JPWO2020080043A1 - 制御モジュールおよび半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の第1実施形態にかかる半導体装置A1について、図1〜図14を参照して説明する。
本開示の第2実施形態にかかる半導体装置A2について、図15〜図24を参照して説明する。
本開示の第3実施形態にかかる半導体装置A3について、図25〜図27を参照して説明する。
本開示の第4実施形態にかかる半導体装置A4について、図28〜図31を参照して説明する。
本開示の第5実施形態にかかる半導体装置A5について、図32および図33を参照して説明する。
[付記1]
第1スイッチング素子および第2スイッチング素子の動作を制御する制御モジュールであって、
複数の電子部品と、
前記制御モジュールの動作電力および入力信号を入力されるコネクタと、
前記複数の電子部品および前記コネクタが実装された回路基板と、を備えており、
前記回路基板は、第1配線パターンが形成される第1パターン領域と、第2配線パターンが形成される第2パターン領域と、第3配線パターンが形成される第3パターン領域と、前記第1配線パターンおよび前記第1スイッチング素子に導通する第1接続部と、前記第2配線パターンおよび前記第2スイッチング素子に導通する第2接続部と、を含んでおり、
前記第1パターン領域、前記第2パターン領域、および、前記第3パターン領域は、前記回路基板の厚さ方向に見て、互いに離間しており、
前記第1接続部は、前記厚さ方向に見て、前記第2接続部よりも、前記厚さ方向に直交する第1方向の一方側に位置し、かつ、前記厚さ方向に見て、前記第2接続部よりも、前記厚さ方向および前記第1方向の両方に直交する第2方向の一方側に位置し、
前記第1パターン領域および前記第2パターン領域はそれぞれ、前記厚さ方向に見て、前記第1方向の一方側の第1端縁と、前記第1方向の他方側の第2端縁と、前記第2方向の一方側の第3端縁と、前記第2方向の他方側の第4端縁と、を含んでおり、
前記第1パターン領域の第1端縁は、前記第2パターン領域の第1端縁よりも、前記第1方向の一方側に位置し、
前記第1パターン領域の第2端縁は、前記第2パターン領域の第2端縁よりも、前記第1方向の一方側に位置し、
前記第1パターン領域の第3端縁は、前記第2パターン領域の第3端縁よりも、前記第2方向の一方側に位置し、
前記第3パターン領域は、前記コネクタを接合する接合領域を含み、かつ、前記厚さ方向に見て前記第1パターン領域と前記第2パターン領域との間に位置し、
前記接合領域は、前記第1方向および前記第2方向のそれぞれにおいて、前記第1接続部と前記第2接続部との間に配置されている、制御モジュール。
[付記2]
前記第1パターン領域の第4端縁は、前記第2パターン領域の第4端縁よりも、前記第2方向の一方側に位置する、付記1に記載の制御モジュール。
[付記3]
前記第1接続部は、前記厚さ方向に見て、前記第1パターン領域に重なり、かつ、前記厚さ方向に見て、前記第1方向において前記第1パターン領域の前記第2端縁寄りに配置され、
前記第2接続部は、前記厚さ方向に見て、前記第2パターン領域に重なり、かつ、前記厚さ方向に見て、前記第1方向において前記第2パターン領域の前記第1端縁寄りに配置されている、付記1または付記2に記載の制御モジュール。
[付記4]
前記第1接続部は、前記厚さ方向に見て、前記第2方向において前記第1パターン領域の前記第3端縁寄りに配置され、
前記第2接続部は、前記厚さ方向に見て、前記第2方向において前記第2パターン領域の前記第4端縁寄りに配置されている、付記3に記載の制御モジュール。
[付記5]
前記回路基板は、前記第2方向において互いに離間し、かつ、前記厚さ方向に見て、各々が前記第1方向に延びる一対の基板端縁を有しており、
前記第1接続部は、前記第2方向の一方側に位置する前記基板端縁に沿って配置され、
前記第2接続部は、前記第2方向の他方側に位置する前記基板端縁に沿って配置されている、付記4に記載の制御モジュール。
[付記6]
前記回路基板は、前記厚さ方向に見て、矩形状であって、
前記接合領域は、前記厚さ方向に見て、前記回路基板の対角線の交点に重なる、付記5に記載の制御モジュール。
[付記7]
前記回路基板は、前記厚さ方向に見て、前記第1方向に延びており、
前記接合領域は、前記厚さ方向に見て、前記第2方向に延びる矩形状である、付記6に記載の制御モジュール。
[付記8]
前記第1パターン領域と前記第2パターン領域とは、前記接合領域の前記第1方向の中央を結ぶ直線を挟んで、前記第1方向において反対側に配置される、付記7に記載の制御モジュール。
[付記9]
前記回路基板は、前記厚さ方向に見て、前記第1方向に延びており、
前記接合領域は、前記厚さ方向に見て、前記第1方向に延びる矩形状である、付記6に記載の制御モジュール。
[付記10]
前記第3パターン領域は、前記第1パターン領域の第4端縁よりも前記第2方向の他方側に配置された第1部と、前記第2パターン領域の第3端縁よりも前記第2方向の一方側に配置された第2部と、前記第1部および前記第2部に繋がる第3部と、を含んでいる、付記1ないし付記9のいずれかに記載の制御モジュール。
[付記11]
前記接合領域は、前記厚さ方向に見て、前記第3部に重なる、付記10に記載の制御モジュール。
[付記12]
前記第1部は、前記第1方向に見て、前記第2パターン領域に重なる、付記10または付記11に記載の制御モジュール。
[付記13]
前記第2部は、前記第1方向に見て、前記第1パターン領域に重なる、付記10ないし付記12のいずれかに記載の制御モジュール。
[付記14]
前記第1パターン領域の第4端縁および前記第2パターン領域の第3端縁はそれぞれ、前記第1方向に見て、前記第3部に重なる、付記10ないし付記13のいずれかに記載の制御モジュール。
[付記15]
前記第1パターン領域の第2端縁は、前記厚さ方向に見て、前記第2パターン領域の第1端縁よりも、前記第1方向の一方側に位置する、付記1ないし付記14のいずれかに記載の制御モジュール。
[付記16]
前記回路基板は、前記厚さ方向に見て、前記第1パターン領域と前記第3パターン領域とを絶縁する第1絶縁領域、および、前記厚さ方向に見て、前記第2パターン領域と前記第3パターン領域とを絶縁する第2絶縁領域を含んでいる、付記1ないし付記15のいずれかに記載の制御モジュール。
[付記17]
前記複数の電子部品は、前記第1スイッチング素子の動作を制御する第1部品群と、前記第2スイッチング素子の動作を制御する第2部品群とを含んでおり、
前記第1部品群の一部は、前記第1配線パターンに接続され、
前記第2部品群の一部は、前記第2配線パターンに接続されている、付記16に記載の制御モジュール。
[付記18]
前記第1部品群は、第1制御ICを含んでおり、
前記第2部品群は、第2制御ICを含んでおり、
前記第1制御ICは、前記厚さ方向に見て、前記第1パターン領域と前記第3パターン領域と前記第1絶縁領域とに重なり、
前記第2制御ICは、前記厚さ方向に見て、前記第2パターン領域と前記第3パターン領域と前記第2絶縁領域とに重なる、付記17に記載の制御モジュール。
[付記19]
前記第1部品群は、第1絶縁トランスを含んでおり、
前記第2部品群は、第2絶縁トランスを含んでおり、
前記第1絶縁トランスは、前記厚さ方向に見て、前記第1パターン領域と前記第3パターン領域と前記第1絶縁領域とに重なり、
前記第2絶縁トランスは、前記厚さ方向に見て、前記第2パターン領域と前記第3パターン領域と前記第2絶縁領域とに重なる、付記17または付記18に記載の制御モジュール。
[付記20]
前記回路基板は、互いに絶縁層を介して積層された複数の配線層を有しており、
前記第1絶縁領域および前記第2絶縁領域はそれぞれ、前記複数の配線層の各々に形成されており、
前記複数の配線層の各々に形成された前記第1絶縁領域は、前記厚さ方向に見て、互いに重なり、
前記複数の配線層の各々に形成された前記第2絶縁領域は、前記厚さ方向に見て、互いに重なる、付記17ないし付記19のいずれかに記載の制御モジュール。
[付記21]
前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とは、前記第1スイッチング素子を上アーム、前記第2スイッチング素子を下アームとして、直列に接続されている、付記1ないし付記20のいずれかに記載の制御モジュール。
[付記22]
付記1ないし付記21のいずれかに記載の制御モジュールと、
前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子を有するパワーモジュールと、を備える半導体装置。
Claims (22)
- 第1スイッチング素子および第2スイッチング素子の動作を制御する制御モジュールであって、
複数の電子部品と、
前記制御モジュールの動作電力および入力信号を入力されるコネクタと、
前記複数の電子部品および前記コネクタが実装された回路基板と、を備えており、
前記回路基板は、第1配線パターンが形成される第1パターン領域と、第2配線パターンが形成される第2パターン領域と、第3配線パターンが形成される第3パターン領域と、前記第1配線パターンおよび前記第1スイッチング素子に導通する第1接続部と、前記第2配線パターンおよび前記第2スイッチング素子に導通する第2接続部と、を含んでおり、
前記第1パターン領域、前記第2パターン領域、および、前記第3パターン領域は、前記回路基板の厚さ方向に見て、互いに離間しており、
前記第1接続部は、前記厚さ方向に見て、前記第2接続部よりも、前記厚さ方向に直交する第1方向の一方側に位置し、かつ、前記厚さ方向に見て、前記第2接続部よりも、前記厚さ方向および前記第1方向の両方に直交する第2方向の一方側に位置し、
前記第1パターン領域および前記第2パターン領域はそれぞれ、前記厚さ方向に見て、前記第1方向の一方側の第1端縁と、前記第1方向の他方側の第2端縁と、前記第2方向の一方側の第3端縁と、前記第2方向の他方側の第4端縁と、を含んでおり、
前記第1パターン領域の第1端縁は、前記第2パターン領域の第1端縁よりも、前記第1方向の一方側に位置し、
前記第1パターン領域の第2端縁は、前記第2パターン領域の第2端縁よりも、前記第1方向の一方側に位置し、
前記第1パターン領域の第3端縁は、前記第2パターン領域の第3端縁よりも、前記第2方向の一方側に位置し、
前記第3パターン領域は、前記コネクタを接合する接合領域を含み、かつ、前記厚さ方向に見て前記第1パターン領域と前記第2パターン領域との間に位置し、
前記接合領域は、前記第1方向および前記第2方向のそれぞれにおいて、前記第1接続部と前記第2接続部との間に配置されている、
制御モジュール。 - 前記第1パターン領域の第4端縁は、前記第2パターン領域の第4端縁よりも、前記第2方向の一方側に位置する、
請求項1に記載の制御モジュール。 - 前記第1接続部は、前記厚さ方向に見て、前記第1パターン領域に重なり、かつ、前記厚さ方向に見て、前記第1方向において前記第1パターン領域の前記第2端縁寄りに配置され、
前記第2接続部は、前記厚さ方向に見て、前記第2パターン領域に重なり、かつ、前記厚さ方向に見て、前記第1方向において前記第2パターン領域の前記第1端縁寄りに配置されている、
請求項1または請求項2に記載の制御モジュール。 - 前記第1接続部は、前記厚さ方向に見て、前記第2方向において前記第1パターン領域の前記第3端縁寄りに配置され、
前記第2接続部は、前記厚さ方向に見て、前記第2方向において前記第2パターン領域の前記第4端縁寄りに配置されている、
請求項3に記載の制御モジュール。 - 前記回路基板は、前記第2方向において互いに離間し、かつ、前記厚さ方向に見て、各々が前記第1方向に延びる一対の基板端縁を有しており、
前記第1接続部は、前記第2方向の一方側に位置する前記基板端縁に沿って配置され、
前記第2接続部は、前記第2方向の他方側に位置する前記基板端縁に沿って配置されている、
請求項4に記載の制御モジュール。 - 前記回路基板は、前記厚さ方向に見て、矩形状であって、
前記接合領域は、前記厚さ方向に見て、前記回路基板の対角線の交点に重なる、
請求項5に記載の制御モジュール。 - 前記回路基板は、前記厚さ方向に見て、前記第1方向に延びており、
前記接合領域は、前記厚さ方向に見て、前記第2方向に延びる矩形状である、
請求項6に記載の制御モジュール。 - 前記第1パターン領域と前記第2パターン領域とは、前記接合領域の前記第1方向の中央を結ぶ直線を挟んで、前記第1方向において反対側に配置される、
請求項7に記載の制御モジュール。 - 前記回路基板は、前記厚さ方向に見て、前記第1方向に延びており、
前記接合領域は、前記厚さ方向に見て、前記第1方向に延びる矩形状である、
請求項6に記載の制御モジュール。 - 前記第3パターン領域は、前記第1パターン領域の第4端縁よりも前記第2方向の他方側に配置された第1部と、前記第2パターン領域の第3端縁よりも前記第2方向の一方側に配置された第2部と、前記第1部および前記第2部に繋がる第3部と、を含んでいる、
請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載の制御モジュール。 - 前記接合領域は、前記厚さ方向に見て、前記第3部に重なる、
請求項10に記載の制御モジュール。 - 前記第1部は、前記第1方向に見て、前記第2パターン領域に重なる、
請求項10または請求項11に記載の制御モジュール。 - 前記第2部は、前記第1方向に見て、前記第1パターン領域に重なる、
請求項10ないし請求項12のいずれか一項に記載の制御モジュール。 - 前記第1パターン領域の第4端縁および前記第2パターン領域の第3端縁はそれぞれ、前記第1方向に見て、前記第3部に重なる、
請求項10ないし請求項13のいずれか一項に記載の制御モジュール。 - 前記第1パターン領域の第2端縁は、前記厚さ方向に見て、前記第2パターン領域の第1端縁よりも、前記第1方向の一方側に位置する、
請求項1ないし請求項14のいずれか一項に記載の制御モジュール。 - 前記回路基板は、前記厚さ方向に見て、前記第1パターン領域と前記第3パターン領域とを絶縁する第1絶縁領域、および、前記厚さ方向に見て、前記第2パターン領域と前記第3パターン領域とを絶縁する第2絶縁領域を含んでいる、
請求項1ないし請求項15のいずれか一項に記載の制御モジュール。 - 前記複数の電子部品は、前記第1スイッチング素子の動作を制御する第1部品群と、前記第2スイッチング素子の動作を制御する第2部品群とを含んでおり、
前記第1部品群の一部は、前記第1配線パターンに接続され、
前記第2部品群の一部は、前記第2配線パターンに接続されている、
請求項16に記載の制御モジュール。 - 前記第1部品群は、第1制御ICを含んでおり、
前記第2部品群は、第2制御ICを含んでおり、
前記第1制御ICは、前記厚さ方向に見て、前記第1パターン領域と前記第3パターン領域と前記第1絶縁領域とに重なり、
前記第2制御ICは、前記厚さ方向に見て、前記第2パターン領域と前記第3パターン領域と前記第2絶縁領域とに重なる、
請求項17に記載の制御モジュール。 - 前記第1部品群は、第1絶縁トランスを含んでおり、
前記第2部品群は、第2絶縁トランスを含んでおり、
前記第1絶縁トランスは、前記厚さ方向に見て、前記第1パターン領域と前記第3パターン領域と前記第1絶縁領域とに重なり、
前記第2絶縁トランスは、前記厚さ方向に見て、前記第2パターン領域と前記第3パターン領域と前記第2絶縁領域とに重なる、
請求項17または請求項18に記載の制御モジュール。 - 前記回路基板は、互いに絶縁層を介して積層された複数の配線層を有しており、
前記第1絶縁領域および前記第2絶縁領域はそれぞれ、前記複数の配線層の各々に形成されており、
前記複数の配線層の各々に形成された前記第1絶縁領域は、前記厚さ方向に見て、互いに重なり、
前記複数の配線層の各々に形成された前記第2絶縁領域は、前記厚さ方向に見て、互いに重なる、
請求項17ないし請求項19のいずれか一項に記載の制御モジュール。 - 前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子とは、前記第1スイッチング素子を上アーム、前記第2スイッチング素子を下アームとして、直列に接続されている、
請求項1ないし請求項20のいずれか一項に記載の制御モジュール。 - 請求項1ないし請求項21のいずれか一項に記載の制御モジュールと、
前記第1スイッチング素子および前記第2スイッチング素子を有するパワーモジュールと、
を備える半導体装置。
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