半导体装置以及多相用半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供在确保需要绝缘的2个电路之间的绝缘耐性的同时实现了装置的小型化的半导体装置。而且，本发明专利技术在小型功率模块(4A)的表面之上，按下桥臂控制基板(2A)、绝缘件(3)以及上桥臂控制基板(1A)的顺序层叠配置。上桥臂主要区域(10)以及下桥臂主要区域(20)配置为与绝缘件(3)在俯视观察时重叠，上桥臂主要区域(10)以及下桥臂主要区域(20)的大部分在俯视观察时重叠。上桥臂控制基板(1A)和上桥臂控制基板(1B)由相同构造的基板构成，下桥臂控制基板(2A)与上桥臂控制基板(1A)具有下述位置关系，即，该下桥臂控制基板(2A)成为将上桥臂控制基板(1A)沿水平方向旋转180度的状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置以及多相用半导体装置
本专利技术涉及在电力控制仪器等中使用的半导体装置，特别涉及该半导体装置的控制基板构造。
技术介绍
以往的包含将具有上下桥臂的逆变器部内置的模块等的半导体装置例如在电动汽车等电动车辆等中作为用于对其驱动用电动机进行驱动的逆变器装置而使用。例如在专利文献1中公开了具有上述特征的半导体装置。在构成将上下桥臂内置的上述以往的半导体装置的情况下，为了确保上桥臂、下桥臂之间的绝缘性，不仅需要进行作为高压侧桥臂以及低压侧桥臂的上桥臂以及下桥臂之间的绝缘，在将用于上桥臂以及下桥臂的2个控制基板设置于同一基体之上的情况下，为了确保2个控制基板之间的绝缘性，还需要将2个控制基板彼此隔着绝缘区域而设置，2个控制基板的平面方向的缩小化存在极限。专利文献1：日本特开2002-26251号公报
技术实现思路
在电力用模块的高电流密度化以及小型化由于SiC元件等的开发而加深的状况下，在具有上述特征的以往的半导体装置中，在用于上桥臂以及下桥臂的2个控制基板之间也需要设置绝缘区域，基体的平面方向的缩小化存在极限，因此存在下述问题，即，不能在确保包含控制基板的上下桥臂之间的绝缘耐压的同时实现装置的小型化。在本专利技术中，目的在于解决如上所述的问题，提供在确保需要绝缘的电路之间的绝缘性能的同时实现了装置的小型化的半导体装置。本专利技术涉及的半导体装置具有：半导体模块，其在内部具有第1以及第2部分电路部，在外部具有用于所述第1以及第2电路部的第1以及第2外部端子；以及第1以及第2控制基板，它们配置于所述半导体模块之上，设置有用于所述第1以及第2部分电路部的第1以及第2控制电路，所述第1以及第2控制基板具有形成第1以及第2控制主要部的第1以及第2主要区域，该半导体装置还具有绝缘件，该绝缘件以与所述第1以及第2主要区域在俯视观察时重叠的方式插入在所述第1以及第2控制基板之间，所述第1以及第2控制基板还具有形成与所述第1以及第2外部端子电连接的第1以及第2电路部件的第1以及第2凸起区域，所述第1控制电路包含所述第1电路部件以及所述第1控制主要部，所述第2控制电路包含所述第2电路部件以及所述第2控制主要部。专利技术的效果本专利技术涉及的本申请技术方案即半导体装置的第1以及第2控制基板的第1以及第2主要区域配置为与绝缘件在俯视观察时重叠。因此，以第1以及第2主要区域的大部分在俯视观察时重叠的方式，层叠第1以及第2控制基板，其结果，能够实现第1以及第2控制基板的占有面积的缩小化，实现装置整体的小型化。在此基础上，本申请技术方案由于在第1以及第2控制基板之间存在以与第1以及第2主要区域在俯视观察时重叠的方式插入的绝缘件，从而至少能够将第1以及第2控制主要部之间通过绝缘件进行绝缘，因此起到确保第1以及第2控制电路之间的高绝缘性能的效果。本专利技术的目的、特征、方案以及优点通过下面的详细说明和附图而变得更清楚。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1的半导体装置的构造的说明图。图2是表示图1的上下桥臂控制基板之间的俯视构造的俯视图。