JP2001274322A - パワー半導体モジュール - Google Patents

パワー半導体モジュール

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達也 奥田
Takeshi Oi
健史 大井
Hirotaka Muto
浩隆 武藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パワー半導体モジュール内部における主回路
の寄生インダクタンスの低減化と並列素子間の電流アン
バランスの均等化を同時に実現できるパワー半導体モジ
ュールを提供することを目的とする。 【解決手段】 第１の電極１０６を有する導電性基板１
１４と、導電性基板１１４上に設けられ、導電性基板１
１４と電気的に接続された第１のパワー半導体素子１０
２、１０３と、導電性基板１１４上に設けられた交流電
極１０８と、導電性基板１１４上に設けられ、第１の電
極１０６と極性が異なる第２の電極１０７とを備えたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電力変換装置等
に用いられるパワー半導体モジュールに関し、特にその
内部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図8は、ＰＣＩＭ ＰＯＷＥＲ ＣＯＮ
ＶＥＲＳＩＯＮ・ＪＵＮＥ １９９７ＰＲＯＣＥＥＤＩ
ＮＧＳ、Ｐ．２７５〜Ｐ．２８２に掲載された、ハーフ
ブリッジ回路を構成する従来のパワー半導体モジュール
の構成を示す平面図である。パワー半導体モジュールに
は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）
やＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子が用いられている
が、以下の例では、パワー半導体素子にＩＧＢＴを用い
たＩＧＢＴモジュールについて説明する。
【０００３】図８において、１はＡｌやＣｕ等からなる
放熱用の取り付け基板、２はＡｌ2Ｏ3（アルミナ）ある
いはＡｌＮ（窒化アルミニウム）等からなる絶縁材の両
面に、薄膜状でＣｕ等からなる金属部材が付設された絶
縁基板である。絶縁基板２は、底面側の金属部材を介し
て取り付け基板１上に、はんだ等により固定されてい
る。絶縁基板の他方の面には、正極側コレクタパターン
３、負極側コレクタパターン４、負極側エミッタパター
ン５が設けられている。６は下面にコレクタ電極、上面
にエミッタ電極を有するＩＧＢＴ、７は下面にカソード
電極、上面にアノード電極をそれぞれ備えたダイオード
であり、正極側コレクタパターン３および負極側コレク
タパターン４上に搭載されている。正極側コレクタパタ
ーン３上のＩＧＢＴ６のエミッタ電極とダイオード７の
アノード電極は、ボンディングワイヤを介して、負極側
コレクタパターン４と接続されており、正極側コレクタ
パターン３上のＩＧＢＴ６およびダイオード７と、負極
側コレクタパターン４上のＩＧＢＴ６およびダイオード
７とが、直列に接続されている。負極側コレクタパター
ン４上のＩＧＢＴ６のエミッタ電極とダイオード７のア
ノード電極は、ボンディングワイヤを介して、負極側エ
ミッタパターン５と接続されている。また、正極側コレ
クタパターン３と正極側電極８、負極側コレクタパター
ン４と交流側電極９、負極側エミッタパターン５と負極
側導体１０とが、ボンディングワイヤを介して接続され
ている。正極側電極８および負極側電極１０には、コン
デンサ等の直流回路が、また交流側電極９には、モータ
等の誘導負荷が接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、ＩＧＢＴ等のパ
ワー半導体素子の高性能化により、高電圧・大電流のス
イッチング速度が高速化され、スイッチング損失の低
減、インバータの高キャリア周波数化による低騒音化が
図られている。しかし、パワー半導体素子のスイッチン
グ速度の高速化により、ターンオフ時にパワー半導体モ
ジュール内部のパワー半導体素子に印加されるサージ電
圧が大きくなるため、サージ電圧による素子破壊を防ぐ
ためには、パワー半導体素子の耐圧確保を十分に行う必
要がある。サージ電圧は、配線インダクタンスと主電流
の時間的変化率に比例する。スイッチングロスを低減
し、かつサージ電圧を抑制するにはパワー半導体モジュ
ール内部の主回路の寄生インダクタンスを低減する必要
がある。配線インダクタンスを低減するためには、配線
導体を平行平板状にかつできるだけ密接して配置して、
互いの電流が発生する磁束を相殺させる方法が有効であ
る。しかしながら、従来のパワー半導体モジュールは上
述したように構成されているので、このような構造にお
いて、例えば正極側電極から、正極側ＩＧＢＴ、ボンデ
ィングワイヤを経て負極側コレクタパターンに至る電流
経路や、負極側エミッタパターンから負極側電極に至る
電流経路に対して、そこで発生する磁束を相殺するよう
な電流が存在しないため、配線インダクタンスが大きく
なる。また、上述の電流経路に対して、磁束を相殺でき
る電流経路を設けようとすると、モジュール内の配線構
造が複雑になり、コスト高になるという問題があった。
また、内部に並列接続される複数の半導体素子を有する
パワー半導体モジュールにおいて、配線インダクタンス
を低減し、かつパワー半導体素子が接続される並列回路
の配線インピーダンスを均等化するためには、配線構造
が複雑になりやすく、コスト高となるという問題があっ
た。
【０００５】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あり、パワー半導体モジュール
内部における主回路の寄生インダクタンスの低減化と並
列素子間の電流アンバランスの均等化を同時に実現でき
るパワー半導体モジュールを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明のパワー半導体
モジュールは、第１の電極を有する導電性基板と、導電
性基板上に設けられ、導電性基板と電気的に接続された
第１のパワー半導体素子と、導電性基板上に設けられた
交流電極と、導電性基板上に設けられ、第１の電極と極
性が異なる第２の電極とを備えたものである。また、導
電性基板は、第１の電極と同じ極性である。また、第１
のパワー半導体素子に直列接続された第２のパワー半導
体素子を備えたものである。また、導電性基板上に絶縁
基板が設けられ、絶縁基板上に金属部材が設けられ、金
属部材に第２のパワー半導体素子が接続されている。ま
た、交流電極は第１のパワー半導体素子に接続され、第
２の電極は第２のパワー半導体素子に接続されている。
また、第１のパワー半導体素子が金属部材および導電性
基板に接続されている。また、交流電極および第２の電
極が金属部材に接続されている。また、第１のパワー半
導体素子は、第１のダイオードと第１のダイオードに並
列接続された第１のＩＧＢＴとから構成され、第２のパ
ワー半導体素子は、第２のダイオードと第２のダイオー
ドに並列接続された第２のＩＧＢＴとから構成されてい
る。また、第１の電極は導電性基板の一方側に設けら
れ、交流電極は一方側に対向する導電性基板の他方側に
設けられ、第２の電極は第１の電極に隣接して導電性基
板の一方側に設けられ、第１のパワー半導体素子および
第２のパワー半導体素子はそれぞれ第２の電極と交流電
極との間に設けられている。また、第１の電極と交流電
極との間の電流経路と交流電極と第２の電極との間の電
流経路とは、導電性基板の辺に対して平行である。ま
た、第１の電極および第２の電極は、電流経路に対して
垂直な方向の幅が広い平板状導体から構成され、互いに
平行平板配置である。また、導電性基板上に、複数の第
１のパワー半導体素子が並列接続されている。さらに、
複数の第１のパワー半導体素子の並列接続方向が、導電
性基板の辺に対して垂直な方向である。
【０００７】
【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を図に基づいて説明する。図１は、この発
明の実施の形態１のパワー半導体モジュールの構成を示
す平面図である。図２は、図１に示されたパワー半導体
モジュールの断面図である。図３は、図１および図２に
