JP4695918B2 - パワーモジュール - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のパワーモジュールにおいては、2つの外部導出端子(同文献中符号29,30/図2〜図4及び段落0014〜0016参照)の平板状の本体部(同文献中符号31,36)が所定の隙間をもって近接平行配置されている。
平行配線におけるインダクタンスは、電流の向きが互いに逆方向であることにより相殺されることが知られている。
しかし、特許文献1に記載の2つの外部導出端子の外部端子部(同文献中「主端子部33,38」)は、本体部(同文献中符号31,36)の長手方向の互いに逆側に配置されているため、この2つの外部導出端子により電流を入出させると、本体部(同文献中符号31,36)の互いに重なっている部分の大部分において電流は同方向に流れるのであって逆方向には流れない。
また、パワー半導体デバイスが実装された基板に対し、そのパワー半導体デバイスを制御する制御IC等を実装した制御回路基板が接続され一の筐体に一体的に組み立てられたパワーモジュールが増えつつある(パワーモジュールのインテリジェント化)。
このようなパワーモジュールの複合化、インテリジェント化が同時に要求されれば、装置構成は複雑化し、大型化が著しくなる。
特許文献1に記載の外部導出端子においては、下端部(同文献中符号32a,32b等)が立設されているため、装置の薄型化を図り難い。
インテリジェント化されたパワーモジュールでは、パワー半導体デバイスの実装基板と制御回路基板を重ねて配置した構造が小型化の点で好まれる。かかる構造では、外部端子を制御回路基板から回避した装置周縁部等に配置せざるを得ない。
インテリジェント化に加えてパワーモジュールが複合化すると、電力の出入力端子、リアクトルやコンデンサなどの外部装置との接続端子に加え複数の制御用ポートのレイアウトや配線経路をどのようにするかが問題となり、配線効率、汎用性、小型薄型化、配線インダクタンスの低減等の様々な観点で優れたものが望まれる。
また、パワーモジュールの複合化、多チップ化、インテリジェント化が同時に要求された場合においても、パワー半導体デバイスと外部導出端子との接続の容易化、パワーモジュールの小型薄型化・簡素化、内部デバイスの電磁的相互干渉の低減を図ることができるパワーモジュールを提供することを課題とする。
前記パワー半導体デバイスを囲む外枠部を有し前記放熱板に固定された絶縁性ケースと、導電性の材料からなり、前記外枠部に保持された外部端子部及び前記外枠部内へ延設された内部端子部が形成された2枚の外部導出端子とを備え、
前記回路搭載面を垂直視したとき前記外部端子部は異なる位置に保持されており、
前記内部端子部は前記回路搭載面に平行な板状であり、
前記回路搭載面を垂直視したとき前記内部端子部は、前記外部端子部を起点として途中絶縁層を介して二重に重なってこの二重部では同方向にのみ延び、前記二重部からさらに前記回路搭載面に近いものほど長く延びて2段の階段状に構成され、その上段、下段のそれぞれにボンディングワイヤがボンディングされており、
前記パワー半導体デバイスの電極が前記ボンディングワイヤ及び前記内部端子部を介して前記外部端子部まで電気的に導出され、
運転時に、前記2枚の外部導出端子に同時に流れる電流が、前記パワー半導体デバイスへ入る電流と前記パワー半導体デバイスから出る電流となるように配線接続され、
前記内部端子部の両側にパワー半導体デバイスが配され、そのうち、片側に配されたパワー半導体デバイスに制御信号を入力するための制御信号入力端子と、逆側に配されたパワー半導体デバイスに制御信号を入力するための制御信号入力端子とが、前記内部端子部を中心にして各入力先のパワー半導体デバイスの外側に配され、
前記内部端子部と前記両側のパワー半導体デバイスとがそれぞれワイヤボンディングされ、
前記両側のパワー半導体デバイスの間に配された前記内部端子部の基端から分岐して2つの内部端子部が前記両側のパワー半導体デバイスに隣接しつつ相互逆方向に延設され、この2つの内部端子部に前記入力先のパワー半導体デバイスの電極を導出するためのボンディングワイヤがボンディングされてなることを特徴とするパワーモジュールである。
前記放熱板の回路搭載面に設置されたパワー半導体デバイスと、
