(57)【要約】      （修正有）【課題】故障時にスイッチング素子を適切に保護できる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、複数の半導体モジュール４０で構成される。駆動部８０は、複数相の上下アームを構成するスイッチング素子７０とともに半導体モジュール４０を構成し、スイッチング素子７０の駆動を制御する。駆動部８０は、電圧検出回路８２、判定回路８４、及び駆動回路８５を備える。電圧検出回路８２は、各アームを構成するスイッチング素子７０の主電極間の電圧、又は、各相上下アームの相電圧を検出する。判定回路８４は、電圧検出回路８２により検出された電圧値に基づいて、スイッチング素子７０にショート故障が生じているか否かを判定する。駆動回路８５は、判定回路８４により故障が生じたと判定されると、故障が生じたスイッチング素子７０をオフさせるとともに、故障したスイッチング素子７０とは別の相であって同じサイドのスイッチング素子７０をオンさせる。【選択図】図５４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相の上下アームを構成するスイッチング素子（７０）としてのハイサイドのスイッチング素子（７００Ｈ，７０１Ｈ）及びローサイドのスイッチング素子（７００Ｌ，７０１Ｌ）とともに半導体モジュール（４０）を構成し、前記スイッチング素子の駆動を制御する制御装置であって、
各アームを構成する前記スイッチング素子の主電極間の電圧、又は、各相上下アームの相電圧を検出する電圧検出部（８２）と、
前記電圧検出部により検出された電圧値に基づいて、前記スイッチング素子にショート故障が生じているか否かを判定する判定部（８４）と、
前記判定部により故障が生じたと判定されると、故障が生じた前記スイッチング素子をオフさせるとともに、故障した前記スイッチング素子とは別の相であって同じサイドの前記スイッチング素子をオンさせる駆動部（８５）と、
を備える制御装置。
【請求項２】
複数相の上下アームを構成するスイッチング素子（７０）としてのハイサイドのスイッチング素子（７００Ｈ，７０１Ｈ）及びローサイドのスイッチング素子（７００Ｌ，７０１Ｌ）とともに半導体モジュール（４０）を構成し、前記スイッチング素子の駆動を制御する制御装置であって、
各アームを構成する前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部（８３）と、
前記温度検出部により検出された温度に基づいて、前記スイッチング素子に温度異常の故障が生じているか否かを判定する判定部（８４）と、
前記判定部により故障が生じたと判定されると、故障が生じた前記スイッチング素子をオフさせるとともに、故障した前記スイッチング素子とは別の相であって同じサイドの前記スイッチング素子をオンさせる駆動部（８５）と、
を備える制御装置。
【請求項３】
複数の前記半導体モジュールにより、回転電機（１）の制御装置部（２０）を構成する請求項１又は請求項２に記載の制御装置であって、
前記判定部により故障が生じたと判定されると、故障発生とともに故障した前記スイッチング素子のサイドに関るする情報を、別の前記半導体モジュールに通知する通知部（８６）をさらに備え、
別の前記半導体モジュールから故障通知が入力されると、前記駆動部は、故障した前記スイッチング素子と同じサイドの前記スイッチング素子をオンさせる制御装置。
【請求項４】
複数相の上下アームを構成するスイッチング素子（７０）の駆動を制御する制御装置であって、
所定の処理を実行する処理部（８７）と、
前記複数相の上下アームの相電圧をそれぞれ取得し、前記相電圧の少なくとも１つが閾値電圧を超えると、前記処理部をスリープ状態から起動させる起動部（８８）と、
を備える制御装置。
【請求項５】
前記処理部に電源を供給する電源部（８９）をさらに備え、
前記起動部は、前記複数相の上下アームの相電圧が入力されるＯＲゲート（８８０）と、相電圧の少なくとも１つが閾値電圧を超えたときの前記ＯＲゲートからの出力によってオンされる起動スイッチ（８８１）と、を有し、
前記起動スイッチがオンされることで、前記電源部が作動して前記処理部に電源が供給され、前記処理部がスリープ状態から起動状態となる請求項４に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、上下アームを構成するスイッチング素子の駆動を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一相分の上下アームを構成するスイッチング素子と、スイッチング素子の駆動を制御する制御装置（制御回路）とが一体化され半導体モジュールが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１-１６６８４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成の場合、回転電機の固定子巻線の相数と同じ数の半導体モジュールが必要となる。したがって、上アーム及び下アームの一方がショート故障、又は、温度異常の故障を発生した場合に、故障した半導体モジュールの制御装置から他の半導体モジュールの制御装置への通信期間において、故障したスイッチング素子に電流が集中する。よって、スイッチング素子を適切に保護することができない。
【０００５】
制御装置は、通常、上下アームの出力電圧である相電圧をトリガとして、スリープ状態から起動される。しかしながら、上記した構成では、下アームがショート故障した場合に、制御装置を起動できない。このため、制御装置が、スイッチング素子の故障を検知してスイッチング素子を適切に保護することができない。
【０００６】
本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、故障時にスイッチング素子を適切に保護できる制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
本開示のひとつである制御装置は、複数相の上下アームを構成するスイッチング素子（７０）としてのハイサイドのスイッチング素子（７００Ｈ，７０１Ｈ）及びローサイドのスイッチング素子（７００Ｌ，７０１Ｌ）とともに半導体モジュール（４０）を構成し、スイッチング素子の駆動を制御する制御装置であって、
各アームを構成するスイッチング素子の主電極間の電圧、又は、各相上下アームの相電圧を検出する電圧検出部（８２）と、
電圧検出部により検出された電圧値に基づいて、スイッチング素子にショート故障が生じているか否かを判定する判定部（８４）と、
判定部により故障が生じたと判定されると、故障が生じたスイッチング素子をオフさせるとともに、故障したスイッチング素子とは別の相であって同じサイドのスイッチング素子をオンさせる駆動部（８５）と、
を備える。
【０００９】
この制御装置によれば、ショート故障が発生すると、故障したスイッチング素子をオフさせる。また、同一の半導体モジュール内における別の相であって同じサイドのスイッチング素子をオンさせる。このように、同一半導体モジュール内において、故障していない正常な相が直ちに保護動作に移行する。
【００１０】
したがって、故障したスイッチング素子に電流が集中するのを抑制することができる。以上により、ショート故障時において、スイッチング素子を適切に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態の制御装置一体型回転電機を示す断面図である。
【図２】制御装置部を示す拡大断面図である。
【図３】等価回路図である。
【図４】半導体モジュール及びバスバーの配置を示す平面図である。
【図５】主端子とバスバーの接続構造を示す平面図である。
【図６】半導体モジュールを示す斜視図である。
【図７】半導体モジュールを示す正面図である。
【図８】半導体モジュールを示す背面図である。
【図９】半導体モジュールを示す上面図である。
【図１０】半導体モジュールを示す下面図である。
【図１１】図７に示すＸ１方向から見た側面図である。
【図１２】図７のXII-XII線に沿う断面図である。
【図１３】図７のXIII-XIII線に沿う断面図である。
【図１４】封止樹脂体を省略した斜視図である。
【図１５】分解斜視図である。
【図１６】封止樹脂体を省略した正面図である。
【図１７】封止樹脂体を省略した背面図である。
【図１８】封止樹脂体を省略した上面図である。
【図１９】封止樹脂体を省略した下面図である。
【図２０】図１６に示すＸ１方向から見た側面図である。
【図２１】タイバーカット前のリードフレームを示す平面図である。
【図２２】出力端子及び信号端子の配置を示す模式図である。
【図２３】スイッチング素子の温度を示す模式図である。
【図２４】シャント抵抗器を示す平面図である。
【図２５】図２４のXXV-XXV線に沿う断面図である。
【図２６】変形例を示す平面図である。
【図２７】変形例を示す平面図である。
【図２８】シャント抵抗器の配置の効果を示す図である。
【図２９】電流ループ及び渦電流による磁界相殺を示す図である。
【図３０】シャント抵抗器とタイバーの延設方向を示す図である。
【図３１】平行配置による効果を示す図である。
【図３２】変形例を示す平面図である。
【図３３】変形例を示す図である。
【図３４】第２実施形態の制御装置一体型回転電機を示す断面図である。
【図３５】等価回路図である。
【図３６】制御装置部側から見た平面図である。
【図３７】カバーを外した状態において、制御装置部側から見た平面図である。
【図３８】パワーアセンブリを示す分解図である。
【図３９】半導体モジュールを示す斜視図である。
【図４０】半導体モジュールを示す正面図である。
【図４１】半導体モジュールを示す背面図である。
【図４２】半導体モジュールを示す上面図である。
【図４３】半導体モジュールを示す下面図である。
【図４４】図４０に示すＸ１方向から見た側面図である。
【図４５】図４０のXLV-XLV線に沿う断面図である。
【図４６】封止樹脂体を省略した斜視図である。
【図４７】分解斜視図である。
【図４８】封止樹脂体を省略した正面図である。
【図４９】封止樹脂体を省略した背面図である。
【図５０】封止樹脂体を省略した上面図である。
【図５１】封止樹脂体を省略した下面図である。
【図５２】図４８に示すＸ１方向から見た側面図である。
【図５３】タイバーカット前のリードフレームを示す平面図である。
【図５４】駆動部を示す図である。
【図５５】複数の半導体モジュール間での接続構造を示す図である。
【図５６】故障を通知する信号を示す図である。
【図５７】ショート故障が生じた場合の制御を示す図である。
【図５８】参考例において、ショート故障が生じた場合のタイミングチャートである。
【図５９】ショート故障が生じた場合のタイミングチャートである。
【図６０】温度異常が生じた場合の制御を示す図である。
【図６１】オープン故障が生じた場合の制御を示す図である。
【図６２】駆動部の第１変形例を示す図である。
【図６３】駆動部の回路構成を示す図である。
【図６４】起動時のタイミングチャートである。
【図６５】デジタル回路故障時における相を跨いだ貫通電流を示す図である。
【図６６】貫通電流からスイッチング素子を保護する回路の参考例を示す図である。
【図６７】図６６に示す参考例において、デジタル回路が故障した場合の問題点を示す図である。
【図６８】駆動部の第２変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には、同一の参照符号を付与する。
【００１３】
（第１実施形態）
【００１４】
（回転電機の概略構成）
図１〜図５に基づき、制御装置一体型回転電機の概略構成について説明する。図５では、主端子のうちの正極端子及び負極端子と、バスバーとの接続構造を示している。図４及び図５では、便宜上、信号端子及びダミー端子を省略している。
【００１５】
図１に示すように、制御装置一体型の回転電機１は、回転電機部１０と、回転電機部１０を制御する制御装置部２０を備えており、制御装置部２０が、制御対象である回転電機部１０と一体化されている。なお、回転電機１の説明において、回転軸に沿う方向を軸方向と示す。また、軸方向のうち、制御装置部２０側から回転電機部１０側に向かう方向を前方、回転電機部１０側から制御装置部２０側に向かう方向を後方と示す。軸方向に直交する方向を径方向と示す。
【００１６】
（回転電機部）
回転電機部１０は、車両に搭載され、バッテリから電力が供給されることで、車両を駆動するための駆動力を発生する。回転電機部１０は、たとえばエンジンを始動させる電動機（スタータモータ）として機能する。回転電機部１０は、エンジンから駆動力が供給されることで、バッテリを充電するための電力を発生する発電機（オルタネータ）として機能する。回転電機部１０は、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）とも称される。図１及び図２に示すように、回転電機部１０は、ハウジング１１と、固定子１２と、回転子１３と、プーリ１４と、スリップリング１５と、ブラシ１６と、回転角度検出用の磁石１７を備えている。
【００１７】
ハウジング１１は、固定子１２及び回転子１３を収容している。ハウジング１１は、回転子１３を回転可能に支持している。ハウジング１１の軸方向後側には、制御装置部２０が固定されている。ハウジング１１は、軸方向前側に配置されたフロントハウジング１１０と、軸方向後側に配置されたリアハウジング１１１を有している。
【００１８】
固定子１２は、磁路の一部を構成するとともに、電力、具体的には交流が供給されることで回転磁界を発生する。また、回転子１３の発生する磁束と鎖交することで、交流を発生する。固定子１２は、固定子コア１２０と、固定子巻線１２１を有している。
【００１９】
固定子コア１２０は、略円環状をなしている。固定子コア１２０には、図示しない複数のスロットが設けられている。固定子巻線１２１は、固定子コア１２０のスロットに収容され、固定子コア１２０に保持されている。固定子巻線１２１は、固定子コア１２０に巻回されている。固定子巻線１２１として、Ｙ結線された三相巻線を用いている。図３に示すように、固定子巻線１２１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相巻線からなる固定子巻線１２１ａと、Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相の三相巻線からなる固定子巻線１２１ｂを有している。固定子巻線１２１ａ，１２１ｂは、互いに所定電気角（たとえば３０°）ずれて配置されている。
【００２０】
回転子１３は、磁路の一部を構成するとともに、電力、具体的には直流が供給されることで磁極を形成する。回転子１３は、固定子巻線１２１の発生する磁束と鎖交することで、回転力を生じる。また、エンジンから供給される駆動力によって回転子１３が回転し、発生した磁束が固定子巻線１２１と鎖交することで、固定子巻線１２１が交流を生じる。回転子１３は、回転子コア１３０と、回転子巻線１３１と、ファン１３２と、回転軸１３３を有している。
【００２１】
回転子コア１３０は、回転子巻線１３１を収容する円環状の中空部１３０ａを有している。回転子コア１３０は、回転軸１３３が挿通状態で固定される貫通孔１３０ｂを有している。回転子１３は、回転子コア１３０の外周面が、固定子コア１２０の内周面と所定間隔を隔てて対向するように、配置されている。
【００２２】
回転子巻線１３１は、直流が供給されることで磁束を発生し、回転子コア１３０の外周面に磁極を形成する。回転子巻線１３１は、回転子コア１３０の中空部１３０ａに収容され、回転子コア１３０に保持されている。回転子巻線１３１は、界磁巻線とも称される。
【００２３】
ファン１３２は、回転子コア１３０と一体に設けられている。ファン１３２は、回転子コア１３０とともに回転し、回転電機１の外部の空気を、ハウジング１１に形成された貫通孔を通じて、回転電機部１０の内部及び制御装置部２０の内部に流通させる。ファン１３２は、回転軸１３３の延伸方向である軸方向において、回転子コア１３０の両端面にそれぞれ設けられている。
【００２４】
回転軸１３３は、回転子コア１３０に固定されるとともに、ハウジング１１に回転可能に支持されている。回転軸１３３は、回転子コア１３０とともに回転する。回転軸１３３は、略円柱状をなしており、貫通孔１３０ｂに挿通された状態で、軸方向中央部が回転子コア１３０に固定されている。回転軸１３３は、シャフトとも称される。
【００２５】
回転軸１３３の一部分は、フロントハウジング１１０の底壁に設けられた貫通孔を通じてフロントハウジング１１０の前方に突出している。回転軸１３３は、フロントハウジング１１０に回転可能に支持されている。回転軸１３３の一部分は、リアハウジング１１１の底壁に設けられた貫通孔を通じてリアハウジング１１１の後方に突出している。回転軸１３３は、リアハウジング１１１に回転可能に支持されている。
【００２６】
プーリ１４は、回転軸１３３のうち、フロントハウジング１１０から前方に突出した部分に連結されている。プーリ１４は、回転軸１３３とともに回転する。プーリ１４には、図示しないベルトが係合される。このベルトを介して、エンジンのクランクシャフトに回転軸１３３の回転運動が伝達される。
【００２７】
スリップリング１５は、回転軸１３３のうち、リアハウジング１１１から後方に突出した部分の外周面に、絶縁部材１８を介して固定されている。スリップリング１５は、金属からなる円筒状の部材であり、配線を介して回転子巻線１３１に接続されている。
【００２８】
ブラシ１６は、たとえばバネにより、径方向において回転軸１３３側に押圧され、スリップリング１５の外周面に接触している。ブラシ１６は、ブラシホルダ１６０に保持されている。ブラシ１６及びスリップリング１５を介して、回転子巻線１３１に直流が供給される。
【００２９】
磁石１７は、回転子１３の回転角度を検出するための磁界を発生する。磁石１７は、回転軸１３３の軸方向後端部に固定されている。
【００３０】
（制御装置部）
制御装置部２０は、回転電機部１０をオルタネータとして機能させる場合には、回転電機部１０の発生した電力を直流に変換し、バッテリへ電力の供給を行う。一方、回転電機部１０を電動機として機能させる場合には、バッテリから供給される電力を交流へと変換し、回転電機部１０へ電力の供給を行う。
【００３１】
図１及び図２に示すように、制御装置部２０は、ケース２１と、配線基板２２と、インバータ回路部２３と、ヒートシンク２４と、界磁回路部２５と、制御回路部２６と、バスバー２７を備えている。さらに制御装置部２０は、磁石１７とともに回転角度検出部を構成する図示しない回転角度検出素子などを備えている。制御装置部２０は、平滑用のコンデンサや、スナバ用のコンデンサを備えてもよい。
【００３２】
ケース２１は、リアハウジング１１１の軸方向後端部に設けられている。ケース２１は、樹脂材料を用いて箱状に形成されている。ケース２１には、配線基板２２、インバータ回路部２３、ヒートシンク２４、界磁回路部２５、制御回路部２６、及び上記したブラシ１６などが収容されている。ケース２１は、本体部２１０と、蓋部２１１を有している。
【００３３】
本体部２１０には、配線基板２２、インバータ回路部２３、界磁回路部２５、及び制御回路部２６が固定されている。樹脂部材である本体部２１０には、バスバー２７及びその他の配線用のバスバーが固定されている。本体部２１０は、中央部に貫通孔２１０ａを有している。本体部２１０は、リアハウジング１１１の軸方向後端部に固定されている。蓋部２１１は、本体部２１０の後側を覆っている。
【００３４】
配線基板２２は、所謂プリント基板である。配線基板２２には、界磁回路部２５及び制御回路部２６が実装されている。図示を省略するが、配線基板２２には、電源回路なども実装されている。配線基板２２は、板厚方向が軸方向と略一致するように配置されている。配線基板２２は、回転軸１３３の周方向の一部に切り欠きを備えた略Ｕ字状をなしている。
【００３５】
配線基板２２は、インバータ回路部２３より軸方向前側に、リアハウジング１１１及びインバータ回路部２３と距離を隔てて配置されている。配線基板２２、インバータ回路部２３、界磁回路部２５、及び制御回路部２６は、ケース２１内において樹脂２８で封止されている。
【００３６】
インバータ回路部２３は、固定子巻線１２１に交流を供給する。インバータ回路部２３は、固定子巻線１２１から供給される交流を整流して、直流に変換する。インバータ回路部２３は、３つの半導体モジュール４０により構成されている。半導体モジュール４０の詳細については後述し、ここでは簡単な説明にとどめる。
【００３７】
図３に示すように、半導体モジュール４０のそれぞれは、二相分の上下アームを構成する複数のスイッチング素子７０を有している。スイッチング素子７０としては、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴを採用することができる。本実施形態では、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。スイッチング素子７０は、寄生ダイオードを有している。３つの半導体モジュール４０のうち、第１の半導体モジュール４０がＵ相及びＶ相の上下アームを構成し、第２の半導体モジュール４０がＷ相及びＸ相の上下アームを構成し、第３の半導体モジュール４０がＹ相及びＺ相の上下アームを構成している。
【００３８】
本実施形態では、各アームが１つのスイッチング素子７０により構成されている。すなわち、半導体モジュール４０が、それぞれ４つのスイッチング素子７０を有している。半導体モジュール４０のそれぞれは、スイッチング素子７０として、第１の上下アームを構成する上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ及び下アーム側のスイッチング素子７００Ｌと、第２の上下アームを構成する上アーム側のスイッチング素子７０１Ｈ及び下アーム側のスイッチング素子７０１Ｌを有している。スイッチング素子７００Ｈ，７００Ｌが直列接続され、スイッチング素子７０１Ｈ，７０１Ｌが直列接続されている。
【００３９】
上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈの高電位側の電極、すなわちドレイン電極は、バッテリの正極側に接続され、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌの低電位側の電極、すなわちソース電極は、バッテリの負極側に接続されている。上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈのソース電極と、対応する下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌのドレイン電極が、互いに接続されている。
【００４０】
第１の半導体モジュール４０において、第１の上下アームがＵ相上下アームを構成し、第２の上下アームがＶ相上下アームを構成している。スイッチング素子７００Ｈとスイッチング素子７００Ｌの接続点は、固定子巻線１２１ａのＵ相に接続されている。スイッチング素子７０１Ｈとスイッチング素子７０１Ｌの接続点は、固定子巻線１２１ａのＶ相に接続されている。
【００４１】
第２の半導体モジュール４０において、第１の上下アームがＷ相上下アームを構成し、第２の上下アームがＸ相上下アームを構成している。スイッチング素子７００Ｈとスイッチング素子７００Ｌの接続点は、固定子巻線１２１ａのＷ相に接続されている。スイッチング素子７０１Ｈとスイッチング素子７０１Ｌの接続点は、固定子巻線１２１ｂのＸ相に接続されている。
【００４２】
第３の半導体モジュール４０において、第１の上下アームがＹ相上下アームを構成し、第２の上下アームがＺ相上下アームを構成している。スイッチング素子７００Ｈとスイッチング素子７００Ｌの接続点は、固定子巻線１２１ｂのＹ相に接続されている。スイッチング素子７０１Ｈとスイッチング素子７０１Ｌの接続点は、固定子巻線１２１ｂのＺ相に接続されている。
【００４３】
半導体モジュール４０は、図４及び図５に示すように、外部接続用端子として、主端子６３を有している。また、主端子６３として、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２と、負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２と、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２を有している。半導体モジュール４０のそれぞれは、配線基板２２の軸方向後側に配置されている。
【００４４】
ヒートシンク２４は、半導体モジュール４０の生じた熱を放熱する金属部材である。ヒートシンク２４は、本体部２４０と、複数のフィン２４１を有している。本体部２４０は、略直方体状をなしており、フィン２４１は、本体部２４０における半導体モジュール４０とは反対の面から突出している。
【００４５】
ヒートシンク２４は、ケース２１の本体部２１０にインサート成形されている。本体部２１０に一体化された状態で、本体部２４０の一面が本体部２１０内に露出し、フィン２４１が反対側の面から突出している。そして、本体部２４０の一面に、半導体モジュール４０が接触している。ヒートシンク２４は、半導体モジュール４０と熱的に接続されている。ヒートシンク２４と半導体モジュール４０との間には、たとえば熱伝導性接着材が介在している。
【００４６】
界磁回路部２５は、回転子巻線１３１に直流を供給する回路である。界磁回路部２５は、スイッチング素子を有している。たとえばスイッチング素子によりＨブリッジ回路が構成されている。スイッチング素子は、配線基板２２に実装されている。
【００４７】
制御回路部２６は、インバータ回路部２３及び界磁回路部２５を制御する回路である。制御回路部２６は、たとえばマイクロコンピュータ（マイコン）を有している。制御回路部２６は、たとえば、スイッチング素子７０それぞれの駆動信号を生成する駆動回路を有している。駆動回路は、たとえばスイッチング素子７０を１２０度通電方式でＰＷＭ制御する。駆動回路は、生成した駆動信号を後述する駆動部８０に出力する。
【００４８】
制御回路部２６は、シャント抵抗器９０１により検出された各相に流れる電流に比例する電圧値に基づいて、各相に流れる電流を検出する電流検出回路を有している。電流検出回路は、駆動部８０を介することなく、信号端子６４を介して各相の電流を検出する。制御回路部２６は、駆動部８０から送信される通知信号に基づいて、スイッチング素子７０の異常を検出する異常検出回路を有している。制御回路部２６は、スイッチング素子７０と一体に形成された感温ダイオードの順方向電圧Ｖｆを取得して、スイッチング素子７０の温度を検出する温度検出回路を有している。温度検出回路は、駆動部８０を介して、順方向電圧Ｖｆを取得する。
【００４９】
バスバー２７は、インバータ回路部２３に接続される配線部材である。バスバー２７は、インバータ回路部２３との接続部２７０を露出させた状態で、ケース２１の本体部２１０にインサート成形されている。バスバー２７は、軸方向前側に延びた状態で、本体部２１０にインサート成形されている。接続部２７０は、半導体モジュール４０の対応する主端子６３に隣接した状態で、主端子６３と同じ方向に延びている。そして、隣接する接続部２７０と主端子６３とが接合されている。具体的には、アーク溶接により、主端子６３とバスバー２７が接合されている。
【００５０】
図４及び図５に示すように、バスバー２７は、正極バスバー２７Ｂと、負極バスバー２７Ｅと、出力バスバー２７Ｐ１，２７Ｐ２を有している。図４に示すように、半導体モジュール４０に対して回転軸１３３側、すなわち径方向内側に正極バスバー２７Ｂ及び負極バスバー２７Ｅが配置され、回転軸１３３とは反対側、すなわち径方向外側に出力バスバー２７Ｐ１，２７Ｐ２が配置されている。図４では、正極バスバー２７Ｂ及び負極バスバー２７Ｅと、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２との接続を分かりやすくするために、便宜上、負極バスバー２７Ｅの内側に正極バスバー２７Ｂを示している。
【００５１】
正極バスバー２７Ｂは、配線基板２２の電源接続部及び半導体モジュール４０の正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２を、バッテリの正極端子に接続させるバスバー２７である。負極バスバー２７Ｅは、配線基板２２の電源接続部及び半導体モジュール４０の負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２を、バッテリの負極端子に直接又は車体を介して接続させるバスバー２７である。出力バスバー２７Ｐ１は、半導体モジュール４０の出力端子６３Ｐ１を、固定子巻線１２１に接続させるバスバー２７である。出力バスバー２７Ｐ２は、出力端子６３Ｐ２を、固定子巻線１２１に接続させるバスバー２７である。
【００５２】
正極バスバー２７Ｂ及び負極バスバー２７Ｅは、たとえば銅板を打ち抜き、曲げ加工して形成されている。正極バスバー２７Ｂ及び負極バスバー２７Ｅは、ケース２１によって互いに絶縁されている。
【００５３】
正極バスバー２７Ｂは、配線基板２２に接続される接続部及び各半導体モジュール４０の正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２との接続部２７０を、ケース２１の内部に露出させるとともに、バッテリ側の接続部２７１をケース２１の外部に露出させた状態で、ケース２１にインサート成形されている。負極バスバー２７Ｅは、配線基板２２に接続される接続部及び各半導体モジュール４０の負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２との接続部２７０を、ケース２１の内部に露出させるとともに、バッテリ側の接続部２７２をケース２１の外部に露出させた状態で、ケース２１にインサート成形されている。
【００５４】
正極バスバー２７Ｂのバッテリ側の接続部２７１及び負極バスバー２７Ｅのバッテリ側の接続部２７２は、配線基板２２の切り欠き側に配置されている。正極バスバー２７Ｂの接続部２７１は２つ設けられている。２つの接続部２７１は、互いに接続されている。負極バスバー２７Ｅの接続部２７２は１つ設けられている。接続部２７２は、２つの接続部２７１から等距離だけ径方向外側に離れて設けられている。
【００５５】
正極バスバー２７Ｂは、２つの接続部２７１のそれぞれから延びている。正極バスバー２７Ｂは、回転軸１３３に直交する面に平行に延びている。正極バスバー２７Ｂは、２つの接続部２７１の中点と回転軸１３３の中心とを通る仮想線に対して、線対称配置とされている。図４において、正極バスバー２７Ｂの１つは、回転軸１３３周りを時計方向に延びており、別の正極バスバー２７Ｂは、回転軸１３３周りを反時計方向に延びている。
【００５６】
正極バスバー２７Ｂは、２つの接続部２７１の中点とは回転軸１３３を挟んで反対側に開口部を有している。一対の正極バスバー２７Ｂは、２つの接続部２７１の中点とは回転軸１３３を挟んで反対側の位置において、互いに接続することなく、開口部を介して離間している。
【００５７】
負極バスバー２７Ｅも、回転軸１３３に直交する面に平行に延びている。負極バスバー２７Ｅは、バッテリ側の接続部２７２から回転軸１３３に向けて延びた先で２つに分岐し、一方が回転軸１３３周りを時計方向に延び、他方が回転軸１３３周りを反時計方向に延びている。負極バスバー２７Ｅは、接続部２７２と回転軸１３３の中心とを通る仮想線に対して、線対称配置とされている。
【００５８】
負極バスバー２７Ｅは、接続部２７２とは回転軸１３３を挟んで反対側に開口部を有している。分岐した負極バスバー２７Ｅは、接続部２７２とは回転軸１３３を挟んで反対側の位置において、互いに接続することなく、開口部を介して離間している。
【００５９】
正極バスバー２７Ｂ及び負極バスバー２７Ｅとは、互いに沿うように配置されている。正極バスバー２７Ｂ及び負極バスバー２７Ｅとは、互いに沿って延在する部分の略全域にわたって、径方向に所定間隔が維持された状態で離間している。この所定間隔離間した正極バスバー２７Ｂ及び負極バスバー２７Ｅとにおいて、互いに逆向きに電流が流れる。したがって、インダクタンスを低減することができる。
【００６０】
なお、図４及び図５に示すように、反時計回りに延設された正極バスバー２７Ｂには、Ｕ相及びＶ相の上下アームを構成する半導体モジュール４０の正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２と、Ｗ相及びＸ相の上下アームを構成する半導体モジュール４０のうち、Ｗ相の上下アームに対応する正極端子６３Ｂ１が接続されている。反時計回りに延設された負極バスバー２７Ｅには、Ｕ相及びＶ相の上下アームを構成する半導体モジュール４０の負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２と、Ｗ相及びＸ相の上下アームを構成する半導体モジュール４０のうち、Ｗ相の上下アームに対応する負極端子６３Ｅ１が接続されている。
【００６１】
一方、時計回りに延設された正極バスバー２７Ｂには、Ｗ相及びＸ相の上下アームを構成する半導体モジュール４０のうち、Ｘ相の上下アームに対応する正極端子６３Ｂ２と、Ｙ相及びＺ相の上下アームを構成する半導体モジュール４０の正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２が接続されている。時計回りに延設された負極バスバー２７Ｅには、Ｗ相及びＸ相の上下アームを構成する半導体モジュール４０のうち、Ｘ相の上下アームに対応する負極端子６３Ｅ２と、Ｙ相及びＺ相の上下アームを構成する半導体モジュール４０の負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２が接続されている。
【００６２】
このように、３つの半導体モジュール４０は、Ｕ相及びＶ相の上下アームを構成する半導体モジュール４０、Ｗ相及びＸ相の上下アームを構成する半導体モジュール４０、Ｙ相及びＺ相の上下アームを構成する半導体モジュール４０の順に、回転軸１３３周りに配置されている。
【００６３】
（回転電機の動作）
まず、車両を駆動するための駆動力を発生する際の動作について説明する。
【００６４】
車両のイグニッションスイッチがオン状態になると、正極バスバー２７Ｂ及び負極バスバー２７Ｅ等を介してインバータ回路部２３に直流が供給される。また、その他の配線用のバスバー及び配線基板２２を介して、界磁回路部２５及び制御回路部２６に直流が供給される。
【００６５】
直流が供給されることで、界磁回路部２５及び制御回路部２６が動作を開始する。制御回路部２６は、外部、たとえばエンジンＥＣＵなどから入力される信号に基づいて、インバータ回路部２３及び界磁回路部２５を制御する。界磁回路部２５は、制御回路部２６によって制御され、ブラシ１６及びスリップリング１５を介して回転子巻線１３１に直流を供給する。
【００６６】
インバータ回路部２３は、制御回路部２６によって制御され、正極バスバー２７Ｂ及び負極バスバー２７Ｅなどを介して供給された直流を交流に変換する。制御回路部２６により、スイッチング素子７０のオンオフが制御され、電流の流れる方向が順次切り替えられて、直流が交流に変換される。インバータ回路部２３により変換された交流は、出力バスバー２７Ｐ１，２７Ｐ２などを介して固定子巻線１２１に供給される。これにより、回転電機部１０は、車両を駆動するため駆動力を発生する。
【００６７】
このとき、回転角度検出素子により、回転子１３の回転状態が検出される。また、半導体モジュール４０が備えるシャント抵抗器９０１により、固定子巻線１２１の各相を流れる電流が検出される。制御回路部２６は、これら検出値を利用して、回転電機１の回転を制御する。
【００６８】
次に、バッテリを充電するための電力を発生する際の動作について説明する。
【００６９】
スリップリング１５及びブラシ１６を介して回転子巻線１３１に直流が供給されて磁極が形成された状態で、エンジンから駆動力が供給されると、固定子巻線１２１ａ，１２１ｂがそれぞれ交流（三相交流）を発生する。インバータ回路部２３は、制御回路部２６によって制御され、固定子巻線１２１から出力バスバー２７Ｐ１，２７Ｐ２などを介して供給される交流を直流に変換する。制御回路部２６により、スイッチング素子７０のオンオフが制御され、電流の流れる方向が順次切り替えられて、交流が整流される。スイッチング素子７０のデッドタイムにおいては、寄生ダイオードにより、交流が整流される。インバータ回路部２３により変換された直流は、バッテリに供給される。これにより、バッテリは、回転電機部１０の発生した電力によって充電される。
【００７０】
（半導体モジュール詳細）
半導体モジュール４０の説明において、スイッチング素子７０の厚み方向をＺ方向、Ｚ方向に直交し、複数の信号端子６４の並び方向をＸ方向と示す。また、Ｚ方向及びＸ方向の両方向に直交する方向をＹ方向と示す。特に断わりのない限り、ＸＹ面視したときの形状（ＸＹ平面に沿う形状）を平面形状とする。ＸＹ面視は、Ｚ方向の投影視とも言える。Ｚ方向は、軸方向に略一致している。また、リードフレーム６０におけるＸ方向の中心に近い位置を内側、遠い位置を外側と示す。また、Ｚ方向において、封止樹脂体５０の裏面５０ｂから一面５０ａに向かう方向を上方、一面５０ａから裏面５０ｂに向かう方向を下方と示す。
【００７１】
図６〜図２１に示すように、半導体モジュール４０は、封止樹脂体５０と、リードフレーム６０と、スイッチング素子７０と、駆動部８０と、架橋部材９０を備えている。なお、図１４〜図２０では、封止樹脂体５０を省略している。図２１では、スイッチング素子７０、駆動部８０、及び架橋部材９０が実装されており、封止樹脂体５０を成形する前の状態、すなわちタイバーカット前のリードフレーム６０を示している。図１４〜図２０では、便宜上、ボンディングワイヤ４１を省略している。半導体モジュール４０は、半導体パッケージ、スイッチングモジュール、半導体装置とも称される。
【００７２】
（封止樹脂体）
封止樹脂体５０は、リードフレーム６０の一部、スイッチング素子７０、駆動部８０、及び架橋部材９０を一体的に封止している。封止樹脂体５０は、たとえばエポキシ系の樹脂を用いて形成されている。
【００７３】
図６〜図１３に示すように、封止樹脂体５０は、Ｚ方向の面である一面５０ａと、一面５０ａと反対の裏面５０ｂと、一面５０ａ及び裏面５０ｂを繋ぐ側面を有している。半導体モジュール４０は、封止樹脂体５０の裏面５０ｂ側がヒートシンク２４に接触するように配置される。本実施形態では、封止樹脂体５０が略直方体とされており、４つの側面を有している。Ｙ方向の第１側面である側面５０ｃと、側面５０ｃと反対の第２側面である側面５０ｄから、主端子６３及び信号端子６４が突出している。
【００７４】
本実施形態では、トランスファモールド法によって、封止樹脂体５０が成形されている。図６及び図７などに示すように、封止樹脂体５０は、凹部５１を有している。凹部５１は、一面５０ａ及び側面５０ｃに開口している。凹部５１の底面は、略平坦とされている。凹部５１は、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２に対応して２つ設けられている。凹部５１は、Ｚ方向からの投影視において、対応する正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２と重なる位置に設けられている。凹部５１は、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２と正極バスバー２７Ｂを溶接する際に、治具の一部が挿入可能に設けられている。
【００７５】
図７及び図８に示すように、封止樹脂体５０は、図示しない成形型に設けられたエアベント由来の凸部５２を有している。凸部５２は、側面５０ｃ，５０ｄから突出している。エアベントは、成形時のエア巻き込みによるボイドやウエルドラインを低減するために、成形型を構成する上型及び下型それぞれに設けられている。エアベントは、上型及び下型の側面５０ｃ，５０ｄを形成する部分において、Ｚ方向からの投影視で主端子６３のそれぞれと重なる位置に設けられている。このため、Ｚ方向において、凸部５２の間に主端子６３が配置されている。
【００７６】
なお、図６〜図８に示す符号５３は、エジェクタピン由来のピン痕である。図６及び図７に示す符号５４は、成形型のゲート痕である。
【００７７】
（リードフレーム）
リードフレーム６０は、金属製の板材である。リードフレーム６０は、金属板を打ち抜き、曲げ加工して形成されている。リードフレーム６０は、アイランド６１と、配線部６２と、外部接続用端子である主端子６３及び信号端子６４と、ダミー端子６５を備えている。リードフレーム６０は、Ｘ方向の中心に対してほぼ線対称とされている。図２１では、リードフレーム６０のＸ方向の中心を一点鎖線で示している。
【００７８】
図１４〜図１６及び図２１に示すように、アイランド６１には、スイッチング素子７０及び駆動部８０が配置されている。リードフレーム６０は、スイッチング素子７０及び駆動部８０が個別に配置される５つのアイランド６１０〜６１４を有している。アイランド６１０〜６１４は、互いに略同じ厚みとされ、Ｚ方向において同一面内に配置されている。アイランド６１０〜６１４は、Ｘ方向の中心に対して線対称配置とされている。
【００７９】
アイランド６１０は、駆動部８０が配置される部分である。アイランド６１１〜６１４は、スイッチング素子７０が配置され、配置されたスイッチング素子７０のドレイン電極が接続される部分である。アイランド６１１にはスイッチング素子７００Ｈが配置され、アイランド６１２にはスイッチング素子７００Ｌが配置される。アイランド６１３にはスイッチング素子７０１Ｈが配置され、アイランド６１４にはスイッチング素子７０１Ｌが配置される。アイランド６１１〜６１４のＸＹ面に沿う面積は、互いに略等しくされている。
【００８０】
図８に示すように、アイランド６１０において、駆動部８０の配置面と反対の放熱面６１０ａは、封止樹脂体５０の裏面５０ｂから露出されている。同じく、アイランド６１１〜６１４において、スイッチング素子７０の配置面と反対の放熱面６１１ａ〜６１４ａは、裏面５０ｂから露出されている。これにより、放熱面６１０ａ〜６１４ａから効率よく放熱することができる。アイランド６１のうち、放熱面６１０ａ〜６１４ａを除く部分は、封止樹脂体５０によって封止されている。図１２などに示すように、アイランド６１それぞれの側面には、封止樹脂体５０の剥離を抑制するために、凸部が設けられている。
【００８１】
アイランド６１０は、平面略矩形状をなしている。アイランド６１０は、Ｘ方向においてリードフレーム６０の中心に配置されている。アイランド６１０は、図１６及び図２１などに示すように、信号端子６４とは反対側の端部中央からＹ方向に突出する凸部６１０ｂを有している。
【００８２】
図２１に示すように、スイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈのパッド７１及びアイランド６１１，６１３と、駆動部８０とを、ボンディングワイヤ４１により接続する際に、図示しないクランプ治具にて凸部６１０ｂを押さえることができる。これにより、アイランド６１０が安定し、ボンディング性を向上することができる。凸部６１０ｂは、ボンディングワイヤ４１の邪魔にならない位置に設ければよい。たとえば、スイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈのパッド７１間の距離が本実施形態よりも短い場合には、中央ではなく両端に凸部６１０ｂを設けてもよい。
【００８３】
アイランド６１１〜６１４は、アイランド６１０の周りに配置されている。下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌが配置されたアイランド６１２，６１４は、Ｘ方向において、間にアイランド６１０を挟むように設けられている。アイランド６１２，６１４は、Ｘ方向において互いに線対称配置とされている。アイランド６１２，６１４は、ともに平面略矩形状をなしている。アイランド６１２，６１４は、Ｘ方向において、アイランド６１０との間にそれぞれ所定の間隙を有している。
【００８４】
上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈが配置されたアイランド６１１，６１３は、アイランド６１０に対し、Ｙ方向において信号端子６４とは反対側に設けられている。アイランド６１１，６１３は、所定の間隙を有しつつＸ方向に並んで配置されている。アイランド６１１，６１３は、Ｘ方向において互いに線対称配置とされている。アイランド６１１，６１３は、ともに平面略矩形状をなしている。アイランド６１１は、Ｙ方向においてアイランド６１０，６１２と対向している。アイランド６１３は、Ｙ方向においてアイランド６１０，６１４と対向している。
【００８５】
アイランド６１１，６１３は、図１６及び図２１などに示すように、信号端子６４側の端部からＹ方向に突出する凸部６１１ｂ，６１３ｂをそれぞれ有している。凸部６１１ｂ，６１３ｂは、Ｙ方向においてアイランド６１０と対向するように設けられている。凸部６１１ｂは、Ｘ方向においてアイランド６１３側の端に設けられている。凸部６１１ｂにおいて、アイランド６１３から離れた位置にボンディングワイヤ４１が接続されている。このボンディングワイヤ４１は、スイッチング素子７００Ｈのドレイン電位を検出するために接続されている。
【００８６】
凸部６１３ｂは、Ｘ方向においてアイランド６１１側の端に設けられている。凸部６１３ｂにおいて、アイランド６１１から離れた位置にボンディングワイヤ４１が接続されている。このボンディングワイヤ４１は、スイッチング素子７０１Ｈのドレイン電位を検出するために接続されている。
【００８７】
配線部６２は、アイランド６１１，６１２を接続する配線部６２０と、アイランド６１２と負極端子６３Ｅ１を接続する配線部６２１と、アイランド６１３，６１４を接続する配線部６２２と、アイランド６１４と負極端子６３Ｅ２を接続する配線部６２３を有している。
【００８８】
配線部６２０は、アイランド６１２における信号端子６４とは反対の端部に連なっている。配線部６２０は、アイランド６１２においてアイランド６１０側とは反対の端に連なっている。配線部６２０はＹ方向に延設され、その先端部分がＸ方向においてアイランド６１１との間に所定の間隙を有しつつ、アイランド６１１と並んで配置されている。配線部６２０は、アイランド６１１に対してＸ方向外側に配置されている。配線部６２１は、負極端子６３Ｅ１に連なっている。配線部６２１は負極端子６３Ｅ１からＹ方向に延びて、その先端部がＸ方向においてアイランド６１２との間に所定の間隙を有しつつ、アイランド６１２と並んで配置されている。配線部６２１は、アイランド６１２に対してＸ方向外側に配置されている。
【００８９】
配線部６２２は、アイランド６１４における信号端子６４とは反対の端部に連なっている。配線部６２２は、アイランド６１４においてアイランド６１０側とは反対の端に連なっている。配線部６２２はＹ方向に延設され、その先端部分がＸ方向においてアイランド６１３との間に所定の間隙を有しつつ、アイランド６１３と並んで配置されている。配線部６２２は、アイランド６１３に対してＸ方向外側に配置されている。配線部６２３は、負極端子６３Ｅ２に連なっている。配線部６２３は負極端子６３Ｅ２からＹ方向に延びて、その先端部がＸ方向においてアイランド６１４との間に所定の間隙を有しつつ、アイランド６１４と並んで配置されている。配線部６２３は、アイランド６１４に対してＸ方向外側に配置されている。
【００９０】
Ｙ方向におけるアイランド６１０の位置では、Ｘ方向に配線部６２１、アイランド６１２、アイランド６１０、アイランド６１４、配線部６２３の順に並んで配置されている。また、Ｙ方向におけるアイランド６１１，６１３の位置では、Ｘ方向に配線部６２１、配線部６２０、アイランド６１１、アイランド６１３、配線部６２２、配線部６２３の順に並んで配置されている。上アーム側の配線部６２０，６２１と下アーム側の配線部６２２，６２３は、Ｘ方向において線対称配置とされている。
【００９１】
図８に示すように、配線部６２０〜６２３において、架橋部材９０の配置面とは反対の放熱面６２０ａ〜６２３ａは、封止樹脂体５０の裏面５０ｂから露出されている。放熱面６２０ａ〜６２３ａは、スイッチング素子７０側の面とは反対の面である。これにより、放熱面６２０ａ〜６２３ａからも放熱することができる。裏面配線部６２０〜６２３のうち、放熱面６２０ａ〜６２３ａを除く部分は、封止樹脂体５０によって封止されている。放熱面６１０ａ〜６１４ａ，６２０ａ〜６２３ａは、成形型に放熱面６１０ａ〜６１４ａ，６２０ａ〜６２３ａを成形型に接触させることで、裏面５０ｂから露出されている。図１２などに示すように、配線部６２それぞれの側面には、封止樹脂体５０の剥離を抑制するために、凸部が設けられている。
【００９２】
図１４及び図２０などに示すように、リードフレーム６０において、アイランド６１及び配線部６２の部分が、主端子６３、信号端子６４、及びダミー端子６５の部分よりも厚肉とされている。Ｙ方向において、リードフレーム６０の中央部分が、中央部分よりも外側の部分に対して厚肉とされている。図２１に示す破線間が、厚肉部分である。このように、異形条のリードフレーム６０を採用すると、スイッチング素子７０及び駆動部８０の熱を効率よく放熱させることができる。また、アイランド６１及び配線部６２が厚肉とされているため、封止樹脂体５０の硬化収縮にともなうリードフレーム６０の反りを抑制することができる。一方、外部接続用端子である主端子６３及び信号端子６４が薄肉とされているため、打ち抜きや曲げ加工性を向上することができる。また、信号端子６４を狭ピッチ化することもできる。
【００９３】
主端子６３は、上記したように、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２と、負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２と、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２を有している。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２は、バッテリの正極側に接続される電源端子である。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２は、高電位側の直流端子とも称される。正極端子６３Ｂ１は、スイッチング素子７００Ｈのアイランド６１１に連なっている。正極端子６３Ｂ１は、アイランド６１１においてアイランド６１３側とは反対の端に連なっている。正極端子６３Ｂ１は、アイランド６１１における信号端子６４とは反対の端部からＹ方向に延設されて封止樹脂体５０の側面５０ｃから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。
【００９４】
正極端子６３Ｂ２は、スイッチング素子７０１Ｈのアイランド６１３に連なっている。正極端子６３Ｂ２は、アイランド６１３においてアイランド６１１側とは反対の端に連なっている。正極端子６３Ｂ２は、アイランド６１３における信号端子６４とは反対の端部からＹ方向に延設されて側面５０ｃから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２は、Ｘ方向において互いに線対称配置とされている。
【００９５】
負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２は、バッテリの負極側に接続される電源端子である。負極端子Ｅ１，Ｅ２は、低電位側の直流端子とも称される。負極端子６３Ｅ１は、正極端子６３Ｂ１に対してＸ方向外側に配置されている。負極端子６３Ｅ１は、Ｙ方向に延設されて側面５０ｃから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。負極端子６３Ｅ２は、正極端子６３Ｂ２に対してＸ方向外側に配置されている。負極端子６３Ｅ２は、Ｙ方向に延設されて側面５０ｃから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２は、Ｘ方向において互いに線対称配置とされている。
【００９６】
正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２は、Ｘ方向において、負極端子６３Ｅ１、正極端子６３Ｂ１、正極端子６３Ｂ２、負極端子６３Ｅ２の順に並んで配置されている。Ｘ方向において、負極端子６３Ｅ１と正極端子６３Ｂ１との距離、及び、負極端子６３Ｅ２と正極端子６３Ｂ２との距離は、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２間の距離よりも短くされている。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２は、ＹＺ面において略Ｌ字状をなしている。
【００９７】
正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２は、図７、図９、図１４、及び図１６などに示すように、タイバー痕６６ａ，６６ｂをそれぞれ有している。タイバー痕６６ａ，６６ｂはタイバー６６の切断痕であり、Ｘ方向にわずかに突出している。タイバー痕６６ａは、Ｙ方向においてアイランド６１に近い１段目のタイバー６６０ａの切断痕であり、タイバー痕６６ｂは、タイバー６６０ａよりもアイランド６１から離れた２段目のタイバー６６０ｂの切断痕である。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２は、それぞれの延設方向において、タイバー痕６６ａ，６６ｂの間に屈曲部を有している。
【００９８】
出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２は、交流端子とも称される。出力端子６３Ｐ１は、アイランド６１２に連なっている。出力端子６３Ｐ１は、アイランド６１２においてアイランド６１０側とは反対の端に連なり、途中まで、Ｘ方向においてアイランド６１２から遠ざかるように斜めに延設されている。具体的には、Ｘ方向においてスイッチング素子７００Ｌとは重ならない位置まで、斜めに延設されている。そして、その先でＹ方向に延設されて正極端子６３Ｂ１とは反対の側面５０ｄから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、さらにＺ方向上方に延びている。
【００９９】
出力端子６３Ｐ２は、アイランド６１４に連なっている。出力端子６３Ｐ２は、アイランド６１４においてアイランド６１０側とは反対の端に連なり、途中まで、Ｘ方向においてアイランド６１４から遠ざかるように斜めに延設されている。具体的には、Ｘ方向においてスイッチング素子７０１Ｌとは重ならない位置まで、斜めに延設されている。そして、その先でＹ方向に延設されて側面５０ｄから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、さらにＺ方向上方に延びている。出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２も、ＹＺ面において略Ｌ字状をなしている。出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２は、Ｘ方向において互いに線対称配置とされている。
【０１００】
出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２も、タイバー痕６６ａ，６６ｂをそれぞれ有している。タイバー痕６６ａは、Ｙ方向においてアイランド６１に近い１段目のタイバー６６１ａの切断痕であり、タイバー痕６６ｂは、タイバー６６１ａよりもアイランド６１から離れた２段目のタイバー６６１ｂの切断痕である。出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２は、それぞれの延設方向において、タイバー痕６６ａ，６６ｂの間に屈曲部を有している。
【０１０１】
図６及び図１４などに示すように、主端子６３のそれぞれにおいて、屈曲部の幅が狭くされている。主端子６３では、屈曲部を含むように幅狭部６３ａが設けられ、延設方向において幅狭部６３ａを挟むように幅広部が設けられている。具体的には、タイバー痕６６ａ，６６ｂを有する部分がそれぞれ幅広部とされ、その間に屈曲部を含む幅狭部６３ａが設けられている。このように、主電流が流れる主端子６３において、屈曲部を形成する部分の幅を狭くして剛性を低くしたため、屈曲部を形成する際の曲げ荷重を小さくすることができる。また、曲げ精度を向上することもできる。
【０１０２】
図６及び図９などに示すように、主端子６３のそれぞれにおいて、突出先端の角部が面取りされている。換言すれば、テーパ形状とされている。これにより、バスバー２７とのアーク溶接時において、角部への電界集中を抑制することができる。本実施形態では、回転電機１を回転させるために、主端子６３に比較的大きな電流（数十アンペア）が流れるため、主端子６３の幅が広い。これに対し、面取り構造を採用することで、幅方向中央で安定して溶接を行うことができる。
【０１０３】
信号端子６４は、外部に信号を出力、又は、外部から信号を入力するための端子である。複数の信号端子６４は、Ｘ方向に並んで配置されている。各信号端子６４は、Ｙ方向に延設されて側面５０ｄから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。信号端子６４も、ＹＺ面において略Ｌ字状をなしている。本実施形態では、信号端子６４が、配線基板２２に挿入実装される。
【０１０４】
図１６、図１９、及び図２１などに示すように、信号端子６４は、配線基板２２に接続されて、グランド電位（ＧＮＤ）とされる信号端子６４０を含んでいる。信号端子６４０は、複数の信号端子６４の真ん中に配置されている。信号端子６４０は、アイランド６１０における信号端子６４側の端部中央に連なっている。信号端子６４０は、リードフレーム６０におけるＸ方向の中心に配置されている。
【０１０５】
図２１に示すように、信号端子６４０は、ボンディングワイヤ４１によって、駆動部８０のパッド８１と接続されている。このように、グランド電位の信号端子６４０を設けたので、負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２や負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２に連なる配線部６２１，６２３にボンディングワイヤ４１を接続して、グランド電位を確保しなくてもよい。すなわち、アイランド６１２，６１４や配線部６２０，６２２など、他の電位の部分を跨いでボンディングワイヤ４１を接続しなくてもよい。したがって、ボンディングワイヤ４１が他の電位の部分に接触し、ショートが発生するのを抑制することができる。
【０１０６】
図１６及び図２１などに示すように、信号端子６４は、２つの信号端子６４１を含んでいる。信号端子６４１の１つは、アイランド６１２における信号端子６４側の端部に連なっており、別の信号端子６４１は、アイランド６１４における信号端子６４側の端部に連なっている。アイランド６１２は、配線部６２０及びクリップ９００を介して、スイッチング素子７００Ｈのソース電極７２に接続されている。アイランド６１４は、配線部６２２及びクリップ９００を介して、スイッチング素子７０１Ｈのソース電極７２に接続されている。
【０１０７】
配線部６２０及びアイランド６１２は、スイッチング素子７００Ｈのソース電極７２と出力端子６３Ｐ１とを繋ぐ配線である。配線部６２２及びアイランド６１４は、スイッチング素子７０１Ｈのソース電極７２と出力端子６３Ｐ２とを繋ぐ配線である。信号端子６４１には、制御回路部２６の駆動回路から、上アーム側の駆動信号の基準となる駆動用のソース電位が供給される。したがって、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２からソース電位が供給される構成に較べて、配線のインダクタンスを低減することができる。これにより、制御回路部２６によるスイッチング素子７０の制御性を向上し、スイッチングの遅延などを抑制することができる。なお、シャント抵抗器９０１の高電位側とボンディングワイヤ４１を介して接続される信号端子６４に、制御回路部２６の駆動回路から、下アーム側の駆動信号の基準となる駆動用のソース電位が供給される。
【０１０８】
本実施形態では、半導体モジュール４０が、１５本の信号端子６４を有している。上記したように、１本がグランド電位用の信号端子６４０であり、２本が上アーム側のソース電位用の信号端子６４１である。残りの１２本のうち、４本がスイッチング素子７０それぞれの駆動信号用であり、４本が２つのシャント抵抗器９０１用である。１本が配線基板２２側からの電源ＶＣＣ（たとえば５Ｖ）取得用であり、１本が感温ダイオードのいずれか１つの順方向電圧Ｖｆの出力用である。１本が異常などの通知用であり、１本がボンディングワイヤ４１が接続されていない予備である。
【０１０９】
図１９及び図２１に示すように、信号端子６４０を除く信号端子６４は、クランク形状の部分であるクランク部６４ａを少なくとも１つ有している。クランク部６４ａを有することで、Ｘ方向において、複数の信号端子６４の占める幅が、アイランド６１側の端部、すなわち、ボンディングワイヤ４１の接続側よりも、配線基板２２との接続側で狭くされている。
【０１１０】
本実施形態では、クランク部６４ａを２つ有する信号端子６４において、クランク部６４ａ間の直線部分の長さが２ｍｍ以上となるように、クランク部６４ａの位置が設定されている。クランク部６４ａの１つはタイバー６６１ａの近傍に設けられ、別のクランク部６４ａはタイバー６６１ｂの近傍に設けられている。これにより、型（ダイ）を用いて信号端子６４を曲げ加工する際に、信号端子６４の擦れによる型の摩耗を低減することができる。また、曲げ精度を向上することもできる。
【０１１１】
図６及び図７に示すように、信号端子６４における配線基板２２への実装部分は、ＸＹ面において千鳥配置とされている。すなわち、Ｘ方向において隣り合う信号端子６４が、Ｙ方向にずれて配置されている。信号端子６４は、２段配置とされている。これにより、Ｘ方向において信号端子６４の占めるスペースを低減し、ひいては半導体モジュール４０を小型化することができる。また、配線基板２２も小型化することができる。さらには、隣り合う信号端子６４がＹ方向において離れた位置となるため、端子間でのノイズや干渉を低減することができる。
【０１１２】
信号端子６４は、Ｘ方向において、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２の間に配置されている。図２２は、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２と信号端子６４の配置イメージを示す模式図である。図２２の上段が本実施形態を示し、真ん中の段と下段の２つは参考例を示している。参考例においては、本実施形態の関連する要素の符号に対し、末尾にｒを付与している。本実施形態では、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２の間に信号端子６４が集約されている。信号端子６４のＸ方向両端に、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２が配置されている。このため、出力端子６３Ｐ１と一端側の信号端子６４との間に、破線で示す空きのスペース６４ｂが生じ、出力端子６３Ｐ２と他端側の信号端子６４との間にも同様にスペース６４ｂが生じる。
【０１１３】
これに対し、真ん中の段の参考例では、出力端子６３Ｐ１ｒが本実施形態同様の配置とされ、出力端子６３Ｐ２ｒが信号端子６４ｒの間に配置されて、複数の信号端子６４ｒが二分されている。これによれば、出力端子６３Ｐ２ｒの両側にスペース６４ｂｒが生じる。また、下段の参考例では、出力端子６３Ｐ１ｒ，６３Ｐ２ｒが隣り合って配置されるとともに、出力端子６３Ｐ１ｒ，６３Ｐ２ｒによって複数の信号端子６４ｒが二分されている。これによれば、出力端子６３Ｐ１ｒ，６３Ｐ２ｒそれぞれの両側にスペース６４ｂｒが生じる。したがって、本実施形態のように、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２の間に信号端子６４を集約することで、Ｘ方向において外部接続用端子の配置スペースを小さくすることができる。すなわち、無駄なスペースを減らし、半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。
【０１１４】
図１６及び図２１に示すように、信号端子６４におけるアイランド６１側の端部、すなわち、ボンディングワイヤ４１の接続部分は、信号端子６４の他の部分よりも、Ｘ方向の幅が広くされている。このように、信号端子６４におけるアイランド６１側の端部の幅が広いため、ボンディングワイヤ４１を安定的に接続することができる。一方、ボンディングワイヤ４１との接続部分を除く部分の幅は狭いため、上記したクランク部６４ａとも相俟って、信号端子６４の配置スペースを小さくすることができる。また、幅の広いアイランド６１側の端部が封止樹脂体５０に引っかかるため、ロックホール効果により、配置スペースを小さくしつつも信号端子６４の抜けを抑制することができる。
【０１１５】
リードフレーム６０において、ボンディングワイヤ４１の接続部分は、平坦とされている。ボンディングワイヤ４１は、信号端子６４と、上記した凸部６１１ｂ，６１３ｂにそれぞれ接続されている。凸部６１１ｂ，６１３ｂにおける接続部分及び信号端子６４における接続部分は、いずれも平坦とされている。具体的には、叩くことで接続部分の平坦度が確保されている。これにより、ボンディングワイヤ４１の接続信頼性を向上することができる。また、打ち抜き加工することでリードフレーム６０を形成する際に生じる図示しないバリを叩いて潰し、ボンディング時の異物噛み込みを抑制することもできる。
【０１１６】
ダミー端子６５は、電気的な接続機能を提供せず、タイバーカット前の状態で、タイバー６６に連結される部分である。図７及び図１６などに示すように、ダミー端子６５の一部は、Ｙ方向に延設されて封止樹脂体５０の側面５０ｃから突出している。ダミー端子６５の残りは、Ｙ方向に延設されて側面５０ｄから突出している。それぞれ４つのダミー端子６５が配置されている。
【０１１７】
正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２側において、アイランド６１１，６１３及び配線部６２０，６２２のそれぞれにダミー端子６５が連なっている。図１６などに示すように、ダミー端子６５の１つは、アイランド６１１における信号端子６４とは反対の端部であって、正極端子６３Ｂ１側とは反対の端からＹ方向に延設されている。別のダミー端子６５は、アイランド６１３における信号端子６４とは反対の端部であって、正極端子６３Ｂ２側とは反対の端からＹ方向に延設されている。別のダミー端子６５は、配線部６２０の先端、すなわちアイランド６１２とは反対の端部からＹ方向に延設されている。別のダミー端子６５は、配線部６２２の先端、すなわちアイランド６１４とは反対の端部からＹ方向に延設されている。
【０１１８】
Ｘ方向において、負極端子６３Ｅ１と正極端子６３Ｂ１の間、負極端子６３Ｅ２と正極端子６３Ｂ２の間に、ダミー端子６５がそれぞれ１つ配置されている。また、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２の間に２つのダミー端子６５が配置されている。図２１に示すように、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２側のダミー端子６５は、１段目のタイバー６６０ａまでそれぞれ延設されている。このため、タイバーカット後の状態では、図７及び図１６などに示すように、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２が有するタイバー痕６６ａとＹ方向においてほぼ同じ位置まで延設されている。
【０１１９】
出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２及び信号端子６４側において、ダミー端子６５の１つは、配線部６２１の先端、すなわち負極端子６３Ｅ１とは反対の端部からＹ方向に延設されている。別のダミー端子６５は、配線部６２３の先端、すなわち負極端子６３Ｅ２とは反対の端部からＹ方向に延設されている。残りの２つのダミー端子６５は、ボンディングワイヤ４１を介してシャント抵抗器９０１と接続される信号端子６４の一部に連なり、該信号端子６４の外側にそれぞれ配置されている。
【０１２０】
Ｘ方向において、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２の外側にダミー端子６５がそれぞれ１つ配置されている。また、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２と信号端子６４との間にダミー端子６５がそれぞれ１つ配置されている。図２１に示すように、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２及び信号端子６４側のダミー端子６５は、１段目のタイバー６６１ａまで延設されている。このため、タイバーカット後の状態では、図７及び図１６などに示すように、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２及び信号端子６４が有するタイバー痕６６ａとＹ方向においてほぼ同じ位置まで延設されている。
【０１２１】
このように、ダミー端子６５は、タイバー痕６６ａとほぼ同じ位置まで延設されている。すなわち、主端子６３及び信号端子６４の屈曲部よりも手前の位置までしか延設されていない。このため、ダミー端子６５は、主端子６３及び信号端子６４とは異なり、屈曲部を有していない。ダミー端子６５の幅は、主端子６３の幅よりも狭くされている。
【０１２２】
（スイッチング素子）
スイッチング素子７０は縦型構造をなしており、チップの厚み方向であるＺ方向の両面に主電極を有している。また、一方の面に、第１パッドである上記したパッド７１を有している。本実施形態では、アイランド６１との対向面に図示しないドレイン電極が形成され、ドレイン電極形成面と反対の面にソース電極７２が形成されている。パッド７１は、ソース電極７２と同じ主面において、ソース電極７２とは異なる位置に形成されている。スイッチング素子７０には、感温ダイオードが一体的に形成されている。
【０１２３】
スイッチング素子７０は、平面矩形状をなしている。図２１に示すように、パッド７１は、スイッチング素子７０の１つの辺、具体的には駆動部８０との対向辺に沿って配置されている。本実施形態では、スイッチング素子７０が４つのパッド７１を有しており、ソース電位検出用、ゲート電極用、感温ダイオードのアノード用、カソード用の順に並んで配置されている。
【０１２４】
スイッチング素子７０は、上記したように、第１の上下アームを構成する上アーム側のスイッチング素子７００Ｈと、第１の上下アームを構成する下アーム側のスイッチング素子７００Ｌを有している。また、第２の上下アームを構成する上アーム側のスイッチング素子７０１Ｈと、第２の上下アームを構成する下アーム側のスイッチング素子７０１Ｌを有している。
【０１２５】
スイッチング素子７００Ｈはアイランド６１１に配置され、スイッチング素子７００Ｌはアイランド６１２に配置されている。スイッチング素子７０１Ｈはアイランド６１３に配置され、スイッチング素子７０１Ｌはアイランド６１４に配置されている。上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈは、対応するアイランド６１１，６１３同様、Ｘ方向において線対称配置とされている。下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌは、対応するアイランド６１２，６１４同様、Ｘ方向において線対称配置とされている。
【０１２６】
上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈは、パッド７１とソース電極７２の並び方向がＹ方向となるように配置されている。すなわち、パッド７１の並び方向がＸ方向となるように配置されている。一方、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌは、パッド７１とソース電極７２の並び方向がＸ方向となるように配置されている。すなわち、パッド７１の並び方向がＹ方向となるように配置されている。
【０１２７】
図１６及び図２１などに示すように、スイッチング素子７０は、対応するアイランド６１に対して、お互いの中心が略一致するように位置決め配置されている。下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌは、同じ相の上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈに対して、Ｘ方向外側に配置されている。Ｘ方向において、スイッチング素子７００Ｌ、スイッチング素子７００Ｈ、スイッチング素子７０１Ｈ、スイッチング素子７０１Ｌの順に並んでいる。
【０１２８】
各スイッチング素子７０のドレイン電極に接続される正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２は、スイッチング素子７０と同じ側から見ると、出力端子６３Ｐ１、正極端子６３Ｂ１、正極端子６３Ｂ２、出力端子６３Ｐ２の順に並んでいる。このように、スイッチング素子７０の並び順と、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２の並び順が一致している。また、主端子６３及び信号端子６４は、相対する側面５０ｃ，５０ｄのみから突出している。以上の配置を採用することにより、リードフレーム６０のレイアウトがシンプルとなり、配線密度を上げて半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。また、封止樹脂体５０の２面のみから主端子６３及び信号端子６４が突出しているため、制御装置部２０を構成する際にも、バスバー２７との接続構造を簡素化することができる。
【０１２９】
図１２、図１３、及び図１５に示すように、スイッチング素子７０のドレイン電極は、はんだ４２を介して対応するアイランド６１と接続されている。ソース電極７２は、はんだ４２を介して、対応する架橋部材９０と接続されている。スイッチング素子７００Ｈのドレイン電極がアイランド６１１と接続され、スイッチング素子７００Ｌのドレイン電極がアイランド６１２と接続されている。スイッチング素子７０１Ｈのドレイン電極がアイランド６１３と接続され、スイッチング素子７０１Ｌのドレイン電極がアイランド６１４と接続されている。
【０１３０】
（駆動部）
駆動部８０は、スイッチング素子７０を駆動させる。本実施形態では、制御回路部２６の駆動回路にて生成された駆動信号が、駆動部８０を介して、スイッチング素子７０それぞれのゲート電極に入力される。すなわち、駆動部８０から出力された駆動信号により、スイッチング素子７０が駆動される。駆動部８０は、ＡＳＩＣなどのＩＣチップとして構成されている。図１５に示すように、駆動部８０は、Ａｇペーストなどの導電性接着材４３を介してアイランド６１０に固定されている。駆動部８０におけるアイランド６１０への固定面と反対の面には、第２パッドである複数のパッド８１が形成されている。
【０１３１】
図２１に示すように、パッド８１の一部は、ボンディングワイヤ４１を介して、スイッチング素子７０のパッド７１に接続されている。別のパッド８１は、ボンディングワイヤ４１を介して、アイランド６１１，６１３に接続されている。パッド８１の残りは、ボンディングワイヤ４１を介して、信号端子６４に接続されている。
【０１３２】
駆動部８０は、スイッチング素子７０の保護するための回路を有している。たとえば、スイッチング素子７０それぞれのゲート−ソース間電圧Ｖｇｓを検出する回路と、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓを検出する回路を有している。駆動部８０は、パッド７１から、ボンディングワイヤ４１を介してソース電位を取得する。また、アイランド６１１，６１３から、ボンディングワイヤ４１を介してドレイン電位を取得する。駆動部８０は、それぞれの感温ダイオードの順方向電圧Ｖｆを検出する回路を有している。駆動部８０は、パッド７１からボンディングワイヤ４１を介して、アノード電位及びカソード電位を取得する。
【０１３３】
さらに駆動部８０は、ゲート−ソース間電圧Ｖｇｓ、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、及び順方向電圧Ｖｆに基づいて、スイッチング素子７０の異常を判定する判定回路を有している。判定回路は、具体的には、スイッチング素子７０の過熱、過電流、上下アーム同時オンなどが生じているか否かを判定する。駆動部８０は、判定結果を、信号端子６４を通じて制御回路部２６に通知する通知回路を有している。
【０１３４】
駆動部８０は、平面略矩形状をなしている。駆動部８０は、Ｘ方向においてリードフレーム６０の中心線に対し、線対称配置とされている。Ｘ方向において、駆動部８０の中心がリードフレーム６０の中心線と略一致している。また、Ｘ方向において、駆動部８０の中心がアイランド６１０の中心と略一致している。したがって、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌは、駆動部８０に対して線対称配置とされている。
【０１３５】
駆動部８０は、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｈの間に配置されている。上アーム側のスイッチング素子７００Ｈは、Ｙ方向においてスイッチング素子７００Ｌ及び駆動部８０と対向している。スイッチング素子７００Ｈのパッド７１は、アイランド６１０よりもＸ方向外側に配置されている。上アーム側のスイッチング素子７０１Ｈは、Ｙ方向においてスイッチング素子７０１Ｌ及び駆動部８０と対向している。スイッチング素子７０１Ｈのパッド７１は、アイランド６１０よりもＸ方向外側に配置されている。
【０１３６】
（ボンディングワイヤを考慮した配置）
図２１などに示すように、Ｚ方向からの平面視において、４つのスイッチング素子７０が、駆動部８０の周りに配置されている。これにより、スイッチング素子７０のパッド７１と駆動部８０とを接続するボンディングワイヤ４１の長さを短くすることができる。中継用の配線基板が不要であるので、部品点数を削減し、ひいては半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。また、封止樹脂体５０を成形する際に、ボンディングワイヤ４１に断線や接続不良などが生じるのを抑制することができる。長さが短いため、ボンディングワイヤ４１が他の部分に接触するのを抑制することもできる。すなわち、ボンディングワイヤ４１の不良を抑制することができる。また、ボンディングワイヤ４１の配線密度を向上して無駄なスペースを低減し、半導体モジュール４０の体格を小型化することもできる。
【０１３７】
上記したように駆動部８０が平面略矩形状をなしており、図２１に示すように、駆動部８０のパッド８１がスイッチング素子７０のそれぞれとの対向辺に設けられている。本実施形態では、駆動部８０の連続する３辺に、スイッチング素子７０と接続されるパッド８１が集約されている。これにより、ボンディングワイヤ４１の長さを短くすることができる。したがって、成形時におけるボンディングワイヤ４１の不良を低減できる。また、半導体モジュール４０の体格を小型化することもできる。なお、駆動部８０のうち、残りの１辺には、信号端子６４と接続されるパッド８１のみが配置されている。
【０１３８】
スイッチング素子７０は、詳しくは略正方形をなしている。図２１に示すように、パッド７１は、スイッチング素子７０の１つの辺の中央付近に、該辺に沿って並んで配置されている。このように、パッド７１を１つの辺の中央に配置したため、スイッチング素子７０を１種類のチップとして共通化することができる。また、共通化しながらも、９０度配置が異なる上アーム側と下アーム側とで、パッド７１，８１に対してボンディングワイヤ４１を接続することができる。また、ボンディングワイヤ４１の長さを短くすることができる。
【０１３９】
図２１などに示すように、信号端子６４は、Ｙ方向において、駆動部８０の１辺側にまとめて配置されている。すべての信号端子６４は、駆動部８０に対して、上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈとは反対側に配置されている。スイッチング素子７０は、駆動部８０の残りの３辺と対向している。これによれば、信号端子６４も含めて、駆動部８０との接続構造を簡素化することができる。よって、ボンディングワイヤ４１の長さを短くし、半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。
【０１４０】
（熱を考慮した配置）
出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２は、出力バスバー２７Ｐ１，２７Ｐ２を介して、回転電機部１０の固定子巻線１２１と接続されるため、回転電機部１０側から熱が伝わる。このため、下アーム側のスイッチング素子が熱の影響を受けやすい。これに対し、本実施形態では、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌの間に駆動部８０が配置されている。また、Ｘ方向において、スイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈが線対称配置とされ、スイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌが線対称配置とされている。すなわち、４つのスイッチング素子７０が、ＸＹ面内において均等配置されている。そして、図１６に示すように、上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈ間の距離をＬ１、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌ間の距離をＬ２とすると、距離Ｌ２のほうが距離Ｌ１よりも長くされている。
【０１４１】
このような配置により、図２３に示すように、回転電機部１０からのもらい熱によって高温となるスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌ同士を遠ざけている。これにより、スイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌ間の熱干渉を、スイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈ間の熱干渉よりも低減することができる。したがって、ＸＹ面において局所的な過熱を抑制し、すべてのスイッチング素子７０について熱による性能低下を抑制することができる。図２３では、封止樹脂体５０及びボンディングワイヤ４１の図示を省略している。
【０１４２】
上記したように、アイランド６１１〜６１４のそれぞれにおいて、スイッチング素子７０の配置面とは反対の放熱面６１１ａ〜６１４ａが、封止樹脂体５０から露出されている。したがって、スイッチング素子７０の熱を効果的に放熱することができる。
【０１４３】
上記したように、アイランド６１０において、駆動部８０の配置面とは反対の放熱面６１０ａが、封止樹脂体５０から露出されている。これにより、駆動部８０の発生した熱及び駆動部８０の周りに配置されたスイッチング素子７０からのもらい熱を、効果的に放熱することができる。また、放熱性の向上により、駆動部８０を小型化することもできる。
【０１４４】
上記したように、スイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌが配置されたアイランド６１２，６１４に連なる配線部６２０，６２２において、スイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌ側の面とは反対の放熱面６２０ａ，６２２ａが、封止樹脂体５０から露出されている。これにより、スイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌの熱を、放熱面６２０ａ，６２２ａから逃がすことができる。すなわち、回転電機部１０からのもらい熱を効果的に放熱することができる。また、スイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈの熱を、クリップ９００を介して放熱面６２０ａ，６２２ａからも逃がすことができる。
【０１４５】
（架橋部材）
架橋部材９０は、２つの配線を架橋する。具体的には、スイッチング素子７０のソース電極７２と、対応する配線部６２とを架橋する。架橋部材９０は、ブリッジとも称される。架橋部材９０は、ソース電極７２と配線部６２を電気的に中継するため、中継部材とも称される。
【０１４６】
架橋部材９０は、ソース電極７２及び配線部６２との接続のために、図１２及び図１３に示すように一対の接続部９１を有している。架橋部材９０は、一方向に延設されている。架橋部材９０は、接続部９１の板厚方向に対して直交する方向に延設されている。接続部９１は、架橋部材９０の延設方向両端に設けられている。接続部９１は、はんだ４２を介して、ソース電極７２及び配線部６２のそれぞれと接続される。
【０１４７】
架橋部材９０としては、平板状のものを採用することもできるが、本実施形態では凸形状の架橋部材９０を採用している。架橋部材９０は、いずれも一対の接続部９１に加えて、上底部９２と、連結部９３を有している。接続部９１及び上底部９２は板厚方向をＺ方向としており、Ｚ方向において異なる位置に配置されている。連結部９３は接続部９１と上底部９２を連結している。連結部９３は、傾斜部分と傾斜部分の両端に設けられた屈曲部分を有している。上底部９２と、上底部９２の両端に連なる連結部９３とに規定される形状が、ＺＸ面において略台形状をなしている。接続部９１に対して上底部９２が凸とされている。架橋部材９０は、はんだ４２との接続面と反対の面側に凸とされている。
【０１４８】
図１２、図１３、及び図１６などに示すように、架橋部材９０は、電気的に中継するクリップ９００と、電気的な中継に加えて、電流検出にも用いられるシャント抵抗器９０１を有している。架橋部材９０は、４つのスイッチング素子７０に対応して、２つのクリップ９００と２つのシャント抵抗器９０１を有している。
【０１４９】
クリップ９００は、上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈと対応する配線部６２０，６２２とをそれぞれ接続している。クリップ９００の構成材料としては、たとえばＣｕを用いることができる。本実施形態では、Ｃｕの表面にＮｉめっきが施されている。
【０１５０】
シャント抵抗器９０１において、はんだ４２の接続面とは反対の面に、一対のボンディングワイヤ４１が接続される。このボンディングワイヤ４１により、電圧降下が検出されて、２つの配線間に流れる電流の電流値が検出される。シャント抵抗器９０１は、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌと対応する配線部６２１，６２３とをそれぞれ接続している。シャント抵抗器９０１の検出値は、ボンディングワイヤ４１及び信号端子６４を介して、制御回路部２６に出力される。
【０１５１】
図１６及び図２１などに示すように、クリップ９００及びシャント抵抗器９０１は、いずれも、延設方向がＸ方向、幅方向がＹ方向となるように、それぞれ配置されている。
【０１５２】
（シャント抵抗器詳細）
図２４及び図２５に示すように、シャント抵抗器９０１は、抵抗体９０１ａと、一対の電極９０１ｂと、接合部９０１ｃと、目印９０１ｄを備えている。シャント抵抗器９０１は、電流検出用のボンディングワイヤ４１が接続される上面９０１ｅと、はんだ４２が接続される下面９０１ｆを有している。
【０１５３】
抵抗体９０１ａは、電流を検出するために、予め抵抗率が設定されている。抵抗体９０１ａとして、たとえばＣｕＭｎＮｉを用いることができる。本実施形態では、抵抗体９０１ａが平板状をなしている。抵抗体９０１ａは、平面略矩形状をなしている。
【０１５４】
一対の電極９０１ｂは、抵抗体９０１ａを挟むように配置されている。一対の電極９０１ｂの間に、抵抗体９０１ａが配置されている。電極９０１ｂは、抵抗体９０１ａの板厚方向に直交する一方向において、抵抗体９０１ａの両端にそれぞれ配置されている。電極９０１ｂとして、抵抗体９０１ａよりも抵抗率の小さい金属、たとえばＣｕを用いることができる。本実施形態では、Ｃｕの表面にＮｉめっきが施されている。
【０１５５】
電極９０１ｂは、ＺＸ面において略クランク形状をなしている。電極９０１ｂは、２つの屈曲部をそれぞれ有している。電極９０１ｂが、上記した接続部９１のすべて、連結部９３のすべて、及び上底部９２の一部をなしている。抵抗体９０１ａは、クランク形状の電極９０１ｂにより、Ｚ方向において接続部９１から離れた位置に支持されている。一対の電極９０１ｂは、抵抗体９０１ａを支持する一対の脚部である。
【０１５６】
接合部９０１ｃは、抵抗体９０１ａと電極９０１ｂのそれぞれとの接合領域である。接合部９０１ｃは、抵抗体９０１ａと電極９０１ｂとの界面に形成されている。接合部９０１ｃは、抵抗体９０１ａと電極９０１ｂとを溶接することで形成されている。このため、接合部９０１ｃは、溶接ビード領域とも称される。
【０１５７】
ここで、接合部９０１ｃにおいて、抵抗体９０１ａと電極９０１ｂとの並び方向における長さを幅とすると、図２５に示すように、上面９０１ｅ側の幅Ｗ１のほうが、下面９０１ｆ側の幅Ｗ２よりも狭くされている。幅Ｗ１は、たとえば０．６ｍｍ以下とされている。接合部９０１ｃの幅は、下面９０１ｆで最大とされ、上面９０１ｅで最小とされ、且つ、下面９０１ｆから上面９０１ｅに向けて徐々に狭くされている。
【０１５８】
目印９０１ｄは、電流検出用の一対のボンディングワイヤ４１の接続位置の基準となる。本実施形態では、図２５に示すように、電極９０１ｂそれぞれの接合部８１１の近傍に形成されている。目印９０１ｄは、プレス加工、印刷、レーザ照射などにより形成することができる。本実施形態では、一対の目印９０１ｄが、幅方向の中心を跨ぐように、中心から等距離の位置に設けられている。これにより、一対の目印９０１ｄを基準にし、目印のない幅方向中心にボンディングワイヤ４１を接続することができる。これにより、ボンディング性を向上することができる。
【０１５９】
次に、上記したシャント抵抗器９０１の製造方法について説明する。
【０１６０】
先ず、抵抗体９０１ａのロール材と、電極９０１ｂのロール材を２つ準備し、一対の電極９０１ｂの間に抵抗体９０１ａを配置する。そして、電極９０１ｂのそれぞれと抵抗体９０１ａとを接触させた状態で、下面９０１ｆ側からビーム、たとえば電子ビームを照射し、電極９０１ｂのそれぞれと抵抗体９０１ａとを溶接する。これにより、一方の電極９０１ｂと抵抗体９０１ａとの界面、他方の電極９０１ｂと抵抗体９０１ａとの界面に、接合部９０１ｃがそれぞれ形成される。
【０１６１】
下面９０１ｆ側からビームを照射するため、接合部９０１ｃの幅は、下面９０１ｆで最大となり、下面９０１ｆから上面９０１ｅに向けて徐々に狭くなる。溶接により、抵抗体９０１ａと電極９０１ｂが一体化する。
【０１６２】
次いで、ロール材からの打ち抜き、電極９０１ｂのＮｉめっき、電極９０１ｂの曲げ加工などを経て、シャント抵抗器９０１を得ることができる。
【０１６３】
ところで、電極９０１ｂは、抵抗体９０１ａよりも抵抗率の小さい金属、たとえばＣｕを用いて形成されている。また、接合部９０１ｃにも、このＣｕが含まれている。Ｃｕは、抵抗体９０１ａを構成する金属に較べてＴＣＲ（抵抗温度係数）が高い。このため、電流検出精度を向上するためには、抵抗体９０１ａの端部近傍にボンディングワイヤ４１を接続し、ボンディングワイヤ４１間のＣｕをできるだけ少なくするのが好ましい。すなわち、ボンディングワイヤ４１の間に存在する電極９０１ｂ及び接合部９０１ｃをできるだけ小さくするのが好ましい。
【０１６４】
しかしながら、ビーム溶接される構成において、接合部の表面及びその周囲は、スパッタやヒュームなどによって汚染されている。また、接合部の表面及びその周囲は、荒れている。このため、ボンダビリティ性を確保するためには、接合部に対して所定のギャップを設け、ボンディングワイヤを接続しなければならない。
【０１６５】
特に、接合部９０１ｃの幅は、ビーム照射面においてビームの非照射面よりも広くなる。ビームの照射面のほうが、接合部９０１ｃの表面及びその周囲において、スパッタやヒュームなどの影響が大きい。また、ビームの照射面のほうが、接合部９０１ｃ及びその周囲において荒れた部分が大きくなる。すなわち、面粗度の大きい部分が広くなる。このため、ビーム照射面とボンディング面が一致する場合、ギャップを大きくしなければならない。
【０１６６】
これに対し、本実施形態では、接合部９０１ｃにおいて、上面９０１ｅ側の幅Ｗ１のほうが下面９０１ｆ側の幅Ｗ２よりも狭くされている。したがって、接合部９０１ｃに対して所定のギャップを設けたとしても、抵抗体９０１ａの端部の近くに、ボンディングワイヤ４１を接続することができる。
【０１６７】
また、下面９０１ｆ側からビームを照射することで、Ｗ１＜Ｗ２の構成が実現されている。上面９０１ｅは、ビームの照射面ではないため、下面９０１ｆに較べてスパッタやヒュームの影響を低減できる。また、面粗度の大きい部分を小さくすることができる。これにより、接合部９０１ｃに対するギャップを小さくすることができる。
【０１６８】
以上により、抵抗体９０１ａの端部により近づけて、ボンディングワイヤ４１を接続することができる。すなわち、電流の検出精度を向上することができる。シャント抵抗器９０１とボンディングワイヤ４１を備える電流検出装置において、電流の検出精度を向上することができる。また、搬送時の吸着面である上面９０１ｅにおいて、接合部９０１ｃを含む面粗度の大きい部分が小さいため、シャント抵抗器９０１を吸着搬送しやすい。
【０１６９】
特に本実施形態では、上面９０１ｅに目印９０１ｄが形成されている。したがって、目印９０１ｄを位置基準として、ボンディングワイヤ４１を所定位置に精度良く接続することができる。これにより、ボンディング位置のばらつきを低減し、電流検出精度をさらに高めることができる。なお、目印９０１ｄを有さない構成を採用することもできる。
【０１７０】
本実施形態では、一対のボンディングワイヤ４１を、電極９０１ｂに接続する例を示したが、これに限定されない。図２６に示す変形例のように、抵抗体９０１ａに、一対のボンディングワイヤ４１のそれぞれを接続してもよい。上記したように、ビームの非照射面である上面９０１ｅは、下面９０１ｆに較べてスパッタやヒュームの影響を低減できる。したがって、ボンディングワイヤ４１を抵抗体９０１ａにおける端部付近、詳しくは、接合部９０１ｃの近くに接続することができる。これにより、ボンディングワイヤ４１を抵抗体９０１ａに接続しつつ、検出電圧域（ダイナミックレンジ）の減少を抑制することができる。また、ＴＣＲの影響を無くし、これにより電流検出精度を向上することができる。
【０１７１】
図２７に示す変形例のように、一方のボンディングワイヤ４１を電極９０１ｂに接続し、他方のボンディングワイヤ４１を抵抗体９０１ａに接続してもよい。
【０１７２】
図１６に示すように、シャント抵抗器９０１の接続部９１の幅は、スイッチング素子７０のソース電極７２の幅よりも短くされている。ソース電極７２の幅を、シャント抵抗器９０１の接続部９１の幅以上となるようにすると、スイッチング素子７０のチップサイズが変わっても、シャント抵抗器９０１において接続部９１の幅の変更で対応することができる。すなわち、抵抗体９０１ａ、接合部９０１ｃ、及び電極９０１ｂの一部を含む上底部９２については変更しなくてよい。したがって、シャント抵抗器９０１の設計を共通化することができる。
【０１７３】
上記したように、抵抗体９０１ａと電極９０１ｂが接合された低抵抗のシャント抵抗器９０１では、一般的に検出電圧が小さいため、ボンディングワイヤ４１間のＥＳＬ（等価直列インダクタンス）の影響により、検出精度が低下する虞がある。ＥＳＬは、自己インダクタンスと相互インダクタンスの和で示され、自己インダクタンスはシャント抵抗器９０１の形状で決定される。図２８は、たとえば出力端子６３Ｐ１から、スイッチング素子７００Ｌ、シャント抵抗器９０１、及び配線部６２１を介して負極端子６３Ｅ１に電流が流れる場合を示している。破線矢印は、スイッチング素子７００Ｌのドレイン電極に向けて流れる電流、実線矢印は、スイッチング素子７００Ｌのソース電極７２から負極端子６３Ｅ１に向けて流れる電流を示している。
【０１７４】
上記したように、シャント抵抗器９０１の延設方向がＸ方向となるように、シャント抵抗器９０１が配置されている。また、出力端子６３Ｐ１は、アイランド６１２に対して、斜め方向に外側へ引き出され、その先でＹ方向に延設されている。この配置により、図２８に示すように、シャント抵抗器９０１に流れる電流が、出力端子６３Ｐ１の斜め延設部分に流れる電流に対して、逆向きの成分を有することとなる。したがって、シャント抵抗器９０１の相互インダクタンス、ひいてはＥＳＬを低減し、これにより検出精度を高めることができる。本実施形態では、配線構造の複雑化、すなわち半導体モジュール４０の大型化を抑制しつつ、ＥＳＬを低減することができる。
【０１７５】
（放射ノイズを考慮した配置）
任意の上下アームにおける上アーム側のスイッチング素子７０と、別の上下アームにおける下アーム側のスイッチング素子７０が同時にオンされることで、バスバー２７や回転電機部１０（固定子巻線１２１）を含めた電流ループが形成される。本実施形態では、半導体モジュール４０内に二相分の上下アームを集約しているため、半導体モジュール内に一相分の上下アームを備える構成に較べて、電流ループを小さくすることができる。これにより、放射ノイズを低減することができる。
【０１７６】
図２９では、封止樹脂体５０及びボンディングワイヤ４１を省略している。図２９に示す破線矢印は、スイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｌがオンされるとともに、スイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｈがオフされたタイミングにおける電流経路を示している。
【０１７７】
このタイミングでは、正極端子６３Ｂ１から、アイランド６１１、スイッチング素子７００Ｈ、クリップ９００、配線部６２０、アイランド６１２、及び出力端子６３Ｐ１を介して、回転電機部１０、たとえばＸ相の固定子巻線１２１ａに電流が流れる。そして、回転電機部１０のＹ相の固定子巻線１２１ａから、出力端子６３Ｐ２、アイランド６１４、スイッチング素子７０１Ｌ、シャント抵抗器９０１、及び配線部６２３を介して、負極端子６３Ｅ２に電流が流れる。
【０１７８】
第１の上下アームを構成するスイッチング素子７００Ｈ，７００Ｌ、正極端子６３Ｂ１、負極端子６３Ｅ１、及び出力端子６３Ｐ１は、アイランド６１１，６１２と、配線部６２０，６２１と、クリップ９００と、シャント抵抗器９０１により構成される配線Ｓ１によって、相互に接続されている。配線Ｓ１により、スイッチング素子７００Ｈ，７００Ｌはバッテリ間において直列に接続される。第２の上下アームを構成するスイッチング素子７０１Ｈ，７０１Ｌ、正極端子６３Ｂ２、負極端子６３Ｅ２、及び出力端子６３Ｐ２は、アイランド６１３，６１４と、配線部６２２，６２３と、クリップ９００と、シャント抵抗器９０１により構成される配線Ｓ２によって、相互に接続されている。配線Ｓ２により、バッテリ間においてスイッチング素子７０１Ｈ，７０１Ｌが直列に接続される。
【０１７９】
本実施形態では、図２９に示すように、配線Ｓ１，Ｓ２により挟まれる領域に、配線Ｓ１，Ｓ２とは異なり、封止樹脂体５０よりも透磁率の高い導電部材が配置されている。具体的には、導電部材として、駆動部８０のアイランド６１０が配置されている。導電部材には、電流ループによって渦電流が生じる。渦電流により生じる磁界は、バスバー２７や回転電機部１０も含めた電流ループにより生じる磁界を妨げる向きに生じる。これにより、放射ノイズを効果的に低減することができる。図２９において、アイランド６１１，６１３上に示す磁界の向きが電流ループによるものであり、導電部材（アイランド６１０）上に示す磁界の向きが渦電流によるものである。
【０１８０】
なお、配線Ｓ１，Ｓ２により挟まれる領域にアイランド６１０を配置可能であれば、主端子６３の配置は特に限定されない。本実施形態では、封止樹脂体５０の側面５０ｃから正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２が突出し、反対の側面５０ｄから出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２が突出している。これにより、Ｘ方向において、配線Ｓ１，Ｓ２の間にアイランド６１０が配置されている。したがって、渦電流により電流ループの磁界を打ち消す効果を高めることができる。また、バスバー２７との接続構造を簡素化することができる。
【０１８１】
また、導電部材として、駆動部８０が配置されるアイランド６１０を用いている。これにより、アイランド６１０とは他の導電部材を用いる構成に較べて、構成を簡素化し、半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。
【０１８２】
アイランド６１０には、上記したようにグランド電位の信号端子６４０が連なっており、導電部材であるアイランド６１０が接地されている。これにより、アイランド６１０の電位変動を抑制することができる。そして、電界成分を抑制し、放射ノイズをさらに低減することができる。
【０１８３】
導電部材としてアイランド６１０の例を示したが、これに限定されない。封止樹脂体５０よりも透磁率の高い導電部材であれば採用できる。
【０１８４】
（タイバーカット前のリードフレーム）
図２１に示すように、タイバーカット前のリードフレーム６０は、上記したアイランド６１、配線部６２、主端子６３、信号端子６４、及びダミー端子６５に加えて、タイバー６６と、外枠６７と、連結部６８を有している。外枠６７は、ＸＹ面において、略矩形環状をなしており、リードフレーム６０を位置決めするための貫通孔が複数設けられている。
【０１８５】
タイバー６６は、Ｙ方向における正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２側において、アイランド６１に近い１段目のタイバー６６０ａと、タイバー６６０ａよりもアイランド６１から離れた位置に設けられた２段目のタイバー６６０ｂを有している。タイバー６６は、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２及び信号端子６４側において、アイランド６１に近い１段目のタイバー６６１ａと、タイバー６６１ａよりもアイランド６１から離れた位置に設けられた２段目のタイバー６６１ｂを有している。タイバー６６のそれぞれは、Ｘ方向両端で外枠６７に連結されている。
【０１８６】
タイバー６６０ａは、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２を外枠６７に連結している。タイバー６６０ａは、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２のそれぞれに対し、幅狭部６３ａよりもアイランド６１に近い位置で連結されている。タイバー６６０ａは、Ｘ方向に沿って一直線状に延設されている。架橋部材９０であるクリップ９００が配置されるアイランド６１１，６１３及び配線部６２０，６２２のうち、アイランド６１１，６１３は、対応する正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及びダミー端子６５によってタイバー６６０ａに連結されている。配線部６２０，６２２は、ダミー端子６５によってタイバー６６０ａに連結されている。
【０１８７】
タイバー６６０ｂは、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２のそれぞれに対し、幅狭部６３ａよりもアイランド６１から離れた位置であって、バスバー２７との接続部よりも近い位置で連結されている。タイバー６６０ｂは、幅狭部６３ａに隣接する幅広部の端部に連結されている。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２は、アイランド６１１，６１３及び配線部６２１，６２３からの延設の始点が互いに同じ位置とされている。一方、延設の終点、すなわち先端位置は正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２と負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２とで異なっており、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２のほうが負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２よりも延設長さが短くされている。このため、タイバー６６０ａは、Ｘ方向に延設された部分と、Ｙ方向に延設された部分を有している。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２に連結された部分は、負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２に連結された部分よりも、Ｙ方向においてアイランド６１に近い位置とされている。正極端子６３Ｂ１と負極端子６３Ｅ１との間、正極端子６３Ｂ２と負極端子６３Ｅ２との間に、Ｙ方向の延設部分がそれぞれ配置されている。
【０１８８】
タイバー６６０ａ，６６０ｂは、連結部６８により、Ｙ方向においても外枠６７に連結されている。連結部６８は、タイバー６６０ａ及びタイバー６６０ｂに対して、アイランド６１１に連結された正極端子６３Ｂ１及びダミー端子６５の間の位置で連結されている。別の連結部６８は、アイランド６１３に連結された正極端子６３Ｂ２及びダミー端子６５の間の位置で連結されている。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２の間に２本の連結部６８が配置されている。
【０１８９】
別の連結部６８は、タイバー６６０ａ及びタイバー６６０ｂに対して、正極端子６３Ｂ１と配線部６２０に連なるダミー端子６５との間の位置で連結されている。別の連結部６８は、タイバー６６０ａ及びタイバー６６０ｂに対して、正極端子６３Ｂ２と配線部６２２に連なるダミー端子６５との間の位置で連結されている。これら連結部６８は、いずれもＹ方向に延設されており、一端がタイバー６６０ａに連結され、他端が外枠６７に連結されている。
【０１９０】
タイバー６６１ａは、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２及び信号端子６４を外枠６７に連結している。タイバー６６１ａは、Ｘ方向に沿って一直線状に延設されている。タイバー６６１ａは、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２の幅狭部６３ａ及び信号端子６４のクランク部６４ａよりもアイランド６１に近い位置に連結されている。架橋部材９０であるシャント抵抗器９０１が配置されるアイランド６１２，６１４及び配線部６２１，６２３のうち、アイランド６１２，６１４は、対応する出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２及び信号端子６４１によってタイバー６６１ａに連結されている。配線部６２２，６２３は、ダミー端子６５によってタイバー６６１ａに連結されている。
【０１９１】
タイバー６６１ｂは、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２の幅狭部６３ａ及び信号端子６４のクランク部６４ａよりもアイランド６１から離れた位置であって、バスバー２７及び配線基板２２との接続部よりも近い位置に連結されている。タイバー６６１ｂは、Ｘ方向に沿って一直線状に延設されている。
【０１９２】
図２１に示すように、２段目のタイバー６６０ｂ，６６１ｂは、１段目のタイバー６６０ａ，６６１ａよりも幅が広くされている。タイバー６６０ａ，６６１ａの幅は狭いため、主端子６３及び信号端子６４の曲げ加工などの際に邪魔にならず、且つ、半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。また、タイバーカット時の寸法ずれを小さくすることができる。一方、タイバー６６０ｂ，６６１ｂの幅は広いため、これにより剛性を向上し、封止樹脂体５０の成形時においてタイバー６６の変形を抑制することができる。したがって、主端子６３及び信号端子６４の位置精度を向上することができる。特に信号端子６４の位置精度を向上することができる。
【０１９３】
主端子６３及び信号端子６４における外部との接続部は、外枠６７に対して連結されておらず、フリーとなっている。主端子６３及び信号端子６４は、金属板からリードフレーム６０を打ち抜きする際に、外枠６７から切り離されている。
【０１９４】
信号端子６４の先端は、図６、図１４、及び図２１などに示すように、スエージ加工が施されている。信号端子６４の先端は、スエージ加工により潰されて傾斜を有し、四角錐状となっている。これにより、信号端子６４を配線基板２２に対して効率よく挿入実装することができる。スエージ加工により、バリを潰すこともできる。
【０１９５】
信号端子６４の隣りに配置されたダミー端子６５は、図２１に示すように、Ｙ方向に延設されて、外枠６７にそれぞれ連結されている。これにより、外枠６７との吊り箇所が増えるため、成形時においてタイバー６６１ａ，６６１ｂの変形を抑制することができる。したがって、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２及び信号端子６４の位置精度を向上することができる。特に信号端子６４の位置精度を向上することができる。
【０１９６】
上記したように、架橋部材９０は、スイッチング素子７０を介してアイランド６１と配線部６２とを接続する。クリップ９００の１つは、アイランド６１１及び配線部６２０上に配置される。別のクリップ９００は、アイランド６１３及び配線部６２２上に配置される。シャント抵抗器９０１の１つは、アイランド６１２及び配線部６２１上に配置される。別のシャント抵抗器９０１は、アイランド６１４及び配線部６２３上に配置される。
【０１９７】
図３０では、アイランド６１及び配線部６２において、架橋部材９０の配置される部分、換言すればＺ方向からの投影部分を破線で示している。アイランド６１における架橋部材９０の配置部６０ａと、同じ架橋部材９０が配置される配線部６２における架橋部材９０の配置部６０ｂとが、Ｘ方向に並んで配置されている。すなわち、同じ架橋部材９０に対する配置部６０ａ，６０ｂの並び方向が、アイランド６１及び配線部６２が連結された１段目のタイバー６６０ａ，６６１ａの延設方向と同じ方向とされている。これにより、半導体モジュール４０において、アイランド６１に対して同じ側に配置された１段目のタイバー痕６６ａの並び方向と、架橋部材９０それぞれの延設方向とが同じ方向（Ｘ方向）とされている。
【０１９８】
図３１では、本実施形態と参考例を比較している。参考例においては、本実施形態の関連する要素の符号に対し、末尾にｒを付与している。本実施形態では、タイバー６６０ａ，６６１ａの延設方向と、架橋部材９０の延設方向が略一致している。参考例では、タイバー６６０ａｒ，６６１ａｒの延設方向と、架橋部材９０ｒの延設方向が略直交している。図３１に示すように、平行配置とした方が、直交配置とする構成に較べて、タイバー６６の延設方向と直交する方向において、タイバー６６から架橋部材９０までの最大長さを長くすることができる。これにより、封止樹脂体５０の成形時に、成形型に接触したアイランド６１や配線部６２が撓みやすい。特に本実施形態では、複数相に対応する数のアイランド６１１〜６１４及び配線部６２を有するため、Ｚ方向においてアイランド６１１〜６１４及び配線部６２に高さばらつきが生じやすい。しかしながら、上記した平行配置とすることで、裏面５０ｂから放熱面６１１ａ〜６１４ａ，６２０ａ〜６２３ａなどを露出させるべく、成形型にアイランド６１１〜６１４及び配線部６２を接触させる際、高さばらつきが生じていても、アイランド６１や配線部６２が応力を緩和できる。したがって、アイランド６１１〜６１４と対応するスイッチング素子７０との接合部に作用する応力を低減することができる。
【０１９９】
複数相に対応する数のアイランド６１１〜６１４及び配線部６２を有するため、Ｘ方向においてタイバー６６の長さも長くなっている。これに対し、架橋部材９０の配置対象であるアイランド６１１〜６１４及び配線部６２の少なくとも１つは、複数箇所で同じタイバー６６に連結されている。具体的には、アイランド６１１〜６１４が、それぞれ２箇所で同じタイバー６６に連結されている。これによれば、封止樹脂体５０の成形時において、タイバー６６が変形するのを抑制することができる。タイバー変形の抑制により、アイランド６１１〜６１４と対応するスイッチング素子７０との接合部に作用する応力を低減することができる。
【０２００】
アイランド６１１，６１３は、対応する正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２によってタイバー６６０ａに連結されるとともに、ダミー端子６５によってタイバー６６０ａに連結されている。このように、主端子６３よりも幅の狭いダミー端子６５を採用することで、タイバー６６０ａの変形を抑制しつつ、リードフレーム６０の体格増大を抑制することができる。
【０２０１】
アイランド６１１，６１３に連結されたダミー端子６５は、連結部６８により、Ｙ方向において外枠６７に連結されている。これによっても、剛性を向上し、タイバー６６０ａ，６６０ｂの変形を抑制することができる。また、連結部６８は、電気的な接続機能を提供しないので、タイバーカット時に外枠６７から切り離しても、バスバー２７との溶接に影響しない。
【０２０２】
アイランド６１２，６１４は、対応する出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２及び信号端子６４１によって、タイバー６６１ａ，６６１ｂに連結されている。このように、主端子６３よりも幅の狭い信号端子６４１を用いることで、タイバー６６１ａ，６６１ｂの変形を抑制しつつ、リードフレーム６０の体格増大を抑制することができる。
【０２０３】
同じ架橋部材９０が配置されるアイランド６１及び配線部６２は、互いに異なるタイバー６６０ａ，６６１ａに連結されている。これによれば、アイランド６１及び配線部６２が、タイバー６６に対して両吊りとなる。したがって、成形時においてタイバー６６の変形を抑制することができる。なお、架橋部材の延設方向がＹ方向の場合、両吊り構造では、タイバー変形によりスイッチング素子７０の接合部に対して、Ｘ方向のせん断応力が作用する。これに対し、本実施形態では、架橋部材９０の延設方向がタイバー６６と同じＸ方向となるため、せん断応力を抑制することもできる。
【０２０４】
シャント抵抗器９０１が配置されるアイランド６１２，６１４は、対応する出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２及び信号端子６４０によってタイバー６６１ａに連結され、アイランド６１２，６１４に連なる配線部６２０，６２２及びダミー端子６５を介してタイバー６６０ａに連結されている。また、シャント抵抗器９０１が配置される配線部６２１，６２３は、対応する負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２を介してタイバー６６０ａ，６６０ｂに連結され、ダミー端子６５を介してタイバー６６１ａに連結されている。このように、シャント抵抗器９０１が配置されるアイランド６１２，６１４及び配線部６２１，６２３は両吊りとされている。これにより、シャント抵抗器９０１にボンディングワイヤ４１を超音波接合する際のアイランド６１２，６１４及び配線部６２１，６２３の振動を抑制し、ボンディング性を向上することができる。
【０２０５】
（その他）
本実施形態では、架橋部材９０として、２つのクリップ９００と２つのシャント抵抗器９０１を用いる例を示したが、これに限定されない。たとえばすべての架橋部材９０をシャント抵抗器９０１としてもよい。これにより、４つの架橋部材９０を１種類に共通化し、部品点数を削減することができる。
【０２０６】
図３２は、半導体モジュール４０の変形例を示している。図３２では、便宜上、信号端子６４を省略するとともに、封止樹脂体５０や主端子６３を簡素化して図示している。図３２では、同じ側面５０ｃから突出する正極端子６３Ｂ１と負極端子６３Ｅ１、正極端子６３Ｂ２と負極端子６３Ｅ２を、それぞれＸ方向において近づけて配置している。
【０２０７】
さらに、封止樹脂体５０の一面５０ａ及び裏面５０ｂの一方にコンデンサ４４を配置し、コンデンサ４４と正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２とを接続している。ここでは、スナバ回路用のコンデンサ４４を採用しており、２つのコンデンサ４４が一面５０ａに配置されている。一面５０ａには、側面５０ｃにも開口する凹部５５が２箇所形成されており、凹部５５のそれぞれにコンデンサ４４が個別に配置されている。コンデンサ４４のリード４４ａは、正極端子６３Ｂ１及び負極端子６３Ｅ１にそれぞれ接続されている。別のコンデンサ４４のリード４４ａは、正極端子６３Ｂ２及び負極端子６３Ｅ２にそれぞれ接続されている。これによれば、ＸＹ面において体格を増大することなく、コンデンサ４４を一体化することができる。なお、スナバ回路用のコンデンサ４４に代えて、平滑用のコンデンサを配置してもよい。
【０２０８】
図３３は、半導体モジュール４０の変形例を示している。図３３では、便宜上、半導体モジュール４０の一部のみを図示している。この変形例では、駆動部８０が、各相の電流を検出する電流検出回路を有している。図３３に示すように、シャント抵抗器９０１の低電位が、ボンディングワイヤ４１、信号端子６４、ボンディングワイヤ４１を介して、駆動部８０のパッド８１に入力される。なお、スイッチング素子７０１Ｌ側も同じ構成とされている。以上によれば、シャント抵抗器９０１に接続されるボンディングワイヤ４１の長さを短くすることができる。たとえば、成形時にボンディングワイヤ４１に不良が生じるのを抑制することができる。なお、シャント抵抗器９０１の低電位側に対応する信号端子６４は、Ｘ方向に延びる連結部によって２本の信号端子６４が連結されてなる。駆動部８０に入力されるシャント抵抗器９０１の高電位は、スイッチング素子７００Ｌのソース電位によって代用されている。
【０２０９】
（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した回転電機１及び半導体モジュール４０と共通する部分についての説明は、簡略化又は省略する。
【０２１０】
（回転電機の概略構成）
図３４〜図３８に基づき、本実施形態に係る制御装置一体型の回転電機１の構成について説明する。なお、回転電機１の概略構成については、特開２００７−１１２８０７号公報を援用することができる。図３４に示すように、本実施形態の回転電機１も、回転電機部１０と、回転電機部１０を制御する制御装置部２０を備えており、制御装置部２０が制御対象である回転電機部１０と一体化されている。
【０２１１】
（回転電機部）
回転電機部１０は、エンジンから駆動力が供給されることで、バッテリを充電するための電力を発生する発電機（オルタネータ）として機能する。回転電機部１０は、第１実施形態同様、ハウジング１１と、固定子１２と、回転子１３と、プーリ１４と、スリップリング１５と、ブラシ１６を備えている。
【０２１２】
ハウジング１１は、固定子１２及び回転子１３を収容するとともに、回転子１３を回転可能に支持している。ハウジング１１の軸方向後側には、制御装置部２０が固定されている。固定子１２は、固定子コア１２０と、固定子巻線１２１を有している。図３５に示すように、固定子巻線１２１は、第１実施形態同様、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相巻線からなる固定子巻線１２１ａと、Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相の三相巻線からなる固定子巻線１２１ｂを有している。固定子巻線１２１ａ，１２１ｂは、互いに所定電気角（たとえば３０度）ずれて配置されている。
【０２１３】
エンジンから供給される駆動力によって回転子１３が回転し、発生した磁束が固定子巻線１２１と鎖交することで、固定子巻線１２１が交流を生じる。回転子１３は、第１実施形態同様、回転子コア１３０と、回転子巻線１３１と、ファン１３２と、回転軸１３３を有している。プーリ１４は、回転軸１３３のうち、ハウジング１１から前方に突出した部分に連結されており、回転軸１３３とともに回転する。
【０２１４】
スリップリング１５は、回転軸１３３のうち、ハウジング１１から後方に突出した部分の外周面に、絶縁部材を介して固定されている。スリップリング１５は、配線を介して回転子巻線１３１に接続されている。ブラシ１６は、たとえばバネによって径方向において回転軸１３３側に押圧され、スリップリング１５の外周面に接触している。ブラシ１６は、ブラシホルダ１６０に保持されている。ブラシ１６及びスリップリング１５を介して、回転子巻線１３１に直流が供給される。
【０２１５】
（制御装置部）
制御装置部２０は、バッテリを充電するために、回転電機部１０の発生した電力を直流に変換し、バッテリへ電力の供給を行う。制御装置部２０は、図示しないレギュレータと、図３５に示す整流回路部３０を備えている。レギュレータは、回転子巻線１３１に供給する直流を制御することで、電圧をバッテリへの充電に適した所定電圧に維持する。整流回路部３０は、回転電機部１０から供給される交流を、スイッチング素子７０により整流して直流に変換する。整流回路部３０の構成は、第１実施形態に示したインバータ回路部２３と同じ構成となっている。
【０２１６】
整流回路部３０は、３つの半導体モジュール４０により構成されている。各半導体モジュール４０は、二相分の上下アームを構成する複数のスイッチング素子７０を有している。本実施形態でも、スイッチング素子７０としてｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。３つの半導体モジュール４０のうち、第１の半導体モジュール４０がＵ相及びＶ相の上下アームを構成し、第２の半導体モジュール４０がＷ相及びＸ相の上下アームを構成し、第３の半導体モジュール４０がＹ相及びＺ相の上下アームを構成している。
【０２１７】
各アームは１つのスイッチング素子７０により構成されており、半導体モジュール４０のそれぞれは、４つのスイッチング素子７０を有している。半導体モジュール４０は、第１の上下アームを構成する上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ及び下アーム側のスイッチング素子７００Ｌと、第２の上下アームを構成する上アーム側のスイッチング素子７０１Ｈ及び下アーム側のスイッチング素子７０１Ｌをそれぞれ有している。スイッチング素子７００Ｈ，７００Ｌが直列接続され、スイッチング素子７０１Ｈ，７０１Ｌが直列接続されている。
【０２１８】
図３６及び図３７に示すように、制御装置部２０は、整流回路部３０を構成するパワーアセンブリＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３と、カバー３１を備えている。パワーアセンブリＰＡ１は、半導体モジュール４０と、ヒートシンク２４と、バスバー２７を含むバスバーアセンブリＢＡ１を有している。パワーアセンブリＰＡ２は、半導体モジュール４０と、ヒートシンク２４と、バスバー２７を含むバスバーアセンブリＢＡ２を有している。パワーアセンブリＰＡ３は、半導体モジュール４０と、ヒートシンク２４と、バスバー２７を含むバスバーアセンブリＢＡ３を有している。パワーアセンブリＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３それぞれのヒートシンク２４は、対応する半導体モジュール４０の発生した熱を放熱する。
【０２１９】
パワーアセンブリＰＡ１の半導体モジュール４０において、スイッチング素子７００Ｈ，７００ＬによりＵ相上下アームが構成され、スイッチング素子７０１Ｈ，７０１ＬによりＶ相上下アームが構成されている。パワーアセンブリＰＡ２の半導体モジュール４０において、スイッチング素子７００Ｈ，７００ＬによりＷ相上下アームが構成され、スイッチング素子７０１Ｈ，７０１ＬによりＸ相上下アームが構成されている。パワーアセンブリＰＡ３の半導体モジュール４０において、スイッチング素子７００Ｈ，７００ＬによりＹ相上下アームが構成され、スイッチング素子７０１Ｈ，７０１ＬによりＺ相上下アームが構成されている。
【０２２０】
バスバーアセンブリＢＡ１，ＢＡ２，ＢＡ３は、対応する半導体モジュール４０を配線するためのバスバー２７の集合体である。具体的には、図３５に示すように、半導体モジュール４０を配線するための正極バスバー２７Ｂ、負極バスバー２７Ｅ、及び出力バスバー２７Ｐ１，２７Ｐ２が、インサート成形などによって同じ樹脂部材に固定されてなる。正極バスバー２７Ｂ、負極バスバー２７Ｅ、及び出力バスバー２７Ｐ１，２７Ｐ２は、所定の間隔をあけた状態で、樹脂により一体化されている。正極バスバー２７Ｂ及び負極バスバー２７Ｅは、樹脂を介して積層配置されている。
【０２２１】
バスバーアセンブリＢＡ１，ＢＡ２，ＢＡ３のそれぞれにおいて、正極バスバー２７Ｂは、図３５に示すように、上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈのドレイン電極に接続されている。負極バスバー２７Ｅは、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌのソース電極に接続されている。出力バスバー２７Ｐ１は、スイッチング素子７００Ｈ，７００Ｌの接続点に接続されている。出力バスバー２７Ｐ２は、スイッチング素子７０１Ｈ，７０１Ｌの接続点に接続されている。
【０２２２】
図３８に示すように、パワーアセンブリＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３のそれぞれにおいて、半導体モジュール４０はバスバー２７に接続された状態で、対応するバスバーアセンブリＢＡ１，ＢＡ２，ＢＡ３に固定されている。また、ヒートシンク２４は、半導体モジュール４０の放熱面側に固定されている。
【０２２３】
パワーアセンブリＰＡ１のみ、電源端子３２が一体化されている。図３７及び図３８に示すように、パワーアセンブリＰＡ１は、半導体モジュール４０と、ヒートシンク２４と、バスバーアセンブリＢＡ１に加えて、電源端子３２と、固定部材３３を有している。
【０２２４】
電源端子３２には、バッテリの正極からの配線が接続される。電源端子３２は、固定部材３３によってバスバーアセンブリＢＡ１に固定されている。電源端子３２は、ナット３４によって固定部材３３に固定されている。固定部材３３は、正極バスバー２７Ｂに接触した状態で、正極バスバー２７Ｂ、負極バスバー２７Ｅ、及び出力バスバー２７Ｐ１，２７Ｐ２とともに樹脂で一体化されている。
【０２２５】
パワーアセンブリＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３は、回転電機部１０のハウジング１１の軸方向後端において、回転軸１３３を取り囲むように略Ｕ字状に配置されている。具体的には、回転軸１３３周りにおいて、パワーアセンブリＰＡ１、パワーアセンブリＰＡ２、パワーアセンブリＰＡ３の順に配置されている。そして、図３７に示すように、ボルト３５によってハウジング１１に固定されている。
【０２２６】
隣り合うパワーアセンブリＰＡ１，ＰＡ２において、正極バスバー２７Ｂ同士が接続され、隣り合うパワーアセンブリＰＡ２，ＰＡ３において、正極バスバー２７Ｂ同士が接続されている。同様に、隣り合うパワーアセンブリＰＡ１，ＰＡ２において、負極バスバー２７Ｅ同士が接続され、隣り合うパワーアセンブリＰＡ２，ＰＡ３において、負極バスバー２７Ｅ同士が接続されている。パワーアセンブリＰＡ１の負極バスバー２７Ｅは、車体に固定されたハウジング１１に接続され、車体を介してバッテリの負極に接続されている。
【０２２７】
パワーアセンブリＰＡ１において、出力バスバー２７Ｐ１は、固定子巻線１２１ａのＵ相に接続され、出力バスバー２７Ｐ２は、固定子巻線１２１ａのＶ相に接続されている。パワーアセンブリＰＡ２において、出力バスバー２７Ｐ１は、固定子巻線１２１ａのＷ相に接続され、出力バスバー２７Ｐ２は、固定子巻線１２１ｂのＸ相に接続されている。パワーアセンブリＰＡ３において、出力バスバー２７Ｐ１は、固定子巻線１２１ｂのＹ相に接続され、出力バスバー２７Ｐ２は、固定子巻線１２１ｂのＺ相に接続されている。
【０２２８】
カバー３１は、パワーアセンブリＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３を覆う樹脂部材である。カバー３１は、電源端子３２の一部を外部に露出させた状態で、パワーアセンブリＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３を覆うようにハウジング１１に固定されている。
【０２２９】
（回転電機の動作）
スリップリング１５及びブラシ１６を介して回転子巻線１３１に直流が供給されて磁極が形成された状態で、エンジンから駆動力が供給されると、固定子巻線１２１ａ，１２１ｂがそれぞれ交流（三相交流）を発生する。整流回路部３０は、駆動部８０によって制御され、固定子巻線１２１から出力バスバー２７Ｐ１，２７Ｐ２などを介して供給される交流を整流する。駆動部８０により、スイッチング素子７０のオンオフが制御され、電流の流れる方向が順次切り替えられて、交流が整流される。スイッチング素子７０のデッドタイムにおいては、寄生ダイオードにより、交流が整流される。整流回路部３０により変換された直流は、バッテリに供給される。これにより、バッテリは、回転電機部１０の発生した電力によって充電される。
【０２３０】
（半導体モジュール詳細）
図３９〜図５３に示すように、本実施形態の半導体モジュール４０も、封止樹脂体５０と、リードフレーム６０と、スイッチング素子７０と、駆動部８０と、架橋部材９０を備えている。図４６〜図５２では、封止樹脂体５０の図示を省略している。図５３では、図２１同様、タイバーカット前のリードフレーム６０を示している。図４６〜図５２では、便宜上、ボンディングワイヤ４１の図示を省略している。
【０２３１】
（封止樹脂体）
封止樹脂体５０は、第１実施形態とほぼ同じ構成とされている。この封止樹脂体５０も、たとえばエポキシ系の樹脂を用いてトランスファモールド法により成形されている。
【０２３２】
図３９〜図４４に示すように、封止樹脂体５０は、Ｚ方向の面である一面５０ａ及び裏面５０ｂと、側面を有している。一面５０ａ側に対応するバスバーアセンブリＢＡ１，ＢＡ２，ＢＡ３が配置され、裏面５０ｂ側にヒートシンク２４が配置される。また、主端子６３及び信号端子６４が突出する側面５０ｃ，５０ｄを有している。図４０に示すように、一面５０ａには、エジェクタピン由来のピン痕５３と、成形型のゲート痕５４が設けられている。図４１に示すように、裏面５０ｂには、ピン痕５３が設けられている。
【０２３３】
後述するように、本実施形態ではアイランド６１１，６１３が連結部６１５によって一体化されている。そして、連結部６１５に切り欠き６１５ｂを設け、切り欠き６１５ｂの部分にエジェクタピンを配置できるようにしている。このため、図４１に示すように、切り欠き６１５ｂにピン痕５３が設けられている。切り欠き６１５ｂは、Ｙ方向において連結部６１５の両側にそれぞれ設けられている。これにより、ＸＹ面内においてエジェクタピンがバランスよく配置され、特にアイランド６１１，６１３周辺の離型性を向上することができる。
【０２３４】
（リードフレーム）
リードフレーム６０も、第１実施形態同様、アイランド６１と、配線部６２と、外部接続用端子である主端子６３及び信号端子６４と、ダミー端子６５を備えている。リードフレーム６０は、信号端子６４の配置を除けば、Ｘ方向の中心に対してほぼ線対称とされている。図５３では、リードフレーム６０のＸ方向の中心を一点鎖線で示している。
【０２３５】
図４６〜図４８及び図５３に示すように、アイランド６１は、アイランド６１０〜６１４を有している。第１実施形態同様、アイランド６１０には駆動部８０が配置され、アイランド６１１，６１２，６１３，６１４には、スイッチング素子７００Ｈ，７００Ｌ，７０１Ｈ，７０１Ｌが個別に配置される。５つのアイランド６１０〜６１４は、互いに略同じ厚みとされ、Ｚ方向において同一面内に配置されている。アイランド６１１〜６１４のＸＹ面に沿う面積は、互いに略等しくされている。
【０２３６】
また、アイランド６１０〜６１４の放熱面６１０ａ〜６１４ａが、封止樹脂体５０の裏面５０ｂから露出されている。これにより、放熱面６１０ａ〜６１４ａから効率よく放熱することができる。アイランド６１のうち、放熱面６１０ａ〜６１４ａを除く部分は、封止樹脂体５０によって封止されている。図４５などに示すように、アイランド６１それぞれの側面には、封止樹脂体５０の剥離を抑制するために、凸部が設けられている。
【０２３７】
アイランド６１０は、平面略矩形状をなしている。駆動部８０は、アイランド６１０に対し、Ｙ方向において信号端子６４寄りに配置されている。図４８及び図５３などに示すように、アイランド６１０は、信号端子６４とは反対側、すなわちアイランド６１１，６１３側に、駆動部８０が配置されていない部分である非配置部６１０ｃを有している。
【０２３８】
したがって、ボンディングワイヤ４１を駆動部８０のパッド８１に接続する際、図示しないクランプ治具にて非配置部６１０ｃを押さえることができる。これにより、アイランド６１０が安定し、ボンディング性を向上することができる。特に本実施形態では、図５３に示すように、パッド８１を平面略矩形状をなす駆動部８０の３辺に集中して設け、信号端子６４とは反対側の辺のパッド８１を少なくしている。特に辺の中央のパッド８１を少なくしている。このため、ボンディングワイヤ４１を邪魔することなく、アイランド６１０をクランプすることができる。
【０２３９】
アイランド６１１〜６１４は、アイランド６１０の周りに配置されている。アイランド６１２，６１４は、Ｘ方向において、間にアイランド６１０を挟むように設けられている。アイランド６１２，６１４は、ともに平面略矩形状をなしている。アイランド６１２，６１４は、Ｘ方向において、アイランド６１０との間にそれぞれ所定の間隙を有している。アイランド６１２，６１４には、２本のボンディングワイヤ４１がそれぞれ接続されている。ボンディングワイヤ４１は、アイランド６１２，６１４におけるアイランド６１０側の端部であって、信号端子６４側とは反対の端に接続されている。
【０２４０】
アイランド６１１，６１３は、アイランド６１０に対し、Ｙ方向において信号端子６４とは反対側に設けられている。アイランド６１１，６１３は、所定の間隙を有しつつＸ方向に並んで配置されている。アイランド６１１，６１３は、ともに平面略矩形状をなしている。アイランド６１１は、Ｙ方向においてアイランド６１０，６１２と対向している。アイランド６１３は、Ｙ方向においてアイランド６１０，６１４と対向している。
【０２４１】
アイランド６１１，６１３は、連結部６１５により、上アーム側のアイランド６１として一体化されている。連結部６１５は、Ｘ方向に延設されており、アイランド６１１，６１３の間に配置されている。連結部６１５の一方の端部は、アイランド６１１におけるアイランド６１３側の端部に連なり、他方の端部は、アイランド６１３におけるアイランド６１１側の端部に連なっている。連結部６１５は、アイランド６１１，１６３と略同じ厚みとされ、Ｚ方向において同一面内に配置されている。連結部６１５において、スイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈと反対の放熱面６１５ａが、封止樹脂体５０の裏面５０ｂから露出されている。これにより、放熱面６１５ａからスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈの熱を逃がすこともできる。
【０２４２】
連結部６１５には、Ｙ方向の両端に切り欠き６１５ｂが設けられ、これにより、連結部６１５は、アイランド６１１，６１３それぞれの端部中央に連なっている。切り欠き６１５ｂは両側でほぼ同じ深さとされ、連結部６１５を含むアイランド６１１，６１３は、略Ｈ字形状をなしている。すなわち、一体化されたアイランド６１１，６１３及び連結部６１５において、真ん中の連結部６１５が幅狭部とされ、連結部６１５を挟むアイランド６１１，６１３が幅広部とされている。連結部６１５には、２本のボンディングワイヤ４１が接続されている。アイランド６１は、Ｘ方向において線対称配置とされている。
【０２４３】
配線部６２は、第１実施形態同様、アイランド６１１，６１２を接続する配線部６２０と、アイランド６１２と負極端子６３Ｅ１を接続する配線部６２１と、アイランド６１３，６１４を接続する配線部６２２と、アイランド６１４と負極端子６３Ｅ２を接続する配線部６２３を有している。
【０２４４】
配線部６２０は、アイランド６１２における信号端子６４とは反対の端部に連なっている。配線部６２０は、アイランド６１２においてアイランド６１０側とは反対の端に連なっている。配線部６２０はＹ方向に延設され、その先端部分がＸ方向においてアイランド６１１との間に所定の間隙を有しつつ、アイランド６１１と並んで配置されている。配線部６２０は、アイランド６１１に対してＸ方向外側に配置されている。配線部６２０の先端には、出力端子６３Ｐ１が連なっている。すなわち、本実施形態では、Ｙ方向において、配線部６２０の一端にアイランド６１２が連なり、他端に出力端子６３Ｐ１が連なっている。配線部６２０において、アイランド６１２側は幅狭部とされ、出力端子６３Ｐ１側は幅広部とされている。
【０２４５】
配線部６２１は、負極端子６３Ｅ１に連なっている。配線部６２１は負極端子６３Ｅ１からＹ方向に延びて、その先端部がＸ方向においてアイランド６１２との間に所定の間隙を有しつつ、アイランド６１２と並んで配置されている。配線部６２１は、アイランド６１２に対してＸ方向外側に配置されている。配線部６２１は、Ｙ方向において配線部６２０の幅広部と対向している。
【０２４６】
配線部６２２は、アイランド６１４における信号端子６４とは反対の端部に連なっている。配線部６２２は、アイランド６１４においてアイランド６１０側とは反対の端に連なっている。配線部６２２はＹ方向に延設され、その先端部分がＸ方向においてアイランド６１３との間に所定の間隙を有しつつ、アイランド６１３と並んで配置されている。配線部６２２は、アイランド６１３に対してＸ方向外側に配置されている。配線部６２２の先端には、出力端子６３Ｐ２が連なっている。すなわち、本実施形態では、Ｙ方向において、配線部６２２の一端にアイランド６１４が連なり、他端に出力端子６３Ｐ２が連なっている。配線部６２２において、アイランド６１４側は幅狭部とされ、出力端子６３Ｐ２側は幅広部とされている。
【０２４７】
配線部６２３は、負極端子６３Ｅ２に連なっている。配線部６２３は負極端子６３Ｅ２からＹ方向に延びて、その先端部がＸ方向においてアイランド６１４との間に所定の間隙を有しつつ、アイランド６１４と並んで配置されている。配線部６２３は、アイランド６１４に対してＸ方向外側に配置されている。配線部６２３は、Ｙ方向において配線部６２２の幅広部と対向している。
【０２４８】
以上により、Ｙ方向におけるアイランド６１０の位置では、Ｘ方向において、配線部６２１、アイランド６１２、アイランド６１０、アイランド６１４、配線部６２３の順に並んで配置されている。また、Ｙ方向におけるアイランド６１１，６１３の位置では、Ｘ方向において、配線部６２０、アイランド６１１、アイランド６１３、配線部６２２の順に並んで配置されている。配線部６２は、Ｘ方向において線対称配置とされている。
【０２４９】
図４１に示すように、配線部６２０〜６２３の放熱面６２０ａ〜６２３ａが、封止樹脂体５０の裏面５０ｂから露出されている。これにより、放熱面６２０ａ〜６２３ａからも放熱することができる。配線部６２０〜６２３のうち、放熱面６２０ａ〜６２３ａを除く部分は、封止樹脂体５０によって封止されている。図４５などに示すように、配線部６２それぞれの側面には、封止樹脂体５０の剥離を抑制するために、凸部が設けられている。
【０２５０】
図４６及び図５２などに示すように、第１実施形態同様、アイランド６１及び配線部６２の部分が、主端子６３、信号端子６４、及びダミー端子６５の部分よりも厚肉とされている。図５３に示す破線間が、厚肉部分である。これにより、スイッチング素子７０及び駆動部８０の熱を効率よく放熱させることができる。また、封止樹脂体５０の硬化収縮にともなうリードフレーム６０の反りを抑制することができる。主端子６３及び信号端子６４が薄肉とされているため、打ち抜きや曲げ加工性を向上することができる。また、信号端子６４を狭ピッチ化することもできる。
【０２５１】
主端子６３は、第１実施形態同様、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２と、負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２と、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２を有している。正極端子６３Ｂ１は、スイッチング素子７００Ｈのアイランド６１１に連なっている。正極端子６３Ｂ１は、アイランド６１１における信号端子６４とは反対の端部からＹ方向に延設されて封止樹脂体５０の側面５０ｃから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。
【０２５２】
正極端子６３Ｂ２は、スイッチング素子７０１Ｈのアイランド６１３に連なっている。正極端子６３Ｂ２は、アイランド６１３における信号端子６４とは反対の端部からＹ方向に延設されて側面５０ｃから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。
【０２５３】
本実施形態では、アイランド６１１，６１３同様、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２も一体化されている。図３９及び図５３などに示すように、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２は、基部６３Ｂａと、接続部６３Ｂｂと、連結部６３Ｂｃをそれぞれ有している。そして、連結部６３Ｂｄにより、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２が一体化されている。
【０２５４】
正極端子６３Ｂ１，Ｂ２それぞれにおいて、基部６３Ｂａは、対応するアイランド６１１，６１３に連なる部分である。基部６３Ｂａは、対応するアイランド６１１，６１３のＸ方向中心よりも連結部６１５寄りの位置で、アイランド６１１，６１３に連なっている。図４６などに示すように、正極端子６３Ｂ１，Ｂ２は、それぞれの基部６３Ｂａの途中に屈曲部を有している。基部６３Ｂａは、タイバーカット前の状態でＹ方向に延設されており、タイバーカット及びフォーミング後の状態で、ＹＺ面において略Ｌ字状をなしている。
【０２５５】
接続部６３Ｂｂは、正極バスバー２７Ｂとの接続部分である。アイランド６１１，６１３を一体化しながらも、接続部６３Ｂｂを２つに分けている。Ｘ方向において、接続部６３Ｂｂ間の距離は、基部６３Ｂａ間の距離及びスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈ間の距離のいずれよりも長くされている。連結部６３Ｂｃは、基部６３Ｂａと接続部６３Ｂｂを連結している。連結部６３Ｂｃによって、接続部６３Ｂｂが対応する基部６３ＢａよりもＸ方向外側に引き出されている。
【０２５６】
連結部６３Ｂｄは、Ｘ方向において隣り合う基部６３Ｂａ同士を連結している。連結部６３ＢｄはＸ方向に延設されている。連結部６３Ｂｄの一端は正極端子６３Ｂ１側の基部６３Ｂａに連なり、他端は正極端子６３Ｂ２側の基部６３Ｂａに連なっている。
【０２５７】
出力端子６３Ｐ１は、正極端子６３Ｂ１に対してＸ方向外側に配置されている。出力端子６３Ｐ１は、上記したように、配線部６２０の一端に連なっている。出力端子６３Ｐ１は、Ｙ方向に延設されて正極端子６３Ｂ１と同じ側面５０ｃから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。出力端子６３Ｐ２は、上記したように、配線部６２２の一端に連なっている。出力端子６３Ｐ２は、正極端子６３Ｂ２に対してＸ方向外側に配置されている。出力端子６３Ｐ２は、Ｙ方向に延設されて側面５０ｃから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。
【０２５８】
正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２は、Ｘ方向において、出力端子６３Ｐ１、正極端子６３Ｂ１、正極端子６３Ｂ２、出力端子６３Ｐ２の順に並んで配置されている。Ｘ方向において、出力端子６３Ｐ１と正極端子６３Ｂ１との距離、及び、出力端子６３Ｐ２と正極端子６３Ｂ２との距離は、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２間の距離よりも短くされている。ここでの距離とは、対応するバスバー２７との接続部分での距離である。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２は、ＹＺ面において略Ｌ字状をなしている。
【０２５９】
正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２は、第１実施形態同様、タイバー痕６６ａ，６６ｂをそれぞれ有している。タイバー痕６６ａは、１段目のタイバー６６０ａの切断痕であり、タイバー痕６６ｂは、２段目のタイバー６６０ｂの切断痕である。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２は、タイバー痕６６ａ，６６ｂの間に屈曲部を有している。
【０２６０】
負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２は、アイランド６１及び配線部６２を挟んで、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２と反対側に配置されている。負極端子６３Ｅ１は、Ｙ方向に延設されて正極端子６３Ｂ１と反対の側面５０ｄから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。負極端子６３Ｅ２は、Ｙ方向に延設されて側面５０ｄから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２も、ＹＺ面において略Ｌ字状をなしている。
