JP6148549B2 - Power semiconductor module and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、下面にコレクタ電極を有すると共に、上面にエミッタ電極とゲート電極とを有する大電力用IGBTチップを具備するパワー半導体モジュールおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a power semiconductor module including a high power IGBT chip having a collector electrode on the lower surface and an emitter electrode and a gate electrode on the upper surface, and a method for manufacturing the same.
特に、本発明は、パワー半導体モジュール全体の水平方向寸法を小型化すると共に、ワイヤボンディング工程の工程数を削減することができるパワー半導体モジュールおよびその製造方法に関する。 In particular, the present invention relates to a power semiconductor module that can reduce the horizontal dimension of the entire power semiconductor module and reduce the number of wire bonding processes, and a method for manufacturing the same.
従来から、下面にコレクタ電極を有すると共に、上面にエミッタ電極とゲート電極とを有する大電力用IGBTチップを具備するパワー半導体モジュールが知られている。この種のパワー半導体モジュールの例としては、例えば特許文献1(特開平8−191239号公報)の図1等に記載されたものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a power semiconductor module including a high power IGBT chip having a collector electrode on a lower surface and an emitter electrode and a gate electrode on an upper surface. As an example of this type of power semiconductor module, there is one described in FIG. 1 of Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-191239), for example.
特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールでは、IGBTチップのコレクタ電極とコレクタ端子とが電気的に接続されている。また、IGBTチップのエミッタ電極とエミッタ端子とが電気的に接続されている。更に、IGBTチップのゲート電極とゲート端子とが電気的に接続されている。
In the power semiconductor module described in FIG. 1 of
また、特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールでは、ゲート端子とIGBTチップのゲート電極との間を流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗が設けられている。詳細には、そのゲート抵抗として、上面電極と下面電極との間をゲート電流が流れるシリコンチップ抵抗が用いられている。
Further, in the power semiconductor module described in FIG. 1 of
ところで、特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールでは、ゲート抵抗がIGBTチップ上に搭載されていない。詳細には、特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールでは、ゲート抵抗を実装するために、IGBTチップ搭載用導体パターンとは別個に、ゲート抵抗搭載用導体パターンを設けなければならない。そのため、特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールでは、ゲート抵抗搭載用導体パターンの大きさの分だけパワー半導体モジュール全体の水平方向寸法が大型化してしまう。
By the way, in the power semiconductor module described in FIG. 1 of
更に、特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールでは、IGBTチップのゲート電極とゲート端子とを電気的に接続するために、ボンディングワイヤによって、ゲート抵抗の上面電極とIGBTチップのゲート電極との間を接続すると共に、ゲート抵抗搭載用導体パターンとゲート端子の下端部との間を接続しなければならない。つまり、特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールでは、1回のワイヤボンディング工程によってIGBTチップのゲート電極とゲート端子とを電気的に接続することができない。
Furthermore, in the power semiconductor module described in FIG. 1 of
前記問題点に鑑み、本発明は、パワー半導体モジュール全体の水平方向寸法を小型化すると共に、ワイヤボンディング工程の工程数を削減することができるパワー半導体モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a power semiconductor module that can reduce the horizontal dimension of the entire power semiconductor module and reduce the number of wire bonding steps, and a method for manufacturing the same. To do.
請求項1に記載の発明によれば、下面にコレクタ電極を有すると共に、上面にエミッタ電極(Q1e)とゲート電極(Q1g)とを有する大電力用IGBTチップ(Q1)と、
IGBTチップ(Q1)のコレクタ電極に電気的に接続された第1端子(T21)と、
IGBTチップ(Q1)のエミッタ電極(Q1e)に電気的に接続された第2端子(T19)と、
IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)に電気的に接続された第3端子(T1)と、
第3端子(T1)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)との間を流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗(R1)とを具備し、
ゲート抵抗(R1)として、上面電極と下面電極との間をゲート電流が流れるシリコンチップ抵抗を用いたパワー半導体モジュール(100)において、
ゲート抵抗(R1)の下面電極の外形形状が、IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)の外形形状と等しいか、あるいは、それよりも小さいゲート抵抗(R1)を用い、
半田または導電性接着剤によって、ゲート抵抗(R1)の下面電極とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)とを接合し、
ゲート抵抗(R1)の上面電極と第3端子(T1)の下端部(T1b)とをボンディングワイヤによって電気的に接続したことを特徴とするパワー半導体モジュール(100)が提供される。
According to the first aspect of the present invention, a high power IGBT chip (Q1) having a collector electrode on the lower surface and an emitter electrode (Q1e) and a gate electrode (Q1g) on the upper surface;
A first terminal (T21) electrically connected to the collector electrode of the IGBT chip (Q1);
A second terminal (T19) electrically connected to the emitter electrode (Q1e) of the IGBT chip (Q1);
A third terminal (T1) electrically connected to the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1);
A gate resistance (R1) acting as a resistance of a gate current flowing between the third terminal (T1) and the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1);
In the power semiconductor module (100) using a silicon chip resistor in which a gate current flows between the upper surface electrode and the lower surface electrode as the gate resistance (R1),
The gate resistor (R1) has an outer shape that is equal to or smaller than the outer shape of the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1).
The lower surface electrode of the gate resistance (R1) and the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1) are joined by solder or conductive adhesive,
A power semiconductor module (100) is provided in which the upper surface electrode of the gate resistor (R1) and the lower end (T1b) of the third terminal (T1) are electrically connected by a bonding wire.
請求項2に記載の発明によれば、下面にコレクタ電極を有すると共に、上面にエミッタ電極(Q1e)とゲート電極(Q1g)とを有する大電力用IGBTチップ(Q1)と、
IGBTチップ(Q1)のコレクタ電極に電気的に接続された第1端子(T21)と、
IGBTチップ(Q1)のエミッタ電極(Q1e)に電気的に接続された第2端子(T19)と、
IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)に電気的に接続された第3端子(T1)と、
第3端子(T1)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)との間を流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗(R1’)とを具備し、
ゲート抵抗(R1’)として、上面電極と下面電極との間をゲート電流が流れるシリコンチップ抵抗を用いたパワー半導体モジュール(100)において、
ゲート抵抗(R1’)の下面電極の外形形状がIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)の外形形状よりも大きいゲート抵抗(R1’)を用い、
上面(2a1)と下面(2a2)とを有し、導電性材料によって形成された接続部材(2a)を設け、
接続部材(2a)の上面(2a1)の外形形状が接続部材(2a)の下面(2a2)の外形形状よりも大きくなるように、かつ、接続部材(2a)の下面(2a2)の外形形状が、IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)の外形形状と等しいか、あるいは、それよりも小さくなるように、かつ、接続部材(2a)の上面(2a1)の外形形状が、ゲート抵抗(R1’)の下面電極の外形形状と等しいか、あるいは、それよりも大きくなるように、接続部材(2a)を形成し、
半田または導電性接着剤によって、ゲート抵抗(R1’)の下面電極と接続部材(2a)の上面(2a1)とを接合し、
半田または導電性接着剤によって、接続部材(2a)の下面(2a2)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)とを接合し、
ゲート抵抗(R1’)の上面電極と第3端子(T1)の下端部(T1b)とをボンディングワイヤによって電気的に接続したことを特徴とするパワー半導体モジュール(100)が提供される。
According to the second aspect of the present invention, the high-power IGBT chip (Q1) having the collector electrode on the lower surface and the emitter electrode (Q1e) and the gate electrode (Q1g) on the upper surface;
A first terminal (T21) electrically connected to the collector electrode of the IGBT chip (Q1);
A second terminal (T19) electrically connected to the emitter electrode (Q1e) of the IGBT chip (Q1);
A third terminal (T1) electrically connected to the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1);
A gate resistor (R1 ′) acting as a resistance of a gate current flowing between the third terminal (T1) and the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1);
In the power semiconductor module (100) using a silicon chip resistor in which a gate current flows between the upper surface electrode and the lower surface electrode as the gate resistance (R1 ′),
Using the gate resistance (R1 ′) whose outer shape of the lower surface electrode of the gate resistance (R1 ′) is larger than the outer shape of the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1),
A connection member (2a) having an upper surface (2a1) and a lower surface (2a2) and formed of a conductive material;
The outer shape of the upper surface (2a1) of the connecting member (2a) is larger than the outer shape of the lower surface (2a2) of the connecting member (2a), and the outer shape of the lower surface (2a2) of the connecting member (2a) is The outer shape of the upper surface (2a1) of the connecting member (2a) is equal to or smaller than the outer shape of the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1), and the gate resistor (R1). The connecting member (2a) is formed so as to be equal to or larger than the outer shape of the lower surface electrode of '),
The lower electrode of the gate resistance (R1 ′) and the upper surface (2a1) of the connection member (2a) are joined by solder or conductive adhesive,
The lower surface (2a2) of the connection member (2a) and the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1) are joined by solder or a conductive adhesive,
A power semiconductor module (100) is provided in which an upper surface electrode of a gate resistor (R1 ′) and a lower end (T1b) of a third terminal (T1) are electrically connected by a bonding wire.
請求項3に記載の発明によれば、ゲート抵抗(R1’)の下面電極と接続部材(2a)の上面(2a1)との間の半田接合と、接続部材(2a)の下面(2a2)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)との間の半田接合とを一括処理によって実行することを特徴とする請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)の製造方法が提供される。
According to the third aspect of the present invention, the solder bonding between the lower electrode of the gate resistor (R1 ′) and the upper surface (2a1) of the connection member (2a), and the lower surface (2a2) of the connection member (2a) 3. The method of manufacturing a power semiconductor module (100) according to
請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、下面にコレクタ電極を有すると共に、上面にエミッタ電極(Q1e)とゲート電極(Q1g)とを有する大電力用IGBTチップ(Q1)が設けられている。また、IGBTチップ(Q1)のコレクタ電極に電気的に接続された第1端子(T21)と、IGBTチップ(Q1)のエミッタ電極(Q1e)に電気的に接続された第2端子(T19)と、IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)に電気的に接続された第3端子(T1)とが設けられている。
In the power semiconductor module (100) according to
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3端子(T1)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)との間を流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗(R1)が設けられている。また、ゲート抵抗(R1)として、上面電極と下面電極との間をゲート電流が流れるシリコンチップ抵抗が用いられている。
Furthermore, in the power semiconductor module (100) according to
詳細には、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、ゲート抵抗(R1)の下面電極の外形形状が、IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)の外形形状と等しいか、あるいは、それよりも小さいゲート抵抗(R1)が用いられている。また、半田または導電性接着剤によって、ゲート抵抗(R1)の下面電極とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)とが接合されている。
Specifically, in the power semiconductor module (100) according to
つまり、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、ゲート抵抗(R1)がIGBTチップ(Q1)上に搭載されている。
That is, in the power semiconductor module (100) according to
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、ゲート抵抗がIGBTチップ上に搭載されておらず、IGBTチップ搭載用導体パターンとは別個にゲート抵抗搭載用導体パターンを設けなければならない特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールよりも、パワー半導体モジュール全体の水平方向寸法を小型化することができる。
Therefore, according to the power semiconductor module (100) of
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、ゲート抵抗(R1)の上面電極と第3端子(T1)の下端部(T1b)とがボンディングワイヤによって電気的に接続されている。
Furthermore, in the power semiconductor module (100) according to
すなわち、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)では、半田または導電性接着剤によってゲート抵抗(R1)の下面電極とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)とが接合されているため、IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)と第3端子(T1)とを電気的に接続するためには、ボンディングワイヤによって、ゲート抵抗(R1)の上面電極と第3端子(T1)の下端部(T1b)との間のみを接続すればよい。
That is, in the power semiconductor module (100) according to
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、IGBTチップのゲート電極とゲート端子とを電気的に接続するために、ボンディングワイヤによって、ゲート抵抗の上面電極とIGBTチップのゲート電極との間を接続すると共に、ゲート抵抗搭載用導体パターンとゲート端子の下端部との間を接続しなければならない特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールよりも、ワイヤボンディング工程の工程数を削減することができる。
Therefore, according to the power semiconductor module (100) of
つまり、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、パワー半導体モジュール全体の水平方向寸法を小型化すると共に、ワイヤボンディング工程の工程数を削減することができる。 That is, according to the power semiconductor module (100) of the first aspect, the horizontal dimension of the entire power semiconductor module can be reduced, and the number of wire bonding processes can be reduced.
請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、下面にコレクタ電極を有すると共に、上面にエミッタ電極(Q1e)とゲート電極(Q1g)とを有する大電力用IGBTチップ(Q1)が設けられている。また、IGBTチップ(Q1)のコレクタ電極に電気的に接続された第1端子(T21)と、IGBTチップ(Q1)のエミッタ電極(Q1e)に電気的に接続された第2端子(T19)と、IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)に電気的に接続された第3端子(T1)とが設けられている。
The power semiconductor module (100) according to
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、第3端子(T1)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)との間を流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗(R1’)が設けられている。また、ゲート抵抗(R1’)として、上面電極と下面電極との間をゲート電流が流れるシリコンチップ抵抗が用いられている。
Furthermore, in the power semiconductor module (100) according to
詳細には、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、ゲート抵抗(R1’)の下面電極の外形形状がIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)の外形形状よりも大きいゲート抵抗(R1’)が用いられている。また、上面(2a1)と下面(2a2)とを有し、導電性材料によって形成された接続部材(2a)が設けられている。
Specifically, in the power semiconductor module (100) according to
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、接続部材(2a)の上面(2a1)の外形形状が接続部材(2a)の下面(2a2)の外形形状よりも大きくなるように、かつ、接続部材(2a)の下面(2a2)の外形形状が、IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)の外形形状と等しいか、あるいは、それよりも小さくなるように、かつ、接続部材(2a)の上面(2a1)の外形形状が、ゲート抵抗(R1’)の下面電極の外形形状と等しいか、あるいは、それよりも大きくなるように、接続部材(2a)が形成されている。
Furthermore, in the power semiconductor module (100) according to
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、半田または導電性接着剤によって、ゲート抵抗(R1’)の下面電極と接続部材(2a)の上面(2a1)とが接合されている。更に、半田または導電性接着剤によって、接続部材(2a)の下面(2a2)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)とが接合されている。
In the power semiconductor module (100) according to
つまり、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、ゲート抵抗(R1’)が接続部材(2a)を介してIGBTチップ(Q1)上に搭載されている。 That is, in the power semiconductor module (100) according to the second aspect, the gate resistor (R1 ') is mounted on the IGBT chip (Q1) via the connection member (2a).
そのため、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、ゲート抵抗がIGBTチップ上に搭載されておらず、IGBTチップ搭載用導体パターンとは別個にゲート抵抗搭載用導体パターンを設けなければならない特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールよりも、パワー半導体モジュール全体の水平方向寸法を小型化することができる。
Therefore, according to the power semiconductor module (100) of
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、ゲート抵抗(R1’)の上面電極と第3端子(T1)の下端部(T1b)とがボンディングワイヤによって電気的に接続されている。
Furthermore, in the power semiconductor module (100) according to
すなわち、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)では、半田または導電性接着剤によってゲート抵抗(R1’)の下面電極と接続部材(2a)の上面(2a1)とが接合されると共に、半田または導電性接着剤によって接続部材(2a)の下面(2a2)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)とが接合されているため、IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)と第3端子(T1)とを電気的に接続するためには、ボンディングワイヤによって、ゲート抵抗(R1’)の上面電極と第3端子(T1)の下端部(T1b)との間のみを接続すればよい。
That is, in the power semiconductor module (100) according to
そのため、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、IGBTチップのゲート電極とゲート端子とを電気的に接続するために、ボンディングワイヤによって、ゲート抵抗の上面電極とIGBTチップのゲート電極との間を接続すると共に、ゲート抵抗搭載用導体パターンとゲート端子の下端部との間を接続しなければならない特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールよりも、ワイヤボンディング工程の工程数を削減することができる。
Therefore, according to the power semiconductor module (100) of
つまり、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(100)によれば、パワー半導体モジュール全体の水平方向寸法を小型化すると共に、ワイヤボンディング工程の工程数を削減することができる。 That is, according to the power semiconductor module (100) of the second aspect, the horizontal dimension of the entire power semiconductor module can be reduced, and the number of wire bonding processes can be reduced.
請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)の製造方法では、半田によって、ゲート抵抗(R1’)の下面電極と接続部材(2a)の上面(2a1)とが接合される。また、半田によって、接続部材(2a)の下面(2a2)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)とが接合される。 In the method of manufacturing the power semiconductor module (100) according to the third aspect, the lower surface electrode of the gate resistor (R1 ') and the upper surface (2a1) of the connection member (2a) are joined by solder. Further, the lower surface (2a2) of the connection member (2a) and the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1) are joined by solder.
詳細には、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)の製造方法では、ゲート抵抗(R1’)の下面電極と接続部材(2a)の上面(2a1)との間の半田接合と、接続部材(2a)の下面(2a2)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)との間の半田接合とが一括処理によって実行される。
Specifically, in the method for manufacturing the power semiconductor module (100) according to
そのため、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(100)の製造方法によれば、ゲート抵抗(R1’)の下面電極と接続部材(2a)の上面(2a1)との間の半田接合工程と、接続部材(2a)の下面(2a2)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)との間の半田接合工程とが別個に設けられている場合よりも、パワー半導体モジュール全体の製造工程数を削減することができる。
Therefore, according to the method for manufacturing the power semiconductor module (100) according to
以下、本発明のパワー半導体モジュールの第1の実施形態について説明する。図1は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100を示した図である。詳細には、図1(A)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の各構成部品をマージして示した平面図、図1(B)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の各構成部品をマージして示した正面図、図1(C)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の各構成部品をマージして示した左側面図、図1(D)は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の各構成部品をマージして示した右側面図である。図2は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の等価回路図である。
A power semiconductor module according to a first embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram showing a
図3は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の一部を構成するベース部材5を示した図である。詳細には、図3(A)はベース部材5の平面図、図3(B)は図3(A)のA−A線に沿った鉛直断面図である。図4は図3に示すベース部材5上に基板6U,6V,6Wを搭載することにより構成される組立体を示した図である。詳細には、図4(A)は図3に示すベース部材5上に基板6U,6V,6Wを搭載することにより構成される組立体の平面図、図4(B)は図3に示すベース部材5上に基板6U,6V,6Wを搭載することにより構成される組立体の正面図である。図5は図4に示す組立体上にIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6および還流ダイオードチップD1,D2,D3,D4,D5,D6を搭載することにより構成される組立体を示した平面図である。図6は図5に示す組立体上にシリコンチップ型のゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6を搭載することにより構成される組立体の平面図である。
FIG. 3 is a view showing the
図7はIGBTチップQ1(Q2,Q3,Q4,Q5,Q6)およびゲート抵抗R1(R2,R3,R4,R5,R6)を拡大して示した図である。詳細には、図7(A)はIGBTチップQ1(Q2,Q3,Q4,Q5,Q6)の拡大平面図、図7(B)はIGBTチップQ1(Q2,Q3,Q4,Q5,Q6)のエミッタ電極Q1e(Q2e,Q3e,Q4e,Q5e,Q6e)をハッチングにより示した図、図7(C)はIGBTチップQ1(Q2,Q3,Q4,Q5,Q6)のゲート電極Q1g(Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6g)をハッチングにより示した図、図7(D)はゲート抵抗R1(R2,R3,R4,R5,R6)の拡大平面図である。 FIG. 7 is an enlarged view of the IGBT chip Q1 (Q2, Q3, Q4, Q5, Q6) and the gate resistor R1 (R2, R3, R4, R5, R6). Specifically, FIG. 7A is an enlarged plan view of the IGBT chip Q1 (Q2, Q3, Q4, Q5, Q6), and FIG. 7B is a diagram of the IGBT chip Q1 (Q2, Q3, Q4, Q5, Q6). FIG. 7C shows the emitter electrode Q1e (Q2e, Q3e, Q4e, Q5e, Q6e) by hatching. FIG. 7C shows the gate electrode Q1g (Q2g, Q3g, Q6g) of the IGBT chip Q1 (Q2, Q3, Q4, Q5, Q6). Q4g, Q5g, Q6g) are hatched, and FIG. 7D is an enlarged plan view of the gate resistance R1 (R2, R3, R4, R5, R6).
図8は図6に示す組立体上に樹脂ケース7を搭載することにより構成される組立体を示した図である。詳細には、図8(A)は図6に示す組立体上に樹脂ケース7を搭載することにより構成される組立体の平面図、図8(B)は図6に示す組立体上に樹脂ケース7を搭載することにより構成される組立体の正面図、図8(C)は図6に示す組立体上に樹脂ケース7を搭載することにより構成される組立体の左側面図、図8(D)は図6に示す組立体上に樹脂ケース7を搭載することにより構成される組立体の右側面図である。図9および図10は樹脂ケース7の部品図である。詳細には、図9(A)は樹脂ケース7の平面図、図9(B)は樹脂ケース7の正面図、図9(C)は樹脂ケース7の左側面図、図9(D)は樹脂ケース7の右側面図、図10(A)は樹脂ケース7の底面図、図10(B)は樹脂ケース7の後側面図である。
FIG. 8 is a view showing an assembly configured by mounting the
図11は樹脂ケース7にインサートされたP端子T21と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した図である。詳細には、図11(A)は樹脂ケース7にインサートされたP端子T21と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した平面図、図11(B)は樹脂ケース7にインサートされたP端子T21と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した正面図、図11(C)は樹脂ケース7にインサートされたP端子T21と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した左側面図、図11(D)は樹脂ケース7にインサートされたP端子T21と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した右側面図である。
FIG. 11 is a view showing the relationship between the P terminal T21 inserted in the
図12は樹脂ケース7にインサートされたN端子T20と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した図である。詳細には、図12(A)は樹脂ケース7にインサートされたN端子T20と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した平面図、図12(B)は樹脂ケース7にインサートされたN端子T20と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した正面図、図12(C)は樹脂ケース7にインサートされたN端子T20と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した左側面図、図12(D)は樹脂ケース7にインサートされたN端子T20と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した右側面図である。
FIG. 12 is a view showing the relationship between the N terminal T20 inserted into the
図13は樹脂ケース7にインサートされたAC端子T15,T17,T19と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した図である。詳細には、図13(A)は樹脂ケース7にインサートされたAC端子T15,T17,T19と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した後側面図、図13(B)は樹脂ケース7にインサートされたAC端子T15,T17,T19と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した平面図、図13(C)は樹脂ケース7にインサートされたAC端子T19(T15,T17)と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した左側面図、図13(D)は樹脂ケース7にインサートされたAC端子T15(T17,T19)と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した右側面図である。
FIG. 13 is a view showing the relationship between the AC terminals T15, T17, T19 inserted in the
図14は樹脂ケース7にインサートされたゲート端子T1,T3,T5,T7,T9,T11と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した図である。詳細には、図14(A)は樹脂ケース7にインサートされたゲート端子T1,T3,T5,T7,T9,T11と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した平面図、図14(B)は樹脂ケース7にインサートされたゲート端子T1,T3,T5,T7,T9,T11と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した正面図、図14(C)は樹脂ケース7にインサートされたゲート端子T1(T3,T5,T7,T9,T11)と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した左側面図、図14(D)は樹脂ケース7にインサートされたゲート端子T11(T1,T3,T5,T7,T9)と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した右側面図である。
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the gate terminals T1, T3, T5, T7, T9, T11 inserted in the
図15は樹脂ケース7にインサートされたエミッタ信号端子T2,T4,T6,T8,T10,T12と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した図である。詳細には、図15(A)は樹脂ケース7にインサートされたエミッタ信号端子T2,T4,T6,T8,T10,T12と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した平面図、図15(B)は樹脂ケース7にインサートされたエミッタ信号端子T2,T4,T6,T8,T10,T12と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した正面図、図15(C)は樹脂ケース7にインサートされたエミッタ信号端子T2(T4,T6,T8,T10,T12)と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した左側面図、図15(D)は樹脂ケース7にインサートされたエミッタ信号端子T12(T2,T4,T6,T8,T10)と樹脂ケース7の輪郭との関係を示した右側面図である。
FIG. 15 is a view showing the relationship between the emitter signal terminals T2, T4, T6, T8, T10, T12 inserted in the
図16は図8に示す組立体に対してワイヤボンディングを行うことにより構成される組立体を示した平面図である。図17は第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の一部を構成するカバー8を示した図である。詳細には、図17(A)はカバー8の平面図、図17(B)はカバー8の正面図、図17(C)は図17(A)のB−B線に沿った鉛直断面図である。
FIG. 16 is a plan view showing an assembly configured by performing wire bonding on the assembly shown in FIG. FIG. 17 is a view showing a
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図3に示すように、例えば金属などの高熱伝導性材料によって形成されたベース部材5が設けられている。また、図4に示すように、3相インバータ回路のU相用絶縁基板6Uと、3相インバータ回路のV相用絶縁基板6Vと、3相インバータ回路のW相用絶縁基板6Wとが設けられている。
In the
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4に示すように、U相用絶縁基板6Uの絶縁層の上面に、U相上アーム用導体パターン6U1と、U相下アーム用導体パターン6U2とが形成されている。更に、U相用絶縁基板6Uの絶縁層の下面にも、導体パターンが形成されている。また、V相用絶縁基板6Vの絶縁層の上面に、V相上アーム用導体パターン6V1と、V相下アーム用導体パターン6V2とが形成されている。更に、V相用絶縁基板6Vの絶縁層の下面にも、導体パターンが形成されている。また、W相用絶縁基板6Wの絶縁層の上面に、W相上アーム用導体パターン6W1と、W相下アーム用導体パターン6W2とが形成されている。更に、W相用絶縁基板6Wの絶縁層の下面にも、導体パターンが形成されている。
Specifically, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図4に示すように、U相用絶縁基板6UとV相用絶縁基板6VとW相用絶縁基板6Wとが同一形状に形成されている。
In the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、ベース部材5(図1、図3および図4参照)の上面に、半田(図示せず)を介してU相用絶縁基板6U(図1(A)、図1(B)および図4参照)が搭載され、半田(図示せず)を介してV相用絶縁基板6V(図1(A)、図1(B)および図4参照)が搭載され、半田(図示せず)を介してW相用絶縁基板6W(図1(A)、図1(B)および図4参照)が搭載される。
At the time of manufacturing the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、下面にコレクタ電極を有すると共に、上面にエミッタ電極Q1e,Q2e,Q3e,Q4e,Q5e,Q6e(図7参照)とゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6g(図7参照)とを有する大電力用IGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6(図1(A)、図2、図5および図7参照)が設けられている。また、大電力用還流ダイオードチップD1,D2,D3,D4,D5,D6(図1(A)、図2および図5参照)が設けられている。
Furthermore, in the
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図2に示すように、IGBTチップQ1およびダイオードチップD1によって3相インバータ回路のU相上アームが構成され、IGBTチップQ2およびダイオードチップD2によって3相インバータ回路のU相下アームが構成され、IGBTチップQ3およびダイオードチップD3によって3相インバータ回路のV相上アームが構成され、IGBTチップQ4およびダイオードチップD4によって3相インバータ回路のV相下アームが構成され、IGBTチップQ5およびダイオードチップD5によって3相インバータ回路のW相上アームが構成され、IGBTチップQ6およびダイオードチップD6によって3相インバータ回路のW相下アームが構成されている。
Specifically, in the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、U相用絶縁基板6U(図1(A)、図1(B)、図4および図5参照)の導体パターン6U1(図4(A)参照)に、半田(図示せず)を介してIGBTチップQ1(図1(A)、図2および図5参照)が搭載されると共に、半田(図示せず)を介してダイオードチップD1(図1(A)、図2および図5参照)が搭載される。また、U相用絶縁基板6U(図1(A)、図1(B)、図4および図5参照)の導体パターン6U2(図4(A)参照)に、半田(図示せず)を介してIGBTチップQ2(図1(A)、図2および図5参照)が搭載されると共に、半田(図示せず)を介してダイオードチップD2(図1(A)、図2および図5参照)が搭載される。
At the time of manufacturing the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、V相用絶縁基板6V(図1(A)、図1(B)、図4および図5参照)の導体パターン6V1(図4(A)参照)に、半田(図示せず)を介してIGBTチップQ3(図1(A)、図2および図5参照)が搭載されると共に、半田(図示せず)を介してダイオードチップD3(図1(A)、図2および図5参照)が搭載される。また、V相用絶縁基板6V(図1(A)、図1(B)、図4および図5参照)の導体パターン6V2(図4(A)参照)に、半田(図示せず)を介してIGBTチップQ4(図1(A)、図2および図5参照)が搭載されると共に、半田(図示せず)を介してダイオードチップD4(図1(A)、図2および図5参照)が搭載される。
Furthermore, at the time of manufacturing the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、W相用絶縁基板6W(図1(A)、図1(B)、図4および図5参照)の導体パターン6W1(図4(A)参照)に、半田(図示せず)を介してIGBTチップQ5(図1(A)、図2および図5参照)が搭載されると共に、半田(図示せず)を介してダイオードチップD5(図1(A)、図2および図5参照)が搭載される。また、W相用絶縁基板6W(図1(A)、図1(B)、図4および図5参照)の導体パターン6W2(図4(A)参照)に、半田(図示せず)を介してIGBTチップQ6(図1(A)、図2および図5参照)が搭載されると共に、半田(図示せず)を介してダイオードチップD6(図1(A)、図2および図5参照)が搭載される。
Further, when the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQ1(図1(A)、図2、図5および図6参照)のゲート電極Q1g(図7(A)および図7(C)参照)に流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗R1(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)と、IGBTチップQ2(図1(A)、図2、図5および図6参照)のゲート電極Q2g(図7(A)および図7(C)参照)に流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗R2(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)と、IGBTチップQ3(図1(A)、図2、図5および図6参照)のゲート電極Q3g(図7(A)および図7(C)参照)に流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗R3(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)と、IGBTチップQ4(図1(A)、図2、図5および図6参照)のゲート電極Q4g(図7(A)および図7(C)参照)に流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗R4(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)と、IGBTチップQ5(図1(A)、図2、図5および図6参照)のゲート電極Q5g(図7(A)および図7(C)参照)に流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗R5(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)と、IGBTチップQ6(図1(A)、図2、図5および図6参照)のゲート電極Q6g(図7(A)および図7(C)参照)に流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗R6(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)とが設けられている。
In the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)として、上面電極と下面電極との間をゲート電流が流れるシリコンチップ型の抵抗が用いられている。
Furthermore, in the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、IGBTチップQ1(図1(A)、図2、図5および図6参照)のゲート電極Q1g(図7(A)および図7(C)参照)に半田(図示せず)を介してゲート抵抗R1(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)が搭載され、IGBTチップQ2(図1(A)、図2、図5および図6参照)のゲート電極Q2g(図7(A)および図7(C)参照)に半田(図示せず)を介してゲート抵抗R2(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)が搭載され、IGBTチップQ3(図1(A)、図2、図5および図6参照)のゲート電極Q3g(図7(A)および図7(C)参照)に半田(図示せず)を介してゲート抵抗R3(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)が搭載され、IGBTチップQ4(図1(A)、図2、図5および図6参照)のゲート電極Q4g(図7(A)および図7(C)参照)に半田(図示せず)を介してゲート抵抗R4(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)が搭載され、IGBTチップQ5(図1(A)、図2、図5および図6参照)のゲート電極Q5g(図7(A)および図7(C)参照)に半田(図示せず)を介してゲート抵抗R5(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)が搭載され、IGBTチップQ6(図1(A)、図2、図5および図6参照)のゲート電極Q6g(図7(A)および図7(C)参照)に半田(図示せず)を介してゲート抵抗R6(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)が搭載される。
At the time of manufacturing the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、次いで、ベース部材5(図1、図3および図6参照)と絶縁基板6U,6V,6W(図1(A)、図4および図6参照)との間の半田接合と、絶縁基板6U,6V,6W(図1(A)、図4および図6参照)の導体パターン6U1,6U2,6V1,6V2,6W1,6W2(図4(A)参照)とIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6(図1(A)、図2および図6参照)のコレクタ電極との間の半田接合と、絶縁基板6U,6V,6W(図1(A)、図4および図6参照)の導体パターン6U1,6U2,6V1,6V2,6W1,6W2(図4(A)参照)とダイオードチップD1,D2,D3,D4,D5,D6(図1(A)、図2および図6参照)のカソード電極との間の半田接合と、IGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6(図1(A)、図2および図6参照)のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6g(図7(A)および図7(C)参照)とゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6(図1(A)、図2、図6および図7(D)参照)の下面電極との間の半田接合とが一括処理によって実行される。その結果、図6に示す組立体が形成される。
At the time of manufacturing the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、電気絶縁性樹脂材料の成形によって形成された樹脂ケース7(図1、図8、図9および図10参照)が設けられている。詳細には、電気絶縁性樹脂材料によって樹脂ケース7(図1、図8、図9および図10参照)の前側壁部7a(図9(A)、図9(B)および図10(A)参照)と後側壁部7b(図9(A)、図10(A)および図10(B)参照)と左側壁部7c(図9(A)、図9(C)および図10(A)参照)と右側壁部7d(図9(A)、図9(D)および図10(A)参照)とが形成されている。つまり、上下方向に延びている貫通穴を有するように、樹脂ケース7(図1、図8、図9および図10参照)が四角筒状に形成されている。
The
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、例えば金属などの導電性材料によって形成された端子T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9,T10,T11,T12,T15,T17,T19,T20,T21(図9〜図15参照)などが樹脂ケース7(図1、図8、図9および図10参照)にインサートされている。
Furthermore, in the
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図11に示すように、3相インバータ回路のP端子T21(図1、図2、図9、図10および図11参照)が、樹脂ケース7(図1、図8、図9、図10および図11参照)の前側壁部7aと左側壁部7cと右側壁部7cとにインサートされている。また、P端子T21には、鉛直方向(図11(B)の上下方向、図11(C)の左右方向)に延びている上端部T21aと、水平方向(図11(B)の左右方向、図11(C)の上下方向)に延びている下端部T21bとが設けられている。
Specifically, in the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図12に示すように、3相インバータ回路のN端子T20(図1、図2、図9および図12参照)が、樹脂ケース7(図1、図8、図9、図10および図12参照)の後側壁部7bと左側壁部7cと右側壁部7cとにインサートされている。また、N端子T20には、鉛直方向(図12(B)の上下方向、図12(C)の左右方向)に延びている上端部T20aと、水平方向(図12(B)の左右方向、図12(C)の上下方向)に延びている下端部T20bとが設けられている。
Furthermore, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図13に示すように、3相インバータ回路のAC端子T15,T17,T19(図1、図2、図9、図10および図13参照)が、樹脂ケース7(図1、図8、図9、図10および図13参照)の後側壁部7bにインサートされている。更に、AC端子T15には、鉛直方向(図13(A)の上下方向、図13(D)の左右方向)に延びている上端部T15aと、水平方向(図13(B)の上下方向、図13(D)の上下方向)に延びている下端部T15bとが設けられている。また、AC端子T17には、鉛直方向(図13(A)の上下方向、図13(C)の左右方向)に延びている上端部T17aと、水平方向(図13(B)の上下方向、図13(C)の上下方向)に延びている下端部T17bとが設けられている。更に、AC端子T19には、鉛直方向(図13(A)の上下方向、図13(C)の左右方向)に延びている上端部T19aと、水平方向(図13(B)の上下方向、図13(C)の上下方向)に延びている下端部T19bとが設けられている。
In the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図14に示すように、ゲート端子T1,T3,T5,T7,T9,T11(図1、図2、図9および図14参照)が、樹脂ケース7(図1、図8、図9、図10および図14参照)の前側壁部7aにインサートされている。また、ゲート端子T1,T3,T5,T7,T9,T11には、鉛直方向(図14(B)の上下方向、図14(C)および図14(D)の左右方向)に延びている上端部T1a,T3a,T5a,T7a,T9a,T11aと、水平方向(図14(A)の上下方向、図14(C)および図14(D)の上下方向)に延びている下端部T1b,T3b,T5b,T7b,T9b,T11bとが設けられている。
Furthermore, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図15に示すように、エミッタ信号端子T2,T4,T6,T8,T10,T12(図1、図2、図9および図15参照)が、樹脂ケース7(図1、図8、図9、図10および図15参照)の前側壁部7aにインサートされている。また、エミッタ信号端子T2,T4,T6,T8,T10,T12には、鉛直方向(図15(B)の上下方向、図15(C)および図15(D)の左右方向)に延びている上端部T2a,T4a,T6a,T8a,T10a,T12aと、水平方向(図15(A)の上下方向、図15(C)および図15(D)の上下方向)に延びている下端部T2b,T4b,T6b,T8b,T10b,T12bとが設けられている。
In the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図12および図13に示すように、AC端子T15,T17,T19(図13参照)の下端部T15b,T17b,T19b(図14参照)が、N端子T20(図12参照)の下端部T20b(図12参照)の上側(図12(C)および図13(C)の右側)に配置されている。
Furthermore, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図11、図14および図15に示すように、ゲート端子T1,T3,T5,T7,T9,T11(図14参照)の下端部T1b,T3b,T5b,T7b,T9b,T11b(図14参照)およびエミッタ信号端子T2,T4,T6,T8,T10,T12(図15参照)の下端部T2b,T4b,T6b,T8b,T10b,T12b(図14参照)が、P端子T21(図11参照)の下端部T21b(図11参照)の上側(図11(B)、図14(B)および図15(B)の上側)に配置されている。
Further, in the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、次いで、図6に示す組立体のベース部材5に、例えば接着剤などのような接合材を介して樹脂ケース7(図9および図10参照)が載置され、ベース部材5と樹脂ケース7とが接合される。その結果、図8に示す組立体が形成される。
At the time of manufacturing the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、次いで、図8に示す組立体に対してワイヤボンディングが行われ、その結果、図16に示す組立体が形成される。
At the time of manufacturing the
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってP端子T21(図11参照)の下端部T21b(図11参照)とU相用絶縁基板6Uの導体パターン6U1(図4(A)参照)とが接続されている。その結果、P端子T21(図2および図16参照)とIGBTチップQ1(図2および図16参照)のコレクタ電極およびダイオードチップD1(図2および図16参照)のカソード電極とが電気的に接続されている。
Specifically, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってIGBTチップQ1のエミッタ電極Q1e(図7(A)および図7(B)参照)とダイオードチップD1のアノード電極とU相用絶縁基板6Uの導体パターン6U2(図4(A)参照)とが接続されている。更に、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってU相用絶縁基板6Uの導体パターン6U2(図4(A)参照)とAC端子T19(図13参照)の下端部T19b(図13参照)とが接続されている。その結果、IGBTチップQ1(図2および図16参照)のエミッタ電極Q1eおよびダイオードチップD1(図2および図16参照)のアノード電極とAC端子T19(図2および図16参照)とが電気的に接続されている。また、AC端子T19(図2および図16参照)とIGBTチップQ2(図2および図16参照)のコレクタ電極およびダイオードチップD2(図2および図16参照)のカソード電極とが電気的に接続されている。
In the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってIGBTチップQ2のエミッタ電極Q2e(図7(A)および図7(B)参照)とダイオードチップD2のアノード電極とN端子T20(図12参照)の下端部T20b(図12参照)とが接続されている。その結果、IGBTチップQ2(図2および図16参照)のエミッタ電極Q2eおよびダイオードチップD2(図2および図16参照)のアノード電極とN端子T20(図2および図16参照)とが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってゲート端子T1(図14参照)の下端部T1b(図14参照)とゲート抵抗R1の上面電極とが接続されている。その結果、ゲート端子T1(図2および図16参照)とIGBTチップQ1(図2および図16参照)のゲート電極Q1g(図7(A)および図7(C)参照)とがゲート抵抗R1(図2および図16参照)を介して電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってエミッタ信号端子T2(図15参照)の下端部T2b(図15参照)とIGBTチップQ1のエミッタ電極Q1e(図7(A)および図7(B)参照)とが接続されている。その結果、エミッタ信号端子T2(図2および図16参照)とIGBTチップQ1(図2および図16参照)のエミッタ電極Q1eとが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってゲート端子T3(図14参照)の下端部T3b(図14参照)とゲート抵抗R2の上面電極とが接続されている。その結果、ゲート端子T3(図2および図16参照)とIGBTチップQ2(図2および図16参照)のゲート電極Q2g(図7(A)および図7(C)参照)とがゲート抵抗R2(図2および図16参照)を介して電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってエミッタ信号端子T4(図15参照)の下端部T4b(図15参照)とIGBTチップQ2のエミッタ電極Q2e(図7(A)および図7(B)参照)とが接続されている。その結果、エミッタ信号端子T4(図2および図16参照)とIGBTチップQ2(図2および図16参照)のエミッタ電極Q2eとが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってP端子T21(図11参照)の下端部T21b(図11参照)とV相用絶縁基板6Vの導体パターン6V1(図4(A)参照)とが接続されている。その結果、P端子T21(図2および図16参照)とIGBTチップQ3(図2および図16参照)のコレクタ電極およびダイオードチップD3(図2および図16参照)のカソード電極とが電気的に接続されている。
Further, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってIGBTチップQ3のエミッタ電極Q3e(図7(A)および図7(B)参照)とダイオードチップD3のアノード電極とV相用絶縁基板6Vの導体パターン6V2(図4(A)参照)とが接続されている。更に、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってV相用絶縁基板6Vの導体パターン6V2(図4(A)参照)とAC端子T17(図13参照)の下端部T17b(図13参照)とが接続されている。その結果、IGBTチップQ3(図2および図16参照)のエミッタ電極Q3eおよびダイオードチップD3(図2および図16参照)のアノード電極とAC端子T17(図2および図16参照)とが電気的に接続されている。また、AC端子T17(図2および図16参照)とIGBTチップQ4(図2および図16参照)のコレクタ電極およびダイオードチップD4(図2および図16参照)のカソード電極とが電気的に接続されている。
In the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってIGBTチップQ4のエミッタ電極Q4e(図7(A)および図7(B)参照)とダイオードチップD4のアノード電極とN端子T20(図12参照)の下端部T20b(図12参照)とが接続されている。その結果、IGBTチップQ4(図2および図16参照)のエミッタ電極Q4eおよびダイオードチップD4(図2および図16参照)のアノード電極とN端子T20(図2および図16参照)とが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってゲート端子T5(図14参照)の下端部T5b(図14参照)とゲート抵抗R3の上面電極とが接続されている。その結果、ゲート端子T5(図2および図16参照)とIGBTチップQ3(図2および図16参照)のゲート電極Q3g(図7(A)および図7(C)参照)とがゲート抵抗R3(図2および図16参照)を介して電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってエミッタ信号端子T6(図15参照)の下端部T6b(図15参照)とIGBTチップQ3のエミッタ電極Q3e(図7(A)および図7(B)参照)とが接続されている。その結果、エミッタ信号端子T6(図2および図16参照)とIGBTチップQ3(図2および図16参照)のエミッタ電極Q3eとが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってゲート端子T7(図14参照)の下端部T7b(図14参照)とゲート抵抗R4の上面電極とが接続されている。その結果、ゲート端子T7(図2および図16参照)とIGBTチップQ4(図2および図16参照)のゲート電極Q4g(図7(A)および図7(C)参照)とがゲート抵抗R4(図2および図16参照)を介して電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってエミッタ信号端子T8(図15参照)の下端部T8b(図15参照)とIGBTチップQ4のエミッタ電極Q4e(図7(A)および図7(B)参照)とが接続されている。その結果、エミッタ信号端子T8(図2および図16参照)とIGBTチップQ4(図2および図16参照)のエミッタ電極Q4eとが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってP端子T21(図11参照)の下端部T21b(図11参照)とW相用絶縁基板6Wの導体パターン6W1(図4(A)参照)とが接続されている。その結果、P端子T21(図2および図16参照)とIGBTチップQ5(図2および図16参照)のコレクタ電極およびダイオードチップD5(図2および図16参照)のカソード電極とが電気的に接続されている。
Further, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってIGBTチップQ5のエミッタ電極Q5e(図7(A)および図7(B)参照)とダイオードチップD5のアノード電極とW相用絶縁基板6Wの導体パターン6W2(図4(A)参照)とが接続されている。更に、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってW相用絶縁基板6Wの導体パターン6W2(図4(A)参照)とAC端子T15(図13参照)の下端部T15b(図13参照)とが接続されている。その結果、IGBTチップQ5(図2および図16参照)のエミッタ電極Q5eおよびダイオードチップD5(図2および図16参照)のアノード電極とAC端子T15(図2および図16参照)とが電気的に接続されている。また、AC端子T15(図2および図16参照)とIGBTチップQ6(図2および図16参照)のコレクタ電極およびダイオードチップD6(図2および図16参照)のカソード電極とが電気的に接続されている。
In the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってIGBTチップQ6のエミッタ電極Q6e(図7(A)および図7(B)参照)とダイオードチップD6のアノード電極とN端子T20(図12参照)の下端部T20b(図12参照)とが接続されている。その結果、IGBTチップQ6(図2および図16参照)のエミッタ電極Q6eおよびダイオードチップD6(図2および図16参照)のアノード電極とN端子T20(図2および図16参照)とが電気的に接続されている。
Further, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってゲート端子T9(図14参照)の下端部T9b(図14参照)とゲート抵抗R5の上面電極とが接続されている。その結果、ゲート端子T9(図2および図16参照)とIGBTチップQ5(図2および図16参照)のゲート電極Q5g(図7(A)および図7(C)参照)とがゲート抵抗R5(図2および図16参照)を介して電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってエミッタ信号端子T10(図15参照)の下端部T10b(図15参照)とIGBTチップQ5のエミッタ電極Q5e(図7(A)および図7(B)参照)とが接続されている。その結果、エミッタ信号端子T10(図2および図16参照)とIGBTチップQ5(図2および図16参照)のエミッタ電極Q5eとが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってゲート端子T11(図14参照)の下端部T11b(図14参照)とゲート抵抗R6の上面電極とが接続されている。その結果、ゲート端子T11(図2および図16参照)とIGBTチップQ6(図2および図16参照)のゲート電極Q6g(図7(A)および図7(C)参照)とがゲート抵抗R6(図2および図16参照)を介して電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図16に示すように、前後方向(図16の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってエミッタ信号端子T12(図15参照)の下端部T12b(図15参照)とIGBTチップQ6のエミッタ電極Q6e(図7(A)および図7(B)参照)とが接続されている。その結果、エミッタ信号端子T12(図2および図16参照)とIGBTチップQ6(図2および図16参照)のエミッタ電極Q6eとが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、次いで、必要に応じて、図16に示す組立体の樹脂ケース7の内部にゲル剤が充填され、IGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6、ダイオードチップD1,D2,D3,D4,D5,D6、ゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6、ボンディングワイヤなどが保護される。次いで、図16に示す組立体の樹脂ケース7の上端部に対し、図17に示すカバー8が装着される。その結果、図1に示す第1の実施形態のパワー半導体モジュール100が完成する。
When manufacturing the
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図7(C)および図7(D)に示すように、ゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6の下面電極の外形形状が、IGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gの外形形状と等しいか、あるいは、それよりも小さいゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6が用いられている。また、半田によって、ゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6の下面電極とIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gとが接合されている。
Specifically, in the
つまり、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図1(A)に示すように、ゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6がIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6上に搭載されている。詳細には、ゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6の輪郭がIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gの輪郭からはみ出さないように、ゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6がIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gに搭載されている。
That is, in the
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、ゲート抵抗がIGBTチップ上に搭載されておらず、IGBTチップ搭載用導体パターンとは別個にゲート抵抗搭載用導体パターンを設けなければならない特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールよりも、パワー半導体モジュール全体の水平方向寸法を小型化することができる。
Therefore, according to the
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図1(A)に示すように、ゲート抵抗R1の上面電極とゲート端子T1の下端部T1b(図14参照)とがボンディングワイヤによって電気的に接続されている。
Furthermore, in the
すなわち、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、半田によってゲート抵抗R1の下面電極とIGBTチップQ1のゲート電極Q1g(図7(A)および図7(C)参照)とが接合されているため、IGBTチップQ1のゲート電極Q1gとゲート端子T1とを電気的に接続するためには、ボンディングワイヤによって、ゲート抵抗R1の上面電極とゲート端子T1の下端部T1b(図14参照)との間のみを接続すればよい。
That is, in the
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、IGBTチップのゲート電極とゲート端子とを電気的に接続するために、ボンディングワイヤによって、ゲート抵抗の上面電極とIGBTチップのゲート電極との間を接続すると共に、ゲート抵抗搭載用導体パターンとゲート端子の下端部との間を接続しなければならない特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールよりも、ワイヤボンディング工程の工程数を削減することができる。
Therefore, according to the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、半田によってゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6の下面電極とIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gとが接合されているが、第2の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、例えば熱硬化性の導電性接着剤によってゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6の下面電極とIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gとを接合することも可能である。
In the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図7(A)および図7(C)に示すように、ゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gがIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6の上面の中央に配置されているが、第3の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、ゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gを、IGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6の上面の中央以外の任意の位置に配置することも可能である。
In the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、6個のIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6(図1および図2参照)が設けられているが、第4の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、6個以外の任意の数(6以外の自然数)のIGBTチップを設けることも可能である。つまり、第4の実施形態のパワー半導体モジュール100が、例えば3相インバータ回路の一部分のみを構成することも可能である。
In the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6(図1および図2参照)と同数のダイオードチップD1,D2,D3,D4,D5,D6(図1および図2参照)が設けられているが、第5の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、ダイオードチップD1,D2,D3,D4,D5,D6(図1および図2参照)を省略することも可能である。つまり、第5の実施形態のパワー半導体モジュール100が、例えば3相インバータ回路の一部分のみを構成することも可能である。
In the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ベース部材5と別個に絶縁基板6U,6V,6Wが設けられているが、第6の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、ベース部材と絶縁基板とを一体的に形成することも可能である。つまり、第6の実施形態のパワー半導体モジュール100では、絶縁層およびチップ搭載用導体パターンをベース部材に形成することも可能である。
In the
第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ベース部材5に空冷または水冷の放熱機能が設けられていないが、第7の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、ベース部材5に空冷または水冷の放熱機能を設けることも可能である。つまり、第7の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ベース部材5と一体的に放熱フィンを形成したり、ベース部材5と一体的に冷却水路を形成したりすることも可能である。
In the
上述したように、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6の輪郭がIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gの輪郭からはみ出さない寸法に設定されたゲート抵抗R1,R2,R3,R4,R5,R6が用いられている。それに対し、後述する第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’の輪郭がIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gの輪郭からはみ出す寸法に設定されたゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’が用いられる。
As described above, in the
図18は第8の実施形態のパワー半導体モジュール100を示した図である。詳細には、図18(A)は第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の各構成部品をマージして示した平面図、図18(B)は第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の各構成部品をマージして示した正面図、図18(C)は第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の各構成部品をマージして示した左側面図、図18(D)は第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の各構成部品をマージして示した右側面図である。図19は第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の等価回路図である。
FIG. 18 is a diagram showing a
第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100のベース部材5(図3参照)と同一形状のベース部材5(図18参照)が用いられている。また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の基板6U,6V,6W(図4参照)と同一形状の基板6U,6V,6W(図18(A)参照)が用いられている。詳細には、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時に基板6U,6V,6W(図18(A)参照)がベース部材5(図18参照)上に搭載されると、図4に示す組立体の状態になる。
In the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100のIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6(図5および図7参照)と同一形状のIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6(図18(A)参照)が用いられている。また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100のダイオードチップD1,D2,D3,D4,D5,D6(図5参照)と同一形状のダイオードチップD1,D2,D3,D4,D5,D6(図18(A)参照)が用いられている。詳細には、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時に、図4に示す組立体上にIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6(図18(A)参照)および還流ダイオードチップD1,D2,D3,D4,D5,D6(図18(A)参照)が搭載されると、図5に示す組立体の状態になる。
Furthermore, the
図20は図5に示す組立体上に接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fを搭載し、シリコンチップ型のゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’を搭載することにより構成される組立体を示した図である。詳細には、図20(A)は図5に示す組立体上に接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fを搭載し、シリコンチップ型のゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’を搭載することにより構成される組立体の平面図、図20(B)は図5に示す組立体上に接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fを搭載し、シリコンチップ型のゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’を搭載することにより構成される組立体の正面図である。
20 includes
図21はIGBTチップQ1(Q2,Q3,Q4,Q5,Q6)、接続部材2a(2b,2c,2d,2e,2f)およびゲート抵抗R1’(R2’,R3’,R4’,R5’,R6’)を拡大して示した図である。詳細には、図21(A)はIGBTチップQ1(Q2,Q3,Q4,Q5,Q6)のゲート電極Q1g(Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6g)をハッチングにより示した図、図21(B)は接続部材2a(2b,2c,2d,2e,2f)の拡大平面図、図21(C)は図21(B)のC−C線に沿った鉛直断面図、図21(D)は図21(B)のD−D線に沿った鉛直断面図、図21(E)は接続部材2a(2b,2c,2d,2e,2f)の拡大底面図、図21(F)はゲート抵抗R1’(R2’,R3’,R4’,R5’,R6’)の拡大平面図である。
FIG. 21 shows an IGBT chip Q1 (Q2, Q3, Q4, Q5, Q6), a connecting
図22は図20に示す組立体上に樹脂ケース7を搭載することにより構成される組立体を示した図である。詳細には、図22(A)は図20に示す組立体上に樹脂ケース7を搭載することにより構成される組立体の平面図、図22(B)は図20に示す組立体上に樹脂ケース7を搭載することにより構成される組立体の正面図、図22(C)は図20に示す組立体上に樹脂ケース7を搭載することにより構成される組立体の左側面図、図22(D)は図20に示す組立体上に樹脂ケース7を搭載することにより構成される組立体の右側面図である。第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の樹脂ケース7(図8および図9参照)と同一形状の樹脂ケース7(図22参照)が用いられている。
FIG. 22 is a view showing an assembly configured by mounting the
図23は図22に示す組立体に対してワイヤボンディングを行うことにより構成される組立体を示した平面図である。第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100のカバー8(図17参照)と同一形状のカバー8(図18(B)、図18(C)および図18(D)参照)が用いられている。
FIG. 23 is a plan view showing an assembly formed by performing wire bonding on the assembly shown in FIG. In the
第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時と同様に、ベース部材5(図3、図4および図18参照)の上面に、半田(図示せず)を介してU相用絶縁基板6U(図4、図18(A)および図18(B)参照)が搭載され、半田(図示せず)を介してV相用絶縁基板6V(図4、図18(A)および図18(B)参照)が搭載され、半田(図示せず)を介してW相用絶縁基板6W(図4、図18(A)および図18(B)参照)が搭載される。
At the time of manufacturing the
第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図19に示すように、IGBTチップQ1およびダイオードチップD1によって3相インバータ回路のU相上アームが構成され、IGBTチップQ2およびダイオードチップD2によって3相インバータ回路のU相下アームが構成され、IGBTチップQ3およびダイオードチップD3によって3相インバータ回路のV相上アームが構成され、IGBTチップQ4およびダイオードチップD4によって3相インバータ回路のV相下アームが構成され、IGBTチップQ5およびダイオードチップD5によって3相インバータ回路のW相上アームが構成され、IGBTチップQ6およびダイオードチップD6によって3相インバータ回路のW相下アームが構成されている。
In the
第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時と同様に、U相用絶縁基板6U(図4、図5、図18(A)および図18(B)参照)の導体パターン6U1(図4(A)参照)に、半田(図示せず)を介してIGBTチップQ1(図5、図18(A)および図19参照)が搭載されると共に、半田(図示せず)を介してダイオードチップD1(図5、図18(A)および図19参照)が搭載される。また、U相用絶縁基板6U(図4、図5、図18(A)および図18(B)参照)の導体パターン6U2(図4(A)参照)に、半田(図示せず)を介してIGBTチップQ2(図5、図18(A)および図19参照)が搭載されると共に、半田(図示せず)を介してダイオードチップD2(図5、図18(A)および図19参照)が搭載される。
When the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時と同様に、V相用絶縁基板6V(図4、図5、図18(A)および図18(B)参照)の導体パターン6V1(図4(A)参照)に、半田(図示せず)を介してIGBTチップQ3(図5、図18(A)および図19参照)が搭載されると共に、半田(図示せず)を介してダイオードチップD3(図5、図18(A)および図19参照)が搭載される。また、V相用絶縁基板6V(図4、図5、図18(A)および図18(B)参照)の導体パターン6V2(図4(A)参照)に、半田(図示せず)を介してIGBTチップQ4(図5、図18(A)および図19参照)が搭載されると共に、半田(図示せず)を介してダイオードチップD4(図5、図18(A)および図19参照)が搭載される。
Furthermore, when the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時と同様に、W相用絶縁基板6W(図4、図5、図18(A)および図18(B)参照)の導体パターン6W1(図4(A)参照)に、半田(図示せず)を介してIGBTチップQ5(図5、図18(A)および図19参照)が搭載されると共に、半田(図示せず)を介してダイオードチップD5(図5、図18(A)および図19参照)が搭載される。また、W相用絶縁基板6W(図4、図5、図18(A)および図18(B)参照)の導体パターン6W2(図4(A)参照)に、半田(図示せず)を介してIGBTチップQ6(図5、図18(A)および図19参照)が搭載されると共に、半田(図示せず)を介してダイオードチップD6(図5、図18(A)および図19参照)が搭載される。
Further, when the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、IGBTチップQ1(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q1g(図21(A)参照)に流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗R1’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)と、IGBTチップQ2(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q2g(図21(A)参照)に流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗R2’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)と、IGBTチップQ3(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q3g(図21(A)参照)に流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗R3’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)と、IGBTチップQ4(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q4g(図21(A)参照)に流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗R4’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)と、IGBTチップQ5(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q5g(図21(A)参照)に流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗R5’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)と、IGBTチップQ6(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q6g(図21(A)参照)に流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗R6’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)とが設けられている。
In the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)として、上面電極と下面電極との間をゲート電流が流れるシリコンチップ型の抵抗が用いられている。
Furthermore, in the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ゲート抵抗R1’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)の下面電極に対して接合される上面2a1(図21(B)、図21(C)および図21(D)参照)と、IGBTチップQ1(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q1g(図21(A)参照)に対して接合される下面2a2(図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)とを有し、導電性材料によって形成された接続部材2a(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)が設けられている。更に、ゲート抵抗R2’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)の下面電極に対して接合される上面2b1(図21(B)、図21(C)および図21(D)参照)と、IGBTチップQ2(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q2g(図21(A)参照)に対して接合される下面2b2(図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)とを有し、導電性材料によって形成された接続部材2b(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)が設けられている。
In the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ゲート抵抗R3’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)の下面電極に対して接合される上面2c1(図21(B)、図21(C)および図21(D)参照)と、IGBTチップQ3(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q3g(図21(A)参照)に対して接合される下面2c2(図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)とを有し、導電性材料によって形成された接続部材2c(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)が設けられている。また、ゲート抵抗R4’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)の下面電極に対して接合される上面2d1(図21(B)、図21(C)および図21(D)参照)と、IGBTチップQ4(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q4g(図21(A)参照)に対して接合される下面2d2(図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)とを有し、導電性材料によって形成された接続部材2d(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)が設けられている。
Furthermore, in the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、ゲート抵抗R5’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)の下面電極に対して接合される上面2e1(図21(B)、図21(C)および図21(D)参照)と、IGBTチップQ5(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q5g(図21(A)参照)に対して接合される下面2e2(図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)とを有し、導電性材料によって形成された接続部材2e(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)が設けられている。更に、ゲート抵抗R6’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)の下面電極に対して接合される上面2f1(図21(B)、図21(C)および図21(D)参照)と、IGBTチップQ6(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q6g(図21(A)参照)に対して接合される下面2f2(図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)とを有し、導電性材料によって形成された接続部材2f(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)が設けられている。
In the
第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、IGBTチップQ1(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q1g(図21(A)参照)に半田(図示せず)を介して接続部材2a(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)が搭載され、IGBTチップQ2(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q2g(図21(A)参照)に半田(図示せず)を介して接続部材2b(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)が搭載され、IGBTチップQ3(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q3g(図21(A)参照)に半田(図示せず)を介して接続部材2c(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)が搭載され、IGBTチップQ4(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q4g(図21(A)参照)に半田(図示せず)を介して接続部材2d(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)が搭載され、IGBTチップQ5(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q5g(図21(A)参照)に半田(図示せず)を介して接続部材2e(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)が搭載され、IGBTチップQ6(図5、図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q6g(図21(A)参照)に半田(図示せず)を介して接続部材2f(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)が搭載される。
At the time of manufacturing the
第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、次いで、接続部材2a(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)に半田(図示せず)を介してゲート抵抗R1’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)が搭載され、接続部材2b(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)に半田(図示せず)を介してゲート抵抗R2’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)が搭載され、接続部材2c(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)に半田(図示せず)を介してゲート抵抗R3’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)が搭載され、接続部材2d(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)に半田(図示せず)を介してゲート抵抗R4’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)が搭載され、接続部材2e(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)に半田(図示せず)を介してゲート抵抗R5’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)が搭載され、接続部材2f(図18(A)、図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)に半田(図示せず)を介してゲート抵抗R6’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)が搭載される。
At the time of manufacturing the
第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、次いで、ベース部材5(図3、図18および図20参照)と絶縁基板6U,6V,6W(図4、図18(A)および図20参照)との間の半田接合と、絶縁基板6U,6V,6W(図4、図18(A)および図20参照)の導体パターン6U1,6U2,6V1,6V2,6W1,6W2(図4(A)参照)とIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6(図18(A)、図19および図20参照)のコレクタ電極との間の半田接合と、絶縁基板6U,6V,6W(図4、図18(A)および図20参照)の導体パターン6U1,6U2,6V1,6V2,6W1,6W2(図4(A)参照)とダイオードチップD1,D2,D3,D4,D5,D6(図18(A)、図19および図20参照)のカソード電極との間の半田接合と、IGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6(図18(A)、図19および図20参照)のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6g(図21(A)参照)と接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2f(図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)の下面2a2,2b2,2c2,2d2,2e2,2f2(図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)との間の半田接合と、接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2f(図20、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)参照)の上面2a1,2b1,2c1,2d1,2e1,2f1(図21(B)、図21(C)および図21(D)参照)とゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’(図18(A)、図19、図20および図21(F)参照)の下面電極との間の半田接合とが一括処理によって実行される。その結果、図20に示す組立体が形成される。
At the time of manufacturing the
第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、次いで、図20に示す組立体のベース部材5に、例えば接着剤などのような接合材を介して樹脂ケース7(図9および図10参照)が載置され、ベース部材5と樹脂ケース7とが接合される。その結果、図22に示す組立体が形成される。
At the time of manufacturing the
第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、次いで、図22に示す組立体に対してワイヤボンディングが行われ、その結果、図23に示す組立体が形成される。
At the time of manufacturing the
詳細には、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってP端子T21(図11参照)の下端部T21b(図11参照)とU相用絶縁基板6Uの導体パターン6U1(図4(A)参照)とが接続されている。その結果、P端子T21(図19および図23参照)とIGBTチップQ1(図19および図23参照)のコレクタ電極およびダイオードチップD1(図19および図23参照)のカソード電極とが電気的に接続されている。
Specifically, in the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってIGBTチップQ1のエミッタ電極Q1e(図7(A)および図7(B)参照)とダイオードチップD1のアノード電極とU相用絶縁基板6Uの導体パターン6U2(図4(A)参照)とが接続されている。更に、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってU相用絶縁基板6Uの導体パターン6U2(図4(A)参照)とAC端子T19(図13参照)の下端部T19b(図13参照)とが接続されている。その結果、IGBTチップQ1(図19および図23参照)のエミッタ電極Q1eおよびダイオードチップD1(図19および図23参照)のアノード電極とAC端子T19(図19および図23参照)とが電気的に接続されている。また、AC端子T19(図19および図23参照)とIGBTチップQ2(図19および図23参照)のコレクタ電極およびダイオードチップD2(図19および図23参照)のカソード電極とが電気的に接続されている。
In the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってIGBTチップQ2のエミッタ電極Q2e(図7(A)および図7(B)参照)とダイオードチップD2のアノード電極とN端子T20(図12参照)の下端部T20b(図12参照)とが接続されている。その結果、IGBTチップQ2(図19および図23参照)のエミッタ電極Q2eおよびダイオードチップD2(図19および図23参照)のアノード電極とN端子T20(図19および図23参照)とが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってゲート端子T1(図14参照)の下端部T1b(図14参照)とゲート抵抗R1’の上面電極とが接続されている。その結果、ゲート端子T1(図19および図23参照)とIGBTチップQ1(図19および図23参照)のゲート電極Q1g(図21(A)参照)とがゲート抵抗R1’(図19、図20および図23参照)および接続部材2a(図18(A)および図20参照)を介して電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってエミッタ信号端子T2(図15参照)の下端部T2b(図15参照)とIGBTチップQ1のエミッタ電極Q1e(図7(A)および図7(B)参照)とが接続されている。その結果、エミッタ信号端子T2(図19および図23参照)とIGBTチップQ1(図19および図23参照)のエミッタ電極Q1eとが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってゲート端子T3(図14参照)の下端部T3b(図14参照)とゲート抵抗R2’の上面電極とが接続されている。その結果、ゲート端子T3(図19および図23参照)とIGBTチップQ2(図19および図23参照)のゲート電極Q2g(図21(A)参照)とがゲート抵抗R2’(図19、図20および図23参照)および接続部材2b(図18(A)および図20参照)を介して電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってエミッタ信号端子T4(図15参照)の下端部T4b(図15参照)とIGBTチップQ2のエミッタ電極Q2e(図7(A)および図7(B)参照)とが接続されている。その結果、エミッタ信号端子T4(図19および図23参照)とIGBTチップQ2(図19および図23参照)のエミッタ電極Q2eとが電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってP端子T21(図11参照)の下端部T21b(図11参照)とV相用絶縁基板6Vの導体パターン6V1(図4(A)参照)とが接続されている。その結果、P端子T21(図19および図23参照)とIGBTチップQ3(図19および図23参照)のコレクタ電極およびダイオードチップD3(図19および図23参照)のカソード電極とが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってIGBTチップQ3のエミッタ電極Q3e(図7(A)および図7(B)参照)とダイオードチップD3のアノード電極とV相用絶縁基板6Vの導体パターン6V2(図4(A)参照)とが接続されている。更に、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってV相用絶縁基板6Vの導体パターン6V2(図4(A)参照)とAC端子T17(図13参照)の下端部T17b(図13参照)とが接続されている。その結果、IGBTチップQ3(図19および図23参照)のエミッタ電極Q3eおよびダイオードチップD3(図19および図23参照)のアノード電極とAC端子T17(図19および図23参照)とが電気的に接続されている。また、AC端子T17(図19および図23参照)とIGBTチップQ4(図19および図23参照)のコレクタ電極およびダイオードチップD4(図19および図23参照)のカソード電極とが電気的に接続されている。
In the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってIGBTチップQ4のエミッタ電極Q4e(図7(A)および図7(B)参照)とダイオードチップD4のアノード電極とN端子T20(図12参照)の下端部T20b(図12参照)とが接続されている。その結果、IGBTチップQ4(図19および図23参照)のエミッタ電極Q4eおよびダイオードチップD4(図19および図23参照)のアノード電極とN端子T20(図19および図23参照)とが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってゲート端子T5(図14参照)の下端部T5b(図14参照)とゲート抵抗R3’の上面電極とが接続されている。その結果、ゲート端子T5(図19および図23参照)とIGBTチップQ3(図19および図23参照)のゲート電極Q3g(図21(A)参照)とがゲート抵抗R3’(図19、図20および図23参照)および接続部材2c(図18(A)および図20参照)を介して電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってエミッタ信号端子T6(図15参照)の下端部T6b(図15参照)とIGBTチップQ3のエミッタ電極Q3e(図7(A)および図7(B)参照)とが接続されている。その結果、エミッタ信号端子T6(図19および図23参照)とIGBTチップQ3(図19および図23参照)のエミッタ電極Q3eとが電気的に接続されている。
Further, in the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってゲート端子T7(図14参照)の下端部T7b(図14参照)とゲート抵抗R4’の上面電極とが接続されている。その結果、ゲート端子T7(図19および図23参照)とIGBTチップQ4(図19および図23参照)のゲート電極Q4g(図21(A)参照)とがゲート抵抗R4’(図19、図20および図23参照)および接続部材2d(図18(A)および図20参照)を介して電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってエミッタ信号端子T8(図15参照)の下端部T8b(図15参照)とIGBTチップQ4のエミッタ電極Q4e(図7(A)および図7(B)参照)とが接続されている。その結果、エミッタ信号端子T8(図19および図23参照)とIGBTチップQ4(図19および図23参照)のエミッタ電極Q4eとが電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってP端子T21(図11参照)の下端部T21b(図11参照)とW相用絶縁基板6Wの導体パターン6W1(図4(A)参照)とが接続されている。その結果、P端子T21(図19および図23参照)とIGBTチップQ5(図19および図23参照)のコレクタ電極およびダイオードチップD5(図19および図23参照)のカソード電極とが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってIGBTチップQ5のエミッタ電極Q5e(図7(A)および図7(B)参照)とダイオードチップD5のアノード電極とW相用絶縁基板6Wの導体パターン6W2(図4(A)参照)とが接続されている。更に、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってW相用絶縁基板6Wの導体パターン6W2(図4(A)参照)とAC端子T15(図13参照)の下端部T15b(図13参照)とが接続されている。その結果、IGBTチップQ5(図19および図23参照)のエミッタ電極Q5eおよびダイオードチップD5(図19および図23参照)のアノード電極とAC端子T15(図19および図23参照)とが電気的に接続されている。また、AC端子T15(図19および図23参照)とIGBTチップQ6(図19および図23参照)のコレクタ電極およびダイオードチップD6(図19および図23参照)のカソード電極とが電気的に接続されている。
In the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってIGBTチップQ6のエミッタ電極Q6e(図7(A)および図7(B)参照)とダイオードチップD6のアノード電極とN端子T20(図12参照)の下端部T20b(図12参照)とが接続されている。その結果、IGBTチップQ6(図19および図23参照)のエミッタ電極Q6eおよびダイオードチップD6(図19および図23参照)のアノード電極とN端子T20(図19および図23参照)とが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってゲート端子T9(図14参照)の下端部T9b(図14参照)とゲート抵抗R5’の上面電極とが接続されている。その結果、ゲート端子T9(図19および図23参照)とIGBTチップQ5(図19および図23参照)のゲート電極Q5g(図21(A)参照)とがゲート抵抗R5’(図19、図20および図23参照)および接続部材2e(図18(A)および図20参照)を介して電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってエミッタ信号端子T10(図15参照)の下端部T10b(図15参照)とIGBTチップQ5のエミッタ電極Q5e(図7(A)および図7(B)参照)とが接続されている。その結果、エミッタ信号端子T10(図19および図23参照)とIGBTチップQ5(図19および図23参照)のエミッタ電極Q5eとが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってゲート端子T11(図14参照)の下端部T11b(図14参照)とゲート抵抗R6’の上面電極とが接続されている。その結果、ゲート端子T11(図19および図23参照)とIGBTチップQ6(図19および図23参照)のゲート電極Q6g(図21(A)参照)とがゲート抵抗R6’(図19、図20および図23参照)および接続部材2f(図18(A)および図20参照)を介して電気的に接続されている。
Further, in the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図23に示すように、前後方向(図23の上下方向)に延びているボンディングワイヤによってエミッタ信号端子T12(図15参照)の下端部T12b(図15参照)とIGBTチップQ6のエミッタ電極Q6e(図7(A)および図7(B)参照)とが接続されている。その結果、エミッタ信号端子T12(図19および図23参照)とIGBTチップQ6(図19および図23参照)のエミッタ電極Q6eとが電気的に接続されている。
Furthermore, in the
第8の実施形態のパワー半導体モジュール100の製造時には、次いで、必要に応じて、図23に示す組立体の樹脂ケース7の内部にゲル剤が充填され、IGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6、ダイオードチップD1,D2,D3,D4,D5,D6、ゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’、接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2f、ボンディングワイヤなどが保護される。次いで、図23に示す組立体の樹脂ケース7の上端部に対し、図17に示すカバー8が装着される。その結果、図18に示す第8の実施形態のパワー半導体モジュール100が完成する。
At the time of manufacturing the
詳細には、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図21(A)および図21(F)に示すように、ゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’の下面電極の外形形状がIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gの外形形状よりも大きいゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’が用いられている。また、図21(B)、図21(C)、図21(D)および図21(E)に示すように、上面2a1,2b1,2c1,2d1,2e1,2f1と下面2a2,2b2,2c2,2d2,2e2,2f2とを有し、導電性材料によって形成された接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fが設けられている。
Specifically, in the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図21に示すように、接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fの上面2a1,2b1,2c1,2d1,2e1,2f1の外形形状が接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fの下面2a2,2b2,2c2,2d2,2e2,2f2の外形形状よりも大きくなるように、かつ、接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fの下面2a2,2b2,2c2,2d2,2e2,2f2の外形形状が、IGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gの外形形状と等しいか、あるいは、それよりも小さくなるように、かつ、接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fの上面2a1,2b1,2c1,2d1,2e1,2f1の外形形状が、ゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’の下面電極の外形形状と等しいか、あるいは、それよりも大きくなるように、接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fが形成されている。
Furthermore, in the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図20および図21に示すように、半田によって、ゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’の下面電極と接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fの上面2a1,2b1,2c1,2d1,2e1,2f1とが接合されている。更に、半田によって、接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fの下面2a2,2b2,2c2,2d2,2e2,2f2とIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gとが接合されている。
Further, in the
つまり、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図20に示すように、ゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’が接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fを介してIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6上に搭載されている。
That is, in the
詳細には、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2f(図21(E)参照)の下面2a2,2b2,2c2,2d2,2e2,2f2(図21(E)参照)の輪郭がIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6(図21(A)参照)のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6g(図21(A)参照)の輪郭からはみ出さないように、接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2f(図21(E)参照)がIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6(図21(A)参照)のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6g(図21(A)参照)に搭載されている。また、ゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’(図21(F)参照)の輪郭が接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2f(図21(B)参照)の上面2a1,2b1,2c1,2d1,2e1,2f1(図21(B)参照)の輪郭からはみ出さないように、ゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’(図21(F)参照)が接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2f(図21(B)参照)の上面2a1,2b1,2c1,2d1,2e1,2f1(図21(B)参照)に搭載されている。
Specifically, in the
そのため、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、ゲート抵抗がIGBTチップ上に搭載されておらず、IGBTチップ搭載用導体パターンとは別個にゲート抵抗搭載用導体パターンを設けなければならない特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールよりも、パワー半導体モジュール全体の水平方向寸法を小型化することができる。
Therefore, according to the
更に、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、図18(A)に示すように、ゲート抵抗R1’の上面電極とゲート端子T1の下端部T1b(図14参照)とがボンディングワイヤによって電気的に接続されている。
Furthermore, in the
すなわち、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、半田によってゲート抵抗R1’の下面電極と接続部材2aの上面2a1(図21(B)参照)とが接合されると共に、半田によって接続部材2aの下面2a2(図21(E)参照)とIGBTチップQ1のゲート電極Q1g(図21(A)参照)とが接合されているため、IGBTチップQ1のゲート電極Q1gとゲート端子T1とを電気的に接続するためには、ボンディングワイヤによって、ゲート抵抗R1’の上面電極とゲート端子T1の下端部T1b(図14参照)との間のみを接続すればよい。
That is, in the
そのため、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100によれば、IGBTチップのゲート電極とゲート端子とを電気的に接続するために、ボンディングワイヤによって、ゲート抵抗の上面電極とIGBTチップのゲート電極との間を接続すると共に、ゲート抵抗搭載用導体パターンとゲート端子の下端部との間を接続しなければならない特許文献1の図1に記載されたパワー半導体モジュールよりも、ワイヤボンディング工程の工程数を削減することができる。
Therefore, according to the
第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、半田によってゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’の下面電極と接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fの上面2a1,2b1,2c1,2d1,2e1,2f1とが接合されているが、第9の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、例えば熱硬化性の導電性接着剤によってゲート抵抗R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’の下面電極と接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fの上面2a1,2b1,2c1,2d1,2e1,2f1とを接合することも可能である。
In the
また、第8の実施形態のパワー半導体モジュール100では、半田によって接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fの下面2a2,2b2,2c2,2d2,2e2,2f2とIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gとが接合されているが、第10の実施形態のパワー半導体モジュール100では、代わりに、例えば熱硬化性の導電性接着剤によって接続部材2a,2b,2c,2d,2e,2fの下面2a2,2b2,2c2,2d2,2e2,2f2とIGBTチップQ1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6のゲート電極Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6gとを接合することも可能である。
In the
第11の実施形態では、上述した第1から第10の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。 In the eleventh embodiment, the above-described first to tenth embodiments can be appropriately combined.
Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6 IGBTチップ
Q1e,Q2e,Q3e,Q4e,Q5e,Q6e エミッタ電極
Q1g,Q2g,Q3g,Q4g,Q5g,Q6g ゲート電極
D1,D2,D3,D4,D5,D6 ダイオードチップ
R1,R2,R3,R4,R5,R6 ゲート抵抗
R1’,R2’,R3’,R4’,R5’,R6’ ゲート抵抗
T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8 端子
T9,T10,T11,T12,T15,T17 端子
T19,T20,T21 端子
T1a,T2a,T3a,T4a,T5a,T6a 上端部
T7a,T8a,T9a,T10a,T11a 上端部
T12a,T15a,T17a 上端部
T19a,T20a,T21a 上端部
T1b,T2b,T3b,T4b,T5b,T6b 下端部
T7b,T8b,T9b,T10b,T11b 下端部
T12b,T15b,T17b 下端部
T19b,T20b,T21b 下端部
2a,2b,2c,2d,2e,2f 接続部材
2a1,2b1,2c1,2d1,2e1,2f1 上面
2a2,2b2,2c2,2d2,2e2,2f2 下面
5 ベース部材
6U,6V,6W 基板
6U1,6U2,6V1,6V2,6W1,6W2 導体パターン
7 樹脂ケース
7a,7b,7c,7d 側壁部
8 カバー
100 パワー半導体モジュール
Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 IGBT chips Q1e, Q2e, Q3e, Q4e, Q5e, Q6e Emitter electrodes Q1g, Q2g, Q3g, Q4g, Q5g, Q6g Gate electrodes D1, D2, D3, D4, D5, D6 Diode chips R1, R2, R3, R4, R5, R6 Gate resistors R1 ′, R2 ′, R3 ′, R4 ′, R5 ′, R6 ′ Gate resistors T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, T8 terminals T9, T10, T11, T12, T15, T17 Terminals T19, T20, T21 Terminals T1a, T2a, T3a, T4a, T5a, T6a Upper end T7a, T8a, T9a, T10a, T11a Upper end T12a, T15a, T17a Upper end T19a , T20a, T21a Upper end T1b, T2b, T3b, T4b, T5b, T6b Lower end T7b, 8b, T9b, T10b, T11b Lower end T12b, T15b, T17b Lower end T19b, T20b, T21b Lower end 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f Connecting member 2a1, 2b1, 2c1, 2d1, 2e1, 2f1 Upper surface 2a2, 2b2, 2c2, 2d2, 2e2, 2f2 Lower surface 5 Base member 6U, 6V, 6W Substrate 6U1, 6U2, 6V1, 6V2, 6W1, 6W2 Conductor pattern 7 Resin case 7a, 7b, 7c, 7d Side wall 8 Cover 100 Power semiconductor module
Claims (3)
IGBTチップ(Q1)のコレクタ電極に電気的に接続されたP端子(T21)と、
IGBTチップ(Q1)のエミッタ電極(Q1e)に電気的に接続されたAC端子(T19)と、
IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)に電気的に接続されたゲート端子(T1)と、
ゲート端子(T1)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)との間を流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗(R1)とを具備し、
ゲート抵抗(R1)として、上面電極と下面電極との間をゲート電流が流れるシリコンチップ抵抗を用いたパワー半導体モジュール(100)において、
ゲート抵抗(R1)の下面電極の外形形状が、IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)の外形形状と等しいか、あるいは、それよりも小さいゲート抵抗(R1)を用い、
半田または導電性接着剤によって、ゲート抵抗(R1)の下面電極とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)とを接合し、
ゲート抵抗(R1)の上面電極とゲート端子(T1)の下端部(T1b)とをボンディングワイヤによって電気的に接続したことを特徴とするパワー半導体モジュール(100)。 A high power IGBT chip (Q1) having a collector electrode on the lower surface and an emitter electrode (Q1e) and a gate electrode (Q1g) on the upper surface;
A P terminal (T21) electrically connected to the collector electrode of the IGBT chip (Q1);
An AC terminal (T19) electrically connected to the emitter electrode (Q1e) of the IGBT chip (Q1);
A gate terminal (T1) electrically connected to the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1);
A gate resistor (R1) acting as a resistance of a gate current flowing between the gate terminal (T1) and the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1);
In the power semiconductor module (100) using a silicon chip resistor in which a gate current flows between the upper surface electrode and the lower surface electrode as the gate resistance (R1),
The gate resistor (R1) has an outer shape that is equal to or smaller than the outer shape of the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1).
The lower surface electrode of the gate resistance (R1) and the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1) are joined by solder or conductive adhesive,
A power semiconductor module (100), wherein an upper surface electrode of a gate resistor (R1) and a lower end portion (T1b) of a gate terminal (T1) are electrically connected by a bonding wire.
IGBTチップ(Q1)のコレクタ電極に電気的に接続されたP端子(T21)と、
IGBTチップ(Q1)のエミッタ電極(Q1e)に電気的に接続されたAC端子(T19)と、
IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)に電気的に接続されたゲート端子(T1)と、
ゲート端子(T1)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)との間を流れるゲート電流の抵抗として作用するゲート抵抗(R1’)とを具備し、
ゲート抵抗(R1’)として、上面電極と下面電極との間をゲート電流が流れるシリコンチップ抵抗を用いたパワー半導体モジュール(100)において、
ゲート抵抗(R1’)の下面電極の外形形状がIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)の外形形状よりも大きいゲート抵抗(R1’)を用い、
上面(2a1)と下面(2a2)とを有し、導電性材料によって形成された接続部材(2a)を設け、
接続部材(2a)の上面(2a1)の外形形状が接続部材(2a)の下面(2a2)の外形形状よりも大きくなるように、かつ、接続部材(2a)の下面(2a2)の外形形状が、IGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)の外形形状と等しいか、あるいは、それよりも小さくなるように、かつ、接続部材(2a)の上面(2a1)の外形形状が、ゲート抵抗(R1’)の下面電極の外形形状と等しいか、あるいは、それよりも大きくなるように、接続部材(2a)を形成し、
半田または導電性接着剤によって、ゲート抵抗(R1’)の下面電極と接続部材(2a)の上面(2a1)とを接合し、
半田または導電性接着剤によって、接続部材(2a)の下面(2a2)とIGBTチップ(Q1)のゲート電極(Q1g)とを接合し、
ゲート抵抗(R1’)の上面電極とゲート端子(T1)の下端部(T1b)とをボンディングワイヤによって電気的に接続したことを特徴とするパワー半導体モジュール(100)。 A high power IGBT chip (Q1) having a collector electrode on the lower surface and an emitter electrode (Q1e) and a gate electrode (Q1g) on the upper surface;
A P terminal (T21) electrically connected to the collector electrode of the IGBT chip (Q1);
An AC terminal (T19) electrically connected to the emitter electrode (Q1e) of the IGBT chip (Q1);
A gate terminal (T1) electrically connected to the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1);
A gate resistance (R1 ′) acting as a resistance of a gate current flowing between the gate terminal (T1) and the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1);
In the power semiconductor module (100) using a silicon chip resistor in which a gate current flows between the upper surface electrode and the lower surface electrode as the gate resistance (R1 ′),
Using the gate resistance (R1 ′) whose outer shape of the lower surface electrode of the gate resistance (R1 ′) is larger than the outer shape of the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1),
A connection member (2a) having an upper surface (2a1) and a lower surface (2a2) and formed of a conductive material;
The outer shape of the upper surface (2a1) of the connecting member (2a) is larger than the outer shape of the lower surface (2a2) of the connecting member (2a), and the outer shape of the lower surface (2a2) of the connecting member (2a) is The outer shape of the upper surface (2a1) of the connecting member (2a) is equal to or smaller than the outer shape of the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1), and the gate resistor (R1). The connecting member (2a) is formed so as to be equal to or larger than the outer shape of the lower surface electrode of '),
The lower electrode of the gate resistance (R1 ′) and the upper surface (2a1) of the connection member (2a) are joined by solder or conductive adhesive,
The lower surface (2a2) of the connection member (2a) and the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1) are joined by solder or a conductive adhesive,
A power semiconductor module (100), wherein an upper electrode of a gate resistor (R1 ') and a lower end (T1b) of a gate terminal (T1) are electrically connected by a bonding wire.
Solder bonding between the lower surface electrode of the gate resistance (R1 ′) and the upper surface (2a1) of the connection member (2a), the lower surface (2a2) of the connection member (2a), and the gate electrode (Q1g) of the IGBT chip (Q1) The method of manufacturing a power semiconductor module (100) according to claim 2, wherein the solder bonding is performed by batch processing.
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