JP2005197340A - Power semiconductor module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パワー半導体モジュールに関し、特にモータ等の電気機器を制御する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する。 The present invention relates to a power semiconductor module, and more particularly, to a power semiconductor module used for a power conversion device for controlling an electric device such as a motor.
モータ等の電気機器を制御する電力変換装置等に用いられるパワー半導体モジュールは、負荷へ供給する電流を制御するためのIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)チップを備えている。そして、このIGBTチップのコレクタ電極・エミッタ電極間には、逆方向電圧印加時の破壊防止のため、負荷電流をバイパスさせる還流ダイオードチップが接続されている。
なお、本発明に関連する先行技術が特許文献1,2に開示されている。
2. Description of the Related Art A power semiconductor module used for a power conversion device that controls an electric device such as a motor includes an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) chip for controlling a current supplied to a load. A free-wheeling diode chip that bypasses the load current is connected between the collector electrode and the emitter electrode of the IGBT chip in order to prevent breakdown when a reverse voltage is applied.
Prior arts related to the present invention are disclosed in Patent Documents 1 and 2.
一般にパワー半導体モジュール内で、IGBTチップと還流ダイオードチップはべース板の同一面上に並列に搭載される。その結果、IGBTチップと還流ダイオードチップのベース板上の占有面積が大きくなるため、パワー半導体モジュールの小型化は困難であった。また、各素子間や各素子と外部電極端子との配線は、ワイヤボンディングによって行われている。このため半導体チップとアルミワイヤの電気的接合面は、急峻な温度サイクルが頻繁に発生する使用環境で、熱応力により剥離が生じ易く、長期的信頼性に欠ける問題があった。 In general, in a power semiconductor module, an IGBT chip and a reflux diode chip are mounted in parallel on the same surface of a base plate. As a result, the occupied area on the base plate of the IGBT chip and the reflux diode chip is increased, and it is difficult to reduce the size of the power semiconductor module. Further, wiring between each element and between each element and the external electrode terminal is performed by wire bonding. For this reason, there is a problem that the electrical bonding surface between the semiconductor chip and the aluminum wire is liable to be peeled off due to thermal stress in a usage environment in which steep temperature cycles are frequently generated and lacks long-term reliability.
そこで本発明では、パワー半導体モジュールを小型化し、かつ電気的接合面の長期信頼性の向上を可能とする技術を提供する。 Therefore, the present invention provides a technique that makes it possible to downsize a power semiconductor module and improve long-term reliability of an electrical joint surface.
この発明に係る半導体装置においては、パワー半導体素子と、前記パワー半導体素子の電流入力電極・電流出力電極間に接続されたダイオード素子とを樹脂ケース内に備えるパワー半導体モジュールであって、前記パワー半導体素子の電流入力電極面と前記ダイオード素子のカソード電極面とが対向するように、前記パワー半導体素子と前記ダイオード素子がそれぞれ表面と裏面に接合された導電性のベース板を備えることを特徴とする。 The semiconductor device according to the present invention is a power semiconductor module comprising a power semiconductor element and a diode element connected between a current input electrode and a current output electrode of the power semiconductor element in a resin case, wherein the power semiconductor The power semiconductor element and the diode element are each provided with a conductive base plate bonded to the front surface and the back surface so that the current input electrode surface of the element and the cathode electrode surface of the diode element face each other. .
本発明は、IGBTチップ(パワー半導体素子)のコレクタ電極(電流入力電極)面と、還流ダイオードチップ(ダイオード素子)のカソード電極面とが対向するように、IGBTチップと還流ダイオードチップとがコレクタ電極端子を兼ねる導電性のベース板に接合されている。その結果、ベース板上のチップ占有面積が約半分になるので、パワー半導体モジュールを小型化することができる。 In the present invention, the IGBT chip and the freewheeling diode chip are arranged so that the collector electrode (current input electrode) surface of the IGBT chip (power semiconductor device) and the cathode electrode surface of the freewheeling diode chip (diode device) face each other. It is joined to a conductive base plate that also serves as a terminal. As a result, the chip occupation area on the base plate is approximately halved, so that the power semiconductor module can be reduced in size.
実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係るパワー半導体モジュールの断面図を示す。また、図2は上面図を示す。ここで図1は、図2のA−A線断面図に相当する。導電性材料から構成されたベース板103が、モジュールケース(樹脂ケース)109内の上下略中央部に設置されている。そして、ベース板103の一端は、モジュールケース109の外部に引き出されており、この引出部がパワー半導体モジュールのコレクタ電極端子を兼ねている。またベース板103の他端は、エポキシ樹脂等からなる絶縁体107を介してエミッタ電極端子(電流出力端子)106に接続されている。そしてエミッタ電極端子106の一部はモジュールケース109の外部に引き出されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a sectional view of a power semiconductor module according to the present embodiment. FIG. 2 shows a top view. Here, FIG. 1 corresponds to a cross-sectional view taken along line AA of FIG. A
ベース板103の両主面には、IGBTチップ(パワー半導体素子)101のコレクタ電極(電流入力電極)面(図示せず)と、還流ダイオードチップ(ダイオード素子)102のカソード電極面(図示せず)とが対向するように、IGBTチップ101と還流ダイオードチップ102がはんだ等によって接合されている。
On both main surfaces of the
またIGBTチップ101と同主面に、エポキシ樹脂等からなる絶縁体104を介して、ゲート電極端子105の一端が接合されている。ゲート電極端子105の他端は、モジュールケース109の外部に引き出されている。IGBTチップ101のゲート電極114(図2参照)とゲート電極端子105がアルミワイヤ110によって接続されている。そして、IGBTチップ101のエミッタ電極(電流出力電極)115(図2参照)が、複数のアルミワイヤ111によってエミッタ電極端子106と接続されている。還流ダイオードチップ102のアノード電極(図示せず)は、複数のアルミワイヤ112によってエミッタ電極端子106と接続されている。
Further, one end of the
なお、モジュールケース109の内部はシリコンゲル108によって密封されている。また、ゲート電極端子105、ベース板103及びエミッタ電極端子106のモジュールケース外部への引出部には、外部配線を接続するネジ止め用の複数の孔113が設けられている。
The inside of the
本実施の形態に係るパワー半導体モジュールによれば、IGBTチップ101のコレクタ電極面と還流ダイオードチップ102のカソード電極面とが対向するようにべース板103の両主面に接合されている。そのため、ベース板103上のチップ占有面積を従来の約半分にできる。その結果、パワー半導体モジュールの小型化が可能となる。そして、製造コスト削減による低価格化も可能となる。また、ベース板がコレクタ電極端子を兼ねているので、IGBTチップのコレクタ電極と還流ダイオードチップのカソード電極を接続するための配線を省略することができる。
In the power semiconductor module according to the present embodiment, the collector electrode surface of the
なお、本実施の形態ではIGBTチップ101を用いた例を示したが、MOSFET等の他のパワー素子にも適用できる。また、一対のIGBTチップ101と還流ダイオードチップ102を接続した場合を示したが、複数のチップ対を並列に配置することもできる。
In the present embodiment, an example using the
実施の形態2.
図3は、本実施の形態2に係るパワー半導体モジュールを示す断面図である。実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施の形態では、IGBTチップ101のエミッタ電極115(図2参照)とエミッタ電極端子202は、板状の金属配線であるブスバー電極201によって接続されている。そして、還流ダイオードチップ102のアノード電極(図示せず)とエミッタ電極端子202もまたブスバー電極201によって接続されている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 3 is a sectional view showing a power semiconductor module according to the second embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the present embodiment, the emitter electrode 115 (see FIG. 2) of the
本実施の形態においては、IGBTチップ101のエミッタ電極115(図2参照)とエミッタ電極端子202がブスバー電極201によって接続されている。そして、還流ダイオードチップ102のアノード電極(図示せず)とエミッタ電極端子202もまたブスバー電極201によって接続されている。その結果、アルミワイヤで接続するよりも接合面が大きくなるので、機械的強度を増すことができる。また、接合面での電流密度及び接触抵抗を小さく抑えることができる。そのため、接合面で発生するジュール熱を抑えて熱応力を小さくできるので、電気的接続部の長期信頼性をさらに向上させることができる。
In the present embodiment, the emitter electrode 115 (see FIG. 2) of the
なお本実施の形態では、IGBTチップ101を用いた場合を示したがMOSFET等の他のパワー素子にも適用できる。また、一対のIGBTチップ101と還流ダイオードチップ102を接続した場合を示したが、複数のチップ対を並列に配置することもできる。
In the present embodiment, the case where the
実施の形態3.
図4は、本実施の形態3に係るパワー半導体モジュールを示す断面図である。本実施の形態では、ブスバー電極にベンドが付けられたベンド付きブスバー電極301となっている。このブスバー電極301のベンド部は、S字型の断面形状となっている。その他の構成は実施の形態2と同一であり、同一の構成には同一の符号を付し重複する説明は省略する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a power semiconductor module according to the third embodiment. In the present embodiment, a
IGBTチップ101は、オン時にはIGBTチップ101内を流れる電流によりジュール熱が発生し、IGBTチップ101の材料に応じたある熱膨張係数で膨張する。このため、IGBTチップ101とベンド付きブスバー電極301との接合面には垂直方向に圧縮応力が発生する。この応力は、IGBTチップ101からベンド付きブスバー電極301を上方に持ち上げるように発生する。また、ブスバー電極301からIGBTチップ101を圧縮するように発生する。
When the
またオフ時には、IGBTチップ101は高温状態から冷却され、IGBTチップ101は収縮する。このため、IGBTチップ101とブスバー電極301との接合面には垂直方向に引張り応力が発生する。この応力は、ブスバー電極301を下方に引っ張るように発生する。また、ブスバー電極301からIGBTチップ101を上方に引っ張るように応力が発生する。
Further, at the time of OFF, the
以上のように、ブスバー電極301とIGBTチップ101の接合面には、スイッチングにより圧縮応力と引張り応力とを繰り返す熱応力が働き、接合面が剥離を生じ易くなる。また、還流ダイオードチップ102のアノード電極とベンド付きブスバー電極301の接合面でも、IGBTチップ102のスイッチングに応じて上記と同様の現象により剥離が生じ易くなる。
As described above, thermal stress that repeats compressive stress and tensile stress by switching acts on the joint surface between the
本実施の形態では、ブスバー電極にベンド部を設けてベンド付きブスバー電極301とすることにより、接合面が上下に動けるように構成されている。その結果、IGBTチップ101の駆動に伴う応力を吸収し、ベンド付きブスバー電極301との接合面における剥離を抑えることができる。
In the present embodiment, the bus bar electrode is provided with a bend portion to form a
また実施の形態2と同様に、本実施の形態においても、ベンド付きブスバー電極301の接合面における電流密度及び接触抵抗を小さく抑えることができる。以上から、本実施の形態に係る構成では、電気的接続部の長期信頼性をさらに向上させることができる。
Further, similarly to the second embodiment, also in this embodiment, the current density and the contact resistance at the joint surface of the
なお、本実施の形態では、IGBTチップ101を用いた場合を示したが、MOSFET等の他のパワー素子にも適用できる。また、一対のIGBTチップ101と還流ダイオードチップ102を接続した場合を示したが、複数のチップ対を並列に接続することもできる。
In the present embodiment, the case where the
実施の形態4.
図5は本実施の形態4に係るパワー半導体モジュールを示す断面図である。実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。IGBTチップ101のエミッタ電極115(図2参照)に加圧電極401(第1加圧電極)が接合されている。そして還流ダイオードチップ102のアノード電極(図示せず)上に加圧電極402(第2加圧電極)が接合されている。この加圧電極401,402は、IGBTチップ101及び還流ダイオードチップ102の材料と熱膨張係数が近く、熱伝導率が高いモリブデン等の材料から形成されている。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a sectional view showing a power semiconductor module according to the fourth embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. A pressure electrode 401 (first pressure electrode) is joined to the emitter electrode 115 (see FIG. 2) of the
本実施の形態に係るエミッタ電極端子403は、一部がIGBTチップ101及び還流ダイオードチップ102上に張り出すように張出部が形成されている。そして、加圧電極401とエミッタ電極端子403の張出部間に加圧部材404(第1加圧部材)が介挿されている。この加圧部材404は、例えばバネ鋼を材料とするバネである。そして、加圧電極401及びエミッタ電極端子403の張出部を加圧することで、加圧電極401・エミッタ電極端子403間を接続している。
The
加圧電極402(第2加圧電極)とエミッタ電極端子403の張出部間にもまた加圧部材405(第2加圧部材)が介挿されている。そして、加圧電極402及びエミッタ電極端子403の張出部を加圧することで、加圧電極402・エミッタ電極端子403間を接続している。
A pressure member 405 (second pressure member) is also inserted between the pressure electrode 402 (second pressure electrode) and the protruding portion of the
以上のように構成されているので、実施の形態3と同様にIGBTチップ101のスイッチングにより発生する熱応力を加圧部材404,405の伸縮により吸収することが出来る。また、実施の形態2と同様に、加圧電極401とエミッタ電極115(図2参照)、及び加圧電極402とアノード電極(図示せず)との接合部の電流密度及び接触抵抗が小さく抑えられる。その結果、電気的接続部の長期信頼性をさらに向上させることができる。
Since it is configured as described above, the thermal stress generated by the switching of the
なお、本実施の形態では、IGBTチップを用いた場合を示したが、MOSFET等の他のパワー素子にも適用できる。また、一対のIGBTチップ101と還流ダイオードチップ102を接続した場合を示したが、複数のチップ対を並列に接続することもできる。
In the present embodiment, an IGBT chip is used, but the present invention can also be applied to other power elements such as MOSFETs. Moreover, although the case where a pair of IGBT chip |
実施の形態5.
図6は本実施の形態5に係るパワー半導体モジュールの構成を示す断面図である。実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。コレクタ電極端子を兼ねるベース板503の外部への引出部、及びエミッタ電極端子505の引出部が、差込み式コネクタ部502,504となっている。差込み式コネクタ部502,504の開口部には、外部配線との接続時に接触抵抗を抑えるため、金メッキされたコネクタ加圧部材501が備えられている。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the power semiconductor module according to the fifth embodiment. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. A lead-out portion of the
本実施の形態では、実施の形態1と同様にチップ占有面積を従来の約半分にできる。そのため、パワー半導体モジュールの小型化、及び製造コストを削減により低価格化が可能となる。また、コレクタ電極端子(ベース板503)及びエミッタ電極端子403は差込み式コネクタ部502,504を備えている。そのため、外部配線との脱着を容易に行うことができる。さらに、外部配線と接続するために従来技術では必須のネジが不要となる。
In the present embodiment, as in the first embodiment, the chip occupation area can be reduced to about half of the conventional one. Therefore, it is possible to reduce the price by reducing the size of the power semiconductor module and reducing the manufacturing cost. The collector electrode terminal (base plate 503) and the
なお、本実施の形態では、IGBTチップ101を用いた場合を示したが、MOSFET等の他のパワー素子にも適用できる。また、一対のIGBTチップ101と還流ダイオードチップ102を接続した場合を示したが、複数のチップを並列に接続することもできる。さらに、実施の形態1から4に示された構成に適用することもできる。
In the present embodiment, the case where the
実施の形態6.
図7,8は、本実施の形態6に係るパワー半導体モジュールの端面図と上面図をそれぞれ示す。図7は、図8のB−B線端面図に相当している。また本実施の形態は、IGBTチップ101と還流ダイオードチップ102の一対の組を4組並列接続された例を示している。実施の形態1と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
Embodiment 6 FIG.
7 and 8 show an end view and a top view of the power semiconductor module according to the sixth embodiment, respectively. FIG. 7 corresponds to the end view taken along the line BB of FIG. The present embodiment shows an example in which four pairs of a pair of
導電性材料から構成されたベース板601が、モジュールケース109の上下略中央部に設置されている。ベース板601の一端が、エポキシ樹脂等からなる絶縁体603を介してエミッタ電極端子604に接続されている。またベース板601の他端は、エポキシ樹脂等からなる絶縁体605を介してエミッタ電極端子606に接続されている。エミッタ電極端子604,606は、モジュールケース109側壁の上下略中央部に設置されている。そして、エミッタ電極端子604,606の一部分は、モジュールケース109の外部に引き出されている。
A
ベース板601の一方主面の中心部には、エポキシ樹脂等からなる絶縁体607を介してゲート電極端子608の一端が接合されている(図7,8参照)。ゲート電極端子608の他端はモジュールケース109の外部に引き出されている。また、ベース板601の一方主面には、2つのコレクタ電極端子602の一端がさらに接合されている。コレクタ電極端子602の他端は、モジュールケース109の外部に引き出されている。
One end of a
2つのコレクタ電極端子602は、図8中上下方向に、ゲート電極端子608に関して対向位置に平行に配置されている(図8参照)。さらにベース板601の一方主面には、4つのIGBTチップ101が2行2列に配置されている。これらのIGBTチップは、B−B線に関して対称に、ゲート電極端子608及びコレクタ電極端子602に対称に配置されている(図8参照)。それぞれのIGBTチップ101のコレクタ電極面がベース板601に接合されている。そして、それぞれのIGBTチップ101のゲート電極114が、ゲート電極端子608とアルミワイヤ110によって接続されている。
The two
ベース板601の他方主面には、IGBTチップ101に対応する位置に4つの還流ダイオードチップ102がそれぞれ配置されている。ベース板601には、ベース板601内部に水管611を通すための2つの通水孔609が設けられている(図8参照)。この2つの通水孔609はベース板601の図7中上下中央部に設けられている。そして、IGBTチップ101の下部を通るように、左右対称な位置に設けられている。水管611の両端には水管継ぎ手610が設けられており、冷却水を供給する給水管と接続できる構成となっている。
On the other main surface of the
従来技術では、ベース板の下部にヒートシンクを備えることでモジュールケース外部への放熱が可能である。一方、実施の形態1から5に開示した発明では、ベース板の両主面に半導体チップ101を備えているため、ベース板の下部にヒートシンクを備えることができない。そのため、熱がモジュールケース内部に溜まり易くなる。本実施の形態ではベース板が水管601を備えており、水冷フィンを兼用している。この水管601に冷却水を流すことで放熱をすることができる。そして、ベース板601とIGBTチップ101及び還流ダイオードチップ102間の接触熱抵抗を低減することができる。その結果、本実施の形態に係るパワー半導体モジュールは、大電流が流れるような用途にも使用することができる。また、新たに冷却器を備える必要がなく、パワー半導体モジュールを備えるシステムにおいて、小型軽量化が可能となる。
In the prior art, heat radiation to the outside of the module case is possible by providing a heat sink at the bottom of the base plate. On the other hand, in the invention disclosed in the first to fifth embodiments, since the
本実施の形態では、実施の形態1の構成を例として説明したが、実施の形態2〜5にも適用することが出来る。例えば図9は、実施の形態2の構成を本実施の形態に係る発明に適用した構成を示している。図7のエミッタ電極端子604,606に代えて、IGBTチップ101及び還流ダイオードチップ102上に張り出した部位を備えるエミッタ電極端子612,613が備えられている。そして、IGBTチップ101のエミッタ電極115(図2参照)、及び還流ダイオードチップ102のアノード電極(図示せず)上に加圧電極401,402がそれぞれ接合されている。
In the present embodiment, the configuration of the first embodiment has been described as an example, but the present invention can also be applied to the second to fifth embodiments. For example, FIG. 9 shows a configuration in which the configuration of the second embodiment is applied to the invention according to the present embodiment. In place of the
そして、加圧電極401,402とエミッタ電極端子612,613の張出部間に加圧部材404,405が介挿されている。そして、加圧電極401,402及びエミッタ電極端子612,613を加圧することで、加圧電極・エミッタ電極端子間を接続している。以上のように構成することで、熱応力を緩和することができ電気的接続部の長期信頼性をさらに高めることができる。
なお、本実施の形態では、IGBTチップ101を用いた場合を示したが、MOSFET等の他のパワー素子にも適用できる。そして、複数のIGBTチップ101と還流ダイオードチップ102を接続した場合を示したが、一対のチップにも適用できる。
In the present embodiment, the case where the
実施の形態7.
図10は本実施の形態に係るパワー半導体モジュールを示す図である。本実施の形態では、ベース板701の一端に風冷フィン部702が設けられている。そして、ベース板701の表面にはコレクタ電極端子703が接合されており、モジュールケース109の外部に一端が引き出されている。その他の構成は実施の形態1と同様であり、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
Embodiment 7 FIG.
FIG. 10 is a diagram showing a power semiconductor module according to the present embodiment. In the present embodiment, an air
本実施の形態では、風冷フィン部702とベース板701とが一体化されている。従ってパワー半導体モジュールの駆動により発生する熱を、すみやかに外部に放熱できる。そして、ベース板701とIGBTチップ101及び還流ダイオードチップ102間の接触熱抵抗を低減することができる。その結果、消費電力が大きく、発熱量の大きな用途へ使用範囲の拡大が図れる。
In the present embodiment, the air
なお、本実施の形態ではIGBTチップ101を用いた例を示したが、MOSFET等の他のパワー素子にも適用できる。また、一対のIGBTチップ101と還流ダイオードチップ102を接続した例を示したが、複数のチップを並列に接続することもできる。
In the present embodiment, an example using the
また、実施の形態1の構成を例としたが、実施の形態2〜4の構成を本実施の形態に適用することもできる。図11は実施の形態2の構成を適用した例を示している。このような構成にすることで、IGBTチップ101のスイッチングにより発生する熱応力を加圧部材402の伸縮により吸収することが出来る。また、加圧電極401とエミッタ電極115、及び加圧電極401とアノード電極(図示せず)との接合部の電流密度及び接触抵抗が小さく抑えられる。その結果、電気的接続部の長期信頼性をさらに向上させることができる。
Moreover, although the configuration of the first embodiment is taken as an example, the configurations of the second to fourth embodiments can be applied to the present embodiment. FIG. 11 shows an example in which the configuration of the second embodiment is applied. With such a configuration, the thermal stress generated by the switching of the
実施の形態8.
図12は本実施の形態に係るパワー半導体モジュールを示す図である。本実施の形態では、ベース板802の一端にヒートパイプ部801が設けられている。その他の構成は実施の形態7と同様であり、同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
Embodiment 8 FIG.
FIG. 12 shows a power semiconductor module according to the present embodiment. In this embodiment, a
本実施の形態では、ヒートパイプ部801とベース板802とが一体化されている。従って半導体モジュールの駆動により発生する熱を、すみやかに外部に放熱できる。そして、ベース板802とIGBTチップ101及び還流ダイオードチップ102間の接触熱抵抗を低減することができる。その結果、消費電力が大きく発熱量の大きな用途へ使用範囲の拡大が図れる。
In the present embodiment, the
なお、本実施の形態ではIGBTチップ101を用いた例を示したが、MOSFET等の他のパワー素子にも適用できる。また、一対のIGBTチップ101と還流ダイオードチップ102を接続した例を示したが、複数のチップを並列に接続することもできる。
In the present embodiment, an example using the
また、実施の形態1の構成を例として説明したが、実施の形態2〜4の構成を本実施の形態に適用することもできる。図13は実施の形態2の構成を適用した例を示す。IGBTチップ101のスイッチングにより発生する熱応力を加圧部材402の伸縮により吸収することが出来る。また、加圧電極401とエミッタ電極(図示せず)、及び加圧電極401とアノード電極(図示せず)との接合部の電流密度及び接触抵抗が小さく抑えられる。その結果、電気的接続部の長期信頼性をさらに向上させることができる。
Moreover, although the configuration of the first embodiment has been described as an example, the configurations of the second to fourth embodiments can be applied to the present embodiment. FIG. 13 shows an example in which the configuration of the second embodiment is applied. Thermal stress generated by switching of the
101 IGBTチップ、102 還流ダイオードチップ、103 ベース板、105 ゲート電極端子、106 エミッタ電極端子、201 ブスバー電極、301 ベンド付きブスバー電極、401,404 加圧電極、402,405 加圧部材、501 コネクタ加圧部材、502,504 差込み式コネクタ部、601 水冷フィン兼用ベース板、609 通水孔、610 水管継ぎ手、611 水管、702 風冷フィン部、801 ヒートパイプ部。
101 IGBT chip, 102 freewheel diode chip, 103 base plate, 105 gate electrode terminal, 106 emitter electrode terminal, 201 bus bar electrode, 301 bus bar electrode with bend, 401, 404 pressure electrode, 402, 405 pressure member, 501 connector added Pressure member, 502, 504 plug-in connector part, 601 water cooling fin combined base plate, 609 water passage hole, 610 water pipe joint, 611 water pipe, 702 air cooling fin part, 801 heat pipe part.
Claims (8)
前記パワー半導体素子の電流入力電極・電流出力電極間に接続されたダイオード素子とを樹脂ケース内に備えるパワー半導体モジュールであって、
前記パワー半導体素子の電流入力電極面と前記ダイオード素子のカソード電極面とが対向するように、前記パワー半導体素子と前記ダイオード素子がそれぞれ表面と裏面に接合された導電性のベース板
を備えることを特徴とするパワー半導体モジュール。 A power semiconductor element;
A power semiconductor module provided in a resin case with a diode element connected between a current input electrode and a current output electrode of the power semiconductor element,
The power semiconductor element and the diode element are each provided with a conductive base plate bonded to the front surface and the back surface so that the current input electrode surface of the power semiconductor element and the cathode electrode surface of the diode element face each other. A featured power semiconductor module.
前記電流出力端子と前記パワー半導体素子の前記電流出力電極、及び前記電流出力端子と前記ダイオード素子のアノード電極とを接続するブスバー電極と
をさらに備える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。 A current output terminal extending into and out of the resin case;
2. The power semiconductor according to claim 1, further comprising: the current output terminal and the current output electrode of the power semiconductor element; and a bus bar electrode connecting the current output terminal and the anode electrode of the diode element. module.
前記第1加圧電極・前記電流出力端子間に介挿され、前記第1加圧電極と前記電流出力端子とを加圧することにより接続する第1加圧部材と、
前記アノード電極に接合された第2加圧電極と、
前記第2加圧電極・前記電流出力端子間に介挿され、前記第2加圧電極と前記電流出力端子とを加圧することにより接続する第2加圧部材と、
を備える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。 A first pressure electrode joined to the current output electrode;
A first pressure member interposed between the first pressure electrode and the current output terminal, and connected by pressurizing the first pressure electrode and the current output terminal;
A second pressure electrode joined to the anode electrode;
A second pressure member interposed between the second pressure electrode and the current output terminal and connected by pressurizing the second pressure electrode and the current output terminal;
The power semiconductor module according to claim 2, further comprising:
5. The power semiconductor module according to claim 1, wherein the base plate extends inside and outside the resin case, and the base plate includes a heat pipe outside the resin case.
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