半导体装置以及使用该半导体装置的交流发电机和电力转换装置制造方法及图纸

技术编号:15230860 阅读:30 留言:0更新日期:2017-04-27 18:01
半导体装置具备:第1外部电极,其具有圆形的外周部;MOSFET芯片;控制电路芯片,其输入MOSFET的漏极和源极的电压,将基于该电压控制MOSFET的信号向栅极供给;第2外部电极,其相对于MOSFET芯片配置于第1外部电极的相反侧,在第1外部电极的圆形的外周部的中心轴上具有外部端子;绝缘基板,其使控制电路芯片和外部电极绝缘,第1外部电极、MOSFET芯片的漏极和源极和第2外部电极以在中心轴方向上重叠的方式配置,MOSFET芯片的漏极与第1外部电极连接,MOSFET芯片的源极与第2外部电极连接。

Semiconductor device and AC generator and power conversion device using the same

A semiconductor device includes: first external electrodes of the circular peripheral part; MOSFET chip; chip control circuit, the input voltage MOSFET of the drain and source, the signal of the voltage control based on MOSFET to the gate supply; second external electrode, compared with the MOSFET chip configuration on the opposite side to the first external electrode. Having an external terminal in the first external electrode round the outer peripheral part of the center shaft; the insulating substrate, the control circuit of the chip and the external electrode, drain and source and second external electrodes first external electrodes, MOSFET chip to overlap in the center axis of the configured MOSFET chip drain connection with the first external electrode, MOSFET chip source connected to the second external electrode.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种进行整流的半导体装置以及使用了该半导体装置的交流发电机和电力转换装置。
技术介绍
以往,在汽车中搭载有从动力进行发电的交流发电机。交流发电机为了将所获得的电力向电池充电,将所发生的交流电力整流成直流电力。作为该整流元件,一般使用了二极管。在专利文献1中使用了二极管作为整流元件。将该二极管芯片的上表面的端子与引线电极连接,将二极管芯片的下表面的端子与基础电极连接。并且,公开了如下技术:将由基础电极构成的封装经由焊锡固定在交流发电机的电极板上,或者通过压入来固定在交流发电机的电极板上进行使用。另外,近年来,作为所述交流发电机的整流元件,有时使用MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管,MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor)。在专利文献2和专利文献3中公开了使用了交流发电机所使用的MOSFET的整流元件的技术。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平10-215552号公报专利文献2:日本特开2003-33038号公报专利文献3:日本特表2011-507468号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而,如所述专利文献1那样,在使用二极管作为整流元件的技术中存在如下问题:在二极管存在因PN结而产生的内置电势(P半导体与N半导体的功函数之差),在正向上也存在电压降,电压损失、功率损失较大。另外,在所述专利文献2、3中,虽然使用MOSFET来避免了所述的内置电势的问题,但存在如下问题:MOSFET以方形(方形状)的封装搭载,与以往的使用了二极管的封装之间没有互换性。另外,若使用方形的MOSFET的封装,则在将整流元件固定于交流发电机时,将整流元件嵌入被设置于交流发电机的孔而固定,因此存在如下问题:需要使MOSFET的封装(整流元件)的绕旋转轴方向的位置对准,难以将大量的整流元件简便地固定于交流发电机。尤其是在成为近年来的主流的通过压入进行固定的情况下存在如下问题,方形的封装需要严格地进行绕旋转轴方向的对位,难以固定。存在如下问题:需要准备能够将方形的MOSFET的封装压入、固定的特别的交流发电机,开发、制造成本增大,并且有碍通用性。即,两者的整流元件的形状不同,因此必须分别开发、制造对使用了二极管的整流元件进行使用的交流发电机和对使用了方形的MOSFET的封装的整流元件进行使用的交流发电机。另外,也无法使用通过压入将使用了二极管的整流元件固定于交流发电机的组装装置,必须准备并使用用于将方形的MOSFET的封装固定于交流发电机的别的装置。本专利技术是鉴于所述问题而做成的,课题在于提供一种减少电压损失、功率损失,组装工序简便且低制造成本的进行整流的半导体装置、以及使用了该半导体装置的交流发电机和电力转换装置。用于解决课题的手段为了解决所述课题而达成本专利技术的目的,如以下那样构成。即,本专利技术的半导体装置的特征在于,具备:第1外部电极,其在一个面具有圆形的外周部;MOSFET芯片,其具有漏极、源极以及栅极;控制电路芯片,其输入所述MOSFET芯片的所述漏极和所述源极的电压或者电流,将基于该电压或者电流控制所述MOSFET芯片的信号向所述MOSFET芯片的所述栅极供给;第2外部电极,其相对于所述MOSFET芯片配置于所述第1外部电极的相反侧,在所述第1外部电极的圆形的外周部的中心轴上具有外部端子;以及绝缘基板,其使所述控制电路芯片与所述第1外部电极或所述第2外部电极电绝缘,所述第1外部电极、所述MOSFET芯片的所述漏极和所述源极以及所述第2外部电极以在所述中心轴方向上重叠的方式配置,所述MOSFET芯片的所述漏极和所述源极中的一方与所述第1外部电极电连接,所述MOSFET芯片的所述漏极和所述源极中的另一方与所述第2外部电极电连接。另外,其他手段在用于实施专利技术的方式中进行说明。专利技术效果根据本专利技术,能够提供一种可简便地组装且电压损失、功率损失较低的半导体装置、使用该半导体装置的交流发电机和电力转换装置。附图说明图1是在将引线端子朝上、将基础电极朝下时从上方观察本专利技术的第1实施方式的半导体装置的整流元件S1而得的俯视图。图2是图1的I-I剖视图。图3是图1的II-II剖视图。图4是表示构成本专利技术的第1实施方式的半导体装置的整流元件S1的要素部件的电连接关系的图。图5是表示本专利技术的第1实施方式的半导体装置的整流元件S1的电路结构的电路图。图6是固定到交流发电机的散热板的压入型的整流元件S1的侧视图。图7是表示作为本专利技术的第1实施方式的半导体装置的变形例的整流元件S1B的结构的俯视图。图8是表示作为本专利技术的第1实施方式的半导体装置的变形例的整流元件S1C的结构的俯视图。图9是图8的IV-IV剖视图。图10是表示作为本专利技术的第1实施方式的半导体装置的变形例的整流元件S1D的结构的俯视图。图11是表示作为本专利技术的第1实施方式的半导体装置的变形例的整流元件S1E的结构的俯视图。图12是表示作为本专利技术的第1实施方式的半导体装置的变形例的整流元件S1F的结构的图1的I-I截面对应图。图13是表示作为本专利技术的第1实施方式的半导体装置的变形例的整流元件S1G的结构的图1的II-II截面对应图。图14是表示作为本专利技术的第1实施方式的半导体装置的变形例的整流元件S1H的结构的图1的II-II截面对应图。图15是对本专利技术的第2实施方式的半导体装置的整流元件S2,从连接到基础电极的源极侧观察引线端子侧而得到的图。图16是图15的V-V剖视图。图17是图15的VI-VI剖视图。图18是表示使用了6个整流元件的3相全波整流的电路结构的电路图。图19是表示本专利技术的第3实施方式的交流发电机的结构、构造的概要的图。图20是本专利技术的第3实施方式的交流发电机所具备的整流装置的概略的平面图。图21是对作为以往的主要整流元件的二极管与作为本实施方式的整流元件的MOSFET各自的正向电流、电压特性进行比较来表示的图。图22是表示作为本专利技术的实施方式使用了p型沟道的MOSFET的情况下的整流元件的电路结构的电路图。具体实施方式以下,参照附图对用于实施本专利技术的方式(以下称为“实施方式”)进行说明。《第1实施方式:半导体装置、整流元件S1》对本专利技术的第1实施方式的半导体装置进行说明。第1实施方式的半导体装置使用MOSFET来构成整流元件,因此,也适当地记载为整流元件S1。<整流元件S1的结构(构造)>参照图1~图4对整流元件(半导体装置)S1的结构(构造)进行说明。此外,在整流元件S1的结构(构造)中存在被称为“正装”和“倒装”的两个结构(构造)。该“正装”与“倒装”的不同由电极性的不同和与此相伴的结构(构造)的不同进行区别。在图1~图3中示出的整流元件S1的结构(构造)是称为“正装”的结构。此外,对于“倒装”的整流元件(半导体装置)S2的结构(构造),参照图15~图17随后记载。图1是在引线端子107t(外部端子、第2外部电极的一部分)朝上、基础电极101(第1外部电极)朝下时从上方观察整流元件S1而得的俯视图。此外,在图1中为了容易理解而省略覆盖整流元件S1的封装的一部分和树脂108(参照图2)来表示。另外,图2是图1的I-I剖视图,是在图1的纸面视图中从左侧观察而得到的图。另外,图3是图1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置,其特征在于,该半导体装置具备:第1外部电极,其在一个面具有圆形的外周部;MOSFET芯片,其具有漏极、源极以及栅极;控制电路芯片,其输入所述MOSFET芯片的所述漏极和所述源极的电压或者电流,将基于该电压或者电流控制所述MOSFET芯片的信号向所述MOSFET芯片的所述栅极供给;第2外部电极,其相对于所述MOSFET芯片配置于所述第1外部电极的相反侧,在所述第1外部电极的圆形的外周部的中心轴上具有外部端子;以及绝缘基板,其使所述控制电路芯片与所述第1外部电极或所述第2外部电极电绝缘,所述第1外部电极、所述MOSFET芯片的所述漏极和所述源极以及所述第2外部电极以在所述中心轴方向上重叠的方式配置,所述MOSFET芯片的所述漏极和所述源极中的一方与所述第1外部电极电连接,所述MOSFET芯片的所述漏极和所述源极中的另一方与所述第2外部电极电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.11 JP 2014-1847831.一种半导体装置,其特征在于,该半导体装置具备:第1外部电极,其在一个面具有圆形的外周部;MOSFET芯片,其具有漏极、源极以及栅极;控制电路芯片,其输入所述MOSFET芯片的所述漏极和所述源极的电压或者电流,将基于该电压或者电流控制所述MOSFET芯片的信号向所述MOSFET芯片的所述栅极供给;第2外部电极,其相对于所述MOSFET芯片配置于所述第1外部电极的相反侧,在所述第1外部电极的圆形的外周部的中心轴上具有外部端子;以及绝缘基板,其使所述控制电路芯片与所述第1外部电极或所述第2外部电极电绝缘,所述第1外部电极、所述MOSFET芯片的所述漏极和所述源极以及所述第2外部电极以在所述中心轴方向上重叠的方式配置,所述MOSFET芯片的所述漏极和所述源极中的一方与所述第1外部电极电连接,所述MOSFET芯片的所述漏极和所述源极中的另一方与所述第2外部电极电连接。2.根据权利要求1所述的半导体装置,其特征在于,该半导体装置还具备连接到所述控制电路芯片的电源之间的电容器,所述MOSFET芯片和所述绝缘基板配置于所述第1外部电极上或所述第2外部电极上,所述控制电路和所述电容器配置于所述绝缘基板上。3.根据权利要求2所述的半导体装置,其特征在于,该半导体装置还具备齐纳二极管,所述齐纳二极管的第1主端子与所述第1外部电极电连接,所述齐纳二极管的第2主端子与所述第2外部电极电连接。4.根据权利要求3所述的半导体装置,其特征在于,所述齐纳二极管被内置于所述MOSFET芯片内。5.根据权利要求2所述的半导体装置,其特征在于,所述MOSFET芯片的形状是长方形,在与所述长方形的长边邻接的位置配置所述电容器和所述控制电路芯片。6.根据权利要求1或2所述的半导体装置,其特征在于,在所述第1外部电极的所述圆形的外周部或者底面部具有绕所述圆形的外周部的中心轴的定位用的凹部或凸部。7.根据权利要求1或2所述的半导体装置,其特征在于,所述MOSFET芯片...

【专利技术属性】
技术研发人员:石丸哲也森睦宏栗田信一菅山茂坂野顺一恩田航平
申请(专利权)人:株式会社日立功率半导体
类型:发明
国别省市:日本;JP

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