技術分野
モジュール基板に半導体素子が実装された半導体モジュール
要約特許出願時に添付された[要約書]
【課題】3相モータのU相コイルとV相コイルとW相コイルへの出力である各パワー端子のノイズの干渉を適切に回避できるとともに、モジュール基板のサイズをより小型化することが可能な半導体モジュールを提供する。 【解決手段】各半導体素子は上面と下面に電極を有し、上面の電極にはリードが接合され、一部のリードは一端が半導体素子の下面の電極とモジュール基板との接合面に相当する第1基板接合面を含む仮想平面まで延ばされた第2基板接合面を有し、半導体素子の上面にリードが接合された中間モジュールの第1及び第2基板接合面がモジュール基板50に接合され、アーム回路の動作を制御するモータ制御入力部と、アーム回路の出力に相当するアーム回路出力部と、に対応するリード61G〜63G、71G〜73G、81G〜83G、63S、73S、83Sは、モジュール基板に接続されることなくモジュール基板から離間されている。 【選択図】図3
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
3相モータのU相コイルとV相コイルとW相コイルのそれぞれに供給するべき電力は、大電流であるとともに、非常に短時間にONとOFFが繰り返される場合があるので、短パルス状の複数のノイズが発生し易い。従って、U相コイルへのパワー端子とV相コイルへのパワー端子とW相コイルへのパワー端子とをモジュール基板上で近接させて配置すると、互いの端子からのノイズが干渉する可能性があるので好ましくない。
このノイズの干渉を回避する方法としては、各パワー端子の間隔を大きくする方法や、モジュール基板を多層基板構造にしてパワー端子毎に層を変更する方法が考えられる。しかし、各パワー端子の間隔を大きくする方法では、モジュール基板のサイズが大きくなり、半導体モジュールが大型化するので好ましくない。また各パワー端子の間隔を大きくしても、モジュール基板に実装された半導体素子からパワー端子までの配線パターン(モジュール基板上に形成された配線パターン)の間隔も広くしなければ意味がなく、モジュール基板のサイズが、さらに大型化するので好ましくない。またモジュール基板を多層基板構造とする方法は、放熱性が低下するとともにコスト高となるので好ましくない。
そこで特許文献1に記載の半導体モジュールでは、U相コイルへ電力を出力するU相巻線端子と、V相コイルへ電力を出力するV相巻線端子と、W相コイルへ電力を出力するW相巻線端子と、のそれぞれを、インバータ入力端子(電源端子)とインバータグランド端子(アース端子)とで挟み込むように配置している。そして特許文献1に記載の半導体モジュールでは、U相巻線端子とV相巻線端子との間にはインバータグランド端子が配置されており、V相巻線端子とW相巻線端子との間にはインバータ入力端子が配置されている。この特許文献1に記載の半導体モジュールでは、U相巻線端子とV相巻線端子とW相巻線端子からのノイズの干渉を、間に挟んだインバータ入力端子またはインバータグランド端子にて抑制することができるが、インバータ入力端子とインバータグランド端子の数が増加されている。従って、増加された端子の数だけモジュール基板のサイズが大きくなってしまい、あまり好ましくない。
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、3相モータのU相コイルとV相コイルとW相コイルへの出力である各パワー端子のノイズの干渉を適切に回避できるとともに、モジュール基板のサイズをより小型化することが可能な半導体モジュールを提供することを課題とする。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
課題を解決するため、本発明に係る半導体モジュールは、次の手段をとる。まず、本発明の第1の発明は、モジュール基板に半導体素子が実装された半導体モジュールであって、3相モータを駆動する3つのアーム回路が前記半導体素子で構成されており、前記半導体素子のそれぞれは上面と下面を有し、当該上面と当該下面のそれぞれに、それぞれの電極を有している。そして、それぞれの前記半導体素子の上面の前記電極には、導・・・ 続きを
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【発明の効果】
第1の発明によれば、3相モータのU相コイルとV相コイルとW相コイルへの出力に相当するアーム回路出力部に対応するリード(パワー端子に相当)が、モジュール基板に接続されることなくモジュール基板から離間されて配置されている。つまり、U相コイルとV相コイルとW相コイルへのパワー端子となるリードを、モジュール基板に設けず、中間モジュールから突出させる。従って、隣り合う中間モジュールの間隔が、U相コイルとV相コイルとW相コイルへのパワー端子となる各リードの間隔となるので、充分な間隔を確保することが可能であり、ノイズの干渉を適切に回避することができる。また、U相コイルとV相コイルとW相コイルへのパワー端子となる各リードをモジュール基板に設ける必要がなく、モジュール基板に並べるパワー端子の数を低減することができるので、モジュール基板のサイズをより小型化することができる。また、半導体素子の制御用の制御端子(モータ制御入力部)も、モジュール基板に設ける必要がなく、モジュール基板に並べる制御端子の数を低減することができるので、モジュール基板のサイズをより小型化することができる。
第2の発明によれば、アーム回路の出力部にモータリレーを設けることで、3相モータをより安全に制御できる半導体モジュールを構成することができる。また、モータリレーの出力部に対応するリード(パワー端子に相当)と、モータリレー制御入力部に対応するリード(制御端子に相当)と、をモジュール基板から離間させて配置している。従って、モジュール基板に並べるパワー端子の数、モジュール基板に並べる制御端子の数、を低減することができるので、モジュール基板のサイズをより小型化することができる。
第3の発明によれば、モジュール基板に形成されている配線パターンは、第1内部配線パターンと第2内部配線パターンとを除いて、電源関連配線パターンとGND配線パターンのみが形成されている。従って、モジュール基板を多層にする必要がなく、放熱性が良く(熱抵抗が小さい)、小型で低コストな半導体モジュールを実現できる。また配線パターンの種類が少ないので配線自由度が高く、例えば、電源関連配線パターンとGND配線パターンとが並行するレイアウトにすれば、ノイズキャンセルの効果を、より期待することができる。
第4の発明によれば、モジュール基板に、3相モータを駆動する3つのアーム回路、または3つのアーム回路及びモータリレーと、電源リレーと、を構成する半導体素子が実装された、より小型化された半導体モジュールを実現することができる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】 半導体モジュールにて実現する電子回路の例である。
【図2】 半導体素子の外観の例を説明する斜視図である。
【図3】 モールド材で覆われた中間モジュールをモジュール基板に実装した半導体モジュールの全体斜視図である。
【図4】 図3に示す半導体モジュールをIV方向から見た図である。
【図5】 図3に示す半導体モジュールをV方向から見た図である。
1 半導体モジュール
10 U相回路
20 V相回路
30 W相回路
40 電源リレー回路
50 モジュール基板
53u、53v、53w 第1内部配線パターン
61G、62G、63G リード(制御端子)
61S、62S、63S リード(パワー端子)
T1、T2、T3 パワー端子
Tr11〜Tr13 半導体素子
Tr21〜Tr23 半導体素子
Tr31〜Tr33 半導体素子
Tr41、Tr42 半導体素子
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