JP7002994B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7002994B2 JP7002994B2 JP2018093522A JP2018093522A JP7002994B2 JP 7002994 B2 JP7002994 B2 JP 7002994B2 JP 2018093522 A JP2018093522 A JP 2018093522A JP 2018093522 A JP2018093522 A JP 2018093522A JP 7002994 B2 JP7002994 B2 JP 7002994B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- supply side
- conductive layer
- load
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
(1)電源側電極と負荷側電極と、を有する複数の半導体素子。
(2)以下を有する基板。
(2-1)電源に接続される複数の電源側端子。
(2-2)負荷に接続される複数の負荷側端子。
(2-3)前記複数の電源側端子と前記複数の半導体素子の前記電源側電極を電気的に接続する、面状に構成された電源側の導電層。
(2-4)前記複数の負荷側端子と前記複数の半導体素子の前記負荷側電極を電気的に接続する、面状に構成された負荷側の導電層。
(2-5)前記電源側の導電層と前記負荷側の導電層とを電気的に絶縁する絶縁層。
(3)前記複数の半導体素子は、前記複数の電源側端子および前記複数の負荷側端子から略同等の距離で、前記基板上に配置される。
[1-1.構成]
以下では、図1~図4を参照しつつ、本実施形態の半導体装置1の構成を説明する。
基板11は、複数の半導体素子9が実装される面から見て略長方形状の板状に形成される。基板11は、制御側導電部2、制御側導電部3、負荷側導電部4、電源側導電部5、絶縁層6を有する。絶縁層6は絶縁層61、62、63により構成される。
制御側導電部2は、半導体素子9のゲートである制御電極93と、半導体装置1の外部に接続される回路とを電気的に接続する、導電部材により構成された部分である。制御側導電部2は、半導体素子9のゲートである制御電極93と電気的に接続される。制御側導電部2は、制御層21、制御端子22、導体23を有する。
制御層21は、基板11における半導体素子9が実装された載置面12側から第1層目に設けられた導電層である。制御層21は、銅や銀等の導電材料により板状に形成される。制御層21は、基板11と同等の略長方形に形成される。制御層21は、絶縁層61により、制御層31と絶縁される。
制御端子22は、制御層21の略長方形を構成する一つの辺に設けられた端子である。制御端子22は、銅や銀等の導電材料により板状に形成される。制御端子22は、後述する電源側端子52、負荷側端子42が配置された半導体装置1の面と異なる基板11の側面に配置される。
導体23は、半導体素子9のゲートである制御電極93が接続される端子である。導体23は、基板11の載置面12側に突出して設けられる。導体23は、銅や銀等の導電材料により板状に形成される。半導体素子9a~9hごとに、導体23a~23hが設けられる。
制御側導電部3は、半導体素子9のゲート電極の一方である制御電極94と、半導体装置1の外部に接続される回路とを電気的に接続する、導電部材により構成された部分である。制御電極94は、半導体素子9内部のパワートランジスタの開閉を制御するために設けられたFETの、ゲート電極の一方を構成する所謂エミッタセンス電極(以降、バックゲートと呼ぶ)である。バックゲートは、半導体素子9内部でパワートランジスタのエミッタに接続されている。制御側導電部3は、半導体素子9のバックゲートである制御電極94と電気的に接続される。制御側導電部3は、制御層31、制御端子32、導体33を有する。
制御層31は、基板11における半導体素子9が実装された載置面12側から第2層目に設けられた導電層である。制御層31は、銅や銀等の導電材料により板状に形成される。制御層31は、基板11と同等の略長方形に形成される。制御層31は、絶縁層61により、制御層21と絶縁される。制御層31は、絶縁層62により、負荷側の導電層41と絶縁される。
制御端子32は、制御層31の略長方形を構成する一つの辺に設けられた端子である。制御端子32は、銅や銀等の導電材料により板状に形成される。制御端子32は、後述する電源側端子52、負荷側端子42が配置された半導体装置1の面と異なる基板11の側面に配置される。
導体33は、半導体素子9のゲートである制御電極94が接続される端子である。導体33は、基板11の載置面12側に突出して設けられる。導体33は、銅や銀等の導電材料により板状に形成される。半導体素子9a~9hごとに、導体33a~33hが設けられる。
負荷側導電部4は、半導体素子9のエミッタである負荷側電極92と、半導体装置1の外部に接続される回路とを電気的に接続する、導電部材により構成された部分である。負荷側導電部4は、半導体素子9のエミッタである負荷側電極92と電気的に接続される。負荷側導電部4は、負荷側の導電層41、負荷側端子42、導体43を有する。
負荷側の導電層41は、基板11における半導体素子9が実装された載置面12側から第3層目に設けられた導電層である。負荷側の導電層41は、銅や銀等の導電材料により板状に形成される。負荷側の導電層41は、基板11と同等の略長方形に形成される。負荷側の導電層41は、絶縁層62により、制御層31と絶縁される。また負荷側の導電層41は、絶縁層63により、電源側の導電層51と絶縁される。
負荷側端子42aは、負荷側の導電層41の略長方形を構成する一つの短辺に設けられた端子である。負荷側端子42bは、負荷側の導電層41の略長方形を構成する対向する他の短辺に設けられた端子である。負荷側端子42a、42bは、銅や銀等の導電材料により負荷側の導電層41と一体に形成される。負荷側端子42a、42bは、半導体装置1の側面に露出する。負荷側端子42a、42bには、外部の電力供給線に取付けられる取付け孔が設けられていてもよい。
導体43は、半導体素子9のエミッタである負荷側電極92が接続される端子である。導体43は、基板11の載置面12側に突出して設けられる。導体43は、銅や銀等の導電材料によりコの字状のボンディング材料として形成される。半導体素子9a~9hごとに、導体43a~43hが設けられる。導体43はワイヤーにより形成されていてもよい。
電源側導電部5は、半導体素子9のコレクタである電源側電極91と、半導体装置1の外部に接続される回路とを電気的に接続する、導電部材により構成された部分である。電源側導電部5は、半導体素子9のコレクタである電源側電極91と電気的に接続される。電源側導電部5は、電源側の導電層51、電源側端子52、導体53を有する。
電源側の導電層51は、基板11における半導体素子9が実装された載置面12側から第4層目に設けられた導電層である。電源側の導電層51は、銅や銀等の導電材料により板状に形成される。電源側の導電層51は、基板11と同等の略長方形に形成される。電源側の導電層51は、絶縁層63により、負荷側の導電層41と絶縁される。
電源側端子52aは、電源側の導電層51aの一部であって電源側の導電層51の略長方形を構成する一つの短辺に設けられた端子である。電源側端子52bは、電源側の導電層51bの一部であって電源側の導電層51の略長方形を構成する対向する他の短辺に設けられた端子である。電源側端子52aは、銅や銀等の導電材料により電源側の導電層51aと一体に形成される。電源側端子52bは、銅や銀等の導電材料により電源側の導電層51bと一体に形成される。電源側端子52a、52bは、半導体装置1の側面に露出する。電源側端子52a、52bには、外部の電力供給線に取付けられる取付け孔が設けられていてもよい。
導体53は、半導体素子9のコレクタである電源側電極91が接続される端子である。導体53は、基板11の載置面12側に突出して設けられる。導体53は、銅や銀等の導電材料によりブロック状のボンディング材料として形成される。半導体素子9a~9hごとに、導体53a~53hが設けられる。
半導体素子9は、いわゆるパワー素子と呼ばれるスイッチング用の半導体素子である。半導体素子9a~9hが、基板11の載置面12に配置され実装される。複数の半導体素子9a~9hは、基板11の載置面12に碁盤目状に載置される。半導体素子9a~9dは、基板11の電源側の導電層51aの鉛直上に載置される。半導体素子9e~9hは、基板11の電源側の導電層51bの鉛直上に載置される。
次に、本実施形態の半導体装置1の作用を、図1~図5に基づき説明する。
(1)本実施形態によれば、半導体装置1は、電源側電極91と負荷側電極92と、を有する複数の半導体素子9と、電源に接続される複数の電源側端子52と、負荷に接続される複数の負荷側端子42と、複数の電源側端子52と複数の半導体素子9の電源側電極91を電気的に接続する、面状に構成された電源側の導電層51と、複数の負荷側端子42と複数の半導体素子9の負荷側電極92を電気的に接続する、面状に構成された負荷側の導電層41と、電源側の導電層51と負荷側の導電層41とを電気的に絶縁する絶縁層6と、を有する基板11を備え、複数の半導体素子9は、複数の電源側端子52および複数の負荷側端子42から略同等の距離で、前記基板11上に配置されるので、回路基板に配置された位置の相違による、回路基板の配線パターンのインピーダンスに起因する、複数の半導体素子ごとの負担電流の相違を軽減することができる半導体装置を提供することができる。
変形例を含めた実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。以下は、その一例である。
2,3・・・制御側導電部
4・・・負荷側導電部
5・・・電源側導電部
6,61,62,63・・・絶縁層
9,9a~9h・・・半導体素子
11・・・基板
12・・・載置面
21,31・・・制御層
22,32・・・制御端子
23,23a~23h,33,33a~33h,43,43a~43h,53,53a~53h・・・導体
41・・・負荷側の導電層
42,42a,42b・・・負荷側端子
51,51a,51b・・・電源側の導電層
52,52a、52b・・・電源側端子
55・・・高インピーダンス部
91,91a~91h・・・電源側電極
92,92a~92h・・・負荷側電極
93,93a~93h,94,94a~94h・・・制御電極
Claims (8)
- 電源側電極と負荷側電極と、
を有する複数の半導体素子と、
電源に接続される複数の電源側端子と、
負荷に接続される複数の負荷側端子と、
前記複数の電源側端子と前記複数の半導体素子の前記電源側電極を電気的に接続する、面状に構成された電源側の導電層と、
前記複数の負荷側端子と前記複数の半導体素子の前記負荷側電極を電気的に接続する、面状に構成された負荷側の導電層と、
前記電源側の導電層と前記負荷側の導電層とを電気的に絶縁する絶縁層と、
を有する基板を備え、
前記複数の半導体素子は、前記複数の電源側端子および前記複数の負荷側端子から略同等の距離で、前記基板上に配置された、
半導体装置。 - 前記電源側の導電層、前記負荷側の導電層のうち少なくとも一方は、
前記導電層のインピーダンスより高インピーダンスにて構成された高インピーダンス部により、前記複数の半導体素子の少なくとも一つが載置された領域を含む、複数の部分に分割された導電層により構成された、
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記高インピーダンス部は、前記導電層のインピーダンスより高インピーダンスの金属部材により構成された、
請求項2に記載の半導体装置。 - 前記高インピーダンス部は、前記導電層よりパターン断面積を小さくすることにより構成された、
請求項2に記載の半導体装置。 - 前記電源側の導電層が、前記複数の半導体素子が配置された載置面と反対側の前記基板の外面に構成された、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記複数の半導体素子は、制御電極を有し、
前記基板は、前記複数の半導体素子の前記制御電極に電気的に接続された制御端子を有し、
前記制御端子は、前記複数の電源側端子、前記複数の負荷側端子が配置された側面と異なる前記基板の側面に配置された、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置。 - 前記基板は、前記複数の半導体素子の前記制御電極と、前記制御端子とを電気的に接続する制御パターンを有する制御層を備え、
前記制御層は、前記基板の前記電源側の導電層、前記負荷側の導電層よりも前記複数の半導体素子が配置された載置面側に構成された、
請求項6に記載の半導体装置。 - 前記基板は長方形状に構成され、
前記複数の電源側端子および前記複数の負荷側端子は、前記基板を構成する長方形の対向する辺に設けられ、
前記複数の半導体素子は、前記基板に碁盤目状に配置された、
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018093522A JP7002994B2 (ja) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018093522A JP7002994B2 (ja) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019201063A JP2019201063A (ja) | 2019-11-21 |
