JPH099644A - 電力用半導体装置 - Google Patents

電力用半導体装置

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JPH099644A
JPH099644A JP7154272A JP15427295A JPH099644A JP H099644 A JPH099644 A JP H099644A JP 7154272 A JP7154272 A JP 7154272A JP 15427295 A JP15427295 A JP 15427295A JP H099644 A JPH099644 A JP H099644A
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JP
Japan
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arm module
module
wiring
semiconductor device
terminal
Prior art date
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Pending
Application number
JP7154272A
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English (en)
Inventor
Shogo Ogawa
省吾 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH099644A publication Critical patent/JPH099644A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】2個のスイッチング素子モジュールを組合わせ
て1相分のブリッジアームを構成する電力用半導体装置
を対象に、その主回路,並びにスナバ回路の配線構造を
改良してスイッチングサージ電圧の低減化を図る。 【構成】1個組のスイッチング素子(IGBT)を内蔵
した上アーム用,下アーム用のモジュール1と2を相互
接続して1相分のブリッジアームを構成した電力用半導
体装置において、モジュール1と2の間でパッケージ上
面に配したコレクタ端子C,エミッタ端子Eの配列順
序,および配列ピッチを変えて直流電源側のP,N配線
バー3と4が平行に接近して並ぶようにモジュール1,
2の主回路端子C,Eに接続し、さらにこの端子間にス
ナバ回路6を接続する。これにより、配線バー3と4の
相互誘導作用により配線インダクタンスが小さく抑えら
れ、かつスナバ回路の配線長も短くなってスイッチング
サージ電圧が低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータ,スイッチ
ング電源などに適用する電力用半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】インバータ用の電力用半導体装置とし
て、各モジュールごとに1個組のパワースイッチング素
子を内蔵した上アーム用,下アーム用モジュールを直列
に相互接続して1相分のブリッジアームを構築した従来
の構成例を図4ないし図6に示す。なお、図4(a)は
上アーム用モジュールと下アーム用モジュールを組合わ
せて相互接続した半導体装置の平面図、図4(b)はそ
の等価回路図、図5(a),(b)および図6(a),
(b)はそれぞれ図4における上アーム用,下アーム用
モジュールのパッケージ外形を表す平面図,側面図であ
る。
【0003】図4において、1,2は樹脂パッケージ1
a,2aにパワースイッチング素子として1個のIGB
T(スイッチング素子としてIGBTの他にMOS−F
ET,BJT,サイリスタなどを採用する場合もあ
る),およびフライホイールダイオードFDを組み込ん
だ上アーム用モジュール,および下アーム用モジュー
ル、3,4は直流電源側のP,N配線バー、5は出力側
の配線バー、6はスナバ回路、7は駆動回路側のリード
配線である。また、モジュール1,2には、樹脂パッケ
ージ1a,2aの上面にコレクタC,エミッタEの主回
路端子1b,2b、およびゲートG,エミッタeの制御
端子1c,2cがそれぞれ図5,図6で示すような位置
に配列している。
【0004】そして、前記モジュール1,2を用いて1
相分のブリッジアームを構成する際には、図4(a)の
ように上アーム用モジュール1と下アーム用モジュール
2とをパッケージ上面の主回路端子1b,2bが横一列
に並ぶような向きに並置し、ここで、上アーム用モジュ
ール1のコレクタ端子C,および下アーム用モジュール
2のエミッタ端子Eに直流電源側のP,N配線バー3,
4を、また上アーム用モジュール1のエミッタ端子Eと
下アーム用モジュール2のコレクタ端子Cとの間にまた
がって出力側のT字形配線バー5を縦向きに接続し、さ
らにスナバ回路6を上アーム用モジュール1のコレクタ
端子Cと下アーム用モジュール2のエミッタ端子Eとの
間に接続するようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来構成の半導体装置では、動作特性面で次記のような問
題点が残る。すなわち、図4(a)の構成ではモジュー
ル1の主回路端子1bとモジュール2の主回路端子2b
が横一列に並んでおり、かつモジュール1,2に接続し
た直流側の配線バー3と4との間には出力側の配線バー
5が介在していることから、バー3と4との間の間隔L
が必然的に大きくなる。このために、 1)スナバ回路6を接続する際にはその配線長さも長く
なって配線インダクタンスが増し、このためにスナバ回
路6のサージ電圧抑制機能が低下する。
【0006】2)配線バー3,4に流れる互いに逆向き
の直流電流による相互誘導作用が十分に働かず、このた
めに主回路の配線インダクタンスが大きくなって、パワ
ースイッチング素子のターンON,OFFに伴って誘起
するスイッチングサージ電圧が高くなる。 本発明は上記の点にかんがみなされたものであり、2個
のスイッチング素子モジュールを組合わせて1相分のブ
リッジアームを構成する電力用半導体装置を対象に、前
記課題を解決してスイッチングサージ電圧の低減化に有
効な配線構造を確立した電力用半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、各モジュールごとに1個組のパワ
ースイッチング素子を内蔵した上アーム用,下アーム用
モジュールを直列に相互接続して1相分のブリッジアー
ムを構成した電力用半導体装置で、前記モジュールのパ
ッケージ上面に並置して引出したコレクタ,エミッタの
主回路端子に直流電源側のP,N配線バー,および出力
側の配線バーを接続したものにおいて、上アーム用モジ
ュールと下アーム用モジュールとの間でコレクタ,エミ
ッタ端子の配列順序,および配列ピッチを変え、かつ上
アーム用と下アーム用モジュールのパッケージを各モジ
ュールの主回路端子列が平行となる向きに並べて前記の
各配線バーを接続して構成するものとする。
【0008】また、前記構成の半導体装置においては、
上アーム用,下アーム用モジュールのうち、一方のモジ
ュールにはコレクタ端子とエミッタ端子を隣接して配置
し、他方のモジュールにはコレクタ端子とエミッタ端子
を前記と逆配列にした上で双方の端子間に主回路端子1
個分のスペースを空けて配置するものとする。そして、
スナバ回路は上アーム用モジュールのコレクタ端子と下
アーム用モジュールのエミッタ端子との間に接続するも
のとする。
【0009】
【作用】上記の構成によれば、上アーム用モジュールの
コレクタ端子,下アーム用モジュールのエミッタ端子に
それぞれ接続した直流電源側の配線バーが近接,かつ平
行に配線されることになって、その配線バーの間の相互
誘導による配線インダクタンスの低減効果が大きくなる
ほか、さらに前記のコレクタ,エミッタ端子間に接続し
たスナバ回路の配線長も短くて済むことからその配線イ
ンダクタンスが小さくなり、これらの相乗効果でスイッ
チングサージ電圧が低減する。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1ないし図3に基
づいて説明する。なお、実施例の図中で図4ないし図6
に対応する同一部材には同じ符号が付してある。図示実
施例においては、1相分のブリッジアームを構成する上
アーム用モジュール1,下アーム用モジュール2につい
ては、パッケージ上面に配した端子配列がそれぞれ図
2,図3で示すように構成されている。なお、図2,図
3ではモジュールの樹脂パッケージを横向きに表してい
る。
【0011】すなわち、上アーム用モジュール1では、
右端に並ぶエミッタ端子Eとコレクタ端子Cとの間に主
回路端子1個分に相当するスペースSが空けてあり、か
つ制御端子1cはパッケージ1aの左端に設けてある。
これに対して、下アーム用モジュール2では、左端に並
ぶコレクタ端子Cとエミッタ端子Eとが必要な絶縁距離
を隔てて隣接し、制御端子2cはエミッタ端子Eとの間
に主回路端子1個分に相当するスペースSを空けてパッ
ケージ1aの右端側に設けてある。
【0012】そして、前記の上アーム用モジュール1と
下アーム用モジュール2を組合わせて1相分のブリッジ
アームを組立てる場合には、図1(a)で示すように、
モジュール1のエミッタ端子Eとモジュール2のコレク
タ端子Cとが左右に並ぶように位置を揃えてパッケージ
1a,2aを平行に設置し、この状態で図示のように直
流電源側のP,N配線バー3,4および出力側の配線バ
ー5をモジュール1,2のコレクタ端子C,エミッタ端
子Eに接続し、さらにモジュール1のコレクタ端子Cと
モジュール2のエミッタ端子Eとの間にスナバ回路6を
接続する。
【0013】前記の構成により、P,N配線バー3と4
とが互いに接近して平行に並び、出力側の配線バー5は
その外側に配線されている。これにより、直流電流が逆
方向に流れる配線バー3と4の間では相互誘導作用が有
効に働いて配線インダクタンスが十分小さくなる。ま
た、スナバ回路6を接続するリード線は極短い配線長で
済み、その配線インダクタンスも殆ど無視できる程度に
小さくなるので、これらの相乗効果により、パワースイ
ッチング素子のターンON,OFFに伴って誘起するス
イッチングサージ電圧が図4の従来構成と較べて低減す
る。
【0014】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成によれ
ば、各モジュールごとに1個組のパワースイッチング素
子を内蔵した上アーム用,下アーム用モジュールを直列
に相互接続して1相分のブリッジアームを構成するのに
際して、スナバ回路の配線長の短縮,並びに直流電源側
のP,N配線バーの相互誘導による配線インダクタンス
を小さく抑えてスイッチングサージ電圧の低減化を図る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示し、(a)は2個のスイッ
チング素子モジュールを相互接続して1相分のブリッジ
アームを構成した電力用半導体装置の平面図、(b)は
等価回路図
【図2】図1における上アーム用モジュールのパッケー
ジ外形図であり、(a)は平面図、(b)は側面図
【図3】図1における下アーム用モジュールのパッケー
ジ外形図であり、(a)は平面図、(b)は側面図
【図4】本発明の実施対象となる電力用半導体装置の従
来例の構成を示し、(a)は2個のスイッチング素子モ
ジュールを相互接続して1相分のブリッジアームを構成
した電力用半導体装置の平面図、(b)は等価回路図
【図5】図4における上アーム用モジュールのパッケー
ジ外形図であり、(a)は平面図、(b)は側面図
【図6】図4における下アーム用モジュールのパッケー
ジ外形図であり、(a)は平面図、(b)は側面図
【符号の説明】
1 上アーム用モジュール(IGBT) 2 下アーム用モジュール(IGBT) 1a,2a 樹脂パッケージ 1b,2b 主回路端子 1c,2c 制御端子 3,4 直流電源側の配線バー 5 出力側の配線バー 6 スナバ回路 C コレクタ端子 E エミッタ端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各モジュールごとに1個組のパワースイッ
    チング素子を内蔵した上アーム用,下アーム用モジュー
    ルを直列に相互接続して1相分のブリッジアームを構成
    した電力用半導体装置であり、前記モジュールのパッケ
    ージ上面に並置して引出したコレクタ,エミッタの主回
    路端子に直流電源側のP,N配線バー,および出力側の
    配線バーを接続したものにおいて、上アーム用モジュー
    ルと下アーム用モジュールとの間でコレクタ,エミッタ
    端子の配列順序,および配列ピッチを変え、かつ上アー
    ム用と下アーム用モジュールのパッケージを各モジュー
    ルの主回路端子列が平行となる向きに並べて前記の各配
    線バーを接続したことを特徴とする電力用半導体装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の電力用半導体装置におい
    て、上アーム用,下アーム用モジュールのうち、一方の
    モジュールにはコレクタ端子とエミッタ端子を隣接して
    配置し、他方のモジュールにはコレクタ端子とエミッタ
    端子を前記と逆配列にした上で双方の端子間に主回路端
    子1個分のスペースを空けて配置したことを特徴とする
    電力用半導体装置。
  3. 【請求項3】請求項1または2記載の電力用半導体装置
    において、上アーム用モジュールのコレクタ端子と下ア
    ーム用モジュールのエミッタ端子との間にスナバ回路を
    接続したことを特徴とする電力用半導体装置。
JP7154272A 1995-06-21 1995-06-21 電力用半導体装置 Pending JPH099644A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001087857A (ja) * 1999-09-21 2001-04-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd アーク溶接機の主回路構成方法およびアーク溶接機
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