JP4601874B2

JP4601874B2 - 半導体装置

Info

Publication number: JP4601874B2
Application number: JP2001229453A
Authority: JP
Inventors: 靖夫高武
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2021-07-30
Also published as: JP2003046058A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体装置に関し、特にモジュール化された電力用半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からトランジスタ素子、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）素子、ダイオード素子等の電力用半導体素子をパッケージングしてモジュール化した構成（以後、半導体装置モジュールと呼称）が知られている。
【０００３】
ここで、半導体装置モジュールの一例として、図８にＩＧＢＴ素子１およびダイオード素子２を有した構成を示す。
【０００４】
図８に示すようにダイオード素子２は、フリーホイールダイオードとして機能するように、ＩＧＢＴ素子１に対して順電流が還流する向きに並列に接続されている。
【０００５】
ＩＧＢＴ素子１のコレクタは主コレクタ端子板１２に接続され、エミッタは主エミッタ端子板１１に接続されるとともに、制御エミッタ端子２２にも接続されている。
【０００６】
制御エミッタ端子２２はＩＧＢＴ素子１の駆動に際して使用され、制御エミッタ端子２２とゲート端子２１との間にゲート−エミッタ間電圧（例えば１５Ｖ程度）を印加することでＩＧＢＴ素子１を駆動することができる。
【０００７】
また、ＩＧＢＴ素子１には電流センス電極が設けられており、当該電流センス電極は電流センス端子２３に接続されている。電流センス電極とは主エミッタ電極に流れる電流の数千分の１の電流（センス電流）が流れるように形成された電極であり、センス電流を検出することで、ＩＧＢＴ素子１をフィードバック制御して、過電流保護および短絡保護が可能となる。
【０００８】
ゲート端子２１、制御エミッタ端子２２、電流センス端子２３等の制御端子は、半導体装置モジュールの外部に導出されて、外部からの制御信号を受けたり、検出したセンス電流を外部に出力するように構成される場合もあるが、昨今では、電力用半導体素子の駆動回路や保護回路等の制御回路を内蔵したＩＰＭ（Intelligent Power Module）が開発され、パッケージ内に内蔵された制御回路基板に制御端子が接続される構成も多くなっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
制御端子が外部に導出される半導体装置モジュールにしても、ＩＰＭにしても、制御端子のそれぞれは、端子間電圧による絶縁破壊を防止するため、それぞれ端子間距離を有して配設されている。そして、複数の制御端子は、モジュールの小型化や、半導体素子との接続の関係から隣接して配設されている。
【００１０】
そのため、ゲート端子２１と制御エミッタ端子２２、制御エミッタ端子２２と電流センス端子２３が送信アンテナと受信アンテナのような関係になり、例えばＩＧＢＴ素子１のスイッチング動作により、エミッタにノイズが出力された場合には、制御エミッタ端子２２のノイズがゲート端子２１あるいは電流センス端子２３に印加され、それぞれの信号がノイズを含む可能性がある。
【００１１】
その一例を図９に示す。図９(ａ)には、ゲート−エミッタ間電圧の正常な波形を、図９(ｂ)には、ゲート−エミッタ間電圧の波形にノイズを含む場合を示す。
【００１２】
なお、このようなノイズは、ＩＧＢＴ素子１のスイッチング動作に起因して発生するだけでなく、外部から与えられる場合もある。
【００１３】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、制御端子にノイズが印加されることを防止した半導体装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１記載の半導体装置は、パッケージの底面部に収納された電力用半導体素子と、前記電力用半導体素子に電気的に接続され、前記電力用半導体素子の制御のための制御信号の中継に使用される制御端子とを備え、前記制御端子は、前記底面部に対して垂直方向に延在するように配設され、前記制御信号が流れる中心導体と、前記中心導体を取り囲むように配設された絶縁体と、前記絶縁体を取り囲むように配設された外周導体とを有し、前記外周導体は、前記電力用半導体素子の駆動に際して、基準電位に相当する電位が与えられ、前記中心導体の前記底面部側の第１の端部は、前記外周導体と絶縁を保って前記外周導体の側面から突出して前記電力用半導体素子との電気的接続のための端子台をなし、前記中心導体の前記底面部とは反対側の第２の端部は、前記絶縁体および前記外周導体の端面よりも突出し、前記制御信号の授受部をなしている。
【００１５】
本発明に係る請求項２記載の半導体装置は、前記制御端子が複数であって、前記複数の制御端子のそれぞれは、単一の前記中心導体、前記絶縁体および前記外周導体を備えている。
【００１６】
本発明に係る請求項３記載の半導体装置は、前記中心導体が複数であって、前記絶縁体は、前記複数の中心導体を個々に取り囲むように複数配設され、前記外周導体は、前記複数の絶縁体を共通して取り囲むように配設されている。
【００１７】
本発明に係る請求項４記載の半導体装置は、前記制御端子が、前記パッケージの前記底面部に平行に配設された導体パターン上に配設され、前記外周導体の端面が前記導体パターンに直接に接続される。
【００２０】
本発明に係る請求項５記載の半導体装置は、前記半導体装置が、前記電力用半導体素子の駆動制御を行う制御回路が配設された制御基板を内蔵してさらに備え、前記授受部は、前記制御基板に直接に接続される。
【００２１】
本発明に係る請求項６記載の半導体装置は、前記半導体装置が、前記電力用半導体素子の駆動制御を行う制御回路が配設された制御基板を、前記パッケージの外部においてさらに備え、前記授受部は、前記パッケージから突出して前記制御基板に直接に接続される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
＜Ａ．実施の形態１＞
＜Ａ−１．装置構成＞
本発明に係る半導体装置の実施の形態１として、図１に半導体装置モジュール１００の構成を示す。
【００２３】
図１は半導体装置モジュール１００の内部構成を示す斜視図であり、樹脂パッケージ１０を部分的に省略して内部構成を示している。
【００２４】
図１に示すように、樹脂パッケージ１０の底部には絶縁性を有する絶縁基板３および中継端子基板６が間隔を開けて配設され、絶縁基板３上にはエミッタパターン４、コレクタパターン５が互いに電気的に分離されて配設され、中継端子基板６上には共通パターン７が配設されている。なお、中継端子基板６は絶縁性を有する基板であれば何でも良い。
【００２５】
そして、コレクタパターン５上にはＩＧＢＴ素子１およびダイオード素子２が１個ずつ配設され、ＩＧＢＴ素子１とエミッタパターン４との間、ダイオード素子２とエミッタパターン４との間は、複数の金属ワイヤーＷＲによって電気的に接続されている。
【００２６】
また、共通パターン７上には、共通パターン７に垂直に延在する円筒状の制御端子Ｔ１およびＴ２が配設され、ＩＧＢＴ素子１のゲートおよび電流センス電極は、金属ワイヤーＷＲを介して、それぞれ制御端子Ｔ１およびＴ２の基部に設けられた端子台２１１および２３１に接続されている。また、ＩＧＢＴ素子１のエミッタは、金属ワイヤーＷＲを介して共通パターン７に接続されている。
【００２７】
制御端子Ｔ１およびＴ２は、それぞれ円柱状あるいは角柱状のゲート端子２１および電流センス端子２３を中心導体として、その周囲を絶縁体ＩＺ１で囲み、絶縁体ＩＺ１の外周をそれぞれ制御エミッタ端子２２で囲んだ構造を有している。なお、制御エミッタ端子２２は絶縁体ＩＺ１の外周を囲むように配設されるので外周導体と呼称することができる。
【００２８】
そして、制御端子Ｔ１およびＴ２においては、周設された絶縁体ＩＺ１および制御エミッタ端子２２の端面よりもゲート端子２１および電流センス端子２３が突出しており、ゲート端子２１および電流センス端子２３は、中継端子基板６の上方に配設された制御基板３０に電気的に接続される構成となっている。
【００２９】
制御基板３０には、ＩＧＢＴ素子１の駆動回路や保護回路等の制御回路が配設されており、制御基板３０を内蔵することで半導体装置モジュール１００はＩＰＭとなっている。なお、制御基板３０を内蔵することで、電力用半導体素子からの信号経路が短くなり、制御信号にノイズが印加される可能性を低減できる。
【００３０】
また、エミッタパターン４およびコレクタパターン５には、主エミッタ端子板１１および主コレクタ端子板１２が接続されている。主エミッタ端子板１１および主コレクタ端子板１２は、細長形状を有し、その長手方向の一端の主面がエミッタパターン４およびコレクタパターン５に接続されるように折り曲げられ、他端の主面が樹脂パッケージ１０の上面において露出するように配設されている。
【００３１】
ここで、制御端子Ｔ２におけるＡ−Ａ線での断面構成を図２に示す。また、図３に制御端子Ｔ２の基部の構造を斜視図で示す。
【００３２】
図２に示すように、電流センス端子２３の断面形状はＬ字形状をなし、Ｌ字形状の長辺にあたる部分が中心導体として絶縁体ＩＺ１および制御エミッタ端子２２で囲まれ、Ｌ字形状の短辺にあたる部分が端子台２３１として露出している。
【００３３】
なお、制御エミッタ端子２２は、その底面部において中継端子基板６の主面上の共通パターン７に半田付け等で接続されるので、共通パターン７との接触抵抗を低くすることができ、また、制御エミッタ端子２２は、その上面部において制御基板３０の下主面に設けられた導体パターン３０２に半田付け等で接続されているので、導体パターン３０２との接触抵抗を低くすることができる。
【００３４】
電流センス端子２３は、ＩＧＢＴ素子１のセンス電極に流れるセンス電流の検出信号を制御基板３０に中継するので、そこに流れる電気信号は、ＩＧＢＴ素子１を直接に制御するものではないが、センス電流に基づいてＩＧＢＴ素子１がフィードバック制御されるので、電流センス端子２３に流れる電気信号を制御信号と呼称する。
【００３５】
なお、図２および図３で示すように、端子台２３１の下部は絶縁体ＩＺ１で覆われ、共通パターン７とは電気的に絶縁されている。
【００３６】
一方、電流センス端子２３の長辺先端部は制御基板３０を貫通して制御基板３０の上主面から突出し、制御基板３０の上主面に設けられた導体パターン３０１に半田付け等で接続されている。導体パターン３０１および３０２は、制御基板３０上に設けられた制御回路の所定部分に接続され、電気信号（制御信号）の授受によりＩＧＢＴ素子１およびダイオード素子２の動作を制御することになるが、制御回路の構造および動作については本発明との関連が薄いので説明は省略する。
【００３７】
このような構成により、中継端子基板６の主面上の共通パターン７は、制御エミッタ端子２２を介して制御基板３０の下主面に設けられた導体パターン３０２に電気的に接続され、電流センス端子２３は、制御基板３０の上主面に設けられた導体パターン３０１に電気的に接続されることになる。なお、制御端子Ｔ１の構成も制御端子Ｔ２と同様である。
【００３８】
＜Ａ−２．作用効果＞
以上説明したように、本発明に係る半導体装置モジュール１００においては、ゲート端子２１および電流センス端子２３を中心導体として、その周囲を絶縁体ＩＺ１で囲み、絶縁体ＩＺ１の外周を、基準電位に相当する電位が与えられる制御エミッタ端子２２で囲んだ構造の制御端子Ｔ１およびＴ２を有しているので、制御信号の中継に際して、ゲート端子２１と制御エミッタ端子２２、制御エミッタ端子２２と電流センス端子２３が送信アンテナと受信アンテナのような関係になることが防止され、ＩＧＢＴ素子１のスイッチング動作に起因して発生するノイズがゲート端子２１および電流センス端子２３に流れる電気信号（制御信号）に印加されることを防止できる。
【００３９】
また、ゲート端子２１および電流センス端子２３を電気的にシールドでき、外部からのノイズがゲート端子２１および電流センス端子２３に流れる電気信号に印加されることを防止できる。
【００４０】
さらに、制御端子Ｔ１およびＴ２が独立しているので、制御端子の配設が自由にできる。
【００４１】
＜Ｂ．実施の形態２＞
＜Ｂ−１．装置構成＞
本発明に係る半導体装置の実施の形態２として、図４に半導体装置モジュール２００の構成を示す。
【００４２】
図４は半導体装置モジュール２００の内部構成を示す斜視図であるが、制御端子Ｔ３以外の構成は図１を用いて説明した半導体装置モジュール１００と同じであるので、図示および説明は省略する。
【００４３】
図４において、中継端子基板６主面の共通パターン７上には、共通パターン７に垂直に延在する制御端子Ｔ３が配設されている。そして、ＩＧＢＴ素子１のゲートおよび電流センス電極は、金属ワイヤーＷＲを介して、それぞれ制御端子Ｔ３の基部に設けられた端子台２１１および２３１に接続されている。また、ＩＧＢＴ素子１のエミッタは、金属ワイヤーＷＲを介して共通パターン７に接続されている。
【００４４】
制御端子Ｔ３は、共通パターン７上に間を開けて垂直に延在するように配設されたゲート端子２１および電流センス端子２３を中心導体とし、その周囲をそれぞれ絶縁体ＩＺ１で囲み、２つの絶縁体ＩＺ１の外周を制御エミッタ端子２２で共通に囲んだ構造を有している。なお、制御エミッタ端子２２は２つの絶縁体ＩＺ１の外周を囲むように配設されるので外周導体と呼称することができる。
【００４５】
また、ゲート端子２１および電流センス端子２３の構造は、図２を用いて説明した制御端子Ｔ２と同様である。
【００４６】
そして、ゲート端子２１および電流センス端子２３に周設されたそれぞれの絶縁体ＩＺ１および、２つの絶縁体ＩＺ１を共通に取り囲む制御エミッタ端子２２の端面よりも、ゲート端子２１および電流センス端子２３が突出しており、ゲート端子２１および電流センス端子２３は、中継端子基板６の上方に配設された制御基板３０に電気的に接続される構成となっている。
【００４７】
＜Ｂ−２．作用効果＞
以上説明したように、本発明に係る半導体装置モジュール２００においては、ゲート端子２１および電流センス端子２３を中心導体として、その周囲をそれぞれ絶縁体ＩＺ１で囲み、２つの絶縁体ＩＺ１を基準電位に相当する電位が与えられる制御エミッタ端子２２で共通に取り囲んだ構造の制御端子Ｔ３を有しているので、制御エミッタ端子２２の断面積を広くでき、制御信号の中継に際して、ゲート端子２１および電流センス端子２３に対する電気的なシールド性能を高めることができ、外部からのノイズがゲート端子２１および電流センス端子２３に流れる電気信号（制御信号）に印加されることを、より効果的に防止できる。
【００４８】
＜Ｃ．実施の形態３＞
＜Ｃ−１．装置構成＞
本発明に係る半導体装置の実施の形態３として、図５に半導体装置モジュール３００の構成を示す。
【００４９】
実施の形態１および２として、図１および図４を用いて説明した半導体装置モジュール１００および２００においては、円柱状あるいは角柱状のゲート端子２１および電流センス端子２３を中心導体として、その周囲を絶縁体ＩＺ１が囲む構造の制御端子を有していたが、図５に示す半導体装置モジュール３００においては、平板状をなすゲート端子２１０、制御エミッタ端子２２０および電流センス端子２３０等の制御端子を、それらの主面が対向するように配設する構成となっている。
【００５０】
すなわち、制御端子であるゲート端子２１０、制御エミッタ端子２２０および電流センス端子２３０は、平面視形状が矩形状の本体部ＢＤ２１、ＢＤ２２およびＢＤ２３と、それぞれの一方の長辺から延在する突片２１２、２２２および２３２と、他方の長辺から延在する突片２１１、２２１および２３１とを有し、突片２１１、２２１および２３１の主面が中継端子基板６の主面上に接続されるように折り曲げられ、それぞれ端子台２１１、２２１および２３１となっている。
【００５１】
そして、基準電位に相当する電位が与えられる制御エミッタ端子２２０を中央に配置し、制御エミッタ端子２２０の両主面にそれぞれの主面が対向するようにゲート端子２１０および電流センス端子２３０が配設されている。
【００５２】
なお、端子台２１１、２２１および２３１は、互いに電気的に分離される必要があるので、突片２１１、２２１および２３１は、本体部ＢＤ２１、ＢＤ２２およびＢＤ２３の一方の長辺のそれぞれ異なる位置から延在し、互いに接触しないように折り曲げられている。
【００５３】
また、中継端子基板６上には、端子台２１１、２２１および２３１が共通して接続されるような導体パターンは設けられておらず、端子台２１１、２２１および２３１をそれぞれ半田付け等で、中継端子基板６上に接続するための部分的な導体パターンが設けられているが、それらは端子台２１１、２２１および２３１と同等の面積を有していれば良いので、端子台２１１、２２１および２３１の載置によって隠れ、図中には示されていない。
【００５４】
そして、突片２１２、２２２および２３２が、中継端子基板６の上方に配設された制御基板３０に電気的に接続される構成となっている。
【００５５】
なお、ゲート端子２１０、制御エミッタ端子２２０および電流センス端子２３０の、それぞれの本体部ＢＤ２１、ＢＤ２２およびＢＤ２３の間には、樹脂パッケージ１０を成形する際に、モールド樹脂が充填されるので、組み立ての段階では間隙を有する構造としていても良いが、確実な絶縁を行うために、絶縁材を挟むようにしても良い。
【００５６】
図５に、ゲート端子２１０、制御エミッタ端子２２０および電流センス端子２３０を図４の矢示Ｂ方向から見た図を示す。図５に示すように、本体部ＢＤ２１とＢＤ２２との主面間、および本体部ＢＤ２２とＢＤ２３との主面間に、絶縁体ＩＺ２を挟み込んだ構成にすることで、各主面間隔を一定にでき、また、確実な絶縁が可能となる。
【００５７】
なお、絶縁体ＩＺ２は、ゲル状の絶縁材を塗布して硬化させて形成しても良く、絶縁シートを挟み込む構成としても良い。
【００５８】
なお、その他の構成は図１を用いて説明した半導体装置モジュール１００と同じであるので、図示および説明は省略する。
【００５９】
＜Ｃ−２．作用効果＞
以上説明したように、本発明に係る半導体装置モジュール３００においては、基準電位に相当する電位が与えられる制御エミッタ端子２２０を中央に配置し、制御エミッタ端子２２０の両主面にそれぞれの主面が対向するようにゲート端子２１０および電流センス端子２３０が配設されているので、制御信号の中継に際して、ゲート端子２１０と制御エミッタ端子２２０、制御エミッタ端子２２０と電流センス端子２３０が送信アンテナと受信アンテナのような関係になることが防止され、ＩＧＢＴ素子１のスイッチング動作に起因して発生するノイズがゲート端子２１０および電流センス端子２３０に流れる電気信号（制御信号）に印加されることを防止できる。また、各端子の主面間隔を絶縁破壊しない程度まで狭くすることで、外部からのノイズがゲート端子２１０および電流センス端子２３０に流れる電気信号（制御信号）に印加されることを防止できる。
【００６０】
なお、以上の説明においては、制御端子が３つの場合について言及したが、制御端子が３つを越える場合であっても、制御エミッタ端子２２０を複数設け、それらの両主面に対向するように残りの制御端子を配設することで、制御エミッタ端子２２０と他の制御端子との間で、送信アンテナと受信アンテナのような関係になることが防止される。
【００６１】
＜Ｄ．変形例＞
以上説明した実施の形態１〜３の半導体装置モジュール１００〜３００においては、制御基板３０を内蔵したＩＰＭとして説明したが、制御基板３０が外部に配設される構成であっても良い。
【００６２】
その場合、制御基板３０は樹脂パッケージ１０の上面上部に配設され、そこに、例えば、図１に示す制御端子Ｔ１およびＴ２のゲート端子２１および電流センス端子２３が樹脂パッケージ１０の上面から突出して接続され、また、図４に示す制御端子Ｔ３のゲート端子２１および電流センス端子２３が樹脂パッケージ１０の上面から突出して接続され、また、図５に示すゲート端子２１０、制御エミッタ端子２２０および電流センス端子２３０の突片２１２、２２２および２３２が樹脂パッケージ１０の上面から突出して接続されることになる。このような構成により、半導体装置モジュールを小型化できる。
【００６３】
また、実施の形態１〜３の半導体装置モジュール１００〜３００においては、図８に示したように、ＩＧＢＴ素子１とダイオード素子２の１組の電力用半導体素子を備える構成として説明したが、ＩＧＢＴ素子１とダイオード素子２の組は１組に限定されるものではなく、複数の組が並列に接続されていても良く、また直列に接続されて構成であっても良い。
【００６４】
例えば、図７に示すように、ＩＧＢＴ素子１Ａおよび１Ｂが直列に接続され、ＩＧＢＴ素子１Ａおよび１Ｂには、それぞれダイオード素子１Ａおよび１Ｂが逆並列に接続されている。
【００６５】
ＩＧＢＴ素子１Ａのコレクタは主コレクタ端子板１２１に接続され、ＩＧＢＴ素子１ＡのエミッタおよびＩＧＢＴ素子１Ｂのコレクタは、共通して出力端子板１２２に接続されている。この出力端子板１２２は、外部に設けられたモータなどの誘導性負荷に接続される。そして、ＩＧＢＴ素子１Ｂのエミッタは主エミッタ端子板１２３に接続されている。
【００６６】
また、ＩＧＢＴ素子１Ａおよび１Ｂのエミッタは、それぞれ制御エミッタ端子２２Ａおよび２２Ｂに接続され、ＩＧＢＴ素子１Ａおよび１Ｂの電流センス電極は、それぞれ電流センス端子２３Ａおよび２３Ｂに接続され、ＩＧＢＴ素子１Ａおよび１Ｂのゲートは、それぞれゲート端子２１Ａおよび２１Ｂに接続されている。
【００６７】
このような構成において、ゲート端子２１Ａ、制御エミッタ端子２２Ａおよび電流センス端子２３Ａの３つの制御端子で１組をなし、ゲート端子２１Ｂ、制御エミッタ端子２２Ｂおよび電流センス端子２３Ｂの３つの制御端子で１組をなすので、制御端子のそれぞれの組において、実施の形態１〜３の半導体装置モジュール１００〜３００において示した制御端子の構成を採るようにすれば良い。
【００６８】
【発明の効果】
本発明に係る請求項１記載の半導体装置によれば、制御信号が流れる中心導体の周囲を絶縁体で囲み、絶縁体の外周を、基準電位に相当する電位が与えられる外周導体で囲んだ構造の制御端子を備えるので、中心導体がアンテナとなることを防止でき、制御信号の中継に際して、電力用半導体素子のスイッチング動作に起因して発生するノイズが制御信号に印加されることを防止できる。また、中心導体を電気的にシールドでき、外部からのノイズが制御信号に印加されることを防止できる。
【００６９】
本発明に係る請求項２記載の半導体装置によれば、外周導体が、複数の制御端子のそれぞれに配設されるので、各制御端子の独立性を保つことができ、制御端子の配設が自由にできる。
【００７０】
本発明に係る請求項３記載の半導体装置によれば、複数の中心導体の周囲をそれぞれ絶縁体で囲み、複数の絶縁体の外周を、基準電位に相当する電位が与えられる外周導体で共通に囲んだ構造の制御端子を備えるので、外周導体の断面積を広くでき、制御信号の中継に際して、複数の中心導体に対する電気的なシールド性能を高めることができ、外部からのノイズが複数の中心導体に流れる制御信号に印加されることを、より効果的に防止できる。
【００７１】
本発明に係る請求項４記載の半導体装置によれば、外周導体の端面が導体パターンに直接に接続されるので、外周導体と導体パターンとの接触面積を広くでき、接触抵抗を低減できる。
【００７４】
本発明に係る請求項５記載の半導体装置によれば、電力用半導体素子の駆動制御を行う制御回路が配設された制御基板を内蔵し、制御信号の授受部が制御基板に直接に接続されるので、電力用半導体素子から制御基板までの信号経路が短くなり、制御信号にノイズが印加される可能性を低減できる。
【００７５】
本発明に係る請求項６記載の半導体装置によれば、電力用半導体素子の駆動制御を行う制御回路が配設された制御基板を、樹脂パッケージの外部において備えるので、半導体装置モジュールを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態１の半導体装置モジュールの内部構成を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る実施の形態１の半導体装置モジュールの制御端子の構成を示す断面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態１の半導体装置モジュールの制御端子の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る実施の形態２の半導体装置モジュールの内部構成を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る実施の形態３の半導体装置モジュールの内部構成を示す斜視図である。
【図６】本発明に係る実施の形態３の半導体装置モジュールの制御端子の構成を示す側面図である。
【図７】電力用半導体素子の組み合わせの一例を示す図である。
【図８】電力用半導体素子と制御端子との接続関係を示す図である。
【図９】従来の半導体装置モジュールの問題点を示す図である。
【符号の説明】
２１，２１０ゲート端子、２２，２２０制御エミッタ端子、２３，２３０電流センス端子、２１１，２３１端子台、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３制御端子、ＩＺ１，ＩＺ２絶縁体。

Claims

パッケージの底面部に収納された電力用半導体素子と、
前記電力用半導体素子に電気的に接続され、前記電力用半導体素子の制御のための制御信号の中継に使用される制御端子と、を備え、
前記制御端子は、
前記底面部に対して垂直方向に延在するように配設され、前記制御信号が流れる中心導体と、
前記中心導体を取り囲むように配設された絶縁体と、
前記絶縁体を取り囲むように配設された外周導体と、を有し、
前記外周導体は、前記電力用半導体素子の駆動に際して、基準電位に相当する電位が与えられ、
前記中心導体の前記底面部側の第１の端部は、前記外周導体と絶縁を保って前記外周導体の側面から突出して前記電力用半導体素子との電気的接続のための端子台をなし、
前記中心導体の前記底面部とは反対側の第２の端部は、前記絶縁体および前記外周導体の端面よりも突出し、前記制御信号の授受部をなす、半導体装置。
前記制御端子は複数であって、
前記複数の制御端子のそれぞれは、単一の前記中心導体、前記絶縁体および前記外周導体を備える、請求項１記載の半導体装置。
前記中心導体は複数であって、
前記絶縁体は、前記複数の中心導体を個々に取り囲むように複数配設され、
前記外周導体は、前記複数の絶縁体を共通して取り囲むように配設される、請求項１記載の半導体装置。
前記制御端子は、
前記パッケージの前記底面部に平行に配設された導体パターン上に配設され、
前記外周導体の端面が前記導体パターンに直接に接続される、請求項１記載の半導体装置。
前記半導体装置は、
前記電力用半導体素子の駆動制御を行う制御回路が配設された制御基板を内蔵してさらに備え、
前記授受部は、前記制御基板に直接に接続される、請求項１記載の半導体装置。
前記半導体装置は、
前記電力用半導体素子の駆動制御を行う制御回路が配設された制御基板を、前記パッケージの外部においてさらに備え、
前記授受部は、前記パッケージから突出して前記制御基板に直接に接続される、請求項１記載の半導体装置。