特開 2024-166886 電気回路体、電力変換装置、および電気回路体の製造方法

(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】P2024166886

(43)【公開日】2024-11-29

(54)【発明の名称】電気回路体、電力変換装置、および電気回路体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/40 20060101AFI20241122BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20241122BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20241122BHJP

【ＦＩ】

H01L23/40 Z

H01L23/36 A

H01L25/04 C

H01L23/30 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083286

(22)【出願日】2023-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】弁理士法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】露野 円丈

(72)【発明者】

【氏名】井出 英一

(72)【発明者】

【氏名】志村 隆弘

【テーマコード（参考）】

4M109

5F136

【Ｆターム（参考）】

4M109AA01

4M109BA01

4M109CA21

4M109DB03

5F136BB05

5F136BB18

5F136BC03

5F136BC07

5F136CB06

5F136DA22

5F136DA27

5F136EA35

5F136FA02

5F136FA03

5F136FA24

5F136GA02

5F136GA13

(57)【要約】

【課題】導体モジュールの封止材に埋め込まれて設けられた固定部材を半導体モジュールから突出して設ける場合に、固定部材の近傍で封止材が流出する課題があった。
【解決手段】半導体素子を封止材により封止してなり、前記半導体素子による発熱を放熱する放熱面を少なくとも一方面に有する半導体モジュールと、前記半導体モジュールの前記放熱面と対向して配置され、前記半導体素子による発熱を冷却する冷却部材と、前記半導体モジュールの前記封止材に埋め込まれて設けられ、前記冷却部材が前記半導体モジュールから離れる方向への移動を規制する固定部材と、を備え、前記固定部材は、前記封止材に埋め込まれた埋没部と前記冷却部材に挿入されて前記冷却部材を固定する固定部により構成され、前記埋没部と前記固定部との境界において、前記埋没部は前記固定部の外周を囲み前記封止材の表面から露出する余白部を有する電気回路体。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子を封止材により封止してなり、前記半導体素子による発熱を放熱する放熱面を少なくとも一方面に有する半導体モジュールと、
前記半導体モジュールの前記放熱面と対向して配置され、前記半導体素子による発熱を冷却する冷却部材と、
前記半導体モジュールの前記封止材に埋め込まれて設けられ、前記冷却部材が前記半導体モジュールから離れる方向への移動を規制する固定部材と、を備え、
前記固定部材は、前記封止材に埋め込まれた埋没部と前記冷却部材に挿入されて前記冷却部材を固定する固定部により構成され、前記埋没部と前記固定部との境界において、前記埋没部は前記固定部の外周を囲み前記封止材の表面から露出する余白部を有する電気回路体。

【請求項2】

請求項１に記載の電気回路体において、
前記余白部には、前記封止材を注入する工程において金型が密着され、
前記余白部の材料は、前記金型よりも低い硬度の材料である電気回路体。

【請求項3】

請求項１に記載の電気回路体において、
前記余白部と前記半導体モジュールの前記封止材の表面とは同一平面上にある電気回路体。

【請求項4】

請求項１に記載の電気回路体において、
前記固定部の材料は、前記余白部よりも高い硬度の材料である電気回路体。

【請求項5】

請求項１に記載の電気回路体において、
前記埋没部の周囲は、前記封止材との接着性のための表面処理がなされている電気回路体。

【請求項6】

請求項１に記載の電気回路体において、
前記固定部材は、前記半導体モジュールを厚さ方向に貫通し、その両端において前記余白部が形成されている電気回路体。

【請求項7】

請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の電気回路体において、
前記半導体モジュールは、前記半導体素子の両面に対応して前記放熱面が両面に形成され、
前記冷却部材は、前記半導体モジュールの両面に配置され、
前記固定部材は、前記両面に配置され前記冷却部材に対して前記封止材の表面から露出する前記余白部を有する電気回路体。

【請求項8】

請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の電気回路体を備え、直流電力と交流電力を相互に変換する電力変換装置。

【請求項9】

半導体素子と、前記半導体素子による発熱を冷却する冷却部材と、前記冷却部材を固定する固定部材とを備え、前記半導体素子および前記固定部材は封止材で封止された電気回路体の製造方法であって、前記固定部材は、前記封止材に埋め込まれる埋没部と前記冷却部材に挿入されて前記冷却部材を固定する固定部により構成され、前記埋没部と前記固定部との境界において前記埋没部は前記固定部の外周を囲み前記封止材の表面から露出する余白部を有し、
前記半導体素子を含む回路体および前記固定部材を金型内に設置し、前記金型を前記固定部材の前記余白部に密着した後に、前記金型内に前記封止材を注入して半導体モジュールを製造する工程と、
前記封止材が硬化したのちに、前記半導体モジュールに前記固定部材により前記冷却部材を固定する工程と、
を備えた電気回路体の製造方法。

【請求項10】

請求項９に記載の電気回路体の製造方法において、
前記半導体モジュールを製造する工程は、前記余白部が前記金型でクランプされることにより変形される電気回路体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気回路体、電力変換装置、および電気回路体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体素子のスイッチング動作により直流電力と交流電力とを相互に変換する電力変換装置は、変換効率が高いため、民生用、車載用、鉄道用、変電設備等に幅広く利用されている。この半導体素子はスイッチング動作により発熱する。このため、半導体素子を内蔵した半導体モジュールには、半導体素子からの発熱を冷却する冷却部材が、半導体モジュールと対向して配置され、固定部材により半導体モジュールに固定されている。

【0003】

特許文献１には、半導体チップが搭載されたパッケージ基板と、パッケージ基板上に形成され半導体チップの周囲を封止する封止樹脂層と、封止樹脂層に一端が埋め込まれ、パッケージ基板の半導体チップが搭載された側に半導体チップを挟圧するように別の部品を固定するための固定部材と、を備える半導体装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－１０９７９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の装置のように、半導体モジュールの封止材に埋め込まれて設けられた固定部材は半導体モジュールから突出して設ける必要があるが、この場合に固定部材の近傍で封止材が流出する課題があった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明による電気回路体は、半導体素子を封止材により封止してなり、前記半導体素子による発熱を放熱する放熱面を少なくとも一方面に有する半導体モジュールと、前記半導体モジュールの前記放熱面と対向して配置され、前記半導体素子による発熱を冷却する冷却部材と、前記半導体モジュールの前記封止材に埋め込まれて設けられ、前記冷却部材が前記半導体モジュールから離れる方向への移動を規制する固定部材と、を備え、前記固定部材は、前記封止材に埋め込まれた埋没部と前記冷却部材に挿入されて前記冷却部材を固定する固定部により構成され、前記埋没部と前記固定部との境界において、前記埋没部は前記固定部の外周を囲み前記封止材の表面から露出する余白部を有する。
本発明による電気回路体の製造方法は、半導体素子と、前記半導体素子による発熱を冷却する冷却部材と、前記冷却部材を固定する固定部材とを備え、前記半導体素子および前記固定部材は封止材で封止された電気回路体の製造方法であって、前記固定部材は、前記封止材に埋め込まれる埋没部と前記冷却部材に挿入されて前記冷却部材を固定する固定部により構成され、前記埋没部と前記固定部との境界において前記埋没部は前記固定部の外周を囲み前記封止材の表面から露出する余白部を有し、前記半導体素子を含む回路体および前記固定部材を金型内に設置し、前記金型を前記固定部材の前記余白部に密着した後に、前記金型内に前記封止材を注入して半導体モジュールを製造する工程と、前記封止材が硬化したのちに、前記半導体モジュールに前記固定部材により前記冷却部材を固定する工程と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、固定部材の近傍で封止材が流出するのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】電気回路体の平面図である。

【図2】（ａ）（ｂ）電気回路体の断面図である。

【図3】電気回路体のＹ－Ｙ線における断面斜視図である。

【図4】電気回路体のＸ－Ｘ線における断面斜視図である。

【図5】半導体モジュールの半透過平面図である。

【図6】半導体モジュールの回路図である。

【図7】（ａ）～（ｃ）半導体モジュールを製造する工程を示す図である。

【図8】（ａ）～（ｃ）半導体モジュールに冷却部材を固定する工程を示す図である。

【図9】変形例１における電気回路体の製造方法を説明する断面図である。

【図10】比較例における電気回路体の平面図である。

【図11】変形例２における電気回路体の断面図である。

【図12】（ａ）（ｂ）変形例２における半導体モジュールを製造する工程を示す図である。

【図13】（ａ）～（ｃ）変形例２における半導体モジュールに冷却部材を固定する工程を示す図である。

【図14】変形例３における電気回路体の断面図である。

【図15】変形例４における電気回路体の断面図である。

【図16】変形例５における電気回路体の断面図である。

【図17】変形例６における半導体モジュールの半透過平面図である。

【図18】半導体モジュールを用いた電力変換装置の回路図である。

【図19】電力変換装置の外観斜視図である。

【図20】電力変換装置のＸＶ－ＸＶ線断面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の記載および図面は、本発明を説明するための例示であって、説明の明確化のため、適宜、省略および簡略化がなされている。本発明は、他の種々の形態でも実施する事が可能である。特に限定しない限り、各構成要素は単数でも複数でも構わない。

【0010】

図面において示す各構成要素の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。

【0011】

同一あるいは同様な機能を有する構成要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、これらの複数の構成要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。

【0012】

図１は、本発明の実施形態における電気回路体４００の平面図である。
電気回路体４００は、半導体モジュール３００、冷却部材３４０、固定部材３４１等よりなる。図１に示す例では、電気回路体４００は、半導体モジュール３００を３個並列に設けてなる。

【0013】

半導体モジュール３００は、後述する半導体素子１５５、１５７を封止材３６０により封止して、これを内蔵している。半導体モジュール３００の両面は半導体素子１５５、１５７のスイッチング動作による熱を放熱する。さらに、半導体モジュール３００は、半導体素子１５５、１５７と接続されている端子が半導体モジュール３００の側面の封止材３６０より導出される。これらの端子は、直流回路のコンデンサモジュール５００（図１８参照）に連結する正極側端子３２５Ｐおよび負極側端子３２５Ｍ、交流回路のモータジェネレータ１９２、１９４（図１８参照）に連結する交流側端子３２５Ａ等の大電流が流れるパワー端子である。

【0014】

また、半導体モジュール３００の側面の封止材３６０より導出される端子は、下アームゲート端子３２５Ｌ、コレクタセンス端子３２５Ｃ、エミッタセンス端子３２５Ｅ、上アームゲート端子３２５Ｕなどの端子である。半導体モジュール３００より導出されるこれらの端子は、図示省略した基板の配線パターンなどの配線に接続される。半導体モジュール３００を３個並列に設けた電気回路体４００は、半導体素子１５５、１５７のスイッチング動作により直流電力と交流電力を相互に変換する電力変換装置２００（図１８参照）として機能する。なお、電気回路体４００が有する半導体モジュール３００の個数は３個に限らず、電気回路体４００の種々の形態に合わせて任意に設定される。

【0015】

冷却部材３４０は、半導体モジュール３００と対向して配置され、半導体素子１５５、１５７のスイッチング動作による発熱を冷却する。具体的には、冷却部材３４０は、内部に冷媒が流通する流路が形成され、流路を流通する冷媒により半導体素子１５５、１５７からの発熱を冷却する。冷媒には、水や水にエチレングリコールを混入した不凍液等を用いる。冷却部材３４０は、熱伝導率が高く軽量なアルミ系が望ましい。押し出し成型や、鍛造、ろう付け等で作製する。

【0016】

固定部材３４１は、半導体モジュール３００の封止材３６０に埋め込まれて設けられ、冷却部材３４０が半導体モジュール３００から離れる方向への移動を規制する。図１に示す例では、固定部材３４１は、各半導体モジュール３００の四隅に設けられる。固定部材３４１の構成については後述する。

【0017】

図２（ａ）、図２（ｂ）は、電気回路体４００の断面図である。図２（ａ）は、図１に示す電気回路体４００のＸ－Ｘ線における断面図である。図２（ｂ）は、図１に示す電気回路体４００のＹ－Ｙ線における半導体モジュール３００の一個分の断面図である。図３は、図１に示す電気回路体４００のＹ－Ｙ線における断面斜視図である。図４は、図１に示す電気回路体４００のＸ－Ｘ線における断面斜視図であり、冷却部材３４０を取り除いて半導体モジュール３００を示している。

【0018】

図２（ａ）に示すように、電力変換装置２００の上アーム回路を形成する第１半導体素子として、能動素子１５５、ダイオード１５６を備える（後述の図５、図６参照）。能動素子としては、Si、SiC、GaN、GaO、C等を用いることができる。能動素子１５５のボディダイオードを用いる場合は、別付けのダイオードを省略してもよい。図２（ｂ）、図３に示すように、第１半導体素子１５５のコレクタ側は、第２導体板４３１に接合されている。この接合には、はんだを用いてもよいし、焼結金属を用いてもよい。第１半導体素子１５５のエミッタ側には第１導体板４３０が接合されている。

【0019】

図２（ｂ）、図３に示すように、下アーム回路を形成する第２半導体素子として、能動素子１５７、ダイオード１５８を備える（後述の図５、図６参照）。第２半導体素子１５７のコレクタ側は、第４導体板４３３に接合されている。第２半導体素子１５７のエミッタ側には第３導体板４３２が接合されている。

【0020】

導体板４３０、４３１、４３２、４３３は、電気伝導性と熱伝導率が高い材料であれば特に限定されないが、銅系又はアルミ系材料等の金属系材料や、金属系材料と高熱伝導率のダイヤモンド、カーボンやセラミック等の複合材料等を用いることが望ましい。これらは、単独で用いてもよいが、はんだや、焼結金属との接合性を高めるためＮｉやＡｇ等のめっきを施してもよい。

【0021】

図２（ａ）、図２（ｂ）、図３、図４に示すように、導体板４３０、４３１、４３２、４３３は、電流を通電する役割の他に、半導体素子１５５、１５６、１５７、１５８が発する熱を冷却部材３４０に伝熱する伝熱部材としての役割をはたしている。半導体素子１５５、１５６、１５７、１５８と接合されている面と反対側の面が導体板４３０、４３１、４３２、４３３の放熱面となる。導体板４３０、４３１、４３２、４３３と冷却部材３４０は電位が異なるため、放熱面との間に絶縁シート４４０を配置する。

【0022】

絶縁シート４４０は、樹脂絶縁層４４３、表面導体層４４４を積層して構成される。樹脂絶縁層４４３は、一方面において導体板４３０、４３１、４３２、４３３を覆って導体板４３０、４３１、４３２、４３３の放熱面に接着される。樹脂絶縁層４４３は、導体板４３０、４３１、４３２、４３３と接着性を有するものであれば特に限定されないが、粉末状の無機充填剤を分散したエポキシ樹脂系樹脂絶縁層が望ましい。これは、接着性と放熱性のバランスが良いためである。表面導体層４４４は、樹脂絶縁層４４３の他方面に接着されるとともに半導体モジュール３００の表面に露出し、後述の熱伝導部材４５３と接する。表面導体層４４４は、例えば金属箔である。

【0023】

絶縁シート４４０は、トランスファーモールド工程で封止材３６０と同時に硬化される。トランスファーモールド成型工程において、絶縁シート４４０を金型に搭載する際、金型への接着を防ぐため、絶縁シート４４０と金型との接触面には、離型シート又は、表面導体層４４４を設ける。離型シートは、熱伝導率が悪いためトランスファーモールド後に剥離する工程が必要となるが、金属箔などの表面導体層４４４を用いた場合は、銅系や、アルミ系の熱伝導率の高い金属を選択することで、トランスファーモールド後に剥離することなく使用することができる。

【0024】

半導体素子１５５、１５６、１５７、１５８、導体板４３０、４３１、４３２、４３３は、トランスファーモールド成型により封止材３６０で封止され、半導体モジュール３００を構成する。冷却部材３４０は、半導体モジュール３００の両面に配置され、固定部材３４１により半導体モジュール３００に固定されている。なお、本実施形態および後述の変形例では、冷却部材３４０を半導体モジュール３００の両面に配置した電気回路体４００で説明するが、冷却部材３４０を半導体モジュール３００の片面に配置した電気回路体４００であってもよい。この場合は、半導体モジュール３００の他の片面には、筐体や取り付け部材が配置され、この筐体や取り付け部材に、半導体モジュール３００の他の片面が、固定部材３４１により固定される。

【0025】

熱伝導部材４５３は、半導体モジュール３００と冷却部材３４０との間に、接触熱抵抗を低減するために配置される。熱伝導部材４５３は、グリースや、ゲルグリース、フェーズチェンジシートなど常温又は高温で流動性のあるものを用いることができるが、作業性と長期信頼性を確保のため、未硬化では流動性を有し、硬化後に流動性が無くなる硬化型の熱伝導材料が望ましい。硬化型の熱伝導部材４５３は、塗布時は、粘度が低く作業性に優れ、硬化することで、機械物性を向上することができる利点がある。硬化は熱硬化、湿気硬化、紫外線硬化などを利用することができるが、深部まで硬化するには熱硬化が望ましい。

【0026】

固定部材３４１は、半導体モジュール３００の封止材３６０に埋め込まれて設けられているが、図２（ｂ）に示すように、封止材３６０に埋め込まれる埋没部３４４、封止材３６０の表面に露出する余白部３４３および封止材３６０から突出する固定部３４２からなる。すなわち、固定部材３４１は、半導体モジュール３００をその厚さ方向に貫通し、その両端において余白部３４３が形成されている。余白部３４３の詳細は後述する。封止材３６０から突出する固定部材３４１の固定部３４２を冷却部材３４０に挿入し、係合、ねじ止めなど機械的に結合することで、冷却部材３４０を半導体モジュール３００に固定する。図２（ｂ）、図４に示す例では、固定部材３４１の固定部３４２に切り欠きを、冷却部材３４０に切り欠きと係合する凸部を設け、冷却部材３４０を半導体モジュール３００の表面に沿って平行移動することにより、固定部材３４１の固定部３４２の切り欠きと冷却部材３４０の凸部を係合する。

【0027】

図２（ｂ）、図４に示すように、固定部材３４１は、半導体モジュール３００の四隅に設けられ、半導体モジュール３００の封止材３６０の表面３６１に面一に露出する余白部３４３と半導体モジュール３００の封止材３６０の表面３６１から突出する固定部３４２を有する。すなわち、固定部材３４１は、封止材３６０に埋め込まれた埋没部３４４と、冷却部材３４０に挿入されて冷却部材３４０を固定する固定部３４２により構成され、埋没部３４４と固定部３４２との境界において埋没部３４４は固定部３４２の外周を囲み封止材３６０の表面３６１から露出する余白部３４３を有する。そして、余白部３４３と半導体モジュール３００の封止材３６０の表面３６１とは同一平面上にある。

【0028】

図５は、半導体モジュール３００の半透過平面図である。図６は、半導体モジュール３００の回路図である。

【0029】

図５、図６に示すように、正極側端子３２５Ｐは、上アーム回路のコレクタ側から出力しており、バッテリ又はコンデンサの正極側に接続される。上アームゲート端子３２５Ｕは、上アーム回路の能動素子１５５のゲートから出力している。負極側端子３２５Ｍは、下アーム回路のエミッタ側から出力しており、バッテリ若しくはコンデンサの負極側、又はＧＮＤに接続される。下アームゲート端子３２５Ｌは、下アーム回路の能動素子１５７のゲートから出力している。交流側端子３２５Ａは、下アーム回路のコレクタ側から出力しており、モータに接続される。中性点接地をする場合は、下アーム回路は、ＧＮＤでなくコンデンサの負極側に接続する。

【0030】

上アームのエミッタセンス端子３２５Ｅは、上アーム回路の能動素子１５５のエミッタから、下アームのエミッタセンス端子３２５Ｅは、下アーム回路の能動素子１５７のエミッタから出力される。上アームのコレクタセンス端子３２５Ｃは、上アーム回路の能動素子１５５のコレクタから、下アームのコレクタセンス端子３２５Ｃは、下アーム回路の能動素子１５７のコレクタから出力される。

【0031】

また、半導体素子（上アーム回路）の能動素子１５５およびダイオード１５６の上下に導体板（上アーム回路エミッタ側）４３０、導体板（上アーム回路コレクタ側）４３１が配置される。半導体素子（下アーム回路）の能動素子１５７およびダイオード１５８の上下に導体板（下アーム回路エミッタ側）４３２、導体板（下アーム回路コレクタ側）４３３が配置される。

【0032】

本実施形態の半導体モジュール３００は、上アーム回路及び下アーム回路の２つのアーム回路を、１つのモジュールに一体化した構造である２ｉｎ１構造である。この他に、複数の上アーム回路及び下アーム回路を、１つのモジュールに一体化した構造を用いてもよい。この場合は、半導体モジュール３００からの出力端子の数を低減し小型化することができる。

【0033】

図７（ａ）～図７（ｃ）、図８（ａ）～図８（ｃ）は、電気回路体４００の製造方法における工程を説明する断面図である。図２（ｂ）と同様に、Ｙ－Ｙ線における半導体モジュール３００の一個分の断面図で示す。

【0034】

図７（ａ）～図７（ｃ）は、半導体素子１５５、１５６を含む回路体３１０および固定部材３４１を金型６０３内に設置し、金型６０３を固定部材３４１の余白部３４３に密着した後に、金型６０３内に封止材３６０を注入して半導体モジュール３００を製造する工程を示す。
図８（ａ）～図８（ｃ）は、封止材３６０が硬化したのちに、半導体モジュール３００に固定部材３４１により冷却部材３４０を固定する工程を示す。

【0035】

図７（ａ）は、仮着け工程である。第２導体板４３１に半導体素子１５５のコレクタ側と半導体素子１５６のカソード側を接続し、半導体素子１５５のゲート電極、エミッタセンス電極、コレクタ電極をワイヤボンディングで上アームのゲート端子３２５Ｕ、エミッタセンス端子３２５Ｅ、コレクタセンス端子３２５Ｃにそれぞれ接続する。さらに、半導体素子１５５のエミッタ側と半導体素子１５６のアノード側を第１導体板４３０に接続して、上アーム側の回路体３１０を作製する。同様に、第４導体板４３３に半導体素子１５７のコレクタ側と半導体素子１５８のカソード側を接続し、半導体素子１５７のゲート電極、エミッタセンス電極、コレクタ電極をワイヤボンディングで下アームのゲート端子３２５Ｌ、エミッタセンス端子３２５Ｅ、コレクタセンス端子３２５Ｃにそれぞれ接続する。

【0036】

さらに、半導体素子１５７のエミッタ側と半導体素子１５８のアノード側を第３導体板４３２に接続して、下アーム側の回路体３１０を作製する。その後、導体板４３０～４３３に絶縁シート４４０を仮着けする。仮着けとは、この後のトランスファーモールド工程で絶縁シート４４０が硬化し接着する余地を残した条件で、絶縁シート４４０の密着力を使用して一時的に貼り付けることである。

【0037】

図７（ｂ）～図７（ｃ）は、トランスファーモールド工程である。トランスファーモールド装置６０１は、スプリング６０２を金型６０３に備えている。このスプリング６０２により、回路体３１０の高さがばらついても、半導体素子１５５～１５８に過度の圧力を加えることなく、スプリング６０２の力により所定の荷重を加えることができる。また、トランスファーモールド装置６０１は、図示していない真空脱気機構を備える。真空脱気することで、樹脂等よりなる封止材３６０等がボイドを巻き込んでもボイドを小さく圧縮し、絶縁性を向上できる。また、図示していない離型フィルムで回路体３１０を覆うことで、スプリング駆動部等に樹脂バリが侵入するのを保護できる。

【0038】

図７（ｂ）に示すように、予め１７５℃の恒温状態に加熱した金型６０３内に、絶縁シート４４０を仮着した回路体３１０および固定部材３４１をセットする。金型６０３は、固定部材３４１の固定部３４２が入る凹部６０４が形成されている。この凹部６０４の大きさは、固定部材３４１の埋没部３４４と固定部３４２との境界において、固定部３４２の外周より大きく、余白部３４３の外周より小さい。

【0039】

次に、図７（ｃ）に示すように、上下の金型６０３をクランプする。このとき、スプリング６０２により、絶縁シート４４０と導体板４３０～４３３は加圧され密着する。同時に、上下の金型６０３から固定部材３４１の余白部３４３に加圧力３４８が加わり、金型６０３の凹部６０４の開口部周囲と余白部３４３が強く密着する。この状態で封止材３６０を金型６０３内に注入する。したがって、固定部材３４１の固定部３４２の近傍で封止材３６０が固定部３４２へ流出するのを防ぐことができ、固定部材３４１の埋没部３４４を封止材３６０内に強固に封止固定できる。また、封止材３６０の固定部３４２への流出を防止できるので、固定部３４２に付着した封止材３６０を除去して固定部３４２を露出する追加工程などが不要になる。

【0040】

その後、図８（ａ）に示すように、トランスファーモールド装置６０１から封止材３６０で封止された半導体モジュール３００を取り出し、１７５℃にて２時間以上の後硬化を行う。

【0041】

次に、図８（ｂ）に示すように、封止材３６０が硬化したのちに、半導体モジュール３００に冷却部材３４０を取り付ける。具体的には、冷却部材３４０に熱伝導部材４５３を塗布し、固定部材３４１の固定部３４２の切り欠きに、冷却部材３４０に設けられた凸部が係合するように、冷却部材３４０を両面から挟んだ後に放熱面に沿って移動して固定部３４２に装着する。

【0042】

そして、図８（ｃ）に示すように、半導体モジュール３００に冷却部材３４０を固定する。これにより、冷却部材３４０は熱伝導部材４５３を介して固定部材３４１により半導体モジュール３００に強固に固定され、電気回路体４００として一体的に構成する。なお、図示省略したが、冷却部材３４０の凸部と固定部３４２の切り欠きとの係合が外れないように、冷却部材３４０が放熱面に沿って移動するのを阻止する部材が装着されている。

【0043】

次に、固定部材３４１について、図２（ｂ）、図７（ｂ）などを参照して説明する。固定部材３４１の固定部３４２は、冷却部材３４０を機械的に固定し、熱応力や振動などのストレスに耐える必要があるため、固定部３４２の径Φは、２．５ｍｍ以上である必要があり、信頼性に余裕をもたせるためには、径Φは４．５ｍｍ以上であることが望ましい。固定部３４２が大きくなると、半導体モジュール３００の寸法が大きくなるため、固定部３４２の径Φは、１０ｍｍ以下であることが望ましい。

【0044】

固定部材３４１の埋没部３４４と固定部３４２との境界において、固定部３４２の外周の大きさと、余白部３４３の外周の大きさとの関係は、封止材３６０の流出を防止するために、以下の間隔であることが望ましい。ここで、間隔とは、固定部３４２の外周と、余白部３４３の外周との間の距離が最も近接している箇所の距離である。この間隔が、０．５ｍｍ以上あれば、トランスファーモールド工程において、固定部３４２への封止材３６０の流出を防止できるが、固定部３４２に樹脂バリが生じることがある。このため、間隔は１ｍｍ以上あることが望ましい。一方で、余白部３４３が大きくなると、半導体モジュールの寸法が大きくなるため間隔は１０ｍｍ以下であることが望ましい。

【0045】

固定部材３４１の材質は、銅、アルミニウムなどの金属や、Fiber Reinforced Plastics（繊維強化プラスチック）、セラミックなどである。固定部材３４１と冷却部材３４０とを電気的に接続して接地する場合は、固定部材３４１は導電性の材質が望ましい。また、固定部材３４１の形状は、円柱状であることが、トランスファーモールド金型へ搭載する時、方向を考慮する必要がないため望ましいが、角柱状や、そのほかの形状であっても良い。

【0046】

余白部３４３の材質を金型６０３に用いた材質より低硬度にした場合には、余白部３４３が変形し易くなるので、金型６０３の摩耗を抑制できる。また、固定部３４２の材質を余白部３４３より、高硬度にした場合には、固定部３４２の機械的強度を向上することで、冷却部材３４０を固定した際に、振動や熱応力などが加わっても、高い信頼性を保つことができる。

【0047】

図９は、変形例１における電気回路体４００の製造方法を説明する断面図である。図７（ｃ）の半導体モジュール３００を製造する工程と同様に、Ｙ－Ｙ線における半導体モジュール３００の一個分の断面図で示す。図７（ｃ）と同一の箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

【0048】

この変形例１では、固定部材３４１は、埋没部３４４の長さが上下金型６０３で形成される空間より若干長い部材を用いる。なお、余白部３４３の材質を金型６０３の材質より低硬度にすることが望ましい。

【0049】

図９に示すように、上下の金型６０３をクランプする。このとき、上下の金型６０３により固定部材３４１に加圧力３４８が加わり、余白部３４３がその外周側に変形し、変形部３４７が形成される。これにより、固定部材３４１の長さに寸法のばらつきがあっても、余白部３４３と金型６０３を密着させることができる。量産工程では、寸法のばらつきのある部品を用いる場合があるが、余白部３４３の外周に変形部３４７を生じさせることにより、寸法のばらつきを吸収するとともに、固定部３４２への封止材３６０の流出を防止できる。

【0050】

図１０は、比較例における電気回路体４００'の平面図である。この比較例は、本実施形態を適用しない場合であって、半導体モジュール３００と冷却部材３４０を強固に固定する場合に通常想定される例を、本実施形態と対比するために示す。図１と同一の箇所には同一の符号を付している。

【0051】

図１と同様に、電気回路体４００'は、半導体モジュール３００を３個並列に設けてなり、半導体モジュール３００には、冷却部材３４０が固定部材３４１により固定される。ここで、固定部材３４１は、各半導体モジュール３００の封止材３６０の中に埋め込まれて設けられておらず、各半導体モジュール３００の間であって、両面の冷却部材３４０を挟み込むように設けられる。

【0052】

一般に、冷却部材３４０は固定部材３４１等を介して接地しており、半導体モジュール３００より導出している端子と冷却部材３４０との間に電位が加わる。また、固定部３４２は、コストと機械的強度の点で金属系材料を使うことが望ましく、冷却部材３４０と同電位となっている。このため、端子と冷却部材３４０との間や、端子と固定部材３４１との間は、絶縁距離をとる必要がある。そして、半導体モジュール３００により構成されるインバータのシステム電圧が現在汎用の４００Ｖより大きな高電圧、例えば、８００Ｖ以上の高電圧になると、より大きな絶縁距離が必要となる。また、電気回路体４００'は、熱応力や振動などに対する強度を高める必要がある。そのため、図１０の比較例に示すように、各半導体モジュール３００の間であって、各半導体モジュール３００の外側で、ネジなどの固定部材３４１を用いて、冷却部材３４０を各半導体モジュール３００に強固に固定している。

【0053】

さらに、８００Ｖ以上の高電圧になると、半導体モジュール３００より導出している端子と端子の間も、電位差に応じた絶縁距離が必要となる。すなわち、８００Ｖ以上の高電圧のインバータでは、現在汎用となっている４００Ｖクラスに比べ端子と端子の間が広くなる傾向にある。この場合、端子の近傍に金属系材料からなる固定部材３４１があると、端子の配置の自由度が制約され、絶縁距離を確保するために電気回路体４００'が大型化する。

【0054】

この比較例に比べて、本実施形態では、固定部材３４１の埋没部３４４を封止材３６０に内蔵し、固定部材３４１の固定部３４２を封止材３６０の表面に露出して冷却部材３４０を固定している。このように、固定部材３４１を封止材３６０の中に埋め込むことにより、固定部材３４１と端子との間の絶縁性が強化され、結果的に固定部材３４１と端子との間の物理的な距離を小さくすることができる。そのうえで、封止材３６０の表面に露出している固定部材３４１の固定部３４２で冷却部材３４０を強固に固定できる。このため、電気回路体４００を高電圧のインバータに適用した場合にも、インバータのサイズの増加を抑制できる。

【0055】

図１１は、変形例２における電気回路体４００の断面図である。図１１は、図２（ｂ）と同様に、図１に示す電気回路体４００のＹ－Ｙ線における半導体モジュール３００の一個分の断面図である。図２（ｂ）と同一の箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

【0056】

変形例２では、図１１に示すように、固定部材３４１は、半導体モジュール３００をその厚さ方向に貫通し、その両端において余白部３４３が形成されている。余白部３４３は、半導体モジュール３００の封止材３６０の表面３６１と同一平面上にある。さらに、固定部材３４１の固定部３４２は冷却部材３４０を貫通し、ねじ等などの締結部材により構成される。ねじ等などの締結部材により構成された固定部３４２は、冷却部材３４０を挟んで埋没部３４４に設けられた受け穴に嵌合して、冷却部材３４０を半導体モジュール３００に締結する。埋没部３４４に設けられた受け穴の外周には、余白部３４３が形成されている。

【0057】

この変形例２においても、固定部材３４１の固定部３４２の近傍で封止材３６０が固定部３４２へ流出するのを防ぐことができ、また、固定部材３４１の埋没部３４４を封止材３６０内に強固に封止固定できる。さらに、ねじ等などの締結部材により構成される固定部材３４１を用いることで、冷却部材３４０の厚さ等に寸法ばらつきが有っても、この寸法ばらつきに応じて締結することにより冷却部材３４０を半導体モジュール３００に確実に固定できる。

【0058】

図１２（ａ）～図１２（ｂ）、図１３（ａ）～図１３（ｃ）は、変形例２の電気回路体４００の製造方法における工程を説明する断面図である。図２（ｂ）と同様に、Ｙ－Ｙ線における半導体モジュール３００の一個分の断面図で示す。
図１２（ａ）～図１２（ｂ）は、半導体モジュール３００を製造する工程を示し、図１３（ａ）～図１３（ｃ）は、半導体モジュール３００に固定部材３４１により冷却部材３４０を固定する工程を示す。

【0059】

図１２（ａ）に示すように、仮着け工程において、導体板４３０～４３３に絶縁シート４４０を仮着けする。さらに、固定部材３４１を用意して、固定部材３４１の埋没部３４４に設けられた受け穴に、位置決め用の挿入部材３４９を取り付ける。

【0060】

図１２（ｂ）に示すように、トランスファーモールド工程において、予め１７５℃の恒温状態に加熱した金型６０３内に、絶縁シート４４０を仮着した回路体３１０および固定部材３４１をセットする。固定部材３４１には、挿入部材３４９が取り付けられているので、挿入部材３４９が金型６０３に形成されている凹部６０４に入り、固定部材３４１を金型６０３の所定位置に保つことができる。埋没部３４４に設けられた受け穴の外周には、余白部３４３が形成されている。

【0061】

そして、上下の金型６０３をクランプすると、上下の金型６０３から固定部材３４１の余白部３４３に加圧力が加わり、金型６０３の凹部６０４の開口部周囲と余白部３４３が強く密着する。この状態で封止材３６０を金型６０３内に注入する。したがって、固定部材３４１の固定部３４２の近傍で封止材３６０が固定部３４２へ流出するのを防ぐことができ、また、固定部材３４１の埋没部３４４を封止材３６０内に強固に封止固定できる。

【0062】

その後、図１３（ａ）に示すように、トランスファーモールド装置６０１から封止材３６０で封止された半導体モジュール３００を取り出し、挿入部材３４９を取り除く。そして、図１３（ｂ）に示すように、１７５℃にて２時間以上の後硬化を行う。

【0063】

次に、図１３（ｃ）に示すように、封止材３６０が硬化したのちに、半導体モジュール３００に冷却部材３４０を取り付ける。具体的には、冷却部材３４０に熱伝導部材４５３を塗布し、ねじ等などの締結部材により構成された固定部３４２を、埋没部３４４に設けられた受け穴に嵌合して、冷却部材３４０を半導体モジュール３００に締結する。

【0064】

図１４は、変形例３における電気回路体４００の断面図である。図１４は、図２（ｂ）と同様に、図１に示す電気回路体４００のＹ－Ｙ線における半導体モジュール３００の一個分の断面図である。図２（ｂ）と同一の箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

【0065】

図２（ｂ）では、固定部材３４１の固定部３４２は、冷却部材３４０を貫通しないように、冷却部材３４０に設けられた凸部と係合する切り欠きを設けた。変形例３では、図１４に示すように、固定部３４２が冷却部材３４０を貫通して、冷却部材３４０と係合する切り欠きを設けた。冷却部材３４０の厚み全体を用いて固定するので、強固に冷却部材３４０と半導体モジュール３００を固定できる。なお、図示省略したが、固定部３４２の切り欠きと冷却部材３４０との係合が外れないように、冷却部材３４０が放熱面に沿って移動するのを阻止する部材が装着されている。

【0066】

図１５は、変形例４における電気回路体４００の断面図である。図１５は、図２（ｂ）と同様に、図１に示す電気回路体４００のＹ－Ｙ線における半導体モジュール３００の一個分の断面図である。図２（ｂ）と同一の箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

【0067】

変形例４では、図１５に示すように、固定部材３４１の固定部３４２が冷却部材３４０を貫通し、ねじ部が形成された固定部３４２にナットをねじ込んで冷却部材３４０を固定する。冷却部材３４０の厚み全体を用いて固定するので、強固に冷却部材３４０と半導体モジュール３００を固定できる。さらに、ねじ等などの締結部材により構成される固定部材３４１を用いることで、冷却部材３４０等に寸法ばらつきが有っても、この寸法ばらつきに応じて締結することにより冷却部材３４０を半導体モジュール３００に確実に固定できる。

【0068】

図１６は、変形例５における電気回路体４００の断面図である。図１６は、図２（ｂ）と同様に、図１に示す電気回路体４００のＹ－Ｙ線における半導体モジュール３００の一個分の断面図である。図２（ｂ）と同一の箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

【0069】

変形例５では、固定部材３４１の埋没部３４４の外周面は、封止材３６０との接着性を向上させるための表面処理がなされている。図１６に示す例では、埋没部３４４の外周面は、凹凸形状３４５が施されている。また、図１６に示す他の例では、埋没部３４４の外周面は、突起３４６が設けられている。その他、粗化、ディンプル、密着付与剤の塗布などの表面処理を行ってもよい。電気回路体４００は、固定部材３４１の設置箇所等に応じて、表面処理を異ならせてもよい。

【0070】

以下、変形例５に示す表面処理の必要性について述べる。冷却部材３４０と半導体モジュール３００との固定は、放熱性の信頼性確保のため、例えば、固定部３４２の径Φが４ｍｍのねじで固定する場合、その軸力は、約１２００Ｎの加圧力、径Φが５ｍｍでは、約２０００Ｎの加圧力が封止材３６０に加わる。力としては大きな力となる。例えば、半導体モジュール３００の表面と裏面を１つの固定部材３４１で固定することで半導体モジュール３００の表面を固定する軸力と、半導体モジュール３００の裏面を固定する軸力が１つの固定部材３４１に加わることで、封止材３６０に過度の応力が加わることを抑制できる。しかし、取り付け工程などで、封止材３６０に力が加わる場合がある。変形例５では、既に述べたように、封止材３６０との接着性のための表面処理がなされている。これにより、封止材３６０と埋没部３４４との間の接着力を向上し、冷却部材３４０と半導体モジュール３００とを強い力で固定しても、高い信頼性を維持できる。

【0071】

図１７は、変形例６における半導体モジュール３００の半透過平面図である。図５と同一の箇所には同一の符号を付してその説明を簡略に行う。

【0072】

図５では、固定部材３４１を半導体モジュール３００の四隅に設ける例を示した。図１７に示す変形例６では、半導体モジュール３００の中央部にも固定部材３４１を設ける。具体的には、絶縁シート４４０ー１、４４０ー２を上アーム側と下アーム側で分離し、中央部にも固定部材３４１を設けている。絶縁シート４４０ー１、４４０ー２を分離しているのは、中央部に設けた固定部材３４１の余白部３４３を、トランスファーモールド成型工程において、金型６０３の凹部６０４の開口部周囲に密着させるためである。なお、半導体モジュール３００の中央部に固定部材３４１を１個設ける例で説明したが、中央部に複数個設けてもよく、また、半導体モジュール３００の四辺の中央部などその他の箇所に設けてもよい。

【0073】

変形例６によれば、冷却部材３４０と半導体モジュール３００とを強い力で均等に固定でき信頼性に優れる効果がある。

【0074】

図１８は、半導体モジュール３００を用いた電力変換装置２００の回路図である。
電力変換装置２００は、インバータ回路部１４０、１４２と、補機用のインバータ回路部４３と、コンデンサモジュール５００とを備えている。インバータ回路部１４０及び１４２は、半導体モジュール３００を複数個備えており、それらを接続することにより三相ブリッジ回路を構成している。電流容量が大きい場合には、更に半導体モジュール３００を並列接続し、これら並列接続を三相インバータ回路の各相に対応して行うことにより、電流容量の増大に対応できる。また、半導体モジュール３００に内蔵している半導体素子である能動素子１５５、１５７やダイオード１５６、１５８を並列接続することでも電流容量の増大に対応できる。

【0075】

インバータ回路部１４０とインバータ回路部１４２とは、基本的な回路構成は同じであり、制御方法や動作も基本的には同じである。インバータ回路部１４０等の回路的な動作の概要は周知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0076】

上アーム回路は、スイッチング用の半導体素子として上アーム用の能動素子１５５と上アーム用のダイオード１５６とを備えており、下アーム回路は、スイッチング用の半導体素子として下アーム用の能動素子１５７と下アーム用のダイオード１５８とを備えている。能動素子１５５、１５７は、ドライバ回路１７４を構成する２つのドライバ回路の一方あるいは他方から出力された駆動信号を受けてスイッチング動作し、バッテリ１３６から供給された直流電力を三相交流電力に変換する。

【0077】

上アーム用の能動素子１５５および下アーム用の能動素子１５７は、コレクタ電極、エミッタ電極、ゲート電極を備えている。上アーム用のダイオード１５６および下アーム用のダイオード１５８は、カソード電極およびアノード電極の２つの電極を備えている。図８に示すように、ダイオード１５６、１５８のカソード電極が能動素子１５５、１５７のコレクタ電極に、アノード電極が能動素子１５５、１５７のエミッタ電極にそれぞれ電気的に接続されている。これにより、上アーム用の能動素子１５５および下アーム用の能動素子１５７のエミッタ電極からコレクタ電極に向かう電流の流れが順方向となっている。能動素子１５５、１５７は、例えばＩＧＢＴである。

【0078】

なお、能動素子としてはＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体型電界効果トランジスタ）を用いても良く、この場合は、上アーム用のダイオード１５６、下アーム用のダイオード１５８は不要となる。

【0079】

各上・下アーム直列回路の正極側端子３２５Ｐと負極側端子３２５Ｍはコンデンサモジュール５００のコンデンサ接続用の直流端子にそれぞれ接続されている。上アーム回路と下アーム回路の接続部にはそれぞれ交流電力が発生し、各上・下アーム直列回路の上アーム回路と下アーム回路の接続部は各半導体モジュール３００の交流側端子３２５Ａに接続されている。各相の各半導体モジュール３００の交流側端子３２０Ｂはそれぞれ電力変換装置２００の交流出力端子に接続され、発生した交流電力はモータジェネレータ１９２または１９４の固定子巻線に供給される。

【0080】

制御回路１７２は、車両側の制御装置やセンサ（例えば、電流センサ１８０）などからの入力情報に基づいて、上アーム用の能動素子１５５、下アーム用の能動素子１５７のスイッチングタイミングを制御するためのタイミング信号を生成する。ドライバ回路１７４は、制御回路１７２から出力されたタイミング信号に基づいて、上アーム用の能動素子１５５、下アーム用の能動素子１５７をスイッチング動作させるための駆動信号を生成する。なお、１８１、１８８はコネクタである。

【0081】

上・下アーム直列回路は、不図示の温度センサを含み、上・下アーム直列回路の温度情報がマイコンに入力される。また、マイコンには上・下アーム直列回路の直流正極側の電圧情報が入力される。マイコンは、それらの情報に基づいて過温度検知および過電圧検知を行い、過温度或いは過電圧が検知された場合には全ての上アーム用の能動素子１５５、下アーム用の能動素子１５７のスイッチング動作を停止させ、上・下アーム直列回路を過温度或いは過電圧から保護する。

【0082】

図１９は、図１８に示す電力変換装置２００の外観斜視図であり、図２０は、図１９に示す電力変換装置２００のＸＶ－ＸＶ線の断面斜視図である。

【0083】

電力変換装置２００は、下部ケース１１および上部ケース１０により構成され、ほぼ直方体形状に形成された筐体１２を備えている。筐体１２の内部には、電気回路体４００、コンデンサモジュール５００等が収容されている。電気回路体４００は冷却部材３４０へ流れる冷却流路を有しており、筐体１２の一側面からは、冷却流路に連通する冷媒流入管１３および冷媒流出管１４が突出している。下部ケース１１は、上部側が開口され、上部ケース１０は、下部ケース１１の開口を塞いで下部ケース１１に取り付けられている。上部ケース１０と下部ケース１１とは、アルミニウム合金等により形成され、外部に対して密封して固定される。上部ケース１０と下部ケース１１とを一体化して構成してもよい。筐体１２を、単純な直方体形状としたことで、車両等への取り付けが容易となり、また、生産もし易い。

【0084】

筐体１２の長手方向の一側面に、コネクタ１７が取り付けられており、このコネクタ１７には、交流ターミナル１８が接続されている。また、冷媒流入管１３および冷媒流出管１４が導出された面には、コネクタ２１が設けられている。

【0085】

図２０に図示されるように、筐体１２内には、電気回路体４００が収容されている。電気回路体４００には、制御回路１７２およびドライバ回路１７４が配置され、電気回路体４００の直流端子側には、コンデンサモジュール５００が収容されている。コンデンサモジュールを電気回路体４００と同一高さに配置することで、電力変換装置２００を薄型化でき、車両への設置自由度が向上する。電気回路体４００の交流側端子３２５Ａは、電流センサ１８０を貫通してコネクタ１８８に接続されている。また、半導体モジュール３００の直流端子である、正極側端子３２５Pおよび負極側端子３２５Ｍは、それぞれ、コンデンサモジュール５００の正・負極端子３６２Ａ、３６２Ｂに接合される。

【0086】

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）電気回路体４００は、半導体素子１５５、１５６、１５７、１５８を封止材３６０により封止してなり、半導体素子１５５、１５６、１５７、１５８による発熱を放熱する放熱面を少なくとも一方面に有する半導体モジュール３００と、半導体モジュール３００の放熱面と対向して配置され、半導体素子１５５、１５６、１５７、１５８による発熱を冷却する冷却部材３４０と、半導体モジュール３００の封止材３６０に埋め込まれて設けられ、冷却部材３４０が半導体モジュール３００から離れる方向への移動を規制する固定部材３４１と、を備え、固定部材３４１は、封止材３６０に埋め込まれた埋没部３４４と、冷却部材３４０に挿入されて冷却部材３４０を固定する固定部３４２により構成され、埋没部３４４と固定部３４２との境界において、埋没部３４４は固定部３４２の外周を囲み封止材３６０の表面から露出する余白部３４３を有する。これにより、固定部材の近傍で封止材が流出するのを防ぐことができる。

【0087】

（２）電気回路体４００の製造方法は、半導体素子１５５、１５６、１５７、１５８と、半導体素子１５５、１５６、１５７、１５８による発熱を冷却する冷却部材３４０と、冷却部材３４０を固定する固定部材３４１とを備え、半導体素子１５５、１５６、１５７、１５８および固定部材３４１は封止材３６０で封止された電気回路体４００の製造方法であって、固定部材３４１は、封止材３６０に埋め込まれる埋没部３４４と、冷却部材３４０に挿入されて冷却部材３４０を固定する固定部３４２により構成され、埋没部３４４と固定部３４２との境界において埋没部３４４は固定部３４２の外周を囲み封止材３６０の表面から露出する余白部３４３を有し、半導体素子１５５、１５６、１５７、１５８を含む回路体３１０および固定部材３４１を金型６０３内に設置し、金型６０３を固定部材３４１の余白部３４３に密着した後に、金型６０３内に封止材３６０を注入して半導体モジュール３００を製造する工程と、封止材３６０が硬化したのちに、半導体モジュール３００に固定部材３４１により冷却部材３４０を固定する工程と、を備える。これにより、固定部材の近傍で封止材が流出するのを防ぐことができる。

【0088】

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限り、本発明の技術思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。また、上述の実施形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。

【符号の説明】

【0089】

１０・・・上部ケース、１１・・・下部ケース、１３・・・冷媒流入管、１４・・・冷媒流出管、１７、２１、１８１、１８２、１８８・・・コネクタ、１８・・・交流ターミナル、４３、１４０、１４２・・・インバータ回路、１５５、１５６、１５７、１５８・・・半導体素子、１７２・・・制御回路、１７４・・・ドライバ回路、１８０・・・電流センサ、１９２、１９４・・・モータジェネレータ、２００・・・電力変換装置、３００・・・半導体モジュール、３１０・・・回路体、３２５Ｐ・・・正極側端子、３２５Ｍ・・・負極側端子、３２５Ａ・・・交流側端子、３２５Ｃ・・・コレクタセンス端子、３２５Ｌ・・・下アームゲート端子、３２５Ｅ・・・エミッタセンス端子、３２５Ｕ・・・上アームゲート端子、３４０・・・冷却部材、３４１・・・固定部材、３４２・・・固定部、３４３・・・余白部、３４４・・・埋没部、３６０・・・封止材、４００・・・電気回路体、４３０、４３１、４３２、４３３・・・導体板、４４０・・・絶縁シート、４４３・・・樹脂絶縁層、４４４・・・表面導体層、４５３・・・熱伝導部材、５００・・・コンデンサモジュール、６０１・・・トランスファーモールド装置、６０２・・・スプリング、６０３・・・金型。

【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】

【図20】