特許 7380092 電力変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-07

(45)【発行日】2023-11-15

(54)【発明の名称】電力変換装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/06 20060101AFI20231108BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20231108BHJP

   H01L 25/18 20230101ALI20231108BHJP

【ＦＩ】

H02M7/06 Z

H01L25/04 C

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019200415

(22)【出願日】2019-11-05

(65)【公開番号】P2021078163

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-10-14

(73)【特許権者】

【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】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100202728

【弁理士】

【氏名又は名称】三森 智裕

(72)【発明者】

【氏名】高橋 潔

【審査官】川口 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－３０３９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１５３７０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０３１２９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開平０３－００７２６５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０００－２３６６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５７－０６４０７４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６３－０２８２６３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０６－０４１０６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－０７７６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２２２８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６０５４７６５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／００ － ７／４０

Ｈ０１Ｌ ２５／０４

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

Ｈ０１Ｌ ２５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の半導体素子を内部に収容するとともに、複数の接続端子が設けられる半導体モジュールと、
前記半導体モジュールとは別個に設けられ、前記半導体モジュールの表面に対して直交するように、かつ、前記複数の接続端子同士の間に配置される板状の絶縁部材とを備え、
前記複数の接続端子は、前記半導体モジュールの表面において、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向に沿って配置されており、
前記絶縁部材は、前記第２方向に隣り合う前記接続端子の間に配置され前記第１方向に延びる第１絶縁部材と、前記第１絶縁部材に交差するように設けられるとともに、前記第１方向に隣り合う前記接続端子の間に配置され前記第２方向に延びる第２絶縁部材とを含み、
前記半導体モジュールの表面には、前記第１方向および前記第２方向に沿って貫通しない溝部が設けられており、
前記絶縁部材は、前記溝部に配置されており、
前記半導体モジュールは、前記第１方向に沿って配置されている第１半導体モジュールおよび第２半導体モジュールを含み、
前記第１半導体モジュールの前記接続端子は、前記第１半導体モジュールに備えられる前記第２絶縁部材と、前記第２半導体モジュールに備えられる前記第２絶縁部材との間に位置する第１中間接続端子を含み、
前記第２半導体モジュールの前記接続端子は、前記第１半導体モジュールに備えられる前記第２絶縁部材と、前記第２半導体モジュールに備えられる前記第２絶縁部材との間に位置する第２中間接続端子を含み、
前記第１中間接続端子と前記第２中間接続端子とを接続するモジュール間接続導体をさらに備える、電力変換装置。

【請求項2】

前記溝部は、前記第１方向に沿った貫通しない溝である第１溝部と、前記第２方向に沿った貫通しない溝である第２溝部とを含み、
前記第１溝部の幅は、前記第２溝部の幅より狭い、請求項１に記載の電力変換装置。

【請求項3】

前記第１絶縁部材は、前記第１方向に沿って配置されている前記第１半導体モジュールおよび前記第２半導体モジュールに跨るように配置されており、
前記第２絶縁部材は、前記第１半導体モジュールおよび前記第２半導体モジュールの各々において、前記第１方向に隣り合う前記接続端子の間に配置されるように複数設けられている、請求項１または２に記載の電力変換装置。

【請求項4】

前記第１絶縁部材には、第１切込み部が設けられ、
前記第２絶縁部材には、第２切込み部が設けられ、
前記第１絶縁部材の前記第１切込み部に対して、前記第２絶縁部材の前記第２切込み部が挿入されることにより、前記第１絶縁部材に対して前記第２絶縁部材が交差するように設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載の電力変換装置。

【請求項5】

前記第１絶縁部材には、孔部が設けられており、
前記第２方向に隣り合う前記接続端子同士を、前記孔部を介して接続する接続導体をさらに備える、請求項１～４のいずれか１項に記載の電力変換装置。

【請求項6】

前記第２方向に隣り合う前記接続端子の各々と、前記接続導体との間に設けられるとともに、前記半導体モジュールの表面に直交するように設けられる導電性のスペーサ部材をさらに備える、請求項５に記載の電力変換装置。

【請求項7】

前記第１絶縁部材の前記孔部は、前記スペーサ部材の上端に対応する位置に設けられている、請求項６に記載の電力変換装置。

【請求項8】

前記接続導体は、前記接続端子に電気的に接続されるとともに、電気機器が実装された基板に接続される、請求項５～７のいずれか１項に記載の電力変換装置。

【請求項9】

前記第１方向および前記第２方向から見て、前記絶縁部材の上端および側端は、それぞれ、前記接続端子の上端および側端よりも外側に配置されている、請求項１～８のいずれか１項に記載の電力変換装置。

【請求項10】

複数の半導体素子を内部に収容するとともに、複数の接続端子が設けられる半導体モジュールと、
前記半導体モジュールとは別個に設けられ、前記半導体モジュールの表面に対して直交するように、かつ、前記複数の接続端子同士の間に配置される板状の絶縁部材とを備え、
前記複数の接続端子は、前記半導体モジュールの表面において、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向に沿って配置されており、
前記絶縁部材は、前記第２方向に隣り合う前記接続端子の間に配置され前記第１方向に延びる第１絶縁部材と、前記第１絶縁部材に交差するように設けられるとともに、前記第１方向に隣り合う前記接続端子の間に配置され前記第２方向に延びる第２絶縁部材とを含み、
前記第１方向から見て、前記第２絶縁部材の上方側の一対の角部には、配線を逃がすための切欠きが設けられている、電力変換装置。

【請求項11】

前記第１絶縁部材には、孔部が設けられており、
前記第２方向に隣り合う前記接続端子同士を、前記孔部を介して接続する接続導体をさらに備え、
前記第２絶縁部材の前記切欠きは、前記第１方向から見て、前記接続導体よりも上方に設けられている、請求項１０に記載の電力変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、電力変換装置に関し、特に、半導体モジュールを備える電力変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体モジュールを備える電力変換装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、複数の半導体素子を内部に収容するモジュールを備えるパワー半導体装置（電力変換装置）が開示されている。このパワー半導体装置のモジュールの表面には、複数の端子が設けられている。そして、隣り合う２つの端子の間には、これらの端子の上端よりも高く突出した樹脂製の凸壁と、これらの端子の下端よりも低く窪んだ凹部とが形成されている。そして、凸壁と凹部とによって、隣り合う２つの端子の間の絶縁距離（沿面距離）を増大させることが可能になるので、パワー半導体装置を小型化することが可能になる。なお、樹脂製の凸壁および凹部は、モジュールの表面に一体的に形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－３０３９３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に記載のパワー半導体装置（電力変換装置）では、樹脂製の凸壁および凹部は、モジュールの表面に一体的に形成されている。このため、絶縁距離（沿面距離）を増大させるために、モジュールの表面に予め凸壁および凹部を形成（加工）する必要がある。このため、表面に凸壁および凹部が形成されていない一般的なモジュール（半導体モジュール）に対して、容易に絶縁距離（沿面距離）を増大させることが望まれている。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、半導体モジュールの表面において、容易に絶縁距離（沿面距離）を増大させることが可能な電力変換装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による電力変換装置は、複数の半導体素子を内部に収容するとともに、複数の接続端子が設けられる半導体モジュールと、半導体モジュールとは別個に設けられ、半導体モジュールの表面に対して直交するように、かつ、複数の接続端子同士の間に配置される板状の絶縁部材とを備え、複数の接続端子は、半導体モジュールの表面において、第１方向および第１方向に直交する第２方向に沿って配置されており、絶縁部材は、第２方向に隣り合う接続端子の間に配置され第１方向に延びる第１絶縁部材と、第１絶縁部材に交差するように設けられるとともに、第１方向に隣り合う接続端子の間に配置され第２方向に延びる第２絶縁部材とを含み、半導体モジュールの表面には、第１方向および第２方向に沿って貫通しない溝部が設けられており、絶縁部材は、溝部に配置されており、半導体モジュールは、第１方向に沿って配置されている第１半導体モジュールおよび第２半導体モジュールを含み、第１半導体モジュールの接続端子は、第１半導体モジュールに備えられる第２絶縁部材と、第２半導体モジュールに備えられる第２絶縁部材との間に位置する第１中間接続端子を含み、第２半導体モジュールの接続端子は、第１半導体モジュールに備えられる第２絶縁部材と、第２半導体モジュールに備えられる第２絶縁部材との間に位置する第２中間接続端子を含み、第１中間接続端子と第２中間接続端子とを接続するモジュール間接続導体をさらに備える。

【0008】

この発明の第１の局面による電力変換装置では、上記のように、絶縁部材は、半導体モジュールとは別個に設けられているとともに、第２方向に隣り合う接続端子の間に配置され第１方向に延びる第１絶縁部材と、第１絶縁部材に交差するように設けられるとともに、第１方向に隣り合う接続端子の間に配置され第２方向に延びる第２絶縁部材とを含み、半導体モジュールの表面には、第１方向および第２方向に沿って貫通しない溝部が設けられており、絶縁部材は、溝部に配置されている。これにより、第１方向に延びる第１絶縁部材と第２方向に延びる第２絶縁部材とが配置されるので、半導体モジュールの表面の形状を変更（加工）することなく、第１絶縁部材および第２絶縁部材によって接続端子の間の絶縁距離（沿面距離）を増大させることができる。その結果、半導体モジュールの表面において、容易に絶縁距離（沿面距離）を増大させることができる。
上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、溝部は、第１方向に沿った貫通しない溝である第１溝部と、第２方向に沿った貫通しない溝である第２溝部とを含み、第１溝部の幅は、第２溝部の幅より狭い。

【0009】

上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、第１絶縁部材は、第１方向に沿って配置されている第１半導体モジュールおよび第２半導体モジュールに跨るように配置されており、第２絶縁部材は、第１半導体モジュールおよび第２半導体モジュールの各々において、第１方向に隣り合う接続端子の間に配置されるように複数設けられている。このように構成すれば、第１絶縁部材が複数の半導体モジュールに対して共通に設けられているので、絶縁部材の構成を簡略化することができる。

【0010】

上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、第１絶縁部材には、第１切込み部が設けられ、第２絶縁部材には、第２切込み部が設けられ、第１絶縁部材の第１切込み部に対して、第２絶縁部材の第２切込み部が挿入されることにより、第１絶縁部材に対して第２絶縁部材が交差するように設けられている。このように構成すれば、第１絶縁部材の第１切込み部に第２絶縁部材の第２切込み部を挿入するだけで、容易に、絶縁部材を形成することができる。

【0011】

上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、第１絶縁部材には、孔部が設けられており、第２方向に隣り合う接続端子同士を、孔部を介して接続する接続導体をさらに備える。このように構成すれば、接続導体によって、絶縁部材を半導体モジュールに固定することができる。

【0012】

この場合、好ましくは、第２方向に隣り合う接続端子の各々と、接続導体との間に設けられるとともに、半導体モジュールの表面に直交するように設けられる導電性のスペーサ部材をさらに備える。このように構成すれば、導電性のスペーサ部材の上端と、スペーサ部材が設けられない接続端子との間の距離（空間距離）を大きくすることができるので、スペーサ部材の上端（接続導体）と、スペーサ部材が設けられない接続端子との絶縁を確保することができる。

【0013】

上記スペーサ部材を備える電力変換装置において、好ましくは、第１絶縁部材の孔部は、スペーサ部材の上端に対応する位置に設けられている。このように構成すれば、接続導体を、第１絶縁部材の孔部に、半導体モジュールの表面に沿った方向に挿入することにより、容易に、スペーサ部材と接続導体とを接続することができる。

【0014】

上記接続導体を備える電力変換装置において、好ましくは、接続導体は、接続端子に電気的に接続されるとともに、電気機器が実装された基板に接続される。このように構成すれば、接続導体を介して、接続端子と電気機器が実装された基板とを容易に電気的に接続することができる。

【0015】

上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、第１方向および第２方向から見て、絶縁部材の上端および側端は、それぞれ、接続端子の上端および側端よりも外側に配置されている。このように構成すれば、絶縁部材の大きさが比較的大きくなるので、接続端子同士の間の絶縁距離（沿面距離）をより増大させることができる。

【0016】

上記第１の局面による電力変換装置において、好ましくは、半導体モジュールの表面には、第１方向および第２方向に沿って溝部が設けられており、絶縁部材は、溝部に配置されている。このように構成すれば、溝部において、絶縁部材を安定した状態で配置することができる。
上記目的を達成するために、この発明の第２の局面による電力変換装置は、複数の半導体素子を内部に収容するとともに、複数の接続端子が設けられる半導体モジュールと、半導体モジュールとは別個に設けられ、半導体モジュールの表面に対して直交するように、かつ、複数の接続端子同士の間に配置される板状の絶縁部材とを備え、複数の接続端子は、半導体モジュールの表面において、第１方向および第１方向に直交する第２方向に沿って配置されており、絶縁部材は、第２方向に隣り合う接続端子の間に配置され第１方向に延びる第１絶縁部材と、第１絶縁部材に交差するように設けられるとともに、第１方向に隣り合う接続端子の間に配置され第２方向に延びる第２絶縁部材とを含み、第１方向から見て、第２絶縁部材の上方側の一対の角部には、配線を逃がすための切欠きが設けられている。
上記第２の局面による電力変換装置において、好ましくは、第１絶縁部材には、孔部が設けられており、第２方向に隣り合う接続端子同士を、孔部を介して接続する接続導体をさらに備え、第２絶縁部材の切欠き部は、第１方向から見て、接続導体よりも上方に設けられている。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、上記のように、半導体モジュールの表面において、容易に絶縁距離（沿面距離）を増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施形態による電力変換装置の回路図である。

【図2】本実施形態による電力変換装置の斜視図である。

【図3】半導体モジュールが、冷却部の表面に配置されている状態を示す図である。

【図4】半導体モジュール（絶縁部材が配置される前の状態）を示す図である。

【図5】半導体モジュール（絶縁部材が配置された後の状態）を示す図である。

【図6】基板が取り付けられた状態の半導体モジュールの上面図である。

【図7】絶縁部材の分解斜視図である。

【図8】Ｙ方向から見た半導体モジュールの側面図である。

【図9】Ｘ方向から見た半導体モジュールの側面図である。

【図10】半導体モジュールの上面図である。

【図11】半導体モジュール（接続導体が取り付けられる前の状態）を示す図である。

【図12】半導体モジュール（第２接続導体が取り付けられた状態）を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0020】

図１～図１２を参照して、本実施形態による電力変換装置１００の構成について説明する。なお、以下の説明において、「上方」とは、半導体モジュール１０が水平面（冷却部４の表面）に配置された状態における「上方（Ｚ１方向）」を意味する。また、「下方」とは、半導体モジュール１０が水平面（冷却部４の表面）に配置された状態における「下方（Ｚ２方向）」を意味する。

【0021】

まず、図１を参照して、電力変換装置１００の回路構成について説明する。

【0022】

電力変換装置１００は、１次側の交流電圧を、直流電圧に変換するように構成されている。具体的には、電力変換装置１００は、ブリッジ整流による全波整流方式の変換回路により構成されている。すなわち、電力変換装置１００は、トランス１に接続された２次側の整流部を構成している。なお、図１では、３並列分の整流部のうちの一部を示している。

【0023】

電力変換装置１００は、半導体モジュール１０を備えている。半導体モジュール１０は、複数の整流ダイオード１１を内部に収容する。具体的には、半導体モジュール１０は、１並列に対して２つ設けられている。そして、２つの半導体モジュール１０ａおよび１０ｂは、各々、整流ダイオード１１を２つずつ収容する。なお、半導体モジュール１０ａおよび１０ｂの構成は、互いに同様である。そして、４つの整流ダイオード１１ａ～１１ｄによって、ブリッジ回路が構成されている。すなわち、整流ダイオード１１ａのアノードと、整流ダイオード１１ｃのカソードとが接続されている。また、整流ダイオード１１ｂのアノードと、整流ダイオード１１ｄのカソードとが接続されている。また、整流ダイオード１１ａと整流ダイオード１１ｂとのカソード同士が接続されている。また、整流ダイオード１１ｃと整流ダイオード１１ｄとのアノード同士が接続されている。なお、整流ダイオード１１および１１ａ～１１ｄは、特許請求の範囲の「半導体素子」の一例である。

【0024】

また、整流ダイオード１１ａおよび整流ダイオード１１ｂのカソードと、整流ダイオード１１ｃおよび整流ダイオード１１ｄのアノードとの間には、コンデンサ２が設けられている。また、整流ダイオード１１ａおよび整流ダイオード１１ｂのカソードには、リアクトル３が接続されている。なお、コンデンサ２は、特許請求の範囲の「電気機器」の一例である。

【0025】

また、図２および図３に示すように、半導体モジュール１０には、複数（本実施形態では４個）の接続端子１２が設けられている。具体的には、４個の接続端子１２は、半導体モジュール１０の表面Ｓにおいて、Ｘ方向およびＸ方向に直交するＹ方向に沿って配置されている。また、４個の接続端子１２は、マトリクス状に配置されている。なお、Ｘ方向およびＹ方向は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１方向」および「第２方向」の一例である。

【0026】

図２および図３に示すように、複数の半導体モジュール１０は、冷却部４の表面上に配置されている。冷却部４は、板形状の冷却本体部４ａと、冷却本体部４ａから延びる冷却フィン４ｂとを含む。１並列分の２つの半導体モジュール１０ａおよび１０ｂは、Ｘ方向に沿って、隣り合うように、かつ、互いに離間した状態で配置されている。また、３並列分の半導体モジュール１０ａおよび１０ｂは、Ｙ方向に隣り合うように、かつ、互いに離間した状態で配置されている。

