JP2001258267A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
配線インダクタンスを低減してコンデンサを小型化し、
ひいては電力変換装置(インバータ)全体を小型化する
ことを目的とする。 【解決手段】 半導体装置2のP電極30aとN電極3
1aと、スイッチング素子20およびダイオード21を
有するU相40、V相41およびW相42の各相に接続
された平板状またはブロック状のコンデンサ10を内蔵
し、上記各相それぞれのP電極30aおよびN電極31
aに1個または複数個のコンデンサ10が接続されてい
る構成とする。
Description
構成する際に用いられる半導体装置に関するものであ
る。
用の電気機器に広く用いられている。例えば、交流モー
タによって推進される電気自動車や、エンジンと交流モ
ータによって推進されるハイブリッドカーにおいては、
図15(c)に示すように、モータと直流電源の間にイ
ンバータ1が介在している。インバータ1は、図15
(a)の平面図および図15(b)の断面図に示すよう
に、半導体装置2と半導体装置2の外部に配置されたコ
ンデンサ10によって構成される。コンデンサ10は直
流電源のリプル電圧変動を抑制するために必要とするも
のである。半導体装置2は、絶縁基板25に搭載された
スイッチング素子20とダイオード21によって直流を
交流に変換する、またはその逆に交流を直流に変換する
ものであり、3相交流モータを使用する場合には、U相
40、V相41およびW相42の3つの相で構成されて
いる。絶縁基板25は放熱板60に搭載され放熱板60
は合成樹脂性のケース50に固定されている。ケース5
0には、内部配線のための複数の導体がインサート形成
されており、この導体は、その一部がケース50の表面
に露出し、直流側のP端子30とN端子31および交流
側のU端子32とV端子33とW端子34を形成すると
ともに、絶縁基板25の表面に形成された図示していな
い配線パターンやアルミワイヤによってスイッチング素
子20とダイオード21に接続され、図15(c)に示
した回路を構成している。P端子30とN端子31には
直流電源が接続され、交流側のU端子32とV端子33
とW端子34には三相交流モータが接続される。
ータを構成する際に、半導体装置2の外部にコンデンサ
10を配置し、図15(a)および(b)に示したよう
に、コンデンサ10の電極端子11aおよび11bと半
導体装置のP端子30およびN端子31とを接続するた
めに、絶縁板15によって絶縁されたバスバー16およ
び17を必要とし、インバータ構成部品点数の増加、組
立の煩雑化、コストアップの原因になっていた。
部に配置されているため、コンデンサ10と半導体装置
2内部のスイッチング素子20との間の配線経路が長
く、インダクタンスが大きくなり、サージ電圧が大きく
なるため素子電圧を高くしなければならず高コストであ
った。また、インダクタンスが大きくなることで直流電
源のリプル電圧を抑制するためにコンデンサ10の静電
容量を大きくする必要があり、コンデンサ10の大型
化、ひいてはインバータ1の大型化の原因になってい
た。
て、円筒形等の電解コンデンサを使用するのが一般的で
スペースの有効利用が困難であり、インバータ1の小型
化を阻害していた。
滑コンデンサからモジュールに至る配線経路を短くする
ため、IGBT、還流ダイオード、スナバダイオードを
共通の平面電極に実装し、さらに絶縁板を介して金属板
に搭載し、スナバコンデンサ、ゲート回路、保護回路と
ともに共通の外囲器に収納したIGBTモジュールが記
載されている。
インバータは外部にコンデンサを配置するために、イン
バータ構成部品点数の増加、組立の煩雑化、コストアッ
プの原因になっていた。
記載されたIGBTモジュールも、インバータを構成す
るためにはIGBTモジュールの外部に平滑コンデンサ
を必要とし、平滑コンデンサからIGBTモジュールに
至る配線インダクタンスの低減には限界があり、そのた
めサージ電圧を抑えるためのスナバコンデンサが必要に
なり、従って部品点数の増加、組立の煩雑化、IGBT
モジュールの大型化、平滑コンデンサの大型化、ひいて
はインバータ全体の大型化の原因になっていた。
に内蔵させ、配線インダクタンスを低減してコンデンサ
を小型化し、ひいては電力変換装置(インバータ)全体
を小型化することを目的とする。
ることを目的とする。
体装置は、半導体装置のP電極およびN電極と、スイッ
チング素子およびダイオードとを有する複数相の各相に
接続された平板状またはブロック状のコンデンサを内蔵
し、上記各相それぞれのP電極およびN電極に1個また
は複数個の上記コンデンサが接続されているものであ
る。
1の半導体装置において、複数相の各P電極同士および
各N電極同士が、相間接続導体によってスイッチング素
子とコンデンサとの間で電気的に接続されているもので
ある。
2の半導体装置において、相間接続導体が少なくとも2
つの導体からなり、上記相間接続導体の一方が各P電極
に接続され、他方が各N電極に接続され、互いに重なり
合うように近接して配置されているものである。
3の半導体装置において、相間接続導体が平板状である
ものである。
4の半導体装置において、平板状の相間接続導体の間に
絶縁板を有するものである。
5の半導体装置において、平板状の相間接続導体と絶縁
板とが接着層によって接着されているものである。
5の半導体装置において、相間接続導体がプリント配線
板に形成された導体であるものである。
6または7の半導体装置において、コンデンサの一方の
外部電極が、一方の相間接続導体に接続され、上記コン
デンサの他方の外部電極が、他方の相間接続導体に接続
されているものである。
2の半導体装置において、半導体装置の筐体にスリット
が設けられ、このスリットによって、相間接続導体が位
置決めおよび支持されているものである。
第1の半導体装置において、コンデンサが支持板に固定
されているものである。
第1の半導体装置において、複数のコンデンサが1つの
支持板の一方または両方の面に固定されているものであ
る。
第10または11の半導体装置において、半導体装置の
筐体にスリットが設けられ、このスリットによって、支
持板が位置決めおよび支持されているものである。
第10または11の半導体装置において、支持板が絶縁
体からなり、この支持板に電気的に絶縁された2つ以上
の導体が一体的に設けられ、コンデンサが上記導体を介
してP電極とN電極に接続されるものである。
第10または11の半導体装置において、導体が、絶縁
体からなる支持板の両面に互いに重なり合うように形成
され、コンデンサの一方の外部電極が支持板の一方の面
に形成された導体を介してP電極に接続され、上記コン
デンサの他方の外部電極が上記支持板の他方の面に形成
された導体を介してN電極に接続されているものであ
る。
第10または11の半導体装置において、コンデンサの
外部電極の各部とパワーモジュールのP電極またはN電
極間の電流経路のインピーダンスを略均一化したもので
ある。
1に係る半導体装置の内部透視図(a)、断面図(b)
および回路構成図(c)である。本実施の形態における
半導体装置2は、ケース50と放熱板60によって形成
された空間の放熱板60上に、絶縁基板25に搭載され
たスイッチング素子20とダイオード21、ブロック状
または平板状のコンデンサ10が、U相40、V相41
およびW相42の3つの相それぞれに設けられ、各相の
コンデンサ10の外部電極は各相に形成された導体30
aおよび31aに接続されている。導体30a、31a
は、一端側がそれぞれケース50にインサート形成され
て直流側のP端子30とN端子31に接続され、他端側
が絶縁基板25の表面に形成された図示していない配線
パターンやアルミワイヤによってスイッチング素子20
とダイオード21に接続され、交流側のU端子32とV
端子33とW端子34には三相交流モータが接続され、
図1(c)に示した回路を構成している。
内蔵することでコンデンサ10−スイッチング素子20
間の配線経路が短くなり、インダクタンスを低減できる
ので、サージ電圧が抑制され、スイッチング素子20の
破壊を防止できる。
デンサ10の静電容量が少なくても直流電源のリプル電
圧変動を抑制することが可能となるので、コンデンサ1
0を小型化でき、半導体装置2の小型化に効果がある。
ンサのような円筒形ではなく平板状またはブロック状な
のでスペースを有効に活用でき、半導体装置2を小型化
することができる。
って、半導体装置2だけでインバータとしての機能を満
足するので、インバータとしての部品点数削減、組立容
易化、コストダウンを実現できる。
グ素子20の間の配線経路長さが均一でなく、相によっ
てインダクタンスが異なると、発生するサージ電圧が異
なるため、スイッチング素子20の素子耐圧を最もイン
ダクタンスが大きい相に発生するサージ電圧に耐えられ
るように向上させるか、最もインダクタンスが大きい相
のスイッチング素子20のスイッチング速度を低下させ
てサージ電圧を抑制するなどの対策が必要であるが、ど
ちらも電力損失が大きくなり、半導体装置としての性能
を低下させることになるが、本実施の形態によれば、U
相40、V相41、W相42のそれぞれに対応したコン
デンサ10と各相のスイッチング素子20の間の配線経
路長さが均一になるため、インダクタンスが均一化され
ることにより、発生するサージ電圧が各相とも均一にな
るとともに、サージ電圧の絶対値も低減できるので、半
導体装置の性能が向上する。
2を3相構成としたが、これに限定されるものではな
い。
半導体装置の回路構成図である。本実施の形態は、U相
40、V相41、W相42の導体30aおよび31aそ
れぞれ同士を、スイッチング素子20とコンデンサ10
との間で接続し、分流バランスを改善するものである。
がスイッチングした場合に発生するリプル電圧変動をお
さえるために、U相40に対応したコンデンサ10から
電流が供給されるほか、V相41とW相42に対応した
コンデンサ10からも電流が供給されるが、これらの電
流は一旦P端子30の方向へ流れ、各相の導体30aを
接続している部分を通り、U相40の導体30aを通っ
てU相40に流れる。これに対して、本実施の形態にお
いては、各相の導体30aおよび31aそれぞれ同士
が、スイッチング素子20とコンデンサ10の間で接続
されており、この相間接続部を通る電流経路の方が、P
端子30とN端子31に近い相間接続部を通る電流経路
よりも短く、インダクタンスも低くなるので、U相40
がスイッチングした場合に、V相41とW相42に対応
したコンデンサ10からU相40に供給される電流が図
1(c)の回路構成よりも増加するので分流バランスが
改善される。これはU相40に限らず、どの相がスイッ
チングした場合でも同様であることはいうまでもない。
分流バランスが改善されると、個々のコンデンサ10の
静電容量が小さくてもリプル電圧変動を抑えることがで
き、コンデンサ10の小型化はもちろん、半導体装置2
の小型化にも効果がある。
半導体装置の内部透視図(a)、断面図(b)および相
間接続導体を示す正面図(c)である。本実施の形態に
おける回路構成は先に述べた図2の回路構成と同一であ
る。図に示すように、相間接続導体45および46が各
相の導体30aおよび31aそれぞれ同士を各相のスイ
ッチング素子20とコンデンサ10との間で接続し、図
3(c)に示すように平板状で、互いに重なりあうよう
に近接して配置されている。
スを、より一層低減することができる。例えば、U相4
0がスイッチングした場合に、V相41とW相42に対
応したコンデンサ10からU相40に供給される電流は
相間接続導体45と46を通るが、この際、相間接続導
体45にはV相41とW相42に対応したコンデンサ1
0からU相に向かう電流が、相間接続導体46に流れる
電流とは逆向きに流れ、それぞれの電流が流れることに
よって生じる磁界がキャンセルされる。この磁界のキャ
ンセル効果によって相間インダクタンスを低減できる。
流れる2つの導体の距離が小さいほど強く、また重なり
合う面積が多いほど強く働くので、相間接続導体45と
46を、電気的な絶縁を確保しつつ可能な限り近接して
配置すること、また、相間接続導体45と46の面積を
可能な限り大きくし、重なり合う面積が多くなるように
することが重要である。
が高くなると、相間接続導体45と46に流れる電流も
高周波的になり、表皮効果によって導体表面にしか電流
が流れない状態になり、インピーダンスが高くなる。そ
こで本実施の形態のように相間接続導体45、46を平
板状とし、表面積を大きくすることによって表皮効果に
よるインピーダンスの増加を抑制することができる。
ためには、図3(a)および図3(b)に示す位置に相
間接続導体45、46を配置するの最適であるが、他の
位置に配置しても同様の効果が得られることは明らかで
ある。
半導体装置の内部透視図(a)、断面図(b)および相
間接続導体を示す正面図(c)である。本実施の形態に
おける半導体装置2の構成は先に述べた図3(a)およ
び(b)の構成とほぼ同一であるが、相間接続導体45
と46の間に絶縁板47を設けたことが特徴である。絶
縁板47は相間接続導体45と46またはケース50に
よって支持・固定されている。絶縁板47の材料として
は、絶縁耐圧が高く、軽量で、安価な材料、例えば、プ
リント配線板の基材に用いられるガラスエポキシ板など
が適している。なお、相間接続導体45と46の電位差
が小さい場合はポリイミドやポリエチレンなどの薄いフ
ィルム状の絶縁物でも機能上問題はない。
続導体45と46の間隔を小さくしても十分な絶縁耐圧
を確保できることはいうまでもないが、例えば、相間接
続導体45と46の電位差が1kVであった場合、絶縁
板がなくても約0.3mmという小さな間隔で絶縁耐圧
を確保することが理論上可能であり、強いて絶縁板47
を設ける必要はない。しかし、半導体装置2が電気自動
車などに搭載されることを考えた場合、半導体装置2の
振動が加わることは避け難く、絶縁板47を設けずに相
間接続導体45と46の間隔を小さくすると、振動によ
って相間接続導体45、46が変形して間隔が変化し、
絶縁耐圧を確保するために必要な最小間隔以下になる、
あるいは最悪の場合、相間接続導体45と46が接触し
てショートする可能性があり、絶縁を確保することが困
難になるため、装置を大型化する必要がある。
けることによって、振動が加わっても小さい導体間隔で
確実に絶縁でき、磁界のキャンセル効果がより大きくな
り、相間インダクタンスをより低減できるとともに、装
置を小型化できる。
半導体装置の内部透視図(a)、断面図(b)および相
間接続導体を示す正面図(c)である。本実施の形態に
おける半導体装置2の構成は先に述べた図4(a)およ
び(b)の構成とほぼ同一であるが、平板状導体45と
46が接着層48によって絶縁板47に接着されている
ことが特徴である。
絶縁板47を一つの部品として扱うことができ、半導体
装置2の組立が容易になる。
平板状導体45と46の間隔が変わることがなく、安定
した磁界のキャンセル効果を得ることができる。
半導体装置の内部透視図(a)、断面図(b)および相
間接続導体を示す正面図(c)である。本実施の形態に
おける半導体装置2の構成は先に述べた図5(a)およ
び(b)の構成とほぼ同一であるが、絶縁板に導体が接
合された相間接続導体45、46を1枚のプリント配線
板65によって実現していることが特徴である。
1層と第3層には各相の導体30a同士を接続する相間
接続導体45aと45bが形成され、第2層と第4層に
は各相の導体31a同士を接続する相間接続導体46a
と46bが形成されており、相間接続導体45aと45
b、相間接続導体46aと46bはそれぞれスルーホー
ル75によって電気的に接続されている。
的に使用されているプリント配線板と同様のものであ
る。従って、所望の形状・寸法の導体形成が容易であ
り、大量生産が容易であり、入手が容易なので、実施の
形態5と同様の効果を安価に実現できる。
5の層数は4層としているが、必要に応じて層数を変え
ることは容易であり、同様の効果が得られることはいう
までもない。
半導体装置の内部透視図(a)、断面図(b)およびコ
ンデンサモジュールを示す正面図(c)およびその断面
図(d)である。本実施の形態における半導体装置2の
構成はコンデンサモジュール12を内蔵していることが
特徴である。コンデンサモジュール12は、図8(c)
および(d)に示したように、J形状に成形された外部
端子12aおよび12bを有する複数のコンデンサ10
がプリント配線板65の両面に表面実装されたものであ
る。コンデンサ10とプリント配線板65の間にはアン
ダーフィル65aが設けられており、コンデンサ10と
プリント配線板65を固着している。プリント配線板6
5は4層基板であり、第1層に相間接続導体45a、4
6cおよび46dが形成され、第2層に相間接続導体4
6aが形成され、第3層に相間接続導体46bが形成さ
れ、第4層に相間接続導体45b、46cおよび46d