示されたパワー半導体モジュールの等価回路を示した図
である。この実施の形態１では、パワー半導体素子とし
て、ＩＧＢＴと、ＩＧＢＴと逆並列に接続されるダイオ
ードとを有するＩＧＢＴモジュールについて説明する。
【０００８】図１において、１０１はアルミナあるいは
窒化アルミニウム等のセラミックスからなる絶縁材の両
面に薄膜状でＣｕやＡｌからなる金属部材が接着付設さ
れた絶縁基板、１０２は下面にコレクタ面、上面にエミ
ッタ面を有するＩＧＢＴ、１０３は上面にアノード面、
下面にカソード面を有するダイオードである。ＩＧＢＴ
１０２のコレクタ面およびダイオード１０３のカソード
面は、絶縁基板１０１の表面側の金属部材１０９、１１
０（以下、それぞれ正極側コレクタパターン、負極側コ
レクタパターンと称す）に、はんだ等の導電部材により
接合されている。図１に示す例では、正極側コレクタパ
ターン１０９と負極側コレクタパターン１１０を搭載す
る絶縁基板は、別々に構成されているが、一つの絶縁基
板上に、正極側コレクタパターンおよび負極側コレクタ
パターンの両方が配置されていても良い。また、正極側
コレクタパターン１０９上のＩＧＢＴ１０２およびダイ
オード１０３と接続されるボンディングワイヤ１０４
（接合部材）は、一端が負極側コレクタパターン１１０
と接続されており、正極側コレクタパターン１０９上の
ＩＧＢＴ１０２およびダイオード１０３と負極側コレク
タパターン１１０上のＩＧＢＴ１０２およびダイオード
１０３とが、直列に接続されている。正極側コレクタパ
ターン１０９には、正極側電極１０７がはんだ等により
接続されている。正極側電極１０７の他方の一端には、
正極側端子（Ｐ）が設けられている。負極側コレクタパ
ターン１１０には、交流側電極１０８が接続されてい
る。交流側電極１０８の他方の一端には、交流側端子
（ＡＣ）が設けられている。１１４は、通電部材として
だけでなく、絶縁基板等のモジュール内部の各部材を固
定するとともに、パワー半導体素子で発生した熱をモジ
ュール下面に伝達するベース板の機能を有する負極側導
体であり、負極側コレクタパターン１１０上のＩＧＢＴ
１０２のエミッタ面、ダイオード１０３のアノード面と
ボンディングワイヤにより接続されている。負極側導体
１１４には、一端に負極側端子（Ｎ）を備えた負極側電
極１０６が接続されている。ＩＧＢＴ１０２を制御する
ゲート配線が付設されるが、図では省略している。
【０００９】図１および図２に示された構成は、図３の
ような等価回路になる。図３において、正極側電極１０
７から交流側電極１０８までを正極側回路、交流側電極
１０８から負極側電極１０６までを負極側回路とする。
負極側電極１０６および正極側電極１０７は、電流方向
に対して垂直な方向の幅が広い平板状導体からなり、互
いに平行平板配置となっている。図１において、正極側
コレクタパターン１０９および負極側コレクタパターン
１１０上に、逆並列接続されたＩＧＢＴ１０２およびダ
イオード１０３から成るパワー半導体素子がそれぞれ２
個ずつ配置されているが、図３では、説明の都合上、正
極側および負極側には、一対のＩＧＢＴ１０２およびダ
イオード１０３から成るパワー半導体素子を示してい
る。
【００１０】次に、パワー半導体モジュールの動作（タ
ーンオフ動作）について説明する。パワー半導体モジュ
ールの正極側端子（Ｐ）および負極側端子（Ｎ）にはコ
ンデンサ等の直流回路が接続され、交流側端子（ＡＣ）
には交流回路が接続される。初期状態として、正極側回
路のＩＧＢＴ１０２（Ｉ１）がＯＮ状態となり、負極側
回路のＩＧＢＴ１０２（Ｉ２）がＯＦＦ状態となり、交
流回路に接続された誘導負荷に電流を供給している場合
を考える。この状態で、正極側回路のＩＧＢＴ１０２
（Ｉ１）が電流を遮断すると、誘導負荷に電流を供給す
るために負極側回路のダイオード１０３（Ｄ２）がＯＮ
状態となる。この時、正極側回路のＩＧＢＴ１０２（Ｉ
１）のコレクター・エミッタ電極間には、サージ電圧が
発生する。サージ電圧は、配線インダクタンスと主電流
の時間的な変化率に比例するため、サージ電圧を抑制す
るためには、主電流変化率または配線インダクタンスを
