TWI608589B - Semiconductor device and alternator using the same - Google Patents

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Tetsuya Ishimaru
Shinichi Kurita
Takeshi Terakawa
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Description

半導體裝置及使用其之交流發電機
本發明，係有關半導體裝置及使用其之交流發電機。
在本技術領域之先前技術方面，存在專利文獻1~專利文獻3。
於專利文獻1，係以「〔課題〕提供可簡便地組裝且損耗低的半導體裝置、交流發電機及電力轉換裝置。〔解決手段〕本發明的半導體裝置S1，係具有具備安裝於交流發電機Ot之俯視下圓形的外周部101s的第1外部電極101，在第1外部電極101上，搭載MOSFET晶片103、被輸入MOSFET晶片103的第1主端子103d與第2主端子103s的電壓或電流並基於其而生成供應至MOSFET晶片103的閘極103g之控制信號的控制電路104、及對控制電路104供應電源的電容器105，相對於MOSFET晶片103在前述第1外部電極的相反側具有第2外部電極107，MOSFET晶片103的第1主端子103d與第1外部電極101、以及MOSFET晶片103的第2主端子103s與第2 外部電極107被電性連接。(參照〔摘要〕)」，揭露半導體裝置的技術。
此外，於專利文獻2，係以「〔課題〕提供可改善散熱性、電導性等，且可容易地收納不同的半導體晶片之半導體裝置。〔解決手段〕作成夾住被平面地配置的Si晶片1a、1b，而配置一對的散熱構材2、3，且Si晶片1a、1b的主電極、及由以Cu或Al為主成分之金屬所成的各散熱構材2、3被以電性且熱性連接的方式透過接合構材4而連接。在一面側的散熱構材2，係對應於對向之Si晶片1a、1b而形成突出部2a，該突出部2a的前端與主電極被連接。並且，Si晶片1a、1b與各散熱構材2、3被樹脂密封。(參照〔摘要〕)」，揭露半導體裝置的技術。
此外，於專利文獻3，係以「〔目的〕將收容如在一主面上係於整面具有主電極並在其他主面上係具有主電極與控制電極之例如IGBT晶片的半導體素體之容器夾在二個接觸體而加壓接觸之情況下，使從存在控制電極的主面側的散熱亦成為良好。〔構成〕作成將半導體素體的具有控制電極之主面透過絕緣性及熱良導性的凝膠8與其上的絕緣性及熱良導性的鑄型樹脂9而覆蓋，並透過該等凝膠8及樹脂層9而散熱。將如此的元件的複數個以共通的接觸體夾住時，熱會透過傳導及放射而傳播於兩接觸體，獲得小體積且大電容量的半導體裝置。(參照〔摘要〕)」，揭露半導體元件的技術。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2015-116053號公報
[專利文獻2]日本專利特開2001-156225號公報
[專利文獻3]日本專利特開平05-326830號公報
然而，在揭露於前述的專利文獻1~專利文獻3之技術方面，係存在如下的課題。
在揭露於專利文獻1之技術的半導體裝置，係MOSFET晶片103與第1外部電極101及第2外部電極107被以夾住MOSFET晶片103的方式直接以焊料109連接，再者電容器105係透過絕緣基板106而被與第1外部電極101或第2外部電極107絕緣。為此，運用於使用在例如汽車的發電之交流發電機的整流電路等的情況下，係需要以個別的製程製作電流方向不同的所謂的正座(整流元件S1)構造與逆座(整流元件S2)構造，具有在製造設備、成本方面需要進一步的改善如此的課題。
於揭露於專利文獻2的半導體裝置、及揭露於專利文獻3的半導體元件，皆為了所謂的僅輸出電路的構造，使用例如整流電路的情況下，係需要與輸出電路係個別地重新設置控制電路。為此，在例如輸出電路與控制 電路被一體形成而成的外部電極為2端子的整流電路等的半導體裝置的構造方面，係存在非絕對適切的構造的課題。
此外，於揭露於專利文獻2的半導體裝置、及揭露於專利文獻3的半導體元件，為了透過內部電極與外部電極接觸下的連接，在例如伴隨發高熱的電力轉換裝置、整流電路等的半導體裝置的構造方面，係有可能因運轉時的熱變形使得接觸界面產生開口，故存在從散熱、電阻等的觀點而言成為不利的構造的課題。
本發明，係鑒於前述的課題而發明者，課題在於在低成本且不需要複雜的製程下，提供簡便地實現之半導體裝置及使用其之交流發電機。
為了解決前述的課題，構成如以下。
亦即，本發明的半導體裝置，係具備：具有第1電極面部的第1外部電極、具有第2電極面部的第2外部電極、及電子電路體；其中，在前述第1外部電極與前述第2外部電極之間具有前述電子電路體，前述第1電極面部係連接於前述電子電路體的第1面，前述第2電極面部係連接於前述電子電路體的第2面；前述電子電路體，係包含以下而被一體地以樹脂覆蓋而構成：具有切換元件的電晶體電路晶片、控制前述切換元件的控制電路晶片、接於前述電晶體電路晶片的第一主面的第1內部電極、及接於 前述電晶體電路晶片的第二主面的第2內部電極；其中，前述第1內部電極及前述第2內部電極中的任一方、及前述第1外部電極被連接，前述第2內部電極及前述第1內部電極中的另一方、及前述第2外部電極被連接。
此外，其他手段，係在實施方式之中進行說明。
依本發明時，可在低成本且不需要複雜的製程下，提供簡便地實現之半導體裝置及使用其之交流發電機。
11‧‧‧電晶體電路晶片
11d‧‧‧汲極電極(第1主端子)
11s‧‧‧源極電極(第2主端子)
11g‧‧‧閘極電極
12‧‧‧控制電路晶片
13、81‧‧‧電容器
14‧‧‧汲極框(第1內部電極)
15‧‧‧源極框(第2內部電極)
16‧‧‧第1樹脂(電子電路體的樹脂)
17‧‧‧引線框架(支撐體)
18‧‧‧電線
19‧‧‧第1導電性接合材(電子電路體的接合材)
21‧‧‧基極(第1外部電極)
22‧‧‧引線(第2外部電極)
24‧‧‧台座(第1電極面部)
25‧‧‧引線集管(第2電極面部)
26‧‧‧第2樹脂(半導體裝置的樹脂)
29‧‧‧第2導電性接合材(半導體裝置的接合材)
100‧‧‧電子電路體
111‧‧‧MOSFET
112、123‧‧‧二極體
121‧‧‧閘極驅動器
122‧‧‧比較器
200、300‧‧‧半導體裝置
800‧‧‧3相全波整流電路裝置
[圖1]示意性針對本發明的第1實施形態相關的半導體裝置的縱構造的剖面進行繪示的圖。
[圖2]示意性針對本發明的第1實施形態相關的半導體裝置的平面構造進行繪示的圖。
[圖3]示意性針對本發明的第1實施形態相關的半導體裝置的電子電路體的上表面進行繪示的圖。
[圖4]示意性針對本發明的第1實施形態相關的半導體裝置的電子電路體的下表面進行繪示的圖。
[圖5]針對使用本發明的第1實施形態相關的半導體裝置下的整流電路的電路構成的一例進行繪示的圖。
[圖6]針對本發明的第1實施形態相關的半導體裝 置、及電子電路體的更詳細的電路構成的一例進行繪示的圖。
[圖7]示意性針對本發明的第2實施形態相關的半導體裝置的縱構造的剖面進行繪示的圖。
[圖8]針對使用本發明的第2實施形態相關的半導體裝置下的整流電路的電路構成的一例進行繪示的圖。
[圖9]針對使用正座的半導體裝置與逆座的半導體裝置下的3相全波整流電路裝置的電路構成的一例進行繪示的圖。
以下，針對供於實施本發明用的形態(以下係記載為「實施形態」)，酌情參照圖式進行說明。
≪第1實施形態≫
針對本發明的第1實施形態的半導體裝置(整流元件)200，參照圖1、圖2進行說明。
圖1，係示意性針對本發明的第1實施形態相關的半導體裝置200的縱構造的剖面進行繪示的圖。
圖2，係示意性針對本發明的第1實施形態相關的半導體裝置200的平面構造進行繪示的圖。另外，在圖2係為了使理解容易，省略配置於半導體裝置200之上部的引線(第2外部電極)22、引線集管(第2電極面部)25、第2樹脂26而進行繪示。
另外，在整流元件(半導體裝置)的構成(構造)方面，係具有稱作「正座」與「逆座」之二個構成(構造)。此「正座」與「逆座」的差異，係依電極性的差異、伴隨其之構成(構造)的差異而區別。
第1實施形態的半導體裝置200，係具有正座的構造，在以下詳細進行說明。此外，有關逆座的半導體裝置300(第7圖)，係作為第2實施形態而後述。
《半導體裝置：其1》
在圖1及圖2中，半導體裝置200，係具備以下而構成：在上部(圖1的紙面之上方)具有台座(第1電極面部)24的基極(第1外部電極、第1外部端子)21、在下部(圖1的紙面的下方)具有引線集管(第2電極面部)25的引線(第2外部電極、第2外部端子)22、及電子電路體100。
台座24，係經由後述的電子電路體100的汲極框(第1內部電極)14、及第2導電性接合材(半導體裝置的接合材)29而連接。
此外，引線集管25，係經由後述的電子電路體100的源極框(第2內部電極)15、及第2導電性接合材29而連接。
此外，台座24及位於基極21之上部的一部分、引線集管25及位於引線22的下部的一部分、電子電路體100，係被第2樹脂(半導體裝置的樹脂、模具材料)26 所覆蓋而密封。
另外，基極(第1外部電極、第1外部端子)21與引線(第2外部電極、第2外部端子)22成為與外部的電路電性連接時的端子(外部端子)。
以上為半導體裝置200的構成的概要。
《電子電路體》
接著，參照圖1與圖2而說明具備於半導體裝置200之電子電路體100的詳細的構成。另外，在圖1及圖2中，以虛線表示電子電路體100，係為了記載電子電路體100所佔的區域。此外，於圖2，係針對電子電路體100，為了作成容易視看內部的構成，而記載為比在圖1所記載的電子電路體100大。
示於圖1及圖2之電子電路體100，係具備電晶體電路晶片11、控制電路晶片12、電容器13。此外，同時，電子電路體100，係具備汲極框(第1內部電極)14、源極框(第2內部電極)15、引線框架(支撐體)17。
電晶體電路晶片11，係例如以MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：場效電晶體)而構成。並且MOSFET的汲極電極(第1主端子)11d與源極電極(第2主端子)11s，係設於電晶體電路晶片11的個別的主面。
使電晶體電路晶片11的設有汲極電極11d之側的面作為電晶體電路晶片11的第一主面，將設有源極電極11s 之側的面記載為電晶體電路晶片11的第二主面。
汲極電極11d，係透過第1導電性接合材(電子電路體的接合材)19而連接於是第1內部電極的汲極框14的一端的面(第1面)。
源極電極11s，係透過第1導電性接合材19而連接於是第2內部電極的源極框15的一端的面(第1面)。
控制電路晶片12，係透過第1導電性接合材19而連接於是支撐體的引線框架17之上。
此外，對控制電路晶片12供應電源的電容器13亦透過第1導電性接合材19而連接於引線框架17之上。
汲極框14的另一端的面(第2面)，係如後述，從電子電路體100的第1面曝露，而透過第2導電性接合材(半導體裝置的接合材)29接觸於台座24。
源極框15的另一端的面(第2面)，係如後述，從電子電路體100的第2面曝露，而透過第2導電性接合材(半導體裝置的接合材)29接觸於引線集管25。
另外，引線框架17，係配置為與基極21亦即台座24電性絕緣。
控制電路晶片12，係與電晶體電路晶片11透過電線18而電性連接。例如電晶體電路晶片11為電力MOSFET的情況下，係以電線18連接形成於電晶體電路晶片11之閘極電極11g與控制電路晶片12，控制電路晶片12控制電力MOSFET的閘極電壓。藉此，可使大電流流過具有切換功能之電晶體電路晶片11。
此外，電容器13，係透過引線框架17、電線18等，而與電晶體電路晶片11、控制電路晶片12等電性連接。另外，示於圖2之二個電容器端子13t為電容器13的兩端子。電容器13，係可採用例如陶瓷電容器。
電晶體電路晶片11，係具有切換大電流之功能。
例如在具有切換之功能的電晶體電路晶片(切換電路晶片)11方面，係具備IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、及電力MOSFET之半導體元件。此外，可作成形成有針對閘流電晶體等的大電流進行導通/關斷控制的半導體元件的由Si、SiC、SiN及GaAs等所成的半導體元件。
此外，控制電路晶片12，係針對切換大電流之電晶體電路晶片11進行控制的半導體元件。控制電路晶片12本身，係不含切換大電流之半導體元件的半導體元件。
亦即，控制電路晶片12，係例如邏輯電路、類比電路、驅動器電路等形成複數個，為依所需形成微處理器等的半導體元件。此外，可同時具有針對流於電晶體電路晶片11之大電流進行控制的功能。
另外，電晶體電路晶片11與控制電路晶片12的電路構成例，係參照圖5、圖6而後述。
此外，電晶體電路晶片11、控制電路晶片12、電容器13、汲極框14、源極框15、及第1導電性接 合材19，係一體地被第1樹脂(電子電路體的樹脂、模具材料)16覆蓋，被密封，而構成一體化的電子電路體100。
另外，將電子電路體100的配置有汲極框14、引線框架17等之側記載為第1面，將其相反側亦即源極框15的一部分曝露之側的面記載為第2面。
《半導體裝置：其2》
再次，詳細說明有關半導體裝置200的構成。
如前所述，台座(第1電極面部)24及位於基極(第1外部電極)21之上部(圖1的紙面之上方)之一部分、引線集管(第2電極面部)25及位於引線(第2外部端子)22的下部(圖1的紙面的下方)的一部分、第2導電性接合材29、電子電路體100，係被第2樹脂(半導體裝置的樹脂)26覆蓋而密封，構成半導體裝置200。
另外，針對電子電路體100的源極框15之上表面與引線集管25的連接部、及電子電路體100的汲極框14的下表面與台座24的連接部，參照圖3、圖4進行說明。
圖3，係示意性針對本發明的第1實施形態相關的半導體裝置的電子電路體之上表面(圖1的紙面之上方)進行繪示的圖。
於圖3中，電子電路體100的源極框15之上表面，係未被電子電路體100的第1樹脂16覆蓋，曝露於電子 電路體100的表面。
因此，電子電路體100的源極框15之上表面，係可透過第2導電性接合材29(圖1)，而與引線集管25(圖1)電性連接。
圖4，係示意性針對本發明的第1實施形態相關的半導體裝置的電子電路體之下表面(圖1的紙面之下方)進行繪示的圖。
於圖4中，電子電路體100的汲極框14的下表面，係未被電子電路體100的第1樹脂16覆蓋，曝露於電子電路體100的表面。
因此，電子電路體100的汲極框14的下表面，係可透過第2導電性接合材29(圖1)，而與台座24(圖1)電性連接。
根據以上，於圖1中，汲極框14，係透過第2導電性接合材29，而連接於台座24。
此外，源極框15，係透過第2導電性接合材29，而連接於引線集管25。
如以上，電子電路體100，係被以第1樹脂16密封，而一體地構成，汲極框14、及源極框15的一面，係如示於圖3及圖4，分別成為曝露於電子電路體100的表面的構造。
此所曝露的汲極框14的一面，源極框15的一面，係透過第2導電性接合材29而分別電性連接於基極21的台座24、及引線22的引線集管25，從而構成半導體裝置 200。
於此構成中，使與電晶體電路晶片11的源極電極11s連接之源極框15，比汲極框14厚。此處作成為厚，係表示從台座24朝向引線集管25的方向上作成為長。
如此作成為厚，使得可使伴隨電流流過源極電極11s時的損耗的發熱效率佳地散熱至源極框15側，使得可提升半導體裝置200的冷卻性。
亦即，電晶體電路晶片11，係在形成源極電極11s之側的面，主要形成電晶體元件，故電晶體元件的發熱，係主要在形成源極電極11s之側發生。為此，透過源極框15予以散熱較為有效。要透過此源極框15予以散熱，係增加源極框15的熱容量，增加熱導為有效，為此如前述採取使源極框15比汲極框14厚之方法。
此外，透過使源極框15變厚，使得源極框15在電子電路體100的引線集管25側使導電體曝露，成為可與引線集管25亦即引線22電性連接之構造。
《正座的半導體裝置的電路構成例》
接著，說明有關採用半導體裝置(正座)200下的電路構成之例。
圖5，係針對使用本發明的第1實施形態相關的半導體裝置200下的整流電路的電路構成的一例進行繪示的圖。
於圖5中，半導體裝置200，係具備電子電路體100而構成，亦即具備具有切換功能之電晶體電路晶片11、控制電路晶片12、電容器13而構成。此外，H(21)端子為圖1中的基極21，L(22)端子為圖1中的引線22。
例如，使用於汽車的發電的交流發電機的整流電路的整流元件的情況下，係H端子連接於電池，L端子連接於發電用的線圈。使用圖1至圖4而說明的電子電路體100所具備的電晶體電路晶片11、控制電路晶片12、及電容器13，係配線如示於圖5，被電性連接。
具體而言，從交流發電機(未圖示)的線圈(未圖示)來的電流，係通過L端子(引線22)而進入具有切換功能之電晶體電路晶片11的源極電極11s。
此外，同時前述的電流，係進入控制電路晶片12，控制電路晶片12係控制閘極電壓，提升電晶體電路晶片11的閘極電極11g的電壓，而使電流從電晶體電路晶片11的汲極電極11d通過H端子(基極21)而流往電池(未圖示)。
此外，控制電路晶片12，係由從L端子(引線22)進來的電流，透過由電容器13所累積的電荷供應電源(電力、電壓)而被驅動。
《電子電路體的具體的電路構成例》
接著，示出電子電路體100的具體的電路構成例。
圖6，係針對本發明的第1實施形態相關的半導體裝 置200、及電子電路體100的更詳細的電路構成的一例進行繪示的圖。
於圖6中，在H端子與L端子之間，參照圖5而說明的電晶體電路晶片11、控制電路晶片12、電容器13被配線並被電性連接如前述。
電晶體電路晶片11，係具備MOSFET111而構成。
MOSFET111，係n型通道(n型)，反並聯具有二極體112作為寄生二極體。
控制電路晶片12，係具有比較L端子的電壓與H端子的電壓之比較器122、對MOSFET111的閘極電極11g賦予電壓的閘極驅動器121、及逆流防止用的二極體123而構成。
比較器122的反相輸入端子(-)及非反相輸入端子(+)，係分別連接於H端子及L端子。
比較器122的輸出端子，係連接於閘極驅動器121的輸入端子。
閘極驅動器121的輸出端子，係連接於MOSFET111的閘極電極11g。
此外，電容器13的高電壓側端子，係連接於比較器122的電源端子與閘極驅動器121的電源端子。此外，電容器13的低電壓側端子，係連接於L端子。
逆流防止用的二極體123的陽極，係連接於H端子。二極體123的陰極，係如前述連接於閘極驅動器121的電 源端子、比較器122的電源端子、及電容器13的高電壓側端子。
《半導體裝置200的電路的動作》
接著說明示於圖6的半導體裝置200及電子電路體100的電路的動作。
H端子的電壓變比L端子的電壓低時，比較器122係將高電壓的信號輸出至閘極驅動器121。
被輸入高電壓的信號的閘極驅動器121，係提高MOSFET111的閘極電極11g的電壓而使MOSFET111(電晶體電路晶片11)成為導通狀態。
反之，H端子的電壓變比L端子的電壓高時，比較器122係將低電壓的信號輸出至閘極驅動器121。
被輸入低電壓的信號的閘極驅動器121，係降低MOSFET111(電晶體電路晶片11)的閘極電極11g的電壓而使MOSFET111(電晶體電路晶片11)成為關斷狀態。
亦即，比較器122比較H端子與L端子的電壓的大小關係，透過閘極驅動器121而使MOSFET111(電晶體電路晶片11)導通/關斷。亦即進行作為整流元件的動作。
另外，圖6中的電容器13，係扮演透過所累積的電荷而對比較器122與閘極驅動器121供應電源電壓(電 力)的角色。
<第1實施形態的效果>
本發明的第1實施形態的半導體裝置200，係如前所述，將一體化的電子電路體100夾於具有台座24的基極21、及具有引線集管25的引線22之間的構造。因此，可在一體化的電子電路體100的階段進行測試，故測試及挑選性可提升、良率可提升、可減低良率成本。
此外由於為前述的簡便的構造，故具有半導體裝置的製造成本的減低、組裝程序的精簡化、小型化成為可能的效果。
另外，第1實施形態的半導體裝置200，係如前所述，為正座的構造，後述的第2實施形態的半導體裝置300，係逆座的構造，在此等正座與逆座的半導體裝置中，在可共用電子電路體100方面具有真正的本發明的特徵與效果。所以，說明第2實施形態的半導體裝置300及應用例(3相全波整流電路裝置800：圖9)後，再度說明有關效果。
≪第2實施形態≫
針對本發明的第2實施形態的半導體裝置300，參照圖7進行說明。另外，第2實施形態的半導體裝置300，係具有逆座的構造。
圖7，係示意性針對本發明的第2實施形態相關的半 導體裝置300的縱構造的剖面進行繪示的圖。
於圖7中，半導體裝置300與圖1的半導體裝置200不同者，係在上部具有台座24的基極21、及在下部具有引線集管25的引線22、設有電子電路體100的上下的方向、及連接關係。有關其他，係與第1實施形態共通的要素與構成，故重複的說明，係酌情省略。
在以下，係以第2實施形態(逆座)的半導體裝置300與第1實施形態(正座)的半導體裝置200不同的事項為中心進行說明。
《正座的半導體裝置》
參照圖1至圖5而說明的第1實施形態相關的半導體裝置200，係如前所述，為使用於稱作正座的交流發電機的整流電路中的上橋臂的整流元件。
如示於圖1，電晶體電路晶片11的汲極電極11d，係連接於基極21，亦即連接於台座24，電晶體電路晶片11的源極電極11s，係連接於引線22，亦即連接於引線集管25。
《逆座的半導體裝置》
相對於此，參照圖7而說明的本發明的第2實施形態相關的半導體裝置300，係使用於稱作逆座的交流發電機的整流電路中的下橋臂的整流元件。
如示於圖7，電晶體電路晶片11的汲極電極11d，係 連接於引線22，亦即連接於引線集管25，電晶體電路晶片11的源極電極11s，係連接於基極21，亦即連接於台座24。透過此等之構成，使得可實現是逆座的整流元件的半導體裝置300。
如前所述，以圖7所示的半導體裝置300的構成要素，係基本上與示於圖1至圖5的第1實施形態相關的半導體裝置200相同。
如示於圖7，半導體裝置300，係將示於圖1的第1實施形態相關的半導體裝置200的電子電路體100上下反轉而構成。
亦即，將電子電路體100上下反轉而使用，使得可靈活運用正座與逆座。
亦即，第1實施形態相關的半導體裝置200、第2實施形態相關的半導體裝置300，係相同的構件、相同的電路構成，故可減低設計成本、開發成本。
此外，電子電路體100，係能以一個製程製作，故可大幅減低製造設備、檢查設備等的成本。
再者，可在電子電路體100的狀態下進行測試、挑選等，故亦可大幅減低良率成本。
《逆座的半導體裝置的電路構成例》
圖8，係針對使用本發明的第2實施形態相關的半導體裝置300下的整流電路的電路構成的一例進行繪示的圖。半導體裝置300，係如前所述，為逆座的半導體裝 置。
於圖8中，逆座的半導體裝置300，係具備具有切換功能之電晶體電路晶片11、控制電路晶片12、及電容器13而構成。
此等電晶體電路晶片11、控制電路晶片12、及電容器13，係具備於電子電路體100。
圖8中的電子電路體100，係與在圖1、圖5的正座的半導體裝置200方面的電子電路體100相同的構成。
因此，於半導體裝置300，連接於電晶體電路晶片11的源極電極11s的外部端子H(21)係基極21，連接於汲極電極11d的外部端子L(22)係引線22。
如此，具有切換功能的電晶體電路晶片11的源極電極11s與汲極電極11d，係基極21與引線22的連接，半導體裝置300與半導體裝置200成為相反，故作為整流器(整流元件)的特性成為相反。
<第2實施形態的效果>
本發明的第2實施形態的半導體裝置300，係如同第1實施形態的半導體裝置200，為將一體化的電子電路體100夾於具有台座24的基極21與具有引線集管25的引線22之間的構造。因此，可在一體化的電子電路體100的階段進行測試，故測試及挑選性可提升、良率可提升、可減低良率成本。此外由於為前述的簡便的構造，故具有半導體裝置的製造成本的減低、組裝程序的精簡化、小型 化成為可能的效果。
另外，第2實施形態的半導體裝置300，係逆座的構造，在可與正座的第1實施形態的半導體裝置200共用電子電路體100方面具有真正的本發明的特徵與效果。所以，在說明正座的半導體裝置200與逆座的半導體裝置300的應用例(3相全波整流電路裝置800：圖9)後，再度說明有關效果。
≪3相全波整流電路裝置的電路構成≫
圖9，係針對運用正座的半導體裝置200與逆座的半導體裝置300下的3相全波整流電路裝置800的電路構成的一例進行繪示的圖。
於圖9中，具備3個正座的半導體裝置200、3個逆座的半導體裝置300、及電容器81。另外，從紙面的左側依序稱作第1、第2、第3半導體裝置200、或半導體裝置300。
第1正座的半導體裝置200與第1逆座的半導體裝置300被串聯連接，連接於電容器81的兩端的端子(81p、81m)。具體而言，正座的半導體裝置200的L端子與逆座的半導體裝置300的H端子被連接，半導體裝置200的H端子被連接於電容器81的端子81p，半導體裝置300的L端子被連接於電容器81的端子81m。
第2正座的半導體裝置200與第2逆座的半導體裝置300被串聯連接，連接於電容器81的兩端的端子(81p、 81m)。
第3正座的半導體裝置200與第3逆座的半導體裝置300被串聯連接，連接於電容器81的兩端的端子(81p、81m)。
此外，在第1正座的半導體裝置200與第1逆座的逆座的半導體裝置300的連接點、第2正座的半導體裝置200與第2逆座的逆座的半導體裝置300的連接點、及第3正座的半導體裝置200與第3逆座的逆座的半導體裝置300的連接點，係分別被輸入3相交流電力(電壓)的U相(Vu)、V相(Vv)、W相(Vw)。
在此電路構成方面，3相全波整流電路裝置800，係對由U相(Vu)、V相(Vv)、W相(Vw)所成的3相交流電力(電壓)進行全波整流，而將直流電力(電壓)供應至電容器81。
在圖9的3相全波整流電路裝置800方面，係如前所述，分別使用各3個的正座的半導體裝置200、逆座的半導體裝置300，且在正座的半導體裝置200、逆座的半導體裝置300方面，係運用相同的電子電路體，故電氣特性的變異性少，同時製造上成為低成本。
根據以上，圖9的3相全波整流電路裝置800，係如前所述，例如作為使用於汽車的發電的交流發電機的整流電路的整流元件，從製造成本、特性面等、或小型化、散熱等的觀點而言，非常合適。
<第1實施形態(正座)與第2實施形態(逆座)的半導體裝置的效果>
於以上，雖分別說明有關第1實施形態的正座的半導體裝置200與第2實施形態的半導體裝置300，惟再次說明於正座與逆座的半導體裝置方面共用化電子電路體100的效果。此外，有關第1實施形態與第2實施形態共通的效果，再次進行說明。
如前所述，第1實施形態的正座的半導體裝置200、及第2實施形態的半導體裝置300，係具備相同的電子電路體100。
電子電路體100，係具備電晶體電路晶片11、控制電路晶片12、電容器13、汲極框14、源極框15、及第1導電性接合材19，為被一體化的構成，且在將汲極框14、源極框15從電子電路體100之上下的兩方向分別個別取出電極方面具有大的特徵。
為了此構成、構造，可將一個電子電路體100共同使用於正座用及逆座用。
因此，不須區別使用於正座及逆座的半導體裝置的電子電路體100，故以相同的製程而製作。亦即，製造設備被共用化，組裝程序被精簡化，數量上亦可大量製造，故在成本面上成為有利。
此外，可在電子電路體100的狀態下例如使用一般的插座而進行挑選、測試等，故可減低測試成本。
此外，可在組裝半導體裝置(200、300)前的階段的 電子電路體100的狀態下進行測試，故在電子電路體100不良的情況下，迴避追加之後的程序的成本，故良率成本亦可大幅減低，此外良率本身亦提升。
此外，曝露於電子電路體100的表面的汲極框14、及源極框15的內部電極分別與基極21亦即台座24、及引線22亦即引線集管25被以第2導電性接合材29連接。為此，大幅減低電阻。
此外，如前所述，使與電晶體電路晶片11的源極電極11s連接之源極框15，比汲極框14厚，使得可使伴隨電流流過源極電極11s時的損耗的發熱效率佳地散熱至源極框15側，半導體裝置(200、300)的冷卻性提升成為可能。
亦即，依於本發明所揭露的實施形態時，半導體裝置的(尤其使用於汽車的發電的交流發電機)外部電極為2端子的整流電路等的情況下，可實現半導體裝置的製造成本的減低、測試及挑選性的提升、良率提升、組裝程序的精簡化、小型化及高散熱化，尤其對於正座與逆座不需要複雜的製程，而使得可極簡便地實現。
≪其他實施形態≫
另外，本發明，係非限定於以上所說明的實施形態者，進一步包含各種的變化例。例如，前述的實施形態，係為了容易了解地說明本發明，而詳細進行說明者，並非限定於一定具備所說明之全部的構成者。此外，可將某實 施形態的構成的一部分以其他實施形態的構成的一部分進行置換，再者，亦可對實施形態的構成加入其他實施形態的構成的一部分或全部。
於以下，針對其他實施形態、變化例等，進一步進行說明。
《模具材料的材料、材質》
於第1實施形態的半導體裝置200，將第1樹脂16與第2樹脂26共同記載為模具。進一步補充時，第1樹脂16與第2樹脂26，係可為相同的材料，或亦可為不同的材料、材質。
其中，使用例如環氧樹脂、聯苯樹脂及不飽和聚酯等的一般的模具材料，使得可抑制製造成本。
《運用金屬模下的轉移模製法》
於第1實施形態，電子電路體，係雖說明為以樹脂進行密封，惟未限定於此方法。
例如透過運用金屬模下的轉移模製法等而形成，使得可廉價且大量生產。
此外，未必需要以樹脂進行密封，電子電路體100係亦可透過金屬等而被一體形成。
此時，採用在一個模腔內將複數個電子電路體100模製而進行模切成型而作單片化的MAP(Molded Array Process)方式，使得在大量生產、成本的面上更為有利。
再者，汲極框14與引線框架17，係一體形成，在模製後的模切成型時電性分離，使得能以更廉價大量生產。
此時，引線框架17的部分，係實施半蝕刻或折彎加工，使得在電子電路體100的表面係不會曝露，而可與基極21絕緣。
因此，在電子電路體100的表面，係成為引線框架17不曝露的構成，惟在模切成型時係為了切斷引線框架17的一部分，在切斷面係引線框架17的一部分曝露。
運用曝露於此切斷面的引線框架17的一部分，而使用例如插座等，使得可在電子電路體100的狀態下，檢查控制電路晶片12及電容器13，測試與挑選變容易，而可實現良率提升、成本減低等。
《第1導電性接合材與第2導電性接合材》
於第1實施形態，係雖以第1、第2導電性接合材進行說明，惟此導電性接合材的材質，係未限定於特定的材質。
第1導電性接合材19與第2導電性接合材29，係可為相同的材料，或亦可為不同的材料。其中，例如由是一般的導電性的接合材的焊料、包含Au、Ag、或Cu的金屬、或導電性接著材等而構成。
另外，在焊料方面，係使用一般的共晶焊料、無鉛焊料等。此外，在導電性接著材方面，係運用Ag、Cu，及 Ni等的金屬填充物含有於樹脂者、或僅以金屬而構成者。
《基極、引線、框的材質》
於第1實施形態及第2實施形態，雖省略有關基極21、引線22、框的材質，惟接著重新進行說明。
基極21、引線22、汲極框14、源極框15、及引線框架17，係使用容易加工並在熱導性、導電性等方面優異的Cu、Al等的一般的金屬。此時，在與導電性接合材的連接部分，係為了使連接穩定性提升，實施Au、Pd、Ag及Ni等的鍍層為優選。
《控制電路晶片的構成》
在第1實施形態所說明的示於圖6的電路，係實現本發明的半導體裝置(整流元件)200的控制電路晶片12與電晶體電路晶片11的電路構成的一例，不限於此。
可代替比較器122而使用檢測出輸入信號的差而放大的差動放大器，亦可依流於MOSFET111的電流的方向而控制導通/關斷。
此外，亦可作成代替示於圖5或圖6的電容器13，而從外部供應電源。
《電晶體電路晶片與控制電路晶片》
在圖1及圖2中，電晶體電路晶片11與控制電路晶 片12，係雖以屬不同的晶片進行說明，惟亦可將電晶體電路晶片11與控制電路晶片12作成為一個晶片。
此外，電晶體電路晶片11與控制電路晶片12為不同的晶片的情況下，係雖於圖6中以MOSFET記載電晶體電路晶片11，惟如前所述，亦能以IGBT而構成。另外，電晶體電路晶片11由IGBT所成的情況下，係第1主端子(11d)成為集極端子，第2主端子(11s)成為射極端子。
《電容器》
於第1實施形態，雖將示於圖1、圖5、圖6的電容器13例示為陶瓷電容器，惟不限定於此。亦可運用聚酯電容器(聚酯電容器)、聚苯乙烯電容器(聚苯乙烯電容器)、雲母電容器、鉭電容器等。此外，亦可併用電解電容器。
《半導體裝置(整流元件)的應用》
於圖9，係雖在運用本發明的半導體裝置200、300下的電路構成例方面，例示3相全波整流電路裝置800，惟不限定於此。亦可應用於單相、4相以上等的全波整流電路。
此外，雖示出使用3相全波整流電路裝置800作為使用於汽車的發電的交流發電機的整流電路的整流元件之例惟不限定於交流發電機。包含產業用途的電流轉換裝置， 而可應用為各種用途的整流元件。
11‧‧‧電晶體電路晶片
11d‧‧‧汲極電極(第1主端子)
11s‧‧‧源極電極(第2主端子)
12‧‧‧控制電路晶片
13‧‧‧電容器
14‧‧‧汲極框(第1內部電極)
15‧‧‧源極框(第2內部電極)
16‧‧‧第1樹脂(電子電路體的樹脂)
17‧‧‧引線框架(支撐體)
18‧‧‧電線
19‧‧‧第1導電性接合材(電子電路體的接合材)
21‧‧‧基極(第1外部電極)
22‧‧‧引線(第2外部電極)
24‧‧‧台座(第1電極面部)
25‧‧‧引線集管(第2電極面部)
26‧‧‧第2樹脂(半導體裝置的樹脂)
29‧‧‧第2導電性接合材(半導體裝置的接合材)
100‧‧‧電子電路體
200‧‧‧半導體裝置

Claims (8)

  1. 一種半導體裝置，特徵在於：具備：具有第1電極面部的第1外部電極；具有第2電極面部的第2外部電極；以及電子電路體；在前述第1外部電極與前述第2外部電極之間具有前述電子電路體，前述第1電極面部，係連接於前述電子電路體的第1面，前述第2電極面部，係連接於前述電子電路體的第2面；前述電子電路體，係包含以下而被一體地以樹脂覆蓋而構成：具有切換元件的電晶體電路晶片；控制前述切換元件的控制電路晶片；接於前述電晶體電路晶片的第一主面的第1內部電極；以及接於前述電晶體電路晶片的第二主面的第2內部電極；前述第1內部電極及前述第2內部電極中的任一方、及前述第1外部電極被連接，前述第2內部電極及前述第1內部電極中的另一方、及前述第2外部電極被連接。
  2. 如申請專利範圍第1項之半導體裝置，其中，前述第1電極面部，係透過導電性的接合材，而連接於前述電子電路體的第1面，前述第2電極面部，係透過導電性的接合材，而連接於前述電子電路體的第2面，前述第1內部電極及前述第2內部電極中的任一方，係被透過導電性的接合材及前述第1電極面部，而與前述第1外部電極連接，前述第2內部電極及前述第1內部電極中的另一方，係透過導電性的接合材及前述第2電極面部，而被與前述第2外部電極連接。
  3. 如申請專利範圍第1或2項的半導體裝置，其進一步具備供應電源的電容器。
  4. 如申請專利範圍第3項之半導體裝置，其中，前述電子電路體，係具備前述電容器，前述電子電路體的前述第1內部電極的複數個面之中的一個面，係從前述電子電路體的第1面在未被前述樹脂覆蓋下曝露，前述電子電路體的前述第2內部電極的複數個面之中的一個面，係從前述電子電路體的第2面在未被前述樹脂覆蓋下曝露。
  5. 如申請專利範圍第1或2項的半導體裝置，其中，前述電子電路體係被以是前述樹脂的第1樹脂覆蓋， 前述電子電路體、與該電子電路體相接之側的前述第1外部電極的面、及第2外部電極的面被以第2樹脂覆蓋。
  6. 如申請專利範圍第1或2項的半導體裝置，其中，比起前述第1內部電極的厚度，前述第2內部電極的厚度較大。
  7. 一種交流發電機，特徵在於具備如申請專利範圍第1至6項中任一項的半導體裝置。
  8. 如申請專利範圍第7項之交流發電機，其具備正座的半導體裝置與逆座的半導體裝置。
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