前記パワー半導体デバイスを囲む外枠部を有し前記放熱板に固定された絶縁性ケースと、導電性の材料からなり、前記外枠部に保持された外部端子部及び前記外枠部内へ延設された内部端子部が形成された3枚の外部導出端子とを備え、
前記回路搭載面を垂直視したとき前記外部端子部は異なる位置に保持されており、
前記内部端子部は前記回路搭載面に平行な板状であり、
前記回路搭載面を垂直視したとき前記内部端子部は、前記外部端子部を起点として途中絶縁層を介して三重に重なってこの三重部では同方向にのみ延び、前記三重部からさらに前記回路搭載面に近いものほど長く延びて3段の階段状に構成され、その上段、中段、下段のそれぞれにボンディングワイヤがボンディングされており、
前記パワー半導体デバイスの電極が前記ボンディングワイヤ及び前記内部端子部を介して前記外部端子部まで電気的に導出され、
運転時に、前記3枚の外部導出端子のうち前記三重部で隣り合ういずれか2枚の外部導出端子に同時に流れる電流が、前記パワー半導体デバイスへ入る電流と前記パワー半導体デバイスから出る電流となるように配線接続され、
前記内部端子部の両側にパワー半導体デバイスが配され、そのうち、片側に配されたパワー半導体デバイスに制御信号を入力するための制御信号入力端子と、逆側に配されたパワー半導体デバイスに制御信号を入力するための制御信号入力端子とが、前記内部端子部を中心にして各入力先のパワー半導体デバイスの外側に配され、
前記内部端子部と前記両側のパワー半導体デバイスとがそれぞれワイヤボンディングされ、
前記両側のパワー半導体デバイスの間に配された前記内部端子部の基端から分岐して2つの内部端子部が前記両側のパワー半導体デバイスに隣接しつつ相互逆方向に延設され、この2つの内部端子部に前記入力先のパワー半導体デバイスの電極を導出するためのボンディングワイヤがボンディングされてなることを特徴とするパワーモジュールである。
異なるスイッチ回路の間は、前記内部端子部によって断たれてなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパワーモジュールである。
まず、2又は3枚以上の内部端子部は回路搭載面に平行な平板状で絶縁層を介して重なって配置されるため、装置薄型化に有利である。
また、内部端子部が階段状に構成されるので、各内部端子部へワイヤボンディングが容易にできる。内部端子部が直接ワイヤボンディングされているので簡素化し、配線スペースが面積的にも厚み的にも省スペースとなる。
さらに、内部端子部同士は重なり部分では同方向にのみ延びており、かつ、運転時に、重なり部分で隣り合う2枚の外部導出端子に同時に流れる電流が、パワー半導体デバイスへ入る電流とパワー半導体デバイスから出る電流となるように配線接続されているので、重なり部分で隣り合う配線の電流は逆方向に流れてインダクタンスが幾分か相殺される。
外部端子部は絶縁性ケースの外枠部の異なる位置に保持され外部接続がしやすく、回路搭載面上空から外枠部に回避しているので、外枠部内へ制御基板等を搭載しやすい。
また請求項1又は請求項2に記載の発明によれば次のような効果がある。
まず、内部端子部の両側にパワー半導体デバイスが配され、内部端子部は両側からワイヤボンディングされるので、片側からのみとするより配線効率が良い。
また、制御信号入力端子は入力先のパワー半導体デバイスを挟んで内部端子部の反対側に配されるから、内部端子部とパワー半導体デバイスとのワイヤボンディングに干渉することなく、制御信号入力端子を入力先のパワー半導体デバイスに近接配置することができる。
さらに、2つの制御信号入力端子は、内部端子部とその両側のパワー半導体デバイスを挟んでいる分は離れているので、放熱板の回路搭載面に向かい合わせて配置した制御基板を、2つの制御信号入力端子に電気的に接続するとともに機械的に固定することによって安定的に保持することができる。
また請求項1又は請求項2に記載の発明によれば、内部端子部と両側のパワー半導体デバイスとがそれぞれワイヤボンディングされ、両側のパワー半導体デバイスの間に配された内部端子部の基端から分岐して2つの内部端子部が両側のパワー半導体デバイスに隣接しつつ相互逆方向に延設され、この2つの内部端子部に前記入力先のパワー半導体デバイスの電極を導出するためのボンディングワイヤがボンディングされるので、さらに内部端子部のワイヤボンディング領域を確保することができ、さらに配線効率が向上するという効果がある。
したがって、外枠部に保持された外部端子部から離れた位置に設置されるパワー半導体デバイスのワイヤボンディング等の接続も、外枠部から延設されて当該パワー半導体デバイスに近い位置に安定的に固定された内部端子部に対し容易に行うことができるという効果がある。
図1は、放熱板(回路パターン付き)の平面図(a)、正面図(b)、右側面図(c)である。
図2は、チップがダイボンディングされた状態の放熱板の平面図である。
図3は、樹脂ケースの平面図(a)、図(a)におけるA−A´断面図(b)、図(a)におけるB−B´断面図(c)である。
図4は図3(b)の部分拡大図である。図5は図3(c)の拡大図である。
図6は、半完成状態(制御基板及び蓋未組立て)の本パワーモジュールの平面図である。
図7は放熱板と一層目の外部導出端子を示した平面図、図8は放熱板と一、二層目の外部導出端子を示した平面図、図9は放熱板と一〜三層目の外部導出端子を示した平面図である。
放熱板aの回路搭載面a5には、5つのセラミック基板b1〜b5が接合形成されている。セラミック基板b1〜b5の材料として、電気的耐性が高く熱伝導性も高い窒化アルミニウム等が好個に用いられる。
各セラミック基板b1〜b5上に回路パターンc1〜c5が接合形成されている。回路パターンc1〜c5の材料としては、電気伝導性の高いアルミニウム、銅等の金属およびこれらの合金が好個に用いられる。
この図1に示す回路パターン付き部品としては、特開2004−6604号公報記載のパワーモジュール用一体型接合部材を利用することができる。回路パターンを有したプラスチック基板を放熱板aに接合しても良い。
図2に示すように、4並列の降圧用IGBT3と、1チップのFWD(フライホィールダイオード)4と、2並列の降圧用ダイオード5と、時分割並列運転される各3並列の昇圧用IGBT6,7と、1チップのFWD8と、4並列の昇圧用ダイオード9とがそれぞれボンディングされている。
また、各IGBT3,6,7のゲートを制御ポートi1〜i3に中継するための中継回路パターン10,11,12にゲート抵抗素子等がボンディングされる。
架橋部を3つの直線状部分に分けて説明すると、第1架橋部d5は、中央からやや偏在して外枠部d4を短辺方向に跨るように外枠部d4の長辺と対岸の長辺との間に架設されている。第2架橋部d6は、第1架橋部d5から遠い方の外枠部d4の短辺のほぼ中央と第1架橋部d5のほぼ中央との間に架設されている。第3架橋部d7は外枠部d4の長辺と第2架橋部d6との間に架設されている。
また図6に示すように、ワイヤボンディングが施され、図10の回路図に対応する配線接続がなされる。図3〜図9に描いた各外部導出端子f1〜f6に対応する配線部分及び制御ポートi1〜i3に対応する信号線を図10の回路図中に同一符号で示した。
図10に示すように、昇降圧チョッパ型DC−DCコンバータ1は、外部導出端子f2,f5間にリアクトルLが接続され、出力端子となる外部導出端子f4,f6間に出力コンデンサCが接続され、入力端子となる外部導出端子f1,f3間に入力直流電源13が接続されて構成される。また、制御回路2は制御ポートi1〜i3を介して各IGBT3,6,7のゲート端子に接続される。
制御回路2は負荷14に出力される出力電圧Voutを検知して降圧用IGBT3のオン・オフ動作と、昇圧用IGBT6,7のオン・オフ動作を制御するものである。
昇圧用半導体デバイス群Bは、昇圧用IGBT6,7と、FWD8と、昇圧用ダイオード9から成るものであり、昇圧用IGBT6,7と、FWD8とから構成された時分割並列運転される昇圧用スイッチ回路Sを含む。
制御回路2は図11(b)に示す制御パルス信号をIGBT6のゲート端子に印加し、図11(c)に示す制御パルス信号をIGBT7のゲート端子に印加する。図11はIGBT6のデューティ比を25%、IGBT7のデューティ比を25%とした場合を示している。
図11(b)に示す制御パルス信号の立ち上がり端を開始端とした周期Tを基準に説明する。IGBT6を制御する制御信号波形は、周期Tの始めにオン期間t1がとられ、続いてその3倍の長さのオフ期間t2がとられて形成される。
図11(c)に示すようにIGBT7を制御する制御信号波形は、周期Tの始めにオン期間t1の2倍の長さのオフ期間t3がとられ、続いてオン期間t1と同じ長さのオン期間t4がとられ、続いてオン期間t1と同じ長さのオフ期間t5がとられて形成される。
言い換えれば、IGBT6を制御する制御信号波形をT/2シフトした制御信号波形によりIGBT7を制御する。
なお、出力電圧Vout、出力電流Ioutは、完全な直流電圧、直流電流ではなく、微小な振幅でスイッチングごとに変動(リプル)する。
異なるスイッチング周波数の組み合わせとしては、IGBT6を10〔kHz〕でIGBT7を20〔kHz〕で制御する場合や、IGBT6を15〔kHz〕でIGBT7を20〔kHz〕で制御する場合などを挙げることができが、その他無限の組み合わせが考えられる。その他変則的な場合としては、IGBT6とIGBT7とで、デューティ比が異なる場合や、周波数及びデューティ比が異なる場合、周波数やデューティ比を変調する場合などがある。
各トランジスタのオン期間の間に並列するすべてのトランジスタがオフとなる全オフ期間が介在しない場合が部分的にあっても、出力コンデンサCの充放電周波数より低い周波数で、並列する各トランジスタを制御できていれば良い。
外部導出端子f1〜f6の共通構造としては、まず、図3〜図5に示したように、外枠部d4の上端面に同一高さで配置された外部端子部g1〜g6を有することである。各外部端子部g1〜g6には孔m1〜m6(図7〜図9参照)が設けられている。これらの孔に重なる孔を有するナットn1〜n6が外枠部d4に埋没保持されている。これにより、各外部端子部g1〜g6へ外部装置からのリード端子をボルト・ナットにより圧着接続することができるようになっている。
各外部導出端子f1〜f6の外枠部d4の上端面に露出した端部が各外部端子部g1〜g6であり、各外部導出端子f1〜f6の外枠部d4内に露出した端部が各内部端子部h1〜h8である。図8に示すように外部導出端子f5のみは、3股に分かれて形成された3つの内部端子部h5,f7,h8を有する。
降圧側の3つの外部端子部g1〜g3が同一高さに配置される一方、対応する内部端子部h1〜h3は間隔隔てて異なる高さに配置されている。そのため、外部端子部g1と内部端子部h1との落差より、外部端子部g2と内部端子部h2との落差が小さくされ、外部端子部g2と内部端子部h2との落差より、外部端子部g3と内部端子部h3と落差が小さくされている。
同様に、昇圧側の3つの外部端子部g4〜g6が同一高さに配置される一方、対応する内部端子部h4〜h6は異なる高さに配置されている。そのため、外部端子部g4と内部端子部h4との落差より、外部端子部g5と内部端子部h5との落差が小さくされ、外部端子部g5と内部端子部h5との落差より、外部端子部g6と内部端子部h6と落差が小さくされている。なお、内部端子部h7,h8は内部端子部h5と同一高さに配置される。
しかるに、放熱板aに最も近い位置に内部端子部が配置される外部導出端子を一層目として、外部導出端子f1,f4が一層目(最下層)であり、外部導出端子f2,f5が二層目(中間層)であり、外部導出端子f3,f6が三層目(最上層)である。
これらの外部端子部g1〜g3の孔m1〜m3の位置は図3(a)及び図9に示すごとく装置外形から等しい距離にそろえられている。
その一方、内部端子部h2,h3が一部で重なる二、三層目の外部導出端子f2,f3が互いに接触しないように、図3(a)に示すごとく三層目の外部導出端子f3は、二層目の外部導出端子f2の折り曲げ部より外枠部d4の内側に寄った位置で同一方向に折り曲げられて外枠部d4へ没入している。また、降圧側の3つの外部導出端子f1〜f3は、外枠部d4に平行な軸周りに同一方向に折り曲げ形成されている。その結果、図3(c)および図5に示すように、二、三層目の外部導出端子f2,f3は放熱板に垂直な部分においても重なっている。これにより逆方向電流によるインダクタンスの低減効果が高まる。
昇圧側の3つの外部端子部g4〜g6の孔m4〜m6の位置は図3(a)及び図9に示すごとく装置外形から等しい位置にそろえられている。
その一方で、内部端子部h1〜h3が一部で重なる3つの外部導出端子f4〜f6が互いに接触しないように、図3(a)に示すごとく異なる位置で異なる3方向へ折り曲げられて外枠部d4へ没入している。
詳細に言えば、中央の外部導出端子f6は、外枠部d4に平行な軸周りに折り曲げ形成されていて、その外部端子部g6が外枠部d4の部材幅方向に延在しているのに対し、両脇の外部導出端子f4,f5は、折り曲げ部が中央の外部端子部g6側を向くように外枠部d4の部材幅方向に平行な軸について互いに逆周りに折り曲げ形成されていて、その外部端子部g4,g5が外枠部d4に平行に延在している。その結果、両脇の外部端子部g4,g5の位置においては、中央の外部端子部g6の位置より外枠部d4の部材幅が狭くできている。その分、内部端子部h7,h8を省スペースに配置することができている。
図8に示すように、内部端子部h2の縁には凹型部k2が設けられている。図3(a)に示すように第1架橋部d5から突出する凸部j5が凹型部k2に充填形成されて嵌合している。この凹型部k2及びこれに嵌る凸部j5は、第1架橋部d5への内部端子部h2の保持性を良くするため少なくとも反対側に1つ設けられる。さらには均等に数箇所設けられる。
孔部k1及びこれに嵌る凸部j2を設けることにより、第1架橋部d5への内部端子部h2の保持性が良くなり、さらに、凹型部k2及びこれに嵌る凸部j5を設けることにより、内部端子部h2の中央部のみならず縁部の浮き、反りが防止され、全面的に保持性が向上する。
さらに、図3、図4、図7、図8によって示されるように、3つの内部端子部h2,h4,h5に関しては、円形の孔部k3が設けられており、この孔部k3内に嵌合し各内部端子部h2,h4,h5の上下の絶縁層に結合する連結部j6が充填形成されている。
また、図3(a)、図7、図8によって示されるように、2つの内部端子部h4,h5に関しては、内部端子部h4,h5の架設方向に長い長孔部k4が設けられており、この孔部k4内に嵌合し各内部端子部h4,h5の上下の絶縁層に結合する連結部j7が充填形成されている。
孔部k3及びこれに嵌る連結部j6や、長孔部k4及びこれに嵌る連結部j7を設けることにより、内部端子部h2,h3の重なり部、内部端子部h4〜h6の重なり部の接合強度が強化される。
また、回路搭載面a5を垂直視したとき3つの内部端子部h4〜h6のうち、三重部で隣り合う外部導出端子h4と外部導出端子h5は、外部端子部g4,g5を起点として途中絶縁層j3を介して二重に重なっている。この二重部では同方向にのみ延び、この二重部からさらに回路搭載面a5に近い1層目の内部端子部h4、2層目の内部端子部h5の順で長く延びて2段の階段状に構成されている。その上段、下段、すなわち、1層目の内部端子部h4の上面、2層目の内部端子部h5の上面にそれぞれにボンディングワイヤがボンディングされている。
同様に、回路搭載面a5を垂直視したとき3つの内部端子部h4〜h6のうち、三重部で隣り合う外部導出端子h5と外部導出端子h6は、外部端子部g5,g6を起点として途中絶縁層j4を介して二重に重なっている。この二重部では同方向にのみ延び、この二重部からさらに回路搭載面a5に近い2層目の内部端子部h5、3層目の内部端子部h6の順で長く延びて2段の階段状に構成されている。その上段、下段、すなわち、2層目の内部端子部h5の上面、3層目の内部端子部h6の上面にそれぞれにボンディングワイヤがボンディングされている。
図10に示すように、入力直流電源13の正極から入力される電流は外部導出端子f3を通り、降圧用IGBT3がオンであれば外部導出端子f2を通ってリアクトルLに出力される。この際、外部導出端子f2及び外部導出端子f3に同時に電流が流れるが、外部導出端子f2と外部導出端子f3とが上下に重なる部分では互いの電流は逆方向に流れており、インダクタンスが幾分か相殺される。
外部導出端子f5と外部導出端子f6とが上下に隣り合って重なる部分では互いの電流は同方向に流れている。
本発明の実施に当たっては、内部端子部の上下に隣り合って重なる部分に、互いの電流が同方向に流れる部分があってもよいが、できるだけ短くすることが好ましい。そのため本実施形態のように、内部端子部h5と内部端子部h6の重なる距離より重なる距離が長い内部端子部h4と内部端子部h5に逆方向電流を流すことを選択することにより、インダクタンスの相殺効果を大きくとれる。すなわち、3枚の外部導出端子f4〜f6のうち対向面積の大きい方の2枚の外部導出端子f4,f5に同時に流れる電流が、パワー半導体デバイスへ入る電流とパワー半導体デバイスから出る電流となるように配線接続したものである。
外枠部d4に保持された外部端子部g1〜g6から離れた位置に設置されるパワー半導体デバイスに関しても、外枠部d4から延設されて当該パワー半導体デバイスに近い位置に安定的に固定された内部端子部h2,h4〜h6に対し容易にワイヤボンディングを行うことができる。
本実施形態においては、異なる制御信号に基づき動作する複数のスイッチ回路が降圧用IGBT3と、時分割並列運転される昇圧用IGBT6及びIGBT7により3つ構成される。IGBT3が区画e1に、IGBT6が区画e2に、IGBT7が区画e3に配置される。したがって、異なる動作をするスイッチ回路の電磁的相互干渉が低減され、ノイズその他の動作障害を抑制することができる。
また、絶縁性ケースの一部である架橋部d5,d6は絶縁性であるから、内部端子部h2,h4と放熱板との必要な電気的絶縁が板状の架橋部d5,d6により確保されている。
放熱板aに樹脂ケースdを固定した後は、架橋部d5,d6,d7は放熱板aの回路搭載面a5に接して内部端子部h1〜h6を支持するので、架橋部が放熱板から浮いている場合に比較して、内部端子部はより強い支持力で支持され安定的に固定される。
本実施形態のように、この制御信号入力端子に内部の制御基板を接続する場合には、制御基板の端部で接続することができる。本実施形態のように、3つの制御ポートi1〜i3が制御基板を3点で支持することにより安定性良く制御基板を支持できる。本実施形態においては、制御基板を外枠部d4によっても直接支持するが、制御ポートi1〜i3のみを制御基板を支える支点とし、さらなる小型化を試みることができる。本実施形態の場合、制御基板を外枠部d4に設けられた3つの保持ピンd9によって保持するので、放熱板aや樹脂ケースdに不意に衝撃力が加わった時にも制御ポートi1〜i3に衝撃を与えず、衝撃に強い構造となる。
また、制御ポートi1〜i3の付設位置は、当該入力先のパワー半導体デバイスが配置された区画を挟んで架橋部の反対側である。具体的には、制御ポートi1は、降圧用IGBT3が配置された区画e1を挟んで第1架橋部d5の反対側に付設されている。そして、降圧用IGBT3のゲート、エミッタ、コレクタの3端子は異なる3方向へ延びるボンディングワイヤによりそれぞれ制御ポートi1、内部端子部h2、内部端子部h3に配線される。同様に、制御ポートi2は、昇圧用IGBT6が配置された区画e2を挟んで第2架橋部d6の反対側に付設され、昇圧用IGBT6のゲート、エミッタ、コレクタの3端子は異なる3方向へ延びるボンディングワイヤによりそれぞれ制御ポートi2、内部端子部h6、内部端子部h7に配線される。また同様に、制御ポートi3は、昇圧用IGBT7が配置された区画e3を挟んで第2架橋部d6の反対側に付設され、昇圧用IGBT7のゲート、エミッタ、コレクタの3端子は異なる3方向へ延びるボンディングワイヤによりそれぞれ制御ポートi3、内部端子部h6、内部端子部h8に配線される。
以上のような3方向への分離配線により、信号線は、架橋部上の内部端子部へのワイヤボンディング等の接続、架橋部のたもと側に配置される外部端子部等の配置に抵触することなく、必要な距離が取れる。これにより、電磁的相互干渉を抑制して動作信頼性を向上させることができる。
Claims (6)
- 放熱板と、
前記放熱板の回路搭載面に設置されたパワー半導体デバイスと、
前記パワー半導体デバイスを囲む外枠部を有し前記放熱板に固定された絶縁性ケースと、導電性の材料からなり、前記外枠部に保持された外部端子部及び前記外枠部内へ延設された内部端子部が形成された2枚の外部導出端子とを備え、
前記回路搭載面を垂直視したとき前記外部端子部は異なる位置に保持されており、
前記内部端子部は前記回路搭載面に平行な板状であり、
前記回路搭載面を垂直視したとき前記内部端子部は、前記外部端子部を起点として途中絶縁層を介して二重に重なってこの二重部では同方向にのみ延び、前記二重部からさらに前記回路搭載面に近いものほど長く延びて2段の階段状に構成され、その上段、下段のそれぞれにボンディングワイヤがボンディングされており、
前記パワー半導体デバイスの電極が前記ボンディングワイヤ及び前記内部端子部を介して前記外部端子部まで電気的に導出され、
運転時に、前記2枚の外部導出端子に同時に流れる電流が、前記パワー半導体デバイスへ入る電流と前記パワー半導体デバイスから出る電流となるように配線接続され、
前記内部端子部の両側にパワー半導体デバイスが配され、そのうち、片側に配されたパワー半導体デバイスに制御信号を入力するための制御信号入力端子と、逆側に配されたパワー半導体デバイスに制御信号を入力するための制御信号入力端子とが、前記内部端子部を中心にして各入力先のパワー半導体デバイスの外側に配され、
前記内部端子部と前記両側のパワー半導体デバイスとがそれぞれワイヤボンディングされ、
前記両側のパワー半導体デバイスの間に配された前記内部端子部の基端から分岐して2つの内部端子部が前記両側のパワー半導体デバイスに隣接しつつ相互逆方向に延設され、この2つの内部端子部に前記入力先のパワー半導体デバイスの電極を導出するためのボンディングワイヤがボンディングされてなることを特徴とするパワーモジュール。 - 放熱板と、
前記放熱板の回路搭載面に設置されたパワー半導体デバイスと、
前記パワー半導体デバイスを囲む外枠部を有し前記放熱板に固定された絶縁性ケースと、導電性の材料からなり、前記外枠部に保持された外部端子部及び前記外枠部内へ延設された内部端子部が形成された3枚の外部導出端子とを備え、
前記回路搭載面を垂直視したとき前記外部端子部は異なる位置に保持されており、
前記内部端子部は前記回路搭載面に平行な板状であり、
前記回路搭載面を垂直視したとき前記内部端子部は、前記外部端子部を起点として途中絶縁層を介して三重に重なってこの三重部では同方向にのみ延び、前記三重部からさらに前記回路搭載面に近いものほど長く延びて3段の階段状に構成され、その上段、中段、下段のそれぞれにボンディングワイヤがボンディングされており、
前記パワー半導体デバイスの電極が前記ボンディングワイヤ及び前記内部端子部を介して前記外部端子部まで電気的に導出され、
運転時に、前記3枚の外部導出端子のうち前記三重部で隣り合ういずれか2枚の外部導出端子に同時に流れる電流が、前記パワー半導体デバイスへ入る電流と前記パワー半導体デバイスから出る電流となるように配線接続され、
前記内部端子部の両側にパワー半導体デバイスが配され、そのうち、片側に配されたパワー半導体デバイスに制御信号を入力するための制御信号入力端子と、逆側に配されたパワー半導体デバイスに制御信号を入力するための制御信号入力端子とが、前記内部端子部を中心にして各入力先のパワー半導体デバイスの外側に配され、
前記内部端子部と前記両側のパワー半導体デバイスとがそれぞれワイヤボンディングされ、
前記両側のパワー半導体デバイスの間に配された前記内部端子部の基端から分岐して2つの内部端子部が前記両側のパワー半導体デバイスに隣接しつつ相互逆方向に延設され、この2つの内部端子部に前記入力先のパワー半導体デバイスの電極を導出するためのボンディングワイヤがボンディングされてなることを特徴とするパワーモジュール。 - 前記回路搭載面に設置された複数のパワー半導体デバイスの間が、前記内部端子部によって断たれてなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパワーモジュール。
- 前記パワー半導体デバイスにより構成され、異なる制御信号に基づき動作する複数のスイッチ回路を備え、
異なるスイッチ回路の間は、前記内部端子部によって断たれてなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のパワーモジュール。 - 前記絶縁性ケースは、前記内部端子部を支持し前記外枠部内に架設された架橋部を有することを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか一に記載のパワーモジュール。
- 前記絶縁性ケースが前記外部導出端子の一部を埋没させて当該外部導出端子を保持し、前記外枠部及び前記絶縁層を含んだ一体成型品であることを特徴とする請求項1から請求項5のうちいずれか一に記載のパワーモジュール。
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