开关装置(1)包括漏极鳍(103)，该漏极鳍(103)隔着规定的共模电流抑制构造(2)布置在半导体芯片(101)的下方。共模电流抑制构造(2)包括进行开关控制时电位保持恒定的导电层(2a)。
【技术实现步骤摘要】
此处公开的技术涉及一种进行开关控制的开关装置和开关模块等开关元件。尤其涉及一种适用于车载电气设备的开关元件。
技术介绍
1、近年来，汽车电动化发展迅猛。搭载在汽车上的电气设备的数量增多，要求电气设备的性能提高。
2、许多用于供电的电气设备(即所谓的电力电子相关电气设备)包括进行开关控制的电子元件(开关元件)即开关装置和开关模块。上述开关装置和开关模块需要提高开关控制的速度以提高其效率。
3、然而，如果提高开关控制的速度，则会出现由于电压的周期性变化而产生高次谐波噪声(所谓的共模噪声)的问题。
4、也就是说，共模电流会流过杂散电容(寄生电容)和接地(地线)这样非预期的电流路径。由于该共模电流而产生共模噪声。共模噪声会成为附近电气设备的误动作、通信干扰等的原因。因此，为了提高开关控制的速度，抑制共模噪声是不可避免的。
5、为了抑制共模噪声，迄今已有各种技术提案。例如，在专利文献1中公开了一种降低在半桥电路中产生的共模噪声的技术，其中该半桥电路是通过串联连接两个开关元件而构成的。
6、在半桥电路中，两个开关元件的中点的电压变化较大。因此，在专利文献1的技术中，隔着绝缘层31与中点部分的导电板(中点导电板15)相对的散热板(第二散热板19)与接地端子24绝缘(在引用文献1的说明中，为了方便起见，使用引用文献1的符号)。
7、这样一来，从中点导电板15发出的共模噪声会减少。
8、专利文献1：日本公开专利公报特开2018－195694号公报
技术实现思路
1、－专利技术要解决的技术问题－
2、专利文献1的技术是通过减少或分散形成在中点导电板15和接地端子24之间的杂散电容(寄生电容)来减少共模噪声的。
3、然而，第二散热板19隔着绝缘件32和与接地端子24相连的一对第一散热板18、18相对。共模电流经由上述相对部位从中点导电板15流出。专利文献1的技术虽然能够减少共模噪声，但仍会产生共模噪声。因此，还有改进的余地。
4、此处公开的技术旨在提供一种开关装置和开关模块，其能够通过阻断共模电流的流动来最大限度地抑制共模噪声。
5、－用于解决技术问题的技术方案－
6、此处公开的技术涉及一种开关元件，其包括半导体芯片和布置在所述半导体芯片下方的散热导体，进行开关控制。
7、所述开关元件在所述半导体芯片、所述散热导体以及所述半导体芯片与所述散热导体之间设有规定的共模电流抑制构造，共模电流抑制构造包括进行开关控制时电位保持恒定的层。
8、例如，所述开关元件可以是还包括半导体芯片、正极侧端子、负极侧端子以及切换用端子的开关装置，所述正极侧端子与设在所述半导体芯片的下表面的第一端子部相连，所述负极侧端子与设在所述半导体芯片的上表面的第二端子部相连，所述切换用端子与第三端子部相连，所述第三端子部为了切换所述第一端子部与所述第二端子部之间的电流路径的导通和断开，而设在所述半导体芯片的上表面。
9、并且，所述共模电流抑制构造具有第一绝缘层、导电层、第二绝缘层以及电极导体，所述第一绝缘层接合在所述散热导体上，所述导电层接合在所述第一绝缘层上，所述第二绝缘层接合在所述导电层上，所述电极导体接合在所述第二绝缘层上且接合在所述第一端子部下，所述导电层与所述第二端子部电气连接。
10、也就是说，通过该开关装置，半导体芯片与散热导体电气绝缘。由于该构造，会生成一条电流路径，当电压因开关控制间歇性地变化时，共模电流会流过该路径。相对于此，设有共模电流抑制构造作为其绝缘构造，共模电流抑制构造中夹设有与第二端子部电气连接的导电层。
11、由于第二端子部与负极侧端子相连，因此导电层的电位保持恒定。这样一来，导电层与放热导体之间不产生电位差。电荷不会蓄积在第一绝缘层中。
12、其结果是，实质上没有共模电流流过，因此能够最大限度地抑制共模噪声。因此，能够提高开关控制的速度。
13、例如，所述开关元件还可以是构成半桥电路的开关模块，所述半桥电路由串联连接所述半导体芯片的上臂用芯片和下臂用芯片构成。
14、并且，所述共模电流抑制构造具有第一绝缘层、导电层、第二绝缘层以及电极导体，所述第一绝缘层接合在所述散热片上，所述导电层接合在所述第一绝缘层上，所述第二绝缘层接合在所述导电层上，所述电极导体接合在所述第二绝缘层上且接合在所述下臂用芯片下，所述导电层与保持规定电位的定电位部位电气连接。
15、也就是说，通过该开关模块，与上述开关装置一样，半导体芯片与散热片(相当于散热导体)电气绝缘。由于该构造，会生成一条电流路径，当电压因开关控制间歇性地变化时，共模电流会流过该路径。相对于此，设有共模电流抑制构造作为其绝缘构造，共模电流抑制构造中夹设有与定电位部位电气连接的导电层。
16、定电位部位保持规定的电位。因此，导电层的电位保持恒定。这样一来，导电层与散热片之间不产生电位差。电荷不会蓄积在第一绝缘层中。
17、其结果是，实质上没有共模电流流过，因此能够最大限度地抑制共模噪声。因此，能够提高开关控制的速度。
18、具体而言，所述定电位部位可以是与所述半桥电路相连的负极侧布线的部位，也可以是与所述半桥电路相连的正极侧布线的部位。
19、也可以是：当所述开关元件还包括两个电容器，且两个所述电容器串联连接在与所述半桥电路相连的正极侧布线和负极侧布线之间时，所述定电位部位是两个所述电容器之间的部位，所述导电层与该部位电气连接。
20、在执行开关控制的过程中，所有部位也都保持规定的电位。因此，只要连接到上述部位中的任一个部位，导电层的电位就能够保持恒定。
21、也可以是：在上述开关装置和开关模块中，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的材料为陶瓷。
22、这样一来，能够向上述绝缘层赋予优异的导热性。能够有效地对半导体芯片进行散热，从而能够抑制温度异常。
23、也可以是：在上述开关装置和开关模块中，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的材料为硅树脂。
24、这样一来，能够以较低成本容易地得到绝缘性和导热性均优异的第一绝缘层和第二绝缘层。
25、也可以是：在上述开关装置和开关模块中，所述导电层是通过涂布具有流动性的材料而形成的。
26、这样一来，能够通过印刷等简单的方法形成导电层。
27、也可以是：在上述开关装置和开关模块中，所述导电层为金属薄膜。
28、这样一来，能够通过溅射等方法形成导电层。因为导电层能够做得较薄，所以能够提高导热性。
29、也可以是：在上述开关装置和开关模块中，所述第一绝缘层、所述导电层以及所述第二绝缘层层叠在一起。
30、这样一来，能够使用通用印刷线路板同时形成上述层。能够以低成本容易地实现开关装置等。
31、例如，所述开关元件还可以是还包括正极侧端子、本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种开关元件，其包括半导体芯片和布置在所述半导体芯片下方的散热导体，进行开关控制，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的开关元件，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的开关元件，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的开关元件，其特征在于：
6.根据权利要求2所述的开关元件，其特征在于：
7.根据权利要求2所述的开关元件，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的开关元件，其特征在于：
10.根据权利要求8所述的开关元件，其特征在于：
11.根据权利要求8所述的开关元件，其特征在于：
12.根据权利要求8所述的开关元件，其特征在于：
13.根据权利要求8所述的开关元件，其特征在于：
14.根据权利要求8所述的开关元件，其特征在于：
15.根据权利要求8所述的开关元件，其特征在于：
16.根据权利要求8所述的开关元件，其特征在于：
17.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于：
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【技术特征摘要】
1.一种开关元件，其包括半导体芯片和布置在所述半导体芯片下方的散热导体，进行开关控制，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的开关元件，其特征在于：
4.根据权利要求2所述的开关元件，其特征在于：
5.根据权利要求2所述的开关元件，其特征在于：
6.根据权利要求2所述的开关元件，其特征在于：
7.根据权利要求2所述的开关元件，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的开关元件，其特征在于：
9.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：山野上耕一，
申请(专利权)人：马自达汽车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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