半导体模块制造技术

本发明专利技术涉及半导体模块。一种半导体模块，其被安装在安装对象上并且通过被供给冷却介质的冷却器而被冷却，该半导体模块包括：封装体；多个半导体元件，其被设置在所述封装体内；以及温度传感器，其被设置在所述多个半导体元件的一部分中。具有所述温度传感器的所述半导体元件被配置为比其它半导体元件更邻近所述封装体的一个边缘部。具有所述温度传感器的所述半导体模块被安装在所述安装对象上，以使得具有所述温度传感器的所述半导体元件位于所述多个半导体元件中最上面的位置处。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体模块，其包括多个半导体元件，被安装在安装对象上，并且由被供给冷却介质的冷却器冷却。
技术介绍
传统上，作为此类半导体模块，已知用于半桥电路的半导体模块，该模块包括构成上臂侧半导体芯片的晶体管芯片和二极管芯片以及构成下臂元件侧半导体芯片的晶体管芯片和二极管芯片(例如，公开号为2004-208411的日本专利申请(JP 2004-208411 A))。在该半导体模块中，两个晶体管芯片和两个二极管芯片在中间侧板的长边方向上排列成一列。构成上臂侧半导体芯片的晶体管芯片和二极管芯片沿中间侧板的长边方向彼此相邻，构成下臂元件侧半导体芯片的晶体管芯片和二极管芯片沿长边方向彼此相邻。一般地，上述半导体模块通过将冷却介质供给到冷却器中而被冷却，该冷却器被设置为与模块接触。然而，在半导体模块中，当被供给到冷却器的冷却介质的量因某些原因而减少，冷却器内的液位下降时，半导体模块中所包括的所有半导体元件的温度因为冷却性能的劣化而升高。因此，即使在多个半导体元件的一部分中设置温度传感器，检测冷却器的冷却性能劣化的时间也会延迟，这可导致所述多个半导体元件过热。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种半导体模块，以使得即使当冷却半导体模块的冷却器的冷却性能劣化，也能够抑制该半导体模块中所包括的多个半导体
元件的过热。本专利技术的一方面涉及一种半导体模块。所述半导体模块被安装在安装对象上，并且通过被供给冷却介质的冷却器而被冷却。所述半导体模块包括：封装体；多个半导体元件，其被设置在所述封装体内；以及温度传感器，其被设置在所述多个半导体元件的一部分中。具有所述温度传感器的所述半导体元件被构造为比其它半导体元件更邻近所述封装体的一个边缘部，并且所述半导体模块被安装在所述安装对象上，以使得具有所述温度传感器的所述半导体元件位于所述多个半导体元件中最上面的位置处。该半导体模块包括封装体和设置在封装体内的多个半导体元件，并且所述多个半导体元件中的一部分具有温度传感器。进一步地，具有温度传感器的半导体元件比其它半导体元件更邻近封装体的一个边缘部。此外，该半导体模块被安装在安装对象上，以使得具有温度传感器的半导体元件位于所述多个半导体元件中最上面的位置处，并且该半导体模块通过被供给冷却介质的冷却器而被冷却。因此，当被供给到冷却器的冷却介质的量减少，冷却器内的液位下降时，位于所述多个半导体元件中的最上面位置的半导体元件(即，具有温度传感器的半导体元件)的温度随着冷却器的冷却性能的劣化而最早升高。因此，通过监视被设置在位于最上面位置处的半导体元件中的温度传感器的检测值，可以立即检测到冷却器的冷却性能的劣化，并且可以立即执行用于保护所述多个半导体元件的处理。因此，即使冷却半导体模块的冷却器的冷却性能劣化，也可抑制半导体模块中包括的多个半导体元件的过热。所述多个半导体元件可以包括具有所述温度传感器的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和不具有所述温度传感器的二极管。因此，即使冷却器的冷却性能劣化，也可通过在IGBT的温度传感器的检测值超过阈值时关断IGBT，有利地抑制IGBT和二极管两者的过热。进一步地，所述半导体模块可以构造驱动电动机的逆变器，并且可以被安装在具有由所述逆变器驱动的所述电动机的车辆上。因此，通过构造上述驱动车辆的电动机的逆变器的半导体模块，可以抑制逆变器的过热，
并且提高逆变器的耐久性。另外，上述车辆可以具有：多个所述冷却器，这些冷却器被设置为与所述半导体模块的两面都接触；储液罐，其存储冷却介质；泵，其从所述储液罐吸入所述冷却介质，并且在压力下将所述冷却介质供给到所述冷却器；以及散热器，其冷却从所述冷却器返回到所述储液罐的所述冷却介质。附图说明下面将参考附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点，以及技术和工业意义，在所述附图中，相同的参考标号表示相同的部件，其中：图1是其上安装有包括根据本专利技术的半导体模块的电力控制单元的电动车辆的示意性配置；图2是根据本专利技术的半导体模块的示意性配置；图3是被安装在图1所示的电动车辆上的冷却系统的示意性配置；图4是被安装在图1所示的电动车辆上的构成冷却系统的冷却器、以及半导体模块的示意性配置；图5是被安装在图1所示的电动车辆上的构成冷却系统的冷却器、以及半导体模块的局部截面图。具体实施方式接下来参考附图解释用于实施本专利技术的模式。图1是其上安装有包括根据本专利技术的半导体模块的电力控制单元的电动车辆1的示意性配置。图中所示的电动车辆1包括：电动机MG，其通过差动齿轮等与左右驱动轮DW相连；电池2；电力控制单元(下文称为“PCU”)4，其通过系统主继电器3与电池2相连，并且驱动电动机MG；以及电子控制单元(下文称为“ECU”)，其控制整个电动车辆1。电动机MG被配置为三相同步电动机，并且通过PCU 4与电池2交换电力。电动机MG通过来自电池2的电力而被驱动，并且向驱动轮DW输出行驶转矩。进一步地，电动机MG在电动车辆1制动时向驱动轮DW输
出再生制动转矩。另外，在电动机MG中设置用于检测转子的旋转角θ(旋转位置)的旋转角传感器(解角器)6。电池2为锂离子二次电池或镍氢二次电池。如图所示，系统主继电器3具有与正电极侧的电力线PL相连的正电极侧继电器，以及与负电极侧的电力线NL相连的负电极侧继电器。PCU 4包括逆变器40，其驱动电动机MG；升压转换器(电压转换单元)45，其升高来自电池2的电力的电压；以及平滑电容器46和47。逆变器40包括：六个晶体管(开关元件)Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5和Tr6，其为例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)；以及六个二极管D1、D2、D3、D4、D5和D6，其分别与晶体管Tr1到Tr6反并联连接。六个晶体管Tr1到Tr6形成对，以使得相对于正电极侧的电力线PL和负电极侧的电力线NL，每个对中的一个晶体管位于源侧，另一晶体管位于漏(sink)侧。进一步地，电动机MG的三相线圈的任一对应相(U相、V相和W相)与形成对的两个晶体管之间的连接点中的每一个电连接。在该实施例中，如图2所示，与电动机MG的U相对应的晶体管Tr1、Tr2以及二极管D1和D2被设置(掩埋)在通过树脂成型制成的封装体P中，由此将单个半导体模块Mu与封装体P配置在一起。与电动机MG的V相对应的晶体管Tr3、Tr4和二极管D3、D4被设置(掩埋)在通过树脂成型制成的封装体P中，由此将单个半导体模块Mv与封装体P配置在一起。进一步地，与电动机MG的W相对应的晶体管Tr5、Tr6和二极管D5、D6被设置(掩埋)在通过树脂成型制成的封装体P中，从而将单个半导体模块Mw与封装体P配置在一起。在该实施例中，半导体模块Mu、Mv、Mw每一个的封装体P被形成为如图2所示的矩形板形状，并且在封装体壳的正面和背面(除窄边表面之外的两面)上设置热沉(未示出)。晶体管Tr1到Tr6被设置有温度传感器80，所述温度传感器80分别检测晶体管Tr1到Tr6的温度(在图1中，仅示出用于晶体管Tr5的温度传感器80)。进一步地，逆变器40包括自保护电路44，其用于保护晶体管Tr1到Tr6和二极管D1到D6，并且晶体管Tr1到Tr6的温度传感器80与自保
护电路44相连。自保护电路44将晶体管T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体模块，其被安装在安装对象上并且通过被供给冷却介质的冷却器而被冷却，所述半导体模块的特征在于包括：封装体；多个半导体元件，其被设置在所述封装体内；以及温度传感器，其被设置在所述多个半导体元件的一部分中，其中具有所述温度传感器的所述半导体元件被配置为比其它半导体元件更邻近所述封装体的一个边缘部，并且具有所述温度传感器的所述半导体模块被安装在所述安装对象上，以使得具有所述温度传感器的所述半导体元件位于所述多个半导体元件中最上面的位置处。

【技术特征摘要】
2015.03.05 JP 2015-0439561.一种半导体模块，其被安装在安装对象上并且通过被供给冷却介质的冷却器而被冷却，所述半导体模块的特征在于包括：封装体；多个半导体元件，其被设置在所述封装体内；以及温度传感器，其被设置在所述多个半导体元件的一部分中，其中具有所述温度传感器的所述半导体元件被配置为比其它半导体元件更邻近所述封装体的一个边缘部，并且具有所述温度传感器的所述半导体模块被安装在所述安装对象上，以使得具有所述温度传感器的所述半导体元件位于所述多个半导体元件中最上面的位置处。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：田口悦司，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP