(57)【要約】【課題】Ｐ電極とＮ電極と間に接続される複数のブリッジを有したパワーモジュールにおいて、隣り合うブリッジ間の隙間を解消して小型化を図る。【解決手段】回路基板１０上で隣り合い異なるブリッジＢＲ１，ＢＲ２に属する半導体スイッチ素子Ｔ１，Ｔ１がそれぞれ接続する回路基板上の電極パターンであって他方のブリッジに近接して配置される電極パターン１２が互いに同電位の電極パターンであるものとし、さらには共通の電極パターンとされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｐ電極とＮ電極と間に２組の半導体スイッチ素子が直列に接続され、同２組の半導体スイッチ素子同士の接続点をＡＣ電極としたブリッジが一の回路基板上に複数構成されたパワーモジュールであって、
前記回路基板上で隣り合い異なるブリッジに属する半導体スイッチ素子がそれぞれ接続する前記回路基板上の電極パターンであって他方のブリッジに近接して配置される電極パターンが互いに同電位の電極パターンであるパワーモジュール。
【請求項２】
前記回路基板は、前記同電位の電極パターンとして、隣り合うブリッジで共通の電極パターンを有する請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項３】
前記隣り合い異なるブリッジに属する半導体スイッチ素子は、前記共通の電極パターンに対し共にダイボンディングされている請求項２に記載のパワーモジュール。
【請求項４】
前記共通の電極パターンはＰ電極パターンであり、
前記回路基板は、前記Ｐ電極パターンに隣接するＡＣ電極パターンと、当該ＡＣ電極パターンに対し前記Ｐ電極パターンの逆側に隣接するＮ電極パターンとを有し、
前記Ｐ電極パターンにダイボンディングされた半導体スイッチ素子の上面電極と、前記ＡＣ電極パターンとが板状導電部材で接続され、
前記ＡＣ電極パターンにダイボンディングされた半導体スイッチ素子の上面電極と、前記Ｎ電極パターンとが他の板状導電部材で接続されてなる請求項３に記載のパワーモジュール。
【請求項５】
前記回路基板には、前記Ｐ電極パターンを中心に、２つのブリッジ分の前記ＡＣ電極パターン及び前記Ｎ電極パターンが対称的に配置されている請求項４に記載のパワーモジュール。
【請求項６】
前記隣り合い異なるブリッジに属する半導体スイッチ素子は、前記共通の電極パターンに対し共にワイヤーボンディングされている請求項２に記載のパワーモジュール。
【請求項７】
前記共通の電極パターンはＮ電極パターンであり、
前記回路基板は、前記Ｎ電極パターンに隣接するＡＣ電極パターンと、当該ＡＣ電極パターンに対し前記Ｎ電極パターンの逆側に隣接するＰ電極パターンとを有し、
前記Ｎ電極パターンにワイヤーボンディングされた半導体スイッチ素子の下面電極と、前記ＡＣ電極パターンとがダイボンディングにより接続され、
前記ＡＣ電極パターンにワイヤーボンディングされた半導体スイッチ素子の下面電極と、前記Ｐ電極パターンとがダイボンディングにより接続されてなる請求項５に記載のパワーモジュール。
【請求項８】
前記回路基板には、前記Ｎ電極パターンを中心に、２つのブリッジ分の前記ＡＣ電極パターン及び前記Ｐ電極パターンが対称的に配置されている請求項７に記載のパワーモジュール。
【請求項９】
請求項５又は請求項８に記載のパワーモジュールを複数備え、
互いに近接する電極パターンが互いに同電位の電極パターンであるように複数の前記パワーモジュールが円環状に配置されてなるパワーユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワーモジュール及びパワーユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１にも記載されるように、Ｐ電極とＮ電極と間にＭＯＳ−ＦＥＴ、ＩＧＢＴなどの２組の半導体スイッチ素子が直列に接続され、同２組の半導体スイッチ素子同士の接続点をＡＣ電極としたブリッジ回路がＤＣ−ＡＣインバータ等に用いられている。よく知られるように、モータ制御系の３相出力インバータとして、このブリッジ回路を３相分有し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つのＡＣ電極を有した３相ブリッジ回路が構成される。
特許文献１に記載の３相ブリッジ回路にあっては、同じ構造のブリッジを同じ方向に繰り返しており、従って、隣り合うブリッジ間で異なる電極が隣接する回路構造がとられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７６２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、以上の従来技術のように、隣り合うブリッジ間で異なる電極が隣接する回路構造がとられると、隣り合うブリッジ間に絶縁のための隙間を設ける必要が生じ、複数のブリッジを有したパワーモジュール全体が大型化するという問題がある。
【０００５】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、Ｐ電極とＮ電極と間に接続される複数のブリッジを有したパワーモジュールにおいて、隣り合うブリッジ間の隙間を解消して小型化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、Ｐ電極とＮ電極と間に２組の半導体スイッチ素子が直列に接続され、同２組の半導体スイッチ素子同士の接続点をＡＣ電極としたブリッジが一の回路基板上に複数構成されたパワーモジュールであって、
前記回路基板上で隣り合い異なるブリッジに属する半導体スイッチ素子がそれぞれ接続する前記回路基板上の電極パターンであって他方のブリッジに近接して配置される電極パターンが互いに同電位の電極パターンであるパワーモジュールである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、前記回路基板は、前記同電位の電極パターンとして、隣り合うブリッジで共通の電極パターンを有する請求項１に記載のパワーモジュールである。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記隣り合い異なるブリッジに属する半導体スイッチ素子は、前記共通の電極パターンに対し共にダイボンディングされている請求項２に記載のパワーモジュールである。
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記共通の電極パターンはＰ電極パターンであり、
前記回路基板は、前記Ｐ電極パターンに隣接するＡＣ電極パターンと、当該ＡＣ電極パターンに対し前記Ｐ電極パターンの逆側に隣接するＮ電極パターンとを有し、
前記Ｐ電極パターンにダイボンディングされた半導体スイッチ素子の上面電極と、前記ＡＣ電極パターンとが板状導電部材で接続され、
前記ＡＣ電極パターンにダイボンディングされた半導体スイッチ素子の上面電極と、前記Ｎ電極パターンとが他の板状導電部材で接続されてなる請求項３に記載のパワーモジュールである。
【００１０】
請求項５記載の発明は、前記回路基板には、前記Ｐ電極パターンを中心に、２つのブリッジ分の前記ＡＣ電極パターン及び前記Ｎ電極パターンが対称的に配置されている請求項４に記載のパワーモジュールである。
【００１１】
請求項６記載の発明は、前記隣り合い異なるブリッジに属する半導体スイッチ素子は、前記共通の電極パターンに対し共にワイヤーボンディングされている請求項２に記載のパワーモジュールである。
【００１２】
請求項７記載の発明は、前記共通の電極パターンはＮ電極パターンであり、
前記回路基板は、前記Ｎ電極パターンに隣接するＡＣ電極パターンと、当該ＡＣ電極パターンに対し前記Ｎ電極パターンの逆側に隣接するＰ電極パターンとを有し、
前記Ｎ電極パターンにワイヤーボンディングされた半導体スイッチ素子の下面電極と、前記ＡＣ電極パターンとがダイボンディングにより接続され、
前記ＡＣ電極パターンにワイヤーボンディングされた半導体スイッチ素子の下面電極と、前記Ｐ電極パターンとがダイボンディングにより接続されてなる請求項５に記載のパワーモジュールである。
【００１３】
請求項８記載の発明は、前記回路基板には、前記Ｎ電極パターンを中心に、２つのブリッジ分の前記ＡＣ電極パターン及び前記Ｐ電極パターンが対称的に配置されている請求項７に記載のパワーモジュールである。
【００１４】
請求項９記載の発明は、請求項５又は請求項８に記載のパワーモジュールを複数備え、
互いに近接する電極パターンが互いに同電位の電極パターンであるように複数の前記パワーモジュールが円環状に配置されてなるパワーユニットである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、回路基板上で隣り合うブリッジで、他方のブリッジに近接して配置される電極パターンが互いに同電位の電極パターンであるので、隣り合うブリッジ間に絶縁のための隙間を設ける必要が無く、パワーモジュール全体の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係るパワーモジュールに構成される１ブリッジ分の回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るパワーモジュールの平面模式図(a)及びＡ−Ａ断面模式図(b)である。
【図３】本発明の第２実施形態に係るパワーモジュールの平面模式図(a)及びＢ−Ｂ断面模式図(b)である。
【図４】本発明の第３実施形態に係るパワーモジュールの平面模式図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るパワーモジュールのＣ−Ｃ断面模式図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るパワーモジュールの平面模式図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係るパワーモジュールの一例の平面模式図(a)及びＤ−Ｄ断面模式図(b)である。
【図８】本発明の第５実施形態に係るパワーモジュールの他の一例の平面模式図(a)及びＥ−Ｅ断面模式図(b)である。
【図９】本発明の第５実施形態に係るパワーモジュールの他の一例の平面模式図(a)及びＦ−Ｆ断面模式図(b)である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００１８】
〔回路基本構成〕
まず、回路の基本構成につき説明する。図１は、パワーモジュールに構成される１ブリッジ分の回路図を示す。
図１に示すように本回路は、Ｐ電極（図上「Ｐ」）とＮ電極（図上「Ｎ」）と間に２組の半導体スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２が直列に接続され、同２組の半導体スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２同士の接続点をＡＣ電極（図上「ＡＣ」）としたブリッジＢＲを構成する。半導体スイッチ素子Ｔ１はＰ電極とＡＣ電極とに接続され、半導体スイッチ素子Ｔ２はＡＣ電極とＮ電極とに接続される。
本例では、半導体スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２はＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）であり、半導体スイッチ素子Ｔ１にフリーホイールダイオードＤ１が並列に接続され、半導体スイッチ素子Ｔ２にフリーホイールダイオードＤ２が並列に接続される。
本実施形態のパワーモジュールは、このようなブリッジＢＲが一の回路基板上に複数構成されたものである。以下の説明では、各ブリッジの符号をＢＲ１，ＢＲ２，・・・のように記載して区別する。ブリッジＢＲ１のＡＣ電極をＡＣ１、ブリッジＢＲ２のＡＣ電極をＡＣ２のように記載する。
なお、１組の半導体スイッチ素子は、一の半導体チップ又は複数の並列な半導体チップで構成される。
【００１９】
〔第１実施形態〕
図２を参照して第１実施形態のパワーモジュールにつき説明する。第１実施形態のパワーモジュールＰＭ１の模式図を図２に示す。
図２に示すように、本実施形態のパワーモジュールＰＭ１は、回路基板１０上に２つのブリッジＢＲ１、ＢＲ２が構成されたものである。
回路基板１０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１の一表面（上面とする）に支持された電極パターン１２，１３，１４，１５，１６とにより構成される。絶縁基板１１の下面は金属製のベースプレート（不図示）で支持される。各電極パターンの内わけは次の通りである。２つのブリッジＢＲ１、ＢＲ２で共通の電極は「共通」の文字を冠する。
すなわち、回路基板１０上には、共通Ｐ電極パターン１２と、ＡＣ電極パターン１３（ＡＣ１）と、Ｎ電極パターン１４と、ＡＣ電極パターン１５（ＡＣ２）と、Ｎ電極パターン１６とが構成されている。回路基板１０は、共通Ｐ電極パターン１２に隣接するＡＣ電極パターン１３（１５）と、当該ＡＣ電極パターン１３（１５）に対し共通Ｐ電極パターン１２の逆側に隣接するＮ電極パターン１４（１６）とを有し、共通Ｐ電極パターン１２を中心に、２つのブリッジＢＲ１，ＢＲ２分のＡＣ電極パターン１３，１５及びＮ電極パターン１４，１６が対称的に配置されている。図２に対称中心線Ｃ１を示す。
【００２０】
共通Ｐ電極パターン１２には、対称中心線Ｃ１を境界にして一方側に半導体スイッチ素子Ｔ１及びダイオードＤ１がダイボンディングされている。これにより、半導体スイッチ素子Ｔ１及びダイオードＤ１は、共通Ｐ電極パターン１２に対して機械的に固定されるとともに、半導体スイッチ素子Ｔ１の下面電極及びダイオードＤ１の下面電極が共通Ｐ電極パターン１２に電気的に接続される。
半導体スイッチ素子Ｔ１の上面電極及びダイオードＤ１の上面電極がそれぞれ板状導電部材２１、２２を介してＡＣ電極パターン１３（ＡＣ１）と接続される。
ＡＣ電極パターン１３（ＡＣ１）には、半導体スイッチ素子Ｔ２及びダイオードＤ２がダイボンディングされている。これにより、半導体スイッチ素子Ｔ２及びダイオードＤ２は、ＡＣ電極パターン１３（ＡＣ１）に対して機械的に固定されるとともに、半導体スイッチ素子Ｔ２の下面電極及びダイオードＤ２の下面電極がＡＣ電極パターン１３（ＡＣ１）に電気的に接続される。
半導体スイッチ素子Ｔ２の上面電極及びダイオードＤ２の上面電極がそれぞれ板状導電部材２３，２４を介してＮ電極パターン１４と接続される。
以上によりブリッジＢＲ１が構成される。図示するようにブリッジＢＲ２は、板状導電部材２５〜２８を用いてブリッジＢＲ１と対称な関係で同様に構成される。
なお、板状導電部材としては、リードフレームのほか、リボン状導電部材などが適用される。
【００２１】
以上のように、本実施形態のパワーモジュールＰＭ１おいては、ブリッジＢＲ１に属する半導体スイッチング素子Ｔ１と、ブリッジＢＲ２に属する半導体スイッチング素子Ｔ１とが回路基板１０上で隣り合う。
ブリッジＢＲ１に属する半導体スイッチング素子Ｔ１が接続する電極パターン１２，１３のうち他方のブリッジＢＲ２に近接して配置される電極パターンは、共通Ｐ電極パターン１２である。
一方、ブリッジＢＲ２に属する半導体スイッチング素子Ｔ１が接続する電極パターン１２，１５のうち他方のブリッジＢＲ１に近接して配置される電極パターンは、共通Ｐ電極パターン１２である。
したがって、これらの他方のブリッジに近接して配置される電極パターンが互いに同電位のＰ電極パターンであって、かつ、共通の電極パターンである。
本実施形態では、共通の電極パターンとして実施するが、互いに独立した電極パターンとして実施することも可能である。それは、共通Ｐ電極パターン１２を、ブリッジＢＲ１に属する半導体スイッチング素子Ｔ１及びダイオードＤ１が搭載されている部分と、ブリッジＢＲ２に属する半導体スイッチング素子Ｔ１及びダイオードＤ１が搭載されている部分とに分離することで実施可能である。例えば、図示する対称中心線Ｃ１で共通Ｐ電極パターン１２を二つに分離して形成することで実施できる。このようにＰ電極パターンを２つに分離し、回路基板１０上で繋がっていない独立した２つの電極パターンとしても、同電位の電極パターンであるので、両者の間に絶縁を確保するほどの大きな間隔を設ける必要がなく、パワーモジュールＰＭ１全体の小型化を図ることができる。
さらに本実施形態のように、２つのブリッジＢＲ１，ＢＲ２が接続するＰ電極パターンを回路基板１０上で一体に形成された共通Ｐ電極パターン１２とすることで、共通Ｐ電極パターン１２の面積を確保しつつ、パワーモジュールＰＭ１全体の小型化を図ることができる。
【００２２】
以上のパワーモジュールＰＭ１にあっては、対称中心線Ｃ１から離れた両外側には、同電位であるＮ電極パターン１４，１６が配置される。
図２に示すように、複数のパワーモジュールＰＭ１，ＰＭ１，・・・を互いのＮ電極パターン１４，１６が隣接するように並べてパワーユニットを構成すことで、隣接する２つのパワーモジュールＰＭ１，ＰＭ１の間に絶縁を確保するほどの大きな間隔を設ける必要がなく、より小さな面積により多くのパワーモジュールＰＭ１を配置することができる。
【００２３】
〔第２実施形態〕
図３を参照して第２実施形態のパワーモジュールにつき説明する。第２実施形態のパワーモジュールＰＭ２の模式図を図３に示す。
図３に示すように、本実施形態のパワーモジュールＰＭ２は、回路基板３０上に２つのブリッジＢＲ１、ＢＲ２が構成されたものである。
回路基板３０は、絶縁基板３１と、絶縁基板３１の一表面に支持された電極パターン３２，３３，３４，３５，３６とにより構成される。各電極パターンの内わけは次の通りである。
すなわち、回路基板３０上には、共通Ｎ電極パターン３２と、ＡＣ電極パターン３３（ＡＣ１）と、Ｐ電極パターン３４と、ＡＣ電極パターン３５（ＡＣ２）と、Ｐ電極パターン３６とが構成されている。回路基板３０は、共通Ｎ電極パターン３２に隣接するＡＣ電極パターン３３（３５）と、当該ＡＣ電極パターン３３（３５）に対し共通Ｎ電極パターン３２の逆側に隣接するＰ電極パターン３４（３６）とを有し、共通Ｎ電極パターン３２を中心に、２つのブリッジＢＲ１，ＢＲ２分のＡＣ電極パターン３３，３５及びＰ電極パターン３４，３６が対称的に配置されている。図３に対称中心線Ｃ１を示す。
【００２４】
Ｐ電極パターン３４には、半導体スイッチ素子Ｔ１及びダイオードＤ１がダイボンディングされている。これにより、半導体スイッチ素子Ｔ１及びダイオードＤ１は、Ｐ電極パターン３４に対して機械的に固定されるとともに、半導体スイッチ素子Ｔ１の下面電極及びダイオードＤ１の下面電極がＰ電極パターン３４に電気的に接続される。
半導体スイッチ素子Ｔ１の上面電極及びダイオードＤ１の上面電極がそれぞれボンディングワイヤー４１，４２を介してＡＣ電極パターン３３（ＡＣ１）と接続される。
ＡＣ電極パターン３３（ＡＣ１）には、半導体スイッチ素子Ｔ２及びダイオードＤ２がダイボンディングされている。これにより、半導体スイッチ素子Ｔ２及びダイオードＤ２は、ＡＣ電極パターン３３（ＡＣ１）に対して機械的に固定されるとともに、半導体スイッチ素子Ｔ２の下面電極及びダイオードＤ２の下面電極がＡＣ電極パターン３３（ＡＣ１）に電気的に接続される。
半導体スイッチ素子Ｔ２の上面電極及びダイオードＤ２の上面電極がそれぞれボンディングワイヤー４３，４４を介して共通Ｎ電極パターン３２と接続される。
以上によりブリッジＢＲ１が構成される。図示するようにブリッジＢＲ２は、ボンディングワイヤー４５〜４８を用いてブリッジＢＲ１と対称な関係で同様に構成される。
【００２５】
以上のように、本実施形態のパワーモジュールＰＭ２おいては、ブリッジＢＲ１に属する半導体スイッチング素子Ｔ２と、ブリッジＢＲ２に属する半導体スイッチング素子Ｔ２とが回路基板３０上で隣り合う。
ブリッジＢＲ１に属する半導体スイッチング素子Ｔ２が接続する電極パターン３２，３３のうち他方のブリッジＢＲ２に近接して配置される電極パターンは、共通Ｎ電極パターン３２である。
一方、ブリッジＢＲ２に属する半導体スイッチング素子Ｔ２が接続する電極パターン３２，３５のうち他方のブリッジＢＲ１に近接して配置される電極パターンは、共通Ｎ電極パターン３２である。
したがって、これらの他方のブリッジに近接して配置される電極パターンが互いに同電位のＮ電極パターンであって、かつ、共通の電極パターンである。
本実施形態では、共通の電極パターンとして実施するが、互いに独立した電極パターンとして実施することも可能である。それは、共通Ｎ電極パターン３２を、ブリッジＢＲ１に属する半導体スイッチング素子Ｔ２及びダイオードＤ２から延びるワイヤー４３，４４がボンディングされる部分と、ブリッジＢＲ２に属する半導体スイッチング素子Ｔ２及びダイオードＤ２から延びるワイヤー４７，４８がボンディングされる部分とに分離することで実施可能である。例えば、図示する対称中心線Ｃ１で共通Ｎ電極パターン３２を二つに分離して形成することで実施できる。このようにＮ電極パターンを２つに分離し、回路基板３０上で繋がっていない独立した２つの電極パターンとしても、同電位の電極パターンであるので、両者の間に絶縁を確保するほどの大きな間隔を設ける必要がなく、パワーモジュールＰＭ２全体の小型化を図ることができる。
さらに本実施形態のように、２つのブリッジＢＲ１，ＢＲ２が接続するＮ電極パターンを回路基板１０上で一体に形成された共通Ｎ電極パターン３２とすることで、共通Ｎ電極パターン１２の面積を確保しつつ、パワーモジュールＰＭ２全体の小型化を図ることができる。
また本実施形態のパワーモジュールＰＭ２によれば、２つのブリッジＢＲ１，ＢＲ２の間に、半導体スイッチング素子がダイボンディングされない共通Ｎ電極パターン３２を配置することができ、ブリッジＢＲ１に属する半導体スイッチング素子Ｔ２と、ブリッジＢＲ２に属する半導体スイッチング素子Ｔ２との間の間隔を大きくとることができるため、熱干渉を抑制することができる。
【００２６】
以上のパワーモジュールＰＭ２にあっては、対称中心線Ｃ１から離れた両外側には、同電位であるＰ電極パターン３４，３６が配置される。
図３に示すように、複数のパワーモジュールＰＭ２，ＰＭ２，・・・を互いのＰ電極パターン３４，３６が隣接するように並べてパワーユニットを構成することで、隣接する２つのパワーモジュールＰＭ２，ＰＭ２の間に絶縁を確保するほどの大きな間隔を設ける必要がなく、より小さな面積により多くのパワーモジュールＰＭ２を配置することができる。
【００２７】
〔第３実施形態〕
第３実施形態として、図４に複数のパワーモジュールＰＭ３を円環状に配置したパワーユニットを示す。各パワーモジュールＰＭ３は互いに同一の構成である。パワーモジュールＰＭ３は、上記第１実施形態のＰ電極共通で板状導電部材を用いた構成を基本とし、円環状の全体配置スペースを半径方向のラインで切り分けた個々の配置スペース（外円弧と内円弧を有する扇状）に適合する外形に形成したものである。上記第１実施形態の要素に対応する部分は同符号を付して説明を省略するが、形状は図４に示す通りである。なお、図４中に示すＣ−Ｃ線に沿った断面図を図５に示す。図５においてはベースプレート１９を示す。図４においてはベースプレート１９を示し、絶縁基板１１の図示を省略する（図６において同じ）。
図４においては一部を示すが、この円環状の配置は１周に亘って構成される。したがって、どの一つのパワーモジュールＰＭ３も、周方向に沿った両側のパワーモジュールＰＭ３、ＰＭ３に挟まれる配置になり、配列の端に配置されるパワーモジュールが無いことから、すべてのパワーモジュールＰＭ３について、モジュール配置に起因する熱的条件を等しくすることができる。
【００２８】
〔第４実施形態〕
第４実施形態として、図６に複数のパワーモジュールＰＭ４を円環状に配置したパワーユニットを示す。各パワーモジュールＰＭ４は互いに同一の構成である。パワーモジュールＰＭ４は、上記第２実施形態のＮ電極共通でボンディングワイヤーを用いた構成を基本とし、円環状の全体配置スペースを半径方向のラインで切り分けた個々の配置スペース（外円弧と内円弧を有する扇状）に適合する外形に形成したものである。上記第２実施形態の要素に対応する部分は同符号を付して説明を省略するが、形状は図６に示す通りである。
この円環状の配置も、上記第３実施形態と同様に１周に亘って構成される。したがって、すべてのパワーモジュールＰＭ４について、モジュール配置に起因する熱的条件を等しくすることができる。
【００２９】
また、第４実施形態に係るパワーユニットにあっては、各パワーモジュールＰＭ４の共通Ｎ電極パターン３２は、円環状配置の内周側に一頂点を配置し外周側に二頂点を配した三角形状に形成される。
半導体チップが搭載される電極パターンは、汎用の半導体チップが矩形状であることから、同じく矩形状にすることで効率よく搭載が可能である。
しかし、円環状配置に適合するように略扇状の外形に形成された回路基板上に、矩形の電極パターンを配置すると、略三角形状に配置スペースが残る。
一方、共通Ｎ電極パターン３２には、半導体チップが搭載されず、ボンディングワイヤーの１本ごとの接合面積は小さく、電極パターンの形状に合わせて接続点を選択できるので、矩形状に形成する必要性が低い。
そこで、この残った配置スペースを埋めるように共通Ｎ電極パターン３２を配置することで、スペースを有効利用することができる。図６においては、共通Ｎ電極パターン３２を三角形状に示したが、これは好ましい一例であって、本実施形態において共通Ｎ電極パターン３２の外形は、三角形状のほか、扇形状、台形状、Ｖ字状などを適用し得る。これらについて共通した条件は、円環状配置の内周側が狭く、外周側が広い形状であることである。
【００３０】
〔第５実施形態〕
第５実施形態として、３以上のブリッジを一の回路基板上に構成する場合につき図７〜図９を参照して説明する。
図７に示すパワーモジュールＰＭ５は、一の回路基板５０上に４つのブリッジＢＲ１，ＢＲ２，ＢＲ３，ＢＲ４を構成したものである。
中央の対称中心線Ｃ１の両側に配置されるブリッジＢＲ１，ＢＲ２が構成される部分は、上記第２実施形態のパワーモジュールＰＭ２に相当する構造である。対応する部分に同符号を使用する。
さらに、Ｐ電極パターン３４を共通電極としてブリッジＢＲ３がブリッジＢＲ１に対して対称中心線Ｃ２を中心に対称に構成される。そのため回路基板５０上に、ＡＣ電極パターン３７（ＡＣ３）及びＮ電極パターン３８が設けられる。
また、Ｐ電極パターン３６を共通電極としてブリッジＢＲ４がブリッジＢＲ２に対して対称中心線Ｃ３を中心に対称に構成される。そのため回路基板５０上に、ＡＣ電極パターン３９（ＡＣ４）及びＮ電極パターン４０が設けられる。
パワーモジュールＰＭ５の構成の要点を上げると、４ブリッジ、中心Ｎ電極、両側Ｎ電極という構成である。したがって、図７に示すように複数のパワーモジュールＰＭ５，ＰＭ５，・・・を互いのＮ電極が隣接するように並べることができる。
【００３１】
さらに、ブリッジＢＲ３又はブリッジＢＲ４の外側にＮ電極を共通としてブリッジを増設することができ、次にはＰ電極を共通とし、その次にはＮ電極を共通とし、繰り返し増設することで、ブリッジ数を選択することができる。
【００３２】
ブリッジＢＲ１，ＢＲ２に対してブリッジＢＲ３までを増設した構造とすることで３ブリッジとすることができる。その構造は、図８に示すパワーモジュールＰＭ６に相当する。パワーモジュールＰＭ６は、３ブリッジ、中心ＡＣ電極、両側Ｐ／Ｎ電極という構成である。
【００３３】
また、図９に示すようにブリッジＢＲ１，ＢＲ２に対して片側にブリッジＢＲ３、ブリッジＢＲ４を増設することで、４ブリッジ、中心Ｐ電極、両側Ｐ電極というパワーモジュールＰＭ７を構成することができる。回路基板５０上に、ＡＣ電極パターン５１（ＡＣ４）及びＰ電極パターン５２が設けられる。図９に示すように複数のパワーモジュールＰＭ７，ＰＭ７，・・・を互いのＰ電極が隣接するように並べることができる。
【００３４】
以上の説明からわかるように、一の回路基板上に３ブリッジ以上を有したパワーモジュールを構成することもでき、ブリッジ数を２以上の任意の数で選択することができる。ブリッジ数に応じて回路基板５０のサイズは適宜に調整される。
ブリッジ数が偶数である場合は、両側同極の構成を得ることができる。ブリッジ数が３以上の奇数である場合は、両側異極の構成を得ることができる。なお、両側異極の構成の場合、図８に示すように複数のパワーモジュール（ＰＭ６）を同じ向きに並べると、Ｐ電極とＮ電極が隣接する。これを避けるには、パワーモジュール（ＰＭ６）を交互に反転して、隣り合うモジュールで隣接する電極がＰとＰ、ＮとＮ、ＰとＰ・・・というように繰り返すように並べる。
【００３５】
なお、図７〜図９に示す構成では、配線材としてボンディングワイヤーを図示したが、ボンディングワイヤーに代えて上記第１実施形態のように板状導電部材を適用してもよい。
【００３６】
以上の実施形態において回路基板（１０，３０，５０）上のＰ電極、Ｎ電極、ＡＣ電極の各電極パターンには、電気接続端子が設けられて、電磁モータなどの負荷や電源に繋ぐ配線が接続される。また、半導体スイッチ素子Ｔ１，Ｔ２の制御信号入力電極（ゲート電極、エミッタ電極）が回路基板（１０，３０，５０）上に引き出されて電気接続端子が設けられ、本パワーモジュールを動作させる駆動回路に繋ぐ配線が接続される。
【符号の説明】
【００３７】
１０   回路基板
１１   絶縁基板
１２   共通Ｐ電極パターン
１３   ＡＣ電極パターン（ＡＣ１）
１４   Ｎ電極パターン
１５   ＡＣ電極パターン（ＡＣ２）
１６   Ｎ電極パターン
１９   ベースプレート
２１-２８     板状導電部材
３０   回路基板
３１   絶縁基板
３２   共通Ｎ電極パターン
３３   ＡＣ電極パターン（ＡＣ１）
３４   Ｐ電極パターン
３５   ＡＣ電極パターン（ＡＣ２）
３６   Ｐ電極パターン
３７   ＡＣ電極パターン（ＡＣ３）
３８   Ｎ電極パターン
３９   ＡＣ電極パターン（ＡＣ４）
４０   Ｎ電極パターン
４１-４８     ボンディングワイヤー
５０   回路基板
５１   ＡＣ電極パターン（ＡＣ４）
５２   Ｐ電極パターン
ＢＲ１-４     ブリッジ
Ｃ１   対称中心線
Ｃ２   対称中心線
Ｃ３   対称中心線
Ｄ１   フリーホイールダイオード
Ｄ２   フリーホイールダイオード
ＰＭ１-７     パワーモジュール
Ｔ１   半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）
Ｔ２   半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）
【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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