半導體裝置制造方法
【專利摘要】網(wǎng)格狀的分隔部(1)構成多個收容部(2)。半導體組塊(4)、端子臺組塊(5)等多個電路組塊在分別被收容于收容部(2)的狀態(tài)下，彼此電連接而構成功率半導體電路。半導體組塊(4)是利用絕緣體(8)將IGBT(7)覆蓋而形成組塊的。IGBT(7)的集電極經(jīng)由金屬板(11)與電極(12)連接。電極(12)從絕緣體(8)內(nèi)部引出至絕緣體(8)的側(cè)面。端子臺組塊(5)具有：電力端子(15)，其與對IGBT(7)供給電力的外部的電力配線進行電連接；以及螺釘孔(16)，其供用于固定電力配線的螺釘插入。
【專利說明】半導體裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠容易地構成復雜的功率半導體電路的半導體裝置。
【背景技術】
[0002]功率IGBT的通常的驅(qū)動電路，是將2inl構造等IGBT和FWD搭載于上橋臂側(cè)和下橋臂側(cè)的橋構造。但是，不使用稀土類磁體等的SR電動機的驅(qū)動電路等無法適用通常的半橋電路的驅(qū)動電路也在日益實用化(例如，參照專利文獻I)。另外，提出了下述技術，即，將附設有電氣電路的組塊部件配置于設置為網(wǎng)格狀的劃分部件之間，從而構成半導體電路(例如，參照專利文獻2)。
[0003]專利文獻1:日本特開平11-191995號公報
[0004]專利文獻2:日本特開2005-260018號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]在組合多個半導體模塊而構成如專利文獻I所述的不普通的復雜的功率半導體電路的情況下，半導體模塊間的連接變得復雜。另外，在專利文獻2的技術中，以內(nèi)置干電池等低壓的電源為前提，由于沒有考慮與外部的高電壓電源的連接，因此無法應用于功率半導體電路。
[0006]本發(fā)明就是為了解決上述課題而提出的，其目的是得到一種能夠容易地構成復雜的功率半導體電路的半導體裝置。
[0007]本發(fā)明所涉及的半導體裝置的特征在于，具備:網(wǎng)格狀的分隔部，其構成多個收容部；以及多個電路組塊，它們在被收容于所述多個收容部的狀態(tài)下，彼此電連接而構成功率半導體電路，所述多個電路組塊至少包含半導體組塊以及端子臺組塊，其中，所述半導體組塊具有:半導體元件；絕緣體，其覆蓋所述半導體元件；以及電極，其與所述半導體元件連接，并從所述絕緣體引出，所述端子臺組塊具有:電力端子，其與對所述半導體元件供給電力的外部的電力配線進行電連接；以及螺釘孔，其供用于固定所述電力配線的螺釘插入。
[0008]發(fā)明的效果
[0009]根據(jù)本發(fā)明，能夠容易地構成復雜的功率半導體電路。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的功率半導體電路的電路圖。
[0011]圖2是表示本發(fā)明的實施方式I所涉及的半導體裝置的剖面圖。
[0012]圖3是沿著圖2的1-1I線的剖面圖。
[0013]圖4是表示對圖3的裝置進行組裝的情況的剖面圖。
[0014]圖5是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的半導體裝置的剖面圖。
[0015]圖6是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的半導體裝置的剖面圖。
[0016]圖7是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的半導體裝置的剖面圖。
[0017]圖8是表示對圖7的裝置進行組裝的情況的剖面圖。
【具體實施方式】
[0018]參照附圖，對本發(fā)明的實施方式所涉及的半導體裝置進行說明。有時對相同或者相對應的結(jié)構要素，標注相同的標號，省略重復的說明。
[0019]實施方式1.
[0020]圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的功率半導體電路的電路圖。該電路是SR電動機用的驅(qū)動電路。驅(qū)動電路中，晶體管Trl?Tr6分別與二極管Dl?D6串聯(lián)連接，它們與高電壓的電源連接。
[0021]圖2是表示本發(fā)明的實施方式I所涉及的半導體裝置的剖面圖。該裝置構成了圖1的由虛線包圍的電路。圖3是沿圖2的1-1I線的剖面圖。圖4是表示對圖3的裝置進行組裝的情況的剖面圖。
[0022]網(wǎng)格狀的分隔部I構成多個收容部2。冷卻器3配置于分隔部I的下方。半導體組塊4、端子臺組塊5以及母線條組塊6等電路組塊，在分別被收容于收容部2的狀態(tài)下彼此電連接而構成功率半導體電路。電路組塊的外形形成為與收容部2的網(wǎng)格尺寸一致的正方形。
[0023]半導體組塊4 是利用絕緣體 8 將 IGBT 7 (Insulated Gate Bipolar Transistor)覆蓋而形成組塊的。IGBT 7經(jīng)由絕緣片10以及金屬板11而安裝于冷卻體9上。IGBT 7的集電極經(jīng)由金屬板11與電極12連接，IGBT 7的發(fā)射極與電極13連接。電極12、13從絕緣體8內(nèi)部引出至絕緣體8的側(cè)面。
[0024]端子臺組塊5構成為在絕緣組塊14上設置有電力端子15。對IGBT 7供給電力的外部的電力配線與該電力端子15電連接。另外，在絕緣組塊14設置有螺釘孔16，該螺釘孔16供用于固定電力配線的螺釘插入。
[0025]母線條組塊6利用絕緣體18將作為導體的母線條17覆蓋而形成組塊，使母線條17的兩端引出至絕緣體18的側(cè)面。這里雖然省略圖示，但作為電路組塊，也使用利用絕緣體將二極管覆蓋而形成組塊的結(jié)構、利用絕緣體將電容覆蓋而形成組塊的結(jié)構、利用絕緣體將電感元件覆蓋而形成組塊的結(jié)構。
[0026]壁面電極19分別設置于多個收容部2的壁面。在相鄰的收容部2之間，壁面電極19經(jīng)由貫穿分隔部I的貫穿電極20而彼此電連接。在半導體組塊4被收容于收容部2的狀態(tài)下，半導體組塊4的電極12與壁面電極19接觸而電連接。在端子臺組塊5被收容于收容部2的狀態(tài)下，端子臺組塊5的電力端子15與壁面電極19接觸而電連接。由此，端子臺組塊5的電力端子15與半導體組塊4的IGBT 7的集電極進行電連接。
[0027]通過如上所述將各種電路組塊組合并收容至收容部2而進行電連接，從而即使是復雜的電路，也能夠容易地構成。另外，通過端子臺組塊5能夠獲得與外部的高電壓電源的電連接，因此也能夠適用于功率半導體電路。因此，利用本實施方式，能夠容易地構成復雜的功率半導體電路。
[0028]此外，在半導體組塊4的上表面設置連接器，利用通信線纜與控制IGBT 7的控制電路連接。由此，能夠在任意狀態(tài)下向多個半導體組塊4連接所需要數(shù)量的控制電路。另夕卜，也可以在半導體組塊4設置受光部，利用光通信與控制電路連接。由此，能夠容易地將低電壓側(cè)和高電壓側(cè)絕緣分離。
[0029]實施方式2.
[0030]圖5是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的半導體裝置的剖面圖。冷卻器3具有使水等冷卻介質(zhì)通過的冷卻介質(zhì)路徑21。與半導體組塊4的IGBT 7熱連接的冷卻體9 (散熱片)從絕緣體8的下表面凸出。在半導體組塊4被收容于收容部2的狀態(tài)下，半導體組塊4的冷卻體9與冷卻介質(zhì)路徑21連接而構成冷卻系統(tǒng)。利用該結(jié)構，能夠高效率地對半導體組塊4的IGBT 7進行冷卻。
[0031]實施方式3.
[0032]圖6是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的半導體裝置的剖面圖。使半導體組塊4的高度比其他電路組塊的高度低，將控制IGBT 7的控制基板22配置于半導體組塊4上。按壓板23經(jīng)由彈簧或橡膠等干涉材料24，將控制基板22按壓至半導體組塊4。按壓板23通過螺釘25而固定于分隔部I。
[0033]在半導體組塊4的絕緣體8的上表面，配置有與IGBT 7的柵極電連接的控制電極
26。以與該控制電極26相對的方式，在控制基板22的反面設置有輸出電極27。
[0034]受到按壓板23按壓的控制基板22的輸出電極27，與控制基板22的控制電極26接觸而電連接。另外，還能夠確保半導體組塊4和冷卻器3的熱連接。因此，能夠一體地確保電連接和熱連接，從而使組裝變得容易。
[0035]實施方式4.
[0036]圖7是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的半導體裝置的剖面圖。圖8是表示對圖7的裝置進行組裝的情況的剖面圖。半導體組塊28和半導體組塊29通過母線條組塊30而彼此電連接,構成功率半導體電路。
[0037]母線條組塊30是利用絕緣體32將母線條31覆蓋而形成組塊的，2個引腳33、34與母線條31的兩端分別電連接，從絕緣體32向下凸出。
[0038]半導體組塊28是利用絕緣體35將IGBT 7覆蓋而形成組塊的。插入電極36、37與IGBT 7的發(fā)射極以及集電極分別電連接，其中，該插入電極36、37在絕緣體35的上表面具有插入口。
[0039]半導體組塊29是利用絕緣體39將二極管38覆蓋而形成組塊的。插入電極40、41與二極管38的負極以及正極分別電連接，其中，該插入電極40、41在絕緣體39的上表面具有插入口。
[0040]母線條組塊6的引腳33插入至半導體組塊28的插入電極36而進行電連接，引腳34插入至半導體組塊29的插入電極40而進行電連接。由此，半導體組塊28的IGBT 7的發(fā)射極和半導體組塊29的二極管38的負極電連接。
[0041]通過如上所述將各種半導體組塊組合并利用母線條組塊6使它們電連接，從而即使不存在如實施方式I所示的收容部，也能夠容易地構成功率半導體電路。另外，通過將配線方向不同的母線條組塊6組合，從而能夠容易地變更連接位置。
[0042]標號的說明
[0043]I分隔部、2收容部、3冷卻器、4半導體組塊(電路組塊)、5端子臺組塊(電路組塊)、7IGBT (半導體元件)、8絕緣體、9冷卻體、12電極、15電力端子、16螺釘孔、19壁面電極、21冷卻介質(zhì)路徑、22控制基板、23按壓板、26控制電極、27輸出電極、28、29半導體組塊、30母線條組塊、31母線條、32絕緣體(第I絕緣體)、33、34引腳、35、39絕緣體(第2絕緣體)、36、37、40、41插入電極、38 二極管(半導體元件)
【權利要求】
1.一種半導體裝置，其特征在于，具備: 網(wǎng)格狀的分隔部，其構成多個收容部；以及 多個電路組塊，它們在被收容于所述多個收容部的狀態(tài)下，彼此電連接而構成功率半導體電路， 所述多個電路組塊至少包含半導體組塊以及端子臺組塊，其中， 所述半導體組塊具有:半導體元件；絕緣體，其覆蓋所述半導體元件；以及電極，其與所述半導體元件連接，并從所述絕緣體引出， 所述端子臺組塊具有:電力端子，其與對所述半導體元件供給電力的外部的電力配線進行電連接；以及螺釘孔，其供用于固定所述電力配線的螺釘插入。
2.根據(jù)權利要求1所述的半導體裝置，其特征在于， 還具備壁面電極，該壁面電極分別設置于所述多個收容部的壁面，在相鄰的所述收容部之間彼此電連接， 在所述半導體組塊被收容于所述收容部的狀態(tài)下，所述半導體組塊的所述電極與所述壁面電極接觸而電連接， 在所述端子臺組塊被收容于所述收容部的狀態(tài)下，所述端子臺組塊的所述電力端子與所述壁面電極接觸而電連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的半導體裝置，其特征在于， 還具備冷卻器，該冷卻器配置于所述分隔部的下方，具有使冷卻介質(zhì)通過的冷卻介質(zhì)路徑， 所述半導體組塊還具有冷卻體，該冷卻體與所述半導體元件熱連接，從所述絕緣體的下表面凸出， 在所述半導體組塊被收容于所述收容部的狀態(tài)下，所述半導體組塊的所述冷卻體與所述冷卻介質(zhì)路徑連接而構成冷卻系統(tǒng)。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的半導體裝置，其特征在于，還具備: 控制基板，其配置于所述半導體組塊上，控制所述半導體元件；以及 按壓板，其將所述控制基板按壓至所述半導體組塊， 所述半導體組塊還具有控制電極，該控制電極配置于所述絕緣體的上表面，與所述半導體元件的控制端子電連接， 受到所述按壓板按壓的所述控制基板的輸出電極，與所述控制基板的所述控制電極接觸而電連接。
5.一種半導體裝置，其特征在于， 具備多個母線條組塊和多個半導體組塊，其中， 所述多個母線條組塊具有:母線條；第I絕緣體，其覆蓋所述母線條；以及2個引腳，它們分別與所述母線條的兩端電連接，從所述第I絕緣體向下凸出， 所述多個半導體組塊通過所述多個母線條組塊而彼此電連接，構成功率半導體電路， 各半導體組塊具有: 半導體元件； 第2絕緣體，其覆蓋所述半導體元件；以及 插入電極，其在所述第2絕緣體的上表面具有插入口，與所述半導體元件電連接，所述母線條組塊的所述引腳插入至所述半導體組塊的所述插入電極而電連接。
【文檔編號】H02M7/00GK104335472SQ201280073601
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2012年5月28日 優(yōu)先權日:2012年5月28日
【發(fā)明者】宮本昇 申請人:三菱電機株式會社