电力用半导体装置制造方法及图纸

技术编号:15343829 阅读:49 留言:0更新日期:2017-05-17 00:34
目的在于提供一种能够对栅极信号的波形的振动进行抑制的技术。电力用半导体装置具有:功率半导体芯片(2g);多个集电极主端子(4)及多个发射极主端子(5),它们与功率半导体芯片(2g)电连接;以及信号线(8)。多个集电极主端子(4)及多个发射极主端子(5)具有从功率半导体芯片(2g)的配置面凸出的凸出部分,针对这些凸出部分,信号线(8)包围全部凸出部分的整周,且在俯视观察时与这些凸出部分分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力用半导体装置
本专利技术涉及一种具有半导体开关元件的电力用半导体装置。
技术介绍
具有半导体开关元件的电力用半导体装置(功率半导体装置)应用于逆变器、转换器等(例如专利文献1)。专利文献1:日本特开2001-185679号公报
技术实现思路
对于电力用半导体装置,在刚切换为截止后,在栅极信号的波形中发生振动。该振动现象的发生机理尚不完全清楚,但由于上述的栅极信号的波形中的振动可能导致电力用半导体装置的误动作,因此要求抑制该振动现象。因此,本专利技术就是鉴于上述问题而提出的,其目的在于提供一种能够抑制栅极信号的波形的振动的技术。本专利技术所涉及的电力用半导体装置具有:半导体开关元件;多个集电极主端子及多个发射极主端子,它们与所述半导体开关元件电连接,具有从所述半导体开关元件的配置面凸出的凸出部分;以及信号线,针对所述多个集电极主端子的所述凸出部分、以及所述多个发射极主端子的所述凸出部分,所述信号线包围全部所述凸出部分的整周,且在俯视观察时与这些凸出部分分离。专利技术的效果根据本专利技术,能够抑制栅极信号的波形的振动。通过以下的详细说明和附图,使得本专利技术的目的、特征、方式以及优点更清楚。附图说明图1是表示实施方式1所涉及的电力用半导体装置的结构的斜视图。图2是示意性地表示实施方式1所涉及的电力用半导体装置的局部结构的剖面斜视图。图3是示意性地表示实施方式1所涉及的电力用半导体装置的局部结构的剖面斜视图。图4是表示相关半导体装置的结构的斜视图。图5是表示相关半导体装置的各信号的波形的图。图6是表示实施方式1所涉及的电力用半导体装置的各信号的波形的图。图7是示意性地表示实施方式1的变形例所涉及的电力用半导体装置的局部结构的剖面斜视图。图8是示意性地表示实施方式2所涉及的电力用半导体装置的局部结构的剖面斜视图。具体实施方式<实施方式1>图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的电力用半导体装置的结构的斜视图,图2及图3是沿图1的A-A线及B-B线的剖面斜视图。此外,在图2及图3中,为了容易理解,省略了图1的电力用半导体装置的结构要素的一部分的图示,或者对图1的栅极信号电极3d及发射极信号电极3e的配置进行了变更。本实施方式1所涉及的电力用半导体装置具有图1所示的散热用基座板1、多个芯片搭载基板2、多个信号电极部3、多个集电极主端子4、多个发射极主端子5、印刷基板6、图2所示的发射极导线7a、栅极信号导线7b、发射极信号导线7c和图3所示的信号线8。多个芯片搭载基板2及多个信号电极部3配置于由金属构成的散热用基座板1的主面之上。各芯片搭载基板2包含图2所示的焊料2a、金属电极2b、绝缘基板2c(例如陶瓷基板)、集电极电极2d、发射极电极2e、焊料2f以及功率半导体芯片2g。焊料2a、金属电极2b及绝缘基板2c依次配置于散热用基座板1的主面之上。集电极电极2d及发射极电极2e配置于绝缘基板2c的主面之上。功率半导体芯片2g通过焊料2f而与集电极电极2d接合。在本实施方式1中,功率半导体芯片2g例如由碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)或者金刚石等宽带隙半导体构成,搭载于未图示的半导体模块。并且,功率半导体芯片2g包含例如IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)等未图示的半导体开关元件、和未图示的二极管。各信号电极部3包含图2所示的焊料3a、金属电极3b、绝缘基板3c(例如陶瓷基板)、栅极信号电极3d以及发射极信号电极3e。焊料3a、金属电极3b及绝缘基板3c依次配置于散热用基座板1的主面之上。栅极信号电极3d及发射极信号电极3e配置于绝缘基板3c的主面之上,并且具有从该配置面凸出而到达至印刷基板6的凸出部分。功率半导体芯片2g经由发射极导线7a与发射极电极2e电连接,经由栅极信号导线7b与栅极信号电极3d电连接,经由发射极信号导线7c与发射极信号电极3e电连接。各集电极主端子4经由集电极电极2d与功率半导体芯片2g(半导体开关元件)电连接,并且具有从功率半导体芯片2g(半导体开关元件)的配置面凸出的凸出部分。此外,在本实施方式1中,功率半导体芯片2g的配置面与绝缘基板2c的主面相对应。各发射极主端子5经由发射极导线7a及发射极电极2e与功率半导体芯片2g(半导体开关元件)电连接,并且具有从功率半导体芯片2g(半导体开关元件)的配置面凸出的凸出部分。根据上述结构,集电极主端子4及发射极主端子5并联连接于功率半导体芯片2g。集电极主端子4及发射极主端子5的数量是多个即可,不限于图1所示的各为3个。此外,对于1in1(在1个模块内有1个元件)的封装来说,大多采用下述构造,即,将2个集电极主端子4及2个发射极主端子5、或者3个集电极主端子4及3个发射极主端子5与半导体开关元件连接,使并联电流流过上述端子。印刷基板6在功率半导体芯片2g的配置面上方与该配置面平行地配置,如图1及图3所示,设置有在俯视观察时具有四边形形状的多个孔6a。并且,在各孔6a中活动嵌合有1组集电极主端子4及发射极主端子5的凸出部分。根据上述结构,针对多个集电极主端子4的凸出部分、以及多个发射极主端子5的凸出部分,印刷基板6包围全部凸出部分的整周,且在俯视观察时与这些凸出部分分离。如图3所示,信号线8包含栅极信号线8a及发射极信号线8b,该信号线8配线于印刷基板6。此外,在图3中,栅极信号线8a配线于印刷基板6的上表面,发射极信号线8b配线于印刷基板6的背面,但不限于此,例如也可以是,栅极信号线8a及发射极信号线8b这二者集中地配线于印刷基板6的上表面及背面中的任一者。信号线8(栅极信号线8a及发射极信号线8b)与印刷基板6同样地,针对多个集电极主端子4的凸出部分、以及多个发射极主端子5的凸出部分,包围全部凸出部分的整周,且在俯视观察时与这些凸出部分分离。此外,关于信号线8(栅极信号线8a及发射极信号线8b)与多个集电极主端子4、多个发射极主端子5各自之间的距离(间隙),是考虑到对电力用半导体装置要求的耐压及尺寸而决定的。例如,对于具有大于或等于3.3kV的耐压的电力用半导体装置,从避免封装件的极端的大型化的角度出发,优选该距离(间隙)设为3.0~30.0mm左右。此外,在该数值的计算中,将空气的绝缘耐压假定为3kV/mm。栅极信号线8a经由栅极信号电极3d等与功率半导体芯片2g(半导体开关元件)电连接,发射极信号线8b经由发射极信号电极3e等与功率半导体芯片2g(半导体开关元件)电连接。下面,在对以上述方式构成的本实施方式1所涉及的电力用半导体装置的效果进行说明之前,对与此相关的电力用半导体装置(以下记作“相关半导体装置”)进行说明。图4是表示相关半导体装置的结构的斜视图。如图4所示,相关半导体装置构成为,在由虚线包围的区域,印刷基板6是开放的。因此,就相关半导体装置而言,针对多个集电极主端子4的凸出部分以及多个发射极主端子5的凸出部分,信号线8并未包围全部凸出部分的整周,这一点与实施方式1所涉及的电力用半导体装置不同。然后,针对本实施方式1所涉及的电力用半导体装置及相关半导体装置,对刚切换为截止后的各信号的波形进行了调查。图5是表示相关半导体装置的各信号的波形的图,图6是表示本实施方式1所涉及的电力用半导体装置的各信号的波形的图。<本文档来自技高网...
电力用半导体装置

