JP4937326B2 - パワーモジュール - Google Patents

Description

この発明は、半導体装置およびリアクトル装置を一体的に構成したパワーモジュールに関し、特に小型で放熱性に優れ、廉価に装着可能で、車載用途に適したパワーモジュールに関するものである。

従来から、半導体装置（パワー半導体）およびリアクトル装置を備えた電力変換器（パワーモジュール）として、基台となるフレーム上に、リアクトル、サイリスタ、抵抗などの電気部品を分散配置し、各電気部品に冷却水パイプを配管した構成が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載の電力変換器は、各電気部品から発生する熱をパイプ内の循環冷却水に伝えて各電気部品を冷却するために、冷却流路を各部品に分岐、配索する構造を有する。また、本来の電力変換器として機能するために、バスバーや電力ケーブルなどが配索されている。

また、他の従来例として、フレーム下にヒートシンクを設け、各電気部品の冷却面を、フレームに接触するよう配置することにより、冷却水パイプの配管を省略した構成も広く用いられている。

なお、電力変換器を自動車に適用する場合、特に内燃機関と回転電動機との併用によって駆動力を得るハイブリッド自動車に適用する場合には、電気動力源として搭載された２次電池の代表的な連続出力能力が約５０Ｗ／Ｖ程度であることから、一例として、連続動作電力容量１０ｋＷに対応する電力変換器は、約２００Ｖの直流電圧と、約５０Ａの直流電流とを取り扱うことになる。

したがって、上記従来の電力変換器を自動車に適用する場合には、所要の直流電圧値および直流電流値に適合するために、約６リットル以上の容積が必要となり、また、リアクトル装置、水冷ヒートシンク、電力変換器の筐体、の主構成材料が金属であることから、５ｋｇ以上の質量となってしまう。

このように、容積が大きく質量が重くなるという問題は、主として従来の電力変換器の実装構造に起因するものである。
すなわち、リアクトル装置および半導体装置と、水冷パイプや水冷ヒートシンクとが、個別の構造体として独立構成されていることが原因で、電力変換器の筐体に格納する際に余剰な空間を要することになり、また、電力変換器としての機能を発揮するために、最低限必要な量以上の余分な部材を有することに起因している。

特開平１１−１８６４７８号公報

従来の電力変換器（パワーモジュール）は、車載用途として連続動作時の電流導通量が約５０Ａを超える場合に、各電気部品の発生熱に対して冷却能力が不足するという課題があった。
また、特に自動車での燃料消費効率改善および容積効率改善の観点から、容積および質量の削減が強く望まれているのもかかわらず、容積および質量の削減を実現することができずに、容積が大きく質量が重くなるという課題があった。

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、従来の電力変換器構造とは異なり、半導体装置とリアクトル装置とヒートシンクとを組合せて単一のモジュール体を構成することにより、容積および質量を削減したパワーモジュールを得ることを目的とする。

この発明に係るパワーモジュールは、流体流入口および流体流出口を有し、流体流入口から流体流出口に向けて内部に冷却流体が循環される流体容器と、流体容器に載置された第１の金属ベースを有し、第１の金属ベースの上にパワー半導体が載置された半導体装置と、流体容器に載置されたリアクトル装置とを備えたパワーモジュールであって、リアクトル装置は、下面が放熱面として冷却流体と接触する第２の金属ベースと、第２の金属ベースを包囲するように形成されたモールド樹脂体とからなるベース構造体と、ベース構造体の上に載置された誘導体部品と、第２の金属ベースの平面方向に対してほぼ鉛直方向に誘導体部品を収容する周壁形状を有するケースとにより構成されたものである。

この発明によれば、パワーモジュール内のリアクトル装置は、パワーモジュール内の半導体装置の金属ベースとは別の第２の金属ベースと、第２の金属ベースを包囲するように成形されたモールド樹脂体と、周壁形状のケースと、これらの要素によって包囲される空間に収容された誘導体部品とにより構成されるので、小型化および軽量化を実現することができる。

この発明の実施の形態１に係るパワーモジュール内のリアクトル装置を示す斜視図である。 図１のリアクトル装置の構成部品を示す展開斜視図である。 図１内の平面Ｍによる垂直断面図である。 図１のリアクトル装置の下部構造を示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係るパワーモジュールの全体構成を示す斜視図である。 図５のパワーモジュールの構成部品を示す展開斜視図である。 図５内の平面Ｐによる垂直断面図である。 この発明の実施の形態２に係るパワーモジュール内のリアクトル装置の構成部品を示す展開斜視図である。 この発明の実施の形態３に係るパワーモジュール内のリアクトル装置の構成部品を示す展開斜視図である。

実施の形態１．
以下、図１〜図７を参照しながら、この発明の実施の形態１について説明する。
図１はこの発明の実施の形態１に係るパワーモジュール内のリアクトル装置２を示す斜視図であり、図２は図１のリアクトル装置２の構成部品を示す展開斜視図である。
図３は図１内の平面Ｍで分断したリアクトル装置２を示す垂直断面図であり、図４はリアクトル装置２の下部構造を示す斜視図である。

図５はこの発明の実施の形態１に係るパワーモジュール１の全体構成を示す斜視図であり、図６は図５のパワーモジュール１の構成部品を示す展開斜視図である。
また、図７は図５内の平面Ｐで分断したパワーモジュール１を示す垂直断面図である。

図１〜図４において、リアクトル装置２は、概して、ベース構造体６と、ベース構造体６の上に載置された誘導体部品７と、誘導体部品７を取り囲んで収容する周壁形状のケース８とを備えている。

リアクトル装置２は、パワーモジュール１（図５〜図７とともに後述する）の一部であり、パワーモジュール１をＤＣ／ＤＣ電力変換器として適用する際に、誘導体部品７に電流を導通させて、エネルギーを蓄積または放出する機能を有する。

誘導体部品７は、コア７１と、コア７１に巻回されたコイル７２と、により構成されている（図２、図３参照）。
コア７１は、軟磁性材料を加工成形したものであり、フェライトやセンダスト、パーマロイ、珪素鋼板、鉄ダスト圧粉磁心などが用いられる。

コイル７２は、エナメル材料で絶縁被覆した銅線（以下、「エナメル銅線」という）からなり、コア７１の周囲に巻回することにより構成されている。
図２においては、コア７１内の２箇所の円柱形状部分にエナメル銅線を巻回し、エナメル銅線の終端部が、リアクトル装置２の電流導通用の口出し線および端子となるように、加工を施してコイル７２を構成している。これにより、電流は、コイル７２の一方の端子と他方の端子との間を流れる。

ベース構造体６は、金属ベース６１と、金属ベース６１の外周部を覆うモールド樹脂体６２と、により構成されている（図２、図３参照）。
金属ベース６１は、アルミ材または銅材からなり、上部は平面形状（板状）に成形され、下部は表面積が増大するようにフィン６１１が形成されている。

モールド樹脂体６２は、金属ベース６１の上部（平面状部）の側端（４辺）全周を覆うようにモールドする形状に成形され、かつ、金属ベース６１の上方において誘導体部品７を係止する支持構造部６２１（突起構造体）と一体的に成形されている。

支持構造部６２１は、ベース構造体６の上方において、金属ベース６１に対して電気絶縁性を確保できる距離を介して、誘導体部品７を係止する。
また、ベース構造体６の上には、係止された誘導体部品７を包囲するようにケース８が取り付けられている。

ケース８の内部には、冷却用樹脂材９が充填されており（図３参照）、冷却用樹脂材９は、誘導体部品７のコイル７２の終端部（導電端部）を除く一部または全部を浸漬している。

図３において、金属ベース６１の上部の板状左右側端は、上面、下面、側面がモールド樹脂体６２で覆われている。
また、金属ベース６１の上面のモールド樹脂体６２は、金属ベース６１の上部平面の中心方向に延伸して、支持構造部６２１を形成している。
図３において、コア７１は、左右側端が直方体状に成形されており、これら直方体に挟まれる部分が円柱形状に成形されている。コイル７２は、円柱形状部分の外周に巻回されている。

図２、図３において、支持構造部６２１は、上方に起こした勾配の異なる平面と、下部平面からの突起とにより、コア７１の直方体部分（左右側端）を支持している。
ここで、勾配の異なる平面は、左右方向での誘導体部品７の位置決めを行う。
同様に、勾配の異なる平面は、図４の手前および奥の方向（図１内の平面Ｍの直交面に対して平行方向）にも設けられており、これにより、手前および奥の方向の位置決めを行う。

さらに、支持構造部６２１の下部平面からの突起は、金属ベース６１の上平面に対してほぼ平行に、誘導体部品７を支持するよう作用する。
また、モールド樹脂体６２の左右端部の上方には、ケース８が取り付けられ、誘導体部品７をケース８内部に収容するように構成されている。

前述のように、ケース８とベース構造体６とにより包囲された空間には、誘導体部品７が収容された状態で冷却用樹脂材９が充填される。これにより、誘導体部品７のコイル７２の終端部（導電端部）を除く一部または全部は、冷却用樹脂材９によって浸漬される。
冷却用樹脂材９としては、合成樹脂（ウレタン、エポキシ、シリコーンなど）に高熱伝導の材料（アルミナや水酸化アルミなど）をフィラー材として混合した市販品が適用される。

次に、図３および図４を参照しながら、ベース構造体６の裏面構造について説明する。
図３、図４において、金属ベース６１の裏面の内寄りには、フィン６１１が形成されており、金属ベース６１の平面状部の側端（４辺）全周は、モールド樹脂体６２で覆われている。

モールド樹脂体６２には、外周部の裏面に凹状の溝Ｄが設けられている。
溝Ｄは、流体容器４（図５、図６とともに後述する）と対向して嵌装する際に、内部に循環する冷却流体（後述する）が漏れ出すのを防ぐための、封止部材１０（図７参照）の装填箇所となる。

次に、図５〜図７を参照しながら、リアクトル装置２と、半導体装置３と、流体容器４とからなるパワーモジュール１の全体構成について説明する。
図５において、パワーモジュール１は、流体容器４の上方にリアクトル装置２および半導体装置１を組み込むことにより、一体構造として形成されている。

図６において、流体容器４は、上部が開放された空洞の直方体からなり、流体容器４の上部は、リアクトル装置２および半導体装置３が蓋として閉じられる。
流体容器４の右奥側面には、冷却流体（２点鎖線矢印）の流入口４２が設けられ、流体容器４の左手前側面には、冷却流体の流出口４３が設けられている。

流体容器４の上方（流体容器４の壁体上面）において、リアクトル装置２と対向して嵌装する周包部分には、モールド樹脂体６２の凹状の溝Ｄに合致するように、同様の構造が設けられている。
すなわち、図７に示すように、溝Ｄの部分には、嵌装の際に、封止部材１０（Ｏリングなど）が装填される。これにより、流体容器４の内部を循環する冷却流体を封止することができる。

なお、凹状の溝Ｄは、リアクトル装置２のモールド樹脂体６２の裏面のみならず、流体容器４の上方（流体容器壁体上面）にも設けられるものとしたが、嵌装の位置決め機能と冷却流体の封止機能との役割を果たすならば、一方が別の形状（凸状など）であってもよい。

図５〜図７において、半導体装置３は、内部にパワー半導体（ＩＧＢＴ、ＦＥＴ、ダイオードなど）を備えており、リアクトル装置２内の誘導体部品７と組み合わせられて、電力制御回路（ＤＣ／ＤＣ電力変換器など）を構成する。
半導体装置３内のスイッチ素子（ＩＧＢＴ、ＦＥＴなど）は、図示しない外部の電子回路基板から伝達されるゲート駆動信号に応じてスイッチＯＮ、スイッチＯＦＦの動作を切替える。

リアクトル装置２内の誘導体部品７は、半導体装置３内のパワー半導体に電気的に接続され、スイッチ素子のＯＮ、ＯＦＦの動作切替えによって、コイル７２の端子間の電位差を変化させ、コイル７２の導通電流や、エネルギーの蓄積および放出が調整される。

図１〜図７の構成において、半導体装置３とリアクトル装置２とが近接配置されることから、電気的接合の配索も短距離で済むので、リアクトル装置２内の誘導体部品７と半導体装置３内のパワー半導体とを電気的に接合する配索部品（図示されないバスバーなど）については、配索部品に起因する寄生インダクタンスの低減や、部品の低コスト化などの利点が生じる。

