半導(dǎo)體模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導(dǎo)體模塊。一種半導(dǎo)體模塊，其被安裝在安裝對(duì)象上并且通過被供給冷卻介質(zhì)的冷卻器而被冷卻，該半導(dǎo)體模塊包括：封裝體；多個(gè)半導(dǎo)體元件，其被設(shè)置在所述封裝體內(nèi)；以及溫度傳感器，其被設(shè)置在所述多個(gè)半導(dǎo)體元件的一部分中。具有所述溫度傳感器的所述半導(dǎo)體元件被配置為比其它半導(dǎo)體元件更鄰近所述封裝體的一個(gè)邊緣部。具有所述溫度傳感器的所述半導(dǎo)體模塊被安裝在所述安裝對(duì)象上，以使得具有所述溫度傳感器的所述半導(dǎo)體元件位于所述多個(gè)半導(dǎo)體元件中最上面的位置處。
【專利說明】
半導(dǎo)體模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體模塊，其包括多個(gè)半導(dǎo)體元件，被安裝在安裝對(duì)象上，并且由被供給冷卻介質(zhì)的冷卻器冷卻。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)上，作為此類半導(dǎo)體模塊，已知用于半橋電路的半導(dǎo)體模塊，該模塊包括構(gòu)成上臂側(cè)半導(dǎo)體芯片的晶體管芯片和二極管芯片以及構(gòu)成下臂元件側(cè)半導(dǎo)體芯片的晶體管芯片和二極管芯片(例如，公開號(hào)為2004-208411的日本專利申請(qǐng)(JP 2004-208411 A))。在該半導(dǎo)體模塊中，兩個(gè)晶體管芯片和兩個(gè)二極管芯片在中間側(cè)板的長(zhǎng)邊方向上排列成一列。構(gòu)成上臂側(cè)半導(dǎo)體芯片的晶體管芯片和二極管芯片沿中間側(cè)板的長(zhǎng)邊方向彼此相鄰，構(gòu)成下臂元件側(cè)半導(dǎo)體芯片的晶體管芯片和二極管芯片沿長(zhǎng)邊方向彼此相鄰。
[0003]—般地，上述半導(dǎo)體模塊通過將冷卻介質(zhì)供給到冷卻器中而被冷卻，該冷卻器被設(shè)置為與模塊接觸。然而，在半導(dǎo)體模塊中，當(dāng)被供給到冷卻器的冷卻介質(zhì)的量因某些原因而減少，冷卻器內(nèi)的液位下降時(shí)，半導(dǎo)體模塊中所包括的所有半導(dǎo)體元件的溫度因?yàn)槔鋮s性能的劣化而升高。因此，即使在多個(gè)半導(dǎo)體元件的一部分中設(shè)置溫度傳感器，檢測(cè)冷卻器的冷卻性能劣化的時(shí)間也會(huì)延遲，這可導(dǎo)致所述多個(gè)半導(dǎo)體元件過熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體模塊，以使得即使當(dāng)冷卻半導(dǎo)體模塊的冷卻器的冷卻性能劣化，也能夠抑制該半導(dǎo)體模塊中所包括的多個(gè)半導(dǎo)體元件的過熱。
[0005]本發(fā)明的一方面涉及一種半導(dǎo)體模塊。所述半導(dǎo)體模塊被安裝在安裝對(duì)象上，并且通過被供給冷卻介質(zhì)的冷卻器而被冷卻。所述半導(dǎo)體模塊包括:封裝體；多個(gè)半導(dǎo)體元件，其被設(shè)置在所述封裝體內(nèi)；以及溫度傳感器，其被設(shè)置在所述多個(gè)半導(dǎo)體元件的一部分中。具有所述溫度傳感器的所述半導(dǎo)體元件被構(gòu)造為比其它半導(dǎo)體元件更鄰近所述封裝體的一個(gè)邊緣部，并且所述半導(dǎo)體模塊被安裝在所述安裝對(duì)象上，以使得具有所述溫度傳感器的所述半導(dǎo)體元件位于所述多個(gè)半導(dǎo)體元件中最上面的位置處。
[0006]該半導(dǎo)體模塊包括封裝體和設(shè)置在封裝體內(nèi)的多個(gè)半導(dǎo)體元件，并且所述多個(gè)半導(dǎo)體元件中的一部分具有溫度傳感器。進(jìn)一步地，具有溫度傳感器的半導(dǎo)體元件比其它半導(dǎo)體元件更鄰近封裝體的一個(gè)邊緣部。此外，該半導(dǎo)體模塊被安裝在安裝對(duì)象上，以使得具有溫度傳感器的半導(dǎo)體元件位于所述多個(gè)半導(dǎo)體元件中最上面的位置處，并且該半導(dǎo)體模塊通過被供給冷卻介質(zhì)的冷卻器而被冷卻。因此，當(dāng)被供給到冷卻器的冷卻介質(zhì)的量減少，冷卻器內(nèi)的液位下降時(shí)，位于所述多個(gè)半導(dǎo)體元件中的最上面位置的半導(dǎo)體元件(即，具有溫度傳感器的半導(dǎo)體元件)的溫度隨著冷卻器的冷卻性能的劣化而最早升高。因此，通過監(jiān)視被設(shè)置在位于最上面位置處的半導(dǎo)體元件中的溫度傳感器的檢測(cè)值，可以立即檢測(cè)到冷卻器的冷卻性能的劣化，并且可以立即執(zhí)行用于保護(hù)所述多個(gè)半導(dǎo)體元件的處理。因此，即使冷卻半導(dǎo)體模塊的冷卻器的冷卻性能劣化，也可抑制半導(dǎo)體模塊中包括的多個(gè)半導(dǎo)體元件的過熱。
[0007]所述多個(gè)半導(dǎo)體元件可以包括具有所述溫度傳感器的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)和不具有所述溫度傳感器的二極管。因此，即使冷卻器的冷卻性能劣化，也可通過在IGBT的溫度傳感器的檢測(cè)值超過閾值時(shí)關(guān)斷IGBT，有利地抑制IGBT和二極管兩者的過熱。
[0008]進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體模塊可以構(gòu)造驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的逆變器，并且可以被安裝在具有由所述逆變器驅(qū)動(dòng)的所述電動(dòng)機(jī)的車輛上。因此，通過構(gòu)造上述驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)機(jī)的逆變器的半導(dǎo)體模塊，可以抑制逆變器的過熱，并且提高逆變器的耐久性。
[0009]另外，上述車輛可以具有:多個(gè)所述冷卻器，這些冷卻器被設(shè)置為與所述半導(dǎo)體模塊的兩面都接觸;儲(chǔ)液罐，其存儲(chǔ)冷卻介質(zhì);栗，其從所述儲(chǔ)液罐吸入所述冷卻介質(zhì)，并且在壓力下將所述冷卻介質(zhì)供給到所述冷卻器；以及散熱器，其冷卻從所述冷卻器返回到所述儲(chǔ)液罐的所述冷卻介質(zhì)。
【附圖說明】
[0010]下面將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征、優(yōu)點(diǎn)，以及技術(shù)和工業(yè)意義，在所述附圖中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的部件，其中:
[0011]圖1是其上安裝有包括根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的電力控制單元的電動(dòng)車輛的示意性配置；
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的示意性配置；
[0013]圖3是被安裝在圖1所示的電動(dòng)車輛上的冷卻系統(tǒng)的示意性配置；
[0014]圖4是被安裝在圖1所示的電動(dòng)車輛上的構(gòu)成冷卻系統(tǒng)的冷卻器、以及半導(dǎo)體模塊的示意性配置；
[0015]圖5是被安裝在圖1所示的電動(dòng)車輛上的構(gòu)成冷卻系統(tǒng)的冷卻器、以及半導(dǎo)體模塊的局部截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]接下來參考附圖解釋用于實(shí)施本發(fā)明的模式。
[0017]圖1是其上安裝有包括根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體模塊的電力控制單元的電動(dòng)車輛I的示意性配置。圖中所示的電動(dòng)車輛I包括:電動(dòng)機(jī)MG，其通過差動(dòng)齒輪等與左右驅(qū)動(dòng)輪DW相連；電池2;電力控制單元(下文稱為“PCU”)4，其通過系統(tǒng)主繼電器3與電池2相連，并且驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)MG;以及電子控制單元(下文稱為“ECU”)，其控制整個(gè)電動(dòng)車輛I。
[0018]電動(dòng)機(jī)MG被配置為三相同步電動(dòng)機(jī)，并且通過PCU 4與電池2交換電力。電動(dòng)機(jī)MG通過來自電池2的電力而被驅(qū)動(dòng)，并且向驅(qū)動(dòng)輪DW輸出行駛轉(zhuǎn)矩。進(jìn)一步地，電動(dòng)機(jī)MG在電動(dòng)車輛I制動(dòng)時(shí)向驅(qū)動(dòng)輪DW輸出再生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。另外，在電動(dòng)機(jī)MG中設(shè)置用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角Θ (旋轉(zhuǎn)位置)的旋轉(zhuǎn)角傳感器(解角器)6。電池2為鋰離子二次電池或鎳氫二次電池。如圖所示，系統(tǒng)主繼電器3具有與正電極側(cè)的電力線PL相連的正電極側(cè)繼電器，以及與負(fù)電極側(cè)的電力線NL相連的負(fù)電極側(cè)繼電器。
[0019]P⑶4包括逆變器40，其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)MG;升壓轉(zhuǎn)換器(電壓轉(zhuǎn)換單元)45，其升高來自電池2的電力的電壓；以及平滑電容器46和47。逆變器40包括:六個(gè)晶體管(開關(guān)元件)1>1、1>2、1>3、1>4、1>5和1^6，其為例如絕緣柵雙極型晶體管(1681');以及六個(gè)二極管01、D2、D3、D4、D5和D6，其分別與晶體管Trl到Tr6反并聯(lián)連接。六個(gè)晶體管Trl到Tr6形成對(duì)，以使得相對(duì)于正電極側(cè)的電力線PL和負(fù)電極側(cè)的電力線NL，每個(gè)對(duì)中的一個(gè)晶體管位于源側(cè)，另一晶體管位于漏(s ink)側(cè)。進(jìn)一步地，電動(dòng)機(jī)MG的三相線圈的任一對(duì)應(yīng)相(U相、V相和W相)與形成對(duì)的兩個(gè)晶體管之間的連接點(diǎn)中的每一個(gè)電連接。
[0020]在該實(shí)施例中，如圖2所示，與電動(dòng)機(jī)MG的U相對(duì)應(yīng)的晶體管Trl、Tr2以及二極管Dl和D2被設(shè)置(掩埋)在通過樹脂成型制成的封裝體P中，由此將單個(gè)半導(dǎo)體模塊Mu與封裝體P配置在一起。與電動(dòng)機(jī)MG的V相對(duì)應(yīng)的晶體管Tr3、Tr4和二極管D3、D4被設(shè)置(掩埋)在通過樹脂成型制成的封裝體P中，由此將單個(gè)半導(dǎo)體模塊Mv與封裝體P配置在一起。進(jìn)一步地，與電動(dòng)機(jī)MG的W相對(duì)應(yīng)的晶體管Tr5、Tr6和二極管D5、D6被設(shè)置(掩埋)在通過樹脂成型制成的封裝體P中，從而將單個(gè)半導(dǎo)體模塊Mw與封裝體P配置在一起。在該實(shí)施例中，半導(dǎo)體模塊Mu、Mv、Mw每一個(gè)的封裝體P被形成為如圖2所示的矩形板形狀，并且在封裝體殼的正面和背面(除窄邊表面之外的兩面)上設(shè)置熱沉(未示出)。晶體管Trl到Tr6被設(shè)置有溫度傳感器80，所述溫度傳感器80分別檢測(cè)晶體管Trl到Tr6的溫度(在圖1中，僅示出用于晶體管Tr5的溫度傳感器80)。
[0021]進(jìn)一步地，逆變器40包括自保護(hù)電路44，其用于保護(hù)晶體管Trl到Tr6和二極管Dl至IJD6，并且晶體管Trl到Tr6的溫度傳感器80與自保護(hù)電路44相連。自保護(hù)電路44將晶體管Trl到Tr6的溫度傳感器80檢測(cè)到的溫度與預(yù)定的閾值溫度進(jìn)行比較，并且在被設(shè)置于晶體管Trl到Tr6任一者內(nèi)的溫度傳感器80的檢測(cè)值超過閾值溫度時(shí)，輸出異常檢測(cè)信號(hào)。在該實(shí)施例中，當(dāng)電流傳感器(未示出)檢測(cè)到的在電動(dòng)機(jī)MG的每個(gè)相中流動(dòng)的電流(相電流)超過預(yù)定的閾值電流時(shí)，自保護(hù)電路44也輸出異常檢測(cè)信號(hào)。
[0022]升壓轉(zhuǎn)換器45包括:兩個(gè)晶體管Tr7、Tr8，其為例如絕緣柵雙極型晶體管(IGBT);兩個(gè)二極管D7、D8，其分別與晶體管Tr7、Tr8反并聯(lián)連接；以及電抗器L。電抗器L的一端通過系統(tǒng)主繼電器3與電池2的正電極端子電連接，并且，其中一個(gè)晶體管Tr7(上臂)的發(fā)射極和另一晶體管Tr8(下臂)的集電極與電抗器L的另一端電連接。晶體管Tr7的集電極與正電極側(cè)的電力線PL電連接，晶體管Tr8的發(fā)射極與負(fù)電極側(cè)的電力線NL電連接。在該實(shí)施例中，升壓轉(zhuǎn)換器45的晶體管Tr7、Tr8和二極管D7、D8也被設(shè)置(掩埋)在通過樹脂成型制成的封裝體中，由此將單個(gè)半導(dǎo)體模塊Mc與封裝體配置在一起。
[0023]平滑電容器46被設(shè)置在系統(tǒng)主繼電器3與升壓轉(zhuǎn)換器45之間，并且執(zhí)行對(duì)升壓轉(zhuǎn)換器45的電池2側(cè)的電壓(S卩，升壓前的電壓VL)的平滑處理。進(jìn)一步地，平滑電容器47被設(shè)置在升壓轉(zhuǎn)換器45與逆變器40之間，并且執(zhí)行對(duì)升壓之后的電壓VH(被升壓轉(zhuǎn)換器45升壓)的平滑處理。
[0024]E⑶10被配置為包括CPU(未示出)的微計(jì)算機(jī)，并且輸入來自啟動(dòng)開關(guān)(點(diǎn)火開關(guān))(未示出)的系統(tǒng)啟動(dòng)指令和系統(tǒng)停止指令、旋轉(zhuǎn)角傳感器6所檢測(cè)到的電動(dòng)機(jī)MG的旋轉(zhuǎn)角Θ、電壓傳感器(未示出)所檢測(cè)到的升壓前電壓VL和升壓后電壓VH、來自電流傳感器(未示出)的相位電流值、來自自保護(hù)電路44的異常檢測(cè)信號(hào)等等。ECU 10基于這些輸入信號(hào)產(chǎn)生逆變器40和升壓轉(zhuǎn)換器45的晶體管中每一個(gè)的開關(guān)控制信號(hào)，并且執(zhí)行逆變器40和升壓轉(zhuǎn)換器45的開關(guān)控制。
[0025]進(jìn)一步地，在接收到來自逆變器40的自保護(hù)電路44的異常檢測(cè)信號(hào)時(shí)，E⑶10停止上述開關(guān)控制并且關(guān)斷晶體管Trl到Tr8，以關(guān)閉逆變器40和升壓轉(zhuǎn)換器45。因此，可以抑制晶體管Trl到Tr8和二極管Dl到D8的過熱，并且抑制過量電流在晶體管Trl到Tr8和二極管Dl到D8中的流動(dòng)。進(jìn)一步地，E⑶10執(zhí)行打開和閉合系統(tǒng)主繼電器3的控制。E⑶10的上述功能可以分布到多個(gè)電子控制單元中。
[0026]圖3是用于冷卻P⑶4(8卩，逆變器40、升壓轉(zhuǎn)換器45等等)的冷卻系統(tǒng)5的示意性配置。如圖所示，冷卻系統(tǒng)5包括多個(gè)冷卻器50、存儲(chǔ)諸如LLC(長(zhǎng)壽命冷卻劑)的冷卻介質(zhì)(冷卻液)的儲(chǔ)液罐53、制冷栗55、以及散熱器57。
[0027]如圖3和圖4所示，多個(gè)冷卻器50被設(shè)置為交替地與配置逆變器40的多個(gè)半導(dǎo)體模塊Mu、Mv、Mw，以及配置升壓轉(zhuǎn)換器45的半導(dǎo)體模塊Mc對(duì)齊。換言之，為半導(dǎo)體模塊中的一個(gè)設(shè)置兩個(gè)冷卻器50，以使冷卻器50分別與該模塊的正面和背面接觸。進(jìn)一步地，彼此相鄰的冷卻器50通過連通管51在內(nèi)部彼此相通。制冷栗55從儲(chǔ)液罐53中吸入冷卻介質(zhì)，并且在壓力下將冷卻介質(zhì)供給到位于距離制冷栗55最近的一端側(cè)的冷卻器50。被供給到冷卻器50的冷卻介質(zhì)連續(xù)地流入彼此相鄰的冷卻器50，在每個(gè)冷卻器50內(nèi)部流動(dòng)的冷卻介質(zhì)從與冷卻器50接觸的半導(dǎo)體模塊Mu等帶走熱量，由此冷卻介質(zhì)的溫度升高。從每個(gè)冷卻器50流出的冷卻介質(zhì)流入散熱器57的熱交換部，被散熱器57冷卻，然后返回到儲(chǔ)液罐53。由此，每個(gè)冷卻器50可以通過在多個(gè)冷卻器50內(nèi)部供給和循環(huán)冷卻介質(zhì)來冷卻半導(dǎo)體模塊Mu、Mv、Mw、Mc0
[0028]在此，當(dāng)電動(dòng)車輛I行駛時(shí)，由于例如飛濺的礫石等擊中散熱器57而可能發(fā)生冷卻介質(zhì)的泄漏。當(dāng)發(fā)生此類冷卻介質(zhì)泄漏時(shí)，儲(chǔ)液罐53的液位下降，由此導(dǎo)致制冷栗55吸入空氣，或者使得制冷栗55無法在壓力下供給冷卻介質(zhì)。進(jìn)一步地，當(dāng)從制冷栗55供給到每個(gè)冷卻器50的冷卻介質(zhì)的量減少時(shí)，每個(gè)冷卻器50內(nèi)的液位下降，冷卻性能劣化。由此，使配置逆變器40的半導(dǎo)體模塊Mu、Mv、Mw的溫度，以及配置升壓轉(zhuǎn)換器45的半導(dǎo)體模塊Mc中所包括的晶體管Trl到Tr8和二極管Dl到D8的溫度升高。
[0029]基于此，如圖2和圖5所示，逆變器40的半導(dǎo)體模塊Mu被制造(配置)為使得:作為具有溫度傳感器80的半導(dǎo)體元件的晶體管Trl和Tr2比沒有溫度傳感器80的二極管Dl和D2更鄰近由樹脂制成的封裝體P的任一個(gè)邊緣部Pe(—個(gè)邊緣部)(參見圖2和4，圖中的上邊緣部)，并且沿著該邊緣部Pe排列成一列。類似地，逆變器40的半導(dǎo)體模塊Mv被制造(配置)為使得:具有溫度傳感器80的晶體管Tr3和Tr4比二極管D3和D4更鄰近封裝體P的任一個(gè)邊緣部Pe，并且沿著該邊緣部Pe排列成一列。逆變器40的半導(dǎo)體模塊Mw被制造(配置)為使得:具有溫度傳感器80的晶體管Tr5和Tr6比二極管D5和D6更鄰近封裝體P的任一個(gè)邊緣部Pe，并且沿著該邊緣部Pe排列成一列。
[0030]進(jìn)一步地，半導(dǎo)體模塊Mu、Mv、Mw被設(shè)置在K:U4的殼400(參見圖3)內(nèi)，以使得:半導(dǎo)體模塊Mu、Mv、Mw與冷卻器50交替地排列，并且封裝體P的邊緣部Pe(S卩，晶體管Trl到Tr6)位于殼400的頂板側(cè)。然后，PCU 4被安裝在電動(dòng)車輛I上，以使得半導(dǎo)體模塊Mu、Mv、Mw的封裝體P的邊緣部Pe(S卩，晶體管Trl到Tr6)位于鉛垂上側(cè)。由此，當(dāng)PCU 4安裝在電動(dòng)車輛I上時(shí)，具有溫度傳感器80的晶體管Trl和Tr2位于半導(dǎo)體模塊Mu中所有元件當(dāng)中的最上面位置處，具有溫度傳感器80的晶體管Tr3和Tr4位于半導(dǎo)體模塊Mv中所有元件當(dāng)中的最上面位置處，并且具有溫度傳感器80的晶體管Tr5和Tr6位于半導(dǎo)體模塊Mw中所有元件當(dāng)中的最上面位置處。
[0031]因此，當(dāng)在電動(dòng)車輛I正在行駛等的同時(shí)，從制冷栗55供給到每個(gè)冷卻器50的冷卻介質(zhì)的量減少并且至少任一個(gè)冷卻器50(例如，離制冷栗55最遠(yuǎn)的冷卻器50)內(nèi)的液位(參見圖5中交替的一長(zhǎng)兩短虛線)下降時(shí)，位于與冷卻器50接觸的半導(dǎo)體模塊Mu、Mv、Mw的任一個(gè)中的最上面位置處的晶體管Trl到Tr6中的至少任一個(gè)的溫度隨著冷卻器50的冷卻性能的劣化而最早升高。因此，通過監(jiān)視設(shè)置在晶體管Tr I到Tr6中的溫度傳感器80的檢測(cè)值，可以立即檢測(cè)到冷卻器50的冷卻性能的劣化，并且可以立即執(zhí)行用于保護(hù)半導(dǎo)體模塊Mu、Mv、Mw (逆變器40)的晶體管Tr I到Tr6和二極管Dl到D6、以及半導(dǎo)體模塊Mc (升壓轉(zhuǎn)換器45)的晶體管Tr7、Tr8和二極管D7、D8的處理。
[0032]由此，在電動(dòng)車輛I中，當(dāng)來自設(shè)置在晶體管TrI到Tr6任一者內(nèi)的溫度傳感器80的檢測(cè)值超過上述閾值溫度時(shí)，逆變器40的自保護(hù)電路44輸出異常檢測(cè)信號(hào)，并且已經(jīng)接收到該異常檢測(cè)信號(hào)的ECU 10關(guān)斷晶體管Trl到Tr8，由此關(guān)閉逆變器40和升壓轉(zhuǎn)換器45。因此，即使冷卻器50中任一個(gè)的冷卻性能劣化，也可有利地抑制半導(dǎo)體模塊Mu、Mv、Mw、Mc中所包括的晶體管Trl到Tr8和二極管Dl到D8的過熱。因此，在電動(dòng)車輛I中，逆變器40和升壓轉(zhuǎn)換器45的過熱得到抑制，從而可以提高逆變器40和升壓轉(zhuǎn)換器45的耐久性。
[0033]如至此所解釋的，配置PCU 4逆變器40的半導(dǎo)體模塊Mu、Mv、Mw包括封裝體P、以及分別被設(shè)置在封裝體P內(nèi)的晶體管Trl、Tr2和二極管Dl和D2、晶體管Tr3、Tr4和二極管D3、D4、晶體管Tr5、Tr6和二極管D5、D6。晶體管Trl到Tr6分別具有溫度傳感器80。進(jìn)一步地，晶體管Trl、Tr2比二極管Dl和D2更鄰近封裝體P的邊緣部Pe，晶體管Tr3、Tr4比二極管D3、D4更鄰近封裝體P的邊緣部Pe，并且晶體管Tr5、Tr6比二極管D5、D6更鄰近封裝體P的邊緣部Pe。然后，半導(dǎo)體模塊Mu、Mv和Mw被安裝在電動(dòng)車輛I上，以使得:晶體管TrI和Tr2、晶體管Tr3和Tr4以及晶體管Tr5和Tr6位于被包括在半導(dǎo)體模塊Mu、Mv和Mw每一者內(nèi)的所有半導(dǎo)體元件當(dāng)中的最上面位置處，并且通過被供給冷卻介質(zhì)的冷卻器50而被冷卻。由此，通過監(jiān)視設(shè)置在晶體管Trl到Tr6中的溫度傳感器80的檢測(cè)值，可以立即檢測(cè)到冷卻器50的冷卻性能的劣化，并且可以立即執(zhí)行用于保護(hù)晶體管Trl到Tr6和二極管Dl到D6的處理。因此，即使冷卻器50的冷卻性能劣化，也可有利地抑制被包括在半導(dǎo)體模塊Mu、Mv和Mw中的晶體管Trl到Tr6和二極管Dl到D6的過熱。
[0034]并非總是需要在配置逆變器40的所有晶體管Trl到Tr6中都設(shè)置溫度傳感器80。這意味著，考慮到PCU 4在電動(dòng)車輛I上的安裝狀態(tài)(例如，PCU 4相對(duì)于車體稍微傾斜地安裝)以及電動(dòng)車輛I正在行駛(包括上坡和下坡行駛)時(shí)PCU 4的姿勢(shì)，溫度傳感器80可以被設(shè)置于在所有元件當(dāng)中可位于鉛垂最上面位置處的至少一個(gè)晶體管中。進(jìn)一步地，自保護(hù)電路可以內(nèi)置于逆變器40的晶體管Trl到Tr6的至少任一個(gè)中。進(jìn)一步地，配置升壓轉(zhuǎn)換器45的半導(dǎo)體模塊Mc可以配置為類似于逆變器40的半導(dǎo)體模塊Mu、Mv和Mw，與上述自保護(hù)電路44類似的自保護(hù)電路可以被設(shè)置在升壓轉(zhuǎn)換器45或晶體管Tr7、Tr8中。另外，不用說，上述電動(dòng)車輛I的結(jié)構(gòu)可適用于包括兩個(gè)或更多個(gè)電動(dòng)機(jī)(逆變器)的混合動(dòng)力車輛(可以包括，或者可以不包括用于電力分配的行星齒輪)，以及所謂的單電動(dòng)機(jī)型混合動(dòng)力車輛、串聯(lián)式混合動(dòng)力車輛等等。
[0035]本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，不用說，可以在本發(fā)明的寬度范圍內(nèi)做出多種更改。進(jìn)一步地，用于實(shí)施上述發(fā)明的模式只是在“
【發(fā)明內(nèi)容】
”中描述的發(fā)明的一個(gè)具體模式，并不限制在“
【發(fā)明內(nèi)容】
，，中描述的發(fā)明的要素。
[0036]本發(fā)明可用于制造包括半導(dǎo)體模塊和配備有半導(dǎo)體模塊的逆變器等的電力控制單元的領(lǐng)域。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體模塊，其被安裝在安裝對(duì)象上并且通過被供給冷卻介質(zhì)的冷卻器而被冷卻，所述半導(dǎo)體模塊的特征在于包括: 封裝體； 多個(gè)半導(dǎo)體元件，其被設(shè)置在所述封裝體內(nèi)；以及 溫度傳感器，其被設(shè)置在所述多個(gè)半導(dǎo)體元件的一部分中，其中 具有所述溫度傳感器的所述半導(dǎo)體元件被配置為比其它半導(dǎo)體元件更鄰近所述封裝體的一個(gè)邊緣部，并且 具有所述溫度傳感器的所述半導(dǎo)體模塊被安裝在所述安裝對(duì)象上，以使得具有所述溫度傳感器的所述半導(dǎo)體元件位于所述多個(gè)半導(dǎo)體元件中最上面的位置處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于 所述多個(gè)半導(dǎo)體元件包括具有所述溫度傳感器的絕緣柵雙極型晶體管和不具有所述溫度傳感器的二極管。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于 所述安裝對(duì)象是車輛，所述車輛包括用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的逆變器并且具有由所述逆變器驅(qū)動(dòng)的所述電動(dòng)機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體模塊，其特征在于 所述車輛具有:多個(gè)所述冷卻器，這些冷卻器被設(shè)置為與所述半導(dǎo)體模塊的兩面都接觸;儲(chǔ)液罐，其存儲(chǔ)冷卻介質(zhì);栗，其從所述儲(chǔ)液罐吸入所述冷卻介質(zhì)，并且在壓力下將所述冷卻介質(zhì)供給到所述冷卻器；以及散熱器，其冷卻從所述冷卻器返回到所述儲(chǔ)液罐的所述冷卻介質(zhì)。
【文檔編號(hào)】H02M1/00GK105938819SQ201610121591
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月3日
【發(fā)明人】田口悅司
【申請(qǐng)人】豐田自動(dòng)車株式會(huì)社