本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及采用該半導(dǎo)體裝置的交流發(fā)電機(jī)。

背景技術(shù)：

作為本技術(shù)領(lǐng)域的背景技術(shù)，有專利文獻(xiàn)1～專利文獻(xiàn)3。

在專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)了一種半導(dǎo)體裝置的技術(shù)：“[課題]提供一種能夠簡(jiǎn)便地裝配且損失小的半導(dǎo)體裝置、交流發(fā)電機(jī)及電力變換裝置。[解決方案]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置S1具有第一外部電極101，該第一外部電極101具有在交流發(fā)電機(jī)Ot上裝設(shè)的俯視呈圓形的外周部101s，在第一外部電極101上搭載MOSFET芯片103、輸入MOSFET芯片103的第一主端子103d和第二主端子103s的電壓或電流并基于其生成向MOSFET芯片103的柵極103g供給的控制信號(hào)的控制電路104、向控制電路104供給電源的電容器105，相對(duì)于MOSFET芯片103在上述第一外部電極的相反側(cè)具有第二外部電極107，MOSFET芯片103的第一主端子103d和第一外部電極101、以及、MOSFET芯片103的第二主端子103s和第二外部電極107電連接。(參照[摘要])”。

另外，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了一種半導(dǎo)體裝置的技術(shù)：“[課題]提供一種能夠改善散熱性、導(dǎo)電性且易于收納不同的半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體裝置。[解決方案]以?shī)A持平面地配置的Si芯片1a、1b的方式配置有一對(duì)散熱部件2、3，將Si芯片1a、1b的主電極與由以Cu或Al為主成分的金屬構(gòu)成的各散熱部件2、3以電連接且導(dǎo)熱連接的方式經(jīng)由接合部件4連接起來(lái)。在一面?zhèn)鹊纳岵考?上與面對(duì)的Si芯片1a、1b對(duì)應(yīng)地形成有突出部2a，且該突出部2a的前端與主電極連接起來(lái)。并且，對(duì)Si芯片1a、1b和各散熱部件2、3進(jìn)行了樹(shù)脂封固。(參照[摘要])”。

另外，在專利文獻(xiàn)3中公開(kāi)了一種半導(dǎo)體元件的技術(shù)，“[目的]在使收容有半導(dǎo)體基體的容器被兩個(gè)接觸體夾持地與其加壓接觸的情況下，從控制電極存在的主面?zhèn)鹊纳嵋矔?huì)保持良好，該半導(dǎo)體基體是在一個(gè)主面上整面地具有主電極、在另一主面上具有主電極和控制電極的、例如IGBT芯片等的半導(dǎo)體基體。[結(jié)構(gòu)]利用絕緣性及良導(dǎo)熱性的凝膠8和其上的絕緣性及良導(dǎo)熱性的注型樹(shù)脂9將半導(dǎo)體基體的具有控制電極的主面覆蓋，使得能夠經(jīng)由這些凝膠8及樹(shù)脂層9進(jìn)行散熱。如果以共同的接觸體夾持多個(gè)這種元件，則能夠利用傳導(dǎo)及放射向兩接觸體傳熱，從而得到小體積且大電容的半導(dǎo)體裝置。(參照[摘要])”。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2015－116053號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2001－156225號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)平05－326830號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

但是，在上述專利文獻(xiàn)1～3公開(kāi)的技術(shù)中存在如下課題。

在專利文獻(xiàn)1所示技術(shù)的半導(dǎo)體裝置中，MOSFET芯片103與第一外部電極101及第二外部電極107以?shī)A入MOSFET芯片103的方式直接利用焊錫109連接，此外，電容器105利用絕緣基板106與第一外部電極101或第二外部電極107絕緣。因此，例如在用于在汽車的發(fā)電中使用的交流發(fā)電機(jī)的整流電路等的情況下，需要以不同的制造工序來(lái)制造電流方向不同的正座(整流元件S1)構(gòu)造和反座(整流元件S2)構(gòu)造，存在需要在制造設(shè)備和成本的方面做出進(jìn)一步改善的課題。

在專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的半導(dǎo)體裝置、及專利文獻(xiàn)3公開(kāi)的半導(dǎo)體元件中，也由于僅有所謂的輸出電路的構(gòu)造，因此例如在用于整流電路的情況下，需要在輸出電路之外另設(shè)新的控制電路。因此存在的課題是：例如一體地形成輸出電路和控制電路而構(gòu)成的外部電極，并不適合作為兩端子的整流電路等的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造。

另外，在專利文獻(xiàn)2公開(kāi)的半導(dǎo)體裝置、及專利文獻(xiàn)3公開(kāi)的半導(dǎo)體元件中，由于內(nèi)部電極和外部電極通過(guò)接觸進(jìn)行連接，因此作為會(huì)伴隨例如高發(fā)熱的電力變換裝置或整流電路等的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)造，存在由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的熱變形導(dǎo)致接觸界面開(kāi)口的可能性，因此就散熱或電阻的方面而言是不利的構(gòu)造。

本發(fā)明是針對(duì)上述課題而進(jìn)行的，其課題在于提供一種低成本且無(wú)需復(fù)雜的制造工序即可簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)的半導(dǎo)體裝置、及采用了該半導(dǎo)體裝置的交流發(fā)電機(jī)。

用于解決課題的方案

為了解決上述的課題，采用了以下的結(jié)構(gòu)。

即，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具備：第一外部電極，其具有第一電極面部；第二外部電極，其具有第二電極面部；以及電子電路體，在上述第一外部電極與上述第二外部電極之間具有上述電子電路體，上述第一電極面部與上述電子電路體的第一面連接，上述第二電極面部與上述電子電路體的第二面連接，上述電子電路體包含具有開(kāi)關(guān)元件的晶體管電路芯片、控制上述開(kāi)關(guān)元件的控制電路芯片、與上述晶體管電路芯片的第一主面相接的第一內(nèi)部電極、以及與上述晶體管電路芯片的第二主面相接的第二內(nèi)部電極，并構(gòu)成為一體地被樹(shù)脂覆蓋，上述第一內(nèi)部電極及上述第二內(nèi)部電極的任意一方與上述第一外部電極連接，上述第二內(nèi)部電極及上述第一內(nèi)部電極的任意另一方與上述第二外部電極連接。

另外，對(duì)于其它方案將在用于實(shí)施發(fā)明的方式中進(jìn)行說(shuō)明。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種低成本且無(wú)需復(fù)雜的制造工序即可簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)的半導(dǎo)體裝置、及采用了該半導(dǎo)體裝置的交流發(fā)電機(jī)。

附圖說(shuō)明

圖1是模式化表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的縱向構(gòu)造的剖面的圖。

圖2是模式化表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的俯視構(gòu)造的圖。

圖3是模式化表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的電子電路體的上表面的圖。

圖4是模式化表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的電子電路體的下表面的圖。

圖5是表示采用了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的整流電路的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

圖6是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置、及電子電路體的更具體的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

圖7是模式化表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的縱向構(gòu)造的剖面的圖。

圖8是模式化表示采用了本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的整流電路的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

圖9是模式化表示采用了正座的半導(dǎo)體裝置和反座的半導(dǎo)體裝置的三相全波整流電路裝置的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

圖中：

11—晶體管電路芯片；11d—漏電極(第一主端子)；11s—源電極(第二主端子)；11g—柵電極；12—控制電路芯片；13、81—電容器；14—漏極框架(第一內(nèi)部電極)；15—源極框架(第二內(nèi)部電極)；16—第一樹(shù)脂(電子電路體的樹(shù)脂)；17—導(dǎo)線框架(支承體)；18—引線；19—第一導(dǎo)電性接合材料(電子電路體的接合材料)；21—基極(第一外部電極)；22—導(dǎo)線(第二外部電極)；24—臺(tái)座(第一電極面部)；25—導(dǎo)線端板(第二電極面部)；26—第二樹(shù)脂(半導(dǎo)體裝置的樹(shù)脂)；29—第二導(dǎo)電性接合材料(半導(dǎo)體裝置的接合材料)；100—電子電路體；111—MOSFET；112、123—二極管；121—柵極驅(qū)動(dòng)器；122—比較器；200、300—半導(dǎo)體裝置；800—三相全波整流電路裝置。

具體實(shí)施方式

以下適當(dāng)?shù)貐⒄崭綀D對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式(以下標(biāo)記為“實(shí)施方式”)進(jìn)行說(shuō)明。

《第一實(shí)施方式》

參照?qǐng)D1、圖2對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置(整流元件)200進(jìn)行說(shuō)明。

圖1是模式化表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200的縱向構(gòu)造的剖面的圖。

圖2是模式化表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200的俯視構(gòu)造的圖。此外，在圖2中為了容易理解而省略了在半導(dǎo)體裝置200的上部配置的導(dǎo)線(第二外部電極)22、導(dǎo)線端板(第二電極面部)25和第二樹(shù)脂26進(jìn)行表示。

此外，在整流元件(半導(dǎo)體裝置)的結(jié)構(gòu)(構(gòu)造)中具有被稱為“正座”和“反座”的兩種結(jié)構(gòu)(構(gòu)造)。該“正座”和“反座”的差異通過(guò)電極性的差異和與其對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)(構(gòu)造)的差異進(jìn)行區(qū)別。

第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200具有正座的構(gòu)造，以下進(jìn)行具體說(shuō)明。另外，對(duì)于反座的半導(dǎo)體裝置300(第7圖)將作為第二實(shí)施方式在后面進(jìn)行敘述。

《半導(dǎo)體裝置：其一》

在圖1及圖2中，半導(dǎo)體裝置200構(gòu)成為具備：在上部(圖1的紙面的上方)具有臺(tái)座(第一電極面部)24的基極(第一外部電極、第一外部端子)21；在下部(圖1的紙面的下方)具有導(dǎo)線端板(第二電極面部)25的導(dǎo)線(第二外部電極、第二外部端子)22；以及電子電路體100。

臺(tái)座24與后述的電子電路體100的漏極框架(第一內(nèi)部電極)14經(jīng)由第二導(dǎo)電性接合材料(半導(dǎo)體裝置的接合材料)29連接起來(lái)。

另外，導(dǎo)線端板25與后述的電子電路體100的源極框架(第二內(nèi)部電極)15經(jīng)由第二導(dǎo)電性接合材料29連接起來(lái)。

另外，臺(tái)座24及基極21的位于上部的一部分、導(dǎo)線端板25及導(dǎo)線22的位于下部的一部分和電子電路體100被第二樹(shù)脂(半導(dǎo)體裝置的樹(shù)脂、模塑材料)26覆蓋而封裝固定。

此外，基極(第一外部電極、第一外部端子)21和導(dǎo)線(第二外部電極、第二外部端子)22成為與外部電路電連接時(shí)的端子(外部端子)。

以上是半導(dǎo)體裝置200的結(jié)構(gòu)概要。

《電子電路體》

接下來(lái)，參照?qǐng)D1和圖2對(duì)半導(dǎo)體裝置200所具備的電子電路體100的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。此外，在圖1及圖2中為了標(biāo)記電子電路體100占據(jù)的區(qū)域而以虛線示出了電子電路體100。另外，在圖2中為了容易觀察電子電路體100內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，以比圖1中標(biāo)記的電子電路體100更大的方式進(jìn)行了標(biāo)記。

圖1及圖2所示的電子電路體100具備：晶體管電路芯片11、控制電路芯片12、電容器13。另外，相應(yīng)地，電子電路體100具備：漏極框架(第一內(nèi)部電極)14、源極框架(第二內(nèi)部電極)15、導(dǎo)線框架(支承體)17。

晶體管電路芯片11例如由MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：場(chǎng)效應(yīng)晶體管)構(gòu)成。并且，MOSFET的漏電極(第一主端子)11d和源電極(第二主端子)11s，在晶體管電路芯片11的不同的主面上設(shè)置。

將晶體管電路芯片11的設(shè)置有漏電極11d的一側(cè)的面作為晶體管電路芯片11的第一個(gè)主面，并將設(shè)置有源電極11s的一側(cè)的面標(biāo)記為晶體管電路芯片11的第二主面。

漏電極11d與第一內(nèi)部電極即漏極框架14的一端的面(第一面)經(jīng)由第一導(dǎo)電性接合材料(電子電路體的接合材料)19連接起來(lái)。

源電極11s與第二內(nèi)部電極即源極框架15的一端的面(第一面)經(jīng)由第一導(dǎo)電性接合材料19連接起來(lái)。

控制電路芯片12在支承體即導(dǎo)線框架17上經(jīng)由第一導(dǎo)電性接合材料19連接著。

另外，向控制電路芯片12供給電源的電容器13，也在導(dǎo)線框架17上經(jīng)由第一導(dǎo)電性接合材料19連接著。

如后所述，漏極框架14的另一端的面(第二面)，從電子電路體100的第一面露出，并經(jīng)由第二導(dǎo)電性接合材料(半導(dǎo)體裝置的接合材料)29與臺(tái)座24接觸。

如后所述，源極框架15的另一端的面(第二面)，從電子電路體100的第二面露出，并經(jīng)由第二導(dǎo)電性接合材料(半導(dǎo)體裝置的接合材料)29與導(dǎo)線端板25接觸。

此外，導(dǎo)線框架17與基極21即臺(tái)座24以電絕緣的方式配置。

控制電路芯片12與晶體管電路芯片11經(jīng)由引線18電連接。例如在晶體管電路芯片11是功率MOSFET的情況下，將形成于晶體管電路芯片11的柵電極11g和控制電路芯片12用引線18連接，控制電路芯片12控制功率MOSFET的柵電壓。由此，能夠在具有開(kāi)關(guān)功能的晶體管電路芯片11中流通大電流。

另外，電容器13利用導(dǎo)線框架17、引線18與晶體管電路芯片11、控制電路芯片12電連接。此外，圖2所示的兩個(gè)電容器端子13t是電容器13的兩端子。電容器13例如可以采用陶瓷電容器。

晶體管電路芯片11具有對(duì)大電流進(jìn)行開(kāi)關(guān)的功能。

作為具有進(jìn)行開(kāi)關(guān)的功能的晶體管電路芯片(開(kāi)關(guān)電路芯片)11，例如是具備IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣柵雙極型晶體管)、功率MOSFET的半導(dǎo)體元件。另外，可以采用形成有晶閘管等對(duì)大電流進(jìn)行通/斷控制的半導(dǎo)體元件的由Si、SiC、SiN及GaAs等構(gòu)成的半導(dǎo)體元件。

另外，控制電路芯片12是控制對(duì)大電流進(jìn)行開(kāi)關(guān)的晶體管電路芯片11的半導(dǎo)體元件?？刂齐娐沸酒?2自身是不含對(duì)大電流進(jìn)行開(kāi)關(guān)的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體元件。

即，控制電路芯片12例如是形成有多個(gè)邏輯電路、模擬電路、驅(qū)動(dòng)電路等，并根據(jù)需要可以形成有微處理器等的半導(dǎo)體元件。另外，能夠一并具有對(duì)在晶體管電路芯片11中流通的大電流進(jìn)行控制的功能。

此外，對(duì)于晶體管電路芯片11和控制電路芯片12的電路結(jié)構(gòu)例將在后面參照?qǐng)D5、圖6進(jìn)行敘述。

另外，晶體管電路芯片11、控制電路芯片12、電容器13、漏極框架14、源極框架15、及第一導(dǎo)電性接合材料19構(gòu)成一體地被第一樹(shù)脂(電子電路體的樹(shù)脂、模塑材料)16覆蓋進(jìn)行封裝固定而一體化的電子電路體100。

此外，將電子電路體100的配置有漏極框架14、導(dǎo)線框架17的一側(cè)標(biāo)記為第一面，并將其相反側(cè)、即露出了源極框架15的一部分的一側(cè)的面標(biāo)記為第二面。

《半導(dǎo)體裝置：其二》

再次對(duì)半導(dǎo)體裝置200的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

如上所述，臺(tái)座(第一電極面部)24及基極(第一外部電極)21的位于上部(圖1的紙面的上方)的一部分、導(dǎo)線端板(第二電極面部)25及導(dǎo)線(第二外部端子)22的位于下部(圖1的紙面的下方)的一部分、第二導(dǎo)電性接合材料29、電子電路體100，被第二樹(shù)脂(半導(dǎo)體裝置的樹(shù)脂)26覆蓋進(jìn)行封裝固定，構(gòu)成半導(dǎo)體裝置200。

此外，對(duì)于電子電路體100的源極框架15的上表面與導(dǎo)線端板25的連接部、以及電子電路體100的漏極框架14的下表面與臺(tái)座24的連接部，參照?qǐng)D3、圖4進(jìn)行說(shuō)明。

圖3是模式化表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的電子電路體的上表面(圖1的紙面的上方)的圖。

在圖3中，電子電路體100的源極框架15的上表面，沒(méi)有被電子電路體100的第一樹(shù)脂16覆蓋，而是在電子電路體100的表面上露出。

因此，電子電路體100的源極框架15的上表面，能夠經(jīng)由第二導(dǎo)電性接合材料29(圖1)，與導(dǎo)線端板25(圖1)電連接。

圖4是模式化表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置的電子電路體的下表面(圖1的紙面的下方)的圖。

在圖4中，電子電路體100的漏極框架14的下表面，沒(méi)有被電子電路體100的第一樹(shù)脂16覆蓋，而是在電子電路體100的表面上露出。

因此，電子電路體100的漏極框架14的下表面，能夠經(jīng)由第二導(dǎo)電性接合材料29(圖1)，與臺(tái)座24(圖1)電連接。

如上所述，在圖1中，漏極框架14經(jīng)由第二導(dǎo)電性接合材料29與臺(tái)座24連接起來(lái)。

另外，源極框架15經(jīng)由第二導(dǎo)電性接合材料29與導(dǎo)線端板25連接起來(lái)。

如上所述，電子電路體100利用第一樹(shù)脂16進(jìn)行封裝固定而一體地構(gòu)成，漏極框架14、及源極框架15的一面，如圖3及圖4所示，分別形成在電子電路體100的表面上露出的構(gòu)造。

該露出的漏極框架14的一面利用第二導(dǎo)電性接合材料29與基極21的臺(tái)座24電連接，源極框架15的一面利用第二導(dǎo)電性接合材料29與導(dǎo)線22的導(dǎo)線端板25電連接，構(gòu)成半導(dǎo)體裝置200。

在該結(jié)構(gòu)中，使與晶體管電路芯片11的源電極11s連接的源極框架15比漏極框架14加厚。這里所說(shuō)的加厚是指在從臺(tái)座24朝向?qū)Ь€端板25的方向上加長(zhǎng)的意思。

通過(guò)這樣加厚，能夠使與在源電極11s中流過(guò)電流時(shí)的損失相伴的發(fā)熱高效地向源極框架15側(cè)散熱，能夠提高半導(dǎo)體裝置200的冷卻性。

即，晶體管電路芯片11在形成源電極11s的一側(cè)的面上主要形成晶體管元件，因此晶體管元件的發(fā)熱主要在形成源電極11s的一側(cè)發(fā)生。因此，利用源極框架15散熱的方法是有效的。為了利用該源極框架15散熱，增大源極框架15的熱容量來(lái)促進(jìn)熱傳導(dǎo)是有效的，為此采用如上所述使源極框架15比漏極框架14加厚的方法。

另外，通過(guò)加厚源極框架15，源極框架15能夠使導(dǎo)電體在電子電路體100的導(dǎo)線端板25側(cè)露出，成為能夠與導(dǎo)線端板25、即導(dǎo)線22電連接的構(gòu)造。

《正座的半導(dǎo)體裝置的電路結(jié)構(gòu)例》

接下來(lái)，對(duì)采用了半導(dǎo)體裝置(正座)200的電路結(jié)構(gòu)的例子進(jìn)行說(shuō)明。

圖5是表示采用了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200的整流電路的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

在圖5中，半導(dǎo)體裝置200構(gòu)成為具備電子電路體100，即具備：具有開(kāi)關(guān)功能的晶體管電路芯片11、控制電路芯片12、電容器13。另外，H(21)端子是圖1中的基極21，L(22)端子是圖1中的導(dǎo)線22。

例如在汽車的發(fā)電中使用的交流發(fā)電機(jī)的整流電路的整流元件的情況下，H端子與電池相連，L端子與發(fā)電用的線圈相連。將參照?qǐng)D1至圖4進(jìn)行了說(shuō)明的電子電路體100具備的晶體管電路芯片11、控制電路芯片12、及電容器13如圖5所示進(jìn)行配線、電連接。

具體地，來(lái)自交流發(fā)電機(jī)(未圖示)的線圈(未圖示)的電流，通過(guò)L端子(導(dǎo)線22)進(jìn)入具有開(kāi)關(guān)功能的晶體管電路芯片11的源電極11s。

另外，相應(yīng)地，上述電流進(jìn)入控制電路芯片12，控制電路芯片12控制柵極電壓，提高晶體管電路芯片11的柵電極11g的電壓，使電流從晶體管電路芯片11的漏電極11d通過(guò)H端子(基極21)流向電池(未圖示)。

另外，控制電路芯片12利用從L端子(導(dǎo)線22)流入的電流而由電容器13蓄積的電荷來(lái)供給電源(電力、電壓)而被驅(qū)動(dòng)。

《電子電路體的具體的電路結(jié)構(gòu)例》

接下來(lái)，表示電子電路體100的具體的電路結(jié)構(gòu)例。

圖6是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200、及電子電路體100的更具體的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

在圖6中，在H端子與L端子之間，將參照?qǐng)D5進(jìn)行了說(shuō)明的晶體管電路芯片11、控制電路芯片12、電容器13如上所述進(jìn)行配線、電連接。

晶體管電路芯片11構(gòu)成為具備MOSFET111。

MOSFET111是n型溝道(n型)，反向并聯(lián)地具有二極管112作為寄生二極管。

控制電路芯片12構(gòu)成為具有：對(duì)L端子的電壓和H端子的電壓進(jìn)行比較的比較器122、向MOSFET111的柵電極11g賦予電壓的柵極驅(qū)動(dòng)器121、防倒流用的二極管123。

比較器122的翻轉(zhuǎn)輸入端子(－)與H端子連接，非翻轉(zhuǎn)輸入端子(+)與L端子連接。

比較器122的輸出端子與柵極驅(qū)動(dòng)器121的輸入端子連接。

柵極驅(qū)動(dòng)器121的輸出端子與MOSFET111的柵電極11g連接。

另外，電容器13的高電壓側(cè)端子與比較器122的電源端子和柵極驅(qū)動(dòng)器121的電源端子連接。另外，電容器13的低電壓側(cè)端子與L端子連接。

防倒流用的二極管123的正極與H端子連接。如上所述，二極管123的負(fù)極，與柵極驅(qū)動(dòng)器121的電源端子、比較器122的電源端子、電容器13的高電壓側(cè)端子連接。

《半導(dǎo)體裝置200的電路動(dòng)作》

下面對(duì)圖6所示的半導(dǎo)體裝置200及電子電路體100的電路動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。

若H端子的電壓變?yōu)榈陀贚端子的電壓，則比較器122將高電壓的信號(hào)向柵極驅(qū)動(dòng)器121輸出。

輸入了高電壓的信號(hào)的柵極驅(qū)動(dòng)器121，提高M(jìn)OSFET111的柵電極11g的電壓，使MOSFET111(晶體管電路芯片11)成為導(dǎo)通狀態(tài)。

反之，若H端子的電壓變?yōu)楦哂贚端子的電壓，則比較器122將低電壓的信號(hào)向柵極驅(qū)動(dòng)器121輸出。

輸入了低電壓的信號(hào)的柵極驅(qū)動(dòng)器121，降低MOSFET111(晶體管電路芯片11)的柵電極11g的電壓，使MOSFET111(晶體管電路芯片11)成為關(guān)斷狀態(tài)。

即，比較器122比較H端子和L端子的電壓的大小關(guān)系，利用柵極驅(qū)動(dòng)器121使MOSFET111(晶體管電路芯片11)通/斷。即進(jìn)行作為整流元件的動(dòng)作。

此外，圖6中的電容器13發(fā)揮利用蓄積的電荷向比較器122和柵極驅(qū)動(dòng)器121供給電源電壓(電力)的作用。

＜第一實(shí)施方式的效果＞

本發(fā)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200是如上所述將一體化的電子電路體100在具有臺(tái)座24的基極21和具有導(dǎo)線端板25的導(dǎo)線22之間夾持的構(gòu)造。因此，能夠在進(jìn)行了一體化的電子電路體100的階段進(jìn)行測(cè)試，從而能夠提高測(cè)試性及分選的效率、提高合格率、降低合格率成本。

另外，由于是上述的簡(jiǎn)便的構(gòu)造，因此具有能夠減少半導(dǎo)體裝置的制造成本、簡(jiǎn)化組裝工序、實(shí)現(xiàn)小型化的效果。

此外，如上所述，第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200是正座的構(gòu)造，后述的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300是反座的構(gòu)造，能夠在這些正座和反座的半導(dǎo)體裝置中共用電子電路體100，這一點(diǎn)正是本發(fā)明的特征和效果所在。因此，在對(duì)第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300及應(yīng)用例(三相全波整流電路裝置800；圖9)進(jìn)行說(shuō)明后將再次對(duì)效果進(jìn)行說(shuō)明。

《第二實(shí)施方式》

參照?qǐng)D7對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300進(jìn)行說(shuō)明。此外，第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300具有反座的構(gòu)造。

圖7是模式化表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300的縱向構(gòu)造的剖面的圖。

在圖7中，半導(dǎo)體裝置300與圖1的半導(dǎo)體裝置200的區(qū)別在于，設(shè)置上部具有臺(tái)座24的基極21及下部具有導(dǎo)線端板25的導(dǎo)線22、電子電路體100的上下方向和連接關(guān)系。其它方面則是與第一實(shí)施方式共同的要素和構(gòu)成，因此適當(dāng)?shù)厥÷灾貜?fù)的說(shuō)明。

以下對(duì)于第二實(shí)施方式(反座)的半導(dǎo)體裝置300，以與第一實(shí)施方式(正座)的半導(dǎo)體裝置200不同的事項(xiàng)為中心進(jìn)行說(shuō)明。

《正座的半導(dǎo)體裝置》

參照?qǐng)D1至圖5進(jìn)行了說(shuō)明的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200，如上所述，是被稱為正座的用于交流發(fā)電機(jī)的整流電路的上臂的整流元件。

如圖1所示，晶體管電路芯片11的漏電極11d與基極21即臺(tái)座24連接，晶體管電路芯片11的源電極11s與導(dǎo)線22即導(dǎo)線端板25連接。

《反座的半導(dǎo)體裝置》

與此對(duì)照，參照?qǐng)D7進(jìn)行說(shuō)明的本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300，是被稱為反座的用于交流發(fā)電機(jī)的整流電路的下臂的整流元件。

如圖7所示，晶體管電路芯片11的漏電極11d與導(dǎo)線22即導(dǎo)線端板25連接，晶體管電路芯片11的源電極11s與基極21即臺(tái)座24連接。利用這些結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)反座的整流元件即半導(dǎo)體裝置300。

如上所述，圖7所示的半導(dǎo)體裝置300的結(jié)構(gòu)要素，與圖1至圖5所示的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200基本上是相同的。

如圖7所示，半導(dǎo)體裝置300是將圖1所示的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200的電子電路體100上下翻轉(zhuǎn)而構(gòu)成的。

即，通過(guò)將電子電路體100上下翻轉(zhuǎn)進(jìn)行使用，能夠分為正座和反座進(jìn)行使用。

即，第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200和第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300是相同部件、相同的電路結(jié)構(gòu)，因此能夠減少設(shè)計(jì)成本、開(kāi)發(fā)成本。

另外，電子電路體100能夠在一個(gè)制造工序中制造，因此能夠大幅減少制造設(shè)備、檢查設(shè)備的成本。

此外，由于能夠在電子電路體100的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試、分選，因此能大幅減少合格率成本。

《反座的半導(dǎo)體裝置的電路結(jié)構(gòu)例》

圖8是表示采用了本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300的整流電路的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。如上所述，半導(dǎo)體裝置300是反座的半導(dǎo)體裝置。

在圖8中，反座的半導(dǎo)體裝置300構(gòu)成為具備：具有開(kāi)關(guān)功能的晶體管電路芯片11、控制電路芯片12和電容器13。

在電子電路體100中具備這些晶體管電路芯片11、控制電路芯片12、電容器13。

圖8中的電子電路體100是與圖1、圖5的正座的半導(dǎo)體裝置200中的電子電路體100相同的結(jié)構(gòu)。

因此，在半導(dǎo)體裝置300中，與晶體管電路芯片11的源電極11s連接的外部端子H(21)是基極21，與漏電極11d連接的外部端子L(22)是導(dǎo)線22。

這樣，關(guān)于具有開(kāi)關(guān)功能的晶體管電路芯片11的源電極11s、漏電極11d、與基極21、導(dǎo)線22的連接，半導(dǎo)體裝置300與半導(dǎo)體裝置200是相反的，因此作為整流器(整流元件)的特性是相反的。

＜第二實(shí)施方式的效果＞

本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300，與第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200同樣地，是將進(jìn)行了一體化的電子電路體100在具有臺(tái)座24的基極21和具有導(dǎo)線端板25的導(dǎo)線22之間夾持的構(gòu)造。因此，能夠在進(jìn)行了一體化的電子電路體100的階段進(jìn)行測(cè)試，從而能夠提高測(cè)試及分選的效率、提高合格率、減少合格率成本。另外，由于是上述的簡(jiǎn)便的構(gòu)造，因此具有減少半導(dǎo)體裝置的制造成本、簡(jiǎn)化組裝工序、實(shí)現(xiàn)小型化的效果。

此外，第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300是反座的構(gòu)造，且能夠與正座的第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200共用電子電路體100，這一點(diǎn)正是本發(fā)明的特征和效果所在。因此，在對(duì)正座的半導(dǎo)體裝置200和反座的半導(dǎo)體裝置300的應(yīng)用例(三相全波整流電路裝置800；圖9)進(jìn)行說(shuō)明后將再次對(duì)效果進(jìn)行說(shuō)明。

《三相全波整流電路裝置的電路結(jié)構(gòu)》

圖9是表示采用了正座的半導(dǎo)體裝置200和反座的半導(dǎo)體裝置300的三相全波整流電路裝置800的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的圖。

在圖9中具備三個(gè)正座的半導(dǎo)體裝置200、三個(gè)反座的半導(dǎo)體裝置300、電容器81。此外，按照從紙面左側(cè)起的順序稱為第一、第二、第三的半導(dǎo)體裝置200、或半導(dǎo)體裝置300。

第一正座的半導(dǎo)體裝置200與第一反座的半導(dǎo)體裝置300串聯(lián)地連接，并與電容器81的兩端的端子(81p、81m)連接。具體地，正座的半導(dǎo)體裝置200的L端子與反座的半導(dǎo)體裝置300的H端子連接，半導(dǎo)體裝置200的H端子與電容器81的端子81p連接，半導(dǎo)體裝置300的L端子與電容器81的端子81m連接。

第二正座的半導(dǎo)體裝置200與第二反座的半導(dǎo)體裝置300串聯(lián)地連接，并與電容器81的兩端的端子(81p、81m)連接。

第三正座的半導(dǎo)體裝置200與第三反座的半導(dǎo)體裝置300串聯(lián)地連接，并與電容器81的兩端的端子(81p、81m)連接。

另外，向第一正座的半導(dǎo)體裝置200與第一反座的反座的半導(dǎo)體裝置300的連接點(diǎn)、第二正座的半導(dǎo)體裝置200與第二反座的反座的半導(dǎo)體裝置300的連接點(diǎn)、第三正座的半導(dǎo)體裝置200與第三反座的反座的半導(dǎo)體裝置300的連接點(diǎn)，分別輸入三相交流電力(電壓)的U相(Vu)、V相(Vv)、W相(Vw)。

在該電路結(jié)構(gòu)中，三相全波整流電路裝置800對(duì)由U相(Vu)、V相(Vv)、W相(Vw)構(gòu)成的三相交流電力(電壓)進(jìn)行全波整流，將直流電力(電壓)向電容器81供給。

如上所述，在圖9的三相全波整流電路裝置800中，分別使用各三個(gè)正座的半導(dǎo)體裝置200、反座的半導(dǎo)體裝置300，并且在正座的半導(dǎo)體裝置200、反座的半導(dǎo)體裝置300中使用相同的電子電路體，因此能夠減少電特性的偏差，并在制造上降低成本。

據(jù)此，圖9的三相全波整流電路裝置800，如上所述，例如作為在汽車的發(fā)電中使用的交流發(fā)電機(jī)的整流電路的整流元件，從制造成本、特性、或小型化、散熱等觀點(diǎn)出發(fā)，非常適合。

＜第一實(shí)施方式(正座)和第二實(shí)施方式(反座)的半導(dǎo)體裝置的效果＞

以上對(duì)第一實(shí)施方式的正座的半導(dǎo)體裝置200和第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300分別進(jìn)行了說(shuō)明，而下面將再次對(duì)在正座和反座的半導(dǎo)體裝置中共用電子電路體100的效果進(jìn)行說(shuō)明。另外，再次對(duì)第一實(shí)施方式和第二實(shí)施方式共同的效果進(jìn)行說(shuō)明。

如上所述，第一實(shí)施方式的正座的半導(dǎo)體裝置200、及第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置300具備相同的電子電路體100。

電子電路體100具備：晶體管電路芯片11、控制電路芯片12、電容器13、漏極框架14、源極框架15、及第一導(dǎo)電性接合材料19，是一體化的結(jié)構(gòu)，并且能夠?qū)⒙O框架14、源極框架15從電子電路體100的上下兩方向分別取出電極是一大特征。

由于是該結(jié)構(gòu)、構(gòu)造，因此能夠?qū)⒁粋€(gè)電子電路體100一并用于正座用和反座用。

因此，由于無(wú)需對(duì)在正座及反座的半導(dǎo)體裝置中使用的電子電路體100進(jìn)行區(qū)別，從而能夠以同一制造工序進(jìn)行制造。即，能夠共用制造設(shè)備，簡(jiǎn)化組裝工序，大量地進(jìn)行制造，從而有利于降低成本。

另外，在電子電路體100的狀態(tài)下，例如能夠使用通常的插座進(jìn)行分選、測(cè)試，因此能夠減少測(cè)試成本。

另外，能夠在裝配半導(dǎo)體裝置(200、300)前的階段的電子電路體100的狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試，因此在電子電路體100不良的情況下，能夠避免追加其后的工序的成本，合格率成本會(huì)大幅減少，且合格率本身也會(huì)提高。

另外，在電子電路體100的表面上露出的漏極框架14、及源極框架15的內(nèi)部電極分別與基極21即臺(tái)座24、及導(dǎo)線22即導(dǎo)線端板25利用第二導(dǎo)電性接合材料29連接。因此，能夠大幅地減小電阻。

另外，通過(guò)如上所述能夠使與晶體管電路芯片11的源電極11s連接的源極框架15比漏極框架14加厚，從而能夠使與在源電極11s中流過(guò)電流時(shí)的損失相伴的發(fā)熱高效地向源極框架15側(cè)散熱，能夠提高半導(dǎo)體裝置(200、300)的冷卻性。

即，根據(jù)在本發(fā)明中公開(kāi)的實(shí)施的方式，在半導(dǎo)體裝置的(尤其是用于在汽車的發(fā)電中使用的交流發(fā)電機(jī)的)外部電極是兩端子的整流電路等的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體裝置的制造成本的減少、測(cè)試及分選的效率的提高、合格率的提高、組裝工序的簡(jiǎn)化、小型化及高散熱化，尤其是無(wú)需對(duì)正座和反座而言復(fù)雜的制造工序，能夠極其簡(jiǎn)便地實(shí)現(xiàn)。

《其它實(shí)施方式》

此外，本發(fā)明并不限定于以上說(shuō)明的實(shí)施方式，還包括各種變形例。例如對(duì)于上述實(shí)施方式是為了容易理解本發(fā)明而進(jìn)行了具體說(shuō)明，并不是必須具備所說(shuō)明的全部結(jié)構(gòu)。另外，能夠?qū)δ硞€(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分用另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行置換，還可以對(duì)某個(gè)實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)添加另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的一部分或全部。

以下進(jìn)一步對(duì)其它實(shí)施方式和變形例進(jìn)行說(shuō)明。

《模塑材料的材料、材質(zhì)》

在第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體裝置200中，將第一樹(shù)脂16和第二樹(shù)脂26一并標(biāo)記為模塑。進(jìn)一步補(bǔ)充說(shuō)明：第一樹(shù)脂16和第二樹(shù)脂26可以是相同的材料，也可以是不同的材料、材質(zhì)。

其中，例如通過(guò)采用環(huán)氧樹(shù)脂、聯(lián)苯(biphenyl)樹(shù)脂及不飽和聚酯等的通常的模塑材料，能夠抑制制造成本。

《使用金屬模具的傳遞模塑工藝方法》

在第一實(shí)施方式中對(duì)電子電路體利用樹(shù)脂進(jìn)行封裝固定進(jìn)行了說(shuō)明，但是并不限定于該方法。

例如可以采用金屬模具的傳遞模塑工藝方法等形成，從而能夠廉價(jià)且大量地生產(chǎn)。

另外，不是必須利用樹(shù)脂進(jìn)行封裝固定，電子電路體100也可以由金屬等一體形成。

此時(shí)，在一個(gè)模塑金屬模具模腔內(nèi)對(duì)多個(gè)電子電路體100進(jìn)行模塑，通過(guò)采用切斷成型并單片化的MAP(Molded Array Process：模塑陣列工藝)方式，從而能夠進(jìn)一步大量生產(chǎn)而有利于降低成本。

此外，漏極框架14與導(dǎo)線框架17預(yù)先一體形成，并在模塑后的切斷成型時(shí)進(jìn)行電分離處理，從而能夠更廉價(jià)且大量地生產(chǎn)。

此時(shí)，導(dǎo)線框架17的部分通過(guò)實(shí)施半蝕刻或折彎加工，不會(huì)在電子電路體100的表面上露出而能夠與基極21絕緣。

因此，在電子電路體100的表面上形成導(dǎo)線框架17不露出的結(jié)構(gòu)，但是在切斷成型時(shí)將導(dǎo)線框架17的一部分切斷，因此在切斷面上會(huì)露出導(dǎo)線框架17的一部分。

利用在該切斷面上露出的導(dǎo)線框架17的一部分，例如能夠使用插座等在電子電路體100的狀態(tài)下對(duì)控制電路芯片12及電容器13進(jìn)行檢查，使得測(cè)試和分選變得容易而能夠提高合格率并減少成本。

《第一導(dǎo)電性接合材料和第二導(dǎo)電性接合材料》

在第一實(shí)施方式中對(duì)第一、第二導(dǎo)電性接合材料進(jìn)行了說(shuō)明，但是該導(dǎo)電性接合材料的材質(zhì)并不限定于特定的材質(zhì)。

第一導(dǎo)電性接合材料19與第二導(dǎo)電性接合材料29可以是相同材料也可以是不同的材料。但是，例如可以由通常的導(dǎo)電性的接合材料即焊錫、含Au、Ag或Cu的金屬、或?qū)щ娦哉辰硬牧系葮?gòu)成。

此外，作為焊錫可采用通常的共晶焊錫或無(wú)鉛焊錫等。另外，作為導(dǎo)電性粘接材料可采用在樹(shù)脂中含有Ag、Cu及Ni等金屬填料或僅由金屬構(gòu)成的類型。

《基極、導(dǎo)線、框架的材質(zhì)》

在第一實(shí)施方式及第二實(shí)施方式中對(duì)基極21、導(dǎo)線22和框架的材質(zhì)進(jìn)行了省略，下面將重新進(jìn)行說(shuō)明。

基極21、導(dǎo)線22、漏極框架14、源極框架15、及導(dǎo)線框架17采用易加工且熱傳導(dǎo)性和導(dǎo)電性優(yōu)異的Cu或Al等通常的金屬。此時(shí)，優(yōu)選在其與導(dǎo)電性接合材料的連接部分上實(shí)施Au、Pd、Ag及Ni等的鍍層以提高連接穩(wěn)定性。

《控制電路芯片的結(jié)構(gòu)》

在第一實(shí)施方式中進(jìn)行了說(shuō)明的圖6所示的電路，是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置(整流元件)200的控制電路芯片12和晶體管電路芯片11的電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子，但是不限于此。

也可以取代比較器122，而采用檢出輸入信號(hào)之差并進(jìn)行放大的差動(dòng)放大器，按照在MOSFET111中流過(guò)的電流的方向來(lái)控制通/斷。

另外，也可以代替圖5或圖6所示的電容器13而從外部供給電源。

《晶體管電路芯片和控制電路芯片》

雖然在圖1及圖2中對(duì)晶體管電路芯片11和控制電路芯片12為不同芯片進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可以使晶體管電路芯片11和控制電路芯片12為一個(gè)芯片。

另外，雖然在晶體管電路芯片11和控制電路芯片12為不同芯片時(shí)，在圖6中將晶體管電路芯片11用MOSFET進(jìn)行標(biāo)記，但是也可以如上所述由IGBT構(gòu)成。此外，在晶體管電路芯片11由IGBT構(gòu)成時(shí)，第一主端子(11d)成為集電極端子，第二主端子(11s)成為發(fā)射極端子。

《電容器》

在第一實(shí)施方式中是將圖1、圖5、圖6所示的電容器13作為陶瓷電容器進(jìn)行了例示，但是并不限定于此。也可以采用聚酯電容器(Mylar condenser)、聚苯乙烯電容器(Polystyrene condenser)、云母電容器、鉭質(zhì)電容器等。另外，也可以并用電解電容器。

《半導(dǎo)體裝置(整流元件)的應(yīng)用》

在圖9中，作為采用了本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置200、300的電路結(jié)構(gòu)例，例示了三相全波整流電路裝置800，但是并不限定于此。也可以適用于單相或四相以上的全波整流電路。

另外，雖然示出了將三相全波整流電路裝置800作為在汽車的發(fā)電中使用的交流發(fā)電機(jī)的整流電路的整流元件使用的例子，但是并不限定于交流發(fā)電機(jī)。包含產(chǎn)業(yè)用途的電流變換裝置，能夠作為各種用途的整流元件進(jìn)行應(yīng)用。