【０２６１】
負極端子６３Ｅ１は、配線部６２１における信号端子６４側の端部に連なっている。負極端子６３Ｅ２は、配線部６２３における信号端子６４側の端部に連なっている。負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２は、連結部６９によってアイランド６１０に連結されている。連結部６９は、Ｘ方向に延設されている。連結部６９におけるＸ方向の中央にアイランド６１０が連なっている。連結部６９は、アイランド６１０における信号端子６４側の端部に連なっている。連結部６９の一端に負極端子６３Ｅ１が連なり、他端に負極端子６３Ｅ２が連なっている。連結部６９は、主端子６３及び信号端子６４同様、薄肉とされている。連結部６９の幅は、信号端子６４の幅よりも狭くされている。負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２のアイランド６１側の端部において、Ｘ方向内側に連結部６９が連なり、Ｘ方向外側に対応する配線部６２１，６２３が連なっている。
【０２６２】
このように、負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２が信号端子６４側に配置され、連結部６９により、アイランド６１０がＸ方向両側で負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２に吊られている。この配置により、アイランド６１０の保持強度を向上することができる。また、連結部６９により保持強度を確保できるため、ダミー端子によって補強する構造に較べて、信号端子６４の本数を増やすこともできる。
【０２６３】
負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２も、タイバー痕６６ａ，６６ｂをそれぞれ有している。タイバー痕６６ａは、１段目のタイバー６６１ａの切断痕であり、タイバー痕６６ｂは、２段目のタイバー６６１ｂの切断痕である。負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２は、タイバー痕６６ａ，６６ｂの間に屈曲部を有している。
【０２６４】
上記したように、上アーム側において、アイランド６１１，６１３が連結部６１５を介して同電位とされている。また、下アーム側において、配線部６２１，６２３が連結部６９を介して同電位とされている。しかしながら、半導体モジュール４０は、２つの正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２と、２つの負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２を有している。このため、たとえば正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２の一方に溶接外れが生じても、他方により電気的な接続を維持することができる。正極端子や負極端子を１本のみ有する構成に較べて、溶接外れによってスイッチング素子７０などが故障するのを抑制することができる。
【０２６５】
複数の信号端子６４は、Ｘ方向に並んで配置されている。本実施形態では、信号端子６４として、異常通知用の信号端子６４２，６４３と、テスト端子６４４を有している。信号端子６４２は、整流回路部３０を構成する他の半導体モジュール４０に対して、スイッチング素子７０の異常を通知するための端子である。信号端子６４３は、レギュレータに対して、スイッチング素子７０の異常を通知するための端子である。信号端子６４２，６４３は、Ｙ方向に延設されて側面５０ｄから突出し、封止樹脂体５０の外部で屈曲されて、Ｚ方向上方に延びている。信号端子６４２，６４３は、ＹＺ面において略Ｌ字状をなしている。
【０２６６】
テスト端子６４４は、整流回路部３０のテスト、たとえば製品出荷前の電気特性検査に用いられる。テスト端子６４４は、Ｙ方向に延設されて側面５０ｄから突出している。テスト端子６４４は、Ｙ方向において１段目のタイバー痕６６ａとほぼ同じ位置まで延設されている。このため、テスト端子６４４は、屈曲部を有していない。１６本の信号端子６４のうち、２本が異常通知用の信号端子６４２，６４３であり、残りの１４本がテスト端子６４４である。両端から２本目が信号端子６４２，６４３とされている。
【０２６７】
図４７及び図４８などに示すように、隣り合うテスト端子６４４間には、ノイズ吸収用のコンデンサ４５が配置されている。コンデンサ４５は、セラミック製のチップコンデンサである。コンデンサ４５の電極は、はんだ４２によって、テスト端子６４４に接続されている。本実施形態では、４つのコンデンサ４５が配置されている。
【０２６８】
図４２などに示すように、ＺＸ面において、側面５０ｄから突出する信号端子６４２，６４３の突出先端である接続部は、側面５０ｃから突出する正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２のバスバー２７Ｂとの接続部６３Ｂｂ及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２のバスバー２７Ｐ１，２７Ｐ２との接続部と重ならない位置とされている。これにより、側面５０ｄ側が下側、側面５０ｃが上側となるように半導体モジュール４０を置いた状態で、側面５０ｃ側から溶接電極を用いて信号端子６４２，６４３を溶接することができる。したがって、組み付け性を向上することができる。
【０２６９】
テスト端子６４４の１つは、連結部６９を介してアイランド６１０に連なる端子６４４ａである。このテスト端子６４４ａは、テスト時にグランド電位（ＧＮＤ）とされる。テスト端子６４４ａは、ボンディングワイヤ４１によって、駆動部８０のパッド８１と接続されている。ボンディングワイヤ４１が他の電位の部分を跨がなくてもよいため、ショートが発生するのを抑制することができる。
【０２７０】
また、グランド電位を確保するために、Ｘ方向に延設されて撓みやすい連結部６９ではなく、テスト端子６４４ａにボンディングしている。テスト端子６４４ａは、タイバー６６１ａ，６６１ｂに連結されている。テスト端子６４４ａは、連結部６９よりも幅が広くされるとともに、他の信号端子６４よりも幅が広くされている。したがって、グランド電位を確保しつつ、ボンディング性を向上することができる。
【０２７１】
図４８及び図５３などに示すように、アイランド６１０とテスト端子６４４ａとの間の連結部６９に、貫通孔６９ａが設けられている。貫通孔６９ａは、Ｘ方向においてテスト端子６４４ａを跨ぐように設けられている。封止樹脂体５０は、貫通孔６９ａを貫通し、薄肉とされた連結部６９の両側に配置されている。テスト端子６４４ａに接続されたボンディングワイヤ４１は、貫通孔６９ａ上を通過して、パッド８１に接続されている。これによれば、ロックホール効果により、駆動部８０側の剥離が、テスト端子６４４ａにおけるボンディングワイヤ４１の接続部まで進展するのを抑制することができる。したがって、ボンディングワイヤ４１の接続信頼性を向上することができる。
【０２７２】
図４８及び図５３などに示すように、一部の信号端子６４、具体的には両端から数本の信号端子６４については、ボンディングワイヤ４１が接続される側の端部が、ＸＹ面内において駆動部８０側に傾いている。これにより、駆動部８０から離れた位置の信号端子６４について、ボンディングワイヤ４１の長さを短くすることができる。したがって、封止樹脂体５０の成形時において、ボンディングワイヤ４１に不良が生じるのを抑制することができる。また、ワイヤ長を短くすることで、ボンディングワイヤ４１の接続強度を向上することができる。また、超音波接合時に、共振が生じるのを抑制することができる。
【０２７３】
第１実施形態同様、主端子６３である負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２の間にすべての信号端子６４が集約されている。したがって、Ｘ方向において外部接続用端子の配置スペースを小さくすることができる。すなわち、無駄なスペースを減らし、半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。
【０２７４】
第１実施形態同様、リードフレーム６０において、ボンディングワイヤ４１の接続部が平坦とされている。アイランド６１２，６１４、連結部６１５、及び信号端子６４におけるボンディングワイヤ４１の接続部は、いずれも叩くことで平坦とされている。これにより、ボンディングワイヤ４１の接続信頼性を向上することができる。また、バリを叩いて潰し、ボンディング時の異物噛み込みを抑制することもできる。
【０２７５】
ダミー端子６５は、図４０などに示すように、Ｙ方向に延設されて封止樹脂体５０の側面５０ｃから２本突出している。ダミー端子６５の１つは、配線部６２０におけるアイランド６１２とは反対の端部からＹ方向に延設されている。ダミー端子６５のＸ方向外側に、同じ配線部６２０に連なる出力端子６３Ｐ１が配置されている。別のダミー端子６５は、配線部６２２におけるアイランド６１４とは反対の端部からＹ方向に延設されている。ダミー端子６５のＸ方向外側に、同じ配線部６２２に連なる出力端子６３Ｐ２が配置されている。
【０２７６】
ダミー端子６５は、タイバーカット後の状態で、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２のタイバー痕６６ａとＹ方向においてほぼ同じ位置まで延設されている。このため、ダミー端子６５は屈曲部を有していない。ダミー端子６５の幅は、主端子６３の幅よりも狭くされている。
【０２７７】
（スイッチング素子）
スイッチング素子７０は縦型構造をなしており、第１実施形態同様、アイランド６１とは反対の面にパッド７１及びソース電極７２が形成されている。また、感温ダイオードが一体的に形成されている。図４５及び図４７に示すように、スイッチング素子７０のドレイン電極は、はんだ４２を介して対応するアイランド６１と接続されている。ソース電極７２は、はんだ４２を介して、対応する架橋部材９０と接続されている。
【０２７８】
スイッチング素子７０は、平面矩形状をなしている。図４８及び図５３に示すように、パッド７１は、スイッチング素子７０の１つの辺、具体的には駆動部８０との対向辺に沿って配置されている。スイッチング素子７０は３つのパッド７１を有しており、ゲート電極用、感温ダイオードのアノード用、カソード用の順に並んで配置されている。
【０２７９】
上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈは、対応するアイランド６１１，６１３同様、Ｘ方向において線対称配置とされている。スイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈは、パッド７１の並び方向がＸ方向となるように配置されている。下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌは、対応するアイランド６１２，６１４同様、Ｘ方向において線対称配置とされている。スイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌは、パッド７１の並び方向がＹ方向となるように配置されている。Ｘ方向において、スイッチング素子７００Ｌ、スイッチング素子７００Ｈ、スイッチング素子７０１Ｈ、スイッチング素子７０１Ｌの順に並んでいる。
【０２８０】
第１実施形態同様、スイッチング素子７０の並び順と、スイッチング素子７０のドレイン電極に接続される正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２の並び順が一致している。また、主端子６３及び信号端子６４は、相対する側面５０ｃ，５０ｄのみから突出している。これにより、リードフレーム６０のレイアウトを簡素化し、半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。また、バスバー２７との接続構造を簡素化することができる。
【０２８１】
（駆動部）
本実施形態の駆動部８０は、駆動信号を生成する駆動回路を有している。駆動部８０は、ＡＳＩＣなどのＩＣチップとして構成されている。駆動部８０は、スイッチング素子７０を駆動させるだけでなく、オンオフを制御するため、制御ＩＣとも称される。図４７に示すように、駆動部８０は、導電性接着材４３を介してアイランド６１０に固定されている。駆動部８０におけるアイランド６１０への固定面と反対の面には、複数のパッド８１が形成されている。
【０２８２】
図５３に示すように、パッド８１の一部は、ボンディングワイヤ４１を介して、スイッチング素子７０のパッド７１に接続されている。別のパッド８１は、ボンディングワイヤ４１を介して、連結部６１５、すなわちスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈのドレインに接続されている。別のパッド８１は、ボンディングワイヤ４１を介して、アイランド６１２，６１４に接続されている。パッド８１の残りは、ボンディングワイヤ４１を介して、信号端子６４に接続されている。
【０２８３】
駆動部８０の駆動回路は、アイランド６１２，６１４の電位、すなわち回転電機部１０への出力電圧である相電圧Ｐ１，Ｐ２に基づいて、スイッチング素子７０のオンオフを制御する。駆動部８０は、第１実施形態同様、スイッチング素子７０の保護するための回路と、スイッチング素子７０の異常を判定する判定回路と、判定結果を、信号端子６４２，６４３を通じて制御回路部２６に外部に通知する通知回路を有している。駆動部８０の詳細については後述する。
【０２８４】
駆動部８０は、平面略矩形状をなしている。駆動部８０は、Ｘ方向においてリードフレーム６０の中心線に対し、線対称配置とされている。下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌは、駆動部８０に対して線対称配置とされている。駆動部８０は、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｈの間に配置されている。スイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈのパッド７１は、アイランド６１０よりもＸ方向外側に配置されている。
【０２８５】
（ボンディングワイヤを考慮した配置）
第１実施形態同様、４つのスイッチング素子７０が、駆動部８０の周りに配置されている。これにより、パッド７１，８１を接続するボンディングワイヤ４１の長さを短くすることができる。したがって、封止樹脂体５０を成形する際に、ボンディングワイヤ４１に不良が生じるのを抑制することができる。また、無駄なスペースを低減し、半導体モジュール４０の体格を小型化することもできる。
【０２８６】
駆動部８０は平面略矩形状をなしており、パッド８１がスイッチング素子７０それぞれとの対向辺に設けられている。スイッチング素子７０と接続されるパッド８１は、駆動部８０の連続する３辺に集約されている。これにより、ボンディングワイヤ４１の長さを短くすることができる。駆動部８０の残りの１辺には、信号端子６４と接続されるパッド８１のみが配置されている。
【０２８７】
スイッチング素子７０は、略正方形をなしている。パッド７１は、スイッチング素子７０の１つの辺の中央付近に、該辺に沿って並んで配置されている。このように、パッド７１を１つの辺の中央に配置したため、スイッチング素子７０を１種類のチップに共通化することができる。また、共通化しながらも、９０度配置が異なる上アーム側と下アーム側とで、パッド７１，８１に対してボンディングワイヤ４１を接続することができる。また、ボンディングワイヤ４１の長さを短くすることができる。
【０２８８】
信号端子６４は、Ｙ方向において、駆動部８０の一辺側にまとめて配置されている。すべての信号端子６４は、駆動部８０に対して、上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈとは反対側に配置されている。これによれば、信号端子６４も含めて、駆動部８０との接続構造を簡素化することができる。よって、ボンディングワイヤ４１の長さを短くし、半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。
【０２８９】
（熱を考慮した配置）
第１実施形態同様、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌの間に駆動部８０が配置されている。また、Ｘ方向において、スイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈが線対称配置とされ、スイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌが線対称配置とされている。すなわち、４つのスイッチング素子７０が、ＸＹ面内において均等配置されている。そして、図４８に示すように、上アーム側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈ間の距離をＬ１、下アーム側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌ間の距離をＬ２とすると、距離Ｌ２のほうが距離Ｌ１よりも長くされている。
【０２９０】
上記配置により、回転電機部１０（固定子巻線１２１）からのもらい熱によって高温となるスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌ同士を遠ざけているため、スイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌ間の熱干渉を、スイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈ間の熱干渉よりも低減することができる。これにより、ＸＹ面において局所的な過熱を抑制し、すべてのスイッチング素子７０について、熱による性能低下を抑制することができる。
【０２９１】
アイランド６１１〜６１４の放熱面６１１ａ〜６１４ａが、封止樹脂体５０から露出されている。したがって、スイッチング素子７０の熱を効果的に放熱することができる。また、アイランド６１０の放熱面６１０ａが、封止樹脂体５０から露出されている。これにより、駆動部８０の発生した熱及び駆動部８０の周りに配置されたスイッチング素子７０からのもらい熱を、効果的に放熱することができる。また、放熱性の向上により、駆動部８０を小型化することもできる。
【０２９２】
配線部６２０，６２２の放熱面６２０ａ，６２２ａが、封止樹脂体５０から露出されている。これにより、スイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌの熱を、放熱面６２０ａ，６２２ａから逃がすことができる。特に本実施形態では、配線部６２０，６２２が出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２に連なっているため、回転電機部１０からのもらい熱を効果的に放熱することができる。これにより、スイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌに伝わる熱を低減することができる。
【０２９３】
（架橋部材）
本実施形態では、架橋部材９０として、クリップ９００を採用している。半導体モジュール４０は、４つのクリップ９００を有している。上記した線対称配置により、スイッチング素子７０のソース電極７２と配線部６２との接続距離が、互いに略等しくされている。このため、４つのクリップ９００を１種類に共通化し、部品点数を削減することができる（Ａ１７３）。
【０２９４】
図４８及び図５３などに示すように、クリップ９００のそれぞれは、延設方向がＸ方向、幅方向がＹ方向となるように配置されている。
【０２９５】
（タイバーカット前のリードフレーム）
図５３に示すように、タイバーカット前のリードフレーム６０は、アイランド６１、配線部６２、主端子６３、信号端子６４、ダミー端子６５、及び連結部６９に加えて、タイバー６６と、外枠６７と、連結部６８を有している。
【０２９６】
本実施形態のタイバー６６も、アイランド６１及び配線部６２をＹ方向において挟むように、一方側にタイバー６６０ａ，６６０ｂを有し、他方側にタイバー６６１ａ，６６１ｂを有している。各タイバー６６は、Ｘ方向両端で外枠６７に連結されている。
【０２９７】
タイバー６６０ａは、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２を外枠６７に連結している。タイバー６６０ａ，６６０ｂは、いずれも正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２それぞれのＹ方向への延設部分に連結されている。タイバー６６０ａ，６６０ｂは、たとえば正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２において、基部６３Ｂａに連結されている。タイバー６６０ａ，６６０ｂのそれぞれは、Ｘ方向に沿って一直線状に延設されている。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２は、タイバー６６０ａ，６６０ｂの間で屈曲される。
【０２９８】
アイランド６１１，６１３は、対応する正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２の基部６３Ｂａを介して、タイバー６６０ａ，６６０ｂに連結されている。アイランド６１２，６１４及び配線部６２０，６２１は、対応するダミー端子６５及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２を介して、タイバー６６０ａ，６６０ｂに連結されている。
【０２９９】
正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２は、アイランド６１１，６１３及び配線部６２０，６２２からの延設の始点がＹ方向において同じ位置とされ、延設の終点、すなわち先端位置もＹ方向においてほぼ同じ位置とされている。
【０３００】
正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２は、連結部６８により、Ｙ方向においても外枠６７に連結されている。連結部６８は、基部６３Ｂａそれぞれの先端に連なっている。すなわち、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２において、バスバー２７Ｂとの接続部６３Ｂｂとは異なる部分に連なっている。連結部６８は、Ｙ方向に延設されている。連結部６８のＸ方向外側に接続部６３Ｂｂが配置されている。図３９などに示すように、半導体モジュール４０は、タイバーカット後において、連結部６８の切断痕である連結痕６８ａを有している。
【０３０１】
出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２と同じ配線部６２０，６２２に連結されたダミー端子６５は、対応する出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２に沿って延設されている。ダミー端子６５は、Ｙ方向において外枠６７まで延設されている。
【０３０２】
タイバー６６１ａは、負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２及び信号端子６４を外枠６７に連結している。タイバー６６１ａ，６６１ｂは、いずれも負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２及び信号端子６４それぞれのＹ方向への延設部分に連結されている。負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２及び信号端子６４２は、タイバー６６１ａ，６６１ｂの間で屈曲される。
【０３０３】
配線部６２１，６２３は、負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２を介してタイバー６６１ａ，６６１ｂに連結されている。アイランド６１０は、連結部６９及び負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２を介して、タイバー６６１ａ，６６１ｂに連結されている。アイランド６１０は、連結部６９及びテスト端子６４４ａを介して、タイバー６６１ａ，６６１ｂに連結されている。テスト端子６４４ａは、上記したように、アイランド６１０側とは反対で外枠６７に連結されている。
【０３０４】
主端子６３におけるバスバー２７との接続部は、外枠６７に対して連結されておらず、フリーとなっている。一方、信号端子６４は、Ｙ方向において外枠６７に連結されている。信号端子６４は、タイバーカット時に、外枠６７から切り離される。信号端子６４が外枠６７に連結されているため、成形時においてタイバー６６１ａ，６６１ｂの変形を抑制することができる。
【０３０５】
信号端子６４と負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２の間には、連結部６８がそれぞれ配置されている。連結部６８は、Ｙ方向に延設されており、一端がタイバー６６１ａに連結され、他端が外枠６７に連結されている。連結部６８は、タイバー６６とともに切り離される。この連結部６８により、外枠６７との吊り箇所が増えたため、成形時においてタイバー６６１ａ，６６１ｂの変形を抑制することができる。したがって、負極端子６３Ｅ１，６３Ｅ２及び信号端子６４２，６４３の位置精度を向上することができる。
【０３０６】
本実施形態でも、２段目のタイバー６６０ｂ，６６１ｂは、１段目のタイバー６６０ａ，６６１ａよりも幅が広くされている。タイバー６６０ａ，６６１ａの幅は狭いため、主端子６３及び信号端子６４の曲げ加工などの際に邪魔にならず、且つ、半導体モジュール４０の体格を小型化することができる。また、タイバーカット時の寸法ずれを小さくすることができる。タイバー６６０ｂ，６６１ｂの幅は広いため、これにより剛性を向上し、封止樹脂体５０の成形時においてタイバー６６の変形を抑制することができる。
【０３０７】
図示を省略するが、本実施形態でも、アイランド６１におけるクリップ９００の配置部６０ａと、同じクリップ９００が配置される配線部６２における配置部６０ｂとが、Ｘ方向に並んで配置されている。すなわち、同じクリップ９００に対する配置部６０ａ，６０ｂの並び方向が、アイランド６１及び配線部６２が連結された１段目のタイバー６６０ａ，６６１ａの延設方向と同じ方向とされている。このように、平行配置とすると、タイバー６６からクリップ９００までの最大長さを長くすることができるため、アイランド６１１〜６１４と対応するスイッチング素子７０との接合部に作用する応力を低減することができる。なお、タイバーカット後の半導体モジュール４０において、アイランド６１に対して同じ側に配置された１段目のタイバー痕６６ａの並び方向と、クリップ９００それぞれの延設方向とが同じ方向（Ｘ方向）とされている。
【０３０８】
アイランド６１２及び配線部６２０と、アイランド６１４及び配線部６２２は、複数箇所で同じタイバー６６０ａ，６６０ｂにそれぞれ連結されている。これによれば、成形時においてタイバー６６０ａ，６６０ｂが変形するのを抑制することができる。タイバー変形の抑制により、アイランド６１２，６１４と対応するスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌとの接合部に作用する応力を低減することができる。また、出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２から離れた位置にあるアイランド６１２，６１４の垂れを抑制することもできる。
【０３０９】
アイランド６１２及び配線部６２０は、出力端子６３Ｐ１及びダミー端子６５を介して、タイバー６６０ａに連結されている。アイランド６１４及び配線部６２２は、出力端子６３Ｐ２及びダミー端子６５を介して、タイバー６６０ａに連結されている。このように、主端子６３よりも幅の狭いダミー端子６５を採用することで、タイバー６６０ａ，６６０ｂの変形を抑制しつつ、リードフレーム６０の体格増大を抑制することができる。
【０３１０】
ダミー端子６５は、Ｙ方向において外枠６７に連結されている。これによっても、リードフレーム６０の剛性を向上し、たとえばタイバー６６０ａ，６６０ｂの変形を抑制することができる。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２及び出力端子６３Ｐ１，６３Ｐ２については外枠６７に繋げないため、バスバー２７との接続性を確保することができる。
【０３１１】
同じクリップ９００が配置されるアイランド６１２，６１４及び配線部６２１，６２３が、互いに異なるタイバー６６０ａ，６６１ａに連結されている。アイランド６１２，６１４及び配線部６２１，６２３が、タイバー６６に対して両吊りとなるため、成形時においてタイバー６６の変形を抑制することができる。また、クリップ９００の延設方向がタイバー６６と同じＸ方向となるため、スイッチング素子７０の接合部に対するＸ方向のせん断応力を抑制することもできる。
【０３１２】
アイランド６１１，６１３は、正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２を介して、タイバー６６０ａ，６６０ｂに連結されている。正極端子６３Ｂ１，６３Ｂ２は、正極バスバー２７Ｂとの接続部６３Ｂｂを除く部分で、連結部６８により外枠６７に連結されている。これにより、リードフレーム６０の剛性を向上し、たとえばタイバー６６０ａ，６６０ｂの変形をより効果的に抑制することができる。また、連結部６８は接続部６３Ｂｂを除く部分に連結されているため、接続部６３Ｂｂと正極バスバー２７Ｂとの溶接に影響しない。
【０３１３】
（駆動部詳細）
図５４に示すように、駆動部８０は、電圧検出回路８２と、温度検出回路８３と、判定回路８４と、駆動回路８５と、通知回路８６を有している。以下においては、上アーム側をハイサイド、下アーム側をローサイドとも称する。
【０３１４】
電圧検出回路８２は、電圧検出部に相当する。電圧検出回路８２は、各アームを構成するスイッチング素子７０の主電極間の電圧、すなわちドレインーソース間の電圧Ｖｄｓ、又は、各相上下アームの相電圧Ｐ１，Ｐ２を検出する。相電圧Ｐ１は、スイッチング素子７００Ｈ，７００Ｌによる第１の上下アームの出力電圧である。相電圧Ｐ２は、スイッチング素子７０１Ｈ，７０１Ｌによる第２の上下アームの出力電圧である。相電圧Ｐ１，Ｐ２は、上記したように、アイランド６１２，６１４から検出することができる。電圧Ｖｄｓは、連結部６１５及びソース電位用のパッド７１から検出することができる。
【０３１５】
温度検出回路８３は、温度検出部に相当する。温度検出回路８３は、感温ダイオードに基づいて、スイッチング素子７０の温度を検出する。温度検出回路８３は、アノード用及びカソード用のパッド７１からアノード電位及びカソード電位を取得して温度を検出する。
【０３１６】
判定回路８４は、判定部に相当する。判定回路８４は、電圧検出回路８２により検出された電圧値に基づいて、スイッチング素子７０にショートが生じているか否かを判定する。たとえばスイッチング素子７０１Ｈがショートした場合には相電圧Ｐ２が電源電圧ＶＢに固定され、スイッチング素子７０１Ｌがショートした場合には相電圧Ｐ２がグランド電位に固定される。また、スイッチング素子７０１Ｈがショートした場合には電圧Ｖｄｓは一定値ゼロで継続し、スイッチング素子７０１Ｌがショートした場合にはスイッチング素子７０１Ｈのソースがグランドに張り付くため、電圧Ｖｄｓはゼロよりも大きい一定値（電源電圧ＶＢ）で継続する。以上により、判定回路８４は、スイッチング素子７０にショートが生じているか否かを判定することができる。判定回路８４は、温度検出回路８３により検出された温度（順方向電圧Ｖｆ）に基づいて、スイッチング素子７０に温度異常の故障が生じているか否かを判定する。
【０３１７】
駆動回路８５は、駆動部に相当する。駆動回路８５は、スイッチング素子７０を制御するための駆動信号（ゲート駆動信号）を生成する。駆動回路８５は、判定回路８４の判定結果に応じて、スイッチング素子７０のオンオフを制御する。駆動回路８５は、故障が生じたと判定されたスイッチング素子７０をオフさせるとともに、故障したスイッチング素子７０とは別の相であって同じサイドのスイッチング素子７０をオンさせる。たとえば、ハイサイドのスイッチング素子７００Ｈが故障した場合、スイッチング素子７００Ｈをオフさせ、スイッチング素子７０１Ｈをオンさせる。ローサイドのスイッチング素子７００Ｌが故障した場合、スイッチング素子７００Ｌをオフさせ、スイッチング素子７０１Ｌをオンさせる。
【０３１８】
通知回路８６は、通知部に相当する。通知回路８６は、故障の発生と、故障したスイッチング素子７０のサイドに関する情報を、制御装置部２０を構成する別の半導体モジュール４０に通知する。上記したように、半導体モジュール４０は、異常通知用の信号端子６４２を有している。半導体モジュール４０を区別するために、図５５では、符号４０ａ，４０ｂ，４０ｃを付与している。半導体モジュール４０ａがＵ相及びＶ相の上下アームを構成し、半導体モジュール４０ｂがＷ相及びＸ相の上下アームを構成し、半導体モジュール４０ｃがＹ相及びＺ相の上下アームを構成している。図５５に示すように、３つの半導体モジュール４０ａ，４０ｂ，４０ｃそれぞれの信号端子６４２が相互に接続されて、双方向の通信が可能とされている。
【０３１９】
図５６は、通知信号において、スイッチング素子７０の故障通知例を示している。上段及び下段において、時間ｔ１の幅（Ｈｉ幅）を有するパルスが、故障発生を示している。上段において、故障発生を示すパルスの後に送信され、時間ｔ１よりも狭い時間ｔ２の幅を有するパルスが、ハイサイド側の故障を示している。下段において、故障発生を示すパルスの後に送信され、時間ｔ１よりも狭く、時間ｔ２よりも広い時間ｔ３の幅を有するパルスが、ローサイド側の故障を示している。なお、時間ｔ２を時間ｔ３よりも広くしてもよい。このようにして、パルス幅（デューティ比）の変更により、ハイサイド故障とローサイド故障を区別することができる。
【０３２０】
図５７は、半導体モジュール４０ａのスイッチング素子７０１Ｌにショート故障が生じた場合の制御を示している。電圧検出回路８２によって検出された電圧値により、判定回路８４がスイッチング素子７０１Ｌにショート故障が発生したと判定すると、先ず駆動回路８５は、スイッチング素子７０１Ｌをオフさせるとともに、別の相であって同じサイドのスイッチング素子７００Ｌをオンさせる。なお、それ以外のスイッチング素子７０についてはオフさせる。また、通知回路８６は、他の半導体モジュール４０ｂ，４０ｃに対して、ローサイド側に故障が生じたことを示す通知信号を出力する。
【０３２１】
半導体モジュール４０ｂ，４０ｃの駆動回路８５は、故障を示す通知信号を受信すると、すべてのスイッチング素子７０をオフさせる。これにより、貫通電流が流れるのを抑制することができる。次いで、駆動回路８５は、半導体モジュール４０ａにおいて故障が生じたローサイド側のスイッチング素子７００Ｌ，７０１Ｌをすべてオンさせる。
【０３２２】
図５８は参考例、具体的には一相分の上下アームを構成する半導体モジュールを６つ用いて制御装置部を構成する場合のタイミングチャートを示している。この構成では、スイッチング素子の故障が検出されると、他の５つの半導体モジュールに対して故障を示す通知信号が出力される。したがって、所定の通信時間を経てから、他の半導体モジュールにおいて、同じサイドのスイッチング素子がオンされることとなる。このため、通信中は故障したスイッチング素子のみに電流が集中してしまう。発電時においては、故障したスイッチング素子をオフさせても、寄生ダイオードを通して電流が流れるため、遮断できない。
【０３２３】
これに対し、本実施形態では、駆動回路８５が上記した制御を実行する。このため、図５９に示すように、故障が発生すると、同一の半導体モジュール４０内における別の相であって同じサイドのスイッチング素子７０がオンされる。このように、故障が発生すると、同一半導体モジュール４０内において、故障していない正常相が直ちに保護動作に移行する。これにより、故障したスイッチング素子７０以外に電流経路が形成される。したがって、故障したスイッチング素子７０に電流が集中するのを抑制することができる。また、通信完了により、他の半導体モジュール４０においても、同じサイドのスイッチング素子７０がオンされる。これにより、電流経路がさらに増えるため、スイッチング素子７０のストレス、電流ストレスや熱ストレスを低減することができる。
【０３２４】
図６０は、半導体モジュール４０ａのスイッチング素子７０１Ｈに温度異常が生じた場合の制御を示している。温度検出回路８３によって検出された温度により、判定回路８４がスイッチング素子７０１Ｈに温度異常の故障が発生したと判定すると、先ず駆動回路８５は、スイッチング素子７０１Ｈをオフさせるとともに、別の相であって同じサイドのスイッチング素子７００Ｈをオンさせる。それ以外のスイッチング素子７０についてはオフさせる。また、通知回路８６は、他の半導体モジュール４０ｂ，４０ｃに対して、ハイサイド側に故障が生じたことを示す通知信号を出力する。
【０３２５】
半導体モジュール４０ｂ，４０ｃの駆動回路８５は、故障を示す通知信号を受信すると、すべてのスイッチング素子７０をオフさせる。これにより、貫通電流が流れるのを抑制することができる。次いで、駆動回路８５は、半導体モジュール４０ａにおいて故障が生じたハイサイド側のスイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｈをすべてオンさせる。よって、温度異常が生じた場合にも、ショート故障と同等の効果を奏することができる。
【０３２６】
なお、オープン故障は電流が流れない故障ではあるが、固定子巻線１２１などのインダクタンス成分によって、相電圧Ｐ１，Ｐ２が異常となり、さらなる故障に繋がる虞がある。本実施形態では、図６１に示すように、オープン故障が生じると、すべてのスイッチング素子７０をオフさせる。これにより、二次的な故障を抑制することができる。図６１では、スイッチング素子７０１Ｌにオープン故障が生じた場合の例を示している。
【０３２７】
図６２は、駆動部８０の第１変形例を示している。この駆動部８０は、所定の処理を実行する処理回路８７と、相電圧Ｐ１，Ｐ２をそれぞれ取得し、相電圧Ｐ１，Ｐ２の少なくとも一方が閾値電圧を超えると、処理回路８７をスリープ状態から起動させる起動回路８８と、処理回路８７に電源を供給する電源回路８９を有している。処理回路８７は処理部に相当し、起動回路８８は起動部に相当し、電源回路８９は電源部に相当する。
【０３２８】
図６３は、駆動部８０のより具体的な構成を示している。処理回路８７は、アナログ回路８７０と、デジタル回路８７１を有している。処理回路８７は、たとえば上記した電圧検出回路８２、温度検出回路８３、判定回路８４、駆動回路８５、及び通知回路８６などを含んでいる。
【０３２９】
起動回路８８は、ＯＲゲート８８０と、ＯＲゲート８８０の後段に設けられた起動スイッチ８８１を有している。ＯＲゲート８８０には、相電圧Ｐ１，Ｐ２が入力される。ＯＲゲート８８０は、相電圧Ｐ１，Ｐ２の少なくとも一方が予め設定された閾値電圧Ｖｔｈを超えると、Ｈｉレベルの信号を出力する。これにより、起動スイッチ８８１がオフからオンに切り替わる。
【０３３０】
電源回路８９は、起動スイッチ８８１がオン状態になると、グランドに接続されて、作動を開始する。そして、アナログ回路８７０に電源ＶＣＣ１を供給し、デジタル回路８７１に電源ＶＣＣ２を供給する。これにより、アナログ回路８７０及びデジタル回路８７１がスリープ状態から起動状態に切り替わる。
【０３３１】
図６４では、スイッチング素子７０１Ｌのショート故障により、相電圧Ｐ２がグランド電位に固着した場合を示している。第１変形例の構成によれば、ショート故障とは反対の相電圧Ｐ１により電源回路８９を作動させ、これにより電源ＶＣＣ１，ＶＣＣ２が立ち上がり、処理回路８７を起動させることができる。このように、二相分のうち、一方の上下アームのローサイドにショート故障が生じていても、処理回路８７をスリープ状態から起動させることができる。したがって、駆動部８０が、スイッチング素子７０の故障を検知し、故障したスイッチング素子７０を保護することができる。なお、図６４では、回路遅延を省略している。
【０３３２】
図６５は、上記したデジタル回路８７１に故障が生じ、アナログ回路８７０であるドライバ８７０ａのうち、スイッチング素子７００Ｈ，７０１Ｌそれぞれのドライバ８７０ａへ出力する駆動信号がオン固着された状態を示している。このような故障が生じると、図６５に破線矢印で示すように、回転電機部１０側、具体的には固定子巻線１２１などを介して、異なる相を跨いだ貫通電流が発生する虞がある。
【０３３３】
貫通電流を抑制するために、図６６に示す参考例では、アナログ回路８７０ｒが、ドライバ８７０ａｒと、電圧検出回路８２ｒであるコンパレータを有している。デジタル回路８７１ｒが、駆動回路８５ｒと、ＡＮＤゲート８７１ａｒと、ＮＯＴゲート８７１ｂｒを有している。参考例においては、本実施形態の関連する要素の符号に対し、末尾にｒを付与している。ＮＯＴゲート８７１ｂｒは、ＡＮＤゲート８７１ａｒの一方の入力と電圧検出回路８２ｒとの間に設けられている。ＡＮＤゲート８７１ａｒには、駆動回路８５ｒにて生成された駆動信号と、電圧検出回路８２ｒにより検出された電圧Ｖｄｓの反転値が入力される。ＡＮＤゲート８７１ａｒの出力が、ドライバ８７０ａｒに入力される。
【０３３４】
参考例に示す構成では、スイッチング素子７０ｒがオンしている状態で、電流方向と相関がある電圧Ｖｄｓを監視する。そして、電流方向が正常な場合にオンを継続し、電流方向が異常な場合にオフに切り替えるようになっている。図６６は、実線矢印で示すように、回転電機１の発電時を示している。電圧Ｖｄｓは電流方向が正常であるゼロ（０）を示すため、ＡＮＤゲート８７１ａｒから出力される駆動信号は、１が維持される。これにより、スイッチング素子７０ｒのオンが継続される。図示を省略するが、スイッチング素子７０ｒを流れる電流の方向が逆（異常）の場合、電圧Ｖｄｓは電流方向が異常である１を示すため、ＡＮＤゲート８７１ａｒから出力される駆動信号は、ゼロ（０）に切り替わる。これにより、スイッチング素子７０ｒもオンからオフに切り替わる。以上により、貫通電流などの発生を抑制することができる。
【０３３５】
しかしながら、参考例に示す構成では、デジタル回路８７１ｒに故障が生じた場合、デジタル回路８７１ｒが所望の動作を実行しない虞がある。たとえば図６７では、ＮＯＴゲート８７１ｂｒに故障が生じて反転機能が喪失されている。この場合、スイッチング素子７０を流れる電流の方向が異常の場合、電圧Ｖｄｓが異常を示す１を出力したにもかかわらず、入力前に反転されないため、ＡＮＤゲート８７１ａｒから出力される駆動信号は、１となる。これにより、スイッチング素子７０のオンが継続されてしまう。
【０３３６】
図６８は、駆動部８０の第２変形例を示している。第２変形例では、参考例に示す構成に加えて、処理回路８７が、駆動回路８５を含むデジタル回路８７１とは別のデジタル回路８７２を有している。デジタル回路８７２は、電源回路８９からデジタル回路８７１に供給される電源ＶＣＣ２とは異なる電源ＶＣＣ３、具体的には電源ＶＣＣ２よりも低い電圧が供給されて起動する。電源ＶＣＣ３は、たとえば電圧降下用の抵抗を介すことで、電源ＶＣＣ２よりも低い電圧とされる。
【０３３７】
デジタル回路８７２は、デジタル回路８７１同様、ＡＮＤゲート８７２ａと、ＮＯＴゲート８７２ｂを有している。ＮＯＴゲート８７２ｂは、ＡＮＤゲート８７２ａの一方の入力と電圧検出回路８２との間に設けられている。ＡＮＤゲート８７２ａには、ＡＮＤゲート８７１ａから出力された駆動信号と、電圧Ｖｄｓの反転値が入力される。ＡＮＤゲート８７２ａの出力が、ドライバ８７０ａに入力される。
【０３３８】
このような構成を採用することにより、デジタル回路８７１のたとえばＮＯＴゲート８７１ｂに故障が発生し、反転機能が喪失されても、スイッチング素子７０を流れる電流の方向が異常の場合には、スイッチング素子７０をオンからオフに切り替えることができる。また、デジタル回路８７２のたとえばＮＯＴゲート８７２ｂに故障が発生し、反転機能が喪失されても、スイッチング素子７０を流れる電流の方向が異常の場合には、スイッチング素子７０をオンからオフに切り替えることができる。したがって、冗長性を向上することができる。
【０３３９】
（その他）
本実施形態では、架橋部材９０として、４つのクリップ９００を用いる例を示したが、これに限定されない。たとえば各相の電流を検出する場合には、架橋部材９０としてシャント抵抗器９０１を用いることができる。連結部６１５によりアイランド６１１，６１３を一体化する例を示したが、これに限定されない。第１実施形態同様、アイランド６１１，６１３を分離してもよい。
【０３４０】
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。また、明細書及び図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書及び図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、明細書および図面等の開示は、請求の範囲の記載に拘束されることのない技術的思想を包含している。
【０３４１】
第１実施形態に示した半導体モジュール４０の構成を、第２実施形態に示した回転電機１に適用することができる。第２実施形態に示した半導体モジュール４０の構成を、第１実施形態に示した回転電機１に適用することができる。
【０３４２】
第１実施形態に示した半導体モジュール４０の構成の一部について、第２実施形態に示した半導体モジュール４０に組み合わせることもできる。たとえば、第１実施形態に示した封止樹脂体５０の構成を第２実施形態に組み合わせることができる。第１実施形態に示したリードフレーム６０を第２実施形態に組み合わせることができる。電流を検出する場合には、第１実施形態に示したシャント抵抗器９０１を第２実施形態に組み合わせることができる。
【０３４３】
第２実施形態に示した半導体モジュール４０の構成の一部について、第１実施形態に示した半導体モジュール４０に組み合わせることもできる。たとえば、第２実施形態に示したアイランド６１、配線部６２、及び主端子６３の配置を、第１実施形態に組み合わせることができる。第２実施形態に示した駆動部８０を第１実施形態に組み合わせることができる。
【０３４４】
タイバー６６の延設方向と、架橋部材９０の延設方向、すなわち配置部６０ａ，６０ｂの並び方向とが、略平行とされる構成の適用対象は、上記例に限定されない。複数のアイランド６１と、架橋部材９０を介してスイッチング素子７０と接続され、該スイッチング素子７０が配置されるアイランド６１とは別の配線を有すると、高さ方向のばらつきが生じやすくなる。特にタイバー６６の延設方向において複数のアイランド６１が配置されると、タイバー６６が長くなる。たとえば半導体モジュール４０内に一相分の上下アームを構成する２つのスイッチング素子７０が配置され、スイッチング素子７０が個別に配置されるアイランド６１が、タイバー６６の延設方向であるＸ方向に並んで配置される構成において、上記した平行配置を採用すると、アイランド６１とスイッチング素子７０との接合部に作用する応力を抑制することができる。なお、スイッチング素子７０が配置されるアイランド６１とは別の配線とは、たとえば別のアイランド６１や配線部６２である。複数のスイッチング素子７０は、上下アームを構成するものに限定されない。
【符号の説明】
【０３４５】
１…回転電機、１０…回転電機部、１２…固定子、１２１，１２１ａ，１２１ｂ…固定子巻線、１３…回転子、１３３…回転軸、２０…制御装置部、２３…インバータ回路、２４…ヒートシンク、２６…制御回路、２７…バスバー、３０…整流回路部、４０，４０ａ〜４０ｃ…半導体モジュール、４１…ボンディングワイヤ、５０…封止樹脂体、６０…リードフレーム、６１，６１０〜６１４…アイランド、６２，６２０〜６２３…配線部、６３…主端子、６３Ｂ１，６３Ｂ２…正極端子、６３Ｅ１，６３Ｅ２…負極端子、６３Ｐ１，６３Ｐ２…出力端子、６４，６４０〜６４３…信号端子、６５…ダミー端子、６６，６６０ａ，６６０ｂ，６６１ａ，６６１ｂ…タイバー、７０，７００Ｈ，７０１Ｈ，７００Ｌ，７０１Ｌ…スイッチング素子、７１…パッド、８０…駆動部、８１…パッド、８２…電圧検出回路、８３…温度検出回路、８４…判定回路、８５…駆動回路、８６…通知回路、８７…処理回路、８７０…アナログ回路、８７１…デジタル回路、８８…起動回路、８９…電源回路、９０…架橋部材、９００…クリップ、９０１…シャント抵抗器、９０１ａ…抵抗体、９０１ｂ…電極、９０１ｃ…接合部、９０１ｄ…目印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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