JP6408857B2 - Gate driver unit and power module - Google Patents
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Description
本発明は、ゲートドライバユニットおよびパワーモジュールに関する。 The present invention relates to a gate driver unit and a power module.
パワーモジュールは、電源に少なくとも一対のスイッチング素子を直列に接続し、その一対のスイッチング素子の間から出力を得る装置である。このようなパワーモジュールは、たとえば、電動モータを駆動するための駆動回路を構成するインバータ回路に用いられる。電動モータは、たとえば、電気自動車(ハイブリッド車を含む)、電車、産業用ロボット等の動力源として用いられる。パワーモジュールは、また、太陽電池、風力発電機その他の発電装置(とくに自家発電装置)が発生する電力を商用電源の電力と整合するように変換するインバータ回路にも適用される。前記スイッチング素子の一例としては、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)が挙げられる。また、近年は、前記スイッチング素子の新しい構成として、シリコンカーバイド(SiC:Silicon Carbide)デバイスの開発が進められている。 A power module is a device that connects at least a pair of switching elements to a power supply in series and obtains an output from between the pair of switching elements. Such a power module is used, for example, in an inverter circuit that constitutes a drive circuit for driving an electric motor. The electric motor is used as a power source of, for example, an electric vehicle (including a hybrid vehicle), a train, an industrial robot, and the like. The power module is also applied to an inverter circuit that converts electric power generated by a solar cell, a wind power generator, and other power generation devices (particularly a private power generation device) so as to match the power of a commercial power source. An example of the switching element is an insulated gate bipolar transistor (IGBT). In recent years, a silicon carbide (SiC) device has been developed as a new configuration of the switching element.
前記パワーモジュールは、ゲートドライバユニットによってコントロールされることが一般的である。前記ゲートドライバユニットは、前記パワーモジュールのゲート電流およびソース電流を制御するものである。このようなゲートドライバユニットにおいては、前記ゲート電流およびソース電流が通電する2次回路と、この2次回路の制御をつかさどる1次回路とが構成される。また、前記2次回路は、高圧側と低圧側とに区別される場合がある。このような形態においては、前記高圧側2次回路、前記低圧側2次回路および前記1次回路の互いの絶縁耐圧を十分に高めることが求められる。しかしながら、これらの回路の絶縁耐圧を高めようとすると、前記ゲートドライバユニットの平面視寸法が拡大してしまうという問題がある。 The power module is generally controlled by a gate driver unit. The gate driver unit controls a gate current and a source current of the power module. In such a gate driver unit, a secondary circuit through which the gate current and the source current pass and a primary circuit that controls the secondary circuit are configured. The secondary circuit may be classified into a high voltage side and a low voltage side. In such a form, it is required to sufficiently increase the mutual withstand voltage of the high-voltage side secondary circuit, the low-voltage side secondary circuit, and the primary circuit. However, if the dielectric strength voltage of these circuits is increased, there is a problem that the size of the gate driver unit in plan view is increased.
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化を図りつつ耐電圧を高めることが可能なゲートドライバユニットおよびパワーモジュールを提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object thereof is to provide a gate driver unit and a power module capable of increasing the withstand voltage while achieving downsizing.
本発明の第1の側面によって提供されるゲートドライバユニットは、パワーモジュールのゲート電流を制御するゲートドライバユニットであって、互いに平行に配置された第1ドライバ基板および第2ドライバ基板と、前記第1ドライバ基板および前記第2ドライバ基板を接合する接合層と、を備えており、前記第1ドライバ基板は、第1基材および該第1基材に形成された第1配線パターンを具備し、且つ前記第2ドライバ基板側を向く第1内面と該第1内面とは反対側を向く第1外面とを有しており、前記第2ドライバ基板は、第2基材および該第2基材に形成された第2配線パターンを具備し、且つ前記第1ドライバ基板側を向く第2内面と該第2内面とは反対側を向く第2外面とを有しており、前記第1配線パターンは、前記第1外面において互いに絶縁された複数の第1外面隔離領域を有しており、前記第2配線パターンは、前記第2外面において互いに絶縁された複数の第2外面隔離領域および前記第2内面において互いに絶縁された複数の第2内面隔離領域を有しており、前記複数の第1外面隔離領域、前記複数の第2外面隔離領域および前記複数の第2内面隔離領域は、前記第1ドライバ基板および前記第2ドライバ基板の厚さ方向視において、各別に重なっており、且つ重なるものどうしが互いに導通していることを特徴としている。 A gate driver unit provided by a first aspect of the present invention is a gate driver unit for controlling a gate current of a power module, and includes a first driver board and a second driver board arranged in parallel to each other, and the first driver board. 1 driver substrate and a bonding layer for bonding the second driver substrate, the first driver substrate comprises a first substrate and a first wiring pattern formed on the first substrate, And having a first inner surface facing the second driver substrate side and a first outer surface facing the opposite side to the first inner surface, the second driver substrate comprising a second base material and the second base material A second wiring pattern formed on the first driver board, and a second inner surface facing the first driver substrate side and a second outer surface facing the opposite side of the second inner surface. Is the first outside A plurality of first outer surface isolation regions insulated from each other, and the second wiring pattern is insulated from each other at the second outer surface isolation region and the second inner surface insulated from each other at the second outer surface. The plurality of second inner surface isolation regions, the plurality of first outer surface isolation regions, the plurality of second outer surface isolation regions, and the plurality of second inner surface isolation regions are the first driver board and the first The two driver boards are characterized in that they overlap each other in the thickness direction and the overlapping parts are electrically connected to each other.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記厚さ方向視において互いに重なり且つ互いに導通する前記第1外面隔離領域、前記第2外面隔離領域および前記第2内面隔離領域からなる複数の2次領域を備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a plurality of secondary regions comprising the first outer surface isolation region, the second outer surface isolation region, and the second inner surface isolation region that overlap each other and are electrically connected to each other in the thickness direction view. Prepare.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の2次領域は、高圧側2次領域および低圧側2次領域を含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of secondary regions include a high pressure side secondary region and a low pressure side secondary region.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の2次領域は、1つのみの前記高圧側2次領域を含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of secondary regions include only one high-pressure side secondary region.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の2次領域は、3つのみの前記低圧側2次領域を含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of secondary regions include only three low-pressure side secondary regions.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記厚さ方向視において互いに重なり且つ互いに導通する前記第1外面隔離領域、前記第2外面隔離領域および前記第2内面隔離領域からなる1次領域を備える。 In a preferred embodiment of the present invention, there is provided a primary region composed of the first outer surface isolation region, the second outer surface isolation region, and the second inner surface isolation region that overlap each other and are electrically connected to each other when viewed in the thickness direction.
本発明の好ましい実施の形態においては、1つのみの前記1次領域を備える。 In a preferred embodiment of the present invention, only one primary region is provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記高圧側2次領域と前記低圧側2次領域との間に、前記1次領域が配置されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the primary region is disposed between the high-pressure side secondary region and the low-pressure side secondary region.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1ドライバ基板および前記第2ドライバ基板は、長矩形状である。 In a preferred embodiment of the present invention, the first driver board and the second driver board have a long rectangular shape.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記3つの高圧側2次領域が、前記第1ドライバ基板の長手方向に沿って並べられている。 In a preferred embodiment of the present invention, the three high voltage side secondary regions are arranged along the longitudinal direction of the first driver substrate.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記高圧側2次領域、前記1次側領域および前記低圧側2次領域が、前記第1ドライバおよび前記第2ドライバ基板の短手方向に並べられている。 In a preferred embodiment of the present invention, the high voltage side secondary region, the primary side region, and the low voltage side secondary region are arranged in the short direction of the first driver and the second driver substrate. .
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1外面において、前記高圧側2次領域と前記1次領域とに跨るように実装された高圧側トランスを備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a high-voltage transformer is mounted on the first outer surface so as to straddle the high-voltage secondary region and the primary region.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1外面において、前記低圧側2次領域と前記1次領域とに跨るように実装された低圧側トランスを備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a low-voltage transformer is mounted on the first outer surface so as to straddle the low-voltage secondary region and the primary region.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第2外面において、前記高圧側2次領域と前記1次領域とに跨るように実装された高圧側駆動ICを備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a high voltage side driving IC is provided on the second outer surface so as to straddle the high voltage side secondary region and the primary region.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第2外面において、前記低圧側2次領域と前記1次領域とに跨るように実装された低圧側駆動ICを備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a low-pressure side drive IC is provided on the second outer surface so as to straddle the low-pressure side secondary region and the primary region.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記高圧側トランスと前記高圧側駆動ICとが、前記厚さ方向視において重なっている。 In a preferred embodiment of the present invention, the high-voltage side transformer and the high-voltage side driving IC overlap each other when viewed in the thickness direction.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記低圧側トランスと前記低圧側駆動ICとが、前記厚さ方向視において重なっている。 In a preferred embodiment of the present invention, the low-voltage side transformer and the low-voltage side driving IC overlap each other when viewed in the thickness direction.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第2内面に実装された複数の内蔵部品を備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a plurality of built-in components mounted on the second inner surface are provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記内蔵部品は、前記接合層に覆われている。 In a preferred embodiment of the present invention, the built-in component is covered with the bonding layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記各内蔵部品は、前記第2内面に表面実装され且つ実装にワイヤが用いられない、非ワイヤ実装部品である。 In a preferred embodiment of the present invention, each of the built-in components is a non-wire-mounted component that is surface-mounted on the second inner surface and no wire is used for mounting.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1配線パターンは、前記第1外面に形成された第1外層および前記第1内面に形成された第1内層を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the first wiring pattern has a first outer layer formed on the first outer surface and a first inner layer formed on the first inner surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1配線パターンは、前記第1基材を貫通し、且つ前記第1外層と前記第1内層とを導通させる第1スルーホール部を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the first wiring pattern has a first through-hole portion that penetrates the first base material and electrically connects the first outer layer and the first inner layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1スルーホール部は、前記第1基材に形成された貫通孔の内面を覆う内面導体層と、この内面導体層によって囲まれた領域に充填された封止材とを有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the first through-hole portion is filled in an inner conductor layer that covers an inner surface of a through hole formed in the first base material, and a region surrounded by the inner conductor layer. Sealing material.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第2配線パターンは、前記第2外面に形成された第2外層および前記第2内面に形成された第2内層を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the second wiring pattern has a second outer layer formed on the second outer surface and a second inner layer formed on the second inner surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第2配線パターンは、前記第2基材を貫通し、且つ前記第2外層と前記第2内層とを導通させる第2スルーホール部を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the second wiring pattern has a second through-hole portion that penetrates the second base material and electrically connects the second outer layer and the second inner layer.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第2スルーホール部は、前記第2基材に形成された貫通孔内面を覆う内面導体層と、この内面導体層によって囲まれた領域に充填された封止材とを有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the second through-hole portion is filled in an inner surface conductor layer that covers an inner surface of the through hole formed in the second base material and a region surrounded by the inner surface conductor layer. And a sealing material.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記接合層は、絶縁本体と、この絶縁本体を貫通し且つ前記第1ドライバ基板の前記第1配線パターンと前記第2ドライバ基板の前記第2配線パターンとを導通させる貫通導電部とを有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the bonding layer includes an insulating body, and the first wiring pattern of the first driver board passing through the insulating body and the second wiring pattern of the second driver board. And a through-conductive portion that conducts.
本発明の第2の側面によって提供されるパワーモジュールは、複数の入力端子と、スイッチング素子を含む高圧側回路と、スイッチング素子を含む低圧側回路と、複数の出力端子と、複数組の制御端子と、前記複数組の制御端子と導通する本発明の第1の側面に寄って提供されるゲートドライバユニットと、を備えることを特徴としている。 The power module provided by the second aspect of the present invention includes a plurality of input terminals, a high voltage side circuit including a switching element, a low voltage side circuit including a switching element, a plurality of output terminals, and a plurality of sets of control terminals. And a gate driver unit provided close to the first side surface of the present invention that is electrically connected to the plurality of sets of control terminals.
本発明の好ましい実施の形態においては、3つの前記高圧側回路および3つの前記低圧側回路を備える。 In a preferred embodiment of the present invention, three high voltage side circuits and three low voltage side circuits are provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数の出力端子は、U相端子、V相端子およびW相端子を含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of output terminals include a U-phase terminal, a V-phase terminal, and a W-phase terminal.
本発明の好ましい実施の形態においては、複数組の制御端子を備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a plurality of sets of control terminals are provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数組の制御端子は、高圧側組および低圧側組を含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of sets of control terminals include a high voltage side group and a low voltage side group.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記高圧側組は、高圧側ゲート端子を含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the high-voltage side group includes a high-voltage side gate terminal.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記高圧側組は、高圧側ソース端子を含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the high-voltage side group includes a high-voltage side source terminal.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記低圧側組は、低圧側ゲート端子を含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the low-voltage side group includes a low-voltage side gate terminal.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記低圧側組は、低圧側ソース端子を含む。 In a preferred embodiment of the present invention, the low voltage side group includes a low voltage side source terminal.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記スイッチング素子は、SiCからなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the switching element is made of SiC.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記スイッチング素子を収容するケースを備える。 In preferable embodiment of this invention, the case which accommodates the said switching element is provided.
本発明によれば、前記第1外面隔離領域、前記第2外面隔離領域および前記第2内面隔離領域が、前記第1ドライバ基板および前記第2ドライバ基板の厚さ方向視においてかさなっており、且つ互いに導通している。これにより、他の部位から絶縁された前記第1外面隔離領域、前記第2外面隔離領域および前記第2内面隔離領域を適切に設定するとともに、これらの平面視寸法が過度に大きくなってしまうことを回避することができる。したがって、前記ゲートドライバユニットの小型化を図りつつ、絶縁耐圧を高めることができる。 According to the present invention, the first outer surface isolation region, the second outer surface isolation region, and the second inner surface isolation region are bulky in the thickness direction view of the first driver substrate and the second driver substrate, and They are connected to each other. As a result, the first outer surface isolation region, the second outer surface isolation region, and the second inner surface isolation region that are insulated from other parts are appropriately set, and the dimensions in plan view thereof become excessively large. Can be avoided. Therefore, the withstand voltage can be increased while reducing the size of the gate driver unit.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1〜図8は、本発明の第1実施形態に基づくゲートドライバユニットおよびパワーモジュールを示している。本実施形態のパワーモジュールB1は、複数の入力端子71に接続された電源からの電力を複数の高圧側回路61および複数の低圧側回路62に接続し、出力を得る装置である。このようなパワーモジュールB1は、たとえば、電動モータを駆動するための駆動回路を構成するインバータ回路に用いられる。電動モータは、たとえば、電気自動車(ハイブリッド車を含む)、電車、産業用ロボット等の動力源として用いられる。パワーモジュールは、また、太陽電池、風力発電機その他の発電装置(とくに自家発電装置)が発生する電力を商用電源の電力と整合するように変換するインバータ回路にも適用される。ゲートドライバユニットA1は、パワーモジュールB1のゲート電流およびソース電流を制御するユニットである。
1 to 8 show a gate driver unit and a power module according to the first embodiment of the present invention. The power module B1 of the present embodiment is a device that obtains an output by connecting power from a power source connected to a plurality of
本実施形態のゲートドライバユニットA1は、第1ドライバ基板1、第2ドライバ基板2、接合層3、複数の高圧側トランス51、複数の低圧側トランス52、複数の高圧側駆動IC53、複数の低圧側駆動IC54およびコネクタ56を備えている。また、ゲートドライバユニットA1には、1次領域41と複数の2次領域42とが設定されている。また、本実施形態のパワーモジュールB1は、複数の高圧側回路61、複数の低圧側回路62、複数の入力端子71、複数の出力端子72、複数の制御端子73、ケース81および封止樹脂82を備えている。
The gate driver unit A1 of the present embodiment includes a
図1は、本発明のゲートドライバユニットA1およびパワーモジュールB1を示す平面図である。図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。図3は、パワーモジュールB1を示す回路図である。図4は、ゲートドライバユニットA1を示す平面図である。図5は、ゲートドライバユニットA1の内部を示す平面図である。図6は、ゲートドライバユニットA1の内部を示す底面図である。図7は、ゲートドライバユニットA1の内部を示す側面図である。図8は、ゲートドライバユニットA1の内部を示す要部拡大断面図である。 FIG. 1 is a plan view showing a gate driver unit A1 and a power module B1 of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. FIG. 3 is a circuit diagram showing the power module B1. FIG. 4 is a plan view showing the gate driver unit A1. FIG. 5 is a plan view showing the inside of the gate driver unit A1. FIG. 6 is a bottom view showing the inside of the gate driver unit A1. FIG. 7 is a side view showing the inside of the gate driver unit A1. FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the inside of the gate driver unit A1.
図3に示すように、複数の入力端子71は、パワーモジュールB1に電力を供給する電源を接続するためのものである。本実施形態においては、1対の入力端子71が採用されている。一方の入力端子71は、正極用であり、他方の入力端子71は、負極用である。また、複数の出力端子72は、U相端子721、V相端子722およびW相端子723を含んでいる。U相端子721、V相端子722およびW相端子723は、たとえばパワーモジュールB1によって電力供給がなされる3相交流モータ(図示略)のU相、V相、W相に対応している。
As shown in FIG. 3, the plurality of
一対の入力端子71には、互いに直列に接続された高圧側回路61および低圧側回路62からなる3組の高圧側回路61および低圧側回路62が互いに並列に接続されている。各組の高圧側回路61と低圧側回路62との間に、U相端子721、V相端子722およびW相端子723がそれぞれ接続されている。
The pair of
高圧側回路61は、スイッチング素子611を有している。スイッチング素子611は、たとえば、SiC半導体デバイスで構成したMOS型電界効果トランジスタで構成されている。なお、スイッチング素子611は、SiC半導体デバイスに限定されず、たとえばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の他の形態のスイッチング素子が適用されてもよい。また、高圧側回路61は、たとえばショットキーバリアダイオード(SBD)を含んでいる。特に、この実施形態では、前記ショットキーバリアダイオードは、SiC半導体デバイス(SiC−SBD)で構成されている。高圧側回路61には、高圧側ゲート端子733および高圧側ソース端子734からなる2つの高圧側組制御端子731が接続されている。高圧側組制御端子731は、複数の制御端子73に含まれる。高圧側ゲート端子733は、高圧側回路61のゲート電流用の端子である。高圧側ソース端子734は、高圧側回路61のソース電流用の端子である。
The high
低圧側回路62は、スイッチング素子621を有している。スイッチング素子621は、たとえば、SiC半導体デバイスで構成したMOS型電界効果トランジスタで構成されている。なお、スイッチング素子621は、SiC半導体デバイスに限定されず、たとえばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の他の形態のスイッチング素子が適用されてもよい。また、低圧側回路62は、たとえばショットキーバリアダイオード(SBD)を含んでいる。特に、この実施形態では、前記ショットキーバリアダイオードは、SiC半導体デバイス(SiC−SBD)で構成されている。低圧側回路62には、低圧側ゲート端子735および低圧側ソース端子736からなる2つの低圧側組制御端子732が接続されている。低圧側組制御端子732は、複数の制御端子73に含まれる。低圧側ゲート端子735は、低圧側回路62のゲート電流用の端子である。高圧側ソース端子734は、高圧側回路61のソース電流用の端子である。
The low
なお、高圧側回路61および低圧側回路62の複数の制御端子73は、高圧側ゲート端子733、高圧側ソース端子734、低圧側ゲート端子735および低圧側ソース端子736以外の制御端子を含んでもよい。このような制御端子としては、たとえば、ソースセンス端子、フィードバック端子や温度検出用の温度検出素子信号端子が挙げられる。
The plurality of
図1に示すように、本実施形態においては、パワーモジュールB1は、平面視(z方向視)長矩形状である。パワーモジュールB1の長手方向がx方向であり、短手方向が方向である。 As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the power module B1 has a long rectangular shape in plan view (viewed in the z direction). The longitudinal direction of the power module B1 is the x direction, and the short direction is the direction.
図2に示すように、高圧側回路61を構成するスイッチング素子611および低圧側回路62を構成するスイッチング素子621などは、ケース81に収容されている。ケース81は、パワーモジュールB1の外観を構成する要素であり、絶縁性材料からなる。
As shown in FIG. 2, the switching
ケース81の内部空間は、封止樹脂82によって封止されている。封止樹脂82は、スイッチング素子611およびスイッチング素子621などを保護するとともに、これらと外部との絶縁を高めるためのものである。
The internal space of the
図1に示すように、本実施形態においては、1対の入力端子71、U相端子721、V相端子722およびW相端子723が平面視において互いに離間して配置されている。また、図1および図2に示すように、本実施形態においては、複数の制御端子73は、3組の高圧側組制御端子731および3組の低圧側組制御端子732を構成するように、z方向に突出している。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, a pair of
図1および図2に示すようにゲートドライバユニットA1は、パワーモジュールB1と同様に平面視長矩形状であり、ゲートドライバユニットA1のz方向上方に配置されている。図示されたゲートドライバユニットA1は、外部に露出しているが、たとえばゲートドライバユニットA1を樹脂によってさらに封止してもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the gate driver unit A1 has a rectangular shape in plan view, like the power module B1, and is disposed above the gate driver unit A1 in the z direction. Although the illustrated gate driver unit A1 is exposed to the outside, for example, the gate driver unit A1 may be further sealed with resin.
第1ドライバ基板1と第2ドライバ基板2とは、xy方向に沿ってそれぞれ広がっており、z方向に離間して互いに平行に配置されている。
The
第1ドライバ基板1は、第1基材13および第1配線パターン14を具備している。第1基材13は、絶縁性材料からなりたとえばガラスエポキシ樹脂からなる。第1配線パターン14は、第1基材13上に形成されており、たとえば、Cu,Ni,Auなどから適宜選択される単一種類または複数種類の金属からなる。また、第1ドライバ基板1は、第1外面11および第1内面12を有している。第1外面11は、第2ドライバ基板2とは反対側の外側を向いている。第1内面12は、第2ドライバ基板2側である内側を向いている。
The
図8に示すように、第1配線パターン14は、第1外層15、第1内層16および第1スルーホール部17を有している。第1外層15は、第1外面11に形成された部分である。第1内層16は、第1内面12に形成された部分である。第1スルーホール部17は、第1基材13を貫通し、且つ第1外層15と第1内層16とを導通させている。
As shown in FIG. 8, the first wiring pattern 14 has a first
第1スルーホール部17は、第1基材13に形成された貫通孔の内面を覆う内面導体層171と、この内面導体層171によって囲まれた領域に充填された封止材172とを有する。内面導体層171は、第1外層15および第1内層16と同様の材質からなる。封止材172は、後述する製造工程において付加される圧力に抗して、内面導体層171によって囲まれた領域を封止するものである。封止材172は、たとえば絶縁性樹脂からなる。
The first through-
図4に示すように、第1ドライバ基板1は、複数の第1外面隔離領域18を有している。図4に示すように、複数の第1外面隔離領域18は、第1配線パターン14のうち第1外面11に形成された第1外層15の一部ずつによって形成されており、互いに絶縁され且つ互いに離間している。図4においてハッチングが施された帯状部分は、第1配線パターン14の第1外層15が形成されていない部分である。この帯状部分が、隣り合う第1外面隔離領域18どうしを区画している。なお、同図においては、第1配線パターン14の第1外層15のうち第1外面隔離領域18を構成するものとして第1外面隔離領域18に形成されている要素は、便宜上省略している。
As shown in FIG. 4, the
第2ドライバ基板2は、第2基材23および第2配線パターン24を具備している。第2基材23は、絶縁性材料からなりたとえばガラスエポキシ樹脂からなる。第2配線パターン24は、第2基材23上に形成されており、たとえば、Cu,Ni,Auなどから適宜選択される単一種類または複数種類の金属からなる。また、2は、第2外面21および第2内面22を有している。第2外面21は、第1ドライバ基板1とは反対側の外側を向いている。第2内面22は、第1ドライバ基板1側である内側を向いている。
The
図8に示すように、第2配線パターン24は、第2外層25、第2内層26および第2スルーホール部27を有している。第2外層25は、第2外面21に形成された部分である。第2内層26は、第2内面22に形成された部分である。第2スルーホール部27は、第2基材23を貫通し、且つ第2外層25と第2内層26とを導通させている。
As shown in FIG. 8, the
第2スルーホール部27は、第2基材23に形成された貫通孔の内面を覆う内面導体層271と、この内面導体層271によって囲まれた領域に充填された封止材272とを有する。内面導体層271は、第2外層25および第2内層26と同様の材質からなる。封止材272は、後述する製造工程において付加される圧力に抗して、内面導体層271によって囲まれた領域を封止するものである。封止材272は、たとえば絶縁性樹脂からなる。
The second through-
図5および図6に示すように、第2ドライバ基板2は、複数の第2外面隔離領域28および複数の第2内面隔離領域29を有している。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
図6に示すように、複数の第2外面隔離領域28は、第2配線パターン24のうち第2外面21に形成された第2外層25の一部ずつによって形成されており、互いに絶縁され且つ互いに離間している。図6においてハッチングが施された帯状部分は、第2配線パターン24の第2外層25が形成されていない部分である。この帯状部分が、隣り合う第2外面隔離領域28どうしを区画している。なお、同図においては、第2配線パターン24の第2外層25のうち第2外面隔離領域28を構成するものとして第2外面隔離領域28に形成されている要素は、便宜上省略している。
As shown in FIG. 6, the plurality of second outer
図5に示すように、複数の第2内面隔離領域29は、第2配線パターン24のうち第2内面22に形成された第2内層26の一部ずつによって形成されており、互いに絶縁され且つ互いに離間している。図5においてハッチングが施された帯状部分は、第2配線パターン24の第2内層26が形成されていない部分である。この帯状部分が、隣り合う第2内面隔離領域29どうしを区画している。なお、同図においては、第2配線パターン24の第2内層26のうち第2内面隔離領域29を構成するものとして第2内面隔離領域29に形成されている要素は、便宜上省略している。
As shown in FIG. 5, the plurality of second inner
接合層3は、第1ドライバ基板1と第2ドライバ基板2とを接合するものである。本実施形態においては、接合層3は、絶縁本体31および複数の貫通導電部32からなる。絶縁本体31は、絶縁性材料からなり、たとえば無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物からなる。貫通導電部32は、第1配線パターン14の第1内層16の適所と第2配線パターン24の第2内層26の適所とを導通させるものであり、絶縁本体31を貫通している。貫通導電部32は、たとえば、導電性樹脂組成物からなる。
The
図4〜図6に示すように、本実施形態においては、図4における図中右方においてy方向に沿って配列された3つずつの第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29が形成されている。そして、これらの第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29は、平面視において各別に重なる配置とされている。また、図4における図中右方においてy方向に沿って配列された3つずつの第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29は、1つずつの第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29が、1つの2次領域42を構成している。また、この2次領域42は、低圧側領域422として定義される。低圧側領域422を構成する第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29は、は、第1スルーホール部17、第1内層16、貫通導電部32および第2スルーホール部27を適宜介することにより、互いに導通している。
As shown in FIGS. 4 to 6, in the present embodiment, three first outer
図4〜図6に示すように、本実施形態においては、図4における図中左方において1つずつの第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29が第1ドライバ基板1および第2ドライバ基板2の長辺に沿って形成されている。そして、これらの第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29は、平面視において重なる配置とされている。また、図4における図中左方に配置された1つずつの第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29が、1つの2次領域42を構成している。また、この2次領域42は、高圧側領域421として定義される。高圧側領域421を構成する第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29は、は、第1スルーホール部17、第1内層16、貫通導電部32および第2スルーホール部27を適宜介することにより、互いに導通している。
As shown in FIGS. 4 to 6, in the present embodiment, the first outer
図4〜図6に示すように、本実施形態においては、図4における図中左右方向中央において1つずつの第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29が形成されている。そして、これらの第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29は、平面視において重なる配置とされている。また、図4における図中左右方向中央に配置された1つずつの第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29が、1つの1次領域41を構成している。1次領域41を構成する第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29は、は、第1スルーホール部17、第1内層16、貫通導電部32および第2スルーホール部27を適宜介することにより、互いに導通している。
As shown in FIGS. 4 to 6, in the present embodiment, one first outer
図4に示すように、高圧側トランス51は、第1外面11において高圧側領域421を構成する第1外面隔離領域18と1次領域41を構成する第1外面隔離領域18とに跨るように実装されている。本実施形態においては、3つの高圧側トランス51がy方向に離間して配列されている。また、これらの3つの高圧側トランス51は、1つの高圧側領域421(第1外面隔離領域18)に重なるように実装されている。
As shown in FIG. 4, the high
図4に示すように、低圧側トランス52は、第1外面11において低圧側領域422を構成する第1外面隔離領域18と1次領域41を構成する第1外面隔離領域18とに跨るように実装されている。本実施形態においては、3つの低圧側トランス52がy方向に離間して配列されている。また、これらの3つの低圧側トランス52は、3つの低圧側領域422(第1外面隔離領域18)に各別に重なるように実装されている。
As shown in FIG. 4, the low-
図6に示すように、高圧側駆動IC53は、第2外面21において高圧側領域421を構成する第2外面隔離領域28と1次領域41を構成する第2外面隔離領域28とに跨るように実装されている。本実施形態においては、3つの高圧側駆動IC53がy方向に離間して配列されている。また、これらの3つの高圧側駆動IC53は、1つの高圧側領域421(第2外面隔離領域28)に重なるように実装されている。また、図4および図6に示すように、各高圧側トランス51と各高圧側駆動IC53とが、平面視において重なっている。
As shown in FIG. 6, the high voltage
図6に示すように、低圧側駆動IC54は、第2外面21において低圧側領域422を構成する第2外面隔離領域28と1次領域41を構成する第2外面隔離領域28とに跨るように実装されている。本実施形態においては、3つの低圧側駆動IC54がy方向に離間して配列されている。また、これらの3つの低圧側駆動IC54は、3つの低圧側領域422(第2外面隔離領域28)に各別に重なるように実装されている。また、図4および図6に示すように、各低圧側トランス52と各低圧側駆動IC54とが、平面視において重なっている。
As shown in FIG. 6, the low-pressure
図5に示すように、第2ドライバ基板2の第2内面22には、複数の内蔵部品55が実装されている。複数の内蔵部品55は、接合層3(絶縁本体31)によって覆われている。各内蔵部品55は、第2内面22に表面実装され且つ実装にワイヤが用いられない、非ワイヤ実装部品である。このような内蔵部品55の例としては、たとえばチップ抵抗器、コンデンサ、ダイオードなどの小型の受動部品が挙げられる。
As shown in FIG. 5, a plurality of built-in
図1に示すように、高圧側領域421、より具体的には、高圧側領域421に含まれる第1外面隔離領域18には、3組の高圧側組制御端子731が接続されている。これにより、高圧側領域421は、パワーモジュールB1の3つの高圧側回路61のゲート電流およびソース電流を制御するものとされている。
As shown in FIG. 1, three sets of high voltage side
図1に示すように、3つの低圧側領域422、より具体的には、3つの低圧側領域422に含まれる3つの第1外面隔離領域18には、3組の低圧側組制御端子732が接続されている。これにより、低圧側領域422は、パワーモジュールB1の3つの低圧側回路62のゲート電流およびソース電流を制御するものとされている。
As shown in FIG. 1, three low voltage side
図1および図4に示すように、1次領域41に含まれる第1外面隔離領域18には、コネクタ56が設けられている。コネクタ56は、ゲートドライバユニットA1外からゲートドライバユニットA1を制御するための信号を送受するインターフェースである。
As shown in FIGS. 1 and 4, a
次にゲートドライバユニットA1の製造方法の一例について、図9〜図11を参照しつつ、以下に説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the gate driver unit A1 will be described below with reference to FIGS.
まず、図9に示すように、第1ドライバ基板1および第2ドライバ基板2を用意する。第1ドライバ基板1は、上述した第1基材13および第1配線パターン14からなる。第2ドライバ基板2は、上述した第2基材23および第2配線パターン24からなる。なお、複数の第1ドライバ基板1および複数の第2ドライバ基板2を形成可能な基板材料を用いて、以降の工程を行った後に適宜切断する手法でもよい。
First, as shown in FIG. 9, a
次いで、図10に示すように、第2ドライバ基板2の第2内面22に複数の内蔵部品55を実装する。また、接合層3を用意する。接合層3は、無機フィラーと熱硬化性樹脂とを含む混合物からなる板状の絶縁本体31とこれを貫通するように設けられた導電性樹脂組成物からなる貫通導電部32を有する。図示されたように、第1ドライバ基板1と第2ドライバ基板2の間に接合層3を配置し、第1内面12および第2内面22が、それぞれ接合層3を向く姿勢とする。
Next, as shown in FIG. 10, a plurality of built-in
次いで、図11に示すように、第1ドライバ基板1および第2ドライバ基板2によって接合層3を挟むようにして、第1ドライバ基板1および第2ドライバ基板2に加圧する。そして、全体を過熱することにより、絶縁本体31および貫通導電部32を硬化させる。この後は、複数の高圧側トランス51、複数の低圧側トランス52、複数の高圧側駆動IC53、複数の低圧側駆動IC54およびコネクタ56の実装などを行うことにより、ゲートドライバユニットA1が得られる。このゲートドライバユニットA1に3組の高圧側組制御端子731および3組の低圧側組制御端子732を接続するなどにより、ゲートドライバユニットA1を備えるパワーモジュールB1が得られる。
Next, as shown in FIG. 11, the
次に、ゲートドライバユニットA1およびパワーモジュールB1の作用について説明する。 Next, the operation of the gate driver unit A1 and the power module B1 will be described.
本実施形態によれば、第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29が、第1ドライバ基板1および第2ドライバ基板2の厚さ方向視においてかさなっており、且つ互いに導通している。これにより、他の部位から絶縁された第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29を適切に設定するとともに、これらの平面視寸法が過度に大きくなってしまうことを回避することができる。したがって、ゲートドライバユニットA1の小型化を図りつつ、絶縁耐圧を高めることができる。
According to the present embodiment, the first outer
2次領域42を第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29によって構成することにより、比較的高電圧とされうる2次領域42を、他の領域に対して確実に絶縁することができる。
By configuring the
複数の2次領域42が、高圧側領域421および低圧側領域422を個別に含むことにより、2次側回路の高圧側と低圧側とをより確実に絶縁することができる。
The plurality of
1つのみの高圧側領域421と3つの低圧側領域422とを有する構成は、小型化と絶縁耐圧の向上とを図るのに好ましい。
The configuration having only one high-
1次領域41を第1外面隔離領域18、第2外面隔離領域28および第2内面隔離領域29によって構成することにより、2次領域42に対して1次領域41を確実に絶縁することができる。
By configuring the
高圧側領域421と低圧側領域422との間に1次領域41を配置することにより、高圧側領域421と低圧側領域422との絶縁耐圧をさらに高めることができる。
By disposing the
3つの低圧側領域422を第1ドライバ基板1の長辺に沿って配列することは、小型化に好ましい。また、1つの高圧側領域421を第1ドライバ基板1の長辺に沿って配置することは、小型化に好ましい。
Arranging the three low-
高圧側領域421と1次領域41とに跨るように高圧側トランス51を実装することにより、高圧側領域421と1次領域41との絶縁耐圧を高めつつ、高圧側トランス51を適切に機能させることができる。
By mounting the high-
低圧側領域422と1次領域41とに跨るように低圧側トランス52を実装することにより、低圧側領域422と1次領域41との絶縁耐圧を高めつつ、低圧側トランス52を適切に機能させることができる。
By mounting the low-
高圧側領域421と1次領域41とに跨るように高圧側駆動IC53を実装することにより、高圧側領域421と1次領域41との絶縁耐圧を高めつつ、高圧側駆動IC53を適切に機能させることができる。
By mounting the high-voltage
低圧側領域422と1次領域41とに跨るように低圧側駆動IC54を実装することにより、低圧側領域422と1次領域41との絶縁耐圧を高めつつ、低圧側駆動IC54を適切に機能させることができる。
By mounting the low-voltage
第2内面22に複数の内蔵部品55を実装し、これらを接合層3によって覆うことにより、これらの内蔵部品55を確実に保護することができる。また、接合層3の絶縁本体31によって内蔵部品55が覆われることにより、意図しない導電体が内蔵部品55に近接するなどしてショートが生じてしまうことを回避することができる。さらに、内蔵部品55は、非ワイヤ部品であるため、接合層3によって第1ドライバ基板1および第2ドライバ基板2を接合する際の絶縁本体31の変形圧力によってワイヤが断線するなどの懸念を解消することができる。
By mounting a plurality of built-in
第1スルーホール部17および第2スルーホール部27が、変形圧力に抗しうる封止材172および封止材272を有することにより、接合工程において接合層3が漏れだしてしまうことなどを防止することができる。
The first through-
ゲートドライバユニットA1を備えるパワーモジュールB1は、ゲートドライバユニットA1における絶縁耐圧が高められていることから、より正確且つ確実な電流制御が期待できる。 The power module B1 including the gate driver unit A1 can be expected to perform more accurate and reliable current control because the withstand voltage in the gate driver unit A1 is increased.
また、スイッチング素子611およびスイッチング素子621が、SiC半導体デバイスで構成したMOS型電界効果トランジスタからなることにより、パワーモジュールB1の動作温度の高温化や、高温時における動作安定性の向上を図ることができる。
Further, since the switching
図12〜図20は、本発明の変形例および他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。 12 to 20 show a modified example and other embodiments of the present invention. In these drawings, the same or similar elements as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the above embodiment.
図12および図13は、ゲートドライバユニットA1の製造方法の変形例を示している。本変形例においては、図12に示すように、第1内層16および第1スルーホール部17が形成された第1基材13と、第2内層26および第2スルーホール部27が形成された第2基材23と接合層3とを用意する。また、導電膜15Aおよび導電膜25Aを用意する。導電膜15Aは、第1ドライバ基板1の第1外層15となる金属プレート部材であり、導電膜25Aは、第2ドライバ基板2の第2外層25となる金属プレート部材である。
12 and 13 show a modification of the method for manufacturing the gate driver unit A1. In the present modification, as shown in FIG. 12, the
次いで、図13に示すように導電膜15A、第1基材13、接合層3、第2基材23および導電膜25Aを積層し、互いに接合する。そして、導電膜15Aおよび導電膜25Aに対してたとえばエッチングなどを用いたパターニングを施す。これにより、第1外層15および第1内層16が形成される。この後は、複数の高圧側トランス51、複数の低圧側トランス52、複数の高圧側駆動IC53、複数の低圧側駆動IC54およびコネクタ56の実装などを行うことにより、ゲートドライバユニットA1が得られる。
Next, as shown in FIG. 13, the
このような変形例によっても、ゲートドライバユニットA1の小型化を図りつつ耐電圧を高めることが可能である。また、導電膜15Aおよび導電膜25Aを用いることにより、図13に示す接合工程において、接合層3の変形圧力を受ける第1スルーホール部17および第2スルーホール部27を、導電膜15Aおよび導電膜25Aによって支えることが可能である。これは、第1スルーホール部17や第2スルーホール部27が変形圧力によって抜けだしてしまい、接合層3が漏れることを防止するのにより好ましい。
Also according to such a modification, it is possible to increase the withstand voltage while reducing the size of the gate driver unit A1. Further, by using the
図14〜図17は、本発明の第2実施形態に基づくゲートドライバユニットを示している。本実施形態のゲートドライバユニットA2は、コネクタ56の配置およびパワーモジュールB1への取り付け姿勢が上述したゲートドライバユニットA1と異なる。
14 to 17 show a gate driver unit according to a second embodiment of the present invention. The gate driver unit A2 of the present embodiment is different from the gate driver unit A1 described above in the arrangement of the
図14は、ゲートドライバユニットA2およびB2を示す平面図である。図15は、ゲートドライバユニットA2を示す平面図である。図16は、ゲートドライバユニットA2を示す底面図である。図17は、ゲートドライバユニットA2を示す側面図である。 FIG. 14 is a plan view showing the gate driver units A2 and B2. FIG. 15 is a plan view showing the gate driver unit A2. FIG. 16 is a bottom view showing the gate driver unit A2. FIG. 17 is a side view showing the gate driver unit A2.
本実施形態においては、図15に示すように、第2ドライバ基板2の第2外面21にコネクタ56が設けられている。また、第1ドライバ基板1の第1外面11がパワーモジュールB2に対面する姿勢で、ゲートドライバユニットA2がパワーモジュールB2に対して固定されている。このような実施形態によっても、ゲートドライバユニットA2の小型化を図りつつ耐電圧を高めることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 15, a
図18は、本実施形態の第3実施形態に基づくゲートドライバユニットを示す要部拡大断面図である。本実施形態のゲートドライバユニットA3においては、接合層3の貫通導電部32の構成が、上述した実施形態と異なっている。
FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of a gate driver unit according to the third embodiment of the present embodiment. In the gate driver unit A3 of the present embodiment, the configuration of the through conductive portion 32 of the
本実施形態においては、貫通導電部32は、いわゆるバンプと同種の金属部材からなる。この貫通導電部32は、たとえば、第2ドライバ基板2の第2内面22の第2内層26の適所に形成された複数の金属製バンプである。これらの金属製バンプを絶縁本体31によって覆いつつ、絶縁本体31によって第1ドライバ基板1および第2ドライバ基板2を接合することにより、ゲートドライバユニットA3が得られる。このような実施形態によっても、ゲートドライバユニットA3の小型化を図りつつ耐電圧を高めることができる。
In the present embodiment, the through conductive portion 32 is made of a metal member of the same type as a so-called bump. The through conductive portion 32 is, for example, a plurality of metal bumps formed at appropriate positions on the second
図19および図20は、本実施形態の第4実施形態に基づくゲートドライバユニットを示す要部拡大断面図である。本実施形態のゲートドライバユニットA4は、接合層3の構成が、上述したゲートドライバユニットA1およびゲートドライバユニットA2と異なっている。また、中間基板35を備える点が、上述した実施形態と異なっている。
19 and 20 are enlarged cross-sectional views of the main part showing the gate driver unit according to the fourth embodiment of the present embodiment. The gate driver unit A4 of the present embodiment is different from the above-described gate driver unit A1 and gate driver unit A2 in the configuration of the
図20に示すように、ゲートドライバユニットA4は、中間基板35を備えている。中間基板35は、z方向において第1ドライバ基板1と第2ドライバ基板2との間に位置している。第1ドライバ基板1および第2ドライバ基板2は、接合層3によって接合されている。この接合層3の絶縁本体31によって、中間基板35が覆われた格好となっている。図示された例においては、2つの中間基板35がz方向に離間配置されている。
As shown in FIG. 20, the gate driver unit A <b> 4 includes an intermediate substrate 35. The intermediate board 35 is located between the
各中間基板35は、基材351および配線パターン352を有している。基材351は、たとえばガラスエポキシ樹脂などの絶縁樹脂からなる板状部材である。配線パターン352は、絶縁本体315の表裏面にパターン形成された金属からなる層である。また、中間基板35には、スルーホール部353が設けられている。スルーホール部353は、基材351を貫通しており、基材351の表裏面に形成された配線パターン352を導通させている。 Each intermediate substrate 35 has a base material 351 and a wiring pattern 352. The base material 351 is a plate-like member made of an insulating resin such as a glass epoxy resin. The wiring pattern 352 is a layer made of metal patterned on the front and back surfaces of the insulating main body 315. In addition, the intermediate substrate 35 is provided with a through hole portion 353. The through-hole portion 353 penetrates the base material 351 and conducts the wiring pattern 352 formed on the front and back surfaces of the base material 351.
本実施形態にいおいては、複数の貫通導電部32が設けられている。これらの貫通導電部32は、第1ドライバ基板1と中間基板35との間に位置するもの、2つの中間基板35どうしの間に位置するもの、および中間基板35と第2ドライバ基板2との間に位置するものを含む。これらの中間基板35は、たとえば金属製のバンプからなる。中間基板35の配線パターン352およびスルーホール部353と貫通導電部32とを介することにより、第1ドライバ基板1の第1配線パターン14と第2ドライバ基板2の第2配線パターン24との適所どうしが導通している。
In the present embodiment, a plurality of through-conductive portions 32 are provided. These through-conductive portions 32 are located between the
また、本実施形態においては、図19に示すように、シールド領域354が設けられている。シールド領域354は、いずれかの中間基板35の配線パターン352の一部によって構成されており、z方向視においてたとえば矩形状の環状とされている。本例においては、シールド領域354は、z方向視において1次領域41の所定部分を囲んでいる。
In the present embodiment, a
このような実施形態によっても、ゲートドライバユニットA3の小型化を図りつつ耐電圧を高めることができる。また、中間基板35と貫通導電部32とを積層させることにより、バンプからなる貫通導電部32を用いつつ、第1ドライバ基板1と第2ドライバ基板2との距離を遠ざけることが可能である。これは、たとえば、図20に示すように、内蔵部品55のいずれかのz方向寸法が相対的に大である場合に、この内蔵部品55を第1ドライバ基板1と第2ドライバ基板2との間に適切に配置させるのに都合がよい。
Also according to such an embodiment, the withstand voltage can be increased while reducing the size of the gate driver unit A3. Further, by stacking the intermediate substrate 35 and the through conductive portion 32, it is possible to increase the distance between the
シールド領域354によって、1次領域41をz方向視において囲むことにより、1次領域41に実装された高圧側駆動IC53などが外部からのノイズを受けてしまうことを抑制することが可能である。あるいは、高圧側駆動IC53から発せられうる電波などを遮蔽することができる。なお、シールド領域354は、いわゆるグランドラインに接続されていることが好ましいが、グランドラインに接続されていない構成であってもよい。
By surrounding the
本発明に係るゲートドライバユニットおよびパワーモジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るゲートドライバユニットおよびパワーモジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The gate driver unit and the power module according to the present invention are not limited to the above-described embodiments. The specific configuration of each part of the gate driver unit and the power module according to the present invention can be varied in design in various ways.
A1〜A4 ゲートドライバユニット
B1,B2 パワーモジュール
1 第1ドライバ基板
11 第1外面
12 第1内面
13 第1基材
14 第1配線パターン
15 第1外層
15A 導電膜
16 第1内層
17 第1スルーホール部
171 内面導体層
172 封止材
18 第1外面隔離領域
2 第2ドライバ基板
21 第2外面
22 第2内面
23 第2基材
24 第2配線パターン
25 第2外層
25A 導電膜
26 第2内層
27 第2スルーホール部
271 内面導体層
272 封止材
28 第2外面隔離領域
29 第2内面隔離領域
3 接合層
31 絶縁本体
32 貫通導電部
35 中間基板
351 基材
352 配線パターン
353 スルーホール部
354 シールド領域
42 2次領域
421 高圧側領域
422 低圧側領域
41 1次領域
51 高圧側トランス
52 低圧側トランス
53 高圧側駆動IC
54 低圧側駆動IC
55 内蔵部品
56 コネクタ
61 高圧側回路
611 スイッチング素子
62 低圧側回路
621 スイッチング素子
71 入力端子
72 出力端子
721 U相端子
722 V相端子
723 W相端子
73 制御端子
731 高圧側組制御端子
732 低圧側組制御端子
733 高圧側ゲート端子
734 高圧側ソース端子
735 低圧側ゲート端子
736 低圧側ソース端子
81 ケース
82 封止樹脂
A1 to A4 Gate driver units B1 and
54 Low-voltage drive IC
55 Built-in
Claims (38)
互いに平行に配置された第1ドライバ基板および第2ドライバ基板と、
前記第1ドライバ基板および前記第2ドライバ基板を接合する接合層と、を備えており、
前記第1ドライバ基板は、第1基材および該第1基材に形成された第1配線パターンを具備し、且つ前記第2ドライバ基板側を向く第1内面と該第1内面とは反対側を向く第1外面とを有しており、
前記第2ドライバ基板は、第2基材および該第2基材に形成された第2配線パターンを具備し、且つ前記第1ドライバ基板側を向く第2内面と該第2内面とは反対側を向く第2外面とを有しており、
前記第1配線パターンは、前記第1外面において互いに絶縁された複数の第1外面隔離領域を有しており、
前記第2配線パターンは、前記第2外面において互いに絶縁された複数の第2外面隔離領域および前記第2内面において互いに絶縁された複数の第2内面隔離領域を有しており、
前記複数の第1外面隔離領域、前記複数の第2外面隔離領域および前記複数の第2内面隔離領域は、前記第1ドライバ基板および前記第2ドライバ基板の厚さ方向視において、各別に重なっており、且つ重なるものどうしが互いに導通していることを特徴とする、ゲートドライバユニット。 A gate driver unit for controlling the gate current of the power module,
A first driver board and a second driver board arranged in parallel to each other;
A bonding layer for bonding the first driver substrate and the second driver substrate,
The first driver substrate includes a first base material and a first wiring pattern formed on the first base material, and the first inner surface facing the second driver substrate side is opposite to the first inner surface. And a first outer surface facing
The second driver substrate includes a second base material and a second wiring pattern formed on the second base material, and a second inner surface facing the first driver substrate side and the side opposite to the second inner surface And a second outer surface facing
The first wiring pattern has a plurality of first outer surface isolation regions insulated from each other on the first outer surface,
The second wiring pattern has a plurality of second outer surface isolation regions insulated from each other on the second outer surface and a plurality of second inner surface isolation regions insulated from each other on the second inner surface,
The plurality of first outer surface isolation regions, the plurality of second outer surface isolation regions, and the plurality of second inner surface isolation regions overlap each other in a thickness direction view of the first driver substrate and the second driver substrate. A gate driver unit characterized in that the overlapping parts are electrically connected to each other.
スイッチング素子を含む高圧側回路と、
スイッチング素子を含む低圧側回路と、
複数の出力端子と、
複数組の制御端子と、
前記複数組の制御端子と導通する請求項1ないし27のいずれかに記載のゲートドライバユニットと、
を備えることを特徴とする、パワーモジュール。 Multiple input terminals,
A high voltage side circuit including a switching element;
A low voltage side circuit including a switching element;
Multiple output terminals,
Multiple sets of control terminals;
The gate driver unit according to any one of claims 1 to 27, wherein the gate driver unit is electrically connected to the plurality of sets of control terminals.
A power module comprising:
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