低減する必要がある。主電流変化率を低減するとスイッ
チングロスが増大するため、通常はむしろ主電流変化率
を大きくすることでスイッチングロスを低減する方法が
取られている。したがって、サージ電圧の抑制には配線
インダクタンスの低減が必須である。
【００１１】このサージ電圧に寄与する配線インダクタ
ンスは、図３に示す回路のＬ１からＬ６のインダクタン
スに、パワー半導体モジュールの正極側端子（Ｐ）およ
び負極側端子（Ｎ）に接続される直流回路、ここではコ
ンデンサの内部インダクタンスＬｃと、コンデンサとモ
ジュール間の配線インダクタンスＬｐ、Ｌｎを加えたイ
ンダクタンスである。図３において、Ｌ１、Ｌ６は、そ
れぞれ正極側電極１０７、負極側電極１０６のインダク
タンスであり、Ｌ２、Ｌ３は正極側回路のインダクタン
ス、Ｌ４は負極側回路のコレクタパターンのインダクタ
ンス、そして、Ｌ５は負極側導体１１４のインダクタン
スを示している。サージ電圧に寄与する配線インダクタ
ンスは上述の通りであり、パワー半導体モジュール内部
では、正極側端子（Ｐ）から交流側端子（ＡＣ）を経由
して、負極側端子（Ｎ）に至る回路のインダクタンスを
低減すれば良い。
【００１２】配線インダクタンスを低減するために、配
線導体を平行平板状に、かつできるだけ密接して配置し
て、互いの電流が発生する磁束を相殺させる。実施の形
態１によるパワー半導体モジュールによれば、負極側電
極１０６と正極側電極１０７とは互いに平行平板状に対
向しており、両導体間の相互インダクタンスにより、配
線インダクタンスが低減される。
【００１３】また、正極側コレクタパターン１０９、負
極側コレクタパターン１１０、そしてボンディングワイ
ヤ１０４は、パワー半導体モジュール底面の負極側導体
１１４と接近して対向しており、負極側導体１１４との
相互インダクタンスより、配線インダクタンスが低減さ
れる。絶縁基板１０１は、１．０ｍｍ以内の厚みを有す
る。絶縁基板１０１の厚みを薄くすることにより、相互
インダクタンスの低減効果が向上する。
【００１４】一方、既に述べた従来のパワー半導体モジ
ュールでは、パワー半導体モジュール底部のベース板
（図８の取り付け基板１）は主回路とは絶縁されてお
り、このようなパワー半導体モジュールで、この実施の
形態１のような低配線インダクタンスを得るためには、
従来の主回路をすべてベース板上で構成する必要があ
り、部品数が増加するのみでなく、組立工程も複雑にな
りコスト高となり、コストを優先させれば、配線インダ
クタンスが大きくなるという不具合が生じる。なお、従
来のベース板は、パワー半導体モジュールで発生した熱
を逃がすための機能と主回路を固定する機能とを備えて
いる。
【００１５】パワー半導体モジュールのベース板には、
ヒートシンクが取り付けられ、通常ヒートシンクは安全
のため、接地電位で用いられることが多い。実施の形態
１によるパワー半導体モジュールは、直流側回路と接続
される負極側導体１１４をベース板として用いており、
負極側を接地電位とすることにより、実施の形態１にお
いては上述の安全上の問題が発生することはない。パワ
ー半導体モジュールは収納ケースに設けられる。
【００１６】実施の形態１によれば、低コストで、パワ
ー半導体モジュール内部の配線インダクタンスが非常に
小さなパワー半導体モジュールを提供することができ
る。また、配線インダクタンスの低減のほかに、次のよ
うな重要な効果を低コストで得ることができる。図１お
よび図２に示すパワー半導体モジュールは、正極側電極
１０７から交流側電極１０８に至る電流経路と負極側電
極１０６から交流側電極１０８にいたる電流経路は、そ
れぞれ図１中の軸線Ａ−Ａに沿っており、かつ互いにほ
ぼ平行に対向して構成されている。図１に示すように、
内部でパワー半導体素子が並列に接続されるパワー半導
体モジュールにおいて、並列接続される各パワー半導体
素子に均等に電流を流すことが重要である。各パワー半
導体素子を流れる電流のアンバランスが大きくなると、
各素子温度のバラツキによって熱サイクルに対する信頼
性や短絡耐量に悪影響を及ぼしたり、極端な場合には熱
暴走による素子破壊が発生する恐れがある。並列接続さ
れる各半導体素子に均等に電流を流すためには、各パワ
ー半導体素子が接続される並列回路の配線インピーダン
スを均等化する必要がある。実施の形態１によれば、Ｉ
ＧＢＴ１０２やダイオード１０３のパワー半導体素子の
並列接続方向が、軸線Ａ−Ａに対して垂直な軸線Ｂ−Ｂ
（図１中）に沿うように構成されており、複雑な配線構
造を用いることなく、並列接続されたパワー半導体素子
の主回路配線インピーダンスを均等化することができ
る。軸線Ａ−Ａは、負極側導体１１４の一辺に対して平
行である。
【００１７】以上のように、実施の形態１によれば、主
回路のインダクタンスをより小さくし、また並列接続さ
れた各素子に流れる電流が均一化されたパワー半導体モ
ジュールを低コストで提供することができる。
【００１８】実施の形態２.実施の形態１では、モジュ
ール底面に負極側導体１１４を配置し、ＩＧＢＴ１０２
やダイオード１０３等を絶縁材を介して負極側導体１１
４上に配置しているが、パワー半導体モジュール底面に
配置されるのが、正極側端子と接続される正極側導体で
あっても良い。図４は、この発明の実施の形態２のパワ
ー半導体モジュールの構成を示す平面図である。図５
は、図４に示されたパワー半導体モジュールの断面図で
ある。
【００１９】図において、１１５は、通電部材としてだ
けでなく、絶縁基板等のモジュール内部の各部材を固定
するとともに、半導体素子で発生した熱をモジュール下
面に伝達するベース板の機能を有する正極側導体であ
る。その他の符号は、図１および図２で示された構成と
同一あるいは相当するものである。正極側導体１１５の
一端には、正極側端子を備えた正極側電極１０７が接続
されている。ＩＧＢＴ１０２のコレクタ面およびダイオ
ード１０３のカソード面は、正極側導体１１５と、正極
側導体１１５上に接続された絶縁基板１０１上の負極側
コレクタパターン１１０に、はんだ等の導電部材により
接合されている。正極側導体１１５に接続されているＩ
ＧＢＴ１０２およびダイオード１０３は、負極側コレク
タパターン１１０や交流側電極１０８とボンディングワ
イヤ１０４によって接続されている。負極側コレクタパ
ターン１１０上のＩＧＢＴ１０２およびダイオード１０
３は、負極側電極１０６と、ボンディングワイヤ１０４
によって接続されている。このようにして、実施の形態
1と同様に、実施の形態２においても、図３に示す等価
回路が構成される。
【００２０】実施の形態２によるパワー半導体モジュー
ルでは、負極側コレクタパターン１１０やボンディング
ワイヤ１０４は、パワー半導体モジュール底面の正極側
導体１１５と近接して対向しているため、正極側導体１
１５との相互インダクタンスより、パワー半導体モジュ
ール内部の主回路インダクタンスを低減することができ
る。
【００２１】また、正極側回路を構成するＩＧＢＴ１０
２およびダイオード１０３は、正極側導体１１５に直接
接続されるため、正極側コレクタパターンが接着付設さ
れた絶縁基板が不要となり、実施の形態１に比べて、よ
り一層低コストのパワー半導体モジュールを提供できる
だけでなく、ボンディングワイヤ１０４を正極側導体１
１５に近接に配置できるので、実施の形態１に比べて、
パワー半導体モジュール内部の主回路インダクタンスを
さらに小さくすることができる。
【００２２】以上のように、実施の形態２によれば、主
回路のインダクタンスが非常に小さく、また並列接続さ
れた各素子に流れる電流が均一化されたパワー半導体モ
ジュールを低コストで提供することができる。
【００２３】実施の形態３.図6は、この発明の実施の形
態３のパワー半導体モジュールの構成を示す平面図であ
る。図７は、図６に示されたパワー半導体モジュールの
回路図である。図６において、実施の形態1で示した構
成と同一あるいは相当するものには、同一符号を付し
て、その説明は省略する。１１８〜１２０は交流電極で
ある。ＩＧＢＴ１０２およびダイオード１０３は、正極
側コレクタパターン１０９が接続された絶縁基板１０１
および負極側コレクタパターン１１０が接続された絶縁
基板１０１に接続されている。これらの絶縁基板１０１
は、各３個ずつ、負極側導体１０５上にはんだ等の導電
部材によって接合されている。図６に示す構造では、そ
れぞれの絶縁基板１０１は別々になっているが、一つの
絶縁基板上に正極側コレクタパターン１０９や負極側コ
レクタパターン１１０が、配置されていても良い。
【００２４】それぞれの負極側コレクタパターン１１０
は互いに絶縁されており、各負極側コレクタパターン１
１０には、交流側電極１１８、１１９、１２０がはんだ
等により接続される。交流側電極１１８〜１２０の他方
の一端には、それぞれの交流側端子が設けられる。正極
側コレクタパターン１０９には、正極側電極１０７がは
んだ等により接続されており、電気的に接続されてい
る。正極側コレクタパターン１０９上のＩＧＢＴ１０２
およびダイオード１０３と接続されるボンディングワイ
ヤ１０４は、実施の形態１と同様に、一端が負極側コレ
クタパターン１１０と接続されている。負極側コレクタ
パターン１１０上のＩＧＢＴ１０２およびダイオード１
０３と接続されるボンディングワイヤ１０４は、負極側
導体１０５に接続される。負極側導体１０５には、一端
に負極側端子を備えた負極側電極１０６が接続される。
図６の構成により、図７のような三相インバータまたは
三相コンバータ回路が構成される。
【００２５】図示していないが、上述のパワー半導体モ
ジュールの正極側端子（Ｐ）および負極側端子（Ｎ）に
は、コンデンサ等の直流回路が接続され、交流側端子
（Ｕ、Ｖ、Ｗ）には三相交流回路が接続される。各々の
ＩＧＢＴを制御することで、直流電力から三相交流電力
または、三相交流電力から直流電力への電力変換を行
う。 三相インバータ回路または三相コンバータ回路の
動作は、図３に示した各相を構成するハーフブリッジ回
路の動作に帰着することができる。したがって、実施の
形態３では、実施の形態１と同様の効果が得られる三相
インバータ回路または三相コンバータ回路を構成するこ
とができる。また、各相を構成するハーフブリッジ回路
が対称的となるような並列接続方法が容易であるため、
各相の寄生インダクタンスを均一化することができる。
【００２６】以上のように、実施の形態３によれば、主
回路のインダクタンスをより小さく、また並列接続され
た各素子に流れる電流が均一化された、三相インバータ
回路または三相コンバータ回路を構成するパワー半導体
モジュールを低コストで提供することができる。
【００２７】
【発明の効果】この発明によるパワー半導体モジュール
によれば、パワー半導体モジュール内部における主回路
の寄生インダクタンスの低減化と並列素子間の電流アン
バランスの均等化を同時に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１のパワー半導体モジ
ュールの構成を示す平面図である。
【図２】 図１に示されたパワー半導体モジュールの断
面図である。
【図３】 図１および図２に示されたパワー半導体モジ
ュールの等価回路を示した図である。
【図４】 この発明の実施の形態２のパワー半導体モジ
ュールの構成を示す平面図である。
【図５】 図４に示されたパワー半導体モジュールの断
面図である。
【図６】 この発明の実施の形態３のパワー半導体モジ
ュールの構成を示す平面図である。
【図７】 図６に示されたパワー半導体モジュールの回
路図である。
【図８】 従来のパワー半導体モジュールの構成を示す
平面図である。
【符号の説明】
１０１ 絶縁基板、 １０２ ＩＧＢＴ、 １０３ ダ
イオード、 １０４接合部材、 １０５ 負極側導体、
１０６ 負極側電極、 １０７ 正極側電極、 １０
８ 交流側電極、 １０９ 正極側コレクタパターン、
１１０ 負極側コレクタパターン、 １１４ 負極側
導体、 １１８ 交流端子、 １１９交流端子、 １２
０ 交流端子。
フロントページの続き (72)発明者 武藤 浩隆 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） 5H007 CB05 DA05 HA04 5H740 BA11 BB05 BB07 BB08 MM01 MM10 MM11 MM18 PP02 PP03 PP05

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の電極を有する導電性基板と、 前記導電性基板上に設けられ、前記導電性基板と電気的
    に接続された第１のパワー半導体素子と、 前記導電性基板上に設けられた交流電極と、 前記導電性基板上に設けられ、前記第１の電極と極性が
    異なる第２の電極とを備えたことを特徴とするパワー半
    導体モジュール。
  2. 【請求項２】 前記導電性基板は、前記第１の電極と同
    じ極性であることを特徴とする請求項１記載のパワー半
    導体モジュール。
  3. 【請求項３】 前記第１のパワー半導体素子に直列接続
    された第２のパワー半導体素子を備えたことを特徴とす
    る請求項２記載のパワー半導体モジュール。
  4. 【請求項４】 前記導電性基板上に絶縁基板が設けら
    れ、前記絶縁基板上に金属部材が設けられ、前記金属部
    材に前記第２のパワー半導体素子が接続されていること
    を特徴とする請求項３記載のパワー半導体モジュール。
  5. 【請求項５】 前記交流電極は第１のパワー半導体素子
    に接続され、前記第２の電極は前記第２のパワー半導体
    素子に接続されていることを特徴とする請求項４記載の
    パワー半導体モジュール。
  6. 【請求項６】 前記第１のパワー半導体素子が前記金属
    部材および前記導電性基板に接続されていることを特徴
    とする請求項４記載のパワー半導体モジュール。
  7. 【請求項７】 前記交流電極および前記第２の電極が前
    記金属部材に接続されていることを特徴とする請求項６
    記載のパワー半導体モジュール。
  8. 【請求項８】 前記第１のパワー半導体素子は、第１の
    ダイオードと前記第１のダイオードに並列接続された第
    １のＩＧＢＴとから構成され、前記第２のパワー半導体
    素子は、第２のダイオードと前記第２のダイオードに並
    列接続された第２のＩＧＢＴとから構成されていること
    を特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の
    パワー半導体モジュール。
  9. 【請求項９】 前記第１の電極は前記導電性基板の一方
    側に設けられ、前記交流電極は前記一方側に対向する前
    記導電性基板の他方側に設けられ、前記第２の電極は前
    記第１の電極に隣接して前記導電性基板の前記一方側に
    設けられ、前記パワー半導体素子はそれぞれ前記第２の
    電極と前記交流電極との間に設けられていることを特徴
    とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のパワー
    半導体モジュール。
  10. 【請求項１０】 前記第１の電極と前記交流電極との間
    の電流経路と前記交流電極と前記第２の電極との間の電
    流経路とは、前記導電性基板の辺に対して平行であるこ
    とを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載
    のパワー半導体モジュール。
  11. 【請求項１１】 前記第１の電極および前記第２の電極
    は、前記電流経路に対して垂直な方向の幅が広い平板状
    導体から構成され、互いに平行平板配置であることを特
    徴とする請求項１０記載のパワー半導体モジュール。
  12. 【請求項１２】 前記導電性基板上に、複数の前記第１
    のパワー半導体素子が並列接続されていることを特徴と
    する請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載のパワー
    半導体モジュール。
  13. 【請求項１３】 前記複数の前記第１のパワー半導体素
    子の並列接続方向が、前記導電性基板の辺に対して垂直
    な方向であることを特徴とする請求項１２記載のパワー
    半導体モジュール。
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