JP2015023231A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のスイッチング素子を直列に接続した1つ又は複数の直列回路を備える半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device including one or more series circuits in which a plurality of switching elements are connected in series.
複数のスイッチング素子を直列に接続した直列回路を備える半導体装置が開発されている。このような半導体装置として、例えば、インバータ、コンバータ、NAND型フラッシュメモリが存在する(例えば、特許文献1)。 A semiconductor device having a series circuit in which a plurality of switching elements are connected in series has been developed. Examples of such a semiconductor device include an inverter, a converter, and a NAND flash memory (for example, Patent Document 1).
特許文献1では、コモンモード電流を抑制することによって伝導ノイズ及び放射ノイズを小さくすることができる電力変換装置のインバータモジュールを提供することが目的とされている(要約、[0010])。この目的を達成するため、特許文献1では、スイッチング素子と逆並列ダイオードとを1アームとして上下に2アーム5、6を直列に接続した1相分(又は多相分)のスイッチングアーム直列回路を1つのパッケージに含み、このパッケージの外側に冷却用の銅ベース1が配置されてなる電力変換装置のインバータモジュール25aにおいて、スイッチングアーム直列回路の下アーム6が実装される銅パターン4の面積を、上アーム5が実装される銅パターン3の面積より小さくする(要約)。
上記のように、特許文献1では、下アーム6が実装される銅パターン4の面積を、上アーム5が実装される銅パターン3の面積より小さくすることでコモンモード電流を抑制することによって伝導ノイズ及び放射ノイズを小さくすることを企図している。しかしながら、特許文献1の構成では、面積(すなわち、レイアウト)の自由度が低下するおそれがあると共に、ノイズを低減する方法には更なる改善の余地がある。
As described above, in
本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、レイアウトの自由度の向上及びノイズの低減の少なくとも一方が可能な半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of at least one of improving the degree of freedom of layout and reducing noise.
本発明に係る半導体装置は、正極端子及び負極端子の間において第1スイッチング素子及び第2スイッチング素子を直列に接続した1つ又は複数の直列回路を備えるものであって、前記半導体装置は、前記正極端子自体若しくは前記負極端子自体又は前記正極端子若しくは前記負極端子に電気的に接続された電極板からなる第1電極板とグラウンド側の第2電極板とにより挟まれた絶縁部材と、前記第1電極板又は前記第2電極板と前記絶縁部材とを接着させる接着層とを備え、前記絶縁部材は、誘電体フィラーが添加された第1樹脂材を含み、前記接着層は、前記誘電体フィラーよりも平均粒径が小さい導電性フィラーが添加された第2樹脂材を含み、前記第1電極板、前記第2電極板、前記絶縁部材及び前記接着層によりコンデンサが構成されることを特徴とする。 A semiconductor device according to the present invention includes one or a plurality of series circuits in which a first switching element and a second switching element are connected in series between a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and the semiconductor device includes: An insulating member sandwiched between a positive electrode terminal itself or the negative electrode terminal itself or a first electrode plate made of an electrode plate electrically connected to the positive electrode terminal or the negative electrode terminal and a second electrode plate on the ground side; 1 electrode plate or an adhesive layer for adhering the second electrode plate and the insulating member, wherein the insulating member includes a first resin material to which a dielectric filler is added, and the adhesive layer includes the dielectric A second resin material to which a conductive filler having an average particle size smaller than that of the filler is added; and a capacitor is formed by the first electrode plate, the second electrode plate, the insulating member, and the adhesive layer. Is the fact characterized.
本発明によれば、レイアウトの自由度の向上又は放射ノイズの抑制を実現することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the degree of freedom of layout or suppress radiation noise.
すなわち、本発明によれば、第1電極板又は第2電極板と絶縁部材とを接着させる接着層は、誘電体フィラーよりも平均粒径が小さい導電性フィラーが添加された第2樹脂材を含む。このため、第1電極板又は第2電極板と絶縁部材との間における隙間に導電性フィラー又は第2樹脂材が入り込む。従って、コンデンサに所望の容量特性を与えるために、平均粒径が比較的大きい誘電体フィラーを絶縁部材(第1樹脂材)に添加する場合でも、第1電極板又は第2電極板と絶縁部材との間における隙間の発生を抑制することが可能となる。よって、絶縁部材(第1樹脂材)への誘電体フィラーの添加量を多くした場合でも、上記のような隙間の発生による容量特性の低下を防ぐことができる。その結果、正極端子又は負極端子における浮遊容量を相対的に大きくすることが可能となる。 That is, according to the present invention, the adhesive layer for bonding the first electrode plate or the second electrode plate and the insulating member is made of the second resin material to which the conductive filler having an average particle size smaller than that of the dielectric filler is added. Including. Therefore, the conductive filler or the second resin material enters the gap between the first electrode plate or the second electrode plate and the insulating member. Therefore, even when a dielectric filler having a relatively large average particle size is added to the insulating member (first resin material) in order to give the capacitor desired capacitance characteristics, the first electrode plate or the second electrode plate and the insulating member It is possible to suppress the occurrence of a gap between the two. Therefore, even when the addition amount of the dielectric filler to the insulating member (first resin material) is increased, it is possible to prevent the capacity characteristics from being deteriorated due to the generation of the gap as described above. As a result, the stray capacitance at the positive terminal or the negative terminal can be relatively increased.
従って、例えば、正極端子とグラウンドの間に絶縁部材及び接着層が設けられている場合、出力端子の面積を正極端子の面積よりも小さくしなくても、正極端子における浮遊容量を大きくすることが可能となる。或いは、出力端子の面積を正極端子の面積よりも小さくする代わりに、正極端子とグラウンドとの間を一定距離未満としなくても、正極端子における浮遊容量を大きくすることが可能となる。よって、レイアウトの自由度を向上することができる。 Therefore, for example, when an insulating member and an adhesive layer are provided between the positive electrode terminal and the ground, the stray capacitance at the positive electrode terminal can be increased without making the area of the output terminal smaller than the area of the positive electrode terminal. It becomes possible. Alternatively, instead of making the area of the output terminal smaller than the area of the positive terminal, the stray capacitance at the positive terminal can be increased without making the distance between the positive terminal and the ground less than a certain distance. Therefore, the degree of freedom in layout can be improved.
また、上記のように正極端子又は負極端子における浮遊容量を大きくすることで、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子との中点における浮遊容量が充電される際に、正極端子又は負極端子における浮遊容量の電荷が充電されることとなる。このため、中点における浮遊容量に起因するコモンモード電流が流れる経路が短縮され、放射ノイズを抑制することが可能となる。 Further, by increasing the stray capacitance at the positive electrode terminal or the negative electrode terminal as described above, when the stray capacitance at the midpoint between the first switching element and the second switching element is charged, the stray capacitance at the positive electrode terminal or the negative electrode terminal is charged. The charge of the capacity is charged. For this reason, the path through which the common mode current due to the stray capacitance at the midpoint flows is shortened, and radiation noise can be suppressed.
前記絶縁部材は、平均粒径が異なる第1誘電体フィラー及び第2誘電体フィラーを前記誘電体フィラーとして備え、前記第2誘電体フィラーの平均粒径は、前記第1誘電体フィラーの平均粒径よりも小さく、前記導電性フィラーの平均粒径は、前記第2誘電体フィラーの平均粒径よりも小さくてもよい。 The insulating member includes a first dielectric filler and a second dielectric filler having different average particle sizes as the dielectric filler, and the average particle size of the second dielectric filler is the average particle size of the first dielectric filler. The average particle size of the conductive filler may be smaller than the average particle size of the second dielectric filler.
これにより、絶縁部材が、平均粒径が異なる第1誘電体フィラー及び第2誘電体フィラーを誘電体フィラーとして備える場合であっても、第1電極板又は第2電極板と絶縁部材(第1樹脂材、第1誘電体フィラー又は第2誘電体フィラー)との間に導電性フィラーを行き渡らせることが容易になる。このため、第1電極板又は第2電極板と絶縁部材とを良好に接続することができると共に、コンデンサの容量成分が低下してしまうことを抑制することが可能となる。 Thus, even when the insulating member includes the first dielectric filler and the second dielectric filler having different average particle diameters as the dielectric filler, the first electrode plate or the second electrode plate and the insulating member (first It becomes easy to spread the conductive filler between the resin material, the first dielectric filler or the second dielectric filler). For this reason, while being able to connect the 1st electrode plate or the 2nd electrode plate, and an insulating member favorably, it becomes possible to control that the capacity ingredient of a capacitor falls.
前記第1樹脂材と前記第2樹脂材とは、同じ樹脂材によって構成してもよい。これにより、より良好な接着性を実現することが可能となる。 The first resin material and the second resin material may be composed of the same resin material. This makes it possible to achieve better adhesiveness.
前記第2樹脂材の粘度は、前記第1樹脂材の粘度よりも小さくてもよい。これにより、接着層を構成する導電性フィラー及び第2樹脂材を、第1電極板又は第2電極板と絶縁部材(第1樹脂材、第1誘電体フィラー又は第2誘電体フィラー)との間に行き渡らせることが容易になる。このため、第1電極板又は第2電極板と絶縁部材との間における隙間の発生をより効果的に抑制することが可能となる。 The viscosity of the second resin material may be smaller than the viscosity of the first resin material. As a result, the conductive filler and the second resin material constituting the adhesive layer can be obtained by connecting the first electrode plate or the second electrode plate and the insulating member (first resin material, first dielectric filler or second dielectric filler). It becomes easy to get around. For this reason, it becomes possible to suppress more effectively the generation of a gap between the first electrode plate or the second electrode plate and the insulating member.
本発明によれば、レイアウトの自由度の向上又は放射ノイズの抑制を実現することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to improve the degree of freedom of layout or suppress radiation noise.
I.一実施形態
A.構成の説明
1.駆動システム10の構成
(1−1.全体構成)
図1は、本発明の一実施形態に係る半導体装置としてのインバータ16を搭載した駆動システム10の回路構成図である。図1に示すように、駆動システム10は、インバータ16に加え、モータ12と、直流電源14(以下「電源14」ともいう。)と、コンデンサ18と、電子制御装置20(以下「ECU20」という。)とを有する。
I. Embodiment A. 1. Description of configuration Configuration of drive system 10 (1-1. Overall configuration)
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a
(1−2.モータ12)
モータ12は、3相交流ブラシレス式であり、ECU20に制御されるインバータ16を介して電源14から電力が供給される。そして、当該電力に応じた駆動力を生成する。モータ12は、例えば、車両の走行モータ又は電動パワーステアリング装置のアシスト力生成用のモータに用いることができる。或いは、後述するような別の用途に用いることも可能である。
(1-2. Motor 12)
The
(1−3.直流電源14)
直流電源14は、駆動システム10の用途に応じて適宜選択されるものであり、一次電池又は二次電池のいずれともすることができる。例えば、モータ12が比較的高出力を要する用途で用いられる場合(例えば、車両の走行用モータとして用いられる場合)、電源14は、リチウムイオン2次電池、ニッケル水素2次電池又はキャパシタ等の蓄電装置(エネルギストレージ)とすることができる。また、モータ12が比較的低出力を要する用途で用いられる場合(例えば、車両の電動パワーステアリング装置として用いられる場合)、電源14は、鉛蓄電池等の蓄電装置とすることができる。
(1-3. DC power supply 14)
The
(1−4.インバータ16)
インバータ16は、3相ブリッジ型の構成とされて、直流/交流変換を行い、電源14からの直流を3相の交流に変換してモータ12に供給する。
(1-4. Inverter 16)
The
図1に示すように、インバータ16は、3相のアーム直列回路30u、30v、30wを有する。U相のアーム直列回路30uは、スイッチング素子34u(以下「上SW素子34u」という。)及び逆並列ダイオード36u(以下「上ダイオード36u」)を有する上アーム32uと、スイッチング素子40u(以下「下SW素子40u」という。)及び逆並列ダイオード42u(以下「下ダイオード42u」という。)とを有する下アーム38uとで構成される。
As shown in FIG. 1, the
同様に、V相のアーム直列回路30vは、上スイッチング素子34v(以下「上SW素子34v」という。)及び逆並列ダイオード36v(以下「上ダイオード36v」という。)を有する上アーム32vと、下スイッチング素子40v(以下「下SW素子40v」という。)及び逆並列ダイオード42v(以下「下ダイオード42v」という。)を有する下アーム38vとで構成される。W相のアーム直列回路30wは、上スイッチング素子34w(以下「上SW素子34w」という。)と逆並列ダイオード36w(以下「上ダイオード36w」という。)を有する上アーム32wと、下スイッチング素子40w(以下「下SW素子40w」という。)と逆並列ダイオード42w(以下「下ダイオード42w」という。)を有する下アーム38wとで構成される。
Similarly, the V-phase
上SW素子34u、34v、34wと下SW素子40u、40v、40wは、例えば、1つ又は複数のMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等のスイッチング素子から構成することができる。同様に、上ダイオード36u、36v、36w及び下ダイオード42u、42v、42wはそれぞれ1つ又は複数のダイオードから構成することができる。
The
なお、以下では、各アーム直列回路30u、30v、30wをアーム直列回路30と総称し、各上アーム32u、32v、32wを上アーム32と総称し、各下アーム38u、38v、38wを下アーム38と総称し、各上SW素子34u、34v、34wを上SW素子34と総称し、各下SW素子40u、40v、40wを下SW素子40と総称し、各上ダイオード36u、36v、36wを上ダイオード36と総称し、各下ダイオード42u、42v、42wを下ダイオード42と総称する。
In the following, each
各アーム直列回路30において、上アーム32u、32v、32wと下アーム38u、38v、38wの中点44u、44v、44wは、モータ12の巻線46u、46v、46wに連結されている。以下では、中点44u、44v、44wを中点44と総称し、巻線46u、46v、46wを巻線46と総称する。
In each
各上SW素子34及び各下SW素子40は、ECU20からの駆動信号UH、VH、WH、UL、VL、WLにより駆動される。
Each
(1−5.ECU20)
ECU20は、図示しない各種センサからの出力値に基づき、モータ12の出力を制御する。ECU20は、ハードウェアの構成として、入出力部、演算部及び記憶部(いずれも図示せず)を有する。
(1-5.ECU 20)
The
2.インバータ16の詳細
(2−1.全体構成)
図2は、1つのアーム直列回路30の一部及びその周辺の簡略的な外観斜視図である。図3は、図2のIII−III線における断面図である。本実施形態では、図2及び図3に示すアーム直列回路30を3組並列に配置することによりインバータ16を構成する(図1参照)。なお、図2及び図3において、「P」は正極側を示し、「N」は負極側を示し、「OUT」は出力側を示す。
2. Details of inverter 16 (2-1. Overall configuration)
FIG. 2 is a simplified external perspective view of a part of one
図2及び図3では、アーム直列回路30の上SW素子34及び下SW素子40を示している一方、上ダイオード36及び下ダイオード42については図示を省略している。
2 and 3 show the
本実施形態において、上SW素子34と下SW素子40には、同一の仕様のスイッチング素子(例えば、MOSFET又はIGBT)が用いられる。また、図4A及び図4Bに示すように、本実施形態の上SW素子34と下SW素子40は、第1の面50(ドレイン面)に正極電極52が形成され、第1の面50と反対側の第2の面54(ソース面)に負極電極56及びゲート電極58(制御電極)が形成される。なお、図4A中の「P」は正極側を示し、図4B中の「N」は負極側を示す。
In the present embodiment, switching elements (for example, MOSFETs or IGBTs) having the same specifications are used for the
以下では、上SW素子34と下SW素子40の構成要素を区別するため、上SW素子34の正極電極52、負極電極56、ゲート電極58を、上正極電極52up、上負極電極56up、上ゲート電極58upと呼び、下SW素子40の正極電極52、負極電極56、ゲート電極58を、下正極電極52low、下負極電極56low、下ゲート電極58lowと呼ぶ。なお、図2及び図3では、正極電極52、負極電極56、ゲート電極58の図示を省略している。
Hereinafter, in order to distinguish the constituent elements of the
図2及び図3に示すように、上SW素子34と下SW素子40の周囲には、インバータ16の正極端子60、負極端子62及び出力端子64が配置されている。正極端子60は、第1絶縁基板70上に形成されている。負極端子62は、第2絶縁基板72上に形成されている。出力端子64は、第3絶縁基板74上に形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第1絶縁基板70は、正極端子60をヒートシンク80から絶縁する。第2絶縁基板72は、負極端子62をヒートシンク80から絶縁するものであり、全体として第1絶縁基板70と組成が同じである。第3絶縁基板74は、出力端子64をヒートシンク80から絶縁するものであり、第1絶縁基板70及び第2絶縁基板72と組成が異なる。第1絶縁基板70、第2絶縁基板72及び第3絶縁基板74は、ヒートシンク80上に形成されている。ヒートシンク80は、インバータ16を冷却するものであり、グラウンドGND(基準電位)に接続されている。
The first insulating
正極端子60、負極端子62及び出力端子64は、板状の導電部材(例えば、銅板)である。正極端子60は、アーム直列回路30の正極側に接続され、負極端子62は、アーム直列回路30の負極側に接続され、出力端子64は、アーム直列回路30の出力側に接続される(図1参照)。
The
正極端子60は、接着層90を介して第1絶縁基板70に固定されている。負極端子62は、接着層90を介して第2絶縁基板72に固定されている。出力端子64は、DBC(Direct Bonding Copper)として第3絶縁基板74に直接形成されている。
The
第1絶縁基板70及び第2絶縁基板72のうちヒートシンク80側の面は、接着層90を介して銅製のベタパターン100、102に固定されている。第3絶縁基板74のうちヒートシンク80側の面には、銅製のベタパターン104(図3)がDBCとして形成されている。後述するように、第3絶縁基板74と出力端子64又はベタパターン104の接合に、別の接着層を用いてもよい。
The surface of the first insulating
さらに、ベタパターン100、102、104とヒートシンク80の間には、半田、銅板及びサーマルグリス(いずれも図示せず)が配置されている。すなわち、ベタパターン100、102、104は、前記半田を介して前記銅板に接合され、前記銅板は前記サーマルグリスを介してヒートシンク80に支持されている。
Furthermore, solder, a copper plate, and thermal grease (all not shown) are disposed between the
上記のような構成により、正極端子60(第1電極板)、第1絶縁基板70(絶縁部材)、接着層90及びベタパターン100(第2電極板)によりコンデンサ110aが構成される。同様に、負極端子62(第1電極板)、第2絶縁基板72(絶縁部材)、接着層90及びベタパターン102(第2電極板)によりコンデンサ110bが構成される。
With the configuration as described above, the positive electrode terminal 60 (first electrode plate), the first insulating substrate 70 (insulating member), the
(2−2.上アーム32)
各上SW素子34の正極電極52(上正極電極52up)は、半田(図示せず)を介してインバータ16の正極端子60に接合されている(図2及び図3参照)。これらの接合はろう付け等の接合方法であってもよい。本実施形態では、上正極電極52upと正極端子60の接合及び上ダイオード36の正極側と正極端子60の接合にワイヤボンディングやバスバー等の配線(配電部材)は用いられない。
(2-2. Upper arm 32)
The positive electrode 52 (upper positive electrode 52up) of each
各上SW素子34の負極電極56は、ワイヤボンディング120を介してインバータ16の出力端子64に接続されている。
The
(2−3.下アーム38)
各下SW素子40の正極電極52(下正極電極52low)は、半田(図示せず)を介してインバータ16の出力端子64に接合されている(図2及び図3参照)。これらの接合はろう付け等の接合方法であってもよい。本実施形態では、下正極電極52lowと出力端子64の接合にワイヤボンディングやバスバー等の配線(配線部材)は用いられない。
(2-3. Lower arm 38)
The positive electrode 52 (lower positive electrode 52low) of each
各下SW素子40の負極電極56(下負極電極56low)は、ワイヤボンディング122を介してインバータ16の負極端子62に接続されている。
The negative electrode 56 (lower
B.浮遊容量
図5は、1つのアーム直列回路30に着目して複数の地点P1〜P3での浮遊容量C1〜C3を示す回路図である。以下では、地点P1〜P3における浮遊容量C1〜C3について説明する。
B. Floating Capacitance FIG. 5 is a circuit diagram showing stray capacitances C1 to C3 at a plurality of points P1 to P3 by focusing on one
アーム直列回路30を動作させると、地点P1〜P3とグラウンドGND(ヒートシンク80)間において、浮遊容量C1〜C3が発生する可能性がある。これらの浮遊容量C1〜C3が存在するため、上SW素子34及び下SW素子40のスイッチング時にノイズがグラウンドGND(ヒートシンク80)を介してコモン(電源14側又は他の機器側)に伝わり、伝導ノイズ及び放射ノイズが発生する可能性がある(伝導ノイズ及び放射ノイズの発生の仕組みについては、例えば、特許文献1の段落[0008]、[0009]参照)。
When the
一般に、キャパシタのインピーダンスXcは、次の式(1)により求められる。
Xc=1/(jωC) ・・・(1)
In general, the impedance Xc of the capacitor is obtained by the following equation (1).
Xc = 1 / (jωC) (1)
上記において、jは虚数単位、ωは角周波数[Hz]、Cは静電容量[F]である。 In the above, j is an imaginary unit, ω is an angular frequency [Hz], and C is a capacitance [F].
上記式(1)によれば、アーム直列回路30の場合、上SW素子34及び下SW素子40のスイッチング周波数[Hz]が高くなるほど浮遊容量C1〜C3に電流が流れ易くなるが、静電容量Cを小さくすることで浮遊容量C1〜C3に電流を流れ難くすることができる。特に、スイッチングにより電位変動が起こる地点P2(中点44を構成する出力端子64)とグラウンドGND(ヒートシンク80)との間の浮遊容量C2からコモン側へ流れるコモンモード電流Icomの影響が大きいため、浮遊容量C2のインピーダンスを大きくすることが重要である。
According to the above equation (1), in the case of the
一方、浮遊容量C1、C3については、これらの値を大きくしておくと、浮遊容量C2が充電される際に、浮遊容量C1、C3の電荷が充電されることとなる。このため、浮遊容量C2に起因するコモンモード電流Icomが流れる経路が短縮され、放射ノイズを抑制することが可能となる。 On the other hand, if the values of the stray capacitances C1 and C3 are increased, the charges of the stray capacitances C1 and C3 are charged when the stray capacitance C2 is charged. For this reason, the path through which the common mode current Icom caused by the stray capacitance C2 flows is shortened, and radiation noise can be suppressed.
また、一般に、平行平板(極板)間の静電容量C[F]は、次の式(2)により表される。
C=ε0・εs・(S/d) ・・・(2)
In general, the capacitance C [F] between parallel flat plates (electrode plates) is expressed by the following equation (2).
C = ε0 · ε s · (S / d) (2)
上記式(2)において、ε0は、真空の誘電率[F/m]、εsは、比誘電率、Sは、極板の面積[m2]、dは、平行平板(極板)間の間隙[m]を示す。上記式(2)によれば、比誘電率εsが大きくなるほど、静電容量Cは大きくなる。 In the above formula (2), ε0 is the dielectric constant [F / m] of vacuum, ε s is the relative dielectric constant, S is the area [m 2 ] of the electrode plate, and d is between the parallel plates (electrode plates). The gap [m] is shown. According to the above equation (2), the capacitance C increases as the relative dielectric constant ε s increases.
C.第1絶縁基板70、第2絶縁基板72、第3絶縁基板74及び接着層90の材料
1.背景
上記のように、浮遊容量C2を小さくすることが好ましい一方、浮遊容量C1、C3は大きくする方が好ましい場合がある。そこで、本実施形態では、第1絶縁基板70及び第2絶縁基板72は、絶縁性を有する樹脂材料からなる母材130(以下「第1樹脂材130」ともいう。)に、誘電率を調整するための第1誘電体フィラー132及び第2誘電体フィラー134(添加剤)を加え、ミキサ136等により混練した後、シート138(第1シート)を形成して用いる(図6参照)。そのような樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ビスマレイミドトリアジン(BTレジン)、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる(例えば、特開平10−107448号公報、特開2011−100757号公報参照)。
C. Materials of the first insulating
第3絶縁基板74は、絶縁性を有する樹脂材料からなる母材130に、誘電率を調整するための図示しない第3誘電体フィラー(添加剤)を加え、ミキサ136等により混練した後、図示しないシート(第2シート)を形成して用いる。
The third insulating
2.第1絶縁基板70
第1絶縁基板70と一緒に積層している正極端子60では、浮遊容量C3(図5)が生じる。このため、第1絶縁基板70は、浮遊容量C3を大きくするために誘電率を大きくすることが好ましい。
2. First insulating
In the
そこで、第1絶縁基板70に含まれる第1誘電体フィラー132及び第2誘電体フィラー134(以下それぞれ「第1フィラー132」及び「第2フィラー134」ともいう。)は、誘電率が比較的大きい材料から構成する。これにより、浮遊容量C3を大きくし、放射ノイズを小さくすることが可能となる。
Therefore, the first
第1フィラー132及び第2フィラー134は、例えば、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)等の単体又は混合体からなるフィラーを含む強誘電体コンポジット材料で構成する。そのような強誘電体コンポジット材料としては、例えば、特開2001−068803号公報、特開平06−172618号公報に記載のものを用いることができる。強誘電体コンポジット材料の比誘電率εsは、例えば、20以上であることが好ましい。なお、ここでの強誘電体コンポジット材料を高熱伝導材料とすることで、熱伝導性を高めることも可能である。
The
本実施形態において、第1フィラー132は、第2フィラー134よりも平均粒径が大きい。第1フィラー132の平均粒径は、例えば、3〜7μmのいずれかであり、第2フィラー134の平均粒径は、例えば、0.05〜0.7μmのいずれかである。ここにいう「平均粒径」は、例えば、各フィラーの最大粒径又は最小粒径の平均値を示す。或いは、「平均粒径」は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径を意味してもよい。
In the present embodiment, the
第1フィラー132及び第2フィラー134の合計を100体積%としたときの第1フィラー132の割合は、例えば、70〜80体積%とすることができる。
The ratio of the
3.第2絶縁基板72
本実施形態では、第2絶縁基板72は、上SW素子34又は下SW素子40のいずれとも積層していない。また、第2絶縁基板72と一緒に積層している負極端子62では、浮遊容量C1(図5)が生じる。このため、第2絶縁基板72は、浮遊容量C1を大きくするために誘電率を大きくすることが好ましい。
3. Second insulating
In the present embodiment, the second insulating
そこで、第2絶縁基板72は、第1絶縁基板70と同じく強誘電体コンポジット材料である第1フィラー132及び第2フィラー134から構成する。これにより、浮遊容量C1を大きくし、放射ノイズを小さくすることが可能となる。
Therefore, the second insulating
4.第3絶縁基板74
第3絶縁基板74と一緒に積層している出力端子64では、浮遊容量C2(図5)が生じる。このため、浮遊容量C2を小さくするために誘電率を小さくすることが好ましい。
4). Third insulating
In the
そこで、第3絶縁基板74に含まれる第3誘電体フィラー(以下「第3フィラー」ともいう。)は、誘電率が比較的小さい材料から構成する。これにより、浮遊容量C2を小さくし、コモンモード電流Icomを小さくすることが可能となる。
Therefore, the third dielectric filler (hereinafter also referred to as “third filler”) included in the third insulating
第3フィラーは、例えば、シリカ(SiO3)、窒化ホウ素(BN)等の単体又は混合体からなるフィラーを含む低誘電率コンポジット材料で構成する。そのような低誘電率コンポジット材料としては、例えば、特開平10−107448号公報、特開2005−159039号公報に記載のものを用いることができる。この場合、例えば、低誘電率コンポジット材料の比誘電率εsは、5未満であることが好ましい。 The third filler is made of, for example, a low dielectric constant composite material including a filler made of a single substance or a mixture such as silica (SiO 3 ) and boron nitride (BN). As such a low dielectric constant composite material, for example, those described in JP-A-10-107448 and JP-A-2005-159039 can be used. In this case, for example, the relative dielectric constant ε s of the low dielectric constant composite material is preferably less than 5.
5.接着層90
図7は、図3の一部(接着層90及びその周辺)を2段階で拡大して簡略的に示す図である。図7は、正極端子60及びベタパターン100と第1絶縁基板70との間に形成される接着層90及びその周辺を示しているが、その他の接着層90についても同様の構成を有する。
5.
FIG. 7 is a diagram schematically showing a part of FIG. 3 (
図8A及び図8Bは、第1及び第2比較例を示す図であり、いずれも図7に対応する。第1比較例及び第2比較例のいずれにおいても、第1絶縁基板170(本実施形態の第1絶縁基板70に対応するもの)には、第1フィラー132が用いられるが、第2フィラー134及び接着層90は用いられない。第1比較例では、第1フィラー132の添加量が相対的に少なく、第2比較例では、第1フィラー132の添加量が相対的に多い。
8A and 8B are diagrams showing first and second comparative examples, both of which correspond to FIG. In both the first comparative example and the second comparative example, the
図8Aの第1比較例の場合、第1フィラー132の添加量が少ないため、第1絶縁基板170(絶縁部材)とこれに向かい合う電極板(正極端子60又はベタパターン100)との間の密着性を高めることができるが、所望の容量特性を得られない可能性がある。
In the case of the first comparative example of FIG. 8A, since the amount of the
その一方、図8Bの第2比較例の場合、第1フィラー132の添加量が多いため、第1フィラー132の添加量の観点からすれば、所望の容量特性を得ることができる可能性が高くなる。しかしながら、第1フィラー132の密度が高いことから、第1絶縁基板170(絶縁部材)とこれに向かい合う電極板(正極端子60又はベタパターン100)との間に隙間200が形成されてしまう。その結果、隙間200の影響により容量特性が低下してしまう。
On the other hand, in the case of the second comparative example in FIG. 8B, since the amount of the
また、第1絶縁基板170を構成する母材130を硬化する前において母材130の粘度が高く、シート状に塗布した場合にも隙間200が生じ易くなる。
In addition, the viscosity of the
さらに、第1フィラー132の添加量を増量すると、母材130が接着剤として機能する領域が不足し、第1絶縁基板170と向かい合う電極板(正極端子60又はベタパターン100)との充分な密着が得られない可能性も生じる。
Furthermore, when the addition amount of the
さらにまた、第1絶縁基板170と向かい合う電極板(正極端子60又はベタパターン100)の面粗さが大きいときも、第1絶縁基板170との接合後に隙間200が生じ易くなる。
Furthermore, even when the surface roughness of the electrode plate (the
そこで、本実施形態では接着層90を設けることにより、上記のような問題を解決する。
Therefore, in the present embodiment, the above-described problem is solved by providing the
図7に示すように、接着層90は、母材としての樹脂材(第2樹脂材140)と、第2樹脂材140に添加された導電性フィラー142とを含む。第2樹脂材140は、例えば、第1樹脂材130と同じ樹脂材とする。但し、第2樹脂材140は、第1樹脂材130と異なる樹脂材としてもよい。この場合、上述した第1樹脂材130として採用し得る材料のうち第1樹脂材130と異なるものを用いることができる。
As shown in FIG. 7, the
また、第2樹脂材140は、例えば、第1樹脂材130よりも濃度を低くすることで第1樹脂材130よりも粘度を低くする。これにより、第2樹脂材140が第1樹脂材130又は第1誘電体フィラー132若しくは第2誘電体フィラー134の間に入り込み易くすることが可能となる。
Moreover, the
導電性フィラー142は、例えば、銀、ニッケル等の金属粒子とすることができる。或いは、導電性フィラー142は、カーボン粒子としてもよい。
The
本実施形態の導電性フィラー142は、第1フィラー132及び第2フィラー134よりも平均粒径が小さい。これにより、導電性フィラー142は、第1樹脂材130又は第1フィラー132若しくは第2フィラー134の間に入り込み易くなる。その結果、隙間200の発生を抑制することが可能となる。これにより、コンデンサ110a、110bにおける電荷の分布が均一になるため、絶縁信頼性の向上が期待できる。
The
加えて、第1フィラー132及び第2フィラー134よりも導電性フィラー142の平均粒径が小さい場合、第1絶縁基板70及び第2絶縁基板72(絶縁部材)に向かい合う電極板(正極端子60、負極端子62、ベタパターン100、102)との電気的な接触面積が増す。これにより、有効な強誘電体層が増え、コンデンサ110a、110bの静電容量を増加させることができる。
In addition, when the average particle diameter of the
導電性フィラー142の平均粒径は、例えば、0.01〜0.3μmのいずれかとすることができる。導電性フィラー142の最大粒径は、少なくとも第1フィラー132の最小粒径よりも小さいことが好ましく、さらには第2フィラー134の最小粒径よりも小さいことが好ましい。
The average particle diameter of the
D.製造方法
図9は、ベタパターン100、第1絶縁基板70及び正極端子60を積層させる際のフローチャートである。ベタパターン102、第2絶縁基板72及び負極端子62を積層させる場合も同様である。
D. Manufacturing Method FIG. 9 is a flowchart when the
ステップS1において、接着層90の材料(導電性フィラー142を添加した第2樹脂材140)をベタパターン100に塗り、接着層90を形成する。ステップS2において、半硬化した第1絶縁基板70(第1樹脂材130、第1フィラー132及び第2フィラー134)をベタパターン100に塗る。ステップS3において、接着層90の材料(導電性フィラー142を添加した第2樹脂材140)を第1絶縁基板70に塗り、接着層90を形成する。
In step S <b> 1, the material of the adhesive layer 90 (
ステップS4において、正極端子60を第1絶縁基板70上に配置する。本実施形態の正極端子60は、板状部材であるが、シート状(箔状)であってもよい。或いは、スパッタリング又はめっきにより第1絶縁基板70上に正極端子60を形成することもできる。但し、板状部材としての正極端子60を用いた場合の方が、正極端子60の寸法を大きくし易いため、より大きな電流を流すこと又は放熱性を向上させることが容易となる。
In step S <b> 4, the
ステップS5において、第1絶縁基板70(第1樹脂材130)及び接着層90(第2樹脂材140)を熱硬化させる。本実施形態において第1樹脂材130及び第2樹脂材140を熱硬化させる温度は、半田を用いて正極端子60と第1絶縁基板70を接合する場合の温度よりも低い。
In step S5, the first insulating substrate 70 (first resin material 130) and the adhesive layer 90 (second resin material 140) are thermally cured. In this embodiment, the temperature at which the
E.本実施形態の効果
以上のように、本実施形態によれば、コンデンサ110a、110bの構成により、レイアウトの自由度の向上又は放射ノイズの抑制を実現することが可能となる。
E. As described above, according to the present embodiment, the configuration of the
すなわち、本実施形態によれば、正極端子60(第1電極板)又はベタパターン100(第2電極板)と第1絶縁基板70(絶縁部材)とを接着させる接着層90は、第1誘電体フィラー132及び第2誘電体フィラー134よりも平均粒径が小さい導電性フィラー142が添加された第2樹脂材140を含む。このため、正極端子60又はベタパターン100と第1絶縁基板70との間における隙間200に導電性フィラー142又は第2樹脂材140が入り込む。従って、コンデンサ110aに所望の容量特性を与えるために、平均粒径が比較的大きい誘電体フィラー(第1フィラー132)を第1絶縁基板70(第1樹脂材130)に添加する場合でも、正極端子60又はベタパターン100と第1絶縁基板70との間における隙間200の発生を抑制することが可能となる。よって、第1絶縁基板70(第1樹脂材130)への第1フィラー132の添加量を多くした場合でも、隙間200の発生による容量特性の低下を防ぐことができる。その結果、正極端子60における浮遊容量C3を相対的に大きくすることが可能となる。
That is, according to the present embodiment, the
コンデンサ110b(負極端子62、第2絶縁基板72、接着層90及びベタパターン102)についても同様であり、負極端子62における浮遊容量C1を相対的に大きくすることが可能となる。
The same applies to the
以上より、例えば、正極端子60とヒートシンク80(グラウンド)の間に第1絶縁基板70及び接着層90が設けられている場合、出力端子64の面積を正極端子60の面積よりも小さくしなくても、正極端子60における浮遊容量C3を大きくすることが可能となる。或いは、出力端子64の面積を正極端子60の面積よりも小さくする代わりに、正極端子60とヒートシンク80(グラウンド)との間を一定距離未満としなくても、正極端子60における浮遊容量C3を大きくすることが可能となる。よって、レイアウトの自由度を向上することができる。
From the above, for example, when the first insulating
また、上記のように正極端子60又は負極端子62における浮遊容量C3、C1を大きくすることで、上SW素子34(第1スイッチング素子)と下SW素子40(第2スイッチング素子)との中点44における浮遊容量C2が充電される際に、正極端子60又は負極端子62における浮遊容量C3、C1の電荷が充電されることとなる。このため、中点44における浮遊容量C2に起因するコモンモード電流が流れる経路が短縮され、放射ノイズを抑制することが可能となる。
Further, by increasing the stray capacitances C3 and C1 at the
なお、本実施形態において第1樹脂材130及び第2樹脂材140を熱硬化させる温度は、半田を用いて正極端子60と第1絶縁基板70を接合する場合の温度よりも低い。接着層90の代わりに半田を用いて正極端子60と第1絶縁基板70を接合する場合、半田を溶融させるための加熱時に、第1樹脂材130又は第1フィラー132若しくは第2フィラー134の特性に悪影響を与えてしまうおそれがある。しかしながら、本実施形態では、そのような悪影響のおそれを低減することが可能となる。
In the present embodiment, the temperature at which the
本実施形態において、第1絶縁基板70(絶縁部材)は、平均粒径が異なる第1フィラー132及び第2フィラー134を誘電体フィラーとして備え、第2フィラー134の平均粒径は、第1フィラー132の平均粒径よりも小さく、導電性フィラー142の平均粒径は、第2フィラー134の平均粒径よりも小さい(図7参照)。
In the present embodiment, the first insulating substrate 70 (insulating member) includes the
これにより、第1絶縁基板70が、平均粒径が異なる第1フィラー132及び第2フィラー134を誘電体フィラーとして備える場合であっても、正極端子60(第1電極板)又はベタパターン100(第2電極板)と第1絶縁基板70(第1樹脂材130、第1フィラー132又は第2フィラー134)との間に導電性フィラー142を行き渡らせることが容易になる。このため、正極端子60又はベタパターン100と第1絶縁基板70とを良好に接続することができると共に、コンデンサ110aの容量成分が低下してしまうことを抑制することが可能となる。コンデンサ110bについても同様である。
Thus, even when the first insulating
本実施形態において、第1樹脂材130と第2樹脂材140とは、同じ樹脂材によって構成される。これにより、より良好な接着性を実現することが可能となる。
In the present embodiment, the
本実施形態のコンデンサ110aにおいて、第2樹脂材140の粘度は、第1樹脂材130の粘度よりも小さい。これにより、接着層90を構成する導電性フィラー142及び第2樹脂材140を、正極端子60又はベタパターン100と第1絶縁基板70(第1樹脂材130、第1フィラー132又は第2フィラー134)との間に行き渡らせることが容易になる。このため、正極端子60又はベタパターン100と第1絶縁基板70との間における隙間200の発生をより効果的に抑制することが可能となる。コンデンサ110bについても同様である。
In the
II.変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。
II. Modifications It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted based on the description of the present specification. For example, the following configuration can be adopted.
A.インバータ16及び駆動システム10
上記実施形態では、3相ブリッジ型のインバータ16を用いたが、スイッチング素子と逆並列ダイオードとを有する上アーム及び下アームを直列に接続した単相又は多相のアーム直列回路を備えるインバータであれば、これに限らない。例えば、図10に示すように、単相ブリッジ型のインバータ16aに適用することもできる。図10のインバータ16aは、直流電源14からの直流を交流に変換して巻線46a(負荷)及び抵抗180に供給する。
In the above embodiment, the three-phase
インバータ16aは、2つのアーム直列回路30a、30bを有する。アーム直列回路30aは、スイッチング素子34a(以下「上SW素子34a」という。)及び逆並列ダイオード36a(以下「上ダイオード36a」という。)を有する上アーム32aと、スイッチング素子40a(以下「下SW素子40a」という。)及び逆並列ダイオード42a(以下「下ダイオード42a」という。)とを有する下アーム38aとで構成される。同様に、アーム直列回路30bは、スイッチング素子34b(以下「上SW素子34b」という。)及び逆並列ダイオード36b(以下「上ダイオード36b」という。)を有する上アーム32bと、スイッチング素子40b(以下「下SW素子40b」という。)及び逆並列ダイオード42b(以下「下ダイオード42b」という。)とを有する下アーム38bとで構成される。
The
インバータ16aにおいても、正極端子60又はベタパターン100と第1絶縁基板70との間に接着層90を設け、負極端子62又はベタパターン102と第2絶縁基板72との間に接着層90を設けることができる。これにより、レイアウトの自由度の向上又は伝導ノイズ及び放射ノイズの抑制を実現することが可能となる。
Also in the
上記実施形態及び図10の変形例では、インバータ16、16aに本発明を適用した事例について説明したが、スイッチング素子と逆並列ダイオードとを有する上アーム及び下アームを直列に接続した単相又は多相のアーム直列回路を備える半導体装置であれば、これに限らない。例えば、昇降圧式且つチョッパ型のDC/DCコンバータ(例えば、特開2009−153343号公報の図1及び図9参照)に適用することもできる。
In the above embodiment and the modification of FIG. 10, the example in which the present invention is applied to the
上記実施形態では、図2及び図3の左側から順に、正極端子60、出力端子64及び負極端子62の順に配置したが、インバータ16における配置は、これに限らない。例えば、図11に示すような配置のインバータ16bに適用することもできる。図11のインバータ16bのアーム直列回路30cでは、図11の左から順に、出力端子64、正極端子60及び負極端子62の順に配置する。このような構成においても、正極端子60又はベタパターン100と第1絶縁基板70との間に接着層90を設け、負極端子62又はベタパターン102と第2絶縁基板72との間に接着層90を設けることで、上記実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。
In the above embodiment, the
或いは、上記実施形態及び図11の変形例では、正極端子60、負極端子62及び出力端子64のそれぞれは、共通のヒートシンク80上に配置したが、例えば、図3の上側と下側にヒートシンク80を1つずつ設け、正極端子60及び負極端子62は、上側のヒートシンク80に対応させて配置し、出力端子64は、下側のヒートシンク80に対応させて配置してもよい。
Or in the said embodiment and the modification of FIG. 11, each of the
或いは、複数のスイッチング素子を直列に接続した直列回路を備える半導体装置であれば、逆並列ダイオードを有さないものであってもよい。例えば、NAND型のフラッシュメモリに適用することもできる。 Alternatively, as long as the semiconductor device includes a series circuit in which a plurality of switching elements are connected in series, an antiparallel diode may not be provided. For example, the present invention can be applied to a NAND flash memory.
上記実施形態では、駆動システム10のモータ12は、例えば、車両の駆動用又は電動パワーステアリング用のものとしたが、例えば、浮遊容量C1、C3の増加に着目すれば、これに限らない。例えば、洗濯機、掃除機、エアコンディショナ、冷蔵庫、電磁調理器、交流(AC)サーボ、鉄道車両及びエレベータにおけるモータに用いるものであってもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、駆動システム10は、モータ12を駆動するものであったが、例えば、浮遊容量C1、C3の増加に着目すれば、これに限らない。例えば、駆動システム10は、無停電電源装置、太陽光発電又は風力発電用のパワーコンディショナにおけるインバータ(例えば、特開2011−103497号公報の図4参照)に用いることも可能である。
In the above embodiment, the
B.ゲート電極58
上記実施形態では、上SW素子34及び下SW素子40では、ゲート電極58を負極電極56と同じ面(第2の面54)に形成したが(図4B)、ゲート電極58の位置はこれに限らない。
In the above embodiment, in the
例えば、ゲート電極58を正極電極52と同じ面(第1の面50)に形成し、負極電極56と同じ面(第2の面54)にはゲート電極58を形成しない構成も可能である。この場合、上SW素子34の負極電極56を出力端子64に接合させ、下SW素子40の負極電極56を負極端子62に接合させることが好ましい。
For example, a configuration in which the
C.第1絶縁基板70、第2絶縁基板72及び接着層90の母材130
上記実施形態では、第1絶縁基板70、第2絶縁基板72及び接着層90の母材130を共通の材料(樹脂材)から構成したが、第1絶縁基板70及び第2絶縁基板72及び接着層90毎に母材130の材料を変えることも可能である。
C.
In the above embodiment, the
D.接着層90
上記実施形態では、接着層90を4箇所に設けた。すなわち、正極端子60と第1絶縁基板70との間、第1絶縁基板70とベタパターン100(ヒートシンク80)の間、負極端子62と第2絶縁基板72との間及び第2絶縁基板72とベタパターン102(ヒートシンク80)の間に接着層90を設けた。しかしながら、いずれか1箇所、2箇所又は3箇所にのみ接着層90を設けることも可能である。
In the above embodiment, the
また、浮遊容量C1、C3を増加させる観点からすれば、板状部材としての正極端子60又は負極端子62自体に接着層90が直に接していることは必ずしも必要ない。例えば、正極端子60と電気的に接続された電極板と第1絶縁基板70との間に接着層90を設けてもよい。換言すると、第1絶縁基板70と共にコンデンサ110aを形成する電極板は、正極端子60自体でなくてもよい。この場合、接着層90は、上スイッチング素子34の下方以外の場所に設けることも可能である。同様に、負極端子62と電気的に接続された電極板と第2絶縁基板72との間に接着層90を設けることも可能である。
Further, from the viewpoint of increasing the stray capacitances C1 and C3, it is not always necessary that the
上記実施形態では、導電性フィラー142の平均粒径を、第1フィラー132及び第2フィラー134それぞれの平均粒径よりも小さくした。しかしながら、例えば、より大きい(又は最も大きい)平均粒径の第1フィラー132に起因して形成される隙間200の発生を防止する観点からすれば、導電性フィラー142の平均粒径を第1フィラー132よりも小さくし、第2フィラー134と同等又はそれよりも大きくしてもよい。
In the above embodiment, the average particle size of the
上記実施形態では、第1樹脂材130に添加する誘電体フィラーとして、第1フィラー132及び第2フィラー134の2種類を用いた。しかしながら、例えば、第1絶縁基板70及び第2絶縁基板72の誘電率の観点からすれば、第1フィラー132及び第2フィラー134のいずれか一方のみを用いてもよい。或いは、第1フィラー132及び第2フィラー134とは異なる平均粒径を有する別の誘電体フィラーを併せて用いることもできる。
In the above embodiment, two types of fillers, the
上記実施形態では、第1フィラー132及び第2フィラー134は同一材料のものとした。しかしながら、例えば、第1絶縁基板70及び第2絶縁基板72の誘電率の観点からすれば、第1フィラー132及び第2フィラー134の材料は異なるものとしてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、第2樹脂材140の粘度を第1樹脂材130の粘度よりも小さくした。しかしながら、例えば、隙間200に入り込む導電性フィラー142の存在に着目した場合、第2樹脂材140の粘度は、第1樹脂材130の粘度と同等又は大きくすることも可能である。
In the above embodiment, the viscosity of the
上記実施形態では、正極端子60と第1絶縁基板70との間に配置する層を接着層90としたが、隙間200を埋める部材としての観点からすれば、接着性能を発揮しない介在層を設けてもよい。正極端子60と第1絶縁基板70との間以外に配置される接着層90についても同様である。
In the embodiment described above, the layer disposed between the
E.その他
上記実施形態では、図9に示す方法により、ベタパターン100、第1絶縁基板70及び正極端子60を積層させたが、例えば、コンデンサ110aの構成に着目すれば、その他の方法によりこれらを積層させてもよい。コンデンサ110bについても同様である。
E. Others In the above embodiment, the
上記実施形態では、第1絶縁基板70及び第2絶縁基板72に対応させて接着層90を設けたが、例えば、絶縁部材に向かい合う電極板と絶縁部材との密着性の向上又は誘電率の調整の観点からすれば、出力端子64又はベタパターン104と第3絶縁基板74との間に別の接着層を設けることも可能である。この場合、浮遊容量C2を低下させるため、当該接着層には、低誘電率のフィラーを添加することができる。
In the above embodiment, the
16、16a、16b…インバータ(半導体装置)
30、30a、30b、30c、30u、30v、30w…アーム直列回路(直列回路)
34…上スイッチング素子(第1スイッチング素子)
40…下スイッチング素子(第2スイッチング素子)
60…正極端子(第1電極板) 62…負極端子(第1電極板)
70…第1絶縁基板(絶縁部材) 72…第2絶縁基板(絶縁部材)
80…ヒートシンク(グラウンド) 90…接着層
100、102…ベタパターン(第2電極板)
110a、110b…コンデンサ 130…母材(第1樹脂材)
132…第1フィラー(第1誘電体フィラー)
134…第2フィラー(第2誘電体フィラー)
140…第2樹脂材 142…導電性フィラー
16, 16a, 16b ... Inverter (semiconductor device)
30, 30a, 30b, 30c, 30u, 30v, 30w ... arm series circuit (series circuit)
34: Upper switching element (first switching element)
40. Lower switching element (second switching element)
60 ... Positive terminal (first electrode plate) 62 ... Negative terminal (first electrode plate)
70: First insulating substrate (insulating member) 72 ... Second insulating substrate (insulating member)
80 ... Heat sink (ground) 90 ...
110a, 110b ...
132 ... 1st filler (1st dielectric filler)
134 ... second filler (second dielectric filler)
140: second resin material 142: conductive filler
Claims (4)
前記半導体装置は、
前記正極端子自体若しくは前記負極端子自体又は前記正極端子若しくは前記負極端子に電気的に接続された電極板からなる第1電極板とグラウンド側の第2電極板とにより挟まれた絶縁部材と、
前記第1電極板又は前記第2電極板と前記絶縁部材とを接着させる接着層と
を備え、
前記絶縁部材は、誘電体フィラーが添加された第1樹脂材を含み、
前記接着層は、前記誘電体フィラーよりも平均粒径が小さい導電性フィラーが添加された第2樹脂材を含み、
前記第1電極板、前記第2電極板、前記絶縁部材及び前記接着層によりコンデンサが構成される
ことを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device comprising one or more series circuits in which a first switching element and a second switching element are connected in series between a positive terminal and a negative terminal,
The semiconductor device includes:
An insulating member sandwiched between a first electrode plate made of the positive electrode terminal itself or the negative electrode terminal itself or the positive electrode terminal or an electrode plate electrically connected to the negative electrode terminal and a second electrode plate on the ground side;
An adhesive layer for bonding the first electrode plate or the second electrode plate and the insulating member;
The insulating member includes a first resin material to which a dielectric filler is added,
The adhesive layer includes a second resin material to which a conductive filler having an average particle size smaller than that of the dielectric filler is added,
A capacitor is constituted by the first electrode plate, the second electrode plate, the insulating member, and the adhesive layer.
前記絶縁部材は、平均粒径が異なる第1誘電体フィラー及び第2誘電体フィラーを前記誘電体フィラーとして備え、
前記第2誘電体フィラーの平均粒径は、前記第1誘電体フィラーの平均粒径よりも小さく、
前記導電性フィラーの平均粒径は、前記第2誘電体フィラーの平均粒径よりも小さい
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The insulating member includes a first dielectric filler and a second dielectric filler having different average particle diameters as the dielectric filler,
The average particle size of the second dielectric filler is smaller than the average particle size of the first dielectric filler,
The average particle diameter of the said conductive filler is smaller than the average particle diameter of the said 2nd dielectric filler. The semiconductor device characterized by the above-mentioned.
前記第1樹脂材と前記第2樹脂材とは、同じ樹脂材によって構成される
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1 or 2,
The first resin material and the second resin material are made of the same resin material. A semiconductor device, wherein:
前記第2樹脂材の粘度は、前記第1樹脂材の粘度よりも小さい
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
The viscosity of the second resin material is smaller than the viscosity of the first resin material. A semiconductor device, wherein:
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JP2013152401A JP2015023231A (en) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | Semiconductor device |
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- 2013-07-23 JP JP2013152401A patent/JP2015023231A/en active Pending
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