(57)【要約】  本発明は、絶縁が必要とされる２つの回路間の絶縁耐性を確保しつつ装置の小型化を図った半導体装置を提供することを目的とする。そして、本発明は、小型パワーモジュール（４Ａ）の表面上において、下アーム制御基板（２Ａ）、絶縁材（３）及び上アーム制御基板（１Ａ）の順で積み重ねて配置される。上アーム主要領域（１０）及び下アーム主要領域（２０）は絶縁材（３）と平面視重複するように配置され、上アーム主要領域（１０）及び下アーム主要領域（２０）の大部分が平面視重複する。上アーム制御基板（１Ａ）と上アーム制御基板（１Ｂ）とは同一構造の基板で構成され、下アーム制御基板（２Ａ）は、上アーム制御基板（１Ａ）を水平方向に１８０度回転させた状態となる、上アーム制御基板（１Ａ）との位置関係を有している。
2016031052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の部分回路部を内部に有し、前記第１及び第２の回路部用の第１及び第２の外部端子（Ｃ１１〜Ｃ１４，Ｃ２１〜Ｃ２４，Ｃ３１〜Ｃ３４，Ｃ４１〜Ｃ４４）を外部に有する半導体モジュール（４Ａ，４Ｂ）と、
前記半導体モジュール上に配置され、前記第１及び第２の部分回路部用の第１及び第２の制御回路が設けられた第１及び第２の制御基板（１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂ）とを備え、前記第１及び第２の制御基板は第１及び第２の制御主要部（５８）が形成される第１及び第２の主要領域を有し、
前記第１及び第２の制御基板間に、前記第１及び第２の主要領域と平面視重複するように挿入される絶縁材（３）をさらに備え、
前記第１及び第２の制御基板は、前記第１及び第２の外部端子と電気的に接続される第１及び第２の回路部品（Ｄ１１〜Ｄ１４，Ｄ３１〜Ｄ３４，Ｄ２１〜Ｄ２４，Ｄ４１〜Ｄ４４）が形成される第１及び第２の突起領域（１１，１６，２１，２６）をさらに有し、前記第１の制御回路は前記第１の回路部品及び前記第１の制御主要部を含み、前記第２の制御回路は前記第２の回路部品及び前記第２の制御主要部を含む、
半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２の突起領域は互いに平面視重複せず、かつ、それぞれが前記絶縁材と平面視重複しないことを特徴とする、
半導体装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２の制御基板（１Ａ，２Ａ）は前記第１及び第２の主要領域（１０，２０）並びに前記第１及び第２の突起領域（１１，２６）を含む全体の平面形状が互いに同一であり、第１及び第２の制御基板は、一方の基板に対し他方の基板を水平方向に１８０度回転させた第１の制御基板位置関係を有することを特徴とする、
半導体装置。
【請求項４】
請求項３記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２の外部端子は、前記半導体モジュール（４Ａ）上において平面視して互いに対向する端部に分離して設けられる第１の外部端子位置関係を有する、
半導体装置。
【請求項５】
請求項２記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２の制御基板（１Ｂ，２Ｂ）は前記第１及び第２の主要領域（１５，２５）並びに前記第１及び第２の突起領域（１６，２６）を含む全体の平面形状が互いに同一であり、
前記第１及び第２の制御基板のうち一方の制御基板は表面を上方にして前記半導体モジュール上に配置され、他方の制御基板は表面を下方にして前記半導体モジュール上に配置される第２の制御基板位置関係を有することを特徴とする、
半導体装置。
【請求項６】
請求項５記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２の突起領域は、前記第１及び第２の制御基板において平面視して同一方向の端部に互いに平面視重複することなく設けられる突起領域同一方向位置関係を有し、
前記第１及び第２の外部端子は、前記半導体モジュール上において平面視して互いに同一方向の端部に互いに平面視重複することなく設けられる第２の外部端子位置関係を有する、
半導体装置。
【請求項７】
請求項６記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２の制御基板並びに前記絶縁材は、前記第２の制御基板、前記絶縁材及び前記第１の制御基板の順に前記半導体モジュール上に積み重ねて配置され、
前記第１及び第２の制御基板は、表面上に前記第１及び第２の制御主要部並びに前記第１及び第２の回路部品が設けられ、裏面上に回路を設けない片面実装基板であり、
前記第２の制御基板位置関係は、前記第１の制御基板は表面を上方にして前記半導体モジュール上に配置され、前記第２の制御基板は表面を下方にして前記半導体モジュール上に配置される位置関係である、
半導体装置。
【請求項８】
請求項７記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２の外部端子は前記半導体モジュールの表面上において第１の方向に沿って配置されるＮ（≧２）個の第１及び第２の外部端子を含み、前記Ｎ個の第１及び第２の外部端子は互いに１対１に対応する同種の端子により構成され、
前記第１及び第２の回路部品は前記第１の方向に沿って配置されるＮ個の第１及び第２の回路部品を含み、前記Ｎ個の第１及び第２の回路部品は互いに１対１に対応する同種の部品により構成され、
前記Ｎ個の第１及び第２の外部端子（Ｃ３１〜Ｃ３４，Ｃ４１〜Ｃ４４）は、半導体モジュールの表面上において共通の外部端子配置順で前記第１の方向に沿って配置され、
前記Ｎ個の第１及び第２の回路部品（Ｄ３１〜Ｄ３４，Ｄ４１〜Ｄ４４）は前記第１及び第２の制御基板の表面上において共通の回路部品配置順で前記第１の方向に沿って配置され、
前記第２の制御基板は表面を上方に配置した場合、前記Ｎ個の第２の回路部品と前記Ｎ個の第１の外部端子との接続関係が逆順になるように設けたＮ本の配線（ＳＬ２１〜ＳＬ２４）を有することを特徴とする、
半導体装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のうち、いずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記第１及び第２の部分回路部は各々がパワー半導体素子を有する高圧側及び低圧側の上アーム部及び下アーム部であり、前記上アーム部及び下アーム部により単一相用の一単位のインバータ部を構成する、
半導体装置。
【請求項１０】
複数相用の複数のインバータ部を有する多相用半導体装置であって、
請求項９記載の半導体装置を複数個備え、複数の半導体装置の前記一単位のインバータ部を前記複数のインバータ部として用いたことを特徴とする、
多相用半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力制御機器等に使用される半導体装置に関し、特にその制御基板構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の上下アームを持つインバータ部を内蔵するモジュール等を含む半導体装置は、例えば、電気自動車等の電動車両等で、その駆動用モータを駆動するためインバータ装置として用いられる。上述した特徴を有する半導体装置は例えば特許文献１に開示されている。【０００３】
上下アームを内蔵する上述した従来の半導体装置を構成する場合、上アーム，下アーム間の絶縁性を確保すべく、高圧側アーム及び低圧側アームである上アーム及び下アーム間の絶縁は勿論、上アーム及び下アーム用の２つの制御基板を同一基体上に設ける場合、２つの制御基板間の絶縁性を確保すべく互いに絶縁エリアを挟んで設ける必要があり、２つの制御基板の平面方向の縮小化に限界があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２６２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳｉＣ素子などの開発により、電力用モジュールの高電流密度化、及び小型化が進む状況化では、上述した特徴を有する従来の半導体装置では、上アーム及び下アーム用の２つの制御基板間においても絶縁エリアを設ける必要があり、基体の平面方向の縮小化に限界があったため、制御基板を含む上下アーム間の絶縁耐圧を確保しつつ装置の小型化を図ることができないという問題点があった。【０００６】
本発明では、上記のような問題点を解決し、絶縁を必要とする回路間の絶縁性能を確保しつつ装置の小型化を図った半導体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】
この発明に係る半導体装置は、第１及び第２の部分回路部を内部に有し、前記第１及び第２の回路部用の第１及び第２の外部端子を外部に有する半導体モジュールと、前記半導体モジュール上に配置され、前記第１及び第２の部分回路部用の第１及び第２の制御回路が設けられた第１及び第２の制御基板とを備え、前記第１及び第２の制御基板は第１及び第２の制御主要部が形成される第１及び第２の主要領域を有し、前記第１及び第２の制御基板間に、前記第１及び第２の主要領域と平面視重複するように挿入される絶縁材をさらに備え、前記第１及び第２の制御基板は、前記第１及び第２の外部端子と電気的に接続される第１及び第２の回路部品が形成される第１及び第２の突起領域をさらに有し、前記第１の制御回路は前記第１の回路部品及び前記第１の制御主要部を含み、前記第２の制御回路は前記第２の回路部品及び前記第２の制御主要部を含む。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る本願発明である半導体装置における第１及び第２の制御基板の第１及び第２の主要領域は絶縁材と平面視重複するように配置される。このため、第１及び第２の主要領域の大部分が平面視重複する態様で、第１及び第２の制御基板が積層される結果、第１及び第２の制御基板の占有面積の縮小化を図り、装置全体の小型化を実現することができる。【０００９】
加えて、本願発明は、第１及び第２の制御基板間に、第１及び第２の主要領域と平面視重複するように挿入される絶縁材の存在により、少なくとも第１及び第２の制御主要部間を絶縁材によって絶縁することができるため、第１及び第２の制御回路間における高い絶縁性能を確保するという効果を奏する。【００１０】
この発明の目的、特徴、局面、及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１の半導体装置の構造を示す説明図である。
【図２】図１の上下アーム制御基板間の平面構造を示す平面図である。
【図３】上アーム制御基板に形成される制御回路部と、小型パワーモジュール内に形成されるアーム部の具体例を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２の半導体装置の構造を示す説明図である。
【図５】上下アーム制御基板それぞれとアーム制御端子との接続関係を模式的に示す説明図である。
【図６】上下アームを内蔵する上述した従来の半導体装置の構成例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜前提技術＞
図６は上下アームを内蔵する上述した従来の半導体装置の構成例を示す斜視図である。同図に示すように、上アーム部及び下アーム部を持つインバータ部を内蔵する半導体モジュール８０の表面上に上アーム制御回路８１及び下アーム制御回路８２が、回路８１，８２間に絶縁エリア８３を挟んで形成されている。上アーム制御回路８１は上アーム部用の制御回路であり、下アーム制御回路８２は下アーム部用の制御回路である。なお、高圧側アーム部である上アーム部は、高電圧ＶＨが付与されるＰ端子を外部端子として有し、低圧側アーム部である下アーム部は、低電圧ＶＬ（＜ＶＨ）が付与されるＮ端子を外部端子として有している。図６で示す半導体モジュール８０、上アーム制御回路８１、下アーム制御回路８２及び絶縁エリア８３によりＩＰＭ（Intelligent Power Module）となる半導体装置を得ることができる。
【００１３】
特に高電圧、大電流の電力用パワーモジュールとして上下アームを持つインバータ部を有する半導体装置を構成する場合、スイッチングサージを含めて上アーム部，下アーム部間の絶縁耐圧を確保する必要があるため、図６に示すように、上アーム制御回路８１及び下アーム制御回路８２間にも絶縁エリア８３を設けることが不可欠となる。
【００１４】
その結果、半導体モジュール８０の表面積の縮小化に限界が生じるため、装置全体の小型を図ることができないという問題点があった。この問題の解決を図ったのが以下で述べる実施の形態である。
【００１５】
＜実施の形態１＞
図１はこの発明の実施の形態１の半導体装置の構造を示す説明図であり、図２は図１で示した上アーム制御基板１Ａ，下アーム制御基板２Ａ間の平面構造を示す平面図である。なお、図１では実施の形態１の半導体装置の構造を組み立て工程図形式で示しており、図１及び図２それぞれにＸＹＺ直交座標系を示している。
【００１６】
小型パワーモジュール４Ａ（半導体モジュール）は、図示しない高圧側アーム部である上アーム部及び低圧側アーム部である下アーム部（第１及び第２の部分回路部）を内部に有している。上アーム部及び下アーム部はそれぞれＩＧＢＴ等のパワー半導体素子を有しており、上アーム部及び下アーム部の組み合わせにより一単位のインバータ部を構成する。小型パワーモジュール４Ａは、さらに、上アーム部用の上アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４及び下アーム部用の下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４を小型パワーモジュール４Ａの内側から表面上に突出して形成している。
【００１７】
小型パワーモジュール４Ａの表面上において前方（＋Ｙ方向）に存在する上アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４は中央部から角部に向かう右方向（＋Ｘ方向）に沿ってＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３及びＣ１４の順（外部端子配置順）で配置されている。
【００１８】
小型パワーモジュール４Ａの表面上において後方（−Ｙ方向）に存在する下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４は中央部から角部に向かう左方向（−Ｘ方向）に沿ってＣ２１，Ｃ２２，Ｃ２３及びＣ２４の順（外部端子配置順）で配置されている。
【００１９】
このように、小型パワーモジュール４Ａの表面上において、上アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４は前方右側（＋Ｙ方向及び＋Ｘ方向側）に配置され、下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４は後方左側（−Ｙ方向及び−Ｘ方向側）に配置される。すなわち、上アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４及び下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４は、小型パワーモジュール４Ａの表面上において、平面視して互いに対向する端部に分離し、かつ、対角となる位置に設けられる位置関係（第１の外部端子位置関係）を有している。
【００２０】
小型パワーモジュール４Ａの表面上において、下アーム制御基板２Ａ、絶縁材３及び上アーム制御基板１Ａの順で積み重ねて、下アーム制御基板２Ａ、絶縁材３及び上アーム制御基板１Ａが配置される。
【００２１】
上アーム制御基板１Ａは上アーム主要領域１０、上アーム突起領域１１及び上アーム突起領域１２を有する。上アーム主要領域１０は上アーム突起領域１１及び上アーム突起領域１２を除く上アーム制御基板１Ａの大部分の領域を占めている。上アーム突起領域１１は上アーム主要領域１０から図中前方（＋Ｙ方向）に突出して図中前方端右側（＋Ｙ方向及び＋Ｘ方向側）に形成され、上アーム突起領域１２は上アーム主要領域１０から図中右方向に突出して、図中右端中央部に形成される。
【００２２】
そして、上アーム主要領域１０に上アーム部用の上アーム制御回路の主要部（図示せず、以下、「上アーム制御主要部」（第１の制御主要部）と略記）が形成され、上アーム突起領域１１の表面上に上アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４と電気的に接続される上アーム部品Ｄ１１〜Ｄ１４（第１の回路部品）が形成される。上アーム突起領域１２は外部電源及び外部信号を接続するための領域である。
【００２３】
このように、上アーム制御基板１Ａに形成される上アーム制御回路は上アーム制御主要部及び上アーム部品Ｄ１１〜Ｄ１４を含んで構成される。なお、上アーム制御主要部は上アーム主要領域１０の表面上及び裏面上のうち、少なくとも一方の面上に形成される。また、上アーム部品Ｄ１１〜Ｄ１４は上アーム突起領域１１の裏面上に形成しても良い。
【００２４】
下アーム制御基板２Ａは下アーム主要領域２０、下アーム突起領域２１及び下アーム突起領域２２を有する。下アーム主要領域２０は下アーム突起領域２１及び下アーム突起領域２２を除く下アーム制御基板２Ａの大部分の領域を占めている。下アーム突起領域２１は下アーム主要領域２０から図中後方（−Ｙ方向）に突出して図中後方端左側（−Ｙ方向及び−Ｘ方向側）に形成され、下アーム突起領域２２は下アーム主要領域２０から図中左方向に突出して、図中左端中央部に形成される。
【００２５】
上述したように、前方端右側に突出して形成される上アーム突起領域１１と、後方端左側に突出して形成される下アーム突起領域２１は平面視して互いに対向する端部に分離し、かつ、対角となる位置関係となる突起領域対向位置関係を有する。
【００２６】
そして、下アーム主要領域２０に下アーム部用の下アーム制御回路の主要部（図示せず、以下、「下アーム制御主要部」（第２の制御主要部）と略記）が形成され、下アーム突起領域２１の表面上に下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４と電気的に接続される下アーム部品Ｄ２１〜Ｄ２４（第２の回路部品）が形成される。下アーム突起領域２２は外部電源及び外部信号を接続するための領域である。
【００２７】
このように、下アーム制御基板２Ａに形成される下アーム制御回路は下アーム制御主要部及び下アーム部品Ｄ２１〜Ｄ２４を含んで構成される。なお、下アーム制御主要部は下アーム主要領域２０の表面上及び裏面上のうち、少なくとも一方の面上に形成される。また、下アーム部品Ｄ２１〜Ｄ２４は下アーム突起領域２１の裏面上に形成しても良い。
【００２８】
図３は上アーム制御基板１Ａ（下アーム制御基板２Ａ）の表面上、裏面上あるいは表面上及び裏面上双方に形成される制御回路部５０と、小型パワーモジュール４Ａ内に形成されるアーム部６０の具体例を示す説明図である。制御回路部５０は上アーム制御基板１Ａ及び下アーム制御基板２Ａそれぞれに形成される上アーム制御回路あるいは下アーム制御回路に相当し、アーム部６０は上アーム部あるいは下アーム部に相当する。
【００２９】
同図に示すように、制御回路部５０は、ゲート抵抗５１、電流センス入力抵抗５２、チップインダクタ５３，５４からなる回路部品群５５と、ゲート駆動回路５６及び保護回路５７からなる主要回路部５８を備える。したがって、上アーム部品Ｄ１１〜Ｄ１４及び下アーム部品Ｄ２１〜Ｄ２４が回路部品群５５に対応し、上アーム制御主要部及び下アーム制御主要部が制御回路部５８に対応する。
【００３０】
一方、アーム部６０はパワー半導体素子であるＩＧＢＴ６１及び温度センスダイオード６６を有している。上アーム部に相当するアーム部６０のＩＧＢＴ６１と、下アーム部に相当するアーム部６０のＩＧＢＴ６１とを直列に接続し、上アーム部（高圧側アーム部）におけるＩＧＢＴ６１のコレクタに、高電圧ＶＨが付与されるＰ端子を接続し、下アーム部（低圧側アーム部）におけるＩＧＢＴ６１のエミッタに低電圧ＶＬ（＜ＶＨ）が付与されるＮ端子を接続する配線等により、一単位のインバータ部を構成することができる。温度センスダイオード６６はチップ温度検出用に設けられる。
【００３１】
ゲート駆動回路５６から出力信号が、ゲート抵抗５１を介してＩＧＢＴ６１用の制御信号Ｓ５１としてＩＧＢＴ６１のゲート電極に付与される。ＩＧＢＴ６１の主要エミッタ端子Ｅ１より得られる信号はゲート駆動回路５６に付与される。ＩＧＢＴ６１の電流センス用エミッタ端子Ｅ２より得られる制御信号Ｓ５２は電流センス入力抵抗５２を介して保護回路５７に付与される。
【００３２】
保護回路５７はチップインダクタ５３を介して温度センスダイオード６６のアノードに電気的に接続され、チップインダクタ５４を介して温度センスダイオード６６のカソードに電気的に接続される。チップインダクタ５３，温度センスダイオード６６のアノード間の信号が制御信号Ｓ５３となり、チップインダクタ５４，温度センスダイオード６６のカソード間の信号が制御信号Ｓ５４となる。
【００３３】
保護回路５７は制御信号Ｓ５２〜Ｓ５４に基づき、アーム部６０の温度、ＩＧＢＴ６１のエミッタ電流量を認識して、アーム部６０の過電流、過熱等の異常検出時にＩＧＢＴ６１の保護動作を行う。保護動作としては、ゲート駆動回路５６を駆動させて、ＩＧＢＴ６１のゲート電極にオフを指示する制御信号Ｓ５１を出力させる等の動作が考えられる。
【００３４】
上述した構成において、上アーム部品Ｄ１１〜Ｄ１４（下アーム部品Ｄ２１〜Ｄ２４）はそれぞれゲート抵抗５１、電流センス入力抵抗５２、チップインダクタ５３及び５４のうちのいずれかに該当し、制御信号線ＳＬ１〜ＳＬ４上を伝搬する制御信号Ｓ５１〜Ｓ５４の授受用のアーム部６０側の制御端子（図３では図示せず）が上アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４（下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４）に相当する。なお、制御信号線ＳＬ１〜ＳＬ４は上アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４（下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４）の直近に設けられ、両者の半田等による電気的接続を容易にする。
【００３５】
図１及び図２に戻って、上アーム制御基板１Ａと下アーム制御基板２Ａとは同一構造の基板で構成され、上アーム主要領域１０の中心付近を軸として図中の水平方向に（ＸＹ平面上で）上アーム制御基板１Ａを１８０度回転させた状態で下アーム制御基板２Ａは小型パワーモジュール４Ａ上に配置される位置関係（第１の制御基板位置関係）を有している。
【００３６】
そして、上アーム制御基板１Ａ及び下アーム制御基板２Ａ間において、上アーム主要領域１０に下アーム主要領域２０、上アーム突起領域１１に下アーム突起領域２１、上アーム突起領域１２に下アーム突起領域２２が１対１に対応する。
【００３７】
図１及び図２に示すように、絶縁材３は、上アーム制御基板１Ａの上アーム主要領域１０及び下アーム制御基板２Ａの下アーム主要領域２０と少なくとも平面視重複するように配置される。また、上アーム主要領域１０及び下アーム主要領域２０間も大部分が平面視重複する位置関係を有している。
【００３８】
一方、上アーム制御基板１Ａの上アーム突起領域１１及び上アーム突起領域１２は、絶縁材３及び下アーム制御基板２Ａと平面視重複することなく上部が露出した状態で突出している。同様にして下アーム制御基板２Ａの下アーム突起領域２１及び下アーム突起領域２２は、絶縁材３及び上アーム制御基板１Ａと平面視重複することなく上部が露出した状態で突出している。
【００３９】
図１に示すように、小型パワーモジュール４Ａの表面上に矩形の各頂点となる位置関係で設けた４つのネジ固定用ブッシュ４３に対し、下アーム制御基板２Ａの下アーム主要領域２０の４隅に設けたネジ用貫通穴付スペーサ２３、絶縁材３の４隅に設けたネジ用貫通穴３３、及び上アーム制御基板１Ａの上アーム主要領域１０の４隅に設けたネジ用貫通穴１３とが平面視合致するように配置される。そして、上アーム制御基板１Ａの上方から４つのネジ６により、ネジ用貫通穴１３，３３、及びネジ用貫通穴付スペーサ２３の貫通穴を貫通させて、ネジ固定用ブッシュ４３の固定穴にネジ留めすることにより、小型パワーモジュール４Ａ上に下アーム制御基板２Ａ、絶縁材３及び上アーム制御基板１Ａを共締め固定することができる。その結果、上アーム制御基板１Ａ、下アーム制御基板２Ａ、絶縁材３及び小型パワーモジュール４ＡからなるＩＰＭとしての半導体装置を得ることができる。
【００４０】
この際、図２に示すように、小型パワーモジュール４Ａの上アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４が上アーム突起領域１１に設けた制御端子用貫通穴Ｈ１１〜Ｈ１４を貫通すると共に、小型パワーモジュール４Ａの下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４が下アーム突起領域２１に設けた制御端子用貫通穴Ｈ２１〜Ｈ２４を貫通する。その結果、上アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４の先端領域が上アーム突起領域１１上に突出して配置され、下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４の先端領域が下アーム突起領域２１上に突出して配置される。
【００４１】
そして、アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４と上アーム部品Ｄ１１〜Ｄ１４（の端子に電気的に接続される制御信号線）との電気的接続、及び下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４と下アーム部品Ｄ２１〜Ｄ２４との電気的接続を半田付け等によって行う。
【００４２】
なお、絶縁材３に設けたネジ用貫通穴３３は、下アーム制御基板２Ａ上のネジ用貫通穴付スペーサ２３が貫通する大きさで形成されており、このネジ用貫通穴付スペーサ２３の存在により、上述したネジ６による共締め時において上アーム制御基板１Ａの裏面（下面）に形成された（電子）部品と下アーム制御基板２Ａの表面（上面）の部品への圧力を防ぐことができる。
【００４３】
図２で示したように、絶縁材３は、上アーム制御基板１Ａ及び下アーム制御基板２Ａとの関係において、上アーム主要領域１０及び上アーム突起領域１１と平面視重複し、上アーム突起領域１１及び上アーム突起領域１２並びに下アーム突起領域２１及び下アーム突起領域２２と平面視重複しない形状及び態様で上アーム制御基板１Ａ，下アーム制御基板２Ａ間に介挿される。
【００４４】
上述したように、絶縁材３は、上アーム制御基板１Ａ（上アーム主要領域１０）と下アーム制御基板２Ａ（下アーム主要領域２０）との間の絶縁沿面（距離）を十分に確保する外形を呈している。
【００４５】
上アーム部品Ｄ１１〜Ｄ１４及び下アーム部品Ｄ２１〜Ｄ２４は、上述したように、ゲート用抵抗、チップインダクタなどの上アーム部及び下アーム部の制御端子直近に配置すべき上アーム制御回路及び下アーム制御回路用の回路部品である。これら上アーム部品Ｄ１１〜Ｄ１４及び下アーム部品Ｄ２１〜Ｄ２４を絶縁材３と干渉しない上アーム突起領域１１及び下アーム突起領域２１上に配置することにより、後述するように組み立て後の（抵抗値、インダクタンス等の電気的特性を示す）乗数の変更等が容易となる。
【００４６】
実施の形態１における上アーム制御基板１Ａ及び下アーム制御基板２Ａ（第１及び第２の制御基板）の上アーム主要領域１０及び下アーム主要領域２０（第１及び第２の主要領域）は絶縁材３と平面視重複するように配置される。このため、上アーム主要領域１０及び下アーム主要領域２０の大部分が平面視重複する態様で、上アーム制御基板１Ａ及び下アーム制御基板２Ａが積層される結果、上アーム制御基板１Ａ及び下アーム制御基板２Ａの占有面積の縮小化を図り、装置全体の小型化を実現することができる。
【００４７】
加えて、実施の形態１は、上アーム制御基板１Ａ及び下アーム制御基板２Ａ間に、上アーム主要領域１０及び下アーム主要領域２０と平面視重複するように配置される絶縁材３の存在により、少なくとも上アーム制御主要部及び下アーム制御主要部間を絶縁材３によって絶縁することができるため、上アーム制御回路及び下アーム制御回路間における高い絶縁耐性を有する絶縁性能を確保するという効果を奏する。
【００４８】
さらに、上アーム突起領域１１及び下アーム突起領域２１は互いに平面視重複せず、かつ、それぞれ絶縁材３とも平面視重複することなく表面が露出した状態となっているため、上アーム突起領域１１及び下アーム突起領域２１の表面上に形成される上アーム部品Ｄ１１〜Ｄ１４及び下アーム部品Ｄ２１〜Ｄ２４の配置及び置換等の組み立て工程を比較的簡単に行うことができる。その結果、実施の形態１の半導体装置は、上アーム部品Ｄ１１〜Ｄ１４及び下アーム部品Ｄ２１〜Ｄ２４の電気的特性を指示する乗数を変更することで、スイッチングサージ低減等のユーザ使用条件を満足するように、上アーム制御回路及び下アーム制御回路の動作特性を適宜変更して、多様な動作特性を比較的容易に実現することができる。
【００４９】
さらに、上アーム制御基板１Ａ及び下アーム制御基板２Ａとして同一の基板を用いることができる分、上アーム制御基板１Ａ及び下アーム制御基板２Ａの製造コストの低減化を図ることにより、装置全体の低コスト化を図ることができる。
【００５０】
また、実施の形態１の半導体装置における上アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４及び下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４（第１及び第２の外部端子）は、小型パワーモジュール４Ａの表面上において平面視して互いに対向する端部に分離して設けられる第１の外部端子位置関係を有している。
【００５１】
一方、上アーム制御基板１Ａ及び下アーム制御基板２Ａ間は全体の平面形状が互いに同一であり、一方の基板に対し他方の基板を水平方向（ＸＹ平面で規定される方向）に１８０度回転させた第１の制御基板位置関係を有している。
【００５２】
上記第１の制御基板位置関係を有する上アーム制御基板１Ａ及び下アーム制御基板２Ａに形成される上アーム突起領域１１及び下アーム突起領域２１は、前述したように、平面視して互いに対向する端部に分離し、かつ、対角となる突起領域対向位置関係を有する。すなわち、図２に示すように、上アーム突起領域１１は平面視して前方端右側（＋Ｙ，＋Ｘ方向側）に配置され、下アーム突起領域２１は平面視し後方端左側（−Ｙ，−Ｘ方向側）に配置される。
【００５３】
したがって、上アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４及び下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４は、小型パワーモジュール４Ａ上において平面視して互いに対向する端部に分離し、かつ対角となる上記第１の外部端子位置関係を有することにより、上記突起領域対向位置関係に合致した位置関係となる。その結果、上アーム制御端子Ｃ１１〜Ｃ１４及び下アーム制御端子Ｃ２１〜Ｃ２４と上アーム突起領域１１及び下アーム突起領域２１に設けられる上アーム部品Ｄ１１〜Ｄ１４及び下アーム部品Ｄ２１〜Ｄ２４との電気的接続を比較的簡単に行うことができるため、製造コストの低減化を図ることができる。
【００５４】
このように、実施の形態１の半導体装置において、上下アーム制御端子（Ｃ１１〜Ｃ１４，Ｃ２１〜Ｃ２４）を対角に有する小型２ｉｎ１モジュールである小型パワーモジュール４Ａ上に小型化を図り実装可能な、上アーム制御基板１Ａ及び下アーム制御基板２Ａを提供している。
【００５５】
また、小型パワーモジュール４Ａ内において、上アーム部及び下アーム部（第１及び第２の部分回路部）は単一相用の一単位のインバータ部を構成している。したがって、実施の形態１の半導体装置は、一単位のインバータ部とその制御回路（上アーム制御回路及び下アーム制御回路）を内蔵したＩＰＭとなる構成で、装置の縮小化及び上アーム制御回路及び下アーム制御回路間の絶縁性能の向上を図ることができる。
【００５６】
＜実施の形態２＞
図４はこの発明の実施の形態２の半導体装置の構造を示す説明図である。図４では実施の形態２の半導体装置の構造を組み立て工程図形式で示している。図４にＸＹＺ直交座標系を示している。以降、図１及び図２で示した実施の形態１の半導体装置と同様な構造及び機能については、説明の都合上、同一符号を付して適宜説明を省略する。
【００５７】
小型パワーモジュール４Ｂ（半導体モジュール）は、高圧側アーム部である上アーム部及び低圧側アーム部である下アーム部（第１及び第２の部分回路部）を内部に有し、上アーム部用の上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４及び下アーム部用の下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４を小型パワーモジュール４Ｂの内側から外側に突出して形成している。
【００５８】
小型パワーモジュール４Ｂの表面上において後方（−Ｙ方向）に存在する上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４は角部から中央部に向かう方向（−Ｘ方向；第１の方向）に沿ってＣ３１，Ｃ３２，Ｃ３３及びＣ３４の順（外部端子配置順）で配置されている。
【００５９】
小型パワーモジュール４Ｂの表面上において後方に存在する下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４は中央部から角部に向かう方向（−Ｘ方向；第１の方向）に沿ってＣ４１，Ｃ４２，Ｃ４３及びＣ４４の順（外部端子配置順）で配置されている。
【００６０】
このように、小型パワーモジュール４Ｂの表面上において、上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４は後方端右側（−Ｙ方向及び＋Ｘ方向側）に配置され、下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４は後方端左側（−Ｙ方向及び−Ｘ方向側）に配置される。すなわち、上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４及び下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４は、小型パワーモジュール４Ｂ上において、平面視して互いに同一方向（−Ｙ方向）の端部に重複することなく設けられる位置関係（第２の外部端子位置関係）を有している。
【００６１】
小型パワーモジュール４Ｂの表面上において、下アーム制御基板２Ｂ、絶縁材３及び上アーム制御基板１Ｂの順で積み重ねて、下アーム制御基板２Ｂ、絶縁材３及び上アーム制御基板１Ｂが配置される。なお、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂは共に表面上のみに回路が実装された片面実装基板である。
【００６２】
上アーム制御基板１Ｂは上アーム主要領域１５、上アーム突起領域１６及び上アーム突起領域１７を有する。上アーム主要領域１５は上アーム突起領域１６及び上アーム突起領域１７を除く上アーム制御基板１Ｂの大部分の領域を占めている。上アーム突起領域１６は上アーム主要領域１５から図中後方（−Ｙ方向）に突出して図中後方端右側（−Ｙ方向及び＋Ｘ方向）に形成され、上アーム突起領域１７は上アーム主要領域１５から図中右方向に突出して、図中右端中央部に形成される。
【００６３】
上アーム主要領域１５の表面上に上アーム部用の上アーム制御回路の主要部（図示せず、以下、「上アーム制御主要部」（第１の制御主要部）と略記）が形成され、上アーム突起領域１６の表面（上面）上に上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４と電気的に接続される上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４（第１の回路部品）が形成される。また、上アーム突起領域１７は外部電源及び外部信号を接続するための領域である。
【００６４】
このように、上アーム制御基板１Ｂに形成される上アーム制御回路は上アーム制御主要部及び上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４を含んで構成される。上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４は図中左方向（−Ｘ方向；第１の方向）に沿ってＤ３１，Ｄ３２，Ｄ３３，Ｄ３４の順で配置される。
【００６５】
下アーム制御基板２Ｂは下アーム主要領域２５、下アーム突起領域２６及び下アーム突起領域２７を有する。下アーム主要領域２５は下アーム突起領域２６及び下アーム突起領域２７を除く下アーム制御基板２Ｂの大部分の領域を占めている。下アーム突起領域２６は下アーム主要領域２５から図中後方（−Ｙ方向）に突出して図中後方端左側（−Ｙ方向及び−Ｘ方向側）に形成され、下アーム突起領域２７は下アーム主要領域２５から図中左方向に突出して、図中左端中央部に形成される。
【００６６】
下アーム主要領域２５に下アーム部用の下アーム制御回路の主要部（図示せず、以下、「下アーム制御主要部」（第２の制御主要部）と略記）が形成され、下アーム突起領域２６の表面（下面）上に下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４と電気的に接続される下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４（第２の回路部品）が形成される。また、下アーム突起領域２７は外部電源及び外部信号を接続するための領域である。
【００６７】
このように、下アーム制御基板２Ｂに形成される下アーム制御回路は下アーム制御主要部及び下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４を含んで構成される。下アーム制御基板２Ｂの表面（下面）に設けられる下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４は図中右方向（＋Ｘ方向）に沿ってＤ４１，Ｄ４２，Ｄ４３，Ｄ４４の順で配置される。したがって、下アーム制御基板２Ｂの表面を上方にして小型パワーモジュール４Ｂ上に配置した場合、下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４は図中左方向（−Ｘ方向；第１の方向）に沿ってＤ４１，Ｄ４２，Ｄ４３，Ｄ４４の順で配置される。
【００６８】
なお、上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４と下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４との関係において、上アーム部品Ｄ３ｉ（ｉ＝１〜４のいずれか）と下アーム部品Ｄ４ｉとは電気的特性値である乗数が同一の同種の部品（ゲート抵抗、バランス抵抗、オンチップセンサ入出力用部品、チップインダクタ、接続用の０Ω抵抗等）となる。したがって、上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４及び下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４は共に上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂの表面上において共通の回路部品配置順で左方向（第１の方向）に沿って配置されることになる。
【００６９】
上アーム制御基板１Ｂと下アーム制御基板２Ｂとは同一構造の基板、すなわち、上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４及び下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４の配置を含む全体の平面形状が互いに同一であり、互いの表裏面が逆の関係で小型パワーモジュール４Ｂ上に配置される位置関係（第２の制御基板位置関係）を有している。具体的には、上アーム制御基板１Ｂの表面が上方（＋Ｚ方向）となるように配置される。一方、下アーム制御基板２Ｂは、上アーム制御基板１Ｂの状態から、Ｙ方向に延びる仮想回転軸を中心として１８０度回転させた状態で配置される結果、下アーム制御基板２Ｂの表面が下方（−Ｚ方向）となるように配置される。
【００７０】
そして、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂ間において、上アーム主要領域１５に下アーム主要領域２５、上アーム突起領域１６に下アーム突起領域２６、上アーム突起領域１７に下アーム突起領域２７が１対１に対応する。
【００７１】
図４に示すように、絶縁材３は上アーム制御基板１Ｂの上アーム主要領域１５及び下アーム制御基板２Ｂの下アーム主要領域２５と平面視重複するように配置される。
【００７２】
一方、上アーム制御基板１Ｂの上アーム突起領域１６及び上アーム突起領域１７は、絶縁材３及び下アーム制御基板２Ｂと平面視重複することなく上部の表面が露出した状態で突出している。同様にして下アーム制御基板２Ｂの下アーム突起領域２６及び下アーム突起領域２７は、絶縁材３及び上アーム制御基板１Ｂと平面視重複することなく上部の裏面が露出した状態で突出している。
【００７３】
図４に示すように、実施の形態１と同様、上アーム制御基板１Ｂの上方から４つのネジ６により、ネジ用貫通穴１３，３３、及びネジ用貫通穴付スペーサ２３の貫通穴を貫通させて、ネジ固定用ブッシュ４３の固定穴にネジ留めすることにより、小型パワーモジュール４Ｂ上に下アーム制御基板２Ｂ、絶縁材３及び上アーム制御基板１Ｂを共締め固定することができる。
【００７４】
共締め固定後において、実施の形態１と同様、上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４を上アーム突起領域１６に設けた制御端子用貫通穴に貫通させると共に、下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４を下アーム突起領域２６に設けた制御端子用貫通穴に貫通させる。その結果、上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４の先端領域が上アーム突起領域１６上に突出して配置され、下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４の先端領域が下アーム突起領域２６上に突出して配置される。
【００７５】
そして、アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４と上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４（の端子に電気的に接続される制御信号線）との電気的接続、及び下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４と下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４との電気的接続を半田付け等によって行う。
【００７６】
絶縁材３は、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂとの関係において、上アーム主要領域１５及び上アーム突起領域１６と平面視重複し、上アーム突起領域１６及び上アーム突起領域１７並びに下アーム突起領域２６及び下アーム突起領域２７と平面視重複しない形状及び態様で上アーム制御基板１Ｂ，下アーム制御基板２Ｂ間に介挿される。
【００７７】
上述したように、絶縁材３は、上アーム制御基板１Ｂ（上アーム主要領域１５）と下アーム制御基板２Ｂ（下アーム主要領域２５）との間の絶縁沿面を十分に確保する外形を呈している。
【００７８】
なお、上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４及び下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４は、上アーム部品Ｄ１１〜Ｄ１４及び下アーム部品Ｄ２１〜Ｄ２４と同様、ゲート用抵抗、チップインダクタなどの上アーム部及び下アーム部の制御端子直近に配置すべ回路部品である。
【００７９】
通常パワーモジュール内でインバータ部を構成するＩＧＢＴ等の半導体素子は、上下アームとも同一のものが使用されるため、上下アーム部の制御端子の配列は同じ順序となる。すなわち、小型パワーモジュール４Ｂにおける、左方向（−Ｘ方向）に沿って配置される上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４及び下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４は、上アーム制御端子Ｃ３ｉ（ｉ＝１〜４のいずれか）と下アーム制御端子Ｃ４ｉとが同じ性質の制御信号の授受を行う互いに同種の端子となる。その結果、上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４及び下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４は、小型パワーモジュール４Ｂの表面上において共通の外部端子配置順で左方向（第１の方向）に沿って配置されることになる。
【００８０】
一方、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂは互いに表裏反転した上記第２の制御基板位置関係を有するため、上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４及び下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４の配列に合致させる必要がある。
【００８１】
図５は上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂそれぞれとアーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４との接続関係を模式的に示す説明図である。図５では、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂの表面を共に上方配置したと仮定し、表面上に設けた上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４及び下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４と上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４との接続関係を示している。
【００８２】
同図において、制御信号Ｓ１〜Ｓ４は上アーム制御回路あるいは下アーム制御回路が授受する制御信号であり、図３において、制御回路部５０を上アーム制御回路あるいは下アーム制御回路とし、アーム部６０を上アーム部あるいは下アーム部とした場合の制御信号Ｓ５１〜Ｓ５４に相当する。
【００８３】
また、制御信号線ＳＬ１１〜ＳＬ１４は、上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４との間で制御信号Ｓ１〜Ｓ４の授受を行う、上アーム制御回路からの制御信号線であり、図３において、制御回路部５０を上アーム制御回路とし、アーム部６０を上アーム部とした場合の制御信号線ＳＬ１〜ＳＬ４に相当する。
【００８４】
同様にして、制御信号線ＳＬ２１〜ＳＬ２４は、下アーム制御基板２Ｂの表面を上方に配置した場合における上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４と制御信号Ｓ１〜Ｓ４の授受を行う場合を仮想した、下アーム制御回路からの制御信号線であり、図３において、制御回路部５０を下アーム制御回路とし、アーム部６０を下アーム部とした場合の制御信号線ＳＬ１〜ＳＬ４に相当する。
【００８５】
まず、上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４と上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４との接続関係を説明する。
【００８６】
上アーム制御基板１Ｂは表面が上方に配置されており、制御信号線ＳＬ１１〜ＳＬ１４は、上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４を介して上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４に接続される正順態様で配線される。
【００８７】
したがって、上方を表面とした上アーム制御基板１Ｂの表面上に形成される上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４と上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４とが制御信号線ＳＬ１１〜ＳＬ１４を介して電気的に接続されるように、上アーム制御基板１Ｂは配置されることになる。
【００８８】
次に、上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４と下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４との仮想接続関係を説明する。
【００８９】
下アーム制御基板２Ｂは表面が上方に配置されたと仮想した場合、制御信号線ＳＬ２１〜ＳＬ２４は、下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４を介して下アーム制御端子Ｃ３４〜Ｃ３１に接続される逆順態様で配線される。
【００９０】
一方、下方を表面とした上アーム制御基板１Ｂの表面上に形成される下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４と下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４とは平面視した配置が逆順となる位置関係を有している。すなわち、下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４は左方向（−Ｘ方向）に沿ってＣ４１，Ｃ４２，Ｃ４３，Ｃ４４の順で配置されるのに対し、下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４は右方向（＋Ｘ方向）に沿ってＤ４１，Ｄ４２，Ｄ４３，Ｄ４４の順で配置される。
【００９１】
しかしながら、上述したように、制御信号線ＳＬ２１〜ＳＬ２４は上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４と逆順態様で配線されているため、結果として、下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４と下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４とが制御信号線ＳＬ２１〜ＳＬ２４を介して電気的に接続される位置関係となる。
【００９２】
すなわち、図５に示すように、制御信号線ＳＬ２１〜ＳＬ２４を介して、下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４と下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４とが電気的に接続されるように、下アーム制御基板２Ｂは小型パワーモジュール４Ｂ上に配置される。
【００９３】
実施の形態２における上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂ（第１及び第２の制御基板）の上アーム主要領域１５及び下アーム主要領域２５（第１及び第２の主要領域）は絶縁材３と平面視重複するように配置される。このため、上アーム主要領域１５及び下アーム主要領域２５の大部分が平面視重複する態様で、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂが積層される結果、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂの占有面積の縮小化を図り、装置全体の小型化を実現することができる。
【００９４】
加えて、実施の形態２は、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂ間に、上アーム主要領域１５及び下アーム主要領域２５と平面視重複するように配置される絶縁材３の存在により、実施の形態１と同様、上アーム制御回路及び下アーム制御回路間における高い絶縁性能を確保することができる。
【００９５】
さらに、上アーム突起領域１６及び下アーム突起領域２６は互いに平面視重複せず、かつ、それぞれ絶縁材３と平面視重複し上方が露出した状態となっているため、実施の形態１と同様、多様な動作特性を有する上アーム制御回路及び下アーム制御回路を比較的容易に実現することができる。
【００９６】
加えて、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂとして同一の基板を用いることができる分、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂの製造コストの低減化を図ることにより、装置全体の低コスト化を図ることができる。
【００９７】
また、実施の形態２では、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂは互いの表裏面を逆にして、上アーム突起領域１６及び下アーム突起領域２６（第１及び第２の突起領域）を同一方向（後方端部）に配置している。すなわち、上アーム突起領域１６及び下アーム突起領域２６は、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂにおいて平面視して同一方向の端部に互いに平面視重複することなく設けられる突起領域同一方向位置関係を有している。
【００９８】
そして、上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４及び下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４は、小型パワーモジュール４Ｂの表面上において平面視して互いに同一方向の端部に互いに平面視重複することなく設けられる第２の外部端子位置関係を有することにより、上記突起領域同一方向位置関係に合致した位置関係となる。その結果、上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４及び下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４と上アーム突起領域１６及び下アーム突起領域２６に設けられる上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４及び下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４との電気的接続を比較的簡単に行うことにより、製造コストの低減化を図ることができる。
【００９９】
加えて、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂは共に表面上のみに回路が実装された片面実装基板であり、かつ、上アーム制御基板１Ｂの裏面は下方、下アーム制御基板２Ｂの裏面は上方となり、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂの裏面は共に絶縁材３側に配置される。このため、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂそれぞれと絶縁材３との間に制御回路を構成する部品のスペースを確保する必要がない分、装置の高さ方向の寸法削減を図ることにより、装置の小型化を実現することができる。
【０１００】
なお、上述したように、上アーム制御基板１Ｂの裏面は下方、下アーム制御基板２Ｂの裏面は上方となるため、共締め時の圧力低減用のネジ用貫通穴付スペーサ２３を設ける必要性はなく、ネジ用貫通穴付スペーサ２３に代えてネジ用貫通穴１３と同様な貫通穴を形成しても良い。
【０１０１】
さらに、下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４（Ｎ（＝４）個の第２の回路部品）は下アーム制御基板２Ｂの表面上において上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４（Ｎ個の第１の外部端子）との接続関係が逆順になるように態様で設けた制御信号線ＳＬ２１〜ＳＬ２４（Ｎ本の配線）を有する。このため、小型パワーモジュール４Ｂ上において下アーム制御基板２Ｂの表面を下方に配置する結果、下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４と下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４とを制御信号線ＳＬ２１〜ＳＬ２４を介して電気的に接続することができる。
【０１０２】
その結果、実施の形態２の半導体装置は、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂの表裏面が逆となる第２の制御基板位置関係を有していても、上アーム制御端子Ｃ３１〜Ｃ３４及び下アーム制御端子Ｃ４１〜Ｃ４４と上アーム部品Ｄ３１〜Ｄ３４及び下アーム部品Ｄ４１〜Ｄ４４との電気的に接続を支障なく行うことができる。
【０１０３】
このように、実施の形態２の半導体装置において、上下アーム制御端子（Ｃ３１〜Ｃ３４，Ｃ４１〜Ｃ４４）を共に後方端部に有する小型２ｉｎ１モジュールである小型パワーモジュール４Ｂ上に小型化を図り実装可能な、上アーム制御基板１Ｂ及び下アーム制御基板２Ｂを提供している。
【０１０４】
また、小型パワーモジュール４Ｂ内において、上アーム部及び下アーム部（第１及び第２の部分回路部）は単一相用の一単位のインバータ部を構成している。したがって、実施の形態２の半導体装置は、一単位のインバータ部とその制御回路（上アーム制御回路及び下アーム制御回路）を内蔵したＩＰＭ構成で、装置の縮小化及び上アーム制御回路及び下アーム制御回路間の絶縁性能の向上を図ることができる。
【０１０５】
（変形例）
実施の形態１あるいは実施の形態２の半導体装置を複数個設け、複数の半導体装置の各インバータ部を、各々が異なる相に対応する複数のインバータ部として用いた構成の多相用半導体装置を実現することができる。
【０１０６】
上記多相用半導体装置は、複数のインバータ部と複数の制御回路（第１及び第２の制御回路）を内蔵したＩＰＭ構成で、装置の縮小化及び上アーム制御回路及び下アーム制御回路間の絶縁性能の向上を図ることができる。
【０１０７】
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【０１０８】
すなわち、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【０１０９】
１Ａ，１Ｂ  上アーム制御基板、２Ａ，２Ｂ  下アーム制御基板、３  絶縁材、４Ａ，４Ｂ  小型パワーモジュール、１０，１５  上アーム主要領域、１１，１２，１６，１７  上アーム突起領域、２０，２５  下アーム主要領域、２１，２２，２６，２７  下アーム突起領域、Ｃ１１〜Ｃ１４，Ｃ３１〜Ｃ３４  上アーム制御端子、Ｃ２１〜Ｃ２４，Ｃ４１〜Ｃ４４  下アーム制御端子、Ｄ１１〜Ｄ１４，Ｄ３１〜Ｄ３４  上アーム部品、Ｄ２１〜Ｄ２４，Ｄ４１〜Ｄ４４  下アーム部品。
【図１】
2016031052.tif 000003
【図２】
2016031052.tif 000004
【図３】
2016031052.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016031052.tif 000007
【図６】
2016031052.tif 000008
【国際調査報告】
2016031052.tif 000009
2016031052.tif 000010