【技术保护点】
一种电力用半导体装置,其具有:半导体开关元件;多个集电极主端子及多个发射极主端子,它们与所述半导体开关元件电连接,具有从所述半导体开关元件的配置面凸出的凸出部分;以及信号线,针对所述多个集电极主端子的所述凸出部分、以及所述多个发射极主端子的所述凸出部分,所述信号线包围全部所述凸出部分的整周,且在俯视观察时与这些凸出部分分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力用半导体装置,其具有:半导体开关元件;多个集电极主端子及多个发射极主端子,它们与所述半导体开关元件电连接,具有从所述半导体开关元件的配置面凸出的凸出部分;以及信号线,针对所述多个集电极主端子的所述凸出部分、以及所述多个发射极主端子的所述凸出部分,所述信号线包围全部所述凸出部分的整周,且在俯视观察时与这些凸出部分分离。2.根据权利要求1所述的电力用半导体装置,其中,所述信号线包含与所述半导体开关元件电连接的栅极信号线及发射极信号线中的至少一者。3.根据权利要求2所述的电力用半导体装置,其中,所述信号线包含所述栅极信号线及所述发射极信号线,所述栅极信号线及...

【专利技术属性】
技术研发人员:羽鸟宪司北村周一本宫哲男
申请(专利权)人:三菱电机株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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