图3是表示形成于上桥臂控制基板的控制电路部和形成于小型功率模块内的桥臂部的具体例的说明图。图4是表示本专利技术的实施方式2的半导体装置的构造的说明图。图5是示意性地表示上下桥臂控制基板各自与桥臂控制端子之间的连接关系的说明图。图6是表示将上下桥臂内置的上述以往的半导体装置的结构例的斜视图。具体实施方式＜前提技术＞图6是表示将上下桥臂内置的上述以往的半导体装置的结构例的斜视图。如该图所示，在将具有上桥臂部以及下桥臂部的逆变器部内置的半导体模块80的表面之上，上桥臂控制电路81以及下桥臂控制电路82是在电路81、82之间隔着绝缘区域83而形成的。上桥臂控制电路81是用于上桥臂部的控制电路，下桥臂控制电路82是用于下桥臂部的控制电路。此外，高压侧桥臂部即上桥臂部具有被施加高电压VH的P端子作为外部端子，低压侧桥臂部即下桥臂部具有被施加低电压VL(＜VH)的N端子作为外部端子。由在图6示出的半导体模块80、上桥臂控制电路81、下桥臂控制电路82以及绝缘区域83能够得到成为IPM(IntelligentPowerModule)的半导体装置。特别是，在作为高电压、大电流的电力用功率模块而构成具有带上下桥臂的逆变器部的半导体装置的情况下，连同通断电涌在内，需要确保上桥臂部、下桥臂部之间的绝缘耐压，因此，如图6所示必须在上桥臂控制电路81以及下桥臂控制电路82之间也设置绝缘区域83。其结果，存在下述问题，即，由于半导体模块80的表面积的缩小化产生极限，因此不能实现装置整体的小型化。在下面叙述的实施方式解决了该问题。＜实施方式1＞图1是表示本专利技术的实施方式1的半导体装置的构造的说明图，图2是表示在图1中示出的上桥臂控制基板1A、下桥臂控制基板2A之间的俯视构造的俯视图。此外，在图1中，将实施方式1的半导体装置的构造以组装工序图形式示出，在图1以及图2分别示出XYZ正交坐标系。小型功率模块4A(半导体模块)在内部具有未图示的作为高压侧桥臂部的上桥臂部以及作为低压侧桥臂部的下桥臂部(第1以及第2部分电路部)。上桥臂部以及下桥臂部分别具有IGBT等功率半导体元件，由上桥臂部以及下桥臂部的组合构成一个单位的逆变器部。小型功率模块4A构成为，还从小型功率模块4A的内侧在表面之上凸出地形成有用于上桥臂部的上桥臂控制端子C11～C14以及用于下桥臂部的下桥臂控制端子C21～C24。在小型功率模块4A的表面之上，存在于前方(+Y方向)的上桥臂控制端子C11～C14沿从中央部朝向角部的右方向(+X方向)按C11、C12、C13及C14的顺序(外部端子配置顺序)进行配置。在小型功率模块4A的表面之上，存在于后方(－Y方向)的下桥臂控制端子C21～C24沿从中央部朝向角部的左方向(－X方向)按C21、C22、C23及C24的顺序(外部端子配置顺序)进行配置。如上所述，在小型功率模块4A的表面之上，上桥臂控制端子C11～C14配置于前方右侧(+Y方向以及+X方向侧)，下桥臂控制端子C21～C24配置于后方左侧(－Y方向以及－X方向侧)。即，上桥臂控制端子C11～C14以及下桥臂控制端子C21～C24具有如下位置关系(第1外部端子位置关系)，即，在小型功率模块4A的表面之上，分离配置在俯视观察时彼此相对的端部、且设置于对角位置。在小型功率模块4A的表面之上，按下桥臂控制基板2A、绝缘件3以及上桥臂控制基板1A的顺序层叠地配置下桥臂控制基板2A、绝缘件3以及上桥臂控制基板1A。上桥臂控制基板1A具有上桥臂主要区域10、上桥臂凸起区域11以及上桥臂凸起区域12。上桥臂主要区域10占据上桥臂控制基板1A的除了上桥臂凸起区域11以及上桥臂凸起区域12以外的大部分的区域。上桥臂凸起区域11从上桥臂主要区域10向图中前方(+Y方向)凸出，形成于图中前端右侧(+Y方向以及+X方向侧)，上桥臂凸起区域12从上桥臂主要区域10向图中右方向凸出，形成于图中右端中央部。而且，在上桥臂主要区域10形成用于上桥臂部的上桥臂控制电路的主要部分(未图示，下面简记作“上桥臂控制主要部”(第1控制主要部))，在上桥臂凸起区域11的表面之上形成与上桥臂控制端子C11～C14电连接的上桥臂部件D11～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其具有：半导体模块(4A、4B)，其在内部具有第1以及第2部分电路部，在外部具有用于所述第1以及第2电路部的第1以及第2外部端子(C11～C14、C21～C24、C31～C34、C41～C44)；以及第1以及第2控制基板(1A、1B、2A、2B)，它们配置于所述半导体模块之上，设置有用于所述第1以及第2部分电路部的第1以及第2控制电路，所述第1以及第2控制基板具有形成第1以及第2控制主要部(58)的第1以及第2主要区域，该半导体装置还具有绝缘件(3)，该绝缘件(3)以与所述第1以及第2主要区域在俯视观察时重叠的方式插入在所述第1以及第2控制基板之间，所述第1以及第2控制基板还具有形成与所述第1以及第2外部端子电连接的第1以及第2电路部件(D11～D14、D31～D34、D21～D24、D41～D44)的第1以及第2凸起区域(11、16、21、26)，所述第1控制电路包含所述第1电路部件以及所述第1控制主要部，所述第2控制电路包含所述第2电路部件以及所述第2控制主要部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其具有：半导体模块(4A、4B)，其在内部具有第1以及第2部分电路部，在外部具有用于所述第1以及第2电路部的第1以及第2外部端子(C11～C14、C21～C24、C31～C34、C41～C44)；以及第1以及第2控制基板(1A、1B、2A、2B)，它们配置于所述半导体模块之上，设置有用于所述第1以及第2部分电路部的第1以及第2控制电路，所述第1以及第2控制基板具有形成第1以及第2控制主要部(58)的第1以及第2主要区域，该半导体装置还具有绝缘件(3)，该绝缘件(3)以与所述第1以及第2主要区域在俯视观察时重叠的方式插入在所述第1以及第2控制基板之间，所述第1以及第2控制基板还具有形成与所述第1以及第2外部端子电连接的第1以及第2电路部件(D11～D14、D31～D34、D21～D24、D41～D44)的第1以及第2凸起区域(11、16、21、26)，所述第1控制电路包含所述第1电路部件以及所述第1控制主要部，所述第2控制电路包含所述第2电路部件以及所述第2控制主要部。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第1以及第2凸起区域彼此在俯视观察时不重叠，并且分别与所述绝缘件在俯视观察时不重叠。3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述第1以及第2控制基板(1A、2A)的包含所述第1以及第2主要区域(10、20)和所述第1以及第2凸起区域(11、26)在内的整体的平面形状彼此相同，第1以及第2控制基板具有相对于一方的基板而使另一方的基板沿水平方向旋转180度的第1控制基板位置关系。4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，所述第1以及第2外部端子具有第1外部端子位置关系，即，在所述半导体模块(4A)之上，所述第1以及第2外部端子分离地设置在俯视观察时彼此相对的端部。5.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，所述第1以及第2控制基板(1B、2B)的包含所述第1以及第2主要区域(15、25)和所述第1以及第2凸起区域(16、26)在内的整体的平面形状彼此相同，所述第1以及第2控制基板(1B、2B)具有第2控制基板位置关系，即，所述第1以及第2控制基板中的一方的控制基板使表面处于上方地配置于所述半导体模块之上，另一方的控制基板使表面处于下方地配置于所述半导体模块之上。6.根据权利要求5所述的半导体装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛岛光一，
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