JP6130959B1 - コネクタ連結式ゲート並列接続基板 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動回路に複数個の半導体素子を並列接続するに際して、隣接するコネクタの電極同士を接続するだけで駆動回路と各半導体素子間の配線長を揃えることができ、半導体素子数の増減にも対応できるようにすること。【解決手段】基板本体１に一端側コネクタ２、他端側コネクタ３、ゲート接続用電極４及びエミッタ接続用電極５を設け、一端側コネクタ２の往路配線接続用一端側電極１１、復路配線接続用一端側電極１２及び出力配線接続用一端側電極１３と、他端側コネクタ３の往路配線接続用他端側電極１４、復路配線接続用他端側電極１５及び出力配線接続用他端側電極１６が、それぞれ往路接続配線１７、復路接続配線１８及び出力配線１９で接続され、さらに復路接続配線１８とゲート接続用電極４が素子接続配線６１により接続され、出力配線１９とエミッタ接続用電極５が出力用接続配線７１により接続されているコネクタ連結式ゲート並列接続基板。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の半導体素子を一つの駆動回路で並列駆動するためのコネクタ連結式ゲート並列接続基板に関するものである。

従来、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴモジュール等の電圧駆動型半導体素子を一つの駆動回路で複数個並列駆動する際、各素子のスイッチング時間のズレを最小にするために、駆動回路と各素子のゲート及びエミッタまでの配線長を可能な限り揃える努力をしていた。
そのため、駆動回路の位置と各素子との距離はバランスを取る必要があり、駆動回路を配置する位置の制約が大きく、機器の小型化に支障となる事があった。
また、駆動回路とゲート及びエミッタとを接続する配線用ハーネスは長くなり、配線用ハーネスの外部との絶縁処理も必要であるため、コストが高くなっていた。

例えば、特許文献１（特開平９−２６１９４８号公報）には、並列接続された複数個の電圧制御形半導体素子それぞれをオン・オフさせる電力変換装置において、ＩＧＢＴ(11)から駆動回路(13)までの経路の撚り線ケーブル(31)と、ＩＧＢＴ(12)から駆動回路(13)までの経路の撚り線ケーブル(32)の長さを略等しくしたものが開示されている（特に図１及び段落００１２を参照）。
また、特許文献２（特開２０００−６０１４８号公報）には、複数のスイッチング素子(11)〜(13)を並列に用いて構成したスイッチングモジュールにおいて、（Ａ）スイッチング素子(11)〜(13)をＩＧＢＴなどの半導体素子とした場合に、端子(14)と(17)、端子(15)と(18)及び端子(16)と(19)が、それぞれスイッチング素子(11)、(12)及び(13)の一組のコレクタ端子とエミッタ端子となる点（特に図１及び段落００１１を参照）、（Ｂ）第１の配線導体３５及び第２の配線導体３６が、それぞれ端子(14)〜(16)及び接続端子(17)〜(19)を共通に接続するとともに、第２の配線導体(36)と第３の配線導体(37)を折り返し部(5)で接続することにより、端子部(41)−端子(14)−端子(17)−折り返し部(5)−端子部(43)の経路、端子部(41)−端子(15)−端子(18)−折り返し部(5)−端子部(43)の経路及び端子部(41)−端子(16)−端子(19)−折り返し部(5)−端子部(43)の経路がいずれも同じ長さになるようにする点が記載されている（特に図１、図２及び段落００１２〜００１４を参照）。

ところが、特許文献１の電力変換装置は、駆動回路(13)とＩＧＢＴ(11)、(12)が撚り線ケーブル(31)、(32)によって別々に接続され、駆動回路(13)の端子(Ｇ)、(Ｅ)と撚り線ケーブル(31)、(32)を各々接続する必要があるため、撚り線ケーブル(31)、(32)の長さが長くなる、駆動回路(13)やＩＧＢＴ(11)、(12)の配置が制約されるといった問題があった。
また、特許文献２のスイッチングモジュールは、第１の配線導体(35)が第１、第５の平板導体部(351)、(352)で構成され、第２の配線導体(36)及び第３の配線導体(37)が第２、第３の平板導体部(371)、(372)で構成されているため、スイッチング素子の数が増加した場合には対応できないという問題があった。

特開平９−２６１９４８号公報 特開２０００−６０１４８号公報

本発明は、このような問題点を解決し、一つの駆動回路に複数個の半導体素子を並列接続するに際して、隣接するコネクタの電極同士を接続するだけで駆動回路と各半導体素子間の配線長を揃えることができ、半導体素子数の増減にも対応できるようにすることを第一の課題としてなされたものである。
また、本発明は、並列接続される半導体素子同士の接続を容易に行えるようにすることを第二の課題としてなされたものである。

