接続された導電パターン３ｄを設ける。そして、基板１の上面の導電パターン３ｃと第１スイッチ素子１１ａの裏面側に設けられたゲート電極Ｇ１ａとを接続し、基板１の下面の導電パターン３ｄにより制御端子５１ａを構成する。これにより、第１スイッチ素子１１ａのゲート電極Ｇ１ａと、外部からの制御信号が入力される制御端子５１ａとをワイヤなどにより接続する場合と異なり、第１スイッチ素子１１ａのゲート電極Ｇ１ａと制御端子５１ａとを容易に接続することができる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、図８〜図１６を参照して、第２実施形態によるパワーモジュール２００ａについて説明する。この第２実施形態では、１つの基板１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）に２つのスイッチ素子（第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａ）を配置した上記第１実施形態（図２参照）と異なり、互いに対向するように配置された２つの基板（第１基板２０１および第２基板２０５）の間の領域（空間）に２つのスイッチ素子（第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａ）を配置する例について説明する。なお、パワーモジュール２００ａは、本発明の「電力変換装置」の一例である。
【００４６】
まず、図８〜図１５を参照して、第２実施形態によるパワーモジュール２００ａの構成について説明する。なお、このパワーモジュール２００ａは、３相インバータ装置においてＵ相の電力変換を行うものとする。すなわち、この第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、パワーモジュール２００ａと略同様の構成を有する２つのパワーモジュール（Ｖ相およびＷ相の電力変換を行うパワーモジュール）がパワーモジュール２００ａとは別々に設けられている。以下では、簡単化のため、Ｕ相の電力変換を行うパワーモジュール２００ａについてのみ説明する。
【００４７】
図８に示すように、パワーモジュール２００ａは、第１基板２０１と、２つのスイッチ素子（第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａ）と、第２基板２０５と、１つのスナバコンデンサ１０ａとを備えている。
【００４８】
図８および図１０〜図１２に示すように、第１基板２０１は、平板状の絶縁板２０２と、絶縁板２０２の上面（矢印Ｚ２方向側の面）および下面（矢印Ｚ１方向側の面）に設けられた導電パターン２０３ａ、２０３ｂおよび２０３ｃと、導電パターン２０３ａおよび２０３ｂのそれぞれの上面から突出するように設けられた２つの絶縁板２０４と、２つの絶縁板２０４のそれぞれの上面に設けられた導電パターン２０３ｄおよび２０３ｅとを含むように構成されている。なお、絶縁板２０２および２０４は、それぞれ、セラミックなどの絶縁物により形成されている。また、導電パターン２０３ａ〜２０３ｅは、それぞれ、銅、金、銀、アルミニウムまたはそれらを含む合金などからなる平板状の導体により形成されている。
【００４９】
導電パターン２０３ａと導電パターン２０３ｄとは、絶縁板２０４を貫通するように設けられた柱状導体２０３ｆを介して電気的に接続されている。また、導電パターン２０３ｂと導電パターン２０３ｅとは、絶縁板２０４を貫通するように設けられた柱状導体２０３ｇを介して電気的に接続されている。なお、導電パターン２０３ｂは、本発明の「第１導電パターン」の一例である。
【００５０】
ここで、第２実施形態では、図８および図１２に示すように、第１基板２０１のＸ方向の両端部近傍に配置された２つの絶縁板２０４は、第１基板２０１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）から上方（矢印Ｚ２方向側）に突出する２つの凸部２０４ａを構成している。そして、これら２つの凸部２０４ａの内側面と絶縁板２０２の上面とにより構成される空間は、凹部２０４ｂを構成している。
【００５１】
図８に示すように、第２基板２０５は、第１基板２０１の上方（矢印Ｚ２方向側）に配置されている。具体的には、第２基板２０５の下面（矢印Ｚ１方向側の面）は、２つの絶縁板２０４（凸部２０４ａ）のそれぞれの上面（矢印Ｚ２方向側の面）に設けられた導電パターン２０３ｄおよび２０３ｅの上面に、半田などからなる接合層４５を介して接合されている。
【００５２】
また、図８および図１３〜図１５に示すように、第２基板２０５は、平板状の絶縁板２０６と、絶縁板２０６の上面（矢印Ｚ２方向側の面）および下面（矢印Ｚ１方向側の面）に設けられた導電パターン２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃ、２０７ｄ、２０７ｅ、２０７ｆ、２０７ｇ、２０７ｈ、２０７ｉおよび２０７ｊとを含むように構成されている。なお、絶縁板２０６は、セラミックなどの絶縁物により構成されている。また、導電パターン２０７ａ〜２０７ｊは、それぞれ、銅、金、銀、アルミニウムまたはそれらを含む合金などからなる平板状の導体により構成されている。
【００５３】
導電パターン２０７ａ、２０７ｃ、２０７ｅ、２０７ｇおよび２０７ｉと、導電パターン２０７ｂ、２０７ｄ、２０７ｆ、２０７ｈおよび２０７ｊとは、それぞれ、絶縁板２を上面（矢印Ｚ２方向側の面）から下面（矢印Ｚ１方向側の面）まで貫通するように設けられた柱状導体２０７ｋ、２０７ｌ、２０７ｍ、２０７ｎおよび２０７ｏを介して互いに電気的に接続されている。なお、導電パターン２０７ｃおよび２０７ｅは、それぞれ、本発明の「第６導電パターン」の一例であるとともに、導電パターン２０７ｄおよび２０７ｆは、それぞれ、本発明の「第７導電パターン」の一例である。また、導電パターン２０７ｇは、本発明の「第８導電パターン」の一例であるとともに、導電パターン２０７ｈは、本発明の「第９導電パターン」の一例である。
【００５４】
ここで、図８に示すように、第１基板２０１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）と第２基板２０５の下面（矢印Ｚ１方向側の面）との間の領域（上記絶縁板２０４と導電パターン２０３ｄおよび２０３ｅとの内側面と、第１基板２０１の上面とにより構成される凹部２０４ｂ内の空間）には、上記第１実施形態と同様の構成を有する第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａがＸ方向に並んで配置されている。なお、この第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａは、それぞれの表面と裏面とが互いに反対向きになるように配置されている。
【００５５】
すなわち、第１スイッチ素子１１ａの表面側に設けられたドレイン電極Ｄ１ａは、半田などからなる接合層４１を介して第２基板２０５の導電パターン２０７ｄの下面（矢印Ｚ１方向側の面）に接合されている。また、第１スイッチ素子１１ａの裏面側に設けられたソース電極Ｓ１ａおよびゲート電極Ｇ１ａは、それぞれ、半田などからなるバンプ４２を介して第１基板２０１の導電パターン２０３ａおよび２０３ｂの上面（矢印Ｚ２方向側の面）に接合されている。
【００５６】
また、第２スイッチ素子１２ａの表面側に設けられたドレイン電極Ｄ２ａは、接合層４３を介して第１基板２０１の導電パターン２０３ｂの上面（矢印Ｚ２方向側の面）に接合されている。また、第２スイッチ素子１２ａの裏面側に設けられたソース電極Ｓ２ａおよびゲート電極Ｇ２ａは、それぞれ、バンプ４４を介して第２基板２０５の導電パターン２０７ｆおよび２０７ｈの下面（矢印Ｚ１方向側の面）に接合されている。
【００５７】
上記のように、第２基板２０５の導電パターン２０７ｄおよび２０７ｆは、それぞれ、第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａの上方（矢印Ｚ２方向側）に配置されている。また、図８および図９に示すように、スナバコンデンサ１０ａは、第２基板２０５の導電パターン２０７ｃおよび２０７ｅの上面（矢印Ｚ２方向側の面）に跨って配置されている。具体的には、スナバコンデンサ１０ａの一方電極Ｃ１ａおよび他方電極Ｃ２ａは、それぞれ、半田や導電ペースト（たとえば銀ペースト）などの導電性接着材からなる接合材６０を介して第２基板２０５の導電パターン２０７ｃおよび２０７ｅの上面に接合されている。これにより、導電パターン２０７ｃおよび２０７ｄと、導電パターン２０７ｃおよび２０７ｄの間の柱状導体２０７ｌとは、第１スイッチ素子１１ａとスナバコンデンサ１０ａの一方電極Ｃ１ａとの間に挟まれるように配置されている。同様に、導電パターン２０７ｅおよび２０７ｆと、導電パターン２０７ｅおよび２０７ｆの間の柱状導体２０７ｍは、第２スイッチ素子１２ａとスナバコンデンサ１０ａの他方電極Ｃ２ａとの間に挟まれるように配置されている。なお、導電パターン２０７ｃおよび２０７ｄと、柱状導体２０７ｌとは、本発明の「第１接続用導体」の一例である。また、導電パターン２０７ｅおよび２０７ｆと、柱状導体２０７ｍとは、本発明の「第２接続用導体」の一例である。
【００５８】
なお、この第２実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、第１基板２０１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）と、第２基板２０５の下面（矢印Ｚ１方向側の面）との間の空間には、封止樹脂７０が充填されている。
【００５９】
以上のような構成により、第２実施形態では、第２基板２０５の上面（矢印Ｚ２方向側の面）側に設けられた導電パターン２０７ａは、柱状導体２０７ｋ、導電パターン２０７ｂ、接合層４５、第１基板２０１の導電パターン２０３ｄ、柱状導体２０３ｆ、導電パターン２０３ａおよびバンプ４２を介して第１スイッチ素子１１ａのゲート電極Ｇ１ａに電気的に接続される。したがって、導電パターン２０７ａは、第１スイッチ素子１１ａをスイッチングさせるための制御信号が入力される制御端子５１ａ（図１参照）を構成する。
