(57)【要約】【課題】電力モジュール装置のインダクタンスを低減する。【解決手段】第１の厚さを持つ第１の電力半導体部品（１１８ａ）が第１の導電性基板に電気的に結合される。第２の厚さを持つ第２の電力半導体部品（１１８ｂ）が第２の導電性基板に電気的に結合される。また、正の端子（１４２）が第１の導電性基板に電気的に結合されると共に、負の端子（１４４）が第２の電力半導体部品に電気的に結合され、また更に出力端子（１４６）が第１の電力半導体部品及び第２の導電性基板に電気的に結合される。これにより、上記の端子、電力半導体部品及び導電性基板は、共通の回路ループに組み入れることができ、且つ少なくとも１つの方向における回路ループの幅が第１の厚さ又は第２の厚さの内の少なくとも一方によって規定されるように構成することができる。【選択図】図１
2011097053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の導電性基板（１０２）と、
第２の導電性基板（１０４）と、
第１の厚さを持ち且つ前記第１の導電性基板に電気的に結合されている第１の電力半導体部品（１１８ａ）と、
第２の厚さを持ち且つ前記第２の導電性基板に電気的に結合されている第２の電力半導体部品（１１８ｂ）と、
前記第１の導電性基板に電気的に結合されている正の端子（１４２）と、
前記第２の電力半導体部品に電気的に結合されている負の端子（１４４）と、
前記第１の電力半導体部品及び前記第２の導電性基板に電気的に結合されている出力端子（１４６）とを有し、
前記正及び負の端子、前記第１及び第２の電力半導体部品、並びに前記第１及び第２の導電性基板は、共通の回路ループ内に組み入れられていて、少なくとも１つの方向における前記回路ループの幅が前記第１の厚さ又は前記第２の厚さの少なくとも一方によって規定されるように構成されていること、
を特徴とする装置。
【請求項２】
前記正及び負の端子、前記第１及び第２の電力半導体部品、並びに前記第１及び第２の導電性基板は、少なくとも１つの方向における前記回路ループの第１の幅が前記第１の厚さにほぼ等しく、また少なくとも１つの方向における前記回路ループの第２の幅が前記第２の厚さにほぼ等しく、更に前記回路ループが、いずれの場所においても、前記第１の厚さ及び前記第２の厚さの内の大きい方よりも小さいか又はそれにほぼ等しい幅を持つように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記正及び負の端子、前記第１及び第２の電力半導体部品、並びに前記第１及び第２の導電性基板は、少なくとも１つの方向における前記回路ループの第１の幅が前記第１の厚さによって規定され、また少なくとも１つの方向における前記回路ループの第１の幅が前記第２の厚さによって規定されるように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記正の端子、負の端子及び出力端子は少なくとも約１０Ａの瞬時電流を通すように構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記正及び負の端子は電力絶縁層（１４８）の対向する両面に突合せ接触している、請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記装置は、実質的に平面状のベースプレート（１１４）を更に有しており、この場合、前記第１及び第２の導電性基板がそれぞれ前記ベースプレート上に配置され、且つ前記正及び負の端子が前記ベースプレートから実質的に垂直に延出している、請求項１記載の装置。
【請求項７】
前記装置は、出力絶縁層（１５４）を更に有しており、この場合、前記出力端子及び前記正の端子が前記出力絶縁層の対向する両面に突合せ接触し、且つ前記出力端子及び前記負の端子が前記出力絶縁層の対向する両面に突合せ接触している、請求項１記載の装置。
【請求項８】
前記第１及び第２の電力半導体部品は前記第１及び第２の導電性基板上にそれぞれ配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記第１及び第２の電力半導体部品の各々は対向する前面及び後面を含み、前記第１の電力半導体部品の前記後面が前記第１の導電性基板に電気的に結合され、且つ前記第２の電力半導体部品の前記後面が前記第２の導電性基板に電気的に結合されている、請求項１記載の装置。
【請求項１０】
前記装置は、正のリード線（１４０ａ）、負のリード線（１４０ｂ）、第１の出力リード線（１４０ｃ）及び第２の出力リード線（１４０ｄ）を更に含んでおり、この場合、前記正のリード線が前記正の端子及び前記第１の導電性基板に電気的に結合され、前記負のリード線が前記負の端子及び前記第２の電力半導体部品に電気的に結合され、前記第１の出力リード線が前記出力端子及び前記第１の電力半導体部品に電気的に結合され、前記第２の出力リード線が前記出力端子及び前記第２の導電性基板に電気的に結合されており、また更に、前記正のリード線の各々が、実質的にそれぞれの当該正のリード線の長さに沿ってそれぞれの第１の出力リード線に近接しており、且つ前記第２の出力リード線の各々が、実質的にそれぞれの当該第２の出力リード線の長さに沿ってそれぞれの負のリード線に近接している、請求項１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に云えば、電力モジュールに関し、より具体的には、寄生インダクタンスを低減した電力モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力半導体モジュール、すなわち電力モジュールは、様々な電力変換用途に使用されている。このような用途には、例えば、直流（ＤＣ）電力を交流（ＡＣ）電力へ変換するための逆変換用途、ＡＣ電力をＤＣ電力へ変換するための整流用途、ＤＣ電力を一電圧から別の電圧へ変換するための電圧変換用途、及びＡＣ電力を一振動周波数から別の周波数へ変換するための周波数変換用途が含まれる。上記電力変換のいずれにも有効な１つの共通の方法は、電力トランジスタを可変のデューティサイクルで導電状態と非導電状態とに交互に切り換えて、そのデューティサイクルの平均が所望の出力電圧になるようにすることである。
【０００３】
モジュール内のスイッチ構造が繰り返し開閉されるので、回路の構成に起因するインダクタンス（すなわち、「寄生インダクタンス」）が、電圧及び電流振動をより大きくする結果として電力損失を増大させ、且つより大きな過電圧を電力半導体（ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ、ダイオードなど）に印加することにより信頼性を低下させるおそれがある。従って、場合によっては、電力モジュールの寄生インダクタンスを最小にすることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７２５６４８９号
【発明の概要】
【０００５】
一面では、電力モジュールのような装置を提供する。本装置は第１の導電性基板及び第２の導電性基板を含み得る。第１の厚さを持つ第１の電力半導体部品を、第１の導電性基板に電気的に結合できる（また場合により該基板上に配置できる）。また、第２の厚さを持つ第２の電力半導体部品を、第２の導電性基板に電気的に結合できる（また場合により該基板上に配置できる）。例えば、第１及び第２の電力半導体部品は、対向する前面及び後面を含み得る。その内の第１の電力半導体部品の後面は第１の導電性基板に電気的に結合することが可能であり、また第２の電力半導体部品の後面は第２の導電性基板に電気的に結合することが可能である。第１及び第２の電力半導体部品は炭化珪素で形成してよく、且つそれぞれ、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ、金属−酸化物−半導体型電界効果トランジスタ、ダイオード、及び／又はサイリスタの内の少なくとも１つを含んでいてよい。
【０００６】
また、正の端子を第１の導電性基板に電気的に結合することが可能であると共に、負の端子を第２の電力半導体部品に電気的に結合することが可能であり、更に、出力端子を第１の電力半導体部品及び第２の導電性基板に電気的に結合することができる。正の端子、負の端子及び出力端子は、例えば、少なくとも約１０Ａの瞬時電流を通すことができるように構成することができる。例えば、正及び負の端子が電力絶縁層の対向する両面に突合せ接触する場合のように、負の端子は正の端子に実質的に対向させることができる。正及び負の端子は実質的に平面状にし得る。出力端子及び正の端子は出力絶縁層の対向する両面に突合せ接触しており、また出力端子及び負の端子も出力絶縁層の対向する面に突合せ接触させることができる。
【０００７】
本装置はまた実質的に平面状のベースプレートを含むことができる。第１及び第２の導電性基板はそれぞれベースプレート上に配置することが可能であり、また正及び負の端子はベースプレートから実質的に垂直に延出させることができる。また、第１及び第２の電力半導体部品の各々の両端間に逆並列配置で接続されるそれぞれのダイオードを含めることができる。
【０００８】
正のリード線（例えば、ワイヤ・ボンド）を、正の端子と第１の導電性基板とを電気的に結合するように作用させることができる。負のリード線（例えば、ワイヤ・ボンド）により、負の端子と第２の電力半導体部品とを電気的に結合することができる。第１の出力リード線（例えば、ワイヤ・ボンド）により、出力端子と第１の電力半導体部品とを電気的に結合することができる。第２の出力リード線（例えば、ワイヤ・ボンド）により、出力端子と第２の導電性基板とを電気的に結合することができる。正のリード線の各々は、実質的にそれぞれの正のリード線の長さに沿ってそれぞれの第１の出力リード線に近接させることが可能であり、また第２の出力リード線の各々は、実質的にそれぞれの第２の出力リード線の長さに沿ってそれぞれの負のリード線に近接させることが可能である。
【０００９】
その結果、正及び負の端子、第１及び第２の電力半導体部品、並びに第１及び第２の導電性基板は、共通の回路ループ内に組み入れることができ、また、それらは、少なくとも１つの方向における回路ループの幅が第１の厚さ又は第２の厚さによって定められるように一緒に構成することができる。一実施形態では、少なくとも１つの方向における回路ループの第１の幅を第１の厚さにほぼ等しくすることができ、また少なくとも１つの方向における回路ループの第２の幅を第２の厚さにほぼ等しくすることができ、更に回路ループは、いずれの場所においても、第１の厚さ及び第２の厚さの内の大きい方よりも小さいか又はそれにほぼ等しい幅を持つことができる。別の実施形態では、少なくとも１つの方向における回路ループの第１の幅は第１の厚さによって定めることができ、また少なくとも１つの方向における回路ループの第２の幅は第２の厚さによって定めることができる。
【００１０】
本装置は更に、正及び負の端子をそれぞれの母線バーに電気的に結合するように構成されているコネクタを含むことができる。例えば、コネクタは、正及び負の端子とそれぞれ電気接触するように構成された対向する電極を含むことができる。対向する電極の間の離間距離は、正及び負の端子とそれらの間に配置された電力絶縁層との合計厚さとほぼ同じにすることが可能である。
【００１１】
本発明のこれらの及び他の特徴、側面及び利点は、添付図面を参照した以下の詳しい説明を読むことによってより良く理解されよう。図面では、全図を通じて同様な部品を同様な参照符号で表している。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、模範的な一実施形態に従って構成された電力モジュールの斜視図である。
【図２】図２は、図１の電力モジュールの側面図である。
【図３】図３は、図２の中にラベル３で表した区域の拡大側面図である。
【図４】図４は、図１の電力モジュールの概略図であって、その構成部品によって構成された回路を示す。
【図５】図５は、図１の電力モジュールの側面図であって、該モジュールのスイッチ構造が導電状態にあるときに電流が流れる経路を例示する。
【図６】図６は、図１の電力モジュールの側面図であって、該モジュールのスイッチ構造が導電状態にあるときに電流が流れる経路によって画成された領域を例示する。
【図７】図７は、図１の電力モジュールの平面図である。
【図８】図８は、図１の電力モジュール及び関連したコネクタの斜視図である。
【図９】図９は、図８のモジュール及びコネクタの側面図である。
【図１０】図１０は、図８の電力モジュール及びコネクタの概略図であって、コネクタと電力モジュールとの結合を示し、その結合後の電力モジュール及びコネクタの斜視図を示す。
【図１１】図１１は、図１０の結合後の電力モジュール及びコネクタの側面図である。
【図１２】図１２は、図１０の結合後の電力モジュール及びコネクタの断面図である。
【図１３】図１３は、別の模範的な実施形態に従って構成された電力モジュールの斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３の電力モジュールの断面図である。
【図１５】図１５は、更に別の模範的な実施形態に従って構成された電力モジュールの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、添付の図面を参照して本発明の様々な模範的な実施形態を詳しく説明する。図面全体を通じて同じ部品には同じ参照符号を付している。これらの実施形態の幾分かは上記の及び他の要望に対処することができる。
【００１４】
図１及び２について説明すると、模範的な実施形態に従って構成された電力モジュール１００のような装置が示されている。電力モジュール１００は第１及び第２の導電性基板１０２及び１０４を含むことが可能である。例えば、第１及び第２の導電性基板１０２及び１０４の各々はそれぞれのパターン形成した銅層を含むことができ、これらの層は、ダイレクトボンド銅基板１１０，１１２のようなそれぞれの電力用電子回路基板の一部を形成するようにそれぞれのセラミック・タイル１０６，１０８上に配置し得る。第１及び第２の導電性基板１０２及び１０４（並びに一般的にはこれらの導電性基板をその中に集積化することのできるダイレクトボンド銅基板１１０，１１２の任意の関連した部分）はベースプレート１１４上に配置することができ、このベースプレートは実質的に平面状にすることができる。
【００１５】
モジュール１００はまた、様々な電力半導体部品１１６を含むことができる。例えば、モジュール１００は１つ以上の絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）１１８及び１つ以上のショットキー障壁ダイオード（ＳＢＤ）１２０を含むことができる。電力半導体部品は、例えば、珪素及び／又は炭化珪素のような半導体材料で形成することが可能である。第１の組１１６ａのＩＧＢＴ１１８ａ及びＳＢＤ１２０ａを第１の導電性基板１０２に電気的に結合することができると共に、第２の組１１６ｂのＩＧＢＴ１１８ｂ及びＳＢＤ１２０ｂを第２の導電性基板１０４に電気的に結合することが可能である。
【００１６】
第１の組１１６ａのＩＧＢＴ１１８ａ及びＳＢＤ１２０ａはまた第１の導電性基板１０２上に配置することができ、また第２の組１１６ｂのＩＧＢＴ１１８ｂ及びＳＢＤ１２０ｂは第２の導電性基板１０４上に配置することが可能である。例えば、図２及び３について説明すると、ＩＧＢＴ１１８及びＳＢＤ１２０はそれぞれ、それぞれの部品の１つの表面１２６，１２８に装置コンタクト（「下側コンタクト」）１２２，１２４を含むことができ、これらの下側コンタクトはハンダ１３０によって関連した導電性基板１０２，１０４に接続することが可能である。それらの表面１２６，１２８は、これらの表面が導電性基板１０２，１０４に結合されたとき見えなくなるので、「後面」と呼ばれる。ＩＧＢＴ１１８及びＳＢＤ１２０はまたそれぞれ、それぞれの部品の対向する表面１３６，１３８に装置コンタクト（「上側コンタクト」）１３２，１３４を含むことができる。これらの上側コンタクトはワイヤ・ボンド１４０ｂによって連結することが可能である（例えばワイヤ・ボンドを用いた装置の相互接続について、以下に更に説明する。）
各種類の電力半導体部品１１６は或る厚さを持つことができる。例えば、ＩＧＢＴ１１８は特有の部品厚さｔＩＧＢＴと関連させることができ、またＳＢＤ１２０は、ｔＩＧＢＴと異なることのある特有の部品厚さｔＳＢＤ  と関連させることができる。この代わりに、各半導体部品１１６は独自の部品厚さと関連させることができる。
【００１７】
再び図１及び２について説明すると、モジュール１００はまた正の端子１４２及び負の端子１４４を含むことが可能であり、これらの端子は正及び負の母線バー（図示せず）にそれぞれ結合するように構成することができる。正の端子１４２及び負の端子１４４をそれぞれの母線バーに結合する態様について以下に説明する。ここで、「正」及び「負」の端子及び／又は母線バーが動作時に互いに対して異なる電位にあると思われるが、特定の極性に制限されないことに留意されたい。
【００１８】
また出力端子１４６を含むことができ、該出力端子は、モジュール１００を介して電力を供給する電気負荷（図示せず）に結合するように構成することができる。例えば、出力端子１４６はフランジ１４７を含むことができ、フランジ１４７には電気負荷のポートを物理的にボルト止めすることができる。実施形態によっては、端子１４２，１４４，１４６は、（例えば、モジュール１００が比較的より低い馬力の電動機に電力を供給するために使用される場合のように）少なくとも約１０Ａの瞬時電流を通すように構成することができ、また、他の実施形態では、（例えば、モジュール１００が比較的より高い馬力の電動機に電力を供給するために使用される場合のように）少なくとも約１００Ａの瞬時電流を通すように構成することができる。
【００１９】
正及び負の端子１４２，１４４は実質的に互いに対向して、これらの端子が該端子全体にわたって比較的密に近接するようにすることができる。例えば、正及び負の端子１４２，１４４は電力絶縁層１４８の対向する両面に突合せ接触することができ、該電力絶縁層は或る厚さｔ＋／−  を持つことが可能である。実施形態によっては、正及び負の端子１４２，１４４はベースプレート１１４から実質的に垂直に延出することができ、またベースプレート１１４に固着するための領域を提供するそれぞれのフランジ１５０，１５２を含むことができる。出力端子１４６は、正及び負の端子１４２，１４４に比較的密に近接して配置することができる。例えば、出力端子１４６及び正の端子１４２は出力絶縁層１５４の対向する両面に突合せ接触することが可能であり、また出力端子及び負の端子１４４も同様に行うことが可能であり、出力絶縁層は厚さｔｏｕｔ  を持つ。
【００２０】
正の端子１４２は第１の導電性基板１０２に電気的に結合することができ、また負の端子１４４はＩＧＢＴ１１８ｂ及びＳＢＤ１２０ｂの１つ以上に電気的に結合することができる。出力端子１４６はＩＧＢＴ１１８ａ及びＳＢＤ１２０ａの１つ以上に、また第２の導電性基板１０４に電気的に結合することができる。例えば、ワイヤ・ボンド１４０ａのようなリード線（「正のリード線」）は正の端子１４２及び第１の導電性基板１０２に電気的に結合することが可能であり、またワイヤ・ボンド１４０ｂのような他のリード線（「負のリード線」）は、負の端子１４４と、第２の組の電力半導体部品１１６ｂの内の１つ以上の部品とに電気的に結合することができる。ワイヤ・ボンド１４０ｃのような更に他のリード線（「第１の出力リード線」）は、出力端子１４６と、第１の組の電力半導体部品１１６ａの内の１つ以上の部品とに電気的に結合することができる。ワイヤ・ボンド１４０ｄのような更に他のリード線（「第２の出力リード線」）は、出力端子１４６及び第２の導電性基板１０４に電気的に結合することができる。この態様では、ＩＧＢＴ１１８ａ，１１８ｂの各々はその両端間に逆並列配置でそれぞれのＳＢＤ１２０ａ，１２０ｂを接続することが可能である。
【００２１】
図１及び２並びに図４〜６を参照して説明すると、導電性基板１０２，１０４、電力半導体部品１１６及び端子１４２，１４４，１４６が一旦上記のように相互接続されると、それらは「上側」スイッチ構造１５８及び「下側」スイッチ構造１６０を含む回路１５６を形成しようとする（各スイッチ構造は、例えば、ＩＧＢＴ１１８及び関連したＳＢＤ１２０を含む）。動作時には、端子１４２、１４４及び１４６は、（例えば、ほぼ直流１２０Ｖに維持されている）正の母線バー、（例えば、ほぼ直流０Ｖに維持されている）負の母線バー、及びこれらの母線バーによって供給される電圧とは異なる電圧（例えば、交流１２０Ｖ、６０Ｈｚ）を必要とする電気負荷にそれぞれ接続することが可能である。ＩＧＢＴ１１８ａ，１１８ｂは導電状態と非導電状態とに交互に切り換える（「調整」する）ことが可能である。ＩＧＢＴ１１８ａ，１１８ｂの調整率を適切に選択することによって、負荷に供給するための適切な出力電圧を出力端子１４６に得ることが可能である。それぞれのＩＧＢＴ１１８の両端間に逆並列に接続されたＳＢＤ１２０は、ＩＧＢＴが導電状態から非導電状態へ切り換えられたときに生じることのあるピーク誘導負荷電流についての通路を提供することが可能である。
