JP6918955B2 - Semiconductor module and switching power supply - Google Patents
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Description
本発明は、半導体モジュール及びスイッチング電源装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor module and a switching power supply device.
従来、ハイサイド用スイッチ及びローサイド用スイッチを備える半導体モジュールが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, a semiconductor module including a high-side switch and a low-side switch is known (see, for example, Patent Document 1).
従来の半導体モジュール900は、図10及び図11に示すように、ハイサイド用スイッチ910及びローサイド用スイッチ920を備え、ハイサイド用スイッチ910のソース電極とローサイド用スイッチ920のドレイン電極とは、導電性部材930を介して電気的に接続されている。従来の半導体モジュール900においては、ハイサイド用スイッチ910とローサイド用スイッチ920とを直列に接続した回路を三相備えた構成となっており(図10参照。)、導電性部材930は各回路に対応した多層電流経路バスバーとなっている。従来の半導体モジュール900においては、ハイサイド用スイッチ910のドレイン電極が、下側プレート970(図11参照。)を介して導電性部材930と電気的に接続されており、ローサイド用スイッチ920のソース電極が上側プレート(図示せず)を介して導電性部材930と電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
ところで、近年、スイッチング電源装置の技術の分野においては、次世代デバイスの進展に伴いデバイスの大電流化及びスイッチングの高速化が進んでいる。しかしながら、従来の半導体モジュール900において大電流・高速スイッチングの制御を行った場合には、スイッチングに伴うサージの発生を抑制することが困難であり (図3(b)参照。)、サージに起因した誤動作が発生するおそれがある、という問題があった。このような問題は、SiCやGaNといった次世代デバイスを用いて大電流・高速スイッチングの制御をする場合にはより顕著となる。
By the way, in recent years, in the field of switching power supply technology, the current of devices and the speed of switching are increasing with the progress of next-generation devices. However, when high-current / high-speed switching is controlled in the
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、スイッチングに伴うサージの発生を十分抑制することができ、サージに起因した誤動作が発生し難い半導体モジュール及びスイッチング電源装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a semiconductor module and a switching power supply device that can sufficiently suppress the occurrence of a surge due to switching and are less likely to cause a malfunction due to the surge. The purpose is to provide.
[1]本発明の半導体モジュールは、第1ドレイン電極、第1ソース電極及び第1ゲート電極を有するノーマリオン型の第1半導体チップと、第2ドレイン電極、第2ソース電極及び第2ゲート電極を有し、前記第1ソース電極が前記第2ドレイン電極と電気的に接続された状態となるように前記第1半導体チップ上に配置されたノーマリオフ型の第2半導体チップとを有し、前記第1ゲート電極が、前記第2ソース電極と電気的に接続されているカスコードスイッチを2以上備える半導体モジュールであって、前記カスコードスイッチとして、ハイサイド用スイッチ及びローサイド用スイッチを備え、平面的に見て前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの少なくとも一方を取り囲むように導電性部材が配置されており、前記ハイサイド用スイッチの前記第2ソース電極は、少なくとも前記導電性部材を介して前記ローサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極と電気的に接続されていることを特徴とする。 [1] The semiconductor module of the present invention includes a normalion type first semiconductor chip having a first drain electrode, a first source electrode and a first gate electrode, and a second drain electrode, a second source electrode and a second gate electrode. The first source electrode has a normally-off type second semiconductor chip arranged on the first semiconductor chip so as to be electrically connected to the second drain electrode. The first gate electrode is a semiconductor module including two or more cascode switches electrically connected to the second source electrode, and the cascode switch includes a high-side switch and a low-side switch, and is planar. As seen, the conductive member is arranged so as to surround at least one of the high-side switch and the low-side switch, and the second source electrode of the high-side switch is via at least the conductive member. The low-side switch is electrically connected to the first drain electrode.
[2]本発明の半導体モジュールにおいては、前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチの少なくとも一方は、平面的に見て矩形形状であり、前記導電性部材は、前記ハイサイド用スイッチの外周を構成する辺のうちの少なくとも3つの辺、又は、前記ローサイド用スイッチの外周を構成する辺のうちの少なくとも3つの辺を取り囲むように配置されたものであることが好ましい。 [2] In the semiconductor module of the present invention, at least one of the high-side switch and the low-side switch has a rectangular shape when viewed in a plane, and the conductive member covers the outer periphery of the high-side switch. It is preferable that it is arranged so as to surround at least three sides of the constituent sides or at least three sides of the outer circumference of the low-side switch.
[3]本発明の半導体モジュールにおいては、前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチはいずれも、平面的に見て長方形形状であり、かつ、前記ハイサイド用スイッチの外周を構成する辺のうち前記長方形形状の長辺にあたる辺が、前記ローサイド用スイッチの外周を構成する辺のうち前記長方形形状の長辺にあたる辺に対して垂直になるように配置されていることが好ましい。 [3] In the semiconductor module of the present invention, both the high-side switch and the low-side switch have a rectangular shape when viewed in a plane, and among the sides forming the outer periphery of the high-side switch. It is preferable that the side corresponding to the long side of the rectangular shape is arranged so as to be perpendicular to the side corresponding to the long side of the rectangular shape among the sides constituting the outer periphery of the low side switch.
[4]本発明の半導体モジュールにおいては、前記導電性部材は、前記ハイサイド用スイッチの前記第2ソース電極と前記ローサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極との間の電流経路を避けた位置に、平面的に見て外側に向かって広がっている領域を有し、当該広がっている領域には、端子が設けられていることが好ましい。 [4] In the semiconductor module of the present invention, the conductive member is located at a position avoiding a current path between the second source electrode of the high-side switch and the first drain electrode of the low-side switch. It is preferable that the region has a region extending outward when viewed in a plane, and terminals are provided in the expanding region.
[5]本発明の半導体モジュールにおいては、前記ハイサイド用スイッチの前記第1ゲート電極は、複数本の導電性ワイヤを介して前記導電性部材と電気的に接続されていることが好ましい。 [5] In the semiconductor module of the present invention, it is preferable that the first gate electrode of the high-side switch is electrically connected to the conductive member via a plurality of conductive wires.
[6]本発明の半導体モジュールにおいては、前記ハイサイド用スイッチの前記第1ゲート電極は、複数本の導電性ワイヤを介して前記導電性部材と電気的に接続されており、かつ、平面的に見て、前記導電性部材側における隣接する導電性ワイヤの間隔が、前記第1ゲート電極側における隣接する導電性ワイヤの間隔よりも広くなっていることが好ましい。 [6] In the semiconductor module of the present invention, the first gate electrode of the high-side switch is electrically connected to the conductive member via a plurality of conductive wires and is planar. In view of the above, it is preferable that the distance between the adjacent conductive wires on the conductive member side is wider than the distance between the adjacent conductive wires on the first gate electrode side.
[7]本発明の半導体モジュールにおいては、平面的に見て、前記導電性部材は、前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの一方のスイッチを取り囲むように形成されており、平面的に見て、前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの他方のスイッチを取り囲むように配置された第2の導電性部材をさらに備え、前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの他方のスイッチの前記第2ソース電極は、少なくとも前記第2の導電性部材を介して前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの他方のスイッチの前記第1ゲート電極と電気的に接続されていることが好ましい。 [7] In the semiconductor module of the present invention, when viewed in a plan view, the conductive member is formed so as to surround one of the high-side switch and the low-side switch, and is flat. The high-side switch and the low-side switch are further provided with a second conductive member arranged so as to surround the other switch of the high-side switch and the low-side switch. The second source electrode of the other switch is electrically connected to the first gate electrode of the other switch of the high side switch and the low side switch via at least the second conductive member. Is preferable.
[8]本発明の半導体モジュールにおいては、前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの前記他方のスイッチは、平面的に見て矩形形状であり、前記第2の導電性部材は、前記他方のスイッチの外周を構成する辺のうちの少なくとも3つの辺を取り囲むように形成されたものであることが好ましい。 [8] In the semiconductor module of the present invention, the other switch of the high-side switch and the low-side switch has a rectangular shape when viewed in a plane, and the second conductive member is the same. It is preferable that the switch is formed so as to surround at least three of the sides constituting the outer circumference of the other switch.
[9]本発明の半導体モジュールにおいては、前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの前記他方のスイッチの前記第1ゲート電極は、複数本の導電性ワイヤを介して前記第2の導電性部材と電気的に接続されていることが好ましい。 [9] In the semiconductor module of the present invention, the first gate electrode of the other switch of the high-side switch and the low-side switch is the second conductive wire via a plurality of conductive wires. It is preferably electrically connected to the sex member.
[10]本発明の半導体モジュールにおいては、前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの前記他方のスイッチの前記第1ゲート電極は、複数本の導電性ワイヤを介して前記第2の導電性部材と電気的に接続されており、かつ、平面的に見て、隣接する前記導電性ワイヤの前記第2の導電性部材側の間隔が、隣接する前記導電性ワイヤの前記第1ゲート電極側の間隔よりも広くなっていることが好ましい。 [10] In the semiconductor module of the present invention, the first gate electrode of the other switch of the high-side switch and the low-side switch is made of the second conductive wire via a plurality of conductive wires. The first gate electrode of the adjacent conductive wire, which is electrically connected to the conductive member and is adjacent to the conductive wire at a distance of the second conductive member side when viewed in a plane. It is preferably wider than the side spacing.
[11]本発明の半導体モジュールにおいては、前記導電性部材とは離間した位置に配置され、前記ハイサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極と接続されている第3の導電性部材をさらに備えることが好ましい。 [11] The semiconductor module of the present invention further includes a third conductive member that is arranged at a position separated from the conductive member and is connected to the first drain electrode of the high-side switch. Is preferable.
[12]本発明の半導体モジュールにおいては、前記第3の導電性部材及び前記導電性部材は、前記第3の導電性部材及び前記導電性部材によって、前記ハイサイド用スイッチの外周又は前記ローサイド用スイッチの外周を囲むように配置されていることが好ましい。 [12] In the semiconductor module of the present invention, the third conductive member and the conductive member are used for the outer periphery of the high-side switch or the low-side by the third conductive member and the conductive member. It is preferable that the switch is arranged so as to surround the outer circumference of the switch.
[13]本発明の半導体モジュールにおいては、前記ハイサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極と、前記ローサイド用スイッチの前記第2ソース電極とに電気的接続され、前記ハイサイド用スイッチの第2ソース電極と前記ローサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極との接続に対し並列に接続されるキャパシタをさらに備えることが好ましい。 [13] In the semiconductor module of the present invention, the first drain electrode of the high-side switch and the second source electrode of the low-side switch are electrically connected to each other, and the second source of the high-side switch is connected. It is preferable to further include a capacitor connected in parallel with respect to the connection between the electrode and the first drain electrode of the low-side switch.
[14]本発明の半導体モジュールにおいては、前記半導体モジュールは、樹脂封止されており、前記第3の導電性部材の一部と前記第2の導電性部材の一部にはそれぞれ、前記ハイサイド用スイッチの第2ソース電極と前記ローサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極との接続に対し並列に接続されるキャパシタを配置するための外部接続用の端子が樹脂から露出した状態で設けられていることが好ましい。 [14] In the semiconductor module of the present invention, the semiconductor module is resin-sealed, and a part of the third conductive member and a part of the second conductive member are each high. An external connection terminal for arranging a capacitor connected in parallel with the connection between the second source electrode of the side switch and the first drain electrode of the low side switch is provided in a state of being exposed from the resin. It is preferable to have.
[15]本発明の半導体モジュールにおいては、前記第1半導体チップは、前記第2半導体チップよりも高い耐圧を有することが好ましい。 [15] In the semiconductor module of the present invention, the first semiconductor chip preferably has a higher withstand voltage than the second semiconductor chip.
[16]本発明のスイッチング電源装置は、[1]〜[15]のいずれかに記載の半導体モジュールを備えることを特徴とする。 [16] The switching power supply device of the present invention is characterized by including the semiconductor module according to any one of [1] to [15].
本発明の半導体モジュール及びスイッチング電源装置によれば、平面的に見てハイサイド用スイッチ及びローサイド用スイッチのうちの少なくとも一方を取り囲むように導電性部材が配置されており、ハイサイド用スイッチの第2ソース電極は、導電性部材の少なくとも一部を介してローサイド用スイッチの第1ドレイン電極と電気的に接続されているため、導電性ワイヤを介して電気的に接続されている場合と比較して、ハイサイド用スイッチのソース電極とローサイド用スイッチのドレイン電極との間の電流経路の断面積を比較的広く、かつ、当該電流経路を比較的短くすることができる。従って、ハイサイド用スイッチの第2ソース電極とローサイド用スイッチの第1ドレイン電極との間の電流経路の寄生インダクタンスを小さくすることができる。その結果、大電流・高速スイッチングの制御を行った場合であっても、スイッチングに伴うサージの発生を十分抑制することができ(図3(a)参照。)、サージに起因した誤動作の発生を防ぐことができる。 According to the semiconductor module and the switching power supply device of the present invention, the conductive member is arranged so as to surround at least one of the high-side switch and the low-side switch in a plan view, and the high-side switch is the first. Since the two-source electrode is electrically connected to the first drain electrode of the low-side switch via at least a part of the conductive member, it is compared with the case where it is electrically connected via the conductive wire. Therefore, the cross-sectional area of the current path between the source electrode of the high-side switch and the drain electrode of the low-side switch can be relatively wide and the current path can be relatively short. Therefore, the parasitic inductance of the current path between the second source electrode of the high-side switch and the first drain electrode of the low-side switch can be reduced. As a result, even when high-current / high-speed switching is controlled, the occurrence of surges due to switching can be sufficiently suppressed (see FIG. 3A), and the occurrence of malfunctions due to surges can be prevented. Can be prevented.
本発明の半導体モジュールによれば、平面的に見てハイサイド用スイッチ及びローサイド用スイッチのうちの少なくとも一方を取り囲むように導電性部材が配置されており、ハイサイド用スイッチの第2ソース電極は、導電性部材の少なくとも一部を介してローサイド用スイッチの第1ドレイン電極と電気的に接続されている、すなわち、ハイサイド用スイッチの第2ソース電極は、導電性部材と接続されているため、ハイサイド用スイッチの第1ゲート電極と導電性部材との間を配線すれば容易にハイサイド用スイッチをカスコードスイッチとすることができる。
また、ハイサイド用スイッチの第2ソース電極と第1ゲート電極との間の電流経路の大部分が、断面積が大きい導電性部材であるため、第2ソース電極と第1ゲート電極との間の電流経路の寄生インダクタンスを小さくすることができる。従って、第2ソース電極と第1ゲート電極との間の電流経路においてもスイッチングに伴うサージの発生を十分抑制することができ、第1ゲート電極に対する制御信号がサージの影響を受け難くなり、その結果、サージに起因した誤動作がより確実に発生し難くなる。According to the semiconductor module of the present invention, the conductive member is arranged so as to surround at least one of the high-side switch and the low-side switch in a plan view, and the second source electrode of the high-side switch is , Because it is electrically connected to the first drain electrode of the low side switch via at least a part of the conductive member, that is, the second source electrode of the high side switch is connected to the conductive member. By wiring between the first gate electrode of the high-side switch and the conductive member, the high-side switch can be easily used as a cascode switch.
Further, since most of the current path between the second source electrode and the first gate electrode of the high-side switch is a conductive member having a large cross-sectional area, it is between the second source electrode and the first gate electrode. The parasitic inductance of the current path can be reduced. Therefore, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of a surge due to switching even in the current path between the second source electrode and the first gate electrode, and the control signal for the first gate electrode is less likely to be affected by the surge. As a result, malfunctions due to surges are less likely to occur.
また、本発明の半導体モジュールによれば、上記した構成を有するため、SiCやGaNといった次世代デバイスを用いて大電流・高速スイッチングの制御を行った場合であっても、スイッチングに伴うサージを十分抑制することができ、サージに起因した誤動作が発生し難くなる。 Further, according to the semiconductor module of the present invention, since it has the above-described configuration, even when high-current / high-speed switching is controlled using a next-generation device such as SiC or GaN, the surge associated with switching is sufficient. It can be suppressed, and malfunctions due to surges are less likely to occur.
以下、本発明の半導体モジュール及びスイッチング電源装置について、図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、各図面は模式図であり、必ずしも実際の寸法を厳密に反映したものではない。 Hereinafter, the semiconductor module and the switching power supply device of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings. It should be noted that each drawing is a schematic view and does not necessarily accurately reflect the actual dimensions.
[実施形態1]
1.実施形態1に係る半導体モジュール1の構成
実施形態1に係る半導体モジュール1は、ハイサイド用スイッチ10と、ローサイド用スイッチ20と、導電性部材30と、第2の導電性部材40と、第3の導電性部材50と、キャパシタ60と、導電性ワイヤ70とを備える(図1及び図2参照。)。実施形態1に係る半導体モジュール1は、樹脂80によって封止されている。
なお、樹脂としては、適宜のものを用いることができるが、パワーモジュールのように高電圧・大電流での高速スイッチングを行う場合には、導電性電波吸収材(例えば、炭素材料、アルミ、銅、ニッケルなどの金属材料等)、誘電性電波吸収材(カーボン材を混入したカーボンゴム、カーボン含有発泡ウレタン、カーボン含有発泡スチロール等)、磁性電波吸収材(例えば、焼結フェライト、軟磁性金属、鉄カルボニル等)等の電波吸収材を用いることが好ましい。[Embodiment 1]
1. 1. Configuration of
An appropriate resin can be used, but in the case of high-speed switching at high voltage and large current as in a power module, a conductive radio wave absorber (for example, carbon material, aluminum, copper). , Nickel and other metal materials), dielectric radio wave absorbers (carbon rubber mixed with carbon material, carbon-containing urethane foam, carbon-containing foamed polystyrene, etc.), magnetic radio wave absorbers (for example, sintered ferrite, soft magnetic metal, iron) It is preferable to use a radio wave absorber such as carbonyl).
ハイサイド用スイッチ10は、第1ドレイン電極DH1、第1ソース電極SH1及び第1ゲート電極GH1を有するノーマリオン型の第1半導体チップ12と、第2ドレイン電極DH2、第2ソース電極SH2及び第2ゲート電極GH2を有し、第1ソース電極SH1が第2ドレイン電極DH2と電気的に接続された状態となるように第1半導体チップ12上に配置されたノーマリオフ型の第2半導体チップ14とを有し、第1ゲート電極GH1が、導電性部材30を介して第2ソース電極SH2と電気的に接続されているカスコードスイッチである。
The high-
第1半導体チップ12は、第2半導体チップ14よりも高い耐圧を有する。ハイサイド用スイッチ10の第1半導体チップ12における第1ゲート電極GH1は、複数本の導電性ワイヤを介して導電性部材30と電気的に接続されている(図2参照。)。平面的に見て、導電性部材30側における隣接する導電性ワイヤ70の間隔は、第1ゲート電極GH1側における隣接する導電性ワイヤ70の間隔よりも広くなっている。
The
ローサイド用スイッチ20は、第1ドレイン電極DL1、第1ソース電極SL1及び第1ゲート電極GL1を有するノーマリオン型の第1半導体チップ22と、第2ドレイン電極DL2、第2ソース電極SL2及び第2ゲート電極GL2を有し、第1ソース電極SL1が第2ドレイン電極DL2と電気的に接続された状態となるように第1半導体チップ22上に配置されたノーマリオフ型の第2半導体チップ24とを有し、第1ゲート電極GL1が、第2の導電性部材40を介して第2ソース電極SL2と電気的に接続されているカスコードスイッチである。
The low-
第1半導体チップ22は、第2半導体チップ24よりも高い耐圧を有する。ローサイド用スイッチ20の第1半導体チップ22における第1ゲート電極GL1は、複数本の導電性ワイヤを介して第2の導電性部材40と電気的に接続されている(図2参照。)。平面的に見て、第2の導電性部材40側における隣接する導電性ワイヤ70の間隔は、第1ゲート電極GL1側における隣接する導電性ワイヤ70の間隔よりも広くなっている。
The
なお、ハイサイド用スイッチ10及びローサイド用スイッチ20は、カスコードスイッチであるため、ノーマリオン型の半導体チップをあたかもノーマリオフ型のスイッチのように使用することができる。
Since the high-
ハイサイド用スイッチ10及びローサイド用スイッチ20はいずれも、平面的に見て矩形形状であり、導電性部材30は、ハイサイド用スイッチ10を取り囲むように(具体的には、ハイサイド用スイッチ10の外周を構成する辺のうちの3つの辺を取り囲むように)配置された板状の部材であり、第2の導電性部材40は、ローサイド用スイッチ20を取り囲むように(具体的には、ローサイド用スイッチ20の外周を構成する辺のうちの3つの辺を取り囲むように)配置された板状の部材である。なお、導電性部材30を、ローサイド用スイッチ20を取り囲むように配置し、第2の導電性部材40を、ハイサイド用スイッチ10を取り囲むように配置してもよい。
Both the high-
ハイサイド用スイッチ10及びローサイド用スイッチ20はいずれも、平面的に見て長方形形状であり、かつ、ハイサイド用スイッチ10の外周を構成する辺のうち長方形形状の長辺にあたる辺が、ローサイド用スイッチ20の外周を構成する辺のうち長方形形状の長辺にあたる辺に対して垂直になるように配置されている。
Both the high-
導電性部材30においては、ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2とローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1との間の電流経路を避けた位置(言い換えると、第2ソース電極SH2と第1ドレイン電極DL1との間の電流経路と接しない位置)に、平面的に見て外側に向かって広がっている領域32を有し、当該広がっている領域32には、端子34が設けられている。また、第2の導電性部材40においては、ローサイド用スイッチ20の第2ソース電極SL2と、接地されている第3の導電性部材50との間の電流経路を避けた位置に、平面的に見て外側に向かって広がっている領域42を有し、当該広がっている領域42には、端子44が設けられている。
In the
ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2は、ローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1と導電性部材30を介して電気的に接続されている。ハイサイド用スイッチ10の第2ゲート電極GH2及びローサイド用スイッチ20の第2ゲート電極GL2はそれぞれ、導電性ワイヤを介して外部接続用の端子(図示せず。)と電気的に接続されている。
The second source electrode SH2 of the high-
第3の導電性部材50は、ハイサイド用スイッチ10の第1ドレイン電極DH1側(図2の下側の長辺)においてハイサイド用スイッチ10とは離間した位置に配置されている平面的に見て長方形状の板状の部材である。第3の導電性部材50は、キャパシタ60及びハイサイド用スイッチ10の第1ドレイン電極DH1とそれぞれ導電性ワイヤ70を介して接続されている。
The third
第3の導電性部材50及び導電性部材30は、第3の導電性部材50及び導電性部材30によって、ハイサイド用スイッチ10の外周を囲むように配置されている。
The third
キャパシタ60は、一方の端子が第3の導電性部材50を介してハイサイド用スイッチ10の第1ドレイン電極DH1と電気的に接続され、他方の端子が第2の導電性部材40を介してローサイド用スイッチ20の第2ソース電極SL2と電気的接続されている。キャパシタ60は、ハイサイド用スイッチ10及びローサイド用スイッチ20との接続(ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2とローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1との接続)に対し並列に接続されている。
In the
このような実施形態1に係る半導体モジュール1は、ハイサイド用スイッチ及びローサイド用スイッチを有する適宜の回路を有する実施形態1に係るスイッチング電源装置に用いることができ、例えば、インバータ(図4参照。)、ブリッジレスPFC(図5参照)、コンバータ(図6参照。)等に用いることができる。
The
2.実施形態1に係る半導体モジュール1及びスイッチング電源装置の効果
実施形態1に係る半導体モジュール1及びスイッチング電源装置によれば、平面的に見てハイサイド用スイッチ10を取り囲むように導電性部材30が配置されており、ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2は、導電性部材30を介してローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1と電気的に接続されているため、導電性ワイヤのみを介して電気的に接続されている場合と比較して、ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2とローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1との間の電流経路の断面積を比較的広く、かつ、当該電流経路を比較的短くすることができる。従って、当該電流経路の寄生インダクタンスを小さくすることができる。その結果、大電流・高速スイッチングの制御を行った場合であっても、スイッチングに伴うサージの発生を十分抑制することができ(図3(a)参照。)、サージに起因した誤動作が発生し難くなる。 2. Effects of the
また、実施形態1に係る半導体モジュール1によれば、平面的に見てハイサイド用スイッチ10を取り囲むように導電性部材30が配置されており、ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2は、導電性部材30と接続されているため、第1ゲート電極GH1と導電性部材30との間を配線することにより容易にハイサイド用スイッチ10をカスコードスイッチとすることができる。
Further, according to the
ところで、導電性部材が、ハイサイド用スイッチ及びローサイド用スイッチのどちらも取り囲んでいない半導体モジュール(比較例1に係る半導体モジュール、図示せず。)においては、スイッチングの際に、ローサイド用スイッチのゲート・ソース間電圧VgsL及びドレイン・ソース間電圧VdsLにノイズが発生することがある(図3(b)参照。)。これに対して、実施形態1に係る半導体モジュール1によれば、平面的に見てハイサイド用スイッチ10を取り囲むように導電性部材30が配置されており、ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2は、導電性部材30と接続されているため、ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2と第1ゲート電極GH1との間の電流経路の大部分が、断面積が大きい導電性部材30となり、当該電流経路の寄生インダクタンスを小さくすることができる。従って、当該電流経路においてもスイッチングに伴うサージの発生を十分抑制することができ、第1ゲート電極GH1に対する制御信号がサージの影響を受け難くなり(図3(a)参照。)、その結果、サージに起因した誤動作がより確実に発生し難くなる。
By the way, in a semiconductor module in which the conductive member does not surround both the high-side switch and the low-side switch (semiconductor module according to Comparative Example 1, not shown), the gate of the low-side switch is used during switching. -Noise may occur in the source-to-source voltage VgsL and the drain-source voltage VdsL (see FIG. 3B). On the other hand, according to the
また、実施形態1に係る半導体モジュール1によれば、上記した構成を有するため、SiCやGaNといった次世代デバイスを用いて大電流・高速スイッチングの制御を行った場合であっても、スイッチングに伴うサージを十分抑制することができ、サージに起因した誤動作が発生し難くなる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る半導体モジュール1によれば、ハイサイド用スイッチ10は、平面的に見て矩形形状であり、導電性部材30は、ハイサイド用スイッチ10の外周を構成する辺のうちの3つの辺を取り囲むように形成されたものであるため、第1ゲート電極GH1と導電性部材30との間を配線すれば容易にハイサイド用スイッチ10をカスコードスイッチとすることができる。
また、第2ソース電極SH2と第1ゲート電極GH1との間の電流経路の大部分が、断面積が大きい導電性部材となり、第2ソース電極SH2と第1ゲート電極GH1との間の電流経路の寄生インダクタンスをより確実に小さくすることができる。従って、第2ソース電極SH2と第1ゲート電極GH1との間の電流経路においてもスイッチングに伴うサージの発生を十分抑制することができ、第1ゲート電極GH1に対する制御信号がサージの影響をより一層受け難くなり、その結果、サージに起因した誤動作がより一層発生し難くなる。Further, according to the
Further, most of the current path between the second source electrode SH2 and the first gate electrode GH1 is a conductive member having a large cross-sectional area, and the current path between the second source electrode SH2 and the first gate electrode GH1. The parasitic inductance of the above can be reduced more reliably. Therefore, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of a surge due to switching even in the current path between the second source electrode SH2 and the first gate electrode GH1, and the control signal for the first gate electrode GH1 is further affected by the surge. It becomes less susceptible, and as a result, malfunctions due to surges are less likely to occur.
また、実施形態1に係る半導体モジュール1によれば、ハイサイド用スイッチ10及びローサイド用スイッチ20はいずれも、平面的に見て長方形形状であり、かつ、ハイサイド用スイッチ10の外周を構成する辺のうち長方形形状の長辺にあたる辺が、ローサイド用スイッチ20の外周を構成する辺のうち長方形形状の長辺にあたる辺に対して垂直になるように配置されているため、ハイサイド用スイッチ10の外周を構成する辺のうち長方形形状の長辺にあたる辺が、ローサイド用スイッチ20の外周を構成する辺のうち長方形形状の長辺にあたる辺に対して平行(又は同一線上)になるように配置されている場合(比較例2に係る半導体モジュール、図7参照。)と比較して、ローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1と、導電性部材30との間の配線が比較的簡単で、かつ、ローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1と、導電性部材30との間の電流経路を短くすることができる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る半導体モジュール1によれば、導電性部材30は、ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2とローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1との間の電流経路を避けた位置に、平面的に見て外側に向かって広がった領域32を有し、当該広がった領域32には、端子34が設けられているため、第1ゲート電極GH1に対する制御信号が、ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2とローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1との間の電流経路を流れる比較的大きな電流の影響を受け難くなる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る半導体モジュール1によれば、ハイサイド用スイッチ10の第1ゲート電極GH1は、複数本の導電性ワイヤ70を介して導電性部材30と電気的に接続されているため、ハイサイド用スイッチ10のゲート・ソース間(第1ゲート電極・第2ソース電極間)の寄生インダクタンスを低減することができる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る半導体モジュール1によれば、平面的に見て、導電性部材30側における隣接する導電性ワイヤ70の間隔が、第1ゲート電極GH1側における隣接する導電性ワイヤ70の間隔よりも広くなっているため、導電性部材30と導電性ワイヤ70との接触位置を遠ざけることができ、隣接する導電性ワイヤ70を流れる電流の影響を受け難くなる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る半導体モジュール1によれば、ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2とローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1との接続に対し並列に接続されるキャパシタ60を備えるため、当該キャパシタ60をバイパスコンデンサとして使用することができる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る半導体モジュール1によれば、平面的に見てローサイド用スイッチ20を取り囲むように配置された第2の導電性部材40を備え、ローサイド用スイッチ20の第2ソース電極SL2は、第2の導電性部材40を介してローサイド用スイッチ20の第1ゲート電極GL1と電気的に接続されているため、ローサイド用スイッチ20のソース・ゲート間(第1ゲート電極・第2ソース電極間)の寄生インダクタンスを低減することができる。
Further, according to the
また、実施形態1に係る半導体モジュール1によれば、第2の導電性部材40は、ローサイド用スイッチ20の外周を構成する辺のうちの3つの辺を取り囲むように形成されたものであるため、第1ゲート電極GL1と第2の導電性部材40との間を配線すれば容易にローサイド用スイッチ20をカスコードスイッチとすることができる。
また、第2ソース電極SL2と第1ゲート電極GL1との間の電流経路の大部分が、断面積が大きい導電性部材となり、第2ソース電極SL2と第1ゲート電極GL1との間の電流経路の寄生インダクタンスをより確実に小さくすることができる。従って、第2ソース電極SL2と第1ゲート電極GL1との間の電流経路においてもスイッチングに伴うサージの発生を十分抑制することができ、第1ゲート電極GL1に対する制御信号がサージの影響をより一層受け難くなり、その結果、サージに起因した誤動作がより一層発生し難くなる。Further, according to the
Further, most of the current path between the second source electrode SL2 and the first gate electrode GL1 is a conductive member having a large cross-sectional area, and the current path between the second source electrode SL2 and the first gate electrode GL1. The parasitic inductance of the above can be reduced more reliably. Therefore, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of a surge due to switching even in the current path between the second source electrode SL2 and the first gate electrode GL1, and the control signal for the first gate electrode GL1 is further affected by the surge. It becomes less susceptible, and as a result, malfunctions due to surges are less likely to occur.
また、実施形態1に係る半導体モジュール1によれば、ローサイド用スイッチ20の第1ゲート電極GL1は、複数本の導電性ワイヤ70を介して第2の導電性部材40と電気的に接続されているため、ローサイド用スイッチ20のゲート・ソース間(第1ゲート電極・第2ソース電極間)の寄生インダクタンスを低減することができる。
Further, according to the
[実施形態2]
実施形態2に係る半導体モジュール2は、基本的には実施形態1に係る半導体モジュール1と同様の構成を有するが、キャパシタの構成が半導体モジュール1の場合とは異なる。実施形態2に係る半導体モジュール2においては、半導体モジュール内にキャパシタを備える代わりに、「ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2とローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1との接続に対し並列に接続されるキャパシタ62」が半導体モジュール2の外部に配置されている(図8及び図9参照。)。[Embodiment 2]
The
第3の導電性部材50の一部と第2の導電性部材40の一部にはそれぞれ、「ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2とローサイド用スイッチの第1ドレイン電極DL1との接続に対し並列に接続されるキャパシタ62」を配置するための外部接続用の端子46,52が樹脂80から露出した状態で設けられている。
A part of the third
このように、実施形態2に係る半導体モジュール2は、キャパシタの構成が実施形態1に係る半導体モジュール1の場合とは異なるが、実施形態1に係る半導体モジュール1の場合と同様に、平面的に見てハイサイド用スイッチ10を取り囲むように導電性部材30が配置されており、ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2は、導電性部材30を介してローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1と電気的に接続されているため、導電性ワイヤのみを介して電気的に接続されている場合と比較して、ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2とローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1との間の電流経路の断面積を比較的広く、かつ、当該電流経路を比較的短くすることができる。従って、当該電流経路の寄生インダクタンスを小さくすることができる。その結果、大電流・高速スイッチングの制御を行った場合であっても、スイッチングに伴うサージの発生を十分抑制することができ(図3(a)参照。)、サージに起因した誤動作が発生し難くなる。
As described above, the
また、実施形態2に係る半導体モジュール2によれば、第3の導電性部材50の一部と第2の導電性部材40の一部にはそれぞれ、「ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2とローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1との接続に対し並列に接続されるキャパシタ62」を配置するための外部接続用の端子46,52が樹脂80から露出した状態で設けられているため、キャパシタ62を半導体モジュール2の外周面に搭載することができる。従って、キャパシタ62の形状、大きさ等を比較的自由に選択することができ、設計自由度が向上する。
Further, according to the
また、実施形態2に係る半導体モジュール2によれば、第3の導電性部材50の一部と第2の導電性部材40の一部にはそれぞれ、「ハイサイド用スイッチ10の第2ソース電極SH2とローサイド用スイッチ20の第1ドレイン電極DL1との接続に対し並列に接続されるキャパシタ62」を配置するための外部接続用の端子46,52が樹脂80から露出した状態で設けられているため、キャパシタ62を半導体モジュール2の外周面に搭載することができる。従って、半導体モジュール内に搭載するキャパシタの搭載領域が不要となるため、半導体モジュール内にキャパシタを搭載する場合には迂回するように配置していた配線を直線的に配置することができる。従って、配線が短くて済み、寄生インダクタンスをより一層小さくすることができる。その結果、スイッチングの際に発生する電圧サージや高周波リンギングの発生を抑制することができる。
Further, according to the
なお、実施形態2に係る半導体モジュール2は、キャパシタの構成以外の点においては実施形態1に係る半導体モジュール1と同様の構成を有するため、実施形態1に係る半導体モジュール1が有する効果のうち該当する効果を有する。
Since the
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。 Although the present invention has been described above based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment. It can be carried out in various aspects within a range that does not deviate from the purpose, and for example, the following modifications are also possible.
(1)上記各実施形態において記載した構成要素の数、材質、形状、位置、大きさ等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。 (1) The number, material, shape, position, size, etc. of the components described in each of the above embodiments are examples, and can be changed as long as the effects of the present invention are not impaired.
(2)上記各実施形態においては、第1ゲート電極GH1,GL1を、複数本の導電性ワイヤ70を介して導電性部材30(又は第2の導電性部材40)と電気的に接続したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、第1ゲート電極GH1,GL1を、1本の導電性ワイヤを介して導電性部材30(又は第2の導電性部材40)と電気的に接続してもよい。
(2) In each of the above embodiments, the first gate electrodes GH1 and GL1 are electrically connected to the conductive member 30 (or the second conductive member 40) via a plurality of
(3)上記各実施形態においては、第1ゲート電極GH1,GL1を、導電性ワイヤ70を介して第2の導電性部材40(又は導電性部材30)と電気的に接続したが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、第1ゲート電極GH1,GL1を、ワイヤ以外の接続部材(例えば、リード等)を介して第2の導電性部材40(又は導電性部材30)と電気的に接続してもよい。
(3) In each of the above embodiments, the first gate electrodes GH1 and GL1 are electrically connected to the second conductive member 40 (or the conductive member 30) via the
1,2…半導体モジュール、10…ハイサイド用スイッチ、12,22…第1半導体チップ、14,24…第2半導体チップ、20…ローサイド用スイッチ、30…導電性部材、32,42…凸部、34,44…端子、40…第2の導電性部材、46,52…外部接続用の端子、50…第3の導電性部材、60,62…キャパシタ、70…導電性ワイヤ、80…樹脂、CH1…インダクタ、CS…抵抗、C1,C2,C3…コンデンサ 1,2 ... Semiconductor module, 10 ... High-side switch, 12,22 ... First semiconductor chip, 14,24 ... Second semiconductor chip, 20 ... Low-side switch, 30 ... Conductive member, 32,42 ... Convex , 34, 44 ... Terminal, 40 ... Second conductive member, 46, 52 ... Terminal for external connection, 50 ... Third conductive member, 60, 62 ... Capacitor, 70 ... Conductive wire, 80 ... Resin , CH1 ... inductor, CS ... resistor, C1, C2, C3 ... capacitor
Claims (16)
前記カスコードスイッチとして、ハイサイド用スイッチ及びローサイド用スイッチを備え、
平面的に見て前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの少なくとも一方を取り囲むように導電性部材が配置されており、
前記ハイサイド用スイッチの前記第2ソース電極は、少なくとも前記導電性部材を介して前記ローサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極と電気的に接続されていることを特徴とする半導体モジュール。 A normalion type first semiconductor chip having a first drain electrode, a first source electrode and a first gate electrode, a second drain electrode, a second source electrode and a second gate electrode, and the first source electrode is A normally-off type second semiconductor chip arranged at a position overlapping the first semiconductor chip when viewed in a plane on the first semiconductor chip so as to be electrically connected to the second drain electrode. A semiconductor module having two or more cascode switches whose first gate electrode is electrically connected to the second source electrode.
As the cascode switch, a high-side switch and a low-side switch are provided.
A conductive member is arranged so as to surround at least one of the high-side switch and the low-side switch when viewed in a plane.
A semiconductor module characterized in that the second source electrode of the high-side switch is electrically connected to the first drain electrode of the low-side switch via at least the conductive member.
前記導電性部材は、前記ハイサイド用スイッチの外周を構成する辺のうちの少なくとも3つの辺、又は、前記ローサイド用スイッチの外周を構成する辺のうちの少なくとも3つの辺を取り囲むように配置されたものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体モジュール。 At least one of the high-side switch and the low-side switch has a rectangular shape when viewed in a plane.
The conductive member is arranged so as to surround at least three sides of the outer circumference of the high-side switch or at least three sides of the outer circumference of the low-side switch. The semiconductor module according to claim 1, wherein the semiconductor module is made of a single conductor.
前記カスコードスイッチとして、ハイサイド用スイッチ及びローサイド用スイッチを備え、
平面的に見て前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの少なくとも一方を取り囲むように導電性部材が配置されており、
前記ハイサイド用スイッチの前記第2ソース電極は、少なくとも前記導電性部材を介して前記ローサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極と電気的に接続されており、
前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチはいずれも、平面的に見て長方形形状であり、かつ、前記ハイサイド用スイッチの外周を構成する辺のうち前記長方形形状の長辺にあたる辺が、前記ローサイド用スイッチの外周を構成する辺のうち前記長方形形状の長辺にあたる辺に対して垂直になるように配置されていることを特徴とする半導体モジュール。 A normalion type first semiconductor chip having a first drain electrode, a first source electrode and a first gate electrode, a second drain electrode, a second source electrode and a second gate electrode, and the first source electrode is It has a normally-off type second semiconductor chip arranged on the first semiconductor chip so as to be electrically connected to the second drain electrode, and the first gate electrode is the second source. A semiconductor module having two or more cascode switches that are electrically connected to electrodes.
As the cascode switch, a high-side switch and a low-side switch are provided.
A conductive member is arranged so as to surround at least one of the high-side switch and the low-side switch when viewed in a plane.
The second source electrode of the high-side switch is electrically connected to the first drain electrode of the low-side switch via at least the conductive member.
Both the high-side switch and the low-side switch have a rectangular shape when viewed in a plane, and the side corresponding to the long side of the rectangular shape among the sides constituting the outer periphery of the high-side switch is the said. A semiconductor module characterized in that it is arranged so as to be perpendicular to a side corresponding to a long side of the rectangular shape among the sides constituting the outer periphery of the low-side switch.
前記カスコードスイッチとして、ハイサイド用スイッチ及びローサイド用スイッチを備え、
平面的に見て前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの少なくとも一方を取り囲むように導電性部材が配置されており、
前記ハイサイド用スイッチの前記第2ソース電極は、少なくとも前記導電性部材を介して前記ローサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極と電気的に接続されており、
前記ハイサイド用スイッチの前記第1ゲート電極は、複数本の導電性ワイヤを介して前記導電性部材と電気的に接続されており、かつ、平面的に見て、前記導電性部材側における隣接する導電性ワイヤの間隔が、前記第1ゲート電極側における隣接する導電性ワイヤの間隔よりも広くなっていることを特徴とする半導体モジュール。 A normalion type first semiconductor chip having a first drain electrode, a first source electrode and a first gate electrode, a second drain electrode, a second source electrode and a second gate electrode, and the first source electrode is It has a normally-off type second semiconductor chip arranged on the first semiconductor chip so as to be electrically connected to the second drain electrode, and the first gate electrode is the second source. A semiconductor module having two or more cascode switches that are electrically connected to electrodes.
As the cascode switch, a high-side switch and a low-side switch are provided.
A conductive member is arranged so as to surround at least one of the high-side switch and the low-side switch when viewed in a plane.
The second source electrode of the high-side switch is electrically connected to the first drain electrode of the low-side switch via at least the conductive member.
The first gate electrode of the high-side switch is electrically connected to the conductive member via a plurality of conductive wires, and is adjacent to the conductive member when viewed in a plane. spacing of the conductive wires is, semiconductors modules that characterized in that it is wider than the spacing between adjacent conductive wires in the first gate electrode side.
平面的に見て前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの他方のスイッチを取り囲むように配置された第2の導電性部材をさらに備え、
前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの他方のスイッチの前記第2ソース電極は、少なくとも前記第2の導電性部材を介して前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの他方のスイッチの前記第1ゲート電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の半導体モジュール。 The conductive member is formed so as to surround one of the high-side switch and the low-side switch when viewed in a plane.
Further, a second conductive member arranged so as to surround the other switch of the high-side switch and the low-side switch when viewed in a plane is further provided.
The second source electrode of the other switch of the high-side switch and the low-side switch is the other of the high-side switch and the low-side switch via at least the second conductive member. The semiconductor module according to any one of claims 1 to 6, wherein the semiconductor module is electrically connected to the first gate electrode of the switch.
前記第2の導電性部材は、前記他方のスイッチの外周を構成する辺のうちの少なくとも3つの辺を取り囲むように形成されたものであることを特徴とする請求項7に記載の半導体モジュール。 The other switch of the high-side switch and the low-side switch has a rectangular shape when viewed in a plane.
The semiconductor module according to claim 7, wherein the second conductive member is formed so as to surround at least three sides of the outer peripheral side of the other switch.
前記カスコードスイッチとして、ハイサイド用スイッチ及びローサイド用スイッチを備え、
平面的に見て前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの少なくとも一方を取り囲むように導電性部材が配置されており、
前記ハイサイド用スイッチの前記第2ソース電極は、少なくとも前記導電性部材を介して前記ローサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極と電気的に接続されており、
前記導電性部材は、平面的に見て前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの一方のスイッチを取り囲むように形成されており、
平面的に見て前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの他方のスイッチを取り囲むように配置された第2の導電性部材をさらに備え、
前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの他方のスイッチの前記第2ソース電極は、少なくとも前記第2の導電性部材を介して前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの他方のスイッチの前記第1ゲート電極と電気的に接続されており、
前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの前記他方のスイッチの前記第1ゲート電極は、複数本の導電性ワイヤを介して前記第2の導電性部材と電気的に接続されており、かつ、平面的に見て、隣接する前記導電性ワイヤの前記第2の導電性部材側の間隔が、隣接する前記導電性ワイヤの前記第1ゲート電極側の間隔よりも広くなっていることを特徴とする半導体モジュール。 A normalion type first semiconductor chip having a first drain electrode, a first source electrode and a first gate electrode, a second drain electrode, a second source electrode and a second gate electrode, and the first source electrode is It has a normally-off type second semiconductor chip arranged on the first semiconductor chip so as to be electrically connected to the second drain electrode, and the first gate electrode is the second source. A semiconductor module having two or more cascode switches that are electrically connected to electrodes.
As the cascode switch, a high-side switch and a low-side switch are provided.
A conductive member is arranged so as to surround at least one of the high-side switch and the low-side switch when viewed in a plane.
The second source electrode of the high-side switch is electrically connected to the first drain electrode of the low-side switch via at least the conductive member.
The conductive member is formed so as to surround one of the high-side switch and the low-side switch when viewed in a plane.
Further, a second conductive member arranged so as to surround the other switch of the high-side switch and the low-side switch when viewed in a plane is further provided.
The second source electrode of the other switch of the high-side switch and the low-side switch is the other of the high-side switch and the low-side switch via at least the second conductive member. It is electrically connected to the first gate electrode of the switch.
The first gate electrode of the high-side switch and the other switch of the low-side switches is electrically connected to the second conductive member via a plurality of conductive wires. Moreover, when viewed in a plane, the distance between the adjacent conductive wires on the second conductive member side is wider than the distance between the adjacent conductive wires on the first gate electrode side. semiconductors module that features.
前記カスコードスイッチとして、ハイサイド用スイッチ及びローサイド用スイッチを備え、
平面的に見て前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの少なくとも一方を取り囲むように導電性部材が配置されており、
前記ハイサイド用スイッチの前記第2ソース電極は、少なくとも前記導電性部材を介して前記ローサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極と電気的に接続されており、
前記導電性部材とは離間した位置に配置され、前記ハイサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極と接続されている第3の導電性部材をさらに備え、
前記第3の導電性部材及び前記導電性部材は、前記第3の導電性部材及び前記導電性部材によって、前記ハイサイド用スイッチの外周又は前記ローサイド用スイッチの外周を囲むように配置されていることを特徴とする半導体モジュール。 A normalion type first semiconductor chip having a first drain electrode, a first source electrode and a first gate electrode, a second drain electrode, a second source electrode and a second gate electrode, and the first source electrode is It has a normally-off type second semiconductor chip arranged on the first semiconductor chip so as to be electrically connected to the second drain electrode, and the first gate electrode is the second source. A semiconductor module having two or more cascode switches that are electrically connected to electrodes.
As the cascode switch, a high-side switch and a low-side switch are provided.
A conductive member is arranged so as to surround at least one of the high-side switch and the low-side switch when viewed in a plane.
The second source electrode of the high-side switch is electrically connected to the first drain electrode of the low-side switch via at least the conductive member.
A third conductive member which is arranged at a position separated from the conductive member and is connected to the first drain electrode of the high side switch is further provided.
The third conductive member and the conductive member are arranged so as to surround the outer periphery of the high-side switch or the outer periphery of the low-side switch by the third conductive member and the conductive member. semiconductors module that wherein a.
前記第3の導電性部材の一部と、平面的に見て前記ハイサイド用スイッチ及び前記ローサイド用スイッチのうちの他方のスイッチを取り囲むように配置された第2の導電性部材の一部にはそれぞれ、前記ハイサイド用スイッチの前記第2ソース電極と前記ローサイド用スイッチの前記第1ドレイン電極との接続に対し並列に接続されるキャパシタを配置するための外部接続用の端子が前記樹脂から露出した状態で設けられていることを特徴とする請求項11又は12に記載の半導体モジュール。 The semiconductor module is sealed with a resin and is sealed.
A part of the third conductive member and a part of the second conductive member arranged so as to surround the other switch of the high side switch and the low side switch when viewed in a plan view. Each of the terminals for external connection for arranging the capacitors connected in parallel with respect to the connection between the second source electrode of the high-side switch and the first drain electrode of the low-side switch are made of the resin. The semiconductor module according to claim 11 or 12, wherein the semiconductor module is provided in an exposed state.
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