図面 (/)

技術 半導体モジュール

出願人 株式会社デンソー
発明者 河口健二藤崎隆河野憲司
出願日 2013年5月20日 (7年1ヶ月経過) 出願番号 2013-105753
公開日 2014年12月8日 (5年6ヶ月経過) 公開番号 2014-229642
状態 特許登録済
技術分野 インバータ装置 半導体または固体装置の組立体
主要キーワード 短絡保護動作 透視平面図 パワー端子 立ち上がり後 ショート故障 ノイズ電流 オンオフ動作 アームスイッチング素子
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年12月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (14)

課題

構造を簡素にでき、かつ、短絡電流が流れたときの保護動作を確実に行うことができる半導体モジュールを提供する。

解決手段

半導体からなるスイッチング素子2と、該スイッチング素子2を封止する封止部10と、制御端子3と、金属板4と、パワー端子5とを備える。制御端子3は、スイッチング素子2に電気的に接続しており、封止部10から突出している。制御端子3に制御電圧Vcを加えたときに、スイッチング素子2がオンしてオン電流Ioが流れる。オン電流Ioが増加するときに、制御端子3に、オン電流Ioの時間的変化に起因した誘導起電力Viが、制御電圧Vcが加わる方向とは逆向きに発生するよう構成されている。

概要

背景

電力変換装置等に使用される半導体モジュールとして、IGBT素子等のスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続した制御端子とを有するものがある(下記特許文献1参照)。半導体モジュールは、制御端子に制御電圧を加えたときにスイッチング素子がオンし、オン電流が流れるよう構成されている。

半導体モジュールは、例えばインバータに使用される。インバータ用の半導体モジュールは、スイッチング素子として、直流電源正電極に接続される上アームスイッチング素子と、直流電源の負電極に接続される下アームスイッチング素子とを備える。インバータが稼働する際、これら2種類のスイッチング素子は、通常はどちらか一方のみがオンになるが、異常時に、両方のスイッチング素子がオンになる場合があり得る。このとき、スイッチング素子に大きなオン電流(短絡電流)が流れることになる。また、半導体モジュールがショート故障した場合も、短絡電流が流れる場合がある。

短絡電流が流れたときにスイッチング素子等を保護するため、一般に、半導体モジュールには保護回路を接続してある。短絡電流が流れたときに、保護回路によってスイッチング素子をオフし、短絡電流を低減するよう構成されている。

スイッチング素子を短絡電流から保護する場合、短絡電流の立ち上がり時のオーバーシュートを低減する必要がある。オーバーシュートが大きいと、短絡電流が発振してしまい、制御電極電位も発振することがある。そのため、保護回路による保護動作を行いにくくなることがある。

そのため、上記半導体モジュールでは、該半導体モジュール内の配線の形状を工夫して、寄生インダクタンスLを大きくしている。短絡電流Iが流れると、寄生インダクタンスLによって電位差(L・dI/dt)が生じるため、制御電極の電位が相対的に低下する。そのため、短絡電流が流れにくくなり、短絡電流の立ち上がり時のオーバーシュートが低減して、発振しにくくなる。これにより、保護回路による保護動作を行いやすくしている。

概要

構造を簡素にでき、かつ、短絡電流が流れたときの保護動作を確実に行うことができる半導体モジュールを提供する。半導体からなるスイッチング素子2と、該スイッチング素子2を封止する封止部10と、制御端子3と、金属板4と、パワー端子5とを備える。制御端子3は、スイッチング素子2に電気的に接続しており、封止部10から突出している。制御端子3に制御電圧Vcを加えたときに、スイッチング素子2がオンしてオン電流Ioが流れる。オン電流Ioが増加するときに、制御端子3に、オン電流Ioの時間的変化に起因した誘導起電力Viが、制御電圧Vcが加わる方向とは逆向きに発生するよう構成されている。

目的

本発明によれば、構造を簡素にでき、かつ、短絡電流が流れたときの保護動作を確実に行うことができる半導体モジュールを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

半導体からなるスイッチング素子(2)と、該スイッチング素子(2)を封止する封止部(10)と、上記スイッチング素子(2)に電気的に接続し、上記封止部(10)から突出した制御端子(3)と、上記スイッチング素子(2)に電気的に接続した金属板(4)と、該金属板(4)に接続し上記封止部(10)から突出したパワー端子(5)とを備え、上記制御端子(3)に制御電圧を加えたときに、上記スイッチング素子(2)がオンしてオン電流が流れるよう構成され、上記金属板(4)と上記パワー端子(5)とは、上記オン電流の経路となっており、上記オン電流が増加するときに、上記制御端子(3)に、上記オン電流の時間的変化に起因した誘導起電力が、上記制御電圧が加わる方向とは逆向きに発生するよう構成されていることを特徴とする半導体モジュール(1)。

請求項2

上記制御端子(3)の電位の基準となる制御基準端子(12)と、該制御基準端子(12)を上記スイッチング素子(2)に接続するための第1ワイヤー(6a)と、上記制御端子(3)を上記スイッチング素子(2)に接続するための第2ワイヤー(6b)とを有し、上記金属板(4)の厚さ方向から見たときに上記第1ワイヤー(6a)と上記第2ワイヤー(6b)と上記スイッチング素子(2)とに囲まれた領域に、上記金属板(4)を流れる上記オン電流の周囲に発生した磁束が鎖交することにより、上記制御端子(3)に上記誘導起電力が発生するよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体モジュール(1)。

請求項3

互いに直列に接続された2個の上記スイッチング素子(2a,2b)を備え、それぞれの上記スイッチング素子(2a,2b)に上記金属板(4)を接続してあり、一方の上記スイッチング素子(2a)側の上記金属板(4b)と、他方の上記スイッチング素子(2b)側の上記金属板(4c)との間に、これらを連結し上記オン電流が流れる連結部(16)が形成され、該連結部(16)は、上記制御端子(3)の突出方向における上記金属板(4)の中央部(41)よりも、上記突出方向において、上記パワー端子(5)から遠い位置に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の半導体モジュール(1)。

請求項4

上記制御端子(3)に、該制御端子(3)の電位が所定値を超えることを抑制するクランプ回路(11)を接続してあり、上記制御端子(3)に上記誘導起電力が発生したときに、誘導電流が、上記クランプ回路(11)を介してグランドへ流れるよう構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の半導体モジュール(1)。

請求項5

上記パワー端子(5)と上記制御端子(3)とは互いに平行であり、上記パワー端子(5)は、上記封止部(10)から、上記制御端子(3)の突出側とは反対側へ突出していることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の半導体モジュール(1)。

技術分野

0001

本発明は、半導体からなるスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続した制御端子とを有する半導体モジュールに関する。

背景技術

0002

電力変換装置等に使用される半導体モジュールとして、IGBT素子等のスイッチング素子と、該スイッチング素子に接続した制御端子とを有するものがある(下記特許文献1参照)。半導体モジュールは、制御端子に制御電圧を加えたときにスイッチング素子がオンし、オン電流が流れるよう構成されている。

0003

半導体モジュールは、例えばインバータに使用される。インバータ用の半導体モジュールは、スイッチング素子として、直流電源正電極に接続される上アームスイッチング素子と、直流電源の負電極に接続される下アームスイッチング素子とを備える。インバータが稼働する際、これら2種類のスイッチング素子は、通常はどちらか一方のみがオンになるが、異常時に、両方のスイッチング素子がオンになる場合があり得る。このとき、スイッチング素子に大きなオン電流(短絡電流)が流れることになる。また、半導体モジュールがショート故障した場合も、短絡電流が流れる場合がある。

0004

短絡電流が流れたときにスイッチング素子等を保護するため、一般に、半導体モジュールには保護回路を接続してある。短絡電流が流れたときに、保護回路によってスイッチング素子をオフし、短絡電流を低減するよう構成されている。

0005

スイッチング素子を短絡電流から保護する場合、短絡電流の立ち上がり時のオーバーシュートを低減する必要がある。オーバーシュートが大きいと、短絡電流が発振してしまい、制御電極電位も発振することがある。そのため、保護回路による保護動作を行いにくくなることがある。

0006

そのため、上記半導体モジュールでは、該半導体モジュール内の配線の形状を工夫して、寄生インダクタンスLを大きくしている。短絡電流Iが流れると、寄生インダクタンスLによって電位差(L・dI/dt)が生じるため、制御電極の電位が相対的に低下する。そのため、短絡電流が流れにくくなり、短絡電流の立ち上がり時のオーバーシュートが低減して、発振しにくくなる。これにより、保護回路による保護動作を行いやすくしている。

先行技術

0007

特許第4955078号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、上記半導体モジュールでは、配線の形状が複雑になりやすいという問題がある。また、寄生インダクタンスが増大するため、サージ電圧が増大するという問題もある。

0009

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、構造を簡素にでき、かつ、短絡電流が流れたときの保護動作を確実に行うことができる半導体モジュールを提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0010

本発明の一態様は、半導体からなるスイッチング素子と、
該スイッチング素子を封止する封止部と、
上記スイッチング素子に電気的に接続し、上記封止部から突出した制御端子と、
上記スイッチング素子に電気的に接続した金属板と、
該金属板に接続し上記封止部から突出したパワー端子とを備え、
上記制御端子に制御電圧を加えたときに、上記スイッチング素子がオンしてオン電流が流れるよう構成され、上記金属板と上記パワー端子とは、上記オン電流の経路となっており、
上記オン電流が増加するときに、上記制御端子に、上記オン電流の時間的変化に起因した誘導起電力が、上記制御電圧が加わる方向とは逆向きに発生するよう構成されていることを特徴とする半導体モジュールにある。

発明の効果

0011

上記半導体モジュールにおいては、オン電流が増加したときに、制御端子に上記誘導起電力が、制御電圧が加わる方向とは逆向きに発生するよう構成されている。そのため、この誘導起電力によって、スイッチング素子に加わる制御電圧が低くなり、オン電流が流れにくくなって、オン電流の立ち上がり時のオーバーシュートを低減することができる。スイッチング素子が短絡した時には、大きなオン電流(短絡電流)が流れるが、上記構成にすれば、オン電流(短絡電流)のオーバーシュートを低減できるため、オーバーシュート後に短絡電流が発振することを抑制できる。そのため、スイッチング素子の制御電極の電位が発振しにくくなり、保護回路による、スイッチング素子の保護動作を行いやすくなる。

0012

また、上記半導体モジュールは、従来のように、内部の配線等の形状を工夫して寄生インダクタンスを高める必要がないため、構造を簡素にすることができる。また、寄生インダクタンスの値に関係なく、短絡電流の発振を確実に抑制できるため、保護回路による、スイッチング素子の保護動作を確実に行うことが可能になる。

0013

以上のごとく、本発明によれば、構造を簡素にでき、かつ、短絡電流が流れたときの保護動作を確実に行うことができる半導体モジュールを提供することができる。

図面の簡単な説明

0014

実施例1における、半導体モジュールの一部透視平面図であって、スイッチング素子が短絡したときの電流の経路を示したもの。
図1の要部拡大図。
実施例1における、半導体モジュールの斜視図。
図1のIV-IV断面図。
図1のV-V断面図。
図1のVI-VI断面図。
実施例1における、制御電極の電位および短絡電流のグラフ
実施例1における、電力変換装置の一部と制御回路部の回路図。
実施例1における電力変換装置の回路図。
実施例1における、半導体モジュールの一部透視平面図であって、上アームスイッチング素子のみがオンしたときの電流経路を示したもの。
実施例1における、半導体モジュールの一部透視平面図であって、下アームスイッチング素子のみがオンしたときの電流経路を示したもの。
実施例2における、半導体モジュールの回路図。
実施例3における、半導体モジュールの一部透視平面図であって、スイッチング素子が短絡したときの電流の経路を示したもの。

0015

上記半導体モジュールにおいて、上記制御端子の電位の基準となる制御基準端子と、該制御基準端子を上記スイッチング素子に接続するための第1ワイヤーと、上記制御端子を上記スイッチング素子に接続するための第2ワイヤーとを有し、上記金属板の厚さ方向から見たときに上記第1ワイヤーと上記第2ワイヤーと上記スイッチング素子とに囲まれた領域に、上記金属板を流れる上記オン電流の周囲に発生した磁束が鎖交することにより、上記制御端子に上記誘導起電力が発生するよう構成されていることが好ましい。
この場合には、制御端子に大きな上記誘導起電力を発生させることができる。すなわち、金属板はスイッチング素子に接続し、上記ワイヤー(第1ワイヤー及び第2ワイヤー)もスイッチング素子に接続しているため、これらのワイヤーは、金属板の近傍に位置している。そのため、金属板を流れるオン電流の周囲に発生した磁束は、金属板の近傍の上記領域に鎖交しやすくなる。つまり、上記構成により、上記領域に多くの磁束を鎖交させることが可能になる。そのため、ワイヤーおよび制御端子に大きな誘導起電力が発生しやすくなる。したがって、短絡時のオン電流(短絡電流)のオーバーシュートを効果的に抑制でき、短絡電流の発振を防止しやすくなる。そのため、短絡電流の保護動作を行いやすくなる。

0016

(実施例1)
上記半導体モジュールに係る実施例について、図1図11を用いて説明する。図1図4に示すごとく、本例の半導体モジュール1は、半導体からなるスイッチング素子2と、該スイッチング素子2を封止する封止部10と、制御端子3と、金属板4と、パワー端子5とを備える。制御端子3は、スイッチング素子2に電気的に接続しており、封止部10から突出している。金属板4は、スイッチング素子2に電気的に接続している。パワー端子5は、金属板4に接続し、封止部10から突出している。

0017

制御端子3に制御電圧Vcを加えたときに、スイッチング素子2がオンしてオン電流Ioが流れるよう構成されている。金属板4とパワー端子5とは、オン電流Ioの経路となっている。
オン電流Ioが増加するときに、制御端子3に、オン電流Ioの時間的変化に起因した誘導起電力Viが、制御電圧Vcが加わる方向とは逆向きに発生するよう構成されている。

0018

本例では図9に示すごとく、半導体モジュール1を使って、電力変換装置15を構成してある。この電力変換装置15は、直流電力交流電力との間で電力変換を行うもので、電気自動車ハイブリッド車等の車両に搭載される。

0019

個々の半導体モジュール1は、2個のスイッチング素子2(2a,2b)を備える。本例では、スイッチング素子2としてIGBT素子を用いている。スイッチング素子2には、フリーホイールダイオード29が逆並列接続されている。スイッチング素子2には、直流電源71の正電極に電気接続される上アームスイッチング素子2aと、負電極に電気接続される下アームスイッチング素子2bとがある。

0020

図2に示すごとく、半導体モジュール1は、制御端子3の電位の基準となる制御基準端子12を備える。制御基準端子12は第1ワイヤー6aによって、スイッチング素子2に接続されている。また、制御端子3は、第2ワイヤー6bによって、スイッチング素子2に接続されている。図8に示すごとく、制御基準端子12は、スイッチング素子2のエミッタ端子と同電位になっている。また、制御端子3は、スイッチング素子2の制御電極27(ゲート電極)に接続している。

0021

図2に示すごとく、オン電流Ioは、金属板4を流れる。金属板4に流れたオン電流Ioの周囲には、磁束Φが発生する。この磁束Φの一部は、金属板4の厚さ方向(Z方向)から見たときに2本のワイヤ6(6a,6b)とスイッチング素子2とによって囲まれる領域Sを貫いている。オン電流が増えて磁束Φが増加すると、磁束Φの時間的変化dΦ/dtを妨げる磁束が発生するように、ワイヤ6、制御基準端子12、制御端子3に誘導電流が流れる。つまり、ワイヤ6、制御基準端子12、制御端子3に誘導起電力Viが生じる。

0022

図3に示すごとく、本例の半導体モジュール1は、3本のパワー端子5(5a〜5c)を備える。パワー端子5には、直流電源71(図9参照)の正電極に接続する正極端子5aと、直流電源71の負電極に接続する負極端子5bと、交流負荷72に接続する交流端子5cとがある。また、封止部10から、金属板4の一部が露出している。金属板4は、パワー端子5とスイッチング素子2とを電気的に接続する機能と、スイッチング素子2を放熱する放熱板としての機能を兼ねている。

0023

図4図6に示すごとく、本例の半導体モジュール1は、4枚の金属板4(第1金属板4a〜第4金属板4d)を備える。第1金属板4aは、上アームスイッチング素子2aのコレクタ電極に接続している。第2金属板4bは、上アームスイッチング素子2aのエミッタ電極に接続している。また、第3金属板4cは、下アームスイッチング素子2bのコレクタ電極に接続している。第4金属板4dは、下アームスイッチング素子2bのエミッタ電極に接続している。上アームスイッチング素子2aと第2金属板4bとの間には、金属製のブロック13が介在している。同様に、下アームスイッチング素子2bと第4金属板4dとの間にも、ブロック13が介在している。

0024

図6に示すごとく、正極端子5aは、第1金属板4aに接続している。また、図4に示すごとく、負極端子5bは、第4金属板4dに接続している。図5に示すごとく、第2金属板4bと第3金属板4cとは、連結部16において連結している。交流端子5c(図1参照)は、第3金属板4cに接続している。

0025

半導体モジュール1が正常に動作するときは、2つのスイッチング素子2a,2bのうち、どちらか一方のみがオンする。図10に示すごとく、上アームスイッチング素子2aのみがオンしたときは、オン電流Ioは、正極端子5aから第1金属板4a、上アームスイッチング素子2a、第2金属板4b、連結部16、第3金属板4cを通って、交流端子5cへ流れる。また、図11に示すごとく、下アームスイッチング素子2bのみがオンしたときは、オン電流Ioは、交流端子5cから第3金属板4b、下アームスイッチング素子2b、第4金属板4dを通って、負極端子5bへ流れる。

0026

異常時には、2つのスイッチング素子2a,2bが同時にオンする場合がある。このときオン電流(短絡電流)Ioは、図1図5に示すごとく、正極端子5aから第1金属板4a,上アームスイッチング素子2a、第2金属板4b、連結部16、第3金属板4c、下アームスイッチング素子2b、第4金属板4dを通って、負極端子5bへ流れる。

0027

図1図2に示すごとく、本例では連結部16を、制御端子3の突出方向(X方向)における金属板4の中央部41よりも、X方向において、制御端子3に近い位置に形成してある。そのためオン電流Ioは、第2金属板4bおよび第3金属板4cを流れるとき、ワイヤー6の近傍を流れる。したがって、図2に示すごとく、オン電流Ioの周囲に発生した磁界Φは、ワイヤー6(6a,6b)とスイッチング素子2とによって囲まれた領域Sを鎖交しやすくなる。これにより、ワイヤー6等に誘導起電力Viが発生しやすくなるようにしてある。

0028

図8に示すごとく、制御端子3および制御基準端子12は、制御回路部14に接続している。制御回路部14には保護回路140が設けられている。制御回路部14から制御端子3を介して、スイッチング素子2の制御電極27に制御電圧Vcを加えることにより、スイッチング素子2をオンオフ動作させている。これにより、直流電源71(図9参照)の直流電圧交流電圧に変換し、交流負荷72を駆動するよう構成されている。

0029

上述したように、オン電流Ioが流れると、制御端子3に、制御電圧Vcが加わる向きとは逆向きに誘導起電力Viが生じる。そのため、スイッチング素子2の制御電極27(図8参照)の電位が低下する。

0030

図7点線に示すごとく、仮に、制御端子3に誘導起電力Viが生じなかったとすると、制御回路部14から制御電圧Vcが、制御電極27にそのまま加わることになる。そのため、スイッチング素子2がオンする瞬間(時間t1)に、制御電極27の電位はVc(V)まで一気に上昇する。また、オン電流Ioは、時間t1〜t2までかけて上昇する。電流立ち上がり時t1〜t2における、制御電極27の電位はVcと高いため、オン電流Ioは流れやすくなり、オン電流Ioの増加率dIo/dtが大きくなる。したがって、立ち上がり直後にオン電流Ioが大きくオーバーシュートし、オン電流Ioが発振しやすくなる。そのため、制御電極27の電位も発振しやすくなり、保護回路140による保護動作を行いにくくなる。

0031

これに対して、図7実線に示すごとく、本例のように、制御端子3に誘導起電力Viが生じるようにすると、制御電極27の電位が急にVc(V)まで上昇せず、それよりもViだけ低い値になる。そのため、オン電流Ioが流れにくくなり、立ち上がり時t1〜t2における、オン電流Ioの増加率dIo/dtが小さくなりやすい。そのため、立ち上がり後における、オン電流Ioのオーバーシュートを低減できる。したがって、立ち上がり後、オン電流Ioが発振しにくくなり、制御電極27の電位も発振しにくくなる。そのため、保護回路140による保護動作を行いやすくなる。

0032

本例の作用効果について説明する。本例では、図1図7に示すごとく、オン電流Ioが増加したときに、制御端子3に誘導起電力Viが、制御電圧Vcが加わる方向とは逆向きに発生するよう構成されている。そのため、この誘導起電力Viによって、スイッチング素子2に加わる制御電圧Vcが低くなり、オン電流Ioが流れにくくなって、オン電流Ioの立ち上がり時のオーバーシュートを低減することができる。スイッチング素子2a,2bが短絡した時には、大きなオン電流Io(短絡電流)が流れるが、本例の構成にすれば、オン電流Io(短絡電流)のオーバーシュートを低減できるため、オーバーシュート後に短絡電流が発振することを抑制できる。そのため、スイッチング素子2の制御電極27の電位が発振しにくくなり、保護回路140による、スイッチング素子2の保護動作を行いやすくなる。

0033

また、本例では、従来と異なり、内部の配線等の形状を工夫して寄生インダクタンスを高める必要がないため、構造を簡素にすることができる。また、寄生インダクタンスの値に関係なく、オン電流Io(短絡電流)の発振を確実に抑制できるため、保護回路140による、スイッチング素子2の保護動作を確実に行うことが可能になる。

0034

また、図2に示すごとく、本例では、Z方向から見たときに第1ワイヤー6aと第2ワイヤー6bとスイッチング素子2とに囲まれた領域Sに、金属板4を流れるオン電流Ioの周囲に発生した磁束Φが鎖交する。これにより、制御端子3に誘導起電力Viが発生するよう構成されている。
そのため、制御端子3に、大きな誘導起電力Viを発生させることができる。すなわち、金属板4はスイッチング素子2に接続し、ワイヤー6(第1ワイヤー6a及び第2ワイヤー6b)もスイッチング素子2に接続しているため、これらのワイヤー6は、金属板4の近傍に位置している。そのため、金属板4を流れるオン電流Ioの周囲に発生した磁束Φは、金属板4の近傍の上記領域Sに鎖交しやすい。つまり、本例の構成を採用することにより、領域Sに多くの磁束Φを鎖交させることが可能になる。そのため、ワイヤー6及び制御端子3に、大きな誘導起電力Viが発生しやすくなる。したがって、短絡時のオン電流Io(短絡電流)のオーバーシュートを効果的に抑制でき、短絡電流Ioの発振を防止しやすくなる。そのため、短絡電流の保護動作を行いやすくなる。

0035

また、本例の半導体モジュール1は、図1に示すごとく、互いに直列に接続された2個のスイッチング素子2a,2bを備える。それぞれのスイッチング素子2a,2bに金属板4を接続してある。一方のスイッチング素子2a側の金属板4bと、他方のスイッチング素子2b側の金属板4cとの間に、これらを連結しオン電流Ioが流れる連結部16が形成されている。連結部16は、X方向における金属板4の中央部41よりも、X方向において、パワー端子5から遠い位置に形成されている。
このようにすると、連結部16がパワー端子5(5a〜5c)から離れているため、正極端子5aから連結部16を通って負極端子5bに流れるオン電流Ioのループを大きくすることができる。そのため、オン電流Ioによって発生する磁束Φの量を多くすることができる。したがって、上記領域Sに鎖交する磁束Φの量を多くすることができ、制御端子3に大きな誘導起電力Viを発生させることができる。

0036

また、本例では図1に示すごとく、パワー端子5と制御端子3とは互いに平行である。パワー端子5は、封止部10から、制御端子3の突出側とは反対側へ突出している。
パワー端子5には大きなオン電流Ioが流れるため、このオン電流Ioによって放射ノイズが発生しやすくなるが、本例では、制御端子3をパワー端子5とは反対側に設けてあるため、制御端子3が放射ノイズの影響を受けにくい。したがって、制御端子3にノイズ電流が発生しにくい。

0037

また、本例では、図1図5に示すごとく、上記連結部16は、上記中央部41よりも、X方向において、制御端子3に近い位置に形成されている。
つまり、連結部16を制御端子3の近傍に形成してある。オン電流Ioは連結部16を流れるため、上記構成にすることにより、オン電流Ioを、制御端子3の近くに流すことが可能になる。そのため、オン電流Ioによって発生した磁束Φが領域Sにより鎖交しやすくなり、制御端子3に大きな誘導起電力Viを発生させることが可能になる。

0038

以上のごとく、本例によれば、構造を簡素にでき、かつ、短絡電流が流れたときの保護動作を確実に行うことができる半導体モジュールを提供することができる。

0039

(実施例2)
本例は、図12に示すごとく、制御端子3にクランプ回路11を設けた例である。本例では、クランプ回路11としてツェナーダイオードを用いている。このツェナーダイオードの降伏電圧は、制御電圧Vcと略等しい。本例では、ツェナーダイオード(クランプ回路11)を用いることにより、制御端子3に大きな制御電圧Vcが加わらないようにしている。これにより、スイッチング素子2の制御電極27を保護している。

0040

制御端子3は、実施例1と同様に、制御回路部14に接続している。制御回路部14内にはMOSFET19を設けてある。MOSFET19のソース電極には制御電圧Vcが加わっている。また、MOSFET19のドレイン電極は制御端子3に接続している。スイッチング素子2をオンするときには、制御回路部14はMOSFET19をオンし、制御端子3に制御電圧Vcを加える。

0041

制御端子3に誘導起電力Viが発生したとき、誘導電流Iiが、クランプ回路11(ツェナーダイオード)を介してグランドへ流れる。そのため、スイッチング素子2の制御電極27の電位が下がりやすくなり、短絡時におけるオン電流(短絡電流)Ioのオーバーシュートを抑制しやすくなる。したがって、オン電流Ioの発振を抑制でき、短絡保護動作を行いやすくなる。

0042

その他は、実施例1と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。

0043

(実施例3)
本例は、制御端子3の突出方向を変更した例である。図13に示すごとく、本例では、パワー端子5と制御端子3とは互いに平行である。パワー端子5と制御端子3とは、封止部10から、それぞれ同じ側に突出している。

0044

本例では、2つのスイッチング素子2a,2bを、制御端子3の近傍に配置してある。そのため、オン電流Ioは、制御端子3の近傍を流れる。したがって、オン電流Ioの周囲に発生した磁束Φが、ワイヤー6とスイッチング素子2とに囲まれた領域Sを通過しやすくなり、制御端子3に大きな誘導起電力Viが発生しやすくなる。そのため、スイッチング素子2の制御電極27の電位が下がりやすくなり、短絡時におけるオン電流(短絡電流)Ioのオーバーシュートを抑制しやすくなる。したがって、オン電流Ioの発振を抑制でき、短絡保護動作を行いやすくなる。

0045

その他は、実施例1と同様である。また、本例に関する図面に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素等を表す。

実施例

0046

なお、図示しないが、制御端子3を、本体部10の側面110から突出させても良い。

0047

1半導体モジュール
10封止部
2スイッチング素子
3制御端子
4金属板
5パワー端子
Ioオン電流
Vc制御電圧
Vi 誘導起電力

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 住友ベークライト株式会社の「 ネガ型感光性樹脂組成物および半導体装置」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】低温硬化性、リフロー耐性および感度に優れたネガ型感光性樹脂組成物を提供する。【解決手段】本発明のネガ型感光性樹脂組成物は、エポキシ樹脂と、フェノキシ樹脂と、光酸発生剤と、所定の芳香族スルホニウ... 詳細

  • 株式会社豊田自動織機の「 半導体モジュール」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】はんだ層の角部にクラックが入りにくくすることができる半導体モジュールを提供する。【解決手段】基板20と、基板20上に載置されて、第1はんだ層41を介してはんだ付けされる電極30と、電極30上に... 詳細

  • 株式会社ディスコの「 半導体パッケージの製造方法」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】所要工数の増加を抑制することができる半導体パッケージの製造方法を提供すること。【解決手段】半導体パッケージの製造方法は、上面側から少なくとも配線基板に備わるグランドラインを加工溝内に露出させる... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