JP2010003907A

JP2010003907A - 半導体装置

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Publication number: JP2010003907A
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Authority: JP
Inventors: Noriyoshi Arai; 規由新井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2010-01-07
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Abstract

【課題】駆動信号を半導体素子へ伝達する信頼性を向上する半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置３０は、半導体素子１３と、コネクタ１７とを備えている。半導体素子１３は、駆動信号の入力によって主電流のオン動作およびオフ動作の制御をするための電圧駆動型パワーデバイスを有している。コネクタ１７は、駆動信号を発信する発信部と非接触の状態で駆動信号を受信し、かつ駆動信号を半導体素子１３へ伝達する。半導体装置３０は、コネクタ１７で受信した駆動信号を電圧値に変換して半導体素子１３へ伝達するための制御部をさらに備えていることが好ましい。
【選択図】図２

Description

本発明は半導体装置に関し、特に電圧駆動型のパワーデバイスを有する半導体装置に関する。

一般的に、半導体素子を備えた半導体装置は、主電極と信号端子とを介して外部のシステム側に接続されている。主電極は、オン動作時またはオフ動作時に半導体素子に主電流を流す。信号端子は、半導体装置をオン動作またはオフ動作させるために、システム側から駆動信号（ゲート駆動信号）が伝達される。この駆動信号は、インバータなどのシステム側から電圧で伝達される。

このような半導体装置として、たとえば特開２００４−８７８７１号公報（特許文献１）の半導体スイッチ素子の温度検出装置が挙げられる。この特許文献１には、温度検出器と、非接触温度伝達装置と、電源回路とを備えている。温度検出器は、半導体スイッチ素子の所望の場所の温度を検出する。非接触温度伝達装置は、半導体スイッチ素子に装着した温度検出器で得られる温度検出値を、この半導体スイッチ素子から離れた場所へ非接触で伝達する。電源回路は、半導体スイッチ素子へ入力するゲート信号を電源にして、温度検出器と非接触温度伝達装置へ動作電力を供給する。

また特開２００６−３２４５２５号公報（特許文献２）には、チップ（半導体素子）間の信号伝達方法が開示されている。この特許文献２には、第１インダクタ素子が発信した第１信号を第２インダクタ素子が受信して、第２信号として出力する信号伝達方法であって、第２インダクタ素子が第１信号を受信して電磁誘導により受信信号を出力することが開示されている。また、チップは、ゲート電極をパルス発生回路から発生したパルス（駆動信号）によって駆動される。

また特開２０００−２０６６５号公報（特許文献３）には、ＬＳＩチップと、アンテナとを備えた半導体装置が開示されている。この特許文献３には、アンテナに電磁波が受信されて電磁誘導によって発生した電力がＬＳＩチップ（半導体素子）に供給されて、ＬＳＩチップが動作することが開示されている。

上記特許文献１〜３では、装置内において半導体素子に駆動信号を伝達するための駆動信号端子と、システム側の信号発信部とを電気的に接続する必要がある。半導体装置は、非常に多岐に渡って適用されており、システム側と半導体装置との電気的接続の信頼性は重要である。

このようなシステム側の駆動信号発信部と半導体装置の駆動信号端子との電気的接続は、上記特許文献１〜３には開示されていない。駆動信号発信部と駆動信号端子との電気的接続として、たとえば、以下の３つの技術が挙げられる。１つ目は、はんだ付けにより、駆動信号端子と駆動信号発信部とを接合する。２つ目は、コネクタを用いて、コネクタの摩擦力で信号端子と駆動信号発信部とを電気的に接続する。３つ目は、スプリングを用いて、表面への圧接力で駆動信号端子と駆動信号発信部とを電気的に接続する。
特開２００４−８７８７１号公報特開２００６−３２４５２５号公報特開２０００−２０６６５号公報

しかし、上記１つ目のはんだ付けによる電気的接続は、以下の問題がある。近年、環境面からはんだとして鉛フリーはんだが用いられている。鉛フリーはんだは一般的に融点が高い。このため、駆動信号発信部と駆動信号端子とをはんだ付けする際に加えられる熱により、駆動信号発信部および信号端子の少なくとも一方はダメージを受けやすい。したがって、半導体装置の信頼性が低下するという問題がある。

また、はんだによる接合部に振動などの応力が加えられると、クラックなどが入る場合がある。この場合、信号発信部と駆動信号端子との電気的接続の信頼性が低下するという問題がある。信号発信部と駆動信号端子との電気的接続の信頼性が低下すると、半導体素子へ駆動信号を確実に伝達することができない。

上記２つ目および３つ目のコネクタおよびスプリングによる電気的接続は、以下の問題がある。振動などの応力が加えられると、駆動信号端子と駆動信号発信部との接触状態が変化する。このため、駆動信号発信部と駆動信号端子との電気的接続が解除される場合が発生し、駆動信号発信部と駆動信号端子との電気的接続の信頼性が低下するという問題がある。その結果、半導体素子へ駆動信号を確実に伝達することができない。

それゆえ本発明の目的は、駆動信号を半導体素子へ伝達する信頼性を向上する半導体装置を提供することである。

本発明の半導体装置は、半導体素子と、駆動信号端子とを備えている。半導体素子は、駆動信号の入力によって主電流のオン動作およびオフ動作の制御をするための電圧駆動型パワーデバイスを有している。駆動信号端子は、駆動信号を発信する発信部と非接触の状態で駆動信号を受信し、かつ駆動信号を半導体素子へ伝達する。

本発明の半導体装置によれば、電圧駆動型パワーデバイスを有している。この電圧駆動型パワーデバイスは半導体装置の外部のシステム側からの駆動信号を受信することで、電圧駆動型パワーデバイスのオン動作またはオフ動作が制御される。この駆動信号は微弱であるため、スプリング力などによる半田付けをしない接続では、駆動信号は小さな振動など使用環境に影響を受け易い。本発明では、システム側の駆動信号を発信する発信部と駆動信号端子とは非接触の状態で駆動信号が伝達される。これにより、発信部と駆動信号端子との電気的接続は、半導体装置の使用環境に影響を受けにくい。このため、信号発信部と駆動信号端子との電気的接続の信頼性を向上することができる。

また発信部と駆動信号端子とを電気的に接続するために、発信部および駆動信号端子に熱が加えられていない。このため、発信部および駆動信号端子の信頼性が高い。

以上より、半導体素子へ駆動信号を伝達する信頼性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
はじめに本実施の形態の半導体装置の構成について説明する。図１は、本実施の形態における半導体装置を概略的に示す断面図である。図１を参照して、半導体装置１０は、基材１１と、基板１２と、半導体素子１３と、制御部としての制御素子１４と、ワイヤ１５と、コネクタ接続パターン１６と、駆動信号端子としてのコネクタ１７と、電極１８と、ケース１９と、接続部２０とを主に備えている。

基材１１は、放熱性を有するベース材である。ケース１９は、この基材１１と接続され、半導体装置１０の外枠を構成する。ケース１９は、半導体装置１０の内部を保護する。

ケース１９の内部には、基材１１上に基板１２が配置されている。基板１２は、絶縁基板１２ａと、導電性のパターン１２ｂ、１２ｃとを含んでいる。絶縁基板１２ａの上面および下面に、パターン１２ｂ、１２ｃがそれぞれ形成されている。

半導体素子１３は、基板１２の上面側のパターン１２ｂ上にはんだ付けなどで搭載されている。半導体素子１３は、電圧駆動型パワーデバイスを有している。この電圧駆動型パワーデバイスは、外部からの駆動信号が入ると、その電位変動を検知して、オン動作またはオフ動作をする。言い換えると、電圧駆動型パワーデバイスは、ゲート電極などに電圧が加えられる、または減少した電圧が加えられることによりオン動作またはオフ動作をする。なお、パワーデバイスとは、インバータに代表されるように、交流の周波数を自由に変えることで電力を効率的に制御する装置のスイッチングに適用するデバイスのことであり、たとえば６００Ｖ以上の電圧が印加されるＩＧＢＴ（Insulated gate bipolar transistor：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）が好適に用いられる。

コネクタ１７は、ケース１９の上部に形成されている。本実施の形態では、コネクタ１７はケース１９の内部に埋め込まれ、コネクタ１７の上面とケース１９の上面とが同一平面に位置している。

このコネクタ１７は、システム側のコネクタなど駆動信号を発信する発信部（図示せず）と接触しないように配置されている。コネクタ１７は、駆動信号を発信する発信部と非接触の状態で駆動信号を受信し、かつ受信した駆動信号を半導体素子１３へ伝達する。

コネクタ１７は、たとえばコイルまたはホール素子を含んでおり、コイルを用いた電磁誘導により駆動信号を受信することが好ましい。

基板１２上には、導電性のコネクタ接続パターン１６が形成されている。このコネクタ接続パターン１６は、接続部２０を介してコネクタ１７と電気的に接続されている。

制御素子１４は、基板１２の上面側のパターン１２ｂ上に形成されている。制御素子１４は、ワイヤ１５でコネクタ接続パターン１６と電気的に接続され、かつワイヤ１５で半導体素子１３と電気的に接続されている。電気的な接続は、本実施の形態ではワイヤを示したが、特にこれに限定されず、たとえばバンプ接続などでも良い。制御素子１４は、コネクタ１７で受信した駆動信号を適正な電圧値に変換して半導体素子１３へ伝達する。ここで、適正な電圧値とは、半導体素子１３が駆動するために適正な電圧値である。このように適正な電圧値に変換するために、制御素子１４は、たとえば検知回路を含んでいる。

電極１８は、基板１２のパターン１２ｂと接続されている。つまり、電極１８は、このパターン１２ｂを介して半導体素子１３と電気的に接続されている。電極１８は、半導体素子１３に主電流を流す。電極１８の上面は、ケース１９よりも高い位置に配置されている。つまり、水平方向に平行に配置した基板１２上に半導体素子１３を載置した状態で、コネクタ１７の上面は、電極１８の上面よりも低い位置に配置されている。

また、半導体装置１０は、一旦半導体素子１３のオン動作またはオフ動作が始まると、次の駆動信号が伝達されるまでは、その動作を継続させるための制御回路（図示せず）をさらに備えていてもよい。この制御回路は、入力信号が０の時にも感知する機能を有していることが好ましい。

続いて、本実施の形態における半導体装置１０の動作について説明する。
まず、半導体装置１０のオン動作について説明する。

システム側のコネクタなど駆動信号を発信する発信部から、駆動信号としてたとえば約＋１５Ｖのオン信号が入力されると、コネクタ１７により電位が発生する。コネクタ１７がコイルを含んでいる場合には、電磁誘導により電位が発生する。この電位は接続部２０を介してコネクタ接続パターン１６に伝達され、コネクタ接続パターン１６からワイヤ１５を介して、制御素子１４に伝達される。電磁誘導で発生させる電位が小さい場合に、誤動作を抑制するために、制御素子１４は、検知回路などにより半導体素子１３が適正に駆動する電圧値に変換する。この変換された電圧値は、ワイヤ１５を介して半導体素子１３へ伝達される。これにより、オン動作をする駆動信号が半導体素子１３へ伝達されることで、半導体素子１３はオン動作をして電極１８間に主電流が流れる。その後は、制御回路などにより、半導体素子１３へ次の信号が伝達されるまで、オン動作を続ける。

次に、半導体装置１０のオフ動作について説明する。
システム側のコネクタなど駆動信号を発信する発信部から、駆動信号としてたとえば０Ｖまたは約−１０Ｖ程度のオフ信号が入力されると、コネクタ１７により電位が発生する。コネクタ１７がコイルを含んでいる場合には、オン信号が入力されたときとは逆方向の電位が発生する。この電位は、接続部２０、コネクタ接続パターン１６およびワイヤ１５を介して制御素子１４に上述したように伝達される。制御素子１４では、伝達された電位を半導体素子１３が適正に駆動する電圧値に変換する。この電圧値を半導体素子１３にワイヤ１５を介して伝達することで、半導体素子１３はオフ動作をして電極１８間の主電流の流れが遮断される。その後は、制御回路などにより、半導体素子１３へ次の信号が伝達されるまで、オフ動作を続ける。なお、この制御回路は、始動時および休止時には、半導体素子１３に加えられる電圧をたとえば０Ｖまたは約−１０Ｖに保持することが好ましい。

続いて、本実施の形態における半導体装置の作用効果について図７に示す比較例と比較して説明する。図７は、本実施の形態における比較例における半導体装置を示す概略断面図である。

図７に示すように、比較例の半導体装置１００は、システム側のコネクタなど駆動信号を発信する発信部と半導体素子１３とを直接接触している点において、本実施の形態の半導体装置１０と異なっている。

具体的には、比較例の半導体装置１００は、コネクタ１７を備えておらず、接続部としての導電性部材１２０が信号端子接続パターン１１６とシステム側の駆動信号を発信する発信部と直接接触している信号端子である。このため、システム側の発信部からの駆動電圧は、導電性部材１２０、信号端子接続パターン１１６、ワイヤ１１５、制御素子１４およびワイヤ１５を介して半導体素子１３で伝達される。

比較例の半導体装置１００は、導電性部材１２０と半導体装置１００の信号端子接続パターン１１６とは、たとえばはんだ、コネクタ、スプリングなどにより接続されている。また、導電性部材１２０と、システム側の信号発信部とは、たとえばはんだ、コネクタ、スプリングなどにより接続されている。このため、上述したような問題が生じるので、比較例の半導体装置１００において駆動信号を半導体素子１３へ伝達する信頼性が悪いという問題がある。

また、システム側の発信部および半導体装置１００の信号端子接続パターン１１６と、導電性部材１２０およびシステム側の信号発信部とがはんだにより接合されている場合には、駆動信号を伝達するために要する端子数が多いと、はんだ付け箇所が多くなることから作業工程が増加するという問題があった。

また、システム側の発信部および半導体装置１００の信号端子接続パターン１１６と、導電性部材１２０およびシステム側の信号発信部とが、コネクタおよびスプリングにより接合されている場合には、半導体装置の使用環境による影響を低減するために、摩擦力を大きくすることが考えられる。しかし、この場合には、コネクタおよびスプリングの交換が必要になっても、交換が難しいという問題があった。

一方、本実施の形態の半導体装置１０は、駆動信号の入力によって主電流のオン動作およびオフ動作の制御をするための電圧駆動型パワーデバイスを有する半導体素子１３と、駆動信号を発信する発信部と非接触の状態で駆動信号を受信し、かつ駆動信号を半導体素子１３へ伝達するコネクタ１７とを備えている。

本実施の半導体装置１０によれば、電圧駆動型パワーデバイスを有している。この電圧駆動型パワーデバイスは半導体装置１０の外部のシステム側からの駆動信号を受信することで、電圧駆動型パワーデバイスのオン動作またはオフ動作が制御される。電圧駆動型パワーデバイスにおいて、コネクタ１７で受信される駆動信号は微弱であり、電極１８から流れる主電流は大きい。一般的に駆動信号は微弱であるため、はんだ接続をしない接続、たとえばスプリング力などによる接触接続においては、駆動信号は小さな振動など使用環境に影響を受け易く、小さな振動などで正確に駆動信号が伝達されにくい。しかし、本実施の形態では、システム側の駆動信号を発信する発信部とコネクタ１７とは非接触の状態で駆動信号が伝達される。これにより、発信部とコネクタ１７との電気的接続は、振動が生じるなどの半導体装置１０の使用環境による影響を受けにくい。このため、信号発信部と駆動信号端子との電気的接続の信頼性を向上することができる。

また発信部とコネクタ１７とを電気的に接続するために発信部およびコネクタに熱が加えられていない。このため、発信部およびコネクタ１７自体の信頼性が高い。

したがって、半導体素子１３へ駆動信号を伝達する信頼性を向上することができる。
さらに、パワーデバイスは、電極１８には大きな主電流が流れる。このため、電極１８は、はんだ付けや、ネジによる締結等で外部回路と接続するのが一般的である。

以上より、本実施の形態の半導体装置１０は、システム側の発信部からコネクタ１７への駆動信号の伝達は非接触方式で、かつ電極１８から半導体素子１３への主電流の伝達は直接接触方式である。このため、半導体素子１３への駆動信号の伝達の信頼性を向上するとともに、パワーデバイスを有する半導体素子１３への主電流の供給を円滑に行なうことができる。

さらには、システム側の発信部とコネクタ１７とは、非接触であり、はんだにより接合されていない。このため、駆動信号を伝達するために要する端子数が多い場合にも、端子として非接触のコネクタ１７を配置するのみであるので、作業工程が増加することを抑制できる。

また、システム側の発信部とコネクタ１７とは、非接触であり、コネクタおよびスプリングにより接合されていない。このため、コネクタ１７の交換が必要になった場合には、必要になったコネクタのみを交換することができる。したがって、半導体装置１０は利便性を向上することができる。

上記半導体装置１０において好ましくは、コネクタ１７で受信した駆動信号を電圧値に変換して半導体素子１３へ伝達するための制御部としての制御素子１４をさらに備えている。

制御素子１４により、適正な駆動電圧を半導体素子１３へ伝達することができる。このため、コネクタ１７で半導体素子１３へ駆動信号を伝達するために適正な電位を発生する必要がない。その結果、コネクタ１７を小さくすることができる。したがって、半導体装置１０の小型化を図ることができる。

上記半導体装置１０において好ましくは、コネクタ１７は、電磁誘導により駆動信号を受信する。

システム側の駆動信号を発信する発信部がコイルを含む場合などは、コイルによる電磁誘導により起電力が生じ、この起電力による電位を駆動信号として半導体素子１３へ伝達することができる。このため、発信部と非接触方式で駆動信号を伝達できるコネクタ１７を備えた半導体装置１０を実現できる。

（実施の形態２）
図２は、本実施の形態における半導体装置を概略的に示す断面図である。図２を参照して、本実施の形態における半導体装置３０は、基本的には実施の形態１における半導体装置１０と同様の構成を備えているが、コネクタ１７の周囲を囲むように配置された金属部材３２をさらに備えている点において異なっている。

具体的には、金属部材３２は、コネクタ１７の周囲を覆うように、ケース１９に埋め込まれている。この金属部材３２は、コネクタ１７の全周を覆っていることが好ましい。金属部材３２は、たとえば、導電率が高い観点から金、銀、銅などを、透磁率が高い観点から鉄、コバルト、ニッケルなどを用いることができる。

なお、これ以外の構成については上述した実施の形態１の構成とほぼ同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

以上より、本実施の形態における半導体装置３０は、コネクタ１７の周囲を囲むように配置された金属部材３２をさらに備えている。

これにより、渦電流による表皮効果を利用することができるので、金属部材３２がコネクタ１７の電磁シールドとなる。このため、駆動信号が入力されたときに、コネクタ１７において電磁誘導により誘起される磁束の変化が外部に漏れることを抑制できる。したがって、駆動信号をより確実に半導体素子１３へ伝達することができる。

（実施の形態３）
図３は、本実施の形態における半導体装置を概略的に示す断面図である。図３を参照して、本実施の形態における半導体装置３０は、基本的には実施の形態１における半導体装置１０と同様の構成を備えているが、システム側の信号発信部４１をさらに備えている点において異なっている。

具体的には、制御基板４２は、その上面および下面にパターンを有している。この制御基板４２は、電極１８の上面に接するように設けられている。つまり、制御基板４２の下面のパターンと電極１８とは電気的に接続されている。制御基板は、たとえばプリント基板を用いることができ、パターンに大きな電流を流すことができるパワーボードを用いることが好ましい。

信号発信部４１は、コネクタ１７と対向するように、制御基板４２上に配置されている。半導体素子１３を基板１２上に載置した状態で、信号発信部４１とコネクタ１７との間隔は、かつケースから露出している電極１８の厚さおよび制御基板４２の厚さの合計の距離を隔てて保持されている。

信号発信部４１は、駆動信号を発信する。この信号発信部４１は、コネクタ１７と非接触の状態で駆動信号を伝達することができる。

コネクタ１７がコイルを含んでいる場合には、信号発信部４１はたとえばコイルを含んでいる。このようなコイルを含む信号発信部４１について図４を参照して説明する。図４は、本実施の形態における信号発信部を概略的に示す模式図である。なお、図４において、実線は制御基板４２の表面側のパターン４２ａを示し、点線は制御基板４２の裏面側のパターン４２ａを示す。図４に示すように、制御基板４２のパターン４２ａは螺旋状である。このパターン４２ａ下にスルーホールが形成されており、このスルーホールに導電性の部材が充填されている。このため、制御基板４２の上面から下面まで充填された導電性部材により電気的に接続することで、コイルを形成している。

また、本実施の形態における半導体装置４０は、実施の形態１のみならず、実施の形態２の構成を適宜組み合わせることもできる。

以上説明したように、本実施の形態における半導体装置４０は、半導体素子１３と電気的に接続され、主電流を流すための電極１８を備え、コネクタ１７の上面は、電極１８よりも低い位置に配置されている。

これにより、電極１８上に制御基板４２を配置し、この制御基板４２上にシステム側のコネクタである信号発信部４１を配置した場合、電極１８のケース１９からの突出部分と制御基板４２との合計の厚みの差を保持して、半導体装置４０のコネクタ１７とシステム側のコネクタである信号発信部４１とを配置することができる。このため、この差を小さくすることにより、半導体装置４０のコネクタ１７とシステム側のコネクタである信号発信部４１とを半導体装置４０の使用環境に影響を受けにくく、安定して配置することができる。したがって、駆動信号をより確実に半導体素子１３へ伝達することができるので、半導体装置４０の信頼性を向上することができる。

（実施の形態４）
図５は、本実施の形態における半導体装置を概略的に示す断面図である。図５を参照して、本実施の形態における半導体装置５０は、コネクタ１７の上面と、電極の上面とが同一平面に位置するように配置されている点において異なっている。

具体的には、ケース５９は、本体部５９ａと、コネクタ１７が位置する領域を突出させた突起部５９ｂとを有している。突起部５９ｂの上面と、電極１８の上面とは同一平面に位置する。この突起部５９ｂの内部にコネクタ１７は埋め込まれており、コネクタ１７の上面は突起部５９ｂから露出している。

システム側の制御基板４２は、電極１８およびケース５９の突起部５９ｂ上に配置されている。この制御基板４２の上面上に信号発信部４１が形成されている。このため、水平方向に平行に配置した基板１２上に半導体素子１３を載置した状態で、信号発信部４１とコネクタ１７との間隔は、制御基板４２の厚さ分だけ保持されている。

また、本実施の形態における半導体装置４０は、実施の形態１のみならず、実施の形態２または３の構成を適宜組み合わせることもできる。

以上説明したように、本実施の形態における半導体装置５０によれば、主電流を流すための電極１８を備え、コネクタ１７の上面は、電極１８と同じ位置に配置されている。

これにより、電極１８およびコネクタ１７上にシステム側の制御基板４２を配置し、この制御基板４２上にシステム側の信号発信部４１を配置した場合、制御基板４２の厚み分の差をあけて、半導体装置５０のコネクタ１７とシステム側の信号発信部４１とを配置することができる。このため、この差を小さくすることにより、半導体装置５０のコネクタ１７とシステム側の信号発信部４１とを近接して配置することができる。したがって、たとえば電磁誘導により駆動信号を伝達する場合、漏れ磁束を低減することができるので、駆動信号をより確実に半導体素子１３へ伝達することができる。

また、半導体装置５０のコネクタ１７とシステム側の信号発信部４１とを制御基板４２の幅を保持して配置できる。このため、半導体装置５０のコネクタ１７とシステム側の信号発信部４１とを安定に保持できる。したがって、半導体装置５０の使用環境の影響をより受けにくい。

以上より、半導体素子１３への駆動信号の伝達の信頼性を向上することができる。
（実施の形態５）
図６は、本実施の形態における半導体装置を概略的に示す断面図である。図６を参照して、本実施の形態における半導体装置６０は、コネクタ１７の上面は、電極１８の上面よりも低い位置に配置されている点において異なっている。

具体的には、ケース１９は、本体部６９ａと、コネクタ１７が位置する領域以外の領域を突出させた突起部６９ｂとを有している。突起部６９ｂよりも下方に位置する本体部６９ａに、コネクタ１７は埋め込まれている。コネクタ１７の上面は、本体部６９ａから露出している。電極１８の上面は、ケース６９の突起部６９ｂから突出している。

システム側の制御基板４２は、電極１８上に配置されている。この制御基板４２の下面において突起部６９ｂと対向していない位置であって、かつコネクタ１７と対向する位置に、コネクタ１７と接触しないように、システム側の信号発信部４１が配置されている。このため、水平方向に平行に配置した基板１２上に半導体素子１３を載置した状態で、コネクタ１７の上面は、電極１８よりも低い位置に配置される。

また、本実施の形態における半導体装置４０は、実施の形態１のみならず、実施の形態２〜４の構成を適宜組み合わせることもできる。

以上説明したように、本実施の形態における半導体装置６０によれば、主電流を流すための電極１８を備え、コネクタ１７の上面は、電極１８よりも低い位置に配置されている。

これにより、電極１８上に制御基板４２を配置し、この制御基板４２下に、半導体装置６０のコネクタ１７との間隔をあけて信号発信部４１配置することで、半導体装置６０のコネクタ１７とシステム側の信号発信部４１とを近接して配置することができる。したがって、漏れ磁束を低減することができるので、駆動信号をより確実に半導体素子１３へ伝達することができる。よって、半導体素子１３への駆動信号の伝達の信頼性を向上することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１における半導体装置を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態２における半導体装置を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態３における半導体装置を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態３における信号発信部を概略的に示す模式図である。本発明の実施の形態４における半導体装置を概略的に示す断面図である。本発明の実施の形態５における半導体装置を概略的に示す断面図である。本実施の形態における比較例における半導体装置を示す概略断面図である。

符号の説明

１０，３０，４０，５０，６０半導体装置、１１基材、１２基板、１２ａ絶縁基板、１２ｂ，４２ａパターン、１３半導体素子、１４制御素子、１５ワイヤ、１６コネクタ接続パターン、１７コネクタ、１８電極、１９，５９，６９ケース、２０接続部、３２金属部材、４１信号発信部、４２制御基板、５９ａ，６９ａ本体部、５９ｂ，６９ｂ突起部。

Claims

駆動信号の入力によって主電流のオン動作およびオフ動作の制御をするための電圧駆動型パワーデバイスを有する半導体素子と、
駆動信号を発信する発信部と非接触の状態で前記駆動信号を受信し、かつ前記駆動信号を前記半導体素子へ伝達するための駆動信号端子とを備えた、半導体装置。
前記駆動信号端子で受信した前記駆動信号を電圧値に変換して前記半導体素子へ伝達するための制御部をさらに備えた、請求項１に記載の半導体装置。
前記駆動信号端子は、電磁誘導により前記駆動信号を受信する、請求項１または２に記載の半導体装置。
前記駆動信号端子の周囲を囲むように配置された金属部材をさらに備えた、請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
前記半導体素子と電気的に接続され、主電流を流すための電極をさらに備え、
前記駆動信号端子の上面は、前記電極の上面と同じ位置に配置された、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置。
前記半導体素子と電気的に接続され、主電流を流すための電極をさらに備え、
前記駆動信号端子の上面は、前記電極よりも低い位置に配置された、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置。