CN104137255B - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

半导体元件(3)被冷却体(1)的下表面和冷却体(2)的上表面夹持。连接电路(4)以及通信装置(5)设置在冷却体(1)的下表面，驱动电路(6)以及通信装置(7)设置在冷却体(2)的上表面。这些结构通过树脂(21)进行封装。连接电路(4)根据来自外部的信号而生成控制信号。通信装置(5)发送该控制信号，通信装置(7)接收该控制信号而向驱动电路(6)进行供给。驱动电路(6)根据控制信号驱而动半导体元件(3)。低压侧的连接电路(4)以及通信装置(5)和高压侧的通信装置(7)以及驱动电路(6)之间通过树脂(21)而电绝缘，因此，能够防止从驱动电路(6)向连接电路(4)施加高电压而破坏连接电路(4)。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及在同一树脂封装件内设置有半导体元件和对该半导体元件进行驱动的驱动电路的半导体装置。
背景技术
在现有的封装型功率模块中，需要用凝胶封装半导体元件，组装工序数多，部件成本高。因此，开发了对半导体元件进行传递塑模而成的功率模块(例如，参照专利文献1)。提出了使用螺钉等将包含驱动半导体元件的驱动电路在内的电路基板，固定在树脂塑模而成的半导体封装件上的装置(例如，参照专利文献2)。
但是，在使用螺钉等的情况下，存在部件个数增加、重量增加的问题。另外，还存在对应于电路基板的大小，使得装置变大的问题。并且，在汽车用半导体装置中，周围形成高温，进而SiC等半导体元件的元件本身也形成高温，因此，需要使用耐高温性部件，成本上升。
因此，提出了在同一冷却体上安装电力用半导体元件和控制该电力用半导体元件的控制用半导体元件，并对这些部件进行树脂封装而形成的半导体装置(例如，参照专利文献3)。由此，能够实现部件数量的削减·轻量化，省略印刷基板等电路基板，还能够冷却控制用半导体元件。
专利文献1：日本特开2001－250890号公报
专利文献2：日本特许第4583122号公报
专利文献3：日本特开2008－27993号公报
发明内容
控制用半导体元件具有驱动电路和连接电路，其中，驱动电路驱动电力用半导体元件，连接电路根据来自外部的ECU的信号而将控制信号向驱动电路供给。当前，高电压侧即驱动电路与低电压侧即连接电路电连接。因此，有时从驱动电路向连接电路施加高电压而破坏连接电路。
本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到一种能够防止连接电路被破坏的半导体装置。
本发明所涉及的半导体装置的特征在于，具有：第1以及第2冷却体；半导体元件，其被所述第1冷却体的下表面和所述第2冷却体的上表面夹持；连接电路，其设在所述第1冷却体的下表面，根据来自外部的信号而生成控制信号；驱动电路，其设在所述第2冷却体的上表面，根据所述控制信号而驱动所述半导体元件；第1通信装置，其设在所述第1冷却体的下表面，发送所述控制信号；第2通信装置，其设在所述第2冷却体的上表面，接收所述第1通信装置发送出的所述控制信号，并向所述驱动电路供给；以及树脂，其对所述第1以及第2冷却体的一部分、所述半导体元件、所述连接电路、所述驱动电路、所述第1以及第2通信装置进行封装，将所述连接电路以及所述第1通信装置和所述第2通信装置以及所述驱动电路之间电绝缘。
发明的效果
通过本发明，能够防止连接电路被破坏。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的半导体装置的剖面图。
图2是本发明的实施方式所涉及的半导体装置的电路图。
具体实施方式
图1是表示本发明的实施方式所涉及的半导体装置的剖面图。该半导体装置是半导体元件3被冷却体1的下表面和冷却体2的上表面夹持的双面冷却构造。连接电路4以及通信装置5设置在冷却体1的下表面，驱动电路6以及通信装置7设置在冷却体2的上表面。通信装置5、7配置在上下相对的位置处。
半导体元件3的集电极8经由电路图案9而与高压电极10连接。半导体元件3的发射极11经由电路图案12而与高压电极13连接。半导体元件3的栅极14经由导线15以及电路图案16而与驱动电路6连接。
驱动电路6经由电路图案16而与通信装置7连接。通信装置5经由电路图案17分别与连接电路4和信号电极18连接。通信装置5、7例如可以是通过发光二极管、光纤以及光电晶体管进行光通信的光通信电路，也可以是通过线圈以及变压器进行磁通信的磁场电路。
导电性屏蔽板19配置在半导体元件3和连接电路4以及驱动电路6之间。屏蔽板19为了得到屏蔽效果，与低压侧的电路图案17的接地连接。另外，通过在冷却体1的下表面设置的槽20，高压侧的电路图案9与低压侧的连接电路4获得了绝缘距离。
树脂21对冷却体1、2的一部分、半导体元件3、连接电路4、驱动电路6、通信装置5、7等进行封装。连接电路4以及通信装置5和通信装置7以及驱动电路6之间通过树脂21而电绝缘。屏蔽板19的前端和驱动电路6之间也通过树脂21而电绝缘。高压电极10、13与信号电极18沿相反方向从树脂21导出。高压电极10、13相互平行地进行配置。
图2是本发明的实施方式所涉及的半导体装置的电路图。根据来自外部的ECU22的信号，控制信号产生电路23生成控制信号。该控制信号经由电平移位电路24，向驱动器25供给或者向驱动器26供给。驱动器25、26分别驱动IGBT27、28。IGBT27、28分别与二极管29、30并联连接。控制信号产生电路23相当于图1的连接电路4，驱动器25、26相当于驱动电路6，IGBT27、28以及二极管29、30相当于半导体元件3。
接下来，说明上述的半导体装置的动作。连接电路4从外部的ECU经由信号电极18以及电路图案17而输入信号，并根据该信号生成控制信号。通信装置5发送该控制信号，通信装置7接收该控制信号而向驱动电路6供给。驱动电路6根据控制信号驱动半导体元件3。半导体元件3经由高压电极10、13进行高电压的输入输出。
接下来，说明本实施方式的效果。低压侧的连接电路4以及通信装置5和高压侧的通信装置7以及驱动电路6之间通过树脂21而电绝缘，因此，能够防止从驱动电路6向连接电路4施加高电压而破坏连接电路4。并且，能够通过冷却体1、2冷却半导体元件3、连接电路4、通信装置5、7以及驱动电路6。
另外，通过在上下相对的位置处配置通信装置5、7，从而能够减小搭载面积。
另外，通过屏蔽板19，能够保护连接电路4以及驱动电路6，使它们免受半导体元件3释放的电磁波的影响。
另外，通过将高压电极10、13与信号电极18沿相反方向导出，从而能够防止高压侧与低压侧的干涉。并且，通过彼此平行地配置高压电极10、13，从而能够减少电感。
标号的说明
1 冷却体(第1冷却体)
2 冷却体(第2冷却体)
3 半导体元件
4 连接电路
5 通信装置(第1通信装置)
6 驱动电路
7 通信装置(第2通信装置)
10 高压电极(第1高压电极)
13 高压电极(第2高压电极)
18 信号电极
19 屏蔽板
21 树脂

Claims (5)

1.一种半导体装置，其特征在于，具有：
第1以及第2冷却体；
半导体元件，其被所述第1冷却体的下表面和所述第2冷却体的上表面夹持；
连接电路，其设在所述第1冷却体的下表面，根据来自外部的信号而生成控制信号；
驱动电路，其设在所述第2冷却体的上表面，根据所述控制信号而驱动所述半导体元件；
第1通信装置，其设在所述第1冷却体的下表面，发送所述控制信号；
第2通信装置，其设在所述第2冷却体的上表面，接收所述第1通信装置发送出的所述控制信号，并向所述驱动电路供给；以及
树脂，其对所述第1以及第2冷却体的一部分、所述半导体元件、所述连接电路、所述驱动电路、所述第1以及第2通信装置进行封装，
所述树脂将以下两方之间电绝缘，即：
所述连接电路以及所述第1通信装置；
所述第2通信装置以及所述驱动电路。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1以及第2通信装置进行光通信或者磁通信。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，
所述第1以及第2通信装置配置在上下相对的位置处。
4.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，
还具有导电性的屏蔽板，该导电性的屏蔽板配置在以下两方之间，即：
所述半导体元件；
所述连接电路以及所述驱动电路。
5.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，还具有：
第1高压电极，其与所述半导体元件的集电极连接；
第2高压电极，其与所述半导体元件的发射极连接；
信号电极，其与所述连接电路连接，
所述第1以及第2高压电极与所述信号电极沿相反方向从所述树脂导出，
所述第1以及第2高压电极彼此平行地进行配置。
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