半導(dǎo)體模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體模塊，所述半導(dǎo)體模塊搭載有：多個(gè)功率用半導(dǎo)體器件，分別構(gòu)成多組半橋電路的上臂和下臂；多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，分別驅(qū)動(dòng)這些功率用半導(dǎo)體器件內(nèi)的具有控制端子的功率用半導(dǎo)體器件以使其導(dǎo)通/截止，尤其是，分別構(gòu)成所述多組半橋電路的上臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的各低電位側(cè)電極和分別構(gòu)成所述多組半橋電路的下臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的各高電位側(cè)電極分別單獨(dú)地連接到多個(gè)外部連接用輸出端子。
【專利說明】半導(dǎo)體模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括分別形成多組半橋電路的上臂和下臂的多個(gè)功率用半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]包括分別形成多組半橋電路的上臂和下臂的多個(gè)功率用半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體模塊用作驅(qū)動(dòng)例如電動(dòng)機(jī)等的負(fù)載的逆變器裝置的輸出部的組成部件。圖6是示出在驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)M的逆變器裝置中使用的半導(dǎo)體模塊IPM的主要部分的概要結(jié)構(gòu)的圖，Ql、Q2至Q6是分別形成3組半橋電路的6個(gè)開關(guān)器件。并且，D1、D2至D6是分別反向并聯(lián)連接到所述各開關(guān)器件Ql、Q2至Q6的續(xù)流二極管。
[0003]這里，所述3組半橋電路構(gòu)成為形成上臂的開關(guān)器件Q1、Q2、Q3和形成下臂的開關(guān)器件Q4、Q5、Q6分別成對地串聯(lián)連接，其中，開關(guān)器件Q1、Q2、Q3共同連接到施加有直流電壓的電源端子P。所述各半橋電路將形成上臂的開關(guān)器件Ql (Q2、Q3)和形成下臂的開關(guān)器件Q4 (Q5、Q6)之間的連接點(diǎn)用作向所述三相電動(dòng)機(jī)M供應(yīng)U (V、W)相電力的輸出端子LI (L2、L3)。
[0004]并且，形成所述下臂的開關(guān)器件Q4、Q5、Q6的另一端分別連接到接地側(cè)端子N1、N2、N3。這些接地側(cè)端子N1、N2、N3通過例如分流電阻Rl、R2、R3接地。需要說明的是，所述開關(guān)器件Q1、Q2至Q6是由具有控制電極(柵電極)的IGBT或MOS-FET構(gòu)成的功率用半導(dǎo)體器件。關(guān)于具有這種構(gòu)成的半導(dǎo)體模塊IPM，例如在專利文獻(xiàn)I等中進(jìn)行了詳細(xì)的描述。
[0005]圖7示出了上述半導(dǎo)體模塊IPM的布局結(jié)構(gòu)示例。如圖7所示，現(xiàn)有的半導(dǎo)體模塊IPM在形成矩形的模塊主體的端子殼體的大約中央部設(shè)有絕緣基板2。并且半導(dǎo)體模塊IPM使所述開關(guān)器件Q1、Q2至Q6以及所述續(xù)流二極管D1、D2至D6在所述絕緣基板2上分別排成一列并且平行地布置。需要說明的是，在圖中，3為導(dǎo)體，4、5為構(gòu)成外部連接用控制端子的多根引線框架(LF)。所述導(dǎo)體3由兼作外部連接用控制端子的引線框架(3，3h)和鋁絕緣基板上的多個(gè)布線圖案(3a至3g)構(gòu)成。
[0006]所述半導(dǎo)體模塊IPM包括分別單獨(dú)地驅(qū)動(dòng)形成上臂的開關(guān)器件Ql、Q2、Q3以使它們導(dǎo)通/截止的高端控制電路IC1、IC2、IC3。半導(dǎo)體模塊MP還包括分別驅(qū)動(dòng)形成下臂的開關(guān)器件Q4、Q5、Q6以使其導(dǎo)通/截止的低端控制電路IC4。這些控制電路IC1、IC2、IC3、IC4排成一列并且與所述開關(guān)器件Ql、Q2至Q6的布置方向平行地布置。在確定這些開關(guān)器件Q1、Q2至Q6、所述續(xù)流二極管D1、D2至D6以及所述控制電路IC1、IC2、IC3、IC4的排列結(jié)構(gòu)時(shí)要爭取在半導(dǎo)體模塊IPM內(nèi)不形成不必要的電流環(huán)和電流環(huán)形成為最小。
[0007]在圖6中示出的構(gòu)成的半導(dǎo)體模塊IPM通過利用連接線(諸如，金線等的金屬線)將形成所述導(dǎo)體層的多個(gè)布線圖案3、所述開關(guān)器件Q1、Q2至Q6、所述續(xù)流二極管D1、D2至D6以及所述控制電路IC1、IC2、IC3互相連接來實(shí)現(xiàn)。并且從所述模塊主體引出到外部的外部連接用輸出端子沿著該模塊主體的一側(cè)的長邊，以例如電源端子P、所述輸出端子L1、L2、L3以及接地側(cè)端子N1、N2、N3的順序布置。并且用于將控制信號等輸入/輸出到所述控制電路ICl、IC2、IC3、IC4的外部連接用控制端子沿著所述模塊主體的另一側(cè)的長邊布置。實(shí)現(xiàn)上述布局結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體模塊的半導(dǎo)體器件構(gòu)造，在例如專利文獻(xiàn)2等中進(jìn)行了詳細(xì)的描述。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)
[0010]專利文獻(xiàn)1:日本特許第3394377號公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)2:日本特許第3941266號公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]技術(shù)問題
[0013]然而，在上述構(gòu)成的半導(dǎo)體模塊中，上臂側(cè)的開關(guān)器件Q1、Q2、Q3和下臂側(cè)的開關(guān)器件Q4、Q5、Q6在構(gòu)成所述各半橋電路的每個(gè)組中分別進(jìn)行內(nèi)部連接，其連接點(diǎn)照原樣作為所述外部連接用輸出端子L1、L2、L3分別引出到外部。因此，不可能利用該半導(dǎo)體模塊來構(gòu)成例如雙正激變換器或交錯(cuò)式升壓變換器等。具體地講，不可能在所述上臂側(cè)的開關(guān)器件Q1(Q2、Q3)和下臂側(cè)的開關(guān)器件Q4(Q5、Q6)之間插入例如線圈或電感。因此，作為所述三相電動(dòng)機(jī)M的驅(qū)動(dòng)電路等的所述構(gòu)成的半導(dǎo)體模塊的應(yīng)用受到限制。
[0014]考慮到以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種包括分別形成多組半橋電路的上臂和下臂的多個(gè)功率用半導(dǎo)體器件，尤其是，在不改變其布局的情況下能夠適用于各種應(yīng)用的半導(dǎo)體模塊。
[0015]技術(shù)方案
[0016]根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊，其搭載有:多個(gè)功率用半導(dǎo)體器件，分別構(gòu)成多組半橋電路的上臂和下臂；多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，分別驅(qū)動(dòng)這些功率用半導(dǎo)體器件中的具有控制端子的功率用半導(dǎo)體器件以使其導(dǎo)通/截止，并且電源端子和所述各控制電路的多個(gè)控制端子分別連接到多個(gè)外部連接用控制端子。
[0017]尤其，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，將分別構(gòu)成所述多組半橋電路的上臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的各低電位側(cè)電極和分別構(gòu)成所述多組半橋電路的下臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的各高電位側(cè)電極分別單獨(dú)地連接到多個(gè)外部連接用輸出端子。
[0018]優(yōu)選地，所述功率用半導(dǎo)體器件由開關(guān)器件和二極管構(gòu)成，所述開關(guān)器件由具有控制電極的IGBT或MOS-FET構(gòu)成，所述二極管與這些各開關(guān)器件成對使用。并且，實(shí)現(xiàn)有如下構(gòu)造:分別構(gòu)成所述多組半橋電路的上臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的各高電位側(cè)電極彼此共同連接而安裝在絕緣基板上，分別構(gòu)成所述多組半橋電路的下臂的所述功率用半導(dǎo)體器件彼此分開而安裝在所述絕緣基板上。
[0019]優(yōu)選地，分別構(gòu)成所述多組半橋電路的上臂的所述功率用半導(dǎo)體器件與矩形的模塊主體的排列有所述多個(gè)外部連接用輸出端子的長邊平行地并排設(shè)置。并且，分別構(gòu)成所述多組半橋電路的下臂的所述各功率用半導(dǎo)體器件與分別構(gòu)成所述上臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的排列方向平行地并排設(shè)置。
[0020]并且，所述開關(guān)器件和所述二極管在所述多組半橋電路的上臂側(cè)和下臂側(cè)的每一側(cè)交替地排列。在此基礎(chǔ)上，單獨(dú)地連接到分別構(gòu)成所述多組半橋電路的上臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的各低電位側(cè)電極的所述外部連接用輸出端子和單獨(dú)地連接到分別構(gòu)成所述多組半橋電路的下臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的各高電位側(cè)電極的所述外部連接用輸出端子，優(yōu)選為，在所述多組半橋電路的每組中成對地相鄰而設(shè)置。
[0021]技術(shù)效果
[0022]上述構(gòu)成的半導(dǎo)體模塊，將上臂側(cè)的功率用半導(dǎo)體器件的各低電位側(cè)電極和下臂側(cè)的功率用半導(dǎo)體器件的各高電位側(cè)電極分別單獨(dú)地連接到多個(gè)外部連接用輸出端子。因此，例如通過所述外部連接用輸出端子在所述各電極之間可以容易地插入線圈和/或電感。因此，可以容易地構(gòu)成例如雙正激變換器或交錯(cuò)式升壓變換器等
[0023]在實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)所述三相電動(dòng)機(jī)的逆變器裝置專用的半導(dǎo)體模塊的情況下，例如，在該半導(dǎo)體模塊的內(nèi)部，可以簡單地通過利用連接線(例如，金線等的金屬線)將所述上臂側(cè)的功率用半導(dǎo)體器件的各低電位側(cè)電極和下臂側(cè)的功率用半導(dǎo)體器件的各高電位側(cè)電極相互連接，而不改變其布局結(jié)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)具有通用性的半導(dǎo)體模塊，從而具有更實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體模塊的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖2是示出在圖1中示出的半導(dǎo)體模塊的布局結(jié)構(gòu)的圖。
[0026]圖3是示出利用在圖1中示出的半導(dǎo)體模塊構(gòu)成交錯(cuò)式升壓變換器的示例的圖。
[0027]圖4是示出當(dāng)將本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊改變?yōu)橛脕眚?qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)時(shí)的構(gòu)成示例的圖。
[0028]圖5是示出實(shí)現(xiàn)圖4中示出的用于驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)的半導(dǎo)體模塊的該半導(dǎo)體模塊的布局結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部連線的變更示例的圖。
[0029]圖6是示出用于驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)的逆變器裝置中的現(xiàn)有的普通半導(dǎo)體模塊的構(gòu)成示例的圖。
[0030]圖7是示出現(xiàn)有的半導(dǎo)體模塊的布局結(jié)構(gòu)的圖。
[0031]符號說明:
[0032]IPM:半導(dǎo)體模塊
[0033]Q(Q1、Q2 至 Q6):開關(guān)器件
[0034]D (Dl、D2 至 D6):續(xù)流二極管
[0035]1:模塊主體
[0036]2:絕緣基板
[0037]3:布線圖案(導(dǎo)體層)
[0038]4a、4b至4ο:引線框架(外部連接用控制端子)
[0039]5a、5b至5j:引線框架(外部連接用輸出端子)
[0040]7:接合線(導(dǎo)體線)

【具體實(shí)施方式】
[0041]下面，將參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體模塊。
[0042]圖1是根據(jù)該實(shí)施方式的半導(dǎo)體模塊IPM的概要結(jié)構(gòu)圖。在圖1中示出的半導(dǎo)體模塊IPM包括形成3組半橋電路的6個(gè)開關(guān)器件Ql、Q2至Q6和6個(gè)續(xù)流二極管Dl、D2至D6。并且，所述半導(dǎo)體模塊IPM包括分別驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)器件Q1、Q2至Q6以使它們導(dǎo)通/截止的3個(gè)控制電路IC1、IC2、IC3。需要說明的是，雖然這里將描述形成3組半橋電路的半導(dǎo)體模塊IPM，但是在半導(dǎo)體模塊IPM中也可以形成2組或4組以上的半橋電路。
[0043]圖2示出了在圖1中所示的半導(dǎo)體模塊IPM的布局結(jié)構(gòu)。在圖2中，2是設(shè)置在矩形的模塊主體I的大約中間部分的絕緣基板，矩形的模塊主體I形成半導(dǎo)體模塊IPM的基體。該絕緣基板2可以由例如在陶瓷基板上形成金屬導(dǎo)體層的絕緣金屬基板構(gòu)成。并且在該絕緣基板2上可以通過例如光刻等形成有兼作外部連接用控制端子的引線框架(3、3h)和鋁絕緣基板上的多個(gè)布線圖案(3a至3g)。并且在所述絕緣基板2上搭載有作為多個(gè)功率用半導(dǎo)體器件的所述6個(gè)開關(guān)器件Ql、Q2至Q6和6個(gè)續(xù)流二極管Dl、D2至D6，還搭載有所述3個(gè)控制電路ICl、IC2、IC3。
[0044]這里，所述6個(gè)開關(guān)器件Q1、Q2至Q6由例如IGBT構(gòu)成，并且基本上每2個(gè)串聯(lián)連接以形成3組半橋電路。所述6個(gè)續(xù)流二極管Dl、D2至D6基本上如前所述那樣分別與所述開關(guān)器件Ql、Q2至Q6反向并聯(lián)連接以形成續(xù)流電流的路徑。
[0045]在模塊主體I的一側(cè)的長邊上可以平行地布置有構(gòu)成多個(gè)外部連接用控制端子的多根(例如，15根)引線框架(LF) 4a、4b至40。并且在所述模塊主體I的另一側(cè)的長邊上可以平行地布置有構(gòu)成多個(gè)外部連接用輸出端子的多根(例如，10根)引線框架(LF) 5a、5b至5j。所述引線框架(LF)4a、4b至4ο可以起到將控制信號等輸入和輸出到所述控制電路IC1、IC2、IC3的作用。所述引線框架(1^)5&、513至5」可以起到將由所述開關(guān)器件01、Q2至Q6分別輸出的電流供應(yīng)到外部的作用。
[0046]這里，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊IPM的特征在于，如圖1所示的概要結(jié)構(gòu)以及如圖2所示的布局結(jié)構(gòu)，在多組(例如，3組)半橋電路中的上臂的所述開關(guān)器件(IGBT)Q1、Q2、Q3的作為各低電位側(cè)電極的源極，以及分別構(gòu)成所述多組(例如，3組)半橋電路的下臂的所述開關(guān)器件(IGBT)Q4、Q5、Q6的作為功率用半導(dǎo)體器件的各高電位側(cè)電極的漏極分別單獨(dú)地連接到作為多個(gè)外部連接用輸出端子的引線框架5a、5b至5j。
[0047]如圖1所示，設(shè)置在所述半橋電路的下臂側(cè)的續(xù)流二極管D4、D5、D6的陰極分別串聯(lián)連接到所述上臂側(cè)的開關(guān)器件Ql、Q2、Q3的作為各低電位側(cè)電極的源極，并且該續(xù)流二極管D4、D5、D6的陽極連接到所述下臂側(cè)的開關(guān)器件Q4、Q5、Q6的作為各低電位側(cè)電極的源極。
[0048]設(shè)置在上臂側(cè)的所述續(xù)流二極管Dl、D2、D3的陰極分別共同地連接到所述上臂側(cè)的開關(guān)器件Ql、Q2、Q3的作為各高電位側(cè)電極的漏極。并且該續(xù)流二極管Dl、D2、D3的各陽極分別串聯(lián)連接到所述下臂側(cè)的開關(guān)器件(IGBT)Q4、Q5、Q6的作為各高電位側(cè)電極的漏極。
