一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

功率模块的制作方法

2021-12-08 01:36:00 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及功率模块。


背景技术:

2.在进行功率转换的装置等中,有时使用内置有功率半导体元件而模块化的功率模块。功率半导体元件有mosfet(metal oxide semiconductor field effect transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)、igbt(insulated gate bipolar transistor:绝缘栅双极型晶体管)、或二极管等。已知当并联连接并驱动两个以上的功率半导体元件时会产生振荡的现象。振荡现象存在下述等原因,即:由栅极信号线或发射极信号线的寄生电感及寄生电容的lc谐振所引起;由并联驱动时的元件间的栅极阈值电压差的导通截止时的开关定时差所引起;由元件之间的母线布局或元件之间的偏差导致的电流差所引起。
3.另外,以高于这些振荡的频率进行振荡的现象中存在pett(plasma extraction transit time oscillation:等离子体萃取渡越时间振荡)、以及impatt(impact ionization avalanshe transit time oscillation:碰撞电离雪崩渡越时间振荡)(例如参照非专利文献1)。图12是在双极型功率半导体元件中,根据图中示出的式子以温度为参数,示出了pett相对于动作电压的频率分布的示例的图。双极型的功率半导体元件是igbt、pn结二极管、逆导通igbt等。图13是在功率半导体元件中,根据图中示出的式子以温度为参数,示出了impatt相对于动作电压的频率分布的示例的图。功率半导体元件是igbt、mosfet、pn结二极管、肖特基结二极管、逆导通igbt等。图12和图13所示的式子的分子是依赖于半导体载流子的温度、种类和物理性质的饱和速度,分母是依赖于杂质浓度、电压和物理性质介电常数的耗尽层厚度。在动作电压幅度和动作温度区域都较宽的应用中,pett和impatt的频率相对于动作电压和温度广泛分布。图12和图13是示出了振荡发生的可能性的示例。在将igbt和pn结二极管耦合来构成功率模块时,由于igbt和二极管的杂质浓度存在不同,pett和impatt的频率分布从图12和图13所示的分布偏移从而进一步广泛分布。impatt附带耗尽层内的局部击穿界限值电场(局部雪崩)产生要求,但是即使电压低,也是大电流,即使电流小,也是高电压,从而会进入发生条件区域,因此,大范围分布的情况不会改变。
4.在发生了由pett和impatt引起的强振荡的情况下,有可能会诱发以下问题:由于向栅极信号线或接地线传导振荡而导致的驱动电路的误动作;由于向栅极信号诱发振动而导致的功率半导体元件的破坏;或者由振荡辐射从空间传递至搭载有微机、电源ic以及功率半导体元件的驱动电路等的控制基板并在信号或接地线上叠加振动从而产生的低电压动作lsi的误动作等。因此,近年来,功率模块中抑制pett和impatt的产生的要求越来越高。对于igbt或pn结二极管截止时由孔(空穴、少数侧载流子)通过耗尽层的时间决定的频率,公开了一种通过修改引线框和引线接合的布局以使由功率半导体元件的寄生电容和引线框以及引线接合的寄生电感决定的lc谐振频率不一致,来抑制pett的方法(例如参照专利文献1)。图14是示出修改引线框设计时寄生电感的上限及下限侧界限设计中的lc谐振和
pett的频率分布的示例的图。现有技术文献专利文献
5.专利文献1:日本专利特开2013

229383号公报非专利文献
6.非专利文献1:j.lutzet al.,semiconductor power device,doi 10.1007/978
‑3‑
642

11125

9_13,page 475~495


技术实现要素:

