半導(dǎo)體模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種半導(dǎo)體模塊，其通過減少與半導(dǎo)體模塊的周邊連接的部件的數(shù)量，從而有助于安裝半導(dǎo)體模塊的電路基板的進一步小型化。電機驅(qū)動裝置是包括功率因數(shù)改善電路、逆變器電路、半導(dǎo)體集成電路以及第1二極管的半導(dǎo)體模塊，所述逆變器電路具有串聯(lián)連接在所述功率因數(shù)改善電路的第1輸出端與第2輸出端之間的第1開關(guān)元件和第2開關(guān)元件，所述半導(dǎo)體集成電路與控制電源和作為所述第1開關(guān)元件與所述第2開關(guān)元件之間的連接點的第1基準點連接，所述第1二極管具有與所述控制電源連接的陽極端子和經(jīng)由第1電容器與所述第1基準點連接的陰極端子。
【專利說明】半導(dǎo)體模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及例如用于驅(qū)動無刷直流電機的半導(dǎo)體模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]公知有將功率因數(shù)改善電路和逆變器電路密封在單個樹脂封裝內(nèi)的以往的半導(dǎo)體模塊(專利文獻I)。以往的半導(dǎo)體模塊包含構(gòu)成功率因數(shù)改善電路的半導(dǎo)體元件和構(gòu)成逆變器電路的半導(dǎo)體元件。此外，以往的半導(dǎo)體模塊包含對功率因數(shù)改善電路和逆變器電路進行驅(qū)動的驅(qū)動電路。由于以往的半導(dǎo)體模塊集成了多個電路部件，因此有助于自身所安裝的電路基板的小型化。
[0003]專利文獻1:日本特開2002-233165
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型提供如下的半導(dǎo)體模塊:通過減少與半導(dǎo)體模塊周邊連接的部件的數(shù)量，從而有助于安裝半導(dǎo)體模塊的電路基板的進一步小型化。
[0005]用于解決課題的手段
[0006]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，提供一種半導(dǎo)體模塊，其包括功率因數(shù)改善電路、逆變器電路、半導(dǎo)體集成電路以及第I 二極管，該半導(dǎo)體模塊的特征在于，
[0007]所述逆變器電路具有第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件，該第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件串聯(lián)連接在所述功率因數(shù)改善電路的第I輸出端與第2輸出端之間，
[0008]所述半導(dǎo)體集成電路與控制電源和第I基準點連接，該第I基準點是所述第I開關(guān)元件與所述第2開關(guān)元件之間的連接點，
[0009]所述第I 二極管具有與所述控制電源連接的陽極端子和經(jīng)由第I電容器與所述第I基準點連接的陰極端子。
[0010]所述半導(dǎo)體集成電路具有第I驅(qū)動信號生成部，所述第I驅(qū)動信號生成部與所述第I基準點、所述第I開關(guān)元件的柵極端子以及所述第I二極管的陰極端子與所述第I電容器之間的連接點連接。
[0011]所述半導(dǎo)體模塊具有:俯視觀察時呈四角形狀的樹脂密封體；以及將該樹脂密封體的內(nèi)部與外部電連接的多個外部端子，所述樹脂密封體具有彼此相對的第I側(cè)面和第2側(cè)面，所述多個外部端子包括:第I外部端子，其連接在所述第I 二極管的陰極端子與所述第I電容器之間的連接點處；以及第I基準端子，其與所述第I基準點連接，所述第I外部端子和所述第I基準端子配置在所述第I側(cè)面。
[0012]所述半導(dǎo)體集成電路具有:俯視觀察時呈四角形狀的半導(dǎo)體基板；以及配置于該半導(dǎo)體基板上的多個電極，所述半導(dǎo)體基板具有:第I邊，其與所述第I側(cè)面平行且靠近所述第I側(cè)面；以及第2邊，其與所述第2側(cè)面平行且靠近所述第2側(cè)面，所述多個電極具有:第I電極，其連接在所述第I二極管的陰極端子與所述第I電容器之間的連接點處；以及第I基準電極，其與所述第I基準點連接，所述第I電極和所述第I基準電極被配置為靠近所述第I邊。
[0013]根據(jù)本實用新型，能夠提供如下的半導(dǎo)體模塊:通過減少與半導(dǎo)體模塊的周邊連接的部件的數(shù)量，從而有助于安裝半導(dǎo)體模塊的電路基板的進一步小型化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是示出本實用新型的實施方式的半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0015]圖2是示出本實用新型的實施方式的半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)的平面圖。 [0016]圖3是示出本實用新型的比較例的半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0017]圖4是示出本實用新型的實施方式的半導(dǎo)體集成電路結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0018]標號說明
[0019]1:功率因數(shù)改善電路；2:逆變器電路；3:半導(dǎo)體集成電路；10:半導(dǎo)體模塊；30:半導(dǎo)體基板；31:輸入邏輯部；32:功率因數(shù)改善電路驅(qū)動部；33:電平轉(zhuǎn)換部；34:高壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部；35:低壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部；36:保護部；37:金屬布線；100:樹脂密封體；BD1 --第I 二極管；BC1:第I電容器；S101:第I側(cè)面；S102:第2側(cè)面；S31 --第I邊；S32:第2邊。
【具體實施方式】
[0020]下面，參照【專利附圖】

【附圖說明】本實用新型的實施方式。在以下的附圖記載中，對于相同或者類似的部分標注相同或者類似的標號。但是，應(yīng)注意的是，附圖是示意性的。另外，以下所示的實施方式例示了用于具體化本實用新型的技術(shù)思想的裝置和方法，本實用新型的實施方式并沒有將構(gòu)成部件的構(gòu)造、配置等限定為下述的內(nèi)容。關(guān)于本實用新型的實施方式，可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)實施各種變更。
[0021]圖1是示出本實用新型的實施方式的半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)的電路圖。本實施方式的半導(dǎo)體模塊10具有功率因數(shù)改善電路1、逆變器電路2、半導(dǎo)體集成電路3以及第I 二極管BDl (BD2、BD3)。逆變器電路2具有串聯(lián)連接在功率因數(shù)改善電路I的第I輸出端P+與第2輸出端P-之間的第I開關(guān)元件Q21 (Q23、Q25)和第2開關(guān)元件Q22 (Q24、Q26)。半導(dǎo)體集成電路3與控制電源VCC和第I基準點HSl (HS2、HS3)連接，該第I基準點HSl (HS2、HS3)是第I開關(guān)元件Q21 (Q23、Q25)與第2開關(guān)元件Q22 (Q24、Q26)之間的連接點。第I二極管BDl (BD2、BD3)具有與控制電源VCC連接的陽極端子和經(jīng)由第I電容器BCl (BC2、BC3)與第I基準點HSl (HS2、HS3)連接的陰極端子。
[0022]本實施方式的半導(dǎo)體模塊10安裝在電路基板上，通過電位分別與第I基準點至第3基準點HS1、HS2、HS3相同的第I輸出端子至第3輸出端子U、V、W與電機4連接。電機4是例如是三相無刷電機。半導(dǎo)體模塊10至少與電抗器L、輸出電容器C、控制電源VCC、第I電容器至第3電容器BC1、BC2、BC3以及微電腦MCU連接。半導(dǎo)體模塊10是如下的逆變器模塊:根據(jù)從微電腦MCU接收的控制指令信號，對功率因數(shù)改善電路I和逆變器電路2進行控制，向電機4供給規(guī)定的交流電力。
[0023]功率因數(shù)改善電路I至少具有功率因數(shù)改善開關(guān)元件Ql I和功率因數(shù)改善二極管Dllo 功率因數(shù)改善開關(guān)兀件 Qll 例如是 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:絕緣柵雙極晶體管)，該功率因數(shù)改善開關(guān)元件Qll具有柵極端子、發(fā)射極端子以及集電極端子。功率因數(shù)改善開關(guān)元件Qll的柵極端子與半導(dǎo)體集成電路3連接。功率因數(shù)改善開關(guān)元件Qll的發(fā)射極端子與功率因數(shù)改善電路I的第2輸出端P-連接。功率因數(shù)改善開關(guān)元件Qll的集電極端子與功率因數(shù)改善二極管Dll的陽極端子和電抗器L連接。功率因數(shù)改善二極管Dll的陰極端子與功率因數(shù)改善電路I的第I輸出端P+連接。輸出電容器C連接在第I輸出端P+與第2輸出端P-之間。功率因數(shù)改善電路I將從半導(dǎo)體模塊10的外部供給的交流電力轉(zhuǎn)換為規(guī)定的直流電力，將規(guī)定的直流電力輸出到第I輸出端P+與第2輸出端P-之間。
[0024]逆變器電路2至少具有第I開關(guān)元件Q21和第2開關(guān)元件Q22。第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件Q21、Q22例如是IGBT，具有柵極端子、發(fā)射極端子以及集電極端子。第I開關(guān)元件Q21的柵極端子與半導(dǎo)體集成電路3連接。第I開關(guān)元件Q21的發(fā)射極端子與第2開關(guān)元件Q22的集電極端子連接，構(gòu)成第I基準點HS1。第I開關(guān)元件Q21的集電極端子與功率因數(shù)改善電路I的第I輸出端P+連接。第2開關(guān)元件Q22的柵極端子與半導(dǎo)體集成電路3連接。第2開關(guān)元件Q22的發(fā)射極端子與功率因數(shù)改善電路I的第2輸出端P-連接。第I開關(guān)元件Q21與第2開關(guān)元件Q22之間的連接點與半導(dǎo)體模塊10的第I輸出端子U和第I基準點HSl連接。第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件Q11、Q22分別是高壓側(cè)開關(guān)元件和低壓側(cè)開關(guān)元件，構(gòu)成承擔用于驅(qū)動電機4的三相輸出中的一相的第I輸出電路。逆變器電路2將從功率因數(shù)改善電路I輸出的規(guī)定的直流電力轉(zhuǎn)換為規(guī)定的交流電力而輸出到電機4的各相。
[0025]本實施方式的逆變器電路2除了第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件Q21、Q22以外，還具有第3開關(guān)元件至第6開關(guān)元件Q23?Q26。第3開關(guān)元件和第4開關(guān)元件Q23、Q24的作用和連接關(guān)系以及第5開關(guān)元件和第6開關(guān)元件Q25、Q26的作用和連接關(guān)系與第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件Q21、Q22的作用和連接關(guān)系相同，因此省略重復(fù)的說明。
[0026]半導(dǎo)體集成電路3具有第I驅(qū)動信號生成部341 (342、343)。第I驅(qū)動信號生成部341 (342,343)與第I基準點HSl (HS2、HS3)、第I開關(guān)元件Q21 (Q23、Q25)的柵極端子、以及第I 二極管BDl (BD2、BD3)的陰極端子與第I電容器BCl (BC2、BC3)之間的連接點VBl (VB2、VB3)連接。半導(dǎo)體集成電路3根據(jù)從微電腦MCU接收的控制指令信號，向功率因數(shù)改善開關(guān)元件Qll和第I開關(guān)元件至第6開關(guān)元件Q21?Q26的各個柵極端子輸出驅(qū)動信號。
[0027]詳細地講，半導(dǎo)體集成電路3具有輸入邏輯部31、功率因數(shù)改善電路驅(qū)動部32、電平轉(zhuǎn)換部33、高壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部34、低壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部35以及保護部36。此外，高壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部34至少具有第I驅(qū)動信號生成部341。電平轉(zhuǎn)換部33、高壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部34以及低壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部35構(gòu)成逆變器電路驅(qū)動部。
[0028]輸入邏輯部31與控制電源VCC、微電腦MCU、功率因數(shù)改善電路驅(qū)動部32、電平轉(zhuǎn)換部33、低壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部35以及保護部36連接。輸入邏輯部31根據(jù)從微電腦MCU接收的控制指令信號和從保護部36接收的保護信號而生成內(nèi)部控制信號。輸入邏輯部31將內(nèi)部控制信號輸出到功率因數(shù)改善電路驅(qū)動部32、電平轉(zhuǎn)換部33以及低壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部35。
[0029]功率因數(shù)改善電路驅(qū)動部32與功率因數(shù)改善開關(guān)元件Qll的柵極端子和輸入邏輯部31連接。功率因數(shù)改善電路驅(qū)動部32根據(jù)內(nèi)部控制信號對功率因數(shù)改善開關(guān)元件Qll進行驅(qū)動。
[0030]電平轉(zhuǎn)換部33與輸入邏輯部31和高壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部34連接。電平轉(zhuǎn)換部33將內(nèi)部控制信號轉(zhuǎn)換為高壓控制信號而至少輸出到第I驅(qū)動信號生成部341。
[0031]第I驅(qū)動信號生成部341經(jīng)由第I高壓側(cè)輸出端子HOl與第I開關(guān)元件Q21的柵極端子連接。此外，第I驅(qū)動信號生成部341與第I基準點HS1、第I 二極管BDl的陰極端子與第I電容器BCl之間的連接點VBl以及電平轉(zhuǎn)換部33連接。第I驅(qū)動信號生成部341將高壓控制信號轉(zhuǎn)換為第I驅(qū)動信號而輸出到第I開關(guān)元件Q21的柵極端子。
[0032]低壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部35與輸入邏輯部31連接，并且至少與第2開關(guān)元件Q22的柵極端子連接。低壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部35將內(nèi)部控制信號至少轉(zhuǎn)換為第2驅(qū)動信號而輸出到第2開關(guān)元件Q22的柵極端子。
[0033]保護部36與輸入邏輯部31和微電腦MCU連接。保護部36對控制電源VCC的電壓降低、逆變器電路2中的過電流、半導(dǎo)體模塊10的溫度上升等異常狀態(tài)進行檢測，將異常信號輸出到微電腦MCU。
[0034]本實施方式的半導(dǎo)體集成電路3除了對應(yīng)于第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件Q21、Q22的結(jié)構(gòu)以外，還具有對應(yīng)于第3開關(guān)元件至第6開關(guān)元件Q23~Q26的結(jié)構(gòu)。對應(yīng)于第3開關(guān)元件和第4開關(guān)元件Q23、Q24的結(jié)構(gòu)的作用和連接關(guān)系以及對應(yīng)于第5開關(guān)元件和第6開關(guān)元件Q25、Q26的結(jié)構(gòu)的作用和連接關(guān)系與對應(yīng)于第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件Q21、Q22的結(jié)構(gòu)的作用和連接關(guān)系相同，因此省略重復(fù)的說明。
[0035]第I 二極管BDl的陽極端子與控制電源VCC連接。此外，其陰極端子與第I電容器BCl的一端連接。第I電 容器BCl的另一端與第I基準點HSl連接。通過這樣的結(jié)構(gòu)，第I連接點VBl的電位比第I基準點HSl的電位高。由于該電位差，第I驅(qū)動信號生成部341穩(wěn)定地工作。
[0036]本實施方式的半導(dǎo)體模塊10除了第I 二極管BDl和與該第I 二極管BDl對應(yīng)的第I電容器BCl等結(jié)構(gòu)以外，還具有第2 二極管和第3 二極管BD2、BD3以及與它們對應(yīng)的第2電容器和第3電容器BC2、BC3等結(jié)構(gòu)。第2 二極管BD2和與該第2 二極管BD2對應(yīng)的第2電容器BC2等結(jié)構(gòu)的作用和連接關(guān)系以及第3 二極管BD3和與該第3 二極管BD3對應(yīng)的第3電容器BC3等結(jié)構(gòu)的作用和連接關(guān)系與第I 二極管BDl和與該第I 二極管BDl對應(yīng)的第I電容器BCl等結(jié)構(gòu)的作用和連接關(guān)系相同，因此省略重復(fù)的說明。
[0037]本實用新型的實施方式的半導(dǎo)體模塊10除了功率因數(shù)改善電路1、逆變器電路2以及半導(dǎo)體集成電路3以外還包括用于使半導(dǎo)體集成電路3的第I驅(qū)動信號生成部341穩(wěn)定地工作的第I 二極管BD1。配置于半導(dǎo)體模塊10周邊的部件數(shù)量減少，并且省略了連接半導(dǎo)體集成電路3與第I 二極管BDl的布線圖案，因此有助于安裝半導(dǎo)體模塊10的電路基板的進一步小型化。
[0038]圖2是示出本實用新型的實施方式的半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)的平面圖。半導(dǎo)體模塊10具有俯視觀察時呈四角形狀的樹脂密封體100和將樹脂密封體100的內(nèi)部與外部電連接的多個外部端子。樹脂密封體100具有彼此相對的第I側(cè)面SlOl和第2側(cè)面S102。多個外部端子包括:連接在第I 二極管BDl (BD2、BD3)的陰極端子與第I電容器BCl (BC2、BC3)之間的連接點VBl (VB2, VB3)的第I外部端子Tvbi (TVB2, Tvb3) ?’與第I基準點HSl (HS2、HS3)連接的第I基準端子Thsi (THS2、THS3);以及第I外部輸出端子Tu (TV、TW)。第I外部端子TVB1 (TVB2、TVB3)和所述第I基準端子Tim (THS2、THS3)配置于第I側(cè)面SlOl。第I外部輸出端子Tu (Tv、Tff)配置于第2側(cè)面S102。
[0039]樹脂密封體100由環(huán)氧樹脂等構(gòu)成，是內(nèi)包功率因數(shù)改善電路1、逆變器電路2、半導(dǎo)體集成電路3以及至少第I 二極管BDl等電子部件的密封體。樹脂密封體100具有在溫度、濕度等外部環(huán)境的變化中保護各個電子部件的功能。樹脂密封體100至少具有一對相對的側(cè)面，具有正方形、長方形或者梯形等四角形狀的外形。第I側(cè)面SI和第2側(cè)面S2是互不鄰接的側(cè)面，在本實施方式中為互相平行的側(cè)面。
[0040]多個外部端子由導(dǎo)電性金屬構(gòu)成，是從樹脂密封體的內(nèi)部向外部突出的多個金屬薄板。多個外部端子是為了將半導(dǎo)體模塊10的外部設(shè)備與內(nèi)包在樹脂密封體100內(nèi)的電子部件電連接而設(shè)置的。第I外部端子Tvbi與第I連接點VBl連接，從第I側(cè)面SlOl突出。第I基準端子Thsi與第I基準點HSl連接并從第I側(cè)面SlOl突出。第I外部輸出端子Tu與第I輸出端子U連接并從第2側(cè)面S102突出。即，第I基準端子Thsi與第I外部輸出端子Tu的電位分別相同。在第I外部端子Tvbi與第I基準端子Thsi之間連接有第I電容器BC1。第I外部輸出端子Tu與電機4的輸入端子連接。
[0041]本實施方式的半導(dǎo)體模塊10除了第I外部端子Tvb1、第I基準端子Ths1、第I外部輸出端子Tu以及與它們對應(yīng)的結(jié)構(gòu)之外，還具有第2外部端子和第3外部端子TVB2、TVB3、第2基準端子和第3基準端子THS2、Ths3、第2外部輸出端子和第3外部輸出端子Tv、Tff以及與它們對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。第2外部端子Tvb2、第2基準端子Ths2、第2外部輸出端子Tv以及與它們對應(yīng)的結(jié)構(gòu)的作用和連接關(guān)系、第3外部端子Tvb3、第3基準端子Ths3、第3外部輸出端子Tw以及與它們相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)的作用和連接關(guān)系與第I外部端子Tvb1、第I基準端子Ths1、第I外部輸出端子Tu以及與它們對應(yīng)的結(jié)構(gòu)的作用和連接關(guān)系相同，因此省略重復(fù)的說明。
[0042]圖3是示出本實用新型的比較例的半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)的平面圖。關(guān)于半導(dǎo)體模塊10’，除了不設(shè)置第I基準端子至第3基準端子THS1、THS2, Ths3的點以外，實質(zhì)上與半導(dǎo)體模塊10具有相同的結(jié)構(gòu)。第I外部輸出端子至第3外部輸出端子Tp Tv、Tff與第I基準端子至第3基準端子Ths1、Ths2、Ths3兼用。因此，第I電容器至第3電容器BC1、BC2、BC3連接在第I外部端子至第3外部端子TVB1、TVB2, Tvb3與第I外部輸出端子至第3外部輸出端子T?、TV、TW之間。
[0043]本實用新型的實施方式的半導(dǎo)體模塊10具有電位與第I外部輸出端子T u相同的第I基準端子Thsi。此外，第I基準端子Thsi和第I外部端子Tvbi配置于樹脂密封體100的第I側(cè)面S101。因此，用于將第I基準端子Thsi和第I外部端子Tvbi與配置在半導(dǎo)體模塊10外部的第I電容器BCl連接的布線圖案，相比于比較例的半導(dǎo)體模塊10’更短。因此，安裝半導(dǎo)體模塊10的電 路基板的布線圖案的設(shè)計變得容易，并且布線圖案的L成分降低。
[0044]圖4是示出本實用新型的實施方式的半導(dǎo)體集成電路結(jié)構(gòu)的平面圖。半導(dǎo)體集成電路3具有俯視觀察時呈四角形狀的半導(dǎo)體基板30、配置在半導(dǎo)體基板30上的多個電極以及金屬布線37。半導(dǎo)體基板30具有與第I側(cè)面SlOl平行且靠近第I側(cè)面SlOl的第I邊S31和與第2側(cè)面S102平行且靠近第2側(cè)面S102的第2邊S32。多個電極包括:連接在第I 二極管BDl (BD2.BD3)的陰極端子與第I電容器BCl (BC2.BC3)之間的連接點VBl(VB2、VB3)的第I電極3411 (3421、3431);以及與第I基準點HSl (HS2、HS3)連接的第I基準電極 3412 (3422、3432)和第 I 輸出電極 3413 (3423、3433)。第 I 電極 3411 (3421、3431)和第I基準電極3412 (3422,3432)配置為靠近第I邊S31。第I輸出電極(3413、3423,3433)配置為靠近第2邊S32。
[0045]半導(dǎo)體基板30由硅等構(gòu)成，是配置有功率因數(shù)改善電路驅(qū)動部32、電平轉(zhuǎn)換部33、高壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部34以及低壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部35等電路部的半導(dǎo)體集成電路元件。半導(dǎo)體基板30至少具有一對相對的邊，該半導(dǎo)體基板30具有第I角部至第4角部C1、C2、C3、C4并具有正方形或者長方形的四角形狀的外形。
[0046]功率因數(shù)改善電路驅(qū)動部32具有晶體管驅(qū)動電極3201和柵極電阻。柵極電阻經(jīng)由晶體管驅(qū)動電極3201與功率因數(shù)改善電路I的晶體管元件Qll的柵極端子連接。晶體管驅(qū)動電極3201配置為比第I邊S31更靠近第2邊S32。
[0047]第I驅(qū)動信號生成部341具有第I電極3411、第I基準電極3412、第I輸出電極3413、第I高壓側(cè)輸出電極3414以及第I高壓側(cè)柵極電阻。
[0048]第I電極3411與第I連接點VBl連接。第I基準電極3412與第I基準點HSl連接。第I輸出電極3413與半導(dǎo)體模塊2的第I輸出端子U連接。第I基準電極3412與第I輸出電極3413通過用虛線表示的金屬布線連接，電位彼此相同。第I高壓側(cè)柵極電阻經(jīng)由第I高壓側(cè)輸出電極3414與第I開關(guān)元件Q21的柵極端子連接。
[0049]第I電極3411和第I基準電極3412配置為比第2邊S32更靠近第I邊S31。第I輸出電極3413和第I高壓側(cè)輸出電極3414配置為比第I邊S31更靠近第2邊S32。
[0050]本實施方式的半導(dǎo)體基板30除了第I驅(qū)動信號生成部341以及與該第I驅(qū)動信號生成部341對應(yīng)的結(jié)構(gòu)以外，還具有第2驅(qū)動信號生成部和第3驅(qū)動信號生成部342、343以及與它們對應(yīng)的結(jié)構(gòu)。第2驅(qū)動信號生成部342和與該第2驅(qū)動信號生成部342對應(yīng)的結(jié)構(gòu)的作用和連接關(guān)系、第3驅(qū)動信號生成部343和與該第3驅(qū)動信號生成部343對應(yīng)的結(jié)構(gòu)的作用和連接關(guān)系與第I驅(qū)動信號生成部341和與該第I驅(qū)動信號生成部341對應(yīng)的結(jié)構(gòu)的作用和連接關(guān)系相同，因此省略重復(fù)的說明。
[0051]本實用新型的實施方式的半導(dǎo)體基板30具有與第I連接點VBl連接的第I電極3411和與第I基準點HSl連接的第I基準電極3412。由于第I電極3411和第I基準電極3412配置為靠近第I邊S31，因此第I基準端子Thsi和第I外部端子Tvbi與半導(dǎo)體集成電路3之間的連接變得容易。因此，用于連接半導(dǎo)體模塊10與第I電容器BCl的布線圖案相比于比較例的半導(dǎo)體模塊10’更短。因此，安裝半導(dǎo)體模塊10的電路基板的布線圖案的設(shè)計變得容易，并且布線圖案的L成分降低。
[0052]低壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部35具有第I低壓側(cè)輸出電極至第3低壓側(cè)輸出電極3511、3521,3531和第I低壓側(cè)柵極電阻至第3低壓側(cè)柵極電阻。第I低壓側(cè)柵極電阻至第3低壓側(cè)柵極電阻經(jīng)由第I低壓側(cè)輸出電極至第3低壓側(cè)輸出電極3511、3521、3531分別與第2開關(guān)元件、第4開關(guān)元件以及第6開關(guān)元件Q22、Q24、Q26的柵極端子連接。第I低壓側(cè)輸出電極至第3低壓側(cè)輸出電極3511、3521、3531配置為比第I邊S31更靠近第2邊S32。
[0053]功率因數(shù)改善電路驅(qū)動部32的柵極電阻的電阻值設(shè)定為比第I高壓側(cè)柵極電阻至第3高壓側(cè)柵極電阻的電阻值和第I低壓側(cè)柵極電阻至第3低壓側(cè)柵極電阻的電阻值小。隨之，晶體管驅(qū)動電極3201的面積比第I高壓側(cè)輸出電極至第3高壓側(cè)輸出電極3414、3424,3434的面積大且比第I低壓側(cè)輸出電極至第3低壓側(cè)輸出電極3511、3521、3531的面積大。例如，晶體管驅(qū)動電極3201的面積是第I高壓側(cè)輸出電極至第3高壓側(cè)輸出電極3414、3424、3434的面積的1.2倍以上且2.0倍以下。通過這些結(jié)構(gòu)，減少在以高頻對晶體管元件Qll進行開關(guān)控制時產(chǎn)生的電力損失。此外，由于晶體管驅(qū)動電極3201與測量探頭之間的接觸電阻降低，因此高精度地測量功率因數(shù)改善電路驅(qū)動部32的柵極電阻的電阻值。
[0054]金屬布線37與接地電位連接，以包圍功率因數(shù)改善電路驅(qū)動部32、電平轉(zhuǎn)換部
33、高壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部34以及低壓側(cè)開關(guān)元件驅(qū)動部35等各個電路塊的方式沿著半導(dǎo)體基板30的外周配置。其中，金屬布線37在半導(dǎo)體基板30的第I角部至第3角部Cl、C2、C3上具有第I非正交部至第3非正交部371、372、373。第I非正交部至第3非正交部371、372、373具有錐形形狀或者彎曲形狀。只要設(shè)置在第I角部至第4角部Cl、C2、C3、C4中的至少一個角部上即可。
[0055]由于半導(dǎo)體集成電路3具有功率因數(shù)改善電路驅(qū)動部32和逆變器電路驅(qū)動部33、
34、35，因此該半導(dǎo)體基板30的面積變大。因此，如果是以往結(jié)構(gòu)，則存在溫度循環(huán)環(huán)境下的可靠性降低的顧慮，但是通過設(shè)置非正交部，特別是抑制鋁滑移(aluminum slide)的發(fā)生，從而能夠防止半導(dǎo)體集成電路3的可靠性的降低。此外，金屬布線37優(yōu)選配置為在第I角部至第4角部C1、C2、C3、C4中的至少I個角部上比其他部分細。此外，金屬布線37在第4角部C4上具有非連接部374。通過該結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體集成電路3不易受到噪聲的影響。
[0056]如上所述，通過實施方式記載了本實用新型，但是不應(yīng)理解為構(gòu)成本公開的一部分的描述和附圖限定了本實用新型。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)本公開明確各種替代實施方式、實施例以及應(yīng)用技術(shù)。即，本實用新型當然包含沒有在這里記載的各種實施方式等。因此，本實用新型的技術(shù)范圍僅根據(jù)上述的說明而由合理的權(quán)利要求范圍的實用新型特定事項確定。例如，功率因數(shù)改善電路2也可以由包括多個晶體管元件的同步整流型電路或交錯型電路構(gòu)成。此外，電極4不限于三相無刷電機，也可以是單相電機。此外，半導(dǎo)體模塊10也可以構(gòu)成為包含微電腦MCU。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體模塊，其包括功率因數(shù)改善電路、逆變器電路、半導(dǎo)體集成電路以及第I二極管，該半導(dǎo)體模塊的特征在于， 所述逆變器電路具有第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件，該第I開關(guān)元件和第2開關(guān)元件串聯(lián)連接在所述功率因數(shù)改善電路的第I輸出端與第2輸出端之間， 所述半導(dǎo)體集成電路與控制電源和第I基準點連接，該第I基準點是所述第I開關(guān)元件與所述第2開關(guān)元件之間的連接點， 所述第I二極管具有與所述控制電源連接的陽極端子和經(jīng)由第I電容器與所述第I基準點連接的陰極端子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 所述半導(dǎo)體集成電路具有第I驅(qū)動信號生成部， 所述第I驅(qū)動信號生成部與所述第I基準點、所述第I開關(guān)元件的柵極端子以及所述第I二極管的陰極端子與所述第I電容器之間的連接點連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 所述半導(dǎo)體模塊具有:俯視觀察時呈四角形狀的樹脂密封體；以及將該樹脂密封體的內(nèi)部與外部電連接的多個外部端子， 所述樹脂密封體具有彼此相對的第I側(cè)面和第2側(cè)面， 所述多個外部端子包括:第I外部端子，其連接在所述第I 二極管的陰極端子與所述第I電容器之間的連接點處；以及第I基準端子，其與所述第I基準點連接， 所述第I外部端子和所述第I基準端子配置在所述第I側(cè)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于， 所述半導(dǎo)體集成電路具有:俯視觀察時呈四角形狀的半導(dǎo)體基板；以及配置于該半導(dǎo)體基板上的多個電極， 所述半導(dǎo)體基板具有:第I邊，其與所述第I側(cè)面平行且靠近所述第I側(cè)面；以及第2邊，其與所述第2側(cè)面平行且靠近所述第2側(cè)面， 所述多個電極具有:第I電極，其連接在所述第I二極管的陰極端子與所述第I電容器之間的連接點處；以及第I基準電極，其與所述第I基準點連接， 所述第I電極和所述第I基準電極被配置為靠近所述第I邊。
【文檔編號】H02M7/48GK203800831SQ201420111875
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】砂川千秋, 鈴木直仁, 船倉清一, 前川祐也, 佐佐木誠一, 坂井邦崇, 杉田純一 申請人:三墾電氣株式會社