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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024179558
(43)【公開日】2024-12-26
(54)【発明の名称】半導体モジュール
(51)【国際特許分類】
H01L 25/07 20060101AFI20241219BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20241219BHJP
【ＦＩ】
H01L25/04 C
H02M7/48 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023098498
(22)【出願日】2023-06-15
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003177
【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】一安 健志郎
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770JA19X
5H770PA21
5H770PA42
5H770QA01
5H770QA05
5H770QA06
5H770QA28
(57)【要約】
【課題】低コスト化を図りつつ、複数の半導体スイッチング素子を並列接続した半導体モジュールの信頼性を向上させる。
【解決手段】半導体モジュールは、第１入力電極および第１出力電極を有する第１半導体スイッチング素子と、第２入力電極および第２出力電極を有する第２半導体スイッチング素子と、電流の入力を受ける入力部と、第１入力電極と入力部とを電気的に接続する第１接続部と、第２入力電極と入力部とを電気的に接続する第２接続部と、第１出力電極および第２出力電極に電気的に接続される出力部と、を備え、第１接続部および第２接続部のそれぞれは、入力部を構成する材料の抵抗温度係数よりも大きい正の抵抗温度係数を有する材料で構成される部材を電流経路として含む。
【選択図】図１
【解決手段】半導体モジュールは、第１入力電極および第１出力電極を有する第１半導体スイッチング素子と、第２入力電極および第２出力電極を有する第２半導体スイッチング素子と、電流の入力を受ける入力部と、第１入力電極と入力部とを電気的に接続する第１接続部と、第２入力電極と入力部とを電気的に接続する第２接続部と、第１出力電極および第２出力電極に電気的に接続される出力部と、を備え、第１接続部および第２接続部のそれぞれは、入力部を構成する材料の抵抗温度係数よりも大きい正の抵抗温度係数を有する材料で構成される部材を電流経路として含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１入力電極および第１出力電極を有する第１半導体スイッチング素子と、
第２入力電極および第２出力電極を有する第２半導体スイッチング素子と、
電流の入力を受ける入力部と、
前記第１入力電極と前記入力部とを電気的に接続する第１接続部と、
前記第２入力電極と前記入力部とを電気的に接続する第２接続部と、
前記第１出力電極および前記第２出力電極に電気的に接続される出力部と、を備え、
前記第１接続部および前記第２接続部のそれぞれは、前記入力部を構成する材料の抵抗温度係数よりも大きい抵抗温度係数を有する材料で構成される部材を電流経路として含む、
半導体モジュール。
第２入力電極および第２出力電極を有する第２半導体スイッチング素子と、
電流の入力を受ける入力部と、
前記第１入力電極と前記入力部とを電気的に接続する第１接続部と、
前記第２入力電極と前記入力部とを電気的に接続する第２接続部と、
前記第１出力電極および前記第２出力電極に電気的に接続される出力部と、を備え、
前記第１接続部および前記第２接続部のそれぞれは、前記入力部を構成する材料の抵抗温度係数よりも大きい抵抗温度係数を有する材料で構成される部材を電流経路として含む、
半導体モジュール。
【請求項2】
前記第１半導体スイッチング素子および前記第２半導体スイッチング素子を支持する基板をさらに備え、
前記第１接続部および前記第２接続部のそれぞれは、前記基板に設けられる導体パターンである、
請求項１に記載の半導体モジュール。
前記第１接続部および前記第２接続部のそれぞれは、前記基板に設けられる導体パターンである、
請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項3】
前記第１接続部は、
前記第１入力電極に電気的に接続される第１パッドと、
前記入力部と前記第１パッドとを電気的に接続する第１配線と、を含み、
前記第２接続部は、
前記第２入力電極に電気的に接続される第２パッドと、
前記入力部と前記第２パッドとを電気的に接続する第２配線と、を含み、
前記第１配線および前記第２配線のそれぞれは、前記部材を含む、
請求項２に記載の半導体モジュール。
前記第１入力電極に電気的に接続される第１パッドと、
前記入力部と前記第１パッドとを電気的に接続する第１配線と、を含み、
前記第２接続部は、
前記第２入力電極に電気的に接続される第２パッドと、
前記入力部と前記第２パッドとを電気的に接続する第２配線と、を含み、
前記第１配線および前記第２配線のそれぞれは、前記部材を含む、
請求項２に記載の半導体モジュール。
【請求項4】
前記部材は、ニッケルまたはニッケル合金で構成される、
請求項３に記載の半導体モジュール。
請求項３に記載の半導体モジュール。
【請求項5】
前記部材の断面積をＳ［ｍｍ２］とし、前記部材の長さをＬ［ｍｍ］としたとき、
１０≦Ｌ／Ｓ≦２５の関係を満たす、
請求項３に記載の半導体モジュール。
１０≦Ｌ／Ｓ≦２５の関係を満たす、
請求項３に記載の半導体モジュール。
【請求項6】
前記第１配線および前記第２配線のそれぞれは、平面視で蛇行形状の部分を有する、
請求項３に記載の半導体モジュール。
請求項３に記載の半導体モジュール。
【請求項7】
前記第１配線は、平面視で、前記第１パッドの周囲に沿って延びる形状の部分を有し、
前記第２配線は、平面視で、前記第２パッドの周囲に沿って延びる形状の部分を有する、
請求項３に記載の半導体モジュール。
前記第２配線は、平面視で、前記第２パッドの周囲に沿って延びる形状の部分を有する、
請求項３に記載の半導体モジュール。
【請求項8】
前記第１配線は、平面視で、前記第２パッドに対して遠ざかるように配置され、
前記第２配線は、平面視で、前記第１パッドに対して遠ざかるように配置される、
請求項７に記載の半導体モジュール。
前記第２配線は、平面視で、前記第１パッドに対して遠ざかるように配置される、
請求項７に記載の半導体モジュール。
【請求項9】
前記第１パッドおよび前記第２パッドのそれぞれは、平面視で四角形をなしており、
前記第１配線は、平面視で、前記第１パッドの２辺または３辺に沿って延びる形状をなし、
前記第２配線は、平面視で、前記第２パッドの２辺または３辺に沿って延びる形状をなす、
請求項８に記載の半導体モジュール。
前記第１配線は、平面視で、前記第１パッドの２辺または３辺に沿って延びる形状をなし、
前記第２配線は、平面視で、前記第２パッドの２辺または３辺に沿って延びる形状をなす、
請求項８に記載の半導体モジュール。
【請求項10】
前記第１接続部は、前記第１入力電極と前記第１パッドとの間に配置される第１シート部材を含み、
前記第２接続部は、前記第２入力電極と前記第２パッドとの間に配置される第２シート部材を含み、
前記第１シート部材および前記第２シート部材のそれぞれは、所定温度以上で相転移により抵抗値の大きくなる材料で構成される、
請求項３に記載の半導体モジュール。
前記第２接続部は、前記第２入力電極と前記第２パッドとの間に配置される第２シート部材を含み、
前記第１シート部材および前記第２シート部材のそれぞれは、所定温度以上で相転移により抵抗値の大きくなる材料で構成される、
請求項３に記載の半導体モジュール。
【請求項11】
前記基板は、前記入力部を構成する入力パターンを有し、
前記第１接続部は、前記第１入力電極と前記入力パターンとの間に配置される第１シート部材を含み、
前記第２接続部は、前記第２入力電極と前記入力パターンとの間に配置される第２シート部材を含み、
前記第１シート部材および前記第２シート部材のそれぞれは、前記部材であり、所定温度以上で相転移により抵抗値の大きくなる材料で構成される、
請求項２に記載の半導体モジュール。
前記第１接続部は、前記第１入力電極と前記入力パターンとの間に配置される第１シート部材を含み、
前記第２接続部は、前記第２入力電極と前記入力パターンとの間に配置される第２シート部材を含み、
前記第１シート部材および前記第２シート部材のそれぞれは、前記部材であり、所定温度以上で相転移により抵抗値の大きくなる材料で構成される、
請求項２に記載の半導体モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、半導体モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
パワー半導体モジュールに代表される半導体モジュールでは、例えば、特許文献１から３に開示されるように、ＩＧＢＴ（Ｉnsulated Ｇate Ｂipolar Ｔransistor）素子等の複数のスイッチング素子を電気的に並列に接続する場合がある。
【0003】
特許文献１に記載の半導体モジュールでは、並列接続される複数のパワー半導体素子の各主電流経路において、特定温度で相転移により抵抗値の上昇する制御素子がパワー半導体素子に直列に接続される。この制御素子の作用により、並列回路間の電流のアンバランスが緩和される。これにより、特定のパワー半導体素子にのみ電流が偏って流れることにより、当該特定のパワー半導体素子の過昇温による損傷が防止される。ここで、制御素子は、パワー半導体素子の出力側の電極であるエミッタ電極上に接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０００－３１１９８３号公報
【特許文献2】特開２００１－９４０３５号公報
【特許文献3】特開２０２２－２３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１に記載の半導体モジュールでは、制御素子をパワー半導体素子のエミッタ電極上に接合する必要があるため、半導体モジュールの製造工程が大幅に複雑化してしまうので、低コスト化を図ることが難しいという問題がある。
【0006】
以上の事情を考慮して、本開示のひとつの態様は、低コスト化を図りつつ、複数の半導体スイッチング素子を電気的に並列接続した半導体モジュールの信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
以上の課題を解決するために、本開示の好適な態様に係る半導体モジュールは、第１入力電極および第１出力電極を有する第１半導体スイッチング素子と、第２入力電極および第２出力電極を有する第２半導体スイッチング素子と、電流の入力を受ける入力部と、前記第１入力電極と前記入力部とを電気的に接続する第１接続部と、前記第２入力電極と前記入力部とを電気的に接続する第２接続部と、前記第１出力電極および前記第２出力電極に電気的に接続される出力部と、を備え、前記第１接続部および前記第２接続部のそれぞれは、前記入力部を構成する材料の抵抗温度係数よりも大きい正の抵抗温度係数を有する材料で構成される部材を電流経路として含む。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態に係る半導体モジュールの平面図である。
【図5】第１実施形態の第１接続部および第２接続部を説明するための平面図である。
【図6】第２実施形態に係る半導体モジュールの平面図である。
【図7】第３実施形態に係る半導体モジュールの平面図である。
【図8】第４実施形態に係る半導体モジュールの平面図である。
【図9】第５実施形態に係る半導体モジュールの断面図である。
【図10】第６実施形態に係る半導体モジュールの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を参照しながら本開示に係る好適な実施形態を説明する。なお、図面において各部の寸法および縮尺は実際と適宜に異なり、理解を容易にするために模式的に示している部分もある。また、本開示の範囲は、以下の説明において特に本開示を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られない。
【0010】
１．第１実施形態
１－１．半導体モジュールの全体構成
図１は、第１実施形態に係る半導体モジュール１００の平面図である。図２は、図１中のＡ－Ａ線断面図である。図３は、図１中のＢ－Ｂ線断面図である。図４は、図１に示す半導体モジュール１００の回路図である。なお、図１では、見やすさの便宜上、後述の外部入力端子６１、外部出力端子６２および制御端子６３の図示が省略される。図３では、見やすさの便宜上、後述のワイヤー５１－１、５１－２、５２－１、５２－２、外部入力端子６１、外部出力端子６２および制御端子６３の図示が省略される。
１－１．半導体モジュールの全体構成
図１は、第１実施形態に係る半導体モジュール１００の平面図である。図２は、図１中のＡ－Ａ線断面図である。図３は、図１中のＢ－Ｂ線断面図である。図４は、図１に示す半導体モジュール１００の回路図である。なお、図１では、見やすさの便宜上、後述の外部入力端子６１、外部出力端子６２および制御端子６３の図示が省略される。図３では、見やすさの便宜上、後述のワイヤー５１－１、５１－２、５２－１、５２－２、外部入力端子６１、外部出力端子６２および制御端子６３の図示が省略される。
【0011】
半導体モジュール１００は、インバーター回路等の電力変換装置に用いられるパワー半導体モジュールである。図１から図３に示すように、半導体モジュール１００は、基板１０と第１半導体スイッチング素子２０－１と第２半導体スイッチング素子２０－２とベース３０とケース４０とワイヤー５１－１、５１－２、５２－１、５２－２と外部入力端子６１と外部出力端子６２と制御端子６３とを備える。
【0012】
以下、まず、図１から図３に基づいて、半導体モジュール１００の各部の概略を順次説明する。以下では、説明の便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を適宜に用いて半導体モジュール１００の各部を説明する。Ｚ軸は、半導体モジュール１００の厚さ方向または高さ方向に平行な軸である。以下では、Ｘ軸に沿う一方向がＸ１方向であり、Ｘ１方向とは反対の方向がＸ２方向である。Ｙ軸に沿う一方向がＹ１方向であり、Ｙ１方向とは反対の方向がＹ２方向である。Ｚ軸に沿う一方向がＺ１方向であり、Ｚ１方向とは反対の方向がＺ２方向である。これらの方向と鉛直方向との関係は、特に限定されず、任意である。また、以下では、Ｚ軸に沿う方向にみることを「平面視」という場合がある。
【0013】
なお、以下では、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２のそれぞれを区別せずに半導体スイッチング素子２０という場合がある。
【0014】
基板１０は、ケース４０内に収容され、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２を支持する基板である。基板１０としては、例えば、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板、ＡＭＢ（Active Metal Brazing）基板、またはＩＭＳ（Insulated Metal Substrate）等の基板が用いられる。なお、基板１０の平面視形状は、図１に示す例に限定されず、任意である。
【0015】
【0016】
絶縁基板１１は、絶縁性の板状部材であり、例えば、窒化アルミニウム、酸化アルミニウムまたは窒化ケイ素等のセラミックスで構成される。絶縁基板１１の一方の面には、導体パターン群１２が設けられ、他方の面には、金属層１３が設けられる。
【0017】
導体パターン群１２は、絶縁基板１１のＺ１方向を向く面に接合される複数の導体パターンからなる群である。図１に示すように、導体パターン群１２は、入力部１２ａと第１パッド１２ｂ－１と第２パッド１２ｂ－２と第１配線１２ｃ－１と第２配線１２ｃ－２と出力部１２ｄと制御用パターン１２ｅとを有する。
【0018】
入力部１２ａは、外部入力端子６１から電流の入力を受ける導体パターンである。入力部１２ａには、図１中の二点鎖線で示す領域ＣＴ１において外部入力端子６１がはんだ等の導電性接合材により接合される。図１に示す例では、入力部１２ａがＹ軸に沿う方向に延びる形状をなす。なお、入力部１２ａおよび領域ＣＴ１のそれぞれの形状および位置は、図１に示す例に限定されず、任意である。また、入力部１２ａは、第１半導体スイッチング素子２０－１へ電流を供給するための部分と、第２半導体スイッチング素子２０－２へ電流を供給するための部分と、に分割されてもよい。この場合、これらの部分が共通に接続される外部入力端子６１が「入力部」に相当する。
【0019】
第１パッド１２ｂ－１は、第１半導体スイッチング素子２０－１の裏面に接合される導体パターンである。このため、第１パッド１２ｂ－１は、第１入力電極２２－１に電気的に接続される。第２パッド１２ｂ－２は、第２半導体スイッチング素子２０－２の裏面に接合される導体パターンである。このため、第２パッド１２ｂ－２は、第２入力電極２２－２に電気的に接続される。図１に示す例では、第１パッド１２ｂ－１および第２パッド１２ｂ－２が入力部１２ａに対してＸ２方向の位置においてＹ軸に沿う方向に並んで配置される。なお、第１パッド１２ｂ－１および第２パッド１２ｂ－２のそれぞれの形状および位置は、図１に示す例に限定されず、任意である。
【0020】
第１配線１２ｃ－１は、入力部１２ａと第１パッド１２ｂ－１とを電気的に接続する電流経路として機能する導体パターンである。すなわち、第１配線１２ｃ－１は、入力部１２ａに接続される一端と第１パッド１２ｂ－１に接続される他端とを有する配線を構成する導体パターンである。第２配線１２ｃ－２は、入力部１２ａと第２パッド１２ｂ－２とを電気的に接続する電流経路として機能する導体パターンである。すなわち、第２配線１２ｃ－２は、入力部１２ａに接続される一端と第２パッド１２ｂ－２に接続される他端とを有する配線を構成する導体パターンである。図１に示す例では、第１配線１２ｃ－１が入力部１２ａと第１パッド１２ｂ－１との間に位置するとともに、第２配線１２ｃ－２が入力部１２ａと第２パッド１２ｂ－２との間に位置しており、第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２のそれぞれがＸ軸に沿う方向に直線的に延びる形状をなす。なお、第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２のそれぞれの形状および位置は、図１に示す例に限定されず、任意である。これらの配線の他の態様の一例については、後に第２実施形態から第６実施形態において説明する。ただし、後述の第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２の抵抗値変化の特性を揃える観点から、第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２の構成は、Ｙ軸に沿う方向で対称であることが好ましい。
【0021】
出力部１２ｄは、外部出力端子６２へ電流を出力するための導体パターンである。出力部１２ｄには、図１中の二点鎖線で示す領域ＣＴ２において外部出力端子６２がはんだ等の導電性接合材により接合される。出力部１２ｄは、入力部１２ａと第１パッド１２ｂ－１と第２パッド１２ｂ－２と第１配線１２ｃ－１と第２配線１２ｃ－２と制御用パターン１２ｅとのそれぞれに対して間隔をあけて配置される。図１に示す例では、出力部１２ｄが入力部１２ａに対してＸ１方向の位置においてＹ軸に沿う方向に延びる形状をなす。なお、出力部１２ｄおよび領域ＣＴ２のそれぞれの形状および位置は、図１に示す例に限定されず、任意である。また、出力部１２ｄは、第１半導体スイッチング素子２０－１からの出力電流を受ける部分と、第２半導体スイッチング素子２０－２からの出力電流を受ける部分と、に分割されてもよい。この場合、これらの部分が共通に接続される外部出力端子６２が「出力部」に相当する。
【0022】
制御用パターン１２ｅは、制御端子６３から制御用の信号を受ける導体パターンである。制御用パターン１２ｅには、図１中の二点鎖線で示す領域ＣＴ３において制御端子６３がはんだ等の導電性接合材により接合される。制御用パターン１２ｅは、入力部１２ａと第１パッド１２ｂ－１と第２パッド１２ｂ－２と第１配線１２ｃ－１と第２配線１２ｃ－２と出力部１２ｄとのそれぞれに対して間隔をあけて配置される。図１に示す例では、制御用パターン１２ｅが第１パッド１２ｂ－１および第２パッド１２ｂ－２に対してＸ２方向の位置においてＹ軸に沿う方向に延びる形状をなす。なお、制御用パターン１２ｅおよび領域ＣＴ３のそれぞれの形状および位置は、図１に示す例に限定されず、任意である。
【0023】
以上の導体パターン群１２を構成する複数の要素のうち、第１配線１２ｃ－１と第２配線１２ｃ－２とを除く要素は、例えば、銅またはアルミニウム等の高熱伝導性の金属材料で構成される。なお、入力部１２ａと第１パッド１２ｂ－１と第２パッド１２ｂ－２と出力部１２ｄと制御用パターン１２ｅとの表面には、ニッケルめっき等のめっき処理が施されてもよい。
【0024】
これに対し、第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２のそれぞれは、前述の入力部１２ａ等を構成する材料の抵抗温度係数よりも大きい正の抵抗温度係数を有する材料で構成される部材である。当該部材の詳細については、後に図５に基づいて説明する。なお、以下では、当該部材を「抵抗変化部材」という場合がある。
【0025】
一方、金属層１３は、絶縁基板１１のＺ２方向を向く面に接合される金属板である。金属層１３は、例えば、銅またはアルミニウム等の金属で構成される。金属層１３は、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２からの熱をベース３０に逃がすための層であり、ベース３０に半田等の導電性接合材により接合される。
【0026】
第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２のそれぞれは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）またはパワーＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）等のスイッチング素子である。
【0027】
図３に示すように、第１半導体スイッチング素子２０－１は、第１出力電極２１－１と第１入力電極２２－１と制御電極２３－１とを有する。第１入力電極２２－１は、第１半導体スイッチング素子２０－１の裏面に設けられるドレイン電極またはコレクタ電極である。第１出力電極２１－１は、第１半導体スイッチング素子２０－１のおもて面に設けられるソース電極またはエミッタ電極である。制御電極２３－１は、第１半導体スイッチング素子２０－１のおもて面に設けられるゲート電極である。
【0028】
同様に、第２半導体スイッチング素子２０－２は、第２出力電極２１－２と第２入力電極２２－２と制御電極２３－２とを有する。第２入力電極２２－２は、第２半導体スイッチング素子２０－２の裏面に設けられるドレイン電極またはコレクタ電極である。第２出力電極２１－２は、第２半導体スイッチング素子２０－２のおもて面に設けられるソース電極またはエミッタ電極である。制御電極２３－２は、第２半導体スイッチング素子２０－２のおもて面に設けられるゲート電極である。
【0029】
本実施形態では、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２のそれぞれがＩＧＢＴおよびＦＷＤ（Free Wheeling Diode）の両機能を有するＲＣ（Reverse-Conducting）－ＩＧＢＴ等の素子である。すなわち、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２のそれぞれは、当該スイッチング素子のほか、ＦＷＤ等のダイオードを含む。したがって、第１入力電極２２－１および第２入力電極２２－２のそれぞれは、ドレイン電極またはコレクタ電極としてだけでなく、カソード電極としても機能する。また、第１出力電極２１－１および第２出力電極２１－２のそれぞれは、ソース電極またはエミッタ電極としてだけでなく、アノード電極としても機能する。なお、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２のそれぞれは、ＩＧＢＴのみで構成されてもよい。この場合、ＦＷＤが第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２とは別に基板１０上に搭載されてもよい。また、ＦＷＤは、必要に応じて設けられ、省略されてもよい。すなわち、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２のそれぞれは、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子を含んでいればよい。
【0030】
ここで、図３に示すように、第１入力電極２２－１は、前述の基板１０の第１パッド１２ｂ－１のＺ１方向を向く面にはんだ等の導電性接合材を介して接合される。これにより、第１入力電極２２－１は、第１パッド１２ｂ－１および第１配線１２ｃ－１を介して入力部１２ａに電気的に接続される。ここで、第１パッド１２ｂ－１および第１配線１２ｃ－１は、第１接続部１４－１を構成しており、入力部１２ａと第１入力電極２２－１とを電気的に接続する。
【0031】
同様に、第２入力電極２２－２は、前述の基板１０の第２パッド１２ｂ－２のＺ１方向を向く面にはんだ等の導電性接合材を介して接合される。これにより、第２入力電極２２－２は、第２パッド１２ｂ－２および第２配線１２ｃ－２を介して入力部１２ａに電気的に接続される。ここで、第２パッド１２ｂ－２および第２配線１２ｃ－２は、第２接続部１４－２を構成しており、入力部１２ａと第２入力電極２２－２とを電気的に接続する。
【0032】
このように、第１入力電極２２－１および第２入力電極２２－２は、入力部１２ａに電気的に並列に接続される。
【0033】
一方、第１出力電極２１－１は、ワイヤー５１－１を介して、前述の基板１０の出力部１２ｄに電気的に接続される。ワイヤー５１－１は、第１出力電極２１－１に接合される一端と出力部１２ｄに接合される他端とを有するワイヤー群である。同様に、第２出力電極２１－２は、ワイヤー５１－２を介して、出力部１２ｄに電気的に接続される。ワイヤー５１－２は、第２出力電極２１－２に接合される一端と出力部１２ｄに接合される他端とを有するワイヤー群である。
【0034】
このように、第１出力電極２１－１および第２出力電極２１－２は、出力部１２ｄに電気的に並列に接続される。
【0035】
制御電極２３－１は、ワイヤー５２－１を介して、前述の基板１０の制御用パターン１２ｅに電気的に接続される。ワイヤー５２－１は、制御電極２３－１に接合される一端と制御用パターン１２ｅに接合される他端とを有するボンディングワイヤーである。同様に、制御電極２３－２は、ワイヤー５２－２を介して、制御用パターン１２ｅに電気的に接続される。ワイヤー５２－２は、制御電極２３－２に接合される一端と制御用パターン１２ｅに接合される他端とを有するボンディングワイヤーである。
【0036】
ベース３０は、放熱用の板状部材であり、半導体モジュール１００の底板を構成する。ベース３０のＺ１方向を向く面には、基板１０が接合される。また、ベース３０のＺ２方向を向く面には、図示しない放熱フィン等の放熱部材が接合されてもよい。ベース３０は、例えば、銅、銅合金、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成される金属板である。ベース３０は、熱伝導性を有しており、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２からの熱を放熱する。また、ベース３０は、導電性を有しており、例えば、接地電位等の基準電位に電気的に接続されてもよい。なお、ベース３０の平面視形状は、図１に示す例に限定されず、任意である。
【0037】
ケース４０は、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２を収容する枠状の部材である。図２および図３に示す例では、ケース４０が、ベース３０のＺ１方向を向く面に接着剤等により接合される。ケース４０は、実質的な絶縁体であり、例えば、ＰＰＳ（Polyphenylene Sulfide）またはＰＢＴ（Polybutylene terephthalate）等の樹脂材料で構成されており、射出成形等により得られる。なお、当該樹脂材料には、ケース４０の機械的強度または熱伝導性の向上等の観点から、ガラス繊維等の無機繊維が含有されてもよいし、アルミナまたはシリカ等の無機フィラーが含有されてもよい。なお、ケース４０の形状は、図１から図３に示す例に限定されず、任意である。
【0038】
ケース４０内には、図示しない封止樹脂が充填される。当該封止樹脂は、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２を覆うポッティング材である。当該封止樹脂は、例えば、エポキシ樹脂またはシリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂で構成される。なお、当該封止樹脂には、熱伝導性を高めるためのシリカまたはアルミナ等の無機フィラーが含まれてもよいし、ゲル状であってもよい。
【0039】
外部入力端子６１および外部出力端子６２のそれぞれは、図示しないバスバー接続される端子である。外部入力端子６１は、主電流の入力のための端子である。外部出力端子６２は、主電流の出力のための端子である。外部入力端子６１および外部出力端子６２のそれぞれは、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金または鉄合金等の金属で構成されており、金属板の折り曲げ加工等により得られる。
【0040】
制御端子６３は、制御用の信号の入力のための端子であり、図示しない基板に接続される。制御端子６３は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金または鉄合金等の金属で構成されており、金属板の折り曲げ加工等により得られる。
【0041】
以上の半導体モジュール１００では、図４に示すように、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２が電気的に並列に接続される。ここで、第１半導体スイッチング素子２０－１は、内部抵抗Ｒ－１を有する。また、第２半導体スイッチング素子２０－２は、内部抵抗Ｒ－２を有する。
【0042】
第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２では、製造バラつきまたは経年劣化等により、内部抵抗Ｒ－１と内部抵抗Ｒ－２との差が生じる場合がある。この場合、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２に供給される電流が互いに等しいと、当該差に起因して、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２のうちの一方に対して電流が集中してしまう。この結果、当該一方の半導体スイッチング素子２０が過昇温により劣化しやすくなる。
【0043】
そこで、このような半導体スイッチング素子２０の劣化を低減するべく、前述のように、第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２のそれぞれは、入力部１２ａを構成する材料の抵抗温度係数よりも大きい正の抵抗温度係数を有する材料で構成される抵抗変化部材を含む。以下、この点について、図５に基づいて説明する。
【0044】
１－２．第１接続部および第２接続部
図５は、第１実施形態の第１接続部１４－１および第２接続部１４－２を説明するための平面図である。なお、図５では、見やすさの便宜上、後述のワイヤー５１－１、５１－２、５２－１、５２－２、外部入力端子６１、外部出力端子６２および制御端子６３の図示が省略されるとともに、抵抗変化部材が網掛け表示される。
図５は、第１実施形態の第１接続部１４－１および第２接続部１４－２を説明するための平面図である。なお、図５では、見やすさの便宜上、後述のワイヤー５１－１、５１－２、５２－１、５２－２、外部入力端子６１、外部出力端子６２および制御端子６３の図示が省略されるとともに、抵抗変化部材が網掛け表示される。
【0045】
半導体モジュール１００では、図５に示すように、第１入力電極２２－１および第２入力電極２２－２の両方が入力部１２ａに電気的に接続されるとともに、第１出力電極２１－１および第２出力電極２１－２の両方が出力部１２ｄに電気的に接続される。このため、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２が電気的に並列に接続される。
【0046】
ここで、前述のように、第１入力電極２２－１が第１接続部１４－１を介して入力部１２ａに電気的に接続されるとともに、第２入力電極２２－２が第２接続部１４－２を介して入力部１２ａに電気的に接続される。そのうえで、第１接続部１４－１および第２接続部１４－２のそれぞれが入力部１２ａを構成する材料の抵抗温度係数よりも大きい正の抵抗温度係数を有する材料で構成される抵抗変化部材を電流経路として含む。本実施形態では、前述の第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２のそれぞれが抵抗変化部材である。
【0047】
なお、「電流経路として含む」とは、電流が主に流れる経路を構成することである。このため、例えば、銅等の高導電性配線上にニッケルめっき等の低導電性層を積層した構成において、当該高導電性配線に主に電流が流れるため、当該低導電性層は、「電流経路として含む」に該当しない。
【0048】
第１接続部１４－１は、第１半導体スイッチング素子２０－１からの熱を受ける。このため、第１接続部１４－１の抵抗値は、抵抗変化部材の作用により、第１半導体スイッチング素子２０－１の昇温に伴って増加する。これにより、第１半導体スイッチング素子２０－１の昇温に応じて第１半導体スイッチング素子２０－１に入力される電流が減少する。一方、第２接続部１４－２は、第２半導体スイッチング素子２０－２からの熱を受ける。このため、第２接続部１４－２の抵抗値は、抵抗変化部材の作用により、第２半導体スイッチング素子２０－２の昇温に伴って増加する。これにより、第２半導体スイッチング素子２０－２の昇温に応じて第２半導体スイッチング素子２０－２に入力される電流が減少する。
【0049】
このように、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２が電気的に並列に接続される構成において、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２のうちの一方に対する電流の集中を抑制することができる。この結果、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２のうちの一方の電流アンバランスによる温度上昇および劣化を抑制することができる。また、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２の製造バラつきまたは経年劣化が生じても、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２のうちの一方に対する電流の集中を抑制することにより、半導体モジュール１００の特性低下を低減することができる。
【0050】
また、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２を支持する基板１０にロウ付けなどにより抵抗変化部材を接合して設けることができる。このため、特許文献１のように抵抗変化部材を半導体スイッチング素子の出力電極上に設ける態様と比べて、半導体モジュール１００の製造工程を簡単化することにより、半導体モジュール１００の低コスト化を図ることができる。
【0051】
第１接続部１４－１および第２接続部１４－２のそれぞれは、前述のように、基板１０に設けられる導体パターンである。このため、基板１０の導体パターンを用いて抵抗変化部材を構成することができる。また、抵抗変化部材がボンディングワイヤーである態様に比べて、所望特性の第１接続部１４－１および第２接続部１４－２を容易に得ることができる。
【0052】
前述のように、第１接続部１４－１が第１パッド１２ｂ－１と第１配線１２ｃ－１とを含んでおり、第１配線１２ｃ－１が抵抗変化部材である。同様に、第２接続部１４－２が第２パッド１２ｂ－２と第２配線１２ｃ－２とを含んでおり、第２配線１２ｃ－２が抵抗変化部材である。このように、第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２のそれぞれが抵抗変化部材を含むことにより、第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２の長さまたは形状等により、所望特性の抵抗変化部材を容易に得ることができる。
【0053】
ここで、抵抗変化部材を構成する材料の抵抗温度係数は、入力部１２ａを構成する材料の抵抗温度係数よりも大きい正の抵抗温度係数であればよいが、０．００５／℃以上０．００７／℃以下であることが好ましく、０．００６／℃以上０．００７／℃以下であることがより好ましい。この場合、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２のうちの一方の電流アンバランスによる温度上昇および劣化を好適に抑制することができる。
【0054】
例えば、第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２のそれぞれを構成する抵抗変化部材は、ニッケルまたはニッケル合金で構成されることが好ましい。この場合、抵抗変化部材の温度変化による抵抗値変化を十分に大きくすることができる。この結果、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２のうちの一方の電流アンバランスによる温度上昇および劣化を好適に抑制することができる。
【0055】
なお、第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２のそれぞれの構成材料は、ニッケルまたはニッケル合金等の金属に限定されず、後述の第６実施形態の第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２のように所定温度以上で相転移により抵抗値の大きくなる材料であってもよい。
【0056】
第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２のそれぞれを構成する抵抗変化部材の断面積をＳ［ｍｍ２］とし、抵抗変化部材の長さをＬ［ｍｍ］としたとき、１０≦Ｌ／Ｓ≦２５の関係を満たすことが好ましく、１５≦Ｌ／Ｓ≦２０の関係を満たすことがより好ましい。この関係により、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２に対する電流のバランスを良好に維持することができる。特に、抵抗変化部材がニッケルまたはニッケル合金で構成される場合に第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２に対する電流のバランスをとりやすい。
【0057】
これに対し、Ｌ／Ｓが小さすぎると、抵抗変化部材の構成材料の種類等によっては、抵抗変化部材の温度変化による抵抗値変化が十分に得られない場合がある。一方、Ｌ／Ｓが大きすぎると、抵抗変化部材の抵抗が大きく損失が大きくなりすぎる場合がある。
【0058】
ここで、具体的な断面積Ｓは、特に限定されないが、例えば、１．０ｍｍ２以上１．５ｍｍ２以下である。また、具体的な長さＬ、すなわち第１配線１２ｃ－１の長さＬ１と第２配線１２ｃ－２の長さＬ２とのそれぞれは、特に限定されないが、例えば、１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２のそれぞれを構成する抵抗変化部材の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。また、第１配線１２ｃ－１の幅Ｗ１と第２配線１２ｃ－２の幅Ｗ２とのそれぞれは、特に限定されないが、例えば、２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である。
【0059】
以上のように、第１実施形態では、第１接続部１４－１および第２接続部１４－２のそれぞれが抵抗変化部材を電流経路として含むことにより、低コスト化を図りつつ、複数の半導体スイッチング素子２０を電気的に並列接続した半導体モジュール１００の信頼性を向上させることができる。
【0060】
２．第２実施形態
以下、本開示の第２実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用および機能が前述の実施形態と同様である要素については、前述の実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、本開示の第２実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用および機能が前述の実施形態と同様である要素については、前述の実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【0061】
図６は、第２実施形態に係る半導体モジュール１００Ａの平面図である。半導体モジュール１００Ａは、第１実施形態の基板１０に代えて基板１０Ａを備えること以外は、第１実施形態の半導体モジュール１００と同様に構成される。なお、図６では、見やすさの便宜上、前述のワイヤー５１－１、５１－２、５２－１、５２－２、外部入力端子６１、外部出力端子６２および制御端子６３の図示が省略されるとともに、抵抗変化部材が網掛け表示される。
【0062】
基板１０Ａは、第１実施形態の導体パターン群１２に代えて導体パターン群１２Ａを有すること以外は、第１実施形態の基板１０と同様に構成される。導体パターン群１２Ａは、第１実施形態の第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２に代えて第１配線１２ｆ－１および第２配線１２ｆ－２を含むこと以外は、第２実施形態の導体パターン群１２と同様に構成される。
【0063】
第１配線１２ｆ－１は、平面視形状が異なること以外は、第１実施形態の第１配線１２ｃ－１と同様に構成される。ここで、第１パッド１２ｂ－１および第１配線１２ｆ－１は、第１接続部１４Ａ－１を構成しており、入力部１２ａと第１入力電極２２－１とを電気的に接続する。第２配線１２ｆ－２は、平面視形状が異なること以外は、第１実施形態の第２配線１２ｃ－２と同様に構成される。ここで、第２パッド１２ｂ－２および第２配線１２ｆ－２は、第２接続部１４Ａ－２を構成しており、入力部１２ａと第２入力電極２２－２とを電気的に接続する。
【0064】
具体的に説明すると、図６に示すように、第１配線１２ｆ－１は、平面視で、第１パッド１２ｂ－１から入力部１２ａに向けて、Ｙ１方向とＹ２方向とに交互に蛇行しながらＸ１方向に延びる形状をなす。同様に、第２配線１２ｆ－２は、平面視で、第２パッド１２ｂ－２から入力部１２ａに向けて、Ｙ１方向とＹ２方向とに交互に蛇行しながらＸ１方向に延びる形状をなす。
【0065】
図６に示す例では、第１配線１２ｆ－１および第２配線１２ｆ－２のそれぞれの長さ方向での一部が抵抗変化部材で構成される。そして、第１配線１２ｆ－１および第２配線１２ｆ－２のそれぞれの抵抗変化部材を構成する部分が平面視で蛇行形状をなす。なお、第１配線１２ｆ－１および第２配線１２ｆ－２のそれぞれの全部が抵抗変化部材で構成されてもよい。
【0066】
このように、第１配線１２ｆ－１および前記第２配線１２ｆ－２のそれぞれが平面視で蛇行形状の部分を有する。このため、当該部分を抵抗変化部材に用いることにより、抵抗変化部材を所望の長さとしつつ、抵抗変化部材を第１半導体スイッチング素子２０－１または第２半導体スイッチング素子２０－２に近づけることができる。この結果、第１半導体スイッチング素子２０－１の温度上昇に対する第１配線１２ｆ－１の抵抗値上昇の応答性を高めたり、第２半導体スイッチング素子２０－２の温度上昇に対する第２配線１２ｆ－２の抵抗値上昇の応答性を高めたりすることができる。
【0067】
なお、第１配線１２ｆ－１および第２配線１２ｆ－２のそれぞれの形状、折れ曲がり数、抵抗変化部材の範囲等は、図６に示す例に限定されない。例えば、第１配線１２ｆ－１および第２配線１２ｆ－２のそれぞれのすべてが抵抗変化部材で構成されてもよい。また、第１配線１２ｆ－１および第２配線１２ｆ－２のそれぞれの平面視形状が曲線に沿うように折れ曲がる形状であってもよい。
【0068】
以上のように、第２実施形態によっても、第１接続部１４Ａ－１および第２接続部１４Ａ－２のそれぞれが抵抗変化部材を電流経路として含むことにより、低コスト化を図りつつ、複数の半導体スイッチング素子２０を電気的に並列接続した半導体モジュール１００Ａの信頼性を向上させることができる。
【0069】
３．第３実施形態
以下、本開示の第３実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用および機能が前述の実施形態と同様である要素については、前述の実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、本開示の第３実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用および機能が前述の実施形態と同様である要素については、前述の実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【0070】
図７は、第３実施形態に係る半導体モジュール１００Ｂの平面図である。半導体モジュール１００Ｂは、第１実施形態の基板１０に代えて基板１０Ｂを備えること以外は、第１実施形態の半導体モジュール１００と同様に構成される。なお、図７では、見やすさの便宜上、前述のワイヤー５１－１、５１－２、５２－１、５２－２、外部入力端子６１、外部出力端子６２および制御端子６３の図示が省略されるとともに、抵抗変化部材が網掛け表示される。
【0071】
基板１０Ｂは、第１実施形態の導体パターン群１２に代えて導体パターン群１２Ｂを有すること以外は、第１実施形態の基板１０と同様に構成される。導体パターン群１２Ｂは、第１実施形態の第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２に代えて第１配線１２ｇ－１および第２配線１２ｇ－２を含むこと以外は、第２実施形態の導体パターン群１２と同様に構成される。
【0072】
第１配線１２ｇ－１は、平面視形状が異なること以外は、第１実施形態の第１配線１２ｃ－１と同様に構成される。ここで、第１パッド１２ｂ－１および第１配線１２ｇ－１は、第１接続部１４Ｂ－１を構成しており、入力部１２ａと第１入力電極２２－１とを電気的に接続する。第２配線１２ｇ－２は、平面視形状が異なること以外は、第１実施形態の第２配線１２ｃ－２と同様に構成される。ここで、第２パッド１２ｂ－２および第２配線１２ｇ－２は、第２接続部１４Ｂ－２を構成しており、入力部１２ａと第２入力電極２２－２とを電気的に接続する。
【0073】
具体的に説明すると、図７に示すように、第１パッド１２ｂ－１および第２パッド１２ｂ－２のそれぞれは、平面視でＸ軸に沿う１対の辺とＹ軸に沿う１対の辺とを有する四角形をなす。第１配線１２ｇ－１は、平面視で、第１パッド１２ｂ－１のＸ軸に沿う１対の辺のうちＹ２方向に位置する辺から、第１パッド１２ｂ－１の周囲に沿って延びた後に、入力部１２ａに向けて延びる形状をなす。ここで、第１配線１２ｇ－１は、平面視で、第１パッド１２ｂ－１のＹ２方向に位置する辺とＸ１方向に位置する辺とに沿って延びる。同様に、第２配線１２ｇ－２は、平面視で、第２パッド１２ｂ－２のＸ軸に沿う１対の辺のうちＹ１方向に位置する辺から、第２パッド１２ｂ－２の周囲に沿って延びた後に、入力部１２ａに向けて延びる形状をなす。ここで、第２配線１２ｇ－２は、平面視で、第２パッド１２ｂ－２のＹ１方向に位置する辺とＸ１方向に位置する辺とに沿って延びる。
【0074】
このように、第１配線１２ｇ－１は、平面視で、第１パッド１２ｂ－１の周囲に沿って延びる形状の部分を有する。同様に、第２配線１２ｇ－２は、平面視で、第２パッド１２ｂ－２の周囲に沿って延びる形状の部分を有する。このため、これらの部分のそれぞれを抵抗変化部材に用いることにより、抵抗変化部材を所望の長さとしつつ、抵抗変化部材を第１半導体スイッチング素子２０－１または第２半導体スイッチング素子２０－２に近づけることができる。この結果、第１半導体スイッチング素子２０－１の温度上昇に対する第１配線１２ｇ－１の抵抗値上昇の応答性を高めたり、第２半導体スイッチング素子２０－２の温度上昇に対する第２配線１２ｇ－２の抵抗値上昇の応答性を高めたりすることができる。
【0075】
図７に示す例では、第１配線１２ｇ－１および第２配線１２ｇ－２のそれぞれの長さ方向での一部が抵抗変化部材で構成される。そして、第１配線１２ｇ－１の抵抗変化部材を構成する部分が平面視で第１パッド１２ｂ－１の周囲に沿って延びる形状をなす。同様に、第２配線１２ｇ－２の抵抗変化部材を構成する部分が平面視で第２パッド１２ｂ－２の周囲に沿って延びる形状をなす。なお、第１配線１２ｇ－１および第２配線１２ｇ－２のそれぞれの全部が抵抗変化部材で構成されてもよい。
【0076】
また、第１配線１２ｇ－１は、平面視で、第２パッド１２ｂ－２に対して遠ざかるように配置される。同様に、第２配線１２ｇ－２は、平面視で、第１パッド１２ｂ－１に対して遠ざかるように配置される。このように第１配線１２ｇ－１および第２配線１２ｇ－２を配置することにより、第１配線１２ｇ－１に対する第２半導体スイッチング素子２０－２の温度の影響を受け難くしたり、第２配線１２ｇ－２に対する第１半導体スイッチング素子２０－１の温度の影響を受け難くしたりすることができる。これにより、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２に対する電流のバランスを良好に維持することができる。
【0077】
本実施形態では、第１配線１２ｇ－１は、平面視で、第１パッド１２ｂ－１の２辺に沿って延びる形状をなす。同様に、第２配線１２ｇ－２は、平面視で、第２パッド１２ｂ－２の２辺に沿って延びる形状をなす。このような形状の第１配線１２ｇ－１および第２配線１２ｇ－２では、第１配線１２ｇ－１に対する第２半導体スイッチング素子２０－２の温度の影響を受け難くしたり、第２配線１２ｇ－２に対する第１半導体スイッチング素子２０－１の温度の影響を受け難くしたりしつつ、抵抗変化部材を第１半導体スイッチング素子２０－１または第２半導体スイッチング素子２０－２に近づけることができる。
【0078】
以上のように、第３実施形態によっても、第１接続部１４Ｂ－１および第２接続部１４Ｂ－２のそれぞれが抵抗変化部材を電流経路として含むことにより、低コスト化を図りつつ、複数の半導体スイッチング素子２０を電気的に並列接続した半導体モジュール１００Ｂの信頼性を向上させることができる。
【0079】
４．第４実施形態
以下、本開示の第４実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用および機能が前述の実施形態と同様である要素については、前述の実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、本開示の第４実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用および機能が前述の実施形態と同様である要素については、前述の実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【0080】
図８は、第４実施形態に係る半導体モジュール１００Ｃの平面図である。半導体モジュール１００Ｃは、第１実施形態の基板１０に代えて基板１０Ｃを備えること以外は、第１実施形態の半導体モジュール１００と同様に構成される。なお、図８では、見やすさの便宜上、前述のワイヤー５１－１、５１－２、５２－１、５２－２、外部入力端子６１、外部出力端子６２および制御端子６３の図示が省略されるとともに、抵抗変化部材が網掛け表示される。
【0081】
基板１０Ｃは、第１実施形態の導体パターン群１２に代えて導体パターン群１２Ｃを有すること以外は、第１実施形態の基板１０と同様に構成される。導体パターン群１２Ｃは、第１実施形態の第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２に代えて第１配線１２ｈ－１および第２配線１２ｈ－２を含むこと以外は、第２実施形態の導体パターン群１２と同様に構成される。
【0082】
第１配線１２ｈ－１は、平面視形状が異なること以外は、第１実施形態の第１配線１２ｃ－１と同様に構成される。ここで、第１パッド１２ｂ－１および第１配線１２ｈ－１は、第１接続部１４Ｃ－１を構成しており、入力部１２ａと第１入力電極２２－１とを電気的に接続する。第２配線１２ｈ－２は、平面視形状が異なること以外は、第１実施形態の第２配線１２ｃ－２と同様に構成される。ここで、第２パッド１２ｂ－２および第２配線１２ｈ－２は、第２接続部１４Ｃ－２を構成しており、入力部１２ａと第２入力電極２２－２とを電気的に接続する。
【0083】
具体的に説明すると、図８に示すように、第１配線１２ｈ－１は、平面視で、第１パッド１２ｂ－１のＹ軸に沿う１対の辺のうちＸ２方向に位置する辺から、第１パッド１２ｂ－１の周囲に沿って延びた後に、入力部１２ａに向けて延びる形状をなす。ここで、第１配線１２ｈ－１は、平面視で、第１パッド１２ｂ－１のＸ２方向に位置する辺とＹ２方向に位置する辺とＸ１方向に位置する辺とに沿って延びる。同様に、第２配線１２ｈ－２は、平面視で、第２パッド１２ｂ－２のＹ軸に沿う１対の辺のうちＸ２方向に位置する辺から、第２パッド１２ｂ－２の周囲に沿って延びた後に、入力部１２ａに向けて延びる形状をなす。ここで、第２配線１２ｈ－２は、平面視で、第２パッド１２ｂ－２のＸ２方向に位置する辺とＹ１方向に位置する辺とＸ１方向に位置する辺とに沿って延びる。
【0084】
このように、第１配線１２ｈ－１は、平面視で、第１パッド１２ｂ－１の３辺に沿って延びる形状をなす。同様に、第２配線１２ｈ－２は、平面視で、第２パッド１２ｂ－２の３辺に沿って延びる形状をなす。このような形状の第１配線１２ｈ－１および第２配線１２ｈ－２では、第１配線１２ｈ－１に対する第２半導体スイッチング素子２０－２の温度の影響を受け難くしたり、第２配線１２ｈ－２に対する第１半導体スイッチング素子２０－１の温度の影響を受け難くしたりしつつ、抵抗変化部材を第１半導体スイッチング素子２０－１または第２半導体スイッチング素子２０－２に近づけることができる。
【0085】
以上のように、第４実施形態によっても、第１接続部１４Ｃ－１および第２接続部１４Ｃ－２のそれぞれが抵抗変化部材を電流経路として含むことにより、低コスト化を図りつつ、複数の半導体スイッチング素子２０を電気的に並列接続した半導体モジュール１００Ｃの信頼性を向上させることができる。
【0086】
５．第５実施形態
以下、本開示の第５実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用および機能が前述の実施形態と同様である要素については、前述の実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、本開示の第５実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用および機能が前述の実施形態と同様である要素については、前述の実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【0087】
図９は、第５実施形態に係る半導体モジュール１００Ｄの断面図である。半導体モジュール１００Ｄは、第１実施形態の基板１０に代えて基板１０Ｄを備えること以外は、第１実施形態の半導体モジュール１００と同様に構成される。なお、図９では、見やすさの便宜上、前述のワイヤー５１－１、５１－２、５２－１、５２－２、外部入力端子６１、外部出力端子６２および制御端子６３の図示が省略されるとともに、抵抗変化部材が網掛け表示される。
【0088】
基板１０Ｄは、第１実施形態の導体パターン群１２に代えて導体パターン群１２Ｄを有すること以外は、第１実施形態の基板１０と同様に構成される。導体パターン群１２Ｄは、第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２を追加したこと以外は、第２実施形態の導体パターン群１２と同様に構成される。第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２のそれぞれは、入力部１２ａを構成する材料の抵抗温度係数よりも大きい正の抵抗温度係数を有する材料で構成される部材である。
【0089】
具体的に説明すると、図９に示すように、第１シート部材１２ｉ－１は、第１入力電極２２－１と第１パッド１２ｂ－１との間に配置されており、例えば、第１入力電極２２－１および第１パッド１２ｂ－１のそれぞれに対してはんだ等の導電性接合材を介して接合される。ここで、第１シート部材１２ｉ－１、第１パッド１２ｂ－１および第１配線１２ｃ－１は、第１接続部１４Ｄ－１を構成しており、入力部１２ａと第１入力電極２２－１とを電気的に接続する。同様に、第２シート部材１２ｉ－２は、第２入力電極２２－２と第２パッド１２ｂ－２との間に配置されており、例えば、第２入力電極２２－２および第２パッド１２ｂ－２のそれぞれに対してはんだ等の導電性接合材を介して接合される。ここで、第２シート部材１２ｉ－２、第２パッド１２ｂ－２および第２配線１２ｃ－２は、第２接続部１４Ｄ－２を構成しており、入力部１２ａと第１入力電極２２－１とを電気的に接続する。
【0090】
なお、本実施形態では、第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２のそれぞれが抵抗温度係数の小さいアルミニウムまたは銅等の金属で構成されてもよい。また、第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２のそれぞれは、第２入力電極２２－２および第２パッド１２ｂ－２のそれぞれに対してはんだ等の導電性接合材を介して接合される態様に限定されず、例えば、気相成膜法により形成してもよい。
【0091】
このように、第１接続部１４Ｄ－１は、第１入力電極２２－１と第１パッド１２ｂ－１との間に配置される第１シート部材１２ｉ－１を含む。同様に、第２接続部１４Ｄ－２は、第２入力電極２２－２と第２パッド１２ｂ－２との間に配置される第２シート部材１２ｉ－２を含む。第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２のそれぞれは、所定温度以上で相転移により抵抗値の大きくなる材料で構成される。このため、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２の過昇温による損傷を好適に防止することができる。
【0092】
第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２のそれぞれを構成する材料、すなわち、所定温度以上で相転移により抵抗値の大きくなる材料としては、例えば、（Ｖ１－ＸＣｒＸ）２Ｏ３のような導電性金属酸化物等が挙げられる。当該導電性金属酸化物は、温度上昇に応じて所定温度で金属状態から非金属状態に相転移する。この相転移により、当該導電性の抵抗値が所定温度以上で急激に大きくなる。
【0093】
当該所定温度、すなわち、温度上昇時に相転移を開始する温度は、１５０℃以上２００℃以下の範囲内の温度であることが好ましい。この場合、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２の過昇温による損傷を好適に防止することができる。ここで、例えば、前述の導電性金属酸化物を用いる場合、（Ｖ１－ＸＣｒＸ）２Ｏ３のＸを０．００５程度、より具体的には、Ｘを０．００４５以上０．００５５以下程度とすることが好ましい。
【0094】
以上の第１接続部１４Ｄ－１では、第１半導体スイッチング素子２０－１からの熱により、第１配線１２ｃ－１の抵抗値が上昇するだけでなく、所定温度以上で第１シート部材１２ｉ－１の抵抗値が急激に上昇する。同様に、第２接続部１４Ｄ－２では、第２半導体スイッチング素子２０－２からの熱により、第２配線１２ｃ－２の抵抗値が上昇するだけでなく、所定温度以上で第２シート部材１２ｉ－２の抵抗値が急激に上昇する。
【0095】
このように、第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２の抵抗値変化とは異なる挙動で第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２の抵抗値が変化することにより、第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２のそれぞれを半導体モジュール１００Ｄの保護素子のように用いることができる。
【0096】
以上のように、第５実施形態によっても、第１接続部１４Ｄ－１および第２接続部１４Ｄ－２のそれぞれが抵抗変化部材を電流経路として含むことにより、低コスト化を図りつつ、複数の半導体スイッチング素子２０を電気的に並列接続した半導体モジュール１００Ｄの信頼性を向上させることができる。
【0097】
６．第６実施形態
以下、本開示の第６実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用および機能が前述の実施形態と同様である要素については、前述の実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
以下、本開示の第６実施形態について説明する。以下に例示する形態において作用および機能が前述の実施形態と同様である要素については、前述の実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【0098】
図１０は、第６実施形態に係る半導体モジュール１００Ｅの平面図である。図１１は、図１０中のＣ－Ｃ線断面図である。半導体モジュール１００Ｅは、第１実施形態の基板１０に代えて基板１０Ｅを備えること以外は、第１実施形態の半導体モジュール１００と同様に構成される。なお、図１０および図１１では、見やすさの便宜上、前述のワイヤー５１－１、５１－２、５２－１、５２－２、外部入力端子６１、外部出力端子６２および制御端子６３の図示が省略されるとともに、抵抗変化部材が網掛け表示される。
【0099】
基板１０Ｅは、第１実施形態の導体パターン群１２に代えて導体パターン群１２Ｅを有すること以外は、第１実施形態の基板１０と同様に構成される。導体パターン群１２Ｅは、入力部１２ａ、第１パッド１２ｂ－１、第２パッド１２ｂ－２、第１配線１２ｃ－１および第２配線１２ｃ－２に代えて入力部１２ｊを有するとともに、第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２を追加したこと以外は、第２実施形態の導体パターン群１２と同様に構成される。第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２のそれぞれは、前述の第５実施形態の第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２と同様である。
【0100】
入力部１２ｊは、外部入力端子６１から電流の入力を受ける導体パターンで構成される入力パターンである。入力部１２ｊは、例えば、銅またはアルミニウム等の高熱伝導性の金属材料で構成される。入力部１２ｊには、図１０中の二点鎖線で示す領域ＣＴ１において外部入力端子６１だけでなく、図１１に示すように、第１入力電極２２－１および第２入力電極２２－２がはんだ等の導電性接合材により接合される。このように、基板１０Ｅは、入力部１２ｊを構成する入力パターンを有する。なお、入力部１２ｊの形状は、図１０に示す例に限定されず、任意である。
【0101】
具体的に説明すると、図１１に示すように、第１シート部材１２ｉ－１は、第１入力電極２２－１と入力部１２ｊとの間に配置されており、例えば、第１入力電極２２－１および入力部１２ｊのそれぞれに対してはんだ等の導電性接合材を介して接合される。ここで、第１シート部材１２ｉ－１は、第１接続部１４Ｅ－１を構成しており、入力部１２ｊと第１入力電極２２－１とを電気的に接続する。同様に、第２シート部材１２ｉ－２は、第２入力電極２２－２と入力部１２ｊとの間に配置されており、例えば、第２入力電極２２－２および入力部１２ｊのそれぞれに対してはんだ等の導電性接合材を介して接合される。ここで、第２シート部材１２ｉ－２は、第２接続部１４Ｅ－２を構成しており、入力部１２ｊと第１入力電極２２－１とを電気的に接続する。なお、第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２のそれぞれは、入力部１２ｊ上に気相成膜法により形成してもよい。
【0102】
このように、第１接続部１４Ｅ－１は、第１入力電極２２－１と入力部１２ｊとの間に配置される第１シート部材１２ｉ－１を含む。同様に、第２接続部１４Ｅ－２は、第２入力電極２２－２と入力部１２ｊとの間に配置される第２シート部材１２ｉ－２を含む。第１シート部材１２ｉ－１および第２シート部材１２ｉ－２のそれぞれは、前述の第５実施形態と同様、抵抗変化部材であり、所定温度以上で相転移により抵抗値の大きくなる材料で構成される。このため、第１半導体スイッチング素子２０－１および第２半導体スイッチング素子２０－２の過昇温による損傷を好適に防止することができる。
【0103】
以上のように、第６実施形態によっても、第１接続部１４Ｅ－１および第２接続部１４Ｅ－２のそれぞれが抵抗変化部材を電流経路として含むことにより、低コスト化を図りつつ、複数の半導体スイッチング素子２０を電気的に並列接続した半導体モジュール１００Ｅの信頼性を向上させることができる。
【0104】
７．変形例
本開示は前述の各実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる各種の変形が可能である。また、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせてもよい。
本開示は前述の各実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる各種の変形が可能である。また、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせてもよい。
【0105】
７－１．変形例１
前述の実施形態では、半導体モジュールの有する半導体スイッチング素子の数が2個のである態様が例示されるが、この態様に限定されず、当該数は、３個以上であってもよい。この場合、３個以上の半導体スイッチング素子のうち、任意の１つの半導体スイッチング素子に関する構成が「第１半導体スイッチング素子」に関する構成に相当し、他の任意の1つの半導体スイッチング素子に関する構成が「第２半導体スイッチング素子」に関する構成に相当する。
前述の実施形態では、半導体モジュールの有する半導体スイッチング素子の数が2個のである態様が例示されるが、この態様に限定されず、当該数は、３個以上であってもよい。この場合、３個以上の半導体スイッチング素子のうち、任意の１つの半導体スイッチング素子に関する構成が「第１半導体スイッチング素子」に関する構成に相当し、他の任意の1つの半導体スイッチング素子に関する構成が「第２半導体スイッチング素子」に関する構成に相当する。
【0106】
７－２．変形例２
前述の実施形態では、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子が共通の基板上に搭載される態様が例示されるが、この態様に限定されず、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子が個別の基板上に搭載されてもよい。
前述の実施形態では、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子が共通の基板上に搭載される態様が例示されるが、この態様に限定されず、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子が個別の基板上に搭載されてもよい。
【0107】
８．付記
以上の実施形態または変形例から、例えば以下の態様が把握される。
以上の実施形態または変形例から、例えば以下の態様が把握される。
【0108】
本開示の好適例である第１態様の半導体モジュールは、第１入力電極および第１出力電極を有する第１半導体スイッチング素子と、第２入力電極および第２出力電極を有する第２半導体スイッチング素子と、電流の入力を受ける入力部と、前記第１入力電極と前記入力部とを電気的に接続する第１接続部と、前記第２入力電極と前記入力部とを電気的に接続する第２接続部と、前記第１出力電極および前記第２出力電極に電気的に接続される出力部と、を備え、前記第１接続部および前記第２接続部のそれぞれは、前記入力部を構成する材料の抵抗温度係数よりも大きい正の抵抗温度係数を有する材料で構成される部材を電流経路として含む。
【0109】
以上の第１態様では、第１入力電極および第２入力電極の両方が入力部に電気的に接続されるとともに、第１出力電極および第２出力電極の両方が出力部に電気的に接続される。このため、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子が電気的に並列に接続される。
【0110】
ここで、第１入力電極が第１接続部を介して入力部に電気的に接続されるとともに、第２入力電極が第２接続部を介して入力部に電気的に接続される。そのうえで、第１接続部および第２接続部のそれぞれが入力部を構成する材料の抵抗温度係数よりも大きい正の抵抗温度係数を有する材料で構成される部材を電流経路として含む。このため、第１接続部の抵抗値が第１半導体スイッチング素子の昇温に伴って増加するので、第１半導体スイッチング素子の昇温に応じて第１半導体スイッチング素子に入力される電流が減少する。同様に、第２接続部の抵抗値が第２半導体スイッチング素子の昇温に伴って増加するので、第２半導体スイッチング素子の昇温に応じて第２半導体スイッチング素子に入力される電流が減少する。
【0111】
このように、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子が電気的に並列に接続される構成において、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子のうちの一方に対する電流の集中を抑制することができる。この結果、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子のうちの一方の電流アンバランスによる温度上昇および劣化を抑制することができる。また、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子の製造バラつきまたは経年劣化が生じても、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子のうちの一方に対する電流の集中を抑制することにより、半導体モジュールの特性低下を低減することができる。
【0112】
また、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子を支持する基板に当該部材を設けることができる。このため、特許文献１のように当該部材を半導体スイッチング素子の出力電極上に設ける態様と比べて、半導体モジュールの製造工程を簡単化することにより、半導体モジュールの低コスト化を図ることができる。
【0113】
なお、「電流経路として含む」とは、電流が主に流れる経路を構成することである。このため、例えば、銅等の高導電性配線上にニッケルめっき等の低導電性層を積層した構成において、当該高導電性配線に主に電流が流れるため、当該低導電性層は、「電流経路として含む」に該当しない。
【0114】
第１態様の好適例である第２態様において、前記第１半導体スイッチング素子および前記第２半導体スイッチング素子を支持する基板をさらに備え、前記第１接続部および前記第２接続部のそれぞれは、前記基板に設けられる導体パターンである。以上の第２態様では、基板の導体パターンを用いて当該部材を構成することができる。また、当該部材がボンディングワイヤーである態様に比べて、所望特性の当該部材を容易に得ることができる。
【0115】
第２態様の好適例である第３態様において、前記第１接続部は、前記第１入力電極に電気的に接続される第１パッドと、前記入力部と前記第１パッドとを電気的に接続する第１配線と、を含み、前記第２接続部は、前記第２入力電極に電気的に接続される第２パッドと、前記入力部と前記第２パッドとを電気的に接続する第２配線と、を含み、前記第１配線および前記第２配線のそれぞれは、前記部材を含む。以上の第３態様では、第１配線および第２配線の長さまたは形状等により、所望特性の当該部材を容易に得ることができる。
【0116】
第３態様の好適例である第４態様において、前記部材は、ニッケルまたはニッケル合金で構成される。以上の第４態様では、当該材料を用いることで、当該部材の温度変化による抵抗値変化を十分に大きくすることができる。
【0117】
第３態様または第４態様の好適例である第５態様において、前記部材の断面積をＳ［ｍｍ２］とし、前記部材の長さをＬ［ｍｍ］としたとき、１０≦Ｌ／Ｓ≦２５の関係を満たす。以上の第５態様では、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子に対する電流のバランスを良好に維持することができる。
【0118】
第３態様から第５態様のいずれかの好適例である第６態様において、前記第１配線および前記第２配線のそれぞれは、平面視で蛇行形状の部分を有する。以上の第６態様では、当該部分を当該部材に用いることにより、当該部材を所望の長さとしつつ、当該部材を第１半導体スイッチング素子または第２半導体スイッチング素子に近づけることができる。
【0119】
第３態様から第５態様のいずれかの好適例である第７態様において、前記第１配線は、平面視で、前記第１パッドの周囲に沿って延びる形状の部分を有し、前記第２配線は、平面視で、前記第２パッドの周囲に沿って延びる形状の部分を有する。以上の第７態様では、当該部分を当該部材に用いることにより、当該部材を所望の長さとしつつ、当該部材を第１半導体スイッチング素子または第２半導体スイッチング素子に近づけることができる。
【0120】
第７態様の好適例である第８態様において、前記第１配線は、平面視で、前記第２パッドに対して遠ざかるように配置され、前記第２配線は、平面視で、前記第１パッドに対して遠ざかるように配置される。以上の第８態様では、第１配線に対する第２半導体スイッチング素子の温度の影響を受け難くしたり、第２配線に対する第１半導体スイッチング素子の温度の影響を受け難くしたりすることができる。これにより、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子に対する電流のバランスを良好に維持することができる。
【0121】
第８態様の好適例である第９態様において、前記第１パッドおよび前記第２パッドのそれぞれは、平面視で四角形をなしており、前記第１配線は、平面視で、前記第１パッドの２辺または３辺に沿って延びる形状をなし、前記第２配線は、平面視で、前記第２パッドの２辺または３辺に沿って延びる形状をなす。以上の第９態様では、第１配線に対する第２半導体スイッチング素子の温度の影響を受け難くしたり、第２配線に対する第１半導体スイッチング素子の温度の影響を受け難くしたりしつつ、当該部材を第１半導体スイッチング素子または第２半導体スイッチング素子に近づけることができる。
【0122】
第３態様から第９態様のいずれかの好適例である第１０態様において、前記第１接続部は、前記第１入力電極と前記第１パッドとの間に配置される第１シート部材を含み、前記第２接続部は、前記第２入力電極と前記第２パッドとの間に配置される第２シート部材を含み、前記第１シート部材および前記第２シート部材のそれぞれは、所定温度以上で相転移により抵抗値の大きくなる材料で構成される。以上の第１０態様では、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子の過昇温による損傷を好適に防止することができる。
【0123】
第２態様の好適例である第１１態様において、前記基板は、前記入力部を構成する入力パターンを有し、前記第１接続部は、前記第１入力電極と前記入力パターンとの間に配置される第１シート部材を含み、前記第２接続部は、前記第２入力電極と前記入力パターンとの間に配置される第２シート部材を含み、前記第１シート部材および前記第２シート部材のそれぞれは、前記部材であり、所定温度以上で相転移により抵抗値の大きくなる材料で構成される。以上の第１１態様では、第１半導体スイッチング素子および第２半導体スイッチング素子の過昇温による損傷を好適に防止することができる。
【符号の説明】
【0124】
１０…基板、１０Ａ…基板、１０Ｂ…基板、１０Ｃ…基板、１０Ｄ…基板、１０Ｅ…基板、１１…絶縁基板、１２…導体パターン群、１２Ａ…導体パターン群、１２Ｂ…導体パターン群、１２Ｃ…導体パターン群、１２Ｄ…導体パターン群、１２Ｅ…導体パターン群、１２ａ…入力部、１２ｂ－１…第１パッド、１２ｂ－２…第２パッド、１２ｃ－１…第１配線、１２ｃ－２…第２配線、１２ｄ…出力部、１２ｅ…制御用パターン、１２ｆ－１…第１配線、１２ｆ－２…第２配線、１２ｇ－１…第１配線、１２ｇ－２…第２配線、１２ｈ－１…第１配線、１２ｈ－２…第２配線、１２ｉ－１…第１シート部材、１２ｉ－２…第２シート部材、１２ｊ…入力部、１３…金属層、１４－１…第１接続部、１４－２…第２接続部、１４Ａ－１…第１接続部、１４Ａ－２…第２接続部、１４Ｂ－１…第１接続部、１４Ｂ－２…第２接続部、１４Ｃ－１…第１接続部、１４Ｃ－２…第２接続部、１４Ｄ－１…第１接続部、１４Ｄ－２…第２接続部、１４Ｅ－１…第１接続部、１４Ｅ－２…第２接続部、２０－１…第１半導体スイッチング素子、２０－２…第２半導体スイッチング素子、２１－１…第１出力電極、２１－２…第２出力電極、２２－１…第１入力電極、２２－２…第２入力電極、２３－１…制御電極、２３－２…制御電極、３０…ベース、４０…ケース、５１－１…ワイヤー、５１－２…ワイヤー、５２－１…ワイヤー、５２－２…ワイヤー、６１…外部入力端子、６２…外部出力端子、６３…制御端子、１００…半導体モジュール、１００Ａ…半導体モジュール、１００Ｂ…半導体モジュール、１００Ｃ…半導体モジュール、１００Ｄ…半導体モジュール、１００Ｅ…半導体モジュール、ＣＴ１…領域、ＣＴ２…領域、ＣＴ３…領域、Ｒ－１…内部抵抗、Ｒ－２…内部抵抗。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】