CN116581112A - 半导体装置和使用该半导体装置的功率转换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体装置和使用该半导体装置的功率转换装置。半导体装置包括多个臂,该臂具有散热板、开关元件、金属端子及密封材料,多个臂的散热板在平行于同一平面的第一方向上并排设置,设平行于同一平面且与第一方向正交的方向为第二方向,在第一方向上相邻的两个特定臂的金属端子各自具有从第二方向的一侧的密封材料的部分突出的第一突出部,其中一个特定臂的第一突出部配置在第二方向的一侧的密封材料的部分中比第一方向的中心部更靠近另一个特定臂的一侧,另一个特定臂的第一突出部配置在第二方向的一侧的密封材料的部分中比第一方向的中心部更靠近一个特定臂的一侧。
Description
技术领域
本申请涉及半导体装置和使用该半导体装置的功率转换装置。
背景技术
在电动汽车或插电式混合动力汽车那样的电动车辆中设置有用于转换高压电池的电力的功率转换装置。在功率转换装置中,使用在开关动作中转换电力的半导体装置。
半导体装置包括电连接到具有散热性的金属板的半导体开关元件。半导体开关元件通过DLB(Direct-Lead-Bonding:直接引线键合)或引线键合等方法连接到形成功率转换用的功率电路的主端子和与进行开关控制的控制电路连接的控制端子。半导体开关元件用树脂或凝胶等密封材料密封。公开了一种半导体装置,其中连接到同一半导体开关元件的主端子和控制端子分别从密封材料的一个面或不同面突出,并且这些端子沿着突出的面并排配置(例如,参照专利文献1)。
所公开的半导体装置包括设置在散热板的一个面上的开关元件和连接到开关元件的一个面的金属端子,它们用由树脂制成的密封材料密封。金属端子是一部分从密封材料突出的主端子和控制端子。主端子从密封材料的一个面和该一个面的相反侧的面突出。控制端子从与主端子突出的面不同的面突出。由于在U相、V相和W相中分别使用一个半导体装置,因此,并排设置有三个半导体装置。三个半导体装置以主端子不突出的密封材料的侧面相邻的方式沿相同方向并排,并且各半导体装置的主端子突出的方向相同。
此外,由于寻求增加功率转换装置的输出,因此具有在各相使用多个半导体装置以构成功率转换装置的倾向。在这种功率转换装置中,多个半导体装置的输出侧的主端子例如分别连接到电动机的U相、V相和W相。当并联连接的两个半导体装置分别连接到各相中的每一个时,由于各开关元件的电气特性本来就存在偏差,因此即使电流在同一定时流过两个半导体装置,也可能一方的半导体装置中的开关元件的开关速度较快,而另一方的半导体装置中的开关元件的开关速度慢于一方的开关速度。在这种情况下,在双方的开关元件中,开关的定时发生偏移。
此外,当与开关元件连接的主端子的长度不同时,由于两个半导体装置的电感不同,因此电流容易流过电感低的一方的半导体装置,而电流难以流过电感高的另一方的半导体装置。如果由于因开关定时的偏移和半导体装置的电路电感的增大而导致一方的半导体装置中的电流量的增加,使开关元件的电流量超过允许范围,则半导体装置将被破坏。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2014-22579号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述专利文献1的半导体装置的结构中,能够将作为金属端子的输出侧的主端子在相同方向上并排设置。然而,在将多个半导体装置分别连接到各相中的每一个的情况下,由于相邻半导体装置的主端子之间的距离变远,与相邻半导体装置之间的布线长度变长,主端子的长度不同,因此存在半导体装置的电路电感增大的问题。另外,由于与相邻半导体装置之间的布线的长度变长,因此存在半导体装置以及使用半导体装置的功率转换装置变大型化的问题。
因此,本申请的目的在于获得一种抑制电路电感的增大的半导体装置、以及获得一种抑制大型化的半导体装置和使用半导体装置的功率转换装置。
解决技术问题的技术方案
本申请所公开的半导体装置包括多个臂,该臂具有:形成为板状的散热板;电连接到散热板的一个面的单个或多个开关元件;连接到开关元件中的与散热板一侧相反侧的面的金属端子;及将散热板、开关元件及金属端子密封的密封材料,多个臂的散热板位于同一平面上,并且在平行于同一平面的特定方向即第一方向上并排设置,设平行于同一平面且与第一方向正交的方向为第二方向,设与同一平面正交的方向为第三方向,在第一方向上相邻的两个特定臂的金属端子各自具有从第二方向的一侧的密封材料的部分突出的第一突出部,其中一个特定臂的第一突出部配置在第二方向的一侧的密封材料的部分中比第一方向的中心部更靠近另一个特定臂的一侧,另一个特定臂的第一突出部配置在第二方向的一侧的密封材料的部分中比第一方向的中心部更靠近一个特定臂的一侧。
本申请公开的功率转换装置包括本申请公开的半导体装置、控制半导体装置的控制电路部、以及热连接到半导体装置的冷却器。
发明效果
根据本申请所公开的半导体装置,其包括多个臂,该臂具有:形成为板状的散热板;电连接到散热板的一个面的开关元件;连接到开关元件中的与散热板一侧相反侧的面的金属端子;及密封它们的密封材料,多个臂的散热板位于同一平面上,并且在平行于同一平面的特定方向即第一方向上并排设置,设平行于同一平面且与第一方向正交的方向为第二方向,在第一方向上相邻的两个特定臂的金属端子各自具有从第二方向的一侧的密封材料的部分突出的第一突出部,其中一个特定臂的第一突出部配置在第二方向的一侧的密封材料的部分中比第一方向的中心部更靠近另一个特定臂的一侧,另一个特定臂的第一突出部配置在第二方向的一侧的密封材料的部分中比第一方向的中心部更靠近一个特定臂的一侧,因此,可以缩短连接两个特定臂的各自的第一突出部的布线的长度,从而可以抑制半导体装置中两个特定臂之间的电路电感的增大。此外,由于连接两个特定臂的各自的第一突出部的布线的长度变短,因此可以抑制半导体装置的大型化。
根据本申请所公开的功率转换装置,包括本申请公开的半导体装置、控制半导体装置的控制电路部、以及热连接到半导体装置的冷却器,因此,半导体装置构成为连接两个特定臂的各自的第一突出部的布线的长度变短,可以抑制半导体装置的大型化,从而可以抑制使用半导体装置的功率转换装置的大型化。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的半导体装置的臂的外观的俯视图。
图2是表示实施方式1所涉及的半导体装置的臂的结构的概略的俯视图。
图3是表示实施方式1所涉及的半导体装置的臂的结构的主要部分的侧视图。
图4是表示实施方式1所涉及的半导体装置的结构的概略的俯视图。
图5是实施方式1所涉及的半导体装置的简易电路图。
图6是实施方式1所涉及的半导体装置的简易波形图。
图7是表示实施方式1所涉及的功率转换装置的结构的概略的图。
图8是表示实施方式1所涉及的另一半导体装置的结构的概略的俯视图。
图9是表示实施方式1所涉及的另一半导体装置的结构的概略的俯视图。
图10是表示实施方式1所涉及的另一半导体装置的外观的俯视图。
图11是表示实施方式1所涉及的另一半导体装置的外观的俯视图。
图12是表示实施方式2所涉及的半导体装置的相臂的外观的立体图。
图13是表示实施方式2所涉及的半导体装置的相臂的结构的概略的立体图。
图14是表示实施方式2所涉及的半导体装置的相臂的结构的概略的俯视图。
图15是表示实施方式2所涉及的半导体装置的相臂的结构的概略的侧视图。
图16是表示实施方式2所涉及的半导体装置的相臂的结构的主要部分的侧视图。
图17是表示实施方式2所涉及的半导体装置的结构的概略的俯视图。
图18是实施方式2所涉及的半导体装置的简易电路图。
图19是表示实施方式2所涉及的另一半导体装置的外观的俯视图。
图20是表示实施方式3所涉及的半导体装置的结构的概略的俯视图。
图21是表示实施方式4所涉及的半导体装置的结构的概略的俯视图。
图22是表示实施方式5所涉及的半导体装置的结构的概略的俯视图。
具体实施方式
以下,基于附图对本申请的实施方式所涉及的半导体装置和使用该半导体装置的功率转换装置进行说明。另外,在各图中,对相同或者相当构件、部位标注相同标号进行说明。
实施方式1
图1是表示实施方式1所涉及的半导体装置100的臂1的外观的俯视图,图2是表示半导体装置100的臂1的结构的概略的俯视图,是去除密封材料2的一部分而示出的图,图3是表示半导体装置100的臂1的结构的主要部分的侧视图,是去除密封材料2的一部分而从图2的左侧看到的图,图4是表示半导体装置100的结构的概略的俯视图,是去除密封材料2的一部分而示出的图,图5是半导体装置100的简易电路图,图6是半导体装置100的简易波形图,图7是表示功率转换装置200的结构的概略的图。半导体装置100是包括多个臂1,通过臂1所具有的开关元件7的开关动作来转换电力的装置。功率转换装置是包括半导体装置100的装置,将输入电流从直流转换为交流、从交流转换为直流或将输入电压转换为不同电压。
<臂1>
对半导体装置100所具备的臂1进行说明。臂1通常是称为1合1模块的形态。在臂1中,如图1所示,作为金属端子的N端子3、作为散热板的金属端子的P端子4和控制端子6从密封材料2向外部突出地设置。在本实施方式中,P端子4和控制端子6从密封材料2的相同侧面向外部突出,并且N端子3从与P端子4和控制端子6突出的侧面相反侧的侧面突出。N端子3的突出部分是第一突出部3a1,P端子4的突出部分是P端子突出部4a1。各端子突出的密封材料2的面并不限于此。这些端子是连接到外部设备的端子。密封材料2设置为长方体状,但密封材料2的形状不限于此。设置各端子的Z方向上的高度根据连接的外部设备的端子配置等而设置为相同高度或不同高度。各端子的突出侧的部分沿Z方向弯曲,并通过弯曲部分连接到外部设备。
如图2所示,臂1包括形成为板状的散热板8、开关元件7、N端子3、P端子4、控制端子6、以及将散热板8、开关元件7、N端子3、P端子4和控制端子6密封的密封材料2。一个或多个开关元件7电连接到散热板8的一个面。在本实施方式中,设置有并联连接的两个开关元件71、72,但是开关元件7的个数不限于此。N端子3连接到开关元件7中的与散热板8一侧相反侧的面。P端子4连接到散热板8的一个面。控制端子6连接到开关元件7。
如图3所示,臂1包括散热片12,该散热片12经由作为绝缘层的绝缘板11热连接到散热板8的另一个面。散热片12的与散热板8一侧相反侧的面从密封材料2露出。绝缘板11例如是由陶瓷制成的板。绝缘层不限于绝缘板11,也可以是绝缘片。散热片12例如是由铜制成的金属板。通过这样构成,在开关元件7中产生的热量可以容易地从散热片12向外部散热。此外,由于散热片12和散热板8经由绝缘板11连接,因此可以确保散热片12和散热板8之间的绝缘可靠性。
密封材料2例如是模塑树脂或硅凝胶。在本实施方式中,半导体装置100是使用模塑树脂而进行传递模塑成型得到,但不限于此,也可以使用硅凝胶等密封材料。当使用硅凝胶进行密封时,例如构成为硅凝胶被注入到容纳开关元件7等的树脂壳体中。当使用模塑树脂时,臂1可以耐高温。另外,由于水和垃圾等不会从外部侵入内部,因此可以很容易地维持内部的环境。此外,可以保护内部免受振动等外力的影响。当使用硅凝胶时,由于硅凝胶是透明的,因此在密封后可以通过目视检查臂1的内部,因此可以很容易地检查臂1的内部。
散热板8由导热性优异、并且具有导电性的铜或铝等金属制成。在本实施方式中,散热板8被制成为矩形状,但是散热板8的形状不限于矩形状。散热板8例如是铜制的散热器。散热板8的材质并不限于此,散热板8也可以由将利用钎焊等接合有金属箔的绝缘材料即陶瓷绝缘基板与铜制基板接合后的DBC(Direct Bonded Copper:直接键合铜)基板等其它基板材料制成。
将开关元件7和散热板8电连接的接合材料例如是Ag或焊料。开关元件7中连接到散热板8的端子是漏极端子(未图示)。如图3所示,散热板8和开关元件71通过焊料10进行电热连接。散热板8和开关元件7的连接不限于焊料,只要是具有高导热、低电阻特性的材料即可,因此例如也可以是以银为主要成分的糊料即Ag烧结。当使用焊料作为接合材料时,由于焊料是一般的接合材料,因此价格低廉,可以降低半导体装置100的成本。当使用Ag作为接合材料时,可以在比使用焊料时更高的温度下使用半导体装置100,因此可以提高半导体装置100在高温下使用的可靠性。由于在开关元件7中产生的热量经由散热板8向周围扩散,因此开关元件7被有效冷却。
N端子3、P端子4和控制端子6的各端子由具有导电性的铜或铝等金属制成。N端子3和开关元件7通过焊料10电连接。开关元件7中连接到N端子3的端子是源极端子(未图示)。P端子4和散热板8通过焊料10电连接。控制端子6和开关元件7通过键合线(未图示)电连接。开关元件7中连接到控制端子6的端子是栅极端子(未图示)。键合线例如是铝制的引线,但不限于此,也可以是铜制带件等其他导电体。设置多个控制端子6,其它控制端子6连接到例如设置在散热板8上的热敏电阻(未图示)。
在制造臂1时和通过密封材料2密封之前,从密封材料2突出的N端子3、P端子4和控制端子6的部分相互连接,以形成引线框架。N端子3、P端子4和控制端子6在由相同引线框架支承的状态下由密封材料2密封。密封之后,切断引线框架的部分以形成相互独立的N端子3、P端子4和控制端子6。N端子3、P端子4和控制端子6通过这种半导体装置的一般制造工序制造。在该密封工序中,引线框架由树脂成型模具的上模和下模夹持。
对于开关元件7,使用MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管、Metal OxideSemiconductor Field Effect Transistor)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管、Insulated GateBipolar Transistor)等功率控制用半导体元件或回流二极管等。开关元件7不限于这些,也可以是双极晶体管等其他开关元件。在本实施方式中,构成为利用MOSFET并将MOSFET的寄生二极管用作回流二极管,但是,在利用IGBT等不具有寄生二极管的开关元件的情况等下,也可以采用并联提供回流二极管的结构。功率半导体元件7形成在由碳化硅、硅或氮化镓等材料制成的半导体基板上。
<半导体装置100>
对具有多个臂1的半导体装置100进行说明。由于寻求增加半导体装置的输出,有时将并联连接的多个臂用于作为负载的电磁感应电机的各相以构成半导体装置。多个臂1的散热板8位于同一平面上,并且在平行于同一平面的特定方向即第一方向上并排设置。在本实施方式中,如图4所示,半导体装置100包括在第一方向上相邻的两个特定臂、即臂1a、1b。半导体装置100所具有的臂的个数不限于两个。臂1a、1b的散热板8a、8b在第一方向上并排设置。这里,设平行于同一平面且与第一方向正交的方向为第二方向,设与同一平面正交的方向为第三方向。在图中,设第一方向是X方向,第二方向是Y方向,第三方向是Z方向,箭头所示的方向是一侧,箭头所示的方向的相反侧是另一侧。
臂1a、1b的N端子3a、3b具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的第一突出部3a1、3b1。作为一个特定臂的臂1a的第一突出部3a1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近作为另一个特定臂的臂1b的一侧。臂1b的第一突出部3b1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近臂1a的一侧。第一突出部3a1和第一突出部3b1通过连接端子13连接。第一突出部3a1、3b1和连接端子13例如通过TIG焊接连接。通过这样的结构,可以缩短连接第一突出部3a1和第一突出部3b1的布线的长度即距离H。由于可以缩短距离H,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
另外,在本实施方式中,臂1a的第一突出部3a1和臂1b的第一突出部3b1相对于臂1a、1b之间的中心线A呈线对称地配置。通过这样的结构,从中心线A到第一突出部3a1的距离和从中心线A到第一突出部3b1的距离相等,该部分的布线的长度相同,因此,可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
另外,在本实施方式中,臂1a的第一突出部3a1和臂1b的第一突出部3b1从第二方向的一侧的密封材料2的部分向第二方向的一侧突出。通过这样的结构,N端子3a、3b不会从臂1a和臂1b之间突出,因此,可以使臂1a和臂1b之间的间隔变窄,从而可以缩短距离H。由于可以缩短距离H,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。第一突出部3a1、3b1突出的方向不限于第二方向的一侧,也可以是第三方向。当第一突出部3a1、3b1沿第三方向突出时,也可以使臂1a和臂1b之间的间隔变窄。此外,由于臂1a和臂1b之间的间隔变窄,并且N端子3a、3b不从第一方向上的两侧突出,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
臂1a、1b的P端子4a、4b具有从第二方向的另一侧的密封材料2的部分突出的散热板的突出部即P端子突出部4a1、4b1。P端子突出部4a1、4b1从第二方向的另一侧的密封材料2的部分向第二方向的另一侧或第三方向上突出。在本实施方式中,P端子突出部4a1、4b1向第二方向的另一侧突出。控制端子6a、6b具有从第二方向的另一侧的密封材料2的部分突出的控制端子突出部6a1、6b1。控制端子突出部6a1、6b1从第二方向的另一侧的密封材料2的部分向第二方向的另一侧或第三方向突出。在本实施方式中,控制端子6a、6b向第二方向的另一侧突出。通过这样的结构,P端子4a、4b以及控制端子6a、6b不会从臂1a和臂1b之间突出,因此,可以使臂1a和臂1b之间的间隔变窄,因此可以缩短距离H。由于可以缩短距离H,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。此外,由于臂1a和臂1b之间的间隔变窄,并且P端子4a、4b以及控制端子6a、6b不从第一方向上的两侧突出,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
P端子4a、4b的配置不限于图4所示的配置,也可以是图8所示的配置。图8是表示其它半导体装置100的结构的概要的俯视图,是除去了密封材料2的一部分后示出的图。臂1a的P端子4a和臂1b的P端子4b相对于臂1a、1b之间的中心线A呈线对称地配置。臂1a的控制端子6a和臂1b的控制端子6b相对于臂1a、1b之间的中心线A呈线对称地配置。通过这样的结构,可以使臂1a中从P端子4a到N端子3a的布线长度和臂1b中从P端子4b到N端子3b的布线长度相等。由于臂1a和臂1b的布线长度相同,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。另外,即使开关元件7a和7b的开关特性不同,通过抑制电路电感的增大,从而对后述的功率转换装置200的影响减小,因此可以提高功率转换装置200的可靠性。
利用图5和图6来说明抑制电路电感的增大的理由。在图5中,电流路径IA用实线箭头表示,电流路径IB用虚线箭头表示。在臂1a中,从P端子4a经由开关元件7a的漏极端子D通过源极端子S并到达N端子3a的电流路径即电流路径IB是理想的电流路径。同样地,在臂1b中,从P端子4b经由开关元件7b的漏极端子D通过源极端子S并到达N端子3b的电流路径即电流路径IB是理想的电流路径。栅极端子G连接到稍后描述的功率转换装置200所具有的控制电路部。
然而,如果臂1a和臂1b中内部布线的配置、长度和粗细存在差异,则电路电感存在差异。当电路电感中出现差异时,臂1a和臂1b的开关定时发生偏移。另外,在开关元件7的栅极阈值电压(Vth)中存在偏差的情况下,由于Vth的偏差,臂1a和臂1b的开关定时发生偏移。
图6(a)是示出了臂1a和臂1b的开关定时的示例的图,实线为臂1a,虚线为臂1b。图6(b)是示出了臂1a和臂1b的栅源电压(VGS)的时间变化的示例的图,实线为臂1a,虚线为臂1b。图6(c)是示出了臂1a和臂1b的漏源电压(VDS)的时间变化的示例的图,实线为臂1a,虚线为臂1b。在图6(a)中圆圈所示的时间内,臂1a和臂1b分别进行开关。在图6(a)所示的示例中,臂1a比臂1b更容易通过电流,因此臂1a在比臂1b更早的定时进行开关,并且在时间X之后,臂1b进行开关。
当开关定时这样在臂1a和臂1b处偏移时,不形成图5所示的电流路径IB。在如图6(a)所示,产生了即使臂1a的开关元件7a接通且臂1a的开关波形1a-SW上升,臂1b的开关元件7b断开且臂1b的开关波形1b-SW没有上升的时间X时,如图6(c)所示,臂1a处的VDS高于臂1b处的VDS。此时,由于电流流过电流路径IA,因此开关元件7a被充电,因而产生臂1a的栅极电压的浮动。当发生栅极电压的浮动时,如图6(b)所示,臂1a的VGS比臂1b高了Y,因而导致半导体装置100超过耐压,半导体装置100被破坏。
通过上述结构,可以缩短连接第一突出部3a1和第一突出部3b1的布线的长度即距离H,因此可以抑制半导体装置100中臂1a和臂1b之间的电路电感的增大。由于抑制了电路电感的增大,因此电流容易流过N端子3a、3b,因而抑制了流过电流路径IA的电流。由于在电流路径IA中流过的电流被抑制,因此防止了对开关元件7a充电,防止了半导体装置100的破坏。由于防止了半导体装置100的破坏,因此提高了半导体装置100的可靠性。另外,由于距离H变短,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
<功率转换装置200>
对使用半导体装置100的功率转换装置200进行说明。如图7所示,功率转换装置200包括上述半导体装置100、控制半导体装置100的控制电路部101、以及热连接至半导体装置100的冷却器102。半导体装置100例如包括臂1a和臂1b。控制电路部101和臂1a通过控制端子6a连接,控制电路部101和臂1b通过控制端子6b连接。半导体装置100由冷却器102冷却。冷却器102例如是由冷却板构成的散热器。冷却器102也可以是冷却流体在内部流动的结构。当半导体装置100具有散热片12时,通过热连接散热片12和冷却器102,半导体装置100由冷却器102有效地冷却。由于上述半导体装置100构成为距离H较短,因此可以抑制半导体装置100的大型化,因而可以抑制使用半导体装置100的功率转换装置200的大型化。
<变形例1>
对半导体装置100的变形例进行说明。图9是示出了实施方式1所涉及的其它半导体装置100的结构的概要的俯视图,是除去了密封材料2的一部分后示出的图。与图4同样,半导体装置100包括在第一方向上相邻的两个特定臂、即臂1a、1b。臂1a的N端子3a具有在密封材料2的内部分岔成两部分后从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的第一突出部3a1和第二突出部3a2。臂1b的N端子3b具有在密封材料2的内部分岔成两部分后从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的第一突出部3b1和第二突出部3b2。第一突出部3a1和3b1以与图4所示的结构同样地配置。臂1a的第二突出部3a2配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更远离臂1b的一侧。臂1b的第二突出部3b2配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更远离臂1a的一侧。
通过这样的结构,可以扩大N端子3a、3b中的与外部的连接有关的布线的截面积。因此,与图4所示的结构相比,可以抑制半导体装置100中臂1a和臂1b之间的电路电感的增大。由于抑制了电路电感的增大,因此电流容易流过N端子3a、3b,因而抑制了流过图5所示的电流路径IA的电流。由于在电流路径IA中流过的电流被抑制,因此防止了对开关元件7a、7b充电,防止了半导体装置100的破坏。由于防止了半导体装置100的破坏,因此提高了半导体装置100的可靠性。此外,由于布线的截面积扩大,因此可以抑制通电时的N端子3a、3b的发热。
另外,在本实施方式中,在臂1a中,第一突出部3a1和第二突出部3a2相对于臂1a的第一方向上的中心线B呈线对称地配置,并且在臂1b中,第一突出部3b1和第二突出部3b2相对于臂1b的第一方向上的中心线B呈线对称地配置。通过这样的结构,由于从中心线B到第一突出部3a1的距离和从中心线B到第二突出部3a2的距离相等,并且该部分的布线的长度相同,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大,并且从中心线B到第一突出部3b1的距离和从中心线B到第二突出部3b2的距离相等,并且该部分的布线的长度相同,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
<变形例2>
对半导体装置100的其它变形例进行说明。图10是表示实施方式1的另一半导体装置100的外观的俯视图,省略了控制端子。变形例2中,半导体装置100包括在第一方向上相邻的三个特定臂、即臂1a、1b、1c。设第一方向的一侧的特定臂是臂1a,第一方向的另一侧的特定臂是臂1c,中央的特定臂是臂1b。臂1a、1b、1c的N端子3a、3b、3c具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的第一突出部3a1、3b1、3c1。
臂1a的第一突出部3a1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近臂1b的一侧。臂1c的第一突出部3c1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近臂1b的一侧。臂1b的第一突出部3b1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中第一方向的中心部。通过上述结构,可以缩短连接第一突出部3a1和第一突出部3b1的布线的长度即距离H1、及连接第一突出部3b1和第一突出部3c1的布线的长度即距离H2。由于可以缩短距离H1和距离H2,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
另外,在本实施方式中,臂1a的第一突出部3a1和臂1c的第一突出部3c1相对于臂1b在第一方向上的中心线A呈线对称地配置,臂1b的第一突出部3b1配置在中心线A上。通过上述结构,可以使连接第一突出部3a1和第一突出部3b1的布线的长度即距离H1、及连接第一突出部3b1和第一突出部3c1的布线的长度即距离H2相等。由于距离H1和距离H2相等,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
图11是表示实施方式1的另一半导体装置100的外观的俯视图。图11中,半导体装置100包括在第一方向上相邻的四个特定臂、即臂1a、1b、1c、1d。臂1a、1b、1c、1d的N端子3a、3b、3c具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的第一突出部3a1、3b1、3c1、3d1。当在第一方向上并排设置四个臂时,如图11所示,成为将图4所示的半导体装置100在第一方向上并排的结构。通过这样的结构,可以抑制臂1a和臂1b之间的电路电感的增大,并且可以抑制臂1c和臂1d之间的电路电感的增大。
如上所述,实施方式1的半导体装置100中包括多个臂1,该臂1具有:形成为板状的散热板8;电连接到散热板8的一个面的开关元件7;连接到开关元件7中的与散热板8一侧相反侧的面的N端子3;及密封它们的密封材料2,多个臂1的散热板8位于同一平面上,并且在平行于同一平面的特定方向即第一方向上并排设置,设平行于同一平面且与第一方向正交的方向为第二方向,在第一方向上相邻的两个特定臂1a、1b的N端子3各自具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的第一突出部3a1、3b1,其中一个特定臂1a的第一突出部3a1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近另一个特定臂1b的一侧,另一个特定臂1b的第一突出部3b1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近一个特定臂1a的一侧,因而,可以缩短连接第一突出部3a1和第一突出部3b1的布线的长度即距离H,因此可以抑制半导体装置100中臂1a和臂1b之间的电路电感的增大。另外,由于距离H变短,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
臂1a的第一突出部3a1和臂1b的第一突出部3b1相对于臂1a、1b之间的中心线A呈线对称地配置,在此情况下,从中心线A到第一突出部3a1的距离和从中心线A到第一突出部3b1的距离相等,该部分的布线的长度相同,因此,可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
两个特定臂1a、1b的各自的第一突出部3a1、3b1从第二方向的一侧的密封材料2的部分向第二方向的一侧或第三方向突出,在此情况下,由于N端子3a、3b不从臂1a和臂1b之间突出,因此可以使臂1a和臂1b之间的间隔变窄,因而距离H变短,可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。此外,由于臂1a和臂1b之间的间隔变窄,并且N端子3a、3b不从第一方向上的两侧突出,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
两个特定臂1a、1b的N端子3a、3b具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的第一突出部3a1、3b1和第二突出部3a2、3b2,臂1a的第二突出部3a2配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更远离臂1b的一侧,臂1b的第二突出部3b2配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更远离臂1a的一侧,在此情况下,可以扩大N端子3a、3b中的与外部的连接有关的布线的截面积,因此,可以抑制半导体装置100中的臂1a和臂1b之间的电路电感的增大。此外,由于布线的截面积扩大,因此可以抑制通电时的N端子3a、3b的发热。
在臂1a中,第一突出部3a1和第二突出部3a2相对于臂1a的第一方向的中心线B呈线对称地配置,并且在臂1b中,第一突出部3b1和第二突出部3b2相对于臂1b的第一方向的中心线B呈线对称地配置,在此情况下,从中心线B到第一突出部3a1的距离与从中心线B到第二突出部3a2的距离相等,该部分的布线的长度相同,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大,从中心线B到第一突出部3b1的距离与从中心线B到第二突出部3b2的距离相等,该部分的布线的长度相同,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
两个特定臂1a、1b各自包括P端子4a、4b和控制端子6a、6b,P端子突出部4a1、4b1从第二方向的另一侧的密封材料2的部分向第二方向的另一侧或第三方向突出,控制端子突出部6a1、6b1从第二方向的另一侧的密封材料2的部分向第二方向的另一侧或第三方向突出,在此情况下,由于P端子4a、4b和控制端子6a、6b不从臂1a和臂1b之间突出,因此可以使臂1a和臂1b之间的间隔变窄,因而可缩短距离H,可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。此外,由于臂1a和臂1b之间的间隔变窄,并且P端子4a、4b以及控制端子6a、6b不从第一方向上的两侧突出,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
臂1a的P端子4a和臂1b的P端子4b相对于臂1a、1b之间的中心线A呈线对称地配置,并且臂1a的控制端子6a和臂1b的控制端子6b相对于臂1a、1b之间的中心线A呈线对称地配置,在此情况下,可以使臂1a中从P端子4a到N端子3a的布线的长度与臂1b中从P端子4b到N端子3b的布线的长度相等,由于臂1a和臂1b的布线的长度相同,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
半导体装置100具有沿第一方向相邻的三个特定臂1a、1b、1c,设第一方向的一侧的特定臂为臂1a,第一方向的另一侧的特定臂为臂1c,中央的特定臂为臂1b时,臂1a的第一突出部3a1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近臂1b的一侧,臂1c的第一突出部3c1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近臂1b的一侧,臂1b的第一突出部3b1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中第一方向的中心部,在此情况下,可以缩短连接第一突出部3a1和第一突出部3b1的布线的长度即距离H1和连接第一突出部3b1和第一突出部3c1的布线的长度即距离H2,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
臂1a的第一突出部3a1和臂1c的第一突出部3c1相对于臂1b的第一方向上的中心线A呈线对称地配置,臂1b的第一突出部3b1配置在中心线A上,在此情况下,可以使连接第一突出部3a1和第一突出部3b1的布线的长度即距离H1和连接第一突出部3b1和第一突出部3c1的布线的长度即距离H2相等,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
半导体装置100包括散热片12,该散热片12经由绝缘板11热连接到散热板8的另一个面,散热片12的与散热板8的一侧相反侧的面从密封材料2露出,在此情况下,可以容易地将开关元件7中产生的热量从散热片12向外部散热。此外,当密封材料2由模塑树脂制成时,半导体装置100能够耐高温,水和垃圾等不会从外部侵入内部,因此可以很容易地维持内部的环境。此外,当密封材料2由硅凝胶制成时,由于硅凝胶是透明的,因此在密封后可以通过目视检查臂1的内部,因而可以很容易地检查臂1的内部。
当电连接开关元件7和散热板8的接合材料为Ag时,可以在比使用焊料时更高的温度下使用半导体装置100,因此可以提高半导体装置100在高温下使用的可靠性。当电连接开关元件7和散热板8的接合材料为焊料时,由于焊料是一般的接合材料,因此价格低廉,可以降低半导体装置100的成本。
功率转换装置200包括本实施方式中示出的半导体装置100、控制半导体装置100的控制电路部101、以及热连接到半导体装置100的冷却器102,在此情况下,本实施方式中示出的半导体装置100构成为具有较短的距离H,因此抑制了半导体装置100的大型化,因而可以抑制使用半导体装置100的功率转换装置200的大型化。
实施方式2
说明实施方式2所涉及的半导体装置100。图12是表示实施方式2所涉及的半导体装置100的相臂20的外观的立体图,图13是表示半导体装置100的相臂20的结构的概略的立体图,是去除密封材料2而示出的图,图14是表示半导体装置100的相臂20的结构的概略的俯视图,是去除密封材料2的一部分而示出的图,图15是表示半导体装置100的相臂20的结构的概略的侧视图,是去除密封材料2的一部分而从图14的左侧看到的图,图16是表示半导体装置100的相臂20的结构的主要部分的侧视图,是放大图15的一部分而示出的图,图17是表示半导体装置100的结构的概略的俯视图,是去除密封材料2的一部分而示出的图,图18是半导体装置100的简易电路图。实施方式2所涉及的半导体装置100构成为包括多个具有两组臂的相臂20。
<相臂20>
对半导体装置100所具备的相臂20进行说明。相臂20具有正和负两组臂,并且正臂和负臂串联连接。相臂20通常是称为2合1模块的形态。在相臂20中,如图12所示,作为第二金属端子的交流端子5、作为第四金属端子的P端子4、作为第三金属端子的N端子3和控制端子6从密封材料2向外部突出地设置。在本实施方式中,P端子4、N端子3和控制端子61从密封材料2的相同侧面向外部突出,并且交流端子5和控制端子62从与P端子4、N端子3和控制端子61突出的侧面相反侧的侧面突出。各端子突出的密封材料2的面并不限于此。如图13所示,正负两组臂通过作为第一金属端子的中继端子9连接。
相臂20包括两组臂,该臂具有形成为板状的散热板8和电连接到散热板8的一个面的单个或多个开关元件7。在图14中,设第二方向另一侧的臂是第一组臂,第二方向一侧的臂是第二组臂。第一组臂是正臂,第二组臂是负臂。在本实施方式中,作为并联连接的第一组开关元件的两个开关元件71、72设置在作为第一组散热板的散热板81上,并且作为并联连接的第二组开关元件的两个开关元件73、74设置在作为第二组散热器的散热板82上。开关元件7的个数不限于此。开关元件7和散热板8例如通过焊料连接。相臂20还包括N端子3、P端子4、交流端子5、控制端子6、中继端子9以及将散热板8、开关元件7、N端子3、P端子4、交流端子5、控制端子6和中继端子9密封的密封材料2。
中继端子9连接开关元件71、72中的与散热板81一侧相反侧的面和散热板82的一个面。交流端子5连接到散热板82的一个面。N端子3连接到开关元件73、74中的与散热板82一侧相反侧的面。P端子4连接到散热板81的一个面。控制端子6连接到开关元件7。开关元件7中连接到散热板8的端子是漏极端子(未图示)。开关元件73、74中连接到N端子3的端子、以及开关元件71、72中连接到中继端子9的端子是源极端子(未图示)。源极端子和N端子3、以及源极端子和中继端子9例如通过焊料连接。N端子3的从密封材料2突出的部分是第一突出部3a1,P端子4的从密封材料2突出的部分是P端子突出部4a1,交流端子5的从密封材料2突出的部分是交流端子第一突出部5a1,控制端子6的从密封材料2突出的部分是控制端子突出部61a1、62a1。
散热板81和散热板82配置在同一平面上。散热板81和散热板82在第二方向上并排设置。开关元件71、72相对于相臂20的第一方向上的中心线B呈线对称地配置。开关元件73、74相对于相臂20的第一方向上的中心线B呈线对称地配置。开关元件71、72和开关元件73、74相对于散热板81和散热板82之间的中心线C呈线对称地配置。通过这样的结构,连接到散热板8的开关元件7的结构对于正臂和负臂相同,因此可以提高半导体装置100的生产性。
控制端子61和开关元件71、72通过接合线(未图示)电连接。控制端子62和开关元件73、74通过接合线(未图示)电连接。开关元件7中连接到控制端子6的端子是栅极端子(未图示)。如图15所示,相臂20包括散热片12,该散热片12经由作为绝缘层的绝缘板11(图15中未图示)热连接到散热板81、82的另一个面。散热片12的与散热板8一侧相反侧的面从密封材料2露出。相臂20由例如由模塑树脂制成的密封材料2一体成型。
在制造相臂20时和通过密封材料2密封之前,从密封材料2突出的N端子3、P端子4、交流端子5和控制端子6的部分相互连接,以形成引线框架。N端子3、P端子4、交流端子5和控制端子6在由相同引线框架支承的状态下由密封材料2密封。密封之后,切断引线框架的部分以形成相互独立的N端子3、P端子4、交流端子5和控制端子6。N端子3、P端子4、交流端子5和控制端子6通过这种半导体装置的一般制造工序制造。在该密封工序中,引线框架由树脂成型模具的上模和下模夹持。
<半导体装置100>
对具有多个相臂20的半导体装置100进行说明。由于寻求增加半导体装置的输出,有时将并联连接的多个相臂用于作为负载的电磁感应电机的各相以构成半导体装置。多个相臂20位于同一平面上,并且在平行于同一平面的第一方向上并排设置。在本实施方式中,如图17所示,半导体装置100包括在第一方向上相邻的两个特定相臂、即相臂20a、20b。半导体装置100所具有的相臂的个数不限于两个。
相臂20a、20b的交流端子5a、5b具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的第二的第一突出部即交流端子第一突出部5a1、5b1。作为一个特定相臂的相臂20a的交流端子第一突出部5a1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近作为另一个特定相臂的相臂20b的一侧。相臂20b的交流端子第一突出部5b1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近相臂20a的一侧。交流端子第一突出部5a1和交流端子第一突出部5b1通过连接端子13连接。交流端子第一突出部5a1、5b1和连接端子13例如通过TIG焊接连接。通过这样的结构,可以缩短连接交流端子第一突出部5a1和交流端子第一突出部5b1的布线的长度即距离H。由于可以缩短距离H,因此可以抑制半导体装置100中的相臂20a和相臂20b之间的电路电感的增大。
在图18中,将半导体装置100中的两个正臂称为上臂U,将两个负臂称为下臂L。在图18中,电流路径IAU、IAL用实线箭头表示,电流路径IB用虚线箭头表示。在相臂20a中,从P端子4a经由开关元件7a1的漏极端子D通过源极端子S之后,从中继端子9a经由开关元件7a2的漏极端子D通过源极端子S,并到达N端子3a的电流路径即电流路径IB是理想的电流路径。同样,在相臂20b中,电流路径IB是理想的电流路径。
当半导体装置100中的电路电感增大时,上臂U中电流流过电流路径IAU,并且下臂L中电流流过电流路径IAL。因此,电流不会流过理想的电流路径即电流路径IB。在图17所示的结构中,可以缩短连接交流端子第一突出部5a1和交流端子第一突出部5b1的布线的长度即距离H,因此可以抑制半导体装置100中相臂20a和相臂20b之间的电路电感的增大。由于抑制了电路电感的增大,因此电流容易流过交流端子5a、5b,因而抑制了流过电流路径IAU、IAL的电流。由于在电流路径IAU、IAL中流过的电流被抑制,因此防止了对开关元件7a1、7a2、7b1、7b2充电,防止了半导体装置100的破坏。由于防止了半导体装置100的破坏,因此提高了半导体装置100的可靠性。另外,即使开关元件7a1、7a2、7b1、7b2的开关特性不同,通过抑制电路电感的增大,从而对功率转换装置200的影响减小,因此可以提高功率转换装置200的可靠性。另外,由于距离H变短,因此可以抑制半导体装置100及使用半导体装置100的功率转换装置200的大型化。
另外,在本实施方式中,相臂20a的交流端子第一突出部5a1和相臂20b的交流端子第一突出部5b1相对于相臂20a、20b之间的中心线A呈线对称地配置。通过这样的结构,从中心线A到交流端子第一突出部5a1的距离和从中心线A到交流端子第一突出部5b1的距离相等,该部分的布线的长度相同,因此,可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
另外,在本实施方式中,相臂20a的交流端子第一突出部5a1和相臂20b的交流端子第一突出部5b1从第二方向的一侧的密封材料2的部分向第二方向的一侧突出。通过这样的结构,交流端子5a、5b不会从相臂20a和相臂20b之间突出,因此,可以使臂1a和臂1b之间的间隔变窄,因此可以缩短距离H。由于可以缩短距离H,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。交流端子第一突出部5a1、5b1突出的方向不限于第二方向的一侧,也可以是第三方向。当交流端子第一突出部5a1、5b1沿第三方向突出时,也可以使相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄。此外,由于相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,并且交流端子5a、5b不从第一方向上的两侧突出,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
相臂20a、20b的N端子3a、3b具有从第二方向的另一侧的密封材料2的部分突出的第三的第一突出部即第一突出部3a1、3b1。第一突出部3a1、3b1从第二方向的另一侧的密封材料2的部分向第二方向的另一侧或第三方向突出。在本实施方式中,第一突出部3a1、3b1向第二方向的另一侧突出。通过这样的结构,N端子3a、3b不会从相臂20a和相臂20b之间突出,因此,可以使相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,因此可以缩短距离H。由于可以缩短距离H,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。此外,由于相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,并且N端子3a、3b不从第一方向上的两侧突出,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
相臂20a、20b的P端子4a、4b具有从第二方向的另一侧的密封材料2的部分突出的第四突出部即P端子突出部4a1、4b1。P端子突出部4a1、4b1从第二方向的另一侧的密封材料2的部分向第二方向的另一侧或第三方向上突出。在本实施方式中,P端子突出部4a1、4b1向第二方向的另一侧突出。通过这样的结构,P端子4a、4b不会从相臂20a和相臂20b之间突出,因此,可以使相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,因而可以缩短距离H。由于可以缩短距离H,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。此外,由于相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,并且P端子4a、4b不从第一方向上的两侧突出,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
控制端子61a、61b具有从第二方向的另一侧的密封材料2的部分突出的控制端子突出部61a1、61b1,并且控制端子62a、62b具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的控制端子突出部62a1、62b1。控制端子突出部61a1、61b1从第二方向的另一侧的密封材料2的部分向第二方向的另一侧或第三方向突出。在本实施方式中,控制端子突出部61a1、61b1向第二方向的另一侧突出。控制端子突出部62a1、62b1从第二方向的一侧的密封材料2的部分向第二方向的一侧或第三方向突出。在本实施方式中,控制端子突出部62a1、62b1向第二方向的一侧突出。通过这样的结构,控制端子61a、61b、62a、62b不会从相臂20a和相臂20b之间突出,因此,可以使相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,因而可以缩短距离H。由于可以缩短距离H,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。此外,由于相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,并且控制端子61a、61b、62a、62b不从第一方向上的两侧突出,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
<变形例>
对半导体装置100的变形例进行说明。图19是表示实施方式2所涉及的另一半导体装置100的外观的俯视图,省略了控制端子。变形例中,半导体装置100包括在第一方向上相邻的三个特定相臂、即相臂20a、20b、20c。设第一方向的一侧的特定相臂是相臂20a,第一方向的另一侧的特定相臂是相臂20c,中央的特定相臂是相臂20b。相臂20a、20b、20c的交流端子5a、5b、5c具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的交流端子第一突出部5a1、5b1、5c1。
相臂20a的交流端子第一突出部5a1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近相臂20b的一侧。相臂20c的交流端子第一突出部5c1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近相臂20b的一侧。相臂20b的交流端子第一突出部5b1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中第一方向的中心部。通过这样的结构,可以缩短连接交流端子第一突出部5a1和交流端子第一突出部5b1的布线的长度即距离H1、及连接交流端子第一突出部5b1和交流端子第一突出部5c1的布线的长度即距离H2。由于可以缩短距离H1和距离H2,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
另外,在本实施方式中,相臂20a的交流端子第一突出部5a1和相臂20c的交流端子第一突出部5c1相对于相臂20b在第一方向上的中心线A呈线对称地配置,相臂20b的交流端子第一突出部5b1配置在中心线A上。通过这样的结构,可以使连接交流端子第一突出部5a1和交流端子第一突出部5b1的布线的长度即距离H1、及连接交流端子第一突出部5b1和交流端子第一突出部5c1的布线的长度即距离H2相等。由于距离H1和距离H2相等,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
如上所述,实施方式2所涉及的半导体装置100中包括多个相臂20,该相臂20具有:两组臂,该臂具有形成为板状的散热板8和电连接到散热板8的一个面的开关元件7;中继端子9,其连接开关元件71、72中的与散热板81一侧相反侧的面和散热板82的一个面;交流端子5,其连接到散热板82的一个面;及密封它们的密封材料2,散热板81和散热板82配置在同一平面上,散热板81和散热板82在第二方向上并排设置,多个相臂20位于同一平面上,并且在第一方向上并排设置,在第一方向上相邻的两个特定相臂20a、20b的交流端子5各自具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的交流端子第一突出部5a1、5b1,其中一个特定相臂20a的交流端子第一突出部5a1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近另一个特定相臂20b的一侧,另一个特定相臂20b的交流端子第一突出部5b1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近一个特定相臂20a的一侧,
因而,可以缩短连接交流端子第一突出部5a1和交流端子第一突出部5b1的布线的长度即距离H,因此可以抑制半导体装置100中相臂20a和相臂20b之间的电路电感的增大。另外,由于距离H变短,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
相臂20a的交流端子第一突出部5a1和相臂20b的交流端子第一突出部5b1相对于相臂20a、20b之间的中心线A呈线对称地配置,在此情况下,从中心线A到交流端子第一突出部5a1的距离和从中心线A到交流端子第一突出部5b1的距离相等,该部分的布线的长度相同,因此,可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
两个特定相臂20a、20b的各自的交流端子第一突出部5a1、5b1从第二方向的一侧的密封材料2的部分向第二方向的一侧或第三方向突出,在此情况下,由于交流端子5a、5b不从相臂20a和相臂20b之间突出,因此可以使相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,因而距离H变短,可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。此外,由于相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,并且交流端子5a、5b不从第一方向上的两侧突出,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
两个特定相臂20a、20b具备N端子3a、3b,N端子3a、3b的第一突出部3a1、3b1从第二方向的另一侧的密封材料2的部分向第二方向的另一侧或第三方向突出,在此情况下,由于N端子3a、3b不从相臂20a和相臂20b之间突出,因此可以使相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,因而距离H变短,可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。此外,由于相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,并且N端子3a、3b不从第一方向上的两侧突出,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
两个特定相臂20a、20b具备P端子4a、4b,P端子4a、4b的P端子突出部4a1、4b1从第二方向的另一侧的密封材料2的部分向第二方向的另一侧或第三方向突出,在此情况下,由于P端子4a、4b不从相臂20a和相臂20b之间突出,因此可以使相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,因而距离H变短,可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。此外,由于相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,并且P端子4a、4b不从第一方向上的两侧突出,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
两个特定相臂20a、20b包括控制端子61a、62a、61b、62b,控制端子61a、61b的控制端子突出部61a1、61b1从第二方向的另一侧的密封材料2的部分向第二方向的另一侧或第三方向突出,控制端子62a、62b的控制端子突出部62a1、62b1从第二方向的一侧的密封材料2的部分向第二方向的一侧或第三方向突出,在此情况下,由于控制端子61a、62a、61b、62b不从相臂20a和相臂20b之间突出,因此可以使相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,因而距离H变短,可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。此外,由于相臂20a和相臂20b之间的间隔变窄,并且控制端子61a、62a、61b、62b不从第一方向上的两侧突出,因此可以抑制半导体装置100的大型化。
半导体装置100具有沿第一方向相邻的三个特定相臂20a、20b、20c,设第一方向的一侧的特定相臂为相臂20a,第一方向的另一侧的特定相臂为相臂20c,中央的特定相臂为相臂20b时,相臂20a的交流端子第一突出部5a1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近相臂20b的一侧,相臂20c的交流端子第一突出部5c1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近相臂20b的一侧,相臂20b的交流端子第一突出部5b1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中第一方向的中心部,在此情况下,可以缩短连接交流端子第一突出部5a1和交流端子第一突出部5b1的布线的长度即距离H1和连接交流端子第一突出部5b1和交流端子第一突出部5c1的布线的长度即距离H2,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
相臂20a的交流端子第一突出部5a1和臂20c的交流端子第一突出部5c1相对于臂20b的第一方向上的中心线A呈线对称地配置,相臂20b的交流端子第一突出部5b1配置在中心线A上,在此情况下,可以使连接交流端子第一突出部5a1和交流端子第一突出部5b1的布线的长度即距离H1和连接交流端子第一突出部5b1和交流端子第一突出部5c1的布线的长度即距离H2相等,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
实施方式3
说明实施方式3所涉及的半导体装置100。图20是表示实施方式3所涉及的半导体装置100的结构的概要的俯视图,是除去了密封材料2的一部分后示出的图。实施方式3所涉及的半导体装置100构成为N端子3b和P端子4b的配置与实施方式2不同。
相臂20a的N端子3a和相臂20b的N端子3b相对于相臂20a、20b之间的中心线A呈线对称地配置。通过这样的结构,从中心线A到N端子3a的距离和从中心线A到N端子3b的距离相等,连接N端子3a和N端子3b的布线的长度相同,因此,可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
相臂20a的P端子4a和相臂20b的P端子4b相对于相臂20a、20b之间的中心线A呈线对称地配置,并且相臂20a的控制端子61a、62a以及相臂20b的控制端子61b、62b相对于相臂20a、20b之间的中心线A呈线对称地配置。通过这样的结构,从中心线A到P端子4a的距离和从中心线A到P端子4b的距离相等,连接P端子4a和P端子4b的布线的长度相同,因此,可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。此外,由于从中心线A到控制端子61a的距离和从中心线A到控制端子61b的距离、以及从中心线A到控制端子62a的距离和从中心线A到控制端子62b的距离相等,并且连接控制端子61a和控制端子62a的布线的长度、以及连接控制端子61b和控制端子62b的布线的长度相同,因此可以抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
相臂20a、20b中的N端子3a、3b、P端子4a、4b、交流端子5a、5b和中继端子9a、9b全部相对于相臂20a、20b之间的中心线A呈线对称地配置,在此情况下,由于相臂20a和相臂20b的内部的布线的长度相同,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。即使开关元件7a1、7a2、7b1、7b2的开关特性不同,通过抑制电路电感的增大,从而对功率转换装置200的影响减小,因此可以提高功率转换装置200的可靠性。
实施方式4
说明实施方式4所涉及的半导体装置100。图21是表示实施方式4所涉及的半导体装置100的结构的概要的俯视图,是除去了密封材料2的一部分后示出的图。实施方式4所涉及的半导体装置100中,相臂20a、20b分别具有两个交流端子5。
相臂20a包括两个交流端子5a、5d。相臂20b包括两个交流端子5b、5e。相臂20a的交流端子5a具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的交流端子第一突出部5a1。相臂20a的交流端子5d具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的第二的第二突出部即交流端子第二突出部5d1。相臂20b的交流端子5b具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的交流端子第一突出部5b1。相臂20b的交流端子5e具有从第二方向的一侧的密封材料2的部分突出的交流端子第二突出部5e1。相臂20a的交流端子第二突出部5d1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更远离相臂20b的一侧。相臂20b的交流端子第二突出部5e1配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更远离相臂20a的一侧。
在实施方式3所示的半导体装置100中,相臂20a、20b各自具有的端子的配置在相臂20a、20b中分别不同。因此,由于必须分别单独制造并管理相臂20a、20b,因此增加了生产工序。通过使半导体装置100如图21所示构成,使得相臂20a、20b各自具有的端子的配置的结构相同,因此不需要分别单独制造和管理相臂20a、20b,从而可以提高相臂20a、20b的生产性。另外,减少了部件的种类,因此可以降低部件的单价。
另外,通过这样的结构,电流从两个交流端子5向外部分流并输出,可以扩大交流端子5中的与外部的连接有关的布线的截面积。由于布线的截面积扩大,因此可以抑制通电时的交流端子5a、5b、5d、5e的发热。
另外,在本实施方式中,在相臂20a中,交流端子第一突出部5a1和交流端子第二突出部5d1相对于相臂20a的第一方向上的中心线B呈线对称地配置,并且在相臂20b中,交流端子第一突出部5b1和交流端子第二突出部5e1相对于相臂20b的第一方向上的中心线B呈线对称地配置。通过这样的结构,由于从中心线B到交流端子第一突出部5a1的距离和从中心线B到交流端子第二突出部5d1的距离相等,并且该部分的布线的长度相同,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大,并且从中心线B到交流端子第一突出部5b1的距离和从中心线B到交流端子第二突出部5e1的距离相等,并且该部分的布线的长度相同,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
实施方式5
说明实施方式5所涉及的半导体装置100。图22是表示实施方式5所涉及的半导体装置100的结构的概要的俯视图,是除去了密封材料2的一部分后示出的图。实施方式5所涉及的半导体装置100构成为相臂20a具有的N端子3a和相臂20b具有的N端子3b各自分岔。
相臂20a的N端子3a具有在密封材料2的内部分岔成两部分后从第二方向的另一侧的密封材料2的部分突出的第一突出部3a1和第三的第二突出部即第二突出部3a2。相臂20b的N端子3b具有在密封材料2的内部分岔成两部分后从第二方向的另一侧的密封材料2的部分突出的第一突出部3b1和第三的第二突出部即第二突出部3b2。相臂20a的第一突出部3a1配置在第二方向的另一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近相臂20b的一侧,并且相臂20b的第一突出部3b1配置在第二方向的另一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更靠近相臂20a的一侧。相臂20a的第二突出部3a2配置在第二方向的另一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更远离相臂20b的一侧,并且相臂20b的第二突出部3b2配置在第二方向的一侧的密封材料2的部分中比第一方向的中心部更远离相臂20a的一侧。
通过这样的结构,可以扩大N端子3a、3b中的与外部的连接有关的布线的截面积。因此,与图21所示的结构相比,可以抑制N端子3a处的开关元件7a2与外部之间的电路电感的增大,并且可以抑制N端子3b处的开关元件7b2与外部之间的电路电感的增大。由于抑制了电路电感的增大,因此电流容易流过N端子3a、3b,因而抑制了流过图18所示的电流路径IAU、IAL的电流。由于在电流路径IAU、IAL中流过的电流被抑制,因此防止了对开关元件7a1、7a2、7b1、7b2充电,防止了半导体装置100的破坏。由于防止了半导体装置100的破坏,因此提高了半导体装置100的可靠性。另外,电流从N端子3a、3b向外部分流流过,N端子3a、3b的布线的截面积扩大,因此能够抑制通电时的N端子3a、3b的发热。
另外,在本实施方式中,在相臂20a中,第一突出部3a1和第二突出部3a2相对于相臂20a的第一方向上的中心线B呈线对称地配置,并且在相臂20b中,第一突出部3b1和第二突出部3b2相对于相臂20b的第一方向上的中心线B呈线对称地配置。通过这样的结构,由于从中心线B到第一突出部3a1的距离和从中心线B到第二突出部3a2的距离相等,并且该部分的布线的长度相同,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大,并且从中心线B到第一突出部3b1的距离和从中心线B到第二突出部3b2的距离相等,并且该部分的布线的长度相同,因此可以进一步抑制半导体装置100中的电路电感的增大。
以上说明了1合1模块和2合1模块的结构,但是本申请所示的结构不限于1合1模块和2合1模块的结构。也可以在6合1模块或4合1模块中使用本申请所示的结构。
另外,本申请虽然记载了各种示例性的实施方式以及实施例,但是1个或多个实施方式所记载的各种特征、方式及功能并不仅限于适用特定的实施方式,也可以单独适用于实施方式,或者进行各种组合来适用于实施方式。
因此,可以认为未例示的无数变形例也包含在本申请说明书所公开的技术范围内。例如,包含至少对1个结构要素进行变形的情况、追加的情况或省略的情况、以及提取出至少1个结构要素并与其他实施方式的结构要素进行组合的情况。
标号说明
1、1a、1b、1c、1d臂,2密封材料,3、3a、3b、3c、3d N端子,3a1、3b1、3c1、3d1第一突出部,3a2、3b2第二突出部,4、4a、4b P端子,4a1、4b1 P端子突出部,5、5a、5b、5c、5d、5e交流端子,5a1、5b1、5c1交流端子第一突出部,5d1、5e1交流端子第二突出部,6、6a、6b、61、62、61a、61b、62a、62b控制端子,6a1、6b1、61a1、62a1、61b1、62b1控制端子突出部,7、7a、7b、71、72、73、74、7a1、7a2、7b1、7b2开关元件,8、8a、8b、81、82散热板,9、9a、9b中继端子,10焊料,11绝缘板,12散热片,13连接端子,20、20a、20b、20c相臂,100半导体装置,101控制电路部,102冷却器,200功率转换装置,G栅极端子,S源极端子,D漏极端子,IA、IAU、IAL、IB电流路径,H、H1、H2距离,A中心线,B中心线,C中心线,U上臂,L下臂。
Claims (38)
1.一种半导体装置,其特征在于,包括多个臂,该臂具有:
形成为板状的散热板;
电连接到所述散热板的一个面的单个或多个开关元件;
连接到所述开关元件中的与所述散热板一侧相反侧的面的金属端子;及
将所述散热板、所述开关元件及所述金属端子密封的密封材料,
多个所述臂的所述散热板位于同一平面上,并且在平行于所述同一平面的特定方向即第一方向上并排设置,
设平行于所述同一平面且与所述第一方向正交的方向为第二方向,设与所述同一平面正交的方向为第三方向,
在所述第一方向上相邻的两个特定所述臂的所述金属端子各自具有从所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分突出的第一突出部,其中一个所述特定臂的所述第一突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更靠近另一个所述特定臂的一侧,所述另一个特定臂的所述第一突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更靠近所述一个特定臂的一侧。
2.如权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,
所述一个特定臂的所述第一突出部和所述另一个特定臂的所述第一突出部相对于所述两个特定臂之间的中心线呈线对称地配置。
3.如权利要求1或2所述的半导体装置,其特征在于,
所述两个特定臂的各自的所述第一突出部从所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分向所述第二方向的一侧或所述第三方向突出。
4.如权利要求1至3中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
所述两个特定臂的所述金属端子各自具有在所述密封材料的内部分岔成两部分后从所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分突出的所述第一突出部和第二突出部,
所述一个特定臂的所述第二突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更远离所述另一个特定臂的一侧,并且所述另一个特定臂的所述第二突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更远离所述一个特定臂的一侧。
5.如权利要求4所述的半导体装置,其特征在于,
在所述两个特定臂的每一个中,所述第一突出部和所述第二突出部相对于所述臂的所述第一方向的中心线呈线对称地配置。
6.如权利要求1至5中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
所述两个特定臂各自包括连接到所述散热板的一个面的散热板的金属端子和连接到所述开关元件的控制端子,
所述散热板的金属端子具有从所述第二方向的另一侧的所述密封材料的部分突出的散热板的突出部,所述散热板的突出部从所述第二方向的另一侧的所述密封材料的部分向所述第二方向的另一侧或所述第三方向突出,
所述控制端子具有从所述第二方向的另一侧的所述密封材料的部分突出的控制端子突出部,所述控制端子突出部从所述第二方向的另一侧的所述密封材料的部分向所述第二方向的另一侧或所述第三方向突出。
7.如权利要求6所述的半导体装置,其特征在于,
所述一个特定臂的所述散热板的金属端子和所述另一个特定臂的所述散热板的金属端子相对于所述两个特定臂之间的中心线呈线对称地配置,
所述一个特定臂的所述控制端子和所述另一个特定臂的所述控制端子相对于所述两个特定臂之间的中心线呈线对称地配置。
8.如权利要求1至7中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
包括经由绝缘层热连接到所述散热板的另一个面的散热片,
所述散热片的与所述散热板的一侧相反侧的面从所述密封材料露出。
9.如权利要求1至8中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
所述密封材料由模塑树脂或硅凝胶制成。
10.如权利要求1至9中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
电连接所述开关元件和所述散热板的接合材料为Ag或焊料。
11.一种功率转换装置,其特征在于,包括:
权利要求1至10中任一项所述的半导体装置;
控制所述半导体装置的控制电路部;及
热连接到所述半导体装置的冷却器。
12.一种半导体装置,其特征在于,包括多个臂,该臂具有:
形成为板状的散热板;
电连接到所述散热板的一个面的单个或多个开关元件;
连接到所述开关元件中的与所述散热板一侧相反侧的面的金属端子;及
将所述散热板、所述开关元件及所述金属端子密封的密封材料,
多个所述臂的所述散热板位于同一平面上,并且在平行于所述同一平面的特定方向即第一方向上并排设置,
设平行于所述同一平面且与所述第一方向正交的方向为第二方向,设与所述同一平面正交的方向为第三方向,
在所述第一方向上相邻的三个特定所述臂的所述金属端子各自具有从所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分突出的第一突出部,所述第一方向的一侧的所述特定臂的所述第一突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更靠近中央的所述特定臂的一侧,所述第一方向的另一侧的所述特定臂的所述第一突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更靠近所述中央的特定臂的一侧,所述中央的特定臂的所述第一突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中所述第一方向的中心部。
13.如权利要求12所述的半导体装置,其特征在于,
所述第一方向的所述一侧的特定臂的所述第一突出部、及所述第一方向的所述另一侧的特定臂的所述第一突出部相对于所述中央的特定臂的所述第一方向上的中心线呈线对称地配置,所述中央的特定臂的所述第一突出部配置在所述中心线上。
14.如权利要求12或13所述的半导体装置,其特征在于,
包括经由绝缘层热连接到所述散热板的另一个面的散热片,
所述散热片的与所述散热板的一侧相反侧的面从所述密封材料露出。
15.如权利要求12至15中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
所述密封材料由模塑树脂或硅凝胶制成。
16.如权利要求12至15中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
电连接所述开关元件和所述散热板的接合材料为Ag或焊料。
17.一种功率转换装置,其特征在于,包括:
权利要求12至16中任一项所述的半导体装置;
控制所述半导体装置的控制电路部;及
热连接到所述半导体装置的冷却器。
18.一种半导体装置,其特征在于,包括多个相臂,该相臂具有:
两组臂,该臂具有形成为板状的散热板和电连接到所述散热板的一个面的单个或多个开关元件;
第一金属端子,该第一金属端子连接第一组的所述开关元件中的与第一组的所述散热板一侧相反侧的面和第二组的所述散热板的一个面;
第二金属端子,该第二金属端子连接到所述第二组的散热板的一个面;及
密封材料,该密封材料将所述散热板、所述开关元件、所述第一金属端子及所述第二金属端子密封,
所述第一组的散热板和所述第二组的散热板配置在同一平面上,
设平行于所述同一平面的一个方向为第一方向,设平行于所述同一平面且与所述第一方向正交的方向为第二方向,设与所述同一平面正交的方向为第三方向,
所述第一组的散热板和所述第二组的散热板在所述第二方向上并排设置,
多个所述相臂位于所述同一平面上,并且在所述第一方向上并排设置,
在所述第一方向上相邻的两个特定所述相臂的所述第二金属端子各自具有从所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分突出的第二的第一突出部,其中一个所述特定相臂的所述第二的第一突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更靠近另一个所述特定相臂的一侧,所述另一个特定相臂的所述第二的第一突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更靠近所述一个特定相臂的一侧。
19.如权利要求18所述的半导体装置,其特征在于,
所述一个特定相臂的所述第二的第一突出部和所述另一个特定相臂的所述第二的第一突出部相对于所述两个特定相臂之间的中心线呈线对称地配置。
20.如权利要求18或19所述的半导体装置,其特征在于,
所述两个特定相臂的各自的所述第二的第一突出部从所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分向所述第二方向的一侧或所述第三方向突出。
21.如权利要求18至20中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
所述两个特定相臂各自具有两个所述第二金属端子,
所述两个特定相臂的每一个中的一个所述第二金属端子具有从所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分突出的所述第二的第一突出部,另一个所述第二金属端子具有从所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分突出的第二的第二突出部,
所述一个特定相臂的所述第二的第二突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更远离所述另一个特定相臂的一侧,并且所述另一个特定相臂的所述第二的第二突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更远离所述一个特定相臂的一侧。
22.如权利要求21所述的半导体装置,其特征在于,
在所述两个特定相臂的每一个中,所述第二的第一突出部和所述第二的第二突出部相对于所述相臂的所述第一方向上的中心线呈线对称地配置。
23.如权利要求18至22中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
所述两个特定相臂各自具有连接到第二组的所述开关元件中的与所述第二组的散热板一侧相反侧的面的第三金属端子,
所述第三金属端子具有从所述第二方向的另一侧的所述密封材料的部分突出的第三的第一突出部,所述第三的第一突出部从所述第二方向的另一侧的所述密封材料的部分向所述第二方向的另一侧或所述第三方向突出。
24.如权利要求23所述的半导体装置,其特征在于,
所述一个特定相臂的所述第三金属端子和所述另一个特定相臂的所述第三金属端子相对于所述两个特定相臂之间的中心线呈线对称地配置。
25.如权利要求23或24所述的半导体装置,其特征在于,
所述两个特定相臂的所述第三金属端子各自具有在所述密封材料的内部分岔成两部分后从所述第二方向的另一侧的所述密封材料的部分突出的所述第三的第一突出部和第三的第二突出部,
所述一个特定相臂的所述第三的第一突出部配置在所述第二方向的另一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更靠近另一个所述特定相臂的一侧,并且所述另一个特定相臂的所述第三的第一突出部配置在所述第二方向的另一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更靠近所述一个特定相臂的一侧,
所述一个特定相臂的所述第三的第二突出部配置在所述第二方向的另一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更远离所述另一个特定相臂的一侧,并且所述另一个特定相臂的所述第三的第二突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更远离所述一个特定相臂的一侧。
26.如权利要求25所述的半导体装置,其特征在于,
在所述两个特定相臂的每一个中,所述第三的第一突出部和所述第三的第二突出部相对于所述臂的所述第一方向上的中心线呈线对称地配置。
27.如权利要求18至26中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
所述两个特定臂各自包括连接到所述第一组的散热板的一个面的第四金属端子和连接到所述开关元件的控制端子,
所述第四金属端子具有从所述第二方向的另一侧的所述密封材料的部分突出的第四突出部,所述第四突出部从所述第二方向的另一侧的所述密封材料的部分向所述第二方向的另一侧或所述第三方向突出,
所述控制端子具有从所述第二方向的一侧及另一侧的所述密封材料的部分突出的控制端子突出部,所述控制端子突出部从所述第二方向的一侧及另一侧的所述密封材料的部分向所述第二方向的一侧及另一侧或所述第三方向突出。
28.如权利要求27所述的半导体装置,其特征在于,
所述一个特定相臂的所述第四金属端子和所述另一个特定相臂的所述第四金属端子相对于所述两个特定相臂之间的中心线呈线对称地配置,
所述一个特定相臂的所述控制端子和所述另一个特定相臂的所述控制端子相对于所述两个特定相臂之间的中心线呈线对称地配置。
29.如权利要求18至28中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
包括经由绝缘层热连接到所述散热板的另一个面的散热片,
所述散热片的与所述散热板的一侧相反侧的面从所述密封材料露出。
30.如权利要求18至29中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
所述密封材料由模塑树脂或硅凝胶制成。
31.如权利要求18至30中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
电连接所述开关元件和所述散热板的接合材料为Ag或焊料。
32.一种功率转换装置,其特征在于,包括:
权利要求18至31中任一项所述的半导体装置;
控制所述半导体装置的控制电路部;及
热连接到所述半导体装置的冷却器。
33.一种半导体装置,其特征在于,包括多个相臂,该相臂具有:
两组臂,该臂具有形成为板状的散热板和电连接到所述散热板的一个面的单个或多个开关元件;
第一金属端子,该第一金属端子连接第一组的所述开关元件中的与第一组的所述散热板一侧相反侧的面和第二组的所述散热板的一个面;
第二金属端子,该第二金属端子连接到所述第二组的散热板的一个面;及
密封材料,该密封材料将所述散热板、所述开关元件、所述第一金属端子及所述第二金属端子密封,
所述第一组的散热板和所述第二组的散热板配置在同一平面上,
设平行于所述同一平面的一个方向为第一方向,设平行于所述同一平面且与所述第一方向正交的方向为第二方向,设与所述同一平面正交的方向为第三方向,
所述第一组的散热板和所述第二组的散热板在所述第二方向上并排设置,
多个所述相臂位于所述同一平面上,并且在所述第一方向上并排设置,
在所述第一方向上相邻的三个特定所述相臂的所述第二金属端子各自具有从所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分突出的第二的第一突出部,所述第一方向的一侧的所述特定相臂的所述第二的第一突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更靠近中央的所述特定相臂的一侧,所述第一方向的另一侧的所述特定相臂的所述第二的第一突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中比所述第一方向的中心部更靠近所述中央的特定相臂的一侧,所述中央的特定相臂的所述第二的第一突出部配置在所述第二方向的一侧的所述密封材料的部分中所述第一方向的中心部。
34.如权利要求33所述的半导体装置,其特征在于,
所述第一方向的所述一侧的特定相臂的所述第二的第一突出部、及所述第一方向的所述另一侧的特定相臂的所述第二的第一突出部相对于所述中央的特定相臂的所述第一方向上的中心线呈线对称地配置,所述中央的特定相臂的所述第二的第一突出部配置在所述中心线上。
35.如权利要求33或34所述的半导体装置,其特征在于,
包括经由绝缘层热连接到所述散热板的另一个面的散热片,
所述散热片的与所述散热板的一侧相反侧的面从所述密封材料露出。
36.如权利要求33至35中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
所述密封材料由模塑树脂或硅凝胶制成。
37.如权利要求33至36中任一项所述的半导体装置,其特征在于,
电连接所述开关元件和所述散热板的接合材料为Ag或焊料。
38.一种功率转换装置,其特征在于,包括:
权利要求33至37中任一项所述的半导体装置;
控制所述半导体装置的控制电路部;及
热连接到所述半导体装置的冷却器。
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