請求項１に係る発明は、複数の半導体素子を一つの駆動回路で並列駆動するためのコネクタ連結式ゲート並列接続基板であって、
往路配線接続用一端側電極及び往路配線接続用他端側電極と、
復路配線接続用一端側電極及び復路配線接続用他端側電極と、
出力配線接続用一端側電極及び出力配線接続用他端側電極と、
素子接続用電極と、
出力配線接続用電極と、
前記往路配線接続用一端側電極と前記往路配線接続用他端側電極とを接続する往路接続配線と、
前記復路配線接続用一端側電極と前記復路配線接続用他端側電極とを接続する復路接続配線と、
前記出力配線接続用一端側電極と前記出力配線接続用他端側電極とを接続する出力配線と、
前記復路接続配線と前記素子接続用電極とを接続する素子接続回路部と、
前記出力配線と前記出力配線接続用電極とを接続する出力回路部を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載のコネクタ連結式ゲート並列接続基板において、
前記素子接続用電極及び前記出力配線接続用電極は、ゲート接続用電極及びエミッタ接続用電極であるか、エミッタ接続用電極及びゲート接続用電極であり、
前記素子接続回路部及び前記出力回路部は、前記復路接続配線と前記素子接続用電極としてのゲート接続用電極とを接続する素子接続配線及び前記出力配線と前記出力配線接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを接続する出力用接続配線であるか、前記復路接続配線と前記素子接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを接続するエミッタ用配線及び前記出力配線と前記出力配線接続用電極としてのゲート接続用電極とを接続するゲート用配線であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載のコネクタ連結式ゲート並列接続基板において、
前記素子接続用電極及び前記出力配線接続用電極は、ゲート接続用電極及びエミッタ接続用電極であるか、エミッタ接続用電極及びゲート接続用電極であり、
前記素子接続回路部及び前記出力回路部は、前記復路接続配線と前記素子接続用電極としてのゲート接続用電極とをゲート抵抗を介して接続するゲート抵抗回路及び前記出力配線と前記出力配線接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを接続する出力用接続配線であるか、前記復路接続配線と前記素子接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを接続するエミッタ用配線及び前記出力配線と前記出力配線接続用電極としてのゲート接続用電極とをゲート抵抗を介して接続する出力用ゲート抵抗回路であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載のコネクタ連結式ゲート並列接続基板において、
前記素子接続用電極及び前記出力配線接続用電極は、ゲート接続用電極及びエミッタ接続用電極であるか、エミッタ接続用電極及びゲート接続用電極であり、
前記素子接続回路部及び前記出力回路部は、前記復路接続配線と前記素子接続用電極としてのゲート接続用電極とをコモンモードチョークコイルの一次側コイルを介して接続する一次側コイル接続回路及び前記出力配線と前記出力配線接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを前記コモンモードチョークコイルの二次側コイルを介して接続する二次側コイル接続回路であるか、前記復路接続配線と前記素子接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを前記コモンモードチョークコイルの一次側コイルを介して接続する一次側コイル接続回路及び前記出力配線と前記出力配線接続用電極としてのゲート接続用電極とを前記コモンモードチョークコイルの二次側コイルを介して接続する二次側コイル接続回路であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１に記載のコネクタ連結式ゲート並列接続基板において、
前記素子接続用電極は、コレクタ接続用一端側電極及びコレクタ接続用他端側電極であり、
前記出力配線接続用電極は、エミッタ接続用一端側電極及びエミッタ接続用他端側電極であり、
基板搭載半導体素子、前記コレクタ接続用一端側電極と前記コレクタ接続用他端側電極を接続するコレクタ端子接続配線、及び前記エミッタ接続用一端側電極と前記エミッタ接続用他端側電極を接続するエミッタ端子接続配線をさらに備え、
前記素子接続回路部は、前記復路接続配線と前記コレクタ端子接続配線とを前記基板搭載半導体素子のゲート及びコレクタを介して接続するゲートコレクタ接続回路であり、
前記出力回路部は、前記出力配線と前記エミッタ端子接続配線とを接続するエミッタ出力用配線及び前記基板搭載半導体素子のエミッタと前記エミッタ端子接続配線とを接続するエミッタ接続配線であることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１に記載のコネクタ連結式ゲート並列接続基板において、
前記素子接続用電極は、エミッタ接続用一端側電極及びエミッタ接続用他端側電極であり、
前記出力配線接続用電極は、コレクタ接続用一端側電極及びコレクタ接続用他端側電極であり、
基板搭載半導体素子、前記コレクタ接続用一端側電極と前記コレクタ接続用他端側電極を接続するコレクタ端子接続配線、及び前記エミッタ接続用一端側電極と前記エミッタ接続用他端側電極を接続するエミッタ端子接続配線をさらに備え、
前記素子接続回路部は、前記復路接続配線と前記エミッタ端子接続配線とを接続するエミッタ接続用配線及び前記基板搭載半導体素子のエミッタと前記エミッタ端子接続配線とを接続するエミッタ接続配線であり、
前記出力回路部は、前記出力配線と前記コレクタ端子接続配線とを前記基板搭載半導体素子のゲート及びコレクタを介して接続するゲートコレクタ出力接続回路であることを特徴とする。

請求項１に係る発明のコネクタ連結式ゲート並列接続基板（以下「接続基板」という。）は、往路配線接続用一端側電極及び往路配線接続用他端側電極と、復路配線接続用一端側電極及び復路配線接続用他端側電極と、出力配線接続用一端側電極及び出力配線接続用他端側電極と、素子接続用電極と、出力配線接続用電極とを備え、
往路配線接続用一端側電極及び往路配線接続用他端側電極は往路接続配線で接続され、復路配線接続用一端側電極及び復路配線接続用他端側電極は復路接続配線で接続され、出力配線接続用一端側電極及び出力配線接続用他端側電極は出力配線で接続されているとともに、復路接続配線と素子接続用電極とを接続する素子接続回路部と、出力配線と出力配線接続用電極とを接続する出力回路部を備えている。
そのため、図２又は図６に示すように、駆動回路の正側出力端子と駆動回路に隣接する接続基板の往路配線接続用一端側電極及び同駆動回路の負側出力端子と同接続基板の出力配線接続用一端側電極を、それぞれ同長の接続線でつなぎ、隣接する接続基板の往路配線接続用他端側電極と往路配線接続用一端側電極、復路配線接続用他端側電極と復路配線接続用一端側電極及び出力配線接続用他端側電極と出力配線接続用一端側電極を、それぞれ同長の接続線でつなぎ、駆動回路から最も離れた接続基板の往路配線接続用他端側電極と復路配線接続用他端側電極とを短絡線でつなぐととともに、各半導体素子を接続することによって、容易に複数の半導体素子を並列接続することができる。
また、全ての半導体素子について、駆動回路の正側出力端子から接続基板Ｃの短絡線及び半導体素子を経由して同駆動回路の負側出力端子に至るまでの配線長を同じ長さとすることができる。
また、複数の半導体素子を並列接続する際に用いる接続基板は、全て同じ構造のもので良いため、必要とする半導体素子が増減しても容易に対応でき、かつ、コストも抑えることができる。

請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明の接続基板による効果に加え、素子接続回路部及び出力回路部は、復路接続配線と素子接続用電極としてのゲート接続用電極とを接続する素子接続配線及び出力配線と出力配線接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを接続する出力用接続配線であるか、復路接続配線と素子接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを接続するエミッタ用配線及び出力配線と出力配線接続用電極としてのゲート接続用電極とを接続するゲート用配線であるため、接続基板は８つの電極と５つの配線のみで構成されることとなり、接続基板の製造コストを削減することができる。

請求項３に係る発明によれば、請求項１に係る発明の接続基板による効果に加え、素子接続回路部及び出力回路部は、復路接続配線と素子接続用電極としてのゲート接続用電極とをゲート抵抗を介して接続するゲート抵抗回路及び出力配線と出力配線接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを接続する出力用接続配線であるか、復路接続配線と素子接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを接続するエミッタ用配線及び出力配線と出力配線接続用電極としてのゲート接続用電極とをゲート抵抗を介して接続する出力用ゲート抵抗回路であり、各半導体素子のゲート近くに個別のゲート抵抗があるので、隣り合うゲート間の共振現象が発生しにくい。
そのため、半導体素子の発振現象を抑制することができる。

請求項４に係る発明によれば、請求項１に係る発明の接続基板による効果に加え、素子接続回路部及び出力回路部は、復路接続配線と素子接続用電極としてのゲート接続用電極とをコモンモードチョークコイルの一次側コイルを介して接続する一次側コイル接続回路及び出力配線と出力配線接続用電極としてのエミッタ接続用電極とをコモンモードチョークコイルの二次側コイルを介して接続する二次側コイル接続回路であるか、復路接続配線と素子接続用電極としてのエミッタ接続用電極とをコモンモードチョークコイルの一次側コイルを介して接続する一次側コイル接続回路及び出力配線と出力配線接続用電極としてのゲート接続用電極とをコモンモードチョークコイルの二次側コイルを介して接続する二次側コイル接続回路であるため、接続基板と半導体素子との接続態様を全く変更することなく、電力変換装置の駆動により発生するノイズ電流が駆動配線内を流れることによって半導体素子が誤動作することを抑制することができる。

請求項５及び請求項６に係る発明によれば、請求項１に係る発明の接続基板による効果に加え、接続基板自体に半導体素子が搭載され、コレクタ接続用一端側電極、コレクタ接続用他端側電極、エミッタ接続用一端側電極、エミッタ接続用他端側電極、コレクタ接続用一端側電極とコレクタ接続用他端側電極を接続するコレクタ端子接続配線及びエミッタ接続用一端側電極とエミッタ接続用他端側電極を接続するエミッタ端子接続配線を備えているので、図６に示すように、駆動回路とそれに隣接する接続基板を接続し、最も末端にある接続基板の往路配線接続用他端側電極と復路配線接続用他端側電極を短絡し、隣接する接続基板の相対する５対の電極を接続するだけで、複数個の半導体素子を容易に並列接続することができる。

実施例１のコネクタ連結式ゲート並列接続基板等の概略図。 実施例１のコネクタ連結式ゲート並列接続基板を用いて１つのゲート駆動回路基板に３つの半導体素子を並列接続した場合の回路図。 実施例２のコネクタ連結式ゲート並列接続基板等の概略図。 実施例３のコネクタ連結式ゲート並列接続基板等の概略図。 実施例４のコネクタ連結式ゲート並列接続基板の概略図。 実施例４のコネクタ連結式ゲート並列接続基板を用いて１つのゲート駆動回路基板に３つの半導体素子を並列接続した場合の回路図。 実施例１の変形例に係るコネクタ連結式ゲート並列接続基板等の概略図。 実施例２の変形例に係るコネクタ連結式ゲート並列接続基板等の概略図。 実施例３の変形例に係るコネクタ連結式ゲート並列接続基板等の概略図。 実施例４の変形例に係るコネクタ連結式ゲート並列接続基板の概略図。 実施例１の接続基板２つを統合した接続基板を用いた回路図の例。

以下、実施例によって本発明の実施形態を説明する。
なお、便宜上本明細書では、図面左側を一端側、図面右側を他端側と呼ぶこととするが、必ずしも基板の左側と右側を意味しているわけではなく、それぞれの設置位置は基板上のどこであっても良い。

実施例１のコネクタ連結式ゲート並列接続基板（以下「実施例１の接続基板」といい、実施例２等でも同様とする。）は、図１に示すように、基板本体１の一端側に一端側コネクタ２を設け、基板本体１の他端側に他端側コネクタ３、ゲート接続用電極４及びエミッタ接続用電極５を設けてある。
また、一端側コネクタ２は、往路配線接続用一端側電極１１、復路配線接続用一端側電極１２及び出力配線接続用一端側電極１３を有しており、他端側コネクタ３は、往路配線接続用他端側電極１４、復路配線接続用他端側電極１５及び出力配線接続用他端側電極１６を有している。
そして、往路配線接続用一端側電極１１と往路配線接続用他端側電極１４は往路接続配線１７で接続され、復路配線接続用一端側電極１２と復路配線接続用他端側電極１５は復路接続配線１８で接続され、出力配線接続用一端側電極１３と出力配線接続用他端側電極１６は出力配線１９で接続され、復路接続配線１８とゲート接続用電極４は素子接続配線６１で接続され、出力配線１９とエミッタ接続用電極５は出力用接続配線７１で接続されている。
また、半導体パッケージ８には、半導体素子８１が搭載されるとともに、ゲート電極８２、補助エミッタ電極８３、主エミッタ電極８４及びコレクタ電極８５が設けてある。
なお、補助エミッタ電極８３は駆動電流、主エミッタ電極８４は主電流を流すためのものであるが、小電流用半導体パッケージ（定格電流が概ね７５Ａ以下）の場合、エミッタ電極を２つに分けていないものもある。

図２は、実施例１の接続基板を用いて、ゲート駆動回路に３つの半導体素子を並列接続した回路を示す図であり、ゲート駆動回路基板２５、３つの接続基板Ａ〜Ｃ及び３つの半導体素子Ａ〜Ｃを用いている。
なお、ゲート駆動回路基板２５は、ゲート駆動回路２１、正側出力端子２２、負側出力端子２３及びゲート抵抗２４を備えている。

そして、各基板及び半導体素子Ａ〜Ｃの接続状態は以下のようになっている（図１及び図２を参照）。
（１）ゲート駆動回路基板２５の正側出力端子２２と接続基板Ａの往路配線接続用一端側電極１１及び負側出力端子２３と出力配線接続用一端側電極１３は同じ長さの第１接続線２６で接続されている。
（２）隣接する接続基板（接続基板ＡとＢ及び接続基板ＢとＣ）の往路配線接続用他端側電極１４と往路配線接続用一端側電極１１、復路配線接続用他端側電極１５と復路配線接続用一端側電極１２及び出力配線接続用他端側電極１６と出力配線接続用一端側電極１３は、それぞれ同じ長さの第２接続線２７で接続されている。
（３）接続基板Ｃの往路配線接続用他端側電極１４と復路配線接続用他端側電極１５は短絡線２８でつながれ短絡されている。
（４）半導体素子Ａ〜Ｃを搭載している半導体パッケージ８のゲート電極８２は、それぞれ接続基板Ａ〜Ｃのゲート接続用電極４と同じ長さの導線、直接ネジ締め、半田付け又は圧入等により接続されている。
（５）半導体素子Ａ〜Ｃを搭載している半導体パッケージ８の補助エミッタ電極８３は、それぞれ接続基板Ａ〜Ｃのエミッタ接続用電極５と同じ長さの導線、直接ネジ締め、半田付け又は圧入等により接続されている。
（６）半導体素子Ａ〜Ｃを搭載している半導体パッケージ８の主エミッタ電極８４は、導線により接続されている。
（７）半導体素子Ａ〜Ｃを搭載している半導体パッケージ８のコレクタ電極８５は、導線により接続されている。

そのため、正側出力端子２２から半導体素子Ａ〜Ｃを経由して負側出力端子２３に至る経路は次の３つとなる。
（Ａ）正側出力端子２２−第１接続線２６−接続基板Ａ〜Ｃの往路接続配線１７及び２つの第２接続線２７−短絡線２８−［接続基板Ｃの復路接続配線１８−第２接続線２７−接続基板Ｂの復路接続配線１８−第２接続線２７−接続基板Ａの復路接続配線１８及び素子接続配線６１−半導体素子Ａ−接続基板Ａの出力用接続配線７１及び出力配線１９］−第１接続線２６−負側出力端子２３
（Ｂ）正側出力端子２２−第１接続線２６−接続基板Ａ〜Ｃの往路接続配線１７及び２つの第２接続線２７−短絡線２８−［接続基板Ｃの復路接続配線１８−第２接続線２７−接続基板Ｂの復路接続配線１８及び素子接続配線６１−半導体素子Ｂ−接続基板Ｂの出力用接続配線７１及び出力配線１９−第２接続線２７−接続基板Ａの出力配線１９］−第１接続線２６−負側出力端子２３
（Ｃ）正側出力端子２２−第１接続線２６−接続基板Ａ〜Ｃの往路接続配線１７及び２つの第２接続線２７−短絡線２８−［接続基板Ｃの復路接続配線１８及び素子接続配線６１−半導体素子Ｃ−接続基板Ｃの出力用接続配線７１及び出力配線１９−第２接続線２７−接続基板Ｂの出力配線１９−第２接続線２７−接続基板Ａの出力配線１９］−第１接続線２６−負側出力端子２３
そして、経路（Ａ）〜（Ｃ）において異なっているのは大括弧で囲まれた部分であるが、２つの第２接続線２７は共通しており、接続基板Ａ〜Ｃの復路接続配線１８及び素子接続配線６１並びに出力用接続配線７１及び出力配線１９の長さはいずれの接続基板でも同じであり、半導体素子Ａ〜Ｃは接続基板Ａ〜Ｃに同様に接続されているので、実質的に異なるのは、経路（Ａ）については接続基板Ｃの復路接続配線１８と接続基板Ｂの復路接続配線１８、経路（Ｂ）については接続基板Ｃの復路接続配線１８と接続基板Ａの出力配線１９、経路（Ｃ）については接続基板Ｂの出力配線１９と接続基板Ａの出力配線１９となる。
しかし、各接続基板の復路接続配線１８と出力配線１９の長さは同じとしてあるので、経路（Ａ）の全長、経路（Ｂ）の全長及び経路（Ｃ）の全長は同じとなる。

