JP2000174202A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置スペースを必要とすることなく出力電流
を検出でき、配線用のスペースおよび組み立て工数の低
減を可能にすることを目的とする。 【解決手段】 パワー素子からなるインバータ１１とこ
れを駆動するプリドライバ１２と保護回路１３とを搭載
して同一パッケージに組み込んだインテリジェント・パ
ワー・モジュール（ＩＰＭ）３において、インバータ１
１の出力にシャント抵抗３１を設け、このシャント抵抗
３１の両端電圧を外部装置に取り出すことができるよう
に構成した。これにより、ＩＰＭ３を組み込んだインバ
ータ装置の出力電流を大きな設置スペースを必要とする
カレントトランスを用いることなく検出することができ
る。また、ＩＰＭ３のモジュール端子とインバータ装置
の端子台とを一体化し、モジュール端子と端子台とを接
続するために線材および接続用取り付けねじを不要とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
特に汎用インバータ装置、数値制御工作機械、エアコン
などの電力変換装置に内蔵される半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、モータの可変速装置などに適用
されるインバータ装置には、電力変換を行うパワー素
子、このパワー素子を制御駆動するドライブ回路、保護
回路、およびこれらを統括制御する制御回路から構成さ
れている。最近では、これらの構成のうち、直流を交流
に変換するパワー素子、ドライブ回路および保護回路を
一つのパッケージに内蔵したインテリジェント・パワー
・モジュール（以下、ＩＰＭという）と呼ばれる半導体
装置が製品化されている。このＩＰＭを使用したインバ
ータの例を以下に示す。

【０００３】図１０は従来のインバータ装置の回路構成
を示すブロック図である。インバータ装置は、二相また
は三相の交流電源に接続され、交流を直流に変換するコ
ンバータ１と、平滑用の電解コンデンサ２と、ＩＰＭ３
と、バッファ４、コントローラ５およびメモリを含む中
央処理装置（ＣＰＵ・ＲＯＭ）６からなる制御回路と、
スイッチングトランジスタ７、トランス８，９およびス
イッチングレギュレータ１０からなるＩＰＭ３および制
御回路用の電源回路と、ＩＰＭ３の出力とモータＭとの
間に設置されたカレントトランスＣＴとから構成されて
いる。

【０００４】ＩＰＭ３は、パワー素子から構成されて出
力がモータＭに接続される三相のインバータ１１と、こ
のインバータ１１を制御駆動するプリドライバ１２と、
保護回路１３と、過電流検出用のセンサ１４と、過熱検
出用のセンサ１５と、モータＭの減速制御時に用いられ
るブレーキ用パワー素子１６および抵抗１７と、ブレー
キ用パワー素子１６を制御駆動するプリドライバ１８と
によって一体に構成されている。

【０００５】制御回路からＩＰＭ３に対する制御信号
は、バッファ４からフォトカプラを介してプリドライバ
１２，１８に供給され、センサ１４，１５による過電流
状態または過熱状態が検出されたときのアラーム信号
は、保護回路１３からフォトカプラを介してバッファ４
に供給される。また、カレントトランスＣＴの出力はコ
ントローラ５に接続されている。

【０００６】このカレントトランスＣＴは、ＩＰＭ３か
らモータＭへ流れる出力電流を検出してコントローラ５
に帰還させることにより各種制御を行うもので、三つの
貫通孔が設けられており、そこにインバータ１１の出力
電流ラインであるワイヤまたはバーを挿通した状態でイ
ンバータ装置内に設けられている。

【０００７】このような構成のインバータ装置におい
て、コンバータ１により変換された直流電圧は、インバ
ータ１１によってモータＭに供給する交流電圧に変換さ
れる。インバータ１１は、たとえばＩＧＢＴ（Insulate
d Gate Bipolar Transistor）とダイオードとによりブ
リッジが組まれ、そのＩＧＢＴで直流電圧をチョッピン
グ制御することにより、最終的にモータに流す電流を交
流にする。その交流の周波数を変えることで、モータの
回転速度を可変にすることができる。

【０００８】また、カレントトランスＣＴによって検出
されたインバータ出力電流は、コントローラ５に入力さ
れ、このコントローラ５は、出力電流の波形に歪みが発
生しないように制御したり、所定の出力電流値以上にな
らないように制御する。

【０００９】図１１は従来のインバータ装置の電力変換
回路の部分を示すブロック図である。電力変換回路は、
コンバータ１とインバータ１１を含むＩＰＭ３との二つ
のモジュールによって構成されている。コンバータ１に
は、入出力端子として、丸印で示したモジュール端子２
１〜２５が設けられ、ＩＰＭ３には、モジュール端子２
６〜３０が設けられている。また、コンバータ１および
ＩＰＭ３を含むインバータ装置の入出力端子として、大
きな黒丸で示した端子台Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｐ１，Ｐ２，Ｎ，
Ｕ，Ｖ，Ｗが設けられている。

【００１０】コンバータ１およびＩＰＭ３のモジュール
端子２１〜３０は、それぞれ対応する端子台に接続され
ているが、これらの接続は、たとえば銅バーをねじ止め
することによって実施している。また、コンバータ１お
よびインバータ１１を接続する部分、すなわち、端子台
Ｐ１と端子台Ｐ２との間、およびモジュール端子２５と
モジュール端子２７との間においても、銅バーをねじ止
めすることによって接続を行っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インバータ装置では、出力電流を監視するために装置内
に内蔵しているカレントトランスは、他の構成要素と比
べて比較的大きいため、大きな設置スペースを必要と
し、小型化の妨げになっている。また、出力電流ライン
のワイヤまたはバーを挿通させる構成になっているの
で、組み立て工数が複雑であるという問題点があった。

【００１２】また、モジュール端子と端子台との間の接
続は、銅バーなどの線材をねじ止めすることによって行
っているため、接続用取り付けねじが多く、配線も複雑
で多くの組立工数を必要とし、また、配線用の設置スペ
ースの確保も必要となるため、省スペースの制約条件と
なっているという問題点があった。

【００１３】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、組み込まれる装置の省スペース化を可能と
し、また、配線用のスペースおよび組み立て工数の低減
が可能な半導体装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、パワー半導体とドライブ回路と保護回路
とを同一パッケージに組み込んだ半導体装置において、
前記パワー半導体の出力ラインに直列に設けられた出力
電流検出用のシャント抵抗と、前記シャント抵抗の両端
から配線パターンにより引き出されて外部装置と接続可
能とすることができる制御ピンと、を備えていることを
特徴とする半導体装置が提供される。

【００１５】このような半導体装置によれば、この半導
体装置の出力電流をシャント抵抗の両端電圧として制御
ピンより外部装置に取り出すことができる。これによ
り、出力電流を検出するために、大きな設置スペースを
必要とするカレントトランスを別途設ける必要がなく、
この半導体装置が組み込まれる装置の省スペース化が図
れる。

【００１６】また、本発明によれば、パワー半導体とド
ライブ回路と保護回路とを同一パッケージに組み込んだ
半導体装置において、前記パワー半導体の主回路に接続
されるモジュール端子の少なくとも一部は、この半導体
装置が組み込まれる装置の端子台として構成されている
ことを特徴とする半導体装置が提供される。

【００１７】このような半導体装置によれば、この半導
体装置のモジュール端子とこの半導体装置が組み込まれ
る装置の端子台とが一体化され、モジュール端子と端子
台とを接続するために線材および接続用取り付けねじが
不要となり、配線用のスペースおよび組み立て工数を低
減することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、Ｉ
ＰＭに適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明す
る。

【００１９】図１は本発明を適用したＩＰＭを含むイン
バータ装置の回路構成を示すブロック図である。この図
１に示したインバータ装置は、図１０に示した従来のイ
ンバータ装置とほぼ同じ構成および作用を有しており、
したがって、従来のインバータ装置を構成する構成要素
と同じ構成要素については同じ符号を付して、その詳細
は省略する。従来のインバータ装置との相違点は、シャ
ント抵抗３１がＩＰＭ３の出力ラインに直列に挿入され
た状態でＩＰＭ３に内蔵されていることと、このシャン
ト抵抗３１の端子電圧をコントローラ５に帰還させるた
めの絶縁アンプ３２あるいは絶縁アンプに代わる高耐圧
ＩＣが設けられていることである。

【００２０】このシャント抵抗３１は、その両端をパタ
ーンを介してＩＰＭ３の制御ピンまで配線されており、
コントローラ５には出力電流を電圧値として与えること
ができ、モータＭに流れる出力電流をカレントトランス
と同じように監視することができる。シャント抵抗３１
をＩＰＭ３に内蔵することにより、インバータとして
は、カレントトランスを省略することができ、設置スペ
ースや配線工数を削減することができ、小型化すること
が可能になる。また、シャント抵抗３１の放熱が効率的
に行うことができるようになる。

【００２１】次に、この出力電流検出用のシャント抵抗
３１の構成について説明する。図２はシャント抵抗近傍
のＩＰＭの一構成例を示す図である。シャント抵抗３１
は、絶縁層３３と、接着層３４と、抵抗体３５とから構
成されている。このシャント抵抗３１は、絶縁基板３６
の上に、ＩＰＭ３を構成する機能素子、すなわちインバ
ータ１１のパワー素子と一緒に搭載される。プリドライ
バ１２，１８、保護回路などの放熱の必要のない素子
は、絶縁基板３６とは別のプリント基板などに搭載され
る。絶縁基板３６としては、金属絶縁基板を用いること
ができるが、ここでは、セラミック基板の表面に銅の回
路パターンが形成されたものを用いており、そこにシャ
ント抵抗３１が半田３７によって接合されている。この
絶縁基板３６は、銅ベース３８に半田３９によって接合
されている。

【００２２】シャント抵抗３１をＩＰＭ３の絶縁基板３
６の上に半田付けし、シャント抵抗３１にて発生した熱
を絶縁基板３６と銅ベース３８を介して放熱する。シャ
ント抵抗３１をＩＰＭ３に内蔵することで放熱性が良く
なり、たとえば５０アンペア以上の大電流を出力するこ
とができるＩＰＭ３に適用することが可能になる。

【００２３】次に、ＩＰＭに適用することができるシャ
ント抵抗の別の構成例について説明する。図３はシャン
ト抵抗近傍のＩＰＭの別の構成例を示す図である。この
構成例によれば、銅ベース３８上に半田３９を介して接
合された絶縁基板３６の上に、抵抗体３５を直接蒸着す
ることによってシャント抵抗３１を構成している。この
ように、絶縁基板３６の上に直接シャント抵抗３１を形
成することで、抵抗体３５と銅ベース３８との間の熱抵
抗が低減され、放熱性が向上する。これにより、シャン
ト抵抗３１の温度上昇を抑えることができ、インバータ
の許容負荷能力を上げることができる。

【００２４】なお、この例では、抵抗体３５を絶縁基板
３６に蒸着により形成したが、抵抗体３５を絶縁基板３
６に圧接、接着、ろう付け、活性金属法などにより接合
するようにしてもよい。

【００２５】以上のようにして、シャント抵抗３１を絶
縁基板３６上に搭載したが、これが搭載されるＩＰＭ３
は、適用するインバータの仕様に応じて、出力電流の異
なるものが製造される。したがって、ＩＰＭ３の定格出
力電流に応じて、シャント抵抗３１の抵抗値を変える必
要がある。このため、抵抗値の異なるシャント抵抗を複
数用意し、必要に応じて最適な抵抗値を有するシャント
抵抗を用いればよい。しかし、この場合、抵抗値の種類
が多いため、シャント抵抗の取り扱い、在庫管理などが
非常にわずらわしくなる。そこで、本発明では、使用す
るシャント抵抗３１は１種類とし、出力電流ラインとの
間で接続されるワイヤのボンディング位置を変えること
によって抵抗値を調整するようにした。その詳細を以下
に説明する。

【００２６】図４はシャント抵抗の平面図であって、
（Ａ）はボンディング位置を均等配置した状態を示し、
（Ｂ）は等電位線を示している。シャント抵抗３１は、
（Ａ）に示したように、抵抗体３５と、その両側に配置
された導電性のボンディング領域４１，４２と、抵抗体
３５の両側の一部と接続された導電性のセンス端子４
３，４４とから構成される。ここで、ボンディング領域
４１は、インバータ１１の電流出力ラインである絶縁基
板３６上の回路パターン４５にボンディングワイヤ４６
によって接続される領域であり、ボンディング領域４２
は、このＩＰＭ３の出力に通じる電流出力ラインである
絶縁基板３６上の回路パターン４７にボンディングワイ
ヤ４８によって接続される領域である。ボンディング領
域４１では、この中に一例として五つのボンディング位
置４９が均等に配置され、ボンディング領域４２の中に
も五つのボンディング位置５０が均等に配置されてい
る。センス端子４３，４４も、図示はしないが、絶縁基
板３６上の回路パターンに接続され、この回路パターン
は外部装置、ここでは絶縁アンプ３２を介してコントロ
ーラ５へ接続するためのこのＩＰＭ３の制御ピンに通じ
ている。

【００２７】以上のように、ボンディングワイヤ４６，
４８がボンディング領域４１，４２に均等にボンディン
グされている場合、電流密度および電流経路も抵抗体３
５全面にわたって均等に分布され、抵抗体３５における
等電位線は、（Ｂ）に示したように、平行に分布してい
る。

【００２８】ここで、一例として、このシャント抵抗３
１にたとえば１００アンペアの電流を流した場合、セン
ス端子４３，４４間の電圧は２５０ミリボルトであっ
た。これは、センス端子４３，４４間から見た抵抗体３
５の抵抗値が２．５ミリオームであることを示してい
る。

【００２９】図５はシャント抵抗の平面図であって、
（Ａ）はボンディング位置をセンス端子の反対側に偏倚
配置した状態を示し、（Ｂ）は等電位線を示している。
今度は、ボンディング領域４１，４２において、ボンデ
ィングワイヤ４６，４８のボンディング位置４９，５０
をセンス端子４３，４４から離れた位置に密着配置し
た。この場合、電流密度および電流経路は、ボンディン
グ位置４９とボンディング位置５０との間に集中して分
布され、この間から離れた領域ほど電流密度は低くな
る。したがって、抵抗体３５における等電位線は、
（Ｂ）に示したように、ボンディング位置間のみ平行に
分布し、センス端子４３，４４の側では等電位線の間隔
が広くなっている。

【００３０】このとき、このシャント抵抗３１に１００
アンペアの電流を流した場合のセンス端子４３，４４に
延びている等電位線間の電位差は１８１ミリボルトであ
った。これは、センス端子４３，４４間から見た抵抗体
３５の抵抗値が１．８１ミリオームであることを示し、
等間隔ボンディングの場合よりも低くなっている。

【００３１】図６はシャント抵抗の平面図であって、
（Ａ）はボンディング位置をセンス端子の側に偏倚配置
した状態を示し、（Ｂ）は等電位線を示している。ボン
ディングワイヤ４６，４８のボンディング位置４９，５
０がボンディング領域４１，４２のセンス端子４３，４
４の近くに密着配置されている場合、電流密度および電
流経路は、ボンディング位置４９とボンディング位置５
０との間に集中して分布され、このときの抵抗体３５に
おける等電位線は、（Ｂ）に示したように分布してい
る。

【００３２】このとき、このシャント抵抗３１に１００
アンペアの電流を流した場合のセンス端子４３，４４に
おける等電位線間の電位差は２９０ミリボルトであっ
た。これは、センス端子４３，４４間から見た抵抗体３
５の抵抗値が２．９ミリオームであることを示し、ボン
ディング位置がセンス端子４３，４４に近くなるほど、
抵抗値の上昇する傾向があることが分かる。

【００３３】このように、ワイヤの位置を変えることに
よってシャント抵抗３１の抵抗値が変わる特性を利用す
ることにより、一種類のシャント抵抗で抵抗値の異なる
ものを実現することができ、インバータの仕様に合わせ
て各種抵抗値のシャント抵抗を用意しておく必要がな
い。

【００３４】また、本インバータ装置では、ＩＰＭ３の
モジュール端子とインバータ装置の端子台とを一体化し
て、配線用の銅バーおよびそれらの取り付けねじを省略
することができる構成にした。以下、この構成について
説明する。

【００３５】図７はインバータ装置の電力変換回路を示
すブロック図である。電力変換回路は、コンバータ１と
ＩＰＭ３との二つのモジュールによって構成されてい
る。コンバータ１は、その入出力端子としてモジュール
端子を備えているが、その中の入力端子および正極出力
端子についてはインバータ装置の交流入力用の端子台
Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｐ１と一体化してあり、配線用の銅バーお
よびその取り付けねじを不要にしている。なお、コンバ
ータ１のモジュール端子２４，２５は電解コンデンサ接
続用の端子である。

【００３６】ＩＰＭ３についても、入力側のモジュール
端子はインバータ装置の直流入力用の端子台Ｐ２，Ｎと
一体化してあり、出力側のモジュール端子も端子台Ｕ，
Ｖ，Ｗと一体化されている。また、ＩＰＭ３のインバー
タ１１を構成するＩＧＢＴの直近に、モジュール端子Ｐ
（＋）１，Ｐ（＋）２，Ｎ（−）１，Ｎ（−）２が設け
られている。これらのモジュール端子Ｐ（＋）１，Ｐ
（＋）２，Ｎ（−）１，Ｎ（−）２は、ＩＧＢＴのスイ
ッチング動作時に発生するサージ電圧抑制のためのスナ
バ回路用コンデンサを接続するのに使用される。

【００３７】このように、ＩＰＭ３の入力側のモジュー
ル端子を端子台Ｐ２，Ｎと一体化したことにより、構造
的に端子台Ｐ２，ＮとＩＧＢＴとの間の配線が長くな
り、端子台Ｐ２，ＮからＩＧＢＴまでの内部配線のイン
ダクタンスＬ１，Ｌ２が増えてしまう傾向にある。特
に、中・大容量のインバータ装置では、配線のインダク
タンスＬ１，Ｌ２がＩＧＢＴのスイッチング動作時に大
きなサージ電圧を発生し、そのサージ電圧がＩＧＢＴを
破壊するといった現象が起きる。しかし、これを防ぐた
めのスナバ回路用のモジュール端子Ｐ（＋）１，Ｐ
（＋）２，Ｎ（−）１，Ｎ（−）２をＩＧＢＴの直近に
設けたことにより、端子台Ｐ２，ＮとＩＧＢＴとの間の
インダクタンスＬ１，Ｌ２の影響をなくすことを可能に
している。

【００３８】図８はＩＰＭの概観例を示す図であって、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は端子台の部
分断面図、（Ｄ）は背面図、（Ｅ）は右側面図である。
ＩＰＭ３は、銅ベース３８の外周部に搭載されたフレー
ムに、このモジュール端子と一体化されたインバータ装
置の端子台Ｐ２，Ｎ，Ｕ，Ｖ，Ｗと、スナバ回路用のモ
ジュール端子Ｐ（＋）１，Ｐ（＋）２，Ｎ（−）１，Ｎ
（−）２と、外部の制御回路と接続するための制御ピン
を有するコネクタ５１とを備えている。端子台Ｐ２，
Ｎ，Ｕ，Ｖ，Ｗは二組設けられ、一方はフレームの上
面、他方はフレームの正面に設けられている。このフレ
ームの中央部は、絶縁基板３６上に形成されたＩＧＢ
Ｔ、プリドライバ１２，１８、保護回路１３、シャント
抵抗３１などが位置しており、蓋５２によって封止され
ている。

【００３９】この蓋５２の上部には、スナバ回路用の２
個のコンデンサが配置され、それぞれモジュール端子Ｐ
（＋）１，Ｎ（−）１およびＰ（＋）２，Ｎ（−）２と
直接接続される。端子台Ｐ２は、コンバータ１の端子台
Ｐ１および電解コンデンサに接続され、端子台Ｕ，Ｖ，
Ｗは、モータＭに接続される。

【００４０】このＩＰＭ３のモジュール端子とインバー
タ装置の端子台とにおいて、共用できる部分を内部配線
５３により一体化したことにより、配線用の銅バーおよ
びこれを取り付けるためのねじが不要となり、組み立て
工数の大幅な低減と設置スペースの削減に大いに寄与す
る。

【００４１】また、スナバ回路用のモジュール端子Ｐ
（＋）１，Ｐ（＋）２，Ｎ（−）１，Ｎ（−）２を単独
に設け、ＩＧＢＴの直近の回路パターンと接続するよう
にしたので、モジュール端子とインバータ装置の端子台
とを一体化したことによって端子台とＩＧＢＴとの間の
内部配線５３が長くなって、その内部配線５３のインダ
クタンスが増えたとしても、ＩＧＢＴの直近でスナバ回
路がスイッチング時に発生するサージ電圧を直接抑制す
るよう動作するため、実質的にインダクタンスの存在は
無視することができ、サージ電圧によるＩＧＢＴの破壊
を確実に防止することができる。

【００４２】図９はＩＰＭの別の概観例を示す図であっ
て、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は背面
図、（Ｄ）は端子台の部分断面図、（Ｅ）は端子台近傍
の底面図、（Ｆ）は右側面図である。この例によれば、
ＩＰＭ３は、このモジュール端子と一体化されたインバ
ータ装置の端子台Ｐ２，Ｎ，Ｕ，Ｖ，Ｗと、スナバ回路
用のモジュール端子Ｐ（＋）１，Ｐ（＋）２，Ｎ（−）
１，Ｎ（−）２と、外部の制御回路と接続するための制
御ピンを有するコネクタ５１とを備えている。端子台Ｐ
２，Ｎ，Ｕ，Ｖ，Ｗは、フレームの上面に二組設けられ
ている。このフレームの中央部は、絶縁基板３６上に形
成されたＩＧＢＴ、プリドライバ１２，１８、保護回路
１３、シャント抵抗３１などが位置しており、蓋５２に
よって封止されている。

【００４３】モジュール端子Ｐ（＋）１，Ｎ（−）１お
よびＰ（＋）２，Ｎ（−）２は、蓋５２の上部に配置さ
れたスナバ回路用の２個のコンデンサと直接接続され、
端子台Ｐ２は、コンバータ１の端子台Ｐ１および電解コ
ンデンサに接続され、端子台Ｕ，Ｖ，Ｗは、モータＭに
接続される。

【００４４】このＩＰＭ３においても、モジュール端子
とインバータ装置の端子台とを内部配線５３により一体
化し、配線用の銅バーおよびこれを取り付けるためのね
じを不要にしている。また、スナバ回路用のモジュール
端子Ｐ（＋）１，Ｐ（＋）２，Ｎ（−）１，Ｎ（−）２
をＩＧＢＴの直近の回路パターンに接続した構成にした
ことにより、ＩＧＢＴの直近でスナバ回路が動作し、イ
ンバータ装置の端子台とＩＧＢＴとの間の配線のインダ
クタンスによる影響を無視することが可能になる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、出力
電流検出用のシャント抵抗を内蔵し、その両端を外部装
置と接続できるように構成した。これにより、インバー
タ装置としてはカレントトランスを削減でき、設置スペ
ースおよび配線工数を削減することができ、外部装置と
接続することにより検出電圧をもとに出力電流を制御す
ることができる。

【００４６】また、シャント抵抗をパワー素子が搭載さ
れた絶縁基板上に設けることにより、放熱性を向上させ
ることができ、５０アンペア以上の大電流用のインバー
タ装置に適用することができる。

【００４７】また、シャント抵抗に接続するワイヤのボ
ンディング位置を変更して、抵抗値を変えるように構成
したことにより、１種類のシャント抵抗で複数の抵抗値
を実現することができる。

【００４８】さらに、モジュールの端子とインバータ装
置の端子台とを一体化するように構成したことにより、
内部の配線材および取り付けねじを省略することがで
き、設置スペースおよび組み立て工数を低減することが
でき、また、スナバ回路用の端子をパワー素子直近から
引き出すように構成したことで、モジュール端子と端子
台との一体化によって長くなった配線のインダクタンス
の影響をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したＩＰＭを含むインバータ装置
の回路構成を示すブロック図である。

【図２】シャント抵抗近傍のＩＰＭの一構成例を示す図
である。

【図３】シャント抵抗近傍のＩＰＭの別の構成例を示す
図である。

【図４】シャント抵抗の平面図であって、（Ａ）はボン
ディング位置を均等配置した状態を示し、（Ｂ）は等電
位線を示している。

【図５】シャント抵抗の平面図であって、（Ａ）はボン
ディング位置をセンス端子の反対側に偏倚配置した状態
を示し、（Ｂ）は等電位線を示している。

【図６】シャント抵抗の平面図であって、（Ａ）はボン
ディング位置をセンス端子の側に偏倚配置した状態を示
し、（Ｂ）は等電位線を示している。

【図７】インバータ装置の電力変換回路を示すブロック
図である。

【図８】ＩＰＭの概観例を示す図であって、（Ａ）は平
面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は端子台の部分断面図、
（Ｄ）は背面図、（Ｅ）は右側面図である。

【図９】ＩＰＭの別の概観例を示す図であって、（Ａ）
は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は背面図、（Ｄ）は
端子台の部分断面図、（Ｅ）は端子台近傍の底面図、
（Ｆ）は右側面図である。

【図１０】従来のインバータ装置の回路構成を示すブロ
ック図である。

【図１１】従来のインバータ装置の電力変換回路の部分
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ コンバータ ２ 電解コンデンサ ３ インテリジェント・パワー・モジュール（ＩＰＭ） ４ バッファ ５ コントローラ ６ 中央処理装置 ７ スイッチングトランジスタ ８，９ トランス １０ スイッチングレギュレータ １１ インバータ １２，１８ プリドライバ １３ 保護回路 １４，１５ センサ １６ ブレーキ用パワー素子 １７ 抵抗 ３１ シャント抵抗 ３２ 絶縁アンプ ３３ 絶縁層 ３４ 接着層 ３５ 抵抗体 ３６ 絶縁基板 ３７，３９ 半田 ３８ 銅ベース ４１，４２ ボンディング領域 ４３，４４ センス端子 ４５ 回路パターン ４６，４８ ボンディングワイヤ ４７ 回路パターン ４９，５０ ボンディング位置 ５１ コネクタ ５２ 蓋 Ｍ モータ Ｐ（＋）１,Ｐ（＋）２，Ｎ（−）１，Ｎ（−）２ モ
ジュール端子 Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｐ１，Ｐ２，Ｎ，Ｕ，Ｖ，Ｗ 端子台

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パワー半導体とドライブ回路と保護回路
   とを同一パッケージに組み込んだ半導体装置において、 前記パワー半導体の出力ラインに直列に設けられた出力
   電流検出用のシャント抵抗と、 前記シャント抵抗の両端から配線パターンにより引き出
   されて外部装置と接続可能とすることができる制御ピン
   と、 を備えていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記シャント抵抗は、絶縁層に抵抗体を
   接合することによって構成され、前記絶縁層を前記パワ
   ー半導体が搭載される絶縁基板上に接合して放熱性を向
   上させたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
3. 【請求項３】 前記シャント抵抗は、前記パワー半導体
   が搭載される絶縁基板上に直接抵抗体を接合して構成さ
   れることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
4. 【請求項４】 前記抵抗体の前記絶縁基板上への接合
   は、蒸着、活性金属法、圧接、接着、およびろう付けの
   いずれかによって行われることを特徴とする請求項３記
   載の半導体装置。
5. 【請求項５】 パワー半導体とドライブ回路と保護回路
   とを同一パッケージに組み込んだ半導体装置において、 前記パワー半導体の主回路に接続されるモジュール端子
   の少なくとも一部は、この半導体装置が組み込まれる装
   置の端子台として構成されていることを特徴とする半導
   体装置。
6. 【請求項６】 前記パワー半導体の直近から引き出され
   て前記パワー半導体のスイッチング動作によるサージ電
   圧の抑制用素子を接続するための独立した端子を備えて
   いることを特徴とする請求項５記載の半導体装置。
7. 【請求項７】 前記パワー半導体の出力ラインに直列に
   出力電流検出用のシャント抵抗が設けられ、前記シャン
   ト抵抗の両端電圧が外部装置に出力されるように構成し
   たことを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
8. 【請求項８】 パワー半導体とドライブ回路と保護回路
   とを同一パッケージに組み込む半導体装置の製造方法に
   おいて、 前記パワー半導体の出力ラインに直列に設けられる出力
   電流検出用のシャント抵抗の抵抗値を、前記出力ライン
   とシャント抵抗とを接続するワイヤのボンディング位置
   を変えることによって所定の値にすることを特徴とする
   半導体装置の製造方法。