DE4239598A1 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein
Transistormodul, das Halbleitereinrichtungen u. dgl. enthält,
und bezieht sich im besonderen auf ein Verfahren zur
Verminderung einer transienten Spannung, die infolge eines
außenseitigen Zuleitungsanschlusses erzeugt wird.
Beim Entwurf und der Herstellung eines elektronischen
Gerätes ist es hinsichtlich einer Reduzierung der Anzahl von
verwendeten Schaltungsbauteilen vorteilhafter, ein
Transistormodul zu verwenden, bei dem eine Vielzahl von
elektronischen Bauteilen als ein Modul in einem
Außenpackungsharz oder Metallgehäuse durch Anbringen auf
einer Leiterplatte ausgebildet sind, verglichen mit einer
Anordnung, bei der die elektronischen Schaltungen durch
elektronische Bauteile, wie z. B. Transistoren ausgebildet
sind. In einem solchen Transistormodul wird, wie in Fig. 6
gezeigt ist, ein außenseitiger Zuleitungsanschluß 22 von der
Innenseite eines Transistormoduls 21 zur Außenseite eines
Außenpackungsharzes (nicht gezeigt) geführt. Dieser
außenseitige Zuleitungsanschluß 22 weist einen
Anschlußzwischenabschnitt 25 auf, der z. B. in der Form des
Buchstabens U gebogen ist und zwischen dessen
innenbefindlichen Anschlußabschnitt 23 und dem
außenbefindlichen Anschlußabschnitt 24 angeordnet ist.
Selbst wenn das Transistormodul 21 während des Betriebes
Wärme erzeugt und der außenbefindliche Anschlußdraht 22
einer Wärmeverformung unterzogen wird, nimmt ein gebogener
Abschnitt 25a des Anschlußzwischenabschnittes 25 diese
Wärmeverformung auf und vermindert eine Spannung bezüglich
des einkapselnden Harzes, wodurch als ein Ergebnis dessen
ein Absinken in der Zuverlässigkeit des Transistormoduls
verhindert wird. Da verhindert wird, daß Wasser od. dgl. in
das Innere des Transistormoduls 21 entlang des außenseitigen
Zuleitungsanschlusses 22 eindringt, wird zusätzlich dessen
Umgebungseinflußbeständigkeit verbessert.
Wenn jedoch der Anschlußzwischenabschnitt 25 mit dem
gebogenen Abschnitt 25a in dem außenseitigen
Zuleitungsanschluß 22 des Transistormoduls 21 vorgesehen
ist, tritt eine große unerwünschte Induktivität L0
entsprechend der gebogenen Form auf. Aus diesem Grund tritt,
wenn die Zuführung eines Stromes bezüglich des
Transistormoduls 21 mit einer hohen Geschwindigkeit ein- und
ausgeschaltet wird, eine große transiente Spannung ΔV0 auf,
die durch -L0 (dI0/dt) auseinandergedrückt wird und
entsprechend der Änderung des Stromes dI0/dt auftritt, wenn
sich der Strom deutlich vermindert. Eine solche transiente
Spannung ΔV0 kann eine Fehlfunktion od. dgl. in der
Schaltung verursachen. Um das ΔV0 hier zu reduzieren, genügt
es, wenn der Anschlußzwischenabschnitt 25 in einem linearen
Aufbau ausgebildet ist, um die Induktivität L0 zu
vermindern. Dieses beeinträchtigt jedoch den Effekt der
Verminderung der Wärmeverformung des außenseitigen
Zuleitungsanschlusses 22 und den Effekt der Erhöhung der
Umgebungseinflußbeständigkeit, wodurch ein Absinken in der
Zuverlässigkeit des Transistormoduls 21 verursacht wird. Aus
diesem Grund trat mit dem herkömmlichen Transistormodul 21
das Problem auf, daß entweder die Zuverlässigkeit oder die
transiente Spannung ΔV0 geopfert werden muß.
Im Zusammenhang damit, ist es denkbar, einen außenseitigen
Zuleitungsanschluß 32 zu verwenden, in welchem ein Schlitz
35a in einem Anschlußzwischenabschnitt 35 in Längsrichtung
desselben vorgesehen ist, um eine Mehrzahl paralleler
Strompfade zwischen einem außenbefindlichen
Anschlußabschnitt 34 und einem innenbefindlichen
Anschlußabschnitt 33 zu schaffen, wie in Fig. 7 gezeigt ist.
Da der Strompfad in dem außenseitigen Zuleitungsanschluß 32,
der einen solchen Aufbau aufweist, geteilt ist, ist ein
Strom I1, der durch jeden Strompfad fließt, klein, selbst
wenn der Strom mit hoher Geschwindigkeit geschaltet wird, so
daß eine transiente Spannung ΔV1, die mit -L1 (dI1/dt)
ausgedrückt wird, klein ist. Falls jedoch die transiente
Spannung ΔV1 durch Einteilen des Strompfades unter Vorsehen
des Schlitzes 35a reduziert wird, wird der Effekt der
Verminderung der transienten Spannung ΔV1 durch die Anzahl
der Einteilungen des Strompfades begrenzt. Um ΔV1 genügend
zu vermindern, ist es notwendig, eine Vielzahl von Nuten
auszubilden. In Verbindung damit gibt es jedoch
Beschränkungen, die aus den Größen und Konfigurationen eines
Transistormoduls 31 und des Anschlußzwischenabschnittes 32
erwachsen. Zum Beispiel ist es dort notwendig, wo ein
innenbefindlicher Anschlußabschnitt 37 an einer Stelle
abseits vom außenbefindlichen Anschlußabschnitt 34 über
einen Anschlußzwischenabschnitt 36 mit einem gebogenen
Abschnitt 36a vorgesehen ist, Schlitze 36b zwischen dem
gebogenen Abschnitt 36a und dem außenbefindlichen
Anschlußabschnitt 34 vorzusehen und einen Schlitz 36c
zwischen dem gebogenen Abschnitt 36a und dem
innenbefindlichen Anschlußabschnitt 37 vorzusehen, wie in
Fig. 7 gezeigt ist. Um jedoch die transiente Spannung ΔV1
genügend zu vermindern, ist es notwendig, eine Mehrzahl von
Nuten 36a und 36b auszubilden, so daß es erforderlich ist,
daß die Breite des Anschlußzwischenabschnittes 36 groß ist.
Außerdem ergibt sich aus dem Anwachsen der Anzahl der
Schlitze 35a, 36b und 36c, die in dem außenseitigen
Zuleitungsanschluß 32 ausgebildet sind, eine Erhöhung der
Anzahl der Fertigungsoperationen, und es ergibt sich
außerdem das Problem erhöhter Fertigungskosten des
Transistormoduls 21.
Hinsichtlich der zuvor beschriebenen Probleme liegt ein Ziel
der vorliegenden Erfindung darin, ein Transistormodul zu
schaffen, das in der Lage ist, die transiente Spannung zu
vermindern, ohne daß Beschränkungen hinsichtlich der Größe
erforderlich sind, während ein hohes Niveau der
Zuverlässigkeit, wie z. B. bei der Wärmebeständigkeit und
Umgebungseinflußbeständigkeit beibehalten wird.
Um die oben angegebene Aufgabe zu lösen, ist die
Einrichtung, die in das Transistormodul entsprechend der
vorliegenden Erfindung eingeführt wurde, solcherart
ausgebildet, daß ein außenseitiger Zuleitungsanschluß, der
aus dem Inneren des Moduls herausgeführt wird, einen
innenbefindlichen Anschluß auf einer Innenseite des Moduls
aufweist, einen außenbefindlichen Anschlußabschnitt auf
einer Außenseite dessen aufweist, und einen
Anschlußzwischenabschnitt aufweist, der zumindest einen
gebogenen Abschnitt hat, der die Anschlußabschnitte leitend
verbindet, wobei ein Kurzschlußabschnitt elektrisch parallel
zu dem Anschlußzwischenabschnitt geschaltet ist, wobei der
Kurzschlußabschnitt einen größeren elektrischen Widerstand
aufweist, als der Anschlußzwischenabschnitt, und eine
kleinere Induktivität als derselbe aufweist. Bei der
vorliegenden Erfindung bedeutet Transistormodul eines, bei
dem eine Halbleitereinrichtung zusammen mit einer
Leiterplatte u. dgl. von einem Außenpackungsharz oder einem
Metallgehäuse eingekapselt ist und schließen jene ein, die
zusammen mit anderen Elektronikbauteilen angebracht sind.
Hierbei, wie für den Kurzschlußabschnitt ist es möglich, ein
Transistormodul zu verwenden, das integral mit dem
außenseitigen Zuleitungsanschluß ausgebildet ist, ein
Transistormodul zu verwenden, das mit einem anderen
Verdrahtungsteil oder einem gleichartigen zugefügten Teil
angeordnet ist, oder eine andere ähnliche Anordnung zu
verwenden. Ebenso, wie für den außenseitigen
Zuleitungsanschluß ist es möglich, ein Transistormodul zu
verwenden, bei dem die Bauteile integral ausgebildet sind
als auch welche, bei dem die Bauteile durch Verbinden
mittels Löten oder eine andere ähnliche Anordnung angeordnet
sind.
Bei der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein
Kurzschlußdraht eingeführt, der an einer Seite des
innenbefindlichen Anschlußabschnittes und an einer Seite des
außenbefindlichen Anschlußabschnittes des
Anschlußzwischenabschnittes im Inneren des Moduls befestigt
ist, um abzusichern, daß der Kurzschlußabschnitt in einer
kleinen Formuierungsfläche innerhalb des Moduls angeordnet
werden kann, und daß es weniger wahrscheinlich ist, daß der
Kurzschluß Beschränkungen hinsichtlich der Konfiguration u. dgl.
bei dessen außenseitigem Zuleitungsanschluß unterworfen
wird.
Zusätzlich wird bevorzugterweise der Kurzschlußabschnitt auf
einer Seite der kürzesten Abstandslinie angeordnet, der die
gegenüberliegenden Seite des gebogenen Abschnittes des
Anschlußzwischenabschnittes verbindet, um die Induktivität
des Kurzschlußabschnittes zu verringern.
Bei dem Transistormodul gemäß der vorliegenden Erfindung ist
der Kurzschlußabschnitt elektrisch parallel zu dem
Anschlußzwischenabschnitt des außenseitigen
Zuleitungsanschlusses geschaltet, und da dessen elektrischer
Widerstand größer als der elektrische Widerstand des
Anschlußzwischenabschnittes ist, fließt bei der stationären
Betriebsweise des Transistormoduls ein stationärer Strom von
dem außenliegenden Anschlußabschnitt zu dem innenliegenden
Anschlußabschnitt über den Anschlußzwischenabschnitt. Wenn
im Gegensatz dazu, der Strom plötzlich im Zustand der
stationären Betriebsweise unterbrochen wird, verschiebt sich
der Strom, der von dem außenliegenden Anschlußabschnitt zu
dem Anschlußzwischenabschnitt fließt von dem
Anschlußzwischenabschnitt zu der Kurzschlußabschnittsseite
hin, da die Induktivität des Kurzschlußabschnittes kleiner
als eine Induktivität L0 des Anschlußzwischenabschnittes
ist. Wenn hierbei angenommen wird, daß die Induktivität des
Kurzschlußabschnitts L2 ist, und daß ein
Stromanstiegsverhältnis in dem Kurzschlußabschnitt dI2/dt
ist, wird eine transiente Spannung ΔV2, die in dem
Transistormodul in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung auftritt, durch L2 (dI2/dt) ausgedrückt. Da jedoch
eine Induktivität L2 an den Kurzschlußabschnitt kleiner als
eine Induktivität an dem Anschlußzwischenabschnitt ist,
ist die transiente Spannung ΔV2 klein. Darüber hinaus
vermindert der Kurzschlußabschnitt die transiente Spannung
ΔV2 aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften und
unterscheidet sich von dem Aufbau, bei dem der Strompfad
durch Vorsehen von Schlitzen od. dgl. in dem außenseitigen
Zulassungsanschluß unterteilt ist. Dementsprechend wird der
Kurzschlußabschnitt keinen Beschränkungen hinsichtlich der
Größe und der Konfiguration des außenseitigen
Zuleitungsanschlusses unterworfen, um die transiente
Spannung ΔV2 zu vermindern.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher
erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines außenseitigen
Zuleitungsanschlusses, der bei einem Transistormodul
entsprechend einer Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die einen
wesentlichen Abschnitt des Inneren des Tranistormoduls
darstellt, die den in Fig. 1 gezeigten außenseitigen
Zuleitungsanschluß verwendet;
Fig. 3A ein Diagramm, das eine Änderung des Stromes und
einer Spannung in Abhängigkeit von der Zeit in einem Fall
darstellt, wenn der Strom plötzlich in dem in Fig. 2
gezeigten Transistormodul vermindert wird, während Fig.
3B ein Diagramm ist, das eine Zeitänderung eines Stromes
und einer Spannung in Abhängigkeit von der Zeit in einem
Fall darstellt, wenn der Strom plötzlich in einem
herkömmlichen Transistormodul vermindert wird;
Fig. 4 eine perspektive Ansicht, die einen außenseitigen
Zuleitungsanschluß darstellt, der bei einem Tranistormodul
entsprechend einer Ausführungsform 2 der vorliegenden
Etfindung verwendet wird;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung, die einen
wesentlichen Abschnitt eines Transistormoduls darstellt, der
den in Fig. 4 gezeigten außenseitigen Zuleitungsanschluß
verwendet;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht, die einen
wesentlichen Abschnitt des Inneren eines herkömmlichen
Transistormoduls darstellt; und
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht, die einen
wesentlichen Abschnitt des Inneren eines Transistormoduls
darstellt, das einen außenseitigen Zuleitungsanschluß
verwendet, der sich von dem in Fig. 6 gezeigten
Zuleitungsanschluß unterscheidet.
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird die
Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung gegeben.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines außenseitigen
Zuleitungsanschlusses bei einem Transistormodul entsprechend
Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, und Fig. 2 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen wesentlichen
Abschnitt des Inneren des Transistormoduls dieser
Ausführungsform darstellt.
Wie in diesen Zeichnungen gezeigt ist, sind eine erste
Metallverdrahtungsleiterplatte 2b, eine zweite
Metallverdrahtungsleiterplatte 2c und eine dritte
Metallverdrahtungsleiterplatte 2d auf einem isolierenden
Substrat 2a, wie z. B. einer Aluminiumoxidplatte in dem
Inneren eines Tranistormoduls 1 vorgesehen, und
Halbleiterchips 3a, 3b sind auf dessen Oberfläche
angebracht. Anschlußabschnitte dieser Halbleiterchips 3a, 3b
sind mittels Anschlußdrähten 4 verdrahtet und verbunden, um
einen elektrischen Schaltkreis zu bilden.
Hierbei ist ein außenseitiger Zuleitungsanschluß 5, der
durch Verarbeiten einer Kupferplatte od. dgl. erzielt wurde,
leitend mit der Oberfläche der zweiten
Metallverdrahtungsleiterplatte 2c verbunden. Dieser
außenseitige Zuleitungsanschluß 5 umfaßt einen
innenbefindlichen Anschlußabschnitt 6, der an einer Seite
der zweiten Metallverdrahtungsleiterplatte 2c und einem
außenseitigen Anschlußabschnitt 8 befestigt ist, der leitend
mit dem innenliegenden Anschlußabschnitt 6 über einen
Anschlußzwischenabschnitt 7 verbunden ist, wobei alles
integral ausgebildet ist. Der außenliegende
Anschlußabschnitt 8 unter diesen befindet sich in einem
Zustand, bei dem er von der Außenseite von einer
eingekapselten Harzschicht (nicht gezeigt) hervorsteht,
selbst nachdem das Transistormodul mit einem Harz
eingekapselt ist. Dieser außenliegende Anschlußabschnitt 8
wird zur leitenden Verbindung zwischen dem Transistormodul 1
und einem Außenschaltkreis verwendet.
In dem Transistormodul 1 weist hierbei der
Anschlußzwischenabschnitt 7 einen geraden Abschnitt 7a,
einen gekrümmten Abschnitt 7b (gebogener Abschnitt) und
einen geraden Abschnitt 7c auf, und somit weist dieser
Abschnitt eine Konfiguration auf, bei der dieser in der Form
des Buchstabens U gebogen ist. Diese Anordnung ist
vorgesehen, um abzusichern, daß falls der außenliegende
Zuleitungsanschluß 5 einer Wärmeverformung hinsichtlich
einer Wärmeerzeugung während des Betriebes unterworfen wird,
die Wärmeverformung durch den Anschlußzwischenabschnitt 7
aufgenommen wird, um nicht die Zuverlässigkeit des
Transistormoduls 1 zu beeinflussen, und um abzusichern, daß
die Haftfähigkeit u. dgl. an der Grenzfläche zwischen dem
einkapselnden Harz und dem außenseitigen Zuleitungsanschluß
5 vergrößert wird, um die Umgebungseinflußbeständigkeit des
Transistormoduls 1 zu steigern. Zusätzlich sind in dem
Anschlußzwischenabschnitt 7 zwei gebogene Abschnitte, die in
Richtung der Plattendicke gebogen sind zwischen dem geraden
Abschnitt 7a und dem außen befindlichen Anschlußabschnitt 8
ausgebildet. Außerdem ist ein gebogener Abschnitt, der
ähnlich in Richtung der Plattendicke gebogen ist, zwischen
dem geraden Abschnitt 7c und dem innen befindlichen
Anschlußabschnitt 6 ausgebildet.
Desweiteren ist in dem Transistormodul 1 dieser
Ausführungsform bezüglich des außenseitigen
Zuleitungsanschlusses 5 ein Kurzschlußdraht 9 an einer Seite
des außen befindlichen Anschlußabschnittes 8 und einer Seite
des innen befindlichen Anschlußabschnittes 6 in einem
Zustand befestigt, bei dem der Kurzschlußdraht 9 elektrisch
parallel zu dem Anschlußzwischenabschnitt 7 geschaltet ist.
Hierbei ist der Kurzschlußdraht 9 ein kurzer Draht, der ein
drahtartiges Teil ist, das aus einem ausgewählten
vorbestimmten Material ausgebildet ist und ist an einer
Seite einer kürzesten Abstandslinie angeordnet, die die
zwei Seiten des gekrümmten Abschnittes 7b des
Anschlußzwischenabschnittes 7 verbindet. Deshalb ist dessen
elektrischer Widerstand genügend größer als der elektrische
Widerstand des Anschlußzwischenabschnittes 7, und dessen
Induktivität ist genügend kleiner als die Induktivität des
Anschlußzwischenabschnittes 7.
Da somit in dem Transistormodul 1 dieser Ausführungsform der
Kurzschlußdraht 9, der einen großen elektrischen Widerstand
hat, parallel zu dem Anschlußzwischenabschnitt 7 des
außenseitigen Zuleitungsanschlusses 5 geschaltet ist, fließt
während der konstanten Betriebsweise des Transistormoduls 1
ein stationärer Strom (in Richtung des Pfeils I) von dem
außen befindlichen Anschlußabschnitt 8 über den
Anschlußzwischenabschnitt 7 zu dem innen befindlichen
Anschlußabschnitt 6, und praktisch kein Strom fließt über
den Kurzschlußdraht 9. Wenn in diesem Zustand der Strom
plötzlich unterbrochen wird, verschiebt sich der Strom, der
von dem außen befindlichen Anschlußabschnitt 8 zu dem
Anschlußzwischenabschnitt 7 fließt, von der Seite des
Anschlußzwischenabschnittes 7 zu der Seite des
Kurzschlußabschnittes 9 hin. Wenn hierbei angenommen wird,
daß die Induktivität an dem Kurzschlußabschnitt 9 L2 ist,
und daß ein Stromanstiegsverhältnis an dem
Kurzschlußabschnitt 9 dI2/dt ist, wird eine transiente
Spannung ΔV2, die in dem Transistormoduls 1 dieser
Ausführungsform auftritt, durch L2 (dI2/dt) ausgedrückt. Da
jedoch (Induktivität L0 an dem Anschlußzwischenabschnitt 7)
< (Induktivität L2 an dem Kurzschlußabschnitt 9) ist, ist
die transiente Spannung ΔV2, die in dem Transistormodul 1
dieser Ausführungsform auftritt, extrem kleiner als eine
transiente Spannung ΔV0, die in dem herkömmlichen
Transistormodul auftritt (die einen Aufbau hat, die ohne
einen Kurzschlußdraht 9 ausgerüstet ist). Darüber hinaus
vermindert der Kurzschlußabschnitt 9 die transiente Spannung
ΔV2 aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften und
unterscheidet sich von dem Aufbau, bei dem der Strompfad
durch Vorsehen von Schlitzen od. dgl. in dem außenseitigen
Zuleitungsanschluß unterteilt ist. Dementsprechend kann der
Kurzschlußabschnitt 9 in einem effektivsten Zustand
unabhängig von der Größe und der Konfiguration des
außenseitigen Zuleitungsanschlusses 5 angeordnet sein.
Deshalb kann die transiente Spannung ΔV2 bezüglich
unterschiedlicher Typen von Transistormodulen vermindert
werden, während ihre Zuverlässigkeit auf einem hohen Niveau
beibehalten wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3A wird eine Beschreibung der
Änderung eines Stromes und einer Spannung in Abhängigkeit
von der Zeit gegeben, in einem Fall, bei dem der Strom
plötzlich bezüglich des Transistormoduls 1 in einem Zustand
unterbrochen wird, bei dem ein stationärer Strom fließt.
Fig. 3B zeigt die Änderung eines Stromes und einer Spannung
in Abhängigkeit von der Zeit bei dem in Fig. 6 gezeigten
herkömmlichen Transistormodul, d . h., dem Transistormodul,
der keinen Kurzschlußabschnitt aufweist, der parallel zu dem
Anschlußzwischenabschnitt verbunden ist. Es ist anzumerken,
daß in den Fig. 3A und 3B durchgehende Linien 51, 52 einen
Stromwert darstellen, während gestrichelte Linien 53, 54
einen Spannungswert darstellen.
Wie in den Fig. 3A und 3B gezeigt ist, zeigt eine Spannung V
an dem außenseitigen Zuleitungsanschluß nach einem
deutlichen Anstieg eine vorbestimmte Spitzenspannung und
konvergiert nachfolgend zu einem festen Wert, wenn bei jedem
der Transistormodule ein festgelegter stationärer Strom in
dem Zustand deutlich vermindert wird, bei dem der Strom I
fließt, wie durch die gestrichelten Linien 53, 54 angegeben
ist. Obwohl für die transiente Spannung ein Vergleich im
allgemeinen hinsichtlich eines Unterschiedes zwischen einem
konvergierenden Wert und einer Spitzenspannung gemacht wird,
wird in den Fig. 3A und 3B abwechselnd ein Vergleich
hinsichtlich der Unterschiede ΔV1, ΔV2 zwischen dem
Spannungswert nach Zeigen der Spitzenspannung auf der einen
Seite und der Spitzenspannung auf der anderen Seite gemacht.
Aus diesen Ergebnissen wurde bestätigt, daß die transiente
Spannung ΔV2, die in dem Tranistormodul 1 dieser
Ausführungsform auftritt, ungefähr 25 bis 50% niedriger
ist, als die transiente Spannung ΔV0, die bei dem
herkömmlichen Transistormodul auftritt.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des außenseitigen
Zuleitungsanschlusses, der bei einem Transistormodul in
Übereinstimmung mit Ausführungsform 2 der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, und Fig. 5 ist eine
perspektivische Ansicht, die einen wesentlichen Abschnitt
des Inneren des Transistormoduls dieser Ausführungsform
darstellt.
Wie in diesen Zeichnungen gezeigt ist, sind eine erste
Metallverdrahtungsleiterplatte 12b und eine zweite
Metallverdrahtungsleiterplatte 12c auf einem isolierenden
Substrat 12a, wie z. B. einer Aluminiumoxidplatte im Inneren
eines Transistormoduls 11 vorgesehen, und ein Halbleiterchip
12d u. dgl. sind auf der Oberfläche dessen angebracht.
Anschlußabschnitte des Halbleiterchips 12d u. dgl. sind
mittels Anschlußdrähten 13 verdrahtet und verbunden, um
einen elektrischen Schaltkreis zu bilden. Hierbei ist ein
außenseitiger Zuleitungsanschluß 14, der aus einer
Kupferplatte gebildet ist, die in einer vorbestimmten
Konfiguration verarbeitet wurde, leitend mit der Oberfläche
der zweiten Metallverdrahtungsleiterplatte 12c verbunden.
Dieser außenseitige Zuleitungsanschluß 14 ist leitend mit
der Oberfläche der zweiten Metallverdrahtungsleiterplatte
12c an zwei Stellen mittels einem ersten innen befindlichen
Anschlußabschnitt 16 über einen ersten
Anschlußzwischenabschnitt 16 mit einem außen befindlichen
Anschlußabschnitt 15 leitend verbunden und mittels einem
zweiten innen befindlichen Anschlußabschnitt 19 über einen
zweiten Anschlußzwischenabschnitt 18 mit dem außen
befindlichen Anschlußabschnitt 15 leitend verbunden.
Hierbei ist der außenseitige Zuleitungsanschluß 15 integral
aus einer Kupferplatte od. dgl. gearbeitet, und ein Schlitz
16a ist in dem ersten Anschlußzwischenabschnitt 16
ausgebildet, um den elektrischen Pfad in zwei Reihen zu
teilen. Im Gegensatz dazu sind zwei Schlitze 18b in dem
zweiten Anschlußzwischenabschnitt 18 zwischen seinem
gebogenen Abschnitt 18a und dem außen befindlichen
Anschlußabschnitt 15 ausgebildet, um den elektrischen Pfad
dort in drei Reihen einzuteilen, und ein Schlitz ist
zwischen dem gebogenen Abschnitt 18a und dem innen
befindlichen Anschlußabschnitt 19 ausgebildet, um den
elektrischen Pfad dort in zwei Reihen zu teilen. Als ein
Ergebnis dessen wird der Strom, der über den ersten und
zweiten Anschlußzwischenabschnitt 16, 18 fließt, in die
elektrischen Pfade verzweigt, die durch die Schlitze 16a,
18b, 18c unterteilt werden, sogar wenn der Strom, der durch
das Transistormodul 11 fließt, plötzlich vermindert wird. Da
daher die Stromwerte in den jeweiligen Strompfaden klein
sind, wird die transiente Spannung, die in dem außen
befindlichen Anschlußabschnitt 15 hinsichtlich der starken
Verminderung des Stromes auftritt, unterdrückt.
In dem Transistormodul 11 ist es jedoch notwendig, außerdem
die transiente Spannung, die hinsichtlich einer Induktivität
L1 unerwünscht auf der Seite des Anschlußzwischenabschnittes
18 auftritt, zu vermindern. Die Situation ist jedoch so, daß
es schwierig ist, den elektrischen Pfad des
Anschlußzwischenabschnittes 18 infolge der Beschränkungen
hinsichtlich Konfiguration und Größe des außenseitigen
Zuleitungsanschlusses 14 weiter zu unterteilen.
Dementsprechend ist in dem Transistormodul dieser
Ausführungsform bezüglich des außenseitigen
Zuleitungsanschlusses 14 ein Kurzschlußdraht 20 zwischen
einer Seite des außen befindlichen Anschlußabschnittes 15
des Anschlußzwischenabschnittes 18 und einer Seite des
Anschlußzwischenabschnittes 19 des
Anschlußzwischenabschnittes 18 in einem Zustand angeordnet,
bei dem der Kurzschlußdraht 20 an einer Seite der kürzesten
Abstandslinie angeordnet ist, die die zwei Seiten der
gebogenen Abschnitte 18a des Anschlußzwischenabschnittes 18
verbindet. Hierbei ist der Kurzschlußdraht 20 ein kurzer
Draht, der ein drahtartiges Teil ist, das aus einem
ausgewählten vorbestimmten Material ausgebildet ist, und ist
an einer Seite mit einer kürzesten Abstandslinie angeordnet,
die die zwei Seiten des gebogenen Abschnittes 18a des
Anschlußzwischenabschnittes 18 verbindet. Deshalb ist sein
elektrischer Widerstand genügend größer als der elektrische
Widerstand des Anschlußzwischenabschnittes 18, und seine
Induktivität ist genügend kleiner als die Induktivität des
Anschlußzwischenabschnittes 18.
Da somit in dem Transistormodul 11 dieser Ausführungsform
der Kurzschlußdraht 20 parallel zu dem
Anschlußzwischenabschnitt 18 geschaltet ist, und sein
elektrischer Widerstand größer als der elektrische
Widerstand des Anschlußzwischenabschnittes 18 ist, fließt
während der stationären Betriebsweise des Transistormoduls
11 der stationäre Strom (in Richtung des Pfeiles I) von dem
außen befindlichen Anschlußabschnitt 15 über den
Anschlußzwischenabschnitt 18 zu dem
Anschlußzwischenabschnitt 19, und praktisch kein Strom
fließt über den Kurzschlußdraht 20. Wenn in diesem Zustand
der Strom plötzlich unterbrochen wird, verschiebt sich der
Strom, der von dem außenbefindlichen Anschlußabschnitt 15 zu
dem Anschlußzwischenabschnitt 18 fließt, von der Seite des
Anschlußzwischenabschnittes 18 zur Seite des
Kurzschlußabschnittes 20 hin, da die Induktivität des
Kurzschlußabschnittes 20 kleiner als die Induktivität L1 des
Anschlußzwischenabschnittes 18 ist. Wenn hierbei angenommen
wird, daß die Induktivität am Kurzschlußabschnitt 9 L3 ist,
und daß ein Stromanstiegsverhältnis an dem
Kurzschlußabschnitt dI3/dt ist, wird eine transiente
Spannung ΔV3, die in dem Transistormodul 11 dieser
Ausführungsform auftritt, durch L3 (dI3/dt) ausgedrückt. Da
jedoch L1 < L3 in gleicher Weise, wie die Induktivität L2 an
dem Kurzschlußdraht der Ausführungsform 1 ist, ist die
transiente Spannung ΔV3 klein. Da darüber hinaus der
Kurzschlußabschnitt 20 angeordnet werden kann, ohne daß der
außenseitige Zuleitungsanschluß 15 Beschränkungen
hinsichtlich Konfiguration und Größe unterworfen wird, kann
die transiente Spannung vermindert werden, während die
Zuverlässigkeit des Transistormoduls 11 auf einem hohen
Niveau beibehalten werden kann.
Ebenso wurde unter Bezug zum Transistormodul 11 eine Messung
der Änderung des Stromes und der Spannung in Abhängigkeit
von der Zeit durchgeführt, in dem Fall, wenn der Strom
plötzlich unterbrochen würde, in einem Zustand, bei dem ein
stationärer Strom fließt, und ein Vergleich wurde zu der
Änderung des Stromes und der Spannung in Abhängigkeit von
der Zeit bei dem in Fig. 7 gezeigten herkömmlichen
Tranistormodul durchgeführt, d. h., bei dem Transistormodul,
der keinen Kurzschlußabschnitt aufwies, der parallel zu dem
Anschlußzwischenabschnitt verbunden wurde. Es wurde
bestätigt, daß die transiente Spannung, die bei dem
Transistormodul 11 dieser Ausführungsform auftritt, um
ungefähr 25 bis 50% niedriger ist.
Zusätzlich zu den den Ausführungsformen 1 und 2 gezeigten
Konfigurationen ist anzumerken, daß die Konfiguration des
außenseitigen Zuleitungsanschlusses nicht begrenzt ist,
insofern es den Anschlußzwischenabschnitt auf der inneren
Seite des Moduls hat, den außen befindlichen
Anschlußabschnitt auf der Außenseite hat, und zumindest
einen gebogenen Abschnitt hat, der leitend diese
Anschlußabschnitte verbindet. Zusätzlich ist der
Kurzschlußabschnitt nicht begrenzt darauf, daß er eine
elektrisch parallele Verbindung mit einem großen
elektrischen Widerstand und einer kleinen Induktivität
schafft.
Zusätzlich sind die Anzahl der außenseitigen
Zuleitungsanschlüsse, die auf dem Transistormodul vorgesehen
sind, sowie die Anzahl der außen befindlichen
Anschlußabschnitte, der innen befindlichen
Anschlußabschnitte und der Anschlußzwischenabschnitte, die
in dem außenseitigen Zuleitungsanschluß vorgesehen sind, von
einer Beschaffenheit, daß sie auf optimale Bedingungen im
Lichte der Verwendung des Transistormoduls festgelegt
werden.
Außerdem ist es hinsichtlich des außenseitigen
Zuleitungsanschlusses möglich, einen zu verwenden, bei dem
die Bauteile integral ausgebildet sind, einen zu verwenden,
bei dem die Bauteile durch Verbindung angeordnet sind oder
eine andere ähnliche Anordnung zu verwenden. Hinsichtlich
des Kurzschlußabschnittes ist es möglich, einen zu
verwenden, der integral mit dem außenseitigen
Zuleitungsanschluß ausgebildet ist, einen zu verwenden, bei
dem ein anderes Drahtteil od. dgl. zu dem außenseitigen
Zuleitungsabschnitt hinzugefügt ist, oder eine andere
ähnliche Anordnung zu verwenden.
Wie zuvor beschrieben wurde, ist das Transistormodul in
Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß ein Kurzschlußabschnitt, der einen
größeren elektrischen Widerstand als der
Anschlußzwischenabschnitt und eine kleinere Induktivität
als die Induktivität des Anschlußzwischenabschnittes hat
parallel zu dem Anschlußzwischenabschnitt, der einen
gebogenen Abschnitt aufweist, geschaltet ist. In
Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung fließt der
stationäre Strom von dem außen befindlichen
Verbindungsanschlußabschnitt zu dem innen befindlichen
Verbindungsanschlußabschnitt über den
Anschlußzwischenabschnitt, während, wenn der Strom plötzlich
unterbrochen wird, der Strom sich von der Seite des
Anschlußzwischenabschnittes zur Seite des
Kurzschlußabschnittes verschiebt, der eine kleinere
Induktivität hat. Daher demonstriert die vorliegende
Erfindung den Effekt der Verminderung der transienten
Spannung. Zusätzlich kann die transiente Spannung vermindert
werden, ohne daß die durch Beschränkungen hinsichtlich der
Größe und Konfiguration des außenseitigen
Zuleitungsanschlusses beeinflußt wird, da es ausreicht, nur
den Kurzschlußabschnitt vorzusehen.
Zusätzlich kann in dem Fall, wo der Kurzschlußdraht mit
beiden Enden auf der Seite des Anschlußzwischenabschnittes
und der Seite des gebogenen Abschnittes am außen
befindlichen Anschlußabschnitt in dem Modul befestigt ist
und als der Kurzschlußabschnitt verwendet wird, in einer
kleineren Formierungsfläche angeordnet sein, so daß es
weniger wahrscheinlich ist, daß der Kurzschlußabschnitt
Beschränkungen hinsichtlich der Größe und Konfiguration des
außenseitigen Zuleitungsanschlusses unterworfen wird.
Zusätzlich ist es einfach möglich, einen Kurzschlußabschnitt
mit einem großen elektrischen Widerstand auszubilden.
Außerdem ist es in dem Fall, bei dem der Kurzschlußabschnitt
auf der Seite der kürzesten Abstandslinie angeordnet ist,
die die beiden Seiten des gebogenen Abschnittes des
Anschlußzwischenabschnittes verbindet, leicht möglich, einen
Kurzschlußabschnitt mit einer kleinen Induktivität
auszubilden.
Claims (6)
1. Transistormodul mit einem außenseitigen
Zuleitungsanschluß, der aus dem Inneren des Moduls
herausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der
außenseitige Zuleitungsanschluß (5; 14) umfaßt:
einen innen befindlichen Anschlußabschnitt (6; 16, 19) auf einer inneren Seite des Moduls (<1; 11);
einen außen befindlichen Anschlußabschnitt (8; 15) auf einer Außenseite des Moduls (<1; 11); einen Anschlußzwischenabschnitt (7; 18), der zumindest einen gebogenen Abschnitt (7b; 18a) aufweist, der die Anschlußabschnitte leitend verbindet; und
einen Kurzschlußabschnitt (9; 20), der elektrisch parallel zu dem Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) geschaltet ist, wobei der Kurzschlußabschnitt (9; 20) einen größeren elektrischen Widerstand als der Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) und eine kleinere Induktivität als der Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) aufweist.
einen innen befindlichen Anschlußabschnitt (6; 16, 19) auf einer inneren Seite des Moduls (<1; 11);
einen außen befindlichen Anschlußabschnitt (8; 15) auf einer Außenseite des Moduls (<1; 11); einen Anschlußzwischenabschnitt (7; 18), der zumindest einen gebogenen Abschnitt (7b; 18a) aufweist, der die Anschlußabschnitte leitend verbindet; und
einen Kurzschlußabschnitt (9; 20), der elektrisch parallel zu dem Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) geschaltet ist, wobei der Kurzschlußabschnitt (9; 20) einen größeren elektrischen Widerstand als der Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) und eine kleinere Induktivität als der Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) aufweist.
2. Transistormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurzschlußabschnitt (9; 20) ein Kurzschlußdraht ist,
dessen beide Enden jeweils an einer Seite des innen
befindlichen Anschlußabschnittes (6; 19) und einer Seite des
außen befindlichen Anschlußabschnittes (8; 15) im
Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) im Inneren des Moduls (1;
11) befestigt ist.
3. Transistormodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurzschlußabschnitt (9; 20) auf einer Seite der
kürzesten Abstandslinie angeordnet ist, die die
gegenüberliegenden Seiten des gebogenen Abschnittes (7b;
18a) des Anschlußzwischenabschnittes (<7; 18) verbindet.
4. Transistormodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurzschlußabschnitt (9; 20) auf einer Seite der
kürzesten Abstandslinie angeordnet ist, die die
gegenüberliegenden Seiten des gebogenen Abschnittes (7b;
18a) des Anschlußzwischenabschnittes (7; 18) verbindet.
5. Außenseitiger Zuleitungsanschluß, der aus einem
Transistormodul herausgeführt wird, in dem eine Mehrzahl
elektrischer Komponenten auf einer Leiterplatte angebracht
sind, gekennzeichnet durch:
einen innen befindlichen Anschlußabschnitt (6; 16, 19) auf einer inneren Seite des Moduls (1; 11);
einen außen befindlichen Anschlußabschnitt (8; 15) auf einer Außenseite dessen;
einen Anschlußzwischenabschnitt (7; 18), der zumindest einen gebogenen Abschnitt (7b; 18a) aufweist, der die Anschlußabschnitte leitend verbindet; und
einen Kurzschlußabschnitt (9; 20), der elektrisch parallel den Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) verbindet, wobei der Kurzschlußabschnitt (9; 20) einen größeren elektrischen Widerstand als der Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) und eine kleinere Induktivität als der Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) aufweist.
einen innen befindlichen Anschlußabschnitt (6; 16, 19) auf einer inneren Seite des Moduls (1; 11);
einen außen befindlichen Anschlußabschnitt (8; 15) auf einer Außenseite dessen;
einen Anschlußzwischenabschnitt (7; 18), der zumindest einen gebogenen Abschnitt (7b; 18a) aufweist, der die Anschlußabschnitte leitend verbindet; und
einen Kurzschlußabschnitt (9; 20), der elektrisch parallel den Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) verbindet, wobei der Kurzschlußabschnitt (9; 20) einen größeren elektrischen Widerstand als der Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) und eine kleinere Induktivität als der Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) aufweist.
6. Transistormodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kurzschlußabschnitt (9; 20) ein Kurzschlußdraht
ist, dessen beide Enden jeweils an einer Seite des innen
befindlichen Anschlußabschnittes (6; 19) und einer Seite des
außen befindlichen Anschlußabschnittes (8; 15) im
Anschlußzwischenabschnitt (7; 18) im Inneren des Moduls (1;
11) befestigt sind.
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