JP2016225365A - パワー半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】信頼性が向上し、かつ、チップ型電子部品の実装面積を低下させることにより小型化したパワー半導体装置を提供する。【解決手段】パワー半導体装置100は、互いに分離した第1電極11および第2電極12を含むリードフレームと、リードフレームの上に実装されたパワー半導体素子と、第1電極11の上に配置され、両端に外部電極32,33が設けられた積層セラミックコンデンサ30と、リードフレームの一部、パワー半導体素子およびコンデンサ30を封止する電気絶縁体とを備える。コンデンサ30の下側外部電極32は第1電極11に接合され、上側外部電極33は、L字状部81を有する導体部材80を介して第2電極12に接合される。導体部材80はコンデンサ30も剛性が低い。【選択図】図2
Description
本発明は、リードフレームの上にパワー半導体素子が実装されたパワー半導体装置に関し、特に車載機器に搭載されるパワー半導体装置に関するものである。
従来、車載機器に搭載されるパワー半導体装置としては、配線パターンが形成された電気絶縁基板の上にパワー半導体素子を半田付けし、これを配線部材で接続したものを樹脂封止したケース型のパワー半導体装置と、ダイオード、MOSFETなどのパワー半導体素子をトランスファ成型したディスクリート型のパワー半導体装置とを組み合わせたものが用いられてきた。
パワー半導体素子のうちMOSFET、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などのスイッチング素子では、スイッチングにより間欠的に電流が流れ、電圧変動が生じてしまう。この電圧変動を低減させるため、素子の近傍にコンデンサを設けるのが一般的である。しかし、コンデンサを設けると半導体装置が大型化するという問題があり、特に、配置スペースが限られた車載機器に搭載されるパワー半導体装置ではこの問題が顕著である。
特許文献1には、小電力を扱う集積回路(ICチップ)がモールド成型された半導体装置であって、リードフレームにおいて、電源供給用の電極とICチップ搭載ステージを支持するダイパッドとの間にチップ型コンデンサが設けられたものが開示されている。このチップ型コンデンサは、電源−接地間を接続するバイパスコンデンサとして機能する。この半導体装置によれば、全体をモールド成型することにより実装密度が向上する。
また、特許文献2には、互いに分離した電極が形成された基板の上に電子部品を実装する方法であって、基板の上に電気絶縁膜等のスペーサを一時的に配置して電子部品の高さを確保した状態で、電子部品の両側に設けられたリードを、半田を用いて基板の電極に接合する方法が開示されている。この方法によれば、半田の厚さを増加させることにより、温度サイクルを受けたときに基板と電子部品との熱膨張係数の差に起因した応力集中を緩和して、半田および電子部品の劣化を防止できる。
しかし、特許文献1に記載されているように、リードフレームのダイパッドの上に、コンデンサのようなチップ型電子部品を実装してモールド成型した場合、大電力を扱うパワー半導体素子が温度サイクルを受けると、装置を構成する金属部材とモールド樹脂との間の線膨張係数の差に起因してコンデンサに応力集中が生じる。これにより、コンデンサが劣化したり故障したりする可能性があり、信頼性の点で問題がある。
また、特許文献2に記載された方法では、電子部品の両側に設けられたリードが電極に接合されるので、電子部品の実装面積が大きくなり、パワー半導体装置の小型化が妨げられる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、信頼性が向上し、かつ、チップ型電子部品の実装面積を低下させることにより小型化したパワー半導体装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るパワー半導体装置は、互いに分離した第1電極および第2電極を含むリードフレームと、リードフレームの上に実装されたパワー半導体素子と、第1電極の上に配置され、両端に外部電極が設けられたチップ型電子部品と、リードフレームの一部、パワー半導体素子およびチップ型電子部品を封止する絶縁体とを備え、チップ型電子部品の一方の外部電極は、第1電極に接合され、チップ型電子部品の他方の外部電極は、L字状部を有する導体部材を介して第2電極に接合され、導体部材は、チップ型電子部品よりも剛性が低いことを特徴とする。
本発明によれば、チップ型電子部品よりも剛性が低いL字状部を有する導体部材を介してチップ型電子部品が第2電極の上に接合されていることにより、応力が作用すると導体部材のL字状部が優先的に変形するため、チップ型電子部品への応力集中を緩和できる。このようにして、パワー半導体装置の信頼性を向上させることができる。
また、チップ型電子部品の一方の外部電極のみが第1電極に接合されることにより、導体部材と第2電極との接合面積を小さくしてチップ型電子部品の実装面積を低下させ、パワー半導体装置を小型化できる。
以下、本発明の実施の形態に係るパワー半導体装置について、図面を参照しながら説明する。各図において、同一または同様の構成部分には同一の符号を付している。また、方向を表す用語「上、下、右、左、水平、垂直」などは、図面中の方向を特定するための便宜的なものであり、装置の設置方向などを限定するものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係るパワー半導体装置を上方から見た断面図であり、図2は図1の一部を側方から見た断面図である。図中、互いに垂直なx方向とy方向で規定されるxy面内の方向を水平方向、水平面に垂直なz方向を垂直方向と称す。
図1に示すように、パワー半導体装置100は、リードフレーム10と、パワー半導体素子21〜23と、積層セラミックコンデンサ30と、抵抗素子40と、絶縁体(電気絶縁体)50とを備える。パワー半導体素子21〜23、積層セラミックコンデンサ30および抵抗素子40は、チップ型の電子部品である。
図1は、本発明の実施の形態1に係るパワー半導体装置を上方から見た断面図であり、図2は図1の一部を側方から見た断面図である。図中、互いに垂直なx方向とy方向で規定されるxy面内の方向を水平方向、水平面に垂直なz方向を垂直方向と称す。
図1に示すように、パワー半導体装置100は、リードフレーム10と、パワー半導体素子21〜23と、積層セラミックコンデンサ30と、抵抗素子40と、絶縁体(電気絶縁体)50とを備える。パワー半導体素子21〜23、積層セラミックコンデンサ30および抵抗素子40は、チップ型の電子部品である。
パワー半導体装置100は、電気絶縁性の接着剤、基板またはシートなどを介して被固定物、例えば車載機器に固定される。あるいは、パワー半導体装置100は、当該被固定物に対向する面に絶縁層を有していて、半田、放熱グリースなどを用いて被固定物に対して加圧固定されてもよい。
リードフレーム10は配線パターン状に形成されている。リードフレーム10は、数Aから数百A程度の大電流が流れるパワー端子11〜15と、パワー半導体素子21〜23に制御信号(例えばゲート信号)を伝送する信号端子16〜18とを有する。端子11〜18は、互いに分離しており、絶縁体50から外部に突出している。パワー端子12,14は、減衰器を構成する抵抗素子40により接続されている。パワー端子11〜15は、電力供給装置および電源(バッテリなど)に中継部材を介して接続される。信号端子16〜18は制御基板に接続される。
リードフレーム10の各端子11〜18は、プレス加工、エッチング加工などにより成型されている。この成型工程により、各端子11〜18の上面(主面)の間には、数μmから数百μmの段差(垂直方向の長さ(高さ)の差)が必然的に生じる。このように、各端子11〜18は略同一平面内に配置されている。リードフレーム10は金属製であって、例えばコバール、銅板、銅合金板にニッケル(Ni)めっきしたものが用いられる。
パワー半導体素子21〜23は、MOSFET、IGBTなどのスイッチング素子である。パワー半導体素子21,22,23は、半田、導電性ペースト(例えば銀ペースト)のような導電性接合材を用いて、それぞれパワー端子11,13,14の上に実装されている。パワー半導体素子21,22,23の主電極は、2本で対になった配線部材61,62,63により、それぞれパワー端子13,14,15に電気的に接続されている。パワー半導体素子21,22,23の制御電極は、配線部材64,65,66により、それぞれ信号端子16,17,18に電気的に接続されている。配線部材61〜66は、例えば、超音波接合により設けられるアルミ製(または銅製)の円形断面(または矩形断面)のワイヤ状部材であってもよいし、半田付けされる金属ターミナルであってもよい。
パワー半導体素子21〜23は、珪素(Si)により形成されてもよいし、珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドギャップ半導体材料により形成されてもよい。ワイドギャップ半導体材料は、例えば炭化珪素(SiC)、窒化ガリウム(GaN)系材料、ダイヤモンドである。ワイドギャップ半導体材料により形成されたパワー半導体素子21〜23は、耐電圧性が高く許容電流密度も高いために小型化できる。小型化したパワー半導体素子21〜23を用いることにより、これを組み込んだパワー半導体装置100も小型化できる。
積層セラミックコンデンサ(以下、コンデンサと称す)30は、パワー端子11の上に配置されている。コンデンサ30は、パワー半導体素子21〜23のスイッチングによる電圧変動を低減させる機能を有する。この機能を果たすために、コンデンサ30は好ましくはパワー半導体素子21の近傍に配置される。コンデンサ30は、積層体31と、積層体31の両端に設けられた外部電極32,33とを有する。積層体31の内部では、図2に示すようにセラミック誘電体31aと内部電極31bとが交互に積層されている。コンデンサ30は、セラミック誘電体31aと内部電極31bの積層方向が水平方向に一致する(または略一致する)ように配置される。なお、図2では積層方向がx方向であるが、水平方向であればよい。これにより、外部電極32,33は上下に対向する。外部電極32,33は、積層体31の内部電極31bに交互に接続されている。
コンデンサ30の一方(下側)の外部電極(下側外部電極)32は、導電性接合材71を用いてパワー端子11に接合されている。コンデンサ30の他方(上側)の外部電極(上側外部電極)33は、導電性接合材72を用いて導体部材80に接合されている。導体部材80は、導電性接合材73を用いてパワー端子12に接合されている。この導体部材80の剛性は、コンデンサ30および導電性接合材71〜73よりも低い。導電性接合材71〜73は、例えば半田、導電性ペースト(例えば銀ペースト)である。
使用時、パワー端子11はパワー端子12に比べて電位が高い。このように、コンデンサ30は、使用時に互いに電位が異なる2つの隣接端子間に実装される。なお、パワー端子11,12は、それぞれ第1電極、第2電極の一例である。
導体部材80は、L字状部81と、L字状部81の一端(下端)から水平方向(図中のx方向)に延びてパワー端子12に接合される板状の被接合部84とを有する。L字状部81は、コンデンサ30の上側外部電極33に接合されて水平方向(図中のx方向)に沿って延びる第1板部82と、一端で第1板部82に接続されかつ他端で被接合部84に接合されて垂直方向に沿って延びる第2板部83とを有する。このように、導体部材80は、2つのパワー端子11,12を三次元的に橋渡ししている。なお、第1板部82と第2板部83とが直交している必要はない。被接合部84の面積は、下側外部電極32の面積よりも小さい。
図2に示すように、被接合部84は、第2板部83の下端から水平方向(図中のx方向)に距離D延びている。また、第2板部83の垂直方向の長さ(高さ)をHとする。第2板部83の高さ、すなわち導体部材80の高さHは、距離Dに対して2倍以上5倍以下の大きさであることが好ましい。導体部材80の高さHの大きさをこの範囲内とすることで、導体部材80のL字状部81の剛性を低下させてL字状部81を優先的に変形させやすいことがわかっている。
導体部材80は、一枚の導体板を折り曲げて成型されてもよいし、複数枚の導体板を接合して成型してもよい。一枚の導体板で導体部材80を成型することにより、導体部材80を容易に形成できる利点がある。
絶縁体50は、例えばエポキシ樹脂であって、リードフレーム10の一部、リードフレーム10の上に設けられたパワー半導体素子21〜23、コンデンサ30、抵抗素子40などを封止する。
以上のような構成を有するパワー半導体装置100は、例えば以下の工程S1〜S3により製造できる。
(S1)配線パターン状に配設されたリードフレーム10の上に導電性接合材を用いて各チップ部品を接合する。
(S2)配線部材3をパワー半導体素子21〜23と端子11〜18に超音波接合し、中間構造体を製造する。
(S3)絶縁体50を用いて中間構造体をトランスファ成型する。
工程S1で、コンデンサ30は、導電性接合材71を用いてパワー端子11の上に下側外部電極32を接合し、続いて導電性接合材72,73を用いて上側外部電極33とパワー端子12の上に導体部材80を接合することにより実装される。
(S1)配線パターン状に配設されたリードフレーム10の上に導電性接合材を用いて各チップ部品を接合する。
(S2)配線部材3をパワー半導体素子21〜23と端子11〜18に超音波接合し、中間構造体を製造する。
(S3)絶縁体50を用いて中間構造体をトランスファ成型する。
工程S1で、コンデンサ30は、導電性接合材71を用いてパワー端子11の上に下側外部電極32を接合し、続いて導電性接合材72,73を用いて上側外部電極33とパワー端子12の上に導体部材80を接合することにより実装される。
パワー半導体装置100では、制御基板に接続された信号端子16〜18から伝送される制御信号によりパワー半導体素子21〜23がスイッチングを行い、出力を行うパワー端子11〜15に通電する電流量が制御される。
次に、本実施形態1により得られる効果について説明する。
この効果の説明において、本実施形態1と同様にリードフレームの2つの端子間にコンデンサの両端の外部電極がそれぞれ接合された構造を「比較例」と称す。比較例は、本実施形態1でいうと、外部電極32,33がそれぞれパワー端子11,12に接合される構成である。すなわち従来構造では、外部電極32,33が左右に対向することになる。
この効果の説明において、本実施形態1と同様にリードフレームの2つの端子間にコンデンサの両端の外部電極がそれぞれ接合された構造を「比較例」と称す。比較例は、本実施形態1でいうと、外部電極32,33がそれぞれパワー端子11,12に接合される構成である。すなわち従来構造では、外部電極32,33が左右に対向することになる。
一般に、車載用のパワー半導体装置は、車載機器の動作、パワー半導体素子が設置される雰囲気の変動、パワー半導体素子の通電などにより、その温度が大きく変動する。したがって、リードフレームの上にコンデンサを実装してモールド成型する場合、比較例の構造では、装置を構成する金属部材とモールド樹脂との間の線膨張係数の差に起因してコンデンサに応力集中が生じるおそれがある。また、トランスファ成型前の中間構造体(本実施形態1では上記工程S2で製造される)を製造ライン上で搬送する際にも、搬送時の振動、または搬送時に作用する外力に起因して、コンデンサに応力集中が生じるおそれがある。さらに、上記の通り、リードフレームを構成する端子間には、数μmから数百μm程度の段差が存在するところ、中間構造体をモールド成型すると、100気圧程度にも達する成型圧、モールド成型時の型締めにより、この段差が小さくなるように応力が作用することがある。これらにより、コンデンサまたは半田にクラックが生じ、コンデンサとリードフレームとの接合部の破断、コンデンサの劣化、故障といった問題が発生しうる。
本実施形態1によれば、導体部材80の剛性がコンデンサ30よりも低いことにより、特に水平方向に応力が作用すると、導体部材80のL字状部81が優先的に変形するため、コンデンサ30への応力集中が緩和される。また、外部電極32,33が上下に対向するようにコンデンサ30を配置することにより、比較例に比べて、垂直方向に作用する応力に対してもコンデンサ30の強度を向上させることができる。
このようにして、コンデンサ30とリードフレーム10との接合部の破断、コンデンサ30の劣化、故障などが防止される。また、パワー半導体装置100の中間構造体の搬送時の故障等を防止して歩留まりを向上させることができる。さらに、パワー半導体装置100をモールド成型する際にコンデンサまたは半田におけるクラックの発生が抑制され、さらに歩留まりを向上させることができる。
これらの効果は、導体部材80の剛性がコンデンサ30よりも低いだけでなく導電性接合材71〜73よりも低いことにより、より顕著に得ることができる。
これらの効果は、導体部材80の剛性がコンデンサ30よりも低いだけでなく導電性接合材71〜73よりも低いことにより、より顕著に得ることができる。
また、コンデンサ30の実装面積は、コンデンサ30の下側外部電極32の接合面積と、導体部材80の被接合部84の接合面積の和であるところ、本実施形態1のように被接合部84の面積を下側外部電極32の面積より小さくすることにより、比較例に比べてコンデンサ30の実装面積を低下させることができ、ひいてはパワー半導体装置100を水平方向に小型化できる。
また、比較例において高い実装密度を得るために、リードフレームの端子間隔を小さくした場合には、半田がコンデンサの外部電極を這い上がって外部電極間が短絡し、歩留りが悪化するおそれがある。
本実施形態1では、パワー端子11,12の間隔を小さくした場合でも、これらの間を三次元的に橋渡しする導体部材80が設けられていることにより、半田の這い上がりによる外部電極32,33の間の短絡が防止される。
本実施形態1では、パワー端子11,12の間隔を小さくした場合でも、これらの間を三次元的に橋渡しする導体部材80が設けられていることにより、半田の這い上がりによる外部電極32,33の間の短絡が防止される。
なお、比較例でパワー半導体素子をワイドギャップ半導体材料で形成した場合、素子の耐電圧性、許容電流密度が高くなるため、使用の態様によっては雰囲気温度がより高くなり、コンデンサに応力集中が生じるおそれがある。したがって、パワー半導体装置において放熱面積を大きくする必要が生じ、その小型化が困難になる可能性がある。
一方、本実施形態1では、上記の通り導体部材80を設けたことにより応力集中が緩和されるため、ワイドギャップ半導体材料を使用したパワー半導体素子21〜23を実装した場合であっても装置100の小型化が可能となる。
一方、本実施形態1では、上記の通り導体部材80を設けたことにより応力集中が緩和されるため、ワイドギャップ半導体材料を使用したパワー半導体素子21〜23を実装した場合であっても装置100の小型化が可能となる。
実施の形態2.
図3は、本発明の実施の形態2に係るパワー半導体装置を示す、図2に対応する断面図である。
実施形態2は、導体部材80の被接合部84が接合されるパワー端子112の構造が実施形態1(パワー端子12)と異なる。具体的には、パワー端子112は、導体部材80を受ける凹部112aを有する。凹部112aは、底面112bと側壁112cとで構成される。被接合部84は、凹部112aの底面112bの上に接合される。
図3は、本発明の実施の形態2に係るパワー半導体装置を示す、図2に対応する断面図である。
実施形態2は、導体部材80の被接合部84が接合されるパワー端子112の構造が実施形態1(パワー端子12)と異なる。具体的には、パワー端子112は、導体部材80を受ける凹部112aを有する。凹部112aは、底面112bと側壁112cとで構成される。被接合部84は、凹部112aの底面112bの上に接合される。
本実施形態2によれば、導電性接合材73を用いて導体部材80をパワー端子12に接合する際に、導体部材80の水平方向の位置ずれを凹部112aにより制御できる利点がある。また、導体部材80をコンデンサ30の上側外部電極33とパワー端子12とに接合する際に、図2の紙面奥側、手前側方向(図中のyz面内)での傾きを制御できる利点がある。さらに、モールド成型後には、凹部112a内に絶縁体50が充填され、被接合部84が絶縁体50に覆われて固定されるので、導体部材80の固定強度を高めることができる。
図4は、実施形態2の第1変形例に係るパワー半導体装置の導体部材の一部を示す斜視図である。
この第1変形例は、導体部材180の被接合部184の構造が図3に示したもの(導体部材80の被接合部84)と異なる。具体的には、図3では、被接合部84が、第2板部83に対して水平方向片側(+x方向)にのみ突出してL字を形成しているところ、第1変形例では、被接合部184は第2板部183に対して水平方向両側に突出してT字を形成している。なお、第1変形例で、パワー端子112の形状は図3と同じであってよい。この第1変形例によれば、実施形態2により得られる効果を高めることができる。
この第1変形例は、導体部材180の被接合部184の構造が図3に示したもの(導体部材80の被接合部84)と異なる。具体的には、図3では、被接合部84が、第2板部83に対して水平方向片側(+x方向)にのみ突出してL字を形成しているところ、第1変形例では、被接合部184は第2板部183に対して水平方向両側に突出してT字を形成している。なお、第1変形例で、パワー端子112の形状は図3と同じであってよい。この第1変形例によれば、実施形態2により得られる効果を高めることができる。
図5は、実施形態2の第2変形例に係るパワー半導体装置の導体部材の一部を示す(a)斜視図と(b)断面図である。
この第2変形例は、導体部材280の被接合部284およびパワー端子212の構造が、図3に示したもの(導体部材80の被接合部84およびパワー端子112)と異なる。具体的には、被接合部284は、第1変形例と同様に第2板部283に対して水平方向両側に突出してT字を形成する突出部285と、突出部285の水平方向(x方向)両端部から垂直方向に延びる二股部286とを有する。次に、パワー端子212は、導体部材280の二股部286を受ける凹部212a,212bを有する。この第1変形例によれば、実施形態2により得られる効果を高めることができる。
この第2変形例は、導体部材280の被接合部284およびパワー端子212の構造が、図3に示したもの(導体部材80の被接合部84およびパワー端子112)と異なる。具体的には、被接合部284は、第1変形例と同様に第2板部283に対して水平方向両側に突出してT字を形成する突出部285と、突出部285の水平方向(x方向)両端部から垂直方向に延びる二股部286とを有する。次に、パワー端子212は、導体部材280の二股部286を受ける凹部212a,212bを有する。この第1変形例によれば、実施形態2により得られる効果を高めることができる。
実施の形態3.
図6は、本発明の実施の形態3に係るパワー半導体装置の一部を示す斜視図である。
実施形態3は、パワー端子11の上に2つ以上のコンデンサが実装され、当該コンデンサが並列接続される構成に適用されるものである。2つ以上のコンデンサの静電容量は、同じであってもよいし異なっていてもよい。
図6は、本発明の実施の形態3に係るパワー半導体装置の一部を示す斜視図である。
実施形態3は、パワー端子11の上に2つ以上のコンデンサが実装され、当該コンデンサが並列接続される構成に適用されるものである。2つ以上のコンデンサの静電容量は、同じであってもよいし異なっていてもよい。
図6では、例として2つのコンデンサ331,332(実施形態1のコンデンサ30に対応する)が設けられている。導体部材380(実施形態1の導体部材80に対応する)は、実施形態1,2と同様に、L字状部381と被接合部384とを有する。導体部材380はさらに、コンデンサ331,332を並列接続する板状の接続端子部385を有する。接続端子部385は、第1水平方向(図中のx方向)に沿って延びるL字状部381の端部に接続され、かつ、第1水平方向に垂直な第2水平方向(y方向)に沿って延びている。接続端子部385は、図示しない導電性接合材を用いてコンデンサ331,332の上側の外部電極に接合されている。
本実施形態3によれば、パワー端子11の上に2つ以上のコンデンサを実装する構成において、実施形態1で説明した利点を得ることができる。
以上、実施形態1〜3を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。また、実施形態には、種々の変形、改良が加えられてよい。また、各実施形態に記載された特徴は、自由に組み合わせられてよい。
例えば、上記実施形態では、リードフレーム10の端子11,12の間に積層セラミックコンデンサを接続したが、これに限定されず、端子11,12の間にチップ型電子部品を接合により設ける構成であれば本発明を適用できる。
また、上記実施形態では、コンデンサ30の下側外部電極32とパワー端子11、上側外部電極33と導体部材80、および導体部材80とパワー端子12をそれぞれ導電性接合材71〜73を用いて接合したが、超音波接合され、または溶接された場合でも、上記実施形態の効果を得ることができる。
10 リードフレーム、 11〜15 パワー端子、 16〜18 信号端子、 21〜23 パワー半導体素子、 30 積層セラミックコンデンサ、 32,33 外部電極、 50 絶縁体、 61〜66 配線部材、 71〜73 導電性接合材、 80 導体部材、 81 L字状部、 84 被接合部、 100 パワー半導体装置
Claims (7)
- 互いに分離した第1電極および第2電極を含むリードフレームと、
前記リードフレームの上に実装されたパワー半導体素子と、
前記第1電極の上に配置され、両端に外部電極が設けられたチップ型電子部品と、
前記リードフレームの一部、前記パワー半導体素子および前記チップ型電子部品を封止する絶縁体とを備え、
前記チップ型電子部品の一方の外部電極は、前記第1電極に接合され、
前記チップ型電子部品の他方の外部電極は、L字状部を有する導体部材を介して前記第2電極に接合され、
前記導体部材は、前記チップ型電子部品よりも剛性が低いことを特徴とする
パワー半導体装置。 - 前記第2電極は、前記導体部材を受ける凹部を有することを特徴とする、
請求項1に記載のパワー半導体装置。 - 前記チップ型電子部品を2つ以上備え、
前記導体部材は、前記2つ以上のチップ型電子部品を並列接続する接続端子部を有することを特徴とする、
請求項1または2に記載のパワー半導体装置。 - 前記チップ型電子部品の一方の外部電極と前記第1電極、前記チップ型電子部品の他方の外部電極と前記導体部材、および前記導体部材と前記第2電極はそれぞれ、前記導体部材よりも剛性の高い導電性接合材を用いて接合され、超音波接合され、または溶接されて接合されたことを特徴とする、
請求項1から3のいずれか1項に記載のパワー半導体装置。 - 前記導体部材は、前記L字状部の一端から水平方向に所定距離D延びて前記第2電極に接合される被接合部を有し、
前記導体部材の高さHは、前記所定距離Dに対して2倍以上5倍以下の大きさを有することを特徴とする、
請求項1から4のいずれか1項に記載のパワー半導体装置。 - 前記導体部材は、一枚の導体板であることを特徴とする、
請求項1から5のいずれか1項に記載のパワー半導体装置。 - 前記チップ型電子部品は、積層セラミックコンデンサであることを特徴とする、
請求項1から6のいずれか1項に記載のパワー半導体装置。
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JP2018142582A (ja) * | 2017-02-27 | 2018-09-13 | 三菱電機株式会社 | パワー半導体装置およびその製造方法、ならびに電力変換装置 |
JP2021182575A (ja) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company | 半導体装置内部スナバ回路接続構造及びこれを用いたパワーモジュール構造 |
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2015
- 2015-05-27 JP JP2015107717A patent/JP2016225365A/ja active Pending
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JP2021182575A (ja) * | 2020-05-18 | 2021-11-25 | 現代自動車株式会社Hyundai Motor Company | 半導体装置内部スナバ回路接続構造及びこれを用いたパワーモジュール構造 |
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