(57)【要約】  ノイズ電流ループを極小にしてノイズ抑制効果を大きくした半導体モジュールにする。半導体モジュール（２）は、ＡＬ絶縁基板（４１）、このＡＬ絶縁基板（４１）の一方の面に形成された回路パターン（４２，４２ａ）および電力用半導体チップ（４３，４４）を有する回路ブロックと、ＡＬ絶縁基板（４１）の他方の面に形成された放熱体（４７）とを備えている。回路ブロック内の最大電位および最低電位が印加される回路パターン（４２）は、コンデンサ（４５，４６）、回路パターン（４２ａ）およびＡＬ絶縁基板（４１）を貫通して配置されたピン（５０）を介して放熱体（４７）と電気的に接続される。これにより、回路ブロック内の回路パターンの電位変化およびパターンと放熱体間の寄生容量によるノイズ電流は、コンデンサ（４５，４６）およびピン（５０）を含む極小のノイズ電流ループを流れる。
2016017260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的絶縁層、前記電気的絶縁層の一方の面に導電性の板または箔で形成された複数の回路パターンおよび前記回路パターンに搭載された電力用半導体を有する回路ブロックと、前記電気的絶縁層の他方の面に導電性の板で形成された放熱体とを備えた半導体モジュールにおいて、  少なくとも１つの前記回路パターンは、コンデンサにより前記電気的絶縁層を貫通して前記放熱体に電気的に接続されていることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
前記コンデンサの一端は、前記回路ブロック内で最大電位が印加される前記回路パターンに接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記コンデンサの一端は、前記回路ブロック内で最小電位が印加される前記回路パターンに接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記コンデンサの一端は、前記回路ブロック内で電位変化が大きい前記回路パターンに接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記コンデンサの他端が搭載された前記回路パターンは、前記電気的絶縁層に圧入された導電性のピンにより前記放熱体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記コンデンサの他端が搭載された前記回路パターンは、前記電気的絶縁層に貫通して形成された開口部を介して延びる導電性のワイヤにより前記放熱体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記コンデンサの他端が搭載された前記回路パターンは、前記電気的絶縁層を貫通して配置された導電性のねじで前記放熱体に螺着することにより前記放熱体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記コンデンサの他端が搭載された前記回路パターンは、前記電気的絶縁層および前記放熱体に形成したスルーホールをめっき処理することにより前記放熱体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記電気的絶縁層を貫通して前記放熱体に電気的に接続される箇所は、モジュール外形または前記電気的絶縁層の長辺または短辺の何れかまたは両方の方向の略中央に配置されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
前記電気的絶縁層、前記回路パターン、前記電力用半導体、前記コンデンサおよび前記放熱体は、端子とするリードフレームをインサートして成型した樹脂ケースに設置されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１１】
樹脂ケースは、前記回路パターン、前記電力用半導体および前記コンデンサが配置されている側の空間を樹脂によって封止していることを特徴とする請求項１０記載の半導体モジュール。
【請求項１２】
前記放熱体は、使用温度範囲内で外表面が膨出する正反りの形状を有していることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１３】
前記電気的絶縁層は、有機絶縁層であることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１４】
前記電気的絶縁層は、無機絶縁層であることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１５】
前記回路パターンは、前記電気的絶縁層の一方の面に形成された導電性の板または箔をエッチングして生成されることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１６】
前記回路パターンは、導電性の板を前記電気的絶縁層の一方の面に貼り合わせて生成されることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１７】
前記放熱体は、銅またはアルミニウムで構成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は半導体モジュールに関し、特にモータ駆動用インバータ装置やＤＣ−ＤＣコンバータ装置などの電力変換装置に用いられる半導体モジュール（Power Module）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  電力変換装置に用いられる半導体モジュールは、電力変換のための複数の電力用半導体素子のチップを１つのパッケージに集積し、所望のアプリケーションに適した回路配線をパッケージ内部で行うことにより、アプリケーション装置全体の小型化に貢献している。半導体モジュールは、さらに、電力用半導体素子を駆動するためのドライバや過電流などの異常状態を検出して保護する機能を備えた制御ＩＣを搭載したＩＰＭ（Intelligent Power Module）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１では、三相交流モータを駆動するインバータ装置を構成した半導体モジュールの構成例が開示されている。【０００３】  図１２は従来の半導体モジュールを使用したインバータ装置の一例を示す回路図、図１３は従来の半導体モジュールの構成例を示す平面図、図１４は従来の半導体モジュールの構成例を示す断面図、図１５は従来の半導体モジュールの取り付け例を示す断面図である。【０００４】  従来の半導体モジュール１００は、図１２に示したように、３組の上下アーム部を備え、三相のインバータ回路を構成している。この半導体モジュール１００は、電力用半導体素子としてＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）およびＦＷＤ（Free Wheeling Diode：還流ダイオード）を使用している。【０００５】  半導体モジュール１００において、第１の上下アーム部は、逆並列接続したＩＧＢＴ１０１およびＦＷＤ１０２と逆並列接続したＩＧＢＴ１０３およびＦＷＤ１０４とを直列に接続して構成されている。第２の上下アーム部は、逆並列接続したＩＧＢＴ１０５およびＦＷＤ１０６と逆並列接続したＩＧＢＴ１０７およびＦＷＤ１０８とを直列に接続して構成されている。第３の上下アーム部は、逆並列接続したＩＧＢＴ１０９およびＦＷＤ１１０と逆並列接続したＩＧＢＴ１１１およびＦＷＤ１１２とを直列に接続して構成されている。第１ないし第３の上下アーム部のＩＧＢＴ１０１，１０５，１０９のコレクタ端子は、電源正極端子Ｐに接続され、第１ないし第３の上下アーム部のＩＧＢＴ１０３，１０７，１１１のエミッタ端子は、電源負極端子Ｎに接続されている。第１ないし第３の上下アーム部のそれぞれの中点は、主電流出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗに接続されている。主電流出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗは、モータ１２０の対応する相の入力端子に接続されている。なお、この回路図では、ＩＧＢＴ１０１，１０３、ＩＧＢＴ１０５，１０７およびＩＧＢＴ１０９，１１１を制御する制御ＩＣについては、記載を省略してある。【０００６】  この半導体モジュール１００は、電源正極端子Ｐと電源負極端子Ｎとの間に、直列接続した２つのコンデンサ１３１，１３２が接続され、これらコンデンサ１３１，１３２の共通の接続点は、インバータ装置の筐体に接続されることで接地される。【０００７】  半導体モジュール１００の構成は、図１３および図１４に示したように、ＡＬ（アルミニウム）絶縁基板１４０の上に６つの回路パターン１４１が形成され、それぞれの回路パターン１４１の上にＩＧＢＴチップ１４２およびＦＷＤチップ１４３が搭載されている。このＡＬ絶縁基板１４０、回路パターン１４１、ＩＧＢＴチップ１４２およびＦＷＤチップ１４３の回路ブロックは、端子ケース１��０の中央開口部を塞ぐように下面に接着されている。端子ケース１５０の成型時にインサートされたリード端子（リードフレーム）１５１には、制御ＩＣ１５２が搭載されている。この状態で、リード端子１５１ａと制御ＩＣ１５２との間および制御ＩＣ１５２とＩＧＢＴチップ１４２との間がボンディングワイヤ１５３によって電気的に接続される。また、ＩＧＢＴチップ１４２とＦＷＤチップ１４３との間およびＦＷＤチップ１４３とリード端子１５１ｂとの間がボンディングワイヤ１５４によって電気的に接続される。他にも、図１３，１４に示したように、回路パターン１４１とリード端子１５１ｂとの間および制御ＩＣ１５２とＩＧＢＴチップ１４２のセンスエミッタ端子との間の電気的接続が行われている。その後、端子ケース１５０に樹脂１６０が充填され、回路ブロック、制御ＩＣ１５２およびボンディングワイヤ１５３，１５４が樹脂封止される。【０００８】  ＡＬ絶縁基板１４０は、また、回路パターン１４１の形成面とは反対側の面に放熱体１１３が接合されている。この放熱体１１３は、ＩＧＢＴチップ１４２およびＦＷＤチップ１４３によって発熱された熱を外部に放熱するためのものである。【０００９】  この半導体モジュール１００は、たとえば、図１５に示したように、放熱器１７０に取り付けられる。すなわち、半導体モジュール１００は、サーマルコンパウンド１７１を介して放熱体１１３が放熱器１７０に接触するように配置される。半導体モジュール１００は、また、コンデンサ１３１，１３２が搭載されたプリント基板１８０に実装され、このプリント基板１８０は、ねじ１９０によって放熱器１７０に固定されている。このとき、ねじ１９０は、コンデンサ１３１，１３２の共通接続部分の回路パターン１８１と放熱器１７０とを電気的に接続しているので、コンデンサ１３１，１３２の共通接続点が放熱器１７０または放熱器１７０を兼ねた筐体に接続されることで接地される。【００１０】  以上の構成により、制御ＩＣ１５２がＩＧＢＴ１０１，１０３、ＩＧＢＴ１０５，１０７およびＩＧＢＴ１０９，１１１を任意のタイミングでスイッチング制御することによりモータ１２０を所望の回転数に制御することができる。このスイッチング制御のときに発生するノイズは、コンデンサ１３１，１３２によりバイパスされて、アースに落とされることで抑制される。以後、この接地をシャーシアースと称する。【００１１】  なお、ここでは、半導体モジュール１００は、電力用半導体素子をＩＧＢＴで構成した場合を例にして説明した。しかし、電力用半導体素子に、パワートランジスタまたはＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を使用しても、ＩＧＢＴと同じように半導体モジュールを構成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１３−２５８３２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】  従来の半導体モジュールにおいては、電力用半導体素子をスイッチング制御したときに発生するノイズは、外付けのコンデンサによりバイパスされて、アースに落とされることで抑制されている。また、従来の半導体モジュールでは、放熱体は、ＡＬ絶縁基板により回路ブロックに対して直流的には電気的に絶縁されている。しかしながら、従来の半導体モジュールでは、回路パターンがＡＬ絶縁基板を介して放熱体と容量結合（図１２の寄生容量１１４により）しているので、回路パターンに電位変化があれば、容量結合により放熱体の電位も変化することで放射ノイズが増大する。一方、放熱体と筐体とが電気的に接続されている場合、放熱体の電位変化に伴うノイズ電流は、筐体を介してモジュール内へ戻される。しかし、放熱体と筐体との間に絶縁性のサーマルコンパウンドが塗布されている場合、モジュールの押さえ方や放熱面の平坦度により、放熱体と筐体との間に容量結合（図１２の寄生容量１１５）があったり、部分的に直接的な電気的接続箇所があったりする。このため、放熱体と筐体との間における電気的接続箇所が不定となるため、ノイズ特性に個体差が生じ易くなる。さらに、ノイズ電流をバイパスするコンデンサが半導体モジュールの外部で接続されている場合、この半導体モジュールを搭載する回路基板が大型になる他、図１２に破線の矢印で示すように、ノイズ電流ループが大きくなり、ノイズ抑制効果が小さいという問題があった。【００１４】  本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、このノイズ電流ループを極小にしてノイズ抑制効果を大きくした半導体モジュール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】
【００１５】  本発明では、上記の課題を解決するために、電気的絶縁層、この電気的絶縁層の一方の面に導電性の板または箔で形成された複数の回路パターンおよびこの回路パターンに搭載された電力用半導体を有する回路ブロックと、電気的絶縁層の他方の面に導電性の板で形成された放熱体とを備えた半導体モジュールが提供される。この半導体モジュールは、少なくとも１つの回路パターンがコンデンサにより電気的絶縁層を貫通して放熱体に電気的に接続されていることを特徴とする。【００１６】  このような半導体モジュールによれば、電気的絶縁層を貫通して回路パターンと放熱体とが電気的に接続されるようにコンデンサを配置したことで、ノイズ電流ループが極小になる。
【発明の効果】
【００１７】  上記構成の半導体モジュールは、ノイズ電流ループが極小になるため、ノイズ抑制効果を大きくすることができるという利点がある。また、半導体モジュール自体にノイズ抑制効果があるので、組み立ての際に、何らかの工程を追加・変更することなく、容易にインバータ装置の小型化と低ノイズ化とを実現することができる。【００１８】  本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の半導体モジュールを使用したインバータ装置の一例を示す回路図である。
【図２】第１の実施の形態に係る半導体モジュールの構成例を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る半導体モジュールの構成例を示す図であって、（Ａ）は半導体モジュールの平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ部の拡大断面を示す図である。
【図５】コンデンサを極小のノイズ電流ループで放熱体に電気的に接続する手段の変形例を示す図であって、（Ａ）は接続手段の第１の変形例を示し、（Ｂ）は接続手段の第２の変形例を示している。
【図６】第３の実施の形態に係る半導体モジュールの第１の構成例を示す図である。
【図７】第３の実施の形態に係る半導体モジュールの第２の構成例を示す図である。
【図８】第４の実施の形態に係る半導体モジュールの構成例を示す図である。
【図９】第５の実施の形態に係る半導体モジュールの構成例を示す図である。
【図１０】第３ないし第５の実施の形態に係る半導体モジュールの実装例を示す図であって、（Ａ）は第１の実装例、（Ｂ）は第２の実装例、（Ｃ）は第３の実装例、（Ｄ）は第４の実装例、（Ｅ）は第５の実装例を示している。
【図１１】半導体モジュールを使用したＤＣ−ＤＣコンバータの二次側回路の一例を示す回路図であって、（Ａ）は、従来の半導体モジュールを使用した回路を示し、（Ｂ）は第６の実施の形態に係る半導体モジュールを使用した回路を示している。
【図１２】従来の半導体モジュールを使用したインバータ装置の一例を示す回路図である。
【図１３】従来の半導体モジュールの構成例を示す平面図である。
【図１４】従来の半導体モジュールの構成例を示す断面図である。
【図１５】従来の半導体モジュールの取り付け例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  以下、本発明の実施の形態について、インバータ装置に適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。なお、各実施の形態は、矛盾のない範囲で複数の実施の形態を組み合わせて実施することができる。
【００２１】  図１は本発明の半導体モジュールを使用したインバータ装置の一例を示す回路図である。  本発明による半導体モジュール１は、電源正極端子Ｐと電源負極端子Ｎとの間に、３組の上下アーム部を備え、三相のインバータ回路を構成している。この半導体モジュール１では、スイッチング用の電力用半導体素子としてＩＧＢＴを使用している。
【００２２】  第１の上下アーム部は、ＩＧＢＴ１１、ＦＷＤ１２、ＩＧＢＴ１３およびＦＷＤ１４を有している。電源正極端子Ｐには、ＩＧＢＴ１１のコレクタ端子とＦＷＤ１２のカソード端子とが接続され、電源負極端子Ｎには、ＩＧＢＴ１３のエミッタ端子とＦＷＤ１４のアノード端子とが接続されている。ＩＧＢＴ１１のエミッタ端子とＦＷＤ１２のアノード端子とＩＧＢＴ１３のコレクタ端子とＦＷＤ１４のカソード端子とは、ともに接続され、主電流出力端子Ｕにも接続されている。
【００２３】  第２の上下アーム部は、ＩＧＢＴ１５、ＦＷＤ１６、ＩＧＢＴ１７およびＦＷＤ１８を有している。電源正極端子Ｐには、ＩＧＢＴ１５のコレクタ端子とＦＷＤ１６のカソード端子とが接続され、電源負極端子Ｎには、ＩＧＢＴ１７のエミッタ端子とＦＷＤ１８のアノード端子とが接続されている。ＩＧＢＴ１５のエミッタ端子とＦＷＤ１６のアノード端子とＩＧＢＴ１７のコレクタ端子とＦＷＤ１８のカソード端子とは、ともに接続され、主電流出力端子Ｖにも接続されている。
【００２４】  第３の上下アーム部は、ＩＧＢＴ１９、ＦＷＤ２０、ＩＧＢＴ２１およびＦＷＤ２２を有している。電源正極端子Ｐには、ＩＧＢＴ１９のコレクタ端子とＦＷＤ２０のカソード端子とが接続され、電源負極端子Ｎには、ＩＧＢＴ２１のエミッタ端子とＦＷＤ２２のアノード端子とが接続されている。ＩＧＢＴ１９のエミッタ端子とＦＷＤ２０のアノード端子とＩＧＢＴ２１のコレクタ端子とＦＷＤ２２のカソード端子とは、ともに接続され、主電流出力端子Ｗにも接続されている。
【００２５】  半導体モジュール１の主電流出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗは、モータ３０の対応する相の入力端子にそれぞれ接続されている。  この半導体モジュール１では、さらに、最大電位が印加される電源正極端子Ｐにコンデンサ２３の一方の端子が接続され、最小電位が印加される電源負極端子Ｎにコンデンサ２４の一方の端子が接続されている。コンデンサ２３，２４の他方の端子は、ともに接続され、かつ、半導体モジュール１の放熱体２５に電気的に接続されている。ここで、コンデンサ２３，２４の共通の接続点は、半導体モジュール１内にて電気的絶縁層を貫通して放熱体２５に電気的に接続され、ノイズ電流ループを極小にしている。
【００２６】  また、半導体モジュール１は、ＩＧＢＴ１３およびＦＷＤ１４を搭載している回路パターン２６ａと放熱体２５との間にコンデンサ２６が接続されている。同様に、ＩＧＢＴ１７およびＦＷＤ１８を搭載している回路パターン２７ａと放熱体２５との間にコンデンサ２７が接続され、ＩＧＢＴ２１およびＦＷＤ２２を搭載している回路パターン２８ａと放熱体２５との間にコンデンサ２８が接続されている。ここでも、コンデンサ２６，２７，２８は、半導体モジュール１内にて電気的絶縁層を貫通して放熱体２５に電気的に接続され、ノイズ電流ループを極小にしている。これにより、スイッチング動作をするＩＧＢＴ１３，１７，２１が搭載されて電位変化（ｄｖ／ｄｔ）の大きな回路パターン２６ａ，２７ａ，２８ａは、極小のノイズ電流ループで放熱体２５に接続される。
【００２７】  また、ＩＧＢＴ１３，１７，２１が搭載されている回路パターン２６ａ，２７ａ，２８ａおよびＩＧＢＴ１１，１５，１９が搭載されている図示しない回路パターンは、電気的絶縁層を介して放熱体２５と寄生容量２９により容量結合されている。
【００２８】  ここで、第１ないし第３の上下アーム部のうち、上アーム部のノイズ電流は、寄生容量２９、放熱体２５およびコンデンサ２３を介してＩＧＢＴ１１，１５，１９が搭載されている図示しない回路パターンに流れる極小のループを流れる。第１ないし第３の上下アーム部の下アーム部においては、２種類のノイズ電流が流れている。たとえば、第１の上下アーム部の下アーム部で説明すると、第１のノイズ電流は、寄生容量２９、放熱体２５、コンデンサ２４および電源負極端子Ｎの電位を介して回路パターン２６ａに流れる極小のループを流れる。第２のノイズ電流は、寄生容量２９、放熱体２５およびコンデンサ２６を介して回路パターン２６ａに流れる極小のループを流れる。
【００２９】  なお、半導体モジュール１内のコンデンサ２３，２４，２６，２７，２８は、この図１に示す例では、必ずしもすべて実装する必要はなく、ノイズレベルが特に大きい箇所など必要に応じて、実装される。
【００３０】  この半導体モジュール１の放熱体２５は、さらに、インバータ装置の筐体に取り付けられることで、コンデンサ２３，２４，２６，２７，２８によりバイパスされたノイズは、シャーシアースに流されることになる。
【００３１】  次に、半導体モジュール１の具体的な実施の形態について説明する。  図２は第１の実施の形態に係る半導体モジュールの構成例を示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
【００３２】  第１の実施の形態に係る半導体モジュール２は、電気的絶縁層とするＡＬ絶縁基板４１を有し、そのＡＬ絶縁基板４１の上に回路パターン４２が形成され、その回路パターン４２の上に電力用半導体チップ４３，４４およびコンデンサ４５，４６が搭載されている。ＡＬ絶縁基板４１は、また、回路パターン４２が形成されている面とは反対側の面に放熱体４７が接合されている。ＡＬ絶縁基板４１、回路パターン４２、電力用半導体チップ４３，４４およびコンデンサ４５，４６を有する回路ブロックは、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide）樹脂製の端子ケース４８に収容され、エポキシなどの樹脂４９により封止される。
【００３３】  ＡＬ絶縁基板４１は、熱伝導率の高いアルミニウムと熱抵抗の小さいエポキシ、液晶ポリマーなどの絶縁樹脂の組み合わせによる有機絶縁層とすることができる。なお、電気的絶縁層としては、窒化ケイ素などセラミックで構成される無機絶縁層とすることができ、その無機絶縁層の両面に銅箔が接合されたＤＣＢ（Direct Copper Bond）基板を使用することもできる。回路パターン４２は、ＡＬ絶縁基板４１の一方の面に形成された導電性の板または箔をエッチングして生成されるか、導電性の板をＡＬ絶縁基板４１の一方の面に貼り合わせて生成される。
【００３４】  電力用半導体チップ４３は、図１に示されるＩＧＢＴ１１，１３，１５，１７，１９，２１とすることができ、電力用半導体チップ４４は、図１に示されるＦＷＤ１２，１４，１６，１８，２０，２２とすることができる。また、コンデンサ４５，４６は、図１に示されるコンデンサ２３，２４とすることができる。放熱体４７は、図１に示される放熱体２５に対応するもので、銅またはアルミニウムの板からなる。
【００３５】  コンデンサ４５，４６の一方の端子は、図２に示した平面図によれば、長方形を有する放熱体４７の長辺方向の略中央のＡＬ絶縁基板４１上に形成された回路パターン４２ａに共通して搭載されている。その回路パターン４２ａは、回路パターン４２ａ、ＡＬ絶縁基板４１および放熱体４７に穿設された穴に導電性のピン５０が圧入されることにより、放熱体４７と電気的に接続されている。これにより、回路パターン４２ａの電位変化と寄生容量２９により放熱体４７に流れたノイズ電流は、ピン５０、コンデンサ４５、４６から電源正極端子Ｐおよび電源負極端子Ｎと同電位の回路パターン４２へ返されるため、極小のノイズ電流ループとなる。
【００３６】  図４は第２の実施の形態に係る半導体モジュールの構成例を示す図であって、（Ａ）は半導体モジュールの平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＢ部の拡大断面を示す図である。なお、図４において、図２および図３に示した構成要素と同じまたは対応する構成要素については、同じ符号を付してある。
【００３７】  第２の実施の形態に係る半導体モジュール３は、第１の実施の形態に係る半導体モジュール２と比較して、コンデンサ４５，４６と放熱体４７とを極小のノイズ電流ループで電気的に接続する手段を変更している。すなわち、長方形を有する放熱体４７の長辺方向の略中央のＡＬ絶縁基板４１に開口部５１が形成され、放熱体４７のＡＬ絶縁基板４１と接する面が露出するようにしている。ＡＬ絶縁基板４１は、また、放熱体４７の長辺の方向に開口部５１に隣接して回路パターン４２ｂ，４２ｃが形成され、これら回路パターン４２ｂ，４２ｃには、それぞれコンデンサ４５，４６の一方の端子が接合されている。回路パターン４２ｂ，４２ｃは、ボンディングワイヤ５２により開口部５１を通して放熱体４７と結線される。ボンディングワイヤ５２は、銅ワイヤまたはアルミニウムワイヤまたは金ワイヤが使用される。
【００３８】  このように、コンデンサ４５，４６の一方の端子は、その直近でボンディングワイヤ５２によって放熱体４７と電気的に接続される。このため、回路パターン４２ｂ、４２ｃの電位変化と寄生容量２９により放熱体４７に流れたノイズ電流は、ボンディングワイヤ５２、コンデンサ４５，４６から電源正極端子Ｐおよび電源負極端子Ｎと同電位の回路パターン４２へ返されるため、極小のノイズ電流ループとなる。
【００３９】  図５はコンデンサを極小のノイズ電流ループで放熱体に電気的に接続する手段の変形例を示す図であって、（Ａ）は接続手段の第１の変形例を示し、（Ｂ）は接続手段の第２の変形例を示している。なお、図５において、図３および図４に示した構成要素と同じまたは対応する構成要素については、同じ符号を付してある。
【００４０】  接続手段の第１の変形例では、図５の（Ａ）に示したように、導電性のねじ５３によって接続手段を実現している。すなわち、コンデンサ４５，４６の一方の端子が接続される共通の回路パターン４２ａは、この回路パターン４２ａおよびＡＬ絶縁基板４１に形成された穴を介して放熱体４７にねじ５３をねじ込み結合することによって、放熱体４７に電気的に接続される。
【００４１】  接続手段の第２の変形例は、図５の（Ｂ）に示したように、接合されたＡＬ絶縁基板４１および放熱体４７にこれらを貫通する穴を設け、その穴の内壁にめっき５４を施すようにしている。このめっき処理により、回路パターン４２ａは、めっき５４を介して放熱体４７と電気的に接続される。
【００４２】  図６は第３の実施の形態に係る半導体モジュールの第１の構成例を示す図、図７は第３の実施の形態に係る半導体モジュールの第２の構成例を示す図である。なお、図６および図７において、図２に示した構成要素と同じまたは対応する構成要素については、同じ符号を付してある。
【００４３】  第３の実施の形態に係る半導体モジュール４は、第１の実施の形態に係る半導体モジュールと比較して、放熱体４７に電気的に接続するピン５０の位置を端子ケース４８または放熱体４７の長辺方向および短辺方向の略中央に変更している。
【００４４】  まず、図６に示した第１の構成例は、図１に示した三相のインバータ回路に適用したもので、回路パターン４２ａに、一端が電源負極端子Ｎに接続されたコンデンサ４５の他端が接続され、一端が電源正極端子Ｐに接続されたコンデンサ４６の他端が接続されている。これにより、回路パターン４２ａの電位変化と寄生容量２９により放熱体４７に流れたノイズ電流は、放熱体４７の略中央位置からピン５０、コンデンサ４５，４６から電源正極端子Ｐおよび電源負極端子Ｎと同電位の回路パターン４２へ返されるため、極小のノイズ電流ループとなる。また、ノイズ電流は、放熱体４７を介して安定電位であるシャーシアースに流れる。
【００４５】  一方、図７に示した第２の構成例は、第３の実施の形態に係る半導体モジュール４ａを２つの出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２を有する二相のインバータ回路に適用し、リード端子を二方向に出した構成にしたものである。この半導体モジュール４ａにおいても、回路パターン４２ａに、一端が電源負極端子Ｎに接続されたコンデンサ４５の他端が接続され、一端が電源正極端子Ｐに接続されたコンデンサ４６の他端が接続されている。そして、この回路パターン４２ａは、放熱体４７の略中央位置にてピン５０により放熱体４７に電気的に接続されている。これにより、回路パターン４２ａの電位変化と寄生容量２９により放熱体４７に流れたノイズ電流は、放熱体４７の略中央位置からピン５０、コンデンサ４５，４６から電源正極端子Ｐおよび電源負極端子Ｎと同電位の回路パターン４２へ返されるため、極小のノイズ電流ループとなる。また、ノイズ電流は、放熱体４７を介して安定電位であるシャーシアースに流れる。
【００４６】  図８は第４の実施の形態に係る半導体モジュールの構成例を示す図である。なお、図８において、図７に示した構成要素と同じまたは対応する構成要素については、同じ符号を付してある。
【００４７】  この第４の実施の形態に係る半導体モジュール５は、第１ないし第３の実施の形態に係る半導体モジュール２，３，４，４ａと比較して、ノイズがバイパスされる回路パターンを変更している。すなわち、第１ないし第３の実施の形態に係る半導体モジュール２，３，４，４ａでは、電源負極端子Ｎおよび電源正極端子Ｐに接続された回路パターン４２をコンデンサ４５，４６でバイパスするようにしている。これに対し、第４の実施の形態に係る半導体モジュール５では、回路ブロック内で電位変化（ｄｖ／ｄｔ）が大きい回路パターン４２ｄをコンデンサ５５，５６でバイパスするようにしている。電位変化（ｄｖ／ｄｔ）が大きい回路パターン４２ｄは、下アーム部の電力用半導体チップ４３，４４を搭載した部分であり、コンデンサ５５，５６は、図１に示されるコンデンサ２６，２７，２８に対応するものである。
【００４８】  この半導体モジュール５においても、回路パターン４２ｄの電位変化（ｄｖ／ｄｔ）と寄生容量２９により放熱体４７に流れたノイズ電流は、ピン５０、コンデンサ４５，４６から電源正極端子Ｐおよび電源負極端子Ｎと同電位の回路パターン４２へ返されるため、極小のノイズ電流ループとなる。
【００４９】  図９は第５の実施の形態に係る半導体モジュールの構成例を示す図である。なお、図９において、図４に示した構成要素と同じまたは対応する構成要素については、同じ符号を付してある。
【００５０】  第５の実施の形態に係る半導体モジュール６は、図４に示した第２の実施の形態に係る半導体モジュール３が放熱体４７の長辺方向の略中央で放熱体４７への電気的接続をしているのに対し、放熱体４７の略中央で放熱体４７への電気的接続をしている。すなわち、ＡＬ絶縁基板４１には、放熱体４７の略中央近傍に開口部５１が設けられ、コンデンサ４５，４６が搭載された回路パターン４２ｂ，４２ｃは、その開口部５１を通して、ボンディングワイヤ５２により放熱体４７に電気的に接続されている。これにより、回路パターン４２ｂ，４２ｃの電位変化と寄生容量２９により放熱体４７に流れたノイズ電流は、放熱体４７の略中央位置からボンディングワイヤ５２、コンデンサ４５，４６から電源正極端子Ｐおよび電源負極端子Ｎと同電位の回路パターン４２へ返されるため、極小のノイズ電流ループとなる。また、ノイズ電流は、放熱体４７を介して安定電位であるシャーシアースに流れる。
