(57)【要約】【課題】小形化を図り、組立性の向上および樹脂ケースの強度確保を可能にするインバータモジュールを提供する。【解決手段】実施形態によれば、インバータモジュールは、上アーム回路部２６ａおよび下アーム回路部２６ｂと、上アームおよび下アーム回路部の周囲を囲む樹脂ケース５２と、樹脂ケース上に配置され上アームおよび下アーム回路部の一側に沿って延びる第１導体２７と、絶縁部材を挟んで第１導体に重ねて設けられ、下アーム回路部の一側に沿って延びる第２導体２８と、上アームおよび下アーム回路部を挟んで第１および第２導体と反対側で樹脂ケース上に配置され、上アームおよび下アーム回路部の他側に沿って延びる出力導体２９と、を備えている。積層部から突出する第１導体の先端部は、接続導体３１により上アーム回路部に接続され、第２導体は、接続導体３１より下アーム回路部に接続され、上アームおよび下アーム回路部は、接続導体３１により出力導体に接続されている。【選択図】図１
2013222885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号入力部を有する複数の半導体素子を含む上アーム回路部と、
駆動信号入力部を有する複数の半導体素子を含み上記上アーム回路部に並んで設けられた下アーム回路部と、
前記上アーム回路部および下アーム回路部の周囲を囲む樹脂ケースと、
前記樹脂ケース上に配置され前記上アーム回路部および下アーム回路部の一側に沿って延び、前記上アーム回路部に電力を導く第１導体と、
絶縁部材を挟んで前記第１導体に重ねて設けられ、前記下アーム回路部の前記一側に沿って延び、前記下アーム回路部に電力を導く第２導体と、
前記上アーム回路部および下アーム回路部を挟んで前記第１および第２導体と反対側で前記樹脂ケース上に配置され、前記上アーム回路部および下アーム回路部の他側に沿って延び、前記上アーム回路部および下アーム回路部からの出力を導く出力導体と、を備え、
前記第１導体は、前記第１導体、絶縁部材、第２導体の積層部から突出する先端部を有し、前記先端部は接続導体により前記上アーム回路部に電気的に接続され、
前記第２導体は、接続導体により前記下アーム回路部に電気的に接続され、
前記上アーム回路部および下アーム回路部は、接続導体により前記出力導体に電気的に接続されているインバータモジュール。
【請求項２】
設置面を有するベースを備え、
前記上アーム回路部および下アーム回路部は、前記ベースの設置面上に並んで配置され、
前記樹脂ケースは、前記上アーム回路部および下アーム回路部の周囲を囲んで、前記ベースの設置面上に取り付けられている請求項１に記載のインバータモジュール。
【請求項３】
前記樹脂ケースは、前記ベースの設置面上に取り付けられた底壁と、前記底壁の周囲に立設された側壁と、前記底壁に形成され前記上アーム回路部および下アーム回路部を収容した開口と、を有し、
前記第１導体および出力導体は、前記底壁上に配置されている請求項２に記載のインバータモジュール。
【請求項４】
前記第１導体は、前記樹脂ケースの底壁上に配置された細長い帯状の第１平板領域と、この第１平板領域から前記樹脂ケースの側壁に沿って延びる湾曲領域と、前記湾曲領域から延出し正極入力端子を構成する第２平板領域と、を有し、
前記第２導体は、前記絶縁部材を挟んで前記第１導体の第１平板領域に積層された細長い帯状の第１平板領域と、この第１平板領域から前記樹脂ケースの側壁に沿って、かつ、前記第１導体の湾曲領域と隙間を置いて延びる湾曲領域と、前記湾曲領域から延出し負極入力端子を構成する第２平板領域と、を有し、
積層部を構成する第１導体の第１平板領域、絶縁部材、および第２導体の第１平板領域は、同一の幅に形成されている請求項２又は３に記載のインバータモジュール。
【請求項５】
前記第２導体の第１平板領域および絶縁部材は共通の長さに形成され、前記第１導体の第１平板領域は前記第２導体の第１平板領域および絶縁部材よりも長く形成され、先端部が前記積層部から前記上アーム回路部の一側に沿って突出し、前記先端部が接続導体により前記上アーム回路部に電気的に接続されている請求項４に記載のインバータモジュール。
【請求項６】
