电力用半导体模块以及电力用半导体装置的制作方法

本发明涉及电力用半导体模块以及电力用半导体装置，特别涉及具备并行动作的多个半导体元件的电力用半导体模块、以及具备并行动作的多个电力用半导体模块的电力用半导体装置。

背景技术：

在逆变器、转换器等电力变换装置中使用的绝缘型的电力用半导体模块中，一般，在成为散热板的金属板上设置的绝缘层上形成布线图案，在布线图案上设置晶体管、二极管等电力用半导体元件。并且，电力用半导体元件通过导线键合等与外部端子等连接，利用树脂等密封。

为了实现以大电流进行开关动作的电力用半导体模块，采用在模块内搭载多个半导体元件而并行动作的方式。然而，即使在并行动作的多个半导体元件具有相互等同的特性的情况下，由于模块内的布线的偏差，在使多个半导体元件并行动作时可能在开关特性中产生偏差。另外，在并行动作的多个半导体元件的数量增加时，由于元件配置面积的增加、布线的复杂化等，并行动作的多个半导体元件之间的寄生电感增加。

起因于这样的并行动作的多个半导体元件的动作偏差和元件之间的寄生电感的增加，有可能发生半导体元件的寄生电容和元件之间的寄生电感所致的被称为所谓“栅极振荡”的振荡。栅极振荡除了成为半导体元件的劣化、破坏等的原因以外，还可能成为向模块外部的放射噪声、向外部电路的传导噪声等的原因。

关于栅极振荡的抑制，已知如专利文献1记载，通过对半导体元件的栅极布线串联地连接电阻来抑制栅极振荡(参照专利文献1)。另外，在专利文献2中，公开了通过对并联连接的多个半导体元件的发射极布线并联地连接电阻来抑制栅极振荡(参照专利文献2)。

另一方面，作为使成为栅极振荡的主要原因的开关特性的偏差降低的对策，在专利文献3中，公开了调整并联连接的多个半导体元件的发射极布线的电感以及电阻来降低元件之间的电流失衡(参照专利文献3)。另外，在专利文献4～6中，公开了通过使栅极布线和发射极布线磁耦合、或者使栅极布线和发射极布线穿过铁氧体芯，进行元件之间的电流失衡的降低、以及噪声对策、振荡对策(参照专利文献4～6)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-129826号公报

专利文献2：日本特开2002-141465号公报

专利文献3：日本特开2000-209846号公报

专利文献4：日本特开2004-96829号公报

专利文献5：日本特开平5-15146号公报

专利文献6：日本特开平6-311762号公报

技术实现要素：

电力用半导体模块一般通过树脂等密封材料密封，在模块内部通过密封材料密封的情况下，难以调整(例如更换)为了栅极振荡抑制、元件之间的电流失衡降低而在模块内设置的电阻等(专利文献1～3等)。另外，在为了抑制栅极振荡而设置栅极电阻时(专利文献1)，存在导致开关速度的降低的可能性。

另外，在专利文献4～6中，通过在模块内在布线上设置共模电抗器、铁氧体芯等滤波器来实现振荡对策，但在模块内部设置如上述的滤波器时，产生安装困难、高温时的滤波器性能降低等问题。另外，关于专利文献4～6记载的技术，也可能产生与专利文献1～3记载的技术同样的上述问题。

进而，产品化的电力用半导体模块在用户侧与外部布线连接，所以根据外部布线的走线方式，有时接受来自外部布线的电磁感应而模块内部的电气特性变化。在该情况下，即使在模块单体中采取栅极振荡对策，也存在在模块内部发生栅极振荡的可能性，优选针对这样的模块外部所引起的栅极振荡也能够灵活地应对。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，在具备并行动作的多个半导体元件的电力用半导体模块中，在模块外部构成用于降低栅极振荡的电路并可调整。

另外，本发明的另一目的在于，在还具备多个包括并行动作的多个半导体元件的电力用半导体模块而使其并行动作的电力用半导体装置中，在模块外部构成用于降低栅极振荡的电路并可调整。

按照本发明的电力用半导体模块具备并行动作的多个半导体元件、容纳多个半导体元件的框体、以及第1及第2外部端子。第1及第2外部端子是连接于与多个半导体元件的相互对应的端子连接的布线，用于将设置于框体的外部的滤波器形成用元件与上述布线电连接的端子。并且，该第1及第2外部端子以如下方式与上述布线连接：在上述布线中，对第1外部端子和第2外部端子进行电连接的区间包括多个半导体元件并行动作时的上述布线上的通电区域的至少一部分。

另外，按照本发明的电力用半导体装置具备并行动作的第1及第2电力用半导体模块、和滤波器形成用元件。第1及第2电力用半导体模块的各个包括并行动作的多个半导体元件、容纳多个半导体元件的框体、以及第1及第2外部端子。第1及第2外部端子连接于与多个半导体元件的相互对应的端子连接的布线。并且，第1及第2外部端子以如下方式与上述布线连接：在上述布线中，对第1外部端子和第2外部端子进行电连接的区间包括多个半导体元件并行动作时的上述布线上的通电区域的至少一部分。滤波器形成用元件设置于框体的外部，在第1电力用半导体模块的第1外部端子与第2电力用半导体模块的第1外部端子之间电连接。

在按照本发明的电力用半导体模块中，第1及第2外部端子以如下方式与上述布线连接：在并行动作的多个半导体元件的相互对应的端子连接的布线中，对第1外部端子和第2外部端子进行电连接的区间包括多个半导体元件并行动作时的上述布线上的通电区域的至少一部分。由此，通过在框体的外部在第1及第2外部端子之间连接滤波器形成用元件，能够形成用于降低栅极振荡的滤波器。

