JP5709161B2 - Power semiconductor module - Google Patents
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Description
本発明は、小型で実装密度を高めた高信頼性のパワー半導体モジュールに関する。 The present invention relates to a highly reliable power semiconductor module that is small and has a high mounting density.
現在、パワー半導体モジュールの技術分野においては、パワー半導体素子と各種電子部品(コンデンサ、抵抗等)を高密度で実装し、小型化することが望まれている。パワー半導体モジュールは、車載用のモータドライブ等において用いられ、50Aを超える大電流を取り扱うので、小型化と共に放熱性能が大であることが望まれている。 Currently, in the technical field of power semiconductor modules, it is desired to mount power semiconductor elements and various electronic components (capacitors, resistors, etc.) at high density and to reduce the size. The power semiconductor module is used in an in-vehicle motor drive or the like, and handles a large current exceeding 50 A. Therefore, it is desired that the power semiconductor module has a large heat dissipation performance as well as downsizing.
また、パワー半導体素子の性能が向上してスイッチング速度が速くなるにつれ、スイッチング時のサージ電圧による素子の破壊等が問題になっている(特許文献1参照)。サージ電圧を抑制するには、配線を短くかつ幅広にして、配線によるインダクタンスを抑制する必要があることが知られている(特許文献1参照)。 Further, as the performance of the power semiconductor element is improved and the switching speed is increased, destruction of the element due to a surge voltage at the time of switching has become a problem (see Patent Document 1). In order to suppress the surge voltage, it is known that it is necessary to make the wiring short and wide to suppress the inductance due to the wiring (see Patent Document 1).
また、パワー半導体モジュールにおいては、スイッチ遮断時に回路中のインダクタンスから発生する過渡的な高電圧を抑制するために、保護回路を設けて解決している。該保護回路として、例えばスナバ回路が知られている。コンデンサ(スナバコンデンサとも呼ぶ。)と抵抗を直列に接続したスナバ回路が代表例である。 Further, in the power semiconductor module, in order to suppress a transient high voltage generated from the inductance in the circuit when the switch is cut off, a protection circuit is provided to solve the problem. For example, a snubber circuit is known as the protection circuit. A typical example is a snubber circuit in which a capacitor (also called a snubber capacitor) and a resistor are connected in series.
パワー半導体モジュールでは、モジュールの異常検知をおこなうために、モジュール内にセンサを設けることが行われている。例えば、特許文献2(段落29等参照)には、パワー半導体モジュール内にセンサが設けられている。また、同特許文献2には、制御部が、異常検知(過電流、過電圧、過温度など)を行ってセンサからのセンシング情報により、パワー半導体のスイッチング動作を停止させることが開示されている。 In a power semiconductor module, a sensor is provided in the module in order to detect abnormality of the module. For example, in Patent Document 2 (see paragraph 29 and the like), a sensor is provided in the power semiconductor module. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses that the control unit detects abnormality (overcurrent, overvoltage, overtemperature, etc.) and stops the switching operation of the power semiconductor based on sensing information from the sensor.
従来、パワー半導体モジュールにおいては、動作時に200℃にもなるので、熱サイクルによって、セラミック基板上に形成された電極の剥離やワイヤボンディングの断線が生じるという問題があった。そこで、パワー半導体モジュールの温度、電圧、電流等の計測を行っているが、モジュール全体に対して、温度センサ、電圧センサ、電流センサが、1つ実装されているだけであった。これでは、モジュール内の個々のパワー半導体素子の状態を知ることが出来なかった。 Conventionally, a power semiconductor module has a temperature of 200 ° C. during operation, and thus there has been a problem in that an electrode formed on a ceramic substrate is peeled off or a wire bonding is disconnected by a thermal cycle. Therefore, the temperature, voltage, current, and the like of the power semiconductor module are measured, but only one temperature sensor, voltage sensor, and current sensor are mounted on the entire module. This makes it impossible to know the state of individual power semiconductor elements in the module.
そこで、個々の半導体素子を計測したり、各位置での温度計測を行ったりすることにより、高精度の制御が可能であると考えられる。しかしながら、各センサを各パワー半導体素子に配置すると、面積を要し小型化ができないという問題がある。 Therefore, it is considered that high-precision control is possible by measuring individual semiconductor elements or measuring temperature at each position. However, when each sensor is arranged in each power semiconductor element, there is a problem that it requires an area and cannot be miniaturized.
また、スイッチ遮断時に回路中のインダクタンスから発生する過渡的な高電圧を抑制するための保護回路は、パワー半導体素子にできるだけ近くするのが望ましい。そのため、従来は、パワー半導体素子と、コンデンサと抵抗からなる保護回路とが、同じ基板上に、実装されていた。しかしながら、スナバコンデンサと抵抗が占めている面積の分だけ高密度化には不利である。 Further, it is desirable that the protection circuit for suppressing the transient high voltage generated from the inductance in the circuit when the switch is cut off is as close as possible to the power semiconductor element. Therefore, conventionally, a power semiconductor element and a protection circuit made up of a capacitor and a resistor are mounted on the same substrate. However, it is disadvantageous for increasing the density by the area occupied by the snubber capacitor and the resistor.
また、従来、パワー半導体素子、スナバコンデンサ、抵抗は、ワイヤボンディングによって接続されていた。そのため、ワイヤによる浮遊インダクタンスが発生し、サージ電圧を高めてしまうという問題がある。 Conventionally, a power semiconductor element, a snubber capacitor, and a resistor are connected by wire bonding. Therefore, there is a problem that stray inductance is generated by the wire and the surge voltage is increased.
本発明は、これらの問題を解決しようとするものであり、パワー半導体素子と、スナバコンデンサと抵抗を備える保護回路部品の実装密度を高め、小型化したパワー半導体モジュールを実現することを目的とする。また、ワイヤボンディングを無くしたパワー半導体モジュールを実現することを目的とする。複数のパワー半導体素子と複数の保護回路部品とを備えるパワー半導体モジュールにおいて、個々のパワー半導体素子の動作状況を把握し、パワー半導体モジュールの故障を未然に防ぐことを目的とする。 The present invention is intended to solve these problems, and aims to increase the mounting density of a power semiconductor element, a protective circuit component including a snubber capacitor and a resistor, and to realize a miniaturized power semiconductor module. . It is another object of the present invention to realize a power semiconductor module that eliminates wire bonding. In a power semiconductor module including a plurality of power semiconductor elements and a plurality of protection circuit components, an object is to grasp the operating state of each power semiconductor element and prevent a failure of the power semiconductor module.
本発明は、前記目的を達成するために、以下の特徴を有するものである。 The present invention has the following features in order to achieve the above object.
本発明の装置は、電流の開閉を行う複数のパワー半導体素子と、該パワー半導体素子を保護する保護回路素子と、リードフレームとを備えるパワー半導体モジュールに関する。本発明のパワー半導体モジュールにおいて、前記リードフレームの一方の面に、パワー半導体素子が直接電気接続され、前記保護回路素子は、前記リードフレームの他方の面に、前記パワー半導体素子と対向するように直接電気接続され、前記パワー半導体素子を計測する温度センサ、電流センサ、電圧センサのいずれか1つ以上のセンサが、個々のパワー半導体素子に設置されていることを特徴とする。また、本発明のパワー半導体モジュールにおいて、前記電流センサは、パワー半導体素子の電極に電気的に接続された電流端子に設けられ、該電流端子はリードフレームに接続されることを特徴とする。また、本発明のパワー半導体モジュールにおいて、前記温度センサは、パワー半導体素子と保護回路素子と電流端子とにより生じる空隙に配置されることが好ましい。前記温度センサ又は電圧センサは、前記保護回路素子と一体型部品とするとよい。前記保護回路素子は、具体的には、スナバコンデンサと抵抗とを備える。本発明のパワー半導体モジュールは、放熱機構を有し、前記パワー半導体素子及び前記電流端子は、セラミック基板に接し、前記放熱機構に熱的に接続されていることが好ましい。また、前記保護回路素子は、セラミック基板に接し、放熱機構に熱的に接続されていることが好ましい。 The apparatus according to the present invention relates to a power semiconductor module including a plurality of power semiconductor elements for switching current, a protection circuit element for protecting the power semiconductor elements, and a lead frame. In the power semiconductor module of the present invention, a power semiconductor element is directly electrically connected to one surface of the lead frame, and the protection circuit element is opposed to the power semiconductor element on the other surface of the lead frame. One or more of a temperature sensor, a current sensor, and a voltage sensor that are directly electrically connected and measure the power semiconductor element are installed in each power semiconductor element. In the power semiconductor module of the present invention, the current sensor is provided at a current terminal electrically connected to an electrode of the power semiconductor element, and the current terminal is connected to a lead frame. In the power semiconductor module of the present invention, it is preferable that the temperature sensor is disposed in a gap generated by the power semiconductor element, the protection circuit element, and the current terminal. The temperature sensor or the voltage sensor may be an integral part of the protection circuit element. Specifically, the protection circuit element includes a snubber capacitor and a resistor. The power semiconductor module of the present invention preferably has a heat dissipation mechanism, and the power semiconductor element and the current terminal are in contact with a ceramic substrate and are thermally connected to the heat dissipation mechanism. The protective circuit element is preferably in contact with the ceramic substrate and thermally connected to the heat dissipation mechanism.
本発明によれば、リードフレームの一方の面にパワー半導体素子が直接電気接続され、保護回路素子が前記リードフレームの他方の面に直接電気接続されるので、リードフレームの両面を実装に利用でき、実装密度を高め小型化することができる。また、リードフレームの両面で、かつ対向する位置関係に抵抗やコンデンサという保護回路部品を配置することにより、ワイヤボンディングを使用しないでかつ配線を短くできるので、浮遊インダクタンスが減少し、サージ電圧を抑制することができる。また、複数のパワー半導体素子と複数の保護回路部品からなるパワー半導体モジュールにおいて、個々のパワー半導体素子を計測するセンサを、各パワー半導体素子の近傍に配置するので、個々のパワー半導体素子の動作状況を把握し、パワー半導体モジュールの故障を未然に防ぐことができる。電圧センサ、電流センサ、温度センサのいずれか1つ以上のセンサにより、個々のパワー半導体素子の計測を行うことが可能となるので、パワー半導体モジュールの計測の高精度化を図れ、信頼性が向上する。 According to the present invention, the power semiconductor element is directly electrically connected to one surface of the lead frame, and the protection circuit element is directly electrically connected to the other surface of the lead frame, so that both surfaces of the lead frame can be used for mounting. The mounting density can be increased and the size can be reduced. In addition, by arranging protective circuit components such as resistors and capacitors on both sides of the lead frame and facing each other, wiring can be shortened without using wire bonding, reducing stray inductance and suppressing surge voltage can do. In addition, in a power semiconductor module comprising a plurality of power semiconductor elements and a plurality of protection circuit components, a sensor for measuring each power semiconductor element is arranged in the vicinity of each power semiconductor element, so that the operating status of each power semiconductor element To prevent power semiconductor module failures. Since one or more of the voltage sensor, current sensor, and temperature sensor can measure individual power semiconductor elements, it is possible to improve the accuracy of power semiconductor module measurement and improve reliability. To do.
スナバコンデンサと抵抗とが一体化した一体型部品を使用することにより、実装工程の単純化、電子部品の耐久性向上、浮遊インダクタの低減という効果がある。温度センサと電圧センサとをRCスナバ回路部品と一体化した一体型部品を使用することにより、より一層、実装工程の簡素化、電子部品の耐久性の向上、浮遊インダクタの低減が可能になる。 By using an integral part in which the snubber capacitor and the resistor are integrated, the mounting process is simplified, the durability of the electronic component is improved, and the floating inductor is reduced. By using an integrated component in which the temperature sensor and the voltage sensor are integrated with the RC snubber circuit component, it is possible to further simplify the mounting process, improve the durability of the electronic component, and reduce the floating inductor.
本発明のパワー半導体モジュールは、スイッチング装置として、スイッチング電源、エアコン、無停電電源(UPS)、電気自動車やハイブリッド車のインバータ等に適用される。例えば、車載用モータドライブ、ECU(エンジンコントロールユニット)に用いられる。本発明のパワー半導体モジュールは、複数の電流の開閉を行うパワー半導体素子と、複数の保護回路部品と、複数のセンサと、リードフレームを備える。センサは、各パワー半導体素子の電流、電圧、温度等を計測するセンサである。各センサからのセンサ情報(温度情報、電流情報、電圧情報)に基づいて、マイコンなどの制御回路は、パワー半導体素子の動作状況を把握し、パワー半導体モジュールの故障を未然に防ぐ制御を行う。過温度検知、過電圧検知、過電流検知をした場合は、異常を示すパワー半導体素子について、スイッチングを停止するなどして、過温度、過電圧から保護する。 The power semiconductor module of the present invention is applied as a switching device to a switching power supply, an air conditioner, an uninterruptible power supply (UPS), an inverter of an electric vehicle, a hybrid vehicle, and the like. For example, it is used for an in-vehicle motor drive and an ECU (engine control unit). The power semiconductor module of the present invention includes a power semiconductor element that opens and closes a plurality of currents, a plurality of protection circuit components, a plurality of sensors, and a lead frame. The sensor is a sensor that measures current, voltage, temperature, and the like of each power semiconductor element. Based on sensor information (temperature information, current information, voltage information) from each sensor, a control circuit such as a microcomputer grasps the operating state of the power semiconductor element and performs control to prevent the power semiconductor module from being broken. When over-temperature detection, over-voltage detection, or over-current detection is performed, the power semiconductor element exhibiting an abnormality is protected from over-temperature and over-voltage by, for example, stopping switching.
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態について、図1を参照して以下説明する。図1は、パワー半導体モジュールの模式的な構造図である。図1(a)は、ヒートシンク等の放熱構造を含めて全体の断面構造を示す側断面図である。図1(b)は、図1(a)のパワー半導体モジュールにおける、パワー半導体素子とリードフレームと電流端子と電極の関係を説明するための、上から見た図である。図1(b)は、パワー半導体素子とリードフレームと電流端子と電極の各配置を、図1(a)と対応させて図示したものである。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic structural diagram of a power semiconductor module. FIG. 1A is a side sectional view showing the entire sectional structure including a heat dissipation structure such as a heat sink. FIG. 1B is a top view for explaining the relationship among the power semiconductor element, the lead frame, the current terminal, and the electrode in the power semiconductor module of FIG. FIG. 1B illustrates the arrangement of the power semiconductor element, the lead frame, the current terminals, and the electrodes in correspondence with FIG. 1A.
本実施の形態のパワー半導体モジュールは、複数のパワー半導体素子と、複数の保護回路一体化部品と、複数のセンサとを備える。図1には、1つのパワー半導体素子と1つの保護回路部品とセンサとからなる1つのユニットを示す。パワー半導体モジュールは、2つ以上のユニットの集合からなる。各ユニットは、リードフレーム、セラミック基板に固定され、さらに、共通の又は個別の放熱構造(金属放熱板、ヒートシンク)と熱的に接続されている。 The power semiconductor module according to the present embodiment includes a plurality of power semiconductor elements, a plurality of protection circuit integrated components, and a plurality of sensors. FIG. 1 shows one unit including one power semiconductor element, one protection circuit component, and a sensor. A power semiconductor module consists of a set of two or more units. Each unit is fixed to a lead frame and a ceramic substrate, and is further thermally connected to a common or individual heat dissipation structure (metal heat dissipation plate, heat sink).
図1のパワー半導体モジュールは、パワー半導体素子1と、該素子のコレクタ電極11と、ゲート電極12と、ソース電極13と、保護回路部品2と、該部品の電極21、22と、温度センサ23と、温度センサ信号取り出し端子24と、電圧センサ信号取り出し端子25と、電流端子3と、該電流端子の電極31と、電流センサ(コイル形状)32と、電流センサ信号取り出し端子33と、リードフレーム51、52と、セラミック基板71、72と、金属放熱板81、82と、ヒートシンク91、92とを備える。
1 includes a
リードフレーム51の一方の面に、パワー半導体素子1のコレクタ電極11を、ワイヤボンディングを使用しないで直接電気接続する。例えば銀ナノ粒子を用いた接続技術で行う。
The
保護回路部品2は、リードフレーム51の他方の面(パワー半導体素子1の実装されていない方の面)に、パワー半導体素子1と対向する位置にワイヤボンディングを使用しないで直接電気接続する。例えば銀ナノ粒子を用いた接続技術で行う。図1のように、保護回路部品2の電極21をリードフレーム51に実装し、保護回路部品の他の電極22をリードフレーム52に実装する。
The
パワー半導体素子1を計測するセンサを、個々のパワー半導体素子に設置する。ここで、温度センサ23、電流センサ32、電圧センサの全てを設置することにより、信頼性が高まるが、いずれか1つ以上のセンサを設置することにしてもよい。
A sensor for measuring the
電流センサ32は、パワー半導体素子1の電極(ソース電極13)に電気的に接続された電流端子3に設けることができる。電流端子3は、一方は、リードフレーム51にコレクタ電極11が接続されているパワー半導体素子1のコレクタ電極11対向面のソース電極13に電気的に接続され、他方はリードフレーム52に電極31で電気的に接続されている。図1では、電流端子3は、断面L字条の部材で構成される。より具体的には、断面L字条の部材は、セラミック基板71と接触固定される板状部と、電流センサのコイルが巻回される断面矩形部からなる。電流端子3は、端子として公知の材料を用いることができる。例えば、銅を用いるとよい。
The
パワー半導体素子1は、SiC半導体素子のチップである。例えばMOSFET(10A/1200V)を用いるとよい。例えば3mm×3mm×0.3t mmのサイズである。動作温度は、〜150℃、さらに〜200℃や、〜300℃の高温となる。
The
保護回路部品2は、スナバコンデンサと抵抗からなる一体型部品が好ましい。一体型部品のサイズは、例えば、長さ10mm、幅4mm、厚み3mm等である。図1では、温度センサ23と電圧センサを、スナバコンデンサと抵抗と共に一体型にした部品の図を示した。温度センサ23の信号取り出し端子24と電圧センサ取り出し端子は、セラミック基板72に固定され、セラミック基板上の配線に適宜接続される。温度センサ23と電圧センサは、必ずしも一体である必要はなく、保護回路部品の近傍に配置されて、同一のユニットのパワー半導体素子の計測を行う配置関係であればよい。
The
図1に示すように、温度センサ23は、パワー半導体素子1と保護回路素子(部品)2と電流端子3とにより生じる空隙に配置されることが好ましい。高密度実装及び計測の高精度化することができる。
As shown in FIG. 1, the
金属放熱板81、82は、公知の放熱板を用いることができる。本実施の形態では銅(長さ15mm、幅8mm、厚み3mm等)を用いる。
As the
電流センサ32は、図1に図示したように、コイル形状のセンサを用いるとよい。
The
リードフレーム51、52は、リードフレームとして公知の材料を用いることができる。銅またはアルミが好ましい。本実施の形態では、長さ10mm、幅5mm、厚み1mmのリードフレームを、SiC半導体素子1個につき2枚使用する。 For the lead frames 51 and 52, a known material can be used as the lead frame. Copper or aluminum is preferred. In the present embodiment, two lead frames each having a length of 10 mm, a width of 5 mm, and a thickness of 1 mm are used for each SiC semiconductor element.
セラミック基板71、72は、窒化ケイ素製を用いる。窒化ケイ素からなるセラミック基板は、熱伝導性と強度に優れ、例えば熱伝導率80W/mKで強度800MPaの性能を有する。本実施の形態では、例えば、長さ15mm、幅8mm、厚み0.62mmである。
The
パワー半導体素子1及び電流端子3は、セラミック基板71に接して配置され、セラミック基板71は、さらに放熱に適した機構(金属放熱板81、ヒートシンク91)に互いに接触して固定されている。
The
保護回路部品2は、セラミック基板72に接し、放熱機構(金属放熱板82、ヒートシンク92)に互いに接触して固定されている。ヒートシンク91、92は従来公知の材料及び構造を適用することができる。
The
本実施の形態のパワー半導体モジュールの動作について図2を参照して説明する。
パワー半導体素子1により、電流の開閉が行われると、電流(太字の矢印)は、リードフレーム51、52を通して取り出される。その際、電流の流れと並列に設けられている、スナバコンデンサと抵抗により構成される保護回路部品2により、電流の開閉時に生じるサージ電圧が抑えられる。図2に示したように、保護回路部品2は、スナバコンデンサと抵抗により構成される。スナバコンデンサと抵抗からなる保護回路部品2を、リードフレーム51を挟んで、パワー半導体素子1と対向する位置に実装することにより、実装密度を高めた。またリードフレームの両面に、パワー半導体素子1と保護回路部品2が、ワイヤボンディングを使用しないで直接電気接続実装されることにより、配線が最小限になるため、浮遊インダクタンスが抑制される。さらに、温度センサにより、個々のパワー半導体素子1の温度が常時計測される。これにより、パワー半導体素子1の温度が異常に上がったときは、瞬時にパワー半導体モジュールの動作を停止させ、事故を未然に防ぐことができる。また電流端子に流れる電流を、電流センサにより常時計測できるので、電流の異常を瞬時に計測し、パワー半導体モジュールの動作を停止させ、事故を未然に防ぐことができる。また、電圧を、図2に図示したように、リードフレーム51とリードフレーム52に接続することにより、パワー半導体素子1の電圧を常時計測可能であり、電圧の異常を瞬時に計測して同様の制御をすることができる。
The operation of the power semiconductor module of the present embodiment will be described with reference to FIG.
When the current is opened and closed by the
なお、上記実施の形態等で示した例は、発明を理解しやすくするために記載したものであり、この形態に限定されるものではない。 In addition, the example shown by the said embodiment etc. was described in order to make invention easy to understand, and is not limited to this form.
本発明のパワー半導体モジュールは、スイッチング電源、エアコン、無停電電源(UPS)、電気自動車やハイブリッド車のインバータ等に適用される。さらに、スマートグリッドを構成する各種電気機器のインバータ装置、スイッチング装置などにも好適に利用できる。 The power semiconductor module of the present invention is applied to a switching power supply, an air conditioner, an uninterruptible power supply (UPS), an inverter of an electric vehicle, a hybrid vehicle, and the like. Furthermore, it can be suitably used for an inverter device, a switching device, and the like of various electric devices constituting the smart grid.
1 パワー半導体素子
11 コレクタ電極
12 ゲート電極
13 ソース電極
2 保護回路部品
22 電極
23 温度センサ
24 温度センサ信号取り出し端子
25 電圧センサ信号取り出し端子
3 電流端子
31 電極
32 電流センサ
33 電流センサ信号取り出し端子
51、52 リードフレーム
71、72 セラミック基板
81、82 金属放熱板
91、92 ヒートシンク
DESCRIPTION OF
Claims (6)
1つの前記パワー半導体素子と1つの前記保護回路素子とセンサをユニットとし、第1及び第2のリードフレームを挟んで、前記パワー半導体素子と前記保護回路素子が、互いに対向する位置に、第1及び第2のリードフレームに固定され、
前記第1のリードフレームの一方の面に、前記パワー半導体素子の第1の電極が直接電気接続されるとともに、前記パワー半導体素子の前記第1の電極対向面の第2の電極が、断面L字状の電流端子により、前記第2のリードフレームの前記一方の面に電気的に接続され、
前記第1のリードフレームの他方の面に、前記保護回路素子の第1の電極が直接電気接続されるとともに、前記第2のリードフレームの前記他方の面に、保護回路素子の第2の電極が直接電気接続され、
前記センサは、前記パワー半導体素子を計測する温度センサ、電流センサ、電圧センサのいずれか1つ以上のセンサであり、個々のユニットに設置され、
前記電流端子は、セラミック基板に接し、パワー半導体素子は前記電流端子を介して前記放熱機構に熱的に接続されていることを特徴とするパワー半導体モジュール。 A power semiconductor module comprising a plurality of power semiconductor elements for switching current, a protective circuit element for protecting the power semiconductor elements, a lead frame, and a heat dissipation mechanism ,
One power semiconductor element, one protection circuit element, and a sensor as a unit, with the first and second lead frames sandwiched therebetween, the power semiconductor element and the protection circuit element are located at positions facing each other. And fixed to the second lead frame ,
Wherein the one surface of the first lead frame, the first electrode is directly electrically connected Rutotomoni of the power semiconductor element, the first electrode facing surface a second electrode of said power semiconductor element, an L Electrically connected to the one surface of the second lead frame by a letter-shaped current terminal ;
On the other surface of the first lead frame, the first electrode is directly electrically connected Rutotomoni of the protective circuit element, to the other surface of the second lead frame, a second electrode of the protective circuit element Is electrically connected directly ,
The sensor is one or more of a temperature sensor, a current sensor, and a voltage sensor that measure the power semiconductor element , and is installed in each unit .
The current terminal is in contact with the ceramic substrate, a power semiconductor module power semiconductor device which is characterized that you are thermally connected to the heat dissipating mechanism through the current terminals.
1つの前記パワー半導体素子と1つの前記保護回路素子とセンサをユニットとし、第1及び第2のリードフレームを挟んで、前記パワー半導体素子と前記保護回路素子が、互いに対向する位置に、第1及び第2のリードフレームに固定され、
前記第1のリードフレームの一方の面に、前記パワー半導体素子の第1の電極が直接電気接続されるとともに、前記パワー半導体素子の前記第1の電極対向面の第2の電極が、断面L字状の電流端子により、前記第2のリードフレームの前記一方の面に電気的に接続され、
前記第1のリードフレームの他方の面に、前記保護回路素子の第1の電極が直接電気接続されるとともに、前記第2のリードフレームの前記他方の面に、保護回路素子の第2の電極が直接電気接続され、
前記センサは、前記パワー半導体素子を計測する温度センサ、電流センサ、電圧センサのいずれか1つ以上のセンサであり、個々のユニットに設置され、
前記保護回路素子は、セラミック基板に接し、放熱機構に熱的に接続されていることを特徴とするパワー半導体モジュール。 A power semiconductor module comprising a plurality of power semiconductor elements for switching current, a protective circuit element for protecting the power semiconductor elements, a lead frame, and a heat dissipation mechanism ,
One power semiconductor element, one protection circuit element, and a sensor as a unit, with the first and second lead frames sandwiched therebetween, the power semiconductor element and the protection circuit element are located at positions facing each other. And fixed to the second lead frame ,
Wherein the one surface of the first lead frame, the first electrode is directly electrically connected Rutotomoni of the power semiconductor element, the first electrode facing surface a second electrode of said power semiconductor element, an L Electrically connected to the one surface of the second lead frame by a letter-shaped current terminal ;
On the other surface of the first lead frame, the first electrode is directly electrically connected Rutotomoni of the protective circuit element, to the other surface of the second lead frame, a second electrode of the protective circuit element Is electrically connected directly ,
The sensor is one or more of a temperature sensor, a current sensor, and a voltage sensor that measure the power semiconductor element , and is installed in each unit .
The power semiconductor module , wherein the protection circuit element is in contact with a ceramic substrate and is thermally connected to a heat dissipation mechanism .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010292460A JP5709161B2 (en) | 2010-12-28 | 2010-12-28 | Power semiconductor module |
Applications Claiming Priority (1)
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