[发明专利]电力用半导体模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种内置有开关元件和对于开关元件反并联连接的二极管的电力用半导体模块。

背景技术

内置有开关元件和对于开关元件反并联连接的二极管的电力用半导体模块广泛应用于进行直流-交流、直流-直流等转换的电力转换器等。以往，在开关元件、二极管中使用Si(硅)半导体，但是最近推进应用以SiC(碳化硅)半导体为代表的宽禁带(Wide Band Gap)半导体的开发。SiC半导体与Si半导体相比具有低损耗、能够进行高温动作、高耐压这种特征，通过使用SiC半导体，能够实现电力用半导体模块的小型化、低损耗化，而且，能够实现安装在电力用半导体模块上的冷却器的小型化、使用了电力用半导体模块的电力转换器的高效率化。

通过在开关元件和二极管这双方中使用SiC半导体，如上所述的效果变大。然而，开关元件与二极管相比构造复杂，因此关于在开关元件中使用SiC半导体，还留有制造上的课题。为此，提出了如下半导体模块(例如参照专利文献1)：在开关元件中使用Si半导体而仅在二极管中使用SiC半导体，在同一金属基底之上配置有Si制开关元件和SiC制二极管。

专利文献1：日本特开2004-95670号公报(第10-11页、第8图)

发明内容

发明要解决的问题

在将Si制开关元件和SiC制二极管配置在同一电力用半导体模块内的情况下，与Si制开关元件相比，SiC制二极管的损耗更小，能够进行高温下的动作，因此需要考虑其特性来设为在热学上最佳的配置、构造。在专利文献1所示的现有的半导体模块中，Si制开关元件和SiC制二极管在左右分开配置。Si制开关元件和SiC制二极管配置在不同的绝缘基板之上，但是在配置多个Si制开关元件的情况下，存在如下问题：由于Si制开关元件彼此的热干扰而配置在电力用半导体模块的中央区域上的Si制开关元件的温度有可能上升。

本发明是为了解决如上所述的问题而完成的，用于得到一种如下电力用半导体模块：在将由Si半导体制作的开关元件和由能够在更高的温度下利用的宽禁带半导体制作的二极管配置在同一电力用半导体模块内的情况下，由Si半导体制作的开关元件的温度上升被抑制为较低，冷却效率高。

用于解决问题的方案

本发明所涉及的电力用半导体模块具备Si半导体元件和宽禁带半导体元件，宽禁带半导体元件配置在电力用半导体模块的中央区域，Si半导体元件配置在中央区域的两侧或周边。

发明的效果

在本发明所涉及的电力用半导体模块中，宽禁带半导体元件配置在电力用半导体模块的中央区域，Si半导体元件配置在中央区域的两侧或周边，因此，Si半导体元件的温度上升抑制为较低，能够提高电力用半导体模块的冷却效率。

附图说明

图1是本发明的实施方式1中的电力用半导体模块的截面图。

图2是表示本发明的实施方式1中的电力用半导体模块的内部配置的俯视图。

图3是表示本发明的实施方式2中的电力用半导体模块的内部配置的俯视图。

图4是表示本发明的实施方式3中的电力用半导体模块的内部配置的俯视图。

图5是表示本发明的实施方式4中的电力用半导体模块的内部配置的俯视图。

图6是本发明的实施方式5中的电力用半导体模块的截面图。

（附图标记说明）

1：底板；2：绝缘基板；3：导体图案；4：Si制开关元件；5：SiC制二极管；6、20：电线布线；7、8：主电极；9、10：控制端子；11：壳体；12：绝缘密封材料；13、14：主电极安装点；15、16：控制端子安装点；17：安装孔；18：开关元件用绝缘基板；19：二极管用绝缘基板；21：开关元件用底板；22：二极管用底板；23：绝热性材料；24：高耐热绝缘密封材料；25：低耐热绝缘密封材料；100、200、300、400、500：电力用半导体模块。

具体实施方式

实施方式1．

图1是用于实施本发明的实施方式1中的电力用半导体模块的截面图，是简化示出电力用半导体模块的截面的图。在图1中，电力用半导体模块100由底（base）板1、绝缘基板2、导体图案3、由Si半导体制作的Si制开关元件4、由作为宽禁带半导体的SiC半导体制作的SiC制二极管5、电线布线6、主电极7、8、控制端子9、10、壳体11、绝缘密封材料12等构成。Si制开关元件4是Si半导体元件，SiC制二极管5是宽禁带半导体元件。