開關(guān)元件單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明用于實現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)單元整體的小型化，并且具備平滑電容器的開關(guān)元件單元。平滑電容器(50)是利用陶瓷材料形成電介質(zhì)部分(53)的陶瓷電容器，在其外面包含與電介質(zhì)部分(53)一體形成的元件配置面(S1)。在元件配置面(S1)形成有與平滑電容器(50)的正極端子(51)電連接的正極側(cè)連接電極(P1)、和與平滑電容器(50)的負極端子(52)電連接的負極側(cè)連接電極(P2)。構(gòu)成串聯(lián)元件單元的開關(guān)元件(10)和二極管元件被配置于元件配置面(S1)，并且該串聯(lián)元件單元的正極側(cè)端子部(31)與正極側(cè)連接電極(P1)電連接，該串聯(lián)元件單元的負極側(cè)端子部(32)與負極側(cè)連接電極(P2)電連接。
【專利說明】開關(guān)元件單元

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具備開關(guān)元件以及二極管元件的開關(guān)元件單元。

【背景技術(shù)】
[0002]在半導體集成電路中，需要防止因開關(guān)噪聲而產(chǎn)生錯誤動作。關(guān)于這樣的錯誤動作的防止，例如有日本特開平8 — 181445號公報(專利文獻I)所記載的技術(shù)。其中，在該【背景技術(shù)】一欄的說明中，在〔〕內(nèi)引用專利文獻I中的符號來進行說明。在專利文獻I的圖1中，記載了在將LSI芯片〔11〕經(jīng)由陶瓷多層基板〔20〕配置于印刷布線基板〔14〕的結(jié)構(gòu)中，在陶瓷多層基板〔20〕的內(nèi)部內(nèi)置電容器部〔23〕的結(jié)構(gòu)。由此，如該文獻的第0016?0017段所記載的那樣，通過電容器部〔23〕來過濾開關(guān)噪聲，能夠防止LSI芯片〔11〕產(chǎn)生錯誤動作。
[0003]在具備相互串聯(lián)電連接而形成串聯(lián)元件單元的開關(guān)元件與二極管元件的組的開關(guān)元件單元中，有時具備對向該串聯(lián)元件單元供給的直流電壓的變動進行抑制的平滑電容器。然而，上述專利文獻I所記載的電容器部〔23〕是以防止LSI芯片〔11〕產(chǎn)生錯誤動為目的而具備的，專利文獻I中并沒有提及平滑電容器的記載。
[0004]專利文獻1:日本特開平8 — 181445號公報(第0016?0017段，圖1等)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，希望實現(xiàn)在單元整體小型化的同時能夠具備平滑電容器的開關(guān)元件單
J Li ο
[0006]本發(fā)明涉及的開關(guān)元件單元具備至少一個相互串聯(lián)電連接而形成串聯(lián)元件單元的開關(guān)元件和二極管元件的組，并且具備抑制向上述串聯(lián)元件單元供給的直流電壓的變動的平滑電容器，其特征結(jié)構(gòu)在于:上述平滑電容器是利用陶瓷材料形成夾設在電極之間的電介質(zhì)部分的陶瓷電容器，在上述平滑電容器的外面包含與上述電介質(zhì)部分一體形成的元件配置面、在沿著上述元件配置面設定的基準方向的一側(cè)的上述元件配置面的端部與該元件配置面交叉的第一平面、以及在上述基準方向的另一側(cè)的上述元件配置面的端部與該元件配置面交叉的第二平面，在上述第一平面形成有上述平滑電容器的正極端子，并且在上述第二平面形成上述平滑電容器的負極端子，在上述元件配置面形成有與上述正極端子電連接的正極側(cè)連接電極、以及與上述負極端子電連接的負極側(cè)連接電極，構(gòu)成上述串聯(lián)元件單元的上述開關(guān)元件和上述二極管元件被配置在上述元件配置面，并且該串聯(lián)元件單元的正極側(cè)端子部與上述正極側(cè)連接電極電連接，該串聯(lián)元件單元的負極側(cè)端子部與上述負極側(cè)連接電極電連接。
[0007]根據(jù)上述的特征結(jié)構(gòu)，相比于構(gòu)成串聯(lián)元件單元的開關(guān)元件、二極管元件與平滑電容器分離配置的情況，能夠?qū)⒋?lián)元件單元與平滑電容器電連接的電連接路徑的長度、串聯(lián)元件單元內(nèi)的電連接路徑的長度抑制得較短。由此，能夠?qū)⒃撾娺B接路徑的電感抑制得較小，將伴隨開關(guān)元件的開關(guān)動作的浪涌電壓(暫時的電壓上升量)抑制得較低。結(jié)果，能夠根據(jù)浪涌電壓的降低來降低成為開關(guān)元件發(fā)熱的原因的電力損失，并能夠使為了散熱而需要的冷卻機構(gòu)成為簡單的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)單元整體的小型化。
[0008]另外，由于能夠根據(jù)浪涌電壓的降低來將開關(guān)元件以及周邊部件被要求的耐電壓性能抑制得較低，所以還能夠?qū)崿F(xiàn)單元整體的成本的降低。
[0009]并且，根據(jù)上述的特征結(jié)構(gòu)，由于元件配置面與平滑電容器的電介質(zhì)部分一體形成，所以能夠與該電介質(zhì)部分同時形成元件配置面。另外，在利用與平滑電容器的內(nèi)部電極相同的材料形成正極側(cè)連接電極、負極側(cè)連接電極的情況下；利用具有該內(nèi)部電極以上的熔點的材料形成正極側(cè)連接電極、負極側(cè)連接電極的情況下，當例如通過燒制形成平滑電容器的電介質(zhì)部分時，也能夠同時形成正極側(cè)連接電極、負極側(cè)連接電極。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)元件單元的制造工序的簡化。
[0010]這里，優(yōu)選在上述平滑電容器的內(nèi)部形成有從上述正極端子向上述基準方向的上述負極端子側(cè)延伸的正極側(cè)內(nèi)部電極、和從上述負極端子向上述基準方向的上述正極端子側(cè)延伸的負極側(cè)內(nèi)部電極。
[0011]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠?qū)⒄龢O側(cè)內(nèi)部電極的延伸方向、負極側(cè)內(nèi)部電極的延伸方向設為與元件配置面平行的方向，所以容易實現(xiàn)與元件配置面正交的方向上的單元整體的小型化。
[0012]另外，優(yōu)選以沿著上述元件配置面與上述基準方向正交的方向為基準正交方向，在上述元件配置面中的上述基準正交方向的整個區(qū)域，上述正極側(cè)連接電極不具有被配置在上述負極端子與上述負極側(cè)連接電極的上述基準方向的之間的部分。
[0013]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與正極側(cè)連接電極具有被配置在負極端子與負極側(cè)連接電極的基準方向的之間的部分的情況相比，容易將串聯(lián)元件單元與平滑電容器電連接的電連接路徑的長度抑制得較短。
[0014]另外，優(yōu)選構(gòu)成上述串聯(lián)元件單元的上述開關(guān)元件與上述二極管元件的連接部是中間連接部，多個上述串聯(lián)元件單元各自的上述中間連接部彼此電連接而構(gòu)成串聯(lián)元件單元組，以沿著上述元件配置面與上述基準方向正交的方向為基準正交方向，相同的上述串聯(lián)元件單元組所包含的多個上述開關(guān)元件分別比構(gòu)成相同的上述串聯(lián)元件單元的上述二極管元件靠上述基準方向的相同側(cè)、或者上述基準正交方向的相同側(cè)配置。
[0015]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在基準方向或者基準正交方向并列配置相同的串聯(lián)元件單元組所包含的多個開關(guān)元件。因此，容易實現(xiàn)用于將各開關(guān)元件的控制用的控制端子與控制該各開關(guān)元件的控制單元電連接的布線構(gòu)造的簡化。
[0016]另外，優(yōu)選構(gòu)成上述串聯(lián)元件單元的上述開關(guān)元件以及上述二極管元件的任意一個被配置在正極側(cè)的正極側(cè)元件比上述開關(guān)元件以及上述二極管元件的任意一個被配置在負極側(cè)的負極側(cè)元件靠上述基準方向的上述正極端子側(cè)配置。
[0017]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于正極端子、負極端子、正極側(cè)元件以及負極側(cè)元件的基準方向的排列順序與正極端子和負極端子之間的電連接路徑中的配置順序一致，所以容易將該電連接路徑的長度抑制得較短、且設置在電極以外的布線構(gòu)造的簡化變得容易。
[0018]或者，也優(yōu)選構(gòu)成上述串聯(lián)元件單元的上述開關(guān)元件以及上述二極管元件的任意一個被配置在正極側(cè)的正極側(cè)元件、與任意一個被配置在負極側(cè)的負極側(cè)元件的連接部是中間連接部，多個上述串聯(lián)元件單元各自的上述中間連接部彼此電連接而構(gòu)成串聯(lián)元件單元組，以沿著上述元件配置面與上述基準方向正交的方向為基準正交方向，相同的上述串聯(lián)元件單元組所包含的多個上述正極側(cè)元件分別比構(gòu)成相同的上述串聯(lián)元件單元的上述負極側(cè)元件靠上述基準正交方向的相同側(cè)配置。
[0019]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于能夠?qū)τ诙鄠€串聯(lián)元件單元，將正極側(cè)連接電極、負極側(cè)連接電極配置在基準正交方向的相同側(cè)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)設置在電極以外的布線構(gòu)造的簡化。
[0020]在上述的各結(jié)構(gòu)的開關(guān)元件單元中，上述正極側(cè)連接電極形成為在上述元件配置面上從上述正極端子向上述基準方向的上述負極端子側(cè)延伸，上述負極側(cè)連接電極形成為在上述元件配置面上從上述負極端子向上述基準方向的上述正極端子側(cè)延伸，在上述元件配置面上的上述正極側(cè)連接電極與上述負極側(cè)連接電極的上述基準方向的之間，形成有將構(gòu)成上述串聯(lián)元件單元的上述開關(guān)元件與上述二極管元件電連接的元件間連接電極的結(jié)構(gòu)。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于正極側(cè)連接電極、負極側(cè)連接電極以及元件間連接電極的基準方向上的排列順序與正極端子和負極端子之間的電連接路徑上的配置順序一致，所以能夠?qū)⒏麟姌O間所需要的絕緣距離抑制得較短，并且能夠?qū)崿F(xiàn)設置在電極以外的布線構(gòu)造的簡化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的第一實施方式涉及的開關(guān)元件單元的立體圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的第一實施方式涉及的開關(guān)元件單元的從與圖1不同的方向觀察到的立體圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的第一實施方式涉及的開關(guān)元件單元的俯視圖。
[0025]圖4是圖3中的IV — IV剖視圖。
[0026]圖5是圖3中的V — V剖視圖。
[0027]圖6是本發(fā)明的第一實施方式涉及的第一平滑電容器的俯視圖。
[0028]圖7是表示本發(fā)明的第一實施方式涉及的逆變器電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0029]圖8是表示本發(fā)明的第二實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第一具體例的俯視圖。
[0030]圖9是示意性地表示本發(fā)明的第二實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第一具體例的俯視圖。
[0031]圖10是示意性地表示本發(fā)明的第二實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第二具體例的俯視圖。
[0032]圖11是示意性地表示本發(fā)明的第三實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第一具體例的俯視圖。
[0033]圖12是示意性地表示本發(fā)明的第三實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第二具體例的俯視圖。
[0034]圖13是示意性地表示本發(fā)明的第三實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第三具體例的俯視圖。
[0035]圖14是示意性地表示本發(fā)明的第三實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第四具體例的俯視圖。
[0036]圖15是示意性地表示本發(fā)明的第三實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第五具體例的俯視圖。
[0037]圖16是示意性地表示本發(fā)明的第三實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第六具體例的俯視圖。
[0038]圖17是示意性地表示本發(fā)明的第三實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第七具體例的俯視圖。
[0039]圖18是示意性地表示本發(fā)明的第三實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第八具體例的俯視圖。
[0040]圖19是示意性地表示本發(fā)明的第四實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第一具體例的俯視圖。
[0041]圖20是示意性地表示本發(fā)明的第四實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第二具體例的俯視圖。
[0042]圖21是示意性地表示本發(fā)明的第四實施方式涉及的開關(guān)元件單元的第三具體例的俯視圖。

【具體實施方式】
[0043]1.第一實施方式
[0044]參照圖1?圖7，對本發(fā)明的第一實施方式進行說明。這里，以將本發(fā)明涉及的開關(guān)元件單元應用到用于控制旋轉(zhuǎn)電機2的逆變器電路91 (參照圖7)的情況為例來進行說明。即，在本實施方式中，構(gòu)成開關(guān)元件單元I的開關(guān)元件10以及二極管元件20是構(gòu)成逆變器電路91的電子元件，該開關(guān)元件10是進行直流電力與交流電力之間的電力轉(zhuǎn)換的電子元件。
[0045]在以下的說明中，除了另有說明以外，“上”是指圖1中的+Z方向，“下”是指圖1中的一 Z方向。Z方向如圖4所示，是與元件配置面SI正交的方向，將從元件配置面SI朝向被配置在該元件配置面SI的開關(guān)元件10側(cè)的方向設為正。即，+Z方向與元件配置面SI的法線向量的方向一致。X方向是沿著元件配置面SI設定的基準方向，如圖3所示，將從第一平滑電容器50的正極端子51朝向負極端子52側(cè)的方向設為正。Y方向是沿著元件配置面SI與基準方向(X方向)正交的基準正交方向。Y方向的朝向(正負)如圖1所示，以X方向、Y方向、以及Z方向依次構(gòu)成右手系的正交坐標系的方式來規(guī)定。
[0046]1- 1.開關(guān)元件單元的簡要結(jié)構(gòu)
[0047]如圖1?圖3所示，開關(guān)元件單元I具備開關(guān)元件10、二極管元件20、以及第一平滑電容器50。開關(guān)元件單元I所具備的開關(guān)元件10和二極管元件20如圖7所示，相互串聯(lián)電連接而形成串聯(lián)元件單元30。開關(guān)元件單元I具備至少一個形成串聯(lián)元件單元30的開關(guān)元件10與二極管元件20的組(以下稱為“電子元件組”。)。在本實施方式中，開關(guān)元件單元I如圖3所示，具備多個電子元件組，具體而言，具備形成第一串聯(lián)元件單元30a的電子元件組、和形成第二串聯(lián)元件單元30b的電子元件組這兩個電子元件組。
[0048]第一平滑電容器50是抑制向串聯(lián)元件單元30供給的直流電壓的變動的(即，使該直流電壓平滑化的)電路部件。在本實施方式中，如圖7所示，驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機2的旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動電路除了逆變器電路91以外還具備升壓電路92，作為平滑電容器除了第一平滑電容器50以外旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動電路還具備第二平滑電容器60。升壓電路92是用于使直流電源3的直流電壓升壓的電路，具備2個開關(guān)元件10、分別與這2個開關(guān)元件10并聯(lián)電連接的共計2個二極管元件20、以及電抗器82而構(gòu)成。電抗器82根據(jù)開關(guān)元件10的開關(guān)而斷續(xù)地積蓄能量。直流電源3例如由電池、電容器等構(gòu)成。在本實施方式中，第一平滑電容器50相當于本發(fā)明中的“平滑電容器”。
[0049]第一平滑電容器50與逆變器電路91的直流側(cè)并聯(lián)電連接，抑制向構(gòu)成逆變器電路91的串聯(lián)元件單元30供給的直流電壓的變動。即，第一平滑電容器50抑制向構(gòu)成串聯(lián)元件單元30的開關(guān)元件10供給的直流電壓的變動。用于在電源斷開時等使蓄積在第一平滑電容器50的電荷放電的放電電阻81與第一平滑電容器50并聯(lián)電連接。第二平滑電容器60與直流電源3并聯(lián)電連接，抑制向構(gòu)成升壓電路92的開關(guān)元件10供給的直流電壓的變動。即，第一平滑電容器50是使由升壓電路92升壓后的電壓平滑化的升壓后平滑電容器，第二平滑電容器60是使由升壓電路92升壓前的電壓平滑化的升壓前平滑電容器。
[0050]如圖1等所示，第一平滑電容器50的外面包含平面狀的元件配置面S1、第一平面S4、以及第二平面S5。如圖3以及圖4所示，第一平面S4是在作為X方向的一側(cè)的一 X方向側(cè)的元件配置面SI的端部與該元件配置面SI交叉的面，第二平面S5是在作為X方向的另一側(cè)的+X方向側(cè)的元件配置面SI的端部與該元件配置面SI交叉的面。第一平面S4與第二平面S5形成為相互朝向相反方向。這里，2個面“相互朝向相反方向”意味著各個面的朝向外側(cè)的法線向量彼此的內(nèi)積為負，包含第一平面S4與第二平面S5相互交叉的情況。元件配置面SI形成在第一平滑電容器50的上側(cè)的外面即上表面(朝向+Z方向側(cè)的面)。在本實施方式中，第一平滑電容器50具有長方體狀的外形，元件配置面S1、第一平面S4、以及第二平面S5分別形成為矩形狀，并且第一平面S4以及第二平面S5分別形成為與元件配置面SI正交的面。即，在本實施方式中，第一平面S4以及第二平面S5形成為相互朝向相反方向并且相互平行的面。
[0051]如圖1等所示，在元件配置面SI形成有作為與第一平滑電容器50的端子電連接的電極的端子連接電極P(具體為正極側(cè)連接電極Pl以及負極側(cè)連接電極P2)，構(gòu)成串聯(lián)元件單元30的開關(guān)元件10和二極管元件20以與端子連接電極P電連接的狀態(tài)被配置(換言之，安裝)于元件配置面SI。這些開關(guān)元件10、二極管元件20以從上側(cè)被放置于元件配置面SI的方式被配置(即載置)。形成于元件配置面SI的端子連接電極P、以及后述的元件間連接電極P3、控制用電極P4、及放電電阻用電極P5 (參照圖6)例如能夠作為由導體箔(銅箔等)形成的電極。另外，這樣的電極例如能夠使用打印技術(shù)而形成于元件配置面SI。
[0052]第一平滑電容器50具備作為正極側(cè)的端子的正極端子51、和作為負極側(cè)的端子的負極端子52。這些端子51、52如圖7所示，作為在直流電源3以及升壓電路92之間進行直流電力的輸入輸出的端子發(fā)揮作用，并且還作為與逆變器電路91之間進行直流電力的輸入輸出的端子發(fā)揮作用。在本實施方式中，如圖4所示，正極端子51形成于第一平滑電容器50的被配置在一 X方向側(cè)的端部的第一平面S4，負極端子52形成于第一平滑電容器50的被配置在+X方向側(cè)的端部的第二平面S5。在本實施方式中，正極端子51以及負極端子52雙方形成為在第一平滑電容器50的上表面露出。即，在本實施方式中，在第一平滑電容器50的上表面包含由正極端子51的上端部形成的部分、和由負極端子52的上端部形成的部分。并且，在本實施方式中，正極端子51以及負極端子52分別圖1?圖3所示，形成為在第一平滑電容器50的Y方向的兩側(cè)的側(cè)面(側(cè)方側(cè)的外面)露出。
[0053]第一平滑電容器50是利用陶瓷材料形成了夾設在電極之間的電介質(zhì)部分53的陶瓷電容器。該陶瓷材料例如由鈦酸鋇、鈦酸鍶等構(gòu)成。具體如圖4以及圖5示意性所示那樣，第一平滑電容器50是層疊陶瓷電容器，具有電介質(zhì)部分53經(jīng)由內(nèi)部電極54沿層疊方向(這里是上下方向)層疊而成的構(gòu)造。對內(nèi)部電極54而言，在層疊方向交替配置有與正極端子51電連接的正極側(cè)內(nèi)部電極54a、和與負極端子52電連接的負極側(cè)內(nèi)部電極54b。正極側(cè)內(nèi)部電極54a形成為在第一平滑電容器50的內(nèi)部從正極端子51向+X方向側(cè)延伸。負極側(cè)內(nèi)部電極54b形成為在第一平滑電容器50的內(nèi)部從負極端子52向一 X方向側(cè)延伸。即，正極端子51以及負極端子52雙方作為外部電極發(fā)揮作用，形成為遍布第一平滑電容器50的層疊方向的整個區(qū)域延伸。此外，在圖4以及圖5中，表示了電介質(zhì)部分53的層疊數(shù)為“5”，但電介質(zhì)部分53的實際的層疊數(shù)可為任意的值。例如，作為第一平滑電容器50，能夠使用電介質(zhì)部分53的層疊數(shù)為100以上的平滑電容器。
[0054]形成于第一平滑電容器50的外面的元件配置面SI與電介質(zhì)部分53—體形成。具體而言，在本實施方式中，第一平滑電容器50的上表面(具體為除去端子51、52的部分)由配置于上側(cè)的端部的電介質(zhì)部分53形成，作為第一平滑電容器50的下側(cè)的外面的下表面(具體為除去端子51、52的部分)由配置在下側(cè)的端部的電介質(zhì)部分53形成。即，在本實施方式中，形成元件配置面SI的第一平滑電容器50的上表面(具體為該上表面中的除去端子51、52的部分)、與第一平滑電容器50的下表面(具體為該下表面中的除去端子51、52的部分)由與電介質(zhì)部分53相同的材料一體形成。這樣的第一平滑電容器50例如能夠使用LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramics:低溫共燒陶瓷)技術(shù)并通過低溫同時燒制來制造。
[0055]1- 2.串聯(lián)元件單元的配置結(jié)構(gòu)
[0056]接下來，對開關(guān)元件單元I中的串聯(lián)元件單元30的配置結(jié)構(gòu)進行說明。如圖3所示，在本實施方式中，在元件配置面SI配置有第一串聯(lián)元件單元30a和第二串聯(lián)元件單元30b這2個串聯(lián)元件單元30。而且，如圖7所示，通過使這2個串聯(lián)元件單元30各自的中間連接部33彼此電連接，構(gòu)成了串聯(lián)元件單元組40。
[0057]如圖7所示，串聯(lián)元件單元30具備與直流電源3的正極側(cè)連接的正極側(cè)端子部31、和與直流電源3的負極側(cè)(例如，接地側(cè))連接的負極側(cè)端子部32。在本實施方式中，串聯(lián)元件單元30的正極側(cè)端子部31經(jīng)由構(gòu)成升壓電路92的開關(guān)元件10以及電抗器82與直流電源3的正極電連接，將被升壓電路92升壓后的直流電壓供給至串聯(lián)元件單元30的正極側(cè)端子部31。
[0058]由串聯(lián)元件單元30構(gòu)成的串聯(lián)元件單元組40構(gòu)成了將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓的逆變器電路91的一個臂組(上段臂和下段臂的組，換言之為管腳(leg))。同一開關(guān)元件單元I具備構(gòu)成相同臂組的多個串聯(lián)元件單元30。在本實施方式中，同一開關(guān)元件單元I具備構(gòu)成一個臂組的2個串聯(lián)元件單元30，該構(gòu)成一個臂組的2個串聯(lián)元件單元30被配置于同一元件配置面SI。即，在本實施方式中，開關(guān)元件單元I具備一個串聯(lián)元件單元組40。
[0059]在本實施方式中，如圖7所示，交流電壓的供給對象的旋轉(zhuǎn)電機2是由三相交流驅(qū)動的交流電動機，分別與三相(U相、V相、W相)對應的共計3個臂組并聯(lián)電連接，來形成逆變器電路91。即，在本實施方式中，除了具備U相串聯(lián)元件單元組40U的開關(guān)元件單元I以夕卜，使用具備V相串聯(lián)元件單元組40V的開關(guān)元件單元和具備W相串聯(lián)元件單元組40W的開關(guān)元件單元來形成逆變器電路91。由于V相串聯(lián)元件單元組40V、W相串聯(lián)元件單元組40W除了與旋轉(zhuǎn)電機2的連接關(guān)系不同(具體而言，連接對象的線圈的相不同)之外，以與U相串聯(lián)元件單元組40U相同的方式構(gòu)成，所以這里對于具備V相串聯(lián)元件單元組40V的開關(guān)元件單元、具備W相串聯(lián)元件單元組40W的開關(guān)元件單元省略圖示。
[0060]這樣，在本實施方式中，使用3個開關(guān)元件單元來形成逆變器電路91，將一個第一平滑電容器50與各臂組(各串聯(lián)元件單元組40)并聯(lián)電連接。在圖7中為了避免繁瑣，表示了將一個第一平滑電容器50與3個臂組的整體連接的例子。逆變器電路91的控制對象的旋轉(zhuǎn)電機2例如可以為在電動車輛、混合動力車輛等中作為車輪的驅(qū)動力源而具備的旋轉(zhuǎn)電機。在本申請說明書中，“旋轉(zhuǎn)電機”的概念還包含馬達(電動機)、發(fā)電機(Generator)、以及根據(jù)需要發(fā)揮電動機以及發(fā)電機雙方的功能的電動發(fā)電機的任意一個。
[0061]如圖7所示，串聯(lián)元件單元30的正極側(cè)端子部31通過與正極側(cè)連接電極Pl (參照圖6)電連接而與第一平滑電容器50的正極端子51電連接。另外，串聯(lián)元件單元30的負極側(cè)端子部32通過與負極側(cè)連接電極P2(參照圖6)電連接而與第一平滑電容器50的負極端子52電連接。構(gòu)成同一串聯(lián)元件單元組40的多個(在本例中是2個)串聯(lián)元件單元30各自的中間連接部33相互電連接，并且與對應的相的線圈連接。以下，對用于實現(xiàn)這樣的電連接結(jié)構(gòu)的開關(guān)元件單元I的結(jié)構(gòu)進行說明。
[0062]如上述那樣，在元件配置面SI形成有與第一平滑電容器50的端子51、52電連接的端子連接電極P。具體如圖6所示，作為端子連接電極P在元件配置面SI，形成有與正極端子51電連接的正極側(cè)連接電極Pl和與負極端子52電連接的負極側(cè)連接電極P2。在本實施方式中，還在元件配置面SI形成有具有與正極端子51電連接的部分和與負極端子52電連接的部分雙方的放電電阻用電極P5。正極側(cè)連接電極P1、以及與放電電阻用電極P5的正極端子51電連接的部分通過分別形成為覆蓋正極端子51的上表面的一部分，來與該正極端子51導通。另外，負極側(cè)連接電極P2、以及與放電電阻用電極P5的負極端子52電連接的部分通過分別形成為覆蓋負極端子52的上表面的一部分，來與該負極端子52導通。
[0063]正極側(cè)連接電極P1、負極側(cè)連接電極P2是用于使開關(guān)元件10以及二極管元件20與第一平滑電容器50電連接的電極。因此，在本實施方式中，由正極端子51以及負極端子52的上表面形成了第一平滑電容器50的外部電極中的與逆變器電路91側(cè)的連接部。雖然省略詳細的說明，但第一平滑電容器50的外部電極中的與直流電源3側(cè)的連接部也能夠成為由正極端子51以及負極端子52的上表面形成的結(jié)構(gòu)。此外，第一平滑電容器50的外部電極中的與直流電源3側(cè)的連接部也能夠成為由正極端子51以及負極端子52的側(cè)面或者下表面形成的結(jié)構(gòu)。
[0064]如圖6所示，在元件配置面SI，除了上述3個電極P1、P2、P5以外，還形成有元件間連接電極P3和控制用電極P4。這些電極P3、P4是與第一平滑電容器50的端子51、52電絕緣的電極。這里，“電絕緣”意味著在元件配置面SI上電絕緣，概念上包含經(jīng)由配置于元件配置面SI的電路元件、布線部件等與第一平滑電容器50的端子51、52電連接的情況。
[0065]如圖6所示，在本實施方式中，正極側(cè)連接電極Pl形成為在元件配置面SI上從正極端子51向X方向的負極端子52側(cè)(即，+X方向側(cè))延伸，負極側(cè)連接電極P2形成為在元件配置面SI上從負極端子52向X方向的正極端子51側(cè)(即，一 X方向側(cè))延伸。而且，在本實施方式中，構(gòu)成為在元件配置面SI的Y方向的整個區(qū)域，正極側(cè)連接電極Pl不具有配置在負極端子52與負極側(cè)連接電極P2的X方向上之間的部分。具體而言，正極側(cè)連接電極Pl以及負極側(cè)連接電極P2分別在Z方向觀察下形成為矩形狀，正極側(cè)連接電極Pl的X方向的長度、與負極側(cè)連接電極P2的X方向的長度被設定為正極側(cè)連接電極Pl與負極側(cè)連接電極P2相互在X方向分離。而且，在元件配置面SI上的正極側(cè)連接電極Pl與負極側(cè)連接電極P2的X方向上之間，形成有使構(gòu)成串聯(lián)元件單元30的開關(guān)元件10和二極管元件20電連接的元件間連接電極P3。
[0066]在本實施方式中，正極側(cè)連接電極P1、負極側(cè)連接電極P2、以及元件間連接電極P3如圖6所示，形成為在X方向觀察時具有重復的部分。即，存在形成有正極側(cè)連接電極Pl的Y方向的區(qū)域、形成有負極側(cè)連接電極P2的Y方向的區(qū)域、以及形成有元件間連接電極P3的Y方向的區(qū)域這3個區(qū)域的全部所包含的Y方向的區(qū)域，元件間連接電極P3形成為被正極側(cè)連接電極Pl和負極側(cè)連接電極P2從X方向的兩側(cè)夾持。另外，元件間連接電極P3在Z方向觀察下形成為矩形狀。其中，在本例中，元件間連接電極P3如圖3所示，在配置第二連接部件62 (后述)的+X方向側(cè)的一部分，具有相對于矩形狀部分向一 Y方向側(cè)突出的部分。
[0067]第一串聯(lián)元件單元30a以及第二串聯(lián)元件單元30b雙方構(gòu)成為開關(guān)元件10與二極管元件20相互串聯(lián)電連接，但如圖7所示，開關(guān)元件10與二極管元件20的配置結(jié)構(gòu)在第一串聯(lián)元件單元30a和第二串聯(lián)元件單元30b中不同。具體而言，若在串聯(lián)元件單元30中將配置在正極側(cè)的元件作為“正極側(cè)元件”，將配置在負極側(cè)的元件作為“負極側(cè)元件”，則第一串聯(lián)元件單元30a的正極側(cè)元件是開關(guān)元件10，與之相對，第二串聯(lián)元件單元30b的正極側(cè)元件是二極管元件20。第一串聯(lián)元件單元30a的負極側(cè)元件是二極管元件20，與之相對，第二串聯(lián)元件單元30b的負極側(cè)元件是開關(guān)元件10。
[0068]而且，若將構(gòu)成串聯(lián)元件單元30的正極側(cè)元件與負極側(cè)元件的連接部(換言之，開關(guān)元件10與二極管元件20的連接部)設為中間連接部33，則第一串聯(lián)元件單元30a和第二串聯(lián)元件單元30b各自的中間連接部33彼此相互電連接。因此，可以說相互并聯(lián)電連接的第一串聯(lián)元件單元30a的正極側(cè)元件與第二串聯(lián)元件單元30b的正極側(cè)元件的元件組、和相互并聯(lián)電連接的第一串聯(lián)元件單元30a的負極側(cè)元件與第二串聯(lián)元件單元30b的負極側(cè)元件的元件組相互串聯(lián)電連接，構(gòu)成了串聯(lián)元件單元組40。即，若在圖7所示的逆變器電路中將配置于上段臂的開關(guān)元件10以及二極管元件20分別作為上段側(cè)開關(guān)元件1a以及上段側(cè)二極管元件20a，并將配置于下段臂的開關(guān)元件10以及二極管元件20分別作為下段側(cè)開關(guān)元件1b以及下段側(cè)二極管元件20b，則并聯(lián)電連接有上段側(cè)二極管元件20a的上段側(cè)開關(guān)元件10a、和并聯(lián)電連接有下段側(cè)二極管元件20b的下段側(cè)開關(guān)元件1b相互串聯(lián)電連接，構(gòu)成了串聯(lián)元件單元組40。
[0069]如圖3所示，在本實施方式中，上段側(cè)開關(guān)元件1a被配置在比下段側(cè)二極管元件20b靠一 Y方向側(cè)，下段側(cè)開關(guān)元件1b被配置在比上段側(cè)二極管元件20a靠一 Y方向側(cè)。即，相同的串聯(lián)元件單元組40所包含的多個開關(guān)元件10分別被配置在比構(gòu)成相同的串聯(lián)元件單元30的二極管元件20靠Y方向的相同側(cè)。相同的串聯(lián)元件單元組40所包含的多個開關(guān)元件10 (在本例中，是上段側(cè)開關(guān)元件1a以及下段側(cè)開關(guān)元件1b)以在X方向并列的方式被配置于元件配置面SI。在本實施方式中，如圖6所示，元件配置面SI形成為具有長邊和短邊的長方形，X方向與長邊的延伸方向平行，Y方向與短邊的延伸方向平行。而且，與開關(guān)元件10并聯(lián)電連接的二極管元件20以與該開關(guān)元件10在Y方向并列的方式被配置于元件配置面SI。具體而言，上段側(cè)二極管元件20a與上段側(cè)開關(guān)元件1a的+Y方向側(cè)鄰接地配置，并且下段側(cè)二極管元件20b與下段側(cè)開關(guān)元件1b的+Y方向側(cè)鄰接地配置。這里，“鄰接地配置”意味著在元件配置面SI的延伸方向(這里是Y方向)上的開關(guān)元件10與二極管元件20之間未配置有其他電路元件，另外，概念上包括開關(guān)元件10與二極管元件20之間的分離距離為零的狀態(tài)(B卩，各自的外面彼此接觸的狀態(tài))和該分離距離比零大的狀態(tài)雙方。
[0070]由于如上述那樣配置有上段側(cè)開關(guān)元件10a、下段側(cè)開關(guān)元件10b、上段側(cè)二極管元件20a、以及下段側(cè)二極管元件20b，所以在本實施方式中，如圖3所示，上段側(cè)開關(guān)元件1a被配置在比下段側(cè)二極管元件20b靠一 X方向側(cè)，并且上段側(cè)二極管元件20a被配置在比下段側(cè)開關(guān)元件1b靠一 X方向側(cè)。S卩，在本實施方式中，對于第一串聯(lián)元件單元30a以及第二串聯(lián)元件單元30b的每一個，構(gòu)成串聯(lián)元件單元30的開關(guān)元件10以及二極管元件20的任意一個被配置在正極側(cè)的正極側(cè)元件與任意一個被配置在負極側(cè)的負極側(cè)元件相比靠一 X方向側(cè)(即，X方向的正極端子51側(cè))配置。
[0071]如圖4以及圖5所示，開關(guān)元件10具有一對主端子12、13和控制端子11。主端子12、13是與直流電壓的供給源(在本例中是直流電源3)電連接的端子。這里，將一對主端子12、13中高電位側(cè)的端子設為正極側(cè)主端子12，將低電位側(cè)的端子設為負極側(cè)主端子13。如圖5以及圖7所示，上段側(cè)二極管元件20a按照陰極端子22與上段側(cè)開關(guān)元件1a的正極側(cè)主端子12電連接、陽極端子21與上段側(cè)開關(guān)元件1a的負極側(cè)主端子13電連接的方式，以反并聯(lián)的關(guān)系與上段側(cè)開關(guān)元件1a電連接。對于下段側(cè)二極管元件20b也同樣以反并聯(lián)的關(guān)系與下段側(cè)開關(guān)元件1b電連接。S卩，二極管元件20作為FWD (Free WheelD1de:續(xù)流二極管)發(fā)揮作用?？刂贫俗?1是用于接通斷開控制開關(guān)元件10的控制用的端子，在開關(guān)元件10接通的狀態(tài)下，正極側(cè)主端子12與負極側(cè)主端子13導通，在開關(guān)元件10斷開的狀態(tài)下，正極側(cè)主端子12與負極側(cè)主端子13的導通被切斷。
[0072]如圖4、圖5、圖7所示，上段側(cè)開關(guān)元件1a的正極側(cè)主端子12構(gòu)成第一串聯(lián)元件單元30a的正極側(cè)端子部31，下段側(cè)二極管元件20b的陽極端子21構(gòu)成第一串聯(lián)元件單元30a的負極側(cè)端子部32。另外，下段側(cè)開關(guān)元件1b的負極側(cè)主端子13構(gòu)成第二串聯(lián)元件單元30b的負極側(cè)端子部32，上段側(cè)二極管元件20a的陰極端子22構(gòu)成第二串聯(lián)元件單元30b的正極側(cè)端子部31。
[0073]在本實施方式中，如圖7所示，開關(guān)元件10是IGBT(insulated gate bipolartransistor:絕緣柵雙極型晶體管)，正極側(cè)主端子12由集電極端子構(gòu)成，負極側(cè)主端子13由發(fā)射極端子構(gòu)成，控制端子11由柵極端子構(gòu)成。而且，控制端子11經(jīng)由柵極電阻83(參照圖3、圖5)與未圖示的控制單元電連接，各開關(guān)元件10根據(jù)對控制端子11施加的柵極電壓，被分別獨立地開關(guān)控制。此外，作為開關(guān)元件10，也能夠使用MOSFET(metal oxidesemiconductor field effect transistor:金屬氧化物半導體場效應晶體管)等。
[0074]如圖5所示，正極側(cè)主端子12與負極側(cè)主端子13分別被分在外形形成為長方體狀的開關(guān)元件10中的相互朝向相反側(cè)的外面而形成。具體而言，開關(guān)元件10具有:形成有正極側(cè)主端子12的外面、和形成有負極側(cè)主端子13的外面，這2個外面相互朝向相反方向并且相互形成為平行的面。而且，開關(guān)元件10以形成有負極側(cè)主端子13的外面成為與元件配置面SI對置的第一對置配置面S2的方式，被配置于元件配置面SI。S卩，在開關(guān)元件10被配置于元件配置面SI的狀態(tài)下，在開關(guān)元件10的上表面配置正極側(cè)主端子12，在開關(guān)元件10的下表面配置負極側(cè)主端子13。而且，在本實施方式中，控制端子11在形成有負極側(cè)主端子13的開關(guān)元件10的外面與該負極側(cè)主端子13隔著絕緣距離配置。即，在本實施方式中，在開關(guān)元件10所具有的第一對置配置面S2形成有主端子12、13 (具體為負極側(cè)主端子13)，并且在本實施方式中，在該第一對置配置面S2還形成有控制端子11。
[0075]開關(guān)元件10以第一對置配置面S2與元件配置面SI直接或者經(jīng)由接合部件抵接的方式，被配置于元件配置面SI。其中，在“與元件配置面SI直接或者經(jīng)由接合部件抵接”時的元件配置面SI,包含形成于該元件配置面SI的電極。具體如圖3?圖5所示,上段側(cè)開關(guān)元件1a被配置成經(jīng)由接合材料93從上側(cè)放置于元件間連接電極P3，上段側(cè)二極管元件20a也被配置成經(jīng)由接合材料93從上側(cè)放置于元件間連接電極P3。如圖5所示，在本例中，在二極管元件20的下表面形成有陽極端子21，在二極管元件20的上表面形成有陰極端子22。S卩，二極管元件20以形成有陽極端子21的外面成為與元件配置面SI對置的第二對置配置面S3的方式，被配置于元件配置面SI，第二對置配置面S3與元件配置面SI直接或者經(jīng)由接合部件抵接。作為接合部件的接合材料93例如由焊錫、導電性膏等導電性材料構(gòu)成。由此，形成于上段側(cè)開關(guān)元件1a的下表面的負極側(cè)主端子13、和形成于上段側(cè)二極管元件20a的下表面的陽極端子21與元件間連接電極P3電連接。
[0076]下段側(cè)開關(guān)元件1b被配置成經(jīng)由接合材料93從上側(cè)放置于負極側(cè)連接電極P2，下段側(cè)二極管元件20b也被配置成經(jīng)由接合材料93從上側(cè)放置于負極側(cè)連接電極P2。由此，形成于下段側(cè)開關(guān)元件1b的下表面的負極側(cè)主端子13、和形成于下段側(cè)二極管元件20b的下表面的陽極端子21與負極側(cè)連接電極P2電連接。其中，負極側(cè)連接電極P2與負極端子52電連接，下段側(cè)開關(guān)元件1b的負極側(cè)主端子13和下段側(cè)二極管元件20b的陽極端子21經(jīng)由負極側(cè)連接電極P2與負極端子52電連接。這樣，負極側(cè)連接電極P2是用于將由下段側(cè)二極管元件20b的陽極端子21構(gòu)成的第一串聯(lián)元件單元30a的負極側(cè)端子部32、和由下段側(cè)開關(guān)元件1b的負極側(cè)主端子13構(gòu)成的第二串聯(lián)元件單元30b的負極側(cè)端子部32與第一平滑電容器50的負極端子52電連接的電極。
[0077]如圖1以及圖2所示，以使形成于上段側(cè)開關(guān)元件1a的上表面的正極側(cè)主端子12 (參照圖4、圖5)、和形成于上段側(cè)二極管元件20a的上表面的陰極端子22與正極側(cè)連接電極Pl電連接的方式，配置有導電性的第一連接部件61。即，第一連接部件61使正極側(cè)連接電極Pl與上段側(cè)開關(guān)元件1a電連接，并且使正極側(cè)連接電極Pl與上段側(cè)二極管元件20a電連接。具體如圖4所示，第一連接部件61具有以經(jīng)由接合材料93從上側(cè)放置于正極側(cè)連接電極Pl的方式配置的第一部分61a、和以經(jīng)由接合材料93從上側(cè)放置于上段側(cè)開關(guān)元件1a以及上段側(cè)二極管元件20a的方式配置的第二部分61b。由此，上段側(cè)開關(guān)元件1a的正極側(cè)主端子12和上段側(cè)二極管元件20a的陰極端子22與正極側(cè)連接電極Pl電連接。其中，正極側(cè)連接電極Pl與正極端子51電連接，上段側(cè)開關(guān)元件1a的正極側(cè)主端子12和上段側(cè)二極管元件20a的陰極端子22經(jīng)由正極側(cè)連接電極Pl與正極端子51電連接。這樣，正極側(cè)連接電極Pl是用于將由上段側(cè)開關(guān)元件1a的正極側(cè)主端子12構(gòu)成的第一串聯(lián)元件單元30a的正極側(cè)端子部31和由上段側(cè)二極管元件20a的陰極端子22構(gòu)成的第二串聯(lián)元件單元30b的正極側(cè)端子部31與第一平滑電容器50的正極端子51電連接的電極。
[0078]另外，如圖1以及圖2所示，以使形成于下段側(cè)開關(guān)元件1b的上表面的正極側(cè)主端子12 (參照圖4)、和形成于下段側(cè)二極管元件20b的上表面的陰極端子22與元件間連接電極P3電連接的方式，配置有導電性的第二連接部件62。即，第二連接部件62使元件間連接電極P3與下段側(cè)開關(guān)元件1b電連接，并且使元件間連接電極P3與下段側(cè)二極管元件20b電連接。具體如圖4所示，第二連接部件62具有以經(jīng)由接合材料93從上側(cè)放置于元件間連接電極P3的方式配置的第一部分62a、和以經(jīng)由接合材料93從上側(cè)放置于下段側(cè)開關(guān)元件1b以及下段側(cè)二極管元件20b的方式配置的第二部分62b。由此，下段側(cè)開關(guān)元件1b的正極側(cè)主端子12、和下段側(cè)二極管元件20b的陰極端子22與元件間連接電極P3電連接。結(jié)果，經(jīng)由元件間連接電極P3，上段側(cè)開關(guān)元件1a的負極側(cè)主端子13以及上段側(cè)二極管元件20a的陽極端子21與下段側(cè)開關(guān)元件1b的正極側(cè)主端子12以及下段側(cè)二極管元件20b的陰極端子22電連接。這樣，元件間連接電極P3是用于使構(gòu)成串聯(lián)元件單元30的開關(guān)元件10與二極管元件20之間(具體為上段側(cè)開關(guān)元件1a與下段側(cè)二極管元件20b之間、以及上段側(cè)二極管元件20a與下段側(cè)開關(guān)元件1b之間)電連接并形成中間連接部33的電極，并且是用于使構(gòu)成相同的串聯(lián)元件單元組40的多個串聯(lián)元件單元30各自的中間連接部33彼此連接的電極。
[0079]在本實施方式中，如圖1、圖4等所示，第一連接部件61以及第二連接部件62在上表面具有平坦部分。而且，雖然省略圖示，但在該平坦部分的上側(cè)，經(jīng)由絕緣部件配置有散熱片。該絕緣部件具備電絕緣性以及熱傳導性雙方。由此，能夠確保開關(guān)元件10與散熱片之間的電絕緣性，并且使開關(guān)元件10的熱高效地經(jīng)由連接部件61、62傳遞至散熱片。這樣，連接部件61、62除了作為連接部件(匯流條)的功能以外，還具有作為散熱器的功能。
[0080]控制用電極P4是用于與控制端子11電連接的控制用的電極。具體而言，控制用電極P4如圖5所示，具有被配置在控制端子11的下側(cè)并與該控制端子11電連接的部分、和在一 Y方向側(cè)與該部分分尚的部分(分尚部分)，為了使這2個部分電連接以從上側(cè)放置的方式配置有柵極電阻83。另外，雖然省略圖示，但在上述分離部分形成有可撓性印刷電路基板的連接端子，控制端子11經(jīng)由該可撓性印刷電路基板與生成開關(guān)控制信號(在本例中是柵極驅(qū)動信號)的控制單元(未圖示)電連接。其中，可撓性印刷電路基板是具有柔軟性并能夠使其大幅變形的印刷電路基板。
[0081]另外，放電電阻用電極P5是用于配置與第一平滑電容器50并聯(lián)電連接的放電電阻81 (參照圖7)的電極。具體如圖6所示，放電電阻用電極P5具有相互在X方向分離的2個部分的與正極端子51電連接的部分、和與負極端子52電連接的部分。而且，如圖1所示，為了使這2個部分電連接，以從上側(cè)放置的方式配置有放電電阻81。
[0082]2.第二實施方式
[0083]參照圖8?圖10，對本發(fā)明的第二實施方式進行說明。本實施方式涉及的開關(guān)元件單元I與上述第一實施方式的不同之處在于具備多個串聯(lián)元件單元組40。以下，依次對本實施方式涉及的2個具體例進行說明。此外，在對于本實施方式以及以下說明的第三及第四實施方式各實施方式的說明中，以與上述第一實施方式的不同點為中心來進行說明，未特別說明的點與上述第一實施方式相同。
[0084]2-1.第一具體例
[0085]如圖8所示,在第一具體例中，開關(guān)元件單元I具備2個串聯(lián)元件單元組40。具體而言，開關(guān)元件單元I除了 U相串聯(lián)元件單元組40U以外還具備V相串聯(lián)元件單元組40V。圖7所示，V相串聯(lián)元件單元組40V除了中間連接部33的連接對象的線圈的相不同以外，與U相串聯(lián)元件單元組40U同樣地構(gòu)成。即，構(gòu)成V相串聯(lián)元件單元組40V的第三串聯(lián)元件單元30c與構(gòu)成U相串聯(lián)元件單元組40U的第一串聯(lián)元件單元30a同樣地構(gòu)成，構(gòu)成V相串聯(lián)元件單元組40V的第四串聯(lián)元件單元30d與構(gòu)成U相串聯(lián)元件單元組40U的第二串聯(lián)元件單元30b同樣地構(gòu)成。
[0086]而且，如圖8所示，V相串聯(lián)元件單元組40V在+Y方向側(cè)與U相串聯(lián)元件單元組40U并列配置。即，可以說本具體例涉及的開關(guān)元件單元I是在Y方向并列有2個上述第一實施方式涉及的開關(guān)元件單元I (參照圖3)的結(jié)構(gòu)。其中，在圖8中為了避免繁瑣，對于與放電電阻81、柵極電阻83相關(guān)的部分省略圖不。在該結(jié)構(gòu)中，由于一個第一平滑電容器50與2個臂組(2個串聯(lián)元件單元組40)并聯(lián)電連接，所以本例中的第一平滑電容器50的容量與上述第一實施方式相比為2倍。
[0087]圖9是簡化表示圖8所示的本具體例涉及的開關(guān)元件單元I的示意圖。圖9以及在后面參照的圖10?21各附圖是用于說明元件配置面SI中的各元件10、20之間的相互的位置關(guān)系、和根據(jù)該位置關(guān)系確定的元件配置面SI中的各電極P1、P2、P3之間的相互的位置關(guān)系的附圖。因此，在圖9?圖21中，為了容易理解這些位置關(guān)系，省略了連接部件61、62的圖示,并且示意性地表示了各元件10、20、各電極P1、P2、P3的形狀。
[0088]2 — 2.第二具體例
[0089]如圖10所示，在第二具體例中，與上述第一具體例不同，開關(guān)元件單元I具備3個串聯(lián)元件單元組40。具體而言，開關(guān)元件單元I除了 U相串聯(lián)元件單元組40U和V相串聯(lián)元件單元組40V以外,還具備W相串聯(lián)元件單元組40W。如圖7所示，W相串聯(lián)元件單元組40W除了中間連接部33的連接對象的線圈的相不同以外，與U相串聯(lián)元件單元組40U同樣地構(gòu)成。即，構(gòu)成W相串聯(lián)元件單元組40W的第五串聯(lián)元件單元30e與構(gòu)成U相串聯(lián)元件單元組40U的第一串聯(lián)元件單元30a同樣地構(gòu)成，構(gòu)成W相串聯(lián)元件單元組40W的第六串聯(lián)元件單元30f與構(gòu)成U相串聯(lián)元件單元組40U的第二串聯(lián)元件單元30b同樣地構(gòu)成。在該結(jié)構(gòu)中，由于一個第一平滑電容器50與3個臂組(3個串聯(lián)元件單元組40)并聯(lián)電連接，所以本例中的第一平滑電容器50的容量與上述第一實施方式相比為3倍。
[0090]此外，在這些第一具體例(圖9)、第二具體例(圖10)中，在不同的串聯(lián)元件單元組40之間，上段側(cè)開關(guān)元件10a、下段側(cè)開關(guān)元件10b、上段側(cè)二極管元件20a、以及下段側(cè)二極管元件20b的在元件配置面SI上的配置關(guān)系相互相同，但在不同的串聯(lián)元件單元組40之間也可以使該配置關(guān)系相互不同。例如，對于圖9所示的具體例的V相串聯(lián)元件單元組40V,能夠成為將上段側(cè)開關(guān)元件1a與上段側(cè)二極管元件20a調(diào)換了的結(jié)構(gòu)、將下段側(cè)開關(guān)元件1b與下段側(cè)二極管元件20b調(diào)換了的結(jié)構(gòu)、或者將上段側(cè)開關(guān)元件1a與上段側(cè)二極管元件20a調(diào)換并且將下段側(cè)開關(guān)元件1b與下段側(cè)二極管元件20b調(diào)換了的結(jié)構(gòu)。在后述的各具體例中，也能夠進行同樣的調(diào)換。
[0091]3.第三實施方式
[0092]參照圖11?圖18，對本發(fā)明的第三實施方式進行說明。本實施方式涉及的開關(guān)元件單元I與上述第一以及第二實施方式的不同之處在于:對于該開關(guān)元件單元I所具備的至少一個串聯(lián)元件單元組40，該串聯(lián)元件單元組40所包含的多個正極側(cè)元件分別被配置在比構(gòu)成相同的串聯(lián)元件單元30的極側(cè)元件靠Y方向的相同側(cè)。另外，本實施方式涉及的開關(guān)元件單元I與上述第一以及第二實施方式的不同之處在于:對于該開關(guān)元件單元I所具備的至少一個串聯(lián)元件單元組40，該串聯(lián)元件單元組40所包含的多個開關(guān)元件10分別被配置在比構(gòu)成相同的串聯(lián)元件單元30的二極管元件20靠X方向的相同側(cè)。以下，依次對本實施方式涉及的8個具體例進行說明。
[0093]3-1.第一具體例
[0094]如圖11所示，在第一具體例中，開關(guān)元件單元I具備2個串聯(lián)元件單元組40 (U相串聯(lián)元件單元組40U以及V相串聯(lián)元件單元組40V)。在本具體例中，由于在U相串聯(lián)元件單元組40U和V相串聯(lián)元件單元組40V之間，上段側(cè)開關(guān)元件10a、下段側(cè)開關(guān)元件10b、上段側(cè)二極管元件20a、以及下段側(cè)二極管元件20b的在元件配置面SI上的配置關(guān)系相互相同，所以以下僅對U相串聯(lián)元件單元組40U進行說明。
[0095]如圖11所示，作為第一串聯(lián)元件單元30a的正極側(cè)元件的上段側(cè)開關(guān)元件1a被配置在比作為第一串聯(lián)元件單元30a的負極側(cè)元件的下段側(cè)二極管元件20b靠一 Y方向偵牝作為第二串聯(lián)元件單元30b的正極側(cè)元件的上段側(cè)二極管元件20a被配置在比作為第二串聯(lián)元件單元30b的負極側(cè)元件的下段側(cè)開關(guān)元件1b靠一 Y方向側(cè)。S卩，U相串聯(lián)元件單元組40U所包含的多個正極側(cè)元件分別被配置在比構(gòu)成相同的串聯(lián)元件單元30的負極側(cè)元件靠一 Y方向側(cè)。而且，在本具體例中，對于開關(guān)元件單元I所具備的全部串聯(lián)元件單元組40而言，該串聯(lián)元件單元組40所包含的多個正極側(cè)元件分別被配置在比構(gòu)成相同的串聯(lián)元件單元30的負極側(cè)元件靠Y方向的相同側(cè)。
[0096]另外，在本具體例中，相對于第一串聯(lián)元件單元30a而言，正極側(cè)元件被配置在比負極側(cè)元件靠一 X方向側(cè)，對第二串聯(lián)元件單元30b而言，正極側(cè)元件被配置在比負極側(cè)元件靠+X方向側(cè)。即，上段側(cè)開關(guān)元件1a被配置在比下段側(cè)二極管元件20b靠一 X方向側(cè)，下段側(cè)開關(guān)元件1b被配置在比上段側(cè)二極管元件20a靠一 X方向側(cè)。因此，在本具體例中，相同的串聯(lián)元件單元組40所包含的多個開關(guān)元件10分別被配置在比構(gòu)成相同的串聯(lián)元件單元30的二極管元件20靠X方向的相同側(cè)。相同的串聯(lián)元件單元組40所包含的多個開關(guān)元件10(在本例中，上段側(cè)開關(guān)元件1a以及下段側(cè)開關(guān)元件1b)以在Y方向并列的方式被配置于元件配置面SI。
[0097]如圖11所示，在本具體例中，也與上述第一以及第二的實施方式相同，在元件配置面SI的Y方向的整個區(qū)域，正極側(cè)連接電極Pl不具有被配置在負極側(cè)連接電極P2的+X方向側(cè)的部分。即，在元件配置面Si的Y方向的整個區(qū)域中，正極側(cè)連接電極Pl不具有被配置在負極端子52與負極側(cè)連接電極P2的X方向的之間的部分。另外，在本具體例中，正極側(cè)連接電極Pl具有相對于元件間連接電極P3在一 Y方向側(cè)向X方向延伸的部分，負極側(cè)連接電極P2具有相對于元件間連接電極P3在+Y方向側(cè)向X方向延伸的部分。因此，在本具體例中，與上述第一以及第二實施方式不同，元件間連接電極P3形成在元件配置面SI上的正極側(cè)連接電極Pl與負極側(cè)連接電極P2的Y方向的之間。即，與上述第一以及第二實施方式不同，正極側(cè)連接電極P1、負極側(cè)連接電極P2、以及元件間連接電極P3形成為在Y方向觀察下具有重復的部分。
[0098]3-2.第二具體例
[0099]如圖12所示，第二具體例相當于對于第一具體例(圖11)中的各串聯(lián)元件單元組40，將上段側(cè)開關(guān)元件1a和下段側(cè)開關(guān)元件1b調(diào)換并且將上段側(cè)二極管元件20a和下段側(cè)二極管元件20b調(diào)換了的結(jié)構(gòu)。即，在本具體例中，與上述第一具體例不同，U相串聯(lián)元件單元組40U所包含的多個正極側(cè)元件分別被配置在比構(gòu)成相同的串聯(lián)元件單元30的負極側(cè)元件靠+Y方向側(cè)。另外，在本具體例中，與上述第一具體例不同，正極側(cè)連接電極PI具有相對于元件間連接電極P3在+Y方向側(cè)向X方向延伸的部分，負極側(cè)連接電極P2具有相對于元件間連接電極P3在一 Y方向側(cè)向X方向延伸的部分。
[0100]3 — 3.第二具體例
[0101]如圖13所示，第三具體例相當于將第一具體例(圖11)中的V相串聯(lián)元件單元組40V、和第二具體例(圖12)中的U相串聯(lián)元件單元組40U組合而成的結(jié)構(gòu)。g卩，在本具體例中，在不同的串聯(lián)元件單元組40之間，上段側(cè)開關(guān)元件10a、下段側(cè)開關(guān)元件1b、上段側(cè)二極管元件20a、以及下段側(cè)二極管元件20b的在元件配置面SI上的配置關(guān)系相互不同。
[0102]3 — 4.第四具體例
[0103]如圖14所示，第四具體例相當于將第一具體例(圖11)中的U相串聯(lián)元件單元組40U、和第二具體例(圖12)中的V相串聯(lián)元件單元組40V組合而成的結(jié)構(gòu)。
[0104]3 — 5.第五具體例
[0105]如圖15所示，第五具體例相當于將上述第二實施方式涉及的第一具體例(圖9)中的U相串聯(lián)元件單元組40U、和本實施方式涉及的第二具體例(圖12)中的V相串聯(lián)元件單元組40V組合而成的結(jié)構(gòu)。在本具體例中，對于開關(guān)元件單元I所具備的一部分的串聯(lián)元件單元組40 (具體為V相串聯(lián)元件單元組40V)而言，該串聯(lián)元件單元組40所包含的多個正極側(cè)元件分別被配置在比構(gòu)成相同的串聯(lián)元件單元30的負極側(cè)元件靠Y方向的相同側(cè)。
[0106]3-6.第六具體例
[0107]如圖16所示，第六具體例相當于將上述第二實施方式涉及的第一具體例(圖9)中的U相串聯(lián)元件單元組40U、和本實施方式涉及的第一具體例(圖11)中的V相串聯(lián)元件單元組40V組合而成的結(jié)構(gòu)。
[0108]3-7.第七具體例
[0109]如圖17所示，第七具體例相當于將上述第二實施方式涉及的第一具體例(圖9)中的V相串聯(lián)元件單元組40V、和本實施方式涉及的第一具體例(圖11)中的U相串聯(lián)元件單元組40U組合而成的結(jié)構(gòu)。
[0110]3 —8.第八具體例
[0111]如圖18所示，第八具體例相當于將上述第二實施方式涉及的第一具體例(圖9)中的V相串聯(lián)元件單元組40V、和本實施方式涉及的第二具體例(圖12)中的U相串聯(lián)元件單元組40U組合而成的結(jié)構(gòu)。
[0112]4.第四實施方式
[0113]參照圖19?圖21，對本發(fā)明的第四實施方式進行說明。本實施方式涉及的開關(guān)元件單元I與上述第一?第三實施方式的不同之處在于，對于該開關(guān)元件單元I所具備的至少一個串聯(lián)元件單元組40而言，正極側(cè)連接電極Pl具有配置在負極端子52與負極側(cè)連接電極P2的X方向的之間的部分。以下，依次對本實施方式涉及的3個具體例進行說明。
[0114]4 一 1.第一具體例
[0115]如圖19所示,在第一具體例中，開關(guān)元件單元I具備2個串聯(lián)元件單元組40 (U相串聯(lián)元件單元組40U以及V相串聯(lián)元件單元組40V)，對于全部的串聯(lián)元件單元30，正極側(cè)元件被配置在比負極側(cè)元件靠+X方向側(cè)(即，X方向的負極端子52側(cè))。由于具備這樣的配置結(jié)構(gòu)，所以如圖19所示,在本具體例中，對于2個串聯(lián)元件單元組40的每一個,正極側(cè)連接電極Pl具有被配置在負極側(cè)連接電極P2的+X方向側(cè)的部分。即，正極側(cè)連接電極Pl具有被配置在負極端子52與負極側(cè)連接電極P2的X方向的之間的部分。
[0116]4 一 2.第二具體例
[0117]如圖20所示，在第二具體例中，相當于將上述第二實施方式涉及的第一具體例(圖9)中的U相串聯(lián)元件單元組40U、和本實施方式涉及的第一具體例(圖19)中的V相串聯(lián)元件單元組40V組合而成的結(jié)構(gòu)。即，在本具體例中，對于開關(guān)元件單元I所具備的一部分的串聯(lián)元件單元組40而言，正極側(cè)連接電極Pl具有被配置在負極端子52與負極側(cè)連接電極P2的X方向的之間的部分。
[0118]4 一 3.第三具體例
[0119]如圖21所示，在第三具體例中，相當于將上述第二實施方式涉及的第一具體例(圖9)中的V相串聯(lián)元件單元組40V、和本實施方式涉及的第一具體例(圖19)中的U相串聯(lián)元件單元組40U組合而成的結(jié)構(gòu)。
[0120]5.其他實施方式
[0121]最后，對本發(fā)明涉及的開關(guān)元件單元的其他實施方式進行說明。其中，以下的各個實施方式所公開的結(jié)構(gòu)、以及上述的各實施方式中公開的結(jié)構(gòu)只要不產(chǎn)生矛盾，便能夠與在其他實施方式中公開的結(jié)構(gòu)組合來應用。
[0122](I)在上述的各實施方式中，以利用與電介質(zhì)部分53相同的材料形成元件配置面Si的結(jié)構(gòu)為例進行了說明。但是，本發(fā)明的實施方式并不限于此，也能夠成為利用與該電介質(zhì)部分53不同的材料形成元件配置面SI的結(jié)構(gòu)。另外，在上述的各實施方式中，以在元件配置面SI配置了偶數(shù)個串聯(lián)元件單元30的結(jié)構(gòu)為例進行了說明，但也能夠成為將奇數(shù)個(例如一個、三個等)串聯(lián)元件單元30配置于元件配置面SI的結(jié)構(gòu)。
[0123](2)在上述各實施方式中，以在開關(guān)元件10所具有的第一對置配置面S2形成有控制端子11的結(jié)構(gòu)為例進行了說明。但是，本發(fā)明的實施方式并不限于此，也能夠成為在開關(guān)元件10的第一對置配置面S2以外的外面(例如上側(cè)的外面即上表面)形成有控制端子11的結(jié)構(gòu)。該情況下，例如能夠成為控制端子11經(jīng)由線部件與控制用電極P4電連接的結(jié)構(gòu)。另外，該情況下，也能夠成為不在元件配置面SI形成控制用電極P4，控制端子11不經(jīng)由元件配置面SI地與生成開關(guān)控制信號(在本例中為柵極驅(qū)動信號)的控制單元(未圖示)電連接的結(jié)構(gòu)。
[0124](3)在上述各實施方式中，以與開關(guān)元件10并聯(lián)電連接的二極管元件20和該開關(guān)元件10鄰接地被配置于元件配置面SI的結(jié)構(gòu)為例進行了說明。但是，本發(fā)明的實施方式并不限于此，也能夠成為將其他的電路元件配置在相互并聯(lián)電連接的開關(guān)元件10與二極管元件20的元件配置面SI的延伸方向的之間的結(jié)構(gòu)。
[0125](4)在上述的各實施方式中，以逆變器電路91是將直流電壓轉(zhuǎn)換為三相的交流電壓的直流交流轉(zhuǎn)換電路，逆變器電路91具備6個開關(guān)元件10的結(jié)構(gòu)為例進行了說明。但是，本發(fā)明的實施方式并不限于此，也能夠成為逆變器電路91是將直流電壓轉(zhuǎn)換為單相的交流電壓的直流交流轉(zhuǎn)換電路，逆變器電路91具備四個開關(guān)元件10的結(jié)構(gòu)。
[0126](5)在上述的各實施方式中，以將本發(fā)明涉及的開關(guān)元件單元應用到用于控制旋轉(zhuǎn)電機2的逆變器電路91 (參照圖7)的情況為例進行了說明。但是，本發(fā)明的實施方式并不限于此，也能夠?qū)⒈景l(fā)明涉及的開關(guān)元件單元應用到升壓電路92等其他電路。在應用到升壓電路92的情況下，例如能夠成為在第二平滑電容器60的外面形成元件配置面，并在該元件配置面配置了由構(gòu)成升壓電路92的開關(guān)元件10和二極管元件20形成的串聯(lián)元件單元的結(jié)構(gòu)。雖然省略了詳細內(nèi)容，但在這樣的結(jié)構(gòu)中，除了上述實施方式中的元件配置面SI被置換為第二平滑電容器60的上述元件配置面以外，能夠與上述實施方式同樣地構(gòu)成。
[0127](6)在上述的各實施方式中，以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機2的旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動電路除了逆變器電路91以外還具備升壓電路92的結(jié)構(gòu)為例進行了說明。但是，本發(fā)明的實施方式并不限于此，也能夠成為驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機2的旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動電路不具備升壓電路92的結(jié)構(gòu)。
[0128](7)關(guān)于其他結(jié)構(gòu)，本說明書中公開的實施方式在全部的方面都是例示，本發(fā)明的實施方式也不限于此。即，關(guān)于本申請的權(quán)利要求書中未記載的結(jié)構(gòu)，在不脫離本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)能夠適當?shù)馗淖儭?br> [0129]工業(yè)上的可利用性
[0130]本發(fā)明能夠優(yōu)選利用于具備開關(guān)元件以及二極管元件的開關(guān)元件單元。
[0131]符號說明:1…開關(guān)元件單元；10…開關(guān)元件；20…二極管元件；30…直接元件單元；31…正極側(cè)端子部；32…負極側(cè)端子部；33…中間連接部；40…直接元件單元組；50...第一平滑電容器(平滑電容器)；51…正極端子；52…負極端子；53...電介質(zhì)部分；54a…正極側(cè)內(nèi)部電極；54b…負極側(cè)內(nèi)部電極；P1…正極側(cè)連接電極；P2…負極側(cè)連接電極；P3...元件間連接電極；SL...元件配置面；S4…第一平面；S5…第二平面；X…基準方向；Y…基準正交方向。
【權(quán)利要求】
1.一種開關(guān)元件單元，是具備至少一個被相互串聯(lián)電連接而形成串聯(lián)元件單元的開關(guān)元件和二極管元件的組，并且具備抑制向所述串聯(lián)元件單元供給的直流電壓的變動的平滑電容器的開關(guān)元件單元，該開關(guān)元件單元的特征在于， 所述平滑電容器是利用陶瓷材料形成夾設在電極之間的電介質(zhì)部分的陶瓷電容器， 在所述平滑電容器的外面包含與所述電介質(zhì)部分一體形成的元件配置面、在沿著所述元件配置面設定的基準方向的一側(cè)的所述元件配置面的端部與該元件配置面交叉的第一平面、以及在所述基準方向的另一側(cè)的所述元件配置面的端部與該元件配置面交叉的第二平面，在所述第一平面形成有所述平滑電容器的正極端子，并且在所述第二平面形成有所述平滑電容器的負極端子， 在所述元件配置面形成有與所述正極端子電連接的正極側(cè)連接電極、和與所述負極端子電連接的負極側(cè)連接電極， 構(gòu)成所述串聯(lián)元件單元的所述開關(guān)元件和所述二極管元件被配置于所述元件配置面，并且該串聯(lián)元件單元的正極側(cè)端子部與所述正極側(cè)連接電極電連接，該串聯(lián)元件單元的負極側(cè)端子部與所述負極側(cè)連接電極電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的開關(guān)元件單元，其特征在于， 在所述平滑電容器的內(nèi)部形成有從所述正極端子向所述基準方向的所述負極端子側(cè)延伸的正極側(cè)內(nèi)部電極、和從所述負極端子向所述基準方向的所述正極端子側(cè)延伸的負極側(cè)內(nèi)部電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的開關(guān)元件單元，其特征在于， 以沿著所述元件配置面與所述基準方向正交的方向為基準正交方向， 在所述元件配置面的所述基準正交方向的整個區(qū)域，構(gòu)成為所述正極側(cè)連接電極不具有被配置在所述負極端子與所述負極側(cè)連接電極的所述基準方向的之間的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的開關(guān)元件單元，其特征在于， 構(gòu)成所述串聯(lián)元件單元的所述開關(guān)元件與所述二極管元件的連接部是中間連接部， 多個所述串聯(lián)元件單元各自的所述中間連接部彼此電連接而構(gòu)成串聯(lián)元件單元組， 以沿著所述元件配置面與所述基準方向正交的方向作為基準正交方向， 相同的所述串聯(lián)元件單元組所包含的多個所述開關(guān)元件分別比構(gòu)成相同的所述串聯(lián)元件單元的所述二極管元件靠所述基準方向的相同側(cè)、或者所述基準正交方向的相同側(cè)配置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的開關(guān)元件單元，其特征在于， 構(gòu)成所述串聯(lián)元件單元的所述開關(guān)元件以及所述二極管元件的任意一個被配置在正極側(cè)的正極側(cè)元件比所述開關(guān)元件以及所述二極管元件的任意一個被配置在負極側(cè)的負極側(cè)元件靠所述基準方向的所述正極端子側(cè)配置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的開關(guān)元件單元，其特征在于， 構(gòu)成所述串聯(lián)元件單元的所述開關(guān)元件以及所述二極管元件的任意一個被配置在正極側(cè)的正極側(cè)元件與所述開關(guān)元件以及所述二極管元件的任意一個被配置在負極側(cè)的負極側(cè)元件的連接部是中間連接部， 多個所述串聯(lián)元件單元各自的所述中間連接部彼此電連接而構(gòu)成串聯(lián)元件單元組， 以沿著所述元件配置面與所述基準方向正交的方向為基準正交方向， 相同的所述串聯(lián)元件單元組所包含的多個所述正極側(cè)元件分別比構(gòu)成相同的所述串聯(lián)元件單元的所述負極側(cè)元件靠所述基準正交方向的相同側(cè)配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的開關(guān)元件單元，其特征在于， 所述正極側(cè)連接電極形成為在所述元件配置面上從所述正極端子向所述基準方向的所述負極端子側(cè)延伸， 所述負極側(cè)連接電極形成為在所述元件配置面上從所述負極端子向所述基準方向的所述正極端子側(cè)延伸， 在所述元件配置面上的所述正極側(cè)連接電極與所述負極側(cè)連接電極的所述基準方向的之間，形成有使構(gòu)成所述串聯(lián)元件單元的所述開關(guān)元件與所述二極管元件電連接的元件間連接電極。
【文檔編號】H01L25/18GK104335307SQ201380027901
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月31日
【發(fā)明者】戶谷浩久 申請人:愛信艾達株式會社