半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的半导体装置包括：从第二导电体向第一方向的一侧延伸的第一虚拟端子；从第四导电体向第一方向的另一侧延伸的第二虚拟端子；以及从第三导电体通过第三导电板与第四导电板之间，向第二方向的一侧延伸，并连接到第二AC端子的第三虚拟端子，在使第一虚拟端子、第二虚拟端子、第一控制端子、第二控制端子、第二AC端子、第一AC端子、N端子和P端子的端部露出的状态下，利用树脂构件来密封第一导电板、第二导电板、第三导电板、第四导电板、第一开关元件、第二开关元件、第一导电体、第二导电体、第三导电体和第四导电体。三导电体和第四导电体。三导电体和第四导电体。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其制造方法


[0001]本申请涉及半导体装置及其制造方法。

技术介绍

[0002]半导体装置是通过具有MOSFET、RC
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IGBT以及IGBT和二极管等多个开关元件的开关元件组，将n相n臂以2n个开关单位收纳在模块内的装置。为了将开关元件组内置在1个模块中，汇流条和控制信号的布线在模块内走线。近年来，安装有大功率用的开关元件的半导体装置的安装工序的简化、小型化、以及寄生在成为高频噪声的发生源的臂结构的功率主电路中的单匝环路电感(以下称为单匝Ls)的降低正在推进中。
[0003]公开了使安装工序简化后的半导体装置的结构(例如参照专利文献1)。专利文献1所公开的结构中，使用一片引线框来制造6in1模块。此外，公开了使单匝Ls降低后的功率模块的结构(例如参照专利文献2、非专利文献1)。专利文献2所公开的结构中，使7相7臂30设备被11模块化，并将P端子和N端子平行地在横向上从左右两端引出来配置在模块上，从而降低单匝Ls。非专利文献1中，对于每1个臂，使3相6in1模块中的P端子和N端子在短边方向上纵向独立地设置来降低单匝Ls。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本专利特开2012
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89794号公报专利文献2：日本专利第6665926号公报非专利文献
[0005]非专利文献1：高下卓马等，搭载了RC
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IGBT的车载用第三代直接水冷型功率模块的高速动作化，富士电机技报，2016，Vol.89，no.4，p.266
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269非专利文献2：宫地幸祐，基于集成电路的布线电感的分析模型的测定的验证，信息处理学会研究报告，2003
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SLDM
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110，p.37
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42

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0006]上述专利文献1中，使用一片引线框来制造6in1模块，因此能使安装工序简化，并使装置小型化。然而，在制造时，3根AC端子、P端子和N端子全部只有入口被固定到引线框，因此各端子的端部因自重而脱落，变为焊料不足的接合，焊料的强度会下降或焊料会溢出，成为无法吸收各开关元件上的焊料的量和端子偏移的构造，因此存在产生端子的位置偏移和端子的连接不良的问题。此外，各AC端子的端部经由元件上的连接与Low Side(低侧)的各相的散热器相连接，N端子的端部经由中央的元件上的连接与左侧的元件相连接。因此，除了上述元件上的焊料接合的不良零星发生以外，经由其他连接的端部的焊料连接的偏移不会被矫正，除了经由的连接部上的端子的偏移以外端子的偏移扩大，因此，进一步产生端子的位置偏移和端子的连接不良。此外，P端子和N端子是在非专利文献1所示的纵向上的一
对引出，因此认为不能期待单匝Ls的降低。
[0007]上述专利文献2中，使P端子和N端子平行地从横向、左右两侧引出，因此能减少单匝Ls。然而，由于横向排列2组3相3臂，因此，与上述非专利文献1那样在纵向上设有每1臂的单匝Ls的路径的纵向引出的情况下的长度相比，横向布线端子间具有4倍的长度。因此，即使考虑到寄生电感因两端连接而成为约一半，也可以预测为非专利文献1的结构的大致2倍的单匝Ls。例如，通过平行平板化的寄生互感，能在一定程度上抵消单匝Ls。然而，在模块内的布线中，不论是纵向还是横向，根据布局而存在同样的效果，但从P端子和N端子引出的汇流条在确保汇流条彼此与元件之间的绝缘的基础上，必须与各元件在一处以上连接，因此，寄生互感不会增大到足以抵消所有布线长度的寄生自感的程度。
[0008]上述非专利文献1中，使P端子和N端子在短边方向上纵向地与每1个臂独立地设置，因此能减少单匝Ls。然而，由于采用将2in1构造横向排列来设为3相的构造，因此，单匝Ls受到1臂的主电路长度的限制，因而存在单匝Ls的降低效果较小的问题。此外，在P端子和N端子的相反侧，6开关单位的控制信号夹着AC端子排列在长边方向上，3个AC端子和6开关单位的控制信号组成为长边侧的长度限制，因此存在无法使半导体装置小型化的问题。
[0009]因此，本申请的目的在于得到一种半导体装置及其制造方法，抑制端子的位置偏移和端子的连接不良，并且减少单匝Ls来进行小型化。用于解决技术问题的技术手段
[0010]本申请所公开的半导体装置包括：第一导电板，该第一导电板形成为与第一方向正交的第二方向的宽度比第一方向的宽度更短的板状；第二导电板、第三导电板和第四导电板，该第二导电板、第三导电板和第四导电板在与第一导电板相同的平面上在第一导电板的第二方向的一侧隔开间隔地配置，并从第一方向的一侧向另一侧隔开间隔地排列；3个第一开关元件，该3个第一开关元件在第一导电板的一个面上，从第一方向的一侧向另一侧隔开间隔地排列，且另一个面连接到第一导电板的一个面；3个第二开关元件，该3个第二开关元件的另一个面连接到第二导电板、第三导电板和第四导电板各自的一个面；第一导电体，该第一导电体在第一方向上延伸，并连接到3个第二开关元件各自的一个面；第二导电体，该第二导电体将配置在第一方向的一侧的第一开关元件的一个面与第二导电板的一个面相连接；第三导电体，该第三导电体将配置在第一方向的中央的第一开关元件的一个面与第三导电板的一个面相连接；第四导电体，该第四导电体将配置在第一方向的另一侧的第一开关元件的一个面与第四导电板的一个面相连接；3组第一控制端子，该3组第一控制端子作为控制端子，在第一导电板的第二方向的另一侧隔开间隔地配置，并连接到3个第一开关元件的每一个；3组第二控制端子，该3组第二控制端子作为控制端子，在第二导电板、第三导电板和第四导电板各自的第二方向的一侧隔开间隔地配置，并连接到3个第二开关元件的每一个；3个第二AC端子，该3个第二AC端子作为AC端子，连接到第二导电板、第三导电板和第四导电板各自的所述第二方向的一侧的一个面，并向比第二导电板、第三导电板和第四导电板更靠第二方向的一侧延伸；3个第一AC端子，该3个第一AC端子作为AC端子，从第二导电体、第三导电体和第四导电体分别向比第一导电板更靠第二方向的另一侧延伸；第一N端子及第二N端子的一方或双方，该第一N端子作为N端子，从第一导电体向比第二导电板更靠第一方向的一侧延伸，该第二N端子作为N端子，从第一导电体向比第四导电板更靠第一方向的另一侧延伸；第一P端子及第二P端子的一方或双方，该第一P端子作为P端子，
连接到第一导电板的第一方向的一侧的一个面并向比第一导电板更靠第一方向的一侧延伸，该第二P端子作为P端子，连接到第一导电板的第一方向的另一侧的一个面并向比第一导电板更靠第一方向的另一侧延伸；第一虚拟端子，该第一虚拟端子从第二导电体向比第一导电板更靠第一方向的一侧延伸；第二虚拟端子，该第二虚拟端子从第四导电体向比第一导电板更靠第一方向的另一侧延伸；以及第三虚拟端子，该第三虚拟端子从第三导电体通过第三导电板与第四导电板之间，向第二方向的一侧延伸，并与连接到第三导电板的第二AC端子相连接，在使第一虚拟端子、第二虚拟端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括：第一导电板，该第一导电板形成为与第一方向的宽度相比正交于所述第一方向的第二方向的宽度更短的板状；第二导电板、第三导电板和第四导电板，该第二导电板、第三导电板和第四导电板在与所述第一导电板相同的平面上在所述第一导电板的所述第二方向的一侧隔开间隔地配置，并从所述第一方向的一侧向另一侧隔开间隔地排列；3个第一开关元件，该3个第一开关元件在所述第一导电板的一个面上，从所述第一方向的一侧向另一侧隔开间隔地排列，且另一个面连接到所述第一导电板的一个面；3个第二开关元件，该3个第二开关元件的另一个面连接到所述第二导电板、所述第三导电板和所述第四导电板各自的一个面；第一导电体，该第一导电体在所述第一方向上延伸，并连接到3个所述第二开关元件各自的一个面；第二导电体，该第二导电体将配置在所述第一方向的一侧的所述第一开关元件的一个面与所述第二导电板的一个面相连接；第三导电体，该第三导电体将配置在所述第一方向的中央的所述第一开关元件的一个面与所述第三导电板的一个面相连接；第四导电体，该第四导电体将配置在所述第一方向的另一侧的所述第一开关元件的一个面与所述第四导电板的一个面相连接；3组第一控制端子，该3组第一控制端子作为控制端子，在所述第一导电板的所述第二方向的另一侧隔开间隔地配置，并连接到3个所述第一开关元件的每一个；3组第二控制端子，该3组第二控制端子作为所述控制端子，在所述第二导电板、所述第三导电板和所述第四导电板各自的所述第二方向的一侧隔开间隔地配置，并连接到3个所述第二开关元件的每一个；3个第二AC端子，该3个第二AC端子作为AC端子，连接到所述第二导电板、所述第三导电板和所述第四导电板各自的所述第二方向的一侧的一个面，并向比所述第二导电板、所述第三导电板和所述第四导电板更靠所述第二方向的一侧延伸；3个第一AC端子，该3个第一AC端子作为所述AC端子，从所述第二导电体、所述第三导电体和所述第四导电体分别向比所述第一导电板更靠所述第二方向的另一侧延伸；第一N端子及第二N端子的一方或双方，该第一N端子作为N端子，从所述第一导电体向比所述第二导电板更靠所述第一方向的一侧延伸，该第二N端子作为N端子，从所述第一导电体向比所述第四导电板更靠所述第一方向的另一侧延伸；第一P端子及第二P端子的一方或双方，该第一P端子作为P端子，连接到所述第一导电板的所述第一方向的一侧的一个面并向比所述第一导电板更靠所述第一方向的一侧延伸，该第二P端子作为P端子，连接到所述第一导电板的所述第一方向的另一侧的一个面并向比所述第一导电板更靠所述第一方向的另一侧延伸；第一虚拟端子，该第一虚拟端子从所述第二导电体向比所述第一导电板更靠所述第一方向的一侧延伸；第二虚拟端子，该第二虚拟端子从所述第四导电体向比所述第一导电板更靠所述第一方向的另一侧延伸；以及
第三虚拟端子，该第三虚拟端子从所述第三导电体通过所述第三导电板与所述第四导电板之间，向所述第二方向的一侧延伸，并与连接到所述第三导电板的所述第二AC端子相连接，在使所述第一虚拟端子、所述第二虚拟端子、所述第一控制端子、所述第二控制端子、所述第一AC端子、所述第二AC端子、所述N端子和所述P端子的端部露出的状态下，利用树脂构件来密封所述第一导电板、所述第二导电板、所述第三导电板、所述第四导电板、所述第一开关元件、所述第二开关元件、所述第一导电体、所述第二导电体、所述第三导电体和所述第四导电体。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，包括第四虚拟端子，该第四虚拟端子从所述第二导电体通过所述第二导电板与所述第三导电板之间，向所述第二方向的一侧延伸，并与连接到所述第二导电板的所述第二AC端子相连接。3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一虚拟端子、所述第二虚拟端子、所述第一控制端子、所述第二控制端子、所述第二AC端子、所述第一AC端子和所述P端子即多个对象端子的从所述树脂构件露出的端部与围绕多个所述对象端子的周围的框架一体形成，所述框架侧的多个所述对象端子的部分是被切断的切断部。4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，包括所述第一N端子和所述第二N端子双方、以及所述第一P端子和所述第二P端子双方，将所述第一N端子和所述第一P端子的所述第一方向的一侧的端部、与所述第二N端子和所述第二P端子的所述第一方向的另一侧的端部之间的所述第一方向的距离设为第一方向的距离，将所述第二控制端子和所述第二AC端子的所述第二方向的一侧的端部、与所述第一控制端子和所述第一AC端子的所述第二方向的另一侧的端部之间的所述第二方向的距离设为第二方向的距离，第一方向的距离为第二方向的距离的2.1倍以下。5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，包括所述第一N端子和所述第二N端子的一个、以及设置在与一个所述N端子相同的所述第一方向侧的一个所述P端子，将所述一个N端子和所述一个P端子的从所述树脂构件露出的所述第一方向的端部、与所述一个N端子和所述一个P端子的相反侧的所述第一方向的所述树脂构件的端部之间的所述第一方向的距离设为第一方向的距离，将所述第二控制端子和所述第二AC端子的所述第二方向的一侧的端部、与所述第一控制端子和所述第一AC端子的所述第二方向的另一侧的端部之间的所述第二方向的距离设为第二方向的距离，第一方向的距离为第二方向的距离的1.2倍以下。6.如权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述第一开关元件和所述第二开关元件分别由硅半导体元件或宽带隙半导体元件所
