CN110915120B - 功率转换装置 - Google Patents

功率转换装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110915120B
CN110915120B CN201780093164.5A CN201780093164A CN110915120B CN 110915120 B CN110915120 B CN 110915120B CN 201780093164 A CN201780093164 A CN 201780093164A CN 110915120 B CN110915120 B CN 110915120B
Authority
CN
China
Prior art keywords
terminal
semiconductor module
signal terminal
wiring
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780093164.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110915120A (zh
Inventor
臼井裕平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of CN110915120A publication Critical patent/CN110915120A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110915120B publication Critical patent/CN110915120B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/10—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers
    • H01L25/11—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/115—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49822—Multilayer substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current

Abstract

一种功率转换装置(1)，包括：半导体模块(10)，该半导体模块(10)具有串联连接的第1半导体元件(A1)和第2半导体元件(B1)；以及多层基板(30)，该多层基板(30)具有与第1半导体元件的第1信号端子(GC1)相连接的第1布线、与第1半导体元件的第2信号端子(SC1)相连接的第2布线、与第2半导体元件的第3信号端子(GC2)相连接的第3布线、与第2半导体元件的第4信号端子(SC2)相连接的第4布线，具有连接有第1布线和第2布线的第1外部连接端子(EXT1)、连接有第3布线和第4布线的第2外部连接端子(EXT2)，第1布线和第3布线夹着绝缘区域形成于第1层，第2布线和第4布线夹着绝缘区域形成于第2层。

Description

功率转换装置
技术领域
本发明涉及包括功率用半导体模块的功率转换装置。
背景技术
近年来，铁路车辆搭载逆变器等利用功率用半导体元件的开关动作来进行功率转换的功率转换装置得到广泛的普及。用树脂密封功率用半导体元件，从而构成功率用半导体模块。功率用半导体模块用于功率转换装置。
此外，将构成作为逆变器1相的上下臂的正极侧和负极侧的一对功率用半导体元件一体化而成的被称为2合1(2in1)模块的半导体模块也得到广泛的普及。
为了进行功率用半导体元件的开关，设置了用于控制半导体模块的端子。在专利文献1中，公开了一种具备辅助端子的半导体模块。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2014-120734号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
以往，为了将用于控制半导体模块的端子连接至控制电路，使用电缆来进行布线。例如，当用以往的电缆布线将控制端子和控制电路连接至2合1模块的半导体模块时，需要将半导体模块的上侧臂的栅极端子和源极端子、下侧臂的栅极端子和源极端子这4个端子分别与控制电路相连接，从而为了将控制电路与1个半导体模块相连接，需要4根电缆布线。若电缆布线的根数多，则存在功率转换装置变大的问题。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的功率转换装置包括：半导体模块，该半导体模块包括第1半导体元件以及第2半导体元件，所述第1半导体元件具有第1主端子、第2主端子和第3主端子，集电极电位或漏极电位施加至第1主端子，栅极电位施加至第1信号端子，发射极电位或源极电位施加至第3主端子和第2信号端子，所述第2半导体元件的集电极电位或漏极电位施加至第3主端子，栅极电位施加至第3信号端子，发射极电位或源极电位施加至第2主端子和第4信号端子，所述第2半导体元件与第1半导体元件串联连接；以及多层基板，该多层基板具有与第1信号端子相连接的第1布线、与第2信号端子相连接的第2布线、与第3信号端子相连接的第3布线以及与第4信号端子相连接的第4布线，具有连接有第1布线和第2布线的第1外部连接端子、连接有第3布线和第4布线的第2外部连接端子，第1布线和第3布线夹着绝缘区域形成于第1层，第2布线和第4布线夹着绝缘区域形成于第2层。
发明效果
本发明所涉及的功率转换装置包括：半导体模块，该半导体模块包括第1半导体元件以及第2半导体元件，所述第1半导体元件具有第1主端子、第2主端子和第3主端子，集电极电位或漏极电位施加至第1主端子，栅极电位施加至第1信号端子，发射极电位或源极电位施加至第3主端子和第2信号端子，所述第2半导体元件的集电极电位或漏极电位施加至第3主端子，栅极电位施加至第3信号端子，发射极电位或源极电位施加至第2主端子和第4信号端子，所述第2半导体元件与第1半导体元件串联连接；以及多层基板，该多层基板具有与第1信号端子相连接的第1布线、与第2信号端子相连接的第2布线、与第3信号端子相连接的第3布线以及与第4信号端子相连接的第4布线，具有连接有第1布线和第2布线的第1外部连接端子、连接有第3布线和第4布线的第2外部连接端子，第1布线和第3布线夹着绝缘区域形成于第1层，第2布线和第4布线夹着绝缘区域形成于第2层，由此，可以减少电缆布线的根数，并可以使功率转换装置小型化。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的功率转换装置1的关键部分结构的电路图。
图2是收纳实施方式1所涉及的半导体模块的封装的俯视图。
图3是用于实施方式1所涉及的功率转换装置1的多层基板的俯视图。
图4是表示用于实施方式1所涉及的功率转换装置1的多层基板的第2～4层的图案示例的图。
图5是表示实施方式1所涉及的功率转换装置1的关键部分结构的图。
图6是表示实施方式2所涉及的功率转换装置2的图。
图7是表示用于实施方式2所涉及的功率转换装置2的多层基板的第2层的图案示例的图。
图8是表示实施方式3所涉及的功率转换装置3的图。
图9是表示用于实施方式3所涉及的功率转换装置3的多层基板的第2层的图案示例的图。
图10是表示实施方式3所涉及的功率转换装置3的关键部分结构的电路图。
图11是表示实施方式4所涉及的功率转换装置4的图。
图12是表示实施方式4所涉及的功率转换装置4的关键部分结构的电路图。
图13是表示并联间振动电流的示例的图。
具体实施方式
实施方式1
图1是表示实施方式1所涉及的功率转换装置1的关键部分结构的电路图。图1是表示用于功率转换装置1的半导体模块10的电路图。半导体模块10构成为具有连接至主端子10P的第1半导体元件A1和连接至主端子10N的第2半导体元件B1。半导体元件A1和半导体元件B1串联连接，该电连接点连接至主端子10AC。
半导体模块10例如构成3相2电平逆变器电路的U相的支路。半导体元件A1也被称为正侧臂或上侧臂，半导体元件B1也被称为负侧臂或下侧臂。
半导体元件A1设置有连接至主端子10P的漏极端子D1、连接至主端子10AC的源极端子S1、第1信号端子GC1和第2信号端子SC1。漏极端子为漏极电位，源极端子为源极电位，并且第1信号端子GC1为栅极电位。
半导体元件B1设置有连接至主端子10AC的漏极端子D2、连接至主端子10N的源极端子S2、第3信号端子GC2和第4信号端子SC2。漏极端子为漏极电位，源极端子为源极电位，并且第3信号端子GC2为栅极电位。
半导体模块10设置有用于检测电流的感测源极端子SS1和SS2。感测源极端子SS1与半导体元件A1的源极端子相连接，并且感测源极端子SS2与半导体元件B1的源极端子相连接。通过设置感测源极端子SS1和SS2，能够检测过电流。
主端子10P连接至高电位侧的直流母线，主端子10N连接至低电位侧的直流母线，主端子10AC连接至负载。如果半导体元件A1导通，则高电位侧的直流母线的电位被施加至负载，并且如果半导体元件B1导通，则低电位侧的直流母线的电位被施加到负载。如此，功率转换装置1输出高电位侧的直流母线的电位或低电位侧的直流母线的电位这2种电位，因此作为2电平的功率转换装置来进行动作。为了切换导通的半导体元件，半导体模块10连接到未图示的控制电路。换言之，为了通过开关切换半导体元件的导通(ON)/断开(OFF)，半导体模块10与未图示的控制电路相连接。具体地，控制电路与第1信号端子GC1、第2信号端子SC1、第3信号端子GC2和第4信号端子SC2相连接，控制半导体元件A1和半导体元件B1的导通/断开。这里，所谓“使半导体元件导通”，是指使半导体元件处于导通状态，所谓“使半导体元件断开”，是指使半导体元件处于非导通状态。
半导体元件A1和B1中，晶体管元件和二极管元件并联连接。另外，取决于负载的特性，例如当存在电阻负载时，可省略各个二极管元件的连接。
此外，尽管在图1中图示MOSFET作为晶体管元件，但不限于MOSFET，也可以为能够通过电信号来切换低电阻状态、高电阻状态的器件。例如，也可以使用IGBT、双极晶体管这样的晶体管元件。在晶体管元件为IGBT的情况下，“漏极端子”变为“集电极端子”，并且“源极端子”变为“发射极端子”。此外，作为构成半导体元件A1和B1的晶体管元件和二极管元件的材料，可以使用Si(硅)、SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)等。
图2是收纳用于实施方式1所涉及的功率转换装置1的半导体模块10的封装的俯视图。虽然在图2中未示出，但在封装20的内部，具备串联连接的半导体元件A1和半导体元件B1。
如图2所示，在封装20中的一个表面侧设置有主端子10P、主端子10N和主端子10AC。主端子10P设置在封装20的长边方向的一个端部，并且在与长边方向正交的方向上设置有2个主端子10P。主端子10N设置为比主端子10P更接近封装20的中央部，并且在与封装20的长边方向正交的方向上设置有2个主端子10N。主端子10P和主端子10N分别不限于为2个。主端子10P和主端子10N分别也可以为1个，也可以为3个以上。主端子10AC设置在封装20的长边方向的另一个端部，并且在与长边方向正交的方向上设置有3个主端子10AC。主端子10AC不限于为3个。主端子10AC也可以为1个或两个，也可以为4个以上。
主端子10P构成半导体模块10中的直流正极端子P，主端子10N构成半导体模块10中的直流负极端子N，并且主端子10AC构成半导体模块10中的交流端子AC。
第1信号端子GC1、第2信号端子SC1、第3信号端子GC2、第4信号端子SC2、感测源极端子SS1和感测源极端子SS2被设置在主端子10N与主端子10AC之间。换言之，设置在直流端子与交流端子之间。从主端子10AC侧沿着封装20的长边方向的一条边设置有第2信号端子SC1、第1信号端子GC1和感测源极端子SS2。此外，从主端子10AC侧沿着封装20的长边方向的另一条边设置有感测源极端子SS1、第3信号端子GC2和第4信号端子SC2。
第1信号端子GC1、第2信号端子SC1、第3信号端子GC2、第4信号端子SC2、感测源极端子SS1和感测源极端子SS2连接至后述的多层基板。
图3是用于实施方式1所涉及的功率转换装置1的多层基板的俯视图。在图3中，多层基板30由5层形成。在图3中图示出的层为第1层，并且作为可以肉眼观察到的层被称为表面。从表面以第1层、第2层、第3层、第4层和第5层的顺序形成，第5层作为可以肉眼观察到的层被称为背面。以下，表示多层基板的图为从表面方向观察的图。
多层基板30的表面安装有第1外部连接端子EXT1和第2外部连接端子EXT2。第1外部连接端子EXT1和第2外部连接端子EXT2通过电缆布线与控制电路相连接。此外，尽管在图3中外部连接端子EXT1和EXT2安装在表面，但是也可以安装在背面。
此外，作为图案，形成有第1信号端子连接图案SUB1_GC1、第2信号端子连接图案SUB1_SC1、第3信号端子连接图案SUB1_GC2、第4信号端子连接图案SUB1_SC2、以及感测源极端子连接图案SUB1_SS1和SUB1_SS2。
第1信号端子连接图案SUB1_GC1、第2信号端子连接图案SUB1_SC1、第3信号端子连接图案SUB1_GC2、第4信号端子连接图案SUB1_SC2、以及感测源极端子连接图案SUB1_SS1和SUB1_SS2分别通过通孔电连接至背面图案。
第1信号端子连接图案SUB1_GC1是用于与半导体模块10的第1信号端子GC1连接的图案。第2信号端子连接图案SUB1_SC1是用于与半导体模块10的第2信号端子SC1连接的图案。第3信号端子连接图案SUB1_GC2是用于与半导体模块10的第3信号端子GC2连接的图案。第4信号端子连接图案SUB1_SC2是用于与半导体模块10的第4信号端子SC2连接的图案。感测源极端子连接图案SUB1_SS1是用于与半导体模块10的感测源极端子SS1连接的图案。感测源极端子连接图案SUB1_SS2是用于与半导体模块10的感测源极端子SS2连接的图案。
第1信号端子连接图案SUB1_GC1、第2信号端子连接图案SUB1_SC1、第3信号端子连接图案SUB1_GC2、第4信号端子连接图案SUB1_SC2、感测源极端子连接图案SUB1_SS1和SUB1_SS2与半导体模块10分别通过利用螺钉等紧固构件进行紧固来被电连接。
图4为表示多层基板30的第2层、第3层和第4层的图案的示例的图。在图4中，为了易于理解，第1外部连接端子EXT1和第2外部连接端子EXT2的位置用点划线表示。在图4中，导电构件由铜等形成。此外，绝缘构件由玻璃环氧树脂的预浸料等形成。但是，并不限于这些。
图4(a)为多层基板30的第2层，第1信号端子GC1和第3信号端子GC2被电连接。具体地，第1信号端子连接图案SUB2_GC1与第1信号端子GC1电连接，且第3信号端子连接图案SUB2_GC2与第3信号端子GC2电连接。通孔TH2为与其他的层电连接的通孔。在设置有通孔TH2的场所，没有形成第1信号端子连接图案SUB2_GC1和第3信号端子连接图案SUB2_GC2。在第1信号端子连接图案SUB2_GC1与第3信号端子连接图案SUB2_GC2之间没有形成导电构件，而形成有绝缘区域SUB2_INS。通过形成绝缘区域SUB2_INS，确保了第1信号端子连接图案SUB2_GC1与第3信号端子连接图案SUB2_GC2之间的电绝缘。多层基板30的第2层为连接至半导体元件A1和半导体元件B1的栅极电位的层。换言之，将半导体元件A1和半导体元件B1的栅极电位布线于同一层。
图4(b)为多层基板30的第3层，第2信号端子SC1和第4信号端子SC2被电连接。具体地，第2信号端子连接图案SUB3_SC1与第2信号端子SC1电连接，且第4信号端子连接图案SUB3_SC2与第4信号端子SC2电连接。通孔TH3为与其他的层电连接的通孔。在设置有通孔TH3的场所，没有形成第2信号端子连接图案SUB2_SC1和第4信号端子连接图案SUB2_SC2。在第2信号端子连接图案SUB3_SC1与第4信号端子连接图案SUB3_SC2之间没有形成导电构件，而形成有绝缘区域SUB3_INS。通过形成绝缘区域SUB3_INS，确保了第2信号端子连接图案SUB3_SC1与第4信号端子连接图案SUB3_SC2之间的电绝缘。多层基板30的第3层为施加有半导体元件A1和半导体元件B1的源极电位的层。换言之，将半导体元件A1和半导体元件B1的源极电位布线于同一层。
图4(c)为多层基板30的第4层，感测源极端子SS1和感测源极端子SS2被电连接。具体地，感测源极端子连接图案SUB4_SS1与感测源极端子SS1电连接，且感测源极端子连接图案SUB4_SS2与感测源极端子SS2电连接。通孔TH4为与其他的层电连接的通孔。在设置有通孔TH4的场所，没有形成感测源极端子连接图案SUB4_SS1和感测源极端子连接图案SUB4_SS2。在感测源极端子连接图案SUB4_SS1与感测源极端子连接图案SUB4_SS2之间没有形成导电构件，而形成有绝缘区域SUB4_INS。通过形成绝缘区域SUB4_INS，确保了感测源极端子连接图案SUB4_SS1与感测源极端子连接图案SUB4_SS2之间的电绝缘。多层基板30的第4层为施加有半导体元件A1和半导体元件B1的感测源极电位的层。换言之，将半导体元件A1和半导体元件B1的感测源极电位布线于同一层。
用于功率转换装置1的多层基板30中，通过设置绝缘区域，可以在同一层中形成同一电位的布线，因此不需要为每个信号端子划分层，设计变得容易。
如从图4看出的，连接到半导体元件A1的图案和连接到半导体元件B1的图案被形成为夹着绝缘区域。即，沿着多层基板30的长边方向的一条边形成有连接至半导体元件A1的图案，并且沿着多层基板30的长边方向的另一条边形成有连接至半导体元件B1的图案。由于通过形成为这样，连接至半导体元件A1的布线与连接至半导体元件B1的布线不交叉，从而半导体元件A1难以受到来自半导体元件B1的噪声的影响，半导体元件B1难以受到来自半导体元件A1的噪声的影响。
在图4中，将第2层设为施加有半导体元件的栅极电位的层、将第3层设为施加有半导体元件的源极电位的层和将第4层设为施加有半导体元件的感测源极电位的层，但是并不限于此。例如，也可以将第3层设为施加有半导体元件的感测源极电位的层、将第4层设为施加有半导体元件的源极电位的层。
但是，如果考虑噪声，则优选为如图4所示，栅极电位的层和源极电位的层设为相邻的层。当考虑电流的路径时，栅极电位的电流路径和源极电位的电流路径具有去往路径和返回路径的关系。即，栅极电位的电流路径与源极电位的电流路径间的距离越小，则由栅极电位的电流路径与源极电位的电流路径形成的环路面积越小，不需要的信号越难以被诱导到环路内，因此可构成难以受到噪声的影响的结构。
在图4中，关于栅极电位的导电构件和源极电位的导电构件，在通孔形成区域以外，形成为平板状且相对。通过形成为这样，如上述那样，可以使栅极电位的电流路径与源极电位的电流路径间的距离变小，可以构成难以受到噪声的影响的结构。此外，在考虑连接至栅极电位或源极电位的布线长度的情况下，例如，在想使布线长度相同的情况等下，也可以不为平板状。即便在这样的情况下，栅极电位的导电构件和源极电位的导电构件通过将图案形成为使图案间的距离变小，例如通过形成在从表面观察多层基板时相同的图案，可以构成难以受到噪声的影响的结构。
图5是表示实施方式1所涉及的功率转换装置1的关键部分结构的图。图5为将多层基板30与收纳有半导体模块10的封装20连接的图。
第1信号端子GC1通过紧固构件50GC1与第1信号端子连接图案SUB1_GC1相连接。第2信号端子SC1通过紧固构件50SC1与第2信号端子连接图案SUB1_SC1相连接。第3信号端子GC2通过紧固构件50GC2与第3信号端子连接图案SUB1_GC2相连接。第4信号端子SC2通过紧固构件50SC2与第4信号端子连接图案SUB1_SC2相连接。感测源极端子SS1通过紧固构件50SS1与感测源极端子连接图案SUB1_SS1相连接。感测源极端子SS2通过紧固构件50SS2与感测源极端子连接图案SUB1_SS2相连接。
下面，在不区分紧固构件50GC1、紧固构件50SC1、紧固构件50GC2、紧固构件50SS1、紧固构件50SS2的情况下，将它们统称为紧固构件50。
紧固构件50不仅将封装20的各端子和多层基板30的各连接图案电连接，也具有将封装20和多层基板30物理固定的功能。紧固构件50是螺钉和螺栓等。
功率转换装置1和控制电路的连接由第1外部连接端子EXT1和第2外部连接端子EXT2进行。例如，控制电路和第1外部连接端子EXT1通过电缆布线连接，控制电路和第2外部连接端子EXT2通过电缆布线连接。如果这样的话，则能够用2根电缆布线来连接功率转换装置1和控制电路。
以往，由于各信号端子和感测源极端子通过电缆布线来分别与控制电路相连接，因此需要6根电缆布线。然而，如果是实施方式1所涉及的功率转换装置1，则可以用2根电缆布线来与控制电路连接，从而可以减少电缆布线的根数，可以使功率转换装置小型化。
接着，对实施方式1所涉及的功率转换装置1的动作进行说明。主端子10P连接至高电位侧的直流母线，主端子10N连接至低电位侧的直流母线，主端子10AC连接至负载。控制电路通过第1信号端子GC1将半导体元件A1控制为导通，通过第3信号端子GC2将半导体元件B1控制为断开，由此来使半导体元件A1导通，将高电位侧的直流母线的电位施加于负载。此外，控制电路通过第1信号端子GC1将半导体元件A1控制为断开，通过第3信号端子GC2将半导体元件B1控制为导通，由此来使半导体元件B1导通，将低电位侧的直流母线的电位施加于负载。如此，功率转换装置1能够通过切换高电位侧的直流母线的电位和低电位侧的直流母线的电位来进行功率的转换。
在实施方式1中说明了2电平的功率转换装置，但本发明也能适用于3电平的功率转换装置。
实施方式1所涉及的功率转换装置1包括：半导体模块10，该半导体模块10包括第1半导体元件A1以及第2半导体元件B1，所述第1半导体元件A1具有第1主端子10P、第2主端子10N和第3主端子10AC，漏极电位或集电极电位施加至第1主端子10P，栅极电位施加至第1信号端子GC1，源极电位或发射极电位施加至第3主端子10AC和第2信号端子SC1，所述第2半导体元件B1的漏极电位或集电极电位施加至第3主端子10AC，栅极电位施加至第3信号端子GC2，源极电位或发射极电位施加至第2主端子10N和第4信号端子SC2，所述第2半导体元件B1与第1半导体元件A1串联连接；以及多层基板30，该多层基板30具有与第1信号端子GC1相连接的第1布线SUB2_GC1、与第2信号端子SC1相连接的第2布线SUB3_SC1、与第3信号端子GC2相连接的第3布线SUB2_GC2以及与第4信号端子SC2相连接的第4布线SUB3_GC2，具有连接有第1布线SUB2_GC1和第2布线SUB3_SC1的第1外部连接端子EXT1、连接有第3布线SUB2_GC2和第4布线SUB3_GC2的第2外部连接端子EXT2，第1布线SUB2_GC1和第3布线SUB2_GC2夹着绝缘区域SUB2_INS形成于第1层，第2布线SUB3_SC1和第4布线SUB3_GC2夹着绝缘区域SUB3_INS形成于第2层，由此，可以减少与控制电路连接的电缆布线的根数，可以使功率转换装置1小型化。
实施方式1所涉及的功率转换装置1通过将多层基板30配置在第1主端子10P或第2主端子10N与第3主端子10AC之间，可以减少与控制电路相连接的电缆布线的根数，并可以使功率转换装置1小型化。
实施方式1所涉及的功率转换装置1通过将多层基板30的第1布线SUB2_GC1和第2配线SUB3_SC1相邻形成，将第3布线SUB2_GC2和第4布线SUB3_SC2相邻形成，可构成难以受到噪声影响的结构。
实施方式2
图6是表示实施方式2所涉及的功率转换装置2的图。实施方式2与实施方式1的不同之处在于，设置有多个封装和多个外部连接端子。
在图6中，设有封装20U、20V和20W。此外，设有外部连接端子U_EXT1、U_EXT2、V_EXT1、V_EXT2、W_EXT1和W_EXT2。此外，设有多层基板60。
在封装20U中，具有U相的功能的半导体模块10U收纳在功率转换电路中。在封装20V中，具有V相的功能的半导体模块10V收纳在功率转换电路中。在封装20W中，具有W相的功能的半导体模块10W收纳在功率转换电路中。封装20U、20V和20W的基本结构与实施方式1中的封装20相同。半导体模块10U、10V和10W的基本结构与实施方式1中的半导体模块10相同。
与实施方式1相同地，封装20U、20V和20W通过紧固部件50与多层基板60电连接。此外，封装20U、20V和20W并排配置，并通过紧固部件50与多层基板60物理固定。换言之，半导体模块10U、10V和10W并排配置。这里，所谓的“并排配置”是指，各半导体模块的主端子10P、主端子10N和主端子10AC配置为彼此相邻。此外，由于封装是大致长方形，所以收纳有半导体模块的各封装的长边方向上的边平行地配置的情况也被称为“并排配置”。
外部连接端子U_EXT1和U_EXT2为与封装20U电连接的外部连接端子。外部连接端子V_EXT1和V_EXT2为与封装20V电连接的外部连接端子。外部连接端子W_EXT1和W_EXT2为与封装20W电连接的外部连接端子。外部连接端子U_EXT1、U_EXT2、V_EXT1、V_EXT2、W_EXT1和W_EXT2安装在多层基板60。外部连接端子的结构与实施方式1中的外部连接端子EXT1和EXT2是相同的。
图7为表示多层基板60的第2层的图案示例的图。图7为多层基板60的第2层，封装20U的第1信号端子UGC1和第3信号端子UGC2电连接，封装20V的第1信号端子VGC1和第3信号端子VGC2电连接，封装20W的第1信号端子WGC1和第3信号端子WGC2电连接。具体地，第1信号端子连接图案SUB2_UGC1与第1信号端子UGC1电连接，第3信号端子连接图案SUB2_UGC2与第3信号端子UGC2电连接。第1信号端子连接图案SUB2_VGC1与第1信号端子VGC1电连接，第3信号端子连接图案SUB2_VGC2与第3信号端子VGC2电连接。第1信号端子连接图案SUB2_WGC1与第1信号端子WGC1电连接，第3信号端子连接图案SUB2_WGC2与第3信号端子WGC2电连接。
在第1信号端子连接图案SUB2_UGC1与第3信号端子连接图案SUB2_UGC2之间、第1信号端子连接图案SUB2_VGC1与第3信号端子连接图案SUB2_VGC2之间、第1信号端子连接图案SUB2_WGC1与第3信号端子连接图案SUB2_WGC2之间没有形成导电构件，而形成有绝缘区域SUB2_INS。通过形成绝缘区域SUB2_INS，确保了第1信号端子连接图案与第3信号端子连接图案之间的电绝缘。
在第1信号端子连接图案SUB2_UGC1与第1信号端子连接图案SUB2_VGC1之间、第1信号端子连接图案SUB2_VGC1与第1信号端子连接图案SUB2_WGC1之间没有形成导电构件，而形成有绝缘区域SUB2_INS。通过形成绝缘区域SUB2_INS，确保了U相的第1信号端子连接图案与V相的第1信号端子连接图案之间的电绝缘，并确保了V相的第1信号端子连接图案与W相的第1信号端子连接图案之间的电绝缘。
同样地，在第3信号端子连接图案SUB2_UGC2与第3信号端子连接图案SUB2_VGC2之间、第3信号端子连接图案SUB2_VGC2与第3信号端子连接图案SUB2_WGC2之间没有形成导电构件，而形成有绝缘区域SUB2_INS。通过形成绝缘区域SUB2_INS，确保了U相的第3信号端子连接图案与V相的第3信号端子连接图案之间的电绝缘，并确保了V相的第3信号端子连接图案与W相的第3信号端子连接图案之间的电绝缘。
多层基板60的未图示的第3层和第4层与图7所示的第2层相同，确保了与U相、V相以及W相的电绝缘。
用于功率转换装置2的多层基板60可以通过设置绝缘区域使同一电位的布线形成在同一层中，因此不需要为每个信号端子划分层，设计变得容易。此外，即使在存在多个半导体模块的情况下，由于也无需增加多层基板60的层的数量，因此设计变得容易。此外，由于无需增加多层基板60的层的数量，因此有抑制成本这样的效果。
如图6中所示，实施方式2所涉及的功率转换装置2将半导体模块10U、10V和10W并排配置，并且通过多层基板60相连接。以往，由于各半导体模块的信号端子和感测源极端子分别通过电缆布线来与控制电路相连接，因此针对各半导体模块分别需要6根电缆布线。并且，在存在如3相2电平逆变器电路这样的3相的半导体模块的情况下，需要18根电缆布线。但是，若是实施方式2所涉及的功率转换装置2，那么只要与外部连接端子的数量相等的电缆布线即可。即，由于可以利用6根电缆布线来与控制电路相连接，因此可以减少电缆布线的根数，并可以使功率转换装置小型化。
接着，对实施方式2所涉及的功率转换装置2的动作进行说明。控制电路通过半导体模块10U的第1信号端子GC1和第3信号端子GC2来控制半导体模块10U。此外，通过半导体模块10V的第1信号端子GC1和第3信号端子GC2来控制半导体模块10V。此外，通过半导体模块10W的第1信号端子GC1和第3信号端子GC2来控制半导体模块10W。控制电路针对半导体模块10U，10V和10W，通过使相位偏移120度来进行控制，从而能够控制U相、V相和W相这3个相。
实施方式2所涉及的功率转换装置2具有多个半导体模块，并且以第1半导体模块和第2半导体模块的第1主端子10P、第2主端子10N和第3主端子10AC彼此相邻的方式并排配置，从而可以减少与控制电路相连接的电缆布线的根数，并可以使功率转换装置小型化。
实施方式3
图8是表示实施方式3所涉及的功率转换装置3的图。在图8中，封装20U-1和20U-2并排设置。此外，设有外部连接端子U_EXT1和外部连接端子U_EXT2。此外，设有多层基板80。在封装20U-1和20U-2中，具有U相的功能的半导体模块10U-1和10U-2收纳在功率转换电路中。即，半导体模块10U-1和10U-2并排设置。封装20U-1和20U-2的基本结构与实施方式1中的封装20相同。半导体模块10U-1和10U-2的基本结构与实施方式1中的半导体模块10相同。
在图8中，在并排设置的封装20U-1和20U-2之间设有外部连接端子U_EXT1和U_EXT2，外部连接端子U_EXT1和U_EXT2安装在多层基板80。此外，并排设置的封装20U-1和20U-2通过紧固部件50与多层基板80电连接。此外，封装20U-1和20U-2并排配置，并且通过紧固部件50与多层基板80物理固定。
图9为表示多层基板80的第2层的图案示例的图。图9为多层基板80的第2层，封装20U-1和20U-2的第1信号端子UGC1和第3信号端子UGC2电连接。具体地，第1信号端子连接图案SUB2_UGC1与第1信号端子UGC1电连接，并且第3信号端子连接图案SUB2_UGC2与第3信号端子UGC2电连接。
在第1信号端子连接图案SUB2_UGC1与第3信号端子连接图案SUB2_UGC2之间没有形成导电构件，而形成有绝缘区域SUB2_INS。通过形成绝缘区域SUB2_INS，确保了第1信号端子连接图案与第3信号端子连接图案之间的电绝缘。
并排配置的封装20U-1的第1信号端子UGC1和封装20U-2的第1信号端子UGC1通过与多层基板80的第2层相连接而具有同一电位。同样，并排配置的封装20U-1和封装20U-2的第3信号端子UGC2通过与多层基板80的第2层相连接而具有同一电位。多层基板80的未图示的第3层和第4层也与图9所示的第2层同样地，与并排配置的封装20U-1和20U-2相连接，在各层中具有同一电位。
换言之，半导体模块10U-1的第1信号端子UGC1和半导体模块10U-2的第1信号端子UGC1通过与多层基板80的第2层相连接而具有同一电位。同样，并排配置的半导体模块10U-1和10U-2的第3信号端子UGC2通过与多层基板80的第2层相连接而具有同一电位。多层基板80的未图示的第3层和第4层也与图9所示的第2层同样地，与半导体模块10U-1和10U-2相连接，在各层中具有同一电位。
对于感测源极端子SS1和SS2，半导体模块10U-1或10U-2中的任一个半导体模块与多层基板相连接即可。
在图8中，通过在并排配置的封装20U-1和20U-2之间设有外部连接端子U_EXT1，可缩小在并排配置的封装20U-1的第1信号端子和外部连接端子U_EXT1之间的布线距离与在封装20U-2的第1信号端子和外部连接端子U_EXT1之间的布线距离之差。对于封装20U-1和20U-2的第2信号端子也是相同的。此外，通过在并排配置的封装20U-1和20U-2之间设有外部连接端子U_EXT2,可缩小在并排配置的封装20U-1的第3信号端子和外部连接端子U_EXT2之间的布线距离与在封装20U-2的第3信号端子和外部连接端子U_EXT2之间的布线距离之差。对于封装20U-1和20U-2的第4信号端子也相同。
如图8中所示，实施方式3所涉及的功率转换装置3将半导体模块20U-1V和20U-2并排配置，并与多层基板80相连接。以往，由于各半导体模块的信号端子和感测源极端子分别通过电缆布线来与控制电路相连接，因此针对各半导体模块分别需要6根电缆布线。并且，在配置了2个同相的半导体模块的情况下，需要12根电缆布线。但是，若是实施方式3所涉及的功率转换装置3，那么只要与外部连接端子的数量相等的电缆布线即可。即，由于可以利用2根电缆布线来与控制电路相连接，因此可以减少电缆布线的根数，并且可以使功率转换装置小型化。
此外，以往在对相同电位的端子进行布线时，由于通过电缆布线而与控制电路连接，所以布线长度产生偏差。在以下对布线长度产生偏差的问题进行说明。
例如，考虑通过半导体模块10U-1的上侧臂的半导体元件A1和半导体模块10U-2的上侧臂的半导体元件A2控制U相的上侧臂的情况。半导体元件A1和半导体元件A2因为构成同一U相的上侧臂而具有同一功能。控制电路在同一定时控制半导体元件A1和半导体元件A2。但是，即使在同一定时从控制电路输出信号，如果控制电路和半导体元件A1的电缆布线的布线长度以及控制电路和半导体元件A2的电缆布线的布线长度不同，则对于输入到半导体元件A1和半导体元件A2的控制端子的信号也会产生时间差。由于产生时间差，半导体元件A1和半导体元件A2的导通/断开的定时发生偏移。因为半导体元件A1和半导体元件A2的导通/断开的定时偏移，例如，一瞬间大量的电流流过较早导通的半导体元件中，从而发热增大。因为发热增加，存在一个半导体元件变得容易劣化这样的问题。
然而，如果是实施方式3所涉及的功率转换装置3，则在对相同电位的端子进行布线时，因为关于与控制电路相连接的电缆布线在半导体模块之间是共通的，从而不会产生由于电缆布线而引起的布线长度的偏差。由于不产生由于电缆布线而引起的布线长度的偏差，所以具有防止一个半导体元件容易劣化这样的问题的效果。
图10是表示实施方式3所涉及的功率转换装置3的关键部分结构的电路图。在图10中，半导体模块10U-1的第1信号端子GC1与半导体模块10U-2的第1信号端子GC1和外部连接端子U_EXT1相连接。半导体模块10U-1的第2信号端子SC1与半导体模块10U-2的第2信号端子SC1和外部连接端子U_EXT1相连接。半导体模块10U-1的第3信号端子GC2与半导体模块10U-2的第3信号端子GC2和外部连接端子U_EXT2相连接。半导体模块10U-1的第4信号端子SC2与半导体模块10U-2的第4信号端子SC2和外部连接端子U_EXT2相连接。
通过将半导体模块10U-1的第1信号端子GC1、半导体模块10U-2的第1信号端子GC1以及外部连接端子U_EXT1相连接，控制电路可以在同一定时对半导体模块10U-1和10U-2进行控制。
在实施方式3中,对具有U相的功能的半导体模块进行了说明，但是也能够将V相和W相设为相同的结构。此外，在实施方式3中，对2个半导体模块并排配置的情况进行了说明，但是也可以将3个以上的半导体模块并排配置。
用于功率转换装置3的多层基板80可以通过设置绝缘区域来使同一电位的布线形成在同一层中，因此不需要为每个信号端子划分层，设计变得容易。此外，即使在存在多个半导体模块的情况下，由于也无需增加多层基板80的层的数量，因此设计变得容易。此外，由于无需增加多层基板80的层的数量，因此有抑制成本这样的效果。
在实施方式3所涉及的功率转换装置3中，通过使并排配置的第1半导体模块和第2半导体模块为同一相，可减少与控制电路相连接的电缆布线的根数，可使功率转换装置小型化。
在实施方式3所涉及的功率转换装置3中，第1半导体模块和第2半导体模块的第1信号端子为相同电位，第1半导体模块和第2半导体模块的第2信号端子为相同电位，第1半导体模块和第2半导体模块的第3信号端子为相同电位，并且第1半导体模块和第2半导体模块的第4信号端子为相同电位，因此，可以减少与控制电路相连接的电缆布线的根数，并且可以使功率转换装置小型化。
在实施方式3所涉及的功率转换装置3中，第1外部连接端子和第2外部连接端子配置在并排配置的第1半导体模块和第2半导体模块之间，由此可以减小第1半导体模块和第1外部连接端子间的布线距离与第2半导体模块和第1外部连接端子间的布线距离之差，并可以减小第1半导体模块和第2外部连接端子间的布线距离与第2半导体模块和第2外部连接端子间的布线距离之差。
实施方式4
图11是表示实施方式4所涉及的功率转换装置4的图。实施方式4为在实施方式3的结构中设有扼流线圈RFC1～RFC4的结构。在图11中，并排设有封装20U-1和20U-2。此外，设有外部连接端子U_EXT1和外部连接端子U_EXT2。此外，设有多层基板90。在封装20U-1和20U-2中，具有U相的功能的半导体模块10U-1和10U-2收纳在功率转换电路中。即，半导体10U-1和10U-2并排设置。封装20U-1和20U-2的基本结构与实施方式1中的封装20相同。半导体模块10U-1和半导体模块10U-2的基本结构与实施方式1中的半导体模块10相同。
在图11中，并排设置的封装20U-1和20U-2通过紧固部件50与多层基板90电连接。此外，封装20U-1和20U-2并排配置，并且通过紧固部件50与多层基板90物理固定。
扼流线圈RFC1～RFC4安装于多层基板90，并具有抑制共模噪声等高频电流的功能。在不区分扼流线圈RFC1～RFC4时，有时称为扼流线圈RFC。
扼流线圈RFC1～RFC4例如是在1个芯体上卷绕有2根导线的结构，具有4个端子。2根导线的卷绕方向互为相反方向，相对于高频电流的共模噪声作为电感器工作，并通过高电阻化而具有抑制高频电流的功能。
扼流线圈RFC1的第1端子连接到封装20U-1的第1信号端子，扼流线圈RFC1的第2端子连接到封装20U-1的第2信号端子，并且扼流线圈RFC1的第3端子和第4端子连接到外部连接端子U_EXT1。
扼流线圈RFC2的第1端子连接到封装20U-1的第3信号端子，扼流线圈RFC2的第2端子连接到封装20U-1的第4信号端子，并且扼流线圈RFC2的第3端子和第4端子连接到外部连接端子U_EXT2。
扼流线圈RFC3的第1端子连接到封装20U-2的第1信号端子，扼流线圈RFC3的第2端子连接到封装20U-2的第2信号端子，并且扼流线圈RFC3的第3端子和第4端子连接到外部连接端子U_EXT1。
扼流线圈RFC4的第1端子连接到封装20U-2的第3信号端子，扼流线圈RFC2的第2端子连接到封装20U-2的第4信号端子，并且扼流线圈RFC4的第3端子和第4端子连接到外部连接端子U_EXT2。
图12是表示实施方式4所涉及的功率转换装置4的关键部分结构的电路图。在图12中，半导体模块10U-1和10U-2的第1～第4信号端子GC1与扼流线圈RFC1～4连接。
在图12中，扼流线圈RFC1的第1端子连接到半导体模块10U-1的第1信号端子，扼流线圈RFC1的第2端子连接到半导体模块10U-1的第2信号端子，并且扼流线圈RFC1的第3端子连接到扼流线圈RFC3的第3端子和外部连接端子U_EXT1。扼流线圈RFC1的第4端子连接到扼流线圈RFC3的第4端子和外部连接端子U_EXT1。
扼流线圈RFC2的第1端子连接到半导体模块10U-1的第3信号端子，扼流线圈RFC2的第2端子连接到半导体模块10U-1的第4信号端子，并且扼流线圈RFC2的第3端子连接到扼流线圈RFC4的第3端子和外部连接端子U_EXT2。扼流线圈RFC2的第4端子连接到扼流线圈RFC4的第4端子和外部连接端子U_EXT2。
扼流线圈RFC3的第1端子连接到半导体模块10U-2的第1信号端子，扼流线圈RFC3的第2端子连接到半导体模块10U-2的第2信号端子，并且扼流线圈RFC3的第3端子连接到扼流线圈RFC1的第3端子和外部连接端子U_EXT1。扼流线圈RFC3的第4端子连接到扼流线圈RFC1的第4端子和外部连接端子U_EXT1。
扼流线圈RFC4的第1端子连接到半导体模块10U-2的第3信号端子，扼流线圈RFC4的第2端子连接到半导体模块10U-2的第4信号端子，并且扼流线圈RFC4的第3端子连接到扼流线圈RFC2的第3端子和外部连接端子U_EXT2。扼流线圈RFC4的第4端子连接到扼流线圈RFC2的第4端子和外部连接端子U_EXT2。
如上所述，通过第1～4信号端子与扼流线圈RFC1～4连接，能够使得后述的对振动电流的抑制成为可能。
并联连接的半导体模块中，在对半导体模块进行开关时，具体地，在切换导通/断开时，产生并联间振动电流。由于并联连接的栅极电位间(源极电位间)为相同电位且低电阻，所以存在容易产生并联间振动电流，使半导体模块的开关进行误动作的情况。
图13是示出并联间振动电流的示例的图。图13为表示使半导体模块的晶体管导通时产生的振动电流的图，纵轴为漏极电流Id，横轴为时间Time。即，为表示流过半导体模块的晶体管的漏极电流的时间变化的图。在使晶体管导通之后，在图13的用虚线包围的部分中，有周期短的电流即高频电流流过，这就是振动电流。
实施方式4所涉及的功率转换装置4为在第1～4信号端子中设有扼流线圈RFC1～4的结构。扼流线圈RFC1～4由于针对高频电流具有作为高阻抗的功能，所以抑制高频电流输入第1～4信号端子。即，通过在第1～4信号端子的输入部中设有扼流线圈RFC1～4，可抑制振动电流。
设有扼流线圈RFC的场所是外部连接端子和半导体元件之间即可。此外，也可设在上侧臂或下侧臂中的任何一个。但是，为了有效抑制振动电流，如图12中所示，优选为在各半导体元件的信号端子中设置扼流电圈RFC。此外，设置扼流线圈RFC的场所优选为在各半导体元件的信号端子附近。
在实施方式4中,对具有U相的功能的半导体模块进行了说明，但是也能够将V相和W相设为相同的结构。实施方式4中，列举扼流线圈作为示例而进行了说明，但也可使用共模滤波器等。
实施方式4所涉及的功率转换装置4中，在多层基板90设置扼流线圈RFC，该扼流线圈RFC具有第1～4端子，第1端子和第2端子连接至第1半导体元件A1或第2半导体元件B1，第3端子和第4端子连接到第1外部连接端子或第2外部连接端子，因此抑制输入至第1半导体元件A1或第2半导体元件B1的振动电流。
在实施方式4所涉及的功率转换装置4中，通过在多层基板90设置：第1端子连接到第1信号端子、第2端子连接到第2信号端子、第3端子和第4端子连接到第1外部连接端子的第1扼流线圈；以及第1端子连接到第3信号端子、第2端子连接到第4信号端子、第3端子和第4端子连接至第2外部连接端子的第2扼流线圈，因此可以抑制输入至构成半导体模块的半导体元件A1和半导体元件B1的振动电流。
在实施方式4所涉及的功率转换装置4中，具有第1半导体模块和第2半导体模块，并在多层基板90设置：第1端子连接到第1半导体模块的第1信号端子、第2端子连接到第1半导体模块的第2信号端子、第3端子和第4端子连接到第1外部连接端子的第3扼流线圈；以及第1端子连接到第2半导体模块的第1信号端子、第2端子连接到第2半导体模块的第2信号端子、第3端子和第4端子连接至第1外部连接端子的第4扼流线圈，因此可以抑制输入至构成半导体模块10U-1和10U-2的上侧臂的半导体元件A1的振动电流。
在实施方式4所涉及的功率转换装置4中，具有第1半导体模块和第2半导体模块，并在多层基板90设置：第1端子连接到第1半导体模块的第3信号端子、第2端子连接到第1半导体模块的第4信号端子、第3端子和第4端子连接到第2外部连接端子的第5扼流线圈；以及第1端子连接到第2半导体模块的第3信号端子、第2端子连接到第2半导体模块的第4信号端子、第3端子和第4端子连接至第2外部连接端子的第6扼流线圈，因此可以抑制输入至构成半导体模块10U-1和10U-2的下侧臂的半导体元件B1的振动电流。
此外，本发明在其发明的范围内，能将各实施方式自由地组合，并能将实施方式进行适当地变形、省略。
标号说明
1、2、3、4 功率转换装置
D1、D2 漏极端子
S1、S2 源极端子
GC1、GC2 栅极控制端子
SC1、SC2 源极控制端子
SS1、SS2 感测源极端子
A1 第1半导体元件
B1 第2半导体元件
10P 第1主端子
10N 第2主端子
10AC 第3主端子
10、10U、10U-1、10U-2、10V、10W 半导体模块
20、20U、20U-1、20U-2、20V、20W 封装
30、60、80、90 多层基板
EXT1、EXT2、U_EXT1、U_EXT2、V_EXT1、V_EXT2、W_EXT1、W_EXT2 外部连接端子
SUB1_GC1、SUB1_GC2、SUB1_SC1、SUB1_SC2、SUB1_SS1、SUB1_SS2、SUB2_GC1、SUB2_GC2、SUB3_SC1、SUB3_SC2、SUB4_SS1、SUB4_SS2、SUB2_UGC1、SUB2_UGC2、SUB2_VGC1、SUB2_VGC2、SUB2_WGC1、SUB2_WGC2 信号端子连接图案
50、50GC1、50GC2、50SC1、50SC2、50SS1、50SS2 紧固构件
SUB2_INS、SUB3_INS、SUB4_INS 绝缘区域
RFC1、RFC2、RFC3、RFC4 扼流线圈
TH2、TH3、TH4 通孔。

Claims (12)

1.一种功率转换装置，其特征在于，包括：
半导体模块，该半导体模块具有第1主端子、第2主端子和第3主端子，并具有第1半导体元件以及第2半导体元件，所述第1半导体元件的漏极电位或集电极电位施加至所述第1主端子，栅极电位施加至第1信号端子，源极电位或发射极电位施加至第3主端子和第2信号端子，所述第2半导体元件的漏极电位或集电极电位施加至所述第3主端子，栅极电位施加至第3信号端子，源极电位或发射极电位施加至第2主端子和第4信号端子，所述第2半导体元件与所述第1半导体元件串联连接；以及
多层基板，该多层基板具有与所述第1信号端子相连接的第1布线、与所述第2信号端子相连接的第2布线、与所述第3信号端子相连接的第3布线以及与所述第4信号端子相连接的第4布线，具有连接有所述第1布线和所述第2布线的第1外部连接端子、连接有所述第3布线和所述第4布线的第2外部连接端子，所述第1布线和所述第3布线夹着绝缘区域形成于所述多层基板内的一层即第1基板层，所述第2布线和所述第4布线夹着绝缘区域形成于所述多层基板内的另一层即第2基板层。
2.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，
所述多层基板配置于所述第1主端子与所述第3主端子之间、或者配置于所述第2主端子与所述第3主端子之间。
3.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
具有多个所述半导体模块，并且以第1半导体模块和第2半导体模块的所述第1主端子、所述第2主端子和所述第3主端子彼此相邻的方式并排配置。
4.如权利要求3所述的功率转换装置，其特征在于，
所述并排配置的所述第1半导体模块和所述第2半导体模块为同一相。
5.如权利要求4所述的功率转换装置，其特征在于，
所述第1半导体模块和所述第2半导体模块的第1信号端子为相同电位，所述第1半导体模块和所述第2半导体模块的第2信号端子为相同电位，所述第1半导体模块和所述第2半导体模块的第3信号端子为相同电位，并且所述第1半导体模块和所述第2半导体模块的第4信号端子为相同电位。
6.如权利要求3至5中任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
所述第1外部连接端子和所述第2外部连接端子配置在所述并排配置的第1半导体模块和第2半导体模块之间。
7.如权利要求1或2所述的功率转换装置，其特征在于，
在所述多层基板设置扼流线圈，该扼流线圈具有第1端子、第2端子、第3端子、及第4端子，第1端子和第2端子连接到所述第1半导体元件或所述第2半导体元件，并且第3端子和第4端子连接到所述第1外部连接端子或所述第2外部连接端子。
8.如权利要求3至6中任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
在所述多层基板设置扼流线圈，该扼流线圈具有第1端子、第2端子、第3端子、及第4端子，第1端子和第2端子连接到所述第1半导体元件或所述第2半导体元件，并且第3端子和第4端子连接到所述第1外部连接端子或所述第2外部连接端子。
9.如权利要求7或8所述的功率转换装置，其特征在于，在所述多层基板设置：
第1扼流线圈，在该第1扼流线圈中，第1端子连接到所述第1信号端子，第2端子连接到所述第2信号端子，并且第3端子和第4端子连接到所述第1外部连接端子；以及
第2扼流线圈，在该第2扼流线圈中，第1端子连接到所述第3信号端子，第2端子连接到所述第4信号端子，并且第3端子和第4端子连接到所述第2外部连接端子。
10.如权利要求8所述的功率转换装置，其特征在于，
具有所述第1半导体模块和所述第2半导体模块，并且在所述多层基板设置：
第3扼流线圈，在该第3扼流线圈中，第1端子连接到所述第1半导体模块的第1信号端子，第2端子连接到所述第1半导体模块的第2信号端子，并且第3端子和第4端子连接到所述第1外部连接端子；以及
第4扼流线圈，在该第4扼流线圈中，第1端子连接到所述第2半导体模块的第1信号端子，第2端子连接到所述第2半导体模块的第2信号端子，并且第3端子和第4端子连接到所述第1外部连接端子。
11.如权利要求8或10所述的功率转换装置，其特征在于，
具有所述第1半导体模块和所述第2半导体模块，并且在所述多层基板设置：
第5扼流线圈，在该第5扼流线圈中，第1端子连接到所述第1半导体模块的第3信号端子，第2端子连接到所述第1半导体模块的第4信号端子，并且第3端子和第4端子连接到所述第2外部连接端子；以及
第6扼流线圈，在该第6扼流线圈中，第1端子连接到所述第2半导体模块的第3信号端子，第2端子连接到所述第2半导体模块的第4信号端子，并且第3端子和第4端子连接到所述第2外部连接端子。
12.如权利要求1至11中任一项所述的功率转换装置，其特征在于，
所述多层基板的所述第1布线和所述第2布线相邻形成，所述第3布线和所述第4布线相邻形成。
CN201780093164.5A 2017-07-21 2017-07-21 功率转换装置 Active CN110915120B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/026390 WO2019016929A1 (ja) 2017-07-21 2017-07-21 電力変換装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110915120A CN110915120A (zh) 2020-03-24
CN110915120B true CN110915120B (zh) 2023-02-28

Family

ID=65016458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780093164.5A Active CN110915120B (zh) 2017-07-21 2017-07-21 功率转换装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11145634B2 (zh)
JP (1) JP6766965B2 (zh)
CN (1) CN110915120B (zh)
DE (1) DE112017007768T5 (zh)
WO (1) WO2019016929A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220173043A1 (en) * 2019-03-29 2022-06-02 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor module parallel circuit and semiconductor module connection substrate

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101136625A (zh) * 2006-08-31 2008-03-05 三洋电机株式会社 半导体装置
CN102185474A (zh) * 2005-10-28 2011-09-14 日立金属株式会社 Dc-dc转换器
JP2014128066A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Mitsubishi Electric Corp 半導体モジュール
CN106169876A (zh) * 2015-05-19 2016-11-30 株式会社日立制作所 电力变换装置
CN106797171A (zh) * 2014-09-24 2017-05-31 爱信艾达株式会社 电力转换装置的控制基板

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010104135A (ja) * 2008-10-23 2010-05-06 Hitachi Ltd 電力変換装置及び車載用電機システム
WO2014014012A1 (ja) 2012-07-19 2014-01-23 三菱電機株式会社 電力用半導体モジュール
JP6044321B2 (ja) 2012-12-19 2016-12-14 富士電機株式会社 半導体モジュール
CN105103289B (zh) * 2013-05-16 2018-08-24 富士电机株式会社 半导体装置
JP6208326B2 (ja) * 2014-03-10 2017-10-04 株式会社日立製作所 電力変換ユニット、電力変換装置、および電力変換方法
JP2016046842A (ja) 2014-08-20 2016-04-04 株式会社日立製作所 電力変換装置およびそれを用いたエレベータ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102185474A (zh) * 2005-10-28 2011-09-14 日立金属株式会社 Dc-dc转换器
CN101136625A (zh) * 2006-08-31 2008-03-05 三洋电机株式会社 半导体装置
JP2014128066A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Mitsubishi Electric Corp 半導体モジュール
CN106797171A (zh) * 2014-09-24 2017-05-31 爱信艾达株式会社 电力转换装置的控制基板
CN106169876A (zh) * 2015-05-19 2016-11-30 株式会社日立制作所 电力变换装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE112017007768T5 (de) 2020-04-16
US11145634B2 (en) 2021-10-12
JP6766965B2 (ja) 2020-10-14
JPWO2019016929A1 (ja) 2019-11-07
CN110915120A (zh) 2020-03-24
WO2019016929A1 (ja) 2019-01-24
US20210143136A1 (en) 2021-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9685879B2 (en) Power semiconductor module and power conversion device
CN111033735B (zh) 半导体模块以及电力变换装置
US10134718B2 (en) Power semiconductor module
US10256640B2 (en) Semiconductor device
JP6230946B2 (ja) 電力変換装置、およびそれを搭載した鉄道車両
US10418893B2 (en) Fast-switching circuit assembly for a converter
CN110915120B (zh) 功率转换装置
JP2007185026A (ja) 電力変換装置
US9866102B2 (en) Power conversion device
US10381947B2 (en) Power conversion apparatus
CN107710576B (zh) 具有并联连接的半导体开关的功率换流器
JP2008306867A (ja) 電力変換装置および電気部品の接続方法
JP6373454B1 (ja) 電力変換装置
US11133749B2 (en) Power module for a converter of electrical magnitudes
CN109429529B (zh) 半导体装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant