JP2013162019A

JP2013162019A - 半導体モジュール

Info

Publication number: JP2013162019A
Application number: JP2012024049A
Authority: JP
Inventors: Naoichi Harada; 直一原田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2013-08-19
Anticipated expiration: 2032-02-07
Also published as: JP5668707B2

Abstract

【課題】スイッチング素子直近にスナバコンデンサを容易に実装できる半導体モジュールを提供することを課題とする。
【解決手段】少なくとも２個のスイッチング素子１０，１１を直列接続し、その直列接続にスナバコンデンサ１２Ａ，１２Ｂを並列接続した半導体モジュール１であって、スナバコンデンサ１２Ａ，１２Ｂは正極側放熱板１３と負極側放熱板１４との間に挟持され、正極側放熱板１３及び負極側放熱板１４のいずれか一方の放熱板によってスナバコンデンサ１２Ａ，１２Ｂが下方から保持される構造とすることを特徴とし、スイッチング素子１０，１１の実装方向とスナバコンデンサ１２Ａ，１２Ｂの接続方向とを同方向とすると好適である。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも２個のスイッチング素子を直列接続し、その直列接続にスナバコンデンサを並列接続した半導体モジュールに関する。

車両のモータ駆動用のインバータ等で用いられる半導体モジュールは、上相と下相の２個のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ[Insulated Gate Bipolar Transistor]）が直列接続される。このようなスイッチング素子を小型化するためには、スイッチング損失を低減する必要がある。スイッチング損失を低減するためには、スイッチング周波数を高周波化（スイッチングスピードを高速化）する必要がある。しかし、スイッチング周波数を高周波化すると、サージ電圧が大きくなる。そこで、サージ電圧を抑制するために、半導体モジュールにおいてスイッチング素子の直列接続に対してスナバコンデンサを並列接続し、このスナバコンデンサをスイッチング素子の直近に配置することにより、サージ電圧の抑制効果が得られる。特許文献１に記載の半導体モジュールの構造では、半導体モジュールの正極側放熱板と負極側放熱板との間にスナバコンデンサが配置される。

特開２０１０−１５３５２７号公報

上記の特許文献１に記載の構造の場合、２個のＩＧＢＴ素子の実装方向（縦方向）とスナバコンデンサの接続方向（横方向）とが異なるため、スナバコンデンサをＩＧＢＴ素子直近に実装するのが困難である。このような構造の半導体モジュールにおいてスナバコンデンサを実装する場合、例えば、一方のＩＧＢＴ素子に正極側放熱板をはんだ接合するとともに他方のＩＧＢＴ素子に負極側放熱板をはんだ接合し、他方のＩＧＢＴ素子に対して一方のＩＧＢＴ素子を上下逆にして配置し、スナバコンデンサを横方向にして正極側放熱板と負極側放熱板との間に治具等で挟み込んで、横方向から加圧しながらスナバコンデンサを正極側放熱板と負極側放熱板にはんだ接合する必要がある。

そこで、本発明は、スイッチング素子直近にスナバコンデンサを容易に実装できる半導体モジュールを提供することを課題とする。

本発明に係る半導体モジュールは、少なくとも２個のスイッチング素子を直列接続し、該直列接続にスナバコンデンサを並列接続した半導体モジュールであって、スナバコンデンサは、正極側放熱板と負極側放熱板との間に挟持され、正極側放熱板及び負極側放熱板のいずれか一方の放熱板によってスナバコンデンサが下方から保持される構造とすることを特徴とする。

半導体モジュールは、少なくとも２個のスイッチング素子とスナバコンデンサを備えており、複数個のスイッチング素子を直列接続するとともにその直列接続に対してスナバコンデンサを並列接続したモジュールである。さらに、半導体モジュールは、正極側放熱板と負極側放熱板を備えており、正極側放熱板と負極側放熱板との間にスナバコンデンサが挟持され、スナバコンデンサがスイッチング素子の直近に配置される。特に、半導体モジュールでは、スナバコンデンサが正極側放熱板及び負極側放熱板の一方の放熱板によって下方から保持される。したがって、スナバコンデンサを実装する場合、その一方の放熱板に保持された状態でスナバコンデンサを配置でき、その保持された状態でスナバコンデンサを正極側放熱板及び負極側放熱板にはんだ接合できる。このように、この半導体モジュールは、スナバコンデンサを一方の放熱板で下方から保持することにより、スイッチング素子直近にスナバコンデンサを容易に実装できる。

本発明の上記半導体モジュールでは、正極側放熱板と負極側放熱板の少なくとも一方の放熱板が冷却器側と接触する面積又はスイッチング素子側と接触する面積を他方側と接触する面積よりも大きくすると好適である。

半導体モジュールは、一方の放熱板によってスナバコンデンサを下方から保持する構造とするので、その一方の放熱板における下方から保持する側が横方向に延ばした形状となる。したがって、その一方の放熱板における横方向に延ばした側がスイッチング素子側と接触する面積が冷却器側と接触する面積よりも大きくなる。また、正極側放熱板と負極側放熱板との間にスナバコンデンサを挟持するために、他方の放熱板によってスナバコンデンサを上方から挟む場合、半導体モジュールは、その他方の放熱板における上方から挟む側が横方向に延ばした形状となる。したがって、その他方の放熱板における横方向に延ばした側が冷却器側と接触する面積がスイッチング素子側と接触する面積よりも大きくなる。このように、この半導体モジュールは、正極側放熱板と負極側放熱板の少なくとも一方の放熱板が冷却器側と接触する面積又はスイッチング素子側と接触する面積を大きく確保できるので、スイッチング素子の発熱を効率的に放熱できる。

本発明の上記半導体モジュールでは、少なくとも２個のスイッチング素子の実装方向とスナバコンデンサの接続方向とを同方向とすると好適である。このように、この半導体モジュールでは、スイッチング素子の実装方向とスナバコンデンサの接続方向とを同方向とすることにより、正極側放熱板及び負極側放熱板のうちの一方の放熱板、スナバコンデンサ、他方の放熱板の順に重ねて配置できるので、スイッチング素子直近にスナバコンデンサを更に容易に実装できる。

本発明によれば、スナバコンデンサを一方の放熱板で下方から保持することにより、スイッチング素子直近にスナバコンデンサを容易に実装できる。

本実施の形態に係る半導体モジュールの構造の断面図である。本実施の形態に係る半導体モジュールを一部分解した構造の断面図である。本実施の形態に係る半導体モジュールの等価回路図である。他の実施の形態に係る半導体モジュールの構造の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る半導体モジュールの実施の形態を説明する。なお、各図において同一又は相当する要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施の形態では、本発明に係る半導体モジュールを、三相交流モータを駆動源に持つ車両（例えば、ハイブリッド車両、電気自動車）に搭載されるモータシステムのインバータに適用する。このインバータは、３つの半導体モジュール及び昇圧回路（コンデンサ、リアクトル）等を有している。本実施の形態に係る半導体モジュールは、スイッチング素子（パワー素子）として２個のＩＧＢＴを用い、２個のＩＧＢＴを直列接続し、その直列接続に対してスナバコンデンサを並列接続したモジュールである。

図１〜図３を参照して、本実施の形態に係る半導体モジュール１について説明する。図１は、本実施の形態に係る半導体モジュールの構造の断面図である。図２は、本実施の形態に係る半導体モジュールを一部分解した構造の断面図である。図３は、本実施の形態に係る半導体モジュールの等価回路図である。

半導体モジュール１は、サージ電圧を抑制するために、スナバコンデンサをＩＧＢＴの直近に配置する構造である。特に、半導体モジュール１は、スナバコンデンサのＩＧＢＴ直近への実装を容易化するために、２個のＩＧＢＴの実装方向とスナバコンデンサの接続方向とを同方向にして、正極側放熱板（リードフレーム）と負極側放熱板（リードフレーム）との間にスナバコンデンサを挟んで配置する。

半導体モジュール１は、上相のＩＧＢＴ１０、下相のＩＧＢＴ１１、スナバコンデンサ１２（１２Ａ，１２Ｂ）、正極側のリードフレーム１３、負極側のリードフレーム１４、モータ出力側のリードフレーム１５、上相のゲート端子１６、下相のゲート端子１７、放熱板１８，１９、絶縁基板２０，２１、各箇所のグリス２２、冷却器２３，２４、各箇所のモールド２５、各箇所のはんだ２６を備える。

図３には、半導体モジュール１の等価回路を示しており、回路上の正極と負極間に、上相のＩＧＢＴ１０（還流ダイオード１０Ａが持つ）と下相のＩＧＢＴ１１（還流ダイオード１１Ａを持つ）が直列接続され、その直列接続に対してスナバコンデンサ１２が並列接続される。上相のＩＧＢＴ１０のコレクタには、正極側のリードフレーム１３が接続される。下相のＩＧＢＴ１１のエミッタには、負極側のリードフレーム１４が接続される。上相のＩＧＢＴ１０のエミッタと下相のＩＧＢＴ１１のコレクタとの接続点には、三相交流モータの任意の相（Ｕ相ｏｒＶ相ｏｒＷ相）の出力側のリードフレーム１５が接続される。上相のＩＧＢＴ１０のゲートには、ゲート端子１６が接続される。下相のＩＧＢＴ１１のゲートには、ゲート端子１７が接続される。

ＩＧＢＴ１０，１１は、半導体モジュール１のスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１０，１１は、ＲＣ[Reverse Conduction]−ＩＧＢＴである。ＲＣ−ＩＧＢＴは、ＩＧＢＴとＦＷＤ[Free Wheeling Diode]（還流ダイオード）の両方の機能を持ち合わせている。なお、ＩＧＢＴはＲＳ−ＩＧＢＴで無くてもよく、ＩＧＢＴと別体で還流ダイオードを設けてもよい。

上相のＩＧＢＴ１０と下相のＩＧＢＴ１１とは、回路上の正極と負極との間に直列に接続され、図１、図２に示すように表裏面が逆に実装される。したがって、半導体モジュール１では、ＩＧＢＴ１０のコレクタに接続されるリードフレーム１３とＩＧＢＴ１１のエミッタに接続されるリードフレーム１４とが同じ側に配置され、リードフレーム１３，１４の反対側にＩＧＢＴ１０のエミッタとＩＧＢＴ１１のコレクタとの接続点に接続されるリードフレーム１５が配置される。なお、エミッタ、コレクタの配線は、Ｗ／Ｂ（ワイヤボンド）、Ｔ／Ｂ（テープボンド）、ＤＬＢ（ダイレクトリードボンド）等で行われる。

スナバコンデンサ１２は、半導体モジュール１でのサージ電圧を抑制するためのコンデンサである。スナバコンデンサ１２としては、セラミックコンデンサやフィルムコンデンサ等が適用される。スナバコンデンサ１２は、２個以上直列に設けると好適である。図１，２の例では、２個のスナバコンデンサ１２Ａ、１２Ｂが直列に接続されている。なお、スナバコンデンサは、１個でもよいし、３個以上でもよい。

スナバコンデンサ１２（１２Ａ，１２Ｂ）は、直列接続されるＩＧＢＴ１０，１１に並列に接続され、回路上の正極と負極間に配置される。特に、スナバコンデンサ１２は、正極側のリードフレーム１３と負極側のリードフレーム１４との間に、スナバコンデンサ１２の接続方向がＩＧＢＴ１０，１１の実装方向と同方向になるように配置される。

リードフレーム１３，１４，１５は、ＩＧＢＴ１０，１１等を支持固定し、外部配線と接続するための部材である。また、リードフレーム１３，１４，１５は、放熱板として機能する。リードフレーム１３，１４，１５は、ＣｕやＡｌ等の電気伝導性が高くかつ放熱性の高い材料で形成される。

リードフレーム１３は、実装された場合、一方の面が上相のＩＧＢＴ１０のコレクタに接続され、他方の面に絶縁基板２０を介して冷却器２３が設けられる。リードフレーム１３は、図１，２に示すように、側断面形状が略Ｌ字形状（１つの段差がある形状）であり、実装された場合に冷却器２３側がＩＧＢＴ１０側よりも長くなるように形成される。リードフレーム１３のＩＧＢＴ１０側は、横方向に長く延びているリードフレーム１４と接触しないように、半導体モジュール１の横幅の半分未満の長さである。リードフレーム１３の冷却器２３側は、スナバコンデンサ１２を上方から挟み込んだ状態でスナバコンデンサ１２の電極と接続するために、横方向に延ばされて長く形成され、半導体モジュール１の横幅の半分程度かあるいはそれ以上の長さである。

リードフレーム１４は、実装された場合、一方の面が放熱板１９を介して下相のＩＧＢＴ１１のエミッタに接続され、他方の面に絶縁基板２０を介して冷却器２３が設けられる。リードフレーム１４は、図１，２に示すように、側断面形状が略Ｌ字形状であり、実装された場合にＩＧＢＴ１１側が冷却器２３側よりも長くなるように形成される。リードフレーム１４のＩＧＢＴ１１側は、スナバコンデンサ１２を下方から保持した状態でスナバコンデンサ１２の電極と接続するために、横方向に延ばされて長く形成され、半導体モジュール１の横幅の半分程度かあるいはそれ以上の長さである。リードフレーム１４の冷却器２３側は、横方向に長く延びているリードフレーム１３と接触しないように、半導体モジュール１の横幅の半分未満の長さである。

リードフレーム１５は、実装された場合、一方の面が放熱板１８を介して上相のＩＧＢＴのエミッタに接続されるとともに下相のＩＧＢＴ１１のコレクタに接続され、他方の面に絶縁基板２１を介して冷却器２４が設けられる。リードフレーム１５は、図１，２に示すように、側断面形状が長方形状であり、長辺が半導体モジュール１の横幅よりも少し狭い長さである。

ゲート端子１６，１７は、ＩＧＢＴ１０，１１のゲートに接続される入力端子である。ゲート端子１６は、上相のＩＧＢＴ１０のゲートにワイヤ２７で接続される。ゲート端子１７は、下相のＩＧＢＴ１１のゲートにワイヤ２７で接続される。

放熱板１８，１９は、ＩＧＢＴ１０，１１による発熱を冷却器２３，２４側に拡散するための部材である。放熱板１８，１９は、Ｃｕ、ＣｕＭｏ、Ａｌ等の材料で形成される。放熱板１８は、上相のＩＧＢＴ１０とリードフレーム１５との間に設けられる放熱板である。放熱板１９は、下相のＩＧＢＴ１１とリードフレーム１４との間に設けられる放熱板である。

絶縁基板２０，２１は、リードフレーム１３，１４，１５と冷却器２３，２４との間を絶縁するための部材である。絶縁基板２０は、冷却器２３と正極側のリードフレーム１３及び負極側のリードフレーム１４との間に配設される。絶縁基板２１は、冷却器２４とモータ出力側のリードフレーム１５との間に配設される。

グリス２２は、放熱用のグリスである。グリス２２は、図２に示すように、絶縁基板２０と冷却器２３との間、絶縁基板２０とリードフレーム１３，１４との間、絶縁基板２１と冷却器２４との間、絶縁基板２１とリードフレーム１５との間の接合部分にそれぞれ塗布される。

冷却器２３，２４は、半導体モジュール１を冷却するための部材である。冷却器２３は、リードフレーム１３，１４側に設けられる。冷却器２４は、リードフレーム１５側に設けられる。

モールド２５は、ＩＧＢＴ１０，１１等の半導体モジュール１を構成する各部材を外部から守るための封止材である。モールド２５は、エポキシ等の樹脂である。モールド２５は、図１，２に示すように、半導体モジュール１の冷却器２３，２４（絶縁基板２０，２１）間の外側面、ＩＧＢＴ１０やリードフレーム１３等とＩＧＢＴ１１やリードフレーム１４等との間にそれぞれ設けられる。

図１、２を参照して、半導体モジュール１におけるスナバコンデンサ１２（１２Ａ，１２Ｂ）の実装工程にについて説明する。リードフレーム１５の上面のエミッタ側にはんだ２６が塗布され、そのはんだ２６の上に放熱板１８が置かれ、放熱板１８の上面にはんだ２６が塗布され、そのはんだ２６の上にＩＧＢＴ１０（エミッタ）が置かれる。また、リードフレーム１５の上面のコレクタ側にはんだ２６が塗布され、そのはんだ２６の上にＩＧＢＴ１１（コレクタ）が置かれ、ＩＧＢＴ１１の上面（エミッタ）にはんだ２６が塗布され、そのはんだ２６の上に放熱板１９が置かれる。

放熱板１９の上面にはんだ２６が塗布され、そのはんだ２６の上にリードフレーム１４（横方向が長い側）が置かれる。リードフレーム１４における横方向（リードフレーム１３側）に延びて長くなっている部分の上面にはんだが塗布される。そのはんだの上にスナバコンデンサ１２Ａ（一方の電極）が置かれる。そのスナバコンデンサ１２Ａの上面（他方の電極）にはんだが塗布される。そのはんだの上にスナバコンデンサ１２Ｂ（一方の電極）が置かれる。そのスナバコンデンサ１２Ｂの上面（他方の電極）にはんだが塗布される。また、ＩＧＢＴ１０の上面（コレクタ）にはんだ２６が塗布され、そのはんだ２６の上にリードフレーム１３（横方向が短い側）が置かれる。この際、リードフレーム１３における横方向（リードフレーム１４側）に延びて長くなっている部分の下面には、はんだを介してスナバコンデンサ１２Ｂ（他方の電極）が配置されている。そして、リフロ方式によって、一括ではんだ接合が行われる。

このように、半導体モジュール１では、ＩＧＢＴ１０，１１及びリードフレーム１３，１４の実装方向とスナバコンデンサ１２Ａ，１２Ｂの接続方向とを同方向（縦方向）とした。そのため、実装時に、リードフレーム１４、スナバコンデンサ１２Ａ，１２Ｂ、リードフレーム１３の順に縦方向に重ねて置くことができ、その重ねた状態ではんだ接合するだけでスナバコンデンサ１２Ａ，１２Ｂを実装することができる。この実装されたスナバコンデンサ１２Ａ，１２Ｂは、正極側のリードフレーム１３と負極側のリードフレーム１４との間に挟持され、ＩＧＢＴ１０，１１の直近に位置する。この半導体モジュール１の放熱構造としては、ＩＧＢＴ１０，１１、はんだ２６、放熱板１８，１９、リードフレーム１３，１４，１５、絶縁基板２０，２１、グリス２２、冷却器２３，２４となる。

半導体モジュール１によれば、２個のＩＧＢＴ１０，１１の実装方向とスナバコンデンサ１２の接続方向とを同方向とし、スナバコンデンサ１２を負極側のリードフレーム１４によって下方から保持するとともに正極側のリードフレーム１３によって上方から挟み込む構造とすることにより、ＩＧＢＴ１０，１１直近にスナバコンデンサ１２を非常に容易に実装できる。

また、半導体モジュール１によれば、リードフレーム１３の冷却器２３側を横方向に長く延ばす形状とするとともにリードフレーム１４のＩＧＢＴ１１側を横方向に長く延ばす形状とすることにより、正極側放熱板（リードフレーム１３）が冷却器２３側と接触する面積及び負極側放熱板（リードフレーム１４）がＩＧＢＴ１１側と接触する面積が大きくなり、その各放熱板の面積を大きく確保でき、横方向の熱拡散が有利となり、ＩＧＢＴ１０，１１の発熱に対する冷却効果及び放熱効果が高い。なお、特許文献１に記載の構造の場合、正極側放熱板と負極側放熱板との間にスナバコンデンサを横方向に配置しているので、正極側放熱板及び負極側放熱板の横方向の幅が半導体モジュールの横幅の半分未満となり、放熱板の面積を大きく確保できない。

また、半導体モジュール１によれば、スナバコンデンサ１２を冷却器２３，２４の近くに配置しかつ正極側放熱板（リードフレーム１３）と負極側放熱板（リードフレーム１４）との間に挟み込む構造とすることにより、スナバコンデンサ１２に対する冷却効果及び放熱効果が高い。そのため、スナバコンデンサ１２の耐熱温度（百数十度程度）までスナバコンデンサ１２の温度が上昇することはない。

また、半導体モジュール１によれば、ＩＧＢＴ１０，１１の直近にスナバコンデンサ１２を配置する構造とすることにより、サージ電圧に対する抑制効果が高い。そのため、スイッチング周波数を高周波化でき（スイッチングスピードを高速化でき）、スイッチング損失を低減できる。その結果、ＩＧＢＴ１０，１１を小型化できるとともに、インバータの昇圧回路のコンデンサやリアクトルも小型化できる。

また、半導体モジュール１によれば、スナバコンデンサ１２を２個以上直列に設けることにより、スナバコンデンサが１個ショート故障した場合でもサージ電圧に対する抑制効果が得られる。

図４を参照して、他の実施の形態に係る半導体モジュール２について説明する。半導体モジュール２は、上記の半導体モジュール１と比較すると、正極側及び負極側のリードフレーム及びスナバコンデンサの構成だけが異なるので、この異なる点のみ説明する。図４は、他の実施の形態に係る半導体モジュールの構造の断面図である。

半導体モジュール２は、上相のＩＧＢＴ１０、下相のＩＧＢＴ１１、スナバコンデンサ３２、正極側のリードフレーム３３、負極側のリードフレーム３４、モータ出力側のリードフレーム１５、上相のゲート端子１６、下相のゲート端子１７、放熱板１８，１９、絶縁基板２０，２１、各箇所のグリス２２、冷却器２３，２４、各箇所のモールド２５、各箇所のはんだ２６を備える。

スナバコンデンサ３２は、半導体モジュール２でのサージ電圧を抑制するためのコンデンサである。スナバコンデンサ３２は、直列接続されるＩＧＢＴ１０及びＩＧＢＴ１１に並列に接続され、回路上の正極と負極間に配置される。スナバコンデンサ３２は、正極側のリードフレーム３３と負極側のリードフレーム３４との間に、スナバコンデンサ３２の接続方向がＩＧＢＴ１０，１１の実装方向と直交方向になるように配置される。

リードフレーム３３は、実装された場合、一方の面が上相のＩＧＢＴ１０のコレクタに接続され、他方の面に絶縁基板２０を介して冷却器２３が設けられる。リードフレーム３３は、図４に示すように、側断面形状が略Ｌ字形状であり、実装された場合にＩＧＢＴ１０側が冷却器２３側よりも長くなるように形成される。リードフレーム３３のＩＧＢＴ１０側は、スナバコンデンサ３２を下方から保持するために、横方向に延ばされて長く形成され、半導体モジュール２の横幅の半分程度かあるいはそれ以上の長さである。リードフレーム３３の冷却器２３側は、半導体モジュール２の横幅の半分未満の長さである。

リードフレーム３４は、実装された場合、一方の面が放熱板１９を介して下相のＩＧＢＴ１１のエミッタに接続され、他方の面に絶縁基板２０を介して冷却器２３が設けられる。リードフレーム３４は、図４に示すように、側断面形状が長方形状であり、長辺が半導体モジュール２の横幅の半分未満の長さである。

図４を参照して、半導体モジュール２におけるスナバコンデンサ３２の実装工程について説明する。スナバコンデンサ３２の側面の一部が、リードフレーム３３における横方向（リードフレーム３４側）に延びて長くなっている部分の上面に置かれる。そして、スナバコンデンサ３２の一方の面（一方の電極）とリードフレーム３３との間が予備はんだされるとともに、スナバコンデンサ３２の他方の面（他方の電極）とリードフレーム３４との間が予備はんだされる。そして、リードフレーム３３，３４をスナバコンデンサ３２側にそれぞれ加圧しながら、本はんだ接合が行われる。

半導体モジュール２は、半導体モジュール１と異なる効果としては以下の効果である。半導体モジュール２によれば、スナバコンデンサ３２の側面を正極側のリードフレーム３３によって下方から保持できる構造とすることにより、ＩＧＢＴ１０，１１直近にスナバコンデンサ３２を従来よりは容易に実装できる。また、半導体モジュール２によれば、リードフレーム３４を直方体形状とすることができるので、リードフレーム３４については容易に形成できる。

以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、本実施の形態では半導体モジュールを車両のモータ駆動用のインバータに適用したが、他のモータの駆動用に適用してもよいし、あるいは、高周波のスイッチング用に適用してもよい。

また、本実施の形態では２個のＩＧＢＴが直列接続される半導体モジュールに適用したが、３個以上のＩＧＢＴが直列接続される半導体モジュールに適用してもよいし、あるいは、ＩＧＢＴ以外のスイッチング素子を用いてもよい。

また、本実施の形態ではスイッチング素子側を横方向に長く延ばすのを負極側のリードフレームとし、スナバコンデンサを負極側のリードフレームで下方から保持する構造としたが、スイッチング素子側を横方向に長く延ばすのを正極側のリードフレームとし、スナバコンデンサを正極側のリードフレームで下方から保持する構造としてもよい。このような構造とした場合も、放熱板の面積を大きく確保でき、横方向の熱拡散が有利となり、スイッチング素子の発熱に対する冷却効果及び放熱効果が高い。

１，２…半導体モジュール、１０，１１…ＩＧＢＴ、１０Ａ，１１Ａ…還流ダイオード、１２，１２Ａ，１２Ｂ，３２…スナバコンデンサ、１３，１４，１５，３３，３４…リードフレーム、１６，１７…ゲート端子、１８，１９…放熱板、２０，２１…絶縁基板、２２…グリス、２３，２４…冷却器、２５…モールド、２６…はんだ、２７…ワイヤ。

Claims

少なくとも２個のスイッチング素子を直列接続し、該直列接続にスナバコンデンサを並列接続した半導体モジュールであって、
前記スナバコンデンサは、正極側放熱板と負極側放熱板との間に挟持され、
前記正極側放熱板及び前記負極側放熱板のいずれか一方の放熱板によって前記スナバコンデンサが下方から保持される構造とすることを特徴とする半導体モジュール。
前記正極側放熱板と前記負極側放熱板の少なくとも一方の放熱板が冷却器側と接触する面積又はスイッチング素子側と接触する面積を他方側と接触する面積よりも大きくすることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
前記少なくとも２個のスイッチング素子の実装方向と前記スナバコンデンサの接続方向とを同方向とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体モジュール。