(57)【要約】【課題】高さを抑制できる半導体装置を提供する。【解決手段】パワー半導体と電気的に接続されるモジュール端子を有するパワーモジュールと、パワーモジュールを冷却する冷却器と、第１の締結部材により締め付けられることでモジュール端子と外部端子を接続する第２の締結部材と、を備え、モジュール端子と外部端子は、第１の締結部材と第２の締結部材との間に挟持され、第２の締結部材は、冷却面に沿う面に対して冷却器側に設けられる半導体装置。【選択図】  図１Ｂ
2018110469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワー半導体、及び前記パワー半導体と電気的に接続されてモジュールの内側から外側に延出するモジュール端子を有するパワーモジュールと、
前記パワーモジュールの被冷却面と熱的に接する冷却面を有し、前記パワーモジュールに対向して配置される冷却器と、
第１の締結部材により締め付けられることで前記モジュール端子と外部端子を接続する第２の締結部材と、を備え、
前記モジュール端子と前記外部端子は、前記第１の締結部材と前記第２の締結部材との間に挟持され、
前記第２の締結部材は、前記被冷却面に沿う面に対して前記冷却器側に設けられる半導体装置。
【請求項２】
前記冷却器を収容する絶縁性の冷却器カバーを、さらに備え、
前記第２の締結部材は前記冷却器カバーに埋設される
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記冷却器を収容する導電性の冷却器カバーと、
前記パワーモジュールと前記冷却器の間に設けられるとともに、前記モジュール端子と前記冷却器カバーの間に設けられる絶縁部材と、をさらに備え、
前記第２の締結部材は前記冷却器カバーに埋設され、
前記第１の締結部材は絶縁性の締結部材である
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記冷却器の冷媒が流れる流路配管を有し、前記冷却器及び前記パワーモジュールを支持する支持体を、さらに備える
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記支持体は絶縁性の支持体であり、
前記第２の締結部材は前記支持体に埋設される
請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記外部端子は前記支持体に埋設される
請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記流路配管は前記第２の締結部材の付近を通過する
請求項５又は６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第２の締結部材は前記支持体に埋設されるとともに、前記パワーモジュール及び前記冷却器を支持する位置に設けられる
請求項４に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記冷却器を収容する冷却器カバーと、をさらに備え、
前記冷却器カバーは、少なくとも上面と下面を有し、
前記上面は、前記冷却面を含む面であり、
前記冷却器カバーは、第１の接続位置で前記支持体と接続し、
前記冷却器は、流路配管が通る第２の接続位置で前記支持体と接続し、
前記モジュール端子は、第３の接続位置で前記外部端子と接続し、
前記第１の接続位置は、前記冷却器カバーの前記下面のうち直上に前記冷却器が配置されていない外周領域に設けられ、
前記第２の接続位置は、前記冷却器カバーの前記下面のうち前記外周領域よりも内側の領域に設けられ、
前記第３の接続位置は、前記冷却器カバーの前記上面のうち前記第２の接続位置の直上以外に設けられる
請求項４に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記冷却器を収容する冷却器カバーと、をさらに備え、
前記冷却器カバーは、少なくとも上面、側面、及び下面を有し、
前記上面は、前記冷却面を含む面であり、
前記支持体は、前記冷却器カバーの前記下面及び前記側面を覆う形状であり、少なくとも前記側面よりも外側に前記冷却面に沿う面と略同一の締結面を有し、
前記冷却器カバーは、第１の接続位置で前記支持体と接続し、
前記冷却器は、流路配管が通る第２の接続位置で前記支持体と接続し、
前記モジュール端子は、第３の接続位置で前記外部端子と接続し、
前記第１の接続位置は、前記冷却器カバーの前記下面のうち直上に前記冷却器が配置されていない外周領域に設けられ、
前記第２の接続位置は、前記冷却器カバーの前記下面のうち前記外周領域よりも内側の領域に設けられ、
前記第３の接続位置は、前記支持体の前記締結面に設けられる
請求項４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ものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体端子を内蔵すると共に少なくとも一対の半導体端子を備えた半導体モジュールと、上記半導体端子にそれぞれ電気的に接続された少なくとも一対のコンデンサ端子を備えたコンデンサと、上記半導体モジュールを冷却する冷却器とを有する電力変換装置であって、上記半導体端子と上記コンデンサ端子とを、互いに直接接触させるとともに、上記冷却装置に対して熱的に接触させ固定してなる電力変換装置が開示されている（特許文献１）。冷却器の固定部にはネジ穴が形成され、コンデンサ端子及び半導体端子には、それぞれ開口部が形成されている。固定部は、半導体モジュールの放熱板と冷却器との接触面に沿う面に対して、半導体モジュール側に凸設されている。冷却器の固定部の上面に、コンデンサ端子と半導体端子とを重ねて載置し、コンデンサ端子及び半導体端子の開口部を貫通するように、締結部材としての絶縁性のネジを挿通し、冷却器の固定部のネジ穴にねじ込むことで、半導体端子とコンデンサ端子とを締結すると共に両者を冷却器に固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２５２４６０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、従来技術では、締結部材により半導体端子とコンデンサ端子とを固定部に固定するには、電力変換装置は固定部の上部に締結部材の高さだけでなく固定部の高さを加えた高さを必要とするため、電力変換装置の高さが高くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、高さを抑制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】
【０００６】