因此，根据该电力用半导体模块，能够在模块外部构成用于降低栅极振荡的滤波器并可调整。另外，根据该电力用半导体模块，通过构成上述滤波器，能够使栅极电阻变得极小或者不需要，所以能够抑制栅极电阻所致的开关速度降低。另外，通过与栅极电阻组合能够得到进一步的效果。

另外，在按照本发明的电力用半导体装置中，各电力用半导体模块的第1及第2外部端子以如下方式与上述布线连接：在并行动作的多个半导体元件的相互对应的端子连接的布线中，对第1外部端子和第2外部端子进行电连接的区间包括多个半导体元件并行动作时的上述布线上的通电区域的至少一部分。并且，在第1电力用半导体模块的第1外部端子与第2电力用半导体模块的第1外部端子之间，在框体的外部连接滤波器形成用元件。由此，能够形成用于抑制在模块之间发生的振荡并且降低各模块内的栅极振荡的滤波器。

因此，根据该电力用半导体装置，能够在模块外部构成用于抑制在模块之间发生的振荡并且降低各模块内的栅极振荡的滤波器并可调整。另外，根据该电力用半导体装置，通过构成上述滤波器，能够使栅极电阻变得极小或者不需要，所以能够抑制栅极电阻所致的开关速度降低。

附图说明

图1是按照实施方式1的电力用半导体模块的俯视图。

图2是概略地示出图1所示的电力用半导体模块的内部的平面图。

图3是示意地示出图1所示的电力用半导体模块的剖面的一部分的剖面图。

图4是示意地示出图1所示的半导体元件的构造的平面图。

图5是示出按照实施方式1的电力用半导体模块的电气结构的等价电路图。

图6是用于说明栅极控制布线图案中的滤波器用端子的连接部位的图。

图7是概略地示出针对栅极控制布线图案形成的滤波器的电路结构的图。

图8是示出图7所示的滤波器的变形例的图。

图9是示出图7所示的滤波器的其他变形例的图。

图10是概略地示出针对栅极控制布线图案形成的滤波器的另一电路结构的图。

图11是示出图10所示的滤波器的变形例的图。

图12是概略地示出关于针对栅极控制布线图案形成的滤波器的又一电路结构的图。

图13是示出图12所示的滤波器的变形例的图。

图14是示出图12所示的滤波器的其他变形例的图。

图15是概略地示出按照实施方式1的变形例的电力用半导体模块的内部的平面图。

图16是示出按照实施方式1的变形例的电力用半导体模块的电气结构的等价电路图。

图17是用于说明在实施方式1的变形例中，栅极控制布线图案中的滤波器用端子的连接部位的图。

图18是概略地示出按照实施方式2的电力用半导体模块的内部的平面图。

图19是示出按照实施方式2的电力用半导体模块的电气结构的等价电路图。

图20是概略地示出按照实施方式3的电力用半导体模块的内部的平面图。

图21是示出按照实施方式3的电力用半导体模块的电气结构的等价电路图。

图22是概略地示出按照实施方式4的电力用半导体装置的结构的平面图。

图23是示出按照实施方式4的电力用半导体装置的电气结构的等价电路图。

图24是概略地示出按照实施方式5的电力用半导体模块的内部的平面图。

图25是示出按照实施方式5的电力用半导体模块的电气结构的等价电路图。

(附图标记说明)

1、501：基体板；2、502：框体；3、503：正极电极；4、504：负极电极；5、505、555：栅极控制端子(外部端子)；6、556：发射极控制端子(外部端子)；7、507：集电极布线图案；8、508：发射极布线图案；9、509、559：栅极控制布线图案；10、560：发射极控制布线图案；11a、11b：发射极导线；12a、12b：栅极控制导线；13a、13b：发射极控制导线；14、15、24、26、28、30、32、34：导线；16a、16b、516a、516b、566a、566b：半导体开关元件；17a、17b、517a、517b、567a、567b：续流二极管；18、22：焊料；19：布线图案；20：绝缘基板；21：背面图案；23、25、29、33、523、573：滤波器用端子；27：集电极读出端子；31：发射极读出端子；35、38：母线；36a、36b、39a、39b：螺栓；37、40：端子；41：驱动器栅极控制布线；42、44：驱动器连接端子；43：驱动器发射极控制布线；64、531、581：电容器；65、68：电阻元件；66：半导体开关元件；67：整流型半导体元件；100、100a、100b、200、300、400、500：电力用半导体模块；506：ac控制端子；510：ac控制布线图案；550：ac电极；551：ac布线图案。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。以下，说明多个实施方式，但在提出本申请时已经预想到了在不矛盾的范围中适宜地组合在各实施方式中说明的结构。此外，在图中对同一或者相当部分附加同一符号而不反复其说明。

实施方式1.

使用图1至图4，说明按照本发明的实施方式1的电力用半导体模块的构造。图1是按照实施方式1的电力用半导体模块的俯视图，图2是概略地示出图1所示的电力用半导体模块的内部的平面图。另外，图3是示意地示出图1所示的电力用半导体模块的剖面的一部分的剖面图，图4是示意地示出图1所示的半导体元件的构造的平面图。

参照图1至图4，该电力用半导体模块100被应用于逆变器、转换器等电力变换装置。电力用半导体模块100具备基体板1、框体2、正极电极3、以及负极电极4。基体板1是将模块内的热向外部散热的金属制的散热体。正极电极3以及负极电极4向框体2的外部露出，与未图示的正极母线以及负极母线分别连接。

电力用半导体模块100还包括绝缘基板20、集电极布线图案7、发射极布线图案8、栅极控制布线图案9、发射极控制布线图案10、半导体开关元件16a、16b、以及续流二极管17a、17b。

