JP2020123660A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device Download PDF

Info

Publication number
JP2020123660A
JP2020123660A JP2019014317A JP2019014317A JP2020123660A JP 2020123660 A JP2020123660 A JP 2020123660A JP 2019014317 A JP2019014317 A JP 2019014317A JP 2019014317 A JP2019014317 A JP 2019014317A JP 2020123660 A JP2020123660 A JP 2020123660A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor element
temperature
semiconductor
signal
signal electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019014317A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7088048B2 (en
Inventor
洋祐 鈴木
Yosuke Suzuki
洋祐 鈴木
尾崎　仁
Hitoshi Ozaki
仁 尾崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2019014317A priority Critical patent/JP7088048B2/en
Publication of JP2020123660A publication Critical patent/JP2020123660A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7088048B2 publication Critical patent/JP7088048B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

To easily achieve a structure of a semiconductor device.SOLUTION: A semiconductor device comprises: first and second semiconductor elements having a built-in temperature sense diode; a sealing body; and first and second temperature sense terminals extended over inside and outside of the sealing body. Each of the first and second semiconductor elements is provided with a plurality of signal electrodes along a first direction. The plurality of signal electrodes includes: an anode signal electrode which is positioned at one end of an alignment along the first direction, and is connected to an anode of the temperature sense diode; and a cathode signal electrode which is positioned at the other end of the alignment, and is connected to a cathode of the temperature sense diode. The cathode signal electrode of the first semiconductor element and the anode signal electrode of the second semiconductor element are adjacent with each other, and are connected inside of the sealing body. The first temperature sense terminal is connected to the anode signal electrode of the first semiconductor element, and the second temperature sense terminal is connected to the cathode signal electrode of the second semiconductor element.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書が開示する技術は、半導体装置に関する。 The technology disclosed in this specification relates to a semiconductor device.

特許文献１に、半導体装置が開示されている。この半導体装置は、第１半導体素子及び第２半導体素子と、第１半導体素子及び第２半導体素子を一体に封止する封止体と、封止体の内外に亘って延びている複数の信号端子とを備える。第１半導体素子及び第２半導体素子の各々には、複数の信号電極が設けられており、信号端子の各々は、封止体の内部で第１半導体素子又は第２半導体素子の信号電極に接続されている。 Patent Document 1 discloses a semiconductor device. This semiconductor device includes a first semiconductor element and a second semiconductor element, a sealing body that integrally seals the first semiconductor element and the second semiconductor element, and a plurality of signals that extend inside and outside the sealing body. And a terminal. Each of the first semiconductor element and the second semiconductor element is provided with a plurality of signal electrodes, and each of the signal terminals is connected to the signal electrode of the first semiconductor element or the second semiconductor element inside the sealing body. Has been done.

特開２０１７−１４７３１６号公報JP, 2017-147316, A

上記した半導体装置では、各々の半導体素子に対して、複数の信号電極と同じ数の信号端子が用意されている。従って、半導体素子の数や、各々の半導体素子が有する信号電極の数に応じて、必要される信号端子の数も増大する。そのため、半導体装置の構成は複雑化、あるいは半導体装置全体が大型化するおそれがある。本明細書は、半導体装置の構成を簡素に実現し得る技術を提供する。 In the above-described semiconductor device, the same number of signal terminals as the plurality of signal electrodes are prepared for each semiconductor element. Therefore, the number of required signal terminals also increases in accordance with the number of semiconductor elements and the number of signal electrodes included in each semiconductor element. Therefore, the configuration of the semiconductor device may be complicated, or the entire semiconductor device may be increased in size. The present specification provides a technique capable of simply realizing a configuration of a semiconductor device.

本明細書が開示する半導体装置は、各々が温度センスダイオードを内蔵する第１半導体素子及び第２半導体素子と、第１半導体素子及び第２半導体素子を一体に封止する封止体と、封止体の内外に亘って延びている第１温度センス端子及び第２温度センス端子とを備える。第１半導体素子及び第２半導体素子は、第１方向に沿って配置されているとともに、第１半導体素子及び第２半導体素子の各々には、第１方向に沿って複数の信号電極が設けられている。複数の信号電極は、第１方向に沿った配列の一端に位置するとともに温度センスダイオードのアノードに接続されたアノード信号電極と、当該配列の他端に位置するとともに温度センスダイオードのカソードに接続されたカソード信号電極とを有する。第１半導体素子のカソード信号電極と、第２半導体素子のアノード信号電極は、互いに隣接しているとともに、封止体の内部で互いに接続されている。第１温度センス端子は、第１半導体素子のアノード信号電極に接続されており、第２温度センス端子は、第２半導体素子のカソード信号電極に接続されている。 A semiconductor device disclosed in the present specification includes a first semiconductor element and a second semiconductor element each having a temperature sense diode built therein, a sealing body that integrally seals the first semiconductor element and the second semiconductor element, and a sealing body. A first temperature sensing terminal and a second temperature sensing terminal are provided extending inside and outside the stopper. The first semiconductor element and the second semiconductor element are arranged along the first direction, and each of the first semiconductor element and the second semiconductor element is provided with a plurality of signal electrodes along the first direction. ing. The plurality of signal electrodes are located at one end of the array along the first direction and connected to the anode of the temperature sensing diode, and the other end of the array and connected to the cathode of the temperature sensing diode. And a cathode signal electrode. The cathode signal electrode of the first semiconductor element and the anode signal electrode of the second semiconductor element are adjacent to each other and connected to each other inside the sealing body. The first temperature sense terminal is connected to the anode signal electrode of the first semiconductor element, and the second temperature sense terminal is connected to the cathode signal electrode of the second semiconductor element.

上記した半導体装置では、第１半導体素子のカソード信号電極と、第２半導体素子のアノード信号電極が、封止体の内部で互いに接続されており、二つの半導体素子の温度センスダイオードが、一対の温度センス端子の間で直列に接続されている。このような構成によると、第１半導体素子及び第２半導体素子に存在する信号電極の数に対して、必要とされる信号端子の数を削減することができる。これにより、例えば半導体装置の小型化を図ることができる。また、第１半導体素子のカソード信号電極と、第２半導体素子のアノード信号電極とが互いに隣接するように、二つの半導体素子の配置及び複数の信号電極の配列が工夫されている。これにより、第１半導体素子のカソード信号電極と、第２半導体素子のアノード信号電極との間を、比較的に短い経路で容易に接続することができる。従って、半導体装置の構成を簡素に実現することができる。 In the semiconductor device described above, the cathode signal electrode of the first semiconductor element and the anode signal electrode of the second semiconductor element are connected to each other inside the sealing body, and the temperature sense diodes of the two semiconductor elements are connected to each other in a pair. It is connected in series between the temperature sense terminals. With such a configuration, the number of required signal terminals can be reduced with respect to the number of signal electrodes existing in the first semiconductor element and the second semiconductor element. Thereby, for example, the size of the semiconductor device can be reduced. Further, the arrangement of the two semiconductor elements and the arrangement of the plurality of signal electrodes are devised so that the cathode signal electrode of the first semiconductor element and the anode signal electrode of the second semiconductor element are adjacent to each other. Thereby, the cathode signal electrode of the first semiconductor element and the anode signal electrode of the second semiconductor element can be easily connected by a relatively short path. Therefore, the structure of the semiconductor device can be simply realized.

実施例の半導体モジュール１０の内部構造を示す平面図。The top view which shows the internal structure of the semiconductor module 10 of an Example. 第１半導体素子１２における第１温度センスダイオード１２ｄの構成を説明する平面図。The top view explaining the composition of the 1st temperature sense diode 12d in the 1st semiconductor element 12. 温度センスダイオード１２ｄ（あるいは１４ｄ）の負の温度特性を説明するグラフである。図３（Ａ）は、個々の温度センスダイオード１２ｄ（あるいは１４ｄ）の順方向電圧Ｖｆに対する半導体素子１２（あるいは１４）の温度Ｔの相関を示しており、図３（Ｂ）は、半導体モジュール１０において検出される電圧（二つの温度センスダイオード１２ｄ、１４ｄの和）に対する各々の半導体素子１２(あるいは１４)の温度Ｔの相関を示す。It is a graph explaining the negative temperature characteristic of the temperature sense diode 12d (or 14d). 3A shows the correlation of the temperature T of the semiconductor element 12 (or 14) with respect to the forward voltage V f of the individual temperature sense diode 12d (or 14d), and FIG. 3B shows the semiconductor module. The correlation of the temperature T of each semiconductor element 12 (or 14) with respect to the voltage (sum of two temperature sense diodes 12d and 14d) detected in 10 is shown. 半導体モジュール１０の制御方法の一実施例を説明する回路図。3 is a circuit diagram illustrating an example of a method of controlling the semiconductor module 10. FIG. 温度センサ５０とコントローラ３０の構成を説明する模式図。The schematic diagram explaining the structure of the temperature sensor 50 and the controller 30. 半導体素子１２、１４が過熱したときに、それを検知する指標を説明する図。図６（Ａ）は、二つの半導体素子１２、１４が均等に温度上昇した場合を示し、図６（Ｂ）は、一つの半導体素子１２（あるいは１４）のみが温度上昇した場合を示す。The figure explaining the index which detects when the semiconductor elements 12 and 14 overheat. FIG. 6A shows the case where the temperature of the two semiconductor elements 12 and 14 rises evenly, and FIG. 6B shows the case where the temperature of only one semiconductor element 12 (or 14) rises. 半導体素子１２、１４の過熱の有無を判定する方法の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of the method of determining the presence or absence of overheating of the semiconductor elements 12 and 14.

図１−図４を参照して、半導体モジュール１０について説明する。半導体モジュール１０は、本明細書が開示する技術における半導体装置の一例であり、インバータやコンバータといった電力変換装置の回路の一部を構成することができる。この電力変換装置は、例えば電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車といった電動自動車に採用することができる。図１に示すように、半導体モジュール１０は、第１半導体素子１２及び第２半導体素子１４と、第１導体板１６及び第２導体板１８と、複数の電力端子２２、２４及び複数の信号端子２６、２８と封止体２０を備える。第１半導体素子１２及び第２半導体素子１４は、封止体２０に一体に封止される。複数の電力端子２２、２４及び複数の信号端子２６、２８は、封止体２０の内外に亘って延びている。複数の電力端子２２、２４及び複数の信号端子２６、２８は、封止体２０の内部において、第１半導体素子１２の信号電極１２ｃ又は第２半導体素子１４の信号電極１４ｃに電気的に接続されている。ここで、封止体２０は、絶縁性の材料を用いて構成されている。封止体２０は、例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂を採用することができる。第１導体板１６と第２導体板１８は、第１半導体素子１２及び第２半導体素子１４を挟んで対向している。必ずしも必要とされないが、第１半導体素子１２及び第２導体板１８と、第２半導体素子１４と第２導体板１８との間には、不図示の導体スペーサがそれぞれ介挿されていてもよい。第１導体板１６及び第２導体板１８は、銅又は他の金属といった導体材料を用いて構成されている。 The semiconductor module 10 will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The semiconductor module 10 is an example of a semiconductor device in the technology disclosed in this specification, and can form a part of a circuit of a power conversion device such as an inverter or a converter. This power conversion device can be used in electric vehicles such as electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles. As shown in FIG. 1, the semiconductor module 10 includes a first semiconductor element 12 and a second semiconductor element 14, a first conductor plate 16 and a second conductor plate 18, a plurality of power terminals 22 and 24, and a plurality of signal terminals. 26 and 28 and the sealing body 20 are provided. The first semiconductor element 12 and the second semiconductor element 14 are integrally sealed in the sealing body 20. The plurality of power terminals 22 and 24 and the plurality of signal terminals 26 and 28 extend inside and outside the sealing body 20. The plurality of power terminals 22, 24 and the plurality of signal terminals 26, 28 are electrically connected to the signal electrode 12c of the first semiconductor element 12 or the signal electrode 14c of the second semiconductor element 14 inside the sealing body 20. ing. Here, the sealing body 20 is configured by using an insulating material. For the sealing body 20, for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin can be adopted. The first conductor plate 16 and the second conductor plate 18 face each other with the first semiconductor element 12 and the second semiconductor element 14 interposed therebetween. Although not necessarily required, conductor spacers (not shown) may be respectively interposed between the first semiconductor element 12 and the second conductor plate 18, and between the second semiconductor element 14 and the second conductor plate 18. .. The first conductor plate 16 and the second conductor plate 18 are made of a conductor material such as copper or another metal.

図１、図４に示すように、第１半導体素子１２は、パワー半導体素子であって、半導体基板と、複数の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃとを有する。複数の電極１２ａ、１２ｂ、１２ｃには、電力回路に接続される第１主電極１２ａ及び第２主電極１２ｂと、信号回路に接続される複数の信号電極１２ｃとが含まれる。特に限定されないが、第１半導体素子１２はスイッチング素子であり、第１主電極１２ａと第２主電極１２ｂとの間を導通及び遮断することができる。第１主電極１２ａ及び複数の信号電極１２ｃは、半導体基板の一方の表面に位置しており、第２主電極１２ｂは、半導体基板の他方の表面に位置している。第１半導体素子１２の複数の信号電極１２ｃには、第１アノード信号電極１２ｇと、第１カソード信号電極１２ｈとが含まれる。 As shown in FIGS. 1 and 4, the first semiconductor element 12 is a power semiconductor element and has a semiconductor substrate and a plurality of electrodes 12a, 12b, 12c. The plurality of electrodes 12a, 12b, 12c include a first main electrode 12a and a second main electrode 12b connected to a power circuit, and a plurality of signal electrodes 12c connected to a signal circuit. Although not particularly limited, the first semiconductor element 12 is a switching element, and can electrically connect and disconnect between the first main electrode 12a and the second main electrode 12b. The first main electrode 12a and the plurality of signal electrodes 12c are located on one surface of the semiconductor substrate, and the second main electrode 12b is located on the other surface of the semiconductor substrate. The plurality of signal electrodes 12c of the first semiconductor element 12 include a first anode signal electrode 12g and a first cathode signal electrode 12h.

特に限定されないが、本実施例における第１半導体素子１２は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）構造１２ｅを有している。第１主電極１２ａは、ＩＧＢＴ構造１２ｅのエミッタに接続されており、第２主電極１２ｂは、ＩＧＢＴ構造１２ｅのコレクタに接続されており、信号電極１２ｃは、ＩＧＢＴ構造１２ｅのゲートに接続されている。加えて、第１半導体素子１２は、ＩＧＢＴ構造１２ｅと並列に接続されたダイオード構造１２ｆを有している。第１主電極１２ａは、ダイオード構造１２ｆのアノードに接続されており、第２主電極１２ｂは、ダイオード構造１２ｆのカソードに接続されている。なお、他の実施形態として、第１半導体素子１２は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）構造を有してもよい。この場合、第１主電極１２ａは、ＭＯＳＦＥＴ構造のソースに接続され、第２主電極１２ｂは、ＭＯＳＦＥＴ構造のドレインに接続され、信号電極１２ｃは、ＭＯＳＦＥＴ構造のゲートに接続されている。 Although not particularly limited, the first semiconductor element 12 in this embodiment has an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) structure 12e. The first main electrode 12a is connected to the emitter of the IGBT structure 12e, the second main electrode 12b is connected to the collector of the IGBT structure 12e, and the signal electrode 12c is connected to the gate of the IGBT structure 12e. There is. In addition, the first semiconductor element 12 has a diode structure 12f connected in parallel with the IGBT structure 12e. The first main electrode 12a is connected to the anode of the diode structure 12f, and the second main electrode 12b is connected to the cathode of the diode structure 12f. In addition, as another embodiment, the first semiconductor element 12 may have a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) structure. In this case, the first main electrode 12a is connected to the source of the MOSFET structure, the second main electrode 12b is connected to the drain of the MOSFET structure, and the signal electrode 12c is connected to the gate of the MOSFET structure.

同様に、第２半導体素子１４は、パワー半導体素子であって、半導体基板と、複数の電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃとを有する。複数の電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃには、電力回路に接続される第１主電極１４ａ及び第２主電極１４ｂと、信号回路に接続される複数の信号電極１４ｃとが含まれる。特に限定されないが、第２半導体素子１４はスイッチング素子であり、第１主電極１４ａと第２主電極１４ｂとの間を導通及び遮断することができる。第１主電極１４ａ及び複数の信号電極１４ｃは、半導体基板の一方の表面に位置しており、第２主電極１４ｂは、半導体基板の他方の表面に位置している。第２半導体素子１４の複数の信号電極１４ｃには、第２アノード信号電極１４ｇと、第２カソード信号電極１４ｈとが含まれる。 Similarly, the second semiconductor element 14 is a power semiconductor element and has a semiconductor substrate and a plurality of electrodes 14a, 14b, 14c. The plurality of electrodes 14a, 14b, 14c include a first main electrode 14a and a second main electrode 14b connected to the power circuit, and a plurality of signal electrodes 14c connected to the signal circuit. Although not particularly limited, the second semiconductor element 14 is a switching element and can electrically connect and disconnect between the first main electrode 14a and the second main electrode 14b. The first main electrode 14a and the plurality of signal electrodes 14c are located on one surface of the semiconductor substrate, and the second main electrode 14b is located on the other surface of the semiconductor substrate. The plurality of signal electrodes 14c of the second semiconductor element 14 include a second anode signal electrode 14g and a second cathode signal electrode 14h.

特に限定されないが、本実施例における第２半導体素子１４は、ＩＧＢＴ構造１４ｅを有している。第１主電極１４ａは、ＩＧＢＴ構造１４ｅのエミッタに接続されており、第２主電極１４ｂは、ＩＧＢＴ構造１４ｅのコレクタに接続されており、信号電極１４ｃは、ＩＧＢＴ構造１４ｅのゲートに接続されている。加えて、第２半導体素子１４は、ＩＧＢＴ構造１４ｅと並列に接続されたダイオード構造１４ｆを有している。第１主電極１４ａは、ダイオード構造１４ｆのアノードに接続されており、第２主電極１４ｂは、ダイオード構造１４ｆのカソードに接続されている。なお、他の実施形態として、第２半導体素子１４は、ＭＯＳＦＥＴ構造を有してもよい。この場合、第１主電極１４ａは、ＭＯＳＦＥＴ構造のソースに接続され、第２主電極１４ｂは、ＭＯＳＦＥＴ構造のドレインに接続され、信号電極１４ｃは、ＭＯＳＦＥＴ構造のゲートに接続されている。 Although not particularly limited, the second semiconductor element 14 in this embodiment has an IGBT structure 14e. The first main electrode 14a is connected to the emitter of the IGBT structure 14e, the second main electrode 14b is connected to the collector of the IGBT structure 14e, and the signal electrode 14c is connected to the gate of the IGBT structure 14e. There is. In addition, the second semiconductor element 14 has a diode structure 14f connected in parallel with the IGBT structure 14e. The first main electrode 14a is connected to the anode of the diode structure 14f, and the second main electrode 14b is connected to the cathode of the diode structure 14f. In addition, as another embodiment, the second semiconductor element 14 may have a MOSFET structure. In this case, the first main electrode 14a is connected to the source of the MOSFET structure, the second main electrode 14b is connected to the drain of the MOSFET structure, and the signal electrode 14c is connected to the gate of the MOSFET structure.

また、図１、図２、図４に示すように、第１半導体素子１２は、第１温度センスダイオード１２ｄを内蔵している。第１温度センスダイオード１２ｄのアノードは、第１半導体素子１２の第１アノード信号電極１２ｇに接続されており、第１温度センスダイオード１２ｄのカソードは、第１半導体素子１２の第１カソード信号電極１２ｈに接続されている。同様に、第２半導体素子１４は、第２温度センスダイオード１４ｄを内蔵している。第２温度センスダイオード１４ｄのアノードは、第２半導体素子１４の第２アノード信号電極１４ｇに接続されており、第２温度センスダイオード１４ｄのカソードは、第２半導体素子１４の第２カソード信号電極１４ｈに接続されている。 In addition, as shown in FIGS. 1, 2, and 4, the first semiconductor element 12 has a first temperature sense diode 12d built therein. The anode of the first temperature sense diode 12d is connected to the first anode signal electrode 12g of the first semiconductor element 12, and the cathode of the first temperature sense diode 12d is the first cathode signal electrode 12h of the first semiconductor element 12. It is connected to the. Similarly, the second semiconductor element 14 has a second temperature sensing diode 14d built therein. The anode of the second temperature sensing diode 14d is connected to the second anode signal electrode 14g of the second semiconductor element 14, and the cathode of the second temperature sensing diode 14d is the second cathode signal electrode 14h of the second semiconductor element 14. It is connected to the.

ここで、第１半導体素子１２及び第２半導体素子１４は、第１導体板１６と第２導体板１８との間で、第１方向（図１における左右方向）に沿って配置されている。さらに、第１半導体素子１２の複数の信号電極１２ｃは、第１方向に沿って配列されている。この第１半導体素子１２の信号電極１２ｃの配列を第１配列と称する。図２に示すように、第１配列の一端には、第１アノード信号電極１２ｇが位置し、第１配列の他端には、第１カソード信号電極１２ｈが位置する。同様に、第２半導体素子１４の複数の信号電極１４ｃは、第１方向に沿って配列されている。この第２半導体素子１４の信号電極１４ｃの配列を第２配列と称する。図２に示すように、第２配列の一端には、第２アノード信号電極１４ｇが位置し、第２配列の他端には、第２カソード信号電極１４ｈが位置する。従って、第１半導体素子１２の第１カソード信号電極１２ｈと、第２半導体素子１４の第２アノード信号電極１４ｇは、互いに隣接している。加えて、第１カソード信号電極１２ｈと、第２アノード信号電極１４ｇは、互いに接続されている。即ち、二つの温度センスダイオード１２ｄ、１４ｄは、第１カソード信号電極１２ｈと第２アノード信号電極１４ｇとの間で直列に接続されている。特に限定されないが、第１カソード信号電極１２ｈと、第２アノード信号電極１４ｇは、例えばボンディングワイヤといった導電性を有する部材を介して接続されている。 Here, the first semiconductor element 12 and the second semiconductor element 14 are arranged along the first direction (the left-right direction in FIG. 1) between the first conductor plate 16 and the second conductor plate 18. Furthermore, the plurality of signal electrodes 12c of the first semiconductor element 12 are arranged along the first direction. The array of the signal electrodes 12c of the first semiconductor element 12 is referred to as a first array. As shown in FIG. 2, the first anode signal electrode 12g is located at one end of the first array, and the first cathode signal electrode 12h is located at the other end of the first array. Similarly, the plurality of signal electrodes 14c of the second semiconductor element 14 are arranged along the first direction. The array of the signal electrodes 14c of the second semiconductor element 14 is referred to as a second array. As shown in FIG. 2, the second anode signal electrode 14g is located at one end of the second array, and the second cathode signal electrode 14h is located at the other end of the second array. Therefore, the first cathode signal electrode 12h of the first semiconductor element 12 and the second anode signal electrode 14g of the second semiconductor element 14 are adjacent to each other. In addition, the first cathode signal electrode 12h and the second anode signal electrode 14g are connected to each other. That is, the two temperature sense diodes 12d and 14d are connected in series between the first cathode signal electrode 12h and the second anode signal electrode 14g. Although not particularly limited, the first cathode signal electrode 12h and the second anode signal electrode 14g are connected via a conductive member such as a bonding wire.

一例ではあるが、図３（Ａ）に示すように、第１温度センスダイオード１２ｄは、負の温度特性を有する感温素子である。ここでいう負の温度特性とは、感温素子の温度が上昇すると、その感温素子の信号値が減少する特性を示す。即ち、第１半導体素子１２の温度Ｔが上昇して、第１温度センスダイオード１２ｄの温度が上昇すると、その順方向電圧Ｖｆは低下する。この特性については、第２温度センスダイオード１４ｄも同様である。本実施例の場合、第１カソード信号電極１２ｈと、第２アノード信号電極１４ｇとの間には、第１温度センスダイオード１２ｄと第２温度センスダイオード１４ｄとが直列に接続されている。従って、図３（Ｂ）に示すように、半導体モジュール１０の第１カソード信号電極１２ｈと、第２アノード信号電極１４ｇとの間で検出される電圧は、直列に接続された二つの温度センスダイオード１２ｄ、１４ｄの順方向電圧Ｖｆの和を示している。 As an example, as shown in FIG. 3A, the first temperature sense diode 12d is a temperature sensitive element having a negative temperature characteristic. The negative temperature characteristic referred to here is a characteristic that the signal value of the temperature sensitive element decreases as the temperature of the temperature sensitive element rises. That is, when the temperature T of the first semiconductor element 12 rises and the temperature of the first temperature sense diode 12d rises, the forward voltage V f thereof drops. The second temperature sense diode 14d is similar in this characteristic. In the case of the present embodiment, the first temperature sense diode 12d and the second temperature sense diode 14d are connected in series between the first cathode signal electrode 12h and the second anode signal electrode 14g. Therefore, as shown in FIG. 3B, the voltage detected between the first cathode signal electrode 12h and the second anode signal electrode 14g of the semiconductor module 10 is the same as that of two temperature sense diodes connected in series. The sum of forward voltages V f of 12d and 14d is shown.

半導体モジュール１０は、複数の電力端子２２、２４及び複数の信号端子２６、２８を備える。複数の電力端子２２、２４は、第１電力端子２４、第２電力端子２２を含む。第２電力端子２２は、第１導体板１６に接続されている。第１電力端子２４は、第２導体板１８に接続されている。第１電力端子２４は、直流電源（図示省略）の低電位側（あるいは高電位側）へ接続されており、第２電力端子２２は、例えば負荷（例えば、モータ）へ接続される。これにより、半導体モジュール１０は、例えば、インバータ回路の一部を構成することができる。複数の信号端子２６、２８は、第１温度センス信号端子２６ａ及び第２温度センス信号端子２８ｋを含む。第１温度センス信号端子２６ａは、第１半導体素子１２の信号電極１２ｃに接続されている。第２温度センス信号端子２８ｋは、第２半導体素子１４の信号電極１４ｃに接続されている。 The semiconductor module 10 includes a plurality of power terminals 22 and 24 and a plurality of signal terminals 26 and 28. The plurality of power terminals 22 and 24 include a first power terminal 24 and a second power terminal 22. The second power terminal 22 is connected to the first conductor plate 16. The first power terminal 24 is connected to the second conductor plate 18. The first power terminal 24 is connected to a low potential side (or high potential side) of a DC power supply (not shown), and the second power terminal 22 is connected to, for example, a load (for example, a motor). Thereby, the semiconductor module 10 can form a part of the inverter circuit, for example. The plurality of signal terminals 26 and 28 include a first temperature sense signal terminal 26a and a second temperature sense signal terminal 28k. The first temperature sense signal terminal 26a is connected to the signal electrode 12c of the first semiconductor element 12. The second temperature sense signal terminal 28k is connected to the signal electrode 14c of the second semiconductor element 14.

複数の信号端子２６、２８には、第１ゲート信号端子２６ｇ及び第２ゲート信号端子２８ｇが含まれる。第１ゲート信号端子２６ｇは、信号電極１２ｃを介して第１半導体素子１２のゲート（ここでは、ＩＧＢＴ構造１２ｅのゲート）に接続されている。第２ゲート信号端子２８ｇについても同様であり信号電極１４ｃを介して第２半導体素子１４のゲート（ここでは、ＩＧＢＴ構造１４ｅのゲート）に接続されている。 The plurality of signal terminals 26 and 28 include a first gate signal terminal 26g and a second gate signal terminal 28g. The first gate signal terminal 26g is connected to the gate of the first semiconductor element 12 (here, the gate of the IGBT structure 12e) via the signal electrode 12c. The same applies to the second gate signal terminal 28g, which is connected to the gate of the second semiconductor element 14 (here, the gate of the IGBT structure 14e) via the signal electrode 14c.

上記したように、半導体モジュール１０では、第１半導体素子１２の第１カソード信号電極１２ｈと、第２半導体素子１４の第２アノード信号電極１４ｇが、封止体２０の内部で互いに接続されており、二つの半導体素子１２、１４の温度センスダイオード１２ｄ、１４ｄが、一対の温度センス信号端子２６ａ、２８ｋの間で直列に接続されている。このような構成によると、第１半導体素子１２及び第２半導体素子１４に存在する信号電極１２ｃ、１４ｃの数に対して、必要とされる信号端子２６、２８の数を削減することができる。これにより、例えば半導体モジュール１０の小型化を図ることができる。また、第１半導体素子１２の第１カソード信号電極１２ｈと、第２半導体素子１４の第２アノード信号電極１４ｇとが互いに隣接するように、二つの半導体素子１２、１４の配置及び複数の信号電極１２ｃ、１４ｃの配列が工夫されている。これにより、第１半導体素子１２の第１カソード信号電極１２ｈと、第２半導体素子１４の第２アノード信号電極１４ｇとの間を、比較的に短い経路で容易に接続することができる。従って、半導体モジュール１０の構成を簡素に実現することができる。 As described above, in the semiconductor module 10, the first cathode signal electrode 12h of the first semiconductor element 12 and the second anode signal electrode 14g of the second semiconductor element 14 are connected to each other inside the sealing body 20. The temperature sensing diodes 12d and 14d of the two semiconductor elements 12 and 14 are connected in series between the pair of temperature sensing signal terminals 26a and 28k. With such a configuration, the number of required signal terminals 26, 28 can be reduced with respect to the number of signal electrodes 12c, 14c existing in the first semiconductor element 12 and the second semiconductor element 14. Thereby, for example, the semiconductor module 10 can be downsized. Further, the arrangement of the two semiconductor elements 12 and 14 and the plurality of signal electrodes so that the first cathode signal electrode 12h of the first semiconductor element 12 and the second anode signal electrode 14g of the second semiconductor element 14 are adjacent to each other. The arrangement of 12c and 14c is devised. This makes it possible to easily connect the first cathode signal electrode 12h of the first semiconductor element 12 and the second anode signal electrode 14g of the second semiconductor element 14 with a relatively short path. Therefore, the configuration of the semiconductor module 10 can be simply realized.

本実施例では、第１半導体素子１２の第１カソード信号電極１２ｈと、第２半導体素子１４の第２アノード信号電極１４ｇが、直接的に接続されている構造を例示したが、これに限定されず、間接的に接続されていてもよい。従って、半導体モジュール１０に内蔵される半導体素子の数は、二つに限定されず、三以上の半導体素子であってもよい。 Although the first cathode signal electrode 12h of the first semiconductor element 12 and the second anode signal electrode 14g of the second semiconductor element 14 are directly connected to each other in the present embodiment, the structure is not limited to this. Instead, they may be indirectly connected. Therefore, the number of semiconductor elements incorporated in the semiconductor module 10 is not limited to two, and may be three or more semiconductor elements.

図４−図６を参照して、半導体モジュール１０の制御方法の一実施例について説明する。半導体モジュール１０は、例えば電力変換装置に採用することができる。電力変換装置では、半導体モジュール１０に隣接して、冷却装置５２が設けられている。冷却装置５２には、供給口５２ａと排出口５２ｂが設けられている。冷却装置５２は、供給口５２ａから排出口５２ｂへと冷媒Ｐが流れることによって、半導体モジュール１０を冷却する。排出口５２ｂの近傍には温度センサ５０が設けられており、冷媒Ｐの温度が監視されている。図４に示すように、半導体モジュール１０は、インバータ回路の一部を成しており、その動作は、コントローラ３０によって制御される。コントローラ３０は、半導体モジュール１０の状態（温度や電流）を監視しながら、半導体モジュール１０の動作を制御する。 An embodiment of a method of controlling the semiconductor module 10 will be described with reference to FIGS. The semiconductor module 10 can be used, for example, in a power converter. In the power converter, a cooling device 52 is provided adjacent to the semiconductor module 10. The cooling device 52 is provided with a supply port 52a and a discharge port 52b. The cooling device 52 cools the semiconductor module 10 by flowing the coolant P from the supply port 52a to the discharge port 52b. A temperature sensor 50 is provided near the discharge port 52b, and the temperature of the refrigerant P is monitored. As shown in FIG. 4, the semiconductor module 10 forms a part of an inverter circuit, and its operation is controlled by the controller 30. The controller 30 controls the operation of the semiconductor module 10 while monitoring the state (temperature and current) of the semiconductor module 10.

コントローラ３０は、半導体モジュール１０の複数の信号端子２６、２８に接続されている。コントローラ３０は、複数の信号端子２６、２８を介して、上述したように半導体モジュール１０の状態（温度や電流）を監視しながら、半導体モジュール１０の動作を制御する。例えば、コントローラ３０は、ゲート制御部３２を備えている。ゲート制御部３２は、各々のゲート信号端子２６ｇ、２８ｇへ駆動制御信号を出力することによって、各々の半導体素子１２、１４の動作を個別に制御することができる。 The controller 30 is connected to the plurality of signal terminals 26 and 28 of the semiconductor module 10. The controller 30 controls the operation of the semiconductor module 10 while monitoring the state (temperature and current) of the semiconductor module 10 as described above via the plurality of signal terminals 26 and 28. For example, the controller 30 includes a gate controller 32. The gate control unit 32 can individually control the operation of each of the semiconductor elements 12 and 14 by outputting a drive control signal to each of the gate signal terminals 26g and 28g.

コントローラ３０は、温度モニタ部３４をさらに備える。温度モニタ部３４は、一対の温度センス信号端子２６ａ、２８ｋに接続されている。温度モニタ部３４は、一対の温度センス信号端子２６ａ、２８ｋ間に一定の参照電流を供給しながら、一対の温度センス信号端子２６ａ、２８ｋ間に生じる電圧を監視する。前述したように、一対の温度センス信号端子２６ａ、２８ｋ間には、二つの温度センスダイオード１２ｄ、１４ｄが直列に接続されており、各々の温度センスダイオード１２ｄ、１４ｄは負の温度特性を有している。通常、二つの半導体素子１２、１４の間で大きな温度差は生じない。従って、一対の温度センス信号端子２６ａ、２８ｋ間の電圧を監視することで、第１半導体素子１２及び第２半導体素子１４の温度Ｔをまとめて把握することができる。 The controller 30 further includes a temperature monitor 34. The temperature monitor unit 34 is connected to the pair of temperature sense signal terminals 26a and 28k. The temperature monitor unit 34 monitors the voltage generated between the pair of temperature sense signal terminals 26a and 28k while supplying a constant reference current between the pair of temperature sense signal terminals 26a and 28k. As described above, the two temperature sense diodes 12d and 14d are connected in series between the pair of temperature sense signal terminals 26a and 28k, and each of the temperature sense diodes 12d and 14d has a negative temperature characteristic. ing. Normally, a large temperature difference does not occur between the two semiconductor elements 12 and 14. Therefore, the temperature T of the first semiconductor element 12 and the second semiconductor element 14 can be collectively grasped by monitoring the voltage between the pair of temperature sense signal terminals 26a and 28k.

温度モニタ部３４の具体的な構成は特に限定されない。一例ではあるが、本実施例における温度モニタ部３４は、定電流源３６や過熱検知部３８等を用いて構成されている。定電流源３６は、一対の温度センス信号端子２６ａ、２８ｋ間に、一定の参照電流を供給する。過熱検知部３８は、一対の温度センス信号端子２６ａ、２８ｋ間の電圧が、所定の電圧閾値（例えば、後述する過熱検知基準値ＴＲ）より低いときに、所定の異常信号を出力する。この異常信号は、例えばゲート制御部３２に入力される。ゲート制御部３２は、過熱検知部３８から異常信号が入力されると、いずれかの半導体素子１２、１４に温度異常が生じたと判定する。この場合、ゲート制御部３２は、例えば駆動制御信号の出力を中止又は制限するといった、所定の保護動作を実行する。なお、所定の電圧閾値には、基準電圧源の電圧よりも低い値が設定されてよい。 The specific configuration of the temperature monitor unit 34 is not particularly limited. As one example, the temperature monitor unit 34 in the present embodiment is configured by using the constant current source 36, the overheat detection unit 38, and the like. The constant current source 36 supplies a constant reference current between the pair of temperature sense signal terminals 26a and 28k. The overheat detection unit 38 outputs a predetermined abnormal signal when the voltage between the pair of temperature sense signal terminals 26a and 28k is lower than a predetermined voltage threshold value (for example, an overheat detection reference value T R described later). This abnormality signal is input to the gate control unit 32, for example. When the abnormal signal is input from the overheat detection unit 38, the gate control unit 32 determines that the temperature abnormality has occurred in any of the semiconductor elements 12 and 14. In this case, the gate control unit 32 executes a predetermined protection operation such as stopping or limiting the output of the drive control signal. A value lower than the voltage of the reference voltage source may be set as the predetermined voltage threshold.

ここで、温度モニタ部３４による検知温度を監視するだけでは、第１半導体素子１２及び第２半導体素子１４の一方のみが過熱したときに、それを検知することが難しい。そのことから、コントローラ３０は、冷却装置５２の温度センサ５０をさらに用いて、二つの半導体素子１２、１４の温度を監視するように構成されている。即ち、温度センサ５０による検知温度は、半導体モジュール１０の温度と相関するので、温度センサ５０による検知温度から、二つの半導体素子１２、１４の平均温度を推定することができる。しかしながら、二つの半導体素子１２、１４の実際の平均温度と、温度センサ５０による検知温度との間の関係は、二つの半導体素子１２、１４の両者が均等に温度上昇した場合と、二つの半導体素子１２、１４の一方のみが温度上昇した場合とで、有意に相違する。従って、温度センサ５０による検知温度と、温度モニタ部３４による検知温度との関係（例えば差分）をさらに監視することで、二つの半導体素子１２、１４の温度Ｔをより正確に監視することができる。 Here, it is difficult to detect when only one of the first semiconductor element 12 and the second semiconductor element 14 is overheated by simply monitoring the temperature detected by the temperature monitor 34. Therefore, the controller 30 is configured to further use the temperature sensor 50 of the cooling device 52 to monitor the temperatures of the two semiconductor elements 12 and 14. That is, since the temperature detected by the temperature sensor 50 correlates with the temperature of the semiconductor module 10, the average temperature of the two semiconductor elements 12, 14 can be estimated from the temperature detected by the temperature sensor 50. However, the relationship between the actual average temperature of the two semiconductor elements 12 and 14 and the temperature detected by the temperature sensor 50 is the same when both of the two semiconductor elements 12 and 14 are evenly heated. This is significantly different from the case where only one of the elements 12 and 14 is heated. Therefore, by further monitoring the relationship (for example, the difference) between the temperature detected by the temperature sensor 50 and the temperature detected by the temperature monitor 34, the temperature T of the two semiconductor elements 12 and 14 can be monitored more accurately. ..

以上の知見に基づいて、本実施例のコントローラ３０は、図６、図７に示す制御方法を実行するように構成されている。ここで、上記した二つの半導体素子１２、１４の実際の平均温度と、温度センサ５０による検知温度との間の関係は、例えば実車を用いて実際に測定することで、基準となる参照マップを作成することができる。そして、温度センサ５０による検知温度と、その参照マップとに基づいて、推定される二つの半導体素子１２、１４の平均温度Ｔ２を決定することができる。 Based on the above findings, the controller 30 of this embodiment is configured to execute the control method shown in FIGS. 6 and 7. Here, the relationship between the actual average temperature of the two semiconductor elements 12 and 14 and the temperature detected by the temperature sensor 50 can be obtained by actually measuring using, for example, an actual vehicle to obtain a reference map serving as a reference. Can be created. Then, the estimated average temperature T 2 of the two semiconductor elements 12 and 14 can be determined based on the temperature detected by the temperature sensor 50 and the reference map thereof.

ステップＳ２において、コントローラ３０は、温度モニタ部３４を用いて、二つの半導体素子１２、１４の平均温度Ｔ１を決定する。上述したように、温度モニタ部３４の定電流源３６は、一対の温度センス信号端子２６ａ、２８ｋ間に、一定の参照電流を供給する。その結果、一対の温度センス信号端子２６ａ、２８ｋ間には、二つの温度センスダイオード１２ｄ、１４ｄの平均温度Ｔ１に対応する電圧が発生し、その電圧信号が温度モニタ部３４に入力される。 In step S2, the controller 30 uses the temperature monitor 34 to determine the average temperature T 1 of the two semiconductor elements 12 and 14. As described above, the constant current source 36 of the temperature monitor unit 34 supplies a constant reference current between the pair of temperature sense signal terminals 26a and 28k. As a result, a voltage corresponding to the average temperature T 1 of the two temperature sense diodes 12d and 14d is generated between the pair of temperature sense signal terminals 26a and 28k, and the voltage signal is input to the temperature monitor unit 34.

ステップＳ４において、コントローラ３０は、冷却装置５２の温度センサ５０を用いて、二つの半導体素子１２、１４の平均温度Ｔ２を決定する。上述したように、コントローラ３０は、冷却装置５２の温度センサ５０に接続されており（図５参照）、温度センサ５０の出力信号を受け取るように構成されている。温度センサ５０の出力信号は、コントローラ３０内のゲート制御部３２へ入力される。ゲート制御部３２は、温度センサ５０の出力信号と、前述した参照マップとに基づいて、推定される二つの半導体素子１２、１４の平均温度Ｔ２を決定する。 In step S4, the controller 30 uses the temperature sensor 50 of the cooling device 52 to determine the average temperature T 2 of the two semiconductor elements 12 and 14. As described above, the controller 30 is connected to the temperature sensor 50 of the cooling device 52 (see FIG. 5) and is configured to receive the output signal of the temperature sensor 50. The output signal of the temperature sensor 50 is input to the gate controller 32 in the controller 30. The gate controller 32 determines the estimated average temperature T 2 of the two semiconductor elements 12 and 14 based on the output signal of the temperature sensor 50 and the reference map described above.

ステップＳ６において、コントローラ３０は、ステップＳ２で決定された温度モニタ部３４による平均温度Ｔ１が、過熱検知基準値ＴＲ以上であるか否かを判断する。図６（Ａ）に示すように、温度モニタ部３４による平均温度Ｔ１が、過熱検知基準値ＴＲ以上であれば（ステップＳ６でＹＥＳ）、二つの半導体素子１２、１４は、過熱していると判断される（ステップＳ８）。一方、温度モニタ部３４による平均温度Ｔ１が、過熱検知基準値ＴＲ未満であるときは、当該平均温度Ｔ１については異常がないと判断される。この場合（ステップＳ６でＮＯ）、コントローラ３０はステップＳ１０の処理へ進む。 In step S6, the controller 30, the mean temperature T 1 of by the temperature monitoring unit 34 determined in step S2 it is determined whether or not overheat detection reference value T R above. As shown in FIG. 6 (A), the mean temperature T 1 of by the temperature monitoring unit 34, if the overheat detection reference value T R more (YES in step S6), and two semiconductor elements 12 and 14, and overheated It is determined that there is (step S8). On the other hand, the average temperatures T 1 by the temperature monitoring unit 34, when it is less than the overheat detection reference value T R, for the average temperatures T 1 is determined that there is no abnormality. In this case (NO in step S6), the controller 30 proceeds to the process of step S10.

ステップＳ１０において、コントローラ３０は、温度モニタ部３４による平均温度Ｔ１を、ステップＳ４で決定した温度センサ５０による平均温度Ｔ２と比較する。具体的には、温度センサ５０による平均温度Ｔ２と、温度モニタ部３４による平均温度Ｔ１との差分ΔＴ（＝Ｔ２−Ｔ１）を計算し、その差分ΔＴが、乖離温度基準値ΔＴｒ以上であるか否かを判断する。図６（Ａ）に示すように、二つの半導体素子１２、１４の両者が均等に温度上昇した場合は、温度モニタ部３４による平均温度Ｔ１と、温度センサ５０による平均温度Ｔ２との間に、有意な差異は現れない。それに対して、図６（Ｂ）に示すように、二つの半導体素子１２、１４の一方のみが温度上昇した場合では、温度モニタ部３４による平均温度Ｔ１と、温度センサ５０による平均温度Ｔ２との間に、有意な差異は現れる。従って、両者の差分ΔＴが、乖離温度基準値ΔＴｒ以上である場合、ステップＳ１２に移動し、第１半導体素子１２及び第２半導体素子１４の一方に過熱が生じていると判定する。一方、差分ΔＴが、乖離温度基準値ΔＴｒ未満である場合、コントローラ３０はステップＳ１４に移動して、二つの半導体素子１２、１４に温度異常はないと判定する。 In step S10, the controller 30, the average temperature T 1 of by the temperature monitoring unit 34 compares the average temperature T 2 by the temperature sensor 50 determined in step S4. Specifically, the difference ΔT (=T 2 −T 1 ) between the average temperature T 2 measured by the temperature sensor 50 and the average temperature T 1 measured by the temperature monitor 34 is calculated, and the difference ΔT is calculated as the deviation temperature reference value ΔT. It is determined whether or not r or more. As shown in FIG. 6A, when the temperature of both of the two semiconductor elements 12 and 14 rises evenly, the temperature is between the average temperature T 1 measured by the temperature monitor 34 and the average temperature T 2 measured by the temperature sensor 50. However, no significant difference appears. On the other hand, as shown in FIG. 6B, when only one of the two semiconductor elements 12 and 14 has increased in temperature, the average temperature T 1 measured by the temperature monitoring unit 34 and the average temperature T 2 measured by the temperature sensor 50. And a significant difference appears. Therefore, when the difference ΔT between the two is greater than or equal to the deviation temperature reference value ΔT r , the process proceeds to step S12 and it is determined that one of the first semiconductor element 12 and the second semiconductor element 14 is overheated. On the other hand, when the difference ΔT is less than the deviation temperature reference value ΔT r , the controller 30 moves to step S14 and determines that there is no temperature abnormality in the two semiconductor elements 12 and 14.

以上の一連のステップＳ２−Ｓ１４により、第１半導体素子１２及び第２半導体素子１４の一方のみが過熱した場合においても、ゲート制御部３２で過熱の有無を判定することができる。従って、ゲート制御部３２は、判定した結果に基づいて、各々のゲート信号端子２６ｇ、２８ｇへの駆動制御信号の出力又は制限をすることで所定の保護動作を実行することができる。ここで、本実施例におけるコントローラ３０は、冷却装置５２の温度センサ５０を用いて、半導体素子１２、１４の温度Ｔ（平均温度Ｔ２）を推定した。しかしながら、他の実施形態として、コントローラ３０は、半導体素子１２、１４の温度Ｔに相関、逆相関又はその他の態様で対応し得る指標を用いて、半導体素子１２、１４の温度Ｔ（平均温度Ｔ２）を推定してもよい。 Through the series of steps S2 to S14 described above, even when only one of the first semiconductor element 12 and the second semiconductor element 14 is overheated, the presence or absence of overheating can be determined by the gate controller 32. Therefore, the gate control unit 32 can execute a predetermined protection operation by outputting or limiting the drive control signal to each of the gate signal terminals 26g and 28g based on the determined result. Here, the controller 30 in the present embodiment estimates the temperature T (average temperature T 2 ) of the semiconductor elements 12 and 14 using the temperature sensor 50 of the cooling device 52. However, as another embodiment, the controller 30 uses the index that can be correlated, inversely correlated, or otherwise correspond to the temperature T of the semiconductor elements 12 and 14 (the average temperature T of the semiconductor elements 12 and 14). 2 ) may be estimated.

以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。 Although some specific examples have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. The technical elements described in the present specification or the drawings exert technical utility alone or in various combinations.

１０：半導体モジュール
１２：第１半導体素子
１２ａ、１２ｂ：主電極
１２ｃ：信号電極
１２ｄ：第１温度センスダイオード
１２ｅ：ＩＧＢＴ構造
１２ｆ：ダイオード構造
１２ｇ：第１アノード信号電極
１２ｈ：第１カソード信号電極
１４：第２半導体素子
１４ａ、１４ｂ：主電極
１４ｃ：信号電極
１４ｄ：第２温度センスダイオード
１４ｅ：ＩＧＢＴ構造
１４ｆ：ダイオード構造
１４ｇ：第２アノード信号電極
１４ｈ：第２カソード信号電極
１６：第１導体板
１８：第２導体板
２０：封止体
２２：第２電力端子
２４：第１電力端子
２６、２８：信号端子
２６ａ：第１温度センス信号端子
２６ｇ：第１ゲート信号端子
２８ｇ：第２ゲート信号端子
２８ｋ：第２温度センス信号端子
３０：コントローラ
３２：ゲート制御部
３４：温度モニタ部
３６：定電流源
３８：過熱検知部
５０：温度センサ
５２：冷却装置
５２ａ：供給口
５２ｂ：排出口
Ｐ：冷媒
Ｔ：半導体素子の温度
Ｔ１：温度モニタ部による平均温度
Ｔ２：温度センサによる平均温度
ＴＲ：過熱検知基準値
Ｖｆ：順方向電圧
ΔＴｒ：乖離温度基準値 10: Semiconductor module 12: 1st semiconductor element 12a, 12b: Main electrode 12c: Signal electrode 12d: 1st temperature sense diode 12e: IGBT structure 12f: Diode structure 12g: 1st anode signal electrode 12h: 1st cathode signal electrode 14 : Second semiconductor elements 14a, 14b: Main electrode 14c: Signal electrode 14d: Second temperature sensing diode 14e: IGBT structure 14f: Diode structure 14g: Second anode signal electrode 14h: Second cathode signal electrode 16: First conductor plate 18: Second conductor plate 20: Sealing body 22: Second power terminal 24: First power terminal 26, 28: Signal terminal 26a: First temperature sense signal terminal 26g: First gate signal terminal 28g: Second gate signal Terminal 28k: Second temperature sense signal terminal 30: Controller 32: Gate controller 34: Temperature monitor 36: Constant current source 38: Overheat detector 50: Temperature sensor 52: Cooling device 52a: Supply port 52b: Discharge port P: Refrigerant T: Temperature of semiconductor element T 1 : Average temperature by temperature monitor T 2 : Average temperature by temperature sensor T R : Overheat detection reference value V f : Forward voltage ΔT r : Deviation temperature reference value

Claims (1)

各々が温度センスダイオードを内蔵する第１半導体素子及び第２半導体素子と、
前記第１半導体素子及び前記第２半導体素子を一体に封止する封止体と、
前記封止体の内外に亘って延びている第１温度センス端子及び第２温度センス端子と、を備え、
前記第１半導体素子及び前記第２半導体素子は、第１方向に沿って配置されているとともに、前記第１半導体素子及び前記第２半導体素子の各々には、前記第１方向に沿って複数の信号電極が設けられており、
前記複数の信号電極は、前記第１方向に沿った配列の一端に位置するとともに前記温度センスダイオードのアノードに接続されたアノード信号電極と、当該配列の他端に位置するとともに前記温度センスダイオードのカソードに接続されたカソード信号電極とを有し、
前記第１半導体素子の前記カソード信号電極と、前記第２半導体素子の前記アノード信号電極は、互いに隣接しているとともに、前記封止体の内部で互いに接続されており、
前記第１温度センス端子は、前記第１半導体素子の前記アノード信号電極に接続されており、
前記第２温度センス端子は、前記第２半導体素子の前記カソード信号電極に接続されている、
半導体装置。 A first semiconductor element and a second semiconductor element each including a temperature sensing diode;
A sealing body that integrally seals the first semiconductor element and the second semiconductor element;
A first temperature sensing terminal and a second temperature sensing terminal extending inside and outside the sealing body,
The first semiconductor element and the second semiconductor element are arranged along a first direction, and each of the first semiconductor element and the second semiconductor element includes a plurality of elements along the first direction. Signal electrodes are provided,
The plurality of signal electrodes are located at one end of the array along the first direction and are connected to the anode of the temperature sense diode, and the plurality of signal electrodes are located at the other end of the array and of the temperature sense diode. A cathode signal electrode connected to the cathode,
The cathode signal electrode of the first semiconductor element and the anode signal electrode of the second semiconductor element are adjacent to each other and connected to each other inside the sealing body,
The first temperature sense terminal is connected to the anode signal electrode of the first semiconductor element,
The second temperature sense terminal is connected to the cathode signal electrode of the second semiconductor element,
Semiconductor device.
JP2019014317A 2019-01-30 2019-01-30 Semiconductor equipment Active JP7088048B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019014317A JP7088048B2 (en) 2019-01-30 2019-01-30 Semiconductor equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019014317A JP7088048B2 (en) 2019-01-30 2019-01-30 Semiconductor equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020123660A true JP2020123660A (en) 2020-08-13
JP7088048B2 JP7088048B2 (en) 2022-06-21

Family

ID=71993657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019014317A Active JP7088048B2 (en) 2019-01-30 2019-01-30 Semiconductor equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7088048B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005166987A (en) * 2003-12-03 2005-06-23 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2005259753A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2012099695A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Toyota Motor Corp Semiconductor device
WO2017169693A1 (en) * 2016-04-01 2017-10-05 三菱電機株式会社 Semiconductor module

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005166987A (en) * 2003-12-03 2005-06-23 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2005259753A (en) * 2004-03-09 2005-09-22 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2012099695A (en) * 2010-11-04 2012-05-24 Toyota Motor Corp Semiconductor device
WO2017169693A1 (en) * 2016-04-01 2017-10-05 三菱電機株式会社 Semiconductor module

Also Published As

Publication number Publication date
JP7088048B2 (en) 2022-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9742389B2 (en) Semiconductor device and control method thereof
JP5233198B2 (en) Semiconductor device
US10658921B2 (en) Overheat protection control device and vehicle-mounted power circuit device
JP2011258623A (en) Power semiconductor system
US10132693B2 (en) Solder degradation information generation apparatus
JP3599575B2 (en) Temperature detecting circuit of voltage-driven semiconductor device, driving device using the same, and voltage-driven semiconductor device
US20170125998A1 (en) Electronic device with electronic power component and direct detection of the temperature of such a component
US10734990B2 (en) Semiconductor apparatus
US20180048141A1 (en) Power module
JP6277114B2 (en) Power converter
Chen et al. Driver Integrated Online R ds-on Monitoring Method for SiC Power Converters
JP5825012B2 (en) Semiconductor device
US10305466B2 (en) Power conversion apparatus
JP7088048B2 (en) Semiconductor equipment
US10115700B2 (en) Power module, electrical power conversion device, and driving device for vehicle
JP2006114575A (en) Power module
KR101904682B1 (en) Current interrupting device
JP2014096886A (en) Power supply device
WO2020250445A1 (en) Power converter, service life diagnosis device for semiconductor chip, and method for diagnosing service life of semiconductor chip
JP6179426B2 (en) Semiconductor device
JP2020085559A (en) Semiconductor device
JP2020088056A (en) Semiconductor device
US11710683B2 (en) Heat conduction pattern for cooling a power module
US20230363122A1 (en) Pulse inverter as well as powertrain and method for heating a coolant
JP7254230B1 (en) power converter

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20200720

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210625

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220523

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7088048

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151