CN106024748B - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

目的在于提供一种能够降低自感的半导体装置。半导体装置具有：树脂壳体(1)，其收容半导体元件；平行平板(3)，其与半导体元件连接并配置在树脂壳体(1)内，并且，由隔着绝缘材料(10)相互平行地配置的2片平板(4、5)构成；以及2个电极(6、7)，它们被从平行平板(3)的上端分别引出，隔开预先规定的间隔而配置在树脂壳体(1)的上表面。平行平板(3)的位于分别引出2个电极(6、7)的2个电极引出部(4a、5a)之间的上端部分别向相互远离的方向即外侧弯曲。

Description

半导体装置
技术领域
本发明与降低半导体装置的自感相关。
背景技术
关于IGBT模块或者SiC模块等功率模块，存在以彼此的合计电流相互抵消而成为大约零的方式配置了多个端子(电极)的结构。在该结构中，为了降低半导体装置的自感，多个端子隔着绝缘材料相互接近地配置，或者多个端子的接近部分平行地配置(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2013-21107号公报
然而，用于与外部电路连接的端子需要从具有绝缘性的树脂壳体内向外部开放，为了确保沿面距离，多个端子间需要相互分离地配置。或者，由于为了确保沿面距离而在树脂壳体的上表面设置凹凸，因此在达到一定程度后难以进一步将半导体装置的自感降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够降低自感的半导体装置。
本发明涉及的半导体装置具有：树脂壳体，其收容半导体元件；平行平板，其与所述半导体元件连接并配置在所述树脂壳体内，并且，由隔着绝缘材料相互平行地配置的2片平板构成；以及2个电极，它们被从所述平行平板的上端分别引出，隔开预先规定的间隔而配置在所述树脂壳体的上表面，所述平行平板的位于分别引出所述2个电极的2个电极引出部之间的上端部分别向相互远离的方向即外侧弯曲。
本发明涉及的其他半导体装置具有：树脂壳体，其收容半导体元件；平行平板，其与所述半导体元件连接并配置在所述树脂壳体内，并且，由隔着绝缘材料相互平行地配置的2片平板构成；以及2个电极，它们被从所述平行平板的上端分别引出，隔开预先规定的间隔而配置在所述树脂壳体的上表面，所述平行平板的位于分别引出所述2个电极的2个电极引出部之间的上部彼此的间隔比除了位于所述2个电极引出部之间的上部以外的部分彼此的间隔宽。
发明的效果
根据本发明涉及的半导体装置，平行平板的位于分别引出2个电极的2个电极引出部之间的上端部分别向相互远离的方向即外侧弯曲，因此平行平板的位于2个电极引出部之间的上端部的厚度增加。平行平板的上下方向的端部容易发生磁通集中，但通过增加平行平板的位于2个电极引出部之间的上端部的厚度，从而能够缓和该部分的磁通的集中，降低半导体装置的自感。
根据本发明涉及的其他半导体装置，平行平板的位于2个电极引出部之间的上部彼此的间隔比除了位于2个电极引出部之间的上部以外的部分彼此的间隔宽，因此能够取得与增加平行平板的位于2个电极引出部之间的上部的厚度同样的效果。由此，能够降低半导体装置的自感。
附图说明
图1是实施方式1涉及的半导体装置的斜视图。
图2是实施方式1涉及的半导体装置的平行平板以及电极的斜视图。
图3是表示实施方式1涉及的半导体装置的位于电极引出部之间的部位的放大斜视图。
图4是实施方式1涉及的半导体装置的主视图。
图5是表示实施方式1涉及的半导体装置的上端部的放大主视图。
图6是实施方式2涉及的半导体装置的平行平板以及电极的斜视图。
图7是实施方式3涉及的半导体装置的平行平板以及电极的斜视图。
图8是表示实施方式3涉及的半导体装置的平行平板的位于电极引出部之间的部位的俯视图。
图9是实施方式4涉及的半导体装置的平行平板以及电极的斜视图。
图10是前提技术涉及的半导体装置的斜视图。
图11是前提技术涉及的半导体装置的平行平板以及电极的斜视图。
图12是表示前提技术涉及的半导体装置的位于电极引出部之间的部位的放大斜视图。
标号的说明
1树脂壳体，3平行平板，4、5平板，4a、5a电极引出部，6、7电极，8、9弯折部，10绝缘材料，11、12伸出部，13分割部。
具体实施方式
<实施方式1>
下面，使用附图对本发明的实施方式1进行说明。图1是实施方式1涉及的半导体装置的斜视图，图2是实施方式1涉及的半导体装置的平行平板3以及电极6、7的斜视图。
如图1和图2所示，半导体装置为IGBT模块或者SiC模块等功率模块，具有树脂壳体1、平行平板3以及电极6、7。树脂壳体1形成为箱状，在内部收容有半导体元件(省略图示)。关于树脂壳体1，前部的上表面形成为位于比后部的上表面高的高度位置。在树脂壳体1的后部的上端部配置有盖2，盖2形成树脂壳体1的后部的上表面。
平行平板3与半导体元件连接且配置在树脂壳体1的前部的内部。平行平板3由隔着绝缘材料10相互平行地配置的2片平板4、5构成。平板4以沿树脂壳体1的宽度方向延伸的方式形成，以主面朝向前方或者后方的方式配置。从平板4的宽度方向左端部的上端(电极引出部4a)向后方引出了电极6。平板5以沿树脂壳体1的宽度方向延伸的方式形成，以主面朝向前方或者后方的方式配置。从平板5的宽度方向右端部的上端(电极引出部5a)向后方引出了电极7。电极6及电极7隔开预先规定的间隔而配置在树脂壳体1的前部的上表面。
在平行平板3的位于2个电极引出部4a、5a之间的上端部设置有弯折部8、9，该弯折部8、9分别向相互远离的方向即外侧弯曲。利用弯折部8、9增加平行平板3的位于2个电极引出部4a、5a之间的上端部的厚度，从而能够缓和该部分的磁通的集中，降低半导体装置的自感。
下面，对树脂壳体1的前部的上表面的构造进行说明。图3是表示实施方式1涉及的半导体装置的位于电极引出部4a、5a之间的部位的放大斜视图，图4是实施方式1涉及的半导体装置的主视图，图5是表示实施方式1涉及的半导体装置的上端部的放大主视图。
如图3所示，树脂壳体1的上表面的与电极引出部4a、5a之间的部分相对应的区域1a形成为平面状。更具体地说，树脂壳体1的前部的前侧部分的上表面形成在比前部的后侧部分的上表面高的高度位置，区域1a是树脂壳体1的前部的前侧部分的上表面的与电极引出部4a、5a之间的部分相对应的区域。此外，树脂壳体1的前部的后侧部分的上表面的与电极引出部4a、5a之间的部分相对应的区域也形成为平面状。在这里，平行平板3被收容在树脂壳体1的前部的前侧部分的内部。外部的平行平板配线(汇流条)与电极引出部4a、5a连接，由于区域1a形成为平面状，因此能够使平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的部分与汇流条的距离变近。
如果简单地来想，则感觉是使电极引出部4a、5a彼此接近更能够降低半导体装置的自感，但本申请的发明人在详细地重复进行电磁场模拟后得出下述见解，即，与使电极引出部4a、5a之间的距离变近的情况相比，使平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的部分与汇流条的距离变近的情况下更能够降低半导体装置的自感。为此，优选在树脂壳体1的上表面的与电极引出部4a、5a之间的部分相对应的区域1a不存在用于获得沿面距离的凹凸形状。
如图4和图5所示，树脂壳体1的前部的前侧部分的上表面的与电极引出部4a、5a之间的部分相对应的区域1a位于电极6、7的上表面与下表面之间的高度位置。由于能够在树脂壳体1的前部的前侧部分的内部将平行平板3配置于上方，因此能够使平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的部分与汇流条的距离变近。在这里，关于树脂壳体1的上表面的与电极引出部4a、5a之间的部分相对应的区域1a，即，树脂壳体1的将平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的部位覆盖的部分，其高度位置在汇流条的安装公差所容许的范围内越高越好。
下面，对根据实施方式1涉及的半导体装置取得的效果，一边与前提技术涉及的半导体装置的情况进行对比，一边进行说明。图10是前提技术涉及的半导体装置的斜视图，图11是前提技术涉及的半导体装置的平行平板103以及电极106、107的斜视图，图12是表示前提技术涉及的半导体装置的位于电极引出部104a、105a之间的部位的放大斜视图。
首先，对前提技术涉及的半导体装置进行说明。如图10和图11所示，前提技术涉及的半导体装置具有树脂壳体101、平行平板103以及电极106、107。在树脂壳体101的后部的上端部配置有盖102，盖102形成树脂壳体101的后部的上表面。
平行平板103与半导体元件连接且配置在树脂壳体101的前部的内部。平行平板103由隔着绝缘材料10相互平行地配置的2片平板104、105构成。平板104以沿树脂壳体101的宽度方向延伸的方式形成，以主面朝向前方或者后方的方式配置。从平板104的宽度方向左端部的上端(电极引出部104a)向后方引出了电极106。平板105以沿树脂壳体101的宽度方向延伸的方式形成，以主面朝向前方或者后方的方式配置。从平板105的宽度方向右端部的上端(电极引出部105a)向后方引出了电极107。电极106及电极107隔开预先规定的间隔而配置在树脂壳体101的前部的上表面。
在这里，与实施方式1的情况相比，在前提技术中电极106与电极107之间的间隔窄。这是因为平行平板103的电极引出部104a、105a之间的间隔较窄更能够降低半导体装置的自感。
但是，如图10和图12所示，在前提技术涉及的半导体装置中，为了获得电极106与电极107之间的沿面距离，树脂壳体101的上表面的与电极引出部104a、105a之间的部分相对应的区域101a形成为凹凸形状。因此，平行平板103的位于电极引出部104a、105a之间的部分与连接于电极引出部104a、105a的汇流条的距离变长，在达到一定程度后难以进一步将自感降低。
与此相对，关于实施方式1涉及的半导体装置，如图2所示，平行平板3的位于分别引出2个电极6、7的2个电极引出部4a、5a之间的上端部分别向相互远离的方向即外侧弯曲，因此平行平板3的位于2个电极引出部4a、5a之间的上端部的厚度增加。平行平板3的上下方向的端部容易发生磁通集中，但通过增加平行平板3的位于2个电极引出部4a、5a之间的上端部的厚度，从而能够缓和该部分的磁通的集中，降低半导体装置的自感。
如图3所示，树脂壳体1的上表面的与2个电极引出部4a、5a之间的部分相对应的区域1a形成为平面状，因此能够使平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的部分与汇流条的距离变短，能够降低半导体装置的自感。
如图4和图5所示，树脂壳体1的上表面的与2个电极引出部4a、5a之间的部分相对应的区域1a位于2个电极6、7的上表面与下表面之间的高度位置，因此能够使平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的部分与汇流条的距离变短，能够降低半导体装置的自感。
<实施方式2>
下面，对实施方式2涉及的半导体装置进行说明。图6是实施方式2涉及的半导体装置的平行平板3以及电极6、7的斜视图。此外，在实施方式2中，对与在实施方式1中已说明的结构要素相同的结构要素标注相同标号并省略说明。
如图6所示，在实施方式2中，平行平板3的位于2个电极引出部4a、5a之间的上部彼此的间隔比除了位于2个电极引出部4a、5a之间的上部以外的部分彼此的间隔宽。更具体地说，在构成平行平板3的平板5的位于电极引出部4a、5a之间的上部设置有向外侧伸出的伸出部12，因此平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的上部彼此的间隔比除此以外的部分彼此的间隔宽。由此，能够取得与增加平板5的位于电极引出部4a、5a之间的上部的厚度同样的效果。在这里，伸出部12是通过拉深加工而形成的。此外，也可以代替在平板5设置伸出部12，而在平板4的位于电极引出部4a、5a之间的上部设置向外侧伸出的伸出部。
如上所述，在实施方式2涉及的半导体装置中，平行平板3的位于2个电极引出部4a、5a之间的上部彼此的间隔比除了位于2个电极引出部4a、5a之间的上部以外的部分彼此的间隔宽，因此能够取得与增加平行平板3的位于2个电极引出部4a、5a之间的上部的厚度同样的效果。由此，能够降低半导体装置的自感。
在这里，为了如实施方式1的情况那样，将平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的上端部分别向相互远离的方向即外侧弯曲，需要在弯曲方向上具有一定程度的长度，因此平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的上端部变大。另外，为了将平行平板3配置于树脂壳体1的内部，通常使用插入成型，但容易由于插入压力而使电极6、7的端部变形而相互接近。因此，通过针对平行平板3，一边保持大致平行一边扩大位于电极引出部4a、5a之间的上部的间隔，从而与实施方式1的情况相比能够将平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的上端部设为紧凑的形状，并取得良好的成型性。
由于伸出部12是通过拉深加工而形成的，因此能够简单地实现伸出部12。
<实施方式3>
下面，对实施方式3涉及的半导体装置进行说明。图7是实施方式3涉及的半导体装置的平行平板3以及电极6、7的斜视图，图8是表示实施方式3涉及的半导体装置的平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的部位的俯视图。此外，在实施方式3中，对与在实施方式1、2中已说明的结构要素相同的结构要素，标注相同标号并省略说明。
如图7、图8所示，在实施方式3中，伸出部11设置在平板4的位于电极引出部4a、5a之间的上部，并且伸出部12设置在平板5的位于电极引出部4a、5a之间的上部。因此，平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的上部彼此的间隔比除此以外的部分彼此的间隔宽。在这里，与实施方式2的情况相同，伸出部11、12是通过拉深加工而形成的。
如上所述，在实施方式3涉及的半导体装置中，在构成平行平板3的2片平板4、5双方的位于2个电极引出部4a、5a之间的上部，设置向相互远离的方向即外侧伸出的伸出部11、12，因此能够取得与增加平行平板3的位于电极引出部4a、5a之间的上部的厚度同样的效果，降低半导体装置的自感。进而，也能够取得下述效果，即，在将树脂壳体1以及平行平板3进行插入成型时，树脂的流动压力均等化。
<实施方式4>
下面，对实施方式4涉及的半导体装置进行说明。图9是实施方式4涉及的半导体装置的平行平板3以及电极6、7的斜视图。此外，在实施方式4中，对与在实施方式1至实施方式3中已说明的结构要素相同的结构要素，标注相同标号并省略说明。
如图9所示，在实施方式4中，在伸出部11、12设置有将伸出部11、12分割成多个的分割部13。更具体地说，分割部13形成为沿上下方向延伸的缝隙状，将伸出部11、12在宽度方向上分割成多个。此外，分割部13也可以仅设置于伸出部11、12中的一方。
如上所述，在实施方式4涉及的半导体装置中，在伸出部11、12设置将该伸出部11、12分割成多个的分割部13，因此在将树脂壳体1以及平行平板3进行插入成型时，树脂的流动性提高。
此外，本发明可以在其发明的范围内，将各实施方式自由地进行组合，或对各实施方式进行适当变形、省略。

Claims (7)

1.一种半导体装置，其具有：
树脂壳体，其收容半导体元件；
平行平板，其与所述半导体元件连接并配置在所述树脂壳体内，并且，由隔着绝缘材料相互平行地配置的2片平板构成；以及
2个电极，它们被从所述平行平板的上端分别引出，隔开预先规定的间隔而配置在所述树脂壳体的上表面，
在所述平行平板的位于分别引出所述2个电极的2个电极引出部之间的上端部分别设置有弯折部，所述弯折部分别向相互远离的方向即外侧弯曲。
2.一种半导体装置，其具有：
树脂壳体，其收容半导体元件；
平行平板，其与所述半导体元件连接并配置在所述树脂壳体内，并且，由隔着绝缘材料相互平行地配置的2片平板构成；以及
2个电极，它们被从所述平行平板的上端分别引出，隔开预先规定的间隔而配置在所述树脂壳体的上表面，
所述平行平板的位于分别引出所述2个电极的2个电极引出部之间的上部彼此的间隔比除了位于所述2个电极引出部之间的上部以外的部分彼此的间隔宽。
3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，
在构成所述平行平板的所述2片平板中的至少一方的位于所述2个电极引出部之间的上部，设置向相互远离的方向即外侧伸出的伸出部，
在所述伸出部设置将该伸出部分割成多个的分割部。
4.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，
在构成所述平行平板的所述2片平板中的至少一方的位于所述2个电极引出部之间的上部，设置向相互远离的方向即外侧伸出的伸出部，
所述伸出部是通过拉深加工而形成的。
5.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，
在构成所述平行平板的所述2片平板双方的位于所述2个电极引出部之间的上部，设置向相互远离的方向即外侧伸出的伸出部。
6.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，
所述树脂壳体的上表面的与所述2个电极引出部之间的部分相对应的区域形成为平面状。
7.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其中，
所述树脂壳体的上表面的与所述2个电极引出部之间的部分相对应的区域位于所述2个电极的上表面与下表面之间的高度位置。
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