CN112840547A - 控制模块以及半导体装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种控制模块以及半导体装置。控制模块具备多个电子部件、连接器以及电路基板。所述电路基板包括上臂端子连接部和下臂端子连接部。在所述电路基板的厚度方向上观察时，所述上臂端子连接部位于比所述下臂端子连接部靠第一方向的一侧且靠第二方向的一侧的位置。所述电路基板包括形成有第一配线图案的第一图案区域、形成有第二配线图案的第二图案区域以及形成有第三配线图案的第三图案区域。所述第三图案区域包含接合所述连接器的接合区域，且在所述厚度方向上观察时，位于所述第一图案区域与所述第二图案区域之间。所述接合区域在所述第一方向和所述第二方向上分别配置于所述上臂端子连接部与所述下臂端子连接部之间。

Description

控制模块以及半导体装置

技术领域

本公开涉及控制多个开关元件的动作的控制模块以及具备该控制模块的半导体装置。

背景技术

已知有将多个开关元件电接合而成的功率模块。开关元件例如是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化层半导体场效应晶体管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)等。各开关元件向其控制端子(在MOSFET的情况下为栅极端子)输入来自控制模块的控制信号，切换接通(导通状态)和断开(切断状态)。例如，在专利文献1中公开了具备功率模块以及控制模块(安装控制器的印刷基板)的电力转换装置。在该电力转换装置中，控制模块配置在功率模块的上方。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-108521号公报

发明内容

发明要解决的课题

本公开的主要课题在于，在控制具备多个开关元件的功率模块的方面，提供更优选的控制模块以及具备该控制模块的半导体装置。

用于解决课题的手段

由本公开的第一方面提供的控制模块是控制第一开关元件以及第二开关元件的动作的控制模块，该控制模块具有：多个电子部件；连接器，其被输入所述控制模块的动作电力和输入信号；以及电路基板，其安装有所述多个电子部件和所述连接器，所述电路基板包含：第一图案区域，其形成有第一配线图案；第二图案区域，其形成有第二配线图案；第三图案区域，其形成有第三配线图案；第一连接部，其与所述第一配线图案和所述第一开关元件导通；以及第二连接部，其与所述第二配线图案和所述第二开关元件导通，在厚度方向上观察时，所述第一图案区域、所述第二图案区域和所述第三图案区域彼此分离，在所述厚度方向上观察时，所述第一连接部位于比所述第二连接部靠与所述厚度方向正交的第一方向的一侧的位置，并且，在所述厚度方向上观察时，所述第一连接部位于比所述第二连接部靠与所述厚度方向和所述第一方向的双方正交的第二方向的一侧的位置，在所述厚度方向上观察时，所述第一图案区域和所述第二图案区域分别包括所述第一方向的一侧的第一端缘、所述第一方向的另一侧的第二端缘、所述第二方向的一侧的第三端缘以及所述第二方向的另一侧的第四端缘，所述第一图案区域的第一端缘位于比所述第二图案区域的第一端缘靠所述第一方向的一侧的位置，所述第一图案区域的第二端缘位于比所述第二图案区域的第二端缘靠所述第一方向的一侧的位置，所述第一图案区域的第三端缘位于比所述第二图案区域的第三端缘靠所述第二方向的一侧的位置，所述第三图案区域包括接合所述连接器的接合区域，并且在所述厚度方向上观察时位于所述第一图案区域与所述第二图案区域之间，所述接合区域在所述第一方向和所述第二方向上分别配置于所述第一连接部与所述第二连接部之间。

由本公开的第二方面提供的半导体装置包括：由所述第一方面提供的控制模块；以及功率模块，其具有所述第一开关元件和所述第二开关元件。

发明效果

根据本公开，能够在控制功率模块的方面提供更优选的控制模块。另外，能够提供具备该控制模块的半导体装置。

附图说明

图1是表示第一实施方式的半导体装置的电路结构的概要图。

图2是第一实施方式的上臂驱动电路的电路图。

图3是第一实施方式的下臂驱动电路的电路图。

图4是第一实施方式的共用电路的电路图。

图5是表示第一实施方式的功率模块的立体图。

图6是第一实施方式的电路基板上的部件布局图。

图7是第一实施方式的电路基板上的配线布局图。

图8是第一实施方式的电路基板的分解立体图。

图9是表示第一实施方式的第一配线层的俯视图。

图10是表示第一实施方式的第二配线层的俯视图。

图11是表示第一实施方式的第三配线层的俯视图。

图12是表示第一实施方式的第四配线层的俯视图。

图13是表示第一实施方式的第五配线层的俯视图。

图14是表示第一实施方式的第六配线层的俯视图。

图15是表示第二实施方式的半导体装置的电路结构的概要图。

图16是第二实施方式的上臂驱动电路的电路图。

图17是第二实施方式的下臂驱动电路的电路图。

图18是第二实施方式的共用电路的电路图。

图19是第二实施方式的电路基板上的部件布局图。

图20是第二实施方式的电路基板上的配线布局图。

图21是表示第二实施方式的第一配线层的俯视图。

图22是表示第二实施方式的第二配线层的俯视图。

图23是表示第二实施方式的第三配线层的俯视图。

图24是表示第二实施方式的第四配线层的俯视图。

图25是第三实施方式的上臂驱动电路的电路图(摘录一部分)。

图26是第三实施方式的下臂驱动电路的电路图(摘录一部分)。

图27是第三实施方式的电路基板上的部件布局图。

图28是第四实施方式的上臂驱动电路的电路图。

图29是第四实施方式的下臂驱动电路的电路图。

图30是第四实施方式的电路基板上的部件布局图。

图31是第四实施方式的电路基板上的配线布局图。

图32是第五实施方式的电路基板上的部件布局图。

图33是第五实施方式的电路基板上的配线布局图。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的控制模块以及半导体装置的优选的实施方式进行说明。在以下的说明中，对相同或类似的构成要素标注相同的附图标记，并省略其说明。本公开中的“第一”、“第二”、“第三”等用语仅用作标签，不一定意图对这些对象物附加顺序。

本公开的控制模块控制功率模块。功率模块例如用于逆变器、转换器等电力转换器。在以下的说明中，以具备功率模块和控制模块的半导体装置为例进行说明。

＜第一实施方式＞

将参照图1至图14说明本公开的第一实施方式的半导体装置A1。

图1是表示半导体装置A1的概要图。如图1所示，半导体装置A1包括功率模块PM和控制模块CM1。

功率模块PM由控制模块CM1控制，例如将直流电力转换为交流电力。功率模块PM并不限定于将直流电力转换为交流电力的DC/AC逆变器，也可以是将交流电力转换为直流电力的AC/DC转换器、将直流电力转换(降压或者升压)为直流电力的DC/DC转换器。如图1所示，功率模块PM具备开关电路SW。图1所示的功率模块PM的电路结构是一个例子。

如图1所示，开关电路SW具备2个开关元件Q1、Q2。各开关元件Q1、Q2可以与二极管反向并联连接。

如图1所示，开关元件Q1、Q2例如是MOSFET。各开关元件Q1、Q2并不限定于MOSFET，也可以是IGBT、双极晶体管等其他晶体管。各开关元件Q1、Q2的构成材料例如是SiC(碳化硅)。该构成材料不限于SiC，也可以是Si(硅)、GaN(氮化镓)或GaAs(砷化镓)等。

开关元件Q1、Q2分别包含输入信号端子、输出信号端子以及控制信号端子。在本实施方式中，开关元件Q1、Q2是MOSFET，因此，输入信号端子是漏极端子，输出信号端子是源极端子，并且，控制信号端子是栅极端子。

开关元件Q1的输入信号端子与端子P连接。端子P与外部的直流电源(省略图示)的高电位侧的连接线连接。开关元件Q1的输出信号端子与开关元件Q2的输入信号端子连接。开关元件Q1的输出信号端子和开关元件Q2的输入信号端子的连接点与2个端子O1、O2连接。2个端子O1、O2例如可以是1个端子，也可以是3个以上的端子。开关元件Q2的输出信号端子与端子N连接。端子N与外部的直流电源的低电位侧的连接线连接。因此，在开关电路SW中，将开关元件Q1作为上臂，将开关元件Q2作为下臂，串联连接。开关元件Q1、Q2的各控制信号端子与控制模块CM1连接。

控制模块CM1控制功率模块PM、特别是开关元件Q1、Q2的动作。控制模块CM1通过从图1所示的外部电源DC供给的电力进行动作。如图1所示，控制模块CM1包括上臂驱动电路10A、下臂驱动电路20A以及共用电路30A。

上臂驱动电路10A控制作为上臂的开关元件Q1的动作。上臂驱动电路10A通过向开关元件Q1的控制信号端子输入控制信号，来切换开关元件Q1的接通(导通状态)和断开(切断状态)。

下臂驱动电路20A控制作为下臂的开关元件Q2的动作。下臂驱动电路20A通过向开关元件Q2的控制信号端子输入控制信号，来切换开关元件Q2的接通(导通状态)和断开(切断状态)。

共用电路30A是在控制模块CM1中被上臂驱动电路10A以及下臂驱动电路20A共用的电路部分。

图2至图4是用于说明控制模块CM1的电路结构的图。图2表示上臂驱动电路10A的电路结构例。图3表示下臂驱动电路20A的电路结构例。图4表示共用电路30A的电路结构例。

如图2所示，上臂驱动电路10A包括绝缘电源部11、栅极驱动部12、驱动辅助部13、浪涌保护部14、短路保护部15、二次侧电源部16以及电压保护部17作为其功能结构。如图3所示，下臂驱动电路20A包括绝缘电源部21、栅极驱动部22、驱动辅助部23、浪涌保护部24、短路保护部25、二次侧电源部26以及电压保护部27作为其功能结构。

绝缘电源部11、21分别产生用于使上臂驱动电路10A、下臂驱动电路20A动作的电力。绝缘电源部11包括绝缘变压器111和电源IC112，绝缘电源部21包括绝缘变压器211和电源IC212。绝缘变压器111、211分别进行变压，并且使输入侧与输出侧绝缘。电源IC112、212分别配置在绝缘变压器111、211的输入侧(图2、图3的左侧)，在绝缘电源部11、21中进行电压的控制。

栅极驱动部12、22分别产生用于使上臂的开关元件Q1、下臂的开关元件Q2动作的控制信号。栅极驱动部12包括控制IC121，栅极驱动部22包括控制IC221。控制IC121、221都是用于控制开关元件Q1、Q2的动作的专用IC。控制IC121、221均在其内部被绝缘。因此，控制IC121、221是绝缘型的栅极驱动器IC。另外，控制IC121、221内置有米勒箝位电路。另外，在没有内置米勒箝位电路的情况下，也可以在控制IC121、221的外部设置米勒箝位电路。

驱动辅助部13、23分别辅助栅极驱动部12、22，辅助各开关元件Q1、Q2的驱动。驱动辅助部13、23分别将由栅极驱动部12、22产生的控制信号转换为适于向开关元件Q1、Q2的各控制信号端子输入的信号。然后，将该转换后的信号输出到开关元件Q1、Q2。驱动辅助部13包括电流限制电路131、晶体管132、133以及多个偏置电容器134、135，驱动辅助部23包括电流限制电路231、晶体管232、233以及多个偏置电容器234、235。

电流限制电路131、231与开关元件Q1、Q2的控制信号端子连接。如图2及图3所示，电流限制电路131、231均由多个二极管和多个电阻器的组合构成。电流限制电路131、231通过调整多个电阻器的电阻值来调整开关元件Q1、Q2的开关速度。在图2以及图3的例示中，构成为通过使用二极管，能够单独地调整开关元件Q1、Q2的接通时和断开时的各开关速度。电流限制电路131、231分别不限定于将多个二极管和多个电阻器组合的结构，也可以仅由多个电阻器或者仅由单体的电阻器构成。电流限制电路131、231是开关元件Q1、Q2的栅极电阻。

晶体管132、133是用于切换开关元件Q1的接通和断开的元件。晶体管132、133是所谓的前置驱动器。晶体管132、133通过控制IC121来控制接通和断开的切换。晶体管132、133例如如图2所示，是双极晶体管，但并不限定于此，也可以是其他晶体管。在晶体管132接通、晶体管133断开时，提高开关元件Q1的控制信号端子的电位，提高控制电压(栅极电压)。由此，开关元件Q1接通。另一方面，在晶体管132断开、晶体管133接通时，降低开关元件Q1的控制信号端子的电位，降低控制电压(栅极电压)。由此，开关元件Q1断开。

晶体管232、233是用于切换开关元件Q2的接通和断开的元件。晶体管232、233是所谓的前置驱动器。晶体管232、233通过控制IC221来控制接通和断开的切换。晶体管232、233例如如图3所示，是双极晶体管，但并不限定于此，也可以是其他晶体管。在晶体管232接通、晶体管233断开时，提高开关元件Q2的控制信号端子的电位，提高控制电压(栅极电压)。由此，开关元件Q2接通。另一方面，在晶体管232断开、晶体管233接通时，降低开关元件Q2的控制信号端子的电位，降低控制电压(栅极电压)。由此，开关元件Q2断开。

偏置电容器134、234分别供给正偏置侧的电流。偏置电容器135、235分别供给负偏置侧的电流。

在驱动辅助部13中，当开关元件Q1接通时，如上所述，晶体管132接通，晶体管133断开。此时，电流从开关元件Q1的输出信号端子通过偏置电容器134、晶体管132以及电流限制电路131(图2的上侧的二极管和多个电阻器)，流向开关元件Q1的控制信号端子。另一方面，在开关元件Q1断开时，如上所述，晶体管132断开，晶体管133接通。此时，电流从开关元件Q1的控制信号端子通过电流限制电路131(图2的下侧的二极管和多个电阻器)、晶体管133以及偏置电容器135，流向开关元件Q1的输出信号端子。在驱动辅助部23中也是同样的。

浪涌保护部14、24分别用于保护开关元件Q1、Q2的控制信号端子免受浪涌电压的影响。

短路保护部15、25分别用于开关元件Q1、Q2中的短路保护。如图2所示，短路保护部15包含2个二极管151，如图3所示，短路保护部25包含2个二极管251。通过2个电阻R1对2个二极管151的阳极侧的端子电压进行分压而得到的电压被输入到控制IC121的SCPIN端子。同样地，通过2个电阻R2对2个二极管251的阳极侧的端子电压进行分压而得到的电压被输入到控制IC221的SCPIN端子。短路保护部15、25用于控制IC121、221进行电压检测型的短路检测。例如，当在开关元件Q1、Q2中发生短路时，在开关元件Q1、Q2中流过大的电流。此时，短路保护部15、25的阳极侧的端子电压上升。因此，控制IC121、221通过监视输入到SCPIN端子的电压的值，能够检测开关元件Q1、Q2的过电流、即短路。

二次侧电源部16、26分别设置在绝缘电源部11、21的后级(图2、图3的右侧)。二次侧电源部16、26分别将绝缘电源部11、21的输出转换为适当的电压。如图2所示，二次侧电源部16包括LDO161，如图3所示，二次侧电源部26包括LDO261。LDO161、261都是低压差线性稳压器。

电压保护部17、27分别为了电源保护而监视过电压以及低电压等。当产生过电压和低电压时，电压保护部17、27使栅极驱动部12、22强制关闭控制IC121、221。如图2所示，电压保护部17包括多个比较器171，如图3所示，电压保护部27包括多个比较器271。

共用电路30A是在控制模块CM1中被上臂驱动电路10A以及下臂驱动电路20A共用的电路部分。图4表示共用电路30A的详细的电路结构。如图4所示，共用电路30A包括输入滤波器部31、一次侧电源部32、逻辑电路部33以及热敏电阻输出部34。

输入滤波器部31使从外部电源DC供给的直流电压VCC稳定。

一次侧电源部32配置在输入滤波器部31的后级(图4的右侧)。一次侧电源部32将输入滤波器部31的输出转换为适当的电压。如图4所示，一次侧电源部32包括LDO321。LDO321是低压差线性稳压器。LDO321作为逻辑电路部33等的电源发挥功能。

逻辑电路部33被输入使能信号、来自上臂驱动电路10A的故障信号、以及来自下臂驱动电路20A的故障信号等。逻辑电路部33基于被输入的信号，例如在上臂驱动电路10A成为异常状态的情况下，使下臂驱动电路20A停止。反之亦然。

热敏电阻输出部34经由端子TH1、TH2被输入来自安装于外部的热敏电阻的信号，用于检测温度异常状态。

图2～图4中的多个端子CP是用于向控制模块CM1输入控制模块CM1的动作电力及向控制模块CM1的输入信号的外部端子。多个端子CP是后述的连接器CNT1的一部分。

图5～图14是用于说明第一实施方式的半导体装置A1的器件构造的图。为了便于说明，在图5～图14中，将相互正交的3个方向定义为x方向、y方向、z方向。根据需要，将x方向的一方设为x1方向，将x方向的另一方设为x2方向。同样地，将y方向的一方设为y1方向，将y方向的另一方设为y2方向，将z方向的一方设为z1方向，将z方向的另一方设为z2方向。z方向是半导体装置A1中的厚度方向。另外，有时也将z1方向称为下，将z2方向称为上。

图5是表示功率模块PM的器件构造的立体图。如图5所示，功率模块PM在其器件构造中包括多个电力端子51、多个信号端子52、壳体53以及顶板54。在功率模块PM中内置有开关元件Q1、Q2。

多个电力端子51包括2个电源端子511、512以及2个输出端子513、514。

2个电源端子511、512与配置在半导体装置A1的外部的直流电源(省略图示)连接。2个电源端子511、512支承于壳体53。各电源端子511、512的构成材料均为例如铜的金属薄板。也可以对该金属薄板的表面实施镀镍(Ni)。电源端子511是功率模块PM的正极(P端子)。电源端子512是功率模块PM的负极(N端子)。2个电源端子511、512在y方向上相互分离地配置。各电源端子511、512均为相同形状。各电源端子511、512的一部分露出至功率模块PM的外部，且在与z方向正交的部分设置有沿z方向贯通的连接孔。在该连接孔中插入螺栓等紧固构件。另外，电源端子511在功率模块PM的内部与开关元件Q1的输入信号端子连接，电源端子512在功率模块PM的内部与开关元件Q2的输出信号端子连接。电源端子511相当于图1所示的电路结构中的端子P，电源端子512相当于图1所示的电路结构中的端子N。

2个输出端子513、514与配置在半导体装置A1的外部的电动机等负载连接。2个输出端子513、514支承于壳体53。各输出端子513、514的构成材料都是与电源端子511、512相同的金属薄板。也可以对该金属薄板的表面实施镀镍。2个输出端子513、514在x方向上位于与电源端子511、512相反的一侧。2个输出端子513、514在y方向上相互分离地配置。2个输出端子513、514也可以是未被分割为多个的单一的结构。2个输出端子513、514均为相同形状。各输出端子513、514均将其一部分露出至功率模块PM的外部，且在与z方向正交的部分设置有沿z方向贯通的连接孔。在该连接孔中插入螺栓等紧固构件。另外，输出端子513、514均与开关元件Q1的输出信号端子和开关元件Q2的输入信号端子的连接点导通。输出端子513相当于图1所示的电路结构中的端子O1，输出端子514相当于图1所示的电路结构中的端子O2。

多个信号端子52是用于控制功率模块PM的开关元件Q1、Q2的各种信号的输入端子或输出端子。多个信号端子52包括一对控制信号端子521A、521B、一对元件电流检测端子522A、522B、一对输出信号端子523A、523B、电源电流检测端子524以及2个热敏电阻端子525。

一对控制信号端子521A、521B是功率模块PM的外部连接端子的一个要素。一对控制信号端子521A、521B与控制模块CM1连接。一对控制信号端子521A、521B支承于壳体53。一对控制信号端子521A、521B各自的一部分露出至功率模块PM的外部，该露出的部分从顶板54朝向z2方向突出。一对控制信号端子521A、521B例如是以铜为构成材料的金属棒。在该金属棒的表面实施镀锡(Sn)。也可以在该金属棒的表面与镀锡之间实施镀镍。控制信号端子521A与开关元件Q1的控制信号端子(栅极端子)导通，控制信号端子521B与开关元件Q2的控制信号端子(源极端子)导通。控制信号端子521A相当于图1所示的电路结构中的端子G1，控制信号端子521B相当于图1所示的电路结构中的端子G2。

一对元件电流检测端子522A、522B是功率模块PM的外部连接端子的一个要素。一对元件电流检测端子522A、522B与控制模块CM1连接。一对元件电流检测端子522A、522B支承于壳体53。一对元件电流检测端子522A、522B均在z方向上朝向一对控制信号端子521A、521B突出的一侧突出。一对元件电流检测端子522A、522B均由基于与一对控制信号端子521A、521B相同的构成材料的金属棒构成。一对元件电流检测端子522A、522B的形状均与一对控制信号端子521A、521B的形状相同。元件电流检测端子522A与开关元件Q1的输出信号端子(源极端子)导通，元件电流检测端子522B与开关元件Q2的输出信号端子(源极端子)导通。元件电流检测端子522A相当于图1所示的电路结构中的端子S1，元件电流检测端子522B相当于图1所示的电路结构中的端子S2。

一对输出信号端子523A、523B是功率模块PM的外部连接端子的一个要素。一对输出信号端子523A、523B与控制模块CM1连接。一对输出信号端子523A、523B支承于壳体53。一对输出信号端子523A、523B均在z方向上朝向一对控制信号端子521A、521B突出的一侧突出。一对输出信号端子523A、523B均由基于与一对控制信号端子521A、521B相同的构成材料的金属棒构成。一对输出信号端子523A、523B的形状均与一对控制信号端子521A、521B的形状相同。输出信号端子523A与开关元件Q1的输出信号端子(源极端子)导通，输出信号端子523B与开关元件Q2的输出信号端子(源极端子)导通。输出信号端子523A相当于图1所示的电路结构中的端子SS1，输出信号端子523B相当于图1所示的电路结构中的端子SS2。

电源电流检测端子524是功率模块PM的外部连接端子的一个要素。电源电流检测端子524与控制模块CM1连接。电源电流检测端子524支承于壳体53。电源电流检测端子524在z方向上朝向一对控制信号端子521A、521B突出的一侧突出。电源电流检测端子524由基于与一对控制信号端子521A、521B相同的构成材料的金属棒构成。电源电流检测端子524的形状与一对控制信号端子521A、521B的形状相同。电源电流检测端子524与开关元件Q1的输入信号端子(漏极端子)导通。电源电流检测端子524相当于图1所示的电路结构中的端子DS1。

2个热敏电阻端子525是功率模块PM的外部连接端子的一个要素。2个热敏电阻端子525与控制模块CM1连接。2个热敏电阻端子525支承于壳体53。2个热敏电阻端子525均在z方向上朝向一对控制信号端子521A、521B突出的一侧突出。2个热敏电阻端子525均由基于与一对控制信号端子521A、521B相同的构成材料的金属棒构成。2个热敏电阻端子525的形状均与一对控制信号端子521A、521B的形状相同。2个热敏电阻端子525相当于图4所示的电路结构中的端子TH1、TH2。

壳体53是覆盖开关元件Q1、Q2的容器。壳体53是电绝缘构件，例如由PPS(聚苯硫醚)等具有电绝缘性且耐热性优异的合成树脂构成。

顶板54堵塞由壳体53形成的功率模块PM的内部区域。顶板54由具有电绝缘性的合成树脂构成。控制模块CM1搭载于顶板54上。

在功率模块PM中，如图5所示，控制信号端子521A、元件电流检测端子522A以及输出信号端子523A在x方向上排列，并且在俯视时配置于y1方向侧。这些端子相邻。另外，控制信号端子521A、元件电流检测端子522A以及输出信号端子523A在俯视时位于比功率模块PM的x方向的中央靠x1方向侧的位置。

在功率模块PM中，如图5所示，控制信号端子521B、元件电流检测端子522B以及输出信号端子523B在x方向上排列，并且在俯视时配置于y2方向侧。这些端子相邻。控制信号端子521B、元件电流检测端子522B以及输出信号端子523B在俯视时位于比功率模块PM的x方向的中央靠x2方向侧的位置。

在功率模块PM中，如图5所示，控制信号端子521A和控制信号端子521B在俯视时以功率模块PM的中心点P1为基准大致点对称地配置。元件电流检测端子522A和元件电流检测端子522B在俯视时，如图5所示，以功率模块PM的中心点P1为基准大致点对称地配置。输出信号端子523A和输出信号端子523B在俯视时，如图5所示，以功率模块PM的中心点P1为基准大致点对称地配置。中心点P1是通过功率模块PM的x方向两端的中点的中央线与通过y方向两端的中点的中央线的交点。

在功率模块PM中，如图5所示，电源电流检测端子524配置在功率模块PM的y1方向侧，且配置在x1方向侧。如图5所示，2个热敏电阻端子525配置于功率模块PM的y1方向侧，且配置于x2方向侧。2个热敏电阻端子525相邻。从x方向观察，控制信号端子521A、元件电流检测端子522A、输出信号端子523A、电源电流检测端子524及2个热敏电阻端子525重叠。

控制模块CM1在其器件构造中具备电路基板60、连接器CNT1和多个电子部件。多个电子部件和连接器CNT1安装于电路基板60。多个电子部件包括第一部件组、第二部件组以及第三部件组。第一部件组是构成图2所示的上臂驱动电路10A的电子部件的集合。因此，通过第一部件组来控制开关元件Q1的动作。第二部件组是构成图3所示的下臂驱动电路20A的电子部件的集合。因此，通过第二部件组来控制开关元件Q2的动作。第三部件组是构成图4所示的共用电路30A的电子部件的集合。

图6以及图7是表示控制模块CM1的器件构造的俯视图。图6表示电路基板60上的部件布局。图7表示电路基板60上的配线布局。在图7中，用假想线(虚线)表示多个电子部件以及连接器CNT1。

连接器CNT1是用于向控制模块CM1输入其动作电力以及输入信号的硬件接口。连接器CNT1搭载于电路基板60的z2方向一侧的面。连接器CNT1的外形为大致长方体。如图6所示，连接器CNT1以连接器CNT1的长边方向与电路基板60的短边方向大致相同的方式配置。在俯视时，连接器CNT1具有在y方向上延伸的矩形形状。连接器CNT1以从z2方向侧连接外部端子的方式搭载。因此，连接器CNT1的插入口朝向上方(z2方向)。

如图6所示，连接器CNT1在俯视时与电路基板60的x方向上的中央线LCx重叠，且在俯视时与电路基板60的y方向上的中央线LCy重叠。另外，连接器CNT1在俯视时与电路基板60的2个对角线LD1、LD2的交点P2重叠。在本实施方式中，电路基板60在俯视时为矩形形状，中央线LCx以及中央线LCy在俯视时通过电路基板60的2个对角线LD1、LD2的交点P2。因此，连接器CNT1在俯视时配置于电路基板60的中央。以连接器CNT1为基准，第一部件组与第二部件组大致点对称地配置。

如图6所示，绝缘电源部11在俯视时配置于电路基板60的x1方向侧且y2方向侧。在绝缘电源部11的x2方向的旁边配置有栅极驱动部12。在栅极驱动部12的y1方向侧依次配置有电压保护部17、驱动辅助部13以及浪涌保护部14。另外，在绝缘电源部11的y1方向侧配置有二次侧电源部16。

如图6所示，绝缘电源部21在俯视时配置于电路基板60的x2方向侧且y1方向侧。在绝缘电源部21的x1方向的旁边配置有栅极驱动部22。在栅极驱动部22的y2方向侧依次配置有驱动辅助部23和浪涌保护部24。另外，在绝缘电源部21的y2方向侧依次配置有二次侧电源部26以及电压保护部27。

如图6所示，短路保护部15、25在俯视时配置于电路基板60的x1方向侧且y1方向侧。

如图6和图7所示，电路基板60在俯视时呈大致矩形形状。电路基板60在俯视时具有分别沿x方向延伸的一对第一端缘60a和分别沿y方向延伸的一对第二端缘60b。各第一端缘60a比各第二端缘60b长。电路基板60是沿x方向延伸的矩形。

电路基板60是多层基板。电路基板60包含彼此隔着绝缘层而层叠的多个配线层Ly。在本实施方式中，电路基板60包括第一配线层Ly1、第二配线层Ly2、第三配线层Ly3、第四配线层Ly4、第五配线层Ly5以及第六配线层Ly6。图8是表示电路基板60的多层构造的各配线层Ly1～Ly6的分解立体图。虽然省略图示，但在这些各配线层Ly1～Ly6之间分别夹着绝缘层。第一配线层Ly1是电路基板60的z2方向侧的表层。第六配线层Ly6是电路基板60的z1方向侧的表层。

图9是表示第一配线层Ly1的俯视图。第一配线层Ly1例如如图9所示，配线被图案化。图10是表示第二配线层Ly2的俯视图。第二配线层Ly2例如如图10所示，配线被图案化。图11是表示第三配线层Ly3的俯视图。第三配线层Ly3例如如图11所示，配线被图案化。图12是表示第四配线层Ly4的俯视图。第四配线层Ly4例如如图12所示，配线被图案化。图13是表示第五配线层Ly5的俯视图。第五配线层Ly5例如如图13所示，配线被图案化。图14是表示第六配线层Ly6的俯视图。第六配线层Ly6例如如图14所示，配线被图案化。

如图6～图14所示，电路基板60包括多个端子连接部70、第一图案区域81、第二图案区域82、第三图案区域83、第一绝缘区域91以及第二绝缘区域92。

多个端子连接部70分别沿z方向贯通电路基板60，供功率模块PM的各信号端子52插通。在本实施方式中，多个端子连接部70包括一对控制信号连接部71A、71B、一对元件电流检测连接部72A、72B、一对输出信号连接部73A、73B、电源电流检测连接部74以及2个热敏电阻连接部75。将控制信号连接部71A、元件电流检测连接部72A以及输出信号连接部73A合称为上臂端子连接部70A。另外，将控制信号连接部71B、元件电流检测连接部72B以及输出信号连接部73B合称为下臂端子连接部70B。

控制信号连接部71A供控制信号端子521A插通，与开关元件Q1的控制信号端子(栅极端子)导通。控制信号连接部71A形成于第一图案区域81。与第一图案区域81导通。控制信号连接部71B供控制信号端子521B插通，与开关元件Q2的控制信号端子(栅极端子)导通。另外，控制信号连接部71B与第二图案区域82导通。控制信号连接部71A在俯视时位于比控制信号连接部71B靠x1方向且靠y1方向的位置。

元件电流检测连接部72A供元件电流检测端子522A插通，与开关元件Q1的输出信号端子(源极端子)导通。另外，元件电流检测连接部72A与第一图案区域81导通。元件电流检测连接部72B被元件电流检测端子522B插通，与开关元件Q2的输出信号端子(源极端子)导通。另外，元件电流检测连接部72B与第二图案区域82导通。元件电流检测连接部72A在俯视时位于比元件电流检测连接部72B靠x1方向且靠y1方向的位置。

输出信号连接部73A供输出信号端子523A插通，与开关元件Q1的输出信号端子(源极端子)导通。另外，输出信号连接部73A与第一图案区域81导通。输出信号连接部73B供输出信号端子523B插通，与开关元件Q2的输出信号端子(源极端子)导通。另外，输出信号连接部73B与第二图案区域82导通。输出信号连接部73A在俯视时位于比输出信号连接部73B靠x1方向且靠y1方向的位置。

电源电流检测连接部74供电源电流检测端子524插通，与开关元件Q1的输入信号端子(漏极端子)导通。电源电流检测连接部74在俯视时配置于电路基板60中的靠x1方向且靠y1方向的位置。如图6所示，短路保护部15、25配置在电源电流检测连接部74的附近。由于能够对电源电流检测连接部74施加高电压，所以构成短路保护部15、25的二极管151、251利用耐电压比较高的二极管。

2个热敏电阻连接部75分别供2个热敏电阻端子525一个个地插通。2个热敏电阻连接部75与第三图案区域83导通。2个热敏电阻连接部75在x方向上排列。2个热敏电阻连接部75配置于电路基板60中的靠x2方向且靠y1方向的位置。

在控制模块CM1中，从x方向观察，控制信号连接部71A、元件电流检测连接部72A、输出信号连接部73A、电源电流检测连接部74以及2个热敏电阻连接部75重叠。

在控制模块CM1中，上臂端子连接部70A(控制信号连接部71A、元件电流检测连接部72A以及输出信号连接部73A)沿着电路基板60的y1方向侧的第一端缘60a配置。下臂端子连接部70B(控制信号连接部71B、元件电流检测连接部72B以及输出信号连接部73B)沿着电路基板60的y2方向侧的第一端缘60a配置。

在控制模块CM1中，控制信号连接部71A、元件电流检测连接部72A以及输出信号连接部73A在x方向上相邻。元件电流检测连接部72A和输出信号连接部73A隔着控制信号连接部71A配置在相反侧。元件电流检测连接部72A位于比控制信号连接部71A靠x2方向侧的位置，输出信号连接部73A位于比控制信号连接部71A靠x1方向侧的位置。另外，控制信号连接部71A、元件电流检测连接部72A以及输出信号连接部73A位于x方向上的比电路基板60的中央线LCx靠x1方向侧的位置。

在控制模块CM1中，控制信号连接部71B、元件电流检测连接部72B以及输出信号连接部73B在x方向上相邻。元件电流检测连接部72B和输出信号连接部73B隔着控制信号连接部71B配置在相反侧。元件电流检测连接部72B位于比控制信号连接部71B靠x1方向侧的位置，输出信号连接部73B位于比控制信号连接部71B靠x2方向侧的位置。另外，控制信号连接部71B、元件电流检测连接部72B以及输出信号连接部73B在x方向上位于比电路基板60的中央线LCx靠x2方向侧的位置。

第一图案区域81、第二图案区域82以及第三图案区域83在俯视时相互分离。在第一图案区域81形成有第一配线图案。在第二图案区域82形成有第二配线图案。在第三图案区域83形成有第三配线图案。第一图案区域81、第二图案区域82以及第三图案区域83跨越各配线层Ly1～Ly6，第一配线图案、第二配线图案以及第三配线图案分别形成于各配线层Ly1～Ly6。第一配线图案、第二配线图案以及第三配线图案在各配线层Ly1～Ly6之间的绝缘层中，例如通过设置于各绝缘层的通孔而导通。第一配线图案、第二配线图案以及第三配线图案例如在图14所示的第六配线层Ly6中是实心图案。该实心图案(第六配线层Ly6中的第一配线图案、第二配线图案以及第三配线图案)可以接地，也可以不接地。第一配线图案、第二配线图案以及第三配线图案分别在各配线层Ly1～Ly6中不需要是连续的1个物体，也可以构成为包含相互分离的多个金属层。例如，在图12所示的第四配线层Ly4中，第一配线图案、第二配线图案以及第三配线图案被分割为多个金属层，通过这些金属层将电气路径图案化。

在第一图案区域81配置有上述第一部件组的一部分。该第一部件组的一部分与第一配线图案导通。第一图案区域81在俯视时位于电路基板60的x1方向侧且y1方向侧。如图7所示，第一图案区域81包括第一端缘811、第二端缘812、第三端缘813以及第四端缘814。

第一端缘811是俯视时的x1方向侧的端缘。第二端缘812是俯视时的x2方向侧的端缘。第三端缘813是俯视时的y1方向侧的端缘。第四端缘814是俯视时的y2方向侧的端缘。

在第二图案区域82配置有上述第二部件组的一部分。该第二部件组的一部分与第二配线图案导通。第二图案区域82在俯视时形成于电路基板60的x2方向侧且y2方向侧。如图7所示，第二图案区域82包括第一端缘821、第二端缘822、第三端缘823以及第四端缘824。

第一端缘821是俯视时的x1方向侧的端缘。第二端缘822是俯视时的x2方向侧的端缘。第三端缘823是俯视时的y1方向侧的端缘。第四端缘824是俯视时的y2方向侧的端缘。

在第三图案区域83配置有第一部件组的一部分、第二部件组的一部分以及上述第三部件组。这些第一部件组的一部分、第二部件组的一部分及第三部件组与第三配线图案导通。第三图案区域83在沿着电路基板60的对角线LD1的方向上延伸。如图7所示，第三图案区域83包括第一部831、第二部832以及第三部833。

第一部831是配置于比第一图案区域81的第四端缘814靠y2方向的部分。在本实施方式中，第一部831的x方向的尺寸比y方向的尺寸大。从x方向观察，第一部831与第二图案区域82重叠。第一部831在俯视时位于电路基板60中的x1方向侧且y2方向侧。

第二部832是配置于比第二图案区域82的第三端缘823靠y1方向的部分。在本实施方式中，第二部832的x方向的尺寸比y方向的尺寸大。从x方向观察，第二部832与第一图案区域81重叠。第二部832在俯视时位于电路基板60中的x2方向侧且y2方向侧。在第二部832安装有一次侧电源部32、逻辑电路部33以及热敏电阻输出部34。

第三部833是与第一部831和第二部832相连的部分。在本实施方式中，第三部833的y方向的尺寸比x方向的尺寸大。第三部833在俯视时位于电路基板60中的x方向以及y方向的各中央部分。第三部833包括接合区域834。

接合区域834是供连接器CNT1接合的区域。接合区域834在俯视时与第三部833重叠。接合区域834在俯视时与电路基板60的2个对角线LD1、LD2的交点P2重叠。在本实施方式中，特别是在俯视时，接合区域834的中心与该对角线LD1、LD2的交点P2大致一致。

在控制模块CM1中，第一图案区域81的第一端缘811位于比第二图案区域82的第一端缘821靠x1方向侧的位置。第一图案区域81的第二端缘812位于比第二图案区域82的第二端缘822靠x1方向侧的位置。第一图案区域81的第三端缘813位于比第二图案区域82的第三端缘823靠y1方向侧的位置。第一图案区域81的第四端缘814位于比第二图案区域82的第四端缘824靠y1方向侧的位置。

如图7所示，在控制模块CM1中，上臂端子连接部70A在俯视时与第一图案区域81重叠。如图7所示，上臂端子连接部70A在俯视时配置于第一图案区域81中的在x方向上靠近第二端缘812的位置。另外，上臂端子连接部70A在俯视时配置于第一图案区域81中的在y方向上靠近第三端缘813的位置。如图7所示，下臂端子连接部70B在俯视时与第二图案区域82重叠。如图7所示，下臂端子连接部70B在俯视时配置于第二图案区域82中的在x方向上靠近第一端缘821的位置。另外，下臂端子连接部70B在俯视时配置于第二图案区域82中的在y方向上靠近第四端缘824的位置。

在控制模块CM1中，第一图案区域81的第二端缘812在俯视时位于比第二图案区域82的第一端缘821靠x1方向的位置。在本实施方式中，第一图案区域81的第二端缘812位于比电路基板60的x方向的中央线LCx靠x1方向侧的位置。第二图案区域82的第一端缘821位于比电路基板60的x方向的中央线LCx靠x2方向侧的位置。因此，第一图案区域81和第二图案区域82在x方向上隔着中央线LCx而彼此形成在相反侧。在本实施方式中，在俯视时，连结接合区域834的x方向的中央的直线与中央线LCx大致一致，因此第一图案区域81和第二图案区域82在x方向上隔着连结接合区域834的x方向的中央的直线而相互配置于相反侧。

在控制模块CM1中，第一图案区域81的第四端缘814及第二图案区域82的第三端缘823均在x方向上观察时与第三部833重叠，特别是与接合区域834重叠。

第一绝缘区域91是将第一图案区域81和第三图案区域83绝缘的区域。第一绝缘区域91形成于各配线层Ly1～Ly6。形成于各配线层Ly1～Ly6的多个第一绝缘区域91在俯视时相互重叠。

第二绝缘区域92是将第二图案区域82和第三图案区域83绝缘的区域。第二绝缘区域92形成于各配线层Ly1～Ly6。形成于各配线层Ly1～Ly6的多个第二绝缘区域92在俯视时相互重叠。

如图6所示，在控制模块CM1中，浪涌保护部14配置于上臂端子连接部70A(控制信号连接部71A、元件电流检测连接部72A以及输出信号连接部73A)的附近。同样地，如图6所示，浪涌保护部24配置于下臂端子连接部70B(控制信号连接部71B、元件电流检测连接部72B以及输出信号连接部73B)的附近。

在控制模块CM1中，驱动辅助部13和驱动辅助部23在俯视时以连接器CNT1(接合区域834)为基准大致点对称地配置。同样地，绝缘变压器111和绝缘变压器211、以及控制IC121和控制IC221以连接器CNT1(接合区域834)为基准大致点对称地配置。

在控制模块CM1中，在上臂端子连接部70A与控制IC121之间配置有驱动辅助部13以及浪涌保护部14。驱动辅助部13和浪涌保护部14均配置在比栅极驱动部12靠近上臂端子连接部70A的位置。如图6所示，浪涌保护部14配置在比驱动辅助部13更靠近上臂端子连接部70A的位置。在下臂端子连接部70B与控制IC221之间配置有驱动辅助部23和浪涌保护部24。驱动辅助部23和浪涌保护部24均配置在比栅极驱动部22更靠近下臂端子连接部70B的位置。如图6所示，浪涌保护部24配置在比驱动辅助部23更靠近下臂端子连接部70B的位置。

如图6所示，在控制模块CM1中，在俯视时，电流限制电路131配置于上臂端子连接部70A与晶体管132、133之间。另外，偏置电容器134、135配置在电流限制电路131和晶体管132、133双方的附近。同样地，如图6所示，电流限制电路231在俯视时配置在下臂端子连接部70B与晶体管232、233之间。另外，偏置电容器234、235配置在电流限制电路231以及晶体管232、233双方的附近。

如图7所示，在控制模块CM1中，绝缘变压器111以及控制IC121分别在俯视时与第一图案区域81、第三图案区域83以及第一绝缘区域91重叠。因此，以跨越第一图案区域81和第三图案区域83的方式配置。此时，绝缘变压器111和控制IC121隔着其内部的绝缘的部分，一侧与第一配线图案连接，另一侧与第三配线图案连接。同样地，绝缘变压器211和控制IC221在俯视时分别与第二图案区域82、第三图案区域83和第二绝缘区域92重叠。因此，以跨越第二图案区域82和第三图案区域83的方式配置。此时，绝缘变压器211和控制IC221隔着其内部的绝缘部分，一侧与第二配线图案连接，另一侧与第三配线图案连接。

接着，对第一实施方式的控制模块CM1的作用效果进行说明。

在控制模块CM1中，上臂端子连接部70A在俯视时位于比下臂端子连接部70B靠x1方向的位置，且位于比下臂端子连接部70B靠y1方向的位置。另外，第一图案区域81的第一端缘811位于比第二图案区域82的第一端缘821靠x1方向的位置，第一图案区域81的第二端缘812位于比第二图案区域82的第二端缘822靠x1方向的位置，第一图案区域81的第三端缘813位于比第二图案区域82的第三端缘823靠y1方向的位置，第一图案区域81的第四端缘814位于比第二图案区域82的第四端缘824靠y1方向的位置。并且，接合连接器CNT1的接合区域834在x方向和y方向上分别位于上臂端子连接部70A与下臂端子连接部70B之间。通过采用该结构，在俯视时，能够以连接器CNT1为基准而大致对称地配置构成上臂驱动电路10A的第一部件组和构成下臂驱动电路20A的第二部件组。由此，能够减小从上臂驱动电路10A到上臂端子连接部70A的配线距离与从下臂驱动电路20A到下臂端子连接部70B的配线距离的距离差。因此，能够抑制上臂驱动电路10A和下臂驱动电路20A中的配线阻抗的偏差。

与本公开的控制模块CM1不同，在连接器CNT1配置于电路基板60的端缘(第一端缘60a或者第二端缘60b中的任一个)附近的情况下，在与图5所示的功率模块PM一起使用时，从连接器CNT1到各端子连接部(与上臂端子连接部70A、下臂端子连接部70B对应)的距离差可能变大。因此，配线阻抗的偏差变大。根据控制模块CM1，在与图5所示的功率模块PM一起使用的情况下，能够有效地抑制上臂驱动电路10A和下臂驱动电路20A中的配线阻抗的偏差。

根据控制模块CM1，如图6所示，在俯视时，将驱动辅助部13配置在上臂端子连接部70A的附近。由此，能够缩短开关元件Q1接通时的通过驱动辅助部13的电流路径和开关元件Q1断开时的通过驱动辅助部13的电流路径。因此，在上臂驱动电路10A中，能够抑制开关元件Q1的接通和断开的切换的动作延迟。特别是在使用了SiC的MOSFET作为开关元件Q1的情况下，其响应性高。因此，若电流路径长，则开关元件Q1的接通与断开的切换动作的延迟变得显著。因此，通过缩短上述电流路径，能够抑制动作延迟，缩短开关元件Q1的切换时间。并且，根据控制模块CM1，在驱动辅助部13中，如图6所示，在晶体管132、133与上臂端子连接部70A之间配置有电流限制电路131。通过采用该结构，在缩短通过驱动辅助部13的上述电流路径方面成为更优选的方式。

根据控制模块CM1，如图6所示，在俯视时，将驱动辅助部23配置在下臂端子连接部70B的附近。由此，能够缩短开关元件Q2接通时的通过驱动辅助部23的电流路径和开关元件Q2断开时的通过驱动辅助部23的电流路径。因此，在下臂驱动电路20A中，能够抑制开关元件Q2的接通和断开的切换的动作延迟。特别是在使用了SiC的MOSFET作为开关元件Q2的情况下，其响应性高。因此，若电流路径长，则开关元件Q2的接通与断开的切换动作的延迟变得显著。因此，通过缩短上述电流路径，能够抑制动作延迟，缩短开关元件Q2的切换时间。并且，根据控制模块CM1，在驱动辅助部23中，如图6所示，在晶体管232、233与下臂端子连接部70B之间配置有电流限制电路231。通过采用该结构，在缩短通过驱动辅助部23的上述电流路径方面成为更优选的方式。

根据控制模块CM1，第一部件组中的浪涌保护部14配置在最靠近上臂端子连接部70A的位置。即，浪涌保护部14与上臂端子连接部70A的配线距离短。在浪涌保护部14对浪涌电压的保护中，优选缩短浪涌保护部14与开关元件Q1的配线距离。因此，控制模块CM1能够成为在保护开关元件Q1免受浪涌电压的影响方面优选的部件配置。同样地，第二部件组中的浪涌保护部24配置在最靠近下臂端子连接部70B的位置。即，浪涌保护部24与下臂端子连接部70B的配线距离短。在浪涌保护部24对浪涌电压的保护中，优选缩短浪涌保护部24与开关元件Q2的配线距离。因此，控制模块CM1能够成为在保护开关元件Q2免受浪涌电压的影响方面优选的部件配置。

根据控制模块CM1，第三图案区域83包含第一部831及第二部832。第一部831配置于第一图案区域81的第四端缘814的y2方向侧，第二部832配置于第二图案区域82的第三端缘823的y1方向侧。通过采用该结构，能够将绝缘变压器111和绝缘变压器211、以及控制IC121和控制IC221在俯视时以连接器CNT1为基准大致点对称地配置。

根据控制模块CM1，形成于各配线层Ly1～Ly6的第一绝缘区域91在俯视时相互重叠，形成于各配线层Ly1～Ly6的第二绝缘区域92也在俯视时相互重叠。通过采用该结构，在各配线层Ly1～Ly6的任一个中，第一图案区域81、第二图案区域82以及第三图案区域83都分离。因此，能够抑制在形成于第一图案区域81的第一配线图案、形成于第二图案区域82的第二配线图案以及形成于第三图案区域83的第三配线图案之间意外的短路。

＜第二实施方式＞

参照图15～图24说明本公开的第二实施方式的半导体装置A2。

图15是表示半导体装置A2的概要图。如图15所示，半导体装置A2具备功率模块PM及控制模块CM2。半导体装置A2与半导体装置A1相比，不同之处在于包括控制模块CM2而不是控制模块CM1。

控制模块CM2在其电路结构中包括上臂驱动电路10B、下臂驱动电路20B以及共用电路30B。

图16～图18是用于说明控制模块CM2的电路结构的图。图16表示上臂驱动电路10B的电路结构例。图17表示下臂驱动电路20B的电路结构例。图18表示共用电路30B的电路结构例。

如图16所示，上臂驱动电路10B与上臂驱动电路10A相比，主要在包含控制IC122而不是控制IC121这一点、以及还包含米勒箝位部18这一点上不同。如图17所示，下臂驱动电路20B与下臂驱动电路20A相比，主要在包含控制IC222而不是控制IC221这一点、以及还包含米勒箝位部28这一点上不同。

控制IC122、222与控制IC121、221同样，是用于控制开关元件Q1、Q2的动作的专用IC。但是，控制IC121、221内置有米勒箝位电路，与此相对，控制IC122、222未内置米勒箝位电路，对设置于控制IC122、222的外部的米勒箝位电路(米勒箝位部18、28)进行控制。

米勒箝位部18、28抑制开关元件Q1、Q2的误动作。该误动作例如是栅极误接通动作。栅极误接通动作是指，由于在上臂的开关元件Q1的控制信号端子的电压(栅极电压)中产生振铃，或者产生下臂的开关元件Q2的控制信号端子的电压(栅极电压)的上升，使得开关元件Q1、Q2进行误动作的现象。即，米勒箝位部18、28抑制栅极误接通动作。米勒箝位部18包括晶体管181，米勒箝位部28包括晶体管281。

晶体管181、281例如是MOSFET。晶体管181、281连接在开关元件Q1、Q2的控制信号端子与输出信号端子之间。关于晶体管181、281，如图16以及图17所示，晶体管181、281的栅极端子与控制IC122、222(各OUT2端子)连接，根据从控制IC122、222输入的控制信号来切换接通和断开。在开关元件Q1、Q2断开时，通过使晶体管181、281接通，将开关元件Q1、Q2的控制信号端子—输出信号端子间(栅极—源极间)电压强制为大致0(零)V或负偏置电压，排除开关元件Q1、Q2的控制信号端子的电位(栅极电位)的上升。在晶体管181接通时，例如流过图16的粗箭头所示的路径的电流。在晶体管281接通时，例如流过图17的粗箭头所示的路径的电流。

在控制模块CM2中，短路保护部15、25分别如图16以及图17所示，构成为包括电阻器和电容器。本实施方式的短路保护部15、25构成为控制IC122、222进行电流检测型的短路检测。

如图18所示，共用电路30B与共用电路30A同样地包括输入滤波器部31、一次侧电源部32、逻辑电路部33以及热敏电阻输出部34。共用电路30B例如形成图18所示的电路结构，但输入滤波器部31、一次侧电源部32、逻辑电路部33以及热敏电阻输出部34的各功能与共用电路30A相同。

图19～图24是用于说明第二实施方式的半导体装置A2的器件构造的图。

控制模块CM2在其器件构造中具备电路基板61、连接器CNT2以及多个电子部件。连接器CNT2和多个电子部件安装于电路基板61。控制模块CM2的器件构造中的多个电子部件包括第一部件组、第二部件组以及第三部件组。第一部件组是构成图16所示的上臂驱动电路10B的电子部件的集合。第二部件组是构成图17所示的下臂驱动电路20B的电子部件的集合。第三部件组是构成图18所示的共用电路30B的电子部件的集合。

图19以及图20是表示控制模块CM2的器件构造的俯视图。图19表示电路基板61上的部件布局。在图19中，通过示出用于安装多个电子部件的焊盘，间接地示出了部件布局。图20表示电路基板61上的配线布局。在图20中，用假想线(虚线)表示用于安装多个电子部件的焊盘和连接器CNT2。

连接器CNT2与第一实施方式的连接器CNT1相同。但是，如图19所示，连接器CNT2以连接器CNT2的长边方向与电路基板61的长边方向大致相同的方式配置。如图19所示，连接器CNT2在俯视时是在x方向上延伸的矩形形状。

电路基板61与电路基板60同样地是多层基板。电路基板61包括第一配线层Ly1、第二配线层Ly2、第三配线层Ly3以及第四配线层Ly4。电路基板61为4层构造。第一配线层Ly1、第二配线层Ly2、第三配线层Ly3以及第四配线层Ly4相互隔着绝缘层而层叠。第一配线层Ly1是电路基板61的z2方向侧的表层。第四配线层Ly4是电路基板61的z1方向侧的表层。

图21是表示第一配线层Ly1的俯视图。如图21所示，在第一配线层Ly1图案化有配线。图22是表示第二配线层Ly2的俯视图。如图22所示，在第二配线层Ly2图案化有配线。图23是表示第三配线层Ly3的俯视图。如图23所示，在第三配线层Ly3图案化有配线。图24是表示第四配线层Ly4的俯视图。如图24所示，在第四配线层Ly4图案化有配线。如图24所示，第一配线图案、第二配线图案以及第三配线图案分别在例如第四配线层Ly4中是实心图案。该实心图案(第四配线层Ly4中的第一配线图案、第二配线图案以及第三配线图案)可以接地，也可以不接地。

如图20～图24所示，电路基板61包括多个端子连接部70、第一图案区域81、第二图案区域82、第三图案区域83、第一绝缘区域91、第二绝缘区域92以及第三绝缘区域93。

电路基板61的多个端子连接部70与电路基板60的多个端子连接部70同样地构成。

在控制模块CM2中，如图20所示，上臂端子连接部70A在俯视时配置于第一图案区域81中的x方向的中央部分。另外，上臂端子连接部70A在俯视时配置于第一图案区域81中的在y方向上靠近第三端缘813的位置。如图20所示，下臂端子连接部70B在俯视时配置于第二图案区域82中的x方向的中央部分。另外，下臂端子连接部70B在俯视时配置于第二图案区域82中的在y方向上靠近第四端缘824的位置。

第三绝缘区域93在俯视时为扇状。第三绝缘区域93在俯视时是以电源电流检测连接部74为中心的圆的一部分。第三绝缘区域93是为了确保电源电流检测连接部74的绝缘而设置的。电源电流检测连接部74在俯视时配置于电路基板61中的靠x1方向且靠y1方向的位置，因此第三绝缘区域93在俯视时配置于电路基板61中的靠x1方向且靠y1方向的位置。第三绝缘区域93形成于各配线层Ly1～Ly4。形成于各配线层Ly1～Ly4的多个第三绝缘区域93在俯视时相互重叠。

电路基板61的第三图案区域83与电路基板60的第三图案区域83相比，以下方面不同。即，在第三图案区域83中，第一部831的y方向的尺寸比x方向的尺寸大，第二部832的y方向的尺寸比x方向的尺寸大，第三部833的x方向的尺寸比y方向的尺寸大。另外，在第一部831安装有第一部件组的一部分，在第二部832安装有第二部件组的一部分、一次侧电源部32以及热敏电阻输出部34，在第三部833分别安装有第一部件组以及第二部件组的各一部分、输入滤波器部31、逻辑电路部33以及连接器CNT2。

电路基板61的各图案区域81～83的位置关系与电路基板60的各图案区域81～83的位置关系相比，在以下方面不同。即，在俯视时，第一图案区域81的第二端缘812位于比第二图案区域82的第一端缘821靠x2方向的位置。第一图案区域81的第二端缘812位于比电路基板61的x方向的中央线LCx靠x2方向侧的位置。第二图案区域82的第一端缘821位于比电路基板61的x方向的中央线LCx靠x1方向侧的位置。

在控制模块CM2中，电路基板61的x方向的中央线LCx在俯视时与各图案区域81～83重叠。因此，第一图案区域81及第二图案区域82分别跨越中央线LCx而形成。各图案区域81～83在y方向上观察时部分重叠。

在控制模块CM2中，如图20所示，从x方向观察，第一图案区域81的第四端缘814及第二图案区域82的第三端缘823均与第三部833重叠。

在控制模块CM2中，第一部件组中的驱动辅助部13、米勒箝位部18以及浪涌保护部14相互接近，并且配置于上臂端子连接部70A的附近。另外，驱动辅助部13、米勒箝位部18以及浪涌保护部14配置于由中央线LCx和中央线LCy分割出的4个区域中的、与配置有上臂端子连接部70A的区域相同的区域。同样地，第二部件组中的驱动辅助部23、米勒箝位部28以及浪涌保护部24相互接近，并且配置于下臂端子连接部70B的附近。另外，驱动辅助部23、米勒箝位部28以及浪涌保护部24配置于由中央线LCx和中央线LCy分割出的4个区域中的、与配置有下臂端子连接部70B的区域相同的区域。

在控制模块CM2中，如图19所示，晶体管181与偏置电容器135相邻。同样地，如图19所示，晶体管281和偏置电容器235相邻。

在控制模块CM2中，驱动辅助部13和驱动辅助部23在俯视时以连接器CNT2(接合区域834)为基准大致点对称地配置。同样地，绝缘变压器111和绝缘变压器211、控制IC122和控制IC222、以及米勒箝位部18和米勒箝位部28分别以连接器CNT2(接合区域834)为基准大致点对称地配置。本实施方式的接合区域834是接合连接器CNT2的区域。

第二实施方式的控制模块CM2的作用效果如下。

根据控制模块CM2，与控制模块CM1同样地，上臂端子连接部70A在俯视时位于比下臂端子连接部70B靠x1方向的位置，并且位于比下臂端子连接部70B靠y1方向的位置。另外，第一图案区域81的第一端缘811位于比第二图案区域82的第一端缘821靠x1方向的位置，第一图案区域81的第二端缘812位于比第二图案区域82的第二端缘822靠x1方向的位置，第一图案区域81的第三端缘813位于比第二图案区域82的第三端缘823靠y1方向的位置，第一图案区域81的第四端缘814位于比第二图案区域82的第四端缘824靠y1方向的位置。并且，接合连接器CNT2的接合区域834分别在x方向和y方向上位于上臂端子连接部70A与下臂端子连接部70B之间。因此，在控制模块CM2中，也与控制模块CM1同样地，在俯视时能够以连接器CNT2为基准而大致对称地配置构成上臂驱动电路10B的第一部件组和构成下臂驱动电路20B的第二部件组。由此，能够减小从上臂驱动电路10B到上臂端子连接部70A的配线距离与从下臂驱动电路20B到下臂端子连接部70B的配线距离的距离差，因此能够抑制上臂驱动电路10B和下臂驱动电路20B中的配线阻抗的偏差。

根据控制模块CM2，第一部件组中的浪涌保护部14配置在最靠近上臂端子连接部70A的位置。因此，控制模块CM2与控制模块CM1同样地，能够成为在保护开关元件Q1免受浪涌电压影响方面优选的部件配置。同样地，第二部件组中的浪涌保护部24配置在最靠近下臂端子连接部70B的位置。因此，控制模块CM2与控制模块CM1同样地，能够成为在保护开关元件Q2免受浪涌电压影响方面优选的部件配置。

根据控制模块CM2，包括米勒箝位部18。米勒箝位部18配置于上臂端子连接部70A的附近。具体而言，在米勒箝位部18与上臂端子连接部70A之间，仅配置驱动辅助部13的一部分和浪涌保护部14。另外，米勒箝位部18的晶体管181与偏置电容器135相邻配置。根据该结构，能够缩短晶体管181接通时的电流路径(参照图16的粗箭头)。该电流路径越短，在抑制由米勒箝位部18引起的开关元件Q1的误动作方面越优选。因此，控制模块CM2能够成为在抑制开关元件Q1的误动作方面优选的部件配置。同样地，米勒箝位部28配置于下臂端子连接部70B的附近。具体而言，在米勒箝位部28与下臂端子连接部70B之间，仅配置驱动辅助部23的一部分和浪涌保护部24。另外，米勒箝位部28的晶体管281与偏置电容器235相邻配置。根据该结构，能够缩短晶体管281接通时的电流路径(参照图17的粗箭头)。该电流路径越短，在抑制由米勒箝位部28引起的开关元件Q2的误动作方面越优选。因此，控制模块CM2能够成为在抑制开关元件Q2的误动作方面优选的部件配置。

在第二实施方式中，示出了在控制模块CM2中使用了未内置米勒箝位电路的控制IC122、222的情况，但并不限定于此，也可以与控制模块CM1同样地使用内置有米勒箝位电路的控制IC121、221。在该情况下，控制模块CM2也可以不包括米勒箝位部18、28。

但是，在控制模块CM2中，在使用了控制IC121的情况下，米勒箝位电路与开关元件Q1的距离依赖于控制IC121与上臂端子连接部70A的距离。因此，在控制模块CM2中，使用控制IC122和米勒箝位部18能够缩短米勒箝位电路(米勒箝位部18)与开关元件Q1(上臂端子连接部70A)的距离，因此在抑制开关元件Q1的误动作方面是优选的。特别是，在开关元件Q1为SiC-MOSFET的情况下，接通与断开的切换的响应性高，因此缩短米勒箝位部18与开关元件Q1(上臂端子连接部70A)的距离在抑制开关元件Q1的误动作方面是优选的。

同样地，在控制模块CM2中，在使用了控制IC221的情况下，米勒箝位电路与开关元件Q2的距离依赖于控制IC221与下臂端子连接部70B的距离。因此，在控制模块CM2中，使用控制IC222和米勒箝位部28能够缩短米勒箝位电路(米勒箝位部28)与开关元件Q2(下臂端子连接部70B)的距离，因此在抑制开关元件Q2的误动作方面是优选的。特别是，在开关元件Q2为SiC-MOSFET的情况下，接通与断开的切换的响应性高，因此缩短米勒箝位部28与开关元件Q2(下臂端子连接部70B)的距离在抑制开关元件Q2的误动作方面是优选的。

＜第三实施方式＞

参照图25～图27说明本公开的第三实施方式的半导体装置A3。

半导体装置A3包括功率模块PM和控制模块CM3。因此，半导体装置A3与半导体装置A1相比，不同之处在于包括控制模块CM3而不是控制模块CM1。控制模块CM3在其电路结构中包括上臂驱动电路10C、下臂驱动电路20C以及共用电路30C。共用电路30C的结构与共用电路30A相同。半导体装置A3的电路结构的概要图与半导体装置A1的电路结构的概要图(参照图1)相同。

图25是上臂驱动电路10C的电路结构的一例，示出了摘录有主要部分的电路结构例。图26是下臂驱动电路20C的电路结构的一例，示出了摘录有主要部分的电路结构例。在上臂驱动电路10C和下臂驱动电路20C中，图25和图26中未图示的部分与上臂驱动电路10A和下臂驱动电路20A基本相同。

控制模块CM3与控制模块CM1相比，不同之处在于包括控制IC122、222而不是控制IC121、221。即，控制模块CM3与控制模块CM2同样地搭载有控制IC122、222(外置米勒箝位驱动型的控制IC)。由于控制模块CM3使用控制IC122、222，因此如图25所示，在上臂驱动电路10C中包括米勒箝位部18，如图26所示，在下臂驱动电路20C中包括米勒箝位部28。本实施方式的米勒箝位部18、28的结构与控制模块CM2中的米勒箝位部18、28相同。

控制模块CM3在其器件构造中具备电路基板62、连接器CNT1和多个电子部件。连接器CNT1和多个电子部件安装于电路基板62。控制模块CM3的器件构造中的多个电子部件包含第一部件组、第二部件组及第三部件组。第一部件组是构成图25所示的上臂驱动电路10C的电子部件的集合。第二部件组是构成图26所示的下臂驱动电路20C的电子部件的集合。第三部件组是构成共用电路30C的电子部件的集合。

图27是表示控制模块CM3的器件构造的俯视图。图27示出了控制模块CM3中的电路基板62上的部件布局。

电路基板62与电路基板60相比，如图27所示，在安装有控制IC122、222而不是控制IC121、221这一点、以及安装有米勒箝位部18、28这一点上不同。电路基板62的其他结构与电路基板60相同。

如图27所示，米勒箝位部18在y方向上配置于浪涌保护部14与驱动辅助部13之间，在x方向上配置于驱动辅助部13的电流限制电路131的多个电阻器之间(详细而言，在开关元件Q1接通时作用的多个电阻器与开关元件Q1断开时作用的多个电阻器之间)。

如图27所示，米勒箝位部28在y方向上配置于浪涌保护部24与驱动辅助部23之间，在x方向上配置于驱动辅助部23的电流限制电路231的多个电阻器之间(详细而言，在开关元件Q2接通时作用的多个电阻器与开关元件Q2断开时作用的多个电阻器之间)。

第三实施方式的控制模块CM3的作用效果如下。

根据控制模块CM3，与控制模块CM1同样地，上臂端子连接部70A在俯视时位于比下臂端子连接部70B靠x1方向的位置，且位于比下臂端子连接部70B靠y1方向的位置。另外，第一图案区域81的第一端缘811位于比第二图案区域82的第一端缘821靠x1方向的位置，第一图案区域81的第二端缘812位于比第二图案区域82的第二端缘822靠x1方向的位置，第一图案区域81的第三端缘813位于比第二图案区域82的第三端缘823靠y1方向的位置，第一图案区域81的第四端缘814位于比第二图案区域82的第四端缘824靠y1方向的位置。并且，接合连接器CNT1的接合区域834在x方向和y方向上分别位于上臂端子连接部70A与下臂端子连接部70B之间。因此，在控制模块CM3中，也与控制模块CM1同样地，在俯视时能够以连接器CNT1为基准，大致对称地配置构成上臂驱动电路10C的第一部件组和构成下臂驱动电路20C的第二部件组。由此，能够减小从上臂驱动电路10C到上臂端子连接部70A的配线距离与从下臂驱动电路20C到下臂端子连接部70B的配线距离的距离差，因此能够抑制上臂驱动电路10C和下臂驱动电路20C中的配线阻抗的偏差。

根据控制模块CM3，第一部件组中的浪涌保护部14配置在最靠近上臂端子连接部70A的位置。因此，控制模块CM3与控制模块CM1同样地，能够设为在保护开关元件Q1免受浪涌电压影响方面优选的部件配置。同样地，第二部件组中的浪涌保护部24配置在最靠近下臂端子连接部70B的位置。因此，控制模块CM3与控制模块CM1同样地，能够成为在保护开关元件Q2免受浪涌电压影响方面优选的部件配置。

根据控制模块CM3，米勒箝位部18配置在比控制模块CM2更靠近上臂端子连接部70A的位置。因此，与控制模块CM2相比，控制模块CM3能够成为在抑制开关元件Q1的误动作方面优选的部件配置。同样地，米勒箝位部28配置在比控制模块CM2更靠近下臂端子连接部70B的位置。因此，与控制模块CM2相比，控制模块CM3能够成为在抑制开关元件Q2的误动作方面优选的部件配置。

＜第四实施方式＞

参照图28～图31说明本公开的第四实施方式的半导体装置A4。

第四实施方式的半导体装置A4具备功率模块PM及控制模块CM4。半导体装置A4与半导体装置A1相比，不同之处在于包括控制模块CM4而不是控制模块CM1。

控制模块CM4在其电路结构中包括上臂驱动电路10D、下臂驱动电路20D以及共用电路30D。共用电路30D与共用电路30A相同。

图28表示上臂驱动电路10D的电路结构的一例。如图28所示，上臂驱动电路10D与上臂驱动电路10A(第一实施方式)相比，主要在以下方面不同。

在上臂驱动电路10D中，驱动辅助部13不包含晶体管132、133，这些晶体管132、133的功能内置于控制IC121。即，在驱动辅助部13中没有前置驱动器的功能，在控制IC121中内置有驱动功能，从控制IC121向开关元件Q1输出控制信号。另外，上臂驱动电路10D的驱动辅助部13不包含多个偏置电容器134、135，且在电流限制电路131中不包含二极管。并且，与上臂驱动电路10B、10C同样地，上臂驱动电路10D具备包含晶体管181的米勒箝位部18。

图29示出了下臂驱动电路20D的电路结构的一例。如图29所示，下臂驱动电路20D与下臂驱动电路20A(第一实施方式)相比，主要在以下方面不同。

在下臂驱动电路20D中，驱动辅助部23不包含晶体管232、233，这些晶体管232、233的功能内置于控制IC221。即，在驱动辅助部23中没有前置驱动器的功能，在控制IC221中内置有驱动功能，从控制IC221向开关元件Q2输出控制信号。另外，下臂驱动电路20D的驱动辅助部23不包含多个偏置电容器234、235，且在电流限制电路231中不包含二极管。并且，与下臂驱动电路20B、20C同样地，下臂驱动电路20D具备包含晶体管281的米勒箝位部28。

此外，随着上述的上臂驱动电路10D以及下臂驱动电路20D的变更，多个电子部件的连接关系得到适当变更。

控制模块CM4在其器件构造中具备电路基板63、多个电子部件以及连接器CNT1。多个电子部件和连接器CNT1安装于电路基板63。控制模块CM4的器件构造中的多个电子部件包含第一部件组、第二部件组以及第三部件组。第一部件组是构成图28所示的上臂驱动电路10D的电子部件的集合。第二部件组是构成图29所示的下臂驱动电路20D的电子部件的集合。第三部件组是构成共用电路30D的电子部件的集合。

图30及图31是表示控制模块CM4的器件构造的俯视图。图30示出了电路基板63上的部件布局。图31示出了电路基板63上的配线布局。在图31中，用假想线(虚线)表示多个电子部件以及连接器CNT1。

如图30所示，第一部件组中的浪涌保护部14配置在最靠近上臂端子连接部70A的位置。第一部件组中的驱动辅助部13和栅极驱动部12隔着浪涌保护部14与上臂端子连接部70A在y方向上排列。驱动辅助部13位于上臂端子连接部70A与栅极驱动部12之间。因此，上臂端子连接部70A、驱动辅助部13以及栅极驱动部12依次在y方向上排列。另外，米勒箝位部18在x方向上被驱动辅助部13的电流限制电路131的多个电阻器(在开关元件Q1接通时作用的多个电阻器与开关元件Q1断开时作用的多个电阻器之间)夹持。米勒箝位部18位于上臂端子连接部70A的附近。

如图30所示，第二部件组中的浪涌保护部24配置在最靠近下臂端子连接部70B的位置。第二部件组中的驱动辅助部23和栅极驱动部22隔着浪涌保护部24与下臂端子连接部70B在y方向上排列。驱动辅助部23位于下臂端子连接部70B与栅极驱动部22之间。因此，下臂端子连接部70B、驱动辅助部23以及栅极驱动部22依次在y方向上排列。另外，米勒箝位部28在x方向上被驱动辅助部23的电流限制电路231的多个电阻器(在开关元件Q2接通时作用的多个电阻器与开关元件Q2断开时作用的多个电阻器之间)夹持。米勒箝位部28位于下臂端子连接部70B的附近。

如图30所示，浪涌保护部14和浪涌保护部24以连接器CNT1为基准大致点对称地配置。同样地，驱动辅助部13和驱动辅助部23、米勒箝位部18和米勒箝位部28、以及栅极驱动部12和栅极驱动部22分别以连接器CNT1为基准大致点对称地配置。

电路基板63与电路基板60同样地是多层基板。电路基板63包括彼此隔着绝缘层而层叠的多个配线层。电路基板63与电路基板60相比，如图31所示，第一图案区域81、第二图案区域82、第三图案区域83、第一绝缘区域91、第二绝缘区域92以及第三绝缘区域93的各配置不同。根据该配置的不同，适当变更多个电子部件的配置。这些第一图案区域81、第二图案区域82、第三图案区域83、第一绝缘区域91、第二绝缘区域92以及第三绝缘区域93跨越多个配线层而形成。

在电路基板63中，如图31所示，第一图案区域81的第一端缘811位于比第二图案区域82的第一端缘821靠x1方向侧的位置。第一图案区域81的第二端缘812位于比第二图案区域82的第二端缘822靠x1方向侧的位置。第一图案区域81的第三端缘813位于比第二图案区域82的第三端缘823靠y1方向侧的位置。第一图案区域81的第四端缘814在y方向上位于与第二图案区域82的第四端缘824大致相同的位置。这2个第四端缘814、824的位置关系与上述第一至第三实施方式的各控制模块CM1～CM3不同。

在电路基板63中，如图31所示，第一绝缘区域91从y1方向侧的第一端缘60a连接至y2方向侧的第一端缘60a。第二绝缘区域92从x2方向侧的第二端缘60b连接至y2方向侧的第一端缘60a。

第四实施方式的控制模块CM4的作用效果如下。

在控制模块CM4中，与控制模块CM1同样地，上臂端子连接部70A在俯视时位于比下臂端子连接部70B靠x1方向的位置，且位于比下臂端子连接部70B靠y1方向的位置。另外，第一图案区域81的第一端缘811位于比第二图案区域82的第一端缘821靠x1方向的位置，第一图案区域81的第二端缘812位于比第二图案区域82的第二端缘822靠x1方向的位置，第一图案区域81的第三端缘813位于比第二图案区域82的第三端缘823靠y1方向的位置。并且，接合连接器CNT1的接合区域834在x方向和y方向上分别位于上臂端子连接部70A与下臂端子连接部70B之间。根据该结构，与控制模块CM1同样地，在俯视时能够以连接器CNT1为基准，大致对称地配置构成上臂驱动电路10D的第一部件组和构成下臂驱动电路20D的第二部件组。由此，能够减小从上臂驱动电路10D到上臂端子连接部70A的配线距离与从下臂驱动电路20D到下臂端子连接部70B的配线距离的距离差，因此能够抑制上臂驱动电路10D和下臂驱动电路20D中的配线阻抗的偏差。如上所述，控制模块CM4在控制功率模块PM方面是优选的。

在控制模块CM4中，与控制模块CM1(参照图6)同样地，第一部件组中的浪涌保护部14配置在最靠近上臂端子连接部70A的位置。由此，控制模块CM4与控制模块CM1同样地，成为在保护开关元件Q1免受浪涌电压影响方面优选的部件配置。另外，在控制模块CM4中，与控制模块CM1(参照图6)同样地，第二部件组中的浪涌保护部24配置于最靠近下臂端子连接部70B的位置。由此，控制模块CM4与控制模块CM1同样地，成为在保护开关元件Q2免受浪涌电压影响方面优选的部件配置。

在控制模块CM4中，上臂端子连接部70A、驱动辅助部13以及栅极驱动部12在y方向上依次排列。根据该结构，能够缩短从栅极驱动部12通过驱动辅助部13到上臂端子连接部70A的电流路径。即，能够缩短从栅极驱动部12输出并经由上臂端子连接部70A输入到开关元件Q1的控制信号端子(栅极端子)为止的控制信号的传递时间。由此，能够抑制开关元件Q1的动作延迟。另外，下臂端子连接部70B、驱动辅助部23以及栅极驱动部22在y方向上依次排列。根据该结构，能够缩短从栅极驱动部22通过驱动辅助部23到下臂端子连接部70B的电流路径。即，能够缩短从栅极驱动部22输出并经由下臂端子连接部70B输入到开关元件Q2的控制信号端子(栅极端子)为止的控制信号的传递时间。由此，能够抑制开关元件Q2的动作延迟。

在控制模块CM4中，与控制模块CM3同样地，米勒箝位部18配置于上臂端子连接部70A的附近。具体而言，仅在米勒箝位部18与上臂端子连接部70A之间配置浪涌保护部14。根据该结构，由于晶体管181接通时的电流路径短，因此成为在抑制开关元件Q1的误动作方面优选的部件配置。同样地，米勒箝位部28配置于下臂端子连接部70B的附近。具体而言，仅在米勒箝位部28与下臂端子连接部70B之间配置浪涌保护部24。根据该结构，由于晶体管281接通时的电流路径短，因此成为在抑制开关元件Q2的误动作方面优选的部件配置。

在控制模块CM4中，第一绝缘区域91从y1方向侧的第一端缘60a连接至y2方向侧的第一端缘60a。在控制模块CM4中，驱动辅助部13不包含晶体管132、133，相应地栅极驱动部12与电流限制电路131邻接。栅极驱动部12的控制IC121以在俯视时与第一绝缘区域91重叠的方式配置。因此，与第一实施方式同样地，当使第一绝缘区域91从y1方向侧的第一端缘60a连接到x1方向侧的第二端缘60b时，第一图案区域81有可能因第三绝缘区域93而变小。因此，通过使第一绝缘区域91从y1方向侧的第一端缘60a连接到y2方向侧的第一端缘60a，在控制模块CM4中，能够抑制第一图案区域81变小。

在第四实施方式中，示出了在控制模块CM4中使用了未内置米勒箝位电路的控制IC122、222的情况，但并不限定于此，也可以与控制模块CM1同样地使用内置有米勒箝位电路的控制IC121、221。在该情况下，控制模块CM4也可以不包括米勒箝位部18、28。

＜第五实施方式＞

参照图32和图33说明本公开的第五实施方式的半导体装置A5。

第五实施方式的半导体装置A5具备功率模块PM及控制模块CM5。半导体装置A5与半导体装置A4相比，不同之处在于包括控制模块CM5而不是控制模块CM4。

控制模块CM5在其电路结构中包括上臂驱动电路10E、下臂驱动电路20E以及共用电路30E。上臂驱动电路10E、下臂驱动电路20E以及共用电路30E的各电路结构分别与上臂驱动电路10D(参照图28)、下臂驱动电路20D(参照图29)以及共用电路30D的各电路结构相同。

控制模块CM5在其器件构造中具备电路基板64、多个电子部件以及连接器CNT1。多个电子部件和连接器CNT1安装于电路基板64。控制模块CM5中的多个电子零件包含第一部件组、第二部件组及第三部件组。第一部件组是构成上臂驱动电路10E的电子部件的集合。第二部件组是构成下臂驱动电路20E的电子部件的集合。第三部件组是构成共用电路30E的电子部件的集合。

图32以及图33是表示控制模块CM5的器件构造的俯视图。图32示出了电路基板64上的部件布局。图33示出了电路基板64上的配线布局。在图33中，用假想线(虚线)表示多个电子部件以及连接器CNT1。

在控制模块CM5中，如图32所示，栅极驱动部12、22、驱动辅助部13、23、浪涌保护部14、24以及米勒箝位部18、28与控制模块CM4(参照图30)同样地配置。

电路基板64与电路基板63同样地是多层基板。电路基板64包括彼此隔着绝缘层而层叠的多个配线层。如图33所示，电路基板64与电路基板63相比，第二图案区域82、第三图案区域83以及第二绝缘区域92的各配置以及各形状不同。根据该配置的不同，适当变更多个电子部件的配置。第一图案区域81及第一绝缘区域91的各配置及各形状与控制模块CM4大致相同。

在电路基板64中，如图33所示，第一图案区域81的第一端缘811位于比第二图案区域82的第一端缘821靠x1方向侧的位置。第一图案区域81的第二端缘812位于比第二图案区域82的第二端缘822靠x1方向侧的位置。第一图案区域81的第三端缘813在y方向上位于与第二图案区域82的第三端缘823大致相同的位置。第一图案区域81的第四端缘814在y方向上位于与第二图案区域82的第四端缘824大致相同的位置。

在电路基板64中，如图33所示，第一绝缘区域91从y1方向侧的第一端缘60a连接到y2方向侧的第一端缘60a。第二绝缘区域92也从y1方向侧的第一端缘60a连接到y2方向侧的第一端缘60a。

第五实施方式的控制模块CM5能够起到与控制模块CM4同样的效果。

本公开的控制模块和半导体装置不限于上述实施方式。本公开的控制模块和半导体装置的各部分的具体结构能够自由地进行各种设计变更。

本公开的实施方式的控制模块和半导体装置包括与以下的附记相关的实施方式。

[附记1]

一种控制模块，其控制第一开关元件和第二开关元件的动作，该控制模块具有：多个电子部件；连接器，其被输入所述控制模块的动作电力和输入信号；以及电路基板，其安装有所述多个电子部件和所述连接器，所述电路基板包含：第一图案区域，其形成有第一配线图案；第二图案区域，其形成有第二配线图案；第三图案区域，其形成有第三配线图案；第一连接部，其与所述第一配线图案和所述第一开关元件导通；以及第二连接部，其与所述第二配线图案和所述第二开关元件导通，在所述电路基板的厚度方向上观察时，所述第一图案区域、所述第二图案区域和所述第三图案区域彼此分离，在所述厚度方向上观察时，所述第一连接部位于比所述第二连接部靠与所述厚度方向正交的第一方向的一侧的位置，并且，在所述厚度方向上观察时，所述第一连接部位于比所述第二连接部靠与所述厚度方向和所述第一方向的双方正交的第二方向的一侧的位置，在所述厚度方向上观察时，所述第一图案区域和所述第二图案区域分别包括所述第一方向的一侧的第一端缘、所述第一方向的另一侧的第二端缘、所述第二方向的一侧的第三端缘、以及所述第二方向的另一侧的第四端缘，所述第一图案区域的第一端缘位于比所述第二图案区域的第一端缘靠所述第一方向的一侧的位置，所述第一图案区域的第二端缘位于比所述第二图案区域的第二端缘靠所述第一方向的一侧的位置，所述第一图案区域的第三端缘位于比所述第二图案区域的第三端缘靠所述第二方向的一侧的位置，所述第三图案区域包括接合所述连接器的接合区域，并且在所述厚度方向上观察时位于所述第一图案区域与所述第二图案区域之间，所述接合区域在所述第一方向和所述第二方向上分别配置于所述第一连接部与所述第二连接部之间。

[附记2]

根据附记1所述的控制模块，所述第一图案区域的第四端缘位于比所述第二图案区域的第四端缘靠所述第二方向的一侧的位置。

[附记3]

根据附记1或附记2所述的控制模块，在所述厚度方向上观察时，所述第一连接部与所述第一图案区域重叠，且在所述厚度方向上观察时，所述第一连接部在所述第一方向上配置于靠所述第一图案区域的所述第二端缘的位置，在所述厚度方向上观察时，所述第二连接部与所述第二图案区域重叠，且在所述厚度方向上观察时，所述第二连接部在所述第一方向上配置于靠所述第二图案区域的所述第一端缘的位置。

[附记4]

根据附记3所述的控制模块，在所述厚度方向上观察，所述第一连接部在所述第二方向上配置于靠所述第一图案区域的所述第三端缘的位置，在所述厚度方向上观察，所述第二连接部在所述第二方向上配置于靠所述第二图案区域的所述第四端缘的位置。

[附记5]

根据附记4所述的控制模块，所述电路基板具有在所述第二方向上相互分离且在所述厚度方向上观察时分别沿所述第一方向延伸的一对基板端缘，所述第一连接部沿着位于所述第二方向的一侧的所述基板端缘配置，所述第二连接部沿着位于所述第二方向的另一侧的所述基板端缘配置。

[附记6]

根据附记5所述的控制模块，在所述厚度方向上观察时，所述电路基板为矩形形状，在所述厚度方向上观察时，所述接合区域与所述电路基板的对角线的交点重叠。

[附记7]

根据附记6所述的控制模块，在所述厚度方向上观察时，所述电路基板沿所述第一方向延伸，在所述厚度方向上观察时，所述接合区域为沿所述第二方向延伸的矩形形状。

[附记8]

根据附记7所述的控制模块，所述第一图案区域和所述第二图案区域隔着连结所述接合区域的所述第一方向的中央的直线，在所述第一方向上配置于相反侧。

[附记9]

根据附记6所述的控制模块，在所述厚度方向上观察时，所述电路基板沿所述第一方向延伸，在所述厚度方向上观察时，所述接合区域为沿所述第一方向延伸的矩形形状。

[附记10]

根据附记1至附记9中任一项所述的控制模块，所述第三图案区域包括：第一部，其配置于比所述第一图案区域的第四端缘靠所述第二方向的另一侧的位置；第二部，其配置于比所述第二图案区域的第三端缘靠所述第二方向的一侧的位置；以及第三部，其与所述第一部和所述第二部相连。

[附记11]

根据附记10所述的控制模块，在所述厚度方向上观察时，所述接合区域与所述第三部重叠。

[附记12]

根据附记10或附记11所述的控制模块，在所述第一方向上观察时，所述第一部与所述第二图案区域重叠。

[附记13]

根据附记10至附记12中任一项所述的控制模块，在所述第一方向上观察时，所述第二部与所述第一图案区域重叠。

[附记14]

根据附记10至附记13中任一项所述的控制模块，在所述第一方向上观察时，所述第一图案区域的第四端缘和所述第二图案区域的第三端缘分别与所述第三部重叠。

[附记15]

根据附记1至附记14中任一项所述的控制模块，在所述厚度方向上观察时，所述第一图案区域的第二端缘位于比所述第二图案区域的第一端缘靠所述第一方向的一侧的位置。

[附记16]

根据附记1至附记15中任一项所述的控制模块，所述电路基板包括：在所述厚度方向上观察时将所述第一图案区域与所述第三图案区域绝缘的第一绝缘区域；以及在所述厚度方向上观察时将所述第二图案区域与所述第三图案区域绝缘的第二绝缘区域。

[附记17]

根据附记16所述的控制模块，所述多个电子部件包括控制所述第一开关元件的动作的第一部件组和控制所述第二开关元件的动作的第二部件组，所述第一部件组的一部分与所述第一配线图案连接，所述第二部件组的一部分与所述第二配线图案连接。

[附记18]

根据附记17所述的控制模块，所述第一部件组包含第一控制IC，所述第二部件组包含第二控制IC，在所述厚度方向上观察时，所述第一控制IC与所述第一图案区域、所述第三图案区域以及所述第一绝缘区域重叠，在所述厚度方向上观察时，所述第二控制IC与所述第二图案区域、所述第三图案区域以及所述第二绝缘区域重叠。

[附记19]

根据附记17或附记18所述的控制模块，所述第一部件组包含第一绝缘变压器，所述第二部件组包含第二绝缘变压器，在所述厚度方向上观察，所述第一绝缘变压器与所述第一图案区域、所述第三图案区域以及所述第一绝缘区域重叠，在所述厚度方向上观察，所述第二绝缘变压器与所述第二图案区域、所述第三图案区域以及所述第二绝缘区域重叠。

[附记20]

根据附记17至附记19中任一项所述的控制模块，所述电路基板具有彼此隔着绝缘层而层叠的多个配线层，所述第一绝缘区域及所述第二绝缘区域分别形成于所述多个配线层的每一个配线层，在所述厚度方向上观察时，形成于所述多个配线层的每一个配线层的所述第一绝缘区域彼此重叠，在所述厚度方向上观察时，形成于所述多个配线层的每一个配线层的所述第二绝缘区域彼此重叠。

[附记21]

根据附记1至附记20中任一项所述的控制模块，所述第一开关元件和所述第二开关元件以所述第一开关元件为上臂，以所述第二开关元件为下臂而串联连接。

[附记22]

一种半导体装置，具备：附记1至21中任一项所述的控制模块；以及功率模块，其具有所述第一开关元件和所述第二开关元件。

Claims (22)

1.一种控制模块，其控制第一开关元件和第二开关元件的动作，其特征在于，

该控制模块具有：

多个电子部件；

连接器，其被输入所述控制模块的动作电力和输入信号；以及

电路基板，其安装有所述多个电子部件和所述连接器，

所述电路基板包含：第一图案区域，其形成有第一配线图案；第二图案区域，其形成有第二配线图案；第三图案区域，其形成有第三配线图案；第一连接部，其与所述第一配线图案和所述第一开关元件导通；以及第二连接部，其与所述第二配线图案和所述第二开关元件导通，

在所述电路基板的厚度方向上观察时，所述第一图案区域、所述第二图案区域和所述第三图案区域彼此分离，

在所述厚度方向上观察时，所述第一连接部位于比所述第二连接部靠与所述厚度方向正交的第一方向的一侧的位置，并且，在所述厚度方向上观察时，所述第一连接部位于比所述第二连接部靠与所述厚度方向和所述第一方向的双方正交的第二方向的一侧的位置，

在所述厚度方向上观察时，所述第一图案区域和所述第二图案区域分别包括所述第一方向的一侧的第一端缘、所述第一方向的另一侧的第二端缘、所述第二方向的一侧的第三端缘、以及所述第二方向的另一侧的第四端缘，

所述第一图案区域的第一端缘位于比所述第二图案区域的第一端缘靠所述第一方向的一侧的位置，

所述第一图案区域的第二端缘位于比所述第二图案区域的第二端缘靠所述第一方向的一侧的位置，

所述第一图案区域的第三端缘位于比所述第二图案区域的第三端缘靠所述第二方向的一侧的位置，

所述第三图案区域包括接合所述连接器的接合区域，并且在所述厚度方向上观察时位于所述第一图案区域与所述第二图案区域之间，

所述接合区域在所述第一方向和所述第二方向上分别配置于所述第一连接部与所述第二连接部之间。

2.根据权利要求1所述的控制模块，其特征在于，

所述第一图案区域的第四端缘位于比所述第二图案区域的第四端缘靠所述第二方向的一侧的位置。

3.根据权利要求1或2所述的控制模块，其特征在于，

在所述厚度方向上观察时，所述第一连接部与所述第一图案区域重叠，且在所述厚度方向上观察时，所述第一连接部在所述第一方向上配置于靠所述第一图案区域的所述第二端缘的位置，

在所述厚度方向上观察时，所述第二连接部与所述第二图案区域重叠，且在所述厚度方向上观察时，所述第二连接部在所述第一方向上配置于靠所述第二图案区域的所述第一端缘的位置。

4.根据权利要求3所述的控制模块，其特征在于，

在所述厚度方向上观察时，所述第一连接部在所述第二方向上配置于靠所述第一图案区域的所述第三端缘的位置，

在所述厚度方向上观察时，所述第二连接部在所述第二方向上配置于靠所述第二图案区域的所述第四端缘的位置。

5.根据权利要求4所述的控制模块，其特征在于，

所述电路基板具有在所述第二方向上相互分离且在所述厚度方向上观察时分别沿所述第一方向延伸的一对基板端缘，

所述第一连接部沿着位于所述第二方向的一侧的所述基板端缘配置，

所述第二连接部沿着位于所述第二方向的另一侧的所述基板端缘配置。

6.根据权利要求5所述的控制模块，其特征在于，

在所述厚度方向上观察时，所述电路基板为矩形形状，

在所述厚度方向上观察时，所述接合区域与所述电路基板的对角线的交点重叠。

7.根据权利要求6所述的控制模块，其特征在于，

在所述厚度方向上观察时，所述电路基板沿所述第一方向延伸，

在所述厚度方向上观察时，所述接合区域为沿所述第二方向延伸的矩形形状。

8.根据权利要求7所述的控制模块，其特征在于，

所述第一图案区域和所述第二图案区域隔着连结所述接合区域的所述第一方向的中央的直线，在所述第一方向上配置于相反侧。

9.根据权利要求6所述的控制模块，其特征在于，

在所述厚度方向上观察时，所述电路基板沿所述第一方向延伸，

在所述厚度方向上观察时，所述接合区域为沿所述第一方向延伸的矩形形状。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的控制模块，其特征在于，

所述第三图案区域包括：第一部，其配置于比所述第一图案区域的第四端缘靠所述第二方向的另一侧的位置；第二部，其配置于比所述第二图案区域的第三端缘靠所述第二方向的一侧的位置；以及第三部，其与所述第一部和所述第二部相连。

11.根据权利要求10所述的控制模块，其特征在于，

在所述厚度方向上观察时，所述接合区域与所述第三部重叠。

12.根据权利要求10或11所述的控制模块，其特征在于，

在所述第一方向上观察时，所述第一部与所述第二图案区域重叠。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的控制模块，其特征在于，

在所述第一方向上观察时，所述第二部与所述第一图案区域重叠。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的控制模块，其特征在于，

在所述第一方向上观察时，所述第一图案区域的第四端缘和所述第二图案区域的第三端缘分别与所述第三部重叠。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的控制模块，其特征在于，

在所述厚度方向上观察时，所述第一图案区域的第二端缘位于比所述第二图案区域的第一端缘靠所述第一方向的一侧的位置。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的控制模块，其特征在于，

所述电路基板包括：在所述厚度方向上观察时将所述第一图案区域与所述第三图案区域绝缘的第一绝缘区域；以及在所述厚度方向上观察时将所述第二图案区域与所述第三图案区域绝缘的第二绝缘区域。

17.根据权利要求16所述的控制模块，其特征在于，

所述多个电子部件包括控制所述第一开关元件的动作的第一部件组和控制所述第二开关元件的动作的第二部件组，

所述第一部件组的一部分与所述第一配线图案连接，

所述第二部件组的一部分与所述第二配线图案连接。

18.根据权利要求17所述的控制模块，其特征在于，

所述第一部件组包含第一控制IC，

所述第二部件组包含第二控制IC，

在所述厚度方向上观察时，所述第一控制IC与所述第一图案区域、所述第三图案区域以及所述第一绝缘区域重叠，

在所述厚度方向上观察时，所述第二控制IC与所述第二图案区域、所述第三图案区域以及所述第二绝缘区域重叠。

19.根据权利要求17或18所述的控制模块，其特征在于，

所述第一部件组包含第一绝缘变压器，

所述第二部件组包含第二绝缘变压器，

在所述厚度方向上观察时，所述第一绝缘变压器与所述第一图案区域、所述第三图案区域以及所述第一绝缘区域重叠，

在所述厚度方向上观察时，所述第二绝缘变压器与所述第二图案区域、所述第三图案区域以及所述第二绝缘区域重叠。

20.根据权利要求17至19中任一项所述的控制模块，其特征在于，

所述电路基板具有彼此隔着绝缘层而层叠的多个配线层，

所述第一绝缘区域及所述第二绝缘区域分别形成于所述多个配线层的每一个配线层，

在所述厚度方向上观察时，形成于所述多个配线层的每一个配线层的所述第一绝缘区域彼此重叠，

在所述厚度方向上观察时，形成于所述多个配线层的每一个配线层的所述第二绝缘区域彼此重叠。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的控制模块，其特征在于，

所述第一开关元件和所述第二开关元件以所述第一开关元件为上臂，以所述第二开关元件为下臂而串联连接。

22.一种半导体装置，其特征在于，具备：

权利要求1至21中任一项所述的控制模块；以及

功率模块，其具有所述第一开关元件和所述第二开关元件。

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