したがって、半導体素子Ａ〜Ｃの全てについて、駆動回路の正側出力端子から半導体素子を経由して同駆動回路の負側出力端子に至るまでの配線長を同じとすることができる。
また、隣接する接続基板を接続する３本の第２接続線２７の長さが同じ、ゲート電極８２とゲート接続用電極４を接続する導線の長さが同じ、補助エミッタ電極８３とエミッタ接続用電極５を接続する導線の長さが同じであれば、接続基板及び半導体素子の数は３つに限らず２つでも４つ以上でも上記と同様の関係が成り立つ。
なお、２本の第１接続線２６の長さは同じである必要はない。

図３は、実施例２の接続基板を示している。
実施例１の接続基板と異なっているのは、復路接続配線１８とゲート接続用電極４とをゲート抵抗２０を介して接続し、素子接続配線６１をゲート抵抗回路６２としている点だけである。
そして、実施例２の接続基板によれば、図２のようにゲート駆動回路基板２５にゲート抵抗２４を備える必要がなく、また、ゲート抵抗を備えていない駆動回路を用いる場合に、ゲート接続用電極４とゲート電極８２との間にゲート抵抗を接続する必要がない。

図４は、実施例３の接続基板を示している。
実施例１の接続基板と異なっているのは、復路接続配線１８とゲート接続用電極４とをコモンモードチョークコイルの一次側コイルを介して接続して素子接続配線６１を一次側コイル接続回路６３とし、出力配線とエミッタ接続用電極とをコモンモードチョークコイルの二次側コイルを介して接続して出力用接続配線７１を二次側コイル接続回路７３としている点である。
そして、実施例３の接続基板によれば、接続基板と半導体パッケージ８との接続態様を変更することなく、電力変換装置の駆動により発生するノイズ電流が駆動配線内を流れることによって半導体素子が誤動作することを抑制することができる。

図５は、実施例４の接続基板を示している。
実施例４の接続基板は、基板本体１に半導体素子８６を搭載し、ゲート接続用電極４に代えてコレクタ接続用一端側電極４１、コレクタ接続用他端側電極４２及びコレクタ接続用一端側電極４１とコレクタ接続用他端側電極４２を接続するコレクタ端子接続配線４３が設けられ、また、エミッタ接続用電極５に代えてエミッタ接続用一端側電極５１、エミッタ接続用他端側電極５２及びエミッタ接続用一端側電極５１とエミッタ接続用他端側電極５２を接続するエミッタ端子接続配線５３が設けられている。
また、復路接続配線１８とコレクタ端子接続配線４３は、半導体素子８６のゲート及びコレクタを介して接続されるゲートコレクタ接続回路６４で接続され、出力配線１９とエミッタ端子接続配線５３は、エミッタ出力用配線７４で接続され、半導体素子８６のエミッタとエミッタ端子接続配線５３は、エミッタ接続配線７５で接続されている。

図６は、実施例４の接続基板（実施例１の接続基板と区別するため、以下「素子基板」という。）を用いて、ゲート駆動回路に３つの半導体素子を並列接続した回路を示す図であり、ゲート駆動回路基板２５及び３つの素子基板Ａ〜Ｃを用いている。
なお、ゲート駆動回路基板２５は、図２と同様、ゲート駆動回路２１、正側出力端子２２、負側出力端子２３及びゲート抵抗２４を備えている。

そして、ゲート駆動回路基板２５と３つの素子基板Ａ〜Ｃの接続状態は以下のようになっている（図５及び図６を参照）。
（１）ゲート駆動回路基板２５の正側出力端子２２と素子基板Ａの往路配線接続用一端側電極１１及び負側出力端子２３と出力配線接続用一端側電極１３は同じ長さの第１接続線２６で接続されている。
（２）隣接する素子基板（素子基板ＡとＢ及び素子基板ＢとＣ）の往路配線接続用他端側電極１４と往路配線接続用一端側電極１１、復路配線接続用他端側電極１５と復路配線接続用一端側電極１２及び出力配線接続用他端側電極１６と出力配線接続用一端側電極１３は、それぞれ同じ長さの第２接続線２７で接続されている。
（３）素子基板Ｃの往路配線接続用他端側電極１４と復路配線接続用他端側電極１５は短絡線２８でつながれ短絡されている。
（４）隣接する素子基板（素子基板ＡとＢ及び素子基板ＢとＣ）のコレクタ接続用他端側電極４２とコレクタ接続用一端側電極４１は導線により接続されている。
（５）隣接する素子基板（素子基板ＡとＢ及び素子基板ＢとＣ）のエミッタ接続用他端側電極５２とエミッタ接続用一端側電極５１は導線により接続されている。

図６においても、正側出力端子２２から半導体素子Ａ〜Ｃを経由して負側出力端子２３に至る経路の関係は図２と同様となるので、半導体素子Ａ〜Ｃの全てについて、駆動回路の正側出力端子２２から半導体素子を経由して同駆動回路の負側出力端子２３に至るまでの配線長を同じとすることができる。
また、素子基板及び半導体素子の数が３つに限らず２つでも４つ以上でも良いことについても図２の場合と同様である。
そして、実施例４の素子基板によれば、駆動回路と素子基板Ａを接続し、素子基板Ｃの往路配線接続用他端側電極１４と復路配線接続用他端側電極１５を短絡し、隣接する素子基板（素子基板ＡとＢ及び素子基板ＢとＣ）の相対する５対の電極を第２接続線２７及び導線で接続するだけで、複数個の半導体素子を容易に並列接続することができる。

実施例の変形例を列記する。
（１）図７は実施例１の接続基板の変形例を示す図である。
実施例１との違いは、ゲート接続用電極４とエミッタ接続用電極５の位置が逆になっている点である。
そして、半導体パッケージ８の補助エミッタ電極８３は、エミッタ接続用電極５及びエミッタ用配線６６を介して復路接続配線１８に接続され、半導体パッケージ８のゲート電極８２は、ゲート接続用電極４及びゲート用配線７２を介して出力配線１９に接続される。
なお、駆動回路と複数の接続基板との接続は、図２とほぼ同様に行われるが、ゲート駆動回路基板２５の正側がエミッタ出力、負側がゲート出力となり、ゲート抵抗２４は負側に挿入される。

（２）図８は実施例２の接続基板の変形例を示す図である。
実施例２との違いは、ゲート接続用電極４とエミッタ接続用電極５の位置が逆になっており、復路接続配線１８とエミッタ接続用電極５がエミッタ用配線６６で接続されるとともに、出力配線１９とゲート接続用電極４がゲート抵抗２０を有する出力用ゲート抵抗回路７６で接続されている点である。
そして、半導体パッケージ８の補助エミッタ電極８３は、エミッタ接続用電極５及びエミッタ用配線６６を介して復路接続配線１８に接続され、半導体パッケージ８のゲート電極８２は、ゲート接続用電極４及び出力用ゲート抵抗回路７６を介して出力配線１９に接続される。
なお、駆動回路と複数の接続基板との接続は、図２とほぼ同様に行われるが、ゲート駆動回路基板２５の正側がエミッタ出力、負側がゲート出力となり、ゲート抵抗２４は不要である。

（３）図９は実施例３の接続基板の変形例を示す図である。
実施例３との違いは、ゲート接続用電極４とエミッタ接続用電極５の位置が逆になっており、復路接続配線１８とエミッタ接続用電極５がコモンモードチョークコイルの一次側コイルを含む一次側コイル接続回路６３で接続されるとともに、出力配線１９とゲート接続用電極４がコモンモードチョークコイルの二次側コイルを含む二次側コイル接続回路７３で接続されている点である。
そして、半導体パッケージ８の補助エミッタ電極８３は、エミッタ接続用電極５及び一次側コイル接続回路６３を介して復路接続配線１８に接続され、半導体パッケージ８のゲート電極８２は、ゲート接続用電極４及び二次側コイル接続回路７３を介して出力配線１９に接続される。
なお、駆動回路と複数の接続基板との接続は、図２とほぼ同様に行われるが、ゲート駆動回路基板２５の正側がエミッタ出力、負側がゲート出力となり、ゲート抵抗２４は負側に挿入される。

（４）図１０は実施例４の接続基板の変形例を示す図である。
実施例４との違いは、復路接続配線１８とエミッタ端子接続配線５３が接続されている点、エミッタ出力用配線７４がない点及びゲートコレクタ接続回路６４に代えて出力配線１９とコレクタ端子接続配線４３とを半導体素子８６のゲート及びコレクタを介して接続するゲートコレクタ出力接続回路７７を有している点と、復路接続配線１８とエミッタ端子接続配線５３とを接続するエミッタ接続用配線６７を有している点である。
なお、駆動回路と複数の接続基板との接続は、図６とほぼ同様に行われるが、ゲート駆動回路基板２５の正側がエミッタ出力、負側がゲート出力となり、ゲート抵抗２４は負側に挿入される。

（５）図１１は実施例１の接続基板の構成２つを統合して１枚の接続基板とし、その統合した接続基板を３つ用いて３個ずつ並列接続した半導体素子をブリッジ構成した場合の回路図を示している。
このような接続基板を用いると、ブリッジ構成した半導体素子を容易に並列接続することができる。
なお、図１１では実施例１の接続基板の構成２つを統合したものを示したが、実施例２〜４又は実施例１〜４の変形例に係る接続基板の構成２つを統合しても良いし、３つ以上を統合して直列方向のブリッジ構成数を増やしても良い。
また、ゲート駆動回路基板は、２つ以上を統合したものとしても良いし、単体のものを別々に接続しても良い。

（６）実施例３、４及びそれらの変形例においては、接続基板にゲート抵抗を設けていないが、実施例３については復路接続配線１８とゲート接続用電極４との間、実施例３の変形例については出力配線１９とゲート接続用電極４との間、実施例４については復路接続配線１８と半導体素子８６のゲートとの間、実施例４の変形例については出力配線１９と半導体素子８６のゲートとの間に、ゲート抵抗を設けても良い。

（７）実施例１〜３及びそれらの変形例においては、半導体パッケージ８の補助エミッタ電極８３がエミッタ接続用電極５と接続され、主エミッタ電極８４同士が導線により接続されているが、補助エミッタ電極８３と主エミッタ電極８４に分けていない半導体パッケージを用いる場合には、エミッタ電極をエミッタ接続用電極５に接続するとともに、エミッタ電極同士を導線により接続すれば良い。
（８）実施例１〜４及びそれらの変形例においては、復路接続配線１８と出力配線１９の長さを同じとしたが、これらは同じ長さでなくても良い。
そして、復路接続配線１８と出力配線１９の長さが同じでない場合には、復路配線接続用他端側電極１５と復路配線接続用一端側電極１２及び出力配線接続用他端側電極１６と出力配線接続用一端側電極１３を同じ長さの第２接続線２７で接続するのに代えて、復路接続配線１８と出力配線１９との長さの差が相殺されるように、復路配線接続用他端側電極１５と復路配線接続用一端側電極１２を接続する配線及び出力配線接続用他端側電極１６と出力配線接続用一端側電極１３を接続する配線の長さを調整して接続すれば良い。
なお、各実施例においては、往路配線接続用他端側電極１４と往路配線接続用一端側電極１１も同じ長さの第２接続線２７で接続しているが、往路接続配線１７及び往路配線接続用他端側電極１４と往路配線接続用一端側電極１１を接続する配線の長さは、正側出力端子２２から半導体素子Ａ〜Ｃを経由して負側出力端子２３に至る経路の全てで共通しているので、どのような長さであっても構わない。

（９）実施例１〜３においては復路接続配線１８とゲート接続用電極４を接続するための構成を、素子接続配線６１（実施例１）、ゲート抵抗回路６２（実施例２）及び一次側コイル接続回路６３（実施例３）とし、実施例４においては復路接続配線１８とコレクタ接続用一端側電極４１及びコレクタ接続用他端側電極４２を接続するための構成をゲートコレクタ接続回路６４とした。
また、実施例１〜３の変形例においては復路接続配線１８とエミッタ接続用電極５を接続するための構成を、エミッタ用配線６６（実施例１、２の変形例）及び一次側コイル接続回路６３（実施例３の変形例）とし、実施例４の変形例においては復路接続配線１８とエミッタ接続用一端側電極５１及びエミッタ接続用他端側電極５２を接続するための構成をエミッタ接続用配線６７及びエミッタ接続配線７５とした。
しかし、実施例１〜４及びそれらの変形例に限らず、上記変形例（６）でも述べたように、本発明の接続基板は様々な態様を取り得るので、実施例１〜３におけるゲート接続用電極４、実施例４におけるコレクタ接続用一端側電極４１及びコレクタ接続用他端側電極４２、実施例１〜３の変形例におけるエミッタ接続用電極５並びに実施例４の変形例におけるエミッタ接続用一端側電極５１及びエミッタ接続用他端側電極５２を、素子接続用電極と総称し、素子接続配線６１、ゲート抵抗回路６２、一次側コイル接続回路６３、ゲートコレクタ接続回路６４、エミッタ用配線６６並びにエミッタ接続用配線６７及びエミッタ接続配線７５を、素子接続回路部と総称する。
そうすると、素子接続回路部は、復路接続配線１８と素子接続用電極とを接続するものということができる。

実施例１〜３においては出力配線１９とエミッタ接続用電極５を接続するための構成を、出力用接続配線７１（実施例１、２）及び二次側コイル接続回路７３（実施例３）とし、実施例４においては出力配線１９とエミッタ接続用一端側電極５１及びエミッタ接続用他端側電極５２を接続するための構成をエミッタ出力用配線７４及びエミッタ接続配線７５とした。
また、実施例１〜３の変形例においては出力配線１９とゲート接続用電極４を接続するための構成を、ゲート用配線７２（実施例１の変形例）、出力用ゲート抵抗回路７６（実施例２の変形例）及び二次側コイル接続回路７３（実施例３の変形例）とし、実施例４の変形例においては出力配線１９とコレクタ接続用一端側電極４１及びコレクタ接続用他端側電極４２を接続するための構成をゲートコレクタ出力接続回路７７とした。
しかし、上述のとおり、本発明の接続基板は様々な態様を取り得るので、実施例１〜３におけるエミッタ接続用電極５、実施例４におけるエミッタ接続用一端側電極５１及びエミッタ接続用他端側電極５２、実施例１〜３の変形例におけるゲート接続用電極４並びに実施例４の変形例におけるコレクタ接続用一端側電極４１及びコレクタ接続用他端側電極４２を、出力配線接続用電極と総称し、出力用接続配線７１、ゲート用配線７２、二次側コイル接続回路７３、エミッタ出力用配線７４及びエミッタ接続配線７５、出力用ゲート抵抗回路７６並びにゲートコレクタ出力接続回路７７を、出力回路部と総称する。
そうすると、出力回路部は、出力配線１９と出力配線接続用電極とを接続するものということができる。

１ 基板本体 ２ 一端側コネクタ ３ 他端側コネクタ
４ ゲート接続用電極 ５ エミッタ接続用電極
８ 半導体パッケージ １１ 往路配線接続用一端側電極
１２ 復路配線接続用一端側電極 １３ 出力配線接続用一端側電極
１４ 往路配線接続用他端側電極 １５ 復路配線接続用他端側電極
１６ 出力配線接続用他端側電極 １７ 往路接続配線
１８ 復路接続配線 １９ 出力配線 ２０ ゲート抵抗
２１ ゲート駆動回路 ２２ 正側出力端子 ２３ 負側出力端子
２４ ゲート抵抗 ２５ ゲート駆動回路基板
２６ 第１接続線 ２７ 第２接続線 ２８ 短絡線
４１ コレクタ接続用一端側電極 ４２ コレクタ接続用他端側電極
４３ コレクタ端子接続配線 ５１ エミッタ接続用一端側電極
５２ エミッタ接続用他端側電極 ５３ エミッタ端子接続配線
６１ 素子接続配線 ６２ ゲート抵抗回路 ６３ 一次側コイル接続回路
６４ ゲートコレクタ接続回路 ６６ エミッタ用配線
７１ 出力用接続配線 ７２ ゲート用配線 ７３ 二次側コイル接続回路
７４ エミッタ出力用配線 ７５ エミッタ接続配線
７６ 出力用ゲート抵抗回路 ７７ ゲートコレクタ出力接続回路
８１ 半導体素子 ８２ ゲート電極 ８３ 補助エミッタ電極
８４ 主エミッタ電極 ８５ コレクタ電極 ８６ 半導体素子

Claims (6)

1. 複数の半導体素子を一つの駆動回路で並列駆動するためのコネクタ連結式ゲート並列接続基板であって、
   往路配線接続用一端側電極及び往路配線接続用他端側電極と、
   復路配線接続用一端側電極及び復路配線接続用他端側電極と、
   出力配線接続用一端側電極及び出力配線接続用他端側電極と、
   素子接続用電極と、
   出力配線接続用電極と、
   前記往路配線接続用一端側電極と前記往路配線接続用他端側電極とを接続する往路接続配線と、
   前記復路配線接続用一端側電極と前記復路配線接続用他端側電極とを接続する復路接続配線と、
   前記出力配線接続用一端側電極と前記出力配線接続用他端側電極とを接続する出力配線と、
   前記復路接続配線と前記素子接続用電極とを接続する素子接続回路部と、
   前記出力配線と前記出力配線接続用電極とを接続する出力回路部を備えている
   ことを特徴とするコネクタ連結式ゲート並列接続基板。
2. 前記素子接続用電極及び前記出力配線接続用電極は、ゲート接続用電極及びエミッタ接続用電極であるか、エミッタ接続用電極及びゲート接続用電極であり、
   前記素子接続回路部及び前記出力回路部は、前記復路接続配線と前記素子接続用電極としてのゲート接続用電極とを接続する素子接続配線及び前記出力配線と前記出力配線接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを接続する出力用接続配線であるか、前記復路接続配線と前記素子接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを接続するエミッタ用配線及び前記出力配線と前記出力配線接続用電極としてのゲート接続用電極とを接続するゲート用配線である
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ連結式ゲート並列接続基板。
3. 前記素子接続用電極及び前記出力配線接続用電極は、ゲート接続用電極及びエミッタ接続用電極であるか、エミッタ接続用電極及びゲート接続用電極であり、
   前記素子接続回路部及び前記出力回路部は、前記復路接続配線と前記素子接続用電極としてのゲート接続用電極とをゲート抵抗を介して接続するゲート抵抗回路及び前記出力配線と前記出力配線接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを接続する出力用接続配線であるか、前記復路接続配線と前記素子接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを接続するエミッタ用配線及び前記出力配線と前記出力配線接続用電極としてのゲート接続用電極とをゲート抵抗を介して接続する出力用ゲート抵抗回路である
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ連結式ゲート並列接続基板。
4. 前記素子接続用電極及び前記出力配線接続用電極は、ゲート接続用電極及びエミッタ接続用電極であるか、エミッタ接続用電極及びゲート接続用電極であり、
   前記素子接続回路部及び前記出力回路部は、前記復路接続配線と前記素子接続用電極としてのゲート接続用電極とをコモンモードチョークコイルの一次側コイルを介して接続する一次側コイル接続回路及び前記出力配線と前記出力配線接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを前記コモンモードチョークコイルの二次側コイルを介して接続する二次側コイル接続回路であるか、前記復路接続配線と前記素子接続用電極としてのエミッタ接続用電極とを前記コモンモードチョークコイルの一次側コイルを介して接続する一次側コイル接続回路及び前記出力配線と前記出力配線接続用電極としてのゲート接続用電極とを前記コモンモードチョークコイルの二次側コイルを介して接続する二次側コイル接続回路である
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ連結式ゲート並列接続基板。
5. 前記素子接続用電極は、コレクタ接続用一端側電極及びコレクタ接続用他端側電極であり、
   前記出力配線接続用電極は、エミッタ接続用一端側電極及びエミッタ接続用他端側電極であり、
   基板搭載半導体素子、前記コレクタ接続用一端側電極と前記コレクタ接続用他端側電極を接続するコレクタ端子接続配線、及び前記エミッタ接続用一端側電極と前記エミッタ接続用他端側電極を接続するエミッタ端子接続配線をさらに備え、
   前記素子接続回路部は、前記復路接続配線と前記コレクタ端子接続配線とを前記基板搭載半導体素子のゲート及びコレクタを介して接続するゲートコレクタ接続回路であり、
   前記出力回路部は、前記出力配線と前記エミッタ端子接続配線とを接続するエミッタ出力用配線及び前記基板搭載半導体素子のエミッタと前記エミッタ端子接続配線とを接続するエミッタ接続配線である
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ連結式ゲート並列接続基板。
6. 前記素子接続用電極は、エミッタ接続用一端側電極及びエミッタ接続用他端側電極であり、
   前記出力配線接続用電極は、コレクタ接続用一端側電極及びコレクタ接続用他端側電極であり、
   基板搭載半導体素子、前記コレクタ接続用一端側電極と前記コレクタ接続用他端側電極を接続するコレクタ端子接続配線、及び前記エミッタ接続用一端側電極と前記エミッタ接続用他端側電極を接続するエミッタ端子接続配線をさらに備え、
   前記素子接続回路部は、前記復路接続配線と前記エミッタ端子接続配線とを接続するエミッタ接続用配線及び前記基板搭載半導体素子のエミッタと前記エミッタ端子接続配線とを接続するエミッタ接続配線であり、
   前記出力回路部は、前記出力配線と前記コレクタ端子接続配線とを前記基板搭載半導体素子のゲート及びコレクタを介して接続するゲートコレクタ出力接続回路である
   ことを特徴とする請求項１に記載のコネクタ連結式ゲート並列接続基板。

Images