【００６０】
また、第２基板２０５の上面（矢印Ｚ２方向側の面）側に設けられた導電パターン２０７ｃは、柱状導体２０７ｌ、導電パターン２０７ｄおよび接合層４１を介して第１スイッチ素子１１ａのドレイン電極Ｄ１ａに電気的に接続される。したがって、導電パターン２０７ｃは、図示しない直流電源のＰ極（＋Ｖ）に接続される入力端子５３（図１参照）を構成する。また、第２基板２０５の導電パターン２０７ｅは、柱状導体２０７ｍ、導電パターン２０７ｆおよびバンプ４４を介して第２スイッチ素子１２ａのソース電極Ｓ２ａに電気的に接続される。したがって、導電パターン２０７ｅは、図示しない直流電源のＮ極（−Ｖ）に接続される入力端子５４（図１参照）を構成する。
【００６１】
また、第２基板２０５の上面（矢印Ｚ２方向側の面）側に設けられた導電パターン２０７ｇは、柱状導体２０７ｎ、導電パターン２０７ｈおよびバンプ４４を介して第２スイッチ素子１２ａのゲート電極Ｇ２ａに接続される。したがって、導電パターン２０７ｇは、第２スイッチ素子１２ａをスイッチングさせるための制御信号が入力される制御端子５２ａ（図１参照）を構成する。また、第２基板２０５の導電パターン２０７ｉは、柱状導体２０７ｏ、導電パターン２０７ｊ、接合層４５、第１基板２０１の導電パターン２０３ｅ、柱状導体２０３ｇ、導電パターン２０３ｂおよび接合層４３を介して、第１スイッチ素子１１ａのソース電極Ｓ１ａと第２スイッチ素子１２ａのドレイン電極Ｄ２ａとに電気的に接続される。したがって、導電パターン２０７ｉは、図示しないモータなどに接続されるＵ相の出力端子５５ａ（図１参照）を構成する。
【００６２】
次に、図８〜図１６を参照して、第２実施形態によるパワーモジュール２００ａの製造プロセスについて説明する。
【００６３】
まず、図１０および図１１に示すように、絶縁板２０２の上面側（矢印Ｚ２方向側）および下面側（矢印Ｚ１方向側）に、導電パターン２０３ａ〜２０３ｃと、２つの絶縁板２０４と、２つの導電パターン２０３ｄおよび２０３ｅを設けた第１基板２０１を準備する。そして、図１２に示すように、第１基板２０１の導電パターン２０３ａおよび２０３ｂの上面（矢印Ｚ２方向側の面）と、第１スイッチ素子１１ａの裏面側のゲート電極Ｇ１ａおよびソース電極Ｓ１ａとを、それぞれ、半田などからなるバンプ４２を介して接合する。
【００６４】
次に、図１３および図１４に示すように、絶縁板２０６の上面側（矢印Ｚ２方向側）および下面側（矢印Ｚ１方向側）に１０個の導電パターン２０７ａ〜２０７ｊを設けた第２基板２０５を準備する。そして、図１５に示すように、第２基板２０５の導電パターン２０７ｆおよび２０７ｈの下面（矢印Ｚ１方向側の面）と、第２スイッチ素子１２ａの裏面側のソース電極Ｓ２ａおよびゲート電極Ｇ２ａとを、それぞれ、バンプ４４を介して接合する。
【００６５】
次に、図１６に示すように、第１スイッチ素子１１ａを接合した第１基板２０１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）と、第２スイッチ素子１２ａを接合した第２基板２０５の下面（矢印Ｚ１方向側の面）とを、互いに対向させた状態で接合する。具体的には、第１基板２０１の上面のＸ方向の両端部近傍から上方（矢印Ｚ２方向側）に突出する絶縁板２０４（凸部２０４ａ）の上面に設けられた導電パターン２０３ｄおよび２０３ｅの上面と、第２基板２０５の下面のＸ方向の両端部近傍に設けられた導電パターン２０７ｂおよび２０７ｊの下面とを、それぞれ、半田などからなる接合層４５を介して接合する。
【００６６】
なお、このとき、第１基板２０１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）に接合した第１スイッチ素子１１ａのドレイン電極Ｄ１ａと、第２基板２０５の導電パターン２０７ｄの下面（矢印Ｚ１方向側の面）とを、半田などからなる接合層４１を介して接合する。また、第２基板２０５の下面に取り付けた第２スイッチ素子１２ａのドレイン電極Ｄ２ａと、第１基板２０１の導電パターン２０３ｂの上面とを、接合層４３を介して接合する。
【００６７】
また、このとき、図８に示すように、第１基板２０１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）と、第２基板２０５の下面（矢印Ｚ１方向側の面）との間の空間に、封止樹脂７０を充填する。そして、第２基板２０５の導電パターン２０７ｃおよび２０７ｅの上面に、接合材６０を介してスナバコンデンサ１０ａを接合する。
【００６８】
ここで、上記したような半田などからなる接合層４１、４３および４５、バンプ４２および４４、および、接合材６０を用いた接合工程においては、不要な部分にまで半田が広がるのを抑制するために、所定の範囲（たとえば、図１１、図１３および図１４の斜線で示した部分）にソルダレジストを塗布しておくのが好ましい。また、上記したような第１基板２０１と第２基板２０５とを接合材４５を介して接合する工程においては、第１基板２０１（第２基板２０５）と第１スイッチ素子１１ａ（第２スイッチ素子１２ａ）とを接合しているバンプ４２（４４）が融解するのを抑制するために、バンプ４２（４４）には高温半田を用いるとともに、接合層４５には低温半田を用いることができる。
【００６９】
第２実施形態では、上記のように、第２基板２０５の上面（矢印Ｚ２方向側の面）に導電パターン２０７ｃおよび２０７ｅを設けるとともに、第２基板２０５の下面（矢印Ｚ１方向側の面）に、導電パターン２０７ｃおよび２０７ｅのそれぞれに電気的に接続された導電パターン２０７ｄおよび２０７ｆを設ける。そして、導電パターン２０７ｃおよび２０７ｅのそれぞれの上面を、スナバコンデンサ１０ａの一方電極Ｃ１ａおよび他方電極Ｃ２ａに接続し、導電パターン２０７ｄおよび２０７ｆのそれぞれの下面を、第１スイッチ素子１１ａのドレイン電極Ｄ１ａおよび第２スイッチ素子１２ａのソース電極Ｄ２ａに接続する。これにより、導電パターン２０７ｃ〜２０７ｆを含む第２基板２０５によって、第１スイッチ素子１１ａのドレイン電極Ｄ１ａとスナバコンデンサ１０ａの一方電極Ｃ１ａとの間、および、第２スイッチ素子１２ａのソース電極Ｓ２ａとスナバコンデンサ１０ａの他方電極Ｃ２ａとの間の導通経路を容易に短くすることができる。
【００７０】
また、第２実施形態では、上記のように、第２基板２０５の上面（矢印Ｚ２方向側の面）側に導電パターン２０７ｇを設けるとともに、第２基板２０５の下面（矢印Ｚ２方向側の面）側に、導電パターン２０７ｇに電気的に接続された導電パターン２０７ｈを設ける。そして、導電パターン２０７ｈと第２スイッチ素子１２ａの裏面側のゲート電極Ｇ１ａとを接続し、導電パターン２０７ｇによって制御端子５２ａを構成する。これにより、第２スイッチ素子１２ａのゲート電極Ｇ２ａと、外部からの制御信号が入力される制御端子５２ａとをワイヤなどにより接続する場合と異なり、第２スイッチ素子１２ａのゲート電極Ｇ２ａと制御端子５２ａとを容易に接続することができる。
【００７１】
また、第２実施形態では、スナバコンデンサ１０ａに接続される第２基板２０５の上面（矢印Ｚ２方向側の面）側に設けた導電パターン２０７ｃおよび２０７ｅにより、入力端子５３および５４を構成する。これにより、第２基板２０５の上面側の領域を利用して、入力端子５３および５４と、図示しない直流電源とを容易に接続することができる。
【００７２】
また、第２実施形態では、上記のように、第２基板２０５の下面（矢印Ｚ１方向側の面）に対向するように配置された第１基板２０１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）側に、第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａを配置するための凹部２０４ｂと、凹部２０４ｂに隣接する凸部２０４ａ（絶縁板２０４）とを設ける。そして、第１基板２０１の凸部２０４ａ（絶縁板２０４）に設けた導電パターン２０３ｄおよび２０３ｅと、第２基板２０５の導電パターン２０７ｂおよび２０７ｊの下面とをそれぞれ接合する。これにより、第１基板２０１の凹部２０４ｂによって構成される空間を利用して、容易に、第１基板２０１の上面と第２基板２０５の下面との間に第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａを配置することができる。また、第１基板２１０に設けた凸部２０４ａにより、第２基板２０５を下方から安定して支持することができる。
【００７３】
（第３実施形態）
次に、図１７および図１８を参照して、第３実施形態によるパワーモジュール３００ａの構成について説明する。この第３実施形態では、スナバコンデンサ１０ａの上面側（矢印Ｚ２方向側）に何も設けられていない上記第１実施形態と異なり、スナバコンデンサ１０ａの上面側に放熱機能を有する放熱板８１および８２が設けられている例について説明する。なお、パワーモジュール３００ａは、本発明の「電力変換装置」の一例である。また、放熱板８１および８２は、それぞれ、本発明の「放熱部材」の一例である。
【００７４】
第３実施形態によるパワーモジュール２００ａは、３相インバータ装置においてＵ相の電力変換を行うものとする。すなわち、この第３実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、パワーモジュール３００ａと略同様の構成を有する２つのパワーモジュール（Ｖ相およびＷ相の電力変換を行うパワーモジュール）がパワーモジュール３００ａとは別々に設けられている。以下では、簡単化のため、Ｕ相の電力変換を行うパワーモジュール３００ａについてのみ説明する。
【００７５】
図１７および図１８に示すように、パワーモジュール３００ａは、１つの基板１と、２つのスイッチ素子（第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａ）と、２つの接続用導体３１および３２と、１つのスナバコンデンサ１０ａと、２つの放熱板８１および８２とを備えている。なお、放熱板８１および８２は、それぞれ、熱伝導性に優れた銅などの金属からなる平板状の導体により構成されている。
【００７６】
ここで、第３実施形態では、放熱板８１および８２は、それぞれ、スナバコンデンサ１０ａと第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａとの間に挟まれるように配置された接続用導体３１および３２に対応するように、スナバコンデンサ１０ａの上面側（矢印Ｚ２方向側）に配置されている。具体的には、放熱部材８１の下面（矢印Ｚ１方向側の面）と、スナバコンデンサ１０ａの一方電極Ｃ１ａの上面（矢印Ｚ２方向側の面）とは、半田や導電ペースト（たとえば銀ペースト）などの導電性接着材からなる接合材６１を介して接合されている。また、放熱板８２の下面と、スナバコンデンサ１０ａの他方電極Ｃ２ａの上面とも、接合材６１を介して接合されている。
【００７７】
なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００７８】
第３実施形態では、上記のように、スナバコンデンサ１０ａの接続用導体３１および３２とは反対側（矢印Ｚ２方向側）に、放熱部材８１および８２を設ける。これにより、放熱部材８１および８１によって、スナバコンデンサ１０ａから発生する熱を容易に放熱することができる。
【００７９】
（第４実施形態）
次に、図１９および図２０を参照して、第４実施形態によるパワーモジュール４００の構成について説明する。この第４実施形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のそれぞれの電力変換が互いに別々に設けられた３つの装置（パワーモジュール１００ａ〜１００ｃ）によって行われる上記第１実施形態と異なり、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の全ての電力変換が１つの装置（パワーモジュール（３相インバータ装置）４００）によって行われる例について説明する。なお、パワーモジュール４００は、本発明の「電力変換装置」の一例である。
【００８０】
図１９および図２０に示すように、パワーモジュール４００は、１つの基板４０１と、６つのスイッチ素子（第１スイッチ素子１１ａ〜１１ｃおよび第２スイッチ素子１２ａ〜１２ｃ）と、２つの接続用導体４３１および４３２と、３つのスナバコンデンサ１０ａ〜１０ｃとを備えている。なお、基板４０１は、本発明の「第１基板」の一例である。
【００８１】
基板４０１は、平板状の１つの絶縁板４０２と、絶縁板４０２の上面（矢印Ｚ２方向側の面）に設けられた９つの導電パターン（それぞれ３つずつ設けられた導電パターン４０３ａ、４０３ｂおよび４０３ｃ）と、絶縁板４０２の下面（矢印Ｚ１方向側の面）に設けられた９つの導電パターン（それぞれ３つずつ設けられた導電パターン４０３ｄ、４０３ｅおよび４０３ｆ）とを含むように構成されている。なお、導電パターン４０３ａ、４０３ｂおよび４０３ｃと、導電パターン４０３ｄ、４０３ｅおよび４０３ｆとは、それぞれ、絶縁板４０２を上面から下面まで貫通するように設けられた柱状導体４０３ｇ、４０３ｈおよび４０３ｉを介して互いに電気的に接続されている。なお、３つの導電パターン４０３ｃは、それぞれ、本発明の「第１導電パターン」の一例である。また、３つの導電パターン４０３ａは、それぞれ、本発明の「第２導電パターン」の一例であるとともに、３つの導電パターン４０３ｂは、本発明の「第３導電パターン」の一例である。
【００８２】
図１９および図２０に示すように、基板４０１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）の矢印Ｙ１方向側の端部近傍（図１９参照）に設けられた導電パターン４０３ａおよび４０３ｃの上面には、Ｕ相の電力変換を行うための２つのスイッチ素子（第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａ）がＸ方向に並んで配置されている。そして、これら２つのスイッチ素子（第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａ）は、上記第１実施形態と同様に、表面と裏面とが互いに反対向きになるように配置されている。すなわち、第１スイッチ素子１１ａの裏面側のゲート電極Ｇ１ａは、バンプ４２を介して基板４０１の導電パターン４０３ａの上面に接合されている。また、第１スイッチ素子１１ａの裏面側のソース電極Ｓ１ａ、および、第２スイッチ素子１２ａの表面側のドレイン電極Ｄ２ａは、それぞれ、バンプ４２および接合層４４を介して基板４０１の導電パターン４０３ｃの上面に接合されている。
【００８３】