本発明は、パワー半導体と電気的に接続されるモジュール端子を有するパワーモジュールと、パワーモジュールを冷却する冷却器と、第１の締結部材により締め付けられることでモジュール端子と外部端子を接続する第２の締結部材と、を備え、モジュール端子と外部端子は、第１の締結部材と第２の締結部材との間に挟持され、第２の締結部材は、冷却面に沿う面に対して冷却器側に設けられることで上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、半導体装置の高さを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、第１実施形態に係る半導体装置の上面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿う半導体装置の断面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る半導体装置の変形例１を示す断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る半導体装置の変形例２を示す断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第２実施形態に係る半導体装置の上面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿う半導体装置の断面図である。
【図５】図５は、支持位置とシール位置のＸＹ平面上での関係を説明するための半導体装置の下面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、比較例に係る半導体装置の上面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６ＡのＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う半導体装置の断面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第３実施形態に係る半導体装置の上面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、図７ＡのＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿う半導体装置の断面図である。
【図８】図８は、第３実施形態に係る半導体装置の変形例１を示す半導体装置の断面図である。
【図９】図９は、第３実施形態に係る半導体装置の変形例２を示す半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
≪第１実施形態≫
本実施形態に係る半導体装置は、インバータ回路等の電力変換装置として用いられる。電力変換装置は、バッテリ等の電源から電力を変換し、変換された電力をモータ等の負荷に出力する。電力変換装置は、例えば、電気自動車又はハイブリッド車両等の車両の駆動システムの一部として用いられる。なお、本実施形態に係る半導体装置は、電力変換装置に限らず他の装置に用いられてもよく、他の装置の一部でもよい。また電力変換装置は、車両の駆動システムに限らず、他のシステムの一部として用いられてもよい。
【００１１】
図１Ａは本実施形態に係る半導体装置１００の上面図であり、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿う半導体装置１００の断面図である。半導体装置１００の上面図は、図１ＢにおけるＺ軸正方向から半導体装置１００をみた平面図である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、半導体装置１００は、パワーモジュール２０、冷却器４０、及び冷却器カバー４２を備えている。パワーモジュール２０と冷却器４０との間には、熱伝導性を有する絶縁部材６１が設けられており、パワーモジュール２０と冷却器４０との絶縁性は、絶縁部材６１により確保されている。絶縁部材６１には、例えば、セラミック基板が用いられる。なお、以降の説明では、後述する第１の締結部材５１の軸心と同じ方向をＺ軸とし、半導体装置１００の高さはＺ軸の位置により規定される。
【００１２】
パワーモジュール２０は、パワー半導体２１等から構成されるインバータ回路を含んでいる。インバータ回路は、パワーモジュール２０の外側に設けられたバッテリ（図示しない）の直流電力を変換して、モータ（図示しない）に交流電力を供給する回路である。パワー半導体２１は、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ等の半導体スイッチ（トランジスタ）である。パワー半導体２１には、ＳｉＣ、ＧａＮ等を含んだ半導体素子が用いられる。本実施形態では、パワー半導体２１にＳｉＣが用いられる。
【００１３】
パワーモジュール２０は、冷却器４０に対してＺ軸正方向に配置され、Ｚ軸負方向から冷却器４０により冷却される。パワーモジュール２０は、直方体形状で形成されており、上面、下面、及び側面をそれぞれ有する。パワーモジュール２０は、冷却器４０によりＺ軸負方向から冷却される下面を被冷却面２０Ａとして有する。被冷却面２０Ａは、ＸＹ平面に平行な面である。
【００１４】
パワーモジュール２０は、平滑コンデンサ（図示しない）と接続するための導電性のモジュール端子２２を有する。モジュール端子２２は、パワーモジュール２０の下面側（被冷却面Ａ側）に配置され、パワーモジュール２０の内側から外側（Ｘ軸負方向）に被冷却面２０Ａに沿って延出している。モジュール端子２２は板状（直線状）に形成されおり、少なくとも上面及び下面を有する。モジュール端子２２の上面及び下面は、ＸＹ平面と平行な面である。モジュール端子２２の上面はパワー半導体２１が実装されている面であり、モジュール端子２２の下面は被冷却面２０Ａ側の面である。モジュール端子２２には、例えば、バスバーが用いられる。本実施形態では、パワー半導体２１等で構成されるインバータ回路は、モジュール端子２２の上面に実装されている。なお、インバータ回路をモジュール端子２２に実装をすることに限定されず、例えば、インバータ回路は回路基板（図示しない）に実装され、当該回路基板とモジュール端子２２とは電気的に接続する構成にしてもよい。この場合、回路基板とモジュール端子２２は、例えば、ワイヤーボンディングにより電気的に接続されている。
【００１５】
モジュール端子２２は、第１の締結部材５１及び第２の締結部材５２により、パワーモジュール２０の外側で平滑コンデンサのコンデンサ端子３１と締結している。コンデンサ端子３１は、板状（直線状）に形成されており、モジュール端子２２と同様に、少なくとも上面及び下面を有する。図１Ａ及び図１Ｂに示すコンデンサ端子３１は、平滑コンデンサの一対の端子のうちの一方の導電性の端子とする。なお、外部機器としては、平滑コンデンサに限られず、他の電子部品でもよく、他の電子部品の端子とモジュール端子２２とが締結していてもよい。
【００１６】
冷却器４０は、パワーモジュール２０を冷却する冷却装置である。冷却器４０は、パワーモジュール２０で発熱した熱をＺ軸正方向から受ける冷却面４０Ａを有する。冷却面４０ＡはＸＹ平面に平行な面である。冷却器４０は、パワーモジュール２０と対向するように、パワーモジュール２０の被冷却面２０Ａに対して、Ｚ軸負方向に配置されている。より具体的に説明すると、冷却器４０は、冷却面４０Ａがパワーモジュール２０の被冷却面２０Ａと向き合うように、パワーモジュール２０に対して配置されている。
【００１７】
被冷却面２０Ａと冷却面４０Ａとは熱的に接触している。熱的に接触するとは、被冷却面２０Ａと冷却面４０Ａとの間で熱交換可能な状態であることを意味し、被冷却面２０Ａと冷却面４０Ａとの間に熱伝導性を有する絶縁部材を介在させる場合も含む。本実施形態では、上記のように、パワーモジュール２０と冷却器４０との間には絶縁部材６１が設けられている。具体的には、絶縁部材６１は、被冷却面２０Ａと冷却面４０Ａとの間にＸＹ平面と平行に設けられるとともに、Ｚ軸方向に厚みを有するように設けられている。なお、冷却器４０と熱的に接触する機器は、パワーモジュール２０に限られず、冷却器４０を収容する冷却器カバー４２であってもよい。
【００１８】
また、冷却器４０は冷媒４１を有しており、冷媒４１は冷却面４０Ａと反対側（Ｚ軸負方向）に設けられている。例えば、インバータ回路の動作時において、パワー半導体２１のスイッチング時に発生する熱は、被冷却面２０Ａ及び冷却面４０Ａを介して、冷媒４１により放熱される。これにより、冷却器４０は、パワーモジュール２０の温度が上昇するのを防ぐことができる。冷媒４１としては、冷却水のような液体、冷媒ガスのような気体が挙げられる。本実施形態では、冷媒４１に冷却水が用いられる。
【００１９】
冷却器カバー４２は、冷却器４０を収容するカバーである。冷却器カバー４２は直方体形状で形成されている。冷却器カバー４２は、図１Ａに示すように、パワーモジュール２０を覆うだけでなく、モジュール端子２２のうちパワーモジュール２０の内側から外側に延出する部分、及びモジュール端子２２とコンデンサ端子３１との締結箇所を覆うような大きさで設けられている。本実施形態では、冷却器カバー４２は熱伝導性を有する絶縁性のカバーであり、冷却器カバー４２は冷却器４０及び冷媒４１と熱的に接触する。そのため、冷却器カバー４２に接触している部品等は、冷却器４０との熱交換により冷却される。これにより、冷却器４０は、当該冷却器４０と直接的に接触しておらず冷却器カバー４２と接触してる場合であっても、冷却器カバー４２に接触している対象を冷却する。例えば、図１Ｂに示すように、第２の締結部材５２が冷却器カバー４２と熱的に接触するように埋設されていると、第２の締結部材５２は冷却器カバー４２を介して冷却器４０により冷却される。
【００２０】
次に、パワーモジュール２０の発熱による平滑コンデンサの劣化について説明する。
【００２１】
パワーモジュール２０は、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１が締結することで、平滑コンデンサと電気的に接続している。モジュール端子２２はパワー半導体２１と電気的に接続されているため、モジュール端子２２には、パワーモジュール２０で発生する熱、例えば、パワー半導体２１のスイッチング動作により発熱した熱が伝わる。特に、ＳｉＣのＩＧＢＴで構成されるインバータ回路が電力変換動作を行う際には、スイッチング動作が高速であるため、パワーモジュール２０で発生する熱量は大きくなる。パワーモジュール２０で発熱した熱は、モジュール端子２２及びコンデンサ端子３１を介して、平滑コンデンサに伝わり、平滑コンデンサの温度は上昇する。そのため、パワーモジュール２０で発熱した熱は、平滑コンデンサが劣化する原因となる。
【００２２】
このような平滑コンデンサの劣化の原因となる温度上昇を防ぐために、パワーモジュール２０そのものを冷却することに加えて、モジュール端子２２及びコンデンサ端子３１を冷却することが電力変換装置における課題となっている。本実施形態においては、第２の締結部材５２を後述するような位置に配置することで、第２の締結部材５２を冷却し、その結果、コンデンサ端子３１に熱が伝わることを防ぎ、平滑コンデンサの劣化を防ぐことができる。
【００２３】
次に、パワーモジュール２０と平滑コンデンサとの締結について説明する。
【００２４】
モジュール端子２２とコンデンサ端子３１の締結には、２つの締結部材として第１の締結部材５１及び第２の締結部材５２が用いられる。モジュール端子２２の端部及びコンデンサ端子３１の端部には、第１の締結部材５１が挿通するための挿通孔が設けられている。それぞれの挿通孔の内側の側壁には、絶縁性の膜が張られており、例えば、金属性の締結部材が挿通孔を挿通したとしても、モジュール端子２２及びコンデンサ端子３１は当該締結部材と絶縁される。本実施形態では、第１の締結部材５１には金属性のボルトが用いられ、第２の締結部材５２には金属性のナットが用いられる。
【００２５】
モジュール端子２２とコンデンサ端子３１は、第１の締結部材５１と第２の締結部材５２との間に重ね合わせて配置される。第１の締結部材５１は、Ｚ軸正方向から負方向に向かって、モジュール端子２２の挿通孔とコンデンサ端子３１の挿通孔を重ね合わせた部分（挿通孔）を挿通する。そして、第１の締結部材５１が第２の締結部材５２を締付けると、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１は、第１の締結部材５１と第２の締結部材５２との間に挟持される。本実施形態では、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１は、モジュール端子２２がコンデンサ端子３１に対してＺ軸正方向に位置するように重なる。当該２つの端子が締結されると、モジュール端子２２の上面はコンデンサ端子３１の下面と接触し、モジュール端子２２の下面は第２の締結部材５２と熱的に接触し、コンデンサ端子３１の上面は第１の締結部材５１と熱的に接触する。なお、第１の締結部材５１と第２の締結部材５２は、ボルトとナットに限られず、他のネジ部品又はその他の締結部材であってもよい。
【００２６】
第２の締結部材５２は、冷却器カバー４２と熱的に接触するように、冷却器カバー４２に埋設されている。冷却器カバー４２は絶縁性のカバーであるため、第２の締結部材５２と冷却器カバー４２とは絶縁性が確保されている。また、第２の締結部材５２は、モジュール端子２２とコンデンサ端子を３１を締結するとともに、当該２つの端子を冷却器カバー４２に固定する。具体的な第２の締結部材５２の配置としては、第２の締結部材５２はパワーモジュール２０の被冷却面２０Ａに沿う面（ＸＹ平面に平行な面）に対して冷却器４０側（Ｚ軸負方向）に設けられている。例えば、図１Ｂに示すように、第２の締結部材５２の一部を冷却器カバー４２に埋設されるように配置することで、第２の締結部材５２を被冷却面２０Ａに沿う面に対して冷却器４０側に設けることができる。
【００２７】
ここで、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１が締結する位置の高さ（以降、締結位置と称する）について説明する。締結位置は、例えば、締結状態において、モジュール端子２２の上面又はコンデンサ端子３１の下面に沿う面と、第１の締結部材５１の軸心とが交差する位置とする。図１Ｂでは、締結位置Ｐ（ｘ、ｚ）は、ＸＺ平面上のＸ軸及びＺ軸上の位置を示している。以降の説明では、締結位置ＰのＸ軸上の位置をＰ（ｘ）、締結位置ＰのＺ軸上の位置をＰ（ｚ）とする。同様に、ＸＹ平面上の締結位置Ｐは、Ｐ（ｘ、ｙ）で示され、締結位置ＰのＹ軸上の位置をＰ（ｙ）とする。また、締結位置Ｐの高さは、Ｚ軸上の位置、すなわち、Ｐ（ｚ）として説明する。
【００２８】
モジュール端子２２とコンデンサ端子３１は、第１の締結部材５１と第２の締結部材５２に挟持されている。そのため、第２の締結部材５２の高さが高くなるにつれて、締結位置Ｐ（ｚ）は高くなる。
【００２９】
本実施形態の締結位置Ｐ（ｚ）の高さについて例を用いて説明する。図１Ｂに示すように第２の締結部材５２を配置した場合の締結位置Ｐ（ｚ）と、例えば、被冷却面２０Ａに沿う面に対して、パワーモジュール２０側（Ｚ軸正方向）に第２の締結部材５２を配置した場合の締結位置Ｐ（ｚ´）（図示しない）を比べる。この場合、図１Ｂに示す第２の締結部材５２のＺ軸上の位置は、被冷却面２０Ａに沿う面に対して、冷却器４０側に設けられているため、締結位置Ｐ（ｚ）は締結位置Ｐ（ｚ´）よりも低くなる。また、第１の締結部材５１は、当該第１の締結部材５１を回転させるために必要な頭部を有している。第２の締結部材５２のＺ軸上の位置が高くなると、第１の締結部材５１の頭部はパワーモジュール２０よりも高くなる恐れがある。その結果、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１を締結するために、半導体装置１００の高さを必要とし、半導体装置１００の高さを抑制できない。
【００３０】
一方、本実施形態では、第２の締結部材５２は、図１Ｂに示すように、被冷却面２０Ａに沿う面（ＸＹ平面に沿う平坦面）に対して冷却器４０側（Ｚ軸負方向）に設けられているため、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１との締結位置Ｐ（ｚ）を低くすることができる。これにより、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１を締結するために、半導体装置１００の高さを必要とせず、半導体装置１００の高さを抑制できる。また、第２の締結部材５２は冷却器カバー４２に埋設されているため、冷却器カバー４２を介して冷却器４０により冷却される。そのため、第２の締結部材５２と接触するモジュール端子２２は、第２の締結部材５２を介して冷却される。これにより、モジュール端子２２と締結するコンデンサ端子３１の温度上昇を防ぐことができ、平滑コンデンサの劣化を防ぐことができる。
【００３１】
以上のように、本実施形態に係る半導体装置１００は、パワー半導体２１、及びパワー半導体２１と電気的に接続されてモジュールの内側から外側に延出するモジュール端子２２を有するパワーモジュール２０と、パワーモジュール２０の被冷却面２０Ａと熱的に接触する冷却面４０Ａを有し、パワーモジュール２０に対向して配置される冷却器４０を備える。また、半導体装置１００は、第１の締結部材５１により締め付けられることでモジュール端子２２とコンデンサ端子３１とを接続する第２の締結部材５２を備える。そして、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１は、第１の締結部材５１と第２の締結部材５２との間に挟持され、第２の締結部材５２は、パワーモジュール２０の被冷却面２０Ａに沿う面に対して冷却器４０側に設けられる。これにより、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１の締結位置Ｐ（ｚ）を低くすることができるため、半導体装置１００の高さを抑制することができる。
【００３２】
また、本実施形態に係る半導体装置１００は、冷却器４０を収容する絶縁性の冷却器カバー４２を備え、第２の締結部材５２は冷却器カバー４２に埋設される。これにより、第２の締結部材５２に伝わる熱は冷却器カバー４２を介して冷却器４０により放熱されるため、第２の締結部材５２と熱的に接触するモジュール端子２２を冷却することができる。そのため、パワーモジュール２０で発熱した熱がコンデンサ端子３１に伝わることを抑制でき、平滑コンデンサの温度上昇を防ぐことができる。その結果、平滑コンデンサの劣化を防ぐことができる。
【００３３】
さらに、本実施形態に係る半導体装置１００は、図２、３に示すような変形例であってもよい。
【００３４】
図２は本実施形態に係る半導体装置１００の変形例１を示す断面図である。図３は本実施形態に係る半導体装置１００の変形例２を示す断面図である。図２、３の上面図は、図１Ａの上面図と同じであるため、図２、３に対応する上面図は省略する。
【００３５】
半導体装置１００は、図２に示すように、上述した第１実施形態に対して、冷却器カバー４２ａ及び第１の締結部材５１ａの材質が異なり、第２の締結部材５２及び絶縁部材６１の配置が異なる半導体装置であってもよい。
【００３６】
変形例１では、第１の締結部材５１ａは、絶縁性のボルトである。これにより、モジュール端子２２及びコンデンサ端子３１の挿通孔の内側の側壁に絶縁性の膜を設ける必要がなく、第１の締結部材５１ａとモジュール端子２２及びコンデンサ端子３１との短絡を防ぐことができる。
【００３７】
また、変形例１では、冷却器カバー４２ａは、高い熱伝導性を有する導電性のカバーである。第１実施形態における冷却器カバー４２は絶縁性のカバーであるため、冷却器カバー４２ａは、冷却器カバー４２よりも熱伝導性が高い。冷却器カバー４２ａに接触する部品等は、冷却器カバー４２に接触する部品等よりも冷却される。高い熱伝導性の材料としては、例えば、アルミニウム又はその合金が挙げられる。
【００３８】
さらに、変形例１では、第２の締結部材５２は、冷却器カバー４２ａに埋設され、上述した第１実施形態に比べて、さらに冷却器４０側（Ｚ軸負方向）に設けられている。具体的には、第２の締結部材５２は、冷却器カバ−４２ａに第２の締結部材５２の全部が埋もれた状態で設けられている。一方、上述した第１の実施形態では、第２の締結部材５２の一部が埋もれた状態で設けられている。
【００３９】
また、変形例１では、絶縁部材６１は、パワーモジュール２０と冷却器４０との間だけでなく、パワーモジュール２０の外側（Ｘ軸負方向）において、モジュール端子２２と冷却器カバー４２ａの間にも設けられている。そのため、モジュール端子２２は、パワーモジュール２０の内側（Ｘ軸正方向）では絶縁部材６１を介して冷却器４０と熱的に接触し、パワーモジュール２０の外側（Ｘ軸負方向）では絶縁部材６１を介して冷却器カバー４２ａと熱的に接触する。変形例１では、モジュール端子２２がパワーモジュール２０の外側でも冷却器４０により冷却されるため、上述した第１実施形態に比べて、モジュール端子２２が絶縁部材６１を介して冷却器４０により冷却される面積が増加する。これにより、パワーモジュール２０で発熱した熱は、モジュール端子２２で冷却されて、コンデンサ端子３１に伝わりづらくなる。また、絶縁部材６１はモジュール端子２２と冷却器カバー４２ａの間に設けられているため、モジュール端子２２と冷却器カバー４２ａの間の絶縁性を確保することができる。
【００４０】
このように、変形例１では、絶縁部材６１はパワーモジュール２０と冷却器４０の間に設けられるとともに、モジュール端子２２と冷却器カバー４２ａの間にも設けられ、また、第２の締結部材５２の全部は冷却器カバー４２ａに埋設され、第１の締結部材５１は絶縁性の締結部材である。さらに、冷却器カバー４２ａは、上述した第１実施形態とは異なり、導電性のカバーで構成されている。これにより、パワーモジュール２０で発熱した熱は、モジュール端子２２で冷却されて、コンデンサ端子３１に伝わりづらくなる。また、第１の締結部材５１と、モジュール端子２２及びコンデンサ端子３１、冷却器４０との短絡を防ぐとともに、冷却器カバー４２ａの熱伝導性を高めることができるため、第２の締結部材５２に伝わる熱を、より冷却器４０で冷却することができる。そのため、パワーモジュール２０で発熱した熱は、コンデンサ端子３１に伝わりづらくなり、コンデンサ端子３１の温度上昇をより抑制できる。その結果、平滑コンデンサの劣化をより防ぐことができる。
【００４１】
また、半導体装置１００は、図３に示す変形例２のように、上述した変形例１に対して、スペーサ６２を備える半導体装置であってもよい。
【００４２】
変形例２では、スペーサ６２は、コンデンサ端子３１の高さを調整するための部材であり、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１との間に設けられている。上述した第１実施形態と同様に、第２の締結部材５２は、被冷却面２０Ａよりも冷却器４０側に設けられており、第２の締結部材５２の全部は冷却器カバー４２ａに埋もれている。そのため、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１との締結位置Ｐ´´（ｚ´´）を低くすることができ、変形例２のようにスペーサ６２を挿入することも可能となる。
【００４３】
≪第２実施形態≫
次に、第２実施形態に係る半導体装置２００について説明する。図４Ａは本実施形態に係る半導体装置２００の上面図であり、図４Ｂは図４ＡのＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿う半導体装置２００の断面図である。半導体装置２００の上面図は、図４ＢにおけるＺ軸正方向から半導体装置２００をみた平面図である。本実施形態では、上述した第１実施形態に対して、支持体７０を備えている点で異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態及び変形例１と同じであり、その記載を援用する。
【００４４】
支持体７０は、図４Ｂに示すように、パワーモジュール２０及び冷却器４０を一体的に支持する。支持体７０は直方体形状で形成されている。支持体７０は高い熱伝導性を有するとともに、絶縁性を有する。支持体７０は、冷却器カバー４２に対してパワーモジュール２０が設けられている側（Ｚ軸正方向）と反対側（Ｚ軸負方向）に設けられている。
【００４５】
支持体７０には、冷却器カバー４２を支持する場所に支持材９２が設けられている。支持体７０は、冷却器４０を収容する冷却器カバー４２を支持することで、冷却器４０だけでなく、冷却器４０のＺ軸正方向に配置されたパワーモジュール２０を支持する。
【００４６】
支持材９２は、支持用ボルト８１が挿通する挿通孔を有する。支持材９２が設けられる位置では、支持用ボルト８１と支持体７０に埋設された支持用ナット８２とが締結している。支持用ボルト８１がＺ軸正方向から負方向へ支持材９２を挿通し、支持用ナット８２を締付けることで、冷却器カバー４２と支持体７０は接続される。支持体７０が絶縁性を有しているため、支持用ボルト８１及び支持用ナット８２と支持体７０との絶縁性は確保される。なお、支持材９２のＺ軸正方向には、冷却器４０は設けられていない。ＸＹ平面上で支持材９２が設けられている位置については後述する。
【００４７】
本実施形態では、冷却器カバー４２は、直方体形状であり、Ｚ軸正方向に上面（ＸＹ平面に平行な面）、及びＺ軸負方向に上面と平行な下面を有する。冷却器カバー４２の上面には、冷却面４０Ａが含まれている。冷却器カバー４２の下面４２Ｂには、前述した支持材９２及び後述するシール材９１が設けられている。
【００４８】
また、支持体７０は、冷却器４０の冷媒４１が流れる流路配管７１を有しており、支持体７０の上面７０Ａ及び冷却器カバー４２の下面４２Ｂには、流路配管７１が挿通する挿通孔がそれぞれ設けられている。流路配管７１は、Ｚ軸上の負方向から正方向に向かって、当該２つの挿通孔を挿通し、冷却器４０に接続する。流路配管７１が冷却器４０と接続されると、流路配管７１に流れる冷媒が、冷却器４０へ供給されて、冷媒４１は流路配管７１から供給される。
【００４９】
シール材９１は、支持体７０の上面７０Ａと冷却器カバー４２の下面４２Ｂとの間であって、流路配管７１の周囲に設けられている。シール材９１は支持体７０の上面７０Ａ及び冷却器カバー４２の下面４２Ｂと接触しており、冷媒４１が冷却器カバー４２又は支持体７０から漏れ出ることを防いでいる。
【００５０】
以降の説明では、支持材９２の位置、例えば、支持材９２の中心を支持位置ＰＡ０と称し説明する。また、シール材９１の位置、例えば、シール材９１の内側を通る流路配管７１の中心をシール位置ＰＢ０とする。なお、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１とが締結する位置、例えば、モジュール端子２２の上面又はコンデンサ端子３１の下面に沿う面と、第１の締結部材５１の軸心とが交差する位置を締結位置ＰＣ０とする。図４Ｂでは、支持位置ＰＡ０（ｘＡ０、ｚＡ０）は、ＸＺ平面上のＸ軸及びＺ軸上における支持材９２の位置を示している。また、シール位置ＰＢ０（ｘＢ０、ｚＢ０）は、ＸＺ平面上のＸ軸及びＺ軸上におけるシール材９１の位置を示している。さらに、締結位置ＰＣ０（ｘＣ０、ｚＣ０）は、ＸＺ平面上のＸ軸及びＺ軸上におけるモジュール端子２２とコンデンサ端子３１の締結する位置を示している。
【００５１】
次に、支持位置ＰＡ０、シール位置ＰＢ０、及び締結位置ＰＣ０のＸＺ平面上での位置関係について図４Ｂを用いて説明する。
【００５２】
まず、Ｘ軸方向について説明する。支持材９２は、シール材９１よりもＸ軸負方向に設けられており、支持位置ＰＡ０（ｘＡ０）はシール位置ＰＢ０（ｘＢ０）よりもＸ軸負方向に位置する。また、締結位置ＰＣ０（ｘＣ０）は、支持位置ＰＡ０（ｘＡ０）とシール位置ＰＢ０（ｘＢ０）との間に位置する（ｘＢ０＞ｘＣ０＞ｘＡ０）。
【００５３】
続いて、Ｚ軸方向について説明する。本実施形態では、支持材９２及びシール材９１は冷却器カバー４２の下面４２Ｂにそれぞれ設けられており、支持位置ＰＡ０（ｚＡ０）は、シール位置ＰＢ０（ｚＢ０）と略同一の高さである。シール位置ＰＢ０の直上（Ｚ軸正方向）には、冷却器４０が設けられており、締結位置ＰＣ０（ｚｃ０）は設けられていない。また、モジュール端子２２及びコンデンサ端子３１は、冷却器カバー４２よりもＺ軸正方向に配置されており、締結位置ＰＣ０（ｚｃ０）は、支持位置ＰＡ０（ｚＡ０）及びシール位置ＰＢ０（ｚＢ０）よりも高い（ｚｃ０＞ｚＡ０、ｚＢ０）。
【００５４】
次に、支持位置ＰＡ０、シール位置ＰＢ０、及び締結位置ＰＣ０のＸＹ平面上での位置関係について説明する。
【００５５】
本実施形態では、支持位置ＰＡ０とシール位置ＰＢ０はＸＹ平面上で互いに関係する位置に設けられている。また、シール位置ＰＢ０と締結位置ＰＣ０もＸＹ平面上で互いに関係する位置に設けられている。
【００５６】
まず、支持位置ＰＡ０とシール位置ＰＢ０のＸＹ平面上での位置関係について図５を用いて説明する。図５は支持位置ＰＡ０とシール位置ＰＢ０のＸＹ平面上での位置関係を説明するための半導体装置２００の下面図である。半導体装置２００の下面図は、図４ＢにおけるＺ軸負方向から半導体装置２００をみた平面図である。
【００５７】
図５では、支持位置ＰＡ０（ｘＡ０、ｙＡ０）は、ＸＹ平面上のＸ軸及びＹ軸上における支持材９２の位置を示している。また、シール位置ＰＢ０（ｘＢ０、ｙＢ０）は、ＸＹ平面上のＸ軸及びＹ軸上におけるシール材９１の位置を示している。さらに、締結位置ＰＣ０（ｘＣ０、ｙＣ０）は、ＸＹ平面上のＸ軸及びＹ軸上におけるモジュール端子２２とコンデンサ端子３１の締結する位置を示している。
【００５８】
図５に示すように、支持位置ＰＡ０（ｘＡ０、ｙＡ０）は、冷却器カバー４２の下面４２Ｂのうち、外周領域Ｒ１に位置する。例えば、Ｚ軸正方向に冷却器４０が設けられている長方形状の領域Ｒ４０に対して、Ｘ軸方向に所定の距離Ｄｘ１ずつ、Ｙ軸方向に所定の距離Ｄｙ１ずつ拡げた領域を設置領域Ｒ２（領域Ｒ４０を含む）とすると、外周領域Ｒ１は、下面４２Ｂの全領域Ｒ４２Ｂから当該設置領域Ｒ２を除いた領域となる。図５では、外周領域Ｒ１は右下がりの斜線で示された領域であり、設置領域Ｒ２は左下がりの斜線で示された領域である。なお、所定の距離Ｄｘ１及び所定の距離Ｄｙ１は、例えば、ＸＹ平面上において、支持用ボルト８１の頭部又は支持用ナット８２と設置領域Ｒ２とが重ならないように、支持用ボルト８１の頭部の直径又は支持用ナット８２の直径に応じて決めることができる。
【００５９】
本実施形態では、図５に示すように、冷却器カバー４２の下面４２Ｂには、支持位置ＰＡ０（ｘＡ０、ｙＡ０）の他に３つの支持位置が設けらており、それぞれの支持位置は冷却器カバー４２の下面４２Ｂの四隅に位置する。つまり、支持体７０は、外周領域Ｒ１に位置する四箇所の支持位置において冷却器カバー４２と接続し、パワーモジュール２０及び冷却器４０を支持している。なお、四箇所の支持位置は外周領域Ｒ１に設けられていればよく、冷却器カバー４２の四隅に限られない。また、支持位置は四箇所に限られず、パワーモジュール２０及び冷却器４０を支持するのに必要な数だけ設けてもよい。
【００６０】
次に、設置領域Ｒ２において、冷却器カバー４２からシール材９１へ加わる圧力について説明する。本実施形態では、上述したように、支持体７０は四箇所の支持位置それぞれで冷却器カバー４２と接続しており、四箇所の支持位置それぞれにおいて、支持用ボルト８１が支持用ナット８２を締付ける力は同程度のものとする。この場合、四箇所の支持位置で囲まれる領域よりも内側の領域、例えば、設置領域Ｒ２では、冷却器カバー４２から支持体７０の上面７０Ａに向かって（Ｚ軸負方向）加わる圧力は、外周領域Ｒ１における当該圧力よりも大きい。そのため、シール材９１を設置領域Ｒ２に設けると、シール材９１を外周領域Ｒ１に設けた場合と比べて、シール材９１には、冷却器カバー４２から大きな圧力が加わる。これは、支持体７０が四箇所の支持位置において冷却器カバー４２と接続しているため、四箇所の支持位置で囲まれるよりも内側の領域では、当該領域の外側の領域よりも、冷却器カバー４２から支持体７０の上面７０Ａに向かって加わる圧力が大きいことによるものである。
【００６１】
本実施形態では、シール材９１は設置領域Ｒ２に設けられており、すなわち、シール位置ＰＢ０（ｘＢ０、ｙＢ０）は設置領域Ｒ２に位置する。これにより、シール材９１は冷却器カバー４２から大きな圧力を受けて、冷媒４１が冷却器カバー４２又は支持体７０から漏れ出ることを防止できる。
【００６２】
続いて、シール位置ＰＢ０と締結位置ＰＣ０のＸＺ平面上での位置関係について図６Ａ及び図６Ｂに示す比較例を用いて説明する。
【００６３】
図６Ａは比較例に係る半導体装置２１０の上面図であり、図６Ｂは図６ＡのＶＩＢ−ＶＩＢ線に沿う半導体装置２１０の断面図である。半導体装置２１０の上面図は、図６ＢにおけるＺ軸正方向から半導体装置２１０をみた平面図である。比較例に係る半導体装置２１０では、本実施形態に対して、シール位置ＰＢ０´及び締結位置ＰＣ０´が異なる。これ以外の構成は、本実施形態と同じであり、その記載を援用する。
【００６４】
比較例では、図６Ｂに示すように、シール位置ＰＢ０´の直上（Ｚ軸正方向）には、本実施形態とは異なり、冷却器４０が設けられていない。Ｘ軸上において、シール位置ＰＢ０´（ｘＢ０´）は締結位置ＰＣ０´（ｘＣ０）と所定の距離Ｄｘ２を空けて設けられている（ｘＢ０´−ｘＣ０＝Ｄｘ２）。
【００６５】
流路配管７１は、シール位置ＰＢ０´から、シール位置ＰＢ０´の直上を通り、冷却器４０と接続する。そのため、シール位置ＰＢ０´の直上の冷却器カバー４２の領域は、流路配管７１により占有される。例えば、所定の距離Ｄｘ２が所定値以下である場合、すなわち、Ｘ軸上において、シール位置ＰＢ０´（ｘＢ０´）と締結位置ＰＣ０´（ｘＣ０）が近接する場合には、シール位置ＰＢ０´の直上の冷却器カバー４２の領域は、流路配管７１により占有され、当該領域には、第２の締結部材５２を埋設することはできない。
【００６６】
第２の締結部材５２は、図６Ｂに示すように、被冷却面２０Ａに沿う面（ＸＹ平面に平行な面）に対して、パワーモジュール２０側（Ｚ軸正方向）に設けられる。例えば、シール材２１１の直上にモジュール端子２２及びコンデンサ端子３１が設けられると、図６Ｂに示すように、締結位置ＰＣ０´はシール位置ＰＢ０´の直上に位置する。そのため、Ｚ軸上において、比較例に係る締結位置ＰＣ０´（ｚＣ０´）は、本実施形態に係る締結位置ＰＣ０（ｚＣ０）と比べて、高くなる（ｚＣ０´＞ｚＣ０）。このため、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１を締結するために、半導体装置２１０には高さが必要となり、比較例に係る半導体装置２１０は高さを抑制できない。
【００６７】
一方、本実施形態では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、シール位置ＰＢ０の直上（Ｚ軸正方向）には、冷却器４０が設けられており、締結位置ＰＣ０は設けられていない。これにより、締結位置ＰＣ０の直下の冷却器カバー４２には、第２の締結部材５２を埋設することができる。そのため、Ｚ軸上において、締結位置ＰＣ０（ｚＣ０）を低くすることができ、半導体装置２００の高さを抑制することができる。
【００６８】
以上のように、本実施形態では、半導体装置２００は、冷却器４０の冷媒４１が流れる流路配管７１を有し、パワーモジュール２０及び冷却器４０を支持する支持体７０を備える。これにより、冷却器４０と支持体７０を接続する際に、シール材９１によりシール位置ＰＢ０をシールするだけで冷媒４１が冷却器カバー４２又は支持体７０から漏れ出るのを防止できる。その結果、シール作業が軽減され、冷却器４０と支持体７０との組み付けが容易になる。
【００６９】
また、本実施形態では、冷却器カバー４２は上面と下面を有し、当該上面は冷却面４０Ａを含む面である。支持位置ＰＡ０は、冷却器カバー４２の下面のうち直上に冷却器４０が配置されていない外周領域Ｒ１に位置する。また、シール位置ＰＢ０は、外周領域Ｒ１より内側の領域である設置領域Ｒ２に位置する。締結位置ＰＣは、冷却器カバー４２の上面のうちシール位置ＰＢ０の直上以外に設けられる。これにより、冷媒４１が冷却器カバー４２又は支持体７０から漏れ出るのを防止するとともに、半導体装置２００の高さを抑制することができる。
【００７０】
≪第３実施形態≫
次に、第３実施形態に係る半導体装置３００について説明する。図７Ａは本実施形態に係る半導体装置３００の上面図であり、図７Ｂは図７ＡのＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿う半導体装置３００の断面図である。半導体装置３００の上面図は、図７ＢにおけるＺ軸正方向から半導体装置３００をみた平面図である。本実施形態では、上述した第２実施形態に対して、支持体１７０が異なる。また、本実施形態では、上述した第２実施形態に対して、支持材９２の支持位置ＰＡ１と、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１の締結する締結位置ＰＣ１とが異なる。これ以外の構成は上述した第２実施形態と同じであり、その記載を援用する。
【００７１】
支持体１７０は、図７Ｂに示すように、冷却器カバー４２の下面４２Ｂ（ＸＹ平面に平行な面）及び側面（ＹＺ平面に平行な面）を覆う形状である。本実施形態では、冷却器カバー４２は側面を有しており、冷却器カバー４２の側面の外側（Ｘ軸負方向）には支持体１７０が設けられている。また、支持体１７０は、冷却器カバー４２の側面の外側に、被冷却面２０Ａに沿う面（ＸＹ平面に平行な面）と略同一の締結面１７０Ａを有している。
【００７２】
締結位置ＰＣ１は、支持体１７０の締結面１７０Ａに設けられている。本実施形態では、上述した第１実施形態及び第２実施形態と異なり、支持体１７０においてモジュール端子２２とコンデンサ端子３１は締結する。第２の締結部材５２は支持体１７０に埋設されている。モジュール端子２２は締結面１７０Ａの上側（Ｚ軸方向）に設けられ、締結面１７０Ａと接触している。
【００７３】
次に、支持位置ＰＡ１、シール位置ＰＢ０、及び締結位置ＰＣ１のＸＺ平面上での位置関係について図７Ｂを用いて説明する。
【００７４】
Ｘ軸方向について説明する。第１の締結部材５１及び第２の締結部材５２は、締結面１７０Ａの上側（Ｚ軸正方向）に設けられており、締結位置ＰＣ１（ｘＣ１）は支持位置ＰＡ１（ｘＡ０）及びシール位置ＰＢ０（ｘＢ０）よりもＸ軸負方向に位置する。また、支持位置ＰＡ１（ｘＡ０）は、シール位置ＰＢ０（ｘＢ０）と締結位置ＰＣ１（ｘＣ１）との間に位置する（ｘＢ０＞ｘＡ１＞ｘＣ１）。なお、Ｚ軸方向について、支持位置ＰＡ１、シール位置ＰＢ０、及び締結位置ＰＣ１の位置関係は、上述した第２の実施形態と同様であるため、説明は省略する。
【００７５】
支持体１７０は高い熱伝導性を有するとともに、絶縁性を有する。支持体１７０には流路配管７１が通るため、第２の締結部材５２は流路配管７１を流れる冷媒４１により冷却される。また、モジュール端子２２のうち締結面１７０Ａと接触している部分も上記冷媒４１により冷却される。そのため、本実施形態では、第２の締結部材５２だけでなく、モジュール端子２２のうち締結面１７０Ａと接触する部分も冷却することができ、モジュール端子２２に対する冷却効果を高くすることができる。また、第２の締結部材５２は支持体１７０に埋設されており、Ｚ軸上において、締結位置ＰＣ１（ｚＣ０）は、第２の実施形態に係る締結位置ＰＣ０（ｚＣ０）と同じ高さである。そのため、第２の実施形態と同様に、半導体装置３００の高さを抑制することができる。
【００７６】
以上のように、本実施形態では、冷却器カバー４２は上面、下面に加えて側面を有し、支持体１７０は、冷却器カバー４２の下面及び側面を覆う形状である。また、支持体１７０は、被冷却面２０Ａに沿う面と略同一の締結面１７０Ａを有する。締結面１７０Ａには、第１の締結部材５１と第２の締結部材５２が締結する締結位置ＰＣ１が設けられ、第２の締結部材５２は支持体１７０に埋設されている。これにより、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１の締結位置ＰＣ１（ｚＣ０）を低くすることができるとともに、モジュール端子２２に対する冷却効果を高くすることができる。その結果、半導体装置３００の高さを抑制するとともに、平滑コンデンサの劣化を防ぐことができる。
【００７７】
本実施形態に係る半導体装置３００は、図８、９に示すような変形例であってもよい。
【００７８】
図８は本実施形態に係る半導体装置３００の変形例１を示す断面図である。図９は本実施形態に係る半導体装置３００の変形例２を示す断面図である。
【００７９】
半導体装置３００は、図８に示すように、上述した第３実施形態に対して、モジュール端子２２に対してコンデンサ端子３１ａを設ける位置が異なる半導体装置であってもよい。
【００８０】
変形例１では、コンデンサ端子３１ａは、支持体１７０に埋設されており、モジュール端子２２の下側（Ｚ軸負方向）に配置されている。具体的には、コンデンサ端子３１ａの全部は、支持体１７０の締結面１７０Ａよりも下側（Ｚ軸負方向）に、支持体１７０に埋もれるように配置されている。モジュール端子２２とコンデンサ端子３１ａは、コンデンサ端子３１ａがモジュール端子２２に対してＺ軸負方向に位置するように重なる。当該２つの端子が締結されると、モジュール端子２２の下面はコンデンサ端子３１ａの上面と接触し、モジュール端子２２の上面は第１の締結部材５１と接触し、コンデンサ端子３１ａの下面は第２の締結部材５２及び支持体１７０と熱的に接触する。
【００８１】
支持体１７０は、上述した第３実施形態と同様に、冷媒４１が流れる流路配管７１を有する。変形例１では、コンデンサ端子３１ａの全部は支持体１７０に埋設されているため、コンデンサ端子３１ａの熱は、支持体１７０を介して冷媒４１により放熱され、コンデンサ端子３１ａは流路配管７１を流れる冷媒４１により冷却される。
【００８２】
ここで、上述した第３実施形態に係るコンデンサ端子３１に対する冷媒４１の冷却の度合いと、変形例１に係るコンデンサ端子３１ａに対する冷媒４１の冷却の度合いとを対比する。
【００８３】
上述した第３実施形態では、コンデンサ端子３１はモジュール端子２２のＺ軸正方向に重なるように配置されており、また、コンデンサ端子３１の全部は支持体１７０に埋もれていない。そのため、コンデンサ端子３１と冷却器４０の冷媒４１との間には、モジュール端子２２、絶縁部材６１、及び冷却器カバー４２が介在し、コンデンサ端子３１の熱は、モジュール端子２２、絶縁部材６１、及び冷却器カバー４２を介して、冷却器４０の冷媒４１により放熱される。
【００８４】
一方、変形例１では、コンデンサ端子３１ａと冷却器４０の間には支持体１７０のみが介在し、コンデンサ端子３１ａの熱は、支持体１７０のみを介して冷媒４１により放熱される。これにより、変形例１に係るコンデンサ端子３１ａは、上述した第３実施形態に係るコンデンサ端子３１よりもより冷却され、冷却効果を高めることができる。
【００８５】
次に、締結位置の高さについて、上述した第３実施形態に係る締結位置ＰＣ０（ｚＣ０）と、変形例１に係る締結位置ＰＣ２（ｚＣ２）とを対比する。
【００８６】
変形例１では、コンデンサ端子３１ａの全部は支持体１７０に埋設されているが、モジュール端子２２は、第３実施形態と同様に、被冷却面２０Ａ及び締結面１７０Ａに沿ってパワーモジュール２０の内側から外側に向かって延出している。変形例１では、締結位置ＰＣ２（ｚＣ２）は、モジュール端子２２の下面又はコンデンサ端子３１ａの上面と沿う面と、第１の締結部材５１の軸心とが交差する位置となる。モジュール端子２２を中心にして言い換えると、変形例１に係る締結位置ＰＣ２（ｚＣ２）はモジュール端子２２の上面に沿う面に位置するのに対して、上述した実施形態３に係る締結位置ＰＣ０（ｚＣ０）はモジュール端子２２の下面に沿う面に位置する。つまり、変形例１に係る締結位置ＰＣ２（ｚＣ２）は実施形態３に係る締結位置ＰＣ０（ｚＣ０）よりも低くなる（ｚＣ２＜ｚＣ０）。
【００８７】
さらに、半導体装置３００は、図９に示すように、上述した第２実施形態に対して、支持体１７０において流路配管７１ａが通る位置が異なる半導体装置であってもよい。また、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１が締結する締結位置ＰＣ３を、上述した実施形態３における支持位置ＰＡ０を兼ねるように、パワーモジュール２０及び冷却器４０を支持する位置に設ける構成にしてもよい。
【００８８】
変形例２では、流路配管７１ａは、支持体１７０のうち第２の締結部材５２の付近を通過するように設けられている。第２の締結部材５２の付近とは、第２の締結部材５２から所定の距離の範囲内である。例えば、所定の距離とは、流路配管７１ａに流れる冷媒４１が第２の締結部材５２を冷却することができる距離である。
【００８９】
具体的に、図９に示す例を用いて説明する。流路配管７１ａは、流路配管７１ａの中心と第２の締結部材５２の下面との間の距離が所定の距離Ｄｚ３となるように設けられている。当該所定の距離Ｄｚ３が所定値よりも短い場合には、第２の締結部材５２は流路配管７１ａにより効果的に冷却される。一方、当該所定の距離Ｄｚ３が所定値よりも長い場合には、第２の締結部材５２は流路配管７１ａにより効果的に冷却されず、第２の締結部材５２に対する流路配管７１ａの冷却効果は弱くなる。変形例２では、所定の距離Ｄｚ３は所定値よりも短いため、流路配管７１ａは第２の締結部材５２を効果的に冷却することができる。
【００９０】
次に、変形例２における締結位置ＰＣ３について説明する。
【００９１】
変形例２では、締結位置ＰＣ３は、上述した実施形態３における支持位置ＰＡ０を兼ねるように、パワーモジュール２０及び冷却器４０を支持する位置に設けられている。例えば、図９に示すように、Ｘ軸上において、締結位置ＰＣ３（ｘＣ３）はシール位置ＰＢ０（ｘＢ０）から所定の距離Ｄｘ３を空けて位置する（ｘＣ３−ｘＢ０＝Ｄｘ３）。当該所定の距離Ｄｘ３が所定値よりも短い場合には、締結位置ＰＣ３における第１の締結部材５１及び第２の締結部材５２により、支持体１７０はパワーモジュール２０及び冷却器４０を安定的に支持することができる。一方、当該所定の距離Ｄｘ３が所定値よりも長い場合には、締結位置ＰＣ３における第１の締結部材５１及び第２の締結部材５２により、支持体１７０は締結位置ＰＣ３はパワーモジュール２０及び冷却器４０を安定的に支持できない。この場合には、上述した実施形態３における支持位置ＰＡ０を設けて、パワーモジュール２０及び冷却器４０を支持する必要がある。変形例２では、所定の距離Ｄｘ３は所定値よりも短いため、支持体１７０はパワーモジュール２０及び冷却器４０を安定的に支持できる。これにより、支持用ボルト８１及び支持用ナット８２を設けることなく、パワーモジュール２０及び冷却器４０を安定的に支持できる。そのため、部品点数の削除によりコストを低減することができるとともに、組み立てを容易にすることができる。
【００９２】
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００９３】
例えば、上述した第３実施形態の変形例１では、コンデンサ端子３１ａは支持体１７０に埋設される構成を例示したが、この構成に限定されず、支持体を備えていない場合にも適用してもよい。例えば、上述した第１実施形態において、コンデンサ端子３１を冷却器カバー４２に埋設する構成にしてもよい。これにより、第２の締結部材５２とともに、コンデンサ端子３１は冷却器カバー４２に埋設され、モジュール端子２２とコンデンサ端子３１の締結位置Ｐ（ｚ）をより低くすることができる。
【００９４】
上記のコンデンサ端子３１は本発明の外部端子に相当し、支持位置ＰＡ０は本発明の第１の接続位置に相当し、シール位置ＰＢ０は本発明の第２の接続位置に相当し、締結位置ＰＣ０は本発明の第３の接続位置に相当する。
【符号の説明】
【００９５】
２０・・・パワーモジュール
２１・・・パワー半導体
２２・・・モジュール端子
３１・・・コンデンサ端子
４０・・・冷却器
４１・・・冷媒
４２・・・冷却器カバー
５１・・・第１の締結部材
５２・・・第２の締結部材
６１・・・絶縁部材
１００・・・半導体装置
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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