專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，尤其涉及包括在對(duì)電動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)
動(dòng)用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路中使用的IGBT模塊等的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
在電動(dòng)汽車(chē)等電動(dòng)車(chē)輛中，使用用于驅(qū)動(dòng)其驅(qū)動(dòng)用電機(jī)的變流 裝置。該變流裝置包括通過(guò)電橋電路結(jié)構(gòu)連接開(kāi)關(guān)元件的電氣電路。 變流裝置使電橋電路的開(kāi)關(guān)元件適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行開(kāi) 關(guān)動(dòng)作，進(jìn)行對(duì)流 向驅(qū)動(dòng)用電機(jī)的電流的切換。作為構(gòu)成電橋電路的開(kāi)關(guān)元件，廣泛 使用功率晶體管、IGBT、 FET等。所述變流裝置通常由將多個(gè)開(kāi)關(guān) 元件收納在一個(gè)封裝內(nèi)的模塊結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
在使電動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)用電機(jī)動(dòng)作的情況下，具有在構(gòu)成電橋電 路的開(kāi)關(guān)元件上有大電流流過(guò)，并且由于開(kāi) 關(guān)動(dòng)作而產(chǎn)生浪涌電 壓的特性。為此，人們想辦法，在變流裝置中，在將多個(gè)開(kāi)關(guān)元件 組裝在一個(gè)封裝的內(nèi)部時(shí)使成為電流流路的配線(xiàn)的長(zhǎng)度盡量短，由 此，減小配線(xiàn)阻抗，并降低作為交流電流的電氣特性的電感的值。
關(guān)于具有如上述變流裝置那樣的模塊結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置，目前 公知有例如日本特開(kāi)2002-26251號(hào)公報(bào)中記載的半導(dǎo)體裝置。日本 特開(kāi)2002-26251號(hào)公報(bào)中記載的半導(dǎo)體裝置具有高壓用外部電力端 子、低壓用外部電力端子和輸出用外部電力端子三個(gè)電力端子。這 三個(gè)電力端子分別具有俯視形狀為長(zhǎng)方形的板形狀，并以平行的配 置關(guān)系在隔開(kāi)間隔地重疊的狀態(tài)下配置。在高壓用外部電力端子和 低壓用外部電力端子之間配置有輸出用外部電力端子。而且在三個(gè) 電力端子中，在相鄰的兩個(gè)電力端子之間夾置有半導(dǎo)體芯片(開(kāi)關(guān) 元件等)。高壓用外部電力端子和低壓用外部電力端子以在同一側(cè)的端部側(cè)延伸設(shè)置的方式形成，而且，其中的輸出用外部電力端子 以在相反側(cè)的另 一側(cè)的端部側(cè)延伸設(shè)置的方式形成。
在日本特開(kāi)2002-26251號(hào)公報(bào)中記載的半導(dǎo)體裝置中，由于以 短距離進(jìn)行半導(dǎo)體芯片與電力端子之間的連接，因此能夠降低由于 內(nèi)部配線(xiàn)引起的電壓下降。另外，在該半導(dǎo)體裝置中，由于使流經(jīng) 高壓用外部電力端子的電流的方向與流經(jīng)低壓用外部電力端子的電 流的方向相反，因此，由其各自的電流而產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向相反， 從而能夠降低電感。
然而，三相電^/L的情況下的變流裝置，在U相、V相、W相分 別具有高壓側(cè)(high side)的半導(dǎo)體芯片和低壓側(cè)(low side)的半 導(dǎo)體芯片，內(nèi)置有總計(jì)六個(gè)半導(dǎo)體芯片。在該變流裝置中，每同相 包括將高壓側(cè)和低壓側(cè)的兩個(gè)半導(dǎo)體芯片進(jìn)行封裝的半導(dǎo)體模塊。 在該半導(dǎo)體模塊中，在作為電機(jī)控制進(jìn)行使用的情況下，由于沒(méi)有 使高壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片與低壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片短路，因此電流不會(huì) 同時(shí)流過(guò)高壓電力端子和低壓電力端子。也就是說(shuō)，在電橋電路中， 是從高壓電力端子經(jīng)由半導(dǎo)體芯片流到輸出電力端子的電流流路或 從輸出電力端子經(jīng)由半導(dǎo)體芯片流到低壓電力端子的電流流路中的 某一電流流^^。因此，^提出了如下問(wèn)題，即在通過(guò)三相電才幾的變流 裝置進(jìn)行電機(jī)控制的情況下，即使適用上述日本特開(kāi)2002-26251號(hào) 公報(bào)中記載的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)，也難于降低電感。
而且，現(xiàn)有技術(shù)中的模塊結(jié)構(gòu)需要在模塊外部設(shè)置控制半導(dǎo)體 芯片的控制基板(安裝有門(mén)驅(qū)動(dòng)器(gatedriver)的基板)。因此， 存在從由門(mén)電極導(dǎo)出的控制端子到控制基板的控制用配線(xiàn)變長(zhǎng)的傾 向。進(jìn)而存在配線(xiàn)阻抗變大、抗噪性能變差的問(wèn)題。而且，由于與 模塊分別設(shè)置的控制基板需要固定部件或外殼等，因此還存在半導(dǎo) 體裝置作為整體大型化的問(wèn)題。
在上述半導(dǎo)體裝置中，在將多個(gè)半導(dǎo)體芯片組裝到一個(gè)封裝內(nèi) 的半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)中，希望能夠降低主電路的電感，提高驅(qū)動(dòng)信號(hào) 的抗噪性能，并實(shí)現(xiàn)模塊結(jié)構(gòu)的小型化和緊湊化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一觀(guān)點(diǎn)，提供一種由第一組裝體、第二組裝體
和輸出母線(xiàn)構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置。第一組裝體具有第一半導(dǎo)體芯片；
接合在該第一半導(dǎo)體芯片的一側(cè)表面上且具有高壓端子的高壓母
線(xiàn)；通過(guò)接合線(xiàn)接合在第 一半導(dǎo)體芯片的另 一側(cè)表面上的第 一金屬 配線(xiàn)板；連結(jié)在第一金屬配線(xiàn)板上，相對(duì)于連接在第一半導(dǎo)體芯片 的另 一側(cè)表面上的接合線(xiàn)隔開(kāi)規(guī)定的間隔且與高壓母線(xiàn)平行地配置 的第三金屬配線(xiàn)板。第二組裝體具有第二半導(dǎo)體芯片；通過(guò)接合 線(xiàn)連接在該第二半導(dǎo)體芯片的一側(cè)表面上且具有低壓端子的低壓母 線(xiàn)；接合在第二半導(dǎo)體芯片的另一側(cè)表面上的第二金屬配線(xiàn)板；從 第二金屬配線(xiàn)板的端部折回地連結(jié)，相對(duì)于連接在第二半導(dǎo)體芯片 上的接合線(xiàn)隔開(kāi)規(guī)定的間隔，且與第二金屬配線(xiàn)板平行地配置的第 四金屬配線(xiàn)板。輸出母線(xiàn)具有從第三金屬配線(xiàn)板和第四金屬配線(xiàn)板 的各端部開(kāi)始延伸的輸出端子。第一組裝體和第二組裝體配置成相 間隔的層疊結(jié)構(gòu)，輸出母線(xiàn)配置在層疊結(jié)構(gòu)的中間。
在上述半導(dǎo)體芯片的電力用半導(dǎo)體元件為IGBT元件(N通道 型)的情況下，第一半導(dǎo)體芯片的一側(cè)表面是集電極側(cè)的表面，另 一側(cè)表面是發(fā)射極側(cè)的表面，第二半導(dǎo)體芯片的一側(cè)表面是發(fā)射極 側(cè)的表面，另一側(cè)表面是集電極側(cè)的表面。關(guān)于這一點(diǎn)，在下面的 半導(dǎo)體裝置中也是同樣的。
通過(guò)由構(gòu)成變流裝置的電橋電路的高壓側(cè)和低壓側(cè)的半導(dǎo)體芯 片組成的半導(dǎo)體元件模塊的上述結(jié)構(gòu)，構(gòu)成為電流在高壓側(cè)的電流 流路和低壓側(cè)的電流流路分別向相反方向往復(fù)流動(dòng)的結(jié)構(gòu)，4氐消了 在高壓母線(xiàn)和第一金屬配線(xiàn)板周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)，同樣抵消了在低壓 母線(xiàn)和第二金屬配線(xiàn)板周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)。由此，能夠降低半導(dǎo)體模
塊結(jié)構(gòu)中的主電路的電感。而且，抵消了在高壓側(cè)的接合線(xiàn)和第三 金屬配線(xiàn)板周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)，同樣，抵消了在低壓側(cè)的接合線(xiàn)和第 四金屬配線(xiàn)板周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)。另外，通過(guò)制作第一及第二組裝體，并將其組裝成隔開(kāi)規(guī)定距離的層疊結(jié)構(gòu)，能夠使半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu) 小型化、緊湊化。
優(yōu)選地將第一金屬配線(xiàn)板和第三金屬配線(xiàn)板作為不同的部件形 成，將第二金屬配線(xiàn)板和第四金屬配線(xiàn)板作為不同的部件形成。通過(guò) 該結(jié)構(gòu)，能夠提高組裝性，并能夠容易地進(jìn)行引線(xiàn)接合。
在上述裝置中，優(yōu)選在第一金屬配線(xiàn)板和第三金屬配線(xiàn)板之間， 以及在第二金屬配線(xiàn)板和第四金屬配線(xiàn)板之間分別具有金屬隔板， 構(gòu)成為能夠?qū)Φ谌饘倥渚€(xiàn)板與接合線(xiàn)之間的間隙、以及第四金屬 配線(xiàn)板與接合線(xiàn)之間的間隙進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選第一及第二半導(dǎo)體芯片分別具有電力用半導(dǎo)體元件和整流 用半導(dǎo)體元件。在進(jìn)行與整流用半導(dǎo)體元件相比流過(guò)電力用半導(dǎo)體 元件的電流的比例增多的半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)的情況下，第 一 半導(dǎo)體 芯片的電力用半導(dǎo)體元件在高壓母線(xiàn)上配置在相對(duì)于高壓端子近的 一側(cè)，第二半導(dǎo)體芯片的電力用半導(dǎo)體元件在第二金屬配線(xiàn)板上配 置在相對(duì)于低壓端子遠(yuǎn)的一側(cè)。在進(jìn)行與整流用半導(dǎo)體元件相比流 過(guò)電力用半導(dǎo)體元件的電流的比例減少的半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)的情況 下，第一半導(dǎo)體芯片的電力用半導(dǎo)體元件在高壓母線(xiàn)上配置在相對(duì) 于高壓端子遠(yuǎn)的一側(cè)，第二半導(dǎo)體芯片的電力用半導(dǎo)體元件在第二 金屬配線(xiàn)板上配置在相對(duì)于低壓端子近的一側(cè)，連接在電力用半導(dǎo) 體元件上的接合線(xiàn)長(zhǎng)于連接在整流用半導(dǎo)體元件上的接合線(xiàn)。
在優(yōu)選的方式中，上述裝置具有與第三金屬配線(xiàn)板平行地配置 的、控制第 一 半導(dǎo)體芯片的第 一控制基板和與第三金屬配線(xiàn)板平行 地配置的、控制第二半導(dǎo)體芯片的第二控制基板。
根據(jù)本發(fā)明的第二觀(guān)點(diǎn)，提供一種由第一組裝體、第二組裝體
和輸出母線(xiàn)構(gòu)成的半導(dǎo)體裝置。第一組裝體包括第一半導(dǎo)體芯片； 接合在該第一半導(dǎo)體芯片的一側(cè)表面上且具有高壓端子的高壓母 線(xiàn)；接合在第一半導(dǎo)體芯片的另一側(cè)表面上的第一金屬配線(xiàn)板。第 二組裝體具有第二半導(dǎo)體芯片；接合在該第二半導(dǎo)體芯片的一側(cè) 表面上且具有低壓端子的低壓母線(xiàn)；接合在第二半導(dǎo)體芯片的另一
8側(cè)表面上的第二金屬配線(xiàn)板。輸出母線(xiàn)具有從第 一金屬配線(xiàn)板和第 二金屬配線(xiàn)板的各端部開(kāi)始延伸的輸出端子。第 一組裝體和第二組 裝體配置成相間隔的層疊結(jié)構(gòu)，輸出母線(xiàn)配置在層疊結(jié)構(gòu)的中間。
根據(jù)由構(gòu)成變流裝置的電橋電路的高壓側(cè)和低壓側(cè)的半導(dǎo)體芯 片組成的半導(dǎo)體元件模塊的結(jié)構(gòu)，構(gòu)成為電流在高壓側(cè)的電流流路 和低壓側(cè)的電流流路中分別向相反方向往復(fù)流動(dòng)的結(jié)構(gòu)，抵消了在 高壓母線(xiàn)和第一金屬配線(xiàn)板周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)，同樣抵消了在低壓母 線(xiàn)和第二金屬配線(xiàn)板周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)。由此，降低了半導(dǎo)體模塊結(jié) 構(gòu)中的主電路的電感。另外，通過(guò)制作第一及第二組裝體，并將其 組裝成隔開(kāi)規(guī)定距離的層疊結(jié)構(gòu)，能夠使半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)小型化、 緊湊化。
優(yōu)選使從高壓端子到經(jīng)由第 一半導(dǎo)體芯片的輸出端子的電流流 路的長(zhǎng)度與從低壓端子到經(jīng)由第二半導(dǎo)體芯片的輸出端子的電流流 路的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)上相等。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，能夠使高壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片的 電氣特性與低壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片的電氣特性 一 致。
在優(yōu)選的方式中，第一及第二半導(dǎo)體芯片分別具有電力用半導(dǎo) 體元件和整流用半導(dǎo)體元件，在進(jìn)行與整流用半導(dǎo)體元件相比流過(guò) 電力用半導(dǎo)體元件的電流的比例增多的半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)的情況 下，第一半導(dǎo)體芯片的電力用半導(dǎo)體元件在高壓母線(xiàn)上配置在相對(duì) 于高壓端子遠(yuǎn)的一側(cè)，第二半導(dǎo)體芯片的電力用半導(dǎo)體元件在第二 金屬配線(xiàn)板上配置在相對(duì)于低壓端子遠(yuǎn)的一側(cè)，在進(jìn)行與整流用半 導(dǎo)體元件相比流過(guò)電力用半導(dǎo)體元件的電流的比例減少的半導(dǎo)體元 件的驅(qū)動(dòng)的情況下，第一半導(dǎo)體芯片的電力用半導(dǎo)體元件在高壓母 線(xiàn)上配置在相對(duì)于高壓端子近的一側(cè)，第二半導(dǎo)體芯片的電力用半 導(dǎo)體元件在第二金屬配線(xiàn)板上配置在相對(duì)于低壓端子近的一側(cè)。
優(yōu)選上述半導(dǎo)體裝置具有與第一金屬配線(xiàn)板平行地配置的、控 制第 一半導(dǎo)體芯片的第 一控制基板和與低壓母線(xiàn)平行地配置的、控 制第二半導(dǎo)體芯片的第二控制基板。
在第 一及第二控制基板上，第 一及第二磁阻元件分別安裝在相對(duì)的位置上，而且，還可以制作第一及第二組裝體，并將其組裝成 隔開(kāi)規(guī)定距離的層疊結(jié)構(gòu)。由此，能夠使半導(dǎo)體模塊的結(jié)構(gòu)小型化、 緊湊化。輸出母線(xiàn)的 一部分通過(guò)第 一磁阻元件和第二磁阻元件之間 延伸設(shè)置。
輸出母線(xiàn)的從與第 一 及第二金屬配線(xiàn)板的接合部到磁阻元件的 部位，面垂直地配置在控制基板的外側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明，在由構(gòu)成變流裝置的電橋電路的高壓側(cè)和低壓側(cè) 的半導(dǎo)體芯片組成的半導(dǎo)體元件模塊中，由于構(gòu)成為使從高壓端子 到高壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片的配線(xiàn)線(xiàn)路部分和從該半導(dǎo)體芯片到輸出端 子的配線(xiàn)線(xiàn)路部分平行地配置，且在各線(xiàn)路部分中的電流向相反方 向往復(fù)流動(dòng)，因此，能夠降低高壓母線(xiàn)等的電路的電感。另外，在 該半導(dǎo)體元件模塊中，構(gòu)成為使從輸出端子到低壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片 的配線(xiàn)線(xiàn)路部分和從該半導(dǎo)體芯片到低壓端子的配線(xiàn)線(xiàn)路部分平行 地配置，且在各線(xiàn)路部分中的電流向相反方向往復(fù)流動(dòng)，因此，能 夠降低低壓母線(xiàn)等的電路的電感。由于能夠如上述那樣降低半導(dǎo)體 元件模塊的主電路中的電感，因此能夠降低在變流裝置中進(jìn)行開(kāi)關(guān) 動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的浪涌電壓和開(kāi)關(guān)損耗。
根據(jù)本發(fā)明，還由于通過(guò)高壓側(cè)的第 一 組裝體和低壓側(cè)的第二 組裝體形成半導(dǎo)體元件模塊，并通過(guò)使第一及第二組裝體隔開(kāi)間隔 的層疊結(jié)構(gòu)而立體地形成，因此能夠小型且緊湊地制作。另外，由 于利用在第 一 及第二組裝體之間產(chǎn)生的空間配置控制基板，并將控 制基板設(shè)置在半導(dǎo)體元件模塊的內(nèi)部，因此，到控制基板的控制用 配線(xiàn)變得極短，能夠降低配線(xiàn)阻抗，并能夠提高抗噪性能。而且， 省略了用于控制基板的固定部件或外殼等，能夠使半導(dǎo)體裝置在整 體上小型化。


圖1表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的外觀(guān)，尤其是表 示IGBT模塊的模塊結(jié)構(gòu)的外觀(guān)圖。
10圖2是從左側(cè)觀(guān)察圖1中的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖3是圖1所示的IGBT模塊的電氣電路的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖4是形象地表示圖1所示的IGBT模塊的配線(xiàn)的特征性關(guān)系的
電路圖。
圖5表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的外觀(guān)，尤其是表 示IGBT模塊的模塊結(jié)構(gòu)的外觀(guān)圖。
圖6是表示第二實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的與圖2相同的圖。
圖7表示本發(fā)明的第三實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的外觀(guān)，尤其是表 示IGBT模塊的模塊結(jié)構(gòu)的外觀(guān)圖。
圖8是表示第三實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的與圖2相同的圖。
圖9表示本發(fā)明的第四實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的外觀(guān)，尤其是表 示IGBT模塊的模塊結(jié)構(gòu)的外觀(guān)圖。
圖IO是從左側(cè)觀(guān)察圖9中的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
圖11表示本發(fā)明的第五實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的外觀(guān)，尤其是表 示IGBT模塊的模塊結(jié)構(gòu)的外觀(guān)圖。
圖12是表示第五實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的與圖IO相同的圖。
圖13表示本發(fā)明的第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的外觀(guān)，尤其是表 示IGBT模塊的模塊結(jié)構(gòu)的外觀(guān)圖。
圖14是表示第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的與圖IO相同的圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
參照?qǐng)D1 圖4說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置。圖1是 表示該半導(dǎo)體裝置的外觀(guān)的圖，表示IGBT模塊的模塊結(jié)構(gòu)。圖2 是從左側(cè)觀(guān)察圖1的側(cè)視圖。圖3是表示圖1所示的IGBT模塊的電 路的電路結(jié)構(gòu)的圖，圖4是表示該IGBT模塊的配線(xiàn)的特征性關(guān)系的 圖。
本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置是電力用半導(dǎo)體裝置，其代表是用于對(duì) 電動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)用三相電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的變流裝置。圖1所示的IGBT
ii模塊表示變流裝置的主要部位。首先參照?qǐng)D3對(duì)IGBT模塊的電路的 結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
圖3表示變流裝置的電橋電路的一相量(U相、V相、W相中 的某一相)的電路部分。圖3所示的電路包括配置在高壓端子401 側(cè)的高壓側(cè)IGBT元件402和配置在低壓端子403側(cè)的低壓側(cè)IGBT 元件404。此外，本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置所使用的半導(dǎo)體元件不限于 IGBT元件，只要是電力用半導(dǎo)體元件，可任意使用。另外，上述變 流裝置的電橋電路由六個(gè)電力半導(dǎo)體元件構(gòu)成，由上下一對(duì)電力半 導(dǎo)體元件形成一個(gè)模塊。
IGBT元件402的集電極(C)連接在高壓端子401上。IGBT元 件402的發(fā)射極(E)連接在IGBT元件404的集電極(C)上，該 連接點(diǎn)連接在輸出端子405上。而且，IGBT元件404的發(fā)射極(E) 連接在上述低壓端子403上。
在上述兩個(gè)IGBT元件402、 404的各個(gè)門(mén)(G)與發(fā)射極(E) 之間連接有信號(hào)連接器406、 407。在適宜的時(shí)刻從對(duì)應(yīng)的門(mén)驅(qū)動(dòng)器 (G/D)411、 412向信號(hào)連接器406、 407的各輸入端子間輸出用于 使IGBT元件402、 403進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)控制用矩形脈沖信號(hào) 408。另外，在兩個(gè)IGBT元件402、 404的各發(fā)射極(E )與集電極 (C)之間連接有整流用的二極管元件409、 410。
下面參照?qǐng)D1和圖2對(duì)具有上述電氣電路結(jié)構(gòu)的IGBT模塊的物 理結(jié)構(gòu)進(jìn)4亍說(shuō)明。
在圖1中，由點(diǎn)劃線(xiàn)表示的塊體ll表示形成IGBT模塊12的封 裝的外觀(guān)形狀。塊體11實(shí)際上是由樹(shù)脂形成的模制部分。在圖1中 由實(shí)線(xiàn)表示的部分是配線(xiàn)板的物理結(jié)構(gòu)部分。此外，對(duì)與圖4說(shuō)明 的電氣電路的各要素實(shí)質(zhì)相同的要素標(biāo)注相同的符號(hào)。
IGBT模塊12由第一組裝體12A和第二組裝體12B構(gòu)成。第一 組裝體12A包括具有高壓端子401的高壓母線(xiàn)21、第一金屬配線(xiàn)板 24-1、第三金屬配線(xiàn)板24-3。第二組裝體12B包括具有低壓端子403 的低壓母線(xiàn)23、第二金屬配線(xiàn)板24-2、第四金屬配線(xiàn)板24-4。在圖l和圖2中，第一組裝體12A配置在上側(cè)，第二組裝體12B配置在 下側(cè)。第一組裝體12A和第二組裝體12B由間隔且層疊的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。 第一組裝體12A相對(duì)于第二組裝體12B逆向配置。通過(guò)采用這樣的 層疊的立體結(jié)構(gòu)，能夠制作小型且緊湊的IGBT模塊12。
另外，在具有層疊結(jié)構(gòu)的第一組裝體12A和第二組裝體12B之 間的中間位置配置有輸出母線(xiàn)24。在第一組裝體12A的背面部(上 側(cè)部)和第二組裝體12B的背面部(下側(cè)部)分別具有散熱器32A、 32B。
在圖1中，符號(hào)401表示的部分為上述高壓端子，符號(hào)403表 示的部分是上述低壓端子，符號(hào)405表示的部分是上述輸出端子。 符號(hào)406、 407分別是上述信號(hào)連接器。符號(hào)402、 404的部分是上 述IGBT元件，符號(hào)409、 410的部分是上述二極管元件。
在圖l和圖2中，IGBT元件402、 404具有縱型結(jié)構(gòu)，在一側(cè) 的表面形成發(fā)射極和門(mén)極，在另一側(cè)的相反面形成集電極。在IGBT 元件402中，圖2中，下表面為一側(cè)的表面(發(fā)射極和門(mén)極)，上 表面為另一側(cè)的表面(集電極)。另外，在IGBT元件404中，圖2 中，上表面為一側(cè)的表面(發(fā)射極和門(mén)極)，下表面為另一側(cè)的表 面(集電極)。另外，二極管元件409、 410與上述相同地，在一側(cè) 的表面形成陽(yáng)極，在其另一側(cè)的相反面形成陰極。
高壓端子401成為高壓母線(xiàn)21的一端部，是在塊體11的圖中 右外側(cè)延伸設(shè)置的高壓母線(xiàn)21的外側(cè)端部。高壓母線(xiàn)21是整體上 成為長(zhǎng)方形的板形狀的配線(xiàn)部件，是配置在高壓端子401側(cè)的配線(xiàn) 部件。如圖1和圖2所示，高壓母線(xiàn)21從高壓端子401開(kāi)始以規(guī)定 的距離的量形成為平坦板狀的形狀，并在中途向上方折彎，進(jìn)一步 其圖2中左半部形成為平坦板狀的形狀。如圖1所示，在高壓母線(xiàn) 21的高壓端子401的位置上形成有孔，高壓母線(xiàn)21的左半部固定在 絕緣層22A上。絕緣層22A例如為環(huán)氧或絕緣氧化膜。
低壓端子403成為低壓母線(xiàn)23的一端部，是在塊體11的圖中 右外側(cè)延伸設(shè)置的低壓母線(xiàn)23的外側(cè)端部。低壓母線(xiàn)23同樣是整
13體上成為長(zhǎng)方形的板形狀的配線(xiàn)部件，是配置在低壓端子403側(cè)的
配線(xiàn)部件。如圖1和圖2所示，低壓母線(xiàn)23從低壓端子403開(kāi)始以 規(guī)定的距離的量形成為平坦板狀的形狀，并在中途稍向下方折彎， 固定在絕緣層22B上。如圖l所示，在低壓母線(xiàn)23的低壓端子403 的位置上形成有孔。
輸出端子405成為輸出母線(xiàn)24的一端部，是在塊體11的左外 側(cè)延伸設(shè)置的輸出母線(xiàn)24的外側(cè)端部。輸出母線(xiàn)24整體上具有大 致長(zhǎng)形的板形狀。輸出母線(xiàn)24的圖中右端部通過(guò)螺釘33結(jié)合在下 述第三金屬配線(xiàn)板24-3和第四金屬配線(xiàn)板24-4的右端接合部上。
在IGBT模塊12中，如圖1和圖2所示，作為配線(xiàn)部件具有第 一金屬配線(xiàn)板24-1、第二金屬配線(xiàn)板24-2、第三金屬配線(xiàn)板24-3、 第四金屬配線(xiàn)板24-4。這些第一至第四金屬配線(xiàn)板是連接在上述輸 出母線(xiàn)24上的配線(xiàn)要素。如上所述，輸出母線(xiàn)24的右端部連接在 第三金屬配線(xiàn)板24-3和第四金屬配線(xiàn)板24-4上。
在上述中，高壓母線(xiàn)21的板形狀的高壓端子401與低壓母線(xiàn)23 的板形狀的低壓端子403在IGBT模塊12中的同一側(cè)的位置上并列 配置。
輸出端子405以位于高壓端子401與低壓端子403之間的電流 流路中的中間位置的方式配置。由此，從高壓端子401通過(guò)高壓側(cè) 的IGBT元件402到達(dá)輸出端子405的電流流4^的長(zhǎng)度，與從輸出端 子405通過(guò)低壓側(cè)的IGBT元件404到達(dá)低壓端子403的電流流3各的 長(zhǎng)度大致相等。由此，進(jìn)而高壓側(cè)與低壓側(cè)的電氣特性大致等同、 具有電機(jī)的輸出特性變得良好的優(yōu)點(diǎn)。
此外，對(duì)于上述高壓母線(xiàn)21、低壓母線(xiàn)23、輸出母線(xiàn)24的各 母線(xiàn)的^1形狀來(lái)說(shuō)，寬度例如為20mm，厚度例如為0.5mm。
下面對(duì)有關(guān)IGBT元件402、 404與二極管元件409、 410的電氣 連接關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。該連接關(guān)系是通過(guò)基于高壓母線(xiàn)21、低壓母線(xiàn) 23、輸出母線(xiàn)24以及第一到第四金屬配線(xiàn)板24-1、 24-2、 24-3、 24-4 的配線(xiàn)部件的配線(xiàn)而形成的。
14)的IGBT元件402與二極管元件409安裝在 高壓母線(xiàn)21上。IGBT元件402與二極管元件409的各下表面(圖2 中的上側(cè))、即IGBT元件402的集電極側(cè)的表面與二極管元件409 的陰極側(cè)的表面通過(guò)軟釬焊等接合在高壓母線(xiàn)21上。二極管元件 409配置在從高壓端子401離開(kāi)較遠(yuǎn)的位置上，IGBT元件402配置 在距高壓端子401較近的位置上。高壓母線(xiàn)21是連接在高壓端子401 上的配線(xiàn)部件，二極管元件409的陰極與IGBT元件402的集電極分 別電連接在高壓母線(xiàn)21上。
在上述二極管元件409和IGBT元件402的下側(cè)以需要的間隔配 置第三金屬配線(xiàn)板24-3。第三金屬配線(xiàn)板24-3具有大致板形形狀， 其一端與輸出母線(xiàn)24相連。在第三金屬配線(xiàn)板24-3的另一端通過(guò)螺 栓25結(jié)合有第一金屬配線(xiàn)板24-1。此外，由螺栓25結(jié)合的該結(jié)合 部分也可以利用超聲波結(jié)合、軟釬焊結(jié)合、鉚接等其他方式進(jìn)行結(jié) 合。而且，上述二極管元件409與IGBT元件402的各上表面，即二 極管元件409的陽(yáng)極、IGBT元件402的發(fā)射極和門(mén)極分別通過(guò)接合 線(xiàn)26與第一金屬配線(xiàn)板24-1連接。
如圖2所示，低壓側(cè)(low side)的IGBT元件404與二極管元 件410安裝在固定于絕緣層22B上的第二金屬配線(xiàn)板24-2上。絕緣 層22B例如是環(huán)氧或絕緣氧化膜。IGBT元件404和二極管元件410 的各下表面(圖2中的下側(cè))，即IGBT元件404的集電極側(cè)的表面 和二極管元件410的陰極側(cè)的表面通過(guò)軟釬焊等接合在第二金屬配 線(xiàn)板24-2上。低壓母線(xiàn)23是連接在低壓端子403上的配線(xiàn)部件，低 壓母線(xiàn)23與二極管元件410的上表面的陽(yáng)極、IGBT元件404的上 表面的發(fā)射極和門(mén)極分別通過(guò)接合線(xiàn)27連接。二極管元件410配置 在靠近低壓端子403的位置上，IGBT元件404配置在從低壓端子403 離開(kāi)較遠(yuǎn)的位置上。
第二金屬配線(xiàn)板24-2電連接在二極管元件410的下表面的陰極、 IGBT元件404的集電極和門(mén)極上。第二金屬配線(xiàn)板24-2的一端通 過(guò)螺栓28結(jié)合在上述第四金屬配線(xiàn)板24-4上。此外，由螺栓28結(jié)
15合的該結(jié)合部分也可以利用超聲波結(jié)合、軟釬焊結(jié)合、鉚接等其他 方式進(jìn)行結(jié)合。
在上述中，高壓側(cè)的IGBT元件402與二極管元件409相對(duì)于高 壓端子401的配置關(guān)系，以及低壓側(cè)的IGBT元件404與二極管元件 410相對(duì)于低壓端子403的配置關(guān)系是相對(duì)于各端子相反的遠(yuǎn)近位 置關(guān)系。
在上述情況下，在進(jìn)^f于與二才及管元件相比流過(guò)IGBT元件的電流 的比例增多的半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)的情況(動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)的情況)下，一 側(cè)的半導(dǎo)體芯片的IGBT元件在高壓母線(xiàn)上配置在相對(duì)于高壓端子 近的一側(cè)，另一側(cè)的半導(dǎo)體芯片的IGBT元件在第二金屬配線(xiàn)板上配 置在相對(duì)于低壓端子遠(yuǎn)的一側(cè)。另一方面，在進(jìn)行與二極管元件相 比流過(guò)IGBT元件的電流的比例減少的半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動(dòng)的情況(再 生運(yùn)轉(zhuǎn)等的情況)下， 一側(cè)的半導(dǎo)體芯片的IGBT元件在高壓母線(xiàn)上 配置在相對(duì)于高壓端子遠(yuǎn)的一側(cè)，另一側(cè)的半導(dǎo)體芯片的IGBT元件 在第二金屬配線(xiàn)板上配置在相對(duì)于低壓端子近的一側(cè)。
如圖2所示，在絕緣層22A的上側(cè)，即在IGBT模塊12的第一 組裝體12A的上側(cè)設(shè)有散熱器32A，在絕緣層22B的下側(cè)，即在IGBT 模塊12的第二組裝體12B-的下側(cè)設(shè)有散熱器32B。由樹(shù)脂模制的 IGBT模塊12通過(guò)采用立體的配置結(jié)構(gòu)，能夠在兩面上設(shè)置散熱器 32A、 32B,從而能夠提高散熱性能。
在具有上述結(jié)構(gòu)的IGBT模塊12中，高壓端子401側(cè)的IGBT 元件402和半導(dǎo)體元件409形成高壓側(cè)(high side)的半導(dǎo)體芯片， 低壓端子403側(cè)的IGBT元件404和半導(dǎo)體元件410形成低壓側(cè)(low side)的半導(dǎo)體芯片。高壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片包含在第一組裝體12A中。 低壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片包含在第二組裝體12B中。
在上述結(jié)構(gòu)中，相對(duì)于各半導(dǎo)體芯片平行配置的高壓母線(xiàn)21和 低壓母線(xiàn)23與第一金屬配線(xiàn)板24-1及第三金屬配線(xiàn)板24-3全部為 平行的位置關(guān)系，且其之間的距離也被設(shè)定成最小。而且，使高壓 側(cè)臂的母線(xiàn)結(jié)構(gòu)與低壓側(cè)臂的母線(xiàn)結(jié)構(gòu)的上下關(guān)系相對(duì)于半導(dǎo)體芯片相反，成為對(duì)稱(chēng)的配置關(guān)系。因此，電路電感及電路阻抗等電氣 特性在高壓側(cè)臂和低壓側(cè)臂都相同。
在上述中，第三金屬配線(xiàn)板24-3是相對(duì)于接合線(xiàn)26隔開(kāi)規(guī)定間 隔且與高壓母線(xiàn)21平行地配置的金屬配線(xiàn)板。另外，第四金屬配線(xiàn) 板24-4是乂人第二金屬配線(xiàn)板24-2的端部折回地連結(jié)，并相對(duì)于接合 線(xiàn)27隔開(kāi)規(guī)定間隔且與第二金屬配線(xiàn)板24-2平行地配置的金屬配線(xiàn)板。
此外，在上述結(jié)構(gòu)中，在第一金屬配線(xiàn)板24-1及第三金屬配線(xiàn) 板24-3之間和第二金屬配線(xiàn)板24-2及第四金屬配線(xiàn)板24-4之間可 分別具有任意厚度的金屬隔板。通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，能夠適宜地調(diào)整 第三金屬板24-3與接合線(xiàn)26之間的間隙及第四金屬板24-4與接合 線(xiàn)27之間的間隙。
圖4表示基于上述高壓母線(xiàn)21、低壓母線(xiàn)23、輸出母線(xiàn)24、及 第一至第四金屬配線(xiàn)板24-1-24-4的配線(xiàn)線(xiàn)路。如圖4所明示，高壓 側(cè)的半導(dǎo)體芯片(IGBT元件402和二極管元件409 )與低壓側(cè)的半 導(dǎo)體芯片(IGBT元件404和二極管元件410)分別^皮配線(xiàn)以使流經(jīng) 配線(xiàn)線(xiàn)路的電流的方向相反。
通過(guò)IGBT模塊12中的上述配線(xiàn)板線(xiàn)路的結(jié)構(gòu)，能夠大幅度降 低主電路的電感，產(chǎn)生基于互感的無(wú)感應(yīng)的效果。
下面概述上述IGBT模塊12的制造方法的一例。
首先，通過(guò)回流爐分別將高壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片(IGBT元件402 和二極管元件409)芯片焊接在高壓母線(xiàn)21上，將低壓側(cè)的半導(dǎo)體 芯片(IGBT元件404和二極管元件410)芯片焊接在第二金屬配線(xiàn) 板24-2上。
然后，經(jīng)由絕緣層22A將高壓母線(xiàn)21設(shè)置在散熱器32A的上 表面。經(jīng)由絕緣層22B將第二金屬配線(xiàn)板24-2設(shè)置在散熱器32B的 上表面。
然后，在散熱器32A的上表面設(shè)置接線(xiàn)夾具，并將高壓母線(xiàn)21 和第三金屬配線(xiàn)板24-3配置在接線(xiàn)夾具上。同樣，在散熱器32B的上表面設(shè)置第二金屬配線(xiàn)板24-2和低壓 母線(xiàn)23。
然后，在散熱器32A的上表面粘接信號(hào)連接器406，在散熱器 32B的上表面粘接信號(hào)連接器407。
然后，在各第一及第二組裝體12A、 12B上分別進(jìn)行主電力線(xiàn)和 信號(hào)線(xiàn)的引線(xiàn)接合。
然后，將第一金屬配線(xiàn)板24-1與第三金屬配線(xiàn)板24-3接合，將 第二金屬配線(xiàn)板24-2與第四金屬配線(xiàn)板24-4接合。
然后，將第一組裝體和第二組裝體立體地層疊配置，并接合第 一及第二組裝體與輸出端子。
然后，將接線(xiàn)夾具拆下，最后進(jìn)行樹(shù)脂模制(塊體ll)。
下面，參照?qǐng)D5和圖6說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置。 圖5是與圖l對(duì)應(yīng)的圖，圖6是與圖2對(duì)應(yīng)的圖。在圖5和圖6中， 對(duì)于與在第一實(shí)施例中說(shuō)明的要素實(shí)質(zhì)相同的要素標(biāo)注相同的符號(hào)
并省略"i兌明。
在本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中，對(duì)IGBT模塊12中的第一組裝體 12A和第二組裝體12B分別附設(shè)第一控制基板41和第二控制基板 42。前述門(mén)驅(qū)動(dòng)器(G/D) 411、 412分別內(nèi)置在第 一及第二控制基 板41、 42中，而且在第一及第二控制基板41、 42上還附設(shè)有電流 傳感器43。第一控制基板41與信號(hào)連接器406電連接，第二控制基 板42與信號(hào)連接器407電連接。第一控制基板41與高壓母線(xiàn)21等 平行地配置，第二控制基板42與低壓母線(xiàn)23等平行地配置。因此， 第一控制基板41和第二控制基板42以互相平行的位置關(guān)系配置。 其他結(jié)構(gòu)與上述第 一 實(shí)施例中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相同。
上述兩個(gè)電流傳感器43是用于檢測(cè)流經(jīng)高壓母線(xiàn)21或低壓母 線(xiàn)23等的電流值的磁阻元件。在控制基板41、 42上，兩個(gè)電流傳 感器43安裝在上下方向上相對(duì)的位置上。將電流傳感器43安裝在 IGBT模塊12內(nèi)，由此能夠縮短半導(dǎo)體裝置中的信號(hào)配線(xiàn)的長(zhǎng)度， 并且能夠提高抗噪性能。而且，與附設(shè)外設(shè)的電流傳感器(磁核及
18霍爾元件)的情況相比，能夠節(jié)省安裝用的部件，因此能夠?qū)崿F(xiàn)緊 湊化。 .
連接在輸出母線(xiàn)24上的輸出端子405的一部分通過(guò)兩個(gè)電流傳
感器43之間而延伸設(shè)置。
通過(guò)第二實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置，由于利用第一組裝體12A與第 二組裝體12 B之間的空間對(duì)內(nèi)置有前述門(mén)驅(qū)動(dòng)器411 、 412的控制基 板41、 42進(jìn)行配置，因此能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體裝置的小型化和緊湊化。
另外，在與輸出端子相連的輸出母線(xiàn)24中，從第三金屬配線(xiàn)板 24-3和第四金屬配線(xiàn)板24-4的接合部到與上述電流傳感器43的設(shè) 置位置相對(duì)應(yīng)的位置的部位，在上述第一及第二控制基板41、 42的 側(cè)方的外側(cè)，相對(duì)于包括各控制基板41、 42的面成面垂直的位置關(guān) 系配置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在輸出母線(xiàn)24中，由于能夠?qū)⑴c由磁阻元件 形成的電流傳感器43對(duì)應(yīng)的部分以外的部分配置在控制基板41 、 42 的外側(cè)，因此能夠抑制輸出噪聲對(duì)該控制基板41、 42的影響。
具有上述第一及第二控制基板41、42的IGBT模塊12的制造方 法為，在層疊化配置工序的前一階段，將信號(hào)連接器406、 407的各 銷(xiāo)與控制基板41、 42連接。
下面，參照?qǐng)D7和圖8說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置。 第三實(shí)施例是第二實(shí)施例的變形例。圖7是與圖5對(duì)應(yīng)的圖，圖8 是與圖6對(duì)應(yīng)的圖。在圖7和圖8中，對(duì)于與在第二實(shí)施例中說(shuō)明 的要素實(shí)質(zhì)相同的要素標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說(shuō)明。
在本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中，與第二實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置相同， 對(duì)IGBT模塊12中的第一組裝體12A和第二組裝體12B分別設(shè)置第 一控制基板41和第二控制基板42。而且，本實(shí)施例的輸出母線(xiàn)24A 形成為從第三金屬配線(xiàn)板24-3的部分向圖8中的右側(cè)延伸設(shè)置的形 狀，在其前端部設(shè)有輸出端子405。輸出端子405以與高壓端子401 和低壓端子403平行的方式設(shè)置在同一側(cè)。另外，除去前述的電流 傳感器43。其他結(jié)構(gòu)與上述第 一及第二實(shí)施例中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相同。
根據(jù)第三實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置，由于高壓母線(xiàn)21、低壓母線(xiàn)23
19和輸出母線(xiàn)24A設(shè)在IGBT模塊12中的同一側(cè)，且緊湊地被制作， 而且由于輸出母線(xiàn)24A配置在從第 一及第二控制基板41 、 42離開(kāi)的 位置上，因此能夠抑制輸出噪聲對(duì)控制基板41、 42的影響。
另外，在上述實(shí)施例的說(shuō)明中，使在半導(dǎo)體裝置中使用的電力 用半導(dǎo)體元件為N通道型的IGBT元件。在這種情況下，半導(dǎo)體芯 片的電力用半導(dǎo)體元件是IGBT元件(N通道型)，而且，第一組裝 體12A的半導(dǎo)體芯片的一面是集電極側(cè)的表面，另一面是發(fā)射極側(cè) 的表面，第二組裝體12B的半導(dǎo)體芯片的一面是發(fā)射極側(cè)的表面， 另一面是集電極側(cè)的表面。
另外，在使用IGBT元件以外的其他任意電力用半導(dǎo)體元件作為 電力用半導(dǎo)體元件的情況下，其一面與另一面是與上述IGBT元件的 上述各表面在功能上相對(duì)應(yīng)的表面。例如，在N通道的MOS-FET 的情況下，IGBT元件的集電極對(duì)應(yīng)于"漏極"，IGBT元件的發(fā)射 極對(duì)應(yīng)于"源極"。
參照?qǐng)D9和圖IO說(shuō)明本發(fā)明第四實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置。圖9表 示半導(dǎo)體裝置的外觀(guān)圖，圖IO是在圖9中從左側(cè)觀(guān)察的側(cè)視圖。
在圖9和圖10中，由點(diǎn)劃線(xiàn)表示的塊體111表示形成IGBT模 塊112的封裝的外觀(guān)形狀。塊體111實(shí)際上是由樹(shù)脂制成的模制部 分。圖9中實(shí)線(xiàn)表示的部分是配線(xiàn)板的物理結(jié)構(gòu)部分。此外，對(duì)與 在前述的圖3中說(shuō)明的電氣電路的各要素實(shí)質(zhì)相同的要素標(biāo)注相同 的符號(hào)。
IGBT模塊112由包括高壓母線(xiàn)121和第一金屬配線(xiàn)板125等的 第一組裝體112A、包括低壓母線(xiàn)123和第二金屬配線(xiàn)板126等的第 二組裝體112B構(gòu)成。在圖9和圖10中，第一組裝體112A配置在 上側(cè)，第二組裝體112B配置在下側(cè)。第一組裝體112A相對(duì)于第二 組裝體112B反向配置。第一組裝體112A和第二組裝體112B構(gòu)成 為隔開(kāi)間隔且層疊的結(jié)構(gòu)。通過(guò)采用這樣的層疊的立體結(jié)構(gòu)，能夠 制作出小型且緊湊的IGBT模塊112。
另夕卜，輸出母線(xiàn)124配置在具有層疊結(jié)構(gòu)的第一組裝體112A與
20第二組裝體1 12B之間的中間位置。在第 一組裝體1 12A的背面部(上
側(cè)部)和第二組裝體112B的背面部(下側(cè)部)分別有散熱器132A、 132B。
在圖9和圖10中，符號(hào)401表示的部分是上述高壓端子，符號(hào) 403表示的部分是上述低壓端子，符號(hào)405表示的部分是上述輸出端 子。另外，符號(hào)406、 407分別是上述信號(hào)連接器。符號(hào)402、 404 的部分是上述IGBT元件，符號(hào)409、 410的部分是上述二極管元件。
在圖9和圖10中，如第一實(shí)施例中說(shuō)明的那樣，IGBT元件402、 404具有縱型結(jié)構(gòu)，在一側(cè)的表面形成發(fā)射極和門(mén)極，在另一側(cè)的相 反面形成集電極。在IGBT元件402中，圖10中的下表面是一側(cè)的 表面(發(fā)射極和門(mén)極)，上表面是另一側(cè)的表面(集電極)。在IGBT 元件404中，圖10中的上表面是一側(cè)的表面(發(fā)射極和門(mén)極)，下 表面是另一側(cè)的表面(集電極)。另外，二極管元件409、 410與上 述一樣，在一側(cè)的表面上形成陽(yáng)極，在另一側(cè)的相反面上形成陰才及。
高壓端子401成為上述高壓母線(xiàn)121的一端部，是在塊體111 的左外側(cè)延伸設(shè)置的高壓母線(xiàn)121的外側(cè)端部。高壓母線(xiàn)121是整 體上成為長(zhǎng)方形的板形狀的配線(xiàn)部件，是配置在高壓端子401側(cè)的 配線(xiàn)部件。如圖9和圖10所示，高壓母線(xiàn)121從高壓端子401開(kāi)始 以規(guī)定的距離的量形成為平坦板狀的形狀，并^^中途向絕緣層122A 側(cè)折彎，而且，其圖10中的左半部形成為平坦板狀的形狀。在高壓 母線(xiàn)121的高壓端子401的位置上形成有孔，高壓母線(xiàn)121的左半 部固定在絕緣層122A上。絕緣層122A例如是環(huán)氧或絕緣氧化膜。 上述散熱器132A固定在該絕緣層122A上。
低壓端子403成為上述低壓母線(xiàn)123的一端部，是在塊體111 的右外側(cè)延伸設(shè)置的低壓母線(xiàn)123的外側(cè)端部。低壓母線(xiàn)123是整 體上成為長(zhǎng)方形的板形狀的配線(xiàn)部件，是配置在低壓端子403側(cè)的 配線(xiàn)部件。如圖9和圖10所示，低壓母線(xiàn)123從低壓端子403開(kāi)始 以規(guī)定的距離的量形成為平坦板狀的形狀，并從中途稍向絕緣層 122B側(cè)折彎，而且，低壓母線(xiàn)123的圖10中的左半部形成為大致
21平坦板狀的形狀。如圖IO等所示，在低壓母線(xiàn)123的低壓端子403
的位置上形成有孔。
上述板形狀的高壓母線(xiàn)121和低壓母線(xiàn)123分別在上下位置上 相隔且大致平行地相對(duì)配置。
輸出端子405成為輸出母線(xiàn)124的一端部，在塊體lll中，是 在圖中的左外側(cè)延伸設(shè)置的輸出母線(xiàn)124的外側(cè)端部。輸出母線(xiàn)124 配置在高壓母線(xiàn)121與低壓母線(xiàn)123之間的位置上，并作為整體具 有大致長(zhǎng)方形的窄板形狀。輸出母線(xiàn)124作為從第一金屬配線(xiàn)板125 和第二金屬配線(xiàn)板126的圖10中的右側(cè)端部開(kāi)始延伸的輸出端而i殳 置。
在上述中，高壓母線(xiàn)121的板形狀的高壓端子401與低壓母線(xiàn) 123的板形狀的低壓端子403在IGBT模塊112中的圖中右側(cè)的同一 側(cè)位置上并列配置。另外，輸出母線(xiàn)124的板形狀的輸出端子405 設(shè)置在IGBT模塊112中的圖中左側(cè)的位置上。
另外，輸出端子405以位于高壓端子401與4氐壓端子403之間 的電流流路的中間位置的方式配置。
通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，從高壓端子401通過(guò)高壓側(cè)的IGBT元件402 到達(dá)輸出端子405的電流流路的長(zhǎng)度，與從輸出端子405通過(guò)低壓 側(cè)的IGBT元件404到達(dá)低壓端子403的電流流路的長(zhǎng)度大致相等。 由此，進(jìn)而使高壓側(cè)與低壓側(cè)的電氣特性大致等同，具有電機(jī)的輸 出特性變得良好的優(yōu)點(diǎn)。
此外，上述高壓母線(xiàn)121和低壓母線(xiàn)123的板形狀的寬度例如 為20mm、厚度例如為0.5mm。
下面對(duì)有關(guān)IGBT元件402、 404與二極管元件409、 410的連4妄 關(guān)系進(jìn)4亍i兌明。
高壓側(cè)(high side )的IGBT元件402與二極管元件409安裝在 高壓母線(xiàn)121上。圖中，IGBT元件402和二極管元件409安裝在高 壓母線(xiàn)121的下表面?zhèn)?。IGBT元件402與二極管元件409的各接合 面，即IGBT元件402的集電極側(cè)的表面與二極管元件409的陰極側(cè)
22的表面通過(guò)軟釬焊等接合在高壓母線(xiàn)121上。二極管元件409配置
在靠近高壓端子401的位置上，IGBT元件402配置在遠(yuǎn)離高壓端子 401的位置上。高壓母線(xiàn)121是連接在高壓端子401上的配線(xiàn)部件， 二極管元件409的陰極與IGBT元件402的集電極分別電連接在高壓 母線(xiàn)121上。
在上述二極管元件409和IGBT元件402的圖中的下側(cè)配置有第 一金屬配線(xiàn)板125。第一金屬配線(xiàn)板125具有大致板形形狀，并通過(guò) 軟釬焊分別與二極管元件409的陽(yáng)極、IGBT元件402的發(fā)射極及門(mén) 極連接。第一金屬配線(xiàn)板125與二極管元件409通過(guò)折彎的兩側(cè)的 側(cè)片部125a電連接，第一金屬配線(xiàn)板125與IGBT元件402通過(guò)向 上方折彎的端部片125b電連接。另外，第一金屬配線(xiàn)板125的一端 部連接在上述輸出母線(xiàn)124上。第一金屬配線(xiàn)板125與輸出母線(xiàn)124 可通過(guò)螺釘或螺栓131連接，也可通過(guò)軟釬焊接合。而且，在該固 定部還可以使用超聲波接合或鉚接。
低壓側(cè)(low side)的IGBT元件404與二極管元件410安裝在 固定于絕緣層122B上的第二金屬配線(xiàn)板126上，且配置在低壓母線(xiàn) 123的下側(cè)位置。絕緣層122B例如是環(huán)氧或絕緣氧化膜。IGBT元 件404和二極管元件410的各下表面，即IGBT元件404的集電極側(cè) 的表面和二極管元件410的陰極側(cè)的表面通過(guò)軟釬焊等接合在第二 金屬配線(xiàn)板126上。二極管元件410配置在靠近低壓端子403的位 置，IGBT元件404配置在遠(yuǎn)離低壓端子403的位置。低壓母線(xiàn)123 是連接在低壓端子403上的配線(xiàn)部件，二極管元件410的上表面的 陽(yáng)極、IGBT元件404的上表面的發(fā)射極和門(mén)極分別通過(guò)軟釬焊接合 等連接在低壓母線(xiàn)123上。低壓母線(xiàn)123與二極管元件410通過(guò)向 下方折彎的兩側(cè)的側(cè)片部123b電連接，低壓母線(xiàn)123與IGBT元件 404通過(guò)向下方折彎的端部片123c電連接。另外，第二金屬配線(xiàn)斗反 126具有大致板形狀，二極管元件410的陽(yáng)極和IGBT元件404的集 電極分別通過(guò)軟釬焊接合電連接。第二金屬配線(xiàn)板126的一端部折 彎，連接在上述輸出母線(xiàn)124上。第二金屬配線(xiàn)板126與輸出母線(xiàn)
23124可通過(guò)螺釘或螺栓131連接，也可通過(guò)軟釬焊接合。另外對(duì)于固 定部，與上述一樣，可以使用超聲波接合或鉚接。
通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，輸出母線(xiàn)124以從第一金屬配線(xiàn)板125與第二 金屬配線(xiàn)板126的接合部開(kāi)始延伸的方式設(shè)置。
高壓側(cè)的IGBT元件402和二極管元件409相對(duì)于高壓端子401 的配置關(guān)系與低壓側(cè)的IGBT元件404和二極管元件410相對(duì)于低壓 端子403的配置關(guān)系是相對(duì)于各端子相同的遠(yuǎn)近位置關(guān)系。
在上述情況下，在進(jìn)行與二極管元件相比流過(guò)IGBT元件的電流 的比例增多的半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)的情況(動(dòng)力運(yùn)轉(zhuǎn)的情況)下，一 側(cè)的半導(dǎo)體芯片的IGBT元件在高壓母線(xiàn)上配置在相對(duì)于高壓端子 遠(yuǎn)的一側(cè)，另一側(cè)的半導(dǎo)體芯片的IGBT元件在第二金屬配線(xiàn)板上配 置在相對(duì)于低壓端子遠(yuǎn)的一側(cè)。另一方面，在進(jìn)行與二極管元件相 比流過(guò)IGBT元件的電流的比例減少的半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)的情況(再 生驅(qū)動(dòng)等的情況)下， 一 側(cè)的半導(dǎo)體芯片的IGB T元件在高壓母線(xiàn)上 配置在相對(duì)于高壓端子近的一側(cè)，另一側(cè)的半導(dǎo)體芯片的IGBT元件 在第二金屬配線(xiàn)板上配置在相對(duì)于低壓端子近的一側(cè)。
如圖10所示，在絕緣層122A的上側(cè)，即在IGBT模塊112的 第一組裝體112A的上側(cè)設(shè)有散熱器132A,在絕緣層122B的下側(cè)， 即在IGBT模塊112的第二組裝體112B的下側(cè)設(shè)有散熱器132B。由 樹(shù)脂模制的IGBT模塊112通過(guò)采用立體的配置結(jié)構(gòu)，能夠在兩個(gè)面 上設(shè)置散熱器132A、 132B,從而能夠提高散熱性能。
在具有上述結(jié)構(gòu)的IGBT模塊112中，高壓端子401側(cè)的IGBT 元件402和半導(dǎo)體元件409形成了高壓側(cè)(high side)的半導(dǎo)體芯片， 并包含在第一組裝體112A中。另外，低壓端子403側(cè)的IGBT元件 404和半導(dǎo)體元件410形成了低壓側(cè)(low side)的半導(dǎo)體芯片，并 包含在第二組裝體112B中。
在上述結(jié)構(gòu)中，相對(duì)于各半導(dǎo)體芯片平行配置的高壓母線(xiàn)121 及低壓母線(xiàn)123和第一金屬配線(xiàn)板125及第二金屬配線(xiàn)板126全部 為平行的位置關(guān)系，且其之間的距離也被設(shè)定為最小。而且，基于
24高壓側(cè)臂的母線(xiàn)結(jié)構(gòu)與低壓側(cè)臂的母線(xiàn)結(jié)構(gòu)，電路電感及電路阻抗 等電氣特性在高壓側(cè)臂和低壓側(cè)臂都相同。
如前述的圖4那樣，以電氣電路的方式表示基于高壓母線(xiàn)121、
低壓母線(xiàn)123、輸出母線(xiàn)124以及第一金屬配線(xiàn)板125和第二金屬配 線(xiàn)板126的配線(xiàn)線(xiàn)路。分別在高壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片(IGBT元件402 和二極管元件409 )和低壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片(IGBT元件404和二相^ 管元件410 )中進(jìn)4亍配線(xiàn)以使流經(jīng)配線(xiàn)線(xiàn)路的電流的方向相反。
通過(guò)IGBT模塊112中的上述配線(xiàn)板線(xiàn)路的結(jié)構(gòu)，能夠大幅度地 降低主電路的電感，產(chǎn)生基于互感的無(wú)感應(yīng)的效果。
下面概述上述IGBT模塊112的制造方法的一例。在該例中，輸 出母線(xiàn)124是兩分型。因此，輸出母線(xiàn)124和輸出端子405是作為 第一金屬配線(xiàn)板125和第二金屬配線(xiàn)板126的延伸部分而形成的。 (1 )裝配工序
首先，通過(guò)軟釬焊料對(duì)高壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片(IGBT元件402和 二極管元件409 )的下表面(在圖10中為上表面?zhèn)?和高壓母線(xiàn)121 進(jìn)行裝配，然后通過(guò)軟釬焊料對(duì)該半導(dǎo)體芯片的上表面(在圖10中 為下表面?zhèn)?和第一金屬配線(xiàn)板125進(jìn)行裝配(高壓側(cè)的第一組裝 體112A的裝配)。
然后，通過(guò)軟釬焊料對(duì)低壓側(cè)的半導(dǎo)體芯片(IGBT元件404和 二極管元件410)的下表面(圖IO中的下表面?zhèn)?和第二金屬配線(xiàn) 板126進(jìn)行裝配，然后通過(guò)軟釬焊料對(duì)該半導(dǎo)體芯片的上表面(圖 10中的上表面?zhèn)?和低壓母線(xiàn)123進(jìn)行裝配(低壓側(cè)的第二組裝體 112B的裝配)。
接下來(lái)，通過(guò)軟釬焊料對(duì)第一金屬配線(xiàn)板125和第二金屬配線(xiàn) 板126進(jìn)行裝配。在該例中，第一金屬配線(xiàn)板125和第二金屬配線(xiàn) 板126是通過(guò)軟釬焊接合的。 (2)接合工序
將向上述那樣裝配的裝配件置于回流爐，并在那里進(jìn)行軟釬焊 固定處理。裝配件的各要素被接合。(3 )組裝、精加工工序
然后，經(jīng)由絕緣層122A將第一組裝體112A裝配在散熱器132A 的上表面(圖10中的下表面?zhèn)?。再經(jīng)由絕緣層122B將第二組裝 體112B裝配在散熱器132B的上表面(圖10中的上表面?zhèn)?。
然后，在散熱器132A的上表面粘結(jié)信號(hào)連接器406,在散熱器 132B的上表面粘結(jié)信號(hào)連接器407。
然后，將需要的信號(hào)線(xiàn)引線(xiàn)連接在信號(hào)連接器406、 407之間。
(4) 層疊化配置工序
立體地層疊配置第一組裝體112A和第二組裝體112B。
然后，將第一金屬配線(xiàn)板125、低壓母線(xiàn)123和輸出母線(xiàn)124進(jìn)
行接合。
(5) 模制化工序
最后進(jìn)行樹(shù)脂模制(塊體lll)。
下面參照?qǐng)D11和圖12說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置。 圖11是與圖9對(duì)應(yīng)的圖，圖12是與圖IO對(duì)應(yīng)的圖。在圖11和圖 12中，對(duì)于與在第四實(shí)施例中說(shuō)明的要素實(shí)質(zhì)相同的要素標(biāo)注相同 的符號(hào)并省略說(shuō)明。
在本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中，對(duì)IGBT模塊112中的第一組裝體 112A和第二組裝體112B分別附設(shè)第一控制基板141和第二控制基 板142。在第一及第二控制基板141、 142上分別內(nèi)置有前述的門(mén)驅(qū) 動(dòng)器(G/D)411、 412,而且在第一及第二控制基板141、 142上還 附設(shè)有電流傳感器143。第一控制基板141與信號(hào)連接器406電連接， 第二控制基板142與信號(hào)連接器407電連接。第一控制基板141與 高壓母線(xiàn)121及第一金屬配線(xiàn)板125等平行地配置，第二控制基板 142與低壓母線(xiàn)123及第二金屬配線(xiàn)板126等平行地配置。因此，第 一及第二控制基板141、 142也以互相平行的位置關(guān)系配置。其他的 結(jié)構(gòu)與在前述第四實(shí)施例中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相同。
上述兩個(gè)電流傳感器143是用于檢測(cè)流經(jīng)高壓母線(xiàn)121或低壓 母線(xiàn)123等的電流值的磁阻元件。在控制基板141、 142上，兩個(gè)電
26流傳感器143安裝在上下方向相對(duì)的位置上。通過(guò)將電流傳感器143
安裝在IGBT模塊112內(nèi)，能夠縮短半導(dǎo)體裝置中的信號(hào)配線(xiàn)的長(zhǎng)度，
并且能夠提高抗噪性能。而且，與附設(shè)外設(shè)的電流傳感器(磁核和 霍爾元件)的情況相比，能夠節(jié)省安裝用的部件，因此能夠?qū)崿F(xiàn)緊 湊化。
連接在輸出母線(xiàn)124上的輸出端子405的一部分以通過(guò)兩個(gè)電 流傳感器143之間的方式延伸設(shè)置。
根據(jù)第五實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置，由于利用第一組裝體112A與第 二組裝體112B之間的空間對(duì)內(nèi)置有前述門(mén)驅(qū)動(dòng)器411、 412的控制 基板141、 142進(jìn)行配置，因此能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體裝置的小型化和緊湊 化。
另外，在與輸出端子相連的輸出母線(xiàn)124中，從第一金屬配線(xiàn) 板125與第二金屬配線(xiàn)板126的接合部到與上述電流傳感器143的 設(shè)置位置相對(duì)應(yīng)的位置的部位，在上述第一及第二控制基板141、 142 的側(cè)方的外側(cè)，纟皮配置成相對(duì)于包含各控制基板141、 142的面成面 垂直的位置關(guān)系。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，在輸出母線(xiàn)124中，由于能夠 將與由磁阻元件形成的電流傳感器143對(duì)應(yīng)的部分以外的部分配置 在控制基板141、 142的外側(cè)，因此能夠抑制輸出噪聲對(duì)該控制基板 141、 142的影響。
具有上述第一及第二控制基板141、 142的IGBT模塊112的制 造方法為，在層疊化配置工序的前一階段，在將需要的信號(hào)線(xiàn)引線(xiàn) 接合在信號(hào)連接器406、 407之間后，將信號(hào)連接器406、 407的各 銷(xiāo)與控制基板141、 142連接。
下面，參照?qǐng)D13和圖14說(shuō)明本發(fā)明的第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝 置。第六實(shí)施例是第五實(shí)施例的變形例。圖13是與圖11對(duì)應(yīng)的圖， 圖14是與圖12對(duì)應(yīng)的圖。在圖13和圖14中，對(duì)于與在第五實(shí)施 例中說(shuō)明的要素實(shí)質(zhì)相同的要素標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說(shuō)明。
在本實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中，與第五實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置相同， 對(duì)IGBT模塊12中的第一組裝體112A和第二組裝體112B分別設(shè)置
27第一控制基板141和第二控制基板142。而且，本實(shí)施例的輸出母線(xiàn)
124A形成為從第一金屬配線(xiàn)板125的部分向圖14中的右側(cè)延伸^殳 置的形狀，在其前端部設(shè)有輸出端子405。輸出端子405以與高壓端 子401及低壓端子403平行的方式設(shè)置在同一側(cè)。另外，除去前述 電流傳感器143。其他結(jié)構(gòu)與上述第四及第五實(shí)施例中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)相同。
根據(jù)第六實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置，由于高壓母線(xiàn)121、低壓母線(xiàn) 123和輸出母線(xiàn)124A設(shè)在IGBT模塊112中的同一側(cè)，被緊湊地制 作，而且，由于輸出母線(xiàn)124A配置在從第一及第二控制基板141、 142離開(kāi)的位置上，因此，能夠抑制輸出噪聲對(duì)控制基板141、 142 的影響。
另外，在上述第四至第六實(shí)施例的說(shuō)明中，使在半導(dǎo)體裝置中 使用的電力用半導(dǎo)體元件為N通道型的IGBT元件。在這種情況下， 半導(dǎo)體芯片的電力用半導(dǎo)體元件是IGBT元件(N通道型)，并且， 第一組裝體112A的半導(dǎo)體芯片的一面是集電極側(cè)的表面，另一面是 發(fā)射極側(cè)的表面，第二組裝體112B的半導(dǎo)體芯片的一面是發(fā)射極側(cè) 的表面，另一面是集電極側(cè)的表面。
另外，在使用IGBT元件以外的其他任何電力用半導(dǎo)體元件作為 電力用半導(dǎo)體元件的情況下，與第一實(shí)施例相同，其一面與另一面 是與上述IGBT元件的上述各表面功能上相對(duì)應(yīng)的表面。例如，在N 通道的MOS-FET的情況下，IGBT元件的集電極對(duì)應(yīng)于"漏極"， IGBT元件的發(fā)射極對(duì)應(yīng)于"源極"。
在以上的實(shí)施例中說(shuō)明的結(jié)構(gòu)、形狀、大小及配置關(guān)系只是為了 能夠理解并實(shí)施本發(fā)明而進(jìn)行的概括表示，另外，數(shù)值和各結(jié)構(gòu)的組 成(材質(zhì))也僅僅是例示。因此本發(fā)明不限于說(shuō)明的實(shí)施例，在不脫 離權(quán)利要求所記載表示的技術(shù)思想的范圍內(nèi)可變更為各種形態(tài)。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明能夠作為對(duì)電動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的變流裝置 的半導(dǎo)體元件模塊結(jié)構(gòu)而被利用。
權(quán)利要求
1. 一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，由第一組裝體、第二組裝體和輸出母線(xiàn)構(gòu)成，所述第一組裝體具有第一半導(dǎo)體芯片；接合在所述第一半導(dǎo)體芯片的一側(cè)表面上且具有高壓端子的高壓母線(xiàn)；通過(guò)接合線(xiàn)接合在所述第一半導(dǎo)體芯片的另一側(cè)表面上的第一金屬配線(xiàn)板；連結(jié)在所述第一金屬配線(xiàn)板上，相對(duì)于連接在所述第一半導(dǎo)體芯片的另一側(cè)表面上的接合線(xiàn)隔開(kāi)規(guī)定的間隔且與高壓母線(xiàn)平行地配置的第三金屬配線(xiàn)板，所述第二組裝體具有第二半導(dǎo)體芯片；通過(guò)接合線(xiàn)連接在所述第二半導(dǎo)體芯片的一側(cè)表面上且具有低壓端子的低壓母線(xiàn)；接合在所述第二半導(dǎo)體芯片的另一側(cè)表面上的第二金屬配線(xiàn)板；從所述第二金屬配線(xiàn)板的端部折回地連結(jié)，相對(duì)于連接在第二半導(dǎo)體芯片上的所述接合線(xiàn)隔開(kāi)規(guī)定的間隔，且與第二金屬配線(xiàn)板平行地配置的第四金屬配線(xiàn)板，所述輸出母線(xiàn)具有從所述第三金屬配線(xiàn)板和所述第四金屬配線(xiàn)板的各端部開(kāi)始延伸的輸出端子，所述第一組裝體和所述第二組裝體配置成相間隔的層疊結(jié)構(gòu)，所述輸出母線(xiàn)配置在所述層疊結(jié)構(gòu)的中間。
2. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，將所述第一 金屬配線(xiàn)板和所述第三金屬配線(xiàn)板作為不同的部件形成，將所述第 二金屬配線(xiàn)板和所述第四金屬配線(xiàn)板作為不同的部件形成。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，在所述 第一金屬配線(xiàn)板和所述第三金屬配線(xiàn)板之間及在所述第二金屬配線(xiàn) 板和所述第四金屬配線(xiàn)板之間分別設(shè)有金屬隔板，構(gòu)成為能夠?qū)λ?述第三金屬配線(xiàn)板與所述接合線(xiàn)之間的間隙及所述第四金屬配線(xiàn)板 與所述接合線(xiàn)之間的間隙進(jìn)行調(diào)整。
4. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述第一及當(dāng)進(jìn)行與所述整流用半導(dǎo)體元件相比流過(guò)所述電力用半導(dǎo)體元 件的電流的比例增多的半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述第 一 半導(dǎo)體芯片 的所述電力用半導(dǎo)體元件在所述高壓母線(xiàn)上配置在相對(duì)于所述高壓 端子近的一側(cè)，所述第二半導(dǎo)體芯片的所述電力用半導(dǎo)體元件在所 述第二金屬配線(xiàn)板上配置在相對(duì)于所述低壓端子遠(yuǎn)的一側(cè)，件的電流的比例減少的半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述第 一半導(dǎo)體芯片 的所述電力用半導(dǎo)體元件在所述高壓母線(xiàn)上配置在相對(duì)于所述高壓 端子遠(yuǎn)的一側(cè)，所述第二半導(dǎo)體芯片的所述電力用半導(dǎo)體元件在所 述第二金屬配線(xiàn)板上配置在相對(duì)于所述低壓端子近的一側(cè)，連接在所述電力用半導(dǎo)體元件上的接合線(xiàn)長(zhǎng)于連接在所述整流 用半導(dǎo)體元件上的接合線(xiàn)。
5. 如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還具有與 所述第三金屬配線(xiàn)板平行地配置的、控制所述第一半導(dǎo)體芯片的第一控制基板；與所述第三金屬配線(xiàn)板平行地配置的、控制所述第二半導(dǎo)體芯片的第二控制基板。
6. —種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，由第一組裝體、第二組裝體和輸出母線(xiàn)構(gòu)成，所述第一組裝體具有第一半導(dǎo)體芯片；接合在所述第一半導(dǎo) 體芯片的一側(cè)表面上且具有高壓端子的高壓母線(xiàn)；接合在所述第一 半導(dǎo)體芯片的另 一側(cè)表面上的第 一金屬配線(xiàn)板，所述第二組裝體具有第二半導(dǎo)體芯片；接合在該第二半導(dǎo)體 芯片的一側(cè)表面上且具有低壓端子的低壓母線(xiàn)；接合在所述第二半 導(dǎo)體芯片的另 一側(cè)表面上的第二金屬配線(xiàn)板，所述輸出母線(xiàn)具有從所述第一金屬配線(xiàn)板和所述第二金屬配線(xiàn) 板的各端部開(kāi)始延伸的輸出端子，所述第一組裝體和所述第二組裝體配置成相間隔的層疊結(jié)構(gòu)， 所述輸出母線(xiàn)配置在所述層疊結(jié)構(gòu)的中間。
7. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，從所述高壓端子到經(jīng)由所述第 一半導(dǎo)體芯片的所述輸出端子的電流流路的長(zhǎng)度與從所述低壓端子到經(jīng)由所述第二半導(dǎo)體芯片的所述輸出端子的電流流路的長(zhǎng)度實(shí)質(zhì)上相等。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述第件， 當(dāng)進(jìn)行與所述整流用半導(dǎo)體元件相比流過(guò)所述電力用半導(dǎo)體元件的電流的比例增多的半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述第 一 半導(dǎo)體芯片的所述電力用半導(dǎo)體元件在所述高壓母線(xiàn)上配置在相對(duì)于所述高壓端子遠(yuǎn)的一側(cè)，所述第二半導(dǎo)體芯片的所述電力用半導(dǎo)體元件在所述第二金屬配線(xiàn)板上配置在相對(duì)于所述低壓端子遠(yuǎn)的一側(cè)，當(dāng)進(jìn)行與所述整流用半導(dǎo)體元件相比流過(guò)所述電力用半導(dǎo)體元件的電流的比例減少的半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述第 一半導(dǎo)體芯片的所述電力用半導(dǎo)體元件在所述高壓母線(xiàn)上配置在相對(duì)于所述高壓端子近的一側(cè)，所述第二半導(dǎo)體芯片的所述電力用半導(dǎo)體元件在所述第二金屬配線(xiàn)板上配置在相對(duì)于所述低壓端子近的一側(cè)。
9. 如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還具有與所述第一金屬配線(xiàn)板平行地配置的、控制所述第一半導(dǎo)體芯片的第一控制基板；與所述低壓母線(xiàn)平行地配置的、控制所述第二半導(dǎo)體芯片的第二控制基板。
10. 如權(quán)利要求5或9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，在所述第一及第二控制基板上，第一及第二磁阻元件分別安裝在相對(duì)的位置上，所述輸出母線(xiàn)的一部分通過(guò)所述第一磁阻元件和所述第二磁阻元件之間延伸設(shè)置。
11. 如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述輸出母線(xiàn)的從與所述第 一 及第二金屬配線(xiàn)板的接合部到所述磁阻元件的部位，面垂直地配置在所述控制基板的外側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體裝置包括第一及第二組裝體(12A、12B)。第一組裝體具有第一半導(dǎo)體芯片、接合在第一半導(dǎo)體芯片的一側(cè)表面上的高壓母線(xiàn)(21)、通過(guò)接合線(xiàn)連接在第一半導(dǎo)體芯片的另一側(cè)表面上的第一金屬配線(xiàn)板(24-1)、連接在第一金屬配線(xiàn)板上的第三金屬配線(xiàn)板(24-3)。第二組裝體具有第二半導(dǎo)體芯片、通過(guò)接合線(xiàn)連接在第二半導(dǎo)體芯片的一側(cè)表面上的低壓母線(xiàn)(23)、接合在第二半導(dǎo)體芯片的另一側(cè)表面上的第二金屬配線(xiàn)板(24-2)、從第二金屬配線(xiàn)板的端部折回地連結(jié)且與第二金屬配線(xiàn)板平行地配置的第四金屬配線(xiàn)板(24-4)。第一及第二組裝體以隔開(kāi)間隔的層疊結(jié)構(gòu)配置。通過(guò)該半導(dǎo)體模塊結(jié)構(gòu)能夠降低主電路的電感。
文檔編號(hào)H01L25/07GK101501847SQ200780029278
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2007年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月9日
發(fā)明者中島穰二, 合葉司, 大塚浩, 渡邊信也, 高野文朋 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社