CN103681626A - 半导体器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供半导体器件,具备多个第1平板,该第1平板包含吸收高频电磁波的材料。第1平板之中的任一个配置在第1连接布线及第2连接布线的上方。
Description
关联申请
本申请基于2012年9月20日提交的在先日本专利申请第2012-206800号,并要求其优先权,在此作为参照并入其全部内容。
技术领域
本发明涉及半导体器件。
背景技术
以前,在半导体器件中,有并联连接了多个半导体元件的半导体器件。在该现有的半导体器件中,例如,在模块栅极布线的分支点和各IGBT元件的栅极焊盘之间的布线中***铁氧体磁芯。
发明内容
本发明提供能降低EMI(Electro Magnetic Interference)噪声的半导体器件。
实施方式的半导体器件具备绝缘基板。半导体器件具备设在上述绝缘基板上、且具有平板状的形状的第1电极。半导体器件具备设在上述绝缘基板上、且具有平板状的形状的第2电极。半导体器件具备设在上述绝缘基板上、且具有平板状的形状的第3电极。半导体器件具备设在上述第1电极上、且发射极或集电极的任一方电连接到上述第1电极上的第1开关元件。半导体器件具备将上述第1开关元件的发射极或集电极的余下的另一方电连接到上述第3电极上的第1连接布线。半导体器件具备设在上述第2电极上、且发射极或集电极的任一方电连接到上述第2电极上的第2开关元件。半导体器件具备以上述第2开关元件与上述第1开关元件并联连接的方式,将上述第2开关元件的发射极或集电极的余下的另一方电连接到上述第3电极上的第2连接布线。半导体器件具备电连接到上述第1开关元件的栅极上的第1栅极布线。半导体器件具备电连接到上述第2开关元件的栅极上的第2栅极布线。半导体器件具备与上述第1电极及上述第2电极电连接的第3连接布线。半导体器件具备与上述第3电极电连接的第4连接布线。半导体器件具备包含吸收高频电磁波的材料的多个第1平板。半导体器件具备密封树脂,该密封树脂在上述散热板上至少对上述绝缘基板、上述第1至第3电极、上述第1及第2开关元件、上述第1及第2栅极布线、上述第1至第4连接及上述第1平板进行密封。
上述第1平板之中的任一个配置在上述第1连接布线及上述第2连接布线的上方。
根据本发明的实施方式,提供能降低EMI噪声的半导体器件。
附图说明
图1是示出第1实施方式涉及的半导体器件100的构成的一个例子的平面图。
图2是示出沿着图1的X-X线的半导体器件100的截面的一个例子的截面图。
图3是示出图1所示的半导体器件100的电路构成的一个例子的电路图。
具体实施方式
以下,根据附图对实施方式进行说明。并且,在实施方式中,对选择了IGBT元件作为开关元件的一个例子的情况进行说明,但也可以是MOS晶体管等其它电压控制型的开关元件。
(第1实施方式)
图1是示出第1实施方式涉及的半导体器件100的构成的一个例子的平面图。而且,图2是示出沿着图1的X-X线的半导体器件100的截面的一个例子的截面图。而且,图3是示出图1所示的半导体器件100的电路构成的一个例子的电路图。
如图1~图3所示,半导体器件100具备散热板1、框体2、导电性膜3、绝缘基板4、密封树脂5、第1电极PE1、第2电极PE2、第3电极PE3、第1IGBT元件(第1开关元件)T1、第2IGBT元件(第2开关元件)T2、第1连接布线CL1、第2连接布线CL2、第3连接布线CL3、第4连接布线CL4、第5连接布线CL5、第6连接布线CL6、第1栅极布线GL1、第2栅极布线GL2、第1二极管D1、第2二极管D2、多个第1平板S1、多个第2平板S2、布线基板LS、第1外部端子(栅极端子)GT、第2外部端子(集电极端子)CT、第3外部端子(发射极端子)ET、第4外部端子(发射极感应端子)EST。
框体2在散热板1上设置成包围密封树脂5,由树脂材料构成。
密封树脂5在散热板1上,至少对绝缘基板4、第1到第3电极PE1~PE3、第1及第2IGBT元件T1、T2、第1及第2二极管D1、D2、第1及第2栅极布线GL1、GL2、布线基板LS、第1到第6连接布线CL1~CL6、及第1平板S1进行密封。
第1外部端子GT设置成从密封树脂5露出(图1、图2)。该第1外部端子GT经由布线基板LS与第1栅极布线GL1及第2栅极布线GL2(第1、第2IGBT元件T1、T2的栅极)电连接(图2、图3)。
第2外部端子CT设置成从密封树脂5露出(图1、图2)。该第2外部端子CT与第3连接布线CL3电连接。即,第2外部端子CT与第1IGBT元件T1的集电极及第2IGBT元件T2的集电极电连接(图2、图3)。
第3外部端子ET设置成从密封树脂5露出(图1、图2)。该第3外部端子ET与第4连接布线CL4电连接。即,第3外部端子ET与第1IGBT元件T1的发射极及第2IGBT元件T2的发射极电连接(图2、图3)。
第4外部端子EST设置成从密封树脂5露出,与第1、第2IGBT元件T1、T2的发射极电连接(图1)。
并且,如图1、图2所示,第1到第3外部端子GT、CT、ET配置在框体2的外侧。
而且,散热板1将在半导体器件100内发生的热放出到外部。该散热板1例如由包含铝的热传导性高的材料构成。
导电性膜3通过在散热板1之上涂敷例如包含銅的焊锡而形成。
绝缘基板4在散热板1的上方间隔着导电性膜3设置。该绝缘基板4例如由氧化铝构成。
第1电极PE1设在绝缘基板4上,具有平板状的形状。
第2电极PE2设在绝缘基板4上,具有平板状的形状。
第3电极PE3设在绝缘基板4上,具有平板状的形状。
第1IGBT元件T1设在第1电极PE1上。在图2所示的例子中,该第1IGBT元件T1的集电极电连接到第1电极PE1。但是,第1IGBT元件T1的发射极电连接到第1电极PE1也可以。
即,第1IGBT元件T1设在第1电极PE1上,在第1电极PE1上电连接发射极或集电极的任一方(一端)。
在图2所示的例子中,第1连接布线CL1将第1IGBT元件T1的发射极电连接到第3电极PE3。但是,第1连接布线CL1也可以将第1IGBT元件T1的集电极电连接到第3电极PE3。
即,第1连接布线CL1将第1IGBT元件T1的发射极或集电极的余下的另一方(另一个端子)电连接到第3电极PE3。
而且,第2IGBT元件T2设在第2电极PE2上。在图2所示的例子中,该第2IGBT元件T2的集电极电连接到第2电极PE2。但是,第2IGBT元件T2的发射极电连接到第2电极PE2也可以。
即,第2IGBT元件T2设在第2电极PE2上,在第2电极PE2上电连接发射极或集电极的任一方(一个端子)。
在图2所示的例子中,第2连接布线CL2以第2IGBT元件T2与第1IGBT元件T1并联连接的方式,将第2IGBT元件T2的发射极电连接到第3电极PE3。但是,第2连接布线CL2以第2IGBT元件T2与第1IGBT元件T1并联连接的方式,将第2IGBT元件T2的集电极电连接到第3电极PE3上也可以。
即,第2连接布线CL2以第2IGBT元件T2与第1IGBT元件T1并联连接的方式,在第3电极PE3上电连接第2IGBT元件T2的发射极或集电极的余下的另一方(另一个端子)。
并且,在图2所示的例子中,第1连接布线CL1及第2连接布线CL2是接合引线。但是,第1连接布线CL1及第2连接布线CL2也可以是接合引线以外的其他形态的布线。
第1栅极布线GL1与第1IGBT元件T1的栅极电连接。
第2栅极布线GL2与第2IGBT元件T2的栅极电连接。
第3连接布线CL3与第1电极PE1及第2电极PE2电连接。
第4连接布线CL4与第3电极PE3电连接。
多个第1平板S1包含吸收高频电磁波的材料。并且,在图2所示的例子中,第1平板S1记载为2个。
并且,该第1平板S1中使用的材料,例如是铁氧体(ferrite)或坡莫合金(permalloy)。
而且,该第1平板S1以与布线基板LS绝缘的状态,固定于布线基板LS。
而且,该第1平板S1配置成其上表面与绝缘基板4及布线基板LS的上表面平行。
如图2所示,多个第1平板S1之中的一个配置在第1连接布线CL1的上方。同样,多个第1平板S1之中的一个配置在第2连接布线CL2的上方。
即,第1平板S1之中的任一个配置在第1连接布线CL1及第2连接布线CL2的上方。
而且,如图2所示,在第1连接布线CL1的上方配置的第1平板S1,也配置在第1电极PE1的上方。
同样,在第2连接布线CL2的上方配置的第1平板S1,也配置在第2电极PE2的上方。
即,第1平板S1之中的任一个配置在第1电极PE1及第2电极PE2的上方。
而且,布线基板LS在绝缘基板4的上方间隔着第1及第2电极PE1、PE2设置。该布线基板LS与第1栅极布线GL1及第2栅极布线GL2电连接。
如图2所示,在第1连接布线CL1的上方配置的第1平板S1和在第2连接布线CL2的上方配置的第2平板S2,配置在绝缘基板4和布线基板LS之间。
即,第1平板S1之中的任一个配置在绝缘基板4和布线基板LS之间。
并且,如图3所示,在第1IGBT元件T1的栅极和栅极端子GT之间,存在布线基板LS、第1栅极布线GL1等作为布线电阻的第1电阻R1。同样,如图3所示,在第2IGBT元件T2的栅极和栅极端子GT之间,存在布线基板LS、第2栅极布线GL2等作为布线电阻的第2电阻R2。
多个第2平板S2包含吸收高频电磁波的材料。并且,在图2所示的例子中,第2平板S2记载为2个。
该第2平板S2配置在布线基板LS上。
并且,该第2平板S2所使用的材料,例如是铁氧体或坡莫合金。
而且,该第2平板S2以与布线基板LS绝缘的状态,固定于布线基板LS。
而且,该第2平板S2配置成其上表面与绝缘基板4及布线基板LS的上表面平行。
在图2所示的例子中,2个第1平板S1分别配置在第1IGBT元件T1及第2IGBT元件T2上。但是,至少第1平板S1之中的任一个配置在第1IGBT元件T1及第2IGBT元件T2的至少任一个之上即可。
第1二极管D1的正极连接到第1IGBT元件T1的发射极,负极连接到第1IGBT元件T1的集电极,以使得与第1IGBT元件T1并联连接,(图2、图3)。
在图2所示的例子中,第5连接布线CL5将第1IGBT元件T1的发射极与第1二极管D1的正极电连接。但是,第5连接布线CL5也可以将第1IGBT元件T1的集电极与第1二极管D1的负极电连接。
即,第5连接布线CL5将第1IGBT元件T1的发射极或集电极的余下的另一方、与第1二极管D1的正极或负极电连接。
而且,第2二极管D2的正极连接到第2IGBT元件T2的发射极,负极连接到第2IGBT元件T2的集电极,以使得与第2IGBT元件T2并联连接(图2、图3)。
在图2所示的例子中,第6连接布线CL6将第2IGBT元件T2的发射极与第2二极管D2的正极电连接。但是,第6连接布线CL6也可以将第2IGBT元件T2的集电极与第2二极管D2的负极电连接。
即,第6连接布线CL6将第2IGBT元件T2的发射极或集电极的余下的另一方、与第2二极管D2的正极或负极电连接。
而且,在第1连接布线CL1的上方配置的第1平板S1,在图2所示的例子中,也在第5连接布线CL5的上方配置。
同样,在第2连接布线CL2的上方配置的第1平板S1,在图2所示的例子中,也在第6连接布线CL6的上方配置。
即,第1平板S1之中的任一个配置在第5连接布线CL5及第6连接布线CL6的上方。
而且,在第5连接布线CL5的上方配置的第1平板S1,在图2所示的例子中,与第3连接布线CL3及第4连接布线CL4相邻配置。
同样,在第6连接布线CL6的上方配置的第1平板S1,在图2所示的例子中,与第3连接布线CL3及第4连接布线CL4相邻配置。
即,第1平板S1之中的任一个与第3连接布线CL3及第4连接布线CL4相邻配置。
并且,在图2所示的例子中,第5连接布线CL5及第6连接布线CL6是接合引线。但是,第5连接布线CL5及第6连接布线CL6也可以是接合引线以外的其他形态的布线。
如上所述,在半导体器件100中,将平板状的平板配置成与并联连接的IGBT元件、布线、布线基板接近。
由此,由成为共振原因的2个IGBT元件、布线、及布线基板发生的高频电磁波,通过平板被吸收。即,能通过平板将基于共振的EMI噪声吸收,转换成热。并且,在该平板发生的热,例如为几μJ左右,所以可以无视对半导体器件100的特性的影响。
因此,能不使布线的寄生电感成分增加,而且不变更布线自身,就抑制IGBT元件的关断时的电流·电压振动。
再者,在半导体器件100中,不像现有技术那样在布线路径附加铁氧体磁芯。为此,半导体器件100能缩短布线长度。
而且,如上所述,在半导体器件100中,平板配置在布线基板和IGBT元件之间。由此,平板吸收从IGBT元件及布线发生的高频电磁波引起的EMI噪声,所以能降低对布线基板的影响。
再者,例如,选择铁氧体作为平板的材料,所以能使高频的损耗効果变大,而且,能有效地抑制电流·电压振动。铁氧体特别是1MHz以下的阻抗较低,所以能降低对导通和关断等IGBT元件的开关特性的影响。
如上所述,根据本实施方式涉及的半导体器件,能谋求布线长度的缩小的同时,降低EMI噪声。
而且,第1至第3电极也可以使用球、立方体、棒状的电极。
以上,虽然说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式只是作为例子而提示的,无意于限定发明的范围。这些新的实施方式,能以其他各种形态实施,在不脱离发明的要旨的范围内,可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变化,都包含在发明的范围和要旨内,而且包含在与权利要求所记载的发明等同的范围内。而且,上述各实施方式可以相互组合来实施。
Claims (20)
1.一种半导体器件,其特征在于,具备:
绝缘基板;
第1电极,设在上述绝缘基板上;
第2电极,设在上述绝缘基板上;
第3电极,设在上述绝缘基板上;
第1开关元件,设在上述第1电极上,一个端子电连接到上述第1电极;
第1连接布线,将上述第1开关元件的另一个端子电连接到上述第3电极;
第2开关元件,设在上述第2电极上,一个端子电连接到上述第2电极;
第2连接布线,以上述第2开关元件与上述第1开关元件并联连接的方式,将上述第2开关元件的另一个端子电连接到上述第3电极,;
第1栅极布线,与上述第1开关元件的栅极电连接;
第2栅极布线,与上述第2开关元件的栅极电连接;
第3连接布线,与上述第1电极及上述第2电极电连接;
第4连接布线,与上述第3电极电连接;及
多个第1平板,包含吸收高频电磁波的材料;
上述第1平板之中的任一个配置在上述第1连接布线及上述第2连接布线的上方。
2.根据权利要求1所记载的半导体器件,其特征在于,
上述第1平板之中的任一个配置在上述第1电极及上述第2电极的上方。
3.根据权利要求1所记载的半导体器件,其特征在于,
还具备布线基板,在上述绝缘基板的上方间隔着上述第1及第2电极设置,与上述第1栅极布线及上述第2栅极布线电连接;
上述第1平板之中的任一个配置在上述绝缘基板和上述布线基板之间。
4.根据权利要求3所记载的半导体器件,其特征在于,
还具备多个第2平板,该第2平板包含吸收高频电磁波的材料;
上述第2平板配置在上述布线基板上。
5.根据权利要求1所记载的半导体器件,其特征在于,
上述第1平板之中的任一个配置在上述第1开关元件及上述第2开关元件的至少任一个之上。
6.根据权利要求1所记载的半导体器件,其特征在于,
上述第1连接布线及上述第2连接布线是接合引线。
7.根据权利要求1所记载的半导体器件,其特征在于,
上述材料是铁氧体或坡莫合金。
8.根据权利要求1所记载的半导体器件,其特征在于,
上述第1开关元件是第1IGBT元件,该第1IGBT元件的发射极或集电极的任一方电连接到上述第1电极,发射极或集电极的余下的另一方经由上述第1连接布线电连接到上述第3电极;
上述第2开关元件是第2IGBT元件,该第2IGBT元件设在上述第2电极上,发射极或集电极的任一方电连接到上述第2电极,发射极或集电极的余下的另一方经由上述第2连接布线电连接到上述第3电极以使得与上述第1开关元件并联连接。
9.根据权利要求2所记载的半导体器件,其特征在于,
上述第1开关元件是第1IGBT元件,该第1IGBT元件的发射极或集电极的任一方电连接到上述第1电极,发射极或集电极的余下的另一方经由上述第1连接布线电连接到上述第3电极;
上述第2开关元件是第2IGBT元件,该第2IGBT元件设在上述第2电极上,发射极或集电极的任一方电连接到上述第2电极,发射极或集电极的余下的另一方经由上述第2连接布线电连接到上述第3电极以使得与上述第1开关元件并联连接。
10.根据权利要求8所记载的半导体器件,其特征在于,还具备:
第1二极管,正极连接到上述第1IGBT元件的发射极,负极连接到上述第1IGBT元件的集电极,以使得与上述第1IGBT元件并联连接;及
第2二极管,正极连接到上述第2IGBT元件的发射极,负极连接到上述第2IGBT元件的集电极,以使得与上述第2IGBT元件并联连接。
11.根据权利要求9所记载的半导体器件,其特征在于,还具备:
第1二极管,正极连接到上述第1IGBT元件的发射极,负极连接到上述第1IGBT元件的集电极,以使得与上述第1IGBT元件并联连接;及
第2二极管,正极连接到上述第2IGBT元件的发射极,负极连接到上述第2IGBT元件的集电极,以使得与上述第2IGBT元件并联连接。
12.根据权利要求10所记载的半导体器件,其特征在于,还具备:
第5连接布线,将上述第1IGBT元件的发射极或集电极的上述余下的另一方与上述第1二极管的正极或负极电连接;及
第6连接布线,将上述第2IGBT元件的发射极或集电极的上述余下的另一方与上述第2二极管的正极或负极电连接;
上述第1平板之中的任一个配置在上述第5连接布线及上述第6连接布线的上方。
13.根据权利要求11所记载的半导体器件,其特征在于,还具备:
第5连接布线,将上述第1IGBT元件的发射极或集电极的上述余下的另一方与上述第1二极管的正极或负极电连接;及
第6连接布线,将上述第2IGBT元件的发射极或集电极的上述余下的另一方与上述第2二极管的正极或负极电连接;
上述第1平板之中的任一个配置在上述第5连接布线及上述第6连接布线的上方。
14.根据权利要求12所记载的半导体器件,其特征在于,
上述第5连接布线及上述第6连接布线是接合引线。
15.根据权利要求13所记载的半导体器件,其特征在于,
上述第5连接布线及上述第6连接布线是接合引线。
16.根据权利要求1所记载的半导体器件,其特征在于,
上述第1平板之中的任一个与上述第3连接布线及上述第4连接布线相邻配置。
17.根据权利要求1所记载的半导体器件,其特征在于,还具备:
散热板;及
密封树脂,在上述散热板上,至少对上述绝缘基板、上述第1到第3电极、上述第1及第2IGBT元件、上述第1及第2栅极布线、上述第1到第4连接布线及上述第1平板进行密封。
18.根据权利要求17所记载的半导体器件,其特征在于,
第1外部端子,设置成从上述密封树脂露出,经由上述布线基板与上述第1栅极布线及上述第2栅极布线电连接;
第2外部端子,设置成从上述密封树脂露出,与上述第3连接布线电连接;及
第3外部端子,设置成从上述密封树脂露出,与上述第4连接布线电连接。
19.根据权利要求18所记载的半导体器件,其特征在于,
还具备框体,该框体在上述散热板上设置成包围上述密封树脂,由树脂材料构成。
20.根据权利要求19所记载的半导体器件,其特征在于,
上述第1到第3外部端子配置在上述框体的外侧。
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