JP4878520B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
上記において、上記の半導体チップの電力用半導体素子がIGBT素子(Nチャンネル型)である場合、上記第1の半導体チップの一面はコレクタ側の面、他面はエミッタ側の面であり、上記第2の半導体チップの一面はエミッタ側の面、他面はコレクタ側の面である。
さらに本発明によれば、高圧側の第1の組立体と低圧側の第2の組立体で半導体素子モジュールを形成し、第1および第2の組立体を離間させた積層構造により立体的に形成するようにしたため、小型かつコンパクトに作ることができる。また第1および第2の組立体に生じるスペースを利用して制御基板を配置するようにし、半導体素子モジュールの内部に設けるようにしたため、制御基板までの制御用配線が極めて短くなり、配線インピーダンスを小さくでき、耐ノイズ性能を向上することができる。さらに、制御基板のための固定部材やケース等が不要になり、半導体装置を全体として小型化することができる。
まず高圧側の半導体チップ(IGBT素子402とダイオード素子409)の下面(図2中では上面側)と高圧バスバー21とを半田ペーストを介してセットし、さらに併せて当該半導体チップの上面(図2中では下面側)と第1金属配線板25を半田ペーストを介してセットする(高圧側の第1の組立体12Aのセット)。
次に、低圧側の半導体チップ(IGBT素子404とダイオード素子410)の下面(図2中下面側)と第2金属配線板26とを半田ペーストを介してセットし、さらに併せて当該半導体チップの上面(図2中上面側)と低圧バスバー23を半田ペーストを介してセットする(低圧側の第2の組立体12Bのセット)。
次に、第1金属配線板25と第2金属配線板26を半田ペーストを介してセットする。この例では第1金属配線板25と第2金属配線板26は半田で接合するものとする。
上記のようにセットされたセット物をリフロー炉に入れ、そこで半田付け処理を行う。セット物の各要素は接合される。
次に、ヒートシンク32Aの上面(図2中では下面側)に絶縁層22Aを介して第1の組立体12Aをセットする。さらにヒートシンク32Bの上面(図2中では上面側)に絶縁層22Bを介して第2の組立体12Bをセットする。
次に、ヒートシンク32Aの上面に信号コネクタ406を接着し、ヒートシンク32Bの上面に信号コネクタ407を接着する。
次に、信号コネクタ406,407との間で所要の信号ワイヤをワイヤ・ボンディングする。
第1の組立体12Aと第2の組立体12Bを立体的に積層配置する。
次に、第1金属配線板25、低圧バスバー23、および出力バスバー24を接合する。
最後に樹脂モールド(ブロック11)を行う。
12 IGBTモジュール
12A 第1の組立体
12B 第2の組立体
21 高圧バスバー
22A,22B 絶縁膜
23 低圧バスバー
24,24A 出力バスバー
25 第1金属配線板
26 第2金属配線板
32A,32B ヒートシンク
41 第1の制御基板
42 第2の制御基板
43 電流センサ
402,404 IGBT素子
409,410 ダイオード素子
411,412 ゲートドライバ
Claims (5)
- 第1の半導体チップと、この第1の半導体チップの一面に接合されると共に高圧端子を有する高圧バスバーと、前記第1の半導体チップの他面に接合される第1金属配線板とを備えた第1の組立体と、
第2の半導体チップと、この第2の半導体チップの一面に接合されると共に低圧端子を有する低圧バスバーと、前記第2の半導体チップの他面に接合される第2金属配線板とを備えた第2の組立体と、
前記第1金属配線板と前記第2金属配線板のそれぞれの端部から延在する出力端子を有する出力バスバーとから成り、
前記第1の組立体と前記第2の組立体は離間した積層構造で配置され、前記出力バスバーは前記積層構造の中間に配置され、
前記第1および第2の半導体チップのそれぞれは電力用半導体素子と整流用半導体素子を備え、
前記整流用半導体素子に比べて前記電力用半導体素子に流れる電流の割合が多くなる半導体装置の駆動を行う場合、前記第1の半導体チップの前記電力用半導体素子は前記高圧バスバー上で前記高圧端子に対して遠い側に配置され、前記第2の半導体チップの前記電力用半導体素子は前記第2金属配線板上で前記低圧端子に対して遠い側に配置され、
前記整流用半導体素子に比べて前記電力用半導体素子に流れる電流の割合が少なくなる半導体装置の駆動を行う場合、前記第1の半導体チップの前記電力用半導体素子は前記高圧バスバー上で前記高圧端子に対して近い側に配置され、前記第2の半導体チップの前記電力用半導体素子は前記第2金属配線板上で前記低圧端子に対して近い側に配置されることを特徴とする半導体装置。 - 前記高圧端子から前記第1の半導体チップを経由した前記出力端子までの電流経路の長さと、前記低圧端子から前記第2の半導体チップを経由した前記出力端子までの電流経路の長さとを実質的に等しくしたことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記第1金属配線板に平行に配置され、前記第1の半導体チップを制御する第1の制御基板と、前記低圧バスバーに平行に配置され、前記2の半導体チップを制御する第2の制御基板とを備えたことを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置。
- 前記第1および第2の制御基板のそれぞれに第1および第2の磁気抵抗素子が対向する位置で実装され、前記出力バスバーの一部が前記第1の磁気抵抗素子と前記第2の磁気抵抗素子の間を通って延設されていることを特徴とする請求項3記載の半導体装置。
- 前記出力バスバーは、前記第1および第2の金属配線板との接合部から前記磁気抵抗素子までの部位を、前記制御基板の外側で面直角に配設したことを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
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