关于绝缘基板20，代表性的是陶瓷制的，但也可以是具有树脂绝缘层的金属基板。如图3所示，在绝缘基板20的表面(图的上方)以及背面(图的下方)，通过钎焊等分别接合有布线图案19(集电极布线图案7、发射极布线图案8、栅极控制布线图案9、以及发射极控制布线图案10)以及背面图案21。绝缘基板20在背面图案21侧，通过焊料22与基体板1接合，在布线图案19上，通过焊料18接合有半导体开关元件16a、16b以及续流二极管17a、17b。此外，也可以代替焊料18、22而使用其他接合材料。

半导体开关元件16a、16b是自消弧型的半导体开关元件，代表性的是功率mosfet(metaloxidesemiconductorfet，金属氧化物半导体fet)，但还能够采用igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极晶体管)等双极性晶体管。续流二极管17a、17b分别与半导体开关元件16a、16b逆并联地连接。

该电力用半导体模块100为了实现大电流下的动作，具备并行动作的多个半导体开关元件16a、16b、以及与它们对应地设置的续流二极管17a、17b。此外，在包括该实施方式1的以下的各实施方式中，半导体开关元件以及续流二极管的并联数成为2，但并联数也可以是3以上。

半导体开关元件16a、16b以及续流二极管17a、17b的各个由宽能带隙半导体构成。宽能带隙半导体例如是碳化硅(sic)、氮化镓(gan)、氧化镓(ga2o3)、以及金刚石(c)中的任意种。

宽能带隙半导体与以往的硅半导体相比，耐电压性更优良，通过由宽能带隙半导体构成半导体开关元件16a、16b以及续流二极管17a、17b的各个，能够以与以往的硅系的半导体元件相比一半以下的厚度控制等同的电压。其结果，能够减小构成半导体开关元件16a、16b以及续流二极管17a、17b的各个的芯片。另外，相比于以往的硅系的半导体元件，与厚度薄的量对应地，电阻变小，所以能够降低损失。

半导体开关元件16a、16b的各个在集电极焊盘16c(图4)中被焊接到集电极布线图案7，续流二极管17a、17b的各个在阴极焊盘17c(图4)中被焊接到集电极布线图案7。对半导体开关元件16a的发射极焊盘16e(图4)，连接发射极导线11a的一端，发射极导线11a被缝接(stitch)到续流二极管17a的阳极焊盘17a(图4)，另一端与发射极布线图案8连接。同样地，对半导体开关元件16b的发射极焊盘16e，连接发射极导线11b的一端，发射极导线11b被缝接到续流二极管17b的阳极焊盘17a，另一端与发射极布线图案8连接。

并且，半导体开关元件16a的栅极焊盘16g(图4)通过栅极控制导线12a与栅极控制布线图案9连接。同样地，半导体开关元件16b的栅极焊盘16g也通过栅极控制导线12b与栅极控制布线图案9连接。通过这样的结构，半导体开关元件16a以及续流二极管17a与半导体开关元件16b以及续流二极管17b并联地电连接，半导体开关元件16a以及续流二极管17a、和半导体开关元件16b以及续流二极管17b进行并行动作。

发射极控制布线图案10通过发射极控制导线13a、13b与发射极布线图案8连接。发射极控制导线13a被缝接到半导体开关元件16a的发射极焊盘16e以及续流二极管17a的阳极焊盘17a，发射极控制导线13b被缝接到半导体开关元件16b的发射极焊盘16e以及续流二极管17b的阳极焊盘17a。

栅极控制布线图案9以及发射极控制布线图案10在框体2的外部与驱动电路(驱动器)电连接。因此，在框体2中内嵌(insert)成形或者外嵌(outsert)成形有金属制的外部端子5、6，栅极控制布线图案9以及发射极控制布线图案10通过导线14、15与外部端子5、6连接(以下将外部端子5还称为“栅极控制端子5”，将外部端子6还称为“发射极控制端子6”)。

该电力用半导体模块100具备并行动作的半导体开关元件16a、16b、以及与它们对应地设置的续流二极管17a、17b。在该情况下，并行动作的元件之间的布线常数的偏差、急剧的开关动作等成为起因，有可能在半导体开关元件16a、16b的栅极电压中发生未意图的振荡(栅极振荡)。

例如，在使用l负载(电感)的双脉冲开关动作中，在导通或者关断时，在半导体开关元件16a、16b的栅极-发射极间电压中可能发生振幅大的栅极振荡。其是由于半导体开关元件16a、16b的寄生电容、和与半导体开关元件16a、16b连接的布线的寄生电感引起的。由于发生该栅极振荡，对半导体开关元件16a、16b的氧化膜造成损害，成为元件劣化、以栅极振荡为起因的放射噪声、传输噪声等的原因。另外，该栅极振荡对经过模块内部的布线并联连接的其他元件也造成影响。

因此，在本发明中，着眼于在对半导体开关元件16a、16b的信号中发生栅极振荡的情况下与半导体开关元件16a、16b连接的布线的寄生电感成为振荡路径这一点，采取用于抑制栅极振荡的对策。具体而言，在按照该实施方式1的电力用半导体模块100中，针对连接半导体开关元件16a、16b各自的栅极的栅极控制布线图案9，构成用于抑制栅极振荡的滤波器。

在此，在将这样的滤波器设置到电力用半导体模块100的内部时，产生安装困难、高温时的滤波器性能降低等问题，但在该电力用半导体模块100中，与栅极控制端子5独立地还设置与栅极控制布线图案9连接的滤波器用端子23，在框体2的外部，在栅极控制端子5与滤波器用端子23之间连接用于构成滤波器的电容器。

滤波器用端子23也与栅极控制端子5以及发射极控制端子6同样地，内嵌成形或者外嵌成形在框体2，经过导线24与栅极控制布线图案9连接。并且，在框体2的外部，在栅极控制端子5与滤波器用端子23之间连接电容器，由此针对栅极控制布线图案9构成滤波器。由此，即使利用树脂等密封框体内部，通过在框体外部调整电容器的电容，能够构成具有期望的特性的滤波器。

图5是示出电力用半导体模块100的电气结构的等价电路图。参照图5，半导体开关元件16a的栅极经过元件内置或者安装于模块内的栅极电阻53a、以及栅极控制导线12a与栅极控制布线图案9连接，进而经过导线14与栅极控制端子5连接。半导体开关元件16b的栅极也经过元件内置或者安装于模块内的栅极电阻53b、以及栅极控制导线12b与栅极控制布线图案9连接，进而经过导线14与栅极控制端子5连接。此外，栅极控制端子5经过驱动器栅极控制布线51与驱动器50连接。

如上所述，在按照该实施方式1的电力用半导体模块100中，对栅极控制布线图案9，经过导线24还连接滤波器用端子23。并且，在电力用半导体模块100的外部，在栅极控制端子5与滤波器用端子23之间连接电容器64。由此，通过电容器64的电容和栅极控制布线图案9的电感形成lc并联谐振电路，能够抑制在栅极控制布线图案9中产生的栅极振荡。

在此，滤波器用端子23以如下方式与栅极控制布线图案9连接：使在栅极控制布线图案9中对栅极控制端子5和滤波器用端子23进行电连接的区间与在栅极控制布线图案9中对半导体开关元件16a、16b的栅极进行电连接的区间的至少一部分重叠。

图6是用于说明栅极控制布线图案9中的滤波器用端子23的连接部位的图。参照图6，滤波器用端子23以如下方式与栅极控制布线图案9连接：在栅极控制布线图案9中，栅极控制端子5与滤波器用端子23之间的区间l3与半导体开关元件16a、16b的连接区间l1的至少一部分重叠(区间l2)。在该图6中，作为一个例子示出如下结构：栅极控制端子5与半导体开关元件16a、16b的连接区间l1的大致中央部连接，滤波器用端子23连接到从栅极控制端子5离开l3(l3>l2)的位置。

通过这样的配置结构，在滤波器用端子23与栅极控制端子5之间连接有电容器64(图5)的情况下，能够形成抑制在半导体开关元件16a、16b之间发生的栅极振荡的滤波器(lc并联谐振电路)。

图7是概略地示出针对栅极控制布线图案9形成的滤波器的电路结构的图。参照图7，通过栅极控制布线图案9(的至少一部分)的电感、和在栅极控制端子5以及滤波器用端子23之间连接的电容器64，形成lc并联谐振电路。如上所述，电容器64在框体2的外部连接，所以通过在框体外部适宜地调整电容器64，能够以使lc并联谐振电路在栅极振荡的振荡频率下成为高阻抗的方式调整。

此外，在该电路结构的情况下，如图8所示，即使将图7所示的电容器64置换为整流型半导体元件67，也能够得到同样的效果。另外，也可以如图9所示，对电容器64串联地连接电阻元件68来形成lcr串并联电路，以在栅极振荡的振荡频率下成为高阻抗的方式，适宜地调整电容器64以及电阻元件68。

此外，虽然未特别图示，在将栅极控制端子5以及滤波器用端子23配置成在栅极控制布线图案9中栅极控制端子5与滤波器用端子23之间的区间l3不与半导体开关元件16a、16b的连接区间l1重叠的情况下，无法形成抑制在半导体开关元件16a、16b之间发生的栅极振荡的滤波器。

再次参照图5，半导体开关元件16a、16b的集电极与集电极布线图案7连接，进而与正极电极3连接。另外，半导体开关元件16a、16b的发射极分别经过发射极导线11a、11b与发射极布线图案8连接，进而与负极电极4连接。

此外，半导体开关元件16a、16b的发射极分别经过发射极控制导线13a、13b与发射极控制布线图案10连接，进而经过导线15与发射极控制端子6连接。并且，发射极控制端子6经过驱动器发射极控制布线52与驱动器50连接。

此外，在上述中，在电力用半导体模块100的框体外部，在栅极控制端子5与滤波器用端子23之间连接电容器64，但也可以在栅极控制端子5与滤波器用端子23之间还连接电阻。

图10是概略地示出针对栅极控制布线图案9形成的滤波器的另一电路结构的图。参照图10，在电力用半导体模块100的框体外部，在栅极控制端子5与滤波器用端子23之间，与电容器64一起连接电阻元件65。

由此，通过栅极控制布线图案9(的至少一部分)的电感、和在栅极控制端子5以及滤波器用端子23之间连接的电容器64以及电阻元件65，形成lcr并联谐振电路。这样，电容器64以及电阻元件65在框体2的外部连接，所以能够容易地形成这样的lcr并联谐振电路。通过作为用于抑制栅极振荡的滤波器形成lcr并联谐振电路，能够调整滤波器的强度。

此外，在该电路结构的情况下，如图11所示，将图10所示的电容器64置换为整流型半导体元件67，也能够得到同样的效果。

另外，也可以在栅极控制端子5与滤波器用端子23之间设置半导体开关元件，而构成有源滤波器。

图12是概略地示出关于针对栅极控制布线图案9形成的滤波器的又一电路结构的图。参照图12，在电力用半导体模块100的框体外部，在栅极控制端子5与滤波器用端子23之间连接自消弧型的半导体开关元件66。

通过该半导体开关元件66、和栅极控制布线图案9(的至少一部分)的电感，形成滤波器。半导体开关元件66设置于框体2的外部，所以通过在框体外部调整半导体开关元件66的开关频率，能够容易地调整滤波器的强度、滤波器的频带。

此外，也可以如图13所示，与半导体开关元件66并联地连接电阻元件65，或者，如图14所示，与半导体开关元件66串联地连接电阻元件68。另外，虽然未特别图示，也可以与半导体开关元件66并联地连接电容器而形成滤波器，适宜地调整电容器。

如以上所述，在该实施方式1中，滤波器用端子23以及栅极控制端子5以使在栅极控制布线图案9中对滤波器用端子23和栅极控制端子5进行电连接的区间与半导体开关元件16a、16b的连接区间的至少一部分重叠的方式，与栅极控制布线图案9连接。由此，通过在框体2的外部在滤波器用端子23与栅极控制端子5之间连接电容器64，能够形成用于降低栅极振荡的滤波器。

因此，根据该实施方式1，能够在模块外部构成用于降低栅极振荡的滤波器并可调整。另外，根据该实施方式1，通过构成上述滤波器，能够使半导体开关元件16a、16b的栅极电阻变得极小或者不需要，所以能够抑制栅极电阻所致的半导体开关元件16a、16b的开关速度降低。

实施方式1的变形例.

在上述实施方式1中，设置与栅极控制布线图案9连接的滤波器用端子23，在与连接到栅极控制布线图案9的既有的栅极控制端子5之间连接用于形成滤波器的元件(电容器64等)，但也可以不使用既有的栅极控制端子5，而设置多个滤波器用端子。

图15是概略地示出按照实施方式1的变形例的电力用半导体模块的内部的平面图。参照图15，该电力用半导体模块200在图2所示的电力用半导体模块100的结构中，还具备滤波器用端子25。该滤波器用端子25也与栅极控制端子5、发射极控制端子6以及滤波器用端子23一起内嵌成形或者外嵌成形在框体2，经过导线26与栅极控制布线图案9连接。并且，通过在框体2的外部，在滤波器用端子23、25之间连接电容器64等，针对栅极控制布线图案9构成滤波器。

图16是示出按照实施方式1的变形例的电力用半导体模块200的电气结构的等价电路图。参照图16，对栅极控制布线图案9，经过导线26还连接滤波器用端子25。并且，在电力用半导体模块200的外部，在滤波器用端子23、25之间连接电容器64。由此，通过电容器64的电容和栅极控制布线图案9的电感形成lc并联谐振电路，抑制在栅极控制布线图案9中产生的栅极振荡。

在此，滤波器用端子23、25以如下方式与栅极控制布线图案9连接：使在栅极控制布线图案9中对滤波器用端子23、25进行电连接的区间包括在栅极控制布线图案9中对半导体开关元件16a、16b的栅极进行电连接的区间的整个区域。

图17是用于说明在实施方式1的变形例中，栅极控制布线图案9中的滤波器用端子23、25的连接部位的图。参照图17，滤波器用端子23、25以如下方式与栅极控制布线图案9连接：在栅极控制布线图案9中，滤波器用端子23、25间的区间l4包括半导体开关元件16a、16b的连接区间l1的整个区域。

通过这样的滤波器用端子23、25的配置结构，在滤波器用端子23、25之间连接有电容器64(图16)的情况下，能够形成针对在半导体开关元件16a、16b之间发生的栅极振荡的抑制更有效的滤波器(lc并联谐振电路)。

此外，虽然未特别图示，也可以如在图10、12中的说明，在该变形例中，也在滤波器用端子23、25之间，与电容器64一起还连接电阻元件65，还可以代替电容器64而连接自消弧型的半导体开关元件66。

如以上所述，根据该变形例，能够在模块外部构成能够更有效地抑制在半导体开关元件16a、16b之间发生的栅极振荡的滤波器并可调整。

实施方式2.

在上述实施方式1中，针对栅极控制布线图案9构成用于抑制栅极振荡的滤波器。在半导体开关元件16a、16b并行动作的情况下，有时由于半导体开关元件16a、16b的寄生电容、和连接半导体开关元件16a、16b的布线的寄生电感，在半导体开关元件16a、16b之间产生振荡。并且，集电极布线图案7有时成为其振荡路径，该振荡有时成为栅极振荡的主要原因。因此，在该实施方式2中，针对集电极布线图案7，构成用于抑制振荡的滤波器。

在此，为了测定电力用半导体模块的内部电压，有时设置用于取得比正极电极3更接近半导体开关元件16a、16b的位置的电位的集电极读出(collectorsensing)端子。该集电极读出端子通过导线与集电极布线图案7连接。通过测定集电极读出端子与发射极控制端子6(图2)之间的电压，能够测定实际上施加到半导体开关元件16a、16b的电压。

在该实施方式2中，设置集电极读出端子。并且，在该实施方式2中，与该集电极读出端子独立地，还设置与集电极布线图案7连接的滤波器用端子，在框体2的外部在集电极读出端子与滤波器用端子之间连接电容器等，从而针对集电极布线图案7构成滤波器。

图18是概略地示出按照实施方式2的电力用半导体模块的内部的平面图。该图18是与在实施方式1中说明的图2对应的图。参照图18，该电力用半导体模块300在图2所示的电力用半导体模块100的结构中，还具备集电极读出端子27，代替滤波器用端子23而具备滤波器用端子29。

集电极读出端子27以及滤波器用端子29也与栅极控制端子5以及发射极控制端子6一起内嵌成形或者外嵌成形在框体2，分别经过导线28、30与集电极布线图案7连接。并且，通过在框体2的外部，在集电极读出端子27与滤波器用端子29之间连接电容器等(未图示)，针对集电极布线图案7构成滤波器。

图19是示出按照实施方式2的电力用半导体模块300的电气结构的等价电路图。参照图19，集电极读出端子27经过导线28与集电极布线图案7连接。并且，在按照该实施方式2的电力用半导体模块300中，对集电极布线图案7经过导线30还连接滤波器用端子29。

并且，在电力用半导体模块300的外部，在集电极读出端子27与滤波器用端子29之间连接电容器64。由此，通过电容器64的电容和集电极布线图案7的电感形成lc并联谐振电路，抑制在集电极布线图案7中产生的振荡。

在此，集电极读出端子27以及滤波器用端子29以如下方式与集电极布线图案7连接：在集电极布线图案7中，对集电极读出端子27和滤波器用端子29进行电连接的区间包括半导体开关元件16a、16b并行动作时的集电极布线图案7上的通电区域的至少一部分。

即，再次参照图18，半导体开关元件16a、16b的并行动作时的集电极布线图案7上的通电区域不限于半导体开关元件16a、16b的接合部分与正极电极3的接合部分之间的严密的区域，而在集电极布线图案7上在半导体开关元件16a、16b的周围也形成。并且，集电极读出端子27以及滤波器用端子29以包括这样的通电区域的至少一部分的方式，与集电极布线图案7连接。为了形成针对在集电极布线图案7中产生的振荡有效的滤波器，优选如图18所示，滤波器用端子29连接到接近半导体开关元件16a、16b、并且沿着半导体开关元件16a、16b的排列方向离开集电极读出端子27的位置。

此外，在上述中，通过在集电极读出端子27与滤波器用端子29之间连接电容器64，作为滤波器形成lc并联谐振电路，但也可以与图10、图12所示的滤波器的结构同样地，在集电极读出端子27与滤波器用端子29之间还连接电阻元件来形成lcr并联谐振电路，还可以在集电极读出端子27与滤波器用端子29之间连接半导体开关元件来形成滤波器。

如以上所述，在该实施方式2中，集电极读出端子27以及滤波器用端子29以如下方式与集电极布线图案7连接：在集电极布线图案7中，对集电极读出端子27和滤波器用端子29进行电连接的区间包括半导体开关元件16a、16b并行动作时的集电极布线图案7上的通电区域的至少一部分。由此，通过在框体2的外部在集电极读出端子27与滤波器用端子29之间连接电容器64，能够形成用于降低在半导体开关元件16a、16b之间产生的振荡的滤波器。因此，根据该实施方式2，能够在模块外部构成用于降低在集电极布线图案7中产生的振荡来抑制栅极振荡的滤波器并可调整。

实施方式3.

如上所述，在半导体开关元件16a、16b并行动作的情况下，有时在半导体开关元件16a、16b之间产生振荡，而发射极布线图案8有时成为其振荡路径，该振荡有时成为栅极振荡的主要原因。因此，在该实施方式3中，针对发射极布线图案8，构成用于抑制振荡的滤波器。

在此，为了探测在电力用半导体模块中流过的电流，有时设置用于取得比负极电极4更接近半导体开关元件16a、16b的位置的电位的发射极读出(emittersensing)端子。该发射极读出端子通过导线与发射极布线图案8连接。在发射极读出端子与负极电极4之间存在的寄生电感中流过电流的情况下，由于电流的时间变化量和寄生电感而发生电压降，通过探测该电压降，能够掌握电流流过何种程度。

在该实施方式3中，设置发射极读出端子。并且，在该实施方式3中，与该发射极读出端子独立地，还设置与发射极布线图案8连接的滤波器用端子，在框体2的外部在发射极读出端子与滤波器用端子之间连接电容器，从而针对发射极布线图案8构成滤波器。

图20是概略地示出按照实施方式3的电力用半导体模块的内部的平面图。该图20是与在实施方式1中说明的图2对应的图。参照图20，该电力用半导体模块400在图2所示的电力用半导体模块100的结构中，还具备发射极读出端子31，代替滤波器用端子23而具备滤波器用端子33。

发射极读出端子31以及滤波器用端子33也与栅极控制端子5以及发射极控制端子6一起内嵌成形或者外嵌成形在框体2，分别经过导线32、34与发射极布线图案8连接。并且，通过在框体2的外部，在发射极读出端子31与滤波器用端子33之间连接电容器等(未图示)，针对发射极布线图案8构成滤波器。

图21是示出按照实施方式3的电力用半导体模块400的电气结构的等价电路图。参照图21，发射极读出端子31经过导线32与发射极布线图案8连接。并且，在按照该实施方式3的电力用半导体模块400中，对发射极布线图案8经过导线34还连接滤波器用端子33。

并且，在电力用半导体模块400的外部，在发射极读出端子31与滤波器用端子33之间连接电容器64。由此，通过电容器64的电容和发射极布线图案8的电感形成lc并联谐振电路，抑制在发射极布线图案8中产生的振荡。

在此，发射极读出端子31和滤波器用端子33以如下方式与发射极布线图案8连接：在发射极布线图案8中，对发射极读出端子31和滤波器用端子33进行电连接的区间包括半导体开关元件16a、16b并行动作时的发射极布线图案8上的通电区域的至少一部分。

即，再次参照图20，半导体开关元件16a、16b的并行动作时的发射极布线图案8上的通电区域不限于发射极导线11a、11b的连接部分与负极电极4的接合部分之间的严密的区域，在发射极布线图案8上在发射极导线11a、11b的连接部分的周围也形成。并且，发射极读出端子31以及滤波器用端子33以包括这样的通电区域的至少一部分的方式，与发射极布线图案8连接。为了形成针对在发射极布线图案8中产生的振荡有效的滤波器，优选如图20所示，滤波器用端子33连接到接近发射极导线11a、11b、并且沿着发射极导线11a、11b的排列方向离开发射极读出端子31的位置。

此外，在上述中，通过在发射极读出端子31与滤波器用端子33之间连接电容器64，作为滤波器形成lc并联谐振电路，但也可以与图10、图12所示的滤波器的结构同样地，在发射极读出端子31与滤波器用端子33之间还连接电阻元件来形成lcr并联谐振电路，还可以在发射极读出端子31与滤波器用端子33之间连接半导体开关元件来形成滤波器。

如以上所述，在该实施方式3中，发射极读出端子31以及滤波器用端子33以如下方式与发射极布线图案8连接：在发射极布线图案8中，对发射极读出端子31和滤波器用端子33进行电连接的区间包括半导体开关元件16a、16b并行动作时的发射极布线图案8上的通电区域的至少一部分。由此，通过在框体2的外部在发射极读出端子31与滤波器用端子33之间连接电容器64，能够形成用于降低在半导体开关元件16a、16b之间产生的振荡的滤波器。因此，根据该实施方式3，能够在模块外部构成用于降低在发射极布线图案8中产生的振荡来抑制栅极振荡的滤波器并可调整。

实施方式4.

在该实施方式4中，示出关于电力用半导体模块并行动作的电力用半导体装置，将用于抑制在各电力用半导体模块的内外产生的振荡的滤波器形成于模块外部的结构。

图22是概略地示出按照实施方式4的电力用半导体装置的结构的平面图。参照图22，该电力用半导体装置具备电力用半导体模块100a、100b、母线35、38、驱动器栅极控制布线41、驱动器发射极控制布线43、以及驱动器连接端子42、44。电力用半导体模块100a、100b的各个是在实施方式1中说明的电力用半导体模块100。

母线35、38是连接电力用半导体模块100a、100b的导体。母线35通过螺栓36a、36b被分别固定到电力用半导体模块100a、100b的正极电极3，母线38通过螺栓39a、39b被分别固定到电力用半导体模块100a、100b的负极电极4。此外，设置于母线35的端子37是用于连接外部电路(未图示)的集电极端子，设置于母线38的端子40是用于连接外部电路的发射极端子。

电力用半导体模块100a、100b各自的栅极控制端子5经过驱动器栅极控制布线41与驱动器连接端子42连接。另外，电力用半导体模块100a、100b各自的发射极控制端子6经过驱动器发射极控制布线43与驱动器连接端子44连接。驱动器连接端子42、44与未图示的驱动器连接。

在这样的并行动作的电力用半导体模块100a、100b中，有时在模块之间发生振荡。在该情况下，例如，通过在电力用半导体模块100a的栅极控制端子5与电力用半导体模块100b的栅极控制端子5之间连接电容器等，能够抑制在连接电力用半导体模块100a、100b的驱动器栅极控制布线41中发生的栅极振荡。然而，在该情况下，无法在电力用半导体模块100a、100b的各个中，如实施方式1抑制并行动作的元件之间的栅极振荡。

因此，在按照该实施方式4的电力用半导体装置中，在电力用半导体模块100a的滤波器用端子23与电力用半导体模块100b的滤波器用端子23之间连接电容器等滤波器形成用元件。由此，能够在抑制在驱动器栅极控制布线41中发生的栅极振荡的同时，在电力用半导体模块100a、100b的各个中也抑制并行动作的元件之间的栅极振荡。

图23是示出按照实施方式4的电力用半导体装置的电气结构的等价电路图。参照图23，在电力用半导体模块100a、100b的各个中，滤波器用端子23经过导线24与栅极控制布线图案9连接。并且，在电力用半导体模块100a、100b的外部，在电力用半导体模块100a的滤波器用端子23与电力用半导体模块100b的滤波器用端子23之间，连接电容器64。此外，电力用半导体模块100a的栅极控制端子5和电力用半导体模块100b的栅极控制端子5经过驱动器栅极控制布线41以及驱动器连接端子42电连接。

由此，形成在路径中包括电力用半导体模块100a的栅极控制布线图案9、驱动器栅极控制布线41、电力用半导体模块100b的栅极控制布线图案9、以及电容器64的lc并联谐振电路，能够抑制在各模块中的栅极控制布线图案9、以及连接电力用半导体模块100a、100b的驱动器栅极控制布线41中产生的栅极振荡。

此外，在上述中，通过在电力用半导体模块100a的滤波器用端子23与电力用半导体模块100b的滤波器用端子23之间连接电容器64，作为滤波器形成lc并联谐振电路，但也可以与图10、图12所示的滤波器的结构同样地，对电容器64并联连接电阻元件来形成lcr并联谐振电路，还可以代替电容器64而连接半导体开关元件来形成滤波器。

如以上所述，根据该实施方式4，通过在电力用半导体模块100a的滤波器用端子23与电力用半导体模块100b的滤波器用端子23之间连接电容器64，能够在模块外部构成用于抑制在模块之间发生的振荡并且降低各模块内的栅极振荡的滤波器并可调整。另外，通过该实施方式4，也能够在各模块中使栅极电阻变得极小或者不需要，所以能够抑制栅极电阻所致的开关速度降低。

实施方式5.

在上述各实施方式中，电力用半导体模块由包括并行动作的1组多个半导体开关元件、和与它们对应地设置的多个续流二极管的所谓1-in-1模块构成。在该实施方式5中，示出电力用半导体模块由包括串联地连接2个支路而成的上下支路的所谓2-in-1模块构成的情况，其中，所述支路包括并行动作的1组多个半导体开关元件和与它们对应地设置的多个续流二极管。

图24是概略地示出按照实施方式5的电力用半导体模块的内部的平面图。参照图24，该电力用半导体模块500具备基体板501、框体502、正极电极503、负极电极504、以及ac电极550。正极电极503、负极电极504、以及ac电极550向框体502的外部露出，与未图示的正极母线、负极母线、以及ac母线分别连接。

电力用半导体模块500还具备绝缘基板520、集电极布线图案507、ac布线图案551、发射极布线图案508、栅极控制布线图案509、559、ac控制布线图案510、发射极控制布线图案560、半导体开关元件516a、516b、566a、566b、以及续流二极管517a、517b、567a、567b。

该电力用半导体模块500是在框体502内包括串联连接的上下支路的2-in-1模块。即，通过并行动作的半导体开关元件516a、516b、和与它们对应地设置的续流二极管517a、517b构成上支路，通过并行动作的半导体开关元件566a、566b、和与它们对应地设置的续流二极管567a、567b构成下支路，上支路和下支路被串联地连接。

此外，半导体开关元件516a、516b、566a、566b各自的结构与上述各实施方式中的半导体开关元件16a(16b)相同。另外，续流二极管517a、517b、567a、567b各自的结构也与上述各实施方式中的续流二极管17a(17b)相同。

电力用半导体模块500还具备栅极控制端子505、555、ac控制端子506、以及发射极控制端子556。这些各端子内嵌成形或者外嵌成形在框体502。栅极控制端子505通过导线514与栅极控制布线图案509连接，ac控制端子506通过导线515与ac控制布线图案510连接。另外，栅极控制端子555通过导线564与栅极控制布线图案559连接，发射极控制端子556通过导线565与发射极控制布线图案560连接。

并且，按照该实施方式5的电力用半导体模块500还具备用于在框体外部构成用于抑制栅极振荡的滤波器并可调整的滤波器用端子523、573。滤波器用端子523、573也与其他端子一起内嵌成形或者外嵌成形在框体502。

滤波器用端子523通过导线524与栅极控制布线图案509连接。由此，通过在框体502的外部在栅极控制端子505与滤波器用端子523之间连接电容器(未图示)，能够针对上支路的栅极控制布线图案509构成滤波器。

另外，滤波器用端子573通过导线574与栅极控制布线图案559连接。由此，通过在框体502的外部在栅极控制端子555与滤波器用端子573之间连接电容器(未图示)，能够针对下支路的栅极控制布线图案559构成滤波器。

图25是示出按照实施方式5的电力用半导体模块500的电气结构的等价电路图。参照图25，对上支路的栅极控制布线图案509，经过导线514连接栅极控制端子505，并且经过导线524还连接滤波器用端子523。在此，滤波器用端子523以如下方式与栅极控制布线图案509连接：在栅极控制布线图案509中，对栅极控制端子505和滤波器用端子523进行电连接的区间与在栅极控制布线图案509中对半导体开关元件516a、516b的栅极进行电连接的区间的至少一部分重叠。并且，在电力用半导体模块500的外部，在栅极控制端子505与滤波器用端子523之间连接电容器531。由此，通过电容器531的电容、和栅极控制布线图案509的电感形成lc并联谐振电路，抑制在栅极控制布线图案509中产生的栅极振荡。

同样地，关于下支路，也对栅极控制布线图案559，经过导线564连接栅极控制端子555，并且经过导线574还连接滤波器用端子573。在此，滤波器用端子573以如下方式与栅极控制布线图案559连接：在栅极控制布线图案559中，对栅极控制端子555和滤波器用端子573进行电连接的区间与在栅极控制布线图案559中对半导体开关元件566a、566b的栅极进行电连接的区间的至少一部分重叠。并且，在电力用半导体模块500的外部，在栅极控制端子555与滤波器用端子573之间连接电容器581。由此，通过电容器581的电容、和栅极控制布线图案559的电感形成lc并联谐振电路，抑制在栅极控制布线图案559中产生的栅极振荡。

此外，虽然未特别图示，如在图10、12中的说明，在该实施方式5中，也可以在栅极控制端子505与滤波器用端子523之间，与电容器531一起还连接电阻元件，还可以代替电容器531而连接自消弧型的半导体开关元件。同样地，也可以在栅极控制端子555与滤波器用端子573之间，与电容器581一起还连接电阻元件，还可以代替电容器581而连接自消弧型的半导体开关元件。

如以上所述，根据该实施方式5，在2-in-1模块的电力用半导体模块中，也能够在模块外部构成可抑制在构成上支路的半导体开关元件516a、516b之间发生的栅极振荡、以及在构成下支路的半导体开关元件566a、566b之间发生的栅极振荡的滤波器并可调整。

此外，在如上述实施方式5所示的电力用半导体模块那样的2-in-1模块中，也可以如针对实施方式1的变形例，不使用既有的栅极控制端子，而设置与栅极控制布线图案连接的多个滤波器用端子。

另外，在如上述的2-in-1模块中，也可以如实施方式2，针对集电极布线图案，构成用于抑制振荡的滤波器，还可以如实施方式3，针对发射极布线图案，构成用于抑制振荡的滤波器。进而，也可以针对ac布线图案，构成用于抑制振荡的滤波器。

另外，在上述实施方式4中，也可以在2-in-1模块中构成各构成电力用半导体装置的多个电力用半导体模块。

此外，在上述各实施方式中，半导体开关元件16a、16b、516a、516b、566a、566b、以及续流二极管17a、17b、517a、517b、567a、567b的各个由宽能带隙半导体构成，但本发明的应用范围不限定于半导体元件由宽能带隙半导体构成的电力用半导体模块，还包括由以往的硅系的半导体元件构成的电力用半导体模块。

本次公开的各实施方式还预期在不矛盾的范围适宜地组合来实施。并且，应认为本次公开的实施方式在所有方面仅为例示而不是限定性的。本发明的范围并非通过上述实施方式的说明示出而是通过权利要求书示出，意图包括与权利要求书均等的意义以及范围内的所有变更。