CN107251221A - 半导体装置 - Google Patents

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Abstract

第一电源端子P具有:内部布线连接部31A、与内部布线连接部31A结合的立起部31B、与立起部31B结合的倾斜部31C、以及与倾斜部31C结合的外部布线连接部31D。第二电源端子N具有:内部布线连接部32A、与内部布线连接部32A结合的立起部32B、与立起部32B结合的倾斜部32C、以及与倾斜部32C结合的外部布线连接部32D。第一电源端子P的立起部31B和第二电源端子N的立起部32B被配置为空开规定的间隔彼此相向。

Description

半导体装置
技术领域
本发明涉及功率模块等半导体装置。
背景技术
功率模块为将一对开关元件与电源串联连接而从该一对开关元件之间得到输出的装置。这样的功率模块例如被用于构成用于对电动机进行驱动的驱动电路的逆变器(inverter)电路。电动机例如被用作电动汽车(包含混合动力汽车)、电车、产业用机器人等的动力源。功率模块此外也被应用于将太阳能电池、风力发电机等发电装置(特别是自用发电装置)产生的功率变换以使与商用电源的功率匹配的逆变器电路。
在功率模块的开关元件中以往使用使用了Si(硅)半导体的器件。可是,在功率变换时的器件中的损失成为问题,关于使用了Si材料的器件,进一步高效率化已经到困难的状况。
因此,提出了将使用了SiC(碳化硅)半导体的功率器件用作开关元件的功率模块。关于SiC功率器件,开关速度为高速,因此,能够进行高速的导通/关断工作。因此,由于在关断时电流迅速地减少,所以能够减少开关损失。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-133515号公报;
专利文献2:日本特开2004-95769号公报。
发明内容
发明要解决的课题
可是,利用SiC功率器件的高速开关带来开关时的浪涌电压(surge voltage)增加这样的新的问题。
浪涌电压V如下式(A)所示那样由功率模块内部的布线所具有的自感L和电流i的根据时间t的微分(di/dt)(平均时间的电流变化率)的积提供。
V=L·(di/dt) ……(A)。
开关速度越快,电流i的变化率(di/dt)越大,因此,浪涌电压V越大。由于该浪涌电压,当耐压以上的电压被负载于器件时,存在器件被破坏的可能性。此外,当浪涌电压大时,也存在EMI(电磁干扰)噪声增大或可靠性降低的担忧。
因此,一边应用SiC器件等高速开关元件,一边为了减少浪涌电压而需要减少功率模块的内部布线所具有的自感L。该课题不仅仅在功率模块中而且在具有开关元件的半导体装置中是共同的。当然,在具有使用了Si半导体的开关元件的半导体装置中,浪涌电压的减少也为重要的课题。
本发明的目的在于提供一种能够实现内部布线的自感小的功率模块的半导体装置。
用于解决课题的方案
本发明的第一半导体装置包含:在平面视中在规定的一个方向上相邻配置的第一和第二电源端子、在平面视中相对于所述第一和第二电源端子而在与所述一个方向正交的方向上隔开间隔配置的输出端子、包含电连接于所述第一电源端子与所述输出端子之间的第一开关元件的第一电路、以及包含电连接于所述输出端子与所述第二电源端子之间的第二开关元件的第二电路。
所述第一电源端子包含:在沿着平面视方向的上下方向上隔开间隔相向配置的平板状的第一内部布线连接部和第一外部布线连接部、以及将所述第一内部布线连接部和所述第一外部布线连接部中的所述第二电源端子侧的缘部彼此连结的第一连结部。所述第二电源端子包含:在沿着平面视方向的上下方向上隔开间隔相向配置的平板状的第二内部布线连接部和第二外部布线连接部、以及将所述第二内部布线连接部和所述第二外部布线连接部中的所述第一电源端子侧的缘部彼此连结的第二连结部。所述第一连结部和所述第二连结部分别包含空开规定的间隔彼此相向的板状相向部分。
在第一电路内的第一开关元件从导电状态切换为切断状态且第二电路内的第二开关元件从切断状态切换为导电状态时的过渡期中,在第一电源端子和第二电源端子之中的一个中,电流从外部布线连接部朝向内部布线连接部流动,在另一个中,电流从内部布线连接部朝向外部布线连接部流动。
在第二电路内的第二开关元件从导电状态切换为切断状态且第一电路内的开关元件从切断状态切换为导电状态时的过渡期中,在第一电源端子和第二电源端子之中的一个中,电流从外部布线连接部朝向内部布线连接部流动,在另一个中,电流从内部布线连接部朝向外部布线连接部流动。
在这样的过渡期中,在第一电源端子的第一连结部的板状相向部分中流动的电流的方向与在第二电源端子的第二连结部的板状相向部分中流动的电流的方向彼此为相反方向。电流彼此向相反方向流动的第一连结部的板状相向部分和第二连结部的板状相向部分空开规定的间隔彼此相向。由此,在前述过渡期中,能够使第一电源端子的自感和第二电源端子的自感抵消,因此,能够提供内部布线的自感低的半导体装置。
在本发明的一个实施方式中,所述第一外部布线连接部被配置在所述第一内部布线连接部的上侧。所述第一连结部包含:从所述第一内部布线连接部中的所述第二电源端子侧的缘部立起的平板状的第一立起部、以及从所述第一立起部的上缘部以越是向上方去越是远离所述第二电源端子的方式向倾斜上方延伸而与所述第一外部布线连接部的所述第二电源端子侧的缘部连结的平板状的第一倾斜部。所述第二外部布线连接部被配置在所述第二内部布线连接部的上侧。所述第二连结部包含:从所述第二内部布线连接部中的所述第一电源端子侧的缘部立起的平板状的第二立起部、以及从所述第二立起部的上缘部以越是向上方去越是远离所述第一电源端子的方式向倾斜上方延伸而与所述第二外部布线连接部的所述第一电源端子侧的缘部连结的平板状的第二倾斜部。所述第一立起部和所述第二立起部构成彼此相向的所述板状相向部分。
在本发明的一个实施方式中,彼此相向的所述板状相向部分从所述一个方向来看为矩形,彼此相向的所述板状相向部分的间隔为2mm以下,所述板状相向部分的高度为5mm以上,所述板状相向部分的宽度为14mm以上。在该结果中,能够使第一电源端子的自感和第二电源端子的自感高效率地抵消。
在本发明的一个实施方式中,所述第一电路包含第一元件接合用导体层,所述第一元件接合用导体层电连接有所述第一电源端子并且经由第一焊锡层接合有所述第一开关元件。所述第二电路包含:电连接有所述输出端子并且经由第二焊锡层接合有所述第二开关元件的第二元件接合用导体层、以及电连接有所述第二电源端子的第二电源端子用导体层。所述半导体装置还包含:第一连接金属构件,将所述第一开关元件中的与接合于所述第一元件接合用导体层的表面相反侧的表面电连接于所述第二元件接合用导体层;以及第二连接金属构件,将所述第二开关元件中的与接合于所述第二元件接合用导体层的表面相反侧的表面电连接于所述第二电源端子用导体层。
在该结构中,第一开关元件的第一电极(例如,漏极电极)经由第一元件接合用导体层电连接于第一电源端子。第二开关元件的第一电极(例如,漏极电极)经由第二元件接合用导体层电连接于输出端子。第一开关元件的第二电极(例如,源极电极)经由第一连接金属构件和第二元件接合用导体层电连接于输出端子并且电连接于第二开关元件的第一电极(例如,漏极电极)。第二开关元件的第二电极(例如,源极电极)经由第二连接金属构件和第二电源端子用导体层电连接于第二电源端子。
在本发明的一个实施方式中,所述第一电路还包含经由第三焊锡层与所述第一元件接合用导体层接合的第一二极管元件。所述第二电路还包含经由第四焊锡层与所述第二元件接合用导体层接合的第二二极管元件。所述第一连接金属构件被构成为将所述第一开关元件和所述第一二极管元件中的与接合于所述第一元件接合用导体层的表面相反侧的表面电连接于所述第二元件接合用导体层。所述第二连接金属构件被构成为将所述第二开关元件和所述第二二极管元件中的与接合于所述第二元件接合用导体层的表面相反侧的表面电连接于所述第二电源端子用导体层。
在该结构中,第一开关元件的第一电极(例如,漏极电极)和第一二极管元件的第一电极(例如阴极电极)经由第一元件接合用导体层电连接于第一电源端子。第二开关元件的第一电极(例如,漏极电极)和第二二极管元件的第一电极(例如阴极电极)经由第二元件接合用导体层电连接于输出端子。第一开关元件的第二电极(例如,源极电极)和第一二极管元件的第二电极(例如阳极电极)经由第一连接金属构件和第二元件接合用导体层电连接于输出端子并且电连接于第二开关元件的第一电极(例如,漏极电极)。第二开关元件的第二电极(例如,源极电极)和第二二极管元件的第二电极(例如阳极电极)经由第二连接金属构件和第二电源端子用导体层电连接于第二电源端子。
在本发明的一个实施方式中,所述第一连接金属构件和所述第二连接金属构件分别由导电性的板状体构成。在该结构中,与作为第一连接金属构件而使用电线的情况相比,能够减少内部布线的自感,并且,能够使半导体装置的热阻减少。
在本发明的一个实施方式中,所述第一连接金属构件和所述第二连接金属构件分别由铜板或对铜板实施镀镍后的部件构成。
在本发明的一个实施方式中,所述第一连接金属构件和所述第二连接金属构件的厚度为0.8mm以上2.0mm以下。在该结构中,能够使半导体装置的热阻有效地减少。
在本发明的一个实施方式中,还包含:散热板;与所述散热板接合的基板,所述第一元件接合用导体层、所述第二元件接合用导体层和所述第二电源端子用导体层被形成在所述基板的与所述散热板侧相反侧的表面。
在本发明的一个实施方式中,所述第一焊锡层和所述第二焊锡层的厚度为0.08mm以上0.10mm以下。在该结构中,与第一焊锡层和第二焊锡层的厚度比0.10mm厚的情况相比,在第一开关元件或第二开关元件中产生的热被容易地传递到散热板。由此,能够使半导体装置的热阻减少。
在本发明的一个实施方式中,所述第一焊锡层和所述第二焊锡层由SnAgCu类的焊锡构成。
在本发明的一个实施方式中,所述第一电路和所述第二电路被组装于所述基板,并且,所述散热板中的与接合有所述基板的表面相反侧的表面(以下,存在称为背面的情况。)被研磨而被平坦化。
在散热板的背面安装散热器等冷却单元的情况较多。在该结构中,与不进行利用背面研磨的散热板的平坦化(薄壁化)的情况相比,在第一开关元件或第二开关元件中产生的热被容易地传递到安装于散热板的背面的冷却单元。由此,能够使半导体装置的热阻减少。
在本发明的一个实施方式中,所述第一电源端子的所述第一内部布线连接部具有第一基部、以及从所述第一基部向所述输出端子侧突出的第一梳齿状端子。所述第二电源端子的所述第二内部布线连接部具有第二基部、以及从所述第二基部向所述输出端子侧突出的第二梳齿状端子。所述第一梳齿状端子与所述第一元件接合用导体层接合(例如,超声波接合),由此,所述第一电源端子电连接于所述第一元件接合用导体层。所述第二梳齿状端子与所述第二电源端子用导体层接合(例如,超声波接合),由此,所述第二电源端子电连接于所述第二电源端子用导体层。
在该结构中,第一电源端子向第一元件接合用导体层的连接和第二电源端子向第二电源端子用导体层的连接与使用电线的情况相比变得简单。
本发明的第二半导体装置包含:大致长方形状且板状的绝缘基板;装载于所述绝缘基板上且包含半导体元件的电路;在平面视中在所述绝缘基板的规定的一个方向上相邻且被安装于所述绝缘基板、用于将电源向所述电路供给的第一电源端子和第二电源端子;以及在平面视中相对于所述第一和第二电源端子而在与所述一个方向正交的方向上隔开间隔被安装于所述绝缘基板、用于从所述电路导出输出的输出端子。
所述第一电源端子包含:在所述绝缘基板的厚度方向上隔开间隔相向配置的平板状的第一内部布线连接部和第一外部布线连接部、以及将所述第一内部布线连接部和所述第一外部布线连接部中的所述第二电源端子侧的缘部彼此连结的平板状的第一连结部。所述第二电源端子包含:在所述绝缘基板的厚度方向上隔开间隔相向配置的平板状的第二内部布线连接部和第二外部布线连接部、以及将所述第二内部布线连接部和所述第二外部布线连接部中的所述第一电源端子侧的缘部彼此连结的平板状的第二连结部。所述第一连结部和所述第二连结部分别包含空开规定的间隔平板部分彼此相向的板状相向部分。在该结构中,也与前述的第一半导体装置同样地,能够提供内部布线的自感低的半导体装置。
在本发明的一个实施方式中,所述板状相向部分的间隔比第一外部布线连接部与第二外部布线连接部之间的距离小。
本发明中的上述的、或者又一目的、特征和效果参照附图利用以下叙述的实施方式的说明而变得明显。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的功率模块的内部构造的图解的平面图。
图2是图1的右侧面图。
图3是图1的背面图。
图4是沿着图1的IV-IV线的图解的剖面图。
图5是沿着图1的V-V线的图解的剖面图。
图6是沿着图1的VI-VI线的图解的放大剖面图。
图7是用于对收容于壳体内的功率模块电路的结构进行说明的图解的立体图。
图8是沿着图7的VIII-VIII线的图解的放大剖面图。
图9是对通过研磨散热板的背面而使散热板的厚度变薄的情况进行说明的说明图。
图10是用于对功率模块的电气结构进行说明的电气电路图。
图11是示出功率模块被用于H桥电路的情况下的电气电路的电气电路图。
图12是将使用平板状的连接金属构件时的功率模块的热阻与代替平板状的连接金属构件而使用电线(wire)的情况下的功率模块的热阻的比表示为热阻比的图表。
图13是将研磨了散热板的背面的情况下的功率模块的热阻与未研磨散热板的背面的情况下的功率模块的热阻的比表示为热阻比的图表。
图14是将使焊锡层的厚度比基准值薄的情况下的功率模块的热阻与用于将开关元件接合于导体层的焊锡层的厚度为基准值的情况下的功率模块的热阻的比表示为热阻比的图表。
具体实施方式
在以下,参照附图来详细地说明本发明的实施方式。
图1是示出本发明的一个实施方式的功率模块的内部构造的图解的平面图,示出了去掉顶板的状态。图2是图1的右侧面图。图3是图1的背面图。图4是沿着图1的IV-IV线的图解的剖面图。图5是沿着图1的V-V线的图解的剖面图。图6是沿着图1的VI-VI线的图解的放大剖面图。图7是用于对收容于壳体内的功率模块电路的结构进行说明的图解的立体图。图8是沿着图7的VIII-VIII线的图解的放大剖面图。在图7中,为了明确化,关于电线59、60;69、70;99、100;109、110,仅图示了一部分(仅各1组)。
功率模块1包含散热板2、壳体3、以及组装于壳体3的多个端子。多个端子包含:第一电源端子(在该例子中为正极侧电源端子)P、第二电源端子(在该例子中为负极侧电源端子)N、第一输出端子OUT1、以及第二输出端子OUT2。进而,多个端子包含:漏极感测端子DS、第一源极感测端子SS1、第一栅极端子G1、第一和第二热敏电阻端子T1、T2、第二源极感测端子SS2、以及第二栅极端子G2。在将第一输出端子OUT1和第二输出端子OUT2总称的情况下,称为“输出端子OUT”。
为了便于说明,在以下,存在使用图1所示的+X方向、-X方向、+Y方向和-Y方向以及图4所示的+Z方向和-Z方向的情况。+X方向和-X方向为沿着平面视大致矩形的壳体3(散热板2)的长边的2个方向,在将它们总称时仅称为“X方向”。+Y方向和-Y方向为沿着壳体3的短边的2个方向,在将它们总称时仅称为“Y方向”。+Z方向和-Z方向为沿着散热板2的法线的2个方向,在将它们总称时仅称为“Z方向”。在将散热板2放置于水平面时,X方向和Y方向为沿着彼此正交的2个水平的直线(X轴和Y轴)的2个水平方向(第一水平方向和第二水平方向),Z方向为沿着铅垂的直线(Z轴)的铅垂方向(高度方向)。
散热板2为平面视长方形的相同厚度的板状体,由热导率高的材料构成。更具体地,散热板2也可以为由铜构成的铜板。该铜板也可以为在表面形成镀镍层的部件。在散热板2的-Z方向侧的表面根据需要安装有散热器(heat sink)等冷却单元。
壳体3被形成为大致长方体形状,由树脂材料构成。特别地,优选使用PPS(聚苯硫醚)等耐热性树脂。壳体3形成在平面视中与散热板2大致相同的大小的矩形,具备固定于散热板2的一个表面(+Z方向侧表面)的框部4、以及固定于该框部4的顶板(省略图示)。顶板将框部4的一侧(+Z方向侧)闭锁,与将框部4的另一侧(-Z方向侧)闭锁的散热板2的一个表面相向。由此,利用散热板2、框部4和顶板在壳体3的内部划分出电路收容空间。在该实施方式中,通过同时成形制作框部4和前述多个端子。
框部4具备一对侧壁6、7、以及将这些一对侧壁6、7的两端分别结合的一对端壁8、9。在框部4的+Z方向侧表面处的4个角部形成有朝向外部敞开的凹部10。各凹部10的与外部敞开部处于相反侧的壁以向内部突出的方式弯曲。在凹部10的底壁形成有将底壁贯通的安装用贯通孔11。在安装用贯通孔11中以嵌入的状态固定有筒状金属构件12。在散热板2形成有与各安装用贯通孔11连通的安装用贯通孔13(参照图7)。功率模块1通过在壳体3和散热板2的安装用贯通孔11、13中插通的螺栓(省略图示)而被固定于安装对象的规定的固定位置。利用这些安装用贯通孔11、13来安装前述的散热器等冷却单元也可。
在端壁9的外表面形成有在平面视中在Y方向上长的矩形的电源端子用端子台14。电源端子用端子台14与端壁9整体形成。在端壁9和电源端子用端子台14的表面(+Z方向侧表面)的长度方向中央部形成有在X方向上延伸的凸部15。在该凸部15的表面形成有在X方向上延伸的多个槽16。电源端子用端子台14中的长度方向中央至+Y方向侧的部分为第一电源端子P用的端子台21。电源端子用端子台14中的长度方向中央至-Y方向侧的部分为第二电源端子N用的端子台22。
在端壁8的外表面形成有在平面视中在Y方向上长的矩形的输出端子用端子台17。输出端子用端子台17与端壁8整体形成。在端壁8和输出端子用端子台17的表面(+Z方向侧表面)的长度方向中央部形成有在X方向上延伸的凸部18。在该凸部18的表面形成有在X方向上延伸的多个槽19。输出端子用端子台17中的长度方向中央至+Y方向侧的部分为第一输出端子OUT1用的端子台23。输出端子用端子台17中的长度方向中央至-Y方向侧的部分为第二输出端子OUT2用的端子台24。
在端子台21的表面(+Z方向侧表面)配置有第一电源端子P。在端子台22的表面(+Z方向侧表面)配置有第二电源端子N。在端子台23的表面(+Z方向侧表面)配置有第一输出端子OUT1。在端子台24的表面(+Z方向侧表面)配置有第二输出端子OUT2。
第一电源端子P、第二电源端子N、第一输出端子OUT1和第二输出端子OUT2分别为将导电性的板状体(例如,铜板或对铜板实施镀镍后的板状体)切出为规定形状并实施弯曲加工而制作的端子,电连接于壳体3的内部的电路。第一电源端子P、第二电源端子N、第一输出端子OUT1和第二输出端子OUT2的各顶端部分别被引出到端子台21、22、23、24。第一电源端子P、第二电源端子N、第一输出端子OUT1和第二输出端子OUT2的各顶端部被形成为分别沿着端子台21、22、23、24的表面。
在一个侧壁7安装有漏极感测端子DS、第一源极感测端子SS1、第一栅极端子G1以及第一和第二热敏电阻端子T1、T2。这些端子DS、SS1、G1、T1、T2的顶端部从侧壁7的表面(+Z方向侧表面)向壳体3的外部(+Z方向)突出。在靠侧壁7的-X方向侧端配置漏极感测端子DS。靠侧壁7的+X方向侧端在X方向上隔开间隔配置第一和第二热敏电阻端子T1、T2。在侧壁7的-X方向侧端与长度方向(X方向)中央之间在X方向上隔开间隔配置第一源极感测端子SS1和第一栅极端子G1。
在另一个侧壁6安装有第二栅极端子G2和第二源极感测端子SS2。这些端子G2、SS2的顶端部从侧壁6的表面(+Z方向侧表面)向壳体3的外部(+Z方向)突出。在侧壁6的长度方向(X方向)中央与+X方向侧端之间在X方向上隔开间隔配置第二栅极端子G2和第二源极感测端子SS2。漏极感测端子DS、热敏电阻端子T1、T2、源极感测端子SS1、SS2和栅极端子G1、G2分别为对横截面矩形的金属棒(例如,铜的棒状体或对铜的棒状体实施镀镍后的棒状体)实施弯曲加工而制作的端子,电连接于壳体3的内部的电路。
参照图1、图6、图7和图8,第一电源端子P具有:内部布线连接部31A、与内部布线连接部31A结合的立起部31B、与立起部31B结合的倾斜部31C、以及与倾斜部31C结合的外部布线连接部31D。内部布线连接部31A具有:在平面视中4边与散热板2的4边平行的大致矩形状的基部31Aa、以及从基部31Aa的-X方向侧端向-X方向突出的梳齿状端子31Ab。基部31Aa由沿着XY平面的板状体构成,被形成为4个角部之中+X方向侧且+Y方向侧的角部被切除后的形状。梳齿状端子31Ab具有在Y方向上排列配置的3个端子。这些端子具有在从基部31Aa的-X方向侧端沿-X方向延伸之后向-Z方向弯曲之后再次沿-X方向延伸的曲柄(crank)形状。基部31Aa的大部分被埋入到端壁9和端子台21的内部。
立起部31B从内部布线连接部31A的基部31Aa的-Y方向侧缘部沿+Z方向立起。立起部31B由沿着XZ平面的板状体构成,被形成为与基部31Aa的-Y方向侧缘部的长度大致相同宽度。立起部31B被埋入到端壁9和端子台21的内部。倾斜部31C与立起部31B的+Z方向侧缘部结合,朝向+Y方向沿倾斜+Z方向延伸。倾斜部31C由沿前述倾斜方向延伸的板状体构成,被形成为与立起部31B大致相同宽度。倾斜部31C被埋入到端壁9和端子台21的内部。
外部布线连接部31D与倾斜部31C的+Z方向侧缘部结合,沿+Y方向延伸。外部布线连接部31D由沿着XY平面的板状体构成,被形成为与倾斜部31C大致相同宽度。外部布线连接部31D沿着端子台21的表面配置。在外部布线连接部31D的大致中央部形成有外部布线连接用的插通孔31Da。在外部布线连接部31D的-Z方向侧表面固定有螺钉孔与插通孔31Da匹配的螺母35(参照图6)。该螺母35被埋入到端子台21的内部。
第二电源端子N具有相对于通过端壁9的长度中央的XZ平面与第一电源端子P为面对称的形状。第二电源端子N具有:内部布线连接部32A、与内部布线连接部32A结合的立起部32B、与立起部32B结合的倾斜部32C、以及与倾斜部32C结合的外部布线连接部32D。内部布线连接部32A具有:在平面视中4边与散热板2的4边平行的大致矩形状的基部32Aa、以及从基部32Aa的-X方向侧端向-X方向突出的梳齿状端子32Ab。基部32Aa由沿着XY平面的板状体构成,被形成为4个角部之中+X方向侧且-Y方向侧的角部被切除后的形状。梳齿状端子32Ab具有在Y方向上排列配置的3个端子。这些端子具有在从基部32Aa的-X方向侧端沿-X方向延伸之后向-Z方向弯曲之后再次沿-X方向延伸的曲柄形状。基部32Aa的大部分被埋入到端壁9和端子台22的内部。
立起部32B从内部布线连接部32A的基部32Aa的+Y方向侧缘部沿+Z方向立起。立起部32B由沿着XZ平面的板状体构成,被形成为与基部32Aa的+Y方向侧缘部的长度大致相同宽度。立起部32B被埋入到端壁9和端子台22的内部。倾斜部32C与立起部32B的+Z方向侧缘部结合,朝向-Y方向沿倾斜+Z方向延伸。倾斜部32C由沿前述倾斜方向延伸的板状体构成,被形成为与立起部32B大致相同宽度。倾斜部32C被埋入到端壁9和端子台22的内部。
外部布线连接部32D与倾斜部32C的+Z方向侧缘部结合,沿-Y方向延伸。外部布线连接部32D由沿着XY平面的板状体构成,被形成为与倾斜部32C大致相同宽度。外部布线连接部32D沿着端子台22的表面配置。在外部布线连接部32D的大致中央部形成有外部布线连接用的插通孔32Da。在外部布线连接部32D的-Z方向侧表面固定有螺钉孔与插通孔32Da匹配的螺母36(参照图6)。该螺母36被埋入到端子台22的内部。
第一电源端子P的立起部31B和第二电源端子N的立起部32B被配置为空开规定的间隔彼此相向,构成本申请发明的“板状相向部分”。第一电源端子P的立起部31B和倾斜部31C构成本申请发明的“第一连结部”。第二电源端子N的立起部32B和倾斜部32C构成本申请发明的“第二连结部”。
第一输出端子OUT1具有相对于通过侧壁7的长度中央的YZ平面与第一电源端子P为面对称的形状。第一输出端子OUT1具有:内部布线连接部33A、与内部布线连接部33A结合的立起部33B、与立起部33B结合的倾斜部33C、以及与倾斜部33C结合的外部布线连接部33D。内部布线连接部33A具有:在平面视中4边与散热板2的4边平行的大致矩形状的基部33Aa、以及从基部33Aa的+X方向侧端向+X方向突出的梳齿状端子33Ab。基部33Aa由沿着XY平面的板状体构成,被形成为4个角部之中-X方向侧且+Y方向侧的角部被切除后的形状。梳齿状端子33Ab具有在Y方向上排列配置的3个端子。这些端子具有在从基部33Aa的+X方向侧端沿+X方向延伸之后向-Z方向弯曲之后再次沿+X方向延伸的曲柄形状。基部33Aa的大部分被埋入到端壁8和端子台23的内部。
立起部33B从内部布线连接部33A的基部33Aa的-Y方向侧缘部沿+Z方向立起。立起部33B由沿着XZ平面的板状体构成,被形成为与基部33Aa的-Y方向侧缘部的长度大致相同宽度。立起部33B被埋入到端壁8和端子台23的内部。倾斜部33C与立起部33B的+Z方向侧缘部结合,朝向+Y方向沿倾斜+Z方向延伸。倾斜部33C由沿前述倾斜方向延伸的板状体构成,被形成为与立起部33B大致相同宽度。倾斜部33C被埋入到端壁8和端子台23的内部。
外部布线连接部33D与倾斜部33C的+Z方向侧缘部结合,沿+Y方向延伸。外部布线连接部33D由沿着XY平面的板状体构成,被形成为与倾斜部33C大致相同宽度。外部布线连接部33D沿着端子台23的表面配置。在外部布线连接部33D的大致中央部形成有外部布线连接用的插通孔33Da。在外部布线连接部33D的-Z方向侧表面固定有螺钉孔与插通孔33Da匹配的螺母(省略图示)。该螺母被埋入到端子台23的内部。
第二输出端子OUT2具有相对于通过端壁8的长度中央的XZ平面与第一输出端子OUT1为面对称的形状。第二输出端子OUT2具有:内部布线连接部34A、与内部布线连接部34A结合的立起部34B、与立起部34B结合的倾斜部34C、以及与倾斜部34C结合的外部布线连接部34D。内部布线连接部34A具有:在平面视中4边与散热板2的4边平行的大致矩形状的基部34Aa、以及从基部34Aa的+X方向侧端向+X方向突出的梳齿状端子34Ab。基部34Aa由沿着XY平面的板状体构成,被形成为4个角部之中-X方向侧且-Y方向侧的角部被切除后的形状。梳齿状端子34Ab具有在Y方向上排列配置的3个端子。这些端子具有在从基部34Aa的+X方向侧端沿+X方向延伸之后向-Z方向弯曲之后再次沿+X方向延伸的曲柄形状。基部34Aa的大部分被埋入到端壁8和端子台24的内部。
立起部34B从内部布线连接部34A的基部34Aa的+Y方向侧缘部沿+Z方向立起。立起部34B由沿着XZ平面的板状体构成,被形成为与基部34Aa的+Y方向侧缘部的长度大致相同宽度。立起部34B被埋入到端壁8和端子台24的内部。倾斜部34C与立起部34B的+Z方向侧缘部结合,朝向-Y方向沿倾斜+Z方向延伸。倾斜部34C由沿前述倾斜方向延伸的板状体构成,被形成为与立起部34B大致相同宽度。倾斜部34C被埋入到端壁8和端子台24的内部。
外部布线连接部34D与倾斜部34C的+Z方向侧缘部结合,沿-Y方向延伸。外部布线连接部34D由沿着XY平面的板状体构成,被形成为与倾斜部34C大致相同宽度。外部布线连接部34D沿着端子台24的表面配置。在外部布线连接部34D的大致中央部形成有外部布线连接用的插通孔34Da。在外部布线连接部34D的-Z方向侧表面固定有螺钉孔与插通孔34Da匹配的螺母(省略图示)。该螺母被埋入到端子台24的内部。
漏极感测端子DS从X方向来看为曲柄状,它们的中间部分被埋入到侧壁7中。漏极感测端子DS的基端部被配置在壳体3内。漏极感测端子DS的顶端部从侧壁7的表面向+Z方向突出。
第一源极感测端子SS1从X方向来看为曲柄状,它们的中间部分被埋入到侧壁7中。第一源极感测端子SS1的基端部被配置在壳体3内。第一源极感测端子SS1的顶端部从侧壁7的表面向+Z方向突出。
第一栅极端子G1从X方向来看为曲柄状,它们的中间部分被埋入到侧壁7中。第一栅极端子G1的基端部被配置在壳体3内。第一栅极端子G1的顶端部从侧壁7的表面向+Z方向突出。
各热敏电阻端子T1、T2从X方向来看为曲柄状,它们的中间部分被埋入到侧壁7中。各热敏电阻端子T1、T2的基端部被配置在壳体3内。各热敏电阻端子T1、T2的顶端部从侧壁7的表面向+Z方向突出。
第二源极感测端子SS2从X方向来看为曲柄状,它们的中间部分被埋入到侧壁6中。第二源极感测端子SS2的基端部被配置在壳体3内。第二源极感测端子SS2的顶端部从侧壁6的表面向+Z方向突出。
第二栅极端子G2从X方向来看为曲柄状,它们的中间部分被埋入到侧壁6中。第二栅极端子G2的基端部被配置在壳体3内。第二栅极端子G2的顶端部从侧壁6的表面向+Z方向突出。
在散热板2的表面(+Z方向侧表面)处的由框部4包围的区域中在X方向上排列配置有第一组件(assembly)40和第二组件80。第一组件40被配置在电源端子P、N侧,第二组件80被配置在输出端子OUT侧。第一组件40构成上臂(高侧(high side))电路的一半和下臂(低侧(low side))电路的一半。第二组件80构成上臂电路的剩余的一半和下臂电路的剩余的一半。上臂电路和下臂电路之中的一个构成本申请发明的“第一电路”,另一个构成本申请发明的“第二电路”。
第一组件40包含:第一绝缘基板41、多个第一开关元件Tr1、多个第一二极管元件Di1、多个第二开关元件Tr2、多个第二二极管元件Di2、以及热敏电阻Th。
第一绝缘基板41在平面视中为大致矩形,以4边与散热板2的4边分别平行的姿势与散热板2的表面接合。在第一绝缘基板41的散热板2侧的表面(-Z方向侧表面)形成有第一接合用导体层42(参照图4)。该第一接合用导体层42经由焊锡层52与散热板2接合。
在第一绝缘基板41的与散热板2相反侧的表面(+Z方向侧表面)形成有上臂电路用的多个导体层、下臂电路用的多个导体层、以及热敏电阻用的多个导体层。上臂电路用的多个导体层包含:第一元件接合用导体层43、第一栅极端子用导体层44、以及第一源极感测端子用导体层45。下臂电路用的多个导体层包含:第二元件接合用导体层46、N端子用导体层47、第二栅极端子用导体层48、以及第二源极感测端子用导体层49。热敏电阻用的多个导体层包含第一热敏电阻端子用导体层50和第二热敏电阻端子用导体层51。
在该实施方式中,第一绝缘基板41由AlN(氮化铝)构成。作为第一绝缘基板41,例如能够使用在陶瓷的两个表面直接接合铜箔后的基板(DBC:Direct Bonding Copper,直接覆铜法)。在作为第一绝缘基板41而使用DBC基板的情况下,能够通过该铜箔形成各导体层42~51。
第一元件接合用导体层43被配置在靠第一绝缘基板41的表面处的+Y方向侧的边,为在平面视中在X方向上长的矩形状。第一元件接合用导体层43在其+X方向侧端部具有沿-Y方向延伸的突出部。N端子用导体层47被配置在靠第一绝缘基板41的表面处的-Y方向侧的边,为在平面视中在X方向上长的矩形状。N端子用导体层47在其+X方向侧端部具有朝向第一元件接合用导体层43的突出部延伸的突出部。第二元件接合用导体层46在平面视中被配置于由第一元件接合用导体层43、N端子用导体层47和第一绝缘基板41的-X方向侧的边包围的区域,为在平面视中在X方向上长的矩形状。
第一栅极端子用导体层44被配置在第一元件接合用导体层43与第一绝缘基板41的+Y方向侧的边之间,为在平面视中在X方向上细长的矩形。第一源极感测端子用导体层45被配置在第一栅极端子用导体层44与第一绝缘基板41的+Y方向侧的边之间,为在平面视中在X方向上细长的矩形。
第一热敏电阻端子用导体层50在第一元件接合用导体层43与第一绝缘基板41的+Y方向侧的边之间被配置在第一栅极端子用导体层44的+X方向侧。第二热敏电阻端子用导体层51在第一元件接合用导体层43与第一绝缘基板41的+Y方向侧的边之间被配置在第一源极感测端子用导体层45的+X方向侧。
第二栅极端子用导体层48被配置在N端子用导体层47与第一绝缘基板41的-Y方向侧的边之间,为在平面视中在X方向上细长的矩形。第二源极感测端子用导体层49被配置在第二栅极端子用导体层48与第一绝缘基板41的-Y方向侧的边之间,为在平面视中在X方向上细长的矩形。
第一电源端子P的梳齿状端子31Ab与第一元件接合用导体层43的表面的+X方向侧端部接合。第二电源端子N的梳齿状端子32Ab与N端子用导体层47的表面的+X方向侧端部接合。由于第一电源端子P的内部布线连接部31A具有梳齿状端子31Ab,所以,在将第一电源端子P与第一元件接合用导体层43接合时,将例如超声波接合用的头(head)推碰到梳齿状端子31Ab的顶端,能够容易地将梳齿状端子31Ab与第一元件接合用导体层43超声波接合。此外,由于第二电源端子N的内部布线连接部32A具有梳齿状端子32Ab,所以,在将第二电源端子N与N端子用导体层47接合时,将例如超声波接合用的头推碰到梳齿状端子32Ab的顶端,能够容易地将梳齿状端子32Ab与N端子用导体层47超声波接合。
第二栅极端子G2的基端部与第二栅极端子用导体层48接合。第二源极感测端子SS2的基端部与第二源极感测端子用导体层49接合。第一热敏电阻端子T1的基端部与第一热敏电阻端子用导体层50接合。第二热敏电阻端子T2的基端部与第二热敏电阻端子用导体层51接合。这些接合也可以利用超声波熔接进行。
在第一热敏电阻端子用导体层50和第二热敏电阻端子用导体层51上以横跨它们的方式配置有热敏电阻Th。热敏电阻Th的一个电极与第一热敏电阻端子用导体层50接合,另一个电极与第二热敏电阻端子用导体层51接合。
在第一元件接合用导体层43的表面经由焊锡层53(参照图4)接合有多个第一开关元件Tr1的漏极电极,并且,经由焊锡层54接合有多个第一二极管元件Di1的阴极电极。在该实施方式中,这些焊锡层53、54的材料为SnAgCu类的焊锡。在该实施方式中,这些焊锡层53、54的厚度比通常的厚度(例如,0.12mm)薄(例如,0.08mm)。各第一开关元件Tr1在与接合于第一元件接合用导体层43的面相反侧的表面具有源极电极和栅极电极。各第一二极管元件Di1在与接合于第一元件接合用导体层43的面相反侧的表面具有阳极电极。
靠第一元件接合用导体层43的表面的+Y方向侧的边,在X方向上隔开间隔排列配置有5个第一二极管元件Di1。此外,在第一元件接合用导体层43的-Y方向侧的边与5个第一二极管元件Di1之间,在X方向上隔开间隔排列配置有5个第一开关元件Tr1。5个第一开关元件Tr1关于Y方向与5个第一二极管元件Di1位置匹配。
在Y方向上位置匹配的第一开关元件Tr1和第一二极管元件Di1通过在平面视中沿大致Y方向延伸的第一连接金属构件55连接于第二元件接合用导体层46。第一连接金属构件55为在平面视中在Y方向上长的矩形状。第一连接金属构件55为对导电性的板状体(例如,铜板或对铜板实施镀镍后的板状体)实施弯曲加工而制作的构件。第一连接金属构件55由与第二元件接合用导体层46接合的接合部55a(参照图4)、与接合部55a结合的立起部55b、以及与立起部55b结合的横行部55c构成。
接合部55a经由焊锡层56与第二元件接合用导体层46的靠+Y方向侧缘的区域接合,被形成为在平面视中沿X方向延伸的矩形。立起部55b从接合部55a的+Y方向侧缘部向+Z方向立起。立起部55b由沿着XZ平面的板状体构成,被形成为与接合部55a大致相同宽度。横行部55c与立起部55b的+Z方向侧缘部结合,沿+Y方向延伸。横行部55c的长度中间部和顶端部分别被配置在第一开关元件Tr1和第一二极管元件Di1的上方。横行部55c由与散热板2的主面平行的板状体构成,被形成为与立起部55b大致相同宽度。横行部55c的顶端部(+Y方向侧端部)经由焊锡层57与第一二极管元件Di1的阳极电极接合,横行部55c的长度中间部经由焊锡层58与第一开关元件Tr1的源极电极接合。由此,第一二极管元件Di1的阳极电极和第一开关元件Tr1的源极电极经由第一连接金属构件55电连接于第二元件接合用导体层46。
第一连接金属构件55的宽度(X方向的长度)比第一开关元件Tr1的宽度(X方向的长度)短。在平面视中,第一连接金属构件55的横行部55c的+X方向侧缘与第一开关元件Tr1和第一二极管元件Di1的+X方向侧缘位置匹配。在平面视中,第一连接金属构件55的横行部55c的-X方向侧缘与第一开关元件Tr1和第一二极管元件Di1的-X方向侧缘相比位于+X方向侧。由此,在壳体3内,第一开关元件Tr1和第一二极管元件Di1的+Z方向侧表面之中靠-X方向侧缘的区域露出。
各第一开关元件Tr1的栅极电极通过电线59连接于第一栅极端子用导体层44。各第一开关元件Tr1的源极电极通过电线60连接于第一源极感测端子用导体层45。
在第二元件接合用导体层46的表面经由焊锡层61(参照图4)接合有多个第二开关元件Tr2的漏极电极,并且,经由焊锡层62接合有多个第二二极管元件Di2的阴极电极。在该实施方式中,这些焊锡层61、62的材料为SnAgCu类的焊锡。在该实施方式中,这些焊锡层61、62的厚度比通常的厚度(例如,0.12mm)薄(例如,0.08mm)。各第二开关元件Tr2在与接合于第二元件接合用导体层46的面相反侧的表面具有源极电极和栅极电极。各第二二极管元件Di2在与接合于第二元件接合用导体层46的面相反侧的表面具有阳极电极。
靠第二元件接合用导体层46的表面的-Y方向侧的边,在X方向上隔开间隔排列配置有5个第二开关元件Tr2。此外,在第二元件接合用导体层46的+Y方向侧的边与5个第二开关元件Tr2之间,在X方向上隔开间隔排列配置有5个第二二极管元件Di2。5个第二二极管元件Di2关于Y方向与5个第二开关元件Tr2位置匹配。此外,5个第二二极管元件Di2也关于Y方向与5个第一开关元件Tr1位置匹配。
在Y方向上位置匹配的第二开关元件Tr2和第二二极管元件Di2通过在平面视中沿大致Y方向延伸的第二连接金属构件65连接于N端子用导体层47。第二连接金属构件65为对导电性的板状体(例如,铜板或对铜板实施镀镍后的板状体)实施弯曲加工而制作的构件。第二连接金属构件65由与N端子用导体层47接合的接合部65a(参照图4)、与接合部65a结合的立起部65b、以及与立起部65b结合的横行部65c构成。
接合部65a经由焊锡层66与N端子用导体层47的靠+Y方向侧缘的区域接合,被形成为在平面视中沿X方向延伸的矩形。立起部65b从接合部65a的+Y方向侧缘部向+Z方向立起。立起部65b由沿着XZ平面的板状体构成,被形成为与接合部65a大致相同宽度。横行部65c与立起部65b的+Z方向侧缘部结合,沿+Y方向延伸。横行部65c的长度中间部和顶端部分别被配置在第二开关元件Tr2和第二二极管元件Di2的上方。横行部65c由与散热板2的主面平行的板状体构成,被形成为与立起部65b大致相同宽度。横行部65c的顶端部(+Y方向侧端部)经由焊锡层67与第二二极管元件Di2的阳极电极接合,横行部65c的长度中间部经由焊锡层68与第二开关元件Tr2的源极电极接合。由此,第二二极管元件Di2的阳极电极和第二开关元件Tr2的源极电极经由第二连接金属构件65电连接于N端子用导体层47。
第二连接金属构件65的宽度(X方向的长度)比第二开关元件Tr2的宽度(X方向的长度)短。在平面视中,第二连接金属构件65的横行部65c的+X方向侧缘与第二开关元件Tr2和第二二极管元件Di2的+X方向侧缘位置匹配。在平面视中,第二连接金属构件65的横行部65c的-X方向侧缘与第二开关元件Tr2和第二二极管元件Di2的-X方向侧缘相比位于+X方向侧。由此,在壳体3内,第二开关元件Tr2和第二二极管元件Di2的+Z方向侧表面之中靠-X方向侧缘的区域露出。
各第二开关元件Tr2的栅极电极通过电线69连接于第二栅极端子用导体层48。各第二开关元件Tr2的源极电极通过电线70连接于第二源极感测端子用导体层49。
第二组件80包含:第二绝缘基板81、多个第三开关元件Tr3、多个第三二极管元件Di3、多个第四开关元件Tr4、以及多个第四二极管元件Di4。
第一组件40的第一开关元件Tr1和/或第二组件80的第三开关元件Tr3构成本申请发明的“第一开关元件”。第一组件40的第二开关元件Tr2和/或第二组件80的第四开关元件Tr4构成本申请发明的“第二开关元件”。第一组件40的第一二极管元件Di3和/或第二组件80的第三二极管元件Di3构成本申请发明的“第一二极管元件”。 第一组件40的第二二极管元件Di2和/或第二组件80的第四二极管元件Di4构成本申请发明的“第二二极管元件”。
第二绝缘基板81在平面视中为大致矩形,以4边与散热板2的4边分别平行的姿势与散热板2的表面接合。在第二绝缘基板81的散热板2侧的表面(-Z方向侧表面)形成有第二接合用导体层82(参照图5)。该第二接合用导体层82经由焊锡层90与散热板2接合。
在第二绝缘基板81的与散热板2相反侧的表面(+Z方向侧表面)形成有上臂电路用的多个导体层、以及下臂电路用的多个导体层。上臂电路用的多个导体层包含:第三元件接合用导体层83、第三栅极端子用导体层84、以及第三源极感测端子用导体层85。下臂电路用的多个导体层包含:第四元件接合用导体层86、源极用导体层87、第四栅极端子用导体层88、以及第四源极感测端子用导体层89。
第一组件40的第一元件接合用导体层43和/或第二组件80的第三元件接合用导体层83构成本申请发明的“第一元件接合用导体层”。第一组件40的第二元件接合用导体层46和/或第二组件80的第四元件接合用导体层86构成本申请发明的“第二元件接合用导体层”。第一组件40的N端子用导体层47和/或第二组件80的源极用导体层87构成本申请发明的“第二电源端子用导体层”。
在该实施方式中,第二绝缘基板81由AlN(氮化铝)构成。作为第二绝缘基板81,例如能够使用在陶瓷的两个表面直接接合铜箔后的基板(DBC:Direct Bonding Copper)。在作为第二绝缘基板81而使用DBC基板的情况下,能够通过该铜箔形成各导体层82~89。
第三元件接合用导体层83被配置在靠第二绝缘基板81的表面处的+Y方向侧的边,为在平面视中在X方向上长的矩形状。第三元件接合用导体层83在其-X方向侧端部具有沿+Y方向延伸的突出部。漏极感测端子DS的基端部与该突出部接合。
源极用导体层87被配置在靠第二绝缘基板81的表面处的-Y方向侧的边,为在平面视中在X方向上长的矩形状。第四元件接合用导体层86在平面视中为T字状。第四元件接合用导体层86被配置在第三元件接合用导体层83与源极用导体层87之间,并且,包含在平面视中在X方向上长的矩形状的元件接合部86a、以及沿着第二绝缘基板81的-X方向侧的边延伸的输出端子接合部86b。元件接合部86a的-X方向侧端部与输出端子接合部86b的长度中央部连结。
第三栅极端子用导体层84被配置在第三元件接合用导体层83与第二绝缘基板81的+Y方向侧的边之间,为在平面视中在X方向上细长的矩形状。第三源极感测端子用导体层85被配置在第三栅极端子用导体层84与第二绝缘基板81的+Y方向侧的边之间,为在平面视中在X方向上细长的矩形状。
第四栅极端子用导体层88被配置在源极用导体层87与第二绝缘基板81的-Y方向侧的边之间,为在平面视中在X方向上细长的矩形。第四源极感测端子用导体层89被配置在第四栅极端子用导体层88与第二绝缘基板81的-Y方向侧的边之间,为在平面视中在X方向上细长的矩形。
第一输出端子OUT1的梳齿状端子33Ab和第二输出端子OUT2的梳齿状端子34Ab与第四元件接合用导体层86的输出端子接合部86b的表面接合。由于第一输出端子OUT1的内部布线连接部33A具有梳齿状端子33Ab,所以,在将第一输出端子OUT1与输出端子接合部86b接合时,将例如超声波接合用的头推碰到梳齿状端子33Ab的顶端,能够容易地将梳齿状端子33Ab与输出端子接合部86b超声波接合。此外,由于第二输出端子OUT2的内部布线连接部34A具有梳齿状端子34Ab,所以,在将第二输出端子OUT2与输出端子接合部86b接合时,将例如超声波接合用的头推碰到梳齿状端子34Ab的顶端,能够容易地将梳齿状端子34Abc与输出端子接合部86b超声波接合。
第一栅极端子G1的基端部与第三栅极端子用导体层84接合。第一源极感测端子SS1的基端部与第三源极感测端子用导体层85接合。这些接合也可以利用超声波熔接进行。
在第三元件接合用导体层83的表面经由焊锡层91(参照图5)接合有多个第三开关元件Tr3的漏极电极,并且,经由焊锡层92接合有多个第三二极管元件Di3的阴极电极。前述的焊锡层53和/或焊锡层91构成本申请发明的“第一焊锡层”。前述的焊锡层54和/或焊锡层92构成本申请发明的“第三焊锡层”。在该实施方式中,这些焊锡层91、92的材料为SnAgCu类的焊锡。在该实施方式中,这些焊锡层91、92的厚度比通常的厚度(例如,0.12mm)薄(例如,0.08mm)。各第三开关元件Tr3在与接合于第三元件接合用导体层83的面相反侧的表面具有源极电极和栅极电极。各第三二极管元件Di3在与接合于第三元件接合用导体层83的面相反侧的表面具有阳极电极。
靠第三元件接合用导体层83的表面的+Y方向侧的边,在X方向上隔开间隔排列配置有5个第三二极管元件Di3。此外,在第三元件接合用导体层203的-Y方向侧的边与5个第三二极管元件Di3之间,在X方向上隔开间隔排列配置有5个第三开关元件Tr3。5个第三开关元件Tr3关于Y方向与5个第三二极管元件Di3位置匹配。
在Y方向上位置匹配的第三开关元件Tr3和第三二极管元件Di3通过在平面视中沿大致Y方向延伸的第三连接金属构件95连接于第四元件接合用导体层86。第三连接金属构件95为对导电性的板状体(例如,铜板或对铜板实施镀镍后的板状体)实施弯曲加工而制作的构件。第三连接金属构件95由与第四元件接合用导体层86接合的接合部95a(参照图5)、与接合部95a结合的立起部95b、以及与立起部95b结合的横行部95c构成。
接合部95a经由焊锡层96与第四元件接合用导体层86的靠+Y方向侧缘的区域接合,被形成为在平面视中沿X方向延伸的矩形。立起部95b从接合部95a的+Y方向侧缘部向+Z方向立起。立起部95b由沿着XZ平面的板状体构成,被形成为与接合部95a大致相同宽度。横行部95c与立起部95b的+Z方向侧缘部结合,沿+Y方向延伸。横行部95c的长度中间部和顶端部分别被配置在第三开关元件Tr3和第三二极管元件Di3的上方。横行部95c由与散热板2的主面平行的板状体构成,被形成为与立起部95b大致相同宽度。横行部95c的顶端部(+Y方向侧端部)经由焊锡层97与第三二极管元件Di3的阳极电极接合,横行部95c的长度中间部经由焊锡层98与第三开关元件Tr3的源极电极接合。由此,第三二极管元件Di3的阳极电极和第三开关元件Tr3的源极电极经由第三连接金属构件95电连接于第四元件接合用导体层86。
第三连接金属构件95的宽度(X方向的长度)比第三开关元件Tr3的宽度(X方向的长度)短。在平面视中,第三连接金属构件95的横行部95c的-X方向侧缘与第三开关元件Tr3和第三二极管元件Di3的-X方向侧缘位置匹配。在平面视中,第三连接金属构件95的横行部95c的+X方向侧缘与第三开关元件Tr3和第三二极管元件Di3的+X方向侧缘相比位于-X方向侧。由此,在壳体3内,第三开关元件Tr3和第三二极管元件Di3的+Z方向侧表面之中靠+X方向侧缘的区域露出。
各第三开关元件Tr3的栅极电极通过电线99连接于第三栅极端子用导体层84。各第三开关元件Tr3的源极电极通过电线100连接于第三源极感测端子用导体层85。
在第四元件接合用导体层86的表面经由焊锡层101(参照图5)接合有多个第四开关元件Tr4的漏极电极,并且,经由焊锡层102接合有多个第四二极管元件Di4的阴极电极。前述的焊锡层61和/或焊锡层101构成本申请发明的“第二焊锡层”。前述的焊锡层62和/或焊锡层102构成本申请发明的“第四焊锡层”。在该实施方式中,这些焊锡层101、102的材料为SnAgCu类的焊锡。在该实施方式中,这些焊锡层101、102的厚度比通常的厚度(例如,0.12mm)薄(例如,0.08mm)。各第四开关元件Tr4在与接合于第四元件接合用导体层86的面相反侧的表面具有源极电极和栅极电极。各第四二极管元件Di4在与接合于第四元件接合用导体层86的面相反侧的表面具有阳极电极。
靠第四元件接合用导体层86的表面的-Y方向侧的边,在X方向上隔开间隔排列配置有5个第四开关元件Tr4。此外,在第四元件接合用导体层86的+Y方向侧的边与5个第四开关元件Tr4之间,在X方向上隔开间隔排列配置有5个第四二极管元件Di4。5个第四二极管元件Di4关于Y方向与5个第四开关元件Tr4位置匹配。此外,5个第四二极管元件Di4也关于Y方向与5个第三开关元件Tr3位置匹配。
在Y方向上位置匹配的第四开关元件Tr4和第四二极管元件Di4通过在平面视中沿大致Y方向延伸的第四连接金属构件105连接于源极用导体层87。第四连接金属构件105为对导电性的板状体(例如,铜板或对铜板实施镀镍后的板状体)实施弯曲加工而制作的构件。第四连接金属构件105由与源极用导体层87接合的接合部105a(参照图5)、与接合部105a结合的立起部105b、以及与立起部105b结合的横行部105c构成。
接合部105a经由焊锡层106与源极用导体层87的靠+Y方向侧缘的区域接合,被形成为在平面视中沿X方向延伸的矩形。立起部105b从接合部105a的+Y方向侧缘部向+Z方向立起。立起部105b由沿着XZ平面的板状体构成,被形成为与接合部105a大致相同宽度。横行部105c与立起部105b的+Z方向侧缘部结合,沿+Y方向延伸。横行部105c的长度中间部和顶端部分别被配置在第四开关元件Tr4和第四二极管元件Di4的上方。横行部105c由与散热板2的主面平行的板状体构成,被形成为与立起部105b大致相同宽度。横行部105c的顶端部(+Y方向侧端部)经由焊锡层107与第四二极管元件Di4的阳极电极接合,横行部105c的长度中间部经由焊锡层108与第四开关元件Tr4的源极电极接合。由此,第四二极管元件Di4的阳极电极和第四开关元件Tr4的源极电极经由第四连接金属构件105电连接于源极用导体层87。
第四连接金属构件105的宽度(X方向的长度)比第四开关元件Tr4的宽度(X方向的长度)短。在平面视中,第四连接金属构件105的横行部105c的-X方向侧缘与第四开关元件Tr4和第四二极管元件Di4的-X方向侧缘位置匹配。在平面视中,第四连接金属构件105的横行部105c的+X方向侧缘与第四开关元件Tr4和第四二极管元件Di4的+X方向侧缘相比位于-X方向侧。由此,在壳体3内,第四开关元件Tr4和第四二极管元件Di4的+Z方向侧表面之中靠+X方向侧缘的区域露出。
各第四开关元件Tr4的栅极电极通过电线109连接于第四栅极端子用导体层88。各第四开关元件Tr4的源极电极通过电线110连接于第四源极感测端子用导体层89。
第二组件80的第三元件接合用导体层83通过第一导体层连接构件111连接于第一组件40的第一元件接合用导体层43。第一导体层连接构件111在平面视中由H形的导电性的板状体构成。第一导体层连接构件111由横跨第三元件接合用导体层83和第一元件接合用导体层43的一对矩形部、以及将这些矩形部的长度中央部连结的连结部构成。一对矩形部的一个端部和另一个端部分别构成梳齿状端子。通过由板状体构成的第一导体层连接构件111将第一元件接合用导体层43和第三元件接合用导体层83连接,因此,与通过电线将它们连接的情况相比,能够谋求低电感化。
此外,由于第一导体层连接构件111具有梳齿状端子,所以,在将例如第一导体层连接构件111与第一元件接合用导体层43接合时,将超声波接合用的头推碰到第一导体层连接构件111的+X方向侧的梳齿状端子,能够容易地将第一导体层连接构件111与第一元件接合用导体层43超声波接合。
第二组件80的第四元件接合用导体层86通过第二导体层连接构件112连接于第一组件40的第二元件接合用导体层46。第二导体层连接构件112在平面视中由H形的导电性的板状体构成。第二导体层连接构件112由横跨第四元件接合用导体层86和第二元件接合用导体层46的一对矩形部、以及将这些矩形部的长度中央部连结的连结部构成。一对矩形部的一个端部和另一个端部分别构成梳齿状端子。通过由板状体构成的第二导体层连接构件112将第二元件接合用导体层46和第四元件接合用导体层86连接,因此,与通过电线将它们连接的情况相比,能够谋求低电感化。
此外,由于第二导体层连接构件112具有梳齿状端子,所以,在将例如第二导体层连接构件112与第二元件接合用导体层46接合时,将超声波接合用的头推碰到第二导体层连接构件112的+X方向侧的梳齿状端子,能够容易地将第二导体层连接构件112与第二元件接合用导体层46超声波接合。
第二组件80的源极用导体层87通过第三导体层连接构件113连接于第一组件40的N端子用导体层47。第三导体层连接构件113在平面视中由H形的导电性的板状体构成。第三导体层连接构件113由横跨源极用导体层87和N端子用导体层47的一对矩形部、以及将这些矩形部的长度中央部连结的连结部构成。一对矩形部的一个端部和另一个端部分别构成梳齿状端子。通过由板状体构成的第三导体层连接构件113将N端子用导体层47和源极用导体层87连接,因此,与通过电线将它们连接的情况相比,能够谋求低电感化。此外,由于第三导体层连接构件113具有梳齿状端子,所以,在将例如第三导体层连接构件113与N端子用导体层47接合时,将超声波接合用的头推碰到第三导体层连接构件113的+X方向侧的梳齿状端子,能够容易地将第三导体层连接构件113与N端子用导体层47超声波接合。
第二组件80的第三栅极端子用导体层84经由电线114连接于第一组件40的第一栅极端子用导体层44。第二组件80的第三源极感测端子用导体层85经由电线115连接于第一组件40的第一源极感测端子用导体层45。
第二组件80的第四栅极端子用导体层88经由电线116连接于第一组件40的第二栅极端子用导体层48。第二组件80的第四源极感测端子用导体层89经由电线117连接于第一组件40的第二源极感测端子用导体层49。
当在散热板2上组装第一组件40和第二组件80时,散热板2如图9的上侧所示那样以中央部成为凸的方式弯曲。在该实施方式中,在散热板2上组装第一组件40和第二组件80之后,切削散热板2的下表面(-Z方向的表面)直到变为由双点划线120示出那样的平坦面。由此,如图9的下侧所示那样实现与图9的上侧所示的散热板2相比为薄壁的散热板2。在该实施方式中,图9的上侧所示的散热板2的周缘部的厚度t为例如4mm左右,与此相对地,图9的下侧所示的散热板2的周缘部的厚度t为例如3.5mm左右。
图10是用于对功率模块1的电气结构进行说明的电气电路图。在图10中,将2个输出端子OUT1、OUT2示出为1个输出端子OUT。
第一组件40所具备的多个第一开关元件Tr1和多个第一二极管元件Di1以及第二组件80所具备的多个第三开关元件Tr3和多个第三二极管元件Di3在第一电源端子P与输出端子OUT之间并联连接,形成上臂电路(高侧电路)301。第一组件40所具备的多个第二开关元件Tr2和多个第二二极管元件Di2以及第二组件80所具备的多个第四开关元件Tr4和多个第四二极管元件Di4在输出端子OUT与第二电源端子N之间连接,形成下臂电路(低侧电路)302。
上臂电路301和下臂电路302在第一电源端子P与第二电源端子N之间串联连接,输出端子OUT连接于上臂电路301与下臂电路302的连接点303。像这样构成半桥电路。能够将该半桥电路用作单相桥电路。此外,通过将多个(例如3个)该半桥电路(功率模块1)并联连接于电源,从而能够构成多相(例如3相)的桥电路。
第一~第四开关元件Tr1~Tr4在该实施方式中由N沟道型DMOS(Double-DiffusedMetal Oxide Semiconductor,双扩散金属氧化物半导体)场效应型晶体管构成。特别地,在该实施方式中,第一~第四开关元件Tr1~Tr4为由SiC半导体器件构成的高速开关型的MOSFET(SiC-DMOS)。
此外,第一~第四二极管元件Di1~Di4在该实施方式中由肖特基势垒二极管(schottky-barrier diode)(SBD)构成。特别地,在该实施方式中,第一~第四开关元件Di1~Di4由SiC半导体器件(SiC-SBD)构成。
在各第一开关元件Tr1并联连接有第一二极管元件Di1。在各第三开关元件Tr3并联连接有第三二极管元件Di3。各第一开关元件Tr1和各第三开关元件Tr3的漏极以及各第一二极管元件Di1和各第三二极管元件Di3的阴极连接于第一电源端子P。
多个第一二极管元件Di1的阳极连接于所对应的第一开关元件Tr1的源极,第一开关元件Tr1的源极连接于输出端子OUT。同样地,多个第三二极管元件Di3的阳极连接于所对应的第三开关元件Tr3的源极,第三开关元件Tr3的源极连接于输出端子OUT。
多个第一开关元件Tr1和多个第三开关元件Tr3的栅极连接于第一栅极端子G1。多个第一开关元件Tr1和多个第三开关元件Tr3的源极也连接于第一源极感测端子SS1。多个第一开关元件Tr1和多个第三开关元件Tr3的漏极也连接于漏极感测端子DS。
在各第二开关元件Tr2并联连接有第二二极管元件Di2。在各第四开关元件Tr4并联连接有第四二极管元件Di4。各第二开关元件Tr2和各第四开关元件Tr4的漏极以及各第二二极管元件Di2和各第四二极管元件Di4的阴极连接于输出端子OUT。
多个第二二极管元件Di2的阳极连接于所对应的第二开关元件Tr2的源极,第二开关元件Tr2的源极连接于第二电源端子N。同样地,多个第四二极管元件Di4的阳极连接于所对应的第四开关元件Tr4的源极,第四开关元件Tr4的源极连接于第二电源端子N。
多个第二开关元件Tr2和多个第四开关元件Tr4的栅极连接于第二栅极端子G2。多个第二开关元件Tr2和多个第四开关元件Tr4的源极也连接于第二源极感测端子SS2。
图11示出了该功率模块1被用于H桥电路的情况下的电气电路。在H桥电路中,2个功率模块1与电源201并联连接。将一个功率模块1称为第一功率模块1A,将另一个功率模块1称为第二功率模块1B。在图11中,为了便于说明,分别通过1个第一开关元件Tr1以及1个第一二极管元件Di1表示构成上臂电路的多个第一和第三开关元件Tr1、Tr3以及多个第一和第三二极管元件Di1、Di3。同样地,分别通过1个第二开关元件Tr2以及1个第二二极管元件Di2表示构成下臂电路的多个第二和第四开关元件Tr2、Tr4以及多个第二和第四二极管元件Di2、Di4。在2个功率模块1A、1B的输出端子OUT之间连接有电动机等感应性的负载202。
在这样的H桥电路中,使例如第一功率模块1A的第一开关元件Tr1和第二功率模块1B的第二开关元件Tr2为导电状态。之后,使这些开关元件Tr1、Tr2为切断状态。然后,使第一功率模块1A的第二开关元件Tr2和第二功率模块1B的第一开关元件Tr1为导电状态。之后,使这些开关元件Tr1、Tr2为切断状态。然后,使第一功率模块1A的第一开关元件Tr1和第二功率模块1B的第二开关元件Tr2为导电状态。通过重复这样的工作,从而负载202被交流驱动。
在第一功率模块1A内的第一开关元件Tr1从导电状态切换为切断状态且第二开关元件Tr2从切断状态切换为导电状态时的过渡期中,在第一功率模块1A中,如在图11中由箭头示出那样,电流从第一电源端子P通过第一开关元件Tr1向输出端子OUT流动,电流从输出端子OUT通过第二开关元件Tr2向第二电源端子N流动。此外,在第一功率模块1A内的第二开关元件Tr2从导电状态切换为切断状态且第一开关元件Tr1从切断状态切换为导电状态时的过渡期中,在第一功率模块1A中,电流也从第一电源端子P通过第一开关元件Tr1向输出端子OUT流动,电流也从输出端子OUT通过第二开关元件Tr2向第二电源端子N流动。
参照图7和图8,在这样的过渡期中,在第一功率模块1A的第一电源端子P的立起部31B中电流主要向-Z方向(从外部布线连接部31D侧朝向内部布线连接部31A侧的方向)流动。另一方面,在第一功率模块1A的第二电源端子N的立起部32B中电流主要向+Z方向(从内部布线连接部32A侧朝向外部布线连接部32D侧的方向)流动。
电流向-Z方向流动的第一电源端子P的立起部31B和电流向+Z方向流动的第二电源端子N的立起部32B彼此相向并且彼此接近,由此,第一电源端子P的自感和第二电源端子N的自感被它们之间的互感至少部分地消除。由此,能够减少功率模块1的电感。
第一电源端子P的立起部31B和第二电源端子N的立起部32B的高度H(参照图8)为5mm以上是优选的,宽度(X方向的长度)W(参照图7)为14mm以上是优选的,它们的间隔d(参照图8)为2mm以下是优选的。在该实施方式中,为H=5.5mm、W=16.75mm、d=1mm。
在该实施方式中,不使用电线而使用板状体的连接金属构件55、65、95、105将各开关元件Tr1、Tr2、Tr3、Tr4的源极电极和各二极管元件Di1、Di2、Di3、Di4的阳极电极电连接于导体层46、47、86、87。由此,能够减少功率模块1的热阻。
图12是将使用平板状的连接金属构件55、65、95、105时的功率模块的热阻与代替平板状的连接金属构件55、65、95、105而使用电线的情况下的功率模块的热阻的比表示为热阻比的图表。在图12中,在横轴取得连接金属构件55、65、95、105的厚度(Z方向的长度),在纵轴取得热阻比。
从图12可知,连接金属构件55、65、95、105的厚度越大,功率模块1的热阻越小。这是因为,当使连接金属构件55、65、95、105的厚度变大时,相对于在开关元件Tr1~Tr4和二极管元件Di1~Di4中产生的热的、连接金属构件55、65、95、105的散热效果变高。可是,可知,即使连接金属构件55、65、95、105的厚度比2mm大,功率模块1的热阻也并不会变得那么小。因此,连接金属构件55、65、95、105的厚度为0.8mm以上2.0mm以下是优选的。在该实施方式中,连接金属构件55、65、95、105的厚度为1.0mm,与代替连接金属构件55、65、95、105而使用电线的情况相比,能够减少约15%的功率模块1的热阻。
在该实施方式中,如前述那样,通过研磨散热板2的背面,从而使散热板2的厚度变薄。由此,能够减少功率模块1的热阻。
图13是将研磨了散热板2的背面的情况下的功率模块的热阻与未研磨散热板2的背面的情况下的功率模块的热阻的比表示为热阻比的图表,在图13中,在横轴取得散热板2的周缘部的厚度(Z方向的长度),在纵轴取得热阻比。在图13中,使未研磨散热板2的背面的情况下的散热板2的厚度为4mm。
从图13可知,将散热板2研磨得越薄,功率模块1的热阻越小。这是因为,当使散热板2的厚度变薄时,在开关元件Tr1~Tr4和二极管元件Di1~Di4中产生的热容易被传递到安装于散热板2的背面(-Z方向侧的表面)的散热器等冷却单元。因此,优选的是,通过研磨散热板2的背面,从而使散热板2变薄。在该实施方式中,散热板2的周缘部的厚度为3.5mm,与未研磨散热板2的背面的情况相比,能够减少约2%的功率模块1的热阻。
在该实施方式中,使用于将各开关元件Tr1、Tr2、Tr3、Tr4与元件接合用导体层43、46、83、86接合的焊锡层53、61、91、101的厚度比通常的厚度薄。由此,能够减少功率模块1的热阻。
图14是将使焊锡层53、61、91、101的厚度比基准值薄的情况下的功率模块的热阻与焊锡层53、61、91、101的厚度为基准值的情况下的功率模块的热阻的比表示为热阻比的图表。在图14中,在横轴取得焊锡层53、61、91、101的厚度,在纵轴取得热阻比。在图14中,将焊锡层53、61、91、101的厚度的基准值设为0.12mm。
从图14可知,使焊锡层53、61、91、101的厚度越薄,功率模块1的热阻越小。这是因为,当使焊锡层53、61、91、101的厚度变薄时,在开关元件Tr1~Tr4中产生的热容易被传递到散热板2。因此,使焊锡层53、61、91、101的厚度为0.08mm以上0.10mm以下是优选的。在该实施方式中,焊锡层53、61、91、101的厚度为0.08mm,与焊锡层53、61、91、101的厚度为0.12mm的情况相比,能够减少约2%的功率模块1的热阻。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但是,本发明也能够进一步通过其他的方式实施。例如,在前述的实施方式中,将由SiC半导体器件构成的MOS型场效应晶体管作为开关元件的例子进行了说明,但是,也可以应用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)等其他的方式的开关元件。此外,在前述的实施方式中,对具备开关元件和二极管元件的结构进行了说明,但是,对于不具备二极管元件的半导体装置,也能够应用本发明。此外,半导体装置未必需要构成功率模块。
对本发明的实施方式详细地进行了说明,但是,它们只不过是为了使本发明的技术的内容变得明显而使用的具体例,本发明并不应该解释为限定于这些具体例,本发明的范围仅被附加的权利要求书限定。
本申请对应于在2015年2月26日向日本专利局提出的特愿2015-37225号,该申请的全部公开在此通过引用而被编入。
附图标记的说明
1 半导体模块
2 散热板
21~24 端子台
31A 内部布线连接部
31Aa 基部
31Ab 梳齿状端子
31B 立起部
31C 倾斜部
31D 外部布线连接部
32A 内部布线连接部
32Aa 基部
32Ab 梳齿状端子
32B 立起部
32C 倾斜部
32D 外部布线连接部
40 第一组件
41 第一绝缘基板
42 第一接合用导体层
43 第一元件接合用导体层
46 第二元件接合用导体层
47 N端子用导体层
55 第一连接金属构件
65 第二连接金属构件
80 第二组件
81 第二绝缘基板
82 第二接合用导体层
83 第三元件接合用导体层
84 第三栅极端子用导体层
85 第三源极感测端子用导体层
86 第四元件接合用导体层
87 源极用导体层
95 第三连接金属构件
105 第四连接金属构件
P 第一电源端子
N 第二电源端子
OUT1 第一输出端子
OUT2 第二输出端子
Tr1~Tr4 开关元件
Di1~Di4 二极管元件。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种半导体装置,包含:在平面视中在规定的一个方向上相邻配置的第一和第二电源端子、以及电连接于所述第一电源端子和第二电源端子之间的电路元件,其中,
所述第一电源端子包含:在沿着平面视方向的上下方向上隔开间隔相向配置的平板状的第一内部布线连接部和第一外部布线连接部、以及将所述第一内部布线连接部和所述第一外部布线连接部中的所述第二电源端子侧的缘部彼此连结的第一连结部,
所述第二电源端子包含:在沿着平面视方向的上下方向上隔开间隔相向配置的平板状的第二内部布线连接部和第二外部布线连接部、以及将所述第二内部布线连接部和所述第二外部布线连接部中的所述第一电源端子侧的缘部彼此连结的第二连结部,
所述第一连结部和所述第二连结部分别包含空开规定的间隔彼此相向的板状相向部分。
2.根据权利要求1所述的半导体装置,其中,
所述第一外部布线连接部被配置在所述第一内部布线连接部的上侧,
所述第一连结部包含:从所述第一内部布线连接部中的所述第二电源端子侧的缘部立起的平板状的第一立起部、以及从所述第一立起部的上缘部以越是向上方去越是远离所述第二电源端子的方式向倾斜上方延伸而与所述第一外部布线连接部的所述第二电源端子侧的缘部连结的平板状的第一倾斜部,
所述第二外部布线连接部被配置在所述第二内部布线连接部的上侧,
所述第二连结部包含:从所述第二内部布线连接部中的所述第一电源端子侧的缘部立起的平板状的第二立起部、以及从所述第二立起部的上缘部以越是向上方去越是远离所述第一电源端子的方式向倾斜上方延伸而与所述第二外部布线连接部的所述第一电源端子侧的缘部连结的平板状的第二倾斜部,
所述第一立起部和所述第二立起部构成彼此相向的所述板状相向部分。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置,其中,
彼此相向的所述板状相向部分从所述一个方向来看为矩形,
彼此相向的所述板状相向部分的间隔为2mm以下,
所述板状相向部分的高度为5mm以上,
所述板状相向部分的宽度为14mm以上。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的半导体装置,其中,包含:
输出端子,在平面视中相对于所述第一和第二电源端子而在与所述一个方向正交的方向上隔开间隔来配置;
第一电路,包含电连接于所述第一电源端子与所述输出端子之间的第一开关元件;以及
第二电路,包含电连接于所述输出端子与所述第二电源端子之间的第二开关元件,
所述电路元件包含所述第一开关元件和所述第二开关元件。
5.根据权利要求4所述的半导体装置,其中,
所述第一电路包含第一元件接合用导体层,所述第一元件接合用导体层电连接有所述第一电源端子并且经由第一焊锡层接合有所述第一开关元件,
所述第二电路包含:电连接有所述输出端子并且经由第二焊锡层接合有所述第二开关元件的第二元件接合用导体层、以及电连接有所述第二电源端子的第二电源端子用导体层,
所述半导体装置还包含:
第一连接金属构件,将所述第一开关元件中的与接合于所述第一元件接合用导体层的表面相反侧的表面电连接于所述第二元件接合用导体层;以及
第二连接金属构件,将所述第二开关元件中的与接合于所述第二元件接合用导体层的表面相反侧的表面电连接于所述第二电源端子用导体层。
6.根据权利要求5所述的半导体装置,其中,
所述第一电路还包含经由第三焊锡层与所述第一元件接合用导体层接合的第一二极管元件,
所述第二电路还包含经由第四焊锡层与所述第二元件接合用导体层接合的第二二极管元件,
所述第一连接金属构件被构成为将所述第一开关元件和所述第一二极管元件中的与接合于所述第一元件接合用导体层的表面相反侧的表面电连接于所述第二元件接合用导体层,
所述第二连接金属构件被构成为将所述第二开关元件和所述第二二极管元件中的与接合于所述第二元件接合用导体层的表面相反侧的表面电连接于所述第二电源端子用导体层。
7.根据权利要求5或6所述的半导体装置,其中,所述第一连接金属构件和所述第二连接金属构件分别由导电性的板状体构成。
8.根据权利要求7所述的半导体装置,其中,所述第一连接金属构件和所述第二连接金属构件分别由铜板或对铜板实施镀镍后的部件构成。
9.根据权利要求7或8所述的半导体装置,其中,所述第一连接金属构件和所述第二连接金属构件的厚度为0.8mm以上2.0mm以下。
10.根据权利要求7~9的任一项所述的半导体装置,其中,还包含:
散热板;
与所述散热板接合的基板,
所述第一元件接合用导体层、所述第二元件接合用导体层和所述第二电源端子用导体层被形成在所述基板的与所述散热板侧相反侧的表面。
11.根据权利要求10所述的半导体装置,其中,所述第一焊锡层和所述第二焊锡层的厚度为0.08mm以上0.10mm以下。
12.根据权利要求11所述的半导体装置,其中,所述第一焊锡层和所述第二焊锡层由SnAgCu类的焊锡构成。
13.根据权利要求10~12的任一项所述的半导体装置,其中,所述第一电路和所述第二电路被组装于所述基板,并且,所述散热板中的与接合有所述基板的表面相反侧的表面被研磨而被平坦化。
14.根据权利要求1所述的半导体装置,其中,
所述第一电源端子的所述第一内部布线连接部具有第一基部、以及从所述第一基部向所述输出端子侧突出的第一梳齿状端子,
所述第二电源端子的所述第二内部布线连接部具有第二基部、以及从所述第二基部向所述输出端子侧突出的第二梳齿状端子,
所述第一梳齿状端子与所述第一元件接合用导体层接合,由此,所述第一电源端子电连接于所述第一元件接合用导体层,
所述第二梳齿状端子与所述第二电源端子用导体层接合,由此,所述第二电源端子电连接于所述第二电源端子用导体层。
15.一种半导体装置,包含:
大致长方形状且板状的绝缘基板;
装载于所述绝缘基板上且包含半导体元件的电路;
在平面视中在所述绝缘基板的规定的一个方向上相邻且被安装于所述绝缘基板、用于将电源向所述电路供给的第一电源端子和第二电源端子;以及
在平面视中相对于所述第一和第二电源端子而在与所述一个方向正交的方向上隔开间隔且被安装于所述绝缘基板、用于从所述电路导出输出的输出端子,
其中,
所述第一电源端子包含:在所述绝缘基板的厚度方向上隔开间隔相向配置的平板状的第一内部布线连接部和第一外部布线连接部、以及将所述第一内部布线连接部和所述第一外部布线连接部中的所述第二电源端子侧的缘部彼此连结的平板状的第一连结部,
所述第二电源端子包含:在所述绝缘基板的厚度方向上隔开间隔相向配置的平板状的第二内部布线连接部和第二外部布线连接部、以及将所述第二内部布线连接部和所述第二外部布线连接部中的所述第一电源端子侧的缘部彼此连结的平板状的第二连结部,
所述第一连结部和所述第二连结部分别包含空开规定的间隔平板部分彼此相向的板状相向部分。
16.根据权利要求15所述的半导体装置,其中,所述板状相向部分的间隔比第一外部布线连接部与第二外部布线连接部之间的距离小。
17.一种功率变换装置,包含:电路基板、在所述电路基板上安装的第一电源端子和第二电源端子、以及电连接于所述第一电源端子和所述第二电源端子之间且被安装在所述电路基板上的功率变换用的开关元件,其中,
所述第一电源端子和所述第二电源端子在平面视中在规定的一个方向上邻接地配置,并且,
所述第一电源端子包含:在沿着平面视方向的上下方向上隔开间隔相向配置且与所述电路基板连接的平板状的第一内部布线连接部和第一外部布线连接部、以及将所述第一内部布线连接部和所述第一外部布线连接部中的所述第二电源端子侧的缘部彼此连结的第一连结部,
所述第二电源端子包含:在沿着平面视方向的上下方向上隔开间隔相向配置且与所述电路基板连接的平板状的第二内部布线连接部和第二外部布线连接部、以及将所述第二内部布线连接部和所述第二外部布线连接部中的所述第一电源端子侧的缘部彼此连结的第二连结部,
所述第一连结部和所述第二连结部分别包含空开规定的间隔彼此相向的板状相向部分。
18.根据权利要求17所述的功率变换装置,其中,所述电路基板、所述第一内部布线连接部、所述第二内部布线连接部和所述开关元件被密封在壳体内。
19.根据权利要求17或18所述的功率变换装置,其中,所述开关元件具有级联连接的第一和第二开关元件,从所述第一和所述第二开关元件的连接部导出输出。
20.根据权利要求19所述的功率变换装置,其中,所述第一和第二开关元件分别包含在相反方向上并联连接的二极管元件。
21.根据权利要求19所述的功率变换装置,其中,所述第一和第二开关元件由SiCMOSFET或IGBT构成。
22.根据权利要求17~21的任一项所述的功率变换装置,其中,所述第一连结部和所述第二连结部的间隔为2mm以下。
23.根据权利要求17~22的任一项所述的功率变换装置,其中,所述电路基板为平面视大致长方形,所述第一电源端子和所述第二电源端子被安装于所述电路基板的长尺寸方向的端部。
24.根据权利要求23所述的功率变换装置,其中,所述第一和第二开关元件分别由多个开关元件构成,在所述电路基板的长尺寸方向上分别被配置为直线状。

Claims (15)

1.一种半导体装置,包含:在平面视中在规定的一个方向上相邻配置的第一和第二电源端子、在平面视中相对于所述第一和第二电源端子而在与所述一个方向正交的方向上隔开间隔配置的输出端子、包含电连接于所述第一电源端子与所述输出端子之间的第一开关元件的第一电路、以及包含电连接于所述输出端子与所述第二电源端子之间的第二开关元件的第二电路,其中,
所述第一电源端子包含:在沿着平面视方向的上下方向上隔开间隔相向配置的平板状的第一内部布线连接部和第一外部布线连接部、以及将所述第一内部布线连接部和所述第一外部布线连接部中的所述第二电源端子侧的缘部彼此连结的第一连结部,
所述第二电源端子包含:在沿着平面视方向的上下方向上隔开间隔相向配置的平板状的第二内部布线连接部和第二外部布线连接部、以及将所述第二内部布线连接部和所述第二外部布线连接部中的所述第一电源端子侧的缘部彼此连结的第二连结部,
所述第一连结部和所述第二连结部分别包含空开规定的间隔彼此相向的板状相向部分。
2.根据权利要求1所述的半导体装置,其中,
所述第一外部布线连接部被配置在所述第一内部布线连接部的上侧,
所述第一连结部包含:从所述第一内部布线连接部中的所述第二电源端子侧的缘部立起的平板状的第一立起部、以及从所述第一立起部的上缘部以越是向上方去越是远离所述第二电源端子的方式向倾斜上方延伸而与所述第一外部布线连接部的所述第二电源端子侧的缘部连结的平板状的第一倾斜部,
所述第二外部布线连接部被配置在所述第二内部布线连接部的上侧,
所述第二连结部包含:从所述第二内部布线连接部中的所述第一电源端子侧的缘部立起的平板状的第二立起部、以及从所述第二立起部的上缘部以越是向上方去越是远离所述第一电源端子的方式向倾斜上方延伸而与所述第二外部布线连接部的所述第一电源端子侧的缘部连结的平板状的第二倾斜部,
所述第一立起部和所述第二立起部构成彼此相向的所述板状相向部分。
3.根据权利要求1或2所述的半导体装置,其中,
彼此相向的所述板状相向部分从所述一个方向来看为矩形,
彼此相向的所述板状相向部分的间隔为2mm以下,
所述板状相向部分的高度为5mm以上,
所述板状相向部分的宽度为14mm以上。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的半导体装置,其中,
所述第一电路包含第一元件接合用导体层,所述第一元件接合用导体层电连接有所述第一电源端子并且经由第一焊锡层接合有所述第一开关元件,
所述第二电路包含:电连接有所述输出端子并且经由第二焊锡层接合有所述第二开关元件的第二元件接合用导体层、以及电连接有所述第二电源端子的第二电源端子用导体层,
所述半导体装置还包含:
第一连接金属构件,将所述第一开关元件中的与接合于所述第一元件接合用导体层的表面相反侧的表面电连接于所述第二元件接合用导体层;以及
第二连接金属构件,将所述第二开关元件中的与接合于所述第二元件接合用导体层的表面相反侧的表面电连接于所述第二电源端子用导体层。
5.根据权利要求4所述的半导体装置,其中,
所述第一电路还包含经由第三焊锡层与所述第一元件接合用导体层接合的第一二极管元件,
所述第二电路还包含经由第四焊锡层与所述第二元件接合用导体层接合的第二二极管元件,
所述第一连接金属构件被构成为将所述第一开关元件和所述第一二极管元件中的与接合于所述第一元件接合用导体层的表面相反侧的表面电连接于所述第二元件接合用导体层,
所述第二连接金属构件被构成为将所述第二开关元件和所述第二二极管元件中的与接合于所述第二元件接合用导体层的表面相反侧的表面电连接于所述第二电源端子用导体层。
6.根据权利要求4或5所述的半导体装置,其中,所述第一连接金属构件和所述第二连接金属构件分别由导电性的板状体构成。
7.根据权利要求6所述的半导体装置,其中,所述第一连接金属构件和所述第二连接金属构件分别由铜板或对铜板实施镀镍后的部件构成。
8.根据权利要求6或7所述的半导体装置,其中,所述第一连接金属构件和所述第二连接金属构件的厚度为0.8mm以上2.0mm以下。
9.根据权利要求6~8的任一项所述的半导体装置,其中,还包含:
散热板;
与所述散热板接合的基板,
所述第一元件接合用导体层、所述第二元件接合用导体层和所述第二电源端子用导体层被形成在所述基板的与所述散热板侧相反侧的表面。
10.根据权利要求9所述的半导体装置,其中,所述第一焊锡层和所述第二焊锡层的厚度为0.08mm以上0.10mm以下。
11.根据权利要求10所述的半导体装置,其中,所述第一焊锡层和所述第二焊锡层由SnAgCu类的焊锡构成。
12.根据权利要求9~11的任一项所述的半导体装置,其中,所述第一电路和所述第二电路被组装于所述基板,并且,所述散热板中的与接合有所述基板的表面相反侧的表面被研磨而被平坦化。
13.根据权利要求1所述的半导体装置,其中,
所述第一电源端子的所述第一内部布线连接部具有第一基部、以及从所述第一基部向所述输出端子侧突出的第一梳齿状端子,
所述第二电源端子的所述第二内部布线连接部具有第二基部、以及从所述第二基部向所述输出端子侧突出的第二梳齿状端子,
所述第一梳齿状端子与所述第一元件接合用导体层接合,由此,所述第一电源端子电连接于所述第一元件接合用导体层,
所述第二梳齿状端子与所述第二电源端子用导体层接合,由此,所述第二电源端子电连接于所述第二电源端子用导体层。
14.一种半导体装置,包含:
大致长方形状且板状的绝缘基板;
装载于所述绝缘基板上且包含半导体元件的电路;
在平面视中在所述绝缘基板的规定的一个方向上相邻且被安装于所述绝缘基板、用于将电源向所述电路供给的第一电源端子和第二电源端子;以及
在平面视中相对于所述第一和第二电源端子而在与所述一个方向正交的方向上隔开间隔且被安装于所述绝缘基板、用于从所述电路导出输出的输出端子,
其中,
所述第一电源端子包含:在所述绝缘基板的厚度方向上隔开间隔相向配置的平板状的第一内部布线连接部和第一外部布线连接部、以及将所述第一内部布线连接部和所述第一外部布线连接部中的所述第二电源端子侧的缘部彼此连结的平板状的第一连结部,
所述第二电源端子包含:在所述绝缘基板的厚度方向上隔开间隔相向配置的平板状的第二内部布线连接部和第二外部布线连接部、以及将所述第二内部布线连接部和所述第二外部布线连接部中的所述第一电源端子侧的缘部彼此连结的平板状的第二连结部,
所述第一连结部和所述第二连结部分别包含空开规定的间隔平板部分彼此相向的板状相向部分。
15.根据权利要求14所述的半导体装置,其中,所述板状相向部分的间隔比第一外部布线连接部与第二外部布线连接部之间的距离小。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6594000B2 (ja) 2015-02-26 2019-10-23 ローム株式会社 半導体装置
JP7143277B2 (ja) * 2017-03-14 2022-09-28 ローム株式会社 半導体装置
JP6352555B1 (ja) 2017-06-19 2018-07-04 新電元工業株式会社 半導体装置
CN111066142B (zh) * 2017-08-25 2023-08-25 三菱电机株式会社 功率半导体装置及功率半导体装置的制造方法
JP7183551B2 (ja) * 2018-03-15 2022-12-06 富士電機株式会社 半導体装置
JP7119666B2 (ja) * 2018-07-09 2022-08-17 株式会社アイシン スイッチング素子ユニット及びスイッチング素子モジュール
EP3930170B1 (en) * 2019-02-21 2023-02-15 NISSAN MOTOR Co., Ltd. Power converting device
JP7050732B2 (ja) * 2019-09-24 2022-04-08 ローム株式会社 半導体装置
DE102019215724A1 (de) * 2019-10-14 2021-04-15 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsmodul zum Betreiben eines Elektrofahrzeugantriebs mit erhöhter Störfestigkeit
JP7363587B2 (ja) * 2020-03-04 2023-10-18 株式会社デンソー 半導体装置
JP6939932B1 (ja) * 2020-03-12 2021-09-22 住友電気工業株式会社 半導体装置
US20230326864A1 (en) * 2020-03-12 2023-10-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Semiconductor device
WO2022059288A1 (ja) * 2020-09-18 2022-03-24 住友電気工業株式会社 半導体装置
WO2022075003A1 (ja) * 2020-10-06 2022-04-14 ローム株式会社 半導体装置
JPWO2022259809A1 (zh) 2021-06-07 2022-12-15
CN117529808A (zh) 2021-06-11 2024-02-06 罗姆股份有限公司 半导体装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6054765A (en) * 1998-04-27 2000-04-25 Delco Electronics Corporation Parallel dual switch module
CN1595644A (zh) * 2003-09-12 2005-03-16 株式会社东芝 逆变器及其制造方法,以及装有这种逆变器的电动汽车
JP2007236044A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Mitsubishi Electric Corp 電力半導体装置及びそれを使用したインバータブリッジモジュール
CN101174799A (zh) * 2006-11-02 2008-05-07 株式会社日立制作所 电力转换装置
CN101542903A (zh) * 2007-01-18 2009-09-23 丰田自动车株式会社 功率半导体元件的驱动电路
CN102881682A (zh) * 2011-07-11 2013-01-16 株式会社日立制作所 半导体功率模块
EP2590309A1 (en) * 2011-11-02 2013-05-08 Hitachi Ltd. Semiconductor power module
CN203562425U (zh) * 2013-11-01 2014-04-23 徐员娉 一种功率模块
CN103856074A (zh) * 2012-12-04 2014-06-11 株式会社电装 电源转换器
CN104051445A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 株式会社东芝 半导体模块及其制造方法
CN104380462A (zh) * 2012-06-01 2015-02-25 松下知识产权经营株式会社 功率半导体装置
CN104412383A (zh) * 2012-06-29 2015-03-11 株式会社电装 半导体装置以及半导体装置的连接构造

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07231071A (ja) 1994-02-16 1995-08-29 Toshiba Corp 半導体モジュール
JP3851138B2 (ja) 2001-10-29 2006-11-29 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
JP3958156B2 (ja) 2002-08-30 2007-08-15 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
JP4434181B2 (ja) * 2006-07-21 2010-03-17 株式会社日立製作所 電力変換装置
US8076696B2 (en) 2009-10-30 2011-12-13 General Electric Company Power module assembly with reduced inductance
FR2974969B1 (fr) * 2011-05-03 2014-03-14 Alstom Transport Sa Dispositif d'interconnexion electrique d'au moins un composant electronique avec une alimentation electrique comprenant des moyens de diminution d'une inductance de boucle entre des premiere et deuxieme bornes
JP2013222885A (ja) 2012-04-18 2013-10-28 Toshiba Corp インバータモジュール
JP6366612B2 (ja) * 2014-02-11 2018-08-01 三菱電機株式会社 電力用半導体モジュール
JP6594000B2 (ja) 2015-02-26 2019-10-23 ローム株式会社 半導体装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6054765A (en) * 1998-04-27 2000-04-25 Delco Electronics Corporation Parallel dual switch module
CN1595644A (zh) * 2003-09-12 2005-03-16 株式会社东芝 逆变器及其制造方法,以及装有这种逆变器的电动汽车
JP2007236044A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Mitsubishi Electric Corp 電力半導体装置及びそれを使用したインバータブリッジモジュール
CN101174799A (zh) * 2006-11-02 2008-05-07 株式会社日立制作所 电力转换装置
CN101542903A (zh) * 2007-01-18 2009-09-23 丰田自动车株式会社 功率半导体元件的驱动电路
CN102881682A (zh) * 2011-07-11 2013-01-16 株式会社日立制作所 半导体功率模块
EP2590309A1 (en) * 2011-11-02 2013-05-08 Hitachi Ltd. Semiconductor power module
CN104380462A (zh) * 2012-06-01 2015-02-25 松下知识产权经营株式会社 功率半导体装置
CN104412383A (zh) * 2012-06-29 2015-03-11 株式会社电装 半导体装置以及半导体装置的连接构造
CN103856074A (zh) * 2012-12-04 2014-06-11 株式会社电装 电源转换器
CN104051445A (zh) * 2013-03-15 2014-09-17 株式会社东芝 半导体模块及其制造方法
CN203562425U (zh) * 2013-11-01 2014-04-23 徐员娉 一种功率模块

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WO2016136418A1 (ja) 2016-09-01

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