WO2022210551A1 - アイソレータ、絶縁モジュールおよびゲートドライバ - Google Patents

アイソレータ、絶縁モジュールおよびゲートドライバ Download PDF

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WO2022210551A1
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capacitor
layer
voltage circuit
insulating layer
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恵治 和田
靖史 濱澤
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ローム株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to isolators, isolation modules and gate drivers.
  • an insulated gate driver is known as a gate driver that applies a gate voltage to the gate of a switching element such as a transistor.
  • a semiconductor integrated circuit as an insulated gate driver that includes a transformer having a first coil on the primary side and a second coil on the secondary side.
  • the gate driver includes a low voltage circuit configured to operate when a first voltage is applied and a high voltage circuit configured to operate when a second voltage higher than the first voltage is applied. and a circuit.
  • a transformer is used to isolate the low voltage circuit and the high voltage circuit.
  • Such a gate driver may be required to have an improved withstand voltage.
  • the insulating structure between the low-voltage circuit and the high-voltage circuit is not limited to a transformer, and may be an insulating structure using a capacitor, for example.
  • An isolator that solves the above problems has an insulating layer and a capacitor embedded in the insulating layer.
  • the capacitor includes a first electrode portion provided in the insulating layer and connected to a first pad formed on the surface of the insulating layer, and a first electrode portion provided in the insulating layer and formed on the surface of the insulating layer. a second electrode portion connected to the second pad; and an intermediate electrode portion provided in the insulating layer and not connected to the first electrode portion and the second electrode portion.
  • the intermediate electrode portion includes a first intermediate layer and a second intermediate layer having different positions in the thickness direction of the insulating layer, and extending in the thickness direction of the insulating layer. and a connecting portion that connects to the intermediate layer.
  • the capacitor is configured by connecting the first electrode portion and the second electrode portion via the intermediate electrode portion.
  • An insulation module for solving the above problems includes the isolator, the isolator is connected between a low-voltage circuit chip and a high-voltage circuit chip included in a gate driver for driving a switching element, and the insulation module includes The low-voltage circuit chip is further provided.
  • An insulation module for solving the above problems includes the isolator, the isolator is used to insulate a low-voltage circuit chip and a high-voltage circuit chip included in a gate driver for driving a switching element, and the insulation module further comprises the high voltage circuit chip.
  • a gate driver for solving the above problems is a gate driver that applies a drive voltage signal to the gate of a switching element, and includes a low-voltage circuit chip that includes a low-voltage circuit that is configured to operate when a first voltage is applied. a high-voltage circuit chip including a high-voltage circuit configured to operate when a second voltage higher than the first voltage is applied; and an isolator connected between the low-voltage circuit chip and the high-voltage circuit chip. and the isolator comprises an insulating layer, a first electrode provided in the insulating layer and connected to a first pad formed on the surface of the insulating layer, and a first electrode provided in the insulating layer.
  • the intermediate electrode section includes a first intermediate layer and a second intermediate layer having different positions in the thickness direction of the insulating layer, and extending in the thickness direction of the insulating layer, and the first intermediate layer and a connecting portion that connects the layer and the second intermediate layer, and a capacitor is configured by coupling the first electrode portion and the second electrode portion via the intermediate electrode portion.
  • An insulation module for solving the above problems is an insulation module including an isolator having an insulation layer and a capacitor embedded in the insulation layer, the isolator being provided in the insulation layer and the insulation layer, A first electrode portion connected to a first pad formed on the surface of the insulating layer, and a second electrode portion provided in the insulating layer and connected to a second pad formed on the surface of the insulating layer.
  • the intermediate electrode portion is positioned in the thickness direction of the insulating layer a first intermediate layer and a second intermediate layer which are different from each other; and a connecting portion extending in a thickness direction of the insulating layer and connecting the first intermediate layer and the second intermediate layer, wherein the capacitor is , wherein the first electrode portion and the second electrode portion are coupled via the intermediate electrode portion.
  • FIG. 1 is a schematic circuit diagram of the gate driver of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing the internal configuration of the gate driver of the first embodiment.
  • 3 is a schematic plan view of a capacitor of a capacitor chip in the gate driver of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the capacitor chip of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a capacitor chip of a comparative example.
  • FIG. 6 is a schematic circuit diagram of the gate driver of the second embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view showing the internal configuration of the gate driver of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic circuit diagram of the gate driver of the third embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of an insulation module in the gate driver of the third embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic circuit diagram of the gate driver of the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of an insulation module in the gate driver of the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic circuit diagram of the gate driver of the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of an insulation module in the gate driver of the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a capacitor chip in a modified gate driver.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a capacitor chip in a modified gate driver.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of part of the gate driver of the modification.
  • FIG. 17 is a schematic cross-sectional view of part of the gate driver of the modification.
  • FIG. 18 is a schematic cross-sectional view of a capacitor chip of a modification.
  • FIG. 1 shows a simplified example of the circuit configuration of the gate driver 10. As shown in FIG.
  • the gate driver 10 applies a driving voltage signal to the gates of switching elements, and is applied, for example, to an inverter device 500 mounted on an electric vehicle or a hybrid vehicle.
  • the inverter device 500 includes a pair of switching elements 501 and 502 connected in series with each other, a gate driver 10 , and an ECU (Electronic Control Unit) 503 that controls the gate driver 10 .
  • a switching element 501 is a high-side switching element connected to, for example, a drive power supply, and a switching element 502 is a low-side switching element.
  • switching elements 501 and 502 include transistors such as SiMOSFETs (Si Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors), SiCMOSFETs, and IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors).
  • the gate driver 10 of this embodiment applies a drive voltage signal to the gate of the switching element 501 .
  • the switching elements 501 and 502 are MOSFETs.
  • the gate driver 10 is provided for each of the switching elements 501 and 502, and drives the switching elements 501 and 502 individually. In this embodiment, for convenience of explanation, the gate driver 10 that drives the switching element 501 will be explained.
  • the gate driver 10 includes a low voltage circuit 20 configured to operate when a first voltage V1 is applied, and a low voltage circuit 20 configured to operate when a second voltage V2 higher than the first voltage V1 is applied.
  • a high voltage circuit 30 and a capacitor 40 are provided.
  • the first voltage V1 and the second voltage V2 are DC voltages.
  • a signal is transmitted from the low-voltage circuit 20 to the high-voltage circuit 30 via the capacitor 40 based on a control signal from the ECU 503 as an external control device, and the drive voltage signal is transmitted from the high-voltage circuit 30. configured to be output.
  • a signal transmitted from low-voltage circuit 20 to high-voltage circuit 30, that is, a signal output from low-voltage circuit 20 is, for example, a signal for driving switching element 501, and examples include a set signal and a reset signal.
  • the set signal is a signal that transmits the rise of the control signal from the ECU 503, and the reset signal is the signal that transmits the fall of the control signal from the ECU 503. It can also be said that the set signal and the reset signal are signals for generating a drive voltage signal for the switching element 501 . Therefore, the set signal and reset signal correspond to the first signal.
  • the low voltage circuit 20 is a circuit electrically connected to the ECU 503 and generates a set signal and a reset signal based on control signals input from the ECU 503 . For example, the low-voltage circuit 20 generates a set signal in response to rising of the control signal and generates a reset signal in response to falling of the control signal. The low-voltage circuit 20 then transmits the generated set signal and reset signal to the high-voltage circuit 30 .
  • High-voltage circuit 30 is a circuit electrically connected to the gate of switching element 501, and generates a drive voltage signal for driving switching element 501 based on the set signal and reset signal received from low-voltage circuit 20. , the drive voltage signal is applied to the gate of the switching element 501 .
  • the high voltage circuit 30 generates a drive voltage signal to be applied to the gate of the switching element 501 based on the first signal output from the low voltage circuit 20 .
  • the high-voltage circuit 30 generates a driving voltage signal for turning on the switching element 501 based on the set signal, and applies it to the gate of the switching element 501 .
  • the high voltage circuit 30 generates a drive voltage signal for turning off the switching element 501 based on the reset signal, and applies the drive voltage signal to the gate of the switching element 501 .
  • the gate driver 10 controls on/off of the switching element 501 .
  • the high-voltage circuit 30 has, for example, an RS-type flip-flop circuit to which a set signal and a reset signal are input, and a driver section that generates a drive voltage signal based on the output signal of the RS-type flip-flop circuit.
  • the specific circuit configuration of the high voltage circuit 30 is arbitrary.
  • the capacitor 40 is provided between the low voltage circuit 20 and the high voltage circuit 30 . That is, the low voltage circuit 20 and the high voltage circuit 30 are electrically connected via the capacitor 40 . In the gate driver 10 of this embodiment, the low voltage circuit 20 and the high voltage circuit 30 are insulated by the capacitor 40 . More specifically, while the capacitor 40 restricts the transmission of DC voltage between the low-voltage circuit 20 and the high-voltage circuit 30, transmission of various signals such as a set signal and a reset signal is allowed. .
  • the state in which the low-voltage circuit 20 and the high-voltage circuit 30 are insulated means a state in which the transmission of the DC voltage between the low-voltage circuit 20 and the high-voltage circuit 30 is interrupted. Transmission of signals to and from the circuit 30 is permitted.
  • the dielectric strength of the gate driver 10 is, for example, 2500 Vrms or more and 7500 Vrms or less.
  • the withstand voltage of the gate driver 10 of this embodiment is about 3750 Vrms.
  • the specific numerical value of the dielectric breakdown voltage of the gate driver 10 is not limited to this and is arbitrary.
  • the dielectric breakdown voltage of the capacitor 40 in this embodiment is, for example, 2500 Vrms or more and 7500 Vrms or less.
  • the withstand voltage of the capacitor 40 may be 2500 Vrms or more and 5700 Vrms or less. However, it is not limited to this, and the dielectric strength voltage of the capacitor 40 is arbitrary.
  • the ground of the low-voltage circuit 20 and the ground of the high-voltage circuit 30 are provided independently.
  • the ground potential of the low-voltage circuit 20 will be referred to as a first reference potential
  • the ground potential of the high-voltage circuit 30 will be referred to as a second reference potential.
  • the first voltage V1 is the voltage from the first reference potential
  • the second voltage V2 is the voltage from the second reference potential.
  • the first voltage V1 is, for example, 4.5V or more and 5.5V or less
  • the second voltage V2 is, for example, 9V or more and 24V or less.
  • the gate driver 10 of the present embodiment includes two capacitors 40 for transmitting two types of signals from the low voltage circuit 20 to the high voltage circuit 30 .
  • the gate driver 10 includes a capacitor 40 used to transmit the set signal and a capacitor 40 used to transmit the reset signal.
  • the capacitor 40 used for transmitting the set signal is referred to as capacitor 40A
  • the capacitor 40 used for transmitting the reset signal is referred to as capacitor 40B.
  • the gate driver 10 includes a low-voltage signal line 21A connecting the low-voltage circuit 20 and the capacitor 40A, and a low-voltage signal line 21B connecting the low-voltage circuit 20 and the capacitor 40B. Therefore, the low-voltage signal line 21A transmits the set signal from the low-voltage circuit 20 to the capacitor 40A.
  • the low voltage signal line 21B transmits the reset signal from the low voltage circuit 20 to the capacitor 40B.
  • the gate driver 10 includes a high voltage signal line 31A connecting the capacitor 40A and the high voltage circuit 30, and a high voltage signal line 31B connecting the capacitor 40B and the high voltage circuit 30. Therefore, the high voltage signal line 31A transmits the set signal from the capacitor 40A to the high voltage circuit 30.
  • FIG. High voltage signal line 31B transmits the reset signal from capacitor 40B to high voltage circuit 30 .
  • the capacitor 40A has a first electrode 41A and a second electrode 42A.
  • the first electrode 41A is electrically connected to the low voltage circuit 20 and the second electrode 42A is electrically connected to the high voltage circuit 30. As shown in FIG.
  • the capacitor 40B has a first electrode 41B and a second electrode 42B.
  • the first electrode 41 B is electrically connected to the low voltage circuit 20 and the second electrode 42 B is electrically connected to the high voltage circuit 30 .
  • FIG. 2 shows an example of a plan view showing the internal configuration of the gate driver 10.
  • the number of external terminals of the gate driver 10 of FIG. 2 is larger than the number of external terminals of the gate driver 10 of FIG.
  • the number of external terminals of the gate driver 10 is the number of external electrodes that can be connected between the gate driver 10 and electronic components outside the gate driver 10 such as the ECU 503 and the switching element 501 (see FIG. 1).
  • the number of signal lines (the number of wires W described later) for transmitting signals from the low-voltage circuit 20 to the high-voltage circuit 30 in the gate driver 10 in FIG. 2 is greater than the number of signal lines in the gate driver 10 in FIG.
  • the gate driver 10 is a semiconductor device in which a plurality of semiconductor chips are packaged into one package, and is mounted on a circuit board provided in the inverter device 500, for example.
  • the switching elements 501 and 502 are mounted on a mounting board different from the circuit board.
  • a cooler is attached to the mounting board.
  • the package format of the gate driver 10 is an SO system, which is SOP in this embodiment.
  • the gate driver 10 includes a low-voltage circuit chip 60, a high-voltage circuit chip 70, and a capacitor chip 80 as semiconductor chips, a low-voltage lead frame 90 on which the low-voltage circuit chip 60 is mounted, and a high-voltage lead frame on which the high-voltage circuit chip 70 is mounted. 100, and a sealing resin 110 for sealing a part of each lead frame 90, 100 and each chip 60, 70, 80.
  • the capacitor chip 80 corresponds to an "isolator”.
  • Capacitor chip 80 and sealing resin 110 correspond to an “insulation module” for insulating low-voltage circuit 20 and high-voltage circuit 30 .
  • the sealing resin 110 is indicated by a chain double-dashed line for the convenience of explaining the internal structure of the gate driver 10.
  • the package format of the gate driver 10 can be arbitrarily changed.
  • the sealing resin 110 is made of an electrically insulating material, such as a black epoxy resin.
  • the sealing resin 110 is formed in a rectangular plate shape having a thickness direction in the z direction.
  • the sealing resin 110 has four resin side surfaces 111-114. Specifically, the sealing resin 110 has resin side surfaces 111 and 112 as both end surfaces in the x direction and resin side surfaces 113 and 114 as both end surfaces in the y direction.
  • the x-direction and y-direction are directions orthogonal to the z-direction.
  • the x-direction and y-direction are orthogonal to each other.
  • planar view means viewing from the z direction.
  • the low-voltage lead frame 90 and the high-voltage lead frame 100 are each made of a conductor, and made of Cu (copper) in this embodiment.
  • Each lead frame 90 , 100 is provided across the inside and outside of the sealing resin 110 .
  • the low voltage lead frame 90 has a low voltage die pad 91 arranged in the sealing resin 110 and a plurality of low voltage leads 92 arranged across the inside and outside of the sealing resin 110 .
  • Each low-voltage lead 92 constitutes an external terminal electrically connected to an external electronic device such as the ECU 503 (see FIG. 1).
  • a low voltage circuit chip 60 and a capacitor chip 80 are mounted on the low voltage die pad 91 .
  • the low-voltage die pad 91 is arranged such that its y-direction center is closer to the resin side surface 113 than the y-direction center of the sealing resin 110 .
  • the low voltage die pad 91 is not exposed from the sealing resin 110 .
  • the shape of the low-voltage die pad 91 in a plan view is a rectangular shape in which the x direction is the long side direction and the y direction is the short side direction.
  • a plurality of low-voltage leads 92 are arranged apart from each other in the x-direction.
  • Each of the low-voltage leads 92 arranged at both ends in the x direction among the plurality of low-voltage leads 92 is integrated with the low-voltage die pad 91 .
  • a portion of each low-voltage lead 92 protrudes outward from the sealing resin 110 from the resin side surface 113 .
  • the high voltage lead frame 100 has a high voltage die pad 101 arranged in the sealing resin 110 and a plurality of high voltage leads 102 arranged across the inside and outside of the sealing resin 110 .
  • Each high-voltage lead 102 constitutes an external terminal electrically connected to an external electronic device such as the gate of the switching element 501 (see FIG. 1).
  • a high voltage circuit chip 70 is mounted on the high voltage die pad 101 .
  • the high voltage die pad 101 is arranged closer to the resin side surface 114 than the low voltage die pad 91 in the y direction. In this embodiment, the high voltage die pad 101 is not exposed from the sealing resin 110 .
  • the shape of the high-voltage die pad 101 in plan view is a rectangular shape in which the x direction is the long side direction and the y direction is the short side direction.
  • the low voltage die pad 91 and the high voltage die pad 101 are spaced apart in the y direction. Therefore, the y-direction can also be said to be the direction in which the die pads 91 and 101 are arranged.
  • the y-direction dimensions of the low-voltage die pad 91 and the high-voltage die pad 101 are set according to the size and number of semiconductor chips to be mounted. In this embodiment, the low-voltage die pad 91 has the low-voltage circuit chip 60 and the capacitor chip 80 mounted thereon, and the high-voltage die pad 101 has the high-voltage circuit chip 70 mounted thereon. greater than the direction dimension.
  • a plurality of high-voltage leads 102 are arranged apart from each other in the x-direction.
  • a pair of high voltage leads 102 among the plurality of high voltage leads 102 are integrated with the high voltage die pad 101 .
  • a portion of each high-voltage lead 102 protrudes outward from the sealing resin 110 from the resin side surface 114 .
  • the number of high voltage leads 102 is the same as the number of low voltage leads 92 .
  • the plurality of low-voltage leads 92 and the plurality of high-voltage leads 102 are arranged in a direction (x-direction) orthogonal to the arrangement direction (y-direction) of the low-voltage die pads 91 and the high-voltage die pads 101 .
  • the number of high voltage leads 102 and the number of low voltage leads 92 can be changed arbitrarily.
  • the low voltage die pad 91 is supported by a pair of low voltage leads 92 integrated with the low voltage die pad 91, and the high voltage die pad 101 is supported by a pair of high voltage leads 102 integrated with the high voltage die pad 101.
  • the die pads 91 and 101 are not provided with hanging leads exposed to the resin side surfaces 111 and 112 . Therefore, the insulation distance between the low-voltage lead frame 90 and the high-voltage lead frame 100 can be increased.
  • the low-voltage circuit chip 60, high-voltage circuit chip 70, and capacitor chip 80 are arranged apart from each other in the y direction.
  • the low-voltage circuit chip 60, the high-voltage circuit chip 70, and the capacitor chip 80 are arranged apart from each other in the arrangement direction of the die pads 91 and 101 in plan view.
  • the low-voltage circuit chip 60, the capacitor chip 80, and the high-voltage circuit chip 70 are arranged in this order from the resin side surface 113 toward the resin side surface 114 in the y direction.
  • the leads 92 and 102 are arranged in the x direction
  • the x direction can be said to be the arrangement direction of the leads 92 and 102
  • the y direction is the arrangement direction of the leads 92 and 102 in plan view.
  • the low voltage circuit chip 60 includes the low voltage circuit 20 shown in FIG.
  • the shape of the low-voltage circuit chip 60 in plan view is a rectangle having short sides and long sides.
  • the low-voltage circuit chip 60 is mounted on the low-voltage die pad 91 so that the long side extends along the x direction and the short side extends along the y direction.
  • the low-voltage circuit chip 60 has a chip main surface 60s and a chip back surface (not shown) facing opposite sides in the z-direction.
  • the back surface of the low-voltage circuit chip 60 is bonded to a low-voltage die pad 91 with a conductive bonding material such as solder or Ag (silver) paste.
  • a plurality of first electrode pads 61, a plurality of second electrode pads 62, and a plurality of third electrode pads 63 are formed on the chip main surface 60s of the low-voltage circuit chip 60.
  • FIG. Each electrode pad 61-63 is electrically connected to the low-voltage circuit 20 shown in FIG.
  • the plurality of first electrode pads 61 are arranged closer to the low-voltage lead 92 than the center of the chip main surface 60s in the y direction in the chip main surface 60s.
  • the plurality of first electrode pads 61 are arranged in the x direction.
  • the plurality of second electrode pads 62 are arranged at the end portion closer to the capacitor chip 80 among both end portions in the y direction of the chip main surface 60s.
  • the plurality of second electrode pads 62 are arranged in the x direction.
  • the plurality of third electrode pads 63 are arranged at both ends in the x direction of the chip main surface 60s.
  • the capacitor chip 80 includes both capacitors 40A and 40B, and more specifically, both capacitors 40A and 40B are integrated into one chip.
  • capacitor chip 80 includes two capacitors 40A and two capacitors 40B. That is, in capacitor chip 80 shown in FIG. 2, low-voltage circuit 20 and high-voltage circuit 30 (see FIG. 1 for both) have four transmission paths for transmitting signals, unlike the circuit diagram of FIG. ing. Note that the capacitor chip 80 may have two capacitors 40A and 40B as shown in the circuit diagram of FIG.
  • the shape of the capacitor chip 80 in plan view is a rectangle having short sides and long sides.
  • the capacitor chip 80 is mounted on the low-voltage die pad 91 so that its long sides are along the x direction and its short sides are along the y direction in plan view.
  • the two capacitors 40A and the two capacitors 40B are arranged apart from each other in the long side direction (x direction in this embodiment) of the capacitor chip 80 . It can also be said that the two capacitors 40A and the two capacitors 40B are arranged in a direction orthogonal to the direction in which the chips 60, 70, 80 are arranged in plan view.
  • the capacitors 40A and 40B are alternately arranged in the x direction. More specifically, the capacitor 40A is the capacitor closest to the resin side surface 113 of the sealing resin 110, and the capacitors 40A and 40B are alternately arranged in the x direction.
  • the capacitor chip 80 is arranged next to the low voltage circuit chip 60 in the y direction. In this embodiment, the capacitor chip 80 is arranged closer to the high voltage circuit chip 70 than to the low voltage circuit chip 60 .
  • the capacitor chip 80 has a chip main surface 80s and a chip rear surface 80r facing opposite sides in the z direction.
  • the chip main surface 80s faces the same side as the chip main surface 60s (see FIG. 2) of the low-voltage circuit chip 60, and the chip rear surface 80r faces the same side as the chip rear surface of the low-voltage circuit chip 60.
  • FIG. A chip rear surface 80r of the capacitor chip 80 is bonded to a low-voltage die pad 91 with a conductive bonding material SD.
  • a plurality of first electrode pads 81 and a plurality of second electrode pads 82 are formed on the chip main surface 80s of the capacitor chip 80 .
  • the plurality of first electrode pads 81 are arranged, for example, at the end portion closer to the low-voltage circuit chip 60 among both end portions in the y direction of the chip main surface 80s.
  • the plurality of first electrode pads 81 are arranged in the x direction.
  • the plurality of second electrode pads 82 are arranged at the end portion closer to the high-voltage circuit chip 70 among both end portions in the y direction of the chip main surface 80s.
  • the plurality of second electrode pads 82 are arranged in the x direction.
  • the distance between the high voltage circuit chip 70 and the capacitor chip 80 is longer than the distance between the low voltage circuit chip 60 and the capacitor chip 80 .
  • the first electrodes 41A of the capacitors 40A and the first electrodes 41B of the capacitors 40B are electrically connected to the plurality of first electrode pads 81 individually.
  • a second electrode 42A of the capacitor 40A and a second electrode 42B of the capacitor 40B are electrically connected to the plurality of second electrode pads 82 individually.
  • the high voltage circuit chip 70 includes the high voltage circuit 30 (see FIG. 1).
  • the shape of the high-voltage circuit chip 70 in plan view is a rectangle having short sides and long sides.
  • the high-voltage circuit chip 70 is mounted on the high-voltage die pad 101 so that the long side extends along the x direction and the short side extends along the y direction.
  • the high-voltage circuit chip 70 has a chip main surface 70s and a chip rear surface (not shown) facing opposite sides in the z-direction.
  • the chip main surface 70s faces the same side as the chip main surface 80s of the capacitor chip 80, and the chip rear surface of the high voltage circuit chip 70 faces the same side as the chip rear surface 80r of the capacitor chip 80 (see FIG. 4).
  • the back surface of the high voltage circuit chip 70 is bonded to the high voltage die pad 101 with a conductive bonding material.
  • a plurality of first electrode pads 71, a plurality of second electrode pads 72, and a plurality of third electrode pads 73 are formed on the chip main surface 70s of the high-voltage circuit chip 70.
  • FIG. The plurality of first electrode pads 71 are arranged at the end portion closer to the capacitor chip 80 among both end portions in the y direction of the chip main surface 70s.
  • the plurality of first electrode pads 71 are arranged in the x direction.
  • the plurality of second electrode pads 72 are arranged at the end portion farther from the capacitor chip 80 among both end portions in the y direction of the chip main surface 70s.
  • the multiple second electrode pads 72 are arranged in the x direction.
  • the plurality of third electrode pads 73 are arranged at both ends in the x direction of the chip main surface 70s.
  • Each of the electrode pads 71 to 73 is electrically connected to the high voltage circuit 30 (see FIG. 1) inside the high voltage circuit chip 70 .
  • a plurality of wires W are connected to each of the low-voltage circuit chip 60, the capacitor chip 80, and the high-voltage circuit chip .
  • Each wire W is a bonding wire formed by a wire bonding apparatus, and is made of a conductor such as Au (gold), Al (aluminum), Cu, or the like.
  • the low-voltage circuit chip 60 is electrically connected to the low-voltage lead frame 90 by wires W.
  • wires W connect the plurality of first electrode pads 61 of the low-voltage circuit chip 60 to the plurality of low-voltage leads 92 .
  • a plurality of third electrode pads 63 of the low-voltage circuit chip 60 and a pair of low-voltage leads 92 integrated with the low-voltage die pad 91 among the plurality of low-voltage leads 92 are connected by wires W.
  • FIG. Thereby, the low-voltage circuit 20 (see FIG. 1) and the plurality of low-voltage leads 92 (external electrodes electrically connected to the ECU 503 among the external electrodes of the gate driver 10) are electrically connected.
  • a pair of low-voltage leads 92 integrated with the low-voltage die pad 91 constitute ground terminals, and the low-voltage circuit 20 and the low-voltage die pad 91 are electrically connected by wires W. becomes the same potential as the ground of the low-voltage circuit 20 .
  • the low-voltage circuit chip 60 and the capacitor chip 80 are electrically connected by wires W.
  • wires W connect the plurality of second electrode pads 62 of the low-voltage circuit chip 60 and the plurality of first electrode pads 81 of the capacitor chip 80 .
  • the low-voltage circuit 20 and the first electrodes 41A, 41B (see FIG. 1) of the capacitors 40A, 40B are electrically connected.
  • a wire W electrically connects the capacitor chip 80 and the high-voltage circuit chip 70 . More specifically, wires W connect the plurality of second electrode pads 82 of the capacitor chip 80 and the plurality of first electrode pads 71 of the high-voltage circuit chip 70 . As a result, the second electrode 42A of the capacitor 40A and the high voltage circuit 30 (both see FIG. 1) are electrically connected, and the second electrode 42B of the capacitor 40B and the high voltage circuit 30 (both see FIG. 1) are electrically connected. It is connected.
  • the high-voltage circuit chip 70 and the plurality of high-voltage leads 102 of the high-voltage lead frame 100 are electrically connected by wires W, respectively.
  • wires W connect the plurality of second electrode pads 72 and the plurality of third electrode pads 73 of the high voltage circuit chip 70 to the plurality of high voltage leads 102 .
  • the high voltage circuit 30 and the plurality of high voltage leads 102 (the external electrodes of the gate driver 10 that are electrically connected to the inverter device 500 such as the switching element 501) are electrically connected.
  • a pair of high-voltage leads 102 integrated with the high-voltage die pad 101 form a ground terminal, and the wires W electrically connect the high-voltage circuit 30 and the high-voltage die pad 101. Therefore, the high-voltage die pad 101 becomes the same potential as the ground of the high voltage circuit 30 .
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing the positional relationship between capacitors 40A and 40B within capacitor chip 80.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the capacitor 40A cut by a plane along the y-direction and the z-direction. In FIG. 4, the hatching is partially omitted from the viewpoint of visibility of the drawing.
  • the capacitor chip 80 includes both capacitors 40A and 40B, and more specifically, both capacitors 40A and 40B are integrated into one chip. That is, the capacitor chip 80 is a semiconductor chip dedicated to both the capacitors 40A and 40B, separate from the low-voltage circuit chip 60 and the high-voltage circuit chip 70 (see FIG. 2 for both).
  • the capacitor chip 80 has a substrate 84 and an insulating layer 85 formed on the substrate 84 .
  • the substrate 84 is made of, for example, a semiconductor substrate, and is a substrate made of a material containing Si (silicon) in this embodiment.
  • a wide bandgap semiconductor or a compound semiconductor may be used as a semiconductor substrate for the substrate 84 .
  • the substrate 84 may be an insulating substrate made of a material containing glass instead of a semiconductor substrate.
  • a wide bandgap semiconductor is a semiconductor substrate having a bandgap of 2.0 eV or more.
  • the wide bandgap semiconductor may be SiC (silicon carbide).
  • the compound semiconductor may be a III-V compound semiconductor.
  • the compound semiconductor may contain at least one of AlN (aluminum nitride), InN (indium nitride), GaN (gallium nitride), and GaAs (gallium arsenide).
  • the substrate 84 has a substrate main surface 84s and a substrate rear surface 84r facing opposite sides in the z-direction.
  • the substrate rear surface 84r constitutes the chip rear surface 80r of the capacitor chip 80. As shown in FIG.
  • a plurality of insulating layers 85 are stacked on the main surface 84s of the substrate 84 in the z direction.
  • the z direction can also be said to be the thickness direction of the insulating layer 85 .
  • the insulating layer 85 is formed on the substrate main surface 84s of the substrate 84 .
  • the total thickness of the multiple insulating layers 85 is thicker than the thickness of the substrate 84 .
  • the number of layers of the insulating layers 85 is set according to the dielectric strength required of the capacitor chip 80 . Therefore, the total thickness of the insulating layers 85 may be thinner than the thickness of the substrate 84 depending on the number of layers of the insulating layers 85 .
  • the insulating layer 85 has a first insulating film 85A and a second insulating film 85B formed on the first insulating film 85A.
  • the first insulating film 85A is, for example, an etching stopper film, and is made of a material containing SiN (silicon nitride), SiC, SiCN (nitrogen-added silicon carbide), or the like.
  • the first insulating film 85A is made of a material containing SiN.
  • the second insulating film 85B is an interlayer insulating film, for example, and is an oxide film made of a material containing SiO 2 (silicon oxide). As shown in FIG.
  • the thickness of the second insulating film 85B is thicker than the thickness of the first insulating film 85A.
  • the thickness of the first insulating film 85A may be 100 nm or more and less than 1000 nm.
  • the thickness of the second insulating film 85B may be 1000 nm or more and 3000 nm or less. In this embodiment, the thickness of the first insulating film 85A is, for example, approximately 300 nm, and the thickness of the second insulating film 85B is, for example, approximately 2000 nm.
  • a first electrode pad 81 and a second electrode pad 82 are provided on the surface 85 s of the insulating layer 85 .
  • the surface 85s of the insulating layer 85 is the surface of the uppermost insulating layer 85 among the plurality of insulating layers 85 stacked in the z direction.
  • First electrode pad 81 and second electrode pad 82 are each made of a material containing Al, for example.
  • the capacitor chip 80 further has a protective film 86 formed on the surface 85 s of the insulating layer 85 and a passivation film 87 formed on the protective film 86 .
  • Protective film 86 is a film that protects insulating layer 85 and is made of, for example, a silicon oxide film.
  • Passivation film 87 is a surface protective film of capacitor chip 80 and is made of, for example, a silicon nitride film. The passivation film 87 constitutes the chip main surface 80s of the capacitor chip 80 .
  • the first electrode pad 81 and the second electrode pad 82 are covered with a protective film 86 and a passivation film 87.
  • the protective film 86 and the passivation film 87 are provided with openings that expose the first electrode pads 81 and the second electrode pads 82 . Therefore, an exposed surface for connecting the wire W is formed on each of the electrode pads 81 and 82 .
  • the capacitor 40A includes a first electrode portion 51 electrically connected to the first electrode pad 81, a second electrode portion 52 electrically connected to the second electrode pad 82, the first electrode portion 51 and the second and intermediate electrode portions 53 and 54 that are not connected to the electrode portion 52 .
  • the capacitor 40A has a plurality of capacitor cells 55 composed of electrode portions 51 and 52 and intermediate electrode portions 53 and 54, respectively.
  • the capacitor 40A is configured by connecting the first electrode portion 51 and the second electrode portion 52 via the intermediate electrode portions 53 and 54, respectively. It can also be said that each of the intermediate electrode portions 53 and 54 is in an electrically floating state that is not fixed to the potential applied to the first electrode portion 51 and the second electrode portion 52 .
  • the first electrode portion 51 constitutes the first electrode 41A (see FIG. 1) of the capacitor 40A
  • the second electrode portion 52 constitutes the second electrode 42A (see FIG. 1) of the capacitor 40A.
  • a plurality of intermediate electrode portions are provided in the capacitor 40A.
  • the intermediate electrode portion 53 is referred to as “first intermediate electrode portion 53”
  • the intermediate electrode portion 54 is referred to as "second intermediate electrode portion 54".
  • the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 are made of, for example, the same metal material.
  • the metal material forming the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 includes any one of Cu, Al, Ti (titanium), and W (tungsten).
  • the metal material forming the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 is made of a material containing Cu.
  • the first electrode portion 51 , the second electrode portion 52 , and the intermediate electrode portions 53 and 54 are each provided within the insulating layer 85 .
  • the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 have portions arranged at different positions in the z-direction.
  • the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 are respectively arranged in the insulating layer 85 at positions shifted from each other in the z direction. In other words, it can be said that the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 each have portions of the insulating layer 85 that are arranged at different positions in the z direction. .
  • the first electrode portion 51 is arranged closer to the substrate 84 than the second electrode portion 52 and the intermediate electrode portions 53 and 54 in the z-direction. On the other hand, the first electrode portion 51 is arranged at a position away from the substrate 84 in the z direction. That is, the insulating layer 85 is interposed between the first electrode portion 51 and the substrate 84 in the z direction.
  • the second electrode portion 52 is arranged at a position farther from the substrate 84 than the first electrode portion 51 and the intermediate electrode portions 53 and 54 in the z direction. On the other hand, the second electrode portion 52 is arranged closer to the substrate 84 than the surface 85s of the insulating layer 85 in the z direction. In the present embodiment, the second electrode portion 52 is provided on the insulating layer 85 one layer below the uppermost insulating layer 85 among the plurality of insulating layers 85 .
  • each of the intermediate electrode portions 53 and 54 is arranged between the first electrode portion 51 and the second electrode portion 52 in the z-direction.
  • the first intermediate electrode portion 53 is arranged between the first electrode portion 51 and the second intermediate electrode portion 54 in the z-direction.
  • the second intermediate electrode portion 54 is arranged between the first intermediate electrode portion 53 and the second electrode portion 52 in the z-direction.
  • the shape of the first electrode portion 51 when viewed from the z direction is such that the long side direction (x direction) of the capacitor chip 80 is the long side, and the short side direction (x direction) of the capacitor chip 80 is the long side.
  • y direction) is a short side.
  • the first electrode portion 51 is arranged, for example, in the center of the capacitor chip 80 in the y direction.
  • the thickness of the first electrode portion 51 is equal to the thickness of the insulating layer 85 (the z-direction dimension of the insulating layer 85).
  • the thickness of the insulating layer 85 is the thickness of the first insulating film 85A (the z-direction dimension of the first insulating film 85A) and the thickness of the second insulating film 85B (the z-direction dimension of the second insulating film 85B). dimension) and total thickness. Further, if the difference between the thickness of the first electrode portion 51 and the thickness of the insulating layer 85 is within 20% of the thickness of the first electrode portion 51, the thickness of the first electrode portion 51 and the thickness of the insulating layer 85 are equal.
  • the first electrode portion 51 is electrically connected to the first electrode pad 81 by the first connection wiring 121 .
  • the first connection wiring 121 is wiring that connects the first electrode portion 51 and the first electrode pad 81 and is provided in the plurality of insulating layers 85 . That is, the first electrode portion 51 and the first electrode pad 81 are electrically connected inside the capacitor chip 80 . It can also be said that the first electrode portion 51 and the first electrode pad 81 are electrically connected within the plurality of insulating layers 85 .
  • the first intermediate electrode portion 53 is arranged to face the first electrode portion 51 in the z direction.
  • the first intermediate electrode portion 53 is a first connection portion that connects a first upper electrode layer 53A and a first lower electrode layer 53B that are different from each other in the z-direction, and a first upper electrode layer 53A and a first lower electrode layer 53B. 53C and.
  • the first upper electrode layer 53A corresponds to "the first intermediate layer of the first intermediate electrode portion”
  • the first lower electrode layer 53B corresponds to "the second intermediate layer of the first intermediate electrode portion”. corresponds to
  • the first upper electrode layer 53A is arranged to face the first electrode portion 51 in the z direction.
  • An insulating layer 85 is interposed between the first upper electrode layer 53A and the first electrode section 51 .
  • the first upper electrode layer 53A is arranged with the three insulating layers 85 interposed with respect to the first electrode portion 51 .
  • the first upper electrode layer 53A and the first electrode portion 51 constitute the first capacitor cell 55A among the plurality of capacitor cells 55. As shown in FIG.
  • first upper electrode layer 53A As shown in FIG. 3, the shape of the first upper electrode layer 53A viewed from the z-direction is such that the long-side direction (x-direction) of the capacitor chip 80 is the long side, and the short-side direction (y-direction) of the capacitor chip 80 is the long side. It has a rectangular shape with short sides.
  • first upper electrode layer 53A is arranged, for example, in the center of capacitor chip 80 in the y direction.
  • the y-direction dimension of the first upper electrode layer 53A is larger than the y-direction dimension of the first electrode portion 51
  • the x-direction dimension of the first upper electrode layer 53A is greater than the x-direction dimension of the first electrode portion 51. Greater than the direction dimension.
  • the first upper electrode layer 53A covers the entire first electrode portion 51 in plan view.
  • the thickness of the first upper electrode layer 53A (the z-direction dimension of the first upper electrode layer 53A) is equal to the thickness of the insulating layer 85 .
  • the difference between the thickness of the first upper electrode layer 53A and the thickness of the insulating layer 85 is, for example, within 20% of the thickness of the first upper electrode layer 53A, the thickness of the first upper electrode layer 53A is equal to that of the insulating layer. It can be said that it is equal to the thickness of 85.
  • the shape of the first lower electrode layer 53B in a plan view has a long side in the long side direction (x direction) of the capacitor chip 80 and a short side in the short side direction (y direction) of the capacitor chip 80. It is a rectangular ring shape.
  • the first lower electrode layer 53B has a portion arranged at a position different from that of the first upper electrode layer 53A in plan view. It can also be said that the first lower electrode layer 53B has a portion protruding outward from the first upper electrode layer 53A in plan view. More specifically, the inner surface 53Ba of the first lower electrode layer 53B is located inward of the outer surface 53Aa of the first upper electrode layer 53A, and the outer surface 53Bb of the first lower electrode layer 53B is located in the outer surface of the first upper electrode layer 53A. It is positioned outward from 53Aa. It can also be said that the first lower electrode layer 53B is formed so as to surround the first upper electrode layer 53A in plan view.
  • the first lower electrode layer 53B is arranged at a position different from that of the first electrode portion 51 in plan view. More specifically, the inner surface 53Ba of the first lower electrode layer 53B is located outside the outer surface 51a of the first electrode portion 51 . That is, in a plan view, the first lower electrode layer 53B is arranged at a position that does not overlap with the first electrode portion 51 and is formed so as to surround the first electrode portion 51 .
  • the first lower electrode layer 53B and the first electrode portion 51 are arranged at different positions in the z direction. More specifically, the first lower electrode layer 53B is arranged closer to the first upper electrode layer 53A than the first electrode portion 51 in the z-direction. The first lower electrode layer 53B is arranged closer to the first electrode section 51 than the first upper electrode layer 53A in the z-direction. In other words, the first lower electrode layer 53B is arranged between the first upper electrode layer 53A and the first electrode portion 51 in the z-direction. In this embodiment, one insulating layer 85 is interposed between the first lower electrode layer 53B and the first electrode portion 51 in the z direction. One insulating layer 85 is interposed between the first lower electrode layer 53B and the first upper electrode layer 53A in the z direction.
  • the thickness of the first lower electrode layer 53B (the z-direction dimension of the first lower electrode layer 53B) is equal to the thickness of the insulating layer 85.
  • the thickness of the first lower electrode layer 53B is an insulating layer. It can be said to be equal to the thickness of layer 85 .
  • the first connecting portion 53C extends in the z direction.
  • the shape of the first connection portion 53C in plan view is a rectangle whose long sides are in the long side direction (x direction) of the capacitor chip 80 and whose short sides are in the short side direction (y direction) of the capacitor chip 80. ring shape.
  • the first connection portion 53C connects portions where the first upper electrode layer 53A and the first lower electrode layer 53B face each other in the z direction. That is, the first connection portion 53C is arranged at a position overlapping both the first upper electrode layer 53A and the first lower electrode layer 53B in plan view.
  • the first connecting portion 53C is located near the first upper electrode layer 53A. and the inner peripheral end of the first lower electrode layer 53B.
  • the first intermediate electrode portion 53 is formed in a stepped manner by the first upper electrode layer 53A, the first lower electrode layer 53B, and the first connection portion 53C.
  • the second intermediate electrode portion 54 is arranged to face the first intermediate electrode portion 53 in the z direction.
  • the second intermediate electrode portion 54 is a second connection portion that connects the second upper electrode layer 54A and the second lower electrode layer 54B that are different from each other in the z-direction, and the second upper electrode layer 54A and the second lower electrode layer 54B. 54C and have.
  • the second upper electrode layer 54A corresponds to "the first intermediate layer of the second intermediate electrode section”
  • the second lower electrode layer 54B corresponds to "the second intermediate layer of the second intermediate electrode section”. corresponds to
  • the shape of the second upper electrode layer 54A viewed from the z-direction is such that the long-side direction (x-direction) of the capacitor chip 80 is the long side, and the short-side direction (y-direction) of the capacitor chip 80 is the long side. It has a rectangular ring shape with short sides.
  • the second upper electrode layer 54A is displaced from the first lower electrode layer 53B. More specifically, the inner surface 54Aa of the second upper electrode layer 54A is located outside the inner surface 53Ba of the first lower electrode layer 53B and inside the outer surface 53Bb of the first lower electrode layer 53B. there is The outer surface 54Ab of the second upper electrode layer 54A is located outside the outer surface 53Bb of the first lower electrode layer 53B. Therefore, in plan view, the second upper electrode layer 54A is arranged so that its inner peripheral portion overlaps with the outer peripheral portion of the first lower electrode layer 53B. It can also be said that the second upper electrode layer 54A is formed so as to surround the first lower electrode layer 53B in plan view.
  • the second upper electrode layer 54A is displaced from the first upper electrode layer 53A in plan view.
  • the second upper electrode layer 54A is arranged outside the first upper electrode layer 53A in plan view. More specifically, the inner surface 54Aa of the second upper electrode layer 54A is located outside the outer surface 53Aa of the first upper electrode layer 53A. That is, in plan view, the second upper electrode layer 54A is arranged at a position not overlapping with the first upper electrode layer 53A.
  • the second upper electrode layer 54A is formed so as to surround the first upper electrode layer 53A in plan view.
  • the second upper electrode layer 54A is arranged to face the first lower electrode layer 53B in the z-direction.
  • the second upper electrode layer 54A is arranged above the first lower electrode layer 53B. It can also be said that the second upper electrode layer 54A is arranged at a position farther from the substrate 84 than the first lower electrode layer 53B, or at a position closer to the surface 85s of the insulating layer 85 than the first lower electrode layer 53B.
  • An insulating layer 85 is interposed between the second upper electrode layer 54A and the first lower electrode layer 53B.
  • the second upper electrode layer 54A is arranged with three insulating layers 85 interposed with respect to the first lower electrode layer 53B.
  • a second capacitor cell 55B of the plurality of capacitor cells 55 is composed of the second upper electrode layer 54A and the first lower electrode layer 53B. Since the first lower electrode layer 53B is electrically connected to the first upper electrode layer 53A by the first connection portion 53C, the second capacitor cell 55B is connected in series with the first capacitor cell 55A through the first connection portion 53C. It is connected.
  • the first lower electrode layer 53B of the first intermediate electrode portion 53 is arranged at a position farther from the surface 85s of the insulating layer 85 than the first upper electrode layer 53A, the first lower electrode layer 53B and the first lower electrode layer 53B and the first lower electrode layer 53B are separated from each other.
  • the separation distance D2 from the second upper electrode layer 54A is increased.
  • the thickness of the second upper electrode layer 54A (the z-direction dimension of the second upper electrode layer 54A) is equal to the thickness of the insulating layer 85.
  • the thickness of the second upper electrode layer 54A is equal to that of the insulating layer. It can be said that it is equal to the thickness of 85.
  • the shape of the second lower electrode layer 54B in a plan view has a long side in the long side direction (x direction) of the capacitor chip 80 and a short side in the short side direction (y direction) of the capacitor chip 80. It is a rectangular ring shape.
  • the second lower electrode layer 54B has a portion arranged at a position different from that of the second upper electrode layer 54A in plan view. It can also be said that the second lower electrode layer 54B has a portion protruding outward from the second upper electrode layer 54A in plan view. More specifically, the inner surface 54Ba of the second lower electrode layer 54B is located outside the inner surface 54Aa of the second upper electrode layer 54A and inside the outer surface 54Ab of the second upper electrode layer 54A. There is The outer surface 54Bb of the second lower electrode layer 54B is located outside the outer surface 54Ab of the second upper electrode layer 54A. Therefore, in plan view, the second lower electrode layer 54B is arranged so that its inner peripheral portion overlaps the outer peripheral portion of the second upper electrode layer 54A. It can also be said that the second lower electrode layer 54B is formed so as to surround the second upper electrode layer 54A in plan view.
  • the second lower electrode layer 54B is arranged at a different position from the first lower electrode layer 53B in plan view. Specifically, the inner surface 54Ba of the second lower electrode layer 54B is located outside the outer surface 53Bb of the first lower electrode layer 53B. That is, in plan view, the second lower electrode layer 54B is arranged at a position not overlapping with the first lower electrode layer 53B. The second lower electrode layer 54B is formed so as to surround the first lower electrode layer 53B in plan view.
  • the second lower electrode layer 54B and the first lower electrode layer 53B are arranged at different positions in the z direction. More specifically, the second lower electrode layer 54B is arranged closer to the second upper electrode layer 54A than the first lower electrode layer 53B in the z-direction. The second lower electrode layer 54B is arranged closer to the first lower electrode layer 53B than the second upper electrode layer 54A in the z-direction. In other words, the second lower electrode layer 54B is arranged between the second upper electrode layer 54A and the first lower electrode layer 53B in the z-direction. In this embodiment, one insulating layer 85 is interposed between the second lower electrode layer 54B and the first lower electrode layer 53B in the z direction.
  • One insulating layer 85 is interposed between the second lower electrode layer 54B and the second upper electrode layer 54A in the z direction. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the second lower electrode layer 54B is arranged at a position aligned with the first upper electrode layer 53A in the z-direction. That is, the insulating layer 85 provided with the second lower electrode layer 54B and the insulating layer 85 provided with the first upper electrode layer 53A are the same.
  • the thickness of the second lower electrode layer 54B (the z-direction dimension of the second lower electrode layer 54B) is equal to the thickness of the insulating layer 85.
  • the thickness of the second lower electrode layer 54B is an insulating layer. It can be said to be equal to the thickness of layer 85 .
  • the second connecting portion 54C extends in the z direction.
  • the shape of the second connection portion 54C in plan view is a rectangle whose long sides are in the long side direction (x direction) of the capacitor chip 80 and whose short sides are in the short side direction (y direction) of the capacitor chip 80. ring shape.
  • the second connection portion 54C connects portions where the second upper electrode layer 54A and the second lower electrode layer 54B face each other in the z direction. That is, the second connection portion 54C is arranged at a position overlapping both the second upper electrode layer 54A and the second lower electrode layer 54B in plan view.
  • the second connecting portion 54C is located near the second upper electrode layer 54A. and the inner peripheral end of the second lower electrode layer 54B.
  • the second intermediate electrode portion 54 is formed in a stepped manner by the second upper electrode layer 54A, the second lower electrode layer 54B, and the second connection portion 54C.
  • the shape of the second electrode portion 52 in plan view is such that the long side direction (x direction) of the capacitor chip 80 is the long side, and the short side direction (y direction) of the capacitor chip 80 is the short side. It is a rectangular ring shape.
  • the second electrode portion 52 has a portion arranged at a position different from that of the second lower electrode layer 54B in plan view. It can also be said that the second electrode portion 52 has a portion protruding outward from the second lower electrode layer 54B in plan view. More specifically, the inner surface 52a of the second electrode portion 52 is located outside the inner surface 54Ba of the second lower electrode layer 54B and inside the outer surface 54Bb of the second lower electrode layer 54B. There is The outer surface 52b of the second electrode portion 52 is located outside the outer surface 54Bb of the second lower electrode layer 54B. Therefore, the second electrode portion 52 is arranged so that its inner peripheral portion overlaps the outer peripheral portion of the second lower electrode layer 54B. It can also be said that the second electrode portion 52 is formed so as to surround the second lower electrode layer 54B in plan view.
  • the second electrode portion 52 is arranged at a position different from that of the second upper electrode layer 54A in plan view. Specifically, the inner surface 52a of the second electrode portion 52 is located outside the outer surface 54Ab of the second upper electrode layer 54A. That is, in plan view, the second electrode portion 52 is arranged at a position that does not overlap with the second upper electrode layer 54A. The second electrode portion 52 is formed so as to surround the second upper electrode layer 54A in plan view.
  • the second electrode portion 52 is arranged to face the second intermediate electrode portion 54 in the z-direction. More specifically, the second electrode portion 52 is arranged to face the second lower electrode layer 54B. The second electrode portion 52 is arranged above the second lower electrode layer 54B. It can also be said that the second electrode portion 52 is arranged at a position farther from the substrate 84 than the second lower electrode layer 54B, or at a position closer to the surface 85s of the insulating layer 85 than the second lower electrode layer 54B. The second lower electrode layer 54B is arranged above the first lower electrode layer 53B. Therefore, it can be said that the second lower electrode layer 54B is arranged between the first lower electrode layer 53B and the second electrode portion 52 in the z-direction.
  • An insulating layer 85 is interposed between the second electrode portion 52 and the second lower electrode layer 54B.
  • the second electrode portion 52 is arranged above the second lower electrode layer 54B with three insulating layers 85 interposed therebetween.
  • a third capacitor cell 55C of the plurality of capacitor cells 55 is configured by the second electrode portion 52 and the second lower electrode layer 54B. Since the second lower electrode layer 54B is electrically connected to the second upper electrode layer 54A by the second connection portion 54C, the third capacitor cell 55C is connected in series with the second capacitor cell 55B via the second connection portion 54C. It is connected.
  • the second lower electrode layer 54B of the second intermediate electrode portion 54 is arranged at a position farther from the surface 85s of the insulating layer 85 than the second upper electrode layer 54A is, the second lower electrode layer 54B and the second lower electrode layer 54B and the second lower electrode layer 54B The separation distance D3 between the two electrode portions 52 is increased.
  • the second electrode portion 52 is arranged above the second upper electrode layer 54A. It can also be said that the second electrode portion 52 is arranged at a position farther from the substrate 84 than the second upper electrode layer 54A, or at a position closer to the surface 85s of the insulating layer 85 than the second upper electrode layer 54A. In this embodiment, the second electrode portion 52 is arranged above the second upper electrode layer 54A with one insulating layer 85 interposed therebetween.
  • the thickness of the second electrode portion 52 (dimension of the second electrode portion 52 in the z direction) is equal to the thickness of the insulating layer 85 .
  • the thickness of the second electrode portion 52 is less than that of the insulating layer 85. equal to the thickness.
  • the second electrode portion 52 is arranged at a position overlapping the second electrode pad 82 in plan view. More specifically, the inner surface 52a of the second electrode portion 52 is positioned inside the second electrode pad 82, and the outer surface 52b of the second electrode portion 52 is positioned outside the second electrode pad 82. . Therefore, it can be said that the second electrode portion 52 overlaps the entire second electrode pad 82 in plan view.
  • the second electrode portion 52 is electrically connected to the second electrode pad 82 by the second connection wiring 122 .
  • the second connection wirings 122 are wirings that connect the second electrode portions 52 and the second electrode pads 82 and are provided in the plurality of insulating layers 85 . That is, the second electrode portion 52 and the second electrode pad 82 are electrically connected inside the capacitor chip 80 .
  • the positional relationships of the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 in the z-direction are summarized as follows.
  • the first electrode portion 51 is arranged closer to the substrate 84 than the second electrode portion 52 and the respective intermediate electrode portions 53 and 54 .
  • the first electrode portion 51 is arranged farther from the surface 85 s of the insulating layer 85 than the second electrode portion 52 and the intermediate electrode portions 53 and 54 are.
  • the first lower electrode layer 53B of the first intermediate electrode portion 53 is arranged between the first electrode portion 51 and the second lower electrode layer 54B of the second intermediate electrode portion 54 in the z-direction.
  • the first upper electrode layer 53A of the first intermediate electrode portion 53 is arranged between the first lower electrode layer 53B and the second upper electrode layer 54A of the second intermediate electrode portion 54 in the z-direction.
  • the second upper electrode layer 54A is arranged between the second lower electrode layer 54B and the second electrode portion 52 in the z-direction. It can also be said that the second upper electrode layer 54A is arranged between the first upper electrode layer 53A and the second electrode portion 52 in the z-direction.
  • the second lower electrode layer 54B is arranged between the second upper electrode layer 54A and the first lower electrode layer 53B in the z-direction.
  • the second electrode portion 52 is arranged further away from the substrate 84 than the first electrode portion 51 and the intermediate electrode portions 53 and 54 .
  • the second electrode portion 52 is arranged closer to the surface 85s of the insulating layer 85 than the first electrode portion 51 and the intermediate electrode portions 53 and 54 are. Therefore, it can be said that the second electrode portion 52 is arranged closer to the surface 85s of the insulating layer 85 than the second upper electrode layer 54A.
  • the separation distance D1 between the first electrode portion 51 and the first upper electrode layer 53A in the z direction and the z direction distance between the first lower electrode layer 53B and the second upper electrode layer 54A The total value (D1+D2+D3) of the separation distance D2 between and the separation distance D3 between the second lower electrode layer 54B and the second electrode portion 52 in the z direction is the first electrode portion 51 and the second electrode portion 52 is greater than the distance between and in the z direction.
  • the total value (D1+D2+D3) may be larger than the thickness of the plurality of insulating layers 85 .
  • the thickness of the plurality of insulating layers 85 is the distance in the z-direction from the substrate main surface 84s to the surface 85s of the insulating layers 85 .
  • the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, the first Arrangement positions and sizes of the intermediate electrode portion 53 and the second intermediate electrode portion 54 are set.
  • the facing area and separation distance D1 between the first electrode portion 51 and the first upper electrode layer 53A of the first intermediate electrode portion 53, and the second distance between the first lower electrode layer 53B and the second intermediate electrode portion 54 are the same as the capacitance of the first capacitor cell 55A and the second capacitor cell 55B. and the capacitance of the third capacitor cell 55C are set to be the same.
  • the maximum value of variation among the separation distance D1, the separation distance D2, and the separation distance D3 is within 20% of the separation distance D1, the separation distance D1, the separation distance D2, and the separation distance D3 are equal to each other. It can be said.
  • first facing area between the first electrode portion 51 and the first upper electrode layer 53A, a second facing area between the first lower electrode layer 53B and the second upper electrode layer 54A, and a second lower electrode layer 54B The third facing area with the second electrode portion 52 is equal to each other.
  • the maximum value of variation among the first facing area, the second facing area, and the third facing area is, for example, within 20% of the first facing area, the first facing area, the second facing area, and the third facing area It can be said that the three facing areas are equal to each other.
  • the capacitance of the first capacitor cell 55A and the first The capacity of the two-capacitor cell 55B and the capacity of the third-capacitor cell 55C are the same.
  • the distance D4 between the first electrode portion 51 and the first lower electrode layer 53B is the distance between the first electrode portion 51 and the first electrode layer 53B. Although shown to be shorter than the separation distance D1 from the upper electrode layer 53A, the distance D4 is actually equal to or greater than the separation distance D1. Similarly, in FIG. 4, the distance D5 between the first upper electrode layer 53A and the second upper electrode layer 54A is larger than the separation distance D2 between the first lower electrode layer 53B and the second upper electrode layer 54A. Although shown to be short, the distance D5 is actually greater than or equal to the separation distance D2. Similarly, in FIG.
  • the distance D6 between the first lower electrode layer 53B and the second lower electrode layer 54B is shown to be shorter than the separation distance D2. D2 or higher.
  • the distance D7 between the second upper electrode layer 54A and the second electrode portion 52 is shorter than the separation distance D3 between the second lower electrode layer 54B and the second electrode portion 52. , the distance D7 is actually greater than or equal to the separation distance D3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view mainly showing cross-sectional structures of a first electrode portion 51X and a second electrode portion 52X of a capacitor 40X in a capacitor chip 80X of a comparative example.
  • Both the first electrode portion 51X and the second electrode portion 52X are formed in a rectangular plate shape.
  • the first electrode portion 51X and the second electrode portion 52X are arranged apart from each other in the z direction so that both the first electrode portion 51X and the second electrode portion 52X face each other over the entire surface when viewed from the z direction. ing. Therefore, an insulating layer 85 is interposed between the first electrode portion 51X and the second electrode portion 52X.
  • the withstand voltage of the capacitor 40X mainly depends on the separation distance DX, which is the distance between the first electrode portion 51X and the second electrode portion 52X. Therefore, it is desirable that the separation distance DX is large.
  • the separation distance DX increases, the number of laminated insulating layers 85 increases. As a result, the thickness of the insulating layer stack made up of the plurality of insulating layers 85 and in which the first electrode portion 51X and the second electrode portion 52X are embedded is increased. When the thickness of the insulating layer stack increases, the insulating layer stack is likely to warp.
  • the capacitor 40A in the capacitor chip 80 includes the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, the first intermediate electrode portion 53, and the second intermediate electrode portion 54. It is configured by connecting the electrode portion 51 and the second electrode portion 52 via the respective intermediate electrode portions 53 and 54 .
  • the dielectric breakdown voltage of the capacitor 40A (40B) configured in this manner is equal to the separation distance D1 between the first electrode portion 51 and the first upper electrode layer 53A of the first intermediate electrode portion 53 and the first lower electrode layer 53B. and the separation distance D2 between the second upper electrode layer 54A of the second intermediate electrode section 54 and the separation distance D3 between the second lower electrode layer 54B and the second electrode section 52 (D1 + D2 + D3) handle.
  • the total distance between the two electrode portions 51X and 52X of the capacitor chip 80X of the comparative example is larger than the above total value. (D1+D2+D3) can be increased. Therefore, the withstand voltage of capacitor 40A (40B) can be improved.
  • both intermediate electrode portions 53 and 54 are stepped, having upper electrode layers 53A and 54A and lower electrode layers 53B and 54B at different positions in the z direction.
  • the separation distances D2 and D3 can be increased by the steps of the upper electrode layers 53A and 54A and the lower electrode layers 53B and 54B. Therefore, the total value can be increased, and the withstand voltage of the capacitor 40A (40B) can be improved.
  • a plurality of capacitors 40A are equivalently connected in series with each other. It can be considered to have capacitor cells 55A, 55B, 55C.
  • the dielectric breakdown voltage of the capacitor 40A (40B) corresponds to the total dielectric breakdown voltage of the plurality of capacitor cells 55A, 55B, 55C.
  • the total value (D1+D2+D3) becomes larger than the separation distance DX between the first electrode portion 51X and the second electrode portion 52X of the capacitor chip 80X of the comparative example, so that the capacitor cells 55A to 55C becomes higher than the dielectric breakdown voltage of the capacitor chip 80X of the comparative example. Therefore, it can be said that the withstand voltage of the capacitor 40A (40B) can be improved.
  • the gate driver 10 includes a low voltage circuit chip 60 including the low voltage circuit 20, a high voltage circuit chip 70 including the high voltage circuit 30, and a capacitor chip connected between the low voltage circuit chip 60 and the high voltage circuit chip 70. 80 and .
  • the capacitor chip 80 includes an insulating layer 85 , a first electrode portion 51 embedded in the insulating layer 85 and electrically connected to the first electrode pad 81 , and embedded in the insulating layer 85 and including the first electrode portion 51 and the first electrode pad 81 .
  • first intermediate electrode portion 53 and a second intermediate electrode portion 54 that are not connected to the two electrode portions 52; a second electrode portion 52 embedded in the insulating layer 85 and electrically connected to the second electrode pad 82; It has
  • the first intermediate electrode portion 53 has a first upper electrode layer 53A, a first lower electrode layer 53B, and a first connection portion 53C
  • the second intermediate electrode portion 54 has a second upper electrode layer 54A and a second lower electrode layer. 54B, and a second connection portion 54C.
  • a capacitor 40A (40B) is configured by connecting the first electrode portion 51 and the second electrode portion 52 via the intermediate electrode portions 53 and 54, respectively.
  • the separation distance constituting the dielectric strength voltage of the capacitor 40A (40B) is equal to the separation distance D1 between the first electrode portion 51 and the first upper electrode layer 53A of the first intermediate electrode portion 53 and the first Total value of the separation distance D2 between the lower electrode layer 53B and the second upper electrode layer 54A of the second intermediate electrode portion 54 and the separation distance D3 between the second lower electrode layer 54B and the second electrode portion 52 (D1+D2+D3). Therefore, it is possible to increase the separation distance that constitutes the withstand voltage of the capacitor 40A (40B).
  • the first electrode portion 51 and the second electrode portion 52 The dielectric strength voltage of the capacitor 40A (40B) can be improved without increasing the distance (separation distance) between the capacitors 40A (40B).
  • the withstand voltage of capacitor 40A (40B) can be improved without increasing the number of insulating layers 85, that is, without increasing the thickness of the stack of insulating layers 85. FIG. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of warping of the laminated body of the plurality of insulating layers 85 . In this way, it is possible to improve the withstand voltage of the capacitor chip 80 while suppressing a decrease in manufacturing yield.
  • the capacitor 40 includes a plurality of intermediate electrode portions such as the first intermediate electrode portion 53 and the second intermediate electrode portion 54, so the capacitor 40A (40B) having the above total value (D1+D2+D3) It is possible to further increase the separation distance that constitutes the dielectric strength of the capacitor. Therefore, the withstand voltage of the capacitor chip 80 can be improved.
  • the withstand voltage of the capacitor chip 80 can be improved compared to the case where the capacitance of the first capacitor cell 55A and the capacitance of the second capacitor cell 55B are different.
  • the capacitance of the third capacitor cell 55C which is composed of the second lower electrode layer 54B of the second intermediate electrode portion 54 and the second electrode portion 52, is the same as the capacitance of each of the capacitor cells 55A and 55B.
  • the dielectric breakdown voltage of the capacitor chip 80 is reduced as compared with the case where at least one of the capacitance of the first capacitor cell 55A, the capacitance of the second capacitor cell 55B, and the capacitance of the third capacitor cell 55C is different from others. can be improved.
  • the dielectric strength of the capacitor chip 80 can be further improved by making the capacitances of the capacitor cells 55A to 55C the same.
  • the ring-shaped first lower electrode layer 53B is arranged at a different position from the first electrode portion 51 in the z-direction, and is arranged outside the first electrode portion 51 in plan view. there is This configuration makes it easier to increase the distance D4 between the first lower electrode layer 53B and the first electrode portion 51 .
  • the ring-shaped second upper electrode layer 54A is arranged at a different position from the first upper electrode layer 53A in the z-direction, and arranged outside the first upper electrode layer 53A in plan view. This configuration makes it easier to increase the distance D5 between the first upper electrode layer 53A and the second upper electrode layer 54A.
  • the ring-shaped second lower electrode layer 54B is arranged at a different position from the first lower electrode layer 53B in the z-direction, and arranged outside the first lower electrode layer 53B in plan view. This configuration makes it easier to increase the distance D6 between the second lower electrode layer 54B and the first lower electrode layer 53B.
  • the ring-shaped second electrode portion 52 is arranged at a different position from the second upper electrode layer 54A in the z-direction, and arranged outside the second upper electrode layer 54A in plan view. This configuration makes it easier to increase the distance D7 between the second electrode portion 52 and the second upper electrode layer 54A.
  • FIG. 6 The gate driver 10 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 6 The gate driver 10 of this embodiment differs from the gate driver 10 of the first embodiment mainly in the number of capacitors connected in series.
  • points different from the first embodiment will be explained, and constituent elements common to the gate driver 10 of the first embodiment will be given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
  • the gate driver 10 of this embodiment has a double insulation structure with a plurality of capacitors. That is, the capacitor 40A has a first capacitor 43A and a second capacitor 44A that are connected in series with each other. Capacitor 40B has a first capacitor 43B and a second capacitor 44B connected in series. Since each of the capacitors 40A and 40B has a double insulation structure in this way, the dielectric breakdown voltage of the gate driver 10 is higher than that of the first and second embodiments, and is about 7500 Vrms, for example.
  • the first capacitor 43A is electrically connected to the low voltage circuit 20.
  • the first capacitor 43A has a first electrode 45A and a second electrode 46A.
  • the first electrode 45A is electrically connected to the low voltage circuit 20 by the low voltage signal line 21A.
  • the second capacitor 44A is electrically connected to the high voltage circuit 30.
  • the second capacitor 44A connects the first capacitor 43A and the high voltage circuit 30 .
  • the second capacitor 44A has a first electrode 47A and a second electrode 48A.
  • the first electrode 47A is electrically connected to the second electrode 46A of the first capacitor 43A.
  • Both the first electrode 47A of the second capacitor 44A and the second electrode 46A of the first capacitor 43A are in an electrically floating state.
  • the second electrode 48A is electrically connected to the high voltage circuit 30 by a high voltage signal line 31A.
  • a first capacitor 43B of the capacitor 40B is electrically connected to the low voltage circuit 20 and has a first electrode 45B and a second electrode 46B.
  • a second capacitor 44B of the capacitor 40B is electrically connected to the high voltage circuit 30 and has a first electrode 47B and a second electrode 48B. Since the capacitors 43B and 44B are similar to the capacitors 43A and 44A, detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 7 shows an example of a plan view showing the internal configuration of the gate driver 10.
  • FIG. 6 shows a simplified circuit configuration of the gate driver 10
  • the number of external terminals of the gate driver 10 of FIG. 7 is larger than the number of external terminals of the gate driver 10 of FIG.
  • the number of external terminals of the gate driver 10 is the number of external electrodes capable of connecting the gate driver 10 and electronic components outside the gate driver 10 such as the ECU 503 and the switching element 501 (see FIG. 6).
  • the number of signal lines (the number of wires W described later) for transmitting signals from the low voltage circuit 20 to the high voltage circuit 30 in the gate driver 10 of FIG. 7 is greater than the number of signal lines of the gate driver 10 of FIG.
  • the gate driver 10 includes a first capacitor chip 80A and a second capacitor chip 80B instead of the capacitor chip 80 of the first embodiment. That is, the gate driver 10 includes a low-voltage circuit chip 60, a high-voltage circuit chip 70, a first capacitor chip 80A, and a second capacitor chip 80B.
  • the low-voltage circuit chip 60, the high-voltage circuit chip 70, the first capacitor chip 80A, and the second capacitor chip 80B are arranged apart from each other in the y direction. It can be said that these chips 60 , 70 , 80 A, 80 B are arranged in the arrangement direction of the low-voltage die pad 91 and the high-voltage die pad 101 .
  • the low-voltage circuit chip 60, the first capacitor chip 80A, the second capacitor chip 80B, and the high-voltage circuit chip 70 are arranged in this order from the low-voltage lead 92 toward the high-voltage lead .
  • each capacitor chip 80A, 80B is arranged between the low-voltage circuit chip 60 and the high-voltage circuit chip 70 in plan view.
  • both the low voltage circuit chip 60 and the first capacitor chip 80A are mounted on the low voltage die pad 91 of the low voltage lead frame 90.
  • Both the high voltage circuit chip 70 and the second capacitor chip 80B are mounted on the high voltage die pad 101 of the high voltage lead frame 100 .
  • the first capacitor chip 80A includes the first capacitor 43A of the capacitor 40A and the first capacitor 43B of the capacitor 40B, and more specifically, the two capacitors 43A and 43B are packaged into one.
  • the first capacitor chip 80A includes a capacitor arranged closer to the low voltage circuit 20 than the high voltage circuit 30 in terms of circuit among the capacitors 40A and 40B.
  • the second capacitor chip 80B includes the second capacitor 44A of the capacitor 40A and the second capacitor 44B of the capacitor 40B, more specifically, the two capacitors 44A and 44B are packaged into one.
  • the second capacitor chip 80B includes a capacitor arranged closer to the high voltage circuit 30 than the low voltage circuit 20 in terms of circuit among the capacitors 40A and 40B.
  • both capacitor chips 80A and 80B are similar to the configuration of the capacitor chip 80 of the first embodiment. That is, both the configuration of the capacitors 43A and 43B of the capacitor chip 80A and the configuration of the capacitors 44A and 44B of the capacitor chip 80B are similar to the configuration of the capacitors 40A and 40B of the capacitor chip 80. FIG. Therefore, detailed description of the configuration of both capacitor chips 80A and 80B is omitted.
  • a wire W connects the low-voltage circuit chip 60 and the first capacitor chip 80A. More specifically, wires W connect the second electrode pads 62 of the low-voltage circuit chip 60 and the first electrode pads 81 of the first capacitor chip 80A. Thereby, the low-voltage circuit 20 and the first electrode 45A (see FIG. 6) of the first capacitor 43A are electrically connected, and the low-voltage circuit 20 and the first electrode 45B (see FIG. 6) of the first capacitor 43B are electrically connected. properly connected.
  • a wire W connects the first capacitor chip 80A and the second capacitor chip 80B. More specifically, a wire W connects the second electrode pad 82 of the first capacitor chip 80A and the first electrode pad 81 of the second capacitor chip 80B. Thereby, the second electrode 46A of the first capacitor 43A and the first electrode 47A of the second capacitor 44A are electrically connected, and the second electrode 46B of the first capacitor 43B and the first electrode 47B of the second capacitor 44B are electrically connected. are electrically connected.
  • a wire W connects the second capacitor chip 80B and the high-voltage circuit chip 70 . More specifically, wires W connect the second electrode pads 82 of the second capacitor chip 80B and the first electrode pads 71 of the high-voltage circuit chip 70 . As a result, the second electrode 48A (see FIG. 6) of the second capacitor 44A and the high voltage circuit 30 are electrically connected, and the second electrode 48B (see FIG. 6) of the second capacitor 44B and the high voltage circuit 30 are electrically connected. properly connected.
  • the capacitor 40A has a first capacitor 43A and a second capacitor 44A connected in series.
  • Capacitor 40B has a first capacitor 43B and a second capacitor 44B connected in series.
  • the signal line for transmitting the set signal has a double insulation structure between the low-voltage circuit 20 and the high-voltage circuit 30 by the first capacitor 43A and the second capacitor 44A
  • the signal line for transmitting the reset signal has a double insulation structure. Since the first capacitor 43B and the second capacitor 44B provide a double insulation structure between the low-voltage circuit 20 and the high-voltage circuit 30, the withstand voltage of the gate driver 10 can be improved.
  • FIG. 8 and 9 The gate driver 10 of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
  • FIG. The main difference between the gate driver 10 of the present embodiment and the gate driver 10 of the first embodiment is that the gate driver 10 is composed of a plurality of packages.
  • points different from the first embodiment will be described, and the same reference numerals will be given to the components common to the gate driver 10 of the first embodiment, and description thereof will be omitted.
  • the circuit configuration of the gate driver 10 of this embodiment is the same as that of the gate driver 10 of the first embodiment.
  • the gate driver 10 comprises a low voltage circuit module 200 , a high voltage circuit module 210 and an insulation module 220 .
  • the low voltage circuit module 200 includes the low voltage circuit 20.
  • the low voltage circuit module 200 includes a low voltage circuit chip including the low voltage circuit 20, a low voltage lead frame including a low voltage die pad on which the low voltage circuit chip is mounted, a part of the low voltage lead frame and the low voltage lead frame. and a sealing resin for sealing the circuit chip.
  • the high voltage circuit module 210 includes the high voltage circuit 30 .
  • the high voltage circuit module 210 includes a high voltage circuit chip including the high voltage circuit 30, a high voltage lead frame including a high voltage die pad on which the high voltage circuit chip is mounted, a part of the high voltage lead frame and a high voltage chip. and a sealing resin for sealing the circuit chip.
  • the isolation module 220 enables transmission of set and reset signals from the low voltage circuit 20 to the high voltage circuit 30, while insulating the low voltage circuit 20 and the high voltage circuit 30 from each other. That is, the insulation module 220 is used to insulate the low voltage circuit 20 and the high voltage circuit 30 included in the gate driver 10 . Isolation module 220 includes capacitor 40 . Capacitor 40 is used to transmit signals (set signal and reset signal) between low-voltage circuit 20 and high-voltage circuit 30, as in the first embodiment. As shown in FIG. 8, the insulation module 220 is arranged between the low voltage circuit 20 and the high voltage circuit 30 in terms of circuit. Therefore, the low voltage circuit 20 and the high voltage circuit 30 are configured to be connected via the capacitor 40 .
  • the insulation module 220 includes a capacitor chip 80, a low-voltage lead frame 221, a high-voltage lead frame 222, and a sealing resin 223 that seals a part of the capacitor chip 80 and lead frames 221 and 222. and have.
  • Each lead frame 221, 222 is made of a conductor, and is made of Cu in this embodiment.
  • Each lead frame 221 , 222 is provided across the inside and outside of the sealing resin 223 .
  • the low-voltage lead frame 221 is a lead frame electrically connected to the low-voltage circuit 20 (see FIG. 8). and a plurality of low voltage leads 221b disposed thereon.
  • Each low-voltage lead 221 b constitutes an external terminal electrically connected to the low-voltage circuit 20 .
  • the high-voltage lead frame 222 is a lead frame electrically connected to the high-voltage circuit 30 (see FIG. 8), and has a plurality of high-voltage leads 222b arranged across the inside and outside of the sealing resin 223. Each high voltage lead 222 b constitutes an external terminal electrically connected to the high voltage circuit 30 .
  • the capacitor chip 80 is mounted on the low voltage die pad 221a.
  • a wire W connects the first electrode pad 81 of the capacitor chip 80 and the low voltage lead 221b. Thereby, the first electrode 41A of the capacitor 40A and the low voltage lead 221b are electrically connected. Also, although not shown, the first electrode 41B of the capacitor 40B and another low-voltage lead 221b are electrically connected.
  • a wire W connects the second electrode pad 82 of the capacitor chip 80 and the high-voltage lead 222b. Thereby, the second electrode 42A of the capacitor 40A and the high voltage lead 222b are electrically connected. Also, although not shown, the second electrode 42B of the capacitor 40B and another high voltage lead 222b are electrically connected.
  • Capacitor 40 is included in insulation module 220 which is a semiconductor module separate from low-voltage circuit module 200 and high-voltage circuit module 210 . According to this configuration, a common insulation module 220 can be used for different low-voltage circuit modules 200 and high-voltage circuit modules 210 . As a result, manufacturing costs can be reduced when manufacturing multiple types of gate drivers in which at least one of the low-voltage circuit module 200 and the high-voltage circuit module 210 is different.
  • FIG. 10 The gate driver 10 of the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
  • FIG. The main difference between the gate driver 10 of the present embodiment and the gate driver 10 of the first embodiment is that the gate driver 10 is composed of a plurality of packages.
  • points different from the first embodiment will be described, and the same reference numerals will be given to the components common to the gate driver 10 of the first embodiment, and description thereof will be omitted.
  • the circuit configuration of the gate driver 10 of this embodiment is the same as that of the gate driver 10 of the first embodiment.
  • the gate driver 10 comprises a low voltage circuit unit 300 and a high voltage circuit module 310 .
  • the high voltage circuit module 310 has the same configuration as the high voltage circuit module 210 (see FIG. 8) of the third embodiment.
  • the low-voltage circuit unit 300 corresponds to an "insulation module".
  • the low voltage circuit unit 300 includes the low voltage circuit 20 and the capacitor 40.
  • the low-voltage circuit unit 300 allows the set signal and reset signal from the low-voltage circuit 20 to be transmitted to the high-voltage circuit 30 , while isolating the low-voltage circuit 20 from the high-voltage circuit 30 .
  • a low voltage circuit unit 300 includes a low voltage circuit chip 60 including a low voltage circuit 20, a capacitor chip 80, a low voltage lead frame 301, a high voltage lead frame 302, chips 60 and 80, and lead frames. and a sealing resin 320 that seals a part of 301 and 302 .
  • Each lead frame 301, 302 is made of a conductor, and is made of Cu in this embodiment. Each lead frame 301 , 302 is provided across the inside and outside of the sealing resin 320 .
  • the low-voltage lead frame 301 is a lead frame electrically connected to the low-voltage circuit 20 , and includes a low-voltage die pad 301 a arranged in the sealing resin 320 and a plurality of die pads arranged across the inside and outside of the sealing resin 320 . and a low voltage lead 301b.
  • Each low-voltage lead 301 b constitutes an external terminal electrically connected to the low-voltage circuit 20 .
  • the high-voltage lead frame 302 is a lead frame electrically connected to the high-voltage circuit 30 (see FIG. 10), and has a plurality of high-voltage leads 302a arranged across the inside and outside of the sealing resin 320. Each high voltage lead 302 a constitutes an external terminal electrically connected to the high voltage circuit 30 .
  • the low voltage circuit chip 60 and the capacitor chip 80 are mounted on the low voltage die pad 301a.
  • the low voltage circuit chip 60 and the capacitor chip 80 are arranged apart from each other in the y direction.
  • the low-voltage circuit chip 60 and the capacitor chip 80 are arranged in this order from the low-voltage lead 301b toward the high-voltage lead 302a.
  • the connection mode of the low-voltage circuit chip 60 and the capacitor chip 80 by the wire W is the same as in the first embodiment. According to this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 12 The gate driver 10 of the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13.
  • FIG. The main difference between the gate driver 10 of the present embodiment and the gate driver 10 of the first embodiment is that the gate driver 10 is composed of a plurality of packages.
  • points different from the first embodiment will be described, and the same reference numerals will be given to the components common to the gate driver 10 of the first embodiment, and description thereof will be omitted.
  • the circuit configuration of the gate driver 10 of this embodiment is the same as that of the gate driver 10 of the first embodiment.
  • the gate driver 10 comprises a low voltage circuit module 400 and a high voltage circuit unit 410 .
  • the low-voltage circuit module 400 has the same configuration as the low-voltage circuit module 200 of the third embodiment.
  • the high-voltage circuit unit 410 corresponds to an "insulation module".
  • a high voltage circuit unit 410 includes a high voltage circuit 30 and a capacitor 40 .
  • the high-voltage circuit unit 410 allows the high-voltage circuit 30 to receive a set signal and a reset signal from the low-voltage circuit 20 , while isolating the low-voltage circuit 20 from the high-voltage circuit 30 .
  • the high-voltage circuit unit 410 includes a high-voltage circuit chip 70, a capacitor chip 80, a low-voltage lead frame 411, a high-voltage lead frame 412, parts of the lead frames 411 and 412 and each chip 70, and a sealing resin 420 that seals 80 .
  • Each lead frame 411, 412 is made of a conductor, and is made of Cu in this embodiment. Each lead frame 411 , 412 is provided across the inside and outside of the sealing resin 420 .
  • the low-voltage lead frame 411 is a lead frame electrically connected to the low-voltage circuit 20 (see FIG. 12), and has a plurality of low-voltage leads 411a arranged across the inside and outside of the sealing resin 420 .
  • Each low-voltage lead 411 a constitutes an external terminal electrically connected to the low-voltage circuit 20 .
  • the high-voltage lead frame 412 is a lead frame electrically connected to the high-voltage circuit 30 . of high voltage leads 412b. Each high voltage lead 412 b constitutes an external terminal electrically connected to the high voltage circuit 30 .
  • the high voltage circuit chip 70 and the capacitor chip 80 are mounted on the high voltage die pad 412a.
  • the high voltage circuit chip 70 and the capacitor chip 80 are arranged apart from each other in the y direction.
  • the capacitor chip 80 and the high voltage circuit chip 70 are arranged in this order from the low voltage lead 411a toward the high voltage lead 412b.
  • connection mode of the high voltage circuit chip 70 and the capacitor chip 80 by the wire W is the same as in the first embodiment.
  • a first electrode pad 81 of the capacitor chip 80 is connected by a wire W to a plurality of low voltage leads 411a. According to this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • Gate drivers and isolation modules related to the present disclosure may take forms different from those illustrated in the above embodiments.
  • One example is a form in which a part of the configuration of each of the above embodiments is replaced, changed, or omitted, or a form in which a new configuration is added to each of the above embodiments.
  • each of the following modifications can be combined with each other as long as they are not technically inconsistent.
  • the same reference numerals as those in each of the above-described embodiments are attached to the portions common to each of the above-described embodiments, and the description thereof is omitted.
  • the directions of the capacitors 40A and 40B (capacitors 43A and 44B) in plan view can be arbitrarily changed.
  • the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 are arranged such that the long side direction is along the y direction and the short side direction is along the x direction. good too.
  • the shape of the first electrode portion 51 in plan view can be arbitrarily changed.
  • the shape of the first electrode portion 51 in plan view may be circular.
  • the shape of the first electrode portion 51 in a plan view may be a triangle or a polygon having pentagons or more.
  • the shape of the first electrode portion 51 in plan view may be elliptical or oval.
  • the shape of the first upper electrode layer 53A of the first intermediate electrode portion 53 in plan view may also be changed in the same manner.
  • the shape of the second electrode portion 52 in plan view can be arbitrarily changed.
  • the shape of the second electrode portion 52 in plan view may be annular.
  • the shape of the second electrode portion 52 in a plan view may be a ring shape that is a triangle or a polygon with pentagons or more.
  • the shape of the second electrode portion 52 in plan view may be an elliptical or oval ring shape.
  • the plane of the first lower electrode layer 53B of the first intermediate electrode portion 53, the first connection portion 53C, the second upper electrode layer 54A of the second intermediate electrode portion 54, the second lower electrode layer 54B, and the second connection portion 54C The shape in view may be changed as well.
  • each intermediate electrode part 53 and 54 in the z direction can be changed arbitrarily.
  • the first upper electrode layer 53A of the first intermediate electrode portion 53 may be arranged closer to the surface 85s of the insulating layer 85 than the second lower electrode layer 54B of the second intermediate electrode portion 54 is.
  • the second lower electrode layer 54B may be arranged between the first upper electrode layer 53A and the second electrode section 52 .
  • the first lower electrode layer 53B of the first intermediate electrode portion 53 may be arranged at a position aligned with the first electrode portion 51 in the z-direction.
  • the second upper electrode layer 54A of the second intermediate electrode portion 54 may be arranged at a position aligned with the second electrode portion 52 in the z-direction.
  • the second lower electrode layer 54B of the second intermediate electrode portion 54 may be arranged closer to the surface 85s of the insulating layer 85 than the first upper electrode layer 53A. Further, the second lower electrode layer 54B may be arranged further away from the surface 85s of the insulating layer 85 than the first lower electrode layer 53B.
  • the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 of the capacitor 40A (40B) are arranged to be offset from each other in the z direction, but this is not the only option.
  • the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 may be arranged in alignment with each other in the z direction.
  • both the first lower electrode layer 53B of the first intermediate electrode portion 53 and the second lower electrode layer 54B of the second intermediate electrode portion 54 are aligned with the first electrode portion 51 in the z direction. It is Both the first upper electrode layer 53A of the first intermediate electrode portion 53 and the second upper electrode layer 54A of the second intermediate electrode portion 54 are arranged in alignment with the second electrode portion 52 in the z-direction.
  • the distances D4 to D7 are set so that the capacitor chip 80 has a set dielectric strength.
  • the distances D4 to D7 are preferably equal to or longer than the separation distances D1 to D3, but may be shorter than the separation distances D1 to D3 as long as the capacitor chip 80 has a set dielectric strength.
  • the separation distances D1 to D3 can be set large, the first electrodes of the first electrode portion 51 and the first intermediate electrode portion 53 become the separation distances constituting the withstand voltage of the capacitor 40A (40B).
  • the total value (D1+D2+D3) of the separation distance D3 between the two electrode portions 52 can be made large. Therefore, since the dielectric strength voltage of the capacitor 40A (40B) can be improved, the dielectric strength voltage of the capacitor chip 80 can be improved.
  • the capacitor 40A (40B) has two intermediate electrode portions 53 and 54, but the present invention is not limited to this, and the number of intermediate electrode portions can be changed arbitrarily. In one example, the number of intermediate electrode portions may be one, or three or more.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a capacitor chip 80 when capacitor 40A has one intermediate electrode portion 59.
  • the capacitor 40A has a first electrode portion 51, a second electrode portion 52, and an intermediate electrode portion 59.
  • the intermediate electrode portion 59 is not connected to the first electrode portion 51 and the second electrode portion 52 . It can also be said that the intermediate electrode portion 59 is in an electrically floating state in which it is not fixed to the potential applied to the first electrode portion 51 and the second electrode portion 52 .
  • the first electrode portion 51 constitutes the first electrode 41A of the capacitor 40A and is electrically connected to the first electrode pad 81 of the capacitor chip 80 .
  • the second electrode portion 52 constitutes the second electrode 42A of the capacitor 40A and is electrically connected to the second electrode pad 82 of the capacitor chip 80. As shown in FIG. Capacitor 40A is configured by connecting first electrode portion 51 and second electrode portion 52 via intermediate electrode portion 59 .
  • the intermediate electrode portion 59 has the same configuration as the first intermediate electrode portion 53, for example.
  • the intermediate electrode portion 59 includes an upper electrode layer 59A corresponding to the first upper electrode layer 53A of the first intermediate electrode portion 53, a lower electrode layer 59B corresponding to the first lower electrode layer 53B of the first intermediate electrode portion 53, and a connection portion 59 ⁇ /b>C corresponding to the first connection portion 53 ⁇ /b>C of the first intermediate electrode portion 53 .
  • the upper electrode layer 59A is arranged to face the first electrode portion 51 in the z direction.
  • the upper electrode layer 59A is arranged above the first electrode portion 51 . It can be said that the upper electrode layer 59A is arranged at a position far from the substrate 84 with respect to the first electrode portion 51 . It can also be said that the upper electrode layer 59A is arranged at a position closer to the surface 85s of the insulating layer 85 than the first electrode portion 51 is.
  • the upper electrode layer 59A and the first electrode portion 51 constitute a first capacitor cell 55D.
  • the lower electrode layer 59B is arranged to face the second electrode portion 52 in the z direction.
  • the lower electrode layer 59B is arranged below the second electrode portion 52 . It can be said that the lower electrode layer 59B is arranged at a position closer to the substrate 84 with respect to the second electrode portion 52 . It can also be said that the lower electrode layer 59B is arranged at a position farther from the surface 85s of the insulating layer 85 than the second electrode portion 52 is.
  • the lower electrode layer 59B and the second electrode portion 52 constitute a second capacitor cell 55E. Since the lower electrode layer 59B is electrically connected to the upper electrode layer 59A by the connecting portion 59C, the second capacitor cell 55E is connected in series with the first capacitor cell 55D.
  • the intermediate electrode portion 59 is formed in a stepped manner by the upper electrode layer 59A, the lower electrode layer 59B, and the connection portion 59C. This increases the separation distance DB between the lower electrode layer 59B and the second electrode portion 52 in the z direction.
  • the second electrode portion 52 is arranged at a different position from the intermediate electrode portion 59 in the z direction. More specifically, the second electrode portion 52 is arranged above the upper electrode layer 59A. It can be said that the second electrode portion 52 is arranged closer to the surface 85s of the insulating layer 85 than the upper electrode layer 59A.
  • the separation distance DA which is the distance between the upper electrode layer 59A and the first electrode portion 51 in the z direction, and the distance between the lower electrode layer 59B and the second electrode portion 52 in the z direction.
  • the total value (DA+DB) of the separation distance DB is greater than the distance between the first electrode portion 51 and the second electrode portion 52 in the z direction.
  • the total value (DA+DB) may be greater than the thickness of the plurality of insulating layers 85 .
  • the thickness of the plurality of insulating layers 85 is the distance in the z-direction from the substrate main surface 84s to the surface 85s of the insulating layer 85 .
  • the facing area and separation distance DA between the upper electrode layer 59A and the first electrode portion 51 and the facing area and separation distance DB between the lower electrode layer 59B and the second electrode portion 52 are
  • the capacity of the first capacitor cell 55D and the capacity of the second capacitor cell 55E are set to be the same.
  • the separation distance DA which is the distance between the upper electrode layer 59A and the first electrode portion 51 in the z direction, and the distance between the lower electrode layer 59B and the second electrode portion 52 in the z direction. are equal to each other.
  • a first facing area between the upper electrode layer 59A and the first electrode portion 51 and a second facing area between the lower electrode layer 59B and the second electrode portion 52 are equal to each other.
  • the difference between the separation distance DA and the separation distance DB is, for example, within 20% of the separation distance DA, it can be said that the separation distance DA and the separation distance DB are equal to each other.
  • the difference between the first facing area and the second facing area is, for example, within 20% of the first facing area, it can be said that the first facing area and the second facing area are equal to each other.
  • the separation distance DA and the first facing area are equal to the separation distance DA and the second facing area in this manner, the capacitance of the first capacitor cell 55D and the capacitance of the second capacitor cell 55E are identical to each other. According to such a configuration, an effect similar to that of the first embodiment can be obtained.
  • the upper electrode layer 59A is aligned with the second electrode portion 52 in the z direction
  • the lower electrode layer 59B is aligned with the first electrode portion 51 in the z direction. may be placed in the same position.
  • the low-voltage circuit 20 and the capacitor 40 are formed as individual chips, but the present invention is not limited to this.
  • capacitor 40 and low voltage circuit 20 may be mounted on one chip.
  • low voltage circuit chip 60 may include both low voltage circuit 20 and capacitor 40 . That is, the capacitor 40 may be provided in an insulating layer laminated on the substrate of the low-voltage circuit chip 60 . In this case, the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 of the capacitor 40 are embedded in the insulating layer.
  • the low-voltage circuit 20 may be formed on the substrate 84 of the capacitor chip 80 .
  • the high-voltage circuit 30 and the capacitor 40 are formed as individual chips, but the present invention is not limited to this.
  • capacitor 40 and high voltage circuit 30 may be mounted on one chip.
  • high voltage circuit chip 70 may include both high voltage circuit 30 and capacitor 40 . That is, the capacitor 40 may be provided in an insulating layer laminated on the substrate of the high-voltage circuit chip 70 . In this case, the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 of the capacitor 40 are embedded in the insulating layer.
  • the high-voltage circuit 30 may be formed on the substrate 84 of the capacitor chip 80 . In this case, the capacitor chip 80 is mounted on the high voltage die pad 101 .
  • the configuration of the capacitor 40 of the second embodiment may be applied. That is, the isolation module 220 may comprise the first capacitor chip 80A and the second capacitor chip 80B. Thus, the isolation module 220 may comprise multiple capacitor chips.
  • the configuration of the capacitor 40 of the second embodiment may be applied. That is, the low-voltage circuit unit 300 may include the low-voltage circuit chip 60, the first capacitor chip 80A, and the second capacitor chip 80B. Thus, the low-voltage circuit unit 300 may include multiple capacitor chips.
  • the configuration of the capacitor 40 of the second embodiment may be applied. That is, the high voltage circuit unit 410 may include the high voltage circuit chip 70, the first capacitor chip 80A, and the second capacitor chip 80B. Thus, the high voltage circuit unit 410 may include multiple capacitor chips.
  • the capacitor chip 80 may be mounted on the high voltage die pad 101 .
  • the capacitor chip 80 since the first electrode 41A is sufficiently separated from the high voltage die pad 101, even if the second reference potential of the high voltage die pad 101 fluctuates and becomes a high potential, the capacitor chip 80 cannot and the high voltage die pad 101 can be maintained.
  • both the first capacitor chip 80A and the second capacitor chip 80B may be mounted on the low-voltage die pad 91 .
  • the second electrode 48A (48B) is sufficiently separated from the low voltage die pad 91, so that the second reference potential of the high voltage die pad 101 fluctuates to a high potential.
  • the insulation between the second capacitor chip 80B and the low voltage die pad 91 can be maintained.
  • Both the first capacitor chip 80A and the second capacitor chip 80B may be mounted on the high voltage die pad 101.
  • the first electrode 45A (45B) is sufficiently separated from the high voltage die pad 101, so that the second reference potential of the high voltage die pad 101 fluctuates to a high potential.
  • the insulation between the first capacitor chip 80A and the high voltage die pad 101 can be maintained.
  • the configuration of the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, and the intermediate electrode portions 53 and 54 of the capacitor 40A (40B, 43A, 43B, 44A, 44B) in the capacitor chip 80 (80A, 80B) can be changed arbitrarily.
  • the shape of the first electrode portion 51 in plan view is a rectangular ring shape
  • the shape of the second electrode portion 52 in plan view is a rectangular plate shape.
  • the first electrode portion 51 is provided so as to surround the second electrode portion 52 .
  • the first intermediate electrode portion 53 arranged to face the first electrode portion 51 in the z-direction has a first upper electrode layer 53A, a first lower electrode layer 53B, and a first connection portion 53C.
  • the first upper electrode layer 53A is arranged to face the first electrode portion 51 in the z direction.
  • the first capacitor cell 55A is configured.
  • the shape of the first upper electrode layer 53A in plan view is a rectangular ring shape.
  • the first lower electrode layer 53B is displaced from the first upper electrode layer 53A in plan view.
  • the first lower electrode layer 53B has a portion that protrudes inward from the first upper electrode layer 53A.
  • the shape of the first lower electrode layer 53B in plan view is a rectangular ring shape.
  • the first lower electrode layer 53B is arranged more inward than the first electrode portion 51 .
  • the first connection portion 53C is configured to connect the first upper electrode layer 53A and the first lower electrode layer 53B, and connects the inner peripheral end portion of the first upper electrode layer 53A and the first lower electrode layer 53B. It is in contact with the outer peripheral edge.
  • the first connection portion 53C extends along the z direction.
  • a second intermediate electrode portion 54 arranged to face the first intermediate electrode portion 53 in the z-direction has a second upper electrode layer 54A, a second lower electrode layer 54B, and a connection portion 54C.
  • the second upper electrode layer 54A is arranged to face the first lower electrode layer 53B in the z-direction. This constitutes the second capacitor cell 55B. Since the first lower electrode layer 53B is connected to the first upper electrode layer 53A via the first connection portion 53C, the second capacitor cell 55B is connected in series with the first capacitor cell 55A.
  • the shape of the second upper electrode layer 54A in plan view is a rectangular ring shape. In plan view, the second upper electrode layer 54A is arranged more inward than the first upper electrode layer 53A.
  • the second lower electrode layer 54B is displaced from the second upper electrode layer 54A in plan view.
  • the second lower electrode layer 54B has a portion that protrudes inward from the second upper electrode layer 54A.
  • the shape of the second lower electrode layer 54B in plan view is a rectangular plate shape.
  • the second lower electrode layer 54B is arranged more inward than the first lower electrode layer 53B.
  • the second connection portion 54C is configured to connect the second upper electrode layer 54A and the second lower electrode layer 54B, and connects the inner peripheral end portion of the second upper electrode layer 54A and the second lower electrode layer 54B. It is in contact with the outer peripheral edge.
  • the second connecting portion 54C extends along the z direction.
  • the second electrode portion 52 is arranged to face the second lower electrode layer 54B in the z-direction. This constitutes the third capacitor cell 55C. Since the second lower electrode layer 54B is connected to the second upper electrode layer 54A via the second connection portion 54C, the third capacitor cell 55C is connected in series with the second capacitor cell 55B.
  • the shape of the second electrode portion 52 in plan view is a rectangular plate shape. In plan view, the second electrode portion 52 is arranged more inward than the second upper electrode layer 54A.
  • the first electrode portion 51, the second electrode portion 52, the first Arrangement positions and sizes of the intermediate electrode portion 53 and the second intermediate electrode portion 54 are set.
  • the facing area and separation distance D1 between the first electrode portion 51 and the first upper electrode layer 53A of the first intermediate electrode portion 53, and the second distance between the first lower electrode layer 53B and the second intermediate electrode portion 54 are the same as the capacitance of the first capacitor cell 55A and the second capacitor cell 55B. and the capacitance of the third capacitor cell 55C are set to be the same.
  • the maximum value of variation among the separation distance D1, the separation distance D2, and the separation distance D3 is within 20% of the separation distance D1, the separation distance D1, the separation distance D2, and the separation distance D3 are equal to each other. It can be said.
  • first facing area between the first electrode portion 51 and the first upper electrode layer 53A, a second facing area between the first lower electrode layer 53B and the second upper electrode layer 54A, and a second lower electrode layer 54B The third facing area with the second electrode portion 52 is equal to each other.
  • the maximum value of variation among the first facing area, the second facing area, and the third facing area is, for example, within 20% of the first facing area, the first facing area, the second facing area, and the third facing area It can be said that the three facing areas are equal to each other.
  • the capacity of the two-capacitor cell 55B and the capacity of the third-capacitor cell 55C are the same. With such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • the distance D4 between the first electrode portion 51 and the first lower electrode layer 53B is the distance D4 between the first electrode portion 51 and the first electrode layer 53B for convenience. Although shown to be shorter than the separation distance D1 from the upper electrode layer 53A, the distance D4 is actually equal to or greater than the separation distance D1. Similarly, in FIG. 18, the distance D5 between the first upper electrode layer 53A and the second upper electrode layer 54A is larger than the separation distance D2 between the first lower electrode layer 53B and the second upper electrode layer 54A. Although shown to be short, the distance D5 is actually greater than or equal to the separation distance D2. Similarly, in FIG.
  • the distance D6 between the first lower electrode layer 53B and the second lower electrode layer 54B is shown to be shorter than the separation distance D2. D2 or higher.
  • the distance D7 between the second upper electrode layer 54A and the second electrode section 52 is shorter than the separation distance D3 between the second lower electrode layer 54B and the second electrode section 52.
  • the distance D7 is actually greater than or equal to the separation distance D3.
  • the gate driver 10 of each embodiment was configured to transmit a signal from the low-voltage circuit 20 to the high-voltage circuit 30, it is not limited to this.
  • the gate driver 10 may have both a configuration for transmitting signals from the low voltage circuit 20 to the high voltage circuit 30 and a configuration for transmitting signals from the high voltage circuit 30 to the low voltage circuit 20 .
  • FIG. 19 a configuration in which a signal path for transmitting a signal from the high-voltage circuit 30 to the low-voltage circuit 20 is added to the gate driver 10 of the first embodiment will be described.
  • the first electrode 41A (41B) of the capacitor 40A (40B) is electrically connected to the low voltage circuit 20 and the second electrode 42A (42B) is electrically connected to the high voltage circuit 30. there is therefore, both the capacitors 40A and 40B correspond to the first signal capacitor.
  • the set signal output from the low voltage circuit 20 is transmitted to the high voltage circuit 30 via the capacitor 40A, and the reset signal output from the low voltage circuit 20 is transmitted to the high voltage circuit 30 via the capacitor 40B. It can also be said that the first signal output from is transmitted to the high-voltage circuit 30 via the first signal capacitor.
  • the gate driver 10 further includes a capacitor 40C, a low voltage signal line 21C and a high voltage signal line 31C.
  • the capacitor 40C corresponds to the second signal capacitor.
  • the capacitor 40C transmits a signal from the high voltage circuit 30 to the low voltage circuit 20 while insulating the high voltage circuit 30 and the low voltage circuit 20 from each other.
  • This signal is, for example, a signal for detecting abnormal temperature of the switching element 501, and corresponds to the second signal.
  • the capacitor 40C has a first electrode 41C and a second electrode 42C.
  • the first electrode 41 ⁇ /b>C is electrically connected to the high voltage circuit 30 .
  • the second electrode 42C is electrically connected to the low voltage circuit 20 .
  • gate driver 10 bidirectionally transmits signals between low-voltage circuit 20 and high-voltage circuit 30 via capacitors 40 (40A, 40B, 40C). It is.
  • This signal includes a first signal transmitted from the low voltage circuit 20 to the high voltage circuit 30 and a second signal transmitted from the high voltage circuit 30 to the low voltage circuit 20 .
  • the capacitor chip 80 includes the capacitors 40A, 40B, and 40C, and more specifically, the capacitors 40A, 40B, and 40C are integrated into one chip.
  • the capacitors 40A to 40C are aligned in the y direction and spaced apart in the x direction in plan view.
  • a first electrode 41C of the capacitor 40C is electrically connected to the second electrode pad 82, and a second electrode 42C is electrically connected to the first electrode pad 81.
  • the first electrode 41C is connected to the high voltage circuit 30 via the second electrode pad 82 and the wire W. electrically connected.
  • the first electrode pad 81 is connected to the second electrode pad 62 of the low voltage circuit chip 60 via the wire W
  • the second electrode 42C is connected to the low voltage circuit 20 via the first electrode pad 81 and the wire W. electrically connected.
  • the configuration of the capacitor 40C is similar to that of the capacitors 40A and 40B. However, the correspondence relationship between the first electrode 41C and the second electrode 42C of the capacitor 40C and the first electrode portion 51 and the second electrode portion 52 is different from that of the capacitors 40A and 40B.
  • the second electrode portion 52 of the capacitor 40C constitutes the first electrode 41C of the capacitor 40C
  • the first electrode portion 51 of the capacitor 40C constitutes the second electrode 42C of the capacitor 40C.
  • 19 includes a capacitor chip 80T for transmitting a signal (first signal) from the low voltage circuit 20 to the high voltage circuit 30 as shown in FIG. 20 instead of the capacitor chip 80. , and a capacitor chip 80R that transmits a signal (second signal) from the high voltage circuit 30 to the low voltage circuit 20.
  • both capacitor chips 80T and 80R are mounted on low voltage die pad 91.
  • FIG. The capacitor chips 80T and 80R are aligned in the y direction and spaced apart in the x direction.
  • the capacitor chip 80T corresponds to the first capacitor chip including the first signal capacitor
  • the capacitor chip 80R corresponds to the second capacitor chip including the second signal capacitor.
  • the capacitor chip 80T includes the capacitor 40A and the capacitor 40B, more specifically, both the capacitors 40A and 40B are integrated into one chip. That is, the capacitor chip 80T is a semiconductor chip dedicated to both the capacitors 40A and 40B, separate from the low-voltage circuit chip 60 and the high-voltage circuit chip 70 (see FIG. 2 for both).
  • the configuration of both capacitors 40A and 40B in capacitor chip 80T is the same as the configuration of both capacitors 40A and 40B in capacitor chip 80 .
  • the capacitor chip 80R includes the capacitor 40C, and more specifically, the capacitor 40C is integrated into one chip. That is, the capacitor chip 80R is a semiconductor chip dedicated to the capacitor 40C, different from the low-voltage circuit chip 60, the high-voltage circuit chip 70, and the capacitor chip 80T.
  • the configuration of capacitor 40C in capacitor chip 80R is similar to the configuration of both capacitors 40A and 40B in capacitor chip 80. FIG.
  • the capacitor chip 80 may include a resin layer composed of one layer or a plurality of layers as a configuration of the insulating layer in which the capacitors 40A to 40C are embedded.
  • a material containing any one of polyimide resin, phenol resin, and epoxy resin may be used as the resin layer.
  • the capacitor chip 80 may have a structure in which an oxide film and a resin layer are mixed, such as the insulating layer 85, as the structure of the insulating layer in which the capacitors 40A to 40C are embedded.
  • each connection portion 53C, 54C can be arbitrarily changed.
  • a plurality of first connection portions 53C are provided at positions overlapping both the first upper electrode layer 53A and the first lower electrode layer 53B in plan view, and are spaced apart from each other in the circumferential direction of the electrode layers 53A and 53B.
  • the second connection portions 54C are formed in a plurality of positions spaced apart from each other in the circumferential direction of the electrode layers 54A and 54B at positions overlapping both the second upper electrode layer 54A and the second lower electrode layer 54B in plan view. may be provided.
  • first connecting portion 53C may have any structure as long as it can electrically connect the first upper electrode layer 53A and the first lower electrode layer 53B.
  • the second connecting portion 54C may have any structure as long as it can electrically connect the second upper electrode layer 54A and the second lower electrode layer 54B.
  • the first capacitor cell 55A, the second capacitor cell 55B, and the third capacitor cell 55C all have the same capacitance, for example, the first By adjusting the facing area with the upper electrode layer 53A, the facing area between the first lower electrode layer 53B and the second upper electrode layer 54A, and the facing area between the second lower electrode layer 54B and the second electrode section 52, At least one of the separation distances D1-D3 may be different from the others.
  • the separation distances D1 to D3 for example, within the range in which the capacities of the first capacitor cell 55A, the second capacitor cell 55B, and the third capacitor cell 55C are the same, the first electrode portion 51 and the first upper electrode layer 53A, the facing area between the first lower electrode layer 53B and the second upper electrode layer 54A, and the facing area between the second lower electrode layer 54B and the second electrode portion 52. one may be different from the other. Note that the capacitors 43A (43B) and 44A (44B) of the second embodiment can be similarly changed.
  • At least one of the capacitance of the first capacitor cell 55A, the capacitance of the second capacitor cell 55B, and the capacitance of the third capacitor cell 55C may be different from the others. Note that the capacitors 43A (43B) and 44A (44B) of the second embodiment can be similarly changed.
  • the separation distances DA and DB may be different from each other by adjusting the facing area between the electrode portion 52 and the lower electrode layer 59B. Further, by adjusting the separation distances DA and DB, for example, within a range in which the capacitance of the first capacitor cell 55D and the capacitance of the second capacitor cell 55E are the same, the first electrode portion 51 and the upper electrode layer 59A are opposed to each other. The area and the facing area between the second electrode portion 52 and the lower electrode layer 59B may be different from each other.
  • the capacitance of the first capacitor cell 55D and the capacitance of the second capacitor cell 55E may be different from each other.
  • the insulation module 220 may be applied to circuits other than the gate driver 10 .
  • the low voltage circuit unit 300 of the fourth embodiment and the high voltage circuit unit 410 of the fifth embodiment may also be applied to circuits other than the gate driver 10 .
  • on as used in this disclosure includes the meanings of “on” and “above” unless the context clearly indicates otherwise.
  • the expression “A is formed on B” means that although in this embodiment A may be placed directly on B with A touching B, as a variant, A does not touch B. It is intended that it can be positioned above. That is, the term “on” does not exclude structures in which other members are formed between A and B.
  • the z-direction used in the present disclosure does not necessarily have to be the vertical direction, nor does it have to match the vertical direction perfectly.
  • the various structures according to this disclosure are not limited to the z-direction "top” and “bottom” described herein being the vertical “top” and “bottom”.
  • the x-direction may be vertical, or the y-direction may be vertical.
  • references herein to "at least one of A and B" should be understood to mean “A only, or B only, or both A and B.”
  • Appendix Technical ideas that can be grasped from the above embodiments and the above modifications will be described below.
  • the reference numerals of the constituent elements of the embodiment corresponding to the constituent elements described in each appendix are shown in parentheses. Reference numerals are shown as examples to aid understanding, and the components described in each appendix should not be limited to the components indicated by the reference numerals.
  • An isolator (80) comprising an insulating layer (85) and capacitors (40/40A, 40B, 40C) embedded in the insulating layer (85),
  • the capacitors (40/40A, 40B, 40C) are a first electrode portion (51) provided in the insulating layer (85) and connected to a first pad (81) formed on a surface (85s) of the insulating layer (85); a second electrode portion (52) provided in the insulating layer (85) and connected to a second pad (82) formed on the surface (85s) of the insulating layer (85); intermediate electrode portions (53, 54) provided in the insulating layer (85) and not connected to the first electrode portion (51) and the second electrode portion (52);
  • the intermediate electrode portions (53, 54) are a first intermediate layer (53A, 54A) and a second intermediate layer (53B, 54B) having different positions in the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85); connecting portions (53C, 54C) extending in the thickness direction (z
  • a plurality of the intermediate electrode portions (53, 54) are provided, The first electrode portion (51) and the second electrode portion (52) are coupled via the plurality of intermediate electrode portions (53, 54) to form the capacitors (40/40A, 40B, 40C). and
  • the plurality of intermediate electrode portions (53, 54) include a first intermediate electrode portion (53) and a second intermediate electrode portion (54),
  • the first intermediate layer (53A) of the first intermediate electrode portion (53) and the first electrode portion (51) face each other while being spaced apart in the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85).
  • the first capacitor cell (55A) is configured by The second intermediate layer (53B) of the first intermediate electrode portion (53) is the first intermediate layer (53B) of the first intermediate electrode portion (53) when viewed from the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85). is arranged at a position different from that of the intermediate layer (53A), The thickness of the second intermediate layer (53B) of the first intermediate electrode portion (53) and the first intermediate layer (54A) of the second intermediate electrode portion (54) is the thickness of the insulating layer (85).
  • the second capacitor cell (55A) is connected in series with the first capacitor cell (55A) through the connection portion (53C) of the first intermediate electrode portion (53) by being spaced apart in the direction (z direction) and facing each other. 2.
  • the first intermediate layer (53A) of the first intermediate electrode portion (53) is circular or polygonal when viewed from the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85),
  • the second intermediate layer (53B) of the first intermediate electrode portion (53) and the first intermediate layer (54A) of the second intermediate electrode portion (54) are the thickness of the insulating layer (85)
  • the second intermediate layer (54B) of the second intermediate electrode portion (54) is the second intermediate layer (54B) of the second intermediate electrode portion (54) when viewed from the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85).
  • the isolator according to appendix 2 which is ring-shaped so as to surround the intermediate layer (54A).
  • the second intermediate layer (53B) of the first intermediate electrode portion (53) is the first intermediate layer of the first intermediate electrode portion (53) in the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85).
  • the first intermediate layer (54A) of the second intermediate electrode portion (54) is the first intermediate layer of the first intermediate electrode portion (53) in the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85). 4.
  • the facing area and separation distance (D1) between the first intermediate layer (53A) of the first intermediate electrode portion (53) and the first electrode portion (51), and the The facing area and separation distance (D2) between the second intermediate layer (53B) and the first intermediate layer (54A) of the second intermediate electrode portion (54) are the capacitance of the first capacitor cell (55A) and 5.
  • the second intermediate layer (54B) of the second intermediate electrode portion (54) is the first layer of the second intermediate electrode portion (54) when viewed from the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85). is arranged at a position different from that of the intermediate layer (54A), The second intermediate layer (54B) of the second intermediate electrode portion (54) and the second electrode portion (52) are spaced apart in the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85) and face each other. As a result, a third capacitor cell (55C) connected in series with the second capacitor cell (55B) through the connection portion (54C) of the second intermediate electrode portion (54) is formed.
  • the isolator according to any one of Appendices 2-5.
  • the second intermediate layer (54B) of the second intermediate electrode portion (54) is the second intermediate layer of the first intermediate electrode portion (53) in the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85). (53B) and the second electrode portion (52).
  • the first capacitor cell (55D) is formed by the first intermediate layer (59A) and the first electrode portion (51) facing each other with a gap in the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85). is composed of The second intermediate layer (59B) is provided at a position different from the first intermediate layer (59A) when viewed from the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85), The second intermediate layer (59B) and the second electrode portion (52) are spaced apart in the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85) and face each other so that the connection portion (59C) is interposed.
  • the second intermediate layer (59B) is arranged between the first intermediate layer (59A) and the first electrode portion (51) in the thickness direction (z direction) of the insulating layer (85), The isolator according to appendix 9, wherein the second electrode portion (52) is arranged closer to the surface (85s) of the insulating layer (85) than the first intermediate layer (59A).
  • the facing area and separation distance (DA) between the first intermediate layer (59A) and the first electrode part (51), and the facing area between the second intermediate layer (59B) and the second electrode part (52) and the separation distance (DB) are set so that the capacitance of the first capacitor cell (55D) and the capacitance of the second capacitor cell (55E) are the same.
  • Appendix 12 An isolator according to any one of Appendices 1 to 11, The isolator (80) is connected between a low-voltage circuit chip (60) and a high-voltage circuit chip (70) included in the gate driver (10) for driving the switching element (501), 16.
  • the isolator (80) is connected between a low-voltage circuit chip (60) and a high-voltage circuit chip (70) included in the gate driver (10) for driving the switching element (501), 16.
  • the isolator (80) comprises: an insulating layer (85); a first electrode portion (51) provided in the insulating layer (85) and connected to a first pad (81) formed on a surface (85s) of the insulating layer (85); a second electrode portion (52) provided in the insulating layer (85) and connected to a second pad (82) formed on the surface (85s) of the insulating layer (85); intermediate electrode portions (53, 54) provided in the insulating layer (85) and not connected to the first electrode portion (5
  • the first electrode portion (51) is electrically connected to the low voltage circuit (20), 15.
  • the gate driver (10) transmits signals bidirectionally between the low voltage circuit (20) and the high voltage circuit (30) via the capacitors (40/40A, 40B, 40C).
  • the signal includes a first signal and a second signal;
  • the capacitors (40/40A, 40B, 40C) include first signal capacitors (40A, 40B) and second signal capacitors (40C), the first signal is transmitted from the low voltage circuit (20) to the high voltage circuit (30) via the first signal capacitors (40A, 40B); 15.
  • the gate driver according to appendix 14 wherein the second signal is transmitted from the high voltage circuit (30) to the low voltage circuit (20) via the second signal capacitor (40C).
  • the isolator is a first capacitor chip (80T) including the first signal capacitors (40A, 40B); and a second capacitor chip (80R) including the second signal capacitor (40C).
  • the low-voltage circuit chip (60) is an insulating layer (85); a first electrode portion (51) provided in the insulating layer (85) and connected to a first pad (81) formed on a surface (85s) of the insulating layer (85); a second electrode portion (52) provided in the insulating layer (85) and connected to a second pad (82) formed on the surface (85s) of the insulating layer (85); intermediate electrode portions (53, 54) provided in the insulating layer (85) and not connected to the first electrode portion (51) and the second electrode portion (52);
  • the intermediate electrode portions (53, 54) are a first electrode portion (53A
  • the high voltage circuit chip (70) an insulating layer (85); a first electrode portion (51) provided in the insulating layer (85) and connected to a first pad (81) formed on a surface (85s) of the insulating layer (85); a second electrode portion (52) provided in the insulating layer (85) and connected to a second pad (82) formed on the surface (85s) of the insulating layer (85); intermediate electrode portions (53, 54) provided in the insulating layer (85) and not connected to the first electrode portion (51) and the second electrode portion (52);
  • the intermediate electrode portions (53, 54) are a first electrode portion (53A, 54A
  • Second connection part 55 Capacitor cell 55A First capacitor cell 55B Second capacitor cell 55C Third capacitor cell 55D First capacitor cell 55E Second capacitor cell 59 Intermediate electrode portion 59A Upper electrode layer (first intermediate layer) 59B... Lower electrode layer (second intermediate layer) 59C... Connection part 60... Low-voltage circuit chip 70... High-voltage circuit chip 80... Capacitor chip 80A... First capacitor chip 80B... Second capacitor chip 80R... Capacitor chip 80T... Capacitor chip 80s... Chip main surface 81... First electrode pad ( 1st pad) 82... Second electrode pad (second pad) 85... Insulating layer 85s... Surface 220... Insulating module 300... Low-voltage circuit unit (insulating module) 410...High voltage circuit unit (insulation module) 501, 502 Switching elements D1 to D3, DA, DB Spacing distance

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Abstract

アイソレータは、絶縁層と、絶縁層に埋め込まれたキャパシタと、を有する。キャパシタは、第1電極部と第2電極部と中間電極部とを含む。第1電極部は、絶縁層内に設けられ、絶縁層の表面に形成された第1パッドに接続される。第2電極部は、絶縁層内に設けられ、絶縁層の表面に形成された第2パッドに接続される。中間電極部は、絶縁層内に設けられ、第1電極部および第2電極部に接続されていない。中間電極部は、絶縁層の厚さ方向の位置が互いに異なる第1中間層および第2中間層と、絶縁層の厚さ方向に延びており、第1中間層と前記第2中間層とを繋ぐ接続部と、を有する。キャパシタは、第1電極部と第2電極部とが中間電極部を介して結合することによって構成されている。

Description

アイソレータ、絶縁モジュールおよびゲートドライバ
 本開示は、アイソレータ、絶縁モジュールおよびゲートドライバに関する。
 トランジスタ等のスイッチング素子のゲートにゲート電圧を印加するゲートドライバとして、たとえば絶縁型のゲートドライバが知られている。たとえば特許文献1には、一次側の第1コイルおよび二次側の第2コイルを有するトランスを備える絶縁型のゲートドライバとしての半導体集積回路が記載されている。
特開2013-51547号公報
 ここで、ゲートドライバは、第1電圧が印加されることによって動作するように構成された低圧回路と、第1電圧よりも高い第2電圧が印加されることによって動作するように構成された高圧回路と、を備えている場合がある。この場合、トランスは、低圧回路と高圧回路とを絶縁するのに用いられる。かかるゲートドライバにおいては、絶縁耐圧の向上が求められる場合がある。なお、低圧回路と高圧回路との絶縁構造は、トランスに限られず、たとえばキャパシタを用いた絶縁構造であってもよい。
 上記課題を解決するアイソレータは、絶縁層と、前記絶縁層に埋め込まれたキャパシタと、を有する。前記キャパシタは、前記絶縁層内に設けられ、当該絶縁層の表面に形成された第1パッドに接続される第1電極部と、前記絶縁層内に設けられ、前記絶縁層の表面に形成された第2パッドに接続される第2電極部と、前記絶縁層内に設けられ、前記第1電極部および前記第2電極部に接続されていない中間電極部と、を含む。前記中間電極部は、前記絶縁層の厚さ方向の位置が互いに異なる第1中間層および第2中間層と、前記絶縁層の厚さ方向に延びており、前記第1中間層と前記第2中間層とを繋ぐ接続部と、を有する。前記キャパシタは、前記第1電極部と前記第2電極部とが前記中間電極部を介して結合することによって構成されている。
 上記課題を解決する絶縁モジュールは、前記アイソレータを備え、前記アイソレータは、スイッチング素子を駆動させるゲートドライバに含まれる低圧回路チップと高圧回路チップとの間に接続されるものであり、前記絶縁モジュールは前記低圧回路チップをさらに備える。
 上記課題を解決する絶縁モジュールは、前記アイソレータを備え、前記アイソレータは、スイッチング素子を駆動させるゲートドライバに含まれる低圧回路チップと高圧回路チップとを絶縁するのに用いられるものであり、前記絶縁モジュールは前記高圧回路チップをさらに備える。
 上記課題を解決するゲートドライバは、スイッチング素子のゲートに駆動電圧信号を印加するゲートドライバであって、第1電圧が印加されることによって動作するように構成された低圧回路を含む低圧回路チップと、前記第1電圧よりも高い第2電圧が印加されることによって動作するように構成された高圧回路を含む高圧回路チップと、前記低圧回路チップと前記高圧回路チップとの間に接続されたアイソレータと、を備え、前記アイソレータは、絶縁層と、前記絶縁層内に設けられ、当該絶縁層の表面に形成された第1パッドに接続される第1電極部と、前記絶縁層内に設けられ、前記絶縁層の表面に形成された第2パッドに接続される第2電極部と、前記絶縁層内に設けられ、前記第1電極部および前記第2電極部と接続されていない中間電極部と、を備え、前記中間電極部は、前記絶縁層の厚さ方向の位置が互いに異なる第1中間層および第2中間層と、前記絶縁層の厚さ方向に延びており、前記第1中間層と前記第2中間層とを繋ぐ接続部と、を有し、前記第1電極部と前記第2電極部とが前記中間電極部を介して結合することによってキャパシタが構成されている。
 上記課題を解決する絶縁モジュールは、絶縁層と、前記絶縁層に埋め込まれたキャパシタとを有するアイソレータを備えた絶縁モジュールであって、前記アイソレータは、絶縁層と、前記絶縁層内に設けられ、当該絶縁層の表面に形成された第1パッドに接続される第1電極部と、前記絶縁層内に設けられ、前記絶縁層の表面に形成された第2パッドに接続される第2電極部と、前記絶縁層内に設けられ、前記第1電極部および前記第2電極部に接続されていない中間電極部と、を備え、前記中間電極部は、前記絶縁層の厚さ方向の位置が互いに異なる第1中間層および第2中間層と、前記絶縁層の厚さ方向に延びており、前記第1中間層と前記第2中間層とを繋ぐ接続部と、を有し、前記キャパシタは、前記第1電極部と前記第2電極部とが前記中間電極部を介して結合することによって構成されている。
 上記ゲートドライバおよび絶縁モジュールによれば、絶縁耐圧の向上を図ることができる。
図1は、第1実施形態のゲートドライバの模式的な回路図である。 図2は、第1実施形態のゲートドライバの内部構成を示す平面図である。 図3は、図2のゲートドライバにおけるキャパシタチップのキャパシタの模式的な平面図である。 図4は、図2のキャパシタチップの模式的な断面図である。 図5は、比較例のキャパシタチップの模式的な断面図である。 図6は、第2実施形態のゲートドライバの模式的な回路図である。 図7は、第2実施形態のゲートドライバの内部構成を示す平面図である。 図8は、第3実施形態のゲートドライバの模式的な回路図である。 図9は、第3実施形態のゲートドライバにおける絶縁モジュールの模式的な断面図である。 図10は、第4実施形態のゲートドライバの模式的な回路図である。 図11は、第4実施形態のゲートドライバにおける絶縁モジュールの模式的な断面図である。 図12は、第5実施形態のゲートドライバの模式的な回路図である。 図13は、第5実施形態のゲートドライバにおける絶縁モジュールの模式的な断面図である。 図14は、変更例のゲートドライバにおけるキャパシタチップの模式的な断面図である。 図15は、変更例のゲートドライバにおけるキャパシタチップの模式的な断面図である。 図16は、変更例のゲートドライバの一部の模式的な断面図である。 図17は、変更例のゲートドライバの一部の模式的な断面図である。 図18は、変更例のキャパシタチップの模式的な断面図である。 図19は、変更例のゲートドライバの模式的な回路図である。 図20は、図19のゲートドライバの内部構成を示す平面図である。
 以下、ゲートドライバの実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであり、各構成部品の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。
 [第1実施形態]
 図1~図4を参照して、第1実施形態のゲートドライバ10について説明する。図1は、ゲートドライバ10の回路構成の一例を簡略化して示している。
 図1に示すように、ゲートドライバ10は、スイッチング素子のゲートに駆動電圧信号を印加するものであり、たとえば、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載されるインバータ装置500に適用されている。インバータ装置500は、互いに直列に接続された一対のスイッチング素子501,502と、ゲートドライバ10と、ゲートドライバ10を制御するECU(Electronic Control Unit)503と、を備えている。スイッチング素子501はたとえば駆動電源に接続されるハイサイドのスイッチング素子であり、スイッチング素子502はローサイドのスイッチング素子である。スイッチング素子501,502としては、たとえばSiMOSFET(Si Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、SiCMOSFET、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等のトランジスタが挙げられる。本実施形態のゲートドライバ10は、スイッチング素子501のゲートに駆動電圧信号を印加する。なお、以降の説明では、スイッチング素子501,502にMOSFETが用いられた場合として説明する。
 ゲートドライバ10は、スイッチング素子501,502ごとにそれぞれ設けられており、スイッチング素子501,502を個別に駆動させる。本実施形態では、説明の便宜上、スイッチング素子501を駆動させるゲートドライバ10について説明する。
 ゲートドライバ10は、第1電圧V1が印加されることによって動作するように構成された低圧回路20と、第1電圧V1よりも高い第2電圧V2が印加されることによって動作するように構成された高圧回路30と、キャパシタ40と、を備えている。第1電圧V1および第2電圧V2は直流電圧である。
 本実施形態のゲートドライバ10は、外部の制御装置としてのECU503からの制御信号に基づいて、低圧回路20からキャパシタ40を介して高圧回路30に信号が伝達され、高圧回路30から駆動電圧信号が出力されるように構成されている。
 低圧回路20から高圧回路30に向けて伝達される信号、すなわち低圧回路20から出力される信号としては、たとえばスイッチング素子501を駆動させるための信号であり、一例としてはセット信号およびリセット信号が挙げられる。セット信号はECU503からの制御信号の立ち上がりを伝達する信号であり、リセット信号はECU503からの制御信号の立ち下がりを伝達する信号である。セット信号およびリセット信号は、スイッチング素子501の駆動電圧信号を生成するための信号であるともいえる。このため、セット信号およびリセット信号は、第1信号に対応している。
 低圧回路20は、ECU503と電気的に接続される回路であり、ECU503から入力された制御信号に基づいてセット信号およびリセット信号を生成する。たとえば、低圧回路20は、制御信号の立ち上がりに応答してセット信号を生成する一方、制御信号の立ち下がりに応答してリセット信号を生成する。そして、低圧回路20は、生成したセット信号およびリセット信号を高圧回路30に向けて送信する。
 高圧回路30は、スイッチング素子501のゲートと電気的に接続される回路であり、低圧回路20から受信したセット信号およびリセット信号に基づいて、スイッチング素子501を駆動するための駆動電圧信号を生成し、その駆動電圧信号をスイッチング素子501のゲートに印加する。つまり、高圧回路30は、低圧回路20から出力された第1信号に基づいてスイッチング素子501のゲートに印加する駆動電圧信号を生成するともいえる。詳細には、高圧回路30は、セット信号に基づいてスイッチング素子501をオンする駆動電圧信号を生成し、スイッチング素子501のゲートに印加する。一方、高圧回路30は、リセット信号に基づいてスイッチング素子501をオフする駆動電圧信号を生成し、その駆動電圧信号をスイッチング素子501のゲートに印加する。このように、ゲートドライバ10によってスイッチング素子501のオンオフが制御される。
 高圧回路30は、たとえばセット信号およびリセット信号が入力されるRS型フリップフロップ回路と、RS型フリップフロップ回路の出力信号に基づいて駆動電圧信号を生成するドライバ部と、を有している。ただし、高圧回路30の具体的な回路構成は任意である。
 キャパシタ40は、低圧回路20と高圧回路30との間に設けられている。すなわち、低圧回路20と高圧回路30とは、キャパシタ40を介して電気的に接続されている。本実施形態のゲートドライバ10では、キャパシタ40によって低圧回路20と高圧回路30とが絶縁されている。より詳細には、キャパシタ40によって低圧回路20と高圧回路30との間で直流電圧が伝達されることが規制されている一方、セット信号やリセット信号などの各種信号の伝達は可能となっている。
 すなわち、低圧回路20と高圧回路30とが絶縁されている状態とは、低圧回路20と高圧回路30との間において、直流電圧の伝達が遮断されている状態を意味し、低圧回路20と高圧回路30との間における信号の伝達については許容している。
 ゲートドライバ10の絶縁耐圧は、たとえば2500Vrms以上7500Vrms以下である。本実施形態のゲートドライバ10の絶縁耐圧は、3750Vrms程度である。ただし、ゲートドライバ10の絶縁耐圧の具体的な数値はこれに限られず任意である。
 本実施形態におけるキャパシタ40の絶縁耐圧は、たとえば2500Vrms以上7500Vrms以下である。なお、キャパシタ40の絶縁耐圧は、2500Vrms以上5700Vrms以下であってもよい。ただし、これに限られず、キャパシタ40の絶縁耐圧は任意である。
 本実施形態では、低圧回路20のグランドと高圧回路30のグランドとが独立して設けられている。以下、低圧回路20のグランド電位を第1基準電位とし、高圧回路30のグランド電位を第2基準電位とする。この場合、第1電圧V1は第1基準電位からの電圧であり、第2電圧V2は第2基準電位からの電圧である。第1電圧V1はたとえば4.5V以上5.5V以下であり、第2電圧V2はたとえば9V以上24V以下である。
 以下、キャパシタ40について詳細に説明する。
 本実施形態のゲートドライバ10は、低圧回路20から高圧回路30に向けて2種類の信号を伝達することに対応させて、キャパシタ40を2つ備えている。詳細には、ゲートドライバ10は、セット信号の伝達に用いられるキャパシタ40と、リセット信号の伝達に用いられるキャパシタ40と、を備えている。以下、説明の便宜上、セット信号の伝達に用いられるキャパシタ40をキャパシタ40Aとし、リセット信号の伝達に用いられるキャパシタ40をキャパシタ40Bとする。
 ゲートドライバ10は、低圧回路20とキャパシタ40Aとを接続する低圧信号線21Aと、低圧回路20とキャパシタ40Bとを接続する低圧信号線21Bと、を備えている。このため、低圧信号線21Aは、セット信号を低圧回路20からキャパシタ40Aに伝達する。低圧信号線21Bは、リセット信号を低圧回路20からキャパシタ40Bに伝達する。
 ゲートドライバ10は、キャパシタ40Aと高圧回路30とを接続する高圧信号線31Aと、キャパシタ40Bと高圧回路30とを接続する高圧信号線31Bと、を備えている。このため、高圧信号線31Aは、セット信号をキャパシタ40Aから高圧回路30に伝達する。高圧信号線31Bは、リセット信号をキャパシタ40Bから高圧回路30に伝達する。
 キャパシタ40Aは、第1電極41Aおよび第2電極42Aと、を有している。第1電極41Aは低圧回路20に電気的に接続されており、第2電極42Aは高圧回路30に電気的に接続されている。
 キャパシタ40Bは、第1電極41Bおよび第2電極42Bと、を有している。第1電極41Bは低圧回路20に電気的に接続されており、第2電極42Bは高圧回路30に電気的に接続されている。
 以下、ゲートドライバ10の構造について図2を用いて説明する。図2はゲートドライバ10の内部構成を示す平面図の一例を示している。なお、図1では、ゲートドライバ10の回路構成を簡略化して示しているため、図2のゲートドライバ10の外部端子の数は、図1のゲートドライバ10の外部端子の数よりも多い。ここで、ゲートドライバ10の外部端子の数とは、ゲートドライバ10と、ECU503やスイッチング素子501(図1参照)等のゲートドライバ10の外部の電子部品とを接続可能な外部電極の数である。また、図2のゲートドライバ10における低圧回路20から高圧回路30に信号を送信する信号線の数(後述するワイヤWの数)は、図1のゲートドライバ10の信号線の数よりも多い。
 図2に示すように、ゲートドライバ10は、複数の半導体チップが1パッケージ化された半導体装置であり、たとえばインバータ装置500に設けられた回路基板に実装される。なお、各スイッチング素子501,502は、上記回路基板とは別の実装基板に実装されている。この実装基板には、冷却器が取り付けられている。
 ゲートドライバ10のパッケージ形式は、SO系であり、本実施形態ではSOPである。ゲートドライバ10は、半導体チップとしての低圧回路チップ60、高圧回路チップ70、およびキャパシタチップ80と、低圧回路チップ60が搭載された低圧リードフレーム90と、高圧回路チップ70が搭載された高圧リードフレーム100と、各リードフレーム90,100の一部および各チップ60,70,80を封止する封止樹脂110と、を備えている。なお、本実施形態では、キャパシタチップ80は「アイソレータ」に対応している。キャパシタチップ80および封止樹脂110は、低圧回路20と高圧回路30とを絶縁する「絶縁モジュール」に対応している。また、図2において、封止樹脂110は、ゲートドライバ10の内部構造を説明する都合上、二点鎖線で示している。また、ゲートドライバ10のパッケージ形式は任意に変更可能である。
 封止樹脂110は、電気絶縁性を有する材料からなり、たとえば黒色のエポキシ樹脂からなる。封止樹脂110は、z方向を厚さ方向とする矩形板状に形成されている。封止樹脂110は、4つの樹脂側面111~114を有している。詳細には、封止樹脂110は、x方向の両端面としての樹脂側面111,112と、y方向の両端面としての樹脂側面113,114と、を備えている。x方向およびy方向は、z方向に対して直交する方向である。x方向およびy方向は互いに直交している。なお、以降の説明において、平面視とは、z方向から視ることを意味する。
 低圧リードフレーム90および高圧リードフレーム100はそれぞれ、導体からなり、本実施形態ではCu(銅)からなる。各リードフレーム90,100は、封止樹脂110の内外に跨って設けられている。
 低圧リードフレーム90は、封止樹脂110内に配置されている低圧ダイパッド91と、封止樹脂110の内外に跨って配置されている複数の低圧リード92と、を有している。各低圧リード92は、ECU503(図1参照)等の外部の電子機器と電気的に接続する外部端子を構成している。
 低圧ダイパッド91には、低圧回路チップ60およびキャパシタチップ80が搭載されている。平面視において、低圧ダイパッド91は、そのy方向の中央が封止樹脂110のy方向の中央よりも樹脂側面113の近くとなるように配置されている。本実施形態では、低圧ダイパッド91は、封止樹脂110から露出していない。平面視における低圧ダイパッド91の形状は、x方向が長辺方向となり、y方向が短辺方向となる矩形状である。
 複数の低圧リード92は、x方向において互いに離間して配列されている。複数の低圧リード92のうちx方向の両端部に配置された低圧リード92のそれぞれは、低圧ダイパッド91と一体化されている。各低圧リード92の一部は、樹脂側面113から封止樹脂110の外方に向けて突出している。
 高圧リードフレーム100は、封止樹脂110内に配置されている高圧ダイパッド101と、封止樹脂110の内外に跨って配置されている複数の高圧リード102と、を有している。各高圧リード102は、スイッチング素子501(図1参照)のゲート等の外部の電子機器と電気的に接続する外部端子を構成している。
 高圧ダイパッド101には、高圧回路チップ70が搭載されている。平面視において、高圧ダイパッド101は、y方向において低圧ダイパッド91よりも樹脂側面114の近くに配置されている。本実施形態では、高圧ダイパッド101は、封止樹脂110から露出していない。平面視における高圧ダイパッド101の形状は、x方向が長辺方向となり、y方向が短辺方向となる矩形状である。
 低圧ダイパッド91と高圧ダイパッド101とは、y方向において離間して配列されている。このため、y方向とは、両ダイパッド91,101の配列方向ともいえる。
 低圧ダイパッド91および高圧ダイパッド101のy方向の寸法は、搭載する半導体チップのサイズや数によって設定される。本実施形態では、低圧ダイパッド91に低圧回路チップ60およびキャパシタチップ80が搭載され、高圧ダイパッド101に高圧回路チップ70が搭載されているため、低圧ダイパッド91のy方向の寸法が高圧ダイパッド101のy方向の寸法よりも大きくなる。
 複数の高圧リード102は、x方向において互いに離間して配列されている。複数の高圧リード102のうち一対の高圧リード102は、高圧ダイパッド101と一体化されている。各高圧リード102の一部は、樹脂側面114から封止樹脂110の外方に向けて突出している。
 本実施形態では、高圧リード102の数は、低圧リード92の数と同じである。図2から分かるように、複数の低圧リード92および複数の高圧リード102は、低圧ダイパッド91および高圧ダイパッド101の配列方向(y方向)と直交する方向(x方向)に配列されている。なお、高圧リード102の数および低圧リード92の数のそれぞれは、任意に変更可能である。
 本実施形態では、低圧ダイパッド91は低圧ダイパッド91と一体化された一対の低圧リード92によって支持され、高圧ダイパッド101は高圧ダイパッド101と一体化された一対の高圧リード102によって支持されているため、各ダイパッド91,101には、樹脂側面111,112に露出する吊りリードが設けられていない。このため、低圧リードフレーム90と高圧リードフレーム100との間の絶縁距離を大きく取ることができる。
 低圧回路チップ60、高圧回路チップ70、およびキャパシタチップ80は、y方向において互いに離間して配列されている。換言すると、平面視において、低圧回路チップ60、高圧回路チップ70、およびキャパシタチップ80は、両ダイパッド91,101の配列方向において互いに離間して配列されているともいえる。本実施形態では、y方向において樹脂側面113から樹脂側面114に向けて、低圧回路チップ60、キャパシタチップ80、および高圧回路チップ70の順に配列されている。
 なお、各リード92,102がx方向に配列されている点に着目すれば、x方向は各リード92,102の配列方向ともいえ、y方向は平面視において各リード92,102の配列方向とは直交する方向ともいえる。このため、低圧回路チップ60、高圧回路チップ70、およびキャパシタチップ80は、平面視において、各リード92,102の配列方向と直交する方向において互いに離間して配列されているともいえる。そして、平面視において、低圧リード92から高圧リード102に向かうにつれて、低圧回路チップ60、キャパシタチップ80、および高圧回路チップ70の順に配列されているともいえる。
 低圧回路チップ60は、図1に示す低圧回路20を含む。平面視における低圧回路チップ60の形状は、短辺および長辺を有する矩形状である。平面視において、低圧回路チップ60は、長辺がx方向に沿い、短辺がy方向に沿うように低圧ダイパッド91に搭載されている。低圧回路チップ60は、z方向において互いに反対側を向くチップ主面60sおよびチップ裏面(図示略)を有している。低圧回路チップ60のチップ裏面は、はんだやAg(銀)ペースト等の導電性接合材によって低圧ダイパッド91に接合されている。
 低圧回路チップ60のチップ主面60sには、複数の第1電極パッド61、複数の第2電極パッド62、および複数の第3電極パッド63が形成されている。各電極パッド61~63は、図1に示す低圧回路20と電気的に接続されている。
 複数の第1電極パッド61は、チップ主面60sのうちチップ主面60sのy方向の中央よりも低圧リード92の近くに配置されている。複数の第1電極パッド61は、x方向に配列されている。複数の第2電極パッド62は、チップ主面60sのy方向の両端部のうちキャパシタチップ80に近い方の端部に配置されている。複数の第2電極パッド62は、x方向に配列されている。複数の第3電極パッド63は、チップ主面60sのx方向の両端部に配置されている。
 キャパシタチップ80は、キャパシタチップ80は、両キャパシタ40A,40Bを含むものであり、詳細には、両キャパシタ40A,40Bが1チップ化されたものである。本実施形態では、図2に示すとおり、キャパシタチップ80は、2つのキャパシタ40Aおよび2つのキャパシタ40Bを含む。つまり、図2に示すキャパシタチップ80においては、低圧回路20および高圧回路30(ともに図1参照)とは、図1の回路図とは異なり、信号を伝達するための4つの伝達経路を有している。なお、キャパシタチップ80は、図1の回路図とおり、2つのキャパシタ40A,40Bを有していてもよい。
 平面視におけるキャパシタチップ80の形状は、短辺および長辺を有する矩形状である。本実施形態では、平面視において、キャパシタチップ80は、長辺がx方向に沿い、短辺がy方向に沿うように低圧ダイパッド91に搭載されている。2つのキャパシタ40Aおよび2つのキャパシタ40Bは、キャパシタチップ80の長辺方向(本実施形態ではx方向)において互いに離間して配列されている。2つのキャパシタ40Aおよび2つのキャパシタ40Bは、平面視において、各チップ60,70,80が配列される方向と直交する方向に配列されているともいえる。
 ここで、便宜上、x方向においてキャパシタ40Aおよびキャパシタ40Bは交互に配置されているものとする。より詳細には、封止樹脂110の樹脂側面113に最も近くのキャパシタをキャパシタ40Aとして、x方向においてキャパシタ40Aおよびキャパシタ40Bが交互に配置されている。
 キャパシタチップ80は、低圧回路チップ60のy方向の隣に配置されている。本実施形態では、キャパシタチップ80は、低圧回路チップ60よりも高圧回路チップ70に近い位置に配置されている。
 図4に示すように、キャパシタチップ80は、z方向において互いに反対側を向くチップ主面80sおよびチップ裏面80rを有している。チップ主面80sは低圧回路チップ60のチップ主面60s(図2参照)と同じ側を向き、チップ裏面80rは低圧回路チップ60のチップ裏面と同じ側を向いている。キャパシタチップ80のチップ裏面80rは、導電性接合材SDによって低圧ダイパッド91に接合されている。
 図2に示すように、キャパシタチップ80のチップ主面80sには、複数の第1電極パッド81および複数の第2電極パッド82が形成されている。複数の第1電極パッド81は、たとえばチップ主面80sのy方向の両端部のうち低圧回路チップ60に近い方の端部に配置されている。複数の第1電極パッド81は、x方向に配列されている。複数の第2電極パッド82は、チップ主面80sのy方向の両端部のうち高圧回路チップ70に近い方の端部に配置されている。複数の第2電極パッド82は、x方向に配列されている。
 ゲートドライバ10の絶縁耐圧を予め設定された絶縁耐圧とするため、各リードフレーム90,100が最も接近する低圧ダイパッド91と高圧ダイパッド101とを所定距離以上に離間させる必要がある。このため、平面視において、高圧回路チップ70とキャパシタチップ80との間の距離は、低圧回路チップ60とキャパシタチップ80との間の距離よりも大きくなる。
 キャパシタ40Aの第1電極41Aおよびキャパシタ40Bの第1電極41Bは、複数の第1電極パッド81に対して個別に電気的に接続されている。キャパシタ40Aの第2電極42Aおよびキャパシタ40Bの第2電極42Bは、複数の第2電極パッド82に対して個別に電気的に接続されている。
 図2に示すように、高圧回路チップ70は、高圧回路30(図1参照)を含む。平面視における高圧回路チップ70の形状は、短辺および長辺を有する矩形状である。平面視において、高圧回路チップ70は、長辺がx方向に沿い、短辺がy方向に沿うように高圧ダイパッド101に搭載されている。高圧回路チップ70は、z方向において互いに反対側を向くチップ主面70sおよびチップ裏面(図示略)を有している。チップ主面70sはキャパシタチップ80のチップ主面80sと同じ側を向き、高圧回路チップ70のチップ裏面はキャパシタチップ80のチップ裏面80r(図4参照)と同じ側を向いている。高圧回路チップ70のチップ裏面は、導電性接合材によって高圧ダイパッド101に接合されている。
 図2に示すように、高圧回路チップ70のチップ主面70sには、複数の第1電極パッド71、複数の第2電極パッド72、および複数の第3電極パッド73が形成されている。複数の第1電極パッド71は、チップ主面70sのy方向の両端部のうちキャパシタチップ80に近い方の端部に配置されている。複数の第1電極パッド71は、x方向に配列されている。複数の第2電極パッド72は、チップ主面70sのy方向の両端部のうちキャパシタチップ80から遠い方の端部に配置されている。複数の第2電極パッド72は、x方向に配列されている。複数の第3電極パッド73は、チップ主面70sのx方向の両端部に配置されている。各電極パッド71~73は、高圧回路チップ70内において高圧回路30(図1参照)と電気的に接続されている。
 低圧回路チップ60、キャパシタチップ80、および高圧回路チップ70のそれぞれには、複数のワイヤWが接続されている。各ワイヤWは、ワイヤボンディング装置によって形成されるボンディングワイヤであり、たとえばAu(金)、Al(アルミニウム)、Cu等の導体からなる。
 低圧回路チップ60は、ワイヤWによって低圧リードフレーム90と電気的に接続されている。詳細には、低圧回路チップ60の複数の第1電極パッド61と複数の低圧リード92とがワイヤWによって接続されている。低圧回路チップ60の複数の第3電極パッド63と、複数の低圧リード92のうち低圧ダイパッド91と一体化された一対の低圧リード92とがワイヤWによって接続されている。これにより、低圧回路20(図1参照)と複数の低圧リード92(ゲートドライバ10の外部電極のうちECU503と電気的に接続される外部電極)とが電気的に接続されている。本実施形態では、低圧ダイパッド91と一体化された一対の低圧リード92がグランド端子を構成し、かつワイヤWによって低圧回路20と低圧ダイパッド91とが電気的に接続されているため、低圧ダイパッド91が低圧回路20のグランドと同じ電位となる。
 低圧回路チップ60とキャパシタチップ80とは、ワイヤWによって電気的に接続されている。詳細には、低圧回路チップ60の複数の第2電極パッド62と、キャパシタチップ80の複数の第1電極パッド81とがワイヤWによって接続されている。これにより、低圧回路20と、キャパシタ40A,40Bの第1電極41A,41B(図1参照)とが電気的に接続される。
 キャパシタチップ80と高圧回路チップ70とは、ワイヤWによって電気的に接続されている。より詳細には、キャパシタチップ80の複数の第2電極パッド82と高圧回路チップ70の複数の第1電極パッド71とがワイヤWによって接続されている。これにより、キャパシタ40Aの第2電極42Aと高圧回路30(ともに図1参照)とが電気的に接続され、キャパシタ40Bの第2電極42Bと高圧回路30(ともに図1参照)とが電気的に接続されている。
 高圧回路チップ70と高圧リードフレーム100の複数の高圧リード102とのそれぞれは、ワイヤWによって電気的に接続されている。詳細には、高圧回路チップ70の複数の第2電極パッド72および複数の第3電極パッド73と複数の高圧リード102とがワイヤWによって接続されている。これにより、高圧回路30と複数の高圧リード102(ゲートドライバ10の外部電極のうちスイッチング素子501等のインバータ装置500と電気的に接続される外部電極)とが電気的に接続されている。本実施形態では、高圧ダイパッド101と一体化された一対の高圧リード102がグランド端子を構成し、かつワイヤWによって高圧回路30と高圧ダイパッド101とが電気的に接続されているため、高圧ダイパッド101が高圧回路30のグランドと同じ電位となる。
 (キャパシタチップの構成)
 次に、図3および図4を参照して、キャパシタチップ80の詳細な構成について説明する。なお、キャパシタ40Bは、キャパシタ40Aと同じ構成であるため、その説明を省略する。また以降の説明では、キャパシタチップ80のチップ裏面80rからチップ主面80sに向かう方向を上方とし、チップ主面80sからチップ裏面80rに向かう方向を下方とする。図3は、キャパシタチップ80内におけるキャパシタ40A,40Bの位置関係を模式的に示す平面図である。図4は、キャパシタ40Aをy方向およびz方向に沿う平面によって切った断面図である。図4では、図面の見やすさの観点から、ハッチングの一部を省略して示している。
 上述したように、キャパシタチップ80は、両キャパシタ40A,40Bを含むものであり、より詳細には両キャパシタ40A,40Bが1チップ化されたものである。つまり、キャパシタチップ80は、低圧回路チップ60と高圧回路チップ70(ともに図2参照)とは別の両キャパシタ40A,40B専用の半導体チップである。
 図4に示すように、キャパシタチップ80は、基板84と、基板84上に形成された絶縁層85と、を有している。
 基板84は、たとえば半導体基板からなり、本実施形態ではSi(シリコン)を含む材料から形成された基板である。なお、基板84は、半導体基板として、ワイドバンドギャップ半導体や化合物半導体が用いられてもよい。また、基板84は、半導体基板に代えて、ガラスを含む材料で形成された絶縁基板が用いられてもよい。
 ワイドバンドギャップ半導体は、2.0eV以上のバンドギャップを有する半導体基板である。ワイドバンドギャップ半導体は、SiC(炭化シリコン)であってもよい。化合物半導体は、III-V族化合物半導体であってもよい。化合物半導体は、AlN(窒化アルミニウム)、InN(窒化インジウム)、GaN(窒化ガリウム)、およびGaAs(ヒ化ガリウム)のうち少なくとも1つを含んでいてもよい。
 基板84は、z方向において互いに反対側を向く基板主面84sおよび基板裏面84rを有している。基板裏面84rは、キャパシタチップ80のチップ裏面80rを構成している。
 本実施形態では、基板84の基板主面84sには、z方向において複数の絶縁層85が積層されている。つまり、z方向は、絶縁層85の厚さ方向であるともいえる。絶縁層85は、基板84の基板主面84s上に形成されている。本実施形態では、複数の絶縁層85の合計の厚さは、基板84の厚さよりも厚い。ただし、絶縁層85の積層数は、キャパシタチップ80の要求される絶縁耐圧に応じて設定される。このため、絶縁層85の積層数によっては、絶縁層85の合計の厚さが基板84の厚さよりも薄くてもよい。
 絶縁層85は、第1絶縁膜85Aと、第1絶縁膜85A上に形成された第2絶縁膜85Bと、を有している。
 第1絶縁膜85Aは、たとえばエッチングストッパ膜であり、SiN(窒化シリコン)、SiC、SiCN(窒素添加炭化シリコン)等を含む材料によって形成されている。本実施形態では、第1絶縁膜85Aは、SiNを含む材料によって形成されている。第2絶縁膜85Bは、たとえば層間絶縁膜であり、SiO(酸化シリコン)を含む材料によって形成された酸化膜である。図4に示すとおり、第2絶縁膜85Bの厚さは、第1絶縁膜85Aの厚さよりも厚い。第1絶縁膜85Aの厚さは、100nm以上1000nm未満であってもよい。第2絶縁膜85Bの厚さは、1000nm以上3000nm以下であってもよい。本実施形態では、第1絶縁膜85Aの厚さはたとえば300nm程度であり、第2絶縁膜85Bの厚さはたとえば2000nm程度である。
 絶縁層85の表面85sには、第1電極パッド81および第2電極パッド82が設けられている。ここで、本実施形態では、絶縁層85の表面85sは、z方向において積層された複数の絶縁層85のうち最上層の絶縁層85の表面である。第1電極パッド81および第2電極パッド82はそれぞれ、たとえばAlを含む材料によって形成されている。
 キャパシタチップ80は、絶縁層85の表面85sに形成された保護膜86と、保護膜86上に形成されたパッシベーション膜87と、をさらに有している。保護膜86は、絶縁層85を保護する膜であり、たとえばシリコン酸化膜からなる。パッシベーション膜87は、キャパシタチップ80の表面保護膜であり、たとえばシリコン窒化膜からなる。パッシベーション膜87は、キャパシタチップ80のチップ主面80sを構成している。
 第1電極パッド81および第2電極パッド82は、保護膜86およびパッシベーション膜87によって覆われている。一方、保護膜86およびパッシベーション膜87には、第1電極パッド81および第2電極パッド82を露出する開口部が設けられている。このため、各電極パッド81,82には、ワイヤWを接続するための露出面が形成されている。
 キャパシタ40Aは、第1電極パッド81に電気的に接続される第1電極部51と、第2電極パッド82に電気的に接続される第2電極部52と、第1電極部51および第2電極部52に接続されていない中間電極部53,54と、を備えている。キャパシタ40Aは、各電極部51,52および各中間電極部53,54によって構成された複数のキャパシタセル55を有している。キャパシタ40Aは、第1電極部51と第2電極部52とが各中間電極部53,54を介して結合することによって構成されている。なお、各中間電極部53,54は、第1電極部51および第2電極部52に印加された電位に固定されない電気的にフローティング状態であるともいえる。
 ここで、第1電極部51はキャパシタ40Aの第1電極41A(図1参照)を構成し、第2電極部52はキャパシタ40Aの第2電極42A(図1参照)を構成している。本実施形態では、キャパシタ40Aにおける中間電極部は、複数設けられているともいえる。また、以降の説明において、中間電極部53を「第1中間電極部53」とし、中間電極部54を「第2中間電極部54」とする。
 第1電極部51、第2電極部52、および各中間電極部53,54は、たとえば同一の金属材料によって形成されている。第1電極部51、第2電極部52、および各中間電極部53,54を構成する金属材料は、Cu、Al、Ti(チタン)、W(タングステン)のいずれかを含む。本実施形態では、第1電極部51、第2電極部52、および各中間電極部53,54を構成する金属材料は、Cuを含む材料によって形成されている。
 第1電極部51、第2電極部52、および各中間電極部53,54はそれぞれ、絶縁層85内に設けられている。第1電極部51、第2電極部52、および各中間電極部53,54は、z方向において互いに異なる位置に配置された部分を有している。
 第1電極部51、第2電極部52、および各中間電極部53,54はそれぞれ、絶縁層85内のうちz方向において互いにずれた位置に配置されている。つまり、第1電極部51、第2電極部52、および各中間電極部53,54はそれぞれ、絶縁層85内のうちz方向において互いに異なる位置に配置されている部分を有しているともいえる。
 第1電極部51は、z方向において第2電極部52および各中間電極部53,54よりも基板84の近くに配置されている。一方、第1電極部51は、z方向において基板84から離れた位置に配置されている。つまり、第1電極部51と基板84とのz方向の間には、絶縁層85が介在している。
 第2電極部52は、z方向において第1電極部51および各中間電極部53,54よりも基板84から離れた位置に配置されている。一方、第2電極部52は、z方向において絶縁層85の表面85sよりも基板84の近くに配置されている。本実施形態では、第2電極部52は、複数の絶縁層85のうち最上層の絶縁層85よりも1つ下の絶縁層85に設けられている。
 本実施形態では、各中間電極部53,54は、z方向において第1電極部51と第2電極部52との間に配置されている。第1中間電極部53は、z方向において第1電極部51と第2中間電極部54との間に配置されている。第2中間電極部54は、z方向において第1中間電極部53と第2電極部52との間に配置されている。
 図3に示すように、本実施形態では、z方向から視た第1電極部51の形状は、キャパシタチップ80の長辺方向(x方向)が長辺となり、キャパシタチップ80の短辺方向(y方向)が短辺となる矩形状である。平面視において、第1電極部51は、たとえばキャパシタチップ80のy方向の中央に配置されている。図4に示すように、本実施形態では、第1電極部51の厚さ(第1電極部51のz方向の寸法)は、絶縁層85の厚さ(絶縁層85のz方向の寸法)と等しい。ここで、絶縁層85の厚さは、第1絶縁膜85Aの厚さ(第1絶縁膜85Aのz方向の寸法)と第2絶縁膜85Bの厚さ(第2絶縁膜85Bのz方向の寸法)との合計の厚さである。また、第1電極部51の厚さと絶縁層85の厚さとの差がたとえば第1電極部51の厚さの20%以内であれば、第1電極部51の厚さと絶縁層85の厚さとが等しいといえる。
 図4に示すように、第1電極部51は、第1接続配線121によって第1電極パッド81に電気的に接続されている。第1接続配線121は、第1電極部51と第1電極パッド81とを接続する配線であり、複数の絶縁層85内に設けられている。つまり、第1電極部51と第1電極パッド81とは、キャパシタチップ80内において電気的に接続されている。第1電極部51と第1電極パッド81とは、複数の絶縁層85内において電気的に接続されているともいえる。
 第1中間電極部53は、z方向において、第1電極部51と対向配置されている。第1中間電極部53は、z方向の位置が互いに異なる第1上電極層53Aおよび第1下電極層53Bと、第1上電極層53Aと第1下電極層53Bとを繋ぐ第1接続部53Cと、を有している。ここで、本実施形態では、第1上電極層53Aは「第1中間電極部の第1中間層」に対応し、第1下電極層53Bは「第1中間電極部の第2中間層」に対応している。
 第1上電極層53Aは、z方向において第1電極部51と対向配置されている。第1上電極層53Aと第1電極部51との間には、絶縁層85が介在している。本実施形態では、第1上電極層53Aは、第1電極部51に対して3層の絶縁層85を介して配置されている。第1上電極層53Aと第1電極部51とによって、複数のキャパシタセル55のうち第1キャパシタセル55Aが構成されている。
 図3に示すように、z方向から視た第1上電極層53Aの形状は、キャパシタチップ80の長辺方向(x方向)が長辺となり、キャパシタチップ80の短辺方向(y方向)が短辺となる矩形状である。平面視において、第1上電極層53Aは、たとえばキャパシタチップ80のy方向の中央に配置されている。本実施形態では、第1上電極層53Aのy方向の寸法は第1電極部51のy方向の寸法よりも大きく、第1上電極層53Aのx方向の寸法は第1電極部51のx方向の寸法よりも大きい。つまり、第1上電極層53Aは、平面視において第1電極部51の全体を覆っているともいえる。図4に示すように、第1上電極層53Aの厚さ(第1上電極層53Aのz方向の寸法)は、絶縁層85の厚さと等しい。ここで、第1上電極層53Aの厚さと絶縁層85の厚さとの差がたとえば第1上電極層53Aの厚さの20%以内であれば第1上電極層53Aの厚さが絶縁層85の厚さと等しいといえる。
 図3に示すように、平面視における第1下電極層53Bの形状は、キャパシタチップ80の長辺方向(x方向)が長辺となり、キャパシタチップ80の短辺方向(y方向)が短辺となる矩形のリング状である。
 第1下電極層53Bは、平面視において第1上電極層53Aとは異なる位置に配置された部分を有している。第1下電極層53Bは、平面視において第1上電極層53Aから外方にはみ出した部分を有しているともいえる。より詳細には、第1下電極層53Bの内面53Baは第1上電極層53Aの外面53Aaよりも内方に位置し、第1下電極層53Bの外面53Bbは第1上電極層53Aの外面53Aaよりも外方に位置している。第1下電極層53Bは、平面視において第1上電極層53Aを囲むように形成されているともいえる。
 第1下電極層53Bは、平面視において第1電極部51とは異なる位置に配置されている。より詳細には、第1下電極層53Bの内面53Baは、第1電極部51の外面51aよりも外方に位置している。つまり、平面視において、第1下電極層53Bは、第1電極部51と重ならない位置に配置され、第1電極部51を囲うように形成されている。
 図4に示すように、本実施形態では、第1下電極層53Bと第1電極部51とは、z方向において互いに異なる位置に配置されている。より詳細には、第1下電極層53Bは、z方向において第1電極部51よりも第1上電極層53Aの近くに配置されている。第1下電極層53Bは、z方向において第1上電極層53Aよりも第1電極部51の近くに配置されている。換言すると、第1下電極層53Bは、z方向において第1上電極層53Aと第1電極部51との間に配置されている。本実施形態では、第1下電極層53Bと第1電極部51とのz方向の間には、1層の絶縁層85が介在している。第1下電極層53Bと第1上電極層53Aとのz方向の間には、1層の絶縁層85が介在している。
 第1下電極層53Bの厚さ(第1下電極層53Bのz方向の寸法)は、絶縁層85の厚さと等しい。ここで、第1下電極層53Bの厚さと絶縁層85の厚さとの差がたとえば第1下電極層53Bの厚さの20%以内であれば、第1下電極層53Bの厚さが絶縁層85の厚さと等しいといえる。
 図4に示すように、第1接続部53Cは、z方向に延びている。本実施形態では、平面視における第1接続部53Cの形状は、キャパシタチップ80の長辺方向(x方向)が長辺となり、キャパシタチップ80の短辺方向(y方向)が短辺となる矩形のリング状である。第1接続部53Cは、z方向において第1上電極層53Aと第1下電極層53Bとが対向している部分を繋いでいる。つまり、第1接続部53Cは、平面視において、第1上電極層53Aおよび第1下電極層53Bの双方と重なる位置に配置されている。本実施形態では、第1上電極層53Aの外周端部と第1下電極層53Bの内周端部とがz方向に対向しているため、第1接続部53Cは第1上電極層53Aの外周端部と第1下電極層53Bの内周端部との双方に接している。このように、第1中間電極部53は、第1上電極層53A、第1下電極層53B、および第1接続部53Cによって段差状に形成されている。
 図4に示すように、第2中間電極部54は、z方向において、第1中間電極部53と対向配置されている。第2中間電極部54は、z方向の位置が互いに異なる第2上電極層54Aおよび第2下電極層54Bと、第2上電極層54Aと第2下電極層54Bとを繋ぐ第2接続部54Cと、有している。ここで、本実施形態では、第2上電極層54Aは「第2中間電極部の第1中間層」に対応し、第2下電極層54Bは「第2中間電極部の第2中間層」に対応している。
 図3に示すように、z方向から視た第2上電極層54Aの形状は、キャパシタチップ80の長辺方向(x方向)が長辺となり、キャパシタチップ80の短辺方向(y方向)が短辺となる矩形のリング状である。
 第2上電極層54Aは、第1下電極層53Bに対してずれて配置されている。より詳細には、第2上電極層54Aの内面54Aaは第1下電極層53Bの内面53Baよりも外方に位置し、かつ第1下電極層53Bの外面53Bbよりも内方に位置している。第2上電極層54Aの外面54Abは、第1下電極層53Bの外面53Bbよりも外方に位置している。このため、平面視において、第2上電極層54Aは、その内周部が第1下電極層53Bの外周部と重なるように配置されている。第2上電極層54Aは、平面視において第1下電極層53Bを囲むように形成されているともいえる。
 第2上電極層54Aは、平面視において第1上電極層53Aに対してずれて配置されている。第2上電極層54Aは、平面視において第1上電極層53Aよりも外方に配置されている。より詳細には、第2上電極層54Aの内面54Aaは、第1上電極層53Aの外面53Aaよりも外方に位置している。つまり、平面視において、第2上電極層54Aは、第1上電極層53Aと重ならない位置に配置されている。第2上電極層54Aは、平面視において第1上電極層53Aを囲むように形成されている。
 図4に示すように、第2上電極層54Aは、z方向において第1下電極層53Bと対向配置されている。第2上電極層54Aは、第1下電極層53Bよりも上方に配置されている。第2上電極層54Aは、第1下電極層53Bに対して基板84から遠い位置、または第1下電極層53Bよりも絶縁層85の表面85sに近い位置に配置されているともいえる。第2上電極層54Aと第1下電極層53Bとの間には、絶縁層85が介在している。本実施形態では、第2上電極層54Aは、第1下電極層53Bに対して3層の絶縁層85を介して配置されている。第2上電極層54Aと第1下電極層53Bとによって、複数のキャパシタセル55のうち第2キャパシタセル55Bが構成されている。第1下電極層53Bが第1接続部53Cによって第1上電極層53Aと電気的に接続されているため、第2キャパシタセル55Bは第1接続部53Cを介して第1キャパシタセル55Aと直列接続されている。
 ここで、第1中間電極部53の第1下電極層53Bが第1上電極層53Aよりも絶縁層85の表面85sから離れた位置に配置されている分、第1下電極層53Bと第2上電極層54Aとの間の離間距離D2が大きくなる。
 第2上電極層54Aの厚さ(第2上電極層54Aのz方向の寸法)は、絶縁層85の厚さと等しい。ここで、第2上電極層54Aの厚さと絶縁層85の厚さとの差がたとえば第2上電極層54Aの厚さの20%以内であれば第2上電極層54Aの厚さが絶縁層85の厚さと等しいといえる。
 図3に示すように、平面視における第2下電極層54Bの形状は、キャパシタチップ80の長辺方向(x方向)が長辺となり、キャパシタチップ80の短辺方向(y方向)が短辺となる矩形のリング状である。
 第2下電極層54Bは、平面視において第2上電極層54Aとは異なる位置に配置された部分を有している。第2下電極層54Bは、平面視において第2上電極層54Aから外方にはみ出した部分を有しているともいえる。より詳細には、第2下電極層54Bの内面54Baは第2上電極層54Aの内面54Aaよりも外方に位置し、かつ第2上電極層54Aの外面54Abよりも内方に位置している。第2下電極層54Bの外面54Bbは、第2上電極層54Aの外面54Abよりも外方に位置している。このため、平面視において、第2下電極層54Bは、その内周部が第2上電極層54Aの外周部と重なるように配置されている。第2下電極層54Bは、平面視において第2上電極層54Aを囲むように形成されているともいえる。
 第2下電極層54Bは、平面視において第1下電極層53Bとは異なる位置に配置されている。具体的には、第2下電極層54Bの内面54Baは、第1下電極層53Bの外面53Bbよりも外方に位置している。つまり、平面視において、第2下電極層54Bは、第1下電極層53Bと重ならない位置に配置されている。第2下電極層54Bは、平面視において第1下電極層53Bを囲むように形成されている。
 第2下電極層54Bと第1下電極層53Bとは、z方向において互いに異なる位置に配置されている。より詳細には、第2下電極層54Bは、z方向において第1下電極層53Bよりも第2上電極層54Aの近くに配置されている。第2下電極層54Bは、z方向において第2上電極層54Aよりも第1下電極層53Bの近くに配置されている。換言すると、第2下電極層54Bは、z方向において第2上電極層54Aと第1下電極層53Bとの間に配置されている。本実施形態では、第2下電極層54Bと第1下電極層53Bとのz方向の間には、1層の絶縁層85が介在している。第2下電極層54Bと第2上電極層54Aとのz方向の間には、1層の絶縁層85が介在している。図4に示すとおり、本実施形態では、第2下電極層54Bは、z方向において第1上電極層53Aと揃った位置に配置されている。つまり、第2下電極層54Bが設けられる絶縁層85と、第1上電極層53Aが設けられる絶縁層85とは、同じである。
 第2下電極層54Bの厚さ(第2下電極層54Bのz方向の寸法)は、絶縁層85の厚さと等しい。ここで、第2下電極層54Bの厚さと絶縁層85の厚さとの差がたとえば第2下電極層54Bの厚さの20%以内であれば、第2下電極層54Bの厚さが絶縁層85の厚さと等しいといえる。
 図4に示すように、第2接続部54Cは、z方向に延びている。本実施形態では、平面視における第2接続部54Cの形状は、キャパシタチップ80の長辺方向(x方向)が長辺となり、キャパシタチップ80の短辺方向(y方向)が短辺となる矩形のリング状である。第2接続部54Cは、z方向において第2上電極層54Aと第2下電極層54Bとが対向している部分を繋いでいる。つまり、第2接続部54Cは、平面視において、第2上電極層54Aおよび第2下電極層54Bの双方と重なる位置に配置されている。本実施形態では、第2上電極層54Aの外周端部と第2下電極層54Bの内周端部とがz方向に対向しているため、第2接続部54Cは第2上電極層54Aの外周端部と第2下電極層54Bの内周端部との双方に接している。このように、第2中間電極部54は、第2上電極層54A、第2下電極層54B、および第2接続部54Cによって段差状に形成されている。
 図3に示すように、平面視における第2電極部52の形状は、キャパシタチップ80の長辺方向(x方向)が長辺となり、キャパシタチップ80の短辺方向(y方向)が短辺となる矩形のリング状である。
 第2電極部52は、平面視において第2下電極層54Bとは異なる位置に配置された部分を有している。第2電極部52は、平面視において第2下電極層54Bから外方にはみ出した部分を有しているともいえる。より詳細には、第2電極部52の内面52aは、第2下電極層54Bの内面54Baよりも外方に位置し、かつ第2下電極層54Bの外面54Bbよりも内方に位置している。第2電極部52の外面52bは、第2下電極層54Bの外面54Bbよりも外方に位置している。このため、第2電極部52は、その内周部が第2下電極層54Bの外周部と重なるように配置されている。第2電極部52は、平面視において第2下電極層54Bを囲むように形成されているともいえる。
 第2電極部52は、平面視において第2上電極層54Aとは異なる位置に配置されている。具体的には、第2電極部52の内面52aは、第2上電極層54Aの外面54Abよりも外方に位置している。つまり、平面視において、第2電極部52は、第2上電極層54Aと重ならない位置に配置されている。第2電極部52は、平面視において第2上電極層54Aを囲むように形成されている。
 図4に示すように、第2電極部52は、z方向において、第2中間電極部54と対向配置されている。より詳細には、第2電極部52は、第2下電極層54Bと対向配置されている。第2電極部52は、第2下電極層54Bよりも上方に配置されている。第2電極部52は、第2下電極層54Bに対して基板84から遠い位置、または第2下電極層54Bよりも絶縁層85の表面85sに近い位置に配置されているともいえる。第2下電極層54Bは、第1下電極層53Bよりも上方に配置されている。このため、第2下電極層54Bは、z方向において、第1下電極層53Bと第2電極部52との間に配置されているといえる。
 第2電極部52と第2下電極層54Bとの間には、絶縁層85が介在している。本実施形態では、第2電極部52は、第2下電極層54Bに対して3層の絶縁層85を介して上方に配置されている。第2電極部52と第2下電極層54Bとによって、複数のキャパシタセル55のうち第3キャパシタセル55Cが構成されている。第2下電極層54Bは第2接続部54Cによって第2上電極層54Aと電気的に接続されているため、第3キャパシタセル55Cは第2接続部54Cを介して第2キャパシタセル55Bと直列接続されている。
 ここで、第2中間電極部54の第2下電極層54Bが第2上電極層54Aよりも絶縁層85の表面85sから離れた位置に配置されている分、第2下電極層54Bと第2電極部52との間の離間距離D3が大きくなる。
 本実施形態では、第2電極部52は、第2上電極層54Aよりも上方に配置されている。第2電極部52は、第2上電極層54Aに対して基板84から遠い位置、または第2上電極層54Aよりも絶縁層85の表面85sに近い位置に配置されているともいえる。本実施形態では、第2電極部52は、第2上電極層54Aに対して1層の絶縁層85を介して上方に配置されている。
 第2電極部52の厚さ(第2電極部52のz方向の寸法)は、絶縁層85の厚さと等しい。ここで、第2電極部52の厚さと絶縁層85の厚さとの差がたとえば第2電極部52の厚さの20%以内であれば、第2電極部52の厚さが絶縁層85の厚さと等しいといえる。
 本実施形態では、第2電極部52は、平面視において第2電極パッド82と重なる位置に配置されている。より詳細には、第2電極部52の内面52aは第2電極パッド82よりも内方に位置し、第2電極部52の外面52bは第2電極パッド82よりも外方に位置している。このため、第2電極部52は、平面視において第2電極パッド82の全体と重なっているといえる。
 第2電極部52は、第2接続配線122によって第2電極パッド82に電気的に接続されている。第2接続配線122は、第2電極部52と第2電極パッド82とを接続する配線であり、複数の絶縁層85内に設けられている。つまり、第2電極部52と第2電極パッド82とは、キャパシタチップ80内において電気的に接続されている。
 z方向における第1電極部51、第2電極部52、各中間電極部53,54の位置関係をまとめると以下のとおりとなる。
 第1電極部51は、第2電極部52および各中間電極部53,54よりも基板84の近くに配置されている。換言すると、第1電極部51は、第2電極部52および各中間電極部53,54よりも絶縁層85の表面85sから離れて配置されている。
 第1中間電極部53の第1下電極層53Bは、z方向において第1電極部51と第2中間電極部54の第2下電極層54Bとの間に配置されている。
 第1中間電極部53の第1上電極層53Aは、z方向において第1下電極層53Bと、第2中間電極部54の第2上電極層54Aとの間に配置されている。
 第2上電極層54Aは、z方向において第2下電極層54Bと第2電極部52との間に配置されている。第2上電極層54Aは、z方向において第1上電極層53Aと第2電極部52との間に配置されているともいえる。
 第2下電極層54Bは、z方向において第2上電極層54Aと第1下電極層53Bとの間に配置されている。
 第2電極部52は、第1電極部51および各中間電極部53,54よりも基板84から離れて配置されている。換言すると、第2電極部52は、第1電極部51および各中間電極部53,54よりも絶縁層85の表面85sの近くに配置されている。このため、第2電極部52は、第2上電極層54Aよりも絶縁層85の表面85sの近くに配置されているともいえる。
 このようなキャパシタ40Aの構成では、第1電極部51と第1上電極層53Aとのz方向の間の離間距離D1と、第1下電極層53Bと第2上電極層54Aとのz方向の間の離間距離D2と、第2下電極層54Bと第2電極部52とのz方向の間の離間距離D3との合計値(D1+D2+D3)は、第1電極部51と第2電極部52とのz方向の間の距離よりも大きくなる。また、上記合計値(D1+D2+D3)は、複数の絶縁層85の厚さよりも大きくてもよい。ここで、複数の絶縁層85の厚さは、基板主面84sから絶縁層85の表面85sまでのz方向の間の距離である。
 本実施形態では、第1キャパシタセル55Aの容量と第2キャパシタセル55Bの容量と第3キャパシタセル55Cの容量とが互いに等しくなるように、第1電極部51、第2電極部52、第1中間電極部53、および第2中間電極部54の配置位置およびサイズが設定されている。具体的には、第1電極部51と第1中間電極部53の第1上電極層53Aとの対向面積および離間距離D1と、第1下電極層53Bと第2中間電極部54の第2上電極層54Aとの対向面積および離間距離D2と、第2下電極層54Bと第2電極部52との対向面積および離間距離D3とが、第1キャパシタセル55Aの容量と第2キャパシタセル55Bの容量と第3キャパシタセル55Cの容量とが互いに同一となるように設定されている。
 一例では、第1電極部51と第1上電極層53Aとのz方向の間の離間距離D1と、第1下電極層53Bと第2上電極層54Aとのz方向の間の離間距離D2と、第2下電極層54Bと第2電極部52とのz方向の間の離間距離D3とは互いに等しい。ここで、離間距離D1と離間距離D2と離間距離D3との間のばらつきの最大値がたとえば離間距離D1の20%以内であれば、離間距離D1と離間距離D2と離間距離D3とは互いに等しいといえる。
 また、第1電極部51と第1上電極層53Aとの第1対向面積と、第1下電極層53Bと第2上電極層54Aとの第2対向面積と、第2下電極層54Bと第2電極部52との第3対向面積とは互いに等しい。ここで、第1対向面積と第2対向面積と第3対向面積との間のばらつきの最大値がたとえば第1対向面積の20%以内であれば、第1対向面積と第2対向面積と第3対向面積とが互いに等しいといえる。
 離間距離D1および第1対向面積と、離間距離D2および第2対向面積と、離間距離D3および第3対向面積とが互いに等しくなるように設定されることによって、第1キャパシタセル55Aの容量と第2キャパシタセル55Bの容量と第3キャパシタセル55Cの容量とが互いに同一となる。
 なお、図4では、キャパシタチップ80の断面構造を模式的に示しているため、便宜上、第1電極部51と第1下電極層53Bとの間の距離D4が第1電極部51と第1上電極層53Aとの間の離間距離D1よりも短くなるように図示されているが、実際は、距離D4は離間距離D1以上となっている。また同様に、図4では、第1上電極層53Aと第2上電極層54Aとの間の距離D5が第1下電極層53Bと第2上電極層54Aとの間の離間距離D2よりも短くなるように図示されているが、実際は、距離D5は離間距離D2以上となっている。また同様に、図4では、第1下電極層53Bと第2下電極層54Bとの間の距離D6が離間距離D2よりも短くなるように図示されているが、実際は、距離D6は離間距離D2以上となっている。また同様に、図4では、第2上電極層54Aと第2電極部52との間の距離D7が第2下電極層54Bと第2電極部52との間の離間距離D3よりも短くなるように図示されているが、実際は、距離D7は離間距離D3以上となっている。
 (本実施形態のゲートドライバの作用)
 図5は、比較例のキャパシタチップ80Xにおけるキャパシタ40Xの第1電極部51Xおよび第2電極部52Xの断面構造を主に示す断面図である。
 第1電極部51Xおよび第2電極部52Xの双方は、互いに矩形板状に形成されている。第1電極部51Xと第2電極部52Xとは、z方向から視て第1電極部51Xおよび第2電極部52Xの双方がその全面にわたり対向するように、z方向において互いに離間して配置されている。このため、第1電極部51Xと第2電極部52Xとの間には絶縁層85が介在している。
 ここで、キャパシタ40Xの絶縁耐圧は、第1電極部51Xと第2電極部52Xとの間の距離である離間距離DXに主に依存している。このため、離間距離DXが大きいことが望ましい。一方、離間距離DXが大きくなるにつれて、絶縁層85を積層する数が増加する。これにより、複数の絶縁層85からなり、第1電極部51Xと第2電極部52Xとが埋め込まれた絶縁層積層体の厚さが厚くなる。この絶縁層積層体の厚さが厚くなると、絶縁層積層体に反りが発生しやすくなる。
 そこで、本実施形態のゲートドライバ10においては、キャパシタチップ80におけるキャパシタ40Aは第1電極部51、第2電極部52、第1中間電極部53、および第2中間電極部54を備え、第1電極部51と第2電極部52とが各中間電極部53,54を介して結合することによって構成されている。このように構成されたキャパシタ40A(40B)の絶縁耐圧は、第1電極部51と第1中間電極部53の第1上電極層53Aとの間の離間距離D1と、第1下電極層53Bと第2中間電極部54の第2上電極層54Aとの間の離間距離D2と、第2下電極層54Bと第2電極部52との間の離間距離D3との合計値(D1+D2+D3)に対応する。これにより、第1電極部51と第2電極部52との間の絶縁層85の数を増加させることなく、比較例のキャパシタチップ80Xの両電極部51X,52Xの離間距離よりも上記合計値(D1+D2+D3)を大きくすることができる。したがって、キャパシタ40A(40B)の絶縁耐圧を向上させることができる。
 特に、両中間電極部53,54は、z方向の位置が互いに異なる各上電極層53A,54Aおよび各下電極層53B,54Bを有する段差状になっている。これにより、各上電極層53A,54Aおよび各下電極層53B,54Bの段差の分だけ離間距離D2,D3を大きくすることができる。したがって、上記合計値を大きくすることができ、キャパシタ40A(40B)の絶縁耐圧を向上させることができる。
 ここで、第1電極部51および第2電極部52が各中間電極部53,54を介して決意号している構成では、等価的にキャパシタ40A(40B)が互いに直列に接続された複数のキャパシタセル55A,55B,55Cを有するとみなすことができる。この場合、キャパシタ40A(40B)の絶縁耐圧は、複数のキャパシタセル55A,55B,55Cの絶縁耐圧の合計に対応する。
 このような構成において、上記合計値(D1+D2+D3)が、比較例のキャパシタチップ80Xの第1電極部51Xと第2電極部52Xとの離間距離DXよりも大きくなることによって、各キャパシタセル55A~55Cの合成耐圧が比較例のキャパシタチップ80Xの絶縁耐圧よりも大きくなる。したがって、キャパシタ40A(40B)の絶縁耐圧を向上させることができるともいえる。
 (本実施形態のゲートドライバの効果)
 本実施形態のゲートドライバ10によれば、以下の効果が得られる。
 (1-1)ゲートドライバ10は、低圧回路20を含む低圧回路チップ60と、高圧回路30を含む高圧回路チップ70と、低圧回路チップ60と高圧回路チップ70との間に接続されるキャパシタチップ80と、を備えている。キャパシタチップ80は、絶縁層85と、絶縁層85に埋め込まれ、第1電極パッド81に電気的に接続される第1電極部51と、絶縁層85に埋め込まれ、第1電極部51および第2電極部52と接続されていない第1中間電極部53および第2中間電極部54と、絶縁層85に埋め込まれ、第2電極パッド82に電気的に接続される第2電極部52と、を備えている。第1中間電極部53は第1上電極層53A、第1下電極層53B、および第1接続部53Cを有し、第2中間電極部54は第2上電極層54A、第2下電極層54B、および第2接続部54Cを有している。第1電極部51と第2電極部52とが各中間電極部53,54を介して結合することによってキャパシタ40A(40B)が構成されている。
 この構成によれば、キャパシタ40A(40B)の絶縁耐圧を構成する離間距離が第1電極部51と第1中間電極部53の第1上電極層53Aとの間の離間距離D1と、第1下電極層53Bと第2中間電極部54の第2上電極層54Aとの間の離間距離D2と、第2下電極層54Bと第2電極部52との間の離間距離D3との合計値(D1+D2+D3)となる。このため、キャパシタ40A(40B)の絶縁耐圧を構成する離間距離を大きくとることができる。
 加えて、各中間電極部53,54の各上電極層53A,54Aと各下電極層53B,54Bがz方向において異なる位置に設けられているため、第1電極部51と第2電極部52との間の距離(離間距離)を大きくすることなく、キャパシタ40A(40B)の絶縁耐圧を向上させることができる。換言すると、複数の絶縁層85の数を増やすことなく、つまり複数の絶縁層85の積層体の厚さを厚くすることなく、キャパシタ40A(40B)の絶縁耐圧を向上させることができる。このため、複数の絶縁層85の積層体の反りの発生を抑制できる。このように、製造上の歩留まりの低下を抑制したうえでキャパシタチップ80の絶縁耐圧を向上させることができる。
 また、本実施形態では、キャパシタ40は、第1中間電極部53および第2中間電極部54のように中間電極部を複数備えているため、上記合計値(D1+D2+D3)であるキャパシタ40A(40B)の絶縁耐圧を構成する離間距離をさらに大きくとることができる。したがって、キャパシタチップ80の絶縁耐圧を向上させることができる。
 (1-2)第1電極部51と第1中間電極部53の第1上電極層53Aとからなる第1キャパシタセル55Aの容量と、第1中間電極部53の第1下電極層53Bと第2中間電極部54の第2上電極層54Aとからなる第2キャパシタセル55Bの容量とは同一である。
 この構成によれば、第1キャパシタセル55Aの容量と第2キャパシタセル55Bの容量とが異なる場合と比較して、キャパシタチップ80の絶縁耐圧を向上させることができる。
 さらに、第2中間電極部54の第2下電極層54Bと第2電極部52とからなる第3キャパシタセル55Cの容量は、各キャパシタセル55A,55Bのそれぞれの容量と同一である。
 この構成によれば、第1キャパシタセル55Aの容量、第2キャパシタセル55Bの容量、および第3キャパシタセル55Cの容量の少なくとも1つが他と異なる場合と比較して、キャパシタチップ80の絶縁耐圧を向上させることができる。つまり、各キャパシタセル55A~55Cの容量が互いに同一となることによってキャパシタチップ80の絶縁耐圧をさらに向上させることができる。
 (1-3)リング状に形成された第1下電極層53Bは、z方向において第1電極部51と異なる位置に配置され、平面視において第1電極部51よりも外方に配置されている。この構成によれば、第1下電極層53Bと第1電極部51との間の距離D4を大きくとりやすくなる。
 リング状に形成された第2上電極層54Aは、z方向において第1上電極層53Aと異なる位置に配置され、平面視において第1上電極層53Aよりも外方に配置されている。この構成によれば、第1上電極層53Aと第2上電極層54Aとの間の距離D5を大きくとりやすくなる。
 リング状に形成された第2下電極層54Bは、z方向において第1下電極層53Bと異なる位置に配置され、平面視において第1下電極層53Bよりも外方に配置されている。この構成によれば、第2下電極層54Bと第1下電極層53Bとの間の距離D6を大きくとりやすくなる。
 リング状に形成された第2電極部52は、z方向において第2上電極層54Aと異なる位置に配置され、平面視において第2上電極層54Aよりも外方に配置されている。この構成によれば、第2電極部52と第2上電極層54Aとの間の距離D7を大きくとりやすくなる。
 このように、距離D4~D7を、キャパシタチップ80の設定された絶縁耐圧に対して必要な距離とするためにキャパシタチップ80のz方向と直交する方向に大型化することを抑制できる。
 [第2実施形態]
 図6および図7を参照して、第2実施形態のゲートドライバ10について説明する。本実施形態のゲートドライバ10は、第1実施形態のゲートドライバ10と比較して、直列に接続されたキャパシタの個数が主に異なる。以下の説明では、第1実施形態と異なる点について説明し、第1実施形態のゲートドライバ10と共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
 図6に示すように、本実施形態のゲートドライバ10は、複数のキャパシタによる二重絶縁構造を備えている。つまり、キャパシタ40Aは、互いに直列に接続された第1キャパシタ43Aおよび第2キャパシタ44Aを有している。キャパシタ40Bは、互いに直列に接続された第1キャパシタ43Bおよび第2キャパシタ44Bを有している。このように、キャパシタ40A,40Bのそれぞれが二重絶縁構造となるため、ゲートドライバ10の絶縁耐圧は、第1および第2実施形態よりも高くなり、たとえば7500Vrms程度である。
 第1キャパシタ43Aは、低圧回路20に電気的に接続されている。第1キャパシタ43Aは、第1電極45Aおよび第2電極46Aを有している。第1電極45Aは低圧信号線21Aによって低圧回路20に電気的に接続されている。
 第2キャパシタ44Aは、高圧回路30に電気的に接続されている。第2キャパシタ44Aは、第1キャパシタ43Aと高圧回路30とを接続している。第2キャパシタ44Aは、第1電極47Aおよび第2電極48Aを有している。第1電極47Aは、第1キャパシタ43Aの第2電極46Aと電気的に接続されている。第2キャパシタ44Aの第1電極47Aおよび第1キャパシタ43Aの第2電極46Aの双方は、電気的にフローティング状態である。第2電極48Aは、高圧信号線31Aによって高圧回路30と電気的に接続されている。
 キャパシタ40Bの第1キャパシタ43Bは、低圧回路20に電気的に接続されており、第1電極45Bおよび第2電極46Bを有している。キャパシタ40Bの第2キャパシタ44Bは、高圧回路30に電気的に接続されており、第1電極47Bおよび第2電極48Bを有している。各キャパシタ43B,44Bは、各キャパシタ43A,44Aと同様であるため、その詳細な説明を省略する。
 図7は、ゲートドライバ10の内部構成を示す平面図の一例を示している。なお、図6では、ゲートドライバ10の回路構成を簡略化して示しているため、図7のゲートドライバ10の外部端子の数は、図5のゲートドライバ10の外部端子の数よりも多い。ここで、ゲートドライバ10の外部端子の数とは、ゲートドライバ10と、ECU503やスイッチング素子501(図6参照)等のゲートドライバ10の外部の電子部品とを接続可能な外部電極の数である。また、図7のゲートドライバ10における低圧回路20から高圧回路30に信号を伝達する信号線の数(後述するワイヤWの数)は、図6のゲートドライバ10の信号線の数よりも多い。
 図7に示すように、ゲートドライバ10は、第1実施形態のキャパシタチップ80に代えて、第1キャパシタチップ80Aおよび第2キャパシタチップ80Bを備えている。つまり、ゲートドライバ10は、低圧回路チップ60、高圧回路チップ70、第1キャパシタチップ80A、および第2キャパシタチップ80Bを備えている。低圧回路チップ60、高圧回路チップ70、第1キャパシタチップ80A、および第2キャパシタチップ80Bは、y方向において互いに離間して配列されている。これらチップ60,70,80A,80Bは、低圧ダイパッド91および高圧ダイパッド101の配列方向に配列されているともいえる。
 低圧リード92から高圧リード102に向けて、低圧回路チップ60、第1キャパシタチップ80A、第2キャパシタチップ80B、および高圧回路チップ70の順に配列されている。換言すると、平面視において、各キャパシタチップ80A,80Bは、低圧回路チップ60と高圧回路チップ70との間に配置されている。
 本実施形態では、低圧回路チップ60および第1キャパシタチップ80Aの双方は、低圧リードフレーム90の低圧ダイパッド91に搭載されている。高圧回路チップ70および第2キャパシタチップ80Bの双方は、高圧リードフレーム100の高圧ダイパッド101に搭載されている。
 第1キャパシタチップ80Aは、キャパシタ40Aの第1キャパシタ43Aおよびキャパシタ40Bの第1キャパシタ43Bを含むものであり、より詳細には両キャパシタ43A,43Bが1パッケージ化されたものである。つまり、第1キャパシタチップ80Aは、キャパシタ40A,40Bのうち回路的に高圧回路30よりも低圧回路20の近くに配置されるキャパシタを含む。
 第2キャパシタチップ80Bは、キャパシタ40Aの第2キャパシタ44Aおよびキャパシタ40Bの第2キャパシタ44Bを含むものであり、より詳細には両キャパシタ44A,44Bが1パッケージ化されたものである。つまり、第2キャパシタチップ80Bは、キャパシタ40A,40Bのうち回路的に低圧回路20よりも高圧回路30の近くに配置されるキャパシタを含む。
 本実施形態では、両キャパシタチップ80A,80Bの構成は、第1実施形態のキャパシタチップ80の構成と同様である。つまり、キャパシタチップ80Aの各キャパシタ43A,43Bの構成と、キャパシタチップ80Bの各キャパシタ44A,44Bの構成との双方は、キャパシタチップ80のキャパシタ40A,40Bの構成と同様である。このため、両キャパシタチップ80A,80Bの詳細な構成の説明を省略する。
 低圧回路チップ60と第1キャパシタチップ80Aとは、ワイヤWによって接続されている。より詳細には、低圧回路チップ60の第2電極パッド62と第1キャパシタチップ80Aの第1電極パッド81とがワイヤWによって接続されている。これにより、低圧回路20と第1キャパシタ43Aの第1電極45A(図6参照)とが電気的に接続され、低圧回路20と第1キャパシタ43Bの第1電極45B(図6参照)とが電気的に接続されている。
 第1キャパシタチップ80Aと第2キャパシタチップ80Bとは、ワイヤWによって接続されている。より詳細には、第1キャパシタチップ80Aの第2電極パッド82と第2キャパシタチップ80Bの第1電極パッド81とがワイヤWによって接続されている。これにより、第1キャパシタ43Aの第2電極46Aと第2キャパシタ44Aの第1電極47Aとが電気的に接続され、第1キャパシタ43Bの第2電極46Bと第2キャパシタ44Bの第1電極47Bとが電気的に接続されている。
 第2キャパシタチップ80Bと高圧回路チップ70とは、ワイヤWによって接続されている。より詳細には、第2キャパシタチップ80Bの第2電極パッド82と高圧回路チップ70の第1電極パッド71とがワイヤWによって接続されている。これにより、第2キャパシタ44Aの第2電極48A(図6参照)と高圧回路30とが電気的に接続され、第2キャパシタ44Bの第2電極48B(図6参照)と高圧回路30とが電気的に接続されている。
 (第2実施形態の効果)
 本実施形態のゲートドライバ10によれば、第1実施形態の効果と同様の効果に加え、以下の効果が得られる。
 (2-1)キャパシタ40Aは、互いに直列に接続された第1キャパシタ43Aおよび第2キャパシタ44Aを有している。キャパシタ40Bは、互いに直列に接続された第1キャパシタ43Bおよび第2キャパシタ44Bを有している。この構成によれば、セット信号を伝達する信号線では第1キャパシタ43Aおよび第2キャパシタ44Aによって低圧回路20と高圧回路30との間で二重絶縁構造となり、リセット信号を伝達する信号線では第1キャパシタ43Bおよび第2キャパシタ44Bによって低圧回路20と高圧回路30との間で二重絶縁構造となるため、ゲートドライバ10の絶縁耐圧を向上できる。
 [第3実施形態]
 図8および図9を参照して、第3実施形態のゲートドライバ10について説明する。本実施形態のゲートドライバ10は、第1実施形態のゲートドライバ10と比較して、ゲートドライバ10が複数のパッケージから構成される点が主に異なる。以降の説明では、第1実施形態と異なる点について説明し、第1実施形態のゲートドライバ10と共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
 図8に示すように、本実施形態のゲートドライバ10の回路構成は、第1実施形態のゲートドライバ10の回路構成と同じである。ゲートドライバ10は、低圧回路モジュール200、高圧回路モジュール210、および絶縁モジュール220を備えている。
 低圧回路モジュール200は、低圧回路20を含む。一例では、図示していないが、低圧回路モジュール200は、低圧回路20を含む低圧回路チップと、低圧回路チップが搭載されている低圧ダイパッドを含む低圧リードフレームと、低圧リードフレームの一部と低圧回路チップとを封止する封止樹脂と、を備えている。
 高圧回路モジュール210は、高圧回路30を含む。一例では、図示していないが、高圧回路モジュール210は、高圧回路30を含む高圧回路チップと、高圧回路チップが搭載されている高圧ダイパッドを含む高圧リードフレームと、高圧リードフレームの一部と高圧回路チップとを封止する封止樹脂と、を備えている。
 絶縁モジュール220は、低圧回路20から高圧回路30へのセット信号およびリセット信号を送信可能とする一方、低圧回路20と高圧回路30とを絶縁する。つまり、絶縁モジュール220は、ゲートドライバ10に含まれる低圧回路20と高圧回路30とを絶縁するのに用いられている。絶縁モジュール220は、キャパシタ40を含む。キャパシタ40は、第1実施形態と同様に、低圧回路20と高圧回路30との間の信号(セット信号およびリセット信号)を伝達するのに用いられる。図8に示すとおり、絶縁モジュール220は、回路的に低圧回路20と高圧回路30との間に配置されている。このため、低圧回路20と高圧回路30とは、キャパシタ40を介して接続されるように構成されている。
 図9は、絶縁モジュール220の模式的な断面構造の一例を示している。図9に示すように、絶縁モジュール220は、キャパシタチップ80と、低圧リードフレーム221と、高圧リードフレーム222と、キャパシタチップ80および各リードフレーム221,222の一部を封止する封止樹脂223と、を備えている。
 各リードフレーム221,222は、導体からなり、本実施形態ではCuからなる。各リードフレーム221,222は、封止樹脂223の内外に跨って設けられている。
 低圧リードフレーム221は、低圧回路20(図8参照)と電気的に接続されるリードフレームであり、封止樹脂223内に配置されている低圧ダイパッド221aと、封止樹脂223の内外に跨って配置されている複数の低圧リード221bと、を有している。各低圧リード221bは、低圧回路20と電気的に接続する外部端子を構成している。
 高圧リードフレーム222は、高圧回路30(図8参照)と電気的に接続されるリードフレームであり、封止樹脂223の内外に跨って配置されている複数の高圧リード222bを有している。各高圧リード222bは、高圧回路30と電気的に接続する外部端子を構成している。本実施形態では、キャパシタチップ80が低圧ダイパッド221aに搭載されている。
 キャパシタチップ80の第1電極パッド81と低圧リード221bとはワイヤWによって接続されている。これにより、キャパシタ40Aの第1電極41Aと低圧リード221bとが電気的に接続されている。また図示していないが、キャパシタ40Bの第1電極41Bと別の低圧リード221bとが電気的に接続されている。
 キャパシタチップ80の第2電極パッド82と高圧リード222bとはワイヤWによって接続されている。これにより、キャパシタ40Aの第2電極42Aと高圧リード222bとが電気的に接続されている。また図示していないが、キャパシタ40Bの第2電極42Bと別の高圧リード222bとが電気的に接続されている。
 (第3実施形態の効果)
 本実施形態のゲートドライバ10によれば、第1実施形態の効果と同様の効果に加え、以下の効果が得られる。
 (3-1)キャパシタ40は、低圧回路モジュール200および高圧回路モジュール210とは別の半導体モジュールである絶縁モジュール220に含まれている。
 この構成によれば、異なる低圧回路モジュール200および高圧回路モジュール210に対して、共通の絶縁モジュール220を用いることができる。これにより、低圧回路モジュール200および高圧回路モジュール210の少なくとも一方が異なる複数種類のゲートドライバを製造する場合に製造コストを低減できる。
 [第4実施形態]
 図10および図11を参照して、第4実施形態のゲートドライバ10について説明する。本実施形態のゲートドライバ10は、第1実施形態のゲートドライバ10と比較して、ゲートドライバ10が複数のパッケージから構成される点が主に異なる。以降の説明では、第1実施形態と異なる点について説明し、第1実施形態のゲートドライバ10と共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
 図10に示すように、本実施形態のゲートドライバ10の回路構成は、第1実施形態のゲートドライバ10の回路構成と同じである。ゲートドライバ10は、低圧回路ユニット300および高圧回路モジュール310を備えている。高圧回路モジュール310は、第3実施形態の高圧回路モジュール210(図8参照)と同じ構成である。ここで、低圧回路ユニット300は、「絶縁モジュール」に対応している。
 低圧回路ユニット300は、低圧回路20およびキャパシタ40を含む。低圧回路ユニット300は、低圧回路20からのセット信号およびリセット信号を高圧回路30に送信可能とする一方、低圧回路20と高圧回路30と絶縁する。
 図11は、低圧回路ユニット300の模式的な断面構造の一例を示している。図11に示すように、低圧回路ユニット300は、低圧回路20を含む低圧回路チップ60と、キャパシタチップ80と、低圧リードフレーム301と、高圧リードフレーム302と、各チップ60,80および各リードフレーム301,302の一部を封止する封止樹脂320と、を備えている。
 各リードフレーム301,302は、導体からなり、本実施形態ではCuからなる。各リードフレーム301,302は、封止樹脂320の内外に跨って設けられている。
 低圧リードフレーム301は、低圧回路20と電気的に接続されるリードフレームであり、封止樹脂320内に配置されている低圧ダイパッド301aと、封止樹脂320の内外に跨って配置されている複数の低圧リード301bと、を有している。各低圧リード301bは、低圧回路20と電気的に接続する外部端子を構成している。
 高圧リードフレーム302は、高圧回路30(図10参照)と電気的に接続されるリードフレームであり、封止樹脂320の内外に跨って配置されている複数の高圧リード302aを有している。各高圧リード302aは、高圧回路30と電気的に接続する外部端子を構成している。
 本実施形態では、低圧回路チップ60およびキャパシタチップ80が低圧ダイパッド301aに搭載されている。低圧回路チップ60およびキャパシタチップ80は、y方向において互いに離間して配列されている。本実施形態では、低圧リード301bから高圧リード302aに向かうにつれて、低圧回路チップ60およびキャパシタチップ80の順に配列されている。ワイヤWによる低圧回路チップ60およびキャパシタチップ80の接続態様は、第1実施形態と同様である。本実施形態によれば、第1実施形態の効果と同様の効果が得られる。
 [第5実施形態]
 図12および図13を参照して、第5実施形態のゲートドライバ10について説明する。本実施形態のゲートドライバ10は、第1実施形態のゲートドライバ10と比較して、ゲートドライバ10が複数のパッケージから構成される点が主に異なる。以降の説明では、第1実施形態と異なる点について説明し、第1実施形態のゲートドライバ10と共通する構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
 図12に示すように、本実施形態のゲートドライバ10の回路構成は、第1実施形態のゲートドライバ10の回路構成と同じである。ゲートドライバ10は、低圧回路モジュール400および高圧回路ユニット410を備えている。低圧回路モジュール400は、第3実施形態の低圧回路モジュール200と同じ構成である。ここで、高圧回路ユニット410は、「絶縁モジュール」に対応している。
 高圧回路ユニット410は、高圧回路30およびキャパシタ40を含む。高圧回路ユニット410は、低圧回路20からのセット信号およびリセット信号を高圧回路30に受信可能とする一方、低圧回路20と高圧回路30と絶縁する。
 図13は、高圧回路ユニット410の模式的な断面構造の一例を示している。図13に示すように、高圧回路ユニット410は、高圧回路チップ70と、キャパシタチップ80と、低圧リードフレーム411と、高圧リードフレーム412と、各リードフレーム411,412の一部および各チップ70,80を封止する封止樹脂420と、を備えている。
 各リードフレーム411,412は、導体からなり、本実施形態ではCuからなる。各リードフレーム411,412は、封止樹脂420の内外に跨って設けられている。
 低圧リードフレーム411は、低圧回路20(図12参照)と電気的に接続されるリードフレームであり、封止樹脂420の内外に跨って配置されている複数の低圧リード411aを有している。各低圧リード411aは、低圧回路20と電気的に接続する外部端子を構成している。
 高圧リードフレーム412は、高圧回路30と電気的に接続されるリードフレームであり、封止樹脂420内に配置されている高圧ダイパッド412aと、封止樹脂420の内外に跨って配置されている複数の高圧リード412bを有している。各高圧リード412bは、高圧回路30と電気的に接続する外部端子を構成している。
 本実施形態では、高圧回路チップ70およびキャパシタチップ80が高圧ダイパッド412aに搭載されている。高圧回路チップ70およびキャパシタチップ80は、y方向において互いに離間して配列されている。本実施形態では、低圧リード411aから高圧リード412bに向かうにつれて、キャパシタチップ80および高圧回路チップ70の順に配列されている。
 ワイヤWによる高圧回路チップ70およびキャパシタチップ80の接続態様は、第1実施形態と同様である。キャパシタチップ80の第1電極パッド81は、ワイヤWによって複数の低圧リード411aに接続されている。本実施形態によれば、第1実施形態の効果と同様の効果が得られる。
 [変更例]
 上記各実施形態は本開示に関するゲートドライバおよび絶縁モジュールが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示に関するゲートドライバおよび絶縁モジュールは、上記各実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、上記各実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは省略した形態、または上記各実施形態に新たな構成を付加した形態である。また、以下の各変更例は、技術的に矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。以下の各変更例において、上記各実施形態に共通する部分については、上記各実施形態と同一符号を付してその説明を省略する。
 ・各実施形態において、平面視におけるキャパシタ40A,40B(キャパシタ43A,44B)の向きは任意に変更可能である。一例では、第1電極部51、第2電極部52、および各中間電極部53,54はそれぞれ、その長辺方向がy方向に沿い、短辺方向がx方向に沿うように配置されていてもよい。
 ・各実施形態において、平面視における第1電極部51の形状は任意に変更可能である。一例では、平面視における第1電極部51の形状は、円形であってもよい。また、平面視における第1電極部51の形状は、三角形または五角形以上の多角形であってもよい。また、平面視における第1電極部51の形状は、楕円形または長円形状であってもよい。なお、第1中間電極部53の第1上電極層53Aの平面視における形状も同様に変更してもよい。
 ・各実施形態において、平面視における第2電極部52の形状は任意に変更可能である。一例では、平面視における第2電極部52の形状は、円環状であってもよい。また、平面視における第2電極部52の形状は、三角形または五角形以上の多角形となるリング状であってもよい。また、平面視における第2電極部52の形状は、楕円形または長円形のリング状であってもよい。なお、第1中間電極部53の第1下電極層53B、第1接続部53C、第2中間電極部54の第2上電極層54A、第2下電極層54B、第2接続部54Cの平面視における形状も同様に変更してもよい。
 ・各実施形態において、各中間電極部53,54のz方向の位置は任意に変更可能である。
 一例では、第1中間電極部53の第1上電極層53Aは、第2中間電極部54の第2下電極層54Bよりも絶縁層85の表面85sの近くに配置されていてもよい。つまり、第2下電極層54Bは、第1上電極層53Aと、第2電極部52との間に配置されていてもよい。
 一例では、第1中間電極部53の第1下電極層53Bは、第1電極部51とz方向において揃った位置に配置されていてもよい。
 一例では、第2中間電極部54の第2上電極層54Aは、第2電極部52とz方向において揃った位置に配置されていてもよい。
 一例では、第2中間電極部54の第2下電極層54Bは、第1上電極層53Aよりも絶縁層85の表面85sの近くに配置されていてもよい。また第2下電極層54Bは、第1下電極層53Bよりも絶縁層85の表面85sから離れて配置されていてもよい。
 ・各実施形態では、キャパシタ40A(40B)の第1電極部51、第2電極部52、および各中間電極部53,54がz方向において互いにずれて配置されていたが、これに限られない。たとえば、図14に示すように、第1電極部51、第2電極部52、および各中間電極部53,54がz方向において互いに揃った状態で配置されていてもよい。
 より詳細には、第1中間電極部53の第1下電極層53Bおよび第2中間電極部54の第2下電極層54Bの双方は、z方向において第1電極部51と揃った状態で配置されている。第1中間電極部53の第1上電極層53Aおよび第2中間電極部54の第2上電極層54Aの双方は、z方向において第2電極部52と揃った状態で配置されている。この場合、距離D4~D7は、キャパシタチップ80が設定された絶縁耐圧となるように設定されている。距離D4~D7は、離間距離D1~D3以上であることが好ましいが、キャパシタチップ80が設定された絶縁耐圧となる範囲内であれば、離間距離D1~D3よりも短くてもよい。
 この構成によれば、離間距離D1~D3をそれぞれ大きくとることができるため、キャパシタ40A(40B)の絶縁耐圧を構成する離間距離となる第1電極部51と第1中間電極部53の第1上電極層53Aとの間の離間距離D1と、第1下電極層53Bと第2中間電極部54の第2上電極層54Aとの間の離間距離D2と、第2下電極層54Bと第2電極部52との間の離間距離D3との合計値(D1+D2+D3)を大きくとることができる。したがって、キャパシタ40A(40B)の絶縁耐圧を向上できるため、キャパシタチップ80の絶縁耐圧を向上できる。
 ・各実施形態では、キャパシタ40A(40B)は2つの中間電極部53,54を有していたが、これに限られず、中間電極部の個数は任意に変更可能である。一例では、中間電極部は1つでもよいし、3つ以上であってもよい。
 図15は、キャパシタ40Aが1つの中間電極部59を有している場合のキャパシタチップ80の断面構造を示す断面図である。
 図15に示すように、キャパシタ40Aは、第1電極部51、第2電極部52、および中間電極部59を有している。中間電極部59は、第1電極部51および第2電極部52に接続されていない。中間電極部59は、第1電極部51および第2電極部52に印加された電位に固定されない電気的にフローティング状態であるともいえる。第1電極部51はキャパシタ40Aの第1電極41Aを構成し、キャパシタチップ80の第1電極パッド81と電気的に接続されている。第2電極部52はキャパシタ40Aの第2電極42Aを構成し、キャパシタチップ80の第2電極パッド82と電気的に接続されている。キャパシタ40Aは、第1電極部51と第2電極部52とが中間電極部59を介して結合することによって構成されている。
 中間電極部59は、たとえば第1中間電極部53と同じ構成である。中間電極部59は、第1中間電極部53の第1上電極層53Aに対応する上電極層59Aと、第1中間電極部53の第1下電極層53Bに対応する下電極層59Bと、第1中間電極部53の第1接続部53Cに対応する接続部59Cと、を有している。
 上電極層59Aは、z方向において第1電極部51と対向配置されている。上電極層59Aは、第1電極部51よりも上方に配置されている。上電極層59Aは、第1電極部51に対して基板84から遠い位置に配置されているといえる。上電極層59Aは、第1電極部51よりも絶縁層85の表面85sに近い位置に配置されているともいえる。上電極層59Aと第1電極部51とによって第1キャパシタセル55Dが構成されている。
 下電極層59Bは、z方向において第2電極部52と対向配置されている。下電極層59Bは、第2電極部52よりも下方に配置されている。下電極層59Bは、第2電極部52に対して基板84に近い位置に配置されているといえる。下電極層59Bは、第2電極部52よりも絶縁層85の表面85sから離れた位置に配置されているともいえる。下電極層59Bと第2電極部52とによって第2キャパシタセル55Eが構成されている。下電極層59Bは接続部59Cによって上電極層59Aと電気的に接続されているため、第2キャパシタセル55Eは第1キャパシタセル55Dと直列接続されている。このように、中間電極部59は、上電極層59A、下電極層59B、および接続部59Cによって段差状に形成されている。これにより、下電極層59Bと第2電極部52とのz方向の間の離間距離DBが大きくなる。
 図示された例においては、第2電極部52は、z方向において中間電極部59とは異なる位置に配置されている。より詳細には、第2電極部52は、上電極層59Aよりも上方に配置されている。第2電極部52は、上電極層59Aよりも絶縁層85の表面85sの近くに配置されているといえる。
 図示された例においては、上電極層59Aと第1電極部51とのz方向の間の距離である離間距離DAと、下電極層59Bと第2電極部52とのz方向の間の距離である離間距離DBとの合計値(DA+DB)は、第1電極部51と第2電極部52とのz方向の間の距離よりも大きくなる。また、上記合計値(DA+DB)は、複数の絶縁層85の厚さよりも大きくてもよい。ここで、複数の絶縁層85の厚さは、基板主面84sから絶縁層85の表面85sまでのz方向の距離である。
 このような構成のキャパシタ40Aでは、上電極層59Aと第1電極部51との対向面積および離間距離DAと、下電極層59Bと第2電極部52との対向面積および離間距離DBとが、第1キャパシタセル55Dの容量と第2キャパシタセル55Eの容量とが同一となるように設定されている。
 より詳細には、上電極層59Aと第1電極部51とのz方向の間の距離である離間距離DAと、下電極層59Bと第2電極部52とのz方向の間の距離である離間距離DBとは、互いに等しい。上電極層59Aと第1電極部51との第1対向面積と、下電極層59Bと第2電極部52との第2対向面積とは、互いに等しい。ここで、離間距離DAと離間距離DBとの差がたとえば離間距離DAの20%以内であれば、離間距離DAと離間距離DBとが互いに等しいといえる。また、第1対向面積と第2対向面積との差がたとえば第1対向面積の20%以内であれば、第1対向面積と第2対向面積とが互いに等しいといえる。
 このように、離間距離DAおよび第1対向面積と、離間距離DAおよび第2対向面積とが互いに等しくなるように設定されることによって、第1キャパシタセル55Dの容量と第2キャパシタセル55Eの容量とが互いに同一となる。このような構成によれば、第1実施形態の効果に準じた効果が得られる。
 なお、図15に示す変更例のキャパシタチップ80において、上電極層59Aが第2電極部52とz方向において揃った位置に配置され、下電極層59Bが第1電極部51とz方向において揃った位置に配置されていてもよい。
 ・第1および第4実施形態では、低圧回路20とキャパシタ40とが個別のチップとして形成されていたが、これに限られない。たとえば図16に示すように、キャパシタ40と低圧回路20とが1つのチップに搭載されていてもよい。一例では、低圧回路チップ60は、低圧回路20とキャパシタ40との双方を含んでもよい。つまり、低圧回路チップ60の基板上に積層された絶縁層にキャパシタ40が設けられていてもよい。この場合、キャパシタ40の第1電極部51、第2電極部52、および各中間電極部53,54は、絶縁層に埋め込まれている。また、一例では、図示していないが、キャパシタチップ80の基板84に低圧回路20が形成されていてもよい。
 ・第1および第5実施形態では、高圧回路30とキャパシタ40とが個別のチップとして形成されていたが、これに限られない。たとえば図17に示すように、キャパシタ40と高圧回路30とが1つのチップに搭載されていてもよい。一例では、高圧回路チップ70は、高圧回路30とキャパシタ40との双方を含んでもよい。つまり、高圧回路チップ70の基板上に積層された絶縁層にキャパシタ40が設けられていてもよい。この場合、キャパシタ40の第1電極部51、第2電極部52、および各中間電極部53,54は、絶縁層に埋め込まれている。また、一例では、図示していないが、キャパシタチップ80の基板84に高圧回路30が形成されていてもよい。この場合、キャパシタチップ80は、高圧ダイパッド101に搭載されている。
 ・第3実施形態において、第2実施形態のキャパシタ40の構成を適用してもよい。つまり、絶縁モジュール220は、第1キャパシタチップ80Aおよび第2キャパシタチップ80Bを備えていてもよい。このように、絶縁モジュール220は、複数のキャパシタチップを備えていてもよい。
 ・第4実施形態において、第2実施形態のキャパシタ40の構成を適用してもよい。つまり、低圧回路ユニット300は、低圧回路チップ60、第1キャパシタチップ80A、および第2キャパシタチップ80Bを備えていてもよい。このように、低圧回路ユニット300は、複数のキャパシタチップを備えていてもよい。
 ・第5実施形態において、第2実施形態のキャパシタ40の構成を適用してもよい。つまり、高圧回路ユニット410は、高圧回路チップ70、第1キャパシタチップ80A、および第2キャパシタチップ80Bを備えていてもよい。このように、高圧回路ユニット410は、複数のキャパシタチップを備えていてもよい。
 ・第1実施形態において、キャパシタチップ80は、高圧ダイパッド101に搭載されていてもよい。ここで、キャパシタチップ80においては、第1電極41Aが高圧ダイパッド101に対して十分に離れていることによって、高圧ダイパッド101の第2基準電位が変動して高電位となったとしてもキャパシタチップ80と高圧ダイパッド101との間の絶縁を維持することができる。
 ・第2実施形態において、第1キャパシタチップ80Aおよび第2キャパシタチップ80Bの双方は低圧ダイパッド91に搭載されていてもよい。ここで、第2キャパシタチップ80Bにおいては、第2電極48A(48B)が低圧ダイパッド91に対して十分に離れていることによって、高圧ダイパッド101の第2基準電位が変動して高電位となったとしても第2キャパシタチップ80Bと低圧ダイパッド91との間の絶縁を維持することができる。
 また、第1キャパシタチップ80Aおよび第2キャパシタチップ80Bの双方は高圧ダイパッド101に搭載されていてもよい。ここで、第1キャパシタチップ80Aにおいては、第1電極45A(45B)が高圧ダイパッド101に対して十分に離れていることによって、高圧ダイパッド101の第2基準電位が変動して高電位となったとしても第1キャパシタチップ80Aと高圧ダイパッド101との間の絶縁を維持することができる。
 ・各実施形態において、キャパシタチップ80(80A,80B)におけるキャパシタ40A(40B,43A,43B,44A,44B)の第1電極部51、第2電極部52、各中間電極部53,54の構成は任意に変更可能である。一例では、図18に示すように、平面視における第1電極部51の形状は矩形リング状であり、平面視における第2電極部52の形状は矩形板状である。平面視において、第1電極部51は、第2電極部52を囲うように設けられている。
 z方向において第1電極部51と対向配置された第1中間電極部53は、第1上電極層53A、第1下電極層53B、および第1接続部53Cを有している。
 第1上電極層53Aは、z方向において第1電極部51と対向配置されている。これにより、第1キャパシタセル55Aが構成されている。平面視における第1上電極層53Aの形状は、矩形リング状である。
 第1下電極層53Bは、平面視において第1上電極層53Aに対してずれて配置されている。平面視において、第1下電極層53Bは、第1上電極層53Aよりも内方にはみ出した部分を有している。平面視における第1下電極層53Bの形状は、矩形リング状である。平面視において、第1下電極層53Bは、第1電極部51よりも内方に配置されている。
 第1接続部53Cは、第1上電極層53Aと第1下電極層53Bとを接続するように構成されており、第1上電極層53Aの内周端部と第1下電極層53Bの外周端部とに接している。第1接続部53Cは、z方向に沿って延びている。
 z方向において第1中間電極部53と対向配置された第2中間電極部54は、第2上電極層54A、第2下電極層54B、および接続部54Cを有している。
 第2上電極層54Aは、z方向において第1下電極層53Bと対向配置されている。これにより、第2キャパシタセル55Bが構成されている。第1下電極層53Bは第1接続部53Cを介して第1上電極層53Aに接続されているため、第2キャパシタセル55Bは、第1キャパシタセル55Aと直列接続されている。平面視における第2上電極層54Aの形状は、矩形リング状である。平面視において、第2上電極層54Aは、第1上電極層53Aよりも内方に配置されている。
 第2下電極層54Bは、平面視において第2上電極層54Aに対してずれて配置されている。平面視において、第2下電極層54Bは、第2上電極層54Aよりも内方にはみ出した部分を有している。平面視における第2下電極層54Bの形状は、矩形板状である。平面視において、第2下電極層54Bは、第1下電極層53Bよりも内方に配置されている。
 第2接続部54Cは、第2上電極層54Aと第2下電極層54Bとを接続するように構成されており、第2上電極層54Aの内周端部と第2下電極層54Bの外周端部とに接している。第2接続部54Cは、z方向に沿って延びている。
 第2電極部52は、z方向において第2下電極層54Bと対向配置されている。これにより、第3キャパシタセル55Cが構成されている。第2下電極層54Bは第2接続部54Cを介して第2上電極層54Aに接続されているため、第3キャパシタセル55Cは、第2キャパシタセル55Bと直列接続されている。平面視における第2電極部52の形状は、矩形板状である。平面視において、第2電極部52は、第2上電極層54Aよりも内方に配置されている。
 本実施形態では、第1キャパシタセル55Aの容量と第2キャパシタセル55Bの容量と第3キャパシタセル55Cの容量とが互いに等しくなるように、第1電極部51、第2電極部52、第1中間電極部53、および第2中間電極部54の配置位置およびサイズが設定されている。具体的には、第1電極部51と第1中間電極部53の第1上電極層53Aとの対向面積および離間距離D1と、第1下電極層53Bと第2中間電極部54の第2上電極層54Aとの対向面積および離間距離D2と、第2下電極層54Bと第2電極部52との対向面積および離間距離D3とが、第1キャパシタセル55Aの容量と第2キャパシタセル55Bの容量と第3キャパシタセル55Cの容量とが互いに同一となるように設定されている。
 一例では、第1電極部51と第1上電極層53Aとのz方向の間の離間距離D1と、第1下電極層53Bと第2上電極層54Aとのz方向の間の離間距離D2と、第2下電極層54Bと第2電極部52とのz方向の間の離間距離D3とは互いに等しい。ここで、離間距離D1と離間距離D2と離間距離D3との間のばらつきの最大値がたとえば離間距離D1の20%以内であれば、離間距離D1と離間距離D2と離間距離D3とは互いに等しいといえる。
 また、第1電極部51と第1上電極層53Aとの第1対向面積と、第1下電極層53Bと第2上電極層54Aとの第2対向面積と、第2下電極層54Bと第2電極部52との第3対向面積とは互いに等しい。ここで、第1対向面積と第2対向面積と第3対向面積との間のばらつきの最大値がたとえば第1対向面積の20%以内であれば、第1対向面積と第2対向面積と第3対向面積とが互いに等しいといえる。
 離間距離D1および第1対向面積と、離間距離D2および第2対向面積と、離間距離D3および第3対向面積とが互いに等しくなるように設定されることによって、第1キャパシタセル55Aの容量と第2キャパシタセル55Bの容量と第3キャパシタセル55Cの容量とが互いに同一となる。このような構成によれば、第1実施形態の効果と同様の効果が得られる。
 なお、図18では、キャパシタチップ80の断面構造を模式的に示しているため、便宜上、第1電極部51と第1下電極層53Bとの間の距離D4が第1電極部51と第1上電極層53Aとの間の離間距離D1よりも短くなるように図示されているが、実際は、距離D4は離間距離D1以上となっている。また同様に、図18では、第1上電極層53Aと第2上電極層54Aとの間の距離D5が第1下電極層53Bと第2上電極層54Aとの間の離間距離D2よりも短くなるように図示されているが、実際は、距離D5は離間距離D2以上となっている。また同様に、図18では、第1下電極層53Bと第2下電極層54Bとの間の距離D6が離間距離D2よりも短くなるように図示されているが、実際は、距離D6は離間距離D2以上となっている。また同様に、図18では、第2上電極層54Aと第2電極部52との間の距離D7が第2下電極層54Bと第2電極部52との間の離間距離D3よりも短くなるように図示されているが、実際は、距離D7は離間距離D3以上となっている。
 ・各実施形態のゲートドライバ10は、低圧回路20から高圧回路30に信号を伝達する構成であったが、これに限られない。たとえば、ゲートドライバ10は、低圧回路20から高圧回路30に信号を伝達する構成と、高圧回路30から低圧回路20に信号を伝達する構成との両方を備えていてもよい。一例として、図19に示すように、第1実施形態のゲートドライバ10に、高圧回路30から低圧回路20に信号を送信する信号経路を追加した構成について説明する。
 図19に示すとおり、キャパシタ40A(40B)の第1電極41A(41B)が低圧回路20に電気的に接続されており、第2電極42A(42B)が高圧回路30に電気的に接続されている。このため、キャパシタ40A,40Bはともに第1信号用キャパシタに対応している。
 また、低圧回路20から出力されるセット信号はキャパシタ40Aを介して高圧回路30に伝達し、低圧回路20から出力されるリセット信号はキャパシタ40Bを介して高圧回路30に伝達するため、低圧回路20から出力された第1信号は、第1信号用キャパシタを介して高圧回路30に伝達するともいえる。
 図19に示すように、ゲートドライバ10は、キャパシタ40C、低圧信号線21C、および高圧信号線31Cをさらに備えている。ここで、キャパシタ40Cは第2信号用キャパシタに対応している。
 キャパシタ40Cは、高圧回路30から低圧回路20に向けて信号を送信する一方、高圧回路30と低圧回路20とを絶縁している。この信号としては、たとえばスイッチング素子501の温度異常を検出する信号であり、第2信号に対応している。キャパシタ40Cは、第1電極41Cおよび第2電極42Cを有している。第1電極41Cは、高圧回路30と電気的に接続されている。第2電極42Cは、低圧回路20と電気的に接続されている。
 このように、図19に示される変更例においては、ゲートドライバ10は、キャパシタ40(40A,40B,40C)を介して低圧回路20と高圧回路30との間で双方向に信号が伝達されるものである。この信号は、低圧回路20から高圧回路30に向けて伝達する第1信号と、高圧回路30から低圧回路20に向けて伝達する第2信号と、を含む。
 図示していないが、キャパシタチップ80は、キャパシタ40A,40B,40Cを含むものであり、詳細には、キャパシタ40A,40B,40Cが1チップ化されたものである。図示していないが、キャパシタ40A~40Cは、平面視において、y方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配置されている。キャパシタ40Cの第1電極41Cは第2電極パッド82に電気的に接続されており、第2電極42Cは第1電極パッド81に電気的に接続されている。第2電極パッド82は、ワイヤWを介して高圧回路チップ70の第1電極パッド71に接続されているため、第1電極41Cは、第2電極パッド82およびワイヤWを介して高圧回路30に電気的に接続されている。第1電極パッド81は、ワイヤWを介して低圧回路チップ60の第2電極パッド62に接続されているため、第2電極42Cは、第1電極パッド81およびワイヤWを介して低圧回路20と電気的に接続されている。
 図示していないが、キャパシタ40Cの構成は、キャパシタ40A,40Bと同様である。ただし、キャパシタ40Cの第1電極41Cおよび第2電極42Cと、第1電極部51および第2電極部52との対応関係がキャパシタ40A,40Bとは異なる。キャパシタ40Cの第2電極部52はキャパシタ40Cの第1電極41Cを構成し、キャパシタ40Cの第1電極部51はキャパシタ40Cの第2電極42Cを構成している。
 なお、図19に示す変更例のゲートドライバ10のキャパシタチップの構成を以下のように変更してもよい。すなわち、図19に示すキャパシタ40Cを備えるゲートドライバ10は、キャパシタチップ80に代えて、図20に示すように、低圧回路20から高圧回路30に信号(第1信号)を伝達するキャパシタチップ80Tと、高圧回路30から低圧回路20に信号(第2信号)を伝達するキャパシタチップ80Rと、を備えていてもよい。図示された例においては、両キャパシタチップ80T,80Rは、低圧ダイパッド91に搭載されている。キャパシタチップ80Tとキャパシタチップ80Rとは、y方向において互いに揃った状態でx方向において互いに離間して配列されている。ここで、キャパシタチップ80Tは第1信号用キャパシタを含む第1キャパシタチップに対応し、キャパシタチップ80Rは第2信号用キャパシタを含む第2キャパシタチップに対応している。
 キャパシタチップ80Tは、キャパシタ40Aおよびキャパシタ40Bを含むものであり、より詳細には、両キャパシタ40A,40Bが1チップ化されたものである。つまり、キャパシタチップ80Tは、低圧回路チップ60と高圧回路チップ70(ともに図2参照)とは別の両キャパシタ40A,40B専用の半導体チップである。キャパシタチップ80Tにおける両キャパシタ40A,40Bの構成は、キャパシタチップ80における両キャパシタ40A,40Bの構成と同様である。
 キャパシタチップ80Rは、キャパシタ40Cを含むものであり、より詳細には、キャパシタ40Cが1チップ化されたものである。つまり、キャパシタチップ80Rは、低圧回路チップ60、高圧回路チップ70、およびキャパシタチップ80Tとは別のキャパシタ40C専用の半導体チップである。キャパシタチップ80Rにおけるキャパシタ40Cの構成は、キャパシタチップ80における両キャパシタ40A,40Bの構成と同様である。
 ・各実施形態において、キャパシタチップ80は、キャパシタ40A~40Cが埋め込まれる絶縁層の構成として、1層または複数層から構成された樹脂層を備えていてもよい。この樹脂層としては、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、およびエポキシ樹脂のいずれかを含む材料が用いられていてもよい。また、キャパシタチップ80は、キャパシタ40A~40Cが埋め込まれる絶縁層の構成として、絶縁層85のような酸化膜と樹脂層とが混在した構成であってもよい。
 ・各実施形態において、各接続部53C,54Cの構成は任意に変更可能である。一例では、第1接続部53Cは、平面視において第1上電極層53Aと第1下電極層53Bとの双方と重なる位置において、これら電極層53A,53Bの周方向において互いに離間して複数設けられていてもよい。また一例では、第2接続部54Cは、平面視において第2上電極層54Aと第2下電極層54Bとの双方と重なる位置において、これら電極層54A,54Bの周方向において互いに離間して複数設けられていてもよい。要するに、第1接続部53Cは、第1上電極層53Aと第1下電極層53Bとを電気的に接続可能な構成であればよい。第2接続部54Cは、第2上電極層54Aと第2下電極層54Bとを電気的に接続可能な構成であればよい。
 ・第1および第3~第5実施形態において、第1キャパシタセル55A、第2キャパシタセル55B、および第3キャパシタセル55Cの容量が互いに同一となる範囲において、たとえば第1電極部51と第1上電極層53Aとの対向面積、第1下電極層53Bと第2上電極層54Aとの対向面積、および第2下電極層54Bと第2電極部52との対向面積を調整することによって、離間距離D1~D3の少なくとも1つが他と異なっていてもよい。また、同様に、第1キャパシタセル55A、第2キャパシタセル55B、および第3キャパシタセル55Cの容量が互いに同一となる範囲において、たとえば離間距離D1~D3を調整することによって、第1電極部51と第1上電極層53Aとの対向面積、第1下電極層53Bと第2上電極層54Aとの対向面積、および第2下電極層54Bと第2電極部52との対向面積の少なくとも1つが他と異なっていてもよい。なお、第2実施形態のキャパシタ43A(43B)、44A(44B)についても同様に変更できる。
 ・第1および第3~第5実施形態において、第1キャパシタセル55Aの容量、第2キャパシタセル55Bの容量、および第3キャパシタセル55Cの容量の少なくとも1つが他と異なっていてもよい。なお、第2実施形態のキャパシタ43A(43B)、44A(44B)についても同様に変更できる。
 ・図15に示す変更例において、第1キャパシタセル55Dの容量および第2キャパシタセル55Eの容量が互いに同一となる範囲において、たとえば第1電極部51と上電極層59Aとの対向面積および第2電極部52と下電極層59Bとの対向面積を調整することによって、離間距離DA,DBが互いに異なっていてもよい。また、第1キャパシタセル55Dの容量および第2キャパシタセル55Eの容量が互いに同一となる範囲において、たとえば離間距離DA,DBを調整することによって、第1電極部51と上電極層59Aとの対向面積および第2電極部52と下電極層59Bとの対向面積が互いに異なっていてもよい。
 ・図15に示す変更例において、第1キャパシタセル55Dの容量および第2キャパシタセル55Eの容量は互いに異なっていてもよい。
 ・第3実施形態において、絶縁モジュール220は、ゲートドライバ10以外の回路に適用されてもよい。同様に、第4実施形態の低圧回路ユニット300および第5実施形態の高圧回路ユニット410も、ゲートドライバ10以外の回路に適用されてもよい。
 本開示で使用される「~上に」という用語は、文脈によって明らかにそうでないことが示されない限り、「~上に」と「~の上方に」の意味を含む。したがって、「AがB上に形成される」という表現は、本実施形態ではAがBに接触してB上に直接配置され得るが、変更例として、AがBに接触することなくBの上方に配置され得ることが意図される。すなわち、「~上に」という用語は、AとBとの間に他の部材が形成される構造を排除しない。
 本開示で使用されるz方向は必ずしも鉛直方向である必要はなく、鉛直方向に完全に一致している必要もない。したがって、本開示による種々の構造は、本明細書で説明されるz方向の「上」および「下」が鉛直方向の「上」および「下」であることに限定されない。例えば、x方向が鉛直方向であってもよく、またはy方向が鉛直方向であってもよい。
 本明細書における記述「A及びBの少なくとも一つ」は、「Aのみ、または、Bのみ、または、AとBの両方」を意味するものとして理解されたい。
 [付記]
 上記各実施形態および上記各変更例から把握できる技術的思想を以下に記載する。なお、各付記に記載された構成要素に対応する実施形態の構成要素の符号を括弧書きで示す。符号は、理解の補助のために例として示すものであり、各付記に記載された構成要素は、符号で示される構成要素に限定されるべきではない。
 (付記1)
 絶縁層(85)と、前記絶縁層(85)に埋め込まれたキャパシタ(40/40A,40B,40C)と、を有するアイソレータ(80)であって、
 前記キャパシタ(40/40A,40B,40C)は、
 前記絶縁層(85)内に設けられ、当該絶縁層(85)の表面(85s)に形成された第1パッド(81)に接続される第1電極部(51)と、
 前記絶縁層(85)内に設けられ、前記絶縁層(85)の表面(85s)に形成された第2パッド(82)に接続される第2電極部(52)と、
 前記絶縁層(85)内に設けられ、前記第1電極部(51)および前記第2電極部(52)に接続されていない中間電極部(53,54)と、を含み、
 前記中間電極部(53,54)は、
 前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)の位置が互いに異なる第1中間層(53A,54A)および第2中間層(53B,54B)と、
 前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)に延びており、前記第1中間層(53A,54A)と前記第2中間層(53B,54B)とを繋ぐ接続部(53C,54C)と、を有し、
 前記キャパシタ(40/40A,40B,40C)は、前記第1電極部(51)と前記第2電極部(52)とが前記中間電極部(53,54)を介して結合することによって構成されている
 アイソレータ。
 (付記2)
 前記中間電極部(53,54)は複数設けられており、
 前記第1電極部(51)と前記第2電極部(52)とは、前記複数の中間電極部(53,54)を介して結合して前記キャパシタ(40/40A,40B,40C)を構成しており、
 前記複数の中間電極部(53,54)は、第1中間電極部(53)および第2中間電極部(54)を含み、
 前記第1中間電極部(53)の前記第1中間層(53A)と前記第1電極部(51)とが、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)に離間して対向していることによって第1キャパシタセル(55A)が構成されており、
 前記第1中間電極部(53)の前記第2中間層(53B)は、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)から視て前記第1中間電極部(53)の前記第1中間層(53A)とは異なる位置に配置されており、
 前記第1中間電極部(53)の前記第2中間層(53B)と、前記第2中間電極部(54)の前記第1中間層(54A)とが、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)に離間して対向していることによって、前記第1中間電極部(53)の前記接続部(53C)を介して前記第1キャパシタセル(55A)と直列接続された第2キャパシタセル(55B)が構成されている
 付記1に記載のアイソレータ。
 (付記3)
 前記第1中間電極部(53)の前記第1中間層(53A)は、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)から視て円形または多角形であり、
 前記第1中間電極部(53)の前記第2中間層(53B)、および、前記第2中間電極部(54)の前記第1中間層(54A)は、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)から視て、前記第1中間電極部(53)の前記第1中間層(53A)を囲むように形成されたリング状であり、
 前記第2中間電極部(54)の前記第2中間層(54B)は、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)から視て、前記第2中間電極部(54)の前記第1中間層(54A)を囲むように形成されたリング状である
 付記2に記載のアイソレータ。
 (付記4)
 前記第1中間電極部(53)の前記第2中間層(53B)は、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)において前記第1中間電極部(53)の前記第1中間層(53A)と前記第1電極部(51)との間に配置されており、
 前記第2中間電極部(54)の前記第1中間層(54A)は、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)において前記第1中間電極部(53)の前記第1中間層(53A)よりも前記絶縁層(85)の表面(85s)の近くに配置されている
 付記2または3に記載のアイソレータ。
 (付記5)
 前記第1中間電極部(53)の前記第1中間層(53A)と前記第1電極部(51)との対向面積および離間距離(D1)と、前記第1中間電極部(51)の前記第2中間層(53B)と前記第2中間電極部(54)の前記第1中間層(54A)との対向面積および離間距離(D2)とは、前記第1キャパシタセル(55A)の容量と前記第2キャパシタセル(55B)の容量とが同一となるように設定されている
 付記2~4のいずれか1つに記載のアイソレータ。
 (付記6)
 前記第2中間電極部(54)の前記第2中間層(54B)は、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)から視て前記第2中間電極部(54)の前記第1中間層(54A)とは異なる位置に配置されており、
 前記第2中間電極部(54)の前記第2中間層(54B)と、前記第2電極部(52)とが、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)に離間して対向していることによって、前記第2中間電極部(54)の前記接続部(54C)を介して前記第2キャパシタセル(55B)と直列接続された第3キャパシタセル(55C)が構成されている
 付記2~5のいずれか1つに記載のアイソレータ。
 (付記7)
 前記第2中間電極部(54)の前記第2中間層(54B)は、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)において前記第1中間電極部(53)の前記第2中間層(53B)と前記第2電極部(52)との間に配置されている
 付記6に記載のアイソレータ。
 (付記8)
 前記第1キャパシタセル(55A)の容量と前記第2キャパシタセル(55B)の容量とは同一であり、
 前記第2中間電極部(54)の前記第2中間層(54B)と前記第2電極部(52)との対向面積および離間距離(D3)は、前記第1キャパシタセル(55A)および前記第2キャパシタセル(55B)の容量と前記第3キャパシタセル(55C)の容量とが同一となるように設定されている
 付記6または7に記載のアイソレータ。
 (付記9)
 前記第1中間層(59A)と前記第1電極部(51)とが、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)に離間して対向することによって第1キャパシタセル(55D)が構成されており、
 前記第2中間層(59B)は、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)から視て前記第1中間層(59A)とは異なる位置に設けられており、
 前記第2中間層(59B)と前記第2電極部(52)とが前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)に離間して対向することによって、前記接続部(59C)を介して前記第1キャパシタセル(55D)と直列接続された第2キャパシタセル(55E)が構成されている
 付記1に記載のアイソレータ。
 (付記10)
 前記第2中間層(59B)が、前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)において前記第1中間層(59A)と前記第1電極部(51)との間に配置され、
 前記第2電極部(52)は、前記第1中間層(59A)よりも前記絶縁層(85)の表面(85s)の近くに配置されている
 付記9に記載のアイソレータ。
 (付記11)
 前記第1中間層(59A)と前記第1電極部(51)との対向面積および離間距離(DA)と、前記第2中間層(59B)と前記第2電極部(52)との対向面積および離間距離(DB)とは、前記第1キャパシタセル(55D)の容量と前記第2キャパシタセル(55E)の容量とが同一となるように設定されている
 付記9または10に記載のアイソレータ。
 (付記12)
 付記1~11のいずれか1つに記載のアイソレータを備え、
 前記アイソレータ(80)は、スイッチング素子(501)を駆動させるゲートドライバ(10)に含まれる低圧回路チップ(60)と高圧回路チップ(70)との間に接続されるものであり、
 前記低圧回路チップ(60)をさらに備える
 付記15に記載の絶縁モジュール。
 (付記13)
 付記1~11のいずれか1つに記載のアイソレータを備え、
 前記アイソレータ(80)は、スイッチング素子(501)を駆動させるゲートドライバ(10)に含まれる低圧回路チップ(60)と高圧回路チップ(70)との間に接続されるものであり、
 前記高圧回路チップ(70)をさらに備える
 付記15に記載の絶縁モジュール。
 (付記14)
 スイッチング素子(501)のゲートに駆動電圧信号を印加するゲートドライバ(10)であって、
 第1電圧(V1)が印加されることによって動作するように構成された低圧回路(20)を含む低圧回路チップ(60)と、
 前記第1電圧(V1)よりも高い第2電圧(V2)が印加されることによって動作するように構成された高圧回路(30)を含む高圧回路チップ(70)と、
 前記低圧回路チップ(60)と前記高圧回路チップ(70)との間に接続されたアイソレータ(80)と、を備え、
 前記アイソレータ(80)は、
 絶縁層(85)と、
 前記絶縁層(85)内に設けられ、当該絶縁層(85)の表面(85s)に形成された第1パッド(81)に接続される第1電極部(51)と、
 前記絶縁層(85)内に設けられ、前記絶縁層(85)の表面(85s)に形成された第2パッド(82)に接続される第2電極部(52)と、
 前記絶縁層(85)内に設けられ、前記第1電極部(51)および前記第2電極部(52)に接続されていない中間電極部(53,54)と、を備え、
 前記中間電極部(53,54)は、
 前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)の位置が互いに異なる第1電極部(53A,54A)および第2電極部(53B,54B)と、
 前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)に延びており、前記第1電極部(53A,54A)と前記第2電極部(53B,54B)とを繋ぐ接続部(53C,54C)と、を有し、
 前記キャパシタ(40/40A,40B,40C)は、前記第1電極部(51)と前記第2電極部(52)とが前記中間電極部(53,54)を介して結合することによって構成されている
 ゲートドライバ。
 (付記15)
 前記第1電極部(51)は、前記低圧回路(20)に電気的に接続されており、
 前記第2電極部(52)は、前記高圧回路(30)に電気的に接続されている
 付記14に記載のゲートドライバ。
 (付記16)
 前記ゲートドライバ(10)は、前記キャパシタ(40/40A,40B,40C)を介して前記低圧回路(20)と前記高圧回路(30)との間で双方向に信号が伝達されるものであり、
 前記信号は、第1信号および第2信号を含み、
 前記キャパシタ(40/40A,40B,40C)は、第1信号用キャパシタ(40A,40B)および第2信号用キャパシタ(40C)を含み、
 前記第1信号は、前記第1信号用キャパシタ(40A,40B)を介して前記低圧回路(20)から前記高圧回路(30)に向けて伝達され、
 前記第2信号は、前記第2信号用キャパシタ(40C)を介して前記高圧回路(30)から前記低圧回路(20)に向けて伝達される
 付記14に記載のゲートドライバ。
 (付記17)
 前記絶縁層(85)は、酸化膜および樹脂の少なくとも一方からなる
 付記14~16のいずれか1つに記載のゲートドライバ。
 (付記18)
 前記第1信号用キャパシタ(40A,40B)および前記第2信号用キャパシタ(40C)を含むアイソレータ(80)を備える
 付記13に記載のゲートドライバ。
 (付記19)
 前記アイソレータは、
 前記第1信号用キャパシタ(40A,40B)を含む第1キャパシタチップ(80T)と、
 前記第2信号用キャパシタ(40C)を含む第2キャパシタチップ(80R)と、を備える
 付記13のゲートドライバ。
 (付記20)
 前記第1中間電極部(53)の前記第1中間層(53A)と前記第1電極部(51)との離間距離(D1)と、前記第1中間電極部(51)の前記第2中間層(53B)と前記第2中間電極部(54)の前記第1中間層(54A)との離間距離(D2)と、前記第2中間電極部(54)の前記第2中間層(54B)と前記第2電極部(52)との離間距離(D3)との合計値(D1+D2+D3)は、絶縁層(85)の厚さよりも大きい
 付記7に記載のゲートドライバ。
 (付記21)
 前記中間電極部(59)の前記第1中間層(59A)と前記第1電極部(51)との離間距離(DA)と、前記中間電極部(59)の前記第2中間層(59B)と前記第2電極部(52)との離間距離(DB)との合計値(DA+DB)は、絶縁層(85)の厚さよりも大きい
 付記10に記載のゲートドライバ。
 (付記22)
 スイッチング素子(501)のゲートに駆動電圧信号を印加するゲートドライバ(10)であって、
 第1電圧(V1)が印加されることによって動作するように構成された低圧回路(20)を含む低圧回路チップ(60)と、
 前記第1電圧(V1)よりも高い第2電圧(V2)が印加されることによって動作するように構成された高圧回路(30)を含む高圧回路チップ(70)と、を備え、
 前記低圧回路チップ(60)は、
 絶縁層(85)と、
 前記絶縁層(85)内に設けられ、当該絶縁層(85)の表面(85s)に形成された第1パッド(81)に接続される第1電極部(51)と、
 前記絶縁層(85)内に設けられ、前記絶縁層(85)の表面(85s)に形成された第2パッド(82)に接続される第2電極部(52)と、
 前記絶縁層(85)内に設けられ、前記第1電極部(51)および前記第2電極部(52)に接続されていない中間電極部(53,54)と、を備え、
 前記中間電極部(53,54)は、
 前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)の位置が互いに異なる第1電極部(53A,54A)および第2電極部(53B,54B)と、
 前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)に延びており、前記第1電極部(53A,54A)と前記第2電極部(53B,54B)とを繋ぐ接続部(53C,54C)と、を有し、
 前記キャパシタ(40/40A,40B,40C)は、前記第1電極部(51)と前記第2電極部(52)とが前記中間電極部(53,54)を介して結合することによって構成されている
 ゲートドライバ。
 (付記23)
 スイッチング素子(501)のゲートに駆動電圧信号を印加するゲートドライバ(10)であって、
 第1電圧(V1)が印加されることによって動作するように構成された低圧回路(20)を含む低圧回路チップ(60)と、
 前記第1電圧(V1)よりも高い第2電圧(V2)が印加されることによって動作するように構成された高圧回路(30)を含む高圧回路チップ(70)と、を備え、
 前記高圧回路チップ(70)は、
 絶縁層(85)と、
 前記絶縁層(85)内に設けられ、当該絶縁層(85)の表面(85s)に形成された第1パッド(81)に接続される第1電極部(51)と、
 前記絶縁層(85)内に設けられ、前記絶縁層(85)の表面(85s)に形成された第2パッド(82)に接続される第2電極部(52)と、
 前記絶縁層(85)内に設けられ、前記第1電極部(51)および前記第2電極部(52)に接続されていない中間電極部(53,54)と、を備え、
 前記中間電極部(53,54)は、
 前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)の位置が互いに異なる第1電極部(53A,54A)および第2電極部(53B,54B)と、
 前記絶縁層(85)の厚さ方向(z方向)に延びており、前記第1電極部(53A,54A)と前記第2電極部(53B,54B)とを繋ぐ接続部(53C,54C)と、を有し、
 前記キャパシタ(40/40A,40B,40C)は、前記第1電極部(51)と前記第2電極部(52)とが前記中間電極部(53,54)を介して結合することによって構成されている
 ゲートドライバ。
 10…ゲートドライバ
 20…低圧回路
 30…高圧回路
 40,40A,40B…キャパシタ
 43A,43B…第1キャパシタ(キャパシタ)
 44A,44B…第2キャパシタ(キャパシタ)
 51…第1電極部
 52…第2電極部
 53…第1中間電極部
 53A…第1上電極層(第1中間層)
 53B…第1下電極層(第2中間層)
 53C…第1接続部(接続部)
 54…第2中間電極部
 54A…第2上電極層(第1中間層)
 54B…第2下電極層(第2中間層)
 54C…第2接続部(接続部)
 55…キャパシタセル
 55A…第1キャパシタセル
 55B…第2キャパシタセル
 55C…第3キャパシタセル
 55D…第1キャパシタセル
 55E…第2キャパシタセル
 59…中間電極部
 59A…上電極層(第1中間層)
 59B…下電極層(第2中間層)
 59C…接続部
 60…低圧回路チップ
 70…高圧回路チップ
 80…キャパシタチップ
 80A…第1キャパシタチップ
 80B…第2キャパシタチップ
 80R…キャパシタチップ
 80T…キャパシタチップ
 80s…チップ主面
 81…第1電極パッド(第1パッド)
 82…第2電極パッド(第2パッド)
 85…絶縁層
 85s…表面
 220…絶縁モジュール
 300…低圧回路ユニット(絶縁モジュール)
 410…高圧回路ユニット(絶縁モジュール)
 501,502…スイッチング素子
 D1~D3,DA,DB…離間距離

Claims (17)

  1.  絶縁層と、前記絶縁層に埋め込まれたキャパシタと、を有するアイソレータであって、
     前記キャパシタは、
     前記絶縁層内に設けられ、当該絶縁層の表面に形成された第1パッドに接続される第1電極部と、
     前記絶縁層内に設けられ、前記絶縁層の表面に形成された第2パッドに接続される第2電極部と、
     前記絶縁層内に設けられ、前記第1電極部および前記第2電極部に接続されていない中間電極部と、
    を含み、
     前記中間電極部は、
     前記絶縁層の厚さ方向の位置が互いに異なる第1中間層および第2中間層と、
     前記絶縁層の厚さ方向に延びており、前記第1中間層と前記第2中間層とを繋ぐ接続部と、
    を有し、
     前記キャパシタは、前記第1電極部と前記第2電極部とが前記中間電極部を介して結合することによって構成されている
     アイソレータ。
  2.  前記中間電極部は複数設けられており、
     前記第1電極部と前記第2電極部とは、前記複数の中間電極部を介して結合して前記キャパシタを構成しており、
     前記複数の中間電極部は、第1中間電極部および第2中間電極部を含み、
     前記第1中間電極部の前記第1中間層と前記第1電極部とが、前記絶縁層の厚さ方向に離間して対向していることによって第1キャパシタセルが構成されており、
     前記第1中間電極部の前記第2中間層は、前記絶縁層の厚さ方向から視て前記第1中間電極部の前記第1中間層とは異なる位置に配置されており、
     前記第1中間電極部の前記第2中間層と、前記第2中間電極部の前記第1中間層とが、前記絶縁層の厚さ方向に離間して対向していることによって、前記第1中間電極部の前記接続部を介して前記第1キャパシタセルと直列接続された第2キャパシタセルが構成されている
     請求項1に記載のアイソレータ。
  3.  前記第1中間電極部の前記第1中間層は、前記絶縁層の厚さ方向から視て円形または多角形であり、
     前記第1中間電極部の前記第2中間層、および、前記第2中間電極部の前記第1中間層は、前記絶縁層の厚さ方向から視て、前記第1中間電極部の前記第1中間層を囲むように形成されたリング状であり、
     前記第2中間電極部の前記第2中間層は、前記絶縁層の厚さ方向から視て、前記第2中間電極部の前記第1中間層を囲むように形成されたリング状である
     請求項2に記載のアイソレータ。
  4.  前記第1中間電極部の前記第2中間層は、前記絶縁層の厚さ方向において前記第1中間電極部の前記第1中間層と前記第1電極部との間に配置されており、
     前記第2中間電極部の前記第1中間層は、前記絶縁層の厚さ方向において前記第1中間電極部の前記第1中間層よりも前記絶縁層の表面の近くに配置されている
     請求項2または3に記載のアイソレータ。
  5.  前記第1中間電極部の前記第1中間層と前記第1電極部との対向面積および離間距離と、前記第1中間電極部の前記第2中間層と前記第2中間電極部の前記第1中間層との対向面積および離間距離とは、前記第1キャパシタセルの容量と前記第2キャパシタセルの容量とが同一となるように設定されている
     請求項2~4のいずれか一項に記載のアイソレータ。
  6.  前記第2中間電極部の前記第2中間層は、前記絶縁層の厚さ方向から視て前記第2中間電極部の前記第1中間層とは異なる位置に配置されており、
     前記第2中間電極部の前記第2中間層と、前記第2電極部とが、前記絶縁層の厚さ方向に離間して対向していることによって、前記第2中間電極部の前記接続部を介して前記第2キャパシタセルと直列接続された第3キャパシタセルが構成されている
     請求項2~5のいずれか一項に記載のアイソレータ。
  7.  前記第2中間電極部の前記第2中間層は、前記絶縁層の厚さ方向において前記第1中間電極部の前記第2中間層と前記第2電極部との間に配置されている
     請求項6に記載のアイソレータ。
  8.  前記第1キャパシタセルの容量と前記第2キャパシタセルの容量とは同一であり、
     前記第2中間電極部の前記第2中間層と前記第2電極部との対向面積および離間距離は、前記第1キャパシタセルおよび前記第2キャパシタセルの容量と前記第3キャパシタセルの容量とが同一となるように設定されている
     請求項6または7に記載のアイソレータ。
  9.  前記第1中間層と前記第1電極部とが、前記絶縁層の厚さ方向に離間して対向することによって第1キャパシタセルが構成され、
     前記第2中間層は、前記絶縁層の厚さ方向から視て前記第1中間層とは異なる位置に設けられており、
     前記第2中間層と前記第2電極部とが前記絶縁層の厚さ方向に離間して対向することによって、前記接続部を介して前記第1キャパシタセルと直列接続された第2キャパシタセルが構成されている
     請求項1に記載のアイソレータ。
  10.  前記第2中間層が、前記絶縁層の厚さ方向において前記第1中間層と前記第1電極部との間に配置され、
     前記第2電極部は、前記第1中間層よりも前記絶縁層の表面の近くに配置されている
     請求項9に記載のアイソレータ。
  11.  前記第1中間層と前記第1電極部との対向面積および離間距離と、前記第2中間層と前記第2電極部との対向面積および離間距離とは、前記第1キャパシタセルの容量と前記第2キャパシタセルの容量とが同一となるように設定されている
     請求項9または10に記載のアイソレータ。
  12.  請求項1~11のいずれか一項に記載のアイソレータを備え、
     前記アイソレータは、スイッチング素子を駆動させるゲートドライバに含まれる低圧回路チップと高圧回路チップとの間に接続されるものであり、
     前記低圧回路チップをさらに備える
     絶縁モジュール。
  13.  請求項1~11のいずれか一項に記載のアイソレータを備え、
     前記アイソレータは、スイッチング素子を駆動させるゲートドライバに含まれる低圧回路チップと高圧回路チップとを絶縁するのに用いられるものであり、
     前記高圧回路チップをさらに備える
     絶縁モジュール。
  14.  スイッチング素子のゲートに駆動電圧信号を印加するゲートドライバであって、
     第1電圧が印加されることによって動作するように構成された低圧回路を含む低圧回路チップと、
     前記第1電圧よりも高い第2電圧が印加されることによって動作するように構成された高圧回路を含む高圧回路チップと、
     前記低圧回路チップと前記高圧回路チップとの間に接続されたアイソレータと、
    を備え、
     前記アイソレータは、
     絶縁層と、
     前記絶縁層内に設けられ、当該絶縁層の表面に形成された第1パッドに接続される第1電極部と、
     前記絶縁層内に設けられ、前記絶縁層の表面に形成された第2パッドに接続される第2電極部と、
     前記絶縁層内に設けられ、前記第1電極部および前記第2電極部と接続されていない中間電極部と、
    を備え、
     前記中間電極部は、
     前記絶縁層の厚さ方向の位置が互いに異なる第1中間層および第2中間層と、
     前記絶縁層の厚さ方向に延びており、前記第1中間層と前記第2中間層とを繋ぐ接続部と、
    を有し、
     前記第1電極部と前記第2電極部とが前記中間電極部を介して結合することによってキャパシタが構成されている
     ゲートドライバ。
  15.  前記第1電極部は、前記低圧回路に電気的に接続されており、
     前記第2電極部は、前記高圧回路に電気的に接続されている
     請求項14に記載のゲートドライバ。
  16.  前記ゲートドライバは、前記キャパシタを介して前記低圧回路と前記高圧回路との間で双方向に信号が伝達されるものであり、
     前記信号は、第1信号および第2信号を含み、
     前記キャパシタは、第1信号用キャパシタおよび第2信号用キャパシタを含み、
     前記第1信号は、前記第1信号用キャパシタを介して前記低圧回路から前記高圧回路に向けて伝達され、
     前記第2信号は、前記第2信号用キャパシタを介して前記高圧回路から前記低圧回路に向けて伝達される
     請求項14に記載のゲートドライバ。
  17.  前記絶縁層は、酸化膜および樹脂の少なくとも一方からなる
     請求項14~16のいずれか一項に記載のゲートドライバ。
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