7632011 パワーカード

(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】2025-02-10

(45)【発行日】2025-02-19

(54)【発明の名称】パワーカード

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/07 20060101AFI20250212BHJP

   H01L 25/18 20230101ALI20250212BHJP

   H01L 23/473 20060101ALI20250212BHJP

【ＦＩ】

H01L25/04 C

H01L23/46 Z

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021066704

(22)【出願日】2021-04-09

(65)【公開番号】P2022161696

(43)【公開日】2022-10-21

【審査請求日】2023-04-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】橋本 雄太

(72)【発明者】

【氏名】佐野 友久

(72)【発明者】

【氏名】大前 翔一朗

(72)【発明者】

【氏名】川島 崇功

【審査官】豊島 洋介

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１８８３６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１８５８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０９６００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８６４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２５１０７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９５９６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ２３／２９

Ｈ０１Ｌ２３／３４ －２３／３６

Ｈ０１Ｌ２３／３７３－２３／４２７

Ｈ０１Ｌ２３／４４

Ｈ０１Ｌ２３／４６７－２３／４７３

Ｈ０１Ｌ２５／００ －２５／０７

Ｈ０１Ｌ２５／１０ －２５／１１

Ｈ０１Ｌ２５／１６ －２５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

横方向に延長する内部空間に冷媒の流動する冷却部（７３０）に、前記横方向に直交する高さ方向で並ぶ態様で設けられるパワーカードであって、
第１電極（１４１ａ）、第２電極（１４１ｂ）、および、前記第１電極と前記第２電極との間の通電状態を制御するための第１制御電極（１４１ｃ）を有する、２つの第１スイッチ（１４１）と、
第３電極（１５１ａ）、第４電極（１５１ｂ）、および、前記第３電極と前記第４電極との間の通電状態を制御するための第２制御電極（１５１ｃ）を有する、２つの第２スイッチ（１５１）と、
２つの前記第１電極と接続される第１導電部（４７１）と、２つの前記第３電極と接続される第３導電部（４７２）と、が第１内面（４３０ｅ）に搭載される第１絶縁板（４３０）と、
２つの前記第２電極と接続される第２導電部（３１０，４４１）と２つの前記第４電極と接続される第４導電部（３２０，４４２）それぞれの一部が第２内面（４６０ｅ）に搭載される第２絶縁板（４６０）と、
前記第２導電部と前記第３導電部とを接続する、１つの中継導電部（３３０）と、
２つの前記第１スイッチ、２つの前記第２スイッチ、前記第１導電部、前記第２導電部、前記第３導電部、前記第４導電部、および、前記中継導電部を被覆する樹脂部（６００）と、
２つの前記第１スイッチと２つの前記第２スイッチそれぞれと電気的に接続され、一部が前記樹脂部から露出される複数の外部接続端子（５００）と、を有し、
２つの前記第１スイッチは前記第１導電部と前記第２導電部とによって電気的に並列接続され、
２つの前記第２スイッチは前記第３導電部と前記第４導電部とによって電気的に並列接続され、
並列接続された２つの前記第１スイッチと、並列接続された２つの前記第２スイッチとが、１つの前記中継導電部によって電気的に直列接続され、
前記横方向で２つの前記第１スイッチが並び、
前記横方向で２つの前記第２スイッチが並び、
前記横方向と前記高さ方向それぞれに直交する縦方向で２つの前記第１スイッチと２つの前記第２スイッチとが並び、
１つの前記中継導電部は前記縦方向において２つの前記第１スイッチと２つの前記第２スイッチとの間に位置し、
１つの前記中継導電部は前記縦方向よりも前記横方向に延長し、
１つの前記中継導電部の全ての前記横方向の位置が、２つの前記第１スイッチの幾何学的中心の前記横方向の位置の間にあり、
１つの前記中継導電部の前記縦方向への投影領域が、２つの前記第１スイッチと前記第２導電部、および、２つの前記第２スイッチと前記第４導電部それぞれに位置しているパワーカード。

【請求項2】

前記樹脂部は、前記縦方向で離間する上面（６００ｃ）と下面（６００ｄ）を有し、
前記第１スイッチは、前記縦方向において前記上面側に位置し、
前記第２スイッチは、前記縦方向において前記下面側に位置し、
複数の前記外部接続端子の先端が前記上面と前記下面それぞれから突出している請求項１に記載のパワーカード。

【請求項3】

複数の前記外部接続端子には、前記第１電極と電気的に接続される正極端子（５１０）と、前記第４電極と電気的に接続される負極端子（５２０）と、前記第２電極および前記第３電極それぞれと電気的に接続される中点端子（５３０）と、前記第１制御電極と電気的に接続される第１制御端子（５４１）と、前記第２制御電極と電気的に接続される第２制御端子（５４２）と、が含まれ、
前記正極端子、前記負極端子、および、前記第１制御端子それぞれの先端が前記上面から突出し、
前記中点端子、および、前記第２制御端子それぞれの先端が前記下面から突出している請求項２に記載のパワーカード。

【請求項4】

前記正極端子と前記負極端子のうちの少なくとも一方の先端が複数に分岐し、
前記正極端子と前記負極端子のうちの少なくとも一方の分岐した複数の先端は、前記横方向に直交する基準面によって分けられる第１分配空間側と第２分配空間側に分配配置され、
前記第１制御端子は、前記横方向において、前記第１分配空間側に設けられた前記正極端子および前記負極端子のうちの少なくとも一方の先端と、前記第２分配空間側に設けられた前記正極端子および前記負極端子のうちの少なくとも一方の先端との間に位置している請求項３に記載のパワーカード。

【請求項5】

前記正極端子と前記負極端子それぞれの先端が複数に分岐し、
前記正極端子の分岐した複数の先端は、前記第１分配空間側と前記第２分配空間側に分配配置され、
前記負極端子の分岐した複数の先端は、前記第１分配空間側と前記第２分配空間側に分配配置されている請求項４に記載のパワーカード。

【請求項6】

複数の前記正極端子の先端と複数の前記負極端子の先端のうちの少なくとも一方は、前記第１分配空間側と前記第２分配空間側に均等に分配配置されている請求項５に記載のパワーカード。

【請求項7】

前記正極端子と前記負極端子のうちの一方に含まれる複数の先端の全ては、前記横方向において、前記第１分配空間側に分配配置された前記正極端子と前記負極端子のうちの他方の先端と、前記第２分配空間側に分配配置された前記正極端子と前記負極端子のうちの他方の先端との間に位置している請求項５または請求項６に記載のパワーカード。

【請求項8】

前記中点端子の先端が複数に分岐し、
前記第２制御端子は、前記横方向において、複数の前記中点端子の先端の間に位置している請求項３～７のいずれか１項に記載のパワーカード。

【請求項9】

複数の前記中点端子の先端は、前記横方向において、前記第２制御端子を介して等分配されている請求項８に記載のパワーカード。

【請求項10】

前記第１スイッチと前記第２スイッチの物理量を検出するセンサ（１６０）を有し、
前記センサのセンサ端子（５５０）の先端が前記下面から突出し、前記横方向において、複数の前記中点端子の先端の間に位置している請求項８または請求項９に記載のパワーカード。

【請求項11】

前記第１スイッチを含み、第１主面（２００ｂ）に前記第１電極が形成され、前記第１主面の裏側の第２主面（２００ａ）に前記第２電極が形成された第１半導体チップ（２１０）と、
前記第２スイッチを含み、第３主面（２００ｂ）に前記第３電極が形成され、前記第３主面の裏側の第４主面（２００ａ）に前記第４電極が形成された第２半導体チップ（２２０）と、を有する請求項１～１０のいずれか１項に記載のパワーカード。

【請求項12】

前記第４導電部の前記高さ方向への投影領域に前記第１導電部の一部が位置している請求項１１に記載のパワーカード。

【請求項13】

前記第１絶縁板の前記第１内面の裏側の第１外面（４３０ｆ）に搭載され、前記高さ方向で前記第１導電部および前記第３導電部それぞれと並ぶ第１放熱部（４５０）と、
前記第２絶縁板の前記第２内面の裏側の第２外面（４６０ｆ）に搭載され、前記高さ方向で前記第２導電部および前記第４導電部それぞれと並ぶ第２放熱部（４８０）と、を有する請求項１１または請求項１２に記載のパワーカード。

【請求項14】

複数の前記外部接続端子の一部が前記第１絶縁板と前記第２絶縁板との間に位置している請求項１３に記載のパワーカード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に記載の開示は、冷却器に設けられるパワーカードに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に示されるように、２つのＩＧＢＴと、これらを被覆する封止樹脂体と、を有する半導体モジュールが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－６７８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に示される構成では、２つのＩＧＢＴ（スイッチ）で温度差が生じる虞がある。

【0005】

本開示の目的は、複数のスイッチで温度差が生じることの抑制されたパワーカードを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によるパワーカードは、 横方向に延長する内部空間に冷媒の流動する冷却部（７３０）に、横方向に直交する高さ方向で並ぶ態様で設けられるパワーカードであって、
第１電極（１４１ａ）、第２電極（１４１ｂ）、および、第１電極と第２電極との間の通電状態を制御するための第１制御電極（１４１ｃ）を有する、２つの第１スイッチ（１４１）と、
第３電極（１５１ａ）、第４電極（１５１ｂ）、および、第３電極と第４電極との間の通電状態を制御するための第２制御電極（１５１ｃ）を有する、２つの第２スイッチ（１５１）と、
２つの第１電極と接続される第１導電部（４７１）と、２つの第３電極と接続される第３導電部（４７２）と、が第１内面（４３０ｅ）に搭載される第１絶縁板（４３０）と、
２つの第２電極と接続される第２導電部（３１０，４４１）と、２つの第４電極と接続される第４導電部（３２０，４４２）それぞれの一部が第２内面（４６０ｅ）に搭載される第２絶縁板（４６０）と、
第２導電部と第３導電部とを接続する、１つの中継導電部（３３０）と、
２つの第１スイッチ、２つの第２スイッチ、第１導電部、第２導電部、第３導電部、第４導電部、および、中継導電部を被覆する樹脂部（６００）と、
２つの第１スイッチと２つの第２スイッチそれぞれと電気的に接続され、一部が樹脂部から露出される複数の外部接続端子（５００）と、を有し、
２つの第１スイッチは第１導電部と第２導電部とによって電気的に並列接続され、
２つの第２スイッチは第３導電部と第４導電部とによって電気的に並列接続され、
並列接続された２つの第１スイッチと、並列接続された２つの第２スイッチとが、１つの中継導電部によって電気的に直列接続され、
横方向で２つの第１スイッチが並び、
横方向で２つの第２スイッチが並び、
横方向と高さ方向それぞれに直交する縦方向で２つの第１スイッチと２つの第２スイッチとが並び、
１つの中継導電部は縦方向において２つの第１スイッチと２つの第２スイッチとの間に位置し、
１つの中継導電部は縦方向よりも横方向に延長し、
１つの中継導電部の全ての横方向の位置が、２つの第１スイッチの幾何学的中心の横方向の位置の間にあり、
１つの中継導電部の縦方向への投影領域が、２つの第１スイッチと第２導電部、および、２つの第２スイッチと第４導電部それぞれに位置している。

【0007】

これによれば、１つの樹脂部（６００）に被覆された第１スイッチ（１４１）と第２スイッチ（１５１）それぞれと冷媒との熱交換効率に差の生じることが抑制される。第１スイッチ（１４１）と第２スイッチ（１５１）で温度差の生じることが抑制される。

【0008】

なお、上記の括弧内の参照番号は、後述の実施形態に記載の構成との対応関係を示すものに過ぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】車載システムを示す回路図である。

【図2】パワーカードの分解斜視図である。

【図3】パワーカードの斜視図である。

【図4】パワーカードの側面図である。

【図5】パワーカードの平面図である。

【図6】図５に示すＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図である。

【図7】図５に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う断面図である。

【図8】第１導電プレートの内面図である。

【図9】第２導電プレートの内面図である。

【図10】第２導電プレートに半導体チップとはんだの設けられた状態を示す平面図である。

【図11】第２導電プレートにターミナルブロックと接続端子の設けられた状態を示す平面図である。

【図12】第２導電プレートに第１導電プレートの設けられた状態を示す平面図である。

【図13】通電経路を説明するための断面図である。

【図14】通電経路を説明するための断面図である。

【図15】通電経路を説明するための平面図である。

【図16】通電経路を説明するための斜視図である。

【図17】パワーモジュールを示す斜視図である。

【図18】パワーモジュールの平面図である。

【図19】パワーモジュールの側面図である。

【図20】３つの半導体モジュールに相バスバ、Ｐバスバ、Ｎバスバの接続された状態を示す斜視図である。

【図21】３つの半導体モジュールに相バスバ、Ｐバスバ、Ｎバスバの接続された状態を示す上面図である。

【図22】半導体モジュールに相バスバ、Ｐバスバ、Ｎバスバの接続された状態を示す側面図である。

【図23】半導体モジュールに相バスバ、Ｐバスバ、Ｎバスバの接続された状態を示す側面図である。

【図24】第１導電プレートの変形例を示す外面図である。

【図25】第２導電プレートの変形例を示す外面図である。

【図26】パワーカードの変形例を示す断面図である。

【図27】パワーカードの変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。

【0011】

各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせが可能である。また、特に組み合わせに支障が生じなければ、組み合わせが可能であることを明示していなくても、実施形態同士、実施形態と変形例、および、変形例同士を部分的に組み合せることも可能である。

【0012】

（第１実施形態）
＜車載システム＞
先ず、図１に基づいて車載システム１０を説明する。この車載システム１０は電気自動車用のシステムを構成している。車載システム１０は、バッテリ２０、電力変換ユニット３０、および、モータ４０を有する。

【0013】

また車載システム１０は図示しない複数のＥＣＵを有する。これら複数のＥＣＵはバス配線を介して相互に信号を送受信している。複数のＥＣＵは協調して電気自動車を制御している。複数のＥＣＵの制御により、バッテリ２０のＳＯＣに応じたモータ４０の力行と回生が制御される。ＳＯＣはstate of chargeの略である。ＥＣＵはelectronic control unitの略である。

【0014】

バッテリ２０は複数の二次電池を有する。これら複数の二次電池は直列接続された電池スタックを構成している。この電池スタックのＳＯＣがバッテリ２０のＳＯＣに相当する。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。

【0015】

電力変換ユニット３０の備える電力変換装置５０はバッテリ２０とモータ４０との間の電力変換を行う。電力変換装置５０はバッテリ２０の直流電力を交流電力に変換する。電力変換装置５０はモータ４０の発電（回生）によって生成された交流電力を直流電力に変換する。

【0016】

モータ４０は図示しない電気自動車の車軸に連結されている。モータ４０の回転エネルギーは車軸を介して電気自動車の走行輪に伝達される。逆に、走行輪の回転エネルギーは車軸を介してモータ４０に伝達される。図面においてモータ４０をＭＧと表記している。

【0017】

モータ４０は電力変換装置５０から供給される交流電力によって力行する。これにより推進力が走行輪に付与される。また、モータ４０は走行輪から伝達される回転エネルギーによって回生する。この回生で発生した交流電力が電力変換装置５０で直流電力に変換される。この直流電力がバッテリ２０に供給される。この直流電力は電気自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。

【0018】

＜電力変換装置＞
次に電力変換装置５０を説明する。電力変換装置５０はインバータを含んでいる。インバータはバッテリ２０の直流電力を交流電力に変換する。この交流電力がモータ４０に供給される。またインバータはモータ４０で生成された交流電力を直流電力に変換する。この直流電力がバッテリ２０と各種電気負荷に供給される。

【0019】

図１に示すように電力変換装置５０にはＰバスバ１０１とＮバスバ１０２が含まれている。これらＰバスバ１０１とＮバスバ１０２にバッテリ２０が接続される。Ｐバスバ１０１はバッテリ２０の正極に接続される。Ｎバスバ１０２はバッテリ２０の負極に接続される。

【0020】

また、電力変換装置５０にはＵ相バスバ１０３、Ｖ相バスバ１０４、および、Ｗ相バスバ１０５が含まれている。これら３つの相バスバにモータ４０が接続される。図１ではこれら各種バスバなどの導電部材の接続箇所を白丸で示している。これら接続箇所は例えばボルトや溶接などによって電気的に接続されている。

【0021】

電力変換装置５０は平滑コンデンサ１１０、パワーカード１２０、および、制御基板１３０を有する。

【0022】

平滑コンデンサ１１０は２つの電極を有する。これら２つの電極のうちの一方にＰバスバ１０１が接続されている。２つの電極のうちの他方にＮバスバ１０２が接続されている。

【0023】

パワーカード１２０としてＵ相半導体モジュール１２１～Ｗ相半導体モジュール１２３がある。Ｕ相半導体モジュール１２１～Ｗ相半導体モジュール１２３それぞれはハイサイドスイッチ１４１とハイサイドダイオード１４２を有する。また、これら３つの半導体モジュールそれぞれはローサイドスイッチ１５１とローサイドダイオード１５２を有する。

【0024】

Ｕ相半導体モジュール１２１～Ｗ相半導体モジュール１２３の構成は同等である。図１ではこれら３つの半導体モジュールのうちＵ相半導体モジュール１２１だけを詳しく図示している。

【0025】

本実施形態では、ハイサイドスイッチ１４１とローサイドスイッチ１５１としてｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用している。

【0026】

ハイサイドスイッチ１４１のドレイン１４１ａにハイサイドダイオード１４２のカソードが接続されている。ハイサイドスイッチ１４１のソース１４１ｂにハイサイドダイオード１４２のアノードが接続されている。これによりハイサイドスイッチ１４１にハイサイドダイオード１４２が逆並列接続されている。ハイサイドスイッチ１４１のドレイン１４１ａとソース１４１ｂが第１電極と第２電極に相当する。

【0027】

ローサイドスイッチ１５１のドレイン１５１ａにローサイドダイオード１５２のカソードが接続されている。ローサイドスイッチ１５１のソース１５１ｂにローサイドダイオード１５２のアノードが接続されている。これによりローサイドスイッチ１５１にローサイドダイオード１５２が逆並列接続されている。ローサイドスイッチ１５１のドレイン１５１ａとソース１５１ｂが第３電極と第４電極に相当する。

【0028】

本実施形態のＵ相半導体モジュール１２１～Ｗ相半導体モジュール１２３それぞれはハイサイドスイッチ１４１とローサイドスイッチ１５１を２つずつ有する。また、Ｕ相半導体モジュール１２１～Ｗ相半導体モジュール１２３それぞれはハイサイドダイオード１４２とローサイドダイオード１５２を２つずつ有する。

【0029】

２つのハイサイドスイッチ１４１のドレイン１４１ａ同士が接続されるとともに、ソース１４１ｂ同士が接続されている。これにより２つのハイサイドスイッチ１４１が並列接続されている。

【0030】

２つのローサイドスイッチ１５１のドレイン１５１ａ同士が接続されるとともに、ソース１５１ｂ同士が接続されている。これにより２つのローサイドスイッチ１５１が並列接続されている。

【0031】

並列接続された２つのハイサイドスイッチ１４１のソース１４１ｂが、並列接続された２つのローサイドスイッチ１５１のドレイン１５１ａに接続されている。これにより、並列接続された２つのハイサイドスイッチ１４１と並列接続された２つのローサイドスイッチ１５１が直列接続されている。

【0032】

図１に示すように、並列接続された２つのハイサイドスイッチ１４１のドレイン１４１ａがＰバスバ１０１に接続されている。並列接続された２つのローサイドスイッチ１５１のソース１５１ｂがＮバスバ１０２に接続されている。これにより並列接続された２つのハイサイドスイッチ１４１と並列接続された２つのローサイドスイッチ１５１がＰバスバ１０１からＮバスバ１０２へ向かって順に直列接続されている。

【0033】

Ｕ相半導体モジュール１２１の備えるハイサイドスイッチ１４１とローサイドスイッチ１５１との間の中点がＵ相バスバ１０３を介してモータ４０のＵ相ステータコイルに接続されている。Ｖ相半導体モジュール１２２の備えるハイサイドスイッチ１４１とローサイドスイッチ１５１との間の中点がＶ相バスバ１０４を介してＶ相ステータコイルに接続されている。Ｗ相半導体モジュール１２３の備えるハイサイドスイッチ１４１とローサイドスイッチ１５１との間の中点がＷ相バスバ１０５を介してＷ相ステータコイルに接続されている。これによりバッテリ２０とモータ４０とが３相の半導体モジュールを介して接続されている。

【0034】

Ｕ相半導体モジュール１２１～Ｗ相半導体モジュール１２３それぞれに含まれるハイサイドスイッチ１４１のゲート１４１ｃとローサイドスイッチ１５１のゲート１５１ｃが制御基板１３０に接続されている。これにより３相の半導体モジュールが制御基板１３０に接続されている。ハイサイドスイッチ１４１のゲート１４１ｃが第１制御電極に相当する。ローサイドスイッチ１５１のゲート１５１ｃが第２制御電極に相当する。

【0035】

また、Ｕ相半導体モジュール１２１～Ｗ相半導体モジュール１２３それぞれは温度センサ１６０を有する。この温度センサ１６０も制御基板１３０に接続されている。

【0036】

制御基板１３０にはゲートドライバが含まれている。制御基板１３０若しくは他の基板に複数のＥＣＵのうちの１つが含まれている。図面において制御基板１３０をＣＢと表記している。

【0037】

ゲートドライバと電気的に接続されたＥＣＵは、ハイサイドスイッチ１４１とローサイドスイッチ１５１を通電状態と遮断状態とに制御する制御信号を生成する。ＥＣＵは制御信号としてパルス信号を生成している。ＥＣＵはこのパルス信号のオンデューティ比と周波数を調整している。このオンデューティ比と周波数は図示しない電流センサや回転角センサの出力、および、モータ４０の目標トルクやバッテリ２０のＳＯＣなどに基づいて決定される。

【0038】

ＥＣＵで生成された制御信号はゲートドライバで増幅される。この増幅された制御信号がハイサイドスイッチ１４１のゲート１４１ｃとローサイドスイッチ１５１のゲート１５１ｃに入力される。

【0039】

モータ４０を力行する場合、ＥＣＵは制御信号によって３相の半導体モジュールの備えるスイッチをＰＷＭ制御する。これにより電力変換装置５０で３相交流が生成される。

【0040】

モータ４０が発電（回生）する場合、ＥＣＵは例えば制御信号の出力を停止する。これにより発電によって生成された交流電力が３相の半導体モジュールの備えるダイオードを通る。この結果、交流電力が直流電力に変換される。

【0041】

＜パワーカード＞
次に、パワーカード１２０の構成を説明する。すなわち、Ｕ相半導体モジュール１２１～Ｗ相半導体モジュール１２３の構成を説明する。

【0042】

以下においては互いに直交の関係にある３方向をｘ方向、ｙ方向、および、ｚ方向とする。図面では「方向」の記載を省略して、単に、ｘ、ｙ、ｚと表記している。ｘ方向が横方向に相当する。ｙ方向が縦方向に相当する。ｚ方向が高さ方向に相当する。

【0043】

図２に示すようにパワーカード１２０は、半導体チップ２００、ターミナルブロック３００、導電プレート４００、および、接続端子５００を有する。図３～図５に示すようにパワーカード１２０は被覆樹脂６００を有する。

【0044】

半導体チップ２００にはこれまでに説明したスイッチやダイオードなどの半導体素子が形成されている。ターミナルブロック３００と導電プレート４００は半導体素子を電気的に接続する機能を果たす。接続端子５００は半導体素子と各種バスバおよび制御基板１３０それぞれとを電気的に接続する機能を果たす。被覆樹脂６００は半導体チップ２００、ターミナルブロック３００、導電プレート４００、および、接続端子５００それぞれを被覆保護するとともに一体的に連結する機能を果たす。接続端子５００が外部接続端子に相当する。被覆樹脂６００が樹脂部に相当する。

【0045】

＜半導体チップ＞
半導体チップ２００は第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０を有する。第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０はＳｉなどの半導体若しくはＳｉＣなどのワイドギャップ半導体で形成されている。第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０の形成材料は同一でも不同でもよい。

【0046】

第１半導体チップ２１０にハイサイドスイッチ１４１とハイサイドダイオード１４２が形成されている。ハイサイドダイオード１４２はハイサイドスイッチ１４１の寄生ダイオードでもよいし、それとは別のダイオードでもよい。

【0047】

第２半導体チップ２２０にローサイドスイッチ１５１とローサイドダイオード１５２が形成されている。ローサイドダイオード１５２はローサイドスイッチ１５１の寄生ダイオードでもよいし、それとは別のダイオードでもよい。

【0048】

図６と図７に示すように第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０はそれぞれｚ方向の厚さの薄い平板形状を成している。第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０はそれぞれｚ方向に並ぶ表面２００ａと裏面２００ｂを有する。図２に示すように、表面２００ａにソース電極２０１が形成されている。図示しないが、裏面２００ｂにドレイン電極が形成されている。また、表面２００ａにゲート電極２０３とセンサ電極２０４が形成されている。

【0049】

第１半導体チップ２１０の裏面２００ｂが第１主面に相当する。第１半導体チップ２１０の表面２００ａが第２主面に相当する。第２半導体チップ２２０の裏面２００ｂが第３主面に相当する。第２半導体チップ２２０の表面２００ａが第４主面に相当する。

【0050】

なお、本実施形態では、センサ電極２０４は第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０のうち第２半導体チップ２２０のみに形成されている。温度センサ１６０は第２半導体チップ２２０に形成されている。

【0051】

ハイサイドスイッチ１４１とハイサイドダイオード１４２は、第１半導体チップ２１０のソース電極２０１とドレイン電極との間で電流の流れる縦型構造になっている。ローサイドスイッチ１５１とローサイドダイオード１５２は、第２半導体チップ２２０のソース電極２０１とドレイン電極との間で電流の流れる縦型構造になっている。

【0052】

半導体チップ２００は第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０それぞれを２つ有している。これら２つの第１半導体チップ２１０と２つの第２半導体チップ２２０それぞれにターミナルブロック３００と導電プレート４００が電気的に接続される。

【0053】

＜ターミナルブロック＞
ターミナルブロック３００は、第１ターミナルブロック３１０、第２ターミナルブロック３２０、および、第３ターミナルブロック３３０を有する。

【0054】

第１ターミナルブロック３１０、第２ターミナルブロック３２０、および、第３ターミナルブロック３３０それぞれは直方体形状を成している。これら３つのブロックのｚ方向に直交する平面の形状は矩形になっている。第１ターミナルブロック３１０と第２ターミナルブロック３２０はｘ方向とｙ方向の長さに極端な差のない形状になっている。第３ターミナルブロック３３０はｙ方向よりもｘ方向に延長する形状になっている。

【0055】

第１ターミナルブロック３１０、第２ターミナルブロック３２０、および、第３ターミナルブロック３３０それぞれはｚ方向の厚さの薄い扁平形状を成している。図６と図７に示すようにこれら３つのブロックはｚ方向で並ぶ第１端面３００ａと第２端面３００ｂを有する。

【0056】

ターミナルブロック３００は第１ターミナルブロック３１０を２つ有する。２つの第１ターミナルブロック３１０の第２端面３００ｂ側が２つの第１半導体チップ２１０に個別に接続される。２つの第１ターミナルブロック３１０の第１端面３００ａ側が後述の第１導電プレート４１０に接続される。

【0057】

ターミナルブロック３００は第２ターミナルブロック３２０を２つ有する。２つの第２ターミナルブロック３２０の第２端面３００ｂ側が２つの第２半導体チップ２２０に個別に接続される。２つの第２ターミナルブロック３２０の第１端面３００ａ側が第１導電プレート４１０に接続される。

【0058】

ターミナルブロック３００は第３ターミナルブロック３３０を１つ有する。第３ターミナルブロック３３０の第２端面３００ｂ側が後述の第２導電プレート４２０に接続される。第３ターミナルブロック３３０の第１端面３００ａ側が第１導電プレート４１０に接続される。

【0059】

＜導電プレート＞
導電プレート４００は第１導電プレート４１０と第２導電プレート４２０を有する。

【0060】

第１導電プレート４１０と第２導電プレート４２０それぞれはｚ方向の厚さの薄い扁平形状を成している。第１導電プレート４１０と第２導電プレート４２０はｚ方向で離間して配置される。これら２つのプレートの間に半導体チップ２００とターミナルブロック３００が設けられる。

【0061】

＜第１導電プレート＞
図６～図８に示すように第１導電プレート４１０は、第１絶縁板４３０、第１通電部４４０、および、第１放熱部４５０を有する。第１絶縁板４３０の形成材料は樹脂やセラミックである。第１通電部４４０と第１放熱部４５０の形成材料は銅などの導電性を有する金属材料である。本実施形態では、第１通電部４４０と第１放熱部４５０の形成材料は同一である。なお、第１放熱部４５０の形成材料は導電性を備えていなくともよい。

【0062】

第１絶縁板４３０はｚ方向の厚さの薄い平板形状を成している。第１絶縁板４３０はｘ方向で並ぶ第１左側面４３０ａと第１右側面４３０ｂ、ｙ方向で並ぶ第１上側面４３０ｃと第１下側面４３０ｄ、および、ｚ方向で並ぶ第１内面４３０ｅと第１外面４３０ｆを有する。

【0063】

第１内面４３０ｅに第１通電部４４０が設けられている。第１外面４３０ｆに第１放熱部４５０が設けられている。

【0064】

図８に示すように第１通電部４４０は第１上側通電部４４１と第１下側通電部４４２を有する。これら第１上側通電部４４１と第１下側通電部４４２のｚ方向に直交する平面の形状は異なっている。

【0065】

第１上側通電部４４１はｙ方向よりもｘ方向に長い矩形を成している。第１上側通電部４４１はｙ方向において第１上側面４３０ｃ側に位置している。

【0066】

第１下側通電部４４２は、基部４４３と、第１折り返し部４４４と、第２折り返し部４４５と、を有する。基部４４３はｙ方向よりもｘ方向に長い矩形を成している。基部４４３は第１上側通電部４４１よりもｙ方向の長さが短くなっている。基部４４３はｙ方向において第１下側面４３０ｄ側に位置している。基部４４３と第１上側通電部４４１はｙ方向で離間して並んでいる。

【0067】

第１折り返し部４４４は基部４４３の有するｘ方向で離間して並ぶ２つの端部のうちの第１左側面４３０ａ側の端部に一体的に連結されている。第１折り返し部４４４は基部４４３から第１上側面４３０ｃ側に向かってｙ方向に延びている。

【0068】

第２折り返し部４４５は基部４４３の有するｘ方向で離間して並ぶ２つの端部のうちの第１右側面４３０ｂ側の端部に一体的に連結されている。第２折り返し部４４５は基部４４３から第１上側面４３０ｃ側に向かってｙ方向に延びている。

【0069】

第１折り返し部４４４と第２折り返し部４４５はｘ方向で離間して並んでいる。これら第１折り返し部４４４と第２折り返し部４４５の間に第１上側通電部４４１が位置している。

【0070】

第１放熱部４５０は第１通電部４４０とｚ方向で並んでいる。第１放熱部４５０は第１通電部４４０とｚ方向に直交する平面の形状が同一になっている。そのためにその説明を省略する。

【0071】

＜第２導電プレート＞
図６、図７、および、図９に示すように第２導電プレート４２０は、第２絶縁板４６０、第２通電部４７０、および、第２放熱部４８０を有する。第２絶縁板４６０の形成材料は樹脂やセラミックである。第２通電部４７０と第２放熱部４８０の形成材料は銅などの導電性を有する金属材料である。なお、第２放熱部４８０の形成材料は導電性を備えていなくともよい。

【0072】

本実施形態では、第１絶縁板４３０と第２絶縁板４６０の形成材料は同一である。第１通電部４４０と第２通電部４７０の形成材料は同一である。第１放熱部４５０と第２放熱部４８０の形成材料は同一である。

【0073】

第２絶縁板４６０はｚ方向の厚さの薄い平板形状を成している。第２絶縁板４６０はｘ方向で並ぶ第２左側面４６０ａと第２右側面４６０ｂ、ｙ方向で並ぶ第２上側面４６０ｃと第２下側面４６０ｄ、および、ｚ方向で並ぶ第２内面４６０ｅと第２外面４６０ｆを有する。

【0074】

第２内面４６０ｅに第２通電部４７０が設けられている。第２外面４６０ｆに第２放熱部４８０が設けられている。

【0075】

図９に示すように第２通電部４７０は第２上側通電部４７１と第２下側通電部４７２を有する。これら第２上側通電部４７１と第２下側通電部４７２のｚ方向に直交する平面の形状は、ｙ方向よりもｘ方向に長い矩形を成している。第２下側通電部４７２は第２上側通電部４７１よりもｙ方向の長さが長くなっている

【0076】

第２上側通電部４７１は第２上側面４６０ｃ側に位置している。第２下側通電部４７２は第２下側面４６０ｄ側に位置している。第２上側通電部４７１と第２下側通電部４７２はｙ方向で離間して並んでいる。

【0077】

第２放熱部４８０は第２通電部４７０とｚ方向で並んでいる。第２放熱部４８０は第２通電部４７０とｚ方向に直交する平面の形状が同一になっている。そのためにその説明を省略する。

【0078】

＜接続端子＞
図２に示すように接続端子５００は、ドレイン端子５１０、ソース端子５２０、中点端子５３０、ゲート端子５４０、および、センサ端子５５０を有する。これら端子は銅などの導電性の金属材料をプレス加工することで製造される。ドレイン端子５１０が正極端子に相当する。ソース端子５２０が負極端子に相当する。

【0079】

ドレイン端子５１０、ソース端子５２０、および、中点端子５３０それぞれはｙ方向に延長している。ただし、本実施形態では、ソース端子５２０の一部が屈曲している。係る屈曲により、ソース端子５２０における延長方向の両端に位置する２つの端部のｚ方向の位置が異なっている。なお、これとは逆に、ドレイン端子５１０と中点端子５３０それぞれの一部が屈曲することで、これら端子の延長方向の両端に位置する２つの端部のｚ方向の位置が異なる構成を採用することもできる。

【0080】

ゲート端子５４０とセンサ端子５５０それぞれはｙ方向に延びるとともに、屈曲して、ｚ方向に延長している。

【0081】

本実施形態では、接続端子５００はドレイン端子５１０、ソース端子５２０、および、中点端子５３０それぞれを２つ有する。接続端子５００はゲート端子５４０を４つ、センサ端子５５０を２つ有する。

【0082】

図２に示すように、以上に示した複数の各種端子はｙ方向において第２絶縁板４６０の第２上側面４６０ｃ側と第２下側面４６０ｄ側とに分けて配置されている。第２上側面４６０ｃ側に２つのドレイン端子５１０、２つのソース端子５２０、および、２つのゲート端子５４０が配置されている。第２下側面４６０ｄ側に２つの中点端子５３０、２つのゲート端子５４０、および、２つのセンサ端子５５０が配置されている。

【0083】

以下においては表記を簡便とするため、第２上側面４６０ｃ側に配置されるゲート端子５４０を第１ゲート端子５４１と表記する。第２下側面４６０ｄ側に配置されるゲート端子５４０を第２ゲート端子５４２と表記する。第１ゲート端子５４１が第１制御端子に相当する。第２ゲート端子５４２が第２制御端子に相当する。

【0084】

＜分配配置＞
図５と図１２に、半導体モジュールの中心を通り、なおかつｘ方向に対して直交する基準面ＢＳを二点鎖線で示す。複数の各種端子は、この基準面ＢＳを介して分けられる第１分配空間と第２分配空間とに均等に分配配置されている。そして複数の各種端子は基準面ＢＳを介して対称配置されている。

【0085】

第２上側面４６０ｃ側では、ドレイン端子５１０、ソース端子５２０、および、第１ゲート端子５４１それぞれが、１つずつ第１分配空間と第２分配空間に分配配置されている。これら６つの端子がｘ方向で離間して並んでいる。

【0086】

これらｘ方向で離間して並ぶ６つの端子の両端側それぞれにソース端子５２０が位置している。これら２つのソース端子５２０の間に２つのドレイン端子５１０と２つの第１ゲート端子５４１が位置している。２つのドレイン端子５１０の間に２つの第１ゲート端子５４１が位置している。

【0087】

第２下側面４６０ｄ側では、中点端子５３０、第２ゲート端子５４２、および、センサ端子５５０それぞれが、１つずつ第１分配空間と第２分配空間に分配配置されている。これら６つの端子がｘ方向で離間して並んでいる。

【0088】

これらｘ方向で離間して並ぶ６つの端子の両端側それぞれに中点端子５３０が位置している。これら２つの中点端子５３０の間に２つのセンサ端子５５０と２つの第２ゲート端子５４２が位置している。２つのセンサ端子５５０の間に２つの第２ゲート端子５４２が位置している。

【0089】

なお、ｘ方向で隣り合って並ぶ２つの第２ゲート端子５４２と、ｘ方向で隣り合って並ぶ２つのセンサ端子５５０とが、ｘ方向で隣り合って並ぶ構成を採用することもできる。第２ゲート端子５４２とセンサ端子５５０がｘ方向で交互に隣り合って並ぶ構成を採用することもできる。

【0090】

＜連結形態＞
図６と図７に示すように第１内面４３０ｅと第２内面４６０ｅとがｚ方向で対向する態様で第１導電プレート４１０と第２導電プレート４２０がｚ方向で離れて配置される。第１内面４３０ｅに形成された第１通電部４４０と第２内面４６０ｅに形成された第２通電部４７０との間に、第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０が設けられる。それとともに、これら２つの導電部の間に第１ターミナルブロック３１０、第２ターミナルブロック３２０、および、第３ターミナルブロック３３０が設けられる。

【0091】

また、これら２つの導電部の間に、２つのドレイン端子５１０と２つのソース端子５２０それぞれの端部が設けられる。２つの第１ゲート端子５４１、２つの第２ゲート端子５４２、２つの中点端子５３０、および、２つのセンサ端子５５０それぞれは２つの導電部の間の外に設けられる。

【0092】

図１０に示すように、第２導電プレート４２０の第２上側通電部４７１に第１半導体チップ２１０が２つ設けられる。これら２つの第１半導体チップ２１０はｘ方向で離間して並んでいる。ゲート電極２０３はｙ方向において第２上側面４６０ｃ側に設けられる。

【0093】

第１半導体チップ２１０のドレイン電極は第２上側通電部４７１に図２においてシート形状で図示するはんだ１７０を介して接続される。これにより２つの第１半導体チップ２１０のハイサイドスイッチ１４１のドレイン１４１ａ同士が接続される。第２上側通電部４７１が第１導電部に相当する。

【0094】

第２導電プレート４２０の第２下側通電部４７２に第２半導体チップ２２０が２つ設けられる。これら２つの第２半導体チップ２２０はｘ方向で離間して並んでいる。ゲート電極２０３とセンサ電極２０４はｙ方向において第２下側面４６０ｄ側に設けられる。

【0095】

以上に示した配置により、第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０はｙ方向で離間して並んでいる。ｘ方向において第２左側面４６０ａ側に位置する第２半導体チップ２２０と、第２左側面４６０ａ側に位置する第１半導体チップ２１０とがｙ方向で対向配置される。ｘ方向において第２右側面４６０ｂ側に位置する第２半導体チップ２２０と、第２右側面４６０ｂ側に位置する第１半導体チップ２１０とがｙ方向で対向配置される。これらｙ方向で対向配置される第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０のｘ方向の位置は同等になっている。

【0096】

第２半導体チップ２２０のドレイン電極は第２下側通電部４７２に図２においてシート形状で図示するはんだ１７０を介して接続される。これにより２つの第２半導体チップ２２０のローサイドスイッチ１５１のドレイン同士が接続されている。第２下側通電部４７２が第３導電部に相当する。

【0097】

図１０に示すように、第２導電プレート４２０に搭載された第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０それぞれのソース電極２０１にはんだ１７０が設けられる。また、第２上側通電部４７１における第２上側面４６０ｃ側のｘ方向で離間する２箇所にはんだ１７０が設けられる。第２下側通電部４７２における第２上側面４６０ｃ側のｘ方向で離間する２箇所にはんだ１７０が設けられる。第２下側通電部４７２における第２下側面４６０ｄ側の１箇所にはんだ１７０が設けられる。

【0098】

図１１に示すように、２つの第１半導体チップ２１０のソース電極２０１に設けられたはんだ１７０それぞれに２つの第１ターミナルブロック３１０の第２端面３００ｂ側が個別に設けられる。これにより第１半導体チップ２１０と第１ターミナルブロック３１０が電気的に接続される。

【0099】

２つの第２半導体チップ２２０のソース電極２０１に設けられたはんだ１７０それぞれに２つの第２ターミナルブロック３２０の第２端面３００ｂ側が個別に設けられる。これにより第２半導体チップ２２０と第２ターミナルブロック３２０が電気的に接続される。

【0100】

そして、第２上側通電部４７１における第２上側面４６０ｃ側に設けられた２つのはんだ１７０に２つのドレイン端子５１０の端部それぞれが個別に設けられる。これにより２つのドレイン端子５１０が第２上側通電部４７１と電気的に接続される。

【0101】

第２下側通電部４７２における第２上側面４６０ｃ側に設けられたはんだ１７０に第３ターミナルブロック３３０の第２端面３００ｂ側が設けられる。これにより第３ターミナルブロック３３０が第２下側通電部４７２と電気的に接続される。

【0102】

第２下側通電部４７２における第２下側面４６０ｄ側に設けられた２つのはんだ１７０に２つの中点端子５３０の端部それぞれが個別に設けられる。これにより２つの中点端子５３０が第２下側通電部４７２と電気的に接続される。

【0103】

図１１に示すように、第２上側面４６０ｃ側に２つの第１ゲート端子５４１が設けられる。これら２つの第１ゲート端子５４１の端部は図示しないワイヤを介して２つの第１半導体チップ２１０のゲート電極２０３に個別に接続される。

【0104】

第２下側面４６０ｄ側に２つの第２ゲート端子５４２と２つのセンサ端子５５０が設けられる。これら２つの第２ゲート端子５４２の端部は図示しないワイヤを介して２つの第２半導体チップ２２０のゲート電極２０３に個別に接続される。２つのセンサ端子５５０の端部は図示しないワイヤを介して２つの第２半導体チップ２２０のセンサ電極２０４に個別に接続される。若しくは、２つのセンサ端子５５０の端部は図示しないワイヤを介して２つの第２半導体チップ２２０の一方のセンサ電極２０４に接続される。

【0105】

第１ターミナルブロック３１０、第２ターミナルブロック３２０、および、第３ターミナルブロック３３０それぞれの第１端面３００ａにはんだ１７０が設けられる。それとともに、図１１に示すようにソース端子５２０の端部にはんだ１７０が設けられる。

【0106】

図１２に示すように、第２導電プレート４２０の上方に第１導電プレート４１０を設ける。こうすることで、第１導電プレート４１０の第１上側通電部４４１を第１ターミナルブロック３１０の第１端面３００ａに設けられたはんだ１７０に接続する。これにより２つの第１半導体チップ２１０のハイサイドスイッチ１４１のソース１４１ｂ同士が接続される。第１ターミナルブロック３１０と第１上側通電部４４１が第２導電部に相当する。

【0107】

また、第１上側通電部４４１を第３ターミナルブロック３３０の第１端面３００ａに設けられたはんだ１７０に接続する。これにより第１上側通電部４４１と第２下側通電部４７２が第３ターミナルブロック３３０を介して電気的に接続される。第３ターミナルブロック３３０が中継導電部に相当する。

【0108】

さらに、第１下側通電部４４２の基部４４３を第２ターミナルブロック３２０の第１端面３００ａに設けられたはんだ１７０に接続する。それとともに、基部４４３から延長した第１折り返し部４４４と第２折り返し部４４５を２つのソース端子５２０の端部に設けられたはんだ１７０に接続する。これにより２つの第２半導体チップ２２０のローサイドスイッチ１５１のソース１５１ｂ同士が接続される。それとともに、第２半導体チップ２２０のソース１５１ｂがソース端子５２０に電気的に接続される。第２ターミナルブロック３２０と第１下側通電部４４２が第４導電部に相当する。

【0109】

＜通電経路＞
以上に示した接続構成により、図１３～図１６に矢印で示す通電経路が形成される。ドレイン端子５１０と第３ターミナルブロック３３０が、第２上側通電部４７１、２つの第１半導体チップ２１０、および、第１上側通電部４４１を介して電気的に接続される。第３ターミナルブロック３３０とソース端子５２０が、第２下側通電部４７２、２つの第２半導体チップ２２０、第２ターミナルブロック３２０、および、第１下側通電部４４２を介して電気的に接続される。また、第３ターミナルブロック３３０と中点端子５３０が、第２下側通電部４７２を介して電気的に接続される。

【0110】

例えば、図１３に示すように、ドレイン端子５１０から中点端子５３０に向かって電流が流れるようにハイサイドスイッチ１４１とローサイドスイッチ１５１の通電状態と遮断状態とが制御される。この場合、電流は、ｙ方向において、第２上側通電部４７１、第１上側通電部４４１、および、第２下側通電部４７２を介して、ドレイン端子５１０から中点端子５３０に向かって流れる。

【0111】

また、図１４に示すように、中点端子５３０からソース端子５２０に向かって電流が流れるようにハイサイドスイッチ１４１とローサイドスイッチ１５１の通電状態と遮断状態とが制御される。この場合、電流は、ｙ方向において、第２下側通電部４７２と第１下側通電部４４２を介して、中点端子５３０からソース端子５２０に向かって流れる。

【0112】

図１５と図１６に示すように、ドレイン端子５１０から中点端子５３０に向かって流れる電流の流動方向と、中点端子５３０からソース端子５２０に向かって流れる電流の流動方向とは、ｙ方向において逆向きになっている。

【0113】

ドレイン端子５１０から中点端子５３０に向かって流れる電流は、第１上側通電部４４１を流れる。中点端子５３０からソース端子５２０に向かって流れる電流は、第１下側通電部４４２の第１折り返し部４４４と第２折り返し部４４５を流れる。上記したように、第１上側通電部４４１はｘ方向において第１折り返し部４４４と第２折り返し部４４５の間に位置している。

【0114】

このように、流動方向が逆向きの電流の流れる第１上側通電部４４１と第１折り返し部４４４がｘ方向で隣り合って並んでいる。流動方向が逆向きの電流の流れる第１上側通電部４４１と第２折り返し部４４５がｘ方向で隣り合って並んでいる。

【0115】

ドレイン端子５１０から中点端子５３０に向かって流れる電流は、ｘ方向で並ぶ２つのドレイン端子５１０と２つの第１半導体チップ２１０それぞれを個別に流れる。これらｙ方向で同一方向に流れる２つの電流の通電経路がｘ方向で隣り合っている。

【0116】

ドレイン端子５１０から中点端子５３０に向かって流れる電流は、当然ながらにしてドレイン端子５１０を流れる。中点端子５３０からソース端子５２０に向かって流れる電流は、当然ながらにしてソース端子５２０を流れる。これら流動方向が逆向きの電流の流れるドレイン端子５１０とソース端子５２０がｘ方向で隣り合って並んでいる。

【0117】

そして、ドレイン端子５１０の連結される第２上側通電部４７１と、ソース端子５２０の連結される第１折り返し部４４４と第２折り返し部４４５それぞれとが、ｚ方向で並んでいる。流動方向が逆向きの電流の流れる第２上側通電部４７１と第１折り返し部４４４がｚ方向で並んでいる。流動方向が逆向きの電流の流れる第２上側通電部４７１と第２折り返し部４４５がｚ方向で並んでいる。

【0118】

なお、図１３～図１６では、矢印で示す通電経路を明記するため、符号の表記を適宜省略している。図１３は図６に示す断面図に対応している。図１４は図７に示す断面図に対応している。図１５は図１２に示す上面図において、重なっている領域を破線で示している。図１５では第１放熱部４５０の図示を省略している。また図１５では第２導電プレート４２０側の通電経路を一点鎖線で示し、第１導電プレート４１０側の通電経路を実線で示している。図１６はパワーカード１２０の内部構造を透視して示している。

【0119】

＜スイッチ制御＞
同一相の電気的に直列接続された第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０との間を、ドレイン端子５１０からソース端子５２０に向かって電流が流れるようにスイッチ制御は行わない。同一相のハイサイドスイッチ１４１とローサイドスイッチ１５１を同時に通電状態に制御しない。

【0120】

実際には、これらハイサイドスイッチ１４１とローサイドスイッチ１５１のうちの少なくとも一方を遮断状態に制御する。係る制御を実施することで、上記したように、ドレイン端子５１０から中点端子５３０に向かって電流が流れる。中点端子５３０からソース端子５２０に向かって電流が流れる。

【0121】

ハイサイドスイッチ１４１が通電状態、ローサイドスイッチ１５１が遮断状態に制御された場合、ドレイン端子５１０と中点端子５３０との間で電流が流れる。モータ４０で生じる起電力などのために、ソース端子５２０が中点端子５３０よりも高電位になった場合、ローサイドダイオード１５２を介して、ソース端子５２０から中点端子５３０に向かって電流が流れる。ソース端子５２０が中点端子５３０よりも低電位の場合、ソース端子５２０に電流は流れない。

【0122】

ハイサイドスイッチ１４１が遮断状態、ローサイドスイッチ１５１が通電状態に制御された場合、中点端子５３０とソース端子５２０との間で電流が流れる。モータ４０で生じる起電力などのために、中点端子５３０がドレイン端子５１０よりも高電位になった場合、ハイサイドダイオード１４２を介して、中点端子５３０からドレイン端子５１０に向かって電流が流れる。中点端子５３０がドレイン端子５１０よりも高電位の場合、ドレイン端子５１０に電流は流れない。

【0123】

ハイサイドスイッチ１４１が遮断状態、ローサイドスイッチ１５１が遮断状態の場合、ハイサイドダイオード１４２とローサイドダイオード１５２のうちの少なくとも一方を介して電流が流れる。ハイサイドダイオード１４２を介す場合、中点端子５３０からドレイン端子５１０に向かって電流が流れる。ローサイドダイオード１５２を介す場合、ソース端子５２０から中点端子５３０に向かって電流が流れる。ハイサイドダイオード１４２とローサイドダイオード１５２の両方を介す場合、ソース端子５２０から中点端子５３０とドレイン端子５１０それぞれに向かって電流が流れる。

【0124】

＜折り返し部の重なり＞
第２上側通電部４７１は第１上側通電部４４１よりもｘ方向の長さが長くなっている。第２上側通電部４７１のｘ方向の両端側は第１上側通電部４４１とｚ方向で重ならなくなっている。この第２上側通電部４７１における第１上側通電部４４１との非重複領域は、第２上側通電部４７１におけるドレイン端子５１０と第１半導体チップ２１０の非接続領域でもある。

【0125】

上記したように第１上側通電部４４１はｘ方向において第１折り返し部４４４と第２折り返し部４４５の間に位置している。第２上側通電部４７１のｘ方向の両端のうちの第２左側面４６０ａ側の端部が第１折り返し部４４４の一部とｚ方向で重なっている。第２上側通電部４７１のｘ方向の両端のうちの第２右側面４６０ｂ側の端部が第２折り返し部４４５の一部とｚ方向で重なっている。別の表現をすると、第１折り返し部４４４と第２折り返し部４４５それぞれのｚ方向への投影領域の一部が第２上側通電部４７１における第１上側通電部４４１との非重複領域に位置している。図１５においてこの投影領域と非重複領域のｚ方向で重なる領域を、重なり領域ＯＡとして二点鎖線で囲むとともに斜線ハッチングで示している。この重なり領域ＯＡにソース端子５２０の端部が位置している。ソース端子５２０の端部がｚ方向において第２導電プレート４２０と第１導電プレート４１０との間に位置している。

【0126】

＜第３ターミナルブロックの延長＞
上記したように第３ターミナルブロック３３０はｘ方向に延長した形状を成している。第３ターミナルブロック３３０のｙ方向への投影領域の一部が２つの第１半導体チップ２１０と２つの第１ターミナルブロック３１０それぞれに位置している。第３ターミナルブロック３３０のｙ方向への投影領域の一部が２つの第２半導体チップ２２０と２つの第２ターミナルブロック３２０それぞれに位置している。

【0127】

場所をより限定して言えば、第３ターミナルブロック３３０における第１上側通電部４４１との接続箇所のｙ方向への投影領域の一部が２つの第１ターミナルブロック３１０における第１上側通電部４４１との接続箇所それぞれに位置している。第３ターミナルブロック３３０における第２下側通電部４７２との接続箇所のｙ方向への投影領域の一部が２つの第２半導体チップ２２０のドレイン電極における第２下側通電部４７２との接続箇所それぞれに位置している。

【0128】

このため、第１上側通電部４４１における２つの第１ターミナルブロック３１０と１つの第３ターミナルブロック３３０との間の通電経路長の延長が抑制されている。第２下側通電部４７２における１つの第３ターミナルブロック３３０と２つの第２半導体チップ２２０との間の通電経路長の延長が抑制されている。

【0129】

＜端子の屈曲＞
これまでに説明したように、ドレイン端子５１０は第２導電プレート４２０の第２上側通電部４７１に接続される。中点端子５３０は第２導電プレート４２０の第２下側通電部４７２に接続される。中点端子５３０は第１導電プレート４１０の第１下側通電部４４２に接続される。

【0130】

このように接続される導電プレートが異なるため、ドレイン端子５１０および中点端子５３０それぞれの第２導電プレート４２０と接続される端部と、ソース端子５２０の第１導電プレート４１０と接続される端部のｚ方向の位置が異なっている。

【0131】

これに対して、上記したようにソース端子５２０の一部が屈曲している。これによりソース端子５２０の第１導電プレート４１０と接続される端部と、その先端側のｚ方向の位置が異なっている。

【0132】

図６と図７に示すようにソース端子５２０の先端側はｚ方向において第２導電プレート４２０側に位置している。このソース端子５２０の先端側と第１導電プレート４１０とのｚ方向の離間距離は、第１導電プレート４１０と第２導電プレート４２０のｚ方向の離間距離と同等になっている。これにより、ドレイン端子５１０および中点端子５３０それぞれと、ソース端子５２０の先端側のｚ方向の位置が同等になっている。

【0133】

＜被覆樹脂＞
被覆樹脂６００は例えばエポキシ系樹脂からなる。被覆樹脂６００は例えばトランスファモールド法により成形されている。

【0134】

図３～図５に示すように被覆樹脂６００はｚ方向の厚さの薄い扁平形状を成している。被覆樹脂６００は６面を有する直方体形状を成している。被覆樹脂６００は、ｘ方向で離間して並ぶ左面６００ａと右面６００ｂ、ｙ方向で離間して並ぶ上面６００ｃと下面６００ｄ、および、ｚ方向で離間して並ぶ第１放熱面６００ｅと第２放熱面６００ｆを有する。

【0135】

上記したように被覆樹脂６００は半導体チップ２００、ターミナルブロック３００、導電プレート４００、および、接続端子５００それぞれを被覆している。

【0136】

図６と図７に示すように第１半導体チップ２１０と第１ターミナルブロック３１０はｙ方向において上面６００ｃ側に位置している。第２半導体チップ２２０と第２ターミナルブロック３２０はｙ方向において下面６００ｄ側に位置している。第３ターミナルブロック３３０はｙ方向においてこれらの間に位置している。ハイサイドスイッチ１４１が第１スイッチに相当する。ローサイドスイッチ１５１が第２スイッチに相当する。

【0137】

第１導電プレート４１０はｚ方向において第１放熱面６００ｅ側に位置している。第２導電プレート４２０はｚ方向において第２放熱面６００ｆ側に位置している。被覆樹脂６００によって第１導電プレート４１０の第１内面４３０ｅ側が被覆されている。被覆樹脂６００によって第２導電プレート４２０の第２内面４６０ｅ側が被覆されている。これら第１放熱面６００ｅと第２放熱面６００ｆとの間に設けられた第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０、および、第１ターミナルブロック３１０～第３ターミナルブロック３３０それぞれが被覆樹脂６００によって被覆されている。

【0138】

被覆樹脂６００によって第１導電プレート４１０の第１外面４３０ｆ側も被覆されている。しかしながら、この第１外面４３０ｆに設けられた第１放熱部４５０の一部が被覆樹脂６００から露出されている。第１放熱部４５０の被覆樹脂６００から露出された面（第１露出面４５０ａ）は第１放熱面６００ｅと面一になっている。なお、第１露出面４５０ａは第１放熱面６００ｅと面一でなくともよい。

【0139】

被覆樹脂６００によって第２導電プレート４２０の第２外面４６０ｆ側も被覆されている。しかしながら、この第２外面４６０ｆに設けられた第２放熱部４８０の一部が被覆樹脂６００から露出されている。第２放熱部４８０の被覆樹脂６００から露出された面（第２露出面４８０ａ）は第２放熱面６００ｆと面一になっている。なお、第２露出面４８０ａは第２放熱面６００ｆと面一でなくともよい。

【0140】

被覆樹脂６００はドレイン端子５１０、ソース端子５２０、および、中点端子５３０それぞれの導電プレート４００との接続部位を被覆している。被覆樹脂６００はセンサ端子５５０、第１ゲート端子５４１、および、第２ゲート端子５４２それぞれの半導体チップ２００との接続部位を被覆している。これら各種端子の先端側は被覆樹脂６００から露出されている。

【0141】

ドレイン端子５１０、ソース端子５２０、および、第１ゲート端子５４１それぞれの先端側は上面６００ｃから露出している。ドレイン端子５１０とソース端子５２０の先端側は、上面６００ｃから離間する態様でｙ方向に延びている。第１ゲート端子５４１の先端側は、上面６００ｃから離間する態様でｙ方向に延びるとともに、屈曲して、ｚ方向において第２放熱面６００ｆから第１放熱面６００ｅに向かう方向に延長している。図４に示すように、この第１ゲート端子５４１の屈曲箇所は、ドレイン端子５１０とソース端子５２０それぞれの最先端箇所よりもｙ方向において上面６００ｃ側に位置している。

【0142】

中点端子５３０、第２ゲート端子５４２、および、センサ端子５５０それぞれの先端側は下面６００ｄから露出されている。中点端子５３０の先端側は、下面６００ｄから離間する態様でｙ方向に延びている。第２ゲート端子５４２とセンサ端子５５０それぞれの先端側は、下面６００ｄから離間する態様でｙ方向に延びるとともに、屈曲して、ｚ方向において第２放熱面６００ｆから第１放熱面６００ｅに向かう方向に延長している。この第２ゲート端子５４２とセンサ端子５５０それぞれの屈曲箇所は、中点端子５３０とセンサ端子５５０それぞれの最先端箇所よりもｙ方向において下面６００ｄ側に位置している。

【0143】

＜冷却器＞
電力変換ユニット３０は、電力変換装置５０の他に、図１７～図１９に示す冷却器６０を有する。冷却器６０はこれまでに説明したＵ相半導体モジュール１２１～Ｗ相半導体モジュール１２３それぞれを冷却する機能を果たす。

【0144】

図１７に示すように冷却器６０は供給管７１０、排出管７２０、および、冷却部７３０を有する。供給管７１０と排出管７２０は冷却部７３０を介して連結されている。供給管７１０に冷媒が供給される。この冷媒は冷却部７３０の内部空間を介して供給管７１０から排出管７２０へ流れる。

【0145】

供給管７１０と排出管７２０はそれぞれｚ方向に延びている。供給管７１０と排出管７２０はｘ方向で離間している。冷却部７３０はｚ方向の厚さの薄い扁平形状を成している。

【0146】

＜冷却部＞
細分化して説明すると、冷却部７３０は、対向部７３１と、第１腕部７３２と、第２腕部７３３と、を有する。対向部７３１に第１腕部７３２と第２腕部７３３それぞれが連結されている。これら３つの構成要素それぞれは冷媒の流動する中空（内部空間）を有する。これら３つの構成要素それぞれの中空が連通している。

【0147】

第１腕部７３２に供給管７１０が連結される。第２腕部７３３に排出管７２０が連結される。係る構成のため、供給管７１０から供給された冷媒は、第１腕部７３２を介して対向部７３１に流動する。対向部７３１に流動した冷媒は第２腕部７３３を介して排出管７２０に流動する。この冷媒の流動方向は図１７において実線矢印で示している。

【0148】

対向部７３１は、ｘ方向で離間して並ぶ第１側面７３１ａと第２側面７３１ｂ、ｙ方向で離間して並ぶ第３側面７３１ｃと第４側面７３１ｄ、および、ｚ方向で離間して並ぶ外面７３１ｅと内面７３１ｆを有する。

【0149】

第１腕部７３２と第２腕部７３３それぞれは対向部７３１の第４側面７３１ｄに連結されている。第１腕部７３２と第２腕部７３３はｘ方向で離間している。ｘ方向において、第１腕部７３２は第２腕部７３３よりも第１側面７３１ａ側に位置している。第２腕部７３３は第１腕部７３２よりも第２側面７３１ｂ側に位置している。

【0150】

第１腕部７３２と第２腕部７３３それぞれは第４側面７３１ｄから離間する態様でｙ方向に延びている。第１腕部７３２と第２腕部７３３それぞれはｚ方向で並ぶ上外面７３０ａと下内面７３０ｂを有する。第１腕部７３２の先端側の下内面７３０ｂに供給管７１０が連結される。第２腕部７３３の先端側の下内面７３０ｂに排出管７２０が連結される。

【0151】

以下においては表記を簡便とするため、第１腕部７３２と第２腕部７３３それぞれの対向部７３１側を延長部７３４と示す。第１腕部７３２と第２腕部７３３それぞれの先端側を管連結部７３５と示す。

【0152】

＜供給管と排出管のｘ方向の位置＞
例えば図１８に示すように、延長部７３４のｘ方向の長さはＬ１で一定になっている。これに対して管連結部７３５のｘ方向の長さは不定になっている。管連結部７３５における供給管７１０や排出管７２０の連結される部位は、ｚ方向に直交する平面において円形を成している。図１８では供給管７１０と排出管７２０を破線で示している。

【0153】

供給管７１０と排出管７２０それぞれの外径は延長部７３４のｘ方向の長さよりも長くなっている。そのために管連結部７３５のｘ方向の最長の長さＬ２は延長部７３４のｘ方向の最長の長さＬ１よりも長くなっている。

【0154】

係るｘ方向の長さの長短関係、および、延長部７３４と管連結部７３５それぞれの形状のため、管連結部７３５のｙ方向への投影領域の一部に延長部７３４の全てが位置している。そして本実施形態では、管連結部７３５のｙ方向への投影領域における延長部７３４と重ならない非重複領域ＮＯＡに、第４側面７３１ｄが位置している。図１８では非重複領域ＮＯＡにおける管連結部７３５と第４側面７３１ｄとの間の領域を二点鎖線で囲って示している。

【0155】

当然ながらにして、管連結部７３５の非重複領域ＮＯＡの位置する第４側面７３１ｄはｘ方向において第１側面７３１ａと第２側面７３１ｂとの間に位置する。そして、管連結部７３５の連結される延長部７３４は第４側面７３１ｄからｙ方向に延びている。係る構成のため、第１腕部７３２と第２腕部７３３それぞれの管連結部７３５のｘ方向の位置は、第１側面７３１ａと第２側面７３１ｂとの間になっている。

【0156】

＜囲み領域＞
以上に示した構成のため、図１８に示すように、冷却部７３０の備える対向部７３１、第１腕部７３２、および、第２腕部７３３によって囲み領域ＥＡが区画されている。

【0157】

この囲み領域ＥＡは、ｙ方向において、第４側面７３１ｄと、第１腕部７３２の先端と第２腕部７３３の先端とを結ぶ仮想直線ＶＳＬと、によって区画されている。囲み領域ＥＡは、ｘ方向において、第１腕部７３２の第２腕部７３３側の内側面と、第２腕部７３３の第１腕部７３２側の内側面と、によって区画されている。図１８では囲み領域ＥＡを斜線のハッチングで示している。仮想直線ＶＳＬを二点鎖線で示している。

【0158】

＜パワーモジュール＞
冷却器６０は電力変換装置５０とともに、例えばアルミダイカストで製造された筐体７０に収納される。そして冷却部７３０の対向部７３１は、図１９に示すように、この筐体７０の壁部８１０とｚ方向で離間しつつ対向配置される。

【0159】

対向部７３１の内面７３１ｆと壁部８１０の載置面８１０ａとの間に空隙が構成（区画）されている。この空隙にＵ相半導体モジュール１２１、Ｖ相半導体モジュール１２２、および、Ｗ相半導体モジュール１２３が設けられる。これら複数の半導体モジュールの被覆樹脂６００が対向部７３１と壁部８１０との間の空隙に設けられている。これら複数の半導体モジュールと冷却器６０がパワーモジュール８０に含まれている。

【0160】

Ｕ相半導体モジュール１２１、Ｖ相半導体モジュール１２２、および、Ｗ相半導体モジュール１２３はｘ方向において第１側面７３１ａ側から第２側面７３１ｂ側に向かって順に並んでいる。

【0161】

冷却部７３０の対向部７３１には、図１９において白抜き矢印で示す付勢力が付与される。この付勢力によって、複数の半導体モジュールは対向部７３１と壁部８１０との間で挟持されている。

【0162】

図示しないが、対向部７３１の内面７３１ｆと半導体モジュールの第１露出面４５０ａおよび第１放熱面６００ｅとの間にグリースなどの伝熱部材が設けられている。同様にして、半導体モジュールの第２露出面４８０ａおよび第２放熱面６００ｆと壁部８１０の載置面８１０ａとの間にグリースなどの伝熱部材が設けられている。係る構成により、半導体モジュールは冷却器６０と壁部８１０とに積極的に熱伝導可能となっている。ただし、上記した伝熱部材は第１放熱面６００ｅと第２放熱面６００ｆに設けられなくともよい。また、そもそも伝熱部材はなくともよい。

【0163】

以上に示した連結構成のため、Ｕ相半導体モジュール１２１、Ｖ相半導体モジュール１２２、および、Ｗ相半導体モジュール１２３それぞれは主として対向部７３１の内部をｘ方向に流動する冷媒と熱交換を行う。

【0164】

なお、半導体モジュールの設けられる壁部８１０は筐体７０の一部でなくともよい。半導体モジュールは筐体７０とは別体の壁部８１０に設けられてもよい。壁部８１０の内部に冷媒の流動する流通経路が構成されてもよい。

【0165】

図１７と図１８に示すように、被覆樹脂６００の上面６００ｃ側と下面６００ｄ側それぞれが空隙の外に設けられている。これに伴い、上面６００ｃから露出されたドレイン端子５１０、ソース端子５２０、および、第１ゲート端子５４１それぞれの先端側が空隙の外に設けられている。下面６００ｄから露出された中点端子５３０、第２ゲート端子５４２、および、センサ端子５５０それぞれの先端側が空隙の外に設けられている。これら下面６００ｄから突出した複数の端子の先端はｚ方向において上記した囲み領域ＥＡと並んでいる。

【0166】

図１８に示すように、第１ゲート端子５４１は上面６００ｃから離間するようにｙ方向に延びた後、屈曲して、壁部８１０から離間するようにｚ方向に延びている。第２ゲート端子５４２とセンサ端子５５０は下面６００ｄから離間するようにｙ方向に延びた後、屈曲して、壁部８１０から離間するようにｚ方向に延びている。第２ゲート端子５４２とセンサ端子５５０の先端の一部が囲み領域ＥＡに設けられている。

【0167】

図示しないが、制御基板１３０はｚ方向において複数の半導体モジュールの上方に設けられる。制御基板１３０と複数の半導体モジュールとの間に冷却部７３０が位置する。制御基板１３０にはｚ方向に貫通する複数のスルーホールが形成されている。これら複数のスルーホールに第１ゲート端子５４１、第２ゲート端子５４２、および、センサ端子５５０それぞれが通される。そしてこれら端子がはんだなどによって制御基板１３０に接続される。

【0168】

＜ＰバスバとＮバスバ＞
上記したようにドレイン端子５１０にＰバスバ１０１が接続される。ソース端子５２０にＮバスバ１０２が接続される。これらＰバスバ１０１とＮバスバ１０２は銅などの平板をプレス加工することで製造される。図２０～図２２に示すようにＰバスバ１０１とＮバスバ１０２はそれぞれ主板１０６と足部１０７を有する。

【0169】

主板１０６はｘ方向に偏って長い形状を成している。主板１０６はｙ方向に延長した後、屈曲して、ｚ方向に延長している。主板１０６はｘ方向に直交する平面でＬ字状に屈曲している。主板１０６におけるｙ方向に延長する部位に平滑コンデンサ１１０の電極が接続される。主板１０６におけるｚ方向に延長する部位に複数の足部１０７が一体的に連結されている。

【0170】

複数の足部１０７それぞれは主板１０６からｚ方向に延長した後、屈曲して、主板１０６から離間する態様でｙ方向に延長している。足部１０７はｘ方向に直交する平面でＬ字状に屈曲している。複数の足部１０７はｘ方向で離間して並んでいる。本実施形態では６個の足部１０７が主板１０６に一体的に連結されている。

【0171】

図２０～図２２に示すように、Ｐバスバ１０１の主板１０６とＮバスバ１０２の主板１０６とがｚ方向とｙ方向とで重ね合わさって配置される。これら２つの主板１０６の間には厚さの薄い絶縁性シートが介在される。Ｐバスバ１０１とＮバスバ１０２それぞれはｙ方向でＵ相半導体モジュール１２１～Ｗ相半導体モジュール１２３と並んでいる。

【0172】

このように２つの主板１０６が重なった状態で、Ｐバスバ１０１の足部１０７とＮバスバ１０２の足部１０７がｘ方向で離間して並んでいる。Ｎバスバ１０２の２つの足部１０７の間にＰバスバ１０１の２つの足部１０７が位置している。この態様の並びで組を成す４つの足部１０７が３つ構成されている。これら組を成す４つの足部１０７が３つｘ方向に並んでいる。

【0173】

図２１に示すように、Ｐバスバ１０１の足部１０７におけるｙ方向に延長する部位はドレイン端子５１０とｚ方向で対向配置される。この対向配置状態でＰバスバ１０１の足部１０７とドレイン端子５１０が接合されている。

【0174】

Ｎバスバ１０２の足部１０７におけるｙ方向に延長する部位はソース端子５２０とｚ方向で対向配置される。この対向配置状態でＮバスバ１０２の足部１０７とソース端子５２０が接合されている。

【0175】

上記したように第１ゲート端子５４１は被覆樹脂６００の上面６００ｃからｙ方向に延長した後、屈曲して、ｚ方向に延長している。第１ゲート端子５４１の屈曲箇所は、ドレイン端子５１０とソース端子５２０それぞれの最先端箇所よりもｙ方向において上面６００ｃ側に位置している。

【0176】

この第１ゲート端子５４１のｚ方向に延長する部位は、Ｐバスバ１０１とＮバスバ１０２それぞれの主板１０６とｙ方向で離間しつつ並んでいる。これにより第１ゲート端子５４１と主板１０６との干渉が避けられている。第１ゲート端子５４１と主板１０６との離間距離は両者の絶縁性が確保するように定められる。

【0177】

なお、図２３に示すように、足部１０７は主板１０６からｚ方向に延長した後、屈曲して主板１０６から離間する態様でｙ方向に延長した後、再度屈曲してｚ方向に延長してもよい。そしてドレイン端子５１０とソース端子５２０は上面６００ｃからｙ方向に延長した後、屈曲して、ｚ方向に延長してもよい。足部１０７の再度屈曲から個所からｚ方向に延長する部位と、ドレイン端子５１０とソース端子５２０のｚ方向に延長する部位とがｙ方向で対向配置した状態で接合されてもよい。

【0178】

＜相バスバ＞
上記したようにＵ相半導体モジュール１２１、Ｖ相半導体モジュール１２２、および、Ｗ相半導体モジュール１２３それぞれの中点端子５３０にＵ相バスバ１０３、Ｖ相バスバ１０４、および、Ｗ相バスバ１０５が個別に接続される。これら３つの相バスバは銅などの平板をプレス加工することで製造される。図２０～図２２に示すようにＵ相バスバ１０３～Ｗ相バスバ１０５はそれぞれ長板１０８と接続端部１０９を有する。

【0179】

長板１０８はｙ方向に偏って長い形状を成している。長板１０８はｙ方向に延長した後、屈曲して、ｚ方向に延長している。長板１０８はｘ方向に直交する平面でＬ字状に屈曲している。長板１０８におけるｙ方向に延長する部位にモータ４０のステータコイルが接続される。長板１０８におけるｚ方向に延長する部位に複数の接続端部１０９が一体的に連結されている。

【0180】

複数の接続端部１０９それぞれは長板１０８からｚ方向に延長した後、屈曲して、長板１０８から離間する態様でｙ方向に延長している。接続端部１０９はｘ方向に直交する平面でＬ字状に屈曲している。複数の接続端部１０９はｘ方向で離間して並んでいる。本実施形態では２個の接続端部１０９が長板１０８に一体的に連結されている。

【0181】

図２０～図２２に示すように、Ｕ相バスバ１０３～Ｗ相バスバ１０５それぞれの長板１０８がｘ方向で離間して並んで配置される。Ｕ相バスバ１０３はｙ方向でＵ相半導体モジュール１２１と並んでいる。Ｖ相バスバ１０４はｙ方向でＶ相半導体モジュール１２２と並んでいる。Ｗ相バスバ１０５はｙ方向でＷ相半導体モジュール１２３と並んでいる。

【0182】

３つの長板１０８に連結された２個の接続端部１０９もｘ方向で離間して並んでいる。計６個の接続端部１０９がｘ方向で離間して並んでいる。

【0183】

図２１に示すように、長板１０８に連結された２個の接続端部１０９のうちの一方におけるｙ方向に延長する部位は、２個の中点端子５３０のうちの一方とｚ方向で対向配置される。長板１０８に連結された２個の接続端部１０９のうちの他方におけるｙ方向に延長する部位は、２個の中点端子５３０のうちの他方とｚ方向で対向配置される。この対向配置状態で２個の接続端部１０９と２個の中点端子５３０が個別に接合されている。

【0184】

このように接続端部１０９が中点端子５３０に接合された状態で、Ｕ相バスバ１０３～Ｗ相バスバ１０５それぞれの一部が上記した囲み領域ＥＡに設けられる。

【0185】

上記したように第２ゲート端子５４２とセンサ端子５５０は被覆樹脂６００の下面６００ｄからｙ方向に延長した後、屈曲して、ｚ方向に延長している。第２ゲート端子５４２とセンサ端子５５０それぞれの屈曲箇所は、中点端子５３０の最先端箇所よりもｙ方向において下面６００ｄ側に位置している。

【0186】

この第２ゲート端子５４２とセンサ端子５５０のｚ方向に延長する部位は、長板１０８とｙ方向で離間しつつ並んでいる。これにより第２ゲート端子５４２およびセンサ端子５５０それぞれと長板１０８との干渉が避けられている。第２ゲート端子５４２およびセンサ端子５５０それぞれと長板１０８との離間距離は両者の絶縁性が確保するように定められる。

【0187】

なお、図２３に示すように、接続端部１０９は長板１０８からｚ方向に延長した後、屈曲して長板１０８から離間する態様でｙ方向に延長した後、再度屈曲してｚ方向に延長してもよい。そして中点端子５３０は下面６００ｄからｙ方向に延長した後、屈曲して、ｚ方向に延長してもよい。接続端部１０９の再度屈曲した箇所からｚ方向に延長する部位と、中点端子５３０のｚ方向に延長する部位とがｙ方向で対向配置した状態で接合されてもよい。

【0188】

＜作用効果＞
これまでに説明してきたように、Ｕ相半導体モジュール１２１～Ｗ相半導体モジュール１２３それぞれはｙ方向で離間して並ぶ第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０を有する。これらｙ方向で離間して並ぶ第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０は、主として対向部７３１の内部をｘ方向に流動する冷媒と熱交換を行う。

【0189】

このようにハイサイドスイッチ１４１の形成された第１半導体チップ２１０とローサイドスイッチ１５１の形成された第２半導体チップ２２０の並び方向は、これらを冷却する対向部７３１の内部を流動する冷媒の流動方向と交差している。電気的に接続されたハイサイドスイッチ１４１とローサイドスイッチ１５１の並び方向と、これらを冷却する冷媒の流動方向とが交差している。

【0190】

そのため、ハイサイドスイッチ１４１と対向部７３１を流動する冷媒との熱交換量と、ローサイドスイッチ１５１と対向部７３１を流動する冷媒との熱交換量とに差の生じることが抑制される。ｙ方向で離間して並ぶ態様で被覆樹脂６００に被覆保護された第１半導体チップ２１０および第２半導体チップ２２０それぞれと、対向部７３１を流動する冷媒との熱交換量に差の生じることが抑制される。

【0191】

２つのドレイン端子５１０が第１分配空間と第２分配空間とに分配され、２つのソース端子５２０が第１分配空間と第２分配空間とに分配されている。第１ゲート端子５４１は、第１分配空間に設けられたドレイン端子５１０およびソース端子５２０と、第２分配空間に設けられたドレイン端子５１０およびソース端子５２０との間に位置している。

【0192】

これによれば、第１分配空間に配置されたドレイン端子５１０と第２分配空間に配置されたドレイン端子５１０それぞれから発せられた電磁ノイズが、両者の間でキャンセルされやすくなる。同様にして、第１分配空間に配置されたソース端子５２０と第２分配空間に配置されたソース端子５２０それぞれから発せられた電磁ノイズが、両者の間でキャンセルされやすくなる。そのため、第１分配空間に設けられた端子と、第２分配空間に設けられた端子との間に位置する第１ゲート端子５４１に、これら端子から発せられた電磁ノイズが作用することが抑制される。

【0193】

上記したように、２つのドレイン端子５１０が第１分配空間と第２分配空間に均等に分配配置されている。２つのソース端子５２０が第１分配空間と第２分配空間に均等に分配配置されている。

【0194】

これによれば、複数のドレイン端子５１０が第１分配空間と第２分配空間のいずれかに偏って分配配置された構成と比べて、ドレイン端子５１０から発せられた電磁ノイズが第１ゲート端子５４１に作用することが効果的に抑制される。複数のソース端子５２０が第１分配空間と第２分配空間のいずれかに偏って分配配置された構成と比べて、ソース端子５２０から発せられた電磁ノイズが第１ゲート端子５４１に作用することが効果的に抑制される。

【0195】

２つの中点端子５３０が第１分配空間と第２分配空間とに分配されている。第２ゲート端子５４２は、第１分配空間に設けられた中点端子５３０と、第２分配空間に設けられた中点端子５３０との間に位置している。

【0196】

これによれば、第１分配空間に配置された中点端子５３０と第２分配空間に配置された中点端子５３０それぞれから発せられた電磁ノイズが、両者の間でキャンセルされやすくなる。第１分配空間に設けられた中点端子５３０と第２分配空間に設けられた中点端子５３０との間に位置する第２ゲート端子５４２に、これら端子から発せられた電磁ノイズが作用することが抑制される。

【0197】

また、センサ端子５５０も第１分配空間に設けられた中点端子５３０と第２分配空間に設けられた中点端子５３０との間に位置している。これによれば、第１分配空間に設けられた中点端子５３０と第２分配空間に設けられた中点端子５３０から発せられた電磁ノイズがセンサ端子５５０に作用することが抑制される。

【0198】

上記したように、２つの中点端子５３０が第１分配空間と第２分配空間に均等に分配配置されている。これによれば、複数の中点端子５３０が第１分配空間と第２分配空間のいずれかに偏って分配配置された構成と比べて、中点端子５３０から発せられた電磁ノイズが第２ゲート端子５４２とセンサ端子５５０に作用することが効果的に抑制される。

【0199】

第１下側通電部４４２の第１折り返し部４４４と第２折り返し部４４５それぞれの一部が、図１５に示す重なり領域ＯＡで第２上側通電部４７１とｚ方向で重なっている。第１折り返し部４４４と第２折り返し部４４５それぞれの一部が、被覆樹脂６００を介して第２上側通電部４７１とｚ方向で並んでいる。

【0200】

これによれば、第１下側通電部４４２と第２上側通電部４７１との間の負の相互インダクタンスが増大する。これにより第１下側通電部４４２と第２上側通電部４７１のインダクタンスの増大が抑制される。

【0201】

電流の流れる第１通電部４４０と導電性を備える第１放熱部４５０が第１絶縁板４３０を介してｚ方向で並んでいる。これによれば渦電流が第１放熱部４５０に流れる。これにより第１通電部４４０のインダクタンスの増大が抑制される。

【0202】

電流の流れる第２通電部４７０と導電性を備える第２放熱部４８０が第２絶縁板４６０を介してｚ方向で並んでいる。これによれば渦電流が第２放熱部４８０に流れる。これにより第２通電部４７０のインダクタンスの増大が抑制される。

【0203】

ドレイン端子５１０から第２半導体チップ２２０に向かってｙ方向において同一方向に流れる２つの電流の通電経路がｘ方向で隣り合っている。これによれば、これら２つの通電経路それぞれから発せられる電磁ノイズが、これら２つの通電経路の間でキャンセルされやすくなる。

【0204】

ソース端子５２０の端部が第１導電プレート４１０に接続されている。ソース端子５２０の一部がｚ方向において第２導電プレート４２０と第１導電プレート４１０との間に位置している。

【0205】

これによれば、例えば、ソース端子５２０が第２導電プレート４２０における第１導電プレート４１０とのｚ方向での非対向部位に連結される構成と比べて、パワーカード１２０の体格の増大が抑制される。

【0206】

なお、上記比較例の場合、第１導電プレート４１０とソース端子５２０とを電気的に接続するための中継部材が、２つの導電プレートの間と第１導電プレート４１０それぞれに必要になる。本実施形態では、この中継部材が不要になる。これにより部品点数の増大が抑制される。

【0207】

冷却部７３０の備える対向部７３１、第１腕部７３２、および、第２腕部７３３によって区画される囲み領域ＥＡと被覆樹脂６００の下面６００ｄから突出した複数の端子の先端側とがｚ方向で並んでいる。

【0208】

これによれば囲み領域ＥＡに位置する空気が冷却部７３０の備える３つの構成要素の中空を流動する冷媒によって降温されやすくなる。この空気によって下面６００ｄから突出した複数の端子の先端側が降温されやすくなる。

【0209】

囲み領域ＥＡに第２ゲート端子５４２とセンサ端子５５０の一部が位置している。また、囲み領域ＥＡにＵ相バスバ１０３～Ｗ相バスバ１０５の一部が位置している。これによれば、囲み領域ＥＡに位置する空気によって第２ゲート端子５４２、センサ端子５５０、および、Ｕ相バスバ１０３～Ｗ相バスバ１０５それぞれが降温されやすくなる。

【0210】

（第１の変形例）
本実施形態では第１放熱部４５０と第１通電部４４０のｚ方向に直交する平面の形状が同一である例を示した。しかしながら、第１放熱部４５０と第１通電部４４０のｚ方向に直交する平面の形状は不同でもよい。

【0211】

第１放熱部４５０は第１通電部４４０よりもｚ方向に直交する平面の面積が大きくともよい。第１放熱部４５０における第１通電部４４０側の面積が増大した構成を採用することができる。

【0212】

例えば図２４に示すように、第１放熱部４５０は第１絶縁板４３０の第１外面４３０ｆの全面にわたって形成された形状でもよい。第１放熱部４５０はベタパターンでもよい。これによれば第１放熱部４５０に渦電流が流れやすくなる。第１通電部４４０のインダクタンスの増大が効果的に抑制される。

【0213】

（第２の変形例）
本実施形態では第２放熱部４８０と第２通電部４７０のｚ方向に直交する平面の形状が同一である例を示した。しかしながら、第２放熱部４８０と第２通電部４７０のｚ方向に直交する平面の形状は不同でもよい。

【0214】

第２放熱部４８０は第２通電部４７０よりもｚ方向に直交する平面の面積が大きくともよい。第２放熱部４８０における第２通電部４７０側の面積が増大した構成を採用することができる。

【0215】

例えば図２５に示すように、第２放熱部４８０は第２絶縁板４６０の第２外面４６０ｆの全面にわたって形成された形状でもよい。第２放熱部４８０はベタパターンでもよい。これによれば第２放熱部４８０に渦電流が流れやすくなる。第２通電部４７０のインダクタンスの増大が効果的に抑制される。

【0216】

（第３の変形例）
本実施形態では第３ターミナルブロック３３０を介して第１導電プレート４１０の第１上側通電部４４１と第２導電プレート４２０の第２下側通電部４７２が電気的に接続される例を示した。しかしながら、例えば図２６と図２７に示す構成を採用することで、第３ターミナルブロック３３０を省略してもよい。図２６に示す断面図は、図６に示すＶＩ－ＶＩ線に沿う切断面に対応している。図２７に示す断面図は、図６に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿う切断面に対応している。

【0217】

図２６と図２７に示す変形例では、第２導電プレート４２０が、第２上側通電部４７１と第２下側通電部４７２に代えて、これらが一体的に連結された共通通電部４７３を有する。この共通通電部４７３に第１半導体チップ２１０のソース電極２０１が第１ターミナルブロック３１０を介して接続される。第１上側通電部４４１に第１半導体チップ２１０のドレイン電極が接続される。

【0218】

係る構成を採用することで、第３ターミナルブロック３３０を介さずに第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０とを電気的に接続することができる。第３ターミナルブロック３３０を省略することができる。

【0219】

なお、第１上側通電部４４１は図８に示す構成に比べて、ｙ方向において第１上側面４３０ｃ側に延長している。第１上側通電部４４１における第１折り返し部４４４と第２折り返し部４４５それぞれの第１上側面４３０ｃ側の端部とｘ方向で並ぶ部位にドレイン端子５１０が接続される。

【0220】

この変形例では、第１下側通電部４４２の第１折り返し部４４４と第２折り返し部４４５それぞれのｚ方向の投影領域に、共通通電部４７３の一部が位置している。本実施形態と同様にして、第１放熱部４５０が第１通電部４４０とｚ方向で並び、第２放熱部４８０が第２通電部４７０とｚ方向で並んでいる。なお、当然ではあるが、図２６と図２７に示す構成を上下反転した構成を採用することもできる。

【0221】

第１上側通電部４４１が第１導電部に相当する。第１ターミナルブロック３１０と共通通電部４７３が第２導電部に相当する。第２ターミナルブロック３２０と第１下側通電部４４２が第３導電部に相当する。

【0222】

（第４の変形例）
本実施形態ではパワーカード１２０が第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０それぞれを２つ有する例を示した。しかしながらパワーカード１２０が第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０それぞれを有する数は限定されない。パワーカード１２０は第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０それぞれを１つ、若しくは、３つ以上有してもよい。１つのパワーカード１２０は同一種類若しくは異種類の、ｙ方向に並ぶ複数の半導体チップを有すればよい。

【0223】

パワーカード１２０はハイサイドスイッチ１４１とローサイドスイッチ１５１を１つ、若しくは、３つ以上有してもよい。１つのパワーカード１２０は同一種類若しくは異種類の、ｙ方向に並ぶ複数のスイッチを有すればよい。

【0224】

（第５の変形例）
本実施形態ではパワーカード１２０が温度センサ１６０を有する例を示した。しかしながらパワーカード１２０は温度センサ１６０を有さなくともよい。この変形例の場合、パワーカード１２０はセンサ端子５５０を有さなくなる。

【0225】

本実施形態では温度センサ１６０が第２半導体チップ２２０に形成された例を示した。しかしながら温度センサ１６０は第２半導体チップ２２０に形成されなくともよい。温度センサ１６０は第１半導体チップ２１０に形成されてもよい。温度センサ１６０は第１半導体チップ２１０と第２半導体チップ２２０それぞれとは別体で形成されてもよい。

【0226】

また、温度センサ１６０とは異なる物理量を検出する物理量センサをパワーカード１２０が有する構成を採用することもできる。異なる物理量としては、例えば、電流や電圧などがある。

【0227】

（第６の変形例）
本実施形態ではパワーカード１２０が中点端子５３０を２つ有する例を示した。しかしながらパワーカード１２０は中点端子５３０を１つ有してもよい。

【0228】

（第７の変形例）
本実施形態ではパワーカード１２０がソース端子５２０を２つ有する例を示した。しかしながらパワーカード１２０はソース端子５２０を１つ有してもよい。

【0229】

（第８の変形例）
本実施形態ではパワーカード１２０がドレイン端子５１０を２つ有する例を示した。しかしながらパワーカード１２０はドレイン端子５１０を１つ有してもよい。

【0230】

（第９の変形例）
本実施形態では２つのソース端子５２０の間に２つのドレイン端子５１０と２つの第１ゲート端子５４１が位置し、２つのドレイン端子５１０の間に２つの第１ゲート端子５４１が位置する例を示した。しかしながら、２つのドレイン端子５１０の間に２つのソース端子５２０と２つの第１ゲート端子５４１が位置し、２つのソース端子５２０の間に２つの第１ゲート端子５４１が位置する構成を採用することもできる。

【0231】

（その他の変形例）
本実施形態ではＵ相半導体モジュール１２１～Ｗ相半導体モジュール１２３それぞれの備えるスイッチとしてｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴを採用した例を示した。しかしながらこれら３相の半導体モジュールそれぞれの備えるスイッチの種類としては特に限定されない。このスイッチとしては、例えばＩＧＢＴを採用することができる。そして、３相の半導体モジュールそれぞれの備えるスイッチの種類は同一でも不同でもよい。

【0232】

本実施形態では第１半導体チップ２１０にハイサイドスイッチ１４１とハイサイドダイオード１４２が形成されている例を示した。しかしながらハイサイドスイッチ１４１とハイサイドダイオード１４２は別の半導体チップに形成されてもよい。

【0233】

本実施形態では第２半導体チップ２２０にローサイドスイッチ１５１とローサイドダイオード１５２が形成されている例を示した。しかしながらローサイドスイッチ１５１とローサイドダイオード１５２それぞれは別の半導体チップに形成されてもよい。

【0234】

本実施形態では電力変換装置５０にインバータが含まれる例を示した。しかしながら電力変換装置５０にはインバータのほかにコンバータが含まれてもよい。

【0235】

本実施形態では電力変換ユニット３０が電気自動車用の車載システム１０に含まれる例を示した。しかしながら電力変換ユニット３０の適用としては特に上記例に限定されない。例えばモータと内燃機関を備えるハイブリッドシステムに電力変換ユニット３０が含まれる構成を採用することもできる。

【0236】

本実施形態では電力変換ユニット３０に１つのモータ４０が接続される例を示した。しかしながら電力変換ユニット３０に複数のモータ４０が接続される構成を採用することもできる。この場合、電力変換ユニット３０はインバータを構成するための３相の半導体モジュールを複数有する。

【0237】

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態が本開示に示されているが、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【符号の説明】

【0238】

１４１…ハイサイドスイッチ、１４１ａ…ドレイン、１４１ｂ…ソース、１４１ｃ…ゲート、１５１…ローサイドスイッチ、１５１ａ…ドレイン、１５１ｂ…ソース、１５１ｃ…ゲート、１６０…温度センサ、２００ａ…表面、２００ｂ…裏面、２１０…第１半導体チップ、２２０…第２半導体チップ、３１０…第１ターミナルブロック、３２０…第２ターミナルブロック、３３０…第３ターミナルブロック、４３０…第１絶縁板、４３０ｅ…第１内面、４３０ｆ…第１外面、４４１…第１上側通電部、４４２…第１下側通電部、４５０…第１放熱部、４６０…第２絶縁板、４６０ｅ…第２内面、４６０ｆ…第２外面、４７１…第２上側通電部、４７２…第２下側通電部、４７３…共通通電部、４８０…第２放熱部、５００…接続端子、５１０…ドレイン端子、５２０…ソース端子、５３０…中点端子、５４１…第１ゲート端子、５４２…第２ゲート端子、５５０…センサ端子、６００…被覆樹脂、６００ｃ…上面、６００ｄ…下面、７３０…冷却部、７３１…対向部、７３２…第１腕部、７３３…第２腕部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【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】