半导体模块制造技术

电力转换器1的半导体模块11包括彼此并联连接并且被设置在同一引线框16上的IGBT 14和MOSFET 15，所述IGBT 14和MOSFET 15中的任一者是第一切换元件，并且剩下的一个是第二切换元件，并且所述第二切换元件的传导路径被布置在与同一引线框16中的所述第一切换元件的传导路径分开的位置处。

Semiconductor module

The semiconductor module 11 includes 1 power converters connected in parallel with each other and are arranged in the same lead frame 16 on the IGBT 14 and MOSFET 15, the IGBT 14 and MOSFET 15 in any one is the first switching element, a switching element and the rest is second, and the second conduction path the switching element is arranged at the position apart in the conduction path with a lead frame 16 in the first switching element.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体模块。
技术介绍
常规而言，作为构成电力转换器的半导体模块，以下配置是已知的：其中，在高电流区域中性能优异的IGBT与在低电流区域中性能优异的MOSFET相结合。例如，JP5863599和JP5805513各自披露了配备有彼此并联路径的IGBT和MOSFET的半导体模块(功率模块)。这种半导体模块是有利的，因为具有IGBT和MOSFET的优异特性。当设计配备有IGBT和MOSFET二者的半导体模块时，要求抑制使得两个切换元件彼此热干扰的热影响(也称为热损伤)的发生。响应于这种要求，JP58563599中披露的半导体模块采用了一种结构，所述结构并不强制性地冷却具有高热阻的MOSFET，从而使得在MOSFET的温度变高时IGBT有可能接收来自MOSFET的热影响。此外，在JP5805513中披露的半导体模块中，当IGBT通电时电流流经MOSFET正下方的汇流条，并且在高温状态下MOSFET有可能接收来自所述汇流条的热影响。
技术实现思路
由于以上阐述的问题，提出了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供一种半导体模块，其中的切换元件较不可能接收热影响。半导体模块的一方面包括彼此并联连接并且被设置在同一引线框上的IGBT和MOSFET。所述IGBT和MOSFET中的任一者是第一切换元件并且剩下的一个是第二切换元件；并且所述第二切换元件被布置在与同一引线框中的所述第一切换元件的传导路径分开的位置。半导体模块的另一方面包括多个半导体元件对，其IGBT和MOSFET彼此并联连接，所述半导体元件对在电源的高电势侧线路与低电势侧线路之间串联连接，并且被设置在同一引线框上。所述多个半导体元件对中包含的多个IGBT或多个MOSFET中的任一者是多个第一切换元件并且其余的是多个第二切换元件。所述多个第一切换元件在所述多个第二切换元件之前被驱动。在所述多个半导体元件对之中的被布置在所述高电势侧线路与AC输出线路之间的半导体元件对中，所述第二切换元件被布置在与在所述高电势侧线路与经由所述第一切换元件在所述AC输出线路之间形成的传导路径分开的位置处。在所述多个半导体元件对之中的被布置在所述低电势侧线路与所述AC输出线路之间的半导体元件对中，所述第二切换元件被布置在与经由所述第一切换元件在所述低电势侧线路与所述AC输出线路之间形成的传导路径分开的位置处。在以上描述的第一方面的半导体模块中，所述第二切换元件较不可能受到第一切换元件被驱动时在所述第一切换元件的传导路径中产生的热量的热影响。类似地，所述第一切换元件较不可能受到第二切换元件被驱动时在所述第二切换元件的传导路径中产生的热量的热影响。也就是，可以抑制这两个切换元件可能对彼此造成的热影响发生影响。在以上描述的第二方面的半导体模块中，由于所述第二切换元件不是布置在首先被驱动的第一切换元件的传导路径上，因此所述第二切换元件较不可能受到所述传导路径中产生的热量的热影响。如上文描述的，根据以上描述的每个方面，能够提供一种半导体模块，其中的切换元件较不可能接收热影响。附图说明在附图中：图1示出了根据第一实施例的电力转换器的示意性平面视图；图2示出了图1的电力转换器的透视图；图3是图1的半导体模块在厚度方向上的侧视图；图4示出了沿图3的线IV-IV截取的截面视图；图5示出了图1的电力转换器的逆变器电路图；图6示出了图5的半导体模块的等效电路图；图7示出了图6的等效电路的修改；图8示出了解释切换控制的图；图9是解释半导体元件的损耗的图；图10示出了指示图5的半导体模块与冷却器的制冷剂通路中的制冷剂流之间的管线的侧视图；图11示出了图10的修改；图12示出了图10的另一种修改；图13是根据第二实施例在电力转换器中半导体模块在厚度方向上的侧视图；图14是沿着图13的线XIV-XIV截取的侧视图；图15是图13的半导体模块的等效电路图；图16示出了图15的等效电路的修改；图17示出了指示图13的半导体模块与冷却器的制冷剂通路中的制冷剂流之间的管线的侧视图；并且图18示出了图17的修改。具体实施方式在下文中，将参照附图描述关于电力转换器的实施例。应了解的是，除非另外指明，在本说明书的附图中，第一方向是半导体模块和冷却管道的堆叠方向、用箭头X表示，第二方向是冷却管道的纵向方向、用箭头Y表示，并且第三方向与第一方向和第二方向正交、用箭头Z表示。本实施例的电力转换器是转换电力的设备。这个电力转换器例如被安装在电动车辆、混合动力车辆等等中、并且被用作逆变器来将DC电转换成为了驱动一个驱动马达而必须的AC电、并且还被用作转换器来将DC电转换成增大的或步进的DC电。[第一实施例]如图1和图2所示，第一实施例的电力转换器1包括多个部件，包括叠层的半导体单元10和控制电路板30。这些部件被容纳在通过壳体1a分隔的空间中。壳体1a是要求轻量以及高的尺寸准确性的汽车部件、并且是使用铝通过铝压铸方法制造的。叠层的半导体单元10包括多个半导体模块11和用于冷却这些半导体模块11的冷却器20。冷却器20包括在第一方向X上延伸的流入管道(流入集管)21和在所述第一方向X上延伸的流出管道(流出集管)22、以及在第一方向X上以预定间隔安排的多个冷却管道23，每个冷却管道在第二方向Y上延伸。在叠层的半导体单元10中，所述多个半导体模块11和所述多个冷却管道23在第一方向X上交替地叠层。在此情况下，这些半导体模块11各自具有两个彼此平行地延伸的外表面11a、11a，并且这些冷却管道23各自被布置成与半导体模块11的这两个外表面11a、11a中每一个相接触。也就是，每个半导体模块11被两个冷却管道23、23从两侧夹裹。要注意，这个叠层的半导体单元10也可以称为电力转换器或半导体模块。半导体模块11的多个控制端子(下文将描述的多个控制端子14a、15a)全都连接到所述控制电路板30上。用于控制半导体模块11的半导体元件的切换操作的控制电流从所述控制电路板30经这些控制端子被输入至半导体模块11。在冷却器20中，所述多个冷却管道23的相应流入部分连接至流入管道21上，并且所述多个冷却管道23的相应流出部分连接至流出管道22上。进一步，这些冷却管道23中的每一个在所述管道中具有制冷剂通路24。因此，当从入口管道21流入这些冷却管道23的流入部分中的制冷剂流经这些冷却管道23中的制冷剂通路24、冷却与这些冷却管道23相接触的半导体模块11、接着从这些冷却管道23排出到流出管道22。冷却器20由具有优异导热性的材料例如铝构成。作为流入冷却管道23的制冷剂通路24中的制冷剂，可以可选地使用例如，水混有基于乙二醇的防冻剂、自然冷却介质例如水或氨水、氟碳冷却介质例如FLUORINERTTM、HCFC123、氟碳冷却介质例如HFC134a、基于醇的冷却介质例如甲醇或酒精、基于酮的冷却介质例如丙酮。如图3和图4所示，半导体模块11配备有IGBT(绝缘栅双极型晶体管)14、MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)15、以及引线框16。这个半导体模块11设有一个由IGBT14和MOSFET15构成的半导体元件对、被称为“1中1模块”。IGBT14和MOSFET15均是切换元件。在本实施例中，IGBT14是由基于Si(硅)的材料形成的绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体模块，包括：IGBT和MOSFET，其彼此并联连接并且被设置在同一引线框上；其中，所述IGBT和MOSFET中的任一者是第一切换元件并且剩下的一个是第二切换元件；并且所述第二切换元件被布置在与同一引线框中的所述第一切换元件的传导路径分开的位置。

【技术特征摘要】
2016.04.19 JP 2016-0839351.一种半导体模块，包括：IGBT和MOSFET，其彼此并联连接并且被设置在同一引线框上；其中，所述IGBT和MOSFET中的任一者是第一切换元件并且剩下的一个是第二切换元件；并且所述第二切换元件被布置在与同一引线框中的所述第一切换元件的传导路径分开的位置。2.根据权利要求1所述的半导体模块，其中，所述半导体模块包括第一端子和第二端子，其彼此平行地从所述引线框延伸；并且所述IGBT和所述MOSFET被并排安排在与所述第一端子和所述第二端子的延伸方向相交的方向上。3.根据权利要求1或2所述的半导体模块，其中，所述第一切换元件在所述第二切换元件之前被驱动；并且经由所述第一切换元件在所述第一端子与所述第二端子之间形成的传导路径的长度被配置成短于经由所述第二切换元件在所述第一端子与所述第二端子之间形成的传导路径的长度。4.根据权利要求3所述的半导体模块，其中，具有延伸至面向所述引线框的制冷剂通路的冷却器被附接至所述半导体模块上；并且首先被驱动的所述第一切换元件被配置成，相对于在所述冷却器的所述制冷剂通路中的制冷剂的流，不是布置在所述第二切换元件的下游侧。5.根据权利要求4所述的半导体模块，其中，所述半导体模块被配置成使得，首先被驱动的所述第一切换元件，相对于在所述冷却器的所述制冷剂通路中的所述制冷剂的所述流，被布置在所述第二切换元件的上游侧。6.一种半导体模块，包括：多个半导体元件对，其IGBT和MOSFET彼此并联连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村光德，清水浩史，持木健吾，大河内靖之，山平优，松冈哲矢，福岛和马，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP