JP2021182568A - パワーモジュール - Google Patents
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Abstract
Description
本発明によるパワーモジュールは、第1パワー半導体素子及び第2パワー半導体素子と、前記第1パワー半導体素子が接合される第1導体板と、前記第2パワー半導体素子が接合されるとともに前記第1導体板と隣接して配置される第2導体板と、前記第1導体板及び前記第2導体板と対向して配置される第1放熱部材と、前記第1放熱部材と前記第1導体板との間に配置される第1絶縁シート部材と、を備え、前記第1パワー半導体素子の中心と前記第2パワー半導体素子の中心とを通り、前記第1導体板と前記第1パワー半導体素子の接合面に垂直な断面において、前記第1パワー半導体素子は、前記第1パワー半導体素子の中心位置が、前記第2導体板に近い側の前記第1導体板の端部よりも、前記第2導体板から遠い側の前記第1導体板の端部に近い位置に配置され、前記第2導体板から遠い側の前記第1導体板の端部から前記第1パワー半導体素子までの長さは、前記第1導体板の厚さよりも大きく、前記第2パワー半導体素子は、前記第2パワー半導体素子の中心位置が、前記第1導体板に近い側の前記第2導体板の端部よりも、前記第1導体板から遠い側の前記第2導体板の端部に近い位置に配置され、前記第1導体板から遠い側の前記第2導体板の端部から前記第2パワー半導体素子までの長さは、前記第2導体板の厚さよりも大きい。
以下、図を参照して、本実施形態について説明する。
図1は、半導体モジュール30が収納される金属製ケース40の断面図である。後述のパワーモジュール100は、半導体モジュール30を金属製ケース40に収納して構成される。
図2に示すように、第1パワー半導体素子1が接合される第1導体板3と、第2パワー半導体素子11が接合される第2導体板13が、互いに隣接して配置されている。第1パワー半導体素子1は第1導体板3に接合材2aによって接合されている。第2パワー半導体素子11は第2導体板13に接合材12aによって接合されている。
パワーモジュール100は、図1に示す金属製ケース40内に、図2に示す半導体モジュール30が収納されて構成される。
図5は、第2の実施形態に係るパワーモジュール100の断面図である。図1に示した金属製ケース40の断面図、図3に示したパワーモジュール100の外観平面図は、本実施形態でも同様である。
図6は、第3の実施形態に係るパワーモジュール100の断面図である。図1に示した金属製ケース40の断面図、図3に示したパワーモジュール100の外観平面図は、本実施形態でも同様である。
(1)パワーモジュール100は、第1パワー半導体素子1及び第2パワー半導体素子11と、第1パワー半導体素子1が接合される第1導体板3と、第2パワー半導体素子11が接合されるとともに第1導体板3と隣接して配置される第2導体板13と、第1導体板3及び第2導体板13と対向して配置される第1放熱部材7と、第1放熱部材7と第1導体板3との間に配置される第1絶縁シート部材5と、を備え、第1パワー半導体素子1の中心と第2パワー半導体素子11の中心とを通り、第1導体板3と第1パワー半導体素子1の接合面に垂直な断面において、第2導体板13に近い側の第1導体板3の端部3bから第1パワー半導体素子1までの第1の長さL1が、第2導体板13から遠い側の第1導体板3の端部3cから第1パワー半導体素子1までの第2の長さL2よりも大きくなる位置に、第1パワー半導体素子1は配置され、第2の長さL2は、第1導体板3の厚さT1よりも大きい。これにより、第1絶縁シート部材5の剥離を防止し、パワーモジュール100の放熱性能を維持することができる。
Claims (9)
- 第1パワー半導体素子及び第2パワー半導体素子と、
前記第1パワー半導体素子が接合される第1導体板と、
前記第2パワー半導体素子が接合されるとともに前記第1導体板と隣接して配置される第2導体板と、
前記第1導体板及び前記第2導体板と対向して配置される第1放熱部材と、
前記第1放熱部材と前記第1導体板との間に配置される第1絶縁シート部材と、を備え、
前記第1パワー半導体素子の中心と前記第2パワー半導体素子の中心とを通り、前記第1導体板と前記第1パワー半導体素子の接合面に垂直な断面において、前記第2導体板に近い側の前記第1導体板の端部から前記第1パワー半導体素子までの第1の長さが、前記第2導体板から遠い側の前記第1導体板の端部から前記第1パワー半導体素子までの第2の長さよりも大きくなる位置に、前記第1パワー半導体素子は配置され、前記第2の長さは、前記第1導体板の厚さよりも大きいパワーモジュール。 - 請求項1に記載のパワーモジュールにおいて、
前記第1パワー半導体素子の中心と前記第2パワー半導体素子の中心とを通り、前記第2導体板と前記第2パワー半導体素子の接合面に垂直な断面において、前記第1導体板に近い側の前記第2導体板の端部から前記第2パワー半導体素子までの第4の長さが、前記第1導体板から遠い側の前記第2導体板の端部から前記第2パワー半導体素子までの第5の長さよりも大きくなる位置に、前記第2パワー半導体素子は配置され、前記第5の長さは、前記第2導体板の厚さよりも大きいパワーモジュール。 - 請求項1に記載のパワーモジュールにおいて、
前記第1導体板に、前記第1パワー半導体素子と第3パワー半導体素子の少なくとも2つのパワー半導体素子が接合されており、前記第3パワー半導体素子は、前記第1導体板の前記第1パワー半導体素子よりも前記第2導体板から遠い側に接合され、
前記第2導体板に、前記第2パワー半導体素子と第4パワー半導体素子の少なくとも2つのパワー半導体素子が接合されており、第4パワー半導体素子は、前記第2導体板の前記第2パワー半導体素子よりも前記第1導体板から遠い側に接合され、
前記第1パワー半導体素子の中心と前記第2パワー半導体素子の中心とを通り、前記第1導体板と前記第1パワー半導体素子の接合面に垂直な断面において、前記第1の長さが、前記第2導体板から遠い側の前記第1導体板の端部から前記第3パワー半導体素子までの第3の長さよりも大きくなる位置に、前記第1パワー半導体素子および前記第3パワー半導体素子は配置され、前記第3の長さは、前記第1導体板の厚さよりも大きいパワーモジュール。 - 請求項3に記載のパワーモジュールにおいて、
前記第1パワー半導体素子の中心と前記第2パワー半導体素子の中心とを通り、前記第2導体板と前記第2パワー半導体素子の接合面に垂直な断面において、前記第1導体板に近い側の前記第2導体板の端部から前記第2パワー半導体素子までの第4の長さが、前記第1導体板から遠い側の前記第2導体板の端部から前記第4パワー半導体素子までの第6の長さよりも大きくなる位置に、前記第2パワー半導体素子および前記第4パワー半導体素子は配置され、前記第6の長さは、前記第2導体板の厚さよりも大きいパワーモジュール。 - 請求項1または請求項3に記載のパワーモジュールにおいて、
前記第1パワー半導体素子の中心と前記第2パワー半導体素子の中心とを通り、前記第1導体板と前記第1パワー半導体素子の接合面に垂直な断面において、前記第1導体板の前記第2導体板に近い側の端部の形状は、前記第1導体板と前記第1絶縁シート部材との接合点に向けてテーパ状に形成されたパワーモジュール。 - 請求項2または請求項4に記載のパワーモジュールにおいて、
前記第1パワー半導体素子の中心と前記第2パワー半導体素子の中心とを通り、前記第2導体板と前記第2パワー半導体素子の接合面に垂直な断面において、前記第2導体板の前記第1導体板に近い側の端部は、前記第2導体板と前記第1絶縁シート部材との接合点に向けてテーパ状に形成されたパワーモジュール。 - 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のパワーモジュールにおいて、
前記第1パワー半導体素子の前記第1導体板が接合された面と反対側の面に第3導体板が接合され、前記第2パワー半導体素子の前記第2導体板が接合された面と反対側の面に、第4導体板が接合され、前記第3導体板及び前記第4導体板と対向して配置される第2放熱部材と、前記第2放熱部材と前記第3導体板との間に配置される第2絶縁シート部材と、を備えているパワーモジュール。 - 請求項7に記載のパワーモジュールにおいて、
対向して配置される前記第1放熱部材と前記第2放熱部材の周辺部において前記第1放熱部材および前記第2放熱部材と接合され、少なくとも、前記第1パワー半導体素子と、前記第2パワー半導体素子と、前記第1導体板と、前記第2導体板と、前記第1放熱部材と、前記第1絶縁シート部材とを収納するケースを備えるパワーモジュール。 - 第1パワー半導体素子及び第2パワー半導体素子と、
前記第1パワー半導体素子が接合される第1導体板と、
前記第2パワー半導体素子が接合されるとともに前記第1導体板と隣接して配置される第2導体板と、
前記第1導体板及び前記第2導体板と対向して配置される第1放熱部材と、
前記第1放熱部材と前記第1導体板との間に配置される第1絶縁シート部材と、を備え、
前記第1パワー半導体素子の中心と前記第2パワー半導体素子の中心とを通り、前記第1導体板と前記第1パワー半導体素子の接合面に垂直な断面において、
前記第1パワー半導体素子は、前記第1パワー半導体素子の中心位置が、前記第2導体板に近い側の前記第1導体板の端部よりも、前記第2導体板から遠い側の前記第1導体板の端部に近い位置に配置され、前記第2導体板から遠い側の前記第1導体板の端部から前記第1パワー半導体素子までの長さは、前記第1導体板の厚さよりも大きく、
前記第2パワー半導体素子は、前記第2パワー半導体素子の中心位置が、前記第1導体板に近い側の前記第2導体板の端部よりも、前記第1導体板から遠い側の前記第2導体板の端部に近い位置に配置され、前記第1導体板から遠い側の前記第2導体板の端部から前記第2パワー半導体素子までの長さは、前記第2導体板の厚さよりも大きいパワーモジュール。
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