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JP5973833B2 - パワー半導体モジュール - Google Patents

パワー半導体モジュール Download PDF

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Description

本発明は、3相インバータ回路のU相とV相とW相とをモジュール長手方向に配列し、複数のIGBTチップをU相の上アームに設けたパワー半導体モジュールに関する。
特に、本発明は、3相インバータ回路のU相の一部を構成する複数のIGBTチップのスイッチングタイミングのばらつきを抑制しつつ、パワー半導体モジュール全体のモジュール長手方向寸法を小型化することができるパワー半導体モジュールに関する。
従来から、3相インバータ回路のU相とV相とW相とをモジュール長手方向に配列し、複数のIGBTチップをU相の上アームに設けたパワー半導体モジュールが知られている。この種のパワー半導体モジュールの例としては、例えば特許文献1(特開2005−259748号公報)の図2、特許文献2(特開2012−55163号公報)の図16等に記載されたものがある。
特許文献1の図2に記載されたパワー半導体モジュールでは、3相インバータ回路のU相の上アームの一部を構成する絶縁基板と、U相の下アームの一部を構成する絶縁基板と、3相インバータ回路のV相の上アームの一部を構成する絶縁基板と、V相の下アームの一部を構成する絶縁基板と、3相インバータ回路のW相の上アームの一部を構成する絶縁基板と、W相の下アームの一部を構成する絶縁基板とが設けられている。
また、特許文献1の図2に記載されたパワー半導体モジュールでは、3相インバータ回路のV相が、U相と同一形状に形成されると共に、V相が、U相に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接せしめられて配置されている。更に、3相インバータ回路のW相が、U相と同一形状に形成されると共に、W相が、V相に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接せしめられて配置されている。
詳細には、特許文献1の図2に記載されたパワー半導体モジュールでは、3相インバータ回路のU相の下アームが、3相インバータ回路のU相の上アームに対し、モジュール長手方向の第1の側の反対側である第2の側に隣接せしめられて配置されている。また、2個のIGBTチップと2個のダイオードチップとがU相の上アームに設けられ、2個のIGBTチップと2個のダイオードチップとがU相の下アームに設けられている。更に、U相の上アームの2個のIGBTチップおよび2個のダイオードチップが、IGBTチップ、ダイオードチップ、IGBTチップ、ダイオードチップの順でモジュール短手方向に配列され、U相の上アームの絶縁基板の第1導体パターンに搭載されている。また、U相の下アームの2個のIGBTチップおよび2個のダイオードチップが、ダイオードチップ、IGBTチップ、ダイオードチップ、IGBTチップの順でモジュール短手方向に配列され、U相の下アームの絶縁基板の第1導体パターンに搭載されている。
ところで、特許文献1の図2に記載されたパワー半導体モジュールでは、U相の上アームの絶縁基板の第1導体パターンのうちの正極端子が電気的に接続される接続部分が、U相の上アームの2個のIGBTチップの線対称中心線上に配置されておらず、U相の上アームの2個のダイオードチップの線対称中心線上に配置されていない。
また、特許文献1の図2に記載されたパワー半導体モジュールでは、U相の上アームの絶縁基板の第2導体パターンのうちの交流端子が電気的に接続される接続部分が、U相の上アームの2個のIGBTチップの線対称中心線上に配置されておらず、U相の上アームの2個のダイオードチップの線対称中心線上に配置されていない。
そのため、特許文献1の図2に記載されたパワー半導体モジュールでは、U相の上アームの2個のIGBTチップのスイッチングタイミングのばらつきが大きくなってしまう。
更に、特許文献1の図2に記載されたパワー半導体モジュールでは、U相の下アームの絶縁基板の第1導体パターンのうちの交流端子が電気的に接続される接続部分が、U相の下アームの2個のIGBTチップの線対称中心線上に配置されておらず、U相の下アームの2個のダイオードチップの線対称中心線上に配置されていない。
また、特許文献1の図2に記載されたパワー半導体モジュールでは、U相の下アームの絶縁基板の第2導体パターンのうちの負極端子が電気的に接続される接続部分が、U相の下アームの2個のIGBTチップの線対称中心線上に配置されておらず、U相の下アームの2個のダイオードチップの線対称中心線上に配置されていない。
そのため、特許文献1の図2に記載されたパワー半導体モジュールでは、U相の下アームの2個のIGBTチップのスイッチングタイミングのばらつきが大きくなってしまう。
更に、特許文献2の図16に記載されたパワー半導体モジュールでは、3相インバータ回路のU相の上アームの一部を構成する絶縁基板と、U相の下アームの一部を構成する絶縁基板と、V相の上アームの一部を構成する絶縁基板と、V相の下アームの一部を構成する絶縁基板と、W相の上アームの一部を構成する絶縁基板と、W相の下アームの一部を構成する絶縁基板とが設けられている。
また、特許文献2の図16に記載されたパワー半導体モジュールでは、3相インバータ回路のV相が、U相と同一形状に形成されている。更に、3相インバータ回路のW相が、U相と同一形状に形成されている。
詳細には、特許文献2の図16に記載されたパワー半導体モジュールでは、3個のIGBTチップと3個のダイオードチップとがU相の上アームに設けられ、3個のIGBTチップと3個のダイオードチップとがU相の下アームに設けられている。更に、U相の上アームの3個のIGBTチップが、モジュール短手方向に配列され、U相の上アームの絶縁基板の導体パターンに搭載されている。また、U相の上アームの3個のダイオードチップが、モジュール短手方向に配列され、U相の上アームの絶縁基板の導体パターンに搭載されている。更に、U相の下アームの3個のIGBTチップが、モジュール短手方向に配列され、U相の下アームの絶縁基板の導体パターンに搭載されている。また、U相の下アームの3個のダイオードチップが、モジュール短手方向に配列され、U相の下アームの絶縁基板の導体パターンに搭載されている。
ところで、特許文献2の図16には、U相の上アームの絶縁基板の導体パターンのうちの正極端子が電気的に接続される接続部分が記載されていない。
特許文献2の図16に記載されたパワー半導体モジュールでは、U相の上アームの絶縁基板の導体パターンのうちの正極端子が電気的に接続される接続部分を、U相の上アームの3個のIGBTチップの線対称中心線上であって、U相の上アームの3個のダイオードチップの線対称中心線上に配置しようとすると、U相の上アームの絶縁基板の導体パターンのうちの正極端子が電気的に接続される接続部分を、U相の上アームの3個のIGBTチップのモジュール長手方向の第1の側(特許文献2の図16の下側)の端部とモジュール長手方向の第2の側(特許文献2の図16の上側)の端部との間に位置に配置することができず、U相の上アームの3個のダイオードチップのモジュール長手方向の第1の側(特許文献2の図16の下側)の端部とモジュール長手方向の第2の側(特許文献2の図16の上側)の端部との間に位置に配置することができない。
つまり、特許文献2の図16に記載されたパワー半導体モジュールでは、U相の上アームの絶縁基板の導体パターンのうちの正極端子が電気的に接続される接続部分を、U相の上アームの3個のIGBTチップの線対称中心線上であって、U相の上アームの3個のダイオードチップの線対称中心線上に配置しようとすると、U相の上アームのIGBTチップおよびダイオードチップをモジュール長手方向に避けた位置に、U相の上アームの絶縁基板の導体パターンのうちの正極端子が電気的に接続される接続部分を配置しなければならない。
そのため、特許文献2の図16に記載されたパワー半導体モジュールでは、U相の上アームの絶縁基板の導体パターンのうちの正極端子が電気的に接続される接続部分が、U相の上アームのIGBTチップのモジュール長手方向の第1の側の端部とモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置、あるいは、U相の上アームのダイオードチップのモジュール長手方向の第1の側の端部とモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置されている場合よりも、パワー半導体モジュール全体のモジュール長手方向寸法が大型化してしまう。
また、特許文献2の図16には、U相の下アームの絶縁基板の導体パターンのうちの交流端子が電気的に接続される接続部分が記載されていない。
特許文献2の図16に記載されたパワー半導体モジュールでは、U相の下アームの絶縁基板の導体パターンのうちの交流端子が電気的に接続される接続部分を、U相の下アームの3個のIGBTチップの線対称中心線上であって、U相の下アームの3個のダイオードチップの線対称中心線上に配置しようとすると、U相の下アームの絶縁基板の導体パターンのうちの交流端子が電気的に接続される接続部分を、U相の下アームの3個のIGBTチップのモジュール長手方向の第1の側(特許文献2の図16の下側)の端部とモジュール長手方向の第2の側(特許文献2の図16の上側)の端部との間に位置に配置することができず、U相の下アームの3個のダイオードチップのモジュール長手方向の第1の側(特許文献2の図16の下側)の端部とモジュール長手方向の第2の側(特許文献2の図16の上側)の端部との間に位置に配置することができない。
つまり、特許文献2の図16に記載されたパワー半導体モジュールでは、U相の下アームの絶縁基板の導体パターンのうちの交流端子が電気的に接続される接続部分を、U相の下アームの3個のIGBTチップの線対称中心線上であって、U相の下アームの3個のダイオードチップの線対称中心線上に配置しようとすると、U相の下アームのIGBTチップおよびダイオードチップをモジュール長手方向に避けた位置に、U相の下アームの絶縁基板の導体パターンのうちの交流端子が電気的に接続される接続部分を配置しなければならない。
そのため、特許文献2の図16に記載されたパワー半導体モジュールでは、U相の下アームの絶縁基板の導体パターンのうちの交流端子が電気的に接続される接続部分が、U相の下アームのIGBTチップのモジュール長手方向の第1の側の端部とモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置、あるいは、U相の下アームのダイオードチップのモジュール長手方向の第1の側の端部とモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置されている場合よりも、パワー半導体モジュール全体のモジュール長手方向寸法が大型化してしまう。
特開2005−259748号公報 特開2012−55163号公報
前記問題点に鑑み、本発明は、3相インバータ回路のU相の一部を構成する複数のIGBTチップのスイッチングタイミングのばらつきを抑制しつつ、パワー半導体モジュール全体のモジュール長手方向寸法を小型化することができるパワー半導体モジュールを提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明によれば、3相インバータ回路のU相(PU)の一部を構成するU相用絶縁基板(2U)を設け、
第1導体パターン(2Ua)と第2導体パターン(2Ub)と第3導体パターン(2Uc)と第4導体パターン(2Ud)と第5導体パターン(2Ue)とをモジュール長手方向に並べてU相用絶縁基板(2U)の上面に形成し、
第1導体パターン(2Ua)を、第2導体パターン(2Ub)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接させて配置し、
第3導体パターン(2Uc)を、第2導体パターン(2Ub)に対し、モジュール長手方向の第1の側の反対側である、モジュール長手方向の第2の側に隣接させて配置し、
第4導体パターン(2Ud)を、第1導体パターン(2Ua)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接させて配置し、
第5導体パターン(2Ue)を、第3導体パターン(2Uc)に対し、モジュール長手方向の第2の側に隣接させて配置し、
U相用絶縁基板(2U)の下面と放熱部材(1)の上面とを接合し、
第1IGBTチップ(QUUa)が、第1ダイオードチップ(FWDUUa)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)を、モジュール長手方向に隣接させて第1導体パターン(2Ua)に搭載し、かつ、第1IGBTチップ(QUUa)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続すると共に、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続し、
第2IGBTチップ(QUUb)が、第2ダイオードチップ(FWDUUb)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第2IGBTチップ(QUUb)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)を、モジュール長手方向に隣接させて第1導体パターン(2Ua)に搭載し、かつ、第2IGBTチップ(QUUb)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続すると共に、第2ダイオードチップ(FWDUUb)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続し、
第1IGBTチップ(QUUa)が、第2IGBTチップ(QUUb)に対し、モジュール長手方向に直交するモジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との間に第1の間隔(W1)を有するように、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)をモジュール短手方向に配列し、
第1ダイオードチップ(FWDUUa)が、第2ダイオードチップ(FWDUUb)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)との間に第2の間隔(W2)を有するように、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)をモジュール短手方向に配列し、
第3IGBTチップ(QUUc)が、第3ダイオードチップ(FWDUUc)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第3IGBTチップ(QUUc)および第3ダイオードチップ(FWDUUc)を、モジュール長手方向に隣接させて第1導体パターン(2Ua)に搭載し、かつ、第3IGBTチップ(QUUc)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続すると共に、第3ダイオードチップ(FWDUUc)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続し、
第3IGBTチップ(QUUc)が、第1IGBTチップ(QUUa)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第3IGBTチップ(QUUc)と第1IGBTチップ(QUUa)との間に第3の間隔(W3)を有するように、第3IGBTチップ(QUUc)および第1IGBTチップ(QUUa)をモジュール短手方向に配列し、
第3ダイオードチップ(FWDUUc)が、第1ダイオードチップ(FWDUUa)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第3ダイオードチップ(FWDUUc)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)との間に第4の間隔(W4)を有するように、第3ダイオードチップ(FWDUUc)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)をモジュール短手方向に配列し、
第4IGBTチップ(QUUd)が、第4ダイオードチップ(FWDUUd)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第4IGBTチップ(QUUd)および第4ダイオードチップ(FWDUUd)を、モジュール長手方向に隣接させて第1導体パターン(2Ua)に搭載し、かつ、第4IGBTチップ(QUUd)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続すると共に、第4ダイオードチップ(FWDUUd)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続し、
第4IGBTチップ(QUUd)が、第2IGBTチップ(QUUb)に対し、モジュール短手方向の第1の側の反対側である、モジュール短手方向の第2の側に位置するように、かつ、第4IGBTチップ(QUUd)と第2IGBTチップ(QUUb)との間に第5の間隔(W5)を有するように、第4IGBTチップ(QUUd)および第2IGBTチップ(QUUb)をモジュール短手方向に配列し、
第4ダイオードチップ(FWDUUd)が、第2ダイオードチップ(FWDUUb)に対し、モジュール短手方向の第2の側に位置するように、かつ、第4ダイオードチップ(FWDUUd)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)との間に第6の間隔(W6)を有するように、第4ダイオードチップ(FWDUUd)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)をモジュール短手方向に配列し、
第5IGBTチップ(QULa)が、第5ダイオードチップ(FWDULa)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第5IGBTチップ(QULa)および第5ダイオードチップ(FWDULa)を、モジュール長手方向に隣接させて第2導体パターン(2Ub)に搭載し、かつ、第5IGBTチップ(QULa)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続すると共に、第5ダイオードチップ(FWDULa)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
第6IGBTチップ(QULb)が、第6ダイオードチップ(FWDULb)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第6IGBTチップ(QULb)および第6ダイオードチップ(FWDULb)を、モジュール長手方向に隣接させて第2導体パターン(2Ub)に搭載し、かつ、第6IGBTチップ(QULb)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続すると共に、第6ダイオードチップ(FWDULb)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
第5IGBTチップ(QULa)が、第6IGBTチップ(QULb)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第5IGBTチップ(QULa)と第6IGBTチップ(QULb)との間に第7の間隔(W7)を有するように、第5IGBTチップ(QULa)および第6IGBTチップ(QULb)をモジュール短手方向に配列し、
第5ダイオードチップ(FWDULa)が、第6ダイオードチップ(FWDULb)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第5ダイオードチップ(FWDULa)と第6ダイオードチップ(FWDULb)との間に第8の間隔(W8)を有するように、第5ダイオードチップ(FWDULa)および第6ダイオードチップ(FWDULb)をモジュール短手方向に配列し、
第7IGBTチップ(QULc)が、第7ダイオードチップ(FWDULc)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第7IGBTチップ(QULc)および第7ダイオードチップ(FWDULc)を、モジュール長手方向に隣接させて第2導体パターン(2Ub)に搭載し、かつ、第7IGBTチップ(QULc)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続すると共に、第7ダイオードチップ(FWDULc)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
第7IGBTチップ(QULc)が、第5IGBTチップ(QULa)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第7IGBTチップ(QULc)と第5IGBTチップ(QULa)との間に第9の間隔(W9)を有するように、第7IGBTチップ(QULc)および第5IGBTチップ(QULa)をモジュール短手方向に配列し、
第7ダイオードチップ(FWDULc)が、第5ダイオードチップ(FWDULa)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第7ダイオードチップ(FWDULc)と第5ダイオードチップ(FWDULa)との間に第10の間隔(W10)を有するように、第7ダイオードチップ(FWDULc)および第5ダイオードチップ(FWDULa)をモジュール短手方向に配列し、
第8IGBTチップ(QULd)が、第8ダイオードチップ(FWDULd)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第8IGBTチップ(QULd)および第8ダイオードチップ(FWDULd)を、モジュール長手方向に隣接させて第2導体パターン(2Ub)に搭載し、かつ、第8IGBTチップ(QULd)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続すると共に、第8ダイオードチップ(FWDULd)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
第8IGBTチップ(QULd)が、第6IGBTチップ(QULb)に対し、モジュール短手方向の第2の側に位置するように、かつ、第8IGBTチップ(QULd)と第6IGBTチップ(QULb)との間に第11の間隔(W11)を有するように、第8IGBTチップ(QULd)および第6IGBTチップ(QULb)をモジュール短手方向に配列し、
第8ダイオードチップ(FWDULd)が、第6ダイオードチップ(FWDULb)に対し、モジュール短手方向の第2の側に位置するように、かつ、第8ダイオードチップ(FWDULd)と第6ダイオードチップ(FWDULb)との間に第12の間隔(W12)を有するように、第8ダイオードチップ(FWDULd)および第6ダイオードチップ(FWDULb)をモジュール短手方向に配列し、
モジュール長手方向に延びている第1ワイヤ(3UU1a)によって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第2ワイヤ(3UU1b)によって、第2ダイオードチップ(FWDUUb)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第3ワイヤ(3UU1c)によって、第3ダイオードチップ(FWDUUc)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第4ワイヤ(3UU1d)によって、第4ダイオードチップ(FWDUUd)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第5ワイヤ(3UL1a)によって、第5ダイオードチップ(FWDULa)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第6ワイヤ(3UL1b)によって、第6ダイオードチップ(FWDULb)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第7ワイヤ(3UL1c)によって、第7ダイオードチップ(FWDULc)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第8ワイヤ(3UL1d)によって、第8ダイオードチップ(FWDULd)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第9ワイヤ(3UU2a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第10ワイヤ(3UU2b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第11ワイヤ(3UU2c)によって、第3IGBTチップ(QUUc)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第12ワイヤ(3UU2d)によって、第4IGBTチップ(QUUd)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第13ワイヤ(3UL2a)によって、第5IGBTチップ(QULa)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第14ワイヤ(3UL2b)によって、第6IGBTチップ(QULb)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第15ワイヤ(3UL2c)によって、第7IGBTチップ(QULc)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第16ワイヤ(3UL2d)によって、第8IGBTチップ(QULd)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第17ワイヤ(3UU3a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第18ワイヤ(3UU3b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第19ワイヤ(3UU3c)によって、第3IGBTチップ(QUUc)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第20ワイヤ(3UU3d)によって、第4IGBTチップ(QUUd)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第21ワイヤ(3UL3a)によって、第5IGBTチップ(QULa)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第22ワイヤ(3UL3b)によって、第6IGBTチップ(QULb)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第23ワイヤ(3UL3c)によって、第7IGBTチップ(QULc)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第24ワイヤ(3UL3d)によって、第8IGBTチップ(QULd)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とを接続し、
3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する正極端子(P1)と、3相インバータ回路のU相(PU)の一部を構成する交流端子(U)と、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する負極端子(N1)と、3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する第1ゲート電極端子(GUU)と、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する第2ゲート電極端子(GUL)とを設け、
正極端子(P1)と第1導体パターン(2Ua)とを電気的に接続し、
交流端子(U)と第2導体パターン(2Ub)とを電気的に接続し、
負極端子(N1)と第3導体パターン(2Uc)とを電気的に接続し、
第1ゲート電極端子(GUU)と第4導体パターン(2Ud)とを電気的に接続し、
第2ゲート電極端子(GUL)と第5導体パターン(2Ue)とを電気的に接続し、
それにより、3相インバータ回路のU相(PU)を構成し、
3相インバータ回路のV相(PV)をU相(PU)と同一形状に形成すると共に、V相(PV)を、U相(PU)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接させて配置し、
3相インバータ回路のW相(PW)をU相(PU)と同一形状に形成すると共に、W相(PW)を、V相(PV)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接させて配置したパワー半導体モジュール(100)において、
第1の間隔(W1)および第2の間隔(W2)を、第3の間隔(W3)、第4の間隔(W4)、第5の間隔(W5)および第6の間隔(W6)よりも大きい値に設定し、
第1導体パターン(2Ua)のうちの正極端子(P1)が電気的に接続される接続部分(2Ua1)の少なくとも一部分を、第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)のモジュール短手方向の第2の側の端部と、第2IGBTチップ(QUUb)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)のモジュール短手方向の第1の側の端部との間の位置であって、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)のモジュール長手方向の第1の側の端部と、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)のモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置し、
第7の間隔(W7)を、第9の間隔(W9)および第11の間隔(W11)よりも大きい値に設定し、
第2導体パターン(2Ub)のうちの交流端子(U)が電気的に接続される接続部分(2Ub1)の少なくとも一部分を、第5IGBTチップ(QULa)のモジュール短手方向の第2の側の端部と、第6IGBTチップ(QULb)のモジュール短手方向の第1の側の端部との間の位置であって、第5IGBTチップ(QULa)および第6IGBTチップ(QULb)のモジュール長手方向の第1の側の端部と、第5IGBTチップ(QULa)および第6IGBTチップ(QULb)のモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置し、
第8の間隔(W8)を、第10の間隔(W10)および第12の間隔(W12)よりも大きい値に設定し、
第3導体パターン(2Uc)のうちの負極端子(N1)が電気的に接続される接続部分(2Uc1)の少なくとも一部分を、第5ダイオードチップ(FWDULa)のモジュール短手方向の第2の側の端部と、第6ダイオードチップ(FWDULb)のモジュール短手方向の第1の側の端部との間の位置であって、第5ダイオードチップ(FWDULa)および第6ダイオードチップ(FWDULb)のモジュール長手方向の第1の側の端部と、第5ダイオードチップ(FWDULa)および第6ダイオードチップ(FWDULb)のモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置し、
第1導体パターン(2Ua)の接続部分(2Ua1)を、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との線対称中心線(CL1)上であって、第3IGBTチップ(QUUc)と第4IGBTチップ(QUUd)との線対称中心線(CL1)上であって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)との線対称中心線(CL1)上であって、第3ダイオードチップ(FWDUUc)と第4ダイオードチップ(FWDUUd)との線対称中心線(CL1)上に配置し、
第2導体パターン(2Ub)の接続部分(2Ub1)を、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との線対称中心線(CL1)上であって、第3IGBTチップ(QUUc)と第4IGBTチップ(QUUd)との線対称中心線(CL1)上であって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)との線対称中心線(CL1)上であって、第3ダイオードチップ(FWDUUc)と第4ダイオードチップ(FWDUUd)との線対称中心線(CL1)上であって、第5IGBTチップ(QULa)と第6IGBTチップ(QULb)との線対称中心線(CL2)上であって、第7IGBTチップ(QULc)と第8IGBTチップ(QULd)との線対称中心線(CL2)上であって、第5ダイオードチップ(FWDULa)と第6ダイオードチップ(FWDULb)との線対称中心線(CL3)上であって、第7ダイオードチップ(FWDULc)と第8ダイオードチップ(FWDULd)との線対称中心線(CL3)上に配置し、
第3導体パターン(2Uc)の接続部分(2Uc1)を、第5IGBTチップ(QULa)と第6IGBTチップ(QULb)との線対称中心線(CL2)上であって、第7IGBTチップ(QULc)と第8IGBTチップ(QULd)との線対称中心線(CL2)上であって、第5ダイオードチップ(FWDULa)と第6ダイオードチップ(FWDULb)との線対称中心線(CL3)上であって、第7ダイオードチップ(FWDULc)と第8ダイオードチップ(FWDULd)との線対称中心線(CL3)上に配置したことを特徴とするパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項2に記載の発明によれば、第6導体パターン(2Uf)をU相用絶縁基板(2U)の上面に形成し、
第6導体パターン(2Uf)を、第4導体パターン(2Ud)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接させて配置し、
モジュール長手方向に延びている第25ワイヤ(3UU4a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のエミッタ電極と第6導体パターン(2Uf)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第26ワイヤ(3UU4b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のエミッタ電極と第6導体パターン(2Uf)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第27ワイヤ(3UU4c)によって、第3IGBTチップ(QUUc)のエミッタ電極と第6導体パターン(2Uf)とを接続し、
モジュール長手方向に延びている第28ワイヤ(3UU4d)によって、第4IGBTチップ(QUUd)のエミッタ電極と第6導体パターン(2Uf)とを接続し、
V相(PV)およびW相(PW)をU相(PU)と同一形状に形成し、
モジュール長手方向の第1の側に位置する第1側壁(5a)と、モジュール長手方向の第2の側に位置する第2側壁(5b)と、モジュール短手方向の第1の側に位置する第3側壁(5c)と、モジュール短手方向の第2の側に位置する第4側壁(5d)とを有する外囲ケース(5)を設け、
第3側壁(5c)と第4側壁(5d)との間に延びており、かつ、3相インバータ回路のU相(PU)とV相(PV)とを仕切る第1仕切り壁(5e)を外囲ケース(5)に形成し、
第3側壁(5c)と第4側壁(5d)との間に延びており、かつ、3相インバータ回路のV相(PV)とW相(PW)とを仕切る第2仕切り壁(5f)を外囲ケース(5)に形成し、
U相(PU)の正極端子(P1)と、U相(PU)の負極端子(N1)と、V相(PV)の正極端子(P2)と、V相(PV)の負極端子(N2)と、W相(PW)の正極端子(P3)と、W相(PW)の負極端子(N3)とを、外囲ケース(5)の第3側壁(5c)にインサート成形し、
U相(PU)の交流端子(U)と、V相(PV)の交流端子(V)と、W相(PW)の交流端子(W)とを、外囲ケース(5)の第4側壁(5d)にインサート成形し、
U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)と、U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)と、U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)とを、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)にインサート成形し、
U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GUUV)と下側水平部分(GUUH)とをU相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)に形成し、
U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CUUV)と下側水平部分(CUUH)とをU相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)に形成し、
U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EUUV)と下側水平部分(EUUH)とをU相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)に形成し、
U相(PU)の下アーム(PUL)のゲート電極端子(GUL)と、U相(PU)の下アーム(PUL)のコレクタ電位信号端子(CUL)と、U相(PU)の下アーム(PUL)のエミッタ電位信号端子(EUL)とを、外囲ケース(5)の第2側壁(5b)のうちのモジュール短手方向の第2の側の部分(5b2)にインサート成形し、
U相(PU)の下アーム(PUL)のゲート電極端子(GUL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GULV)と下側水平部分(GULH)とをU相(PU)の下アーム(PUL)のゲート電極端子(GUL)に形成し、
U相(PU)の下アーム(PUL)のコレクタ電位信号端子(CUL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CULV)と下側水平部分(CULH)とをU相(PU)の下アーム(PUL)のコレクタ電位信号端子(CUL)に形成し、
U相(PU)の下アーム(PUL)のエミッタ電位信号端子(EUL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EULV)と下側水平部分(EULH)とをU相(PU)の下アーム(PUL)のエミッタ電位信号端子(EUL)に形成し、
V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)と、V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)と、V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)とを、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)にインサート成形し、
V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GVUV)と下側水平部分(GVUH)とをV相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)に形成し、
V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CVUV)と下側水平部分(CVUH)とをV相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)に形成し、
V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EVUV)と下側水平部分(EVUH)とをV相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)に形成し、
V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)とを、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のうちのモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)にインサート成形し、
V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GVLV)と下側水平部分(GVLH)とをV相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)に形成し、
V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CVLV)と下側水平部分(CVLH)とをV相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)に形成し、
V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EVLV)と下側水平部分(EVLH)とをV相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)に形成し、
W相(PW)の上アーム(PWU)のゲート電極端子(GWU)と、W相(PW)の上アーム(PWU)のコレクタ電位信号端子(CWU)と、W相(PW)の上アーム(PWU)のエミッタ電位信号端子(EWU)とを、外囲ケース(5)の第1側壁(5a)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5a1)にインサート成形し、
W相(PW)の上アーム(PWU)のゲート電極端子(GWU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GWUV)と下側水平部分(GWUH)とをW相(PW)の上アーム(PWU)のゲート電極端子(GWU)に形成し、
W相(PW)の上アーム(PWU)のコレクタ電位信号端子(CWU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CWUV)と下側水平部分(CWUH)とをW相(PW)の上アーム(PWU)のコレクタ電位信号端子(CWU)に形成し、
W相(PW)の上アーム(PWU)のエミッタ電位信号端子(EWU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EWUV)と下側水平部分(EWUH)とをW相(PW)の上アーム(PWU)のエミッタ電位信号端子(EWU)に形成し、
W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)と、W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)と、W相(PV)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)とを、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のうちのモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)にインサート成形し、
W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GWLV)と下側水平部分(GWLH)とをW相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)に形成し、
W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CWLV)と下側水平部分(CWLH)とをW相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)に形成し、
W相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EWLV)と下側水平部分(EWLH)とをW相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)に形成し、
外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の下側部分(5e1a)と、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の下側部分(5e2a)とが、モジュール短手方向に延びている第1鉛直面(S5e1)上に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の上側部分(5e1b)が、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の下側部分(5e1a)よりも、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の上側部分(5e2b)が、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の下側部分(5e2a)よりも、モジュール長手方向の第2の側に位置するように、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)を形成し、
U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)の上側鉛直部分(GUUV)の上端部と、U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)の上側鉛直部分(CUUV)の上端部と、U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)の上側鉛直部分(EUUV)とを、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の上側部分(5e1b)から上側に突出させると共に、第1鉛直面(S5e1)よりもモジュール長手方向の第1の側に位置しかつ第1鉛直面(S5e1)に平行な第2鉛直面(S5e2)上に配置し、
U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)の下端水平部分(GUUH)と、U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)の下側水平部分(CUUH)と、U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)の下側水平部分(EUUH)とを、第1鉛直面(S5e1)上に配置すると共に、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の下側部分(5e1a)の上面に露出させ、
V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)の上側鉛直部分(GVLV)の上端部と、V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)の上側鉛直部分(CVLV)の上端部と、V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)の上側鉛直部分(EVLV)とを、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の上側部分(5e2b)から上側に突出させると共に、第1鉛直面(S5e1)よりもモジュール長手方向の第2の側に位置しかつ第1鉛直面(S5e1)に平行な第3鉛直面(S5e3)上に配置し、
V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)の下端水平部分(GVLH)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)の下側水平部分(CVLH)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)の下側水平部分(EVLH)とを、第1鉛直面(S5e1)上に配置すると共に、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の下側部分(5e2a)の上面に露出させ、
外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の下側部分(5f1a)と、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の下側部分(5f2a)とが、モジュール短手方向に延びている第4鉛直面(S5f1)上に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の上側部分(5f1b)が、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の下側部分(5f1a)よりも、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の上側部分(5f2b)が、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の下側部分(5f2a)よりも、モジュール長手方向の第2の側に位置するように、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)を形成し、
V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)の上側鉛直部分(GVUV)の上端部と、V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)の上側鉛直部分(CVUV)の上端部と、V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)の上側鉛直部分(EVUV)とを、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の上側部分(5f1b)から上側に突出させると共に、第4鉛直面(S5f1)よりもモジュール長手方向の第1の側に位置しかつ第4鉛直面(S5f1)に平行な第5鉛直面(S5f2)上に配置し、
V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)の下端水平部分(GVUH)と、V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)の下側水平部分(CVUH)と、V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)の下側水平部分(EVUH)とを、第4鉛直面(S5f1)上に配置すると共に、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の下側部分(5f1a)の上面に露出させ、
W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)の上側鉛直部分(GWLV)の上端部と、W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)の上側鉛直部分(CWLV)の上端部と、W相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)の上側鉛直部分(EWLV)とを、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の上側部分(5f2b)から上側に突出させると共に、第4鉛直面(S5f1)よりもモジュール長手方向の第2の側に位置しかつ第4鉛直面(S5f1)に平行な第6鉛直面(S5f3)上に配置し、
W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)の下端水平部分(GWLH)と、W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)の下側水平部分(CWLH)と、W相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)の下側水平部分(EWLH)とを、第4鉛直面(S5f1)上に配置すると共に、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の下側部分(5f2a)の上面に露出させたことを特徴とする請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項3に記載の発明によれば、U相用サーミスタ(TMU)を設け、
U相用サーミスタ(TMU)のモジュール短手方向寸法(WT)を第1の間隔(W1)より小さい値に設定し、
U相用サーミスタ(TMU)の少なくとも一部分を、第1IGBTチップ(QUUa)のモジュール短手方向の第2の側の端部と第2IGBTチップ(QUUb)のモジュール短手方向の第1の側の端部との間に配置すると共に、U相用サーミスタ(TMU)のモジュール長手方向の第2の側の端部を、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)のモジュール長手方向の第1の側の端部よりもモジュール長手方向の第2の側に配置したことを特徴とする請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項4に記載の発明によれば、V相用サーミスタ(TMV)と、W相用サーミスタ(TMW)とを設け、
V相(PV)およびW相(PW)をU相(PU)と同一形状に形成し、
U相用サーミスタ(TMU)に電流を供給するためのU相用給電端子(TU1,TU2)を、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)とモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)との中間部分(5e3)にインサート成形し、
U相用給電端子(TU1,TU2)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(TU1V,TU2V)と下側水平部分(TU1H,TU2H)とをU相用給電端子(TU1,TU2)に形成し、
外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の下側部分(5e3a)が第1鉛直面(S5e1)上に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の上側部分(5e3b)が、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の下側部分(5e3a)よりも、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)を形成し、
U相用給電端子(TU1,TU2)の上側鉛直部分(TU1V,TU2V)を、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の上側部分(5e3b)から上側に突出させると共に、第2鉛直面(S5e2)上に配置し、
U相用給電端子(TU1,TU2)の下側水平部分(TU1H,TU2H)を、第1鉛直面(S5e1)上に配置すると共に、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の下側部分(5e3a)の上面に露出させ、
V相用サーミスタ(TMV)に電流を供給するためのV相用給電端子(TV1,TV2)を、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)とモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)との中間部分(5f3)にインサート成形し、
V相用給電端子(TV1,TV2)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(TV1V,TV2V)と下側水平部分(TV1H,TV2H)とをV相用給電端子(TV1,TV2)に形成し、
外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の下側部分(5f3a)が第4鉛直面(S5f1)上に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の上側部分(5f3b)が、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の下側部分(5f3a)よりも、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)を形成し、
V相用給電端子(TV1,TV2)の上側鉛直部分(TV1V,TV2V)を、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の上側部分(5f3b)から上側に突出させると共に、第5鉛直面(S5f2)上に配置し、
V相用給電端子(TV1,TV2)の下側水平部分(TV1H,TV2H)を、第4鉛直面(S5f1)上に配置すると共に、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の下側部分(5f3a)の上面に露出させたことを特徴とする請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項5に記載の発明によれば、U相用サーミスタ(TMU)の中心位置(CTMU)を、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との線対称中心線(CL1)よりもモジュール短手方向の第2の側に配置したことを特徴とする請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)が提供される。
請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、3相インバータ回路のU相(PU)の一部を構成するU相用絶縁基板(2U)が設けられている。また、第1導体パターン(2Ua)と第2導体パターン(2Ub)と第3導体パターン(2Uc)と第4導体パターン(2Ud)と第5導体パターン(2Ue)とが、モジュール長手方向に並べられてU相用絶縁基板(2U)の上面に形成されている。
具体的には、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1導体パターン(2Ua)が、第2導体パターン(2Ub)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接して配置されている。更に、第3導体パターン(2Uc)が、第2導体パターン(2Ub)に対し、モジュール長手方向の第1の側の反対側である、モジュール長手方向の第2の側に隣接して配置されている。また、第4導体パターン(2Ud)が、第1導体パターン(2Ua)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接して配置されている。更に、第5導体パターン(2Ue)が、第3導体パターン(2Uc)に対し、モジュール長手方向の第2の側に隣接して配置されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、U相用絶縁基板(2U)の下面と放熱部材(1)の上面とが接合されている。
詳細には、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1IGBTチップ(QUUa)が、第1ダイオードチップ(FWDUUa)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)が、モジュール長手方向に隣接して第1導体パターン(2Ua)に搭載されている。更に、第1IGBTチップ(QUUa)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。また、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2IGBTチップ(QUUb)が、第2ダイオードチップ(FWDUUb)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第2IGBTチップ(QUUb)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)が、モジュール長手方向に隣接して第1導体パターン(2Ua)に搭載されている。また、第2IGBTチップ(QUUb)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。更に、第2ダイオードチップ(FWDUUb)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1IGBTチップ(QUUa)が、第2IGBTチップ(QUUb)に対し、モジュール長手方向に直交するモジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との間に第1の間隔(W1)を有するように、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)がモジュール短手方向に配列されている。更に、第1ダイオードチップ(FWDUUa)が、第2ダイオードチップ(FWDUUb)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)との間に第2の間隔(W2)を有するように、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)がモジュール短手方向に配列されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3IGBTチップ(QUUc)が、第3ダイオードチップ(FWDUUc)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第3IGBTチップ(QUUc)および第3ダイオードチップ(FWDUUc)が、モジュール長手方向に隣接して第1導体パターン(2Ua)に搭載されている。また、第3IGBTチップ(QUUc)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。更に、第3ダイオードチップ(FWDUUc)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3IGBTチップ(QUUc)が、第1IGBTチップ(QUUa)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第3IGBTチップ(QUUc)と第1IGBTチップ(QUUa)との間に第3の間隔(W3)を有するように、第3IGBTチップ(QUUc)および第1IGBTチップ(QUUa)がモジュール短手方向に配列されている。更に、第3ダイオードチップ(FWDUUc)が、第1ダイオードチップ(FWDUUa)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第3ダイオードチップ(FWDUUc)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)との間に第4の間隔(W4)を有するように、第3ダイオードチップ(FWDUUc)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)がモジュール短手方向に配列されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第4IGBTチップ(QUUd)が、第4ダイオードチップ(FWDUUd)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第4IGBTチップ(QUUd)および第4ダイオードチップ(FWDUUd)が、モジュール長手方向に隣接して第1導体パターン(2Ua)に搭載されている。また、第4IGBTチップ(QUUd)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。更に、第4ダイオードチップ(FWDUUd)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とが接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第4IGBTチップ(QUUd)が、第2IGBTチップ(QUUb)に対し、モジュール短手方向の第1の側の反対側である、モジュール短手方向の第2の側に位置するように、かつ、第4IGBTチップ(QUUd)と第2IGBTチップ(QUUb)との間に第5の間隔(W5)を有するように、第4IGBTチップ(QUUd)および第2IGBTチップ(QUUb)がモジュール短手方向に配列されている。更に、第4ダイオードチップ(FWDUUd)が、第2ダイオードチップ(FWDUUb)に対し、モジュール短手方向の第2の側に位置するように、かつ、第4ダイオードチップ(FWDUUd)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)との間に第6の間隔(W6)を有するように、第4ダイオードチップ(FWDUUd)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)がモジュール短手方向に配列されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第5IGBTチップ(QULa)が、第5ダイオードチップ(FWDULa)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第5IGBTチップ(QULa)および第5ダイオードチップ(FWDULa)が、モジュール長手方向に隣接して第2導体パターン(2Ub)に搭載されている。また、第5IGBTチップ(QULa)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。更に、第5ダイオードチップ(FWDULa)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第6IGBTチップ(QULb)が、第6ダイオードチップ(FWDULb)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第6IGBTチップ(QULb)および第6ダイオードチップ(FWDULb)が、モジュール長手方向に隣接して第2導体パターン(2Ub)に搭載されている。更に、第6IGBTチップ(QULb)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。また、第6ダイオードチップ(FWDULb)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第5IGBTチップ(QULa)が、第6IGBTチップ(QULb)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第5IGBTチップ(QULa)と第6IGBTチップ(QULb)との間に第7の間隔(W7)を有するように、第5IGBTチップ(QULa)および第6IGBTチップ(QULb)がモジュール短手方向に配列されている。また、第5ダイオードチップ(FWDULa)が、第6ダイオードチップ(FWDULb)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第5ダイオードチップ(FWDULa)と第6ダイオードチップ(FWDULb)との間に第8の間隔(W8)を有するように、第5ダイオードチップ(FWDULa)および第6ダイオードチップ(FWDULb)がモジュール短手方向に配列されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第7IGBTチップ(QULc)が、第7ダイオードチップ(FWDULc)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第7IGBTチップ(QULc)および第7ダイオードチップ(FWDULc)が、モジュール長手方向に隣接して第2導体パターン(2Ub)に搭載されている。更に、第7IGBTチップ(QULc)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。また、第7ダイオードチップ(FWDULc)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第7IGBTチップ(QULc)が、第5IGBTチップ(QULa)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第7IGBTチップ(QULc)と第5IGBTチップ(QULa)との間に第9の間隔(W9)を有するように、第7IGBTチップ(QULc)および第5IGBTチップ(QULa)がモジュール短手方向に配列されている。また、第7ダイオードチップ(FWDULc)が、第5ダイオードチップ(FWDULa)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第7ダイオードチップ(FWDULc)と第5ダイオードチップ(FWDULa)との間に第10の間隔(W10)を有するように、第7ダイオードチップ(FWDULc)および第5ダイオードチップ(FWDULa)がモジュール短手方向に配列されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第8IGBTチップ(QULd)が、第8ダイオードチップ(FWDULd)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第8IGBTチップ(QULd)および第8ダイオードチップ(FWDULd)が、モジュール長手方向に隣接して第2導体パターン(2Ub)に搭載されている。更に、第8IGBTチップ(QULd)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。また、第8ダイオードチップ(FWDULd)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第8IGBTチップ(QULd)が、第6IGBTチップ(QULb)に対し、モジュール短手方向の第2の側に位置するように、かつ、第8IGBTチップ(QULd)と第6IGBTチップ(QULb)との間に第11の間隔(W11)を有するように、第8IGBTチップ(QULd)および第6IGBTチップ(QULb)がモジュール短手方向に配列されている。また、第8ダイオードチップ(FWDULd)が、第6ダイオードチップ(FWDULb)に対し、モジュール短手方向の第2の側に位置するように、かつ、第8ダイオードチップ(FWDULd)と第6ダイオードチップ(FWDULb)との間に第12の間隔(W12)を有するように、第8ダイオードチップ(FWDULd)および第6ダイオードチップ(FWDULb)がモジュール短手方向に配列されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第1ワイヤ(3UU1a)によって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。更に、モジュール長手方向に延びている第2ワイヤ(3UU1b)によって、第2ダイオードチップ(FWDUUb)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第3ワイヤ(3UU1c)によって、第3ダイオードチップ(FWDUUc)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。また、モジュール長手方向に延びている第4ワイヤ(3UU1d)によって、第4ダイオードチップ(FWDUUd)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第5ワイヤ(3UL1a)によって、第5ダイオードチップ(FWDULa)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。更に、モジュール長手方向に延びている第6ワイヤ(3UL1b)によって、第6ダイオードチップ(FWDULb)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第7ワイヤ(3UL1c)によって、第7ダイオードチップ(FWDULc)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。また、モジュール長手方向に延びている第8ワイヤ(3UL1d)によって、第8ダイオードチップ(FWDULd)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第9ワイヤ(3UU2a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。更に、モジュール長手方向に延びている第10ワイヤ(3UU2b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第11ワイヤ(3UU2c)によって、第3IGBTチップ(QUUc)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。また、モジュール長手方向に延びている第12ワイヤ(3UU2d)によって、第4IGBTチップ(QUUd)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とが接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第13ワイヤ(3UL2a)によって、第5IGBTチップ(QULa)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。更に、モジュール長手方向に延びている第14ワイヤ(3UL2b)によって、第6IGBTチップ(QULb)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第15ワイヤ(3UL2c)によって、第7IGBTチップ(QULc)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。また、モジュール長手方向に延びている第16ワイヤ(3UL2d)によって、第8IGBTチップ(QULd)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とが接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第17ワイヤ(3UU3a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とが接続されている。更に、モジュール長手方向に延びている第18ワイヤ(3UU3b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とが接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第19ワイヤ(3UU3c)によって、第3IGBTチップ(QUUc)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とが接続されている。また、モジュール長手方向に延びている第20ワイヤ(3UU3d)によって、第4IGBTチップ(QUUd)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とが接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第21ワイヤ(3UL3a)によって、第5IGBTチップ(QULa)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とが接続されている。更に、モジュール長手方向に延びている第22ワイヤ(3UL3b)によって、第6IGBTチップ(QULb)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とが接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第23ワイヤ(3UL3c)によって、第7IGBTチップ(QULc)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とが接続されている。また、モジュール長手方向に延びている第24ワイヤ(3UL3d)によって、第8IGBTチップ(QULd)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とが接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する正極端子(P1)と、3相インバータ回路のU相(PU)の一部を構成する交流端子(U)と、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する負極端子(N1)と、3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する第1ゲート電極端子(GUU)と、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する第2ゲート電極端子(GUL)とが設けられている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、正極端子(P1)と第1導体パターン(2Ua)とが電気的に接続されている。また、交流端子(U)と第2導体パターン(2Ub)とが電気的に接続されている。更に、負極端子(N1)と第3導体パターン(2Uc)とが電気的に接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1ゲート電極端子(GUU)と第4導体パターン(2Ud)とが電気的に接続されている。更に、第2ゲート電極端子(GUL)と第5導体パターン(2Ue)とが電気的に接続され、それにより、3相インバータ回路のU相(PU)が構成されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、3相インバータ回路のV相(PV)がU相(PU)と同一形状に形成されている。また、V相(PV)が、U相(PU)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接して配置されている。更に、3相インバータ回路のW相(PW)がU相(PU)と同一形状に形成されている。また、W相(PW)が、V相(PV)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接して配置されている。
詳細には、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1の間隔(W1)および第2の間隔(W2)が、第3の間隔(W3)、第4の間隔(W4)、第5の間隔(W5)および第6の間隔(W6)よりも大きい値に設定されている。また、第1導体パターン(2Ua)のうちの正極端子(P1)が電気的に接続される接続部分(2Ua1)の少なくとも一部分が、第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)のモジュール短手方向の第2の側の端部と、第2IGBTチップ(QUUb)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)のモジュール短手方向の第1の側の端部との間の位置であって、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)のモジュール長手方向の第1の側の端部と、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)のモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置されている。
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第1導体パターン(2Ua)のうちの正極端子(P1)が電気的に接続される接続部分(2Ua1)が、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)のモジュール長手方向の第1の側の端部と、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)のモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置されない場合よりも、U相(PU)のモジュール長手方向寸法を小型化することができ、それにより、パワー半導体モジュール(100)全体のモジュール長手方向寸法を小型化することができる。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第7の間隔(W7)が、第9の間隔(W9)および第11の間隔(W11)よりも大きい値に設定されている。また、第2導体パターン(2Ub)のうちの交流端子(U)が電気的に接続される接続部分(2Ub1)の少なくとも一部分が、第5IGBTチップ(QULa)のモジュール短手方向の第2の側の端部と、第6IGBTチップ(QULb)のモジュール短手方向の第1の側の端部との間の位置であって、第5IGBTチップ(QULa)および第6IGBTチップ(QULb)のモジュール長手方向の第1の側の端部と、第5IGBTチップ(QULa)および第6IGBTチップ(QULb)のモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置されている。
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第2導体パターン(2Ub)のうちの交流端子(U)が電気的に接続される接続部分(2Ub1)が、第5IGBTチップ(QULa)および第6IGBTチップ(QULb)のモジュール長手方向の第1の側の端部と、第5IGBTチップ(QULa)および第6IGBTチップ(QULb)のモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置されない場合よりも、U相(PU)のモジュール長手方向寸法を小型化することができ、それにより、パワー半導体モジュール(100)全体のモジュール長手方向寸法を小型化することができる。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第8の間隔(W8)が、第10の間隔(W10)および第12の間隔(W12)よりも大きい値に設定されている。更に、第3導体パターン(2Uc)のうちの負極端子(N1)が電気的に接続される接続部分(2Uc1)の少なくとも一部分が、第5ダイオードチップ(FWDULa)のモジュール短手方向の第2の側の端部と、第6ダイオードチップ(FWDULb)のモジュール短手方向の第1の側の端部との間の位置であって、第5ダイオードチップ(FWDULa)および第6ダイオードチップ(FWDULb)のモジュール長手方向の第1の側の端部と、第5ダイオードチップ(FWDULa)および第6ダイオードチップ(FWDULb)のモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置されている。
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第3導体パターン(2Uc)のうちの負極端子(N1)が電気的に接続される接続部分(2Uc1)が、第5ダイオードチップ(FWDULa)および第6ダイオードチップ(FWDULb)のモジュール長手方向の第1の側の端部と、第5ダイオードチップ(FWDULa)および第6ダイオードチップ(FWDULb)のモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置されない場合よりも、U相(PU)のモジュール長手方向寸法を小型化することができ、それにより、パワー半導体モジュール(100)全体のモジュール長手方向寸法を小型化することができる。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第1導体パターン(2Ua)の接続部分(2Ua1)が、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との線対称中心線(CL1)上であって、第3IGBTチップ(QUUc)と第4IGBTチップ(QUUd)との線対称中心線(CL1)上であって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)との線対称中心線(CL1)上であって、第3ダイオードチップ(FWDUUc)と第4ダイオードチップ(FWDUUd)との線対称中心線(CL1)上に配置されている。また、第2導体パターン(2Ub)の接続部分(2Ub1)が、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との線対称中心線(CL1)上であって、第3IGBTチップ(QUUc)と第4IGBTチップ(QUUd)との線対称中心線(CL1)上であって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)との線対称中心線(CL1)上であって、第3ダイオードチップ(FWDUUc)と第4ダイオードチップ(FWDUUd)との線対称中心線(CL1)上に配置されている。
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)とのスイッチングタイミングのばらつきを抑制することができ、第3IGBTチップ(QUUc)と第4IGBTチップ(QUUd)とのスイッチングタイミングのばらつきを抑制することができる。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第2導体パターン(2Ub)の接続部分(2Ub1)が、第5IGBTチップ(QULa)と第6IGBTチップ(QULb)との線対称中心線(CL2)上であって、第7IGBTチップ(QULc)と第8IGBTチップ(QULd)との線対称中心線(CL2)上であって、第5ダイオードチップ(FWDULa)と第6ダイオードチップ(FWDULb)との線対称中心線(CL3)上であって、第7ダイオードチップ(FWDULc)と第8ダイオードチップ(FWDULd)との線対称中心線(CL3)上に配置されている。更に、第3導体パターン(2Uc)の接続部分(2Uc1)が、第5IGBTチップ(QULa)と第6IGBTチップ(QULb)との線対称中心線(CL2)上であって、第7IGBTチップ(QULc)と第8IGBTチップ(QULd)との線対称中心線(CL2)上であって、第5ダイオードチップ(FWDULa)と第6ダイオードチップ(FWDULb)との線対称中心線(CL3)上であって、第7ダイオードチップ(FWDULc)と第8ダイオードチップ(FWDULd)との線対称中心線(CL3)上に配置されている。
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、第5IGBTチップ(QULa)と第6IGBTチップ(QULb)とのスイッチングタイミングのばらつきを抑制することができ、第7IGBTチップ(QULc)と第8IGBTチップ(QULd)とのスイッチングタイミングのばらつきを抑制することができる。
換言すれば、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、3相インバータ回路のU相(PU)の一部を構成する複数のIGBTチップ(QUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd)のスイッチングタイミングのばらつきを抑制しつつ、パワー半導体モジュール(100)全体のモジュール長手方向寸法を小型化することができる。
請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第6導体パターン(2Uf)がU相用絶縁基板(2U)の上面に形成されている。また、第6導体パターン(2Uf)が、第4導体パターン(2Ud)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接して配置されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、モジュール長手方向に延びている第25ワイヤ(3UU4a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のエミッタ電極と第6導体パターン(2Uf)とが接続されている。また、モジュール長手方向に延びている第26ワイヤ(3UU4b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のエミッタ電極と第6導体パターン(2Uf)とが接続されている。更に、モジュール長手方向に延びている第27ワイヤ(3UU4c)によって、第3IGBTチップ(QUUc)のエミッタ電極と第6導体パターン(2Uf)とが接続されている。また、モジュール長手方向に延びている第28ワイヤ(3UU4d)によって、第4IGBTチップ(QUUd)のエミッタ電極と第6導体パターン(2Uf)とが接続されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相(PV)およびW相(PW)がU相(PU)と同一形状に形成されている。更に、モジュール長手方向の第1の側に位置する第1側壁(5a)と、モジュール長手方向の第2の側に位置する第2側壁(5b)と、モジュール短手方向の第1の側に位置する第3側壁(5c)と、モジュール短手方向の第2の側に位置する第4側壁(5d)とを有する外囲ケース(5)が設けられている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3側壁(5c)と第4側壁(5d)との間に延びており、かつ、3相インバータ回路のU相(PU)とV相(PV)とを仕切る第1仕切り壁(5e)が、外囲ケース(5)に形成されている。また、第3側壁(5c)と第4側壁(5d)との間に延びており、かつ、3相インバータ回路のV相(PV)とW相(PW)とを仕切る第2仕切り壁(5f)が、外囲ケース(5)に形成されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、U相(PU)の正極端子(P1)と、U相(PU)の負極端子(N1)と、V相(PV)の正極端子(P2)と、V相(PV)の負極端子(N2)と、W相(PW)の正極端子(P3)と、W相(PW)の負極端子(N3)とが、外囲ケース(5)の第3側壁(5c)にインサート成形されている。更に、U相(PU)の交流端子(U)と、V相(PV)の交流端子(V)と、W相(PW)の交流端子(W)とが、外囲ケース(5)の第4側壁(5d)にインサート成形されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)と、U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)と、U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)とが、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)にインサート成形されている。また、U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GUUV)と下側水平部分(GUUH)とがU相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)に形成されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CUUV)と下側水平部分(CUUH)とがU相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)に形成されている。更に、U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EUUV)と下側水平部分(EUUH)とがU相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)に形成されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、U相(PU)の下アーム(PUL)のゲート電極端子(GUL)と、U相(PU)の下アーム(PUL)のコレクタ電位信号端子(CUL)と、U相(PU)の下アーム(PUL)のエミッタ電位信号端子(EUL)とが、外囲ケース(5)の第2側壁(5b)のうちのモジュール短手方向の第2の側の部分(5b2)にインサート成形されている。また、U相(PU)の下アーム(PUL)のゲート電極端子(GUL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GULV)と下側水平部分(GULH)とがU相(PU)の下アーム(PUL)のゲート電極端子(GUL)に形成されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、U相(PU)の下アーム(PUL)のコレクタ電位信号端子(CUL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CULV)と下側水平部分(CULH)とがU相(PU)の下アーム(PUL)のコレクタ電位信号端子(CUL)に形成されている。更に、U相(PU)の下アーム(PUL)のエミッタ電位信号端子(EUL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EULV)と下側水平部分(EULH)とがU相(PU)の下アーム(PUL)のエミッタ電位信号端子(EUL)に形成されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)と、V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)と、V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)とが、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)にインサート成形されている。また、V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GVUV)と下側水平部分(GVUH)とがV相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)に形成されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CVUV)と下側水平部分(CVUH)とがV相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)に形成されている。更に、V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EVUV)と下側水平部分(EVUH)とがV相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)に形成されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)とが、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のうちのモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)にインサート成形されている。また、V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GVLV)と下側水平部分(GVLH)とがV相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)に形成されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CVLV)と下側水平部分(CVLH)とがV相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)に形成されている。更に、V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EVLV)と下側水平部分(EVLH)とがV相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)に形成されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、W相(PW)の上アーム(PWU)のゲート電極端子(GWU)と、W相(PW)の上アーム(PWU)のコレクタ電位信号端子(CWU)と、W相(PW)の上アーム(PWU)のエミッタ電位信号端子(EWU)とが、外囲ケース(5)の第1側壁(5a)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5a1)にインサート成形されている。また、W相(PW)の上アーム(PWU)のゲート電極端子(GWU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GWUV)と下側水平部分(GWUH)とがW相(PW)の上アーム(PWU)のゲート電極端子(GWU)に形成されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、W相(PW)の上アーム(PWU)のコレクタ電位信号端子(CWU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CWUV)と下側水平部分(CWUH)とがW相(PW)の上アーム(PWU)のコレクタ電位信号端子(CWU)に形成されている。更に、W相(PW)の上アーム(PWU)のエミッタ電位信号端子(EWU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EWUV)と下側水平部分(EWUH)とがW相(PW)の上アーム(PWU)のエミッタ電位信号端子(EWU)に形成されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)と、W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)と、W相(PV)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)とが、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のうちのモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)にインサート成形されている。また、W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GWLV)と下側水平部分(GWLH)とがW相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)に形成されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CWLV)と下側水平部分(CWLH)とがW相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)に形成されている。更に、W相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EWLV)と下側水平部分(EWLH)とがW相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)に形成されている。
詳細には、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の下側部分(5e1a)と、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の下側部分(5e2a)とが、モジュール短手方向に延びている第1鉛直面(S5e1)上に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の上側部分(5e1b)が、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の下側部分(5e1a)よりも、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の上側部分(5e2b)が、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の下側部分(5e2a)よりも、モジュール長手方向の第2の側に位置するように、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)が形成されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)の上側鉛直部分(GUUV)の上端部と、U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)の上側鉛直部分(CUUV)の上端部と、U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)の上側鉛直部分(EUUV)とが、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の上側部分(5e1b)から上側に突出せしめられると共に、第1鉛直面(S5e1)よりもモジュール長手方向の第1の側に位置しかつ第1鉛直面(S5e1)に平行な第2鉛直面(S5e2)上に配置されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)の下端水平部分(GUUH)と、U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)の下側水平部分(CUUH)と、U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)の下側水平部分(EUUH)とが、第1鉛直面(S5e1)上に配置されると共に、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の下側部分(5e1a)の上面に露出せしめられている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)の上側鉛直部分(GVLV)の上端部と、V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)の上側鉛直部分(CVLV)の上端部と、V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)の上側鉛直部分(EVLV)とが、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の上側部分(5e2b)から上側に突出せしめられると共に、第1鉛直面(S5e1)よりもモジュール長手方向の第2の側に位置しかつ第1鉛直面(S5e1)に平行な第3鉛直面(S5e3)上に配置されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)の下端水平部分(GVLH)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)の下側水平部分(CVLH)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)の下側水平部分(EVLH)とが、第1鉛直面(S5e1)上に配置されると共に、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の下側部分(5e2a)の上面に露出せしめられている。
そのため、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)の上側鉛直部分(GUUV)の上端部と、U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)の上側鉛直部分(CUUV)の上端部と、U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)の上側鉛直部分(EUUV)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)の上側鉛直部分(GVLV)の上端部と、V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)の上側鉛直部分(CVLV)の上端部と、V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)の上側鉛直部分(EVLV)とが、モジュール短手方向に延びている単一の鉛直面上に配置されている場合よりも、U相(PU)とV相(PV)との間隔を小さくすることができ、それにより、パワー半導体モジュール(100)全体のモジュール長手方向寸法を小型化することができる。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の下側部分(5f1a)と、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の下側部分(5f2a)とが、モジュール短手方向に延びている第4鉛直面(S5f1)上に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の上側部分(5f1b)が、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の下側部分(5f1a)よりも、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の上側部分(5f2b)が、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の下側部分(5f2a)よりも、モジュール長手方向の第2の側に位置するように、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)が形成されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)の上側鉛直部分(GVUV)の上端部と、V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)の上側鉛直部分(CVUV)の上端部と、V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)の上側鉛直部分(EVUV)とが、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の上側部分(5f1b)から上側に突出せしめられると共に、第4鉛直面(S5f1)よりもモジュール長手方向の第1の側に位置しかつ第4鉛直面(S5f1)に平行な第5鉛直面(S5f2)上に配置されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)の下端水平部分(GVUH)と、V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)の下側水平部分(CVUH)と、V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)の下側水平部分(EVUH)とが、第4鉛直面(S5f1)上に配置されると共に、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の下側部分(5f1a)の上面に露出せしめられている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)の上側鉛直部分(GWLV)の上端部と、W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)の上側鉛直部分(CWLV)の上端部と、W相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)の上側鉛直部分(EWLV)とが、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の上側部分(5f2b)から上側に突出せしめられると共に、第4鉛直面(S5f1)よりもモジュール長手方向の第2の側に位置しかつ第4鉛直面(S5f1)に平行な第6鉛直面(S5f3)上に配置されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)の下端水平部分(GWLH)と、W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)の下側水平部分(CWLH)と、W相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)の下側水平部分(EWLH)とが、第4鉛直面(S5f1)上に配置されると共に、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の下側部分(5f2a)の上面に露出せしめられている。
そのため、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)の上側鉛直部分(GVUV)の上端部と、V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)の上側鉛直部分(CVUV)の上端部と、V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)の上側鉛直部分(EVUV)と、W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)の上側鉛直部分(GWLV)の上端部と、W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)の上側鉛直部分(CWLV)の上端部と、W相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)の上側鉛直部分(EWLV)とが、モジュール短手方向に延びている単一の鉛直面上に配置されている場合よりも、V相(PV)とW相(PW)との間隔を小さくすることができ、それにより、パワー半導体モジュール(100)全体のモジュール長手方向寸法を小型化することができる。
請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)では、U相用サーミスタ(TMU)が設けられている。また、U相用サーミスタ(TMU)のモジュール短手方向寸法(WT)が第1の間隔(W1)より小さい値に設定されている。更に、U相用サーミスタ(TMU)の少なくとも一部分が、第1IGBTチップ(QUUa)のモジュール短手方向の第2の側の端部と第2IGBTチップ(QUUb)のモジュール短手方向の第1の側の端部との間に配置されている。また、U相用サーミスタ(TMU)のモジュール長手方向の第2の側の端部が、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)のモジュール長手方向の第1の側の端部よりもモジュール長手方向の第2の側に配置されている。
そのため、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、U相用サーミスタ(TMU)のモジュール長手方向の第2の側の端部が、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)のモジュール長手方向の第1の側の端部よりもモジュール長手方向の第2の側に配置されない場合よりも、U相(PU)のモジュール長手方向寸法を小型化することができ、それにより、パワー半導体モジュール(100)全体のモジュール長手方向寸法を小型化することができる。
請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相用サーミスタ(TMV)と、W相用サーミスタ(TMW)とが設けられている。また、V相(PV)およびW相(PW)がU相(PU)と同一形状に形成されている。更に、U相用サーミスタ(TMU)に電流を供給するためのU相用給電端子(TU1,TU2)が、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)とモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)との中間部分(5e3)にインサート成形されている。
また、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)では、U相用給電端子(TU1,TU2)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(TU1V,TU2V)と下側水平部分(TU1H,TU2H)とがU相用給電端子(TU1,TU2)に形成されている。更に、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の下側部分(5e3a)が第1鉛直面(S5e1)上に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の上側部分(5e3b)が、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の下側部分(5e3a)よりも、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)が形成されている。
更に、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)では、U相用給電端子(TU1,TU2)の上側鉛直部分(TU1V,TU2V)が、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の上側部分(5e3b)から上側に突出せしめられると共に、第2鉛直面(S5e2)上に配置されている。また、U相用給電端子(TU1,TU2)の下側水平部分(TU1H,TU2H)が、第1鉛直面(S5e1)上に配置されると共に、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の下側部分(5e3a)の上面に露出せしめられている。
そのため、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)の上側鉛直部分(GUUV)の上端部と、U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)の上側鉛直部分(CUUV)の上端部と、U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)の上側鉛直部分(EUUV)と、U相用給電端子(TU1,TU2)の上側鉛直部分(TU1V,TU2V)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)の上側鉛直部分(GVLV)の上端部と、V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)の上側鉛直部分(CVLV)の上端部と、V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)の上側鉛直部分(EVLV)とが、モジュール短手方向に延びている単一の鉛直面上に配置されている場合よりも、U相(PU)とV相(PV)との間隔を小さくすることができ、それにより、パワー半導体モジュール(100)全体のモジュール長手方向寸法を小型化することができる。
また、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相用サーミスタ(TMV)に電流を供給するためのV相用給電端子(TV1,TV2)が、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)とモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)との中間部分(5f3)にインサート成形されている。
更に、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相用給電端子(TV1,TV2)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(TV1V,TV2V)と下側水平部分(TV1H,TV2H)とがV相用給電端子(TV1,TV2)に形成されている。また、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の下側部分(5f3a)が第4鉛直面(S5f1)上に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の上側部分(5f3b)が、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の下側部分(5f3a)よりも、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)が形成されている。
また、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)では、V相用給電端子(TV1,TV2)の上側鉛直部分(TV1V,TV2V)が、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の上側部分(5f3b)から上側に突出せしめられると共に、第5鉛直面(S5f2)上に配置されている。更に、V相用給電端子(TV1,TV2)の下側水平部分(TV1H,TV2H)が、第4鉛直面(S5f1)上に配置されると共に、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の下側部分(5f3a)の上面に露出せしめられている。
そのため、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)の上側鉛直部分(GVUV)の上端部と、V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)の上側鉛直部分(CVUV)の上端部と、V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)の上側鉛直部分(EVUV)と、V相用給電端子(TV1,TV2)の上側鉛直部分(TV1V,TV2V)と、W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)の上側鉛直部分(GWLV)の上端部と、W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)の上側鉛直部分(CWLV)の上端部と、W相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)の上側鉛直部分(EWLV)とが、モジュール短手方向に延びている単一の鉛直面上に配置されている場合よりも、V相(PV)とW相(PW)との間隔を小さくすることができ、それにより、パワー半導体モジュール(100)全体のモジュール長手方向寸法を小型化することができる。
請求項5に記載のパワー半導体モジュール(100)では、U相用サーミスタ(TMU)の中心位置(CTMU)が、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との線対称中心線(CL1)よりもモジュール短手方向の第2の側に配置されている。
そのため、請求項5に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、U相用サーミスタ(TMU)の中心位置(CTMU)が第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との線対称中心線(CL1)上に配置されている場合よりも、第2IGBTチップ(QUUb)の温度を正確に測定することができる。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100を示した図である。 第1の実施形態のパワー半導体モジュール100を示した図である。 第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の一部を構成する放熱部材1、U相用絶縁基板2U、V相用絶縁基板2VおよびW相用絶縁基板2Wの組立体などを示した図である。 図3に示す組立体に対して、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd,…およびダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd,FWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd,…が搭載された状態を示した図である。 リボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,…のボンディングが行われた状態の組立体の平面図である。 リボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,…のボンディングが行われた状態の組立体の斜視図である。 図5および図6に示す組立体に対して、リボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,3UU4a,3UU4b,3UU4c,3UU4d,…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態を示した図である。 図5および図6に示す組立体に対して、リボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,3UU4a,3UU4b,3UU4c,3UU4d,…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態を示した図である。 樹脂により正極端子P1,P2,P3、負極端子N1,N2,N3、交流端子U,V,W、ゲート電極端子GUU,GUL,GVU,GVL,GWU,GWL、コレクタ電位信号端子CUU,CUL,CVU,CVL,CWU,CWLおよびエミッタ電位信号端子EUU,EUL,EVU,EVL,EWU,EWLがインサートされて成形された外囲ケース5の部品図である。 樹脂により正極端子P1,P2,P3、負極端子N1,N2,N3、交流端子U,V,W、ゲート電極端子GUU,GUL,GVU,GVL,GWU,GWL、コレクタ電位信号端子CUU,CUL,CVU,CVL,CWU,CWLおよびエミッタ電位信号端子EUU,EUL,EVU,EVL,EWU,EWLがインサートされて成形された外囲ケース5の部品図である。 樹脂により正極端子P1,P2,P3、負極端子N1,N2,N3、交流端子U,V,W、ゲート電極端子GUU,GUL,GVU,GVL,GWU,GWL、コレクタ電位信号端子CUU,CUL,CVU,CVL,CWU,CWLおよびエミッタ電位信号端子EUU,EUL,EVU,EVL,EWU,EWLがインサートされて成形された外囲ケース5の部品図である。 樹脂により正極端子P1,P2,P3、負極端子N1,N2,N3、交流端子U,V,W、ゲート電極端子GUU,GUL,GVU,GVL,GWU,GWL、コレクタ電位信号端子CUU,CUL,CVU,CVL,CWU,CWLおよびエミッタ電位信号端子EUU,EUL,EVU,EVL,EWU,EWLがインサートされて成形された外囲ケース5の部品図である。 樹脂により正極端子P1,P2,P3、負極端子N1,N2,N3、交流端子U,V,W、ゲート電極端子GUU,GUL,GVU,GVL,GWU,GWL、コレクタ電位信号端子CUU,CUL,CVU,CVL,CWU,CWLおよびエミッタ電位信号端子EUU,EUL,EVU,EVL,EWU,EWLがインサートされて成形された外囲ケース5の部品図である。 樹脂により正極端子P1,P2,P3、負極端子N1,N2,N3、交流端子U,V,W、ゲート電極端子GUU,GUL,GVU,GVL,GWU,GWL、コレクタ電位信号端子CUU,CUL,CVU,CVL,CWU,CWLおよびエミッタ電位信号端子EUU,EUL,EVU,EVL,EWU,EWLがインサートされて成形された外囲ケース5の部品図である。 図7および図8に示す組立体の放熱部材1に対して、図9〜図14に示す外囲ケース5を接合した状態を示した図である。 図7および図8に示す組立体の放熱部材1に対して、図9〜図14に示す外囲ケース5を接合した状態を示した図である。 第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の放熱部材1、正極端子P1、負極端子N1および交流端子Uの概略的な鉛直断面図である。 第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の正極端子P1の拡大部品図である。 第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の負極端子N1の拡大部品図である。 第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の交流端子Uの拡大部品図である。
以下、本発明のパワー半導体モジュールの第1の実施形態について説明する。図1および図2は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100を示した図である。詳細には、図1(A)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の平面図、図1(B)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の正面図である。図2(A)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の左側面図、図2(B)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の斜視図、図2(C)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の等価回路図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)の一部を構成する正極端子P1(図1(A)、図2(A)、図2(B)および図2(C)参照)が設けられている。また、3相インバータ回路のU相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)の一部を構成する負極端子N1(図1(A)、図2(B)および図2(C)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のU相PU(図2(C)参照)の一部を構成する交流端子U(図1および図2参照)が設けられている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)の一部を構成するゲート電極端子GUU(図1(A)および図2参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のU相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)の一部を構成するゲート電極端子GUL(図1(A)および図2参照)が設けられている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のV相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)の一部を構成する正極端子P2(図1(A)、図2(B)および図2(C)参照)が設けられている。また、3相インバータ回路のV相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)の一部を構成する負極端子N2(図1(A)、図2(B)および図2(C)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のV相PV(図2(C)参照)の一部を構成する交流端子V(図1、図2(B)および図2(C)参照)が設けられている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のV相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)の一部を構成するゲート電極端子GVU(図1(A)、図2(B)および図2(C)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のV相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)の一部を構成するゲート電極端子GVL(図1(A)、図2(B)および図2(C)参照)が設けられている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のW相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)の一部を構成する正極端子P3(図1(A)、図2(B)および図2(C)参照)が設けられている。また、3相インバータ回路のW相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)の一部を構成する負極端子N3(図1(A)、図2(B)および図2(C)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のW相PW(図2(C)参照)の一部を構成する交流端子W(図1、図2(B)および図2(C)参照)が設けられている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のW相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)の一部を構成するゲート電極端子GWU(図1(A)、図2(B)および図2(C)参照)が設けられている。更に、3相インバータ回路のW相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)の一部を構成するゲート電極端子GWL(図1(A)、図2(B)および図2(C)参照)が設けられている。
図3は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の一部を構成する放熱部材1、U相用絶縁基板2U、V相用絶縁基板2VおよびW相用絶縁基板2Wの組立体などを示した図である。詳細には、図3(A)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の一部を構成する放熱部材1および絶縁基板2U,2V,2Wの組立体の平面図である。図3(B)は図3(A)の絶縁基板2Uなどの拡大図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、3相インバータ回路のU相PU(図2(C)参照)の一部を構成する絶縁基板2U(図3参照)が設けられている。また、導体パターン2Ua(図3参照)と導体パターン2Ub(図3参照)と導体パターン2Uc(図3参照)と導体パターン2Ud(図3参照)と導体パターン2Ue(図3参照)と導体パターン2Uf(図3参照)とが、左右方向(モジュール長手方向)(図3の左右方向)に並べられて絶縁基板2U(図3参照)の上面に形成されている。更に、導体パターン2Ua(図3参照)が、導体パターン2Ub(図3参照)の右側に隣接して配置されている。また、導体パターン2Uc(図3参照)が、導体パターン2Ub(図3参照)の左側に隣接して配置されている。更に、導体パターン2Ud(図3参照)が、導体パターン2Ua(図3参照)の右側に隣接して配置されている。また、導体パターン2Ue(図3参照)が、導体パターン2Uc(図3参照)の左側に隣接して配置されている。更に、導体パターン2Uf(図3参照)が、導体パターン2Ud(図3参照)の右側に隣接して配置されている。また、絶縁基板2U(図3参照)の下面と放熱部材1(図3参照)の中央部1a(図3参照)の上面とが接合されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、U相PU(図2(C)および図3(A)参照)の絶縁基板2U(図3参照)と同一形状に形成されたV相PV(図2(C)および図3(A)参照)の絶縁基板2V(図3(A)参照)と、U相PU(図2(C)および図3(A)参照)の絶縁基板2U(図3参照)と同一形状に形成されたW相PW(図2(C)および図3(A)参照)の絶縁基板2W(図3(A)参照)とが放熱部材1(図3(A)参照)の中央部1a(図3(A)参照)の上面に接合されている。詳細には、V相PVの絶縁基板2Vが、U相PUの絶縁基板2Uの右側に隣接して配置されている。また、W相PWの絶縁基板2Wが、V相PVの絶縁基板2Vの右側に隣接して配置されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、放熱部材1(図3(A)参照)に水冷機能が備えられている。具体的には、放熱部材1(図3(A)参照)の中央部1a(図3(A)参照)に、狭いピッチで左右方向(モジュール長手方向)(図3(A)の左右方向)に配列され、前後方向(モジュール短手方向)(図3(A)の上下方向)に延びている複数の冷却水路1a1(図17参照)が形成されている。また、放熱部材1(図3(A)参照)の前端部1b(図3(A)参照)に、左右方向(図3の左右方向)に延びている冷却水路1b1(図2(A)参照)が形成されている。更に、放熱部材1(図3(A)参照)の後端部1c(図3(A)参照)に、左右方向(図3の左右方向)に延びている冷却水路1c1(図2(B)参照)が形成されている。
図4は図3に示す組立体に対して、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd,…およびダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd,FWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd,…が搭載された状態を示した図である。詳細には、図4(A)はIGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd,…およびダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd,FWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd,…が搭載された状態の組立体の平面図である。図4(B)は図4(A)のU相PUの絶縁基板2Uの拡大図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図3(A)に示す組立体に対し、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図4参照),…およびダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd(図4参照),…が搭載されると共に、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図4参照),…およびダイオードチップFWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd(図4参照),…が搭載される。また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図3に示す組立体に対し、IGBTチップQUUb(図4参照)の温度を検出するためのU相用サーミスタTMU(図4参照)と、V相用サーミスタTMV(図4参照)と、W相用サーミスタTMW(図4参照)とが搭載される。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQUUaがダイオードチップFWDUUaの右側(図4(B)の右側)に位置するように、IGBTチップQUUaおよびダイオードチップFWDUUaが、モジュール長手方向(図4(B)の左右方向)に隣接して導体パターン2Uaに搭載されている。更に、IGBTチップQUUaのコレクタ電極と導体パターン2Uaとが例えば半田などによって接続されている。また、ダイオードチップFWDUUaのカソード電極と導体パターン2Uaとが例えば半田などによって接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQUUbがダイオードチップFWDUUbの右側(図4(B)の右側)に位置するように、IGBTチップQUUbおよびダイオードチップFWDUUbが、モジュール長手方向(図4(B)の左右方向)に隣接して導体パターン2Uaに搭載されている。また、IGBTチップQUUbのコレクタ電極と導体パターン2Uaとが例えば半田などによって接続されている。更に、ダイオードチップFWDUUbのカソード電極と導体パターン2Uaとが例えば半田などによって接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQUUaがIGBTチップQUUbの後側(図4(B)の上側)に位置するように、かつ、IGBTチップQUUaとIGBTチップQUUbとの間に間隔W1を有するように、IGBTチップQUUaおよびIGBTチップQUUbがモジュール短手方向(前後方向)(図4(B)の上下方向)に配列されている。更に、ダイオードチップFWDUUaがダイオードチップFWDUUbの後側(図4(B)の上側)に位置するように、かつ、ダイオードチップFWDUUaとダイオードチップFWDUUbとの間に間隔W2を有するように、ダイオードチップFWDUUaおよびダイオードチップFWDUUbがモジュール短手方向(前後方向)(図4(B)の上下方向)に配列されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQUUcがダイオードチップFWDUUcの右側(図4(B)の右側)に位置するように、IGBTチップQUUcおよびダイオードチップFWDUUcが、モジュール長手方向(図4(B)の左右方向)に隣接して導体パターン2Uaに搭載されている。また、IGBTチップQUUcのコレクタ電極と導体パターン2Uaとが例えば半田などによって接続されている。更に、第3ダイオードチップFWDUUcのカソード電極と導体パターン2Uaとが例えば半田などによって接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQUUcがIGBTチップQUUaの後側(図4(B)の上側)に位置するように、かつ、IGBTチップQUUcとIGBTチップQUUaとの間に間隔W3を有するように、IGBTチップQUUcおよびIGBTチップQUUaがモジュール短手方向(前後方向)(図4(B)の上下方向)に配列されている。更に、ダイオードチップFWDUUcがダイオードチップFWDUUaの後側(図4(B)の上側)に位置するように、かつ、ダイオードチップFWDUUcとダイオードチップFWDUUaとの間に間隔W4を有するように、ダイオードチップFWDUUcおよびダイオードチップFWDUUaがモジュール短手方向(前後方向)(図4(B)の上下方向)に配列されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQUUdがダイオードチップFWDUUdの右側(図4(B)の右側)に位置するように、IGBTチップQUUdおよびダイオードチップFWDUUdが、モジュール長手方向(図4(B)の左右方向)に隣接して導体パターン2Uaに搭載されている。また、IGBTチップQUUdのコレクタ電極と導体パターン2Uaとが例えば半田などによって接続されている。更に、ダイオードチップFWDUUdのカソード電極と導体パターン2Uaとが例えば半田などによって接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQUUdがIGBTチップQUUbの前側(図4(B)の下側)に位置するように、かつ、IGBTチップQUUdとIGBTチップQUUbとの間に間隔W5を有するように、IGBTチップQUUdおよびIGBTチップQUUbがモジュール短手方向(前後方向)(図4(B)の上下方向)に配列されている。更に、ダイオードチップFWDUUdがダイオードチップFWDUUbの前側(図4(B)の下側)に位置するように、かつ、ダイオードチップFWDUUdとダイオードチップFWDUUbとの間に間隔W6を有するように、ダイオードチップFWDUUdおよびダイオードチップFWDUUbがモジュール短手方向(前後方向)(図4(B)の上下方向)に配列されている。
つまり、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、互いに並列に接続された4個のIGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図4(B)参照)が、図2(C)に示す等価回路図中のU相PUの上アームPUUのIGBTQUUに対応している。また、互いに並列に接続された4個のダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd(図4(B)参照)が、図2(C)に示す等価回路図中のU相PUの上アームPUUのダイオードFWDUUに対応している。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQULaがダイオードチップFWDULaの右側(図4(B)の右側)に位置するように、IGBTチップQULaおよびダイオードチップFWDULaが、モジュール長手方向(図4(B)の左右方向)に隣接して導体パターン2Ubに搭載されている。また、IGBTチップQULaのコレクタ電極と導体パターン2Ubとが例えば半田などによって接続されている。更に、ダイオードチップFWDULaのカソード電極と導体パターン2Ubとが例えば半田などによって接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQULbがダイオードチップFWDULbの右側(図4(B)の右側)に位置するように、IGBTチップQULbおよびダイオードチップFWDULbが、モジュール長手方向(図4(B)の左右方向)に隣接して導体パターン2Ubに搭載されている。更に、IGBTチップQULbのコレクタ電極と導体パターン2Ubとが例えば半田などによって接続されている。また、ダイオードチップFWDULbのカソード電極と導体パターン2Ubとが例えば半田などによって接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQULaがIGBTチップQULbの後側(図4(B)の上側)に位置するように、かつ、IGBTチップQULaとIGBTチップQULbとの間に間隔W7を有するように、IGBTチップQULaおよびIGBTチップQULbがモジュール短手方向(前後方向)(図4(B)の上下方向)に配列されている。また、ダイオードチップFWDULaがダイオードチップFWDULbの後側(図4(B)の上側)に位置するように、かつ、ダイオードチップFWDULaとダイオードチップFWDULbとの間に間隔W8を有するように、ダイオードチップFWDULaおよびダイオードチップFWDULbがモジュール短手方向(前後方向)(図4(B)の上下方向)に配列されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQULcがダイオードチップFWDULcの右側(図4(B)の右側)に位置するように、IGBTチップQULcおよびダイオードチップFWDULcが、モジュール長手方向(図4(B)の左右方向)に隣接して導体パターン2Ubに搭載されている。更に、IGBTチップQULcのコレクタ電極と導体パターン2Ubとが例えば半田などによって接続されている。また、ダイオードチップFWDULcのカソード電極と導体パターン2Ubとが例えば半田などによって接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQULcがIGBTチップQULaの後側(図4(B)の上側)に位置するように、かつ、IGBTチップQULcとIGBTチップQULaとの間に間隔W9を有するように、IGBTチップQULcおよびIGBTチップQULaがモジュール短手方向(前後方向)(図4(B)の上下方向)に配列されている。また、ダイオードチップFWDULcがダイオードチップFWDULaの後側(図4(B)の上側)に位置するように、かつ、ダイオードチップFWDULcとダイオードチップFWDULaとの間に間隔W10を有するように、ダイオードチップFWDULcおよびダイオードチップFWDULaがモジュール短手方向(前後方向)(図4(B)の上下方向)に配列されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQULdがダイオードチップFWDULdの右側(図4(B)の右側)に位置するように、IGBTチップQULdおよびダイオードチップFWDULdが、モジュール長手方向(図4(B)の左右方向)に隣接して導体パターン2Ubに搭載されている。更に、IGBTチップQULdのコレクタ電極と導体パターン2Ubとが例えば半田などによって接続されている。また、ダイオードチップFWDULdのカソード電極と導体パターン2Ubとが例えば半田などによって接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、IGBTチップQULdがIGBTチップQULbの前側(図4(B)の下側)に位置するように、かつ、IGBTチップQULdとIGBTチップQULbとの間に間隔W11を有するように、IGBTチップQULdおよびIGBTチップQULbがモジュール短手方向(前後方向)(図4(B)の上下方向)に配列されている。また、ダイオードチップFWDULdがダイオードチップFWDULbの前側(図4(B)の下側)に位置するように、かつ、ダイオードチップFWDULdとダイオードチップFWDULbとの間に間隔W12を有するように、ダイオードチップFWDULdおよびダイオードチップFWDULbがモジュール短手方向(前後方向)(図4(B)の上下方向)に配列されている。
つまり、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、互いに並列に接続された4個のIGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図4(B)参照)が、図2(C)に示す等価回路図中のU相PUの下アームPULのIGBTQULに対応している。また、互いに並列に接続された4個のダイオードチップFWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd(図4(B)参照)が、図2(C)に示す等価回路図中のU相PUの下アームPULのダイオードFWDULに対応している。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図4(A)に示す段階で、V相PV(図4(A)参照)の上アームPVU(図4(A)参照)およびW相PW(図4(A)参照)の上アームPWU(図4(A)参照)がU相PU(図4(A)参照)の上アームPUU(図4(A)参照)と同様に構成され、V相PV(図4(A)参照)の下アームPVL(図4(A)参照)およびW相PW(図4(A)参照)の下アームPWL(図4(A)参照)がU相PU(図4(A)参照)の下アームPUL(図4(A)参照)と同様に構成される。
図5および図6は図4(A)に示す組立体に対して、リボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,…のボンディングが行われた状態を示した図である。詳細には、図5はリボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,…のボンディングが行われた状態の組立体の平面図である。図6はリボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,…のボンディングが行われた状態の組立体の斜視図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図4(A)に示す組立体に対し、リボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d(図5および図6参照),…のボンディングが行われると共に、リボンワイヤ3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d(図5および図6参照),…のボンディングが行われる。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、横長矩形の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図5の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)によって、ダイオードチップFWDUUa(図4参照)のアノード電極と導体パターン2Ub(図3および図4(B)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図5の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU1b(図5および図6参照)によって、ダイオードチップFWDUUb(図4参照)のアノード電極と導体パターン2Ub(図3および図4(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図5の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU1c(図5および図6参照)によって、ダイオードチップFWDUUc(図4参照)のアノード電極と導体パターン2Ub(図3および図4(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図5の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU1d(図5および図6参照)によって、ダイオードチップFWDUUd(図4参照)のアノード電極と導体パターン2Ub(図3および図4(B)参照)とが接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図5の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL1a(図5および図6参照)によって、ダイオードチップFWDULa(図4参照)のアノード電極と導体パターン2Uc(図3および図4(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図5の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL1b(図5および図6参照)によって、ダイオードチップFWDULb(図4参照)のアノード電極と導体パターン2Uc(図3および図4(B)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図5の左右方向)に延びている帯状の例えば4本のリボンワイヤ3UL1c(図5および図6参照)によって、ダイオードチップFWDULc(図4参照)のアノード電極と導体パターン2Uc(図3および図4(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図5の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL1d(図5および図6参照)によって、ダイオードチップFWDULd(図4参照)のアノード電極と導体パターン2Uc(図3および図4(B)参照)とが接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図5および図6に示す段階で、V相PV(図5参照)の上アームPVU(図5参照)およびW相PW(図5参照)の上アームPWU(図5参照)がU相PU(図5参照)の上アームPUU(図5参照)と同様に構成され、V相PV(図5参照)の下アームPVL(図5参照)およびW相PW(図5参照)の下アームPWL(図5参照)がU相PU(図5参照)の下アームPUL(図5参照)と同様に構成される。
図7および図8は図5および図6に示す組立体に対して、リボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,3UU4a,3UU4b,3UU4c,3UU4d,…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態を示した図である。詳細には、図7(A)はリボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,3UU4a,3UU4b,3UU4c,3UU4d,…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態の組立体の平面図である。図7(B)は図7(A)のU相PUの絶縁基板2Uの拡大図である。図8はリボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d,…のボンディング、リボンワイヤ3UU4a,3UU4b,3UU4c,3UU4d(図7(B)参照),…のボンディングおよび太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d,…のボンディングが行われた状態の組立体の斜視図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図5および図6に示す組立体に対し、リボンワイヤ3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d(図7および図8参照),…のボンディングが行われ、リボンワイヤ3UU4a,3UU4b,3UU4c,3UU4d(図7(B)参照),…のボンディングが行われ、リボンワイヤ3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d(図7および図8参照),…のボンディングが行われる。また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図5および図6に示す組立体に対し、太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d(図7および図8参照),…のボンディングが行われると共に、太線ワイヤ3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d(図7および図8参照),…のボンディングが行われる。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU2a(図7および図8参照)によって、IGBTチップQUUa(図4参照)のエミッタ電極と導体パターン2Ub(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU2b(図7および図8参照)によって、IGBTチップQUUb(図4参照)のエミッタ電極と導体パターン2Ub(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU2c(図7および図8参照)によって、IGBTチップQUUc(図4参照)のエミッタ電極と導体パターン2Ub(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UU2d(図7および図8参照)によって、IGBTチップQUUd(図4参照)のエミッタ電極と導体パターン2Ub(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL2a(図7および図8参照)によって、IGBTチップQULa(図4参照)のエミッタ電極と導体パターン2Uc(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL2b(図7および図8参照)によって、IGBTチップQULb(図4参照)のエミッタ電極と導体パターン2Uc(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL2c(図7および図8参照)によって、IGBTチップQULc(図4参照)のエミッタ電極と導体パターン2Uc(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば4本の帯状のリボンワイヤ3UL2d(図7および図8参照)によって、IGBTチップQULd(図4参照)のエミッタ電極と導体パターン2Uc(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7(B)の左右方向)に延びている例えば1本の帯状のリボンワイヤ3UU4a(図7(B)参照)によって、IGBTチップQUUa(図4(B)参照)のエミッタ電極と導体パターン2Uf(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7(B)の左右方向)に延びている例えば1本の帯状のリボンワイヤ3UU4b(図7(B)参照)によって、IGBTチップQUUb(図4(B)参照)のエミッタ電極と導体パターン2Uf(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7(B)の左右方向)に延びている例えば1本の帯状のリボンワイヤ3UU4c(図7(B)参照)によって、IGBTチップQUUc(図4(B)参照)のエミッタ電極と導体パターン2Uf(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。更に、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7(B)の左右方向)に延びている例えば1本の帯状のリボンワイヤ3UU4d(図7(B)参照)によって、IGBTチップQUUd(図4(B)参照)のエミッタ電極と導体パターン2Uf(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)より小さい断面積を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UU3a(図7および図8参照)によって、IGBTチップQUUa(図4参照)のゲート電極と導体パターン2Ud(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。更に、太線ワイヤ3UU3a(図7および図8参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UU3b(図7および図8参照)によって、IGBTチップQUUb(図4参照)のゲート電極と導体パターン2Ud(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。また、太線ワイヤ3UU3a(図7および図8参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UU3c(図7および図8参照)によって、IGBTチップQUUc(図4参照)のゲート電極と導体パターン2Ud(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。更に、太線ワイヤ3UU3a(図7および図8参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UU3d(図7および図8参照)によって、IGBTチップQUUd(図4参照)のゲート電極と導体パターン2Ud(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、太線ワイヤ3UU3a(図7および図8参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UL3a(図7および図8参照)によって、IGBTチップQULa(図4参照)のゲート電極と導体パターン2Ue(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。また、太線ワイヤ3UU3a(図7および図8参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UL3b(図7および図8参照)によって、IGBTチップQULb(図4参照)のゲート電極と導体パターン2Ue(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。更に、太線ワイヤ3UU3a(図7および図8参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UL3c(図7および図8参照)によって、IGBTチップQULc(図4参照)のゲート電極と導体パターン2Ue(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。また、太線ワイヤ3UU3a(図7および図8参照)と同一の断面形状を有し、かつ、モジュール長手方向(図7の左右方向)に延びている例えば1本の線状の太線ワイヤ3UL3d(図7および図8参照)によって、IGBTチップQULd(図4参照)のゲート電極と導体パターン2Ue(図3、図4(B)および図7(B)参照)とが接続されている。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)の左端部の左側(図5および図7の左側)に、リボンワイヤ3UU2a(図7および図8参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UU1a(図5および図6参照)の上面と、リボンワイヤ3UU2a(図7および図8参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU1b(図5および図6参照)の左端部の左側(図5および図7の左側)に、リボンワイヤ3UU2b(図7および図8参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UU1b(図5および図6参照)の上面と、リボンワイヤ3UU2b(図7および図8参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU1c(図5および図6参照)の左端部の左側(図5および図7の左側)に、リボンワイヤ3UU2c(図7および図8参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UU1c(図5および図6参照)の上面と、リボンワイヤ3UU2c(図7および図8参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU1d(図5および図6参照)の左端部の左側(図5および図7の左側)に、リボンワイヤ3UU2d(図7および図8参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UU1d(図5および図6参照)の上面と、リボンワイヤ3UU2d(図7および図8参照)の下面の一部とが対向せしめられている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UL1a(図5および図6参照)の左端部の左側(図5および図7の左側)に、リボンワイヤ3UL2a(図7および図8参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UL1a(図5および図6参照)の上面と、リボンワイヤ3UL2a(図7および図8参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL1b(図5および図6参照)の左端部の左側(図5および図7の左側)に、リボンワイヤ3UL2b(図7および図8参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UL1b(図5および図6参照)の上面と、リボンワイヤ3UL2b(図7および図8参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL1c(図5および図6参照)の左端部の左側(図5および図7の左側)に、リボンワイヤ3UL2c(図7および図8参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UL1c(図5および図6参照)の上面と、リボンワイヤ3UL2c(図7および図8参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL1d(図5および図6参照)の左端部の左側(図5および図7の左側)に、リボンワイヤ3UL2d(図7および図8参照)の左端部が配置されている。また、リボンワイヤ3UL1d(図5および図6参照)の上面と、リボンワイヤ3UL2d(図7および図8参照)の下面の一部とが対向せしめられている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図7および図8に示す段階で、V相PV(図7参照)の上アームPVU(図7参照)およびW相PW(図7参照)の上アームPWU(図7参照)がU相PU(図7参照)の上アームPUU(図7参照)と同様に構成され、V相PV(図7参照)の下アームPVL(図7参照)およびW相PW(図7参照)の下アームPWL(図7参照)がU相PU(図7参照)の下アームPUL(図7参照)と同様に構成される。
図9〜図14は樹脂により正極端子P1,P2,P3、負極端子N1,N2,N3、交流端子U,V,W、ゲート電極端子GUU,GUL,GVU,GVL,GWU,GWL、コレクタ電位信号端子CUU,CUL,CVU,CVL,CWU,CWLおよびエミッタ電位信号端子EUU,EUL,EVU,EVL,EWU,EWLがインサートされて成形された外囲ケース5の部品図である。詳細には、図9(A)は外囲ケース5の平面図、図9(B)は外囲ケース5の正面図、図9(C)は外囲ケース5の底面図、図9(D)は外囲ケース5の後側面図である。図10(A)は右前側かつ上側から見た外囲ケース5の斜視図、図10(B)は右後側かつ下側から見た外囲ケース5の斜視図である。図11(A)は図9(A)の外囲ケース5のうちの左側壁5bと仕切り壁5eとの間の部分の拡大図である。図11(B)は図9(A)の外囲ケース5のうちの右側壁5aと仕切り壁5fとの間の部分の拡大図である。
図12(A)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たエミッタ電位信号端子EULなどの鉛直断面図である。図12(B)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たゲート電極端子GULなどの鉛直断面図である。図12(C)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たコレクタ電位信号端子CULなどの鉛直断面図である。図12(D)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たコレクタ電位信号端子CUUなどの鉛直断面図である。図12(E)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たゲート電極端子GUUなどの鉛直断面図である。図12(F)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たエミッタ電位信号端子EUUなどの鉛直断面図である。図12(G)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見た給電端子TU1などの鉛直断面図である。図12(H)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見た給電端子TU2などの鉛直断面図である。
図13(A)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たエミッタ電位信号端子EVLなどの鉛直断面図である。図13(B)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たゲート電極端子GVLなどの鉛直断面図である。図13(C)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たコレクタ電位信号端子CVLなどの鉛直断面図である。図13(D)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たコレクタ電位信号端子CVUなどの鉛直断面図である。図13(E)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たゲート電極端子GVUなどの鉛直断面図である。図13(F)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たエミッタ電位信号端子EVUなどの鉛直断面図である。図13(G)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見た給電端子TV1などの鉛直断面図である。図13(H)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見た給電端子TV2などの鉛直断面図である。
図14(A)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たエミッタ電位信号端子EWLなどの鉛直断面図である。図14(B)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たゲート電極端子GWLなどの鉛直断面図である。図14(C)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たコレクタ電位信号端子CWLなどの鉛直断面図である。図14(D)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たコレクタ電位信号端子CWUなどの鉛直断面図である。図14(E)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たゲート電極端子GWUなどの鉛直断面図である。図14(F)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見たエミッタ電位信号端子EWUなどの鉛直断面図である。図14(G)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見た給電端子TW1などの鉛直断面図である。図14(H)は図9(A)の下側(モジュール短手方向の前側)から見た給電端子TW2などの鉛直断面図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、正極端子P1,P2,P3(図9および図10参照)、負極端子N1,N2,N3(図9および図10参照)、交流端子U,V,W(図9および図10参照)、ゲート電極端子GUU,GUL,GVU,GVL,GWU,GWL(図9および図10参照)の他に、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図4参照)のコレクタ電位を取り出すためのコレクタ電位信号端子CUU(図9(A)、図9(D)、図10(A)および図12(D)参照)、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd(図4参照)のエミッタ電位を取り出すためのエミッタ電位信号端子EUU(図9(A)、図10(A)および図12(F)参照)、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図4参照)のコレクタ電位を取り出すためのコレクタ電位信号端子CUL(図9(A)、図9(B)、図10(A)および図12(C)参照)、IGBTチップQULa,QULb,QULc,QULd(図4参照)のエミッタ電位を取り出すためのエミッタ電位信号端子EUL(図9(A)、図9(D)、図10(A)および図12(A)参照)、V相PV(図2(C)および図4(A)参照)の上アームPVU(図2(C)および図4(A)参照)のコレクタ電位信号端子CVU(図9(A)、図9(D)、図10(A)および図13(D)参照)、V相PV(図2(C)および図4(A)参照)の上アームPVU(図2(C)および図4(A)参照)のエミッタ電位信号端子EVU(図9(A)、図10(A)および図13(F)参照)、V相PV(図2(C)および図4(A)参照)の下アームPVL(図2(C)および図4(A)参照)のコレクタ電位信号端子CVL(図9(A)、図9(B)、図10(A)および図13(C)参照)、V相PV(図2(C)および図4(A)参照)の下アームPVL(図2(C)および図4(A)参照)のエミッタ電位信号端子EVL(図9(A)、図9(D)、図10(A)および図13(A)参照)、W相PW(図2(C)および図4(A)参照)の上アームPWU(図2(C)および図4(A)参照)のコレクタ電位信号端子CWU(図9(A)、図9(D)、図10(A)および図14(D)参照)、W相PW(図2(C)および図4(A)参照)の上アームPWU(図2(C)および図4(A)参照)のエミッタ電位信号端子EWU(図9(A)、図10(A)および図14(F)参照)、W相PW(図2(C)および図4(A)参照)の下アームPWL(図2(C)および図4(A)参照)のコレクタ電位信号端子CWL(図9(A)、図9(B)、図10(A)および図14(C)参照)、W相PW(図2(C)および図4(A)参照)の下アームPWL(図2(C)および図4(A)参照)のエミッタ電位信号端子EWL(図9(A)、図9(D)、図10(A)および図14(A)参照)、U相PU(図2(C)および図4(A)参照)のサーミスタTMU(図4参照)に電流を供給するための給電端子TU1,TU2(図9(A)、図10(A)、図12(G)および図12(H)参照)、V相PV(図2(C)および図4(A)参照)のサーミスタTMV(図4(A)参照)に電流を供給するための給電端子TV1,TV2(図9(A)、図10(A)、図13(G)および図13(H)参照)およびW相PW(図2(C)および図4(A)参照)のサーミスタTMW(図4(A)参照)に電流を供給するための給電端子TW1,TW2(図9(A)、図10(A)、図14(G)および図14(H)参照)がインサートされて外囲ケース5が成形されている。
図15および図16は図7および図8に示す組立体の放熱部材1に対して、図9〜図14に示す外囲ケース5を接合した状態を示した図である。詳細には、図15(A)は図7および図8に示す組立体の放熱部材1に対して外囲ケース5が接合された状態の組立体の平面図、図15(B)は図7および図8に示す組立体の放熱部材1に対して外囲ケース5が接合された状態の組立体の正面図、図15(C)は図7および図8に示す組立体の放熱部材1に対して外囲ケース5が接合された状態の組立体の左側面図、図16は図7および図8に示す組立体の放熱部材1に対して外囲ケース5が接合された状態の組立体の斜視図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図7および図8に示す組立体の放熱部材1に対して、図9〜図14に示す外囲ケース5が接合され、その結果、図15および図16に示す状態になる。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図15および図16に示す段階で、3相インバータ回路のU相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)の一部を構成する正極端子P1(図2(C)、図15(A)、図15(C)および図16参照)と導体パターン2Ua(図3参照)の部分2Ua1(図3参照)とが電気的に接続される。また、3相インバータ回路のU相PUの一部を構成する交流端子U(図2(C)、図15および図16参照)と導体パターン2Ub(図3参照)の部分2Ub1(図3参照)とが電気的に接続される。更に、3相インバータ回路のU相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)の一部を構成する負極端子N1(図2(C)、図15(A)および図16参照)と導体パターン2Uc(図3参照)の部分2Uc1(図3参照)とが電気的に接続される。また、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)の一部を構成するゲート電極端子GUU(図2(C)、図9(A)、図10(A)、図12(E)および図16参照)の下側水平部分GUUH(図11(A)および図12(E)参照)と導体パターン2Ud(図3参照)とが太線ワイヤ3GUU(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。更に、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CUU(図9(A)、図10(A)および図12(D)参照)の下側水平部分CUUH(図11(A)および図12(D)参照)と導体パターン2Ua(図3参照)とが太線ワイヤ3CUU(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。また、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EUU(図9(A)、図10(A)および図12(F)参照)の下側水平部分EUUH(図11(A)および図12(F)参照)と導体パターン2Uf(図3参照)とが太線ワイヤ3EUU(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。更に、U相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)の一部を構成するゲート電極端子GUL(図2(C)、図9(A)、図10(A)、図12(B)および図16参照)の下側水平部分GULH(図11(A)および図12(B)参照)と導体パターン2Ue(図3参照)とが太線ワイヤ3GUL(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。また、U相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CUL(図9(A)、図10(A)および図12(C)参照)の下側水平部分CULH(図11(A)および図12(C)参照)と導体パターン2Ub(図3参照)とが太線ワイヤ3CUL(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。更に、U相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EUL(図9(A)、図10(A)および図12(A)参照)の下側水平部分EULH(図11(A)および図12(A)参照)と導体パターン2Uc(図3参照)とが太線ワイヤ3EUL(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。また、U相PU(図2(C)参照)の給電端子TU1(図9(A)、図10(A)および図12(G)参照)の下側水平部分TU1H(図11(A)および図12(G)参照)とU相PU(図2(C)参照)のサーミスタTMU(図4参照)とが太線ワイヤ3TU1(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。更に、U相PU(図2(C)参照)の給電端子TU2(図9(A)、図10(A)および図12(H)参照)の下側水平部分TU2H(図11(A)および図12(H)参照)とU相PU(図2(C)参照)のサーミスタTMU(図4参照)とが太線ワイヤ3TU2(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UU2a(図7および図8参照)の上面の一部と正極端子P1(図15(A)および図16参照)の中間水平部分P1a4(図9(C)および図10(B)参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU2b(図7および図8参照)の上面の一部と交流端子U(図15(A)および図16参照)の中間水平部分Ua4(図9(A)、図9(C)および図10参照)の下面の一部とが対向せしめられている。また、リボンワイヤ3UU2c(図7および図8参照)の上面の一部と正極端子P1(図15(A)および図16参照)の中間水平部分P1a4(図9(C)および図10(B)参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UU2d(図7および図8参照)の上面の一部と交流端子U(図15(A)および図16参照)の中間水平部分Ua4(図9(A)、図9(C)および図10参照)の下面の一部とが対向せしめられている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、リボンワイヤ3UL2a(図7および図8参照)の上面の一部と正極端子P1(図15(A)および図16参照)の中間水平部分P1a4(図9(C)および図10(B)参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL2b(図7および図8参照)の上面の一部と交流端子U(図15(A)および図16参照)の中間水平部分Ua4(図9(A)、図9(C)および図10参照)の下面の一部とが対向せしめられている。また、リボンワイヤ3UL2c(図7および図8参照)の上面の一部と正極端子P1(図15(A)および図16参照)の中間水平部分P1a4(図9(C)および図10(B)参照)の下面の一部とが対向せしめられている。更に、リボンワイヤ3UL2d(図7および図8参照)の上面の一部と交流端子U(図15(A)および図16参照)の中間水平部分Ua4(図9(A)、図9(C)および図10参照)の下面の一部とが対向せしめられている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図15および図16に示す段階で、V相PV(図2(C)参照)およびW相PW(図2(C)参照)がU相PU(図2(C)参照)と同様に構成される。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図15および図16に示す段階で、3相インバータ回路のV相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)の一部を構成する正極端子P2(図2(C)、図15(A)および図16参照)と絶縁基板2V(図3(A)参照)とが電気的に接続される。また、3相インバータ回路のV相PV(図2(C)参照)の一部を構成する交流端子V(図2(C)、図15(A)および図16参照)と絶縁基板2V(図3(A)参照)とが電気的に接続される。更に、3相インバータ回路のV相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)の一部を構成する負極端子N2(図2(C)、図15(A)および図16参照)と絶縁基板2V(図3(A)参照)とが電気的に接続される。また、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)の一部を構成するゲート電極端子GVU(図2(C)、図9(A)、図10(A)、図13(E)および図16参照)の下側水平部分GVUH(図11(B)および図13(E)参照)と絶縁基板2V(図3(A)参照)とが太線ワイヤ3GVU(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。更に、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVU(図9(A)、図10(A)および図13(D)参照)の下側水平部分CVUH(図11(B)および図13(D)参照)と絶縁基板2V(図3(A)参照)とが太線ワイヤ3CVU(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。また、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVU(図9(A)、図10(A)および図13(F)参照)の下側水平部分EVUH(図11(B)および図13(F)参照)と絶縁基板2V(図3(A)参照)とが太線ワイヤ3EVU(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。更に、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)の一部を構成するゲート電極端子GVL(図2(C)、図9(A)、図10(A)、図13(B)および図16参照)の下側水平部分GVLH(図11(A)および図13(B)参照)と絶縁基板2V(図3(A)参照)とが太線ワイヤ3GVL(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。また、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVL(図9(A)、図10(A)および図13(C)参照)の下側水平部分CVLH(図11(A)および図13(C)参照)と絶縁基板2V(図3(A)参照)とが太線ワイヤ3CVL(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。更に、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVL(図9(A)、図10(A)および図13(A)参照)の下側水平部分EVLH(図11(A)および図13(A)参照)と絶縁基板2V(図3(A)参照)とが太線ワイヤ3EVL(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。また、V相PV(図2(C)参照)の給電端子TV1(図9(A)、図10(A)および図13(G)参照)の下側水平部分TV1H(図11(B)および図13(G)参照)とV相PV(図2(C)参照)のサーミスタTMV(図4(A)参照)とが太線ワイヤ3TV1(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。更に、V相PV(図2(C)参照)の給電端子TV2(図9(A)、図10(A)および図13(H)参照)の下側水平部分TV2H(図11(B)および図13(H)参照)とV相PV(図2(C)参照)のサーミスタTMV(図4(A)参照)とが太線ワイヤ3TV2(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、図15および図16に示す段階で、3相インバータ回路のW相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)の一部を構成する正極端子P3(図2(C)、図15(A)および図16参照)と絶縁基板2W(図3(A)参照)とが電気的に接続される。また、3相インバータ回路のW相PWの一部を構成する交流端子W(図2(C)、図15(A)および図16参照)と絶縁基板2W(図3(A)参照)とが電気的に接続される。更に、3相インバータ回路のW相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)の一部を構成する負極端子N3(図2(C)、図15(A)および図16参照)と絶縁基板2W(図3(A)参照)とが電気的に接続される。また、W相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)の一部を構成するゲート電極端子GWU(図2(C)、図9(A)、図10(A)、図14(E)および図16参照)の下側水平部分GWUH(図11(B)および図14(E)参照)と絶縁基板2W(図3(A)参照)とが太線ワイヤ3GWU(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。更に、W相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CWU(図9(A)、図10(A)および図14(D)参照)の下側水平部分CWUH(図11(B)および図14(D)参照)と絶縁基板2W(図3(A)参照)とが太線ワイヤ3CWU(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。また、W相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EWU(図9(A)、図10(A)および図14(F)参照)の下側水平部分EWUH(図11(B)および図14(F)参照)と絶縁基板2W(図3(A)参照)とが太線ワイヤ3EWU(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。更に、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)の一部を構成するゲート電極端子GWL(図2(C)、図9(A)、図10(A)、図14(B)および図16参照)の下側水平部分GWLH(図11(B)および図14(B)参照)と絶縁基板2W(図3(A)参照)とが太線ワイヤ3GWL(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。また、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CWL(図9(A)、図10(A)および図14(C)参照)の下側水平部分CWLH(図11(B)および図14(C)参照)と絶縁基板2W(図3(A)参照)とが太線ワイヤ3CWL(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。更に、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EWL(図9(A)、図10(A)および図14(A)参照)の下側水平部分EWLH(図11(B)および図14(A)参照)と絶縁基板2W(図3(A)参照)とが太線ワイヤ3EWL(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。また、W相PW(図2(C)参照)の給電端子TW1(図9(A)、図10(A)および図14(G)参照)の下側水平部分TW1H(図11(B)および図14(G)参照)とW相PW(図2(C)参照)のサーミスタTMW(図4(A)参照)とが太線ワイヤ3TW1(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。更に、W相PW(図2(C)参照)の給電端子TW2(図9(A)、図10(A)および図14(H)参照)の下側水平部分TW2H(図11(B)および図14(H)参照)とW相PW(図2(C)参照)のサーミスタTMW(図4(A)参照)とが太線ワイヤ3TW2(図15(A)参照)を介して電気的に接続される。
次いで、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、例えばシリコーンゲルなどのようなゲル状樹脂(図示せず)が外囲ケース5(図15(A)および図16参照)内に充填される。
その結果、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、放熱部材1(図3参照)の中央部1a(図3参照)がゲル状樹脂によって封止されている。また、3相インバータ回路のU相PU(図2(C)参照)の構成要素のうち、絶縁基板2U(図3参照)、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd(図4参照)、ダイオードチップFWDUUa,FWDUUb,FWDUUc,FWDUUd,FWDULa,FWDULb,FWDULc,FWDULd(図4参照)、リボンワイヤ3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d,3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d,3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d,3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d(図5および図7参照)、太線ワイヤ3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d,3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d(図7参照)、リボンワイヤ3UU4a,3UU4b,3UU4c,3UU4d(図7参照)および太線ワイヤ3GUU,3CUU,3EUU,3GUL,3CUL,3EUL,3TU1,3TU2(図15(A)参照)がゲル状樹脂によって封止されている。更に、3相インバータ回路のU相PU(図2(C)参照)の構成要素のうち、正極端子P1(図15(A)参照)の一部と、負極端子N1(図15(A)参照)の一部と、交流端子U(図15(A)参照)の一部と、ゲート電極端子GUU,GUL(図15(A)参照)の下側水平部分GUUH,GULH(図11(A)、図12(B)および図12(E)参照)と、コレクタ電位信号端子CUU,CUL(図15(A)参照)の下側水平部分CUUH,CULH(図11(A)、図12(C)および図12(D)参照)と、エミッタ電位信号端子EUU,EUL(図15(A)参照)の下側水平部分EUUH,EULH(図11(A)、図12(A)および図12(F)参照)とが、ゲル状樹脂によって封止されている。また、V相PV(図2(C)参照)およびW相PW(図2(C)参照)がU相PU(図2(C)参照)と同様に構成されている。
次いで、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、カバー6a,6b,6c(図1(A)および図2(B)参照)によって、外囲ケース5(図15(A)および図16参照)の内部が覆われる。その結果、図1および図2に示すような第1の実施形態のパワー半導体モジュール100が形成される。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、間隔W1,W2が、間隔W3,W4,W5,W6よりも大きい値に設定されている。また、図3(B)に示すように、導体パターン2Uaのうちの正極端子P1(図9〜図11参照)が電気的に接続される接続部分2Ua1の少なくとも一部分が、IGBTチップQUUa(図4(B)参照)およびダイオードチップFWDUUa(図4(B)参照)の前端部(図4(B)の下側の端部)と、IGBTチップQUUb(図4(B)参照)およびダイオードチップFWDUUb(図4(B)参照)の後端部(図4(B)の上側の端部)との間の位置であって、IGBTチップQUUa,QUUb(図4(B)参照)の右端部(図4(B)の右側の端部)と、ダイオードチップFWDUUa,FWDUUb(図4(B)参照)の左端部(図4(B)の左側の端部)との間の位置に配置されている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、導体パターン2Ua(図3(B)参照)のうちの正極端子P1(図9〜図11参照)が電気的に接続される接続部分2Ua1(図3(B)参照)が、IGBTチップQUUa,QUUb(図4(B)参照)の右端部(図4(B)の右側の端部)と、ダイオードチップFWDUUa,FWDUUb(図4(B)参照)の左端部(図4(B)の左側の端部)との間の位置に配置されない場合よりも、U相PU(図4(A)参照)のモジュール長手方向(図4(A)の左右方向)寸法を小型化することができ、それにより、パワー半導体モジュール100の全体のモジュール長手方向(図1(A)の左右方向)寸法を小型化することができる。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、間隔W7が間隔W9,W11よりも大きい値に設定されている。また、図3(B)に示すように、導体パターン2Ubのうちの交流端子U(図9〜図11参照)が電気的に接続される接続部分2Ub1の少なくとも一部分が、IGBTチップQULa(図4(B)参照)の前端部(図4(B)の下側の端部)と、IGBTチップQULb(図4(B)参照)の後端部(図4(B)の上側の端部)との間の位置であって、IGBTチップQULa,QULbの右端部(図4(B)の右側の端部)と、IGBTチップQULa,QULbの左端部(図4(B)の左側の端部)との間の位置に配置されている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、導体パターン2Ub(図3(B)参照)のうちの交流端子U(図9〜図11参照)が電気的に接続される接続部分2Ub1(図3(B)参照)が、IGBTチップQULa,QULbの右端部(図4(B)の右側の端部)と、IGBTチップQULa,QULb(図4(B)参照)の左端部(図4(B)の左側の端部)との間の位置に配置されない場合よりも、U相PU(図4(A)参照)のモジュール長手方向(図4(A)の左右方向)寸法を小型化することができ、それにより、パワー半導体モジュール100の全体のモジュール長手方向(図1(A)の左右方向)寸法を小型化することができる。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、間隔W8が間隔W10,W12よりも大きい値に設定されている。更に、図3(B)に示すように、導体パターン2Ucのうちの負極端子N1(図9〜図11参照)が電気的に接続される接続部分2Uc1の少なくとも一部分が、ダイオードチップFWDULa(図4(B)参照)の前端部(図4(B)の下側の端部)と、ダイオードチップFWDULb(図4(B)参照)の後端部(図4(B)の上側の端部)との間の位置であって、ダイオードチップFWDULa,FWDULb(図4(B)参照)の右端部(図4(B)の右側の端部)と、ダイオードチップFWDULa,FWDULb(図4(B)参照)の左端部(図4(B)の左側の端部)との間の位置に配置されている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、導体パターン2Uc(図3(B)参照)のうちの負極端子N1(図9〜図11参照)が電気的に接続される接続部分2Uc1(図3(B)参照)が、ダイオードチップFWDULa,FWDULb(図4(B)参照)の右端部(図4(B)の右側の端部)と、ダイオードチップFWDULa,FWDULb(図4(B)参照)の左端部(図4(B)の左側の端部)との間の位置に配置されない場合よりも、U相PU(図4(A)参照)のモジュール長手方向(図4(A)の左右方向)寸法を小型化することができ、それにより、パワー半導体モジュール100の全体のモジュール長手方向(図1(A)の左右方向)寸法を小型化することができる。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、導体パターン2Ua(図3(B)参照)の接続部分2Ua1(図3(B)参照)が、IGBTチップQUUa(図4(B)参照)とIGBTチップQUUb(図4(B)参照)との線対称中心線CL1(図3(B)および図4(B)参照)上であって、IGBTチップQUUc(図4(B)参照)とIGBTチップQUUd(図4(B)参照)との線対称中心線CL1(図3(B)および図4(B)参照)上であって、ダイオードチップFWDUUa(図4(B)参照)とダイオードチップFWDUUb(図4(B)参照)との線対称中心線CL1(図3(B)および図4(B)参照)上であって、ダイオードチップFWDUUc(図4(B)参照)とダイオードチップFWDUUd(図4(B)参照)との線対称中心線CL1(図3(B)および図4(B)参照)上に配置されている。また、導体パターン2Ub(図3(B)参照)の接続部分2Ub1(図3(B)参照)が、IGBTチップQUUa(図4(B)参照)とIGBTチップQUUb(図4(B)参照)との線対称中心線CL1(図3(B)および図4(B)参照)上であって、IGBTチップQUUc(図4(B)参照)とIGBTチップQUUd(図4(B)参照)との線対称中心線CL1(図3(B)および図4(B)参照)上であって、ダイオードチップFWDUUa(図4(B)参照)とダイオードチップFWDUUb(図4(B)参照)との線対称中心線CL1(図3(B)および図4(B)参照)上であって、ダイオードチップFWDUUc(図4(B)参照)とダイオードチップFWDUUd(図4(B)参照)との線対称中心線CL1(図3(B)および図4(B)参照)上に配置されている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、IGBTチップQUUa(図4(B)参照)とIGBTチップQUUb(図4(B)参照)とのスイッチングタイミングのばらつきを抑制することができ、IGBTチップQUUc(図4(B)参照)とIGBTチップQUUd(図4(B)参照)とのスイッチングタイミングのばらつきを抑制することができる。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、導体パターン2Ub(図3(B)参照)の接続部分2Ub1(図3(B)参照)が、IGBTチップQULa(図4(B)参照)とIGBTチップQULb(図4(B)参照)との線対称中心線CL2(図3(B)および図4(B)参照)上であって、IGBTチップQULc(図4(B)参照)とIGBTチップQULd(図4(B)参照)との線対称中心線CL2(図3(B)および図4(B)参照)上であって、ダイオードチップFWDULa(図4(B)参照)とダイオードチップFWDULb(図4(B)参照)との線対称中心線CL3(図3(B)および図4(B)参照)上であって、ダイオードチップFWDULc(図4(B)参照)とダイオードチップFWDULd(図4(B)参照)との線対称中心線CL3(図3(B)および図4(B)参照)上に配置されている。更に、導体パターン2Uc(図3(B)参照)の接続部分2Uc1(図3(B)参照)が、IGBTチップQULa(図4(B)参照)とIGBTチップQULb(図4(B)参照)との線対称中心線CL2(図3(B)および図4(B)参照)上であって、IGBTチップQULc(図4(B)参照)とIGBTチップQULd(図4(B)参照)との線対称中心線CL2(図3(B)および図4(B)参照)上であって、ダイオードチップFWDULa(図4(B)参照)とダイオードチップFWDULb(図4(B)参照)との線対称中心線CL3(図3(B)および図4(B)参照)上であって、ダイオードチップFWDULc(図4(B)参照)とダイオードチップFWDULd(図4(B)参照)との線対称中心線CL3(図3(B)および図4(B)参照)上に配置されている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、IGBTチップQULa(図4(B)参照)とIGBTチップQULb(図4(B)参照)とのスイッチングタイミングのばらつきを抑制することができ、IGBTチップQULc(図4(B)参照)とIGBTチップQULd(図4(B)参照)とのスイッチングタイミングのばらつきを抑制することができる。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図9(A)に示すように、後側壁5cと前側壁5dとの間に延びており、かつ、3相インバータ回路のU相PU(図2(C)参照)とV相PV(図2(C)参照)とを仕切る仕切り壁5eが、外囲ケース5に形成されている。また、後側壁5cと前側壁5dとの間に延びており、かつ、3相インバータ回路のV相PV(図2(C)参照)とW相PW(図2(C)参照)とを仕切る仕切り壁5fが、外囲ケース5に形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図9(A)に示すように、U相PU(図2(C)参照)の正極端子P1と、U相PU(図2(C)参照)の負極端子N1と、V相PV(図2(C)参照)の正極端子P2と、V相PV(図2(C)参照)の負極端子N2と、W相PW(図2(C)参照)の正極端子P3と、W相PW(図2(C)参照)の負極端子N3とが、外囲ケース5の後側壁5cにインサート成形されている。更に、U相PU(図2(C)参照)の交流端子Uと、V相PV(図2(C)参照)の交流端子Vと、W相PW(図2(C)参照)の交流端子Wとが、外囲ケース5の前側壁5dにインサート成形されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図9(A)に示すように、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のゲート電極端子GUUと、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CUUと、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EUUとが、外囲ケース5の仕切り壁5eのうちの後側(図9(A)の上側)の部分5e1(図11(A)参照)にインサート成形されている。また、図12(E)に示すように、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のゲート電極端子GUUの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分GUUVと下側水平部分GUUHとがU相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のゲート電極端子GUUに形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図12(D)に示すように、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CUUの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分CUUVと下側水平部分CUUHとがU相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CUUに形成されている。更に、図12(F)に示すように、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EUUの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分EUUVと下側水平部分EUUHとがU相PU(図2(C)参照)の上アームPUUのエミッタ電位信号端子EUU(図2(C)参照)に形成されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図9(A)に示すように、U相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)のゲート電極端子GULと、U相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CULと、U相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EULとが、外囲ケース5の左側壁5bのうちの前側(図9(A)の下側)の部分5b2(図11(A)参照)にインサート成形されている。また、図12(B)に示すように、U相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)のゲート電極端子GULの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分GULVと下側水平部分GULHとがU相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)のゲート電極端子GULに形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図12(C)に示すように、U相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CULの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分CULVと下側水平部分CULHとがU相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CULに形成されている。更に、図12(A)に示すように、U相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EULの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分EULVと下側水平部分EULHとがU相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EULに形成されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図9(A)に示すように、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のゲート電極端子GVUと、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVUと、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVUとが、外囲ケース5の仕切り壁5fのうちの後側(図9(A)の上側)の部分5f1(図11(B)参照)にインサート成形されている。また、図13(E)に示すように、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のゲート電極端子GVUの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分GVUVと下側水平部分GVUHとがV相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のゲート電極端子GVUに形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図13(D)に示すように、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVUの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分CVUVと下側水平部分CVUHとがV相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVUに形成されている。更に、図13(F)に示すように、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVUの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分EVUVと下側水平部分EVUHとがV相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVUに形成されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図9(A)に示すように、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のゲート電極端子GVLと、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVLと、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVLとが、外囲ケース5の仕切り壁5eのうちの前側(図9(A)の下側)の部分5e2(図11(A)参照)にインサート成形されている。また、図13(B)に示すように、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のゲート電極端子GVLの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分GVLVと下側水平部分GVLHとがV相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のゲート電極端子GVLに形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図13(C)に示すように、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVLの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分CVLVと下側水平部分CVLHとがV相PV(図2(C)参照)の下アームPVLのコレクタ電位信号端子CVLに形成されている。更に、図13(A)に示すように、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVLの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分EVLVと下側水平部分EVLHとがV相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVLに形成されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図9(A)に示すように、W相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)のゲート電極端子GWUと、W相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CWUと、W相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EWUとが、外囲ケース5の右側壁5aのうちの後側(図9(A)の上側)の部分5a1(図11(B)参照)にインサート成形されている。また、図14(E)に示すように、W相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)のゲート電極端子GWUの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分GWUVと下側水平部分GWUHとがW相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)のゲート電極端子GWUに形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図14(D)に示すように、W相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CWUの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分CWUVと下側水平部分CWUHとがW相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CWUに形成されている。更に、図14(F)に示すように、W相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EWUの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分EWUVと下側水平部分EWUHとがW相PW(図2(C)参照)の上アームPWU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EWUに形成されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図9(A)に示すように、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のゲート電極端子GWLと、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CWLと、W相PV(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EWLとが、外囲ケース5の仕切り壁5fのうちの前側(図9(A)の下側)の部分5f2(図11(B)参照)にインサート成形されている。また、図14(B)に示すように、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のゲート電極端子GWLの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分GWLVと下側水平部分GWLHとがW相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のゲート電極端子GWLに形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図14(C)に示すように、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CWLの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分CWLVと下側水平部分CWLHとがW相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CWLに形成されている。更に、図14(A)に示すように、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EWLの鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分EWLVと下側水平部分EWLHとがW相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EWLに形成されている。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、外囲ケース5(図9(A)、図11、図12および図13参照)の仕切り壁5e(図9(A)、図11(A)、図12(D)、図12(E)、図12(F)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)の後側(図9(A)および図11(A)の上側)の部分5e1(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)の下側部分5e1a(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)と、外囲ケース5の仕切り壁5eの前側(図9(A)および図11(A)の下側)の部分5e2(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)の下側部分5e2a(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)とが、モジュール短手方向(図9(A)および図11(A)の上下方向)に延びている鉛直面S5e1(図11(A)、図12(D)、図12(E)、図12(F)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)上に位置するように、かつ、外囲ケース5の仕切り壁5eの後側の部分5e1の上側部分5e1b(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)が、外囲ケース5の仕切り壁5eの後側の部分5e1の下側部分5e1a(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)よりも右側(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)の右側)に位置するように、かつ、外囲ケース5の仕切り壁5eの前側の部分5e2の上側部分5e2b(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)が、外囲ケース5の仕切り壁5eの前側の部分5e2の下側部分5e2a(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)よりも左側(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)の左側)に位置するように、外囲ケース5の仕切り壁5eが形成されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のゲート電極端子GUU(図12(E)参照)の上側鉛直部分GUUV(図12(E)参照)の上端部と、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CUU(図12(D)参照)の上側鉛直部分CUUV(図12(D)参照)の上端部と、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EUU(図12(F)参照)の上側鉛直部分EUUV(図12(F)参照)とが、外囲ケース5(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)の仕切り壁5e(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)の後側(図11(A)の上側)の部分5e1(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)の上側部分5e1b(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)から上側(図12(D)、図12(E)および図12(F)の上側)に突出せしめられると共に、鉛直面S5e1(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)よりも右側(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)の右側)に位置しかつ鉛直面S5e1に平行な鉛直面S5e2(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)上に配置されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のゲート電極端子GUU(図12(E)参照)の下端水平部分GUUH(図11(A)および図12(E)参照)と、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CUU(図12(D)参照)の下側水平部分CUUH(図11(A)および図12(D)参照)と、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EUU(図12(F)参照)の下側水平部分EUUH(図11(A)および図12(F)参照)とが、鉛直面S5e1(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)上に配置されると共に、外囲ケース5(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)の仕切り壁5e(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)の後側(図11(A)の上側)の部分5e1(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)の下側部分5e1a(図11(A)、図12(D)、図12(E)および図12(F)参照)の上面に露出せしめられている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のゲート電極端子GVL(図13(B)参照)の上側鉛直部分GVLV(図13(B)参照)の上端部と、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVL(図13(C)参照)の上側鉛直部分CVLV(図13(C)参照)の上端部と、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVL(図13(A)参照)の上側鉛直部分EVLV(図13(A)参照)とが、外囲ケース5(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)の仕切り壁5e(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)の前側(図11(A)の下側)の部分5e2(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)の上側部分5e2b(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)から上側(図13(A)、図13(B)および図13(C)の上側)に突出せしめられると共に、鉛直面S5e1(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)よりも左側(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)の左側)に位置しかつ鉛直面S5e1に平行な鉛直面S5e3(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)上に配置されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のゲート電極端子GVL(図13(B)参照)の下端水平部分GVLH(図11(A)および図13(B)参照)と、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVL(図13(C)参照)の下側水平部分CVLH(図11(A)および図13(C)参照)と、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVL(図13(A)参照)の下側水平部分EVLH(図11(A)および図13(A)参照)とが、鉛直面S5e1(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)上に配置されると共に、外囲ケース5(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)の仕切り壁5e(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)の前側(図11(A)の下側)の部分5e2(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)の下側部分5e2a(図11(A)、図13(A)、図13(B)および図13(C)参照)の上面に露出せしめられている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のゲート電極端子GUU(図12(E)参照)の上側鉛直部分GUUV(図11(A)参照)の上端部と、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CUU(図12(D)参照)の上側鉛直部分CUUV(図11(A)参照)の上端部と、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EUU(図12(F)参照)の上側鉛直部分EUUV(図11(A)参照)と、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のゲート電極端子GVL(図13(B)参照)の上側鉛直部分GVLV(図11(A)参照)の上端部と、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVL(図13(C)参照)の上側鉛直部分CVLV(図11(A)参照)の上端部と、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVL(図13(A)参照)の上側鉛直部分EVLV(図11(A)参照)とが、モジュール短手方向(図11(A)の上下方向)に延びている単一の鉛直面(例えば図11(A)中の鉛直面S5e2)上に配置されている場合よりも、U相PU(図2(C)参照)の絶縁基板2U(図3(A)参照)とV相PV(図2(C)参照)の絶縁基板2V(図3(A)参照)との間隔を小さくすることができ、それにより、パワー半導体モジュール100の全体のモジュール長手方向(図1(A)および図3(A)の左右方向)寸法を小型化することができる。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、外囲ケース5(図9(A)、図11、図13および図14参照)の仕切り壁5f(図9(A)、図11(B)、図13(D)、図13(E)、図13(F)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)の後側(図9(A)および図11(A)の上側)の部分5f1(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)の下側部分5f1a(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)と、外囲ケース5の仕切り壁5fの前側(図9(A)および図11(A)の下側)の部分5f2(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)の下側部分5f2a(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)とが、モジュール短手方向(図9(A)および図11(A)の上下方向)に延びている鉛直面S5f1(図11(B)、図13(D)、図13(E)、図13(F)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)上に位置するように、かつ、外囲ケース5の仕切り壁5fの後側の部分5f1の上側部分5f1b(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)が、外囲ケース5の仕切り壁5fの後側の部分5f1の下側部分5f1a(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)よりも右側(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)の右側)に位置するように、かつ、外囲ケース5の仕切り壁5fの前側の部分5f2の上側部分5f2b(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)が、外囲ケース5の仕切り壁5fの前側の部分5f2の下側部分5f2a(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)よりも左側(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)の左側)に位置するように、外囲ケース5の仕切り壁5fが形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のゲート電極端子GVU(図13(E)参照)の上側鉛直部分GVUV(図13(E)参照)の上端部と、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVU(図13(D)参照)の上側鉛直部分CVUV(図13(D)参照)の上端部と、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVU(図13(F)参照)の上側鉛直部分EVUV(図13(F)参照)とが、外囲ケース5(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)の仕切り壁5f(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)の後側(図11(B)の上側)の部分5f1(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)の上側部分5f1b(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)から上側(図13(D)、図13(E)および図13(F)の上側)に突出せしめられると共に、鉛直面S5f1(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)よりも右側(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)の右側)に位置しかつ鉛直面S5f1に平行な鉛直面S5f2(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)上に配置されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のゲート電極端子GVU(図13(E)参照)の下端水平部分GVUH(図11(B)および図13(E)参照)と、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVU(図13(D)参照)の下側水平部分CVUH(図11(B)および図13(D)参照)と、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVU(図13(F)参照)の下側水平部分EVUH(図11(B)および図13(F)参照)とが、鉛直面S5f1(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)上に配置されると共に、外囲ケース5(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)の仕切り壁5f(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)の後側(図11(B)の上側)の部分5f1(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)の下側部分5f1a(図11(B)、図13(D)、図13(E)および図13(F)参照)の上面に露出せしめられている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のゲート電極端子GWL(図14(B)参照)の上側鉛直部分GWLV(図14(B)参照)の上端部と、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CWL(図14(C)参照)の上側鉛直部分CWLV(図14(C)参照)の上端部と、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EWL(図14(A)参照)の上側鉛直部分EWLV(図14(A)参照)とが、外囲ケース5(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)の仕切り壁5f(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)の前側(図11(B)の下側)の部分5f2(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)の上側部分5f2b(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)から上側(図14(A)、図14(B)および図14(C)の上側)に突出せしめられると共に、鉛直面S5f1(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)よりも左側(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)の左側)に位置しかつ鉛直面S5f1に平行な鉛直面S5f3(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)上に配置されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のゲート電極端子GWL(図14(B)参照)の下端水平部分GWLH(図11(B)および図14(B)参照)と、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CWL(図14(C)参照)の下側水平部分CWLH(図11(B)および図14(C)参照)と、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EWL(図14(A)参照)の下側水平部分EWLH(図11(B)および図14(A)参照)とが、鉛直面S5f1(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)上に配置されると共に、外囲ケース5(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)の仕切り壁5f(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)の前側(図11(B)の下側)の部分5f2(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)の下側部分5f2a(図11(B)、図14(A)、図14(B)および図14(C)参照)の上面に露出せしめられている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のゲート電極端子GVU(図13(E)参照)の上側鉛直部分GVUV(図11(B)参照)の上端部と、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVU(図13(D)参照)の上側鉛直部分CVUV(図11(B)参照)の上端部と、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVU(図13(F)参照)の上側鉛直部分EVUV(図11(B)参照)と、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のゲート電極端子GWL(図14(B)参照)の上側鉛直部分GWLV(図11(B)参照)の上端部と、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CWL(図14(C)参照)の上側鉛直部分CWLV(図11(B)参照)の上端部と、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EWL(図14(A)参照)の上側鉛直部分EWLV(図11(B)参照)とが、モジュール短手方向(図11(B)の上下方向)に延びている単一の鉛直面(例えば図11(B)中の鉛直面S5f2)上に配置されている場合よりも、V相PV(図2(C)参照)の絶縁基板2V(図3(A)参照)とW相PW(図2(C)参照)の絶縁基板2W(図3(A)参照)との間隔を小さくすることができ、それにより、パワー半導体モジュール100の全体のモジュール長手方向(図1(A)および図3(A)の左右方向)寸法を小型化することができる。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、U相用サーミスタTMUのモジュール短手方向(図4(B)の上下方向)寸法WTが間隔W1より小さい値に設定されている。更に、U相用サーミスタTMUの少なくとも一部分が、IGBTチップQUUaの前端部(図4(B)の下側の端部)とIGBTチップQUUbの後端部(図4(B)の上側の端部)との間に配置されている。また、U相用サーミスタTMUの左端部(図4(B)の左側の端部)が、IGBTチップQUUa,QUUbの右端部(図4(B)の右側の端部)よりも左側(図4(B)の左側)に配置されている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、U相用サーミスタTMU(図4(B)参照)の左端部が、IGBTチップQUUa,QUUb(図4(B)参照)の右端部よりも左側(図4(B)の左側)に配置されない場合よりも、U相PU(図4(A)参照)のモジュール長手方向(図4(A)の左右方向)寸法を小型化することができ、それにより、パワー半導体モジュール100の全体のモジュール長手方向(図1(A)および図4(A)の左右方向)寸法を小型化することができる。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(A)に示すように、V相用サーミスタTMVと、W相用サーミスタTMWとが設けられている。また、V相PV(図4(A)参照)およびW相PW(図4(A)参照)がU相PU(図4(A)参照)と同一形状に形成されている。更に、U相用サーミスタTMU(図4参照)に電流を供給するためのU相用給電端子TU1,TU2(図9(A)および図11(A)参照)が、外囲ケース5(図9(A)および図11(A)参照)の仕切り壁5e(図9(A)および図11(A)参照)のうちの後側(図9(A)および図11(A)の上側)の部分5e1(図11(A)参照)と前側(図9(A)および図11(A)の下側)の部分5e2(図11(A)参照)との中間部分5e3(図11(A)参照)にインサート成形されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図12(G)および図12(H)に示すように、U相用給電端子TU1,TU2の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分TU1V,TU2Vと下側水平部分TU1H,TU2HとがU相用給電端子TU1,TU2に形成されている。更に、図11(A)、図12(G)および図12(H)に示すように、外囲ケース5の仕切り壁5eの中間部分5e3の下側部分5e3aが鉛直面S5e1上に位置するように、かつ、外囲ケース5の仕切り壁5eの中間部分5e3の上側部分5e3bが、外囲ケース5の仕切り壁5eの中間部分5e3の下側部分5e3aよりも右側(図11(A)、図12(G)および図12(H)の右側)に位置するように、外囲ケース5の仕切り壁5eが形成されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図12(G)および図12(H)に示すように、U相用給電端子TU1,TU2の上側鉛直部分TU1V,TU2Vが、外囲ケース5の仕切り壁5eの中間部分5e3の上側部分5e3bから上側(図12(G)および図12(H)の上側)に突出せしめられると共に、鉛直面S5e2上に配置されている。また、図11(A)、図12(G)および図12(H)に示すように、U相用給電端子TU1,TU2の下側水平部分TU1H,TU2Hが、鉛直面S5e1上に配置されると共に、外囲ケース5の仕切り壁5eの中間部分5e3の下側部分5e3aの上面に露出せしめられている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のゲート電極端子GUU(図9(A)参照)の上側鉛直部分GUUV(図11(A)参照)の上端部と、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CUU(図9(A)参照)の上側鉛直部分CUUV(図11(A)参照)の上端部と、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EUU(図9(A)参照)の上側鉛直部分EUUV(図11(A)参照)と、U相用給電端子TU1,TU2(図9(A)参照)の上側鉛直部分TU1V,TU2V(図11(A)参照)と、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のゲート電極端子GVL(図9(A)参照)の上側鉛直部分GVLV(図11(A)参照)の上端部と、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVL(図9(A)参照)の上側鉛直部分CVLV(図11(A)参照)の上端部と、V相PV(図2(C)参照)の下アームPVL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVL(図9(A)参照)の上側鉛直部分EVLV(図11(A)参照)とが、モジュール短手方向(図11(A)の上下方向)に延びている単一の鉛直面(例えば鉛直面S5e2)上に配置されている場合よりも、U相PU(図4(A)参照)とV相PV(図4(A)参照)との間隔を小さくすることができ、それにより、パワー半導体モジュール100の全体のモジュール長手方向(図1(A)および図4(A)の左右方向)寸法を小型化することができる。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、V相用サーミスタTMV(図4(A)参照)に電流を供給するためのV相用給電端子TV1,TV2(図9(A)参照)が、外囲ケース5(図9(A)および図11(B)参照)の仕切り壁5f(図9(A)および図11(B)参照)のうちの後側(図9(A)および図11(B)の上側)の部分5f1(図11(B)参照)と前側(図9(A)および図11(B)の下側)の部分5f2(図11(B)参照)との中間部分5f3(図11(B)参照)にインサート成形されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図13(G)および図13(H)に示すように、V相用給電端子TV1,TV2の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分TV1V,TV2Vと下側水平部分TV1H,TV2HとがV相用給電端子TV1,TV2に形成されている。また、図11(B)、図13(G)および図13(H)に示すように、外囲ケース5の仕切り壁5fの中間部分5f3の下側部分5f3aが鉛直面S5f1上に位置するように、かつ、外囲ケース5の仕切り壁5fの中間部分5f3の上側部分5f3bが、外囲ケース5の仕切り壁5fの中間部分5f3の下側部分5f3aよりも右側(図11(B)、図13(G)および図13(H)の右側)に位置するように、外囲ケース5の仕切り壁5fが形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図13(G)および図13(H)に示すように、V相用給電端子TV1,TV2の上側鉛直部分TV1V,TV2Vが、外囲ケース5の仕切り壁5fの中間部分5f3の上側部分5f3bから上側(図13(G)および図13(H)の上側)に突出せしめられると共に、鉛直面S5f2上に配置されている。更に、図11(B)、図13(G)および図13(H)に示すように、V相用給電端子TV1,TV2の下側水平部分TV1H,TV2Hが、鉛直面S5f1上に配置されると共に、外囲ケース5の仕切り壁5fの中間部分5f3の下側部分5f3aの上面に露出せしめられている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のゲート電極端子GVU(図9(A)参照)の上側鉛直部分GVUV(図11(B)参照)の上端部と、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CVU(図9(A)参照)の上側鉛直部分CVUV(図11(B)参照)の上端部と、V相PV(図2(C)参照)の上アームPVU(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EVU(図9(A)参照)の上側鉛直部分EVUV(図11(B)参照)と、V相用給電端子TV1,TV2(図9(A)参照)の上側鉛直部分TV1V,TV2V(図11(B)参照)と、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のゲート電極端子GWL(図9(A)参照)の上側鉛直部分GWLV(図11(B)参照)の上端部と、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のコレクタ電位信号端子CWL(図9(A)参照)の上側鉛直部分CWLV(図11(B)参照)の上端部と、W相PW(図2(C)参照)の下アームPWL(図2(C)参照)のエミッタ電位信号端子EWL(図9(A)参照)の上側鉛直部分EWLV(図11(B)参照)とが、モジュール短手方向(図11(B)の上下方向)に延びている単一の鉛直面(例えば鉛直面S5f2)上に配置されている場合よりも、V相PV(図4(A)参照)とW相PW(図4(A)参照)との間隔を小さくすることができ、それにより、パワー半導体モジュール100の全体のモジュール長手方向(図1(A)および図4(A)の左右方向)寸法を小型化することができる。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4(B)に示すように、U相用サーミスタTMUの中心位置CTMUが、IGBTチップQUUaとIGBTチップQUUbとの線対称中心線CL1よりも前側(図4(B)の下側、IGBTチップQUUbの側)に配置されている。詳細には、U相用サーミスタTMUがIGBTチップQUUbの直近に配置されている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、U相用サーミスタTMU(図4(B)参照)の中心位置CTMU(図4(B)参照)がIGBTチップQUUa(図4(B)参照)とIGBTチップQUUb(図4(B)参照)との線対称中心線CL1(図4(B)参照)上に配置されている場合よりも、IGBTチップQUUb(図4(B)参照)の温度を正確に測定することができる。つまり、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUa,QUUb,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd(図4(B)参照)の平均的な温度がU相用サーミスタTMU(図4(B)参照)によって測定されるのではなく、最も昇温しやすい位置のIGBTチップQUUa,QUUb(図4(B)参照)のうちの一方(第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUb)の温度がU相用サーミスタTMU(図4(B)参照)によって正確に測定され、他のIGBTチップQUUa,QUUc,QUUd,QULa,QULb,QULc,QULd(図4(B)参照)の温度が、IGBTチップQUUb(図4(B)参照)の温度と等しいか、あるいは、それ以下であると推定される。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、U相PU(図2(C)参照)に1個のサーミスタTMU(図4参照)が設けられているが、第2の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、U相PU(図2(C)参照)の上アームPUU(図2(C)参照)用のサーミスタTMU(図4(B)参照)と、U相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)用のサーミスタ(図示せず)とを別個に設けることも可能である。第2の実施形態のパワー半導体モジュール100では、例えば導体パターン2Ub(図3(B)参照)の部分2Ub1(図3(B)参照)と導体パターン2Uc(図3(B)参照)の部分2Uc1(図3(B)参照)との間の位置であって、例えばIGBTチップQULb(図4(B)参照)に隣接する位置に、U相PU(図2(C)参照)の下アームPUL(図2(C)参照)用のサーミスタ(図示せず)が配置される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDUUa(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU1a(図5参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU1a(図5参照)とリボンワイヤ3UU2a(図7参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2a(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2a(図7参照)と正極端子P1(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUa(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU2a(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2a(図7参照)と正極端子P1(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDUUc(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU1c(図5参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU1c(図5参照)とリボンワイヤ3UU2c(図7参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2c(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2c(図7参照)と正極端子P1(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUc(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU2c(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2c(図7参照)と正極端子P1(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDUUb(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU1b(図5参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU1b(図5参照)とリボンワイヤ3UU2b(図7参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2b(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2b(図7参照)と交流端子U(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUb(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU2b(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2b(図7参照)と交流端子U(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDUUd(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU1d(図5参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU1d(図5参照)とリボンワイヤ3UU2d(図7参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2d(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2d(図7参照)と交流端子U(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQUUd(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UU2d(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UU2d(図7参照)と交流端子U(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDULa(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL1a(図5参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL1a(図5参照)とリボンワイヤ3UL2a(図7参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2a(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2a(図7参照)と正極端子P1(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULa(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL2a(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2a(図7参照)と正極端子P1(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDULc(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL1c(図5参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL1c(図5参照)とリボンワイヤ3UL2c(図7参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2c(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2c(図7参照)と正極端子P1(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULc(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL2c(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2c(図7参照)と正極端子P1(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、正極端子P1(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDULb(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL1b(図5参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL1b(図5参照)とリボンワイヤ3UL2b(図7参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2b(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2b(図7参照)と交流端子U(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULb(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL2b(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2b(図7参照)と交流端子U(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ダイオードチップFWDULd(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL1d(図5参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL1d(図5参照)とリボンワイヤ3UL2d(図7参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2d(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2d(図7参照)と交流端子U(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQULd(図4参照)が発生した熱の一部が、リボンワイヤ3UL2d(図7参照)に伝熱され、次いで、リボンワイヤ3UL2d(図7参照)と交流端子U(図15(A)参照)との間に位置するゲル状樹脂に伝熱され、次いで、交流端子U(図15(A)参照)に伝熱されてパワー半導体モジュール100の外部に放熱される。
同様に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、上述したU相PU(図2(C)参照)における伝熱および放熱と同様の伝熱および放熱が、V相PV(図2(C)参照)およびW相PW(図2(C)参照)においても行われる。
図17は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の放熱部材1、正極端子P1、負極端子N1および交流端子Uの概略的な鉛直断面図である。詳細には、図17(A)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の放熱部材1および正極端子P1の概略的な鉛直断面図、図17(B)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の放熱部材1および負極端子N1の概略的な鉛直断面図、図17(C)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の放熱部材1および交流端子Uの概略的な鉛直断面図である。図18は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の正極端子P1の拡大部品図である。詳細には、図18(A)は正極端子P1の一部を構成する折り曲げ部P1aの鉛直断面図、図18(B)は正極端子P1の一部を構成する袋ナットP1bの鉛直断面図である。図19は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の負極端子N1の拡大部品図である。詳細には、図19(A)は負極端子N1の一部を構成する折り曲げ部N1aの鉛直断面図、図19(B)は負極端子N1の一部を構成する袋ナットN1bの鉛直断面図である。図20は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の交流端子Uの拡大部品図である。詳細には、図20(A)は交流端子Uの一部を構成する折り曲げ部Uaの鉛直断面図、図20(B)は交流端子Uの一部を構成する袋ナットUbの鉛直断面図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ねじ穴P1a1c(図18(A)参照)が形成された上側水平部分P1a1(図18(A)参照)と、その上側水平部分P1a1に隣接する鉛直部分P1a2(図18(A)参照)と、その鉛直部分P1a2に隣接する中間水平部分P1a4(図18(A)参照)と、その中間水平部分P1a4に隣接する鉛直部分P1a2’(図18(A)参照)と、その鉛直部分P1a2’に隣接する下側水平部分P1a3(図18(A)参照)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部P1a(図18(A)参照)と、下側(図18(B)の下側)が閉じているねじ穴P1b1c(図18(B)参照)を有する袋ナットP1b(図18(B)参照)とが正極端子P1(図9(A)、図10および図17(A)参照)に設けられている。更に、ナットとしての機能を有するナット部P1b1(図18(B)参照)と、折り曲げ部P1a(図18(A)参照)の上側水平部分P1a1(図18(A)参照)に接合するためにナット部P1b1(図18(B)参照)の上面P1b1a(図18(B)参照)から上側(図18(B)の上側)に延びている概略円筒状の接合部P1b2(図18(B)参照)とが、正極端子P1(図9(A)、図10および図17(A)参照)の袋ナットP1b(図18(B)参照)に形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ねじ穴N1a1c(図19(A)参照)が形成された上側水平部分N1a1(図19(A)参照)と、その上側水平部分N1a1に隣接する鉛直部分N1a2(図19(A)参照)と、その鉛直部分N1a2に隣接する中間水平部分N1a4(図19(A)参照)と、その中間水平部分N1a4に隣接する鉛直部分N1a2’(図19(A)参照)と、その鉛直部分N1a2’に隣接する下側水平部分N1a3(図19(A)参照)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部N1a(図19(A)参照)と、下側(図19(B)の下側)が閉じているねじ穴N1b1c(図19(B)参照)を有する袋ナットN1b(図19(B)参照)とが負極端子N1(図9(A)、図10(A)および図17(B)参照)に設けられている。更に、ナットとしての機能を有するナット部N1b1(図19(B)参照)と、折り曲げ部N1a(図19(A)参照)の上側水平部分N1a1(図19(A)参照)に接合するためにナット部N1b1(図19(B)参照)の上面N1b1a(図19(B)参照)から上側(図19(B)の上側)に延びている概略円筒状の接合部N1b2(図19(B)参照)とが、負極端子N1(図9(A)、図10(A)および図17(B)参照)の袋ナットN1b(図19(B)参照)に形成されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ねじ穴Ua1c(図20(A)参照)が形成された上側水平部分Ua1(図20(A)参照)と、その上側水平部分Ua1に隣接する鉛直部分Ua2(図20(A)参照)と、その鉛直部分Ua2に隣接する中間水平部分Ua4(図20(A)参照)と、その中間水平部分Ua4に隣接する鉛直部分Ua2’(図20(A)参照)と、その鉛直部分Ua2’に隣接する下側水平部分Ua3(図20(A)参照)とを有するように折り曲げられた折り曲げ部Ua(図20(A)参照)と、下側(図20(B)の下側)が閉じているねじ穴Ub1c(図20(B)参照)を有する袋ナットUb(図20(B)参照)とが交流端子U(図9(A)、図10および図17(C)参照)に設けられている。更に、ナットとしての機能を有するナット部Ub1(図20(B)参照)と、折り曲げ部Ua(図20(A)参照)の上側水平部分Ua1(図20(A)参照)に接合するためにナット部Ub1(図20(B)参照)の上面Ub1a(図20(B)参照)から上側(図20(B)の上側)に延びている概略円筒状の接合部Ub2(図20(B)参照)とが、交流端子U(図9(A)、図10および図17(C)参照)の袋ナットUb(図20(B)参照)に形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、正極端子P1(図9(A)、図10および図17(A)参照)の折り曲げ部P1a(図18(A)参照)の上側水平部分P1a1(図18(A)参照)のねじ穴P1a1c(図18(A)参照)に対して正極端子P1の袋ナットP1b(図18(B)参照)の概略円筒状の接合部P1b2(図18(B)参照)を圧入することによって正極端子P1の折り曲げ部P1aと袋ナットP1bとを一体化させ、かつ、負極端子N1(図9(A)、図10(A)および図17(B)参照)の折り曲げ部N1a(図19(A)参照)の上側水平部分N1a1(図19(A)参照)のねじ穴N1a1c(図19(A)参照)に対して負極端子N1の袋ナットN1b(図19(B)参照)の概略円筒状の接合部N1b2(図19(B)参照)を圧入することによって負極端子N1の折り曲げ部N1aと袋ナットN1bとを一体化させ、かつ、交流端子U(図9(A)、図10および図17(C)参照)の折り曲げ部Ua(図20(A)参照)の上側水平部分Ua1(図20(A)参照)のねじ穴Ua1c(図20(A)参照)に対して負極端子Uの袋ナットUb(図20(B)参照)の概略円筒状の接合部Ub2(図20(B)参照)を圧入することによって交流端子Uの折り曲げ部Uaと袋ナットUbとを一体化させた状態で、外囲ケース5(図9、図10および図17参照)のインサート成形が行われている。
つまり、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、正極端子P1(図9(A)、図10および図17(A)参照)の折り曲げ部P1a(図18(A)参照)と袋ナットP1b(図18(B)参照)とがインサート成形され、かつ、負極端子N1(図9(A)、図10(A)および図17(B)参照)の折り曲げ部N1a(図19(A)参照)と袋ナットN1b(図19(B)参照)とがインサート成形されると共に、交流端子U(図9(A)、図10および図17(C)参照)の折り曲げ部Ua(図20(A)参照)と袋ナットUb(図20(B)参照)とがインサート成形される時に、正極端子P1の折り曲げ部P1a、負極端子N1の折り曲げ部N1aおよび交流端子Uの折り曲げ部Uaが成形用金型に対して固定されると、それに伴って、正極端子P1の袋ナットP1b、負極端子N1の袋ナットN1bおよび交流端子Uの袋ナットUbも成形用金型に対して固定される。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図17に示すように、正極端子P1の袋ナットP1b(図18(B)参照)の下面P1b1b(図18(B)参照)と放熱部材1の上面との間、負極端子N1の袋ナットN1b(図19(B)参照)の下面N1b1b(図19(B)参照)と放熱部材1の上面との間、および、交流端子Uの袋ナットUb(図20(B)参照)の下面Ub1b(図20(B)参照)と放熱部材1の上面との間に、外囲ケース5の樹脂が配置されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図18に示すように、正極端子P1の折り曲げ部P1aの上側水平部分P1a1の厚さTP1a1が、正極端子P1の袋ナットP1bの概略円筒状の接合部P1b2の長さLP1b2よりも大きく設定されている。更に、図17(A)および図18に示すように、正極端子P1の折り曲げ部P1aの上側水平部分P1a1のねじ穴P1a1cの内周面P1a1c1の上側部分P1a1c1aと正極端子P1の袋ナットP1bの接合部P1b2の外周面P1b2cとを嵌合させることなく、正極端子P1の折り曲げ部P1aの上側水平部分P1a1のねじ穴P1a1cの内周面P1a1c1の下側部分P1a1c1bと正極端子P1の袋ナットP1bの接合部P1b2の外周面P1b2cとを嵌合させることによって、正極端子P1の折り曲げ部P1aと袋ナットP1bとが一体化せしめられている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図19に示すように、負極端子N1の折り曲げ部N1aの上側水平部分N1a1の厚さTN1a1が、負極端子N1の袋ナットN1bの概略円筒状の接合部N1b2の長さLN1b2よりも大きく設定されている。更に、図17(B)および図19に示すように、負極端子N1の折り曲げ部N1aの上側水平部分N1a1のねじ穴N1a1cの内周面N1a1c1の上側部分N1a1c1aと負極端子N1の袋ナットN1bの接合部N1b2の外周面N1b2cとを嵌合させることなく、負極端子N1の折り曲げ部N1aの上側水平部分N1a1のねじ穴N1a1cの内周面N1a1c1の下側部分N1a1c1bと負極端子N1の袋ナットN1bの接合部N1b2の外周面N1b2cとを嵌合させることによって、負極端子N1の折り曲げ部N1aと袋ナットN1bとが一体化せしめられている。
同様に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図20に示すように、交流端子Uの折り曲げ部Uaの上側水平部分Ua1の厚さTUa1が、交流端子Uの袋ナットUbの概略円筒状の接合部Ub2の長さLUb2よりも大きく設定されている。更に、図17(C)および図20に示すように、交流端子Uの折り曲げ部Uaの上側水平部分Ua1のねじ穴Ua1cの内周面Ua1c1の上側部分Ua1c1aと交流端子Uの袋ナットUbの接合部Ub2の外周面Ub2cとを嵌合させることなく、交流端子Uの折り曲げ部Uaの上側水平部分Ua1のねじ穴Ua1cの内周面Ua1c1の下側部分Ua1c1bと交流端子Uの袋ナットUbの接合部Ub2の外周面Ub2cとを嵌合させることによって、交流端子Uの折り曲げ部Uaと袋ナットUbとが一体化せしめられている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図18(B)に示すように、正極端子P1の袋ナットP1bの概略円筒状の接合部P1b2の内周面P1b2bにテーパ状部P1b2b1と円筒状部P1b2b2とが形成されている。また、正極端子P1の袋ナットP1bの概略円筒状の接合部P1b2の内周面P1b2bの円筒状部P1b2b2が、テーパ状部P1b2b1よりも下側(図18(B)の下側)に配置されている。更に、正極端子P1の袋ナットP1bのナット部P1b1の雌ねじ部P1b1c1aに連続する雌ねじ部P1b2b2aが、円筒状部P1b2b2に形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図18(B)に示すように、正極端子P1の袋ナットP1bのナット部P1b1の雌ねじ部P1b1c1aに連続する雌ねじ部P1b2b2aが、接合部P1b2の内周面P1b2bのテーパ状部P1b2b1に形成されていない。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図19(B)に示すように、負極端子N1の袋ナットN1bの概略円筒状の接合部N1b2の内周面N1b2bにテーパ状部N1b2b1と円筒状部N1b2b2とが形成されている。また、負極端子N1の袋ナットN1bの概略円筒状の接合部N1b2の内周面N1b2bの円筒状部N1b2b2が、テーパ状部N1b2b1よりも下側(図19(B)の下側)に配置されている。更に、負極端子N1の袋ナットN1bのナット部N1b1の雌ねじ部N1b1c1aに連続する雌ねじ部N1b2b2aが、円筒状部N1b2b2に形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図19(B)に示すように、負極端子N1の袋ナットN1bのナット部N1b1の雌ねじ部N1b1c1aに連続する雌ねじ部N1b2b2aが、接合部N1b2の内周面N1b2bのテーパ状部N1b2b1に形成されていない。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図20(B)に示すように、交流端子Uの袋ナットUbの概略円筒状の接合部Ub2の内周面Ub2bにテーパ状部Ub2b1と円筒状部Ub2b2とが形成されている。また、交流端子Uの袋ナットUbの概略円筒状の接合部Ub2の内周面Ub2bの円筒状部Ub2b2が、テーパ状部Ub2b1よりも下側(図20(B)の下側)に配置されている。更に、交流端子Uの袋ナットUbのナット部Ub1の雌ねじ部Ub1c1aに連続する雌ねじ部Ub2b2aが、円筒状部Ub2b2に形成されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図20(B)に示すように、交流端子Uの袋ナットUbのナット部Ub1の雌ねじ部Ub1c1aに連続する雌ねじ部Ub2b2aが、接合部Ub2の内周面Ub2bのテーパ状部Ub2b1に形成されていない。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、正極端子P1(図9(A)、図10および図17(A)参照)の袋ナットP1b(図18(B)参照)の中心軸線P1b’(図18(B)参照)に垂直な水平断面内における袋ナットP1b(図18(B)参照)のナット部P1b1(図18(B)参照)の外周面P1b1d(図18(B)参照)の形状が円形に設定されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、負極端子N1(図9(A)、図10(A)および図17(B)参照)の袋ナットN1b(図19(B)参照)の中心軸線N1b’(図19(B)参照)に垂直な水平断面内における袋ナットN1b(図19(B)参照)のナット部N1b1(図19(B)参照)の外周面N1b1d(図19(B)参照)の形状が円形に設定されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、交流端子U(図9(A)、図10および図17(C)参照)の袋ナットUb(図20(B)参照)の中心軸線Ub’(図20(B)参照)に垂直な水平断面内における袋ナットUb(図20(B)参照)のナット部Ub1(図20(B)参照)の外周面Ub1d(図20(B)参照)の形状が円形に設定されている。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、放熱部材1(図1(B)および図3参照)として水冷タイプのものが用いられるが、第3の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、放熱部材として、放熱フィンを有する空冷タイプのものを用いることも可能である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、正極端子P1(図1(A)参照)などのすべての端子が外囲ケース5(図9〜図14参照)にインサート成形され、外囲ケース5内にゲル状樹脂が充填されているが、第4の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、外囲ケース5およびゲル状樹脂を省略し、放熱部材1上の絶縁基板2U,2V,2Wに対してすべての端子を接合した後に、それらを一体的にインサート成形することも可能である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、外囲ケース5(図9〜図14参照)に仕切り壁5e,5f(図9(A)参照)が設けられているが、第5の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、外囲ケース5の仕切り壁5e,5fを省略し、外囲ケース5の側壁5a,5b,5c,5dのいずれかにすべての端子をインサート成形することも可能である。
第6の実施形態では、上述した第1から第5の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
本発明のパワー半導体モジュールは、例えば電気自動車、ハイブリッドカーなどに用いられる車載用パワー半導体モジュールに適用可能である。
1 放熱部材
1a 中央部
1a1 冷却水路
1b,1c 端部
1b1,1c1 冷却水路
2U,2V,2W 絶縁基板
2Ua,2Ub,2Uc,2Ud,2Ue,2Uf 導体パターン
2Ua1,2Ub1,2Uc1 部分
CL1,CL2,CL3 線対称中心線
QUUa,QUUb,QUUc,QUUd IGBTチップ
QULa,QULb,QULc,QULd IGBTチップ
FWDUUa,FWDUUb ダイオードチップ
FWDUUc,FWDUUd ダイオードチップ
FWDULa,FWDULb ダイオードチップ
FWDULc,FWDULd ダイオードチップ
TMU,TMV,TMW サーミスタ
CTMU 中心位置
W1,W2,W3,W4,W5,W6,W7,W8 間隔
W9,W10,W11,W12,WT 間隔
3UU1a,3UU1b,3UU1c,3UU1d ワイヤ
3UL1a,3UL1b,3UL1c,3UL1d ワイヤ
3UU2a,3UU2b,3UU2c,3UU2d ワイヤ
3UL2a,3UL2b,3UL2c,3UL2d ワイヤ
3UU3a,3UU3b,3UU3c,3UU3d ワイヤ
3UL3a,3UL3b,3UL3c,3UL3d ワイヤ
3UU4a,3UU4b,3UU4c,3UU4d ワイヤ
5 外囲ケース
5a 左側壁
5a1 部分
5b 左側壁
5b2 部分
5c 後側壁
5d 前側壁
5e,5f 仕切り壁
5e1,5e2,5e3 部分
5e1a,5e1b,5e2a,5e2b 部分
5e3a,5e3b 部分
5f1,5f2,5f3 部分
5f1a,5f1b,5f2a,5f2b 部分
5f3a,5f3b 部分
P1,P2,P3,N1,N2,N3 端子
S5e1,S5e2,S5e3 鉛直面
S5f1,S5f2,S5f3 鉛直面
P1a,N1a 折り曲げ部
P1a1,P1a2,P1a2’,P1a3 部分
P1a4 部分
P1a1a,P1a1b 表面
P1a1c ねじ穴
P1a1c’ 中心軸線
P1a1c1 内周面
P1a1c1a,P1a1c1b 部分
P1b 袋ナット
P1b’ 中心軸線
P1b1 ナット部
P1b1a,P1b1b 面
P1b1c ねじ穴
P1b1c1 内側表面
P1b1c1a 雌ねじ部
P1b1d 外周面
P1b2 接合部
P1b2b 内周面
P1b2b1 テーパ状部
P1b2b2 円筒状部
P1b2b2a 雌ねじ部
P1b2c 外周面
N1a1,N1a2,N1a2’,N1a3 部分
N1a4 部分
N1a1a,N1a1b 表面
N1a1c ねじ穴
N1a1c’ 中心軸線
N1a1c1 内周面
N1a1c1a,N1a1c1b 部分
N1b 袋ナット
N1b’ 中心軸線
N1b1 ナット部
N1b1a,P1b1b 面
N1b1c ねじ穴
N1b1c1 内側表面
N1b1c1a 雌ねじ部
N1b1d 外周面
N1b2 接合部
N1b2b 内周面
N1b2b1 テーパ状部
N1b2b2 円筒状部
N1b2b2a 雌ねじ部
N1b2c 外周面
U,V,W 端子
Ua 折り曲げ部
Ua1,Ua2,Ua2’,Ua3 部分
Ua4 部分
Ua1a,Ua1b 表面
Ua1c ねじ穴
Ua1c’ 中心軸線
Ua1c1 内周面
Ua1c1a,Ua1c1b 部分
Ub 袋ナット
Ub’ 中心軸線
Ub1 ナット部
Ub1a,Ub1b 面
Ub1c ねじ穴
Ub1c1 内側表面
Ub1c1a 雌ねじ部
Ub1d 外周面
Ub2 接合部
Ub2b 内周面
Ub2b1 テーパ状部
Ub2b2 円筒状部
Ub2b2a 雌ねじ部
Ub2c 外周面
GUU,CUU,EUU 端子
GUUV,GUUH,CUUV,CUUH 部分
EUUV,EUUH 部分
GUL,CUL,EUL 端子
GULV,GULH,CULV,CULH 部分
EULV,EULH 部分
TU1,TU2 端子
TU1V,TU1H,TU2V,TU2H 部分
GVU,CVU,EVU 端子
GVUV,GVUH,CVUV,CVUH 部分
EVUV,EVUH 部分
GVL,CVL,EVL 端子
GVLV,GVLH,CVLV,CVLH 部分
EVLV,EVLH 部分
TV1,TV2 端子
TV1V,TV1H,TV2V,TV2H 部分
GWU,CWU,EWU 端子
GWUV,GWUH,CWUV,CWUH 部分
EWUV,EWUH 部分
GWL,CWL,EWL 端子
GWLV,GWLH,CWLV,CWLH 部分
EWLV,EWLH 部分
TW1,TW2 端子
TW1V,TW1H,TW2V,TW2H 部分
6a,6b,6c カバー
100 パワー半導体モジュール
PU U相
PV V相
PW W相
PUU,PVU,PWU 上アーム
PUL,PVL,PWL 下アーム
QUU,QVU,QWU IGBT
QUL,QVL,QWL IGBT
FWDUU,FWDVU,FWDWU ダイオード
FWDUL,FWDVL,FWDWL ダイオード

Claims (5)

  1. 3相インバータ回路のU相(PU)の一部を構成するU相用絶縁基板(2U)を設け、
    第1導体パターン(2Ua)と第2導体パターン(2Ub)と第3導体パターン(2Uc)と第4導体パターン(2Ud)と第5導体パターン(2Ue)とをモジュール長手方向に並べてU相用絶縁基板(2U)の上面に形成し、
    第1導体パターン(2Ua)を、第2導体パターン(2Ub)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接させて配置し、
    第3導体パターン(2Uc)を、第2導体パターン(2Ub)に対し、モジュール長手方向の第1の側の反対側である、モジュール長手方向の第2の側に隣接させて配置し、
    第4導体パターン(2Ud)を、第1導体パターン(2Ua)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接させて配置し、
    第5導体パターン(2Ue)を、第3導体パターン(2Uc)に対し、モジュール長手方向の第2の側に隣接させて配置し、
    U相用絶縁基板(2U)の下面と放熱部材(1)の上面とを接合し、
    第1IGBTチップ(QUUa)が、第1ダイオードチップ(FWDUUa)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)を、モジュール長手方向に隣接させて第1導体パターン(2Ua)に搭載し、かつ、第1IGBTチップ(QUUa)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続すると共に、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続し、
    第2IGBTチップ(QUUb)が、第2ダイオードチップ(FWDUUb)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第2IGBTチップ(QUUb)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)を、モジュール長手方向に隣接させて第1導体パターン(2Ua)に搭載し、かつ、第2IGBTチップ(QUUb)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続すると共に、第2ダイオードチップ(FWDUUb)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続し、
    第1IGBTチップ(QUUa)が、第2IGBTチップ(QUUb)に対し、モジュール長手方向に直交するモジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との間に第1の間隔(W1)を有するように、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)をモジュール短手方向に配列し、
    第1ダイオードチップ(FWDUUa)が、第2ダイオードチップ(FWDUUb)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)との間に第2の間隔(W2)を有するように、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)をモジュール短手方向に配列し、
    第3IGBTチップ(QUUc)が、第3ダイオードチップ(FWDUUc)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第3IGBTチップ(QUUc)および第3ダイオードチップ(FWDUUc)を、モジュール長手方向に隣接させて第1導体パターン(2Ua)に搭載し、かつ、第3IGBTチップ(QUUc)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続すると共に、第3ダイオードチップ(FWDUUc)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続し、
    第3IGBTチップ(QUUc)が、第1IGBTチップ(QUUa)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第3IGBTチップ(QUUc)と第1IGBTチップ(QUUa)との間に第3の間隔(W3)を有するように、第3IGBTチップ(QUUc)および第1IGBTチップ(QUUa)をモジュール短手方向に配列し、
    第3ダイオードチップ(FWDUUc)が、第1ダイオードチップ(FWDUUa)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第3ダイオードチップ(FWDUUc)と第1ダイオードチップ(FWDUUa)との間に第4の間隔(W4)を有するように、第3ダイオードチップ(FWDUUc)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)をモジュール短手方向に配列し、
    第4IGBTチップ(QUUd)が、第4ダイオードチップ(FWDUUd)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第4IGBTチップ(QUUd)および第4ダイオードチップ(FWDUUd)を、モジュール長手方向に隣接させて第1導体パターン(2Ua)に搭載し、かつ、第4IGBTチップ(QUUd)のコレクタ電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続すると共に、第4ダイオードチップ(FWDUUd)のカソード電極と第1導体パターン(2Ua)とを接続し、
    第4IGBTチップ(QUUd)が、第2IGBTチップ(QUUb)に対し、モジュール短手方向の第1の側の反対側である、モジュール短手方向の第2の側に位置するように、かつ、第4IGBTチップ(QUUd)と第2IGBTチップ(QUUb)との間に第5の間隔(W5)を有するように、第4IGBTチップ(QUUd)および第2IGBTチップ(QUUb)をモジュール短手方向に配列し、
    第4ダイオードチップ(FWDUUd)が、第2ダイオードチップ(FWDUUb)に対し、モジュール短手方向の第2の側に位置するように、かつ、第4ダイオードチップ(FWDUUd)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)との間に第6の間隔(W6)を有するように、第4ダイオードチップ(FWDUUd)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)をモジュール短手方向に配列し、
    第5IGBTチップ(QULa)が、第5ダイオードチップ(FWDULa)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第5IGBTチップ(QULa)および第5ダイオードチップ(FWDULa)を、モジュール長手方向に隣接させて第2導体パターン(2Ub)に搭載し、かつ、第5IGBTチップ(QULa)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続すると共に、第5ダイオードチップ(FWDULa)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
    第6IGBTチップ(QULb)が、第6ダイオードチップ(FWDULb)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第6IGBTチップ(QULb)および第6ダイオードチップ(FWDULb)を、モジュール長手方向に隣接させて第2導体パターン(2Ub)に搭載し、かつ、第6IGBTチップ(QULb)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続すると共に、第6ダイオードチップ(FWDULb)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
    第5IGBTチップ(QULa)が、第6IGBTチップ(QULb)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第5IGBTチップ(QULa)と第6IGBTチップ(QULb)との間に第7の間隔(W7)を有するように、第5IGBTチップ(QULa)および第6IGBTチップ(QULb)をモジュール短手方向に配列し、
    第5ダイオードチップ(FWDULa)が、第6ダイオードチップ(FWDULb)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第5ダイオードチップ(FWDULa)と第6ダイオードチップ(FWDULb)との間に第8の間隔(W8)を有するように、第5ダイオードチップ(FWDULa)および第6ダイオードチップ(FWDULb)をモジュール短手方向に配列し、
    第7IGBTチップ(QULc)が、第7ダイオードチップ(FWDULc)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第7IGBTチップ(QULc)および第7ダイオードチップ(FWDULc)を、モジュール長手方向に隣接させて第2導体パターン(2Ub)に搭載し、かつ、第7IGBTチップ(QULc)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続すると共に、第7ダイオードチップ(FWDULc)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
    第7IGBTチップ(QULc)が、第5IGBTチップ(QULa)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第7IGBTチップ(QULc)と第5IGBTチップ(QULa)との間に第9の間隔(W9)を有するように、第7IGBTチップ(QULc)および第5IGBTチップ(QULa)をモジュール短手方向に配列し、
    第7ダイオードチップ(FWDULc)が、第5ダイオードチップ(FWDULa)に対し、モジュール短手方向の第1の側に位置するように、かつ、第7ダイオードチップ(FWDULc)と第5ダイオードチップ(FWDULa)との間に第10の間隔(W10)を有するように、第7ダイオードチップ(FWDULc)および第5ダイオードチップ(FWDULa)をモジュール短手方向に配列し、
    第8IGBTチップ(QULd)が、第8ダイオードチップ(FWDULd)に対し、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、第8IGBTチップ(QULd)および第8ダイオードチップ(FWDULd)を、モジュール長手方向に隣接させて第2導体パターン(2Ub)に搭載し、かつ、第8IGBTチップ(QULd)のコレクタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続すると共に、第8ダイオードチップ(FWDULd)のカソード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
    第8IGBTチップ(QULd)が、第6IGBTチップ(QULb)に対し、モジュール短手方向の第2の側に位置するように、かつ、第8IGBTチップ(QULd)と第6IGBTチップ(QULb)との間に第11の間隔(W11)を有するように、第8IGBTチップ(QULd)および第6IGBTチップ(QULb)をモジュール短手方向に配列し、
    第8ダイオードチップ(FWDULd)が、第6ダイオードチップ(FWDULb)に対し、モジュール短手方向の第2の側に位置するように、かつ、第8ダイオードチップ(FWDULd)と第6ダイオードチップ(FWDULb)との間に第12の間隔(W12)を有するように、第8ダイオードチップ(FWDULd)および第6ダイオードチップ(FWDULb)をモジュール短手方向に配列し、
    モジュール長手方向に延びている第1ワイヤ(3UU1a)によって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第2ワイヤ(3UU1b)によって、第2ダイオードチップ(FWDUUb)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第3ワイヤ(3UU1c)によって、第3ダイオードチップ(FWDUUc)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第4ワイヤ(3UU1d)によって、第4ダイオードチップ(FWDUUd)のアノード電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第5ワイヤ(3UL1a)によって、第5ダイオードチップ(FWDULa)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第6ワイヤ(3UL1b)によって、第6ダイオードチップ(FWDULb)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第7ワイヤ(3UL1c)によって、第7ダイオードチップ(FWDULc)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第8ワイヤ(3UL1d)によって、第8ダイオードチップ(FWDULd)のアノード電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第9ワイヤ(3UU2a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第10ワイヤ(3UU2b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第11ワイヤ(3UU2c)によって、第3IGBTチップ(QUUc)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第12ワイヤ(3UU2d)によって、第4IGBTチップ(QUUd)のエミッタ電極と第2導体パターン(2Ub)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第13ワイヤ(3UL2a)によって、第5IGBTチップ(QULa)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第14ワイヤ(3UL2b)によって、第6IGBTチップ(QULb)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第15ワイヤ(3UL2c)によって、第7IGBTチップ(QULc)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第16ワイヤ(3UL2d)によって、第8IGBTチップ(QULd)のエミッタ電極と第3導体パターン(2Uc)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第17ワイヤ(3UU3a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第18ワイヤ(3UU3b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第19ワイヤ(3UU3c)によって、第3IGBTチップ(QUUc)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第20ワイヤ(3UU3d)によって、第4IGBTチップ(QUUd)のゲート電極と第4導体パターン(2Ud)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第21ワイヤ(3UL3a)によって、第5IGBTチップ(QULa)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第22ワイヤ(3UL3b)によって、第6IGBTチップ(QULb)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第23ワイヤ(3UL3c)によって、第7IGBTチップ(QULc)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第24ワイヤ(3UL3d)によって、第8IGBTチップ(QULd)のゲート電極と第5導体パターン(2Ue)とを接続し、
    3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する正極端子(P1)と、3相インバータ回路のU相(PU)の一部を構成する交流端子(U)と、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する負極端子(N1)と、3相インバータ回路のU相(PU)の上アーム(PUU)の一部を構成する第1ゲート電極端子(GUU)と、3相インバータ回路のU相(PU)の下アーム(PUL)の一部を構成する第2ゲート電極端子(GUL)とを設け、
    正極端子(P1)と第1導体パターン(2Ua)とを電気的に接続し、
    交流端子(U)と第2導体パターン(2Ub)とを電気的に接続し、
    負極端子(N1)と第3導体パターン(2Uc)とを電気的に接続し、
    第1ゲート電極端子(GUU)と第4導体パターン(2Ud)とを電気的に接続し、
    第2ゲート電極端子(GUL)と第5導体パターン(2Ue)とを電気的に接続し、
    それにより、3相インバータ回路のU相(PU)を構成し、
    3相インバータ回路のV相(PV)をU相(PU)と同一形状に形成すると共に、V相(PV)を、U相(PU)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接させて配置し、
    3相インバータ回路のW相(PW)をU相(PU)と同一形状に形成すると共に、W相(PW)を、V相(PV)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接させて配置したパワー半導体モジュール(100)において、
    第1の間隔(W1)および第2の間隔(W2)を、第3の間隔(W3)、第4の間隔(W4)、第5の間隔(W5)および第6の間隔(W6)よりも大きい値に設定し、
    第1導体パターン(2Ua)のうちの正極端子(P1)が電気的に接続される接続部分(2Ua1)の少なくとも一部分を、第1IGBTチップ(QUUa)および第1ダイオードチップ(FWDUUa)のモジュール短手方向の第2の側の端部と、第2IGBTチップ(QUUb)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)のモジュール短手方向の第1の側の端部との間の位置であって、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)のモジュール長手方向の第1の側の端部と、第1ダイオードチップ(FWDUUa)および第2ダイオードチップ(FWDUUb)のモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置し、
    第7の間隔(W7)を、第9の間隔(W9)および第11の間隔(W11)よりも大きい値に設定し、 第2導体パターン(2Ub)のうちの交流端子(U)が電気的に接続される接続部分(2Ub1)の少なくとも一部分を、第5IGBTチップ(QULa)のモジュール短手方向の第2の側の端部と、第6IGBTチップ(QULb)のモジュール短手方向の第1の側の端部との間の位置であって、第5IGBTチップ(QULa)および第6IGBTチップ(QULb)のモジュール長手方向の第1の側の端部と、第5IGBTチップ(QULa)および第6IGBTチップ(QULb)のモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置し、
    第8の間隔(W8)を、第10の間隔(W10)および第12の間隔(W12)よりも大きい値に設定し、
    第3導体パターン(2Uc)のうちの負極端子(N1)が電気的に接続される接続部分(2Uc1)の少なくとも一部分を、第5ダイオードチップ(FWDULa)のモジュール短手方向の第2の側の端部と、第6ダイオードチップ(FWDULb)のモジュール短手方向の第1の側の端部との間の位置であって、第5ダイオードチップ(FWDULa)および第6ダイオードチップ(FWDULb)のモジュール長手方向の第1の側の端部と、第5ダイオードチップ(FWDULa)および第6ダイオードチップ(FWDULb)のモジュール長手方向の第2の側の端部との間の位置に配置し、
    第1導体パターン(2Ua)の接続部分(2Ua1)を、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との線対称中心線(CL1)上であって、第3IGBTチップ(QUUc)と第4IGBTチップ(QUUd)との線対称中心線(CL1)上であって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)との線対称中心線(CL1)上であって、第3ダイオードチップ(FWDUUc)と第4ダイオードチップ(FWDUUd)との線対称中心線(CL1)上に配置し、
    第2導体パターン(2Ub)の接続部分(2Ub1)を、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との線対称中心線(CL1)上であって、第3IGBTチップ(QUUc)と第4IGBTチップ(QUUd)との線対称中心線(CL1)上であって、第1ダイオードチップ(FWDUUa)と第2ダイオードチップ(FWDUUb)との線対称中心線(CL1)上であって、第3ダイオードチップ(FWDUUc)と第4ダイオードチップ(FWDUUd)との線対称中心線(CL1)上であって、第5IGBTチップ(QULa)と第6IGBTチップ(QULb)との線対称中心線(CL2)上であって、第7IGBTチップ(QULc)と第8IGBTチップ(QULd)との線対称中心線(CL2)上であって、第5ダイオードチップ(FWDULa)と第6ダイオードチップ(FWDULb)との線対称中心線(CL3)上であって、第7ダイオードチップ(FWDULc)と第8ダイオードチップ(FWDULd)との線対称中心線(CL3)上に配置し、
    第3導体パターン(2Uc)の接続部分(2Uc1)を、第5IGBTチップ(QULa)と第6IGBTチップ(QULb)との線対称中心線(CL2)上であって、第7IGBTチップ(QULc)と第8IGBTチップ(QULd)との線対称中心線(CL2)上であって、第5ダイオードチップ(FWDULa)と第6ダイオードチップ(FWDULb)との線対称中心線(CL3)上であって、第7ダイオードチップ(FWDULc)と第8ダイオードチップ(FWDULd)との線対称中心線(CL3)上に配置したことを特徴とするパワー半導体モジュール(100)。
  2. 第6導体パターン(2Uf)をU相用絶縁基板(2U)の上面に形成し、
    第6導体パターン(2Uf)を、第4導体パターン(2Ud)に対し、モジュール長手方向の第1の側に隣接させて配置し、
    モジュール長手方向に延びている第25ワイヤ(3UU4a)によって、第1IGBTチップ(QUUa)のエミッタ電極と第6導体パターン(2Uf)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第26ワイヤ(3UU4b)によって、第2IGBTチップ(QUUb)のエミッタ電極と第6導体パターン(2Uf)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第27ワイヤ(3UU4c)によって、第3IGBTチップ(QUUc)のエミッタ電極と第6導体パターン(2Uf)とを接続し、
    モジュール長手方向に延びている第28ワイヤ(3UU4d)によって、第4IGBTチップ(QUUd)のエミッタ電極と第6導体パターン(2Uf)とを接続し、
    V相(PV)およびW相(PW)をU相(PU)と同一形状に形成し、
    モジュール長手方向の第1の側に位置する第1側壁(5a)と、モジュール長手方向の第2の側に位置する第2側壁(5b)と、モジュール短手方向の第1の側に位置する第3側壁(5c)と、モジュール短手方向の第2の側に位置する第4側壁(5d)とを有する外囲ケース(5)を設け、
    第3側壁(5c)と第4側壁(5d)との間に延びており、かつ、3相インバータ回路のU相(PU)とV相(PV)とを仕切る第1仕切り壁(5e)を外囲ケース(5)に形成し、
    第3側壁(5c)と第4側壁(5d)との間に延びており、かつ、3相インバータ回路のV相(PV)とW相(PW)とを仕切る第2仕切り壁(5f)を外囲ケース(5)に形成し、
    U相(PU)の正極端子(P1)と、U相(PU)の負極端子(N1)と、V相(PV)の正極端子(P2)と、V相(PV)の負極端子(N2)と、W相(PW)の正極端子(P3)と、W相(PW)の負極端子(N3)とを、外囲ケース(5)の第3側壁(5c)に形成し、
    U相(PU)の交流端子(U)と、V相(PV)の交流端子(V)と、W相(PW)の交流端子(W)とを、外囲ケース(5)の第4側壁(5d)に形成し、
    U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)と、U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)と、U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)とを、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)に形成し、
    U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GUUV)と下側水平部分(GUUH)とをU相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)に形成し、
    U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CUUV)と下側水平部分(CUUH)とをU相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)に形成し、
    U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EUUV)と下側水平部分(EUUH)とをU相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)に形成し、
    U相(PU)の下アーム(PUL)のゲート電極端子(GUL)と、U相(PU)の下アーム(PUL)のコレクタ電位信号端子(CUL)と、U相(PU)の下アーム(PUL)のエミッタ電位信号端子(EUL)とを、外囲ケース(5)の第2側壁(5b)のうちのモジュール短手方向の第2の側の部分(5b2)に形成し、
    U相(PU)の下アーム(PUL)のゲート電極端子(GUL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GULV)と下側水平部分(GULH)とをU相(PU)の下アーム(PUL)のゲート電極端子(GUL)に形成し、
    U相(PU)の下アーム(PUL)のコレクタ電位信号端子(CUL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CULV)と下側水平部分(CULH)とをU相(PU)の下アーム(PUL)のコレクタ電位信号端子(CUL)に形成し、
    U相(PU)の下アーム(PUL)のエミッタ電位信号端子(EUL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EULV)と下側水平部分(EULH)とをU相(PU)の下アーム(PUL)のエミッタ電位信号端子(EUL)に形成し、
    V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)と、V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)と、V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)とを、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)に形成し、 V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GVUV)と下側水平部分(GVUH)とをV相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)に形成し、
    V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CVUV)と下側水平部分(CVUH)とをV相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)に形成し、
    V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EVUV)と下側水平部分(EVUH)とをV相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)に形成し、
    V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)とを、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のうちのモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)に形成し、
    V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GVLV)と下側水平部分(GVLH)とをV相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)に形成し、
    V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CVLV)と下側水平部分(CVLH)とをV相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)に形成し、
    V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EVLV)と下側水平部分(EVLH)とをV相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)に形成し、
    W相(PW)の上アーム(PWU)のゲート電極端子(GWU)と、W相(PW)の上アーム(PWU)のコレクタ電位信号端子(CWU)と、W相(PW)の上アーム(PWU)のエミッタ電位信号端子(EWU)とを、外囲ケース(5)の第1側壁(5a)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5a1)に形成し、
    W相(PW)の上アーム(PWU)のゲート電極端子(GWU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GWUV)と下側水平部分(GWUH)とをW相(PW)の上アーム(PWU)のゲート電極端子(GWU)に形成し、
    W相(PW)の上アーム(PWU)のコレクタ電位信号端子(CWU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CWUV)と下側水平部分(CWUH)とをW相(PW)の上アーム(PWU)のコレクタ電位信号端子(CWU)に形成し、
    W相(PW)の上アーム(PWU)のエミッタ電位信号端子(EWU)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EWUV)と下側水平部分(EWUH)とをW相(PW)の上アーム(PWU)のエミッタ電位信号端子(EWU)に形成し、
    W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)と、W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)と、W相(PV)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)とを、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のうちのモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)に形成し、
    W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(GWLV)と下側水平部分(GWLH)とをW相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)に形成し、
    W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(CWLV)と下側水平部分(CWLH)とをW相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)に形成し、
    W相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(EWLV)と下側水平部分(EWLH)とをW相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)に形成し、
    外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の下側部分(5e1a)と、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の下側部分(5e2a)とが、モジュール短手方向に延びている第1鉛直面(S5e1)上に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の上側部分(5e1b)が、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の下側部分(5e1a)よりも、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の上側部分(5e2b)が、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の下側部分(5e2a)よりも、モジュール長手方向の第2の側に位置するように、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)を形成し、
    U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)の上側鉛直部分(GUUV)の上端部と、U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)の上側鉛直部分(CUUV)の上端部と、U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)の上側鉛直部分(EUUV)とを、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の上側部分(5e1b)から上側に突出させると共に、第1鉛直面(S5e1)よりもモジュール長手方向の第1の側に位置しかつ第1鉛直面(S5e1)に平行な第2鉛直面(S5e2)上に配置し、
    U相(PU)の上アーム(PUU)のゲート電極端子(GUU)の下端水平部分(GUUH)と、U相(PU)の上アーム(PUU)のコレクタ電位信号端子(CUU)の下側水平部分(CUUH)と、U相(PU)の上アーム(PUU)のエミッタ電位信号端子(EUU)の下側水平部分(EUUH)とを、第1鉛直面(S5e1)上に配置すると共に、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)の下側部分(5e1a)の上面に露出させ、
    V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)の上側鉛直部分(GVLV)の上端部と、V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)の上側鉛直部分(CVLV)の上端部と、V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)の上側鉛直部分(EVLV)とを、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の上側部分(5e2b)から上側に突出させると共に、第1鉛直面(S5e1)よりもモジュール長手方向の第2の側に位置しかつ第1鉛直面(S5e1)に平行な第3鉛直面(S5e3)上に配置し、
    V相(PV)の下アーム(PVL)のゲート電極端子(GVL)の下端水平部分(GVLH)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のコレクタ電位信号端子(CVL)の下側水平部分(CVLH)と、V相(PV)の下アーム(PVL)のエミッタ電位信号端子(EVL)の下側水平部分(EVLH)とを、第1鉛直面(S5e1)上に配置すると共に、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)の下側部分(5e2a)の上面に露出させ、
    外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の下側部分(5f1a)と、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の下側部分(5f2a)とが、モジュール短手方向に延びている第4鉛直面(S5f1)上に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の上側部分(5f1b)が、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の下側部分(5f1a)よりも、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の上側部分(5f2b)が、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の下側部分(5f2a)よりも、モジュール長手方向の第2の側に位置するように、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)を形成し、 V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)の上側鉛直部分(GVUV)の上端部と、V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)の上側鉛直部分(CVUV)の上端部と、V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)の上側鉛直部分(EVUV)とを、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の上側部分(5f1b)から上側に突出させると共に、第4鉛直面(S5f1)よりもモジュール長手方向の第1の側に位置しかつ第4鉛直面(S5f1)に平行な第5鉛直面(S5f2)上に配置し、
    V相(PV)の上アーム(PVU)のゲート電極端子(GVU)の下端水平部分(GVUH)と、V相(PV)の上アーム(PVU)のコレクタ電位信号端子(CVU)の下側水平部分(CVUH)と、V相(PV)の上アーム(PVU)のエミッタ電位信号端子(EVU)の下側水平部分(EVUH)とを、第4鉛直面(S5f1)上に配置すると共に、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)の下側部分(5f1a)の上面に露出させ、
    W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)の上側鉛直部分(GWLV)の上端部と、W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)の上側鉛直部分(CWLV)の上端部と、W相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)の上側鉛直部分(EWLV)とを、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の上側部分(5f2b)から上側に突出させると共に、第4鉛直面(S5f1)よりもモジュール長手方向の第2の側に位置しかつ第4鉛直面(S5f1)に平行な第6鉛直面(S5f3)上に配置し、
    W相(PW)の下アーム(PWL)のゲート電極端子(GWL)の下端水平部分(GWLH)と、W相(PW)の下アーム(PWL)のコレクタ電位信号端子(CWL)の下側水平部分(CWLH)と、W相(PW)の下アーム(PWL)のエミッタ電位信号端子(EWL)の下側水平部分(EWLH)とを、第4鉛直面(S5f1)上に配置すると共に、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)の下側部分(5f2a)の上面に露出させたことを特徴とする請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)。
  3. U相用サーミスタ(TMU)を設け、
    U相用サーミスタ(TMU)のモジュール短手方向寸法(WT)を第1の間隔(W1)より小さい値に設定し、
    U相用サーミスタ(TMU)の少なくとも一部分を、第1IGBTチップ(QUUa)のモジュール短手方向の第2の側の端部と第2IGBTチップ(QUUb)のモジュール短手方向の第1の側の端部との間に配置すると共に、U相用サーミスタ(TMU)のモジュール長手方向の第2の側の端部を、第1IGBTチップ(QUUa)および第2IGBTチップ(QUUb)のモジュール長手方向の第1の側の端部よりもモジュール長手方向の第2の側に配置したことを特徴とする請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)。
  4. V相用サーミスタ(TMV)と、W相用サーミスタ(TMW)とを設け、
    V相(PV)およびW相(PW)をU相(PU)と同一形状に形成し、
    U相用サーミスタ(TMU)に電流を供給するためのU相用給電端子(TU1,TU2)を、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5e1)とモジュール短手方向の第2の側の部分(5e2)との中間部分(5e3)に形成し、
    U相用給電端子(TU1,TU2)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(TU1V,TU2V)と下側水平部分(TU1H,TU2H)とをU相用給電端子(TU1,TU2)に形成し、 外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の下側部分(5e3a)が第1鉛直面(S5e1)上に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の上側部分(5e3b)が、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の下側部分(5e3a)よりも、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)を形成し、
    U相用給電端子(TU1,TU2)の上側鉛直部分(TU1V,TU2V)を、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の上側部分(5e3b)から上側に突出させると共に、第2鉛直面(S5e2)上に配置し、
    U相用給電端子(TU1,TU2)の下側水平部分(TU1H,TU2H)を、第1鉛直面(S5e1)上に配置すると共に、外囲ケース(5)の第1仕切り壁(5e)の中間部分(5e3)の下側部分(5e3a)の上面に露出させ、
    V相用サーミスタ(TMV)に電流を供給するためのV相用給電端子(TV1,TV2)を、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)のうちのモジュール短手方向の第1の側の部分(5f1)とモジュール短手方向の第2の側の部分(5f2)との中間部分(5f3)に形成し、
    V相用給電端子(TV1,TV2)の鉛直断面形状がL字状になるように、上側鉛直部分(TV1V,TV2V)と下側水平部分(TV1H,TV2H)とをV相用給電端子(TV1,TV2)に形成し、
    外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の下側部分(5f3a)が第4鉛直面(S5f1)上に位置するように、かつ、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の上側部分(5f3b)が、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の下側部分(5f3a)よりも、モジュール長手方向の第1の側に位置するように、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)を形成し、
    V相用給電端子(TV1,TV2)の上側鉛直部分(TV1V,TV2V)を、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の上側部分(5f3b)から上側に突出させると共に、第5鉛直面(S5f2)上に配置し、
    V相用給電端子(TV1,TV2)の下側水平部分(TV1H,TV2H)を、第4鉛直面(S5f1)上に配置すると共に、外囲ケース(5)の第2仕切り壁(5f)の中間部分(5f3)の下側部分(5f3a)の上面に露出させたことを特徴とする請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)。
  5. U相用サーミスタ(TMU)の中心位置(CTMU)を、第1IGBTチップ(QUUa)と第2IGBTチップ(QUUb)との線対称中心線(CL1)よりもモジュール短手方向の第2の側に配置したことを特徴とする請求項4に記載のパワー半導体モジュール(100)。

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