JP2009206184A - Power semiconductor module and motor drive device using it - Google Patents

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眞一 堀越
Hajime Makita
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power semiconductor module capable of enhancing durability for developed stress caused by the warp of a substrate and a step in the height direction of the power semiconductor module on the substrate at the time of assembling, and to provide a motor drive device using it. <P>SOLUTION: The power semiconductor module 30 includes a row of terminals 20, 22 lined up with the facing both side in a direction of a row axis line of the terminals. Furthermore, dummy terminals 24, 26 with their solder connection strength higher than those of the other terminals 20a, 22a when the power semiconductor module 30 is soldered to the substrate 12 are provided at both ends of at least one side row of the terminal 20 or 22 in the direction of the row axis line of terminals. The motor drive device uses the substrate with the power semiconductor module 30 packaged. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、大きな電流を制御するためのパワー半導体モジュール及びそれを使用したモータ駆動装置に関する。   The present invention relates to a power semiconductor module for controlling a large current and a motor driving apparatus using the same.

モータ駆動回路には、主回路駆動電流を制御するためにパワー半導体モジュールが使用されている。このようなパワー半導体モジュールのプリント基板への実装は、半田付けによって行われることも多く、近年、主回路駆動電流を通電する部分にも半田付け端子が採用されているパワー半導体モジュールが増えてきている。   In the motor drive circuit, a power semiconductor module is used to control the main circuit drive current. Such power semiconductor modules are often mounted on a printed circuit board by soldering. In recent years, an increasing number of power semiconductor modules have adopted soldering terminals in parts where main circuit drive current is applied. Yes.

特開２００７−１８０２４０号公報JP 2007-180240 A

このようなパワー半導体モジュールをフロー半田付けによってプリント基板に実装する場合、半田付け時のプリント基板の温度変化によって反りを生じ、反った状態のプリント基板にパワー半導体モジュールが半田付けされることになる。また、一つのプリント基板に複数のパワー半導体モジュールを半田付けした場合、プリント基板の端子孔に対する端子の浮き具合などによってパワー半導体モジュール間で高さに差が生じ、段差が発生することがある。   When such a power semiconductor module is mounted on a printed circuit board by flow soldering, warpage occurs due to a temperature change of the printed circuit board during soldering, and the power semiconductor module is soldered to the warped printed circuit board. . In addition, when a plurality of power semiconductor modules are soldered to one printed circuit board, a difference in height may occur between the power semiconductor modules due to the floating state of the terminals with respect to the terminal holes of the printed circuit board, and a step may be generated.

このような状態のプリント基板をモータ駆動装置のハウジングなどに組み付けるとプリント基板の反りが矯正されて、プリント基板に応力が生じてこれが半田付け部分に作用する。また、放熱器等にプリント基板が取り付けられる場合には、プリント基板に実装されたパワー半導体モジュールが放熱器等に接触してプリント基板表面の段差を矯正する方向の力がプリント基板に作用して、この力に起因する応力が半田付け部分に作用することもある。このようにして半田付け部分に大きな応力が作用すると、半田付け部分にクラックが生じて、その結果、接続不良を引き起こす可能性がある。また、応力に対する半田付け部分の耐久性は、パワー半導体モジュールの端子の半田付け面積が大きいほど強く、また端子を半田付けしたときにできる半田フィレットが大きいほど強い。したがって、特に、パワー半導体モジュールの端子の中でも、パワー半導体モジュールの動作（すなわち電力出力のスイッチング）を制御する信号のための制御用端子は、主電流を通電するための主回路用端子に比べて細く半田付け面積が小さいため、接続不良を引き起こしやすい。   When the printed circuit board in such a state is assembled to the housing of the motor drive device or the like, the warpage of the printed circuit board is corrected, and stress is generated on the printed circuit board, which acts on the soldered portion. Also, when a printed circuit board is attached to a radiator, etc., the force in the direction in which the power semiconductor module mounted on the printed circuit board contacts the radiator and corrects the step on the printed circuit board surface acts on the printed circuit board. The stress resulting from this force may act on the soldered portion. When a large stress acts on the soldering portion in this way, a crack is generated in the soldering portion, and as a result, there is a possibility of causing a connection failure. Further, the durability of the soldered portion with respect to stress is stronger as the soldering area of the terminal of the power semiconductor module is larger, and stronger as the solder fillet formed when the terminal is soldered is larger. Therefore, in particular, among the terminals of the power semiconductor module, the control terminal for the signal for controlling the operation of the power semiconductor module (that is, the switching of the power output) is compared with the main circuit terminal for energizing the main current. Since it is thin and has a small soldering area, it tends to cause poor connection.

プリント基板の反りの矯正時に作用する応力を緩和するために、引用文献１は、開口を有する開口配線層を複数積層し、開口配線層を積層方向に貫通する貫通孔が形成されるようにすると共に、開口配線層の開口の少なくとも一部と重なり貫通孔を遮断する挟持配線層を開口配線層の間に配置するようにした多層配線基板を開示している。引用文献１に開示される多層配線基板では、このように形成された貫通孔により基板に作用する応力を緩和する一方、開口部に露出した挟持配線層を利用することで、配線パターンの制限を少なくすようにしている。   In order to relieve the stress that acts when correcting the warping of the printed circuit board, the cited document 1 stacks a plurality of opening wiring layers having openings so that a through-hole penetrating the opening wiring layer in the stacking direction is formed. In addition, a multilayer wiring board is disclosed in which a sandwich wiring layer that overlaps at least part of the opening of the opening wiring layer and blocks the through-hole is disposed between the opening wiring layers. In the multilayer wiring board disclosed in the cited document 1, the stress acting on the board is relieved by the through holes formed in this way, while the sandwiched wiring layer exposed at the opening is used to limit the wiring pattern. I try to reduce it.

しかしながら、引用文献１に開示の基板は、基板側に貫通孔を設ける必要があり、基板設計に制約を与える問題がある。   However, the substrate disclosed in the cited document 1 has a problem in that it is necessary to provide a through hole on the substrate side, which restricts the substrate design.

よって、本発明の目的は、上記従来技術に存する問題を解決して、プリント基板の大きな設計変更を伴うことなく、装置へのプリント基板の組み付け時にプリント基板の反りや基板上のパワー半導体モジュールの高さ方向の段差に起因して発生する応力に対する耐久性を高めることができるパワー半導体モジュール及びそれを使用したモータ駆動装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to solve the above-described problems in the prior art, without causing a major design change of the printed circuit board, and to prevent warping of the printed circuit board or the power semiconductor module on the circuit board when the printed circuit board is assembled to the apparatus. It is an object of the present invention to provide a power semiconductor module capable of enhancing durability against stress generated due to a step in the height direction, and a motor driving device using the power semiconductor module.

上記目的を達成するために、本発明は、対向する両側部にそれぞれ端子列軸線方向に並ぶ端子列を備えたパワー半導体モジュールにおいて、少なくとも一方側の端子列の端子列軸線方向の両端部に、前記パワー半導体モジュールを基板に半田付けしたときに他の端子より半田接続強度が高くなるダミー端子が設けられているパワー半導体モジュールを提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a power semiconductor module including terminal rows arranged in opposite terminal rows in the terminal row axial direction, at both ends of the terminal row axial direction of at least one terminal row, Provided is a power semiconductor module provided with dummy terminals that have higher solder connection strength than other terminals when the power semiconductor module is soldered to a substrate.

基板の反りや基板上に実装されたパワー半導体モジュールの高さ方向の段差を矯正する力が基板に作用すると、その力により基板に生じる応力は、主として、基板上に実装されたパワー半導体モジュールの端子列の中間に位置する端子よりも端子列軸線方向の両端部の端子によって受け持たれ、端子列の中間に位置する端子に作用する応力は小さくなる。したがって、パワー半導体モジュールの端子列軸線方向の両端部に、パワー半導体モジュールを基板に半田付けしたときに他の端子よりも半田付け強度の高くなるダミー端子を設ければ、このパワー半導体モジュールを基板に半田付けしたときに、基板の反りやパワー半導体モジュール間の高さの差による段差を矯正するような力が基板に作用しても、それにより発生する応力のほとんどをダミー端子が受け持つので、応力が他の端子に直接作用しにくくなる。また、ダミー端子は基板に半田付けされたときに端子列の他の端子よりも半田接続強度が高くなるので応力に対する耐久性も強くなる。   When a force that corrects the warp of the substrate or the step in the height direction of the power semiconductor module mounted on the substrate is applied to the substrate, the stress generated on the substrate by the force is mainly caused by the power semiconductor module mounted on the substrate. The stress applied to the terminals located in the middle of the terminal row is smaller than the terminals located in the middle of the terminal row, and the stress acting on the terminals located in the middle of the terminal row is reduced. Therefore, if dummy terminals that have higher soldering strength than other terminals when soldering the power semiconductor module to the substrate are provided at both ends in the terminal row axis direction of the power semiconductor module, the power semiconductor module is mounted on the substrate. Even if a force that corrects the step due to the warp of the board or the height difference between the power semiconductor modules acts on the board when soldered to the dummy terminal, the dummy terminal takes over most of the stress generated by it, Stress is less likely to act directly on other terminals. Further, since the dummy terminals have higher solder connection strength than the other terminals in the terminal row when soldered to the substrate, the durability against stress is also increased.

前記ダミー端子は、前記パワー半導体モジュールの前記端子列の他の端子よりも太い又は半田付け面積が広いことが好ましい。   It is preferable that the dummy terminal is thicker or has a larger soldering area than the other terminals of the terminal row of the power semiconductor module.

また、前記端子列の一方が前記パワー半導体モジュールの動作を制御する信号のための制御用端子の列であり、前記ダミー端子が前記制御用端子の列の端子列軸線方向両端部に配置されていることが好ましい。前記端子列の一方が主電流を通電するための主回路用端子の列であり、前記ダミー端子が前記主回路用端子の列の端子列軸線方向両端部に配置されていてもよい。   Further, one of the terminal rows is a row of control terminals for signals for controlling the operation of the power semiconductor module, and the dummy terminals are arranged at both ends in the terminal row axial direction of the row of control terminals. Preferably it is. One of the terminal rows may be a row of main circuit terminals for energizing a main current, and the dummy terminals may be arranged at both ends of the row of the main circuit terminals in the terminal row axial direction.

さらに、本発明は、上記パワー半導体モジュールを使用したモータを駆動するためのモータ駆動装置を提供する。   Furthermore, the present invention provides a motor drive device for driving a motor using the power semiconductor module.

上記モータ駆動装置では、前記パワー半導体モジュールが基板に半田付けされており、前記ダミー端子が前記基板に半田付けされた部分の間の電圧を監視することにより、半田異常を検知するようになっていることが好ましい。   In the motor driving device, the power semiconductor module is soldered to a substrate, and the abnormality is detected by monitoring the voltage between the portions where the dummy terminals are soldered to the substrate. Preferably it is.

本発明によれば、基板の反りや基板に実装されたパワー半導体モジュールの高さ方向の段差を矯正する際に基板に生じる応力が他の端子よりも強い強度を有する端子列軸線方向両端部のダミー端子に受け持たれ、ダミー端子の間の他の端子には応力が作用しにくくなる。また、ダミー端子は基板に半田付けされたときに端子列の他の端子よりも半田接続強度が高くなるので、応力に対する耐久性も向上し、半田付け部の不良も減少する。   According to the present invention, the stress generated in the board when correcting the warpage of the board or the height difference of the power semiconductor module mounted on the board has a stronger strength than the other terminals. Responsible for the dummy terminals, it becomes difficult for the stress to act on the other terminals between the dummy terminals. Further, since the dummy terminals have higher solder connection strength than the other terminals of the terminal row when soldered to the substrate, the durability against stress is improved and the defect of the soldered portion is also reduced.

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明する。
最初に、図７を参照して、本発明のパワー半導体モジュール１８を実装したプリント基板１２を使用したモータ駆動装置１０の全体構成を説明する。図７を参照すると、モータ駆動装置１０は、内部に組み付けられたプリント基板１２と、プリント基板１２に主回路駆動電流（以下、主電流とも記載する。）を供給するための電源１４とを備える。モータ駆動装置１０は、、モータ１６に接続されており、モータ１６を駆動し、その動作を制御する。プリント基板１２上には、モータ１６の動作を制御するための主回路が設けられており、他の半導体（簡単化のために図示せず）などと共に、主電流を制御するためのパワー半導体モジュール１８が実装されている。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the motor driving apparatus 10 using the printed circuit board 12 on which the power semiconductor module 18 of the present invention is mounted will be described with reference to FIG. Referring to FIG. 7, the motor driving apparatus 10 includes a printed circuit board 12 assembled therein, and a power supply 14 for supplying a main circuit driving current (hereinafter also referred to as a main current) to the printed circuit board 12. . The motor drive device 10 is connected to the motor 16 and drives the motor 16 to control its operation. A main circuit for controlling the operation of the motor 16 is provided on the printed circuit board 12, and a power semiconductor module for controlling the main current together with other semiconductors (not shown for simplification). 18 is implemented.

図１は、図７に示されている本発明のパワー半導体モジュール１８の斜視図である。図１を参照すると、パワー半導体モジュール１８は、中心軸線Ｏを挟んで対向する両側部に、中心軸線方向に並ぶ複数の端子からなる端子列をそれぞれ備えている。図１に示されている実施形態では、一方の側部に、プリント基板１２に供給される主電流を通電するための複数の主回路用端子２０ａからなる端子列（以下、主回路用端子列と記載する。）２０が設けられ、中心軸線Ｏを挟んでこれと対向する他方の側部には、パワー半導体モジュール１８の動作すなわちパワー半導体モジュール１８からの電力出力のスイッチングを制御する信号のための複数の制御用端子２２ａからなる端子列（以下、制御用端子列と記載する。）２２が設けられている。なお、主回路用端子２０ａには制御用端子２２ａに比べて大きな電流又は電圧が印加されるので、主回路用端子２０ａは制御用端子２２ａに比べて太くなっている。   FIG. 1 is a perspective view of the power semiconductor module 18 of the present invention shown in FIG. Referring to FIG. 1, the power semiconductor module 18 includes terminal rows each including a plurality of terminals arranged in the central axis direction on both sides facing each other across the central axis O. In the embodiment shown in FIG. 1, a terminal row (hereinafter referred to as a main circuit terminal row) composed of a plurality of main circuit terminals 20a for energizing a main current supplied to the printed circuit board 12 on one side. 20) is provided, and on the other side facing the central axis O, there is a signal for controlling the operation of the power semiconductor module 18, that is, the switching of the power output from the power semiconductor module 18. A terminal array (hereinafter, referred to as a control terminal array) 22 composed of a plurality of control terminals 22a is provided. Since a larger current or voltage is applied to the main circuit terminal 20a than the control terminal 22a, the main circuit terminal 20a is thicker than the control terminal 22a.

本発明のパワー半導体モジュール１８では、パワー半導体モジュール１８の対向する側部の各々に配置された端子列２０，２２の端子列軸線方向の最外側の両端部にそれぞれダミー端子２４，２６が設けられている。ダミー端子２４，２６は、例えば各側部の端子列の他の端子２０ａ，２２ｂに比べて太い又は半田付け面積が広く、プリント基板１２に半田付けされたときに他の端子２０ａ，２２ａよりも半田接続強度が高くなるように構成されている。   In the power semiconductor module 18 of the present invention, dummy terminals 24 and 26 are respectively provided at the outermost ends in the terminal row axial direction of the terminal rows 20 and 22 arranged on the opposite side portions of the power semiconductor module 18. ing. The dummy terminals 24 and 26 are, for example, thicker or have a larger soldering area than the other terminals 20a and 22b of the terminal rows on each side, and are soldered to the printed circuit board 12 than the other terminals 20a and 22a. The solder connection strength is increased.

次に、図２及び図３を参照して、図１に示されているパワー半導体モジュール１８の作用について説明する。
図２に示されているようにプリント基板２８にパワー半導体モジュール３０をフロー半田付けにより実装するときには、半田付けのための熱がプリント基板２８に伝導してプリント基板２８が高熱になり、この温度変化により、プリント基板２８には図２（ａ）に示されているような反りが生じる。このため、反った状態のプリント基板２８にパワー半導体モジュール３０が実装されることになる。図２（ｂ）に示されているように、このように反ったプリント基板２８をねじなどの締結具３２でモータ駆動装置１０のハウジングや放熱器などに組み付けると、プリント基板２８の反りが矯正されてプリント基板２８に応力が生じ、これがプリント基板２８上のパワー半導体モジュール３０に作用する。図２（ｂ）に示されているように、一般に、モータ駆動装置１０のハウジングや放熱器などへのプリント基板２８の組み付けは、プリント基板２８の対向する両端部と中央部とをハウジングや放熱器にねじ等の締結具３２で固定することにより行われ、応力は、プリント基板２８上に実装されたパワー半導体モジュール３０の端子列のうち最外側の端子、特に固定部に最も近い端子の半田付け部分（図２（ｂ）中で円によって囲まれた部分）によって主として受け持たれる。このため、これらパワー半導体モジュール３０の端子のうち固定部に最も近い端子の半田付け部分にクラックが生じ、接触不良を生じることが多かった。 Next, the operation of the power semiconductor module 18 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, when the power semiconductor module 30 is mounted on the printed circuit board 28 by flow soldering, heat for soldering is conducted to the printed circuit board 28 and the printed circuit board 28 is heated to a high temperature. Due to the change, the printed circuit board 28 is warped as shown in FIG. For this reason, the power semiconductor module 30 is mounted on the printed circuit board 28 in a warped state. As shown in FIG. 2B, when the printed circuit board 28 warped in this way is assembled to the housing or the radiator of the motor driving device 10 with a fastener 32 such as a screw, the warping of the printed circuit board 28 is corrected. As a result, stress is generated in the printed circuit board 28, which acts on the power semiconductor module 30 on the printed circuit board 28. As shown in FIG. 2B, in general, the printed circuit board 28 is assembled to the housing or the radiator of the motor driving device 10 so that the opposite end portions and the central portion of the printed circuit board 28 are connected to the housing or the heat radiation. The stress is applied to the outermost terminal of the power semiconductor module 30 mounted on the printed circuit board 28, particularly the solder of the terminal closest to the fixing portion. It is mainly handled by the attachment portion (the portion surrounded by a circle in FIG. 2B). For this reason, among the terminals of the power semiconductor module 30, cracks are often generated in the soldered portion of the terminal closest to the fixed portion, resulting in poor contact.

図３（ａ）に示されるように、本発明のパワー半導体モジュール１８でも、フロー半田付けによりプリント基板１２へパワー半導体モジュール１８を実装する際の温度変化により、プリント基板１２には反りが生じる。しかしながら、図３（ｂ）に示されているように、プリント基板１２をねじ等の締結具３４でモータ駆動装置１８のハウジングや放熱器などに組み付けることによりプリント基板１２の反りが矯正されプリント基板１２に応力が生じたとき、プリント基板１２からこれに実装されるパワー半導体モジュール１８に作用する応力はほとんどがパワー半導体モジュール１２の各側部の端子列２０又は２２の端子列軸線方向最外側に位置する二つのダミー端子２４又は２６によって受け持たれ、二つのダミー端子２４又は２６の間の他の端子２０ａ又は２２ａに作用する応力は小さくなる。ダミー端子２４又は２６は、各端子列２０又は２２の他の端子２０ａ又は２２ａに比べて半田接続強度が高くなるように構成されているので、本発明によるパワー半導体モジュール１８は従来のパワー半導体モジュール３０に比べて半田付け部分の接続強度が高く、したがって半田クラックや接続不良が発生しにくくなる。   As shown in FIG. 3A, even in the power semiconductor module 18 of the present invention, the printed circuit board 12 is warped due to a temperature change when the power semiconductor module 18 is mounted on the printed circuit board 12 by flow soldering. However, as shown in FIG. 3B, the warpage of the printed circuit board 12 is corrected by assembling the printed circuit board 12 to the housing or the radiator of the motor driving device 18 with a fastener 34 such as a screw. When stress is generated on the power semiconductor module 12, most of the stress acting on the power semiconductor module 18 mounted on the printed circuit board 12 is on the outermost side in the terminal row axial direction of the terminal row 20 or 22 on each side of the power semiconductor module 12. The stress acting on the other terminals 20a or 22a between the two dummy terminals 24 or 26 is reduced by the two dummy terminals 24 or 26 positioned. Since the dummy terminals 24 or 26 are configured to have higher solder connection strength than the other terminals 20a or 22a of each terminal row 20 or 22, the power semiconductor module 18 according to the present invention is a conventional power semiconductor module. Compared to 30, the soldering portion has a higher connection strength, and therefore, solder cracks and poor connection are less likely to occur.

プリント基板１２上に複数のパワー半導体モジュール１８が実装されておりその高さに差があって段差が生じている場合も、パワー半導体モジュール１８を放熱器に接触させるようにプリント基板１２を固定すると、段差を矯正しようとする力がプリント基板１２に作用してプリント基板１２上に応力が生じる。この場合も、プリント基板１２からパワー半導体モジュール１８に作用する応力は主としてパワー半導体モジュール１８の各側部の端子列２０，２２のうちの端子列軸線方向最外側の端子によって受け持たれる。したがって、本発明のパワー半導体モジュール１８では、プリント基板１２からパワー半導体モジュール１８に作用する応力は、主として、各端子列２０，２２において、他の端子２０ａ，２２ａに比べて半田接続強度が高い二つのダミー端子２４，２６によって受け持たれ、二つのダミー端子２４，２６の間の他の端子２０ａ，２２ａにはほとんど作用しない。このため、本発明によるパワー半導体モジュール１８は、従来のパワー半導体モジュール３０に比べて半田付け部分の接続強度が高くなり、同様に半田クラックや接続不良が発生しにくくなる。   Even when a plurality of power semiconductor modules 18 are mounted on the printed circuit board 12 and there is a difference in height between the power semiconductor modules 18, the printed circuit board 12 is fixed so that the power semiconductor module 18 is brought into contact with the radiator. A force for correcting the step acts on the printed circuit board 12 to generate stress on the printed circuit board 12. Also in this case, the stress acting on the power semiconductor module 18 from the printed circuit board 12 is mainly handled by the outermost terminals in the terminal row axial direction of the terminal rows 20 and 22 on each side of the power semiconductor module 18. Therefore, in the power semiconductor module 18 of the present invention, the stress acting on the power semiconductor module 18 from the printed circuit board 12 mainly has higher solder connection strength in each terminal row 20 and 22 than in the other terminals 20a and 22a. The two dummy terminals 24 and 26 are used, and hardly act on the other terminals 20a and 22a between the two dummy terminals 24 and 26. For this reason, the power semiconductor module 18 according to the present invention has a higher connection strength at the soldered portion than the conventional power semiconductor module 30, and is less likely to cause solder cracks and poor connection.

上記実施形態では、パワー半導体モジュール１８の両側部に設けられた主回路用端子列２０及び制御用端子列２２の両方の端子列軸線方向両端部にダミー端子２４，２６が設けられているが、主回路用端子列２０又は制御用端子列２２の一方のみにダミー端子２４又は２６を設けてもよい。例えば、図４に示されているように、制御用端子列２２の端子列軸線方向最外側の両端部にのみダミー端子２６を設け、主回路用端子列２０にはダミー端子２４を設けなくてもよい。一般に、大きな電流又は電圧が印加される主回路用端子２０ａと比較して制御信号が入力される制御用端子２２ａは細く半田付け面積が小さくなるので、半田クラックや接続不良を起こしやすい。このため、制御用端子列２２の端子列軸線方向最外側の両端部に半田接続強度の高いダミー端子２６を設けるだけでも、半田付け部分の接続強度が高くなって半田クラックや接続不良が発生しにくくなる。また、図５に示されているように、主回路用端子列２０の端子列軸線方向最外側の両端部にのみダミー端子２４を設け、制御用端子列２２にダミー端子２６を設けないことも可能である。   In the above embodiment, the dummy terminals 24 and 26 are provided at both ends in the terminal row axial direction of both the main circuit terminal row 20 and the control terminal row 22 provided on both sides of the power semiconductor module 18. The dummy terminals 24 or 26 may be provided in only one of the main circuit terminal row 20 or the control terminal row 22. For example, as shown in FIG. 4, dummy terminals 26 are provided only at the outermost ends in the terminal row axial direction of the control terminal row 22, and the dummy terminals 24 are not provided in the main circuit terminal row 20. Also good. In general, the control terminal 22a to which a control signal is input is thinner than the main circuit terminal 20a to which a large current or voltage is applied, and the soldering area is small. Therefore, a solder crack or a connection failure is likely to occur. For this reason, even if the dummy terminals 26 having high solder connection strength are provided at both ends on the outermost side in the terminal row axial direction of the control terminal row 22, the connection strength of the soldered portion is increased and solder cracks and poor connections occur. It becomes difficult. Further, as shown in FIG. 5, the dummy terminals 24 may be provided only at the outermost ends of the main circuit terminal row 20 in the terminal row axial direction, and the dummy terminals 26 may not be provided in the control terminal row 22. Is possible.

さらに、上記実施形態では、パワー半導体モジュール１８の中心軸線Ｏを挟んだ一方の側部に主回路用端子列２０を設け、中心軸線Ｏを挟んでこれと対向する他方の側部に制御用端子列２２を設けているが、このような構成に限定されるものではない。例えば、パワー半導体モジュール１８の各側部において、制御用端子２２ａの間に主回路用端子２０ａを設けるなど、制御用端子２２ａと主回路用端子２０ａとが混在した端子列を設けてもよい。   Furthermore, in the above embodiment, the main circuit terminal row 20 is provided on one side of the power semiconductor module 18 across the central axis O, and the control terminal is disposed on the other side opposite to the central axis O. Although the row 22 is provided, it is not limited to such a configuration. For example, on each side of the power semiconductor module 18, a terminal row in which the control terminal 22a and the main circuit terminal 20a are mixed may be provided, such as providing the main circuit terminal 20a between the control terminals 22a.

本発明のパワー半導体モジュール１８のダミー端子２４，２６は、主電流の通電や信号の受信に用いることを特に企図したものではない。しかしながら、図６に示されるように、各端子列２０又は２２の端子列軸線方向最外側に位置する二つのダミー端子２４又は２６間をパワー半導体モジュール１８内で接続し、同じ側の端子列２０又は２２の二つのダミー端子２４又は２６間に電圧を印加するようにすることが好ましい。   The dummy terminals 24 and 26 of the power semiconductor module 18 of the present invention are not specifically intended to be used for energizing the main current or receiving signals. However, as shown in FIG. 6, the two dummy terminals 24 or 26 located on the outermost side in the terminal row axial direction of each terminal row 20 or 22 are connected in the power semiconductor module 18, and the terminal row 20 on the same side is connected. Alternatively, it is preferable to apply a voltage between the two dummy terminals 24 or 26 of 22.

このように構成すれば、二つのダミー端子２４又は２６間の電圧を監視することにより、最も接続不良が発生しやすいダミー端子２４又は２６の半田付け部分の接続不良を検出することが可能となる。例えば、同じ側の端子列２０又は２２の二つのダミー端子２４又は２６がパワー半導体モジュール１８内で直結されており二つのダミー端子２４又は２６間にＶｃｃＶの電圧が印加されている場合、ダミー端子２４又は２６の半田付け部分が劣化して半田クラックが発生しオープンになると、二つのダミー端子間２４又は２６の電圧が０ＶからＶｃｃＶに変化する。よって、二つのダミー端子２４又は２６間の電圧を監視することにより、半田の劣化など半田付け部分の異常を検知することが可能となる。特に、ダミー端子２４又は２６の半田付け部分は上述したように各端子列２０又は２２の他の端子２０ａ又は２２ａよりも大きな応力が作用しやすく他の端子２０ａ又は２２ａよりも半田付け部分の異常が発生しやすいので、ダミー端子２４又は２６間の電圧を監視することで、各端子列２０又は２２の端子２０ａ又は２２ａの半田付け部分に異常が発生する前に半田劣化を検出することを可能にする利点もある。   With this configuration, by monitoring the voltage between the two dummy terminals 24 or 26, it is possible to detect a connection failure in the soldered portion of the dummy terminal 24 or 26 that is most likely to cause a connection failure. . For example, when two dummy terminals 24 or 26 of the terminal row 20 or 22 on the same side are directly connected in the power semiconductor module 18 and a voltage of VccV is applied between the two dummy terminals 24 or 26, the dummy terminals When the soldered portion of 24 or 26 deteriorates and a solder crack occurs and becomes open, the voltage between the two dummy terminals 24 or 26 changes from 0V to VccV. Therefore, by monitoring the voltage between the two dummy terminals 24 or 26, it is possible to detect an abnormality in the soldered portion such as solder deterioration. In particular, as described above, the soldering portion of the dummy terminal 24 or 26 is more susceptible to stress than the other terminals 20a or 22a of each terminal row 20 or 22, and the soldering portion is more abnormal than the other terminals 20a or 22a. Therefore, by monitoring the voltage between the dummy terminals 24 or 26, it is possible to detect solder deterioration before an abnormality occurs in the soldered portion of the terminal 20a or 22a of each terminal row 20 or 22. There is also an advantage to make.

本発明によるパワー半導体モジュールの一実施形態の斜視図である。It is a perspective view of one embodiment of a power semiconductor module by the present invention. 従来のパワー半導体モジュールを実装された基板の反り及びこの反った基板をハウジングに固定したときの状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the state when the curvature of the board | substrate with which the conventional power semiconductor module was mounted, and this warped board | substrate was fixed to the housing. 図１に示されるパワー半導体モジュールを実装された基板の反り及びこの反った基板をハウジングに固定したときの状態を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the state when the board | substrate with which the power semiconductor module shown by FIG. 1 was mounted, and this warped board | substrate was fixed to the housing. 本発明によるパワー半導体モジュールの他の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows other embodiment of the power semiconductor module by this invention. 本発明によるパワー半導体モジュールの別の実施形態を示す平面図である。It is a top view which shows another embodiment of the power semiconductor module by this invention. ダミー端子間の電圧を監視するようにした実施形態を示す線図である。It is a diagram which shows embodiment which was made to monitor the voltage between dummy terminals. 図１に示されるパワー半導体モジュールを実装したプリント基板を使用したモータ駆動装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the motor drive device using the printed circuit board which mounted the power semiconductor module shown by FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０ モータ駆動装置
１２ プリント基板
１６ モータ
１８ パワー半導体モジュール
２０ 主回路用端子列
２２ 制御用端子列
２４ ダミー端子
２６ ダミー端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Motor drive device 12 Printed circuit board 16 Motor 18 Power semiconductor module 20 Main circuit terminal row 22 Control terminal row 24 Dummy terminal 26 Dummy terminal

Claims (6)

対向する両側部にそれぞれ端子列軸線方向に並ぶ端子列を備えたパワー半導体モジュールにおいて、少なくとも一方側の端子列の端子列軸線方向の両端部に、前記パワー半導体モジュールを基板に半田付けしたときに他の端子より半田接続強度が高くなるダミー端子が設けられていることを特徴とするパワー半導体モジュール。   In a power semiconductor module provided with terminal rows arranged in the terminal row axial direction on both opposing sides, when the power semiconductor module is soldered to the substrate at both ends of the terminal row axial direction of at least one terminal row A power semiconductor module, wherein dummy terminals having higher solder connection strength than other terminals are provided. 前記ダミー端子は、前記パワー半導体モジュールの前記端子列の他の端子よりも太い又は半田付け面積が広い、請求項１に記載のパワー半導体モジュール。   The power semiconductor module according to claim 1, wherein the dummy terminal is thicker or has a larger soldering area than other terminals of the terminal row of the power semiconductor module. 前記端子列の一方が前記パワー半導体モジュールの動作を制御する信号のための制御用端子の列であり、前記ダミー端子が前記制御用端子の列の端子列軸線方向両端部に配置されている、請求項１又は請求項２に記載のパワー半導体モジュール。   One of the terminal rows is a row of control terminals for signals that control the operation of the power semiconductor module, and the dummy terminals are arranged at both ends in the terminal row axial direction of the row of control terminals, The power semiconductor module according to claim 1 or 2. 前記端子列の一方が主電流を通電するための主回路用端子の列であり、前記ダミー端子が前記主回路用端子の列の端子列軸線方向両端部に配置されている、請求項１から請求項３の何れか一項に記載のパワー半導体モジュール。   The one of the said terminal row | line | columns is a row | line | column of the terminal for main circuits for supplying a main current, The said dummy terminal is arrange | positioned at the terminal row | line | column axial direction both ends of the row | line | column of the said main circuit terminal. The power semiconductor module according to claim 3. 請求項１から請求項４の何れか一項に記載のパワー半導体モジュールを使用したことを特徴とする、モータを駆動するためのモータ駆動装置。   A motor drive device for driving a motor, wherein the power semiconductor module according to any one of claims 1 to 4 is used. 前記パワー半導体モジュールが基板に半田付けされており、前記ダミー端子が前記基板に半田付けされた部分の間の電圧を監視することにより、半田異常を検知するようにした、請求項５に記載のモータ駆動装置。   6. The power semiconductor module according to claim 5, wherein the power semiconductor module is soldered to a substrate, and a solder abnormality is detected by monitoring a voltage between portions where the dummy terminals are soldered to the substrate. Motor drive device.
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