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公開番号2024018064
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-08
出願番号2022121128
出願日2022-07-29
発明の名称半導体装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 25/07 20060101AFI20240201BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】インダクタンスを低減することができ、パワー半導体素子のスイッチング動作時のリンギングを抑制することができる半導体装置を提供する。
【解決手段】絶縁回路基板1と、絶縁回路基板1の一方の主面に設けられた半導体チップ3a～3lと、主面を有し、その主面から立ち上がる第1スナバ接続部を有し、半導体チップ3a～3lに電気的に接続した第1外部端子81と、第1外部端子81と隣接して配置され、第1外部端子81の主面と同じ方向の主面を有し、その主面から立ち上がる第2スナバ接続部を有し、半導体チップ3a～3lに電気的に接続した第2外部端子82と、第1スナバ接続部に一端が接続され、第2スナバ接続部に他端が接続されたコンデンサ4a,4bと、半導体チップ3a～3lを封止する封止部材9と、半導体チップ3a～3lを内側に収容し、第1外部端子81及び第2外部端子82が取り付けられたケース7を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁回路基板と、
前記絶縁回路基板の一方の主面に設けられた半導体チップと、
主面を有し、該主面から立ち上がる第１スナバ接続部を有し、前記半導体チップに電気的に接続した第１外部端子と、
前記第１外部端子と隣接して配置され、前記第１外部端子の前記主面と同じ方向の主面を有し、該主面から立ち上がる第２スナバ接続部を有し、前記半導体チップに電気的に接続した第２外部端子と、
前記第１スナバ接続部に一端が接続され、前記第２スナバ接続部に他端が接続されたコンデンサと、
前記半導体チップを封止する封止部材と、
前記半導体チップを内側に収容し、前記第１外部端子及び前記第２外部端子が取り付けられたケースと、
を備える半導体装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１スナバ接続部及び前記第２スナバ接続部が、前記第１外部端子の前記主面と直交する方向に延伸し、
前記第１スナバ接続部及び前記第２スナバ接続部の互いに離間する距離が、前記第１外部端子及び前記第２外部端子の互いに離間する距離よりも大きい
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第１スナバ接続部及び前記第２スナバ接続部が、前記第１外部端子の前記主面と直交する方向に対して斜め方向に延伸し、
前記第１外部端子の前記主面から離れるほど、前記第１スナバ接続部及び前記第２スナバ接続部の互いに離間する距離が大きくなる
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１スナバ接続部及び前記第２スナバ接続部の高さが互いに同一である
請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１外部端子及び前記第２外部端子の水平レベルが互いに異なり、
前記第１スナバ接続部及び前記第２スナバ接続部の高さが互いに異なる
請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記コンデンサが、前記封止部材の内部に設けられている
請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記半導体チップを駆動する駆動回路基板を更に備え、
前記第１スナバ接続部及び前記第２スナバ接続部の一部が前記封止部材から露出し、前記駆動回路基板を貫通し、
前記コンデンサが前記駆動回路基板を介して前記第１スナバ接続部及び前記第２スナバ接続部に接続されている
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記半導体チップが第１主電極及び第２主電極を有し、
前記絶縁回路基板が、前記第２主電極と電気的に接続された第１導電板と、前記第１主電極と電気的に接続された第２導電板を一方の主面に配置した絶縁板を有し、
前記第１外部端子が、前記第１導電板に電気的に接続され
前記第２外部端子が、前記第２導電板に電気的に接続されている
請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１外部端子と前記第２外部端子の間に配置された絶縁シートを更に備える
請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー半導体素子を搭載する半導体装置（パワー半導体モジュール）に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、世界的な脱炭素の動向から電気自動車や電鉄車両等の電動車両が注目されている。電動車両には、インバータやコンバータ等の電力変換装置による効率的なモータ制御が求められ、その電力変換装置には一般的にパワー半導体モジュールが用いられている。パワー半導体モジュールは、直流電力を交流電力に変換或いはその逆に変換するものである。パワー半導体モジュールには、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）及びダイオード等のパワー半導体素子（スイッチング素子）が複数搭載されており、これらのパワー半導体素子をオン、オフのスイッチングすることで電力変換を行う。
【０００３】
従来のパワー半導体モジュールにおいて、パワー半導体素子のスイッチング動作時に発生するリンギングを低減するために、正極端子及び負極端子の間にコンデンサ（スナバコンデンサ）を接続することが知られている。
【０００４】
特許文献１の図１０には、入力端子間に接続されたコンデンサが開示されている。特許文献２の図３には、配線層の間に薄膜状スナバコンデンサを配置することが開示されている。特許文献３の図５には、端子にスナバ回路を収容しているアタッチメントを配置することが開示されている。特許文献４の図１５には、スナバ回路が開示されている。特許文献５の図２５には、入力端子にコンデンサを接続することが開示されている。
【０００５】
特許文献６には、絶縁基板上のスナバ用回路導体パターン間にスナバ回路を形成することが開示されている。特許文献７及び特許文献８には、正極ラインと負極ラインとの間にスナバ回路を備えることが開示されている。特許文献９には、絶縁回路基板上の金属板間にスナバ回路を配置した半導体モジュールが開示されている。特許文献１０には、モジュール内にコンデンサを封止することが開示されている。
【０００６】
特許文献１１には、コンデンサが開示されている。特許文献１２及び特許文献１３には、パワー半導体モジュールの上方に配置したプリント配線板にスナバ回路を有することが開示されている。特許文献１４には、第１パワー端子、第１絶縁シート及び第２パワー端子が順に重なっている端子積層部を有することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２０－４９２９号公報
特開２０１９－１８６９８３号公報
特開２０１８－１９６２６７号公報
国際公開第２０１６／０６７８３５号
国際公開第２０２０／０４５２６３号
国際公開第２０１８／１９４１５３号
国際公開第２０１９／１６３２０５号
国際公開第２０１８／１４３４２９号
特開２０２１－７７７６４号公報
特開２０１０－７４９３５号公報
国際公開第２０２１／２００１６６号
特開平７－１２２７０８号公報
特開平８－３２０２１号公報
特開２０２１－１０６２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来のパワー半導体モジュールにおいて、パワー半導体素子を内側に収容したケースの外側で、正極端子及び負極端子にバスバーを介してレーザ溶接やボルト締結等によりコンデンサを接合している。このため、正極端子及び負極端子とコンデンサの間の配線長が長くなり、インダクタンスが増大するという課題がある。
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明は、インダクタンスを低減することができ、パワー半導体素子のスイッチング動作時のリンギングを抑制することができる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、（ａ）絶縁回路基板と、（ｂ）絶縁回路基板の一方の主面に設けられた半導体チップと、（ｃ）主面を有し、その主面から立ち上がる第１スナバ接続部を有し、半導体チップに電気的に接続した第１外部端子と、（ｄ）第１外部端子と隣接して配置され、第１外部端子の主面と同じ方向の主面を有し、その主面から立ち上がる第２スナバ接続部を有し、半導体チップに電気的に接続した第２外部端子と、（ｅ）第１スナバ接続部に一端が接続され、第２スナバ接続部に他端が接続されたコンデンサと、（ｆ）半導体チップを封止する封止部材と、（ｇ）半導体チップを内側に収容し、第１外部端子及び第２外部端子が取り付けられたケースを備える半導体装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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