半导体芯片以及使用了该半导体芯片的半导体模块制造技术

提供一种半导体芯片。半导体芯片具备：开关元件(11a～16a)，具有栅极电极；第1控制焊盘(71)，与上述栅极电极电连接，被施加控制上述开关元件的接通、断开的电压；以及第2控制焊盘(72)，在上述开关元件接通时，在与上述第1控制焊盘之间构成供控制电流流过的电流路径，上述第1控制焊盘以及上述第2控制焊盘中的某一方的控制焊盘被配置成被另一方的控制焊盘夹着。

Semiconductor chip and semiconductor module using the semiconductor chip

A semiconductor chip is provided. The semiconductor chip has the switching element (11a ~ 16a), with a gate electrode; first control pad (71), connected with the gate electrode, a voltage is applied to control the switching element connected, disconnected; and second control pad (72), the switching element is connected, a current the path for current flow control between the first control pad, the first control and control of the second welding pad control pads of the one side of the plate is configured to be control pads on the other side of the clip.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体芯片以及使用了该半导体芯片的半导体模块相关申请的交叉引用本申请基于2015年6月24日提出的日本申请号2015－126785号，在此引用其记载内容。
本公开涉及具有与控制端子连接的多个焊盘(Pad)的半导体芯片、以及使用了该半导体芯片的半导体模块。
技术介绍
以往，例如在专利文献1中，作为构成逆变器的半导体模块，提出了所谓的2in1构造的半导体模块。即，在该半导体模块中，包括具有构成上臂的开关元件的半导体芯片、以及具有构成下臂的开关元件的半导体芯片，各半导体芯片的开关元件以串联的方式连接。此外，在该半导体模块中，各半导体芯片的构成被设为共同，并分别形成有IGBT元件。而且，在形成有IGBT元件的半导体芯片的发射极侧分别配置上侧散热片，并且在集电极侧分别配置下侧散热片，上臂侧的上侧散热片与下臂侧的下侧散热片被连接，从而上臂的开关元件与下臂的开关元件被电连接。另外，上臂侧的下侧散热片与第1主端子(正极端子)连接，下臂侧的下侧散热片与第2主端子(输出端子)连接，下臂侧的上侧散热片与第3主端子(负极端子)连接。此外，从上侧散热片上观察时，第1～第3主端子相对于半导体芯片向相同方向延伸设置，若第1主端子与第3主端子的间隔变宽，则寄生电感变大，因此在第1主端子与第2主端子之间配置第3主端子。另外，作为用于控制形成于各半导体芯片的IGBT元件的控制焊盘，各半导体芯片具有栅极焊盘以及开尔文发射极焊盘。而且，各控制焊盘与栅极端子以及开尔文发射极端子被电连接。在这样的半导体模块中，通过交替地切换上臂以及下臂的开关元件的接通、断开，从而切换从第1主端子向第2主端子的主电流、以及从第2主端子向第3主端子的主电流。现有技术文献专利文献专利文献1：JP2013－149684A
技术实现思路
然而，在上述那种半导体模块(半导体芯片)中，在对栅极焊盘施加规定的电压而使IGBT元件成为接通状态时，基于流经各主端子之间的主电流而感应产生磁通。而且，以阻碍感应产生的磁通的方式，在栅极端子与开尔文发射极端子之间产生控制电流(感应电流)，因此施加于栅极焊盘的电压变动。另外，在上述半导体模块中，由于在第1主端子与第2主端子之间配置有第3主端子，因此主电流从第1主端子流向第2主端子的方向和主电流从第2主端子流向第3主端子的方向变得相反。换句话说，上臂的半导体芯片和下臂的半导体芯片中产生的控制电流成为逆向。而且，在上述半导体模块中，由于上臂的半导体芯片与下臂的半导体芯片设为相同的构成，因此在一方的半导体芯片中，控制电流从开尔文发射极端子流向栅极端子侧，在另一方的半导体芯片中，控制电流从栅极端子流向开尔文发射极端子侧。在该情况下，若控制电流从栅极端子侧流向开尔文发射极端子侧，则施加于栅极焊盘的电压在使IGBT元件接通的一侧增加，成为误工作的原因。本公开鉴于上述点，目的之一在于提供能够抑制开关元件误工作的半导体芯片以及使用了该半导体芯片的半导体模块。本公开的一方面的半导体芯片具备多个焊盘和具有栅极电极的开关元件。多个焊盘具有：第1控制焊盘，与栅极电极电连接，被施加控制开关元件的接通、断开的电压；以及第2控制焊盘，在开关元件接通时，在与第1控制焊盘之间构成供控制电流流过的电流路径，第1控制焊盘以及第2控制焊盘中的某一方的控制焊盘被配置成被另一方的控制焊盘夹着。据此，在第1控制焊盘以及第2控制焊盘连接控制端子时，能够适当地变更连接于第1控制焊盘以及第2控制焊盘的控制端子的排列。换句话说，能够以使控制电流从第2控制焊盘流向第1控制焊盘的方式，将控制端子连接于第1控制焊盘以及第2控制焊盘。因此，能够通过控制电流抑制开关元件误工作。另外，本公开的一方面的半导体模块具备：构成上臂的第1半导体芯片，形成有具有栅极电极的开关元件，在表面形成有第1主焊盘，并且相邻地形成有多个控制焊盘，在背面形成有第2主焊盘；构成下臂的第2半导体芯片，形成有具有栅极电极的开关元件，并且被设为与第1半导体芯片相同的结构，与第1半导体芯片相邻地配置；正极端子，与第1半导体芯片的第2主焊盘电连接；负极端子，与第2半导体芯片的第1主焊盘电连接；输出端子，与第1半导体芯片的第1主焊盘以及第2半导体芯片的第2主焊盘电连接，从而成为上臂以及下臂的中间电位；以及多个控制端子，与多个控制焊盘连接。在从相对于第1半导体芯片以及第2半导体芯片的表面的法线方向观察时，正极端子、负极端子、输出端子相对于第1半导体芯片以及第2半导体芯片向相同方向延伸设置，并且在正极端子与输出端子之间配置有负极端子，多个控制焊盘具有：第1控制焊盘，与栅极电极电连接，被施加控制开关元件的接通、断开的电压；以及第2控制焊盘，在开关元件接通时，在与第1控制焊盘之间构成供控制电流流过的电流路径，第1控制焊盘以及第2控制焊盘中的某一方的焊盘被配置成被另一方的焊盘夹着，控制端子具有与第1控制焊盘连接的第1控制端子和与第2控制焊盘连接的第2控制端子，第1控制端子以及第2控制端子以使控制电流从第2控制端子流向第1控制端子的方式，与第1半导体芯片以及第2半导体芯片中的第1控制焊盘以及第2控制焊盘分别电连接。据此，在第1半导体芯片以及第2半导体芯片中，第1控制端子以及第2控制端子分别以使控制电流从第2控制端子流向第1控制端子的方式与第1控制焊盘以及第2控制焊盘电连接。因此，在第1半导体芯片以及第2半导体芯片中，能够利用控制电流抑制第1控制焊盘的电位向使开关元件接通的一侧增加，从而能够抑制开关元件误工作。附图说明关于本公开的上述目的以及其他目的、特征及优点通过参照所附的附图来进行的下述详细的记述而变得更加明确。图1是应用第1实施方式中的半导体模块而构成的逆变器的电路图。图2是半导体模块的俯视示意图。图3是相当于图2中的III－III剖面的剖面图。图4是半导体芯片的俯视图。图5是相当于图4中的V－V剖面的剖面图。图6A是表示上臂中的控制电流的流动方向的图。图6B是表示下臂中的控制电流的流动方向的图。图7是第2实施方式中的半导体芯片的俯视图。图8是第3实施方式中的半导体模块的俯视图。具体实施方式以下，基于图对实施方式进行说明。此外，以在下的各实施方式相互中，对相互相同或等效的部分附加相同的附图标记来进行说明。(第1实施方式)对第1实施方式进行说明。在本实施方式中，对将本公开的技术思想应用于构成三相马达驱动用的逆变器的半导体模块的例子进行说明。首先，对逆变器的电路构成进行说明。逆变器用于基于直流电源对作为负荷的三相马达4进行交流驱动，具有包含升压电路的电源部1、逆变器输出电路2、以及在电源部1与逆变器输出电路2之间并联地配置的电容器3。此外，电容器3是平滑用电容器，为了抑制电源部(升压电路)1的噪声的影响而形成恒定的电源电压来配备。逆变器输出电路2采用将串联连接的上下臂11～16以三相并联连接而成的构成，将上臂11、13、15与下臂12、14、16的中间电位向三相马达4的U相、V相、W相的各相依次切换着施加。上下臂11～16分别具备IGBT元件11a～16a以及FWD(续流二极管)元件11b～16b，通过对各相的上下臂11～16的IGBT元件11a～16a进行接通、断开控制，从而对三相马达4供给周期不同的三相的交流电流。在本实施方式中，在将构成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体芯片，具备：多个焊盘(71、72)；以及开关元件(11a～16a)，具有栅极电极(57)，上述多个焊盘具有：第1控制焊盘(71)，与上述栅极电极电连接，被施加控制上述开关元件的接通、断开的电压；以及第2控制焊盘(72)，在上述开关元件接通时，在与上述第1控制焊盘之间构成供控制电流流过的电流路径，上述第1控制焊盘以及上述第2控制焊盘中的某一方的控制焊盘被配置成被另一方的控制焊盘夹着。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.24 JP 2015-1267851.一种半导体芯片，具备：多个焊盘(71、72)；以及开关元件(11a～16a)，具有栅极电极(57)，上述多个焊盘具有：第1控制焊盘(71)，与上述栅极电极电连接，被施加控制上述开关元件的接通、断开的电压；以及第2控制焊盘(72)，在上述开关元件接通时，在与上述第1控制焊盘之间构成供控制电流流过的电流路径，上述第1控制焊盘以及上述第2控制焊盘中的某一方的控制焊盘被配置成被另一方的控制焊盘夹着。2.一种半导体模块，具备：构成上臂的第1半导体芯片(21a)，形成有具有栅极电极(57)的开关元件(11a、13a、15a)，在表面形成有第1主焊盘(59)，并且相邻地形成有多个控制焊盘(71、72)，在背面形成有第2主焊盘(63)；构成下臂的第2半导体芯片(21b)，形成有具有栅极电极(57)的开关元件(12a、14a、16a)，并且被设为与上述第1半导体芯片相同的结构，与上述第1半导体芯片相邻地配置；正极端子(22)，与上述第1半导体芯片的第2主焊盘电连接；负极端子(24)，与上述第2半导体芯片的第1主焊盘电连接；输出端子(23)，与上述第1半导体芯片的第1主焊盘以及上述第2半导体芯片的第2主焊盘电连接，从...

【专利技术属性】
技术研发人员：河野宪司，田边广光，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本,JP