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公開番号2025151347
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024052722
出願日2024-03-28
発明の名称半導体モジュール
出願人新電元工業株式会社
代理人めぶき弁理士法人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】温度検出をより正確に行うことが可能な半導体モジュールを提供する。
【解決手段】第1～第4半導体素子Q1～Q4、複数の配線パターン、第1電源端子51、第2電源端子52,53、第1中点端子61および第2中点端子62を備え、スイッチング動作により第1電流経路P1および第2電流経路P2を含む第1スイッチング経路A、ならびに、第3電流経路P3および第4電流経路P4を含む第2スイッチング経路Bが排他的に形成されるフルブリッジ回路が構成されている半導体モジュール1。半導体モジュール1は、第1,第2スイッチング経路A,Bに囲まれた領域に配置された温度検出素子90と、第1温度検出経路TP1と第1電流経路P1および第4電流経路P4の共通部分との間に配置された第1コンデンサ95と、第1温度検出経路TP1と第2電流経路P2および第3電流経路P3の共通部分との間に配置された第2コンデンサ96とを備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第１～第４半導体素子、複数の配線パターン、第１電源端子、第２電源端子、第１中点端子および第２中点端子を備え、
スイッチング動作により、前記第１電源端子から前記第１中点端子に至る第１電流経路および前記第２中点端子から前記第２電源端子に至る第２電流経路を含む第１スイッチング経路、ならびに、前記第１電源端子から前記第２中点端子に至る第３電流経路および前記第１中点端子から前記第２電源端子に至る第４電流経路を含む第２スイッチング経路が排他的に形成されるフルブリッジ回路が構成されている半導体モジュールであって、
第１温度検出電極および第２温度検出電極を有し、前記第１スイッチング経路および前記第２スイッチング経路に囲まれた領域に配置された温度検出素子と、
前記第１温度検出電極に接続された第１温度検出配線パターンと、
温度検出回路に接続するための端子であり、前記第１温度検出配線パターンに接続された第１温度検出端子と、
前記第２温度検出電極に接続された第２温度検出配線パターンと、
グランドまたは制御系電源に接続するための端子であり、前記第２温度検出配線パターンに接続された第２温度検出端子と、
前記第１温度検出電極から前記第１温度検出端子に至る第１温度検出経路と、前記第１電流経路および前記第４電流経路の共通部分との間に配置された第１コンデンサと、
前記第１温度検出経路と、前記第２電流経路および前記第３電流経路の共通部分との間に配置された第２コンデンサとをさらに備えることを特徴とする半導体モジュール。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記半導体モジュールは、前記第１～第４半導体素子、前記複数の配線パターンおよび前記温度検出素子を封止し、かつ、前記第１電源端子、前記第２電源端子、前記第１中点端子、前記第２中点端子、前記第１温度検出端子および前記第２温度検出端子の各インナーリード部を封止する封止材をさらに備え、
前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサは、前記封止材の内部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項３】
前記半導体モジュールは、前記第１～第４半導体素子および前記複数の配線パターンを封止し、前記第１電源端子、前記第２電源端子、前記第１中点端子および前記第２中点端子のインナーリード部を封止する封止材をさらに備え、
前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサは、前記封止材の外部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
【請求項４】
前記第２温度検出配線パターンは、前記第１温度検出配線パターンならびに前記第１電流経路および前記第４電流経路の共通部分を構成する配線パターンの間、または、前記第１温度検出配線パターンならびに前記第２電流経路および前記第３電流経路の共通部分を構成する配線パターンの間に配置され、
前記半導体モジュールは、前記第１温度検出配線パターンならびに前記第１電流経路および前記第４電流経路の共通部分を構成する配線パターンの間と、前記第１温度検出配線パターンならびに前記第２電流経路および前記第３電流経路の共通部分を構成する配線パターンの間とのうち、前記第２温度検出配線パターンが配置されていない側に配置された容量性結合低減配線パターンをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体モジュールに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体モジュールの技術分野においては、温度検出素子（例えば、サーミスタ）を備える半導体モジュールが知られている（非特許文献１参照。）。
【０００３】
従来の半導体モジュール９００は、図９に示すように、インバータ回路９１０を備える半導体モジュールであって、辺縁部にサーミスタ９２０をさらに備える。従来の半導体モジュール９００によれば、サーミスタ９２０により半導体モジュール９００内部の温度を検出することが可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
ＩＧＢＴモジュールＴシリーズＣＭ３５ＭＸＵＡ－２４Ｔデータシート、［online］、三菱電機株式会社、［令和６年３月１日検索］、インターネット、＜URL:https://www.mitsubishielectric.co.jp/semiconductors/powerdevices/datasheets/igbt/t_series/cm35mxua-24t_e.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、半導体モジュールの技術分野においては、半導体モジュール内部の温度検出をより正確に行うことが希求されている。例えば、ワイドバンドギャップ半導体素子（例えば、ＳｉＣ半導体素子）を用いた半導体モジュールは、シリコン半導体素子を用いた半導体モジュールに比べて大電力で使用されるため、発熱が大きく動作温度が高くなる傾向がある。このため、ワイドバンドギャップ半導体素子を用いた半導体モジュールにおいては、半導体モジュールの温度検出をより正確に行う必要がある。なお、半導体モジュールの温度制御は半導体モジュールの技術分野において普遍的に重要な技術である。このため、温度検出をより正確に行うことによる恩恵は、シリコン半導体素子を用いた半導体モジュールでも受けることができる。
【０００６】
そこで、本発明は上記した課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも温度検出をより正確に行うことが可能な半導体モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明の一実施形態に係る半導体モジュールは、第１～第４半導体素子、複数の配線パターン、第１電源端子、第２電源端子、第１中点端子および第２中点端子を備え、スイッチング動作により、前記第１電源端子から前記第１中点端子に至る第１電流経路および前記第２中点端子から前記第２電源端子に至る第２電流経路を含む第１スイッチング経路、ならびに、前記第１電源端子から前記第２中点端子に至る第３電流経路および前記第１中点端子から前記第２電源端子に至る第４電流経路を含む第２スイッチング経路が排他的に形成されるフルブリッジ回路が構成されている半導体モジュールであって、第１温度検出電極および第２温度検出電極を有し、前記第１スイッチング経路および前記第２スイッチング経路に囲まれた領域に配置された温度検出素子と、前記第１温度検出電極に接続された第１温度検出配線パターンと、温度検出回路に接続するための端子であり、前記第１温度検出配線パターンに接続された第１温度検出端子と、前記第２温度検出電極に接続された第２温度検出配線パターンと、グランドまたは制御系電源に接続するための端子であり、前記第２温度検出配線パターンに接続された第２温度検出端子と、前記第１温度検出電極から前記第１温度検出端子に至る第１温度検出経路と、前記第１電流経路および前記第４電流経路の共通部分との間に配置された第１コンデンサと、前記第１温度検出経路と、前記第２電流経路および前記第３電流経路の共通部分との間に配置された第２コンデンサとをさらに備えることを特徴とする。
【０００８】
［２］また、本発明の一実施形態に係る半導体モジュールにおいては、前記半導体モジュールは、前記第１～第４半導体素子、前記複数の配線パターンおよび前記温度検出素子を封止し、かつ、前記第１電源端子、前記第２電源端子、前記第１中点端子、前記第２中点端子、前記第１温度検出端子および前記第２温度検出端子の各インナーリード部を封止する封止材をさらに備え、前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサは、前記封止材の内部に配置されていることが好ましい。
【０００９】
［３］また、本発明の一実施形態に係る半導体モジュールにおいては、前記半導体モジュールは、前記第１～第４半導体素子および前記複数の配線パターンを封止し、前記第１電源端子、前記第２電源端子、前記第１中点端子および前記第２中点端子のインナーリード部を封止する封止材をさらに備え、前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサは、前記封止材の外部に配置されていることも好ましい。
【００１０】
［４］また、本発明の一実施形態に係る半導体モジュールにおいては、前記第２温度検出配線パターンは、前記第１温度検出配線パターンならびに前記第１電流経路および前記第４電流経路の共通部分を構成する配線パターンの間、または、前記第１温度検出配線パターンならびに前記第２電流経路および前記第３電流経路の共通部分を構成する配線パターンの間に配置され、前記半導体モジュールは、前記第１温度検出配線パターンならびに前記第１電流経路および前記第４電流経路の共通部分を構成する配線パターンの間と、前記第１温度検出配線パターンならびに前記第２電流経路および前記第３電流経路の共通部分を構成する配線パターンの間とのうち、前記第２温度検出配線パターンが配置されていない側に配置された容量性結合低減配線パターンをさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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