功率半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的课题是提高功率半导体装置的组装性。功率半导体装置具备：多个子模块，其具备被夹在源极导体和漏极导体之间的半导体元件、传递该半导体元件的感测信号的感测布线、和配置该感测布线及源极导体的绝缘部；以及源极外侧导体，其在多个子模块的每一个中覆盖源极导体而形成且与该源极导体接合，多个子模块所包含的各个源极导体具有突出部，该突出部从该源极导体朝向感测布线而形成且与感测布线连接，并且规定感测布线和源极外侧导体的距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率半导体装置
本专利技术涉及一种功率半导体装置。
技术介绍
功率半导体元件被广泛用于民用、车载用、铁道用、变电设备等。功率半导体装置要求在利用扩大的同时实现低成本化，例如提高组装性。专利文献1中公开了一种功率半导体模块，其特征在于，具备：功率半导体元件，其具有形成有栅电极及发射极的第一电极面、和形成有集电极的第二电极面；第一导体板，其与所述第一电极面相对配置，与所述发射极电连接；第二导体板，其与所述第二电极面相对配置，与所述集电极电连接；第一信号导体，其与所述栅电极电连接，向所述栅电极传送信号；以及第二信号导体，其与用于测定所述信号的基准电位的开尔文发射极电连接，通过将所述第一导体板和所述第二信号导体电连接，将所述第一导体板的一部分用作所述开尔文发射极。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2014-067897号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在专利文献1所记载的专利技术中，功率半导体装置的组装性有改善的余地。解决问题的技术手段本专利技术的第一方式的功率半导体装置具备：多个子模块，其具备被源极导体和漏极导体夹着的半导体元件、传递该半导体元件的感测信号的感测布线、和配置该感测布线和所述源极导体的绝缘部；以及源极外侧导体，其在所述多个子模块的每一个中覆盖所述源极导体而形成且与该源极导体接合，所述多个子模块中包含的各个所述源极导体具有突出部，该突出部从该源极导体朝向所述感测布线而形成且与所述感测布线连接，并且规定所述感测布线和所述源极外侧导体的距离。专利技术的效果根据本专利技术，能够提高功率半导体装置的组装性。附图说明图1是功率半导体装置100的分解立体图。图2是子模块90的分解立体图。图3是表示将源极导体10和漏极导体20组合后的状态的图。图4是功率半导体装置100的主视图。图5是子模块90的等效电路。图6是从子模块90除去源极导体10后的俯视图。图7是说明存在接触区域23A的区域的图。图8是表示本实施方式的功率半导体装置100和比较例的功率半导体装置100Z的比较的图。图9是变形例1中的子模块90A的俯视图。图10是变形例2中的子模块90B的俯视图。图11是表示变形例3中的源极导体10A的图。具体实施方式-实施方式-以下，参照图1～图8说明功率半导体装置的实施方式。图1是本专利技术的功率半导体装置100的分解立体图。功率半导体装置100具备4个子模块90、源极外侧导体110和漏极外侧导体120。4个子模块90可分类为构成上臂电路的两个子模块90和构成下臂电路的两个子模块90。其中，任一子模块90的构成都相同。图2是子模块90的分解立体图。子模块90具备图示上部的源极导体10、图示下部的漏极导体20、与漏极导体20连接的4个半导体元件30。4个半导体元件30具有相同的构成，以子模块90能够应对大电流的方式并联连接4个半导体元件30。源极导体10在其四角具有突出部11。源极导体10由铜、铝等金属制成，通过冲压加工或切削加工形成突出部11。源极导体10所具备的4个突出部11与4个半导体元件30一一对应。突出部11由于两个理由而要确保某程度的粗细。第一，是为了确保用于规定源极外侧导体110和漏极外侧导体120的间隔的强度。第二，是为了减小电感。详细情况将在后面叙述。漏极导体20在整个表面上具有绝缘层21，在绝缘层21上具有栅极布线22和感测布线23。但是，在漏极导体20的表面且配置有半导体元件30的区域不具有绝缘层21。绝缘层21可以使用例如树脂、陶瓷。栅极布线22及感测布线23分别进一步经由未图示的布线，与控制半导体元件30的动作的未图示的驱动控制器连接。另外，“感测”具有各种别名，例如“源极感测”、“开尔文源极”、“开尔文发射极”、“开尔文感测”都以与“感测”相同的意思使用。未图示的驱动控制器将经由感测布线23的与半导体元件30的源极端子31的连接作为接地，即基准电位，经由栅极布线22对半导体元件30的栅极端子32施加电压。以下，将经由感测布线23的与半导体元件30的源极端子31的连接中的电感要素称为“与感测信号相关的电感”。另外，虽然说明了突出部11需要某种程度的粗细的两个理由，但第二个理由准确来说是为了减小与感测信号相关的电感。半导体元件30例如是Si-IGBT、SiC-MOSFET。半导体元件30具备源极端子31、栅极端子32以及未图示的漏极端子。如图2所示，源极端子31的面积大，栅极端子32的面积小。将源极端子31的面积设定得大的主要原因有两个，第一个是为了容易流过大电流，第二个是为了减小电感。在图2所示的半导体元件30的姿势下，半导体元件30的漏极端子存在于图示下方，漏极端子与漏极导体20电连接。源极导体10与漏极导体20接合，由此，源极端子31与源极导体10电连接。但是，可以在源极端子31和源极导体10之间设置焊料等接合部，也可以进一步设置金属块等。半导体元件30的栅极端子32通过键合接线33与栅极布线22连接。感测布线23的区域中所包含的4个正方形是与突出部11接触的接触区域23A。接触区域23A存在于漏极导体20的大致四个角，存在于半导体元件30的外侧的区域。详细情况将在后面叙述。栅极布线22的供键合接线33连接的区域存在于图示跟前和图示深处，这些区域在图2的宽度方向中央被连接。由于半导体元件30发热大，所以从排热的观点考虑，半导体元件30密集地配置在漏极导体20上会存在问题，要隔开间隔地配置在漏极导体20上。因此，在该空着的空间配置栅极布线22。图3是表示将源极导体10和漏极导体20组合后的状态的图。源极导体10与半导体元件30的源极端子31电连接，突出部11与感测布线23电连接。图4是功率半导体装置100的主视图。但是，在图4中仅示出了两个子模块90。图4示出在图1～图3中省略了图示的接合部5A～5E。接合部例如为焊料或烧结金属。源极外侧导体110和漏极外侧导体120的间隔由漏极导体20的厚度、感测布线23的厚度以及突出部11的长度规定。即，与半导体元件30接触的接合部5B和接合部5C的高度由突出部11的长度和半导体元件30的厚度的差决定。因此，通过高精度地管理突出部11的长度和漏极导体20的高度，能够管理子模块90的高度。而且，通过使所有的子模块90的高度均匀，能够高精度地管理子模块90和源极外侧导体110的密合性、以及子模块90和漏极外侧导体120的密合性。这些密合性对于电的传递和散热是重要的。(电感的影响)图5是子模块90的等效电路。但是，在图5中，为了简单起见，仅示出了一个臂。图5的(a)是示出图1～图4所示那样的理想的感测的连接的图，图5的(b)是示出不理想的感测的连接的图。与图5的(b)对应的构成例如相当于将突出部11代替为细的金属线的构成、将突出部11设置在源极导体10的中央附近的构成。图5所示的L是存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体装置，其特征在于，具备：/n多个子模块，其具有被源极导体和漏极导体夹着的半导体元件、传递该半导体元件的感测信号的感测布线、和配置该感测布线及所述源极导体的绝缘部；以及/n源极外侧导体，其在所述多个子模块的每一个中覆盖所述源极导体而形成且与该源极导体接合，/n所述多个子模块所包含的各个所述源极导体具有突出部，该突出部从该源极导体朝向所述感测布线形成且与所述感测布线连接，并且规定所述感测布线与所述源极外侧导体的距离。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180326 JP 2018-0581601.一种功率半导体装置，其特征在于，具备：
多个子模块，其具有被源极导体和漏极导体夹着的半导体元件、传递该半导体元件的感测信号的感测布线、和配置该感测布线及所述源极导体的绝缘部；以及
源极外侧导体，其在所述多个子模块的每一个中覆盖所述源极导体而形成且与该源极导体接合，
所述多个子模块所包含的各个所述源极导体具有突出部，该突出部从该源极导体朝向所述感测布线形成且与所述感测布线连接，并且规定所述感测布线与所述源极外侧导体的距离。


2.根据权利要求1所述的功率半导体装置，其特征在于，
所述突出部通过与所述源极导体不同的构件而构成，并且通过金属接合部与该源极导体连接。

【专利技术属性】
技术研发人员：平尾高志，清水悠佳，
申请(专利权)人：日立汽车系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP