JP2000171491A - Power semiconductor module - Google Patents

Power semiconductor module

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JP2000171491A
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Takeshi Oi
健史 大井
Hirotaka Muto
浩隆 武藤
Toshiyuki Kikunaga
敏之 菊永
Mitsugi Takahashi
貢 高橋
Shinichi Kinouchi
伸一 木ノ内
Goji Horiguchi
剛司 堀口
Osamu Usui
修 碓井
Tatsuya Okuda
達也 奥田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the current detecting accuracy of a current sensor installed to a conductive member by controlling the gate voltage of a power semiconductor chip in accordance with the output level of the detecting signal of the sensor. SOLUTION: A power semiconductor chip (IGBT) 1 mounted on an insulating substrate 8 carries an emitter electrode 9 on its upper surface and a collector electrode 10 formed on the lower surface of the chip 1 is electrically connected to a thin metallic sheet P1 on the substrate 8 with solder, etc. In addition, a current sensor 13 is installed to the wiring electrode 11 of a conductive member which functions as a bus bar 11a (main circuit member) and one end of the electrode 11 is electrically connected to the emitter electrode 9 with a conductive resin 12. The current sensor 13 composed of a Rogowskii coil is formed in an annular shape around the wiring electrode 11 passed through the doughnut- like torus of the sensor 13 and detects the current flowing through the electrode 11. A control circuit inputs the current detecting signal of the sensor 13 and controls the gate voltage of the IGBT 1 in accordance with the output level of the detecting signal. Therefore, the sensor 13 is not affected by noise and no space is required for the installation of the sensor 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、電力変換装置な
どに用いられるIGBT(絶縁ゲート型バイポーラトラ
ンジスタ)を含むパワー半導体モジュールに関し、特に
高精度に電流を検出して過電流による素子破壊から保護
可能なパワー半導体モジュールに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power semiconductor module including an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) used for a power converter or the like, and in particular, detects a current with high accuracy and can protect the element from destruction due to overcurrent. The present invention relates to a simple power semiconductor module.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、モータなどの電気機器の駆動
電流を制御するためには、半導体からなる電力変換装置
が用いられており、この種の電力変換装置としては、た
とえばIGBTを含むパワー半導体モジュールが用いら
れている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a power converter made of a semiconductor has been used to control a drive current of an electric device such as a motor. As this type of power converter, for example, a power semiconductor including an IGBT is used. Modules are used.

【0003】また、一般に、パワー半導体モジュールに
は電流センサが設けられており、過電流が検出された場
合には、IGBTをオフして過電流による破壊を防止す
るようになっている。
In general, a power semiconductor module is provided with a current sensor, and when an overcurrent is detected, the IGBT is turned off to prevent destruction due to the overcurrent.

【0004】このような電流センサ付きのパワー半導体
(IGBT)モジュールは、たとえば雑誌「トランジス
タ技術」に記載された「特集、実践パワー・エレクトロ
ニクス入門」(No.54、第8章)の「電力制御用イ
ンテリジェント・パワー・デバイスの使い方」(由宇義
珍、古家敏幸、ゴーラブ・マジュムダール、森敏)に示
されている。
A power semiconductor (IGBT) module with such a current sensor is described in, for example, “Power Control” in “Special Issue, Introduction to Practical Power Electronics” (No. 54, Chapter 8) described in a magazine “Transistor Technology”. How to Use Intelligent Power Devices for Smartphones "(Yoshinori Yuu, Toshiyuki Furuya, Golab Majumdar, Toshimori Mori).

【0005】以下、図15を参照しながら、電流センサ
からなる過電流検出回路が設けられた従来のパワー半導
体モジュールについて説明する。図15は従来の電流セ
ンサ付きのパワー半導体モジュールを簡略化して示す回
路構成図である。
Hereinafter, a conventional power semiconductor module provided with an overcurrent detection circuit including a current sensor will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a simplified circuit configuration diagram showing a conventional power semiconductor module with a current sensor.

【0006】ここでは、電流センサ付きのパワー半導体
モジュールの代表例として、IPM(インテリジェント
・パワー・モジュール)を例にとって説明する。通常、
IPMは、電流センサのほかに温度センサを備えてお
り、モジュール内部に組み込まれた制御基板内の保護回
路により、電流異常または温度異常の発生時にモジュー
ルを保護する機能を有する。
Here, an IPM (Intelligent Power Module) will be described as a typical example of a power semiconductor module with a current sensor. Normal,
The IPM includes a temperature sensor in addition to the current sensor, and has a function of protecting the module when a current abnormality or a temperature abnormality occurs by a protection circuit in a control board built in the module.

【0007】図15において、1はパワー半導体モジュ
ールのケース(図示せず)内に配置されたNPN形のI
GBTである。1aおよび1bはIGBT1の出力端子
であり、それぞれ、IGBT1のコレクタおよびエミッ
タに設けられている。
In FIG. 15, reference numeral 1 denotes an NPN type I arranged in a case (not shown) of a power semiconductor module.
GBT. Reference numerals 1a and 1b denote output terminals of the IGBT 1, which are provided at the collector and the emitter of the IGBT 1, respectively.

【0008】各出力端子1aおよび1bは、たとえば、
駆動対象となるモータ(図示せず)などに接続されてお
り、IGBT1は、出力端子1aおよび1bを介して大
電流を供給している。このため、IGBT1は、多数の
並列セルにより構成され得る。
Each output terminal 1a and 1b is, for example,
The IGBT 1 is connected to a motor (not shown) to be driven and supplies a large current through the output terminals 1a and 1b. For this reason, the IGBT 1 can be composed of a number of parallel cells.

【0009】2はIGBT1のコレクタとエミッタとの
間に挿入されたダイオードであり、図に示すように、カ
ソードがIGBT1のコレクタに接続され、アノードが
IGBT1のエミッタに接続されている。IGBT1お
よびダイオード2は、前述のように、並列に複数個接続
され得る。
Reference numeral 2 denotes a diode inserted between the collector and the emitter of the IGBT 1. As shown in the figure, the cathode is connected to the collector of the IGBT 1, and the anode is connected to the emitter of the IGBT 1. As described above, a plurality of IGBTs 1 and diodes 2 can be connected in parallel.

【0010】3はIGBT1のゲートに接続されたゲー
ト抵抗器である。4はIGBT1のオンオフを制御する
制御回路であり、ゲート抵抗器3を介してIGBT1の
ゲートに制御信号Gを印加する。
Reference numeral 3 denotes a gate resistor connected to the gate of the IGBT 1. A control circuit 4 controls on / off of the IGBT 1, and applies a control signal G to the gate of the IGBT 1 via the gate resistor 3.

【0011】5はIGBT1のチップ上に形成された電
流検出用の微小パターンであり、IGBT1のエミッタ
に並列に配設されることにより、IGBT1の主コレク
タ電流の一部を、1/1000〜1/20000程度の
分流比で導出する。
Reference numeral 5 denotes a minute pattern for current detection formed on the chip of the IGBT 1, which is disposed in parallel with the emitter of the IGBT 1 so that a part of the main collector current of the IGBT 1 is reduced by 1/1000 to 1 It is derived with a split ratio of about / 20,000.

【0012】6は微小パターン5に接続された電流検出
用のシャント抵抗器であり、微小パターン5を介して導
出された電流を、シャント抵抗器6の両端電圧値として
測定する。
Reference numeral 6 denotes a shunt resistor for current detection connected to the minute pattern 5, and measures a current derived through the minute pattern 5 as a voltage value across the shunt resistor 6.

【0013】シャント抵抗器6の両端電圧値は、IGB
T1に流れる主コレクタ電流の電流検出信号icとし
て、制御回路4に入力される。これにより、制御回路4
は、たとえば、電流検出信号icが過電流を示すときに
は、IGBT1をOFFするための制御信号Gを出力し
て、IGBT1の保護動作を行う。
The voltage value across the shunt resistor 6 is IGB
It is input to the control circuit 4 as a current detection signal ic of the main collector current flowing through T1. Thereby, the control circuit 4
For example, when the current detection signal ic indicates an overcurrent, the control signal G for turning off the IGBT 1 is output, and the IGBT 1 is protected.

【0014】しかしながら、図15のように、IGBT
1のチップ上の微小パターン5を介して、1/1000
〜1/20000の微小な分流比で導出された電流から
電流検出信号icを検出する場合には、電流検出信号i
cの測定精度に限界があるので、過電流判定用の設定値
に或る程度のマージンを設定しなければならない。
However, as shown in FIG.
1/1000 via the micropattern 5 on one chip
When the current detection signal ic is detected from a current derived with a small shunt ratio of 1/20000, the current detection signal i
Since the measurement accuracy of c is limited, a certain margin must be set for the set value for overcurrent determination.

【0015】したがって、過電流判定の信頼性を十分に
確保することができず、IGBT1を十分に保護するこ
ともできない。また、上述のように、電流検出用のシャ
ント抵抗器6を用いた場合、シャント抵抗器6において
無駄な電力消費や発熱などの不都合が発生する。
Therefore, the reliability of the overcurrent determination cannot be sufficiently ensured, and the IGBT 1 cannot be sufficiently protected. Further, as described above, when the shunt resistor 6 for current detection is used, inconveniences such as wasteful power consumption and heat generation occur in the shunt resistor 6.

【0016】また、図示しないが、CT(カレント・ト
ランスフォーマ)などの電磁結合形の電流検出器を用い
た場合には、IGBT1のチップ上でのワイヤボンディ
ング空間を確保するために電流センサそのものが大形化
することから、設置スペースの問題による設計的制約を
招くうえ、主回路電圧および電流の変化によるノイズの
影響が大きくなる。
Although not shown, when an electromagnetically coupled current detector such as a CT (current transformer) is used, the current sensor itself is large in order to secure a wire bonding space on the IGBT 1 chip. Due to the shape, a design constraint due to the installation space problem is caused, and the influence of noise due to changes in the main circuit voltage and current increases.

【0017】すなわち、一般に、IGBT1のエミッタ
電極面と主回路(たとえば、モータ側の回路)との接続
は、ワイヤボンディングによって行われているが、電流
センサとして、IGBT1のエミッタ上にCTを配置す
ると、CTの占有面積によりワイヤをボンディング可能
な面積が小さくなる。
That is, generally, the connection between the emitter electrode surface of the IGBT 1 and the main circuit (for example, a circuit on the motor side) is performed by wire bonding. However, when a CT is arranged on the emitter of the IGBT 1 as a current sensor. And the area occupied by the CT reduces the area where the wire can be bonded.

【0018】したがって、主回路電流に応じた所定本数
のワイヤをボンディングすることができなくなり、ワイ
ヤの電流密度が大きくなってしまう。また、CTのコイ
ルとコレクタ電位との間を電気的に絶縁するために、特
別な構造が必要となる。以上の理由から、IGBT1上
にCTを設置することは実質的に困難であり、別の設置
場所が必要となる。
Therefore, a predetermined number of wires cannot be bonded in accordance with the main circuit current, and the current density of the wires increases. In addition, a special structure is required to electrically insulate the CT coil from the collector potential. For the above reasons, it is substantially difficult to install the CT on the IGBT 1, and another installation place is required.

【0019】さらに、ワイヤボンディングに代わる他の
電気接続方法として、ハンダ付けが考えられるが、通
常、IGBT1やダイオード2などの半導体チップの上
面電極は、アルミニウムを主成分とした金属膜で構成さ
れていることから、通常の方法でIGBT1(パワー半
導体)のチップの上面電極と配線電極とをハンダ付けす
ることは実質的に困難である。
As another electrical connection method instead of wire bonding, soldering can be considered. Usually, the upper surface electrode of a semiconductor chip such as the IGBT 1 or the diode 2 is formed of a metal film containing aluminum as a main component. Therefore, it is substantially difficult to solder the upper electrode and the wiring electrode of the IGBT1 (power semiconductor) chip by the usual method.

【0020】したがって、特別なパワー半導体チップが
必要となるか、または、特別なハンダ付けプロセスが必
要となってしまう。また、ハンダ付けのプロセスにおい
ては、主回路に接続される配線電極およびCTが高温に
なるので、CTに使用される材料として耐熱性に優れた
ものを使用しなければならず、コストアップにつながる
ことになる。
Therefore, a special power semiconductor chip is required, or a special soldering process is required. Further, in the soldering process, the wiring electrodes connected to the main circuit and the CT become hot, so that a material having excellent heat resistance must be used as a material for the CT, which leads to an increase in cost. Will be.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】従来のパワー半導体モ
ジュールは以上のように、IGBT1の電流センサとし
て、IGBTチップに接続された微小パターン5と、微
小パターン5に接続されたシャント抵抗器6とを用いて
いるので、電流検出信号icの出力レベルが小さいこと
から十分な検出精度が得られず、IGBT1の保護機能
の信頼性が低下するうえ、シャント抵抗器6での消費電
力の増大により発熱するという問題点があった。
As described above, in the conventional power semiconductor module, as the current sensor of the IGBT 1, the minute pattern 5 connected to the IGBT chip and the shunt resistor 6 connected to the minute pattern 5 are used. Since the output level of the current detection signal ic is low, sufficient detection accuracy cannot be obtained because of the use, the reliability of the protection function of the IGBT 1 is reduced, and heat is generated due to an increase in power consumption of the shunt resistor 6. There was a problem.

【0022】また、CTなどの電流検出器を用いた場合
には、設置スペースの確保が難しくなり設計上の制約を
受けるうえ、主回路電圧および電流の変化によってノイ
ズの影響を受けるという問題点があった。
In addition, when a current detector such as a CT is used, it is difficult to secure an installation space, which is subject to design restrictions, and the main circuit voltage and current are affected by noise. there were.

【0023】さらに、電流センサとしてCTを用い、I
GBT1のチップ上においてワイヤボンディングに代え
て、ハンダ付けで電気的接続を得ようとしても、実質的
にハンダ付けが不可能となるうえ、ハンダ付けプロセス
における耐熱性を確保するためにコストアップを招くと
いう問題点があった。
Further, CT is used as a current sensor and I
Even if an attempt is made to obtain an electrical connection by soldering instead of wire bonding on the GBT1 chip, soldering becomes substantially impossible, and the cost is increased to ensure heat resistance in the soldering process. There was a problem.

【0024】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、電流検出精度が高く、ノイズや
設置スペースの問題が生じることのない電流センサを備
えたパワー半導体モジュールを得ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a power semiconductor module having a current sensor which has high current detection accuracy and does not cause noise and installation space problems. With the goal.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
るパワー半導体モジュールは、モジュールケース内にパ
ワー半導体チップが収納されたパワー半導体モジュール
において、導電性樹脂を介して電気的に接続された複数
の導電性部材と、導電性部材の少なくとも1つに設けら
れた電流センサと、電流センサの検出信号の出力レベル
に応じて、パワー半導体チップのゲート電圧を制御する
制御回路とを備えたものである。
A power semiconductor module according to a first aspect of the present invention is a power semiconductor module in which a power semiconductor chip is housed in a module case, the power semiconductor module being electrically connected via a conductive resin. A device comprising: a plurality of conductive members; a current sensor provided on at least one of the conductive members; and a control circuit for controlling a gate voltage of the power semiconductor chip in accordance with an output level of a detection signal of the current sensor. It is.

【0026】また、この発明の請求項2に係るパワー半
導体モジュールは、請求項1において、電流センサは、
トロイダル巻線からなるコイルを含み、コイルは、電流
センサが設けられた導電性部材に流れる電流を囲むよう
に環状に形成されたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the power semiconductor module according to the first aspect, the current sensor comprises:
The coil includes a coil formed of a toroidal winding, and the coil is formed in an annular shape so as to surround a current flowing through the conductive member provided with the current sensor.

【0027】また、この発明の請求項3に係るパワー半
導体モジュールは、請求項2において、コイルの内部に
は、トロイダル巻線に沿って形成された環状の磁性体が
配置されたものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the power semiconductor module according to the second aspect, wherein an annular magnetic body formed along the toroidal winding is disposed inside the coil.

【0028】また、この発明の請求項4に係るパワー半
導体モジュールは、請求項3において、磁性体には、少
なくとも1つのギャップが形成されたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the power semiconductor module according to the third aspect, at least one gap is formed in the magnetic body.

【0029】また、この発明の請求項5に係るパワー半
導体モジュールは、請求項1から請求項4までのいずれ
かにおいて、パワー半導体チップを載置するためのベー
ス板と、ベース板に載置されたゲート基板とを備え、ゲ
ート基板は、パワー半導体チップのゲート電極を制御回
路に導出するための第1の回路パターンと、電流センサ
の出力線を制御回路に導出するための第2の回路パター
ンとを有するものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a power semiconductor module according to any one of the first to fourth aspects, wherein a base plate for mounting a power semiconductor chip and a base plate mounted on the base plate. A first circuit pattern for leading a gate electrode of the power semiconductor chip to the control circuit, and a second circuit pattern for leading an output line of the current sensor to the control circuit. And

【0030】また、この発明の請求項6に係るパワー半
導体モジュールは、請求項5において、パワー半導体チ
ップを制御する制御回路は、ゲート基板上に配設される
とともに、制御用ピンを介して第1の回路パターンに導
通され、検出用ピンを介して第2の回路パターンに導通
され、第2の回路パターンを介して電流センサの検出信
号を取り込み、第1の回路パターンを介してパワー半導
体チップのゲート電極に制御信号を印加するものであ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the power semiconductor module according to the fifth aspect, the control circuit for controlling the power semiconductor chip is provided on the gate substrate and is connected to the control circuit via the control pin. The power semiconductor chip is connected to the first circuit pattern, is connected to the second circuit pattern via the detection pin, captures the detection signal of the current sensor via the second circuit pattern, and is connected to the power semiconductor chip via the first circuit pattern. A control signal is applied to the gate electrodes of the above.

【0031】また、この発明の請求項7に係るパワー半
導体モジュールは、請求項1において、電流センサは、
少なくとも1つのギャップを有する環状の磁性体と、ギ
ャップに配設されたホール素子とを含むものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the power semiconductor module according to the first aspect, the current sensor comprises:
It includes an annular magnetic body having at least one gap and a Hall element provided in the gap.

【0032】また、この発明の請求項8に係るパワー半
導体モジュールは、請求項1から請求項7までのいずれ
かにおいて、電流センサが設けられた導電性部材には、
電流センサを保持するための位置決め部が設けられたも
のである。
[0032] In the power semiconductor module according to claim 8 of the present invention, the conductive member provided with the current sensor according to any one of claims 1 to 7 includes:
A positioning unit for holding the current sensor is provided.

【0033】また、この発明の請求項9に係るパワー半
導体モジュールは、請求項8において、位置決め部は、
電流センサが設けられた導電性部材に流れる電流を囲む
ように形成された環状のフランジ部により構成されたも
のである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the power semiconductor module according to the ninth aspect, the positioning portion includes:
It is constituted by an annular flange formed so as to surround a current flowing through the conductive member provided with the current sensor.

【0034】また、この発明の請求項10に係るパワー
半導体モジュールは、請求項8において、位置決め部
は、電流センサが設けられた導電性部材に流れる電流を
囲むように形成された環状の溝部により構成されたもの
である。
According to a tenth aspect of the present invention, in the power semiconductor module according to the eighth aspect, the positioning portion is formed by an annular groove formed so as to surround a current flowing through the conductive member provided with the current sensor. It is composed.

【0035】また、この発明の請求項11に係るパワー
半導体モジュールは、請求項1から請求項10までのい
ずれかにおいて、電流センサが設けられた導電性部材に
は、絶縁膜を介してワイヤボンディング用パッドが設け
られ、ワイヤボンディング用パッドには、電流センサの
出力線がワイヤボンディングにより接続され、電流セン
サの検出信号は、出力線からワイヤボンディング用パッ
ドを介して導出されるものである。
According to a eleventh aspect of the present invention, there is provided a power semiconductor module according to any one of the first to tenth aspects, wherein the conductive member provided with the current sensor is wire-bonded via an insulating film. An output line of the current sensor is connected to the wire bonding pad by wire bonding, and a detection signal of the current sensor is derived from the output line via the wire bonding pad.

【0036】また、この発明の請求項12に係るパワー
半導体モジュールは、請求項1から請求項11までのい
ずれかにおいて、電流センサが設けられた導電性部材に
は、電流センサの出力回路が設けられたものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the power semiconductor module according to any one of the first to eleventh aspects, an output circuit of the current sensor is provided on the conductive member provided with the current sensor. It was done.

【0037】また、この発明の請求項13に係るパワー
半導体モジュールは、請求項1から請求項12までのい
ずれかにおいて、電流センサが設けられた導電性部材
は、導電性樹脂を介して、パワー半導体チップのエミッ
タ電極に一体的に構成されたものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a power semiconductor module according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the conductive member provided with the current sensor is connected to the power supply via a conductive resin. It is formed integrally with the emitter electrode of the semiconductor chip.

【0038】また、この発明の請求項14に係るパワー
半導体モジュールは、請求項1から請求項13までのい
ずれかにおいて、モジュールケースは、並列回路からな
る複数個のパワー半導体チップを収納しており、複数個
のパワー半導体チップのうちの少なくとも1つには、磁
性体を含む電磁結合形の電流センサが設けられ、電流セ
ンサが設けられたパワー半導体チップ以外のパワー半導
体チップには、電流センサの磁性体と同一の材料からな
る磁性体が配置されたものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the power semiconductor module according to any one of the first to thirteenth aspects, the module case houses a plurality of power semiconductor chips formed of a parallel circuit. An electromagnetically coupled current sensor including a magnetic material is provided on at least one of the plurality of power semiconductor chips, and a power semiconductor chip other than the power semiconductor chip provided with the current sensor includes a current sensor. A magnetic body made of the same material as the magnetic body is arranged.

【0039】また、この発明の請求項15に係るパワー
半導体モジュールは、請求項1から請求項14までのい
ずれかにおいて、パワー半導体チップは、IGBTチッ
プにより構成されたものである。
In a power semiconductor module according to a fifteenth aspect of the present invention, in any one of the first to fourteenth aspects, the power semiconductor chip comprises an IGBT chip.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図について説明する。ここでは、前述と
同様に、パワー半導体チップとしてIGBTチップを用
いたパワー半導体モジュールの場合を例にとって説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, as described above, a case of a power semiconductor module using an IGBT chip as a power semiconductor chip will be described as an example.

【0041】図1はこの発明の実施の形態1の主要部を
示す側断面図であり、図2は図1内の電流センサ部を拡
大して示す平面図および側断面図である。図1におい
て、1は前述(図15参照)と同様のIGBTである。
なお、図1においては、IGBT1のゲート電極および
制御回路が省略されている。
FIG. 1 is a side sectional view showing a main part of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged plan view and a side sectional view showing a current sensor section in FIG. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an IGBT similar to that described above (see FIG. 15).
In FIG. 1, the gate electrode and the control circuit of the IGBT 1 are omitted.

【0042】7は放熱用ベース板であり、放熱性のよい
アルミニウムや銅などの金属により構成されている。8
はハンダ付けなどにより放熱用ベース板7上に固着され
た絶縁基板であり、両面に銅などの金属薄板パターンが
接着されたセラミックス(アルミナや窒化アルミニウム
など)により構成され、上面にIGBT1が搭載されて
いる。
Reference numeral 7 denotes a heat-dissipating base plate made of a metal having good heat-dissipating properties, such as aluminum or copper. 8
Is an insulating substrate fixed on the heat dissipation base plate 7 by soldering or the like, which is made of ceramics (alumina, aluminum nitride, or the like) to which a thin metal plate pattern of copper or the like is adhered on both sides, and on which the IGBT 1 is mounted ing.

【0043】IGBT1は、その上面においてエミッタ
電極9を形成しており、その下面においてコレクタ電極
10を形成している。コレクタ電極10は、ハンダなど
の導電性材料(図示せず)により絶縁基板8上の金属薄
板P1(以下、「コレクタパターン」と称する)に対し
て電気的に接続されている。
The IGBT 1 has an emitter electrode 9 on its upper surface and a collector electrode 10 on its lower surface. The collector electrode 10 is electrically connected to a thin metal plate P1 (hereinafter, referred to as a “collector pattern”) on the insulating substrate 8 by a conductive material (not shown) such as solder.

【0044】11は前述の出力端子1aに対応した配線
電極であり、アルミニウムや銅などの金属材料からな
り、主回路の主要部をなすブスバー11aに対して電気
的に接続されている。配線電極11は、図1のように、
ブスバー11aと一体的に構成されていてもよい。
Reference numeral 11 denotes a wiring electrode corresponding to the above-mentioned output terminal 1a, which is made of a metal material such as aluminum or copper and is electrically connected to a bus bar 11a which forms a main part of the main circuit. The wiring electrode 11 is, as shown in FIG.
It may be integrally formed with the bus bar 11a.

【0045】12はIGBT1と配線電極11とを電気
的に接続する導電性樹脂であり、配線電極11の一端と
IGBT1のエミッタ電極9との間に介在されている。
ここで用いられる導電性樹脂12としては、たとえば、
マトリクス材料としてエポキシ樹脂を用い、充填材とし
て銀を用いたものが使用可能であるが、マトリクス材お
よび充填材ともにこの材料に限定されることはない。
Reference numeral 12 denotes a conductive resin for electrically connecting the IGBT 1 to the wiring electrode 11 and is interposed between one end of the wiring electrode 11 and the emitter electrode 9 of the IGBT 1.
As the conductive resin 12 used here, for example,
A material using epoxy resin as a matrix material and using silver as a filler can be used, but both the matrix material and the filler are not limited to this material.

【0046】13は配線電極11に設けられたコイル形
の電流センサである。電流センサ13に用いられるコイ
ルとしては、ロゴスキーコイルまたはCT(カレントト
ランスフォーマ)形のコイルなどがあるが、ここでは、
ロゴスキーコイルのようなトロイダル巻きされた空芯コ
イルを用いた場合を示す。
Reference numeral 13 denotes a coil-type current sensor provided on the wiring electrode 11. The coil used for the current sensor 13 includes a Rogowski coil or a CT (current transformer) type coil.
An example in which a toroidally wound air-core coil such as a Rogowski coil is used is shown.

【0047】ロゴスキーコイルからなる電流センサ13
は、ドーナツ形状のトーラス内部に配線電極11が貫通
するように配置されている。したがって、トロイダル巻
線からなる電流センサ13のコイルは、配線電極11に
流れる電流を囲むように環状に形成されている。配線電
極11と電流センサ13との間は、樹脂などで固定され
ていてもよい。
Current sensor 13 composed of Rogowski coil
Are arranged such that the wiring electrode 11 penetrates inside the donut-shaped torus. Therefore, the coil of the current sensor 13 including the toroidal winding is formed in a ring shape so as to surround the current flowing through the wiring electrode 11. The space between the wiring electrode 11 and the current sensor 13 may be fixed with a resin or the like.

【0048】図1のように、ブスバー11a(主回路部
材)として機能する配線電極11の一部には、電流セン
サ13(トロイダルコイル)が設けられ、配線電極11
の一端とエミッタ電極9との間は、導電性樹脂12を介
して電気的に接続される。
As shown in FIG. 1, a current sensor 13 (toroidal coil) is provided on a part of the wiring electrode 11 functioning as a bus bar 11a (main circuit member).
Is electrically connected to the emitter electrode 9 via a conductive resin 12.

【0049】すなわち、IGBT1(パワー半導体)の
チップにおいて、エミッタ電極9および配線電極11
(導電性部材)は、導電性樹脂12を介して電気的に接
続され、電流センサ13は、配線電極11(導電性部材
の少なくとも1つ)に設けられている。
That is, in the IGBT 1 (power semiconductor) chip, the emitter electrode 9 and the wiring electrode 11
The (conductive member) is electrically connected via a conductive resin 12, and the current sensor 13 is provided on the wiring electrode 11 (at least one of the conductive members).

【0050】電流センサ13の検出信号は、制御回路4
(図15参照)に入力され、制御回路4は、電流センサ
13の検出信号の出力レベルに応じて、パワー半導体チ
ップのゲート電圧を制御する。
The detection signal of the current sensor 13 is transmitted to the control circuit 4
(See FIG. 15), and the control circuit 4 controls the gate voltage of the power semiconductor chip according to the output level of the detection signal of the current sensor 13.

【0051】図2はロゴスキーコイルからなる電流セン
サ13の基本的な構造を概略的に示しており、(a)は
電流センサ13を出力回路とともに示す平面図、(b)
は電流センサ13の側断面図である。
FIG. 2 schematically shows a basic structure of a current sensor 13 composed of a Rogowski coil. FIG. 2A is a plan view showing the current sensor 13 together with an output circuit, and FIG.
3 is a side sectional view of the current sensor 13. FIG.

【0052】図2において、icおよび4は前述と同様
の電流検出信号および制御回路である。前述と同様に、
電流センサ13から得られる電流検出信号icは制御回
路4に入力され、制御回路4は、電流センサ13からの
電流検出信号icの出力レベルに応じて、IGBT1の
ゲート電圧を制御して過電流を防止する。
In FIG. 2, ic and 4 are current detection signals and control circuits similar to those described above. As before,
The current detection signal ic obtained from the current sensor 13 is input to the control circuit 4, and the control circuit 4 controls the gate voltage of the IGBT 1 according to the output level of the current detection signal ic from the current sensor 13 to prevent overcurrent. To prevent.

【0053】iは配線電極11に流れる電流、14はト
ライダル巻きされた電流センサ13のコイル巻線であ
り、電流iは、電流センサ13のコイル巻線14によ
り、電磁誘導によって検出される。
Reference numeral i denotes a current flowing through the wiring electrode 11, reference numeral 14 denotes a coil winding of the current sensor 13 wound in a tridal manner, and the current i is detected by the coil winding 14 of the current sensor 13 by electromagnetic induction.

【0054】15は電流センサ13の出力回路、16は
出力回路15内に設けられた抵抗器である。抵抗器16
は、コイル巻線14の両端間に挿入されており、抵抗器
16の両端電圧は、電流検出信号icとして制御回路4
に入力される。
Reference numeral 15 denotes an output circuit of the current sensor 13, and reference numeral 16 denotes a resistor provided in the output circuit 15. Resistor 16
Is inserted between both ends of the coil winding 14, and the voltage between both ends of the resistor 16 is set as a current detection signal ic by the control circuit 4.
Is input to

【0055】通常、電流センサ13のコイル巻線14の
内部は、非磁性材料(図示せず)によって満たされてお
り、これにより、電流センサ13(ロゴスキーコイル)
は、磁性体を用いた電流センサの場合と比較して、磁気
飽和しないという長所を有している。
Normally, the inside of the coil winding 14 of the current sensor 13 is filled with a non-magnetic material (not shown), so that the current sensor 13 (Rogowski coil)
Has an advantage that it is not magnetically saturated as compared with a current sensor using a magnetic material.

【0056】なお、配線電極11に流れる電流iは、ド
ーナツ形状の電流センサ13のトーラス中心を貫通して
いるが、必ずしも中心を貫通する必要はない。また、ロ
ゴスキーコイルの原理については、種々の文献や電磁気
学のテキストに記載されているので、ここではその詳細
な説明は省略する。
The current i flowing through the wiring electrode 11 passes through the center of the torus of the donut-shaped current sensor 13, but does not necessarily have to pass through the center. Further, since the principle of the Rogowski coil is described in various documents and electromagnetic texts, detailed description thereof will be omitted here.

【0057】さらに、電流検出信号icを生成するため
の出力回路15を、抵抗器16のみにより構成したが、
電流センサ13および電流検出信号icの要求仕様に応
じて他の回路構成を用いてもよい。
Further, the output circuit 15 for generating the current detection signal ic is composed of only the resistor 16,
Other circuit configurations may be used according to the required specifications of the current sensor 13 and the current detection signal ic.

【0058】たとえば、コイル巻線14の両端には、ト
ーラス内部を貫通する電流iが作る磁束の時間変化に応
じて電圧が発生するが、このとき、ロゴスキーコイルの
内部に非磁性媒質が満たされているので、電流センサ1
3の自己インダクタンスが小さい。
For example, a voltage is generated at both ends of the coil winding 14 in accordance with the time change of the magnetic flux generated by the current i passing through the inside of the torus. At this time, the inside of the Rogowski coil is filled with a non-magnetic medium. The current sensor 1
3 has a small self-inductance.

【0059】したがって、電流センサ13の出力信号
は、配線電極11を流れる主回路電流iの低周波成分に
対して微分波形となるので、所望の主回路電流波形を得
るためには、電流センサ13の出力電圧を積分する必要
がある。この場合、出力回路15は、積分器で構成され
ることになる。
Therefore, the output signal of the current sensor 13 has a differential waveform with respect to the low-frequency component of the main circuit current i flowing through the wiring electrode 11, so that a desired main circuit current waveform is obtained in order to obtain a desired main circuit current waveform. Needs to be integrated. In this case, the output circuit 15 is constituted by an integrator.

【0060】しかし、検出対象が電流iの高周波成分の
みの場合には、積分を必要としないので、図2(a)の
ように、出力回路15としては、電流センサ13の出力
端子間に抵抗器16を設けるのみでよい。
However, when only the high frequency component of the current i is to be detected, integration is not required. Therefore, as shown in FIG. It is only necessary to provide the vessel 16.

【0061】図1において、エミッタ電極9と配線電極
11との間の電気的接続に用いられる導電性樹脂12
は、周知のように、アルミニウムのみならず多くの金属
材料との接着性に優れている。
In FIG. 1, conductive resin 12 used for electrical connection between emitter electrode 9 and wiring electrode 11 is shown.
As is well known, has excellent adhesion to not only aluminum but also many metal materials.

【0062】したがって、IGBT1のエミッタ電極9
の上面と配線電極11とを導電性樹脂12で接合した場
合、十分な電気的特性を確保できるうえ、ハンダに比べ
て低温プロセスが可能なので、電流センサ13に使用可
能な材料の選択肢を広げることができる。
Therefore, the emitter electrode 9 of the IGBT 1
When the upper surface of the substrate and the wiring electrode 11 are joined with the conductive resin 12, sufficient electric characteristics can be secured, and a lower temperature process can be performed as compared with solder, so that the choice of materials that can be used for the current sensor 13 is expanded. Can be.

【0063】また、IGBT1と配線電極11とを、ワ
イヤボンディングではなく導電性樹脂12を介して導通
したので、IGBT1に流れる電流を分流することな
く、配線電極11に配設された電流センサ13を介して
直接検出することができる。
Further, since the IGBT 1 and the wiring electrode 11 are conducted through the conductive resin 12 instead of the wire bonding, the current sensor 13 disposed on the wiring electrode 11 can be used without dividing the current flowing through the IGBT 1. Can be detected directly.

【0064】すなわち、IGBT1のエミッタ電極9の
上面に導電性樹脂12を介して配線電極11を接続し、
配線電極11に電流センサ13を配置することにより、
従来(図15参照)の微小パターン5を含むセンスチッ
プを用いた電流検出方法に比べて、非常に大きな電流を
測定することができる。
That is, the wiring electrode 11 is connected to the upper surface of the emitter electrode 9 of the IGBT 1 via the conductive resin 12,
By arranging the current sensor 13 on the wiring electrode 11,
An extremely large current can be measured as compared with the conventional (see FIG. 15) current detection method using a sense chip including the micropattern 5.

【0065】したがって、ノイズが少なく出力レベルの
大きい電流検出信号icが得られ、高精度な測定が可能
となるので、IGBT1の過電流を高い信頼性で検出す
ることができ、過電流からのIGBT1の保護動作も確
実に行うことができる。
Therefore, a current detection signal ic having a small noise and a large output level can be obtained, and a highly accurate measurement can be performed. Therefore, the overcurrent of the IGBT 1 can be detected with high reliability, and the IGBT 1 from the overcurrent can be detected. Can be reliably performed.

【0066】また、IGBT1のエミッタ電極9の上面
側に電流センサ13を配置することにより、特別な絶縁
対策が不要となるうえ、コレクタ・エミッタ間の電圧変
化の影響を受けにくい構造となるので、ノイズ対策が不
要となる。
Further, by arranging the current sensor 13 on the upper surface side of the emitter electrode 9 of the IGBT 1, no special insulation measures are required, and the structure is less affected by a voltage change between the collector and the emitter. Noise countermeasures become unnecessary.

【0067】また、電流センサ13が設けられる導電性
部材として配線電極11を選択し、導電性樹脂12を介
して配線電極11に接続される導電性部材としてIGB
T1のエミッタ電極9を選択し、エミッタ電極9の上面
において配線電極11およびIGBT1を一体的に構成
したので、レベルが大きくノイズの少ないセンサ出力を
得ることができる。
The wiring electrode 11 is selected as the conductive member on which the current sensor 13 is provided, and the IGB is used as the conductive member connected to the wiring electrode 11 via the conductive resin 12.
Since the emitter electrode 9 of T1 is selected and the wiring electrode 11 and the IGBT 1 are integrally formed on the upper surface of the emitter electrode 9, a sensor output with a large level and a small noise can be obtained.

【0068】なぜなら、エミッタ電極9は、一般に制御
回路4のグランド端子として用いられるので、エミッタ
電極9上の配線電極11から取得されるセンサ出力に
は、ノイズが重畳されにくいからである。
This is because the emitter electrode 9 is generally used as a ground terminal of the control circuit 4, so that noise is not easily superimposed on the sensor output obtained from the wiring electrode 11 on the emitter electrode 9.

【0069】また、ここでは、1つのIGBT1のチッ
プに1つの配線電極11が接続される場合を示したが、
IGBT1および配線電極11は1つに限定されるもの
ではなく、複数個接続されていてもよい。この場合、電
流センサ13は、複数の配線電極11のうちの1つまた
は複数個に設けることができ、前述と同様に、十分な精
度の電流計側が可能となる。
Although the case where one wiring electrode 11 is connected to one IGBT 1 chip has been described here,
The IGBT 1 and the wiring electrode 11 are not limited to one, and a plurality of IGBTs and wiring electrodes 11 may be connected. In this case, the current sensor 13 can be provided on one or more of the plurality of wiring electrodes 11, and a sufficiently accurate ammeter can be provided as described above.

【0070】実施の形態2.なお、上記実施の形態1で
は、パワー半導体モジュールのうちのIGBT1の周辺
部の接続関係のみに注目し、図1のように、配線電極1
1をブスバー11aと一体化した場合を示したが、ワイ
ヤボンディングにより配線電極11とブスバーとを電気
的に接続してもよい。
Embodiment 2 In the first embodiment, attention is paid only to the connection relation of the peripheral portion of the IGBT 1 in the power semiconductor module, and as shown in FIG.
1 is integrated with the bus bar 11a, but the wiring electrode 11 and the bus bar may be electrically connected by wire bonding.

【0071】図3はワイヤを介して配線電極11とブス
バーとを電気的に接続したこの発明の実施の形態2を示
す側断面図であり、前述(図1参照)と同様の構成部分
については、同一符号を付して詳述を省略する。
FIG. 3 is a side sectional view showing a second embodiment of the present invention in which the wiring electrode 11 and the bus bar are electrically connected via wires. The same components as those described above (see FIG. 1) are described. , The same reference numerals are used, and the detailed description is omitted.

【0072】図3において、18は主回路となるエミッ
タブスバー、19は放熱用ベース板7上にハンダ付けな
どにより固着された中継基板、P2は中継基板19上の
回路パターンである。エミッタブスバー18は、ハンダ
付けなどにより、中継基板19の回路パターンP2上に
立設されている。
In FIG. 3, reference numeral 18 denotes an emitter bus bar serving as a main circuit; 19, a relay board fixed to the heat dissipation base plate 7 by soldering or the like; and P2, a circuit pattern on the relay board 19. The emitter bus bar 18 is provided upright on the circuit pattern P2 of the relay board 19 by soldering or the like.

【0073】20は主回路用ワイヤであり、配線電極1
1の上面と回路パターンP2との間に設けられており、
配線電極11とエミッタブスバー18とを電気的に接続
している。
Reference numeral 20 denotes a main circuit wire, and the wiring electrode 1
1 and the circuit pattern P2,
The wiring electrode 11 and the emitter bus bar 18 are electrically connected.

【0074】21は主回路となるコレクタブスバーであ
り、ハンダ付けなどにより絶縁基板8のコレクタパター
ンP1上に立設されており、IGBT1のコレクタ電極
に電気的に接続されている。
Reference numeral 21 denotes a collector bus bar serving as a main circuit, which stands on the collector pattern P1 of the insulating substrate 8 by soldering or the like, and is electrically connected to the collector electrode of the IGBT1.

【0075】22はIGBT1のゲート電極に接続され
るゲート基板であり、中継基板19の反対側に位置する
ように、放熱用ベース板7上にハンダなどを介して固着
されている。
Reference numeral 22 denotes a gate substrate connected to the gate electrode of the IGBT 1, which is fixed on the heat radiation base plate 7 via solder or the like so as to be located on the opposite side of the relay substrate 19.

【0076】P3およびP4はゲート基板22上に分離
配置された回路パターンである。23はゲート用ワイヤ
であり、IGBT1のゲート電極(図示せず)とゲート
基板22上の回路パターンP3とを電気的に接続してい
る。
P3 and P4 are circuit patterns separately arranged on the gate substrate 22. Reference numeral 23 denotes a gate wire, which electrically connects a gate electrode (not shown) of the IGBT 1 and a circuit pattern P3 on the gate substrate 22.

【0077】24は電流センサ13の出力線であり、ゲ
ート基板22上の回路パターンP4に電気的に接続され
ており、回路パターンP4を介して制御回路4(図15
参照)に導出されている。
Reference numeral 24 denotes an output line of the current sensor 13, which is electrically connected to the circuit pattern P4 on the gate substrate 22, and is connected to the control circuit 4 (FIG. 15) via the circuit pattern P4.
See).

【0078】この場合、ブロック状に構成された配線電
極11は、一端が導電性樹脂12を介してIGBT1の
エミッタ電極9に接続され、他端が主回路用ワイヤ20
を介してエミッタブスバー18に接続されている。電流
センサ13は、前述と同様に、IGBT1のエミッタ電
極9の上面側において配線電極11に設けられている。
In this case, the wiring electrode 11 formed in a block shape has one end connected to the emitter electrode 9 of the IGBT 1 via the conductive resin 12 and the other end connected to the main circuit wire 20.
Is connected to the emitter bus bar 18 via the. The current sensor 13 is provided on the wiring electrode 11 on the upper surface side of the emitter electrode 9 of the IGBT 1 as described above.

【0079】なお、中継基板19およびゲート基板22
の材質および構造としては、たとえばIGBT1(半導
体チップ)をマウントする絶縁基板8の材質と同様に、
両面に銅などの金属薄板パターンが接着された、アルミ
ナまたは窒化アルミニウムなどのセラミックスからなる
絶縁基板を使用することができる。
The relay board 19 and the gate board 22
As for the material and structure of the insulating substrate 8 for mounting the IGBT 1 (semiconductor chip), for example,
An insulating substrate made of ceramics such as alumina or aluminum nitride having a thin metal plate pattern of copper or the like adhered to both surfaces can be used.

【0080】図3に示したこの発明の実施の形態2の場
合においても、前述(図1参照)と同様に、電流センサ
13がIGBT1の上面側に配置されているので、前述
と同等の作用効果を奏する。
In the case of the second embodiment of the present invention shown in FIG. 3, the current sensor 13 is arranged on the upper surface side of IGBT 1 in the same manner as described above (see FIG. 1). It works.

【0081】仮に、電流センサ13の配置位置として、
IGBT1の上面側でなく、図3内の破線領域Aで示す
コレクタパターンP1の上面側や、破線領域Bで示す中
継基板19の上面側に設定すると、種々の問題が生じる
おそれがある。
Assuming that the position of the current sensor 13 is
If it is set not on the upper surface side of the IGBT 1 but on the upper surface side of the collector pattern P1 indicated by the broken line area A in FIG. 3 or on the upper surface side of the relay board 19 indicated by the broken line area B, various problems may occur.

【0082】たとえば、電流センサ13を破線領域A
(コレクタパターンP1上に)に配置した場合には、以
下のような問題が生じる。
For example, when the current sensor 13 is
When it is arranged (on the collector pattern P1), the following problem occurs.

【0083】すなわち、電流センサ13の出力信号を受
信する制御回路4は、IGBT1に対するゲートドライ
ブ回路と同様に、エミッタ電位に近い電位設定になって
いるが、コレクタ・エミッタ間には高電圧が印加される
ので、電流センサ13の絶縁対策が必要となる。
That is, the control circuit 4 for receiving the output signal of the current sensor 13 is set at a potential close to the emitter potential similarly to the gate drive circuit for the IGBT 1, but a high voltage is applied between the collector and the emitter. Therefore, it is necessary to take measures for insulating the current sensor 13.

【0084】また、IGBT1のスイッチングにともな
い、コレクタ・エミッタ間の電圧が急激に変化すること
から、電流センサ13に変位電流が流れるので、この変
位電流がノイズ源となって、電流センサ13の出力信号
に誤差が発生してしまう。
Further, since the voltage between the collector and the emitter rapidly changes with the switching of the IGBT 1, a displacement current flows through the current sensor 13. This displacement current becomes a noise source, and the output of the current sensor 13 is output. An error occurs in the signal.

【0085】一方、電流センサ13を破線領域B(中継
基板19上)に配置した場合には、以下のような問題が
生じる。
On the other hand, when the current sensor 13 is arranged in the dashed area B (on the relay board 19), the following problem occurs.

【0086】すなわち、中継基板19の近傍および中継
基板19からIGBT1に至る空間には、主回路電流に
よる強い磁場が発生しており、しかも、この磁場がスイ
ッチングにともなって急激に変化するので、電流センサ
13の出力信号線にノイズが重畳する可能性が高く、電
流センサ13のためのノイズ対策が別途必要となる。
That is, in the vicinity of the relay board 19 and in the space from the relay board 19 to the IGBT 1, a strong magnetic field is generated due to the main circuit current, and this magnetic field changes rapidly with switching. There is a high possibility that noise will be superimposed on the output signal line of the sensor 13, and noise countermeasures for the current sensor 13 will be required separately.

【0087】しかし、前述(図1および図3参照)のよ
うに、導電性樹脂12を介した電気的接続構成を用いる
ことにより、電流センサ13をIGBT1上に配置する
ことができるので、上記のような電流センサ13のため
のノイズ対策は不要となる。
However, as described above (see FIGS. 1 and 3), the current sensor 13 can be arranged on the IGBT 1 by using the electrical connection structure via the conductive resin 12, so that Such noise measures for the current sensor 13 are not required.

【0088】また、図3のように、電流センサ13の出
力線24をゲート用ワイヤ23と同方向(ゲート配線
側)に配置して、ゲート基板を22をセンサ出力基板と
して共用することにより、電流センサ13の出力信号が
スイッチングノイズの影響を受けにくい構造となるの
で、電流センサ13のためのノイズ対策はさらに不要と
なる。
As shown in FIG. 3, the output line 24 of the current sensor 13 is arranged in the same direction (gate wiring side) as the gate wire 23, and the gate substrate 22 is shared as a sensor output substrate. Since the output signal of the current sensor 13 has a structure that is hardly affected by switching noise, noise countermeasures for the current sensor 13 are further unnecessary.

【0089】実施の形態3.なお、上記実施の形態1、
2では、電流センサ13をトロイダル巻線からなる空芯
コイル(ロゴスキーコイル)により構成したが、トロイ
ダル巻線中に磁性体を介在させたCT形のコイルにより
構成してもよい。
Embodiment 3 In the first embodiment,
In 2, the current sensor 13 is formed of an air-core coil (Rogowski coil) formed of a toroidal winding, but may be formed of a CT-type coil in which a magnetic material is interposed in the toroidal winding.

【0090】図4はCT形コイルを用いたこの発明の実
施の形態3による電流センサ13を図式的に示す側断面
図であり、平面形状および出力回路15は図2(a)に
示した通りである。図5は図4に示した電流センサ13
を配線電極11に装着した状態を示す側断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view schematically showing a current sensor 13 according to a third embodiment of the present invention using a CT-type coil. The planar shape and output circuit 15 are as shown in FIG. It is. FIG. 5 shows the current sensor 13 shown in FIG.
FIG. 3 is a side sectional view showing a state in which is mounted on a wiring electrode 11.

【0091】図4において、25は環状の磁性体であ
り、電流センサ13aのトロイダル巻線コイル内に沿っ
て配設されている。すなわち、CTからなる電流センサ
13は、環状の磁性体25の外周にトロイダル巻きされ
たコイルにより構成されている。
In FIG. 4, reference numeral 25 denotes an annular magnetic body, which is provided along the toroidal winding coil of the current sensor 13a. That is, the current sensor 13 made of CT is configured by a coil that is toroidally wound around the outer periphery of the annular magnetic body 25.

【0092】このように、電流センサ13のコイル内に
磁性体25を配設することにより、コイルの自己インダ
クタンスが大きくなり、比較的広い周波数領域にわたっ
て、主回路電流iに比例した出力信号を得ることができ
る。
As described above, by disposing the magnetic body 25 in the coil of the current sensor 13, the self-inductance of the coil increases, and an output signal proportional to the main circuit current i is obtained over a relatively wide frequency range. be able to.

【0093】したがって、電流センサ13のコイル出力
端子に接続される出力回路15は、図2(a)のよう
に、コイル両端に抵抗器16を接続した構成のみでよ
く、抵抗器16の両端間に発生する電圧は、主回路電流
iに比例するように設定されるので、前述の積分器は不
要となる。
Therefore, the output circuit 15 connected to the coil output terminal of the current sensor 13 only needs to have a configuration in which the resistor 16 is connected to both ends of the coil as shown in FIG. Is set to be proportional to the main circuit current i, so that the above-described integrator becomes unnecessary.

【0094】また、ここでは、CT形コイル内の磁性体
25を連続の環状に形成したが、任意位置に少なくとも
1つのギャップ(図示せず)を設けてもよい。このよう
にギャップを設けることにより、磁性体25の磁気抵抗
が増加して、磁性体25の磁気飽和が発生しにくくなる
ので、電流センサ13の検出レンジを拡大することがで
きる。
Although the magnetic body 25 in the CT coil is formed in a continuous ring here, at least one gap (not shown) may be provided at an arbitrary position. By providing such a gap, the magnetic resistance of the magnetic body 25 increases, and magnetic saturation of the magnetic body 25 is less likely to occur, so that the detection range of the current sensor 13 can be expanded.

【0095】実施の形態4.なお、上記実施の形態1〜
3では、電流センサ13が取り付けられる部分の配線電
極11の形状について詳述しなかったが、配線電極11
に電流センサ13の位置決め部を設けてもよい。
Embodiment 4 It should be noted that the first to the first embodiments
In FIG. 3, the shape of the wiring electrode 11 at the portion where the current sensor 13 is mounted is not described in detail.
May be provided with a positioning section for the current sensor 13.

【0096】図6および図7は配線電極11に電流セン
サ13の位置決め部を設けたこの発明の実施の形態4の
要部を示す側断面図であり、各図において、前述と同様
の構成部分については、同一符号を付して詳述を省略す
る。
FIGS. 6 and 7 are side sectional views showing a main part of the fourth embodiment of the present invention in which a positioning portion for the current sensor 13 is provided on the wiring electrode 11. In each of the drawings, the same components as those described above are shown. Are denoted by the same reference numerals and their detailed description is omitted.

【0097】図6において、11Aは配線電極11に形
成された段部であり、電流センサ13を取り付けるため
の位置決め部を構成している。同様に、図7において、
11Bは配線電極11に形成されたフランジ部であり、
電流センサ13を取り付けるための位置決め部を構成し
ている。
In FIG. 6, reference numeral 11A denotes a step formed on the wiring electrode 11 and constitutes a positioning portion for mounting the current sensor 13. Similarly, in FIG.
11B is a flange formed on the wiring electrode 11,
It constitutes a positioning part for mounting the current sensor 13.

【0098】図6および図7のように、電流センサ13
を載置位置決めするための段部11Aまたはフランジ部
11Bを設けることにより、電流センサ13の設置が容
易になり、製造コストを軽減することができる。
As shown in FIG. 6 and FIG.
By providing the step portion 11A or the flange portion 11B for mounting and positioning the current sensor 13, the installation of the current sensor 13 is facilitated, and the manufacturing cost can be reduced.

【0099】また、図7のようにフランジ部11Bを形
成した場合には、電流センサ13の外形を大きく設定す
ることができるので、配線電極11とその上面に接続さ
れる主回路との接続面積を大きく取ることができる。
When the flange portion 11B is formed as shown in FIG. 7, the outer shape of the current sensor 13 can be set large, so that the connection area between the wiring electrode 11 and the main circuit connected to the upper surface thereof is increased. Can be greatly increased.

【0100】実施の形態5.なお、上記実施の形態4で
は、電流センサ13の位置決め部を段部11Aまたはフ
ランジ部11Bにより構成したが、電流センサ13を収
納可能な溝部により構成してもよい。
Embodiment 5 FIG. In the fourth embodiment, the positioning portion of the current sensor 13 is configured by the step portion 11A or the flange portion 11B. However, the positioning portion may be configured by a groove portion that can accommodate the current sensor 13.

【0101】以下、電流センサ13の位置決め部を溝部
により構成したこの発明の実施の形態5について説明す
る。図8はこの発明の実施の形態5によるパワー半導体
モジュールの主要部を示す側断面図であり、電流センサ
13の出力回路15などは省略されおり、また、前述と
同様の構成要素には同一符号を付して詳述を省略する。
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention in which the positioning portion of the current sensor 13 is formed by a groove will be described. FIG. 8 is a side sectional view showing a main part of a power semiconductor module according to Embodiment 5 of the present invention, in which an output circuit 15 of current sensor 13 and the like are omitted, and the same components as those described above have the same reference numerals. And the detailed description is omitted.

【0102】図8において、11Cは配線電極11の外
周に沿って設けられた環状の溝部であり、その内部に電
流センサ13が破線矢印のように収納され、電流センサ
13を位置決めするようになっている。
In FIG. 8, reference numeral 11C denotes an annular groove provided along the outer periphery of the wiring electrode 11, in which the current sensor 13 is housed as indicated by a dashed arrow, and the current sensor 13 is positioned. ing.

【0103】図8のように、電流センサ13の位置決め
部を溝部11Cで構成することにより、電流センサ13
の周囲を包囲する溝部11Cの一部は、電流センサ13
に対してシールドとして機能する。
As shown in FIG. 8, by forming the positioning portion of the current sensor 13 with the groove 11C, the current sensor 13
Of the groove 11C surrounding the periphery of the current sensor 13
Acts as a shield against

【0104】したがって、電流センサ13のコレクタ・
エミッタ間の電圧変化のみでなく、電流センサ13のエ
ミッタ電極9と放熱用ベース板7との間の電圧変化など
による静電誘導ノイズの影響を抑制することができ、電
流センサ13の検出感度を向上させることができる。
Therefore, the collector of the current sensor 13
It is possible to suppress not only the voltage change between the emitters but also the influence of the electrostatic induction noise due to the voltage change between the emitter electrode 9 of the current sensor 13 and the heat dissipation base plate 7, and the like. Can be improved.

【0105】実施の形態6.なお、上記実施の形態5で
は、電流センサ13を空芯のロゴスキーコイルとした
が、前述の実施の形態3と同様にコイル巻線内に磁性体
を有するCT形コイルとしてもよく、さらに、磁性体の
ギャップに介在されたホール素子により電流センサ13
を構成してもよい。
Embodiment 6 FIG. In the fifth embodiment, the current sensor 13 is a Rogowski coil having an air core. However, similarly to the third embodiment, a CT type coil having a magnetic body in the coil winding may be used. The current sensor 13 is formed by a Hall element interposed in the gap of the magnetic material.
May be configured.

【0106】図9は溝部11C内の電流センサ13を磁
性体およびホール素子により構成したこの発明の実施の
形態6を図式的に示しており、(a)は平面図、(b)
は側断面図である。図10は図9内のホール素子を周辺
回路とともに示すブロック図である。
FIG. 9 schematically shows a sixth embodiment of the present invention in which the current sensor 13 in the groove 11C is formed of a magnetic material and a Hall element. FIG. 9A is a plan view, and FIG.
Is a side sectional view. FIG. 10 is a block diagram showing the Hall element in FIG. 9 together with peripheral circuits.

【0107】図9において、11、11C、13および
25は、前述と同様のものである。25Gは磁性体25
にの少なくとも一部に設けられたギャップ、27はギャ
ップ25G内に配設されたホール素子である。この場
合、電流センサ13は、磁性体25およびホール素子2
7により構成されており、コイルは不要となる。
In FIG. 9, 11, 11C, 13 and 25 are the same as those described above. 25G is a magnetic material 25
A gap 27 provided in at least a part of the hole element 27 is a Hall element provided in the gap 25G. In this case, the current sensor 13 includes the magnetic body 25 and the Hall element 2.
7 and no coil is required.

【0108】図10において、Hはホール素子27を貫
通する磁界であり、配線電極11に流れる電流iの検出
時に、磁性体11のギャップ11C間に発生する。28
はホール素子27の入力側に接続された定電流電源であ
り、一定電流ioを供給する。
In FIG. 10, H is a magnetic field penetrating the Hall element 27, and is generated between the gaps 11C of the magnetic body 11 when the current i flowing through the wiring electrode 11 is detected. 28
Is a constant current power supply connected to the input side of the Hall element 27, and supplies a constant current io.

【0109】29はホール素子27の出力側に接続され
た増幅器であり、増幅器29を介して増幅された電流検
出信号icは、制御回路4(図15参照)側に伝達され
る。定電流電源28および増幅器29は、ホール素子2
7の入出力回路を構成している。
Reference numeral 29 denotes an amplifier connected to the output side of the Hall element 27. The current detection signal ic amplified via the amplifier 29 is transmitted to the control circuit 4 (see FIG. 15). The constant current power supply 28 and the amplifier 29
7 input / output circuits.

【0110】ここでは、ホール素子27に接続される具
体的な入力線および出力線は、省略されている。また、
図10の入出力回路を含むホール素子27の具体的な動
作については、各種文献や電磁気学テキストなどに記載
されているのでここでは詳述しない。
Here, specific input lines and output lines connected to the Hall element 27 are omitted. Also,
The specific operation of the Hall element 27 including the input / output circuit of FIG. 10 is described in various documents, electromagnetic texts, and the like, and will not be described in detail here.

【0111】このように、電流センサ13としてホール
素子27を用いた場合においても、従来のセンスチップ
による電流検出方法に比べて、高精度な測定が可能とな
る。また、前述と同様に、IGBT1のエミッタ電極9
(図8参照)の面上に電流センサ13が配置されるの
で、特別な絶縁対策が不要となる。
As described above, even when the Hall element 27 is used as the current sensor 13, it is possible to perform more accurate measurement as compared with the conventional current detection method using a sense chip. Further, as described above, the emitter electrode 9 of the IGBT 1 is formed.
Since the current sensor 13 is disposed on the surface (see FIG. 8), no special insulation measures are required.

【0112】また、配線電極11の溝部11C内にホー
ル素子27が配置されるので、配線電極11がシールド
として機能し、IGBT1のコレクタ・エミッタ間やベ
ース板・エミッタ間の電圧変化などによるノイズの影響
を防止することができる。さらに、前述(図3参照)の
ように、電流センサ13の出力線24をゲート配線側に
配置すれば、スイッチングノイズの影響も防止すること
ができる。
Further, since the Hall element 27 is arranged in the groove 11C of the wiring electrode 11, the wiring electrode 11 functions as a shield, and noise caused by a voltage change between the collector and the emitter of the IGBT 1 and between the base plate and the emitter of the IGBT 1 is reduced. The effect can be prevented. Further, as described above (see FIG. 3), if the output line 24 of the current sensor 13 is arranged on the gate wiring side, the influence of switching noise can be prevented.

【0113】実施の形態7.なお、上記実施の形態5で
は、電流センサ13の出力線の具体的構成について言及
しなかったが、電流検出信号icを出力するためのワイ
ヤボンディング用パッドを、電流センサ13の出力端子
に設けてもよい。
Embodiment 7 FIG. Although the specific configuration of the output line of the current sensor 13 has not been described in the fifth embodiment, a wire bonding pad for outputting the current detection signal ic is provided at the output terminal of the current sensor 13. Is also good.

【0114】図11は電流センサ13の出力端子にワイ
ヤボンディング用パッドを設けたこの発明の実施の形態
7を示す平面図である。ここでは、電流センサ13がコ
イル形の場合を示しているが、ホール素子27(図9、
図10参照)を用いた場合でも適用可能である。
FIG. 11 is a plan view showing a seventh embodiment of the present invention in which a wire bonding pad is provided at the output terminal of the current sensor 13. Here, the case where the current sensor 13 is a coil type is shown, but the Hall element 27 (FIG.
It is also applicable when using FIG.

【0115】図11において、前述(図3参照)と同様
の構成要素については、同一符号を付して詳述を省略す
る。30は一対のワイヤボンディング用パッドであり、
絶縁膜31を介して配線電極11上に設けられている。
In FIG. 11, the same components as those described above (see FIG. 3) are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. 30 is a pair of wire bonding pads,
It is provided on the wiring electrode 11 via the insulating film 31.

【0116】各ワイヤボンディング用パッド30には、
電流センサ13のコイルの両端がワイヤボンディングに
より接続されている。絶縁膜31は、ワイヤボンディン
グ用パッド30と配線電極11との間を絶縁している。
Each wire bonding pad 30 has
Both ends of the coil of the current sensor 13 are connected by wire bonding. The insulating film 31 insulates between the wire bonding pad 30 and the wiring electrode 11.

【0117】この場合、電流センサ13の出力信号は、
配線電極11上のワイヤボンディング用パッド30とゲ
ート基板22上の回路パターンP4との間をワイヤボン
ディングで接続することにより伝達される。したがっ
て、ワイヤボンディング作業のみによってセンサ出力信
号を導出することができ、パワー半導体モジュールの組
立を容易にすることができる。
In this case, the output signal of the current sensor 13 is
The transmission is performed by connecting the wire bonding pad 30 on the wiring electrode 11 and the circuit pattern P4 on the gate substrate 22 by wire bonding. Therefore, the sensor output signal can be derived only by the wire bonding operation, and the assembly of the power semiconductor module can be facilitated.

【0118】実施の形態8.なお、上記実施の形態1〜
7では、電流センサ13の出力回路の具体的な配置につ
いて言及しなかったが、電流センサ13が設けられた導
電性部材すなわち配線電極11に出力回路を設けてもよ
い。
Embodiment 8 FIG. It should be noted that the first to the first embodiments
In FIG. 7, the specific arrangement of the output circuit of the current sensor 13 is not described, but the output circuit may be provided on the conductive member on which the current sensor 13 is provided, that is, the wiring electrode 11.

【0119】図12は配線電極11上に出力回路15を
設けたこの発明の実施の形態8を示しており、(a)は
平面図、(b)は側断面図である。ここでは、便宜的
に、コイル形の電流センサ13を溝部11Cに収納した
場合を示しているが、他の構成の電流センサ13を用い
た場合でも同様に適用可能である。
FIGS. 12A and 12B show an eighth embodiment of the present invention in which an output circuit 15 is provided on the wiring electrode 11, wherein FIG. 12A is a plan view and FIG. 12B is a side sectional view. Here, for convenience, the case where the coil-shaped current sensor 13 is housed in the groove 11C is shown, but the present invention can be similarly applied to the case where the current sensor 13 having another configuration is used.

【0120】図12において、前述と同様の構成要素に
ついては、同一符号を付して詳述を省略する。また、前
述と同様なので、ここでは図示を省略するが、放熱用ベ
ース板7(図3参照)上にはゲート基板22が設けられ
ており、出力回路15からゲート基板22上の回路パタ
ーンP4には、ゲート用ワイヤ23が導出されているも
のとする。
In FIG. 12, the same components as those described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. Although not shown in the figure, the gate substrate 22 is provided on the heat dissipation base plate 7 (see FIG. 3), and the output circuit 15 transfers the circuit pattern P4 on the gate substrate 22 to the circuit pattern P4 on the gate substrate 22. It is assumed that the gate wire 23 is led out.

【0121】この場合、電流センサ13の出力回路15
は、配線電極11上の絶縁膜31に設けられており、ワ
イヤボンディング用パッド30は、出力回路15に設け
られている。したがって、出力回路15およびワイヤボ
ンディング用パッド30は、絶縁膜31を介して配線電
極11から絶縁されている。
In this case, the output circuit 15 of the current sensor 13
Are provided on the insulating film 31 on the wiring electrode 11, and the wire bonding pads 30 are provided on the output circuit 15. Therefore, the output circuit 15 and the wire bonding pad 30 are insulated from the wiring electrode 11 via the insulating film 31.

【0122】ここでは、出力回路15として、電流セン
サ13のコイルの両端間に接続された抵抗器16を用い
た場合を示しているが、積分器(図示せず)などの他の
回路構成を用いてもよい。
Here, the case where the resistor 16 connected between both ends of the coil of the current sensor 13 is used as the output circuit 15 is shown. However, another circuit configuration such as an integrator (not shown) is used. May be used.

【0123】このように、配線電極11上に出力回路1
5を設けることにより、電流センサ13を小形化するこ
とができる。したがって、パワー半導体モジュールの組
立時のアセンブリ作業を容易にすることができる。
As described above, the output circuit 1 is provided on the wiring electrode 11.
By providing 5, the current sensor 13 can be downsized. Therefore, the assembling work at the time of assembling the power semiconductor module can be facilitated.

【0124】実施の形態9.なお、上記実施の形態1〜
8では、配線電極11の接続対象を単一のIGBT1と
したが、並列配置された複数のIGBTを接続対象とし
てもよい。一般に、並列接続されたIGBTは、主回路
の電流が極めて大きい場合に対応するために用いられ
る。
Embodiment 9 FIG. It should be noted that the first to the first embodiments
In FIG. 8, a single IGBT 1 is connected to the wiring electrode 11, but a plurality of IGBTs arranged in parallel may be connected. Generally, IGBTs connected in parallel are used to cope with a case where the current of the main circuit is extremely large.

【0125】図13は複数のIGBTを配線電極11の
接続対象としたこの発明の実施の形態9を示す平面図で
あり、前述と同様の構成要素については、同一符号を付
して詳述を省略する。
FIG. 13 is a plan view showing a ninth embodiment of the present invention in which a plurality of IGBTs are connected to the wiring electrodes 11. Components similar to those described above are designated by the same reference numerals and detailed description. Omitted.

【0126】図13において、1A〜1Cは互いに並列
接続された複数のIGBTであり、並列回路からなる複
数個のパワー半導体チップを構成している。ここでは、
3個のIGBT1A〜1Cが並設されているが、任意数
のIGBTが並設され得る。
In FIG. 13, reference numerals 1A to 1C denote a plurality of IGBTs connected in parallel to each other, and constitute a plurality of power semiconductor chips formed of parallel circuits. here,
Although three IGBTs 1A to 1C are juxtaposed, any number of IGBTs can be juxtaposed.

【0127】各IGBT1A〜1Cは、前述と同様に、
パワー半導体モジュールのモジュールケース(図示せ
ず)内に収納されている。複数のIGBT1A〜1Cの
うちの少なくとも1つのIGBT1Aには、磁性体25
を含む電磁結合形の電流センサ13が設けられている。
Each of the IGBTs 1A to 1C is, as described above,
The power semiconductor module is housed in a module case (not shown). At least one IGBT 1A of the plurality of IGBTs 1A to 1C has a magnetic material 25
Are provided.

【0128】また、電流センサ13を有するIGBT1
A以外のパワー半導体チップ1Bおよび1Cには、電流
センサ13の磁性体材料と同一材料の磁性体25が配置
されている。
Also, the IGBT 1 having the current sensor 13
On the power semiconductor chips 1B and 1C other than A, a magnetic material 25 of the same material as the magnetic material of the current sensor 13 is arranged.

【0129】図13のように、並列接続されたIGBT
1A〜1Cの1つのIGBT1Aのみに磁性体25を有
する電流センサ13を配置した場合に、仮に、他のIG
BT1Bおよび1Cに磁性体25を設けないとすると、
電流センサ13の磁性体25の挿入インピーダンスの影
響により、並列接続されたIGBT1A〜1Cの分流特
性が悪化する場合がある。
IGBTs connected in parallel as shown in FIG.
When the current sensor 13 having the magnetic body 25 is disposed only in one of the IGBTs 1A to 1C, temporarily
If the magnetic body 25 is not provided in the BTs 1B and 1C,
Due to the influence of the insertion impedance of the magnetic body 25 of the current sensor 13, the shunt characteristics of the IGBTs 1A to 1C connected in parallel may deteriorate.

【0130】したがって、このような分流のアンバラン
スの発生を避けるために、電流センサ13が設けられて
いないIGBT1Bおよび1Cに対して、電流センサ1
3の磁性体25と同様の磁性体25が配置されている。
Therefore, in order to avoid the occurrence of such imbalance of the shunt current, the current sensor 1 is provided for the IGBTs 1B and 1C in which the current sensor 13 is not provided.
A magnetic body 25 similar to the third magnetic body 25 is disposed.

【0131】もし、電流センサ13が磁性体25および
ホール素子27(図9参照)により構成されている場合
には、IGBT1Bおよび1Cに磁性体25のみを配設
すればよい。
If the current sensor 13 includes the magnetic body 25 and the Hall element 27 (see FIG. 9), only the magnetic body 25 needs to be provided in the IGBTs 1B and 1C.

【0132】また、電流センサ13が磁性体25を含む
CT形コイルにより構成されている場合には、IGBT
1Bおよび1Cに磁性体25のみならず、電流センサ1
3と同様のコイルを配置し、さらに、コイル両端に電流
センサ13の出力回路15と同様の抵抗器16を接続す
ることが望ましい。
When the current sensor 13 is formed of a CT coil including the magnetic body 25, the IGBT
1B and 1C include not only the magnetic material 25 but also the current sensor 1
It is desirable to arrange a coil similar to that of No. 3 and to connect a resistor 16 similar to the output circuit 15 of the current sensor 13 to both ends of the coil.

【0133】このように、電流センサ13が設けられて
いないIGBT1Bおよび1Cにも電流センサ13と同
様の磁性体25を配設することにより、電流センサ13
の挿入インピーダンスの影響による分流アンバランスの
発生を防止することができる。
As described above, by disposing magnetic body 25 similar to current sensor 13 in IGBTs 1B and 1C in which current sensor 13 is not provided, current sensor 13
Can be prevented from being imbalanced due to the influence of the insertion impedance.

【0134】実施の形態10.なお、上記実施の形態1
〜9では、ゲート基板22と制御回路4との間の具体的
な接続構造について言及しなかったが、ゲート基板22
上の回路パターンP3およびP4と制御回路4との間に
導通用のピンを介在させてもよい。
Embodiment 10 FIG. In the first embodiment,
9 do not refer to a specific connection structure between the gate substrate 22 and the control circuit 4,
A conduction pin may be interposed between the upper circuit patterns P3 and P4 and the control circuit 4.

【0135】図14はゲート基板上にピンを介して制御
回路を配設したこの発明の実施の形態10を示す側断面
図であり、前述(図3参照)と同様のものについては同
一符号を付して詳述を省略する。また、電流センサ13
としては、前述のように、ノイズ耐量の高いものが用い
られている。
FIG. 14 is a side sectional view showing a tenth embodiment of the present invention in which a control circuit is provided on a gate substrate via pins, and the same components as those described above (see FIG. 3) are denoted by the same reference numerals. The detailed description is omitted. In addition, the current sensor 13
As described above, those having high noise immunity are used.

【0136】図14において、33は制御回路4とゲー
ト基板22上の回路パターンP3とを導通する制御用ピ
ンであり、制御回路4からのゲート制御信号を回路パタ
ーンP3およびゲート用ワイヤ23を介してIGBT1
のゲート電極に導入する。また、ここでは省略されてい
るが、制御用ピン33は、エミッタ電極9に接続される
グランド端子ピンを含む。
In FIG. 14, reference numeral 33 denotes a control pin for electrically connecting the control circuit 4 to the circuit pattern P3 on the gate substrate 22, and receives a gate control signal from the control circuit 4 via the circuit pattern P3 and the gate wire 23. IGBT1
To the gate electrode. Although omitted here, the control pin 33 includes a ground terminal pin connected to the emitter electrode 9.

【0137】34は制御回路4とゲート基板22上の回
路パターンP4とを導通する検出用ピンであり、出力線
24および回路パターンP4を介して電流センサ13か
ら入力される電流検出信号を制御回路4に導入する。
Reference numeral 34 denotes a detection pin for conducting the control circuit 4 and the circuit pattern P4 on the gate substrate 22, and detects a current detection signal input from the current sensor 13 through the output line 24 and the circuit pattern P4. Introduce to 4.

【0138】このように、各ピン33、34を介して制
御回路4と回路パターンP3、P4とを導通することに
より、制御回路4は、電流センサ13からの電流検出信
号に応じてIGBT1のゲート電極を制御することがで
きる。
By conducting the control circuit 4 and the circuit patterns P3 and P4 through the pins 33 and 34 in this way, the control circuit 4 allows the gate of the IGBT 1 to respond to the current detection signal from the current sensor 13. The electrodes can be controlled.

【0139】たとえば、制御回路4は、電流センサ13
から受信される電流検出信号のレベルを判別し、IGB
T1に流れる電流が過電流を示す場合には、ゲート制御
信号によりIGBT1をオフにして過電流を遮断するな
どの処理を行う。
For example, the control circuit 4 controls the current sensor 13
The level of the current detection signal received from the
If the current flowing in T1 indicates an overcurrent, a process such as turning off the IGBT1 by a gate control signal to cut off the overcurrent is performed.

【0140】図14のように、ノイズ耐量の高い電流セ
ンサ13を使用するとともに、ノイズの影響を受けにく
いゲート基板22側に制御回路4を配置することによ
り、高い精度でIGBT1の電流を測定することができ
るので、制御回路4により主回路電流に応じたIGBT
1の制御を行う際に、非常に精度のよい過電流保護動作
が可能となる。
As shown in FIG. 14, the current of the IGBT 1 is measured with high accuracy by using the current sensor 13 having high noise immunity and arranging the control circuit 4 on the side of the gate substrate 22 which is not easily affected by noise. IGBT according to the main circuit current by the control circuit 4.
When performing the control of (1), a very accurate overcurrent protection operation can be performed.

【0141】なお、図14においては、制御回路4をゲ
ート基板22の真上に配置し、各ピン33、34を介し
て両者を導通させたが、制御回路4がゲート基板22と
同一平面上に配置される場合には、各ピン33、34に
代えて、ワイヤボンディングにより導通させてもよい。
In FIG. 14, the control circuit 4 is disposed directly above the gate substrate 22 and both are electrically connected via the pins 33 and 34. However, the control circuit 4 is located on the same plane as the gate substrate 22. In this case, the connection may be made by wire bonding instead of the pins 33 and 34.

【0142】[0142]

【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項1によれ
ば、モジュールケース内にパワー半導体チップが収納さ
れたパワー半導体モジュールにおいて、導電性樹脂を介
して電気的に接続された複数の導電性部材と、導電性部
材の少なくとも1つに設けられた電流センサと、電流セ
ンサの検出信号の出力レベルに応じて、パワー半導体チ
ップのゲート電圧を制御する制御回路とを備えたので、
電流検出精度が高く、ノイズや設置スペースの問題が生
じることのない電流センサを備えたパワー半導体モジュ
ールが得られる効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, in a power semiconductor module in which a power semiconductor chip is housed in a module case, a plurality of conductive semiconductors electrically connected via a conductive resin are provided. A conductive member, a current sensor provided on at least one of the conductive members, and a control circuit for controlling a gate voltage of the power semiconductor chip according to an output level of a detection signal of the current sensor.
There is an effect that a power semiconductor module including a current sensor that has high current detection accuracy and does not cause problems of noise and installation space can be obtained.

【0143】また、この発明の請求項2によれば、請求
項1において、電流センサは、トロイダル巻線からなる
コイルを含み、コイルは、電流センサが設けられた導電
性部材に流れる電流を囲むように環状に形成されたの
で、電流検出精度が高く、ノイズや設置スペースの問題
が生じることのない電流センサを備えたパワー半導体モ
ジュールが得られる効果がある。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the current sensor includes a coil formed of a toroidal winding, and the coil surrounds a current flowing through the conductive member provided with the current sensor. Since it is formed in a ring shape as described above, there is an effect that a power semiconductor module including a current sensor that has high current detection accuracy and does not cause a problem of noise or installation space can be obtained.

【0144】また、この発明の請求項3によれば、請求
項2において、コイルの内部には、トロイダル巻線に沿
って形成された環状の磁性体が配置されたので、電流検
出レベルを高くすることができ、電流検出精度が高く、
ノイズや設置スペースの問題が生じることのない電流セ
ンサを備えたパワー半導体モジュールが得られる効果が
ある。
Further, according to the third aspect of the present invention, in the second aspect, the annular magnetic body formed along the toroidal winding is disposed inside the coil, so that the current detection level can be increased. The current detection accuracy is high,
There is an effect that a power semiconductor module including a current sensor that does not cause a problem of noise or installation space can be obtained.

【0145】また、この発明の請求項4によれば、請求
項3において、磁性体には、少なくとも1つのギャップ
が形成されたので、磁気飽和を抑制することができ、電
流検出精度が高く、ノイズや設置スペースの問題が生じ
ることのない電流センサを備えたパワー半導体モジュー
ルが得られる効果がある。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, since at least one gap is formed in the magnetic body, magnetic saturation can be suppressed, current detection accuracy is high, and There is an effect that a power semiconductor module including a current sensor that does not cause a problem of noise or installation space can be obtained.

【0146】また、この発明の請求項5によれば、請求
項1から請求項4までのいずれかにおいて、パワー半導
体チップを載置するためのベース板と、ベース板に載置
されたゲート基板とを備え、ゲート基板は、パワー半導
体チップのゲート電極を制御回路に導出するための第1
の回路パターンと、電流センサの出力線を制御回路に導
出するための第2の回路パターンとを有するので、ノイ
ズの影響を抑制することができ、電流検出精度が高く、
ノイズや設置スペースの問題が生じることのない電流セ
ンサを備えたパワー半導体モジュールが得られる効果が
ある。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, a base plate for mounting a power semiconductor chip, and a gate substrate mounted on the base plate And a first substrate for leading a gate electrode of the power semiconductor chip to a control circuit.
And the second circuit pattern for leading the output line of the current sensor to the control circuit, the effect of noise can be suppressed, the current detection accuracy is high,
There is an effect that a power semiconductor module including a current sensor that does not cause a problem of noise or installation space can be obtained.

【0147】また、この発明の請求項6によれば、請求
項5において、パワー半導体チップを制御する制御回路
は、ゲート基板上に配設されるとともに、制御用ピンを
介して第1の回路パターンに導通され、検出用ピンを介
して第2の回路パターンに導通され、第2の回路パター
ンを介して電流センサの検出信号を取り込み、第1の回
路パターンを介してパワー半導体チップのゲート電極に
制御信号を印加するので、ノイズの影響を抑制すること
ができ、電流検出精度が高く、ノイズや設置スペースの
問題が生じることのない電流センサを備えたパワー半導
体モジュールが得られる効果がある。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the control circuit for controlling the power semiconductor chip is provided on the gate substrate, and is connected to the first circuit via the control pin. Conducted to the pattern, conducted to the second circuit pattern via the detection pin, fetched the detection signal of the current sensor via the second circuit pattern, and received the gate electrode of the power semiconductor chip via the first circuit pattern. Since a control signal is applied to the power semiconductor module, the effect of noise can be suppressed, the current detection accuracy is high, and a power semiconductor module having a current sensor that does not cause problems of noise and installation space can be obtained.

【0148】また、この発明の請求項7によれば、請求
項1において、電流センサは、少なくとも1つのギャッ
プを有する環状の磁性体と、ギャップに配設されたホー
ル素子とを含むので、電流検出レベルを高くすることが
でき、電流検出精度が高く、ノイズや設置スペースの問
題が生じることのない電流センサを備えたパワー半導体
モジュールが得られる効果がある。
According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect, the current sensor includes an annular magnetic body having at least one gap, and a Hall element provided in the gap. The detection level can be increased, the current detection accuracy is high, and there is an effect that a power semiconductor module including a current sensor that does not cause a problem of noise or installation space can be obtained.

【0149】また、この発明の請求項8によれば、請求
項1から請求項7までのいずれかにおいて、電流センサ
が設けられた導電性部材には、電流センサを保持するた
めの位置決め部が設けられたので、組立性が向上すると
ともに、電流検出精度が高く、ノイズや設置スペースの
問題が生じることのない電流センサを備えたパワー半導
体モジュールが得られる効果がある。
According to the eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the conductive member provided with the current sensor has a positioning portion for holding the current sensor. Since it is provided, the assemblability is improved, the current detection accuracy is high, and there is an effect that a power semiconductor module including a current sensor that does not cause a problem of noise or installation space is obtained.

【0150】また、この発明の請求項9によれば、請求
項8において、位置決め部は、電流センサが設けられた
導電性部材に流れる電流を囲むように形成された環状の
フランジ部により構成されたので、主回路との接続面積
を拡大することができるとともに、電流検出精度が高
く、ノイズや設置スペースの問題が生じることのない電
流センサを備えたパワー半導体モジュールが得られる効
果がある。
According to a ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the positioning portion is constituted by an annular flange portion formed so as to surround a current flowing through the conductive member provided with the current sensor. Therefore, it is possible to increase the connection area with the main circuit, obtain high power detection accuracy, and obtain a power semiconductor module including a current sensor that does not cause noise or installation space problems.

【0151】また、この発明の請求項10によれば、請
求項8において、位置決め部は、電流センサが設けられ
た導電性部材に流れる電流を囲むように形成された環状
の溝部により構成されたので、溝部のシールド作用によ
りノイズの影響をさらに抑制することができ、電流検出
精度が高く、ノイズや設置スペースの問題が生じること
のない電流センサを備えたパワー半導体モジュールが得
られる効果がある。
According to a tenth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the positioning portion is constituted by an annular groove formed so as to surround a current flowing through the conductive member provided with the current sensor. Therefore, the effect of noise can be further suppressed by the shielding action of the groove, and the power semiconductor module having a current sensor with high current detection accuracy and no noise or installation space problem can be obtained.

【0152】また、この発明の請求項11によれば、請
求項1から請求項10までのいずれかにおいて、電流セ
ンサが設けられた導電性部材には、絶縁膜を介してワイ
ヤボンディング用パッドが設けられ、ワイヤボンディン
グ用パッドには、電流センサの出力線がワイヤボンディ
ングにより接続され、電流センサの検出信号は、出力線
からワイヤボンディング用パッドを介して導出されるの
で、組立性が向上するとともに、電流検出精度が高く、
ノイズや設置スペースの問題が生じることのない電流セ
ンサを備えたパワー半導体モジュールが得られる効果が
ある。
According to the eleventh aspect of the present invention, in any one of the first to tenth aspects, the conductive member provided with the current sensor is provided with a wire bonding pad via an insulating film. The output line of the current sensor is connected to the wire bonding pad by wire bonding, and the detection signal of the current sensor is derived from the output line via the wire bonding pad, so that assemblability is improved. , High current detection accuracy,
There is an effect that a power semiconductor module including a current sensor that does not cause a problem of noise or installation space can be obtained.

【0153】また、この発明の請求項12によれば、請
求項1から請求項11までのいずれかにおいて、電流セ
ンサが設けられた導電性部材には、電流センサの出力回
路が設けられたので、組立性が向上するとともに小形化
が実現し、電流検出精度が高く、ノイズや設置スペース
の問題が生じることのない電流センサを備えたパワー半
導体モジュールが得られる効果がある。
According to a twelfth aspect of the present invention, in any one of the first to eleventh aspects, the conductive member provided with the current sensor is provided with the output circuit of the current sensor. In addition, it is possible to obtain a power semiconductor module provided with a current sensor that has improved assemblability and is downsized, has high current detection accuracy, and does not cause noise or installation space problems.

【0154】また、この発明の請求項13によれば、請
求項1から請求項12までのいずれかにおいて、電流セ
ンサが設けられた導電性部材は、導電性樹脂を介して、
パワー半導体チップのエミッタ電極に一体的に構成され
たので、電流検出精度が高く、ノイズや設置スペースの
問題が生じることのない電流センサを備えたパワー半導
体モジュールが得られる効果がある。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in any one of the first to twelfth aspects, the conductive member provided with the current sensor is provided with a conductive resin interposed therebetween.
Since it is formed integrally with the emitter electrode of the power semiconductor chip, it is possible to obtain a power semiconductor module provided with a current sensor that has high current detection accuracy and does not cause noise or installation space problems.

【0155】また、この発明の請求項14によれば、請
求項1から請求項13までのいずれかにおいて、モジュ
ールケースは、並列回路からなる複数個のパワー半導体
チップを収納しており、複数個のパワー半導体チップの
うちの少なくとも1つには、磁性体を含む電磁結合形の
電流センサが設けられ、電流センサが設けられたパワー
半導体チップ以外のパワー半導体チップには、電流セン
サの磁性体と同一の材料からなる磁性体が配置されたの
で、センサ挿入インピーダンスによるパワー半導体チッ
プ間の不平衡を解消することができ、電流検出精度が高
く、ノイズや設置スペースの問題が生じることのない電
流センサを備えたパワー半導体モジュールが得られる効
果がある。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in any one of the first to thirteenth aspects, the module case houses a plurality of power semiconductor chips formed of a parallel circuit. At least one of the power semiconductor chips is provided with an electromagnetically coupled current sensor including a magnetic material, and the power semiconductor chips other than the power semiconductor chip provided with the current sensor are provided with a magnetic material of the current sensor. Since the magnetic material made of the same material is arranged, the imbalance between the power semiconductor chips due to the sensor insertion impedance can be eliminated, the current detection accuracy is high, and there is no noise or installation space problem. There is an effect that a power semiconductor module provided with

【0156】また、この発明の請求項15によれば、請
求項1から請求項14までのいずれかにおいて、パワー
半導体チップは、IGBTチップにより構成されたの
で、電流検出精度が高く、ノイズや設置スペースの問題
が生じることのない電流センサを備えたパワー半導体モ
ジュールが得られる効果がある。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in any one of the first to fourteenth aspects, the power semiconductor chip is constituted by an IGBT chip, so that the current detection accuracy is high, and noise and installation noise are reduced. There is an effect that a power semiconductor module including a current sensor that does not cause a space problem can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1の主要部を示す側断
面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1による電流センサの
回路構成を示す平面図および側断面図である。
FIG. 2 is a plan view and a side sectional view showing a circuit configuration of the current sensor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態2の主要部を示す側断
面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing a main part of a second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態3による電流センサの
回路構成を示す側断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view showing a circuit configuration of a current sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態3による電流センサの
周辺構成を示す側断面図である。
FIG. 5 is a side sectional view showing a peripheral configuration of a current sensor according to Embodiment 3 of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態4による位置決め部を
示す側断面図である。
FIG. 6 is a side sectional view showing a positioning unit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態4によるフランジ部を
示す側断面図である。
FIG. 7 is a side sectional view showing a flange portion according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態5による溝部を備えた
主要部を示す側断面図である。
FIG. 8 is a side sectional view showing a main part having a groove according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態6によるホール素子の
周辺構成を示す平面図および側断面図である。
FIG. 9 is a plan view and a side sectional view showing a peripheral configuration of a Hall element according to a sixth embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態6によるホール素子
の周辺の回路構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a circuit configuration around a Hall element according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態7による電流センサ
の周辺構成を示す平面図である。
FIG. 11 is a plan view showing a peripheral configuration of a current sensor according to a seventh embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態8による電流センサ
の周辺構成を示す平面図および側断面図である。
FIG. 12 is a plan view and a side sectional view showing a peripheral configuration of a current sensor according to an eighth embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態9の主要部を示す平
面図である。
FIG. 13 is a plan view showing a main part of a ninth embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態10の主要部を示す
側断面図である。
FIG. 14 is a side sectional view showing a main part of a tenth embodiment of the present invention.

【図15】 従来のパワー半導体モジュールを簡略的に
示す回路ブロック図である。
FIG. 15 is a circuit block diagram schematically showing a conventional power semiconductor module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1A〜1C IGBT(パワー半導体チップ)、4
制御回路、7 放熱用ベース板、8 絶縁基板、9
エミッタ電極(導電性部材)、10 コレクタ電極、1
1 配線電極(導電性部材)、11A 段部(位置決め
部)、11Bフランジ部、11C 溝部、12 導電性
樹脂、13 電流センサ、14 コイル、15 出力回
路、16 抵抗器、22 ゲート基板、23 ゲート用
ワイヤ、24 出力線、25 磁性体、25G ギャッ
プ、27 ホール素子、30ワイヤボンディング用パッ
ド、31 絶縁膜、33 制御用ピン、34 検出用ピ
ン、H ホール素子を貫通する磁界、i 電流、ic
電流検出信号、P1コレクタパターン、P3 第1の回
路パターン、P4 第2の回路パターン。
1, 1A-1C IGBT (power semiconductor chip), 4
Control circuit, 7 heat dissipation base plate, 8 insulating substrate, 9
Emitter electrode (conductive member), 10 Collector electrode, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wiring electrode (conductive member), 11A step part (positioning part), 11B flange part, 11C groove part, 12 conductive resin, 13 current sensor, 14 coil, 15 output circuit, 16 resistor, 22 gate substrate, 23 gate Wire, 24 output lines, 25 magnetic material, 25 G gap, 27 Hall element, 30 wire bonding pad, 31 insulating film, 33 control pin, 34 detection pin, H Magnetic field penetrating Hall element, i current, ic
Current detection signal, P1 collector pattern, P3 first circuit pattern, P4 second circuit pattern.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊永 敏之 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 高橋 貢 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 木ノ内 伸一 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 堀口 剛司 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 碓井 修 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 奥田 達也 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 2G025 AA01 AA05 AA07 AB02 AB14 2G035 AA16 AA27 AC00 AD00 AD18 AD56 AD66  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshiyuki Kikunaga 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Mitsugu Takahashi 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo (72) Inventor Shinichi Kinouchi 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsui Electric Corporation (72) Inventor Takeshi Horiguchi 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Electric Co., Ltd. (72) Inventor Osamu Usui 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Co., Ltd. (72) Insider Tatsuya Okuda 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Co., Ltd. In-house F term (reference) 2G025 AA01 AA05 AA07 AB02 AB14 2G035 AA16 AA27 AC00 AD00 AD18 AD56 AD66

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モジュールケース内にパワー半導体チッ
プが収納されたパワー半導体モジュールにおいて、 導電性樹脂を介して電気的に接続された複数の導電性部
材と、 前記導電性部材の少なくとも1つに設けられた電流セン
サと、 前記電流センサの検出信号の出力レベルに応じて、前記
パワー半導体チップのゲート電圧を制御する制御回路と
を備えたことを特徴とするパワー半導体モジュール。
1. A power semiconductor module in which a power semiconductor chip is housed in a module case, a plurality of conductive members electrically connected via a conductive resin, and provided on at least one of the conductive members. And a control circuit for controlling a gate voltage of the power semiconductor chip according to an output level of a detection signal of the current sensor.
【請求項2】 前記電流センサは、トロイダル巻線から
なるコイルを含み、 前記コイルは、前記電流センサが設けられた導電性部材
に流れる電流を囲むように環状に形成されたことを特徴
とする請求項1に記載のパワー半導体モジュール。
2. The current sensor includes a coil formed of a toroidal winding, and the coil is formed in a ring shape so as to surround a current flowing through a conductive member provided with the current sensor. The power semiconductor module according to claim 1.
【請求項3】 前記コイルの内部には、前記トロイダル
巻線に沿って形成された環状の磁性体が配置されたこと
を特徴とする請求項2に記載のパワー半導体モジュー
ル。
3. The power semiconductor module according to claim 2, wherein an annular magnetic body formed along the toroidal winding is disposed inside the coil.
【請求項4】 前記磁性体には、少なくとも1つのギャ
ップが形成されたことを特徴とする請求項3に記載のパ
ワー半導体モジュール。
4. The power semiconductor module according to claim 3, wherein at least one gap is formed in said magnetic body.
【請求項5】 前記パワー半導体チップを載置するため
のベース板と、 前記ベース板に載置されたゲート基板とを備え、 前記ゲート基板は、 前記パワー半導体チップのゲート電極を前記制御回路に
導出するための第1の回路パターンと、 前記電流センサの出力線を前記制御回路に導出するため
の第2の回路パターンとを有することを特徴とする請求
項1から請求項4までのいずれかに記載のパワー半導体
モジュール。
5. A power supply device comprising: a base plate on which the power semiconductor chip is mounted; and a gate substrate mounted on the base plate, wherein the gate substrate connects a gate electrode of the power semiconductor chip to the control circuit. 5. The circuit according to claim 1, further comprising: a first circuit pattern for deriving an output line of the current sensor; and a second circuit pattern for deriving an output line of the current sensor to the control circuit. 6. A power semiconductor module according to item 1.
【請求項6】 前記パワー半導体チップを制御する制御
回路は、 前記ゲート基板上に配設されるとともに、 制御用ピンを介して前記第1の回路パターンに導通さ
れ、 検出用ピンを介して前記第2の回路パターンに導通さ
れ、 前記第2の回路パターンを介して前記電流センサの検出
信号を取り込み、 前記第1の回路パターンを介して前記パワー半導体チッ
プのゲート電極に制御信号を印加することを特徴とする
請求項5に記載のパワー半導体モジュール。
6. A control circuit for controlling the power semiconductor chip, the control circuit being disposed on the gate substrate, being electrically connected to the first circuit pattern via a control pin, and being connected to the control circuit via a detection pin. Conducting to a second circuit pattern, capturing a detection signal of the current sensor via the second circuit pattern, and applying a control signal to a gate electrode of the power semiconductor chip via the first circuit pattern The power semiconductor module according to claim 5, wherein:
【請求項7】 前記電流センサは、少なくとも1つのギ
ャップを有する環状の磁性体と、前記ギャップに配設さ
れたホール素子とを含むことを特徴とする請求項1に記
載のパワー半導体モジュール。
7. The power semiconductor module according to claim 1, wherein the current sensor includes an annular magnetic body having at least one gap and a Hall element disposed in the gap.
【請求項8】 前記電流センサが設けられた導電性部材
には、前記電流センサを保持するための位置決め部が設
けられたことを特徴とする請求項1から請求項7までの
いずれかに記載のパワー半導体モジュール。
8. The conductive member provided with the current sensor, wherein a positioning portion for holding the current sensor is provided. Power semiconductor module.
【請求項9】 前記位置決め部は、前記電流センサが設
けられた導電性部材に流れる電流を囲むように形成され
た環状のフランジ部により構成されたことを特徴とする
請求項8に記載のパワー半導体モジュール。
9. The power according to claim 8, wherein the positioning portion is constituted by an annular flange portion formed so as to surround a current flowing through a conductive member provided with the current sensor. Semiconductor module.
【請求項10】 前記位置決め部は、前記電流センサが
設けられた導電性部材に流れる電流を囲むように形成さ
れた環状の溝部により構成されたことを特徴とする請求
項8に記載のパワー半導体モジュール。
10. The power semiconductor according to claim 8, wherein the positioning portion is constituted by an annular groove formed so as to surround a current flowing through a conductive member provided with the current sensor. module.
【請求項11】 前記電流センサが設けられた導電性部
材には、絶縁膜を介してワイヤボンディング用パッドが
設けられ、 前記ワイヤボンディング用パッドには、前記電流センサ
の出力線がワイヤボンディングにより接続され、 前記電流センサの検出信号は、前記出力線から前記ワイ
ヤボンディング用パッドを介して導出されることを特徴
とする請求項1から請求項10までのいずれかに記載の
パワー半導体モジュール。
11. A conductive member provided with the current sensor is provided with a wire bonding pad via an insulating film, and an output line of the current sensor is connected to the wire bonding pad by wire bonding. The power semiconductor module according to any one of claims 1 to 10, wherein a detection signal of the current sensor is derived from the output line via the wire bonding pad.
【請求項12】 前記電流センサが設けられた導電性部
材には、前記電流センサの出力回路が設けられたことを
特徴とする請求項1から請求項11までのいずれかに記
載のパワー半導体モジュール。
12. The power semiconductor module according to claim 1, wherein an output circuit of the current sensor is provided on the conductive member provided with the current sensor. .
【請求項13】 前記電流センサが設けられた導電性部
材は、前記導電性樹脂を介して、前記パワー半導体チッ
プのエミッタ電極に一体的に構成されたことを特徴とす
る請求項1から請求項12までのいずれかに記載のパワ
ー半導体モジュール。
13. The power supply device according to claim 1, wherein the conductive member provided with the current sensor is integrally formed with the emitter electrode of the power semiconductor chip via the conductive resin. 13. The power semiconductor module according to any one of the items up to 12.
【請求項14】 前記モジュールケースは、並列回路か
らなる複数個のパワー半導体チップを収納しており、 前記複数個のパワー半導体チップのうちの少なくとも1
つには、磁性体を含む電磁結合形の電流センサが設けら
れ、 前記電流センサが設けられたパワー半導体チップ以外の
パワー半導体チップには、前記電流センサの磁性体と同
一の材料からなる磁性体が配置されたことを特徴とする
請求項1から請求項13までのいずれかに記載のパワー
半導体モジュール。
14. The module case contains a plurality of power semiconductor chips formed of a parallel circuit, and at least one of the plurality of power semiconductor chips.
First, an electromagnetically coupled current sensor including a magnetic material is provided. Power semiconductor chips other than the power semiconductor chip provided with the current sensor are provided with a magnetic material made of the same material as the magnetic material of the current sensor. 14. The power semiconductor module according to claim 1, wherein the power semiconductor module is disposed.
【請求項15】 前記パワー半導体チップは、IGBT
チップにより構成されたことを特徴とする請求項1から
14までのいずれかに記載のパワー半導体モジュール。
15. The power semiconductor chip is an IGBT.
15. The power semiconductor module according to claim 1, wherein the power semiconductor module comprises a chip.
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