JP2022067375A - 電力用半導体装置およびその製造方法ならびに電力変換装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小型化を図ることができる電力用半導体装置と、その製造方法と、それを使用した電力変換装置とを提供する。【解決手段】電力用半導体装置1では、第1リードフレーム3と第2リードフレーム25とを封止する封止体51は、対向する第1側面部51aと第2側面部51bとを有する。第1側面部51aは、第1側面部第1部52aおよび第1側面部第2部52bを含む。第1側面部第1部52aは、第1側面部第2部52bに対して、第2側面部51bが位置している側とは反対の側に距離を隔てて位置している。封止体51から突出する複数の第1リード端子5および複数の第2リード端子27のうち、第1側面部第1部52aから突出する第1リード端子5と、第1側面部第2部52bから突出する第2リード端子27とは、X軸方向に距離を隔てて位置している。【選択図】図1

Description

本開示は、電力用半導体装置およびその製造方法ならびに電力変換装置に関する。
鉄道車両、自動車、FA(Factory Automation)機器等に搭載されるインバータには、電力用半導体装置が実装されている。電力用半導体装置は、インバータに実装される電子部品の全実装面積に占める比率が比較的高い。このため、電力用半導体装置を小型化することが、インバータとしての機器の小型化に繋がる。
インバータに搭載される電力用半導体装置として、DIP(Dual In-line Package)タイプの電力用半導体装置(モジュール)は、高い信頼性を有しており、主流の電力用半導体装置とされる。このタイプの電力用半導体装置は、トランスファーモールドによって樹脂封止される。パッケージとしての樹脂の側面部には端子が配置されている。トランスファーモールドによる製造プロセスでは、モールド金型を使用して樹脂を充填し、電子部品を樹脂によって封止することでパッケージが形成される。
電力用半導体装置の生産性を向上させるために、1回のモールドプロセスによって複数のパッケージを形成することが望ましい。このため、限られたモールド金型内において、パッケージサイズを小さくし、できるだけ多くのパッケージを形成することが必要とされる。なお、パッケージサイズとは、ここでは、電力用半導体装置を基板に実装した場合の基板平面に対向する電力用半導体装置の面の面積を意味する。
また、インバータを搭載した産業用機器では、インバータのサイズは変更せずに、機能を増やす要望が多い。このため、限られた筺体内に電力用半導体装置を収容させるために、パッケージサイズだけでなく、パッケージの厚みを薄くすることが求められている。
このような要求に応えるため、たとえば、特許文献1および特許文献2には、複数のリードフレームを積層させた電力用半導体装置が提案されている。
特開2010-199152号公報 特開2011-60927号公報
従来の電力用半導体装置では、DIPタイプの電力用半導体装置において、複数のリードフレームのそれぞれのリード端子を、パッケージの側面部における同じ高さ位置に配置させようとすると、パッケージサイズが大きくなってしまい、電力用半導体装置の小型化が阻害されることになる。
また、複数のリードフレームのそれぞれのリード端子を、パッケージの側面部における対応するリードフレームの高さ位置に配置させようとすると、上下方向のリード端子の絶縁距離を確保するために、パッケージの厚さが厚くなってしまい、電力用半導体装置の小型化が阻害されることになる。
本開示は、このような技術的課題を解決するためになされたものであり、一つの目的は、小型化を図ることができる電力用半導体装置を提供することであり、他の目的は、そのような電力用半導体装置の製造方法を提供することであり、さらに他の目的は、電力用半導体装置を使用した電力変換装置を提供することである。
本開示に係る電力用半導体装置は、第1リードフレームと第2リードフレームと封止体とを備えている。第1リードフレームは、第1半導体素子を搭載し、複数の第1リード端子を含む。第2リードフレームは、第1リードフレームとは第1方向に距離を隔てて対向するように配置されるとともに電気的に接続され、第2半導体素子を搭載し、複数の第2リード端子を含む。封止体は、複数の第1リード端子および複数の第2リード端子を突出させる態様で、第1リードフレームおよび第2リードフレームを封止する。封止体は、第1側面部および第2側面部と第1主面部および第2主面部とを有する。第1側面部および第2側面部は、第1方向と交差する第2方向に距離を隔てて互いに対向するように配置されるとともに、第1方向および第2方向と交差する第3方向にそれぞれ延在する。第1主面部および第2主面部は、第1方向に距離を隔てて互いに対向するように配置されるとともに、第1側面部から第2側面部にわたってそれぞれ形成されている。封止体における第1側面部は、第1側面部第1部および第1側面部第2部を含む。第1側面部第1部は、第1主面部が位置している側に位置する。第1側面部第2部は、第2主面部が位置している側に位置する。第1側面部第1部は、第1側面部第2部に対して、第2側面部が位置している側とは反対の側に距離を隔てて位置している。複数の第1リード端子は、第1側面部第1部から突出する第1リード端子を含む。複数の第2リード端子は、第1側面部第2部から突出する第2リード端子を含む。第1側面部第1部から突出する第1リード端子と、第1側面部第2部から突出する第2リード端子とは、第2方向に距離を隔てて位置している。
本開示に係る電力用半導体装置の製造方法は、以下の工程を備えている。複数の第1リード端子を含む第1リードフレームと、複数の第2リード端子を含む第2リードフレームとを用意する。第1リードフレームに第1半導体素子を搭載し、第2リードフレームに第2半導体素子を搭載する。第1リードフレームに対し、第1方向に距離を隔てて対向するように第2リードフレームを配置する。モールド金型を用意する。第1方向に距離を隔てて対向する第1リードフレームおよび第2リードフレームをモールド金型内に配置する。モールド金型内にモールド樹脂を充填することにより、複数の第1リード端子および複数の第2リード端子をそれぞれ突出させる態様で、第1リードフレームおよび第2リードフレームを封止する封止体を形成する。封止体を、モールド金型から取り出す。封止体から突出する複数の第1リード端子と複数の第2リード端子とを、それぞれ第1方向に向けて屈曲させる。封止体を形成する工程では、第1方向と交差する第2方向に距離を隔てて互いに対向するように配置され、第1方向および第2方向と交差する第3方向にそれぞれ延在する第1側面部および第2側面部と、第1方向に距離を隔てて互いに対向するように配置され、第1側面部から第2側面部にわたってそれぞれ位置する第1主面部および第2主面部とが形成される。第1側面部は、第1主面部が位置している側に位置する第1側面部第1部と、第2主面部が位置している側に位置する第1側面部第2部とが形成される。第1側面部第1部は、第1側面部第2部に対して、第2側面部が位置している側とは反対の側に距離を隔てて位置するように形成される。封止体から突出する複数の第1リード端子が、第1側面部第1部から突出する第1リード端子を含むように形成される。封止体から突出する複数の第2リード端子が、第1側面部第2部から突出する第2リード端子を含むように形成される。封止体から突出する複数の第1リード端子と複数の第2リード端子とを、それぞれ第1方向に向けて屈曲させる工程では、第1側面部第1部から突出する第1リード端子と、第1側面部第2部から突出する第2リード端子とが、第2方向に距離を隔てて位置するように屈曲される。
本開示に係る電力変換装置は、上記電力用半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、主変換回路を制御する制御信号を主変換回路に出力する制御回路とを備えている。
本開示に係る電力用半導体装置によれば、第1方向に距離を隔てて対向するように配置された第1リードフレームと第2リードフレームとを封止する封止体は、互いに対向する第1側面部と第2側面部とを有し、第1側面部は、第1側面部第1部および第1側面部第2部を含み、第1側面部第1部は、第1側面部第2部に対して、第2側面部が位置している側とは反対の側に距離を隔てて位置している。封止体から突出する複数の第1リード端子および複数の第2リード端子のうち、第1側面部第1部から突出する第1リード端子と、第1側面部第2部から突出する第2リード端子とは、第2方向に距離を隔てて位置している。これにより、絶縁耐性を確保しながら、第1リードフレームと第2リードフレームとを積層した電力用半導体装置の小型化に寄与することができる。
本開示に係る電力用半導体装置の製造方法によれば、第1方向に距離を隔てて対向するように配置された第1リードフレームと第2リードフレームとを封止する封止体を形成する工程では、封止体は、互いに対向する第1側面部と第2側面部とを有し、第1側面部は、第1側面部第1部および第1側面部第2部を含み、第1側面部第1部は、第1側面部第2部に対して、第2側面部が位置している側とは反対の側に距離を隔てて位置するように形成される。また、複数の第1リード端子は、第1側面部第1部から突出する第1リード端子を含み、複数の第2リード端子は、第1側面部第2部から突出する第2リード端子を含み、第1側面部第1部から突出する第1リード端子と、第1側面部第2部から突出する第2リード端子とは、第2方向に距離を隔てて位置するように形成される。これにより、絶縁耐性を確保しながら、第1リードフレームと第2リードフレームとを積層した小型化に寄与する電力用半導体装置を製造することができる。
本開示に係る電力変換装置は、上記電力用半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、主変換回路を制御する制御信号を主変換回路に出力する制御回路とを備えている。これにより、電力変換装置の小型化に寄与することができる。
実施の形態1に係る電力用半導体装置の斜視図である。 同実施の形態において、電力用半導体装置の上面図である。 同実施の形態において、電力用半導体装置の正面図である。 同実施の形態において、電力用半導体装置の内部構造を示す断面図である。 同実施の形態において、第1リードフレームの構造を示す部分拡大平面図である。 同実施の形態において、第2リードフレームの構造を示す部分拡大平面図である。 同実施の形態において、電力用半導体装置の製造方法の一工程を示す部分側面である。 同実施の形態において、図7に示す工程の後に行われる工程を示す部分側面図である。 同実施の形態において、図8に示す工程を説明するための部分断面図である。 同実施の形態において、図8に示す工程を説明するための部分断面図である。 同実施の形態において、接続リードのバリエーションの一例を示す部分断面図である。 同実施の形態において、接続リードのバリエーションの他の例を示す部分断面図である。 同実施の形態において、図8に示す工程の後に行われる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図13に示す工程の後に行われる工程を示す部分側面図である。 同実施の形態において、図14に示される断面線XV-XVにおける断面図である。 同実施の形態において、図14に示される断面線XVI-XVIにおける断面図である。 実施の形態2に係る電力用半導体装置の内部構造を示す断面図である。 同実施の形態において、電力用半導体装置の製造方法の一工程を示す正面図である。 同実施の形態において、図18に示す工程の後に行われる工程を示す正面図である。 同実施の形態において、図19に示す工程の後に行われる工程を示す正面図である。 同実施の形態において、電力用半導体装置を外部基板に実装した状態を示す正面図である。 実施の形態3に係る電力用半導体装置の正面図である。 同実施の形態おいて、電力用半導体装置の上面図である。 各実施の形態において、変形例に係る電力用半導体装置の斜視図である。 実施の形態4に係る電力変換装置のブロック図である。
実施の形態1.
ここでは、インバータ回路およびコンバータ回路を有する電力用半導体装置の一例について説明する。
図1、図2および図3に、電力用半導体装置1の外観を示す。図4に、電力用半導体装置の内部構造の一例を示す。説明の便宜上、互いに直交するX軸、Y軸およびZ軸を用いる。Z軸が第1方向に対応し、X軸が第2方向に対応し、Y軸が第3方向に対応する。
図1、図2、図3および図4に示すように、電力用半導体装置1では、第1リードフレーム3と第2リードフレーム25とが、封止体51(封止樹脂)によって封止されている。第1リードフレーム3と第2リードフレーム25とは、第1方向としてのZ軸方向に距離を隔てて対向するように配置されている。第1リードフレーム3と第2リードフレーム25とは、接続部材39としての接続リード39aによって電気的に接続されている。
封止体51は、第2方向としてのX軸方向に互いに対向するように位置し、第3方向としてのY軸方向にそれぞれ延在する第1側面部51aと第2側面部51bとを有する。また、封止体51は、Z軸方向に距離を隔てて互いに対向するように配置されるとともに、第1側面部51aから第2側面部51bにわたってそれぞれ延在するように形成された第1主面部51cと第2主面部51dとを有する。
第1側面部51aは、第1側面部第1部52aと第1側面部第2部52bとを含む。第1側面部第1部52aは、第1主面部51cが位置している側に位置している。第1側面部第2部52bは、第2主面部51dが位置している側に位置している。第1側面部第2部52bは、第1側面部第1部52aに対して、第2側面部51bが位置している側に位置している。封止体51は、第1リードフレーム3を封止する第1封止体部53と、第2リードフレーム25を封止する第2封止体部55とを有している。第1封止体部53が、第1側面部第1部52aを有する。第2封止体部55が、第1側面部第2部52bを有する。
第1リードフレーム3は、複数の第1リード端子5を有している。複数の第1リード端子5は、Y軸方向に互いに距離を隔てて配置されている。複数の第1リード端子5は、第1封止体部53における第1側面部第1部52aから突出している複数の第1リード端子5を含む。第1リード端子5は、第1根元部7と第1先端部9とを有する。第1側面部第1部52aから突出する第1リード端子5の第1根元部7は、第1側面部第1部52aからX軸正方向に向かって突出している。第1先端部9は、第1根元部7からZ軸正方向に向かって屈曲している。
第2リードフレーム25は、複数の第2リード端子27を有している。複数の第2リード端子27は、Y軸方向に互いに距離を隔てて配置されている。複数の第2リード端子27は、第2封止体部55における第1側面部第2部52bから突出している複数の第2リード端子27を含む。第2リード端子27は、第2根元部29と第2先端部31とを有する。第1側面部第2部52bから突出する第2リード端子27の第2根元部29は、第1側面部第2部52bからX軸正方向に向かって突出している。第2先端部31は、第2根元部29からZ軸正方向に向かって屈曲している。
第1リード端子5が突出する第1側面部第1部52aは、第2リード端子27が突出する第1側面部第2部52bに対して、第2側面部51bが位置している側とは反対の側に離れた位置に位置している。また、第1側面部第1部52aから突出する複数の第1リード端子5と、第1側面部第2部52bから突出する複数の第2リード端子27とは、Z軸方向に距離を隔てて配置されている。
さらに、図2に示すように、封止体51(電力用半導体装置1)をZ軸方向(正側から負側)から見た平面視において、複数の第1リード端子5と複数の第2リード端子27とは、互いに重ならないように配置されている。
また、封止体51における第1側面部51aでは、第1側面部第1部52aが、第1側面部第2部52bの位置まで後退した第1切り欠き部59が形成されている。封止体51をZ軸方向(正側から負側)から見た平面視において、第1切り欠き部59は、第2リード端子27と重なる位置に形成されている。
封止体51の内部構造について説明する。図4および図5に示すように、第1リードフレーム3には、インバータ回路用およびコンバータ回路用の第1半導体素子として、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT:Insulated gate Bipolar Transistor)15、フリーホイールダイオード(FWR:Free Wheel Diode)17および整流ダイオード19が搭載されている。絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15、フリーホイールダイオード17および整流ダイオード19は、たとえば、アルミニウムワイヤ23によって、第1リード端子5等に電気的に接続されている。
第1リードフレーム3における絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等が搭載されている側と反対の側には、第1接着樹脂13によって銅板11が貼り付けられている。銅板11は、封止体51の第1主面部51cの表面に露出している。第1リードフレーム3における絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等が搭載されている部分では、第1リード端子5から銅板11が位置する側に曲げられている。
第1接着樹脂13としては、熱伝達率が高い無機材料と、接着性および絶縁性を有する樹脂とから構成される。熱伝達率が高い無機材料として、たとえば、二酸化ケイ素(SiO)、窒化ホウ素(BN)、窒化アルミニウム(AlN)、アルミナ(Al)等がある。接着性および絶縁性を有する樹脂として、たとえば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂がある。なお、第1接着樹脂13としては、高い熱伝達率、接着性および絶縁性を有する材料であれば、これらの材料に限られない。
図4および図6に示すように、第2リードフレーム25には、第2半導体素子として、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等の動作を制御する制御用IC(Integrated Circuit)33が搭載されている。制御用IC33は、銀ペースト35によって第2リードフレーム25に搭載されている。制御用IC33は、金ワイヤ37によって、第2リード端子27に電気的に接続されている。
第1リードフレーム3と第2リードフレーム25とを電気的に接続する接続リード39aは、第2リードフレーム25の一部を、第1リードフレームに向かって折り曲げることによって配置されている。接続リード39aは、はんだ41によって第1リードフレーム3に接合されている。実施の形態1に係る電力用半導体装置1は、上記のように構成される。
次に、上述した電力用半導体装置1の製造方法の一例について説明する。まず、複数の第1リード端子5を有する第1リードフレーム3と、複数の第2リード端子27を有する第2リードフレーム25とを用意する(図7および図8参照)。次に、第1リードフレーム3に、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15、フリーホイールダイオード17、整流ダイオード19を、鉛フリーはんだ21によって接合する。また、接続リード39aを屈曲させた第2リードフレーム25に、銀ペースト35によって、制御用IC33を接合する。なお、制御用IC33を接合した後に、接続リード39aを屈曲させてもよい。
次に、アルミニウムワイヤ23によって、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等と第1リード端子5等とを電気的に接続する。また、金ワイヤ37によって、制御用IC33と第1リード端子5等と電気的に接続する(図5および図6参照)。第1リードフレーム3における絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等が搭載されている側と反対の側に、第1接着樹脂13によって銅板11を接合する。次に、屈曲させた接続リード39aを、はんだ41によって第1リードフレーム3に接合する。これにより、第2リードフレーム25は、第1リードフレーム3の上方(Z軸方向)に距離を隔てて保持された状態になる。
次に、トランスファーモールドによって、第1リードフレーム3と第2リードフレーム25とを樹脂によって封止する。図7に示すように、モールド金型として、上金型71と下金型73とを用意する。第1リードフレーム3および第2リードフレーム25を、下金型73に載置する。下金型73には、第1切り欠き部59(図1および図2参照)を成型するための凸部75が設けられている。第2リードフレーム25は、凸部75に載置される。
このとき、図9に示すように、第2リードフレーム25は、凸部75からわずかに上方に離れた状態にある。下金型73から第2リードフレーム25までの高さ(距離)L2は、凸部75の高さL1よりも高くなるように設計されている。すなわち、高さL1<高さL2となるように設計されている。高さL1≧高さL2の高さ関係では、樹脂の充填によって、接続リード39aが第1リードフレーム3に接合されている箇所(はんだ41)に対し、接続リード39aを引き剥がそうとする応力が生じる。このため、高さL1<高さL2の高さ関係にすることが望ましい。
次に、下金型73と対向するように、上金型71を配置する。上金型71は、下金型73の凸部75が嵌るように、櫛刃状の形状を有する。次に、図8に示すように、上金型71を下降(矢印参照)させて、第1リードフレーム3と第2リードフレーム25とを、下金型73と上金型71とで挟み込む。
このとき、図10に示すように、第2リードフレーム25が、上金型71によって上方から押し付けられて、接続リード39aが撓むことになる。接続リード39aが撓むことで、第2リードフレームに搭載された制御用IC33または金ワイヤ37等に作用する応力を緩和させることができる。第1リードフレーム3に対して接続リード39aを配置する角度(勾配角度)としては、90°よりも小さい勾配角度にすることが望ましい。これにより、接続リード39aを変形させやすくすることができる。
なお、第1リードフレーム3と第2リードフレーム25との間を電気的に接続する接続部材39としては、弾性力を有する部材であればよく、図11に示すように、板バネ39bでもよい。また、図12に示すように、ワイヤ39cでもよい。
次に、トランスファーモールドにより、下金型73と上金型71によって形成されたキャビティ(図示せず)内に樹脂(図示せず)を充填することで、第1リードフレーム3および第2リードフレーム25を、樹脂によって封止する。
次に、図13に示すように、第1リードフレーム3および第2リードフレーム25を樹脂によって封止した封止体51を、下金型73および上金型71(図8参照)から取り出す。封止体51の第1側面部51aからX軸正方向に、第1リード端子5と第2リード端子27とが突出している。封止体の第2側面部51bからX軸負方向に、第1リード端子5と第2リード端子27とが突出している。封止体51における第1側面部51aでは、下金型73の凸部75によって、第1側面部第1部52aが第1側面部第2部52bの位置まで後退した第1切り欠き部59(後退部)が形成されている。
次に、封止体51から突出した第1リード端子5と第2リード端子27を屈曲させるリードフォーミングを行う。図14、図15および図16に示すように、リードフォーミングを行う上ダイ81と下ダイ83を用意し、上ダイ81と下ダイ83とで、第1リード端子5を挟み込むとともに、第2リード端子27を挟み込む。
次に、加工刃85を上昇させて、第1リード端子5と第2リード端子27を屈曲させる。加工刃85として、第1リード端子5を屈曲させる加工刃85aと第2リード端子27を屈曲させる加工刃85bとが一体化された加工刃85を使用する。加工刃85bの長さは、加工刃85aの長さよりも長い。
下方から加工刃85aおよび加工刃85bを上昇させる。このとき、第2リード端子27を屈曲させる加工刃85bを、封止体51の第1切り欠き部59(図13参照)に配置させて上昇させる。これにより、加工刃85aが第1リード端子5に当接するとともに、加工刃85bが第2リード端子27に当接し、第1リード端子5および第2リード端子27のそれぞれが、上方に向けて同時に屈曲される。その後、上ダイ81および下ダイ83から封止体51を取り出す。こうして、図1等に示す電力用半導体装置1が完成する。
上述した電力用半導体装置1では、複数の第1リード端子5を含む第1リードフレーム3と、複数の第2リード端子27を含む第2リードフレーム25とが、Z軸方向に距離を隔てて対向するように配置されている。第1リードフレーム3には、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等が搭載されている。第2リードフレーム25には、制御用IC33が搭載されている。複数の第1リード端子5と複数の第2リード端子27を突出させる態様で、第1リードフレーム3および第2リードフレーム25が封止体51によって封止されている。
封止体51は、第1リードフレーム3を封止する第1封止体部53と、第2リードフレーム25を封止する第2封止体部55とを有している。第1封止体部53と第2封止体部とは、Z軸方向に積層されるように形成されている。封止体51は、X軸方向に距離を隔てて対向する第1側面部51aと第2側面部51bとを有する。
第1側面部51aは、第1側面部第1部52aと第1側面部第2部52bとを含む。第1側面部第1部52aは、第1主面部51cが位置している側に位置している。第1側面部第2部52bは、第2主面部51dが位置している側に位置している。第1封止体部53が、第1側面部第1部52aを有する。第2封止体部55が、第1側面部第2部52bを有する。
複数の第1リード端子5は、第1側面部第1部52aから突出する複数の第1リード端子5を含む。複数の第2リード端子27は、第1側面部第2部52bから突出する複数の第2リード端子27を含む。第1側面部第1部52aから突出する複数の第1リード端子5と、第1側面部第2部52bから突出する複数の第2リード端子27とは、Z軸方向に距離を隔てて配置されている。
これにより、まず、積層された複数のリードフレームのそれぞれのリード端子を、パッケージの側面部における同じ高さ位置に配置させた電力用半導体装置の場合と比べると、側面部の厚さを厚くする必要がなくなる。
さらに、第1リード端子5が突出する第1側面部第1部52aは、第2リード端子27が突出する第1側面部第2部52bに対して、第2側面部51bが位置している側とは反対の側に離れた位置に位置している。すなわち、第2リード端子27(第2根元部29)のZ軸負方向側には、第1封止体部53が位置することになる。
これにより、Z軸方向に距離を隔てて配置されている第1側面部第1部52aから突出する複数の第1リード端子5と、第1側面部第2部52bから突出する複数の第2リード端子27とが、X軸方向にも距離を隔てられることになる。このため、封止体の厚さ(Z軸方向)を厚くすることなく、第1側面部第1部52aから突出する複数の第1リード端子5と第1側面部第2部52bから突出する複数の第2リード端子27との沿面距離(絶縁距離)が確保される。その結果、リードフレームに搭載する部品を増やしても、絶縁耐性を確保することができる。しかも、第1リードフレーム3と第2リードフレーム25とを積層して部品の密度を高めた状態においても、パッケージサイズを小さくすることができ、電力用半導体装置1の小型化に寄与することができる。
また、一般的に、電力用半導体装置において、大電流化に対応させようとしてリード端子の幅を広げようとすると、リード端子の幅を広げた分だけパッケージサイズを大きくする必要があるのに対して、上述した電力用半導体装置1では、積層された第1リードフレーム3と第2リードフレーム25とが封止体51に封止されている。これにより、第1リードフレーム3の第1リード端子5と第2リードフレーム25の第2リード端子27とに、電流を分流させることができ、封止体51における第1側面部51a等の面積を大きくすることなく、大電流化に対応することができる。
さらに、封止体51をZ軸方向(正側から負側)から見た平面視において、複数の第1リード端子5と複数の第2リード端子27とは、互いに重ならないように配置されている。さらに、封止体51における第1側面部51aには、第1側面部第1部52aが第1側面部第2部52bの位置まで後退した第1切り欠き部59が形成されている。第1切り欠き部59は、封止体51をZ軸方向から平面視において、第2リード端子27と重なる位置に形成されている。
第1切り欠き部59が形成されていることで、リードフォーミングを行う工程において、第2リード端子27を屈曲させる加工刃85bを第1切り欠き部59に配置させることができる。これにより、加工刃85aを第1リード端子5に当接させるとともに、加工刃85bを第2リード端子27に当接させて、第1リード端子5および第2リード端子27のそれぞれを、上方に向けて同時に屈曲させることができる。その結果、第1リード端子5と第2リード端子27とを別々に分けて加工する場合と比べて、リードフォーミングに要する加工時間を短縮させることができ、生産性の向上に寄与することができる。
なお、上述した電力用半導体装置1では、第1リードフレーム3に搭載される第1半導体素子として、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15、フリーホイールダイオード17および整流ダイオード19を挙げた。絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等の半導体材料としては、シリコンの他に、シリコンのバンドギャップよりもバンドギャップが広いワイドバンドギャップ半導体材料を適用してもよい。ワイドバンドギャップ半導体材料としては、たとえば、炭化ケイ素(SiC)、窒化ガリウム(GaN)またはダイヤモンド(C)等がある。
絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15およびフリーホイールダイオード17の双方が、ワイドバンドギャップ半導体材料によって形成されていてもよい。また、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15およびフリーホイールダイオード17のいずれか一方が、ワイドバンドギャップ半導体材料によって形成されていてもよい。
実施の形態2.
ここでは、インバータ回路およびコンバータ回路に加えて、ブレーキ回路を有する電力用半導体装置について説明する。ブレーキ回路とは、減速時に生じる電力を消費させることで、減速時間を短縮するための回路である。
図17に示すように、第1リードフレーム3には、インバータ回路用およびコンバータ回路用の絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等が搭載されている。第2リードフレーム25には、ブレーキ回路用のブレーキ回路部品34が鉛フリーはんだ22によって接合されている。ブレーキ回路部品34には、たとえば、IGBT等がある。ブレーキ回路部品34と第2リード端子等とが、アルミニウムワイヤ24によって電気的に接続されている。
第1リードフレーム3と第2リードフレーム25とは、第1リードフレーム3において絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等が搭載されている側と、第2リードフレーム25においてブレーキ回路部品34が搭載されている側とが互いに向かい合う態様で、配置されている。
第2リードフレーム25におけるブレーキ回路部品34が搭載されている側とは反対の側には、第2接着樹脂79によってアルミニウムブロック77が接合されている。アルミニウムブロック77は、第2主面部51dに露出している。第2接着樹脂79は、高い放熱性と絶縁性とを有する。なお、これ以外の構成については、図4等に示す電力用半導体装置1の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
次に、上述した電力用半導体装置の製造方法について説明する。まず、複数の第1リード端子5を有する第1リードフレーム3に、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等を鉛フリーはんだ21によって接合する。アルミニウムワイヤ23によって、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等と第1リード端子5等とを電気的に接続する(図18参照)。
複数の第2リード端子27を有する第2リードフレーム25に、ブレーキ回路部品34を鉛フリーはんだ22によって接合する。第2リードフレーム25におけるブレーキ回路部品34が搭載されている側とは反対の側に、第2接着樹脂79によってアルミニウムブロック77を接合する。アルミニウムワイヤ24によって、ブレーキ回路部品34と第2リード端子27等とを電気的に接続する(図18参照)。
次に、図18に示すように、第1リードフレーム3において絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等が搭載されている側に対し、第2リードフレーム25においてブレーキ回路部品34が搭載されている側を向かい合わせる。屈曲させた接続リード39aを、はんだ41によって第1リードフレーム3に接合する。これにより、第2リードフレーム25は、第1リードフレーム3の上方(Z軸方向)に距離を隔てて保持された状態になる。
次に、トランスファーモールドによって、第1リードフレーム3と第2リードフレーム25とを樹脂によって封止する。図19に示すように、第1リードフレーム3および第2リードフレーム25を、下金型73に載置する。この状態において、第2リードフレーム25(第2リード端子27)と上金型71との間隔を距離L3とする。アルミニウムブロック77と上金型71との間隔を距離L4とする。このとき、距離L3が距離L4よりも長くなるように、配置関係が設定される。
次に、図20に示すように、上金型71を下降させる。上金型71が下降すると、上金型71は、まず、アルミニウムブロック77に接触する。その後、アルミニウムブロック77に接触した状態で、アルミニウムブロック77を押し下げながら、上金型71は、上金型71が下金型73に当接するまで下降する。
アルミニウムブロック77が押し下げられることで、アルミニウムブロック77は、第2リードフレーム25(接続リード39a)からの反発力(弾性力)を受けて、上金型71に向かって付勢されることになる(矢印参照)。
次に、その状態で、下金型73と上金型71によって形成されたキャビティ(図示せず)内に樹脂(図示せず)を充填することで、第1リードフレーム3および第2リードフレーム25を、樹脂によって封止する。このとき、アルミニウムブロック77が上金型71に向かって付勢されていることで、アルミニウムブロック77と上金型71との間に樹脂が流れ込むのを阻止することができる。
次に、第1リードフレーム3および第2リードフレーム25を樹脂によって封止した封止体51を、下金型73および上金型71から取り出す。その後、図14~図16に示す工程と同様に、リードフォーミングを行うことによって、図17に示す電力用半導体装置1が完成する。
上述した電力用半導体装置1では、実施の形態1に係る電力用半導体装置について説明したのと同様に、絶縁耐性を確保しながら、第1リードフレーム3と第2リードフレーム25とを積層した電力用半導体装置1の小型化に寄与することができる。
さらに、上述した電力用半導体装置1では、トランスファーモールドによって第1リードフレーム3および第2リードフレーム25を樹脂によって封止する際に、アルミニウムブロック77と上金型71との間に樹脂が流れ込むのを阻止することができる。これにより、封止体51の第2主面部51dに露出するアルミニウムブロック77の表面に樹脂が付着するのを防止することができる。その結果、封止体51内で発生する熱をアルミニウムブロック77から安定に放熱させることができる。
アルミニウムブロック77の表面に樹脂を付着させないためには、アルミニウムブロック77の厚さは、第2リードフレーム25の厚さよりも厚いことが望ましい。一般的に、リードフレームでは、電子部品を搭載するプロセスまたはワイヤ等を接続するプロセス等の影響を受けて、リードフレームには凹凸が形成されることがある。リードフレームに凹凸が形成された場合において、アルミニウムブロックの厚さが薄い場合には、アルミニウムブロックには、リードフレームの形状(凹凸)を反映した凹凸が形成されることが想定される。
凹凸が形成されたアルミニウムブロックでは、アルミニウムブロックと上金型との間に樹脂が流れ込み、アルミニウムブロックの表面に樹脂が付着することがある。したがって、たとえ、第2リードフレーム25に凹凸が形成されたとしても、その凹凸の形状をアルミニウムブロック77に反映させないために、アルミニウムブロック77の厚さは、第2リードフレーム25の厚さよりも厚いことが望ましい。
次に、アルミニウムブロック77が露出した電力用半導体装置1を、外部基板65に実装した状態の一例について説明する。図21に示すように、外部基板65は、たとえば、ガラスエポキシ製である。外部基板65には、複数のスルーホール65aが形成されている。外部基板65には、銅に金めっきを施した金属板67が埋め込まれている。
封止体51からそれぞれ突出する複数の第1リード端子5と複数の第2リード端子27とが、対応するスルーホール65aにそれぞれ挿通されて、はんだによって接合されている。封止体51の第2主面部51dに露出するアルミニウムブロック77が、グリス69を介在させて、金属板67に接触している。封止体51の第1主面部51cに露出する銅板11には、グリス63を介在させてヒートシンク61が固定されている。
上述した外部基板65に実装された電力用半導体装置1では、封止体51の第2主面部51dに露出するアルミニウムブロック77が、グリス69を介在させて金属板67に接触している。これにより、第2リードフレーム25に搭載されたブレーキ回路部品34において発生する熱を、金属板67に放熱させることができる。その結果、ブレーキ回路部品34の温度上昇を抑制することができる。
また、封止体51の第1主面部51cに露出する銅板11に、グリス63を介在させてヒートシンク61が固定されている。これにより、第1リードフレーム3に搭載された絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等において発生する熱を、ヒートシンク61に放熱させることができる。その結果、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等の温度上昇を抑制することができる。
また、第1リードフレーム3に搭載される絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等の半導体材料および第2リードフレーム25に搭載されるブレーキ回路部品34の半導体材料として、ワイドバンドギャップ半導体材料を適用してもよい。ワイドバンドギャップ半導体材料としては、たとえば、炭化ケイ素(SiC)が好適である。
ワイドバンドギャップ半導体材料によって形成された絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ15等の電子部品では、シリコンによって形成された場合と比べて、電流の許容量が増える。また、耐熱性が高く高温動作が可能になる。さらに、電力損失が抑えられる。さらに、耐電圧が向上する。
このことにより、ワイドバンドギャップ半導体材料によって形成された電子部品では、電子部品としての機能の高効率化を図ることができる。また、ワイドバンドギャップ半導体材料によって形成された電子部品では、シリコンによって形成された電子部品と同程度の機能であれば、シリコンによって形成された電子部品と比べて、電子部品を小型化することができ、電力用半導体装置の小型化に寄与することができる。
さらに、ワイドバンドギャップ半導体材料によって形成された電子部品では、シリコンによって形成された電子部品と同程度のサイズであれば、さらなる大電流化に対応することができる。また、耐熱性が高く高温動作が可能になることで、ヒートシンク61(放熱フィン)の小型化に寄与することができる。また、空冷の他に、水冷化も可能になり、外部基板65に実装された電力用半導体装置1を含む機器の小型化と大電流化を図ることができる。
実施の形態3.
ここでは、第1リードフレームおよび第2リードフレームに加えて、第3リードフレームを備えた電力用半導体装置の一例について説明する。
図22および図23に示すように、Z軸方向に距離を隔てて対向するように配置された第1リードフレーム3と第2リードフレーム25との間に、第3リードフレーム43が配置されている。封止体51は、第3リードフレーム43を封止する第3封止体部57を含む。第3封止体部57は、第1封止体部53と第2封止体部55との間に位置する。
封止体51における第1側面部51aは、第1側面部第1部52aおよび第1側面部第2部52bに加えて、第1側面部第3部52cを含む。第1側面部第3部52cは、第1側面部第1部52aに対して第2側面部51bが位置している側に位置する。第1側面部第3部52cは、第1側面部第2部52bに対して第2側面部51bが位置している側とは反対の側に位置する。第3封止体部57が、第1側面部第3部52cを有する。
第3リードフレーム43は、複数の第3リード端子45を有する。複数の第3リード端子45は、Y軸方向に互いに距離を隔てて配置されている。複数の第3リード端子45は、第3封止体部57における第1側面部第3部52cから突出している複数の第3リード端子45を含む。
第3リード端子45は、第3根元部47と第3先端部49とを有する。第1側面部第3部52cから突出する複数の第3リード端子45の第3根元部47は、第1側面部第3部52cからX軸正方向に向かって突出している。第3先端部49は、第3根元部47からZ軸正方向に向かって屈曲している。
第1側面部第3部52cから突出する複数の第3リード端子45は、第1側面部第2部52bから突出する複数の第2リード端子27と、第1側面部第2部52bから突出する第2リード端子27とは、それぞれX軸方向に距離を隔てられるとともにZ軸方向に距離を隔てられた位置に位置している。
封止体51(電力用半導体装置1)をZ軸方向(正側から負側)から見た平面視において、複数の第1リード端子5、複数の第2リード端子27および複数の第3リード端子45は、互いに重ならないように配置されている。
封止体51の第1側面部51aでは、第1側面部第1部52aが、第1側面部第3部52cの位置まで後退した第2切り欠き部60が形成されている。封止体51をZ軸方向(正側から負側)から見た平面視において、第2切り欠き部60は、第3リード端子45と重なる位置に形成されている。
第1リードフレーム3には、たとえば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ等(図示せず)が搭載されている。第2リードフレーム25には、たとえば、ブレーキ回路部品等(図示せず)が搭載されている。第3リードフレーム43には、たとえば、制御用IC等(図示せず)が搭載されている。
なお、これ以外の構成については、図1~図3等に示す電力用半導体装置の構成と同様なので、同一部材には同一符号を付し、必要である場合を除きその説明を繰り返さないこととする。
上述した電力用半導体装置1では、第1リードフレーム3および第2リードフレーム25に加えて、第3リードフレーム43を有する。これにより、封止体51に封止される電子部品等の数を増やすことができ、電力用半導体装置1の高機能化に寄与することができる。
第1側面部51aは、第1側面部第1部52aおよび第1側面部第2部52bに加えて、第1側面部第3部52cを含む。第1側面部第3部52cは、第1側面部第1部52aに対して第2側面部51bが位置している側に位置する。第1側面部第3部52cは、第1側面部第2部52bに対して第2側面部51bが位置している側とは反対の側に位置する。第3封止体部57が、第1側面部第3部52cを有する。
第1側面部第3部52cから突出する複数の第3リード端子45は、第1側面部第2部52bから突出する複数の第2リード端子27と、第1側面部第2部52bから突出する第2リード端子27とは、それぞれX軸方向に距離を隔てられるとともにZ軸方向に距離を隔てられた位置に位置している。
これにより、積層された複数のリードフレームのそれぞれのリード端子を、パッケージの側面部における同じ高さ位置に配置させた電力用半導体装置の場合と比べると、側面部の厚さを厚くする必要がなくなる。
また、第1リード端子5が突出する第1側面部第1部52aは、第3リード端子45が突出する第1側面部第3部52cに対して、第2側面部51bが位置している側とは反対の側に離れた位置に位置している。すなわち、第3リード端子45(第3根元部47)のZ軸負方向側には、第1封止体部53が位置することになる。
これにより、封止体の厚さ(Z軸方向)を厚くすることなく、第1側面部第1部52aから突出する複数の第1リード端子5と第1側面部第3部52cから突出する複数の第3リード端子45との沿面距離(絶縁距離)が確保される。その結果、絶縁耐性を確保しながら、第3リードフレーム43を含む電力用半導体装置1の小型化に寄与することができる。
さらに、第1切り欠き部59に加えて第2切り欠き部60が形成されていることで、実施の形態1において説明したのと同様に、リードフォーミングを行う工程において、第1リード端子5、第2リード端子27および第3リード端子45を、加工刃によって同時に屈曲させることができる。
なお、上述した電力用半導体装置1では、必要に応じて、さらに、第4リードフレーム等を積層させてもよい。そのような電力半導体装置においては、さらなる高機能化を図りながら、電力用半導体装置の小型化に寄与することができる。
また、各実施の形態に係る電力用半導体装置1では、封止体51に第1切り欠き部59等が形成された構造を例に挙げて説明した。絶縁耐性を確保しながら、電力用半導体装置の高機能化を図る観点からでは、図24に示すように、第1切り欠き部が形成されていない電力用半導体装置1であってもよい。この場合には、たとえば、金型が横方向にも駆動するインジェクションモールドによって封止体が形成されることになる。
実施の形態4.
ここでは、上述した実施の形態1~3において説明した電力用半導体装置を適用した電力変換装置について説明する。本開示は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、実施の形態4として、三相のインバータに本開示を適用した場合について説明する。
図25は、本実施の形態に係る電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。図25に示す電力変換システムは、電源100、電力変換装置200、負荷300から構成される。電源100は、直流電源であり、電力変換装置200に直流電力を供給する。電源100は種々のもので構成することが可能であり、たとえば、直流系統、太陽電池、蓄電池により構成することができる。また、交流系統に接続された整流回路またはAC/DCコンバータにより構成してもよい。また、電源100を、直流系統から出力される直流電力を所定の電力に変換するDC/DCコンバータによって構成してもよい。
電力変換装置200は、電源100と負荷300との間に接続された三相のインバータであり、電源100から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷300に交流電力を供給する。電力変換装置200は、図25に示すように、直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路201と、主変換回路201を制御する制御信号を主変換回路201に出力する制御回路203とを備えている。
負荷300は、電力変換装置200から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷300は特定の用途に限られるものではなく、各種電気機器に搭載された電動機であり、たとえば、ハイブリッド自動車、電気自動車、鉄道車両、エレベーター、または、空調機器向けの電動機として用いられる。
以下、電力変換装置200の詳細について説明する。主変換回路201は、スイッチング素子と還流ダイオードを備えている(図示せず)。スイッチング素子がスイッチングすることによって、電源100から供給される直流電力が交流電力に変換されて、負荷300に供給される。主変換回路201の具体的な回路構成は種々のものがあるが、本実施の形態に係る主変換回路201は2レベルの三相フルブリッジ回路であり、6つのスイッチング素子とそれぞれのスイッチング素子に逆並列された6つの還流ダイオードから構成することができる。
主変換回路201の各スイッチング素子および各還流ダイオードの少なくともいずれかは、上述した実施の形態1~3の少なくともいずれかに係る電力用半導体装置1に相当する半導体装置202が有するスイッチング素子または還流ダイオードである。6つのスイッチング素子は2つのスイッチング素子ごとに直列接続された上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相(U相、V相、W相)を構成する。そして、各上下アームの出力端子、すなわち、主変換回路201の3つの出力端子は、負荷300に接続される。
また、主変換回路201は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路(図示せず)を備えているが、駆動回路は半導体装置202に内蔵されていてもよいし、半導体装置202とは別に駆動回路を備える構成であってもよい。駆動回路は、主変換回路201のスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成し、主変換回路201のスイッチング素子の制御電極に供給する。具体的には、後述する制御回路203からの制御信号に従い、スイッチング素子をオン状態にする駆動信号とスイッチング素子をオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子の制御電極に出力する。スイッチング素子をオン状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以上の電圧信号(オン信号)であり、スイッチング素子をオフ状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以下の電圧信号(オフ信号)となる。
制御回路203は、負荷300に所望の電力が供給されるように、主変換回路201のスイッチング素子を制御する。具体的には、負荷300に供給すべき電力に基づいて主変換回路201の各スイッチング素子がオン状態となるべき時間(オン時間)を算出する。たとえば、出力すべき電圧に応じてスイッチング素子のオン時間を変調するPWM制御によって主変換回路201を制御することができる。そして、各時点においてオン状態となるべきスイッチング素子にはオン信号を、オフ状態となるべきスイッチング素子にはオフ信号が出力されるよう、主変換回路201が備える駆動回路に制御指令(制御信号)を出力する。駆動回路は、この制御信号に従い、各スイッチング素子の制御電極にオン信号またはオフ信号を駆動信号として出力する。
本実施の形態に係る電力変換装置では、主変換回路201を構成する半導体装置202として実施の形態1~3に係る電力用半導体装置を適用するため、絶縁耐性を確保しながら、電力用半導体装置の高機能化と小型化を図ることができる。その結果、電力変換装置の高機能化および小型化に貢献することができる。
本実施の形態では、2レベルの三相インバータに本開示を適用する例について説明したが、本開示は、これに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用することができる。本実施の形態では、2レベルの電力変換装置としたが、3レベルまたはマルチレベルの電力変換装置であっても構わないし、単相負荷に電力を供給する場合には、単相のインバータに本開示を適用しても構わない。また、直流負荷等に電力を供給する場合にはDC/DCコンバータまたはAC/DCコンバータに本開示を適用することも可能である。
また、本開示を適用した電力変換装置は、上述した負荷が電動機の場合に限定されるものではなく、たとえば、放電加工機、レーザー加工機、誘導加熱調理器または非接触給電システムの電源装置として用いることもでき、さらには、太陽光発電システムまたは蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いることも可能である。
なお、各実施の形態において説明した電力用半導体装置については、必要に応じて種々組み合わせることが可能である。
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本開示は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。
本開示は、積層させた複数のリードフレームを封止体によって封止した電力用半導体装置に有効に利用される。
1 電力用半導体装置、3 第1リードフレーム、5 第1リード端子、7 第1根元部、9 第1先端部、11 銅板、13 第1接着樹脂、15 絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、17 フリーホイールダイオード、19 整流ダイオード、21、22 鉛フリーはんだ、23、24 アルミニウムワイヤ、25 第2リードフレーム、27 第2リード端子、29 第2根元部、31 第2先端部、33 制御用IC、34 ブレーキ回路部品、35 銀ペースト、37 金ワイヤ、39 接続部材、39a リード、39b 板ばね、39c ワイヤ、41 はんだ、43 第3リードフレーム、45 第3リード端子、47 第3根元部、49 第3先端部、51 封止体、51a 第1側面部、51b 第2側面部、51c 第1主面部、51d 第2主面部、52a 第1側面部第1部、52b 第1側面部第2部、52c 第2側面部第3部、53 第1封止体部、55 第2封止体部、57 第3封止体部、59 第1切り欠き部、60 第2切り欠き部、61 ヒートシンク、63 グリス、65 外部基板、65a スルーホール、67 金属板、69 グリス、71 上金型、73 下金型、75 凸部、77 アルミニウムブロック、79 第2接着樹脂、81 上ダイ、83 下ダイ、85、85a、85b 加工刃、100 電源、200 電力変換装置、201 主変換回路、202 半導体モジュール、203 制御回路、300 負荷。

Claims (17)

  1. 第1半導体素子を搭載し、複数の第1リード端子を含む第1リードフレームと、
    前記第1リードフレームとは第1方向に距離を隔てて対向するように配置されるとともに電気的に接続され、第2半導体素子を搭載し、複数の第2リード端子を含む第2リードフレームと、
    複数の前記第1リード端子および複数の前記第2リード端子を突出させる態様で、前記第1リードフレームおよび前記第2リードフレームを封止する封止体と
    を備え、
    前記封止体は、
    前記第1方向と交差する第2方向に距離を隔てて互いに対向するように配置されるとともに、前記第1方向および前記第2方向と交差する第3方向にそれぞれ延在する第1側面部および第2側面部と、
    前記第1方向に距離を隔てて互いに対向するように配置されるとともに、前記第1側面部から前記第2側面部にわたってそれぞれ形成された第1主面部および第2主面部と
    を有し、
    前記封止体における前記第1側面部は、第1側面部第1部および第1側面部第2部を含み、
    前記第1側面部第1部は、前記第1主面部が位置している側に位置し、
    前記第1側面部第2部は、前記第2主面部が位置している側に位置し、
    前記第1側面部第1部は、前記第1側面部第2部に対して、前記第2側面部が位置している側とは反対の側に距離を隔てて位置し、
    複数の前記第1リード端子は、前記第1側面部第1部から突出する前記第1リード端子を含み、
    複数の前記第2リード端子は、前記第1側面部第2部から突出する前記第2リード端子を含み、
    前記第1側面部第1部から突出する前記第1リード端子と、前記第1側面部第2部から突出する前記第2リード端子とは、前記第2方向に距離を隔てて位置している、電力用半導体装置。
  2. 前記封止体における前記第1側面部では、前記第1側面部第1部が前記第1側面部第2部の位置まで後退した第1切り欠き部が形成され、
    前記封止体を前記第1方向から見た平面視において、
    前記第1側面部第1部から突出する前記第1リード端子と、前記第1側面部第2部から突出する前記第2リード端子とは、互いに重ならないように配置され、
    前記第1切り欠き部は、前記第2リード端子と重なる位置に形成された、請求項1記載の電力用半導体装置。
  3. 前記第1リードフレームと前記第2リードフレームとを電気的に接続する接続部材を備えた、請求項1または2に記載の電力用半導体装置。
  4. 前記接続部材は、前記第1リードフレームと前記第2リードフレームとの間を屈曲する態様で配置された接続リードを含む、請求項3記載の電力用半導体装置。
  5. 前記接続部材は板バネを含む、請求項3記載の電力用半導体装置。
  6. 前記接続部材は金属ワイヤを含む、請求項3記載の電力用半導体装置。
  7. 前記第1リードフレームに対し、前記第1半導体素子が搭載されている側と反対の側に第1接合材を介して第1金属板が配置された、請求項1~6のいずれか1項に記載の電力用半導体装置。
  8. 前記第1リードフレームにおいて前記第1半導体素子が搭載されている側と、前記第2リードフレームにおいて前記第2半導体素子が搭載されている側とが、互いに向い合っており、
    前記第2リードフレームに対し、前記第2半導体素子が搭載されている側と反対側に第2接合材を介して第2金属板が配置された、請求項1~6のいずれか1項に記載の電力用半導体装置。
  9. 前記第1方向に距離を隔てて配置された前記第1リードフレームと前記第2リードフレームとの間に配置され、複数の第3リード端子を含む第3リードフレームを備え、
    前記封止体における前記第1側面部は、前記第1側面部第1部に対して前記第2側面部が位置している側に位置するとともに、前記第1側面部第2部に対して前記第2側面部が位置している側とは反対側に位置する第1側面部第3部を含み、
    複数の前記第3リード端子は、前記第1側面部第3部から突出する前記第3リード端子を含み、
    前記封止体を前記第1方向から見た平面視において、前記第1側面部第3部から突出する前記第3リード端子と、前記第1側面部第1部から突出する前記第1リード端子と、前記第1側面部第2部から突出する前記第2リード端子とは、互いに重ならないように配置され、
    前記第1側面部第3部から突出する前記第3リード端子は、前記第1側面部第1部から突出する前記第1リード端子と、前記第1側面部第2部から突出する前記第2リード端子とは、それぞれ前記第2方向に距離を隔てて位置している、請求項1~8のいずれか1項に記載の電力用半導体装置。
  10. 前記封止体における前記第1側面部では、前記第1側面部第1部が前記第1側面部第3部の位置まで後退した第2切り欠き部が形成され、
    前記封止体を前記第1方向から見た平面視において、前記第2切り欠き部は、前記第3リード端子と重なる位置に形成された、請求項9記載の電力用半導体装置。
  11. 前記第1半導体素子は、電力用半導体素子を含み、
    前記電力用半導体素子は、ワイドバンドギャップ半導体材料によって形成された、請求項1~10のいずれか1項に記載の電力用半導体装置。
  12. 前記ワイドバンドギャップ半導体材料は、炭化ケイ素、窒化ガリウムおよびダイヤモンドから選ばれるいずれかの材料である、請求項11記載の電力用半導体装置。
  13. 複数の第1リード端子を含む第1リードフレームと、複数の第2リード端子を含む第2リードフレームとを用意する工程と、
    前記第1リードフレームに第1半導体素子を搭載し、前記第2リードフレームに第2半導体素子を搭載する工程と、
    前記第1リードフレームに対し、第1方向に距離を隔てて対向するように前記第2リードフレームを配置する工程と、
    モールド金型を用意する工程と、
    前記第1方向に距離を隔てて対向する前記第1リードフレームおよび前記第2リードフレームを前記モールド金型内に配置する工程と、
    前記モールド金型内にモールド樹脂を充填することにより、複数の前記第1リード端子および複数の前記第2リード端子をそれぞれ突出させる態様で、前記第1リードフレームおよび前記第2リードフレームを封止する封止体を形成する工程と、
    前記封止体を、前記モールド金型から取り出す工程と、
    前記封止体から突出する複数の前記第1リード端子と複数の前記第2リード端子とを、それぞれ前記第1方向に向けて屈曲させる工程と
    を備え、
    前記封止体を形成する工程では、
    前記第1方向と交差する第2方向に距離を隔てて互いに対向するように配置され、前記第1方向および前記第2方向と交差する第3方向にそれぞれ延在する第1側面部および第2側面部と、
    前記第1方向に距離を隔てて互いに対向するように配置され、前記第1側面部から前記第2側面部にわたってそれぞれ位置する第1主面部および第2主面部と
    が形成され、
    前記第1側面部は、
    前記第1主面部が位置している側に位置する第1側面部第1部と、
    前記第2主面部が位置している側に位置する第1側面部第2部と
    が形成され、
    前記第1側面部第1部は、前記第1側面部第2部に対して、前記第2側面部が位置している側とは反対の側に距離を隔てて位置するように形成され、
    前記封止体から突出する複数の前記第1リード端子が、前記第1側面部第1部から突出する前記第1リード端子を含むように形成され、
    前記封止体から突出する複数の前記第2リード端子が、前記第1側面部第2部から突出する前記第2リード端子を含むように形成され、
    前記封止体から突出する複数の前記第1リード端子と複数の前記第2リード端子とを、それぞれ前記第1方向に向けて屈曲させる工程では、前記第1側面部第1部から突出する前記第1リード端子と、前記第1側面部第2部から突出する前記第2リード端子とが、前記第2方向に距離を隔てて位置するように屈曲される、電力用半導体装置の製造方法。
  14. 前記第1リードフレームに対し、前記第1方向に距離を隔てて対向するように前記第2リードフレームを配置する工程では、前記第3方向から見た平面視において、複数の前記第1リード端子と複数の前記第2リード端子とが互いに重ならないように配置され、
    前記モールド金型を用意する工程は、
    前記封止体において、前記第1リード端子が突出する前記第1側面部第1部を成型することになる部分から前記第2リード端子が突出する前記第1側面部第2部を成型することになる部分へ向かって突出した凸部を含む下金型と、
    前記下金型と対向する上金型と
    を用意する工程を含み、
    前記封止体を形成する工程では、前記凸部によって、前記封止体における前記第1側面部に、前記第1側面部第1部から前記第1側面部第2部の位置まで後退した第1切り欠き部が形成され、
    前記封止体から突出する複数の前記第1リード端子と複数の前記第2リード端子とを、それぞれ前記第1方向に向けて屈曲させる工程では、
    前記第1リード端子を屈曲する第1加工刃と、
    前記第2リード端子を加工する第2加工刃と
    が用意され、
    前記第1加工刃は、前記第1側面部第1部から突出する前記第1リード端子を屈曲する前記第1加工刃を含み、
    前記第2加工刃は、前記第1側面部第2部から突出する前記第2リード端子を屈曲する前記第2加工刃を含み、
    前記第1側面部第2部から突出する前記第2リード端子を屈曲する前記第2加工刃は、前記第1切り欠き部に配置され、
    前記第1切り欠き部に配置された前記第1加工刃を、前記第2加工刃とともに、前記第3方向に移動させることによって、前記第1リード端子と前記第2リード端子とが屈曲される、請求項13記載の電力用半導体装置の製造方法。
  15. 前記第1リードフレームに対し、前記第1方向に距離を隔てて対向するように前記第2リードフレームを配置する工程では、前記第1リードフレームと前記第2リードフレームと電気的に接続する接続リードが取り付けられ、
    前記第1方向に距離を隔てて対向する前記第1リードフレームおよび前記第2リードフレームを前記モールド金型内に配置する工程では、前記上金型によって、前記第2リードフレームを上方から押さえ付けることによって、前記接続リードを変形させる、請求項14記載の電力用半導体装置の製造方法。
  16. 前記第1リードフレームに対し、前記第1方向に距離を隔てて対向するように前記第2リードフレームを配置する工程は、
    前記第1リードフレームにおいて前記第1半導体素子が搭載されている側と、前記第2リードフレームにおいて前記第2半導体素子が搭載されている側とが対向する態様で、前記第1リードフレームと前記第2リードフレームとを配置する工程と、
    前記第2リードフレームに対し、前記第2半導体素子が搭載されている側とは反対側に金属板を配置する工程と
    を含み、
    前記第1方向に距離を隔てて対向する前記第1リードフレームおよび前記第2リードフレームを前記モールド金型内に配置する工程では、前記上金型を、前記第2リードフレームよりも先に前記金属板に接触させる、請求項15記載の電力用半導体装置の製造方法。
  17. 請求項1~12のいずれか1項に記載の電力用半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
    前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と
    を備えた、電力変換装置。
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