本发明专利技术提供一种在半导体功率组件中，能够抑制从主端子给控制端子带来的噪声影响并且实现组件小型化的组件构造。在该半导体功率组件中，使主端子(正极端子(11a)、负极端子(11b)、交流端子(11c))的至少任一者包含在相同的方向上延伸的两个部分。例如，由具有从半导体功率组件(10)的外部向内部分开成两岔的形状的单一部件或者由相互分体的两个部件构成主端子的两个部分，该两个部分的一个部分和另一个部分在相同的方向上延伸。以控制端子(栅极信号端子3a(3c)和发射极信号端子3b(3d))的层叠部分夹在主端子的两个部分中的一个部分与另一个部分之间的方式配置控制端子，构成半导体功率组件(10)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种搭载有绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，以下称为IGBT)等电力用半导体元件的半导体功率组件及搭载该半导体功率组件的电力转换装置。
技术介绍
近年来，从考虑环境的观点出发，电力机车及电动汽车等备受关注。在这些基于电气驱动的移动体中搭载有电力转换装置(逆变器、换流器、断路器)和电动机，电力转换装置一般使用半导体功率组件。该功率组件是通过开闭IGBT等功率半导体元件而将直流电转换为交流电或将交流转换为直流的组件。功率组件一般是将开关元件和二极管并联连接(将其一组称为臂)使用。将上述的一组半导体连接于正极端子与交流端子之间而形成的臂称为上臂，将上述的一组半导体连接于交流端子与负极端子之间而形成的臂称为下臂。通过组合上臂和下臂，可以输出一相交流电。因此要产生三相交流需要三组上下臂(共6个臂)。在专利文献1～5中公开了一种在一个壳体的内部搭载2个臂的功率半导体的功率组件(以下将其称为2in1组件)，和在一个壳体的内部搭载6个臂的功率半导体的功率组件(以下将其称为6in1组件)。专利文献1记载的功率组件是2in1组件的一个例子，是IGBT和续流二极管各搭载两个，还具备外部导出端子和辅助端子(栅极辅助端子和发射极辅助端子)的半导体组件。在该文献的半导体组件中，通过使辅助端子周边的构造具有特征，确保装配容易性且防止装配时的应力传递。专利文献2记载的功率组件是2in1组件的典型例子，通过使正极端子和负极端子相邻而实现低电感化。专利文献3记载的功率组件通过在功率组件的壳体设置凸起部而
确保绝缘距离，以实现小型化。专利文献4记载的功率组件辅助端子采用排针，由此实现具有耐震性的组件。专利文献5记载的功率组件以缓和来自组件内部的硅胶的应力为目的，具有使印刷基板变形容易的特征。如上所述，专利文献1记载的功率组件是2in1组件的一个例子，IGBT和续流二极管各搭载两个，还具备外部导出端子和辅助端子(栅极辅助端子和发射极辅助端子)，其辅助端子周边的构造具有特征，由此，确保装配容易性，防止装配时的应力传递。但是，该文献的功率组件对组件的小型化丝毫没有考虑。因此，通过被小型化，成为主端子和辅助端子更接近的构造，对于主端子因大电流的变化而产生的磁通量容易更明显地对辅助端子带来噪声的影响的情况，丝毫没有考虑。实际上，在该文献的图3～5中，仅表示了辅助端子25被设置于距外部导出端子24最远的组件周缘部的位置的结构。由此也可知，该文献的功率组件不是希望使组件小型化的结构，因此，可以理解为，在该文献中，并不存在抑制由于外部导出端子24与辅助端子25接近而带来的噪声影响的动机。另外，如上所述，专利文献2记载的功率组件是2in1组件的典型例子，通过使正极端子与负极端子相邻，实现低电感化。但是，由于追求小型化，成为主端子(正极端子、负极端子、交流端子)与控制端子正交的布局，因此并未考虑到主端子因大电流的变化而产生的磁通量给控制端子带来的噪声影响。另外，如上所述，专利文献3记载的功率组件通过在功率组件的壳体设置凸起部而确保绝缘距离，以实现小型化。但是，由于该凸起部阻碍组件外部的配线路径，因此难以减小电感。另外，追求小型化的结果是，未考虑到主端子因大电流的变化而感应的磁通量对控制端子的噪声影响，具有因控制端子的配置而进行误动作的问题。另外，如上所述，专利文献4记载的功率组件谋求通过在辅助端子采用排针而实现具有耐震性的组件。但是，在该文献中，并未考虑到组件的小型化。另外，如上所述，专利文献5记载的功率组件以缓和来自组件内
部的硅胶的应力为目的，具有使印刷基板变形容易的特征。该专利技术对组件小型化也没有考虑。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特开2014－120734号公报专利文献2：国际公开第2010/131679号专利文献3：(日本)特开2003－303939号公报专利文献4：(日本)特开2004－221366号公报专利文献5：(日本)专利第4365388号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题在电力机车中在旅客底板下的有限的空间内，在电动汽车中在发动机罩内的有限的空间内，均必须与其他设备一起搭载电力转换装置，因此组件小型化是重要的技术问题。另一方面，还需要充分考虑作为追求小型化而引起的不可忽视的、主端子因大电流的变化而产生的磁通量对控制端子的噪声影响。即，也必须考虑因控制端子的配置如何而有可能进行误动作的情况。例如，因主端子断开时的电流的变化，横切从栅极信号端子经由IGBT向发射极信号端子流动的电流的环路的磁通量消失时，对于遵循楞次定律而维持磁通量的方向，在信号线环路内产生涡电流。这就需要考虑引起不希望的栅极信号导通或发射极信号误检测等问题的情况。然而，到现在为止，如上所述，由于对组件的小型化没有被特别考虑，因此无法提供能够抑制从主端子向控制端子去的噪声的影响且实现组件小型化的组件构造。因此，本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种在半导体功率组件中，能够抑制从主端子给控制端子带来的噪声影响并且实现组件小型化的组件构造。用于解决问题的技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术的半导体功率组件例如包括正极端子、负极端子、交流端子、发射极信号端子和栅极信号端子，该半导体功率组件的特征在于：上述正极端子、上述负极端子和上述交流
端子的至少任一者包含在相同的方向上延伸的两个部分，上述发射极信号端子和上述栅极信号端子具有其各自的一部分相互层叠而成的层叠部分，上述层叠部分配置成夹在上述正极端子、上述负极端子和上述交流端子的至少任一者的上述两个部分中的一个部分与另一个部分之间。另外，本专利技术的电力转换装置，例如通过将具有大致长方形的形状的半导体功率组件并排配置在上述长方形的短边方向上而构成，该电力转换装置的特征在于：上述半导体功率组件为本专利技术的半导体功率组件。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种在半导体功率组件中，能够抑制从主端子给控制端子带来的噪声影响并且实现组件小型化的组件构造。附图说明图1是表示本专利技术第一实施方式的实施例1的半导体功率组件的外观立体图。图2是表示图1的半导体功率组件的壳体内部构造的立体图。图3是本专利技术第一实施方式即实施例1的半导体功率组件的等效电路图。图4是表示图2的A－A’剖面的主端子和控制端子的状态的立体图。图5是表示图2的B－B’剖面的主端子和控制端子的状态的立体图。图6是从上方正面看图2的壳体内部构造的俯视图。图7是表示在本专利技术的半导体功率组件上搭载电容器母线、栅极驱动电路板和输出母线而构成的电力转换装置的立体图。图8是表示本专利技术第二实施方式即实施例2的半导体功率组件的壳体内部构造的立体图。图9是表示图8的C－C’剖面的主端子和控制端子的状态的立体图。图10是从上方正面看图8的壳体内部构造的俯视图。图11是表示本专利技术第三实施方式即实施例3的半导体功率组件的壳体内部构造的立体图(主端子臂分为多个时的设计)。图12是表示图11的D－D’剖面的主端子和控制端子的状态的立体图。图13是表示图11的E－E’剖面的主端子和控制端子的状态的立体图。图14是从上方正面看图11的壳体内部构造的俯视图。图15是表示图11的端子和基座的状态的俯视图。图16涉及本本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体功率组件，其包括正极端子、负极端子、交流端子、发射极信号端子和栅极信号端子，该半导体功率组件的特征在于：所述正极端子、所述负极端子和所述交流端子的至少任一者包含在相同的方向上延伸的两个部分，所述发射极信号端子和所述栅极信号端子具有其各自的一部分相互层叠而成的层叠部分，所述层叠部分配置成夹在所述正极端子、所述负极端子和所述交流端子的至少任一者的所述两个部分中的一个部分与另一个部分之间。
【技术特征摘要】
2014.12.24 JP 2014-2596701.一种半导体功率组件，其包括正极端子、负极端子、交流端子、发射极信号端子和栅极信号端子，该半导体功率组件的特征在于：所述正极端子、所述负极端子和所述交流端子的至少任一者包含在相同的方向上延伸的两个部分，所述发射极信号端子和所述栅极信号端子具有其各自的一部分相互层叠而成的层叠部分，所述层叠部分配置成夹在所述正极端子、所述负极端子和所述交流端子的至少任一者的所述两个部分中的一个部分与另一个部分之间。2.如权利要求1所述的半导体功率组件，其特征在于：所述两个部分由相互分体的两个部件构成。3.如权利要求2所述的半导体功率组件，其特征在于：在与配置所述正极端子和所述负极端子的面相反的一侧的面配置所述交流端子。4.如权利要求3所述的半导体功率组件，其特征在于：在配置所述正极端子和所述负极端子的部位与配置所述交流端子的部位之间配置控制端子。5.如权利要求3所述的半导体功率组件，其特征在于：还包括基座，所述正极端子、所述负极端子、所述交流端子、所述发射极信号端子和所述栅极信号端子共同搭载于所述基座，以所述基座的平面方向与相互层叠的所述栅极信号配线和所述发射极信号配线的环路相互正交的方式，配置所述基座、所述栅极信号配线和所述发射极信号配线。6.如权利要求3所述的半导体功率组件，其特征在于：在相互层叠的所述正极端子与所述负极端子之间和所述发射...
【专利技术属性】
技术研发人员：堀内敬介，川瀬大助，稻叶政光，齐藤克明，
申请(专利权)人：株式会社日立功率半导体，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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