前記出力導体は、前記樹脂ケースの底壁上に配置された細長い帯状の第１平板領域と、この第１平板領域から前記樹脂ケースの側壁に沿って延びる湾曲領域と、前記湾曲領域から延出し出力端子を構成する第２平板領域と、を有し、前記第１平板領域は、前記上アーム回路部および下アーム回路部を挟んで、前記第１導体および第２導体の第１平板領域と反対側に配置されている請求項２ないし５のいずれか１項に記載のインバータモジュール。
【請求項７】
前記樹脂ケースは、底壁に立設され互いに所定の間隔を置いて並んだ複数の位置決めピンを有し、
前記第１導体の第１平板領域、絶縁部材、第２導体の第１平板領域、および出力導体の第１平板領域は、それぞれ前記位置決めピンが挿通された位置決め孔をそれぞれ有する請求項２ないし６のいずれか１項に記載のインバータモジュール。
【請求項８】
前記複数の位置決めピンは、それぞれ前記第１導体、絶縁部材、第２導体、および出力導体の位置決め孔を貫通して延び、これら位置決めピンの突出端を変形させることで、前記第１導体、絶縁部材、第２導体、および出力導体が前記樹脂ケースの底壁上に固定されている請求項７に記載のインバータモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここで述べる実施形態は、インバータ装置等の電力変換装置に用いるインバータモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、各種用途のインバータ装置は、高効率および高信頼性であるとともに、より小形であることが期待されている。それを実現するため、インバータ装置のキー部品であるインバータモジュールの改善が要求される。
【０００３】
高効率化するためには、インバータモジュールの通電に伴う発熱量の低減、すなわち、低損失化が重要となる。しかしながら、通電発熱に伴う温度上昇を抑制するためには、冷却機構を装備する必要があり、この冷却機構は通常大きな容積を必要とするので、インバータ装置の大きさを支配する最大要因となっている。このことから、低損失化はインバータ装置の小形化に通じる。
【０００４】
インバータモジュールには、スイッチング素子等のパワー半導体素子が収納され、これを効率良く利用することも重要である。すなわち、パワー半導体素子の電圧、電流などの通電定格の許容上限値にできるだけ近い値まで通電することが求められる。パワー半導体素子を、その許容上限値に近い通電条件で使用した場合でも、長期的な信頼性を維持し続けることも期待される。  
これら複数の課題に対応するために、様々な構成や構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０４２７９６号公報
【特許文献２】特開２０１０−８７４００号公報
【特許文献３】特開２０１１−１５４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インバータモジュールの発熱量低減のためには、インバータモジュールの発熱量低減と、素子の内部配線の抵抗成分に起因する発熱量低減が必要である。前者は半導体素子の特性向上、後者は配線の材料、形状および敷設形態の工夫による抵抗低減が必要となる。
【０００７】
また、通電時に発生するサージ電圧を低減することにより、通電条件（電圧、電流）の制限を緩和でき、より大きい電圧または電流で使用できる。サージ電圧低減には、回路の寄生インダクタンスを低減する必要があり、素子の内部配線に寄生するインダクタンスの低減も不可欠である。
【０００８】
この発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、その課題は、小形化を図り、組立性の向上および樹脂ケースの強度確保を可能にするインバータモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、インバータモジュールは、設置面を有するベースと、前記ベースの設置面上に接合され並んで配置された第１実装基板および第２実装基板と、前記第１実装基板上に実装された複数の第１半導体素子と、前記第２実装基板上に実装された複数の第２半導体素子と、前記ベースの設置面上に取り付けられ、前記第１および第２実装基板の周囲を囲む樹脂ケースと、前記樹脂ケース上に配置され前記第１および第２実装基板の一側に沿って延びる第１導体と、絶縁部材を挟んで前記第１導体に重ねて設けられ、前記第２実装基板の前記一側に沿って延びる第２導体と、前記第１および第２実装基板を挟んで前記第１および第２導体と反対側で前記樹脂ケース上に配置され、前記第１および第２実装基板の他側に沿って延びる出力導体と、前記第１導体に連結された正極端子、前記第２導体に連結された負極端子、および前記出力導体に連結された出力端子と、を備えている。前記第１導体は、前記第２導体から突出する先端部を有し、前記先端部はボンディングワイヤにより前記第１実装基板に電気的に接続され、前記第１実装基板上の半導体素子は、ボンディングワイヤにより前記出力導体に電気的に接続され、前記第２実装基板上の半導体素子は、ボンディングワイヤにより前記第２導体に電気的に接続され、前記第２実装基板は、ボンディングワイヤにより前記出力導体に電気的に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態に係るインバータモジュールを示す斜視図。
【図２】図２は、前記インバータモジュールの分解斜視図。
【図３】図３は、前記インバータモジュールの平面図。
【図４】図４は、前記インバータモジュールの側面図。
【図５】図５は、前記インバータモジュールの樹脂ケースおよび導体を示す斜視図。
【図６】図６は、前記インバータモジュールを用いるインバータ装置の等価回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、実施形態に係るインバータモジュールについて詳細に説明する。  
始めに、インバータモジュールを用いるインバータ装置について説明する。図６は、インバータモジュールを備えるインバータ装置の等価回路を示している。
【００１２】
図６に示すように、インバータ装置２０は、例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相インバータとして構成されているとともに、負荷対象として、例えば、３相電動機７０に電力を供給するように構成されている。インバータ装置２０は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する３つのインバータモジュール１０と、直流電源１からインバータモジュール１０に供給される直流電圧を平滑する平滑コンデンサ４と、電動機７０に３相出力を出力する出力部２と、電動機７０へ流れる電流を検出する電流検出器７２ａ、７２ｂ、７２ｃと、電流検出器により検出された電流情報や平滑コンデンサ２４に印加される電圧等に基づき、インバータモジュール１０を制御する制御ユニット７４と、制御ユニット７２の制御信号に基づき、後述するインバータモジュールの半導体素子を駆動するための駆動回路を有する駆動基板７５と、を備えている。駆動基板７５には、半導体素子にゲートに駆動信号を入力する駆動用ＩＣ７６が半導体素子に対して１対１の対応で設けられている。即ち、この回路では、駆動用ＩＣ７６が６個設けられている。また、インバータモジュール１０、および平滑コンデンサ４の下方には、これらを冷却するヒートシンク、放熱板等の冷却器が設けられている。
【００１３】
各相のインバータモジュール１０は、半導体素子として、例えば、ＩＧＢＴ(Insulated gate bipolar transistor)１９１、１９２と、ダイオード２０１、２０２とを有している。インバータモジュール１０は、直流電源１から供給される直流電力の正極及び負極を正極端子３８及び負極端子３９にそれぞれ印加し、コンデンサ４を利用して、ＩＧＢＴ１９１、１９２のそれぞれのゲートを制御することにより、交流電力に変換して、出力部２に出力する。これにより、インバータ装置２０は、直流電力を三相交流電力に変換し、出力部２から、例えば、三相電動機等に出力する。ダイオード２０１、２０２は、例えば、低損失半導体素子である窒化ケイ素（ＳｉＣ）素子により形成されている。スイッチング素子としてのＩＧＢＴ１９１、１９２と、このＩＧＢＴに逆並列に接続されたダイオード２０１、２０２とがモジュール化されている。ＩＧＢＴ１９１およびダイオード２０１は、インバータの上アームを構成し、ＩＧＢＴ１９２およびダイオード２０２は、インバータの下アームを構成している。
【００１４】
なお、図６において、各インバータモジュール１０のＩＧＢＴ１９１、９１２、およびダイオード２０１、２０２は、それぞれ１つずつ図示しているが、実施形態においては、各ＩＧＢＴは、３つのＩＧＢＴを並列に接続して構成され、同様に、各ダイオードは、３つのダイオードを並列に接続して構成されている。
【００１５】
次に、インバータ装置２０の各相を構成するインバータモジュール１０について詳細に説明する。図１は、実施形態に係るインバータモジュールを示す斜視図、図２はインバータモジュールの分解斜視図、図３はインバータモジュールの平面図、図４はインバータモジュール側面図、図５は、インバータモジュールのケース、第１および第２導体、出力導体を示す斜視図である。
【００１６】
図１ないし図４に示すように、インバータモジュール１０は、ベースとして機能する矩形状の放熱板２４と、放熱板の上面、すなわち、設置面、上に配置された第１実装基板２６ａおよび第２実装基板２６ｂと、第１実装基板２６ａ上に実装された第１半導体素子としてのＩＧＢＴ１９１Ａ、１９１Ｂ、１９１Ｃ、およびダイオード２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃと、第２実装基板２６ｂ上に実装された第２半導体素子としてのＩＧＢＴ１９２Ａ、１９２Ｂ、１９２Ｃ、およびダイオード２０２Ａ、２０２Ｂ、２０２Ｃと、第１導体（正極側導体）２７と、第２導体（負極側導体）２８と、出力導体２９と、樹脂ケース５２と、絶縁板５３と、接続配線（接続導体）用のボンディングワイヤ３１と、を備えている。
【００１７】
放熱板２４は、銅や金属メッキを施したセラミック材などが用いられる。第１および第２実装基板２６ａ、２６ｂは、例えば、セラミック等の絶縁板の表裏両面に銅などの金属回路パターンが直接接合して構成されている。第１および第２実装基板２６ａ、２６ｂは、ハンダなどを用いて放熱板２４上に接合され、放熱板２４の長手方向に並んで配置されている。
【００１８】
第１実装基板２６ａの回路パターン上に、ＩＧＢＴ１９１Ａ〜１９１Ｃ、およびダイオード２０１Ａ〜２０１Ｃが実装され、互いに並列に接続されインバータ回路の正極側を構成している。第１実装基板２６ａ、ＩＧＢＴ１９１Ａ〜１９１Ｃ、およびダイオード２０１Ａ〜２０１Ｃは、駆動信号入力部（ゲート）を有する上アーム回路部を構成している。
【００１９】
第２実装基板２６ｂの回路パターン上に、ＩＧＢＴ１９２Ａ〜１９２Ｃ、およびダイオード２０２Ａ〜２０２Ｃが実装され、互いに並列に接続され、インバータ回路の負極側を構成している。第２実装基板２６ｂ、ＩＧＢＴ１９２Ａ〜１９２Ｃ、およびダイオード２０２Ａ〜２０２Ｃは、駆動信号入力部（ゲート）を有する下アーム回路部を構成している。
【００２０】
図１ないし図５に示すように、樹脂ケース５２は、矩形枠形状に形成されている。樹脂ケース５２は、放熱板２４に対応した大きさの矩形状の底壁５２ａと、底壁の周囲に立設された枠状の側壁５２ｂと、側壁の一方短辺側から長手方向外側に突出する２つの端子支持部５２ｃと、側壁の他方短辺側から長手方向外側に突出する２つの端子支持部５２ｄと、を一体に有し、底壁５２ａには、矩形状の開口５５が形成されている。そして、樹脂ケース５２は、その底壁５２ａが放熱板２４の上面に接着固定されている。この際、第１および第２実装基板２６ａ、２６ｂは、樹脂ケース５２の開口５５内に位置し、樹脂ケース内に露出している。
【００２１】
樹脂ケース５２の底壁５２ａには多数の位置決めピン５４が立設されている。これらの位置決めピン５４は、底壁５２ａ上で、長手方向の両側壁５２ｂに沿って、所定の間隔を置いて並んで配置されている。
【００２２】
図１ないし図３、および図５に示すように、第１導体２７は、細長い帯状の板材で形成され、長手方向の一端は正極端子３８に連結されている。ここでは、第１導体２７および正極端子３８は、金属板により一体に形成され、あるいは、絶縁板の表面を金属メッキすることにより一体に形成されている。すなわち、第１導体２７は、細長い帯状の金属板により形成され、細長い平坦な第１平板領域２７ａと、第１平板領域の一端から折曲げ部を介して湾曲して延出する湾曲領域２７ｂと、湾曲領域から折曲げ部を介して延出する第２平板領域２７ｃと、を有し、この第２平板領域は、正極端子３８を形成している。正極端子３８は、第１平板領域２７ａよりも一段高く、かつ、第１平板領域とほぼ平行に延びている。第１導体２７は、正極端子３８から第１実装基板２６ａの回路パターンまで電力を供給するための、内部配線の役割を担っている。第１導体２７の第１平板領域２７ａには複数の位置決め孔２７ｄが形成され、これらの位置決め孔は、第１平板領域の長手方向に互いに所定の間隔を置いて並んでいる。
【００２３】
第１導体２７の第１平板領域２７ａは、その位置決め孔２７ｄに樹脂ケース５２側の位置決めピン５４を挿通することにより、樹脂ケース５２に対して所定位置に位置決めされた状態で、底壁５２ａ上に取り付けられている。第１導体２７の第１平板領域２７ａは、長手方向の一方の側壁５２ｂに沿って延び、第１および第２実装基板２６ａ、２６ｂの側方に隣接して位置している。第１導体２７の湾曲領域２７ｂは、樹脂ケース５２の短辺側の側壁に沿って延び、更に、第２平板領域２７ｃ、つまり、正極端子３８は端子支持部５２ｃ上に保持されている。
【００２４】
第２導体２８は、細長い帯状の板材で形成され、長手方向の一端は負極端子３９に連結されている。第２導体２８および負極端子３９は、金属板により一体に形成され、あるいは、絶縁体の表面を金属メッキすることにより一体に形成されている。第２導体２８は、細長い帯状の金属板により形成され、細長い平坦な第１平板領域２８ａと、第１平板領域の一端から折曲げ部を介して湾曲して延出する湾曲領域２８ｂと、湾曲領域から折曲げ部を介して延出する第２平板領域２８ｃと、を有し、この第２平板領域は、負極端子３９を形成している。負極端子３９は、第１平板領域２８ａよりも一段高く、かつ、第１平板領域とほぼ平行に延びている。また、本実施形態において、負極端子３９は、正極端子３８とほぼ同一平面上に位置するように形成されている。
【００２５】
第２導体２８は、第２実装基板２６ｂに実装されたＩＧＢＴおよびダイオードから負極端子３９までの内部配線を構成している。第２導体２８の第１平板領域２８ａには複数の位置決め孔２８ｄが形成され、これらの位置決め孔は、第１平板領域の長手方向に互いに所定の間隔を置いて並んでいる。
【００２６】
第１導体２７および第２導体２８はほぼ同一の幅に形成され、また、第２導体２８の第１平板領域２８ａは、第１導体２７の第１平板領域２７ａよりも長さが短く形成されている。そして、第２導体２８の第１平板領域２８ａは、その位置決め孔２８ｄに樹脂ケース５２側の位置決めピン５４を挿通することにより、樹脂ケース５２に対して所定位置に位置決めされた状態で、第１導体２７の第１平板領域２７ａに重ねて取り付けられている。第２導体２８の第１平板領域２８ａは、長手方向の一方の側壁５２ｂに沿って延び、第１および第２実装基板２６ａ、２６ｂの側方に位置している。第２導体２８の湾曲領域２８ｂは、樹脂ケース５２の短辺側の側壁に沿って延び、更に、第２平板領域２８ｃ、つまり、正極端子３８は端子支持部５２ｃ上に保持されている。この際、第２導体２８の湾曲領域２８ｂは、第１導体２７の湾曲領域２７ａと隙間を置いて並設されている。
【００２７】
絶縁部材としての絶縁板５３は細長い帯状に形成され、第２導体２８の第１平板領域２８ａとほぼ同一の長さを有している。絶縁板５３には複数の位置決め孔５３ａが形成され、これらの位置決め孔は、長手方向に互いに所定の間隔を置いて並んでいる。そして、絶縁板５３は、その位置決め孔５３ａに樹脂ケース５２側の位置決めピン５４を挿通することにより、樹脂ケース５２に対して所定位置に位置決めされた状態で、第１導体２７の第１平板領域２７ａに重ねて配置されている。これにより、絶縁板５３は、第１導体２７の第１平板領域２７ａと第２導体２８の第１平板領域２８ａとの間に配置され、これらを絶縁している。
【００２８】
第１導体２７の第１平板領域２７ａは第２導体２８の第１平板領域２７ａよりも長く形成されていることから、第１導体２７の第１平板領域２７ａの先端部（一端部）は、第１導体、絶縁板５３および第２導体２８で構成された積層部から突出し、第１実装基板２６ａの一側に沿って延びている。
【００２９】
出力導体２９は、細長い帯状の板材で形成され、長手方向の一端は一対の出力端子４０に連結されている。実施形態では、出力導体２９および出力端子４０は、金属板により一体に形成され、あるいは、絶縁体の表面を金属メッキすることにより一体に形成されている。出力導体２９は、細長い帯状の金属板により形成され、細長い平坦な第１平板領域２９ａと、第１平板領域の一端から折曲げ部を介して湾曲して延出する湾曲領域２９ｂと、湾曲領域から折曲げ部を介して延出する２つの第２平板領域２９ｃと、を有し、これらの第２平板領域は、出力端子４０を形成している。出力端子４０は、第１平板領域２９ａよりも一段高く、かつ、第１平板領域とほぼ平行に延びている。
【００３０】
出力導体２９は、第１実装基板２６ａ上のＩＧＢＴおよびダイオードから第２実装基板２６ｂの回路パターンへの内部配線を形成するとともに、出力端子４０への配線経路を形成する。出力導体２９の第１平板領域２９ａには複数の位置決め孔２９ａが形成され、これらの位置決め孔は、第１平板領域２９ａの長手方向に互いに所定の間隔を置いて並んでいる。
【００３１】
出力導体２９の第１平板領域２９ａは、その位置決め孔２９ｄに樹脂ケース５２側の位置決めピン５４を挿通することにより、樹脂ケース５２に対して所定位置に位置決めされた状態で、底壁５２ａ上に取り付けられている。出力導体２９の第１平板領域２９ａは、長手方向の他方の側壁５２ｂに沿って延び、第１および第２実装基板２６ａ、２６ｂの側方に位置している。また、出力導体２９の第１平板領域２９ａは、第１および第２導体２６、２７の第１平板領域の積層体に対して、第１および第２実装基板２６ａ、２６ｂを間に挟んで、反対側に配置されている。出力導体２９の湾曲領域２９ｂは樹脂ケース５２の短辺に沿って延び、更に、一対の出力端子４０は、端子支持部５２ｄ上に保持されている。
【００３２】
樹脂ケース５２の一方の側壁において、第１実装基板２６ａの近傍に、ゲート信号入力端子６０ａ、およびエミッタ入力端子６１ａが取り付けられている。他方の側壁において、第２実装基板２６ｂの近傍に、ゲート信号入力端子６０ｂ、およびエミッタ入力端子６１ｂが取り付けられている。
【００３３】
上記のように樹脂ケース５２の底壁５２ａ上に取り付けられた第１および第２導体２７、２８、絶縁板５３、および出力導体２９は、位置決めピン５４の突出端を熱などにより変形させることで、固定および位置決めされる。第１導体２７および出力導体２９と、放熱板２４とは、絶縁材としても機能する樹脂ケース５２の底壁５２ａにより絶縁されている。
【００３４】
図１ないし図３に示すように、各導体に加えて接続導体としてのボンディングワイヤ３１を併用することで、配線経路が完成している。すなわち、第１実装基板２６ａ上に実装されているＩＧＢＴ１９１Ａ〜１９１Ｃはボンディングワイヤ３１によりダイオード２０１Ａ〜２０１Ｃおよび出力導体２９の第１平板領域２９ａに電気的に接続されている。第１実装基板２６ａの回路パターンはボンディングワイヤ３１により第１導体２７の第１平板領域２７ａの突出端部に電気的に接続されている。
【００３５】
ゲート信号入力端子６０ａおよびエミッタ入力端子６１ａは、それぞれボンディングワイヤにより第１実装基板２６ａ上の回路パターンに電気的に接続されている。ゲート信号入力端子６０ｂおよびエミッタ入力端子６１ｂは、それぞれボンディングワイヤにより第１実装基板２６ｂ上の回路パターンに電気的に接続されている。
【００３６】
第２実装基板２６ｂ上に実装されているＩＧＢＴ１９２Ａ〜１９２Ｃはボンディングワイヤ３１によりダイオード２０２Ａ〜２０２Ｃおよび第２導体２８の第１平板領域２８ａに電気的に接続されている。第２実装基板２６ｂの回路パターンはボンディングワイヤ３１により出力導体２９の第１平板領域２９ａに電気的に接続されている。  
なお、図１ないし図３において、図面の簡略化を図るためにボンディングワイヤ３１を帯状に示しているが、実際には、各帯状部分は、８本以上のワイヤで構成されている。
【００３７】
ボンディングワイヤ３１により各構成要素を電気的に接続した後、樹脂ケース５２内に図示しない絶縁モールドが充填され、更に、図示しない蓋により樹脂ケース５２の上部開口を閉じることにより、インバータモジュール１０が構成される。
【００３８】
以上のように構成されたインバータモジュール１０によれば、第１および第２導体２７、２８の第１平板領域２７ａ、２８ａを積層しているのに対して、出力導体２９の第１平板領域２９ａはそれらに積層せず、単独で配置している。すなわち、積層する導体の数が３個（３段）から２個（２段）に減少している。そのため、積層部の総厚さが減少した分だけ、ボンディングワイヤ３１の配線長を小さくすることができる。その結果、ボンディングワイヤ３１の抵抗を小さくなり、素子全体の抵抗を小さくできる。また、半導体モジュールの薄型化を図ることが可能となる。
【００３９】
また、第１および第２導体２７、２８、および出力導体２９に対して、ボンディングワイヤ３１を接続するためのボンディングヘッドの可動エリアを容易に確保することができる。特に、第１導体２７の第１平板領域２９ａは、第２導体２８の第１平板領域２９ａより端部を突出させた形状としたため、第１導体２７の突出部（一端部）をワイヤ接続部にすることができる。そのため、第１導体２７と、第２導体２８と、出力導体２９とを、すべて同じ幅にしてもワイヤボンディング接続が可能である。このことから、各導体および絶縁板の幅を最小限の幅に設定することができ、従来の構成に比べて、モジュール全体の小型化を図ることが可能となる。
【００４０】
上記インバータモジュール１０において、樹脂ケース５２は、第１および第２導体２７、２８、絶縁板５３、および出力導体２９を保持する導体保持部を形成した略額縁状とした上、放熱板２４に搭載されている。第１導体２７と出力導体２９および放熱板２４は、いずれも金属もしくは金属メッキ表面であり、電気絶縁が必要である。本構成によれば、必要な絶縁部に樹脂ケース５２の一部を利用することができ、専用の絶縁部品を用意して装着する必要がない。その結果、構成が簡素になり、組立の工数を下げることが可能となる。
【００４１】
インバータモジュール１０によれば、第１導体２７と、第２導体２８および出力導体２９を、インサート成形のように樹脂ケースと強固に固定するのではなく、いわゆえる熱カシメ方式で複数のポイントを締結している。樹脂ケース５２の位置決めピン５４と導体の位置決め孔の形状を工夫することにより、導体と樹脂ケース５２との固定を維持しながら、長期使用時の熱応力を緩和する構成を取ることができる。本構成によれば、樹脂ケースの強度を確保し、長期信頼性を向上させることができる。
【００４２】
以上のことから、配線に寄生する抵抗とインダクタンスを抑制しながら小形化を図り、ボンディングワイヤによる内部配線接続に要する時間を短縮し、かつ樹脂ケースの長期使用時の強度確保を可能にするインバータモジュールが得られる。
【００４３】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４４】
例えば、各実施形態において、ＩＧＢＴ及びダイオードを実装する個数は、実施形態に限定されることなく、必要に応じて増減可能である。半導体チップは、大容量化したものを選択すると寿命が短くなる。しかし、あまり小容量化のものを選択すると、並列接続する個数を増やす必要があり、この場合、装置全体が大きくし、配線も増え、自己インダクタンスを増やす恐れがある。従って、目的や用途などにより適切に選択し、最適なインバータモジュールを製造することができる。各実施形態においては、モジュールのベースプレートを放熱板としたが、これに限らず、冷却器であってもよい。冷却器は、空冷形でも水冷形もしくは油冷形であってもよい。各実施形態において、絶縁部は、任意の部分を一体形成としてもよいし、適宜分割して切り離してもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０…インバータモジュール、２４…放熱板、２６ａ…第１実装基板、
２６ｂ…第２実装基板、２７…第１導体、２８…第２導体、２９…出力導体、
２７ａ、２８ａ、２９ａ…第１平板領域、
２７ｂ、２８ｂ、２９ｂ…湾曲領域、
２７ｃ、２８ｃ、２９ｃ…第２平板領域
２７ｄ、２８ｄ、２９ｄ…位置決め孔、３１…ボンディングワイヤ、
３８…正極端子、３９…負極端子、４０…出力端子、５２…樹脂ケース、
５２ａ…底壁、５２ｂ…側壁、５２ｃ、５２ｄ…端子支持部、５３…開口、
５４…位置決めピン、
１９１Ａ、１９１Ｂ、１９１Ｃ、１９２Ａ、１９２Ｂ、１９２Ｃ…ＩＧＢＴ、
２０１Ａ、２０１Ｂ、２０１Ｃ、２０２Ａ、２０２Ｂ、２０２Ｃ…ダイオード
【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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