JP2018200953A - 電子装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】電子装置の性能を向上させる。
【解決手段】電子装置EA1は、第1パワートランジスタを備える半導体装置(半導体部品)PAC1に接続されるバスバー(導体板)BSPと、第2パワートランジスタを備える半導体装置(半導体部品)PAC2に接続されるバスバー(導体板)BSNと、を有している。バスバーBSPおよびバスバーBSNのそれぞれは、絶縁板IF1を介して互いに対向し、かつ、基板WBの上面(主面)WBtに交差するZ方向に沿って延びる部分BP1を備えている。また、バスバーBSPは、部分BP1と端子(露出部)PTEとの間に位置し、バスバーBSNから離れるX方向に延びる部分BP2と、部分BP2と端子PTEとの間に位置し、X方向に沿って延びる部分BP3と、を備えている。Z方向における部分BP3の延在距離D3は、X方向における部分BP2の延在距離D2より短い。
【選択図】図16

Description

本発明は、電子装置(半導体モジュール)に関し、例えば、パワートランジスタを備える複数の半導体部品が基板に搭載された電子装置に適用して有効な技術に関する。
パワートランジスタを備える複数の半導体チップが基板上に搭載された電子装置がある(特開2016−66974号公報(特許文献1)、特開2002−203941号公報(特許文献2)、および特開2006−86438号公報(特許文献3)参照)。複数の半導体チップのそれぞれが備えるパワートランジスタは、例えば電力変換回路の一部を構成するスイッチング素子として利用される。また、正の端子に接続される金属板と負の端子に接続される金属板を近距離で互いに対向させることにより、各金属板間に生じる相互インダクタンスを利用して各金属板の寄生インダクタンスを低減させる技術がある。
特開2016−66974号公報 特開2002−203941号公報 特開2006−86438号公報
空気調節装置や自動車、あるいは各種産業機器などを駆動する電力供給システムには、インバータ回路などの電力変換回路が組み込まれる。この電力変換回路の構成例として、スイッチ素子として動作するトランジスタ(パワートランジスタ)を有する複数の半導体チップが一つの基板に搭載され、互いに電気的に接続された電子装置(電力変換装置、半導体モジュール)がある。
上記のようなモジュール化された電子装置の性能の指標には、例えば、電力変換効率などの電気的特性、絶縁耐圧などの電気的信頼性、あるいはモジュールの実装面積などがある。本願発明者は、上記のようなモジュール化された電子装置の性能向上に向けた取り組みを行い、上記したような性能指標を改善する余地があることが判った。
例えば、電子装置の電気的特性を改善する観点からは、電力変換回路を構成する半導体部品にハイサイド側の電位を供給する伝送経路と、ロウサイド側の電位を供給する伝送経路の距離を近づけることにより、相互インダクタンスを利用して各伝送経路の寄生インダクタンスの影響を低減することが好ましい。しかし、電力変換装置などのパワーモジュールの場合、ハイサイド側の伝送経路とロウサイド側の伝送経路の電位差は、例えば数百ボルト程度になる場合もある。このため、ハイサイド側とロウサイド側の絶縁耐圧を向上させる必要がある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
一実施の形態による電子装置は、第1パワートランジスタを備える第1半導体部品に接続される第1導体棒と、第2パワートランジスタを備える第2半導体部品に接続される第2導体棒と、を有している。上記第1導体棒および上記第2導体棒のそれぞれは、絶縁材を介して互いに対向し、かつ、基板の第1主面に交差する第1方向に沿って延びる第1部分を備えている。また、上記第1導体棒は、上記第1部分と露出部との間に位置し、上記第2導体棒から離れる第2方向に延びる第2部分と、上記第2部分と上記露出部との間に位置し、上記第2方向に沿って延びる第3部分と、を備えている。上記第1方向における上記第3部分の延在距離は、上記第2方向における上記第2部分の延在距離より短い。
上記一実施の形態によれば、電子装置の性能を向上させることができる。
3相誘導モータに接続されたインバータ回路の構成例を示す回路図である。 電子装置の外観を示す斜視図である。 図2に示す電子装置の内部構造を示す平面図である。 図2のA−A線に沿った断面図である。 図3に示すトランジスタが形成された半導体チップの表面側の形状を示す平面図である。 図5に示す半導体チップの裏面を示す平面図である。 図5および図6に示す半導体チップが有するトランジスタの構造例を示す断面図である。 図3に示すダイオードが形成された半導体チップの表面側の形状を示す平面図である。 図8に示す半導体チップの裏面を示す平面図である。 図8および図9に示す半導体チップが有するダイオードの構造例を示す断面図である。 図3に示す半導体装置の一方の主面側の形状例を示す平面図である。 図11に示す半導体装置の反対側の主面の形状例を示す平面図である。 図11および図12に示す半導体装置の内部構造を示す平面図である。 図11のA−A線に沿った断面図である。 図4に示す電子装置の等価回路を示す説明図である。 図3に示す半導体装置に接続されるバスバーの周辺を拡大して示す拡大断面図である。 図16に示すバスバーおよび半導体装置を側面から視た側面図である。 図16に示すバスバーおよび半導体装置を図17とは反対側の側面から視た側面図である。 図14に示す半導体装置の組立てフローを示す説明図である。 図19に続く半導体装置の組立てフローを示す説明図である。 図20に続く半導体装置の組立てフローを示す説明図である。 図20に示す封止工程において、半導体チップを封止する封止体が形成された状態を示す拡大断面図である。 図4に示す電子装置の組立てフローを示す説明図である。 図23に続く電子装置の組立てフローを示す説明図である。 図15とは別の電子装置の回路構成例を示す回路図である。 図25に示す電子装置の内部構造を示す平面図である。 図26のA−A線に沿った断面図である。 図27に示す半導体装置に接続されるバスバーの周辺を拡大して示す拡大断面図である。 図27に示すロウサイドのバスバーと半導体装置の接続部分の変形例を示す拡大断面図である。 図27に示すハイサイドのバスバーと半導体装置の接続部分の変形例を示す拡大断面図である。 図16に対する変形例である電子装置の拡大断面図である。 図16の示す電子装置の拡大断面図である。
(本願における記載形式・基本的用語・用法の説明)
本願において、実施の態様の記載は、必要に応じて、便宜上複数のセクション等に分けて記載するが、特にそうでない旨明示した場合を除き、これらは相互に独立別個のものではなく、記載の前後を問わず、単一の例の各部分、一方が他方の一部詳細または一部または全部の変形例等である。また、原則として、同様の部分は繰り返しの説明を省略する。また、実施の態様における各構成要素は、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、必須のものではない。
同様に実施の態様等の記載において、材料、組成等について、「AからなるX」等といっても、特にそうでない旨明示した場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、A以外の要素を含むものを排除するものではない。たとえば、成分についていえば、「Aを主要な成分として含むX」等の意味である。たとえば、「シリコン部材」等といっても、純粋なシリコンに限定されるものではなく、SiGe(シリコン・ゲルマニウム)合金やその他シリコンを主要な成分とする多元合金、その他の添加物等を含む部材も含むものであることはいうまでもない。また、金めっき、Cu層、ニッケル・めっき等といっても、そうでない旨、特に明示した場合を除き、純粋なものだけでなく、それぞれ金、Cu、ニッケル等を主要な成分とする部材を含むものとする。
さらに、特定の数値、数量に言及したときも、特にそうでない旨明示した場合、理論的にその数に限定される場合および文脈から明らかにそうでない場合を除き、その特定の数値を超える数値であってもよいし、その特定の数値未満の数値でもよい。
また、実施の形態の各図中において、同一または同様の部分は同一または類似の記号または参照番号で示し、説明は原則として繰り返さない。
また、添付図面においては、却って、煩雑になる場合または空隙との区別が明確である場合には、断面であってもハッチング等を省略する場合がある。これに関連して、説明等から明らかである場合等には、平面的に閉じた孔であっても、背景の輪郭線を省略する場合がある。更に、断面でなくとも、空隙でないことを明示するため、あるいは領域の境界を明示するために、ハッチングやドットパターンを付すことがある。
また、本明細書において、「電子部品」とは、電子を利用した部品を意味し、特に、半導体内の電子を利用した部品は「半導体部品」となる。この「半導体部品」の例としては、半導体チップを挙げることができる。したがって、「半導体チップ」を包含する語句が「半導体部品」であり、「半導体部品」の上位概念が「電子部品」となる。
また、本明細書において、「半導体装置」とは、半導体部品と、この半導体部品と電気的に接続された外部接続端子とを備える構造体であり、かつ、半導体部品が封止体で覆われている構造体を意味する。特に、「半導体装置」は、外部接続端子によって、外部装置と電気的に接続可能に構成されている。
さらに、本明細書において、「パワートランジスタ」とは、複数の単位トランジスタ(セルトランジスタ)を並列接続することによって(例えば、数千個から数万個の単位トランジスタを並列接続する)、単位トランジスタの許容電流よりも大きな電流においても、単位トランジスタの機能を実現する単位トランジスタの集合体を意味する。例えば、単位トランジスタがスイッチング素子として機能する場合、「パワートランジスタ」は、単位トランジスタの許容電流よりも大きな電流にも適用可能なスイッチング素子となる。スイッチング素子を構成する「パワートランジスタ」として、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)と、パワーMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)とが例示できる。本明細書において、「パワートランジスタ」という用語は、例えば、「パワーMOSFET」と「IGBT」の両方を包含する上位概念を示す語句として使用している。また、パワートランジスタを備える半導体チップの事を、パワー半導体チップと呼ぶ場合がある。
(実施の形態1)
本実施の形態では、複数の半導体装置が基板に搭載された電子装置の例として、インバータ回路(電力変換回路)を備える半導体モジュールである、電力変換装置を取り上げて説明する。
インバータ回路とは、直流電力を交流電力に変換する回路である。例えば、直流電源のプラスとマイナスを交互に出力すれば、これに応じて電流の向きが逆転する。この場合、電流の向きが交互に逆転するので、出力は交流電力と考えることができる。これがインバータ回路の原理である。ここで、交流電力といっても、単相交流電力や3相交流電力に代表されるように様々な形態がある。本実施の形態では、直流電力を3相の交流電力に変換する3相インバータ回路を例に挙げて説明する。また、本実施の形態では、3相インバータ回路のうちの1相分を構成する電子部品を取り上げて説明する。ただし、本実施の形態における技術的思想は、3相インバータ回路に適用する場合に限らず、例えば、単相インバータ回路などにも幅広く適用することができる。
<インバータ回路の構成例>
図1は、3相誘導モータに接続されたインバータ回路の構成例を示す回路図である。図1において、3相誘導モータであるモータMTおよびインバータ回路PWCを有している。モータMTは、位相の異なる3相の電流により駆動するように構成されている。モータMTでは、位相が120度ずれたU相、V相、W相と呼ばれる3相交流を利用して導体であるロータRTの周囲に回転磁界を発生させる。この場合、ロータRTの周囲を磁界が回転する。このことは、導体であるロータRTを横切る磁束の向きが回転することを意味する。この結果、導体であるロータRTに電磁誘導が生じて、ロータRTに誘導電流が流れる。そして、回転磁界中で誘導電流が流れることにより生じる力がロータRTに作用してロータRTが回転する。図1に示す回路では、直流から交流を作り出すインバータ回路PWCを利用することにより、誘導モータに交流電力を供給している。図1に示すインバータ回路PWCは、3種類(U相、V相、W相)の交流電力を生成し、モータMTに供給している。
以下に、インバータ回路PWCの構成例について説明する。図1に示すように、本実施の形態におけるインバータ回路PWCには、3相に対応してトランジスタTrとダイオードFWDが設けられている。本実施の形態におけるインバータ回路PWCが備えるスイッチ素子は、トランジスタTrとダイオードFWDを逆並列接続した構成要素により構成される。言い換えれば、図1に示すレグLG1の上アームおよび下アーム、レグLG2の上アームおよび下アーム、レグLG3の上アームおよび下アームのそれぞれは、トランジスタTrとダイオードFWDを逆並列接続した構成要素により構成されている。
トランジスタTrは、スイッチング素子として動作する、パワートランジスタであって、本実施の形態の例では、IGBTである。インバータ回路PWCでは、相対的に高い電位が供給されるハイサイド用の端子(例えば正の電位が供給される正電位端子)HTとモータMTの各相(U相、V相、W相)との間に各上アームのトランジスタTrとダイオードFWDが逆並列に接続されている。また、モータMTの各相より相対的に低い電位が供給されるロウサイド用の端子(例えば負の電位が供給される負電位端子)LTと、モータMTの各相(U相、V相、W相)との間に各下アームのトランジスタTrとダイオードFWDが逆並列に接続されている。すなわち、単相ごとに2つのトランジスタTrと2つのダイオードFWDが設けられている。言い換えれば、レグLG1、LG2、およびLG3のそれぞれは、ハイサイド用のスイッチング素子として動作するパワートランジスタであるトランジスタTr、およびロウサイド用のスイッチング素子として動作するパワートランジスタであるトランジスタTrを備えている。このため、3相で6つのトランジスタTrと6つのダイオードFWDが設けられている。そして、個々のトランジスタTrのゲート電極には、ゲート駆動回路(ゲート制御回路)GCが接続されており、このゲート駆動回路GCによって、トランジスタTrのスイッチング動作が制御されるようになっている。このように構成されたインバータ回路PWCにおいて、ゲート駆動回路GCでトランジスタTrのスイッチング動作を制御することにより、直流電力を3相交流電力に変換して、この3相交流電力をモータMTに供給するようになっている。図1に示す例では、レグLG1、LG2、およびLG3のそれぞれに対して、一個ずつゲート駆動回路GCが接続されている。ただし、変形例として、レグLG1、LG2、およびLG3のそれぞれが、同じゲート駆動回路GCにより駆動されても良い。また例えば、6個のトランジスタTrがそれぞれ別のゲート駆動回路GCにより駆動される場合もある。また、詳細は後述するが、本実施の形態の電子装置EA1は、図1に示すレグLG1、LG2、およびLG3のうちの何れかひとつに対応している。
インバータ回路PWCには、スイッチング素子として、IGBTであるトランジスタTrが使用され、トランジスタTrと逆並列接続するようにダイオードFWDが設けられている。単に、スイッチング素子によってスイッチ機能を実現する観点からは、スイッチング素子としてのトランジスタTrがあれば、ダイオードFWDがない構成も考えられる。しかし、インバータ回路PWCに接続される負荷にインダクタンスが含まれている場合には、ダイオードFWDを設ける必要がある。
負荷(図1に示す例ではモータMT)がインダクタンスを含まない純抵抗である場合、還流するエネルギーがないため、ダイオードFWDは不要である。しかし、負荷にモータのようなインダクタンスを含む回路が接続されている場合、オンしているスイッチとは逆方向に負荷電流が流れる状態(モード)がある。すなわち、負荷にインダクタンスが含まれている場合、負荷のインダクタンスからインバータ回路PWCへエネルギーが戻ることがある(電流が逆流することがある)。
このとき、IGBTであるトランジスタTr単体では、この還流電流を流し得る機能をもたないので、トランジスタTrと逆並列にダイオードFWDを接続する必要がある。すなわち、インバータ回路PWCにおいて、モータ制御のように負荷にインダクタンスを含む場合、トランジスタTrをターンオフしたとき、インダクタンスに蓄えられたエネルギー(1/2LI)を必ず放出しなければならない。ところが、トランジスタTr単体では、インダクタンスに蓄えられたエネルギーを開放するための還流電流を流すことができない。そこで、このインダクタンスに蓄えられた電気エネルギーを還流するため、トランジスタTrと逆並列にダイオードFWDを接続する。つまり、ダイオードFWDは、インダクタンスに蓄えられた電気エネルギーを開放するために還流電流を流すという機能を有している。以上のことから、インダクタンスを含む負荷に接続されるインバータ回路PWCにおいては、スイッチング素子であるトランジスタTrと逆並列にダイオードFWDを設ける必要性がある。このダイオードFWDは、フリーホイールダイオードと呼ばれる。
また、インバータ回路PWCの場合、例えば、図1に示すように、ハイサイド用の端子HTとロウサイド用の端子LTとの間に、容量素子CAPが接続されている。この容量素子CAPは、例えば、インバータ回路PWCでのサージ電圧の低減や、システム電圧の安定化を図る機能を有している。図1に示す例では、容量素子CAPは、インバータ回路PWCの外部に設けられているが、容量素子CAPはインバータ回路PWCの内部に設けられていても良い。
また。図1に示すように、本実施の形態のインバータ回路PWCは、3相分に相当する6個のスイッチング素子を含む出力部PW1と、出力部PW1の6個のパワートランジスタの駆動を制御する、制御部PW2と、を有している。制御部PW2は、上記した3個のゲート駆動回路GCの他、ゲート駆動回路GCに含まれるハイサイド用の駆動回路およびロウサイド用の駆動回路のそれぞれの動作を制御する制御回路(ロジック回路、演算回路)CNTを有している。また、図1では図示を省略したが、制御部PW2は、上記の他、インバータ回路PWCの動作を制御する種々の制御回路を含んでいても良い。例えば、ゲート駆動回路GCから出力されるゲート駆動信号や、ゲート駆動回路GCに入力される信号などのノイズを低減させるノイズフィルタ回路が、制御部PW2に形成されていても良い。また例えば、出力部PW1を構成する電子部品の温度などを測定し、測定された電気信号のノイズフィルタリング、あるいは増幅を行う回路が、制御部PW2に形成されていても良い。
<電子装置>
次に、図1に示すインバータ回路PWCを構成する電子装置の例について説明する。以下で説明する電子装置EA1は、図1に示すレグLG1、LG2、およびLG3のうちのいずれか一つに対応した回路を備えた半導体モジュールである。図1に示すように、3個の電子装置EA1を用いて3相のインバータ回路PWCを構成することができる。また、1個の電子装置EA1を用いて単相のインバータ回路を構成することができる。また、以下の説明では、一例として、図1に示すU相に接続されたレグLG1に対応した電子装置EA1を取り上げて説明する。このため、以下の説明では、モータMTに接続される端子として、U相に接続される端子UTEを用いて説明する。しかし、図1に示す3個の電子装置EA1のそれぞれは同一構造なので、以下で説明する「U相に接続される端子UTE」の部分を「V相に接続される端子VTE」または「W相に接続される端子WTE」に置き換えることにより、レグLG2やレグLG3に対応する電子装置EA1の説明になる。
図2は、本実施の形態の電子装置の外観を示す斜視図である。図3は、図2に示す電子装置の内部構造を示す平面図である。図3では、基板WB上に搭載されている半導体装置PAC1、PAC2の封止体、およびバスバーBSPとバスバーBSNとの間に介在する絶縁板IF1にドットパターンを付している。また、図4は、図2のA−A線に沿った断面図である。図4では、基板WBなどの部材に設けられた貫通孔の部分に点線を付している。また、図4に示す端子UTEは、図2のA−A線に沿った断面以外の断面に配置されるバスバーBSUを経由して導体パターンMP1に接続される。図4では、異なる断面に設けられたバスバーBSUの輪郭を、二点鎖線で示している。
図2に示すように、本実施の形態の電子装置EA1は、筐体CASと、筐体CASから露出する複数の外部端子とを有している。図4に示すように、筐体CASは、半導体装置(半導体部品、半導体パッケージ)PAC1、PAC2が搭載された基板WBが収容される収容部(空間、凹部)PKTを有している。筐体CASは、基板WBを覆うカバー部材であって、基板WBの上面WBtは、筐体CASに覆われている。図4に示す例では、基板WBの下面WBbは、筐体CASから露出している。
筐体CASおよび基板WBのそれぞれは、互いに重なるように設けられた貫通孔TH1を有し、貫通孔TH1に図示しないボルトなどの締結治具を挿入することにより、筐体CASと基板WBとを、図示しない実装基板に固定することができる。本実施の形態の例では、筐体CASは長方形の平面形状であり、X方向に沿って長辺、X方向に直交するY方向に沿って短辺を有している。
また、筐体CASから露出する複数の外部端子には、以下の端子が含まれる。すなわち、電子装置EA1は、端子PTEおよび端子NTEを有している。また、電子装置EA1は、図1に示すU相に接続される出力端子である端子UTEを有している。端子PTEは、図1に示す端子HTに接続されている。また端子NTEは、図1に示す端子LTに接続されている。また、電子装置EA1は、半導体装置との間で信号を伝送する複数の信号端子SGTEを有している。複数の信号端子SGTEには、半導体装置にゲート信号を伝送する端子GTE1、GTE2が含まれている。また、複数の信号端子SGTEには、例えば温度や電圧、あるいは電流など、半導体装置の動作状態を監視するための信号が出力される、モニタリング端子MTEが含まれている。本実施の形態の例では信号端子SGTEは、出力端子である。しかし、半導体装置に信号を入力する入力端子である信号端子SGTEが設けられていても良い。
複数の外部端子の配列方法には種々の変形例があるが、本実施の形態の例では、複数の外部端子は以下のように配列されている。すなわち、端子PTE、端子NTE、および端子UTEは、筐体CASの二つの長辺の間に、筐体CASの一方の長辺に沿ってX方向に配列されている。また、複数の信号端子SGTEは、筐体CASの一方の短辺に沿ってY方向に配列されている。
また、電子装置EA1の端子UTE、端子PTEおよび端子NTEのそれぞれは、以下の構造になっている。図4に示すように、筐体CASは、基板WBの上方においてX方向に沿って配列される凹部(外部端子部)UTC、凹部(外部端子部)NTC、および凹部(外部端子部)PTCを有している。凹部UTC、NTC、PTCのそれぞれには、ナットNUTが収容されている。また、筐体CASの収容部PKT内に収容された複数の半導体装置PAC1、PAC2と、外部機器(例えば、図1に示すモータMT)とを電気的に接続するための導電性部材であるバスバーBSP、BSN、およびBSUのそれぞれの一部分(露出部)は、筐体CASの外部に露出している。
このバスバーBSP、BSN、およびBSUのそれぞれが有する筐体CASからの露出部は、凹部PTC、NTC、UTCに収容されたナットNUTを覆っている。また、バスバーBSP、BSN、およびBSUのそれぞれが有する筐体CASからの露出部には貫通孔TH2が形成されている。図示しないボルトなどの締結治具を貫通孔TH2に挿入し、凹部PTC、NTC、UTCに収容されたナットNUTと締結することにより、バスバーBSP、BSN、およびBSUのそれぞれが有する筐体CASからの露出部である端子PTE、端子NTE、および端子UTEは、ナットNUTに固定される。
本願では、バスバーBSP、BSN、およびBSUのうち、筐体CASの外部に露出した部分(すなわち露出部)を外部端子として定義する。したがって、図3に示す複数の外部端子のそれぞれは、筐体CASで覆われた部分から筐体CASの外側に導出された導電性部材であるが、筐体CASで覆われている部分は、外部端子には含まれない。
また、電子装置EA1は、基板WBを有する。基板WBは、上面(表面、面)WBtと、上面WBtの反対側に位置する下面(裏面、面)WBbとを有している。基板WBの上面WBtは、一対の長辺と、一対の長辺と交差する一対の短辺から構成される概矩形形状をしている。図3に示す例では、基板WBの上面WBtは、X方向に延びる二つの長辺と、Y方向に延びる二つの短辺とを有している。基板WBの上面WBtには、複数の導体パターンMP1が形成されている。半導体装置(半導体部品)PAC1、PAC2は、基板WBの上面WBtに形成された導体パターンMP1上に搭載されている。
上記したように、本実施の形態の電子装置EA1は、図1に示すレグLG1に対応した回路を備えた半導体モジュールである。したがって、電子装置EA1は、図1に示すレグLG1の上アームに相当するトランジスタTrを備える半導体装置PAC1と、レグLG1の下アームに相当するトランジスタTrを備える半導体装置PAC2と、をそれぞれ1個有している。半導体装置PAC1と半導体装置PAC2は、X方向に沿って互いに隣り合うように搭載されている。
詳細は後述するが、電子装置EA1が有する2つの半導体装置は、互いに同様の構造を備えている。言い換えれば、電子装置EA1に含まれる2つの半導体装置は、互いに同種類の電子部品である。詳細は後述するが、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2とは、導体パターンMP1上に搭載される向きが相違する。また、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2とは、上記したように導体パターンMP1上に搭載される向きが相違することに伴って、リードLDの屈曲方向が互いに異なっている。ただし、上記した相違点を除き、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2は同じ構造を備える。例えば、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2とのそれぞれは、図1に示すトランジスタTrおよびダイオードFWDを備えている。
また、半導体装置PAC1にはバスバーBSPが接続され、半導体装置PAC2にはバスバーBSNが接続されている。また、半導体装置PAC1および半導体装置PAC2のそれぞれは、導体パターンMP1を介してバスバーBSUと電気的に接続されている。バスバーBSPおよびバスバーBSNの構造およびレイアウトの詳細については後述する。
また、図3に示すように、半導体装置PAC1は、端子GTE1およびモニタリング端子MTEに接続され、半導体装置PAC2は、端子GTE2およびモニタリング端子MTEに接続されている。半導体装置PAC1および半導体装置PAC2からは、それぞれ複数のリードLDが導出されている。複数のリードLDのそれぞれは、基板WBの上面WBtに形成された配線パターンである導体パターンMP2を介して信号端子SGTEに接続されている。
また、基板WBの上面WBtには、導体パターン(金属パターン)MP1が形成されている。半導体装置PAC1および半導体装置PAC2は、一つの導体パターンMP1上に搭載されている。言い換えれば、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2とは、導体パターンMP1を介して電気的に接続されている。導体パターンMP1は、バスバーBSUを介して端子UTEに接続されている。
<半導体チップの構造>
次に、電子装置EA1が備える各部材の詳細な構造について順に説明する。まず、図1に示すインバータ回路PWCを構成するトランジスタTrとダイオードFWDの構造について図面を参照しながら説明する。図5は、図1に示すトランジスタが形成された半導体チップの表面側の形状を示す平面図である。図6は、図5に示す半導体チップの裏面を示す平面図である。図7は、図5および図6に示す半導体チップが有するトランジスタの構造例を示す断面図である。
図3に示す電子装置EA1の場合、図1に示すインバータ回路PWCを構成するトランジスタTrとダイオードFWDとは、互いに独立した半導体チップに形成されている。以下では、トランジスタTrが形成された半導体チップについて説明した後、ダイオードFWDが形成された半導体チップについて説明する。
図5および図6に示すように、本実施の形態1における半導体チップCHP1は、表面(面、上面、主面)CHPt(図5参照)、および表面CHPtの反対側の裏面(面、下面、主面)CHPb(図6参照)を有している。半導体チップCHP1の表面CHPtおよび裏面CHPbは、それぞれ概四角形である。表面CHPtの面積と裏面CHPbの面積とは、例えば等しい。
また、図5に示すように、半導体チップCHP1は、表面CHPtに形成されたゲート電極(ゲート電極パッド、表面電極)GP、および表面CHPtに形成されたエミッタ電極(エミッタ電極パッド、表面電極)EPを有している。図5に示す例では、表面CHPtには、一つのゲート電極GPと、複数の(図5では4個の)エミッタ電極EPとが露出している。複数のエミッタ電極EPのそれぞれの露出面積は、ゲート電極GPの露出面積より大きい。詳細は後述するが、エミッタ電極EPは、インバータ回路PWC(図1参照)の出力端子、または端子LT(図1参照)に接続される。このため、エミッタ電極EPの露出面積を大きくすることで、大電流が流れる伝送経路のインピーダンスを低減できる。また、複数のエミッタ電極EPは、互いに電気的に接続されている。また、図5に対する変形例として、複数のエミッタ電極EPに代えて、一つの大面積のエミッタ電極EPが設けられていても良い。
また、図5に示す例では、表面CHPtにおいて、センシング電極ESPが露出している。センシング電極ESPは、エミッタ電極EPと一体に形成されている。センシング電極ESPからエミッタ電極EPの電圧などを検知することができる。図5に示すように、センシング電極ESPが露出する開口部と、エミッタ電極EPが露出する開口部とが離間している場合、センシング電極ESPにエミッタ電極EPを接続するための導電性部材のブリード減少を抑制できる点で好ましい。ただし、図5に対する変形例としては、センシング電極ESPの開口部とエミッタ電極EPの開口部とを分けない場合もある。
また、図6に示すように、半導体チップCHP1は、裏面CHPbに形成されたコレクタ電極(コレクタ電極パッド、裏面電極)CPを有している。半導体チップCHP1の裏面CHPb全体にわたって、コレクタ電極CPが形成されている。図5と図6を比較して判るように、コレクタ電極CPの露出面積は、エミッタ電極EPの露出面積よりもさらに大きい。詳細は後述するが、コレクタ電極CPは、インバータ回路PWC(図1参照)の出力端子、または端子HT(図1参照)に接続される。このため、コレクタ電極CPの露出面積を大きくすることで、大電流が流れる伝送経路のインピーダンスを低減できる。
なお、図5および図6では、半導体チップCHP1の基本構成について説明したが、種々の変形例がある。例えば、図5に示す電極に加え、温度検出用の電極、電圧検知用の電極、あるいは電流検知用の電極など、半導体チップCHP1の動作状態の監視用、あるいは半導体チップCHP1の検査用の電極などが設けられていても良い。これらの電極を設ける場合、ゲート電極GPと同様に、半導体チップCHP1の表面CHPtにおいて露出する。また、これらの電極は信号伝送用の電極に相当する。各エミッタ電極EPの露出面積(図5に示す複数の露出面のそれぞれ)は、信号伝送用の電極の露出面積より大きい。
また、半導体チップCHP1が備えるトランジスタTrは、例えば、図7に示すような構造を持っている。半導体チップCHP1の裏面CHPbに形成されたコレクタ電極CP上には、p型半導体領域PR1が形成されている。p型半導体領域PR1上にはn型半導体領域NR1が形成され、このn型半導体領域NR1上にn型半導体領域NR2が形成されている。そして、n型半導体領域NR2上にはp型半導体領域PR2が形成され、このp型半導体領域PR2を貫通し、n型半導体領域NR2に達するトレンチTRが形成されている。さらに、トレンチTRに整合してエミッタ領域となるn型半導体領域ERが形成されている。トレンチTRの内部には、例えば、酸化シリコン膜よりなるゲート絶縁膜GOXが形成され、このゲート絶縁膜GOXを介してゲート電極GEが形成されている。このゲート電極GEは、例えば、ポリシリコン膜から形成され、トレンチTRを埋め込むように形成されている。
このように構成されたトランジスタTrにおいて、ゲート電極GEは、図5に示すゲート電極GPを介して、ゲート端子GT(詳細は後述する)と接続されている。同様に、エミッタ領域となるn型半導体領域ERは、エミッタ電極EPを介して、エミッタ端子ET(詳細は後述する)と電気的に接続されている。コレクタ領域となるp型半導体領域PR1は、半導体チップCHP1の裏面CHPbに形成されているコレクタ電極CPと電気的に接続されている。
このように構成されているトランジスタTrは、パワーMOSFETの高速スイッチング特性および電圧駆動特性と、バイポーラトランジスタの低オン電圧特性を兼ね備えている。
なお、n型半導体領域NR1は、バッファ層と呼ばれる。このn型半導体領域NR1は、トランジスタTrがターンオフしているときに、p型半導体領域PR2からn型半導体領域NR2内に成長する空乏層が、n型半導体領域NR2の下層に形成されているp型半導体領域PR1に接触してしまうパンチスルー現象を防止するために設けられている。また、p型半導体領域PR1からn型半導体領域NR2へのホール注入量の制限などの目的のために、n型半導体領域NR1が設けられている。
また、トランジスタTrのゲート電極は、図1に示すゲート駆動回路GCに接続されている。このとき、ゲート駆動回路GCからの信号がゲート端子GT(図7参照)を介してトランジスタTrのゲート電極GE(図7参照)に印加されることにより、ゲート駆動回路GCからトランジスタTrのスイッチング動作を制御することができるようになっている。
次に、図1に示すダイオードFWDが形成された半導体チップについて説明する。図8は、図1に示すダイオードが形成された半導体チップの表面側の形状を示す平面図である。図9は、図8に示す半導体チップの裏面を示す平面図である。また、図10は、図8および図9に示す半導体チップが有するダイオードの構造例を示す断面図である。
図8および図9に示すように、本実施の形態1における半導体チップCHP2は、表面(面、上面、主面)CHPt(図8参照)、および表面CHPtの反対側の裏面(面、下面、主面)CHPb(図9参照)を有している。半導体チップCHP2の表面CHPtおよび裏面CHPbは、それぞれ概四角形である。表面CHPtの面積と裏面CHPbの面積とは、例えば等しい。また、図5と図8を比較して判るように、半導体チップCHP1(図5参照)の表面CHPtの面積は、半導体チップCHP2(図8参照)の表面CHPtの面積より大きい。
また、図8に示すように、半導体チップCHP2は、表面CHPtに形成されたアノード電極(アノード電極パッド、表面電極)ADPを有している。また、図9に示すように、半導体チップCHP2は、裏面CHPbに形成されたカソード電極(カソード電極パッド、裏面電極)CDPを有している。半導体チップCHP2の裏面CHPb全体にわたって、カソード電極CDPが形成されている。
また、半導体チップCHP2が備えるダイオードFWDは、例えば、図10に示すような構造を持っている。図10に示すように、半導体チップCHP2の裏面CHPbに形成されたカソード電極CDP上には、n型半導体領域NR3が形成されている。そして、n型半導体領域NR3上にn型半導体領域NR4が形成されており、n型半導体領域NR4上に、互いに離間したp型半導体領域PR3が形成されている。p型半導体領域PR3の間には、p型半導体領域PR4が形成されている。p型半導体領域PR3とp型半導体領域PR4上には、アノード電極ADPが形成されている。アノード電極ADPは、例えば、アルミニウム−シリコンから構成されている。
このように構成されたダイオードFWDによれば、アノード電極ADPに正電圧を印加し、カソード電極CDPに負電圧を印加すると、n型半導体領域NR4とp型半導体領域PR3との間のpn接合が順バイアスされ電流が流れる。一方、アノード電極ADPに負電圧を印加し、カソード電極CDPに正電圧を印加すると、n型半導体領域NR4とp型半導体領域PR3との間のpn接合が逆バイアスされ電流が流れない。このようにして、整流機能を有するダイオードFWDを動作させることができる。
<半導体装置の構成>
次に、図1に示すインバータ回路PWCを構成するスイッチである半導体装置の構成について図面を参照しながら説明する。上述したように、図3に示す電子装置EA1は、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2とを有している。しかし、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2は、同様の構成を備えている。このため、以下では、同様の構成の半導体装置PAC1と半導体装置PAC2とを、半導体装置(半導体部品)PACとして説明する。また、詳細は後述するが、本実施の形態のEA1では、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2とは構成部材の上下が反転した状態でそれぞれ導体パターンMP1上に搭載される。しかし、以下の説明において、半導体装置PACの各構成部材の上下について説明する場合、搭載時の向きに関わらず、図7に示す半導体チップCHP1の裏面CHPbから表面CHPtに向かう方向を上方向、表面CHPtから裏面CHPbに向かう方向を下方向と定義して説明する。また、各部材の面において、上面、あるいは下面として説明した場合にも同様である。
本実施の形態1における半導体装置PACは、図1に示すインバータ回路PWCの構成要素となる1つのトランジスタTrと1つのダイオードFWDとを1パッケージ化したものである。すなわち、本実施の形態1における半導体装置PACを2つ使用することにより、3相のインバータ回路PWCの一つのレグLG1に対応した電子装置(半導体モジュール、パワーモジュール)EA1(図3参照)が構成される。
図11は、図3に示す半導体装置の一方の主面側の形状例を示す平面図である。図12は、図11に示す半導体装置の反対側の主面の形状例を示す平面図である。また、図13は、図11および図12に示す半導体装置の内部構造を示す平面図である。図14は、図11のA−A線に沿った断面図である。図13では、ダイパッドDP、半導体チップCHP1、CHP2、エミッタ電極EP、ゲート電極GP、センシング電極ESP、およびアノード電極ADPの平面的な位置関係を明示するため、これらの輪郭を点線または実線で示している。また、図13では、見易さのため、図14に示す金属板MPL1、MPL2の図示は省略している。
図11および図12に示すように、半導体装置PACは、主面(上面、表面)MRt(図11参照)、主面MRtの反対側の主面(下面、裏面)MRb(図12参照)、および厚さ方向において主面MRtと主面MRbとの間に位置する側面MRs、を備える封止体(樹脂体)MRを有している。平面視において、封止体MRは長方形から成る。図11に示す例では、互いに対向する長辺LS1および長辺LS2と、長辺LS1、LS2と交差し、互いに対向する短辺SS3および短辺SS4と、を有している。
封止体MRは半導体チップCHP1(図14参照)および半導体チップCHP2(図14参照)を一括して封止する樹脂であって、例えば、エポキシ系の樹脂材料を主成分として含んでいる。また、半導体装置PACが備える複数の端子は、封止体MRから露出している。図11に示すように、封止体MRの主面MRtからは、エミッタ端子(パッケージ端子、表面端子)ETが露出している。エミッタ端子ETは、既に説明した図7に示す、半導体チップCHP1のエミッタ電極EPに接続される端子(パッケージ端子)である。また、図12に示すように、封止体MRの主面MRbからは、コレクタ端子(パッケージ端子、裏面端子)CTが露出している。コレクタ端子CTは、図7に示す、半導体チップCHP1のコレクタ電極CPに接続される端子(パッケージ端子)である。
また、図11に示すように、封止体MRの側面MRsからは、ゲート端子GTが露出している。ゲート端子GTは、図7に示すように、半導体チップCHP1のゲート電極GEに接続される端子(パッケージ端子)である。また、図12に示すように、封止体MRの側面MRsからは、信号端子STが露出している。信号端子STは、半導体装置の動作状態を監視するための信号を伝送する端子である。なお、図11に示すゲート端子GTは、図7に示すゲート電極GEにゲート信号を伝送する信号端子の一種である。このような信号伝送経路を構成する端子であるゲート端子GTおよび信号端子STとしては、封止体MRの内部から外部に向かって導出される、リードLDが用いられている。リードLDは、図14に示すように、封止体MRの側面MRsから封止体MRの外側に向かって突出している。
リードLDは、封止体MRの内外の境界の部分における断面積が、エミッタ端子ETやコレクタ端子CTの封止体MRからの露出面積と比較して小さい。このため、信号端子STの数が増加しても半導体装置PACの大型化を抑制できるという点で有利である。一方、エミッタ端子ETやコレクタ端子CTのように、封止体MRからの露出面積が大きい場合、伝送経路の断面積を大きくできるので、伝送経路の抵抗成分やインダクタンス成分を低減できる点で有利である。エミッタ端子ETやコレクタ端子CTには大電流が流れるため、できるだけ抵抗成分やインダクタンス成分を低減することが好ましい。一方、ゲート端子GTや信号端子STに流れる電流は相対的に低い。したがって、相対的に大きい電流が流れるエミッタ端子ETやコレクタ端子CTは封止体MRからの露出面積を大きくすることが好ましい。また、基板WB(図3参照)の導体パターンMP1(図3参照)に搭載される側の面は、半導体装置PAC1、PAC2の主な放熱経路になる。このため、放熱特性を向上させる観点から、金属パターンMP1に接続されるエミッタ端子やコレクタ端子の露出面積を大きくすることが好ましい。
次に、半導体装置PACの内部構造について説明する。図13および図14に示すように、封止体MRの内部には、矩形形状のダイパッド(チップ搭載部、金属プレート、タブ、ヒートスプレッダ)DPが配置されている。このダイパッドDPは、放熱効率を高めるためのヒートスプレッダとしても機能し、例えば、熱伝導率の高い銅を主成分とする金属材料から構成されている。ここで、「主成分」とは、部材を構成する構成材料のうち、最も多く含まれている材料成分のことをいい、例えば、「銅を主成分とする材料」とは、部材の材料が銅を最も多く含んでいることを意味している。本明細書で「主成分」という言葉を使用する意図は、例えば、部材が基本的に銅から構成されているが、その他に不純物を含む場合を排除するものではないことを表現するためである。
また、図13に示すように、ダイパッドDPの投影面積は、半導体チップCHP1の表面CHPtの面積および半導体チップCHP2の表面CHPtの面積の合計より大きい。このため、一つのダイパッドDP上に半導体チップCHP1および半導体チップCHP2の両方を搭載することができる。
図14に示すように、ダイパッドDP上には、例えば、半田や導電性樹脂からなる導電性接着材(ダイボンド材、導電性部材、接続部材、接合材)ADH1を介して、IGBTが形成された半導体チップCHP1、および、ダイオードが形成された半導体チップCHP2が搭載されている。このとき、半導体チップCHP1および半導体チップCHP2が搭載されている面をダイパッドDPの上面と定義し、この上面と反対側の面を下面と定義する。この場合、半導体チップCHP1および半導体チップCHP2は、ダイパッドDPの上面上に搭載されている。
ダイオードが形成された半導体チップCHP2は、半導体チップCHP2の裏面に形成されたカソード電極CDPが、導電性接着材ADH1を介して、ダイパッドDPの上面に向かい合うように搭載されている。この場合、半導体チップCHP2の表面CHPtに形成されているアノード電極ADPは、クリップCLPと向かい合っている。一方、IGBTが形成された半導体チップCHP1は、半導体チップCHP1の裏面CHPbに形成されたコレクタ電極CPが、導電性接着材ADH1を介して、ダイパッドDPの第1面に向かい合うように搭載される。この場合、半導体チップCHP1の表面CHPtに形成されているエミッタ電極EPおよびゲート電極GPは、クリップCLPと向かい合っている。このように、半導体チップCHP1のコレクタ電極CPと半導体チップCHP2のカソード電極CDPとは、導電性接着材ADH1およびダイパッドDPを介して電気的に接続されている。
また、図14に示すように、ダイパッドDPの下面は、封止体MRの主面MRbから露出しており、この露出しているダイパッドDPの下面がコレクタ端子CTになっている。このため、半導体チップCHP1のコレクタ電極CPと半導体チップCHP2のカソード電極CDPとは、導電性接着材ADH1を介してコレクタ端子CTと電気的に接続されている。
また、図3に示す半導体装置PAC1を基板WBに実装した時に、ダイパッドDP(図14参照)の下面は、基板WB上に形成された導体パターンMP1と電気的に接続される面である。半導体装置PACのように、コレクタ端子CTであるダイパッドDPを封止体MRの主面MRbにおいて露出させた場合、上記したように、コレクタ端子CTの露出面積を大きくすることができる。これにより、コレクタ端子CTを経由する伝送経路の抵抗成分およびインダクタンス成分を低減することができる。また、コレクタ端子CTの露出面積を大きくすることにより、放熱経路における熱抵抗を低減できる。
また、図14に示すように、ダイパッドDPの厚さは、ゲート端子GTや信号端子ST(図12参照)の厚さより厚い。この場合、ダイパッドDPの熱容量を大きくすることができるので、ダイパッドDPを経由する放熱パスの放熱効率を向上させることができる。
また、図14に示すように、半導体チップCHP1のエミッタ電極EP、および、半導体チップCHP2のアノード電極ADP上には、導電性部材であるクリップ(導電性部材、金属プレート、電極接続部材)CLPが配置されている。本実施の形態の例ではクリップCLPは、リードLDCと一体に形成された導電性部材のうち、封止体MRの主面MRtにおいて露出する一部分である。リードLDCは、クリップCLPと見做すこともできる。ただし、本実施の形態では、封止体MRの主面MRtから露出する露出面はエミッタ端子ETとして利用され、封止体MRの側面MRsから露出するリードLDCはエミッタ端子ETとしては利用されないので、エミッタ端子ETとリードLDCを区別している。
また、図14に示す例では、半導体チップCHP1のエミッタ電極EPは、エミッタ電極EP側から順に積層された導電性接着材ADH2、金属板MPL1、および導電性接着材ADH3を介してクリップCLPと電気的に接続されている。また、半導体チップCHP2のアノード電極ADPは、アノード電極ADP側から順に積層された導電性接着材ADH2、金属板MPL2、および導電性接着材ADH3を介してクリップCLPと電気的に接続されている。
また、図14に示すように、クリップCLPの上面は、封止体MRの主面MRtから露出しており、この露出しているクリップCLPの上面がエミッタ端子ETになっている。このため、半導体チップCHP1のエミッタ電極EPと半導体チップCHP2のアノード電極ADPとは、エミッタ端子ETと電気的に接続されている。このように、エミッタ端子ETであるクリップCLPを封止体MRの主面MRtにおいて露出させた場合、上記したように、エミッタ端子ETの露出面積を大きくすることができる。これにより、エミッタ端子ETを経由する伝送経路の抵抗成分およびインダクタンス成分を低減することができる。
なお、クリップCLPは、例えば銅(Cu)を含む金属材料から成る。また、図示は省略しているが、クリップCLPの表面が例えば錫めっきなどにより形成された金属膜で覆われていても良い。この場合、銅の酸化による実装不具合を回避できる。
また、図14に示す例では、クリップCLPはリードLDCと一体に形成されているので、クリップCLPの厚さは、ゲート端子GTや信号端子STの厚さと同じである。ただし、後述するように、本実施の形態では、クリップCLPを封止体MRで覆った後、研磨することにより、クリップCLPの一部分を封止体MRから露出させる。この場合、クリップCLPの一部分が研磨されるので、クリップCLPのうち、露出面を持つ部分の厚さは、クリップCLPの他の部分(例えば図14に示すリードLDCの部分)の厚さより薄い。一方、ゲート電極GPとゲート端子GTとを接続するワイヤBWのループ高さを確保するためには、クリップCLPと半導体チップCHP1との間、およびクリップCLPと半導体チップCHP2との間が広くなる。そこで、図14に示す半導体装置PACの場合、クリップCLPと半導体チップCHP1との間に金属板MPL1が配置され、クリップCLPと半導体チップCHP2との間には金属板MPL2が配置されている。金属板MPL1は、導電性接着材ADH2を介して半導体チップCHP1と接着され、導電性接着材ADH3を介してクリップCLPと接着されている。また、金属板MPL2は、導電性接着材ADH2を介して半導体チップCHP2と接着され、導電性接着材ADH3を介してクリップCLPと接着されている。
なお、クリップCLPの実施態様は、図14に示す態様以外に種々の変形例がある。例えば、クリップCLPとリードLDCとが別部材として分離して形成されている場合には、クリップCLPの形状の設計上の自由度は高くなる。このため、例えば、図14に示すクリップCLP、導電性接着材ADH3、および金属板MPL1、MPL2のそれぞれを一体化した金属部材としてクリップCLPを構成することもできる。この場合、クリップCLPは図14に示す導電性接着材ADH2を介して半導体チップCHP1および半導体チップCHP2に接続される。また、クリップCLPの一部分を屈曲させることにより、図14に示す金属板MPL1、MPL2および導電性接着材ADH3を省略することもできる。
また、リードLDCは、一部分が封止体MRの側面MRsから外側に突出しているが、封止体MRの外側の部分は他の部材に接続されていない。言い換えれば、リードLDCは端子(パッケージ端子)としての機能は有していない。したがって、本実施の形態に対する変形例としては、リードLDCが無くても良い。ただし、半導体装置の製造工程において、多品種の製品を製造する場合には、リードフレームの汎用性が高く、複数種類の製品に共通のリードフレームを利用できる方が好ましい。したがって、図13および図14に示すように、リードLDCがある場合、リードフレームの汎用性が向上するという利点がある。
また、半導体装置PACの場合、リードLDCは端子として機能しないので、クリップCLPがリードLDCとは分離された部材として形成される場合には、リードLDCは無くても良い。ただし、半導体装置PACの製造工程において、本実施の形態のように、クリップCLPとリードLDCとが一体に形成されている場合、クリップCLPと半導体チップCHP1、CHP2の位置合わせが容易である。
また、スイッチ素子である半導体装置PACのオン抵抗を低減する観点からは、ダイパッドDPに接続される導電性接着材ADH1や、クリップCLPと半導体チップCHP1、CHP2の電極とを電気的に接続する導電性接着材ADH2、ADH3には電気伝導率が高い材料を用いることが好ましい。電気伝導率が高い材料としては、半田の他、複数(多数)の導電性粒子を樹脂中に含有する導電性樹脂が例示できる。また、例えば銀(Ag)粒子などの複数(多数)の導電性粒子が焼結された、焼結金属膜を用いても良い。
ただし、半導体装置PACは、製品として完成した後、図3に示すように、基板WB上に実装される。この場合、半導体装置PAC1、PAC2と基板WBの接続に用いる接続部材にも、半田や導電性樹脂など、電気伝導率が高い材料を用いることが好ましい。この場合、図14に示す導電性接着材ADH1や導電性接着材ADH2、ADH3は、半導体装置PACを実装する際の処理温度に対する耐熱性を備えている必要がある。
例えば、半導体装置PACが半田を用いて実装される場合、半田を溶融させて接続させるため、加熱処理(リフロー)が必要である。半導体装置PACと基板WB(図3参照)との接続に使用される半田と、上述した半導体装置PACの内部で使用される半田が同じ材料である場合、半導体装置PACの実装時の加熱処理(リフロー)によって、半導体装置PACの内部の半田が溶融する懸念がある。
したがって、半導体装置PACの内部、および半導体装置PACの実装時に半田を使用する場合、半導体装置PACの内部には実装時に用いる半田よりも融点が高い高融点半田が使用されることが好ましい。
一方、半導体装置PACの実装時に導電性樹脂を用いる場合、導電性樹脂の樹脂成分を硬化させるための加熱処理(キュアベイク)が必要になる。しかし、一般に、樹脂の硬化温度は、半田の融点よりも低いので、この場合には、導電性接着材ADH1や導電性接着材ADH2は、半田であっても良いし、導電性樹脂であっても良い。
また、半導体装置PACの実装時に半田を用いる場合であっても、樹脂の耐熱温度が半田の融点よりも高いものであれば、導電性接着材ADH1や導電性接着材ADH2として、導電性樹脂を用いることができる。
また、図13および図14に示すように、半導体チップCHP1の表面には、ゲート電極GPが形成されており、ゲート電極GPは、導電性部材であるワイヤBWによって、ゲート端子GTと電気的に接続されている。ワイヤBWは、例えば、金、銅もしくはアルミニウムを主成分とする導電部材から構成されている。
平面視において、半導体チップCHP1は、半導体チップCHP2とゲート端子GTとの間に位置するようにダイパッドDP上に搭載されている。また、半導体チップCHP1は、ゲート電極GPが、エミッタ電極EPとゲート端子GTとの間に位置するようにダイパッドDP上に搭載されている。これにより、ゲート電極GPとゲート端子GTとを接続するワイヤBWの長さを短くすることができる。
また、図13に示す例では、信号端子STは、ワイヤBWを介してエミッタ用のセンシング電極ESPと電気的に接続されている。この場合、信号端子STは、半導体チップCHP1のトランジスタTr(後述する図15参照)に大電流を流す検査において、エミッタ電極EPの電圧を測定して出力する検査用の端子として利用できる。信号端子STは、図3に示すモニタリング端子MTEに接続され、検出した信号を外部に出力する。
また、図14に示すように、複数のワイヤBWのそれぞれは封止体MRにより封止されている。半導体装置PACを構成する各部材のうち、特に変形や損傷が生じやすいワイヤBWを封止体MRにより保護した状態で電子装置EA1(図3)に実装する場合、電子装置EA1への実装時の各部材のハンドリング性が向上する。これにより、電子装置EA1の組立て効率を向上させることができる。また、図14に示すように、半導体装置PACを構成する部品のうち、半導体チップCHP1、半導体チップCHP2、ダイパッドDPの一部、クリップCLPの一部、複数のリードLDのそれぞれの一部、およびワイヤBWが、例えば、樹脂によって封止されている。
また、図14に示すように、クリップCLP、ダイパッドDP、リードLD、およびリードLDCのそれぞれにおいて、封止体MRから露出している部分は金属膜SDFに覆われている。金属膜SDFは、例えば半田などの金属材料からなり、メッキ法により形成されている。半導体装置PACを図3に示す導体パターンMP1上に搭載する際に、半田を介して実装する場合、金属膜SDFで露出面が覆われていることにより半田の濡れ性が向上する。クリップCLPやリードLD、LDCの場合も同様である。特にダイパッドDPやクリップCLPが銅を主成分とする金属材料により形成されている場合、金属膜SDFで覆うことにより濡れ性を大きく向上させることができる。
<各部品の接続構造>
次に、図4に示す電子装置EA1が備える部品の接続構造について説明する。図15は、図4に示す電子装置の等価回路を示す説明図である。図16は、図3に示す半導体装置に接続されるバスバーの周辺を拡大して示す拡大断面図である。また、図17および図18は、図16に示すバスバーおよび半導体装置を側面から視た側面図である。図17は、図16に示すバスバーBSP側から絶縁板IF1を見た側面図である。また、図18は、図16に示すバスバーBSN側から絶縁板IF1を見た側面図である。
図3に示すように、電子装置EA1は、基板WBの上面WBtに形成された導体パターンMP1を有する。また、電子装置EA1は、半導体装置PAC1および半導体装置PAC2を有している。
また、図15に示すように、半導体装置PAC1および半導体装置PAC2のそれぞれは、トランジスタTrを備える半導体チップCHP1と、ダイオードFWDを備える半導体チップCHP2と、を有している。半導体装置PAC1および半導体装置PAC2のそれぞれは、半導体チップCHP1のエミッタ電極EPおよび半導体チップCHP2のアノード電極ADPに接続されたエミッタ端子ETと、半導体チップCHP1のコレクタ電極CPおよび半導体チップCHP2のカソード電極CDPに接続されたコレクタ端子CTと、を有している。半導体装置PAC1および半導体装置PAC2のそれぞれは、ワイヤBW(図14参照)を介して半導体チップCHP1のゲート電極GP(図14参照)に接続されたゲート端子GTを有している。
図15に示す半導体装置PAC1の半導体チップCHP1のコレクタ電極CPは、コレクタ端子CTを介して端子PTEに電気的に接続されている。また、半導体装置PAC2の半導体チップCHP1のエミッタ電極EPは、エミッタ端子ETを介して端子NTEに電気的に接続されている。図16に示すバスバーBSPは、図15に示す半導体装置PAC1のコレクタ電極CPと端子NTEとを電気的に接続する伝送経路に相当する。図16に示すバスバーBSNは、図15に示す半導体装置PAC2のエミッタ電極EPと端子NTEとを電気的に接続する伝送経路に相当する。
また、図15に示す半導体装置PAC1の半導体チップCHP1のエミッタ電極EPは、エミッタ端子ETおよび導体パターンMP1を介して端子UTEに電気的に接続されている。また、半導体装置PAC2の半導体チップCHP1のコレクタ電極CPは、コレクタ端子CTおよび導体パターンMP1を介して端子UTEに電気的に接続されている。図3および図4に示すバスバーBSUは、図15に示す導体パターンMP1と端子UTEとを電気的に接続する伝送経路に相当する。
また、半導体装置PAC2のコレクタ端子CTと、半導体装置PAC1のエミッタ端子ETとは、導体パターンMP1を介して互いに電気的に接続されている。言い換えれば、半導体装置PAC2のコレクタ電極CPと、半導体装置PAC1のエミッタ電極EPとは、導体パターンMP1を介して互いに電気的に接続されている。図1を用いて説明したインバータ回路PWCを動作させる時、半導体装置PAC1は、ハイサイド用のスイッチとして動作し、半導体装置PAC2は、ロウサイド用のスイッチとして動作する。
また、図15に示す半導体装置PAC1のゲート端子GTは、封止体MR(図14参照)の外部に屈曲部を有し、基板WB上に形成された導体パターンMP2(図3参照)を介して端子GTE1に接続されている。言い換えれば、半導体装置PAC1の半導体チップCHP1のゲート電極GP(図14参照)は、基板WB上に形成された導体パターンMP2(図3参照)を介して端子GTE1に接続されている。
同様に、図15に示す半導体装置PAC2のゲート端子GTは、封止体MR(図14参照)の外部に屈曲部を有し、基板WB上に形成された導体パターンMP2(図3参照)を介して端子GTE2に接続されている。言い換えれば、半導体装置PAC2の半導体チップCHP1のゲート電極GP(図14参照)は、基板WB上に形成された導体パターンMP2を介して端子GTE2に接続されている。
また、図16に示すように、半導体装置PAC1および半導体装置PAC2のそれぞれは、基板WBの上面WBtと対向する基板側主面と上記基板側主面の反対側に位置する反対側主面とを有し、バスバーBSPは半導体装置PAC1の上記反対側主面に接合され、バスバーBSNは半導体装置PAC2の上記反対側主面に接合されている。
詳しくは、図16に示す半導体装置PAC1の封止体MR(図14参照)の主面MRtは、基板WBの上面WBtと対向している。半導体装置PAC1の封止体MRの主面MRtから露出するクリップCLPは、接続部材BND1を介して導体パターンMP1に接合されている。また、半導体装置PAC1の封止体MRの主面MRbから露出するダイパッドDPは、接続部材(導電性部材、導電性接着材、接合材)BND3を介してバスバーBSPの接合部BPCに接合されている。半導体装置PAC1のダイパッドDPは、バスバーBSPを介して端子PTEと電気的に接続されている。
また、図16に示す半導体装置PAC2の封止体MR(図14参照)の主面MRbは、基板WBの上面WBtと対向している。半導体装置PAC2の封止体MRの主面MRbから露出するダイパッドDPは、接続部材(導電性部材、導電性接着材、接合材)BND2を介して導体パターンMP1に接合されている。半導体装置PAC2の封止体MRの主面MRtから露出するクリップCLPは、接続部材(導電性部材、導電性接着材、クリップボンド材、接合材)BND4を介してバスバーBSNの接合部BPCに接合されている。半導体装置PAC2のクリップCLPは、バスバーBSNを介して端子NTEと電気的に接続されている。
図16に示す接続部材BND1、BND2、BND3、およびBND4のそれぞれは、図14を用いて説明した導電性接着材ADH1や導電性接着材ADH2と同様に、半田または導電性樹脂などの導電性材料である。
また、図3および図4に示すバスバーBSUは、導体パターンMP1に電気的に接続されている。図3では図示は省略したが、バスバーBSUは、図16に示す接続部材BND1と同じ導電性材料を介して導体パターンMP1に接合されている。半導体装置PAC1のクリップCLPおよび半導体装置PAC2のダイパッドDPは、導体パターンMP1およびバスバーBSUを介して端子UTEと電気的に接続されている。
バスバーBSN、バスバーBSP、および図3に示すバスバーBSUは、半導体装置の端子と電子装置の外部端子とを電気的に接続する経路中に配置される棒状(板状)の導電性部材であって、伝送経路中における伝送ロスを低減するように構成されている。例えば、バスバーBSN、バスバーBSP、および図3に示すバスバーBSUは、電気伝導率が高い材料により構成されている。電気伝導率が高い材料としては例えば、銅(Cu)を主成分とする金属材料、あるいはアルミニウム(Al)を主成分とする金属材料などを例示することができる。また、例えば、バスバーBSNおよびバスバーBSPは、例えば図3に示すリードLDなどの部材と比較して、伝送経路の断面積が大きくなっている。
<バスバーのレイアウト>
次に、図4に示すバスバーのレイアウトについて説明する。以下の説明において、例えば「Z方向におけるバスバーBSPの部分BP1の延在距離D1」のように、電子装置EA1の構成部材の一部分の延在距離について説明する場合、延在距離は以下の定義により規定される。例えば、バスバーBSPの場合、X方向またはZ方向に沿って延びる延在部(部分BP1、BP2、BP3、および接合部BPC)と、二つの延在部の間にある屈曲部を有している。以下の説明において、延在距離という時には、屈曲部の長さが含まれない延在部の長さを示している。例えば、「Z方向におけるバスバーBSPの部分BP1の延在距離D1」には、部分BP2の板厚分と、接合部BPCの板厚分が含まれず、部分BP1がZ方向に延びている長さがこれに相当する。また、バスバーBSNの部分BP1は、バスバーBSPの部分BP1と対向する部分という定義により規定されるので、「Z方向におけるバスバーBSNの部分BP1の延在距離D1」は、「Z方向におけるバスバーBSPの部分BP1の延在距離D1」と等しい。
電子装置EA1のように、インバータ回路を備えた電子装置に対する様々な性能向上要求の中には、スイッチとして動作するトランジスタと外部端子とを接続する伝送経路のインダクタンスやインピーダンスを低減する要求が含まれる。特に、図15に示す各伝送経路のうち、相対的に高い電位が供給される端子PTEとトランジスタTrとを接続する経路、および相対的に低い電位が供給される端子NTEとトランジスタTrとを接続する経路は、インダクタンスを低減することにより、入力電圧の損失を低減することができる。また、上記の経路のインダクタンスを低減することにより、サージノイズが低減される。この場合、サージノイズを低減するためにサージフィルタなどの別部品を搭載しなくて良いので、部品点数削減の観点、あるいは装置の小型化の観点で好ましい。
したがって、電子装置EA1のように、半導体部品と外部端子とをバスバーで接続する構造を有するモジュールの場合、バスバーに生じる寄生インダクタンスをできる限り小さくすることが好ましい。バスバーに生じる寄生インダクタンスを低減する方法としては、まず、バスバーの延在距離(配線経路距離)を短くすることが好ましい。また、図16に示すように、ハイサイド側のバスバーBSPの一部分と、ロウサイド側のバスバーBSNが互いに対向した状態で並走している部分では、バスバーBSPとバスバーBSNとの間に相互インダクタンスが生じる。この場合、相互インダクタンスの影響により、バスバーBSP、BSNに生じる寄生インダクタンスを低減することができる。このように相互インダクタンスを利用して、バスバーBSP、BSNに生じる寄生インダクタンスを低減する方法の場合、バスバーBSPとバスバーBSNとが互いに対向している部分の面積が大きい程、寄生インダクタンスの低減効果が大きい。また、バスバーBSPとバスバーBSNとの離間距離が小さい方が、相互インダクタンスの影響を大きくできるので、寄生インダクタンスの低減効果が大きい。
したがって、バスバーBSP、BSNのレイアウトを検討する場合、電力変換効率を向上させる観点からは、バスバーBSP、BSNの延在距離(配線経路距離)を短く、かつ、近距離で互いに対向した状態で並走する部分の面積を大きくすることが好ましい。
上記の通り、電子装置EA1の場合、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2のそれぞれは、上下が反転した状態で基板WB上に搭載されている。言い換えれば、半導体装置PAC1の半導体チップCHP1(図14参照)の表面電極(図14に示すエミッタ電極EP)は、基板WBと半導体装置PAC1の半導体チップCHP1の裏面電極(図14に示すコレクタ電極CP)との間にある。また、半導体装置PAC2の半導体チップCHP1の裏面電極は、基板WBと半導体装置PAC2の半導体チップCHP1の表面電極との間にある。
このため、電子装置EA1の場合、バスバーBSPおよびバスバーBSNのそれぞれは、基板WB上の導体パターンMP1まで到達せず、バスバーBSPおよびバスバーBSNと基板WBとの間には、半導体装置PAC1、またはPAC2がある。これにより、バスバーBSP、BSNによる伝送経路距離を短くすることができる。
また、電子装置EA1のようなパワーモジュールの場合、バスバーBSPに供給される電位(ハイサイド電位)とバスバーBSNに供給される電位(ロウサイド電位)の電位差が非常に大きく、例えば、数百ボルトになる。このため、バスバーBSPとバスバーBSNの絶縁性を確保する必要がある。バスバーBSPとバスバーBSNの絶縁耐圧を向上させる観点からは、バスバーBSPとバスバーBSNとの間に、例えば図16に示す絶縁板(絶縁材)IF1のような絶縁材料を介在させる方法が有効である。
一方、筐体CASの外部においては、例えば図16に端子PTE、NTEとして示すように、バスバーBSPとバスバーBSNとの間に絶縁部材が配置されていない。これにより、電子装置EA1を実装した時に、実装の自由度を向上させることができる。したがって、筐体CASの外部に露出する端子PTE、NTEの場合、端子PTEと端子NTEとの離間距離を大きくすることにより、絶縁耐圧を向上させる方法が採用される。特に、端子PTEと端子NTEとの間で放電が発生する場合、端子PTEと端子NTEとの間にある筐体CASの表面(外部への露出面)に沿って放電するので、端子PTEと端子NTEとの間の沿面距離を長くすることにより絶縁耐圧を向上させることができる。本実施の場合、端子PTEと端子NTEとの離間距離は、バスバーBSPとバスバーBSNとの離間距離が最も小さい部分BP1における離間距離GD1より大きく、例えば8.8mmである。また、端子PTEに形成された貫通孔と、端子NTEに形成された貫通孔の中心間距離は、23mmである。
このように、バスバーBSP、BSNは、近距離で互いに対向した状態で並走する部分を有しつつ、かつ、筐体CASの外部において、沿面距離を大きくする必要がある。このため、図16に示す部分BP2として示すように、バスバーBSP、BSNのうちの少なくとも一方は、バスバーBSPとバスバーBSNとの離間距離が大きくなる方向に延びる部分BP2を有している。図16に示す例では、バスバーBSPは、バスバーBSNから離れるX方向に沿って延びる部分BP2を有している。
また、絶縁耐圧を考慮すると、バスバーBSPの部分BP2とバスバーBSNとの間には、絶縁材料が介在している必要があるので、バスバーBSPは、部分BP2と端子(露出部)PTEとの間に位置し、Z方向に沿って延びる部分BP3を有している。このように、バスバーBSPが部分BP3を有していることにより、バスバーBSNの露出部(端子NTE)とバスバーBSPの露出部(端子PTE)との離間距離を十分に大きくすることができる。
ここで、上記したように、バスバーBSP、BSNの延在距離(配線経路距離)を短く、かつ、近距離で互いに対向した状態で並走する部分BP1の面積を大きくすることが好ましい。この観点から、バスバーBSPの部分BP3のZ方向における延在距離D3は、出来る限り短くすることが好ましい。部分BP3のZ方向における延在距離D3を短くすることにより、バスバーBSPの部分BP1のZ方向における延在距離D1を大きくすることができる。そして延在距離D1を大きくすることにより、バスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1とが互いに対向する領域の面積を大きくすることができる。
図16に示す電子装置EA1が備えるバスバーBSPとバスバーBSNの構造は、以下のように表現できる。すなわち、バスバーBSPは、半導体装置(半導体部品)PAC1のエミッタ端子ETに接合される接合部BPC、および筐体CASの凹部PTC上において筐体CASの外部に露出する露出部(端子PTE)を有する。バスバーBSNは、半導体装置(半導体部品)PAC2のコレクタ端子CTに接合される接合部BPC、および筐体CASの凹部NTC上において筐体CASの外部に露出する露出部(端子NTE)を有する。また、バスバーBSPおよびバスバーBSNのそれぞれは、絶縁板IF1を介して互いに対向し、かつ、基板WBの上面WBtに交差するZ方向に沿って延びる部分BP1を備えている。バスバーBSPは、部分BP1と端子PTEとの間に位置し、バスバーBSNから離れるX方向に延びる部分BP2と、部分BP2と端子PTEとの間に位置し、Z方向に沿って延びる部分BP3と、を備えている。バスバーBSPおよびバスバーBSNの部分BP1、バスバーBSPの部分BP2、およびバスバーBSPの部分BP3のそれぞれは、筐体CASの収容部PKT内に配置されている。Z方向における部分BP3の延在距離D3は、X方向における部分BP2の延在距離D2より短い。
上記の通り、電子装置EA1の場合、バスバーBSPの部分BP3の延在距離D3が部分BP2の延在距離D2より短い。図16に示す例では、延在距離D3は、例えば5.0mmであり、延在距離D2は、例えば6.6mmである。筐体CASの厚さ(Z方向の高さ)を一定とすると、延在距離D3をできる限り小さくすることにより、バスバーBSPの部分BP1の延在距離D1を長くすることができる。図16に示す例では、Z方向におけるバスバーBSPの部分BP1およびバスバーBSNの部分BP1のそれぞれの延在距離D1は互いに等しく、それぞれ14.8mmである。つまり、図16に示す例では、延在距離D1は、部分BP3の延在距離D3より長い。また、図16に示す例では、延在距離D1は、部分BP2の延在距離D2より長い。
また、延在距離D3は、出来る限り短くすることが好ましいが、部分BP2が筐体CASに確実に覆われるようにするため、ある程度の長さが必要である。一方、バスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1との間には、絶縁板(絶縁材)IF1が介在しているので、互いに対向する部分BP1の離間距離GD1を小さくしても絶縁耐性を確保できる。したがって、図16に示す例では、バスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1との離間距離GD1は、Z方向におけるバスバーBSPの部分BP3の延在距離D3より短い。図16に示す例では、バスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1とは一定間隔で配置されており、離間距離GD1の値は、例えば1.0mmである。バスバーBSPおよびバスバーBSNのそれぞれの板厚(厚さ)は、それぞれ1.2mmであり、離間距離GD1の値は、バスバーBSPおよびバスバーBSNのそれぞれの板厚より小さい。離間距離GD1を短くすることにより、バスバーBSPとバスバーBSNに生じる相互インダクタンスの影響が大きくなり、寄生インダクタンスを低減させる効果が大きくなる。
電子装置EA1の場合、バスバーBSP、BSNのうち、バスバーBSPにはX方向に延びる部分BP2が設けられているが、バスバーBSNには、バスバーBSPの部分BP2に対応する部分が設けられていない。また、バスバーBSPの部分BP2を筐体CASで覆うため、バスバーBSPの部分BP2は、端子NTEや端子PTEよりも低い位置にある。したがって、バスバーBSNは、部分BP1と露出部である端子NTEとの間に配置され、Z方向に沿って延びる部分BP4を有している。バスバーBSNの部分BP4は、バスバーBSPの部分BP1とは対向しない。また、バスバーBSNの部分BP4は、筐体CASの一部分を介してバスバーBSPの部分BP3と対向している。バスバーBSNの部分BP4は、Z方向に延び、Z方向における部分BP4の延在距離D4は、バスバーBSPの部分BP3のZ方向における延在距離D3と、バスバーBSPの部分BP2の板厚の和に等しい。図16に示す例では、延在距離D4の値は、例えば6.2mmである。
なお、本実施の形態の例では、バスバーBSPのみに部分BP2が形成されている例を取り上げて説明した。しかし、部分BP2は、端子NTEと端子PTEとの離間距離が絶縁耐圧の観点から十分な長さにするために設けられた部分である。したがって、バスバーBSPおよびバスバーBSNのうち、少なくとも一方に部分BP2が設けられていれば良い。したがって、電子装置EA1に対する変形例としては、バスバーBSPに部分BP2が無く、バスバーBSNに部分BP2が設けられていても良い。あるいは、バスバーBSPおよびバスバーBSNの両方に部分BP2が設けられていても良い。この場合、図16に示す部分BP2の延在距離D2は、例えば図16に示す例の半分程度にできるので、延在距離D2が延在距離D3より短くなる場合もある。
また、収容部PKT内においてバスバーBSPとバスバーBSNの絶縁を確保するため、絶縁板IF1は、Z方向において、バスバーBSPの部分BP1およびバスバーBSNの部分BP1より長く伸びている。絶縁板IF1は、Z方向に沿って延びている。絶縁板IF1の一部分(上端部分)は、バスバーBSPの部分BP2より高い位置にある。また、絶縁板IF1の一部分(下端部分)は、バスバーBSPの接合部BPCおよびバスバーBSNの接合部BPCより低い位置にある。
基板WB上に2個の半導体装置PAC1、PAC2が搭載されている電子装置EA1の場合、図3を見て判るように基板WB上のレイアウトに余裕がある。このため、絶縁板IF1を境界にして、端子PTEに接続されるバスバーBSPおよび半導体装置PAC1と、端子NTEに接続されるバスバーBSNおよび半導体装置PAC2とを区画することができる。Z方向において、端子PTEは半導体装置PAC1とは重畳する。また、Z方向において、端子NTEは半導体装置PAC1とは重畳する。Z方向において、バスバーBSPの部分BP2と接合部BPCは重畳する。
図3および図16に示すように、半導体装置PAC1は、半導体装置PAC2に対向する側面MRs1を有している。また、半導体装置PAC2は、半導体装置PAC1の側面MRs1と対向する側面MRs2を有している。また図3に示すように、平面視において、バスバーBSPの部分BP1、バスバーBSNの部分BP1、および絶縁板IF1のそれぞれは、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2との間にある。また、図16に示すように、断面視(側面視と言い換えることもできる)において、バスバーBSPおよびバスバーBSNのそれぞれは、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2との間には無く、絶縁板IF1の一部分(下端部分)は、半導体装置PAC1の側面MRs1と半導体装置PAC2の側面MRs2との間にある。
詳細は後述するが、一つの基板WB上に搭載される半導体部品の数が多くなると、レイアウトの制約により、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2との間に絶縁板IF1を配置することが難しい場合もある。しかし、電子装置EA1のように、基板WBのように半導体装置PAC1、PAC2のレイアウトの自由度が高い場合には、絶縁板IF1の一部分(下端部分)が、半導体装置PAC1の側面MRs1と半導体装置PAC2の側面MRs2との間にあることが好ましい。この構成により、高い絶縁耐圧特性が得られる。
また、上記したように、相互インダクタンスを利用して、バスバーBSP、BSNに生じる寄生インダクタンスを低減する方法の場合、バスバーBSPとバスバーBSNとが互いに対向している部分の面積が大きい程、寄生インダクタンスの低減効果が大きい。このため、本実施の形態の電子装置EA1の場合、バスバーBSPの部分BP1およびバスバーBSNの部分BP1の幅を他の部分よりも広くすることにより、対向面積の増大を図っている。
詳しくは、図17に示すように、バスバーBSPの部分BP1はZ方向およびX方向(図16参照)のそれぞれと交差するY方向に延在する。また、Y方向における部分BP1の延在距離(幅)D1Wは、Z方向における部分BP1の延在距離D1より長い。またY方向における部分BP1の延在距離D1Wは、Y方向における部分BP3の延在距離(幅)D3Wより長い。同様に、図18に示すように、バスバーBSNの部分BP1はZ方向およびX方向(図16参照)のそれぞれと交差するY方向に延在する。また、Y方向における部分BP1の延在距離(幅)D1Wは、Z方向における部分BP1の延在距離D1より長い。またY方向における部分BP1の延在距離D1Wは、Y方向における部分BP4の延在距離(幅)D4Wより長い。
図17および図18に示す部分BP1の形状は、以下のように表現することができる。すなわち、図17に示すバスバーBSPの部分BP1は、側面視において、部分BP2と接合部BPCとの間に位置する中央部と、中央部の両隣にある張り出し部BPfを有している。同様に、図18に示すバスバーBSNの部分BP1は、側面視において、部分BP4と接合部BPCとの間に位置する中央部と、中央部の両隣にある張り出し部BPfを有している。
上記したように、バスバーに生じる寄生インダクタンスは、バスバーの延在距離(配線経路距離)を短くすることにより低減できるので、Z方向における部分BP1の延在距離D1が極端に長くなると、却って寄生インダクタンスが大きくなる場合がある。しかし、図17および図18に示すY方向の延在距離D1Wを大きくしても、寄生インダクタンスは増加しない。したがって、図4に示す収容部PKTに収容可能な範囲内において、図17および図18に示す張り出し部BPfの面積を大きくすることにより、寄生インダクタンスの増加を抑制(Z方向における部分BP1の延在距離D1が長くなるのを抑制)し、かつ相互インダクタンスの影響を大きくすることができる。
図17および図18に示す例では、各張り出し部BPfのY方向における長さ(幅、延在距離)は、図17に示すY方向における部分BP3の延在距離D3Wや図18に示すY方向における部分BP4の延在距離D4Wより大きい。
<半導体装置の製造方法>
次に、図3に示す電子装置EA1に搭載される、半導体装置PAC1および半導体装置PAC2の製造方法について説明する。ただし、上記したように、半導体装置PAC1と半導体装置PAC2は、同様の構成を備えている。このため、以下では、半導体装置PAC1および半導体装置PAC2の製造方法の説明において、互いに共通する部分は、半導体装置PACとして説明する。図19、図20および図21は、図13および図14に示す半導体装置の組立てフローを示す説明図である。なお、図19〜図21では、各ステップの近くに、各ステップの概要を示す平面図を付している。以下の説明では、原則として図19〜図21に記載された平面図、および既に説明した図(例えば図13や図14など)を参照して説明する。
<基材準備>
まず、図19に示すステップS1(基材準備工程)では、半導体チップを搭載するための基材であるダイパッドDPを準備する。なお、本実施の形態に対する変形例として、ダイパッドDPがリードフレームLF(ステップS4の平面図参照)と一体に形成されている場合、ステップS1では、ダイパッドDPおよび複数のリードLDとが一体に形成されたリードフレームLFを準備しても良い。
図14に示すように、本実施の形態のダイパッドDPの厚さは、リードLDやリードLDCの厚さよりも厚い。この場合、ダイパッドDPを経由する放熱パスの放熱効率を向上させることができる。しかし、ダイパッドDPの厚さがリードLDよりも厚いので、ダイパッドDPはリードフレームLF(図19参照)とは独立した部材として製造される。このため、本実施の形態の場合、ステップS1では、チップ搭載部であるダイパッドDPを準備する。ダイパッドDPは、例えば銅を主成分とする金属材料で形成されている。
<チップ搭載>
次に、図19に示すステップS2(チップ搭載工程)では、ダイパッドDP上に半導体チップCHP1および半導体チップCHP2を搭載する。図14に示すように、本工程では、半導体チップCHP1は、半導体チップCHP1の裏面CHPbに形成されたコレクタ電極CPとダイパッドDPとが対向するように導電性接着材ADH1を介して搭載される。なお、導電性接着剤ADH1は、例えば高融点はんだ等が挙げられる。また、半導体チップCHP2は、半導体チップCHP2の裏面CHPbに形成されたカソード電極CDPとダイパッドDPとが対向するように導電性接着材ADH1を介して搭載される。
本工程では、ダイパッドDP上において、半導体チップCHP1が搭載される予定領域(チップ搭載領域)と半導体チップCHP2が搭載される予定領域(チップ搭載領域)とのそれぞれに、ペースト状の導電性接着材ADH1を配置する。その後、半導体チップCHP1および半導体チップCHP2のそれぞれの裏面CHPb(図6および図9参照)側を導電性接着材ADH1に押し付けて半導体チップCHP1および半導体チップCHP2のそれぞれをダイパッドDP上に搭載する。
なお、図14に示す導電性接着材ADH1、ADH2、ADH3のそれぞれに、半田を用いる場合には、ステップS2では加熱処理(リフロー)を行わず、ステップS4として示すクリップ搭載工程の後でリフローを行う。一方、導電性接着材ADH1、ADH2、ADH3のそれぞれに、例えば銀(Ag)などの金属粒子が熱硬化性樹脂中に含有された導電性樹脂を用いる場合には、ステップS2において、導電性接着材ADH1を硬化させる温度での加熱処理(キュアベイク)を行っても良い。また、導電性接着材ADH1、ADH2、ADH3のそれぞれに、導電性樹脂を用いる場合であっても、ステップS4として示すクリップ搭載工程の後でキュアベイクを実施しても良い。
導電性接着材ADH1、ADH2、ADH3の順に融点が高い半田を用いる場合には、本工程でリフローを実施することもできる。ただし、リフローを実施した後は、洗浄処理を行い、フラックス成分の残差を除去する必要がある。したがって、製造効率を向上させる観点からは、リフローの回数は少なくする方が良い。
<金属板搭載>
次に、図19に示すステップS3(金属板搭載工程)では、半導体チップCHP1上に金属板MPL1を、半導体チップCHP2上に金属板MPL2を、それぞれ搭載する。詳しくは、金属板MPL1は、半導体チップCHP1のエミッタ電極EP上に導電性接着材ADH2(図14参照)を介して搭載される。また、金属板MPL2は、半導体チップCHP2のアノード電極ADP上に導電性接着材ADH2を介して搭載される。
本工程では、半導体チップCHP1のエミッタ電極EP上、および半導体チップCHP2のアノード電極ADP上にそれぞれペースト状の導電性接着材ADH2を配置する。その後、金属板MPL1、MPL2それぞれの一方の面を導電性接着材ADH2に押し付けて、金属板MPL1、MPL2を搭載する。
図14に示す導電性接着材ADH1、ADH2、ADH3のそれぞれに、用いる材料に応じて、加熱処理(リフローまたはキュアベイク)を実施するタイミングが異なることは、既に説明した。本工程でも同様なので重複する説明は省略する。
また、本工程は、クリップCLPをリードフレームLFと一体に形成することに伴って実施する工程である。クリップCLPがリードフレームLFとは別体として形成されている場合には本工程は省略できる。また、クリップCLPの一部分に曲げ加工が施され、金属板MPL1およびMPL2を使用しない場合には、本工程を省略することができる。
<クリップ搭載>
次に、図19に示すステップS4(クリップ搭載工程)では、半導体チップCHP1および半導体チップCHP2上にクリップCLPを搭載する。詳しくは、クリップCLPは、金属板MPL1上および金属板MPL2上に導電性接着材ADH3(図14参照)を介して搭載される。
本工程では、まず、金属板MPL1および金属板MPL2のそれぞれの上面上に、ペースト状の導電性接着材ADH3を配置する。その後、クリップCLPと複数のリードLDとが一体に形成されたリードフレームLFを準備して、クリップCLPの下面が半導体チップCHP1および半導体チップCHP2の表面CHPt(図5および図8参照)を覆うように位置合わせをする。本実施の形態のように、クリップCLPがリードフレームLFと一体に形成されている場合、リードフレームLFとダイパッドDP(または、リードフレームと半導体チップ)との位置合わせを行うことにより、複数のリードLDおよびクリップCLPの位置合わせを容易に行うことができる。
そして、クリップCLPの下面を導電性接着材ADH3に押し付けてクリップCLPを半導体チップCHP1および半導体チップCHP2上に搭載する。
また、クリップCLPは、複数のリードLDを有するリードフレームLFと一体に形成されている。このため、本工程では、ダイパッドDPの周囲に複数のリードLDが配置される。本工程は、リードフレーム搭載工程と見做すこともできる。なお、クリップCLPおよびダイパッドDPの両方がリードフレームLFとは別体で形成されている場合には、リードフレームLFは、ダイパッドDPまたはクリップCLPのうちのいずれか一方と予め接着固定されていることが好ましい。
<ワイヤボンド>
次に、図20に示すステップS5(ワイヤボンド工程)では、半導体チップCHP1のゲート電極GPとゲート端子GTであるリードLDとをワイヤBWを介して電気的に接続する。また、本工程では、図13に示すエミッタ用のセンシング電極ESPと信号端子STであるリードLDとをワイヤBWを介して電気的に接続する。
本工程では、例えば、ワイヤBWの一方の端部を半導体チップCHP1の電極(ゲート電極GPまたはエミッタ電極EP)に接続した後、ワイヤループを形成する。その後ワイヤBWをリードLDの一部分(ボンディング領域)に接続した後、ワイヤを切断すると、図14に示すワイヤBWが得られる。
なお、半導体チップCHP1の電極とリードLDとを電気的に接続する方法には、種々の変形例がある。例えば、ワイヤBWに変えて、帯状に延びる金属リボンを介して接続しても良い。
<封止>
次に、図20に示すステップS6(封止工程)では、半導体チップCHP1、半導体チップCHP2およびワイヤBWを樹脂で封止する。図22は、図20に示す封止工程において、半導体チップを封止する封止体が形成された状態を示す拡大断面図である。
本実施の形態では、封止工程において、例えばトランスファモールド方式により封止体MRを形成する。トランスファモールド方式では、図示しない成形型内にリードフレームLFが固定された状態で成形型のキャビティ内に樹脂を圧入する。封止体MRを構成する樹脂は、例えばエポキシ系の熱硬化性樹脂を主成分とし、例えばシリカなどのフィラ粒子を含んでいる。成形金型のキャビティ内に樹脂を充填すると、図20および図22に示す封止体MRの形状が得られる。成形金型内で樹脂を加熱して、樹脂の一部がある程度硬化すれば、成形金型からリードフレームLFを取り出すことができる。また、リードフレームLFを成形金型から取り出した後、加熱炉(ベイク炉)でさらに加熱して樹脂を本硬化状態(熱硬化性樹脂成分の全体が硬化した状態)にすると、図22に示す封止体MRが得られる。
本工程後、図20に示す研磨工程を実施する前には、図22に示すように、クリップCLPは封止体MRにより封止されている。封止体MRの主面MRt2は、図14に示す主面MRtとは異なる面である。一方、ダイパッドDPは、封止体MRの主面MRbから露出している。本実施の形態に対する変形例としては、封止工程においてクリップCLPが封止体MRから露出するように封止体MRを形成することもできる。
本実施の形態のように、封止工程においてクリップCLPが封止体MRにより封止される場合、上記したワイヤループの頂点とクリップCLPの上面の高低差が小さい場合でも、ワイヤBWのワイヤループの頂点とキャビティとを十分に離間させることができる。このため、封止工程におけるワイヤBWの変形を抑制できる。ただし、ワイヤBWを使用しない場合、あるいは、例えば上記した高低差が十分に確保され、ワイヤBWが変形する可能性が低い場合には、本工程において、クリップCLPの上面を露出させても良い。
また、封止体MRの主面MRb側については、上記のような理由がない。したがって、本工程では、図22に示すようにダイパッドDPの下面が封止体MRの主面MRbから露出するように、封止体MRを形成する。
<研磨>
次に、図20に示すステップS7(研磨工程)では、封止体MRの主面MRb(図22参照)の反対側に位置する主面(上面)MRt2を研磨しクリップCLPの上面を封止体MRの主面MRtから露出させる。
本工程では、図22に示す封止体MRの主面MRt2側を例えば、砥石を用いて機械的に研磨する。なお、研磨方法には種々の変形例があり、機械的に研磨する方法の他、化学機械的研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)を行ってもよい。本工程により、図14に示すように、クリップCLPの上面が封止体MRの主面MRtにおいて露出する。
なお、上記したように、封止工程において、クリップCLPの上面が封止体MRから露出するように封止体MRが形成されている場合には、本工程は省略できる。
<めっき>
次に、図21に示すステップS8(めっき工程)では、図14に示すように、封止体MRから露出するクリップCLPの上面、ダイパッドDPの下面、リードLDおよびリードLDCの封止体MRからの露出部分に金属膜を形成する。
本工程では、リードフレームLF(図21参照)を例えば半田材料を含む電解液であるメッキ液(図示は省略)に浸し、リードフレームLFをカソード電極として電流を流す。これにより、リードフレームLFのうち、樹脂である封止体MRから露出する金属部分に選択的に金属膜SDFが形成される。
本工程で形成された金属膜SDFは、半導体装置PACを、例えば図16に示す電子装置EA1に搭載する際の接続部材BND1として半田を用いる場合、半田の濡れ性を向上させる機能を有する。接続部材BND1が半田である場合には、金属膜SDFと接続部材BND1とは、互いに溶融し、一体化する。また、接続部材BND1が導電性樹脂である場合には、金属膜SDFは、形成されていなくても良い。
<個片化>
次に、図21に示すステップS9(個片化工程)では、リードフレームLFの枠部LFFから封止体MR毎のパッケージを切り離す。なお、図19〜図21では、一つのリードフレームに一つのパッケージPKG(図21参照)が形成される例を示している。もちろん実際に図19〜図21に示す態様で半導体装置PACを製造することもできる。しかし、製造効率を向上させる観点から、一つのリードフレームLFから複数個のパッケージPKGを取得する場合が多い。この場合、リードフレームの枠部LFFからパッケージPKGを切り離すことにより複数のパッケージPKGが互いに分離され、個片化される。
本工程では、複数のリードLD、LDCのそれぞれの枠部LFF側の一部分を切断する。また、本工程では、複数のリードLDおよび複数のリードLDCを互いに連結し、かつ、枠部LFFに接続されているタイバーTBを切断する。これにより、パッケージPKGは枠部LFFから分離され、かつ複数のリードLDおよび複数のリードLDCのそれぞれは、互いに分離される。
なお、図21では、個片化工程とリード成形工程とを分けて示しているが、個片化工程とリード成形工程を一括して行っても良い。
<リード成形>
次に、図21に示すステップS10(リード成形工程)では、複数のリードLDに対して曲げ加工を施し、半導体装置PAC1のリードLDの形状、または半導体装置PAC2のリードLDの形状を得る。リードLDの曲げ方向は、以下の通りである。
すなわち、図14に示す半導体装置PAC1のリードLDは、半導体装置PAC1の厚さ方向において、リードLDの先端が封止体MRの主面MRbより主面MRtに近くなるように折り曲げられる。また、半導体装置PAC2のリードLDは、半導体装置PAC2の厚さ方向において、リードLDの先端が封止体MRの主面MRtより主面MRbに近くなるように折り曲げられる。
また、本実施の形態では、複数のリードLDのうち、使用しないリードLDは封止体MRの側面MRsの近傍で切断される。また、本実施の形態では複数のリードLDCは半導体装置PACの端子として使用されない。このため、複数のリードLDCは、封止体MRの側面MRsの近傍で切断される。
<検査>
次に、図21に示すステップS11(検査工程)では、半導体装置PACに対して外観検査や電気的試験など必要な試験が実施される。検査の結果、合格と判定されたものは、図3に示す電子装置EA1に実装される。あるいは、電子装置EA1を別の場所で組み立てる場合には、合格と判定された半導体装置PACは、製品として出荷される。
<電子装置の製造方法>
次に、図4に示す電子装置の製造方法について説明する。図23および図24は、図4に示す電子装置の組立てフローを示す説明図である。なお、図23および図24では、各ステップの近くに、各ステップの概要を示す平面図を付している。以下の説明では、原則として図23および図24に記載された図、および既に説明した図(例えば図3や図4など)を参照して説明する。
<基板準備>
まず、図23に示すステップCS1(基板準備工程)では、基板WBを準備する。本工程で準備する基板WBには本電子装置固定のための貫通孔TH1が形成されている。また、基板WBの上面WBtには、導体パターンMP1および導体パターンMP2を含む、複数の導体パターンが形成されている。
<半導体部品搭載>
次に、図23に示すステップCS2(半導体部品搭載工程)では、基板WBの導体パターンMP1上に半導体装置PAC1および半導体装置PAC2を搭載する。図16に示すように、半導体装置PAC1は、基板WB上の導体パターンMP1と半導体装置PAC1のエミッタ端子ET(クリップCLP)とが対向した状態で接続部材BND1を介して導体パターンMP1上に搭載される。また、半導体装置PAC2は、基板WB上の導体パターンMP1と半導体装置PAC2のコレクタ端子CT(ダイパッドDP)とが対向した状態で接続部材BND2を介して導体パターンMP1上に搭載される。
本工程では、まず、導体パターンMP1の半導体部品搭載領域(半導体装置PAC1、PAC2が搭載される予定領域)に、接続部材BND1、BND2の原料であるペースト状のボンド材を塗布する。接続部材BND1、BND2の原料は、半田ペーストや導電性樹脂ペースト(導電性粒子を含有する樹脂ペースト)である。また同様のボンド材は、図3に示す複数の導体パターンMP2のそれぞれの一部分(リードLDが接続されるリード接続部)上にも塗布される。
その後、図16に示す半導体装置PAC1の主面MRt側において封止体MR(図14参照)から露出するエミッタ端子ETをボンド材(接続部材BND1の原料)に押し付けて、半導体装置PAC1を導体パターンMP1上に搭載する。また、半導体装置PAC2の主面MRb側において封止体MR(図14参照)から露出するコレクタ端子CTをボンド材(接続部材BND2の原料)に押し付けて、半導体装置PAC2を導体パターンMP1上に搭載する。
なお、図16に示す接続部材BND1、BND2、BND3、BND4のそれぞれに、半田を用いる場合には、ステップCS2では加熱処理(リフロー)を行わず、ステップCS4の加熱処理工程においてリフローを行う。一方、接続部材BND1、BND2、BND3、BND4のそれぞれに、例えば銀(Ag)などの金属粒子が熱硬化性樹脂中に含有された導電性樹脂を用いる場合には、ステップCS2において、接続部材BND1、BND2を硬化させる温度での加熱処理(キュアベイク)を行っても良い。また、接続部材BND1、BND2、BND3、BND4のそれぞれに、導電性樹脂を用いる場合であっても、ステップCS4の加熱処理工程において、キュアベイクを実施しても良い。
<バスバー搭載>
次に、図23に示すステップCS3(バスバー搭載工程)では、バスバーBSP、BSNおよびBSUのそれぞれが、搭載される。また、本工程では、図3に示す複数の信号端子SGTEのそれぞれが、基板WB上の導体パターンMP2上に搭載される。また、本工程では、バスバーBSPとバスバーBSNとの間に配置される絶縁板IF1も基板WB上に搭載される。
図16に示すように、バスバーBSPは、接続部材BND3を介して半導体装置PAC1のコネクタ端子CT(ダイパッドDP)上に搭載される。また、バスバーBSNは、接続部材BND4を介して半導体装置PAC2のエミッタ端子ET(クリップCLP)上に搭載される。また、本実施の形態では、絶縁板IF1には、バスバーBSPおよびバスバーBSNが貼り付けられ、固定されている。したがって、絶縁板IF1は、バスバーBSPおよびバスバーBSNを介して基板WB上に固定される。バスバーBSP、BSNおよび絶縁板IF1が互いに貼り合せられ、固定されている場合、バスバーBSP、BSNの位置合わせがし易い。
また、図4に示すようにバスバーBSUは、図示しない接続部材(接続部材BND1と同様の導電性接続部材)を介して基板WBの導体パターンMP1上に搭載される。また、図3に示す複数の信号端子SGTEのそれぞれは、図示しない接続部材(接続部材BND1と同様の導電性接続部材)を介して基板WBの導体パターンMP2の一部分(信号端子SGTEを搭載する端子接続部)上に搭載される。
図3に示すバスバーBSP、BSN、BSU、および複数の信号端子SGTEのそれぞれを搭載する接続部材(図16に示す接続部材BND3、BND4を含む)のそれぞれは、図16に示す接続部材BND1と同様の導電性接続部材である。したがって、本工程では、各部材の搭載場所に、接続部材の原料であるペースト材を塗布した後、各部材を搭載する。
本工程において、バスバーBSP、BSN、およびBSUのそれぞれには予め曲げ加工が施され、成形されている。例えば、バスバーBSPの場合、図16に示す接合部BPCと部分BP1との間には屈曲部がある。また、部分BP2と部分BP1との間には屈曲部がある。また、部分BP3と部分BP2との間には屈曲部がある。ただし、端子PTEと部分BP3との間は、本工程の段階では図24に示すように屈曲していない。同様に、図16に示すバスバーBSNの場合、接合部BPCと部分BP1との間には屈曲部があるが、本工程の段階では、端子NTEと部分BP4との間は屈曲していない。同様に、図4に示すバスバーBSUの場合、端子UTEに相当する部分は、本工程の段階では屈曲していない。これは、図24に示す筐体固定工程において、バスバーBSP、BSN、BSUを筐体CASの貫通孔に挿入し易くするためである。
<加熱処理>
次に、図23に示すステップCS4(加熱処理工程)では、半導体装置PAC1、PAC2、バスバーBSP、BSN、BSU、および複数の信号端子SGTEのそれぞれを搭載する接続部材に対して加熱処理を施す。
上記接続部材が半田である場合、半田の溶融温度までリフロー加熱した後、冷却することにより、接続部材のそれぞれが固まって、各部材が固定される。また、上記接続部材が導電性樹脂である場合、導電性樹脂に含まれる樹脂成分が硬化する温度までキュアベイク加熱を行う。これにより、導電性樹脂が硬化して、各部材が固定される。
<洗浄>
次に、図24に示すステップCS5(洗浄工程)では、加熱処理工程で上記した接続部材の周辺のフラックス残渣などを洗浄して除去する。なお、接続部材BND1、BND2、BND3、BND4のそれぞれに、導電性樹脂を用いる場合には、図24に示す洗浄工程は省略しても良い。
<筐体固定>
次に、図24に示すステップCS6(筐体固定工程)では、図4に示すように、基板WBの上方を覆うように筐体CASを配置して、筐体CASの収容部PKT内に基板WBおよび基板WB上に搭載された半導体装置PAC1、PAC2を収容する。
本工程では、基板WBの上面WBtの周縁部および2つの貫通孔周囲に、例えば図示しない接着材を塗布した状態で筐体CASを基板WBに向かって押し付ける。これにより、基板WBと筐体CASとが接着固定される。これにより、電子装置EA1が設置される電子装置設置面等と筐体CAS内部の電子部品等との沿面距離、言い換えれば絶縁耐圧が確保される。この時、筐体CASには複数の貫通孔が形成されており、この複数の貫通孔に図2に示すバスバーBSP、BSN、BSU、および複数の信号端子SGTEの一部分(露出部)が挿入される。これにより、図24に示すように、筐体CASからバスバーBSP、BSN、BSU、および複数の信号端子SGTEの一部分(露出部)が突出した構造物が得られる。
なお、筐体CASは、凹部(外部端子部)UTC、凹部(外部端子部)NTC、および凹部(外部端子部)PTCを有している。図24では、図示を省略したが、次の外部端子成形工程の前には、凹部UTC、NTC、およびPTCのそれぞれに図4に示すナットNUTが挿入される。
<外部端子成形>
次に、図24に示すステップCS7(外部端子成形工程)では、筐体CASから露出するバスバーBSP、BSN、およびBSUの一部分(露出部)のそれぞれに曲げ加工を施す。これにより、凹部UTCは端子UTEに、凹部NTCは端子NTEに、凹部PTCは端子PTEに、それぞれ覆われる。
<検査>
次に、図24に示すステップCS8(検査工程)では、電子装置EA1に対して外観検査や電気的試験など必要な試験が実施される。検査の結果、合格と判定されたものは、製品として出荷される。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2として、図1を用いて説明したレグLG1が、複数の上アームと、複数の下アームとから構成されるインバータ回路に組み込まれる電子装置EA2を取り上げて説明する。図25は、本実施の形態2の電子装置の回路構成例を示す回路図である。図25では、図1に示すインバータ回路PWCのレグLG1〜レグLG3のうち、レグLG1に着目して、レグLG1を単位レグLG1Aと単位レグLG1Bから構成する例を示している。なお、本実施の形態2では、上記実施の形態1との相違点を中心に説明し、上記実施の形態1と重複する説明は原則として省略する。
例えば、図1に示すインバータ回路PWCのように、一般的なインバータ回路において、レグLG1〜レグLG3は、それぞれ、1つの上アームと1つの下アームから構成されている。しかし、インバータ回路に流れる電流値によっては、上アームと下アームに流れる電流許容量を超える場合がある。そこで、本実施の形態のように、上アームおよび下アームをそれぞれ複数個ずつ有する構成とすることにより、インバータ回路に流れる電流の許容量を増加させることができる。
図25に示す電子装置EA2が備える回路は、図1に示すレグLG1に相当する部分を構成するが、レグLG1に単位レグLG1Aと単位レグLG1Bとが含まれている点で、相違する。電子装置EA2の場合、単位レグLG1Aと単位レグLG1Bとが並列接続されているので、レグLG1に大電流が流れても単位レグLG1Aと単位レグLG1Bとに電流を分散させることができる。つまり、電子装置EA2は、図15に示す電子装置EA1と比較して大電流を流すことが可能な構成になっている。
<電子装置の実装態様>
次に、図25に示す回路に対応する電子装置の構造例について説明する。なお、図26に示す電子装置EA2の外観は、図2に示す電子装置EA1の外観と同様なので図示は省略する。図26は、図25に示す電子装置の内部構造を示す平面図である。図27は、図26のA−A線に沿った断面図である。また、図28は、図27に示す半導体装置に接続されるバスバーの周辺を拡大して示す拡大断面図である。
また、図26に示すように、基板WBの上面WBt上には、半導体装置PAC1A、PAC1B、PAC2A、およびPAC2Bが搭載されている。この4つの半導体装置PAC1A、PAC1B、PAC2A、およびPAC2Bのそれぞれは、同様な構造になっており、それぞれ、図25に示すトランジスタTrとダイオードFWDを備えている。また、半導体装置PAC1A、PAC1B、PAC2A、およびPAC2Bのそれぞれは、パワートランジスタであるトランジスタTrのコレクタ電極CPと電気的に接続されるコレクタ端子CT、トランジスタTrのエミッタ電極EPと電気的に接続されるエミッタ端子ET、およびトランジスタTrのゲート電極と電気的に接続されるゲート端子GTを有する。半導体装置PAC1Aおよび半導体装置PAC2Aは、図25に示す単位レグLG1Aを構成し、半導体装置PAC1Bおよび半導体装置PAC2Bは、図25に示す単位レグLG1Bを構成する。
半導体装置PAC1Aおよび半導体装置PAC1Bは、X方向に互いに隣り合うように配列されている。また、図27に示すように、半導体装置PAC1Aおよび半導体装置PAC1Bのコレクタ端子CT(図28参照)は、バスバーBSPを介して互いに電気的に接続され、かつ、端子PTEと電気的に接続されている。言い換えれば、バスバーBSPは、半導体装置PAC1Aのコレクタ端子CTに接続される接合部BPCと、半導体装置PAC1Bのコレクタ端子CTに接続される接合部BPCと、を有している。
一方、半導体装置PAC1Aおよび半導体装置PAC1Bのエミッタ端子ET(図25参照)は、導体パターンMP1を介して互いに電気的に接続され、かつ、導体パターンMP1およびバスバーBSUを介して端子UTEと電気的に接続されている。
半導体装置PAC2Aおよび半導体装置PAC2Bは、X方向に互いに隣り合うように配列されている。また、図27に示すように、半導体装置PAC2Aおよび半導体装置PAC2Bのエミッタ端子ET(図28参照)は、バスバーBSNを介して互いに電気的に接続され、かつ、端子NTEと電気的に接続されている。言い換えれば、バスバーBSNは、半導体装置PAC2Aのエミッタ端子ETに接続される接合部BPCと、半導体装置PAC2Bのエミッタ端子ETに接続される接合部BPCと、を有している。
一方、半導体装置PAC2Aおよび半導体装置PAC2Bのコレクタ端子CT(図25参照)は、導体パターンMP1を介して互いに電気的に接続され、かつ、導体パターンMP1およびバスバーBSUを介して端子UTEと電気的に接続されている。
また、図26に示すように、半導体装置PAC1A、PAC1B、PAC2A、およびPAC2Bのそれぞれが有する複数のリードLDは、基板WBの上面WBtに形成された複数の導体パターンMP2に接続されている。複数の導体パターンMP2のそれぞれは、信号端子SGTEに接続されている。図2に示す電子装置EA1と同様に、複数の信号端子SGTEには、半導体装置にゲート信号を伝送する端子GTE1、GTE2が含まれている。また、複数の信号端子SGTEには、例えば温度や電圧、あるいは電流など、半導体装置の動作状態を監視するための信号が出力される、モニタリング端子MTEが含まれている。
また、電子装置EA2が備える、半導体装置PAC1A、PAC1B、PAC2A、およびPAC2Bのそれぞれは、基板WBの上面WBtと対向する基板側主面と上記基板側主面の反対側に位置する反対側主面とを有している。バスバーBSPは半導体装置PAC1AおよびPAC1Bの上記反対側主面に接合され、バスバーBSNは半導体装置PAC2AおよびPAC2Bの上記反対側主面に接合されている。
詳しくは、図28に示す半導体装置PAC1AおよびPAC1Bの封止体MR(図14参照)の主面MRtは、基板WBの上面WBtと対向している。半導体装置PAC1AおよびPAC1Bの封止体MRの主面MRtから露出するクリップCLPの露出面は、上記基板側主面に相当する。基板側主面に相当するクリップCLPの露出面は、接続部材BND1を介して導体パターンMP1に接合されている。
また、半導体装置PAC1AおよびPAC1Bの封止体MRの主面MRb(図14参照)から露出するダイパッドDPの露出面は、上記反対側主面に相当する。反対側主面に相当するダイパッドDPの露出面は、接続部材BND3を介してバスバーBSPの接合部BPCに接合されている。半導体装置PAC1A、PAC1BのダイパッドDPは、バスバーBSPを介して端子PTEと電気的に接続されている。
また、半導体装置PAC2AおよびPAC2Bの封止体MRの主面MRbから露出するダイパッドDPの露出面は、上記基板主面に相当する。基板側主面に相当するダイパッドDPの露出面は、接続部材BND2を介して導体パターンMP1に接合されている。また、半導体装置PAC2AおよびPAC2Bの封止体MRの主面MRt(図14参照)から露出するクリップCLPの露出面は、上記反対側主面に相当する。反対側主面に相当するクリップCLPの露出面は、接続部材BND4を介してバスバーBSNの接合部BPCに接合されている。半導体装置PAC2A、PAC2BのクリップCLPは、バスバーBSNを介して端子NTEと電気的に接続されている。例えば、図28に示すように、Z方向における部分BP3の延在距離D3は、X方向における部分BP2の延在距離D2より短い。
電子装置EA2のように、筐体CASの収容部PKT内に4個の半導体装置PAC1A、PAC1B、PAC2A、PAC2Bを収容する場合でも、図2に示す電子装置EA1と同じ外形寸法にすることは可能である。ただし、半導体装置PAC1A、PAC1B、PAC2A、PAC2Bは基板WB上に積層されず、それぞれが基板WB上に並べて配置されるので、バスバーBSPおよびバスバーBSNのレイアウトを含め、レイアウトの制約は大きい。
そこで、本実施の形態では、電子装置EA2において、筐体CASの外形サイズの増大を抑制しつつ、バスバーBSP、BSNの寄生インダクタンスを低減する技術について説明する。バスバーBSP、BSNの寄生インダクタンスを低減するための基本的な思想は、上記実施の形態1で説明したものと同じである。すなわち、バスバーBSP、BSNのレイアウトを検討する場合、電力変換効率を向上させる観点からは、バスバーBSP、BSNの延在距離(配線経路距離)を短く、かつ、近距離で互いに対向した状態で並走する部分の面積を大きくすることが好ましい。また、バスバーBSPとバスバーBSNとの間での絶縁耐圧を確保することが必要である。
まず、図26および図27に示すように、電子装置EA2の場合、バスバーBSPの部分BP1、バスバーBSNの部分BP1、および絶縁板IFのそれぞれが、半導体装置PAC1Aと重畳する位置に配置されている点で、図4に示す電子装置EA1と相違する。図27に示すように、半導体装置PAC1Bから筐体CASの側壁までの距離の制約により、電子装置EA2は、バスバーBSPが半導体装置PAC1Aと重畳する構造になっている。
この場合、バスバーBSPとバスバーBSNのそれぞれが近距離で互いに対向した状態で並走する部分BP1を有するように構成すると、図28に示すように絶縁板IF1およびバスバーBSNが半導体装置PAC1Aと重畳する。これにより、バスバーBSPとバスバーBSNとの間に生じる相互インダクタンスの影響を増大させ、寄生インダクタンスを低減できる。しかし、バスバーBSNが半導体装置PAC1Aと重畳している場合、図16に示す電子装置EA1と比較して、バスバーBSNと半導体装置PAC1Aの距離が近い。
したがって、電子装置EA2の絶縁耐圧特性を考慮すると、端子PTEに接続される伝送経路と、端子NTEに接続される伝送経路との間に確実に絶縁板IF1を介在させ、かつ、必要な沿面距離を確保することが重要である。特に、半導体装置PAC1Aのコレクタ端子CTの一部が、バスバーBSPに覆われず、封止体MR(図14参照)の外部に露出している場合、露出部分とバスバーBSNの沿面距離が短く成り易い。
電子装置EA2の場合、上記したコレクタ端子CTの露出部分において絶縁耐圧特性を向上させる観点から、以下の構造を採用している。すなわち、図28に示すように、バスバーBSNは、部分BP1と接合部BPCとの間に位置し、バスバーBSPから離れる方向(図28ではX方向)に延びる部分BP5と、部分BP5と接合部BPCとの間に位置し、Z方向に沿って延びる部分BP6と、を備えている。また、絶縁板IF1の一部分(先端部分)は、バスバーBSNの部分BP5より低い位置にある。
詳しくは、絶縁板IF1は、半導体装置PAC1Aのコレクタ端子CTのうち、バスバーBSPから露出する部分を覆っている。また、絶縁板IF1は、バスバーBSNの部分BP1と半導体装置PAC1との間に介在する。また、絶縁板IF1は、バスバーBSNの部分BP5の下面(半導体装置PAC1Aと対向する面)の少なくとも一部分を覆っている。これにより、端子PTEに接続される伝送経路と、端子NTEに接続される伝送経路との間に確実に絶縁板IF1を介在させる事ができるので、必要な沿面距離を確保することができる。
電子装置EA2の場合、上記の通り、端子PTEに接続される伝送経路と、端子NTEに接続される伝送経路の沿面距離を長くするため、バスバーBSNが、部分BP5および部分BP6から成る段差部を備えている。このため、図16に示す電子装置EA1と比較すると、バスバーBSPおよびバスバーBSNのそれぞれの部分BP1のZ方向における延在距離D1の長さが短い。しかし、本実施の形態のようにバスバーBSNの部分BP1が半導体装置PAC1Aと重畳するような場合には、絶縁耐圧特性の向上を優先させて、上記段差部が設けられていることが好ましい。
ただし、電子装置EA2の場合、図16に示す電子装置EA1と同様に、Z方向における部分BP3の延在距離D3を短くすることにより、部分BP1の延在距離D1の長さが長くなるように構成されている。図28に示す例では、延在距離D3は、例えば5.0mmであり、延在距離D2は、例えば6.6mmである。筐体CASの厚さ(Z方向の高さ)を一定とすると、延在距離D3をできる限り小さくすることにより、バスバーBSPの部分BP1の延在距離D1を長くすることができる。図28に示す例では、Z方向におけるバスバーBSPの部分BP1およびバスバーBSNの部分BP1のそれぞれの延在距離D1は互いに等しく、それぞれ11.8mmである。つまり、図28に示す例では、延在距離D1は、部分BP3の延在距離D3より長い。また、図28に示す例では、延在距離D1は、部分BP2の延在距離D2より長い。
また、バスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1との間には、絶縁板IF1が介在しているので、互いに対向する部分BP1の離間距離GD1を小さくしても絶縁耐性を確保できる。したがって、バスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1との離間距離GD1は、Z方向におけるバスバーBSPの部分BP3の延在距離D3より短い。図28に示す例では、バスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1とは一定間隔で配置されており、離間距離GD1の値は、例えば1.0mmである。バスバーBSPおよびバスバーBSNのそれぞれの板厚(厚さ)は、それぞれ1.2mmであり、離間距離GD1の値は、バスバーBSPおよびバスバーBSNのそれぞれの板厚より小さい。
一方、半導体装置PAC1Aの近傍では、絶縁耐圧特性を向上させる観点から、バスバーBSNとバスバーBSPとの離間距離が長くなっている。図28に示す例では、バスバーBSNの部分BP6とバスバーBSPとの離間距離GD2は、7.9mmである。なお、半導体装置PAC1Aと半導体装置PAC2Aとの離間距離は、3.0mmである。
また、電子装置EA2は、上記したように、基板WB上におけるレイアウトの制約により、バスバーBSNの一部分(部分BP1)が半導体装置PAC1Aと重畳する構造になっている。しかし、可能な限り、絶縁板IF1を境界にして、端子PTEに接続される伝送経路と端子NTEに接続される伝送経路とを区画することが好ましい。図27に示すように、電子装置EA2の場合、Z方向において、端子PTEは半導体装置PAC1Aおよび半導体装置PAC1Bのうち、少なくとも一方とは重畳する。図27に示す例では、端子PTEは半導体装置PAC1Bと重畳する。また、Z方向において、端子NTEは半導体装置PAC2Aおよび半導体装置PAC2Bのうち、少なくとも一方とは重畳する。図27に示す例では、端子NTEは半導体装置PAC2Aと重畳する。なお、電子装置EA2の場合、レイアウトの制約により全ての半導体装置を接続される端子の直下に配置することは難しい。例えば、Z方向において、半導体装置PAC2Bは、端子UTEと重畳している。
また、上記したように、電子装置EA2は、図16に示す電子装置EA1と比較してZ方向における部分BP1の延在距離D1が短い。したがって、相互インダクタンスの影響を大きくする観点から、図17および図18を用いて説明した構造を適用することが好ましい。すなわち、図17に示すように、バスバーBSPの部分BP1はZ方向およびX方向(図28参照)のそれぞれと交差するY方向に延在する。また、Y方向における部分BP1の延在距離(幅)D1Wは、Z方向における部分BP1の延在距離D1より長い。またY方向における部分BP1の延在距離D1Wは、Y方向における部分BP3の延在距離(幅)D3Wより長い。同様に、図18に示すように、バスバーBSNの部分BP1はZ方向およびX方向(図28参照)のそれぞれと交差するY方向に延在する。また、Y方向における部分BP1の延在距離(幅)D1Wは、Z方向における部分BP1の延在距離D1より長い。またY方向における部分BP1の延在距離D1Wは、Y方向における部分BP4の延在距離(幅)D4Wより長い。
言い換えれば、以下のように表現することができる。すなわち、図17に示すバスバーBSPの部分BP1は、側面視において、部分BP2と接合部BPCとの間に位置する中央部と、中央部の両隣にある張り出し部BPfを有している。同様に、図18に示すバスバーBSNの部分BP1は、側面視において、部分BP4と接合部BPCとの間に位置する中央部と、中央部の両隣にある張り出し部BPfを有している。
また、電子装置EA2の場合、半導体装置PAC1Aと半導体装置PAC1Bとの離間距離、および半導体装置PAC2Aと半導体装置PAC2Bとの離間距離は、半導体装置PAC1Aと半導体装置PAC2Aとの離間距離より短い。図27に示す例では、半導体装置PAC1Aと半導体装置PAC2Aとの離間距離は3.0mmであり、半導体装置PAC1Aと半導体装置PAC1Bとの離間距離、および半導体装置PAC2Aと半導体装置PAC2Bとの離間距離は、例えば1mmである。同じレグに含まれる半導体装置PAC1Aと半導体装置PAC1Bとの離間距離、および半導体装置PAC2Aと半導体装置PAC2Bとの離間距離は、電気特性の観点からは小さい程好ましい。ただし、導体パターンMP1上に配置される接続部材BND1、BND2の這い上がりや、洗浄性の悪化による洗浄残渣に起因して絶縁耐圧が低下することを考慮すると、ある程度の離間距離があることが好ましい。
このように、半導体装置PAC1Aと半導体装置PAC1Bとの離間距離、および半導体装置PAC2Aと半導体装置PAC2Bとの離間距離が短い場合、図27に示す隣り合う接続部材BND3の離間距離、および隣り合う接続部材BND4の離間距離がそれぞれ短くなる。このため、溢れた接続部材BND3、BND4が隣り合う半導体装置の間に回り込み、導体パターンMP1に接触することを抑制する観点から、図29および図30に示すような変形例が好ましい。図29は、図27に示すロウサイドのバスバーと半導体装置の接続部分の変形例を示す拡大断面図である。図30は、図27に示すハイサイドのバスバーと半導体装置の接続部分の変形例を示す拡大断面図である。
図29に示すように、バスバーBSNは、互いに隣り合う二つの接合部BPCの間にあり、かつ、基板WBから離れる方向に突出する突出部BSSを有している。また、図30に示すように、バスバーBSPは、互いに隣り合う二つの接合部BPCの間にあり、かつ、基板WBから離れる方向に突出する突出部BSSを有している。
図29に示すように、バスバーBSNの二つの接合部BPCおよび突出部BSSのそれぞれは、半導体装置PAC2Aの主面MStまたは半導体装置PAC2Bの主面MStに向かい合う裏面BSbと裏面BSbの反対側の表面BStを有する。半導体装置PAC2Aの主面MStから接合部BPCの裏面BSbまでのZ方向における間隔は、半導体装置PAC2Bの主面MStから突出部BSSの裏面BSbまでのZ方向における間隔より小さい。また、図30に示すように、バスバーBSPの二つの接合部BPCおよび突出部BSSのそれぞれは、半導体装置PAC1Aの主面MStまたは半導体装置PAC1Bの主面MStに向かい合う裏面BSbと裏面BSbの反対側の表面BStと、を有する。半導体装置PAC1Aの主面MStから接合部BPCの裏面BSbまでのZ方向における間隔は、半導体装置PAC1の主面MStから突出部BSSの前記裏面BSbまでのZ方向における間隔より小さい。
このように隣り合う接合部BPCの間に突出部BSSが設けられている場合、仮に接続部材BND3、BND4の配置量が多くても、突出部BSSの裏面BSb側に、余剰な接続部材BND3、BND4を吸収するスペースが確保できる。つまり、図29および図30に示す構造によれば、溢れた接続部材BND3、BND4が隣り合う半導体装置の間に回り込み、導体パターンMP1に接触することを抑制することができる。
また、電子装置EA2の製造方法は、図23に示す半導体部品搭載工程において、4個の半導体装置(半導体部品)が導体パターンMP1上に搭載される点で上記実施の形態1で説明した電子装置EA1の製造方法と相違する。また、図23に示すバスバー搭載工程において、バスバーBSNの部分BP1(図28参照)および絶縁板IF1のそれぞれが、半導体装置PAC1A(図28参照)と重畳するように搭載される点で、上記実施の形態1で説明した電子装置EA1の製造方法と相違する。
上記した相違点を除き、電子装置EA2は、上記実施の形態1で説明した電子装置EA1と同様である。したがって、重複する説明は省略する。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。なお、上記実施の形態中でもいくつかの変形例について説明したが、以下では、上記実施の形態で説明した変形例以外の代表的な変形例について説明する。
<変形例1>
例えば、上記実施の形態1では、図16に示すバスバーBSP、およびバスバーBSNのそれぞれが絶縁板IF1に貼り付けられた実施態様について説明した。しかし、図31に示す電子装置EA3のように、バスバーBSPおよびバスバーBSNの一部分が絶縁材である樹脂体IF2により封止されていても良い。図31は、図16に対する変形例である電子装置の拡大断面図である。
図31に示す電子装置EA3は、バスバーBSPおよびバスバーBSNの一部分が絶縁材である樹脂体IF2により封止されている点で図16に示す電子装置EA1と相違する。また、電子装置EA3のバスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1との間には、図16に示す絶縁板IF1は無く、代わりに、樹脂体IF2の一部分が埋め込まれている。
詳しくは、バスバーBSPの部分BP1およびバスバーBSNの部分BP1は一体に形成された一つの樹脂体IF2により封止され、バスバーBSPの接合部BPCおよび端子(露出部)PTEと、バスバーBSNの接合部BPCおよび端子(露出部)NTEのそれぞれは、樹脂体IF2から露出している。樹脂体IF2は、バスバーBSPおよびバスバーBSNを図示しない成形金型内に配置して、金型内に樹脂を供給して硬化させることにより形成される。
上記の方法で成形される樹脂体IF2を備える電子装置EA3の場合、バスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1との離間距離GD1の値は、成形金型内にバスバーBSPおよびバスバーBSNを配置する時の精度により規定される。したがって、離間距離GD1の値を高精度で制御可能である。
また、電子装置EA3の場合、バスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1との間に挿入される樹脂体IF2は、周囲の部分と一体に形成されるので、バスバーBSPとバスバーBSNとの間の部分のみでの剛性は要求されない。したがって、バスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1との離間距離GD1の値を図16に示す電子装置EA1と比較してさらに小さくすることができる。
また、電子装置EA3の場合、バスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1は、互いの対向面の他、その反対側の面も絶縁材料により覆われる。この場合、バスバーBSP、BSNに電圧が印加された時の気中放電のリスクが低下するので、樹脂体IF2から露出する部分(例えば部分BP2や部分BP3)における沿面距離の条件も緩和される。
また、図31は、図16に示す電子装置EA1に対する変形例として説明したが、図27に示す電子装置EA2に対する変形例として、図27に示すバスバーBSPの部分BP1およびバスバーBSNの部分BP1は一体に形成された一つの樹脂体IF2により封止されていても良い。この場合、上記した沿面距離の条件緩和の効果により、図28に示す部分BP6のZ方向における延在距離を短くすることができるので、部分BP1の延在距離D1を長くすることができる。
また、図示は省略するが、図16に示すように、バスバーBSP、およびバスバーBSNのそれぞれが絶縁板IF1に貼り付けられた状態で、図31に示す樹脂体IF2を形成しても良い。この場合、バスバーBSPの部分BP1とバスバーBSNの部分BP1との間には、図16に示すように絶縁板IF1が介在することになる。
<変形例2>
また例えば、上記実施の形態1および上記実施の形態2では、スイッチング素子を構成するトランジスタTrとしてIGBTを使用する例について説明した。しかし、変形例として、インバータ回路のスイッチング素子として、パワーMOSFETを使用しても良い。パワーMOSFETの場合、トランジスタを構成する半導体素子内に、寄生ダイオードであるボディダイオードが形成される。このボディダイオードは、図15や図25に示すダイオード(フリーホイールダイオード)FWDの機能を果たす。このため、パワーMOSFETを備えた半導体チップを使用すれば、その半導体チップの内部にボディダイオードが内蔵される。したがって、パワーMOSFETを用いる場合には、一つの半導体装置(半導体パッケージ)の内部に搭載される半導体チップが一つで良い。ただし、ボディダイオードと上記実施の形態で説明したダイオードFWDとでは、ダイオードの特性が異なる。したがって、パワーMOSFETを用いる場合でも、上記実施の形態で説明したダイオードFWDを併設する場合もある。
また、インバータ回路のスイッチング素子として、パワーMOSFETを使用する場合、上記実施の形態1および実施の形態2でした説明において、エミッタと記載した部分をソースと読み替え、コレクタと記載した部分をドレインと読み替えて適用することができる。このため、重複する説明は省略する。
<変形例3>
また例えば、上記実施の形態1および上記実施の形態2では、図13に示すように、半導体チップCHP1がパッケージングされた半導体装置PACを予め製造し、この半導体装置PACを基板WB(図16参照)に搭載する実施態様について説明した。しかし変形例として、図13に示す半導体チップ(半導体部品)CHP1や半導体チップ(半導体部品)CHP2が図3に示す基板WBの導体パターンMP1上に直接搭載されている実施態様に適用することができる。
この場合、半導体チップCHP1のコレクタ電極CP(図6参照)が基板WB上の導体パターンに接続されるので、基板WB上には互いに分離された複数の導体パターンが形成されている必要がある。また、半導体チップCHP1のエミッタ電極EPやゲート電極GPは、ワイヤBWを介して複数の導体パターンのうちの一つに接続される。また、図16に示すバスバーBSPやバスバーBSNは、複数の導体パターンのうちの一つに接続される。また、この変形例の場合、ワイヤBWの保護およびワイヤBWからの気中放電を抑制するため、複数の半導体チップCHP1および複数のワイヤBWのそれぞれをゲル状の樹脂材料で封止する必要がある。
このように、パッケージングされていない半導体チップCHP1を直接基板WB上に搭載する方式でも良いが、この場合、電子装置の構造が複雑になる。したがって、図16に示すようにバスバーBSP、BSNの構造をシンプルにして、寄生インダクタンスの低減を図る観点からは、図16に示す電子装置EA1や図27に示す電子装置EA2のように、予めパッケージングされた半導体装置PACが基板WB上に搭載される実施態様の方が好ましい。
<変形例4>
また例えば、上記実施の形態1および上記実施の形態2では、半導体装置の端子にバスバーが接続され、かつ基板WBが筐体CASに覆われた電子装置について説明した。しかし、電子装置の態様には、種々の変形例がある。例えば、基板WB上に複数の半導体装置が搭載され、筐体CASに覆われる前の状態で製品として出荷する場合もある。さらに、半導体装置にバスバーを接続する前の状態で製品として出荷する場合もある。
<変形例5>
また、例えば、上記の通り種々の変形例について説明したが、上記で説明した各変形例同士を組み合わせて適用することができる。
また、上記実施の形態で説明した構成は、以下に示すような要素により表現することができる。図32は、図16に示す電子装置の拡大断面図である。
なお、図32に示す電子装置EA1は、上記実施の形態1で説明した電子装置EA1と同じものである。したがって、以下説明において、電子装置EA1の要素の一部は、上記実施の形態1で既に説明した各図を用いて説明する。
図15に示すように、電子装置EA1は、トランジスタ(パワートランジスタ)Tr、トランジスタTrのコレクタ電極CPと電気的に接続されるコレクタ端子CT、トランジスタTrのエミッタ電極EPと電気的に接続されるエミッタ端子ET、およびトランジスタTrのゲート電極と電気的に接続されるゲート端子GTを有する半導体装置PAC1を有している。
また、電子装置EA1は、トランジスタ(パワートランジスタ)Tr、トランジスタTrのエミッタ電極EPと電気的に接続されるエミッタ端子ET、トランジスタTrのコレクタ電極CPと電気的に接続されるコレクタ端子CT、およびトランジスタTrのゲート電極と電気的に接続されるゲート端子GTを有する半導体装置PAC2を有している。
また、電子装置EA1は、図4に示すように、X方向に沿って半導体装置PAC1および半導体装置PAC2が互いに隣り合うように搭載される基板WBを有している。
また、電子装置EA1は、半導体装置PAC1および半導体装置PAC2が搭載された基板WBが収容される収容部PKT、基板WBの上方において、X方向に沿って配列される凹部(外部端子部)PTC、凹部(外部端子部)NTCおよび凹部(外部端子部)UTCを有する筐体CASを有している。
また、図32に示すように、電子装置EA1は、半導体装置PAC1のコレクタ端子CTに接続される接合部BPCおよび筐体CASの凹部PTC上において筐体CASの外部に露出する端子(露出部)PTEを有するバスバー(導体棒、導体板)BSPを有している。
また、電子装置EA1は、半導体装置PAC2のエミッタ端子ETに接続される接合部BPCおよび筐体CASの凹部NTC上において筐体CASの外部に露出する端子(露出部)NTEを有するバスバー(導体棒、導体板)BSNを有している。
また、図4に示すように、電子装置EA1は、半導体装置PAC1のエミッタ端子ET(図32参照)および半導体装置PAC2のコレクタ端子CT(図32参照)のそれぞれと、導体パターンMP1を介して電気的に接続され、筐体CASの凹部UTC上において筐体CASの外部に露出する端子(露出部)UTEを有するバスバー(導体棒、導体板)BSUを有している。
また、図32に示すように、電子装置EA1は、バスバーBSPの一部分とバスバーBSNの一部分との間に配置されている絶縁板(絶縁材)IF1を有している。バスバーBSNは、端子NTEと接合部BPCとの間に位置し、基板WBの上面(主面)WBtに交差するZ方向に沿って延びる面BS1を備えている。バスバーBSPは、端子PTEと接合部BPCとの間に位置し、絶縁板IF1を介して面BS1と対向し、かつZ方向に沿って延びる面BS2と、端子PTEに連結され、かつZ方向に沿って延びる面BS3とを備えている。面BS1、面BS2、および面BS3のそれぞれは、筐体CASの収容部PKT内に配置されている。ここで、X方向において、面BS2と面BS3との離間距離GD23は、面BS1と面BS2との離間距離GD1、およびZ方向における延在距離DS3のそれぞれより長い。
また、面BS2のZ方向における延在距離DS2は、面BS3のZ方向における延在距離DS3より長い。
電子装置EA1は、バスバーBSNの近傍でバスバーBSNと対向する面BS2のZ方向の延在距離DS2を長くすることにより、寄生インダクタンスを低減することができる。
また、上記実施の形態で説明した電子装置について技術的思想を抽出すれば、下記のように表現することができる。
〔付記1〕
第1パワートランジスタ、前記第1パワートランジスタの第1エミッタ電極と電気的に接続される第1エミッタ端子、前記第1パワートランジスタの第1コレクタ電極と電気的に接続される第1コレクタ端子、および前記第1パワートランジスタの第1ゲート電極と電気的に接続される第1ゲート端子、を有する第1半導体部品と、
第2パワートランジスタ、前記第2パワートランジスタの第2エミッタ電極と電気的に接続される第2エミッタ端子、前記第2パワートランジスタの第2コレクタ電極と電気的に接続される第2コレクタ端子、および前記第2パワートランジスタの第2ゲート電極と電気的に接続される第2ゲート端子、を有する第2半導体部品と、
第1方向に沿って、前記第1半導体部品および前記第2半導体部品が互いに隣り合うように搭載される第1主面を有する基板と、
前記第1半導体部品および前記第2半導体部品が搭載された前記基板が収容される収容部と、前記基板の上方において前記第1方向に沿って配列される第1外部端子部と、および第2外部端子部と、を有する筐体と、
断面視において前記第1半導体部品の前記第1コレクタ端子に接合され、前記第1方向に延びる第1接合部、および前記筐体の前記第1外部端子部の上方で前記筐体の外部に露出する露出部を有する第1導体板と、
断面視において前記第2半導体部品の前記第2エミッタ端子に接合され、前記第1方向に延びる第2接合部、および前記筐体の前記第2外部端子部の上方で前記筐体の外部に露出する露出部を有する第2導体板と、
を有し、
前記第1導体板および前記第2導体板のそれぞれは、絶縁材を介して互いに対向し、かつ、断面視において、前記第1方向に交差する第2方向に沿って延びる第1部分を備え、
前記第1導体板は、前記第1部分と前記露出部との間に位置し、前記第2導体板から離れる前記第1方向に延びる第2部分と、前記第2部分と前記露出部との間に位置し、前記第2方向に沿って延びる第3部分と、を備え、
前記第1導体板および前記第2導体板の前記第1部分、前記第1導体板の前記第2部分、および前記第1導体板の前記第3部分のそれぞれは、前記筐体の前記収容部内に配置され、
断面視において、前記第1導体板の前記第1部分と前記第2導体板の前記第1部分との前記第1方向における間隔は、前記第1半導体部品と前記第2半導体部品との前記第1方向における間隔よりも小さく、
断面視において、前記第1導体板の前記露出部と前記第2導体板の前記露出部との前記第1方向における間隔は、前記第1導体板の前記第1部分と前記第2導体板の前記第1部分との前記第1方向における間隔より大きく、
前記第2方向における前記第3部分の延在距離は、前記第1方向における前記第2部分の延在距離より短い、電子装置。
〔付記2〕
第1パワートランジスタ、前記第1パワートランジスタの第1ソース電極と電気的に接続される第1ソース端子、前記第1パワートランジスタの第1ドレイン電極と電気的に接続される第1ドレイン端子、および前記第1パワートランジスタの第1ゲート電極と電気的に接続される第1ゲート端子、を有する第1半導体部品と、
第2パワートランジスタ、前記第2パワートランジスタの第2ソース電極と電気的に接続される第2ソース端子、前記第2パワートランジスタの第2ドレイン電極と電気的に接続される第2ドレイン端子、および前記第2パワートランジスタの第2ゲート電極と電気的に接続される第2ゲート端子、を有する第2半導体部品と、
第1方向に沿って、前記第1半導体部品および前記第2半導体部品が互いに隣り合うように搭載される第1主面を有する基板と、
前記第1半導体部品および前記第2半導体部品が搭載された前記基板が収容される収容部と、前記基板の上方において前記第1方向に沿って配列される第1外部端子部と、および第2外部端子部と、を有する筐体と、
断面視において前記第1半導体部品の前記第1ドレイン端子に接合され、前記第1方向に延びる第1接合部、および前記筐体の前記第1外部端子部の上方で前記筐体の外部に露出する露出部を有する第1導体板と、
断面視において前記第2半導体部品の前記第2ソース端子に接合され、前記第1方向に延びる第2接合部、および前記筐体の前記第2外部端子部の上方で前記筐体の外部に露出する露出部を有する第2導体板と、
を有し、
前記第1導体板および前記第2導体板のそれぞれは、絶縁材を介して互いに対向し、かつ、断面視において、前記第1方向に交差する第2方向に沿って延びる第1部分を備え、
前記第1導体板は、前記第1部分と前記露出部との間に位置し、前記第2導体板から離れる前記第1方向に延びる第2部分と、前記第2部分と前記露出部との間に位置し、前記第2方向に沿って延びる第3部分と、を備え、
前記第1導体板および前記第2導体板の前記第1部分、前記第1導体板の前記第2部分、および前記第1導体板の前記第3部分のそれぞれは、前記筐体の前記収容部内に配置され、
断面視において、前記第1導体板の前記第1部分と前記第2導体板の前記第1部分との前記第1方向における間隔は、前記第1半導体部品と前記第2半導体部品との前記第1方向における間隔よりも小さく、
断面視において、前記第1導体板の前記露出部と前記第2導体板の前記露出部との前記第1方向における間隔は、前記第1導体板の前記第1部分と前記第2導体板の前記第1部分との前記第1方向における間隔より大きく、
前記第2方向における前記第3部分の延在距離は、前記第1方向における前記第2部分の延在距離より短い、電子装置。
ADH1,ADH2,ADH3 導電性接着材(ダイボンド材、導電性部材、接続部材、接合材)
ADP アノード電極(アノード電極パッド、表面電極)
BND1,BND2,BND3,BND4 接続部材(導電性部材、導電性接着材、接合材)
BP1,BP2,BP3,BP4,BP5,BP6 部分
BPC 接合部
BPf 張り出し部
BSb 裏面(下面)
BS1,BS2,BS3 面
BSN,BSP,BSU バスバー(導電性部材、接続部材、導体棒、導体板)
BSS 突出部
BSt 表面(上面)
BW ワイヤ(導電性部材)
CAP 容量素子
CAS 筐体
CDP カソード電極(カソード電極パッド、裏面電極)
CHP1,CHP2 半導体チップ(半導体部品)
CHPb 裏面(面、下面、主面)
CHPt 表面(面、上面、主面)
CLP クリップ(導電性部材、金属プレート、電極接続部材)
CNT 制御回路(ロジック回路、演算回路)
CP コレクタ電極(コレクタ電極パッド、裏面電極)
CS1−CS8,S1−S11 ステップ
CT コレクタ端子(パッケージ端子、裏面端子)
D1,D2,D3,D4,DS2,DS3 延在距離
D1W,D3W,D4W 延在距離(幅)
DP ダイパッド(チップ搭載部、金属プレート、タブ、ヒートスプレッダ)
EA1,EA2,EA3 電子装置(半導体モジュール、パワーモジュール)
EP エミッタ電極(エミッタ電極パッド、表面電極)
ER,NR1,NR2,NR3,NR4,PR1,PR2,PR3,PR4 半導体領域
ESP センシング電極
ET エミッタ端子(パッケージ端子、表面端子)
FWD ダイオード(フリーホイールダイオード)
GC ゲート駆動回路(ゲート制御回路)
GD1,GD2,GD23 離間距離
GE,GP ゲート電極(ゲート電極パッド、表面電極)
GOX ゲート絶縁膜
GT ゲート端子
GTE1,GTE2,HT,LT,NTE,PTE,UTE,VTE,WTE 端子(外部端子、露出部)
IF1 絶縁板(絶縁材)
IF2 樹脂体(絶縁材)
LD,LDC リード(端子)
LF リードフレーム
LFF 枠部
LG1,LG2,LG3 レグ
LG1A,LG1B 単位レグ
LS1,LS2 長辺
MPL1,MPL2 金属板(導電性部材)
MP1,MP2 導体パターン(金属パターン)
MR 封止体(樹脂体)
MRb 主面(下面、裏面)
MRs 側面
MRt,MRt2,MSt 主面(上面、表面)
MT モータ
MTE モニタリング端子
NTC、PTC、UTC 凹部(外部端子部)
NUT ナット
PAC,PAC1,PAC1A,PAC1B,PAC2,PAC2A,PAC2B 半導体装置(半導体パッケージ、半導体部品)
PKG パッケージ
PKT 収容部(空間、凹部)
PWC インバータ回路
Tr トランジスタ(パワートランジスタ)
TR トレンチ
RT ロータ
SDF 金属膜
SGTE,ST 信号端子
SS3,SS4 短辺
TB タイバー
TH1,TH2 貫通孔
TR トレンチ
WB 基板
WBb 下面(主面、裏面、面)
WBt 上面(主面、表面、面)

Claims (19)

  1. 第1パワートランジスタ、前記第1パワートランジスタの第1エミッタ電極と電気的に接続される第1エミッタ端子、前記第1パワートランジスタの第1コレクタ電極と電気的に接続される第1コレクタ端子、および前記第1パワートランジスタの第1ゲート電極と電気的に接続される第1ゲート端子、を有する第1半導体部品と、
    第2パワートランジスタ、前記第2パワートランジスタの第2エミッタ電極と電気的に接続される第2エミッタ端子、前記第2パワートランジスタの第2コレクタ電極と電気的に接続される第2コレクタ端子、および前記第2パワートランジスタの第2ゲート電極と電気的に接続される第2ゲート端子、を有する第2半導体部品と、
    第1方向に沿って、前記第1半導体部品および前記第2半導体部品が互いに隣り合うように搭載される第1主面を有する基板と、
    前記第1半導体部品および前記第2半導体部品が搭載された前記基板が収容される収容部と、前記基板の上方において前記第1方向に沿って配列される第1外部端子部と、および第2外部端子部と、を有する筐体と、
    断面視において前記第1半導体部品の前記第1コレクタ端子に接合され、前記第1方向に延びる第1接合部、および前記筐体の前記第1外部端子部の上方で前記筐体の外部に露出する露出部を有する第1導体板と、
    断面視において前記第2半導体部品の前記第2エミッタ端子に接合され、前記第1方向に延びる第2接合部、および前記筐体の前記第2外部端子部の上方で前記筐体の外部に露出する露出部を有する第2導体板と、
    を有し、
    前記第1導体板および前記第2導体板のそれぞれは、絶縁材を介して互いに対向し、かつ、断面視において、前記第1方向に交差する第2方向に沿って延びる第1部分を備え、
    前記第1導体板は、前記第1部分と前記露出部との間に位置し、前記第2導体板から離れる前記第1方向に延びる第2部分と、前記第2部分と前記露出部との間に位置し、前記第2方向に沿って延びる第3部分と、を備え、
    前記第1導体板および前記第2導体板の前記第1部分、前記第1導体板の前記第2部分、および前記第1導体板の前記第3部分のそれぞれは、前記筐体の前記収容部内に配置され、
    断面視において、前記第1導体板の前記第1部分と前記第2導体板の前記第1部分との前記第1方向における間隔は、前記第1半導体部品と前記第2半導体部品との前記第1方向における間隔よりも小さく、
    断面視において、前記第1導体板の前記露出部と前記第2導体板の前記露出部との前記第1方向における間隔は、前記第1導体板の前記第1部分と前記第2導体板の前記第1部分との前記第1方向における間隔より大きく、
    前記第2方向における前記第3部分の延在距離は、前記第1方向における前記第2部分の延在距離より短い、電子装置。
  2. 請求項1において、
    断面視において、前記第2外部端子部は前記第2半導体部品の上方に位置している、電子装置。
  3. 請求項1において、
    前記第1導体板の前記第1部分と、前記第2導体板の前記第1部分との前記第1方向における離間距離は、前記第2方向における前記第3部分の延在距離より短い、電子装置。
  4. 請求項1において、
    前記第1導体板の前記第1部分の前記第2方向における延在距離は、前記第2方向における前記第3部分の延在距離より長い、電子装置。
  5. 請求項4において、
    前記第1導体板の前記第1部分の前記第2方向における延在距離は、前記第1方向における前記第2部分の延在距離より長い、電子装置。
  6. 請求項1において、
    前記第2導体板は前記第1部分と前記露出部との間に、前記第2方向に沿って延びる第4部分を有し、
    前記絶縁材は、前記第2方向に沿って延び、
    前記絶縁材は、前記第1導体板の前記第1部分と前記第2導体板の前記第1部分との前記第1方向における間に位置する第1部分、および前記第2導体板の前記第4部分と前記第1導体板の前記第3部分との前記第1方向における間に位置する第2部分を有する、電子装置。
  7. 請求項1において、
    前記第1半導体部品は、前記第2半導体部品に対向する第1側面を有し、
    前記第2半導体部品は、前記第1半導体部品の前記第1側面と対向する第2側面を有し、
    平面視において、前記第1導体板の前記第1部分、前記第2導体板の前記第1部分、および前記絶縁材のそれぞれは、前記第1半導体部品と前記第2半導体部品との間にあり、
    前記第1導体板および前記第2導体板のそれぞれは、前記第1半導体部品の前記第1側面と前記第2半導体部品の前記第2側面との間には無く、
    前記絶縁材の一部分は、前記第1半導体部品の前記第1側面と前記第2半導体部品の前記第2側面との間にある、電子装置。
  8. 請求項1において、
    前記基板の前記第1主面には、
    前記第1方向に沿って前記第1半導体部品の隣に配置され、第3パワートランジスタ、前記第3パワートランジスタの第3エミッタ電極と電気的に接続される第3エミッタ端子、前記第3パワートランジスタの第3コレクタ電極と電気的に接続される第3コレクタ端子、および前記第3パワートランジスタの第3ゲート電極と電気的に接続される第3ゲート端子、を有する第3半導体部品と、
    前記第1方向において前記第2半導体部品の隣に配置され、第4パワートランジスタ、前記第4パワートランジスタの第4エミッタ電極と電気的に接続される第4エミッタ端子、前記第4パワートランジスタの第4コレクタ電極と電気的に接続される第4コレクタ端子、および前記第4パワートランジスタの第4ゲート電極と電気的に接続される第4ゲート端子、を有する第4半導体部品と、
    が搭載され、
    前記第1導体板は、さらに、前記第3半導体部品の前記第3コレクタ端子に接合され、前記第1方向に延びる第3接合部を有し、
    前記第2導体板は、さらに、前記第4半導体部品の前記第4エミッタ端子に接合され、前記第1方向に延び第4接合部を有している、電子装置。
  9. 請求項8において、
    平面視において、前記第1導体板の前記第1部分、前記第2導体板の前記第1部分、および前記絶縁材のそれぞれは、前記第1半導体部品と重畳する位置にあり、
    前記第2導体板は、前記第1導体板の前記第1部分と前記第2導体板の前記第2接合部との間に位置し、かつ、前記第1導体板から離れる前記第1方向に延びる第4部分と、前記第4部分と前記第2導体板の前記第2接合部との間に位置し、前記第2方向に沿って延びる第5部分と、を備え、
    前記絶縁材の一部分は、前記第2方向において、前記第2導体板の前記第4部分と前記第1導体板の前記第1接合部との間にある、電子装置。
  10. 請求項8において、
    平面視において、前記第1導体板の前記第1部分、前記第2導体板の前記第1部分、および前記絶縁材のそれぞれは、前記第2半導体部品と重畳する位置にあり、
    前記第1導体板は、前記第2導体板の前記第1部分と前記第1導体板の前記第1接合部との間に位置し、かつ、前記第1導体板から離れる前記第1方向に延びる第4部分と、前記第4部分と前記第1導体板の前記第1接合部との間に位置し、前記第2方向に沿って延びる第5部分と、を備え、
    前記絶縁材の一部分は、前記第2方向において、前記第1導体板の前記第4部分と前記第2導体板の前記第2接合部との間にある、電子装置。
  11. 請求項8において、
    前記第1半導体部品、前記第2半導体部品、前記第3半導体部品、および前記第4半導体部品のそれぞれは、前記基板の前記第1主面と対向する第2主面、および前記第2主面の反対側の第3主面を有し、
    前記第1接合部、前記第2接合部、前記第3接合部、および前記第4接合部のそれぞれは、前記第3主面上に接合される、電子装置。
  12. 請求項11において、
    前記第1導体板は、前記第1方向において、前記第1接合部と前記第3接合部との間に第1突出部を有し、
    前記第2導体板は、前記第1方向において、前記第2接合部と前記第4接合部との間に第2突出部を有している、電子装置。
  13. 請求項12において、
    前記第1導体板の前記第1接合部、前記第3接合部および前記第1突出部のそれぞれは、前記第1半導体部品の前記第3主面または前記第3半導体部品の前記第3主面に向かい合う第1裏面と前記第1裏面の反対側の第1表面と、を有し、
    前記第2導体板の前記第2接合部、前記第4接合部および前記第2突出部のそれぞれは、前記第2半導体部品の前記第3主面または前記第4半導体部品の前記第3主面に向かい合う第2裏面と前記第2裏面の反対側の第2表面と、を有し、
    前記第1半導体部品の前記第3主面から前記第1接合部の前記第1裏面までの前記第2方向における間隔は、前記第1半導体部品の前記第3主面から前記第1突出部の前記第1裏面までの前記第2方向における間隔より小さく、
    前記第2半導体部品の前記第3主面から前記第2接合部の前記第2裏面までの前記第2方向における間隔は、前記第2半導体部品の前記第3主面から前記第2突出部の前記第2裏面までの前記第2方向における間隔より小さい、電子装置。
  14. 請求項1において、
    前記筐体は、前記基板の上方において前記第1方向に沿って配列される前記第1外部端子部と、前記第2外部端子部と、第3外部端子部と、を有し、
    前記第1半導体部品の前記第1エミッタ端子および前記第2半導体部品の前記第2コレクタ端子のそれぞれと電気的に接続される接合部、および前記筐体の前記第3外部端子部の上方において前記筐体の外部に露出する露出部を有する第3導体板、をさらに有する、電子装置。
  15. 請求項1において、
    前記第1導体板の前記第1部分および前記第2導体板の前記第1部分は、一体に形成された一つの樹脂体により封止され、
    前記第1導体板の前記第1接合部および前記露出部と、前記第2導体板の前記第2接合部および前記露出部は、前記樹脂体から露出している、電子装置。
  16. 請求項1において、
    前記第1導体板の前記第1部分および前記第2導体板の前記第1部分は、前記第2方向および前記第1方向のそれぞれと交差する第3方向に延在し、
    前記第3方向において前記第1部分が延在する距離は、前記第2方向において前記第1部分が延在する距離より長い、電子装置。
  17. 請求項1において、
    前記第1半導体部品および前記第2半導体部品のそれぞれは、
    パワートランジスタ、複数の表面電極、および前記複数の表面電極の反対側に設けられた裏面電極を有する半導体チップと、
    前記半導体チップを封止する封止体と、
    を有し、
    前記第1半導体部品の前記半導体チップの前記複数の表面電極は、前記基板と前記第1半導体部品の前記半導体チップの前記裏面電極との間にあり、
    前記第2半導体部品の前記半導体チップの前記裏面電極は、前記基板と前記第2半導体部品の前記半導体チップの前記複数の表面電極との間にある、電子装置。
  18. 請求項1において、
    前記第1半導体部品および前記第2半導体部品のそれぞれは、前記基板の前記第1主面と対向する第2主面、および前記第2主面の反対側の第3主面を有し、
    前記第1導体板および前記第2導体板のそれぞれは、前記第3主面上に接合される、電子装置。
  19. 第1パワートランジスタ、前記第1パワートランジスタの第1エミッタ電極と電気的に接続される第1エミッタ端子、前記第1パワートランジスタの第1コレクタ電極と電気的に接続される第1コレクタ端子、および前記第1パワートランジスタの第1ゲート電極と電気的に接続される第1ゲート端子、を有する第1半導体部品と、
    第2パワートランジスタ、前記第2パワートランジスタの第2エミッタ電極と電気的に接続される第2エミッタ端子、前記第2パワートランジスタの第2コレクタ電極と電気的に接続される第2コレクタ端子、および前記第2パワートランジスタの第2ゲート電極と電気的に接続される第2ゲート端子、を有する第2半導体部品と、
    第1方向に沿って、前記第1半導体部品および前記第2半導体部品が互いに隣り合うように搭載される第1主面を有する基板と、
    前記第1半導体部品および前記第2半導体部品が搭載された前記基板が収容される収容部と、前記基板の上方において前記第1方向に沿って配列される第1外部端子部、および第2外部端子部と、を有する筐体と、
    断面視において前記第1半導体部品の前記第1コレクタ端子に接合され、前記第1方向に延びる第1接合部、および前記筐体の前記第1外部端子部の上方で前記筐体の外部に露出する露出部を有する第1導体板と、
    断面視において前記第2半導体部品の前記第2エミッタ端子に接合され、前記第1方向に延びる第2接合部、および前記筐体の前記第2外部端子部の上方で前記筐体の外部に露出する露出部を有する第2導体板と、
    断面視において前記第1導体板の一部分と前記第2導体板の一部分の前記第1方向における間に配置されている絶縁材と、
    を有し、
    断面視において、前記第2導体板は、前記露出部と前記第2接合部との間に位置し、前記第1方向に交差する第2方向に沿って延びる第1面を備え、
    断面視において、前記第1導体板は、前記露出部と前記第1接合部との間に位置し、前記絶縁材を介して前記第1主面と対向し、かつ、前記第2方向に沿って延びる第2面と、前記露出部に連結され、かつ、前記第2方向に沿って延びる第3面と、を備え、
    前記第1導体板の前記第2面、前記第1導体板の前記第3面、および前記第2導体板の前記第1面、のそれぞれは、前記筐体の前記収容部内に配置され、
    断面視において、前記第2導体板の前記第1面と前記第1導体板の前記第2面との前記第1方向における間隔は、前記第1半導体部品と前記第2半導体部品との前記第1方向における間隔よりも小さく、
    断面視において、前記第1導体板の前記露出部と前記第2導体板の前記露出部との前記第1方向における間隔は、前記第2導体板の前記第1面と前記第1導体板の前記第2面との前記第1方向における間隔より大きく、
    前記第2面と前記第3面との離間距離は、前記第1面と前記第2面との離間距離、および前記第2方向における前記第3面の延在距離のそれぞれより長い、電子装置。
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