JPH0855956A - 駆動回路装置モジュール - Google Patents

駆動回路装置モジュール

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JPH0855956A
JPH0855956A JP6187976A JP18797694A JPH0855956A JP H0855956 A JPH0855956 A JP H0855956A JP 6187976 A JP6187976 A JP 6187976A JP 18797694 A JP18797694 A JP 18797694A JP H0855956 A JPH0855956 A JP H0855956A
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JP
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control input
semiconductor element
module
electrode plate
drive circuit
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JP6187976A
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Inventor
Noriyasu Terasawa
徳保 寺沢
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】インバータ装置用等のブリッジ状接続の駆動回
路装置に制御機能を組み込んだインテリジェントモジュ
ールの制御信号用内部配線の配線長を短縮しながらモジ
ュールの体格の増大やコストの増加を抑える。 【構成】モジュール70の方形板状のベース30の上に電力
用の半導体素子10のチップを方形の長辺方向に並べ，か
つ対応する制御入力回路20のチップを長辺と直角な方向
にずらせて実装し、半導体素子10の配設側のベース30の
長辺に沿って主回路用の入力端子Ｐ，Ｎと出力端子Ｕ,
Ｖ, Ｗを，制御入力回路20の配設側の長辺に沿って制御
入力端子Tcをそれぞれ並べて配設し、各入出力端子と対
応する半導体素子10を導体40によって, 制御入力端子Tc
と各制御入力回路20の間を配線基板50を介してそれぞれ
接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインバータ装置等の駆動
用に複数の電力用半導体素子をブリッジ状に接続した回
路装置を駆動用の単位装置としてのモジュールの形に組
み込んでなる駆動回路装置モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】上述のインバータ装置等の電力変換装置
は周知のようにモータ駆動等の用途に広く利用されてお
り、その駆動回路装置は絶縁ゲートバイポーラトランジ
スタ，バイポーラトランジスタ，電界効果トランジスタ
等の電力用半導体素子からなる三相や二相のブリッジ回
路とされるのが通例であるが、それを構成する複数個の
半導体素子をフリーホイーリングダイオード等の関連素
子とともに一体化されたモジュールに纏めてしまうのが
利用に便利である。かかるモジュール用の半導体素子は
パッケージに収納された通常の個別素子としてもよい
が、それらをむしろチップの形態のままでモジュールの
ベースに実装した後に駆動回路装置の全体に対するパッ
ケージとしてのケースに収納する方がモジュールの体格
をできるだけ小さくしかつコストを低減する上でずっと
有利になる。
【０００３】本発明はかかる構造のモジュールに関し、
従来の駆動回路装置モジュールでは銅等からなる熱伝導
度の良好な金属ベースにセラミック等からなる対熱性の
高い絶縁板を介し銅等の電極板を必要個数だけ担持さ
せ、ブリッジを構成するトランジスタや関連するダイオ
ード等の素子のチップを電極板の上に取り付けて必要な
ボンディングを施すことにより実装し、かつ導体により
ブリッジの入出力端子と電極板との間に必要な接続を施
した上で、樹脂を成形したケースをベースの上に被せな
いしはベースをケースに嵌め合わせ、さらにケースとベ
ースの間の空間に例えば樹脂を注形かつ硬化させて非常
に頑丈な構造の一体化モジュールとする。この駆動回路
装置モジュールは、よく知られているようにその金属ベ
ースに対しふつうはアルミの放熱体を熱的に密に結合し
た上でケースを相手方に適宜に取り付けた状態で使用さ
れる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のモジュ
ールを種々の用途に使用する際には実際には制御回路を
組み合わせてブリッジを構成する各半導体素子に対し用
途や負荷の状態に則したオンオフ動作を細かく指定する
必要があり、最近ではこの制御回路を含めた系の全体構
成をできるだけ簡易化するためにモジュールに制御回路
がもつ機能の内の少なくとも一部を組み込んでいわゆる
インテリジェントモジュールとすることが要求されるよ
うになって来た。
【０００５】この制御回路はもちろん小電力の電子回路
でよいので、最近の高集積化技術によればかなり複雑な
制御回路であっても電子回路自体はごく小さなチップに
作り込んでモジュールに容易に収納できるが、最大の問
題はモジュールの内部で制御信号用の配線が錯綜しやす
く，モジュールを種々の用途に使用できるようにするに
は制御線をかなり余分に導出しておく必要が生じる点に
ある。
【０００６】配線の錯綜は配線基板を利用して避け得る
が、それ用のスペースが必要なのでモジュールの体格が
大きくなり、従来のモジュール構造では配線長がかなり
長くなるので配線インダクタンスをキャパシタで補償す
るためのコストが嵩み、配線導体の間隔を縮めると制御
信号の相互干渉による誤動作が生じやすい。ベースを配
線基板に利用すればスペースは節約できるが、高電圧の
電力用半導体素子との間に必要な耐圧値を保証するのが
非常に困難である。
【０００７】本発明の目的はかかる問題を解決して、駆
動回路装置モジュールに制御機能を組み込む場合にもモ
ジュール構造をそれに適合させて制御信号用の内部配線
長を短縮しながら体格の増大やコストの上昇を極力抑え
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明ではモジュール内
に組み込む駆動回路装置を一対の電源点間にそれぞれ制
御入力回路を備える電力用半導体素子をブリッジ状に接
続した回路方式とし、第１発明ではモジュールの方形板
状のベースの上に半導体素子と制御入力回路をチップの
状態で方形の長辺方向に一列に並べて，かつ後者を前者
に対して方形の短辺方向に揃えてずらせて実装し、ベー
スの半導体素子側の一方の長辺に沿って主回路用の入出
力端子を，制御入力回路側の他方の長辺に沿って制御入
力端子をそれぞれ並べて配設し、第２発明では方形板状
のベースの上に半導体素子と制御入力回路をチップ状態
で方形の一方の対向辺の方向に沿って二列に並べて，か
つ制御入力回路を半導体素子に対してこの対向辺側に置
いて実装し、方形の他方の対向辺に沿って主回路の入力
端子と出力端子を，一方の対向辺に沿って制御入力端子
をそれぞれ振り分けて配設し、いずれの場合も各入出力
端子と半導体素子の間を導体を介して，制御入力端子と
各制御入力回路の間を配線基板を介してそれぞれ接続す
ることにより上述の目的を達成する。
【０００９】なお、半導体素子と対応する制御入力回路
は共通のチップ内に組み込むことも可能であるが、むし
ろ両者を別のチップに分けて実装時に制御入力回路を半
導体素子用とは分離してベース上に設けられた電極板に
取り付けて半導体素子と接続するのが望ましい。さら
に、ブリッジの上アームや下アームをそれぞれ構成する
複数個の半導体素子は引き続いてベース上に所定順序で
並ぶように配設するのが主回路用の入出力端子との接続
を錯綜させない上で有利である。
【００１０】半導体素子の実装を容易にするため上アー
ムと下アームの半導体素子に対してそれぞれ共通電極板
と個別電極板をベースに設け、半導体素子を上アーム側
では前者の方に配設してボンディング等により後者と接
続し，下アーム側では後者の方に配設して前者と接続す
るのが有利である。さらに、導体による接続は一対の電
源点用の入力端子を各共通電極板と個別に，出力端子を
対応する各２個の個別電極板と共通にそれぞれ接続する
のがよい。
【００１１】主回路用の入出力端子は実際にはそれを上
述の電極板と接続する導体の一部としてその端部に形成
するのが有利である。また、制御入力端子はそれを制御
入力回路と接続する配線基板の一部として形成するのが
有利である。なお、本発明のモジュールを広い用途に種
々な態様で利用できるようにするために、各制御入力回
路からそれぞれ一対の電源供給端子を導出してこの制御
入力端子の一部として含ませておくのが非常に便利であ
る。
【００１２】さらに、本発明のモジュールでも、従来と
同様に半導体素子と制御入力回路のベースへの実装個所
に対応する窓を備える枠状のケースをベースに被せるよ
うに嵌め合わせ、さらにはケースとベースとの間のスペ
ースに液状樹脂を注入しかつ硬化させて頑丈な一体化構
造のモジュールとするのがよい。
【００１３】
【作用】本発明は駆動回路装置モジュールをいわゆるイ
ンテリジェント化するに際し、その使用に必要な制御回
路の内のブリッジを構成する各半導体素子の直接制御に
必要な部分だけを制御入力回路として半導体素子ごとに
分割して各半導体素子と対にしてベースに実装するよう
にし、かつこの際に制御入力回路を必ずベースの実装範
囲の周縁に配置するとともに，制御入力回路のこの実装
個所のごく近くのモジュールの周縁に制御入力端子を配
設して制御入力回路との間の制御信号用の配線を最短経
路を介して施せるようにすることにより、この配線用の
配線基板を小形化してモジュールの体格を縮小し、同時
に制御用配線の長さを短縮してそのインダクタンスを補
償するためキャパシタ等を組み込む必要をなくしてコス
トを低減することに成功したものである。
【００１４】このために前項の構成にいうように、第１
発明では方形のベースの上に半導体素子と制御入力回路
を長辺方向に一列に並べてかつ後者を前者に対し方形の
短辺方向に揃えてずらせてチップ実装し、制御入力端子
を方形の制御入力回路が配列された方の長辺に沿って並
べて配設し、第２発明では方形のベースの上に半導体素
子と制御入力回路を方形の一方の対向辺の方向に二列に
並べかつ後者を前者に対しこの対向辺の側に置いてチッ
プ実装し、制御入力端子をこの一方の対向辺にそれぞれ
沿うように２個所に振り分けて配設し、いずれの場合も
制御入力端子と各制御入力回路の間を配線基板を介して
接続する。
【００１５】さらに主回路の入出力端子についても前項
の構成にいうように、第１発明ではそれらを方形ベース
の半導体素子が配列された側の長辺に沿って並べて配設
し、第２発明では入力端子と出力端子とを方形の他方の
対向辺にそれぞれ沿うように２個所に振り分けて配設す
ることにより、これら入出力端子と半導体素子の間をベ
ースの実装範囲の上側のスペースを有効に利用しながら
導体により相互に入り組むことなく容易に接続できるよ
うにする。
【００１６】以上の本発明の構成により、入出力端子
と，配線基板および制御入力端子とをベースの実装範囲
の周囲のスペースを有効に利用しながら、第１発明では
方形の２個の対向する長辺に，第２発明では４辺にそれ
ぞれ整然と振り分けて配置することによってモジュール
の必要面積を恐らくは最小限度まで縮小できる。なお、
インテリジェント化用の制御入力回路は半導体素子より
もずっと小形の高集積化チップに形成できるので、半導
体素子ごとに分けて配設しても組み込みに要するチップ
実装面積の実際の増加はふつう10％程度以下である。
【００１７】
【実施例】以下、図を参照しながら本発明の実施例を説
明する。図１と図２は第１発明と第２発明の実施例をそ
れぞれ上面図により示し、図３はこれらの実施例におい
てモジュールに組み込まれるブリッジ接続の駆動回路装
置の例を回路図により示すものである。以下では図１と
図２の実施例の理解を容易にするためにまず図３の駆動
回路の回路図を説明する。
【００１８】図３の駆動回路は例えば三相モータ用のイ
ンバータ装置に対する三相ブリッジ回路であるが、モー
タ等の負荷側のインダクタンス内の蓄積エネルギを吸収
するブレーキ回路が含まれている。ブリッジを構成する
半導体素子10はこの図３の例では絶縁ゲートバイポーラ
トランジスタであり、通例のように上アームの３個の半
導体素子10は下アームの対応する３個の半導体素子10と
個別に直列接続されて正負一対の入力端子ＰとＮの間に
直流電源電圧を受け、３個の出力端子ＵとＶとＷが上下
アーム間の各接続点から導出される。図の例では各半導
体素子10に対しフリーホイーリング用のダイオード11が
逆並列接続され、かつ上アームの半導体素子10のコレク
タは正側の入力端子Ｐと，下アームの半導体素子10のエ
ミッタは負側の入力端子Ｎとそれぞれ接続される。
【００１９】本発明では各半導体素子10に対してブロッ
クで示す制御入力回路20をそれぞれ設けてそのゲートと
接続する。この制御入力回路20は各半導体素子10に直接
的に関連するゲート駆動回路等を含むものであり、それ
ぞれから導出される制御入力端子Tcには一対の電源供給
用端子のほか半導体素子10のオンオフ動作に関連する制
御信号用の端子が上アーム側では１個, 下アーム側では
２個含まれる。なお、上アーム側の制御入力回路20の電
源供給用の負側端子が対応する半導体素子10のエミッタ
とモジュール内で接続されるほかは、モジュール外で例
えば図で細線で示すような接続が施されるが、用途に応
じた使用上の自由度を高めるためにこの実施例では各制
御入力回路20から上アーム側では３個の, 下アーム側で
は４個の制御入力端子Tcが独立に導出されるものとす
る。
【００２０】図３の左側部分に示すやや小容量の半導体
素子12は前述のブレーキ用であり、同様に逆並列接続の
ダイオード13を備え、そのエミッタは負側入力端子Ｎと
接続され, コレクタからブレーキ端子Ｂが導出される。
この半導体素子12に対しても４個の制御入力端子Tcをも
つ制御入力回路20が設けられ、そのゲート制御により半
導体素子12がオンしたとき正側入力端子Ｐとブレーキ端
子Ｂの間に接続される図示しないブレーキ抵抗に電流を
流し、負荷側から蓄積エネルギをブリッジ内のダイオー
ド11を介し吸い出して吸収するようになっている。な
お、端子ＰとＢの相互間に固定的に接続されたダイオー
ド14はこのブレーキ動作中に逆方向電流が生じた際のフ
リーホイーリング用である。
【００２１】第１発明によるモジュールの実施例を示す
図１では、同図(a) にチップ実装の状態が，同図(b) に
端子の接続状態が，同図(c) にケースの取り付け状態が
それぞれ示されている。この第１発明では図１(a) に示
すようベース30は長方形状に形成されて、図の例では一
つの長辺の周縁に入出力端子用の半円の切り欠きが，４
隅にモジュールの取り付け孔用の４分円形の切り欠きが
それぞれ設けられる。このベース30の本体31は銅等の熱
伝導性のよい金属の厚板であり、その中央部にアルミナ
等のセラミックの絶縁板32を図の例では長方形の長辺方
向に２個並べてろう付けやはんだ付け等の手段で強固に
接合し、かつ絶縁板32の上に銅等の電気伝導性のよい金
属の種々な形状の電極板33〜38を同様な手段で図のよう
な所定の配列でそれぞれ一面に並べて取り付けてなる。
【００２２】図の右側の絶縁板32がブリッジの上アーム
用であり、各３個の半導体素子10とダイオード11に対し
共通電極板33と３個の個別電極板34が設けられ、３個の
制御入力回路20に対し個別に電極板38が設けられてい
る。また、下アーム用の左側の絶縁板32には同様に共通
電極板35と３個の個別電極板36が設けられるほか前述の
ブレーキ用の半導体素子12に対して別の電極板37が設け
られ、ブレーキ用を含む４個の制御入力回路20に対し個
別に電極板38が設けられている。
【００２３】本発明では半導体素子10と制御入力回路20
を対にしてそれらのチップを互いに近接する個所に実装
するのが望ましく、とくにこの第１発明では半導体素子
10のチップをベース30の長辺方向に一列に並べて実装
し，かつ制御入力回路20を対応する半導体素子10に対し
ベース30の短辺の方向に，この図１(a) の例では下方に
揃えてずらせて実装する。
【００２４】このため、上アーム側では共通電極板33の
上に３個の半導体素子10のチップを図のように横方向に
並べてはんだ付けにより取り付けるが、電力用の縦形素
子である半導体素子10はチップの裏面がコレクタになっ
ているので、この取り付けと同時にコレクタが共通電極
板33と接続される。従って、ボンディングによりそのエ
ミッタを個別電極板34と，ゲートを制御入力回路20とそ
れぞれ接続することによって半導体素子10の実装が完了
する。ダイオード11は対応する半導体素子10の近傍に実
装するのがよく、同様にチップの取り付けと同時に共通
電極板33と接続した上で個別電極板34とボンディング接
続することでよい。制御入力回路20用の電極板38は図の
ように共通電極板33の外形に凹みを付けてそれに嵌め込
むように設けるのがよい。なお、半導体素子10は電力用
であるが高集積化技術を利用して微細な単位構造の繰り
返し構造とすることが多いので、集積回路である制御入
力回路20をそのチップに組み込むようにしてもよい。
【００２５】下アーム側でも同様に３個の半導体素子10
をベース30の長辺方向に並べてかつダイオード11をそれ
ぞれ近傍に置いて実装するが、各対ごとにそれらのチッ
プを個別電極板36に取り付けた上で共通電極板35とボン
ディングする。ブレーキ用の半導体素子12は別の電極板
37に取り付けかつ共通電極板35とボンディングする。こ
れに付随するダイオード13は上アーム側の共通電極板33
にチップを取り付けて下アーム側の電極板37とボンディ
ング接続する。
【００２６】この下アーム側でも制御入力回路20は対応
する半導体素子10や12にできるだけ近接するよう個別電
極板36や電極板37の図ではすぐ下側に設けられた電極板
38にチップを取り付けて半導体素子10や12のゲートとボ
ンディング接続する。なお、チップ取り付け用の上アー
ム側の共通電極板33や下アーム側の個別電極板35等を絶
縁板32の図の上下方向のほぼ中央部分に配設し、その下
側に制御入力回路20のチップを取り付ける電極板38を横
方向に並べて配設し、チップ取り付け用でない上アーム
側の個別電極板34や下アーム側の共通電極板35は図示の
ように制御入力回路20とは反対側の上側に配設するのが
合理的である。これにより、ベース30のチップ実装の範
囲をむだのない小面積に纏めることができる。
【００２７】図１(b) はモジュールの端子をこのチップ
実装範囲から導出した状態を示す。この第１発明では主
回路の入出力端子はベース30の制御入力回路20の配設側
とは反対側の長辺に沿って図のように１列に並べて配設
するが、それらの導出用には端部を端子として形成した
銅の導体40を用いて実装範囲の所定の電極板とはんだ付
けにより接続するのがよい。すなわち、入力端子ＰとＮ
用の導体40はそれぞれ共通電極板33と35と図にｘ印を付
して示す個所で接続され、ブレーキ端子Ｂ用の導体40は
下アーム側の電極板37と接続される。また、出力端子Ｕ
とＶとＷはそれぞれに対応する個別電極板34と36と上ア
ーム側と下アーム側の２個所で導体40を介して接続され
る。このように本発明では主回路の入出力端子を実装範
囲とその上側のスペースを有効利用して接続できる。
【００２８】さらに第１発明では、制御入力端子Tcを制
御入力回路20が配設されている側のベース30の長辺に沿
って配設して配線基板50を介して対応する制御入力回路
20と接続する。実際には制御入力端子Tcを図のように配
線基板50の一部として設けるのが有利である。制御入力
回路20がすべて一列に並んでいるので図のように配線基
板50とボンディングによって容易に接続でき、かつ制御
入力回路20と制御入力端子Tcが同じ側なので配線基板50
は小形で内部の配線導体長が短いものでよい。図の例で
は配線基板50の配線導体長をできるだけ短くするため制
御入力端子Tcが上アーム用と下アーム用の２群に分離し
て導出されている。なお、配線基板50に制御入力回路20
による以外の駆動回路装置の全体制御用の集積回路装置
を必要に応じて実装することも可能である。
【００２９】図１(c) はケース60をベース30に嵌め合わ
せたモジュール70のほぼ完成状態を示す。ケース60は枠
状の樹脂成形品であり、ベース30の実装範囲にほぼ対応
する窓61と, それを取り囲む鞘状部62と, それから突出
して主回路用の入出力端子を相互に分離する隔壁63と,
４隅の取り付け孔64等を備える。また、図の裏側にはベ
ース30の外側輪郭に適合した凹所が設けられているの
で、簡単な嵌め合わせによりベース30と図の状態に組み
合わせることができる。なお、図示の都合上から図１
(b) の接続状態図を図１(c) の組み合わせ状態図の前に
置いたが、実際にはケース60をまず図１(a) の状態のベ
ース30と組み合わせた後に図１(b) の要領で端子の配設
と必要な接続を施してこの図１(c) の状態にするのがよ
い。この後は通例のようにケース60の窓61から液状の樹
脂を注入して硬化させることにより、非常に頑丈な構造
の駆動回路装置のモジュール70が得られる。
【００３０】第２発明の実施例を示す図２には図１に対
応する部分に同じ符号が付けられているので、冗長を避
けるため重複部分に対する説明は適宜省略することとす
る。図２(a) に示すように、第２発明ではベース30の本
体31をほぼ正方形に形成し、これに応じてほぼ正方形に
形成した単一の絶縁板32を本体31と接合する。また、半
導体素子10のチップをベース30のこの方形の一方の対向
辺の方向, 図では左右方向に沿って図示のように２列に
並べて実装し、かつ制御入力回路20をそれらの上辺側と
下辺側にそれぞれ左右方向に並べて実装する。
【００３１】絶縁板32の図の上半分が上アーム側, 下半
分が下アーム側であり、上アームの方では共通電極板33
に，下アームの方では個別電極板36にそれぞれ３個の半
導体素子10と付属のダイオード11のチップを取り付け、
それらの中間に上アーム用の個別電極板34と下アーム用
の共通電極板35とを配設してこれらとボンディングによ
りそれぞれ接続する。また、絶縁板32の左辺部分に縦方
向に細長い電極板37を配設し、その下端部にブレーキ用
の半導体素子11を取り付けて下アーム側の共通電極板35
とボンディング接続し、かつ関連するダイオード13を上
アーム側の共通電極板33の左端部に取り付けて電極板37
の中央部とボンディング接続する。制御入力回路20は上
アーム側では対応する半導体素子10の共通電極膜33上の
位置に，下アーム側では個別電極板36や電極板37にそれ
ぞれ近付けて配設した電極板38に取り付けて半導体素子
10や11とボンディング接続する。
【００３２】次の図２(b) に示すように、第２発明では
半導体素子10の上下アーム内の配列方向と直角なベース
30の対向辺，図では左右の辺に主回路用の入力端子Ｐ，
Ｎと出力端子Ｕ，Ｖ，Ｗとを振り分けて配設し、配列方
向と同方向の対向辺，図では上下の辺に制御入力端子Tc
を振り分けて配設する。また、ブレーキ端子Ｂを図のよ
うに入力端子Ｐ，Ｎと並べて配設する。入出力端子を導
体40によりチップ実装範囲と接続する要領は導体40の形
状が異なるだけで第１発明と同様なので煩雑を避けるた
め説明を省略する。制御入力端子Tc用の配線基板50は制
御入力回路20の配置に対応してこの第２発明では図のよ
うにベース30の上部側と下部側の２個に分離され、この
図２の例でも図１と同様に制御入力端子Tcがこれら配線
基板50のそれぞれ一部として構成されている。両配線基
板50とも小形でその内部配線長をごく短くできるのは前
実施例と同じである。最後の図２(c) の組み合わせ状態
はケース60の外形がほぼ正方形である点を除いてとくに
前の図１(c) と変わる点がないので説明を省略する。第
２発明はこのようにモジュール70を使い勝手がよい正方
形状に形成して第１発明より若干小面積にできる利点を
有する。
【００３３】なお、以上の実施例では半導体素子10を絶
縁ゲートバイポーラトランジスタとしたが、本発明はバ
イポーラトランジスタや電界効果トランジスタ等の場合
にも適用でき、また駆動回路装置を三相ブリッジ構成と
したが二相ブリッジ構成等の場合にも適用できることは
もちろんである。
【００３４】
【発明の効果】以上のとおり本発明では、モジュール内
に組み込むブリッジ接続の駆動回路を電力用半導体素子
ごとに制御入力回路を設ける回路方式とし、第１発明で
は方形板状のベースの上に半導体素子と制御入力回路の
チップを長辺方向に並べてかつ後者を前者に対し短辺方
向にずらせて実装し、主回路の入出力端子を前者側の，
制御入力端子を後者側のそれぞれ長辺に沿って配設し、
第２発明ではベース上に半導体素子と制御入力回路のチ
ップを一方の対向辺の方向に二列に並べて後者を前者よ
りこの対向辺側に置いて実装し、入出力端子を他方の対
向辺に，制御入力端子を一方の対向辺にそれぞれ振り分
けて配設した上で、いずれの場合も入出力端子と半導体
素子を導体により，制御入力端子と制御入力回路を配線
基板を介しそれぞれ接続することにより、次の効果を上
げることができる。
【００３５】(a) 制御入力回路がモジュールのベースの
実装範囲の必ず周縁の部分にチップ実装され、かつ制御
入力端子がその実装個所の近くのベースの周縁に沿って
配設されるので、制御入力回路と制御入力端子の間の制
御信号用の配線を最短経路を介して施せるようになり、
従って配線のインダクタンスの補償用に従来のようにキ
ャパシタを組み込む必要をなくしてモジュールのコスト
を低減でき、かつ制御信号用の配線基板を小形化してモ
ジュールの体格を縮小できる。
【００３６】(b) 駆動回路装置用の制御回路の内の電力
用の半導体素子の直接制御に必要な部分だけをチップサ
イズの小さな制御入力回路として半導体素子のチップと
対にしてそのごく近傍に実装するので、制御回路機能を
組み込んでもベースのチップ実装範囲の面積を僅かに増
やすだけでよく、かつ制御入力回路と半導体素子とをご
く短いボンディング線で接続すればよいので、半導体素
子の入力側にノイズが侵入するおそれを減少させてモジ
ュールの誤動作を防止できる。
【００３７】なお、ブリッジ内の上アームや下アームを
構成する半導体素子をそれぞれ引き続いて所定の順序に
並べて配設する実施態様は、主回路用の入出力端子と半
導体素子の間を接続する導体を相互に入り組むせること
なくベースの実装範囲の上のスペースを有効に利用しな
がら容易に配設できる効果を有する。ブリッジの上アー
ムと下アームの半導体素子に対しそれぞれ共通電極板と
個別電極板を設け、半導体素子を上アーム側では共通電
極板に配設して個別電極板と接続し，下アーム側では個
別電極板に配設して共通電極板と接続する実施態様はベ
ース内のチップ実装範囲の面積を一層縮小できる効果を
有する。
【００３８】半導体素子と制御入力回路を別のチップと
して制御入力回路を半導体素子用と分離された電極板に
取り付ける態様は制御入力回路用の集積回路チップの製
造を容易にする利点があり、制御入力端子に各制御入力
回路から導出した電源供給用端子を含める態様はモジュ
ールの使用上の自由度を広げる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明による駆動回路装置モジュールの実施
例を示し、同図(a) はチップの実装状態を示す上面図、
同図(b) は端子の配設とその接続の状態を示す上面図、
同図(c) はケースを組み合わせた状態を示す上面図であ
る。
【図２】第２発明による駆動回路装置モジュールの実施
例を示し、同図(a) はチップの実装状態を示す上面図、
同図(b) は端子の配設とその接続の状態を示す上面図、
同図(c) はケースを組み合わせた状態を示す上面図であ
る。
【図３】図１と図２の実施例においてモジュールに組み
込まれるブリッジ状接続の駆動回路を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
10 半導体素子ないし絶縁ゲートバイポーラトラン
ジスタ 11 フリーホイーリング用のダイオード 20 制御入力回路 30 モジュールのベース 31 ベースの本体 32 絶縁板 33 上アーム用の共通電極板 34 上アーム用の個別電極板 35 下アーム用の共通電極板 36 下アーム用の個別電極板 40 主回路の入出力端子の接続用の導体 50 配線基板 60 モジュールのケース 61 ケースの窓 70 モジュール Ｂ ブレーキ端子 Ｎ 主回路用の負側入力端子 Ｐ 主回路用の正側入力端子 Tc 制御入力端子 U,V,W 主回路用の出力端子

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一対の電源点間にそれぞれ制御入力回路を
    備える電力用半導体素子をブリッジ状に接続した駆動回
    路装置が組み込まれるモジュールであって、モジュール
    の方形板状のベースの上に半導体素子と制御入力回路を
    チップ状態で方形の長辺方向に一列に並べかつ制御入力
    回路を半導体素子に対して短辺方向に揃えてずらせて実
    装し、半導体素子を配設した側のベースの一方の長辺に
    沿って主回路用の入出力端子を，制御入力回路を配設し
    た側の他方の長辺に沿って制御入力端子をそれぞれ並べ
    て配設し、各入出力端子と対応する半導体素子を導体に
    より，制御入力端子と各制御入力回路の間を配線基板を
    介してそれぞれ接続してなることを特徴とする駆動回路
    装置モジュール。
  2. 【請求項２】一対の電源点間にそれぞれ制御入力回路を
    備える電力用半導体素子をブリッジ状に接続した駆動回
    路装置が組み込まれるモジュールであって、モジュール
    の方形板状のベースの上に半導体素子と制御入力回路を
    チップ状態で方形の一方の対向辺の方向に沿って二列に
    並べかつ制御入力回路を半導体素子に対し対向辺側に置
    いて実装し、方形の他方の対向辺に沿って主回路の入力
    端子と出力端子を，一方の対向辺に沿って制御入力端子
    をそれぞれ振り分けて配設し、各入出力端子と対応する
    半導体素子との間を導体により，制御入力端子と各制御
    入力回路との間を配線基板を介してそれぞれ接続してな
    ることを特徴とする駆動回路装置モジュール。
  3. 【請求項３】請求項１または２に記載のモジュールにお
    いて、ブリッジ内の上アームと下アームを構成する半導
    体素子をそれぞれ引き続いて順次並ぶように配設したこ
    とを特徴とする駆動回路装置モジュール。
  4. 【請求項４】請求項１または２に記載のモジュールにお
    いて、ブリッジ内の上アームと下アームの半導体素子に
    対してそれぞれベース上に共通電極板と個別電極板を設
    け、半導体素子を上アーム側では共通電極板に配設して
    個別電極板と接続し，下アーム側では個別電極板に配設
    して共通電極板と接続するようにしたことを特徴とする
    駆動回路装置モジュール。
  5. 【請求項５】請求項４に記載のモジュールにおいて、一
    対の電源点用の入力端子を各共通電極板と個別に，出力
    端子を対応する個別電極板と共通にそれぞれ接続するよ
    うにしたことを特徴とする駆動回路装置モジュール。
  6. 【請求項６】請求項１または２に記載のモジュールにお
    いて、半導体素子と対応する制御入力回路とを別のチッ
    プに構成し、実装に際しては制御入力回路を半導体素子
    用とは分離してベースに設けられた電極板に取り付けて
    半導体素子と接続するようにしたことを特徴とする駆動
    回路装置モジュール。
  7. 【請求項７】請求項１または２に記載のモジュールにお
    いて、制御入力端子として各制御入力回路から導出され
    た電源供給用端子が含められることを特徴とする駆動回
    路装置モジュール。
  8. 【請求項８】請求項１または２に記載のモジュールにお
    いて、ベースに対しその半導体素子と制御入力回路の実
    装個所に対応する窓を備える枠状のケースを嵌め合わせ
    るようにしたことを特徴とする駆動回路装置モジュー
    ル。
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