形成的、MOSFET或RC
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IGBT的1个元件构成。7.如权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述第一开关元件和所述第二开关元件分别由硅半导体元件或宽带隙半导体元件所形成的、包含IGBT和二极管在内的多个元件构成。8.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：构件准备工序，该构件准备工序准备形成为与第一方向的宽度相比正交于所述第一方向的第二方向的宽度更短的板状的第一导电板、第二导电板、第三导电板、第四导电板、3个第一开关元件、3个第二开关元件、在一个方向上延伸且一个端部设有第一N端子并且另一个端部设有第二N端子的第一导电体、以及引线框，所述引线框具有多个框内端子和框状的框架，所述框内端子配置在所述框架的内侧，所述框内端子与所述框架一体形成，所述多个框内端子是3个第二AC端子、设有第一AC端子和第一虚拟端子的第二导电体、设有连接到第一AC端子和一个所述第二AC端子的第三虚拟端子的第三导电体、设有第一AC端子和第二虚拟端子的第四导电体、3组第一控制端子、3组第二控制端子、第一P端子以及第二P端子；第一连接工序，该第一连接工序将所述第二导电板、所述第三导电板和所述第四导电板在与所述第一导电板相同的平面上在所述第一导电板的所述第二方向的一侧隔开间隔地配置，并从所述第一方向的一侧向另一侧隔开间隔地排列，将3个所述第一开关元件在所述第一导电板的一个面上从所述第一方向的一侧向另一侧隔开间隔地排列，将3个所述第一开关元件的另一个面连接到所述第一导电板的一个面，并将3个所述第二开关元件的另一个面分别连接到所述第二导电板、所述第三导电板和所述第四导电板各自的一个面；第二连接工序，该第二连接工序移动所述引线框，以使得所述第一导电板、所述第二导电板、所述第三导电板和所述第四导电板收纳在所述引线框的内侧，在配置为3个所述第一AC端子分别向比所述第一导电板更靠所述第二方向的另一侧延伸、所述第一虚拟端子向比所述第一导电板更靠所述第一方向的一侧延伸、所述第二虚拟端子向比所述第一导电板更靠所述第一方向的另一侧延伸、所述第三虚拟端子通过所述第三导电板与所述第四导电板之间向所述第二方向的一侧延伸的状态下，将所述第二导电体的另一个面与配置在所述第一方向的一侧的所述第一开关元件的一个面连接，将所述第三导电体的另一个面与配置在所述第一方向的中央的所述第一开关元件的一个面连接，将所述第四导电体的另一个面与配置在所述第一方向的另一侧的所述第一开关元件的一个面连接，将所述第二导电体的向所述第二方向的一侧延伸的部分的端部与所述第二导电板的所述第二方向的另一侧的一个面连接，将所述第三导电体的向所述第二方向的一侧延伸的部分的端部与所述第三导电板的所述第二方向的另一侧的一个面连接，将所述第四导电体的向所述第二方向的一侧延伸的部分的端部与所述第四导电板的所述第二方向的另一侧的一个面连接，在配置为所述第一P端子向比所述第一导电板更靠所述第一方向的一侧延伸的状态下，将所述第一P端子连接到所述第一导电板的所述第一方向的一侧的一个面，在配置为所述第二P端子向比所述第一导电板更靠所述第一方向的另一侧延伸的状态下，将所述第二P端子连接到所述第一导电板的所述第一方向的另一侧的一个面，在配置为3个所述第二AC端子向比所述第二导电板、所述第三导电板和所述第四导电板更靠所述第二方向的一侧延伸的状态下，将3个所述第二AC端子各自的所述第二方向的另一侧的端部连接到所述第二导电板、所述第三导电板和所述第四导电板各自的所述第二方向的一侧的一个面，在所述第一导电板的所述第
二方向的另一侧隔开间隔地分别配置有3组所述第一控制端子的状态下，将3组所述第一控制端子分别连接到3个所述第一开关元件的每一个，在所述第二导电板、所述第三导电板和所述第四导电板各自的所述第二方向的一侧隔开间隔地分别配置有3组所述第二控制端子的状态下，将3组所述第二控制端子分别连接到3个所述第二开关元件的每一个；第三连接工序，该第三连接工序在将所述第一导电体配置在3个所述第二开关元件上以使得沿所述第一方向延伸、并配置为所述第一N端子从所述第一导电体向比所述第二导电板更靠所述第一方向的一侧延伸且所述第二N端子从所述第一导电体向比所述第四导电板更靠所述第一方向的另一侧延伸的状态下，将所述第一导电体的另一个面与3个所述第二开关元件各自的一个面连接；密封工序，该密封工序在使所述第一虚拟端子...

【专利技术属性】
技术研发人员：新一贵，石井隆一，后闲博，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：