-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Leistungsmodul mit mehreren Halbleitervorrichtungen.
-
JP 2007-220976-A offenbart ein Leistungsmodul, in dem mehrere Halbleitervorrichtungen angeordnet sind, um eine Wechselrichterschaltung zu bilden. Dieses Leistungsmodul umfasst eine Leistungssammelschiene und eine Massesammelschiene zum Verbinden jeder Halbleitervorrichtung mit der Leistungsversorgung bzw. mit Masse.
-
Die Sammelschienen des in der obigen Patentveröffentlichung offenbarten Leistungsmoduls begrenzen die Verringerung der Größe des Moduls
-
Die vorliegende Erfindung wurde durchgeführt, um dieses Problem zu lösen. Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Leistungsmodul mit einer verringerten Größe zu schaffen.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Leistungsmodul nach Anspruch 1 gelöst.
-
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Leistungsmodul eine erste Halbleitervorrichtung mit einem Kollektoranschluss und einem Emitteranschluss, die sich von einem geformten Harz nach außen erstrecken, wobei der Kollektorund/oder Emitteranschluss ein sich bilateral erstreckender Anschluss sind, der sich von zwei entgegengesetzten Oberflächen des geformten Harzes nach außen erstreckt, und eine zweite Halbleitervorrichtung mit derselben Konstruktion wie die erste Halbleitervorrichtung. Der sich bilateral erstreckende Anschluss der ersten Halbleitervorrichtung ist mit einem sich bilateral erstreckenden Anschluss der zweiten Halbleitervorrichtung verbunden.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
-
Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen vollständiger aus der folgenden Beschreibung hervor.
-
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. In den Figuren zeigen:
-
1 eine Draufsicht eines Leistungsmoduls gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
2 eine vergrößerte Ansicht der ersten bis vierten Halbleitervorrichtung;
-
3 einen Schaltplan der in 2 gezeigten Struktur;
-
4 eine vergrößerte Ansicht der Halbleitervorrichtungen;
-
5 einen Schaltplan der in 4 gezeigten Struktur;
-
6 eine Draufsicht eines Vergleichsleistungsmoduls;
-
7 eine Draufsicht einer Variation des Leistungsmoduls der ersten Ausführungsform;
-
8 einen Schaltplan der in 7 gezeigten Struktur;
-
9 eine Draufsicht eines Leistungsmoduls gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
10 eine vergrößerte Ansicht der ersten Halbleitervorrichtung;
-
11 eine vergrößerte Ansicht der dritten Halbleitervorrichtung;
-
12 eine Draufsicht, die eine Variation der dritten Halbleitervorrichtung zeigt;
-
13 eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
14 eine perspektivische Ansicht der Halbleitervorrichtung;
-
15 eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
-
16 eine Draufsicht, die eine Variation der Halbleitervorrichtung der vierten Ausführungsform zeigt.
-
Erste Ausführungsform
-
1 ist eine Draufsicht eines Leistungsmoduls 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Leistungsmodul 10 wird zum Schalten von hohen Strömen, nämlich 75 A oder mehr, verwendet. Das Leistungsmodul 10 umfasst eine erste Halbleitervorrichtung 12 und eine zweite Halbleitervorrichtung 14, die dieselbe Konstruktion aufweisen. Das Leistungsmodul 10 umfasst auch vier andere Halbleitervorrichtungen, die in der Konstruktion zur ersten und zur zweiten Halbleitervorrichtung 12 und 14 identisch sind. Ferner umfasst das Leistungsmodul 10 auch eine dritte Halbleitervorrichtung 16 und eine vierte Halbleitervorrichtung 18, die dieselbe Konstruktion aufweisen. Das Leistungsmodul 10 umfasst auch vier andere Halbleitervorrichtungen, die in der Konstruktion zur dritten und zur vierten Halbleitervorrichtung 16 und 18 identisch sind. Ferner umfasst das Leistungsmodul 10 auch Halbleitervorrichtungen 20 und 22, die eine größere Größe aufweisen als die anderen Halbleitervorrichtungen im Modul. Alle vorstehend beschriebenen Halbleitervorrichtungen sind in einem Gehäuse 24 montiert. Am Gehäuse 24 sind Befestigungsabschnitte 26 ausgebildet, durch die das Leistungsmodul 10 an einer externen Vorrichtung usw. befestigt werden kann.
-
2 ist eine vergrößere Ansicht der ersten bis vierten Halbleitervorrichtung 12, 14, 16 und 18. Die erste Halbleitervorrichtung 12 weist ein geformtes Harz 12a auf, das Leistungshalbleiterelemente bedeckt. Die Anschlüsse, die sich vom geformten Harz 12a nach außen erstrecken, sind Kollektoranschlüsse 12b und 12c, ein Emitteranschluss 12d und ein Gate-Emitter-Verbindungsanschluss 12e. Die Kollektoranschlüsse 12b und 12c erstrecken sich jeweils von zwei entgegengesetzten Oberflächen des geformten Harzes 12a nach außen und sind innerhalb der Halbleitervorrichtung elektrisch miteinander verbunden, um zu ermöglichen, dass ein großer Strom durch diese Anschlüsse fließt. Das heißt, diese Kollektoranschlüsse 12b und 12c bilden zusammen einen einzelnen sich erstreckenden Anschluss, dessen zwei Enden sich jeweils von zwei entgegengesetzten Oberflächen des geformten Harzes 12a nach außen erstrecken. Ein solcher sich erstreckender Anschluss kann nachstehend als ”sich bilateral erstreckender Anschluss” bezeichnet werden. Der Emitteranschluss 12d erstreckt sich von einer anderen Oberfläche des geformten Harzes 12 als jenen, von denen sich der sich bilateral erstreckende Anschluss nach außen erstreckt, nach außen. Der Gate-Emitter-Verbindungsanschluss 12e umfasst einen Gateanschluss zum Steuern eines Leistungshalbleiterelements, einen Stromdetektionsausgangsanschluss und einen Temperaturdetektionsausgangsanschluss usw. und besteht aus dünneren Zuleitungen als die Kollektor- und Emitteranschlüsse.
-
Der Kollektoranschluss 12c der ersten Halbleitervorrichtung 12 ist direkt mit einem Kollektoranschluss 14b der zweiten Halbleitervorrichtung 14 durch Lötmittel verbunden. Das heißt, der sich bilateral erstreckende Anschluss der ersten Halbleitervorrichtung 12 ist mit jenem der zweiten Halbleitervorrichtung 14 durch Lötmittel verbunden. Obwohl die folgende Beschreibung davon ausgeht, dass die Verbindung der Anschlüsse durch Löten erreicht wird, können selbstverständlich andere Verbindungsverfahren wie z. B. Schweißen und Schrauben verwendet werden.
-
Die dritte Halbleitervorrichtung 16 weist ein geformtes Harz 16a auf, das Leistungshalbleiterelemente bedeckt. Die Anschlüsse, die sich vom geformten Harz 16a nach außen erstrecken, sind Emitteranschlüsse 16b und 16c, ein Kollektoranschluss 16d und ein Gate-Emitter-Verbindungsanschluss 16e. Die Emitteranschlüsse 16b und 16c bilden zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss. Der Kollektoranschluss 16d erstreckt sich von einer anderen Oberfläche des geformten Harzes 16a als jenen, von denen sich der sich bilateral ersteckende Anschluss nach außen erstreckt, nach außen.
-
Der Emitteranschluss 16c der dritten Halbleitervorrichtung 16 ist mit einem Emitteranschluss 18b der vierten Halbleitervorrichtung 18 verbunden. Das heißt, der sich bilateral erstreckende Anschluss der dritten Halbleitervorrichtung 16 ist mit jenem der vierten Halbleitervorrichtung 18 verbunden.
-
Der Emitteranschluss 12d der ersten Halbleitervorrichtung 12 ist mit dem Kollektoranschluss 16d der dritten Halbleitervorrichtung 16 verbunden und der Emitteranschluss 14d der zweiten Halbleitervorrichtung 14 ist mit dem Kollektoranschluss 18d der vierten Halbleitervorrichtung 18 verbunden.
-
3 ist ein Schaltplan der in 2 gezeigten Struktur. Jede der ersten bis vierten Halbleitervorrichtungen 12, 14, 16 und 18 umfasst zwei Leistungshalbleiterelemente, nämlich einen IGBT und eine FwDi (Freilaufdiode). Die erste Halbleitervorrichtung 12 und die dritte Halbleitervorrichtung 16 bilden zusammen einen Zweig und die zweite Halbleitervorrichtung 14 und die vierte Halbleitervorrichtung 18 bilden zusammen einen anderen Zweig. Wie in 1 gezeigt, umfasst das Leistungsmodul 10 folglich 6 Halbleitervorrichtungen mit einem sich bilateral erstreckenden Kollektoranschluss und umfasst ferner 6 Halbleitervorrichtungen mit einem sich bilateral erstreckenden Emitteranschluss. Diese Halbleitervorrichtungen sind verbunden, um eine Wechselrichtereinheit zu bilden.
-
4 ist eine vergrößere Ansicht der Halbleitervorrichtungen 20 und 22. Die Halbleitervorrichtungen 20 und 22 bilden die Wandlereinheit des Leistungsmoduls. Die Halbleitervorrichtung 20 weist ein geformtes Harz 20a auf, das Leistungshalbleiterelemente bedeckt. Die Anschlüsse, die sich vom geformten Harz 20a nach außen erstrecken, sind Kollektoranschlüsse 20b und 20c, Emitteranschlüsse 20d und 20e und Gate-Emitter-Verbindungsanschlüsse 20f und 20g. Die Kollektoranschlüsse 20b und 20c bilden zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss. Die Emitteranschlüsse 20d und 20e erstrecken sich von einer anderen Oberfläche des geformten Harzes 20a als jenen, von denen sich der sich bilateral erstreckende Anschluss nach außen erstreckt, nach außen.
-
Die Halbleitervorrichtung 22 weist ein geformtes Harz 22a auf, das Leistungshalbleiterelemente bedeckt. Die Anschlüsse, die sich vom geformten Harz 22a nach außen erstrecken, sind Emitteranschlüsse 22b und 22c, Kollektoranschlüsse 22d und 22e und Gate-Emitter-Verbindungsanschlüsse 22f und 22g. Die Emitteranschlüsse 22b und 22c bilden zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss. Die Kollektoranschlüsse 22d und 22e erstrecken sich von einer anderen Oberfläche des geformten Harzes 22a nach außen als jenen, von denen sich der sich bilateral erstreckende Anschluss nach außen erstreckt. Die Emitteranschlüsse 20d und 20e der Halbleitervorrichtung 20 sind mit den Kollektoranschlüssen 22d bzw. 22e der Halbleitervorrichtung 22 verbunden.
-
5 ist ein Schaltplan der in 4 gezeigten Struktur. Jede der Halbleitervorrichtungen 20 und 22 umfasst zwei IGBTs und zwei FwDis. Der Emitteranschluss 20d der Halbleitervorrichtung 20 und der Kollektoranschluss 22d der der Halbleitervorrichtung 22 sind miteinander verbunden, um einen Zweig zu bilden, und der Emitteranschluss 20e der Halbleitervorrichtung 20 und der Kollektoranschluss 22e der Halbleitervorrichtung 22 sind miteinander verbunden, um einen anderen Zweig zu bilden.
-
Vor dem Beschreiben des Leistungsmoduls 10 der ersten Ausführungsform und um dessen Verständnis zu erleichtern, wird die folgende Beschreibung auf ein Vergleichsleistungsmodul gerichtet. 6 ist eine Draufsicht dieses Vergleichsleistungsmoduls 100. Das Leistungsmodul 100 umfasst Halbleitervorrichtungen 102 und 104. Diese Halbleitervorrichtungen sind durch eine Leistungssammelschiene 106 und eine Massesammelschiene 108 miteinander verbunden. Die anderen Halbleitervorrichtungen im Leistungsmodul 100 sind auch in derselben Weise miteinander verbunden. Folglich sind alle Halbleitervorrichtungen und alle Sammelschienen im Leistungsmodul 100 im Gehäuse 110 des Leistungsmoduls 100 montiert. Die Verwendung von Sammelschienen, um die Halbleitervorrichtungen in einem Leistungsmodul, wie z. B. im Vergleichsleistungsmodul 100, miteinander zu verbinden, erfordert, dass das Gehäuse des Leistungsmoduls einen Raum darin zum Aufnehmen dieser Sammelschienen aufweist, was die Verringerung der Größe des Leistungsmoduls begrenzt.
-
Das Leistungsmodul 10 der ersten Ausführungsform erfordert andererseits keine Sammelschienen, was es möglich macht, die Größe des Moduls zu verringern. Insbesondere sind die Kollektoranschlüsse der Halbleitervorrichtungen in den oberen Zweigen (wobei die Kollektoranschlüsse miteinander verbunden sein müssen) sich bilateral erstreckende Anschlüsse. Da diese sich bilateral erstreckenden Anschlüsse sich von zwei entgegengesetzten Seiten der geformten Harze ihrer jeweiligen Halbleitervorrichtungen nach außen erstrecken, können sie miteinander verbunden werden, so dass sie als Leistungssammelschiene fungieren. Ebenso sind die Emitteranschlüsse der Halbleitervorrichtungen in den unteren Zweigen (wobei die Emitteranschlüsse miteinander verbunden sein müssen) auch sich bilateral erstreckende Anschlüsse. Daher können sie so miteinander verbunden werden, dass sie als Massesammelschiene fungieren. Daher besteht kein Bedarf, dass das Leistungsmodul 10 Sammelschienen aufweist.
-
Ferner erstreckt sich der Emitteranschluss der Halbleitervorrichtung in jedem oberen Zweig wie z. B. der Halbleitervorrichtung 12 von einer anderen Oberfläche des geformten Harzes der Vorrichtung als jenen, von denen sich der sich bilateral erstreckende Anschluss (d. h. der Kollektoranschluss) nach außen erstreckt. Ferner erstreckt sich der Kollektoranschluss der Halbleitervorrichtung in jedem unteren Zweig wie z. B. der Halbleitervorrichtung 16 von einer anderen Oberfläche des geformten Harzes der Vorrichtung als jenen, von denen sich der sich bilateral erstreckende Anschluss (d. h. der Emitteranschluss) nach außen erstreckt. Daher kann der Emitteranschluss im oberen Zweig direkt mit dem Kollektoranschluss im unteren Zweig verbunden werden.
-
In jeder Halbleitervorrichtung des Leistungsmoduls 10 der ersten Ausführungsform ist folglich der Kollektor- und/oder der Emitteranschluss eines Leistungshalbleiterelements (IGBT), das mit dem geformten Harz bedeckt ist, ein sich bilateral erstreckender Anschluss. Folglich können diese sich bilateral erstreckenden Anschlüsse der Halbleitervorrichtungen des Leistungsmoduls 10 miteinander verbunden werden, wodurch der Bedarf an einer Sammelschiene beseitigt wird, was zu einer verringerten Größe des Leistungsmoduls 10 führt.
-
Obwohl jede Halbleitervorrichtung im Leistungsmodul 10 der ersten Ausführungsform einen oder zwei IGBTs umfasst, ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht auf diese Zahlen von IGBTs begrenzt. Jede Halbleitervorrichtung kann beispielsweise drei IGBTs umfassen, wie in 7 und 8 gezeigt. 7 ist eine Draufsicht einer Variation des Leistungsmoduls der ersten Ausführungsform. Ferner ist 8 ein Schaltplan der in 7 gezeigten Struktur. Mit Bezug auf 7 und 8 umfasst eine Halbleitervorrichtung 50 Kollektorelektroden 50b und 50c, die zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss bilden. Dieser sich bilateral erstreckende Anschluss dient als Hochspannungsleitung (oder Hochspannungsleistungsleitung oder P-Leitung) von Phasen (oder Zweigen) mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Leistungshalbleiterelementen.
-
Mit weiterem Bezug auf 7 und 8 umfasst eine Halbleitervorrichtung 52 Emitterelektroden 52b und 52c, die zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss bilden. Dieser sich bilateral erstreckende Anschluss dient als Niederspannungsleitung (oder Niederspannungsleistungsleitung oder N-Leitung) der Phasen (oder Zweige) mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Leistungshalbleiterelementen. Ferner sind die Emitterelektroden 50d, 50e und 50f der Halbleitervorrichtung 50 mit den Kollektorelektroden 52d, 52e bzw. 52f der Halbleitervorrichtung 52 verbunden. Folglich sind diese Halbleitervorrichtungen dazu konfiguriert, zusammen einen Drehstromwechselrichter zu bilden, und die P-Leitung und die N-Leitung sind sich bilateral erstreckende Anschlüsse. Es sollte beachtet werden, dass die Bezugszeichen 50a und 52a geformte Harze bezeichnen und 50g und 52g Gate-Emitter-Verbindungsanschlüsse bezeichnen.
-
Verschiedene andere Veränderungen können an der ersten Ausführungsform vorgenommen werden. Obwohl das Leistungsmodul 10 der ersten Ausführungsform beispielsweise zum Schalten von hohen Strömen, nämlich 75 A oder mehr, ausgelegt ist, kann die Ausführungsform selbstverständlich auf ein beliebiges geeignetes Modul angewendet werden, das mehrere Halbleitervorrichtungen mit Kollektor- und Emitteranschlüssen enthält, während immer noch die Vorteile der vorliegenden Erfindung geschaffen werden. Anstelle von Löten können ferner andere Verfahren wie z. B. Schweißen und Schrauben verwendet werden, um die Anschlüsse zu verbinden. Ferner sind die Leistungshalbleiterelemente in jeder Halbleitervorrichtung des Leistungsmoduls nicht auf IGBTs und FwDis begrenzt. Sie können Leistungs-MOSFETs sein.
-
Zweite Ausführungsform
-
9 ist eine Draufsicht eines Leistungsmoduls 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Leistungsmodul 200 umfasst eine erste Halbleitervorrichtung 202, eine zweite Halbleitervorrichtung 204 und eine dritte Halbleitervorrichtung 206. Alle diese Halbleitervorrichtungen sind in einem Gehäuse 208 montiert. Am Gehäuse 208 sind Befestigungsabschnitte 26 ausgebildet, durch die das Leistungsmodul 200 an einer externen Vorrichtung usw. befestigt werden kann.
-
10 ist eine vergrößerte Ansicht der ersten Halbleitervorrichtung 202. Die erste Halbleitervorrichtung 202 ist eine Drehstromwechselrichterschaltung wie z. B. die in 8 gezeigte. (Das heißt, die Wechselrichterschaltung weist drei Phasen (oder Zweige) mit jeweils zwei in Reihe geschalteten Leistungshalbleiterelementen auf.) Dies bedeutet, dass die erste Halbleitervorrichtung 202 eine Kombination der Halbleitervorrichtungen 50 und 52 ist, die in 7 gezeigt sind. Die erste Halbleitervorrichtung 202 weist ein geformtes Harz 202a auf, wie in 10 gezeigt. Die Anschlüsse, die sich vom geformten Harz 202a nach außen erstrecken, sind Kollektoranschlüsse 202b und 202c, Emitteranschlüsse 202d und 202e und Nullleiteranschlösse 202f, 202g und 202h und ein Gate-Emitter-Verbindungsanschluss 202i.
-
Die Kollektoranschlüsse 202b und 202c bilden zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss und die Emitteranschlüsse 202d und 202e bilden zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss. Der Kollektoranschluss 202b und der Emitteranschluss 202d erstrecken sich von derselben Oberfläche des geformten Harzes 202a nach außen und der Kollektoranschluss 202c und der Emitteranschluss 202e erstrecken sich von derselben Oberfläche des geformten Harzes 202a nach außen. Die Nullleiteranschlüsse 202f, 202g und 202h erstrecken sich von einer anderen Oberfläche des geformten Harzes 202a nach außen als jenen, von denen sich die sich bilateral erstreckenden Anschlüsse nach außen erstrecken.
-
Die zweite Halbleitervorrichtung 204 weist dieselbe Konstruktion wie die erste Halbleitervorrichtung 202 auf. Ein Kollektoranschluss der ersten Halbleitervorrichtung 202 ist mit einem Kollektoranschluss der zweiten Halbleitervorrichtung 204 verbunden und ein Emitteranschluss der ersten Halbleitervorrichtung 202 ist mit einem Emitteranschluss der zweiten Halbleitervorrichtung 204 verbunden.
-
11 ist eine vergrößerte Ansicht der dritten Halbleitervorrichtung 206. Die dritte Halbleitervorrichtung 206 umfasst eine Phase (oder einen Zweig). Wie in 11 gezeigt, weist die dritte Halbleitervorrichtung 206 ein geformtes harz 206a auf. Die Anschlüsse, die sich vom geformten Harz 206a nach außen erstrecken, sind Kollektoranschlüsse 206b und 206c, Emitteranschlüsse 206d und 206e, ein Nullleiteranschluss 206f und ein Gate-Emitter-Verbindungsanschluss 206g. Die Kollektoranschlüsse 206b und 206c bilden zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss und die Emitteranschlüsse 206d und 206e bilden zusammen, einen sich bilateral erstreckenden Anschluss. Der Kollektoranschluss 206b und der Emitteranschluss 206d erstecken sich von derselben Oberfläche des geformten Harzes 206a nach außen und der Kollektoranschluss 206c und der Emitteranschluss 206e erstrecken sich von derselben Oberfläche des geformten Harzes 206a nach außen.
-
Wie in 9 gezeigt, ist der Kollektoranschluss 206c der dritten Halbleitervorrichtung 206 mit dem Kollektoranschluss 202b der ersten Halbleitervorrichtung 202 verbunden und der Emitteranschluss 206e der dritten Halbleitervorrichtung 206 ist mit dem Emitteranschluss 202d der ersten Halbleitervorrichtung 202 verbunden. Die Nullleiteranschlüsse 202f, 202g und 202h sind durch Leiter mit den jeweiligen externen Verbindungsanschlüssen verbunden, die auf einer Seite des Gehäuses 208 vorgesehen sind. Die Nullleiteranschlüsse der zweiten Halbleitervorrichtung 204 und der Nullleiteranschluss 206f der dritten Halbleitervorrichtung 206 sind auch mit den jeweiligen externen Verbindungsanschlüssen auf Seiten des Gehäuses 208 in derselben Weise wie die Nullleiteranschlüsse der ersten Halbleitervorrichtung 202 verbunden. Ferner sind der Kollektoranschluss und der Emitteranschluss der zweiten Halbleitervorrichtung 204, die direkt einer Seite des Gehäuses 208 zugewandt sind, durch Leiter mit den jeweiligen externen Verbindungsanschlüssen auf dieser Seite des Gehäuses verbunden. Ferner sind der Kollektoranschluss 206b und der Emitteranschluss 206d der dritten Halbleitervorrichtung 206, die direkt einer Seite des Gehäuses 208 zugewandt sind, auch durch Leiter mit den jeweiligen externen Verbindungsanschlüssen auf dieser Seite des Gehäuses verbunden.
-
Im Leistungsmodul 200 der zweiten Ausführungsform ist die Halbleitervorrichtung 202 eine vollständige Drehstromwechselrichterschaltung und die Halbleitervorrichtung 206 ist eine vollständige Wandlereinheit, was zu einer vereinfachten Konstruktion und einer verringerten Größe des Leistungsmoduls führt. Diese Konstruktion erleichtert die Herstellung z. B. eines HEV-IPM für ein Fahrzeugbetriebs- und regeneratives Bremssystem. Obwohl das Leistungsmodul zwei Wechselrichter umfasst, nämlich die erste Halbleitervorrichtung 202 und die zweite Halbleitervorrichtung 204 (z. B. für den Fahrzeugbetrieb bzw. für regeneratives Bremsen), kann das Modul selbstverständlich nur die erste Halbleitervorrichtung 202 umfassen.
-
Verschiedene Veränderungen können am Leistungsmodul 200 der zweiten Ausführungsform vorgenommen werden. Obwohl beispielsweise der Nullleiteranschluss 206f und der Kollektoranschluss 206b in 11 als sich in derselben Richtung erstreckend gezeigt sind, können sie sich nicht in derselben Richtung erstrecken. In 12 erstrecken sich der Nullleiteranschluss 206f und der Kollektoranschluss 206b beispielsweise in verschiedene Richtungen. 12 ist eine Draufsicht, die eine Variation der dritten Halbleitervorrichtung 206 zeigt, wobei sich der Nullleiteranschluss 206f in einer anderen Richtung erstreckt als die sich bilateral erstreckenden Anschlüsse (oder Kollektor- und Emitteranschlüsse). Zusätzlich dazu ist die zweite Ausführungsform für zumindest Änderungen empfänglich, die dieselben wie jene sind, die an der ersten Ausführungsform vorgenommen werden können, oder diesen entsprechen.
-
Dritte Ausführungsform
-
13 ist eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung 300 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Halbleitervorrichtung 300 der dritten Ausführungsform ist eine Drehstromwechselrichterschaltung. Die Nullleiteranschlüsse 300a, 300b bzw. 300c der drei Phasen (oder Zweige) des Wechselrichters erstrecken sich von direkt über den Sternpunkten ihrer jeweiligen Zweige innerhalb eines geformten Harzes 202a von der größten Oberfläche (oder oberen Oberfläche) des geformten Harzes 202a nach außen. 14 ist eine perspektivische Ansicht der Halbleitervorrichtung 300. Die Nullleiteranschlüsse 300a, 300b und 300c erstrecken sich nach außen und senkrecht vom zentralen Abschnitt einer anderen Oberfläche des geformten Harzes 202a als jenen, von denen sich die sich bilateral erstreckenden Anschlüsse erstrecken. Es sollte beachtet werden, dass die Halbleitervorrichtung 300 zur Halbleitervorrichtung 202 der zweiten Ausführungsform, die mit Bezug auf 10 beschrieben wurde, ähnlich ist, außer dass die Nullleiteranschlüsse 202f, 202g und 202h durch die Nullleiteranschlüsse 300a, 300b und 300c ersetzt sind. Daher tragen Teile, die zu jenen der Halbleitervorrichtung 202 identisch sind, dieselben Bezugszeichen und werden hier nicht beschrieben.
-
Gemäß der Konstruktion der Halbleitervorrichtung der dritten Ausführungsform kann der Abstand zwischen dem Sternpunkt jeder Phase (oder jedes Zweigs) und ihres Nullleiteranschlusses innerhalb des geformten Harzes 202a verringert werden, was zu einer verringerten Verdrahtungsinduktivität führt. Obwohl die Halbleitervorrichtung 300 eine Drehstromwechselrichterschaltung ist, ist die vorliegende Ausführungsform selbstverständlich nicht auf diese spezielle Halbleitervorrichtung begrenzt, sondern kann auf eine beliebige geeignete Wechselrichterschaltung mit einem oder mehreren Zweigen angewendet werden, während sie immer noch die Vorteile der vorliegenden Erfindung schafft. Ferner ist die dritte Ausführungsform zumindest für Änderungen empfänglich, die dieselben wie jene sind, die an der ersten Ausführungsform vorgenommen werden können, oder diesen entsprechen.
-
Vierte Ausführungsform
-
15 ist eine Draufsicht einer Halbleitervorrichtung 400 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Halbleitervorrichtung 400 der vierten Ausführungsform ist eine Wechselrichterschaltung mit einer Phase (oder einem Zweig). Mit Bezug auf 15 erstrecken sich die Kollektoranschlüsse 400b und 400c, Emitteranschlüsse 400d und 400e, Nullleiteranschlüsse 400f und 400g und ein Gate-Emitter-Verbindungsanschluss 400h von einem geformten Harz 400a nach außen. Diese Halbleitervorrichtung 400 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nullleiteranschlüsse 400f und 400g zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss bilden, zusätzlich zu der Tatsache, dass die Kollektoranschlüsse 400b und 400c zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss bilden und die Emitteranschlüsse 400d und 400e zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss bilden.
-
Da in der Halbleitervorrichtung 400 der vierten Ausführungsform die Nullleiteranschlüsse 400f und 400g zusammen einen sich seitlich erstreckenden Anschluss bilden, können mehrere der Halbleitervorrichtungen 400 durch Verbinden ihrer Kollektoranschlüsse, Emitteranschlüsse und Nullleiteranschlüsse parallel geschaltet werden. Dies macht es möglich, die Stromkapazität des Leistungsmoduls leicht zu erhöhen und dadurch zu ermöglichen, dass das Modul in verschiedenen Systemen verwendet wird.
-
Obwohl die Halbleitervorrichtung 400 der vierten Ausführungsform eine Wechselrichterschaltung mit nur einer Phase (oder einem Zweig) ist, ist die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht auf diesen speziellen Typ von Wechselrichterschaltung begrenzt. Die vierte Ausführungsform kann beispielsweise auf eine Halbleitervorrichtung angewendet werden, die die oberen Zweige oder unteren Zweige von zwei Phasen (oder Zweigen) oder sowohl die oberen Zweige als auch unteren Zweige bildet; das heißt Nullleiteranschlüsse einer solchen Halbleitervorrichtung können zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss bilden, wodurch die Vorteile der vorliegenden Erfindung geschaffen werden. 16 zeigt eine Halbleitervorrichtung, die einen oberen Zweig bildet. Insbesondere ist 16 eine Draufsicht, die eine Variation der Halbleitervorrichtung der vierten Ausführungsform zeigt. Diese Halbleitervorrichtung 402 ist zur in 2 gezeigten Halbleitervorrichtung 12 ähnlich, außer dass der Emitteranschluss 12d durch Emitteranschlüsse 402a und 402b ersetzt ist, die zusammen einen sich bilateral erstreckenden Anschluss bilden. Daher tragen Teile, die zu jenen der Halbleitervorrichtung 12 identisch sind, dieselben Bezugszeichen und werden hier nicht beschrieben. Es sollte beachtet werden, dass die Halbleitervorrichtung der vierten Ausführungsform für zumindest Änderungen empfänglich ist, die dieselben sind wie jene, die an den Halbleitervorrichtungen der ersten Ausführungsform vorgenommen werden können, oder diesen entsprechen.
-
Das Leistungsmodul der vorliegenden Erfindung umfasst mehrere Halbleitervorrichtungen mit jeweils mindestens einem Anschluss, der sich von der linken und der rechten Seite eines geformten Harzes nach außen erstreckt. Diese Anschlüsse der Halbleitervorrichtungen sind miteinander verbunden, wodurch der Bedarf an einer Sammelschiene beseitigt ist, was zu einer verringerten Größe des Leistungsmoduls führt.
-
Die gesamte Offenbarung von
JP 2011-050472-A , eingereicht am 8. März 2011, einschließlich Beschreibung, Ansprüchen, Zeichnungen und Zusammenfassung, auf der die Priorität der vorliegenden Anmeldung beruht, ist hier in ihrer Gesamtheit durch Literaturhinweis eingefügt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2007-220976 A [0002]
- JP 2011-050472 A [0057]
