本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置、智能功率模塊及電力轉(zhuǎn)換裝置，更具體地說，涉及電力用半導(dǎo)體裝置、利用了該電力用半導(dǎo)體裝置的智能功率模塊及電力轉(zhuǎn)換裝置。

背景技術(shù)：

通常，IPM(Intelligent Power Module、智能功率模塊)搭載有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor、絕緣柵雙極晶體管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、FWDi(Free Wheeling Diode、續(xù)流二極管)等功率半導(dǎo)體元件。另外，IPM具有對功率半導(dǎo)體元件的驅(qū)動進(jìn)行控制的功能。并且，在IPM具有發(fā)送功率半導(dǎo)體元件的溫度、電流值等信息的傳感器部。IPM具有使用傳感器部發(fā)送的信號而保護(hù)功率半導(dǎo)體元件免受過熱、過電流等影響的功能。如上所述具有功率半導(dǎo)體裝置的驅(qū)動的控制功能及保護(hù)功能的IPM被封裝化，被使用于逆變器裝置的逆轉(zhuǎn)換部等(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開平6-303778號公報

在現(xiàn)有的IPM中，功率半導(dǎo)體元件、傳感器部、功率半導(dǎo)體元件的驅(qū)動的控制電路以及保護(hù)動作的控制電路一體化地收容于封裝件內(nèi)。因此，在針對驅(qū)動或者保護(hù)動作的控制而變更規(guī)格時，需要以IPM為單位地進(jìn)行變更，花費精力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是為了解決上述的問題而提出的，第1目的在于得到一種使針對功率半導(dǎo)體元件的驅(qū)動或者保護(hù)動作的控制作出的規(guī)格變更變得容易的半導(dǎo)體裝置。

第2目的在于得到一種使用了本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體裝置的IPM。

第3目的在于得到一種使用了本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體裝置或者IPM的電力轉(zhuǎn)換裝置。

本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體裝置具有：功率半導(dǎo)體元件；所述功率半導(dǎo)體元件的主電極端子；傳感器部，其發(fā)出與所述功率半導(dǎo)體元件的物理狀態(tài)相對應(yīng)的信號；傳感器用信號端子，其與所述傳感器部連接；驅(qū)動用端子，其供給用于對所述功率半導(dǎo)體元件進(jìn)行驅(qū)動的電力；以及殼體，其收容所述功率半導(dǎo)體元件、所述主電極端子、所述傳感器部、所述傳感器用信號端子以及所述驅(qū)動用端子，所述傳感器用信號端子以及所述驅(qū)動用端子設(shè)置為能夠從所述殼體的外部進(jìn)行接線。

發(fā)明的效果

在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置設(shè)置有功率半導(dǎo)體元件和傳感器部。功率半導(dǎo)體的驅(qū)動用端子以及與傳感器部連接的傳感器用信號端子設(shè)置為能夠從殼體的外部進(jìn)行接線。通過將控制基板與本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置連接，從而構(gòu)成IPM。控制基板對功率半導(dǎo)體元件的驅(qū)動及保護(hù)動作進(jìn)行控制。半導(dǎo)體裝置與控制基板通過傳感器用信號端子及驅(qū)動用端子而進(jìn)行連接。由于半導(dǎo)體裝置與控制基板分開構(gòu)成，因此能夠獨立地設(shè)計控制基板。因此，在進(jìn)行驅(qū)動及保護(hù)動作的規(guī)格變更時，僅變更控制基板即可。從而，與以IPM為單位地進(jìn)行規(guī)格變更的情況相比，規(guī)格的變更變得容易。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的實施方式1涉及的半導(dǎo)體裝置及控制基板的剖視圖。

圖2是表示將本發(fā)明的實施方式1涉及的半導(dǎo)體裝置及控制基板構(gòu)成為IPM的例子的斜視圖。

圖3是由本發(fā)明的實施方式1涉及的半導(dǎo)體裝置及控制基板構(gòu)成的IPM的電路圖。

圖4是表示將本發(fā)明的實施方式1涉及的半導(dǎo)體裝置的電路圖和控制基板的電路圖分離后的狀態(tài)的圖。

圖5是本發(fā)明的實施方式1涉及的傳感器部的電路圖。

圖6是由本發(fā)明的實施方式1涉及的半導(dǎo)體裝置及控制基板構(gòu)成的IPM的剖視圖。

圖7是本發(fā)明的實施方式1涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖8(a)是表示在將對比例涉及的半導(dǎo)體裝置和控制基板連接的狀態(tài)下，功率半導(dǎo)體元件與控制基板之間的配線距離的剖視圖。圖8(b)是表示在將本發(fā)明的實施方式1涉及的半導(dǎo)體裝置和控制基板連接的狀態(tài)下，功率半導(dǎo)體元件與控制基板之間的配線距離的剖視圖。

圖9(a)是表示在將對比例涉及的半導(dǎo)體裝置和控制基板連接的狀態(tài)下，驅(qū)動用端子及傳感器用信號端子的絕緣距離的剖視圖。圖9(b)是表示在將本發(fā)明的實施方式1涉及的半導(dǎo)體裝置和控制基板連接的狀態(tài)下，驅(qū)動用端子及傳感器用信號端子的絕緣距離的剖視圖。

圖10是將本發(fā)明的實施方式2涉及的半導(dǎo)體裝置和控制基板連接的狀態(tài)的剖視圖。

圖11是本發(fā)明的實施方式3涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖12是將本發(fā)明的實施方式3涉及的半導(dǎo)體裝置和控制基板連接的狀態(tài)的剖視圖。

圖13是本發(fā)明的實施方式4涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖14是本發(fā)明的實施方式4涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖15(a)是表示利用焊料將本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體裝置和控制基板連接的狀態(tài)的剖視圖。圖15(b)是表示利用連接器將本發(fā)明涉及的半導(dǎo)體裝置和控制基板連接的狀態(tài)的剖視圖。圖15(c)是將本發(fā)明的實施方式4涉及的半導(dǎo)體裝置和控制基板連接的狀態(tài)的剖視圖。

圖16是本發(fā)明的實施方式5涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖17是本發(fā)明的實施方式6涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖18(a)是表示利用封裝樹脂將本發(fā)明的實施方式6涉及的半導(dǎo)體裝置填充至殼體的上表面部的高度為止的狀態(tài)的剖視圖。圖18(b)是表示利用封裝樹脂將本發(fā)明的實施方式6的變形例涉及的半導(dǎo)體裝置填充至母端子125的上端的高度為止的狀態(tài)的剖視圖。

圖19是本發(fā)明的實施方式7涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖20是本發(fā)明的實施方式8涉及的半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

圖21是本發(fā)明的實施方式9涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置的俯視圖。

標(biāo)號的說明

46、46_-1～46_-7功率半導(dǎo)體元件，56主電極端子，47、47_-1～47_-7傳感器部，200、201、202、203、204、205、206、207傳感器用信號端子，220、221、222、223、224、226、227驅(qū)動用端子，36殼體，30半導(dǎo)體裝置，104上表面部，44配線圖案，123壓配合端子，125母端子，126封裝樹脂，32、132控制基板，64外部輸入輸出用控制信號端子，66、66_-1～66_-7集成電路，70智能功率模塊，134電力轉(zhuǎn)換裝置。

具體實施方式

參照附圖，對本發(fā)明的實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行說明。對相同或?qū)?yīng)的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的標(biāo)號，有時省略重復(fù)的說明。

實施方式1.

圖1是本發(fā)明的實施方式1涉及的半導(dǎo)體裝置30及控制基板32的剖視圖。在半導(dǎo)體裝置30，在基座板34之上配置殼體36。在殼體36的內(nèi)側(cè)，配線圖案38通過焊料40而與基座板34接合。在配線圖案38的上表面配置絕緣基板42。在絕緣基板42的上表面配置配線圖案44。功率半導(dǎo)體元件46及傳感器部47通過焊料48而與配線圖案44的上表面進(jìn)行接合。傳感器部47發(fā)出與功率半導(dǎo)體元件46的溫度相對應(yīng)的信號以及與流過功率半導(dǎo)體元件46的電流相對應(yīng)的信號。

在殼體36的內(nèi)側(cè)，傳感器用信號端子200、驅(qū)動用端子220以及主電極端子56配置于絕緣基板42的外側(cè)。在傳感器用信號端子200、驅(qū)動用端子220、主電極端子56與絕緣基板42之間設(shè)置有一定的空間。在這里，設(shè)置有多個傳感器用信號端子200、驅(qū)動用端子220以及主電極端子56，但在圖1中由于重疊而繪制為1根端子。傳感器用信號端子200與傳感器部47連接。驅(qū)動用端子220供給用于對功率半導(dǎo)體元件46進(jìn)行驅(qū)動的電力。功率半導(dǎo)體元件46與主電極端子56通過電力配線用鍵合導(dǎo)線58而進(jìn)行連接。功率半導(dǎo)體元件46與傳感器用信號端子200、驅(qū)動用端子220通過信號配線用鍵合導(dǎo)線60而進(jìn)行連接。

控制基板32具有印刷基板62。在印刷基板62的上表面具有外部輸入輸出用控制信號端子64、集成電路66以及控制電路部件68。

圖2是表示由本實施方式中的半導(dǎo)體裝置30及控制基板32構(gòu)成IPM 70的例子的斜視圖。在半導(dǎo)體裝置30的上部配置控制基板32。半導(dǎo)體裝置30與控制基板32經(jīng)由傳感器用信號端子200及驅(qū)動用端子220而進(jìn)行連接。并且，通過在控制基板32的上部配置蓋部72，從而構(gòu)成IPM 70。

圖3是本實施方式中的IPM 70的電路圖。在圖1中為了方便而僅繪制出1個功率半導(dǎo)體元件46，但在本發(fā)明中可以設(shè)置多個功率半導(dǎo)體元件46。在圖3中，示出功率半導(dǎo)體元件46為7個的情況下的電路圖。

在這里，將7個功率半導(dǎo)體元件46分別設(shè)為功率半導(dǎo)體元件46_-1～46_-7。另外，在圖1中針對功率半導(dǎo)體元件46而設(shè)置了傳感器部47，在圖3中則是針對功率半導(dǎo)體元件46_-1～46_-7而分別設(shè)置傳感器部47_-1～47_-7。另外，在圖1中設(shè)置有集成電路66，在圖3中則是設(shè)置7個集成電路66_-1～66_-7。另外，在圖3中電阻68_-1～68_-7相當(dāng)于上述的控制電路部件68。此外，也可以搭載電容器作為控制電路部件68。

在圖3中，功率半導(dǎo)體元件46_-1～46_-7為IGBT。功率半導(dǎo)體元件46_-1～46_-6分別進(jìn)行接線，構(gòu)成了3相逆變器電路。在圖3所示的電路圖的右端配置的P、U、V、W、N以及B相當(dāng)于上述的主電極端子56。P表示逆變器電源，N表示逆變器接地，U、V以及W表示逆變器輸出。

功率半導(dǎo)體元件46_-7是為了防止P與N之間的電位由于逆變器減速時的再生電流而上升這一情況所設(shè)置的。B為功率半導(dǎo)體元件46_-7的集電極電極。另外，在功率半導(dǎo)體元件46_-1～46_-7分別具有FWDi。

傳感器部47_-1～47_-7由溫度傳感器部72_-1～72_-7及電流傳感器部74_-1～74_-7構(gòu)成。溫度傳感器部72_-1～72_-7發(fā)出與功率半導(dǎo)體元件46_-1～46_-7的溫度相對應(yīng)的信號。另外，電流傳感器部74_-1～74_-7發(fā)出與流過功率半導(dǎo)體元件46_-1～46_-7的電流相對應(yīng)的信號。

另外，在集成電路66_-1～66_-7中，作為端子而分別具有Vcc、Fo、IN、GND、OUT、OT以及SC。Vcc為電源端子。Fo為錯誤輸出端子。IN為功率半導(dǎo)體元件46_-1～46_-7的驅(qū)動信號的輸入端子。GND為基準(zhǔn)電源端子。OUT為對功率半導(dǎo)體元件的驅(qū)動進(jìn)行控制的端子，與功率半導(dǎo)體元件46_-1～46_-7的柵極連接。OT為針對過熱的保護(hù)功能的控制端子，與溫度傳感器部72_-1～72_-7連接。SC為針對過電流的保護(hù)功能的控制端子，與電流傳感器部74_-1～74_-7連接。另外，SC通過電阻68_-1～68_-7而與GND連接。

在圖3所示的電路圖的左端配置的VUP1、VVP1、VWP1、VN1、UFo、VFo、WFo、Fo、UP、VP、WP、UN、VN、WN、Br、VUPC、VVPC、VWPC以及VNC相當(dāng)于上述的外部輸入輸出用控制信號端子64。VUP1、VVP1、VWP1、VN1為電源端子，分別與集成電路66_-1～66_-7的Vcc連接。UFo、VFo、WFo、Fo為錯誤輸出端子，分別與集成電路66_-1～66_-7的Fo連接。UP、VP、WP、UN、VN、WN、Br為功率半導(dǎo)體元件46_-1～46_-7的驅(qū)動信號的輸入端子，分別與集成電路66_-1～66_-7的IN連接。VUPC、VVPC、VWPC、VNC為基準(zhǔn)電源端子，分別與集成電路66_-1～66_-7的GND連接。

圖4針對本實施方式中的IPM 70而示出將半導(dǎo)體裝置30的電路圖和控制基板32的電路圖分離后的狀態(tài)。電路圖80為半導(dǎo)體裝置30的電路圖，電路圖82為控制基板32的電路圖。在電路圖80中，端子G相當(dāng)于驅(qū)動用端子220。另外，端子A、K以及S相當(dāng)于傳感器用信號端子200。另外，端子E為基準(zhǔn)電源端子。通過端子G、A、K、S、E分別與電路圖82的端子G、A、K、S、E進(jìn)行連接，從而構(gòu)成IPM 70的電路。

此外，在圖3及圖4中電阻68_-1～68_-7搭載于控制基板32側(cè)，但也可以搭載于半導(dǎo)體裝置30側(cè)。

圖5是本實施方式中的傳感器部47的電路圖的另一個例子。為了方便，在圖5中提取出圖3及圖4所示的3相逆變器電路之中功率半導(dǎo)體元件46_-1和46_-4的部分。在圖3及圖4中，作為傳感器部47_-1～47_-7而搭載有溫度傳感器部72_-1～72_-7和電流傳感器部74_-1～74_-7，但也可以進(jìn)一步具有發(fā)出與施加于半導(dǎo)體裝置30各部分的電壓相對應(yīng)的信號的電壓傳感器部90。

電壓傳感器部90具有第1電壓傳感器部92、第2電壓傳感器部94以及第3電壓傳感器部96。第1電壓傳感器部92發(fā)出與功率半導(dǎo)體元件46_-1和46_-4的集電極-發(fā)射極間的電壓相對應(yīng)的信號。第2電壓傳感器部94發(fā)出與向在配線之上搭載的分流電阻98的兩端施加的電壓相對應(yīng)的信號。第3電壓傳感器部96發(fā)出與P和N之間的電壓相對應(yīng)的信號。此外，也可以不搭載分流電阻98。在該情況下，第2電壓傳感器部94發(fā)出與向配線之上的2點間施加的電壓相對應(yīng)的信號。

圖6是由本實施方式中的半導(dǎo)體裝置30及控制基板32構(gòu)成的IPM 70的剖視圖。半導(dǎo)體裝置30與控制基板32經(jīng)由傳感器用信號端子200及驅(qū)動用端子220而進(jìn)行連接。關(guān)于傳感器用信號端子200、驅(qū)動用端子220與控制基板32的接合方法，存在焊接、利用連接器進(jìn)行的連接、超聲波接合以及熔接。

在現(xiàn)有的IPM中，功率半導(dǎo)體元件、傳感器部、功率半導(dǎo)體元件的驅(qū)動的控制電路以及保護(hù)動作的控制電路一體化地收容于封裝件內(nèi)。在IPM中，針對驅(qū)動的控制電路以及保護(hù)動作的控制電路而頻繁地發(fā)生規(guī)格變更。但是，在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，當(dāng)針對這些控制電路而變更規(guī)格時，需要以IPM為單位地進(jìn)行變更，需要較長的開發(fā)期。

在本實施方式中，半導(dǎo)體裝置30與控制基板32分開構(gòu)成，能夠獨立地設(shè)計控制基板32。因此，在進(jìn)行驅(qū)動及保護(hù)動作的規(guī)格變更時，僅變更控制基板32即可。從而，與以IPM為單位地進(jìn)行規(guī)格變更的情況相比，規(guī)格的變更變得容易。另外，由于使頻繁地進(jìn)行規(guī)格變更的控制基板32獨立，因此能夠使半導(dǎo)體裝置30標(biāo)準(zhǔn)化。從而，能夠?qū)崿F(xiàn)開發(fā)期的縮短。

另外，由于本實施方式中的半導(dǎo)體裝置30與控制基板32分開構(gòu)成，因此如果從用戶側(cè)考慮，還能夠僅使用半導(dǎo)體裝置30。本實施方式中的半導(dǎo)體裝置30設(shè)置為，傳感器用信號端子200及驅(qū)動用端子220能夠從殼體36的外部進(jìn)行接線。因此，用戶能夠使用傳感器用信號端子200及驅(qū)動用端子220而自由地設(shè)計控制電路。

另外，在現(xiàn)有的IPM的情況下，用戶需要配合已固定的IPM的端子而設(shè)計用戶側(cè)的裝置。在本實施方式中，用戶能夠自由地設(shè)計控制基板32。因此，能夠自由地配置IPM的外部輸入輸出用控制信號端子64等。從而，用戶側(cè)的裝置的布局自由度提高。

在用戶使用僅搭載功率半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體模塊的情況下，用戶能夠自由地設(shè)計傳感器部、驅(qū)動的控制電路以及保護(hù)動作的控制電路。在這里，為了實現(xiàn)高速的響應(yīng)，優(yōu)選傳感器部配置于功率半導(dǎo)體元件的附近。但是，在由用戶設(shè)置傳感器部的情況下，有時因為布局的制約而難以將傳感器部配置于功率半導(dǎo)體元件的附近。因此，存在未實現(xiàn)可靠的保護(hù)動作的情況。

在半導(dǎo)體裝置30具有傳感器部47。因此，與使用僅搭載功率半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體模塊的情況相比，使用了半導(dǎo)體裝置30的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的保護(hù)動作及驅(qū)動的控制。

圖7是本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30的剖視圖。下面，參照圖7，說明本實施方式的端子構(gòu)造涉及的特征。在本實施方式中，如箭頭100所示，傳感器用信號端子200及驅(qū)動用端子220配置于殼體36的內(nèi)側(cè)。并且，如箭頭102所示，傳感器用信號端子200及驅(qū)動用端子220的上端處于比殼體36的上表面部104低的位置。

圖8(a)表示將本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30的對比例和控制基板32連接的狀態(tài)的剖視圖。圖8(a)所示的半導(dǎo)體裝置30具有埋入于殼體36側(cè)面的傳感器用信號端子201及驅(qū)動用端子221。傳感器用信號端子201及驅(qū)動用端子221的上端處于比殼體36的上表面部104高的位置。箭頭106表示控制基板32與功率半導(dǎo)體元件46之間的配線距離。

與此相對，圖8(b)是將本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30和控制基板32連接的狀態(tài)的剖視圖。箭頭108表示控制基板32與功率半導(dǎo)體元件46之間的配線距離。如果將箭頭108和圖8(a)中的箭頭106進(jìn)行對比，則在本實施方式中控制基板32與功率半導(dǎo)體元件46之間的配線距離較短。

通過使從控制基板32至功率半導(dǎo)體元件46為止的配線距離變短，具有降低阻抗、減少外來噪聲以及使響應(yīng)高速化的效果。因此，能夠使功率半導(dǎo)體元件46的驅(qū)動及保護(hù)動作的控制變得可靠。

圖9(a)是在上述的對比例中，利用箭頭110表示傳感器用信號端子201、驅(qū)動用端子221與殼體36的外部之間的絕緣距離的圖。圖9(b)是在上述的本實施方式中，利用箭頭112表示傳感器用信號端子200、驅(qū)動用端子220與殼體36的外部之間的絕緣距離的圖。

如果將箭頭112和圖9(a)中的箭頭110進(jìn)行對比，則在本實施方式中，傳感器用信號端子200、驅(qū)動用端子220與殼體36的外部之間的絕緣距離較長。由此能夠確保耐壓性。

實施方式2.

圖10是將本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30和控制基板32連接的狀態(tài)的剖視圖。在本實施方式中，半導(dǎo)體裝置30具有傳感器用信號端子202及驅(qū)動用端子222。如箭頭114所示，傳感器用信號端子202及驅(qū)動用端子222的上端處于比殼體36的上表面部104高的位置。

在本實施方式中，傳感器用信號端子202及驅(qū)動用端子222的上端伸出至殼體36之外。因此，能夠?qū)⒖刂苹?2配置于從半導(dǎo)體裝置30的正上方偏移后的位置。另外，能夠使控制基板32的大小比殼體大。因而，控制基板32的布局及大小的自由度提高。

實施方式3.

圖11是本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30的剖視圖。本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30與實施方式1的情況相同，具有多個傳感器用信號端子203及驅(qū)動用端子223。在傳感器用信號端子203及驅(qū)動用端子223之中，一部分的上端比殼體36的上表面部104低，一部分的上端比殼體36的上表面部104高。在這里，在圖11中由于傳感器用信號端子203及驅(qū)動用端子223重疊而僅繪制出2根。

圖12是向本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30連接有2個控制基板120、121的狀態(tài)的剖視圖。為了降低阻抗，將需要使與功率半導(dǎo)體元件46的配線距離變短的電路搭載于第1控制基板120。另外，將為了與外部進(jìn)行接線因而布局不具有自由度的電路搭載于第2控制基板121。

在傳感器用信號端子203及驅(qū)動用端子223之中，與第1控制基板120連接的端子設(shè)置為上端比上表面部104低。在傳感器用信號端子203及驅(qū)動用端子223之中，與第2控制基板121連接的端子設(shè)置為上端比上表面部104高。因而，第1控制基板120配置于殼體36的內(nèi)部。另外，第2控制基板121配置于殼體36的上部。由此，在本實施方式中，能夠?qū)⒍鄠€控制基板120、121連接至半導(dǎo)體裝置30。因此，能夠兼顧阻抗的降低及布局自由度的提高。另外，通過提高布局的自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)用戶側(cè)的裝置的小型化。

實施方式4.

圖13是本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30的剖視圖。在本實施方式中，半導(dǎo)體裝置30具有傳感器用信號端子204及驅(qū)動用端子224。傳感器用信號端子204及驅(qū)動用端子224的一部分或者全部由壓配合端子123構(gòu)成。

圖14示出將本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30之中的特別是以下部分提取出的情況下的剖視圖，即，傳感器用信號端子204及驅(qū)動用端子224的上端配置于殼體36的內(nèi)側(cè)，該上端比殼體36的上表面部104低。這樣，在傳感器用信號端子204及驅(qū)動用端子224收容于殼體36的內(nèi)側(cè)的情況下，與這些端子從殼體36的上表面伸出至外部的情況相比，控制基板32的連接變得困難。本實施方式在圖14所示的傳感器用信號端子204及驅(qū)動用端子224收容于殼體36的內(nèi)側(cè)的情況下效果高。關(guān)于這些，下面會使用本實施方式涉及的圖15(c)及對比例涉及的圖15(a)、(b)而進(jìn)行說明。

圖15(c)是表示將圖14所示的半導(dǎo)體裝置30與控制基板32連接的狀態(tài)的剖視圖。在本實施方式中，傳感器用信號端子204及驅(qū)動用端子224由壓配合端子123構(gòu)成。壓配合端子123能夠通過將壓配合端子123壓入至設(shè)置于控制基板32的通孔而進(jìn)行連接。因此，在本實施方式中，能夠容易地將傳感器用信號端子204、驅(qū)動用端子224與控制基板32連接。另外，壓配合端子123在連接時無需焊料等連接介質(zhì)。因此，能夠節(jié)約控制基板32的空間。

圖15(a)為將半導(dǎo)體裝置30與控制基板32連接的狀態(tài)下的相對于本實施方式的對比例。在圖15(a)中，利用焊料122將控制基板32與傳感器用信號端子200、驅(qū)動用端子220連接。傳感器用信號端子200及驅(qū)動用端子220配置于殼體36的內(nèi)側(cè)，它們的上端比殼體36的上表面部104低。在該情況下，難以利用焊料進(jìn)行連接，生產(chǎn)性差。

圖15(b)為將半導(dǎo)體裝置30與控制基板32連接的狀態(tài)下的相對于本實施方式的其他對比例。在圖15(b)中，傳感器用信號端子200、驅(qū)動用端子220與控制基板32通過連接器124而進(jìn)行連接。如果使用連接器124，則連接變得容易。但是，需要在控制基板32設(shè)置搭載連接器124的空間。因此，在控制基板32難以實現(xiàn)空間的節(jié)約。另外，由于在連接器124的內(nèi)部存在配線，因此如果使用連接器124，則配線距離變長。

實施方式5.

圖16是本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30的剖視圖。在本實施方式中，半導(dǎo)體裝置30具有傳感器用信號端子205，該傳感器用信號端子205將從配線圖案44取出的信號輸出。傳感器用信號端子205通過信號配線用鍵合導(dǎo)線60而與配線圖案44連接。在配線圖案44搭載有功率半導(dǎo)體元件46。根據(jù)配線圖案44，例如能夠從功率半導(dǎo)體元件46的背面取出信號。

因此，通過將傳感器用信號端子205與控制基板32連接，從而在控制基板32能夠從難以從功率半導(dǎo)體元件46的表面?zhèn)冉佑|到的部位取出信號。因而，在由本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30和控制基板32構(gòu)成IPM 70的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)保護(hù)功能的增加。

特別在功率半導(dǎo)體元件46為IGBT的情況下，功率半導(dǎo)體元件46的背面成為集電極。因此，配線圖案44與集電極連接。因而，配線圖案44成為發(fā)出與集電極的電位相對應(yīng)的信號的傳感器部。因此，在IPM 70能夠具有針對集電極電位的保護(hù)功能。

此外，在上述的例子中，設(shè)為通過配線圖案44而從功率半導(dǎo)體元件46的背面取出信號，通過傳感器用信號端子205而將該信號發(fā)送至控制基板32，但不限定于此。經(jīng)由配線圖案而發(fā)送至控制基板32的信號可以為與功率半導(dǎo)體元件46的狀態(tài)相關(guān)的任意信號。

實施方式6.

圖17是本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30的剖視圖。在本實施方式中，半導(dǎo)體裝置30具有傳感器用信號端子206及驅(qū)動用端子226。傳感器用信號端子206及驅(qū)動用端子226由母端子125構(gòu)成。另外，母端子125的上端與殼體36的上表面部104為相同的高度。

圖18(a)是表示利用封裝樹脂126將本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30填充至殼體36的上表面部104的高度為止的狀態(tài)的剖視圖。母端子125能夠通過將控制基板32側(cè)的連接部分插入至母端子125而與控制基板32進(jìn)行連接。因此，母端子125能夠設(shè)置為不從殼體36的上表面凸出。因而，能夠抑制組裝中的傳感器用信號端子206及驅(qū)動用端子226的折斷及彎曲。

圖18(b)為本實施方式的變形例。傳感器用信號端子206及驅(qū)動用端子226也可以為，它們的上端比殼體36的上表面部104的高度低。通過將傳感器用信號端子206及驅(qū)動用端子226設(shè)為母端子125，能夠使封裝樹脂126和端子的上表面對齊。因而，能夠抑制組裝中的傳感器用信號端子206及驅(qū)動用端子226的折斷及彎曲的發(fā)生。

實施方式7.

圖19是本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30的剖視圖。在本實施方式中，傳感器用信號端子207及驅(qū)動用端子227配置于配線圖案44之上。根據(jù)本實施方式的結(jié)構(gòu)，與實施方式1的情況相比，能夠使傳感器用信號端子207及驅(qū)動用端子227更接近功率半導(dǎo)體元件46。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)阻抗的降低及高速的響應(yīng)。另外，將傳感器用信號端子207及驅(qū)動用端子227引出的位置的自由度提高。因此，控制基板32的布局的自由度提高。另外，由于能夠削減用于對在絕緣基板42的周圍設(shè)置的端子進(jìn)行配置的空間，因此能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體裝置30的小型化。

實施方式8.

圖20是本實施方式涉及的半導(dǎo)體裝置30的剖視圖。在本實施方式中，利用封裝樹脂126填充殼體36的內(nèi)部。填充的方法有，利用硬質(zhì)樹脂將內(nèi)部配線封裝的直接灌注構(gòu)造、以及通過傳遞模塑樹脂而實現(xiàn)的填充。另外，在本實施方式中，半導(dǎo)體裝置30具有傳感器用信號端子204及驅(qū)動用端子224。傳感器用信號端子204及驅(qū)動用端子224由壓配合端子123構(gòu)成。

通過利用封裝樹脂126填充殼體36的內(nèi)部，從而半導(dǎo)體裝置30的強度提高。另外，通過將功率半導(dǎo)體元件46、電力配線用鍵合導(dǎo)線58以及信號配線用鍵合導(dǎo)線60牢固地進(jìn)行固定，從而可靠性壽命提高。另外，在將壓配合端子123與控制基板32連接時，會對端子施加力。在該情況下，需要將傳感器用信號端子204及驅(qū)動用端子224的根部牢固地進(jìn)行固定。此時，通過封裝樹脂126而實現(xiàn)的填充特別地有效。

在本實施方式中，傳感器用信號端子204及驅(qū)動用端子224由壓配合端子123構(gòu)成，但也可以設(shè)置其他形狀的端子。

實施方式9.

圖21是本實施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置134的俯視圖。電力轉(zhuǎn)換裝置134具有：實施方式1～8的半導(dǎo)體裝置30、使用了半導(dǎo)體裝置30的2個IPM 70、以及4個3相逆變器130。向半導(dǎo)體裝置30連接有用戶準(zhǔn)備的控制基板132。半導(dǎo)體裝置30、IPM 70以及3相逆變器130連接至母線136。電力轉(zhuǎn)換裝置134構(gòu)成逆變器裝置。

根據(jù)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，為了實現(xiàn)希望的布局，需要對母線136復(fù)雜地進(jìn)行繞引。但是，如果對母線136進(jìn)行繞引，則電感增加。如果電感增加，則導(dǎo)致電壓浪涌的增加。另一方面，如果為了抑制電壓浪涌而追加緩沖電路，則需要配置緩沖電路的空間，成為電力轉(zhuǎn)換裝置134的小型化的阻礙。

通過在電力轉(zhuǎn)換裝置134使用實施方式1～8的半導(dǎo)體裝置30，從而控制基板32、132的配置的自由度提高。另外，由于能夠?qū)⒖刂苹?2、132獨立于半導(dǎo)體裝置30而進(jìn)行設(shè)計，因此能夠自由地配置控制基板32、132的外部輸入輸出用控制信號端子64的位置。因此，對于半導(dǎo)體裝置30以及搭載有使用了半導(dǎo)體裝置30的IPM 70的電力轉(zhuǎn)換裝置134，裝置的布局的自由度提高。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)電力轉(zhuǎn)換裝置134的小型化。

另外，當(dāng)前，能夠搭載于電力轉(zhuǎn)換裝置134的功率半導(dǎo)體元件46的數(shù)量由于布局的制約而受到限制。但是，如果采用的是半導(dǎo)體裝置30或者是使用了半導(dǎo)體裝置30的IPM 70，則布局的自由度提高。因此，可以增加能夠搭載于電力轉(zhuǎn)換裝置134的功率半導(dǎo)體元件46。從而，能夠提高電力轉(zhuǎn)換裝置134的功能。

此外，電力轉(zhuǎn)換裝置134除了逆變器裝置之外，還可以為轉(zhuǎn)換器裝置、伺服放大器或者電源單元。

實施方式10.

在本實施方式中，實施方式1～9的半導(dǎo)體裝置30、IPM 70以及電力轉(zhuǎn)換裝置134所具有的功率半導(dǎo)體元件46由寬帶隙半導(dǎo)體形成。寬帶隙半導(dǎo)體為碳化硅、氮化鎵類材料或者金剛石。

寬帶隙半導(dǎo)體由于高速通斷時的損失少以及耐高溫，因此多使用于比硅器件所用的條件更高頻、高速通斷的用途。因此，特別是浪涌電壓變大這一情況成為了課題。

如上所述，如果使用實施方式1～8的半導(dǎo)體裝置30，則布局的自由度提高。因而，能夠適當(dāng)?shù)嘏渲媚妇€136及緩沖電路。因此，在由寬帶隙半導(dǎo)體形成的半導(dǎo)體裝置30、IPM 70以及電力轉(zhuǎn)換裝置134中，能夠抑制浪涌電壓。

另外，關(guān)于寬帶隙半導(dǎo)體，來自寬帶隙半導(dǎo)體的輻射噪聲大這一情況成為了問題。在實施方式3及4的半導(dǎo)體裝置30中，能夠以將半導(dǎo)體裝置30與控制基板32分離的形式進(jìn)行布局。因而，能夠避免控制基板32受到來自寬帶隙半導(dǎo)體的輻射噪聲的影響。

此外，也可以使圖3、圖4以及圖5所示的FWDi由寬帶隙半導(dǎo)體形成。