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特開2024-179082半導体装置、電力変換装置、および半導体装置の製造方法
(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】P2024179082
(43)【公開日】2024-12-26
(54)【発明の名称】半導体装置、電力変換装置、および半導体装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 25/07 20060101AFI20241219BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20241219BHJP
H01L 23/29 20060101ALI20241219BHJP
【ＦＩ】
H01L25/04 C
H02M7/48 Z
H01L23/36 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023097607
(22)【出願日】2023-06-14
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】中田 洋輔
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 祐司
(72)【発明者】
【氏名】吉田 健太郎
(72)【発明者】
【氏名】林 啓
【テーマコード（参考）】
5F136
5H770
【Ｆターム（参考）】
5F136BB05
5F136BC03
5F136DA22
5F136DA27
5F136EA23
5F136FA03
5H770AA21
5H770BA01
5H770BA05
5H770CA01
5H770CA02
5H770CA05
5H770CA06
5H770DA03
5H770DA41
5H770JA10X
5H770PA11
5H770PA21
5H770PA42
5H770PA43
5H770QA01
5H770QA05
5H770QA22
5H770QA28
5H770QA33
(57)【要約】
【課題】平滑コンデンサの配線インダクタンスを低減することができる技術を提供する。
【解決手段】冷却器（２）上の絶縁基板（３１）上に、半導体素子（１）と電気的に接続された回路パターン（３２）が設けられている。平滑コンデンサ（４０１）は、平面視で前記半導体素子（１）に重ならないように配置され、静電容量を形成する内部電極（４５１）と、内部電極（４５１）を収めるコンデンサケース（４９０）と、コンデンサケース（４９０）から継ぎ目なく突出した端子（４４２）とを有する。第１の封止材（５）は、前記平滑コンデンサ（４０１）の前記端子（４４２）、前記絶縁基板（３１）、および前記回路パターン（３２）の各々の少なくとも一部を覆っている。前記平滑コンデンサ（４０１）の前記端子（４４２）と前記回路パターン（３２）とは、前記端子（４４２）と前記回路パターン（３２）との界面が有する接合力によって互いに直接に接続されている。
【選択図】図４
【解決手段】冷却器（２）上の絶縁基板（３１）上に、半導体素子（１）と電気的に接続された回路パターン（３２）が設けられている。平滑コンデンサ（４０１）は、平面視で前記半導体素子（１）に重ならないように配置され、静電容量を形成する内部電極（４５１）と、内部電極（４５１）を収めるコンデンサケース（４９０）と、コンデンサケース（４９０）から継ぎ目なく突出した端子（４４２）とを有する。第１の封止材（５）は、前記平滑コンデンサ（４０１）の前記端子（４４２）、前記絶縁基板（３１）、および前記回路パターン（３２）の各々の少なくとも一部を覆っている。前記平滑コンデンサ（４０１）の前記端子（４４２）と前記回路パターン（３２）とは、前記端子（４４２）と前記回路パターン（３２）との界面が有する接合力によって互いに直接に接続されている。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷却器と、
前記冷却器上に搭載された絶縁基板と、
前記絶縁基板上に設けられた回路パターンと、
前記回路パターンと電気的に接続された半導体素子と、
平面視で前記半導体素子に重ならないように配置され、静電容量を形成する内部電極と、前記内部電極を収めるコンデンサケースと、前記コンデンサケースから継ぎ目なく突出した端子と、を有する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサの前記端子、前記絶縁基板、および前記回路パターンの各々の少なくとも一部を覆う第１の封止材と、
を備え、
前記平滑コンデンサの前記端子と前記回路パターンとは、前記端子と前記回路パターンとの界面が有する接合力によって互いに直接に接続されている、半導体装置。
前記冷却器上に搭載された絶縁基板と、
前記絶縁基板上に設けられた回路パターンと、
前記回路パターンと電気的に接続された半導体素子と、
平面視で前記半導体素子に重ならないように配置され、静電容量を形成する内部電極と、前記内部電極を収めるコンデンサケースと、前記コンデンサケースから継ぎ目なく突出した端子と、を有する平滑コンデンサと、
前記平滑コンデンサの前記端子、前記絶縁基板、および前記回路パターンの各々の少なくとも一部を覆う第１の封止材と、
を備え、
前記平滑コンデンサの前記端子と前記回路パターンとは、前記端子と前記回路パターンとの界面が有する接合力によって互いに直接に接続されている、半導体装置。
【請求項2】
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記第１の封止材はゲルまたはゴムを含有する、半導体装置。
前記第１の封止材はゲルまたはゴムを含有する、半導体装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載の半導体装置であって、
前記半導体素子は第１の主面および第２の主面を有しており、
前記半導体装置は、
前記半導体素子の前記第１の主面に接続された第１の導体部と、
前記半導体素子の前記第２の主面に接続された第２の導体部と、
前記第１の導体部および前記第２の導体部の各々を少なくとも部分的に露出させつつ前記第１の導体部および前記第２の導体部の各々の一部を覆い、前記半導体素子を封止する第２の封止材と、
をさらに備え、
前記半導体素子の前記第１の主面は、前記第１の導体部を介して前記回路パターンと電気的に接続されている、半導体装置。
前記半導体素子は第１の主面および第２の主面を有しており、
前記半導体装置は、
前記半導体素子の前記第１の主面に接続された第１の導体部と、
前記半導体素子の前記第２の主面に接続された第２の導体部と、
前記第１の導体部および前記第２の導体部の各々を少なくとも部分的に露出させつつ前記第１の導体部および前記第２の導体部の各々の一部を覆い、前記半導体素子を封止する第２の封止材と、
をさらに備え、
前記半導体素子の前記第１の主面は、前記第１の導体部を介して前記回路パターンと電気的に接続されている、半導体装置。
【請求項4】
請求項１または２に記載の半導体装置であって、
前記冷却器に面する第１の面と、前記第１の面と反対の第２の面とを有し、第１の辺および第２の辺を含む複数の辺を有する閉曲線に沿って前記冷却器上において前記絶縁基板を囲うように延在する基板ケースと、
前記基板ケースの前記第２の面と前記平滑コンデンサとの間に設けられ、前記基板ケースの材料と前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースの材料との各々よりも弾性率の低い材料からなるシーリング材と、
をさらに備え、
前記基板ケースの前記第２の面は、前記第１の辺に対応した第１の領域と、前記第２の辺に対応し前記第１の領域よりも低められた第２の領域と、を含み、
前記平滑コンデンサは前記シーリング材を介して前記第２の面の前記第２の領域上に取り付けられており、
前記基板ケースおよび前記平滑コンデンサの内側に前記第１の封止材が充填されている、
半導体装置。
前記冷却器に面する第１の面と、前記第１の面と反対の第２の面とを有し、第１の辺および第２の辺を含む複数の辺を有する閉曲線に沿って前記冷却器上において前記絶縁基板を囲うように延在する基板ケースと、
前記基板ケースの前記第２の面と前記平滑コンデンサとの間に設けられ、前記基板ケースの材料と前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースの材料との各々よりも弾性率の低い材料からなるシーリング材と、
をさらに備え、
前記基板ケースの前記第２の面は、前記第１の辺に対応した第１の領域と、前記第２の辺に対応し前記第１の領域よりも低められた第２の領域と、を含み、
前記平滑コンデンサは前記シーリング材を介して前記第２の面の前記第２の領域上に取り付けられており、
前記基板ケースおよび前記平滑コンデンサの内側に前記第１の封止材が充填されている、
半導体装置。
【請求項5】
請求項４に記載の半導体装置であって、
前記シーリング材はゴムを含有する、半導体装置。
前記シーリング材はゴムを含有する、半導体装置。
【請求項6】
請求項４に記載の半導体装置であって、
前記基板ケースは、前記基板ケースの前記第２の辺に対応する部分に設けられた第１の嵌め合わせ部を有しており、
前記コンデンサケースは、前記第１の嵌め合わせ部が挿入される溝を有する第２の嵌め合わせ部を有しており、
前記シーリング材は、ゲルを含有し、前記コンデンサケースの前記第２の嵌め合わせ部の前記溝において前記第１の嵌め合わせ部と前記第２の嵌め合わせ部との間に充填されている、
半導体装置。
前記基板ケースは、前記基板ケースの前記第２の辺に対応する部分に設けられた第１の嵌め合わせ部を有しており、
前記コンデンサケースは、前記第１の嵌め合わせ部が挿入される溝を有する第２の嵌め合わせ部を有しており、
前記シーリング材は、ゲルを含有し、前記コンデンサケースの前記第２の嵌め合わせ部の前記溝において前記第１の嵌め合わせ部と前記第２の嵌め合わせ部との間に充填されている、
半導体装置。
【請求項7】
請求項１または２に記載の半導体装置であって、
固定部材と、
前記固定部材を用いて前記冷却器に取り付けられたハウジングと、
をさらに備え、
前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースは、前記固定部材が適用されるための被固定部を有しており、
前記固定部材は、前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースの前記被固定部と、前記冷却器と、前記ハウジングと、を互いに固定している、
半導体装置。
固定部材と、
前記固定部材を用いて前記冷却器に取り付けられたハウジングと、
をさらに備え、
前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースは、前記固定部材が適用されるための被固定部を有しており、
前記固定部材は、前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースの前記被固定部と、前記冷却器と、前記ハウジングと、を互いに固定している、
半導体装置。
【請求項8】
請求項１または２に記載の半導体装置であって、
前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースと連続的につながることによって前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースと共にケース部を構成する基板ケースをさらに備え、前記ケース部は前記冷却器上において前記絶縁基板を囲んでおり、前記第１の封止材は前記ケース部の内側に充填されており、
前記ケース部と前記冷却器との間に、前記平滑コンデンサの耐熱温度よりも低い温度で形成可能な材料からなるシーリング材をさらに備える、半導体装置。
前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースと連続的につながることによって前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースと共にケース部を構成する基板ケースをさらに備え、前記ケース部は前記冷却器上において前記絶縁基板を囲んでおり、前記第１の封止材は前記ケース部の内側に充填されており、
前記ケース部と前記冷却器との間に、前記平滑コンデンサの耐熱温度よりも低い温度で形成可能な材料からなるシーリング材をさらに備える、半導体装置。
【請求項9】
請求項１または２に記載の半導体装置であって、
前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースは熱伝導材を介して前記冷却器上に搭載されている、半導体装置。
前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースは熱伝導材を介して前記冷却器上に搭載されている、半導体装置。
【請求項10】
請求項１または２に記載の半導体装置であって、
前記平滑コンデンサの前記端子は、
前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースから延び、前記回路パターンからは離れた根元部分と、
前記根元部分から延び、前記回路パターンに直接に接続された複数の接続部分と、
を有しており、前記複数の接続部分は互いに分離されている、半導体装置。
前記平滑コンデンサの前記端子は、
前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースから延び、前記回路パターンからは離れた根元部分と、
前記根元部分から延び、前記回路パターンに直接に接続された複数の接続部分と、
を有しており、前記複数の接続部分は互いに分離されている、半導体装置。
【請求項11】
請求項１または２に記載の半導体装置であって、
前記半導体素子はワイドバンドギャップ半導体素子である、半導体装置。
前記半導体素子はワイドバンドギャップ半導体素子である、半導体装置。
【請求項12】
請求項１または２に記載の半導体装置を有し、入力される電力を、変換して出力する主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と、
を備えた、電力変換装置。
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と、
を備えた、電力変換装置。
【請求項13】
請求項６に記載の半導体装置を製造するための、半導体装置の製造方法であって、
ゲルを含有する前記シーリング材を形成する工程と、
前記シーリング材を形成する工程の後に、ゲルを含有する前記第１の封止材を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
ゲルを含有する前記シーリング材を形成する工程と、
前記シーリング材を形成する工程の後に、ゲルを含有する前記第１の封止材を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【請求項14】
請求項１からまたは２に記載の半導体装置を製造するための、半導体装置の製造方法であって、
ａ）前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースが有する被固定部を前記冷却器へ固定する工程と、
ｂ）前記ａ）の後に、前記平滑コンデンサの前記端子と前記回路パターンとを接合する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
ａ）前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースが有する被固定部を前記冷却器へ固定する工程と、
ｂ）前記ａ）の後に、前記平滑コンデンサの前記端子と前記回路パターンとを接合する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【請求項15】
請求項１４に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ａ）は、前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースの前記被固定部へ第１の固定部材を適用することによって行われ、
前記製造方法は、さらに、
ｃ）前記冷却器をハウジングに搭載する工程と、
ｄ）前記ｃ）の後、前記第１の固定部材を取り外す工程と、
ｅ）前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースの前記被固定部へ第２の固定部材を適用することによって、前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースの前記被固定部と、前記冷却器と、前記ハウジングと、を互いに固定する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
前記ａ）は、前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースの前記被固定部へ第１の固定部材を適用することによって行われ、
前記製造方法は、さらに、
ｃ）前記冷却器をハウジングに搭載する工程と、
ｄ）前記ｃ）の後、前記第１の固定部材を取り外す工程と、
ｅ）前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースの前記被固定部へ第２の固定部材を適用することによって、前記平滑コンデンサの前記コンデンサケースの前記被固定部と、前記冷却器と、前記ハウジングと、を互いに固定する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体装置、電力変換装置、および半導体装置の製造方法に関し、特に、平滑コンデンサを有する半導体装置と、当該半導体装置を有する電力変換装置と、当該半導体装置の製造方法とに関するものである。
【背景技術】
【0002】
非特許文献１に記載されているように、近年，小型化が進むインバータでは，高速なパワー半導体を駆動する際に急峻な電流変化が生じても耐電圧破壊の原因となるサージ電圧を抑制することが求められている。サージ電圧の低減には，キャパシタやパワーモジュールの配線インダクタンスの低減が必要となる。そこで上記非特許文献１は，パワーモジュールの金属放熱板に対して内部の配線パターンをループ状とすることで渦電流を放熱板に効率良く誘導し，渦電流の磁束により配線が作る磁束を打消すことでインダクタンス成分を低減する配線実装技術を開示している。
【0003】
特許文献１によれば、パワーモジュール（半導体装置）は、スイッチング素子と、平滑コンデンサとを有している。上記特許文献１によれば、平滑コンデンサが、パワーモジュールに内蔵されたセラミックコンデンサであることによって、平滑コンデンサに起因したインダクタンスを低減することができる。具体的な構成としては、ベース板上に絶縁基板が固定されており、この絶縁基板上にスイッチング素子（半導体素子）が実装されており、このスイッチング素子の上方の空間にコンデンサ基板が配置されている。コンデンサ基板には、複数のセラミックコンデンサが搭載されている。また上記特許文献１には、スイッチング素子が実装された上記絶縁基板の側方に平滑コンデンサとしてのアルミ電解コンデンサが配置された構成も、従来技術として開示されている。平滑コンデンサとしてのアルミ電解コンデンサは、配線板およびそれを固定するためのねじを用いることによって電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０００－３５０４７４号公報
【非特許文献1】中津欣也 他、「パワーモジュールのインダクタンス成分を低減する配線実装技術」、エレクトロニクス実装学会誌、１８巻、４号、ｐｐ．２７０－２７８、（２０１５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
半導体装置が取り扱う電流に対して、平滑コンデンサの容量が十分大きくないと、平滑コンデンサの電位がスイッチング時の充放電で下がってしまい、所望の出力を発揮することができない。特に、ワイドバンドギャップ半導体素子（例えば、ＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ）を用いた半導体装置においてはこの課題が顕著であり、例えば、電気自動車のモーターを駆動するなど大きな電流を取り扱う場合には、平滑コンデンサの容量は数百μＦ程度必要である。このように平滑コンデンサの容量が大きい場合、半導体素子の上方の空間内に平滑コンデンサを収めることは難しい。
【0006】
加えて、平滑コンデンサを半導体素子の上方に配置するためには、半導体装置内で必要な絶縁距離を確保することも勘案すると、平滑コンデンサの配線としてのバスバーの配線距離が長くなってしまう。さらにこの配置の場合、上記非特許文献１で提案された配線実装技術を適用することによってインダクタンスを低減することも難しい。なぜならば、上記配置を得るためには半導体素子の上方へと平滑コンデンサのバスバーを延ばす必要があるので、バスバーは、半導体素子を支持しているベース板（金属放熱板）から遠ざかるように延びるからである。
【0007】
一方、上記特許文献１において従来技術として開示されていた構成においては、平滑コンデンサとしてのアルミ電解コンデンサがスイッチング素子の上方ではなく側方に配置されている。しかしながら、ねじを用いての配線板の電気的接続が利用されており、このような接続ではインダクタンスが高くなる課題がある。
【0008】
本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、平滑コンデンサの配線インダクタンスを低減することができる技術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】
【0009】
本開示に係る半導体装置は、冷却器と、前記冷却器上に搭載された絶縁基板と、前記絶縁基板上に設けられた回路パターンと、前記回路パターンと電気的に接続された半導体素子と、平面視で前記半導体素子に重ならないように配置され、静電容量を形成する内部電極と前記内部電極を収めるコンデンサケースと前記コンデンサケースから継ぎ目なく突出した端子とを有する平滑コンデンサと、前記平滑コンデンサの前記端子、前記絶縁基板、および前記回路パターンの各々の少なくとも一部を覆う第１の封止材と、を備える。前記平滑コンデンサの前記端子と前記回路パターンとは、前記端子と前記回路パターンとの界面が有する接合力によって互いに直接に接続されている。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、第１に、平滑コンデンサは、平面視で前記半導体素子に重ならないように配置されている。これにより、平滑コンデンサが平面視で前記半導体素子に重なるようにするという制約がないので、インダクタンスを低減することができる配線配置を適用しやすい。第２に、平滑コンデンサの端子の接続に際して、仮に、ねじのような締結部材を用いたとすると、配線長が長くなることに起因して配線インダクタンスが増大してしまい、また、これをキャンセルするように平行平板の配線構造を適用することも難しい。これに対して本実施の形態によれば、前記平滑コンデンサの前記端子と前記回路パターンとは、前記端子と前記回路パターンとの界面が有する接合力によって互いに直接に接続されている。これにより、平滑コンデンサのコンデンサケースを回路パターンに近接して配置することができる。特に、平滑コンデンサの端子の接合部が回路パターンと共に封止材で封止される場合、沿面距離の考慮なしにほぼ最短距離で平滑コンデンサを接続することができる。よって、配線長を短くすることができるので、配線インダクタンスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施の形態１に係る電力変換システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図14】本実施の形態に対応したシミュレーションモデルを示す部分斜視図である。
【図15】比較例に対応したシミュレーションモデルを示す部分斜視図である。
【図20】実施の形態２に係る半導体装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図22】実施の形態３に係る半導体装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面に基づいて実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【0013】
＜実施の形態１＞
（電力変換装置の構成）
図１は、実施の形態１に係る電力変換システムの構成を概略的に示すブロック図である。電力変換システムは、電源１００、電力変換装置２００、負荷３００から構成される。電源１００は、直流電源であり、電力変換装置２００に直流電力を供給する。電源１００は種々のもので構成することが可能であり、例えば、直流系統、太陽電池、蓄電池で構成することができるし、交流系統に接続された整流回路やＡＣ／ＤＣコンバータで構成することとしてもよい。また、電源１００を、直流系統から出力される直流電力を所定の電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによって構成することとしてもよい。
（電力変換装置の構成）
図１は、実施の形態１に係る電力変換システムの構成を概略的に示すブロック図である。電力変換システムは、電源１００、電力変換装置２００、負荷３００から構成される。電源１００は、直流電源であり、電力変換装置２００に直流電力を供給する。電源１００は種々のもので構成することが可能であり、例えば、直流系統、太陽電池、蓄電池で構成することができるし、交流系統に接続された整流回路やＡＣ／ＤＣコンバータで構成することとしてもよい。また、電源１００を、直流系統から出力される直流電力を所定の電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによって構成することとしてもよい。
【0014】
電力変換装置２００は、電源１００と負荷３００の間に接続された三相のインバータであり、電源１００から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に交流電力を供給する。電力変換装置２００は、図１に示すように、直流電力（入力される電力）を交流電力に変換して出力する主変換回路２０１と、主変換回路２０１を制御する制御信号を主変換回路２０１に出力する制御回路２０３とを備えている。
【0015】
負荷３００は、電力変換装置２００から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷３００は特定の用途に限られるものではなく、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車、鉄道車両、エレベーター、もしくは、空調機器向けの電動機として用いられる。
【0016】
以下、電力変換装置２００の詳細を説明する。主変換回路２０１は半導体装置２０２Ａを含む。半導体装置２０２Ａは少なくとも１つの半導体素子１を有している。少なくとも１つの半導体素子１はスイッチング素子１ｓを含んでいる。少なくとも１つの半導体素子１は還流ダイオード１ｄも含んでいてよい。主変換回路２０１は、スイッチング素子１ｓがスイッチングすることによって、電源１００から供給される直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に供給する。主変換回路２０１の具体的な回路構成は種々のものがあるが、本実施の形態に係る主変換回路２０１は２レベルの三相フルブリッジ回路であり、６つのスイッチング素子１ｓとそれぞれのスイッチング素子１ｓに逆並列された６つの還流ダイオード１ｄから構成することができる。６つのスイッチング素子１ｓは２つのスイッチング素子１ｓごとに直列接続され上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を構成する。これらＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応しての各上下アームの出力端子１０ｕ、１０ｖ、１０ｗ、すなわち主変換回路２０１の３つの出力端子１０ｕ、１０ｖ、１０ｗは、負荷３００に接続される。半導体素子１はワイドバンドギャップ半導体素子であってよく、例えば、炭化珪素半導体素子であってよい。
【0017】
また、主変換回路２０１は、各スイッチング素子１ｓを駆動する駆動回路２０４を備えている。駆動回路２０４は、半導体装置２０２Ａとは別に設けられていてよく、あるいは変形例として半導体装置２０２Ａに内蔵されていてよい。駆動回路２０４は、主変換回路２０１のスイッチング素子１ｓを駆動する駆動信号を生成し、主変換回路２０１のスイッチング素子１ｓの制御電極に供給する。具体的には、制御回路２０３からの制御信号に従い、スイッチング素子１ｓをオン状態にする駆動信号とスイッチング素子１ｓをオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子１ｓの制御電極に出力する。スイッチング素子１ｓをオン状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子１ｓの閾値電圧以上の電圧信号（オン信号）であり、スイッチング素子１ｓをオフ状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以下の電圧信号（オフ信号）となる。
【0018】
制御回路２０３は、負荷３００に所望の電力が供給されるよう主変換回路２０１のスイッチング素子１ｓを制御する。具体的には、負荷３００に供給すべき電力に基づいて主変換回路２０１の各スイッチング素子１ｓがオン状態となるべき時間（オン時間）を算出する。例えば、出力すべき電圧に応じてスイッチング素子１ｓのオン時間を変調するＰＷＭ制御によって主変換回路２０１を制御することができる。そして、各時点においてオン状態となるべきスイッチング素子１ｓにはオン信号を、オフ状態となるべきスイッチング素子１ｓにはオフ信号が出力されるよう、駆動回路２０４に制御指令（制御信号）を出力する。駆動回路２０４は、この制御信号に従い、各スイッチング素子の制御電極にオン信号またはオフ信号を駆動信号として出力する。
【0019】
本実施の形態に係る電力変換装置２００では、主変換回路２０１のスイッチング素子１ｓおよび還流ダイオード１ｄの少なくともいずれかを含むものとして、半導体装置２０２Ａ（または、後述する他の実施の形態に係る半導体装置）が適用される。これにより、電力変換装置の変換効率を高めることができる。
【0020】
なお本実施の形態では、上記半導体装置が２レベルの三相インバータに適用される例を説明したが、半導体装置の適用はこれに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用されることができる。例えば、３レベルやマルチレベルの電力変換装置に適用されてよく、単相負荷に電力を供給する場合には単相のインバータに適用されても構わない。また、直流負荷等に電力を供給する場合にはＤＣ／ＤＣコンバータやＡＣ／ＤＣコンバータに適用されることも可能である。
【0021】
また、電力変換装置２００の負荷３００は、電動機に限定されるものではなく、例えば、放電加工機、レーザー加工機、誘導加熱調理器、または非接触給電システムであってよい。また電力変換装置２００は、太陽光発電システムや蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いることも可能である。
【0022】
（半導体装置の構成）
図１における回路図に示されているように、半導体装置２０２Ａは、電源１００に電気的に接続された平滑コンデンサ４０１を有している。図２を参照して、平滑コンデンサ４０１は、少なくとも１つのコンデンサ素子４５０と、コンデンサケース４９０と、複数の端子４４２とを有している。コンデンサ素子４５０の各々は、静電容量を形成する１対の内部電極４５１を有している。コンデンサケース４９０は、内部電極４５１を有するコンデンサ素子４５０を収めている。コンデンサ素子４５０は、例えばフィルムコンデンサである。上述した少なくとも１つのコンデンサ素子４５０は、複数のコンデンサ素子４５０であってよく、その場合、平滑コンデンサ４０１は、コンデンサモジュールである。端子４４２の各々は、コンデンサケース４９０から継ぎ目なく突出している。端子４４２の各々は、例えば、連続的に延びた銅電極である。複数の端子４４２は、平滑コンデンサ４０１の充放電のための少なくとも１対の端子（Ｈｉｇｈ端子およびＬｏｗ端子）を含む。
図１における回路図に示されているように、半導体装置２０２Ａは、電源１００に電気的に接続された平滑コンデンサ４０１を有している。図２を参照して、平滑コンデンサ４０１は、少なくとも１つのコンデンサ素子４５０と、コンデンサケース４９０と、複数の端子４４２とを有している。コンデンサ素子４５０の各々は、静電容量を形成する１対の内部電極４５１を有している。コンデンサケース４９０は、内部電極４５１を有するコンデンサ素子４５０を収めている。コンデンサ素子４５０は、例えばフィルムコンデンサである。上述した少なくとも１つのコンデンサ素子４５０は、複数のコンデンサ素子４５０であってよく、その場合、平滑コンデンサ４０１は、コンデンサモジュールである。端子４４２の各々は、コンデンサケース４９０から継ぎ目なく突出している。端子４４２の各々は、例えば、連続的に延びた銅電極である。複数の端子４４２は、平滑コンデンサ４０１の充放電のための少なくとも１対の端子（Ｈｉｇｈ端子およびＬｏｗ端子）を含む。
【0023】
端子４４２はバスバー４４０の一部であってよい。バスバー４４０は、コンデンサケース４９０内において複数のコンデンサ素子４５０を互いに並列に接続していてよい。例えば、コンデンサケース４９０内を延びる１対のバスバー４４０の間に複数のフィルムコンデンサが配列されている。バスバー４４０の各々は、連続的に延びる銅電極であってよい。バスバー４４０は、コンデンサケース４９０から突出した１対の電源端子４４１（Ｈｉｇｈ端子およびＬｏｗ端子）を有していてよい。電源端子４４１には電源１００（図１）が接続される。なお変形例として、電源端子４４１が省略されつつ、端子４４２に電源１００が電気的に接続されてよい。
【0024】
図３を参照して、半導体装置２０２Ａが６ｉｎ１の三相フルブリッジ回路（図１参照）を構成している場合、平滑コンデンサ４０１には３対以上（６端子以上）の端子４４２が設けられている。各相のために少なくとも１対の端子４４２が設けられ、図３に示された例においては、各相に２対の端子４４２が設けられているので、合計で６対の端子４４２（１２端子）が設けられている。
【0025】
図３および図４を参照して、半導体装置２０２Ａは、冷却器２と、絶縁基板３１と、回路パターン３２と、サブモジュール１１と、平滑コンデンサ４０１と、封止材５（第１の封止材）と、を有している。サブモジュール１１は、詳しくは後述するが、複数の半導体素子１（図１参照）を含む。なお図３においては、封止材５の内部が見えるようにするために、封止材５の図示が省略されている。また、図３において、被固定部４８０には、後述する固定部材６１または固定部材６２（図３において図示せず）が取り付けられていてよい。
【0026】
冷却器２は、高い放熱性を有する部材である。冷却器２は金属部材であってよい。当該金属部材は、銅またはアルミニウムの部材であってよく、またその表面がニッケルで覆われていてよい。また当該金属部材は、冷却面を有するベース板であってよい。また当該冷却面にはピンフィンが設けられてよい。
【0027】
絶縁基板３１は、例えば、窒化珪素からなるセラミック基板である。絶縁基板３１の上面および下面のそれぞれには、回路パターン３２および金属膜３３が形成されている。これら、絶縁基板３１、回路パターン３２および金属膜３３は、回路基板を構成している。回路パターン３２および金属膜３３は、例えば、銅からなる。絶縁基板３１は冷却器２上に、金属膜３３が冷却器２に面するように搭載されている。この搭載は、図４においては、接合層３４を介して行われている。サブモジュール１１（図３）は回路パターン３２と電気的に接続されている。平滑コンデンサ４０１は、平面視で半導体素子１に重ならないように配置されている。なお本明細書において、平面視は、厚み方向（図４における縦方向）に垂直な面内方向におけるレイアウトに対応する。
【0028】
封止材５は、平滑コンデンサ４０１の端子４４２、絶縁基板３１、および回路パターン３２の各々の少なくとも一部を覆っている。封止材５は、図４に示されているように、端子４４２の、回路パターン３２上に接続された部分を覆っている。
【0029】
平滑コンデンサ４０１の端子４４２と回路パターン３２とは、端子４４２と回路パターン３２との界面が有する接合力によって互いに直接に接続されている。平滑コンデンサ４０１の耐熱温度は一般的に低いので、平滑コンデンサ４０１の端子４４２を回路パターン３２に接続する工法は、コンデンサケース４９０内の温度を過度に上昇させないものであることが望ましく、例えば、超音波接合またはレーザー接合が望ましい。
【0030】
図５は、平滑コンデンサ４０１の端子４４２近傍の構成を概略的に示す部分上面図である。端子４４２の各々は、根元部分ＲＴと、少なくとも１つの接続部分ＣＮとを有していてよい。根元部分ＲＴは、コンデンサケース４９０から延びており、回路パターン３２からは離れている。接続部分ＣＮは、根元部分ＲＴから延びており、回路パターン３２に直接に接続されている。
【0031】
図３に示されているように、端子４４２の各々は、少なくとも１箇所の折れ曲がりを有していてよく、図示された例においては２箇所の折れ曲がりを有している。特に、前述したように端子４４２が根元部分ＲＴおよび接続部分ＣＮを有する場合、端子４４２は、接続部分ＣＮと根元部分ＲＴとの間に１箇所の折れ曲がりを有していてよく、図３に示された例においては、根元部分ＲＴにおいて、もう１箇所の折れ曲がりを逆方向に有している。上記の折れ曲がりによって、端子４４２がコンデンサケース４９０から突出する高さ位置と、端子４４２が回路パターン３２に接続されている高さ位置と、の間に、所望の差異を設けることができる。
【0032】
回路パターン３２は、絶縁基板３１上に接合されたおおよそ一定の厚みを有する導体平板にパターン形状が付与されたものであってよい。変形例として、回路パターン３２は、端子４４２の接合に対する回路パターン３２のダメージ耐性の向上、または、端子４４２が接合される高さ位置の調整などの目的で、上記導体板上に付加的な導体部材も有してよい。ただし、当該導体部材は、配線インダクタンスへの悪影響を抑えるべく、平面視において上記導体平板に重なる範囲内にのみ配置される。前述の目的が不要の場合は、回路パターン３２は、上記導体部材なしに、絶縁基板３１上の導体平板のみによって構成されていることが好ましい。言い換えれば、端子４４２は、回路パターン３２としての上記導体平板に直接に接合されていることが好ましい。なお上記の付加的な導体部材を用いるか否かにかかわらず、回路パターン３２への端子４４２の接合には、ねじのような締結部材は用いられない。この理由は、締結部材が適用される箇所を確保することが、配線インダクタンスの大幅な増大につながりやすいからである。
【0033】
封止材５は、ゲルまたはゴムを含有している。これにより封止材５の材料は、ゲル状またはゴム状とされており、よって低い弾性率を有している。封止材５は、例えば、ゲルまたはゴムからなっている。
【0034】
図６は、サブモジュール１１（図３参照）の構成を概略的に示す断面図である。サブモジュール１１は複数の半導体素子１（図１参照）を有している。半導体素子１は、下面（第１の主面）および上面（第２の主面）のそれぞれに下面電極および上面電極を有するチップ部品であってよい。サブモジュール１１の各々は、複数の半導体素子１と、半導体素子１の各々の下面電極に接続された導体部１１１（第１の導体部）と、半導体素子１の各々の上面電極に接続された導体部１１２（第２の導体部）とを有している。半導体素子１と、導体部１１１および導体部１１２のそれぞれとの接続は、接合層１２１および接合層１２２を用いて行われてよい。接合層１２１および接合層１２２は、例えば、銀または銅からなる焼結材である。導体部１１１は、例えば、銅からなるヒートスプレッダである。導体部１１２は、例えば、銅または銀からなる板状の金属板であり、図６に示されているように、半導体素子１に接続する面が板面から突出していてよい。これにより、導体部１１２を半導体素子１の上面の一部にのみ接続することができる。サブモジュール１１は、さらに、半導体素子１の上面に設けられた制御電極に電気的に接続された導体部１１３（第３の導体部）を有していてよい。この接続はワイヤ１１４によって行われていてよい。導体部１１２が前述したように突出していることによって、導体部１１２がワイヤ１１４と電気的に短絡されてしまうことが容易に避けられる。
【0035】
さらに、サブモジュール１１は、封止材１３０（第２の封止材）を有している。封止材１３０は、導体部１１１、導体部１１２および導体部１１３の各々の一部のみを覆いつつ半導体素子１を封止している。
【0036】
サブモジュール１１は、図３に示されているように、回路パターン３２上に実装されていてよく、これにより半導体素子１の下面は導体部１１１を介して回路パターン３２と電気的に接続されている。サブモジュール１１の実装は、例えば、はんだ材または焼結材を用いて行われ、これにより電気的および熱的接続が確保される。具体的には、導体部１１１が回路パターン３２に接続される。この接続のための工程は、接合層１２１および接合層１２２の融点よりも低い温度で実施することが望ましい。
【0037】
サブモジュール１１の導体部１１２（図６）は、金属製のリボン８１およびリボン８２（図３）によって、回路パターン３２および他のサブモジュール１１の少なくともいずれかに接続されていてよい。リボンに代わってワイヤが用いられてもよい。変形例として、導体部１１２が、回路パターン３２および他のサブモジュール１１の少なくともいずれかへと接続するように延びていてよい。これら接続は、例えば、超音波接合、または、はんだ等の接合材による接合によって行われる。
【0038】
なお変形例として、半導体素子１はサブモジュール１１の状態とされずに、回路パターン３２に電気的に接続されてよい。具体的には、半導体素子１としての半導体チップ自体が回路パターン３２上に実装されてよい。
【0039】
半導体装置２０２Ａは、図４に示されているように、基板ケース５０１と、シーリング材４４とを有している。基板ケース５０１は、冷却器２に面する下面（第１の面）と、上面（第１の面と反対の第２の面）とを有している。シーリング材４４は、基板ケース５０１の上面と平滑コンデンサ４０１との間に設けられている。シーリング材４４は、基板ケース５０１の材料と平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０の材料との各々よりも弾性率の低い材料からなる。シーリング材４４は、封止材５が充填される工程において、基板ケース５０１と平滑コンデンサ４０１との間から封止材５が漏れ出ることを防止する。言い換えれば、封止材５を形成するための、流動性を有する材料が充填される工程において、基板ケース５０１と平滑コンデンサ４０１との間から当該材料が漏れ出ることを防止する。シーリング材４４は、特に本実施の形態においては、ゴムを含有することが好ましく、例えばゴムからなる。これによりシーリング材４４をゴム状とすることができる。
【0040】
基板ケース５０１は、第１の辺ＳＤ１および第２の辺ＳＤ２を含む複数の辺を有する閉曲線（図７における一点鎖線）に沿って冷却器２（図４）上において絶縁基板３１（図４）を囲うように延在している。図７に示されているように、基板ケース５０１の上面は、第１の辺ＳＤ１に対応した第１の領域ＲＧ１と、第２の辺ＳＤ２に対応した第２の領域ＲＧ２とを含む。第２の領域ＲＧ２は、厚み方向（図７の視野に垂直な方向）において、第１の領域ＲＧ１よりも低められている。上記閉曲線は、図７に示されたようにおおよそ長方形であってよく、その角部は丸められていてよい。平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０（図３）はシーリング材４４（図４）を介して基板ケース５０１（図７）の上面の第２の領域ＲＧ２上に取り付けられている。よって、コンデンサケース４９０（図３）は、基板ケース５０１の、低められた部分に嵌め込まれている。このように組み合わされた基板ケース５０１および平滑コンデンサ４０１の内側に、封止材５（図４）が充填されている。
【0041】
基板ケース５０１と冷却器２とは、ねじ状の固定部材もしくは接着材、またはその両方を用いて取り付けられてよい。基板ケース５０１は、絶縁体からなっていてよく、例えば樹脂からなる。基板ケース５０１中を、図３に示されているように、出力端子１０ｕ～１０ｗ（図１）が貫通していてよい。図３においては、基板ケース５０１内へと貫通した出力端子１０ｕ～１０ｗの各々が回路パターン３２上に接続されている。
【0042】
（製造方法の例）
図８は、半導体装置２０２Ａを有する電力変換装置２００（図１）の構成を概略的に示す部分断面図であり、これについての製造方法を、以下に例示する。なお電力変換装置２００も一種の半導体装置である。
図８は、半導体装置２０２Ａを有する電力変換装置２００（図１）の構成を概略的に示す部分断面図であり、これについての製造方法を、以下に例示する。なお電力変換装置２００も一種の半導体装置である。
【0043】
電力変換装置２００は、固定部材６２（第２の固定部材）と、ハウジング７とを有している。ハウジング７は、固定部材６２を用いて冷却器２に取り付けられている。固定部材６２は、例えば、ねじ状の締結部材である。平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０は、固定部材６２が適用されるための被固定部４８０を有している。固定部材６２がねじ状の締結部材である場合、被固定部４８０は、ねじ穴であってよい。固定部材６２は、平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０の被固定部４８０と、冷却器２と、ハウジング７と、を互いに固定している。
【0044】
次に、半導体装置２０２Ａを有する電力変換装置２００（図８）の製造方法について、以下に説明する。
【0045】
図９を参照して、冷却器２上に、基板ケース５０１と、シーリング材４４と、コンデンサケース４９０とが、この順に積層される。平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０が有する被固定部４８０が、冷却器２へ固定される。この固定は、平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０の被固定部４８０へ固定部材６１（第１の固定部材）を適用することによって行われる。固定部材６１は、例えば、ねじ状の締結部材である。
【0046】
その後、図１０に示されているように、平滑コンデンサ４０１の端子４４２と回路パターン３２とが接合される。これにより、端子４４２と回路パターン３２との界面ＤＩが有する接合力によって、端子４４２と回路パターン３２とが互いに直接に接続される。この接合は、例えば、超音波接合によって行われる。
【0047】
図１１を参照して、基板ケース５０１内に封止材５が充填される。これにより、端子４４２と回路パターンとの接合箇所が封止材５によって覆われる。
【0048】
図１２を参照して、冷却器２がハウジング７に搭載される。これらの間には熱伝導材４９が設けられてよい。熱伝導材４９は、樹脂シートであってよく、その材料には、例えば、ケイ素樹脂などを用いることができる。あるいは、熱伝導材４９は放熱グリース層であってよい。上記搭載の後、固定部材６１が取り外される。これにより、図１３に示されているように、被固定部４８０が空いた状態とされる。
【0049】
再び図８を参照して、平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０の被固定部４８０へ固定部材６２が適用される。これによって、被固定部４８０と、冷却器２と、ハウジング７と、が互いに固定される。固定部材６１および固定部材６２が、ねじ状の締結部材である場合、固定部材６１（図１２）に比して固定部材６２（図８）の方が長くてよい。
【0050】
次に、平滑コンデンサの配線インダクタンスのシミュレーションの結果について説明する。図１４は、本実施の形態に対応したシミュレーションモデルを示す部分斜視図であり、図中、平滑コンデンサ４０１（図３参照）については端子４４２のみが図示されている。一方、図１５は、比較例に対応したシミュレーションモデルを示す部分斜視図であり、当該モデルにおいては、平滑コンデンサの配線として、端子４４２に代わって配線ＴＭが設けられている。配線ＴＭは、端子ＴＭaと、突出部材ＴＭｂとを有している。端子ＴＭaは、平滑コンデンサのコンデンサケース（図１５において図示せず）から継ぎ目なく突出している。突出部材ＴＭｂは、平面視において回路パターン３２に重なる範囲から、突出している。端子ＴＭａと突出部材ＴＭｂとの各々は、ねじ穴を有している。ねじ穴に、図中一点鎖線で示すように、ねじ（図示せず）が適用されることによって、端子ＴＭａと突出部材ＴＭｂとが互いに固定される。比較例においては、この固定によって平滑コンデンサが取り付けられることが想定されている。図１６は、上記のシミュレーションモデルの各々について、典型的な電気自動車向け汎用半導体装置を想定しての、周波数ｆと配線インダクタンスＬｓとの関係のシミュレーション結果の一例を示すグラフ図である。この結果から、ねじ締結が適用される配線ＴＭが用いられる場合に比して、端子４４２が用いられる方が、インダクタンスを顕著に低減することができることがわかる。例えば、ｆ＝１０ＭＨｚにおいて、配線ＴＭのＬｓ＝１９．１ｎＨに比して、端子４４２のＬｓ＝６．５ｎＨは、半分未満の値にまで低減されている。
【0051】
（効果）
本実施の形態によれば、第１に、平滑コンデンサ４０１（図３）は、平面視で、半導体素子１（図６）を含むサブモジュール１１に重ならないように配置されている。これにより、平滑コンデンサ４０１が平面視で半導体素子１に重なるようにするという制約がないので、インダクタンスを低減することができる配線配置を適用しやすい。第２に、平滑コンデンサ４０１の端子の接続に際して、仮に、ねじのような締結部材を用いたとすると、配線長が長くなることに起因して配線インダクタンスが増大してしまい、また、これをキャンセルするように平行平板の配線構造を適用することも難しい。これに対して本実施の形態によれば、平滑コンデンサ４０１の端子４４２と回路パターン３２とは、端子４４２と回路パターン３２との界面が有する接合力によって互いに直接に接続されている。これにより、平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０を回路パターン３２に近接して配置することができる。特に、平滑コンデンサ４０１の端子４４２の接合部が回路パターン３２と共に封止材５で封止される場合、沿面距離の考慮なしにほぼ最短距離で平滑コンデンサ４０１を接続することができる。よって、配線長を短くすることができるので、配線インダクタンスを低減することができる。
本実施の形態によれば、第１に、平滑コンデンサ４０１（図３）は、平面視で、半導体素子１（図６）を含むサブモジュール１１に重ならないように配置されている。これにより、平滑コンデンサ４０１が平面視で半導体素子１に重なるようにするという制約がないので、インダクタンスを低減することができる配線配置を適用しやすい。第２に、平滑コンデンサ４０１の端子の接続に際して、仮に、ねじのような締結部材を用いたとすると、配線長が長くなることに起因して配線インダクタンスが増大してしまい、また、これをキャンセルするように平行平板の配線構造を適用することも難しい。これに対して本実施の形態によれば、平滑コンデンサ４０１の端子４４２と回路パターン３２とは、端子４４２と回路パターン３２との界面が有する接合力によって互いに直接に接続されている。これにより、平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０を回路パターン３２に近接して配置することができる。特に、平滑コンデンサ４０１の端子４４２の接合部が回路パターン３２と共に封止材５で封止される場合、沿面距離の考慮なしにほぼ最短距離で平滑コンデンサ４０１を接続することができる。よって、配線長を短くすることができるので、配線インダクタンスを低減することができる。
【0052】
封止材５はゲルまたはゴムを含有していてよい。これにより、半導体装置２０２Ａがハウジング７（図８）などに取り付けられる際に、平滑コンデンサ４０１および冷却器２の相対的な取付位置の誤差に起因して平滑コンデンサ４０１の端子４４２に変形が生じたとしても、この変形に起因して封止材５に剥離または亀裂が生じることを防止することができる。よって、半導体装置２０２Ａの信頼性を高めることができる。
【0053】
半導体素子１によってサブモジュール１１（図６）を構成することによって、絶縁基板３１に実装される前の半導体素子１を、容易に検査することができる。このことについて、以下に説明する。
【0054】
平滑コンデンサ４０１として一般的に用いられるフィルムコンデンサの耐熱温度は１００℃程度と低いので、半導体装置２０２Ａの組立完了後は半導体素子１に対して高温検査が行いにくい。この高温検査を、半導体装置２０２Ａの組立前に、半導体素子１を有するサブモジュール１１に対して行っておけば、高温検査においてフィルムコンデンサが高温にさらされることを避けることができる。
【0055】
また、半導体素子１が、サブモジュール１１の状態とされずにベアチップの状態にあると、耐電圧試験、定格電流試験および短絡試験が行いにくいところ、サブモジュール１１の状態では、これが行いやすくなる。具体的には、導体部１１１および導体部１１２の熱容量が半導体素子からの一時的かつ急激な発熱を吸収することができる。よって、短絡試験のように、瞬間的に大電流を印加する試験に際して、半導体素子１からの熱を拡散させることにより、この発熱が素子に与えるダメージを抑制することができる。また、封止材１３０を有することにより高電圧での試験を行いやすい。また、複数の半導体素子１のスクリーニング試験を一括して行うことができるので、スクリーニング試験を効率化することができる。
【0056】
またベアチップに対しては、スクリーニング試験が行いにくい。スクリーニング試験は、半導体素子１が炭化珪素半導体素子の場合、品質担保上、特に重要である。スクリーニング試験の所要時間を短縮するためには、試験を厳しい条件下で行う必要があるところ、ベアチップの状態ではこれが難しい。例えば、炭化珪素半導体素子は、比較的小さな面積に、比較的大きな電流を流すことが想定されていることから、ベアチップの状態では実際の使用条件に近い状態で電流を印加することが難しい。これに対して、サブモジュール１１の状態であれば、導体部１１１および導体部１１２の間での均等な通電により、大電流での試験が行いやすい。
【0057】
また、炭化珪素などのワイドバンドギャップ半導体が用いられる場合、半導体自体の耐電圧が高いので、半導体自体の耐電圧の観点では、半導体素子の終端構造の長さを短くすることができる。しかしながら、試験目的で大気中においてベアチップに高電圧を印加すると、本来の耐電圧に至る前に沿面放電が発生してしまうことがある。これに対して、半導体チップがサブモジュール１１の状態であれば、終端構造が封止材１３０によって被覆されているので、沿面放電を抑制しつつ高電圧での試験を行うことができる。
【0058】
以上のように、半導体チップ単体では難しかった上記の試験群が、サブモジュール１１を活用することで可能になる。
【0059】
基板ケース５０１が、均一な厚みの枠形状を有している場合においては、当該厚みが過小であると、半導体装置２０２Ａの製造において基板ケース５０１内に封止材５を形成する際に、封止材５の材料（例えばゲル）が流れ出てしまう。逆に、基板ケース５０１の厚みが過大であると、平滑コンデンサ４０１の端子４４２が極力短くなるようにコンデンサケース４９０の高さ位置を調整しようとしたときに、コンデンサケース４９０と基板ケース５０１とが干渉しやすくなる。これに対して、本実施の形態によれば、第１の領域ＲＧ１（図７）の高さを十分に高くすることによって封止材５（図４）の材料の流れ出しを避けつつ、第１の領域ＲＧ１よりも低められている第２の領域ＲＧ２（図７）に平滑コンデンサ４０１を取り付けることによって、上記の干渉の問題を避けることができる。
【0060】
また、半導体装置２０２Ａがハウジング７（図８）などに取り付けられる際に、取付寸法の誤差などに起因して、半導体装置２０２Ａにおいて平滑コンデンサ４０１が相対的に変位し得る。この変位が大きいことに起因して、基板ケース５０１または平滑コンデンサ４０１が破損することがある。このような破損の発生を、シーリング材４４の材料の弾性率を基板ケース５０１およびコンデンサケース４９０の材料よりも低くすることによって、抑制することができる。特に、シーリング材４４がゴム材である場合は、シーリング材４４を簡単に設けることができる。
【0061】
冷却器２とハウジング７（図８）との間に冷却水が流される場合、水密性を十分に確保するために、冷却器２とハウジング７とが、ある程度多くの固定点で互いに固定される必要がある。特に、電力変換装置２００（図８）が自動車の駆動構造上に配置される場合などは、振動下において水密性および耐久性を確保するために、より多くの固定点を必要とすることがある。本実施の形態においては、電力変換装置２００に平滑コンデンサ４０１が一体化された構造が用いられるので、この構造が上記のように複数の固定点を確保することを困難としないようにするために、平滑コンデンサ４０１の被固定部４８０が、冷却器２とハウジング７との固定点としても用いられてよい。
【0062】
平滑コンデンサ４０１の耐熱温度は一般的に低い。その場合、平滑コンデンサ４０１の端子４４２を回路パターン３２に接続する工法は、コンデンサケース４９０内の温度を過度に上昇させないものである必要があり、例えば、超音波接合またはレーザー接合が望ましい。その場合において、端子４４２の各々の電流容量を確保するために太い端子が用いられていると、その接続のためには、超音波パワーまたはレーザーパワーを大きくする必要がある。その結果、パワー効率が悪くなったり、絶縁基板３１へのダメージが懸念されたりする。端子４４２が、互いに分離された複数の接続部分ＣＮ（図５）を有する場合、上記のような問題を回避しつつ、電流容量を確保することができる。
【0063】
半導体素子１がＳｉＣ等のワイドバンドギャップ半導体を用いている場合、高速でのインバータ駆動などを目的としての、高速なスイッチング動作がしばしば期待される。このような高速動作時においては、配線インダクタンスに起因しての動作損失が特に問題となりやすいところ、本実施の形態によれば、これを効果的に抑制することができる。
【0064】
コンデンサケース４９０の被固定部４８０を冷却器２へ固定する工程（図９）の後に、端子４４２と回路パターン３２との界面ＤＩ（図１０）が有する接合力によって、端子４４２と回路パターン３２とが互いに直接に接続されてよい。これにより、接合部としての界面ＤＩに応力が加わることを防止することができる。
【0065】
固定部材６１は、ハウジング７への半導体装置２０２Ａの取付作業（図１０）、または、半導体装置２０２Ａの出荷作業（図１１）の際に、コンデンサケース４９０を冷却器２に一時的に固定する役割を有している。一方で、半導体装置２０２Ａがハウジング７と組み合わされる段階においては、被固定部４８０において、固定部材６１を取り外して、その代わりに、ハウジング７も固定することができる固定部材６２（図８）が適用されてよい。この場合において、固定部材６１および固定部材６２が共通の被固定部４８０を利用することによって、被固定部を配置するための場所を小さくすることができるので、半導体装置２０２Ａを小型化することができる。
【0066】
＜実施の形態１の変形例＞
図１７は、半導体装置２０２Ａ（図４：実施の形態１）の変形例の半導体装置２０２Ｂの構成を概略的に示す部分断面図である。半導体装置２０２Ｂは、半導体装置における基板ケース５０１およびコンデンサケース４９０のそれぞれに代わって、基板ケース５０１Ｍおよびコンデンサケース４９０Ｍを有している。基板ケース５０１Ｍは、基板ケース５０１Ｍの第２の辺ＳＤ２（図７）に対応する部分に設けられた嵌め合わせ部ＦＴ１（第１の嵌め合わせ部）を有している。コンデンサケース４９０Ｍは、嵌め合わせ部ＦＴ１が挿入される溝ＳＬを有する嵌め合わせ部ＦＴ２（第２の嵌め合わせ部）を有している。なお、実装公差を踏まえて、嵌め合わせ部ＦＴ１と冷却器２との間隔は、嵌め合わせ部ＦＴ２の厚みより大きくなっていることが好ましい。シーリング材４４は、コンデンサケース４９０の嵌め合わせ部ＦＴ２の溝ＳＬにおいて嵌め合わせ部ＦＴ１と嵌め合わせ部ＦＴ２との間に充填されている。シーリング材４４は、ゲルを含有しており、これによりシーリング材４４はゲル状とされている。
図１７は、半導体装置２０２Ａ（図４：実施の形態１）の変形例の半導体装置２０２Ｂの構成を概略的に示す部分断面図である。半導体装置２０２Ｂは、半導体装置における基板ケース５０１およびコンデンサケース４９０のそれぞれに代わって、基板ケース５０１Ｍおよびコンデンサケース４９０Ｍを有している。基板ケース５０１Ｍは、基板ケース５０１Ｍの第２の辺ＳＤ２（図７）に対応する部分に設けられた嵌め合わせ部ＦＴ１（第１の嵌め合わせ部）を有している。コンデンサケース４９０Ｍは、嵌め合わせ部ＦＴ１が挿入される溝ＳＬを有する嵌め合わせ部ＦＴ２（第２の嵌め合わせ部）を有している。なお、実装公差を踏まえて、嵌め合わせ部ＦＴ１と冷却器２との間隔は、嵌め合わせ部ＦＴ２の厚みより大きくなっていることが好ましい。シーリング材４４は、コンデンサケース４９０の嵌め合わせ部ＦＴ２の溝ＳＬにおいて嵌め合わせ部ＦＴ１と嵌め合わせ部ＦＴ２との間に充填されている。シーリング材４４は、ゲルを含有しており、これによりシーリング材４４はゲル状とされている。
【0067】
図１８および図１９は、半導体装置２０２Ｂの製造方法の第１および第２工程を概略的に示す部分断面図である。図１８を参照して、嵌め合わせ部ＦＴ２の溝ＳＬに嵌め合わせ部ＦＴ１が挿入されることによって、嵌め合わせ部ＦＴ１と嵌め合わせ部ＦＴ２とが互いに嵌め合わされる。図１９を参照して、ゲルを含有するシーリング材４４が形成される。具体的には、シーリング材４４が、嵌め合わせ部ＦＴ２の溝ＳＬにおいて嵌め合わせ部ＦＴ１と嵌め合わせ部ＦＴ２との間に充填される。図２０を参照して、上記のようにシーリング材４４を形成した後に、ゲルを含有する封止材５が形成される。なお、シーリング材４４を充填する工程（図１９）において溝ＳＬの開口部が上方を向き、かつ、封止材５を形成する工程（図１７）において回路パターン３２が上方を向くように、重力方向に対する仕掛品の姿勢が調整されてよい。
【0068】
なお上記以外の工程については、実施の形態１とおおよそ同様の工程が適用されてよいので、その説明を省略する。
【0069】
本変形例によれば、シーリング材４４を、より安定的に形成することができる。これにより、ゲルを用いた封止材５を基板ケース５０１Ｍ内に充填する際に、封止材５の漏れをシーリング材４４が、より確実に防止することができる。
【0070】
＜実施の形態２＞
（構成）
図２０および図２１のそれぞれは、実施の形態２に係る半導体装置２０２Ｃの構成を概略的に示す斜視図および分解斜視図である。なおこれらの図において、封止材５（図４参照）の内部が見えるようにするために、封止材５の図示が省略されている。また、被固定部４８０には、前述した固定部材６１または固定部材６２（図２０および図２１において図示せず）が取り付けられていてよい。
（構成）
図２０および図２１のそれぞれは、実施の形態２に係る半導体装置２０２Ｃの構成を概略的に示す斜視図および分解斜視図である。なおこれらの図において、封止材５（図４参照）の内部が見えるようにするために、封止材５の図示が省略されている。また、被固定部４８０には、前述した固定部材６１または固定部材６２（図２０および図２１において図示せず）が取り付けられていてよい。
【0071】
半導体装置２０２Ｃは、基板ケース５０１（図３：実施の形態１）に代わって、基板ケース５０２を有している。基板ケース５０２は、平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０と連続的につながることによって、平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０と共にケース部ＣＰを構成している。これにより、平滑コンデンサ４０１と基板ケース５０２とが一体化されている。ケース部ＣＰは冷却器２上において絶縁基板３１を囲んでいる。封止材５はケース部ＣＰの内側に充填されている。ケース部ＣＰと冷却器２との間のシーリング材４４は、平滑コンデンサ４０１の耐熱温度よりも低い温度で形成可能な材料からなる。当該材料は、例えば、熱硬化型接着剤である。なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、その説明を繰り返さない。
【0072】
（製造方法）
次に、半導体装置２０２Ｃの製造方法について、以下に説明する。
次に、半導体装置２０２Ｃの製造方法について、以下に説明する。
【0073】
図２１を参照して、まず、冷却器２、絶縁基板３１および回路パターン３２を含む積層体（図２参照）が準備される。次に、実施の形態１と同様に、サブモジュール１１が実装される。なお、実施の形態１と同様、変形例として、サブモジュール１１の状態とされることなく半導体素子１が実装されてよい。次に、冷却器２上に、絶縁基板３１を取り囲むようにシーリング材４４が形成される。例えば、シーリング材４４としての熱硬化型接着剤が、絶縁基板３１を取り囲むように塗布される。次に、平滑コンデンサ４０１と一体化された基板ケース５０２が取り付けられる。具体的には、ケース部ＣＰがシーリング材４４上に、平面視においてシーリング材４４と重なるように取り付けられる。ケース部ＣＰと冷却器２との間の接合は、シーリング材４４の接着力によって行われてよい。それを補強するために、あるいはそれに代わって、ねじ状の締結部材が用いられてよい。次に、平滑コンデンサ４０１の端子４４２と、回路パターン３２とが、実施の形態１と同様に電気的に接続される。次に、ケース部ＣＰ内に封止材５が充填される。封止材５は、ゲルを含有することによりゲル状であってよい。
【0074】
（効果）
本実施の形態によれば、ケース部ＣＰとして、コンデンサケース４９０と基板ケース５０２とが連続的につながっている。これにより、第１に、封止材５の形成工程において、コンデンサケース４９０と基板ケース５０２との間を通ってケース部ＣＰの内側から外側へと封止材５の材料が漏れる隙間を有しない構成を、ケース部ＣＰが有することができる。よって、コンデンサケース４９０が、基板ケース５０２と共に封止材５の材料を封止する機能を、より確実に確保することができる。よって、コンデンサケース４９０を冷却器２上に基板ケース５０２を介することなく配置することが十分に許容される。これにより、コンデンサケース４９０から突出する端子４４２の高さを回路パターン３２の高さに近づけることができるので、配線インダクタンスをより低減することができる。第２に、コンデンサケース４９０と基板ケース５０２とが予め一体化されているので、組立作業を簡素化することができる。
本実施の形態によれば、ケース部ＣＰとして、コンデンサケース４９０と基板ケース５０２とが連続的につながっている。これにより、第１に、封止材５の形成工程において、コンデンサケース４９０と基板ケース５０２との間を通ってケース部ＣＰの内側から外側へと封止材５の材料が漏れる隙間を有しない構成を、ケース部ＣＰが有することができる。よって、コンデンサケース４９０が、基板ケース５０２と共に封止材５の材料を封止する機能を、より確実に確保することができる。よって、コンデンサケース４９０を冷却器２上に基板ケース５０２を介することなく配置することが十分に許容される。これにより、コンデンサケース４９０から突出する端子４４２の高さを回路パターン３２の高さに近づけることができるので、配線インダクタンスをより低減することができる。第２に、コンデンサケース４９０と基板ケース５０２とが予め一体化されているので、組立作業を簡素化することができる。
【0075】
＜実施の形態３＞
（構成）
図２２は、実施の形態３に係る半導体装置２０２Ｄの構成を概略的に示す斜視図である。図２３および図２４のそれぞれは、半導体装置２０２Ｄを、平滑コンデンサ４０１の図示を省略して概略的に示す斜視図および分解斜視図である。なおこれらの図において、封止材５（図４参照）の内部が見えるようにするために、封止材５の図示が省略されている。
（構成）
図２２は、実施の形態３に係る半導体装置２０２Ｄの構成を概略的に示す斜視図である。図２３および図２４のそれぞれは、半導体装置２０２Ｄを、平滑コンデンサ４０１の図示を省略して概略的に示す斜視図および分解斜視図である。なおこれらの図において、封止材５（図４参照）の内部が見えるようにするために、封止材５の図示が省略されている。
【0076】
本実施の形態においては、絶縁基板３１だけでなく平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０も支持されるように、冷却器２（図３：実施の形態１）に比して拡張された冷却器２Ｌが用いられている。これにより、平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０が、熱伝導材４９を介して冷却器２上に搭載される。よって、コンデンサケース４９０が冷却器２へ熱的に良好に接続される。シーリング材４４および基板ケース５０３は、冷却器２Ｌ上において、絶縁基板３１と平滑コンデンサ４０１とを囲んでいる。
【0077】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、その説明を繰り返さない。
【0078】
（効果）
本実施の形態によれば、平滑コンデンサ４０１を半導体装置２０２Ｄに、比較的単純な構成で一体化することができる。また、平滑コンデンサ４０１が冷却器２によって支持されることによって、半導体装置２０２Ｄが堅牢化され、その取扱いが簡単になる。
本実施の形態によれば、平滑コンデンサ４０１を半導体装置２０２Ｄに、比較的単純な構成で一体化することができる。また、平滑コンデンサ４０１が冷却器２によって支持されることによって、半導体装置２０２Ｄが堅牢化され、その取扱いが簡単になる。
【0079】
また、平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０が冷却器２に熱的に良好に接続されるので、放熱経路についての複雑な配慮を要することなく、充放電時に発生する平滑コンデンサ４０１からの熱を冷却器２へ効率的に放出することができる。これにより、平滑コンデンサ４０１からの熱が半導体素子１の温度上昇につながることを抑制することができる。よって、温度上昇に起因しての半導体素子１の動作損失の増大または性能低下を抑制することができる。
【0080】
＜実施の形態３の変形例＞
図２５、図２６および図２７のそれぞれは、半導体装置２０２Ｄ（図２２）の変形例の半導体装置２０２Ｅの構成を概略的に示す斜視図、分解斜視図および部分断面図である。なお、図２５および図２６においては、封止材５（図２７）の図示が省略されている。
図２５、図２６および図２７のそれぞれは、半導体装置２０２Ｄ（図２２）の変形例の半導体装置２０２Ｅの構成を概略的に示す斜視図、分解斜視図および部分断面図である。なお、図２５および図２６においては、封止材５（図２７）の図示が省略されている。
【0081】
本変形例に係る半導体装置２０２Ｄは、前述した半導体装置２０２Ｃ（図２０および図２１：実施の形態２）とほぼ同様に、基板ケース５０２を有している。具体的には、基板ケース５０２は、平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０と連続的につながることによって、平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０と共にケース部ＣＰを構成している。ケース部ＣＰの内側には封止材５（図２７）が充填されている。
【0082】
一方で、実施の形態２とは異なり、半導体装置２０２Ｅにおいては、半導体装置２０２Ｄ（図２２～図２４）と同様に、平滑コンデンサ４０１のコンデンサケース４９０は、熱伝導材４９を介して冷却器２上に搭載されている。
【0083】
なお、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【0084】
＜付記＞
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【0085】
（付記１）
冷却器（２）と、
前記冷却器（２）上に搭載された絶縁基板（３１）と、
前記絶縁基板（３１）上に設けられた回路パターン（３２）と、
前記回路パターン（３２）と電気的に接続された半導体素子（１）と、
平面視で前記半導体素子（１）に重ならないように配置され、静電容量を形成する内部電極（４５１）と、前記内部電極（４５１）を収めるコンデンサケース（４９０）と、前記コンデンサケース（４９０）から継ぎ目なく突出した端子（４４２）と、を有する平滑コンデンサ（４０１）と、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記端子（４４２）、前記絶縁基板（３１）、および前記回路パターン（３２）の各々の少なくとも一部を覆う第１の封止材（５）と、
を備え、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記端子（４４２）と前記回路パターン（３２）とは、前記端子（４４２）と前記回路パターン（３２）との界面が有する接合力によって互いに直接に接続されている、半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）。
冷却器（２）と、
前記冷却器（２）上に搭載された絶縁基板（３１）と、
前記絶縁基板（３１）上に設けられた回路パターン（３２）と、
前記回路パターン（３２）と電気的に接続された半導体素子（１）と、
平面視で前記半導体素子（１）に重ならないように配置され、静電容量を形成する内部電極（４５１）と、前記内部電極（４５１）を収めるコンデンサケース（４９０）と、前記コンデンサケース（４９０）から継ぎ目なく突出した端子（４４２）と、を有する平滑コンデンサ（４０１）と、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記端子（４４２）、前記絶縁基板（３１）、および前記回路パターン（３２）の各々の少なくとも一部を覆う第１の封止材（５）と、
を備え、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記端子（４４２）と前記回路パターン（３２）とは、前記端子（４４２）と前記回路パターン（３２）との界面が有する接合力によって互いに直接に接続されている、半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）。
【0086】
（付記２）
付記１に記載の半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）であって、
前記第１の封止材（５）はゲルまたはゴムを含有する、半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）。
付記１に記載の半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）であって、
前記第１の封止材（５）はゲルまたはゴムを含有する、半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）。
【0087】
（付記３）
付記１または２に記載の半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）であって、
前記半導体素子（１）は第１の主面および第２の主面を有しており、
前記半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）は、
前記半導体素子の前記第１の主面に接続された第１の導体部（１１１）と、
前記半導体素子の前記第２の主面に接続された第２の導体部（１１２）と、
前記第１の導体部（１１１）および前記第２の導体部（１１２）の各々を少なくとも部分的に露出させつつ前記第１の導体部（１１１）および前記第２の導体部（１１２）の各々の一部を覆い、前記半導体素子（１）を封止する第２の封止材（１３０）と、
をさらに備え、
前記半導体素子の前記第１の主面は、前記第１の導体部（１１１）を介して前記回路パターン（３２）と電気的に接続されている、半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）。
付記１または２に記載の半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）であって、
前記半導体素子（１）は第１の主面および第２の主面を有しており、
前記半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）は、
前記半導体素子の前記第１の主面に接続された第１の導体部（１１１）と、
前記半導体素子の前記第２の主面に接続された第２の導体部（１１２）と、
前記第１の導体部（１１１）および前記第２の導体部（１１２）の各々を少なくとも部分的に露出させつつ前記第１の導体部（１１１）および前記第２の導体部（１１２）の各々の一部を覆い、前記半導体素子（１）を封止する第２の封止材（１３０）と、
をさらに備え、
前記半導体素子の前記第１の主面は、前記第１の導体部（１１１）を介して前記回路パターン（３２）と電気的に接続されている、半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）。
【0088】
（付記４）
付記１から３のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ａ，２０２Ｂ）であって、
前記冷却器（２）に面する第１の面と、前記第１の面と反対の第２の面とを有し、第１の辺（ＳＤ１）および第２の辺（ＳＤ２）を含む複数の辺を有する閉曲線に沿って前記冷却器（２）上において前記絶縁基板（３１）を囲うように延在する基板ケース（５０１，５０１Ｍ）と、
前記基板ケース（５０１，５０１Ｍ）の前記第２の面と前記平滑コンデンサ（４０１）との間に設けられ、前記基板ケース（５０１，５０１Ｍ）の材料と前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）の材料との各々よりも弾性率の低い材料からなるシーリング材（４４）と、
をさらに備え、
前記基板ケース（５０１，５０１Ｍ）の前記第２の面は、前記第１の辺（ＳＤ１）に対応した第１の領域（ＲＧ１）と、前記第２の辺（ＳＤ２）に対応し前記第１の領域（ＲＧ１）よりも低められた第２の領域（ＲＧ２）と、を含み、
前記平滑コンデンサ（４０１）は前記シーリング材（４４）を介して前記第２の面の前記第２の領域（ＲＧ２）上に取り付けられており、
前記基板ケース（５０１，５０１Ｍ）および前記平滑コンデンサ（４０１）の内側に前記第１の封止材（５）が充填されている、
半導体装置（２０２Ａ，２０２Ｂ）。
付記１から３のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ａ，２０２Ｂ）であって、
前記冷却器（２）に面する第１の面と、前記第１の面と反対の第２の面とを有し、第１の辺（ＳＤ１）および第２の辺（ＳＤ２）を含む複数の辺を有する閉曲線に沿って前記冷却器（２）上において前記絶縁基板（３１）を囲うように延在する基板ケース（５０１，５０１Ｍ）と、
前記基板ケース（５０１，５０１Ｍ）の前記第２の面と前記平滑コンデンサ（４０１）との間に設けられ、前記基板ケース（５０１，５０１Ｍ）の材料と前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）の材料との各々よりも弾性率の低い材料からなるシーリング材（４４）と、
をさらに備え、
前記基板ケース（５０１，５０１Ｍ）の前記第２の面は、前記第１の辺（ＳＤ１）に対応した第１の領域（ＲＧ１）と、前記第２の辺（ＳＤ２）に対応し前記第１の領域（ＲＧ１）よりも低められた第２の領域（ＲＧ２）と、を含み、
前記平滑コンデンサ（４０１）は前記シーリング材（４４）を介して前記第２の面の前記第２の領域（ＲＧ２）上に取り付けられており、
前記基板ケース（５０１，５０１Ｍ）および前記平滑コンデンサ（４０１）の内側に前記第１の封止材（５）が充填されている、
半導体装置（２０２Ａ，２０２Ｂ）。
【0089】
（付記５）
付記４に記載の半導体装置（２０２Ａ，２０２Ｂ）であって、
前記シーリング材（４４）はゴムを含有する、半導体装置（２０２Ａ，２０２Ｂ）。
付記４に記載の半導体装置（２０２Ａ，２０２Ｂ）であって、
前記シーリング材（４４）はゴムを含有する、半導体装置（２０２Ａ，２０２Ｂ）。
【0090】
（付記６）
付記４に記載の半導体装置（２０２Ｂ）であって、
前記基板ケース（５０１Ｍ）は、前記基板ケース（５０１Ｍ）の前記第２の辺に対応する部分に設けられた第１の嵌め合わせ部（ＦＴ１）を有しており、
前記コンデンサケース（４９０）は、前記第１の嵌め合わせ部（ＦＴ１）が挿入される溝（ＳＬ）を有する第２の嵌め合わせ部（ＦＴ２）を有しており、
前記シーリング材（４４）は、ゲルを含有し、前記コンデンサケース（４９０）の前記第２の嵌め合わせ部（ＦＴ２）の前記溝（ＳＬ）において前記第１の嵌め合わせ部（ＦＴ１）と前記第２の嵌め合わせ部（ＦＴ２）との間に充填されている、
半導体装置（２０２Ｂ）。
付記４に記載の半導体装置（２０２Ｂ）であって、
前記基板ケース（５０１Ｍ）は、前記基板ケース（５０１Ｍ）の前記第２の辺に対応する部分に設けられた第１の嵌め合わせ部（ＦＴ１）を有しており、
前記コンデンサケース（４９０）は、前記第１の嵌め合わせ部（ＦＴ１）が挿入される溝（ＳＬ）を有する第２の嵌め合わせ部（ＦＴ２）を有しており、
前記シーリング材（４４）は、ゲルを含有し、前記コンデンサケース（４９０）の前記第２の嵌め合わせ部（ＦＴ２）の前記溝（ＳＬ）において前記第１の嵌め合わせ部（ＦＴ１）と前記第２の嵌め合わせ部（ＦＴ２）との間に充填されている、
半導体装置（２０２Ｂ）。
【0091】
（付記７）
付記１から６のいずれか１項に記載の半導体装置（２００）であって、
固定部材（６２）と、
前記固定部材（６２）を用いて前記冷却器（２）に取り付けられたハウジング（７）と、
をさらに備え、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）は、前記固定部材（６２）が適用されるための被固定部（４８０）を有しており、
前記固定部材（６２）は、前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）の前記被固定部（４８０）と、前記冷却器（２）と、前記ハウジング（７）と、を互いに固定している、
半導体装置（２００）。
付記１から６のいずれか１項に記載の半導体装置（２００）であって、
固定部材（６２）と、
前記固定部材（６２）を用いて前記冷却器（２）に取り付けられたハウジング（７）と、
をさらに備え、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）は、前記固定部材（６２）が適用されるための被固定部（４８０）を有しており、
前記固定部材（６２）は、前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）の前記被固定部（４８０）と、前記冷却器（２）と、前記ハウジング（７）と、を互いに固定している、
半導体装置（２００）。
【0092】
（付記８）
付記１から３のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ｃ）であって、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）と連続的につながることによって前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）と共にケース部（ＣＰ）を構成する基板ケース（５０２）をさらに備え、前記ケース部（ＣＰ）は前記冷却器（２）上において前記絶縁基板（３１）を囲んでおり、前記第１の封止材（５）は前記ケース部（ＣＰ）の内側に充填されており、
前記ケース部（ＣＰ）と前記冷却器（２）との間に、前記平滑コンデンサ（４０１）の耐熱温度よりも低い温度で形成可能な材料からなるシーリング材（４４）をさらに備える、半導体装置（２０２Ｃ）。
付記１から３のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ｃ）であって、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）と連続的につながることによって前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）と共にケース部（ＣＰ）を構成する基板ケース（５０２）をさらに備え、前記ケース部（ＣＰ）は前記冷却器（２）上において前記絶縁基板（３１）を囲んでおり、前記第１の封止材（５）は前記ケース部（ＣＰ）の内側に充填されており、
前記ケース部（ＣＰ）と前記冷却器（２）との間に、前記平滑コンデンサ（４０１）の耐熱温度よりも低い温度で形成可能な材料からなるシーリング材（４４）をさらに備える、半導体装置（２０２Ｃ）。
【0093】
（付記９）
付記１から３のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ｄ，２０２Ｅ）であって、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）は熱伝導材（４９）を介して前記冷却器上に搭載されている、半導体装置（２０２Ｄ，２０２Ｅ）。
付記１から３のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ｄ，２０２Ｅ）であって、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）は熱伝導材（４９）を介して前記冷却器上に搭載されている、半導体装置（２０２Ｄ，２０２Ｅ）。
【0094】
（付記１０）
付記１から９のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）であって、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記端子（４４２）は、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）から延び、前記回路パターン（３２）からは離れた根元部分（ＲＴ）と、
前記根元部分（ＲＴ）から延び、前記回路パターン（３２）に直接に接続された複数の接続部分（ＣＮ）と、
を有しており、前記複数の接続部分（ＣＮ）は互いに分離されている、半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）。
付記１から９のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）であって、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記端子（４４２）は、
前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）から延び、前記回路パターン（３２）からは離れた根元部分（ＲＴ）と、
前記根元部分（ＲＴ）から延び、前記回路パターン（３２）に直接に接続された複数の接続部分（ＣＮ）と、
を有しており、前記複数の接続部分（ＣＮ）は互いに分離されている、半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）。
【0095】
（付記１１）
付記１から１０のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）であって、
前記半導体素子（１）はワイドバンドギャップ半導体素子である、半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）。
付記１から１０のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）であって、
前記半導体素子（１）はワイドバンドギャップ半導体素子である、半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）。
【0096】
（付記１２）
付記１から１１のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）を有し、入力される電力を、変換して出力する主変換回路（２０１）と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路（２０３）と、
を備えた、電力変換装置（２００）。
付記１から１１のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ａ～２０２Ｅ）を有し、入力される電力を、変換して出力する主変換回路（２０１）と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路（２０３）と、
を備えた、電力変換装置（２００）。
【0097】
（付記１３）
付記６に記載の半導体装置（２０２Ｂ）を製造するための、半導体装置の製造方法であって、
ゲルを含有する前記シーリング材（４４）を形成する工程と、
前記シーリング材（４４）を形成する工程の後に、ゲルを含有する前記第１の封止材（５）を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
付記６に記載の半導体装置（２０２Ｂ）を製造するための、半導体装置の製造方法であって、
ゲルを含有する前記シーリング材（４４）を形成する工程と、
前記シーリング材（４４）を形成する工程の後に、ゲルを含有する前記第１の封止材（５）を形成する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【0098】
（付記１４）
付記１から６のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ａ，２０２Ｂ）を製造するための、半導体装置の製造方法であって、
ａ）前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）が有する被固定部（４８０）を前記冷却器（２）へ固定する工程と、
ｂ）前記ａ）の後に、前記平滑コンデンサ（４０１）の前記端子（４４２）と前記回路パターン（３２）とを接合する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
付記１から６のいずれか１項に記載の半導体装置（２０２Ａ，２０２Ｂ）を製造するための、半導体装置の製造方法であって、
ａ）前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）が有する被固定部（４８０）を前記冷却器（２）へ固定する工程と、
ｂ）前記ａ）の後に、前記平滑コンデンサ（４０１）の前記端子（４４２）と前記回路パターン（３２）とを接合する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【0099】
（付記１５）
付記１４に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ａ）は、前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）の前記被固定部（４８０）へ第１の固定部材（６１）を適用することによって行われ、
前記製造方法は、さらに、
ｃ）前記冷却器（２）をハウジング（７）に搭載する工程と、
ｄ）前記ｃ）の後、前記第１の固定部材（６１）を取り外す工程と、
ｅ）前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）の前記被固定部（４８０）へ第２の固定部材（６２）を適用することによって、前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）の前記被固定部（４８０）と、前記冷却器（２）と、前記ハウジング（７）と、を互いに固定する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
付記１４に記載の半導体装置の製造方法であって、
前記ａ）は、前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）の前記被固定部（４８０）へ第１の固定部材（６１）を適用することによって行われ、
前記製造方法は、さらに、
ｃ）前記冷却器（２）をハウジング（７）に搭載する工程と、
ｄ）前記ｃ）の後、前記第１の固定部材（６１）を取り外す工程と、
ｅ）前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）の前記被固定部（４８０）へ第２の固定部材（６２）を適用することによって、前記平滑コンデンサ（４０１）の前記コンデンサケース（４９０）の前記被固定部（４８０）と、前記冷却器（２）と、前記ハウジング（７）と、を互いに固定する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【符号の説明】
【0100】
１ 半導体素子、２，２Ｌ 冷却器、５ 第１の封止材、７ ハウジング、１１ サブモジュール、３１ 絶縁基板、３２ 回路パターン、４４ シーリング材、４９ 熱伝導材、６１ 固定部材（第１の固定部材）、６２ 固定部材（第２の固定部材）、１３０ 第２の封止材、２００ 電力変換装置、２０１ 主変換回路、２０２Ａ～２０２Ｅ 半導体装置、２０３ 制御回路、２０４ 駆動回路、４０１ 平滑コンデンサ、４４０ バスバー、４４２ 端子、４５０ コンデンサ素子、４５１ 内部電極、４８０ 被固定部、４９０，４９０Ｍ コンデンサケース、５０１，５０１Ｍ，５０２，５０３ 基板ケース、ＣＮ 接続部分、ＣＰ ケース部、ＦＴ１ 第１の嵌め合わせ部、ＦＴ２ 第２の嵌め合わせ部、ＲＧ１ 第１の領域、ＲＧ２ 第２の領域、ＲＴ 根元部分、ＳＤ１ 第１の辺、ＳＤ２ 第２の辺、ＳＬ 溝。
【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】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】