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JP6808810B2 - 半導体モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、半導体モジュールに関する。
従来、半導体装置の一つとして、直流電源から入力した直流電力を交流電力に変換して出力する半導体モジュールが知られている。
この半導体モジュールは、例えば、直流電圧を３相の交流電圧に変換し、３相モータを駆動するために用いられる（特許第6062565）。
この従来の半導体モジュール（図３、図４）では、配線抵抗を小さくするために、接地配線がＬ字型で３相共通になっている。
しかしながら、この半導体モジュールでは、接地配線のパターンが３相共通になっているため、当該接地配線の面積が大きくなる（図３）。
これにより、当該接地配線のインダクタンスが大きくなり、半導体モジュールを構成するハーフブリッジのスイッチによるスイッチングノイズが増大するという問題がある。
このスイッチングノイズを低減するためには、例えば、抵抗とキャパシタからなるフィルタ（スナバ）を配置する必要があった。
そこで、本発明は、接地配線のインダクタンスを小さくして、当該半導体モジュールを構成するハーフブリッジのスイッチによるスイッチングノイズを低減する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。
本発明の一態様に係る実施形態に従った半導体モジュールは、
直流を３相の交流に変換し、当該３相の交流を３相モータに供給して駆動するための半導体モジュールであって、
基板と、
前記基板上に第１辺に沿って設けられた電源配線と、
前記電源配線に接続された電源端子と、
前記基板上に、前記基板の前記第１辺に対向する第２辺に沿って設けられた、第１接地配線、第２接地配線、及び、第３接地配線と、
前記第１接地配線に接続された第１接地端子と、
前記第２接地配線に接続された第２接地端子と、
前記第３接地配線に接続された第３接地端子と、
前記３相モータのコイルにそれぞれ接続される第１ないし第３モータ端子と、
前記電源配線と前記第１ないし第３接地配線との間でハイサイドスイッチとローサイドスイッチとがそれぞれ直列に接続されて構成されるとともに、前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチとの接続点がそれぞれ第１ないし第３モータ端子に接続され、互いに並列に接続される第１ないし第３のハーフブリッジと、
前記第１ないし第３のハーフブリッジの前記ハイサイドスイッチと前記ローサイドスイッチの動作を制御する制御信号が入力される第１ないし第６制御信号端子と、を備え、
前記第１接地端子、前記第２接地端子、及び前記第３接地端子は、前記第２辺に沿って離間して並んで設けられ、それぞれの間が電気的に絶縁されている
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記第１ないし第３接地配線のそれぞれの面積は、前記電源配線の面積よりも小さいことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記第１接地端子の一端は、前記第１及び第２辺に交わる前記基板の第３辺に近接する前記第１接地配線の端部と接続され、
前記第２接地端子の一端は、前記第２辺に近接する前記第２接地配線の端部と接続され、
前記第３接地端子の一端は、前記基板の前記第３辺に対向する第４辺に近接する前記第３接地配線の端部と接続されている
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記第１のハーフブリッジの第１ローサイドスイッチの制御電極と前記第４制御信号端子とを接続する第４制御用ボンディングワイヤは、前記第１接地配線上を通過するように配線され、
前記第２のハーフブリッジの第２ローサイドスイッチの制御電極と前記第５制御信号端子とを接続する第５制御用ボンディングワイヤは、前記第２接地配線上を通過するように配線され、
前記第３のハーフブリッジの第３ローサイドスイッチの制御電極と前記第６制御信号端子とを接続する第６制御用ボンディングワイヤは、前記第３接地配線上を通過するように配線されている
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記基板上において、前記第１接地配線と前記第２接地配線との間、又は、前記第２接地配線と前記第３接地配線との間に位置するように、前記基板の第２辺に近接して配置され、温度を検出するためのサーミスタをさらに備える
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記サーミスタは、前記第２接地配線と前記第３接地配線との間に位置するように、前記基板の第２辺に近接して配置されており、
前記半導体モジュールは、
前記サーミスタの一端に電気的に接続された第１温度検出信号端子と、
前記サーミスタの他端に電気的に接続された第２温度検出信号端子と、をさらに備え、
前記第１及び第２の温度検出信号端子は、前記第５制御信号端子と前記第６制御信号端子との間に配置されている
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記第１辺と前記第３辺とが交差する前記基板の第１角部上に設けられた第１支持用ダミー配線と、
前記第１辺と前記第４辺とが交差する前記基板の第２角部上に設けられた第２支持用ダミー配線と、
前記第２辺と前記第３辺とが交差する前記基板の第３角部上に設けられた第３支持用ダミー配線と、
前記第２辺と前記第４辺とが交差する前記基板の第４角部上に設けられた第４支持用ダミー配線と、
をさらに備え、
前記第１ないし第４支持用ダミー配線は、ワイヤボンディング時に前記基板を支持部材で抑えるために、前記ワイヤボンディング時に前記第１ないし第４支持用ダミー配線の上面が前記支持部材により抑えられるようになっている
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記第１接地配線は、前記第１ローサイドスイッチの第２電極にボンディングワイヤを介して接続され、
前記第２接地配線は、前記第２ローサイドスイッチの第２電極にボンディングワイヤを介して接続され、
前記第３接地配線は、前記第３ローサイドスイッチの第２電極にボンディングワイヤを介して接続されている
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記電源端子は、前記第１支持用ダミー配線上を迂回するように、配置され、
前記第３モータ端子は、前記第２支持用ダミー配線上を迂回するように、配置され、
前記第１接地端子は、前記第３支持用ダミー配線上を迂回するように、配置され、
前記第３接地端子は、前記第４支持用ダミー配線上を迂回するように、配置されている
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記第１ないし第３制御信号端子は、それぞれの一端が前記基板の前記第１辺に近接するように、前記第１辺が延在する方向に沿って並んで配置され、
前記第４ないし第６制御信号端子は、それぞれの一端が前記基板の前記第２辺に近接するように、前記第２辺が延在する方向に沿って並んで配置されている
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記第１制御信号端子は、前記電源端子と前記第１モータ端子との間に配置され、
前記第２制御信号端子は、前記第１モータ端子と前記第２モータ端子との間に配置され、
前記第３制御信号端子は、前記第２モータ端子と前記第３モータ端子との間に配置されている
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記第４制御信号端子は、前記第１接地端子と前記第２接地端子との間に配置され、
前記第５及び第６制御信号端子は、前記第２接地端子と前記第３接地端子との間に配置されている
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
実装基板に接続される、前記第１ないし第３制御信号端子の他端は、前記実装基板に接続される、前記電源端子の他端、及び、前記第１ないし第３モータ端子の他端よりも、前記基板の前記第１辺に近い位置に配置されており、
前記実装基板に接続される、前記第４ないし第６制御信号端子の他端は、前記実装基板に接続される、前記第１ないし第３接地端子の他端よりも、前記基板の前記第２辺に近い位置に配置されている
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記第１のハーフブリッジの第１ハイサイドスイッチは、前記電源配線の一端上に配置され且つ前記電源配線ＳＸに第１電極が電気的に接続され、
前記第３のハーフブリッジの第３ハイサイドスイッチは、前記電源配線の他端上に配置され且つ第１電極が前記電源配線に電気的に接続され、
前記第２のハーフブリッジの第２ハイサイドスイッチは、前記第１ハイサイドスイッチと前記第３ハイサイドスイッチとの間に位置するように、前記電源配線上に配置され且つ第１電極が前記電源配線に電気的に接続されている
ことを特徴とする。
前記半導体モジュールにおいて、
前記基板の上面に前記電源配線ＳＸの前記一端と前記第１接地配線との間に位置するように設けられ、上面に前記第１ローサイドスイッチが配置され、前記第１ハイサイドスイッチの他端及び前記第１モータ端子に電気的に接続された第１中央配線と、
前記基板の上面に前記電源配線の前記他端と前記第３接地配線との間に位置するように設けられ、上面に前記第３ローサイドスイッチが配置され、前記第３ハイサイドスイッチの他端及び前記第３モータ端子に電気的に接続された第３中央配線と、