が形成されており、各相間接続導体45a、45b、4
6a、46bは平板状で互いに重なり合っている。相間
接続導体45aと45bが貫通スルーホール75で電気
的に接続されてP極導体を形成し、相間接続導体46
a、46b、46cおよび46dが貫通スルーホール7
5で電気的に接続されてN極導体を形成している。P極
導体は各相の導体30a同士を接続し、N極導体は各相
の導体31a同士を接続している。また、各コンデンサ
10の外部端子12aはP極導体に、外部端子12bは
N極導体にそれぞれ接合材料65bによって接合されて
いる。接合材料としては半田や導電性接着剤を用いる。
の所定の位置に接合材料65bを塗布し、コンデンサ1
0の外部端子12aおよび12bが接合材料を塗布した
部分に合うように位置決めし、アンダーフィル65aで
コンデンサ10とプリント配線板65を固着した状態で
加熱することで、複数のコンデンサ10を一括で表面実
装できるので、接合作業が容易になる。
点でコンデンサ10とプリント配線板はコンデンサモジ
ュール12という1つの部品として扱えるので、半導体
装置の組立が容易になる。
5aによってプリント配線板65に固着されているの
で、半導体装置に振動が加わった場合でも、外部端子1
2a、12bおよび接合材料65bには過大な応力が発
生することがなく、接合部の寿命や信頼性を向上させる
ことができる。
12aから12bに向かう電流が流れ、導体46aと4
6bにはこれと対向する電流が流れるため磁界のキャン
セル効果が発生し、コンデンサ10を含む電流経路のイ
ンダクタンスが低減される。
ッチングした場合のリプル電圧変動を抑えるためにコン
デンサ10から供給される電流は、相間接続導体45
a、45b、46a、46bを通るが、これらの各導体
は平板状で互いに重なり合っており、相間接続導体45
aおよび45bに流れる電流と、相間接続導体46aお
よび46bに流れる電流は互いに逆方向に流れるので、
磁界のキャンセル効果が発生し、相間のインダクタンス
が低減される。この磁界のキャンセル効果はU相がスイ
ッチングした場合に限らず、どの相がスイッチングした
場合でも同様に発生することはいうまでもない。
10の外部端子12aおよび12bをJ形状としたが、
これに限定するものではなく、ガルウィング形状などの
表面実装が可能な形状であれば機能上問題はない。ま
た、本実施の形態においてはプリント配線板の層数は4
相としたが、必要に応じて層数を変えることは容易であ
り、同様の効果が得られることはいうまでもない。
半導体装置の内部透視図(a)および断面図(b)であ
る。本実施の形態における半導体装置2の構成は、ケー
ス50にスリット51を設け、スリット51によってプ
リント配線板65を位置決め、かつ支持するように構成
したことが特徴である。
リット51に差し込むだけでケース50の内部に位置決
めされるので、半導体装置2の組立が容易になるだけで
なく、半導体装置2に振動が加わった場合でも、スリッ
ト51によってプリント配線板65の変形が抑制される
ので、プリント配線板65に過大な変形および応力が生
じるのを防止でき、耐震性が向上する。
半導体装置の内部透視図(a)および断面図(b)であ
る。本実施の形態における半導体装置2の構成は、コン
デンサ10が支持板61に固着されていることが特徴で
ある。
に固着された1つの部品とすることによって、支持板6
1を持ってハンドリングできるので、コンデンサ10本
体に触れることなく半導体装置2に組み込むことがで
き、コンデンサ10の機械的破損あるいは電気的破損を
防止することができる。
の片面に1個のコンデンサ10を固着しているが、支持
板61の両面にコンデンサ10を1個ずつ固着すること
によって同様の効果が得られるとともに、複数のコンデ
ンサ10を1つの部品として扱うことができ、半導体装
置の組立が容易になる。
に係る半導体装置の内部透視図(a)および断面図
(b)である。本実施の形態における半導体装置2の構
成は、複数のコンデンサ10が1つの支持板61に固着
されていることが特徴である。
の支持板61に固着された1つの部品とすることによっ
て、上記実施の形態9と同様に、コンデンサ10の機械
的破損あるいは電気的破損を防止することができるとと
もに、複数のコンデンサ10を1つの部品として扱える
ので、半導体装置の組立が容易になる。
に係る半導体装置の内部透視図(a)および断面図
(b)である。本実施の形態における半導体装置2の構
成は、コンデンサ10が固着された支持板61を位置決
めし固定するためのスリット51がケース50に形成さ
れていることを特徴とする。
されたスリット51に支持板61を挿入することによっ
て、コンデンサ10の位置が決まり固定されるので、半
導体装置2の組立が容易になる。
に係る半導体装置の内部透視図(a)および断面図
(b)である。本実施の形態における半導体装置2の構
成は、支持板61に導体45、46を一体に形成したも
ので、コンデンサ10の外部電極が導体45および46
を介してそれぞれP電極およびN電極に接続されるよう
にしたものである。
62、63が一体に形成されているので、半導体装置の
組立が容易になる。
に係る半導体装置の内部透視図(a)および断面図
(b)である。本実施の形態における半導体装置2の構
成は、支持板61の一方の面にコンデンサ10の一方の
電極とP電極に接続される導体62が一体に形成され、
支持板14の他方の面にコンデンサ10の他方の電極と
N電極が接続される導体63が一体に形成され、導体6
2と導体63は支持板61を介して重なり合うように互
いに近接して配置されている。
62、63が一体に形成されているので、半導体装置の
組立が容易になるとともに、導体62および63には互
いに逆向きの電流が流れるために、磁界のキャンセル効
果によりインダクタンスを低減することができる。
に係る半導体装置の内部透視図(a)、断面図(b)お
よび支持板の両面に一体に形成した導体の構造を示す正
面図である。本実施の形態における半導体装置2の構成
は、支持板61の一方の面と他方の面に一体に形成され
た導体62と導体63にスリット64が形成されている
ことを特徴とする。
10には複数の外部端子12a、12bが設けられてお
り、外部端子12aは導体62に接続され、外部端子1
2bは導体63に接続されている。
長が短くインピーダンスが小さい部分に集中し、コンデ
ンサ10内部においても電流分布に偏りが生じ、コンデ
ンサ10の静電容量を有効に活用することができない
が、本実施の形態においては、スリット64を設けてい
るので、図中矢印で示すように、コンデンサ10の一方
の端に配置された外部端子と他方の端に配置された外部
端子への電流経路が略均一化され、インピーダンスの差
が小さくなり、電流が外部端子12a、12bの一部に
集中するのを防ぐことができる。従って、コンデンサ1
0の静電容量を有効に活用することができ、コンデンサ
10の小型化、ひいては半導体装置の小型化を可能にす
る。
ば、半導体装置のP電極およびN電極と、スイッチング
素子およびダイオードとを有する複数相の各相に接続さ
れた平板状またはブロック状のコンデンサを内蔵し、上
記各相それぞれのP電極およびN電極に1個または複数
個のコンデンサが接続されているので、コンデンサとス
イッチング素子間の配線経路が短くなり、インダクタン
スを低減できるので、サージ電圧が抑制され、スイッチ
ング素子の破壊を防止できる。
デンサの静電容量が少なくても直流電源のリプル電圧変
動を抑制することが可能となるので、コンデンサを小型
化でき、半導体装置の小型化ができる。
のような円筒形ではなく平板状またはブロック状なので
スペースを有効に活用でき、半導体装置を小型化するこ
とができる。
て、半導体装置だけでインバータとしての機能を満足す
るので、インバータとしての部品点数削減、組立容易
化、コストダウンを実現できる。
子の間の配線経路長さが均一になるため、インダクタン
スが均一化され、半導体装置の性能が向上する。
複数相の各P電極同士および各N電極同士が、相間接続
導体によってスイッチング素子とコンデンサとの間で電
気的に接続されているので、電流経路が短くなり、イン
ダクタンスも低くなるので、スイッチングした場合に、
分流バランスが改善され、コンデンサの小型化、半導体
装置の小型化ができる。
相間接続導体が少なくとも2つの導体からなり、この相
間接続導体の一方が各P電極に接続され、他方が各N電
極に接続され、互いに重なり合うように近接して配置さ
れているので、相間接続導体に互いに逆向きの電流が流
れ、それぞれの電流が流れることによって生じる磁界が
キャンセルされ、この磁界のキャンセル効果によって相
間インダクタンスを低減できる。
相間接続導体が平板状であるので、表面積を大きくし、
スイッチング素子の動作周波数が高くなった場合も、表
皮効果によるインピーダンスの増加を抑制することがで
きる。
平板状の相間接続導体の間に絶縁板を有するので、振動
が加わっても小さい導体間隔で確実に絶縁でき、磁界の
キャンセル効果がより大きくなり、相間インダクタンス
をより低減できる。
相間接続導体と絶縁板とが接着層によって接着されてい
るので、相間接続導体および絶縁板を一つの部品として
扱うことができ、半導体装置の組立が容易になる。
板状の導体の間隔が変わることがなく、安定した磁界の
キャンセル効果を得ることができる。
相間接続導体がプリント配線板に形成された導体である
ので、一般的に使用されているプリント配線板を使用す
ることができ、所望の形状・寸法の導体形成が容易であ
り、大量生産が容易であり、入手が容易なので、安価に
なる。
コンデンサの一方の外部電極が、一方の相間接続導体に
接続され、上記コンデンサの他方の外部電極が、他方の
相間接続導体に接続されているので、コンデンサが相間
接続導体に実装されたコンデンサモジュールという1つ
の部品として扱えるので、半導体装置の組立が容易にな
る。
は、相間接続導体に流れる電流と逆向きの電流が流れる
ため磁界のキャンセル効果が発生し、コンデンサを含む
電流経路のインダクタンスが低減される。
電流が流れるので、磁界のキャンセル効果が発生し、相
間のインダクタンスが低減される。
半導体装置の筐体にスリットが設けられ、このスリット
によって、相間接続導体が位置決めおよび支持されるの
で、半導体装置の組立が容易になるとともに、導体の変
形が抑制され、導体に過大な変形および応力が生じるの
を防止でき、耐震性が向上する。
ば、コンデンサが支持板に固定されているので、支持板
を持ってハンドリングでき、コンデンサ本体に触れるこ
となく半導体装置に組み込むことができ、コンデンサの
機械的破損あるいは電気的破損を防止することができ
る。
ば、複数のコンデンサが1つの支持板の一方または両方
の面に固定されているので、複数のコンデンサを1つの
部品として取り扱うことができ、半導体装置の組立が容
易になる。
ば、半導体装置の筐体にスリットが設けられ、このスリ
ットによって、支持板が位置決めおよび支持されるの
で、半導体装置の組立が容易になる。
ば、支持板が絶縁体からなり、この支持板に電気的に絶
縁された2つ以上の導体が一体的に設けられ、コンデン
サが上記導体を介してP電極とN電極に接続されるの
で、半導体装置の組立が容易になる。
ば、導体が、絶縁体からなる支持板の両面に互いに重な
り合うように形成され、コンデンサの一方の外部電極が
支持板の一方の面に形成された導体を介してP電極に接
続され、上記コンデンサの他方の外部電極が上記支持板
の他方の面に形成された導体を介してN電極に接続され
ているので、各導体には互いに逆向きの電流が流れ、磁
界のキャンセル効果によりインダクタンスを低減するこ
とができる。
ば、コンデンサの外部電極の各部とパワーモジュールの
P電極またはN電極間の電流経路のインピーダンスを略
均一化したので、コンデンサの静電容量を有効に活用す
ることができ、コンデンサの小型化、ひいては半導体装
置の小型化を可能にする。また、コンデンサの発熱を均
一化でき、コンデンサを長寿命にできる。
(a)、断面図(b)および回路構成図(c)である。
である。
(a)、断面図(b)および相間接続導体をを示す正面
図(c)である。
(a)、断面図(b)および相間接続導体を示す正面図
(c)である。
(a)、断面図(b)および相間接続導体を示す正面図
(c)である。
(a)、断面図(b)および相間接続導体を示す正面図
(c)である。
(a)、断面図(b)およびコンデンサモジュールを示
す正面図(c)およびその断面図(d)である。
(a)および断面図(b)である。
(a)および断面図(b)である。
視図(a)および断面図(b)である。
視図(a)および断面図(b)である。
視図(a)および断面図(b)である。
視図(a)および断面図(b)である。
視図(a)、断面図(b)および支持板の両面に一体に
形成した導体の構造を示す正面図である。
面図(b)および回路構成図(c)である。
11a,11b 電極端子、12 コンデンサモジュー
ル、12a,12b 外部端子、15 絶縁板、16,
17 バスバー、20 スイッチング素子、21 ダイ
オード、25 絶縁基板、30 P端子、30a,31
a 導体、31 N端子、32 U端子、33 V端
子、34 W端子、40 U相、41 V相、42 W
相、45,46,45a,45b,46a,46b,4
6c,46d 相間接続導体、47 絶縁板、48 接
着層、50 ケース、51 スリット、60 放熱板、
61 支持板、62,63 導体、62a スリット、
65 プリント配線板、65a アンダーフィル、65
b 接合材料、75 スルーホール。
Claims (15)
- 【請求項1】 半導体装置のP電極およびN電極と、ス
イッチング素子およびダイオードとを有する複数相の各
相に接続された平板状またはブロック状のコンデンサを
内蔵し、上記各相それぞれのP電極およびN電極に1個
または複数個の上記コンデンサが接続されていることを
特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 複数相の各P電極同士および各N電極同
士が、相間接続導体によってスイッチング素子とコンデ
ンサとの間で電気的に接続されていることを特徴とする
請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】 相間接続導体が少なくとも2つの導体か
らなり、上記相間接続導体の一方が各P電極に接続さ
れ、他方が各N電極に接続され、互いに重なり合うよう
に近接して配置されていることを特徴とする請求項2記
載の半導体装置。 - 【請求項4】 相間接続導体が平板状であることを特徴
とする請求項3記載の半導体装置。 - 【請求項5】 平板状の相間接続導体の間に絶縁板を有
することを特徴とする請求項4記載の半導体装置。 - 【請求項6】 平板状の相間接続導体と絶縁板とが接着
層によって接着されていることを特徴とする請求項5記
載の半導体装置。 - 【請求項7】 相間接続導体がプリント配線板に形成さ
れた導体であることを特徴とする請求項4記載の半導体
装置。 - 【請求項8】 コンデンサの一方の外部電極が、一方の
相間接続導体に接続され、上記コンデンサの他方の外部
電極が、他方の相間接続導体に接続されていることを特
徴とする請求項6または7記載の半導体装置。 - 【請求項9】 半導体装置の筐体にスリットが設けら
れ、このスリットによって、相間接続導体が位置決めお
よび支持されていることを特徴とする請求項2記載の半
導体装置。 - 【請求項10】 コンデンサが支持板に固定されている
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項11】 複数のコンデンサが1つの支持板の一
方または両方の面に固定されていることを特徴とする請
求項1記載の半導体装置。 - 【請求項12】 半導体装置の筐体にスリットが設けら
れ、このスリットによって、支持板が位置決めおよび支
持されていることを特徴とする請求項10または11記
載の半導体装置。 - 【請求項13】 支持板が絶縁体からなり、この支持板
に電気的に絶縁された2つ以上の導体が一体的に設けら
れ、コンデンサが上記導体を介してP電極とN電極に接
続されることを特徴とする請求項10または11記載の
半導体装置。 - 【請求項14】 導体が、絶縁体からなる支持板の両面
に互いに重なり合うように形成され、コンデンサの一方
の外部電極が支持板の一方の面に形成された導体を介し
てP電極に接続され、上記コンデンサの他方の外部電極
が上記支持板の他方の面に形成された導体を介してN電
極に接続されていることを特徴とする請求項10または
11記載の半導体装置。 - 【請求項15】 コンデンサの外部電極の各部とパワー
モジュールのP電極またはN電極間の電流経路のインピ
ーダンスを略均一化したことを特徴とする請求項13ま
たは14記載の半導体装置。
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