半導体装置３は、リアクトル装置２と同様の封止構成によって、流体容器４に嵌装される。
すなわち、半導体装置３の下部裏面の内寄りにはフィン３２１が形成されており、その周辺全周には凹状の溝Ｄが設けられている。

また、流体容器４の上方（流体容器壁体上面）において、半導体装置３と対向して嵌装する周包部分には、半導体装置３の凹状の溝Ｄに合致するように、同様の構造が設けられており、これらの凹状の部分を突き合わせて、流体容器４に半導体装置３が嵌装される。
以下、双方の凹状部分には、封止部材１０（Ｏリングなど）が装填されて、流体容器４の内部を循環する冷却流体を封止する。

図７（図５内の平面Ｐによる断面構造）において、リアクトル装置２は、上述のように、金属ベース６１と、モールド樹脂体６２と、コア７１と、ケース８と、冷却用樹脂材９と、コイル７２（図示を省略）とにより構成されている。

半導体装置３は、金属ベース３２（第１の金属ベース）と金属ベース３２上に載置されるパワー半導体ブロック３１と、ケース３３とにより構成されている。
半導体装置３の金属ベース３２の上部は平面状に成形され、金属ベース３２の下部は、表面積を増大するためにフィン３２１が形成されている。

半導体装置３のパワー半導体ブロック３１内には、パワー半導体が配置されるとともに、各半導体の相互間や外部との電流経路となる配索部材が配置され、また、パワー半導体のスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦ動作の切替えを指示するゲート駆動信号を外部の電子回路基板から伝達するための信号伝達部材が配置されている。

半導体装置３のケース３３は、金属ベース３２の上部（平面状部）の側端（４辺）全周を覆っており、ケース３３の側端下面は、流体容器４の上方（流体容器壁体上面）に対して、対向封止するための蓋として機能する。

流体容器４は、上部が開放されており、流体容器４の開放部分は、リアクトル装置２および半導体装置３により蓋をされる。
リアクトル装置２および半導体装置３を流体容器４に嵌装する際には、上述のように、嵌め合い部分に封止部材１０（Ｏリングなど）を装填することにより、流体容器４の内部を循環する冷却流体を封止する。

流体容器４の左右各側端には、冷却流体の流入口４２および流出口４３が設けられており、冷却流体は、リアクトル装置２および半導体装置３によって閉じられた流体容器４の内部を循環するようになっている。

なお、流体容器４に対するリアクトル装置２および半導体装置３の固定構造は、ネジや、ボルトおよびナット、または、流体容器４とリアクトル装置２との間、および流体容器４と半導体装置３との間に適用するカシメ部材やベルト部材など（いずれも図示せず）によって実現され得る。

次に、冷却流体による放熱動作について説明する。
図７のパワーモジュール１の動作に際して、誘導体部品７およびパワー半導体ブロック３１に電流が導通すると、内部損失によって熱が生じる。

このとき、リアクトル装置２の金属ベース６１は、誘導体部品７の発生熱を吸収して下部のフィン６１１に伝導し、さらにフィン６１１を介して冷却流体に放出する。
また、半導体装置３の金属ベース３２は、パワー半導体ブロック３１の発生熱を吸収して下部のフィン３２１に伝導し、さらにフィン３２１を介して冷却流体に放出する。

図７において、冷却流体は、流入口４２から流入し、まず、金属ベース３２の下部のフィン３２１からパワー半導体ブロック３１の発生熱を吸収する。
続いて、冷却流体は、金属ベース６１の下部のフィン６１１から誘導体部品７の発生熱を吸収した後、流出口４３から流れ出る。

このとき、金属ベース３２、６１の下部の各フィン３２１、６１１は、冷却流体の流れに対する障害物となるので、冷却流体には所定の抵抗圧力が加わる。
この抵抗圧力によって、流体容器４と、リアクトル装置２および半導体装置３のそれぞれとの隙間から、冷却流体が漏れ出ようとする力が生じるが、両者の嵌装部分に装填された封止部材１０により冷却流体の漏出は防止される。

なお、流体容器４は、内部で冷却流体が循環可能であって、冷却流体が漏出しない程度の剛性を有し、上部でリアクトル装置２および半導体装置３を係止可能な部材であれば、任意の素材により構成され得る。
特に、流体容器４を構成する素材として、アルミなどの低比重の金属や、樹脂材料の成形体などを用いれば、軽量化が可能になるので好適である。

以上のように、この発明の実施の形態１（図１〜図７）に係るパワーモジュールは、流体流入口４２および流体流出口４３を有し、流体流入口４２から流体流出口４３に向けて内部に冷却流体が循環される流体容器４と、流体容器４に載置された金属ベース３２（第１の金属ベース）を有し、金属ベース３２の上にパワー半導体ブロック３１が載置された半導体装置３と、流体容器４に載置されたリアクトル装置２とを備えている。

リアクトル装置２は、下面が放熱面として冷却流体と接触する金属ベース６１（第２の金属ベース）と、金属ベース６１を包囲するように形成されたモールド樹脂体６２とからなるベース構造体６を備えている。
また、リアクトル装置２は、ベース構造体６の上に載置された誘導体部品７と、金属ベース６１の平面方向に対してほぼ鉛直方向に誘導体部品７を収容する周壁形状を有するケース８とを備えている。

つまり、パワーモジュール１内のリアクトル装置２は、パワーモジュール１内の半導体装置３の金属ベース３２とは別の金属ベース６１（第２の金属ベース）と、金属ベース６１を包囲するように成形されたモールド樹脂体６２と、周壁形状のケース８と、これらの要素によって包囲される空間に収容された誘導体部品７とにより構成されている。

これにより、リアクトル装置２および半導体装置３と流体容器４とが、一体的な構造体からなるパワーモジュール１として構成され、リアクトル装置２と半導体装置３とが近接配置されるので、容積の小型化、重量の軽量化、配索部品に起因する寄生インダクタンスの低減、部品の低コスト化などを達成することができ、車載用途に適したパワーモジュール１を実現することができる。

すなわち、半導体装置３の金属ベース３２と、リアクトル装置２のベース構造体６と、流体容器４とが一体構成されてヒートシンクを形成しており、半導体装置３、リアクトル装置２および流体容器４が集積された単一のモジュール構造を有することから、電力変換器としての機能を果たすのに余剰となる容積および質量が削減されるので、パワーモジュール１の小型化および軽量化を実現することができる。

また、パワーモジュール１を所定場所に設置する際の取り付け作業が煩雑でなく簡略化されるので、作業性が向上する効果がある。
また、容積および質量の削減によって、取り回しの良い容積および質量を達成することは、電力変換器の製造工程や検査工程においても、組立て作業性を向上し、かつ低コスト化を図るために望ましいことである。

また、モールド樹脂体６２は、金属ベース６１の平面端部の全周をモールドするとともに、流体容器４の壁体端部との接合部において凹形状の溝Ｄ（または、凸形状）を有している。
これにより、リアクトル装置２および半導体装置３と、流体容器４の壁体端部との接合部が、凹形状（または、凸形状）および封止部材１０を介して接合されることから、冷却流体を信頼性高く封止することができる。

さらに、金属ベース６１は、モールド樹脂体６２により平面端部全周がモールドされ、流体容器４の壁体端部との接合部は、凹形状（または、凸形状）を介して接合されるので、冷却流体を信頼性高く封止することができる。

また、誘導体部品７は、小さな接触面積でモールド樹脂体６２に支持されており、また、金属よりも低剛性のモールド樹脂体６２を介して支持されているので、誘導体部品７で発生する電磁振動が、金属ベース６１に伝播することや、ひいてはパワーモジュール１の外部に伝播することを低減することができる。
これにより、パワーモジュール１の動作時に不要な騒音の発生を抑制する効果が得られる。

また、リアクトル装置２の金属ベース６１（第２の金属ベース）を包囲するように成形されたモールド樹脂体６２は、リアクトル装置２と流体容器４とを係合して流体容器４内の冷却流体を封止する機能と、金属ベース６１の上方で絶縁を確保する間隔で位置決め支持する機能と、を兼ね備えているので、少ない部品点数でリアクトル装置２およびパワーモジュール１を構成することができ、小型化および低コスト化を実現することができる。

また、誘導体部品７を浸漬するように冷却用樹脂材９が充填されているので、誘導体部品７で発生する熱は、冷却用樹脂材９を介して金属ベース６１の上部平面に伝達し、金属ベース６１の内部を伝導した後に、下部のフィン６１１の表面から冷却流体に放出される。
これにより、冷却用樹脂材９を充填することなく、空気を介して熱伝達する場合に比べて、冷却性能は大きく改善する。
また、冷却性能が改善することにより、誘導体部品７から放熱可能な熱量が拡大するので、リアクトル装置２の容積をそのまま維持しつつ、取扱い可能な電力を増すことができるか、または、所望の電力に適合するように、リアクトル装置２を小型化することができる。

また、金属ベース６１は、冷却流体との接触表面に、表面積を増大させるためのフィン６１１が形成されているので、電流導通によって誘導体部品７に発生する熱を効率よく冷却流体に伝達することができる。

また、リアクトル装置２は、ケース８の内部に充填された冷却用樹脂材９を備えており、誘導体部品７の導電端部を除く箇所の少なくとも一部または全部は、冷却用樹脂材９により浸漬されている。
これにより、誘導体部品７の導電端部を除く少なくとも一部（または、全部）は、冷却用樹脂材９に浸漬されているので、誘導体部品７の発生熱の冷却流体への伝達効率は、冷却用樹脂材９が介在せずに空気を介して熱伝達する場合と比べて、さらに向上する。
また、冷却用樹脂材９は、誘導体部品７に発生する電磁振動がケース８に伝播するのを遮断する効果を有する。

さらに、モールド樹脂体６２は、金属ベース６１の上方で誘導体部品７を位置決めする突起構造体６２１を有し、突起構造体６２１は、誘導体部品７と金属ベース６１との間の絶縁を確保する間隔で誘導体部品７を支持している。

つまり、誘導体部品７は、金属よりも低剛性のモールド樹脂体６２の支持構造部６２１（突起構造体）によって、小さな接触面積で金属ベース６１の上方に載置されているので、誘導体部品７に発生する電磁振動が、金属ベース６１およびパワーモジュール１の外部に伝播するのを低減することができる。

なお、ここでは、具体的に図示されていないが、冷却用樹脂材９の充填に際して、ケース８とベース構造体６との合せ面から冷却用樹脂材９が漏出しないように、適宜対策が施されるものとする。
たとえば、ケース８とベース構造体６とを接着剤により接合し、両者の合せ面を段付き構成として冷却用樹脂材９の回り込みを防止することや、ケース８の内側の合せ面境界表層をシール材により封止することなどの加工が施される。

実施の形態２．
なお、上記実施の形態１（図１〜図３）では、リアクトル装置２にモールド樹脂体６２およびケース８を設けたが、図８のように、リアクトル装置２ａのモールド樹脂体６２ａの高さを延長して、ケース８を省略してもよい。
以下、図８を参照しながら、この発明の実施の形態２について説明する。

図８はこの発明の実施の形態２に係るパワーモジュール内のリアクトル装置２ａの構成部品を示す展開斜視図である。
図８において、リアクトル装置２ａは、前述のケース８を備えておらず、上方に延伸されたモールド樹脂体６２ａを備えている。この場合、モールド樹脂体６２ａは、前述のケース８の機能を兼ね備えている。

なお、リアクトル装置２ａにおいてモールド樹脂体６２ａを適用することを除けば、パワーモジュール１および半導体装置３を含む他の構成および作用については、前述の実施の形態１と同様なので、説明を省略する。

モールド樹脂体６２ａの上部は、前述のケース８と同様に周壁状である。
また、モールド樹脂体６２ａの内部には、誘導体部品７が収容されるとともに、前述の冷却用樹脂材９が充填されて、誘導体部品７のコイル７２の終端部（導電端部）を除く一部または全部を浸漬する。

以上のように、この発明の実施の形態２（図８）によれば、リアクトル装置２ａは、前述のケース８の機能を兼ねたモールド樹脂体６２ａを備えているので、部品点数を削減することができる。
また、前述（図１〜図３）のケース８とモールド樹脂体６２との係合や、合せ面からの冷却用樹脂材９の漏出への配慮が不要となるので、係合やシール材を用いた合せ面境界表面の封止などの工程が不要となり、作業性が向上する効果がある。

また、ここでは、ケース８の全部を樹脂部により形成して、モールド樹脂体６２と一体成形したが、ケース８の少なくとも一部を樹脂部により形成し、ケース８の樹脂部をモールド樹脂体６２と一体成形してもよい。
このように、リアクトル装置２のケース８の少なくとも一部（または、全部）を樹脂製とし、モールド樹脂体６２とケース８の樹脂部とを、係合部分を介することなく一体成形することにより、同様に部品削減および作業性の向上を実現することができる。

実施の形態３．
なお、上記実施の形態１（図１〜図３）では、金属ベース６１の上面を平面に形成したが、図９のように、金属ベース６１ｂの上面にフィン６１２が設け、上面の表面積を増大させてもよい。
以下、図９を参照しながら、この発明の実施の形態３について説明する。

図９はこの発明の実施の形態３に係るパワーモジュール内のリアクトル装置２ｂの構成部品を示す展開斜視図である。
図９において、リアクトル装置２ｂの金属ベース６１ｂの上面には、表面積が増大するようにフィン６１２が設けられている。

なお、リアクトル装置２ｂにおいて、金属ベース６１ｂの上面にフィン６１２が設けられた点を除けば、パワーモジュール１および半導体装置３を含む他の構成および作用については、前述の実施の形態１と同様なので、詳述を省略する。

また、この発明の実施の形態３に係るパワーモジュールは、前述（図１〜図７）のリアクトル装置２に代えて、図９のリアクトル装置２ｂを適用した点を除けば、同一構造であり、前述と同様に作用するので、詳述を省略する。

図９おいて、金属ベース６１ｂは、上部および下部のそれぞれに、上部のフィン６１２と、下部のフィン６１１が形成されており、上部および下部がともにフィン形状を有している。
金属ベース６１ｂの上部の板状形状の左右端および側端は、前述（図２）と同様に、上面、下面、側面がモールド樹脂体６２で覆われている。

また、上面のモールド樹脂体６２は、金属ベース６１ｂの上部平面の中心方向に延伸されて、支持構造部６２１を形成している。支持構造部６２１は、前述と同様に、誘導体部品７の位置決めを行うとともに、誘導体部品７を支持する。

金属ベース６１ｂの上部のフィン６１２は、フィン６１２以外の平面を基準として、誘導体部品７のコア７１を支持する支持構造部６２１の下部平面からの突起の頂点までの高さよりも低く、かつコイル７２と接触しない高さに設定され、絶縁性を確保する。

ベース構造体６ｂの上には、係止された誘導体部品７を包囲するように、ケース８が取り付けられる。ケース８の内部には、誘導体部品７のコイル７２の終端部（導電端部）を除く一部または全部が浸漬されるように、冷却用樹脂材９が充填される。

前述（図１〜図３）のリアクトル装置２に代えて、図９のリアクトル装置２ｂをパワーモジュール１（図５〜図７参照）に組み込み、パワーモジュールを動作させると、前述と同様に、誘導体部品７に電流が導通して内部損失による熱が生じ、金属ベース６１ｂは、誘導体部品７の発生熱を、冷却用樹脂材９を介して吸収して伝導し、下部のフィン６１１を経て冷却流体に放出する。

このとき、金属ベース６１ｂの上面は、上部のフィン６１２によって表面積が拡大していることから、冷却用樹脂材９に伝達した誘導体部品７の発生熱は、より効果的に（より低い熱抵抗で）金属ベース６１ｂに伝達する。
したがって、前述の実施の形態１のリアクトル装置２に比べて、さらに冷却性能が改善し、誘導体部品７から放熱可能な熱量が拡大する。

以上のように、この発明の実施の形態３（図９）によれば、金属ベース６１ｂは、誘導体部品７の収容側表面に、表面積を増大させるためのフィン６１２が形成されているので、電流導通によって誘導体部品７に発生する熱を効率よく冷却流体に伝達することができる。

したがって、リアクトル装置２ｂの容積をそのまま維持しつつ、取扱い可能な電力を増すことができるので、所望の電力に適合するようにリアクトル装置２ｂを小型化することができるという効果が得られる。

なお、上記実施の形態１〜３（図１〜図９）において、一例として好適な構成例を示したが、この発明は、上記構成および作用に限定されるものでなく、この発明の範囲内にある限り、別の構成および作用への変更を加えることができる。

たとえば、上部のフィン６１２または下部のフィン６１１の形状は、図示した形状（４角柱）に限定されることはなく、別の形状（円柱、３角錐、４角錐、波打つように湾曲する板状など）を適用することもできる。

また、半導体装置３の金属ベース３２の下部にフィン３２１（図６、図７参照）を設けたが、フィン３２１を設けずに、金属ベース３２の下部を平面形状としてもよい。
この場合、金属製の流体容器４（図５〜図７参照）は、上部の半導体装置３との嵌装部分において平面状に覆われる。また、半導体装置３の金属ベース３２の下部平面と流体容器４の上部平面（金属）は、伝熱用のオイルコンパウンドなどを介して係合される。
これにより、パワー半導体ブロック３１の発生熱は、金属ベース３２およびオイルコンパウンドを介して、流体容器４の上部平面（金属）に伝達した後、冷却流体に放出されることになる。

１ パワーモジュール、２、２ａ、２ｂ リアクトル装置、３ 半導体装置、３１ パワー半導体ブロック、３２ 金属ベース（第１の金属ベース）、３２１ フィン、３３ ケース、４ 流体容器、６、６ｂ ベース構造体、６１、６１ｂ 金属ベース（第２の金属ベース）、６１１、６１２ フィン、６２、６２ａ モールド樹脂体、Ｄ 溝（凹部）、６２１ 支持構造部（突起構造体）、７ 誘導体部品、７１ コア、７２ コイル、８ ケース、９ 冷却用樹脂材、１０ 封止部材。

Claims (7)

1. 流体流入口および流体流出口を有し、前記流体流入口から前記流体流出口に向けて内部に冷却流体が循環される流体容器と、
   前記流体容器に載置された第１の金属ベースを有し、前記第１の金属ベースの上にパワー半導体部が載置された半導体装置と、
   前記流体容器に載置されたリアクトル装置と
   を備えたパワーモジュールであって、
   前記リアクトル装置は、
   下面が放熱面として冷却流体と接触する第２の金属ベースと、前記第２の金属ベースを包囲するように形成されたモールド樹脂体とからなるベース構造体と、
   前記ベース構造体の上に載置された誘導体部品と、
   前記第２の金属ベースの平面方向に対してほぼ鉛直方向に前記誘導体部品を収容する周壁形状を有するケースと
   により構成されたことを特徴とするパワーモジュール。
2. 前記モールド樹脂体は、前記第２の金属ベースの上方で前記誘導体部品を位置決めする突起構造体を有し、
   前記突起構造体は、前記誘導体部品と前記第２の金属ベースとの間の絶縁を確保する間隔で前記誘導体部品を支持することを特徴とする請求項１に記載のパワーモジュール。
3. 前記モールド樹脂体は、前記第２の金属ベースの平面端部の全周をモールドするとともに、前記流体容器の壁体端部との接合部において凸形状または凹形状を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパワーモジュール。
4. 前記第２の金属ベースは、前記冷却流体との接触表面に、表面積を増大させるためのフィンが形成されたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のパワーモジュール。
5. 前記リアクトル装置は、前記ケースの内部に充填された冷却用樹脂材を備え、
   前記誘導体部品の導電端部を除く箇所の少なくとも一部または全部は、前記冷却用樹脂材により浸漬されたことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のパワーモジュール。
6. 前記ケースの少なくとも一部または全部は、樹脂部により形成され、
   前記ケースの樹脂部は、前記モールド樹脂体と一体成形されたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のパワーモジュール。
7. 前記第２の金属ベースは、前記誘導体部品の収容側表面に、表面積を増大させるためのフィンが形成されたことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のパワーモジュール。

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