半导体装置制造方法及图纸

即使是开关元件被配置在不同的导电图案上且并联连接的结构，也抑制开关动作时的振荡现象。该半导体装置(1)具备：具有主表面的基板(3～6)；配设在主表面上的多个导电图案(7～10)；多个开关元件(11～18)，所述多个开关元件(11～18)被配置为集电极电极连接在多个导电图案上；以及1个或多个布线构件(19、20)，所述1个或多个布线构件(19、20)将多个开关元件中的、被配置在不同的导电图案上且并联连接的开关元件的发射极电极之间直接连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
本专利技术涉及一种具有多个开关元件的半导体装置。
技术介绍
在被应用于风力/太阳能发电等新能源领域和车辆用领域的电力变换装置中，存在一种使用功率半导体元件来作为开关元件的半导体装置。例如，在电力变换用的半导体装置中，使用高电压、大电流、高速开关动作优异的IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极晶体管)来作为开关元件。以使用IGBT元件作为开关元件的半导体装置为例来进行说明。例如，在电力变换用的半导体装置中，在高电源电位(P)与低电源电位(N)之间设置由上臂和下臂构成的功率模块。在功率模块中，在使用IGBT元件作为开关元件的情况下，上臂和下臂分别由IGBT元件和续流二极管(FWD：FreeWheelingDiode)构成。构成上臂的IGBT元件与构成下臂的IGBT元件串联连接。而且，在上臂和下臂中，分别将作为一组的IGBT元件和FWD并联连接，由此实现作为模块的电流容量的扩大。另外，在将IGBT元件并联连接的结构中，由于IGBT元件的栅极电容、并联连接的IGBT元件之间的电感、IGBT栅极之间的电感等条件，有可能会在开关动作时发生振荡。当在功率模块中发生振荡时，IGBT的栅极端子有可能被施加超过耐压的电压，因此采取了各种对策。例如，在电力变换用的功率模块中，利用导体线将被配置在同一绝缘基板(导电图案)上且并联连接的2个IGBT元件的发射极电极之间电连接(参照专利文献1的FIG1、专利文献2的图24)。通过上述对策，实现了被并联连接的多个IGBT元件的发射极电极的电位的均匀化。另一方面，提出了如下一种电力变换用的功率模块：属于同一臂的多个IGBT元件被配置在不同的基板(导电图案)上，这些IGBT元件经由导电图案等来并联连接(例如，参照专利文献3)。在专利文献3所记载的功率模块中，沿着配置了IGBT元件的不同的基板(导电图案)，以彼此接近的方式配设有导体图案。而且，将IGBT元件的发射极电极分别连接于所接近的导体图案，并且将导体图案之间连接起来。现有技术文献专利文献专利文献1：德国专利申请公开第DE19549011A1号说明书专利文献2：日本特开2002-153079号公报专利文献3：日本特开2016-58515号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，已判明的是，在属于同一臂的IGBT元件被配置在不同的基板(导电图案)上且并联连接的情况下，由将发射极电极之间连接起来的导电图案等所引起的电感增大，无法充分地抑制振荡现象。该振荡现象是在除IGBT元件以外的开关元件(例如MOSFET元件、反向导通型IGBT元件等)中也同样会发生的问题。本专利技术是鉴于上述问题点而完成的，其目的之一在于提供如下一种半导体装置：即使是开关元件被配置在不同的导电图案上且并联连接的结构，也能够抑制开关动作时的振荡现象。用于解决问题的方案本实施方式的半导体装置具备：具有主表面的基板；配设在所述主表面上的多个导电图案；多个开关元件，所述多个开关元件被配置为集电极电极连接在所述多个导电图案上；以及1个或多个布线构件，所述1个或多个布线构件将所述多个开关元件中的、被配置在不同的导电图案上且并联连接的开关元件的发射极电极之间直接连接。专利技术的效果根据本专利技术，即使是开关元件被配置在不同的导电图案上且并联连接的结构，也能够利用将开关元件的发射极电极之间直接连接的1个或多个布线构件来抑制开关动作时的振荡现象。附图说明图1是将本实施方式所涉及的半导体装置应用于功率模块的情况下的俯视图。图2是表示上臂的开关元件排列与将输出端子之间连起来的引线框的相对关系的俯视图。图3是表示下臂的开关元件排列与将输出端子之间连起来的引线框的相对关系的俯视图。图4A是表示引线框的结构例的图，图4B是表示引线框的其它结构例的图，图4C是表示引线框的其它结构例的图。图5是将本实施方式所涉及的半导体装置应用于功率模块的情况下的电路图。图6是将未采取振荡对策的半导体装置应用于功率模块的情况下的电路图。图7A是没有采取IGBT元件的发射极间线连接对策的情况下的波形图，图7B是采取了IGBT元件的发射极间线连接对策的本实施方式的波形图。图8是第二实施方式所涉及的半导体装置的俯视图。图9是第二实施方式的变形例所涉及的半导体装置的俯视图。具体实施方式下面，说明将本实施方式所涉及的半导体装置应用于逆变器电路的功率模块的例子，但是半导体装置不限定于逆变器电路。只要是具有将被配置在不同导电图案上的功率开关元件并联连接的结构的功率模块即可，本实施方式的半导体装置也能够应用于除逆变器电路以外的电路。另外，在本实施方式中，说明使用IGBT元件作为开关元件的例子，但是能够使用除IGBT元件以外的功率开关元件作为开关元件。例如，也可以是MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)元件来代替IGBT元件。在MOSFET元件的情况下，将发射极电极替换为源极电极来读，将集电极电极替换为漏极电极来读。另外，在本实施方式中，说明IGBT和续流二极管分别设置为不同的半导体芯片的例子，但是不限于此，也可以应用将IGBT部和FWD部组合而成的单一元件即反向导通型IGBT(RC-IGBT)。开关元件和二极管能够使用硅(Si)半导体或碳化硅(SiC)半导体。图1是将本实施方式所涉及的半导体装置应用于功率模块的情况下的俯视图。本实施方式所涉及的半导体装置1被配置在收纳功率模块的封装的基底板2(日语：ベース板)上。半导体装置1具备被分割为4个的绝缘板3～6、配设于绝缘板3～6的主表面的导电图案7～10、以及配置在导电图案7～10上的作为开关元件的IGBT元件11～18。相对于上臂中被配置并联连接的多个IGBT元件11～14的导电图案7、8，连接了IGBT元件11～14的发射极电极的导电图案9、10为其它导电图案。在本实施方式中，属于上臂的开关元件11～14中的配置于不同的导电图案7、8的IGBT元件12、13的发射极电极之间通过作为布线构件的导体线19直接连接。另外，属于下臂的开关元件15～18中的配置于不同的导电图案9、10的IGBT元件16、17的发射极电极之间通过作为布线构件的导体线20直接连接。并且，配置于同一导电图案(7～10)的IGBT元件(11、12)、(13、14)、(15、16)、(17、18)的发射极电极之间分别通过作为其它的布线构件的导体线21～24直接连接。此外，在本实施方式中，将导体线作为布线构件(19、20)和其它的布线构件(21～24)来使用。可以将直径10um～600um的导体线作为布线构件来使用。关于导体线的材质，能够使用金、铜、铝、金合金、铜合金、铝合金中的任一个或它们的组合。能够将除导体线以外的构件作为布线构件来使用。例如，能够将带状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，具备：/n具有主表面的基板；/n配设在所述主表面上的多个导电图案；/n多个开关元件，所述多个开关元件被配置为集电极电极连接在所述多个导电图案上；以及/n1个或多个布线构件，所述1个或多个布线构件将所述多个开关元件中的、被配置在不同的导电图案上且并联连接的开关元件的发射极电极之间直接连接。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180914 JP 2018-1724401.一种半导体装置，具备：
具有主表面的基板；
配设在所述主表面上的多个导电图案；
多个开关元件，所述多个开关元件被配置为集电极电极连接在所述多个导电图案上；以及
1个或多个布线构件，所述1个或多个布线构件将所述多个开关元件中的、被配置在不同的导电图案上且并联连接的开关元件的发射极电极之间直接连接。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
发射极电极之间被所述布线构件直接连接的2个开关元件是配置在一方的所述导电图案上的多个开关元件与配置在另一方的所述导电图案上的多个开关元件之间距离最短的2个开关元件。


3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，
具有将配置在同一导电图案上的多个开关元件的发射极电极之间直接连接的其它布线构件。


4.根据权利要求1～3中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，还具备：
第一引线框，其具有多个第一腿部、与外部连接的第一连接部、以及将各所述第一腿部与所述第一连接部之间连接起来的第一布线部，其中，所述多个第一腿部与被配置为所述多个开关元件将集电极电极连接在其上的各所述导电图案中设置的多个第一端子区连接；
多个其它导电图案，所述多个其它导电图案与所述多个导电图案对应地配设在所述主表面上，所述多个其它导电图案连接了配置在各自对应的所述导电图案上的所述开关元件的发射极电极；以及
第二引线框，其具有与设置在各所述其它导电图案的多个第二端子区连接的多个第二腿部、与外部连接的第二连接部、以及将各所述第二腿部与所述第二连接部之间连接起来的第二布线部。


5.根据权利要求4所述的半导体装置，其特征在于，
所述多个开关元件的排列方向与所述多个第二端子区的排列方向为同一方向。


6.根据权利要求1～5中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述多个开关元件的排列方向与所述布线构件的布线方向为同一方向。


7.根据权利要求1～6中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述布线构件的布线方向与所述其它布线构件的布线方向为同一方向。


8.根据权利要求4～7中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述多个开关元件的排列方向、所述布线构件的布线方向、所述第一端子区的排列方向、以及所述第二端子区的排列方向为同一方向。


9.根据权利要求4～8中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
按照距所述多个开关元件的排列由近到远的顺序配置有所述布线构件的布线、所述第一端子区的排列、所述第二端子区的排列。


10.根据权利要求1～9中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
利用所述多个开关元件中的同时进行接通断开动作的开关元件来构成臂，同一臂中配置在不同的导电图案上的开关元件的发射极电极之间通过所述布线构件连接。


11.根据权利要求1～3中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述布线构件构成第一布线构件或第二布线构件，
利用所述多个开关元件中的同时进行接通断开动作的开关元件来构成上臂和下臂，
所述基板针对配置有所述开关元件的每个所述导电图案分别设置而设置有多个，
属于所述上臂的所述基板具有：
第一导电图案，其用于配置所述开关元件，所述第一导电图案与高电位侧的输入端子连接；以及
第二导电图案，其与中间电位连接，形成为包围所述第一导电图案，
所述第一导电图案具有在俯视时呈T字的形状，
所述第一导电图案具有：
第一长条部，其沿所述开关元件的排列方向延伸；以及
第二长条部，其从所述第一长条...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀江峻太，岩本进，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP