特許 6246654 パワー半導体モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6246654

(24)【登録日】2017年11月24日

(45)【発行日】2017年12月13日

(54)【発明の名称】パワー半導体モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/07 20060101AFI20171204BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20171204BHJP

   H01L 23/34 20060101ALI20171204BHJP

【ＦＩ】

   H01L25/04 C

   H01L23/34 Z

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-96443(P2014-96443)

(22)【出願日】2014年5月8日

(65)【公開番号】特開2015-216148(P2015-216148A)

(43)【公開日】2015年12月3日

【審査請求日】2017年2月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(74)【代理人】

【識別番号】100113284

【弁理士】

【氏名又は名称】上原 考幸

(72)【発明者】

【氏名】稲毛 彦文

【審査官】 井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０９１７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２４３１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０７８５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１７９６３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／１２８７８７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

Ｈ０１Ｌ ２３／３４

Ｈ０１Ｌ ２５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２つの電極（６ｄ，６ｅ）間において、第１ダイオード（３ａ）と第２ダイオード（３ｂ）、第３ダイオード（３ｃ）と第４ダイオード（３ｄ）、第５ダイオード（３ｅ）と第６ダイオード（３ｆ）がそれぞれ直列接続され、第１ダイオード（３ａ）及び第２ダイオード（３ｂ）と、第３ダイオード（３ｃ）及び第４ダイオード（３ｄ）と、第５ダイオード（３ｅ）及び第６ダイオード（３ｆ）とが互いに並列に接続された３相ダイオードブリッジ回路を構成するパワー半導体モジュールであって、
前記２つの電極と、各相の直列方向のダイオード同士の接続点に当たる中間の電極とからなる５つの電極をそれぞれ外部接続可能に導出する５つの外部導出端子と、
金属製放熱板と、
前記金属製放熱板の上面に搭載される絶縁基板と、
前記絶縁基板の上面に形成された６つの導体パターンと、
前記導体パターンと前記ダイオードの上面電極とを接続する折り曲げられた板状の導体である７つの接続アングルと、
前記金属製放熱板の上面の外周部に接合され、前記５つの外部導出端子を保持した樹脂製で上下端開口の外囲ケースと、を備え、
各外部導出端子の前記外囲ケースの内側に延出した内端部が前記導体パターンに接続され、
所定方向に、一列目が第１ダイオード、第３ダイオード、第５ダイオードの順で、二列目が第２ダイオード、第４ダイオード、第６ダイオードの順で二列に配列され、
前記６つの導体パターンは、
第１ダイオードが接合された第１導体パターンと、
第３ダイオードが接合された第２導体パターンと、
第５ダイオードが接合された第３導体パターンと、
第２ダイオード、第４ダイオード及び第６ダイオードが共に接合された第４導体パターンと、
第１導体パターンと第２導体パターンとの間に配置された第５導体パターンと、
第２導体パターンと第３導体パターンとの間に配置された第６導体パターンと、で構成され、
前記７つの接続アングルは、
第１ダイオードの上面電極と第５導体パターンとを接続する第１接続アングルと、
第３ダイオードの上面電極と第５導体パターンとを接続する第２接続アングルと、
第３ダイオードの上面電極と第６導体パターンとを接続する第３接続アングルと、
第５ダイオードの上面電極と第６導体パターンとを接続する第４接続アングルと、
第２ダイオードの上面電極と第１導体パターンとを接続する第５接続アングルと、
第４ダイオードの上面電極と第２導体パターンとを接続する第６接続アングルと、
第６ダイオードの上面電極と第３導体パターンとを接続する第７接続アングルと、で構成され、
前記外囲ケースは、前記一列目に隣接した第１側壁部と、前記二列目に隣接した第２側壁部と、当該第１側壁部の両端と当該第２側壁部の両端とを繋ぎ相対する２つの側壁部とからなる矩形状で前記絶縁基板を囲む周壁部を構成し、
５つの外部導出端子は、
内端部が第１導体パターンに接合され、中間部が第１側壁部に保持され、外端部が第１側壁部の上端から延出した第１外部導出端子と、
内端部が第２導体パターンに接合され、中間部が第１側壁部に保持され、外端部が第１側壁部の上端から延出した第２外部導出端子と、
内端部が第３導体パターンに接合され、中間部が第１側壁部に保持され、外端部が第１側壁部の上端から延出した第３外部導出端子と、
内端部が第４導体パターンに接合され、中間部が第２側壁部に保持され、外端部が第２側壁部の上端から延出した第４外部導出端子と、
内端部が第５又は第６導体パターンに接合され、中間部が第２側壁部に保持され、外端部が第２側壁部の上端から延出した第５外部導出端子と、で構成され、
第１、第２、第３外部導出端子が前記中間の電極の端子に相当し、第４、第５外部導出端子が前記２つの電極の端子に相当し、
前記内端部は、前記所定方向に沿って第１外部導出端子、第４（又は第５）外部導出端子、第２外部導出端子、第５（又は第４）外部導出端子、第３外部導出端子の順で配列し、
第１、第２及び第３外部導出端子の内端部は、第１側壁部から前記所定方向に対する垂直な方向に延びて前記一列目の配列領域を越え前記一列目と前記二列目の間の領域で前記導体パターンに接続し、
第４及び第５外部導出端子の内端部は、第２側壁部から前記所定方向に対する垂直な方向に延びて前記二列目の配列領域を越え前記一列目と前記二列目の間の領域で前記導体パターンに接続したパワー半導体モジュール。

【請求項2】

第１、第２、第３、第４及び第５外部導出端子は、その内端部が互いに等しい長さで構成されている請求項１に記載のパワー半導体モジュール。

【請求項3】

第１、第２、第３、第４及び第５外部導出端子は、その内端部の先端部同士が、前記所定方向に見て重なって配置されている請求項１又は請求項２に記載のパワー半導体モジュール。

【請求項4】

前記接続アングルの前記導体パターンに接続する端部が分岐状に形成されている請求項１又は請求項２に記載のパワー半導体モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３相ダイオードブリッジ回路を構成するパワー半導体モジュールに係り、その放熱性を向上する装置構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、３相ダイオードブリッジ回路がＡＣ−ＤＣコンバータに用いられている。図７に、３相ダイオードブリッジ回路の回路図を示す。
図７に示すように３相ダイオードブリッジ回路は、直列接続された３組（３相分）のダイオード３ａと３ｂ、３ｃと３ｄ、３ｅと３ｆを、電極６ｄと電極６ｅとの間に並列接続した構成をとり、この電極６ｄ，６ｅのほか、各相の直列方向の中間の電極６ａ，６ｂ，６ｃを含む５つの電極を外部接続可能にパッケージの外面に導出する構成をとる。
特許文献１には、金属製放熱板と、金属製放熱板の上面に搭載される絶縁基板と、絶縁基板の上面に形成された導体パターンに半田付けされたダイオード（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ）と、絶縁基板上の導体パターンと当該ダイオードの上面電極とを接続する折り曲げられた板状の導体である６つの接続アングルと、金属製放熱板の上面の外周部に接合され、上記電極の端子に相当する５つの外部導出端子（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ：電極の符号と共用する）を保持した樹脂製で上下端開口の外囲ケースとを備え、各外部導出端子の外囲ケースの内側に延出した内端部が絶縁基板上の導体パターンに接続され、外端部が外囲ケースの周壁部上端から上方へ延出したパワー半導体モジュールが記載されている（同文献図１〜１２）。
このようなパワー半導体モジュールにあっては、ダイオードで発生した熱は、絶縁基板を介して金属製放熱板に伝導する放熱径路と、外部導出端子に伝導する放熱径路とを主な放熱径路として放熱される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９−２７２３５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

以上の従来技術にあっては、以下のような課題がある。
特許文献１に記載のパワー半導体モジュールあっては、５つの外部導出端子のうち、４つの外部導出端子（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）は、外囲ケースの長辺を構成する側壁部のうち一方の側壁部に保持され、当該一方の側壁部から内端部及び外端部が延出する。残る１つの外部導出端子（６ｅ）は、その対辺を構成する他方の側壁部に保持され、当該他方の側壁部から内端部及び外端部が延出する。
そのため、４つの外部導出端子が保持された前記一方の側壁部に放熱径路が集中してしまい、熱分布が不均一化する。
また、３つの外部導出端子（６ａ，６ｂ，６ｃ）と、他の２つの外部導出端子（６ｄ，６ｅ）とで長さが均等でない。このことによっても、熱分布が不均一化する。
ダイオードが接合されず、接続アングルと外部導出端子との接続を中継する導体パターン（同文献中符号２ｂ５）がダイオード間に配置されていないため、一定の回路面積内においてダイオード間の距離をとることに貢献しておらず、６つのダイオードの密集度を高める。このことによっても、熱分布が不均一化する。
以上のような熱分布の不均一が、パワー半導体モジュールにおいて熱衝撃による特性劣化の原因とな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、３相ダイオードブリッジ回路を構成するパワー半導体モジュールにおいて、放熱性を向上す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、２つの電極（６ｄ，６ｅ）間において、第１ダイオード（３ａ）と第２ダイオード（３ｂ）、第３ダイオード（３ｃ）と第４ダイオード（３ｄ）、第５ダイオード（３ｅ）と第６ダイオード（３ｆ）がそれぞれ直列接続され、第１ダイオード（３ａ）及び第２ダイオード（３ｂ）と、第３ダイオード（３ｃ）及び第４ダイオード（３ｄ）と、第５ダイオード（３ｅ）及び第６ダイオード（３ｆ）とが互いに並列に接続された３相ダイオードブリッジ回路を構成するパワー半導体モジュールであって、
前記２つの電極と、各相の直列方向のダイオード同士の接続点に当たる中間の電極とからなる５つの電極をそれぞれ外部接続可能に導出する５つの外部導出端子と、
金属製放熱板と、
前記金属製放熱板の上面に搭載される絶縁基板と、
前記絶縁基板の上面に形成された６つの導体パターンと、
前記導体パターンと前記ダイオードの上面電極とを接続する折り曲げられた板状の導体である７つの接続アングルと、
前記金属製放熱板の上面の外周部に接合され、前記５つの外部導出端子を保持した樹脂製で上下端開口の外囲ケースと、を備え、
各外部導出端子の前記外囲ケースの内側に延出した内端部が前記導体パターンに接続され、
所定方向に、一列目が第１ダイオード、第３ダイオード、第５ダイオードの順で、二列目が第２ダイオード、第４ダイオード、第６ダイオードの順で二列に配列され、
前記６つの導体パターンは、
第１ダイオードが接合された第１導体パターンと、
第３ダイオードが接合された第２導体パターンと、
第５ダイオードが接合された第３導体パターンと、
第２ダイオード、第４ダイオード及び第６ダイオードが共に接合された第４導体パターンと、
第１導体パターンと第２導体パターンとの間に配置された第５導体パターンと、
第２導体パターンと第３導体パターンとの間に配置された第６導体パターンと、で構成され、
前記７つの接続アングルは、
第１ダイオードの上面電極と第５導体パターンとを接続する第１接続アングルと、
第３ダイオードの上面電極と第５導体パターンとを接続する第２接続アングルと、
第３ダイオードの上面電極と第６導体パターンとを接続する第３接続アングルと、
第５ダイオードの上面電極と第６導体パターンとを接続する第４接続アングルと、
第２ダイオードの上面電極と第１導体パターンとを接続する第５接続アングルと、
第４ダイオードの上面電極と第２導体パターンとを接続する第６接続アングルと、
第６ダイオードの上面電極と第３導体パターンとを接続する第７接続アングルと、で構成され、
前記外囲ケースは、前記一列目に隣接した第１側壁部と、前記二列目に隣接した第２側壁部と、当該第１側壁部の両端と当該第２側壁部の両端とを繋ぎ相対する２つの側壁部とからなる矩形状で前記絶縁基板を囲む周壁部を構成し、
５つの外部導出端子は、
内端部が第１導体パターンに接合され、中間部が第１側壁部に保持され、外端部が第１側壁部の上端から延出した第１外部導出端子と、
内端部が第２導体パターンに接合され、中間部が第１側壁部に保持され、外端部が第１側壁部の上端から延出した第２外部導出端子と、
内端部が第３導体パターンに接合され、中間部が第１側壁部に保持され、外端部が第１側壁部の上端から延出した第３外部導出端子と、
内端部が第４導体パターンに接合され、中間部が第２側壁部に保持され、外端部が第２側壁部の上端から延出した第４外部導出端子と、
内端部が第５又は第６導体パターンに接合され、中間部が第２側壁部に保持され、外端部が第２側壁部の上端から延出した第５外部導出端子と、で構成され、
第１、第２、第３外部導出端子が前記中間の電極の端子に相当し、第４、第５外部導出端子が前記２つの電極の端子に相当し、
前記内端部は、前記所定方向に沿って第１外部導出端子、第４（又は第５）外部導出端子、第２外部導出端子、第５（又は第４）外部導出端子、第３外部導出端子の順で配列し、
第１、第２及び第３外部導出端子の内端部は、第１側壁部から前記所定方向に対する垂直な方向に延びて前記一列目の配列領域を越え前記一列目と前記二列目の間の領域で前記導体パターンに接続し、
第４及び第５外部導出端子の内端部は、第２側壁部から前記所定方向に対する垂直な方向に延びて前記二列目の配列領域を越え前記一列目と前記二列目の間の領域で前記導体パターンに接続したパワー半導体モジュールである。

【0007】

請求項２記載の発明は、第１、第２、第３、第４及び第５外部導出端子は、その内端部が互いに等しい長さで構成されている請求項１に記載のパワー半導体モジュールである。

【0008】

請求項３記載の発明は、第１、第２、第３、第４及び第５外部導出端子は、その内端部の先端部同士が、前記所定方向に見て重なって配置されている請求項１又は請求項２に記載のパワー半導体モジュールである。

【0009】

請求項４記載の発明は、前記接続アングルの前記導体パターンに接続する端部が分岐状に形成されている請求項１又は請求項２に記載のパワー半導体モジュールである。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、３つの外部導出端子と、２つの外部導出端子とが外囲ケースの対辺に分散して配置され、それらの５つの内端部が前記所定方向に沿って対辺から延出するものが交互に順序付けられて分散して配列されているので、ダイオードの発熱時に熱分布の均一化が図られる。
また、これらの５つの内端部は、ダイオードの一列を越えて一列目と二列目の間の領域で導体パターンに接続するので、自ずとほぼ均等に長く形成され、また意図的に均等に長くすることが容易であり、ダイオードの発熱時に熱分布の均一化が図られる。
さらに、ダイオードが接合されない第５及び第６導体パターンが、ダイオードが接合される他の導体パターンの間に配置されているので、一定の回路面積内においてダイオード間の距離をとることに貢献し、６つのダイオードの密集度を低くすることで、ダイオードの発熱時に熱分布の均一化が図られる。
以上により、３相ダイオードブリッジ回路を構成するパワー半導体モジュールにおいて、放熱性を向上することができ、熱衝撃を緩和し特性向上が達成される。
さらに、第１、第２、第３、第４及び第５外部導出端子を、その内端部の先端部同士が、前記所定方向に見て重なって配置されるようにすることができ、そのようにすれば、各内端部をより長く形成することができる。
内端部をより長く形成することができれば、絶縁基板の上方の外囲ケース内の空間において端子の熱容量を向上でき、熱衝撃を緩和できる。また、内端部を長く形成すれば、内端部の弾性的な撓み易さを向上することができ、導体パターンとの半田接合において応力を緩和することができ、電気および熱伝導性の良好な接合が容易に得られる結果、放熱性を向上することができる。
接続アングルの導体パターンに接続する端部が分岐状に形成されている構造によっても、分岐した枝部分の弾性的な撓み易さを向上することができ、導体パターンとの半田接合において応力を緩和することができ、電気および熱伝導性の良好な接合が容易に得られる結果、放熱性を向上することができる。また、接続アングルが分岐していることによって、熱的集中を緩和することができ、分岐するが一体であるので接続アングルの接続作業は煩雑化せず、電気および熱伝導性の良好な接合が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態に係るパワー半導体モジュールの上面図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る絶縁基板（ダイオード搭載済み）の上面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る外囲ケース（外部導出端子を含む）の上面図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係るパワー半導体モジュールの上面図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係る絶縁基板（ダイオード搭載済み）の上面図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係る外囲ケース（外部導出端子を含む）の上面図である。

【図7】３相ダイオードブリッジ回路を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

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。

【0013】

〔回路基本構成〕
以下に説明する第１及び第２実施形態のパワー半導体モジュールは、図７に示す３相ダイオードブリッジ回路２０を構成するものである。
この３相ダイオードブリッジ回路は、図７に示すように２つの電極６ｄ，６ｅ間において、第１ダイオード３ａと第２ダイオード３ｂ、第３ダイオード３ｃと第４ダイオード３ｄ、第５ダイオード３ｅと第６ダイオード３ｆがそれぞれ直列接続され、第１ダイオード３ａ及び第２ダイオード３ｂと、第３ダイオード３ｃ及び第４ダイオード３ｄと、第５ダイオード３ｅ及び第６ダイオード３ｆとが互いに並列に接続された回路構成を有し、その他図７に示す通りである。
以下の第１及び第２実施形態において、対応する部分に共通の符号を用いるが、それぞれの具体的な形状、配置などは各形態の図示したものによる。

【0014】

〔第１実施形態〕
まず、図１〜図３を参照して第１実施形態のパワー半導体モジュールにつき説明する。
図１から図３に示すように本実施形態のパワー半導体モジュールは、５つの外部導出端子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ（図７の対応する電極の符号と共用する）と、金属製放熱板１と、金属製放熱板１の上面に搭載される絶縁基板２と、絶縁基板２の上面に形成された６つの導体パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆと、これらの導体パターンのいずれかといずれかのダイオード上面電極とを接続する折り曲げられた板状の導体である７つの接続アングル４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇと、外囲ケース６と、を備える。

【0015】

外囲ケース６は、その下端が金属製放熱板１の上面の外周部に接合される。５つの外部導出端子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅを保持した樹脂製で上下端開口の構造である。５つの外部導出端子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅをインサートした成形金型に樹脂を充填することで構成される。
この５つの外部導出端子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅは、図７に示した２つの電極６ｄ，６ｅと、各相の直列方向の中間の電極６ａ，６ｂ，６ｃとからなる５つの電極をそれぞれ外部接続可能に導出するものである。外部導出端子及び接続アングルは、銅などの金属製の板部材を折り曲げ成形したもので実施できる。
外部導出端子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅの外囲ケース６に埋没保持される部分が中間部（符号なし）であり、内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１及び外端部６ａ２，６ｂ２，６ｃ２，６ｄ２，６ｅ２は外囲ケース６の樹脂素材から露出する部分である。
各外部導出端子６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅの外囲ケース６の内側に延出した内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１がその先端部において導体パターンに接続される。

【0016】

特に図２を参照すればわかるように所定方向Ａに、一列目が第１ダイオード３ａ、第３ダイオード３ｃ、第５ダイオード３ｅの順で、二列目が第２ダイオード３ｂ、第４ダイオード３ｄ、第６ダイオード３ｆの順で二列に配列されている。本実施形態では、所定方向Ａを、本モジュールの長辺方向に沿った方向で、図面上左から右への方向とする。特にこれに拘泥されるものではなく、モジュールの外形は正方形でも実施できる。しかし、本実施形態のように３つのダイオードが並ぶ所定方向Ａをモジュールの長辺方向、特に絶縁基板２の長辺方向とすることが好ましい。絶縁基板２上の面積を無駄なく利用しつつ所定方向Ａに並ぶ３つのダイオードの間隔と、これと垂直な方向Ｂに並ぶ２つのダイオードの間隔を同程度として６つのダイオードを分散配置することが容易だからである。

【0017】

６つの導体パターンは、第１ダイオード３ａが接合された第１導体パターン２ａと、第３ダイオード３ｃが接合された第２導体パターン２ｂと、第５ダイオード３ｅが接合された第３導体パターン２ｃと、第２ダイオード３ｂ、第４ダイオード３ｄ及び第６ダイオード３ｆが共に接合された第４導体パターン２ｄと、第１導体パターン２ａと第２導体パターン２ｂとの間に配置された第５導体パターン２ｅと、第２導体パターン２ｂと第３導体パターン２ｃとの間に配置された第６導体パターン２ｆと、で構成される。
すなわち、これら６つの導体パターンは、絶縁基板２上で互いに繋がっていない独立したパターンであり、第２ダイオード３ｂ、第４ダイオード３ｄ及び第６ダイオード３ｆの下面電極に関しては、共通の第４導体パターン２ｄに接合されることで、互いに電気的に接続される。

【0018】

図１に示すように７つの接続アングルは、第１ダイオード３ａの上面電極と第５導体パターン２ｅとを接続する第１接続アングル４ａと、第３ダイオード３ｃの上面電極と第５導体パターン２ｅとを接続する第２接続アングル４ｂと、第３ダイオード３ｃの上面電極と第６導体パターン２ｆとを接続する第３接続アングル４ｃと、第５ダイオード３ｅの上面電極と第６導体パターン２ｆとを接続する第４接続アングル４ｄと、第２ダイオード３ｂの上面電極と第１導体パターン２ａとを接続する第５接続アングル４ｅと、第４ダイオード３ｄの上面電極と第２導体パターン２ｂとを接続する第６接続アングル４ｆと、第６ダイオード３ｆの上面電極と第３導体パターン２ｃとを接続する第７接続アングル４ｇと、で構成される。

【0019】

外囲ケース６は、一列目のダイオード３ａ，３ｃ，３ｅに隣接した第１側壁部５ａと、二列目のダイオード３ｂ，３ｄ，３ｆに隣接した第２側壁部５ｂと、第１側壁部５ａの両端と第２側壁部５ｂの両端とを繋ぎ相対する２つの側壁部５ｃ，５ｄとからなる矩形状で絶縁基板２を囲む周壁部（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）を構成する。さらに側壁部５ｃ，５ｄの外側に取付部５ｅ，５ｆが設けられている。取付部５ｅ，５ｆ及びこれに重なる金属製放熱板１の両端部にはボルト挿通用の孔又は切り欠きが形成される。

【0020】

図１及び図３によって示すように、５つの外部導出端子は、内端部６ａ１が第１導体パターン２ａに接合され、中間部が第１側壁部５ａに保持され、外端部６ａ２が第１側壁部５ａの上端から延出した第１外部導出端子６ａと、内端部６ｂ１が第２導体パターン２ｂに接合され、中間部が第１側壁部５ａに保持され、外端部６ｂ２が第１側壁部５ａの上端から延出した第２外部導出端子６ｂと、内端部６ｃ１が第３導体パターン２ｃに接合され、中間部が第１側壁部５ａに保持され、外端部６ｃ２が第１側壁部５ａの上端から延出した第３外部導出端子６ｃと、内端部６ｄ１が第４導体パターン２ｄに接合され、中間部が第２側壁部５ｂに保持され、外端部６ｄ２が第２側壁部５ｂの上端から延出した第４外部導出端子６ｄと、内端部６ｅ１が第６導体パターン２ｆに接合され、中間部が第２側壁部５ｂに保持され、外端部６ｅ２が第２側壁部５ｂの上端から延出した第５外部導出端子６ｅと、で構成される。

【0021】

内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１は、所定方向Ａに沿って第１外部導出端子の内端部６ａ１、第４外部導出端子の内端部６ｄ１、第２外部導出端子の内端部６ｂ１、第５外部導出端子の内端部６ｅ１、第３外部導出端子の内端部６ｃ１の順で配列している。
なお、第４外部導出端子６ｄと第５外部導出端子６ｅの配置を入れ替えて、第５外部導出端子６ｅの内端部６ｅ１を第５導体パターン２ｅに接合した形態も実施できる。この場合、図１上において、第４導体パターン２ｄは左右反転したパターンに変更し、第５導体パターン２ｅを方向Ｂに長く、第６導体パターン２ｆを方向Ｂに短く変更することで実施できる。この場合、内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１は、所定方向Ａに沿って第１外部導出端子の内端部６ａ１、第５外部導出端子の内端部６ｅ１、第２外部導出端子の内端部６ｂ１、第４外部導出端子の内端部６ｄ１、第３外部導出端子の内端部６ｃ１の順で配列することとなる。これは、実質的な相違に関する問題ではなく、左右対称性に関するもので、図１に示した通りの構造において、所定方向Ａを右から左と決めてしまえば、第５外部導出端子６ｅの順番は、第１、第３外部導出端子の間となる。
いずれにしても第１側壁部５ａから延出するものと、第２側壁部５ｂから延出するものとで交互に配置することで、６つの外部導出端子の分散した配置が可能となり、熱分布の均一化が図られる。

【0022】

また、第１、第２及び第３外部導出端子の内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１は、第１側壁部５ａから所定方向Ａに対する垂直な方向Ｂに延びて一列目のダイオード３ａ，３ｃ，３ｅの配列領域Ｂ１を越え一列目と二列目の間の領域Ｂｍで導体パターン２ａ，２ｂ，２ｃに接続する。第４及び第５外部導出端子の内端部６ｄ１，６ｅ１は、第２側壁部５ｂから所定方向Ａに対する垂直な方向Ｂに延びて二列目のダイオード３ｂ，３ｄ，３ｆの配列領域ｂ２を越え一列目と二列目の間の領域Ｂｍで導体パターン２ｄ，２ｆに接続する。
これにより、内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１は、自ずとほぼ均等に長く形成され、また意図的に均等に長くすることが容易であり、ダイオード３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆの発熱時に熱分布の均一化が図られる。本実施形態では、実際に、内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１が互いに等しい長さで構成されている。
５つの内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１のすべてが配列領域Ｂ１又はＢ２を越えて領域Ｂｍに達し等しく長く形成されている。
内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１を長く形成することで、絶縁基板２の上方の外囲ケース６内の空間において端子の熱容量を向上でき、熱衝撃を緩和できる。
また、内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１を長く形成すれば、内端部の弾性的な撓み易さを向上することができる。これにより、導体パターンとの半田接合時及びその後の内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１の応力を緩和することができる。そのめ、半田接合部のボイド、クラックなどの不良の発生を抑えることができる。よって、内端部と導体パターンとの電気および熱伝導性の良好な接合が容易に得られる結果、放熱性を向上することができる。
本実施形態では、接続アングル４ａ−４ｇの導体パターンに接続する端部が分岐状に形成されている。これによっても、分岐した枝部分の弾性的な撓み易さを向上することができ、導体パターンとの半田接合において応力を緩和することができ、電気および熱伝導性の良好な接合が容易に得られる結果、放熱性を向上することができる。また、接続アングル４ａ−４ｇが分岐しているによって、熱的集中を緩和することができ、分岐するが一体であるので接続アングル４ａ−４ｇの接続作業は煩雑化せず、電気および熱伝導性の良好な接合が容易に得られる。
さらに、上述したようにダイオードが接合されない第５及び第６導体パターン２ｅ，２ｆが、ダイオードが接合される他の導体パターン（２ａと２ｂ、２ｂと２ｃ）の間に配置されているので、一定の回路面積内において所定方向Ａにダイオード間の距離をとることに貢献し、６つのダイオード３ａ−３ｆの密集度を低くすることで、ダイオードの発熱時に熱分布の均一化が図られる。
以上により、本実施形態のパワー半導体モジュールによれば、３相ダイオードブリッジ回路を構成し、放熱性を向上することができ、熱衝撃を緩和し特性向上が達成される。

【0023】

〔第２実施形態〕
次に、図４〜図７を参照して第２実施形態のパワー半導体モジュールにつき説明する。
上記第１実施形態の要素と対応する要素はすべて共通の符号で示している。上記第１実施形態と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。但し、接続アングル４ａ−４ｇの導体パターンに接続する端部が分岐状に形成されている構成については実施していない。

【0024】

本実施形態では、内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１の先端部同士が、所定方向Ａに見て重なって配置されている。これにより、各内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１をより長く形成することができ、絶縁基板２の上方の外囲ケース６内の空間において端子の熱容量を向上でき、熱衝撃を緩和できる。
また、内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１を長く形成すれば、内端部の弾性的な撓み易さを向上することができる。これにより、導体パターンとの半田接合時及びその後の内端部６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１の応力を緩和することができる。そのめ、半田接合部のボイド、クラックなどの不良の発生を抑えることができる。よって、内端部と導体パターンとの電気および熱伝導性の良好な接合が容易に得られる結果、放熱性を向上することができる。

【0025】

第１実施形態は、第２実施形態に比較して、第５〜第７接続アングル４ｅ，４ｆ，４ｇがダイオード３ｂ，３ｄ，３ｆの上面から方向Ｂに沿って領域Ｂｍに延出するとともに、所定方向Ａに見て第５〜第７接続アングル４ｅ，４ｆ，４ｇのすべてが第１〜第３外部導出端子６ａ，６ｂ，６ｃのいずれとも重ならず、方向Ｂに見て第５接続アングル４ｅが第１外部導出端子６ａに、第６接続アングル４ｆが第２外部導出端子６ｂに、第７接続アングル４ｇが第３外部導出端子６ｃに重なるように配置されているので、限られた回路面積を有効に利用しつつ６つのダイオード３ａ−３ｆの均等な分散配置が良好に達成されている。

【0026】

以上の第１及び第２実施形態においては、３つの導体パターン２ａ，２ｂ，２ｃに個別に接合するダイオードを図７におけるダイオード３ａ，３ｃ，３ｅとし、１つの第４導体パターン２ｄに共通に接合するダイオードを図７におけるダイオード３ｂ，３ｄ，３ｆとしたが、逆に３つの導体パターン２ａ，２ｂ，２ｃに個別に接合するダイオードを図７におけるダイオード３ｂ，３ｄ，３ｆとし、１つの第４導体パターン２ｄに共通に接合するダイオードを図７におけるダイオード３ａ，３ｃ，３ｅとしてもよい。後者の場合、図７において括弧内に示すとおり６ｄ，６ｅの符号は入れ替わる。ダイオードの上下面の極性は前者と後者で逆になる。
なお、特許文献１に記載の従来技術と同様に、外囲ケースの上端開口が樹脂製の蓋で閉じられ、該蓋に設けられた孔を通った外端部６ａ２，６ｂ２，６ｃ２，６ｄ２，６ｅ２が該蓋の上面に延在するように折り曲げられる。

【符号の説明】

【0027】

１ 金属製放熱板
２ 絶縁基板
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ 導体パターン
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ ダイオード
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ 接続アングル
５ａ 第１側壁部
５ｂ 第２側壁部
６ 外囲ケース
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ 外部導出端子（電極）
６ａ１，６ｂ１，６ｃ１，６ｄ１，６ｅ１ 内端部
６ａ２，６ｂ２，６ｃ２，６ｄ２，６ｅ２ 外端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】