【００２２】
スイッチ構造１５８、１６０が導電状態にあるとき（すなわち、ＩＧＢＴ１１８が導電状態にあるとき）、モジュール１００内での電流は、順に（正の端子１４２と電気接触する外部の母線バーから）正の端子へ、次いで（正のリード線１４０ａを介して）第１の導電性基板１０２へ、次いで上側スイッチ１５８のＩＧＢＴ１１８ａへ、次いで（第１の出力リード線１４０ｃを介して）出力端子１４６へ、次いで（第２の出力リード線１４０ｄを介して）第２の導電性基板１０４へ、次いで下側スイッチ１６０のＩＧＢＴ１１８ｂへ、次いで（負のリード線１４０ｂを介して）負の端子１４４へ（そして最終的には負の端子と電気接触する別の外部の母線バーへ）流れる。このような場合、上側及び下側スイッチ構造１５８、１６０が導電状態にあるとき、導電性基板１０２，１０４、ＩＧＢＴ１１８、及び端子１４２，１４４，１４６は、ワイヤ・ボンド１４０ａ〜１４０ｄと共に、電流が流れるループＬの少なくとも一部分を形成することができる。
【００２３】
ループＬは領域Ａを含む。一般に、領域Ａの大きさが増大するにつれて、回路１５６に関連した寄生インダクタンスが比例的に増大する。このような場合、領域Ａを最小にすることが望ましいことがある。電力半導体部品１１６がその下側に位置する導電性基板１０２，１０４に直接固着され、また正及び負の端子１４２，１４４が互いに対向して配置され且つ薄い電力絶縁層１４８によってのみ隔てられ、更に出力端子１４６が正及び負の端子の直下に配置され且つ各々から薄い出力絶縁層１５４によって隔てられていることにより、ループＬは回路１５６の構成部品の物理的寸法によって設定される範囲にへこまされる傾向がある。すなわち、領域Ａは該領域の主方向に沿って幅ｗｍ  を持つが、ＩＧＢＴ１１８の近辺では横断方向に沿ってより小さい幅ｗ１  を持ち（幅ｗ１  は、ＩＧＢＴの厚さｔＩＧＢＴにほぼ等しい）、またＳＢＤ１２０の近辺では横断方向に沿って別の比較的より小さい幅ｗ２  を持つ（幅ｗ２  は、ＳＢＤの厚さｔＳＢＤ  にほぼ等しい）。この態様では、幅ｗ１  がＩＧＢＴの厚さによって事実上完全に占められているので、第１の幅ｗ１  は厚さｔＩＧＢＴによって規定され、また第２の幅ｗ２  は厚さｔＳＢＤ  によって同様に規定される。
【００２４】
ＩＧＢＴ１１８及びＳＢＤ１２０が半導体部品である場合、厚さｔＩＧＢＴ及びｔＳＢＤ  は比較的小さく（１００〜１０００μｍ程度）なる傾向がある。更に、高性能絶縁システムを電力絶縁層１４８として且つ出力絶縁層１５４として用いることが可能であり、この高性能絶縁システムは薄い絶縁層を介して電気絶縁を提供して、これにより電力絶縁層１４８及び出力絶縁層１５４のそれぞれの厚さｔ＋／−  及びｔｏｕｔ  を比較的小さく保ち得る。このような高性能絶縁システムとしては、例えば、ポリイミド（例えば、米国デラウエア州ウィルミントン所在のデュポン社からカプトン（KAPTON）と云う商品名で市販されているポリイミド・フィルム）が挙げられる。実施形態によっては、厚さｔ＋／−  及びｔｏｕｔ  は、それぞれ、厚さｔＩＧＢＴ及びｔＳＢＤ  のいずれかよりも小さく、１００〜１０００μｍ程度であると予想される。全体的に見て、厚さｔＩＧＢＴ、ｔＳＢＤ  、ｔ＋／−  及びｔｏｕｔ  が減少するにつれて、領域Ａは一次元構造（又は一次元構造の集合）に近づき、Ａは対応的にゼロに近づく。
【００２５】
領域Ａの大きさはまた、ワイヤ・ボンド１４０ａ〜１４０ｄの相対的な間隔によって決定される。このようなとき、図１、２及び７を参照して説明すると、正の端子１４２と第１の導電性基板１０２とを結合する正のリード線１４０ａは、各々の正のリード線が実質的にそれぞれの正のリード線の長さに沿ってそれぞれの第１の出力リード線１４０ｃに近接するように構成することができる。例えば、正のリード線１４０ａは（ワイヤ・ボンドために予想されるような）長手方向長さｌ１  を持つ細長の形状を持つことができ、また、第１の出力リード線１４０ｃはそれぞれ、長さｌ１  に沿った各点において、各々の正のリード線と対応する第１の出力リード線との間の距離ｄｐ１が小さくなるように、正のリード線の各々の近くに且つその正のリード線に実質的に平行に配置することが可能である。同様に、第２の出力リード線１４０ｄは長手方向長さｌ２  を持つ細長の形状を持つことができ、また、負のリード線１４０ｂはそれぞれ、長さｌ２  に沿った各点において、各々の負のリード線と対応する第２の出力リード線との間の距離ｄｎ２が小さくなるように、第２の出力リード線の各々の近くに且つその出力リード線に実質的に平行に配置することができる。
【００２６】
領域Ａを低減すること、従って回路１５６の寄生インダクタンス低減することによって、いくつかの実施形態は、（時間に対する電流の変化が大きいと予想される）スイッチング（切換え）事象の間に回路によって発生される電圧オーバーシュートを低減するように作用することができる。このような電圧オーバーシュートの低減は更に、関連した装置における電力損失及び電圧ストレスの両方を対応して低減をさせることができる。
【００２７】
図８〜１２について説明すると、コネクタ１７０をも含めることができる。コネクタ１７０は、正及び負の端子１４２，１４４の各々をそれぞれの正及び負の母線バー１９０，１９２に電気的に結合するように構成することができる。母線バー１９０，１９２は薄い母線バー絶縁層１９４によって離間させることができる。コネクタ１７０は、対向する電極１７２及び１７４を含むことができる。電極１７２，１７４と端子１４２，１４４との間の物理的及び電気的接触を行わせるために弾性構体１７６を用いることができる。そこで、コネクタ１７０は、（例えば、図１０〜１２に示されているように）電極１７２，１７４と端子１４２，１４４との間の電気接続を確立するために、端子１４２，１４４上に嵌合させることが可能である。電極１７２，１７４は、例えばネジ１８０によって電極をそれぞれの母線バー１９０，１９２に結合し易くするためのフランジ１７８を含むことができる。母線バー１９０，１９２は互いから離間させることができ、また両方の電極１７２，１７４を確実に適切な母線バーと接触させるために金属シム１８２を用いることが可能である。電極１７２，１７４及び弾性構体１７６はハウジング１７９内に収容することができる。出力端子１４６に含まれているフランジ１４７にボルト止めすることによって、出力端子１４６に別個の接続を行うことが可能である。他の実施形態では、コネクタ１７０と同様なコネクタ（図示せず）を、出力端子１４６と接触させるために用いることが可能である。
【００２８】
弾性構体１７６は、それらがそれぞれ接続されている対向する電極１７２，１７４の表面からほんの僅か突き出すように構成することが可能である。この態様では、これらの電極の間の有効な離間距離ｄｅ  は、正及び負の端子１４２，１４４とそれらの間にある電力絶縁層１４８との合計厚さｔａｇｇ  と実質的に同じになる。他の実施形態では、弾性構体１７６は完全に省略することができ、そして電極１７２，１７４は端子１４２，１４４と圧縮接触させるように構成することができる。
【００２９】
コネクタ１７０を介してモジュール１００を母線バー１９０，１９２に接続することにより、既存の解決策と比べて、母線バー及びモジュールによって画成された回路全体のループ・インダクタンスを低減することができる。しかしながら、電力をモジュール１００に供給するための様々なオプションが、上述のコネクタ１７０に加えて利用可能である。例えば、図１３及び１４を参照して説明すると、図には別の模範的な実施形態に従って構成されたモジュール２００が示されている。このモジュールはソケット構体２７１を含むことが可能であり、このソケット構体２７１はモジュール２００の正及び負の端子２４２，２４４を含む。例えば、モジュール２００に対して蓋板２９４を設けることができ、またソケット構体２７１は、蓋板に固定され且つ端子２４２，２４４を取り囲むハウジング２７９を含むことができる。弾性構体２７６を、例えば端子２４２，２４４上に設けることが可能である。そのとき、対向する電極２７２，２７４を含むコネクタ２７０を、ソケット構体２７１に挿入することによって、コネクタ２７０をソケット構体２７１と選択的に係合させることが可能であり、その際、弾性構体２７６は電極と端子２４２，２４４との間の圧縮接触を確実に生じさせる。また前の場合と同様に、出力端子に接続されているフランジ２４７を介して、出力端子に別個の接続を行うことが可能である。
【００３０】
図１５について説明すると、図には更に別の模範的な実施形態に従って構成されたモジュール３００が示されている。モジュール３００は正の端子３４２及び負の端子３４４を含むことが可能である。また出力端子３４６も含むことができ、出力端子はフランジ３４７を含むことができ、フランジ３４７には電気負荷のポートを物理的にボルト止めすることができる。正の端子３４２、負の端子３４４及び出力端子３４６は全て、モジュール１００に関して前に述べたように、導電性基板３０２，３０４に且つＩＧＢＴ３１８ｂ及びＳＢＤ３２０ｂの１つ以上に電気的に結合することができる。正の端子３４２はフランジ３９０を含むことができ、フランジ３９０には外部の正の母線バー（図示せず）を物理的にボルト止めすることができる。同様に、負の端子３４４は、外部の負の母線バー（図示せず）に物理的に接続するためのフランジ３９２を含むことができる。図１５に例示されている接続方法は、例えば図８〜１４において生じたものよりも多量の寄生インダクタンスを導入することがあるが、用途によっては依然として適切に機能することができる。
【００３１】
本書では本発明の特定の特徴のみを例示し説明したが、当業者には多数の修正及び変更を為しえよう。例えば、上述の実施形態ではＩＧＢＴ及びＳＢＤを含むものとしたが、電力半導体部品（例えば、図１中の１１６）が、付加的に又はその代わりとして、１つ以上の金属−酸化物−半導体型電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）及び／又はサイリスタを含むことができることに気付かれよう。例えば、実施形態によっては、ＩＧＢＴの代わりにＭＯＳＦＥＴを用いることができる。またその代わりに、関連した電力モジュールが整流用途に用いられるような場合のとき、サイリスタを同様に用いることが可能である。従って、特許請求の範囲の記載は、本発明の真の範囲内に入るこのような修正及び変更の全てを包含しようとするものであることを理解されたい。
【符号の説明】
【００３２】
１００  電力モジュール
１０２  第１の導電性基板
１０４  第２の導電性基板
１０６、１０８  セラミック・タイル
１１０、１１２  ダイレクトボンド銅基板
１１４  ベースプレート
１１６  電力半導体部品
１１８  絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタ (ＩＧＢＴ）
１２０  ショットキー障壁ダイオード (ＳＢＤ）
１１６ａ  第１の組のＩＧＢＴ及びＳＢＤ
１１６ｂ  第２の組のＩＧＢＴ及びＳＢＤ
１１８ａ  第１の組のＩＧＢＴ
１１８ｂ  第２の組のＩＧＢＴ
１２０ａ  第１の組のＳＢＤ
１２０ｂ  第２の組のＳＢＤ
１２２、１２４  装置コンタクト（下側コンタクト）
１２６、１２８  表面（後面）
１３０  ハンダ
１３２、１３４  装置コンタクト (上側コンタクト）
１３６、１３８  表面
１４０ａ  ワイヤ・ボンド
１４０ｂ  ワイヤ・ボンド
１４０ｃ  ワイヤ・ボンド
１４０ｄ  ワイヤ・ボンド
１４２  正の端子
１４４  負の端子
１４６  出力端子
１４７  フランジ
１４８  電力絶縁層
１５０、１５２  フランジ
１５４  出力絶縁層
１５６  回路
１５８  上側スイッチ構造
１６０  下側スイッチ構造
１７０  コネクタ
１７２、１７４  電極
１７６  弾性構体
１７８  フランジ
１７９  ハウジング
１８０  ネジ
１８２  金属シム
１９０  正の母線バー
１９２  負の母線バー
１９４  母線バー絶縁層
２００  モジュール
２４２  正の端子
２４４  負の端子
２４７  フランジ
２７０  コネクタ
２７１  ソケット構体
２７２、２７４  電極
２７６  弾性構体
２７９  ハウジング
２９４  蓋板
３００  モジュール
３０２、３０４  導電性基板
３１８ｂ  ＩＧＢＴ
３２０ｂ  ＳＢＤ
３４２  正の端子
３４４  負の端子
３４６  出力端子
３４７  フランジ
３９０  フランジ
３９２  フランジ
【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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