JPH07297362A - 電力用半導体モジュール - Google Patents

電力用半導体モジュール

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JPH07297362A
JPH07297362A JP5228286A JP22828693A JPH07297362A JP H07297362 A JPH07297362 A JP H07297362A JP 5228286 A JP5228286 A JP 5228286A JP 22828693 A JP22828693 A JP 22828693A JP H07297362 A JPH07297362 A JP H07297362A
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パツプ ゲオルギ
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シユプリングマン ワルター
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力用半導体モジュールの電気的特性を改善
する。 【構成】 モジュールの底部１に平行に存在する軸線に
沿い対として向かい合って導体路３、４の上に配置され
並列接続されている複数個の半導体装置１０、１１と、
導体路３、４と接続され密に隣接した互いに平行な帯状
の接続導体８、９とを有し、軸線１２の方向に相前後し
て位置する半導体装置１０、１１の対を密に隣接した接
続導体８、９と接続し、半導体装置１０、１１に関する
接続導体８、９の位置を半導体装置１０、１１の対に対
して等しくし、また互いに相応する接続導体８、９を導
体路３、４の上側で電気的に互いに接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モジュールの底部に平
行に存在する軸線に沿い対として向かい合って導体路の
上に配置され並列接続されている複数個の半導体装置
と、導体路と接続されている密に隣接した互いに平行な
帯状の接続導体とを有する電力用半導体モジュールに関
する。
【０００２】
【従来の技術】１つのこのような電力用半導体モジュー
ルはたとえば既にヨーロッパ特許第 0427143号明細書お
よびドイツ実用新案第G9203000号明細書に記載されてい
る。近くに並び合って位置する平行な帯状の接続導体は
モジュールのインダクタンスを減ずる。ヨーロッパ特許
に記載されているモジュールでは４つの半導体装置を有
する対称な構成が示されている。
【０００３】たとえば１０００Ａ以上の大きい電流に対
しては、複数の半導体装置、たとえば６つまたはそれよ
りも多くの半導体装置が互いに並列に接続されなければ
ならない。公知のモジュールでは、６つまたはそれより
も多くの半導体装置が互いに並列に接続されると半導体
装置から接続導体への経路が相異なる長さを有する。モ
ジュールのなかのこの非対称性は個々の半導体装置の利
用可能な電流および電圧範囲を制限する。なぜならばモ
ジュール全体の特性が最大の寄生的インダクタンスを有
する半導体装置により決定されるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は冒頭に
記載した種類の電力用半導体モジュールの電気的特性を
改善することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明においては、軸線の方向に相前後して位置す
る半導体装置の少なくとも１つの対およびたかだか各２
つの対が密に隣接した接続導体の少なくとも２つと接続
されており、半導体装置に関しての接続導体の位置が半
導体装置のすべての対に対して、または半導体装置の各
２つの対に対して等しく、また互いに相応する接続導体
が導体路の上側で電気的に互いに接続される。
【０００６】本発明のその他の構成は請求項２以下にあ
げられている。
【０００７】
【実施例】以下、図１ないし６に示す実施例により本発
明を一層詳細に説明する。
【０００８】図１による電力用半導体モジュールは金属
製の底部１を有し、その上に絶縁層２が配置されてい
る。絶縁層２は導体路３、４および５を有する。導体路
の上に対称軸線１２に対して鏡面対称に半導体装置１０
および１１が取付けられている。これらの半導体装置は
たとえば電界効果制御される半導体デバイス６および逆
並列に接続されたダイオード７から成っている。電界効
果制御される半導体デバイスはたとえばＭＯＳＦＥＴま
たはＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）で
あってよい。半導体デバイスの一方の面は直接に導体路
３と接触し、他方の面はボンドワイヤーを介して導体路
４と接触している。導体路５は制御端子との接触の役割
をする。
【０００９】導体路３、４は導体路の上に垂直に立って
いる接続導体８または９と接続されている。これらの接
続導体は帯状であり、互いに平行に位置し、また密に並
び合って配置されている。
【００１０】同じ底部１の上に、モジュールの所望の通
電能力に応じて、半導体装置１０、１１に等しい複数の
半導体装置が設けられている。その際に互いに鏡面対称
に向かい合って位置する半導体装置の各対は２つの接続
導体８、９を有する。半導体装置に関しての接続導体の
位置は対称軸線１２の方向に半導体装置の各対に対して
等しい。すなわち底部１の上に通電能力に相応する数
の、接続導体および半導体装置から成る互いに完全に等
しいユニットが配置されている。各対の半導体装置１
０、１１は接続導体８、９により並列に接続されてい
る。各対の接続導体８、９は導体路の上側で帯状または
板状の結合導体により互いに結合される。その際にすべ
ての接続導体８は第１の結合導体により、またすべての
結合導体９は第２の接続導体により電気的に一括され
る。
【００１１】図１による配置の電気的等価回路が図３に
示されている。半導体装置の各々はＩＧＢＴおよびそれ
に並列に接続されているフリーホィーリングダイオード
７から成っている。
【００１２】図２による実施例も金属製の底部１の上に
構成されている。ここで対称軸線１２に対して鏡面対称
に、各４つの導体路１５、１６、１７、１８を有する半
導体装置２７、２８が向かい合って位置している。導体
路１５の上にはフリーホィーリングダイオード２１が配
置されており、導体路１７の上には電界効果制御される
半導体デバイス２０および逆並列に接続された保護ダイ
オード２２が配置されている。図２による配置の電気的
等価回路が図４に示されている。それは端子＋、交流、
−を有するブリッジ枝路であり、ダイオード２１とＩＧ
ＢＴ２０との直列回路から成っており、ＩＧＢＴ２０に
は保護ダイオード２２が逆並列に接続されている。＋端
子は導体路１５に、交流端子は導体路１６に、また−端
子は導体路１７に相当する。導体路１８はＩＧＢＴ２０
のゲート端子と接続されている。
【００１３】導体路１５、１６および１７は、それぞれ
導体路の面に対して垂直に互いに平行にまた密に並び合
って配置されている３つの接続導体２４、２５および２
６と接続されている。これらの接続導体は互いに鏡面対
称に向かい合って位置する半導体装置２７、２８のそれ
ぞれ１つの対を並列に接続する。
【００１４】底部１の上にモジュールの通電能力に応じ
て互いに鏡面対称に向かい合って位置する半導体装置の
別の対が配置されている。これらの別の対の半導体装置
は図１による実施例の場合と同じく第１の対と同一であ
る。それらはそれぞれ３つの接続導体２４、２５、２６
により接触させられる。半導体装置の各対の接続導体は
再び導体路の面の上で各１つの結合導体により互いに結
合される。この場合には３つの結合導体が必要である。
【００１５】図１および図２によるモジュールの対称な
構成により、半導体デバイス６、７、２０、２１、２２
から対応付けられている接続導体への経路は常に等し
い。この対称性は各装置に対する等しい寄生的インダク
タンス、従ってまた改善された電気的特性に通ずる。
【００１６】図５には、再び対称軸線１２に対して鏡面
対称に向かい合って位置している半導体装置１０、１１
の対から成る電力用半導体モジュールが示されている。
半導体装置１０、１１に対して鏡面対称に同じ導体路３
の上に別の半導体装置１０´、１１´が配置されてお
り、第２の対称軸線２９は導体路の面内に、また第１の
対称軸線１２に対して直角に位置している。対１０、１
１および１０´、１１´は単一の対の接続導体８、９に
より接触させられる。底部１の上に次いで所望の通電能
力に応じて複数のこのような二重対または四重配置が構
成されている。二重対または四重配置の各々は接続導体
対８、９により接触させられる。各四重グループの個々
の接続導体対８、９は次いで再び導体路の上側で結合導
体により接触させられている。制御端子に対して必要と
される導体路はここでは図面を見易くするために図示を
省略されている。図２によるモジュールに相応する配置
は推奨される。
【００１７】図５による二重化された鏡面対称な構成は
たとえば図２による装置に対しても応用され得る。その
場合、同じく半導体デバイス６または２０、２１の各々
から対応付けられている接続導体への経路は等しい。そ
れによって寄生的インダクタンスも等しく、また電力用
半導体モジュールの良好な利用可能性が保証されてい
る。
【００１８】本発明は、制御端子と接続されている導体
路の各々が接続導体と接続されており、またこれらの接
続導体が負荷電流に対する接続導体に相応して導体路の
上側で互いに接続されるようにすることによりさらに改
善される。
【００１９】図６には、互いに付属する接続導体対８、
９がどのように互いに接続されるかが示されている。こ
の接続は、それぞれ接続導体９または８を互いに結合す
る結合導体３０、３１により行われる。接続導体８、９
の相異なる高さは単に図面を見易くするために選ばれた
ものであり、実際にはすべての接続導体の高さは等しい
ことが目的にかなっている。結合導体３０、３１はケー
スのなかに位置し得る。しかし、それらがケースの上に
位置することは目的にかなっている。なぜならば、その
ようにして複数の電力用半導体モジュールを互いに並列
に接続することができるからである。
【００２０】図１、２及び５による実施例によれば、通
電部の十分な対称性が得られる。対称性に対する要求が
それほど高くない場合には、軸線１２、２９の両側に、
単に同一の、又は構造上でも互いに異なる半導体装置を
配置して十分である。その場合対称軸線１２は、モジュ
ールの軸線、ここでは底部１に平行で接続導体の面に直
通に走る長手軸線になる。図５の実施例における軸線２
９は、接続導体の面及び底部１に平行に存在する軸線に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の平面図。
【図２】第２の実施例の平面図。
【図３】図１の等価回路。
【図４】図２の等価回路。
【図５】第３の実施例の平面図。
【図６】図５による配置の側面図。
【符号の説明】
１ 金属製の底部 ２ 絶縁層 ３〜５ 導体路 ６ 半導体デバイス ７ ダイオード ８、９ 接続導体 １０、１１ 半導体装置 １２ 対称軸線 １５〜１８ 導体路 ２０ 半導体デバイス ２１ フリーホィーリングダイオード ２２ 保護ダイオード ２４〜２６ 接続導体 ２７、２８ 半導体装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 390041531 オイペック、オイロペイツシエ、ゲゼルシ ヤフト、フユア、ライスツングスハルプラ イター、ミツト、ベシユレンクテル、ハフ ツング、ウント、コンパニ、コマンデイー ト、ゲゼルシヤフト ＥＵＰＥＣ ＥＵＲＯＰＡＥＩＳＣＨＥ ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＦＵＥＲ Ｌ ＥＩＳＴＵＮＧＳＨＡＬＢＬＥＩＴＥＲ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡ ＦＴＵＮＧ ＋ ＣＯＭＰＡＮＹ・ＫＯＭ ＭＡＤＩＴＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ドイツ連邦共和国ワルシユタインベレツケ （番地なし) (71)出願人 390039413 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト ＳＩＥＭＥＮＳ ＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥＬ ＬＳＣＨＡＦＴ ドイツ連邦共和国 ベルリン 及び ミユ ンヘン （番地なし) (72)発明者 ゲルハルト シユルツエ ドイツ連邦共和国 59557 リツプシユタ ツト アムシヤイネバツハ 21 (72)発明者 カール‐ハインツ ゾンマー ドイツ連邦共和国 59581 ワルシユタイ ン ２ ゲーテシユトラーセ 12 (72)発明者 ラインホルト シユパンケ ドイツ連邦共和国 59909 ベストヴイツ ヒ ６ ハ‐リユプケ‐シユトラーセ 52 (72)発明者 ゲオルギ パツプ ドイツ連邦共和国 91058 エルランゲン ブンゼンシユトラーセ 16 １／３ (72)発明者 ワルター シユプリングマン ドイツ連邦共和国 91325 アデルスドル フ オーベレバツハガツセ 10 ベー (72)発明者 ペーター ツヴアンチガー ドイツ連邦共和国 90453 ニユルンベル ク 60 レンバーンシユトラーセ 45

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 モジュールの底部に平行に存在する軸線
    に沿い対として向かい合って導体路上に配置され並列接
    続されている複数個の半導体装置と、導体路と接続され
    ている密に隣接した互いに平行な帯状の接続導体とを有
    する電力用半導体モジュールにおいて、軸線（１２）の
    方向に相前後して位置する半導体装置（１０、１１；２
    ７、２８）の少なくとも１つの対およびたかだか各２つ
    の対が密に隣接した接続導体（８、９；２４、２５、２
    ６）の少なくとも２つと接続されており、半導体装置に
    関しての接続導体の位置が半導体装置のすべての対に対
    して、または半導体装置の各２つの対に対して等しく、
    また互いに相応する接続導体が導体路の上側で電気的に
    互いに接続されていることを特徴とする電力用半導体モ
    ジュール。
  2. 【請求項２】 軸線の方向に相前後して位置する並列に
    接続された各２つの対（１０、１１；１０´、１１´）
    において接続導体（８、９）が２つの対の間に配置され
    ていることを特徴とする請求項１記載の電力用半導体モ
    ジュール。
  3. 【請求項３】 半導体装置が電界効果制御される半導体
    デバイス（６、２０）であり、それらに各１つのフリー
    ホィーリングダイオード（７、２２）が逆並列に接続さ
    れていることを特徴とする請求項１または２記載の電力
    用半導体モジュール。
  4. 【請求項４】 半導体装置がダイオード（２１）および
    電界効果制御される半導体デバイス（２０）から成る直
    列回路を含んでおり、直列回路の節点が導体路（１５）
    を介して、他方の２つの接続導体（２５、２６）に密に
    隣接している第３の帯状の接続導体（２４）と接続され
    ており、また第３の接続導体（２４）が導体路の上側で
    互いに接続されていることを特徴とする請求項１または
    ２記載の電力用半導体モジュール。
  5. 【請求項５】 軸線（１２）に沿って互いに向かい合う
    半導体装置がモジュールの軸線に対し鏡面対称に構成さ
    れていることを特徴とする請求項１記載の電力用半導体
    モジュール。
  6. 【請求項６】 接続導体の両側に存在する半導体装置の
    対（１０、１０´、１１、１１´）がそれぞれ接続導体
    の面に対し鏡面対称に構成されていることを特徴とする
    請求項２記載の電力用半導体モジュール。
  7. 【請求項７】 半導体装置がケースにより囲まれてお
    り、また接続導体がケースの外側で接続導体（３０、３
    １）により互いに接続されていることを特徴とする請求
    項１ないし６の１つに記載の電力用半導体モジュール。
JP22828693A 1992-08-26 1993-08-20 電力用半導体モジュール Expired - Lifetime JP3268081B2 (ja)

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