【００５１】  以上のように、第３ないし第５の実施の形態に係る半導体モジュール４，４ａ，５，６では、端子ケース４８または放熱体４７の略中央でコンデンサ４５，４６，５５，５６を放熱体４７に接続している。これにより、このような半導体モジュール４，４ａ，５，６を放熱器または筐体に押し付けた状態で取り付ける場合、放熱器または筐体との接続位置が変わることなく一定にすることができるという効果がある。以下、その効果が見込まれる具体的な実装例について説明する。なお、この場合、半導体モジュール４，４ａ，５，６は、回路ブロック上を樹脂封止したときに樹脂４９が硬化収縮する作用により使用温度範囲内で放熱体４７の外表面が膨出して緩やかな凸状となる正反りの形状になっていることが望ましい。
【００５２】  図１０は第３ないし第５の実施の形態に係る半導体モジュールの実装例を示す図であって、（Ａ）は第１の実装例、（Ｂ）は第２の実装例、（Ｃ）は第３の実装例、（Ｄ）は第４の実装例、（Ｅ）は第５の実装例を示している。なお、これらの図において、回路ブロックおよび放熱体４７の正反りは、理解が容易なように、誇張して示してある。また、この図１０では、放熱器５７（または筐体）に押し付けられる半導体モジュールとして第３の実施の形態に係る半導体モジュール４を代表して示している。
【００５３】  図１０の（Ａ）に示す第１の実装例は、半導体モジュール４を放熱器５７に直接押し付けた場合を示している。この場合、半導体モジュール４が放熱器５７に電気的に接続される箇所は、半導体モジュール４の略中央部の一箇所である。このため、半導体モジュール４を放熱器５７に４本のねじで固定するときに、半導体モジュール４と放熱器５７との電気的接続箇所がねじ締めの程度によって変わることが抑制され、結果として、ノイズ特性がばらつくことが少なくなる。
【００５４】  図１０の（Ｂ）に示す第２の実装例は、半導体モジュール４と放熱器５７との間に導電性のサーマルコンパウンド５８が介在している場合を示している。この場合、半導体モジュール４の放熱体４７は、その全体が導電性のサーマルコンパウンド５８を介して電気的に接続されるが、特に、導電性のサーマルコンパウンド５８の厚さが最も薄くなる半導体モジュール４の略中央部が良好に電気的接続される。このため、半導体モジュール４を放熱器５７に固定する４本のねじのねじ締めにばらつきがあっても、良好な電気的接続箇所が半導体モジュール４の略中央部のみであるので、ノイズ特性がばらつくことが少なくなる。
【００５５】  図１０の（Ｃ）に示す第３の実装例は、半導体モジュール４と放熱器５７との間に非導電性のサーマルコンパウンド５９が介在している場合を示している。この場合、放熱器５７は、半導体モジュール４の略中央部に対応する位置に、円形の穴６０が凹設されている。これにより、半導体モジュール４は、その放熱体４７の外表面である球面が穴６０の周囲のエッジと確実に接触されることになるため、押さえ方によるノイズ特性のばらつきが少なくなる。
【００５６】  図１０の（Ｄ）に示す第４の実装例は、半導体モジュール４と放熱器５７との間に非導電性のサーマルコンパウンド５９が介在している場合を示している。この場合、放熱器５７は、半導体モジュール４の略中央部に対応する位置に、円形の穴６０が凹設され、さらにその穴６０に導電性の板ばね６１が配置されている。これにより、半導体モジュール４の放熱体４７は、その外表面である球面が板ばね６１によって接触されることになるため、押さえ方によるノイズ特性のばらつきが少なくなる。
【００５７】  図１０の（Ｅ）に示す第５の実装例は、半導体モジュール４と放熱器５７との間に非導電性のサーマルコンパウンド５９が介在している場合を示している。この場合、放熱器５７は、半導体モジュール４の略中央部に対応する位置周辺に、複数の円形の穴６０が凹設され、それらの穴６０に導電性のリード棒６２およびこのリード棒６２を半導体モジュール４の方向に付勢する導電性のコイルばね６３が配置されている。これにより、半導体モジュール４の放熱体４７は、その外表面である球面がリード棒６２およびコイルばね６３によって放熱器５７と電気的接続を良好に保つことができるため、押さえ方によるノイズ特性のばらつきを少なくすることができる。
【００５８】  図１１は半導体モジュールを使用したＤＣ−ＤＣコンバータの二次側回路の一例を示す回路図であって、（Ａ）は、従来の半導体モジュールを使用した回路を示し、（Ｂ）は第６の実施の形態に係る半導体モジュールを使用した回路を示している。
【００５９】  従来の半導体モジュール２００は、図１１の（Ａ）に示したように、２つのダイオード２０１，２０２と、放熱体２０３とを備えている。この半導体モジュール２００においても、回路ブロックは、絶縁基板の一方の面に回路パターンが形成され、その回路パターンにダイオード２０１，２０２がそれらのカソード端子をはんだ接合することで搭載されている。絶縁基板の他方の面には、放熱体２０３がはんだで接合されている。したがって、ダイオード２０１，２０２が搭載されている回路パターンは、絶縁基板を介して放熱体２０３と寄生容量２０４により容量結合されていることになる。また、半導体モジュール２００をたとえば非導電性のサーマルコンパウンドを介して筐体に取り付けたときには、放熱体２０３は、寄生容量２０５により筐体と容量結合されていることになる。
【００６０】  ＤＣ−ＤＣコンバータの二次側回路は、交流電圧を所定の電圧に変圧するトランス２１０と、全波整流を行う半導体モジュール２００と、整流された電圧を平滑するコンデンサ２２０とを備えている。トランス２１０は、２つの二次巻線２１１，２１２を有し、これらが直列に接続されたセンタータップ部は、筐体に接続されている。二次巻線２１１，２１２の両端の端子は、それぞれダイオード２０１，２０２のアノード端子に接続されている。ダイオード２０１，２０２のカソード端子は、コンデンサ２２０の一端と出力端子とに接続され、コンデンサ２２０の他端は、筐体に接続されている。
【００６１】  このＤＣ−ＤＣコンバータの二次側回路では、トランス２１０の二次巻線２１１に発生する電位変化の過渡成分は、半導体モジュール２００の寄生容量２０４および放熱体２０３と筐体との間の寄生容量２０５によりノイズ電流ループ２０６が形成される。このとき、寄生容量２０５は、半導体モジュール２００の固定方法により筐体との接続点にばらつきが生じるため、ノイズ特性の個体差が発生することになる。また、ダイオード２０１，２０２のカソード端子に相当する電極の電位変化の過渡成分は、半導体モジュール２００の寄生容量２０４、放熱体２０３と筐体との間の寄生容量２０５、筐体、およびコンデンサ２２０を流れる。このとき、半導体モジュール２００で発生したノイズが、筐体およびコンデンサ２２０を介して半導体モジュール２００に戻るノイズ電流ループ２０７が形成されることになる。
【００６２】  第６の実施の形態に係る半導体モジュール７は、図１１の（Ｂ）に示したように、２つのダイオード７１，７２と、放熱体７３とを備えている。この半導体モジュール７においても、回路ブロックは、絶縁基板の一方の面に回路パターンが形成され、その回路パターンにダイオード７１，７２がそれらのカソード端子をはんだ接合することで搭載されている。絶縁基板の他方の面には、放熱体７３がはんだで接合されている。さらに、ダイオード７１，７２のカソード端子が接続された回路パターンは、コンデンサ７４を介して放熱体７３に電気的に接続されている。この電気的接続方法は、第１ないし第５の実施の形態にて実施されているいずれか１つの方法にて行われている。また、放熱体７３と筐体との電気的接続は、図１０で説明したいずれか１つの方法を用いて半導体モジュール７を筐体に固定することにより、確実に行うことができる。これにより、ノイズ電流ループ７５を流れるノイズ電流は、半導体モジュール７の固定方法により筐体との接続点にばらつきが生じることがないため、ノイズ特性の個体差が発生することはない。
【００６３】  ＤＣ−ＤＣコンバータの二次側回路は、交流電圧を所定の電圧に変圧するトランス８０と、全波整流を行う半導体モジュール７と、整流された電圧を平滑するコンデンサ９０とを備えている。トランス８０は、２つの二次巻線８１，８２を有し、これらが直列に接続されたセンタータップ部は、筐体に接続されている。二次巻線８１，８２の両端の端子は、それぞれダイオード７１，７２のアノード端子に接続されている。ダイオード７１，７２のカソード端子は、コンデンサ９０の一端と出力端子とに接続され、コンデンサ９０の他端は、筐体に接続されている。
【００６４】  この半導体モジュール７では、ダイオード７１，７２のカソード端子の回路パターンがコンデンサ７４により放熱体７３に電気的に接続されている。このため、その回路パターンでの電位変化の過渡成分は、回路パターンと放熱体７３との間の寄生容量７６とコンデンサ７４とによる最小のノイズ電流ループ７７を流れることになる。
【００６５】  上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。
【符号の説明】
【００６６】  １，２，３，４，４ａ，５，６，７  半導体モジュール  １１，１３，１５，１７，１９，２１  ＩＧＢＴ  １２，１４，１６，１８，２０，２２  ＦＷＤ  ２３，２４，２６，２７，２８  コンデンサ  ２５  放熱体  ２６ａ，２７ａ，２８ａ  回路パターン  ２９  寄生容量  ３０  モータ  ４１  ＡＬ絶縁基板  ４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ  回路パターン  ４３，４４  電力用半導体チップ  ４５，４６  コンデンサ  ４７  放熱体  ４８  端子ケース  ４９  樹脂  ５０  ピン  ５１  開口部  ５２  ボンディングワイヤ  ５３  ねじ  ５４  めっき  ５５，５６  コンデンサ  ５７  放熱器  ５８，５９  サーマルコンパウンド  ６０  穴  ６１  板ばね  ６２  リード棒  ６３  コイルばね  ７１，７２  ダイオード  ７３  放熱体  ７４  コンデンサ  ７５  ノイズ電流ループ  ７６  寄生容量  ７７  ノイズ電流ループ  ８０  トランス  ８１，８２  二次巻線  ９０  コンデンサ
【図１】
2016017260.tif 000003
【図２】
2016017260.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016017260.tif 000006
【図５】
2016017260.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016017260.tif 000009
【図８】
2016017260.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2016017260.tif 000012
【図１１】
2016017260.tif 000013
【図１２】
2016017260.tif 000014
【図１３】
2016017260.tif 000015
【図１４】
2016017260.tif 000016
【図１５】
2016017260.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月28日(2016.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明では、上記の課題を解決するために、電気的絶縁層、この電気的絶縁層の一方の面に導電性の板または箔で形成された複数の回路パターンおよびこの回路パターンに搭載された電力用半導体を有する回路ブロックと、電気的絶縁層の他方の面に導電性の板で形成された放熱体とを備えた半導体モジュールが提供される。この半導体モジュールは、少なくとも１つの回路パターンがコンデンサの一方の電極に接続し、コンデンサの他方の電極が放熱体に電気的に接続されていることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
このような半導体モジュールによれば、回路パターンと放熱体とが電気的に接続されるようにコンデンサを配置したことで、ノイズ電流ループが極小になる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
まず、図６に示した第１の構成例は、図１に示した三相のインバータ回路に適用したもので、回路パターン４２ａに、一端が電源正極端子Ｐに接続されたコンデンサ４５の他端が接続され、一端が電源負極端子Ｎに接続されたコンデンサ４６の他端が接続されている。これにより、回路パターン４２ａの電位変化によるノイズ電流は、コンデンサ４５，４６を介して、また、寄生容量２９により放熱体４７に流れたノイズ電流は、放熱体４７の略中央位置からピン５０およびコンデンサ４５，４６を介して電源正極端子Ｐおよび電源負極端子Ｎと同電位の回路パターン４２へ返されるため、極小のノイズ電流ループとなる。また、ノイズ電流は、放熱体４７を介して安定電位であるシャーシアースに流れる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
一方、図７に示した第２の構成例は、第３の実施の形態に係る半導体モジュール４ａを２つの出力端子ＯＵＴ１，ＯＵＴ２を有する二相のインバータ回路に適用し、リード端子を二方向に出した構成にしたものである。この半導体モジュール４ａにおいても、回路パターン４２ａに、一端が電源正極端子Ｐに接続されたコンデンサ４５の他端が接続され、一端が電源負極端子Ｎに接続されたコンデンサ４６の他端が接続されている。そして、この回路パターン４２ａは、放熱体４７の略中央位置にてピン５０により放熱体４７に電気的に接続されている。これにより、回路パターン４２ａの電位変化によるノイズ電流は、コンデンサ４５，４６を介して、また、寄生容量２９により放熱体４７に流れたノイズ電流は、放熱体４７の略中央位置からピン５０およびコンデンサ４５，４６を介して電源正極端子Ｐおよび電源負極端子Ｎと同電位の回路パターン４２へ返されるため、極小のノイズ電流ループとなる。また、ノイズ電流は、放熱体４７を介して安定電位であるシャーシアースに流れる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
第５の実施の形態に係る半導体モジュール６は、図４に示した第２の実施の形態に係る半導体モジュール３が放熱体４７の長辺方向の略中央で放熱体４７への電気的接続をしているのに対し、放熱体４７の略中央で放熱体４７への電気的接続をしている。すなわち、ＡＬ絶縁基板４１には、放熱体４７の略中央近傍に開口部５１が設けられ、コンデンサ４５，４６が搭載された回路パターン４２ｂ，４２ｃは、その開口部５１を通して、ボンディングワイヤ５２により放熱体４７に電気的に接続されている。これにより、回路パターン４２ｂ，４２ｃの電位変化によるノイズ電流は、コンデンサ４５，４６を介して、また、寄生容量２９により放熱体４７に流れたノイズ電流は、放熱体４７の略中央位置からボンディングワイヤ５２およびコンデンサ４５，４６を介して電源正極端子Ｐおよび電源負極端子Ｎと同電位の回路パターン４２へ返されるため、極小のノイズ電流ループとなる。また、ノイズ電流は、放熱体４７を介して安定電位であるシャーシアースに流れる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的絶縁層、前記電気的絶縁層の一方の面に導電性の板または箔で形成された複数の回路パターンおよび前記回路パターンに搭載された電力用半導体を有する回路ブロックと、前記電気的絶縁層の他方の面に導電性の板で形成された放熱体とを備えた半導体モジュールにおいて、
少なくとも１つの前記回路パターンはコンデンサの一方の電極に接続し、
前記コンデンサの他方の電極は前記放熱体に電気的に接続されていることを特徴とする半導体モジュール。
【請求項２】
前記コンデンサの前記一方の電極は、前記回路ブロック内で最大電位が印加される前記回路パターンに接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記コンデンサの前記一方の電極は、前記回路ブロック内で最小電位が印加される前記回路パターンに接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記コンデンサの前記一方の電極は、前記回路ブロック内で電位変化が大きい前記回路パターンに接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項５】
前記コンデンサの前記他方の電極が接続された前記回路パターンは、前記電気的絶縁層に圧入された導電性のピンにより前記放熱体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項６】
前記コンデンサの前記他方の電極が接続された前記回路パターンは、前記電気的絶縁層に貫通して配置された開口部を介して延びる導電性のワイヤにより前記放熱体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項７】
前記コンデンサの前記他方の電極が接続された前記回路パターンは、前記電気的絶縁層を貫通して配置された導電性のねじで前記放熱体に螺着することにより前記放熱体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項８】
前記コンデンサの前記他方の電極が接続された前記回路パターンは、前記電気的絶縁層および前記放熱体に配置されたスルーホールをめっき処理することにより前記放熱体と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項９】
前記コンデンサの前記他方の電極が前記放熱体に電気的に接続される箇所は、モジュール外形または前記電気的絶縁層の長辺または短辺の何れかまたは両方の方向の略中央に配置されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１０】
前記電気的絶縁層、前記回路パターン、前記電力用半導体、前記コンデンサおよび前記放熱体は、端子とするリードフレームをインサートして成型した樹脂ケースに設置されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１１】
樹脂ケースは、前記回路パターン、前記電力用半導体および前記コンデンサが配置されている側の空間を樹脂によって封止していることを特徴とする請求項１０記載の半導体モジュール。
【請求項１２】
前記放熱体は、使用温度範囲内で外表面が膨出する正反りの形状を有していることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１３】
前記電気的絶縁層は、有機絶縁層であることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１４】
前記電気的絶縁層は、無機絶縁層であることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１５】
前記回路パターンは、前記電気的絶縁層の一方の面に形成された導電性の板または箔をエッチングして生成されることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１６】
前記回路パターンは、導電性の板を前記電気的絶縁層の一方の面に貼り合わせて生成されることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【請求項１７】
前記放熱体は、銅またはアルミニウムで構成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体モジュール。
【国際調査報告】
2016017260.tif 000018
2016017260.tif 000019
2016017260.tif 000020