JP4803068B2 - Semiconductor module - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a surge voltage generated in switching by forming a capacitor between a first bus bar in a positive electrode side and a second bus bar in a negative electrode side in a semiconductor module. <P>SOLUTION: An insulator 14 is disposed between a first holding plate part 30d of a first bus bar 30 and a second holding plate part 20b of a second bus bar 20. The insulator 14 has a plurality of dielectric tabular ceramics bodies 14a disposed in a longitudinal direction of each bus bar and a resin part 14b arranged around the ceramics bodies 14a. A plurality of ceramics bodies 14a are integrated with the resin part 14b. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は半導体モジュールに関する。特に、バスバーを介して電源とスイッチング素子とを接続する半導体モジュールに関する。   The present invention relates to a semiconductor module. In particular, the present invention relates to a semiconductor module that connects a power source and a switching element via a bus bar.

ＩＧＢＴ等の半導体スイッチング素子により、直流電圧を交流電圧に変換する半導体モジュールが知られている。例えば、ハイブリッド自動車では、バッテリの電圧を利用してモータを駆動するために、バッテリの直流電圧を交流電圧に変換する必要がある。そのため、バッテリの直流電圧をインバータに入力し、インバータに備えられた半導体モジュールによって交流電圧に変換する。   2. Description of the Related Art A semiconductor module that converts a DC voltage into an AC voltage using a semiconductor switching element such as an IGBT is known. For example, in a hybrid vehicle, it is necessary to convert a DC voltage of a battery into an AC voltage in order to drive a motor using the voltage of the battery. For this reason, the DC voltage of the battery is input to the inverter and converted into an AC voltage by the semiconductor module provided in the inverter.

半導体モジュールは、スイッチング素子の他に、外部電源の正極と接続されてスイッチング素子に電圧を供給する第１バスバーと、外部電源の負極と接続されてスイッチング素子に電圧を供給する第２バスバーを備えている。この半導体モジュールでは、第１バスバーと第２バスバーとの間に絶縁関係が維持されていなければならないため、両者は互いに接触しないように配置されている。
この半導体モジュールでは、第１バスバーと第２バスバーの配線インダクタンスによって、スイッチング時にサージ電圧が発生する。特に、ハイブリッド自動車等の大電圧下で使用される半導体モジュールでは、発生するサージ電圧も大きくなる。大きなサージ電圧がスイッチング素子に印加されると、スイッチング素子の破壊等の要因となる。そこで、スイッチング時に発生するサージ電圧を低減する方法が開発されている（例えば、特許文献１）。 In addition to the switching element, the semiconductor module includes a first bus bar that is connected to the positive electrode of the external power supply and supplies a voltage to the switching element, and a second bus bar that is connected to the negative electrode of the external power supply and supplies a voltage to the switching element. ing. In this semiconductor module, since the insulation relationship must be maintained between the first bus bar and the second bus bar, they are arranged so as not to contact each other.
In this semiconductor module, a surge voltage is generated at the time of switching due to the wiring inductance of the first bus bar and the second bus bar. In particular, in a semiconductor module used under a large voltage such as a hybrid vehicle, the generated surge voltage also increases. When a large surge voltage is applied to the switching element, it causes a breakdown of the switching element. Therefore, a method for reducing a surge voltage generated at the time of switching has been developed (for example, Patent Document 1).

特許文献１の半導体モジュールは、半導体素子と、半導体素子に直流高電圧バッテリの負極の電圧を供給する負極側配線導体と、半導体素子に直流高電圧バッテリの正極の電圧を供給する正極側配線導体とを備えている。負極側配線導体は、Ｎバスバー（第２バスバー）を介して高電圧バッテリと接続されている。正極側配線導体は、Ｐバスバー（第１バスバー）を介して高電圧バッテリと接続されている。負極側配線導体と正極側配線導体は、薄板形状に形成され、所定の間隔を空けて平行に配置されている。負極側配線導体と正極側配線導体の間には、板状の誘電体が配置されている。誘電体には、誘電性を有するセラミックス体が用いられている。この構成では、正極側配線導体と負極側配線導体との間に誘電体を配置することで、両者の間にコンデンサが形成される。スイッチング時に発生するサージ電圧は、誘電体に放電されることで低減される。
なお、セラミックス体は、高温下に置かれると、膨張や反り等の熱変形が発生する。セラミックス体の変形が正極側配線導体及び負極側配線導体によって拘束されると、熱変形によってセラミックス体が破損する虞がある。セラミックス体が破損すると、その割れ目に埃や水分が付着しやすくなる。これにより、正極側配線導体と負極側配線導体とが短絡してしまう。また、負極側配線導体と正極側配線導体が熱変形する場合がある。この場合も、セラミックス体に応力が作用し、セラミックス体が破損する虞が生じる。
そこで、特許文献１の正極側配線導体と負極側配線導体は、セラミックス体の熱膨張係数に近い熱膨張係数を有する材料で作製されている。また、正極側配線導体と負極側配線導体は、板厚の薄い薄板形状とされる。そのため、セラミックス体が熱変形すると、その変形に伴って正極側配線導体と負極側配線導体も容易に変形することができる。また、正極側配線導体と負極側配線導体が熱変形しても、セラミックス体に作用する応力は小さい。これらによって、セラミックス体が破損することが防止されている。 The semiconductor module of Patent Document 1 includes a semiconductor element, a negative-side wiring conductor that supplies a negative voltage of a DC high-voltage battery to the semiconductor element, and a positive-side wiring conductor that supplies a positive voltage of the DC high-voltage battery to the semiconductor element. And. The negative electrode side wiring conductor is connected to the high voltage battery via an N bus bar (second bus bar). The positive electrode side wiring conductor is connected to the high voltage battery via the P bus bar (first bus bar). The negative electrode side wiring conductor and the positive electrode side wiring conductor are formed in a thin plate shape, and are arranged in parallel at a predetermined interval. A plate-like dielectric is disposed between the negative electrode side conductor and the positive electrode side conductor. As the dielectric, a ceramic body having dielectric properties is used. In this configuration, by disposing a dielectric between the positive electrode side wiring conductor and the negative electrode side wiring conductor, a capacitor is formed between the two. The surge voltage generated at the time of switching is reduced by being discharged to the dielectric.
When the ceramic body is placed at a high temperature, thermal deformation such as expansion and warpage occurs. If the deformation of the ceramic body is constrained by the positive side wiring conductor and the negative side wiring conductor, the ceramic body may be damaged by thermal deformation. When the ceramic body is damaged, dust and moisture easily adhere to the cracks. Thereby, a positive electrode side wiring conductor and a negative electrode side wiring conductor will short-circuit. Moreover, the negative electrode side wiring conductor and the positive electrode side wiring conductor may be thermally deformed. Also in this case, stress acts on the ceramic body, which may cause damage to the ceramic body.
Therefore, the positive electrode side wiring conductor and the negative electrode side wiring conductor of Patent Document 1 are made of a material having a thermal expansion coefficient close to that of the ceramic body. Further, the positive electrode side wiring conductor and the negative electrode side wiring conductor have a thin plate shape with a small plate thickness. Therefore, when the ceramic body is thermally deformed, the positive-side wiring conductor and the negative-side wiring conductor can be easily deformed along with the deformation. Further, even if the positive electrode side wiring conductor and the negative electrode side wiring conductor are thermally deformed, the stress acting on the ceramic body is small. These prevent the ceramic body from being damaged.

特開２００５−１９１２３３号JP-A-2005-191233

しかしながら、半導体モジュールを小型化、簡素化するために、薄板形状の正極側配線導体及び負極側配線導体を使用しない場合がある。かかる構成では、例えば、第１バスバーと第２バスバーが、スイッチング素子の近傍に配置される。そして、第１バスバーと第２バスバーが、それぞれ短いワイヤを介してスイッチング素子に接続される。このような半導体モジュールでは、スイッチング時のサージ電圧を低減するために、第１バスバーと第２バスバーとの間にセラミックス体を配置しなければならない。しかしながら、第１バスバー及び第２バスバーは、薄板形状の配線導体とは異なり、ある程度の剛性を有している。したがって、板状のセラミックス体を第１バスバーと第２バスバーとの間に配置すると、各バスバーとセラミックス体の熱変形によってセラミックス体が破損してしまう。このため、薄板形状の配線導体を用いない半導体モジュールでは、第１バスバーと第２バスバーの間に充分な容量のコンデンサを形成することができず、スイッチング時のサージ電圧を充分に低減することができないという問題があった。   However, in order to reduce the size and simplify the semiconductor module, the thin plate-shaped positive electrode side conductor and negative electrode side conductor may not be used. In such a configuration, for example, the first bus bar and the second bus bar are arranged in the vicinity of the switching element. The first bus bar and the second bus bar are each connected to the switching element via a short wire. In such a semiconductor module, a ceramic body must be disposed between the first bus bar and the second bus bar in order to reduce a surge voltage during switching. However, unlike the thin-plate-shaped wiring conductor, the first bus bar and the second bus bar have a certain degree of rigidity. Therefore, when a plate-shaped ceramic body is disposed between the first bus bar and the second bus bar, the ceramic body is damaged by thermal deformation of each bus bar and the ceramic body. For this reason, in a semiconductor module that does not use a thin wiring conductor, a capacitor having a sufficient capacity cannot be formed between the first bus bar and the second bus bar, and the surge voltage during switching can be sufficiently reduced. There was a problem that I could not.

本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、正極側の第１バスバーと負極側の第２バスバーとの間に充分な容量のコンデンサを形成することができ、これによって、スイッチング時に発生するサージ電圧を低減することができる半導体モジュールを提案することである。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to form a capacitor having a sufficient capacity between the first bus bar on the positive electrode side and the second bus bar on the negative electrode side. Another object of the present invention is to propose a semiconductor module capable of reducing a surge voltage generated during switching.

本発明の半導体モジュールは、一対のスイッチング部と、一方のスイッチング部と接続されると共に電源の正極側に接続される第１バスバーと、他方のスイッチング部と接続されると共に電源の負極側に接続される第２バスバーと、各スイッチング部と接続されると共に外部装置に接続される第３バスバーと、第１バスバーと第２バスバーとの間に配置された絶縁体と、を備えており、絶縁体内には、複数の誘電性の平板状のセラミックス体が、少なくとも絶縁体の長手方向に並んで配置されており、各セラミックス体は、隣接するセラミックス体と離間して配置されている半導体モジュール。
また、本明細書で開示される半導体モジュールは、一対のスイッチング部と、一方のスイッチング部と接続されると共に電源の正極側に接続される第１バスバーと、他方のスイッチング部と接続されると共に電源の負極側に接続される第２バスバーと、各スイッチング部と接続されると共に外部装置に接続される第３バスバーと、第１バスバーと第２バスバーとの間に配置された絶縁体と、を備えている。そして、絶縁体内には、少なくともその長手方向に間隔を空けて複数の誘電性の平板状セラミックス体が配置されている。
The semiconductor module of the present invention includes a pair of switching units, a first bus bar connected to one switching unit and connected to the positive side of the power source, and connected to the other switching unit and connected to the negative side of the power source. A second bus bar, a third bus bar connected to each switching unit and connected to an external device, and an insulator disposed between the first bus bar and the second bus bar. A semiconductor module in which a plurality of dielectric flat ceramic bodies are arranged in the body side by side in at least the longitudinal direction of the insulator, and each ceramic body is arranged apart from an adjacent ceramic body.
The semiconductor module disclosed in the present specification is connected to a pair of switching units, a first bus bar connected to one switching unit and connected to the positive side of the power source, and the other switching unit. A second bus bar connected to the negative electrode side of the power source, a third bus bar connected to each switching unit and connected to an external device, an insulator disposed between the first bus bar and the second bus bar; It has. In the insulator, a plurality of dielectric flat ceramic bodies are arranged at least in the longitudinal direction.

この半導体モジュールでは、正極側の第１バスバーと負極側の第２バスバーとの間に、絶縁体が配されている。少なくとも絶縁体の長手方向に、間隔を空けて複数の誘電性の平板状セラミックス体を配置することで、第１バスバーと第２バスバーの間に充分な容量のコンデンサが形成される。これにより、第１バスバーと第２バスバーの配線インダクタンスによって発生したサージ電圧を充分に低減することができる。
また、複数のセラミックス体を用いることで、各セラミックス体の、絶縁体の長手方向の長さとそれに直交する方向の長さの比率（アスペクト比）を小さくすることができる。このため、各セラミックス体が熱変形しても、その変形量は小さく、また、剛性も上がるため、セラミックス体が破損することが防止される。また、複数のセラミックス体は、絶縁体の長手方向に間隔を空けて配列されている。そのため、第１バスバー及び第２バスバーが熱変形して、長手方向に沿って大きく変形しても、隣り合うセラミックス体の位置関係が変わることによって、セラミックス体自体に高い応力が作用することが抑えられる。これらによって、セラミックス体の破損を防止することができる。
なお、絶縁体は、その長手方向及び第１バスバーと第２バスバーとの隙間方向に直行する方向にも、所定の間隔を空けて複数のセラミックス体を配置してもよい。 In this semiconductor module, an insulator is disposed between the first bus bar on the positive electrode side and the second bus bar on the negative electrode side. A capacitor having a sufficient capacity is formed between the first bus bar and the second bus bar by disposing a plurality of dielectric flat plate ceramic bodies at intervals in the longitudinal direction of the insulator. Thereby, the surge voltage generated by the wiring inductance of the first bus bar and the second bus bar can be sufficiently reduced.
In addition, by using a plurality of ceramic bodies, the ratio (aspect ratio) between the lengths of the insulators in the longitudinal direction and the lengths in the direction perpendicular thereto can be reduced. For this reason, even if each ceramic body is thermally deformed, the amount of deformation is small and the rigidity is increased, so that the ceramic body is prevented from being damaged. The plurality of ceramic bodies are arranged at intervals in the longitudinal direction of the insulator. Therefore, even if the first bus bar and the second bus bar are thermally deformed and greatly deformed along the longitudinal direction, it is possible to suppress the high stress from acting on the ceramic body itself by changing the positional relationship between adjacent ceramic bodies. It is done. By these, damage to the ceramic body can be prevented.
The insulator may be arranged with a plurality of ceramic bodies at predetermined intervals in the longitudinal direction and also in the direction perpendicular to the gap direction between the first bus bar and the second bus bar.

この半導体モジュールでは、絶縁体は、各セラミックス体と第１バスバーの間に配置された第１樹脂層と、各セラミックス体と第２バスバーの間に配置された第２樹脂層をさらに有していることが好ましい。この構成によれば、第１バスバーや第２バスバーが熱変形すると、それに応じて樹脂層が変形することで、セラミックス体に作用する応力を低減することができる。また、セラミックス体が熱変形すると、それに応じて樹脂層が変形することで、セラミックス体に作用する応力を低減することができる。
なお、誘電性のセラミックス体と第１樹脂層と第２樹脂層は、インサート成形によって一体化して形成することができる。あるいは、誘電性のセラミックス体の一方の面に樹脂シート（樹脂層）を貼着し、他方の面に樹脂シート（樹脂層）を貼着するようにしてもよい。 In this semiconductor module, the insulator further includes a first resin layer disposed between each ceramic body and the first bus bar, and a second resin layer disposed between each ceramic body and the second bus bar. Preferably it is. According to this configuration, when the first bus bar or the second bus bar is thermally deformed, the resin layer is deformed accordingly, so that the stress acting on the ceramic body can be reduced. Further, when the ceramic body is thermally deformed, the resin layer is deformed accordingly, so that the stress acting on the ceramic body can be reduced.
The dielectric ceramic body, the first resin layer, and the second resin layer can be integrally formed by insert molding. Alternatively, a resin sheet (resin layer) may be attached to one surface of the dielectric ceramic body, and a resin sheet (resin layer) may be attached to the other surface.

下記の実施例に記載の技術の主要な特徴について列記する。
（形態１） 第１バスバー、第２バスバー及び第３バスバーは、インサート成形によってハウジングに一体化される。
（形態２） 絶縁体（セラミックス体と樹脂層）は、インサート成形によってハウジングに一体化される。
（形態３） 絶縁体（セラミックス体と樹脂層）は、インサート成形によってハウジングに一体化された第１バスバーと第２バスバーとの間に挿入される。
（形態４） セラミックス体は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）又はチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）で作製されている。 The main features of the techniques described in the following examples are listed.
(Mode 1) The first bus bar, the second bus bar, and the third bus bar are integrated with the housing by insert molding.
(Mode 2) The insulator (ceramic body and resin layer) is integrated with the housing by insert molding.
(Mode 3) The insulator (the ceramic body and the resin layer) is inserted between the first bus bar and the second bus bar integrated into the housing by insert molding.
(Mode 4) The ceramic body is made of barium titanate (BaTiO 3 ) or strontium titanate (SrTiO 3 ).

本発明を具現化した実施例に係る半導体モジュールを図面に基づいて説明する。図１は本実施例の半導体モジュール１０の側面図である。図２は半導体モジュール１０から第１バスバー３０、第２バスバー２０、第３バスバー２４及び絶縁体１４を抜粋した上面図である。図３は第１バスバー３０、第２バスバー２０、第３バスバー２４及び絶縁体１４の位置関係を示す分解斜視図である。
図１〜３に示すように、半導体モジュール１０は、ハウジング４０に一体化された第１バスバー３０、第２バスバー２０及び第３バスバー２４と、絶縁体１４を備えている。
図３によく示されるように、第１バスバー３０は、その長手方向が前後方向に伸びる第１支持板部３０ａと、第１支持板部３０ａと平行に伸びる第１上板部３０ｃと、第１上板部３０ｃに垂直に立設された第１挟持板部３０ｄと、第１支持板部３０ａと第１上板部３０ｃとを連接する第１連接板部３０ｂを有している。第１挟持板部３０ｄは、第１支持板部３０ａの長手方向の全長と略同一の長さを有している。第１挟持板部３０ｄは、第１上板部３０ｃの右端（図３の右側）に立設されている。第１連接板部３０ｂは、第１支持板部３０ａの後端から側方（図３の右側）に伸びてから垂直上方（図３の上方）に向かって折れ曲がっており、その上端が第１上板部３０ｃに接続されている。第１支持板部３０ａ、第１連接板部３０ｂ、第１上板部３０ｃ及び第１挟持板部３０ｄは、導電性の金属によって一体で作製されている。 A semiconductor module according to an embodiment embodying the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a semiconductor module 10 of this embodiment. FIG. 2 is a top view in which the first bus bar 30, the second bus bar 20, the third bus bar 24, and the insulator 14 are extracted from the semiconductor module 10. FIG. 3 is an exploded perspective view showing the positional relationship between the first bus bar 30, the second bus bar 20, the third bus bar 24, and the insulator 14.
As shown in FIGS. 1 to 3, the semiconductor module 10 includes a first bus bar 30, a second bus bar 20, a third bus bar 24 integrated with the housing 40, and an insulator 14.
As shown in FIG. 3, the first bus bar 30 includes a first support plate portion 30a whose longitudinal direction extends in the front-rear direction, a first upper plate portion 30c extending in parallel with the first support plate portion 30a, It has the 1st clamping board part 30d erected perpendicularly to the 1 upper board part 30c, and the 1st connection board part 30b which connects the 1st support board part 30a and the 1st upper board part 30c. The first clamping plate portion 30d has a length substantially the same as the entire length in the longitudinal direction of the first support plate portion 30a. The first clamping plate portion 30d is erected on the right end (right side in FIG. 3) of the first upper plate portion 30c. The first connecting plate portion 30b extends from the rear end of the first support plate portion 30a to the side (right side in FIG. 3) and then bends vertically upward (upward in FIG. 3). It is connected to the upper plate part 30c. The first support plate portion 30a, the first connecting plate portion 30b, the first upper plate portion 30c, and the first clamping plate portion 30d are integrally made of a conductive metal.

第３バスバー２４は、その長手方向が前後方向に伸びる第３支持板部２４ａと、第３支持板部２４ａと平行に伸びる第３上板部２４ｃと、第３支持板部２４ａと第３上板部２４ｃを連接する第３連接板部２４ｂを有している。第３連接板部２４ｂは、第３支持板部２４ａの前端から側方（図３の左側）に伸びてから垂直上方に折れ曲がっており、その上端が第３上板部２４ｃに接続されている。第３支持板部２４ａ、第３連接板部２４ｂ及び第３上板部２４ｃは、導電性の金属によって一体で作製されている。   The third bus bar 24 has a third support plate portion 24a whose longitudinal direction extends in the front-rear direction, a third upper plate portion 24c extending in parallel with the third support plate portion 24a, a third support plate portion 24a and a third upper portion. It has the 3rd connection board part 24b which connects the board part 24c. The third connecting plate portion 24b extends from the front end of the third support plate portion 24a to the side (left side in FIG. 3) and then bends vertically upward, and its upper end is connected to the third upper plate portion 24c. . The third support plate portion 24a, the third connecting plate portion 24b, and the third upper plate portion 24c are integrally made of a conductive metal.

第１バスバー３０と第３バスバー２４がハウジング４０にインサートされた状態では、ハウジング４０の台座４０ａ上に第１バスバー３０の第１支持板部３０ａと第３バスバー２４の第３支持板部２４ａが配置される。また、第１支持板部３０ａの上方には、第３バスバー２４の第３上板部２４ｃが第1支持板部３０ａと平行に配置される。第３バスバー２４の第３連接板部２４ｂの上方には、第１バスバー３０の第１上板部３０ｃが第３連接板部２４ｂと平行に配置されている。図１に示すように、第１支持板部３０ａと第３上板部２４ｃの間には樹脂製の絶縁部４０ｄが形成される。絶縁部４０ｄは、第１支持板部３０ａと第３連接板部２４ｂの間にも形成される。また、第１上板部３０ｃと第３連接板部２４ｂの間には絶縁部４０ｂが形成される。第１上板部３０ｃと第３上板部２４ｃの間には絶縁部４０ｃが形成される。絶縁部４０ｃは、第３上板部２４ｃの上面にも配置されている。これにより、第１バスバー３０と第３バスバー２４が互いに接触することなく絶縁されている。   In a state where the first bus bar 30 and the third bus bar 24 are inserted into the housing 40, the first support plate portion 30 a of the first bus bar 30 and the third support plate portion 24 a of the third bus bar 24 are placed on the base 40 a of the housing 40. Be placed. In addition, the third upper plate portion 24c of the third bus bar 24 is disposed above the first support plate portion 30a in parallel with the first support plate portion 30a. Above the third connecting plate portion 24b of the third bus bar 24, the first upper plate portion 30c of the first bus bar 30 is arranged in parallel with the third connecting plate portion 24b. As shown in FIG. 1, a resin insulating portion 40d is formed between the first support plate portion 30a and the third upper plate portion 24c. The insulating portion 40d is also formed between the first support plate portion 30a and the third connecting plate portion 24b. An insulating portion 40b is formed between the first upper plate portion 30c and the third connecting plate portion 24b. An insulating portion 40c is formed between the first upper plate portion 30c and the third upper plate portion 24c. The insulating portion 40c is also disposed on the upper surface of the third upper plate portion 24c. Thereby, the 1st bus bar 30 and the 3rd bus bar 24 are insulated, without mutually contacting.

第２バスバー２０は、その長手方向が前後方向に伸びる第２支持板部２０ａと、第２支持板部２０ａに垂直に立設された第２挟持板部２０ｂを有している。第２挟持板部２０ｂは、第１挟持板部３０ｄの長手方向の全長と略同一の長さを有している。第２挟持板部２０ｂは、第２支持板部２０ａの左端（図３の左側）に立設されている。第２支持板部２０ａと第２挟持板部２０ｂは、導電性の金属によって一体で作製されている。第２バスバー２０は、第３バスバー２４の第３支持板部２４ａの上方で、かつ、第２支持板部２０ａが第３支持板部２４ａと平行となるように配置されている。第２支持板部２０ａは、第３支持板部２４ａより幅が狭く形成されている。図１に示すように、第３支持板部２４ａと第２支持板部２０ａの間には、絶縁部４０ｂが形成されている。これにより、第２バスバー２０と第３バスバー２４が互いに接触することなく絶縁されている。   The second bus bar 20 has a second support plate portion 20a whose longitudinal direction extends in the front-rear direction, and a second clamping plate portion 20b erected vertically to the second support plate portion 20a. The 2nd clamping board part 20b has the length substantially the same as the full length of the longitudinal direction of the 1st clamping board part 30d. The 2nd clamping board part 20b is standingly arranged in the left end (left side of FIG. 3) of the 2nd support board part 20a. The 2nd support plate part 20a and the 2nd clamping board part 20b are integrally produced with the electroconductive metal. The second bus bar 20 is disposed above the third support plate portion 24a of the third bus bar 24 so that the second support plate portion 20a is parallel to the third support plate portion 24a. The second support plate portion 20a is formed to be narrower than the third support plate portion 24a. As shown in FIG. 1, an insulating portion 40b is formed between the third support plate portion 24a and the second support plate portion 20a. Thereby, the 2nd bus bar 20 and the 3rd bus bar 24 are insulated, without contacting mutually.

第２バスバー２０の第２挟持板部２０ｂは、第１バスバー３０の第１挟持板部３０ｄに対して一定の間隔（例えば０．５ｍｍ）空けて平行に配置されている。第２挟持板部２０ｂは、第１挟持板部３０ｄとその長手方向が略同一の長さを有している。第２挟持板部２０ｂの上下方向の長さは、第１挟持板部３０ｄの上下方向に長さと略同一である。第２挟持板部２０ｂと第１挟持板部３０ｄとの間には、絶縁体１４が配置されている。絶縁体１４は、第２挟持板部２０ｂの長手方向の長さ（第１挟持板部３０ｄの長手方向の長さ）と略同一の長さを有している。また、絶縁体１４は、第２挟持板部２０ｂの上下方向の長さ（第１挟持板部３０ｄの上下方向の長さ）よりも長く形成されている。詳しくは、絶縁体１４の下端は、第２挟持板部２０ｂ（第１挟持板部３０ｄ）の下端と略同一平面上に配置されており、絶縁体１４の上端は、第２挟持板部２０（第１挟持板部３０ｄ）の上端よりも上方に突出している。絶縁体１４の左右方向（図３の左右方向）の幅は、第２挟持板部２０ｂと第１挟持板部３０の間隔と略同一である。絶縁体１４は、第１挟持板部３０ｄと第２挟持板部２０ｂで挟持されている。絶縁体１４の上端には、樹脂製の絶縁部４０ｅが形成されている。   The 2nd clamping board part 20b of the 2nd bus bar 20 is arrange | positioned in parallel with the fixed space | interval (for example, 0.5 mm) with respect to the 1st clamping board part 30d of the 1st bus bar 30. FIG. The 2nd clamping board part 20b has the length substantially the same as the 1st clamping board part 30d and the longitudinal direction. The length of the second clamping plate portion 20b in the vertical direction is substantially the same as the length of the first clamping plate portion 30d in the vertical direction. The insulator 14 is disposed between the second clamping plate portion 20b and the first clamping plate portion 30d. The insulator 14 has substantially the same length as the length in the longitudinal direction of the second clamping plate portion 20b (length in the longitudinal direction of the first clamping plate portion 30d). The insulator 14 is formed longer than the length of the second sandwiching plate portion 20b in the vertical direction (the length of the first sandwiching plate portion 30d in the vertical direction). Specifically, the lower end of the insulator 14 is disposed on substantially the same plane as the lower end of the second sandwiching plate portion 20b (first sandwiching plate portion 30d), and the upper end of the insulator 14 is disposed on the second sandwiching plate portion 20. It protrudes above the upper end of the (first clamping plate portion 30d). The width of the insulator 14 in the left-right direction (left-right direction in FIG. 3) is substantially the same as the distance between the second sandwiching plate portion 20 b and the first sandwiching plate portion 30. The insulator 14 is sandwiched between the first sandwiching plate portion 30d and the second sandwiching plate portion 20b. At the upper end of the insulator 14, a resin insulating portion 40e is formed.

絶縁体１４は、複数の誘電性のセラミックス体１４ａと、セラミックス体１４ａの周囲に配された樹脂製の樹脂部１４ｂを有している。各セラミックス体１４ａは、絶縁体１４の長手方向、即ち、第２挟持板部２０ｂ及び第１挟持板部３０ｄの長手方向に所定の間隔を空けて配置されている。セラミックス体１４ａは平板形状を有しており、全てが同一の形状を有している。セラミックス体１４ａは、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）又はチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）等、比誘電率が高いセラミックスで作製されている。なお、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）又はチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）は、高温下や高電界下で使用しても比誘電率が低下しにくい性質を有している。セラミックス体１４ａの上下方向の長さは、絶縁体１４の上下方向の長さと略同一であってもよいし、短くてもよい。また、セラミックス体１４ａは、絶縁体１４の上下方向に間隔を空けて複数配置されていてもよい。
樹脂部１４ｂは、隣接するセラミックス体１４ａの間、セラミックス体１４ａと第１挟持板部３０ｄとの間、及び、セラミックス体１４ａと第２挟持板部２０ｂとの間に配されている。複数のセラミックス体１４ａは、インサート成形によって樹脂部１４ｂに一体化されている。 The insulator 14 includes a plurality of dielectric ceramic bodies 14a and a resin portion 14b made of resin disposed around the ceramic bodies 14a. Each ceramic body 14a is arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction of the insulator 14, that is, in the longitudinal direction of the second sandwiching plate portion 20b and the first sandwiching plate portion 30d. The ceramic body 14a has a flat plate shape, and all have the same shape. The ceramic body 14a is made of a ceramic having a high relative dielectric constant, such as barium titanate (BaTiO 3 ) or strontium titanate (SrTiO 3 ). Note that barium titanate (BaTiO 3 ) or strontium titanate (SrTiO 3 ) has a property that the relative permittivity does not easily decrease even when used under high temperature or high electric field. The length of the ceramic body 14a in the vertical direction may be substantially the same as or shorter than the length of the insulator 14 in the vertical direction. A plurality of ceramic bodies 14 a may be arranged at intervals in the vertical direction of the insulator 14.
The resin portion 14b is disposed between the adjacent ceramic bodies 14a, between the ceramic body 14a and the first sandwiching plate portion 30d, and between the ceramic body 14a and the second sandwiching plate portion 20b. The plurality of ceramic bodies 14a are integrated with the resin portion 14b by insert molding.

半導体モジュール１０では、ハウジング４０の台座４０ａ、絶縁部４０ｂ、絶縁部４０ｃ、絶縁部４０ｄ及び絶縁部４０ｅは、射出成形によって成形されている。第１バスバー３０、第２バスバー２０、第３バスバー２４及び絶縁体１４は、射出成形時に金型にインサートされている。すなわち、第１バスバー３０、第２バスバー２０、第３バスバー２４及び絶縁体１４は、インサート成形によってハウジング４０に一体化されている。そして、インサート成形された成形体は、放熱板４２上に固定され、その成形体の左右両側の放熱板４２の上面に、スイッチング部５０，５２が取り付けられる。
放熱板４２上には、台座４０ａの右側にスイッチング部５０が取り付けられている。スイッチング部５０は、スイッチング素子５１と基板５４を有している。基板５４には、配線（図示省略）が設けられている。基板５４に設けられた配線の一端は、ワイヤ３６を介して第３バスバー２４の第３支持板部２４ａに接続されている。詳しくは、第３バスバー２４の第３支持板部２４ａの露出面に、ワイヤ３６の一端がワイヤボンディングによって接着されている。ワイヤ３６の他端は、基板５４の配線に接続されている。基板５４上には、スイッチング素子５１が取り付けられている。スイッチング素子５１は、基板５４に設けられた配線の他端に接続されている。スイッチング素子５１は、第２バスバー２０の第２支持板部２０ａとワイヤ２６を介して接続されている。詳しくは、第２バスバー２０の第２支持板部２０ａの露出面に、ワイヤ２６の一端がワイヤボンディングによって接着されている。ワイヤ２６の他端は、スイッチング素子５１に接続されている。 In the semiconductor module 10, the pedestal 40a, the insulating part 40b, the insulating part 40c, the insulating part 40d, and the insulating part 40e of the housing 40 are formed by injection molding. The first bus bar 30, the second bus bar 20, the third bus bar 24, and the insulator 14 are inserted into the mold at the time of injection molding. That is, the first bus bar 30, the second bus bar 20, the third bus bar 24, and the insulator 14 are integrated with the housing 40 by insert molding. Then, the insert-molded molded body is fixed on the heat radiating plate 42, and the switching units 50 and 52 are attached to the upper surfaces of the heat radiating plates 42 on both the left and right sides of the molded body.
On the heat sink 42, the switching part 50 is attached to the right side of the base 40a. The switching unit 50 includes a switching element 51 and a substrate 54. The substrate 54 is provided with wiring (not shown). One end of the wiring provided on the substrate 54 is connected to the third support plate portion 24 a of the third bus bar 24 through the wire 36. Specifically, one end of the wire 36 is bonded to the exposed surface of the third support plate portion 24a of the third bus bar 24 by wire bonding. The other end of the wire 36 is connected to the wiring of the substrate 54. A switching element 51 is attached on the substrate 54. The switching element 51 is connected to the other end of the wiring provided on the substrate 54. The switching element 51 is connected to the second support plate portion 20 a of the second bus bar 20 via the wire 26. Specifically, one end of the wire 26 is bonded to the exposed surface of the second support plate portion 20a of the second bus bar 20 by wire bonding. The other end of the wire 26 is connected to the switching element 51.

放熱板４２上には、台座４０ａの左側にスイッチング部５２が取り付けられている。スイッチング部５２は、スイッチング素子５３と基板５６を有している。基板５６には、配線（図示省略）が設けられている。基板５６に設けられた配線の一端は、ワイヤ３８を介して第１バスバー３０の第１支持板部３０ａと接続されている。詳しくは、第１バスバー３０の第１支持板部３０ａの露出面に、ワイヤ３８の一端がワイヤボンディングによって接着されている。ワイヤ３６の他端は、基板５６の配線に接続されている。基板５６上には、スイッチング素子５３が取り付けられている。スイッチング素子５３は、基板５６に設けられた配線の他端に接続されている。スイッチング素子５３は、第３バスバー２４の第３上板部２４ｃとワイヤ２８を介して接続されている。詳しくは、第３バスバー２４の第３上板部２４ｃの露出面に、ワイヤ２８の一端がワイヤボンディングによって接着されている。ワイヤ２８の他端は、スイッチング素子５３に接続されている。なお、本実施例では、第１バスバー３０、第２バスバー２０及び第３バスバー２４の各ワイヤがワイヤボンディングされる平面が表面に露出している。そのため、ワイヤボンディングを容易に行うことができる。   On the heat sink 42, the switching part 52 is attached to the left side of the base 40a. The switching unit 52 includes a switching element 53 and a substrate 56. The substrate 56 is provided with wiring (not shown). One end of the wiring provided on the substrate 56 is connected to the first support plate portion 30 a of the first bus bar 30 via the wire 38. Specifically, one end of the wire 38 is bonded to the exposed surface of the first support plate portion 30a of the first bus bar 30 by wire bonding. The other end of the wire 36 is connected to the wiring of the substrate 56. A switching element 53 is attached on the substrate 56. The switching element 53 is connected to the other end of the wiring provided on the substrate 56. The switching element 53 is connected to the third upper plate portion 24 c of the third bus bar 24 via the wire 28. Specifically, one end of the wire 28 is bonded to the exposed surface of the third upper plate portion 24c of the third bus bar 24 by wire bonding. The other end of the wire 28 is connected to the switching element 53. In the present embodiment, a plane on which the wires of the first bus bar 30, the second bus bar 20, and the third bus bar 24 are wire-bonded is exposed on the surface. Therefore, wire bonding can be easily performed.

次に、半導体モジュール１０の電気の流れについて説明する。第１バスバー３０は、バッテリ（図示省略）の正極に接続される。第２バスバー２０は、バッテリの負極に接続される。バッテリから電圧が供給されると、第１バスバー３０は正極の電位を有し、第２バスバー２０は負極の電位を有する。第１バスバー３０に供給された電圧は、ワイヤ３８から基板５６の配線を介してスイッチング素子５３に入力される。第２バスバー２０に供給された電圧は、ワイヤ２６からスイッチング素子５１に入力される。スイッチング素子５１，５３に入力された電圧は、スイッチングされて、交流電圧に変換される。この交流電圧は、第３バスバー２４を介してモータ（図示省略）に供給される。
半導体モジュール１０に直流電圧が供給され、スイッチング素子５１，５３がスイッチングを行うと、第１バスバー３０と第２バスバー２０の配線インダクタンスによって、サージ電圧が発生する。半導体モジュール１０では、第１バスバー３０と第２バスバー２０の間（詳しくは、第１挟持板部３０ｄと第２挟持板部２０ｂの間）に絶縁体１４が配置されている。第１バスバー３０、第２バスバー２０及びこれらの間に配置されている絶縁体１４のセラミックス体１４ａは、コンデンサの役割を有している。発生したサージ電圧は、絶縁体１４に放電される。これにより、サージ電圧を低減することができる。 Next, the flow of electricity in the semiconductor module 10 will be described. The first bus bar 30 is connected to the positive electrode of a battery (not shown). The second bus bar 20 is connected to the negative electrode of the battery. When voltage is supplied from the battery, the first bus bar 30 has a positive potential and the second bus bar 20 has a negative potential. The voltage supplied to the first bus bar 30 is input from the wire 38 to the switching element 53 via the wiring of the substrate 56. The voltage supplied to the second bus bar 20 is input from the wire 26 to the switching element 51. The voltage input to the switching elements 51 and 53 is switched and converted into an alternating voltage. This AC voltage is supplied to the motor (not shown) via the third bus bar 24.
When a DC voltage is supplied to the semiconductor module 10 and the switching elements 51 and 53 perform switching, a surge voltage is generated by the wiring inductance of the first bus bar 30 and the second bus bar 20. In the semiconductor module 10, the insulator 14 is disposed between the first bus bar 30 and the second bus bar 20 (specifically, between the first sandwiching plate portion 30d and the second sandwiching plate portion 20b). The first bus bar 30, the second bus bar 20, and the ceramic body 14a of the insulator 14 disposed therebetween have a role of a capacitor. The generated surge voltage is discharged to the insulator 14. Thereby, a surge voltage can be reduced.

上記した半導体モジュール１０の絶縁体１４は、複数の誘電性の平板形状を有するセラミックス体１４ａを有している。また、セラミックス体１４ａは、樹脂部１４ｂに埋設され、一体化されている。半導体モジュール１０が高温下で使用されると、第１バスバー３０の第１挟持板部３０ｄや第２バスバー２０の第２挟持板部２０ｂが熱膨張等によって変形が生じる場合がある。また、インサート成形時の熱によっても変形が生じる場合がある。本実施例の半導体モジュール１０の絶縁体１４では、セラミックス体１４ａが樹脂部１４ｂを介して第１挟持板部３０ｄと第２挟持板部２０ｂに挟持されている。したがって、第１挟持板部３０ｄや第２挟持板部２０ｂが熱変形しても、それに伴って樹脂部１４ｂが変形することで、セラミックス体１４ａに作用する応力が軽減される。また、セラミックス体１４ａは、第１挟持板部３０ｄと第２挟持板部２０ｂの長手方向に断続的に配置されている。そのため、絶縁体１４は、その長手方向に柔軟性を有している。したがって、第１挟持板部３０ｄや第２挟持板部２０ｂがその長手方向に沿って変形しても、隣り合うセラミックス体１４ａ同士の位置がずれることで、セラミックス体１４ａ自体に作用する応力を低減することができる。これにより、セラミックス体１４ａの破損を防止することができる。
また、半導体モジュール１０が高温下で使用されると、セラミックス体１４ａ自体も変形する。セラミックス体１４ａ自体に変形が生じると、その周りに配置された樹脂部１４ｂが変形する。つまり、セラミックス体１４ａの変形は、樹脂部１４ｂによって許容されており、第１挟持板部３０ｄや第２挟持板部２０ｂによって拘束される程度が軽減されている。これにより、セラミックス体１４ａが破損することを防止することができる。 The insulator 14 of the semiconductor module 10 has a ceramic body 14a having a plurality of dielectric flat plate shapes. The ceramic body 14a is embedded and integrated in the resin portion 14b. When the semiconductor module 10 is used at a high temperature, the first sandwiching plate portion 30d of the first bus bar 30 and the second sandwiching plate portion 20b of the second bus bar 20 may be deformed due to thermal expansion or the like. Also, deformation may occur due to heat during insert molding. In the insulator 14 of the semiconductor module 10 of the present embodiment, the ceramic body 14a is sandwiched between the first sandwiching plate portion 30d and the second sandwiching plate portion 20b via the resin portion 14b. Therefore, even if the first clamping plate portion 30d and the second clamping plate portion 20b are thermally deformed, the resin portion 14b is deformed accordingly, thereby reducing the stress acting on the ceramic body 14a. The ceramic body 14a is intermittently disposed in the longitudinal direction of the first sandwiching plate portion 30d and the second sandwiching plate portion 20b. Therefore, the insulator 14 has flexibility in the longitudinal direction. Therefore, even if the first clamping plate portion 30d and the second clamping plate portion 20b are deformed along the longitudinal direction thereof, the stress acting on the ceramic body 14a itself is reduced by shifting the positions of the adjacent ceramic bodies 14a. can do. Thereby, damage to the ceramic body 14a can be prevented.
Further, when the semiconductor module 10 is used at a high temperature, the ceramic body 14a itself is also deformed. When the ceramic body 14a itself is deformed, the resin portion 14b disposed around the ceramic body 14a is deformed. That is, the deformation of the ceramic body 14a is allowed by the resin portion 14b, and the degree of restraint by the first sandwiching plate portion 30d and the second sandwiching plate portion 20b is reduced. Thereby, it can prevent that the ceramic body 14a is damaged.

上述した実施例では、第１バスバー３０、第２バスバー２０及び第３バスバー２４をハウジング４０にインサート成形する際に、同時に絶縁体１４をインサート成形している。しかしながら、絶縁体１４は、第１バスバー３０、第２バスバー２０及び第３バスバー２４をハウジング４０にインサート成形した後、第１バスバー３０と第２バスバー２０の間に絶縁体１４を配置するようにしてもよい。バスバーをインサート成形すると、インサート成形時の溶融樹脂の圧力や熱によりバスバーが変形することがある。本実施例の絶縁体１４は、セラミックス体１４ａの周囲に樹脂部１４ｂが配置されているため、樹脂部１４ｂがバスバー２０，３０の変形に応じて変形することで、絶縁体１４を第１バスバー３０と第２バスバー２０との間に配置することができる。なお、絶縁体１４をインサート成形後に配置する場合には、絶縁体１４と第１挟持板部３０ｄ及び第２挟持板部２０ｂとを接着剤によって接着することができる。   In the embodiment described above, when the first bus bar 30, the second bus bar 20, and the third bus bar 24 are insert-molded in the housing 40, the insulator 14 is simultaneously insert-molded. However, the insulator 14 is disposed between the first bus bar 30 and the second bus bar 20 after the first bus bar 30, the second bus bar 20 and the third bus bar 24 are insert-molded in the housing 40. May be. When the bus bar is insert-molded, the bus bar may be deformed by the pressure or heat of the molten resin during insert molding. In the insulator 14 of this embodiment, since the resin portion 14b is disposed around the ceramic body 14a, the insulator 14 is deformed in accordance with the deformation of the bus bars 20 and 30, so that the insulator 14 is transformed into the first bus bar. 30 and the second bus bar 20. In addition, when arrange | positioning the insulator 14 after insert molding, the insulator 14, the 1st clamping board part 30d, and the 2nd clamping board part 20b can be adhere | attached with an adhesive agent.

上記した絶縁体１４のその他の実施例について図面を参照して説明する。図４は、絶縁体１００の上面図である。図４には、半導体モジュール１０の第１バスバー３０の第１挟持板部３０ｄと、第２バスバー２０の第２挟持板部２０ｂも図示している。ここで、図４では、上記した図２と同一構成の部分については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
絶縁体１００は、第１バスバー３０の第１挟持板部３０ｄと第２バスバー２０の第２挟持板部２０ｂとの間に配置されている。絶縁体１００は、複数の誘電性のセラミックス体１００ａと、複数のセラミックス体１００ａの両側に配置された一対の樹脂シート１００ｂを有している。各セラミックス体１００ａは、絶縁体１００の長手方向、即ち、第２挟持板部２０ｂ及び第１挟持板部３０ｄの長手方向に所定の間隔を空けて配置されている。セラミックス体１００ａは、セラミックス体１４ａと同様に平板形状を有している。各セラミックス体１００ａは、同一の形状を有している。各セラミックス体１００ａの一方の面には樹脂シート１００ｂが貼着（接着）され、各セラミックス体１００ａの他方の面には樹脂シート１００ｂが貼着（接着）されている。一方の樹脂シート１００ｂは、セラミックス体１００ａと第１挟持板部３０ｄとの間に配置され、他方の樹脂シート１００ｂは、セラミックス体１００ａと第２挟持板部２０ｂとの間に配置されている。絶縁体１００を用いても、絶縁体１４と同等の効果を得ることができる。なお、絶縁体１００は、一方の樹脂シート１００ｂにセラミックス体１００ａの一方の面を貼着し、セラミックス体１００ａの一方の面に対向する他方の面に他方の樹脂シート１００ｂを貼着して作製する。また、絶縁体１００は、バスバーをハウジング４０にインサート成形した後、第１挟持板部３０ｄと第２挟持板部２０ｂとの間に配置される。 Other embodiments of the insulator 14 will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a top view of the insulator 100. 4 also illustrates the first sandwiching plate portion 30d of the first bus bar 30 of the semiconductor module 10 and the second sandwiching plate portion 20b of the second bus bar 20. Here, in FIG. 4, the same components as those in FIG. 2 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The insulator 100 is disposed between the first sandwiching plate portion 30 d of the first bus bar 30 and the second sandwiching plate portion 20 b of the second bus bar 20. The insulator 100 includes a plurality of dielectric ceramic bodies 100a and a pair of resin sheets 100b disposed on both sides of the plurality of ceramic bodies 100a. Each ceramic body 100a is arranged at a predetermined interval in the longitudinal direction of the insulator 100, that is, in the longitudinal direction of the second sandwiching plate portion 20b and the first sandwiching plate portion 30d. The ceramic body 100a has a flat plate shape like the ceramic body 14a. Each ceramic body 100a has the same shape. A resin sheet 100b is adhered (adhered) to one surface of each ceramic body 100a, and a resin sheet 100b is adhered (adhered) to the other surface of each ceramic body 100a. One resin sheet 100b is disposed between the ceramic body 100a and the first sandwiching plate portion 30d, and the other resin sheet 100b is disposed between the ceramic body 100a and the second sandwiching plate portion 20b. Even if the insulator 100 is used, an effect equivalent to that of the insulator 14 can be obtained. The insulator 100 is produced by attaching one surface of the ceramic body 100a to one resin sheet 100b and attaching the other resin sheet 100b to the other surface opposite to the one surface of the ceramic body 100a. To do. The insulator 100 is disposed between the first sandwiching plate portion 30d and the second sandwiching plate portion 20b after the bus bar is insert-molded into the housing 40.

次に、上記した半導体モジュール１０のその他の実施例について説明する。図５は、その他の実施例の半導体モジュール２００の側面図である。図６は、第１バスバー２３０、第２バスバー２２０、第３バスバー２４及び絶縁体２１４の位置関係を示す分解斜視図である。半導体モジュール２００では、半導体モジュール１０と同一構成の部分については、半導体モジュール１０と同一の符号を付して、その説明を省略する。
図６によく示されるように、第１バスバー２３０は、その長手方向が前後方向に伸びる第１支持板部２３０ａと、第１支持板部２３０ａと平行に伸びる第１挟持板部２３０ｃと、第１支持板部２３０ａと第１挟持板部２３０ｃとを連接する第１連接板部２３０ｂを有している。第１挟持板部２３０ｃは、第３バスバーの第３支持板部２４ａと平行に配置されている。第１連接板部２３０ｂは、第１支持板部２３０ａの後端から側方（図６の右側）に伸びてから垂直上方（図６の上方）に向かって折れ曲がっており、その上端が第１挟持板部２３０ｃに接続されている。第１支持板部２３０ａと第１連接板部２３０ｂと第１挟持板部２３０ｃは、導電性の金属によって一体で作製されている。 Next, other embodiments of the semiconductor module 10 will be described. FIG. 5 is a side view of a semiconductor module 200 according to another embodiment. FIG. 6 is an exploded perspective view showing the positional relationship between the first bus bar 230, the second bus bar 220, the third bus bar 24, and the insulator 214. In the semiconductor module 200, the same reference numerals as those of the semiconductor module 10 are assigned to the same components as those of the semiconductor module 10, and the description thereof is omitted.
As shown in FIG. 6, the first bus bar 230 includes a first support plate portion 230a whose longitudinal direction extends in the front-rear direction, a first sandwiching plate portion 230c extending in parallel with the first support plate portion 230a, It has the 1st connection board part 230b which connects the 1 support board part 230a and the 1st clamping board part 230c. The first clamping plate portion 230c is arranged in parallel with the third support plate portion 24a of the third bus bar. The first connecting plate portion 230b extends from the rear end of the first support plate portion 230a to the side (right side in FIG. 6) and then bends vertically upward (upward in FIG. 6). It is connected to the clamping plate part 230c. The first support plate portion 230a, the first connecting plate portion 230b, and the first sandwiching plate portion 230c are integrally made of a conductive metal.

第２バスバー２２０は、導電性の金属によって平面視すると矩形の平板形状に形成されている。第２バスバー２２０は、第１挟持板部２３０ｃの下方で、かつ、第３バスバー２４の第３支持板部２４ａの上方に配置されている。第２バスバー２２０は、第１挟持板部２３０ｃ及び第３支持板部２４ａと平行に配置されている。第２バスバー２２０は、第３支持板部２４ａより幅が狭く形成されている。図５に示すように、第３支持板部２４ａと第２バスバー２２０の間には、絶縁部４０ｂが形成されている。また、第２バスバー２２０と第１連接板部２３０ｂとの間には、絶縁部２４０ｆが形成されている。第２バスバー２２０と第１挟持板部２３０ｃの間には、絶縁体２１４が配置されている。   The second bus bar 220 is formed in a rectangular flat plate shape in plan view with a conductive metal. The second bus bar 220 is disposed below the first sandwiching plate portion 230 c and above the third support plate portion 24 a of the third bus bar 24. The second bus bar 220 is disposed in parallel with the first sandwiching plate portion 230c and the third support plate portion 24a. The second bus bar 220 is formed to be narrower than the third support plate portion 24a. As shown in FIG. 5, an insulating portion 40 b is formed between the third support plate portion 24 a and the second bus bar 220. An insulating part 240f is formed between the second bus bar 220 and the first connecting plate part 230b. An insulator 214 is disposed between the second bus bar 220 and the first clamping plate portion 230c.

図６によく示されるように、絶縁体２１４は、複数の誘電性のセラミック体２１４ａと、複数のセラミックス体２１４ａの周囲に配置された樹脂部２１４ｂを有している。セラミックス体２１４ａ及び樹脂部２１４ｂは、半導体モジュール１０の絶縁体１４のセラミックス体１４ａと樹脂部１４ｂとそれぞれ同じ構成を有している。   As well shown in FIG. 6, the insulator 214 includes a plurality of dielectric ceramic bodies 214a and a resin portion 214b disposed around the plurality of ceramic bodies 214a. The ceramic body 214a and the resin portion 214b have the same configurations as the ceramic body 14a and the resin portion 14b of the insulator 14 of the semiconductor module 10, respectively.

半導体モジュール２００では、正極側の第１バスバー２３０と負極側の第２バスバー２２０に直流電圧が供給され、スイッチング素子５１，５３がスイッチングを行うと、第１バスバー２３０と第２バスバー２２０の配線インダクタンスによって、サージ電圧が発生する。半導体モジュール２００では、第１バスバー２３０と第２バスバー２２０の間に絶縁体２１４が配置されている。第１バスバー２３０、第２バスバー２２０及びこれらの間に配置されている絶縁体２１４は、コンデンサの役割を有している。発生したサージ電圧は、絶縁体２１４に放電される。これにより、サージ電圧を低減することができる。
また、セラミックス体２１４ａは樹脂部２１４ｂで覆われている。したがって、半導体モジュール１０の絶縁体１４と同様に、第１バスバー２３０、第２バスバー２２０及びセラミックス体２１４ａの変形は、樹脂部２１４ｂが変形されることによって吸収される。これにより、セラミックス体２１４ａの破損を防止することができる。 In the semiconductor module 200, when a DC voltage is supplied to the first bus bar 230 on the positive electrode side and the second bus bar 220 on the negative electrode side, and the switching elements 51 and 53 perform switching, the wiring inductance of the first bus bar 230 and the second bus bar 220. As a result, a surge voltage is generated. In the semiconductor module 200, an insulator 214 is disposed between the first bus bar 230 and the second bus bar 220. The 1st bus bar 230, the 2nd bus bar 220, and the insulator 214 arrange | positioned among these have the role of a capacitor | condenser. The generated surge voltage is discharged to the insulator 214. Thereby, a surge voltage can be reduced.
The ceramic body 214a is covered with a resin portion 214b. Therefore, like the insulator 14 of the semiconductor module 10, the deformation of the first bus bar 230, the second bus bar 220, and the ceramic body 214a is absorbed by the deformation of the resin portion 214b. Thereby, damage to the ceramic body 214a can be prevented.

最後に、図１に示す半導体モジュール１０において、第１バスバー３０の第１挟持板部３０ｄと第２バスバー２０の第２挟持板部２０ｂとの間に形成されるコンデンサの容量と、発生するサージ電圧との関係について説明する。
図７は、コンデンサ容量を変化させて、半導体モジュール１０に発生するサージ電圧を算出した計算結果を示すグラフである。図７の横軸はコンデンサ容量を示しており、縦軸はサージ電圧を示している。ここで、半導体モジュール１０には、６５０Ｖの直流電圧を付加した。
図７の算出点３００は、コンデンサ容量が０．００１μＦのときに発生するサージ電圧であり、コンデンサ容量０．００１μＦは第１挟持板部３０ｄと第２挟持板部２０ｂとの間にＰＰＳ樹脂を配置した場合のコンデンサ容量に相当する。算出点３０２は、コンデンサ容量０．１５μＦのときに発生するサージ電圧であり、コンデンサ容量０．１５μＦは第１挟持板部３０ｄと第２挟持板部２０ｂとの間に絶縁体１４を配置した場合のコンデンサ容量に相当する。
図７に示すように、コンデンサ容量が増加するに従って、サージ電圧は低くなる。そして、絶縁体１４を配置した（計測点３０２）半導体モジュール１０では、ＰＰＳ樹脂を配置した（計測点３００）場合に比べて、サージ電圧が半分以下に低減している。 Finally, in the semiconductor module 10 shown in FIG. 1, the capacitance of the capacitor formed between the first clamping plate portion 30d of the first bus bar 30 and the second clamping plate portion 20b of the second bus bar 20, and the generated surge The relationship with voltage will be described.
FIG. 7 is a graph showing a calculation result of calculating the surge voltage generated in the semiconductor module 10 by changing the capacitor capacity. The horizontal axis in FIG. 7 indicates the capacitor capacity, and the vertical axis indicates the surge voltage. Here, a DC voltage of 650 V was applied to the semiconductor module 10.
The calculation point 300 in FIG. 7 is a surge voltage generated when the capacitor capacity is 0.001 μF. The capacitor capacity 0.001 μF is obtained by placing PPS resin between the first sandwiching plate portion 30d and the second sandwiching plate portion 20b. This corresponds to the capacitor capacity when placed. The calculation point 302 is a surge voltage generated when the capacitor capacity is 0.15 μF, and the capacitor capacity 0.15 μF is obtained when the insulator 14 is disposed between the first sandwiching plate portion 30d and the second sandwiching plate portion 20b. Equivalent to the capacitor capacity.
As shown in FIG. 7, the surge voltage decreases as the capacitor capacity increases. And in the semiconductor module 10 which has arrange | positioned the insulator 14 (measurement point 302), compared with the case where PPS resin is arrange | positioned (measurement point 300), the surge voltage is reduced to half or less.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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。
また、本明細書また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り、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は、複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。 Specific examples of the present invention have been described in detail above, but 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.
In addition, the technical elements described in the present specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

半導体モジュールの側面図。The side view of a semiconductor module. 半導体モジュールの各バスバー及び絶縁体を抜粋した上面図。The top view which extracted each bus-bar and insulator of a semiconductor module. 各バスバー及び絶縁体の位置関係を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows the positional relationship of each bus bar and an insulator. 絶縁体のその他の実施例。Other examples of insulators. 半導体モジュールのその他の実施例の側面図。The side view of the other Example of a semiconductor module. 半導体モジュールのその他の実施例の各バスバー及び絶縁体の位置関係を示す分解斜視図。The disassembled perspective view which shows the positional relationship of each bus-bar and insulator of the other Example of a semiconductor module. コンデンサ容量とサージ電圧の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between capacitor capacity and surge voltage.

符号の説明Explanation of symbols

１０：半導体モジュール
１４：絶縁体
１４ａ：セラミックス体
１４ｂ：樹脂部
２０：第２バスバー
２４：第３バスバー
２６，２８，３６，３８：ワイヤ
３０：第１バスバー
４０：ハウジング
５０，５２：スイッチング部
５１，５３：スイッチング素子
５４，５６：基板
１００：絶縁体
10: Semiconductor module 14: Insulator 14a: Ceramic body 14b: Resin portion 20: Second bus bar 24: Third bus bar 26, 28, 36, 38: Wire 30: First bus bar 40: Housing 50, 52: Switching portion 51 53: Switching elements 54, 56: Substrate 100: Insulator

Claims (2)

一対のスイッチング部と、
一方のスイッチング部と接続されると共に電源の正極側に接続される第１バスバーと、
他方のスイッチング部と接続されると共に電源の負極側に接続される第２バスバーと、
各スイッチング部と接続されると共に外部装置に接続される第３バスバーと、
第１バスバーと第２バスバーとの間に配置された絶縁体と、を備えており、
絶縁体内には、複数の誘電性の平板状のセラミックス体が、少なくとも絶縁体の長手方向に並んで配置されており、
各セラミックス体は、隣接するセラミックス体と離間して配置されている半導体モジュール。 A pair of switching units;
A first bus bar connected to one switching unit and connected to the positive side of the power source;
A second bus bar connected to the other switching unit and connected to the negative side of the power source;
A third bus bar connected to each switching unit and connected to an external device;
An insulator disposed between the first bus bar and the second bus bar,
Insulating the body, a plurality of dielectric plate-shaped ceramic body, are arranged side by side in the longitudinal direction of at least the insulator,
Each ceramic body is a semiconductor module that is disposed apart from an adjacent ceramic body . 絶縁体は、各セラミックス体と第１バスバーの間に配置された第１樹脂層と、各セラミックス体と第２バスバーの間に配置された第２樹脂層をさらに有してい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。   The insulator further includes a first resin layer disposed between each ceramic body and the first bus bar, and a second resin layer disposed between each ceramic body and the second bus bar. The semiconductor module according to claim 1.
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