特許 6252219 電力変換装置、及びその製造方法

(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】6252219

(24)【登録日】2017年12月8日

(45)【発行日】2017年12月27日

(54)【発明の名称】電力変換装置、及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20171218BHJP

【ＦＩ】

   H02M7/48 ZZHV

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2014-24007(P2014-24007)

(22)【出願日】2014年2月12日

(65)【公開番号】特開2015-154516(P2015-154516A)

(43)【公開日】2015年8月24日

【審査請求日】2016年4月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110000648

【氏名又は名称】特許業務法人あいち国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】倉内 豪

(72)【発明者】

【氏名】近藤 浩

(72)【発明者】

【氏名】中坂 彰

【審査官】 白井 孝治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１５１９９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３５７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４８７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１７３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１４７１９９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ７／４２〜 ７／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子（２０）を内蔵した本体部（２１）と、上記半導体素子（２０）に電気的に接続し上記本体部（２１）から突出したパワー端子（３）とを有する半導体モジュール（２）と、
該半導体モジュール（２）と外部機器（８）との間の電流経路になるバスバー（４）とを備え、
該バスバー（４）は上記パワー端子（３）に溶接される板状部（４０）を有し、
該板状部（４０）と上記パワー端子（３）とは、上記板状部（４０）の２つの主面（４１，４２）のうち、上記半導体モジュール（２）を配した側の上記主面である第１主面（４１）に、上記パワー端子（３）の先端部（３０）を接触させた状態で、レーザ溶接又は電子ビーム溶接されており、
複数の上記半導体モジュール（２）と、該半導体モジュール（２）を冷却する複数の冷却器（１１）とを積層して積層体（１０）を構成してあり、上記板状部（４０）は、その厚さ方向が上記積層体（１０）の積層方向に直交するよう配されており、上記板状部（４０）の上記積層方向における長さ（Ａ）は、上記先端部（３０）の上記積層方向における寸法（Ｗ１）よりも長く、
上記板状部（４０）の板厚（Ｔ）は、上記積層方向における上記先端部（３０）の寸法（Ｗ１）よりも薄く、
上記パワー端子（３）は、上記本体部（２１）から上記厚さ方向に突出した端子基体部（３１）を備え、上記積層方向において、上記先端部（３０）は上記端子基体部（３１）よりも長く形成されており、上記厚さ方向から見たときに、上記積層方向における上記端子基体部（３１）の一方側と他方側とに、上記先端部（３０）の一部がそれぞれ存在していることを特徴とする、電力変換装置。

【請求項2】

上記先端部（３０）は、上記端子基体部（３１）の先端から、上記積層方向における一方側と他方側とにそれぞれ突出していることを特徴とする、請求項１に記載の電力変換装置（１）。

【請求項3】

上記パワー端子（３）は、上記端子基体部（３１）の先端から上記積層方向における一方側に突出し、折返されて上記積層方向における他方側に延出する折返部を備え、該折返部の、上記端子基体部（３１）に接続した側とは反対側の端部から、上記先端部（３０）が上記積層方向に延出していることを特徴とする、請求項１に記載の電力変換装置（１）。

【請求項4】

個々の上記半導体モジュール（２）は複数本の上記パワー端子（３）を備え、該複数のパワー端子（３）には、直流電源（８ａ）の正電極（８０）に電気接続される正極端子（３ａ）と、上記直流電源（８ａ）の負電極（８１）に電気接続される負極端子（３ｂ）と、交流負荷（８ｂ）に電気接続される交流端子（３ｃ）とがあり、上記正極端子（３ａ）と上記負極端子（３ｂ）と上記交流端子（３ｃ）との、上記本体部（２１）からの突出長さは互いに等しいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電力変換装置（１）。

【請求項5】

上記パワー端子（３）と上記バスバー（４）とのうち、上記パワー端子（３）のみに金属めっき層が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の電力変換装置（１）。

【請求項6】

請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の電力変換装置（１）を製造する方法であって、
上記半導体モジュール（２）をケース（１２）内に固定する固定工程と、
上記バスバー（４）を上記半導体モジュール（２）に接近させ、上記パワー端子（３）の上記先端部（３０）を上記第１主面（４１）に接触させる接触工程と、
上記パワー端子（３）の位置を測定する測定工程と、
該測定工程において位置が測定された上記パワー端子（３）に向けて、上記板状部（４０）の２つの主面（４１，４２）のうち上記第１主面（４１）とは反対側の主面である第２主面（４２）側からレーザ光又は電子ビームを照射することにより、上記板状部（４０）と上記パワー端子（３）とを溶接する溶接工程と、
を行うことを特徴とする電力変換装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体モジュールのパワー端子とバスバーとを溶接した電力変換装置、及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば直流電力と交流電力との間で電力変換を行う電力変換装置として、半導体素子を内蔵した半導体モジュールと、金属板からなるバスバーとを備えたものが知られている（下記特許文献１参照）。

【0003】

上記半導体モジュールは、上記半導体素子を内蔵した本体部と、該本体部から突出したパワー端子とを備える。パワー端子は、本体部内において上記半導体素子に電気接続している。パワー端子の先端は、上記バスバーに接合されている。

【0004】

上記電力変換装置では、例えばＴＩＧ溶接を行うことにより、パワー端子と上記バスバーとを溶接してある。例えばバスバーに、溶接する部位（被溶接部）を予め形成しておき、この被溶接部とパワー端子とを重ね合わせる。そして、ＴＩＧ溶接を行って、これら被溶接部とパワー端子とを溶接するよう構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第５２７２６６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記電力変換装置は、パワー端子の突出長さを長くする必要があるという問題がある。すなわち、ＴＩＧ溶接は、溶接時に発生する熱量が大きいため、この熱がパワー端子を通って本体部へ伝わりやすい。そのため、本体部の温度が上昇しやすく、本体部が変形したり半導体素子の特性が変動したりする問題が生じやすい。したがって、上記電力変換装置は、パワー端子を長く形成しておき、溶接時に発生し本体部へ伝わる熱を、パワー端子において放熱させる必要がある。

【0007】

しかし、パワー端子を長くすると、パワー端子に寄生するインダクタンスが大きくなり、半導体素子に加わるサージ電圧が大きくなりやすい。そのため、半導体素子のスイッチング速度を遅くする必要が生じる。また、パワー端子が長いと、電力変換装置が大型化しやすくなるという問題もある。

【0008】

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、半導体モジュールのパワー端子の突出長さを短くすることができる電力変換装置と、その製造方法を提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の態様は、半導体素子を内蔵した本体部と、上記半導体素子に電気的に接続し上記本体部から突出したパワー端子とを有する半導体モジュールと、
該半導体モジュールと外部機器との間の電流経路になるバスバーとを備え、
該バスバーは上記パワー端子に溶接される板状部を有し、
該板状部と上記パワー端子とは、上記板状部の２つの主面のうち、上記半導体モジュールを配した側の上記主面である第１主面に、上記パワー端子の先端部を接触させた状態で、レーザ溶接又は電子ビーム溶接されており、
複数の上記半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する複数の冷却器とを積層して積層体を構成してあり、上記板状部は、その厚さ方向が上記積層体の積層方向に直交するよう配されており、上記板状部の上記積層方向における長さは、上記先端部の上記積層方向における寸法よりも長く、
上記板状部の板厚は、上記積層方向における上記先端部の寸法よりも薄く、
上記パワー端子は、上記本体部から上記厚さ方向に突出した端子基体部を備え、上記積層方向において、上記先端部は上記端子基体部よりも長く形成されており、上記厚さ方向から見たときに、上記積層方向における上記端子基体部の一方側と他方側とに、上記先端部の一部がそれぞれ存在していることを特徴とする、電力変換装置にある。

【0010】

また、本発明の第２の態様は、上記電力変換装置を製造する方法であって、
上記半導体モジュールをケース内に固定する固定工程と、
上記バスバーを上記半導体モジュールに接近させ、上記パワー端子の上記先端部を上記第１主面に接触させる接触工程と、
上記パワー端子の位置を測定する測定工程と、
該測定工程において位置が測定された上記パワー端子に向けて、上記板状部の２つの主面のうち上記第１主面とは反対側の主面である第２主面側からレーザ光又は電子ビームを照射することにより、上記板状部と上記パワー端子とを溶接する溶接工程と、
を行うことを特徴とする電力変換装置の製造方法にある。

【発明の効果】

【0011】

上記電力変換装置においては、バスバーに上記板状部を形成してある。そして、この板状部の上記第１主面にパワー端子の先端部を接触させた状態で、板状部とパワー端子とをレーザ溶接又は電子ビーム溶接してある。
そのため、パワー端子の突出長さを短くすることができる。すなわち、レーザ溶接や電子ビーム溶接は、狭い範囲にエネルギーを集中でき、短時間で溶接できる方法であるため、溶接時に発生する熱が少ない。そのため、溶接時にパワー端子および本体部に伝わる熱を少なくすることができる。したがって、パワー端子の突出長さを短くすることができ、パワー端子に寄生するインダクタンスを低減することができる。そのため、半導体素子に加わるサージを低減することができ、半導体素子を高速でスイッチング動作させることが可能となる。

【0012】

また、上記電力変換装置の製造方法においては、上記測定工程を行っている。そして、測定工程において位置を測定したパワー端子に向けて、第２主面側から、レーザ又は電子ビームを照射している。
そのため、測定工程においてパワー端子の位置を正確に測定でき、レーザ溶接又は電子ビーム溶接による溶接工程を、確実に行うことが可能となる。

【0013】

以上のごとく、本発明によれば、半導体モジュールのパワー端子の長さを短くすることができる電力変換装置と、その製造方法を提供することができる。

【0014】

なお、上記「主面」とは、上記板状部の表面のうち、最も面積が大きい面を意味する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】参考例１における、電力変換装置の断面図。

【図2】図１のII-II断面図。

【図3】図１のIII-III断面図。

【図4】図１のIV-IV断面図。

【図5】図１の要部拡大図であって、レーザ光と共に描いた図。

【図6】図４の要部拡大図であって、レーザ光と共に描いた図。

【図7】参考例１における、半導体モジュールの斜視図。

【図8】参考例１における、半導体モジュールの断面図。

【図9】参考例１における、電力変換装置の回路図。

【図10】参考例１における、電力変換装置の製造工程説明図。

【図11】図１０に続く図。

【図12】参考例２における、電力変換装置の要部拡大図。

【図13】実施例１における、電力変換装置の要部拡大図。

【図14】実施例２における、電力変換装置の要部拡大図。

【図15】参考例３における、半導体モジュールの一部透視平面図。

【図16】図１５のXVI矢視図。

【図17】参考例３における、要部拡大断面図。

【図18】参考例４における、電力変換装置の断面図。

【図19】図１８のXIX-XIX断面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

上記電力変換装置は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置とすることができる。

【0017】

上記電力変換装置において、複数の上記半導体モジュールと、該半導体モジュールを冷却する複数の冷却器とを積層して積層体を構成してあり、上記板状部は、その厚さ方向が上記積層体の積層方向に直交するよう配されており、上記板状部の上記積層方向における長さは、上記先端部の上記積層方向における寸法よりも長いことが好ましい。
積層体を形成すると、個々の半導体モジュールや冷却器の厚さばらつきが積み重なるため、積層方向におけるパワー端子の位置ずれが大きくなりやすい。しかしながら、上記電力変換装置は、パワー端子の位置ずれを許容しやすい構成になっている。すなわち、上記電力変換装置は、板状部の積層方向長さが長いため、パワー端子が積層方向に大きく位置ずれしても、そのずれた位置において、パワー端子を板状部の第１主面に接触させることができる。そして、その接触した位置にレーザ光又は電子ビームを照射することにより、パワー端子と板状部とを容易に溶接することができる。
つまり、板状部材の積層方向長さを長くしておき、かつパワー端子を板状部の第１主面に接触させてレーザ溶接等すれば、パワー端子の積層方向における位置ずれを許容しやすくなる。そのため、積層体を形成した場合のように、パワー端子の積層方向ばらつきが大きい電力変換装置には、特に好適である。

【0018】

また、上記板状部の板厚は、上記積層方向における上記先端部の寸法よりも薄いことが好ましい。
このようにすると、板状部の厚さが充分に薄いため、レーザ光を第２主面に照射した際に発生した熱を、第１主面に短時間で伝導させることができる。そのため、溶接工程をより短時間で行うことが可能となる。また、上述のように板状部の厚さを薄くすれば、バスバーを構成する金属材料の量を低減できるため、バスバーを低コストで製造することが可能となる。
また、本例では、先端部の積層方向における寸法が充分に長いため、レーザ光によって溶接できる範囲が広い。そのため、溶接工程を行いやすい。

【実施例】

【0019】

（参考例１）
上記電力変換装置およびその製造方法に係る実施例について、図１〜図１１を用いて説明する。本例の電力変換装置１は、図１、図２に示すごとく、半導体モジュール２とバスバー４とを備える。半導体モジュール２は、半導体素子２０（図８、図９参照）を内蔵した本体部２１と、上記半導体素子２０に電気的に接続しその一部が本体部２１に封止されたパワー端子３とを備える。バスバー４は、半導体モジュール２と外部機器８（図９参照）との間の電流経路になっている。

【0020】

図１に示すごとく、バスバー４には、パワー端子３に溶接される板状部４０を形成してある。図５、図６に示すごとく、板状部４０とパワー端子３とは、板状部４０の２つの主面４１，４２のうち、半導体モジュール２を配した側の主面である第１主面４１に、パワー端子３の先端部３０を接触させた状態で、レーザ溶接されている。

【0021】

本例の電力変換装置１は、電気自動車やハイブリッド車等の車両に搭載するための、車載用電力変換装置である。

【0022】

図２、図４に示すごとく、本例では、複数の半導体モジュール２と、該半導体モジュール２を冷却する複数の冷却器１１とを積層して積層体１０を構成している。板状部４０は、その厚さ方向（Ｚ方向）が積層体１０の積層方向（Ｘ方向）に直交するよう配されている。板状部４０のＸ方向長さＡは、先端部３０のＸ方向における寸法Ｗ１よりも長い。

【0023】

図１に示すごとく、本例の電力変換装置１は、複数のバスバー４（４ａ，４ｂ，４ｃ）を備える。また、個々の半導体モジュール２は、複数本のパワー端子３（３ａ，３ｂ，３ｃ）を備える。パワー端子３には、直流電源８ａ（図９参照）の正電極８０に電気接続される正極端子３ａと、直流電源８ａの負電極８１に電気接続される負極端子３ｂと、交流負荷８ｂに電気接続される交流端子３ｃとがある。図５に示すごとく、個々のパワー端子３ａ，３ｂ，３ｃのＺ方向長さＨは、互いに等しい。

【0024】

図１に示すごとく、正極端子３ａには正極バスバー４ａが溶接されており、負極端子３ｂには負極バスバー４ｂが溶接されている。また、交流端子３ｃには交流バスバー４ｃが溶接されている。

【0025】

負極バスバー４ｂと交流バスバー４ｃは、それぞれ平板状に形成されている。正極バスバー４ａは段形状に形成されている。正極バスバー４ａには貫通孔４９を形成してある。図５に示すごとく、この貫通孔４９を通してレーザ光Ｌを照射し、負極バスバー４ｂと負極端子３ｂとを溶接するようになっている。

【0026】

パワー端子３の表面には、Ｎｉ−Ｐめっき層や、Ｓｎめっき層や、Ｃｒめっき層等の金属めっき層が形成されている。これにより、上記半導体素子２０をパワー端子３にはんだ付けしやすくしている。また、バスバー４ａ〜４ｃは、銅を主成分とした金属板によって形成されている。バスバー４には、金属めっき層は形成されていない。

【0027】

また、図６に示すごとく、板状部４０の厚さＴは、先端部３０のＸ方向における寸法Ｗ１よりも薄い。

【0028】

次に、半導体モジュール２の構造について説明する。図７に示すごとく、半導体モジュール２の本体部２１から、放熱板２９が露出している。また、本体部２１から、複数本の制御端子２２が突出している。制御端子２２には、制御回路基板１３（図１参照）が接続する。この制御回路基板１３を用いて、半導体モジュール２のスイッチング動作を制御するよう構成されている。

【0029】

本体部２１には複数の半導体素子２０が内蔵されている。半導体素子２０には、上アーム半導体素子２０ａ（ＩＧＢＴ素子：図９参照）と、下アーム半導体素子２０ｂとがある。各半導体素子２０にはフリーホイールダイオード２００が逆並列接続しており、このフリーホイールダイオード２００も、本体部２１に内蔵されている。図８に示すごとく、個々の半導体素子２０は、２枚の放熱板２９の間に介在している。半導体素子２０は、放熱板２９に電気的に接続されている。

【0030】

図８に示すごとく、放熱板２９とパワー端子３とは一体化している。すなわち、１枚の金属板を曲げ加工して、放熱板２９とパワー端子３とを形成してある。放熱板２９とパワー端子３とは、Ｘ方向における寸法Ｗ１，Ｗ２が互いに等しい。

【0031】

次に、積層体１０の構造について説明する。本例では図２に示すごとく、半導体モジュール２と冷却器１１とを交互に積層して積層体１０を構成してある。冷却器１１の内部には、冷媒１７の流路が形成されている。冷却器１１は金属製である。冷却器１１と上記放熱板２９（図７、図８参照）との間には、図示しない絶縁板が介在している。この絶縁板によって、冷却器１１と放熱板２９とを絶縁している。

【0032】

また、Ｘ方向に隣り合う２つの冷却器１１は、連結管１８によって接続されている。複数の冷却器１１のうち、Ｘ方向における一方の端部に配された端部冷却器１１ａには、冷媒１７を導入するための導入管１５と、冷媒１７を導出するための導出管１６とが接続している。導入管１５から冷媒１７を導入すると、冷媒１７は連結管１８を通って全ての冷却器１１内を流れ、導出管１６から導出される。これにより、半導体モジュール２を冷却している。

【0033】

図２に示すごとく、積層体１０に対してＸ方向に隣り合う位置には、加圧部材１９（板ばね）が配されている。この加圧部材１９を用いて、積層体１０をケース１２の壁部１２１に向けて加圧している。これにより、半導体モジュール２と冷却器１１との接触圧を確保しつつ、積層体１０をケース１２内に固定している。

【0034】

図１、図２に示すごとく、積層体１０に対してＹ方向（Ｘ方向とＺ方向との双方に直交する方向）に隣り合う位置には、平滑用のコンデンサ１４が配されている。コンデンサ１４は、コンデンサケース１４１と、該コンデンサケース１４１内に収容された複数のコンデンサ素子１４２と、コンデンサ素子１４２をコンデンサケース１４１内に封止する樹脂部１４３とを備える。コンデンサ素子１４２はフィルムコンデンサである。コンデンサ素子１４２の端面１４４，１４５は電極面になっている。この端面１４４，１４５に、電極板１４６，１４７がそれぞれ接続している。電極板１４６，１４７には、上述した正極バスバー４ａ、および負極バスバー４ｂがそれぞれ接続している。

【0035】

また、図３に示すごとく、本例では、複数の交流バスバー４ｃを、封止部４９を用いて一体化し、１つのバスバーモジュール４００を構成している。交流バスバー４ｃには、板状部４０のＸ方向長さＡ（Ａ２，Ａ３）が長いものと、短いものとがある。全ての交流バスバー４ｃの板状部４０は、そのＸ方向長さＡ（Ａ２，Ａ３）が、交流端子３ｃのＸ方向における寸法Ｗ１よりも長い。

【0036】

次に、電力変換装置１の回路図の説明をする。図９に示すごとく、本例では、複数の半導体モジュール２を用いて、ブリッジ回路を構成してある。個々の半導体モジュール２には、上述したように、複数の半導体素子２０が内蔵されている。本例の電力変換装置１は、半導体素子２０ａ，２０ｂをスイッチング動作させることにより、直流電力を交流電力に変換し、交流負荷８ｂを駆動している。

【0037】

次に、電力変換装置１の製造方法について説明する。本例では、以下に説明する固定工程と、接触工程と、測定工程と、溶接工程とを行う。固定工程では、図１０に示すごとく、半導体モジュール２をケース１２内に固定する。すなわち、複数の半導体モジュール２と冷却器１１とを積層して積層体１０を形成し、加圧部材１９（図２参照）を用いて、積層体１０をケース１２内に固定する。

【0038】

接触工程では、図１１に示すごとく、バスバー４（４ａ，４ｂ，４ｃ）を半導体モジュール２に接近させ、パワー端子３の先端部３０をバスバー４の第１主面４１に接触させる。また、測定工程では、測定装置７を用いて、パワー端子３のＸ方向における位置を測定する。溶接工程では、測定工程において位置を測定したパワー端子３に向けて、板状部４０の第２主面４２側からレーザ光Ｌを照射する。これにより、板状部４０とパワー端子３とを溶接する。
積層体１０を形成すると、半導体モジュール２や冷却器１１の厚さばらつきが積み重なるため、パワー端子３のＸ方向ばらつきが大きくなる。そのため、上記測定工程において、パワー端子３の位置を正確に測定しておき、その測定した位置にレーザ光Ｌを照射するようにしている。

【0039】

本例の作用効果について説明する。図５、図６に示すごとく、本例では、バスバー４に板状部４０を形成してある。そして、この板状部４０の第１主面４１にパワー端子３の先端部３０を接触させた状態で、板状部４０とパワー端子３とをレーザ溶接してある。
そのため、パワー端子３の突出長さＨを短くすることができる。すなわち、レーザ溶接は、狭い範囲にエネルギーを集中でき、短時間で溶接できる方法であるため、溶接時に発生する熱が少ない。そのため、溶接時にパワー端子３および本体部２１に伝わる熱を少なくすることができる。したがって、パワー端子３の突出長さＨを短くすることができ、パワー端子３に寄生するインダクタンスを低減することができる。そのため、半導体素子２０に加わるサージを低減することができ、半導体素子２０を高速でスイッチング動作させることが可能となる。

【0040】

また、レーザ光Ｌを用いて溶接すると、溶接速度を速くすることができるため、電力変換装置１を量産するにあたって、必要な溶接装置の数を少なくすることができる。したがって、量産設備に必要なコストを低減することが可能となる。

【0041】

また、本例では、複数の半導体モジュール２と複数の冷却器１０とを積層して、積層体１０を構成してある。そして図４に示すごとく、板状部４０のＸ方向長さＡを、先端部３０のＸ方向における寸法Ｗ１よりも長くしてある。
積層体１０を形成すると、個々の半導体モジュール２や冷却器１０の厚さばらつきが積み重なるため、Ｘ方向におけるパワー端子３の位置ずれが大きくなりやすい。しかしながら、本例の構成を採用すれば、パワー端子３が大きく位置ずれしても、これを許容することが可能となる。すなわち、本例の板状部４０は、Ｘ方向長さＡが長いため、パワー端子３がＸ方向に大きく位置ずれしても、そのずれた位置において、パワー端子３を板状部４０の第１主面４１に接触させることができる。そして、その接触した位置にレーザ光Ｌを照射することにより、パワー端子３と板状部４０とを容易に溶接することができる。
つまり、板状部材４０のＸ方向長さＡを長くし、かつパワー端子３を板状部４０の第１主面４１に接触させてレーザ溶接すれば、パワー端子３のＸ方向における位置ずれを許容しやすくなる。そのため、積層体１０を形成した場合のように、パワー端子３のＸ方向ばらつきが大きい電力変換装置１には、特に好適である。

【0042】

また、本例では図６に示すごとく、板状部４０の厚さＴが、先端部３０のＸ方向における寸法Ｗ１よりも薄くなっている。
このようにすると、板状部４０の厚さＴが充分に薄いため、レーザ光Ｌを第２主面４２に照射した際に発生した熱を、第１主面４１に短時間で伝導させることができる。そのため、溶接工程をより短時間で行うことが可能となる。また、上述のように板状部４０の厚さＴを薄くすれば、バスバー４を構成する金属材料の量を低減できるため、バスバー４を低コストで製造することが可能となる。
また、本例では、先端部３０のＸ方向における寸法Ｗ１が充分に長いため、レーザ光Ｌによって溶接できる範囲が広い。そのため、溶接工程を行いやすい。

【0043】

また、本例では、パワー端子３とバスバー４とのうち、パワー端子３にのみ金属めっき層を形成してある。すなわち、バスバー４の表面に金属めっき層を形成していない。そのため、バスバー４の製造コストを一層、低減することが可能となる。

【0044】

また、本例では図５に示すごとく、３本のパワー端子３ａ，３ｂ，３ｃのＺ方向長さが互いに等しい。そのため、個々のパワー端子３ａ，３ｂ，３ｃに寄生するインダクタンスを互いに等しくすることができる。したがって、電力変換装置１の回路設計を容易に行うことが可能となる。また、電力変換装置１全体のＺ方向長さを短くすることができるため、電力変換装置１を小型化することができる。

【0045】

また、本例における電力変換装置１の製造方法においては、上記測定工程を行っている（図１０、図１１参照）。そして、溶接工程では、上記測定工程において位置を測定したパワー端子３に向けて、第２主面４２側から、レーザ光Ｌを照射している。
そのため、測定工程においてパワー端子３の位置を正確に測定でき、レーザ光Ｌを用いた溶接工程を、確実に行うことが可能となる。

【0046】

以上のごとく、半導体モジュールのパワー端子の長さを短くすることができる電力変換装置と、その製造方法を提供することができる。

【0047】

なお、本例では、板状部４０とパワー端子３とをレーザ溶接しているが、電子ビーム溶接を行ってもよい。

【0048】

（参考例２）
以下の実施例においては、図面に用いた符号のうち、参考例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、参考例１と同様の構成要素等を表す。

【0049】

本例は、パワー端子３の形状を変更した例である。図１２に示すごとく、本例のパワー端子３は、本体部２１からＺ方向に突出した端子基体部３１を有し、この端子基体部３１の先端から、先端部３０がＸ方向に突出している。そして、先端部３０を板状部４０の第１主面４１に接触させ、第２主面４２にレーザ光Ｌを照射して、溶接してある。

【0050】

上記構成にすると、先端部３０のＸ方向における寸法Ｗ１を長くすることができる。そのため、レーザ光Ｌを照射できる範囲を広げることができ、溶接工程をより容易に行うことが可能となる。
その他、参考例１と同様の構成および作用効果を備える。

【0051】

（実施例１）
本例は、パワー端子３の形状を変更した例である。図１３に示すごとく、本例のパワー端子３は、参考例２と同様に、本体部２１からＺ方向に突出した端子基体部３１を備える。この端子基体部３１の先端から先端部３０がＸ方向に突出している。本例の先端部３０は、端子基体部３１から、Ｘ方向における両側に突出している。

【0052】

このようにすると、先端部３０のＸ方向における寸法Ｗ１をより長くすることができる。そのため、レーザ光Ｌを照射できる範囲をより広げることができ、溶接工程をより容易に行うことが可能となる。
その他、参考例２と同様の構成および作用効果を有する。

【0053】

（実施例２）
本例は、パワー端子３の形状を変更した例である。図１４に示すごとく、本例のパワー端子３は、その先端部３０がＵ字状に折り曲げられている。この先端部３０の側面を、板状部４０の第１主面４１に接触させ、第２主面４１にレーザ光Ｌを照射して、溶接してある。

【0054】

本例においても、先端部３０のＸ方向における寸法Ｗ１をより長くすることができる。そのため、レーザ光Ｌを照射できる範囲をより広げることができ、溶接工程をより容易に行うことが可能となる。
その他、参考例２と同様の構成および作用効果を有する。

【0055】

（参考例３）
本例は、半導体モジュール２の形状を変更した例である。図１５、図１６に示すごとく、本例のパワー端子３は、本体部２１から突出していない。パワー端子３の端面３００は、本体部２１の表面２１０と面一になっている。

【0056】

本例では図１７に示すごとく、参考例１と同様に、パワー端子３の端面３００を板状部４０の第１主面４１に接触させている。そして、第２主面４２からレーザ光Ｌを照射することにより、パワー端子３とバスバー４とを溶接してある。上述したように、レーザ溶接は、エネルギーを狭い範囲に集中でき、短時間で溶接できるため、溶接時に大きな熱が発生しにくい。そのため、パワー端子３が本体部２１から全く突出していなくても、大きな熱が本体部２１に伝わりにくい。

【0057】

本例の作用効果について説明する。本例では、パワー端子３が本体部２１から突出していないため、パワー端子３に寄生するインダクタンスを最小限にすることができる。そのため、半導体素子２０に加わるサージをより低減でき、半導体素子２０をより高速でスイッチング動作させることが可能となる。
また、本例では、パワー端子３が本体部２１から突出していないため、電力変換装置１をより小型化しやすい。
その他、参考例１と同様の構成および作用効果を有する。

【0058】

（参考例４）
本例は、半導体モジュール２と冷却器１１との配置構造を変更した例である。図１８、図１９に示すごとく、本例では、冷却器１１の表面２１９上に半導体モジュール２を配置してある。半導体モジュール２内には、６個の半導体素子２０ａ，２０ｂ（図９参照）が封止されている。半導体モジュールの本体部２１からは、複数のパワー端子３が突出している。パワー端子３には、正極端子３ａと、負極端子３ｂと、３本の交流端子３ｃとがある。個々のパワー端子３は、バスバー４に形成された板状部４０の第１主面４１に接触している。そして、板状部４０の第２主面４２にレーザ又は電子ビームを照射することにより、これら板状部４０とパワー端子３とを溶接してある。
その他、参考例１と同様の構成および作用効果を有する。

【符号の説明】

【0059】

１ 電力変換装置
２ 半導体モジュール
２０ 半導体素子
２１ 本体部
３ パワー端子
３０ 先端部
４ バスバー
４０ 板状部
４１ 第１主面
８ 外部機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】