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(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】P2024015805
(43)【公開日】2024-02-06
(54)【発明の名称】スイッチングデバイスおよびスイッチングモジュール
(51)【国際特許分類】
H01L 25/07 20060101AFI20240130BHJP
【ＦＩ】
H01L25/04 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022118117
(22)【出願日】2022-07-25
(71)【出願人】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山野上 耕一
(57)【要約】
【課題】コモンモードノイズを極限まで抑制する。
【解決手段】所定のコモンモード電流抑制構造２を介して半導体チップ１０１の下方に配置されるドレインフィン１０３を備えるスイッチングデバイス１である。コモンモード電流抑制構造２が、ドレインフィン１０３の上に接合される第１絶縁層１２ａと、第１絶縁層１２ａの上に接合される導電層２ｂと、導電層２ｂの上に接合される第２絶縁層２ｃと、第２絶縁層２ｃの上に接合されるとともに半導体チップ１０１のドレイン電極１０１ａと接合される電極導体２ｄとを有している。導電層２ｂが半導体チップ１０１のソース電極１０１ｂと電気的に接続されている。
【選択図】図３
【解決手段】所定のコモンモード電流抑制構造２を介して半導体チップ１０１の下方に配置されるドレインフィン１０３を備えるスイッチングデバイス１である。コモンモード電流抑制構造２が、ドレインフィン１０３の上に接合される第１絶縁層１２ａと、第１絶縁層１２ａの上に接合される導電層２ｂと、導電層２ｂの上に接合される第２絶縁層２ｃと、第２絶縁層２ｃの上に接合されるとともに半導体チップ１０１のドレイン電極１０１ａと接合される電極導体２ｄとを有している。導電層２ｂが半導体チップ１０１のソース電極１０１ｂと電気的に接続されている。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
スイッチング制御が行われるスイッチングデバイスであって、
半導体チップと、
前記半導体チップの下面に設けられている第１端子部に接続される正極側端子と、
前記半導体チップの上面に設けられている第２端子部に接続される負極側端子と、
前記第１端子部と前記第２端子部との間の電流路のオンオフを切り替えるために、前記半導体チップの上面に設けられている第３端子部に接続される切替用端子と、
所定のコモンモード電流抑制構造を介して前記半導体チップの下方に配置される放熱導体と、
を備え、
前記コモンモード電流抑制構造が、
前記放熱導体の上に接合される第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上に接合される導電層と、
前記導電層の上に接合される第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の上に接合されるとともに前記第１端子部の下に接合される電極導体と、
を有し、
前記導電層が前記第２端子部と電気的に接続されている、スイッチングデバイス。
半導体チップと、
前記半導体チップの下面に設けられている第１端子部に接続される正極側端子と、
前記半導体チップの上面に設けられている第２端子部に接続される負極側端子と、
前記第１端子部と前記第２端子部との間の電流路のオンオフを切り替えるために、前記半導体チップの上面に設けられている第３端子部に接続される切替用端子と、
所定のコモンモード電流抑制構造を介して前記半導体チップの下方に配置される放熱導体と、
を備え、
前記コモンモード電流抑制構造が、
前記放熱導体の上に接合される第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上に接合される導電層と、
前記導電層の上に接合される第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の上に接合されるとともに前記第１端子部の下に接合される電極導体と、
を有し、
前記導電層が前記第２端子部と電気的に接続されている、スイッチングデバイス。
【請求項2】
請求項１に記載のスイッチングデバイスにおいて、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の素材がセラミックである、スイッチングデバイス。
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の素材がセラミックである、スイッチングデバイス。
【請求項3】
請求項１に記載のスイッチングデバイスにおいて、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の素材がシリコン樹脂である、スイッチングデバイス。
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の素材がシリコン樹脂である、スイッチングデバイス。
【請求項4】
請求項１に記載のスイッチングデバイスにおいて、
前記導電層が流動性を有する素材を塗布して形成されている、スイッチングデバイス。
前記導電層が流動性を有する素材を塗布して形成されている、スイッチングデバイス。
【請求項5】
請求項１に記載のスイッチングデバイスにおいて、
前記導電層が金属薄膜である、スイッチングデバイス。
前記導電層が金属薄膜である、スイッチングデバイス。
【請求項6】
請求項１に記載のスイッチングデバイスにおいて、
第１絶縁層、導電層、および前記第２絶縁層の各々が積層して形成されている、スイッチングデバイス。
第１絶縁層、導電層、および前記第２絶縁層の各々が積層して形成されている、スイッチングデバイス。
【請求項7】
スイッチング制御が行われるスイッチングモジュールであって、
直列に接続された上アーム用チップおよび下アーム用チップからなり、ハーフブリッジ回路を構成する半導体チップと、
所定のコモンモード電流抑制構造を介して前記半導体チップの下方に配置されるヒートシンクと、
を備え、
前記コモンモード電流抑制構造が、
前記ヒートシンクの上に接合された第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上に接合された導電層と、
前記導電層の上に接合された第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の上に接合されるとともに前記下アーム用チップの下に接合される電極導体と、
を有し、
前記導電層が、所定の電位が保持される定電位部位と電気的に接続されている、スイッチングモジュール。
直列に接続された上アーム用チップおよび下アーム用チップからなり、ハーフブリッジ回路を構成する半導体チップと、
所定のコモンモード電流抑制構造を介して前記半導体チップの下方に配置されるヒートシンクと、
を備え、
前記コモンモード電流抑制構造が、
前記ヒートシンクの上に接合された第１絶縁層と、
前記第１絶縁層の上に接合された導電層と、
前記導電層の上に接合された第２絶縁層と、
前記第２絶縁層の上に接合されるとともに前記下アーム用チップの下に接合される電極導体と、
を有し、
前記導電層が、所定の電位が保持される定電位部位と電気的に接続されている、スイッチングモジュール。
【請求項8】
請求項７に記載のスイッチングモジュールにおいて、
前記定電位部位が、前記ハーフブリッジ回路が接続されている負極側配線の部位である、スイッチングモジュール。
前記定電位部位が、前記ハーフブリッジ回路が接続されている負極側配線の部位である、スイッチングモジュール。
【請求項9】
請求項７に記載のスイッチングモジュールにおいて、
前記定電位部位が、前記ハーフブリッジ回路が接続されている正極側配線の部位である、スイッチングモジュール。
前記定電位部位が、前記ハーフブリッジ回路が接続されている正極側配線の部位である、スイッチングモジュール。
【請求項10】
請求項７に記載のスイッチングモジュールにおいて、
前記ハーフブリッジ回路が接続されている正極側配線および負極側配線の各々の間に直列に接続された２個のコンデンサを更に備え、
前記定電位部位が、２個の前記コンデンサの間の部位である、スイッチングモジュール。
前記ハーフブリッジ回路が接続されている正極側配線および負極側配線の各々の間に直列に接続された２個のコンデンサを更に備え、
前記定電位部位が、２個の前記コンデンサの間の部位である、スイッチングモジュール。
【請求項11】
請求項７に記載のスイッチングモジュールにおいて、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の素材がセラミックである、スイッチングモジュール。
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の素材がセラミックである、スイッチングモジュール。
【請求項12】
請求項７に記載のスイッチングモジュールにおいて、
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の素材がシリコン樹脂である、スイッチングモジュール。
前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の素材がシリコン樹脂である、スイッチングモジュール。
【請求項13】
請求項７に記載のスイッチングモジュールにおいて、
前記導電層が流動性を有する素材を塗布して形成されている、スイッチングモジュール。
前記導電層が流動性を有する素材を塗布して形成されている、スイッチングモジュール。
【請求項14】
請求項７に記載のスイッチングモジュールにおいて、
前記導電層が金属薄膜である、スイッチングモジュール。
前記導電層が金属薄膜である、スイッチングモジュール。
【請求項15】
請求項７に記載のスイッチングモジュールにおいて、
第１絶縁層、導電層、および前記第２絶縁層の各々が積層して形成されている、スイッチングモジュール。
第１絶縁層、導電層、および前記第２絶縁層の各々が積層して形成されている、スイッチングモジュール。
【請求項16】
スイッチング制御が行われるスイッチングデバイスであって、
半導体チップと、
前記半導体チップの下面に設けられている第１端子部に接続される正極側端子と、
前記半導体チップの上面に設けられている第２端子部に接続される負極側端子と、
前記半導体チップの上面に設けられていて、前記第１端子部と前記第２端子部との間の電流路のオンオフを切り替える第３端子部に接続される切替用端子と、
所定のコモンモード電流抑制構造を介して前記半導体チップの下方に配置される放熱導体と、
を備え、
前記コモンモード電流抑制構造が、
前記放熱導体の上に接合される絶縁層と、
前記絶縁層の上に接合されるとともに前記第１端子部の下に接合される電極導体と、
を有し、
前記放熱導体が前記第２端子部と電気的に接続されている、スイッチングデバイス。
半導体チップと、
前記半導体チップの下面に設けられている第１端子部に接続される正極側端子と、
前記半導体チップの上面に設けられている第２端子部に接続される負極側端子と、
前記半導体チップの上面に設けられていて、前記第１端子部と前記第２端子部との間の電流路のオンオフを切り替える第３端子部に接続される切替用端子と、
所定のコモンモード電流抑制構造を介して前記半導体チップの下方に配置される放熱導体と、
を備え、
前記コモンモード電流抑制構造が、
前記放熱導体の上に接合される絶縁層と、
前記絶縁層の上に接合されるとともに前記第１端子部の下に接合される電極導体と、
を有し、
前記放熱導体が前記第２端子部と電気的に接続されている、スイッチングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
開示する技術は、スイッチング制御が行われるスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールに関する。特に、車載向けの電気機器に好適なスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、自動車の電動化が著しい。自動車に搭載される電気機器の数は増加し、電気機器の性能向上が求められている。
【0003】
電力の供給に用いられる電気機器、いわゆるパワーエレクトロニクスに関連した電気機器の多くは、スイッチング制御が行われる電子部品であるスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールを含む。これらスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールでは、その効率を向上させるために、スイッチング制御の高速化が求められている。
【0004】
しかし、スイッチング制御を高速化すると、その周期的な電圧変化に起因して、高調波ノイズ（いわゆるコモンモードノイズ）が発生するという問題がある。
【0005】
すなわち、浮遊容量（寄生容量）および接地（アース）を経由するという、予期しない電流路をコモンモード電流が流れる。このコモンモード電流に起因してコモンモードノイズが発生する。コモンモードノイズは、近接する電気機器の誤動作、通信障害などの原因となる。従って、スイッチング制御を高速化するためには、コモンモードノイズの抑制は避けられない。
【0006】
コモンモードノイズを抑制するために、これまでも様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、２つのスイッチング素子を直列に接続して構成されたハーフブリッジ回路で発生するコモンモードノイズを低減する技術が開示されている。
【0007】
ハーフブリッジ回路の場合、電圧変化は２つのスイッチング素子の中点が大きい。そのため、特許文献１の技術では、その中点の部分の導電板（中点導電板１５）と絶縁層３１を介して対向している放熱板（第２放熱板１９）をグランド端子２４から絶縁している（引用文献１の説明では、便宜上、引用文献１の符号を用いる）。
【0008】
そうすることにより、中点導電板１５から流れるコモンモードノイズを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開２０１８－１９５６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
特許文献１の技術は、中点導電板１５とグランド端子２４との間に形成される浮遊容量（寄生容量）を低減または分散させることで、コモンモードノイズを低減している。
【0011】
しかし、第２放熱板１９は、絶縁材３２を介してグランド端子２４と接続されている一対の第１放熱板１８，１８と対向している。これら対向部位を経由することで、中点導電板１５からコモンモード電流が流れる。特許文献１の技術は、コモンモードノイズを低減できるが、コモンモードノイズは発生する。従って、改善の余地がある。
【0012】
開示する技術では、コモンモード電流の流れを阻止することで、コモンモードノイズを極限まで抑制できるスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールをめざす。
【課題を解決するための手段】
【0013】
開示する技術の１つは、スイッチング制御が行われるスイッチングデバイスに関する。
【0014】
前記スイッチングデバイスは、半導体チップと、前記半導体チップの下面に設けられている第１端子部に接続される正極側端子と、前記半導体チップの上面に設けられている第２端子部に接続される負極側端子と、前記第１端子部と前記第２端子部との間の電流路のオンオフを切り替えるために、前記半導体チップの上面に設けられている第３端子部に接続される切替用端子と、所定のコモンモード電流抑制構造を介して前記半導体チップの下方に配置される放熱導体と、を備える。
【0015】
そして、前記コモンモード電流抑制構造が、前記放熱導体の上に接合される第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上に接合される導電層と、前記導電層の上に接合される第２絶縁層と、前記第２絶縁層の上に接合されるとともに前記第１端子部の下に接合される電極導体と、を有し、前記導電層が前記第２端子部と電気的に接続されている。
【0016】
すなわち、このスイッチングデバイスによれば、半導体チップと放熱導体の間は、電気的に絶縁される。その構造に起因して、スイッチング制御により、電圧が断続的に変化するとコモンモード電流が流れる電流路が生じる。それに対し、その絶縁構造として、第２端子部と電気的に接続された導電層が介在する所定のコモンモード電流抑制構造が設けられている。
【0017】
第２端子部は、負極側端子と接続されるので、導電層の電位は一定に保持される。それにより、導電層と放電導体との間に電位差が生じない。第１絶縁層には電荷が溜まらない。
【0018】
その結果、コモンモード電流が実質的に流れないので、コモンモードノイズを極限まで抑制できる。従って、スイッチング制御を高速化できる。
【0019】
開示する技術の他の１つは、スイッチング制御が行われるスイッチングモジュールに関する。
【0020】
前記スイッチングモジュールは、直列に接続された上アーム用チップおよび下アーム用チップからなり、ハーフブリッジ回路を構成する半導体チップと、所定のコモンモード電流抑制構造を介して前記半導体チップの下方に配置されるヒートシンクと、を備える。
【0021】
そして、前記コモンモード電流抑制構造が、前記ヒートシンクの上に接合された第１絶縁層と、前記第１絶縁層の上に接合された導電層と、前記導電層の上に接合された第２絶縁層と、前記第２絶縁層の上に接合されるとともに前記下アーム用チップの下に接合される電極導体と、を有し、前記導電層が、所定の電位が保持される定電位部位と電気的に接続されている。
【0022】
すなわち、このスイッチングモジュールによれば、上述したスイッチングデバイスと同様に、半導体チップとヒートシンクの間は電気的に絶縁される。その構造に起因して、スイッチング制御により、電圧が断続的に変化するとコモンモード電流が流れる電流路が生じる。それに対し、その絶縁構造として、定電位部位と電気的に接続された導電層が介在する所定のコモンモード電流抑制構造が設けられている。
【0023】
定電位部位は所定の電位が保持される。従って、導電層の電位は一定に保持される。それにより、導電層とヒートシンクとの間に電位差が生じない。第１絶縁層には電荷が溜まらない。
【0024】
その結果、コモンモード電流が実質的に流れないので、コモンモードノイズを極限まで抑制できる。従って、スイッチング制御を高速化できる。
【0025】
具体的には、前記定電位部位は、前記ハーフブリッジ回路が接続されている負極側配線の部位としてもよいし、前記ハーフブリッジ回路が接続されている正極側配線の部位としてもよい。
【0026】
前記ハーフブリッジ回路が接続されている正極側配線および負極側配線の各々の間に直列に接続された２個のコンデンサを更に備える場合には、前記定電位部位が、２個の前記コンデンサの間の部位であり、前記導電層が当該部位と電気的に接続されている、としてもよい。
【0027】
いずれの部位も、スイッチング制御の実行中は所定の電位が保持されている。従って、これらの部位のいずれかに接続すれば、導電層の電位を一定に保持できる。
【0028】
上述したスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールの各々において、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の素材がセラミックである、としてもよい。
【0029】
そうすれば、これら絶縁層に、優れた熱伝導性を付与することができる。半導体チップを効果的に放熱でき、温度異常を抑制できる。
【0030】
上述したスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールの各々において、前記第１絶縁層および前記第２絶縁層の素材がシリコン樹脂である、としてもよい。
【0031】
そうすれば、比較的安価かつ容易に、絶縁性および熱伝導性の双方に優れた第１絶縁層および第２絶縁層を得ることができる。
【0032】
上述したスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールの各々において、前記導電層が流動性を有する素材を塗布して形成されている、としてもよい。
【0033】
そうすれば、印刷などの簡易な手法で導電層を形成できる。
【0034】
上述したスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールの各々において、前記導電層が金属薄膜である、としてもよい。
【0035】
そうすれば、スパッタリングなどの手法を用いて導電層を形成できる。導電層を薄くできるので、熱伝導性を向上できる。
【0036】
上述したスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールの各々において、第１絶縁層、導電層、および前記第２絶縁層の各々が積層して形成されている、としてもよい。
【0037】
そうすれば、汎用のプリント配線板により、これらを同時に形成できる。安価かつ容易にスイッチングデバイス等を実現できる。
【0038】
開示する技術のまた他の１つは、スイッチング制御が行われるスイッチングデバイスに関する。
【0039】
前記スイッチングデバイスは、半導体チップと、前記半導体チップの下面に設けられている第１端子部に接続される正極側端子と、前記半導体チップの上面に設けられている第２端子部に接続される負極側端子と、前記半導体チップの上面に設けられていて、前記第１端子部と前記第２端子部との間の電流路のオンオフを切り替える第３端子部に接続される切替用端子と、所定のコモンモード電流抑制構造を介して前記半導体チップの下方に配置される放熱導体と、を備え、前記コモンモード電流抑制構造が、前記放熱導体の上に接合される絶縁層と、前記絶縁層の上に接合されるとともに前記第１端子部の下に接合される電極導体と、を有し、前記放熱導体が前記第２端子部と電気的に接続されている。
【0040】
後述するように、係る構造によっても、上述したスイッチングデバイスと同様の技術思想により、コモンモード電流の流れを阻止できる。従って、このスイッチングデバイスも、上述したスイッチングデバイスと同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【0041】
開示する技術を適用したスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールによれば、コモンモード電流が実質的に流れないので、コモンモードノイズを極限まで抑制できる。従って、スイッチング制御を高速化できるので、これらの性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】未改良デバイス（比較例）を示す概略図である。
【図2】未改良デバイスを搭載したＥＣＵの回路図を簡略化して示す図である。
【図3】開示する技術を適用した改良デバイス（実施例）を示す概略図である。
【図4】コモンモード電流抑制構造の断面を簡略化して示す図である。
【図5】改良デバイスを搭載したＥＣＵの回路図を簡略化して示す図である。
【図6】未改良モジュール（比較例）を示す概略図（上方から見た図）である。
【図8】未改良モジュールを搭載したインバータの回路図である。
【図9】改良モジュール（実施例）を示す概略図である。
【図10】改良モジュールを搭載したインバータの回路図である。
【図11】改良モジュールの変形例（第２改良モジュール）を説明するための図である。
【図12】改良モジュールの変形例（第３改良モジュール）を説明するための図である。
【図13】検証試験結果を説明するための図である（未改良モジュール）。
【図14】検証試験結果を説明するための図である（第３改良モジュール）。
【図15】改良デバイスの第２実施形態（第２改良デバイス）を示す概略図である。
【図16】第２改良デバイスを搭載した第２ＥＣＵの回路図を簡略化して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0043】
以下、開示する技術の実施形態を説明する。ただし、以下の説明は、本質的に例示に過ぎない。開示する技術は、スイッチング制御が行われるスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールに関する。従って、これらについて個別に説明する。
【0044】
＜スイッチングデバイス＞
開示する技術の理解を容易にするために、比較例として、開示する技術を適用する前のスイッチングデバイス（未改良デバイス１００）について説明する。
開示する技術の理解を容易にするために、比較例として、開示する技術を適用する前のスイッチングデバイス（未改良デバイス１００）について説明する。
【0045】
（未改良デバイス）
図１に、未改良デバイス１００を示す。ここでは、未改良デバイス１００の半導体チップ１０１として、パワーＭＯＳＦＥＴを例示している。未改良デバイス１００には、比較的大きな電力が印加される。そして、高速でオンオフするスイッチング制御が行われる。従って、未改良デバイス１００は、動作すると発熱する。
図１に、未改良デバイス１００を示す。ここでは、未改良デバイス１００の半導体チップ１０１として、パワーＭＯＳＦＥＴを例示している。未改良デバイス１００には、比較的大きな電力が印加される。そして、高速でオンオフするスイッチング制御が行われる。従って、未改良デバイス１００は、動作すると発熱する。
【0046】
未改良デバイス１００は、半導体チップ１０１、銅製のリードフレームによって形成された後述する複数の端子およびドレインフィン１０３などで構成されている。ドレインフィン１０３は、矩形板状の部材からなり、過剰昇温を防止するために、放熱材を兼ねている。すなわち、ドレインフィン１０３は放熱導体である。
【0047】
半導体チップ１０１は、ドレイン電極１０１ａ（第１端子部）、ソース電極１０１ｂ（第２端子部）、および、ゲート電極１０１ｃ（第３端子部）を有している。なお、半導体チップ１０１がバイポーラトランジスタの場合、ドレイン電極１０１ａはコレクタ電極に相当し、ソース電極１０１ｂはエミッタ電極に相当する。ゲート電極１０１ｃはベース電極に相当する。
【0048】
電圧の高い正極側に接続されるドレイン電極１０１ａは、電圧の低い負極側に接続されるソース電極１０１ｂよりも発熱量が多い。ドレイン電極１０１ａは半導体チップ１０１の下面によって構成されている。ドレイン電極１０１ａは、ドレインフィン１０３の上にハンダ１０４によって接合されている（ハンダ付け）。
【0049】
ソース電極１０１ｂおよびゲート電極１０１ｃは、半導体チップ１０１の上面に設けられている。ソース電極１０１ｂは、制御に用いられるゲート電極１０１ｃよりも面積は大きい。
【0050】
これら電極に対応した３つの端子（正極側端子１０２Ａ、負極側端子１０２Ｂ、切替用端子１０２Ｃ）が、半導体チップ１０１の一端側に並列に配置されている。ソース電極１０１ｂは、ボンディングワイヤ１１０ａを介して負極側端子１０２Ｂと接続されている。正極側端子１０２Ａは、ボンディングワイヤ１１０ｂおよびドレインフィン１０３を介してドレイン電極１０１ａと接続されている。
【0051】
ゲート電極１０１ｃは、ボンディングワイヤ１１０ｃを介して切替用端子１０２Ｃと接続されている。切替用端子１０２Ｃは、ドレイン電極１０１ａとソース電極１０１ｂとの間の電流路のオンオフを切り替えるために設けられている。
【0052】
各端子の突端部分およびドレインフィン１０３の一部を除き、未改良デバイス１００の要部は、モールディングにより、エポキシ樹脂などの絶縁性の合成樹脂１０５に埋設して一体化されている。
【0053】
図２に、未改良デバイス１００を搭載したＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、未改良ＥＣＵ１２０）の簡略化した回路図を例示する。未改良ＥＣＵ１２０は、所定の直流電源１２１および負荷１２２と接続されている。負荷１２２は、例えば直流モータである。
【0054】
未改良ＥＣＵ１２０は、直流電源１２１の正極および負極の各々と負荷１２２とを接続する、一対の中継配線（正極側配線１２３Ｈおよび負極側配線１２３Ｌ）を有している。未改良ＥＣＵ１２０はまた、これら中継配線１２３Ｈ，１２３Ｌの入力側に平滑コンデンサ１２４を有している。
【0055】
未改良デバイス１００の正極側端子１０２Ａ（ドレイン電極１０１ａ）は、負荷１２２の低電位側が接続されている配線に接続されている。未改良デバイス１００の負極側端子１０２Ｂ（ソース電極１０１ｂ）は、負極側配線１２３Ｌと接続されている。
【0056】
未改良ＥＣＵ１２０は、スイッチング制御を行う制御回路１２５を備える。制御回路１２５は、未改良デバイス１００の切替用端子１０２Ｃと接続されている。未改良ＥＣＵ１２０は、所定の駆動周波数（例えば１００ＫＨｚ）で未改良デバイス１００をオンオフし、直流電源１２１から供給される電力を、負荷１２２に断続的に供給する。
【0057】
未改良ＥＣＵ１２０は、アルミ製の放熱板１２６を備える。ドレインフィン１０３は、基板、絶縁シートなどの絶縁材１２７を介して放熱板１２６に接合されている。
【0058】
（浮遊容量、コモンモード電流）
ドレインフィン１０３と放熱板１２６との間には、電荷が蓄積可能な構造、つまり２つの電気導体が絶縁素材（誘電体）を介して対向した構造が形成されている。それにより、この部位には所定の浮遊容量が発生し得る（説明では、便宜上、浮遊容量が発生し得る部位に仮想コンデンサＣが形成されるものとする）。
ドレインフィン１０３と放熱板１２６との間には、電荷が蓄積可能な構造、つまり２つの電気導体が絶縁素材（誘電体）を介して対向した構造が形成されている。それにより、この部位には所定の浮遊容量が発生し得る（説明では、便宜上、浮遊容量が発生し得る部位に仮想コンデンサＣが形成されるものとする）。
【0059】
すなわち、ドレインフィン１０３と放熱板１２６との間には、第１仮想コンデンサＣ１が形成される。また、放熱板１２６と接地との間には第２仮想コンデンサＣ２が存在し得る。未改良ＥＣＵ１２０が車載されている場合、放熱板１２６は車体の金属部分と接続される場合がある。未改良ＥＣＵ１２０のグランド端子は接地されるかまたは直流電源１２１の負極側と接続される。直流電源１２１の負極側は、接地されるかまたはフローティングの状態となっている。
【0060】
未改良ＥＣＵ１２０が動作すると、スイッチング制御により、未改良デバイス１００の正極側端子１０２Ａに、高調波成分を含む矩形波の電圧が断続的に印加される。それにより、図２に破線矢印Ｉｃ１で示すように、第１仮想コンデンサＣ１および第２仮想コンデンサＣ２を経由してコモンモード電流が流れる。放熱板１２６および直流電源１２１の負極側が接地される場合には、第１仮想コンデンサＣ１を経由してコモンモード電流が流れる。直流電源１２１の負極側がフローティングの状態であれば、それに伴う仮想コンデンサＣを経由してコモンモード電流が流れる。
【0061】
コモンモード電流は、高調波成分を含み、かつ、電流ループ面積の大きい経路を流れる。従って、コモンモード電流が流れると、大きな電磁界ノイズが放射される。それにより、近接して位置する電子制御システムの誤動作や、通信妨害などのトラブルが発生する。
【0062】
（改良デバイス）
図３に、開示する技術を適用したスイッチングデバイス（改良デバイス１）を例示する。改良デバイス１の基本的な構造は、未改良デバイス１００と同じである。従って、内容が同じ構成については同じ符号を用いてその説明は簡略化または省略する（以下同様）。
図３に、開示する技術を適用したスイッチングデバイス（改良デバイス１）を例示する。改良デバイス１の基本的な構造は、未改良デバイス１００と同じである。従って、内容が同じ構成については同じ符号を用いてその説明は簡略化または省略する（以下同様）。
【0063】
改良デバイス１は、半導体チップ１０１、銅製のリードフレームによって形成された複数の端子（正極側端子１０２Ａ、負極側端子１０２Ｂ、切替用端子１０２Ｃ）およびドレインフィン１０３などで構成されている。
【0064】
改良デバイス１は、半導体チップ１０１とドレインフィン１０３との間に、所定のコモンモード電流抑制構造２が介在している点で、未改良デバイス１００と異なる。
【0065】
このコモンモード電流抑制構造２は、第１絶縁層２ａ、導電層２ｂ、第２絶縁層２ｃ、および電極導体２ｄを有している。第１絶縁層２ａは、セラミック焼結材料で形成されている。第１絶縁層２ａは、ドレインフィン１０３の上に接合されている。導電層２ｂは、第１絶縁層２ａの上に接合されている。導電層２ｂは、銀ペーストを第１絶縁層２ａに印刷して形成されている。
【0066】
なお、銀ペーストは、流動性を有する素材の一例である。流動性を有する素材であれば、印刷できるので、安価に形成できる。導電層２ｂは、スパッタリング等の工法で形成する金属薄膜であってもよい。そうすれば、薄くて熱伝導性に優れた導電層２ｂを形成できる。
【0067】
第２絶縁層２ｃも、セラミック焼結材料で形成されている。第２絶縁層２ｃは、導電層２ｂの上に接合されている。電極導体２ｄは、銅板であり、第２絶縁層２ｃの上に接合されている。そして、その電極導体２ｄの上面が、ドレイン電極１０１ａの下面にハンダ付けによって接合されている。
【0068】
コモンモード電流抑制構造２は、プリント配線基板によって構成してもよい。すなわち、第１絶縁層２ａ、導電層２ｂ、および第２絶縁層２ｃの各々を積層してプレート状に形成する。そして、その上に、配線に対応した所定形状の電極導体２ｄをプリントする。そうすれば、改良デバイス１を安価で実現できる。
【0069】
第１絶縁層２ａおよび第２絶縁層２ｃの素材には、シリコン樹脂を用いてもよい。その場合、導電層２ｂを、銅板などの剛性を有するプレート状に形成し、その両面にシリコン樹脂を積層するとよい。そうすれば、シリコン樹脂が弾性を有していても、ボンディングワイヤを安定して接続できる。
【0070】
半導体チップ１０１は、パワーＭＯＳＦＥＴに限らない。半導体チップ１０１は、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴなどであってもよい。
【0071】
ゲート電極１０１ｃは、ボンディングワイヤ１１０ｃを介して切替用端子１０２Ｃと接続されている。ソース電極１０１ｂは、ボンディングワイヤ１１０ａを介して負極側端子１０２Ｂと接続されている。正極側端子１０２Ａは、ボンディングワイヤ１１０ｂおよび電極導体２ｄを介してドレイン電極１０１ａと接続されている。
【0072】
そして、負極側端子１０２Ｂは、ボンディングワイヤ３を介して導電層２ｂと接続されている。従って、導電層２ｂは、ソース電極１０１ｂと電気的に接続されている。
【0073】
各端子の突端部分およびドレインフィン１０３の一部を除き、改良デバイス１の要部は、絶縁性の合成樹脂１０５に埋設して一体化されている。合成樹脂１０５から露出した各端子の突端部分およびドレインフィン１０３の一部は、図示しない公知のプリント配線板にハンダ付けされている。
【0074】
それにより、改良デバイス１はプリント配線板に実装されている。ドレインフィン１０３は、絶縁材１２７を介して放熱板１２６にネジ止めしてもよい。
【0075】
（コモンモード電流抑制構造２）
図４に、コモンモード電流抑制構造２の断面を簡略化して示す。コモンモード電流抑制構造２では、電極導体２ｄと導電層２ｂとの間、および、導電層２ｂとドレインフィン１０３との間の双方に、電荷が蓄積可能な構造が形成されている。
図４に、コモンモード電流抑制構造２の断面を簡略化して示す。コモンモード電流抑制構造２では、電極導体２ｄと導電層２ｂとの間、および、導電層２ｂとドレインフィン１０３との間の双方に、電荷が蓄積可能な構造が形成されている。
【0076】
それにより、電極導体２ｄと導電層２ｂとの間には、仮想コンデンサＣ（第３仮想コンデンサＣ３）が形成される。導電層２ｂとドレインフィン１０３との間には、仮想コンデンサＣ（第４仮想コンデンサＣ４）が形成される。なお、これら仮想コンデンサＣ３，Ｃ４の各々で生じる浮遊容量の絶対値は、半導体チップ１０１が汎用的なサイズである場合には、数１００から１０００ｐＦ程度である。
【0077】
【0078】
改良ＥＣＵ５が動作すると、スイッチング制御により、改良デバイス１の正極側端子１０２Ａに、高調波成分を含む矩形波の電圧が断続的に印加される。改良デバイス１がオンされた場合、電極導体２ｄと導電層２ｂとの間には、第３仮想コンデンサＣ３が形成されているので、破線矢印Ｉｃ２で示すループ状の電流経路により、その浮遊容量は放電される。
【0079】
改良デバイス１がオフされた場合、第３仮想コンデンサＣ３は、破線矢印Ｉｃ３で示すように、負荷１２２を経由して直流電源１２１の電圧が印加されて充電される。導電層２ｂは、オンオフいずれの場合においても、接地の電位に保持される。
【0080】
それにより、オンオフいずれの場合においても、導電層２ｂとドレインフィン１０３との間には、電位差は生じない。第４仮想コンデンサＣ４に電荷は蓄積されないので、第３仮想コンデンサＣ３および第４仮想コンデンサＣ４を経由して電流は流れない。つまりその電流値はゼロになる。コモンモード電流は流れない。コモンモードノイズの発生を防止できる。
【0081】
＜スイッチングモジュール＞
（未改良モジュール）
開示する技術の理解を容易にするために、比較例として、開示する技術を適用する前のスイッチングモジュール（未改良モジュール１３０）について説明する。
（未改良モジュール）
開示する技術の理解を容易にするために、比較例として、開示する技術を適用する前のスイッチングモジュール（未改良モジュール１３０）について説明する。
【0082】
【0083】
未改良モジュール１３０は、後述する複数の電子部品、ケースカバー１３１、ヒートシンク１３２などで構成されている。未改良モジュール１３０は、直列に接続されている２つのスイッチング素子１４０（半導体チップ、上アーム用チップ１４０Ｕおよび下アーム用チップ１４０Ｌ）で構成された３つのハーフブリッジ回路１４１を備える。これらハーフブリッジ回路１４１は、後述するように正極側配線１４２Ｈと負極側配線１４２Ｌの間に並列した状態で架設されて、インバータ回路を構成する。
【0084】
ここでのスイッチング素子１４０はＩＧＢＴである。図中の「Ｃ」はコレクタ電極１４０ａ（第１端子部）を示し、「Ｅ」はエミッタ電極１４０ｂ（第２端子部）を示している。「Ｂ」はベース電極１４０ｃ（第３端子部）を示している。なお、各スイッチング素子１４０には、フリーホイールダイオードが逆並列に接続されているが（図８参照）、ここでの図示は省略する。
【0085】
未改良モジュール１３０は、絶縁性を有する基板１３３と、基板１３３の下面に接合されるヒートシンク１３２とを備える。基板１３３の上面には、電気配線に対応した所定形状の電極導体１２ｄが形成されている。この電極導体１２ｄを用いて、インバータ回路を含む電子回路が設けられている。
【0086】
具体的には、図６に示すように、電極導体１２ｄは、正極側配線１４２Ｈ（図８を参照）を構成する正極側配線端子部１５０、負極側配線１４２Ｌを構成する負極側配線端子部１５１、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相に対応した出力配線１４２Ｓを構成する３個の出力配線端子部１５２、および、各半導体チップ１０１のベース電極１４０ｃに接続される切替用端子１０２Ｃを構成する６個の切替用端子部１５３を有している。
【0087】
エミッタ電極１４０ｂおよびベース電極１４０ｃは、半導体チップ１０１の上面に設けられている。エミッタ電極１４０ｂは、制御に用いられるベース電極１４０ｃよりも面積は大きい。
【0088】
各上アーム用チップ１４０Ｕは、正極側配線端子部１５０の所定位置に、それぞれハンダ付けによって接合されている。それにより、各上アーム用チップ１４０Ｕのコレクタ電極１４０ａは、正極側配線１４２Ｈに接続される。
【0089】
各上アーム用チップ１４０Ｕのエミッタ電極１４０ｂは、ボンディングワイヤ１６０ａを介して同相の各出力配線端子部１５２と接続されている。それにより、各上アーム用チップ１４０Ｕのエミッタ電極１４０ｂは、出力配線１４２Ｓに接続される。各上アーム用チップ１４０Ｕのベース電極１４０ｃは、ボンディングワイヤ１６０ｂを介して各切替用端子部１５３と接続されている。
【0090】
各下アーム用チップ１４０Ｌは、各相の出力配線端子部１５２の所定位置に、それぞれハンダ付けによって接合されている。それにより、各下アーム用チップ１４０Ｌのコレクタ電極１４０ａは、各相の出力配線１４２Ｓに接続される。
【0091】
各下アーム用チップ１４０Ｌのエミッタ電極１４０ｂは、ボンディングワイヤ１６０ｃを介して負極側配線端子部１５１と接続されている。各下アーム用チップ１４０Ｌのベース電極１４０ｃは、ボンディングワイヤ１６０ｄを介して各切替用端子部１５３と接続されている。各切替用端子部１５３は、コレクタ電極１４０ａとエミッタ電極１４０ｂとの間の電流路のオンオフを切り替えるために設けられている。
【0092】
各相の出力配線端子部１５２（特に下アーム用チップ１４０Ｌのコレクタ電極１４０ａがある部位）とヒートシンク１３２との間には、電荷が蓄積可能な構造が形成されている。出力配線端子部１５２は、スイッチング制御により電圧が断続的に変化する。
【0093】
それにより、図７に拡大して示すように、この部位には所定の浮遊容量が発生し得る仮想コンデンサＣ（第５仮想コンデンサＣ５）が形成される。
【0094】
図８に、未改良モジュール１３０を搭載した車載のインバータ（未改良インバータ１７０）を例示する。この未改良インバータ１７０は、駆動用の高電圧バッテリ１７１と、走行用の駆動モータ１７２との間に設置されている。未改良インバータ１７０は、スイッチング制御を行う制御回路１７３を備える。未改良インバータ１７０はまた、平滑コンデンサ１７４を備える。
【0095】
制御回路１７３は、未改良モジュール１３０の各スイッチング素子１４０のベース電極１４０ｃと接続されている。未改良インバータ１７０は、所定の駆動周波数（例えば１０ＫＨｚ）で各スイッチング素子１４０をオンオフし、高電圧バッテリ１７１から供給される直流電力を、Ｕ、Ｖ、Ｗからなる３相の交流電力に変換して駆動モータ１７２に供給する。
【0096】
ヒートシンク１３２は、車体の金属部位に接続されて接地されている。従って、上述したように、各相の下アーム用チップ１４０Ｌの出力配線端子部１５２（コレクタ電極１４０ａ）とヒートシンク１３２との間には、第５仮想コンデンサＣ５が形成される。高電圧バッテリ１７１はフローティングの状態であるため、高電圧バッテリ１７１と接地との間には、所定の浮遊容量を有する仮想コンデンサＣ（第６仮想コンデンサＣ６）が存在する。
【0097】
未改良インバータ１７０が動作すると、各ハーフブリッジ回路１４１における上アーム用チップ１４０Ｕと下アーム用チップ１４０Ｌとの間（中点）に、高調波成分を含む矩形波の高電圧が印加される。それにより、図８に矢印Ｉｃ４で示すように、第５仮想コンデンサＣ５および第６仮想コンデンサＣ６を経由する電流路を通ってコモンモード電流が流れる。それにより、コモンモードノイズが発生する。
【0098】
高電圧バッテリ１７１の定格電圧は、例えば４０Ｖ以上または１００Ｖ以上であり、高電圧である。従って、この場合、電圧変化が大きいので、コモンモード電流およびコモンモードノイズも大きい。
【0099】
（改良モジュール）
図９に、開示する技術を適用したスイッチングモジュール（改良モジュール１１）を例示する。図９は、図７に対応した図である。改良モジュール１１の上面図は、図６と同じであるため、その図示は省略する。改良モジュール１１の基本的な構造は、未改良モジュール１３０と同じである。
図９に、開示する技術を適用したスイッチングモジュール（改良モジュール１１）を例示する。図９は、図７に対応した図である。改良モジュール１１の上面図は、図６と同じであるため、その図示は省略する。改良モジュール１１の基本的な構造は、未改良モジュール１３０と同じである。
【0100】
改良モジュール１１は、スイッチング素子１４０の各々とヒートシンク１３２との間に、所定のコモンモード電流抑制構造１２が介在している点で、未改良モジュール１３０と異なる。
【0101】
このコモンモード電流抑制構造１２は、第１絶縁層１２ａ、導電層１２ｂ、第２絶縁層１２ｃ、および上述した電極導体１２ｄを有している。第１絶縁層１２ａは、セラミック焼結材料で形成されている。第１絶縁層１２ａは、ヒートシンク１３２の上に接合されている。導電層１２ｂは、第１絶縁層１２ａの上に接合されている。導電層１２ｂは、銀ペーストを第１絶縁層１２ａに印刷して形成されている。
【0102】
第２絶縁層１２ｃも、セラミック焼結材料で形成されている。第２絶縁層１２ｃは、導電層１２ｂの上に接合されている。電極導体１２ｄは、銅板であり、第２絶縁層１２ｃの上に接合されている。そして、その電極導体１２ｄの上面が、各スイッチング素子１４０のコレクタ電極１４０ａの下面にハンダ付けによって接合されている。
【0103】
なお、改良モジュール１１のスイッチング素子１４０およびコモンモード電流抑制構造１２の要部などは、上述した改良デバイス１の半導体チップ１０１およびコモンモード電流抑制構造２の要部と共通している。従って、これらで共通している部分は相互に適用できる。
【0104】
例えば、改良モジュール１１のコモンモード電流抑制構造１２は、上述した改良デバイス１のコモンモード電流抑制構造２と同様に形成できる。すなわち、導電層１２ｂは、金属薄膜であってもよいし、コモンモード電流抑制構造１２は、プリント配線基板によって構成してもよい。第１絶縁層１２ａおよび第２絶縁層１２ｃの素材にシリコン樹脂を用いてもよい。
【0105】
第２絶縁層１２ｃの所定位置には、その両面を貫通するスルーホール１３が形成されている。具体的には、各相の負極側配線端子部１５１の下方の位置にスルーホール１３が形成されている。それにより、導電層１２ｂは、そのスルーホール１３を介して、負極側配線端子部１５１（および各下アーム用チップ１４０Ｌのエミッタ電極１４０ｂ）と電気的に接続されている。
【0106】
なお、この改良モジュール１１では、この負極側配線端子部１５１（および下アーム用チップ１４０Ｌのエミッタ電極１４０ｂ）が「定電位部位」に相当する。
【0107】
それにより、図９に拡大して示すように、各相の負極側配線端子部１５１の下側には、所定の浮遊容量が発生し得る仮想コンデンサＣ（第７仮想コンデンサＣ７および第８仮想コンデンサＣ８）が形成される。
【0108】
具体的には、各相の負極側配線端子部１５１と導電層１２ｂとが、第２絶縁層１２ｃを介して対向することで、この部位に所定の浮遊容量が発生し得る第７仮想コンデンサＣ７が形成される。そして、導電層１２ｂとヒートシンク１３２とが、第１絶縁層１２ａを介して対向することで、この部位に所定の浮遊容量が発生し得る第８仮想コンデンサＣ８が形成される。
【0109】
【0110】
改良インバータ１５が動作すると、スイッチング制御により、インバータ回路を構成している各スイッチング素子１４０は所定のタイミングでオンオフされる。オンオフする内容は、各相のハーフブリッジ回路１４１で周期的に切り替えられる。従って、いずれの相も基本的な動作は同じである。ここでは、Ｕ相を構成しているハーフブリッジ回路１４１における下アーム用チップ１４０Ｌを例に説明する。
【0111】
Ｕ相の下アーム用チップ１４０Ｌがオフされるときは、Ｕ相の上アーム用チップ１４０Ｕはオンになる。従って、破線矢印Ｙで示すように、Ｕ相に対応した第７仮想コンデンサＣ７は、高電圧バッテリ１７１の電圧が印加されて充電される。このとき、第７仮想コンデンサＣ７を構成している導電層１２ｂは、高電圧バッテリ１７１の負極側と電気的に接続されている。従って、導電層１２ｂは、高電圧バッテリ１７１の負極側と同じ電位である。
【0112】
Ｕ相の下アーム用チップ１４０Ｌがオンされるときは、Ｕ相の上アーム用チップ１４０Ｕはオフになる。従って、Ｕ相の第７仮想コンデンサＣ７に蓄積されている電荷は、導電層１２ｂを経由した電流路を通って放電される。このときも、導電層１２ｂは、高電圧バッテリ１７１の負極側と同じ電位である。
【0113】
導電層１２ｂは、オンオフいずれの場合においても、高電圧バッテリ１７１の負極側の電位に保持される。すなわち、導電層１２ｂは、一定の電位が保持される部位（定電位部位）と電気的に接続されているので、スイッチング制御が行われても電位は変化しない。
【0114】
それにより、オンオフいずれの場合においても、導電層１２ｂとヒートシンク１３２との間には、電位差は生じない。第８仮想コンデンサＣ８に電荷は蓄積されないので、第７仮想コンデンサＣ７および第８仮想コンデンサＣ８を経由する電流路には電流は流れない。その電流値はゼロである。
【0115】
改良モジュール１１によれば、スイッチング制御を行ってもコモンモード電流が流れない。従って、コモンモードノイズの発生を防止できる。
【0116】
（改良モジュール１１の変形例）
図１１に、改良モジュール１１の変形例（第２改良モジュール２０）を示す。
図１１に、改良モジュール１１の変形例（第２改良モジュール２０）を示す。
【0117】
上述した改良モジュール１１では、負極側配線１４２Ｌの部位、具体的には負極側配線端子部１５１（各下アーム用チップ１４０Ｌのエミッタ電極１４０ｂ）が「定電位部位」とされている。しかし、導電層１２ｂは、スイッチング制御が行われても電位が実質的に変化しない部位に接続されていればよい。定電位部位は、負極側配線１４２Ｌの部位に限らない。
【0118】
従って、第２改良モジュール２０では、導電層１２ｂを、負極側配線端子部１５１ではなく、正極側配線１４２Ｈの部位である正極側配線端子部１５０（各上アーム用チップ１４０Ｕのコレクタ電極１４０ａ）に接続している（図１１の第２接続配線２０ａを参照）。
【0119】
この場合、導電層１２ｂは、オンオフいずれの場合においても、高電圧バッテリ１７１の正極側の電位に保持される。従って、スイッチング制御が行われても電位は変化しない。
【0120】
それにより、オンオフいずれの場合においても、導電層１２ｂとヒートシンク１３２との間には、電位差は生じない。第８仮想コンデンサＣ８に電荷は蓄積されないので、第７仮想コンデンサＣ７および第８仮想コンデンサＣ８を経由する電流路には電流は流れない。その電流値はゼロである。
【0121】
第２改良モジュール２０によれば、スイッチング制御を行ってもコモンモード電流が流れない。従って、コモンモードノイズの発生を防止できる。
【0122】
図１２に、改良モジュール１１の変形例（第３改良モジュール３０）を示す。
【0123】
第３改良モジュール３０を搭載した改良インバータ１５には、上述した改良インバータ１５と異なり、正極側配線１４２Ｈおよび負極側配線１４２Ｌの各々の間に、直列に接続された２個のコンデンサ３１，３１が備えられている。これら２個のコンデンサ３１，３１の間の部位は、高電圧バッテリ１７１の電圧よりも低い所定の電圧値が保持されるようになっている。
【0124】
従って、第３改良モジュール３０では、導電層１２ｂを、２個の前記コンデンサ３１，３１の間の部位に接続している（図１２の第３接続配線３０ａを参照）。
【0125】
この場合、導電層１２ｂは、オンオフいずれの場合においても、高電圧バッテリ１７１の電圧よりも低い所定の電位に保持される。従って、スイッチング制御が行われても電位は変化しない。
【0126】
それにより、オンオフいずれの場合においても、導電層１２ｂとヒートシンク１３２との間には、電位差は生じない。第８仮想コンデンサＣ８に電荷は蓄積されないので、第７仮想コンデンサＣ７および第８仮想コンデンサＣ８を経由する電流路には電流は流れない。その電流値はゼロである。
【0127】
第３改良モジュール３０によれば、スイッチング制御を行ってもコモンモード電流が流れない。従って、コモンモードノイズの発生を防止できる。
【0128】
【0129】
【0130】
各図における上段のグラフは、所定の出力配線１４２Ｓから出力される電圧波形と、それに対応したコモンモード電流波形（実測値）を示している。各図における下段のグラフは、そのコモンモード電流の周波数スペクトルの観測図である。
【0131】
未改良モジュール１３０では、図１３に示すように、出力配線１４２Ｓの電圧変化に対応して周期的にコモンモード電流が流れる。そして、そのコモンモード電流に対応して１００ＭＨｚ以上に及ぶ高周波のコモンモードノイズが観測された。
【0132】
それに対し、第３改良モジュール３０では、図１４に示すように、コモンモード電流およびコモンモードノイズは観測できないレベルまで低減していた。
【0133】
＜改良デバイスの第２実施形態＞
図１５に、改良デバイス１の第２実施形態（第２改良デバイス５０）を示す。第２改良デバイス５０は、コモンモード電流抑制構造が、上述した改良デバイス１と異なる。
図１５に、改良デバイス１の第２実施形態（第２改良デバイス５０）を示す。第２改良デバイス５０は、コモンモード電流抑制構造が、上述した改良デバイス１と異なる。
【0134】
基本的な部材等は上述した改良デバイス１と同じである。従って、先の説明と同様に、同じ構成の部材については同じ符号を用いてその説明は省略または簡略化し、異なる構成について具体的に説明する。
【0135】
第２改良デバイス５０は、半導体チップ１０１、銅製のリードフレームによって形成された複数の端子およびソースフィン５１などで構成されている。ソースフィン５１は、矩形板状の部材からなり、放熱材を兼ねている。すなわち、ソースフィン５１は、改良デバイス１のドレインフィン１０３（放熱導体）に相当する。
【0136】
第２改良デバイス５０のコモンモード電流抑制構造は、絶縁層５２および電極導体５３を有している。絶縁層５２は、セラミック焼結材料で形成されている。絶縁層５２は、ソースフィン５１の上に接合されている。電極導体５３は、絶縁層５２の上に接合されている。そして、その電極導体５３の上面が、ドレイン電極１０１ａの下面にハンダ付けによって接合されている。
【0137】
ゲート電極１０１ｃは、ボンディングワイヤ５４ａを介して切替用端子１０２Ｃと接続されている。正極側端子１０２Ａは、ボンディングワイヤ５４ｂおよび電極導体５３を介してドレイン電極１０１ａと接続されている。負極側端子１０２Ｂは、ボンディングワイヤ５４ｃを介してソースフィン５１と接続されている。
【0138】
そして、ソースフィン５１は、ボンディングワイヤ５４ｄを介してソース電極１０１ｂと接続されている。
【0139】
図１６に、第２改良デバイス５０を搭載した第２改良ＥＣＵ６０を例示する。第２改良ＥＣＵ６０の基本的な構造は、上述した改良ＥＣＵ５と同じである。ソースフィン５１は、プリント配線板にハンダ付けしてもよいが、ここでは絶縁シート６１を介して放熱板１２６にネジ止めされている。
【0140】
ソースフィン５１は、負極側端子１０２Ｂとともに、負極側配線１２３Ｌと接続されている。従って、ソースフィン５１の電位は、直流電源１２１の負極側の電位と同じである。スイッチング制御により、第２改良デバイス５０がオンオフしても、ソースフィン５１と放熱板１２６との間には、電位差は生じない。従って、コモンモード電流は流れない。コモンモードノイズの発生を防止できる。
【0141】
なお、開示する技術は、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。例えば、半導体チップ１０１にはＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ、ＧａＮ等、公知の半導体チップが適用できる。
【0142】
コモンモード電流抑制構造も一例である。各層の配置や形状等は、仕様に応じて変更できる。
【0143】
開示する技術を適用したスイッチングデバイスおよびスイッチングモジュールは、車載向けの電気機器に好適であるが、それ以外の電気機器にも適用可能である。
【符号の説明】
【0144】
１ 改良デバイス（スイッチングデバイス）
２ コモンモード電流抑制構造
２ａ 第１絶縁層
２ｂ 導電層
２ｃ 第２絶縁層
２ｄ 電極導体
３ ボンディングワイヤ
５ 改良ＥＣＵ
１１ 改良モジュール（スイッチングモジュール）
１２ コモンモード電流抑制構造
１２ａ 第１絶縁層
１２ｂ 導電層
１２ｃ 第２絶縁層
１２ｄ 電極導体
１３ スルーホール
１５ 改良インバータ
２０ 第２改良モジュール
３０ 第３改良モジュール
３１ コンデンサ
５０ 第２改良デバイス
５１ ソースフィン
５２ 絶縁層
５３ 電極導体
６０ 第２改良ＥＣＵ
１００ 未改良デバイス
１０１ 半導体チップ
１０１ａ ドレイン電極（第１端子部）
１０１ｂ ソース電極（第２端子部）
１０１ｃ ゲート電極（第３端子部）
１０２Ａ 正極側端子
１０２Ｂ 負極側端子
１０２Ｃ 切替用端子
１０３ ドレインフィン（放熱導体）
１０４ ハンダ
１０５ 合成樹脂
１２０ 未改良ＥＣＵ
１２１ 直流電源
１２２ 負荷
１２３Ｈ 正極側配線（中継配線）
１２３Ｌ 負極側配線（中継配線）
１２４ 平滑コンデンサ
１２５ 制御回路
１２６ 放熱板
１２７ 絶縁材
１３０ 未改良モジュール
１３１ ケースカバー
１３２ ヒートシンク
１３３ 基板
１４０ スイッチング素子（半導体チップ）
１４０Ｕ 上アーム用チップ
１４０Ｌ 下アーム用チップ
１４０ａ コレクタ電極（第１端子部）
１４０ｂ エミッタ電極（第２端子部）
１４０ｃ ベース電極（第３端子部）
１４１ ハーフブリッジ回路
１４２Ｈ 正極側配線
１４２Ｌ 負極側配線
１４２Ｓ 出力配線
１５０ 正極側配線端子部
１５１ 負極側配線端子部
１５２ 出力配線端子部
１５３ 切替用端子部
１７０ 未改良インバータ
１７１ 高電圧バッテリ
１７２ 駆動モータ
１７３ 制御回路
１７４ 平滑コンデンサ
Ｃ１～Ｃ８ 仮想コンデンサ
２ コモンモード電流抑制構造
２ａ 第１絶縁層
２ｂ 導電層
２ｃ 第２絶縁層
２ｄ 電極導体
３ ボンディングワイヤ
５ 改良ＥＣＵ
１１ 改良モジュール（スイッチングモジュール）
１２ コモンモード電流抑制構造
１２ａ 第１絶縁層
１２ｂ 導電層
１２ｃ 第２絶縁層
１２ｄ 電極導体
１３ スルーホール
１５ 改良インバータ
２０ 第２改良モジュール
３０ 第３改良モジュール
３１ コンデンサ
５０ 第２改良デバイス
５１ ソースフィン
５２ 絶縁層
５３ 電極導体
６０ 第２改良ＥＣＵ
１００ 未改良デバイス
１０１ 半導体チップ
１０１ａ ドレイン電極（第１端子部）
１０１ｂ ソース電極（第２端子部）
１０１ｃ ゲート電極（第３端子部）
１０２Ａ 正極側端子
１０２Ｂ 負極側端子
１０２Ｃ 切替用端子
１０３ ドレインフィン（放熱導体）
１０４ ハンダ
１０５ 合成樹脂
１２０ 未改良ＥＣＵ
１２１ 直流電源
１２２ 負荷
１２３Ｈ 正極側配線（中継配線）
１２３Ｌ 負極側配線（中継配線）
１２４ 平滑コンデンサ
１２５ 制御回路
１２６ 放熱板
１２７ 絶縁材
１３０ 未改良モジュール
１３１ ケースカバー
１３２ ヒートシンク
１３３ 基板
１４０ スイッチング素子（半導体チップ）
１４０Ｕ 上アーム用チップ
１４０Ｌ 下アーム用チップ
１４０ａ コレクタ電極（第１端子部）
１４０ｂ エミッタ電極（第２端子部）
１４０ｃ ベース電極（第３端子部）
１４１ ハーフブリッジ回路
１４２Ｈ 正極側配線
１４２Ｌ 負極側配線
１４２Ｓ 出力配線
１５０ 正極側配線端子部
１５１ 負極側配線端子部
１５２ 出力配線端子部
１５３ 切替用端子部
１７０ 未改良インバータ
１７１ 高電圧バッテリ
１７２ 駆動モータ
１７３ 制御回路
１７４ 平滑コンデンサ
Ｃ１～Ｃ８ 仮想コンデンサ
【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】
