ところで、特開2003−250277号公報には、還流ダイオードDuが、IGBTSuに内蔵されたダイオードであっても、IGBTSuとは別個に設けられたダイオードであってもよい旨が記載されている。また、特開2003−250277号公報には、還流ダイオードDxが、IGBTSxに内蔵されたダイオードであっても、IGBTSxとは別個に設けられたダイオードであってもよい旨が記載されている。ところが、特開2003−250277号公報には、IGBTSu,Sx,・・、スナバ用コンデンサCu,Cx,・・などが具体的に基板上にどのように実装されるかについて記載されていない。
例えば、高電位側の直流端子と低電位側の直流端子との間に入力される直流電源の大きさと、IGBTSuの仕様との関係次第では、高電位側の直流端子と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子との間に、複数のIGBTを並列接続する必要や、3相交流電圧のうちの1つの交流端子と、低電位側の直流端子との間に、複数のIGBTを並列接続する必要がある。
前記問題点に鑑み、本発明は、高電位側の直流端子と3相交流電圧のうちの1つの交流端子との間に複数のIGBTが並列接続され、3相交流電圧のうちの1つの交流端子と低電位側の直流端子との間に複数のIGBTが並列接続される場合に、パワー半導体モジュール全体をコンパクトにすることができるパワー半導体モジュールを提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明によれば、3相ブリッジ回路の少なくとも一部を構成するパワー半導体モジュール(10)において、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)を、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b)を、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の前側にIGBTチップ(Q1a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a)を、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の左側にIGBTチップ(Q1a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b)を、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1b)の左側にIGBTチップ(Q1b)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D1a)との間に隙間部分(1b1a)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b2)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の左側に導体パターン(1b1)に隣接させて配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a)を、導体パターン(1b2)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b)を、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の左側にIGBTチップ(Q2a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a)を、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の前側にIGBTチップ(Q2a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b)を、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2b)の前側にIGBTチップ(Q2b)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D2a)との間に隙間部分(1b2a)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b3)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の前側に導体パターン(1b2)に隣接させて配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1)の一方の端子(C1a)を導体パターン(1b1)の隙間部分(1b1a)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)を導体パターン(1b2)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2)の一方の端子(C2a)を導体パターン(1b2)の隙間部分(1b2a)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)を導体パターン(1b3)上に配置し、
IGBTチップ(Q1a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4a)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4b)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a)と還流ダイオードチップ(D1a)とIGBTチップ(Q1b)と還流ダイオードチップ(D1b)とスナバ用コンデンサチップ(C1)とを並列接続し、
IGBTチップ(Q2a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4c)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4d)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a)と還流ダイオードチップ(D2a)とIGBTチップ(Q2b)と還流ダイオードチップ(D2b)とスナバ用コンデンサチップ(C2)とを並列接続し、
導体パターン(1b4)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の右側に配置し、
IGBTチップ(Q1a)のゲート電極と導体パターン(1b4)とをボンディングワイヤ(4e)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q1b)のゲート電極と導体パターン(1b4)とをボンディングワイヤ(4f)によって電気的に接続し、
導体パターン(1b5)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の後側に配置し、
IGBTチップ(Q2a)のゲート電極と導体パターン(1b5)とをボンディングワイヤ(4g)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q2b)のゲート電極と導体パターン(1b5)とをボンディングワイヤ(4h)によって電気的に接続し、
外囲ケース(2)を絶縁基板(1a)上に配置し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a)と導体パターン(1b1)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b)と導体パターン(1b2)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c)と導体パターン(1b3)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d)と導体パターン(1b4)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e)と導体パターン(1b5)とを電気的に接続し、
外部導出端子(3a)が高電位側の直流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3b)が3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3c)が低電位側の直流端子に接続可能に構成されていることを特徴とするパワー半導体モジュール(10)が提供される。
請求項2に記載の発明によれば、3相ブリッジ回路の少なくとも一部を構成するパワー半導体モジュール(10)において、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)を、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b)を、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の前側にIGBTチップ(Q1a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a)を、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の左側にIGBTチップ(Q1a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b)を、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1b)の左側にIGBTチップ(Q1b)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D1a)との間に隙間部分(1b1a)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b8)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の後側に導体パターン(1b1)に隣接させて配置し、
リアクトル(L)の一方の端子(La)を導体パターン(1b1)に電気的に接続し、
リアクトル(L)の他方の端子(Lb)を導体パターン(1b8)に電気的に接続し、
導体パターン(1b2)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の左側に導体パターン(1b1)に隣接させて配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a)を、導体パターン(1b2)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b)を、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の左側にIGBTチップ(Q2a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a)を、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の前側にIGBTチップ(Q2a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b)を、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2b)の前側にIGBTチップ(Q2b)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D2a)との間に隙間部分(1b2a)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b3)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の前側に導体パターン(1b2)に隣接させて配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1)の一方の端子(C1a)を導体パターン(1b1)の隙間部分(1b1a)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)を導体パターン(1b2)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2)の一方の端子(C2a)を導体パターン(1b2)の隙間部分(1b2a)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)を導体パターン(1b3)上に配置し、
IGBTチップ(Q1a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4a)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4b)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a)と還流ダイオードチップ(D1a)とIGBTチップ(Q1b)と還流ダイオードチップ(D1b)とスナバ用コンデンサチップ(C1)とを並列接続し、
IGBTチップ(Q2a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4c)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4d)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a)と還流ダイオードチップ(D2a)とIGBTチップ(Q2b)と還流ダイオードチップ(D2b)とスナバ用コンデンサチップ(C2)とを並列接続し、
導体パターン(1b4)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の右側に配置し、
IGBTチップ(Q1a)のゲート電極と導体パターン(1b4)とをボンディングワイヤ(4e)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q1b)のゲート電極と導体パターン(1b4)とをボンディングワイヤ(4f)によって電気的に接続し、
導体パターン(1b5)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の後側に配置し、
IGBTチップ(Q2a)のゲート電極と導体パターン(1b5)とをボンディングワイヤ(4g)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q2b)のゲート電極と導体パターン(1b5)とをボンディングワイヤ(4h)によって電気的に接続し、
外囲ケース(2)を絶縁基板(1a)上に配置し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a)と導体パターン(1b8)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b)と導体パターン(1b2)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c)と導体パターン(1b3)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d)と導体パターン(1b4)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e)と導体パターン(1b5)とを電気的に接続し、
外部導出端子(3a)が高電位側の直流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3b)が3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3c)が低電位側の直流端子に接続可能に構成されていることを特徴とするパワー半導体モジュール(10)が提供される。
請求項3に記載の発明によれば、導体パターン(1b6)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の右側に配置し、
IGBTチップ(Q1a)のエミッタ電極と導体パターン(1b6)とをボンディングワイヤ(4i)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q1b)のエミッタ電極と導体パターン(1b6)とをボンディングワイヤ(4j)によって電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3f)と導体パターン(1b6)とを電気的に接続し、
導体パターン(1b7)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の後側に配置し、
IGBTチップ(Q2a)のエミッタ電極と導体パターン(1b7)とをボンディングワイヤ(4k)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q2b)のエミッタ電極と導体パターン(1b7)とをボンディングワイヤ(4l)によって電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3g)と導体パターン(1b7)とを電気的に接続したことを特徴とする請求項1又は2に記載のパワー半導体モジュール(10)が提供される。
請求項4に記載の発明によれば、導体パターン(1b1)のうち、還流ダイオードチップ(D1a)と還流ダイオードチップ(D1b)との間に位置する隙間部分(1b1a)の左端を左側に突出させ、
導体パターン(1b2)のうち、スナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)に電気的に接続される接続部分(1b2b)の右端を右側に突出させ、
導体パターン(1b2)のうち、還流ダイオードチップ(D2a)と還流ダイオードチップ(D2b)との間に位置する隙間部分(1b2a)の前端を前側に突出させ、
導体パターン(1b3)のうち、スナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)に電気的に接続される接続部分(1b3a)の後端を後側に突出させたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール(10)が提供される。
請求項5に記載の発明によれば、導体パターン(1b1)のうち、還流ダイオードチップ(D1a)と還流ダイオードチップ(D1b)との間に位置する隙間部分(1b1a)の前側部分の左端および隙間部分(1b1a)の後側部分を右側に凹ませ、
導体パターン(1b2)のうち、スナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)に電気的に接続される接続部分(1b2b)の前側部分の右端および接続部分(1b2b)の後側部分の右端を左側に凹ませ、
導体パターン(1b2)のうち、還流ダイオードチップ(D2a)と還流ダイオードチップ(D2b)との間に位置する隙間部分(1b2a)の右側部分の前端および隙間部分(1b2a)の左側部分の前端を後側に凹ませ、
導体パターン(1b3)のうち、スナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)に電気的に接続される接続部分(1b3a)の右側部分の後端および接続部分(1b3a)の左側部分の後端を前側に凹ませことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のパワー半導体モジュール(10)が提供される。
請求項6に記載の発明によれば、3相ブリッジ回路を構成するパワー半導体モジュール(10)において、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)を、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b)を、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の前側にIGBTチップ(Q1a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a)を、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の左側にIGBTチップ(Q1a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b)を、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1b)の左側にIGBTチップ(Q1b)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D1a)との間に隙間部分(1b1a)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b2)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の左側に導体パターン(1b1)に隣接させて配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a)を、導体パターン(1b2)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b)を、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の左側にIGBTチップ(Q2a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a)を、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の前側にIGBTチップ(Q2a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b)を、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2b)の前側にIGBTチップ(Q2b)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D2a)との間に隙間部分(1b2a)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b3)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の前側に導体パターン(1b2)に隣接させて配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1)の一方の端子(C1a)を導体パターン(1b1)の隙間部分(1b1a)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)を導体パターン(1b2)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2)の一方の端子(C2a)を導体パターン(1b2)の隙間部分(1b2a)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)を導体パターン(1b3)上に配置し、
IGBTチップ(Q1a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4a)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4b)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a)と還流ダイオードチップ(D1a)とIGBTチップ(Q1b)と還流ダイオードチップ(D1b)とスナバ用コンデンサチップ(C1)とを並列接続し、
IGBTチップ(Q2a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4c)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4d)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a)と還流ダイオードチップ(D2a)とIGBTチップ(Q2b)と還流ダイオードチップ(D2b)とスナバ用コンデンサチップ(C2)とを並列接続し、
導体パターン(1b4)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の右側に配置し、
IGBTチップ(Q1a)のゲート電極と導体パターン(1b4)とをボンディングワイヤ(4e)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q1b)のゲート電極と導体パターン(1b4)とをボンディングワイヤ(4f)によって電気的に接続し、
導体パターン(1b5)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の後側に配置し、
IGBTチップ(Q2a)のゲート電極と導体パターン(1b5)とをボンディングワイヤ(4g)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q2b)のゲート電極と導体パターン(1b5)とをボンディングワイヤ(4h)によって電気的に接続し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)を、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1’)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b’)を、導体パターン(1b1’)上のうち、IGBTチップ(Q1a’)の前側にIGBTチップ(Q1a’)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a’)を、導体パターン(1b1’)上のうち、IGBTチップ(Q1a’)の左側にIGBTチップ(Q1a’)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a’)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b’)を、導体パターン(1b1’)上のうち、IGBTチップ(Q1b’)の左側にIGBTチップ(Q1b’)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D1a’)との間に隙間部分(1b1a’)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b2’)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1’)の左側に導体パターン(1b1’)に隣接させて配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a’)を、導体パターン(1b2’)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a’)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b’)を、導体パターン(1b2’)上のうち、IGBTチップ(Q2a’)の左側にIGBTチップ(Q2a’)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a’)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a’)を、導体パターン(1b2’)上のうち、IGBTチップ(Q2a’)の前側にIGBTチップ(Q2a’)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a’)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b’)を、導体パターン(1b2’)上のうち、IGBTチップ(Q2b’)の前側にIGBTチップ(Q2b’)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D2a’)との間に隙間部分(1b2a’)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b3’)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2’)の前側に導体パターン(1b2’)に隣接させて配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1’)の一方の端子(C1a’)を導体パターン(1b1’)の隙間部分(1b1a’)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1’)の他方の端子(C1b’)を導体パターン(1b2’)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2’)の一方の端子(C2a’)を導体パターン(1b2’)の隙間部分(1b2a’)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2’)の他方の端子(C2b’)を導体パターン(1b3’)上に配置し、
IGBTチップ(Q1a’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a’)のアノード電極と導体パターン(1b2’)とをボンディングワイヤ(4a’)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b’)のアノード電極と導体パターン(1b2’)とをボンディングワイヤ(4b’)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a’)と還流ダイオードチップ(D1a’)とIGBTチップ(Q1b’)と還流ダイオードチップ(D1b’)とスナバ用コンデンサチップ(C1’)とを並列接続し、
IGBTチップ(Q2a’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a’)のアノード電極と導体パターン(1b3’)とをボンディングワイヤ(4c’)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b’)のアノード電極と導体パターン(1b3’)とをボンディングワイヤ(4d’)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a’)と還流ダイオードチップ(D2a’)とIGBTチップ(Q2b’)と還流ダイオードチップ(D2b’)とスナバ用コンデンサチップ(C2’)とを並列接続し、
導体パターン(1b4’)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1’)の右側に配置し、
IGBTチップ(Q1a’)のゲート電極と導体パターン(1b4’)とをボンディングワイヤ(4e’)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q1b’)のゲート電極と導体パターン(1b4’)とをボンディングワイヤ(4f’)によって電気的に接続し、
導体パターン(1b5’)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2’)の後側に配置し、
IGBTチップ(Q2a’)のゲート電極と導体パターン(1b5’)とをボンディングワイヤ(4g’)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q2b’)のゲート電極と導体パターン(1b5’)とをボンディングワイヤ(4h’)によって電気的に接続し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)を、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1”)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b”)を、導体パターン(1b1”)上のうち、IGBTチップ(Q1a”)の前側にIGBTチップ(Q1a”)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a”)を、導体パターン(1b1”)上のうち、IGBTチップ(Q1a”)の左側にIGBTチップ(Q1a”)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a”)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b”)を、導体パターン(1b1”)上のうち、IGBTチップ(Q1b”)の左側にIGBTチップ(Q1b”)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D1a”)との間に隙間部分(1b1a”)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b2”)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1”)の左側に導体パターン(1b1”)に隣接させて配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a”)を、導体パターン(1b2”)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a”)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b”)を、導体パターン(1b2”)上のうち、IGBTチップ(Q2a”)の左側にIGBTチップ(Q2a”)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a”)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a”)を、導体パターン(1b2”)上のうち、IGBTチップ(Q2a”)の前側にIGBTチップ(Q2a”)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a”)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b”)を、導体パターン(1b2”)上のうち、IGBTチップ(Q2b”)の前側にIGBTチップ(Q2b”)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D2a”)との間に隙間部分(1b2a”)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b3”)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2”)の前側に導体パターン(1b2”)に隣接させて配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1”)の一方の端子(C1a”)を導体パターン(1b1”)の隙間部分(1b1a”)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1”)の他方の端子(C1b”)を導体パターン(1b2”)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2”)の一方の端子(C2a”)を導体パターン(1b2”)の隙間部分(1b2a”)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2”)の他方の端子(C2b”)を導体パターン(1b3”)上に配置し、
IGBTチップ(Q1a”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a”)のアノード電極と導体パターン(1b2”)とをボンディングワイヤ(4a”)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b”)のアノード電極と導体パターン(1b2”)とをボンディングワイヤ(4b”)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a”)と還流ダイオードチップ(D1a”)とIGBTチップ(Q1b”)と還流ダイオードチップ(D1b”)とスナバ用コンデンサチップ(C1”)とを並列接続し、
IGBTチップ(Q2a”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a”)のアノード電極と導体パターン(1b3”)とをボンディングワイヤ(4c”)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b”)のアノード電極と導体パターン(1b3”)とをボンディングワイヤ(4d”)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a”)と還流ダイオードチップ(D2a”)とIGBTチップ(Q2b”)と還流ダイオードチップ(D2b”)とスナバ用コンデンサチップ(C2”)とを並列接続し、
導体パターン(1b4”)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1”)の右側に配置し、
IGBTチップ(Q1a”)のゲート電極と導体パターン(1b4”)とをボンディングワイヤ(4e”)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q1b”)のゲート電極と導体パターン(1b4”)とをボンディングワイヤ(4f”)によって電気的に接続し、
導体パターン(1b5”)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2”)の後側に配置し、
IGBTチップ(Q2a”)のゲート電極と導体パターン(1b5”)とをボンディングワイヤ(4g”)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q2b”)のゲート電極と導体パターン(1b5”)とをボンディングワイヤ(4h”)によって電気的に接続し、
外囲ケース(2)を絶縁基板(1a)上に配置し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a)と導体パターン(1b1)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b)と導体パターン(1b2)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c)と導体パターン(1b3)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d)と導体パターン(1b4)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e)と導体パターン(1b5)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a’)と導体パターン(1b1’)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b’)と導体パターン(1b2’)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c’)と導体パターン(1b3’)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d’)と導体パターン(1b4’)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e’)と導体パターン(1b5’)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a”)と導体パターン(1b1”)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b”)と導体パターン(1b2”)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c”)と導体パターン(1b3”)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d”)と導体パターン(1b4”)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e”)と導体パターン(1b5”)とを電気的に接続し、
外部導出端子(3a,3a’,3a”)が高電位側の直流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3b,3b’,3b”)が3相交流電圧のうちのいずれか1つの交流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3c,3c’,3c”)が低電位側の直流端子に接続可能に構成されていることを特徴とするパワー半導体モジュール(10)が提供される。
請求項7に記載の発明によれば、3相ブリッジ回路を構成するパワー半導体モジュール(10)において、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)を、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b)を、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の前側にIGBTチップ(Q1a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a)を、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の左側にIGBTチップ(Q1a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b)を、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1b)の左側にIGBTチップ(Q1b)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D1a)との間に隙間部分(1b1a)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b8)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の後側に導体パターン(1b1)に隣接させて配置し、
リアクトル(L)の一方の端子(La)を導体パターン(1b1)に電気的に接続し、
リアクトル(L)の他方の端子(Lb)を導体パターン(1b8)に電気的に接続し、
導体パターン(1b2)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の左側に導体パターン(1b1)に隣接させて配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a)を、導体パターン(1b2)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b)を、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の左側にIGBTチップ(Q2a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a)を、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の前側にIGBTチップ(Q2a)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b)を、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2b)の前側にIGBTチップ(Q2b)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D2a)との間に隙間部分(1b2a)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b3)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の前側に導体パターン(1b2)に隣接させて配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1)の一方の端子(C1a)を導体パターン(1b1)の隙間部分(1b1a)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)を導体パターン(1b2)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2)の一方の端子(C2a)を導体パターン(1b2)の隙間部分(1b2a)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)を導体パターン(1b3)上に配置し、
IGBTチップ(Q1a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4a)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4b)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a)と還流ダイオードチップ(D1a)とIGBTチップ(Q1b)と還流ダイオードチップ(D1b)とスナバ用コンデンサチップ(C1)とを並列接続し、
IGBTチップ(Q2a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4c)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4d)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a)と還流ダイオードチップ(D2a)とIGBTチップ(Q2b)と還流ダイオードチップ(D2b)とスナバ用コンデンサチップ(C2)とを並列接続し、
導体パターン(1b4)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の右側に配置し、
IGBTチップ(Q1a)のゲート電極と導体パターン(1b4)とをボンディングワイヤ(4e)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q1b)のゲート電極と導体パターン(1b4)とをボンディングワイヤ(4f)によって電気的に接続し、
導体パターン(1b5)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の後側に配置し、
IGBTチップ(Q2a)のゲート電極と導体パターン(1b5)とをボンディングワイヤ(4g)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q2b)のゲート電極と導体パターン(1b5)とをボンディングワイヤ(4h)によって電気的に接続し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)を、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1’)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b’)を、導体パターン(1b1’)上のうち、IGBTチップ(Q1a’)の前側にIGBTチップ(Q1a’)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a’)を、導体パターン(1b1’)上のうち、IGBTチップ(Q1a’)の左側にIGBTチップ(Q1a’)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a’)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b’)を、導体パターン(1b1’)上のうち、IGBTチップ(Q1b’)の左側にIGBTチップ(Q1b’)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D1a’)との間に隙間部分(1b1a’)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b8’)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1’)の後側に導体パターン(1b1’)に隣接させて配置し、
リアクトル(L’)の一方の端子(La’)を導体パターン(1b1’)に電気的に接続し、
リアクトル(L’)の他方の端子(Lb’)を導体パターン(1b8’)に電気的に接続し、
導体パターン(1b2’)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1’)の左側に導体パターン(1b1’)に隣接させて配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a’)を、導体パターン(1b2’)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a’)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b’)を、導体パターン(1b2’)上のうち、IGBTチップ(Q2a’)の左側にIGBTチップ(Q2a’)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a’)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a’)を、導体パターン(1b2’)上のうち、IGBTチップ(Q2a’)の前側にIGBTチップ(Q2a’)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a’)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b’)を、導体パターン(1b2’)上のうち、IGBTチップ(Q2b’)の前側にIGBTチップ(Q2b’)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D2a’)との間に隙間部分(1b2a’)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b3’)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2’)の前側に導体パターン(1b2’)に隣接させて配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1’)の一方の端子(C1a’)を導体パターン(1b1’)の隙間部分(1b1a’)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1’)の他方の端子(C1b’)を導体パターン(1b2’)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2’)の一方の端子(C2a’)を導体パターン(1b2’)の隙間部分(1b2a’)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2’)の他方の端子(C2b’)を導体パターン(1b3’)上に配置し、
IGBTチップ(Q1a’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a’)のアノード電極と導体パターン(1b2’)とをボンディングワイヤ(4a’)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b’)のアノード電極と導体パターン(1b2’)とをボンディングワイヤ(4b’)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a’)と還流ダイオードチップ(D1a’)とIGBTチップ(Q1b’)と還流ダイオードチップ(D1b’)とスナバ用コンデンサチップ(C1’)とを並列接続し、
IGBTチップ(Q2a’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a’)のアノード電極と導体パターン(1b3’)とをボンディングワイヤ(4c’)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b’)のアノード電極と導体パターン(1b3’)とをボンディングワイヤ(4d’)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a’)と還流ダイオードチップ(D2a’)とIGBTチップ(Q2b’)と還流ダイオードチップ(D2b’)とスナバ用コンデンサチップ(C2’)とを並列接続し、
導体パターン(1b4’)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1’)の右側に配置し、
IGBTチップ(Q1a’)のゲート電極と導体パターン(1b4’)とをボンディングワイヤ(4e’)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q1b’)のゲート電極と導体パターン(1b4’)とをボンディングワイヤ(4f’)によって電気的に接続し、
導体パターン(1b5’)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2’)の後側に配置し、
IGBTチップ(Q2a’)のゲート電極と導体パターン(1b5’)とをボンディングワイヤ(4g’)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q2b’)のゲート電極と導体パターン(1b5’)とをボンディングワイヤ(4h’)によって電気的に接続し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)を、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1”)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b”)を、導体パターン(1b1”)上のうち、IGBTチップ(Q1a”)の前側にIGBTチップ(Q1a”)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a”)を、導体パターン(1b1”)上のうち、IGBTチップ(Q1a”)の左側にIGBTチップ(Q1a”)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a”)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b”)を、導体パターン(1b1”)上のうち、IGBTチップ(Q1b”)の左側にIGBTチップ(Q1b”)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D1a”)との間に隙間部分(1b1a”)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b8”)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1”)の後側に導体パターン(1b1”)に隣接させて配置し、
リアクトル(L”)の一方の端子(La”)を導体パターン(1b1”)に電気的に接続し、
リアクトル(L”)の他方の端子(Lb”)を導体パターン(1b8”)に電気的に接続し、
導体パターン(1b2”)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1”)の左側に導体パターン(1b1”)に隣接させて配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a”)を、導体パターン(1b2”)上に配置し、
コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a”)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b”)を、導体パターン(1b2”)上のうち、IGBTチップ(Q2a”)の左側にIGBTチップ(Q2a”)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a”)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a”)を、導体パターン(1b2”)上のうち、IGBTチップ(Q2a”)の前側にIGBTチップ(Q2a”)に隣接させて配置し、
カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a”)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b”)を、導体パターン(1b2”)上のうち、IGBTチップ(Q2b”)の前側にIGBTチップ(Q2b”)に隣接させて、かつ、還流ダイオードチップ(D2a”)との間に隙間部分(1b2a”)が形成されるように配置し、
導体パターン(1b3”)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2”)の前側に導体パターン(1b2”)に隣接させて配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1”)の一方の端子(C1a”)を導体パターン(1b1”)の隙間部分(1b1a”)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C1”)の他方の端子(C1b”)を導体パターン(1b2”)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2”)の一方の端子(C2a”)を導体パターン(1b2”)の隙間部分(1b2a”)上に配置し、
スナバ用コンデンサチップ(C2”)の他方の端子(C2b”)を導体パターン(1b3”)上に配置し、
IGBTチップ(Q1a”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a”)のアノード電極と導体パターン(1b2”)とをボンディングワイヤ(4a”)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b”)のアノード電極と導体パターン(1b2”)とをボンディングワイヤ(4b”)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a”)と還流ダイオードチップ(D1a”)とIGBTチップ(Q1b”)と還流ダイオードチップ(D1b”)とスナバ用コンデンサチップ(C1”)とを並列接続し、
IGBTチップ(Q2a”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a”)のアノード電極と導体パターン(1b3”)とをボンディングワイヤ(4c”)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b”)のアノード電極と導体パターン(1b3”)とをボンディングワイヤ(4d”)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a”)と還流ダイオードチップ(D2a”)とIGBTチップ(Q2b”)と還流ダイオードチップ(D2b”)とスナバ用コンデンサチップ(C2”)とを並列接続し、
導体パターン(1b4”)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1”)の右側に配置し、
IGBTチップ(Q1a”)のゲート電極と導体パターン(1b4”)とをボンディングワイヤ(4e”)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q1b”)のゲート電極と導体パターン(1b4”)とをボンディングワイヤ(4f”)によって電気的に接続し、
導体パターン(1b5”)を、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2”)の後側に配置し、
IGBTチップ(Q2a”)のゲート電極と導体パターン(1b5”)とをボンディングワイヤ(4g”)によって電気的に接続し、
IGBTチップ(Q2b”)のゲート電極と導体パターン(1b5”)とをボンディングワイヤ(4h”)によって電気的に接続し、
外囲ケース(2)を絶縁基板(1a)上に配置し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a)と導体パターン(1b8)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b)と導体パターン(1b2)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c)と導体パターン(1b3)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d)と導体パターン(1b4)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e)と導体パターン(1b5)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a’)と導体パターン(1b8’)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b’)と導体パターン(1b2’)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c’)と導体パターン(1b3’)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d’)と導体パターン(1b4’)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e’)と導体パターン(1b5’)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a”)と導体パターン(1b8”)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b”)と導体パターン(1b2”)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c”)と導体パターン(1b3”)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d”)と導体パターン(1b4”)とを電気的に接続し、
外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e”)と導体パターン(1b5”)とを電気的に接続し、
外部導出端子(3a,3a’,3a”)が高電位側の直流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3b,3b’,3b”)が3相交流電圧のうちのいずれか1つの交流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3c,3c’,3c”)が低電位側の直流端子に接続可能に構成されていることを特徴とするパワー半導体モジュール(10)が提供される。
請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)が、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b)が、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の前側にIGBTチップ(Q1a)に隣接して配置されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a)が、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の左側にIGBTチップ(Q1a)に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b)が、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1b)の左側にIGBTチップ(Q1b)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D1a)との間に隙間部分(1b1a)が形成されるように配置されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b2)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の左側に導体パターン(1b1)に隣接して配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a)が、導体パターン(1b2)上に配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b)が、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の左側にIGBTチップ(Q2a)に隣接して配置されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a)が、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の前側にIGBTチップ(Q2a)に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b)が、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2b)の前側にIGBTチップ(Q2b)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D2a)との間に隙間部分(1b2a)が形成されるように配置されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b3)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の前側に導体パターン(1b2)に隣接して配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップ(C1)の一方の端子(C1a)が、導体パターン(1b1)の隙間部分(1b1a)上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)が、導体パターン(1b2)上に配置されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、スナバ用コンデンサチップ(C2)の一方の端子(C2a)が、導体パターン(1b2)の隙間部分(1b2a)上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)が、導体パターン(1b3)上に配置されている。
詳細には、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q1a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4a)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4b)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a)と還流ダイオードチップ(D1a)とIGBTチップ(Q1b)と還流ダイオードチップ(D1b)とスナバ用コンデンサチップ(C1)とが並列接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q2a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4c)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4d)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a)と還流ダイオードチップ(D2a)とIGBTチップ(Q2b)と還流ダイオードチップ(D2b)とスナバ用コンデンサチップ(C2)とが並列接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b4)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の右側に配置されている。また、IGBTチップ(Q1a)のゲート電極と導体パターン(1b4)とが、ボンディングワイヤ(4e)によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップ(Q1b)のゲート電極と導体パターン(1b4)とが、ボンディングワイヤ(4f)によって電気的に接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b5)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の後側に配置されている。更に、IGBTチップ(Q2a)のゲート電極と導体パターン(1b5)とが、ボンディングワイヤ(4g)によって電気的に接続されている。また、IGBTチップ(Q2b)のゲート電極と導体パターン(1b5)とが、ボンディングワイヤ(4h)によって電気的に接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)が絶縁基板(1a)上に配置されている。また、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a)と導体パターン(1b1)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b)と導体パターン(1b2)とが電気的に接続されている。また、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c)と導体パターン(1b3)とが電気的に接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d)と導体パターン(1b4)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e)と導体パターン(1b5)とが電気的に接続されている。更に、外部導出端子(3a)が高電位側の直流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3b)が3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3c)が低電位側の直流端子に接続可能に構成されている。
その結果、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)によって、3相ブリッジ回路の少なくとも一部が構成されている。
換言すれば、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b1)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2)との間に、IGBTチップ(Q1a)およびIGBTチップ(Q1b)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D1a)および還流ダイオードチップ(D1b)が並列接続されている。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b3)との間に、IGBTチップ(Q2a)およびIGBTチップ(Q2b)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D2a)および還流ダイオードチップ(D2b)が並列接続されている。
更に、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q1a)およびIGBTチップ(Q1b)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C1)の右側の端子(C1a)が、導体パターン(1b1)上のうち、還流ダイオードチップ(D1a)と還流ダイオードチップ(D1b)との間の隙間部分(1b1a)に配置されている。
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C1)の右側の端子(C1a)が還流ダイオードチップ(D1a)および還流ダイオードチップ(D1b)よりも左側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の左右方向寸法を小型化することができる。
また、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q2a)およびIGBTチップ(Q2b)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C2)の後側の端子(C2a)が、導体パターン(1b2)上のうち、還流ダイオードチップ(D2a)と還流ダイオードチップ(D2b)との間の隙間部分(1b2a)に配置されている。
そのため、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C2)の後側の端子(C2a)が還流ダイオードチップ(D2a)および還流ダイオードチップ(D2b)よりも前側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の前後方向寸法を小型化することができる。
すなわち、請求項1に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにすることができる。
請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)が、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b)が、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の前側にIGBTチップ(Q1a)に隣接して配置されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a)が、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の左側にIGBTチップ(Q1a)に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b)が、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1b)の左側にIGBTチップ(Q1b)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D1a)との間に隙間部分(1b1a)が形成されるように配置されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b8)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の後側に導体パターン(1b1)に隣接して配置されている。更に、リアクトル(L)の一方の端子(La)が導体パターン(1b1)に電気的に接続されている。また、リアクトル(L)の他方の端子(Lb)が導体パターン(1b8)に電気的に接続されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b2)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の左側に導体パターン(1b1)に隣接して配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a)が、導体パターン(1b2)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b)が、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の左側にIGBTチップ(Q2a)に隣接して配置されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a)が、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の前側にIGBTチップ(Q2a)に隣接して配置されている。更に、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b)が、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2b)の前側にIGBTチップ(Q2b)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D2a)との間に隙間部分(1b2a)が形成されるように配置されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b3)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の前側に導体パターン(1b2)に隣接して配置されている。また、スナバ用コンデンサチップ(C1)の一方の端子(C1a)が、導体パターン(1b1)の隙間部分(1b1a)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)が、導体パターン(1b2)上に配置されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、スナバ用コンデンサチップ(C2)の一方の端子(C2a)が、導体パターン(1b2)の隙間部分(1b2a)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)が、導体パターン(1b3)上に配置されている。
詳細には、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q1a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4a)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4b)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a)と還流ダイオードチップ(D1a)とIGBTチップ(Q1b)と還流ダイオードチップ(D1b)とスナバ用コンデンサチップ(C1)とが並列接続されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q2a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4c)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4d)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a)と還流ダイオードチップ(D2a)とIGBTチップ(Q2b)と還流ダイオードチップ(D2b)とスナバ用コンデンサチップ(C2)とが並列接続されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b4)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の右側に配置されている。また、IGBTチップ(Q1a)のゲート電極と導体パターン(1b4)とが、ボンディングワイヤ(4e)によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップ(Q1b)のゲート電極と導体パターン(1b4)とが、ボンディングワイヤ(4f)によって電気的に接続されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b5)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の後側に配置されている。更に、IGBTチップ(Q2a)のゲート電極と導体パターン(1b5)とが、ボンディングワイヤ(4g)によって電気的に接続されている。また、IGBTチップ(Q2b)のゲート電極と導体パターン(1b5)とが、ボンディングワイヤ(4h)によって電気的に接続されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)が絶縁基板(1a)上に配置されている。また、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a)と導体パターン(1b8)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b)と導体パターン(1b2)とが電気的に接続されている。また、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c)と導体パターン(1b3)とが電気的に接続されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d)と導体パターン(1b4)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e)と導体パターン(1b5)とが電気的に接続されている。更に、外部導出端子(3a)が高電位側の直流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3b)が3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3c)が低電位側の直流端子に接続可能に構成されている。
その結果、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)によって、3相ブリッジ回路の少なくとも一部が構成されている。
換言すれば、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b8)およびリアクトル(L)を介して高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b1)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2)との間に、IGBTチップ(Q1a)およびIGBTチップ(Q1b)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D1a)および還流ダイオードチップ(D1b)が並列接続されている。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b3)との間に、IGBTチップ(Q2a)およびIGBTチップ(Q2b)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D2a)および還流ダイオードチップ(D2b)が並列接続されている。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q1a)およびIGBTチップ(Q1b)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C1)の右側の端子(C1a)が、導体パターン(1b1)上のうち、還流ダイオードチップ(D1a)と還流ダイオードチップ(D1b)との間の隙間部分(1b1a)に配置されている。
そのため、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C1)の右側の端子(C1a)が還流ダイオードチップ(D1a)および還流ダイオードチップ(D1b)よりも左側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の左右方向寸法を小型化することができる。
また、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q2a)およびIGBTチップ(Q2b)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C2)の後側の端子(C2a)が、導体パターン(1b2)上のうち、還流ダイオードチップ(D2a)と還流ダイオードチップ(D2b)との間の隙間部分(1b2a)に配置されている。
そのため、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C2)の後側の端子(C2a)が還流ダイオードチップ(D2a)および還流ダイオードチップ(D2b)よりも前側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の前後方向寸法を小型化することができる。
更に、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)では、リアクトル(L)の一方の端子(La)が導体パターン(1b1)に電気的に接続されると共に、リアクトル(L)の他方の端子(Lb)が導体パターン(1b8)に電気的に接続されている。
そのため、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、リアクトル(L)とスナバ用コンデンサチップ(C1,C2)との共振作用により、IGBTチップ(Q1a,Q1b,Q2a,Q2b)にかかる跳ね上がり電圧を抑制することができる。
すなわち、請求項2に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、IGBTチップ(Q1a,Q1b,Q2a,Q2b)にかかる跳ね上がり電圧を抑制すると共に、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにすることができる。
請求項3に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b6)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の右側に配置されている。また、IGBTチップ(Q1a)のエミッタ電極と導体パターン(1b6)とがボンディングワイヤ(4i)によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップ(Q1b)のエミッタ電極と導体パターン(1b6)とがボンディングワイヤ(4j)によって電気的に接続されている。また、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3f)と導体パターン(1b6)とが電気的に接続されている。
そのため、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、パワー半導体モジュール(10)の使用中に、電流が流れないように回路構成された外部導出端子(3f)の電位を把握することにより、電圧降下分を含まないIGBTチップ(Q1a)およびIGBTチップ(Q1b)のエミッタ電極の正確な電位を把握することができる。
更に、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b7)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の後側に配置されている。また、IGBTチップ(Q2a)のエミッタ電極と導体パターン(1b7)とがボンディングワイヤ(4k)によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップ(Q2b)のエミッタ電極と導体パターン(1b7)とがボンディングワイヤ(4l)によって電気的に接続されている。また、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3g)と導体パターン(1b7)とが電気的に接続されている。
そのため、請求項3に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、パワー半導体モジュール(10)の使用中に、電流が流れないように回路構成された外部導出端子(3g)の電位を把握することにより、電圧降下分を含まないIGBTチップ(Q2a)およびIGBTチップ(Q2b)のエミッタ電極の正確な電位を把握することができる。
請求項4に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b1)のうち、還流ダイオードチップ(D1a)と還流ダイオードチップ(D1b)との間に位置する隙間部分(1b1a)の左端が、左側に突出せしめられている。また、導体パターン(1b2)のうち、スナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)に電気的に接続される接続部分(1b2b)の右端が、右側に突出せしめられている。
そのため、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、導体パターン(1b1)のうち還流ダイオードチップ(D1a)と還流ダイオードチップ(D1b)との間に位置する隙間部分(1b1a)の左端が左側に突出せしめられておらず、導体パターン(1b2)のうちスナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)に電気的に接続される接続部分(1b2b)の右端が右側に突出せしめられていない場合よりも、例えば導体パターン(1b1)とスナバ用コンデンサチップ(C1)の一方の端子(C1a)とを電気的に接続する半田および導体パターン(1b2)とスナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)とを電気的に接続する半田のリフロー処理時にスナバ用コンデンサチップ(C1)を自己整合させて正確に位置決めすることができる。
また、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b2)のうち、還流ダイオードチップ(D2a)と還流ダイオードチップ(D2b)との間に位置する隙間部分(1b2a)の前端が、前側に突出せしめられている。更に、導体パターン(1b3)のうち、スナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)に電気的に接続される接続部分(1b3a)の後端が、後側に突出せしめられている。
そのため、請求項4に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、導体パターン(1b2)のうち還流ダイオードチップ(D2a)と還流ダイオードチップ(D2b)との間に位置する隙間部分(1b2a)の前端が前側に突出せしめられておらず、導体パターン(1b3)のうちスナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)に電気的に接続される接続部分(1b3a)の後端が後側に突出せしめられていない場合よりも、例えば導体パターン(1b2)とスナバ用コンデンサチップ(C2)の一方の端子(C2a)とを電気的に接続する半田および導体パターン(1b3)とスナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)とを電気的に接続する半田のリフロー処理時にスナバ用コンデンサチップ(C2)を自己整合させて正確に位置決めすることができる。
請求項5に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b1)のうち、還流ダイオードチップ(D1a)と還流ダイオードチップ(D1b)との間に位置する隙間部分(1b1a)の前側部分の左端および隙間部分(1b1a)の後側部分の左端が、右側に凹まされている。また、導体パターン(1b2)のうち、スナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)に電気的に接続される接続部分(1b2b)の前側部分の右端および接続部分(1b2b)の後側部分の右端が、左側に凹まされている。
そのため、請求項5に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、導体パターン(1b1)と導体パターン(1b2)との間の沿面距離を確保しつつ、例えば導体パターン(1b1)とスナバ用コンデンサチップ(C1)の一方の端子(C1a)とを電気的に接続する半田および導体パターン(1b2)とスナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)とを電気的に接続する半田のリフロー処理時にスナバ用コンデンサチップ(C1)を自己整合させて正確に位置決めすることができる。
また、請求項5に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b2)のうち、還流ダイオードチップ(D2a)と還流ダイオードチップ(D2b)との間に位置する隙間部分(1b2a)の右側部分の前端および隙間部分(1b2a)の左側部分の前端が、後側に凹まされている。更に、導体パターン(1b3)のうち、スナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)に電気的に接続される接続部分(1b3a)の右側部分の後端および接続部分(1b3a)の左側部分の後端が、前側に凹まされている。
そのため、請求項5に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、導体パターン(1b2)と導体パターン(1b3)との間の沿面距離を確保しつつ、例えば導体パターン(1b2)とスナバ用コンデンサチップ(C2)の一方の端子(C2a)とを電気的に接続する半田および導体パターン(1b3)とスナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)とを電気的に接続する半田のリフロー処理時にスナバ用コンデンサチップ(C2)を自己整合させて正確に位置決めすることができる。
請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)が、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b)が、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の前側にIGBTチップ(Q1a)に隣接して配置されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a)が、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の左側にIGBTチップ(Q1a)に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b)が、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1b)の左側にIGBTチップ(Q1b)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D1a)との間に隙間部分(1b1a)が形成されるように配置されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b2)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の左側に導体パターン(1b1)に隣接して配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a)が、導体パターン(1b2)上に配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b)が、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の左側にIGBTチップ(Q2a)に隣接して配置されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a)が、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の前側にIGBTチップ(Q2a)に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b)が、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2b)の前側にIGBTチップ(Q2b)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D2a)との間に隙間部分(1b2a)が形成されるように配置されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b3)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の前側に導体パターン(1b2)に隣接して配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップ(C1)の一方の端子(C1a)が、導体パターン(1b1)の隙間部分(1b1a)上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)が、導体パターン(1b2)上に配置されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、スナバ用コンデンサチップ(C2)の一方の端子(C2a)が、導体パターン(1b2)の隙間部分(1b2a)上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)が、導体パターン(1b3)上に配置されている。
詳細には、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q1a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4a)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4b)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a)と還流ダイオードチップ(D1a)とIGBTチップ(Q1b)と還流ダイオードチップ(D1b)とスナバ用コンデンサチップ(C1)とが並列接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q2a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4c)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4d)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a)と還流ダイオードチップ(D2a)とIGBTチップ(Q2b)と還流ダイオードチップ(D2b)とスナバ用コンデンサチップ(C2)とが並列接続されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b4)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の右側に配置されている。また、IGBTチップ(Q1a)のゲート電極と導体パターン(1b4)とが、ボンディングワイヤ(4e)によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップ(Q1b)のゲート電極と導体パターン(1b4)とが、ボンディングワイヤ(4f)によって電気的に接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b5)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の後側に配置されている。更に、IGBTチップ(Q2a)のゲート電極と導体パターン(1b5)とが、ボンディングワイヤ(4g)によって電気的に接続されている。また、IGBTチップ(Q2b)のゲート電極と導体パターン(1b5)とが、ボンディングワイヤ(4h)によって電気的に接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)が、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1’)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b’)が、導体パターン(1b1’)上のうち、IGBTチップ(Q1a’)の前側にIGBTチップ(Q1a’)に隣接して配置されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a’)が、導体パターン(1b1’)上のうち、IGBTチップ(Q1a’)の左側にIGBTチップ(Q1a’)に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a’)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b’)が、導体パターン(1b1’)上のうち、IGBTチップ(Q1b’)の左側にIGBTチップ(Q1b’)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D1a’)との間に隙間部分(1b1a’)が形成されるように配置されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b2’)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1’)の左側に導体パターン(1b1’)に隣接して配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a’)が、導体パターン(1b2’)上に配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a’)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b’)が、導体パターン(1b2’)上のうち、IGBTチップ(Q2a’)の左側にIGBTチップ(Q2a’)に隣接して配置されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a’)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a’)が、導体パターン(1b2’)上のうち、IGBTチップ(Q2a’)の前側にIGBTチップ(Q2a’)に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a’)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b’)が、導体パターン(1b2’)上のうち、IGBTチップ(Q2b’)の前側にIGBTチップ(Q2b’)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D2a’)との間に隙間部分(1b2a’)が形成されるように配置されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b3’)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2’)の前側に導体パターン(1b2’)に隣接して配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップ(C1’)の一方の端子(C1a’)が、導体パターン(1b1’)の隙間部分(1b1a’)上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップ(C1’)の他方の端子(C1b’)が、導体パターン(1b2’)上に配置されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、スナバ用コンデンサチップ(C2’)の一方の端子(C2a’)が、導体パターン(1b2’)の隙間部分(1b2a’)上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップ(C2’)の他方の端子(C2b’)が、導体パターン(1b3’)上に配置されている。
詳細には、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q1a’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a’)のアノード電極と導体パターン(1b2’)とをボンディングワイヤ(4a’)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b’)のアノード電極と導体パターン(1b2’)とをボンディングワイヤ(4b’)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a’)と還流ダイオードチップ(D1a’)とIGBTチップ(Q1b’)と還流ダイオードチップ(D1b’)とスナバ用コンデンサチップ(C1’)とが並列接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q2a’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a’)のアノード電極と導体パターン(1b3’)とをボンディングワイヤ(4c’)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b’)のアノード電極と導体パターン(1b3’)とをボンディングワイヤ(4d’)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a’)と還流ダイオードチップ(D2a’)とIGBTチップ(Q2b’)と還流ダイオードチップ(D2b’)とスナバ用コンデンサチップ(C2’)とが並列接続されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b4’)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1’)の右側に配置されている。また、IGBTチップ(Q1a’)のゲート電極と導体パターン(1b4’)とが、ボンディングワイヤ(4e’)によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップ(Q1b’)のゲート電極と導体パターン(1b4’)とが、ボンディングワイヤ(4f’)によって電気的に接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b5’)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2’)の後側に配置されている。更に、IGBTチップ(Q2a’)のゲート電極と導体パターン(1b5’)とが、ボンディングワイヤ(4g’)によって電気的に接続されている。また、IGBTチップ(Q2b’)のゲート電極と導体パターン(1b5’)とが、ボンディングワイヤ(4h’)によって電気的に接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)が、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1”)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b”)が、導体パターン(1b1”)上のうち、IGBTチップ(Q1a”)の前側にIGBTチップ(Q1a”)に隣接して配置されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a”)が、導体パターン(1b1”)上のうち、IGBTチップ(Q1a”)の左側にIGBTチップ(Q1a”)に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a”)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b”)が、導体パターン(1b1”)上のうち、IGBTチップ(Q1b”)の左側にIGBTチップ(Q1b”)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D1a”)との間に隙間部分(1b1a”)が形成されるように配置されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b2”)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1”)の左側に導体パターン(1b1”)に隣接して配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a”)が、導体パターン(1b2”)上に配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a”)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b”)が、導体パターン(1b2”)上のうち、IGBTチップ(Q2a”)の左側にIGBTチップ(Q2a”)に隣接して配置されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a”)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a”)が、導体パターン(1b2”)上のうち、IGBTチップ(Q2a”)の前側にIGBTチップ(Q2a”)に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a”)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b”)が、導体パターン(1b2”)上のうち、IGBTチップ(Q2b”)の前側にIGBTチップ(Q2b”)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D2a”)との間に隙間部分(1b2a”)が形成されるように配置されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b3”)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2”)の前側に導体パターン(1b2”)に隣接して配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップ(C1”)の一方の端子(C1a”)が、導体パターン(1b1”)の隙間部分(1b1a”)上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップ(C1”)の他方の端子(C1b”)が、導体パターン(1b2”)上に配置されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、スナバ用コンデンサチップ(C2”)の一方の端子(C2a”)が、導体パターン(1b2”)の隙間部分(1b2a”)上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップ(C2”)の他方の端子(C2b”)が、導体パターン(1b3”)上に配置されている。
詳細には、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q1a”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a”)のアノード電極と導体パターン(1b2”)とをボンディングワイヤ(4a”)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b”)のアノード電極と導体パターン(1b2”)とをボンディングワイヤ(4b”)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a”)と還流ダイオードチップ(D1a”)とIGBTチップ(Q1b”)と還流ダイオードチップ(D1b”)とスナバ用コンデンサチップ(C1”)とが並列接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q2a”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a”)のアノード電極と導体パターン(1b3”)とをボンディングワイヤ(4c”)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b”)のアノード電極と導体パターン(1b3”)とをボンディングワイヤ(4d”)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a”)と還流ダイオードチップ(D2a”)とIGBTチップ(Q2b”)と還流ダイオードチップ(D2b”)とスナバ用コンデンサチップ(C2”)とが並列接続されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b4”)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1”)の右側に配置されている。また、IGBTチップ(Q1a”)のゲート電極と導体パターン(1b4”)とが、ボンディングワイヤ(4e”)によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップ(Q1b”)のゲート電極と導体パターン(1b4”)とが、ボンディングワイヤ(4f”)によって電気的に接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b5”)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2”)の後側に配置されている。更に、IGBTチップ(Q2a”)のゲート電極と導体パターン(1b5”)とが、ボンディングワイヤ(4g”)によって電気的に接続されている。また、IGBTチップ(Q2b”)のゲート電極と導体パターン(1b5”)とが、ボンディングワイヤ(4h”)によって電気的に接続されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)が絶縁基板(1a)上に配置されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a)と導体パターン(1b1)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b)と導体パターン(1b2)とが電気的に接続されている。また、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c)と導体パターン(1b3)とが電気的に接続されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d)と導体パターン(1b4)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e)と導体パターン(1b5)とが電気的に接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a’)と導体パターン(1b1’)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b’)と導体パターン(1b2’)とが電気的に接続されている。また、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c’)と導体パターン(1b3’)とが電気的に接続されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d’)と導体パターン(1b4’)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e’)と導体パターン(1b5’)とが電気的に接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a”)と導体パターン(1b1”)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b”)と導体パターン(1b2”)とが電気的に接続されている。また、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c”)と導体パターン(1b3”)とが電気的に接続されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d”)と導体パターン(1b4”)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e”)と導体パターン(1b5”)とが電気的に接続されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外部導出端子(3a,3a’,3a”)が高電位側の直流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3b,3b’,3b”)が3相交流電圧のうちのいずれか1つの交流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3c,3c’,3c”)が低電位側の直流端子に接続可能に構成されている。
その結果、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)によって、3相ブリッジ回路が構成されている。
換言すれば、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b1)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2)との間に、IGBTチップ(Q1a)およびIGBTチップ(Q1b)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D1a)および還流ダイオードチップ(D1b)が並列接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b3)との間に、IGBTチップ(Q2a)およびIGBTチップ(Q2b)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D2a)および還流ダイオードチップ(D2b)が並列接続されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q1a)およびIGBTチップ(Q1b)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C1)の右側の端子(C1a)が、導体パターン(1b1)上のうち、還流ダイオードチップ(D1a)と還流ダイオードチップ(D1b)との間の隙間部分(1b1a)に配置されている。
そのため、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C1)の右側の端子(C1a)が還流ダイオードチップ(D1a)および還流ダイオードチップ(D1b)よりも左側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の左右方向寸法を小型化することができる。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q2a)およびIGBTチップ(Q2b)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C2)の後側の端子(C2a)が、導体パターン(1b2)上のうち、還流ダイオードチップ(D2a)と還流ダイオードチップ(D2b)との間の隙間部分(1b2a)に配置されている。
そのため、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C2)の後側の端子(C2a)が還流ダイオードチップ(D2a)および還流ダイオードチップ(D2b)よりも前側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の前後方向寸法を小型化することができる。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b1’)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2’)との間に、IGBTチップ(Q1a’)およびIGBTチップ(Q1b’)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D1a’)および還流ダイオードチップ(D1b’)が並列接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2’)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b3’)との間に、IGBTチップ(Q2a’)およびIGBTチップ(Q2b’)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D2a’)および還流ダイオードチップ(D2b’)が並列接続されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q1a’)およびIGBTチップ(Q1b’)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C1’)の右側の端子(C1a’)が、導体パターン(1b1’)上のうち、還流ダイオードチップ(D1a’)と還流ダイオードチップ(D1b’)との間の隙間部分(1b1a’)に配置されている。
そのため、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C1’)の右側の端子(C1a’)が還流ダイオードチップ(D1a’)および還流ダイオードチップ(D1b’)よりも左側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の左右方向寸法を小型化することができる。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q2a’)およびIGBTチップ(Q2b’)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C2’)の後側の端子(C2a’)が、導体パターン(1b2’)上のうち、還流ダイオードチップ(D2a’)と還流ダイオードチップ(D2b’)との間の隙間部分(1b2a’)に配置されている。
そのため、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C2’)の後側の端子(C2a’)が還流ダイオードチップ(D2a’)および還流ダイオードチップ(D2b’)よりも前側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の前後方向寸法を小型化することができる。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b1”)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2”)との間に、IGBTチップ(Q1a”)およびIGBTチップ(Q1b”)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D1a”)および還流ダイオードチップ(D1b”)が並列接続されている。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2”)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b3”)との間に、IGBTチップ(Q2a”)およびIGBTチップ(Q2b”)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D2a”)および還流ダイオードチップ(D2b”)が並列接続されている。
更に、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q1a”)およびIGBTチップ(Q1b”)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C1”)の右側の端子(C1a”)が、導体パターン(1b1”)上のうち、還流ダイオードチップ(D1a”)と還流ダイオードチップ(D1b”)との間の隙間部分(1b1a”)に配置されている。
そのため、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C1”)の右側の端子(C1a”)が還流ダイオードチップ(D1a”)および還流ダイオードチップ(D1b”)よりも左側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の左右方向寸法を小型化することができる。
また、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q2a”)およびIGBTチップ(Q2b”)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C2”)の後側の端子(C2a”)が、導体パターン(1b2”)上のうち、還流ダイオードチップ(D2a”)と還流ダイオードチップ(D2b”)との間の隙間部分(1b2a”)に配置されている。
そのため、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C2”)の後側の端子(C2a”)が還流ダイオードチップ(D2a”)および還流ダイオードチップ(D2b”)よりも前側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の前後方向寸法を小型化することができる。
すなわち、請求項6に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにすることができる。
請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)が、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b)が、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の前側にIGBTチップ(Q1a)に隣接して配置されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a)が、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1a)の左側にIGBTチップ(Q1a)に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b)が、導体パターン(1b1)上のうち、IGBTチップ(Q1b)の左側にIGBTチップ(Q1b)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D1a)との間に隙間部分(1b1a)が形成されるように配置されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b8)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の後側に導体パターン(1b1)に隣接して配置されている。更に、リアクトル(L)の一方の端子(La)が導体パターン(1b1)に電気的に接続されている。また、リアクトル(L)の他方の端子(Lb)が導体パターン(1b8)に電気的に接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b2)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の左側に導体パターン(1b1)に隣接して配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a)が、導体パターン(1b2)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b)が、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の左側にIGBTチップ(Q2a)に隣接して配置されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a)が、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2a)の前側にIGBTチップ(Q2a)に隣接して配置されている。更に、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b)が、導体パターン(1b2)上のうち、IGBTチップ(Q2b)の前側にIGBTチップ(Q2b)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D2a)との間に隙間部分(1b2a)が形成されるように配置されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b3)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の前側に導体パターン(1b2)に隣接して配置されている。また、スナバ用コンデンサチップ(C1)の一方の端子(C1a)が、導体パターン(1b1)の隙間部分(1b1a)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップ(C1)の他方の端子(C1b)が、導体パターン(1b2)上に配置されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、スナバ用コンデンサチップ(C2)の一方の端子(C2a)が、導体パターン(1b2)の隙間部分(1b2a)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップ(C2)の他方の端子(C2b)が、導体パターン(1b3)上に配置されている。
詳細には、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q1a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4a)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b)のアノード電極と導体パターン(1b2)とをボンディングワイヤ(4b)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a)と還流ダイオードチップ(D1a)とIGBTチップ(Q1b)と還流ダイオードチップ(D1b)とスナバ用コンデンサチップ(C1)とが並列接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q2a)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4c)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b)のアノード電極と導体パターン(1b3)とをボンディングワイヤ(4d)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a)と還流ダイオードチップ(D2a)とIGBTチップ(Q2b)と還流ダイオードチップ(D2b)とスナバ用コンデンサチップ(C2)とが並列接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b4)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1)の右側に配置されている。また、IGBTチップ(Q1a)のゲート電極と導体パターン(1b4)とが、ボンディングワイヤ(4e)によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップ(Q1b)のゲート電極と導体パターン(1b4)とが、ボンディングワイヤ(4f)によって電気的に接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b5)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2)の後側に配置されている。更に、IGBTチップ(Q2a)のゲート電極と導体パターン(1b5)とが、ボンディングワイヤ(4g)によって電気的に接続されている。また、IGBTチップ(Q2b)のゲート電極と導体パターン(1b5)とが、ボンディングワイヤ(4h)によって電気的に接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)が、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1’)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b’)が、導体パターン(1b1’)上のうち、IGBTチップ(Q1a’)の前側にIGBTチップ(Q1a’)に隣接して配置されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a’)が、導体パターン(1b1’)上のうち、IGBTチップ(Q1a’)の左側にIGBTチップ(Q1a’)に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a’)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b’)が、導体パターン(1b1’)上のうち、IGBTチップ(Q1b’)の左側にIGBTチップ(Q1b’)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D1a’)との間に隙間部分(1b1a’)が形成されるように配置されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b8’)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1’)の後側に導体パターン(1b1’)に隣接して配置されている。更に、リアクトル(L’)の一方の端子(La’)が導体パターン(1b1’)に電気的に接続されている。また、リアクトル(L’)の他方の端子(Lb’)が導体パターン(1b8’)に電気的に接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b2’)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1’)の左側に導体パターン(1b1’)に隣接して配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a’)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a’)が、導体パターン(1b2’)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a’)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b’)が、導体パターン(1b2’)上のうち、IGBTチップ(Q2a’)の左側にIGBTチップ(Q2a’)に隣接して配置されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a’)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a’)が、導体パターン(1b2’)上のうち、IGBTチップ(Q2a’)の前側にIGBTチップ(Q2a’)に隣接して配置されている。更に、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a’)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b’)が、導体パターン(1b2’)上のうち、IGBTチップ(Q2b’)の前側にIGBTチップ(Q2b’)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D2a’)との間に隙間部分(1b2a’)が形成されるように配置されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b3’)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2’)の前側に導体パターン(1b2’)に隣接して配置されている。また、スナバ用コンデンサチップ(C1’)の一方の端子(C1a’)が、導体パターン(1b1’)の隙間部分(1b1a’)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップ(C1’)の他方の端子(C1b’)が、導体パターン(1b2’)上に配置されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、スナバ用コンデンサチップ(C2’)の一方の端子(C2a’)が、導体パターン(1b2’)の隙間部分(1b2a’)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップ(C2’)の他方の端子(C2b’)が、導体パターン(1b3’)上に配置されている。
詳細には、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q1a’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a’)のアノード電極と導体パターン(1b2’)とをボンディングワイヤ(4a’)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b’)のアノード電極と導体パターン(1b2’)とをボンディングワイヤ(4b’)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a’)と還流ダイオードチップ(D1a’)とIGBTチップ(Q1b’)と還流ダイオードチップ(D1b’)とスナバ用コンデンサチップ(C1’)とが並列接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q2a’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a’)のアノード電極と導体パターン(1b3’)とをボンディングワイヤ(4c’)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b’)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b’)のアノード電極と導体パターン(1b3’)とをボンディングワイヤ(4d’)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a’)と還流ダイオードチップ(D2a’)とIGBTチップ(Q2b’)と還流ダイオードチップ(D2b’)とスナバ用コンデンサチップ(C2’)とが並列接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b4’)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1’)の右側に配置されている。また、IGBTチップ(Q1a’)のゲート電極と導体パターン(1b4’)とが、ボンディングワイヤ(4e’)によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップ(Q1b’)のゲート電極と導体パターン(1b4’)とが、ボンディングワイヤ(4f’)によって電気的に接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b5’)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2’)の後側に配置されている。更に、IGBTチップ(Q2a’)のゲート電極と導体パターン(1b5’)とが、ボンディングワイヤ(4g’)によって電気的に接続されている。また、IGBTチップ(Q2b’)のゲート電極と導体パターン(1b5’)とが、ボンディングワイヤ(4h’)によって電気的に接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)が、絶縁基板(1a)の上面に形成された導体パターン(1b1”)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q1b”)が、導体パターン(1b1”)上のうち、IGBTチップ(Q1a”)の前側にIGBTチップ(Q1a”)に隣接して配置されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)より小さいサイズを有する還流ダイオードチップ(D1a”)が、導体パターン(1b1”)上のうち、IGBTチップ(Q1a”)の左側にIGBTチップ(Q1a”)に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a”)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D1b”)が、導体パターン(1b1”)上のうち、IGBTチップ(Q1b”)の左側にIGBTチップ(Q1b”)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D1a”)との間に隙間部分(1b1a”)が形成されるように配置されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b8”)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1”)の後側に導体パターン(1b1”)に隣接して配置されている。更に、リアクトル(L”)の一方の端子(La”)が導体パターン(1b1”)に電気的に接続されている。また、リアクトル(L”)の他方の端子(Lb”)が導体パターン(1b8”)に電気的に接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b2”)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1”)の左側に導体パターン(1b1”)に隣接して配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q1a”)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2a”)が、導体パターン(1b2”)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップ(Q2a”)と同一のサイズを有するIGBTチップ(Q2b”)が、導体パターン(1b2”)上のうち、IGBTチップ(Q2a”)の左側にIGBTチップ(Q2a”)に隣接して配置されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D1a”)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2a”)が、導体パターン(1b2”)上のうち、IGBTチップ(Q2a”)の前側にIGBTチップ(Q2a”)に隣接して配置されている。更に、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップ(D2a”)と同一のサイズを有する還流ダイオードチップ(D2b”)が、導体パターン(1b2”)上のうち、IGBTチップ(Q2b”)の前側にIGBTチップ(Q2b”)に隣接して、かつ、還流ダイオードチップ(D2a”)との間に隙間部分(1b2a”)が形成されるように配置されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b3”)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2”)の前側に導体パターン(1b2”)に隣接して配置されている。また、スナバ用コンデンサチップ(C1”)の一方の端子(C1a”)が、導体パターン(1b1”)の隙間部分(1b1a”)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップ(C1”)の他方の端子(C1b”)が、導体パターン(1b2”)上に配置されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、スナバ用コンデンサチップ(C2”)の一方の端子(C2a”)が、導体パターン(1b2”)の隙間部分(1b2a”)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップ(C2”)の他方の端子(C2b”)が、導体パターン(1b3”)上に配置されている。
詳細には、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q1a”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1a”)のアノード電極と導体パターン(1b2”)とをボンディングワイヤ(4a”)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q1b”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D1b”)のアノード電極と導体パターン(1b2”)とをボンディングワイヤ(4b”)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q1a”)と還流ダイオードチップ(D1a”)とIGBTチップ(Q1b”)と還流ダイオードチップ(D1b”)とスナバ用コンデンサチップ(C1”)とが並列接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、IGBTチップ(Q2a”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2a”)のアノード電極と導体パターン(1b3”)とをボンディングワイヤ(4c”)によって電気的に接続すると共に、IGBTチップ(Q2b”)のエミッタ電極と還流ダイオードチップ(D2b”)のアノード電極と導体パターン(1b3”)とをボンディングワイヤ(4d”)によって電気的に接続することにより、IGBTチップ(Q2a”)と還流ダイオードチップ(D2a”)とIGBTチップ(Q2b”)と還流ダイオードチップ(D2b”)とスナバ用コンデンサチップ(C2”)とが並列接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b4”)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b1”)の右側に配置されている。また、IGBTチップ(Q1a”)のゲート電極と導体パターン(1b4”)とが、ボンディングワイヤ(4e”)によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップ(Q1b”)のゲート電極と導体パターン(1b4”)とが、ボンディングワイヤ(4f”)によって電気的に接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b5”)が、絶縁基板(1a)の上面のうち、導体パターン(1b2”)の後側に配置されている。更に、IGBTチップ(Q2a”)のゲート電極と導体パターン(1b5”)とが、ボンディングワイヤ(4g”)によって電気的に接続されている。また、IGBTチップ(Q2b”)のゲート電極と導体パターン(1b5”)とが、ボンディングワイヤ(4h”)によって電気的に接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)が絶縁基板(1a)上に配置されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a)と導体パターン(1b8)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b)と導体パターン(1b2)とが電気的に接続されている。また、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c)と導体パターン(1b3)とが電気的に接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d)と導体パターン(1b4)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e)と導体パターン(1b5)とが電気的に接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a’)と導体パターン(1b8’)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b’)と導体パターン(1b2’)とが電気的に接続されている。また、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c’)と導体パターン(1b3’)とが電気的に接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d’)と導体パターン(1b4’)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e’)と導体パターン(1b5’)とが電気的に接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3a”)と導体パターン(1b8”)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3b”)と導体パターン(1b2”)とが電気的に接続されている。また、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3c”)と導体パターン(1b3”)とが電気的に接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3d”)と導体パターン(1b4”)とが電気的に接続されている。更に、外囲ケース(2)にインサート成形された外部導出端子(3e”)と導体パターン(1b5”)とが電気的に接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、外部導出端子(3a,3a’,3a”)が高電位側の直流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3b,3b’,3b”)が3相交流電圧のうちのいずれか1つの交流端子に接続可能に構成され、外部導出端子(3c,3c’,3c”)が低電位側の直流端子に接続可能に構成されている。
その結果、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)によって、3相ブリッジ回路が構成されている。
換言すれば、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b8)およびリアクトル(L)を介して高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b1)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2)との間に、IGBTチップ(Q1a)およびIGBTチップ(Q1b)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D1a)および還流ダイオードチップ(D1b)が並列接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b3)との間に、IGBTチップ(Q2a)およびIGBTチップ(Q2b)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D2a)および還流ダイオードチップ(D2b)が並列接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q1a)およびIGBTチップ(Q1b)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C1)の右側の端子(C1a)が、導体パターン(1b1)上のうち、還流ダイオードチップ(D1a)と還流ダイオードチップ(D1b)との間の隙間部分(1b1a)に配置されている。
そのため、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C1)の右側の端子(C1a)が還流ダイオードチップ(D1a)および還流ダイオードチップ(D1b)よりも左側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の左右方向寸法を小型化することができる。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q2a)およびIGBTチップ(Q2b)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C2)の後側の端子(C2a)が、導体パターン(1b2)上のうち、還流ダイオードチップ(D2a)と還流ダイオードチップ(D2b)との間の隙間部分(1b2a)に配置されている。
そのため、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C2)の後側の端子(C2a)が還流ダイオードチップ(D2a)および還流ダイオードチップ(D2b)よりも前側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の前後方向寸法を小型化することができる。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、リアクトル(L)の一方の端子(La)が導体パターン(1b1)に電気的に接続されると共に、リアクトル(L)の他方の端子(Lb)が導体パターン(1b8)に電気的に接続されている。
そのため、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、リアクトル(L)とスナバ用コンデンサチップ(C1,C2)との共振作用により、IGBTチップ(Q1a,Q1b,Q2a,Q2b)にかかる跳ね上がり電圧を抑制することができる。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b8’)およびリアクトル(L’)を介して高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b1’)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2’)との間に、IGBTチップ(Q1a’)およびIGBTチップ(Q1b’)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D1a’)および還流ダイオードチップ(D1b’)が並列接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2’)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b3’)との間に、IGBTチップ(Q2a’)およびIGBTチップ(Q2b’)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D2a’)および還流ダイオードチップ(D2b’)が並列接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q1a’)およびIGBTチップ(Q1b’)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C1’)の右側の端子(C1a’)が、導体パターン(1b1’)上のうち、還流ダイオードチップ(D1a’)と還流ダイオードチップ(D1b’)との間の隙間部分(1b1a’)に配置されている。
そのため、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C1’)の右側の端子(C1a’)が還流ダイオードチップ(D1a’)および還流ダイオードチップ(D1b’)よりも左側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の左右方向寸法を小型化することができる。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q2a’)およびIGBTチップ(Q2b’)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C2’)の後側の端子(C2a’)が、導体パターン(1b2’)上のうち、還流ダイオードチップ(D2a’)と還流ダイオードチップ(D2b’)との間の隙間部分(1b2a’)に配置されている。
そのため、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C2’)の後側の端子(C2a’)が還流ダイオードチップ(D2a’)および還流ダイオードチップ(D2b’)よりも前側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の前後方向寸法を小型化することができる。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、リアクトル(L’)の一方の端子(La’)が導体パターン(1b1’)に電気的に接続されると共に、リアクトル(L’)の他方の端子(Lb’)が導体パターン(1b8’)に電気的に接続されている。
そのため、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、リアクトル(L’)とスナバ用コンデンサチップ(C1’,C2’)との共振作用により、IGBTチップ(Q1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’)にかかる跳ね上がり電圧を抑制することができる。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、導体パターン(1b8”)およびリアクトル(L”)を介して高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b1”)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2”)との間に、IGBTチップ(Q1a”)およびIGBTチップ(Q1b”)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D1a”)および還流ダイオードチップ(D1b”)が並列接続されている。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン(1b2”)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン(1b3”)との間に、IGBTチップ(Q2a”)およびIGBTチップ(Q2b”)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップ(D2a”)および還流ダイオードチップ(D2b”)が並列接続されている。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q1a”)およびIGBTチップ(Q1b”)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C1”)の右側の端子(C1a”)が、導体パターン(1b1”)上のうち、還流ダイオードチップ(D1a”)と還流ダイオードチップ(D1b”)との間の隙間部分(1b1a”)に配置されている。
そのため、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C1”)の右側の端子(C1a”)が還流ダイオードチップ(D1a”)および還流ダイオードチップ(D1b”)よりも左側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の左右方向寸法を小型化することができる。
また、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにするために、IGBTチップ(Q2a”)およびIGBTチップ(Q2b”)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップ(C2”)の後側の端子(C2a”)が、導体パターン(1b2”)上のうち、還流ダイオードチップ(D2a”)と還流ダイオードチップ(D2b”)との間の隙間部分(1b2a”)に配置されている。
そのため、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、スナバ用コンデンサチップ(C2”)の後側の端子(C2a”)が還流ダイオードチップ(D2a”)および還流ダイオードチップ(D2b”)よりも前側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール(10)全体の前後方向寸法を小型化することができる。
更に、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)では、リアクトル(L”)の一方の端子(La”)が導体パターン(1b1”)に電気的に接続されると共に、リアクトル(L”)の他方の端子(Lb”)が導体パターン(1b8”)に電気的に接続されている。
そのため、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、リアクトル(L”)とスナバ用コンデンサチップ(C1”,C2”)との共振作用により、IGBTチップ(Q1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”)にかかる跳ね上がり電圧を抑制することができる。
すなわち、請求項7に記載のパワー半導体モジュール(10)によれば、IGBTチップ(Q1a,Q1b,Q2a,Q2b,Q1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’,Q1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”)にかかる跳ね上がり電圧を抑制すると共に、パワー半導体モジュール(10)全体をコンパクトにすることができる。
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〜図5は第1の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造工程を示した図である。詳細には、図1は第1の実施形態のパワー半導体モジュール10に用いられるDBC基板1の平面図である。図2は図1に示すDBC基板1上にIGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b、還流ダイオードチップD1a,D1b,D2a,D2bおよびスナバ用コンデンサC1,C2が配置された状態を示した図である。図3は図2に示すDBC基板1などの上に被せられる外囲ケース2の平面図である。図4は図2に示すDBC基板1などの上に図3に示す外囲ケース2が被せられた状態を示した図である。図5はボンディングワイヤ4a,4b,4c,4d,4e,4f,4g,4h,4i,4j,4k,4lがワイヤボンディング処理された後における第1の実施形態のパワー半導体モジュール10の平面図である。図6は第1の実施形態のパワー半導体モジュール10の等価回路図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図1に示すように、絶縁基板1aと、絶縁基板1aの上面に形成された導体パターン1b1,1b2,1b3,1b4,1b5,1b6,1b7と、絶縁基板1aの下面に形成された導体パターン(図示せず)とによって構成されるDBC基板1が用いられている。詳細には、例えば、絶縁基板1aの下面に形成された導体パターン(図示せず)には、放熱板(図示せず)が半田(図示せず)を介して機械的および熱的に接続可能に構成されている。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、図2に示すように、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b1(図1参照)上に、IGBTチップQ1a,Q1bおよび還流ダイオードチップD1a,D1bが配置される。また、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b2(図1参照)上に、IGBTチップQ2a,Q2bおよび還流ダイオードチップD2a,D2bが配置される。更に、導体パターン1b1(図1参照)と導体パターン1b2(図1参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC1が配置される。また、導体パターン1b2(図1参照)と導体パターン1b3(図1参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC2が配置される。
詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図2に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1aが導体パターン1b1(図1参照)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1aと同一のサイズを有するIGBTチップQ1bが、導体パターン1b1(図1参照)上のうち、IGBTチップQ1aの前側(図2の下側)にIGBTチップQ1aに隣接して配置されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図2に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップQ1aより小さいサイズを有する還流ダイオードチップD1aが、導体パターン1b1(図1参照)上のうち、IGBTチップQ1aの左側(図2の左側)にIGBTチップQ1aに隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1aと同一のサイズを有する還流ダイオードチップD1bが、導体パターン1b1(図1参照)上のうち、IGBTチップQ1bの左側(図2の左側)にIGBTチップQ1bに隣接して、かつ、還流ダイオードチップD1aとの間に隙間部分1b1aが形成されるように配置されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図1に示すように、導体パターン1b2が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1の左側(図1の左側)に導体パターン1b1に隣接して配置されている。更に、図2に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1aと同一のサイズを有するIGBTチップQ2aが、導体パターン1b2(図1参照)上に配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ2aと同一のサイズを有するIGBTチップQ2bが、導体パターン1b2(図1参照)上のうち、IGBTチップQ2aの左側(図2の左側)にIGBTチップQ2aに隣接して配置されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図2に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1aと同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2aが、導体パターン1b2(図1参照)上のうち、IGBTチップQ2aの前側(図2の下側)にIGBTチップQ2aに隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD2aと同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2bが、導体パターン1b2(図1参照)上のうち、IGBTチップQ2bの前側(図2の下側)にIGBTチップQ2bに隣接して、かつ、還流ダイオードチップD2aとの間に隙間部分1b2aが形成されるように配置されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図1に示すように、導体パターン1b3が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2の前側(図1の下側)に導体パターン1b2に隣接して配置されている。更に、図2に示すように、スナバ用コンデンサチップC1の一方の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1(図1参照)の隙間部分1b1a上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC1の他方の端子C1b(図7(A)参照)が、導体パターン1b2(図1参照)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップC2の一方の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2(図1参照)の隙間部分1b2a上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC2の他方の端子C2b(図7(A)参照)が、導体パターン1b3(図1参照)上に配置されている。
次いで、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、図4に示すように、外囲ケース2がDBC基板1(図1参照)の絶縁基板1a(図1参照)の外縁部上に例えば接着剤を介して配置される。詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図3に示すように、外部導出端子3a,3b,3c,3d,3e,3f,3gがインサート成形されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図4に示すように、外囲ケース2がDBC基板1(図1参照)上に被せられる時に、外部導出端子3aの下端部3a1(図3参照)と導体パターン1b1(図1参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3bの下端部3b1(図3参照)と導体パターン1b2(図1参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3cの下端部3c1(図3参照)と導体パターン1b3(図1参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3dの下端部3d1(図3参照)と導体パターン1b4(図1参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3eの下端部3e1(図3参照)と導体パターン1b5(図1参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3fの下端部3f1(図3参照)と導体パターン1b6(図1参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3gの下端部3g1(図3参照)と導体パターン1b7(図1参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。
次いで、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、上述したペースト状またはシート状の半田(図示せず)のリフロー処理が実行される。その結果、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、外部導出端子3a(図3参照)と導体パターン1b1(図1参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3b(図3参照)と導体パターン1b2(図1参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3c(図3参照)と導体パターン1b3(図1参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3d(図3参照)と導体パターン1b4(図1参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3e(図3参照)と導体パターン1b5(図1参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3f(図3参照)と導体パターン1b6(図1参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3g(図3参照)と導体パターン1b7(図1参照)とが電気的に接続されている。
次いで、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、外囲ケース2(図4参照)の内部などの洗浄処理が実行され、次いで、図5に示すようなワイヤボンディング処理が実行される。詳細には、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図5に示すように、IGBTチップQ1a(図4参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1a(図4参照)のアノード電極と導体パターン1b2(図1参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4aによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b(図4参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1b(図4参照)のアノード電極と導体パターン1b2(図1参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4bによって電気的に接続されている。その結果、図6に示すように、IGBTチップQ1a(図4参照)と還流ダイオードチップD1a(図4参照)とIGBTチップQ1b(図4参照)と還流ダイオードチップD1b(図4参照)とスナバ用コンデンサチップC1(図4参照)とが並列接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図5に示すように、IGBTチップQ2a(図4参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2a(図4参照)のアノード電極と導体パターン1b3(図1参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4cによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ2b(図4参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2b(図4参照)のアノード電極と導体パターン1b3(図1参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4dによって電気的に接続されている。その結果、図6に示すように、IGBTチップQ2a(図4参照)と還流ダイオードチップD2a(図4参照)とIGBTチップQ2b(図4参照)と還流ダイオードチップD2b(図4参照)とスナバ用コンデンサチップC2(図4参照)とが並列接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図1に示すように、導体パターン1b4が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1の右側(図1の右側)に配置されている。また、図5に示すように、IGBTチップQ1a(図4参照)のゲート電極と導体パターン1b4(図1参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4eによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b(図4参照)のゲート電極と導体パターン1b4(図1参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4fによって電気的に接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図1に示すように、導体パターン1b5が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2の後側(図1の上側)に配置されている。更に、図5に示すように、IGBTチップQ2a(図4参照)のゲート電極と導体パターン1b5(図1参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4gによって電気的に接続されている。また、IGBTチップQ2b(図4参照)のゲート電極と導体パターン1b5(図1参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4hによって電気的に接続されている。
つまり、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図6に示すように、外部導出端子3aが高電位側の直流端子に接続可能に構成され、外部導出端子3bが3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能に構成され、外部導出端子3cが低電位側の直流端子に接続可能に構成されており、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10によって、3相ブリッジ回路の一部が構成されている。
詳細には、例えばピーク値の電圧が280Vの直流電源に対し、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10が3相ブリッジ回路の一部として用いられる場合には、例えば12.5mm□のサイズを有する600V系のIGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2bが用いられ、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2bよりも小さいサイズを有する還流ダイオードチップD1a,D1b,D2a,D2bが用いられ、1000〜5000pFの容量を有するスナバ用コンデンサチップC1,C2が用いられる。一方、例えばピーク値の電圧が560Vの直流電源に対し、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10が3相ブリッジ回路の一部として用いられる場合には、例えば12.5mm□のサイズを有する1200V系のIGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2bが用いられ、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2bよりも小さいサイズを有する還流ダイオードチップD1a,D1b,D2a,D2bが用いられ、1000〜5000pFの容量を有するスナバ用コンデンサチップC1,C2が用いられる。
換言すれば、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b1(図1参照)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2(図1参照)との間に、IGBTチップQ1a,Q1b(図2参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD1a,D1b(図2参照)が並列接続されている。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2(図1参照)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b3(図1参照)との間に、IGBTチップQ2a,Q2b(図2参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD2a,D2b(図2参照)が並列接続されている。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ1a,Q1b(図2参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC1(図2参照)の右側の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1(図1参照)上のうち、還流ダイオードチップD1a(図2参照)と還流ダイオードチップD1b(図2参照)との間の隙間部分1b1a(図2参照)に配置されている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、スナバ用コンデンサチップC1(図2参照)の右側の端子C1a(図7(A)参照)が還流ダイオードチップD1a(図2参照)および還流ダイオードチップD1b(図2参照)よりも左側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール10全体の左右方向寸法を小型化することができる。
また、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ2a,Q2b(図2参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC2(図2参照)の後側の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2(図1参照)上のうち、還流ダイオードチップD2a(図2参照)と還流ダイオードチップD2b(図2参照)との間の隙間部分1b2a(図2参照)に配置されている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、スナバ用コンデンサチップC2(図2参照)の後側の端子C2a(図7(A)参照)が還流ダイオードチップD2a(図2参照)および還流ダイオードチップD2b(図2参照)よりも前側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール10全体の前後方向寸法を小型化することができる。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図1に示すように、導体パターン1b6が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1の右側(図1の右側)に配置されている。また、図5に示すように、IGBTチップQ1a(図4参照)のエミッタ電極と導体パターン1b6(図1参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4iによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b(図4参照)のエミッタ電極と導体パターン1b6(図1参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4jによって電気的に接続されている。また、外囲ケース2にインサート成形された外部導出端子3f(図4参照)と導体パターン1b6(図1参照)とが電気的に接続されている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、パワー半導体モジュール10の使用中に、電流が流れないように回路構成された外部導出端子3f(図4参照)の電位を把握することにより、電圧降下分を含まないIGBTチップQ1a,Q1b(図4参照)のエミッタ電極の正確な電位を把握することができる。
更に、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図1に示すように、導体パターン1b7が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2の後側(図1の上側)に配置されている。また、図5に示すように、IGBTチップQ2a(図4参照)のエミッタ電極と導体パターン1b7(図1参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4kによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ2b(図4参照)のエミッタ電極と導体パターン1b7(図1参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4lによって電気的に接続されている。また、外囲ケース2にインサート成形された外部導出端子3g(図4参照)と導体パターン1b7(図1参照)とが電気的に接続されている。
そのため、第1の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、パワー半導体モジュール10の使用中に、電流が流れないように回路構成された外部導出端子3g(図4参照)の電位を把握することにより、電圧降下分を含まないIGBTチップQ2a,Q2b(図4参照)のエミッタ電極の正確な電位を把握することができる。
図7は第2および第3の実施形態のパワー半導体モジュール10などを説明するための図である。詳細には、図7(A)はスナバ用コンデンサチップC1,C2の一方の端子C1a,C2aおよび他方の端子C1b,C2bを説明するためのスナバ用コンデンサチップC1,C2の平面図である。図7(B)は第2の実施形態のパワー半導体モジュール10に用いられるDBC基板1の平面図である。図7(C)は第3の実施形態のパワー半導体モジュール10に用いられるDBC基板1の平面図である。
第1の実施形態のパワー半導体モジュール10では、導体パターン1b1(図1参照)のうち、還流ダイオードチップD1a(図2参照)と還流ダイオードチップD1b(図2参照)との間に位置する隙間部分1b1a(図2参照)の左端が、左側に突出せしめられておらず、導体パターン1b2(図1参照)のうち、スナバ用コンデンサチップC1(図1参照)の他方の端子C1b(図7(A)参照)に電気的に接続される接続部分の右端が、右側に突出せしめられていない。
それに対し、第2の実施形態のパワー半導体モジュール10では、導体パターン1b1(図7(B)参照)のうち、還流ダイオードチップD1a(図2参照)と還流ダイオードチップD1b(図2参照)との間に位置する隙間部分1b1a(図7(B)参照)の左端が、左側(図7(B)の左側)に突出せしめられている。また、導体パターン1b2(図7(B)参照)のうち、スナバ用コンデンサチップC1(図2参照)の他方の端子C1b(図7(A)参照)に電気的に接続される接続部分1b2b(図7(B)参照)の右端が、右側(図7(B)の右側)に突出せしめられている。
そのため、第2の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、導体パターン1b1(図1参照)のうち還流ダイオードチップD1a(図2参照)と還流ダイオードチップD1b(図2参照)との間に位置する隙間部分1b1a(図2参照)の左端が左側に突出せしめられておらず、導体パターン1b2(図1参照)のうちスナバ用コンデンサチップC1(図2参照)の他方の端子C1b(図7(A)参照)に電気的に接続される接続部分1b2b(図7(B)参照)の右端が右側に突出せしめられていない第1の実施形態のパワー半導体モジュール10よりも、例えば導体パターン1b1(図7(B)参照)とスナバ用コンデンサチップC1(図7(A)参照)の一方の端子C1a(図7(A)参照)とを電気的に接続する半田および導体パターン1b2(図7(B)参照)とスナバ用コンデンサチップC1(図7(A)参照)の他方の端子C1b(図7(B)参照)とを電気的に接続する半田のリフロー処理時にスナバ用コンデンサチップC1(図7(A)参照)を自己整合させて正確に位置決めすることができる。
また、第2の実施形態のパワー半導体モジュール10では、導体パターン1b2(図7(B)参照)のうち、還流ダイオードチップD2a(図2参照)と還流ダイオードチップD2b(図2参照)との間に位置する隙間部分1b2a(図7(B)参照)の前端が、前側(図7(B)の下側)に突出せしめられている。更に、導体パターン1b3(図7(B)参照)のうち、スナバ用コンデンサチップC2(図7(A)参照)の他方の端子C2b(図7(A)参照)に電気的に接続される接続部分1b3a(図7(B)参照)の後端が、後側(図7(B)の上側)に突出せしめられている。
そのため、第2の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、導体パターン1b2(図1参照)のうち還流ダイオードチップD2a(図2参照)と還流ダイオードチップD2b(図2参照)との間に位置する隙間部分1b2a(図2参照)の前端が前側に突出せしめられておらず、導体パターン1b3(図1参照)のうちスナバ用コンデンサチップC2(図2参照)の他方の端子C2b(図7(A)参照)に電気的に接続される接続部分1b3a(図7(B)参照)の後端が後側に突出せしめられていない第1の実施形態のパワー半導体モジュール10よりも、例えば導体パターン1b2(図7(B)参照)とスナバ用コンデンサチップC2(図7(A)参照)の一方の端子C2a(図7(A)参照)とを電気的に接続する半田および導体パターン1b3(図7(B)参照)とスナバ用コンデンサチップC2(図7(A)参照)の他方の端子C2b(図7(A)参照)とを電気的に接続する半田のリフロー処理時にスナバ用コンデンサチップC2(図7(A)参照)を自己整合させて正確に位置決めすることができる。
詳細には、第2の実施形態のパワー半導体モジュール10では、半田に濡れる隙間部分1b1a(図7(B)参照)の面積が、スナバ用コンデンサチップC1(図7(A)参照)の一方の端子C1a(図7(A)参照)の下面の面積よりも小さくされている。また、半田に濡れる接続部分1b2b(図7(B)参照)の面積が、スナバ用コンデンサチップC1(図7(A)参照)の他方の端子C1b(図7(A)参照)の下面の面積よりも小さくされている。更に、半田に濡れる隙間部分1b2a(図7(B)参照)の面積が、スナバ用コンデンサチップC2(図7(A)参照)の一方の端子C2a(図7(A)参照)の下面の面積よりも小さくされている。また、半田に濡れる接続部分1b3a(図7(B)参照)の面積が、スナバ用コンデンサチップC2(図7(A)参照)の他方の端子C2b(図7(A)参照)の下面の面積よりも小さくされている。
更に、第3の実施形態のパワー半導体モジュール10では、導体パターン1b1(図7(C)参照)のうち、還流ダイオードチップD1a(図2参照)と還流ダイオードチップD1b(図2参照)との間に位置する隙間部分1b1a(図7(C)参照)の前側部分の左端および隙間部分1b1a(図7(C)参照)の後側部分の左端が、右側(図7(C)の右側)に凹まされている。また、導体パターン1b2(図7(C)参照)のうち、スナバ用コンデンサチップC1(図7(A)参照)の他方の端子C1b(図7(A)参照)に電気的に接続される接続部分1b2b(図7(C)参照)の前側部分の右端および接続部分1b2b(図7(C)参照)の後側部分の右端が、左側(図7(C)の左側)に凹まされている。
そのため、第3の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、導体パターン1b1(図7(C)参照)と導体パターン1b2(図7(C)参照)との間の沿面距離を確保しつつ、例えば導体パターン1b1(図7(C)参照)とスナバ用コンデンサチップC1(図7(A)参照)の一方の端子C1a(図7(A)参照)とを電気的に接続する半田および導体パターン1b2(図7(C)参照)とスナバ用コンデンサチップC1(図7(A)参照)の他方の端子C1b(図7(A)参照)とを電気的に接続する半田のリフロー処理時にスナバ用コンデンサチップC1(図7(A)参照)を自己整合させて正確に位置決めすることができる。
また、第3の実施形態のパワー半導体モジュール10では、導体パターン1b2(図7(C)参照)のうち、還流ダイオードチップD2a(図2参照)と還流ダイオードチップD2b(図2参照)との間に位置する隙間部分1b2a(図7(C)参照)の右側部分の前端および隙間部分1b2a(図7(C)参照)の左側部分の前端が、後側(図7(C)の上側)に凹まされている。更に、導体パターン1b3(図7(C)参照)のうち、スナバ用コンデンサチップC2(図7(A)参照)の他方の端子C2b(図7(A)参照)に電気的に接続される接続部分1b3a(図7(C)参照)の右側部分の後端および接続部分1b3a(図7(C)参照)の左側部分の後端が、前側(図7(C)の下側)に凹まされている。
そのため、第3の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、導体パターン1b2(図7(C)参照)と導体パターン1b3(図7(C)参照)との間の沿面距離を確保しつつ、例えば導体パターン1b2(図7(C)参照)とスナバ用コンデンサチップC2(図7(A)参照)の一方の端子C2a(図7(A)参照)とを電気的に接続する半田および導体パターン1b3(図7(C)参照)とスナバ用コンデンサチップC2(図7(A)参照)の他方の端子C2b(図7(A)参照)とを電気的に接続する半田のリフロー処理時にスナバ用コンデンサチップC2(図7(A)参照)を自己整合させて正確に位置決めすることができる。
詳細には、第3の実施形態のパワー半導体モジュール10では、半田に濡れる隙間部分1b1a(図7(C)参照)の面積が、スナバ用コンデンサチップC1(図7(A)参照)の一方の端子C1a(図7(A)参照)の下面の面積よりも小さくされている。また、半田に濡れる接続部分1b2b(図7(C)参照)の面積が、スナバ用コンデンサチップC1(図7(A)参照)の他方の端子C1b(図7(A)参照)の下面の面積よりも小さくされている。更に、半田に濡れる隙間部分1b2a(図7(C)参照)の面積が、スナバ用コンデンサチップC2(図7(A)参照)の一方の端子C2a(図7(A)参照)の下面の面積よりも小さくされている。また、半田に濡れる接続部分1b3a(図7(C)参照)の面積が、スナバ用コンデンサチップC2(図7(A)参照)の他方の端子C2b(図7(A)参照)の下面の面積よりも小さくされている。
以下、本発明のパワー半導体モジュールの第4の実施形態について説明する。図8〜図12は第4の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造工程を示した図である。詳細には、図8は第4の実施形態のパワー半導体モジュール10に用いられるDBC基板1の平面図である。図9は図8に示すDBC基板1上にIGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b、還流ダイオードチップD1a,D1b,D2a,D2b、スナバ用コンデンサC1,C2およびリアクトルLが配置された状態を示した図である。図10は図9に示すDBC基板1などの上に被せられる外囲ケース2の平面図である。図11は図9に示すDBC基板1などの上に図10に示す外囲ケース2が被せられた状態を示した図である。図12はボンディングワイヤ4a,4b,4c,4d,4e,4f,4g,4h,4i,4j,4k,4lがワイヤボンディング処理された後における第4の実施形態のパワー半導体モジュール10の平面図である。図13は第4の実施形態のパワー半導体モジュール10の等価回路図である。
第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図8に示すように、絶縁基板1aと、絶縁基板1aの上面に形成された導体パターン1b1,1b2,1b3,1b4,1b5,1b6,1b7,1b8と、絶縁基板1aの下面に形成された導体パターン(図示せず)とによって構成されるDBC基板1が用いられている。詳細には、導体パターン1b1には、リアクトルL(図9参照)の一方の端子La(図9参照)を位置決めするための穴1b1bが形成されている。また、導体パターン1b8には、リアクトルL(図9参照)の他方の端子Lb(図9参照)を位置決めするための穴1b8aが形成されている。更に、例えば、絶縁基板1aの下面に形成された導体パターン(図示せず)には、放熱板(図示せず)が半田(図示せず)を介して機械的および熱的に接続可能に構成されている。
第4の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、図9に示すように、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b1(図8参照)上に、IGBTチップQ1a,Q1bおよび還流ダイオードチップD1a,D1bが配置される。また、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b2(図8参照)上に、IGBTチップQ2a,Q2bおよび還流ダイオードチップD2a,D2bが配置される。更に、導体パターン1b1(図8参照)と導体パターン1b2(図8参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC1が配置される。また、導体パターン1b2(図8参照)と導体パターン1b3(図8参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC2が配置される。更に、導体パターン1b1(図8参照)と導体パターン1b8(図8参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して例えばトロイダルコイルのようなリアクトルLが配置される。
詳細には、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図9に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1aが導体パターン1b1(図8参照)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1aと同一のサイズを有するIGBTチップQ1bが、導体パターン1b1(図8参照)上のうち、IGBTチップQ1aの前側(図9の下側)にIGBTチップQ1aに隣接して配置されている。
更に、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図9に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップQ1aより小さいサイズを有する還流ダイオードチップD1aが、導体パターン1b1(図8参照)上のうち、IGBTチップQ1aの左側(図9の左側)にIGBTチップQ1aに隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1aと同一のサイズを有する還流ダイオードチップD1bが、導体パターン1b1(図8参照)上のうち、IGBTチップQ1bの左側(図9の左側)にIGBTチップQ1bに隣接して、かつ、還流ダイオードチップD1aとの間に隙間部分1b1aが形成されるように配置されている。
また、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図8に示すように、導体パターン1b8が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1の後側(図8の上側)に導体パターン1b1に隣接して配置されている。更に、図9に示すように、リアクトルLの一方の端子Laが導体パターン1b1(図8参照)の穴1b1b(図8参照)に位置決めされている。また、リアクトルLの他方の端子Lbが導体パターン1b8(図8参照)の穴1b8a(図8参照)に位置決めされている。
更に、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図8に示すように、導体パターン1b2が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1の左側(図8の左側)に導体パターン1b1に隣接して配置されている。更に、図9に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1aと同一のサイズを有するIGBTチップQ2aが、導体パターン1b2(図8参照)上に配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ2aと同一のサイズを有するIGBTチップQ2bが、導体パターン1b2(図8参照)上のうち、IGBTチップQ2aの左側(図9の左側)にIGBTチップQ2aに隣接して配置されている。
更に、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図9に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1aと同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2aが、導体パターン1b2(図8参照)上のうち、IGBTチップQ2aの前側(図9の下側)にIGBTチップQ2aに隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD2aと同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2bが、導体パターン1b2(図8参照)上のうち、IGBTチップQ2bの前側(図9の下側)にIGBTチップQ2bに隣接して、かつ、還流ダイオードチップD2aとの間に隙間部分1b2aが形成されるように配置されている。
また、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図8に示すように、導体パターン1b3が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2の前側(図8の下側)に導体パターン1b2に隣接して配置されている。更に、図9に示すように、スナバ用コンデンサチップC1の一方の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1(図8参照)の隙間部分1b1a上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC1の他方の端子C1b(図7(A)参照)が、導体パターン1b2(図8参照)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップC2の一方の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2(図8参照)の隙間部分1b2a上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC2の他方の端子C2b(図7(A)参照)が、導体パターン1b3(図8参照)上に配置されている。
次いで、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、図11に示すように、外囲ケース2がDBC基板1(図8参照)の絶縁基板1a(図8参照)の外縁部上に例えば接着剤を介して配置される。詳細には、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図10に示すように、外部導出端子3a,3b,3c,3d,3e,3f,3gがインサート成形されている。
更に、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図11に示すように、外囲ケース2がDBC基板1(図8参照)上に被せられる時に、外部導出端子3aの下端部3a1(図10参照)と導体パターン1b8(図8参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3bの下端部3b1(図10参照)と導体パターン1b2(図8参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3cの下端部3c1(図10参照)と導体パターン1b3(図8参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3dの下端部3d1(図10参照)と導体パターン1b4(図8参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3eの下端部3e1(図10参照)と導体パターン1b5(図8参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3fの下端部3f1(図10参照)と導体パターン1b6(図8参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3gの下端部3g1(図10参照)と導体パターン1b7(図8参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。
次いで、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、上述したペースト状またはシート状の半田(図示せず)のリフロー処理が実行される。その結果、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、外部導出端子3a(図10参照)と導体パターン1b8(図8参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3b(図10参照)と導体パターン1b2(図8参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3c(図10参照)と導体パターン1b3(図8参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3d(図10参照)と導体パターン1b4(図8参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3e(図10参照)と導体パターン1b5(図8参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3f(図10参照)と導体パターン1b6(図8参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3g(図10参照)と導体パターン1b7(図8参照)とが電気的に接続されている。また、リアクトルL(図11参照)の一方の端子La(図11参照)と導体パターン1b1(図8参照)とが電気的に接続され、リアクトルL(図11参照)の他方の端子Lb(図11参照)と導体パターン1b8(図8参照)とが電気的に接続されている。
次いで、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、外囲ケース2(図11参照)の内部などの洗浄処理が実行され、次いで、図12に示すようなワイヤボンディング処理が実行される。詳細には、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図12に示すように、IGBTチップQ1a(図11参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1a(図11参照)のアノード電極と導体パターン1b2(図8参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4aによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b(図11参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1b(図11参照)のアノード電極と導体パターン1b2(図8参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4bによって電気的に接続されている。その結果、図13に示すように、IGBTチップQ1a(図11参照)と還流ダイオードチップD1a(図11参照)とIGBTチップQ1b(図11参照)と還流ダイオードチップD1b(図11参照)とスナバ用コンデンサチップC1(図11参照)とが並列接続されている。
また、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図12に示すように、IGBTチップQ2a(図11参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2a(図11参照)のアノード電極と導体パターン1b3(図8参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4cによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ2b(図11参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2b(図11参照)のアノード電極と導体パターン1b3(図8参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4dによって電気的に接続されている。その結果、図13に示すように、IGBTチップQ2a(図11参照)と還流ダイオードチップD2a(図11参照)とIGBTチップQ2b(図11参照)と還流ダイオードチップD2b(図11参照)とスナバ用コンデンサチップC2(図11参照)とが並列接続されている。
更に、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図8に示すように、導体パターン1b4が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1の右側(図8の右側)に配置されている。また、図12に示すように、IGBTチップQ1a(図11参照)のゲート電極と導体パターン1b4(図8参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4eによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b(図11参照)のゲート電極と導体パターン1b4(図8参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4fによって電気的に接続されている。
また、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図8に示すように、導体パターン1b5が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2の後側(図8の上側)に配置されている。更に、図12に示すように、IGBTチップQ2a(図11参照)のゲート電極と導体パターン1b5(図8参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4gによって電気的に接続されている。また、IGBTチップQ2b(図11参照)のゲート電極と導体パターン1b5(図8参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4hによって電気的に接続されている。
つまり、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図13に示すように、外部導出端子3aが高電位側の直流端子に接続可能に構成され、外部導出端子3bが3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能に構成され、外部導出端子3cが低電位側の直流端子に接続可能に構成されており、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10によって、3相ブリッジ回路の一部が構成されている。
詳細には、例えばピーク値の電圧が280Vの直流電源に対し、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10が3相ブリッジ回路の一部として用いられる場合には、例えば12.5mm□のサイズを有する600V系のIGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2bが用いられ、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2bよりも小さいサイズを有する還流ダイオードチップD1a,D1b,D2a,D2bが用いられ、1000〜5000pFの容量を有するスナバ用コンデンサチップC1,C2が用いられ、100μHのリアクトルLが用いられる。一方、例えばピーク値の電圧が560Vの直流電源に対し、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10が3相ブリッジ回路の一部として用いられる場合には、例えば12.5mm□のサイズを有する1200V系のIGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2bが用いられ、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2bよりも小さいサイズを有する還流ダイオードチップD1a,D1b,D2a,D2bが用いられ、1000〜5000pFの容量を有するスナバ用コンデンサチップC1,C2が用いられ、100μHのリアクトルLが用いられる。
換言すれば、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、導体パターン1b8(図8参照)およびリアクトルL(図9参照)を介して高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b1(図8参照)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2(図8参照)との間に、IGBTチップQ1a,Q1b(図9参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD1a,D1b(図9参照)が並列接続されている。
また、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2(図8参照)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b3(図8参照)との間に、IGBTチップQ2a,Q2b(図9参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD2a,D2b(図9参照)が並列接続されている。
更に、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ1a,Q1b(図9参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC1(図9参照)の右側の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1(図8参照)上のうち、還流ダイオードチップD1a(図9参照)と還流ダイオードチップD1b(図9参照)との間の隙間部分1b1a(図9参照)に配置されている。
そのため、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、スナバ用コンデンサチップC1(図9参照)の右側の端子C1a(図7(A)参照)が還流ダイオードチップD1a(図9参照)および還流ダイオードチップD1b(図9参照)よりも左側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール10全体の左右方向寸法を小型化することができる。
また、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ2a,Q2b(図9参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC2(図9参照)の後側の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2(図8参照)上のうち、還流ダイオードチップD2a(図9参照)と還流ダイオードチップD2b(図9参照)との間の隙間部分1b2a(図9参照)に配置されている。
そのため、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、スナバ用コンデンサチップC2(図9参照)の後側の端子C2a(図7(A)参照)が還流ダイオードチップD2a(図9参照)および還流ダイオードチップD2b(図9参照)よりも前側に配置される場合よりも、パワー半導体モジュール10全体の前後方向寸法を小型化することができる。
更に、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、リアクトルL(図11参照)の一方の端子La(図11参照)が導体パターン1b1(図8参照)に電気的に接続されると共に、リアクトルL(図11参照)の他方の端子Lb(図11参照)が導体パターン1b8(図8参照)に電気的に接続されている。そのため、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、リアクトルL(図11参照)とスナバ用コンデンサチップC1,C2(図11参照)との共振作用により、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b(図11参照)にかかる跳ね上がり電圧を抑制することができる。
すなわち、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b(図11参照)にかかる跳ね上がり電圧を抑制すると共に、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにすることができる。
詳細には、第4の実施形態のパワー半導体モジュール10では、リアクトルL(図11参照)とスナバ用コンデンサチップC1,C2(図11参照)とによる共振周波数が約200〜500kHzに設定され、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b(図11参照)のON/OFFのスイッチング周波数が約20〜50Hzに設定されている。
以下、本発明のパワー半導体モジュールの第5の実施形態について説明する。図14〜図18は第5の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造工程を示した図である。詳細には、図14は第5の実施形態のパワー半導体モジュール10に用いられるDBC基板1の平面図である。図15は図14に示すDBC基板1上にIGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b,Q1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’,Q1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”、還流ダイオードチップD1a,D1b,D2a,D2b,D1a’,D1b’,D2a’,D2b’,D1a”,D1b”,D2a”,D2b”およびスナバ用コンデンサC1,C2,C1’,C2’,C1”,C2”が配置された状態を示した図である。図16は図15に示すDBC基板1などの上に被せられる外囲ケース2の平面図である。図17は図15に示すDBC基板1などの上に図16に示す外囲ケース2が被せられた状態を示した図である。図18はボンディングワイヤ4a,4b,4c,4d,4e,4f,4g,4h,4i,4j,4k,4l,4a’,4b’,4c’,4d’,4e’,4f’,4g’,4h’,4i’,4j’,4k’,4l’,4a”,4b”,4c”,4d”,4e”,4f”,4g”,4h”,4i”,4j”,4k”,4l”がワイヤボンディング処理された後における第5の実施形態のパワー半導体モジュール10の平面図である。図19は第5の実施形態のパワー半導体モジュール10の等価回路図である。
第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、絶縁基板1aと、絶縁基板1aの上面に形成された導体パターン1b1,1b2,1b3,1b4,1b5,1b6,1b7,1b1’,1b2’,1b3’,1b4’,1b5’,1b6’,1b7’,1b1”,1b2”,1b3”,1b4”,1b5”,1b6”,1b7”と、絶縁基板1aの下面に形成された導体パターン(図示せず)とによって構成されるDBC基板1が用いられている。詳細には、例えば、絶縁基板1aの下面に形成された導体パターン(図示せず)には、放熱板(図示せず)が半田(図示せず)を介して機械的および熱的に接続可能に構成されている。
第5の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、図15に示すように、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b1(図14参照)上に、IGBTチップQ1a,Q1bおよび還流ダイオードチップD1a,D1bが配置される。また、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b2(図14参照)上に、IGBTチップQ2a,Q2bおよび還流ダイオードチップD2a,D2bが配置される。更に、導体パターン1b1(図14参照)と導体パターン1b2(図14参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC1が配置される。また、導体パターン1b2(図14参照)と導体パターン1b3(図14参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC2が配置される。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、図15に示すように、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b1’(図14参照)上に、IGBTチップQ1a’,Q1b’および還流ダイオードチップD1a’,D1b’が配置される。また、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b2’(図14参照)上に、IGBTチップQ2a’,Q2b’および還流ダイオードチップD2a’,D2b’が配置される。更に、導体パターン1b1’(図14参照)と導体パターン1b2’(図14参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC1’が配置される。また、導体パターン1b2’(図14参照)と導体パターン1b3’(図14参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC2’が配置される。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、図15に示すように、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b1”(図14参照)上に、IGBTチップQ1a”,Q1b”および還流ダイオードチップD1a”,D1b”が配置される。また、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b2”(図14参照)上に、IGBTチップQ2a”,Q2b”および還流ダイオードチップD2a”,D2b”が配置される。更に、導体パターン1b1”(図14参照)と導体パターン1b2”(図14参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC1”が配置される。また、導体パターン1b2”(図14参照)と導体パターン1b3”(図14参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC2”が配置される。
詳細には、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図15に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1aが導体パターン1b1(図14参照)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1aと同一のサイズを有するIGBTチップQ1bが、導体パターン1b1(図14参照)上のうち、IGBTチップQ1aの前側(図15の下側)にIGBTチップQ1aに隣接して配置されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図15に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップQ1aより小さいサイズを有する還流ダイオードチップD1aが、導体パターン1b1(図14参照)上のうち、IGBTチップQ1aの左側(図15の左側)にIGBTチップQ1aに隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1aと同一のサイズを有する還流ダイオードチップD1bが、導体パターン1b1(図14参照)上のうち、IGBTチップQ1bの左側(図15の左側)にIGBTチップQ1bに隣接して、かつ、還流ダイオードチップD1aとの間に隙間部分1b1aが形成されるように配置されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b2が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1の左側(図14の左側)に導体パターン1b1に隣接して配置されている。更に、図15に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1aと同一のサイズを有するIGBTチップQ2aが、導体パターン1b2(図14参照)上に配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ2aと同一のサイズを有するIGBTチップQ2bが、導体パターン1b2(図14参照)上のうち、IGBTチップQ2aの左側(図15の左側)にIGBTチップQ2aに隣接して配置されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図15に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1aと同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2aが、導体パターン1b2(図14参照)上のうち、IGBTチップQ2aの前側(図15の下側)にIGBTチップQ2aに隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD2aと同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2bが、導体パターン1b2(図14参照)上のうち、IGBTチップQ2bの前側(図15の下側)にIGBTチップQ2bに隣接して、かつ、還流ダイオードチップD2aとの間に隙間部分1b2aが形成されるように配置されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b3が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2の前側(図14の下側)に導体パターン1b2に隣接して配置されている。更に、図15に示すように、スナバ用コンデンサチップC1の一方の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1(図14参照)の隙間部分1b1a上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC1の他方の端子C1b(図7(A)参照)が、導体パターン1b2(図14参照)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップC2の一方の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2(図14参照)の隙間部分1b2a上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC2の他方の端子C2b(図7(A)参照)が、導体パターン1b3(図14参照)上に配置されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図15に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1a’が導体パターン1b1’(図14参照)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1a’と同一のサイズを有するIGBTチップQ1b’が、導体パターン1b1’(図14参照)上のうち、IGBTチップQ1a’の前側(図15の下側)にIGBTチップQ1a’に隣接して配置されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図15に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップQ1a’より小さいサイズを有する還流ダイオードチップD1a’が、導体パターン1b1’(図14参照)上のうち、IGBTチップQ1a’の左側(図15の左側)にIGBTチップQ1a’に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1a’と同一のサイズを有する還流ダイオードチップD1b’が、導体パターン1b1’(図14参照)上のうち、IGBTチップQ1b’の左側(図15の左側)にIGBTチップQ1b’に隣接して、かつ、還流ダイオードチップD1a’との間に隙間部分1b1a’が形成されるように配置されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b2’が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1’の左側(図14の左側)に導体パターン1b1’に隣接して配置されている。更に、図15に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1a’と同一のサイズを有するIGBTチップQ2a’が、導体パターン1b2’(図14参照)上に配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ2a’と同一のサイズを有するIGBTチップQ2b’が、導体パターン1b2’(図14参照)上のうち、IGBTチップQ2a’の左側(図15の左側)にIGBTチップQ2a’に隣接して配置されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図15に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1a’と同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2a’が、導体パターン1b2’(図14参照)上のうち、IGBTチップQ2a’の前側(図15の下側)にIGBTチップQ2a’に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD2a’と同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2b’が、導体パターン1b2’(図14参照)上のうち、IGBTチップQ2b’の前側(図15の下側)にIGBTチップQ2b’に隣接して、かつ、還流ダイオードチップD2a’との間に隙間部分1b2a’が形成されるように配置されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b3’が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2’の前側(図14の下側)に導体パターン1b2’に隣接して配置されている。更に、図15に示すように、スナバ用コンデンサチップC1’の一方の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1’(図14参照)の隙間部分1b1a’上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC1’の他方の端子C1b(図7(A)参照)が、導体パターン1b2’(図14参照)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップC2’の一方の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2’(図14参照)の隙間部分1b2a’上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC2’の他方の端子C2b(図7(A)参照)が、導体パターン1b3’(図14参照)上に配置されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図15に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1a”が導体パターン1b1”(図14参照)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1a”と同一のサイズを有するIGBTチップQ1b”が、導体パターン1b1”(図14参照)上のうち、IGBTチップQ1a”の前側(図15の下側)にIGBTチップQ1a”に隣接して配置されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図15に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップQ1a”より小さいサイズを有する還流ダイオードチップD1a”が、導体パターン1b1”(図14参照)上のうち、IGBTチップQ1a”の左側(図15の左側)にIGBTチップQ1a”に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1a”と同一のサイズを有する還流ダイオードチップD1b”が、導体パターン1b1”(図14参照)上のうち、IGBTチップQ1b”の左側(図15の左側)にIGBTチップQ1b”に隣接して、かつ、還流ダイオードチップD1a”との間に隙間部分1b1a”が形成されるように配置されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b2”が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1”の左側(図14の左側)に導体パターン1b1”に隣接して配置されている。更に、図15に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1a”と同一のサイズを有するIGBTチップQ2a”が、導体パターン1b2”(図14参照)上に配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ2a”と同一のサイズを有するIGBTチップQ2b”が、導体パターン1b2”(図14参照)上のうち、IGBTチップQ2a”の左側(図15の左側)にIGBTチップQ2a”に隣接して配置されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図15に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1a”と同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2a”が、導体パターン1b2”(図14参照)上のうち、IGBTチップQ2a”の前側(図15の下側)にIGBTチップQ2a”に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD2a”と同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2b”が、導体パターン1b2”(図14参照)上のうち、IGBTチップQ2b”の前側(図15の下側)にIGBTチップQ2b”に隣接して、かつ、還流ダイオードチップD2a”との間に隙間部分1b2a”が形成されるように配置されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b3”が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2”の前側(図14の下側)に導体パターン1b2”に隣接して配置されている。更に、図15に示すように、スナバ用コンデンサチップC1”の一方の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1”(図14参照)の隙間部分1b1a”上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC1”の他方の端子C1b(図7(A)参照)が、導体パターン1b2”(図14参照)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップC2”の一方の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2”(図14参照)の隙間部分1b2a”上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC2”の他方の端子C2b(図7(A)参照)が、導体パターン1b3”(図14参照)上に配置されている。
次いで、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、図17に示すように、外囲ケース2がDBC基板1(図14参照)の絶縁基板1a(図14参照)の外縁部上に例えば接着剤を介して配置される。詳細には、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図16に示すように、外部導出端子3a,3b,3c,3d,3e,3f,3g,3a’,3b’,3c’,3d’,3e’,3f’,3g’,3a”,3b”,3c”,3d”,3e”,3f”,3g”がインサート成形されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図17に示すように、外囲ケース2がDBC基板1(図14参照)上に被せられる時に、外部導出端子3aの下端部3a1(図16参照)と導体パターン1b1(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3bの下端部3b1(図16参照)と導体パターン1b2(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3cの下端部3c1(図16参照)と導体パターン1b3(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3dの下端部3d1(図16参照)と導体パターン1b4(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3eの下端部3e1(図16参照)と導体パターン1b5(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3fの下端部3f1(図16参照)と導体パターン1b6(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3gの下端部3g1(図16参照)と導体パターン1b7(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図17に示すように、外囲ケース2がDBC基板1(図14参照)上に被せられる時に、外部導出端子3a’の下端部3a1’(図16参照)と導体パターン1b1’(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3b’の下端部3b1’(図16参照)と導体パターン1b2’(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3c’の下端部3c1’(図16参照)と導体パターン1b3’(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3d’の下端部3d1’(図16参照)と導体パターン1b4’(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3e’の下端部3e1’(図16参照)と導体パターン1b5’(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3f’の下端部3f1’(図16参照)と導体パターン1b6’(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3g’の下端部3g1’(図16参照)と導体パターン1b7’(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図17に示すように、外囲ケース2がDBC基板1(図14参照)上に被せられる時に、外部導出端子3a”の下端部3a1”(図16参照)と導体パターン1b1”(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3b”の下端部3b1”(図16参照)と導体パターン1b2”(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3c”の下端部3c1”(図16参照)と導体パターン1b3”(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3d”の下端部3d1”(図16参照)と導体パターン1b4”(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3e”の下端部3e1”(図16参照)と導体パターン1b5”(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3f”の下端部3f1”(図16参照)と導体パターン1b6”(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3g”の下端部3g1”(図16参照)と導体パターン1b7”(図14参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。
次いで、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、上述したペースト状またはシート状の半田(図示せず)のリフロー処理が実行される。その結果、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、外部導出端子3a(図16参照)と導体パターン1b1(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3b(図16参照)と導体パターン1b2(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3c(図16参照)と導体パターン1b3(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3d(図16参照)と導体パターン1b4(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3e(図16参照)と導体パターン1b5(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3f(図16参照)と導体パターン1b6(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3g(図16参照)と導体パターン1b7(図14参照)とが電気的に接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、外部導出端子3a’(図16参照)と導体パターン1b1’(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3b’(図16参照)と導体パターン1b2’(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3c’(図16参照)と導体パターン1b3’(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3d’(図16参照)と導体パターン1b4’(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3e’(図16参照)と導体パターン1b5’(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3f’(図16参照)と導体パターン1b6’(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3g’(図16参照)と導体パターン1b7’(図14参照)とが電気的に接続されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、外部導出端子3a”(図16参照)と導体パターン1b1”(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3b”(図16参照)と導体パターン1b2”(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3c”(図16参照)と導体パターン1b3”(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3d”(図16参照)と導体パターン1b4”(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3e”(図16参照)と導体パターン1b5”(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3f”(図16参照)と導体パターン1b6”(図14参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3g”(図16参照)と導体パターン1b7”(図14参照)とが電気的に接続されている。
次いで、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、外囲ケース2(図17参照)の内部などの洗浄処理が実行され、次いで、図18に示すようなワイヤボンディング処理が実行される。詳細には、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図18に示すように、IGBTチップQ1a(図17参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1a(図17参照)のアノード電極と導体パターン1b2(図14参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4aによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b(図17参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1b(図17参照)のアノード電極と導体パターン1b2(図14参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4bによって電気的に接続されている。その結果、図19に示すように、IGBTチップQ1a(図17参照)と還流ダイオードチップD1a(図17参照)とIGBTチップQ1b(図17参照)と還流ダイオードチップD1b(図17参照)とスナバ用コンデンサチップC1(図17参照)とが並列接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図18に示すように、IGBTチップQ2a(図17参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2a(図17参照)のアノード電極と導体パターン1b3(図14参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4cによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ2b(図17参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2b(図17参照)のアノード電極と導体パターン1b3(図14参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4dによって電気的に接続されている。その結果、図19に示すように、IGBTチップQ2a(図17参照)と還流ダイオードチップD2a(図17参照)とIGBTチップQ2b(図17参照)と還流ダイオードチップD2b(図17参照)とスナバ用コンデンサチップC2(図17参照)とが並列接続されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図18に示すように、IGBTチップQ1a’(図17参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1a’(図17参照)のアノード電極と導体パターン1b2’(図14参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4a’によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b’(図17参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1b’(図17参照)のアノード電極と導体パターン1b2’(図14参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4b’によって電気的に接続されている。その結果、図19に示すように、IGBTチップQ1a’(図17参照)と還流ダイオードチップD1a’(図17参照)とIGBTチップQ1b’(図17参照)と還流ダイオードチップD1b’(図17参照)とスナバ用コンデンサチップC1’(図17参照)とが並列接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図18に示すように、IGBTチップQ2a’(図17参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2a’(図17参照)のアノード電極と導体パターン1b3’(図14参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4c’によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ2b’(図17参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2b’(図17参照)のアノード電極と導体パターン1b3’(図14参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4d’によって電気的に接続されている。その結果、図19に示すように、IGBTチップQ2a’(図17参照)と還流ダイオードチップD2a’(図17参照)とIGBTチップQ2b’(図17参照)と還流ダイオードチップD2b’(図17参照)とスナバ用コンデンサチップC2’(図17参照)とが並列接続されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図18に示すように、IGBTチップQ1a”(図17参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1a”(図17参照)のアノード電極と導体パターン1b2”(図14参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4a”によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b”(図17参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1b”(図17参照)のアノード電極と導体パターン1b2”(図14参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4b”によって電気的に接続されている。その結果、図19に示すように、IGBTチップQ1a”(図17参照)と還流ダイオードチップD1a”(図17参照)とIGBTチップQ1b”(図17参照)と還流ダイオードチップD1b”(図17参照)とスナバ用コンデンサチップC1”(図17参照)とが並列接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図18に示すように、IGBTチップQ2a”(図17参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2a”(図17参照)のアノード電極と導体パターン1b3”(図14参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4c”によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ2b”(図17参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2b”(図17参照)のアノード電極と導体パターン1b3”(図14参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4d”によって電気的に接続されている。その結果、図19に示すように、IGBTチップQ2a”(図17参照)と還流ダイオードチップD2a”(図17参照)とIGBTチップQ2b”(図17参照)と還流ダイオードチップD2b”(図17参照)とスナバ用コンデンサチップC2”(図17参照)とが並列接続されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b4が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1の右側(図14の右側)に配置されている。また、図18に示すように、IGBTチップQ1a(図17参照)のゲート電極と導体パターン1b4(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4eによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b(図17参照)のゲート電極と導体パターン1b4(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4fによって電気的に接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b5が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2の後側(図14の上側)に配置されている。更に、図18に示すように、IGBTチップQ2a(図17参照)のゲート電極と導体パターン1b5(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4gによって電気的に接続されている。また、IGBTチップQ2b(図17参照)のゲート電極と導体パターン1b5(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4hによって電気的に接続されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b4’が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1’の右側(図14の右側)に配置されている。また、図18に示すように、IGBTチップQ1a’(図17参照)のゲート電極と導体パターン1b4’(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4e’によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b’(図17参照)のゲート電極と導体パターン1b4’(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4f’によって電気的に接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b5’が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2’の後側(図14の上側)に配置されている。更に、図18に示すように、IGBTチップQ2a’(図17参照)のゲート電極と導体パターン1b5’(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4g’によって電気的に接続されている。また、IGBTチップQ2b’(図17参照)のゲート電極と導体パターン1b5’(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4h’によって電気的に接続されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b4”が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1”の右側(図14の右側)に配置されている。また、図18に示すように、IGBTチップQ1a”(図17参照)のゲート電極と導体パターン1b4”(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4e”によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b”(図17参照)のゲート電極と導体パターン1b4”(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4f”によって電気的に接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b5”が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2”の後側(図14の上側)に配置されている。更に、図18に示すように、IGBTチップQ2a”(図17参照)のゲート電極と導体パターン1b5”(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4g”によって電気的に接続されている。また、IGBTチップQ2b”(図17参照)のゲート電極と導体パターン1b5”(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4h”によって電気的に接続されている。
つまり、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図19に示すように、外部導出端子3a,3a’,3a”が高電位側の直流端子に接続可能に構成され、外部導出端子3b,3b’,3b”が3相交流電圧のそれぞれの交流端子に接続可能に構成され、外部導出端子3c,3c’,3c”が低電位側の直流端子に接続可能に構成されており、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10によって、3相ブリッジ回路が構成されている。
詳細には、例えばピーク値の電圧が280Vの直流電源に対し、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10が3相ブリッジ回路として用いられる場合には、例えば12.5mm□のサイズを有する600V系の同一仕様のIGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b,Q1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’,Q1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”が用いられ、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b,Q1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’,Q1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”よりも小さいサイズを有する同一仕様の還流ダイオードチップD1a,D1b,D2a,D2b,D1a’,D1b’,D2a’,D2b’,D1a”,D1b”,D2a”,D2b”が用いられ、1000〜5000pFの容量を有する同一仕様のスナバ用コンデンサチップC1,C2,C1’,C2’,C1”,C2”が用いられる。一方、例えばピーク値の電圧が560Vの直流電源に対し、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10が3相ブリッジ回路として用いられる場合には、例えば12.5mm□のサイズを有する1200V系の同一仕様のIGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b,Q1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’,Q1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”が用いられ、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b,Q1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’,Q1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”よりも小さいサイズを有する同一仕様の還流ダイオードチップD1a,D1b,D2a,D2b,D1a’,D1b’,D2a’,D2b’,D1a”,D1b”,D2a”,D2b”が用いられ、1000〜5000pFの容量を有する同一仕様のスナバ用コンデンサチップC1,C2,C1’,C2’,C1”,C2”が用いられる。
換言すれば、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b1(図14参照)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2(図14参照)との間に、IGBTチップQ1a,Q1b(図15参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD1a,D1b(図15参照)が並列接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2(図14参照)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b3(図14参照)との間に、IGBTチップQ2a,Q2b(図15参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD2a,D2b(図15参照)が並列接続されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ1a,Q1b(図15参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC1(図15参照)の右側の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1(図14参照)上のうち、還流ダイオードチップD1a(図15参照)と還流ダイオードチップD1b(図15参照)との間の隙間部分1b1a(図15参照)に配置されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ2a,Q2b(図15参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC2(図15参照)の後側の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2(図14参照)上のうち、還流ダイオードチップD2a(図15参照)と還流ダイオードチップD2b(図15参照)との間の隙間部分1b2a(図15参照)に配置されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b1’(図14参照)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2’(図14参照)との間に、IGBTチップQ1a’,Q1b’(図15参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD1a’,D1b’(図15参照)が並列接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2’(図14参照)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b3’(図14参照)との間に、IGBTチップQ2a’,Q2b’(図15参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD2a’,D2b’(図15参照)が並列接続されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ1a’,Q1b’(図15参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC1’(図15参照)の右側の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1’(図14参照)上のうち、還流ダイオードチップD1a’(図15参照)と還流ダイオードチップD1b’(図15参照)との間の隙間部分1b1a’(図15参照)に配置されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ2a’,Q2b’(図15参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC2’(図15参照)の後側の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2’(図14参照)上のうち、還流ダイオードチップD2a’(図15参照)と還流ダイオードチップD2b’(図15参照)との間の隙間部分1b2a’(図15参照)に配置されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b1”(図14参照)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2”(図14参照)との間に、IGBTチップQ1a”,Q1b”(図15参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD1a”,D1b”(図15参照)が並列接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2”(図14参照)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b3”(図14参照)との間に、IGBTチップQ2a”,Q2b”(図15参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD2a”,D2b”(図15参照)が並列接続されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ1a”,Q1b”(図15参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC1”(図15参照)の右側の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1”(図14参照)上のうち、還流ダイオードチップD1a”(図15参照)と還流ダイオードチップD1b”(図15参照)との間の隙間部分1b1a”(図15参照)に配置されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ2a”,Q2b”(図15参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC2”(図15参照)の後側の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2”(図14参照)上のうち、還流ダイオードチップD2a”(図15参照)と還流ダイオードチップD2b”(図15参照)との間の隙間部分1b2a”(図15参照)に配置されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b6が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1の右側(図14の右側)に配置されている。また、図18に示すように、IGBTチップQ1a(図17参照)のエミッタ電極と導体パターン1b6(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4iによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b(図17参照)のエミッタ電極と導体パターン1b6(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4jによって電気的に接続されている。また、外囲ケース2にインサート成形された外部導出端子3f(図17参照)と導体パターン1b6(図14参照)とが電気的に接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b7が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2の後側(図14の上側)に配置されている。また、図18に示すように、IGBTチップQ2a(図17参照)のエミッタ電極と導体パターン1b7(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4kによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ2b(図17参照)のエミッタ電極と導体パターン1b7(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4lによって電気的に接続されている。また、外囲ケース2にインサート成形された外部導出端子3g(図17参照)と導体パターン1b7(図14参照)とが電気的に接続されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b6’が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1’の右側(図14の右側)に配置されている。また、図18に示すように、IGBTチップQ1a’(図17参照)のエミッタ電極と導体パターン1b6’(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4i’によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b’(図17参照)のエミッタ電極と導体パターン1b6’(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4j’によって電気的に接続されている。また、外囲ケース2にインサート成形された外部導出端子3f’(図17参照)と導体パターン1b6’(図14参照)とが電気的に接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b7’が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2’の後側(図14の上側)に配置されている。また、図18に示すように、IGBTチップQ2a’(図17参照)のエミッタ電極と導体パターン1b7’(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4k’によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ2b’(図17参照)のエミッタ電極と導体パターン1b7’(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4l’によって電気的に接続されている。また、外囲ケース2にインサート成形された外部導出端子3g’(図17参照)と導体パターン1b7’(図14参照)とが電気的に接続されている。
更に、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b6”が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1”の右側(図14の右側)に配置されている。また、図18に示すように、IGBTチップQ1a”(図17参照)のエミッタ電極と導体パターン1b6”(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4i”によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b”(図17参照)のエミッタ電極と導体パターン1b6”(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4j”によって電気的に接続されている。また、外囲ケース2にインサート成形された外部導出端子3f”(図17参照)と導体パターン1b6”(図14参照)とが電気的に接続されている。
また、第5の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図14に示すように、導体パターン1b7”が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2”の後側(図14の上側)に配置されている。また、図18に示すように、IGBTチップQ2a”(図17参照)のエミッタ電極と導体パターン1b7”(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4k”によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ2b”(図17参照)のエミッタ電極と導体パターン1b7”(図14参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4l”によって電気的に接続されている。また、外囲ケース2にインサート成形された外部導出端子3g”(図17参照)と導体パターン1b7”(図14参照)とが電気的に接続されている。
以下、本発明のパワー半導体モジュールの第6の実施形態について説明する。図20〜図24は第6の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造工程を示した図である。詳細には、図20は第6の実施形態のパワー半導体モジュール10に用いられるDBC基板1の平面図である。図21は図20に示すDBC基板1上にIGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b,Q1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’,Q1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”、還流ダイオードチップD1a,D1b,D2a,D2b,D1a’,D1b’,D2a’,D2b’,D1a”,D1b”,D2a”,D2b”、スナバ用コンデンサC1,C2,C1’,C2’,C1”,C2”およびリアクトルL,L’,L”が配置された状態を示した図である。図22は図21に示すDBC基板1などの上に被せられる外囲ケース2の平面図である。図23は図21に示すDBC基板1などの上に図22に示す外囲ケース2が被せられた状態を示した図である。図24はボンディングワイヤ4a,4b,4c,4d,4e,4f,4g,4h,4i,4j,4k,4l,4a’,4b’,4c’,4d’,4e’,4f’,4g’,4h’,4i’,4j’,4k’,4l’,4a”,4b”,4c”,4d”,4e”,4f”,4g”,4h”,4i”,4j”,4k”,4l”がワイヤボンディング処理された後における第6の実施形態のパワー半導体モジュール10の平面図である。図25は第6の実施形態のパワー半導体モジュール10の等価回路図である。
第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、絶縁基板1aと、絶縁基板1aの上面に形成された導体パターン1b1,1b2,1b3,1b4,1b5,1b6,1b7,1b8,1b1’,1b2’,1b3’,1b4’,1b5’,1b6’,1b7’,1b8’,1b1”,1b2”,1b3”,1b4”,1b5”,1b6”,1b7”,1b8”と、絶縁基板1aの下面に形成された導体パターン(図示せず)とによって構成されるDBC基板1が用いられている。詳細には、導体パターン1b1には、リアクトルL(図21参照)の一方の端子La(図21参照)を位置決めするための穴1b1bが形成されている。また、導体パターン1b8には、リアクトルL(図21参照)の他方の端子Lb(図21参照)を位置決めするための穴1b8aが形成されている。更に、導体パターン1b1’には、リアクトルL’(図21参照)の一方の端子La’(図21参照)を位置決めするための穴1b1b’が形成されている。また、導体パターン1b8’には、リアクトルL’(図21参照)の他方の端子Lb’(図21参照)を位置決めするための穴1b8a’が形成されている。更に、導体パターン1b1”には、リアクトルL”(図21参照)の一方の端子La”(図21参照)を位置決めするための穴1b1b”が形成されている。また、導体パターン1b8”には、リアクトルL”(図21参照)の他方の端子Lb”(図21参照)を位置決めするための穴1b8a”が形成されている。更に、例えば、絶縁基板1aの下面に形成された導体パターン(図示せず)には、放熱板(図示せず)が半田(図示せず)を介して機械的および熱的に接続可能に構成されている。
第6の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、図21に示すように、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b1(図20参照)上に、IGBTチップQ1a,Q1bおよび還流ダイオードチップD1a,D1bが配置される。また、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b2(図20参照)上に、IGBTチップQ2a,Q2bおよび還流ダイオードチップD2a,D2bが配置される。更に、導体パターン1b1(図20参照)と導体パターン1b2(図20参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC1が配置される。また、導体パターン1b2(図20参照)と導体パターン1b3(図20参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC2が配置される。更に、導体パターン1b1(図20参照)と導体パターン1b8(図20参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して例えばトロイダルコイルのようなリアクトルLが配置される。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、図21に示すように、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b1’(図20参照)上に、IGBTチップQ1a’,Q1b’および還流ダイオードチップD1a’,D1b’が配置される。また、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b2’(図20参照)上に、IGBTチップQ2a’,Q2b’および還流ダイオードチップD2a’,D2b’が配置される。更に、導体パターン1b1’(図20参照)と導体パターン1b2’(図20参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC1’が配置される。また、導体パターン1b2’(図20参照)と導体パターン1b3’(図20参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC2’が配置される。更に、導体パターン1b1’(図20参照)と導体パターン1b8’(図20参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して例えばトロイダルコイルのようなリアクトルL’が配置される。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、図21に示すように、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b1”(図20参照)上に、IGBTチップQ1a”,Q1b”および還流ダイオードチップD1a”,D1b”が配置される。また、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して、DBC基板1の導体パターン1b2”(図20参照)上に、IGBTチップQ2a”,Q2b”および還流ダイオードチップD2a”,D2b”が配置される。更に、導体パターン1b1”(図20参照)と導体パターン1b2”(図20参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC1”が配置される。また、導体パターン1b2”(図20参照)と導体パターン1b3”(図20参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介してスナバ用コンデンサチップC2”が配置される。更に、導体パターン1b1”(図20参照)と導体パターン1b8”(図20参照)とを橋絡するように、それらの上に例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)を介して例えばトロイダルコイルのようなリアクトルL”が配置される。
詳細には、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図21に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1aが導体パターン1b1(図20参照)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1aと同一のサイズを有するIGBTチップQ1bが、導体パターン1b1(図20参照)上のうち、IGBTチップQ1aの前側(図21の下側)にIGBTチップQ1aに隣接して配置されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図21に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップQ1aより小さいサイズを有する還流ダイオードチップD1aが、導体パターン1b1(図20参照)上のうち、IGBTチップQ1aの左側(図21の左側)にIGBTチップQ1aに隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1aと同一のサイズを有する還流ダイオードチップD1bが、導体パターン1b1(図20参照)上のうち、IGBTチップQ1bの左側(図21の左側)にIGBTチップQ1bに隣接して、かつ、還流ダイオードチップD1aとの間に隙間部分1b1aが形成されるように配置されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図21に示すように、導体パターン1b8が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1の後側(図20の上側)に導体パターン1b1に隣接して配置されている。更に、図21に示すように、リアクトルLの一方の端子Laが導体パターン1b1(図20参照)の穴1b1b(図20参照)に位置決めされている。また、リアクトルLの他方の端子Lbが導体パターン1b8(図20参照)の穴1b8a(図20参照)に位置決めされている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、導体パターン1b2が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1の左側(図20の左側)に導体パターン1b1に隣接して配置されている。更に、図21に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1aと同一のサイズを有するIGBTチップQ2aが、導体パターン1b2(図20参照)上に配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ2aと同一のサイズを有するIGBTチップQ2bが、導体パターン1b2(図20参照)上のうち、IGBTチップQ2aの左側(図21の左側)にIGBTチップQ2aに隣接して配置されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図21に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1aと同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2aが、導体パターン1b2(図20参照)上のうち、IGBTチップQ2aの前側(図21の下側)にIGBTチップQ2aに隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD2aと同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2bが、導体パターン1b2(図20参照)上のうち、IGBTチップQ2bの前側(図21の下側)にIGBTチップQ2bに隣接して、かつ、還流ダイオードチップD2aとの間に隙間部分1b2aが形成されるように配置されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、導体パターン1b3が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2の前側(図20の下側)に導体パターン1b2に隣接して配置されている。更に、図21に示すように、スナバ用コンデンサチップC1の一方の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1(図20参照)の隙間部分1b1a上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC1の他方の端子C1b(図7(A)参照)が、導体パターン1b2(図20参照)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップC2の一方の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2(図20参照)の隙間部分1b2a上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC2の他方の端子C2b(図7(A)参照)が、導体パターン1b3(図20参照)上に配置されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図21に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1a’が導体パターン1b1’(図20参照)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1a’と同一のサイズを有するIGBTチップQ1b’が、導体パターン1b1’(図20参照)上のうち、IGBTチップQ1a’の前側(図21の下側)にIGBTチップQ1a’に隣接して配置されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図21に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップQ1a’より小さいサイズを有する還流ダイオードチップD1a’が、導体パターン1b1’(図20参照)上のうち、IGBTチップQ1a’の左側(図21の左側)にIGBTチップQ1a’に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1a’と同一のサイズを有する還流ダイオードチップD1b’が、導体パターン1b1’(図20参照)上のうち、IGBTチップQ1b’の左側(図21の左側)にIGBTチップQ1b’に隣接して、かつ、還流ダイオードチップD1a’との間に隙間部分1b1a’が形成されるように配置されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図21に示すように、導体パターン1b8’が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1’の後側(図20の上側)に導体パターン1b1’に隣接して配置されている。更に、図21に示すように、リアクトルL’の一方の端子La’が導体パターン1b1’(図20参照)の穴1b1b’(図20参照)に位置決めされている。また、リアクトルL’の他方の端子Lb’が導体パターン1b8’(図20参照)の穴1b8a’(図20参照)に位置決めされている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、導体パターン1b2’が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1’の左側(図20の左側)に導体パターン1b1’に隣接して配置されている。更に、図21に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1a’と同一のサイズを有するIGBTチップQ2a’が、導体パターン1b2’(図20参照)上に配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ2a’と同一のサイズを有するIGBTチップQ2b’が、導体パターン1b2’(図20参照)上のうち、IGBTチップQ2a’の左側(図21の左側)にIGBTチップQ2a’に隣接して配置されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図21に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1a’と同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2a’が、導体パターン1b2’(図20参照)上のうち、IGBTチップQ2a’の前側(図21の下側)にIGBTチップQ2a’に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD2a’と同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2b’が、導体パターン1b2’(図20参照)上のうち、IGBTチップQ2b’の前側(図21の下側)にIGBTチップQ2b’に隣接して、かつ、還流ダイオードチップD2a’との間に隙間部分1b2a’が形成されるように配置されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、導体パターン1b3’が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2’の前側(図20の下側)に導体パターン1b2’に隣接して配置されている。更に、図21に示すように、スナバ用コンデンサチップC1’の一方の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1’(図20参照)の隙間部分1b1a’上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC1’の他方の端子C1b(図7(A)参照)が、導体パターン1b2’(図20参照)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップC2’の一方の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2’(図20参照)の隙間部分1b2a’上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC2’の他方の端子C2b(図7(A)参照)が、導体パターン1b3’(図20参照)上に配置されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図21に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1a”が導体パターン1b1”(図20参照)上に配置されている。更に、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1a”と同一のサイズを有するIGBTチップQ1b”が、導体パターン1b1”(図20参照)上のうち、IGBTチップQ1a”の前側(図21の下側)にIGBTチップQ1a”に隣接して配置されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図21に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、IGBTチップQ1a”より小さいサイズを有する還流ダイオードチップD1a”が、導体パターン1b1”(図20参照)上のうち、IGBTチップQ1a”の左側(図21の左側)にIGBTチップQ1a”に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1a”と同一のサイズを有する還流ダイオードチップD1b”が、導体パターン1b1”(図20参照)上のうち、IGBTチップQ1b”の左側(図21の左側)にIGBTチップQ1b”に隣接して、かつ、還流ダイオードチップD1a”との間に隙間部分1b1a”が形成されるように配置されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図21に示すように、導体パターン1b8”が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1”の後側(図20の上側)に導体パターン1b1”に隣接して配置されている。更に、図21に示すように、リアクトルL”の一方の端子La”が導体パターン1b1”(図20参照)の穴1b1b”(図20参照)に位置決めされている。また、リアクトルL”の他方の端子Lb”が導体パターン1b8”(図20参照)の穴1b8a”(図20参照)に位置決めされている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、導体パターン1b2”が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1”の左側(図20の左側)に導体パターン1b1”に隣接して配置されている。更に、図21に示すように、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ1a”と同一のサイズを有するIGBTチップQ2a”が、導体パターン1b2”(図20参照)上に配置されている。また、コレクタ電極が下側になり、エミッタ電極およびゲート電極が上側になるように、IGBTチップQ2a”と同一のサイズを有するIGBTチップQ2b”が、導体パターン1b2”(図20参照)上のうち、IGBTチップQ2a”の左側(図21の左側)にIGBTチップQ2a”に隣接して配置されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図21に示すように、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD1a”と同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2a”が、導体パターン1b2”(図20参照)上のうち、IGBTチップQ2a”の前側(図21の下側)にIGBTチップQ2a”に隣接して配置されている。また、カソード電極が下側になり、アノード電極が上側になるように、還流ダイオードチップD2a”と同一のサイズを有する還流ダイオードチップD2b”が、導体パターン1b2”(図20参照)上のうち、IGBTチップQ2b”の前側(図21の下側)にIGBTチップQ2b”に隣接して、かつ、還流ダイオードチップD2a”との間に隙間部分1b2a”が形成されるように配置されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、導体パターン1b3”が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2”の前側(図20の下側)に導体パターン1b2”に隣接して配置されている。更に、図21に示すように、スナバ用コンデンサチップC1”の一方の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1”(図20参照)の隙間部分1b1a”上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC1”の他方の端子C1b(図7(A)参照)が、導体パターン1b2”(図20参照)上に配置されている。更に、スナバ用コンデンサチップC2”の一方の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2”(図20参照)の隙間部分1b2a”上に配置されている。また、スナバ用コンデンサチップC2”の他方の端子C2b(図7(A)参照)が、導体パターン1b3”(図20参照)上に配置されている。
次いで、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、図23に示すように、外囲ケース2がDBC基板1(図20参照)の絶縁基板1a(図20参照)の外縁部上に例えば接着剤を介して配置される。詳細には、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図22に示すように、外部導出端子3a,3b,3c,3d,3e,3f,3g,3a’,3b’,3c’,3d’,3e’,3f’,3g’,3a”,3b”,3c”,3d”,3e”,3f”,3g”がインサート成形されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図23に示すように、外囲ケース2がDBC基板1(図20参照)上に被せられる時に、外部導出端子3aの下端部3a1(図22参照)と導体パターン1b8(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3bの下端部3b1(図22参照)と導体パターン1b2(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3cの下端部3c1(図22参照)と導体パターン1b3(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3dの下端部3d1(図22参照)と導体パターン1b4(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3eの下端部3e1(図22参照)と導体パターン1b5(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3fの下端部3f1(図22参照)と導体パターン1b6(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3gの下端部3g1(図22参照)と導体パターン1b7(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図23に示すように、外囲ケース2がDBC基板1(図20参照)上に被せられる時に、外部導出端子3a’の下端部3a1’(図22参照)と導体パターン1b8’(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3b’の下端部3b1’(図22参照)と導体パターン1b2’(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3c’の下端部3c1’(図22参照)と導体パターン1b3’(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3d’の下端部3d1’(図22参照)と導体パターン1b4’(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3e’の下端部3e1’(図22参照)と導体パターン1b5’(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3f’の下端部3f1’(図22参照)と導体パターン1b6’(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3g’の下端部3g1’(図22参照)と導体パターン1b7’(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図23に示すように、外囲ケース2がDBC基板1(図20参照)上に被せられる時に、外部導出端子3a”の下端部3a1”(図22参照)と導体パターン1b8”(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3b”の下端部3b1”(図22参照)と導体パターン1b2”(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3c”の下端部3c1”(図22参照)と導体パターン1b3”(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3d”の下端部3d1”(図22参照)と導体パターン1b4”(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3e”の下端部3e1”(図22参照)と導体パターン1b5”(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。また、外部導出端子3f”の下端部3f1”(図22参照)と導体パターン1b6”(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。更に、外部導出端子3g”の下端部3g1”(図22参照)と導体パターン1b7”(図20参照)との間に、例えばペースト状またはシート状の半田(図示せず)が介在せしめられる。
次いで、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、上述したペースト状またはシート状の半田(図示せず)のリフロー処理が実行される。その結果、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、外部導出端子3a(図22参照)と導体パターン1b8(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3b(図22参照)と導体パターン1b2(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3c(図22参照)と導体パターン1b3(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3d(図22参照)と導体パターン1b4(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3e(図22参照)と導体パターン1b5(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3f(図22参照)と導体パターン1b6(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3g(図22参照)と導体パターン1b7(図20参照)とが電気的に接続されている。また、リアクトルL(図23参照)の一方の端子La(図23参照)と導体パターン1b1(図20参照)とが電気的に接続され、リアクトルL(図23参照)の他方の端子Lb(図23参照)と導体パターン1b8(図20参照)とが電気的に接続されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、外部導出端子3a’(図22参照)と導体パターン1b8’(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3b’(図22参照)と導体パターン1b2’(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3c’(図22参照)と導体パターン1b3’(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3d’(図22参照)と導体パターン1b4’(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3e’(図22参照)と導体パターン1b5’(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3f’(図22参照)と導体パターン1b6’(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3g’(図22参照)と導体パターン1b7’(図20参照)とが電気的に接続されている。また、リアクトルL’(図23参照)の一方の端子La’(図23参照)と導体パターン1b1’(図20参照)とが電気的に接続され、リアクトルL’(図23参照)の他方の端子Lb’(図23参照)と導体パターン1b8’(図20参照)とが電気的に接続されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、外部導出端子3a”(図22参照)と導体パターン1b8”(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3b”(図22参照)と導体パターン1b2”(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3c”(図22参照)と導体パターン1b3”(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3d”(図22参照)と導体パターン1b4”(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3e”(図22参照)と導体パターン1b5”(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3f”(図22参照)と導体パターン1b6”(図20参照)とが電気的に接続され、外部導出端子3g”(図22参照)と導体パターン1b7”(図20参照)とが電気的に接続されている。また、リアクトルL”(図23参照)の一方の端子La”(図23参照)と導体パターン1b1”(図20参照)とが電気的に接続され、リアクトルL”(図23参照)の他方の端子Lb”(図23参照)と導体パターン1b8”(図20参照)とが電気的に接続されている。
次いで、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10の製造時には、外囲ケース2(図23参照)の内部などの洗浄処理が実行され、次いで、図24に示すようなワイヤボンディング処理が実行される。詳細には、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図24に示すように、IGBTチップQ1a(図23参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1a(図23参照)のアノード電極と導体パターン1b2(図20参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4aによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b(図23参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1b(図23参照)のアノード電極と導体パターン1b2(図20参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4bによって電気的に接続されている。その結果、図25に示すように、IGBTチップQ1a(図23参照)と還流ダイオードチップD1a(図23参照)とIGBTチップQ1b(図23参照)と還流ダイオードチップD1b(図23参照)とスナバ用コンデンサチップC1(図23参照)とが並列接続されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図24に示すように、IGBTチップQ2a(図23参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2a(図23参照)のアノード電極と導体パターン1b3(図20参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4cによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ2b(図23参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2b(図23参照)のアノード電極と導体パターン1b3(図20参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4dによって電気的に接続されている。その結果、図25に示すように、IGBTチップQ2a(図23参照)と還流ダイオードチップD2a(図23参照)とIGBTチップQ2b(図23参照)と還流ダイオードチップD2b(図23参照)とスナバ用コンデンサチップC2(図23参照)とが並列接続されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、導体パターン1b4が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1の右側(図20の右側)に配置されている。また、図24に示すように、IGBTチップQ1a(図23参照)のゲート電極と導体パターン1b4(図20参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4eによって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b(図23参照)のゲート電極と導体パターン1b4(図20参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4fによって電気的に接続されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、導体パターン1b5が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2の後側(図20の上側)に配置されている。更に、図24に示すように、IGBTチップQ2a(図23参照)のゲート電極と導体パターン1b5(図20参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4gによって電気的に接続されている。また、IGBTチップQ2b(図23参照)のゲート電極と導体パターン1b5(図20参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4hによって電気的に接続されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図24に示すように、IGBTチップQ1a’(図23参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1a’(図23参照)のアノード電極と導体パターン1b2’(図20参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4a’によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b’(図23参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1b’(図23参照)のアノード電極と導体パターン1b2’(図20参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4b’によって電気的に接続されている。その結果、図25に示すように、IGBTチップQ1a’(図23参照)と還流ダイオードチップD1a’(図23参照)とIGBTチップQ1b’(図23参照)と還流ダイオードチップD1b’(図23参照)とスナバ用コンデンサチップC1’(図23参照)とが並列接続されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図24に示すように、IGBTチップQ2a’(図23参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2a’(図23参照)のアノード電極と導体パターン1b3’(図20参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4c’によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ2b’(図23参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2b’(図23参照)のアノード電極と導体パターン1b3’(図20参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4d’によって電気的に接続されている。その結果、図25に示すように、IGBTチップQ2a’(図23参照)と還流ダイオードチップD2a’(図23参照)とIGBTチップQ2b’(図23参照)と還流ダイオードチップD2b’(図23参照)とスナバ用コンデンサチップC2’(図23参照)とが並列接続されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、導体パターン1b4’が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1’の右側(図20の右側)に配置されている。また、図24に示すように、IGBTチップQ1a’(図23参照)のゲート電極と導体パターン1b4’(図20参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4e’によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b’(図23参照)のゲート電極と導体パターン1b4’(図20参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4f’によって電気的に接続されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、導体パターン1b5’が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2’の後側(図20の上側)に配置されている。更に、図24に示すように、IGBTチップQ2a’(図23参照)のゲート電極と導体パターン1b5’(図20参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4g’によって電気的に接続されている。また、IGBTチップQ2b’(図23参照)のゲート電極と導体パターン1b5’(図20参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4h’によって電気的に接続されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図24に示すように、IGBTチップQ1a”(図23参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1a”(図23参照)のアノード電極と導体パターン1b2”(図20参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4a”によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b”(図23参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD1b”(図23参照)のアノード電極と導体パターン1b2”(図20参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4b”によって電気的に接続されている。その結果、図25に示すように、IGBTチップQ1a”(図23参照)と還流ダイオードチップD1a”(図23参照)とIGBTチップQ1b”(図23参照)と還流ダイオードチップD1b”(図23参照)とスナバ用コンデンサチップC1”(図23参照)とが並列接続されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図24に示すように、IGBTチップQ2a”(図23参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2a”(図23参照)のアノード電極と導体パターン1b3”(図20参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4c”によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ2b”(図23参照)のエミッタ電極と還流ダイオードチップD2b”(図23参照)のアノード電極と導体パターン1b3”(図20参照)とが、例えばφ300〜500μm程度の太さを有する複数本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4d”によって電気的に接続されている。その結果、図25に示すように、IGBTチップQ2a”(図23参照)と還流ダイオードチップD2a”(図23参照)とIGBTチップQ2b”(図23参照)と還流ダイオードチップD2b”(図23参照)とスナバ用コンデンサチップC2”(図23参照)とが並列接続されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、導体パターン1b4”が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b1”の右側(図20の右側)に配置されている。また、図24に示すように、IGBTチップQ1a”(図23参照)のゲート電極と導体パターン1b4”(図20参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4e”によって電気的に接続されている。更に、IGBTチップQ1b”(図23参照)のゲート電極と導体パターン1b4”(図20参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4f”によって電気的に接続されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図20に示すように、導体パターン1b5”が、絶縁基板1aの上面のうち、導体パターン1b2”の後側(図20の上側)に配置されている。更に、図24に示すように、IGBTチップQ2a”(図23参照)のゲート電極と導体パターン1b5”(図20参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4g”によって電気的に接続されている。また、IGBTチップQ2b”(図23参照)のゲート電極と導体パターン1b5”(図20参照)とが、例えばφ125μm程度の太さを有する1本のアルミニウム製ボンディングワイヤ4h”によって電気的に接続されている。
つまり、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、図25に示すように、外部導出端子3a,3a’,3a”が高電位側の直流端子に接続可能に構成され、外部導出端子3b,3b’,3b”が3相交流電圧のうちのいずれか1つの交流端子に接続可能に構成され、外部導出端子3c,3c’,3c”が低電位側の直流端子に接続可能に構成されており、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10によって、3相ブリッジ回路が構成されている。
詳細には、例えばピーク値の電圧が280Vの直流電源に対し、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10が3相ブリッジ回路として用いられる場合には、例えば12.5mm□のサイズを有する600V系の同一仕様のIGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b,Q1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’,Q1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”が用いられ、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b,Q1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’,Q1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”よりも小さいサイズを有する同一仕様の還流ダイオードチップD1a,D1b,D2a,D2b,D1a’,D1b’,D2a’,D2b’,D1a”,D1b”,D2a”,D2b”が用いられ、1000〜5000pFの容量を有する同一仕様のスナバ用コンデンサチップC1,C2,C1’,C2’,C1”,C2”が用いられ、同一仕様の100μHのリアクトルL,L’,L”が用いられる。一方、例えばピーク値の電圧が560Vの直流電源に対し、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10が3相ブリッジ回路として用いられる場合には、例えば12.5mm□のサイズを有する1200V系の同一仕様のIGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b,Q1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’,Q1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”が用いられ、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b,Q1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’,Q1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”よりも小さいサイズを有する同一仕様の還流ダイオードチップD1a,D1b,D2a,D2b,D1a’,D1b’,D2a’,D2b’,D1a”,D1b”,D2a”,D2b”が用いられ、1000〜5000pFの容量を有する同一仕様のスナバ用コンデンサチップC1,C2,C1’,C2’,C1”,C2”が用いられ、同一仕様の100μHのリアクトルL,L’,L”が用いられる。
換言すれば、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、導体パターン1b8(図20参照)およびリアクトルL(図21参照)を介して高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b1(図20参照)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2(図20参照)との間に、IGBTチップQ1a,Q1b(図21参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD1a,D1b(図21参照)が並列接続されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2(図20参照)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b3(図20参照)との間に、IGBTチップQ2a,Q2b(図21参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD2a,D2b(図21参照)が並列接続されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ1a,Q1b(図21参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC1(図21参照)の右側の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1(図20参照)上のうち、還流ダイオードチップD1a(図21参照)と還流ダイオードチップD1b(図21参照)との間の隙間部分1b1a(図21参照)に配置されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ2a,Q2b(図21参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC2(図21参照)の後側の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2(図20参照)上のうち、還流ダイオードチップD2a(図21参照)と還流ダイオードチップD2b(図21参照)との間の隙間部分1b2a(図21参照)に配置されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、導体パターン1b8’(図20参照)およびリアクトルL’(図21参照)を介して高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b1’(図20参照)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2’(図20参照)との間に、IGBTチップQ1a’,Q1b’(図21参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD1a’,D1b’(図21参照)が並列接続されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2’(図20参照)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b3’(図20参照)との間に、IGBTチップQ2a’,Q2b’(図21参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD2a’,D2b’(図21参照)が並列接続されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ1a’,Q1b’(図21参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC1’(図21参照)の右側の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1’(図20参照)上のうち、還流ダイオードチップD1a’(図21参照)と還流ダイオードチップD1b’(図21参照)との間の隙間部分1b1a’(図21参照)に配置されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ2a’,Q2b’(図21参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC2’(図21参照)の後側の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2’(図20参照)上のうち、還流ダイオードチップD2a’(図21参照)と還流ダイオードチップD2b’(図21参照)との間の隙間部分1b2a’(図21参照)に配置されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、導体パターン1b8”(図20参照)およびリアクトルL”(図21参照)を介して高電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b1”(図20参照)と、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2”(図20参照)との間に、IGBTチップQ1a”,Q1b”(図21参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD1a”,D1b”(図21参照)が並列接続されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、3相交流電圧のうちの1つの交流端子に接続可能な導体パターン1b2”(図20参照)と、低電位側の直流端子に接続可能な導体パターン1b3”(図20参照)との間に、IGBTチップQ2a”,Q2b”(図21参照)が並列接続されると共に、還流ダイオードチップD2a”,D2b”(図21参照)が並列接続されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ1a”,Q1b”(図21参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC1”(図21参照)の右側の端子C1a(図7(A)参照)が、導体パターン1b1”(図20参照)上のうち、還流ダイオードチップD1a”(図21参照)と還流ダイオードチップD1b”(図21参照)との間の隙間部分1b1a”(図21参照)に配置されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、パワー半導体モジュール10全体をコンパクトにするために、IGBTチップQ2a”,Q2b”(図21参照)に対して並列接続されるスナバ用コンデンサチップC2”(図21参照)の後側の端子C2a(図7(A)参照)が、導体パターン1b2”(図20参照)上のうち、還流ダイオードチップD2a”(図21参照)と還流ダイオードチップD2b”(図21参照)との間の隙間部分1b2a”(図21参照)に配置されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、リアクトルL(図23参照)の一方の端子La(図23参照)が導体パターン1b1(図20参照)に電気的に接続されると共に、リアクトルL(図23参照)の他方の端子Lb(図23参照)が導体パターン1b8(図20参照)に電気的に接続されている。そのため、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、リアクトルL(図23参照)とスナバ用コンデンサチップC1,C2(図23参照)との共振作用により、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b(図23参照)にかかる跳ね上がり電圧を抑制することができる。
詳細には、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、リアクトルL(図23参照)とスナバ用コンデンサチップC1,C2(図23参照)とによる共振周波数が約200〜500kHzに設定され、IGBTチップQ1a,Q1b,Q2a,Q2b(図23参照)のON/OFFのスイッチング周波数が約20〜50Hzに設定されている。
また、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、リアクトルL’(図23参照)の一方の端子La’(図23参照)が導体パターン1b1’(図20参照)に電気的に接続されると共に、リアクトルL’(図23参照)の他方の端子Lb’(図23参照)が導体パターン1b8’(図20参照)に電気的に接続されている。そのため、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、リアクトルL’(図23参照)とスナバ用コンデンサチップC1’,C2’(図23参照)との共振作用により、IGBTチップQ1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’(図23参照)にかかる跳ね上がり電圧を抑制することができる。
詳細には、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、リアクトルL’(図23参照)とスナバ用コンデンサチップC1’,C2’(図23参照)とによる共振周波数が約200〜500kHzに設定され、IGBTチップQ1a’,Q1b’,Q2a’,Q2b’(図23参照)のON/OFFのスイッチング周波数が約20〜50Hzに設定されている。
更に、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、リアクトルL”(図23参照)の一方の端子La”(図23参照)が導体パターン1b1”(図20参照)に電気的に接続されると共に、リアクトルL”(図23参照)の他方の端子Lb”(図23参照)が導体パターン1b8”(図20参照)に電気的に接続されている。そのため、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10によれば、リアクトルL”(図23参照)とスナバ用コンデンサチップC1”,C2”(図23参照)との共振作用により、IGBTチップQ1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”(図23参照)にかかる跳ね上がり電圧を抑制することができる。
詳細には、第6の実施形態のパワー半導体モジュール10では、リアクトルL”(図23参照)とスナバ用コンデンサチップC1”,C2”(図23参照)とによる共振周波数が約200〜500kHzに設定され、IGBTチップQ1a”,Q1b”,Q2a”,Q2b”(図23参照)のON/OFFのスイッチング周波数が約20〜50Hzに設定されている。
第7の実施形態では、上述した第1から第6の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。