开关器件及电子电路制造技术

开关器件（1）包含：SiC半导体芯片（11），其具有栅极焊盘（14）、源极焊盘（13）及漏极焊盘（12），在向源极－漏极间提供电位差的状态下向栅极－源极间提供驱动电压，从而对源极－漏极间进行导通/截止控制；读出源极端子（4），其与源极焊盘（13）电连接，用于提供驱动电压；以及既定大小的外部电阻（源极用线（16）），其介于读出源极端子（4）与源极焊盘（13）之间的电流路径，从读出源极端子（4）分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用SiC的开关器件以及具备其的电子电路（例如，逆变器电路、转换器电路等）。
技术介绍
用于逆变器电路、转换器电路等的电子电路的开关器件，一般为了增大电流容量而由并联连接的多个开关元件构成。作为开关元件，除了Si开关元件之外，还知道SiC开关元件。SiC开关元件例如包含SiC-MOSFET（Metal-Oxide-SemiconductorFieldEffectTransistor）、SiC-双极型晶体管（BipolarTransistor）、SiC-JFET（结型场效应晶体管：JunctionFieldEffectTransistor）、SiC-IGBT（绝缘栅双极型晶体管：InsulatedGateBipolarTransistor）等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-137072号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题在装入SiC开关器件（MOSFET）的电子电路中，例如，若对器件直接供给电源电压而发生短路，则有在器件流过过电流（短路电流）的情况。在该情况下，通过使器件的栅极端子接地而截断该短路电流，但是直至截断前需要一定时间。例如，自检测到过电流后需要10μsec（微秒）左右。然而，若不能在各器件所具备的短路耐受量内截断，则因短路电流造成的热失控而有器件被热破坏的情况。本专利技术的目的在于提供一种对开关元件的开关性能造成的影响较少且能够提高器件的短路耐受量的开关器件以及具备它的电子电路。用于解决课题的方案依据本专利技术的开关器件包含：SiC开关元件，其具有第1电极、第2电极及第3电极，在向所述第2电极－第3电极间提供电位差的状态下向所述第1电极－第2电极间提供驱动电压，从而对所述第2电极－第3电极间进行导通/截止控制；驱动用端子，其与所述第2电极电连接，用于提供所述驱动电压；以及既定大小的外部电阻，其介于所述驱动用端子与所述第2电极之间的电流路径，至少与所述驱动用端子及所述第2电极的一个分离。依据该结构，外部电阻串联地介于驱动用端子与第2电极之间的电流路径。由此，与用接合线等来直接连接驱动用端子与第2电极之间而形成该电流路径的情况相比，能够通过该外部电阻的电压降来减少在第2电极－第3电极间流过过电流时施加在第1电极－第2电极间的电压。其结果，能够提高器件的短路耐受量。另一方面，通过适当地预先规定该外部电阻的电阻值，在流过第2电极－第3电极间的电流比较小时或额定值时，能够减小该外部电阻上的电压降。在此情况下，能够抑制施加在第1电极－第2电极间的电压的下降，并且能够向开关元件供给开关动作所需要的充分的驱动电压。即，对开关元件的开关性能产生的影响少而过得去。在本专利技术的一个实施方式中，包含：输出端子，用于输出因所述导通控制而流过的电流；以及导电部件，连接所述输出端子和所述第2电极，所述外部电阻包含所述导电部件。依据该结构，由于将电流输出用的导电部件用作为外部电阻，所以能够不增加部件件数而以低成本实现上述的提高短路耐受量的效果。在本专利技术的一个实施方式中，所述导电部件包含布设在所述输出端子与所述第2电极之间的接合线。依据该结构，接合线的电阻值为通过其构成材料、长度及线径等而预先固定的值。因此，通过对输出端子与第2电极之间的电线的根数进行适当增减，能够简单调节外部电阻的电阻值。在本专利技术的一个实施方式中，包含密封所述SiC开关元件、所述驱动用端子及所述外部电阻的树脂封装。依据该结构，由于外部电阻被树脂封装密封，所以能够按现有的布局安装开关器件。在本专利技术的一个实施方式中，所述第1电极为栅极电极，所述第2电极为源极电极，所述第3电极为漏极电极，所述驱动用端子为读出源极（センスソース，SenseSource）端子。即，本专利技术的开关器件也可为MOSFET。在本专利技术的一个实施方式中，所述第1电极为栅极电极，所述第2电极为发射极电极，所述第3电极为集电极电极，所述驱动用端子为读出发射极端子。即，本专利技术的开关器件也可为IGBT。在本专利技术的一个实施方式中，所述第1电极为基极电极，所述第2电极为发射极电极，所述第3电极为集电极电极，所述驱动用端子为读出发射极端子。即，本专利技术的开关器件也可为双极型晶体管。依据本专利技术的电子电路包含：所述本专利技术的开关器件；过电流检测电路，用于检测在所述开关器件流过过电流的情况；以及过电流保护电路，用于在通过所述过电流检测电路检测到过电流时，截断流过所述开关器件的电流。依据该结构，由于具备本专利技术的开关器件，所以能够提供对开关元件的开关性能产生的影响较少且能够提高开关器件的短路耐受量的电子电路。本专利技术中的上述的、或其他目的、特征及效果，通过参照附图而接着描述的实施方式的说明将更加清晰。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式所涉及的开关器件的示意图。图2是图1的开关器件的电气电路图。图3是本专利技术的一个实施方式所涉及的逆变器电路的电气电路图。图4是示出搭载多个图1的开关器件的模块的电结构的电气电路图。图5是示出栅极驱动电路的电结构的电气电路图。图6是示出图1的开关器件的栅极－源极间电压与短路耐受量的关系的图表。图7是用于说明半导体模块的结构的平面图。图8是沿着图7的VIII－VIII线的图解性的截面图。图9是沿着图7的IX－IX线的图解性的截面图。图10是图7所示的半导体模块的电气电路图。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的实施方式进行详细说明。图1是本专利技术的一个实施方式所涉及的开关器件1的示意图。图2是图1的开关器件1的电气电路图。此外，在图1中，为使开关器件1的结构清晰，透视半导体芯片11的1个角部（虚线阴影区域）而显示。开关器件1包含：扁平的长方体形状的树脂封装2；密封于该树脂封装2的作为本专利技术的输出端子的一个例子的源极端子3（S）；以及作为本专利技术的驱动用端子的一个例子的读出源极端子4（SS）、栅极端子5（G）及漏极端子6（D）。4个端子3～6分别由以既定形状形成的金属板构成，从树脂封装2的一侧面向与该侧面对置的侧面依次配置。该实施方式中，源极端子3及漏极端子6分别以包含四方形状的岛部（island）7、8及从该岛部7、8的一边以直线状延伸的细长的长方形状的端子部分9、10的形状形成。读出源极端子4及栅极端子5与端子部分9、10同样以细长的长方形状形成。源极端子3的端子部分9、读出源极端子4、栅极端子5及漏极端子6的端子部分10以互相平行的状态配置。在漏极端子6（岛部8的中央部）上，设置有作为本专利技术的SiC开关元件的一个例子的半导体芯片11。在半导体芯片11的背面，以大致整个面形成有作为本专利技术的第3电极的一个例子的漏极焊盘12，该漏极焊盘12与岛部8接合。由此，半导体芯片11的漏极焊盘12和漏极端子6电连接。在半导体芯片11的表面，形成有作为本专利技术的第2电极的一个例子的源极焊盘13、和作为本专利技术的第1电极的一个例子的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关器件，包含：SiC开关元件，其具有第1电极、第2电极及第3电极，在向所述第2电极－第3电极间提供电位差的状态下向所述第1电极－第2电极间提供驱动电压，从而对所述第2电极－第3电极间进行导通/截止控制；驱动用端子，其与所述第2电极电连接，用于提供所述驱动电压；以及既定大小的外部电阻，其介于所述驱动用端子与所述第2电极之间的电流路径，至少与所述驱动用端子及所述第2电极的一个分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.20 JP 2013-2401051.一种开关器件，包含：
SiC开关元件，其具有第1电极、第2电极及第3电极，在向所述第2电极－第3电极间提供电位差的状态下向所述第1电极－第2电极间提供驱动电压，从而对所述第2电极－第3电极间进行导通/截止控制；
驱动用端子，其与所述第2电极电连接，用于提供所述驱动电压；以及
既定大小的外部电阻，其介于所述驱动用端子与所述第2电极之间的电流路径，至少与所述驱动用端子及所述第2电极的一个分离。
2.如权利要求1所述的开关器件，包含：
输出端子，用于输出因所述导通控制而流过的电流；以及
导电部件，连接所述输出端子和所述第2电极，
所述外部电阻包含所述导电部件。
3.如权利要求2所述的开关器件，所述导电部件包含布设在所述输出端子与所述第2电极之间的接合线。
4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：林口匡司，伊野和英，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP