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公開番号2025169620
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-14
出願番号2024074492
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】一つの実施形態は、電流経路の電流を適切に検出できるパワーモジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】一つの実施形態によれば、パワーデバイスと第1の導電パターンとシャント抵抗素子と第2の導電パターン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、一端がパワーデバイスに接続される。第1の導電パターンは、パワーデバイスから少なくとも第1の方向に延びる。シャント抵抗素子は、第1の方向における一端が第1の導電パターンの他端に接続される。第2の導電パターンは、シャント抵抗素子の他端に接続される。第2の導電パターンは、部分を含む。部分は、シャント抵抗素子から第2の方向に離間した位置から前記シャント抵抗素子及び前記第1の導電パターンに沿うように前記第1の方向に延びる。第2の方向は、第1の方向に交差する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
パワーデバイスと、
一端が前記パワーデバイスに接続され、前記パワーデバイスから少なくとも第１の方向に延びる第１の導電パターンと、
前記第１の方向における一端が前記第１の導電パターンの他端に接続されるシャント抵抗素子と、
前記シャント抵抗素子の他端に接続され、前記シャント抵抗素子から前記第１の方向に交差する第２の方向に離間した位置から前記シャント抵抗素子及び前記第１の導電パターンに沿うように前記第１の方向に延びる部分を含む第２の導電パターンと、
を備えたパワーモジュール。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１の導電パターン、前記シャント抵抗素子、前記第２の導電パターンは、略Ｕ字型の電流経路を形成する
請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項３】
前記第２の導電パターンは、前記シャント抵抗素子の前記第１の方向における他端に接続され、前記シャント抵抗素子の他端から前記第２の方向に前記離間した位置まで延び、前記離間した位置から折れ曲がって前記シャント抵抗素子及び前記第１の導電パターンに沿うように前記第１の方向に延びる
請求項２に記載のパワーモジュール。
【請求項４】
前記第１の導電パターン、前記シャント抵抗素子、前記第２の導電パターンは、複数の略Ｕ字型を３次元的に組み合わせた電流経路を形成する
請求項１に記載のパワーモジュール。
【請求項５】
前記シャント抵抗素子の前記第１の方向における他端に接続される第３の導電パターンと、
一端が前記第３の導電パターンに接続され、前記第３の導電パターンから前記第１の方向及び前記第２の方向に交差する第３の方向に延びる第１の導電プラグと、
一端が前記第１の導電プラグの他端に接続され、前記シャント抵抗素子及び前記第１の導電パターンに順に沿うように前記第１の方向に延びる第４の導電パターンと、
をさらに備えた
請求項４に記載のパワーモジュール。
【請求項６】
一端が前記第４の導電パターンの他端に接続され、前記第１の導電パターン及び前記シャント抵抗素子に順に沿うように前記第１の方向に延びる第５の導電パターンと、
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、前記第５の導電パターンから前記第３の方向に延び、他端が前記第２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、
をさらに備えた
請求項５に記載のパワーモジュール。
【請求項７】
パワーデバイスと、
一端が前記パワーデバイスに接続され、前記パワーデバイスから第１の方向と前記第１の方向に交差する第２の方向とに延びる第１の導電パターンと、
前記パワーデバイスから前記第２の方向に離間した位置で前記第１の方向における一端が前記第１の導電パターンの一端から前記第１の方向における内側に位置する部分に接続されるシャント抵抗素子と、
前記シャント抵抗素子の他端に接続される第２の導電パターンと、
を備えたパワーモジュール。
【請求項８】
前記シャント抵抗素子の他端は、前記第２の導電パターンの一端から前記第１の方向における内側に位置する部分に接続される
請求項７に記載のパワーモジュール。
【請求項９】
パワーデバイスと、
一端が前記パワーデバイスに接続される第１の導電パターンと、
前記第１の導電パターンに対して第１の方向に離間して配される第２の導電パターンと、
第２の方向における一端が前記第１の導電パターンに接続される第１のシャント抵抗素子と、
前記第２の方向における一端が前記第２の導電パターンに接続される第２のシャント抵抗素子と、
前記第１の方向における前記第１のシャント抵抗素子及び前記第２のシャント抵抗素子の間に配される第３の導電パターンと、
前記第１のシャント抵抗素子の他端に接続される第４の導電パターンと、
前記第２のシャント抵抗素子の他端に接続される第５の導電パターンと、
を備えたパワーモジュール。

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 1,800 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にシャント抵抗が挿入されることがある。パワーモジュールでは、回路への影響を最小限にするため抵抗値の小さなシャント抵抗を用いて電流経路の電流を適切に検出することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６２４５８６９号公報
特開２００９－２５０７３１号公報
特許第７２１６６０２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、電流経路の電流を適切に検出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、パワーデバイスと第１の導電パターンとシャント抵抗素子と第２の導電パターン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、一端がパワーデバイスに接続される。第１の導電パターンは、パワーデバイスから少なくとも第１の方向に延びる。シャント抵抗素子は、第１の方向における一端が第１の導電パターンの他端に接続される。第２の導電パターンは、シャント抵抗素子の他端に接続される。第２の導電パターンは、部分を含む。部分は、シャント抵抗素子から第２の方向に離間した位置から前記シャント抵抗素子及び第１の導電パターンに沿うように第１の方向に延びる。第２の方向は、第１の方向に交差する。
【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平面図。
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断面図。
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シャント抵抗素子付近の電流経路を示す斜視図。
第１の実施形態におけるシャント抵抗素子付近の電流経路を示す平面図。
第１の実施形態における磁束の打ち消しを示す斜視図。
第２の実施形態におけるシャント抵抗素子付近の構成を示す斜視図。
第２の実施形態における多層基板の構成を示す断面図。
第２の実施形態におけるシャント抵抗素子付近の電流経路を示す平面図。
第２の実施形態におけるシャント抵抗素子付近の電流経路を示す断面図。
第２の実施形態における磁束の打ち消しを示す断面図。
第３の実施形態におけるシャント抵抗素子付近の構成を示す斜視図。
第３の実施形態におけるシャント抵抗素子付近の電流経路を示す平面図。
第３の実施形態におけるシャント抵抗素子付近の電流経路を示す断面図。
第４の実施形態におけるシャント抵抗素子付近の電流経路を示す平面図。
第４の実施形態におけるシャント抵抗素子付近の電流経路を示す断面図。
第５の実施形態におけるシャント抵抗素子付近の電流経路を示す平面図。
第５の実施形態におけるシャント抵抗素子付近の電流経路を示す断面図。
第６の実施形態におけるシャント抵抗素子付近の電流経路を示す平面図。
【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電流経路にシャント抵抗が挿入されるが、シャント抵抗を用いた電流経路の電流検出を適切に行うための工夫が施される。
【０００９】
パワーモジュール１は、図１及び図２に示すように構成され得る。図１は、パワーモジュール１の構成を示す平面図である。図２は、パワーモジュール１の構成を示す断面図であり、図１をＡ－Ａ線で切った断面を示す。以下では、基板２の主面に垂直な方向をＺ方向とし、Ｚ方向に垂直な面内で互いに直交する２方向をＸ方向及びＹ方向とする。
【００１０】
パワーモジュール１は、多層基板２、シャント抵抗素子８、パワーデバイスＰＤ１，ＰＤ２、容量デバイスＣＤ１～ＣＤ３を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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