【0027】

また、図１に示すように、半導体モジュール１０ａに収容される整流ダイオード１１ａのカソード、および、整流ダイオード１１ｂのカソードは、それぞれ、接続端子１２ａおよび接続端子１２ｂに対応する。また、半導体モジュール１０ａに収容される整流ダイオード１１ａのアノード、および、整流ダイオード１１ｂのアノードは、それぞれ、接続端子１２ｃおよび接続端子１２ｄに対応する。

【0028】

また、半導体モジュール１０ｂに収容される整流ダイオード１１ｃのカソード、および、整流ダイオード１１ｄのカソードは、それぞれ、接続端子１２ａおよび接続端子１２ｂに対応する。また、半導体モジュール１０ｂに収容される整流ダイオード１１ｄのアノード、および、整流ダイオード１１ｂのアノードは、それぞれ、接続端子１２ｃおよび接続端子１２ｄに対応する。

【0029】

ここで、本実施形態では、図４～図６に示すように、電力変換装置１００は、半導体モジュール１０とは別個に設けられる、板状の絶縁部材２０を備えている。絶縁部材２０は、半導体モジュール１０とは別個に設けられ、半導体モジュール１０の表面Ｓに対して直交するように、かつ、複数の接続端子１２同士の間に配置されている。絶縁部材２０は、たとえば、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ＡＢＣ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｓｔｙｒｅｎｅ）、ＰＢＴ（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）などにより構成されている。

【0030】

具体的には、本実施形態では、絶縁部材２０は、Ｙ方向に隣り合う接続端子１２の間に配置されＸ方向に延びる第１絶縁部材２１と、第１絶縁部材２１に交差（本実施形態では、直交）するように設けられるとともに、Ｘ方向に隣り合う接続端子１２の間に配置されＹ方向に延びる第２絶縁部材２２とを含む。図７に示すように、第１絶縁部材２１は、略長方形形状を有する。また、第２絶縁部材２２は、上方側（Ｚ１方向側）の一対の角部に切欠き２２ａが設けられている。この切欠き２２ａは、図示しない配線を逃がすために設けられている。

【0031】

また、本実施形態では、図４～図６に示すように、第１絶縁部材２１は、Ｘ方向に沿って配置されている複数（本実施形態では、２つ）の半導体モジュール１０に跨るように配置されている。また、第２絶縁部材２２は、複数（本実施形態では、２つ）の半導体モジュール１０の各々において、Ｘ方向に隣り合う接続端子１２の間に配置されるように複数設けられている。つまり、Ｘ方向に沿って配置されている２つの半導体モジュール１０に対して、第１絶縁部材２１は、共通に１つ設けられている。また、Ｘ方向に沿って配置されている２つの半導体モジュール１０に対して、第２絶縁部材２２は、１つずつ（合計２つ）設けられている。

【0032】

また、本実施形態では、Ｙ方向（図８参照）から見て、絶縁部材２０の上端（第１絶縁部材２１の上端２１ａおよび第２絶縁部材２２の上端２２ｂ）および側端（第１絶縁部材２１の側端２１ｂ）は、それぞれ、接続端子１２の上端１２ｅおよび側端１２ｆよりも外側に配置されている。また、Ｘ方向（図９参照）から見て、絶縁部材２０の上端（第１絶縁部材２１の上端２１ａおよび第２絶縁部材２２の上端２２ｂ）および側端（第２絶縁部材２２の側端２２ｃ）は、それぞれ、接続端子１２の上端１２ｅおよび側端１２ｆよりも外側に配置されている。具体的には、第１絶縁部材２１の上端２１ａおよび第２絶縁部材２２の上端２２ｂは、接続端子１２の上端１２ｅよりも上方に突出している。また、第１絶縁部材２１のＸ方向の側端２１ｂは、接続端子１２のＸ方向の側端１２ｆよりも外側に突出している。また、第２絶縁部材２２のＹ方向の側端２２ｃは、接続端子１２のＹ方向の側端１２ｆよりも外側に突出している。

【0033】

また、本実施形態では、図１０に示すように、半導体モジュール１０の表面Ｓには、Ｘ方向およびＹ方向に沿って、それぞれ、溝部１０ｆおよび１０ｇが設けられており、絶縁部材２０は、溝部１０ｆおよび１０ｇに配置されている。具体的には、半導体モジュール１０の表面Ｓには、Ｙ方向に隣り合う接続端子１２の間に、Ｘ方向に沿うように溝部１０ｆが設けられている。また、半導体モジュール１０の表面Ｓには、Ｘ方向に隣り合う接続端子１２の間に、Ｙ方向に沿うように溝部１０ｇが設けられている。そして、第１絶縁部材２１は、溝部１０ｆに配置されている。また、第２絶縁部材２２は、溝部１０ｇに配置されている。

【0034】

また、本実施形態では、図７に示すように、第１絶縁部材２１には、第１切込み部２１ｃが設けられ、第２絶縁部材２２には、第２切込み部２２ｄが設けられている。第１切込み部２１ｃは、第１絶縁部材２１において、半導体モジュール１０の表面Ｓに垂直な方向（Ｚ方向）に沿って、かつ、下側（半導体モジュール１０側）に開口するように設けられている。また、第１切込み部２１ｃは、第１絶縁部材２１のＸ１方向側とＸ２方向側との両方に１つずつ設けられている。また、第２切込み部２２ｄは、第２絶縁部材２２において、半導体モジュール１０の表面Ｓに垂直な方向に沿って、かつ、上方（半導体モジュール１０と反対側）に開口するように設けられている。また、第２切込み部２２ｄは、２つの第２絶縁部材２２の各々に設けられている。そして、第１絶縁部材２１の第１切込み部２１ｃに対して、第２絶縁部材２２の第２切込み部２２ｄが挿入されることにより、第１絶縁部材２１に対して第２絶縁部材２２が交差するように設けられている。また、第１絶縁部材２１の第１切込み部２１ｃに対して、第２絶縁部材２２の第２切込み部２２ｄが挿入された状態で、第１絶縁部材２１の上端２１ａと、第２絶縁部材２２の上端２２ｂとの高さ位置は、略等しい。

【0035】

また、本実施形態では、第１絶縁部材２１には、孔部２１ｄが設けられている。そして、Ｙ方向に隣り合う接続端子１２同士を、孔部２１ｄを介して接続する接続導体３０（図５および図１１参照）が設けられている。具体的には、孔部２１ｄは、略長方形形状を有する。また、接続導体３０は、断面が略長方形形状の銅バーなどにより構成されている。また、接続導体３０により接続される接続端子１２は、半導体モジュール１０ａの、接続端子１２ａ（整流ダイオード１１ａのカソード）と、接続端子１２ｂ（整流ダイオード１１ｂのカソード）である。また、接続導体３０により接続される接続端子１２は、半導体モジュール１０ｂの、接続端子１２ｃ（整流ダイオード１１ｃのアノード）と、接続端子１２ｄ（整流ダイオード１１ｄのアノード）である。

【0036】

また、本実施形態では、図１２に示すように、Ｙ方向に隣り合う接続端子１２の各々と、接続導体３０との間には、半導体モジュール１０の表面Ｓに直交するように設けられる導電性のスペーサ部材３１が配置されている。なお、スペーサ部材３１は、半導体モジュール１０ａの接続端子１２ａおよび１２ｂと、半導体モジュール１０ｂの接続端子１２ｃおよび１２ｄとに設けられている。そして、図５に示すように、接続端子１２ａおよび接続端子１２ｂ（接続端子１２ｃおよび接続端子１２ｄ）は、スペーサ部材３１を介して、接続導体３０により電気的に接続されている。なお、接続導体３０とスペーサ部材３１とは、ネジ３２により固定されている。

【0037】

また、本実施形態では、図１１に示すように、第１絶縁部材２１の孔部２１ｄは、スペーサ部材３１の上端３１ａに対応する位置に設けられている。すなわち、第１絶縁部材２１の孔部２１ｄは、スペーサ部材３１の上端３１ａのＸ方向における位置と、スペーサ部材３１の上端３１ａの高さ位置（Ｚ方向における位置）と、に対応している。

【0038】

また、本実施形態では、図６に示すように、接続導体３０は、接続端子１２に電気的に接続（スペーサ部材３１を介して接続）されるとともに、コンデンサ２が実装された基板５に接続される。すなわち、スペーサ部材３１と、接続導体３０と、基板５とが、共に、ネジ３２によって固定される。

【0039】

また、図５に示すように、Ｘ方向に隣り合う半導体モジュール１０ａの接続端子１２ｃおよび半導体モジュール１０ｂの接続端子１２ａ同士を接続する第１接続導体４１が設けられている。第１接続導体４１は、トランス１（図１参照）の２次側のコイルの一方端に接続されている。

【0040】

また、第１接続導体４１は、半導体モジュール１０の表面Ｓに沿うように設けられ、半導体モジュール１０ａの接続端子１２ｃと半導体モジュール１０ｂの接続端子１２ａとに接続される端子接続部分４１ａを含む。また、第１接続導体４１は、端子接続部分４１ａの第１絶縁部材２１側（Ｙ１方向側）から半導体モジュール１０の表面Ｓに直交するように接続される本体部分４１ｂを含む。また、第１接続導体４１は、本体部分４１ｂの上端においてＹ１方向に延びるように設けられる接続部分４１ｃをさらに含む。

【0041】

また、図１２に示すように、半導体モジュール１０ａの接続端子１２ｄおよび半導体モジュール１０ｂの接続端子１２ｂ同士を接続する第２接続導体４２が設けられている。第２接続導体４２は、トランス１（図１参照）の２次側のコイルの他方端に接続されている。

【0042】

また、第２接続導体４２は、半導体モジュール１０の表面Ｓに沿うように設けられ、半導体モジュール１０ａの接続端子１２ｄと半導体モジュール１０ｂの接続端子１２ｂに接続される端子接続部分４２ａを含む。また、第２接続導体４２は、端子接続部分４２ａの第１絶縁部材２１とは反対側（Ｙ１方向側）から半導体モジュール１０の表面Ｓに直交するように接続される本体部分４２ｂを含む。また、第２接続導体４２は、本体部分４２ｂの上端においてＹ１方向に延びるように設けられる接続部分４２ｃをさらに含む。

【0043】

また、図５に示すように、第１接続導体４１の接続部分４１ｃは、第１絶縁部材２１の上端２１ａを超えて、第２接続導体４２側に延びるように設けられている。また、接続部分４１ｃと接続部分４２ｃとは、Ｘ方向において、互いに離間した状態で配置されている。

【0044】

次に、絶縁部材２０の組み立て（取り付け）方法について説明する。

【0045】

まず、図４に示すように、第１絶縁部材２１の第１切込み部２１ｃに対して、第２絶縁部材２２の第２切込み部２２ｄが挿入されることにより、第１絶縁部材２１に対して第２絶縁部材２２が交差するように取り付けられる。これにより、絶縁部材２０が構成される。

【0046】

次に、図１１に示すように、絶縁部材２０が、半導体モジュール１０の表面Ｓに設けられる溝部１０ｆおよび１０ｇに配置される。

【0047】

そして、接続導体３０が絶縁部材２０の孔部２１ｄに挿入される。そして、絶縁部材２０の孔部２１ｄを介して、接続導体３０により、スペーサ部材３１同士が接続される。また、接続導体３０とスペーサ部材３１とは、ネジ３２により固定される。これにより、絶縁部材２０が半導体モジュール１０に対して固定（図５参照）される。

【0048】

［本実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0049】

本実施形態では、上記のように、絶縁部材２０は、半導体モジュール１０とは別個に設けられているとともに、Ｙ方向に隣り合う接続端子１２の間に配置されＸ方向に延びる第１絶縁部材２１と、第１絶縁部材２１に交差するように設けられるとともに、Ｘ方向に隣り合う接続端子１２の間に配置されＹ方向に延びる第２絶縁部材２２とを含む。これにより、Ｘ方向に延びる第１絶縁部材２１とＹ方向に延びる第２絶縁部材２２とが配置されるので、半導体モジュール１０の表面Ｓの形状を変更（加工）することなく、第１絶縁部材２１および第２絶縁部材２２によって接続端子１２の間の絶縁距離（沿面距離）を増大させることができる。その結果、半導体モジュール１０の表面Ｓにおいて、容易に絶縁距離（沿面距離）を増大させることができる。

【0050】

また、本実施形態では、上記のように、第１絶縁部材２１は、Ｘ方向に沿って配置されている複数の半導体モジュール１０に跨るように配置されている。これにより、第１絶縁部材２１が複数の半導体モジュール１０に対して共通に設けられているので、絶縁部材２０の構成を簡略化することができる。

【0051】

また、本実施形態では、上記のように、第１絶縁部材２１の第１切込み部２１ｃに対して、第２絶縁部材２２の第２切込み部２２ｄが挿入されることにより、第１絶縁部材２１に対して第２絶縁部材２２が交差するように設けられている。これにより、第１絶縁部材２１の第１切込み部２１ｃに第２絶縁部材２２の第２切込み部２２ｄを挿入するだけで、容易に、絶縁部材２０を形成することができる。

【0052】

また、本実施形態では、上記のように、Ｙ方向に隣り合う接続端子１２同士を、第１絶縁部材２１の孔部２１ｄを介して接続する接続導体３０が設けられている。これにより、接続導体３０によって、絶縁部材２０を半導体モジュール１０に固定することができる。

【0053】

また、本実施形態では、上記のように、Ｙ方向に隣り合う接続端子１２の各々と、接続導体３０との間に設けられるとともに、半導体モジュール１０の表面Ｓに直交するように設けられる導電性のスペーサ部材３１を設ける。これにより、導電性のスペーサ部材３１の上端３１ａと、スペーサ部材３１が設けられない接続端子１２との間の距離（空間距離）を大きくすることができるので、スペーサ部材３１の上端３１ａ（接続導体３０）と、スペーサ部材３１が設けられない接続端子１２との絶縁を確保することができる。

【0054】

また、本実施形態では、上記のように、第１絶縁部材２１の孔部２１ｄは、スペーサ部材３１の上端３１ａに対応する位置に設けられている。これにより、接続導体３０を、第１絶縁部材２１の孔部２１ｄに、半導体モジュール１０の表面Ｓに沿った方向に挿入することにより、容易に、スペーサ部材３１と接続導体３０とを接続することができる。

【0055】

また、本実施形態では、上記のように、接続導体３０は、接続端子１２に電気的に接続されるとともに、コンデンサ２が実装された基板５に接続される。これにより、接続導体３０を介して、接続端子１２とコンデンサ２が実装された基板５とを容易に電気的に接続することができる。

【0056】

また、本実施形態では、上記のように、Ｘ方向およびＹ方向から見て、絶縁部材２０の上端（第１絶縁部材２１の上端２１ａおよび第２絶縁部材２２の上端２２ｂ）および側端（第１絶縁部材２１の側端２１ｂおよび第２絶縁部材２２の側端２２ｃ）は、それぞれ、接続端子１２の上端１２ｅおよび側端１２ｆよりも外側に配置されている。これにより、絶縁部材２０の大きさが比較的大きくなるので、接続端子１２同士の間の絶縁距離（沿面距離）をより増大させることができる。

【0057】

また、本実施形態では、上記のように、絶縁部材２０は、溝部１０ｆおよび１０ｇに配置されている。これにより、溝部１０ｆおよび１０ｇにおいて、絶縁部材２０を安定した状態で配置することができる。

【0058】

[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0059】

上記実施形態では、半導体モジュールの内部に整流ダイオードが収納される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、半導体モジュールの内部に整流ダイオード以外の半導体素子（スイッチング素子など）が収納されていてもよい。

【0060】

また、上記実施形態では、半導体モジュールの表面に、４つの接続端子が設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接続端子の数は、４つに限られない。

【0061】

また、上記実施形態では、第１絶縁部材が、Ｘ方向に沿って２つ配置された半導体モジュールに跨るように配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、Ｘ方向に沿って２つ配置された半導体モジュールの各々に（個別に）、第１絶縁部材が配置されていてもよい。

【0062】

また、上記実施形態では、第１絶縁部材の第１切込み部に対して、第２絶縁部材の第２切込み部が挿入されることにより、第１絶縁部材に対して第２絶縁部材が固定されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、第１絶縁部材に対して第２絶縁部材が接着剤などにより固定されていてもよい。

【0063】

また、上記実施形態では、接続端子と接続導体との間に導電性のスペーサ部材が設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、接続端子同士の絶縁距離が十分に確保されるのであれば、スペーサ部材を設けなくてもよい。

【0064】

また、上記実施形態では、基板にコンデンサが実装されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基板にコンデンサ以外の電気機器が実装されていてもよい。

【符号の説明】

【0065】

２ コンデンサ（電気機器）
５ 基板
１０、１０ａ、１０ｂ 半導体モジュール
１０ｇ、１０ｆ 溝部
１１、１１ａ～１１ｄ 整流ダイオード（半導体素子）
１２、１２ａ～１２ｄ 接続端子
１２ｅ 上端
１２ｆ 側端
２０ 絶縁部材
２１ 第１絶縁部材
２１ａ 上端
２１ｂ 側端
２１ｃ 第１切込み部
２１ｄ 孔部
２２ 第２絶縁部材
２２ｂ 上端
２２ｃ 側端
２２ｄ 第２切込み部
３０ 接続導体
３１ スペーサ部材
３１ａ 上端
１００ 電力変換装置
Ｓ 表面
Ｘ方向（第１方向）
Ｙ方向（第２方向）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】