(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体チップと、
該複数の半導体チップに電気的に接続された複数の板状導体とを有し、
前記複数の半導体チップのそれぞれの両方のチップ面に前記板状導体が熱的に接続されて、前記複数の半導体チップのそれぞれの両方のチップ面から前記板状導体を介して熱を放出できるように、かつ前記複数の板状導体のうち、直流正極用板状導体と直流負極用板状導体との導体面同士が対向するように、前記複数の板状導体を構成したことを特徴とする電気回路装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気回路装置において、
前記複数の半導体チップは、それぞれ、その両方のチップ面の対向側から前記板状導体の導体面側によって挟み込まれており、
前記複数の板状導体には、それぞれ、前記半導体チップの挟み込み側とは反対側の導体面に前記熱の放熱面が形成されていることを特徴とする電気回路装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電気回路装置において、
さらに、梱包体を有し、
前記梱包体には少なくとも、前記複数の半導体チップと、前記複数の板状導体の一部分が埋め込まれており、
前記複数の板状導体の前記半導体チップ側とは反対側の導体面には前記熱の放熱面が形成されており、
前記放熱面は前記梱包体の表面に露出していることを特徴とする電気回路装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電気回路装置において、
前記梱包体は表裏１対の平面を備えており、
前記複数の板状導体は、前記複数の半導体チップの間を電気的に接続する中間用板状導体を含んでおり、
前記表裏１対の平面の片方には前記直流正極用板状導体及び前記直流負極用板状導体の前記放熱面が、前記表裏１対の平面の他方には前記中間用板状導体の前記放熱面がそれぞれ露出していることを特徴とする電気回路装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電気回路装置において、
前記複数の半導体チップは、それぞれ、片方のチップ面に金属製の緩衝体を備え、その緩衝体を介して、対応する前記板状導体の導体面に実装されていることを特徴とする電気回路装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電気回路装置において、
前記緩衝体が設けたれたチップ面は、制御信号用電極が設けられたチップ面と同一面であることを特徴とする電気回路装置。
【請求項７】
請求項５に記載の電気回路装置において、
前記緩衝体は前記板状導体に一体に形成されていることを特徴とする電気回路装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電気回路装置において、
前記複数の板状導体は、前記複数の半導体チップの間を電気的に接続する中間用板状導体を含んでおり、
前記直流正極用板状導体及び前記直流負極用板状導体は、それぞれ、片方の導体面が前記中間用板状導体の片方の導体面と対向するように並置されており、
前記直流正極用板状導体及び前記直流負極用板状導体のいずれか一方は、その他方と前記中間用板状導体との間の対向領域に介在するように、前記対向領域に屈曲して延びていることを特徴とする電気回路装置。
【請求項９】
請求項１に記載の電気回路装置において、
前記複数の板状導体は、前記複数の半導体チップの間を電気的に接続する中間用板状導体を含んでおり、
前記直流正極用板状導体及び前記直流負極用板状導体は、それぞれ、片方の導体面が前記中間用板状導体の片方の導体面に対向するように、前記中間用板状導体の片方の導体面側に配置され、かつ相互の導体面が対向し合うように、前記中間用板状導体の片方の導体面に沿って互いの方向に延びていることを特徴とする電気回路装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の電気回路装置において、
前記複数の板状導体は、前記複数の半導体チップの間を電気的に接続する中間用板状導体を含んでおり、
前記複数の板状導体には、それぞれ、板状端子が一体に形成されており、
前記直流正極用板状導体及び前記直流負極用板状導体に形成された板状端子と、前記中間用板状導体に形成された板状端子は相反する方向に延びていることを特徴とする電気回路装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気回路装置において、
前記直流正極用板状導体及び前記直流負極用板状導体に形成された板状端子はそれぞれの端子面が対向するように設けられていることを特徴とする電気回路装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電気回路装置において、
前記直流正極用板状導体及び前記直流負極用板状導体に形成された板状端子は、それらの端子面の間の対向距離が、前記直流正極用板状導体及び前記直流負極用板状導体における導体面の間の対向距離よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする電気回路装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の電気回路装置において、
前記直流正極用板状導体及び前記直流負極用板状導体に形成された板状端子には、それぞれ、ねじ孔が設けられており、
前記ねじ孔の片方と他方は互いにずれた位置に設けられていることを特徴とする電気回路装置。
【請求項１４】
直流正極側配線を構成する第１の板状導体と、
直流負極側配線を構成する第２の板状導体と、
前記第１及び第２の板状導体の間の配線を構成する第３の板状導体と、
前記第１及び第３の板状導体の導体面の間に挟持され、前記第１及び第３の板状導体に電気的に接続された第１の半導体チップと、
前記第２及び第３の板状導体の導体面の間に挟持され、前記第２及び第３の板状導体に電気的に接続された第２の半導体チップとを有し、
前記第１及び第２の板状導体は互いの導体面が対向し合うように構成されており、
前記第１乃至第３の板状導体における前記第１及び第２の半導体チップの挟持側とは反対側の導体面には、前記第１及び第２の半導体チップを冷却するための冷却面が形成されていることを特徴とする電気回路装置。
【請求項１５】
第１方向の直流電流が流れる第１の板状導体と、
前記第１方向とは相反する第２方向の直流電流が流れる第２の板状導体と、
前記第１の板状導体に電気的に接続された第１の半導体チップと、
前記第２の板状導体に電気的に接続された第２の半導体チップと、
前記第１及び第２の半導体チップに電気的に接続された第３の板状導体とを有し、
前記第１及び第２の板状導体は、それぞれ、片方の導体面が前記第３の板状導体の片方の導体面と対向するように配置されており、
前記第１及び第２の板状導体のいずれか片方は、その導体面の一部が前記第１及び第２の板状導体のいずれか他方の導体面の一部と少なくとも対向するように、前記第１及び第２の板状導体のいずれか他方の導体面と前記第３の板状導体の導体面との間の対向領域に介在しており、
前記第１乃至第３の板状導体の他方の導体面には、前記第１及び第２の半導体チップから伝達された熱を放熱させるための放熱面が形成されていることを特徴とする電気回路装置。
【請求項１６】
電力変換回路を構成する少なくとも１つの直列回路を構成する電気回路装置において、
前記直列回路の高電位側の電気的な開閉部を構成する第１の半導体チップと、
前記直列回路の低電位側の電気的な開閉部を構成する第２の半導体チップと、
前記直列回路の高電位側端部の直流電流路を構成する第１の板状導体と、
前記直列回路の低電位側端部の直流電流路を構成する第２の板状導体と、
前記直列回路の前記開閉部の間の中間電流路を構成する第３の板状導体とを有し、
前記第１の半導体チップは、片方のチップ面が前記第１の板状導体の導体面と、他方のチップ面が前記第３の板状導体の導体面とそれぞれ対向するように、両方のチップ面の対向側から前記第１及び第３の板状導体によって挟み込まれ、前記第１及び第３の板状導体に電気的に接続されており、
前記第２の半導体チップは、片方のチップ面が前記第２の板状導体の導体面と、他方のチップ面が前記第３の板状導体の導体面とそれぞれ対向するように、両方のチップ面の対向側から前記第２及び第３の板状導体によって挟み込まれ、前記第２及び第３の板状導体に電気的に接続されており、
前記第１及び第２の板状導体は、それぞれ、片方の導体面が前記第３の板状導体の片方の導体面に対向するように、前記第３の板状導体の片方の導体面側に配置され、かつ相互の導体面が対向し合うように、前記第３の板状導体の片方の導体面に沿って相互の配置方向に延びる形状を備えており、
前記第１乃至第３の板状導体の導体面であって、前記第１及び第２の板状導体の導体面と前記第３の板状導体の導体面との対向方向とは逆方向にある導体面には、前記第１及び第２の半導体チップから熱をひくための熱引き面が形成されていることを特徴とする電気回路装置。
【請求項１７】
冷却媒体によって冷却される冷却面を備えた放熱体と、
前記放熱体に実装され、複数の半導体チップ及び該複数の半導体チップに電気的に接続された複数の板状導体を有する電気回路装置と、
該電気回路装置と前記放熱体との間に配置された絶縁体とを有し、
前記電気回路装置は、前記複数の半導体チップのそれぞれの両方のチップ面に前記板状導体が熱的に接続されて、前記複数の半導体チップのそれぞれの両方のチップ面から前記板状導体を介して熱を放出できるように、かつ前記複数の板状導体のうち、直流正極用板状導体と直流負極用板状導体との導体面同士が対向するように、前記複数の板状導体が構成されており、
前記複数の板状導体の前記半導体チップ側とは反対側の導体面には放熱面が形成されており、
前記放熱面は前記絶縁体の片方の絶縁面に当接しており、
前記絶縁体の他方の絶縁面は前記放熱体の前記冷却面に当接していることを特徴とする電気回路モジュール。
【請求項１８】
請求項１７に記載の電気回路モジュールにおいて、
前記放熱体は、前記冷却媒体が流れる複数の流路を備えており、
前記複数の流路は前記電気回路装置を挟み込むように並設されており、
前記冷却面は前記複数の流路のそれぞれと前記絶縁体との間に形成されていることを特徴とする電気回路モジュール。
【請求項１９】
請求項１８に記載の電気回路モジュールにおいて、
前記電気回路装置を複数有し、
前記複数の電気回路装置は、前記放熱面が前記冷却面の側を向くように、前記複数の流路に沿って並設されていることを特徴とする電気回路モジュール。
【請求項２０】
電力変換回路を構成する電気回路モジュールと、
該電気回路モジュールの動作を制御する制御装置と、
前記電力変換回路に電気的に接続されたコンデンサ装置とを有し、
前記電気回路モジュールは、
冷却媒体によって冷却される冷却面を備えた放熱体と、
前記放熱体に実装され、複数の半導体チップ及び該複数の半導体チップに電気的に接続された複数の板状導体を有する電気回路装置と、
該電気回路装置と前記放熱体との間に配置された絶縁体とを有し、
前記電気回路装置は、前記複数の半導体チップのそれぞれの両方のチップ面に前記板状導体が熱的に接続されて、前記複数の半導体チップのそれぞれの両方のチップ面から前記板状導体を介して熱を放出できるように、かつ前記複数の板状導体のうち、直流正極用板状導体と直流負極用板状導体との導体面同士が対向するように、前記複数の板状導体が構成されており、
前記複数の板状導体の前記半導体チップ側とは反対側の導体面には放熱面が形成されており、
前記放熱面は前記絶縁体の片方の絶縁面に当接しており、
前記絶縁体の他方の絶縁面は前記放熱体の前記冷却面に当接しており、
前記コンデンサ装置は前記直流正極用板状導体及び前記直流負極用板状導体に電気的に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電力変換装置において、
前記直流正極用板状導体には、互いの端子面が対向するように配置された１対の導体用板状端子の片方が、前記直流負極用板状導体には、前記１対の導体用板状端子の他方がそれぞれ形成されており、
前記コンデンサ装置は、互いの端子面が対向するように配置された１対のコンデンサ用板状端子を備えており、
前記導体用板状端子と前記コンデンサ用板状端子は、同じ極性の板状端子同士が対面して当接し合うように、そのいずれか片方が他方を挟み込み、その挟み込み方向の両側から接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の電力変換装置において、
前記導体用板状端子と前記コンデンサ用板状端子は、雄ねじと雌ねじとを有するねじ部材により接続されており、
前記コンデンサ用板状端子と前記導体用板状端子との片方の極性の接続体と、他方の極性の接続体との間には接続部材が設けられており、
前記接続体は、それぞれ、前記雄ねじが貫通するねじ孔を備えており、
前記接続部材は、電気的な絶縁部材によって構成され、かつ前記雌ねじが形成されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の電力変換装置において、
