JP2005197435A - 電力半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電力用スイッチング半導体素子と、該電力用スイッチング半導体素子と逆並列に接続されるフリーホイルダイオードとを備えた電力用半導体装置において、
第1の基板の表主面に形成された回路パターン上に前記電力用スイッチング半導体素子の裏面電極および前記フリーホイルダイオードの裏面電極とを接着し搭載すると共に、前記電力用スイッチング半導体素子の表面電極および前記フリーホイルダイオードの表面電極と対向するように配設された第2の基板の前記対向主面に形成された回路パターンを、半田付けされる接続導体を介し前記電力用スイッチング半導体素子の表面電極および前記フリーホイルダイオードの表面電極の夫々に接続したことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
電力用スイッチング半導体素子と、該電力用スイッチング半導体素子と逆並列に接続されるフリーホイルダイオードとを備えた電力用半導体装置である。その電力用半導体装置において、
第1の基板の表主面に形成された回路パターン上に前記電力用スイッチング半導体素子の裏面電極および前記フリーホイルダイオードの裏面電極とを接着し搭載すると共に、前記電力用スイッチング半導体素子の表面電極および前記フリーホイルダイオードの表面電極と対向するように配設された第2の基板の前記対向主面に形成された回路パターンを、半田付けされる接続導体を介し前記電力用スイッチング半導体素子の表面電極および前記フリーホイルダイオードの表面電極の夫々に接続したことを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態1に係る電力用半導体装置である。(1)は以下に説明する第1の基板の上面図、(2)は以下に説明する第2の基板の下面図、(3)は側断面図である。該電力用半導体装置では、第1の基板24上に電力用スイッチング半導体素子6及びフリーホイルダイオード8が搭載される。ここで、電力用スイッチング半導体素子6のエミッタ面及びフリーホイルダイオード8のアノード面は、接続導体(図では球)22を介して、回路パターン付絶縁基板である第2の基板26と接続する。電力用スイッチング半導体素子6は、IGBT/MOSFETなどの半導体である
図2は、本発明の実施の形態2に係る電力用半導体装置である。実施の形態2に係る電力用半導体装置は、実施の形態1のものと略同様である。よって、同一部分には同一符号を付して説明を省略し、差異を中心に説明する。(1)が第1の基板の上面図、(2)が第2の基板の下面図、(3)が側断面図であることも、図1と同様である。
図3は、本発明の実施の形態3に係る電力用半導体装置である。実施の形態3に係る電力用半導体装置も、実施の形態1及び実施の形態2のものと略同様である。よって、同一部分には同一符号を付して説明を省略し、差異を中心に説明する。(1)が第1の基板の上面図、(2)が第2の基板の下面図、(3)が側断面図であることも、図1、図2と同様である。
図4は、本発明の実施の形態4に係る電力用半導体装置である。実施の形態4に係る電力用半導体装置は、実施の形態1乃至実施の形態3のものと略同様である。よって、同一部分には同一符号を付して説明を省略し、差異を中心に説明する。(1)が第1の基板の上面図、(2)が第2の基板の下面図、(3)が側断面図であることも、図1と同様である。
図5は、本発明の実施の形態5に係る電力用半導体装置である。実施の形態5に係る電力用半導体装置は、実施の形態1乃至実施の形態4のものと略同様である。よって、同一部分には同一符号を付して説明を省略し、差異を中心に説明する。(1)が第1の基板の上面図、(2)が第2の基板の下面図、(3)が側断面図であることも、図1と同様である。
図7及び図8は、本発明の実施の形態6に係る電力用半導体装置である。(1)が(以下で説明する)第1のリードフレームの上面図、(2)が(以下で説明する)第2のリードフレームの下面図、(3)が側断面図であることは、図1乃至図5と略同様である。
図9は、本発明の実施の形態7に係る電力用半導体装置である。実施の形態7に係る電力用半導体装置は、実施の形態6のものと略同様である。よって、同一部分には同一符号を付して説明を省略し、差異を中心に説明する。(1)が第1のリードフレームの上面図、(2)が第2のリードフレームの下面図、(3)が側断面図であることも、図7及び図8と略同様である。
図11及び図12は、本発明の実施の形態8に係る電力用半導体素子である。図11において、(1)は側断面図、(2)は第3のリードフレームの下面図、(3)は第2のリードフレームの上面図、(4)は第1のリードフレームの上面図である。図12において、(1)は側断面図、(2)は第4のリードフレームの下面図、(3)は第3のリードフレームの上面図、(4)は第4のリードフレームの下面図、(5)は第1のリードフレームの上面図である。
Claims (16)
- 電力用スイッチング半導体素子と、該電力用スイッチング半導体素子と逆並列に接続されるフリーホイルダイオードとを備えた電力用半導体装置において、
第1の基板の表主面に形成された回路パターン上に前記電力用スイッチング半導体素子の裏面電極および前記フリーホイルダイオードの裏面電極とを接着し搭載すると共に、前記電力用スイッチング半導体素子の表面電極および前記フリーホイルダイオードの表面電極と対向するように配設された第2の基板の前記対向主面に形成された回路パターンを、半田付けされる接続導体を介し前記電力用スイッチング半導体素子の表面電極および前記フリーホイルダイオードの表面電極の夫々に接続したことを特徴とする電力用半導体装置。 - 電力用スイッチング半導体素子と、該電力用スイッチング半導体素子と逆並列に接続されるフリーホイルダイオードとを備えた電力用半導体装置において、
第1の基板の表主面に形成された回路パターン上に前記電力用スイッチング半導体素子の裏面電極および前記フリーホイルダイオードの裏面電極とを接着し搭載すると共に、前記電力用スイッチング半導体素子の表面電極および前記フリーホイルダイオードの表面電極と対向するように配設された第2の基板の前記対向主面に形成された回路パターンを部分的に突出させ、その突出端を前記電力用スイッチング半導体素子の表面電極および前記フリーホイルダイオードの表面電極の夫々に半田付け接続したことを特徴とする電力用半導体装置。 - 第2の基板の第1の基板と対向する対向主面の裏側に配設される裏側主面に前記電力用スイッチング半導体素子を駆動制御する制御用ICを搭載したことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力用半導体装置。
- 少なくとも第1の基板がセラミック絶縁基板であり、該セラミック基板の裏面に複数に分割したヒートシンクを接着したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちのいずれか一つに記載の電力用半導体装置。
- 少なくとも第1の基板がセラミック絶縁基板であり、該セラミック基板の裏面にヒートシンク機能を持つ形状を形成した請求項1乃至請求項3のうちのいずれか一つに記載の電力用半導体装置。
- 外部導出リードの一端を基板に半田付けする場合に、それら半田付けの全てを第1の基板の表主面に形成された回路パターンに行なうことを特徴とする請求項1乃至請求項4のうちのいずれか一つに記載の電力用半導体装置。
- 第1の基板と、第2の基板間に絶縁耐熱性充填材を充填したことを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちのいずれか一つに記載の電力用半導体装置。
- 絶縁耐熱性充填材は熱硬化性樹脂を圧入したことを特徴とする請求項7記載の電力用半導体装置。
- 絶縁耐熱性充填材はゲル状としたことを特徴とする請求項7記載の電力用半導体装置。
- 第1の基板と第2の基板の外周縁の近傍において、該外周縁に沿って紐状の第1の仕切り部材をコ字状をなすように配設して前記第1の基板と前記第2の基板とに接着し、前記コ字状の開口部からゲル状の耐熱性充填材を充填し、その後、前記開口部に配設され前記第1の基板および第2の基板に接着される第2の仕切り部材で前記絶縁耐熱性充填材を密閉したことを特徴とする請求項7記載の電力用半導体装置。
- 接続導体は組立状態において可撓性を有すことを特徴とする請求項1または請求項3に記載の電力用半導体装置。
- 電力用スイッチング半導体素子と、該電力用スイッチング半導体素子と逆並列に接続されるフリーホイルダイオードとを備えた電力用半導体装置において、
第1のリードフレームの表主面に前記電力用スイッチング半導体素子の裏面電極と、前記フリーホイルダイオードの裏面電極とを接合すると共に、前記電力用スイッチング半導体素子の表面電極と前記フリーホイルダイオードの表面電極とに対向する第2のリードフレームの対向主面の一部を突出させ、その突出端を前記電力用スイッチング半導体素子の表面電極と前記フリーホイルダイオードの表面電極とに対応接続したことを特徴とする電力用半導体装置。 - 電力用スイッチング半導体素子と、該電力用スイッチング半導体素子と逆並列に接続されるフリーホイルダイオードとを備えた電力用半導体装置において、
平板状の第1のリードフレームの表主面に前記電力用スイッチング半導体素子の裏面電極と、前記フリーホイルダイオードの裏面電極とを接合すると共に、前記電力用スイッチング半導体素子の表面電極と前記フリーホイルダイオードの表面電極とに対向する平板状の第2のリードフレームの対向主面の所定の位置に半田付けされる複数の接続導体を前記電力用スイッチング半導体素子の表面電極と前記フリーホイルダイオードの表面電極とに対応し半田付け接続したことを特徴とする電力用半導体装置。 - 第2のリードフレームの第1のリードフレームと対向する対向主面の裏側に配設される裏側主面に前記電力用スイッチング半導体素子を駆動制御する制御用ICを搭載したことを特徴とする請求項12または請求項13に記載の電力用半導体装置。
- 第2のリードフレームの代わりに、多層プリント基板、又はスルーホール基板を用い駆動制御する制御用ICを搭載したことを特徴とする請求項14に記載の電力用半導体装置。
- 基板またはリードフレームを3枚以上とすることを特徴とする、請求項1乃至請求項13のうちのいずれか一つに記載の電力用半導体装置。
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