前記基板の上面に前記電源配線と前記第２接地配線との間に位置し且つ前記第１中央配線と前記第３中央配線との間に位置するように設けられ、上面に前記第２ローサイドスイッチが配置され、前記第２ハイサイドスイッチの他端及び前記第２モータ端子に電気的に接続された第２中央配線と、をさらに備える
ことを特徴とする。
本発明の一態様に係る半導体モジュールは、基板と、基板上に第１辺に沿って設けられた電源配線と、電源配線に接続された電源端子と、基板上に、基板の第１辺に対向する第２辺に沿って設けられた、第１接地配線、第２接地配線、及び、第３接地配線と、第１接地配線に接続された第１接地端子、第２接地配線に接続された第２接地端子、及び第３接地配線に接続された第３接地端子と、３相モータのコイルにそれぞれ接続される第１ないし第３モータ端子と、電源配線と第１ないし第３接地配線との間でハイサイドスイッチとローサイドスイッチとがそれぞれ直列に接続されて構成されるとともに、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとの接続点がそれぞれ第１ないし第３モータ端子に接続され、互いに並列に接続される第１ないし第３のハーフブリッジと、第１ないし第３のハーフブリッジのハイサイドスイッチとローサイドスイッチの動作を制御する制御信号が入力される第１ないし第６制御信号端子と、を備える。
そして、第１接地端子、第２接地端子、及び第３接地端子は、第２辺に沿って離間して並んで設けられ、それぞれの間が電気的に絶縁されている。
これにより、本発明の半導体モジュールによれば、各接地配線のインダクタンスを小さくして、当該半導体モジュールを構成するハーフブリッジのスイッチによるスイッチングノイズを低減することができる。
図１は、実施例１に係る半導体モジュール１００の構成の一例を示す図である。 図２は、図１に示す半導体モジュール１００の回路構成の一例を示す回路図である。 図３は、従来の半導体モジュールの構成の一例を示す図である。 図４は、図３に示す従来の半導体モジュールの回路構成の一例を示す回路図である。
以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。
実施例１に係る半導体モジュール１００は、例えば、直流を３相の交流に変換し、当該３相の交流を３相モータに供給して駆動するためのインバータ装置である。
この半導体モジュール１００は、例えば、図１、図２に示すように、基板Ｂと、電源配線ＳＸと、電源端子Ｖｉｎと、第１接地配線ＧＸ１と、第２接地配線ＧＸ２と、第３接地配線ＧＸ３と、第１接地端子ＧＮＤ１と、第２接地端子ＧＮＤ２と、第３接地端子ＧＮＤ３と、第１モータ端子Ｐ１と、第２モータ端子Ｐ２と、第３モータ端子Ｐ３と、第１のハーフブリッジ（Ｑ１、Ｑ４）と、第２のハーフブリッジ（Ｑ２、Ｑ５）と、第３のハーフブリッジ（Ｑ３、Ｑ６）と、第１ないし第６制御信号端子Ｑ１Ｇ〜Ｑ６Ｇと、第１ないし第６制御用ボンディングワイヤＢＷ１〜ＢＷ６と、サーミスタＴＭと、第１温度検出信号端子ＴＭ１と、第２温度検出信号端子ＴＭ２と、第１支持用ダミー配線Ｚａと、第２支持用ダミー配線Ｚｂと、第３支持用ダミー配線Ｚｃと、第４支持用ダミー配線Ｚｄと、第１中央配線ＭＸ１と、第２中央配線ＭＸ２と、第３中央配線ＭＸ３と、封止部材Ｋと、を備える。
ここで、基板Ｂは、例えば、セラミック基板等の絶縁基板である。
この基板Ｂは、矩形の形状を有する。そして、基板Ｂの第１辺Ｂ１の長さとこの第１辺Ｂ１に対向する第２辺Ｂ２の長さは同じである。そして、基板Ｂの第３辺Ｂ３の長さとこの第３辺Ｂ３に対向する第４辺Ｂ４の長さは同じである。そして、基板Ｂの第１辺Ｂ１の長さは、第３辺Ｂ３の長さよりも、長くなっている。
なお、この基板Ｂの第１辺Ｂ１が延在する第１方向Ｄ１と、基板Ｂの第３辺Ｂ３が延在する第２方向Ｄ２とは、直交するようになっている。
また、電源配線ＳＸは、基板Ｂ上に第１辺Ｂ１に沿って設けられている。
また、電源端子Ｖｉｎは、電源配線ＳＸに接続されている。この電源端子Ｖｉｎは、直流の電源電圧が印加されるようになっている。
また、第１接地配線ＧＸ１、第２接地配線ＧＸ２、及び、第３接地配線ＧＸ３は、基板Ｂ上に、基板Ｂの第１辺Ｂ１に対向する第２辺Ｂ２に沿って設けられている。
そして、第１接地配線ＧＸ１は、第１ローサイドスイッチＱ４の第２電極（ソース）にボンディングワイヤを介して接続されている。
そして、第２接地配線ＧＸ２は、第２ローサイドスイッチＱ５の第２電極（ソース）にボンディングワイヤを介して接続されている。
そして、第３接地配線ＧＸ３は、第３ローサイドスイッチＱ６の第２電極（ソース）にボンディングワイヤを介して接続されている。
また、第１接地端子ＧＮＤ１は、例えば、図１に示すように、第１接地配線ＧＸ１に接続されている。この第１接地端子ＧＮＤ１は、接地されるようになっている。
そして、この第１接地端子ＧＮＤ１の一端は、第１及び第２辺Ｂ１、Ｂ２に交わる基板Ｂの第３辺Ｂ３に近接する第１接地配線ＧＸ１の端部と接続されている。
また、第２接地端子ＧＮＤ２は、例えば、図１に示すように、第２接地配線ＧＸ２に接続されている。この第２接地端子ＧＮＤ２は、接地されるようになっている。
そして、この第２接地端子ＧＮＤ２の一端は、第２辺Ｂ２に近接する第２接地配線ＧＸ２の端部と接続されている。
また、第３接地端子ＧＮＤ３は、例えば、図１に示すように、第３接地配線ＧＸ３に接続されている。この第３接地端子ＧＮＤ３は、接地されるようになっている。
そして、この第３接地端子ＧＮＤ３の一端は、基板Ｂの第３辺Ｂ３に対向する第４辺Ｂ４に近接する第３接地配線ＧＸ３の端部と接続されている。
なお、これらの第１ないし第３接地配線ＧＮＤ１、ＧＮＤ２、ＧＮＤ３のそれぞれの面積は、電源配線Ｖｉｎの面積よりも小さくなるように設定されている。
特に、第１接地端子ＧＮＤ１、第２接地端子ＧＮＤ２、及び第３接地端子ＧＮＤ３は、例えば、図１に示すように、基板Ｂの第２辺Ｂ２に沿って離間して並んで設けられ、それぞれの間が電気的に絶縁されている（図１の領域１０）。
また、第１ないし第３モータ端子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、３相モータ（図示せず）のＵ相、Ｖ相、Ｗ相コイルにそれぞれ接続されるようになっている。
より具体的には、第１モータ端子Ｐ１は、当該３相モータの第１相（Ｕ相）のコイルに接続されるようになっている。そして、第２モータ端子Ｐ２は、当該３相モータの第２相（Ｖ相）のコイルに接続されるようになっている。そして、第３モータ端子Ｐ３は、当該３相モータの第３相（Ｗ相）のコイルに接続されるようになっている。
ここで、第１のハーフブリッジ（Ｑ１、Ｑ４）は、例えば、図１、図２に示すように、第１ハイサイドスイッチＱ１と、第１ローサイドスイッチＱ４と、を有する。
そして、第１ハイサイドスイッチＱ１は、一端が電源端子ＳＸの一端に電気的に接続され、他端が第１モータ端子Ｐ１の一端に電気的に接続されている。
そして、第１ローサイドスイッチＱ４は、一端が第１モータ端子Ｐ１の一端に電気的に接続され、他端が第１接地配線ＧＸ１に電気的に接続されている。
そして、例えば、図１に示すように、第１のハーフブリッジ（Ｑ１、Ｑ４）の第１ハイサイドスイッチＱ１は、電源配線ＳＸの一端上に配置されている。そして、この第１ハイサイドスイッチＱ１は、電源配線ＳＸに第１電極（ドレイン）が電気的に接続されている。
そして、例えば、図１に示すように、この第１ハイサイドスイッチＱ１の制御電極（ゲート）と第１制御信号端子Ｑ１Ｇとが第１制御用ボンディングワイヤＢＷ１により電気的に接続されている。
そして、例えば、図１に示すように、この第１のハーフブリッジ（Ｑ１、Ｑ４）の第１ローサイドスイッチＱ４の制御電極（ゲート）と第４制御信号端子Ｑ４Ｇとを電気的に接続する第４制御用ボンディングワイヤＢＷ４は、第１接地配線ＧＸ１上を通過するように配線されている。
また、第２のハーフブリッジ（Ｑ２、Ｑ５）は、例えば、図１、図２に示すように、第２ハイサイドスイッチＱ２と、第２ローサイドスイッチＱ５と、を有する。
そして、第２ハイサイドスイッチＱ２は、一端が電源端子ＳＸの一端と他端との間に電気的に接続され、他端が第２モータ端子Ｐ２の一端に電気的に接続されている。
そして、第２ローサイドスイッチＱ５は、一端が第２モータ端子Ｐ２の一端に電気的に接続され、他端が第２接地配線ＧＸ２に電気的に接続されている。
そして、例えば、図１に示すように、この第２のハーフブリッジ（Ｑ２、Ｑ５）の第２ハイサイドスイッチＱ２は、第１ハイサイドスイッチＱ１と第３ハイサイドスイッチＱ３との間に位置するように、電源配線ＳＸ上に配置されている。そして、この第２ハイサイドスイッチＱ２は、第１電極（ドレイン）が電源配線ＳＸに電気的に接続されている。
そして、例えば、図１に示すように、この第２ハイサイドスイッチＱ２の制御電極（ゲート）と第２制御信号端子Ｑ２Ｇとが第２制御用ボンディングワイヤＢＷ２により電気的に接続されている。
そして、例えば、図１に示すように、この第２のハーフブリッジ（Ｑ２、Ｑ５）の第２ローサイドスイッチＱ５の制御電極（ゲート）と第５制御信号端子Ｑ５Ｇとを接続する第５制御用ボンディングワイヤＢＷ５は、第２接地配線ＧＸ２上を通過するように配線されている。
さらに、第３のハーフブリッジ（Ｑ３、Ｑ６）は、例えば、図１、図２に示すように、第３ハイサイドスイッチＱ３と、第３ローサイドスイッチＱ６と、を有する。
そして、第３ハイサイドスイッチＱ３は、一端が電源端子ＳＸの他端に電気的に接続され、他端が第３モータ端子Ｐ３の一端に電気的に接続されている。
そして、第３ローサイドスイッチＱ６は、一端が第３モータ端子Ｐ３の他端に電気的に接続され、他端が第３接地配線ＧＸ３に電気的に接続されている。
そして、例えば、図１に示すように、この第３のハーフブリッジ（Ｑ３、Ｑ６）の第３ハイサイドスイッチＱ３は、電源配線ＳＸの他端上に配置されている。そして、この第３ハイサイドスイッチＱ３は、第１電極（ドレイン）が電源配線ＳＸに電気的に接続されている。
そして、例えば、図１に示すように、この第３ハイサイドスイッチＱ３の制御電極（ゲート）と第３制御信号端子Ｑ３Ｇとが第３制御用ボンディングワイヤＢＷ３により電気的に接続されている。
そして、例えば、図１に示すように、第３のハーフブリッジ（Ｑ３、Ｑ６）の第３ローサイドスイッチＱ６の制御電極（ゲート）と第６制御信号端子Ｑ６Ｇとを接続する第６制御用ボンディングワイヤＢＷ６は、第３接地配線ＧＸ３上を通過するように配線されている。
このように、第１ないし第３のハーフブリッジ（Ｑ１、Ｑ４）、（Ｑ２、Ｑ５）、（Ｑ３、Ｑ６）は、電源配線Ｖｉｎと第１ないし第３接地配線ＧＸ１、ＧＸ２、ＧＸ３との間でハイサイドスイッチＱ１、Ｑ２、Ｑ３とローサイドスイッチＱ４、Ｑ５、Ｑ６とがそれぞれ直列に接続されて構成されている。
そして、第１ないし第３のハーフブリッジ（Ｑ１、Ｑ４）、（Ｑ２、Ｑ５）、（Ｑ３、Ｑ６）は、ハイサイドスイッチＱ１、Ｑ２、Ｑ３とローサイドスイッチＱ４、Ｑ５、Ｑ６との接続点がそれぞれ第１ないし第３モータ端子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に接続され、互いに並列に接続されている。
また、第１中央配線ＭＸ１は、例えば、図１に示すように、基板Ｂの上面に電源配線ＳＸの一端と第１接地配線ＧＸ１との間に位置するように設けられている。
そして、この第１中央配線ＭＸ１は、上面に第１ローサイドスイッチＱ４が配置されている。そして、この第１中央配線ＭＸ１は、当該第１ハイサイドスイッチＱ１の他端（ソース）及び第１モータ端子Ｐ１に電気的に接続されている。
また、第３中央配線ＭＸ３は、例えば、図１に示すように、基板Ｂの上面に電源配線ＳＸの他端と第３接地配線ＧＸ３との間に位置するように設けられている。
そして、この第３中央配線ＭＸ３は、上面に第３ローサイドスイッチＱ６が配置されている。そして、この第３中央配線ＭＸ３は、第３ハイサイドスイッチＱ３の他端（ソース）及び第３モータ端子Ｐ３に電気的に接続されている。
また、第２中央配線ＭＸ２は、例えば、図１に示すように、基板Ｂの上面に電源配線ＳＸと第２接地配線ＧＸ２との間に位置し且つ第１中央配線ＭＸ１と第３中央配線ＭＸ３との間に位置するように設けられている。
そして、この第２中央配線ＭＸ２は、上面に第２ローサイドスイッチＱ５が配置されている。そして、この第２中央配線ＭＸ２は、第２ハイサイドスイッチＱ２の他端（ソース）及び第２モータ端子Ｐ２に電気的に接続されている。
また、第１ないし第６制御信号端子（Ｑ１Ｇ〜Ｑ６Ｇ）は、例えば、図１に示すように、第１ないし第３のハーフブリッジ（Ｑ１、Ｑ４）、（Ｑ２、Ｑ５）、（Ｑ３、Ｑ６）の第１ないし第３ハイサイドスイッチＱ１〜Ｑ３と第１ないし第３ローサイドスイッチＱ４〜Ｑ６の動作を制御する制御信号が入力されるようになっている。
なお、第１ないし第３制御信号端子Ｑ１Ｇ、Ｑ２Ｇ、Ｑ３Ｇは、それぞれの一端が基板Ｂの第１辺Ｂ１に近接するように、第１辺Ｂ１が延在する方向に沿って並んで配置されている。
特に、第１制御信号端子Ｑ１Ｇは、例えば、図１に示すように、電源端子Ｖｉｎと第１モータ端子Ｐ１との間に配置されている。
さらに、第２制御信号端子Ｑ２Ｇは、例えば、図１に示すように、第１モータ端子Ｐ１と第２モータ端子Ｐ２との間に配置されている。
さらに、第３制御信号端子Ｑ３Ｇは、例えば、図１に示すように、第２モータ端子Ｐ２と第３モータ端子Ｐ３との間に配置されている。
また、第４ないし第６制御信号端子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６は、それぞれの一端が基板Ｂの第２辺Ｂ２に近接するように、第２辺Ｂ２が延在する方向に沿って並んで配置されている。
特に、第４制御信号端子Ｑ４Ｇは、例えば、図１に示すように、第１接地端子ＧＮＤ１と第２接地端子ＧＮＤ２との間に配置されている。
そして、第５及び第６制御信号端子Ｑ５Ｇ、Ｑ６Ｇは、例えば、図１に示すように、第２接地端子ＧＮＤ２と第３接地端子ＧＮＤ３との間に配置されている。
また、サーミスタＴＭは、基板Ｂ上において、第１接地配線ＧＸ１と第２接地配線ＧＸ２との間、又は、第２接地配線ＧＸ２と第３接地配線ＧＸ３との間に位置するように、基板Ｂの第２辺Ｂ２に近接して配置されている。このサーミスタＴＭは、その周辺の温度を検出するための素子である。
特に、図１に示す例では、このサーミスタＴＭは、第２接地配線ＧＸ２と第３接地配線ＧＸ３との間に位置するように、基板Ｂの第２辺Ｂ２に近接して配置されている。
そして、第１温度検出信号端子ＴＭ１は、例えば、図１に示すように、サーミスタＴＭの一端に電気的に接続されている。
そして、第２温度検出信号端子ＴＭ２は、例えば、図１に示すように、サーミスタＴＭの他端に電気的に接続されている。
これらの第１及び第２の温度検出信号端子ＴＭ１、ＴＭ２は、例えば、図１に示すように、第５制御信号端子Ｑ５Ｇと第６制御信号端子Ｑ６Ｇとの間に配置されている。
なお、図１の例では、サーミスタＴＨを隣接する第２接地配線ＧＸ２と第３接地配線ＧＸ３との間に配置しているが、必要に応じて、温度が変化し易い、ハイサイドの電源配線Ｖｉｎの近傍に配置するようにしてもよい。
また、第１支持用ダミー配線Ｚａは、例えば、図１に示すように、基板Ｂの第１辺Ｂ１と第３辺Ｂ３とが交差する板Ｂの第１角部上に設けられている。
そして、既述の電源端子Ｖｉｎは、例えば、図１に示すように、当該第１支持用ダミー配線Ｚａ上を迂回するように、配置されている。
また、第２支持用ダミー配線Ｚｂは、例えば、図１に示すように、基板Ｂの第１辺Ｂ１と第４辺Ｂ４とが交差する基板Ｂの第２角部上に設けられている。
そして、既述の第３モータ端子Ｐ３は、例えば、図１に示すように、当該第２支持用ダミー配線Ｚｂ上を迂回するように、配置されている。
また、第３支持用ダミー配線Ｚｃは、例えば、図１に示すように、基板Ｂの第２辺Ｂ２と第３辺Ｂ３とが交差する基板Ｂの第３角部上に設けられている。
そして、既述の第１接地端子ＧＮＤ１は、例えば、図１に示すように、当該第３支持用ダミー配線Ｚｃ上を迂回するように、配置されている。
また、第４支持用ダミー配線Ｚｄは、基板Ｂの第２辺Ｂ２と第４辺Ｂ４とが交差する基板Ｂの第４角部上に設けられている。
そして、既述の第３接地端子ＧＮＤ３は、例えば、図１に示すように、当該第４支持用ダミー配線Ｚｄ上を迂回するように、配置されている。
ここで、これらの第１ないし第４支持用ダミー配線Ｚａ〜Ｚｄは、ワイヤボンディング時に基板Ｂを支持部材（図示せず）で抑えるために、ワイヤボンディング時に第１ないし第４支持用ダミー配線Ｚａ〜Ｚｄの上面が当該支持部材により抑えられるようになっている。
これらの第１ないし第４支持用ダミー配線Ｚａ〜Ｚｄは、例えば、既述の電源配線ＳＸ等と同じ材質で構成されている。
なお、実装基板（図示せず）に接続される、第１ないし第３制御信号端子Ｑ１Ｇ〜Ｑ３Ｇの他端は、当該実装基板に接続される、電源端子Ｖｉｎの他端、及び、第１ないし第３モータ端子Ｐ１〜Ｐ３の他端よりも、基板Ｂの第１辺Ｂ１に近い位置に配置されている。
さらに、当該実装基板に接続される、第４ないし第６制御信号端子Ｑ４Ｇ〜Ｑ６Ｇの他端は、当該実装基板に接続される、第１ないし第３接地端子ＰＧＮＤ１〜ＧＮＤ３の他端よりも、基板Ｂの第２辺Ｂ２に近い位置に配置されている。
これにより、電子モジュール１００を当該実装基板に実装されているＣＰＵに近接して配置した場合に、ＣＰＵに近接して第１ないし第３制御信号端子Ｑ１Ｇ〜Ｑ３Ｇの他端及び第４ないし第６制御信号端子Ｑ４Ｇ〜Ｑ６Ｇの他端を当該実装基板に接続することができる。すなわち、ＣＰＵから第１ないし第３制御信号端子Ｑ１Ｇ〜Ｑ３Ｇの他端及び第４ないし第６制御信号端子Ｑ４Ｇ〜Ｑ６Ｇの他端までの配線長を短くすることが可能となる。
そして、大電流が流れる、電源端子Ｖｉｎの他端、及び、第１ないし第３モータ端子Ｐ１〜Ｐ３の他端、第１ないし第３接地端子ＰＧＮＤ１〜ＧＮＤ３の他端を、当該ＣＰＵから離して配置することができる。
また、封止部材Ｋは、例えば、エポキシ樹脂等の封止樹脂である。なお、図１において、封止部材Ｋは透視されるように表記されている。
この封止部材Ｋは、例えば、図１に示すように、少なくとも基板Ｂ上で、電源配線ＳＸ、電源端子Ｖｉｎと、第１接地配線ＧＸ１、第２接地配線ＧＸ２、第３接地配線ＧＸ３、第１ないし第３出力配線ＬＭＵ、ＬＭＶ、ＬＭＷ、第１ないし第３中央配線ＬＹＵ、ＬＹＶ、ＬＹＷ、第１電流検出配線ＬＣ１、第２電流検出配線ＬＣ２、接続配線ＬＲ１、第１サーミスタ用配線ＬＴ１、第２サーミスタ用配線ＬＴ２、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２と、抵抗Ｒ１、第１のハーフブリッジ（Ｑ１、Ｑ４）と、第２のハーフブリッジ（Ｑ２、Ｑ５）と、第３のハーフブリッジ（Ｑ３、Ｑ６）と、サーミスタＴＭと、第１支持用ダミー配線Ｚａと、第２支持用ダミー配線Ｚｂと、第３支持用ダミー配線Ｚｃと、第４支持用ダミー配線Ｚｄと、第１中央配線ＭＸ１と、第２中央配線ＭＸ２と、第３中央配線ＭＸ３、第１ないし第６制御用ボンディングワイヤＢＷ１〜ＢＷ６、及び、その他のボンディングワイヤ等を、封止するようになっている。
さらに、この封止部材Ｋは、例えば、図１に示すように、電源端子Ｖｉｎ、第１モータ端子Ｐ１、第２モータ端子Ｐ２、第３モータ端子Ｐ３、第１制御信号端子Ｑ１Ｇ、第２制御信号端子Ｑ２Ｇ、及び、第３制御信号端子Ｑ３Ｇのそれぞれの一端を、基板Ｂの第１辺Ｂ１に沿って封止するようになっている。
さらに、この封止部材Ｋは、例えば、図１に示すように、第１接地端子ＧＮＤ１、第２接地端子ＧＮＤ２、第３接地端子ＧＮＤ３、第１温度検出信号端子ＴＭ１、第２温度検出信号端子ＴＭ２、第４制御信号端子Ｑ４Ｇ、第５制御信号端子Ｑ５Ｇ、及び、第６制御信号端子Ｑ６Ｇのそれぞれの一端を、基板Ｂの第２辺Ｂ２に沿って封止するようになっている。
ここで、既述のように、半導体モジュール１００においては、図１に示すように、第１接地配線ＧＸ１、第２接地配線ＧＸ２、及び、第３接地配線ＧＸ３は、基板の第１辺Ｂ１に対向する第２辺Ｂ２に沿って設けられている。そして、第１接地端子ＧＮＤ１は第１接地配線ＧＸ１に接続され、第２接地端子ＧＮＤ２は第２接地配線ＧＸ２に接続され、第３接地端子ＧＮＤ３は第３接地配線ＧＸ３に接続されている。そして、第１接地端子ＧＮＤ１、第２接地端子ＧＮＤ２、及び第３接地端子ＧＮＤ３は、第２辺Ｂ２に沿って離間して並んで設けられ、それぞれの間が電気的に絶縁されている。
特に、第１ないし第３接地配線ＧＸ１、ＧＸ２、ＧＸ３をリート端子である第１ないし第３接地端子ＧＮＤ１、ＧＮＤ２、ＧＮＤ３が跨いでいないため、配線間のインダクタンス等の影響が低減され、よりノイズを低減することができる。
したがって、実施例１に係る半導体モジュール１００によれば、各接地配線のインダクタンスを小さくして、当該半導体モジュールを構成するハーフブリッジのスイッチによるスイッチングノイズを低減することができる。
特に、第１ないし第３接地配線ＧＸ１、ＧＸ２、ＧＸ３をリート端子である第１ないし第３接地端子ＧＮＤ１、ＧＮＤ２、ＧＮＤ３が跨いでいないため、配線間のインダクタンス等の影響が低減され、よりノイズを低減することができる。
既述の実施例１では、第１ないし第３ハイサイドスイッチＱ１、Ｑ２、Ｑ３、及び、第１ないし第３ローサイドスイッチＱ４、Ｑ５、Ｑ６が、ｎＭＯＳＦＥＴである例（図２）について説明したが、他の半導体素子を適用するようにしてもよい。
すなわち、これらの第１ないし第３ハイサイドスイッチＱ１、Ｑ２、Ｑ３、及び、第１ないし第３ローサイドスイッチＱ４、Ｑ５、Ｑ６は、同様の機能を実施できるように、例えば、ｐＭＯＳＦＥＴや他の半導体素子で代替するようにしてもよい。
なお、この実施例２におけるその他の半導体モジュールの構成は、実施例１と同様である。
以上のように、本発明の一態様に係る半導体モジュール１００は、基板Ｂと、基板上に第１辺Ｂ１に沿って設けられた電源配線ＳＸと、電源配線に接続された電源端子Ｖｉｎと、基板上に、基板の第１辺Ｂ１に対向する第２辺Ｂ２に沿って設けられた、第１接地配線ＧＸ１、第２接地配線ＧＸ２、及び、第３接地配線ＧＸ３と、第１接地配線ＧＸ１に接続された第１接地端子ＧＮＤ１、第２接地配線ＧＸ２に接続された第２接地端子ＧＮＤ２、及び第３接地配線ＧＸ３に接続された第３接地端子ＧＮＤ３と、３相モータのコイルにそれぞれ接続される第１ないし第３モータ端子（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）と、電源配線と第１ないし第３接地配線との間でハイサイドスイッチとローサイドスイッチとがそれぞれ直列に接続されて構成されるとともに、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチとの接続点がそれぞれ第１ないし第３モータ端子に接続され、互いに並列に接続される第１ないし第３のハーフブリッジ（Ｑ１、Ｑ４）、（Ｑ２、Ｑ５）、（Ｑ３、Ｑ６）と、第１ないし第３のハーフブリッジのハイサイドスイッチとローサイドスイッチの動作を制御する制御信号が入力される第１ないし第６制御信号端子（Ｑ１Ｇ、Ｑ２Ｇ、Ｑ３Ｇ、Ｑ４Ｇ、Ｑ５Ｇ、Ｑ６Ｇ）と、を備える。
そして、第１接地端子ＧＮＤ１、第２接地端子ＧＮＤ２、及び第３接地端子ＧＮＤ３は、第２辺Ｂ２に沿って離間して並んで設けられ、それぞれの間が電気的に絶縁されている。
これにより、本発明の半導体モジュールによれば、各接地配線のインダクタンスを小さくして、当該半導体モジュールを構成するハーフブリッジのスイッチによるスイッチングノイズを低減することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１００ 半導体モジュール
Ｂ 基板
ＳＸ 電源配線
Ｖｉｎ 電源端子
ＧＸ１ 第１接地配線
ＧＸ２ 第２接地配線
ＧＸ３ 第３接地配線
ＧＮＤ１ 第１接地端子
ＧＮＤ２ 第２接地端子
ＧＮＤ３ 第３接地端子
Ｐ１ 第１モータ端子
Ｐ２ 第２モータ端子
Ｐ３ 第３モータ端子
Ｑ１Ｇ 第１制御信号端子
Ｑ２Ｇ 第２制御信号端子
Ｑ３Ｇ 第３制御信号端子
Ｑ４Ｇ 第４制御信号端子
Ｑ５Ｇ 第５制御信号端子
Ｑ６Ｇ 第６制御信号端子
ＢＷ１ 第１制御用ボンディングワイヤ
ＢＷ２ 第２制御用ボンディングワイヤ
ＢＷ３ 第３制御用ボンディングワイヤ
ＢＷ４ 第４制御用ボンディングワイヤ
ＢＷ５ 第５制御用ボンディングワイヤ
ＢＷ６ 第６制御用ボンディングワイヤ
ＴＭ サーミスタ
ＴＭ１ 第１温度検出信号端子
ＴＭ２ 第２温度検出信号端子
Ｚａ 第１支持用ダミー配線
Ｚｂ 第２支持用ダミー配線
Ｚｃ 第３支持用ダミー配線
Ｚｄ 第４支持用ダミー配線
ＭＸ１ 第１中央配線
ＭＸ２ 第２中央配線
ＭＸ３ 第３中央配線
Ｋ 封止部材
Ｑ１ 第１ハイサイドスイッチ
Ｑ２ 第２ハイサイドスイッチ
Ｑ３ 第３ハイサイドスイッチ
Ｑ４ 第１ローサイドスイッチ
Ｑ５ 第２ローサイドスイッチ
Ｑ６ 第３ローサイドスイッチ

Claims (8)

  1. 直流を３相の交流に変換し、当該３相の交流を３相モータに供給して駆動するための半導体モジュールであって、
    互いに対向する第１辺及び第２辺を有する矩形状の基板と、
    前記基板上の前記第１辺側に設けられ、前記第１辺に沿って延びる電源配線部と、
    前記電源配線部に接続された電源端子と、
    前記電源配線部上に前記第１辺に沿って並んで配置された３つのハイサイドスイッチと、
    前記３つのハイサイドスイッチの制御電極にそれぞれ電気的に接続される３つのハイサイド側制御信号端子と、
    前記基板上の前記第２辺側に前記第２辺に沿って並んで設けられた３つの接地配線部と、
    前記３つの接地配線部にそれぞれ接続された３つの接地端子と、
    前記基板上の前記電源配線部と前記３つの接地配線部との間に、前記第２辺に沿った方向に並んで設けられた３つの中央配線部と、
    前記３つの中央配線部にそれぞれ接続された３つのモータ端子と、
    前記３つの中央配線部上にそれぞれ配置された３つのローサイドスイッチと、
    前記３つのローサイドスイッチの制御電極にそれぞれ電気的に接続される３つのローサイド側制御信号端子と、を備え、
    前記電源端子、前記３つのハイサイド側制御信号端子及び前記３つのモータ端子が、前記第１辺の外側の位置に前記第１辺に沿った方向に並んで配置され、
    前記３つの接地端子及び前記３つのローサイド側制御信号端子が、前記第２辺の外側の位置に前記第２辺に沿った方向に並んで配置されたことを特徴とする半導体モジュール。
  2. 前記３つのハイサイド側制御信号端子は、前記電源端子及び前記３つのモータ端子の３つの間にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項１に記載の半導体モジュール。
  3. 前記３つのローサイド側制御信号端子は、１つのローサイド側制御信号端子と２つのローサイド側制御信号端子とに分けて前記３つの接地端子の２つの間にそれぞれ配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体モジュール。
  4. 前記電源端子、前記３つのハイサイド側制御信号端子及び前記３つのモータ端子は、前記第１辺から離れる方向に延びた後に前記基板の板厚方向に屈曲された形状になっており、
    前記３つのハイサイド側制御信号端子は、前記電源端子及び前記３つのモータ端子よりも前記第１辺に近い位置で前記基板の板厚方向に屈曲されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体モジュール。
  5. 前記３つの接地端子及び前記３つのローサイド側制御信号端子は、前記第２辺から離れる方向に延びた後に前記基板の板厚方向に屈曲された形状になっており、
    前記３つのローサイド側制御信号端子は、前記３つの接地端子よりも前記第２辺に近い位置で前記基板の板厚方向に屈曲されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の半導体モジュール。
  6. 前記基板上の前記３つの接地配線部の２つの間の一方に配置されたサーミスタと、
    前記サーミスタに電気的に接続された２つの温度検出信号端子と、を備え、
    前記３つの接地端子、前記３つのローサイド側制御信号端子及び前記２つの温度検出信号端子が、前記第２辺の外側の位置に前記第２辺に沿った方向に並んで配置されたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体モジュール。
  7. 前記基板は、前記第１及び第２辺に交わって互いに対向する第３辺及び第４辺を有し、
    前記電源端子は、前記電源配線部上の前記第３辺側に接続され、当該接続部から前記第３辺の外側に延びた後に前記第１辺側に屈曲された形状になっており、
    前記３つのモータ端子のうち最も前記第４辺側に配置されたモータ端子は、前記中央配線部との接続部から前記第４辺の外側に延びた後に前記第１辺側に屈曲された形状になっていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の半導体モジュール。
  8. 前記基板は、前記第１及び第２辺に交わって互いに対向する第３辺及び第４辺を有し、
    前記３つの接地端子のうち最も前記第３辺側に配置された接地端子は、前記接地配線部との接続部から前記第３辺の外側に延びた後に前記第２辺側に屈曲された形状になっており、
    前記３つの接地端子のうち最も前記第４辺側に配置された接地端子は、前記接地配線部との接続部から前記第４辺の外側に延びた後に前記第２辺側に屈曲された形状になっていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の半導体モジュール。
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