发明所要解决的技术问题
7.在上述专利文献1中,如图14所示,仅在一部分被限定的条件范围内能够抑制pett。然而,寄生电容是只要决定了半导体元件就能确定的数字,但是对于由散热和绝缘性能决定的功率半导体元件的配置结构,在安装有脱离pett和impatt的频率分布那样的功率半导体元件的模块的设计中,存在仅通过修改引线框和引线接合的布局难以抑制由pett和impatt引起的振动的问题。
8.因此,本技术的目的在于获得一种能抑制由pett和impatt引起的振动的功率模块。用于解决技术问题的技术手段
9.本技术所公开的功率模块包括:两个半导体元件,该两个半导体元件的一个面和另一面分别具有电极;平板状的第一导电金属图案,该第一导电金属图案连接到并排设在同一平面上的两个半导体元件各自的一个面的电极;平板状的第二导电金属图案,该第二导电金属图案连接到两个半导体元件各自的另一个面的电极;以及电容元件,该电容元件设在同一平面上的第一导电金属图案与第二导电金属图案之间,在第一导电金属图案与第二导电金属图案之间形成静电电容,两个半导体元件和电容元件在同一平面上配置在三角形的顶点的位置上,第一导电金属图案和第二导电金属图案的特征在于具有平板形状,所述平板形状具有包含三角形的三个顶点和三条边的外形,将第一导电金属图案和第二导电金属图案中的两个半导体元件之间的最短连接路径长度设为第一最短路径,将在第一导电金属图案和第二导电金属图案中的两个半导体元件各自与电容元件之间的两个最短连接路径长度中较短的一个最短连接路径长度作为第二最短路径,将较长的一个最短连接路径长度作为第三最短路径,则(第一最短路径)≥(第二最短路径)且((第一最短路径)2 (第二最短路径)2)≥(第三最短路径)2,将根据寄生在两个半导体元件的一个面与另一个面之间的两个静电电容、以及在第一导电金属图案和第二导电金属图案的两个半导体元件的一个面之间和另一个面之间所生成的两个电感而获得的谐振频率设为第一谐振频率,将根据寄生在两个半导体元件中的一侧元件的一个面与另一个面之间的静电电容、由电容元件所生成的静电电容、以及第一导电金属图案和第二导电金属图案中半导体元件的一侧元件的一个面与电容元件之间以及另一个面与电容元件之间所生成的两个电感而获得的谐振频率设为第二谐振频率,将根据寄生在两个半导体元件的另一侧元件的一个面与另一个面之间的静电电容、由电容元件所生成的静电电容、以及第一导电金属图案和第二导电金属图案的半导体元件的另一侧元件的一个面与电容元件之间以及另一个面与电容元件之间所生
成的两个电感而获得的谐振频率设为第三谐振频率,第一导电金属图案和第二导电金属图案具有在由电流路径的第一谐振频率、第二谐振频率和第三谐振频率所产生的趋肤效应下电流流过的皮肤的深度的两倍以上的厚度,通过第一导电金属图案以及第二导电金属图案和电容元件,两个半导体元件和电容元件的任意两个元件之间的电流路径的第一谐振频率、第二谐振频率、第三谐振频率中的某个谐振频率所引起的振动也降低。发明效果
10.根据本技术所公开的功率模块,构成为两个半导体元件和电容元件在平板状的第一导电金属图案与平板状的第二导电金属图案之间配置在三角形的顶点的位置,导电金属图案包含该三角形作为外形形状内,将第一导电金属图案和第二导电金属图案中的两个半导体元件之间的最短连接路径长度设为第一最短路径,将在第一导电金属图案和第二导电金属图案中的两个半导体元件各自与电容元件之间的两个最短连接路径长度中较短的一个最短连接路径长度作为第二最短路径,并将较长的一个最短连接路径长度作为第三最短路径,则(第一最短路径)≥(第二最短路径)且((第一最短路径)2 (第二最短路径)2)≥(第三最短路径)2,第一导电金属图案和第二导电金属图案具有在由以下电流路径的频率特性产生的趋肤效应下电流流过的皮肤的深度的两倍以上的厚度,所述电流路径具有根据各自的电容和电感而获得的第一谐振频率、第二谐振频率、第三谐振频率,其中,各自的电容和电感根据寄生在两个半导体元件中的一个电极与另一个电极之间的电容、从电容元件的三个元件中选择出的两个元件之间彼此形成的电容、以及同样地在当前选择出的两个元件之间的电极之间提取的电感而获得,并且元件的选择有三种,即从三个元件中选择连接到第一到第三最短路径的两个元件,因此,关于半导体元件的导通、截止开关时产生的电流振动,利用第一导电金属图案以及第二导电金属图案和电容元件,无论对于由两个半导体元件和电容元件的任意两个元件之间的电流路径的第一谐振频率、第二谐振频率和第三谐振频率中的哪一个谐振频率引起的振动,该振动电流都不会集中在引线框1和引线框2的部分路径上,除此以外,对于因位于相同频率区域的pett和impatt引起的振动电流,例如在第一谐振频率、第二谐振频率和第三谐振频率的任意谐振频率下,该振动电流也不会集中在一部分路径上,从而能够抑制由pett和impatt引起的振动。
附图说明
11.图1是示意性示出实施方式1所涉及的功率模块的主要部分的立体图。图2是示意性示出实施方式1所涉及的另一功率模块的主要部分的立体图。图3是示出lc谐振和pett相对于实施方式1所涉及的功率模块的动作电压的频率分布的示例的图。图4是示出lc谐振和pett相对于实施方式1所涉及的另一功率模块的动作电压的频率分布的示例的图。图5是示意性示出实施方式3所涉及的功率模块的主要部分的立体图。图6是示意性示出实施方式4所涉及的功率模块的主要部分的立体图。图7是示意性示出实施方式5所涉及的功率模块的主要部分的俯视图。图8是示意性示出实施方式6所涉及的功率模块的主要部分的俯视图。图9是示意性示出实施方式7所涉及的功率模块的主要部分的俯视图。
图10是说明比较例的功率模块的图。图11是说明比较例的另一功率模块的图。图12是示出针对动作电压的pett的频率分布的示例的图。图13是示出针对动作电压的impatt的频率分布的示例的图。图14是示出在寄生电感器的上限和下限中的lc谐振和pett的频率分布的示例的图。
具体实施方式
12.以下,基于附图对本技术的实施方式所涉及的功率模块进行说明。另外,各图中关于相同或相当的构件、部位,标注相同标号来进行说明。
13.实施方式1.图1是示意性地示出实施方式1所涉及的功率模块100的主要部分的立体图,图2是示意性地示出另一功率模块100的主要部分的立体图,图3是示出lc谐振和pett相对于功率模块100的动作电压的频率分布的示例的图,图4是示出lc谐振和pett相对于另一功率模块100的动作电压的频率分布的示例的图。图1和图2是示出去除了围绕功率模块100内部的半导体元件3等的绝缘填充物的图。绝缘填充物例如是模塑树脂,也有时是凝胶。凝胶配置在半导体元件周边与元件之间,最外侧配置有树脂。功率模块100是搭载有两个半导体元件3的模块,例如在逆变器装置中构成逆变器电路。
