CN111048491B - 电力用半导体模块以及电力变换装置 - Google Patents

电力用半导体模块以及电力变换装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111048491B
CN111048491B CN201911352122.6A CN201911352122A CN111048491B CN 111048491 B CN111048491 B CN 111048491B CN 201911352122 A CN201911352122 A CN 201911352122A CN 111048491 B CN111048491 B CN 111048491B
Authority
CN
China
Prior art keywords
terminal
wiring pattern
power semiconductor
negative
semiconductor module
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
CN201911352122.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111048491A (zh
Inventor
大开美子
中山靖
宫崎裕二
中武浩
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
Priority to CN201911352122.6A priority Critical patent/CN111048491B/zh
Publication of CN111048491A publication Critical patent/CN111048491A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111048491B publication Critical patent/CN111048491B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • H01L25/04—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 not having separate containers
    • H01L25/07—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 not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—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 not 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
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/162—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits the devices being mounted on two or more different 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
    • H02M7/42—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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0021—Side-by-side or stacked arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
    • H05K5/0065—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units wherein modules are associated together, e.g. electromechanical assemblies, modular structures
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
    • H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
    • H01L2224/321—Disposition
    • H01L2224/32151—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/32221—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/32225—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H01L2224/48139—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate with an intermediate bond, e.g. continuous wire daisy chain
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49113—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting different bonding areas on the semiconductor or solid-state body to a common bonding area outside the body, e.g. converging wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • 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
    • H01L23/49838—Geometry or layout
    • H01L23/49844—Geometry or layout for devices being provided for in H01L29/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5385—Assembly of a plurality of insulating substrates
    • 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
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1203—Rectifying Diode
    • H01L2924/12032—Schottky diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/191—Disposition
    • H01L2924/19101—Disposition of discrete passive components
    • H01L2924/19107—Disposition of discrete passive components off-chip wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/30107—Inductance

Abstract

本发明的目的在于提供能够降低上下分支之间的电感的偏差、能够降低电感的偏差所引起的电流偏差的电力用半导体模块以及电力变换装置。本发明的电力用半导体模块100具备：电路块(上下分支)101、102，将自消弧式半导体元件6串联连接而构成；正极端子11、负极端子12、以及交流端子10，与电路块101、102连接；以及布线图案3、4，连接电路块101、102的自消弧式半导体元件6和正极端子11、负极端子12、以及交流端子10，电路块101、102是多个，与多个电路块101、102对应地分别设置了多个正极端子11、负极端子12、以及交流端子10，多个正极端子11和多个负极端子12接近地配置。

Description

电力用半导体模块以及电力变换装置
本申请是同一申请人的申请日为2013年1月16日的、申请号为201710535132.8、发明名称为“电力用半导体模块以及电力变换装置”的中国发明专利申请的分案申请；而申请号为201710535132.8的中国发明专利申请又是同一申请人的申请日为2013年1月16日的、申请号为201380011905.2(PCT/JP2013/000137)、发明名称为“电力用半导体模块以及电力变换装置”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及要求小型化的逆变器等电力变换装置中使用的电力用半导体模块的小型化·低电感化技术。
背景技术
在逆变器等电力变换装置中使用的绝缘型的电力用半导体模块中，在作为散热板的金属板中隔着绝缘层形成布线图案，在其上设置有进行开关动作的电力用半导体元件。该电力用半导体元件与外部端子连接，用树脂密封。在以大电流、高电压进行开关动作的电力变换装置中，由于电力用半导体元件成为OFF(断开)时的电流的时间变化率di/dt和电力变换装置中包含的布线电感L，产生浪涌电压(ΔV＝L·di/dt)，该浪涌电压被施加到电力用半导体元件。如果布线电感L变大，则产生超过电力用半导体元件的耐压的浪涌电压，有时成为电力用半导体元件的破坏的原因。因此，作为电力变换装置，要求低电感化，在电力用半导体模块中也要求低电感化。
但是，作为电力用变换装置，为了满足必要的电流容量，选定与其相称的电力用半导体模块、或者如果没有相称的电力用半导体模块则进行电力用半导体模块的并联使用。但是，在将电力用半导体模块并联使用的情况下，为了确保绝缘距离，需要隔开模块间隔，存在占用面积(footprint)增加这样的缺点。为了解决该缺点，有在同一封装内并联地配置多个电力用半导体元件的例子(例如，参照专利文献1)。如专利文献1那样，即使为了与外部电路连接而具备多个外部端子，如果在同一封装内并联地配置了多个的多个电力用半导体元件的端子彼此在封装内一并地连接到外部端子，则几乎没有电感的降低效果，电流容量增加，并且OFF时的di/dt增加，所以很有可能浪涌电压增大，电力用半导体元件破坏。
另外，开发了如下的电力用半导体模块：与专利文献1同样地，在同一封装内并联地配置多个电力用半导体元件，具备多个外部端子，多个电力用半导体元件的端子分别在封装内连接到外部端子(例如，参照专利文献2)。进而，在专利文献2中，将用于流过主电流的外部端子的配置上下层叠，以抵消主电流产生的磁通的方式，配置引线键合，实现低电感化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3519227号公报(第3页、第2、6图)专利文献2：日本专利第3798184号公报(第6页、第8图)
发明内容
发明所要解决的技术问题
在专利文献2那样的以往的电力用半导体模块中，在外装壳体的相向的边上分别离开地配置作为通过外部汇流条并联连接的正极的两个D1端子，同样地，在外装壳体的相向的边上分别离开地配置作为通过外部汇流条并联连接的负极的两个S2端子。因此，存在如下的问题：有外部汇流条的电感变大、浪涌电压变大的危险。另外，还存在如下的问题：作为正极的D1端子和作为负极的S2端子被离开地配置，伴随外部汇流条的电感变大，在正极侧的并联电路与负极侧的并联电路之间，电感易于产生偏差，以此为原因而在电力用半导体元件流过的电流产生失衡，有对电力用半导体模块的功率循环寿命造成影响的危险。
进而，在专利文献2中，特征在于：在D1端子与S2端子之间配置了S1/D2端子，D1端子和S2端子离开。在一般经常使用在同一封装内构成了上下分支的电力用半导体模块的2电平电力变换电路中，在专利文献2记载的电力用半导体模块中，还存在如下的问题：有从正极通过负极的转流环的布线电感大，浪涌电压变大，电力用半导体元件破坏的危险。另外，在专利文献2中，层叠外部端子，降低了布线电感。但是，为了层叠外部端子，需要确保绝缘，还存在有外装壳体成为插入壳体而复杂化等成本增大的危险这样的问题。
进而，在向具有接合区域的外部端子引线键合的情况下，由于向外部端子的外装壳体的安装强度不足，产生在引线接合时不易传递力，强度变弱的风险。在该情况下，如果在引线键合中流过大电流，则接合部的电阻大，所以还存在有发热大、引线键合易于脱落、电力用半导体模块的功率循环寿命变短的危险这样的问题。另外，在专利文献2中，还存在如下的问题：在上下分支中功率半导体元件的表面和背面的正极·负极不一致，需要两种功率半导体元件，功率半导体元件的成本增大。
本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，不会增大成本，而降低电力用半导体模块的电感，进而提高电力用半导体模块的可靠性。
解决技术问题的技术方案
本发明提供一种电力用半导体模块，具备：上下分支，将自消弧式半导体元件串联连接而构成；正极侧直流端子、负极侧直流端子以及交流端子，与上下分支连接；以及布线图案，连接上下分支的自消弧式半导体元件和正极侧直流端子、负极侧直流端子以及交流端子，其特征在于，上下分支是多个，与多个上下分支对应地分别设置了多个正极侧直流端子、负极侧直流端子以及交流端子，多个正极侧直流端子和多个负极侧直流端子接近地配置。
发明效果
在本发明的电力用半导体模块中，与多个上下分支对应地分别设置了多个正极侧直流端子、负极侧直流端子以及交流端子，多个正极侧直流端子和多个负极侧直流端子接近地配置，所以各上下分支之间的与外部汇流条的连接长度的偏差变小，能够降低各上下分支之间的电感的偏差。另外，能够降低电感的偏差所引起的电流偏差，能够使电力用半导体元件中流过的电流均等化。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的电力用半导体模块的示意性俯视图。
图2是本发明的实施方式1的电力用半导体模块的等价电路图。
图3是示出本发明的实施方式1的电力用半导体模块的内部构造的示意性俯视图。
图4是图3的A1-A2的示意性截面图。
图5是图3的B1-B2的示意性截面图。
图6是本发明的实施方式1的2电平电路中的上分支自消弧式半导体元件的开关动作电路图。
图7是示出本发明的实施方式1的2电平电路中的上分支自消弧式半导体元件的开关动作时的转流环的电路图。
图8是本发明的实施方式1的电力用半导体模块的a块的等价电路图。
图9是本发明的实施方式1的另一电力用半导体模块的示意性俯视图。
图10是本发明的实施方式1的另一电力用半导体模块的示意性俯视图。
图11是示出本发明的实施方式2的电力用半导体模块的内部构造的示意性俯视图。
图12是本发明的实施方式2的电力用半导体模块的等价电路图。
图13是示出本发明的实施方式2的2电平电路中的上分支自消弧式半导体元件的开关动作时的转流环的电路图。
图14是示出本发明的实施方式3的电力用半导体模块的内部构造的示意性俯视图。
图15是示出本发明的实施方式4的电力用半导体模块的内部构造的示意性俯视图。
图16是示出本发明的实施方式5的电力用半导体模块的内部构造的示意性俯视图。
图17是示出本发明的实施方式5的2电平电路中的上分支自消弧式半导体元件的开关动作时的转流环的电路图。
图18是本本发明的实施方式6的电力变换装置的示意性俯视图。
图19是图18的示意性截面图。
符号说明
1：基体板；2：陶瓷绝缘层；3、4：布线图案；5：陶瓷绝缘基板；6：自消弧式半导体元件；7：回流二极管；8：芯片电阻；9：焊锡；10、10a、10b：交流端子；11、11a、11b：正极端子；12、12a、12b：负极端子；13、14：控制端子；13g、13ga、13gb：正极栅极控制端子；14g、14ga、14gb：负极栅极控制端子；13s、13sa、13sb：正极源极控制端子；14s、14sa、14sb：负极源极控制端子；15、16、17：引线键合；20：密封树脂；21：壳体；22：盖；23：螺母；30：正极外部汇流条；31：负极外部汇流条；32：电容器；33：控制用驱动器电路基板；40：负载；100、200、300、400、500：电力用半导体模块；101、102：电路块。
具体实施方式
实施方式1
图1是用于实施本发明的实施方式1的电力用半导体模块的示意性俯视图。另外，图2是电力用半导体模块的等价电路图。在图1、2中，在电力用半导体模块100的内部，作为电力用半导体，串联地连接两个将自消弧式半导体元件6和回流二极管7逆并联地连接了的被称为分支的并联电路，构成了上下分支、即电力变换电路的1相量。在电力变换电路的工作时，将在自消弧式半导体元件6和回流二极管7中流过的电流除去了与自消弧式半导体元件6的栅极充放电有关的电流而得到的量作为主电流。在本实施方式中，作为回流二极管，设为针对自消弧式半导体元件6以在外安装的方式设置肖特基势垒二极管等二极管元件，但回流二极管也可以是自消弧式半导体元件6的寄生二极管。
本实施方式的电力用半导体模块100是在同一壳体21(同一封装)内具备上下分支的一般称为“2in 1”(二合一)的电力用半导体模块。壳体21成为电力用半导体模块100的外形。另外，在本实施方式中称为壳体，但在对电力用半导体模块用树脂密封等形成外形那样的情况下，树脂的外周部成为壳体，起到等同的功能。如图1所示，关于壳体21，各端子伸出，但呈现大致长方体的形状，具有大致四边形的面(在图1中设置了各端子的面)。如图2的等价电路图所示，电力用半导体模块100如用单点划线包围那样，被分成两个电路块101、102。两个电路块101、102分别构成上下分支，在各电路块101、102中分别各具备1个作为正极侧直流端子的正极端子11a、11b、作为负极侧直流端子的负极端子12a、12b。在这以后，有时将两个电路块分别称为a块101、b块102。
本实施方式的电力用半导体模块100的特征在于，a块101以及b块102各自的正极端子和负极端子接近地配置。在使用外部汇流条并联地连接而使用各电路块101、102的情况下，由于正极端子11a、11b和负极端子12a、12b接近，所以各电路块101、102之间的、与外部汇流条的连接长度的偏差变小。因此，能够降低各电路块101、102之间的电感的偏差，进而能够降低电感的偏差所引起的电流偏差，能够使电力用半导体模块100的电流均等化。另外，电力用半导体模块100与外部汇流条连接而被用作电力变换装置，但外部汇流条的总长变短，所以能够对电力变换装置的电感的降低作出贡献。
图3是示出图1所示的电力用半导体模块100的内部构造的示意性俯视图。图4示出图3中的A1-A2的示意性截面图，图5示出图3中的B1-B2的示意性截面图。在本实施方式的电力用半导体模块100中，在作为对构成电力用半导体模块100的自消弧式半导体元件6和回流二极管7的发热进行散热的金属散热体的基体板1的一个面中，作为金属箔通过钎焊等被接合了的绝缘基板的陶瓷绝缘层2通过焊锡9而接合。另一方面，在陶瓷绝缘层2的与同基体板1接合了的面相向的面中，利用金属箔，通过钎焊等，接合了布线图案3、4。由接合了金属箔的陶瓷绝缘层2和布线图案3、4构成了陶瓷绝缘基板5。
在布线图案3、4的和与陶瓷绝缘层2接合的面相向的面中，通过焊锡9，接合了自消弧式半导体元件6、回流二极管7、成为自消弧式半导体元件6的栅极电阻的芯片电阻8、以及交流端子10a、10b、正极端子11a、11b、负极端子12a、12b。另外，由于在交流端子、正极端子、以及负极端子中流过大电流，所以为了与外部电路连接，一般使用螺丝。因此，在本实施方式中，在交流端子10a、10b、正极端子11a、11b、以及负极端子12a、12b中，有螺丝插入用的孔，在与其端子下相接的壳体21中埋入了螺母23。
在图3中，在壳体21中，收纳了陶瓷绝缘层2、布线图案3、4、以及作为多个上下分支的a块101、b块102。正极端子11a、11b、负极端子12a、12b、交流端子10a、10b分别被设置成，一方与布线图案3或者布线图案4连接，并且另一方在壳体21的表面露出。正极端子11a、11b、负极端子12a、12b、交流端子10a、10b经由布线图案3、4与a块101、b块102连接。与作为多个电路块的a块101、b块102对应地，分别设置了多个正极端子11a、11b、负极端子12a、12b、交流端子10a、10b。
在图3中，正极端子11a、11b和负极端子12a、12b配置于壳体21的大致四边形的面的一边。即，多个正极端子11a、11b和多个负极端子12a、12b接近地配置。另一方面，交流端子10a、10b配置于与配置了正极端子11a、11b以及负极端子12a、12b的一边相向的边。另外，各正极端子11a、11b与各负极端子12a、12b之间的平均距离比各正极端子11a、11b与各交流端子10a、10b之间的平均距离短。而且，交替配置了正极端子11a、11b和负极端子12a、12b，按照正极端子11a、负极端子12a、正极端子11b、负极端子12b的顺序排列。
自消弧式半导体元件6的未焊锡接合的面和回流二极管7的未焊锡接合的面通过引线键合15与布线图案3、4等接合。另外，芯片电阻8的未焊锡接合的面通过引线键合15与自消弧式半导体元件6的栅极电极接合。另外，壳体21在基体板1上通过粘接剂等接合，为了使电力用半导体模块100的内部绝缘，向壳体21内部注入密封树脂20。之后，如果向壳体21嵌合盖22，并用粘接剂等粘接，则成为图1那样的电力用半导体模块100。
在图3中的电力用半导体模块100中，关于构成各分支的自消弧式半导体元件6和回流二极管7，表示为针对每个分支分割了陶瓷绝缘基板5，但不是一定要分割陶瓷绝缘基板。配置于电力用半导体模块100的自消弧式半导体元件6、回流二极管7的元件数根据电力用半导体模块100的电流容量而不同，所以在元件数多的情况下，如果将陶瓷绝缘基板5设为一个，则陶瓷绝缘基板5的尺寸变大。在该情况下，产生由于与基体板1、焊锡9等电力用半导体模块100的构成部件的热膨胀率的差异而在陶瓷绝缘基板中产生断裂等可靠性的问题。因此，在元件数多的情况等下，根据电流容量，考虑陶瓷绝缘基板5的分割即可。
接下来，对使用了二合一的电力用半导体模块的2电平电路中的开关动作进行说明。图6是2电平电路中的上分支自消弧式半导体元件的开关动作电路图。使用图6所示的动作电路图，以自消弧式半导体元件是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金属-氧化物-半导体场效应晶体管)的情况为例，说明上分支(正极侧)的MOSFET进行开关的模式。
如图6(a)所示，在正侧直流母线P与负侧直流母线N之间连接了电容器32的两端，将电力用半导体模块100的正极端子11连接到正侧直流母线P，将负极端子12连接到负侧直流母线N，构成了2电平电路。图6(a)的虚线所包围的部分表示电力用半导体模块100，白圈表示交流端子10、正极端子11、负极端子12等在电力用半导体模块100的表面露出的外部端子。在图6中，用箭头在电路上重叠示出正极侧MOSFET6u进行开关时的电流路径。
在图6(a)中，在正极侧MOSFET6u是ON(导通)的情况下，电流从电容器32的正极通过正极侧MOSFET6u，通过交流端子10，经由马达等负载40，通过其它相的负极分支26d，在电容器32的负极中流过电流。由于在MOSFET的开关时电感分量对负载造成影响，所以在图6中将负载40记载为电感。另一方面，如果正极侧MOSFET6u从ON向OFF进行开关，则如图6(b)所示，在负载40中流过的电流向负极侧回流二极管7d回流。因此，正极侧MOSFET6u的TURN OFF(关断)时的转流环L1如图6(c)所示，成为从电容器32的正极通过正极侧MOSFET6u、负极侧回流二极管7d，返回到电容器32的负极这样的环路。但是，在图6中，仅记载了MOSFET、回流二极管、以及电容器，但实际上连接半导体彼此的布线的电感、电阻分量包含于电路，在该转流环L1中包括该布线电感、电阻分量。
另一方面，在负极侧MOSFET6d进行开关的情况下，与上述同样地，转流环成为从电容器32的正极通过正极侧回流二极管7u、负极侧MOSFET6d，返回到电容器32的负极这样的环路。如上所述，在自消弧式半导体元件6的TURN OFF时被施加的浪涌电压与转流环的电感Ls成比例。因此，在2电平电路中，需要使图6(c)记载的转流环L1的电感降低。作为转流环的电感主要原因，被分成连接电力用半导体模块和电容器的汇流条的电感、电容器自身的电感、电力用半导体模块内部的布线电感这3个要素。本发明涉及第3个的电力用半导体模块内部的布线电感的降低。
图7是示出2电平电路中的上分支自消弧式半导体元件的开关动作时的转流环L2的电路图。在本实施方式的电力用半导体模块100中，在模块内部将上下分支配置两个电路块的量。因此，如图7的实线所示的转流环L2那样，与两个电路块对应地形成两个路径，能够比1电路块的例子降低电感。另外，通过图7的虚线所示的交流端子10a、10b的路径也成为转流环L3。
另外，本实施方式的电力用半导体模块100的特征在于，在壳体21的一边上，像正极端子11a、负极端子12a、正极端子11b、负极端子12b那样，交替地排列正极端子和负极端子。如上所述，通过连接外部汇流条，各电路块101、102被并联连接，电力用半导体模块100的电感降低。关于端子部分的电感，在正极端子11a、11b中流过的电流的方向和在负极端子12a、12b中流过的电流的方向相反，所以通过交替配置正极端子11a、11b和负极端子12a、12b，能够进一步降低正极端子11a、11b以及负极端子12a、12b的电感。另外，在正极端子11a、11b以及负极端子12a、12b与交流端子10a、10b分离时，易于连接外部汇流条，能够在端子之间配置搭载有控制驱动器电路的控制驱动器电路基板，使电力变换装置小型化。另外，交流端子10a、10b配置于与配置了正极端子11a、11b以及负极端子12a、12b的壳体21的一边相向的边上。交流端子的数量与电流容量相配地设定即可，在本实施方式中配置了4个端子。
但是，针对各电路块101、102的每一个分开具备上下分支的自消弧式半导体元件6的控制端子13、14(正极栅极控制端子13ga、13gb、负极栅极控制端子14ga、14gb、正极源极控制端子13sa、13sb、负极源极控制端子14sa、14sb)，并且配置于壳体21的表面的剩余的两边上。在布线图案3中，为便于说明，将各电路块101、102中的连接控制端子13、14的布线图案作为控制用布线图案部。控制用布线图案部被分成正极栅极控制用布线图案部、负极栅极控制用布线图案部、正极源极控制用布线图案部、负极源极控制用布线图案部。在本实施方式中，各电路块101、102的自消弧式半导体元件6的各控制用电极与各控制用布线图案部连接，各电路块101、102的各控制用布线图案部与针对各电路块101、102的每一个在壳体21的表面设置的控制端子13、14分别连接。通过针对各电路块的每一个设置控制端子13、14，无需在壳体21内部连接控制用布线图案部，能够使模块小型化。
另外，在图2中，将在同一电路块内并联连接的自消弧式半导体元件6、回流二极管7集中记载为1个，但实际上有如图8的a块101的等价电路图所示，在同一电路块内并联地连接了自消弧式半导体元件6、回流二极管7的情况。图8是对于a块101的等价电路图，但对于b块102也是同样的。但是，不一定要并联连接多个自消弧式半导体元件6、回流二极管7，只要用自消弧式半导体元件6、回流二极管7构成各电路块，就得到本发明的效果。另外，在本实施方式中，将自消弧式半导体元件6作为MOSFET进行了说明，但即使是IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、双极型晶体管等其它自消弧式半导体元件，也得到本发明的效果。
另外，图9以及图10是另一电力用半导体模块的示意性俯视图。如图9以及图10所示，各端子的配置被配置成在壳体21的大致四边形的面上，各电路块的正极端子11a、11b和负极端子12a、12b接近。只要像这样将正极端子11a、11b和负极端子12a、12b接近地配置，就得到本发明的效果，不限于如图1所示的电力用半导体模块100那样，将正极端子11a、11b和负极端子12a、12b配置于壳体21中的某一个边上的情况。另外，即使交流端子10远离正极端子11a、11b、负极端子12a、12b，也得到本发明的效果。进而，在正极端子11a、11b以及负极端子12a、12b和交流端子10a、10b离开的情况下，易于连接外部汇流条，能够在端子之间配置搭载有控制驱动器电路的控制驱动器电路基板，使电力变换装置小型化。
另外，在本实施例中，对将a块101和b块102两个并联下的电力用半导体模块100进行了说明，但即使是并联两个以上的电路块，也得到本发明的效果。
如以上那样，与多个电路块(上下分支)101、102对应地，分别设置了多个正极端子11a、11b、负极端子12a、12b、以及交流端子10a、10b，因为多个正极端子11a、11b和多个负极端子12a、12b接近地配置，所以各电路块101、102之间与外部汇流条的连接长度的偏差变小，能够降低各电路块101、102之间的电感的偏差。另外，能够降低电感的偏差所引起的电流偏差，能够使在电力用半导体模块100中流过的电流均等化。进而，电力用半导体模块100与外部汇流条连接而被用作电力变换装置，但外部汇流条的总长变短，所以能够对电力变换装置的电感的降低作出贡献。另外，通过具备多个构成上下分支的电路块，从而能够降低电力用半导体模块的电感。进而，本实施方式的电力用半导体模块100也无需使用复杂的壳体，能够使用与以往的电力用半导体模块相同的构成要素，所以不会使成本增大，而能够实现电力用半导体模块的低电感化，能够进一步提高电力用半导体模块的可靠性。
实施方式2
图11是示出用于实施本发明的实施方式2的电力用半导体模块的内部构造的示意性俯视图。本实施方式的电力用半导体模块200相比于实施方式1的电力用半导体模块100，关于主电流流过的路径、构成部件大致相同。与实施方式1不同的点在于，将各电路块101、102中的交流端子10a、10b或者下分支的自消弧式半导体元件6和回流二极管7接合的布线图案4通过引线键合16电连接为相同的电位。
为便于说明，将在布线图案3、4中连接各电路块101、102中的交流端子10a、10b的布线图案，设为交流端子图案部4a、4b。在本实施方式中，a块101的交流端子图案部4a和b块102的交流端子图案部4b彼此在壳体21内部通过引线键合16电连接为相同的电位。
图12示出本实施方式的电力用半导体模块200的等价电路图。本实施方式的电力用半导体模块200与实施方式1同样地，其特征在于，a块101以及b块102各自的正极端子11a、11b和负极端子12a、12b接近地配置。在使用外部汇流条并联地连接而使用各电路块101、102的情况下，由于正极端子11a、11b和负极端子12a、12b接近，所以各电路块之间的与外部汇流条的连接长度的偏差变小。因此，能够降低各电路块之间的电感的偏差，进而能够降低电感的偏差所引起的电流偏差，能够使在电力用半导体模块200中流过的电流均等化。另外，电力用半导体模块200与外部汇流条连接而被用作电力变换装置，但外部汇流条的总长变短，所以能够对电力变换装置的电感的降低作出贡献。
图13是示出2电平电路中的上分支自消弧式半导体元件的开关动作时的转流环L4的电路图。在本实施方式的电力用半导体模块200中，在模块内部，将上下分支配置了两个电路块的量。因此，如图13的实线所示的转流环L4那样，与两个电路块对应地形成两个路径，能够比1电路块的例子降低电感。另外，分别接合了交流端子10、下分支的自消弧式半导体元件6以及回流二极管7的交流端子图案部4a、4b通过引线键合16将两个电路块之间电连接。因此，图13的虚线所示的路径也成为转流环L5。本实施方式的电力用半导体模块200的特征在于，两个电路块之间在电力用半导体模块内部电连接，但由于在电力用半导体模块200的内部连接，所以无需如图7所示通过交流端子10，转流环L5变小，从正极端子11b向负极端子12a流通的转流环L5(图11、图13的虚线所示的路径)的电感变小。另外，被配置成在逆方向上流过的电流路径沿着在从正极端子11b向负极端子12a流通的转流环L5中，所以能够进一步降低转流环的电感。其原因在于，与两个电路块的主电流流过的路径对应的布线图案3、4在电路块之间沿着配置正极端子11a、11b、负极端子12a、12b的壳体21的边处于大致平行移动的关系，所以能够以正极端子11b和负极端子12a的附近的布线图案4沿着的方式配置。这样，不仅通过配置两个电路块降低电感，而且还能够通过各电路块101、102之间的电连接，进一步降低电感。
另一方面，在如实施方式1的电力用半导体模块100那样，使用外部汇流条在模块的外侧连接交流端子10a、10b的情况下，交流端子自身的电感大，所以相比于图7的实线所示的转流环L2，通过图7的虚线所示的交流端子的转流环L3的电感更大。其结果是，图7的实线所示的转流环L2所致的电感占主导，所以电感的降低小，无法得到与本实施方式的电力用半导体模块200等同的效果。
另外，在本实施方式中，说明了通过引线键合16进行用于使两个电路块之间成为电气上相同的电位的连接，但只要是能够实现成为电气上相同的电位的连接的方法，也可以是其它方法，仍得到本发明的效果。另外，在本实施方式中，对a块101和b块102两个并联下的电力用半导体模块200进行了说明，但即使是并联两个以上的电路块，也得到本发明的效果。
如以上那样，各电路块101、102中的接合了交流端子10a、10b的布线图案4通过引线键合16电连接为相同的电位，所以转流环变小，能够进一步减小从正极端子11b向负极端子12a流通的转流环的电感。
实施方式3
图14是示出用于实施本发明的实施方式3的电力用半导体模块的内部构造的示意性俯视图。本实施方式的电力用半导体模块300相比于实施方式2的电力用半导体模块200，关于主电流流过的路径、构成部件大致相同。与实施方式2不同的点在于，实施方式2的电力用半导体模块200针对各电路块的每一个具备1组上下分支的控制端子(正极·负极栅极控制端子以及正极·负极源极控制端子)，相对于此，本实施方式的电力用半导体模块300在电路块之间将各电路块的自消弧式半导体元件6用的控制端子设为共用。
在各电路块101、102中共用上下分支的自消弧式半导体元件6的控制端子13、14(正极栅极控制端子13g、负极栅极控制端子14g、正极源极控制端子13s、负极源极控制端子14s)，并且配置于壳体21的表面的一边上。在布线图案3中，为便于说明，将各电路块101、102中的连接控制端子13、14的布线图案作为控制用布线图案部。控制用布线图案部被分为正极栅极控制用布线图案部、负极栅极控制用布线图案部、正极源极控制用布线图案部、负极源极控制用布线图案部。在本实施方式中，各电路块101、102的自消弧式半导体元件6的各控制用电极与各控制用布线图案部连接，在各电路块101、102之间对应的控制用布线图案部彼此在壳体21内部通过引线键合电连接为相同的电位。电连接为相同的电位的各控制用布线图案部与在壳体21的表面的一边上设置的控制端子13、14分别连接。即，多个控制用布线图案部中的一个控制用布线图案部与控制端子13、14连接。
本实施方式的电力用半导体模块300与实施方式1同样地，其特征在于，a块101以及b块102各自的正极端子和负极端子接近地配置。在使用外部汇流条并联地连接而使用各电路块101、102的情况下，正极端子和负极端子接近，所以各电路块之间的与外部汇流条的连接长度的偏差变小。因此，能够降低各电路块之间的电感的偏差，进而能够降低电感的偏差所引起的电流偏差，能够使在电力用半导体模块300中流过的电流均等化。另外，电力用半导体模块300与外部汇流条连接而被用作电力变换装置，但外部汇流条的总长变短，所以能够对电力变换装置的电感的降低作出贡献。
另外，通过引线键合16在两个电路块之间电连接布线图案4，与两个电路块的主电流流过的路径对应的布线图案3、4沿着配置了正极端子以及负极端子的壳体21的边处于大致平行移动的关系，所以与实施方式2同样地，能够降低电力用半导体模块300的电感。
但是，在本实施方式的电力用半导体模块300中，在两个电路块之间电连接自消弧式半导体元件6的栅极控制用的布线图案部。由此，其特征在于，由于主电路处于平行移动关系，所以使图14的箭头所示的主电流的方向和自消弧式半导体元件6的栅极的充放电电流的方向的关系针对全部电路块统一。即，在控制用布线图案部中流过的自消弧式半导体元件6的栅极的充放电电流的方向和在自消弧式半导体元件6中流过的主电流的方向的关系在作为多个上下分支即电路块101以及电路块102中相同。通过利用主电流所致的电磁感应，在自消弧式半导体元件6的栅极控制用的布线图案部、引线键合15等栅极充放电路径中产生电动势。因此，通过使主电流的方向和自消弧式半导体元件6的栅极的充放电电流的方向在电路块之间统一，能够针对每个电路块使向自消弧式半导体元件6的栅极的主电流的感应统一，能够降低电路块之间的电流失衡。
如以上那样，在电路块101、102之间共用各电路块101、102的自消弧式半导体元件6用的控制端子13、14，所以在各电路块101、102之间，针对自消弧式半导体元件6的栅极电极的主电流的感应一致，所以能够降低电流失衡。
实施方式4
图15是示出用于实施本发明的实施方式4的电力用半导体模块的内部构造的示意性俯视图。本实施方式的电力用半导体模块400相比于实施方式2的电力用半导体模块200，关于主电流流过的路径、构成部件大致相同。与实施方式2不同的点在于，在实施方式2的电力用半导体模块200中，a块101和b块102的配置处于大致平行移动关系，相对于此，在本实施方式的电力用半导体模块300中，a块101和b块102的配置处于大致镜面对称关系。布线图案3、4以及针对各电路块101、102的每一个设置的自消弧式半导体元件6以及二极管7被配置成在相邻的块之间成为逆方向。通过这样的配置，连接自消弧式半导体元件6以及二极管7与布线图案3、4的引线键合15中流过的电流在相邻的块之间成为逆方向。
本实施方式的电力用半导体模块400也与实施方式2同样地，通过将交流端子10、即接合下分支的半导体元件的布线图案在两个电路之间电连接，能够形成从1个电路的正极端子向另一个的电路的负极端子流通的转流环。因此，能够进一步降低电感。通过使a块101和b块102的配置成为大致镜面对称，即使针对每个电路块具备控制端子13、14，也能够使主电流的方向和自消弧式半导体元件6的栅极的充放电电流的方向针对每个电路块一致，能够降低电路块之间的电流失衡。另外，电路块不限于两个，即使是2n(n是自然数)，也能够设为大致镜面对称。但是，在未将交流端子10、即接合下分支的半导体元件的布线图案在两个电路之间电连接那样的图15中的无引线键合16的情况、或使镜面对称地配置的a块101和b块102的控制端子在块之间成为共用的情况下，也得到与实施方式1等同的效果。因此，不限于将交流端子10、即接合下分支的半导体元件的布线图案在两个电路之间电连接或针对每个电路块具备控制端子，在镜面对称地配置了a块101和b块102的情况下，通过正极端子11a、11b、负极端子12a、12b接近地配置，能够降低电感。
如以上那样，因为布线图案3、4以及针对各电路块101、102的每一个设置的自消弧式半导体元件6以及二极管7被镜面对称地配置，所以能够使主电流的方向和栅极的充放电电流的方向针对每个电路块一致，能够降低电路块之间的电流失衡。
实施方式5
图16是示出用于实施本发明的实施方式5的电力用半导体模块的内部构造的示意性俯视图。本实施方式的电力用半导体模块500相比于实施方式4的电力用半导体模块400，内部构造大致相同。与实施方式4不同的点在于，在实施方式4的电力用半导体模块中，电路块101、102中的连接负极端子的布线图案3彼此未通过引线键合等电连接，相对于此，在本实施方式的电力用半导体模块中，布线图案3彼此通过引线键合17电连接。下分支的布线图案3彼此通过引线键合17电连接为相同的电位。通过这样布线图案3彼此连接，形成图16中的实线所示那样的电流路径(虚线是实施方式4所示的电流路径)。
图17是示出2电平电路中的上分支自消弧式半导体元件的开关动作时的转流环的电路图。在本实施方式的电力用半导体模块500中，在模块内部，将上下分支配置了两个电路块的量。在实施方式4的电力用半导体模块400中有转流环L4、L5，进而在本实施方式中通过连接布线图案3彼此而追加转流环L6，可知转流环增加。转流环的电感具有电流路径越增加、值越小的倾向，本实施方式5的电力用半导体模块500能够比实施方式4的电力用半导体模块400进一步实现低电感化。另外，在图16中，在两个位置设置了将所述布线图案3电连接的引线键合17，但无需是两个位置，即使是某一个位置，仍得到本发明的效果。
另外，在本实施方式中，说明了通过引线键合17进行用于使两个电路块之间成为电气上相同的电位的连接，但只要是能够实施成为电气上相同的电位的连接的方法，也可以是其它方法，仍得到本发明的效果。另外，在本实施方式中，说明了a块101和b块102两个并联下的电力用半导体模块500，但即使是并联两个以上的电路块，仍得到本发明的效果。
如以上那样，各电路块101、102中的向负极端子12a、12b连接的下分支的布线图案3彼此通过引线键合17电连接为相同的电位，所以转流环中的电流路径增加，能够进一步减小向负极端子12a、12b流通的转流环的电感。
另外，在本实施方式5的电力变换装置中，说明了a块101和b块102的配置处于大致镜面对称关系的电力用半导体模块，但即使使用实施方式1～3的电力用半导体模块100、200、300那样的a块101和b块102的配置处于大致平行移动关系的电力用半导体模块，仍得到本发明的效果。
实施方式6
图18是用于实施本本发明的实施方式6的电力变换装置的示意性俯视图。图19是图18的示意性截面图。图18记载的电力用半导体模块100是在实施方式1中说明了的电力用半导体模块。在图18中，图示为电力用半导体模块100构成逆变器的1相，但正确的是构成3相，所以电力用半导体模块最低需要3个。3相量的电力用半导体模块100的正极端子11a、11b与负极端子12a、12b一般分别通过正极外部汇流条30和负极外部汇流条31电连接。
如实施方式1说明的那样，在电力用半导体模块100中，正极端子11a、11b以及负极端子12a、12b与交流端子10a、10b配置于相向的边。因此，电力用半导体模块100的上部的空间空开，所以能够在此处配置搭载有控制电力用半导体模块100的自消弧式半导体元件6的控制驱动器电路的控制用驱动器电路基板33。即，将控制驱动器电路基板33配置于电力用半导体模块100的表面。特别地，关于电力用半导体模块100，由于控制端子13、14是针型的结构，所以使用以能够在控制用驱动器电路基板33上将控制端子13、14焊锡接合的方式设置通孔的结构即可，但不限于此，只要是能够在电力用半导体模块100的上部配置控制用驱动器电路基板那样的其它连接方法，就得到本发明的效果。另外，在针对每个电路块具备控制端子的电力用半导体模块100中，使用驱动器电路基板、布线来连接块之间的控制端子。
另外，只要能够将控制用驱动器电路基板配置于电力用半导体模块100的上部，距控制端子13、14的距离短而噪声难以附加，自消弧式半导体元件6不易误动作，所以能够防止电力用半导体模块100的故障。进而，能够应用失效空间，所以使电力变换装置小型化。另外，在本实施方式的电力变换装置中，使用在实施方式1中说明的电力用半导体模块100进行了说明，但即使使用实施方式2～5的电力用半导体模块200、300、400、500，也得到本发明的效果。
另外，在所有实施方式中，也可以用带隙比硅大的宽能带隙半导体形成自消弧式半导体元件、回流二极管。作为宽能带隙半导体，例如，有碳化硅、氮化镓系材料或者金刚石。关于这样的用宽能带隙半导体形成了的自消弧式半导体元件、回流二极管，耐电压性更高，容许电流密度也更高，所以能够使自消弧式半导体元件、回流二极管小型化，通过使用这些小型化的自消弧式半导体元件、回流二极管，能够使嵌入了这些元件的电力用半导体模块小型化。
另外，由于电力损失低，所以能够实现开关频率的高频化，但为了进行高速开关，要求电力用半导体模块的低电感化。此处，只要在本发明的电力用半导体模块中使用宽带隙半导体，就能够抑制高速开关时的浪涌电压，所以能够实现开关频率的高频化。伴随开关频率的高频化，能够使嵌入了电力用半导体模块的电力变换装置小型化。另外，期望自消弧式半导体元件以及回流二极管这两方通过宽能带隙半导体形成，但也可以某一方的元件通过宽能带隙半导体形成，仍能够得到本发明的效果。

Claims (20)

1.一种电力用半导体模块，具备多个上下分支，所述上下分支是将正极侧开关元件和负极侧开关元件串联连接而构成的，所述正极侧开关元件是将多个自消弧式半导体元件并联连接而成的，所述负极侧开关元件是将多个自消弧式半导体元件并联连接而成的，其中，所述电力用半导体模块具备：
第1上下分支，是将第1正极侧开关元件和第1负极侧开关元件串联连接而构成的，所述第1正极侧开关元件是将多个自消弧式半导体元件并联连接而成的，所述第1负极侧开关元件是将多个自消弧式半导体元件并联连接而成的；
第2上下分支，是将第2正极侧开关元件和第2负极侧开关元件串联连接而构成的，并与所述第1上下分支并联连接，所述第2正极侧开关元件是将多个自消弧式半导体元件并联连接而成的，所述第2负极侧开关元件是将多个自消弧式半导体元件并联连接而成的；
与所述第1上下分支连接的第1正极侧直流端子、第1负极侧直流端子以及第1交流端子；
与所述第2上下分支连接的第2正极侧直流端子、第2负极侧直流端子以及第2交流端子；
第1布线图案，连接所述第1上下分支和所述第1正极侧直流端子、所述第1负极侧直流端子以及所述第1交流端子；以及
第2布线图案，连接所述第2上下分支和所述第2正极侧直流端子、所述第2负极侧直流端子以及所述第2交流端子，
所述第1布线图案具有连接所述第1上下分支和所述第1负极侧直流端子的第1负极端子图案部，
所述第2布线图案具有连接所述第2上下分支和所述第2负极侧直流端子的第2负极端子图案部，
所述第1负极端子图案部与所述第2负极端子图案部电连接，使得新形成从负极端子向正极端子流通的转流环。
2.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述电力用半导体模块的外形具有大致四边形的面，
所述第1正极侧直流端子、所述第1负极侧直流端子、所述第2正极侧直流端子和所述第2负极侧直流端子配置于所述大致四边形的面的一边，
所述第1交流端子和所述第2交流端子配置于与所述一边相向的边。
3.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述电力用半导体模块的外形具有大致四边形的面，
所述第1正极侧直流端子、所述第1负极侧直流端子、所述第1交流端子、所述第2正极侧直流端子、所述第2负极侧直流端子和所述第2交流端子配置于所述大致四边形的面内。
4.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第1正极侧直流端子与所述第1负极侧直流端子之间的距离比所述第1正极侧直流端子与所述第1交流端子之间的距离短。
5.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第1正极侧直流端子与所述第1负极侧直流端子之间的距离比所述第1负极侧直流端子与所述第1交流端子之间的距离短。
6.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
按照所述第1正极侧直流端子、所述第1负极侧直流端子、所述第2正极侧直流端子和所述第2负极侧直流端子的顺序配置。
7.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第1布线图案具有与所述第1上下分支的所述自消弧式半导体元件的控制用电极连接的第1控制用布线图案部，
所述第2布线图案具有与所述第2上下分支的所述自消弧式半导体元件的控制用电极连接的第2控制用布线图案部，
所述第1控制用布线图案部与设置于所述第1上下分支的第1控制端子连接，
所述第2控制用布线图案部与设置于所述第2上下分支的第2控制端子连接。
8.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第1布线图案具有与所述第1上下分支的所述自消弧式半导体元件的控制用电极连接的第1控制用布线图案部，
所述第2布线图案具有与所述第2上下分支的所述自消弧式半导体元件的控制用电极连接的第2控制用布线图案部，
所述第1控制用布线图案部与设置于所述第1上下分支的第1控制端子连接，
所述第2控制用布线图案部与所述第1控制用布线图案部电连接。
9.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第1布线图案具有与所述第1上下分支的所述自消弧式半导体元件的控制用电极连接的第1控制用布线图案部，
所述第2布线图案具有与所述第2上下分支的所述自消弧式半导体元件的控制用电极连接的第2控制用布线图案部，
在所述第1控制用布线图案部中流过的所述自消弧式半导体元件的栅极的充放电电流的方向和在所述自消弧式半导体元件中流过的主电流的方向的关系，与在所述第2控制用布线图案部中流过的所述自消弧式半导体元件的栅极的充放电电流的方向和在所述自消弧式半导体元件中流过的主电流的方向的关系相同。
10.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第1正极侧直流端子与所述第1负极侧直流端子之间、所述第1正极侧直流端子与所述第2负极侧直流端子之间、所述第2正极侧直流端子与所述第1负极侧直流端子之间、所述第2正极侧直流端子与所述第2负极侧直流端子之间的平均距离比所述第1正极侧直流端子与所述第1交流端子之间、所述第1正极侧直流端子与所述第2交流端子之间、所述第2正极侧直流端子与所述第1交流端子之间、所述第2正极侧直流端子与所述第2交流端子之间的平均距离短。
11.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第1正极侧直流端子与所述第1负极侧直流端子之间、所述第1正极侧直流端子与所述第2负极侧直流端子之间、所述第2正极侧直流端子与所述第1负极侧直流端子之间、所述第2正极侧直流端子与所述第2负极侧直流端子之间的平均距离比所述第1负极侧直流端子与所述第1交流端子之间、所述第1负极侧直流端子与所述第2交流端子之间、所述第2负极侧直流端子与所述第1交流端子之间、所述第2负极侧直流端子与所述第2交流端子之间的平均距离短。
12.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第1正极侧直流端子与所述第1布线图案通过第1连接部连接，
所述第1负极侧直流端子与所述第1布线图案通过第2连接部连接，
所述第1交流端子与所述第1布线图案通过第3连接部连接，
所述第1连接部与所述第2连接部之间的距离比所述第1连接部与所述第3连接部之间的距离短。
13.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第1正极侧直流端子与所述第1布线图案通过第1连接部连接，
所述第1负极侧直流端子与所述第1布线图案通过第2连接部连接，
所述第1交流端子与所述第1布线图案通过第3连接部连接，
所述第1连接部与所述第2连接部之间的距离比所述第2连接部与所述第3连接部之间的距离短。
14.根据权利要求12所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第2正极侧直流端子与所述第2布线图案通过第4连接部连接，
所述第2负极侧直流端子与所述第2布线图案通过第5连接部连接，
所述第2交流端子与所述第2布线图案通过第6连接部连接，
所述第1连接部与所述第2连接部之间以及所述第4连接部与所述第5连接部之间的平均距离比所述第1连接部与所述第3连接部之间以及所述第4连接部与所述第6连接部之间的平均距离短。
15.根据权利要求13所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第2正极侧直流端子与所述第2布线图案通过第4连接部连接，
所述第2负极侧直流端子与所述第2布线图案通过第5连接部连接，
所述第2交流端子与所述第2布线图案通过第6连接部连接，
所述第1连接部与所述第2连接部之间以及所述第4连接部与所述第5连接部之间的平均距离比所述第1连接部与所述第3连接部之间以及所述第4连接部与所述第6连接部之间的平均距离短。
16.根据权利要求12～15中的任意一项所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第2正极侧直流端子与所述第2布线图案通过第4连接部连接，
所述第2负极侧直流端子与所述第2布线图案通过第5连接部连接，
所述第2交流端子与所述第2布线图案通过第6连接部连接，
所述第1连接部与所述第2连接部之间以及所述第4连接部与所述第5连接部之间的平均距离比所述第2连接部与所述第3连接部之间以及所述第5连接部与所述第6连接部之间的平均距离短。
17.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述第1上下分支以及所述第2上下分支具有针对所述自消弧式半导体元件逆并联地连接的二极管。
18.根据权利要求17所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述二极管由带隙比硅宽的碳化硅、氮化镓材料以及金刚石中的任意一种形成。
19.根据权利要求1所述的电力用半导体模块，其特征在于，
所述自消弧式半导体元件由带隙比硅宽的碳化硅、氮化镓材料以及金刚石中的任意一种形成。
20.一种电力变换装置，其特征在于，具备权利要求1至19中的任意一项所述的电力用半导体模块和控制所述电力用半导体模块的所述自消弧式半导体元件的控制驱动器电路，
将所述控制驱动器电路配置于所述电力用半导体模块的表面。
CN201911352122.6A 2012-03-01 2013-01-16 电力用半导体模块以及电力变换装置 Active CN111048491B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911352122.6A CN111048491B (zh) 2012-03-01 2013-01-16 电力用半导体模块以及电力变换装置

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012045611 2012-03-01
JP2012-045611 2012-03-01
CN201380011905.2A CN104205330B (zh) 2012-03-01 2013-01-16 电力用半导体模块以及电力变换装置
CN201911352122.6A CN111048491B (zh) 2012-03-01 2013-01-16 电力用半导体模块以及电力变换装置
PCT/JP2013/000137 WO2013128787A1 (ja) 2012-03-01 2013-01-16 電力用半導体モジュール及び電力変換装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380011905.2A Division CN104205330B (zh) 2012-03-01 2013-01-16 电力用半导体模块以及电力变换装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111048491A CN111048491A (zh) 2020-04-21
CN111048491B true CN111048491B (zh) 2023-04-18

Family

ID=49082006

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710535132.8A Active CN107293534B (zh) 2012-03-01 2013-01-16 电力用半导体模块以及电力变换装置
CN201380011905.2A Active CN104205330B (zh) 2012-03-01 2013-01-16 电力用半导体模块以及电力变换装置
CN201911352122.6A Active CN111048491B (zh) 2012-03-01 2013-01-16 电力用半导体模块以及电力变换装置

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710535132.8A Active CN107293534B (zh) 2012-03-01 2013-01-16 电力用半导体模块以及电力变换装置
CN201380011905.2A Active CN104205330B (zh) 2012-03-01 2013-01-16 电力用半导体模块以及电力变换装置

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9979314B2 (zh)
JP (3) JP5893126B2 (zh)
KR (1) KR101755085B1 (zh)
CN (3) CN107293534B (zh)
DE (1) DE112013001234B4 (zh)
WO (1) WO2013128787A1 (zh)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015121900A1 (ja) * 2014-02-11 2015-08-20 三菱電機株式会社 電力用半導体モジュール
WO2015121899A1 (ja) * 2014-02-11 2015-08-20 三菱電機株式会社 電力用半導体モジュール
JP6246654B2 (ja) * 2014-05-08 2017-12-13 京セラ株式会社 パワー半導体モジュール
JP6245365B2 (ja) 2014-07-03 2017-12-13 日産自動車株式会社 ハーフブリッジパワー半導体モジュール及びその製造方法
DE102014219998B4 (de) * 2014-10-02 2020-09-24 Vitesco Technologies GmbH Leistungsmodul, Leistungsmodulgruppe, Leistungsendstufe sowie Antriebssystem mit einer Leistungsendstufe
JP6365209B2 (ja) * 2014-10-09 2018-08-01 株式会社デンソー 電気装置、電気装置の製造方法、および電動圧縮機
EP3226294B1 (en) * 2014-11-28 2021-04-07 Nissan Motor Co., Ltd. Half-bridge power semiconductor module and method for manufacturing same
CN110416205B (zh) * 2015-03-24 2024-01-02 株式会社东芝 半导体装置、逆变电路、驱动装置、车辆以及升降机
JP6523936B2 (ja) * 2015-03-24 2019-06-05 株式会社東芝 半導体装置、インバータ回路、駆動装置、車両、及び、昇降機
JP6589409B2 (ja) * 2015-06-24 2019-10-16 富士電機株式会社 電力変換装置
JP6582678B2 (ja) * 2015-07-27 2019-10-02 三菱電機株式会社 半導体装置
EP3178110A1 (en) * 2015-10-29 2017-06-14 ABB Schweiz AG Semiconductor module
JP2017143679A (ja) 2016-02-12 2017-08-17 三菱電機株式会社 パワーモジュール
EP3246945B1 (en) * 2016-05-19 2018-10-03 ABB Schweiz AG Power module with low stray inductance
DE112017003455T5 (de) * 2016-07-08 2019-03-28 Mitsubishi Electric Corporation Halbleitervorrichtung und Leistungsumwandlungsvorrichtung
JP6624643B2 (ja) * 2016-07-22 2019-12-25 ニチコン株式会社 半導体モジュールおよび該モジュールを用いた電力変換装置
US10727213B2 (en) * 2016-09-23 2020-07-28 Mitsubishi Electric Corporation Power semiconductor module and power semiconductor device
US10250115B2 (en) 2016-11-02 2019-04-02 Ford Global Technologies, Llc Inverter switching devices with common source inductance layout to avoid shoot-through
US10212838B2 (en) * 2017-01-13 2019-02-19 Cree Fayetteville, Inc. High power multilayer module having low inductance and fast switching for paralleling power devices
JP2018129474A (ja) * 2017-02-10 2018-08-16 株式会社東芝 半導体モジュール
EP3379710B1 (fr) * 2017-03-24 2021-10-27 Thales Convertisseur de puissance à découpage configuré pour commander au moins une phase d'un récepteur électrique polyphasé à au moins trois phases
JP6640165B2 (ja) * 2017-09-29 2020-02-05 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP2019068648A (ja) * 2017-10-02 2019-04-25 株式会社豊田自動織機 インバータ装置
US10461659B2 (en) 2017-10-10 2019-10-29 Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. Semiconductor device and power converting device
WO2019087327A1 (ja) * 2017-11-01 2019-05-09 三菱電機株式会社 半導体装置及びその製造方法、並びに自動車
JP6504585B1 (ja) * 2018-06-04 2019-04-24 三菱電機株式会社 半導体モジュール
US10985537B2 (en) 2018-09-14 2021-04-20 Ge Aviation Systems Llc Power overlay architecture
FR3092453A1 (fr) * 2019-01-31 2020-08-07 Valeo Equipements Electriques Moteur Module électronique de puissance, convertisseur de tension et système électrique
JP7309396B2 (ja) 2019-03-18 2023-07-18 株式会社東芝 半導体装置
JP7215265B2 (ja) * 2019-03-19 2023-01-31 富士電機株式会社 半導体ユニット、半導体モジュール及び半導体装置
DE102019112935B4 (de) 2019-05-16 2021-04-29 Danfoss Silicon Power Gmbh Halbleitermodul
CN110556370B (zh) * 2019-09-30 2024-03-29 桂林航天电子有限公司 微组装固体功率器件
JP2021064674A (ja) * 2019-10-11 2021-04-22 富士電機株式会社 半導体装置
JP6896831B2 (ja) * 2019-12-05 2021-06-30 三菱電機株式会社 半導体モジュールおよび電力変換装置
CN113126703B (zh) * 2020-01-14 2023-09-08 戴尔产品有限公司 电力传输系统
EP3876409A1 (en) * 2020-03-05 2021-09-08 ABB Schweiz AG Flying capacitor switching cell-system
JP7428019B2 (ja) 2020-03-06 2024-02-06 富士電機株式会社 半導体モジュール
JP7428018B2 (ja) 2020-03-06 2024-02-06 富士電機株式会社 半導体モジュール
CN111863789B (zh) * 2020-06-22 2022-04-29 扬州国扬电子有限公司 一种低电感功率模块
EP3958306A1 (de) 2020-08-19 2022-02-23 Siemens Aktiengesellschaft Leistungsmodul mit mindestens zwei auf einem substrat kontaktierten leistungshalbleiteranordnungen
US11277128B1 (en) * 2020-11-04 2022-03-15 Switch Gear Automotive LLC High current solid-state bidirectional relay
US11765815B2 (en) * 2020-12-23 2023-09-19 GM Global Technology Operations LLC Printed circuit board based solid state relay
DE102021202174A1 (de) 2021-03-05 2022-09-08 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Leistungsmodul, insbesondere für einen Wechselrichter für Elektromaschinen
JP2023182331A (ja) * 2022-06-14 2023-12-26 株式会社日立製作所 電力変換装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091897A (ja) * 1998-09-09 2000-03-31 Toshiba Corp 電力用半導体スイッチ、電力用半導体スイッチ装置、および電力変換装置
JP2000353777A (ja) * 1999-06-09 2000-12-19 Yazaki Corp パワー半導体モジュール及びその製造方法
CN101452925A (zh) * 2007-12-04 2009-06-10 富士电机电子技术株式会社 半导体器件
JP2009219273A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Nippon Inter Electronics Corp パワーモジュール
CN101615858A (zh) * 2008-06-25 2009-12-30 株式会社日立制作所 功率变换装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59304797D1 (de) 1992-08-26 1997-01-30 Eupec Gmbh & Co Kg Leistungshalbleiter-Modul
DE59509057D1 (de) 1994-11-07 2001-04-05 Eupec Gmbh & Co Kg Brücken-Modul
JP3519227B2 (ja) 1996-04-08 2004-04-12 富士電機デバイステクノロジー株式会社 半導体装置
JP3641793B2 (ja) * 1999-01-21 2005-04-27 東芝三菱電機産業システム株式会社 インバータ装置
DE10011633A1 (de) 2000-03-10 2001-09-20 Eupec Gmbh & Co Kg Anordnung zur Verschaltung von Leistungshalbleiterchips in Modulen
JP2002164503A (ja) 2001-10-19 2002-06-07 Hitachi Ltd パワー半導体装置
JP4277169B2 (ja) 2003-01-06 2009-06-10 富士電機デバイステクノロジー株式会社 電力用半導体モジュール
JP2005252305A (ja) 2005-05-16 2005-09-15 Mitsubishi Electric Corp 電力用半導体装置
JP2007011087A (ja) 2005-06-30 2007-01-18 Canon Inc 電源装置、画像形成装置
JP4567570B2 (ja) * 2005-10-17 2010-10-20 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP2009159184A (ja) 2007-12-26 2009-07-16 Hitachi Ltd フリーホイールダイオードとを有する回路装置、及び、ダイオードを用いた回路装置とそれを用いた電力変換器
JP4582161B2 (ja) * 2008-03-04 2010-11-17 株式会社豊田自動織機 電力変換装置
CN102067309B (zh) 2008-07-10 2013-08-28 三菱电机株式会社 电力用半导体模块
WO2011149017A1 (ja) 2010-05-27 2011-12-01 京セラ株式会社 半導体モジュール基板および半導体モジュール
JP4902029B1 (ja) 2010-07-01 2012-03-21 三菱電機株式会社 パワー半導体モジュール

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091897A (ja) * 1998-09-09 2000-03-31 Toshiba Corp 電力用半導体スイッチ、電力用半導体スイッチ装置、および電力変換装置
JP2000353777A (ja) * 1999-06-09 2000-12-19 Yazaki Corp パワー半導体モジュール及びその製造方法
CN101452925A (zh) * 2007-12-04 2009-06-10 富士电机电子技术株式会社 半导体器件
JP2009219273A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Nippon Inter Electronics Corp パワーモジュール
CN101615858A (zh) * 2008-06-25 2009-12-30 株式会社日立制作所 功率变换装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014225706A (ja) 2014-12-04
JP5893126B2 (ja) 2016-03-23
US20160172995A1 (en) 2016-06-16
CN104205330A (zh) 2014-12-10
DE112013001234B4 (de) 2023-02-02
CN107293534A (zh) 2017-10-24
DE112013001234T5 (de) 2015-01-08
CN107293534B (zh) 2020-06-09
JP6188902B2 (ja) 2017-08-30
US9979314B2 (en) 2018-05-22
JP6062404B2 (ja) 2017-01-18
JPWO2013128787A1 (ja) 2015-07-30
CN104205330B (zh) 2017-07-18
CN111048491A (zh) 2020-04-21
KR101755085B1 (ko) 2017-07-06
KR20140123551A (ko) 2014-10-22
WO2013128787A1 (ja) 2013-09-06
JP2017011305A (ja) 2017-01-12
US9685879B2 (en) 2017-06-20
US20150023081A1 (en) 2015-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111048491B (zh) 电力用半导体模块以及电力变换装置
JP6366612B2 (ja) 電力用半導体モジュール
EP3226294B1 (en) Half-bridge power semiconductor module and method for manufacturing same
US9704831B2 (en) Power semiconductor module
JP5841500B2 (ja) スタック型ハーフブリッジ電力モジュール
US9129932B2 (en) Semiconductor module
US9941255B2 (en) Power semiconductor module
JP6400201B2 (ja) パワー半導体モジュール
JP3941728B2 (ja) 電力用半導体装置
CN111033734A (zh) 功率转换器模块及其制造方法
CN113875006A (zh) 三电平功率模块
US20240136343A1 (en) Semiconductor module
CN215835344U (zh) 用于操作带中间电路电容器的电动车辆驱动器的功率模块
CN114144965A (zh) 电路装置
JP2013013179A (ja) ノイズ低減回路

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