[0049]S卩，上臂側(cè)的開關(guān)器件Q1、Q2、Q3和下臂側(cè)的續(xù)流二極管D4、D5、D6分別串聯(lián)連接，同時(shí)下臂側(cè)的開關(guān)器件Q4、Q5、Q6和上臂側(cè)的續(xù)流二極管D1、D2、D3分別串聯(lián)連接。并且，由這些開關(guān)器件Q和續(xù)流二極管D構(gòu)成的6組串聯(lián)電路并排設(shè)置。
[0050]在所述各串聯(lián)電路中的所述開關(guān)器件Q和續(xù)流二極管D之間的連接點(diǎn)分別單獨(dú)地連接到分別獨(dú)立的6根引線框架5(5b、5c、5e、5f、5h、5i)，并且作為外部連接用輸出端子LI+、L1-、L2+、L2-、L3+、L3-而引出到外部。所述上臂側(cè)的所述開關(guān)器件(IGBT) Ql、Q2、Q3的作為各高電位側(cè)電極的漏極與所述續(xù)流二極管Dl、D2、D3的各陰極互相共同連接，然后連接到所述引線框架5中的一個(gè)(5a)，并且作為電源端子P引出到外部。進(jìn)一步，所述下臂側(cè)的所述開關(guān)器件Q4、Q5、Q6的作為各低電位側(cè)電極的源極分別單獨(dú)地連接到所述10根引線框架5中的其它引線框架5(5(1、58、5」)，并且作為外部連接用輸出端子附、吧、吧引出到外部。
[0051]在確定所述開關(guān)器件Q1、Q2至Q6和所述續(xù)流二極管D1、D2至D6之間的這種連接關(guān)系時(shí)，要爭取在該半導(dǎo)體模塊IPM內(nèi)不形成不必要的電流環(huán)和電流環(huán)形成為最小，在此確定如圖2所示的所述開關(guān)器件Ql、Q2至Q6和所述續(xù)流二極管Dl、D2至D6的布局結(jié)構(gòu)。
[0052]S卩，所述上臂側(cè)的開關(guān)器件Q1、Q2、Q3和續(xù)流二極管D1、D2、D3在與所述絕緣基板2上的所述模塊主體I的長邊平行布置的導(dǎo)體層3a上沿著該導(dǎo)體層3a交替地布置。具體地講，在圖2中，從上側(cè)起以開關(guān)器件Q1、續(xù)流二極管D1、開關(guān)器件Q2、續(xù)流二極管D2、開關(guān)器件Q3、續(xù)流二極管D3的順序布置。
[0053]需要說明的是，如圖2中的局部放大部分所示，開關(guān)器件(IGBT)Q大體上具有如下器件結(jié)構(gòu):發(fā)射區(qū)域(即，發(fā)射電極)E隔著圖中未示出的絕緣層形成在集電極區(qū)域C上，同時(shí)將柵電極G引出到該發(fā)射區(qū)域E的側(cè)部。并且如圖2中局部放大部分所示，續(xù)流二極管D大體上具有如下器件結(jié)構(gòu):陽極區(qū)域(即，陽極電極)A隔著圖中未示出的絕緣層形成在陰極區(qū)域K上。關(guān)于開關(guān)器件Q和續(xù)流二極管D的這種器件結(jié)構(gòu)，在前述的專利文獻(xiàn)2等中進(jìn)行了描述。
[0054]并且，利用諸如銀漿料或焊料等的導(dǎo)電性連接方式將所述開關(guān)器件Ql、Q2、Q3的各集電極區(qū)域C分別電連接在所述導(dǎo)體層3a上。另外，以同樣的方式將所述續(xù)流二極管Dl、D2、D3的各陰極區(qū)域K分別電連接到所述導(dǎo)體層3a。
[0055]另一方面，所述下臂側(cè)的開關(guān)器件Q4、Q5、Q6和續(xù)流二極管D4、D5、D6分別單獨(dú)地交替布置在導(dǎo)體層3b、3c至3g上，導(dǎo)體層3b、3c至3g在該導(dǎo)體層3a的右側(cè)沿著該導(dǎo)體層3a以互相絕緣的方式分離地形成。具體地講，在圖中，從上側(cè)起以續(xù)流二極管D4、開關(guān)器件Q4、續(xù)流二極管D5、開關(guān)器件Q5、續(xù)流二極管D6、開關(guān)器件Q6的順序布置。
[0056]這些開關(guān)器件Q4、Q5、Q6和續(xù)流二極管D4、D5、D6在所述各導(dǎo)體層3b、3c至3g上的布置以與所述開關(guān)器件Q1、Q2、Q3和續(xù)流二極管D1、D2、D3的布置方式相同的方式進(jìn)行。并且所述控制電路IC1、IC2、IC3在形成在所述導(dǎo)體層3a的左側(cè)的接地用導(dǎo)體層3h上沿著該導(dǎo)體層3h順序地布置。
[0057]在此基礎(chǔ)上，利用作為由例如金線或銅線等構(gòu)成的導(dǎo)線的接合線7將所述開關(guān)器件Q1、Q2至Q6、所述續(xù)流二極管D1、D2至D6和所述控制電路IC1、IC2、IC3分別電連接，以構(gòu)建如圖1所示的連接關(guān)系。進(jìn)一步，利用作為導(dǎo)線的接合線7還將所述各導(dǎo)體層3a、3b、3c至3g和構(gòu)成所述外部連接用輸出端子的多根引線框架5a、5b至5j分別電連接，以構(gòu)建如圖1所示的連接關(guān)系。
[0058]同樣，利用作為導(dǎo)線的接合線7將所述控制電路IC1、IC2、IC3和所述開關(guān)器件Q1、Q2至Q6分別電連接，以構(gòu)建如圖1所示的連接關(guān)系。需要說明的是，在圖2中省略了連接所述控制電路IC1、IC2、IC3和構(gòu)成所述外部連接用控制端子的多根引線框架4a、4b至4ο之間的接合線7以及作為各自連接的多根導(dǎo)線的接合線7。
[0059]根據(jù)這樣構(gòu)成的半導(dǎo)體模塊IPM，上臂側(cè)的開關(guān)器件Ql、Q2、Q3的各源電極(即，低電位側(cè)電極)和下臂側(cè)的開關(guān)器件Q4、Q5、Q6的各漏電極(S卩，高電位側(cè)電極)分別單獨(dú)地作為外部連接用輸出端子L1+、L1-、L2+、L2-、L3+、L3-而引出到外部。因此，根據(jù)這種構(gòu)造，可以將例如線圈L或變壓器T的電感插入安裝在上臂側(cè)開關(guān)器件Ql (Q2、Q3)和下臂側(cè)的開關(guān)器件Q4(Q5、Q6)之間。因此，能夠容易地形成例如雙正激變換器或交錯(cuò)式升壓變換翌坐
[0060]在驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)M的情況下，例如，如圖4所示，在半導(dǎo)體模塊IPM的內(nèi)部，預(yù)先將上臂側(cè)開關(guān)器件Q1(Q2、Q3)和下臂側(cè)的開關(guān)器件Q4(Q5、Q6)分別成對地進(jìn)行內(nèi)部連接，然后通過構(gòu)建3組半橋電路，從而形成用于驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)M的專用半導(dǎo)體模塊IPM。
[0061]這種情況下，具體地講，例如在圖5中示出的該半導(dǎo)體模塊IPM的布局構(gòu)造所示，可以將下臂側(cè)的開關(guān)器件Q4(Q5、Q6)的各發(fā)射極電極E和下臂側(cè)的續(xù)流二極管D4(D5、D6)的各陰極電極K利用作為所述導(dǎo)線的接合線7分別單獨(dú)地電連接。需要說明的是，在所述外部連接用輸出端子LI+、L1-、L2+、L2-、L3+、L3-之間，也可以單獨(dú)地連接每個(gè)成對的輸出端子。然而，當(dāng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，從流過所述半導(dǎo)體模塊IPM的電流環(huán)的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選為以如上所述的方式進(jìn)行內(nèi)部連線。
[0062]以這種方式，通過僅變更內(nèi)部連線，在不變更布局結(jié)構(gòu)本身的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)適用于驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)M的半導(dǎo)體模塊IPM，所以能夠使該半導(dǎo)體模塊IPM本身具有通用性。因此，能夠擴(kuò)大半導(dǎo)體模塊IPM的利用范圍(即，用途)，而且不必開發(fā)對應(yīng)于各種用途的半導(dǎo)體模塊，所以根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊具有能夠降低成本等的效果。
[0063]需要說明的是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式。雖然這里僅描述了形成3組半橋電路的半導(dǎo)體模塊的示例，但是本發(fā)明也可以同樣適用于實(shí)現(xiàn)形成2組或4組以上的半橋電路的半導(dǎo)體模塊的情況。并且本發(fā)明不但適用于所述IGBT作為開關(guān)器件Q的情況，而且也同樣適用于MOS-FET作為開關(guān)器件Q的情況。
[0064]當(dāng)然所述模塊主體I的整體可以由絕緣基板2構(gòu)成，而且也可以在該絕緣基板2上設(shè)置所述開關(guān)器件Ql、Q2至Q6和所述續(xù)流二極管Dl、D2至D6。這種情況下，也可以將鋪設(shè)在模塊主體I上的作為導(dǎo)體層的布線圖案3和設(shè)置在絕緣基板2上的布線圖案3與所述引線框架4、5 —起形成為一體。進(jìn)一步，雖然這里設(shè)置3個(gè)控制電路IC1、IC2、IC3用來驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)器件Q1、Q2至Q6，但是不言而喻，也可以通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)用控制電路IC分別驅(qū)動(dòng)所述開關(guān)器件Q1、Q2至Q6。另外，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種變形。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述半導(dǎo)體模塊搭載有: 多個(gè)功率用半導(dǎo)體器件，分別構(gòu)成多組半橋電路的上臂和下臂； 多個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，分別驅(qū)動(dòng)這些功率用半導(dǎo)體器件中的具有控制端子的功率用半導(dǎo)體器件以使其導(dǎo)通/截止， 并且，電源端子和所述各控制電路的多個(gè)控制端子分別連接到多個(gè)外部連接用控制端子， 分別構(gòu)成所述多組半橋電路的上臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的各低電位側(cè)電極和分別構(gòu)成所述多組半橋電路的下臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的各高電位側(cè)電極分別單獨(dú)地連接到多個(gè)外部連接用輸出端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述半導(dǎo)體模塊具有以下結(jié)構(gòu):分別構(gòu)成所述多組半橋電路的上臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的各高電位側(cè)電極彼此共同連接而安裝在絕緣基板上，分別構(gòu)成所述多組半橋電路的下臂的所述功率用半導(dǎo)體器件彼此分開而安裝在所述絕緣基板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，分別構(gòu)成所述多組半橋電路的上臂的所述各功率用半導(dǎo)體器件與矩形的模塊主體的排列有所述多個(gè)外部連接用輸出端子的長邊平行地并排設(shè)置，分別構(gòu)成所述多組半橋電路的下臂的所述各功率用半導(dǎo)體器件與分別構(gòu)成所述上臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的排列方向平行地并排設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述功率用半導(dǎo)體器件是指由具有控制電極的IGBT或MOS-FET構(gòu)成的開關(guān)器件以及與這些各開關(guān)器件成對使用的二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，所述開關(guān)器件和所述二極管在所述多組半橋電路的上臂側(cè)和下臂側(cè)的每一側(cè)中交替地排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于，單獨(dú)地連接到分別構(gòu)成所述多組半橋電路的上臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的各低電位側(cè)電極的所述外部連接用輸出端子和單獨(dú)地連接到分別構(gòu)成所述多組半橋電路的下臂的所述功率用半導(dǎo)體器件的各高電位側(cè)電極的所述外部連接用輸出端子，在所述多組半橋電路的每組中成對地相鄰而設(shè)置。
【文檔編號】H01L25/07GK104247247SQ201380019192
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月20日
【發(fā)明者】佐藤忠彥 申請人:富士電機(jī)株式會(huì)社