14.<功率模块100>如图1所示,功率模块100包括两个半导体元件3、两个电容元件4、作为第一导电金属图案的引线框1、作为第二导电金属图案的引线框2、以及引线框5。半导体元件3在一个表面和另一个表面上分别具有电极6。一个表面的电极6是上表面电极,为n极,另一个表面的电极(未图示)是下表面电极,为p极。各个电极6并不限于一个,也可以分割。在本实施方式1中,电极6被分割为两个电极6a、6b。两个半导体元件3和两个电容元件4并排设在同一平面上。引线框1为平板状,与两个半导体元件3各自的上表面电极连接。引线框1包括与其他电路(未图示)连接的端子部1a。引线框2为平板状,与两个半导体元件3各自的下表面电极连接。引线框1和引线框2例如由铜制作,引线框2设在未图示的dbc(direct bonded copper:直接覆铜)基板或绝缘性树脂上。
15.两个电容元件4设在引线框1与引线框2之间,在引线框1与引线框2之间形成静电电容。两个半导体元件3和两个电容元件4并联连接在引线框1与引线框2之间。两个半导体元件3和两个电容元件4通过焊料、导电性糊剂或具有导电性的粘接材料连接到引线框1和引线框2。引线框1和引线框2各自以相同的电位与两个半导体元件3和两个电容元件4分别连接。引线框5通过接合线(未图示)与半导体元件3连接。引线框5是与其他电路(未图示)连接的端子,被绝缘填充物支承。与端子部1a和引线框5连接的其他电路例如是驱动功率模块100的驱动电路。
16.两个半导体元件3和两个电容元件4中的一方或另一方在同一平面上配置在三角形的顶点的位置。当将两个半导体元件3并联连接地进行驱动时,因由两个半导体元件3之间的寄生电感和寄生电容所引起的谐振而产生振荡。当两个半导体元件3具有相同种类、相同尺寸和相同特性时,产生较强的振荡。为了抑制该振荡,设置电容元件4,并将两个半导体
元件3和电容元件4配置在三角形的顶点的位置。以下,将两个半导体元件3侧作为振动源进行说明,但也可以将电容元件4侧作为振动源。
17.在将引线框1和引线框2中的两个半导体元件3之间的最短连接路径长度作为第一最短路径,将引线框1和引线框2中的两个半导体元件3各自与电容元件4之间的两个最短连接路径长度中较短的一个最短连接路径长度作为第二最短路径,并将较长的一个最短连接路径长度作为第三最短路径时,三角形顶点的位置的配置满足(第一最短路径)≥(第二最短路径)且((第一最短路径)2 (第二最短路径)2)≥(第三最短路径)2的关系。将前面的式子作为第一式,将后面的式子作为第二式。在两个半导体元件3各自与电容元件4之间的两个最短连接路径长度相等时,哪个最短连接路径都可以是第二最短路径或第三最短路径。元件之间的距离定义为两个元件的上表面或下表面的电极中心之间的距离。在电极被分割的情况下,将被分割的两者的电极合在一起的部分的中心作为电极的中心。图1和图2所示的虚线的交点的位置是电极的中心。当电极的形状在上表面和下表面不同时,在上表面和下表面中距离也不同,但是在上表面和下表面两者中需要使第一式和第二式的关系成立。在图1中,当将半导体元件3侧作为振动源时,第一式成为(第一最短路径81)≥(第二最短路径91),第二式成为((第一最短路径81)2 (第二最短路径91)2)≥(第三最短路径92)2。另外,在图1中,当将电容元件4侧作为振动源时,第一式成为(第一最短路径82)≥(第二最短路径91),第二式成为((第一最短路径82)2 (第二最短路径91)2)≥(第三最短路径93)2。在图2中,当将半导体元件3侧作为振动源时,第一式成为(第一最短路径81)≥(第二最短路径91),第二式成为((第一最短路径81)2 (第二最短路径91)2)≥(第三最短路径92)2。
18.虽然在图1中示出了设有两个电容元件4的示例,但如图2所示,电容元件4也可以是一个。该情况下,两个半导体元件3和一个电容元件4在同一平面上配置在三角形的顶点的位置。半导体元件3例如是mosfet(metal oxide semiconductor field effect transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)、igbt(绝缘栅双极型晶体管、insulated gate bipolar transistor)等功率半导体元件。两个半导体元件3可以设为igbt或双极型晶体管,电容元件4可以设为pn结二极管或肖特基结二极管。在图1和图2中,半导体元件3设为igbt,电容元件4设为pn结二极管。
19.pett和impatt是以相对较高的频率进行振荡的现象。即使在功率半导体元件单体中pett和impatt也会产生,但是当具有相同尺寸和相同特性的多个元件并联连接地进行动作时,由于设备阈值、例如栅极阈值vth等的偏差,有时开关定时稍有偏移就会导致特别强的振荡。强的振荡现象是在下述情况下发生的,即:在图12或图13所示的半导体元件固有的pett或impatt的频率分布中,pett或impatt的频率的产生开始发生偏移,发生同一频率的相位偏移,由此在并联连接元件之间产生元件固有的振动电流;以及振动电流与lc谐振频率接近或一致的情况,其中,lc谐振频率是由于与振动电流通过的路径的寄生电感并联连接的元件的寄生电容而引起的。以下,只针对igbt截止时pett发生的情况进行说明。对于在pn结二极管的反向恢复时的pett发生、mosfet或igbt截止时的impatt发生、pn结二极管或肖特基结二极管反向恢复时的pett产生,也能够同样地进行说明。
20.<比较例>在对作为本技术的主要部分的引线框1、2进行说明之前,使用图10以及图11对比较例进行说明。图10是说明比较例的功率模块200的图,图10(a)是示意性地示出功率模块
200的主要部分的立体图,图10(b)是示出图10(a)的两个半导体元件3的电路的图。图11是说明比较例的另一功率模块300的图,图11(a)是示意性地示出另一功率模块300的主要部分的立体图,图11(b)是示出图11(a)的电路的图。如图10(a)所示,功率模块200所包括的引线框201不是平板状的,两个半导体元件3之间以及两个电容元件4之间通过被加工得较细的搭接部202而连接。倾斜方向上配置的半导体元件3与电容元件4之间不直接连接。如图11(a)所示,功率模块300所包括的引线框301不是平板状的,两个半导体元件3之间之间通过被加工得较细的搭接部302而连接。在图10和图11中,半导体元件3设为igbt,电容元件4设为pn结二极管。
21.关于pett,在作为产品所要求的可动作区域以及广泛的动作电压和温度区域中进行讨论。即使将上限侧或下限侧界限设计的条件用于引线框的设计,通常,由于在某个电压和某个温度条件下必须存在一个以上的、与从半导体元件的寄生电容和寄生电感获得的整个区域的lc谐振的频域相交叉的pett和impatt的频率,因此不能抑制pett和impatt的产生。图14是示出修改引线框的设计时寄生电感的上限侧及下限侧界限设计中的lc谐振和pett的频率分布的示例的图。即使将寄生电感的上限侧和下限侧界限设计两者都用于引线框设计,如图14所示,也不能抑制pett和impatt的产生。
22.在图10(a)中,并联配置的igbt之间的振动电流的路径中,连结igbt之间的搭接部202是最短的。并联配置的igbt之间的引线框201的寄生电感是基于搭接部202和经由二极管这两条路径来考虑的。寄生电感值在仅经由二极管的路径的igbt之间为8.4nh,在仅搭接部202的igbt之间为2.4nh。合成了两条路径的igbt之间的寄生电感值为1.9nh,接近仅搭接部202的值。利用合成了两条路径的igbt之间的寄生电感值与并联配置的igbt的寄生电容的谐振频率,在图10所示的箭头的路径上产生强烈振荡。图3示出比较例中两个igbt之间的lc谐振分布、以及igbt与二极管之间的lc谐振分布。在pett相对于动作电压的频率分布与igbt之间的lc谐振相对于动作电压的分布相交叉的部位的功率模块的驱动条件下,发生强振荡。在图中的圆圈所示的部位,利用近磁场探针实测振动,图中以实测出的振幅大小与圆圈的直径成正比的方式示出了观测强度。在pett的频率分布与igbt和二极管之间的lc谐振分布相交叉的部位没有发生强振荡。这是由于交叉的部位位于以igbt为振动源时的动作区域的pett界限域。
23.在图11(a)中,并联配置的igbt之间的振动电流的最短路径是连结igbt之间的搭接部302。并联配置的igbt之间的引线框301的寄生电感是基于搭接部302和经由二极管这两条路径来考虑的。寄生电感值在仅经由二极管的路径的igbt之间为4.3nh,在仅搭接部302的igbt之间为3.0nh,成为相接近的值。将两条路径合并而获得的igbt之间的寄生电感值为1.8nh。振动电流大多分布在经由二极管的路径上,大多流过经由两个igbt之间的二极管的最短路径。利用经由两个igbt之间的二极管的寄生电感值、与不是两个igbt之间而是igbt与二极管之间的最短距离处的igbt和二极管的寄生电容之间的谐振频率,在图11所示的虚线箭头的路径上强烈振荡。此外,利用并联配置的igbt之间的寄生电感值、与并联配置的igbt的寄生电容的谐振频率,在图11所示的实线箭头的路径上强烈振荡。图4示出比较例中两个igbt之间的lc谐振分布、以及igbt与二极管之间的lc谐振分布。在pett相对于动作电压的频率分布与igbt之间的lc谐振相对于动作电压的分布相交叉的部位的功率模块的驱动条件下,发生强振荡。在图中的圆圈所示的部位,利用近磁场探针实测振动,图中以实
测出的振幅大小与圆圈的直径成正比的方式示出了观测强度。
24.强烈振荡的可能性是基于由igbt与二极管之间的引线框的寄生电感值和igbt的寄生电容以及二极管的寄生电容所产生的谐振频率、以及由两个igbt之间的引线框的寄生电感值和两个igbt的寄生电容所产生的谐振频率这两个频率来考虑的。在图10所示的比较例中,如图3所示,在两个igbt之间的谐振中产生强振荡。在图11所示的比较例中,如图4所示,在igbt与二极管之间的谐振中产生强振荡。
25.在图10所示的比较例中,作为igbt之间的连接部分的搭接部202较细,在箭头所示的路径中电流较集中而容易形成磁偶极子。在图11所示的比较例中,与图10同样地,作为igbt之间的连接部分的搭接部302较细。另外,经由二极管的igbt之间的最短路径看起来有宽度,但是从最短的角度考虑,沿着在引线框301设置的孔的外周的一侧成为振动电流集中的路径。由于集中的电流环路形成一定程度的面积,因此容易形成磁偶极子。当形成磁偶极子时,在谐振点产生振荡和强辐射。
26.<引线框1、2>获得一种功率模块,其特征在于,在第一谐振频率、第二谐振频率和第三谐振频率下,引线框1和引线框2具有在由基于电流路径的第一谐振频率、第二谐振频率、第三谐振频率中的某个谐振频率的频率特性所产生的趋肤效应下电流流过的皮肤深度的两倍以上的厚度,其中,所述第一谐振频率通过寄生在两个半导体元件3的一个面与另一个面之间的两个静电电容、以及引线框1和引线框2上的两个半导体元件3的一个面之间和另一个面之间所生成的两个电感的lc串联连接而获得,所述第二谐振频率通过寄生在两个半导体元件3中一侧元件的一个面与另一个面之间的静电电容、由电容元件4所生成的静电电容、以及引线框1和引线框2的半导体元件的一侧元件的一个面与电容元件4之间和另一个面与电容元件4之间所生成的两个电感的lc串联连接而获得,所述第三谐振频率通过寄生在两个半导体元件3的另一侧元件的一个面与另一个面之间的静电电容、由电容元件4所生成的静电电容、以及引线框1和引线框2的半导体元件的另一侧元件的一个面与电容元件4之间和另一个面与电容元件之间所生成的两个电感的lc串联连接而获得,由此,高频电流能在引线框1和引线框2中容易地流动,通过引线框1以及引线框2和电容元件4,也能抑制因两个半导体元件3和电容元件4的任意两个元件之间的电流路径的第一谐振频率、第二谐振频率、第三谐振频率而引起的振动。在假设引线框1和引线框2由铜制作,流到引线框1和引线框2的电流是150mhz的高频电流的情况下,例如,引线框1和引线框2的厚度成为32μm。对于该值,例如能够通过对引线框1或引线框2使用由铜构成的35μm厚的带材,或者在印刷基板上确保35μm厚的铜图案作为引线框2来实现。
27.在平板状的引线框1和平板状的引线框2中连接了作为半导体元件3的igbt和作为电容元件4的二极管的情况下,能够降低电感。然而,在寄生电感的分析中,由于存在pett的频率分布与各元件之间的lc谐振相交叉的区域,因此特别是在交叉的区域中可能发生振荡现象。图3示出了图1所示的功率模块100中两个igbt之间的lc谐振的分布。图4示出图2所示的另一功率模块100中两个igbt之间的lc谐振分布、以及igbt与二极管之间的lc谐振分布。任何lc谐振都与pett的频率分布相交叉,并且有可能发生振荡。
28.如果考虑到整个路径中电感值的振动,振动电流的路径从igbt之间的最短路径分散到经由二极管的路径,电流密度为动态分布,igbt之间的振动电流和igbt与二极管之间
的振动电流共存。igbt之间的振动在被二极管的寄生电容吸收的方向上动作,igbt与二极管之间的振动在被另一个igbt寄生电容侧吸收的方向上动作。因此,在抑制振动的基础上,电流相对于构成的各元件的电极的电压差以最短距离流动并施加在消除振动的方向上,从而电流能够被诱导,使得施加到抑制igbt之间的振动和igbt与二极管之间的振动这两者的方向上。通过使igbt之间的寄生电感值和igbt与二极管之间的寄生电感值相接近,能够干扰具有不同谐振点的igbt之间的振动电流和igbt与二极管之间的振动电流来抑制振动。
29.通过设引线框1和引线框2为平板状,将igbt之间的最短距离和经由二极管的igbt之间的最短距离用平板填满,从而能够使igbt之间的寄生电感值和经由二极管的igbt之间的寄生电感值相接近。将下述情况作为第一条件,即:以在igbt之间的最短距离的路径上不包含二极管的方式,将igbt和二极管配置在三角形的顶点位置,经由二极管的igbt之间的路径中的、一个igbt与一个二极管之间、或者另一个igbt和一个二极管之间的寄生电感成为igbt之间的路径的最短路径的寄生电感以下。将下述情况作为第二条件,即:在igbt之间的最短路径和经由二极管的igbt之间的路径中,在振动电流通过各自的最短路径时不具有振动电流集中的部位。通过满足这些条件,能够抑制由pett和impatt引起的振动。
30.在图10所示的比较例中,寄生电感值在仅经由二极管的路径的igbt之间为8.4nh,在仅搭接部202的igbt之间为2.4nh,而在图1的功率模块100中,寄生电感值在仅经由二极管的路径的igbt之间降低到3.1nh,在igbt之间降低到1.4nh。通过各寄生电感值的降低,路径间的电感值的差降低,振动电流分散。从另一个igbt来看,在到另一个igbt的最短路径的电感和经由二极管的路径的电感中,如果igbt与二极管之间的电感值等于或小于另一个igbt之间的路径的电感值,则满足第一条件,振动电流分流到经由二极管的路径。另外,如果将引线框1和引线框2设为平板状而将igbt和二极管连接,从而不设置振动电流局部集中的位置,则满足第二条件,igbt之间的振动电流、和igbt与二极管之间的振动电流相干扰并分散,不管是哪种lc谐振频率,振荡都将被抑制。
31.为了避免谐振,期望二极管的静电电容远离igbt的寄生电容。即使二极管的静电电容与igbt的寄生容量不分离,这些只要不是同种类相同特性的元件就没有关系。其原因在于,由于寄生电容随着电压和温度而变化并且产生制造偏差,因此,只要并联驱动的二极管不为同种类相同特性的元件,则相对于电压或温度的变化,二极管不具有与igbt相等的特性,igbt与二极管的特性不一致。
32.示出了使igbt之间的寄生电感值和igbt与二极管之间的寄生电感值相接近的第一条件,但通过将igbt和二极管配置在三角形顶点的位置,将igbt之间的最短距离和igbt与二极管之间的最短距离用平板状的引线框1和引线框2填满,从而关于寄生电感的第一条件能够重新转换为下述三个距离的长度的大小关系,即:igbt之间的电极中心之间的最短距离、一个igbt与二极管中心的最短距离、以及另一个igbt与二极管中心的最短距离。这种大小关系是上述所示的第一式和第二式的关系。
33.如果处于第一式所示的距离关系,则定义为接近二极管的一个igbt与二极管之间的寄生电感相对于igbt之间的最短距离的寄生电感可以说是小的。第一式成立,从而振动电流分散而容易流动。如果处于第一式和第二式所示的距离关系,则在由一个igbt与二极管之间的最短路径形成的线段与由igbt之间的最短路径形成的线段的交叉点处形成的较小的角度为90度以下,并且,在由另一个igbt与二极管之间的最短路径形成的线段与由
igbt之间的最短路径形成的线段的交叉点处形成的较小的角度也为90度以下。通过第一式和第二式成立,从而在振动电流从igbt朝向二极管侧的路径中,针对从igbt对二极管的动态的电压变化,振动电流施加在使振动电流从一个igbt朝向二极管流动并在中途朝向另一个igbt流动的方向上,因此振动电流的路径更有效地分散。90度的角度是从比较例中获得的。如果基于连结最先定义了最短路径的电极中心之间的线来考虑,则根据igbt芯片的大小或二极管的大小,根据热和引线接合的设计约束,由两个线段形成的角度有可能超过90度。然而,当引出芯片端和设备端的最外侧的边的延长线时,可以在各元件之间的相互配置关系中收敛在90度以内。
34.在图10所示的比较例中,寄生电感值在igbt之间为1.9nh,并且如果一条路径一条路径地分割经由二极管的路径,则在igbt与二极管之间为0.7nh。在删除igbt之间的最短路径的搭接部202的分析中,经由igbt之间的二极管的电感为8.4nh。另一方面,图1的功率模块100中的寄生电感值在igbt之间通过所有路径的合成而成为1.2nh,但在假想地以igbt电极的大小宽度仅取出igbt之间的最短路径,切断二极管侧的路径并断开的情况下,在切下并平板化后的igbt之间的路径中为1.4nh。一个igbt与近侧的二极管之间的寄生电感值为0.7nh,与远侧的二极管之间的寄生电感值为2.3nh。由于形成有与近侧和远侧的二极管之间的两条路径,因此将两者相加而获得的寄生电感值为3.0nh。除去实际的igbt之间的最短路径后获得的寄生电感为3.1nh,可以明白旁通路径不是一个而是两个。
35.在图11所示的二极管为一个的比较例中,寄生电感值在igbt之间为1.8nh,在一个igbt与二极管之间为0.9nh,在另一个igbt与二极管之间为0.9nh。igbt和二极管之间都以0.9nh进行平均分配。另一方面,图2的另一功率模块100中的寄生电感值在igbt之间为1.1nh,在一个igbt与二极管之间为0.8nh,在另一个igbt与二极管之间为0.8nh。通过将igbt与二极管之间的两个值相加而获得的寄生电感值为1.6nh,接近igbt之间的1.1nh。通过设平板状的引线框1并删除振动电流集中的路径,从而抑制了振荡。
36.通过将功率模块100设为上述结构,由于一个igbt与二极管之间的电感比igbt之间的最短路径的电感要小,因此,会引起发生igbt之间的振荡振动电流的大约一半的电流流入一个igbt与二极管之间的动作。该电流在经由二极管后,在朝向另一个igbt侧的路径和返回到一个igbt侧的路径这两种路径中进行分岔。igbt之间存在igbt之间的最短的第一路径和经由二极管的最短的第二路径。即使成为使得igbt之间的振动电流伴随着由igbt之间的寄生电感和igbt之间的寄生电容构成的lc谐振而放大振动的动作,igbt之间的电极的电压和二极管的电极的电压差越大,电流越是流向二极管侧。此外,通过在平板上的引线框1、2中连接有igbt和二极管,来确保从电极之间以外的引线框面流入的路径,因此能够抑制谐振电流的动作。
37.使用寄生电感的数值说明上述效果。在图10所示的比较例中,igbt与二极管之间的寄生电感值为0.7nh,小于igbt之间的1.9nh。然而,为了形成第二路径,必须通过二极管之间的搭接部202的路径。因此,经由igbt之间的二极管的寄生电感值变大为8.4nh,将两条路径相加而获得的寄生电感值为3.7nh。振动电流集中在igbt之间的最短的搭接部202并进行振荡,构成电流流路,产生辐射。另一方面,图1的功率模块100中的寄生电感值在igbt之间为1.2nh,与经由一个二极管的igbt之间的合计为3.0nh,与经由一个二极管的igbt之间的合计为3.0nh。由于形成经由两个二极管的路径,因此振动电流无需集中,能够抑制振动。
38.在图11所示的比较例中,由于igbt之间的搭接部302稍微偏离电极中心,因此在仅设为搭接部302的分析中的igbt之间的寄生电感值为3.0nh,在去除了igbt之间的搭接部302的情况下的经由二极管的寄生电感值为4.3nh,两者的寄生电感值接近。因此,振动电流被分配到两条路径两者中。另外,电流集中在igbt之间的细的搭接部302,在经由二极管的路径侧,引线框301的中央部的最内周侧成为最短距离,因此振动电流集中在该部位。由igbt之间全体合成的寄生电感值为1.8nh,igbt与二极管之间的各个寄生电感值为0.9nh,在两条路径上产生振荡。另一方面,图2的另一功率模块100中的寄生电感值在igbt之间为1.1nh,在igbt与二极管之间的各个之间为0.8nh,两者接近。因此,振动电流分岔,并且不存在振动电流集中的路径,由于电流因两个igbt与二极管的电极之间的电压差而流动,因此能够抑制振动。在将电感值等分而使得接近的意义上,图11所示的比较例与另一功率模块100没有很大的区别。然而,通过填满引线框301的孔,来删除振动电流从比较例集中的igbt之间的搭接部302和沿着设于引线框301的孔外周的一侧的最短路径,并通过设为电流因igbt与二极管之间的电压变化而可以在任何路径上流动,从而振动电流的分布扩大,能够抑制振动。
39.在图3中,功率模块100中的两个igbt之间的lc谐振分布与pett的频率分布相交叉,在图4中,另一功率模块100中的两个igbt之间的lc谐振分布和igbt与二极管之间的lc谐振分布与pett的频率分布相交叉。虽然预测了在交叉的部位处可能发生振荡,但是在这些交叉的部位并没有发生能被近磁场探针所识别的振荡。这是由于无论在哪个功率模块100中振动电流都不集中,从而抑制了振动。
40.以上,将两个igbt作为振动源进行了说明,但是也可以将并联连接的振动源置换到二极管侧来同样地进行说明。在图10所示的比较例中,二极管之间的寄生电感值为2.9nh,经由删除了搭接部202的igbt的二极管之间的寄生电感值为8.6nh。由于两者的寄生电感值存在差异,因此振动电流流过二极管之间的搭接部202,在二极管的反向恢复的动作时产生振荡。另一方面,图1的功率模块100中的寄生电感值在二极管之间为2.3nh,在经由igbt的二极管之间为3.7nh。由于两者寄生电感值的差变小,igbt与二极管之间的寄生电感值变小为0.7nh,因此振动电流经由igbt而流过二极管之间,从而也能够抑制二极管侧的振动。
41.引线框1呈平板状设置,但如图1及图2所示,引线框1在和igbt与二极管之间相当的位置具备贯通孔1b。功率模块100包括为了确保功率模块100的绝缘性能而围绕功率模块100内部的半导体元件3等的凝胶或模塑树脂等绝缘填充物。因绝缘填充物填充时的粘度,在引线框1与引线框2之间有时会填不满绝缘填充物而形成一定大小的空隙,从而无法在功率模块100中得到绝缘性能。通过在引线框1中设绝缘填充物填充时粘度适合的贯通孔1b,从而能够在引线框1与引线框2之间将绝缘填充物填满各个角落。
42.如上所述,在实施方式1所涉及的功率模块100中,两个半导体元件3和电容元件4在平板状的引线框1与平板状的引线框2之间配置在三角形顶点的位置,当将引线框1和引线框2中的两个半导体元件3之间的最短连接路径长度设为第一最短路径,将在引线框1和引线框2中的两个半导体元件3各自与电容元件4之间的两个最短连接路径长度中较短的一个最短连接路径长度设为第二最短路径,并将较长的一个最短连接路径长度设为第三最短路径时,满足(第一最短路径)≥(第二最短路径)且((第一最短路径)2 (第二最短路径)2)≥
(第三最短路径)2,引线框1和引线框2具有在由具有第一谐振频率、第二谐振频率以及第三谐振频率的电流路径的频率特性产生的趋肤效应下电流流过的皮肤深度的两倍以上的厚度,其中,所述第一谐振频率根据寄生在两个半导体元件3之间的电容和电感而获得,所述第二谐振频率根据两个半导体元件3的一个半导体元件3与一个电容元件4之间的电容和电感而获得,所述第三谐振频率根据两个半导体元件3的另一个半导体元件3与一个电容元件之间的电容和电感而获得,因此,由pett和impatt引起的振动电流不会集中在引线框1和引线框2的部分路径上,能够抑制由pett和impatt引起的振动。
43.另外,由于pett和impatt引起的振动被抑制,因此能够抑制驱动功率模块100的驱动电路的误动作以及因栅极振动的诱发而引起的半导体元件3的破坏。另外,即使在将两个半导体元件3设为igbt或双极型晶体管、将电容元件4设为pn结二极管或肖特基结二极管的情况下,由pett和impatt引起的振动电流也不会集中在引线框1和引线框2的部分路径上,能够抑制由pett和impatt引起的振动。
44.实施方式2.对实施方式2所涉及的功率模块100进行说明。实施方式2所涉及的功率模块100构成为具有在半导体元件3内部形成耗尽层的功率半导体元件。
45.将图1或图2所示的功率模块100所具备的两个半导体元件3设为在截止时或从正向偏置向反向偏置切换截止时在半导体元件3内部形成耗尽层的两个功率半导体元件。由于在截止时或切换截止时产生功率半导体元件内部的局部击穿界限值电场,将由多数侧载流子在功率半导体元件内部通过耗尽层的移动排出的时间所决定的频率作为第一固有振动频率,并在关断或切换关断时,将由少数侧载流子在双极型功率半导体元件内部通过耗尽层的移动排出时间所决定的频率设为第二固有振动频率。
46.并联连接的两个功率半导体元件分别是仅具有第一固有振动频率的功率半导体元件、或具有第一固有振动频率和第二固有振动频率两者的功率半导体元件。当驱动两个功率半导体元件时,第一固有振动频率和第二固有振动频率的频率根据电压和温度条件而广泛分布。即使第一固有振动频率中包含与实施方式1所示的第一谐振频率、第二谐振频率以及第三谐振频率中的任一个一致的频率,第二固有振动频率中也包含与实施方式1所示的第一谐振频率、第二谐振频率、以及第三谐振频率中的任一个一致的频率,由于功率模块100具备实施方式1所示的结构,因此,因pett和impatt引起的振动电流也不会集中在引线框1和引线框2中的部分路径上,能够抑制因pett和impatt引起的振动。即,在其内部形成有耗尽层的两个功率半导体元件中,即使在第一固有振动频率和第二固有振动频率分布的频率范围内包含第一谐振频率、第二谐振频率和第三谐振频率,也能够抑制因pett和impatt引起的振动。
47.如上所述,在实施方式2所涉及的功率模块100中,两个半导体元件3是在内部形成有耗尽层的两个功率半导体元件,两个功率半导体元件分别是仅具有第一固有振动频率的功率半导体元件、或者具有第一固有振动频率和第二固有振动频率两者的功率半导体元件,并且由于在第一固有振动频率和第二固有振动频率分布的频率范围包含第一谐振频率、第二谐振频率和第三谐振频率,因此即使半导体元件3是在内部形成有耗尽层的两个功率半导体元件,也能够抑制因pett和impatt引起的振动。
48.实施方式3.
对实施方式3所涉及的功率模块100进行说明。图5是示意性示出实施方式3所涉及的功率模块100的主要部分的立体图。实施方式3所涉及的功率模块100为与实施方式1所示的结构不同的具有半导体元件3和电容元件4的结构。
49.在图5中,两个半导体元件3是金属氧化物膜型场效应晶体管或逆导通绝缘栅双极型晶体管。电容元件4是由设在板状引线框1与板状引线框2之间的绝缘填充物形成的电容器。绝缘填充物如果具有均匀的介电常数,则也可以是空气层、树脂材料或凝胶材料。
50.虽然在图5中示出了设置两个电容元件4的示例,但是电容元件4也可以是一个或多个。无论哪种情况,两个半导体元件3和一个电容元件4在同一平面上都配置在三角形顶点的位置。引线框1中,横向宽度为l,纵向宽度为w,从而具有1
×
w的面积,并且引线框1设为覆盖半导体元件3和电容元件4各自的中心。半导体元件3和电容元件4各自的中心位置是图所示的虚线的交点。半导体元件3和电容元件4的一个面和另一个面分别具备电极(未图示)。
51.关于各元件的中心之间的距离,如图5所示,将半导体元件3之间的距离设为le11

12,将一个半导体元件3与一个电容元件4之间的距离设为le11

21,将一个半导体元件3与另一个电容元件4之间的距离设为le11

22,将另一个半导体元件3与一个电容元件4之间的距离设为le12

21,将另一个半导体元件3与另一个电容元件4之间的距离设为le12

22。这些距离只要满足(le11

12)≥(le11

21)且((le11

12)2 (le11

21)2)≥(le12

21)2、或者满足(le11

12)≥(le12

22)且((le11

12)2 (le12

22)2≥(le11

22)2,就能够抑制因pett和impatt引起的振动。
52.如上所述,在实施方式3所涉及的功率模块100中,两个半导体元件3是金属氧化物膜型场效应晶体管或逆导通绝缘栅双极型晶体管,即使在电容元件4是由设在引线框1与引线框2之间的绝缘填充物形成的电容器的情况下,因pett和impatt引起的振动电流也不会集中在引线框1和引线框2的部分路径上,能够抑制因pett和impatt引起的振动。
53.实施方式4.对实施方式4所涉及的功率模块100进行说明。图6是示意性示出实施方式4所涉及的功率模块100的主要部分的立体图。实施方式4所涉及的功率模块100构成为引线框1具备平板天线的功能。
54.相对于功率模块100所具备的两个半导体元件3或电容元件4的电压变化,将引线框1作为平板天线11,并且将引线框2作为接地。图6(a)是在作为引线框1的平板天线11与作为引线框2的接地12之间具备作为电容元件4的绝缘电介质13的功率模块100。到平板天线11的供电点例如设为图6(a)所示的黑色圆圈的位置。图6(b)是说明作为平板天线11的贴片天线的辐射频率的图。关于由图6(b)中示出的式子所表示的贴片天线辐射的电波的辐射频率,图6(b)中由实线和虚线示出的电压分布和电流分布为基波。式中,c0是光的速度,ε
r
是电介质的介电常数,l
e
是贴片天线的长边长度。图6(b)中的地导体板相当于图6(a)中的引线框2,辐射元件相当于引线框1。当由该图6(b)所示的式子表示的辐射频率是比实施方式1中所示的第一谐振频率、第二谐振频率和第三谐振频率更高的频率时,即当辐射频率不与pett和impatt频率分布重叠而较高时,能够避免引线框1与辐射频率之间的谐振。
55.如上所述,在实施方式3所涉及的功率模块100中,相对于功率模块100所具备的两个半导体元件3或电容元件4的电压变化,将引线框1作为平板天线11,并且将引线框2作为
接地,平板天线11作为特性而具有的由图6(b)所示的式子所表示的电波的辐射频率是比第一谐振频率、第二谐振频率和第三谐振频率更高的频率,因此能够避免引线框1与辐射频率之间的谐振,能够抑制作为平板天线11而向辐射侧的能量的释放。
56.实施方式5.对实施方式5所涉及的功率模块100进行说明。图7是示意性示出实施方式5所涉及的功率模块100的主要部分的俯视图。实施方式5所涉及的功率模块100构成为具备三个半导体元件3。
57.如图7所示,功率模块100包括三个半导体元件3a、3b、3c、电容元件4、平板状的引线框1和平板状的引线框2。引线框1仅用虚线表示外形。这里设有3个半导体元件3a、3b、3c,但并不限于此,也可以设n个(其中n是3以上的整数)的半导体元件3。从三个半导体元件3选择出的相邻的两个半导体元件3和电容元件4在同一平面上配置在三角形的顶点的位置。
58.在将引线框1和引线框2中的相邻的两个半导体元件3之间的最短连接路径长度设为第一最短路径,将引线框1和引线框2中的相邻的两个半导体元件3各自与电容元件4之间的两个最短连接路径长度中较短的一个最短连接路径长度设为第二最短路径,并将较长的一个最短连接路径长度设为第三最短路径时,三角形顶点的位置的配置满足(第一最短路径)≥(第二最短路径)且((第一最短路径)2 (第二最短路径)2)≥(第三最短路径)2的关系。将前面的式子作为第一式,将后面的式子作为第二式。在图7中,当将相邻的两个半导体元件3设为半导体元件3a、3b时,第一式成为(第一最短路径81)≥(第二最短路径91),第二式成为((第一最短路径81)2 (第二最短路径91)2)≥(第三最短路径92)2。
59.引线框1和引线框2具有在由具有第一谐振频率、第二谐振频率和第三谐振频率的电流路径的频率特性产生的趋肤效应下电流所流过的皮肤的深度的两倍以上的厚度,其中,所述第一谐振频率根据相邻的两个半导体元件3之间的电容和电感而获得,所述第二谐振频率根据相邻的两个半导体元件3的一个半导体元件3与一个电容元件4之间的电容和电感而获得,所述第三谐振频率根据相邻的两个半导体元件3的另一个半导体元件3与一个电容元件4之间的电容和电感而获得。
60.如上所述,在实施方式5所涉及的功率模块100中,从三个半导体元件3中选择出的相邻的两个半导体元件3和电容元件4在平板状的引线框1与平板状的引线框2之间被配置在三角形的顶点的位置,如果满足第一式及第二式的关系,引线框1及引线框2具有在趋肤效应下电流流过的皮肤的深度两倍以上的厚度,则因pett和impatt引起的振动电流不会集中在引线框1和引线框2的部分路径上,能够抑制因pett和impatt引起的振动。
61.实施方式6.对实施方式6所涉及的功率模块100进行说明。图8是示意性示出实施方式6所涉及的功率模块100的主要部分的俯视图。实施方式6所涉及的功率模块100构成为板状的引线框1、2中的一方或双方具备贯通孔7。
62.两个半导体元件3和电容元件4在同一平面上配置在三角形顶点的位置。如图8所示,引线框1和引线框2中的一方或双方在从电容元件4与引线框1或引线框2连接的部位向两个半导体元件3之间的最短连接路径即最短路径15下垂的垂线14上具有两个以上的贯通孔7。图8示出了在引线框1中具备两个贯通孔7的示例。通过具备两个贯通孔7,流过半导体元件3之间的振动电流的路径并不限于半导体元件3之间的最短路径15即第一路径和经由
电容元件4的电容经由路径16即第二路径这两条路径,还设有旁通路径17。通过设旁通路径17,从而振动电流分散而不会集中于第一路径或第二路径。通过增加贯通孔7的个数或减小贯通孔7的面积,能够提高抑制振动的效果。另外,贯通孔7在设绝缘填充物时,还起到在引线框1与引线框2之间填满绝缘填充物的作用。
63.如上所述,在实施方式6所涉及的功率模块100中,由于引线框1和引线框2中的一方或双方在从电容元件4与引线框1或引线框2的连接部位向两个半导体元件3之间的最短连接路径下垂的垂线14上具备两个以上的贯通孔7,因此,在具备贯通孔7的引线框中设有旁通路径17,因而,由pett和impatt引起的振动电流不会集中在具备贯通孔7的引线框中的部分路径上,能够抑制由pett和impatt引起的振动。
64.实施方式7.对实施方式7所涉及的功率模块100进行说明。图9是示意性示出实施方式7所涉及的功率模块100的主要部分的俯视图。实施方式7所涉及的功率模块100构成为具备规定了大小的贯通孔8。
65.配置在三角形的顶点的位置上的两个半导体元件3和电容元件4呈矩形。电容元件4的一个长边被配置在与两个半导体元件3各自的一个长边相对的一侧。引线框1和引线框2的一方或双方在两个半导体元件3各自与电容元件4之间具有贯通孔8。图9示出了在引线框1中具备贯通孔8的示例。
66.从垂线22中电容元件4的外周到线段21的部分长度即旁通路径宽度23中减去孔宽度26而获得的值为电容元件4的短边长度的1/2以上,其中,上述垂线22从电容元件4与引线框1或引线框2的连接部位的中心向线段21下垂,上述线段21连接两个半导体元件3中配置在接近电容元件4的位置上的一个半导体元件3a的与电容元件4最接近的角部、以及与电容元件4相对的另一个半导体元件3b一侧的长边的、远离电容元件4的一侧的端部即角部,上述孔宽度26是在垂线的方向看从贯通孔8的离得最远的圆周的部分向垂线22下垂的两条垂线24、25之间的距离。
67.从旁通路径宽度23中减去孔宽度26而获得的值是振动电流能够流动的可旁通宽度27。流过两个半导体元件3之间的振动电流除两个半导体元件3之间的最短路径28以外,还通过经由电容元件4的电容经由路径29、经由可旁通宽度27的旁通路径30。从半导体元件3流向电容元件4方向的所有振动电流不朝向电容元件4,振动电流通过旁通路径30,由此振动电流被分散,能够进一步抑制振动。
68.对将可旁通宽度27设为电容元件4的短边长度的1/2以上进行说明。这里,以将半导体元件3设为igbt、将电容元件4设为二极管的示例来进行说明。在将电容元件4仅作为二极管的功能安装在功率模块100中的情况下,安装到二极管所具备的电极上时的引线框1的宽度只要具有二极管短边的宽度就足够了,不需要超过该二极管短边的宽度。即使根据将流过被耦合的igbt的电流作为igbt截止时的整流这一本来的功能来考虑,也不会脱离二极管的电极而流动,最大也就是将二极管短边的宽度直接作为引线框1的宽度来设计。
69.这里,从旁通路径宽度23减去孔宽度26而获得的值为零以上是指具有igbt截止时除了整流以外的用途。实际上也存在工作精度上的问题,作为加入了数mm余量的最终形状,电容元件4的短边长度的1/2除了电流流过igbt与二极管之间之外,还有在igbt之间释放电流的目的路径。得出的结论是,当考虑不具有igbt截止整流以外的功能的二极管时,没有除
了抑制振动引起的噪声以外的目的。
70.在图11所示的比较例中,从旁通路径宽度减去孔宽度而获得的值为零。在该情况下,存在振动电流沿孔的外周集中的路径。该振动电流是因igbt与二极管之间的寄生电容而引起振动的电流。通过将可旁通宽度27设为电容元件4的短边长度的1/2以上,振动电流能够通过不是电容经由路径29和最短路径28的旁通路径30,能够有助于抑制振动。
71.如上所述,实施方式7所涉及的功率模块100中,引线框1和引线框2中的一方或双方在两个半导体元件3各自与电容元件4之间具备贯通孔8,从垂线22的从电容元件4的外周到线段的部分长度中减去两个垂线24、25之间的距离而获得的值为电容元件4的短边长度的1/2以上,其中,上述垂线22从电容元件4的引线框1或引线框2的连接部位的中心向线段21下垂,上述线段21连接两个半导体元件3中配置在接近电容元件4的位置上的一个半导体元件3a的、与电容元件4最接近的角部、以及另一个半导体元件3b的与电容元件4相对的一侧长边的、远离电容元件4的一侧的端部即角部,上述两条垂线24、25在沿垂线的方向看时从贯通孔8的离得最远的圆周的部分向垂线22下垂,因此,振动电流能够通过不是电容经由路径29和最短路径28的旁通路径30,振动电流被分散,能够抑制因pett和impatt引起的振动。
72.另外,本技术虽然记载了各种示例性的实施方式以及实施例,但是1个或多个实施方式所记载的各种特征、方式及功能并不仅限于适用特定的实施方式,也可以单独适用于实施方式,或者进行各种组合来适用于实施方式。因此,可以认为未例示的无数变形例也包含在本技术说明书所公开的技术范围内。例如,设为包括对至少一个构成要素进行变形、追加或省略的情况,以及提取至少一个构成要素并与其他实施方式的构成要素进行组合的情况。标号说明
[0073]1ꢀꢀ
引线框1a 端子部1b 贯通孔2
ꢀꢀ
引线框3
ꢀꢀ
半导体元件4
ꢀꢀ
电容元件5
ꢀꢀ
引线框6
ꢀꢀ
电极7
ꢀꢀ
贯通孔8
ꢀꢀꢀ
贯通孔11
ꢀꢀ
平板天线12
ꢀꢀ
接地13
ꢀꢀ
绝缘电介质14
ꢀꢀ
垂线15
ꢀꢀ
最短路径16
ꢀꢀ
电容经由路径17
ꢀꢀ
旁通路径
21
ꢀꢀ
线段22
ꢀꢀ
垂线23
ꢀꢀ
旁通路径宽度24
ꢀꢀ
垂线25
ꢀꢀ
垂线26
ꢀꢀ
孔宽度27
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可旁通宽度28
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最短路径29
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电容经由路径30
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旁通路径100 功率模块200 功率模块201 引线框202 搭接部300 功率模块301 引线框302 搭接部。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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