同様に、基板４０１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）のＹ方向の中央部近傍（矢印Ｙ２方向側の端部近傍）（図１９参照）に設けられた導電パターン４０３ａおよび４０３ｃの上面には、Ｖ相（Ｗ相）の電力変換を行うための第１スイッチ素子１１ｂ（１１ｃ）および第２スイッチ素子１２ｂ（１２ｃ）がＸ方向に並んで配置されている。また、第１スイッチ素子１１ｂ（１１ｃ）と、第２スイッチ素子１２ｂ（１２ｃ）とは、表面と裏面とが互いに反対向きになるように配置されている。すなわち、第１スイッチ素子１１ｂ（１１ｃ）の裏面側のゲート電極Ｇ１ｂ（Ｇ１ｃ）は、バンプ４２を介して基板４０１の導電パターン４０３ａの上面に接合されている。また、第１スイッチ素子１１ｂ（１１ｃ）の裏面側のソース電極Ｓ１ｂ（Ｓ１ｃ）、および、第２スイッチ素子１２ｂ（１２ｃ）の表面側のドレイン電極Ｄ２ｂ（Ｄ２ｃ）は、それぞれ、バンプ４２および接合層４４を介して基板４０１の導電パターン４０３ｃの上面に接合されている。
【００８４】
ここで、第４実施形態では、図１９に示すように、接続用導体４３１および４３２は、Ｙ方向に延びる平板状の導体により構成されている。これにより、接続用導体４３１および４３２は、それぞれ、３つの第１スイッチ素子１１ａ〜１１ｃおよび３つの第２スイッチ素子１２ａ〜１２ｃに共通に跨るように配置されている。すなわち、図２０に示すように、接続用導体４３１の下面（矢印Ｚ１方向側の面）には、３つの第１スイッチ素子１１ａ〜１１ｃのそれぞれのドレイン電極Ｄ１ａ〜Ｄ１ｃが接合層４１を介して接合されている。また、接続用導体４３２の下面には、３つの第２スイッチ素子１２ａ〜１２ｃのそれぞれの裏面側のソース電極Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃがバンプ４４を介して接合されている。
【００８５】
また、第４実施形態では、接続用導体４３１および４３２は、上記６つのスイッチ素子（３つの第１スイッチ素子１１ａ〜１１ｃおよび３つの第２スイッチ素子１２ａ〜１２ｃ）に加えて、３つのスナバコンデンサ１０ａ〜１０ｃにも共通に跨るように配置されている。また、スナバコンデンサ１０ａ、１０ｂおよび１０ｃは、それぞれ、第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａ、第１スイッチ素子１１ｂおよび第２スイッチ素子１２ｂ、および、第１スイッチ素子１１ｃおよび第２スイッチ素子１２ｃに対応するように、２つの接続用導体４３１および４３２の上面（矢印Ｚ２方向側の面）に跨って配置されている。なお、スナバコンデンサ１０ａ〜１０ｃは、それぞれ、接合材６０を介して接続用導体４３１および４３２の上面に接合されている。
【００８６】
上記のように、第４実施形態では、接続用導体４３１および４３２は、３つの第１スイッチ素子１１ａ〜１１ｃおよび３つの第２スイッチ素子１２ａ〜１２ｃと、３つのスナバコンデンサ１０ａ〜１０ｃとの間に挟まれるように配置されている。なお、接続用導体４３１および４３２は、それぞれ、本発明の「第１接続用導体」および「第２接続用導体」の一例である。
【００８７】
なお、この第４実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、基板４０１の上面（矢印Ｚ２方向側の面）と接続用導体４３１および４３２の下面（矢印Ｚ１方向側の面）との間、および、基板４０１の上面とスナバコンデンサ１０ａ〜１０ｃの下面との間には、封止樹脂７０が充填されている。また、第２スイッチ素子１２ａ〜１２ｃのゲート電極Ｇ２ａ〜Ｇ２ｃは、それぞれ、ワイヤ２０を介して基板４０１の３つの導電パターン４０３ｅの上面に電気的に接続されている。
【００８８】
以上のような構成により、第４実施形態では、図２０に示すように、基板４０１の下面（矢印Ｚ１方向側の面）側に設けられた３つの導電パターン４０３ｂは、それぞれ、柱状導体４０３ｇ、導電パターン４０３ａ、および、バンプ４２を介して第１スイッチ素子１１ａ〜１１ｃのゲート電極Ｇ１ａ〜Ｇ１ｃに電気的に接続される。したがって、３つの導電パターン４０３ｂは、それぞれ、第１スイッチ素子１１ａ〜１１ｃをスイッチングさせるための制御信号が入力される３つの制御端子５１ａ〜５１ｃ（図１参照）を構成する。
【００８９】
また、基板４０１の下面（矢印Ｚ１方向側の面）側に設けられた３つの導電パターン４０３ｄは、それぞれ、柱状導体４０３ｈ、導電パターン４０３ｃおよびバンプ４３を介して第１スイッチ素子１１ａ〜１１ｃのソース電極Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃに電気的に接続されるとともに、柱状導体４０３ｈ、導電パターン４０３ｃおよび接合層４３を介して第２スイッチ素子１２ａ〜１２ｃのドレイン電極Ｄ２ａ〜Ｄ２ｃに電気的に接続される。したがって、３つの導電パターン４０３ｄは、それぞれ、図示しないモータなどに接続されるＵ相、Ｖ相およびＷ相の出力端子５５ａ〜５５ｃ（図１参照）を構成する。
【００９０】
また、基板４０１の下面（矢印Ｚ１方向側の面）側に設けられた３つの導電パターン４０３ｆは、それぞれ、柱状導体４０３ｉ、導電パターン４０３ｅおよびワイヤ２０を介して第２スイッチ素子１２ａ〜１２ｃのゲート電極Ｇ２ａ〜Ｇ２ｃに電気的に接続される。したがって、３つの導電パターン４０３ｆは、それぞれ、第２スイッチ素子１２ａ〜１２ｃをスイッチングさせるための制御信号が入力される３つの制御端子５２ａ〜５２ｃ（図１参照）を構成する。
【００９１】
また、接続用導体４３１は、接合層４１を介して第１スイッチ素子１１ａ〜１１ｃのドレイン電極Ｄ１ａ〜Ｄ１ｃに電気的に接続されるとともに、接続用導体４３２は、バンプ４４を介して第２スイッチ素子１２ａ〜１２ｃのソース電極Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃに電気的に接続される。したがって、接続用導体４３１および４３２は、それぞれ、図示しない直流電源のＰ極（＋Ｖ）に接続される入力端子５３（図１参照）、および、Ｎ極（−Ｖ）に接続される入力端子５４（図１参照）を構成する。
【００９２】
第４実施形態では、上記のように、３つの第１スイッチ素子１１ａ〜１１ｃおよび３つの第２スイッチ素子１２ａ〜１２ｃと、３つのスナバコンデンサ１０ａ〜１０ｃとをそれぞれ並列接続することにより１つのパワーモジュール（３相インバータ装置）４００を構成する。これにより、第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａとスナバコンデンサ１０ａとからなるパワーモジュールと、第１スイッチ素子１１ｂおよび第２スイッチ素子１２ｂとスナバコンデンサ１０ｂとからなるパワーモジュールと、第１スイッチ素子１１ｃおよび第２スイッチ素子１２ｃとスナバコンデンサ１０ｃとからなるパワーモジュールとの合計３つのパワーモジュールを互いに別々に設ける場合（たとえば、上記第１実施形態のように、互いに別々に設けた３つのパワーモジュール１００ａ〜１００ｃによって３相インバータ装置１００（図１参照）を構成する場合）と異なり、部品点数を削減することができるので、装置構成を簡略化することができる。
【００９３】
また、第４実施形態では、３つの第１スイッチ素子１１ａ〜１１ｃおよび３つの第２スイッチ素子１２ａ〜１２ｃと、３つのスナバコンデンサ１０ａ〜１０ｃとに共通に跨るように接続用導体４３１および４３２を配置する。これにより、第１スイッチ素子１１ａおよび第２スイッチ素子１２ａとスナバコンデンサ１０ａ、第１スイッチ素子１１ｂおよび第２スイッチ素子１２ｂとスナバコンデンサ１０ｂ、および、第１スイッチ素子１１ｃおよび第２スイッチ素子１２ｃとスナバコンデンサ１０ｃとのそれぞれに対して別々に３つの接続用導体を設ける場合と異なり、部品点数を削減することができるので、装置構成を簡略化することができる。
【００９４】
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。
【００９５】
たとえば、上記第１〜第４実施形態では、スイッチ素子とスナバコンデンサとを備えた３相インバータ装置（電力変換装置）に本発明を適用した例を示したが、本発明は、スイッチ素子とスナバコンデンサとを備えていれば、３相インバータ装置以外の電力変換装置にも適用可能である。
【００９６】
また、上記第１および第２実施形態では、１つのパワーモジュール（電力変換装置）に１つのスナバコンデンサを設けた例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、１つのパワーモジュールに２つ以上のスナバコンデンサを設けてもよい。たとえば、図２１に示した第１実施形態の変形例（図２２に示した第２実施形態の変形例）のように、１つのパワーモジュール１１０ａ（２１０ａ）に２つのスナバコンデンサ１０ｄおよび１０ｅ（１０ｆおよび１０ｇ）を設けてもよい。なお、パワーモジュール１１０ａ（２１０ａ）は、本発明の「電力変換装置」の一例である。
【００９７】
図２１に示した第１実施形態の変形例では、１つのパワーモジュール１１０ａに２つのスナバコンデンサ１０ｄおよび１０ｅが設けられている。これら２つのスナバコンデンサ１０ｄおよび１０ｅは、２つの接続用導体３１および３２の上面（矢印Ｚ２方向側の面）に跨ってＹ方向に並んで配置されている。なお、この図２１に示した変形例においても、上記図２に示した第１実施形態と同様に、接続用導体３１および３２は、それぞれ、第１スイッチ素子１１ａとスナバコンデンサ１０ｄおよび１０ｅとの間、および、第２スイッチ素子１２ａとスナバコンデンサ１０ｄおよび１０ｅとの間に挟まれるように配置されている。
【００９８】
同様に、図２２に示した第２実施形態の変形例では、１つのパワーモジュール２１０ａに２つのスナバコンデンサ１０ｆおよび１０ｇが設けられている。これら２つのスナバコンデンサ１０ｆおよび１０ｇは、第２基板２０５の上面（矢印Ｚ２方向側の面）側に設けられた２つの導電パターン２０７ｃおよび２０７ｅの上面（矢印Ｚ２方向側の面）に跨るようにＹ方向に並んで配置されている。なお、この図２２に示した変形例においても、上記図８に示した第２実施形態と同様に、第２基板２０５の導電パターン２０７ｃおよび２０７ｄと柱状導体２０７ｌとは、第１スイッチ素子１１ａとスナバコンデンサ１０ｆおよび１０ｇとの間に挟まれるように配置されている。また、第２基板２０５の導電パターン２０７ｅおよび２０７ｆと柱状導体２０７ｍとは、第２スイッチ素子１２ａとスナバコンデンサ１０ｆおよび１０ｇとの間との間に挟まれるように配置されている。
【００９９】
図２１に示した第１実施形態の変形例（図２２に示した第２実施形態の変形例）では、上記のように、１つのパワーモジュール１１０ａ（２１０ａ）に２つのスナバコンデンサ１０ｄおよび１０ｅ（１０ｆおよび１０ｇ）を設けることにより、１つのパワーモジュールに１つのスナバコンデンサを設ける場合（上記第１および第２実施形態の場合）に比べて、サージ電圧をより吸収することができる。
【０１００】
また、上記第３実施形態では、図１７に示すように、基板１の下面（矢印Ｚ１方向側の面）側に設けた導電パターン３ｂおよび３ｊを、それぞれ、図示しない直流電源のＰ極（＋Ｖ）に接続される入力端子５３（図１参照）およびＮ極（−Ｖ）に接続される入力端子５４（図１参照）として用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、図２３に示した第３実施形態の変形例のように、放熱板５８１および５８２をそれぞれ入力端子５３および５４（図１参照）として用いてもよい。なお、放熱板５８１および５８２は、本発明の「放熱部材」の一例である。
【０１０１】
図２３に示した第３実施形態の変形例では、上記第３実施形態と同様に、放熱板５８１および５８２は、それぞれ、熱伝導性に優れた銅などの金属からなる平板状の導体により構成されている。また、放熱板５８１は、接合材６１、スナバコンデンサ１０ａの一方端子Ｃ１ａ、接合材６０、接続用導体３１および接合層４１を介して第１スイッチ素子１１ａのドレイン電極Ｄ１ａに電気的に接続されている。これにより、放熱板５８１は、図示しない直流電源のＰ極（＋Ｖ）に接続される入力端子５３（図１参照）を構成する。また、放熱板５８２は、接合材６１、スナバコンデンサ１０ａの他方電極Ｃ２ａ、接合材６０、接続用導体３２およびバンプ４４を介して第２スイッチ素子１２ａのソース電極Ｓ２ａに電気的に接続されている。したがって、放熱板５８２は、図示しない直流電源のＮ極（−Ｖ）に接続される入力端子５４（図１参照）を構成する。
【０１０２】
図２３に示した第３実施形態の変形例では、上記のように、放熱板５８１および５８２を入力端子５３および５４（図１参照）として用いることにより、入力端子５３および５４を構成するための専用の導電パターン（たとえば、上記図１７に示した第３実施形態の導電パターン３ｂおよび３ｊ）を基板１ａに設ける必要がないので、装置構成を簡略化することができる。
【０１０３】
また、上記第３実施形態では、熱伝導性に優れた銅などの金属からなる平板状の導体により放熱部材を構成する例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、熱伝導性に優れた部材であれば、金属以外の部材により放熱部材を構成してもよい。
【０１０４】
また、上記第１〜第４実施形態では、スイッチ素子（電力変換用半導体素子）として、ＭＯＳＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）を用いる例を示したが、本発明はこれに限らない。本発明では、スイッチ素子として、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）などの他のトランジスタを用いてもよい。
【図１】
2013114565.tif 000003
【図２】
2013114565.tif 000004
【図３】
2013114565.tif 000005
【図４】
2013114565.tif 000006
【図５】
2013114565.tif 000007
【図６】
2013114565.tif 000008
【図７】
2013114565.tif 000009
【図８】
2013114565.tif 000010
【図９】
2013114565.tif 000011
【図１０】
2013114565.tif 000012
【図１１】
2013114565.tif 000013
【図１２】
2013114565.tif 000014
【図１３】
2013114565.tif 000015
【図１４】
2013114565.tif 000016
【図１５】
2013114565.tif 000017
【図１６】
2013114565.tif 000018
【図１７】
2013114565.tif 000019
【図１８】
2013114565.tif 000020
【図１９】
2013114565.tif 000021
【図２０】
2013114565.tif 000022
【図２１】
2013114565.tif 000023
【図２２】
2013114565.tif 000024
【図２３】
2013114565.tif 000025
【国際調査報告】
2013114565.tif 000026
2013114565.tif 000027
2013114565.tif 000028
2013114565.tif 000029