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公開番号2025169576
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-14
出願番号2024074389
出願日2024-05-01
発明の名称パワーモジュール
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H01L 25/07 20060101AFI20251107BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】パワーループを適切に形成できるパワーモジュールを提供する。
【解決手段】一つの実施形態によれば、第1の導電パターンと第2の導電パターンと第1のパワーデバイスと第3の導電パターンと第1の容量素子と第4の導電パターンと第2の容量素子と第1の導電プラグと第5の導電パターンと第2の導電プラグと第2のパワーデバイスとを有するパワーモジュールが提供される。パワーモジュールでは、第1のパワーループと第2のパワーループとが形成される。第1のパワーループは、第1の導電パターン、第1のパワーデバイス、第2の導電パターン、第1の容量素子、第3の導電パターン、第2のパワーデバイスを含む。第2のパワーループは、第1の導電パターン、第1のパワーデバイス、第1の導電プラグ、第5の導電パターン、第2の導電プラグ、第4の導電パターン、第2の容量素子、前記第3の導電パターン、第2のパワーデバイスを含む。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
第１の層に含まれる第１の導電パターンと、
前記第１の層に配される第２の導電パターンと、
前記第１の層における前記第１の導電パターン及び前記第２の導電パターンの間に配される第１のパワーデバイスと、
前記第１の層に配される第３の導電パターンと、
前記第１の層における前記第２の導電パターン及び前記第３の導電パターンの間に配される第１の容量素子と、
前記第１の層に配される第４の導電パターンと、
前記第１の層における前記第３の導電パターン及び前記第４の導電パターンの間に配される第２の容量素子と、
前記第１の層から第２の層まで延び、一端が前記第２の導電パターンの一端に電気的に接続される第１の導電プラグと、
前記第２の層に含まれ、一端が前記第１の導電プラグの他端に電気的に接続される第５の導電パターンと、
前記第２の層から前記第１の層まで延び、一端が前記第５の導電パターンの他端に電気的に接続され他端が前記第４の導電パターンに電気的に接続される第２の導電プラグと、
前記第１の層における前記第１の導電パターン及び前記第３の導電パターンの間に配される第２のパワーデバイスと、
を備え、
前記第１の導電パターン、前記第１のパワーデバイス、前記第２の導電パターン、前記第１の容量素子、前記第３の導電パターン、前記第２のパワーデバイスを含む第１のパワーループと、前記第１の導電パターン、前記第１のパワーデバイス、前記第１の導電プラグ、前記第５の導電パターン、前記第２の導電プラグ、前記第４の導電パターン、前記第２の容量素子、前記第３の導電パターン、前記第２のパワーデバイスを含む第２のパワーループとが形成される
パワーモジュール。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第５の導電パターンの短手方向の幅は、前記第１のパワーデバイスの短手方向の幅より狭く、前記第２のパワーデバイスの短手方向の幅より狭い
請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項３】
前記第１の層から前記第２の層まで延び、一端が前記第１の導電パターンの一端に電気的に接続される第３の導電プラグと、
前記第２の層に含まれ、一端が前記第３の導電プラグの他端に電気的に接続される１以上の第６の導電パターンと、
前記第２の層から前記第１の層まで延び、一端が前記１以上の第６の導電パターンの他端に電気的に接続され他端が前記第４の導電パターンに電気的に接続される第４の導電プラグと、
をさらに備え、
前記第１の導電パターン、前記第１のパワーデバイス、前記第３の導電プラグ、前記第６の導電パターン、前記第４の導電プラグ、前記第４の導電パターン、前記第２の容量素子、前記第３の導電パターン、前記第２のパワーデバイスを含む１以上の第３のパワーループがさらに形成される
請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項４】
前記第５の導電パターンの短手方向の幅は、前記第１のパワーデバイスの短手方向の幅より狭く、前記第２のパワーデバイスの短手方向の幅より狭く、
前記１以上の第６の導電パターンのそれぞれの短手方向の幅は、前記第１のパワーデバイスの短手方向の幅より狭く、前記第２のパワーデバイスの短手方向の幅より狭い
請求項３に記載のパワーモジュール。
【請求項５】
前記第２の層を間にして前記第１の層の反対側の第３の層に配され、放熱可能な構造を有する放熱部材と、
前記第１の層から前記第２の層を通って前記第３の層まで延び、一端が前記第１のパワーデバイス又は前記第２のパワーデバイスに熱的に接触し、他端が前記放熱部材に熱的に接触する熱伝導プラグと、
をさらに備えた
請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項６】
前記第５の導電パターンは、前記第１のパワーデバイスの主面に垂直な方向から透視した場合、前記第１の導電パターンを迂回するように蛇行して延びる
請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項７】
前記第５の導電パターンは、前記第１のパワーデバイスの主面に垂直な方向から透視した場合、前記第１の導電パターンを迂回するように蛇行して延び、
前記１以上の第６の導電パターンのそれぞれは、前記第１のパワーデバイスの主面に垂直な方向から透視した場合、前記第１の導電パターンを迂回するように蛇行して延び、
請求項３に記載のパワーモジュール。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、パワーモジュールに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
パワーデバイスが搭載されたパワーモジュールでは、パワーデバイスを含むパワーループが形成されることがある。パワーモジュールでは、パワーループが適切に形成されることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６３７１３０９号公報
特許第６６０３６７６号公報
特表２０１９－５１４２１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一つの実施形態は、パワーループを適切に形成できるパワー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】
【０００５】
一つの実施形態によれば、第１の導電パターンと第２の導電パターンと第１のパワーデバイスと第３の導電パターンと第１の容量素子と第４の導電パターンと第２の容量素子と第１の導電プラグと第５の導電パターンと第２の導電プラグと第２のパワーデバイスとを有するパワーモジュールが提供される。第１の導電パターンは、第１の層に含まれる。第２の導電パターンは、第１の層に配される。第１のパワーデバイスは、第１の層における第１の導電パターン及び第２の導電パターンの間に配される。第３の導電パターンは、第１の層に配される。第１の容量素子は、第１の層における第２の導電パターン及び第３の導電パターンの間に配される。第４の導電パターンは、第１の層に配される。第２の容量素子は、第１の層における第３の導電パターン及び第４の導電パターンの間に配される。第１の導電プラグは、第１の層から第２の層まで延びる。第１の導電プラグは、一端が第２の導電パターンの一端に電気的に接続される。第５の導電パターンは、第２の層に含まれる。第５の導電パターンは、一端が第１の導電プラグの他端に電気的に接続される。第２の導電プラグは、第２の層から第１の層まで延びる。第２の導電プラグは、一端が第５の導電パターンの他端に電気的に接続され、他端が第４の導電パターンに電気的に接続される。第２のパワーデバイスは、第１の層における第１の導電パターン及び第３の導電パターンの間に配される。パワーモジュールでは、第１のパワーループと第２のパワーループとが形成される。第１のパワーループは、第１の導電パターン、第１のパワーデバイス、第２の導電パターン、第１の容量素子、第３の導電パターン、第２のパワーデバイスを含む。第２のパワーループは、第１の導電パターン、第１のパワーデバイス、第１の導電プラグ、第５の導電パターン、第２の導電プラグ、第４の導電パターン、第２の容量素子、前記第３の導電パターン、第２のパワーデバイスを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１の実施形態にかかるパワーモジュールの構成を示す斜視図。
第１の実施形態にかかるパワーモジュールの構成を示す平面図。
第１の実施形態におけるパワーモジュールの構成を示す断面図。
第１の実施形態におけるパワーモジュールの構成を示す断面図。
第１の実施形態におけるパワーループを示す図。
第１の実施形態にかかるパワーモジュールの構成を示す回路図。
第１の実施形態におけるパワーループごとの周波数成分の割合を示す図。
第２の実施形態にかかるパワーモジュールの構成を示す斜視図。
第２の実施形態にかかるパワーモジュールの構成を示す平面図。
第２の実施形態におけるパワーループを示す図。
第３の実施形態にかかるパワーモジュールの構成を示す平面図。
第３の実施形態におけるパワーループを示す図。
第４の実施形態にかかるパワーモジュールの構成を示す平面図。
第４の実施形態におけるパワーループを示す図。
第５の実施形態にかかるパワーモジュールの構成を示す平面図。
第５の実施形態におけるパワーループを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるパワーモジュールを詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態にかかるパワーモジュールは、パワーデバイスが搭載され、パワーデバイスを含むパワーループが形成されるが、パワーデバイスを含むパワーループを適切に形成するための工夫が施される。
【０００９】
パワーモジュール１は、図１～図４に示すように構成され得る。図１は、パワーモジュール１の構成を示す斜視図である。図２は、パワーモジュール１の構成を示す平面図である。図２では、パワーデバイスＰＤ１，ＰＤ２を取り除いた平面構成が例示され、パワーデバイスＰＤ１，ＰＤ２の配置領域が二点鎖線で示される。図３は、パワーモジュール１の構成を示す断面図であり、図２をＡ－Ａ線で切った場合の矢視の断面を示す。図４は、パワーモジュール１の構成を示す断面図であり、図２をＢ－Ｂ線で切った場合の矢視の断面を示す。
【００１０】
パワーモジュール１は、多層基板２、パワーデバイスＰＤ１，ＰＤ２、容量デバイスＣＤ１～ＣＤ６、複数の熱伝導プラグＴＰ１＿１～ＴＰ１＿ｎ，ＴＰ２＿１～ＴＰ２＿ｎ，ＴＰ３＿１～ＴＰ３＿ｋ、放熱部材１００，２００を有する。ｎは、任意の２以上の整数である。ｋは、任意の２以上の整数である。
（【００１１】以降は省略されています）

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