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JP7530364B2 - Control module and semiconductor device - Google Patents
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Description

本開示は、制御モジュールおよび当該制御モジュールを備える半導体装置に関する。 The present disclosure relates to a control module and a semiconductor device including the control module.

MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などの複数のスイッチング素子を備えるパワーモジュールが知られている。これらのスイッチング素子は、制御モジュールからその制御信号端子(MOSFETの場合、ゲート端子)に制御信号が入力されて、オン(導通状態)とオフ(遮断状態)とが切り替えられる。たとえば、特許文献1には、パワーモジュールおよび制御モジュールを備える電力装置が開示されている。この電力装置において、パワーモジュールは、パワー半導体素子(スイッチング素子)と、パワー半導体素子を収納したケースを備えている。制御モジュールは、パワーモジュールの上に搭載され、パワー半導体素子のスイッチング動作を制御する。 Power modules are known that include multiple switching elements such as MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors) and IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). These switching elements are switched between on (conducting state) and off (blocking state) when a control signal is input from a control module to the control signal terminal (gate terminal in the case of a MOSFET). For example, Patent Document 1 discloses a power device that includes a power module and a control module. In this power device, the power module includes a power semiconductor element (switching element) and a case that houses the power semiconductor element. The control module is mounted on the power module and controls the switching operation of the power semiconductor element.

特開2018-33200号公報JP 2018-33200 A

本開示は、パワーモジュールを制御する上で、より好ましい制御モジュールを提供することを一の課題とする。また本開示は、このような制御モジュールを備える半導体装置を提供することを別の課題とする。One objective of the present disclosure is to provide a control module that is more suitable for controlling a power module. Another objective of the present disclosure is to provide a semiconductor device that includes such a control module.

本開示の第1の側面によって提供される制御モジュールは、本体部および電源端子を備えるパワーモジュールを制御する複数の電子部品と、第1方向において前記パワーモジュールの上に配置され、かつ、前記複数の電子部品が実装された回路基板と、前記電源端子に導通し、前記回路基板に形成された接続端子と、を備えている。前記電源端子は、外部電源から電源電圧が印加されており、前記回路基板は、前記第1方向に見て前記本体部よりも突き出た突出部を含んでおり、前記接続端子は、前記突出部に配置されている。The control module provided by the first aspect of the present disclosure includes a plurality of electronic components for controlling a power module having a main body and a power supply terminal, a circuit board arranged on the power module in a first direction and on which the plurality of electronic components are mounted, and a connection terminal formed on the circuit board and conducting to the power supply terminal. A power supply voltage is applied to the power supply terminal from an external power supply, the circuit board includes a protruding portion protruding beyond the main body when viewed in the first direction, and the connection terminal is arranged on the protruding portion.

本開示の第2の側面によって提供される半導体装置は、第1の側面によって提供される制御モジュールと、前記パワーモジュールと、を備える。The semiconductor device provided by the second aspect of the present disclosure comprises a control module provided by the first aspect and the power module.

本開示によれば、パワーモジュールを制御する上で、より好ましい制御モジュールを提供できる。また、このような制御モジュールを備える半導体装置を提供できる。According to the present disclosure, a control module that is more preferable for controlling a power module can be provided. In addition, a semiconductor device including such a control module can be provided.

半導体装置の回路構成を示す概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a circuit configuration of a semiconductor device. 上アーム駆動回路の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of an upper arm drive circuit. 下アーム駆動回路の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a lower arm drive circuit. 共通回路の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a common circuit. パワーモジュールのデバイス構造を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a device structure of the power module. パワーモジュールのデバイス構造を示す正面図である。FIG. 2 is a front view showing the device structure of the power module. パワーモジュールのデバイス構造を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a device structure of the power module. 制御モジュールのデバイス構造を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a device structure of a control module. 回路基板の複数の配線層の1つ(第1層)を示す平面図である。2 is a plan view showing one (first layer) of a plurality of wiring layers of the circuit board. FIG. 回路基板の複数の配線層の1つ(第2層)を示す平面図である。2 is a plan view showing one (a second layer) of a plurality of wiring layers of the circuit board; FIG. 回路基板の複数の配線層の1つ(第3層)を示す平面図である。2 is a plan view showing one (third layer) of the wiring layers of the circuit board; FIG. 回路基板の複数の配線層の1つ(第4層)を示す平面図である。11 is a plan view showing one (fourth layer) of the wiring layers of the circuit board. FIG. 回路基板の複数の配線層の1つ(第5層)を示す平面図である。2 is a plan view showing one (a fifth layer) of the wiring layers of the circuit board. FIG. 回路基板の複数の配線層の1つ(第6層)を示す平面図である。1 is a plan view showing one (sixth layer) of the wiring layers of the circuit board. FIG. 回路基板上の部品レイアウト図である。FIG. 2 is a layout diagram of components on a circuit board. 回路基板上の配線レイアウト図である。FIG. 2 is a diagram showing a wiring layout on a circuit board. 半導体装置A1のデバイス構造を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a device structure of the semiconductor device A1. パワーモジュールの使用例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of use of a power module. パワーモジュールの使用例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of use of a power module. パワーモジュールの使用例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of use of a power module. パワーモジュールの使用例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of use of a power module.

本開示の制御モジュールおよび半導体装置の好ましい実施の形態について、図面を参照して以下に説明する。本開示の制御モジュールは、たとえばインバータやコンバータなどの電力変換器に用いられるパワーモジュールを制御する。以下の説明においては、パワーモジュールと制御モジュールとを備えた半導体装置を例に説明する。 Preferred embodiments of the control module and semiconductor device of the present disclosure are described below with reference to the drawings. The control module of the present disclosure controls a power module used in a power converter such as an inverter or converter. In the following description, a semiconductor device including a power module and a control module is used as an example.

本開示における「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、単にラベルとして用いたものであり、必ずしもそれらの対象物に順列を付することを意図していない。The terms "first," "second," "third," etc., used in this disclosure are used merely as labels and are not necessarily intended to assign any ordering to their objects.

本開示の半導体装置A1について、図1~図17を参照して説明する。The semiconductor device A1 of the present disclosure will be described with reference to Figures 1 to 17.

まず、半導体装置A1の回路構成について図1~図4を参照して説明する。First, the circuit configuration of semiconductor device A1 will be explained with reference to Figures 1 to 4.

図1は、半導体装置A1の回路構成を示す概要図である。図1に示すように、半導体装置A1は、パワーモジュールPMおよび制御モジュールCM1を備えている。 Figure 1 is a schematic diagram showing the circuit configuration of the semiconductor device A1. As shown in Figure 1, the semiconductor device A1 includes a power module PM and a control module CM1.

パワーモジュールPMは、制御モジュールCM1によって制御され、入力電圧を所定の出力電圧に変換する。半導体装置A1においては、パワーモジュールPMは、直流電源からの直流電圧が入力され、この直流電圧を交流電圧に変換して出力する。パワーモジュールPMは、図1に示すように、その回路構成において、スイッチング回路SWを備えている。図1に示すパワーモジュールPMの回路構成は、一例であり、本開示がこれに限定されるわけではない。The power module PM is controlled by the control module CM1 and converts an input voltage into a predetermined output voltage. In the semiconductor device A1, the power module PM receives a DC voltage from a DC power source, converts the DC voltage into an AC voltage, and outputs the AC voltage. As shown in FIG. 1, the power module PM includes a switching circuit SW in its circuit configuration. The circuit configuration of the power module PM shown in FIG. 1 is an example, and the present disclosure is not limited thereto.

スイッチング回路SWは、図1に示すように、2つのスイッチング素子Q1,Q2を備えている。各スイッチング素子Q1,Q2には、ダイオード(図示略)が逆並列に接続されている。他の例においては、これらのダイオードは、なくてもよい。As shown in FIG. 1, the switching circuit SW includes two switching elements Q1 and Q2. Diodes (not shown) are connected in antiparallel to each of the switching elements Q1 and Q2. In other examples, these diodes may be omitted.

スイッチング素子Q1,Q2は、図1に示すように、たとえばMOSFETである。各スイッチング素子Q1,Q2は、MOSFETに限定されず、IGBTやバイポーラトランジスタなど他のトランジスタであってもよい。各スイッチング素子Q1,Q2の主要構成材料は、たとえばSiC(炭化ケイ素)である。当該構成材料は、SiCに限定されず、Si(ケイ素)、GaN(窒化ガリウム)、あるいは、GaAs(ヒ化ガリウム)などであってもよい。As shown in FIG. 1, the switching elements Q1 and Q2 are, for example, MOSFETs. Each switching element Q1 and Q2 is not limited to a MOSFET, and may be other transistors such as an IGBT or a bipolar transistor. The main constituent material of each switching element Q1 and Q2 is, for example, SiC (silicon carbide). The constituent material is not limited to SiC, and may be Si (silicon), GaN (gallium nitride), or GaAs (gallium arsenide), etc.

スイッチング素子Q1,Q2はそれぞれ、ドレイン端子、ソース端子およびゲート端子を含んでいる。各スイッチング素子Q1,Q2が、IGBTの場合は、ドレイン端子の代わりにコレクタ端子、ソース端子の代わりにエミッタ端子を含んでいる。図1に示す例においては、各スイッチング素子Q1,Q2は、さらに電流センス端子を含んでいるが、本開示がこれに限定されるわけではない。Each of the switching elements Q1 and Q2 includes a drain terminal, a source terminal, and a gate terminal. When each of the switching elements Q1 and Q2 is an IGBT, it includes a collector terminal instead of a drain terminal and an emitter terminal instead of a source terminal. In the example shown in FIG. 1, each of the switching elements Q1 and Q2 further includes a current sense terminal, but the present disclosure is not limited thereto.

スイッチング素子Q1のドレイン端子は、端子Pに接続されている。端子Pは、外部の直流電源(図示略)の高電位側の接続線に接続される。スイッチング素子Q1のソース端子は、スイッチング素子Q2のドレイン端子に接続されている。スイッチング素子Q1のソース端子とスイッチング素子Q2のドレイン端子との接続点は、2つの端子O1,O2に接続されている。別の例として、2つの端子O1,O2に代えて端子は1つのみであってもよいし、3つ以上の端子を設けてもよい。スイッチング素子Q2のソース端子は、端子Nに接続されている。端子Nは、外部の直流電源の低電位側の接続線に接続される。スイッチング回路SWにおいては、スイッチング素子Q1を上アームとして、スイッチング素子Q2を下アームとして、2つのスイッチング素子Q1,Q2が直列に接続されている。スイッチング素子Q1,Q2の各ゲート端子は、制御モジュールCM1に接続されている。The drain terminal of the switching element Q1 is connected to the terminal P. The terminal P is connected to the high-potential side connection line of an external DC power supply (not shown). The source terminal of the switching element Q1 is connected to the drain terminal of the switching element Q2. The connection point between the source terminal of the switching element Q1 and the drain terminal of the switching element Q2 is connected to two terminals O1 and O2. As another example, instead of the two terminals O1 and O2, only one terminal may be provided, or three or more terminals may be provided. The source terminal of the switching element Q2 is connected to the terminal N. The terminal N is connected to the low-potential side connection line of the external DC power supply. In the switching circuit SW, the two switching elements Q1 and Q2 are connected in series, with the switching element Q1 as the upper arm and the switching element Q2 as the lower arm. The gate terminals of the switching elements Q1 and Q2 are connected to the control module CM1.

制御モジュールCM1は、パワーモジュールPM(特に、スイッチング素子Q1,Q2)の駆動を制御する。制御モジュールCM1は、図1に示す直流電源DCから供給される電力によって動作する。制御モジュールCM1に制御されたパワーモジュールPMは、2つの端子P,Nに接続された上記外部の直流電源からの入力電圧(電源電圧)を所定の電圧に変換し、変換後の電圧を2つの端子O1,O2から出力する。制御モジュールCM1は、図1に示すように、上アーム駆動回路10A、下アーム駆動回路20A、および、共通回路30Aを含んでいる。The control module CM1 controls the driving of the power module PM (particularly the switching elements Q1, Q2). The control module CM1 operates with power supplied from the DC power source DC shown in FIG. 1. The power module PM controlled by the control module CM1 converts the input voltage (power source voltage) from the external DC power source connected to the two terminals P, N to a predetermined voltage, and outputs the converted voltage from the two terminals O1, O2. As shown in FIG. 1, the control module CM1 includes an upper arm drive circuit 10A, a lower arm drive circuit 20A, and a common circuit 30A.

上アーム駆動回路10Aは、上アームであるスイッチング素子Q1の駆動を制御する。上アーム駆動回路10Aは、スイッチング素子Q1のゲート端子に駆動信号を入力することで、スイッチング素子Q1のオン(導通状態)とオフ(遮断状態)とを切り替える。The upper arm drive circuit 10A controls the drive of the upper arm switching element Q1. The upper arm drive circuit 10A switches the switching element Q1 between on (conducting state) and off (cutting state) by inputting a drive signal to the gate terminal of the switching element Q1.

下アーム駆動回路20Aは、下アームであるスイッチング素子Q2の駆動を制御する。下アーム駆動回路20Aは、スイッチング素子Q2のゲート端子に駆動信号を入力することで、スイッチング素子Q2のオン(導通状態)とオフ(遮断状態)とを切り替える。The lower arm drive circuit 20A controls the drive of the lower arm switching element Q2. The lower arm drive circuit 20A switches the switching element Q2 between on (conducting state) and off (cutting state) by inputting a drive signal to the gate terminal of the switching element Q2.

図2は、上アーム駆動回路10Aの詳細な回路構成を示している。同図に示すように、上アーム駆動回路10Aは、絶縁電源部11、ゲートドライバ部12、プリドライバ部13、サージ保護部14、短絡保護部15、二次側電源部16および電圧保護部17を含んでいる。図3は、下アーム駆動回路20Aの詳細な回路構成を示している。同図に示すように、下アーム駆動回路20Aは、絶縁電源部21、ゲートドライバ部22、プリドライバ部23、サージ保護部24、短絡保護部25、二次側電源部26および電圧保護部27を含んでいる。 Figure 2 shows a detailed circuit configuration of the upper arm drive circuit 10A. As shown in the figure, the upper arm drive circuit 10A includes an insulating power supply unit 11, a gate driver unit 12, a pre-driver unit 13, a surge protection unit 14, a short-circuit protection unit 15, a secondary power supply unit 16, and a voltage protection unit 17. Figure 3 shows a detailed circuit configuration of the lower arm drive circuit 20A. As shown in the figure, the lower arm drive circuit 20A includes an insulating power supply unit 21, a gate driver unit 22, a pre-driver unit 23, a surge protection unit 24, a short-circuit protection unit 25, a secondary power supply unit 26, and a voltage protection unit 27.

絶縁電源部11,21はそれぞれ、上アーム駆動回路10Aおよび下アーム駆動回路20Aの各駆動電力を生じさせる。絶縁電源部11は、絶縁トランス111および電源IC112を含んでおり、絶縁電源部21は、絶縁トランス211および電源IC212を含んでいる。絶縁トランス111,211はそれぞれ、変圧を行うとともに、入力側と出力側とを絶縁する。電源IC112,212はそれぞれ、絶縁トランス111,211の入力側(図2,3の左側)に配置され、絶縁電源部11,21において、絶縁トランス111,211に入力する電圧の制御を行う。The isolated power supply units 11 and 21 generate drive power for the upper arm drive circuit 10A and the lower arm drive circuit 20A, respectively. The isolated power supply unit 11 includes an isolation transformer 111 and a power supply IC 112, and the isolated power supply unit 21 includes an isolation transformer 211 and a power supply IC 212. The isolation transformers 111 and 211 perform voltage transformation and insulate the input side from the output side. The power supply ICs 112 and 212 are arranged on the input side (left side in Figures 2 and 3) of the isolation transformers 111 and 211, respectively, and control the voltage input to the isolation transformers 111 and 211 in the isolated power supply units 11 and 21.

ゲートドライバ部12,22はそれぞれ、上アームのスイッチング素子Q1および下アームのスイッチング素子Q2の各駆動を制御するための制御信号を発生させる。ゲートドライバ部12は、制御IC121を含んでおり、ゲートドライバ部22は、制御IC221を含んでいる。制御IC121,221はそれぞれ、各スイッチング素子Q1,Q2の駆動を制御するための専用ICである。制御IC121,221はそれぞれ、たとえば絶縁型ゲートドライバICであり、その内部において絶縁されている。制御IC121,221はそれぞれ、ミラークランプ回路を内蔵している。これに代えて、制御IC121,221の外部にミラークランプ回路を設けてもよい。 The gate driver units 12 and 22 each generate a control signal for controlling the driving of the upper arm switching element Q1 and the lower arm switching element Q2. The gate driver unit 12 includes a control IC 121, and the gate driver unit 22 includes a control IC 221. The control ICs 121 and 221 are dedicated ICs for controlling the driving of the switching elements Q1 and Q2. The control ICs 121 and 221 are, for example, insulated gate driver ICs, and are insulated from within. The control ICs 121 and 221 each have a built-in Miller clamp circuit. Alternatively, a Miller clamp circuit may be provided outside the control ICs 121 and 221.

プリドライバ部13,23はそれぞれ、ゲートドライバ部12,22によって発生された制御信号を、スイッチング素子Q1,Q2の各ゲート端子に入力するのに適した信号(駆動信号)に変換する。そして、当該変換した信号(駆動信号)をスイッチング素子Q1,Q2に出力する。プリドライバ部13は、電流制限回路131、トランジスタ132,133および複数のバイアスコンデンサ134,135を含んでおり、プリドライバ部23は、電流制限回路231、トランジスタ232,233および複数のバイアスコンデンサ234,235を含んでいる。 The pre-driver units 13 and 23 convert the control signals generated by the gate driver units 12 and 22 into signals (drive signals) suitable for input to the gate terminals of the switching elements Q1 and Q2, respectively. Then, the converted signals (drive signals) are output to the switching elements Q1 and Q2. The pre-driver unit 13 includes a current limiting circuit 131, transistors 132 and 133, and multiple bias capacitors 134 and 135, and the pre-driver unit 23 includes a current limiting circuit 231, transistors 232 and 233, and multiple bias capacitors 234 and 235.

電流制限回路131,231は、スイッチング素子Q1,Q2のゲート端子に接続される。電流制限回路131,231はともに、図2および図3に示すように、複数のダイオードと複数の抵抗器との組み合わせで構成されている。電流制限回路131,231は、複数の抵抗器の抵抗値を調整することで、スイッチング素子Q1,Q2のスイッチング速度を調整する。本実施形態においては、図2および図3に示すように、ダイオードを用いることで、スイッチング素子Q1,Q2のオン時とオフ時とにおける各スイッチング速度を個別に調整できるように構成されている。電流制限回路131,231はそれぞれ、複数のダイオードと複数の抵抗器とを組み合わせた構成に限定されず、複数の抵抗器のみあるいは単体の抵抗器のみによって構成されていてもよい。The current limiting circuits 131 and 231 are connected to the gate terminals of the switching elements Q1 and Q2. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the current limiting circuits 131 and 231 are both configured by combining a plurality of diodes and a plurality of resistors. The current limiting circuits 131 and 231 adjust the switching speed of the switching elements Q1 and Q2 by adjusting the resistance values of the plurality of resistors. In this embodiment, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the current limiting circuits 131 and 231 are configured to be able to individually adjust the switching speeds of the switching elements Q1 and Q2 when they are on and off by using diodes. The current limiting circuits 131 and 231 are not limited to a configuration in which a plurality of diodes and a plurality of resistors are combined, and may be configured by only a plurality of resistors or only a single resistor.

トランジスタ132,133は、スイッチング素子Q1のオンとオフとを切り替えるための素子である。トランジスタ132,133は、制御IC121によって、オンとオフとの切り替えが制御される。トランジスタ132,133は、たとえば、図2に示すように、バイポーラトランジスタであるが、他のトランジスタであってもよい。トランジスタ132がオンで、トランジスタ133がオフであるとき、スイッチング素子Q1のゲート端子の電位を上げて、ゲート電圧を高くする。これにより、スイッチング素子Q1がオンになる。一方、トランジスタ132がオフで、トランジスタ133がオンであるとき、スイッチング素子Q1のゲート端子の電位を下げて、ゲート電圧を低くする。これにより、スイッチング素子Q1がオフになる。 Transistors 132 and 133 are elements for switching switching element Q1 on and off. The switching of transistors 132 and 133 is controlled by control IC 121. Transistors 132 and 133 are, for example, bipolar transistors as shown in FIG. 2, but may be other transistors. When transistor 132 is on and transistor 133 is off, the potential of the gate terminal of switching element Q1 is increased to increase the gate voltage. This turns switching element Q1 on. On the other hand, when transistor 132 is off and transistor 133 is on, the potential of the gate terminal of switching element Q1 is decreased to decrease the gate voltage. This turns switching element Q1 off.

トランジスタ232,233は、スイッチング素子Q2のオンとオフとを切り替えるための素子である。トランジスタ232,233は、制御IC221によって、オンとオフとの切り替えが制御される。トランジスタ232,233は、たとえば、図3に示すように、バイポーラトランジスタであるが、これに限定されず、他のトランジスタであってもよい。トランジスタ232がオンで、トランジスタ233がオフであるとき、スイッチング素子Q2のゲート端子の電位を上げて、ゲート電圧を高くする。これにより、スイッチング素子Q2がオンになる。一方、トランジスタ232がオフで、トランジスタ233がオンであるとき、スイッチング素子Q2のゲート端子の電位を下げて、ゲート電圧を低くする。これにより、スイッチング素子Q2がオフになる。The transistors 232 and 233 are elements for switching the switching element Q2 on and off. The switching of the transistors 232 and 233 is controlled by the control IC 221. The transistors 232 and 233 are, for example, bipolar transistors as shown in FIG. 3, but are not limited to this and may be other transistors. When the transistor 232 is on and the transistor 233 is off, the potential of the gate terminal of the switching element Q2 is increased to increase the gate voltage. This turns the switching element Q2 on. On the other hand, when the transistor 232 is off and the transistor 233 is on, the potential of the gate terminal of the switching element Q2 is decreased to decrease the gate voltage. This turns the switching element Q2 off.

バイアスコンデンサ134,234はそれぞれ、正バイアス側の電流を供給するものである。バイアスコンデンサ135,235はそれぞれ、負バイアス側の電流を供給するものである。各バイアスコンデンサ135,235の代わりに、抵抗器を用いてもよい。The bias capacitors 134 and 234 each supply a current on the positive bias side. The bias capacitors 135 and 235 each supply a current on the negative bias side. Resistors may be used instead of the bias capacitors 135 and 235.

プリドライバ部13において、スイッチング素子Q1がオンのとき、トランジスタ132がオンであり、トランジスタ133がオフである。このとき、スイッチング素子Q1のソース端子からバイアスコンデンサ134、トランジスタ132、そして、電流制限回路131(図2の上側のダイオードと複数の抵抗器)を通って、スイッチング素子Q1のゲート端子に電流が流れる。一方、スイッチング素子Q1がオフのとき、トランジスタ132がオフであり、トランジスタ133がオンである。このとき、スイッチング素子Q1のゲート端子から電流制限回路131(図2の下側のダイオードと複数の抵抗器)、トランジスタ133、そして、バイアスコンデンサ135を通って、スイッチング素子Q1のソース端子に電流が流れる。なお、プリドライバ部23においても同様である。In the pre-driver section 13, when the switching element Q1 is on, the transistor 132 is on and the transistor 133 is off. At this time, a current flows from the source terminal of the switching element Q1 through the bias capacitor 134, the transistor 132, and the current limiting circuit 131 (the diode and multiple resistors on the upper side of FIG. 2) to the gate terminal of the switching element Q1. On the other hand, when the switching element Q1 is off, the transistor 132 is off and the transistor 133 is on. At this time, a current flows from the gate terminal of the switching element Q1 through the current limiting circuit 131 (the diode and multiple resistors on the lower side of FIG. 2), the transistor 133, and the bias capacitor 135 to the source terminal of the switching element Q1. The same is true in the pre-driver section 23.

サージ保護部14,24はそれぞれ、スイッチング素子Q1,Q2のゲート端子をサージ電圧から保護するためのものである。 The surge protection units 14 and 24 are intended to protect the gate terminals of switching elements Q1 and Q2, respectively, from surge voltages.

短絡保護部15,25はそれぞれ、スイッチング素子Q1,Q2における短絡保護のためのものである。短絡保護部15は、図2に示すように、2つのダイオード151を含んでおり、短絡保護部25は、図3に示すように、2つのダイオード251を含んでいる。各短絡保護部15,25において、各ダイオード151,251の数はそれぞれ、2つに限定されず、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。2つのダイオード151のアノード側の端子電圧が2つの抵抗R1によって分圧され、この分圧された電圧が、制御IC121のSCPIN端子に入力される。同様に、2つのダイオード251のアノード側の端子電圧が2つの抵抗R2によって分圧され、この分圧された電圧が、制御IC221のSCPIN端子に入力される。各制御IC121,221は、SCPIN端子に入力される電圧によって短絡を検出する。たとえば、スイッチング素子Q1,Q2において、短絡が発生すると、スイッチング素子Q1,Q2に大きな電流が流れる。このとき、短絡保護部15,25のアノード側の端子電圧が上昇する。よって、制御IC121,221は、SCPIN端子に入力される電圧の値を監視することで、スイッチング素子Q1,Q2の過電流、つまり、短絡を検出できる。The short circuit protection units 15 and 25 are for short circuit protection in the switching elements Q1 and Q2, respectively. The short circuit protection unit 15 includes two diodes 151 as shown in FIG. 2, and the short circuit protection unit 25 includes two diodes 251 as shown in FIG. 3. In each of the short circuit protection units 15 and 25, the number of diodes 151 and 251 is not limited to two, and may be one or three or more. The terminal voltages on the anode sides of the two diodes 151 are divided by two resistors R1, and the divided voltages are input to the SCPIN terminals of the control IC 121. Similarly, the terminal voltages on the anode sides of the two diodes 251 are divided by two resistors R2, and the divided voltages are input to the SCPIN terminals of the control IC 221. Each of the control ICs 121 and 221 detects a short circuit by the voltage input to the SCPIN terminal. For example, when a short circuit occurs in the switching elements Q1 and Q2, a large current flows through the switching elements Q1 and Q2. At this time, the terminal voltage on the anode side of the short circuit protection units 15 and 25 rises. Therefore, the control ICs 121 and 221 can detect an overcurrent, i.e., a short circuit, in the switching elements Q1 and Q2 by monitoring the value of the voltage input to the SCPIN terminal.

二次側電源部16,26はそれぞれ、絶縁電源部11,21の後段(図2,3の右側)に設けられている。二次側電源部16,26はそれぞれ、絶縁電源部11,21の出力を適当な電圧に変換する。二次側電源部16は、図2に示すように、LDO161を含んでおり、二次側電源部26は、図3に示すように、LDO261を含んでいる。LDO161,261はそれぞれ、低ドロップアウトリニアレギュレータである。The secondary power supply units 16 and 26 are provided after the insulated power supply units 11 and 21 (on the right side in Figs. 2 and 3), respectively. The secondary power supply units 16 and 26 convert the outputs of the insulated power supply units 11 and 21 to appropriate voltages, respectively. The secondary power supply unit 16 includes an LDO 161 as shown in Fig. 2, and the secondary power supply unit 26 includes an LDO 261 as shown in Fig. 3. The LDOs 161 and 261 are each a low-dropout linear regulator.

電圧保護部17,27はそれぞれ、電源保護のために、過電圧および低電圧などを監視する。電圧保護部17,27は、過電圧および低電圧が発生すると、制御IC121,221を強制的にシャットダウンさせる。電圧保護部17は、図2に示すように、複数のコンパレータ171を含んでおり、電圧保護部27は、図3に示すように、複数のコンパレータ271を含んでいる。The voltage protection units 17 and 27 each monitor overvoltage, undervoltage, and the like to protect the power supply. When an overvoltage or undervoltage occurs, the voltage protection units 17 and 27 forcibly shut down the control ICs 121 and 221. As shown in FIG. 2, the voltage protection unit 17 includes multiple comparators 171, and as shown in FIG. 3, the voltage protection unit 27 includes multiple comparators 271.

共通回路30Aは、制御モジュールCM1において、上アーム駆動回路10Aおよび下アーム駆動回路20Aに共通して用いられる回路部分である。図4は、共通回路30Aの詳細な回路構成を示している。共通回路30Aは、図4に示すように、入力フィルタ部31、一次側電源部32および論理回路部33を含んでいる。The common circuit 30A is a circuit portion in the control module CM1 that is used in common by the upper arm drive circuit 10A and the lower arm drive circuit 20A. Figure 4 shows the detailed circuit configuration of the common circuit 30A. As shown in Figure 4, the common circuit 30A includes an input filter section 31, a primary side power supply section 32, and a logic circuit section 33.

入力フィルタ部31は、直流電源DCから供給される直流電圧VCCを安定させる。 The input filter section 31 stabilizes the DC voltage VCC supplied from the DC power supply DC.

一次側電源部32は、入力フィルタ部31の後段(図4の右側)に配置されている。一次側電源部32は、入力フィルタ部31の出力を適当な電圧に変換する。一次側電源部32は、図4に示すように、LDO321を含んでいる。LDO321は、低ドロップアウトリニアレギュレータである。一次側電源部32は、論理回路部33などの電源として機能する。The primary power supply unit 32 is disposed after the input filter unit 31 (on the right side in FIG. 4). The primary power supply unit 32 converts the output of the input filter unit 31 to an appropriate voltage. As shown in FIG. 4, the primary power supply unit 32 includes an LDO 321. The LDO 321 is a low dropout linear regulator. The primary power supply unit 32 functions as a power supply for the logic circuit unit 33 and the like.

論理回路部33は、イネーブル信号、上アーム駆動回路10Aからのフォールト信号、および、下アーム駆動回路20Aからのフォールト信号などが入力される。論理回路部33は、入力される信号に基づいて、たとえば、上アーム駆動回路10Aが異常状態となった場合に、下アーム駆動回路20Aを停止させる。逆もまた同様である。The logic circuit unit 33 receives an enable signal, a fault signal from the upper arm drive circuit 10A, a fault signal from the lower arm drive circuit 20A, and the like. Based on the input signals, the logic circuit unit 33 stops the lower arm drive circuit 20A, for example, when the upper arm drive circuit 10A goes into an abnormal state. The same is true in reverse.

図2~図4において、複数の端子CPは、制御モジュールCM1に、その動作電力および入力信号を入力するための外部端子である。複数の端子CPは、後述するコネクタCNT1の一部である。2 to 4, the multiple terminals CP are external terminals for inputting operating power and input signals to the control module CM1. The multiple terminals CP are part of the connector CNT1 described later.

次に、半導体装置A1のデバイス構造について、図5~図17を参照して、説明する。Next, the device structure of semiconductor device A1 will be described with reference to Figures 5 to 17.

図5~図17において、便宜上、互いに直交する3つの方向(x方向、y方向、z方向)を参照して説明する。必要に応じて、x方向の一方をx1方向、x方向の他方をx2方向とする。y方向およびz方向についても同様である。z方向は、半導体装置A1における厚さ方向に対応する。z方向視を平面視ともいう。 For convenience, in Figures 5 to 17, the description will be given with reference to three mutually perpendicular directions (x direction, y direction, and z direction). Where necessary, one of the x directions will be designated as the x1 direction, and the other x direction will be designated as the x2 direction. The same applies to the y direction and z direction. The z direction corresponds to the thickness direction of the semiconductor device A1. The view in the z direction is also referred to as a planar view.

半導体装置A1は、そのデバイス構造において、図1に示す回路構成と同様に、パワーモジュールPMと制御モジュールCM1とを備えている。以下の説明では、パワーモジュールPMおよび制御モジュールCM1の各デバイス構造を説明した後、半導体装置A1のデバイス構造を説明する。The semiconductor device A1 has a device structure including a power module PM and a control module CM1, similar to the circuit configuration shown in Figure 1. In the following description, the device structures of the power module PM and the control module CM1 will be described first, followed by the device structure of the semiconductor device A1.

図5~図7は、パワーモジュールPMのデバイス構造を示している。図5は、パワーモジュールPMを示す平面図である。図6は、パワーモジュールPMを示す正面図である。図7は、パワーモジュールPMを示す側面図(右側面図)である。パワーモジュールPMは、図5~図7に示すように、複数の電力端子511~514、複数の信号端子52、ケース53および天板54を備えている。パワーモジュールPMには、スイッチング素子Q1,Q2が内蔵されている。 Figures 5 to 7 show the device structure of the power module PM. Figure 5 is a plan view showing the power module PM. Figure 6 is a front view showing the power module PM. Figure 7 is a side view (right side view) showing the power module PM. As shown in Figures 5 to 7, the power module PM has a number of power terminals 511 to 514, a number of signal terminals 52, a case 53 and a top plate 54. The power module PM has built-in switching elements Q1 and Q2.

2つの電力端子511,512は、たとえば電源電圧が入力される電源端子である。本実施形態においては、2つの電力端子511,512には、外部電源(図示略)が接続され、電力端子511と電力端子512との間に、外部電源からの電源電圧が印加される。電力端子511は、外部電源の高電位側の接続端子に接続され、電力端子512は、外部電源の低電位側の接続端子に接続される。電力端子511は、パワーモジュールPMの内部において、スイッチング素子Q1のドレイン端子に接続され、電力端子512は、パワーモジュールPMの内部において、スイッチング素子Q2のソース端子に接続されている。電力端子511は、パワーモジュールPMの正極(P端子)であり、電力端子512は、パワーモジュールPMの負極(N端子)である。電力端子511は、図1に示す回路構成における端子Pに相当し、電力端子512は、図1に示す回路構成における端子Nに相当する。The two power terminals 511 and 512 are power terminals to which, for example, a power supply voltage is input. In this embodiment, an external power supply (not shown) is connected to the two power terminals 511 and 512, and a power supply voltage from the external power supply is applied between the power terminals 511 and 512. The power terminal 511 is connected to a high-potential side connection terminal of the external power supply, and the power terminal 512 is connected to a low-potential side connection terminal of the external power supply. The power terminal 511 is connected to a drain terminal of the switching element Q1 inside the power module PM, and the power terminal 512 is connected to a source terminal of the switching element Q2 inside the power module PM. The power terminal 511 is the positive pole (P terminal) of the power module PM, and the power terminal 512 is the negative pole (N terminal) of the power module PM. The power terminal 511 corresponds to the terminal P in the circuit configuration shown in FIG. 1, and the power terminal 512 corresponds to the terminal N in the circuit configuration shown in FIG. 1.

2つの電力端子511,512は、ケース53に支持されている。各電力端子511,512の構成材料はそれぞれ、たとえば銅の金属薄板である。この金属薄板の表面には、ニッケルめっきが施されてもよい。The two power terminals 511, 512 are supported by the case 53. The material of each of the power terminals 511, 512 is, for example, a thin metal plate made of copper. The surface of this thin metal plate may be nickel-plated.

2つの電力端子511,512は、図5に示すように、y方向において互いに離間しており、かつy方向に並んでいる(y方向に沿って互いに位置合わせされている)。各電力端子511,512は、同一形状(あるいは略同一形状。以下同様)である。各電力端子511,512は、外部に露出し、かつ、z方向に貫通する接続孔が設けられている。接続孔には、ボルトなどの締結部材が挿入される。As shown in FIG. 5, the two power terminals 511, 512 are spaced apart from each other in the y direction and are aligned in the y direction (aligned with each other along the y direction). Each power terminal 511, 512 has the same shape (or approximately the same shape; the same applies below). Each power terminal 511, 512 is exposed to the outside and has a connection hole that penetrates in the z direction. A fastening member such as a bolt is inserted into the connection hole.

2つの電力端子513,514は、たとえば所定の電圧が出力される出力端子である。本実施形態においては、2つの電力端子513,514には、半導体装置A1の外部の負荷(モータなど)が接続される。2つの電力端子513,514は、スイッチング素子Q1,Q2によって変換された電源電圧(出力電圧)を出力する。2つの電力端子513,514はそれぞれ、スイッチング素子Q1のソース端子とスイッチング素子Q2のドレイン端子との接続点に導通している。電力端子513は、図1に示す回路構成における端子O1に相当し、電力端子514は、図1に示す回路構成における端子O2に相当する。The two power terminals 513 and 514 are output terminals from which a predetermined voltage is output, for example. In this embodiment, the two power terminals 513 and 514 are connected to a load (such as a motor) external to the semiconductor device A1. The two power terminals 513 and 514 output a power supply voltage (output voltage) converted by the switching elements Q1 and Q2. The two power terminals 513 and 514 are each electrically connected to a connection point between the source terminal of the switching element Q1 and the drain terminal of the switching element Q2. The power terminal 513 corresponds to the terminal O1 in the circuit configuration shown in FIG. 1, and the power terminal 514 corresponds to the terminal O2 in the circuit configuration shown in FIG. 1.

2つの電力端子513,514は、ケース53に支持されている。各電力端子513,514の構成材料はそれぞれ、電力端子511,512と同一の金属薄板である。この金属薄板の表面には、ニッケルめっきが施されていてもよい。The two power terminals 513, 514 are supported by the case 53. The constituent material of each of the power terminals 513, 514 is the same thin metal plate as that of the power terminals 511, 512. The surface of this thin metal plate may be nickel plated.

2つの電力端子513,514は、図5に示すように、補助線AL1を基準とし、x方向において電力端子511,512の反対側に位置する。2つの電力端子513,514は、y方向において互いに離間して、y方向に並んでいる。2つの電力端子513,514は、同一形状である。各電力端子513,514は、外部に露出し、かつ、z方向に貫通する接続孔が設けられている。当該接続孔には、ボルトなどの締結部材が挿入される。図5に示す例においては、パワーモジュールPMは、2つの電力端子513,514を備えているが、これらに対応するものとして1つの電力端子のみを設けてもよい。As shown in FIG. 5, the two power terminals 513, 514 are located on the opposite side of the power terminals 511, 512 in the x direction with the auxiliary line AL1 as a reference. The two power terminals 513, 514 are spaced apart from each other in the y direction and lined up in the y direction. The two power terminals 513, 514 have the same shape. Each power terminal 513, 514 is exposed to the outside and has a connection hole that penetrates in the z direction. A fastening member such as a bolt is inserted into the connection hole. In the example shown in FIG. 5, the power module PM has two power terminals 513, 514, but only one power terminal may be provided to correspond to them.

複数の信号端子52は、パワーモジュールPMのスイッチング素子Q1,Q2を制御するための各種信号の入力端子あるいは出力端子である。複数の信号端子52は、一対のゲート信号端子521A,521B、一対のソースセンス信号端子522A,522B、および、一対の電流センス信号端子523A,523Bを含んでいる。The signal terminals 52 are input terminals or output terminals for various signals to control the switching elements Q1 and Q2 of the power module PM. The signal terminals 52 include a pair of gate signal terminals 521A and 521B, a pair of source sense signal terminals 522A and 522B, and a pair of current sense signal terminals 523A and 523B.

一対のゲート信号端子521A,521Bは、パワーモジュールPMの外部接続端子の一要素である。一対のゲート信号端子521A,521Bは、制御モジュールCM1に接続される。一対のゲート信号端子521A,521Bは、ケース53に支持されている。一対のゲート信号端子521A,521Bはそれぞれ、図6および図7に示すように、その一部がパワーモジュールPMの外部に露出しており、当該露出した部分は、天板54からz2方向に突出している。一対のゲート信号端子521A,521Bは、たとえば銅製の金属棒である。この金属棒の表面には、スズめっきが施されている。この金属棒の表面とスズめっきとの間に、ニッケルめっきが施されていてもよい。ゲー ト信号端子521Aは、スイッチング素子Q1のゲート端子に導通しており、ゲート信号端子521Bは、スイッチング素子Q2のゲート端子に導通している。ゲート信号端子521Aは、図1に示す回路構成における端子G1に相当し、ゲート信号端子521Bは、図1に示す回路構成における端子G2に相当する。The pair of gate signal terminals 521A, 521B are elements of the external connection terminals of the power module PM. The pair of gate signal terminals 521A, 521B are connected to the control module CM1. The pair of gate signal terminals 521A, 521B are supported by the case 53. As shown in FIG. 6 and FIG. 7, each of the pair of gate signal terminals 521A, 521B is partially exposed to the outside of the power module PM, and the exposed portion protrudes from the top plate 54 in the z2 direction. The pair of gate signal terminals 521A, 521B is, for example, a metal rod made of copper. The surface of this metal rod is tin-plated. Nickel plating may be applied between the surface of this metal rod and the tin plating. The gate signal terminal 521A is conductive to the gate terminal of the switching element Q1, and the gate signal terminal 521B is conductive to the gate terminal of the switching element Q2. The gate signal terminal 521A corresponds to the terminal G1 in the circuit configuration shown in FIG. 1, and the gate signal terminal 521B corresponds to the terminal G2 in the circuit configuration shown in FIG.

一対のソースセンス信号端子522A,522Bは、パワーモジュールPMの外部接続端子の一要素である。一対のソースセンス信号端子522A,522Bは、制御モジュールCM1に接続される。一対のソースセンス信号端子522A,522Bは、ケース53に支持されている。一対のソースセンス信号端子522A,522Bはそれぞれ、図6および図7に示すように、z方向において、一対のゲート信号端子521A,521Bと同様に突出している。一対のソースセンス信号端子522A,522Bはともに、一対のゲート信号端子521A,521Bと同一の構成材料に基づく金属棒から構成される。一対のソースセンス信号端子522A,522Bの形状はともに、一対のゲート信号端子521A,521Bの形状と同一である。ソースセンス信号端子522Aは、スイッチング素子Q1のソース端子に導通しており、ソースセンス信号端子522Bは、スイッチング素子Q2のソース端子に導通している。ソースセンス信号端子522Aは、図1に示す回路構成における端子SS1に相当し、ソースセンス信号端子522Bは、図1に示す回路構成における端子SS2に相当する。The pair of source sense signal terminals 522A, 522B are elements of the external connection terminals of the power module PM. The pair of source sense signal terminals 522A, 522B are connected to the control module CM1. The pair of source sense signal terminals 522A, 522B are supported by the case 53. As shown in Figures 6 and 7, the pair of source sense signal terminals 522A, 522B protrude in the z direction in the same manner as the pair of gate signal terminals 521A, 521B. Both of the pair of source sense signal terminals 522A, 522B are made of metal rods based on the same constituent material as the pair of gate signal terminals 521A, 521B. The shape of both of the pair of source sense signal terminals 522A, 522B is the same as the shape of the pair of gate signal terminals 521A, 521B. The source sense signal terminal 522A is conductive to the source terminal of the switching element Q1, and the source sense signal terminal 522B is conductive to the source terminal of the switching element Q2. The source sense signal terminal 522A corresponds to the terminal SS1 in the circuit configuration shown in FIG. 1, and the source sense signal terminal 522B corresponds to the terminal SS2 in the circuit configuration shown in FIG.

一対の電流センス信号端子523A,523Bは、パワーモジュールPMの外部接続端子の一要素である。一対の電流センス信号端子523A,523Bは、制御モジュールCM1に接続される。一対の電流センス信号端子523A,523Bは、ケース53に支持されている。一対の電流センス信号端子523A,523Bはそれぞれ、図6および図7に示すように、z方向において、一対のゲート信号端子521A,521Bと同様に突出している。一対の電流センス信号端子523A,523Bはともに、一対のゲート信号端子521A,521Bと同一の構成材料に基づく金属棒から構成される。一対の電流センス信号端子523A,523Bの形状はともに、一対のゲート信号端子521A,521Bの形状と同一である。電流センス信号端子523Aは、スイッチング素子Q1の電流センス端子に導通しており、電流センス信号端子523Bは、スイッチング素子Q2の電流センス端子に導通している。電流センス信号端子523Aは、図1に示す回路構成における端子S1に相当し、電流センス信号端子523Bは、図1に示す回路構成における端子S2に相当する。なお、各スイッチング素子Q1,Q2に電流センス端子がない場合、電流センス信号端子523A,523Bはそれぞれ、各スイッチング素子Q1,Q2に導通しないノンコネクション端子(NC端子)となる。あるいは、スイッチング素子Q1に電流センス端子がない場合、電流センス信号端子523A,523Bを設けなくてもよい。The pair of current sense signal terminals 523A, 523B are elements of the external connection terminals of the power module PM. The pair of current sense signal terminals 523A, 523B are connected to the control module CM1. The pair of current sense signal terminals 523A, 523B are supported by the case 53. As shown in Figures 6 and 7, the pair of current sense signal terminals 523A, 523B protrude in the z direction in the same manner as the pair of gate signal terminals 521A, 521B. Both of the pair of current sense signal terminals 523A, 523B are made of metal rods based on the same constituent material as the pair of gate signal terminals 521A, 521B. The shape of both of the pair of current sense signal terminals 523A, 523B is the same as the shape of the pair of gate signal terminals 521A, 521B. The current sense signal terminal 523A is connected to the current sense terminal of the switching element Q1, and the current sense signal terminal 523B is connected to the current sense terminal of the switching element Q2. The current sense signal terminal 523A corresponds to the terminal S1 in the circuit configuration shown in Fig. 1, and the current sense signal terminal 523B corresponds to the terminal S2 in the circuit configuration shown in Fig. 1. If the switching elements Q1 and Q2 do not have current sense terminals, the current sense signal terminals 523A and 523B become non-connection terminals (NC terminals) that are not connected to the switching elements Q1 and Q2. Alternatively, if the switching element Q1 does not have a current sense terminal, the current sense signal terminals 523A and 523B do not need to be provided.

ゲート信号端子521A、ソースセンス信号端子522Aおよび電流センス信号端子523Aは、図6(および図5)に示すように、x方向に互いに離間し、かつ互いに平行に延びている。平面視において(図5参照)、ゲート信号端子521A、ソースセンス信号端子522Aおよび電流センス信号端子523Aは、パワーモジュールPMのy2方向側の端縁付近に配置されている。これらは、ケース53のx方向中央(図5の補助線AL1参照)よりもx2方向側に位置する。As shown in Fig. 6 (and Fig. 5), the gate signal terminal 521A, the source sense signal terminal 522A, and the current sense signal terminal 523A are spaced apart from each other in the x direction and extend parallel to each other. In a plan view (see Fig. 5), the gate signal terminal 521A, the source sense signal terminal 522A, and the current sense signal terminal 523A are disposed near the edge of the power module PM on the y2 direction side. They are located on the x2 direction side of the center of the case 53 in the x direction (see auxiliary line AL1 in Fig. 5).

ゲート信号端子521B、ソースセンス信号端子522Bおよび電流センス信号端子523Bは、図6(および図5)に示すように、x方向に互いに離間し、かつ互いに平行に延びている。平面視において(図5参照)、ゲート信号端子521B、ソースセンス信号端子522Bおよび電流センス信号端子523Bは、パワーモジュールPMのy2方向側の端縁付近に配置されている。これらは、ケース53のx方向中央(図5の補助線AL1参照)よりも、x1方向側に位置する。As shown in Fig. 6 (and Fig. 5), the gate signal terminal 521B, the source sense signal terminal 522B, and the current sense signal terminal 523B are spaced apart from each other in the x direction and extend parallel to each other. In a plan view (see Fig. 5), the gate signal terminal 521B, the source sense signal terminal 522B, and the current sense signal terminal 523B are disposed near the edge of the power module PM on the y2 direction side. They are located on the x1 direction side of the center of the case 53 in the x direction (see auxiliary line AL1 in Fig. 5).

一対のゲート信号端子521A,521B、一対のソースセンス信号端子522A,522Bおよび一対の電流センス信号端子523A,523Bは、x方向に見て、互いに重なる。A pair of gate signal terminals 521A, 521B, a pair of source sense signal terminals 522A, 522B and a pair of current sense signal terminals 523A, 523B overlap each other when viewed in the x-direction.

ケース53は、電気絶縁部材であって、たとえばPPS(ポリフェニレンサルファイド)など、電気絶縁性を有し、かつ耐熱性に優れた合成樹脂から構成される。ケース53は、本体部531および複数の端子台532を含んでいる。The case 53 is an electrically insulating member, and is made of a synthetic resin having electrical insulation properties and excellent heat resistance, such as PPS (polyphenylene sulfide). The case 53 includes a main body 531 and a plurality of terminal blocks 532.

本体部531は、スイッチング素子Q1,Q2を囲う容器である。本体部531は、平面視において、矩形状である。本体部531は、複数の信号端子52を支持する。The main body 531 is a container that encloses the switching elements Q1 and Q2. The main body 531 is rectangular in plan view. The main body 531 supports multiple signal terminals 52.

複数の端子台532は、複数の電力端子511~514を支持する。各電力端子51は、各端子台532の上に載置されている。図5に示すように、電力端子511を支持する端子台532と電力端子512を支持する端子台532とは、本体部531のx2方向側の端縁からx2方向に延び出ている。図5に示すように、電力端子513を支持する端子台532と電力端子514を支持する端子台532とは、本体部531のx1方向側の端縁からx1方向に延び出ている。各端子台532の内方には、図6に示すように、たとえばナットNTが配置されている。各ナットNTのネジ穴は、各電力端子51に形成された接続孔に繋がっている。各電力端子511~514の接続孔に挿通される締結部材は、各ナットNTに嵌合されることで固定される。 The terminal blocks 532 support the power terminals 511 to 514. Each power terminal 51 is placed on the terminal block 532. As shown in FIG. 5, the terminal block 532 supporting the power terminal 511 and the terminal block 532 supporting the power terminal 512 extend in the x2 direction from the edge of the main body 531 on the x2 direction side. As shown in FIG. 5, the terminal block 532 supporting the power terminal 513 and the terminal block 532 supporting the power terminal 514 extend in the x1 direction from the edge of the main body 531 on the x1 direction side. As shown in FIG. 6, for example, a nut NT is disposed inside each terminal block 532. The screw hole of each nut NT is connected to a connection hole formed in each power terminal 51. The fastening member inserted into the connection hole of each power terminal 511 to 514 is fixed by being fitted into each nut NT.

ケース53には、図5に示すように、複数の取付孔533および複数の取付孔534が形成されている。複数の取付孔533は、制御モジュールCM1をパワーモジュールPMに取り付ける際に用いられる。複数の取付孔533は、図5に示すように、本体部531の四隅にそれぞれ1つずつ形成されている。複数の取付孔534は、パワーモジュールPMを支持部材あるいは放熱部材に取り付ける際に用いられる。複数の取付孔534は、図5に示すように、電力端子511を支持する端子台532と電力端子512を支持する端子台532との間、および、電力端子513を支持する端子台532と電力端子514を支持する端子台532との間に、それぞれ1つずつ形成されている。 As shown in FIG. 5, the case 53 has a plurality of mounting holes 533 and a plurality of mounting holes 534. The plurality of mounting holes 533 are used when attaching the control module CM1 to the power module PM. As shown in FIG. 5, the plurality of mounting holes 533 are formed at each of the four corners of the main body 531. The plurality of mounting holes 534 are used when attaching the power module PM to a support member or a heat dissipation member. As shown in FIG. 5, the plurality of mounting holes 534 are formed between the terminal block 532 supporting the power terminal 511 and the terminal block 532 supporting the power terminal 512, and between the terminal block 532 supporting the power terminal 513 and the terminal block 532 supporting the power terminal 514, one each.

天板54は、ケース53によって形成されたパワーモジュールPMの内部領域を塞いでいる。天板54は、ケース53と同様に、電気絶縁性を有する合成樹脂から構成される。制御モジュールCM1は、天板54上に搭載される。The top plate 54 closes the internal area of the power module PM formed by the case 53. The top plate 54, like the case 53, is made of electrically insulating synthetic resin. The control module CM1 is mounted on the top plate 54.

図8~図16は、制御モジュールCM1のデバイス構造を示している。図8は、制御モジュールCM1のデバイス構造を示す平面図である。制御モジュールCM1は、図8に示すように、そのデバイス構造において、接続端子TMと、回路基板60と、複数の電子部品と、を備えている。図8においては、回路基板60に形成される配線(後述の配線パターン61~63)を、黒色で塗りつぶして示したものと、外形線で示したものとが混在している。 Figures 8 to 16 show the device structure of the control module CM1. Figure 8 is a plan view showing the device structure of the control module CM1. As shown in Figure 8, in its device structure, the control module CM1 comprises a connection terminal TM, a circuit board 60, and a number of electronic components. In Figure 8, the wiring formed on the circuit board 60 (wiring patterns 61 to 63, described below) is shown mixed, with some shown solid in black and others shown by outline lines.

接続端子TMは、回路基板60に形成されている。接続端子TMは、たとえばワイヤハーネスなどの電力線が接続され、この電力線を介して、パワーモジュールPMの電力端子511に導通する。接続端子TMは、たとえば回路基板60上に形成された(載置された)ネジ端子である。図8に示すように、接続端子TMは、回路基板60のx2方向側かつy2方向側に位置する。接続端子TMは、ネジ端子に限定されず、回路基板60を貫通するスルーホール、あるいは、回路基板60上の電極パッド(たとえばはんだ製)などであってもよい。The connection terminal TM is formed on the circuit board 60. A power line such as a wire harness is connected to the connection terminal TM, and the connection terminal TM is electrically connected to the power terminal 511 of the power module PM via the power line. The connection terminal TM is, for example, a screw terminal formed (placed) on the circuit board 60. As shown in FIG. 8, the connection terminal TM is located on the x2 direction side and the y2 direction side of the circuit board 60. The connection terminal TM is not limited to a screw terminal, and may be a through hole penetrating the circuit board 60, or an electrode pad (made of solder, for example) on the circuit board 60.

回路基板60は、図8に示すように、平面視矩形状である。回路基板60は、平面視において、各々がx方向に延びる一対の第1端縁60aと、各々がy方向に延びる一対の第2端縁60bとを有している。各第1端縁60aは、各第2端縁60bよりも長い。回路基板60は、平面視において、各第2端縁60bからそれぞれ内方に窪んだ凹部60cを含んでいる。図8に示す例においては、各凹部60cは、平面視において、円弧状の縁によって規定される窪みである。As shown in FIG. 8, the circuit board 60 is rectangular in plan view. In plan view, the circuit board 60 has a pair of first edges 60a each extending in the x direction and a pair of second edges 60b each extending in the y direction. Each of the first edges 60a is longer than each of the second edges 60b. In plan view, the circuit board 60 includes recesses 60c recessed inward from each of the second edges 60b. In the example shown in FIG. 8, each recess 60c is a recess defined by an arc-shaped edge in plan view.

回路基板60は、多層基板である。回路基板60の層数は、特に限定されないが、本例においては6層である。回路基板60は、互いに絶縁層を介して積層された複数の配線層Ly1~Ly6を含んでいる。各配線層Ly1~Ly6にはそれぞれ、平面視において、互いに離間した複数の配線パターン61~63を含む。 The circuit board 60 is a multi-layer board. The number of layers of the circuit board 60 is not particularly limited, but in this example, there are six layers. The circuit board 60 includes multiple wiring layers Ly1 to Ly6 that are stacked with insulating layers between them. Each of the wiring layers Ly1 to Ly6 includes multiple wiring patterns 61 to 63 that are spaced apart from each other in a plan view.

図9~図14は、配線層Ly1~Ly6それぞれの平面図を示している。配線層Ly1は、回路基板60における最上層である。図8に示す平面図においては、配線層Ly1が表れている。配線層Ly6は、回路基板60における最下層である。配線層Ly2、配線層Ly3、配線層Ly4および配線層Ly5は、回路基板60における中間層である。配線層Ly2、配線層Ly3、配線層Ly4および配線層Ly5は、配線層Ly1から配線層Ly6に向かって、この順で積層されている。各配線層Ly1~Ly6は、図9~図14にそれぞれ示すように、複数の配線パターン61~63を含んでいる。図9~図14において、各配線パターン61~63を黒色で塗りつぶして示している。ただし、図9においては、図8と同様に、各配線パターン61~63を、黒色で塗りつぶして示したものと、外形線で示したものとが混在している。 Figures 9 to 14 show plan views of the wiring layers Ly1 to Ly6. Wiring layer Ly1 is the top layer of the circuit board 60. In the plan view shown in Figure 8, wiring layer Ly1 is shown. Wiring layer Ly6 is the bottom layer of the circuit board 60. Wiring layers Ly2, Ly3, Ly4, and Ly5 are middle layers of the circuit board 60. Wiring layers Ly2, Ly3, Ly4, and Ly5 are stacked in this order from wiring layer Ly1 toward wiring layer Ly6. Each of the wiring layers Ly1 to Ly6 includes a plurality of wiring patterns 61 to 63, as shown in Figures 9 to 14, respectively. In Figures 9 to 14, each of the wiring patterns 61 to 63 is shown filled in black. 9, similarly to FIG. 8, the wiring patterns 61 to 63 are divided into those shown filled in black and those shown by outlines.

複数の配線パターン61~63は、複数の電子部品の導通経路である。複数の配線パターン61~63は、互いに離間して配置されている。各配線パターン61~63は、図9~図14に示すように、複数の配線層Ly1~Ly6に跨って形成されている。複数の配線層Ly1~Ly6のそれぞれに形成された各配線パターン61~63は、たとえば上記絶縁層を貫通するビア電極によって導通している。複数の配線層Ly1~Ly6のいくつか(たとえば配線層Ly3,Ly5,Ly6)において、各配線パターン61~63は、ベタパターンである。ベタパターンは、たとえばグラウンドに接続され、電磁シールドとして機能させることが可能である。The multiple wiring patterns 61 to 63 are conductive paths for multiple electronic components. The multiple wiring patterns 61 to 63 are arranged at a distance from each other. As shown in Figures 9 to 14, each wiring pattern 61 to 63 is formed across multiple wiring layers Ly1 to Ly6. Each wiring pattern 61 to 63 formed on each of the multiple wiring layers Ly1 to Ly6 is conductive, for example, by a via electrode that penetrates the insulating layer. In some of the multiple wiring layers Ly1 to Ly6 (for example, wiring layers Ly3, Ly5, Ly6), each wiring pattern 61 to 63 is a solid pattern. The solid pattern can be connected to ground, for example, to function as an electromagnetic shield.

図9~図14に示すように、配線パターン61と配線パターン62とは、平面視において、x方向に並んでいる。配線パターン61は、配線パターン62のx2方向側に位置する。配線パターン63は、平面視において、配線パターン61および配線パターン62のそれぞれとy方向に並んでいる。配線パターン61および配線パターン62はそれぞれ、配線パターン63のy2方向側に位置する。配線パターン63は、平面視において、一対の第2端縁60bの一方から他方までy方向に繋がっている。配線パターン63は、平面視において、y方向に長い矩形状である。 As shown in Figures 9 to 14, wiring patterns 61 and 62 are aligned in the x direction in a plan view. Wiring pattern 61 is located on the x2 direction side of wiring pattern 62. Wiring pattern 63 is aligned in the y direction with wiring patterns 61 and 62 in a plan view. Wiring patterns 61 and 62 are located on the y2 direction side of wiring pattern 63. Wiring pattern 63 is connected in the y direction from one to the other of the pair of second edges 60b in a plan view. Wiring pattern 63 is rectangular in shape that is long in the y direction in a plan view.

複数の配線層Ly1~Ly6のそれぞれに形成された配線パターン61~63は、平面視において、各配線パターンごとに略同じ領域に形成されている。具体的には、配線層Ly1~Ly6にそれぞれ形成された配線パターン61(6つの配線パターン61)は、平面視において、略同じ領域(「第1パターン領域F1」)に形成されている。同様に、6つの配線パターン62は、平面視において、別の略同じ領域(「第2パターン領域F2」)に形成されており、6つの配線パターン63は、平面視において、さらに別の略同じ領域(「第3パターン領域F3」)に形成されている。図9~図14において、第1パターン領域F1、第2パターン領域F2および第3パターン領域F3をそれぞれ太い破線で示している。The wiring patterns 61 to 63 formed on each of the multiple wiring layers Ly1 to Ly6 are formed in approximately the same region for each wiring pattern in a planar view. Specifically, the wiring patterns 61 (six wiring patterns 61) formed on each of the wiring layers Ly1 to Ly6 are formed in approximately the same region ("first pattern region F1") in a planar view. Similarly, the six wiring patterns 62 are formed in another approximately the same region ("second pattern region F2") in a planar view, and the six wiring patterns 63 are formed in yet another approximately the same region ("third pattern region F3") in a planar view. In Figures 9 to 14, the first pattern region F1, the second pattern region F2, and the third pattern region F3 are each indicated by a thick dashed line.

回路基板60は、図9~図14に示すように、平面視において、複数の絶縁領域65~68を含んでいる。複数の絶縁領域65~68は、各配線パターン61~63が互いに離間することで形成される領域である。9 to 14, the circuit board 60 includes, in plan view, a number of insulating regions 65 to 68. The insulating regions 65 to 68 are regions formed by separating the wiring patterns 61 to 63 from one another.

図9~図14に示すように、絶縁領域65は、配線パターン61と配線パターン62との間に配置されている。絶縁領域66は、配線パターン61と配線パターン63との間に配置されている。絶縁領域67は、配線パターン62と配線パターン63との間に配置されている。絶縁領域68は、平面視において、接続端子TMの周囲に配置されている。絶縁領域68は、平面視において、少なくとも、接続端子TMの中心を基準に半径9mm程度の範囲に形成されている。各絶縁領域65~68は、各配線層Ly1~Ly6に形成されている。複数の配線層Ly1~Ly6における各絶縁領域65~68はそれぞれ、平面視において、互いに重なる。 As shown in Figures 9 to 14, the insulating region 65 is arranged between the wiring patterns 61 and 62. The insulating region 66 is arranged between the wiring patterns 61 and 63. The insulating region 67 is arranged between the wiring patterns 62 and 63. The insulating region 68 is arranged around the connection terminal TM in a planar view. The insulating region 68 is formed in a range of at least a radius of about 9 mm from the center of the connection terminal TM in a planar view. Each of the insulating regions 65 to 68 is formed in each of the wiring layers Ly1 to Ly6. The insulating regions 65 to 68 in the multiple wiring layers Ly1 to Ly6 overlap each other in a planar view.

絶縁領域65、絶縁領域66および絶縁領域67は、互いに繋がっている。絶縁領域66と絶縁領域67とで形成される複合領域は、回路基板60の一対の第2端縁60bの一方から他方まで、x方向に繋がっている。絶縁領域65は、回路基板60のx2方向側の第1端縁60aから上記複合領域までy方向に繋がる。絶縁領域65は、平面視において、y方に延びている。絶縁領域65は、その一部が屈曲している。 Insulating region 65, insulating region 66, and insulating region 67 are connected to each other. The composite region formed by insulating region 66 and insulating region 67 is connected in the x direction from one of the pair of second edges 60b of the circuit board 60 to the other. Insulating region 65 is connected in the y direction from the first edge 60a on the x2 direction side of the circuit board 60 to the composite region. In a plan view, insulating region 65 extends in the y direction. A portion of insulating region 65 is bent.

回路基板60は、図8~図14に示すように、複数の端子接続部70が形成されている。複数の端子接続部70はそれぞれ、回路基板60をz方向に貫通した貫通孔を含む。この貫通孔にはパワーモジュールPMの各信号端子52が挿通される。複数の端子接続部70は、一対のゲート接続部71A,71B、一対のソースセンス接続部72A,72B、および、一対の電流センス接続部73A,73Bを含んでいる。ゲート接続部71A、ソースセンス接続部72Aおよび電流センス接続部73Aを合わせて、上アーム端子接続部70Aといい、ゲート接続部71B、ソースセンス接続部72Bおよび電流センス接続部73Bを合わせて、下アーム端子接続部70Bという。図9~図14に示すように、回路基板60のうち、上アーム端子接続部70Aおよび下アーム端子接続部70Bよりもy2方向側の領域で、絶縁領域65が屈曲している。 As shown in Figures 8 to 14, the circuit board 60 has a plurality of terminal connection parts 70 formed thereon. Each of the plurality of terminal connection parts 70 includes a through hole penetrating the circuit board 60 in the z direction. Each signal terminal 52 of the power module PM is inserted into this through hole. The plurality of terminal connection parts 70 include a pair of gate connection parts 71A, 71B, a pair of source sense connection parts 72A, 72B, and a pair of current sense connection parts 73A, 73B. The gate connection part 71A, the source sense connection part 72A, and the current sense connection part 73A are collectively referred to as the upper arm terminal connection part 70A, and the gate connection part 71B, the source sense connection part 72B, and the current sense connection part 73B are collectively referred to as the lower arm terminal connection part 70B. As shown in Figures 9 to 14, the insulating region 65 is bent in the region of the circuit board 60 on the y2 direction side of the upper arm terminal connection part 70A and the lower arm terminal connection part 70B.

ゲート接続部71Aは、ゲート信号端子521Aが挿通され、スイッチング素子Q1のゲート端子に導通する。ゲート接続部71Aは、配線パターン61に導通する。ゲート接続部71Bは、ゲート信号端子521Bが挿通され、スイッチング素子Q2のゲート端子に導通する。ゲート接続部71Bは、配線パターン62に導通する。 The gate connection portion 71A has the gate signal terminal 521A inserted therethrough and is electrically connected to the gate terminal of the switching element Q1. The gate connection portion 71A is electrically connected to the wiring pattern 61. The gate connection portion 71B has the gate signal terminal 521B inserted therethrough and is electrically connected to the gate terminal of the switching element Q2. The gate connection portion 71B is electrically connected to the wiring pattern 62.

ソースセンス接続部72Aは、ソースセンス信号端子522Aが挿通され、スイッチング素子Q1のソース端子に導通する。ソースセンス接続部72Aは、配線パターン61に導通する。ソースセンス接続部72Bは、ソースセンス信号端子522Bが挿通され、スイッチング素子Q2のソース端子に導通する。ソースセンス接続部72Bは、配線パターン62に導通する。 The source sense connection part 72A has the source sense signal terminal 522A inserted therethrough and is electrically connected to the source terminal of the switching element Q1. The source sense connection part 72A is electrically connected to the wiring pattern 61. The source sense connection part 72B has the source sense signal terminal 522B inserted therethrough and is electrically connected to the source terminal of the switching element Q2. The source sense connection part 72B is electrically connected to the wiring pattern 62.

電流センス接続部73Aは、電流センス信号端子523Aが挿通され、スイッチング素子Q1の電流センス端子に導通する。電流センス接続部73Aは、配線パターン61に導通する。電流センス接続部73Bは、電流センス信号端子523Bが挿通され、スイッチング素子Q2の電流センス端子に導通する。電流センス接続部73Bは、配線パターン62に導通する。 The current sense connection part 73A has the current sense signal terminal 523A inserted therethrough and is conductive to the current sense terminal of the switching element Q1. The current sense connection part 73A is conductive to the wiring pattern 61. The current sense connection part 73B has the current sense signal terminal 523B inserted therethrough and is conductive to the current sense terminal of the switching element Q2. The current sense connection part 73B is conductive to the wiring pattern 62.

ゲート接続部71A、ソースセンス接続部72Aおよび電流センス接続部73Aは、x 方向に並んでいる。ゲート接続部71Aと電流センス接続部73Aとは、ソースセンス接続部72Aを挟んで、反対側に位置する。ゲート接続部71Aは、ソースセンス接続部72Aよりもx2方向側に位置し、電流センス接続部73Aは、ソースセンス接続部72Aよりもx1方向側に位置する。 The gate connection portion 71A, the source sense connection portion 72A, and the current sense connection portion 73A are aligned in the x direction. The gate connection portion 71A and the current sense connection portion 73A are located on opposite sides of the source sense connection portion 72A. The gate connection portion 71A is located on the x2 side of the source sense connection portion 72A, and the current sense connection portion 73A is located on the x1 side of the source sense connection portion 72A.

ゲート接続部71B、ソースセンス接続部72Bおよび電流センス接続部73Bは、x方向に並んでいる。ゲート接続部71Bと電流センス接続部73Bとは、ソースセンス接続部72Bを挟んで、反対側に位置する。ゲート接続部71Bは、ソースセンス接続部72Bよりもx1方向側に位置し、電流センス接続部73Bは、ソースセンス接続部72Bよりもx2方向側に位置する。 The gate connection portion 71B, the source sense connection portion 72B, and the current sense connection portion 73B are aligned in the x direction. The gate connection portion 71B and the current sense connection portion 73B are located on opposite sides of the source sense connection portion 72B. The gate connection portion 71B is located on the x1 side of the source sense connection portion 72B, and the current sense connection portion 73B is located on the x2 side of the source sense connection portion 72B.

上アーム端子接続部70Aは、回路基板60のx方向中央(図8の補助線AL2参照)よりも、x2方向側に位置している。下アーム端子接続部70Bは、回路基板60のx方向中央(図8の補助線AL2参照)よりも、x1方向側に位置している。上アーム端子接続部70Aおよび下アーム端子接続部70Bは、回路基板60のy方向中央(図8の補助線AL3参照)よりも、y2方向側に位置している。The upper arm terminal connection portion 70A is located on the x2 side of the center in the x direction of the circuit board 60 (see auxiliary line AL2 in FIG. 8). The lower arm terminal connection portion 70B is located on the x1 side of the center in the x direction of the circuit board 60 (see auxiliary line AL2 in FIG. 8). The upper arm terminal connection portion 70A and the lower arm terminal connection portion 70B are located on the y2 side of the center in the y direction of the circuit board 60 (see auxiliary line AL3 in FIG. 8).

複数の電子部品は、回路基板60に実装されている。図15は、回路基板60上の部品レイアウトを示している。図15においては、各配線パターン61~63を省略している。図16は、部品レイアウトと配線レイアウトとの関係を示している。図16においては、複数の電子部品を想像線(破線)で示している。 Multiple electronic components are mounted on a circuit board 60. Figure 15 shows the component layout on the circuit board 60. In Figure 15, the wiring patterns 61 to 63 are omitted. Figure 16 shows the relationship between the component layout and the wiring layout. In Figure 16, multiple electronic components are shown with imaginary lines (dashed lines).

複数の電子部品は、コネクタCNT1と、第1部品群と、第2部品群と、第3部品群と、を含んでいる。The multiple electronic components include a connector CNT1, a first component group, a second component group, and a third component group.

コネクタCNT1は、各電子部品の動作に必要な電力および入力信号を制御モジュールCM1に入力するためのハードウェアインタフェースである。コネクタCNT1は、回路基板60のz2方向側に搭載されている。コネクタCNT1は、直方体であり、平面視において、x方向に延びる矩形状である。コネクタCNT1は、図15および図16に示すように、その長辺方向が、回路基板60の長辺方向と同じとなるように、配置されている。コネクタCNT1の挿入口は、たとえば上方(z2方向)を向いている。Connector CNT1 is a hardware interface for inputting the power and input signals required for the operation of each electronic component to control module CM1. Connector CNT1 is mounted on the z2 direction side of circuit board 60. Connector CNT1 is a rectangular parallelepiped, and has a rectangular shape extending in the x direction in a plan view. As shown in Figures 15 and 16, connector CNT1 is positioned so that its long side direction is the same as the long side direction of circuit board 60. The insertion port of connector CNT1 faces, for example, upward (z2 direction).

コネクタCNT1は、第3パターン領域F3上に配置され、配線パターン63に接合されている。平面視において、図16に示すように、コネクタCNT1と絶縁領域65とは、y方向に並んでいる。The connector CNT1 is disposed on the third pattern region F3 and is joined to the wiring pattern 63. In a plan view, as shown in FIG. 16, the connector CNT1 and the insulating region 65 are aligned in the y direction.

第1部品群は、図2に示す上アーム駆動回路10Aを構成する複数の電子部品の集まりである。第1部品群の一部の電子部品は、図15および図16に示すように、第1パターン領域F1に配置され、配線パターン61に導通する。The first component group is a collection of multiple electronic components that constitute the upper arm drive circuit 10A shown in Figure 2. Some of the electronic components in the first component group are arranged in the first pattern area F1 and are conductive to the wiring pattern 61, as shown in Figures 15 and 16.

第2部品群は、図3に示す下アーム駆動回路20Aを構成する複数の電子部品の集まりである。第2部品群の一部は、図15および図16に示すように、第2パターン領域F2に配置され、配線パターン62に導通する。The second component group is a collection of multiple electronic components that constitute the lower arm drive circuit 20A shown in Figure 3. A portion of the second component group is arranged in the second pattern area F2 and is conductive to the wiring pattern 62, as shown in Figures 15 and 16.

第3部品群は、図4に示す共通回路30Aを構成する複数の電子部品の集まりである。第3部品群は、図15および図16に示すように、第1部品群の一部および第2部品群の一部とともに、第3パターン領域F3に配置され、配線パターン63に導通する。The third component group is a collection of multiple electronic components that constitute the common circuit 30A shown in Figure 4. The third component group is arranged in the third pattern area F3 together with a portion of the first component group and a portion of the second component group, as shown in Figures 15 and 16, and is conductive to the wiring pattern 63.

サージ保護部14は、図15に示すように、上アーム端子接続部70Aの近くに配置されている。また、サージ保護部24は、図15に示すように、下アーム端子接続部70Bの近くに配置されている。 As shown in Figure 15, the surge protection unit 14 is disposed near the upper arm terminal connection part 70A. Also, as shown in Figure 15, the surge protection unit 24 is disposed near the lower arm terminal connection part 70B.

プリドライバ部13は、図15に示すように、ゲートドライバ部12よりも、上アーム端子接続部70Aの近くに配置されている。また、プリドライバ部23は、図15に示すように、ゲートドライバ部22よりも、下アーム端子接続部70Bの近くに配置されている。 As shown in Fig. 15, the pre-driver unit 13 is disposed closer to the upper arm terminal connection part 70A than the gate driver unit 12. Also, as shown in Fig. 15, the pre-driver unit 23 is disposed closer to the lower arm terminal connection part 70B than the gate driver unit 22.

絶縁トランス111および制御IC121はそれぞれ、図16に示すように、平面視において、配線パターン61、配線パターン63および絶縁領域66に重なっている。絶縁トランス111および制御IC121はそれぞれ、その内部の絶縁された部分を挟んで、一方側が配線パターン61に接続され、他方側が配線パターン63に接続されている。また、絶縁トランス211および制御IC221はそれぞれ、図16に示すように、平面視において、配線パターン62、配線パターン63および絶縁領域67に重なっている。絶縁トランス211および制御IC221はそれぞれ、その内部の絶縁された部分を挟んで、一方側が配線パターン62に接続され、他方側が配線パターン63に接続されている。16, the isolation transformer 111 and the control IC 121 overlap the wiring pattern 61, the wiring pattern 63, and the insulating region 66 in plan view. The isolation transformer 111 and the control IC 121 are each connected to the wiring pattern 61 on one side and to the wiring pattern 63 on the other side, with an insulated portion of their interiors in between. The isolation transformer 211 and the control IC 221 overlap the wiring pattern 62, the wiring pattern 63, and the insulating region 67 in plan view, as shown in FIG. 16, the isolation transformer 211 and the control IC 221 are each connected to the wiring pattern 62 on one side and to the wiring pattern 63 on the other side, with an insulated portion of their interiors in between.

電流制限回路131の複数の抵抗器は、たとえばチップ抵抗器で構成されている。電流制限回路231の複数の抵抗器は、たとえばチップ抵抗器で構成されている。The multiple resistors of the current limiting circuit 131 are, for example, chip resistors. The multiple resistors of the current limiting circuit 231 are, for example, chip resistors.

各トランジスタ132,133と各トランジスタ232,233とは、異なる向きで配置されている。たとえば、図17に示すように、各トランジスタ232,233に対して、各トランジスタ132,133が横向きに(およそ90°傾けて)配置されている。具体的には、各トランジスタ132,133において封止樹脂から複数のリード端子が突き出る方向と、各トランジスタ232,233において封止樹脂から複数のリード端子が突き出る方向とが、およそ90°ずれている。これにより、回路基板60の平面視面積を小型化することが可能となる。Each transistor 132, 133 and each transistor 232, 233 are arranged in different orientations. For example, as shown in FIG. 17, each transistor 132, 133 is arranged sideways (inclined by approximately 90°) with respect to each transistor 232, 233. Specifically, the direction in which multiple lead terminals protrude from the sealing resin in each transistor 132, 133 and the direction in which multiple lead terminals protrude from the sealing resin in each transistor 232, 233 are shifted by approximately 90°. This makes it possible to reduce the planar area of the circuit board 60.

各ダイオード151は、図16に示すように、絶縁領域68に配置されている。各ダイオード251は、図16に示すように、絶縁領域65に配置されている。各ダイオード251は、平面視において、下アーム端子接続部70Bよりも、y2方向側に配置されている。図16に示す例においては、特に、各ダイオード251と下アーム端子接続部70Bとが、y方向に並んでいる。 As shown in Figure 16, each diode 151 is arranged in an insulating region 68. As shown in Figure 16, each diode 251 is arranged in an insulating region 65. In a plan view, each diode 251 is arranged on the y2 direction side of the lower arm terminal connection portion 70B. In the example shown in Figure 16, in particular, each diode 251 and the lower arm terminal connection portion 70B are aligned in the y direction.

図17は、半導体装置A1のデバイス構造を示している。図17は、半導体装置A1のデバイス構造を示す平面図である。図17に示すように、半導体装置A1において、制御モジュールCM1は、パワーモジュールPMの上に取り付けられている。図17は、制御モジュールCM1をパワーモジュールPMに取り付けた状態を示す平面図である。 Figure 17 shows the device structure of semiconductor device A1. Figure 17 is a plan view showing the device structure of semiconductor device A1. As shown in Figure 17, in semiconductor device A1, the control module CM1 is mounted on the power module PM. Figure 17 is a plan view showing the state in which the control module CM1 is mounted on the power module PM.

半導体装置A1において、制御モジュールCM1は、図17に示すように、パワーモジュールPMの本体部531よりも、y2方向に突き出ている。制御モジュールCM1は、パワーモジュールPMの本体部531よりも、y1方向にほとんど突き出ていない。平面視において、制御モジュールCM1のy1方向側の端縁と、パワーモジュールPMの本体部531のy1方向側の端縁とは略一致している。 In the semiconductor device A1, as shown in Fig. 17, the control module CM1 protrudes in the y2 direction beyond the main body portion 531 of the power module PM. The control module CM1 hardly protrudes in the y1 direction beyond the main body portion 531 of the power module PM. In a plan view, the edge of the control module CM1 on the y1 direction approximately coincides with the edge of the main body portion 531 of the power module PM on the y1 direction.

図17に示すように、回路基板60は、本体部531よりもy2方向に突き出た突出部69を含んでいる。突出部69のy方向の寸法は、たとえば10mm程度である。突出部69には、接続端子TMが配置されている。突出部69に位置する絶縁領域68には、複数のダイオード151が配置されており、突出部69に位置する絶縁領域65には、複数のダイオード251が配置されている。17, the circuit board 60 includes a protruding portion 69 that protrudes in the y2 direction beyond the main body portion 531. The dimension of the protruding portion 69 in the y direction is, for example, about 10 mm. A connection terminal TM is arranged on the protruding portion 69. A plurality of diodes 151 are arranged in an insulating region 68 located in the protruding portion 69, and a plurality of diodes 251 are arranged in an insulating region 65 located in the protruding portion 69.

半導体装置A1において、パワーモジュールPMの電力端子511,512は、図17に示すように、制御モジュールCM1の回路基板60よりもx2方向に突き出ている。パワーモジュールPMの電力端子513,514は、図17に示すように、制御モジュールCM1の回路基板60よりも、x1方向に突き出ている。各端子台532は、制御モジュールCM1の回路基板60よりもx方向に突き出ている。In the semiconductor device A1, the power terminals 511, 512 of the power module PM protrude in the x2 direction beyond the circuit board 60 of the control module CM1 as shown in Fig. 17. The power terminals 513, 514 of the power module PM protrude in the x1 direction beyond the circuit board 60 of the control module CM1 as shown in Fig. 17. Each terminal block 532 protrudes in the x direction beyond the circuit board 60 of the control module CM1.

図17に示すように、制御モジュールCM1の接続端子TMと、パワーモジュールPMの電力端子511とは、たとえばワイヤハーネスWHによって、接続されている。これにより、接続端子TMが、電力端子511に導通する。接続端子TMと電力端子511との導通は、ワイヤハーネスWHに限定されない。接続端子TMは、電力端子511に接続されるため、図17に示すように、x方向において、各電力端子513,514よりも各電力端子511,512の近くに配置されている。上記の通り、電力端子511は、スイッチング素子Q1のドレイン端子に導通している。スイッチング素子Q1がオンのとき、回路基板60側の電流が、各ダイオード151および接続端子TMを介して、パワーモジュールPM(スイッチング素子Q1のドレイン端子)に流れる。一方、スイッチング素子Q1がオフのとき、各ダイオード151があるため、回路基板60側には、電流は流れない。ただし、各ダイオード151には、高電圧が印加される。 As shown in FIG. 17, the connection terminal TM of the control module CM1 and the power terminal 511 of the power module PM are connected, for example, by a wire harness WH. As a result, the connection terminal TM is electrically connected to the power terminal 511. The electrical connection between the connection terminal TM and the power terminal 511 is not limited to the wire harness WH. Since the connection terminal TM is connected to the power terminal 511, as shown in FIG. 17, it is disposed closer to the power terminals 511 and 512 in the x direction than the power terminals 513 and 514. As described above, the power terminal 511 is electrically connected to the drain terminal of the switching element Q1. When the switching element Q1 is on, the current on the circuit board 60 side flows to the power module PM (the drain terminal of the switching element Q1) through the diodes 151 and the connection terminal TM. On the other hand, when the switching element Q1 is off, no current flows to the circuit board 60 side due to the presence of the diodes 151. However, a high voltage is applied to each diode 151.

本開示の制御モジュールCM1および半導体装置A1の作用効果は、次の通りである。The effects of the control module CM1 and semiconductor device A1 disclosed herein are as follows:

制御モジュールCM1は、電力端子511に導通する接続端子TMを備えている。電力端子511には、たとえば外部の直流電源に接続され、この外部の直流電源から電源電圧が印加されている。この構成によると、電源電流を検出するための専用の端子を備えないパワーモジュールPMであっても、接続端子TMによって、制御モジュールCM1に電源電流信号(ドレインセンス信号)を入力することができる。よって、制御モジュールCM1は、パワーモジュールPMを制御する上で好ましい構成にすることが可能となる。 The control module CM1 has a connection terminal TM that is electrically connected to the power terminal 511. The power terminal 511 is connected to, for example, an external DC power source, and a power supply voltage is applied from the external DC power source. With this configuration, even if the power module PM does not have a dedicated terminal for detecting the power supply current, a power supply current signal (drain sense signal) can be input to the control module CM1 via the connection terminal TM. Therefore, the control module CM1 can be configured in a manner that is favorable for controlling the power module PM.

制御モジュールCM1では、接続端子TMが突出部69に配置されている。突出部69は、平面視において、パワーモジュールPMの本体部531よりも突き出ている。接続端子TMは、上記のとおり、電力端子511に導通する。そのため、接続端子TMには、半導体装置A1において比較的大きな電圧が印加されるので、この大きな電圧による影響(たとえば電磁ノイズ)も比較的大きい。そこで、接続端子TMを突出部69に配置することで、接続端子TMの下方にはパワーモジュールPMが配置されない。これにより、接続端子TMに印加される電圧によるパワーモジュールPMへの悪影響を抑制することができる。よって、制御モジュールCM1は、パワーモジュールPMを制御する上で好ましい構成にすることが可能となる。In the control module CM1, the connection terminal TM is arranged on the protruding portion 69. In a plan view, the protruding portion 69 protrudes further than the main body portion 531 of the power module PM. As described above, the connection terminal TM is conductive to the power terminal 511. Therefore, a relatively large voltage is applied to the connection terminal TM in the semiconductor device A1, and the influence of this large voltage (for example, electromagnetic noise) is also relatively large. Therefore, by arranging the connection terminal TM on the protruding portion 69, the power module PM is not arranged below the connection terminal TM. This makes it possible to suppress the adverse influence of the voltage applied to the connection terminal TM on the power module PM. Therefore, the control module CM1 can be configured in a manner that is favorable for controlling the power module PM.

制御モジュールCM1は、スイッチング素子Q1の短絡保護検知回路用の各ダイオード151を備えている。各ダイオード151は、接続端子TMの周囲に配置された絶縁領域68に配置されている。つまり、接続端子TMのために設けられた絶縁領域68に各ダイオード151が配置されている。スイッチング素子Q1がオフのときに、各ダイオード151に高電圧が印加される。そのため、他の配線(各配線パターン61~63)に悪影響が生じないように、各ダイオード151の周囲は、配線パターン61~63を形成せず、絶縁領域にすることが好ましい。制御モジュールCM1は、各ダイオード151を絶縁領域68に配置しているため、各ダイオード151のための絶縁領域を別途設ける必要がなく、絶縁領域68を有効に活用した部品配置にすることが可能となる。 The control module CM1 includes each diode 151 for the short circuit protection detection circuit of the switching element Q1. Each diode 151 is arranged in an insulating region 68 arranged around the connection terminal TM. That is, each diode 151 is arranged in the insulating region 68 provided for the connection terminal TM. When the switching element Q1 is off, a high voltage is applied to each diode 151. Therefore, in order to prevent adverse effects on other wiring (each wiring pattern 61 to 63), it is preferable to make the area around each diode 151 an insulating region without forming the wiring patterns 61 to 63. Since the control module CM1 arranges each diode 151 in the insulating region 68, there is no need to provide a separate insulating region for each diode 151, and it is possible to arrange components by effectively utilizing the insulating region 68.

制御モジュールCM1は、スイッチング素子Q2の短絡保護検知回路用の各ダイオード251を備えている。各ダイオード251は、配線パターン61と配線パターン62とを 絶縁する絶縁領域65に配置されている。つまり、配線パターン61と配線パターン62とを絶縁するための絶縁領域65に各ダイオード251が配置されている。スイッチング素子Q2がオフのときに、各ダイオード251に高電圧が印加される。そのため、他の配線(各配線パターン61~63)に悪影響が生じないように、各ダイオード251の周囲は、配線パターン61~63を形成せず、絶縁領域にすることが好ましい。制御モジュールCM1は、各ダイオード251を絶縁領域65に配置しているため、各ダイオード251のための絶縁領域を別途設ける必要がなく、絶縁領域65を有効に活用した部品配置にすることが可能となる。 The control module CM1 includes diodes 251 for the short circuit protection detection circuit of the switching element Q2. Each diode 251 is arranged in an insulating region 65 that insulates the wiring pattern 61 from the wiring pattern 62. In other words, each diode 251 is arranged in the insulating region 65 for insulating the wiring pattern 61 from the wiring pattern 62. When the switching element Q2 is off, a high voltage is applied to each diode 251. Therefore, in order to prevent adverse effects on other wiring (each wiring pattern 61 to 63), it is preferable to make the surroundings of each diode 251 an insulating region without forming the wiring patterns 61 to 63. Since the control module CM1 arranges each diode 251 in the insulating region 65, there is no need to provide a separate insulating region for each diode 251, and it is possible to arrange components by effectively utilizing the insulating region 65.

制御モジュールCM1では、プリドライバ部13が上アーム端子接続部70Aの近くに配置されている。これにより、スイッチング素子Q1がオンであるときの、プリドライバ部13を通る電流経路と、スイッチング素子Q1がオフであるときの、プリドライバ部13を通る電流経路と、をそれぞれ短くすることができる。よって、上アーム駆動回路10Aにおいて、スイッチング素子Q1のスイッチング動作の遅延を抑制することができる。特に、スイッチング素子Q1として、SiCのMOSFETを用いた場合、スイッチング動作の応答性が高い。それ故、上記電流経路が長いと、スイッチング素子Q1の応答性の高さを有効に活用できない。したがって、制御モジュールCM1は、スイッチング素子Q1をSiCのMOSFETで構成する上で、好ましい部品配置となる。In the control module CM1, the pre-driver section 13 is arranged near the upper arm terminal connection section 70A. This allows the current path through the pre-driver section 13 when the switching element Q1 is on and the current path through the pre-driver section 13 when the switching element Q1 is off to be shortened. Therefore, in the upper arm drive circuit 10A, the delay in the switching operation of the switching element Q1 can be suppressed. In particular, when a SiC MOSFET is used as the switching element Q1, the response of the switching operation is high. Therefore, if the above current path is long, the high response of the switching element Q1 cannot be effectively utilized. Therefore, the control module CM1 has a preferable component arrangement when configuring the switching element Q1 with a SiC MOSFET.

制御モジュールCM1では、プリドライバ部23が下アーム端子接続部70Bの近くに配置されている。これにより、スイッチング素子Q2がオンであるときの、プリドライバ部23を通る電流経路と、スイッチング素子Q2がオフであるときの、プリドライバ部23を通る電流経路と、をそれぞれ短くすることができる。よって、下アーム駆動回路20Aにおいて、スイッチング素子Q2のスイッチング動作の遅延を抑制することができる。特に、スイッチング素子Q2として、SiCのMOSFETを用いた場合、スイッチング動作の応答性が高い。それ故、上記電流経路が長いと、スイッチング素子Q2の応答性の高さを有効に活用できない。したがって、制御モジュールCM1は、スイッチング素子Q2をSiCのMOSFETで構成する上で、好ましい部品配置となる。In the control module CM1, the pre-driver section 23 is disposed near the lower arm terminal connection section 70B. This allows the current path through the pre-driver section 23 when the switching element Q2 is on and the current path through the pre-driver section 23 when the switching element Q2 is off to be shortened. Therefore, in the lower arm drive circuit 20A, the delay in the switching operation of the switching element Q2 can be suppressed. In particular, when a SiC MOSFET is used as the switching element Q2, the response of the switching operation is high. Therefore, if the above current path is long, the high response of the switching element Q2 cannot be effectively utilized. Therefore, the control module CM1 has a preferable component arrangement when configuring the switching element Q2 with a SiC MOSFET.

制御モジュールCM1では、サージ保護部14が上アーム端子接続部70Aの近くに配置されている。この構成によると、サージ保護部14と上アーム端子接続部70Aとの配線距離を短くすることが可能となる。サージ保護部14によるサージ電圧の保護にはサージ保護部14とスイッチング素子Q1との配線距離を短くすることが好ましい。したがって、制御モジュールCM1は、スイッチング素子Q1をサージ電圧から保護する上で好ましい部品配置にすることが可能となる。In the control module CM1, the surge protection unit 14 is disposed near the upper arm terminal connection portion 70A. This configuration makes it possible to shorten the wiring distance between the surge protection unit 14 and the upper arm terminal connection portion 70A. For surge voltage protection by the surge protection unit 14, it is preferable to shorten the wiring distance between the surge protection unit 14 and the switching element Q1. Therefore, the control module CM1 makes it possible to achieve a component arrangement that is favorable for protecting the switching element Q1 from surge voltages.

制御モジュールCM1では、サージ保護部24が下アーム端子接続部70Bの近くに配置されている。この構成によると、サージ保護部24と下アーム端子接続部70Bとの配線距離を短くすることが可能となる。サージ保護部24によるサージ電圧の保護にはサージ保護部24とスイッチング素子Q2との配線距離を短くすることが好ましい。したがって、制御モジュールCM1は、スイッチング素子Q2をサージ電圧から保護する上で好ましい部品配置にすることが可能となる。In the control module CM1, the surge protection unit 24 is disposed near the lower arm terminal connection portion 70B. This configuration makes it possible to shorten the wiring distance between the surge protection unit 24 and the lower arm terminal connection portion 70B. For surge voltage protection by the surge protection unit 24, it is preferable to shorten the wiring distance between the surge protection unit 24 and the switching element Q2. Therefore, the control module CM1 makes it possible to achieve a component arrangement that is favorable for protecting the switching element Q2 from surge voltages.

制御モジュールCM1では、コネクタCNT1と絶縁領域65とがy方向に並んでいる。絶縁領域65は、配線パターン61と配線パターン62との間に位置する。この構成によると、上アーム駆動回路10Aから上アーム端子接続部70Aまでの配線距離と、下アーム駆動回路20Aから下アーム端子接続部70Bまでの配線距離との、距離差を小さくできる。したがって、上アーム駆動回路10Aと下アーム駆動回路20Aとにおける配線インピーダンスの偏りを抑制することができる。よって、制御モジュールCM1は、パワーモジュールPMを制御する上で好ましい構成にすることが可能となる。In the control module CM1, the connector CNT1 and the insulating region 65 are aligned in the y direction. The insulating region 65 is located between the wiring pattern 61 and the wiring pattern 62. With this configuration, it is possible to reduce the difference in distance between the wiring distance from the upper arm drive circuit 10A to the upper arm terminal connection portion 70A and the wiring distance from the lower arm drive circuit 20A to the lower arm terminal connection portion 70B. Therefore, it is possible to suppress the bias in the wiring impedance between the upper arm drive circuit 10A and the lower arm drive circuit 20A. Therefore, it is possible to configure the control module CM1 in a manner that is favorable for controlling the power module PM.

制御モジュールCM1では、絶縁領域65の一部が屈曲している。本開示の制御モジュールと異なり、絶縁領域65が屈曲していない場合、配線パターン61の平面視面積と配線パターン62の平面視面積との差が大きくなりうる。これは、絶縁領域68が形成されているためである。一方、制御モジュールCM1では、絶縁領域65の一部を屈曲させることで、配線パターン61の平面視面積と配線パターン62の平面視面積との差を小さくすることができる。よって、制御モジュールCM1は、パワーモジュールPMを制御する上で好ましい構成にすることが可能となる。In the control module CM1, a portion of the insulating region 65 is bent. Unlike the control module of the present disclosure, if the insulating region 65 is not bent, the difference between the planar area of the wiring pattern 61 and the planar area of the wiring pattern 62 may become large. This is because the insulating region 68 is formed. On the other hand, in the control module CM1, by bending a portion of the insulating region 65, the difference between the planar area of the wiring pattern 61 and the planar area of the wiring pattern 62 can be reduced. Therefore, the control module CM1 can be configured in a manner that is favorable for controlling the power module PM.

半導体装置A1は、制御モジュールCM1を備えている。したがって、半導体装置A1は、パワーモジュールPMにとって好ましい制御が可能となる。The semiconductor device A1 is equipped with a control module CM1. Therefore, the semiconductor device A1 can provide favorable control for the power module PM.

本実施形態においては、半導体装置A1のパワーモジュールPMが、2つのスイッチング素子Q1,Q2を備えている場合を示したが、スイッチング素子Q1の代わりに、ダイオード(たとえばSiC-ショットキーバリアダイオード)を備えていてもよい。ダイオードは、たとえばアノードがスイッチング素子Q2のドレイン端子に接続され、カソードが端子Pに接続される。この場合、ソースセンス信号端子522Aの代わりに、カソード信号端子が設けられる。また、ゲート信号端子521Aが不要となるため、ゲート信号端子521Aを設けなくてもよいし、ゲート信号端子521Aの代わりに、アノード信号端子が設けられてもよい。In this embodiment, the power module PM of the semiconductor device A1 includes two switching elements Q1 and Q2, but a diode (for example, a SiC Schottky barrier diode) may be provided instead of the switching element Q1. The anode of the diode is connected to the drain terminal of the switching element Q2, and the cathode is connected to the terminal P. In this case, a cathode signal terminal is provided instead of the source sense signal terminal 522A. Also, since the gate signal terminal 521A is unnecessary, it is not necessary to provide the gate signal terminal 521A, and an anode signal terminal may be provided instead of the gate signal terminal 521A.

本実施形態においては、電力端子511,512が電源端子、電力端子513,514が出力端子である場合を示したが、これに限定されず、電力端子513,514が電源端子、電力端子511,512が出力端子であってもよい。図18~図21は、パワーモジュールPM(半導体装置A1)の使用例を示している。図18~図21に示す例は、一例であって、これらに限定されない。図18は、パワーモジュールPMをDC/ACインバータに用いた場合を示す回路図である。図19は、パワーモジュールPMをAC/DCコンバータ(整流回路)に用いた場合を示す回路図である。図20は、パワーモジュールPMを降圧型のDC/DCコンバータに用いた場合を示す回路図である。図21は、パワーモジュールPMを昇圧型のDC/DCコンバータに用いた場合を示す回路図である。図18および図19においては、2つのパワーモジュールPMを用いたフルブリッジ型である場合を示すが、1つのパワーモジュールPMを用いたハーフブリッジ型であってもよい。In this embodiment, the power terminals 511 and 512 are power supply terminals, and the power terminals 513 and 514 are output terminals. However, the present invention is not limited to this, and the power terminals 513 and 514 may be power supply terminals and the power terminals 511 and 512 may be output terminals. Figures 18 to 21 show examples of use of the power module PM (semiconductor device A1). The examples shown in Figures 18 to 21 are merely examples, and the present invention is not limited to these. Figure 18 is a circuit diagram showing a case where the power module PM is used in a DC/AC inverter. Figure 19 is a circuit diagram showing a case where the power module PM is used in an AC/DC converter (rectifier circuit). Figure 20 is a circuit diagram showing a case where the power module PM is used in a step-down DC/DC converter. Figure 21 is a circuit diagram showing a case where the power module PM is used in a step-up DC/DC converter. Figures 18 and 19 show a full-bridge type using two power modules PM, but a half-bridge type using one power module PM may also be used.

図18および図20の各例示では、電力端子511,512は電源端子として外部電源PSが接続され、電力端子513,514は出力端子として負荷LOが接続される。一方、図19および図21の各例示では、電力端子513,514は電源端子として外部電源PSが接続され、電力端子511,512は出力端子として負荷LOが接続される。また、図19の例示では、外部電源PSは交流電源であり、図18,20,21の各例示では、外部電源PSは直流電源である。以上のように、半導体装置A1において、電力端子511,512を電源端子、電力端子513,514を出力端子としてもよいし、電力端子513,514を電源端子、電力端子511,512を出力端子としてもよい。また、電源端子に接続される外部電源は、直流電源であってもよいし、交流電源であってもよい。18 and 20, the power terminals 511 and 512 are connected to an external power source PS as power terminals, and the power terminals 513 and 514 are connected to a load LO as output terminals. On the other hand, in the examples of FIG. 19 and FIG. 21, the power terminals 513 and 514 are connected to an external power source PS as power terminals, and the power terminals 511 and 512 are connected to a load LO as output terminals. In the example of FIG. 19, the external power source PS is an AC power source, and in the examples of FIG. 18, 20, and 21, the external power source PS is a DC power source. As described above, in the semiconductor device A1, the power terminals 511 and 512 may be power source terminals and the power terminals 513 and 514 may be output terminals, or the power terminals 513 and 514 may be power source terminals and the power terminals 511 and 512 may be output terminals. In addition, the external power source connected to the power terminals may be a DC power source or an AC power source.

本開示にかかる制御モジュールおよび半導体装置は、上記した実施形態に限定されるものではない。本開示の制御モジュールおよび半導体装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。The control module and semiconductor device according to the present disclosure are not limited to the above-described embodiments. The specific configurations of the components of the control module and semiconductor device according to the present disclosure can be freely designed in various ways.

本開示にかかる制御モジュールおよび半導体装置は、以下の付記に関する実施形態を含む。
付記1.
本体部および電源端子を備えるパワーモジュールを制御する複数の電子部品と、
第1方向において前記パワーモジュールの上に配置され、かつ、前記複数の電子部品が実装された回路基板と、
前記電源端子に導通し、前記回路基板に形成された接続端子と、
を備えており、
前記電源端子は、外部電源から電源電圧が印加され、
前記回路基板は、前記第1方向に見て前記本体部よりも突き出た突出部を含んでおり、
前記接続端子は、前記突出部に配置されている、制御モジュール。
付記2.
前記電源端子は、前記本体部の前記第1方向に直交する第2方向側に配置され、かつ、前記第1方向に見て前記回路基板よりも前記第2方向に突き出ており、
前記突出部は、前記第1方向および前記第2方向に直交する第3方向に突き出ている、付記1に記載の制御モジュール。
付記3.
前記電源端子は、前記外部電源の高電位側の端子に接続される第1端子部と、前記外部電源の低電位側の端子に接続される第2端子部とを含んでおり、
前記接続端子は、前記第1端子部に接続されている、付記2に記載の制御モジュール。
付記4.
前記第1端子部と前記第2端子部とは、前記第3方向に並んでおり、
前記突出部は、前記第3方向において、前記第2端子部に対して前記第1端子部が位置する方向に突き出ている、付記3に記載の制御モジュール。
付記5.
前記パワーモジュールは、上アームのスイッチング素子および下アームのスイッチング素子を備えており、
前記複数の電子部品は、前記上アームのスイッチング素子および前記下アームのスイッチング素子の各スイッチング動作を制御する、付記2ないし付記4のいずれか1つに記載の制御モジュール。
付記6.
前記パワーモジュールは、前記各スイッチング動作によって前記電源電圧から変換された電圧を出力する出力端子をさらに備えており、
前記出力端子は、前記第2方向において、前記電源端子が突き出た方向と反対方向に前記回路基板から突き出ている、付記5に記載の制御モジュール。
付記7.
前記接続端子は、前記第2方向において、前記出力端子よりも前記電源端子に近い、付記6に記載の制御モジュール。
付記8.
前記回路基板は、前記第1方向に見て、互いに離間する第1配線パターン、第2配線パターン、および、第3配線パターンを含んでおり、
前記複数の電子部品の各々は、前記第1配線パターン、前記第2配線パターン、および、前記第3配線パターンのいずれかに接続されている、付記5ないし付記7のいずれか1つに記載の制御モジュール。
付記9.
前記パワーモジュールは、前記上アームのスイッチング素子に導通する第1信号端子と、前記下アームのスイッチング素子に導通する第2信号端子とを備えており、
前記第1配線パターンは、前記第1信号端子に導通し、
前記第2配線パターンは、前記第2信号端子に導通する、付記8に記載の制御モジュール。
付記10.
前記第1信号端子および前記第2信号端子は、前記第1方向に延びる棒状であり、
前記回路基板は、各々が前記第1方向に前記回路基板を貫通する第1端子接続部および第2端子接続部を含んでおり、
前記第1端子接続部は、前記第1信号端子が挿通され、
前記第2端子接続部は、前記第2信号端子が挿通され、
前記第1端子接続部と前記第2端子接続部とは、前記第2方向に並んでいる、付記9に記載の制御モジュール。
付記11.
前記第1端子接続部と前記第2端子接続部とは、前記第1方向に見て、前記パワーモジュールに重なり、かつ、前記第3方向において、前記回路基板の中央よりも、前記突出部が位置する側に配置されている、付記10に記載の制御モジュール。
付記12.
前記第1配線パターンと前記第2配線パターンとは、前記第2方向に並んでおり、
前記第3配線パターンは、前記第1配線パターンおよび前記第2配線パターンのそれぞれと、前記第3方向に並んでいる、付記8ないし付記11のいずれか1つに記載の制御モジュール。
付記13.
前記回路基板は、前記第1配線パターンと前記第2配線パターンとの間に配置された第1絶縁領域と、前記第1配線パターンと前記第3配線パターンとの間に配置された第2絶縁領域と、前記第2配線パターンと前記第3配線パターンとの間に配置され第3絶縁領域と、をさらに含む、付記8ないし付記12のいずれか1つに記載の制御モジュール。
付記14.
前記複数の電子部品は、前記各スイッチング動作を制御するための信号が入力されるコネクタを含んでおり、当該コネクタは、前記第3配線パターンに接合されている、付記13に記載の制御モジュール。
付記15.
前記第1方向に見て、前記コネクタと前記第1絶縁領域とは、前記第3方向に並んでいる、付記14に記載の制御モジュール。
付記16.
前記複数の電子部品は、前記上アームのスイッチング素子のスイッチング動作を制御する第1部品群に属する電子部品と、前記下アームのスイッチング素子のスイッチング動作を制御する第2部品群に属する電子部品と、を含んでおり、
前記第1部品群に属する少なくとも1つの電子部品は、前記第1配線パターンに接続されており、前記第2部品群に属する少なくとも1つの電子部品は、前記第2配線パターンに接続されている、付記13ないし付記15のいずれか1つに記載の制御モジュール。
付記17.
前記第1部品群は、前記上アームのスイッチング素子の短絡保護検知回路用の第1ダイオードを含んでおり、
前記回路基板は、前記第1方向に見て、前記接続端子の周囲に配置された第4絶縁領域をさらに含んでおり、
前記第1ダイオードは、前記第4絶縁領域に配置されている、付記16に記載の制御モジュール。
付記18.
前記第2部品群は、前記下アームのスイッチング素子の短絡保護検知回路用の第2ダイオードを含んでおり、
前記第2ダイオードは、前記第1絶縁領域に配置されている、付記16または付記17に記載の制御モジュール。
付記19.
前記第1部品群は、前記上アームのスイッチング素子に駆動信号を出力する第1トランジスタを含み、
前記第2部品群は、前記下アームのスイッチング素子に駆動信号を出力する第2トランジスタを含み、
前記第1方向に見て、前記第1トランジスタの向きと前記第2トランジスタの向きとが異なっている、付記16ないし付記18のいずれか1つに記載の制御モジュール。
付記20.
前記回路基板は、複数の絶縁層と、これら絶縁層を介して互いに離間し且つ互いに積層された複数の配線層とを有しており、
前記第1絶縁領域、前記第2絶縁領域、および、前記第3絶縁領域は、前記複数の配線層の各々に形成されており、
前記複数の配線層の各々に形成された前記第1絶縁領域は、前記第1方向に見て、互いに重なり、
前記複数の配線層の各々に形成された前記第2絶縁領域は、前記第1方向に見て、互いに重なり、
前記複数の配線層の各々に形成された前記第3絶縁領域は、前記第1方向に見て、互いに重なる、付記13ないし付記19のいずれか1つに記載の制御モジュール。
付記21.
前記接続端子は、ネジ端子である、付記1ないし付記20のいずれか1つに記載の制御モジュール。
付記22.
付記1ないし付記21のいずれか1つに記載の制御モジュールと、
前記パワーモジュールと、を備える半導体装置。
付記23.
前記接続端子と前記電源端子とを接続するワイヤハーネスをさらに備える、付記22に記載の半導体装置。
The control module and semiconductor device according to the present disclosure include embodiments relating to the following supplementary notes.
Appendix 1.
a plurality of electronic components for controlling a power module having a main body and a power terminal;
a circuit board disposed on the power module in the first direction and on which the plurality of electronic components are mounted;
a connection terminal formed on the circuit board and electrically connected to the power supply terminal;
Equipped with
The power supply terminal is applied with a power supply voltage from an external power supply,
the circuit board includes a protruding portion that protrudes beyond the main body portion when viewed in the first direction,
The connection terminal is disposed on the protrusion.
Appendix 2.
the power supply terminal is disposed on a second direction side of the main body that is perpendicular to the first direction, and protrudes in the second direction beyond the circuit board when viewed in the first direction,
2. The control module of claim 1, wherein the protrusion protrudes in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction.
Appendix 3.
the power supply terminal includes a first terminal portion connected to a high potential terminal of the external power supply and a second terminal portion connected to a low potential terminal of the external power supply,
3. The control module of claim 2, wherein the connection terminal is connected to the first terminal portion.
Appendix 4.
The first terminal portion and the second terminal portion are aligned in the third direction,
4. The control module of claim 3, wherein the protrusion protrudes in the third direction in a direction in which the first terminal portion is located relative to the second terminal portion.
Appendix 5.
the power module includes an upper arm switching element and a lower arm switching element,
5. The control module according to claim 2, wherein the electronic components control switching operations of the upper arm switching elements and the lower arm switching elements.
Appendix 6.
the power module further includes an output terminal for outputting a voltage converted from the power supply voltage by each of the switching operations,
6. The control module of claim 5, wherein the output terminal protrudes from the circuit board in a direction opposite to the direction in which the power terminal protrudes in the second direction.
Appendix 7.
7. The control module of claim 6, wherein the connection terminal is closer to the power supply terminal than the output terminal in the second direction.
Appendix 8.
the circuit board includes a first wiring pattern, a second wiring pattern, and a third wiring pattern that are spaced apart from each other when viewed in the first direction,
8. The control module according to claim 5, wherein each of the plurality of electronic components is connected to any one of the first wiring pattern, the second wiring pattern, and the third wiring pattern.
Appendix 9.
the power module includes a first signal terminal electrically connected to the upper arm switching element and a second signal terminal electrically connected to the lower arm switching element,
the first wiring pattern is electrically connected to the first signal terminal;
9. The control module of claim 8, wherein the second wiring pattern is electrically connected to the second signal terminal.
Appendix 10.
the first signal terminal and the second signal terminal have a rod shape extending in the first direction,
the circuit board includes a first terminal connection portion and a second terminal connection portion each penetrating the circuit board in the first direction;
the first terminal connection portion has the first signal terminal inserted therethrough,
the second terminal connection portion has the second signal terminal inserted therethrough;
10. The control module of claim 9, wherein the first terminal connection portion and the second terminal connection portion are aligned in the second direction.
Appendix 11.
11. The control module described in claim 10, wherein the first terminal connection portion and the second terminal connection portion overlap the power module when viewed in the first direction, and are arranged on a side where the protrusion is located rather than a center of the circuit board in the third direction.
Appendix 12.
the first wiring pattern and the second wiring pattern are aligned in the second direction,
12. The control module according to claim 8, wherein the third wiring pattern is aligned with each of the first wiring pattern and the second wiring pattern in the third direction.
Appendix 13.
13. The control module of any one of Appendix 8 to Appendix 12, wherein the circuit board further includes a first insulating region disposed between the first wiring pattern and the second wiring pattern, a second insulating region disposed between the first wiring pattern and the third wiring pattern, and a third insulating region disposed between the second wiring pattern and the third wiring pattern.
Appendix 14.
14. The control module of claim 13, wherein the plurality of electronic components include a connector to which a signal for controlling each of the switching operations is input, the connector being joined to the third wiring pattern.
Appendix 15.
15. The control module of claim 14, wherein when viewed in the first direction, the connector and the first insulating region are aligned in the third direction.
Appendix 16.
the plurality of electronic components include electronic components belonging to a first component group that controls a switching operation of the switching elements of the upper arm, and electronic components belonging to a second component group that controls a switching operation of the switching elements of the lower arm,
16. The control module of claim 13, wherein at least one electronic component belonging to the first component group is connected to the first wiring pattern, and at least one electronic component belonging to the second component group is connected to the second wiring pattern.
Appendix 17.
the first component group includes a first diode for a short-circuit protection detection circuit for the upper arm switching element,
the circuit board further includes a fourth insulating region disposed around the connection terminal when viewed in the first direction,
17. The control module of claim 16, wherein the first diode is disposed in the fourth isolation region.
Appendix 18.
the second component group includes a second diode for a short-circuit protection detection circuit for the lower arm switching element,
18. The control module of claim 16 or 17, wherein the second diode is disposed in the first isolation region.
Appendix 19.
the first component group includes a first transistor that outputs a drive signal to the upper arm switching element,
the second component group includes a second transistor that outputs a drive signal to the switching element of the lower arm,
19. The control module of any one of claims 16 to 18, wherein, when viewed in the first direction, an orientation of the first transistor and an orientation of the second transistor are different.
Appendix 20.
the circuit board has a plurality of insulating layers and a plurality of wiring layers stacked on top of each other and spaced apart from each other via the insulating layers;
the first insulating region, the second insulating region, and the third insulating region are formed in each of the plurality of wiring layers;
the first insulating regions formed in each of the plurality of wiring layers overlap each other when viewed in the first direction,
the second insulating regions formed in each of the plurality of wiring layers overlap each other when viewed in the first direction,
20. The control module of claim 13, wherein the third insulating regions formed in each of the plurality of wiring layers overlap each other when viewed in the first direction.
Appendix 21.
21. The control module of any one of claims 1 to 20, wherein the connection terminals are screw terminals.
Appendix 22.
22. A control module according to any one of claims 1 to 21,
A semiconductor device comprising the power module.
Appendix 23.
23. The semiconductor device according to claim 22, further comprising a wire harness connecting the connection terminal and the power supply terminal.

A1 :半導体装置
CM1 :制御モジュール
10A :上アーム駆動回路
20A :下アーム駆動回路
11,21 :絶縁電源部
111,211:絶縁トランス
112,212:電源IC
12,22 :ゲートドライバ部
121,221:制御IC
13,23 :プリドライバ部
131,231:電流制限回路
132,133,232,233:トランジスタ
134,135,234,235:バイアスコンデンサ
14,24 :サージ保護部
15,25 :短絡保護部
151,251:ダイオード
16,26 :二次側電源部
17,27 :電圧保護部
171,271:コンパレータ
R1,R2 :抵抗
30A :共通回路
31 :入力フィルタ部
32 :一次側電源部
33 :論理回路部
60 :回路基板
60a :第1端縁
60b :第2端縁
60c :凹部
Ly1~Ly6:配線層
F1 :第1パターン領域
F2 :第2パターン領域
F3 :第3パターン領域
61,62,63:配線パターン
65~68 :絶縁領域
69 :突出部
70 :端子接続部
70A :上アーム端子接続部
70B :下アーム端子接続部
71A,71B:ゲート接続部
72A,72B:ソースセンス接続部
73A、73B:電流センス接続部
TM :接続端子
CNT1 :コネクタ
PM :パワーモジュール
SW :スイッチング回路
Q1,Q2 :スイッチング素子
NT :ナット
511~514:電力端子
52 :信号端子
521A,521B:ゲート信号端子
522A,522B:ソースセンス信号端子
523A,523B:電流センス信号端子
53 :ケース
531 :本体部
532 :端子台
533,534:取付孔
54 :天板
WH :ワイヤハーネス
A1: semiconductor device CM1: control module 10A: upper arm drive circuit 20A: lower arm drive circuit 11, 21: insulated power supply unit 111, 211: insulated transformer 112, 212: power supply IC
12, 22: Gate driver unit 121, 221: Control IC
13, 23: Pre-driver section 131, 231: Current limiting circuit 132, 133, 232, 233: Transistors 134, 135, 234, 235: Bias capacitor 14, 24: Surge protection section 15, 25: Short circuit protection section 151, 251: Diode 16, 26: Secondary power supply section 17, 27: Voltage protection section 171, 271: Comparator R1, R2: Resistor 30A: Common circuit 31: Input filter section 32: Primary power supply section 33: Logic circuit section 60: Circuit board 60a: First edge 60b: Second edge 60c: Recesses Ly1 to Ly6: Wiring layer F1: First pattern area F2: Second pattern area F3: Third pattern area 61, 62, 63: Wiring patterns 65 to 68: Insulation area 69 : Protrusion 70 : Terminal connection portion 70A : Upper arm terminal connection portion 70B : Lower arm terminal connection portion 71A, 71B : Gate connection portion 72A, 72B : Source sense connection portion 73A, 73B : Current sense connection portion TM : Connection terminal CNT1 : Connector PM : Power module SW : Switching circuits Q1, Q2 : Switching element NT : Nuts 511-514 : Power terminal 52 : Signal terminals 521A, 521B : Gate signal terminals 522A, 522B : Source sense signal terminals 523A, 523B : Current sense signal terminal 53 : Case 531 : Main body portion 532 : Terminal blocks 533, 534 : Mounting holes 54 : Top plate WH : Wire harness

Claims (23)

本体部および電源端子を備えるパワーモジュールを制御する複数の電子部品と、
第1方向において前記パワーモジュールの上に配置され、かつ、前記複数の電子部品が実装された回路基板と、
前記電源端子に導通し、前記回路基板に形成された接続端子と、
を備えており、
前記電源端子は、外部電源から電源電圧が印加され、
前記回路基板は、前記第1方向に見て前記本体部よりも突き出た突出部を含んでおり、
前記接続端子は、前記突出部に配置されている、制御モジュール。
a plurality of electronic components for controlling a power module having a main body and a power terminal;
a circuit board disposed on the power module in the first direction and on which the plurality of electronic components are mounted;
a connection terminal formed on the circuit board and electrically connected to the power supply terminal;
Equipped with
The power supply terminal is applied with a power supply voltage from an external power supply,
the circuit board includes a protruding portion that protrudes beyond the main body portion when viewed in the first direction,
The connection terminal is disposed on the protrusion.
前記電源端子は、前記本体部の前記第1方向に直交する第2方向側に配置され、かつ、前記第1方向に見て前記回路基板よりも前記第2方向に突き出ており、
前記突出部は、前記第1方向および前記第2方向に直交する第3方向に突き出ている、請求項1に記載の制御モジュール。
the power supply terminal is disposed on a second direction side of the main body that is perpendicular to the first direction, and protrudes in the second direction beyond the circuit board when viewed in the first direction,
The control module of claim 1 , wherein the protrusion protrudes in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction.
前記電源端子は、前記外部電源の高電位側の端子に接続される第1端子部と、前記外部電源の低電位側の端子に接続される第2端子部とを含んでおり、
前記接続端子は、前記第1端子部に接続されている、請求項2に記載の制御モジュール。
the power supply terminal includes a first terminal portion connected to a high potential terminal of the external power supply and a second terminal portion connected to a low potential terminal of the external power supply,
The control module according to claim 2 , wherein the connection terminal is connected to the first terminal portion.
前記第1端子部と前記第2端子部とは、前記第3方向に並んでおり、
前記突出部は、前記第3方向において、前記第2端子部に対して前記第1端子部が位置する方向に突き出ている、請求項3に記載の制御モジュール。
The first terminal portion and the second terminal portion are aligned in the third direction,
The control module according to claim 3 , wherein the protrusion protrudes in the third direction in a direction in which the first terminal portion is located relative to the second terminal portion.
前記パワーモジュールは、上アームのスイッチング素子および下アームのスイッチング素子を備えており、
前記複数の電子部品は、前記上アームのスイッチング素子および前記下アームのスイッチング素子の各スイッチング動作を制御する、請求項2ないし請求項4のいずれか1つに記載の制御モジュール。
the power module includes an upper arm switching element and a lower arm switching element,
5. The control module according to claim 2, wherein the plurality of electronic components control switching operations of the upper arm switching elements and the lower arm switching elements.
前記パワーモジュールは、前記各スイッチング動作によって前記電源電圧から変換された電圧を出力する出力端子をさらに備えており、
前記出力端子は、前記第2方向において、前記電源端子が突き出た方向と反対方向に前記回路基板から突き出ている、請求項5に記載の制御モジュール。
the power module further includes an output terminal for outputting a voltage converted from the power supply voltage by each of the switching operations,
The control module according to claim 5 , wherein the output terminal protrudes from the circuit board in a direction opposite to a direction in which the power supply terminal protrudes in the second direction.
前記接続端子は、前記第2方向において、前記出力端子よりも前記電源端子に近い、請求項6に記載の制御モジュール。 The control module of claim 6, wherein the connection terminal is closer to the power supply terminal in the second direction than the output terminal. 前記回路基板は、前記第1方向に見て、互いに離間する第1配線パターン、第2配線パターン、および、第3配線パターンを含んでおり、
前記複数の電子部品の各々は、前記第1配線パターン、前記第2配線パターン、および、前記第3配線パターンのいずれかに接続されている、請求項5ないし請求項7のいずれか1つに記載の制御モジュール。
the circuit board includes a first wiring pattern, a second wiring pattern, and a third wiring pattern that are spaced apart from each other when viewed in the first direction,
8. The control module according to claim 5, wherein each of the plurality of electronic components is connected to any one of the first wiring pattern, the second wiring pattern, and the third wiring pattern.
前記パワーモジュールは、前記上アームのスイッチング素子に導通する第1信号端子と、前記下アームのスイッチング素子に導通する第2信号端子とを備えており、
前記第1配線パターンは、前記第1信号端子に導通し、
前記第2配線パターンは、前記第2信号端子に導通する、請求項8に記載の制御モジュール。
the power module includes a first signal terminal electrically connected to the upper arm switching element and a second signal terminal electrically connected to the lower arm switching element,
the first wiring pattern is electrically connected to the first signal terminal;
The control module according to claim 8 , wherein the second wiring pattern is electrically connected to the second signal terminal.
前記第1信号端子および前記第2信号端子は、前記第1方向に延びる棒状であり、
前記回路基板は、各々が前記第1方向に前記回路基板を貫通する第1端子接続部および第2端子接続部を含んでおり、
前記第1端子接続部は、前記第1信号端子が挿通され、
前記第2端子接続部は、前記第2信号端子が挿通され、
前記第1端子接続部と前記第2端子接続部とは、前記第2方向に並んでいる、請求項9に記載の制御モジュール。
the first signal terminal and the second signal terminal have a rod shape extending in the first direction,
the circuit board includes a first terminal connection portion and a second terminal connection portion each penetrating the circuit board in the first direction;
the first terminal connection portion has the first signal terminal inserted therethrough,
the second terminal connection portion has the second signal terminal inserted therethrough,
The control module according to claim 9 , wherein the first terminal connection portion and the second terminal connection portion are aligned in the second direction.
前記第1端子接続部と前記第2端子接続部とは、前記第1方向に見て、前記パワーモジュールに重なり、かつ、前記第3方向において、前記回路基板の中央よりも、前記突出部が位置する側に配置されている、請求項10に記載の制御モジュール。 The control module according to claim 10, wherein the first terminal connection portion and the second terminal connection portion overlap the power module when viewed in the first direction, and are disposed, in the third direction, on the side where the protrusion is located, relative to the center of the circuit board. 前記第1配線パターンと前記第2配線パターンとは、前記第2方向に並んでおり、
前記第3配線パターンは、前記第1配線パターンおよび前記第2配線パターンのそれぞれと、前記第3方向に並んでいる、請求項8ないし請求項11のいずれか1つに記載の制御モジュール。
the first wiring pattern and the second wiring pattern are aligned in the second direction,
12. The control module according to claim 8, wherein the third wiring pattern is aligned with each of the first wiring pattern and the second wiring pattern in the third direction.
前記回路基板は、前記第1配線パターンと前記第2配線パターンとの間に配置された第1絶縁領域と、前記第1配線パターンと前記第3配線パターンとの間に配置された第2絶縁領域と、前記第2配線パターンと前記第3配線パターンとの間に配置され第3絶縁領域と、をさらに含む、請求項8ないし請求項12のいずれか1つに記載の制御モジュール。 A control module as described in any one of claims 8 to 12, wherein the circuit board further includes a first insulating region arranged between the first wiring pattern and the second wiring pattern, a second insulating region arranged between the first wiring pattern and the third wiring pattern, and a third insulating region arranged between the second wiring pattern and the third wiring pattern. 前記複数の電子部品は、前記各スイッチング動作を制御するための信号が入力されるコネクタを含んでおり、当該コネクタは、前記第3配線パターンに接合されている、請求項13に記載の制御モジュール。 The control module of claim 13, wherein the plurality of electronic components include a connector to which a signal for controlling each of the switching operations is input, the connector being joined to the third wiring pattern. 前記第1方向に見て、前記コネクタと前記第1絶縁領域とは、前記第3方向に並んでいる、請求項14に記載の制御モジュール。 The control module described in claim 14, wherein, when viewed in the first direction, the connector and the first insulating region are aligned in the third direction. 前記複数の電子部品は、前記上アームのスイッチング素子のスイッチング動作を制御する第1部品群に属する電子部品と、前記下アームのスイッチング素子のスイッチング動作を制御する第2部品群に属する電子部品と、を含んでおり、
前記第1部品群に属する少なくとも1つの電子部品は、前記第1配線パターンに接続されており、前記第2部品群に属する少なくとも1つの電子部品は、前記第2配線パターンに接続されている、請求項13ないし請求項15のいずれか1つに記載の制御モジュール。
the plurality of electronic components include electronic components belonging to a first component group that controls a switching operation of the switching elements of the upper arm, and electronic components belonging to a second component group that controls a switching operation of the switching elements of the lower arm,
16. The control module according to claim 13, wherein at least one electronic component belonging to the first component group is connected to the first wiring pattern, and at least one electronic component belonging to the second component group is connected to the second wiring pattern.
前記第1部品群は、前記上アームのスイッチング素子の短絡保護検知回路用の第1ダイオードを含んでおり、
前記回路基板は、前記第1方向に見て、前記接続端子の周囲に配置された第4絶縁領域をさらに含んでおり、
前記第1ダイオードは、前記第4絶縁領域に配置されている、請求項16に記載の制御モジュール。
the first component group includes a first diode for a short-circuit protection detection circuit for the upper arm switching element,
the circuit board further includes a fourth insulating region disposed around the connection terminal when viewed in the first direction,
17. The control module of claim 16, wherein the first diode is disposed in the fourth isolation region.
前記第2部品群は、前記下アームのスイッチング素子の短絡保護検知回路用の第2ダイオードを含んでおり、
前記第2ダイオードは、前記第1絶縁領域に配置されている、請求項16または請求項17に記載の制御モジュール。
the second component group includes a second diode for a short-circuit protection detection circuit for the lower arm switching element,
18. The control module of claim 16 or 17, wherein the second diode is disposed in the first insulating region.
前記第1部品群は、前記上アームのスイッチング素子に駆動信号を出力する第1トランジスタを含み、
前記第2部品群は、前記下アームのスイッチング素子に駆動信号を出力する第2トランジスタを含み、
前記第1方向に見て、前記第1トランジスタの向きと前記第2トランジスタの向きとが異なっている、請求項16ないし請求項18のいずれか1つに記載の制御モジュール。
the first component group includes a first transistor that outputs a drive signal to the upper arm switching element,
the second component group includes a second transistor that outputs a drive signal to the switching element of the lower arm,
19. The control module according to claim 16, wherein an orientation of the first transistor and an orientation of the second transistor are different when viewed in the first direction.
前記回路基板は、複数の絶縁層と、これら絶縁層を介して互いに離間し且つ互いに積層された複数の配線層とを有しており、
前記第1絶縁領域、前記第2絶縁領域、および、前記第3絶縁領域は、前記複数の配線層の各々に形成されており、
前記複数の配線層の各々に形成された前記第1絶縁領域は、前記第1方向に見て、互いに重なり、
前記複数の配線層の各々に形成された前記第2絶縁領域は、前記第1方向に見て、互いに重なり、
前記複数の配線層の各々に形成された前記第3絶縁領域は、前記第1方向に見て、互いに重なる、請求項13ないし請求項19のいずれか1つに記載の制御モジュール。
the circuit board has a plurality of insulating layers and a plurality of wiring layers stacked on top of each other and spaced apart from each other via the insulating layers;
the first insulating region, the second insulating region, and the third insulating region are formed in each of the plurality of wiring layers;
the first insulating regions formed in each of the plurality of wiring layers overlap each other when viewed in the first direction,
the second insulating regions formed in each of the plurality of wiring layers overlap each other when viewed in the first direction,
20. The control module according to claim 13, wherein the third insulating regions formed in each of the plurality of wiring layers overlap each other when viewed in the first direction.
前記接続端子は、ネジ端子である、請求項1ないし請求項20のいずれか1つに記載の制御モジュール。 A control module as described in any one of claims 1 to 20, wherein the connection terminals are screw terminals. 請求項1ないし請求項21のいずれか1つに記載の制御モジュールと、
前記パワーモジュールと、を備える半導体装置。
A control module according to any one of claims 1 to 21;
A semiconductor device comprising the power module.
前記接続端子と前記電源端子とを接続するワイヤハーネスをさらに備える、請求項22に記載の半導体装置。The semiconductor device of claim 22, further comprising a wire harness connecting the connection terminal and the power supply terminal.
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