前記接続体の片方の前記ねじ孔と前記接続体の他方の前記ねじ孔は互いにずれた位置に設けられており、
前記雌ねじは、前記ねじ孔のそれぞれの位置に対応して前記接続部材に設けられていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２４】
請求項２１に記載の電力変換装置において、
前記導体用板状端子と前記コンデンサ用板状端子は、雄ねじと雌ねじとを有するねじ部材により接続されており、
前記導体用板状端子には溝が形成されており、
前記コンデンサ用板状端子の対向する端子面とは反対側の端子面には、前記雄ねじを有する突起が前記溝の位置に対応して設けられており、
前記導体用板状端子は、前記溝が前記突起に掛合された状態で、前記コンデンサ用板状端子を挟み込んでいることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の電力変換装置において、
前記コンデンサ用板状端子の片方の前記突起と前記コンデンサ用板状端子の他方の前記突起は互いに端子面上の同じ位置に設けられ、かつ相反する方向に突出していることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２６】
請求項２０に記載の電力変換装置において、
前記直流正極用板状導体には１対の導体用板状端子の片方が、前記直流負極用板状導体には前記１対の導体用板状端子の他方がそれぞれ形成されており、
前記コンデンサ装置は、前記電気回路モジュールの前記導体用板状端子の引出側に配置されて前記導体用板状端子に電気的に接続され、かつコンデンサ素子のブロック体が板状冷却部材によって挟み込まれており、
前記放熱体には前記板状冷却部材が熱的に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の電力変換装置において、
前記コンデンサ装置は、前記導体用板状端子と接続されるコンデンサ用板状端子を備えており、
前記導体用板状端子と前記コンデンサ用板状端子はねじ部材により接続されており、
前記板状冷却部材は、前記導体用板状端子と前記コンデンサ用板状端子とのねじ接続部分に対応する位置に貫通孔が形成されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２８】
請求項２０に記載の電力変換装置において、
前記電気回路モジュールと前記コンデンサ装置とを組んだ複数の組体と、
前記複数のコンデンサ装置の間の同極性同士を電気的に接続するための統合端子とを有し、
前記複数の組体は並設されており、
前記コンデンサ装置には、それぞれ、コンデンサ用外部端子が設けられており、
前記統合端子は、直流正極用板状統合端子と直流負極用板状統合端子が絶縁部材を介して積層されたものであり、
前記直流正極用板状統合端子は前記コンデンサ用外部端子の同極性のものと、前記直流負極用板状統合端子は前記コンデンサ用外部端子の同極性のものとそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２９】
請求項２８に記載の電力変換装置において、
前記コンデンサ用外部端子は、それぞれ、前記統合端子との接続部を備えており、
前記接続部は、前記冷却媒体の給排方向における前記組体の片方の端部に設けられていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３０】
請求項２８に記載の電力変換装置において、
前記コンデンサ用外部端子は、それぞれ、前記統合端子との接続部を備えており、
前記接続部は、前記組体の前記電気回路装置側とは反対側の端部に設けられていることを特徴とする電力変換装置。
【請求項３１】
被駆動体の駆動用動力を発生する電気機械と、
該電気機械に車載電源から供給される電力を制御して前記電気機械の作動を制御する電力変換装置とを有し、
前記電力変換装置は、請求項２０に記載された電力変換装置をもって構成されていることを特徴とする車載電機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体を用いた電気回路を構成するための電気回路装置、及びこれを実装した電気回路モジュール、並びにこれを備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体を用いた電気回路を構成するための電気回路装置、及びこれを備えた電気回路モジュール、並びにこれを備えた電力変換装置に関する背景技術としては、例えば特許文献１乃至３に開示されたものが知られている。特許文献１には、ハイサイド側の半導体チップ（ＩＧＢＴチップ及びダイオードチップ）を共通のミドルサイド板及びハイサイド板により、ローサイド側の半導体チップ（ＩＧＢＴチップ及びダイオードチップ）を共通のミドルサイド板及びローサイド板によりそれぞれ挟み込み、半導体チップのそれぞれを両面から冷却する技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、Ｐ側電極，中間電極，Ｎ側電極の３つの電極間に、ＩＧＢＴ素子及びダイオード素子を配置してこれらを縦方向に積層し、配線インダクタンスを低減する技術が開示されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、半導体モジュール及び平滑コンデンサを上下に配置して、それらを、薄板の積層体であって、半導体モジュール及び平滑コンデンサの端子部に一端が固着され、他端が同一極性同士で接触され、異極の導体間に絶縁部材が挟持された二対の接続導体により電気的に接続し、半導体モジュールと平滑コンデンサとの間の配線距離の短縮を図って半導体モジュールと平滑コンデンサとの間の配線インダクタンスを低減する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２０８４１１号公報
【特許文献２】特開２００４−１９３４７６号公報
【特許文献３】特開平１０−２４８２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、様々な産業において電動化が進められている。例えば自動車においては、車両における燃費改善や地球環境に対する配慮などの観点から、車両の駆動システムを始め、車両の各車載システムの電動化が進められており、最近では電動化のさらなる加速が望まれている。ところが、車載システムの電動化においては、被駆動体を駆動する電気機械、及び車載電源から回転電機に供給される電力を制御して回転電機の駆動を制御する電力変換装置の新たな追加や従来のシステムの構成部品との置き換えが必要になる。従って、車載システムの電動化をさらに加速させるためには、電気機械及びその制御装置の搭載性のさらなる改善やさらなる低価格化が必要である。
【０００７】
電気機械及び電力変換装置の搭載性のさらなる改善やさらなる低価格化を実現するためにはそれらのさらなる小型化が必要である。このうち、電力変換装置においてさらなる小型化を実現するためには、電力変換回路を構成する電気回路装置を、これまでよりも小型の半導体チップにより構成し、電気回路装置が実装される電気回路モジュールを小型化することが考えられる。ところが、半導体チップは通電時の発熱量が大きく、小型になるほど熱容量が増え、発熱量が大きくなる。また、半導体チップの発熱量は、電気回路装置の内部配線のインダクタンスや電気回路装置の入力側配線のインダクタンスに起因する作動時の損失によっても大きくなる。このようなことから、電力変換装置の小型化にあたっては、電気回路装置の冷却性能のさらなる向上や、配線インダクタンスに起因する作動時の損失のさらなる低減が重要な技術要素になる。
【０００８】
特に作動環境や搭載環境が厳しい状態にある電力変換装置の小型化、例えば自動車の駆動システムに用いられる電力変換装置の小型化にあたっては、電気回路装置の冷却性能のさらなる向上と、配線インダクタンスに起因する作動時の損失のさらなる低減とを両立させることが必須になる。
【０００９】
この点、背景技術では、特許文献１乃至３に開示されているように、電気回路装置の冷却性能の向上、或いは配線インダクタンスに起因する作動時の損失の低減のいずれか片方のみを達成することに留まっており、その両方を達成することまでに至っていないのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の代表的なものは、冷却性能の向上と、配線インダクタンスに起因する作動時の損失の低減とを両立できる電気回路装置を提供する。
【００１１】
ここに、本発明の代表的なものは、複数の半導体チップに電気的に接続された複数の板状導体を、複数の半導体チップのそれぞれの両方のチップ面に熱的に接続されて、複数の半導体チップのそれぞれの両方のチップ面から熱を放出できるように、かつそのうちの直流正極用板状導体と直流負極用板状導体との導体面同士が対向するように構成することを特徴とする。
【００１２】
上記特徴を備えた本発明によれば、半導体チップのチップ両面に熱的に接続された板状導体を介して半導体チップの発熱を装置の外部に放出できるので、半導体チップをチップ両面から冷却できる。しかも、本発明によれば、直流正極用板状導体と直流負極用板状導体に大きさの等しい電流が流れたとき、その電流の向きを直流正極用板状導体と直流負極用板状導体との対向部分において相反する方向にでき、直流正極用板状導体に流れる電流によって生じる磁界を直流負極用板状導に流れる電流によって生じる磁界によって相殺できる。これにより、本発明によれば、電気回路装置内部における配線インダクタンスを低減でき、配線インダクタンスに起因する半導体の作動時の損失を低減できる。従って、本発明によれば、冷却性能の向上と、配線インダクタンスに起因する作動時の損失の低減とを両立できる。
【００１３】
また、本発明は、上記電気回路装置を、冷却媒体によって冷却される冷却面を備えた放熱体に絶縁体を介して実装した電気回路モジュールを提供する。
【００１４】
さらに、本発明は、上記電気回路モジュールと、この動作を制御する制御装置と、電気回路モジュールによって構成される電力変換回路に電気的に接続されたコンデンサ装置とを有する電力変換装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明した本発明によれば、冷却性能の向上と、配線インダクタンスに起因する作動時の損失の低減とを両立できるので、より小型な半導体チップを用いて電気回路装置を構成でき、電気回路装置を小型にできる。
【００１６】
また、本発明によれば、上記電気回路装置を実装するので、電気回路モジュールを小型化にできる。
【００１７】
さらに、本発明によれば、上記電気回路モジュールを搭載するので、電力変換装置を小型にでき、電力変換装置の搭載性の改善や低価格化に寄与できる。特に自動車に搭載される電力変換装置においてはその効果が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１９】
以下の実施例では、自動車に搭載される車載電機システムの車載用電力変換装置、特に車両駆動用電機システムに用いられ、搭載環境や動作的環境などが大変厳しい車両駆動用インバータ装置に本発明を適用した場合を例に挙げて説明する。車両駆動用インバータ装置は、車両駆動用電動機の駆動を制御する制御装置として車両駆動用電機システムに備えられ、車載電源を構成する車載バッテリ或いは車載発電装置から供給された直流電力を所定の交流電力に変換し、得られた交流電力を車両駆動用電動機に供給して車両駆動用電動機の駆動を制御するものである。
【００２０】
尚、以下に説明する構成は、車両駆動用以外のインバータ装置、例えば電動ブレーキ装置或いは電動パワーステアリング装置の制御装置として用いられるインバータ装置にも適用できる。また、以下に説明する構成は、ＤＣ／ＤＣコンバータや直流チョッパなどの直流−直流電力変換装置或いは交流−直流電力変換装置など、他の車載用電力変換装置にも適用できる。さらに、以下に説明する構成は、工場の設備を駆動する電動機の制御装置として用いられる産業用電力変換装置、或いは家庭の太陽光発電システムや家庭の電化製品を駆動する電動機の制御装置に用いられたりする家庭用電力変換装置に対しても適用可能である。特に電力変換装置を小型にして電力変換装置の搭載性の改善や低価格化を狙ったものへの適用が好ましい。
【００２１】
また、以下の実施例では、本発明が適用された車両駆動用インバータ装置を備えた車両駆動用電機システムを、内燃機関であるエンジン及び車両駆動用電動機を車両の駆動源とし、前後輪のいずれか片方を駆動するように構成されたハイブリッド自動車に搭載する場合を例に挙げて説明する。また、ハイブリッド自動車としては、エンジンにより前後輪のいずれか片方を、車両駆動用電動機により前後輪のいずれか他方をそれぞれ駆動するものもある。本実施例の車両駆動用電機システムは、そのように構成されたハイブリッド自動車にも適用できる。
【００２２】
尚、上記車両駆動用電機システムは、車両駆動用電動機を車両の駆動源として前後輪のいずれか片方を駆動するように構成された純粋な電気自動車にも適用できる。また、本発明が適用された車載用インバータ装置を備えた車載用電機システムは、内燃機関であるエンジンを車両の駆動源として前後輪のいずれか片方を駆動し、車載用電機システムをエンジンの始動用或いはエンジンの始動用及び加速運転時のエンジンの動力補助とする簡易的なハイブリッド自動車にも適用できる。さらに、本発明が適用された車載用インバータ装置を備えた車載用電機システムは、内燃機関であるエンジンを車両の駆動源として前後輪のいずれか片方を駆動し、電動ブレーキ装置や電動パワーステアリング装置などの車載電機システムを搭載した自動車にも適用できる。
【実施例１】
【００２３】
本発明の第１実施例を図１乃至２０に基づいて説明する。
【００２４】
まず、図２０を用いてハイブリッド電気自動車１の構成を説明する。
【００２５】
本実施例のハイブリッド電気自動車（以下、「ＨＥＶ」と記述する）１は１つの電動車両であり、２つの車両駆動用システムを備えている。その１つは、内燃機関であるエンジン１０を動力源としたエンジンシステムである。エンジンシステムは、主としてＨＥＶの駆動源として用いられる。もう１つは、モータジェネレータ３０，４０を動力源とした車載電機システムである。車載電機システムは、主としてＨＥＶの駆動源及びＨＥＶの電力発生源として用いられる。
【００２６】
車体（図示省略）のフロント部には前輪車軸３が回転可能に軸支されている。前輪車軸３の両端には１対の前輪２が設けられている。車体のリア部には後輪車軸（図示省略）が回転可能に軸支されている。後輪車軸の両端にが１対の後輪（図示省略）が設けられている。本実施例のＨＥＶでは、動力によって駆動される主輪を前輪２とし、連れ回される従輪を後輪とする、いわゆる前輪駆動方式を採用しているが、この逆、すなわち後輪駆動方式を採用しても構わない。
【００２７】
前輪車軸３の中央部には前輪側デファレンシャルギア（以下、「前輪側ＤＥＦ」と記述する）４が設けられいる。前輪車軸３は前輪側ＤＥＦ４の出力側に機械的に接続されている。前輪側ＤＥＦ４の入力側には変速機２０の出力軸が機械的に接続されている。前輪側ＤＥＦ４は、変速機２０によって変速されて伝達された回転駆動力を左右の前輪車軸３に分配する差動式動力分配機構である。変速機２０の入力側にはモータジェネレータ３０の出力側が機械的に接続が接続されている。モータジェネレータ３０の入力側には動力分配機構５０を介してエンジン１０の出力側及びモータジェネレータ４０の出力側が機械的に接続されている。
【００２８】
尚、モータジェネレータ３０，４０及び動力分配機構５０は、変速機２０の筐体の内部に収納されている。
【００２９】
動力分配機構５０は歯車５１〜５８から構成された差動機構である。歯車５３〜５６はかさ歯車である。歯車５１，５２，５７，５８は平歯車である。モータジェネレータ３０の動力は変速機２０に直接に伝達される。モータジェネレータ３０の軸は歯車５７と同軸になっている。この構成により、モータジェネレータ３０に対して駆動電力の供給が無い場合には、歯車５７に伝達された動力がそのまま変速機２０の入力側に伝達される。エンジン１０の作動によって歯車５１が駆動されると、エンジン１０の動力は歯車５１から歯車５２に、次に、歯車５２から歯車５４及び歯車５６に、次に、歯車５４及び歯車５６から歯車５８にそれぞれ伝達され、最終的には歯車５７に伝達される。モータジェネレータ４０の作動によって歯車５３が駆動されると、モータジェネレータ４０の回転は歯車５３から歯車５４及び歯車５６に、次に、歯車５４及び歯車５６から歯車５８のそれぞれ伝達され、最終的には歯車５７に伝達される。
【００３０】
尚、動力分配機構５０としては上記差動機構に代えて遊星歯車機構などの他の機構を用いても構わない。
【００３１】
モータジェネレータ３０（４０）は、回転子に永久磁石を備えた同期機であり、固定子の電機子巻線３１（４１）に供給される交流電力がインバータ装置１００（３００）によって制御されることにより駆動が制御される。インバータ装置１００，３００にはバッテリ６０が電気的に接続されており、バッテリ６０とインバータ装置１００，３００との相互において電力の授受が可能である。
【００３２】
本実施例では、モータジェネレータ３０及びインバータ装置１００からなる第１電動発電ユニットと、モータジェネレータ４０及びインバータ装置３００からなる第２電動発電ユニットとの２つを備え、運転状態に応じてそれらを使い分けている。すなわちエンジン１０からの動力によって車両を駆動している場合において、車両の駆動トルクをアシストする場合には第２電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン１０の動力によって作動させて発電させ、その発電によって得られた電力によって第１電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させる。また、同様の場合において、車両の車速をアシストする場合には第１電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン１０の動力によって作動させて発電させ、その発電によって得られた電力によって第２電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させる。
【００３３】
また、本実施例では、バッテリ６０の電力によって第１電動発電ユニットを電動ユニットとして作動させることにより、モータジェネレータ３０の動力のみによって車両の駆動ができる。
【００３４】
さらに、本実施例では、第１電動発電ユニット又は第２電動発電ユニットを発電ユニットとしてエンジン１０の動力或いは車輪からの動力によって作動させて発電させることにより、バッテリ６０の充電ができる。
【００３５】
次に、図１９を用いてインバータ装置１００，３００の電気回路構成を説明する。
【００３６】
尚、本実施例では、インバータ装置１００，３００をそれぞれ個別に構成する場合を例に挙げて説明するが、インバータ装置１００，３００を１つにまとめて１つのインバータ装置ユニットとして構成してもよい。
【００３７】
また、本実施例では、電力系と信号系との区別がし易いように、電力系を実線で、信号系を点線でそれぞれ図示している。
【００３８】
インバータ装置１００（３００）は、半導体モジュール１０１，コンデンサ装置１０２及び制御装置１０３を備えている。
【００３９】
半導体モジュール１０１は電力変換用主回路を構成するものであり、複数のスイッチング用パワー半導体素子を備えている。複数のスイッチング用パワー半導体素子は、制御装置１０３から出力された駆動信号を受けて動作し、バッテリ６０ら供給された直流電力を三相交流電力に変換する。この変換された電力はモータジェネレー３０（４０）の電機子巻線３１（４１）に供給される。電力変換用主回路は３相ブリッジ回路により構成されており、３相分の直列回路がそれぞれバッテリ６０の正極側と負極側との間に電気的に並列に接続されることにより構成されている。直列回路はアームとも呼ばれ、上アーム側のスイッチング用パワー半導体素子及び下アーム側のスイッチング用パワー半導体素子から構成されている。
【００４０】
本実施例では、スイッチング用パワー半導体素子として、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）１１１を用いている。ＩＧＢＴ１１１は、コレクタ電極，エミッタ電極及びゲート電極の３つの電極を備えている。ＩＧＢＴ１１１のコレクタ電極とエミッタ電極との間にはダイオード１１２が電気的に接続されている。ダイオード１１２は、カソード電極及びアノード電極の２つの電極を備えており、ＩＧＢＴ１１１のエミッタ電極からコレクタ電極に向かう方向が順方向となるように、カソード電極がＩＧＢＴ１１１のコレクタ電極に、アノード電極がＩＧＢＴ１１１のエミッタ電極にそれぞれ電気的に接続されている。
【００４１】
スイッチング用パワー半導体素子としてはＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ）を用いてもよい。ＭＯＳＦＥＴは、ドレイン電極，ソース電極及びゲート電極の３つの電極を備えている。
【００４２】
尚、ＭＯＳＦＥＴは、ソース電極とドレイン電極との間に、ドレイン電極からソース電極に向かう方向が順方向となる寄生ダイオードを備えている。このため、ＩＧＢＴのように、別途、ダイオードを設ける必要がない。
【００４３】
アームは、モータジェネレータ３０（４０）の電機子巻線３１（４１）の各相巻線に対応して３相分設けられている。３つのアームはそれぞれ、ＩＧＢＴ１１１のソース電極及びＩＧＢＴ１１１のドレイン電極が中間電極１２０を介して電気的に直列に接続されることにより構成されている。各アームの上アーム側のＩＧＢＴ１１１のドレイン電極は正極側電極１３０を介してコンデンサ装置１０２の正極側コンデンサ電極１７１に、各アームの下アーム側のＩＧＢＴ１１１のソース電極は負極側電極１４０を介してコンデンサ装置１０２の負極側コンデンサ電極１７２にそれぞれ電気的に接続されている。各アームの中点部分（上アーム側のＩＧＢＴ１１１のソース電極と下アーム側のＩＧＢＴ１１１のドレイン電極との接続部分）にあたる中間電極１２０はモータジェネレータ３０（４０）の電機子巻線３１（４１）の対応する相巻線に電気的に接続されている。本実施例では、後で詳細に述べるが、１つのアームを１つの電気回路装置（半導体装置）１１０によって構成している。
【００４４】
コンデンサ装置１０２は、ＩＧＢＴ１１１のスイッチング動作によって生じる直流電圧の変動を抑制する平滑回路を構成するためのものである。コンデンサ装置１０２の正極側コンデンサ電極１７１にはバッテリ６０の正極側が、コンデンサ装置１０２の負極側コンデンサ電極１７２にはバッテリ６０の負極側がそれぞれ電気的に接続されている。これにより、コンデンサ装置１０２は、半導体モジュール１０１の直流側（入力側）とバッテリ６０との間において、半導体モジュール１０１の直流側（３つのアームのそれぞれの正極側電極１３０と負極側電極１４０との間）とバッテリ６０のそれぞれに対して電気的に並列に接続される。
【００４５】
制御装置１０３はＩＧＢＴ１１１を作動させるためのものであり、他の制御装置やセンサなどからの入力情報に基づいて、ＩＧＢＴ１１１のスイッチングタイミングを制御するためのタイミング信号を生成する制御部と、制御部から出力されたタイミング信号に基づいて、ＩＧＢＴ１１１をスイッチング動作させるためのドライブ信号を生成する駆動部とを備えている。
【００４６】
制御部はマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と記述する）によって構成されている。マイコンには入力情報として、モータジェネレータ３０（４０）に対して要求される目標トルク値、半導体モジュール１０１からモータジェネレータ３０（４０）の電機子巻線３１（４１）に供給される電流値、及びモータジェネレータ３０（４０）の回転子の磁極位置が入力されている。目標トルク値は、上位制御装置から出力された指令信号に基づくものである。電流値は、電流センサ１９４から出力された検出信号に基づいて検出されたものである。磁極位置は、モータジェネレータ３０（４０）に設けられた回転磁極センサ３２（４２）から出力された検出信号に基づいて検出されたものである。本実施例では２相の電流値を検出する場合を例に挙げて説明するが、３相分の電流値を検出するようにしても構わない。
【００４７】
マイコンは、目標トルク値に基づいてｄ，ｑ軸の電流指令値を演算し、この演算されたｄ，ｑ軸の電流指令値と、検出されたｄ，ｑ軸の電流値との差分に基づいてｄ，ｑ軸の電圧指令値を演算し、この演算されたｄ，ｑ軸の電圧指令値を、検出された磁極位置に基づいてＵ相，Ｖ相，Ｗ相の電圧指令値に変換する。そして、マイコンは、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の電圧指令値に基づく基本波（正弦波）と搬送波（三角波）との比較に基づいてパルス状の変調波を生成し、この生成された変調波をＰＷＭ（パルス幅変調）信号として駆動部に出力する。駆動部には、各相の上下アームに対応して６つのＰＷＭ信号がマイコンから出力される。マイコンから出力されるタイミング信号としては矩形波信号などの他の信号を用いても構わない。
【００４８】
駆動部は、複数の電子回路部品を１つに集積した集積回路、いわゆるＩＣによって構成されている。本実施例では、各相の上下アームのそれぞれに対して１個のＩＣを設ける場合（１ｉｎ１）を例に挙げて説明するが、各アームのそれぞれに対応して１個のＩＣを設ける（２ｉｎ１）、或いは全てのアームに対応して１個のＩＣを設ける（６ｉｎ１）ようにしても構わない。駆動部は、下アームを駆動する場合、ＰＷＭ信号を増幅し、これをドライブ信号として、対応する下アームのＩＧＢＴ１１１のゲート電極に、上アームを駆動する場合、ＰＷＭ信号の基準電位のレベルを上アームの基準電位のレベルにシフトしてからＰＷＭ信号を増幅し、これをドライブ信号として、対応する上アームのＩＧＢＴ１１１のゲート電極にそれぞれ出力する。これにより、各ＩＧＢＴ１１１は、入力されたドライブ信号に基づいてスイッチング動作する。
【００４９】
また、制御装置１０３は、異常検知（過電流、過電圧、過温度など）を行い、半導体モジュール１０１を保護している。このため、制御装置１０３にはセンシング情報が入力されている。例えば各アームのセンサリード配線１６３からは各ＩＧＢＴ１１１のソース電極に流れる電流の情報が、対応する駆動部（ＩＣ）に入力されている。これにより、各駆動部（ＩＣ）は過電流検知を行い、過電流が検知された場合には対応するＩＧＢＴ１１１のスイッチング動作を停止させ、対応するＩＧＢＴ１１１を過電流から保護する。半導体モジュール１０１に設けられた温度センサ１０４からは半導体モジュール１０１の温度の情報がマイコンに入力されている。また、マイコンには半導体モジュール１０１の直流正極側の電圧の情報が入力されている。マイコンは、それらの情報に基づいて過温度検知及び過電圧検知を行い、過温度或いは過電圧が検知された場合には全てのＩＧＢＴ１１１のスイッチング動作を停止させ、半導体モジュール１０１を過温度或いは過電圧から保護する。
【００５０】
次に、図１乃至図１８を用いて、図１９の電気回路構成を実現する実際のインバータ装置１００，３００の構成を説明する。
【００５１】
本実施例では、従来のように、複数の半導体チップをモジュールケースの放熱ベース上に絶縁基板を介して実装し、ワイヤなどの配線部材により配線して半導体モジュールを構成するというものではなく、半導体チップ及配線部材を半導体モジュールとは分離した状態で予め部品或いは装置として構成する、いわゆるディスクリート部品化或いは装置化を図り、半導体モジュールの製造時、そのディスクリート部品或いは装置を組み込んで半導体モジュールを構成するようにしている。
【００５２】
まず、図１乃至図５を用いて、ディスクリート部品或いは装置である電気回路装置（半導体装置）１１０の構成を説明する。
【００５３】
本実施例では、前述したように、アームを単位（２ｉｎ１）としてディスクリート部品化或いは装置化を図っている。
【００５４】
電気回路装置１１０は、外観上、梱包材（パッケージ材）である封止樹脂（エポキシ樹脂）をトランスファーモールド法により成型することによって構成された成型体１５０の内部に、ＩＧＢＴ１１１及びダイオード１１２を構成する半導体チップと、金属製の緩衝部材１１３，１１４と、複数の電極及び複数の配線の一部とを埋設し、複数の電極及び複数の配線の残りの部分を成型体１５０の内部から外部に導出或いは成型体１５０の外部に露出させた構造体である。
【００５５】
複数の電極としては、中間電極１２０，正極側電極１３０及び負極側電極１４０を備えている。中間電極１２０，正極側電極１３０及び負極側電極１４０は、金属、例えば伝熱性及び伝導性に優れた銅或いは銅合金製の平板導体から形成されている。複数の配線としては、前述のゲートリード配線１６０，１６２及びセンサリード配線１６１，１６３を備えている。ゲートリード配線１６０，１６２及びセンサリード配線１６１，１６３は、金属、例えば伝熱性及び伝導性に優れた銅或いは銅合金製の細長い棒状の或いはピン状の角柱導体から形成されている。
【００５６】
本実施例では、電気回路装置１１０の内部における半導体チップの放熱性の向上及び配線インダクタンスの低減を両立できるように、中間電極１２０，正極側電極１３０及び負極側電極１４０を構成している。
【００５７】
これ以降、本実施例では、中間電極１２０をＭ電極１２０と、正極側電極１３０をＰ電極１３０と、負極側電極１４０をＮ電極１４０、ゲートリード配線１６０，１６２をＧ配線１６０，１６２と、センサリード配線１６１，１６３をＳ配線１６１，１６３とそれぞれ省略して記述する。
【００５８】
また、これ以降、本実施例では、直方体或いは方形板体において、他面よりも表面積が大きい一対の長方形（矩形）対向面を主面と、この主面の４つの縁（４辺）に沿って延びかつ直角に設けられ、主面よりも表面積が小さい４つの長方形（矩形）面を周面と、主面を含む長方形（矩形）面を構成する４辺のうち、長さが長い一対の辺を長辺と、長さが短い一対の辺を短辺と、主面を含む長方形（矩形）面の長辺が延びる方向を長辺方向或いは長手方向と、主面を含む長方形（矩形）面の短辺が延びる方向を短辺方向或いは短手方向と、主面間の距離を厚み或いは高さと、主面の対面方向（周面の短辺が延びる方向）を厚み方向或いは高さ方向とそれぞれ定義する。
【００５９】
成型体１５０は第１成型部１５１及び第２成型部１５２の２つの成型体から構成されている。
【００６０】
第１成型部１５１は、Ｍ電極１２０，Ｐ電極１３０及びＮ電極１４０の半導体チップの実装部分及びＧ配線１６０，１６２及びＳ配線１６１，１６３の一部分を梱包する直方体或いは方形板部分である。第１成型部１５１の厚みは上記電極の板厚或いは上記配線の径よりも大きい。
【００６１】
第１成型部１５１の長辺側端部の片方の中央部分には第２成型部１５２が形成されている。第２成型部１５２はＰ電極１３０及びＮ電極１４０の屈曲部分を梱包する多面体部分であり、第１成型部１５１と一体に形成されている。第２成型部１５２を構成する多面体は直方体の一部分を切り欠いたものであり、直方体の主面を第１成型部１５１側に面するように直方体を配置したとき、直方体の主面の片方（第１成型部１５１側）がステップ状に形成され、直方体の主面の他方の短辺方向の中央部分に、長辺方向に連続して延びる凹状の溝１５３が形成されたものである。第１成型部１５１の長辺と同じ方向に延びる第２成型部１５２部分の大きさは第１成型部１５１の長辺よりも小さい。第１成型部１５１の厚みと同じ方向に延びる第２成型部１５２部分の大きさは第１成型部１５１の厚みよりも大きい。第２成型部１５２に形成されたステップの段数は２段である。第２成型部１５２に形成されたステップの片方は第１成型体１５１の長辺側周面の片方との接続部位になっており、高さがステップの他方よりも高い。すなわちステップの片方は上段、ステップの他方は下段である。
【００６２】
第２成型部１５２の第２短辺側に形成された凹状の溝１５３は、後述するコンデンサ装置１０２の接続部材に設けられた凸状の突起と係合するものである。尚、凹状の溝１５３は凸状の突起であっても構わない。この場合、コンデンサ装置１０２の接続部材に設けられた凸状の突起は凹状の溝になる。
【００６３】
これ以降、本実施例では、第１成型部１５１の主面の片方（紙面左側）を第１主面、その他方（紙面右側）を第２主面、第１成型部１５１の長辺方向の片方側（紙面手前側）を第１長辺側、その他方側（紙面奥側）を第２長辺側、第１成型部１５１の短辺方向の片方側（紙面上側）を第１短辺側、その他方側（紙面下側）を第２短辺側、第１成型部１５１の厚み方向の片方側（紙面左側）を第１主面側、その他方側（紙面右側）を第２主面側とそれぞれ定義する。
【００６４】
第１成型部１５１の内部においてＭ電極１２０，Ｇ配線１６２及びＳ配線１６３は第１主面側に、Ｐ電極１３０，Ｎ電極１４０，Ｇ配線１６０及びＳ配線１６１は第２主面側にそれぞれ配置されている。Ｍ電極１２０，Ｐ電極１３０及びＮ電極１４０の各電極面は互いに平行に配置されており、かつ第１成型部１５１の第１及び第２主面とも平行な配置関係になっている。
【００６５】
Ｍ電極１２０は、放熱部１２１，リード配線部１２２及びリード端子部１２３から構成されている。
【００６６】
放熱部１２１は、半導体チップの実装基板と放熱基板とを構成するものであり、第１成型部１５１の第１主面に沿って第１成型部１５１の第１主面と平行に延びる長方形平板部分である。放熱部１２１の長辺は第１成型部１５１の長辺と同じ方向に延びており、長さが第１成型部１５１の長辺よりも短い。放熱部１２１の短辺は第１成型部１５１の短辺と同じ方向に延びており、長さが第１成型部１５１の短辺よりも短い。放熱部１２１の第１主面側主面は放熱面になっている。放熱部１２１の放熱面は第１成型部１５１の第１主面の表面上に第１成型部１５１の第１主面と面一となるように露出している。放熱部１２１の第２主面側主面は実装面になっている。
【００６７】
放熱部１２１の第１短辺側端部には、アームの出力端を構成するリード配線部１２２が形成されている。リード配線部１２２は、放熱部１２１の第１短辺側周面の中央部分から第１短辺側に直角に折れ曲がって真っ直ぐに延び、第１成型部１５１の第１短辺側周面から外部に導出された長方形平板部分であり、放熱部１２１と同一平面上に配置され、放熱部１２１と一体に形成されている。リード配線部１２２の短辺は第１成型部１５１の長辺と同じ方向に延びており、長さが放熱部１２１の短辺よりも短い。リード配線部１２２の長辺は第１短辺側に延びている。
【００６８】
リード配線部１２２の第１短辺側端部には、アームの出力端の接続部を構成するリード端子部１２３が形成されている。リード端子部１２３は、リード配線部１２２の第１短辺側端部がそのままの状態で第１短辺側にさらに真っ直ぐに延びて形成された長方形平板部分であり、リード配線部１２２と同一平面上に配置され、リード配線部１２２と一体に形成されている。リード端子部１２３の主面（端子面）には、第１成型部１５１の厚み方向に貫通する円形状のネジ孔１２４が形成されている。
【００６９】
Ｍ電極１２０の第２主面側と対向する部位にはＰ電極１３０及びＮ電極１４０が配置されている。
【００７０】
Ｎ電極１４０は放熱部１４１，リード配線部１４２，リード端子部１４３，第１屈曲部１４４及び第２屈曲部１４５から構成されている。
【００７１】
放熱部１４１は、半導体チップの実装基板と放熱基板とを構成するものであり、第１成型部１５１の第２主面に沿って第１成型部１５１の第２主面と平行に延びる長方形平板部分である。放熱部１４１の短辺は第１成型部１５１の長辺と同じ方向に延びており、長さが第１成型部１５１の短辺よりも短い。放熱部１４１の長辺は第１成型部１５１の短辺と同じ方向に延びており、長さが第１成型部１５１の短辺と等しい。放熱部１４１の第２主面側主面は放熱面になっている。放熱部１４１の放熱面は第１成型部１５１の第２主面の表面上に第１成型部１５１の第２主面と面一となるように露出している。放熱部１４１の第１主面側主面は実装面になっている。
【００７２】
放熱部１４１の第２長辺側端部には、導体位置を変位させる第１屈曲部１４４が形成されている。第１屈曲部１４４は、放熱部１４１の第２長辺側端部がそのままの状態でＭ電極１２０側に直角に折れ曲がってＭ電極１２０側に真っ直ぐに延びた長方形平板部分であり、放熱部１４１と一体に形成されている。第１屈曲部１４４の長辺は放熱部１４１の長辺と同じ方向に延びており、長さが放熱部１４１の長辺と等しい。第１屈曲部１４４の短辺はＭ電極１２０側に向う方向に延びており、長さがリード配線部１２２の短辺よりも短い。
【００７３】
第１屈曲部１４４の第１主面側端部には、アームの高電位側入力端を構成するリード配線部１４２が形成されている。リード配線部１４２は、第１屈曲部１４４の第１主面側端部がそのままの状態で第２長辺側に直角に折れ曲がり、放熱部１２１の実装面に沿って放熱部１２１の実装面と平行に真っ直ぐに延び、それから、第２短辺側に直角に折れ曲がって放熱部１２１の実装面と平行に真っ直ぐに延びたＬ字平板部分であり、放熱部１４１とは異なる平面上に配置され、第１屈曲部１４４と一体に形成されている。このように、リード配線部１４２は第１屈曲部１４４によって変位し、放熱部１４１よりもＭ電極１２０側に近接している。
【００７４】
リード配線部１４２を構成するＬ字平板導体の２つの端部のうち、第１屈曲部１４４側端部とは反対側端部（第２短辺側に延びる端部）には、導体位置を変位させる第２屈曲部１４５が形成されている。第２屈曲部１４５は、リード配線部１４２の第２短辺側に延びる側端部がそのままの状態でＭ電極１２０側に直角に折れ曲がって真っ直ぐに延びた長方形平板部分であり、リード配線部１４２と一体に形成されている。第２屈曲部１４５の長辺は、リード配線部１４２の第２短辺側に延びる側端部の辺と同じ方向に延びており、長さがリード配線部１４２の第２短辺側に延びる側端部の辺と等しい。第２屈曲部１４５の短辺はＭ電極１２０側に向う方向に延びており、長さがリード配線部１２２の短辺よりも短い。
【００７５】
第２屈曲部１４５の第１主面側端部には、アームの出力端の接続部を構成するリード端子部１４３が形成されている。リード端子部１４３は、第２屈曲部１４５の第１主面側端部がそのままの状態で第２短辺側に直角に折れ曲がって放熱部１２１の実装面と平行に真っ直ぐに延び、第２成型部１５２の第２短辺側端部から外部に導出された長方形平板部分であり、放熱部１４１及びリード配線部１４２とは異なる平面上（放熱部１２１の第２短辺側直下であり、放熱部１２１と同一平面上）に配置され、第２屈曲部１４５と一体に形成されている。このように、リード端子部１４３は第２屈曲部１４５によって変位し、放熱部１４１及びリード配線部１４２よりもＭ電極１２０側に近接している。リード端子部１４３の短辺は放熱部１４１の長辺と同じ方向に延びており、長さが放熱部１４１の長辺よりも短い。リード端子部１４３の長辺は第２屈曲部１４５の長辺と同じ方向に延びており、長さが第２屈曲部１４５の長辺と等しい。リード端子部１４３の主面（端子面）の第２長辺側端部には、第１成型部１５１の厚み方向に貫通する円形状のネジ孔１４６が形成されている。
【００７６】
Ｐ電極１３０は、放熱部１３１，リード配線部１３２，リード端子部１３３及び屈曲部１３４から構成されている。
【００７７】
放熱部１３１は、半導体チップの実装基板と放熱基板とを構成するものであり、第１成型部１５１の第２主面に沿って第１成型部１５１の第２主面と平行に延びる長方形平板部分である。放熱部１３１の短辺は第１成型部１５１の長辺と同じ方向に延びており、長さが第１成型部１５１の短辺よりも短い。放熱部１３１の長辺は第１成型部１５１の短辺と同じ方向に延びており、長さが第１成型部１５１の短辺と等しい。放熱部１３１の第２主面側主面は放熱面を構成している。放熱部１３１の放熱面は第１成型部１５１の第２主面の表面上に第１成型部１５１の第２主面と面一となるように露出している。放熱部１３１の第１主面側主面は実装面を構成している。
【００７８】
放熱部１３１の第２長辺側端部には、アームの低電位側入力端を構成するリード配線部１３２が形成されている。リード配線部１３２は、放熱部１３１の第１長辺側端部がそのままの状態でリード配線部１４２の第２主面側平面に沿ってリード配線部１４２の第２主面側平面と平行にさらに第１長辺側に真っ直ぐに延び、それから、第２短辺側に直角に折れ曲がってリード配線部１４２の第２主面側平面に沿ってリード配線部１４２の第２主面側平面と平行に真っ直ぐに延びたＬ字平板部分であり、放熱部１３１と同一平面上に配置され、放熱部１３１と一体に形成されている。リード配線部１４２の第２主面側平面は半導体チップの放熱面を構成している。
【００７９】
尚、本実施例では、リード配線部１３２の第２主面側平面を放熱面として構成し、第１成型部１５１の第２主面から露出させたが、その放熱面をモールド樹脂によって覆うようにしてもよい。
【００８０】
リード配線部１３２を構成するＬ字平板導体の２つの端部のうち、放熱部１３１側端部とは反対側端部（第２短辺側に延びる端部）には、導体位置を変位させる屈曲部１３４が形成されている。屈曲部１３４は、リード配線部１３２の第２短辺側に延びる端部がＭ電極１２０側とは反対側に向かって直角に折れ曲がった長方形状平板部分であり、リード配線部１３２と一体に形成されている。屈曲部１３４の長辺は、リード配線部１３２の第２短辺側に延びる端部の辺と同方向に延びており。長さがリード配線部１３２の第２短辺側に延びる端部の辺と等しい。屈曲部１３４の短辺はＭ電極１２０側に向う方向に延びており、長さがリード配線部１２２の短辺よりも短い。
【００８１】
屈曲部１３４の第２主面側端部には、アームの低電位側入力端の接続部を構成するリード端子部１３３が形成されている。リード端子部１３３は、屈曲部１３４の第２主面側端部がそのままの状態で第２短辺側に直角に折れ曲がり、リード端子部１４３の第２主面側主面に沿ってリード端子部１４３の第２主面側主面と平行に真っ直ぐに延び、第２成型部１５２の第２短辺側端部から外部に導出された長方形平板部分であり、放熱部１３１及びリード配線部１３２とは異なる平面上（第１成型部１５１の第２主面よりも外側）に配置され、屈曲部１３４と一体に形成されている。このように、リード端子部１３３は屈曲部１３４によって変位し、放熱部１３１及びリード配線部１３２よりもＭ電極１２０側から遠ざかっている。リード端子部１３３の短辺は放熱部１３１の長辺と同じ方向に延びており、長さが放熱部１４１の長辺よりも短い。リード端子部１３３の長辺は屈曲部１３４の長辺と同じ方向に延びており、長さが屈曲部１３４の長辺と等しい。リード端子部１３３の主面（端子面）の第１長辺側端部には、第１成型部１５１の厚み方向に貫通する円形状のネジ孔１３５が形成されている。
【００８２】
放熱部１２１と放熱部１３１との実装面の間には、上アーム側のＩＧＢＴ１１１及び上アーム側のダイオード１１２を構成する半導体チップが短辺方向に並置されて、第２長辺側端部に実装されている。
【００８３】
これ以降、本実施例では、上アーム側のＩＧＢＴ１１１を構成する半導体チップをＨＩチップと、上アーム側のダイオード１１２を構成する半導体チップをＨＤチップとそれぞれ記述する。
【００８４】
第１短辺側に配置されたＨＩチップは、第２主面側チップ面に形成されたコレクタ電極が放熱部１３１の実装面と電気的に接続されるように、放熱部１３１の実装面に第２主面側チップ面が半田により接合されている。第２短辺側に配置されたＨＤチップは、第２主面側チップ面に形成されたカソード電極が放熱部１３１の実装面と電気的に接続されるように、放熱部１３１の実装面に第２主面側チップ面が半田により接合されている。ＨＩチップの第１主面側チップ面には、エミッタ電極と緩衝部材１１３が電気的に接続されるように、緩衝部材１１３の第２主面側平面が半田により接合されている。ＨＤチップの第１主面側チップ面には、アノード電極と緩衝部材１１４が電気的に接続されるように、緩衝部材１１４の第２主面側平面が半田により接合されている。緩衝部材１１３，１１４の第１主面側平面は放熱部１２１の実装面に半田により接合されている。このように、ＨＩチップ及びＨＤはチップは放熱部１２１と放熱部１３１との実装面の間に積層されるように両面実装されている。
【００８５】
放熱部１２１と放熱部１４１との実装面の間には、下アーム側のＩＧＢＴ１１１及び下アーム側のダイオード１１２を構成する半導体チップが短辺方向に並置されて、第１長辺側端部に実装されている。
【００８６】
これ以降、本実施例では、下アーム側のＩＧＢＴ１１１を構成する半導体チップをＬＩチップと、下アーム側のダイオード１１２を構成する半導体チップをＬＤチップとそれぞれ記述する。
【００８７】
第１短辺側に配置されたＬＩチップは、第１主面側チップ面に形成されたコレクタ電極が放熱部１２１の実装面と電気的に接続されるように、放熱部１２１の実装面に第１主面側チップ面が半田により接合されている。第２短辺側に配置されたＬＤチップは、第１主面側チップ面に形成されたカソード電極が放熱部１２１の実装面と電気的に接続されるように、放熱部１２１の実装面に第１主面側チップ面が半田により接合されている。ＬＩチップの第２主面側チップ面には、エミッタ電極と緩衝部材１１３が電気的に接続されるように、緩衝部材１１３の第１主面側平面が半田により接合されている。ＬＤチップの第２主面側チップ面には、アノード電極と緩衝部材１１４が電気的に接続されるように、緩衝部材１１４の第１主面側平面が半田により接合されている。緩衝部材１１３，１１４の第２主面側平面は放熱部１４１の実装面に半田により接合されている。このように、ＬＩチップ及びＨＤはチップは放熱部１２１と放熱部１４１との実装面の間に積層されるように両面実装されている。
【００８８】
緩衝部材１１３，１１４は、熱応力を緩和するために用いられると共に、ＨＩチップ及びＨＤチップと放熱部１２１との間の電気的及び熱的な接続、ＬＩチップ及びＬＤチップと放熱部１４１との間の電気的及び熱的な接続に用いられるためのスペーサであり、伝熱性及び伝導性を有する金属、例えばモリブデンと銅の合金製の直方体状のブロック体である。
【００８９】
尚、本実施例では、緩衝部材１１３をＨＩチップ及びＬＩチップのエミッタ電極側チップ面に、緩衝部材１１４をＨＤチップ及びＬＤチップのカソード電極側チップ面にそれぞれ接合する場合を例に挙げて説明したが、それぞれ逆のチップ面側に接合するようにしても構わない。
【００９０】
また、ＨＩチップのエミッタ電極側チップ面に接合されている緩衝部材１１３をＨＩチップのコレクタ電極側チップ面に、ＨＤチップのアノード電極側チップ面に接合されている緩衝部材１１４をＨＤチップのカソード電極側チップ面にそれぞれ接合すれば、Ｍ電極１２０の放熱部１２１におけるＨＩチップ及びＨＤチップの冷却能力と、ＬＩチップ及びＬＤチップの冷却能力とを等しくできる。
【００９１】
ＨＩチップの第１主面側チップ面及びＬＩチップの第２主面側チップ面にはゲート電極及び電流検出用電極が形成されている。ＨＩチップのゲート電極にはＧ配線１６０が、電流検出用電極にはＳ配線１６１がそれぞれ、アルミワイヤを両者間にボンディングすることにより電気的に接続されている。ＬＩチップのゲート電極にはＧ配線１６２が、電流検出用電極にはＳ配線１６３がそれぞれ、アルミワイヤを両者間にボンディングすることにより電気的に接続されている。
【００９２】
Ｇ配線１６０及びＳ配線１６１は、長辺方向に並置されてＰ電極１３０の第２長辺側端部の第１短辺側に配置され、第１短辺側に延びて第１成型部１５１の第１短辺側周面から外部に導出されている。Ｇ配線１６２及びＳ配線１６３は、長辺方向に並置されてＭ電極１２０の第１長辺側端部の第１短辺側に配置され、第１短辺側に延びて第１成型部１５１の第１短辺側周面から外部に導出されている。
【００９３】
電気回路装置１１０の組み立てにあたっては、まず、ＬＩチップ及びＬＤチップの第１主面側チップ面をＭ電極１２０の放熱部１２１の実装面に接合する。次に、Ｇ配線１６２をＬＩチップのゲート電極に、Ｓ配線１６３をＬＩチップの電流検出用電極にそれぞれ接合する。また、ＬＩチップの第２主面側チップ面側に緩衝部材１１３を、ＬＤチップの第２主面側チップ面に緩衝部材１１４をそれぞれ接合する。以上により、Ｍ電極１２０側の第１組立体（図１参照）が完成する。
【００９４】
次に、第１組立体とＮ電極１４０とを対向させ、緩衝部材１１３，１１４の第２主面側平面にＮ電極１４０の放熱部１４１の実装面を接合する。これにより、Ｍ電極１２０の放熱部１２１の実装面にＮ電極１４０のリード配線部１４２の第１主面側主面が隙間１１７を介して最も近接するように、第１組立体にはＮ電極１４０が実装される。隙間１１７の距離は、隙間１１７に絶縁部材（モールド樹脂）を充填したとき、Ｍ電極１２０とＮ電極１４０との間の電気的な絶縁距離が確保できる大きさにあり、第１屈曲部１４４の短辺方向の長さによって決まる。以上により、第１組立体とＮ電極１２０による第２組立体が完成する。
【００９５】
次に、ＨＩチップ及びＨＤチップの第２主面側チップ面をＰ電極１３０の放熱部１３１の実装面に接合する。次に、Ｇ配線１６０をＨＩチップのゲート電極に、Ｓ配線１６１をＨＩチップの電流検出用電極にそれぞれ接合する。また、ＨＩチップの第１主面側チップ面側に緩衝部材１１３を、ＨＤチップの第１主面側チップ面に緩衝部材１１４をそれぞれ接合する。以上により、Ｐ電極１３０側の第３組立体（図１参照）が完成する。尚、本実施例では、第３組立体を第２組立体の後に製造したが、第１組立体と同時或いは第１の組立体の後かつ第２組立体の前に製造しても構わない。
【００９６】
次に、第２組立体と第３組立体とを対向させ、第３組立体の緩衝部材１１３，１１４の第１主面側平面にＭ電極１２０の放熱部１２１の実装面を接合する。これにより、Ｐ電極１３０のリード配線部１３２の第１主面側主面にＮ電極１４０のリード配線部１４２の第２主面側主面が隙間１１８を介して近接して対向するように、第２組立体には第３組立体が実装される。また、放熱部１４１の第２長辺側端部にリード配線部１３２の第１長辺側端部が隙間１１６を介して近接するように、第２組立体には第３組立体が実装される。さらに、リード端子部１４３の第２主面側主面にリード端子部１３３の第１主面側主面が隙間１１５を介して対向するように、第２組立体には第３組立体が実装される。隙間１１６の距離は、隙間１１６に絶縁部材（モールド樹脂）を充填したとき、Ｐ電極１３０とＮ電極１４０との間の電気的な絶縁距離が確保できる大きさにあり、放熱部１３１，リード配線部１３２及び放熱部１４１の長辺方向の長さによって決まる。隙間１１８の距離は、隙間１１８に絶部部材（モールド樹脂）を充填したとき、Ｐ電極１３０とＮ電極１４０との間の電気的な絶縁距離が確保できる大きさにあり、第１屈曲部１４４の短辺方向の長さによって決まる。隙間１１５の距離は、後述するコンデンサ装置１０２の接続部材を隙間なく挿入（係合）できる大きさにあり、第１成型部１５１の厚み方向における屈曲部１３４及び第２屈曲部１４５の長さによって決まる。以上により、第２組立体と第３組立体による第４組立体（図２参照）が完成する。
【００９７】
次に、第４組立体を冶具或いは金型を用いて固定する。次に、モールド樹脂体に熱と圧力を加えて冶具或いは金型の内部にモールド樹脂を注入する。これにより、第４組立体と冶具或いは金型との隙間、及び第４組立体の内部の隙間にモールド樹脂が充填され、図３に示す成型体１５０が完成する。この時、Ｍ電極１２０の放熱部１２１の放熱面は第１成型部１５０の第１主面の表面に露出する。また、Ｐ電極１３０の放熱部１３１及びリード配線部１３２の放熱面並びにＮ電極１４０の放熱部１４１の放熱面は、Ｐ電極１３０の放熱部１３１及びリード配線部１３２並びにＮ電極１４０の放熱部１４１が同一平面上に配置されているので、第１成型部１５１の第２主面の表面に、長辺方向に並置されて露出する。さらに、Ｍ電極１２０のリード配線部１２２及びリード端子部１２３、並びにＧ配線１６０，１６２及びＳ配線１６１，１６３は第１成型部１５１の第１短辺側主面から導出し、Ｐ電極１３０のリード端子部１３３及びＮ電極１４０のリード端子部１４３は第２成型部１５２の第２短辺側平面から導出する。
【００９８】
モールド樹脂は電気絶縁性を有しており、第４組立体に充填されることにより、Ｍ電極１２０，Ｐ電極１３０，Ｎ電極１４０，Ｇ配線１６０，１６２及びＳ配線１６１，１６３の間の電気的に絶縁する。
【００９９】
リード端子部１３３に設けられたネジ孔１３５とリード端子部１４３に設けられたネジ孔１４６は長辺方向において相反する位置に形成されている。これにより、リード端子部１３３とリード端子部１４３とを対向させた場合、ネジ孔１３５とネジ孔１４６は長辺方向にずれて開口する。
【０１００】
以上説明した本実施例によれば、Ｎ電極１４０を第１屈曲部１４４によりＰ電極１３０側とは反対方向に屈曲させ、Ｐ電極１３０のリード配線部１３２とＮ電極１４０のリード配線部１４２とをＮ電極１４０の屈曲方向に近接させて平行に対向させ、さらに、リード端子部１３３とリード端子部１４３とを平行に対向させたので、リード配線部１３２及びリード端子部１３３に正電流が流れ、リード配線部１４２及びリード端子部１４３に正電流と大きさが等しく向きが反対の負電流が流れたとき、正電流によって生じる磁界を負電流によって生じる磁界によって相殺できる。これにより、本実施例によれば、磁界相殺効果により、リード配線部１３２，１４２及びリード端子部１３３，１４３の配線インダクタンスを低減できる。
【０１０１】
図６，図７は、上記構成による配線インダクタンスの低減効果を具体的に示す。尚、本実施例では、上アーム側のＩＧＢＴ１１１がターンＯＦＦからターンＯＮに切り替わったときを例に挙げて説明する。
【０１０２】
上アーム側のＩＧＢＴ１１１のコレクタ電極側配線（リード配線部１３２及びリード端子部１３３）と下アーム側のＩＧＢＴ１１１のエミッタ電極側配線（リード配線部１４２及びリード端子部１４３）には、図６に示すように、配線インダクタンス１０６が存在する。また、コンデンサ装置１０２の正負両配線には、図６に示すように、配線インダクタンス１０５が存在する。本実施例の電気回路装置１１０では配線インダクタンス１０６を低減するように構成されている。尚、本実施例では、後述するように、配線インダクタンス１０５も低減している。
【０１０３】
上アーム側のＩＧＢＴ１１１がターンＯＦＦからターンＯＮに切り替わったとき、図６の破線の矢印で示すように、アームには一瞬の間、直流正極側から上アーム側のＩＧＢＴ１１１及び下アーム側のダイオード１１２を介して直流負極側に至るリカバリ電流１０７が流れる。尚、符号１０８で示す実線の矢印は、上アーム側のＩＧＢＴ１１１がＯＮのときに流れる負荷電流を示す。
【０１０４】
電気回路装置１１０においてリカバリ電流１０７は、図７に示すように、Ｐ電極１３０のリード端子部１３３からＮ電極１４０のリード端子部１４３に流れる。この時、リード配線部１３２及びＮ電極１４０のリード配線部１４２に流れるリカバリ電流は大きさが等しく向きが反対になる。Ｐ電極１３０のリード端子部１３３及びＮ電極１４０のリード端子部１４３に流れるリカバリ電流も大きさが等しく向きが反対になる。これにより、上記の対向部位においては、片方に流れるリカバリ電流によって生じる磁界が、他方に流れるリカバリ電流によって生じる磁界によって相殺され、配線インダクタンス１０６が低減する。
【０１０５】
尚、上記と同様の効果は、上アーム側のＩＧＢＴ１１１がターンＯＮからターンＯＦＦに切り替わったとき、下アーム側のＩＧＢＴ１１１がターンＯＦＦからターンＯＮに切り替わったとき、下アーム側のＩＧＢＴ１１１がターンＯＮからターンＯＦＦに切り替わったときにも期待できる。
【０１０６】
従って、本実施例によれば、電気回路装置１１０の配線インダクタンス１０６を低減できるので、ＩＧＢＴ１１１のスイッチング時の損失を低減でき、ＩＧＢＴ１１１の発熱量を低減できる。従って、本実施例によれば、ＩＧＢＴ１１１を構成する半導体チップとしてより小型化なものを用いて電気回路装置１１０を構成でき、電気回路装置１１０を小型にできる。
【０１０７】
しかも、本実施例によれば、上アーム側のＩＧＢＴ１１１及びダイオード１１２を構成する半導体チップをＰ電極１３０及びＭ電極１２０により、下アーム側のＩＧＢＴ１１１及びダイオード１１２を構成する半導体チップをＮ電極１４０及びＭ電極１２０によりそれぞれれ挟み込み、Ｐ電極１３０及びＭ電極１２０の半導体チップの実装面側とは反対側の面、並びにＮ電極１４０及びＭ電極１２０の半導体チップの実装面側とは反対側の面をそれぞれ放熱面として第１成型部１５１の表面に露出させたので、半導体チップの発熱を半導体チップの両チップ面から各電極を介して外部に放出できる。これにより、本実施例によれば、半導体チップの放熱をより大きくでき、電気回路装置１１０のほう冷却性能を向上できる。従って、本実施例によれば、ＩＧＢＴ１１１及びダイオード１１３を構成する半導体チップとしてより小型化なものを用いて電気回路装置１１０を構成でき、電気回路装置１１０を小型にできる。
【０１０８】
以上のように、本実施例では、電気回路装置１１０の配線インダクタンスの低減及び冷却性能の向上を両立できる。
【０１０９】
次に、図８乃至１８を用いて、前述の電気回路装置１１０を実装した実際のインバータ装置１００（３００）の構成を説明する。
【０１１０】
インバータ装置１００（３００）は、半導体モジュール１０１，コンデンサ装置１０２及び制御装置１０３を構成する回路基板ユニット１９０を備えている。
【０１１１】
半導体モジュール１０１は、放熱ベース１７０と、この放熱ベース１７０に実装された電気回路装置１１０から構成されている。
【０１１２】
放熱ベース１７０は、例えばアルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属製の放熱器であり、電気回路装置１１０を実装して冷却するためのベース本体と、筐体との取付部を構成する鍔部と、コンデンサ装置１０２を冷却するための冷却フィン１７４とを備えた構造体である。ベース本体，鍔部及び冷却フィン１７４は上記金属材料の型加工或いは切削加工することにより一体に形成されている。ベース本体は直方体状のブロック体から構成されている。
【０１１３】
これ以降、本実施例では、放熱ベース１７０のベース本体の寸法が奥行き＞横幅＞高さの大小関係にあるとき、ベース本体の奥行き方向を長手方向と、ベース本体の横幅方向を短手方向と、ベース本体の高さ方向をそのまま高さ方向或いは厚み方向とそれぞれ定義する。
【０１１４】
放熱ベース１７０のベース本体の短手方向中央部には、底面１７５から上面１７３に向かって高さ方向に垂直に貫通した３つの電気回路装置挿入部１７２が長手方向に１列に並んで形成されている。電気回路装置挿入部１７２の断面形状は矩形である。この時、電気回路装置挿入部１７２は長辺の延びる方向が長手方向と同じ方向になるように設けられている。電気回路装置挿入部１７２の短手方向両側に形成された側壁１７６は冷却面を構成している。側壁１７６の長手方向両端部及び長手方向中央部には樹脂ゲート１７７が形成されている。樹脂ゲート１７７は高さ方向に延びた断面凹状の溝である。電気回路装置挿入部１７２の長手方向両側に形成された側壁の短手方向中央部にも、高さ方向に延びた断面凹状の溝である樹脂ゲート１７７が形成されている。樹脂ゲート１７７は、電気回路装置挿入部１７２に電気回路装置１１０を挿入したとき、両者間の隙間に樹脂を注入する際に用いられるものであり、電気回路装置１１０の放熱面と干渉しないように、断面凹状の溝により構成されている。
【０１１５】
放熱ベース１７０ベース本体の内部の短手方向両端部には冷却媒体流路１７１が形成されている。冷却媒体流路１７１は、側壁１７６を短手方向両側から挟み込むように、かつ側壁１７６に対して平行になるように、長手方向の側面の片方から他方に貫通し、短手方向に平行に並設されている。冷却媒体流路１７１は断面形状が矩形である。冷却媒体流路１７１に冷却媒体として冷却液（水）が流れる。
【０１１６】
電気回路装置挿入部１７２の短手方向の寸法（側壁１７６間の距離）は、電気回路装置挿入部１７２に挿入される電気回路装置１１０の厚み方向の寸法（成型体１５０の第１主面と第２主面との間の距離）よりも若干大きい。このため、電気回路装置挿入部１７２に電気回路装置１１０を挿入したとき、第１成型部１５１の第１主面と側壁１７６との間及び第１成型部１５１の第２主面と側壁１７６との間にはそれぞれ隙間が形成される。この隙間には高熱伝導樹脂２００が充填される。
【０１１７】
放熱ベース１７０の鍔部は、放熱ベース１７０のベース本体の短手方向両側面上部から短手方向両方向に突出するように設けられた部位であり、断面形状がＬ字状の板部材から構成されている。半導体モジュール１０１は、コンデンサ装置１０２及び回路基板ユニット１９０を搭載した状態（図８参照）で、放熱ベース１７０の鍔部が金属製のケース（図示省略）の鍔部或いは取付部に固定されることにより、ケースの内部に収納されて固定される。ケースの内部はケースの開口部を金属製の蓋によって覆うことにより密閉され、防水（シール）及び電磁気的にシールドされる。
【０１１８】
冷却フィン１７４は、放熱ベース１７０ベース本体の底面１７５の短手方向両端部から下方側に向かって垂直に突出するように設けられた部位であり、断面形状がＬ字状の板部材が放熱ベース１７０ベース本体の長手方向の全長に渡って設けられている。冷却フィン１７４の側壁面には複数のネジ挿入孔１７９が形成されている。ネジ挿入孔１７９は、冷却フィン１７４の側壁を短手方向に貫通する丸形状の貫通孔であり、冷却フィン１７４によって囲まれた領域内に、冷却フィン１７４の側壁側からネジを挿入するためのに設けられたものである。
【０１１９】
電気回路装置１１０は電気回路装置挿入部１７２に底面１７５側から挿入され、高熱伝導樹脂２００によってインサートモールドされている。電気回路装置１１０の位置決めは第２成型部１５２によって行われている。すなわち第２成型部１５２の厚み方向の寸法は電気回路装置挿入部１７２の短手方向の寸法よりも大きい。このため、電気回路装置挿入部１７２に電気回路装置１１０を底面１７５側から挿入したとき、第２成型部１５２は底面１７５に当接してストッパとして機能する。
【０１２０】
高熱伝導樹脂２００は、高い熱伝導性と電気的絶縁性を有するものであり、例えばエポキシ樹脂の中にシリカを混合したものである。尚、エポキシ樹脂等の樹脂剤に含有する物質としては、シリカに代えて、アルミナ，窒化アルミ，ボロンナイトライドなどを用いることもできる。樹脂ゲート１７７を介して注入された高熱伝導樹脂２００は、第１成型部１５１の第１主面と側壁１７６との間の隙間、第１成型部１５１の第２主面と側壁１７６との間の隙間、第２成型部１５２の下段のステップ面と底面１７５との間の隙間及び樹脂ゲート１７７に充填されている。また、放熱ベース１７０の本体の上面１７３から露出した電気回路装置１１０の一部分（第１成型部１５１の第１短辺側の露出部分、リード配線部１２２の一部分、Ｇ配線１６０，１６２及びＳ配線１６１，１６３の一部分）は、高熱伝導樹脂２００による梱包範囲が電気回路装置挿入部１７２の開口部寸法よりもよりも大きくなるように、高熱伝導樹脂２００によって覆われている。これにより、電気回路装置１１０は電気的に絶縁された状態で放熱ベース１７０の本体に固定される。また、電気回路装置１１０の放熱面（放熱部１２１の第１主面側、放熱部１３１，１４１及びリード配線部１２２の第２主面側）は側壁１７６と電気的に絶縁された状態で側壁１７６に熱的に接続されている。
【０１２１】
本実施例によれば、電気回路装置１１０の放熱面（放熱部１２１の第１主面側、放熱部１３１，１４１及びリード配線部１２２の第２主面側）が側壁１７６に熱的に接続されているので、電気回路装置１１０の両面から放熱された半導体チップの発熱は側壁１７６に高熱伝導樹脂２００を介して熱伝達され、側壁１７６から、冷却媒体流路１７１に流れる冷却液に熱伝達される。これにより、本実施例によれば、電気回路装置１１０の内部の半導体チップの両面を冷却できるので、電気回路装置１１０の冷却性能を向上でき、より小型化な半導体チップを用いて電気回路装置１１０を構成できる。従って、本実施例によれば、電気回路装置１１０を小型にでき、電気回路装置１１０を実装する半導体モジュール１０１を小型にできる。
【０１２２】
冷却フィン１７４によって囲まれて形成された領域内の下部にはコンデンサ装置１０２が配置され、その上部（底面１７５側）には、第２成型部１２１の第２短辺側からコンデンサ装置１０２に向かって延びるリード端子部１３３、１４３が配置されている。コンデンサ装置１０２とリード端子部１３３、１４３は同極のもの同士、電気的に接続されている。
【０１２３】
コンデンサ装置１０２は、コンデンサブロック１８０，接続部材１８３，正極側コンデンサ端子１８１，負極側コンデンサ端子１８２及び絶縁シート１８４を備えている。正極側コンデンサ端子１８１及び負極側コンデンサ端子１８２は、金属、例えば伝熱性及び伝導性に優れた銅或いは銅合金製の平板導体から形成されている。接続部材１８３は絶縁部材から形成されている。絶縁部材には、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を用いている。
【０１２４】
これ以降、本実施例では、コンデンサブロック１８０をＣブロック１８０と、正極側コンデンサ端子１８１をＰＣ端子１８１と、負極側コンデンサ端子１８２をＮＣ端子１８２とそれぞれ記述する。
【０１２５】
Ｃブロック１８０は、ケース内部にコンデンサ素子を収納した直方体状のブロック体である。Ｃブロック１８０の長手方向の寸法は放熱ベース１７０の長手方向の寸法と同じである。Ｃブロック１８０の短手方向の寸法は冷却フィン１７４の間に収まる寸法になっておる。Ｃブロック１８０の短手方向の両側面は冷却フィン１７４の側壁の内面に当接している。これにより、Ｃブロック１８０及び冷却媒体流路１７１は放熱ベース１７０を介して熱的に接続される。従って、Ｃブロック１８０の発熱は冷却フィン１７４を介して放熱ベース１７０のベース本体に熱伝達され、ベース本体から、冷却媒体流路１７１に流れる冷却液に熱伝達される。
【０１２６】
Ｃブロック１８０の上面には、ＰＣ端子１８１，ＮＣ端子１８２及び絶縁シート１８４から構成された端子体が設けられている。端子体は、絶縁シート１８４を挟んでＰＣ端子１８１とＮＣ端子１８２が短手方向に積層された状態で、Ｃブロック１８０の上面の短手方向中央部から底面１７５側に垂直に突出し、リード端子部１３３，１４４に対応して長手方向に平行に延びている。ＰＣ端子１８１及びＮＣ端子１８２は、突出後、それぞれ短手方向外側（絶縁シート１８４の挟持側とは反対側）に直角に折れ曲がって真っ直ぐに延び、それから、底面１７５側に直角に折れ曲がって真っ直ぐに延びており、長手方向に平行な状態で短手方向に空間部を介して対向する。絶縁シート１８４は、突出後、さらに底面１７５側に真っ直ぐに延びており、ＰＣ端子１８１及びＮＣ端子１８２の屈曲部分よりも底面１７５側に延びている。
【０１２７】
ＰＣ端子１８１にはネジ孔１８７が形成されている。ＮＣ端子１８２にはネジ孔１８８が形成されている。ネジ孔１８７は、ＰＣ端子１８１の端子面を短手方向に貫通する貫通孔であり、ＰＣ端子１８１とリード端子部１３３とを接続した場合、開口位置がリード端子部１３３のネジ孔１３５の開口位置と合致する。ネジ孔１８８は、ＮＣ端子１８２の端子面を短手方向に貫通する貫通孔であり、ＮＣ端子１８２とリード端子部１４３とを接続した場合、開口位置がリード端子部１４３のネジ孔１４６の開口位置と合致する。このため、ＰＣ端子１８１のネジ孔１８７とＮＣ端子１８２のネジ孔１８８は長手方向に互い違いに配置されている。
【０１２８】
ＰＣ端子１８１とＮＣ端子１８２との間に形成された空間部には接続部材１８３が配置されている。接続部材１８３は、ＰＣ端子１８１及びＮＣ端子１８２によって短手方向両側から挟持された多面体状のブロック体であり、ＰＣ端子１８１とＮＣ端子１８２との間の電気的な絶縁部材、ＰＣ端子１８１及びＮＣ端子１８２とリード端子部１３３，１４４との接続用部材として用いられる。接続部材１８３を構成するブロック体は、直方体の底面１７５側平面に凸状の突起１８６が、直方体のコンデンサブロック１８０側に凹状の溝１８５がそれぞれ形成したものである。突起１８６及び溝１８５は長手方向に連続して設けられている。接続部材１８３を構成するブロック体の短手方向両側部にはナット内蔵部１１９が形成されている。ナット内蔵部１１９は、ブロック体の短手方向両側部に短手方向から開けた有底六角穴であり、ＰＣ端子１８１とＮＣ端子１８２との間の空間部に接続部材１８３を挿入した場合、開口位置がネジ孔１８７，１８８の開口位置と合致する。これにより、ナット内蔵部１１９は接続部材１８３の短手方向の片側と他方側において長手方向に互い違いに配置されている。ナット内蔵部１１９にはナット１８９が内蔵されている。
【０１２９】
コンデンサ装置１０２のＰＣ端子１８１及びＮＣ端子１８２と半導体モジュール１０１のリード端子部１３３，１４３との電気的な接続にあたっては、まず、ＰＣ端子１８１とＮＣ端子１８２との間の空間部に接続部材１８３を挿入する。この時、接続部材１８３の溝１８５に絶縁シート１８４の底面１７５側が係合される。次に、冷却フィン１７４によって囲まれて形成された領域内に上記状態のコンデンサ装置１０２を底面１７５側から挿入し、ＰＣ端子１８１とＮＣ端子１８２と接続部材１８３との端子体を短手方向両側から各リード端子部１３３，１４３によって挟み込む。この時、ＰＣ端子１８１の短手方向外側の面は各リード端子部１３３の第１主面側主面に、ＮＣ端子１８２の短手方向外側の面は各リード端子部１４３の第２主面側主面にそれぞれ当接する。すなわち同極のもの同士接続される。また、この時、第２成型部１５２の溝１５３に接続部材１８３の突起１８６が係合される。さらに、この時、ネジ孔１３５，１８７及びナット内蔵部１１９の長手方向の位置が、ネジ孔１４６，１８８及びナット内蔵部１１９の長手方向の位置がそれぞれ合致する。
【０１３０】
尚、接続部材１８３の突起１８６と第２成型部１５２の溝１５３との係合構造は、接続部材１８３と電気回路装置１１０との接続部の界面における沿面距離を確保し、放電防止を図るために設けたものである。また、接続部材１８３の溝１８５と絶縁シート１８４との係合構造は、接続部材１８３と絶縁シート１８４との接続部の界面における沿面距離を確保し、放電防止を図るために設けたものである。
【０１３１】
次に、内蔵部１１９冷却フィン１７４の側壁面に設けられたネジ挿入孔１７９を介してネジ１０９を、短手方向片方側のネジ孔１３５，１８７に挿入して、短手方向片方側のナット内蔵部１１９に内蔵されたナット１８９に螺合させると共に、短手方向他方側のネジ孔１４６，１８８に挿入して、短手方向他方側のナット内蔵部１１９に内蔵されたナット１８９に螺合させる。ここで、ネジ挿入孔１７９は、ネジ孔１３５，１８７及びナット内蔵部１１９と合致する位置に設けられていると共に、ネジ孔１４６，１８８及びナット内蔵部１１９と合致する位置に設けられ、かつそれらのネジ孔よりも径が大きいので、接続作業が行い易い。以上により、コンデンサ装置１０２と半導体モジュール１０１とを電気的に接続できる。
【０１３２】
本実施例によれば、ＰＣ端子１８１とＮＣ端子１８２とを平行に対向させたので、ＰＣ端子１８１に正電流が流れ、ＮＣ端子１８２に正電流と大きさが等しく向きが反対の負電流が流れたとき、正電流によって生じる磁界を負電流によって生じる磁界によって相殺できる。これにより、本実施例によれば、磁界相殺効果により、ＰＣ端子１８１及びＮＣ端子１８２の配線インダクタンスを低減できる。ずなわち本実施例によれば、図６に示す配線インダクタンス１０５を低減できる。
【０１３３】
従って、本実施例によれば、コンデンサ装置１０２の配線インダクタンス１０５を低減できるので、ＩＧＢＴ１１１のスイッチング時の損失をさらに低減でき、ＩＧＢＴ１１１の発熱量をさらに低減できる。従って、本実施例によれば、ＩＧＢＴ１１１を構成する半導体チップとしてさらに小型化なものを用いて電気回路装置１１０を構成できる。これにより、本実施例によれば、電気回路装置１１０を小型にでき、電気回路装置１１０を実装する半導体モジュール１０１を小型にできる。
【０１３４】
回路基板ユニット１９０は、制御回路基板１９１及びこれに実装された複数の電子部品から構成されている。
【０１３５】
複数の電子部品としては、前述した制御部を構成するマイコン１９２と、前述した駆動部を構成する駆動回路（ＩＣ）１９３と、前述した半導体モジュール１０１の供給電流を検出する電流センサ１９４とを備えている。
【０１３６】
制御回路基板１９１は長方形状平板であり、スペーサ１９７を介して放熱ベース１７０ベース本体上及び鍔部上に搭載されている。また、制御回路基板１９１は、ネジ孔１７８にネジ１９５が螺合されることによって放熱ベース１７０のベース本体上及び鍔部上に固定されている。
【０１３７】
制御回路基板１９１の短手方向中央部には、電気回路装置１１０の実装位置に対応するように、高さ方向に貫通する矩形状の３つの貫通孔１９６が長手方向に１列に並んで形成されている。貫通孔１９６は、制御回路基板１９１を放熱ベース１７０ベース本体上及び鍔部上に搭載した場合、インサートモールドされた電気回路装置１１０に嵌るような大きさで構成されている。これにより、本実施例では、インサートモールドされた電気回路装置１１０を制御回路基板１９１によって固定できる。すなわち本実施例では、制御回路基板１９１を固定冶具としている。
【０１３８】
マイコン１９２は、制御回路基板１９１の長手方向中央に位置する貫通孔１９６の短手方向の片方側に実装されている。駆動回路１９３は、各アームの上アーム及び下アームのそれぞれに対応して設けられている。従って、駆動回路１９３は、各貫通孔１９６の短手方向の両側、かつ電気回路装置１１０のＧ配線１６０，１６２及びＳ配線１６１，１６３の近傍（貫通孔１９６の長手方向両側）に配置されるなるように、制御回路基板１９１に実装されている。電流センサ１９４は、制御回路基板１９１の長手方向両端に位置する貫通孔１９６の中央部（電気回路装置１１０のリード配線部１２２と対応する位置）に実装されている。長手方向両端に実装された電気回路装置１１０のリード配線部１２２は電流センサ１９４の中空部を貫通している。電気回路装置１１０と電子部品との間、及び各電子部品間は、制御回路基板１９１に設けられた配線パターンや他の配線部材によって電気的に接続されている。
【０１３９】
尚、本実施例では、マイコン１９２と駆動回路１９３とを同一基板に実装したが、別基板に実装してもよい。また、本実施例では、制御回路基板１９１をスペーサ１９７を介して放熱ベース１７０に搭載したが、放熱ベース１７０にスペーサ１９７を用いることなく搭載してもよい。この場合、制御回路基板１９１と放熱ベース１７０が熱的に接続されるので、制御回路基板１９１の冷却が期待できる。
【０１４０】
インバータ装置１００の組み立てにあたっては、まず、前述したように組み立てた電気回路装置１１０を放熱ベース１７０にインサートモールドし、電気回路装置１１０を放熱ベース１７０に実装し、半導体モジュール１０１を構成する。次に、前述したように、半導体モジュール１０１とコンデンサ装置１０２とを電気的に接続する。最後に、電子部品が実装された制御回路基板１９１を放熱ベース１７０に搭載し、インバータ装置１００を組み立てる。
【０１４１】
以上説明したように、本実施例によれば、配線インダクタンスの低減と両面冷却による冷却性能の向上とを両立できる。これにより、本実施例によれば、従来よりも小型な半導体チップを用いて電気回路装置１１０を構成でき、従来よりも電気回路装置１１０を小型にできる。従って、本実施例によれば、電気回路装置１１０を実装する半導体モジュール１０１の小型化、さらには半導体モジュール１０１を搭載するインバータ装置１００の小型化を実現できる。
【０１４２】
また、本実施例によれば、アーム単位、すなわち２ｉｎ１により電気回路装置１１０を構成したので、半導体モジュール１０１に対する電気回路装置１１０の実装スペースを小さくでき、半導体モジュール１０１及びインバータ装置１００のさらなる小型化を実現できる。
【０１４３】
尚、本実施例では、半導体モジュール１０１における冷却液の流れ方向と、電気回路装置１１０における電流の入出力方向と、電気回路装置１１０における半導体チップの放熱方向が互いに直交関係にある。
【実施例２】
【０１４４】
本発明の第２実施例を図２１に基づいて説明する。
【０１４５】
本実施例は第１実施例の改良例であり、Ｐ電極１３０の構成とＮ電極１４０の構成とを入れ替えた例である。本実施例と第１実施例との異なる点は、Ｐ電極１３０に第１屈曲部１３６の構成が新たに加わり（但し、第１実施例の第１屈曲部１４４とは配置位置が異なり、かつ導体の延びる方向が反対）、リード配線部１３２の構成が第１実施例のリード配線部１４２の構成になっている（但し、第１実施例のリード配線部１４２とは導体の延びる方向が反対）点、及びＮ電極１４０から第１屈曲部が無くなり、リード配線部１４２の構成が第１実施例のリード配線部１３２の構成になっている（但し、第１実施例のリード配線部１３２とは導体の延びる方向が反対）点にある。これ以外の構成については第１実施例と同じであり、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１４６】
以上説明した本実施例によれば、第１実施例と同様に、配線インダクタンスの低減と半導体チップの両面冷却による冷却性能の向上とを両立でき、電気回路装置１１０を小型にできる。
【実施例３】
【０１４７】
本発明の第３実施例を図２２に基づいて説明する。
【０１４８】
本実施例は第１実施例の応用例であり、アームのＩＧＢＴ１１１とダイオード１１２とを２並列に接続する例である。本実施例では、短辺方向に並置されたＨＩチップとＨＤチップとの対と同じ対が長辺方向に並置され、短辺方向に並置されたＬＩチップとＬＤチップとの対と同じ対が長辺方向に並置されている。これに伴って、Ｇ配線１６０，１６２及びＳ配線１６１，１６３も増える。尚、本実施例では、各電極の面積が第１実施例の各電極の面積よりも大きい。これ以外の構成については第１実施例と同じであり、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１４９】
以上説明した本実施例によれば、第１実施例と同様に、配線インダクタンスの低減と半導体チップの両面冷却による冷却性能の向上とを両立でき、電気回路装置１１０を小型にできる。
【０１５０】
しかも、本実施例によれば、半導体チップを２並列に接続しているので、電気回路装置１１０の電流密度を上げることができる。同様の考え方で半導体チップの並列接続数を３並列、４並列と増やすことができ、電気回路装置１１０の電流密度をさらに上げることができる。
【実施例４】
【０１５１】
本発明の第４実施例を図２３に基づいて説明する。
【０１５２】
本実施例は第１実施例の変形例であり、短辺方向に並置されたＨＩチップとＨＤチップとを、短辺方向に並置されたＬＩチップとＬＤチップとをそれぞれ長辺方向に並置した例である。本実施例では、ＨＤチップ及びＬＤチップがＨＩチップ及びＬＩチップよりも内側に配置されている。尚、本実施例では、各電極の面積が第１実施例の各電極の面積よりも小さい。これ以外の構成については第１実施例と同じであり、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１５３】
以上説明した本実施例によれば、第１実施例と同様に、配線インダクタンスの低減と半導体チップの両面冷却による冷却性能の向上とを両立でき、電気回路装置１１０を小型にできる。
【０１５４】
また、本実施例では、第３実施例と同様に、半導体チップを２並列、３並列、４並列に接続すれば、電気回路装置１１０の電流密度を上げることもできる。
【実施例５】
【０１５５】
本発明の第５実施例を図２４乃至２６に基づいて説明する。
【０１５６】
本実施例は第１実施例の応用例であり、第１実施例の半導体モジュール１０１とコンデンサ装置１０２とを接続させたものを基本ユニット２１０とし、基本ユニット２１０を短手方向に並置する例である。本実施例では、冷却フィン１７４が互いに接触するように３つの基本ユニット２１０を並置し、本体ケース２２０に収納している。放熱ベース１７０は鍔部が無く、第１実施例よりも短手方向の厚みが薄い。Ｃブロック１８０も第１実施例よりも短手方向の厚みが薄い。これ以外の構成は第１実施例と同じであり、同じ符号を付してその説明を省略する。
【０１５７】
各基本ユニット２１０のＣブロック１８０（ＰＣ端子及びＮＣ端子）にはユニット端子２４０が電気的に接続されている。ユニット端子２４０は、基本ユニット２１０の冷却フィン１７４の間に形成された領域から長手方向に突出している。ユニット端子２４０は正極側端子２４１，負極側端子２４２及び絶縁シート２４３から構成されている。正極側端子２４１及び負極側端子２４２は絶縁シート２４３を挟み込んで高さ方向に積層されることにより、近接して平行に対向する。正極側端子２４１及び負極側端子２４２の先端は冷却フィン１７４の間に形成された領域から長手方向に突出した後、片方が高さ方向の片方の外側に向かって直角に折れ曲って真っ直ぐに延び、他方が高さ方向の他方の外側に向かって直角に折れ曲って真っ直ぐに延びている。正極側端子２４１及び負極側端子２４２の先端部にはネジ孔が形成されている。
【０１５８】
ユニット端子２４０間は統合端子２３０により統合接続されている。統合端子２３０は正極側電極２３４，負極側電極２３６及び絶縁シート２３３から構成されている。正極側電極２３４及び負極側電極２３６は絶縁シート２３３を挟み込んで高さ方向に積層されることにより、近接して平行に対向し、それぞれ長方形状積層平板部を備えている。正極側電極２３４の積層平板部の長辺の片方側には長手方向の片方側に真っ直ぐに延びる端子部２３１が、長辺の他方側にはそこから高さ方向の片方側に直角に折れ曲がって真っ直ぐに延びる３つ端子部２３５がそれぞれ形成されている。負極側電極２３６の積層平板部の長辺の片方側には長手方向の片方側に真っ直ぐに延びる端子部２３２が、長辺の他方側にはそこから高さ方向の他方側に直角に折れ曲がって真っ直ぐに延びる３つ端子部２３７がそれぞれ形成されている。端子部２３１，２３３の先端部及び端子部２３５，２３７の先端部にはそれぞれネジ孔が形成されている。
【０１５９】
ユニット端子２４０の正極側端子２４１の先端部と端子部２３５とは互いに対向して当接し、ネジによって接続されている。ユニット端子２４０の負極側端子２４２の先端部と端子部２３７とは互いに対向して当接し、ネジによって接続されている。これにより、Ｃブロック１８０（ＰＣ端子及びＮＣ端子）の同極同士が統合接続される。統合電極２３０は、端子部２３１，２３２からＣブロック１８０に至る電流経路の長さが等しくなるよに構成されている。
【０１６０】
基本ユニット２１０のリード端子部１２３も各相毎に、電流経路の長さが等しくなるように統合接続されている。
【０１６１】
本体ケース２２０にはネジ孔２２１が形成されているので、第１実施例と同様に、電子回路部品を実装した制御回路基板を実装できる。
【０１６２】
電気回路装置１１０としては、第１実施例のものに代えて第２乃至第４実施例のものを用いてもよい。
【０１６３】
以上説明した本実施例によれば、複数の基本ユニット２１０を統合端子２３０により統合接続するので、第１実施例と同様に、配線インダクタンスの低減と半導体チップの両面冷却による冷却性能の向上とを両立でき、電気回路装置１１０を小型にできると共に、大容量化のインバータ装置１００を実現できる。
【０１６４】
しかも、本実施例によれば、端子部２３１，２３２からＣブロック１８０に至る電流経路の長さが等しくなるように統合端子２３０を構成しているので、基本ユニット２１０の間において、ユニット端子２４０から電気回路装置１１０に至るまでの配線インダクタンスのマッチングを良好にとれる。
【実施例６】
【０１６５】
本発明の第６実施例を図２７及び２８に基づいて説明する。
【０１６６】
本実施例は実施例５の変形例であり、ユニット端子２４０をＣブロック１８０の底部に設けた例である。このため、本体ケース２２０の底部の長手方向中央部には、ユニット端子２４０を外部に露出させるための開口部１１３が形成されている。ユニット端子２４０の構成は第５実施例と同じであり、長手方向から高さ方向に９０度回転移動しただけである。統合端子２３０の構成も第５実施例と同じである。
【０１６７】
尚、符号２２２は、基本ユニット２１０を支えるために本体ケース２２０の底部に設けられた平板部である。符号２２４は、統合端子２３０との干渉を避けるために設けられた溝である。すなわち本実施例では本体ケース２２０の底部が上底になっており、統合端子２３０が上底部分に収納できるようになっている。本体ケース２２０にはネジ孔２２１が形成されているので、第１実施例と同様に、電子回路部品を実装した制御回路基板を実装できる。
【０１６８】
電気回路装置１１０としては、第１実施例のものに代えて第２乃至第４実施例のものを用いてもよい。
【０１６９】
以上説明した本実施例によれば、複数の基本ユニット２１０を統合端子２３０により統合接続するので、第１実施例と同様に、配線インダクタンスの低減と半導体チップの両面冷却による冷却性能の向上とを両立でき、電気回路装置１１０を小型にできると共に、大容量化のインバータ装置１００を実現できる。
【０１７０】
しかも、本実施例によれば、端子部２３１，２３２からＣブロック１８０に至る電流経路の長さが等しくなるように統合端子２３０を構成しているので、基本ユニット２１０の間において、ユニット端子２４０から電気回路装置１１０に至るまでの配線インダクタンスのマッチングを良好にとれる。
【実施例７】
【０１７１】
本発明の第７実施例を図２９乃至３３に基づいて説明する。
【０１７２】
本実施例は第１実施例の変形例であり、リード端子部１３３，１４３のネジ孔を溶接ボルト挿入部１３７，１４７とした例である。このため、Ｃブロック１８０の端子は、ＰＣ端子２６１とＮＣ端子２６２とをそれらの間に絶縁シート２６０を挟み込んで短手方向に積層したものとなっている。ＰＣ端子２６１とＮＣ端子２６２にはネジ孔の代わりに溶接ボルト２６３が設けられている。第２成型部１５２の底部には、絶縁シート２６４が係合される凹状の溝１５４が形成されている。リード端子部１３３，１４３間の隙間２６０は第１実施例のものよりも小さくなる。
【０１７３】
尚、溝１５４は、絶縁シート２６４と電気回路装置１１０との接触部の界面における沿面距離を確保し、放電防止をするために設けられている。
【０１７４】
本実施例では、リード端子部１３３，１４３によってＣブロック１８０の端子を短手方向両側から挟み込むように、溶接ボルト挿入部１３７，１４７と溶接ボルト２６３とを係合させ、溶接ボルト２６３にナット２６４を螺合することにより、リード端子部１３３とＰＣ端子２６１が、リード端子部１４３とＮＣ端子２６２がそれぞれ当接し合って接合される。
【０１７５】
以上説明した本実施例によれば、リード端子部１３３，１４３とＣブロック１８０の端子との接続部における正側と負側とを第１実施例よりも近接でき、かつそこを流れる大きさが等しく向きが反対の電流を完全に対向させることができる。従って、本実施例によれば、第１実施例よりもさらに配線インダクタンスを低減できる。
【実施例８】
【０１７６】
本発明の第８実施例を図３４及び３５に基づいて説明する。
【０１７７】
本実施例は第１実施例の変形例であり、Ｎ電極１４０の第１屈曲部１４４を用いずに両面冷却と配線インダクタス低減を両立する例である。このため、本実施例では、電気伝導性と熱伝導性に優れた銅製の長方形平板状の金属スペーサ２７０，２７１を用意し、金属スペーサ２７０をＨＩチップのエミッタ電極側チップ面及びＨＤチップのアノード電極側チップ面と放熱部１２１の実装面との間に接合し、金属スペーサ２７１を放熱部１４１の放熱面に実装している。
【０１７８】
放熱部１４１はリード配線部１４２と同一平面上に配置されている。このため、放熱部１４１の放熱面は第１成型部１５１の第２主面に露出できない。その代わり、金属スペーサ２７１の第２主面側主面が放熱部１４１の放熱面となり、第１成型部１５１の第２主面の表面上に露出する。
【０１７９】
金属スペーサ２７０はＭ電極１２０と一体に設けてもよい。
【０１８０】
以上説明した本実施例によれば、第１実施例と同様に、配線インダクタンスの低減と半導体チップの両面冷却による冷却性能の向上とを両立でき、電気回路装置１１０を小型にできる。
【０１８１】
また、本実施例では、第３実施例と同様に、半導体チップを２並列、３並列、４並列に接続すれば、電気回路装置１１０の電流密度を上げることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】本発明の第１実施例である電気回路装置の内部構成を示す分解斜視図。
【図２】図１の組み立て斜視図。
【図３】本発明の第１実施例である電気回路装置の外観構成を示す斜視図。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視断面図。
【図５】図３のＢ−Ｂ矢視断面図。
【図６】本発明の第１実施例である電気回路装置の効果を示す回路図。
【図７】本発明の第１実施例である電気回路装置の効果を示す斜視図。
【図８】本発明の第１実施例であるインバータ装置の構成を示す斜視図。
【図９】図８のＡ−Ａ矢視断面図。
【図１０】図８の分解斜視図。
【図１１】図１０のＡ−Ａ矢視断面図。
【図１２】図８の分解斜視図。
【図１３】図１２のＡ−Ａ矢視断面図。
【図１４】図８のインバータ装置に用いられる放熱ベースの構成を示す平面図。
【図１５】図８のインバータ装置に用いられる接続部財の構成を示す斜視図。
【図１６】図８のインバータ装置に用いられる接続部財の構成を示す側面図。
【図１７】図８のインバータ装置に用いられる接続部財の構成を示す上面図。
【図１８】図８のインバータ装置に用いられる接続部財の構成を示す断面図。
【図１９】本発明の第１実施例であるインバータ装置の回路構成を示す回路図。
【図２０】本発明の第１実施例であるハイブリッド自動車の構成を示すブロック図。
【図２１】本発明の第２実施例である電気回路装置の構成を示す斜視図。
【図２２】本発明の第３実施例である電気回路装置の構成を示す斜視図。
【図２３】本発明の第４実施例である電気回路装置の構成を示す斜視図。
【図２４】本発明の第５実施例であるインバータ装置の構成を示す斜視図。
【図２５】図２４の分解斜視図。
【図２６】図２４のインバータ装置に用いられる統合端子の構成を示す分解斜視図。
【図２７】本発明の第６実施例であるインバータ装置の構成を示す断面図。
【図２８】図２７の分解。
【図２９】本発明の第７実施例である電気回路装置の構成を示す分解斜視図。
【図３０】本発明の第７実施例である電気回路装置の外観構成を示す斜視図。
【図３１】本発明の第７実施例であるインバータ装置の構成を示す分解斜視図。
【図３２】図３１のＡ−Ａ矢視断面図。
【図３３】本発明の第７実施例である電気回路装置の構成を示す分解斜視図。
【図３４】本発明の第８実施例である電気回路装置の構成を示す分解斜視図。
【図３５】本発明の第８実施例である電気回路装置の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【０１８３】
１１０…電気回路装置、１１１…ＩＧＢＴ、１１２…ダイオード，１２０…中間電極、１３０…正極側電極、１４０…負極側電極。
【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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