JP2007306748A - 電力用半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の絶縁基板4の表面に矩形の第1の電極パターン5と、第1の電極パターン5の一辺に隣接して延伸する細長い第2の電極パターン6とを形成し、第1の電極パターン5に複数のスイッチング半導体6を配置し、表面に第3の電極パターン12を形成した第2の電極パターン6よりもさらに細い第2の絶縁基板11を、第2の電極パターン6の上に接合し、スイッチング半導体素子6に対応する複数の制御抵抗14を第3の電極パターン12の上に並べて配置し、スイッチング半導体素子6の制御端子8と制御抵抗14をそれぞれ接続し、各スイッチング半導体素子6の検出電極10と第2の電極パターン6の第1の電極パターン5側を第2のボンディングワイヤ20で接続する。
【選択図】図1
Description
図1および図2に、本発明の第1実施形態の電力用半導体装置(パワーモジュール)1を示す。電力用半導体装置1は、金属ベース板2に接着剤等で固定した枠状のケース3の中に、第1の絶縁基板4が金属ベース板2上に固定して配置されている。第1の絶縁基板4は、表面に、金属層によって、矩形の第1の電極パターン5と、第1の電極パターン5の1つの長辺に隣接して延伸する細長い第2の電極パターン6とが形成されている。
さらに、図3および図4に、本発明の第2実施形態を示す。以降の説明において、第1実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付して説明を省略する。
本実施形態の電力用半導体装置1のように、第1の電極パターン5の上に、各IGBT7と並んで表裏にそれぞれ電極を有する複数のフリーホイールダイオード25を、第2絶縁基板10と反対側にダイボンディングしてもよい。この場合、第5のボンディングワイヤ23は、中間点をフリーホイールダイオード25の表面にボンディングされる。
また、図5に示す本発明の第3実施形態のように、第5のボンディングワイヤ23は、IGBT7の表主電極8とフリーホイールダイオード25の表面の電極とを接続する部分23aと、フリーホイールダイオード25の表面の電極とケース3の第1の電力導出端子16とを接続する部分23bとに分割してもよい。また、フリーホイールダイオード25をバイパスして、IGBT7の表主電極8とケース3の第1の電力導出端子16とを接続するボンディングワイヤ23cを併設してもよい。
また、図6に分解して示す本発明の第4実施形態のように、第2の絶縁基板11は、第4の電極パターン13を有していなくてもよい。この場合、第2の絶縁基板11をリフローハンダで接合することはできないが、接着剤などの他の手段で接合すればよい。
また、図7に分解して示す本発明の第5実施形態のように、第2の電極パターン6は、第1の絶縁基板4に形成するのではなく、第2の絶縁基板11の裏面に、第2の絶縁基板11から第1の電極パターン5側およびその反対側にはみ出すように形成してもよい。この場合も、第2の絶縁基板11を接着剤などで第1の絶縁基板4の上に接合する。
2 金属ベース板
3 ケース
4 第1の絶縁基板
5 第1の電極パターン
6 第2の電極パターン
7 IGBT(スイッチング半導体素子)
8 表主電極(エミッタ電極)
9 制御電極(ゲート電極)
10 検出電極(エミッタセンス電極)
11 第2の絶縁基板
12 第3の電極パターン
13 第4の電極パターン
14 制御抵抗
15 制御端子
16 検出端子
17 第1の電力導出端子
18 第2の電力導出端子
19 第1のボンディングワイヤ
20 第2のボンディングワイヤ
21 第3のボンディングワイヤ
22 第4のボンディングワイヤ
23 第5のボンディングワイヤ
24 第6のボンディングワイヤ
25 フリーホイールダイオード
Claims (4)
- 表面に矩形の第1の電極パターンと、前記第1の電極パターンの一辺に隣接して延伸する第2の電極パターンとが形成された第1の絶縁基板と、
表面に表主電極、制御電極および検出電極を、裏面に裏主電極を備え、前記第1の電極パターン上に並んで配置され、前記制御電極および前記検出電極が前記第2の電極パターン側に位置するように前記裏主電極が前記第1の電極パターンにダイボンディングされた複数のスイッチング半導体素子と、
前記第2の電極パターンよりもさらに細く、前記第2の電極パターンの両側を露出させるように前記第2の電極パターンの上に接合され、表面に前記第1の電極パターンの一辺に平行に延伸する第3の電極パターンが形成された第2の絶縁基板と、
表面に表面電極および裏面に裏面電極を備え、前記スイッチング半導体素子にそれぞれ対応するように複数並んで配置され、前記裏面電極が前記第3の電極パターン上にダイボンドされた制御抵抗と、
前記第1の絶縁基板を囲繞し、前記第2の絶縁基板の外側に制御端子および検出端子が形成され、前記制御端子および検出端子の反対側に第1および第2の電力導出端子が形成されたケースと、
前記制御電極と前記表面電極とを接続する第1のボンディングワイヤと、
前記検出電極と前記第2の電極パターンの前記第1の電極パターン側とを接続する第2のボンディングワイヤと、
前記第3の電極パターンと前記第1の制御端子とを接続する第3のボンディングワイヤと、
前記第2の電極パターンの前記第1の電極パターンの反対側と前記第2の制御端子とを接続する第4のボンディングワイヤと、
前記表主電極と前記第1の電力導出端子とを接続する第5のボンディングワイヤと、
前記第1の電極パターンと前記第2の電力導出端子とを接続する第6ボンディングワイヤとを有することを特徴とする電力用半導体装置。 - 前記第2の絶縁基板は、裏面に第4の電極パターンが形成され、前記第4の電極パターンが前記第2の電極パターンにハンダ付けされていることを特徴とする請求項1に記載の電力用半導体装置。
- 表面に矩形の第1の電極パターンが形成された第1の絶縁基板と、
表面に表主電極、制御電極および検出電極を、裏面に裏主電極を備え、前記裏主電極を前記第1の電極パターンにダイボンディングされ、前記第1の電極パターン上に並んで配置された複数のスイッチング半導体素子と、
前記第1の電極パターンの一辺に隣接して延伸するように前記第1の絶縁基板の上に接合され、裏面に前記第1の電極パターン側およびその反対側にはみ出した第2の電極パターンが形成され、表面に前記第1の電極パターンの一辺に平行に延伸する第3の電極パターンが形成された第2の絶縁基板と、
表面に表面電極および裏面に裏面電極を備え、前記スイッチング半導体素子にそれぞれ対応するように複数並んで配置され、前記裏面電極が前記第3の電極パターン上にダイボンドされた制御抵抗と、
前記第1の絶縁基板を囲繞し、前記第2の絶縁基板の外側に制御端子および検出端子が形成され、前記制御端子および検出端子の反対側に第1および第2の電力導出端子が形成されたケースと、
前記制御電極と前記表面電極とを接続する第1のボンディングワイヤと、
前記検出電極と前記第2の電極パターンの前記第1の電極パターン側とを接続する第2のボンディングワイヤと、
前記第3の電極パターンと前記第1の制御端子とを接続する第3のボンディングワイヤと、
前記第2の電極パターンの前記第1の電極パターンと反対側と前記第2の制御端子とを接続する第4のボンディングワイヤと、
前記表主電極と前記第1の電力導出端子とを接続する第5のボンディングワイヤと、
前記第1の電極パターンと前記第2の電力導出端子とを接続する第6ボンディングワイヤとを有することを特徴とする電力用半導体装置。 - 表裏面にそれぞれ電極を備え、前記第1の電極パターンの前記第2の電極パターンと反対側に、前記スイッチング半導体に対応してダイボンディングした複数のフリーホイールダイオードをさらに有し、
前記第5のボンディングワイヤは、前記フリーホイールダイオードの表面の電極にも接続されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電力用半導体装置。
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