JP7002994B2 true JP7002994B2 (ja) | 2022-01-20 |
Family
ID=68612267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018093522A Active JP7002994B2 (ja) | 2018-05-15 | 2018-05-15 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7002994B2 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001007282A (ja) | 1999-06-25 | 2001-01-12 | Toshiba Corp | パワー半導体素子 |
JP2002110905A (ja) | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JP2008060256A (ja) | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
JP2008259267A (ja) | 2007-04-02 | 2008-10-23 | Hitachi Ltd | インバータ回路用の半導体モジュール |
WO2017175686A1 (ja) | 2016-04-04 | 2017-10-12 | ローム株式会社 | パワーモジュールおよびその製造方法 |
JP2018067990A (ja) | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08125116A (ja) * | 1994-10-25 | 1996-05-17 | Origin Electric Co Ltd | 電力用半導体装置 |
-
2018
- 2018-05-15 JP JP2018093522A patent/JP7002994B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001007282A (ja) | 1999-06-25 | 2001-01-12 | Toshiba Corp | パワー半導体素子 |
JP2002110905A (ja) | 2000-09-29 | 2002-04-12 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JP2008060256A (ja) | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
JP2008259267A (ja) | 2007-04-02 | 2008-10-23 | Hitachi Ltd | インバータ回路用の半導体モジュール |
WO2017175686A1 (ja) | 2016-04-04 | 2017-10-12 | ローム株式会社 | パワーモジュールおよびその製造方法 |
JP2018067990A (ja) | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 株式会社デンソー | 電力変換装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019201063A (ja) | 2019-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230230749A1 (en) | Power system | |
KR102055458B1 (ko) | 전력반도체 모듈 | |
US10217690B2 (en) | Semiconductor module that have multiple paths for heat dissipation | |
JP7139881B2 (ja) | 半導体装置 | |
CN111095760B (zh) | 电力转换装置 | |
JP6701641B2 (ja) | 半導体モジュール | |
US11373984B2 (en) | Power module having a power electronics device on a substrate board, and power electronics circuit having such a power module | |
WO2001082376A1 (fr) | Dispositif a semi-conducteur | |
JP2005252305A (ja) | 電力用半導体装置 | |
JP2007053371A (ja) | ライン要素を備えたパワー半導体モジュール | |
CN112309994B (zh) | 半导体模块装置 | |
JP7002994B2 (ja) | 半導体装置 | |
US20180084666A1 (en) | Converter | |
CN110176446B (zh) | 半导体装置 | |
JP5880664B1 (ja) | 半導体装置 | |
JP2020053622A (ja) | パワーモジュール及びパワーモジュールを有する電気装置 | |
US10855196B2 (en) | Semiconductor device | |
JP6575072B2 (ja) | 相ユニット及びこれを用いた3レベル電力変換装置 | |
JP7139799B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP7077893B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP2001035983A (ja) | 半導体装置 | |
JP2015018856A (ja) | 半導体パワーモジュール | |
WO2024111190A1 (ja) | パワー半導体装置 | |
WO2021014875A1 (ja) | 半導体装置 | |
US20220102291A1 (en) | Power module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210203 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211112 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211130 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211228 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7002994 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |