特開 2024-126189 電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126189

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/07 20060101AFI20240912BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

H01L25/04 C

H01L21/60 301A

【審査請求】未請求

【請求項の数】17

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034416

(22)【出願日】2023-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002918

【氏名又は名称】弁理士法人扶桑国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】猪口 久仁

【テーマコード（参考）】

5F044

【Ｆターム（参考）】

5F044AA12

5F044AA18

5F044FF04

5F044FF05

5F044FF06

5F044FF08

(57)【要約】

【課題】封止部材の熱膨張に伴う力によりワイヤが離脱する可能性を低減させる。
【解決手段】ワイヤ１００は、導電部６１に接合され、一方の第１端部を含む接合部１００ａと、導電部６２に接合され、他方の第２端部を含む接合部１００ｂと、導電部６１及び導電部６２の間を跨いで、接合部１００ａの第１連結点と接合部１００ｂの第１連結点に対向する第２連結点とを繋ぎ、基板のおもて面から離間する配線部１００ｃと、を含み、導電部６１及び導電部６２を接続する。ワイヤ１００の第１端部から第１連結点に延伸する接合部１００ａの延伸方向Ｄ２ａは、接合部１００ａから接合部１００ｂを繋ぐ方向Ｄ３ａに対して、封止部材の熱膨張により平面視で接合部１００ａに生じる力の方向Ｄ１に近づくように鋭角に傾いている。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１導電部及び第２導電部がおもて面に設けられた基板と、
前記第１導電部に接合され、一方の第１端部を含む第１接合部と、前記第２導電部に接合され、他方の第２端部を含む第２接合部と、前記第１導電部及び前記第２導電部の間を跨いで、前記第１接合部の第１連結点と前記第２接合部の前記第１連結点に対向する第２連結点とを繋ぎ、前記基板の前記おもて面から離間する第１配線部と、を含み、前記第１導電部及び前記第２導電部を接続する第１ワイヤと、
前記基板及び前記第１ワイヤを収納する収納領域を含むケースと、
前記収納領域に充填されて前記基板及び前記第１ワイヤを封止する封止部材と、
を有し、
前記第１ワイヤの前記第１端部から前記第１連結点に延伸する前記第１接合部の第１延伸方向は、前記第１接合部から前記第２接合部を繋ぐ第１方向に対して、前記封止部材の熱膨張により平面視で前記第１接合部に生じる力の第２方向に近づくように鋭角に傾いている、
電力変換装置。

【請求項2】

前記基板の前記おもて面には第３導電部及び第４導電部がさらに設けられ、
前記電力変換装置は、前記第３導電部に接合され、一方の第３端部を含む第３接合部と、前記第４導電部に接合され、他方の第４端部を含む第４接合部と、前記第３導電部及び前記第４導電部の間を跨いで、前記第３接合部の第３連結点と前記第４接合部の前記第３連結点に対向する第４連結点とを繋ぎ、前記基板の前記おもて面から離間する第２配線部と、を含み、前記第３導電部及び前記第４導電部を接続し、前記封止部材によって封止される第２ワイヤをさらに有し、
前記第２ワイヤの前記第３接合部にも前記第２方向に対する前記力が生じており、
前記第２ワイヤの前記第３接合部から前記第４接合部を繋ぐ方向は、前記第１方向と平行であり、
前記第２ワイヤの前記第３端部から前記第３連結点に延伸する前記第３接合部の第２延伸方向は、前記第１方向に対して前記第２方向に近づくように鋭角に傾いている、
請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記第１接合部より前記第３接合部の方が前記第２方向の上流側に配置されており、
前記第２延伸方向の前記第１方向に対する傾き角度は、前記第１延伸方向の前記第１方向に対する傾き角度より大きい、
請求項２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

充填された前記封止部材の上面より低い位置に、前記基板に対向し、前記第１ワイヤの前記第１接合部及び前記第２ワイヤの前記第３接合部を覆う対向面を含む被覆部材をさらに有し、
前記第１接合部より前記第３接合部の方が、前記第１方向に平行で前記対向面の平面視での中心を通る中心線との距離が近い位置に配置されており、
前記第２延伸方向の前記第１方向に対する傾き角度は、前記第１延伸方向の前記第１方向に対する傾き角度より大きい、
請求項２に記載の電力変換装置。

【請求項5】

充填された前記封止部材の上面より低い位置に、前記基板に対向し、前記第１ワイヤの前記第１接合部を覆う対向面を含む被覆部材をさらに有し、
前記第１方向に対する前記第１延伸方向の傾き角度は、前記第１方向に平行で前記対向面の平面視での中心を通る中心線と、前記第１接合部との距離が近いほど、大きく設定される、
請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項6】

前記傾き角度は、前記基板の前記おもて面から前記対向面までの高さが低いほど、大きく設定される、
請求項５に記載の電力変換装置。

【請求項7】

主電極をおもて面に含む半導体チップを備え、
前記基板は絶縁板と前記絶縁板のおもて面に設けられ、前記半導体チップが接合される第１回路パターンを含む複数の回路パターンとを含み、
前記第１導電部は、前記主電極または前記第１回路パターンを除いた前記複数の回路パターンのいずれかであり、
前記第２導電部は、前記主電極または前記第１回路パターンを除いた前記複数の回路パターンのいずれかである、
請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項8】

前記第１ワイヤの径は、３００μｍ以上、５００μｍ以下である、
請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項9】

第１導電部及び第２導電部がおもて面に設けられた基板と、
前記第１導電部に接合され、一方の第１端部を含む第１接合部と、前記第２導電部に接合され、他方の第２端部を含む第２接合部と、前記第１導電部及び前記第２導電部の間を跨いで、前記第１接合部の第１連結点と前記第２接合部の前記第１連結点に対向する第２連結点とを繋ぎ、前記基板の前記おもて面から離間する第１配線部と、を含み、前記第１導電部及び前記第２導電部を接続する第１ワイヤと、
前記基板及び前記第１ワイヤを収納する収納領域を含むケースと、
前記収納領域に充填されて前記基板及び前記第１ワイヤを封止する封止部材と、
充填された前記封止部材の上面より低い位置に、前記基板に対向し、前記第１ワイヤの前記第１接合部を覆う対向面を含む被覆部材と、
を有し、
前記第１接合部から前記第２接合部を繋ぐ第１方向に対して、前記第１ワイヤの前記第１端部から前記第１連結点に延伸する前記第１接合部の第１延伸方向は、前記第１方向に平行で前記対向面の平面視での中心を通る中心線から前記中心線に直交して前記第１接合部側に向かう第２方向に近づくように、鋭角に傾いている、
電力変換装置。

【請求項10】

前記基板の前記おもて面には第３導電部及び第４導電部がさらに設けられ、
前記電力変換装置は、前記第３導電部に接合され、一方の第３端部を含む第３接合部と、前記第４導電部に接合され、他方の第４端部を含む第４接合部と、前記第３導電部及び前記第４導電部の間を跨いで、前記第３接合部の第３連結点と前記第４接合部の前記第３連結点に対向する第４連結点とを繋ぎ、前記基板の前記おもて面から離間する第２配線部と、を含み、前記第３導電部及び前記第４導電部を接続し、前記封止部材によって封止される第２ワイヤをさらに有し、
前記第３接合部は、前記被覆部材の前記対向面に覆われており、
前記第２ワイヤの前記第３接合部から前記第４接合部を繋ぐ方向は、前記第１方向と平行であり、
前記第１接合部より前記第３接合部の方が前記中心線からの距離が近い位置に配置されており、
前記第２ワイヤの前記第３端部から前記第３連結点に延伸する前記第３接合部の第２延伸方向は、前記第１方向に対して前記第２方向に鋭角に傾いており、かつ、前記第２延伸方向の前記第１方向に対する傾き角度は、前記第１延伸方向の前記第１方向に対する傾き角度より大きい、
請求項９に記載の電力変換装置。

【請求項11】

前記第１延伸方向の前記第１方向に対する傾き角度は、前記基板の前記おもて面から前記対向面までの高さが低いほど、大きく設定される、
請求項９に記載の電力変換装置。

【請求項12】

第１導電部及び第２導電部がおもて面に設けられた基板と、
前記第１導電部に接合され、一方の第１端部を含む第１接合部と、前記第２導電部に接合され、他方の第２端部を含む第２接合部と、前記第１導電部及び前記第２導電部の間を跨いで前記第１接合部と前記第２接合部とを繋ぎ、前記基板の前記おもて面から離間する第１配線部と、を含み、前記第１導電部及び前記第２導電部を接続する第１ワイヤと、
前記基板及び前記第１ワイヤを収納する収納領域を含むケースと、
前記収納領域に充填されて前記基板及び前記第１ワイヤを封止する封止部材と、
を有し、
前記基板の前記おもて面から前記第１配線部が立ち上がる第１立ち上がり方向は、前記おもて面に垂直な第１方向に対して、前記封止部材の熱膨張により平面視で前記第１ワイヤに生じる力の第２方向側に傾いている、
電力変換装置。

【請求項13】

前記基板の前記おもて面には第３導電部及び第４導電部がさらに設けられ、
前記電力変換装置は、前記第３導電部に接合され、一方の第３端部を含む第３接合部と、前記第４導電部に接合され、他方の第４端部を含む第４接合部と、前記第３導電部及び前記第４導電部の間を跨いで前記第３接合部と前記第４接合部とを繋ぎ、前記基板の前記おもて面から離間する第２配線部と、を含み、前記第３導電部及び前記第４導電部を接続し、前記封止部材によって封止される第２ワイヤをさらに有し、
前記第２のワイヤの前記第３接合部にも前記第２方向に対する前記力が生じており、
前記第１ワイヤの前記第１接合部から前記第２接合部を繋ぐ第３方向は、前記第２ワイヤの前記第３接合部から前記第４接合部を繋ぐ方向と平行であり、
前記基板の前記おもて面から前記第２配線部が立ち上がる第２立ち上がり方向は、前記第２方向に対して前記第２方向側に傾いている、
請求項１２に記載の電力変換装置。

【請求項14】

前記第１ワイヤより前記第２ワイヤの方が前記第２方向の上流側に配置されており、
前記第１方向に対する前記第２立ち上がり方向の傾き角度は、前記第１方向に対する前記第１立ち上がり方向の傾き角度より大きい、
請求項１３に記載の電力変換装置。

【請求項15】

充填された前記封止部材の上面より低い位置に、前記基板に対向し、前記第１ワイヤ及び前記第２ワイヤを覆う対向面を含む被覆部材をさらに有し、
前記第１ワイヤより前記第２ワイヤの方が、前記第３方向に平行で前記対向面の平面視での中心を通る中心線との距離が近い位置に配置されており、
前記第１方向に対する前記第２立ち上がり方向の傾き角度は、前記第１方向に対する前記第１立ち上がり方向の傾き角度より大きい、
請求項１３に記載の電力変換装置。

【請求項16】

充填された前記封止部材の上面より低い位置に、前記基板に対向し、前記第１ワイヤを覆う対向面を含む被覆部材をさらに有し、
前記第１方向に対する前記第１立ち上がり方向の傾き角度は、前記第１ワイヤの前記第１接合部から前記第２接合部を繋ぐ第３方向に平行で前記対向面の平面視での中心を通る中心線と、前記第１ワイヤとの距離が近いほど、大きく設定される、
請求項１２に記載の電力変換装置。

【請求項17】

前記第１方向に対する前記第１立ち上がり方向の傾き角度は、前記基板の前記おもて面から前記対向面までの高さが低いほど、大きく設定される、
請求項１６に記載の電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電力変換装置では、半導体チップ（パワーデバイス）が配置された絶縁回路基板がケースに収納されている。ケース内では、絶縁回路基板や半導体チップ、配線のためのワイヤ等がシリコーンゲル等の封止部材によって封止されている（例えば、特許文献１参照）。また、半導体素子を封止する際にワイヤの変形を抑制するために、シリコーン樹脂シートを配置した半導体装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－７７７４７号公報

【特許文献2】特開２０１３－２０６９２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、封止部材の熱膨張に伴う力によりワイヤが離脱する可能性が低減された電力変換装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

発明の一観点によれば、基板、第１ワイヤ、ケース及び封止部材を有する電力変換装置が提供される。この電力変換装置において、基板は、第１導電部及び第２導電部がおもて面に設けられている。第１ワイヤは、第１導電部に接合され、一方の第１端部を含む第１接合部と、第２導電部に接合され、他方の第２端部を含む第２接合部と、第１導電部及び第２導電部の間を跨いで、第１接合部の第１連結点と第２接合部の第１連結点に対向する第２連結点とを繋ぎ、基板のおもて面から離間する第１配線部と、を含み、第１導電部及び第２導電部を接続する。ケースは、基板及び第１ワイヤを収納する収納領域を含む。封止部材は、収納領域に充填されて基板及び第１ワイヤを封止する。また、第１ワイヤの第１端部から第１連結点に延伸する第１接合部の第１延伸方向は、第１接合部から第２接合部を繋ぐ第１方向に対して、封止部材の熱膨張により平面視で第１接合部に生じる力の第２方向に近づくように鋭角に傾いている。

【0006】

また、発明の一観点によれば、基板、第１ワイヤ、ケース、封止部材及び被覆部材を有する電力変換装置が提供される。この電力変換装置において、基板は、第１導電部及び第２導電部がおもて面に設けられている。第１ワイヤは、第１導電部に接合され、一方の第１端部を含む第１接合部と、第２導電部に接合され、他方の第２端部を含む第２接合部と、第１導電部及び第２導電部の間を跨いで、第１接合部の第１連結点と第２接合部の第１連結点に対向する第２連結点とを繋ぎ、基板のおもて面から離間する第１配線部と、を含み、第１導電部及び第２導電部を接続する。ケースは、基板及び第１ワイヤを収納する収納領域を含む。封止部材は、収納領域に充填されて基板及び第１ワイヤを封止する。被覆部材は、充填された封止部材の上面より低い位置に、基板に対向し、第１ワイヤの第１接合部を覆う対向面を含む。また、第１接合部から第２接合部を繋ぐ第１方向に対して、第１ワイヤの第１端部から第１連結点に延伸する第１接合部の第１延伸方向は、第１方向に平行で対向面の平面視での中心を通る中心線から中心線に直交して第１接合部側に向かう第２方向に近づくように、鋭角に傾いている。

【0007】

さらに、発明の一観点によれば、基板、第１ワイヤ、ケース及び封止部材を有する電力変換装置が提供される。この電力変換装置において、基板は、第１導電部及び第２導電部がおもて面に設けられている。第１ワイヤは、第１導電部に接合され、一方の第１端部を含む第１接合部と、第２導電部に接合され、他方の第２端部を含む第２接合部と、第１導電部及び第２導電部の間を跨いで第１接合部と第２接合部とを繋ぎ、基板のおもて面から離間する第１配線部と、を含み、第１導電部及び第２導電部を接続する。ケースは、基板及び第１ワイヤを収納する収納領域を含む。封止部材は、収納領域に充填されて基板及び第１ワイヤを封止する。また、基板のおもて面から第１配線部が立ち上がる第１立ち上がり方向は、おもて面に垂直な第１方向に対して、封止部材の熱膨張により平面視で第１ワイヤに生じる力の第２方向側に傾いている。

【発明の効果】

【0008】

開示の技術によれば、封止部材の熱膨張に伴う力によりワイヤが離脱する可能性が低減する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施の形態における電力変換装置の第１の平面図である。

【図2】第１の実施の形態における電力変換装置の側面図である。

【図3】第１の実施の形態における電力変換装置の側断面図である。

【図4】第１の実施の形態における電力変換装置の第２の平面図である。

【図5】第１の実施の形態における電力変換装置の第３の平面図である。

【図6】第１の実施の形態における電力変換装置の第４の平面図である。

【図7】第１の実施の形態における電力変換装置の機能の等価回路を示す図である。

【図8】封止部材の熱膨張による力の方向及びワイヤの接合方向について説明するための図である。

【図9】第１の実施の形態における電力変換装置の一部を拡大した第１の拡大図である。

【図10】被覆部材の高さに応じた力の変化及びワイヤの接合方向について説明するための図である。

【図11】第１の実施の形態における電力変換装置の一部を拡大した第２の拡大図である。

【図12】第２の実施の形態における電力変換装置におけるワイヤの立ち上がり状態を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、「おもて面」及び「上面」とは、図の電力変換装置において、上側（＋Ｚ方向）を向いたＸ－Ｙ面を表す。同様に、「上」とは、図の電力変換装置において、上側（＋Ｚ方向）の方向を表す。「裏面」及び「下面」とは、図の電力変換装置において、下側（－Ｚ方向）を向いたＸ－Ｙ面を表す。同様に、「下」とは、図の電力変換装置において、下側（－Ｚ方向）の方向を表す。必要に応じて他の図面でも同様の方向性を意味する。「おもて面」、「上面」、「上」、「裏面」、「下面」、「下」、「側面」は、相対的な位置関係を特定する便宜的な表現に過ぎず、本発明の技術的思想を限定するものではない。例えば、「上」及び「下」は、必ずしも地面に対する鉛直方向を意味しない。つまり、「上」及び「下」の方向は、重力方向に限定されない。また、以下の説明において「主成分」とは、８０ｖｏｌ％以上含む場合を表す。

【0011】

［第１の実施の形態］
第１の実施の形態の電力変換装置１０について、図１～図３を用いて説明する。図１は、第１の実施の形態における電力変換装置の第１の平面図である。図２は、第１の実施の形態における電力変換装置の側面図である。図３は、第１の実施の形態における電力変換装置の側断面図である。なお、図３は、図１の一点鎖線Ｘ１－Ｘ１における断面図である。また、図３は、ワイヤの図示を省略している。

【0012】

電力変換装置１０は、裏面に配置された放熱板２１と、放熱板２１上に設けられ、側面を覆うケース２２を備えている。また、電力変換装置１０は、放熱板２１及びケース２２で囲われた収納領域２２ａ内に構成部品を収納し、収納領域２２ａ内の構成部品が封止部材２４で封止されている。収納領域２２ａには、構成部品として、絶縁回路基板や、絶縁回路基板上に配置された半導体チップ、これらを接続するワイヤ等が設けられている。図３には、絶縁回路基板の一部として絶縁回路基板３１，３３を示している。また、電力変換装置１０は、外部接続端子４１～４３を備えている。

【0013】

放熱板２１は、平面視で略矩形の板状部材である。放熱板２１の外形は、ケース２２の外形より一回り小さくてよい。放熱板２１の角部が、Ｒ面取り、Ｃ面取りされていてもよい。放熱板２１は、放熱性に優れた金属により形成されている。このような金属は、例えば、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの一種を含む合金である。放熱板２１の表面に対して、耐食性を向上させるためにめっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル－リン合金、ニッケル－ボロン合金が挙げられる。

【0014】

放熱板２１のおもて面には、はんだ等の接合部材を介して絶縁回路基板が接合されている。絶縁回路基板は、絶縁板と、絶縁板のおもて面に形成された回路パターンと、絶縁板の裏面に形成された金属板とを含む。なお、絶縁回路基板の詳細については後述する。

【0015】

絶縁板は、平面視で矩形状である。絶縁板の角部が、Ｒ面取りやＣ面取りされていてもよい。絶縁板は、熱伝導性の高いセラミックスにより形成されている。このようなセラミックスは、例えば、酸化アルミニウム、窒化珪素、または、窒化アルミニウムを主成分とする材料により構成されている。

【0016】

回路パターンは、導電性に優れた金属により形成されている。このような金属は、例えば、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの一種を含む合金である。回路パターンの表面に対して、耐食性を向上させるためにめっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル－リン合金、ニッケル－ボロン合金である。また、回路パターンには、適宜、半導体チップや外部接続端子４１～４３が機械的かつ電気的に接続される。なお、回路パターン及び半導体チップの構成については後述する。

【0017】

金属板は、熱伝導性に優れた金属を主成分として形成されている。このような金属は、例えば、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの一種を含む合金である。金属板の耐食性を向上させるために、めっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル－リン合金、ニッケル－ボロン合金である。

【0018】

このような部品を有する絶縁回路基板として、例えば、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板、ＡＭＢ（Active Metal Brazed）基板を用いることができる。また、絶縁回路基板上の回路パターンと半導体チップや外部接続端子４１～４３とは、はんだを介して接合される。このはんだは、鉛フリーはんだが用いられる。鉛フリーはんだは、例えば、錫－銀－銅からなる合金、錫－亜鉛－ビスマスからなる合金、錫－銅からなる合金、錫－銀－インジウム－ビスマスからなる合金のうち少なくともいずれかの合金を主成分とする。はんだに代わり、金属焼結体を用いてもよい。金属焼結体の材料は、銀、金、ニッケル、銅、または、少なくともこれらの一種を含む合金である。

【0019】

また、半導体チップが搭載された絶縁回路基板に対して、半導体チップ間、半導体チップと回路パターン間、複数の回路パターン間がワイヤにより機械的、かつ、電気的に接続されている。ワイヤは、導電性に優れた材質により形成されている。このような材質として、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの一種を含む合金がある。また、ワイヤの径は、半導体チップの制御電極に用いられる場合には、例えば、２０μｍ以上、３００μｍ以下である。または、ワイヤの径は、半導体チップの主電極に接続され、また、主電流配線に用いられる場合には、例えば、３５０μｍ以上、５００μｍ以下である。

【0020】

半導体チップは、シリコンを主成分として構成されてよい。このような半導体チップは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）とＦＷＤ（Free Wheeling Diode）との機能を合わせ持つＲＣ（Reverse-Conducting）－ＩＧＢＴを含んでよい。この半導体チップは、裏面に入力電極としてコレクタ電極を、おもて面に、制御電極としてゲート電極及び出力電極としてエミッタ電極をそれぞれ備えている。

【0021】

本実施の形態では、半導体チップがＲＣ－ＩＧＢＴである場合を例に挙げて説明する。なお、半導体チップは、炭化シリコンを主成分として構成されてよい。このような半導体チップは、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）であってよい。この半導体チップは、パワーＭＯＳＦＥＴと共にＦＷＤを備えている。この場合の半導体チップは、裏面に入力電極としてドレイン電極を、おもて面に、制御電極としてゲート電極及び出力電極としてソース電極をそれぞれ備えている。半導体チップは、絶縁回路基板の所定の回路パターンに接合部材を介して接合される。接合部材は、既述のはんだ、または、金属焼結材であってよい。金属焼結体は、例えば、アルミニウム、銅またはこれらの少なくとも一種を含む合金を主成分としてよい。

【0022】

ケース２２は、側壁部２３と、側壁部２３の上部を覆う蓋部２５と、を含む。ただし、図１は蓋部２５を除いた状態の平面図を示している。側壁部２３の内面は平面視で矩形を成しており、側壁部２３は、収納領域２２ａの四方を取り囲む第１～第４内壁面２３ａ～２３ｄを含む。第１内壁面２３ａ及び第３内壁面２３ｃは短辺に対応し、第２内壁面２３ｂ及び第４内壁面２３ｄは長辺に対応している。このような側壁部２３の下面が、接着剤等により放熱板２１の外縁部に接合されている。また、第４内壁面２３ｄの上部には、図１の紙面左方向に突出する突出部２３ｅが設けられている。突出部２３ｅの下面は、収納領域２２ａの底部と対向する平面上の対向面を成している。なお、突出部２３ｅのうち、少なくとも下面の全面が封止部材２４に接触している。突出部２３ｅの下面は、封止部材２４の上面２４ａより低い位置となっていてもよい。

【0023】

ケース２２は、熱可塑性樹脂により側壁部２３及び蓋部２５が外部接続端子４１～４３を含んでインサート成形により一体成形される。このような樹脂として、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンサクシネート樹脂、ポリアミド樹脂、または、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂が挙げられる。

【0024】

放熱板２１とケース２２の側壁部２３とによって囲われた収納領域２２ａには、封止部材２４が充填されている。これにより、収納領域２２ａに配置された絶縁回路基板や回路パターン、半導体チップ、ワイヤ等の構成部品が封止部材２４により封止されている。封止部材は、絶縁性の高分子ゲルである。好ましくは、シリコーンゲルを主成分としている。

【0025】

図４は、第１の実施の形態における電力変換装置の第２の平面図である。図５は、第１の実施の形態における電力変換装置の第３の平面図である。なお、図４は、図１の第１の平面図から、ケース２２の収納領域２２ａ内の封止部材２４を除いた状態を示している。図４は、ワイヤの図示を省略している。また、図５は、図４の第２の平面図から、外部接続端子４２をさらに除いた状態を示している。以下、図３～図５を用いて外部接続端子４１～４３について説明する。

【0026】

外部接続端子４１～４３は、回路パターンと外部装置とを電気的に接続する。外部接続端子４１～４３は、平板状の導電部材により形成されている。なお、外部接続端子４２，４３の一部分が端子保持部４４により一体的に保持されている。

【0027】

外部接続端子４１の一端は、ケース２２の蓋部２５の上面に露出し、外部装置と接続する外部接続部４１ａを成す。また、外部接続端子４１は、外部接続部４１ａから他端側に対して、水平部４１ｂ，４１ｃを順に含む。水平部４１ｂ，４１ｃは、収納領域２２ａの底面と水平であり、水平部４１ｂの高さは外部接続部４１ａより低く、水平部４１ｃの高さは水平部４１ｂより低い。外部接続部４１ａ及び水平部４１ｂ，４１ｃは、例えば、平板状の外部接続端子４１を折り曲げることで形成され、外部接続部４１ａと水平部４１ｂとの間、及び水平部４１ｂと水平部４１ｃとの間は、いずれも鉛直方向に伸びる連結部によって連結されている。

【0028】

外部接続部４１ａは、水平方向（Ｙ方向）に対して外部接続部４１ａ１～４１ａ３に分割されている。また、水平部４１ｃは、水平方向（Ｙ方向）に対する中央のスリット４１ｃ３を挟んで水平部４１ｃ１，４１ｃ２に分割されている。さらに、水平部４１ｃ１の端部には、下方に延伸された接続部４１ｄ１，４１ｄ２が形成されている。接続部４１ｄ１，４１ｄ２は、それぞれ回路パターン３１ｂ，３１ｃ（後述）に対してはんだを介して電気的かつ機械的に接続されている。また、水平部４１ｃ２の端部には、下方に延伸された接続部４１ｄ３，４１ｄ４が形成されている。接続部４１ｄ３，４１ｄ４は、それぞれ回路パターン３２ｂ，３２ｃ（後述）に対してはんだを介して電気的かつ機械的に接続されている。または、例えば、レーザ溶接、超音波による溶接により直接接続されてもよい。

【0029】

外部接続端子４２の一端は、ケース２２の蓋部２５の上面に露出し、外部装置と接続する外部接続部４２ａを成す。外部接続部４２ａは、水平方向（Ｙ方向）に対して外部接続部４２ａ１，４２ａ２に分割されている。また、外部接続端子４２は、外部接続部４２ａから他端側に対して水平部４２ｂを含む。水平部４２ｂは収納領域２２ａの底面と水平であり、水平部４２ｂの高さは外部接続部４２ａより低い。外部接続部４２ａ及び水平部４２ｂは、平板状の外部接続端子４２を折り曲げることで形成され、外部接続部４２ａと水平部４２ｂとの間は鉛直方向に伸びる連結部によって連結されている。

【0030】

また、水平部４２ｂの端部には、下方に延伸された接続部４２ｃ１，４２ｃ２が形成されている。接続部４２ｃ１，４２ｃ２は、それぞれ回路パターン３３ｂ，３４ｂ（後述）に対してはんだを介して電気的かつ機械的に接続されている。または、例えば、レーザ溶接、超音波による溶接により直接接続されてもよい。

【0031】

外部接続端子４３の一端は、ケース２２の蓋部２５の上面に露出し、外部装置と接続する外部接続部４３ａを成す。また、外部接続端子４３は、外部接続部４３ａから他端側に対して、水平部４３ｂ，４３ｃを順に含む。水平部４３ｂ，４３ｃは、収納領域２２ａの底面と水平であり、水平部４３ｂの高さは外部接続部４３ａより低く、水平部４３ｃの高さは水平部４３ｂより低い。外部接続部４３ａ及び水平部４３ｂ，４３ｃは、平板状の外部接続端子４３を折り曲げることで形成され、外部接続部４３ａと水平部４３ｂとの間、及び水平部４３ｂと水平部４３ｃとの間は、いずれも鉛直方向に伸びる連結部によって連結されている。

【0032】

外部接続部４３ａは、水平方向（Ｙ方向）に対して外部接続部４３ａ１，４３ａ２に分割されている。また、水平部４３ｃの端部には、下方に延伸された接続部４３ｄ１，４３ｄ２が形成されている。接続部４３ｄ１，４３ｄ２は、それぞれ回路パターン３１ａ，３２ａ（後述）に対してはんだを介して電気的かつ機械的に接続されている。または、例えば、レーザ溶接、超音波による溶接により直接接続されてもよい。

【0033】

端子保持部４４は、外部接続端子４２の外部接続部４２ａ及び水平部４２ｂを連結する連結部と、外部接続端子４３の外部接続部４３ａ及び水平部４３ｂ，４３ｃをそれぞれ連結する連結部と、水平部４３ｂとを封止している。これにより、外部接続端子４２，４３が近接して配置されても絶縁性が維持される。また、このような端子保持部４４は、ケース２２と同様の材料により構成されてよい。

【0034】

なお、図示は省略するものの、制御端子を設けてよい。制御端子もまた、一端がケース２２またはケース２２の蓋部２５から露出し、他端が収納領域２２ａ内に配置される。制御端子の他端は、半導体チップの制御電極に電気的に接続される。制御端子の他端は、半導体チップの制御電極に対して制御用のワイヤにより機械的かつ電気的に接続されてよい。制御端子の他端と制御用のワイヤとは回路パターンを介してよい。なお、制御用のワイヤの径は、主電流配線で用いられるワイヤの径よりも細くてよい。

【0035】

外部接続端子４１の水平部４１ｃ、外部接続端子４２の水平部４２ｂ、及び外部接続端子４３の水平部４３ｃは、封止部材２４の上面２４ａより低い位置に配置され、封止部材２４により封止されている。

【0036】

図６は、第１の実施の形態における電力変換装置の第４の平面図である。なお、図６は、図５の第３の平面図から外部接続端子４１，４３を除いた状態を示している。以下、図６を用いて絶縁回路基板、半導体チップ及びワイヤの構成について説明する。

【0037】

放熱板２１のおもて面には、絶縁回路基板３１～３４が接合されている。絶縁回路基板３１に含まれる絶縁板３１ｄのおもて面には、回路パターン３１ａ～３１ｃが形成されている。絶縁回路基板３２に含まれる絶縁板３２ｄのおもて面には、回路パターン３２ａ～３２ｃが形成されている。絶縁回路基板３３に含まれる絶縁板３３ｄのおもて面には、回路パターン３３ａ，３３ｂが形成されている。絶縁回路基板３４に含まれる絶縁板３４ｄのおもて面には、回路パターン３４ａ，３４ｂが形成されている。

【0038】

回路パターン３１ａは平面視でＴ字型を成している。回路パターン３１ａは絶縁板３１ｄの＋Ｙ方向の端部側に寄って設けられている。回路パターン３１ａには半導体チップ５１ａ～５１ｃが配置されている。半導体チップ５１ａ，５１ｂは回路パターン３１ａの±Ｘ方向の両側に配置されている。半導体チップ５１ｃは、回路パターン３１ａの半導体チップ５１ａ，５１ｂの間であって、中央に配置されている。半導体チップ５１ａ～５１ｃの裏面と回路パターン３１ａとが接合部材であるはんだにより機械的かつ電気的に接合されている。

【0039】

回路パターン３１ｂ，３１ｃは、平面視で矩形状を成している。回路パターン３１ｂ，３１ｃは、絶縁板３１ｄに回路パターン３１ａの－Ｙ方向に突出した部分を挟んでそれぞれ配置されている。半導体チップ５１ａのおもて面の出力電極と回路パターン３１ｂとの間は、ワイヤ１１１により機械的かつ電気的に接続されている。半導体チップ５１ｂのおもて面の出力電極と回路パターン３１ｃとの間は、ワイヤ１１２により機械的かつ電気的に接続されている。半導体チップ５１ｃのおもて面の出力電極と回路パターン３１ｂ，３１ｃとの間は、ワイヤ１１３により機械的かつ電気的に接続されている。

【0040】

回路パターン３１ｂと回路パターン３３ａとの間は、ワイヤ１５１により機械的かつ電気的に接続されている。回路パターン３１ｃと回路パターン３３ａとの間は、ワイヤ１５２により機械的かつ電気的に接続されている。

【0041】

また、回路パターン３１ａの領域３１ａ１には、外部接続端子４３の接続部４３ｄ１がはんだにより電気的かつ機械的に接続されている。回路パターン３１ｂの領域３１ｂ１には、外部接続端子４１の接続部４１ｄ１がはんだにより電気的かつ機械的に接続されている。回路パターン３１ｃの領域３１ｃ１には、外部接続端子４１の接続部４１ｄ２がはんだにより電気的かつ機械的に接続されている。

【0042】

回路パターン３２ａは平面視でＴ字型を成している。回路パターン３２ａは絶縁板３２ｄの＋Ｙ方向の端部側に寄って設けられている。回路パターン３２ａには半導体チップ５２ａ～５２ｃが配置されている。半導体チップ５２ａ，５２ｂは回路パターン３２ａの±Ｘ方向の両側に配置されている。半導体チップ５２ｃは、回路パターン３２ａの半導体チップ５２ａ，５２ｂの間であって、中央に配置されている。半導体チップ５２ａ～５２ｃの裏面と回路パターン３２ａとが接合部材であるはんだにより機械的かつ電気的に接合されている。

【0043】

回路パターン３２ｂ，３２ｃは、平面視で矩形状を成している。回路パターン３２ｂ，３２ｃは、絶縁板３２ｄに回路パターン３２ａの－Ｙ方向に突出した部分を挟んでそれぞれ配置されている。半導体チップ５２ａのおもて面の出力電極と回路パターン３２ｂとの間は、ワイヤ１２１により機械的かつ電気的に接続されている。半導体チップ５２ｂのおもて面の出力電極と回路パターン３２ｃとの間は、ワイヤ１２２により機械的かつ電気的に接続されている。半導体チップ５２ｃのおもて面の出力電極と回路パターン３２ｂ，３２ｃとの間は、ワイヤ１２３により機械的かつ電気的に接続されている。

【0044】

回路パターン３２ｂと回路パターン３４ａとの間は、ワイヤ１５３により機械的かつ電気的に接続されている。回路パターン３２ｃと回路パターン３４ａとの間は、ワイヤ１５４により機械的かつ電気的に接続されている。なお、ワイヤ１５４については図１１に図示している。

【0045】

また、回路パターン３２ａの領域３２ａ１には、外部接続端子４３の接続部４３ｄ２がはんだにより電気的かつ機械的に接続されている。回路パターン３２ｂの領域３２ｂ１には、外部接続端子４１の接続部４１ｄ３がはんだにより電気的かつ機械的に接続されている。回路パターン３２ｃの領域３２ｃ１には、外部接続端子４１の接続部４１ｄ４がはんだにより電気的かつ機械的に接続されている。

【0046】

回路パターン３３ａは、平面視でＵ字型を成している。回路パターン３３ａは絶縁板３３ｄの－Ｙ方向側の端部に寄って設けられている。回路パターン３３ａには半導体チップ５３ａ～５３ｃが配置されている。半導体チップ５３ａ，５３ｂは回路パターン３３ａの窪みを挟んだ両側に配置されている。半導体チップ５３ｃは、回路パターン３３ａの半導体チップ５３ａ，５３ｂの間であって、－Ｙ方向側の端部の中央に配置されている。半導体チップ５３ａ～５３ｃの裏面と回路パターン３３ａとが接合部材であるはんだにより機械的かつ電気的に接合されている。

【0047】

回路パターン３３ｂは、平面視でＴ字型を成し、回路パターン３３ａの窪み内であって、絶縁板３３ｄの＋Ｙ方向側の端部に寄って形成されている。半導体チップ５３ａのおもて面の出力電極と回路パターン３３ｂとの間は、ワイヤ１３１により機械的かつ電気的に接続されている。半導体チップ５３ｂのおもて面の出力電極と回路パターン３３ｂとの間は、ワイヤ１３２により機械的かつ電気的に接続されている。半導体チップ５３ｃのおもて面の出力電極と回路パターン３３ｂとの間は、ワイヤ１３３により機械的かつ電気的に接続されている。

【0048】

回路パターン３４ａは、平面視でＵ字型を成している。回路パターン３４ａは絶縁板３４ｄの－Ｙ方向側の端部に寄って設けられている。回路パターン３４ａには半導体チップ５４ａ～５４ｃが配置されている。半導体チップ５４ａ，５４ｂは回路パターン３４ａの窪みを挟んだ両側に配置されている。半導体チップ５４ｃは、回路パターン３４ａの半導体チップ５４ａ，５４ｂの間であって、－Ｙ方向側の端部の中央に配置されている。半導体チップ５４ａ～５４ｃの裏面と回路パターン３４ａとがはんだにより機械的かつ電気的に接合されている。

【0049】

回路パターン３４ｂは、平面視でＴ字型を成し、回路パターン３４ａの窪み内であって、絶縁板３４ｄの＋Ｙ方向側の端部に寄って形成されている。半導体チップ５４ａのおもて面の出力電極と回路パターン３４ｂとの間は、ワイヤ１４１により機械的かつ電気的に接続されている。半導体チップ５４ｂのおもて面の出力電極と回路パターン３４ｂとの間は、ワイヤ１４２により機械的かつ電気的に接続されている。半導体チップ５４ｃのおもて面の出力電極と回路パターン３４ｂとの間は、ワイヤ１４３により機械的かつ電気的に接続されている。

【0050】

また、回路パターン３３ｂの領域３３ｂ１には、外部接続端子４２の接続部４２ｃ１がはんだにより電気的かつ機械的に接続されている。回路パターン３４ｂの領域３４ｂ１には、外部接続端子４２の接続部４２ｃ２がはんだにより電気的かつ機械的に接続されている。

【0051】

上記のワイヤ１１１～１１３，１２１～１２３，１３１～１３３，１４１～１４３，１５１～１５４は、導電性に優れた金属を主成分とするボンディングワイヤである。このような金属は、アルミニウム、銅、または、少なくともこれらの一種を含む合金により構成されている。本実施の形態において、上記のワイヤ１１１～１１３，１２１～１２３，１３１～１３３，１４１～１４３，１５１～１５４は主電流配線に用いられ、それらの径は例えば３００μｍ以上、５００μｍ以下である。

【0052】

なお、導電部（回路パターンまたは半導体チップのおもて面の出力電極）に対するワイヤ１１１～１１３，１２１～１２３，１３１～１３３，１４１～１４３，１５１～１５４の接合は、ボンディング装置を用いてよい。ボンディング装置に含まれるボンディングツールにより、ワイヤ１１１～１１３，１２１～１２３，１３１～１３３，１４１～１４３，１５１～１５４を導電部に押圧しつつ、超音波振動が行われる。このようなウェッジボンディングにより、ワイヤ１１１～１１３，１２１～１２３，１３１～１３３，１４１～１４３，１５１～１５４が導電部に接合される。

【0053】

また、上記の半導体チップ５１ａ～５１ｃ，５２ａ～５２ｃ，５３ａ～５３ｃ，５４ａ～５４ｃは、既述の通り、ＩＧＢＴ及びＦＷＤの機能を合わせ持つＲＣ－ＩＧＢＴである。ここで、図７を用いて、電力変換装置１０の電力変換機能について説明する。

【0054】

図７は、第１の実施の形態における電力変換装置の機能の等価回路を示す図である。図７は、ＲＣ－ＩＧＢＴを含む半導体チップ５１ａ～５１ｃ，５２ａ～５２ｃ及び半導体チップ５３ａ～５３ｃ，５４ａ～５４ｃにより構成されるインバータ回路を示している。半導体チップ５１ａ～５１ｃ，５２ａ～５２ｃは、スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｍ１とダイオード素子（ＦＷＤ）Ｄ１とを含む。半導体チップ５３ａ～５３ｃ，５４ａ～５４ｃは、スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｍ２とダイオード素子（ＦＷＤ）Ｄ２を含む。

【0055】

電力変換装置１０は、上アーム部Ａ及び下アーム部Ｂを含むハーフブリッジ回路を構成する。電力変換装置１０の上アーム部Ａは、絶縁回路基板３１及び絶縁回路基板３２上に配置されたワイヤ１１１～１１３及びワイヤ１２１～１２３、半導体チップ５１ａ～５１ｃ及び半導体チップ５２ａ～５２ｃ、外部接続端子４３を含む。さらに、絶縁回路基板３１及び絶縁回路基板３２の回路パターン３１ｂ，３１ｃ及び回路パターン３２ｂ，３２ｃ上に配置された外部接続端子４１を含む。

【0056】

電力変換装置１０の下アーム部Ｂは、絶縁回路基板３３及び絶縁回路基板３４上に配置されたワイヤ１３１～１３３及びワイヤ１４１～１４３、半導体チップ５３ａ～５３ｃ及び半導体チップ５４ａ～５４ｃ、外部接続端子４２を含む。

【0057】

絶縁回路基板３１，３２及び絶縁回路基板３３，３４は、ワイヤ１５１，１５２及びワイヤ１５３，１５４により接続されている。これにより、上アーム部Ａと下アーム部Ｂとが接続される。こうすることで、電力変換装置１０は、上アーム部Ａ及び下アーム部Ｂを含むハーフブリッジ回路として機能させることができる。

【0058】

この場合、電力変換装置１０では、外部電源（図示を省略）の正極に接続される接続点Ｐと半導体チップ５１ａ～５１ｃ，５２ａ～５２ｃの裏面の入力電極（コレクタ電極）の接続点Ｃ１とを繋ぐ配線５５ａが、外部接続端子４３及び回路パターン３１ａ，３２ａに対応する。つまり、外部接続端子４３は、ハーフブリッジ回路で正極側の入力端子を構成するＰ端子である。

【0059】

負荷（図示を省略）の端子に接続される接続点Ｍと半導体チップ５１ａ～５１ｃ及び半導体チップ５２ａ～５２ｃの出力電極（エミッタ電極）及び半導体チップ５３ａ～５３ｃ及び半導体チップ５４ａ～５４ｃの入力電極（コレクタ電極）の接続点Ｅ１Ｃ２とを繋ぐ配線５５ｃが、外部接続端子４１と回路パターン３１ｂ，３１ｃ及び回路パターン３２ｂ，３２ｃとワイヤ１５１，１５２及びワイヤ１５３，１５４と回路パターン３３ａ，３４ａとに対応する。つまり、外部接続端子４１は、ハーフブリッジ回路で出力端子を構成するＭ端子である。

【0060】

外部電源の負極に接続される接続点Ｎと半導体チップ５３ａ～５３ｃ，５４ａ～５４ｃの出力電極（エミッタ電極）の接続点Ｅ２とを繋ぐ配線５５ｂが、外部接続端子４２及び回路パターン３３ｂ，３４ｂに対応する。つまり、外部接続端子４２は、ハーフブリッジ回路で負極側の入力端子を構成するＮ端子である。

【0061】

また、制御信号が入力される接続点Ｇ１及び接続点Ｇ２と半導体チップ５１ａ～５１ｃ，５２ａ～５２ｃ及び半導体チップ５３ａ～５３ｃ，５４ａ～５４ｃの制御電極（ゲート電極）とを繋ぐ配線５５ｄ，５５ｅが、図示を省略する制御端子に対応する。

【0062】

ところで、前述のように、ケース２２の収納領域２２ａには封止部材２４が充填されている。そして、上記の半導体チップ５１ａ～５１ｃ，５２ａ～５２ｃ，５３ａ～５３ｃ，５４ａ～５４ｃやワイヤ１１１～１１３，１２１～１２３，１３１～１３３，１４１～１４３，１５１～１５４は、封止部材２４によって封止されている。

【0063】

また、半導体チップは稼働すると発熱し、その熱によって半導体チップの周囲の封止部材２４が膨張する。例えば、封止部材２４の上方（Ｚ方向）に収納領域２２ａの底面と対向する対向面を含む被覆部材が存在する場合、封止部材２４の上方への膨張が抑制され、封止部材２４は水平方向（Ｘ－Ｙ平面に沿った方向）に対して膨張する。その結果、水平方向に対して封止部材２４の熱膨張による力が発生し得る。

【0064】

以下では、封止部材２４の熱膨張による力を受けるワイヤについて図８を用いて説明する。図８は、封止部材の熱膨張による力の方向及びワイヤの接合方向について説明するための図である。図８には、導電部６１と導電部６２とを接続するワイヤ１００を例示している。図８の紙面上側には側面図を示しており、図８の紙面下側には平面図を示している。なお、導電部６１は、回路パターンまたは半導体チップの出力電極である。導電部６２も同様に、回路パターンまたは半導体チップの出力電極である。このように導電部６１，６２はワイヤの接合対象物であって、回路パターン、出力電極に限らず、例えば、他の電子部品の電極、リードフレーム、金属ブロックであってもよい。

【0065】

ワイヤ１００は、接合部１００ａ，１００ｂと配線部１００ｃを含む。接合部１００ａは、ワイヤ１００のボンディングツールにより導電部６１に対して押圧されつつ超音波振動により接合された部分である。このような接合部１００ａは、ワイヤ１００の一方の端部１００ａ１から連結部１００ａ２まで延伸し、その全体が導電部６１に接合される。接合部１００ｂも同様にワイヤ１００のボンディングツールにより導電部６２に接合された部分である。接合部１００ｂは、ワイヤ１００の他方の端部１００ｂ１から連結部１００ｂ２まで延伸し、その全体が導電部６２に接合される。配線部１００ｃは、導電部６１と導電部６２との間を跨いで、接合部１００ａの連結部１００ａ２と接合部１００ｂの連結部１００ｂ２とを繋ぎ、導電部６１，６２が配置された絶縁回路基板のおもて面から上方（図８の側面図における上方）に離間する。

【0066】

図８では例として、接合部１００ａ，１００ｂを結ぶ直線Ｌ１に対して紙面上側に直交する方向Ｄ１に、封止部材２４の熱膨張による力が発生しているとする。このような力がワイヤ１００に加わる場合、その根元である接合部１００ａ，１００ｂに発生する応力によって、接合部１００ａ，１００ｂが導電部６１，６２から離脱（リフトオフ）する可能性がある。特に、ヒートサイクル試験やパワーサイクル試験等の繰り返し応力が発生するケース内では、ワイヤ１００が離脱する可能性が高くなる傾向がある。

【0067】

ここで、熱膨張により接合部１００ａ，１００ｂにかかる力を低減する方法としては、例えば、膨張した封止部材２４の移動を規制するための仕切り部材を配置する方法が考えられる。例えば図８において、導電部６１，６２に対して力の発生源方向（紙面下方向）の位置に、直線Ｌ１に平行な略平板状の仕切り部材が配置される。この仕切り部材は、例えば、ケース２２の蓋部２５から下方に対して、収納領域２２ａの底面部との間で隙間が空くように延伸されて形成される。しかし、このような仕切り部材を半導体チップやワイヤの位置に応じて配置することは、電力変換装置１０の開発・製造コストを上昇させるという問題がある。また、回路パターンや半導体チップ、ワイヤの配置の自由度が制限され、場合によっては電力変換装置１０全体が大型化するという問題もある。

【0068】

そこで、本実施の形態では、ワイヤ１００の接合部１００ａ，１００ｂの接合方向を封止部材２４の熱膨張による力の方向Ｄ１に近づくように傾けることで、ワイヤ１００が離脱する可能性を低減する。具体的には、接合部１００ａの端部１００ａ１から連結部１００ａ２への延伸方向Ｄ２ａが、接合部１００ａから接合部１００ｂを繋ぐ方向Ｄ３ａに対して角度θ（ただし、θ＞０）だけ傾くように、ワイヤ１００が接合される。また、接合部１００ｂの端部１００ｂ１から連結部１００ｂ２への延伸方向Ｄ２ｂが、接合部１００ｂから接合部１００ａを繋ぐ方向Ｄ３ｂに対して角度θだけ傾くように、ワイヤ１００が接合される。ただし、図８のように方向Ｄ３ａ，Ｄ３ｂに対して力の方向Ｄ１が直交する場合、接合部１００ａ，１００ｂと配線部１００ｃとの間の角度の差が大きくなり過ぎないように、傾き角度は鋭角（すなわちθは９０度未満）とされる。

【0069】

これにより、接合部１００ａ，１００ｂの延伸方向Ｄ２ａ，Ｄ２ｂが力の方向Ｄ１に近づけられ、力によって接合部１００ａ，１００ｂを導電部６１，６２から離脱させようとする力が低減される。その結果、力により接合部１００ａ，１００ｂが導電部６１，６２から離脱する可能性を低減できる。

【0070】

なお、図８では、接合部１００ａ，１００ｂを結ぶ直線Ｌ１に対して封止部材２４の熱膨張による力の方向Ｄ１が直交する場合を例示した。この場合に限らず、力の方向Ｄ１が直線Ｌ１と直交しない場合でも、上記の延伸方向Ｄ２ａ，Ｄ２ｂはそれぞれ方向Ｄ３ａ，Ｄ３ｂに対して力の方向Ｄ１に近づくように傾けられればよい。

【0071】

例えば、方向Ｄ１と方向Ｄ３ａとの角度が９０度未満の場合に、延伸方向Ｄ２ａを方向Ｄ３ａと一致させてしまうと、接合部１００ａに対して配線部１００ｃ側から力がかかることになり、これは接合部１００ａを導電部６１からはがす方向の力となる。方向Ｄ３ａに対する延伸方向Ｄ２ａを方向Ｄ１に近づくように傾けることで、このような力を逃がすことができ、接合部１００ａが離脱する可能性を低減できる。

【0072】

次に、電力変換装置１０におけるワイヤ接合の具体例について説明する。

【0073】

図９は、第１の実施の形態における電力変換装置の一部を拡大した第１の拡大図である。図９は、図６のうち絶縁回路基板３１の周辺領域を拡大して示した図である。

【0074】

また、図９には、図４及び図５に示す外部接続端子４１の水平部４１ｃ１の位置を破線によって示している。図９に示すように、ワイヤ１１１，１１２，１１３＿１，１１３＿２の上部（＋Ｚ方向）は水平部４１ｃ１により覆われている。この場合、水平部４１ｃ１の下側においては、封止部材２４の上方（＋Ｚ方向）に対する熱膨張の方向が水平部４１ｃ１により規制されるので、封止部材２４は水平方向に膨張する。

【0075】

ここで、水平部４１ｃ１の紙面左右方向（±Ｘ方向）に対する中心を通る直線を、中心線Ｌ２とする。また、水平部４１ｃ１の下側（－Ｚ方向）においては半導体チップ５１ａ～５１ｃが熱源となる。これらの半導体チップ５１ａ～５１ｃは中心線Ｌ２に対して左右対称に配置されている。このようなケースでは、封止部材２４は中心線Ｌ２から左右方向に対して膨張する。

【0076】

ワイヤ１１１は、半導体チップ５１ａの出力電極と接合する接合部１１１ａと、回路パターン３１ｂと接合する接合部１１１ｂと、接合部１１１ａ，１１１ｂ間を接続する配線部１１１ｃを含む。接合部１１１ａから接合部１１１ｂを結ぶ方向は、中心線Ｌ２と平行である。この場合、接合部１１１ａ，１１１ｂに対しては中心線Ｌ２から紙面左方向（－Ｘ方向）に対して、封止部材２４の熱膨張による力が生じる。そこで、接合部１１１ａの端部から配線部１１１ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１１１ａから接合部１１１ｂに向かう方向に対して力方向（紙面左方向）に近づくように鋭角に傾けられている。図９ではこの傾き角度をθ１として表しており、０＜θ１＜９０である。これにより、力によって接合部１１１ａが半導体チップ５１ａから離脱する可能性を低減できる。

【0077】

また、接合部１１１ｂに関しても、接合部１１１ｂの端部から配線部１１１ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１１１ｂから接合部１１１ａに向かう方向に対して力方向（紙面左方向（－Ｘ方向））に近づくように鋭角に傾けられている。これにより、力により接合部１１１ｂが回路パターン３１ｂから離脱する可能性を低減できる。

【0078】

ワイヤ１１２は、半導体チップ５１ｂの出力電極と接合する接合部１１２ａと、回路パターン３１ｃと接合する接合部１１２ｂと、接合部１１２ａ，１１２ｂ間を接続する配線部１１２ｃを含む。そして、接合部１１２ａから接合部１１２ｂを結ぶ方向も中心線Ｌ２と平行である。この場合、接合部１１２ａ，１１２ｂに対しては中心線Ｌ２から紙面右方向（＋Ｘ方向）に対して、封止部材２４の熱膨張による力が生じる。そこで、接合部１１２ａの端部から配線部１１２ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１１２ａから接合部１１２ｂに向かう方向に対して力方向（紙面右方向）に近づくように鋭角に傾けられている。これにより、力によって接合部１１２ａが半導体チップ５１ｂから離脱する可能性を低減できる。

【0079】

また、接合部１１２ｂに関しても、接合部１１２ｂの端部から配線部１１２ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１１２ｂから接合部１１２ａに向かう方向に対して力方向（紙面右方向）に近づくように鋭角に傾けられている。これにより、力により接合部１１２ｂが回路パターン３１ｃから離脱する可能性を低減できる。

【0080】

次に、ワイヤ１１３としては、中心線Ｌ２を挟んで紙面左側（－Ｘ方向）に位置するワイヤ１１３＿１と、紙面右側（＋Ｘ方向）に位置するワイヤ１１３＿２とがある。

【0081】

ワイヤ１１３＿１は、半導体チップ５１ｃの出力電極と接合する接合部１１３＿１ａと、半導体チップ５１ｃの出力電極と接合する接合部１１３＿１ｂ１と、回路パターン３１ｂと接合する接合部１１３＿１ｂ２と、接合部１１３＿１ａ，１１３＿１ｂ１間を接続する配線部１１３＿１ｃ１と、接合部１１３＿１ｂ１，１１３＿１ｂ２間を接続する配線部１１３＿１ｃ２を含む。このようなワイヤ１１３＿１に対しては、封止部材２４の熱膨張により紙面左方向（－Ｘ方向）の力が生じる。

【0082】

ここで、接合部１１３＿１ａから接合部１１３＿１ｂ１を結ぶ方向は中心線Ｌ２と平行である。そこで、ワイヤ１１３＿１では、少なくとも接合部１１３＿１ａの接合方向が傾けられる。すなわち、接合部１１３＿１ａの端部から配線部１１３＿１ｃ１との連結部に向かう方向が、接合部１１３＿１ａから接合部１１３＿１ｂ１に向かう方向に対して力方向（紙面左方向（－Ｘ方向））に近づくように鋭角に傾けられている。図９ではこの傾き角度をθ２として表しており、０＜θ２＜９０である。これにより、力によって接合部１１３＿１ａが半導体チップ５１ｃから離脱する可能性を低減できる。

【0083】

一方、ワイヤ１１３＿２は、半導体チップ５１ｃの出力電極と接合する接合部１１３＿２ａと、半導体チップ５１ｃと接合する接合部１１３＿２ｂ１と、回路パターン３１ｃと接合する接合部１１３＿２ｂ２と、接合部１１３＿２ａ，１１３＿２ｂ１間を接続する配線部１１３＿２ｃ１と、接合部１１３＿２ｂ１，１１３＿２ｂ２間を接続する配線部１１３＿２ｃ２を含む。このようなワイヤ１１３＿２に対しては、封止部材２４の熱膨張により紙面右方向（＋Ｘ方向）の力が生じる。

【0084】

ここで、接合部１１３＿２ａから接合部１１３＿２ｂ１を結ぶ方向は中心線Ｌ２と平行である。そこで、ワイヤ１１３＿２では、少なくとも接合部１１３＿２ａの接合方向が傾けられる。すなわち、接合部１１３＿２ａの端部から配線部１１３＿２ｃ１との連結部に向かう方向が、接合部１１３＿２ａから接合部１１３＿２ｂ１に向かう方向に対して力方向（紙面右方向（＋Ｘ方向））に近づくように鋭角に傾けられている。これにより、力によって接合部１１３＿２ａが半導体チップ５１ｃから離脱する可能性を低減できる。

【0085】

なお、この他に例えば、接合部１１３＿１ｂ２の端部から配線部１１３＿１ｃ２との連結部に向かう方向が、接合部１１３＿１ｂ２から接合部１１３＿１ｂ１に向かう方向に対して力方向（紙面左方向（－Ｘ方向））に近づくように鋭角に傾けられていてもよい。また、接合部１１３＿２ｂ２の端部から配線部１１３＿２ｃ２との連結部に向かう方向が、接合部１１３＿２ｂ２から接合部１１３＿２ｂ１に向かう方向に対して力方向（紙面右方向（＋Ｘ方向））に近づくように鋭角に傾けられていてもよい。

【0086】

ところで、図９の紙面左右方向（±Ｘ方向）に対しては、中心線Ｌ２に近いほど（すなわち、力方向の上流側ほど）封止部材２４の熱膨張による力が大きくなる。例えば、中心線Ｌ２に対するワイヤ１１３＿１の距離Ｄ１２は、中心線Ｌ２に対するワイヤ１１１の距離Ｄ１１より短い。このため、ワイヤ１１３＿１に対して生じる力は、ワイヤ１１１に対して生じる力より大きい。この場合、例えば、ワイヤ１１３＿１の接合部１１３＿１ａの傾き角度θ２は、ワイヤ１１１の接合部１１１ａの傾き角度θ１より大きく設定される。これにより、ワイヤ１１３＿１の接合部１１３＿１ａの離脱をより確実に防止できる。

【0087】

また、封止部材２４の熱膨張による力の大きさは、例えば、ワイヤを覆う被覆部材の高さによっても変化する。この点について、次の図１０を用いて説明する。

【0088】

図１０は、被覆部材の高さに応じた力の変化及びワイヤの接合方向について説明するための図である。図１０の紙面上側に示す側面図は、ワイヤ１１１の周辺領域を図９の一点鎖線Ｙ１－Ｙ１の方向から見た状態を示している。図１０の紙面下側に示す平面図は、ワイヤ１１１の周辺領域を拡大して示した図である。なお、図１０では被覆部材として、外部接続端子４１（に含まれる水平部４１ｃ１）を例に挙げている。被覆部材は、封止部材２４に封止され、ワイヤの上方（＋Ｚ方向）に設けられているものであればよい。被覆部材は、外部接続端子４１～４３に限らず、例えば、ケース２２内に設けられ、対向面を含む梁（図示を省略）であってもよい。また、被覆部材の対向面が封止部材２４の上面よりも低い位置（－Ｚ方向）に配置されていればよく、被覆部材の全体が封止部材２４に封止される必要はない。

【0089】

ワイヤ１１１の上部（＋Ｚ方向）は、外部接続端子４１の水平部４１ｃ１により覆われている。ここで、水平部４１ｃ１の高さが低いほど、封止部材２４の上方（＋Ｚ方向）に対する膨張が強く規制され、その分だけ水平方向に対して膨張しやすくなり、水平方向に対する力が大きくなる。

【0090】

図１０の紙面左側では、ワイヤ１１１が接合された半導体チップ５１ａの上面から、水平部４１ｃ１の下面（絶縁回路基板３１に対する対向面）までの高さはＨ１となっている。また、ワイヤ１００の接合部１１１ａの傾き角度はθ１ａとなっている。一方、図１０の紙面右側では、半導体チップ５１ａの上面から水平部４１ｃ１の下面までは高さＨ２となっており、Ｈ２＞Ｈ１である。また、ワイヤ１００の接合部１１１ａの傾き角度はθ１ｂとなっている。

【0091】

このような場合、紙面左方向（－Ｘ方向）に発生する力の大きさは、高さＨ１である紙面左側のケースの方が大きくなる。このため、ワイヤ１１１の接合部１１１ａの傾き角度θ１ａは、傾き角度θ１ｂより大きく設定される。これにより、ワイヤ１１１の接合部１１１ａの離脱をより確実に防止できる。

【0092】

なお、図１０の紙面上側に示すように、ワイヤ１１１の立ち上がり方向が封止部材２４の熱膨張による力の方向側に傾けられてもよい。図１０のケースでは、封止部材２４の熱膨張により紙面左側（－Ｘ方向）に対して力がかかるので、ワイヤ１１１は鉛直上方向（Ｚ方向）に対して紙面左側（－Ｘ方向）に傾けられる。これにより、接合部１１１ａ，１１１ｂを離脱させようとする力が低減される。

【0093】

ワイヤ１１１の立ち上がり方向は、封止部材２４の熱膨張による力が大きいほど大きく傾けられることが望ましい。図１０では、被覆部材の高さがＨ１の場合、ワイヤ１１１の立ち上がり方向の傾き角度はθ１ｃであり、被覆部材の高さがＨ２（＞Ｈ１）の場合、ワイヤ１１１の立ち上がり方向の傾き角度はθ１ｄである。上記のように高さがＨ１の場合の方が熱膨張による力が大きいため、ワイヤ１１１の立ち上がり方向の傾き角度はθ１ｃ＞θ１ｄとなるように設定される。これにより、接合部１１１ａが離脱する可能性を低減できる。

【0094】

また、封止部材２４の熱膨張による力が大きいほど、ワイヤ１１１の立ち上がり方向の傾き角度とともに、接合部１１１ａ，１１１ｂの接合方向の傾き角度も大きくなる。これにより、平面視で接合部１１１ａ，１１１ｂからワイヤ１１１の中央部方向に対してワイヤ１１１が大きく折り曲げられることなく延伸される。立ち上がり部分でのワイヤ１１１の折れ曲がりによって当該部分の強度が低下する可能性があるが、上記のようにワイヤ１１１の立ち上がり方向を接合部１１１ａ，１１１ｂの接合方向に傾き角度に応じて傾けることで、このような強度低下を抑制できる。

【0095】

図１１は、第１の実施の形態における電力変換装置の一部を拡大した第２の拡大図である。図１１は、図６のうち絶縁回路基板３３，３４の周辺領域を拡大して示した図である。

【0096】

また、図１１には、図５に示す外部接続端子４３の水平部４３ｃの位置を破線によって示している。図１１に示すように、ワイヤ１３２，１４１の全体の上部（＋Ｚ方向）、及びワイヤ１５２，１５３，１３３，１４３の一部の上部（＋Ｚ方向）は水平部４３ｃにより覆われている。この場合、水平部４３ｃの下側（－Ｚ方向）においては、封止部材２４の上方（＋Ｚ方向）に対する膨張方向が水平部４３ｃにより規制されるので、封止部材２４は水平方向に膨張する。

【0097】

ここで、水平部４３ｃの紙面左右方向（±Ｘ方向）に対する中心を通る直線を、中心線Ｌ３とする。また、水平部４３ｃの下側においては半導体チップ５３ｂ，５３ｃ，５４ａ，５４ｃが熱源となる。これらの半導体チップ５３ｂ，５３ｃ，５４ａ，５４ｃは中心線Ｌ３に対して左右対称に配置されている。このようなケースでは、封止部材２４は中心線Ｌ３から左右方向に対して膨張する。

【0098】

ワイヤ１３２は、回路パターン３３ｂと接合する接合部１３２ａと、半導体チップ５３ｂの出力電極と接合する接合部１３２ｂと、接合部１３２ａ，１３２ｂ間を接続する配線部１３２ｃを含む。接合部１３２ａから接合部１３２ｂを結ぶ方向は、中心線Ｌ３と平行である。この場合、接合部１３２ａ，１３２ｂに対しては中心線Ｌ３から紙面左方向（－Ｘ方向）に対して、封止部材２４の熱膨張による力が生じる。このため、接合部１３２ａの端部から配線部１３２ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１３２ａから接合部１３２ｂに向かう方向に対して力方向（紙面左方向（－Ｘ方向））に近づくように鋭角に傾けられている。これにより、力によって接合部１３２ａが回路パターン３３ｂから離脱する可能性を低減できる。

【0099】

また、接合部１３２ｂに関しても、接合部１３２ｂの端部から配線部１３２ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１３２ｂから接合部１３２ａに向かう方向に対して力方向（紙面左方向）に近づくように鋭角に傾けられている。これにより、力により接合部１３２ｂが半導体チップ５３ｂから離脱する可能性を低減できる。

【0100】

一方、ワイヤ１４１は、中心線Ｌ３に対してワイヤ１３２と対向する位置に設けられている。ワイヤ１４１は、回路パターン３４ｂと接合する接合部１４１ａと、半導体チップ５４ａの出力電極と接合する接合部１４１ｂと、接合部１４１ａ，１４１ｂ間を接続する配線部１４１ｃを含む。接合部１４１ａから接合部１４１ｂを結ぶ方向は、中心線Ｌ３と平行である。この場合、接合部１４１ａ，１４１ｂに対しては中心線Ｌ３から紙面右方向（＋Ｘ方向）に対して、封止部材２４の熱膨張による力が生じる。このため、接合部１４１ａの端部から配線部１４１ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１４１ａから接合部１４１ｂに向かう方向に対して力方向（紙面右方向（＋Ｘ方向））に近づくように鋭角に傾けられている。これにより、力によって接合部１４１ａが回路パターン３４ｂから離脱する可能性を低減できる。

【0101】

また、接合部１４１ｂに関しても、接合部１４１ｂの端部から配線部１４１ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１４１ｂから接合部１４１ａに向かう方向に対して力方向（紙面右方向（＋Ｘ方向））に近づくように鋭角に傾けられている。これにより、力により接合部１４１ｂが半導体チップ５４ａから離脱する可能性を低減できる。

【0102】

ワイヤ１５２は、回路パターン３１ｃと接合する接合部１５２ａと、回路パターン３３ａと接合する接合部１５２ｂと、接合部１５２ａ，１５２ｂ間を接続する配線部１５２ｃを含む。接合部１５２ａと接合部１５２ｂとを結ぶ方向は、中心線Ｌ３と平行である。また、接合部１５２ａ，１５２ｂのうち接合部１５２ｂの上部（＋Ｚ方向）のみが水平部４３ｃに覆われている。この場合、接合部１５２ｂに対しては中心線Ｌ３から紙面左方向（－Ｘ方向）に対して、封止部材２４の熱膨張による力が生じる。このため、接合部１５２ｂの端部から配線部１５２ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１５２ｂから接合部１５２ａに向かう方向に対して力方向（紙面左方向（－Ｘ方向））に近づくように鋭角に傾けられている。これにより、力によって接合部１５２ｂが回路パターン３３ａから離脱する可能性を低減できる。

【0103】

一方、ワイヤ１５３は、中心線Ｌ３に対してワイヤ１５２と対向する位置に設けられている。ワイヤ１５３は、回路パターン３２ｂと接合する接合部１５３ａと、回路パターン３４ａと接合する接合部１５３ｂと、接合部１５３ａ，１５３ｂ間を接続する配線部１５３ｃを含む。接合部１５３ａから接合部１５３ｂを結ぶ方向は、中心線Ｌ３と平行である。また、接合部１５３ａ，１５３ｂのうち接合部１５３ｂの上部のみが水平部４３ｃに覆われている。この場合、接合部１５３ｂに対しては中心線Ｌ３から紙面右方向（＋Ｘ方向）に対して、封止部材２４の熱膨張による力が生じる。このため、接合部１５３ｂの端部から配線部１５３ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１５３ｂから接合部１５３ａに向かう方向に対して力方向（紙面右方向（＋Ｘ方向））に近づくように鋭角に傾けられている。これにより、力によって接合部１５３ｂが回路パターン３４ａから離脱する可能性を低減できる。

【0104】

なお、ワイヤ１３３の接合部１３３ａも、その上部が水平部４３ｃに覆われているので、接合部１３３ａに対しては紙面左方向（－Ｘ方向）に対して力が生じ得る。このため、接合部１３３ａの接合方向も傾けられてもよい。同様に、ワイヤ１４３の接合部１４３ａも、その上部（＋Ｚ方向）が水平部４３ｃに覆われているので、接合部１４３ａに対しては紙面右方向（＋Ｘ方向）に対して力が生じ得る。このため、接合部１４３ａの接合方向も傾けられてもよい。

【0105】

次に、ワイヤ１５４に対する力について説明する。ワイヤ１５４は、回路パターン３２ｃに接合する接合部１５４ａと、回路パターン３４ａに接合する接合部１５４ｂと、接合部１５４ａ，１５４ｂ間を接続する配線部１５４ｃを含む。また、ワイヤ１５４は側壁部２３の第４内壁面２３ｄの近傍に設けられている。そして、接合部１５４ａから接合部１５４ｂに繋ぐ方向は、第４内壁面２３ｄの延伸方向（紙面上下方向（±Ｙ方向））と平行である。なお、ワイヤ１５４の上部は、第４内壁面２３ｄから紙面左方向（－Ｘ方向）に突出する突出部２３ｅ（図１，６参照）によって覆われている。

【0106】

このような第４内壁面２３ｄの近傍領域では、封止部材２４が熱によって膨張した場合、第４内壁面２３ｄの方向（＋Ｘ方向）に対する膨張が規制されるので、封止部材２４は第４内壁面２３ｄに対向する方向（－Ｘ方向）に膨張する。このため、第３内壁面２３ｄからワイヤ１５４に向かう方向（紙面左方向（－Ｘ方向））に対して力が生じる。また、当該領域の上方向（Ｚ方向）に対する膨張は突出部２３ｅやケース２２の蓋部２５によって規制され得るので、第４内壁面２３ｄに対向する方向に対して一層力が生じやすくなる。特に、突出部２３ｅの高さが低いほど力は大きくなり得る。

【0107】

そこで、ワイヤ１５４の離脱を防止するために、接合部１５４ａ，１５４ｂの接合方向が傾けられる。具体的には、接合部１５４ａの端部から配線部１５４ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１５４ａから接合部１５４ｂに向かう方向に対して力方向（紙面左方向（－Ｘ方向））に近づくように鋭角に傾けられている。これにより、力によって接合部１５４ａが回路パターン３２ａから離脱する可能性を低減できる。また、接合部１５４ｂの端部から配線部１５４ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１５４ｂから接合部１５４ａに向かう方向に対して力方向（紙面左方向（－Ｘ方向））に近づくように鋭角に傾けられている。これにより、力によって接合部１５４ｂが回路パターン３４ａから離脱する可能性を低減できる。

【0108】

また、第４内壁面２３ｄに近い位置ほど、封止部材２４の熱膨張による力が大きくなる。このため、接合部１５４ａ，１５４ｂと第４内壁面２３ｄとの距離が近いほど、接合部１５４ａ，１５４ｂにおける延伸方向の傾き角度が大きく設定される。これにより、ワイヤ１５４の接合部１５４ａ，１５４ｂの離脱をより確実に防止できる。

【0109】

以上説明した第１の実施の形態において、電力変換装置１０は、導電部６１，６２がおもて面に設けられた絶縁回路基板３１と、導電部６１，６２を接続するワイヤ１００と、絶縁回路基板３１及びワイヤ１００を収納する収納領域２２ａを含むケース２２と、収納領域２２ａに充填されて絶縁回路基板３１及びワイヤ１００を封止する封止部材２４とを有する。ワイヤ１００は、導電部６１に接合され、一方の端部１００ａ１を含む接合部１００ａと、導電部６１に接合され、他方の端部１００ｂ１を含む接合部１００ｂと、導電部６１，６２間を跨いで、接合部１００ａの連結部１００ａ２と接合部１００ｂの連結部１００ａ２に対向する連結部１００ｂ２とを繋ぎ、絶縁回路基板３１のおもて面から離間する配線部１００ｃを含む。そして、ワイヤ１００の端部１００ａ１から連結部１００ａ２に延伸する接合部１００ａの延伸方向は、接合部１００ａから接合部１００ｂを繋ぐ方向に対して、封止部材２４の熱膨張により平面視で接合部１００ａに生じる力の方向に近づくように鋭角に傾いている。これにより、封止部材２４の熱膨張に伴う力により、ワイヤ１００の接合部１００ａが導電部６１から離脱する可能性を低減することができる。

【0110】

また、電力変換装置１０は、半導体チップ５１ａ及び回路パターン３１ｂがおもて面に設けられた絶縁回路基板３１と、半導体チップ５１ａと回路パターン３１ｂとを接続するワイヤ１１１と、絶縁回路基板３１及びワイヤ１１１を収納する収納領域２２ａを含むケース２２と、収納領域２２ａに充填されて絶縁回路基板３１及びワイヤ１１１を封止する封止部材２４とを有する。ワイヤ１１１は、半導体チップ５１ａに接合され、一方の第１端部を含む接合部１１１ａと、回路パターン３１ｂに接合され、他方の第２端部を含む接合部１１１ｂと、半導体チップ５１ａと回路パターン３１ｂとの間を跨いで、接合部１１１ａの第１連結点と接合部１１１ｂの第１連結点に対向する第２連結点とを繋ぎ、絶縁回路基板３１のおもて面から離間する配線部１１１ｃとを含む。また、電力変換装置１０は、充填された封止部材２４の上面２４ａより低い位置に、絶縁回路基板３１に対向し、ワイヤ１１１の接合部１１１ａを覆う対向面を含む水平部４１ｃ１を有する。そして、接合部１１１ａから接合部１１１ｂを繋ぐ第１方向に対して、ワイヤ１１１の第１端部から第１連結点に延伸する接合部１１１ａの第１延伸方向は、第１方向に平行で対向面の平面視での中心を通る中心線Ｌ２から中心線Ｌ２に直交して接合部１１１ａ側に向かう第２方向に近づくように、鋭角に傾いている。これにより、封止部材２４の熱膨張に伴う力により、ワイヤ１１１の接合部１１１ａが半導体チップ５１ａから離脱する可能性を低減することができる。

【0111】

［第２の実施の形態］
上記の第１の実施の形態では、接合部の端部からの延伸方向を力の方向に近づけるように傾けることで、接合部の離脱を防止した。これに対して、ワイヤの立ち上がり方向を力の方向側に傾けることで、接合部の離脱を防止することもできる。

【0112】

図１２は、第２の実施の形態における電力変換装置におけるワイヤの立ち上がり状態を示す図である。図１２の紙面上側に示す側面図は、電力変換装置１０におけるワイヤ１１１，１１３の周辺領域を図９の一点鎖線Ｙ２－Ｙ２の方向から見た状態を示している。図１２の紙面下側に示す平面図は、ワイヤの周辺領域を拡大して示した図である。

【0113】

図１２の側面図に示すように、封止部材２４が熱により膨張した際、ワイヤ１１１，１１３に対しては、水平部４１ｃ１の中心線Ｌ２からワイヤ１１１，１１３に向かう方向（紙面左方向（－Ｘ方向））に対して力が生じる。この場合、ワイヤ１１１の配線部１１１ｃの立ち上がり方向は、鉛直上側方向（＋Ｚ方向）に対して力の方向に傾けられる。これにより、力によってワイヤ１１１の接合部１１１ａ，１１１ｂが回路パターン３１ｂから離脱する可能性を低減できる。同様に、ワイヤ１１３の配線部１１３ｃの立ち上がり方向は、鉛直上側方向（＋Ｚ方向）に対して力の方向に傾けられる。これにより、力によってワイヤ１１３の接合部１１３ａ，１１３ｂが半導体チップ５１ｃから離脱する可能性を低減できる。

【0114】

また、前述のように、中心線Ｌ２からの水平方向に対する距離が近いほど力が大きくなる。図１２の例では、中心線Ｌ２からのワイヤ１１１の距離Ｄ１１よりも、中心線Ｌ２からのワイヤ１１３の距離Ｄ１２の方が短いので、ワイヤ１１３の方が大きな力がかかる。このため、ワイヤ１１１の配線部１１１ｃの傾き角度θ３ａより、ワイヤ１１３の配線部１１３ｃの傾き角度θ４ａの方が大きく設定される。

【0115】

また、図１０に示したように、絶縁回路基板３１から水平部４１ｃのような被覆部材の下面までの高さが低いほど、力は大きくなる。このため、水平部４１ｃの高さが低いほど、ワイヤ１１１，１１３の傾き角度が大きく設定される。

【0116】

さらに、図１１に示したように、鉛直方向に起立する部材の側面（図１１では側壁部２３の第３内壁面２３ｄ）の近傍にワイヤが存在する場合、封止部材２４が熱によって膨張すると側面に対向する方向（－Ｘ方向）に向かう力がワイヤにかかる。このため、ワイヤの立ち上がり方向は、力の方向（ワイヤから見て側面とは逆方向）に傾けられる。これにより、力によってワイヤの接合部が接合面から離脱する可能性を低減できる。また、ワイヤと側面との距離が近いほど、ワイヤにかかる力が大きくなるので、ワイヤの傾き角度が大きく設定される。

【0117】

以上説明した第２の実施の形態において、電力変換装置１０は、半導体チップ５１ａ及び回路パターン３１ｂがおもて面に設けられた絶縁回路基板３１と、半導体チップ５１ａと回路パターン３１ｂとを接続するワイヤ１１１と、絶縁回路基板３１及びワイヤ１１１を収納する収納領域２２ａを含むケース２２と、収納領域２２ａに充填されて絶縁回路基板３１及びワイヤ１１１を封止する封止部材２４とを有する。ワイヤ１１１は、半導体チップ５１ａに接合され、一方の第１端部を含む接合部１１１ａと、回路パターン３１ｂに接合され、他方の第２端部を含む接合部１１１ｂと、半導体チップ５１ａと回路パターン３１ｂとの間を跨いで接合部１１１ａと接合部１１１ｂとを繋ぎ、絶縁回路基板３１のおもて面から離間する配線部１１１ｃとを含む。そして、絶縁回路基板３１のおもて面から配線部１１１ｃが立ち上がる立ち上がり方向は、当該おもて面に垂直な方向に対して、封止部材２４の膨張により平面視でワイヤ１１１に生じる力の方向側に傾いている。これにより、封止部材２４の熱膨張に伴う力により、ワイヤ１１１の接合部１１１ａ，１１１ｂが半導体チップ５１ａ及び回路パターン３１ｂから離脱する可能性を低減することができる。

【0118】

なお、ワイヤの接合部の延伸方向を傾ける第１の実施の形態の方法と、ワイヤの立ち上がり方向を傾ける第２の実施の形態の方法は、併用されてもよい。図１２の例では紙面下側の平面図に示すように、ワイヤ１１１の接合部１１１ａとワイヤ１１３の接合部１１３ａが傾けられている。具体的には、接合部１１１ａの端部から配線部１１１ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１１１ａから接合部１１１ｂに向かう方向に対して、熱膨張による力の方向（紙面左方向（－Ｘ方向））に近づくように傾き角度θ３ｂだけ傾けられている。また、接合部１１３ａの端部から配線部１１３ｃとの連結部に向かう方向が、接合部１１３ａから接合部１１３ｂに向かう方向に対して、熱膨張による力の方向（紙面左方向（－Ｘ方向））に近づくように傾き角度θ４ｂだけ傾けられている。これにより、接合部１１１ａ，１１３ａが熱膨張による力によって半導体チップ５１ａ，５１ｃから離脱する可能性を低減することができる。

【0119】

また、前述のように、水平部４１ｃ１の中心線Ｌ２からの水平方向に対する距離が近いほど、熱膨張による力が大きくなる。図１２の例では、中心線Ｌ２からのワイヤ１１１の距離Ｄ１１よりも、中心線Ｌ２からのワイヤ１１３の距離Ｄ１２の方が短いので、ワイヤ１１３の方が大きな力がかかる。このため、ワイヤ１１１の接合部１１１ａの傾き角度θ３ｂより、ワイヤ１１３の接合部１１３ａの傾き角度θ４ｂの方が大きく設定される。

【符号の説明】

【0120】

１０ 電力変換装置
２１ 放熱板
２２ ケース
２２ａ 収納領域
２３ 側壁部
２３ａ～２３ｄ 第１～第４内壁面
２３ｅ 突出部
２４ 封止部材
２４ａ 上面
２５ 蓋部
３１～３４ 絶縁回路基板
３１ａ～３１ｃ，３２ａ～３２ｃ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ、３４ｂ 回路パターン
３１ａ１～３１ｃ１，３２ａ１～３２ｃ１，３３ｂ１，３４ｂ１ 領域
３１ｄ，３２ｄ，３３ｄ，３４ｄ 絶縁板
４１～４３ 外部接続端子
４１ａ，４１ａ１～４１ａ３，４２ａ，４２ａ１，４２ａ２，４３ａ，４３ａ１，４３ａ２ 外部接続部
４１ｂ，４１ｃ，４１ｃ１，４１ｃ２，４２ｂ，４３ｂ，４３ｃ 水平部
４１ｃ３ スリット
４１ｄ１～４１ｄ４，４２ｃ１，４２ｃ２，４３ｄ１，４３ｄ２ 接続部
４４ 端子保持部
５１ａ～５１ｃ，５２ａ～５２ｃ，５３ａ～５３ｃ，５４ａ～５４ｃ 半導体チップ
５５ａ～５５ｅ 配線
６１，６２ 導電部
１００，１１１～１１３，１２１～１２３，１３１～１３３，１４１～１４３，１５１～１５４ ワイヤ
１００ａ，１００ｂ 接合部
１００ｃ 配線部
１００ａ１，１００ｂ１ 端部
１００ａ２，１００ｂ２ 連結部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】