特許ウォッチ

公開番号2024038575
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-21
出願番号2022142678
出願日2022-09-08
発明の名称半導体装置、半導体装置の製造方法、および電力変換装置
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 23/29 20060101AFI20240313BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体装置の自己インダクタンスを低減可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体装置は、上面に回路パターン3bが形成された絶縁基板4a,4bと、回路パターン3aの上面に搭載された半導体素子5a,5bと、一端部が回路パターン3aの上面に接合された複数の電極端子6,7,8とを備えている。複数の電極端子6,7,8のうちの互いに隣接する部分を有する電極端子6,7は、少なくとも前記部分において、厚みが100μmよりも薄い絶縁膜11でコーティングされている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
上面に回路パターンが形成された絶縁基板と、
前記回路パターンの上面に搭載された半導体素子と、
一端部が前記回路パターンの上面に接合された複数の電極端子と、を備え、
複数の前記電極端子のうちの互いに隣接する部分を有する前記電極端子は、少なくとも前記部分において、厚みが１００μｍよりも薄い絶縁膜でコーティングされている、半導体装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記絶縁基板の下面に接合されたベース板と、
前記ベース板の周縁部に固定されたケースと、をさらに備え、
複数の前記電極端子の他端部は、前記ケースに一体的に形成されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記絶縁基板の下面に接合されたベース板と、
前記ベース板の周縁部に固定されたケースと、
前記ケースの内部を封止する封止材と、をさらに備え、
前記絶縁膜は、複数の前記電極端子のうちの互いに隣接する前記部分を有する前記電極端子と、前記封止材とを非共有結合を介して接合する絶縁コーティング材で構成されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁膜は、前記半導体素子と、複数の前記電極端子のうちの互いに隣接する前記部分を有する前記電極端子の一端部とを覆っている、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁基板は、ベース板と、前記ベース板の上面に形成された樹脂絶縁層と、前記樹脂絶縁層の上面に形成された前記回路パターンとで構成され、一体成型されている、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体素子は、炭化珪素および窒化ガリウムを含むワイドバンドギャップ半導体で構成された、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項４に記載の半導体装置を製造する製造方法であって、
複数の前記電極端子は、互いに隣接する前記部分を有する第１の電極端子と第２の電極端子とを含み、
前記半導体素子は、第１の半導体素子と第２の半導体素子とを含み、
（ａ）一端部が前記回路パターンのうちの前記第１の半導体素子が搭載された第１の部分の上面と接合され、他端部が前記ケースに接合された前記第１の電極端子と、前記回路パターンの前記第１の部分とに前記絶縁コーティング材を塗布する工程と、
（ｂ）前記第１の電極端子と隣接する前記部分を有するように、前記第２の電極端子の一端部を前記回路パターンのうちの前記第２の半導体素子が搭載された第２の部分の上面と接合し、他端部を前記ケースに接合する工程と、
（ｃ）前記第２の電極端子と、前記回路パターンの前記第２の部分とに前記絶縁コーティング材を塗布する工程と、
を備えた、半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と、
を備えた電力変換装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置、半導体装置の製造方法、および電力変換装置に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体装置の内部のインダクタンスを低減する構造として、特許文献１に記載の構造が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載の半導体パワーモジュール（半導体装置に相当する）では、正極端子と負極端子が平行して配置され、かつ逆向きの同一電流が流れる。その結果、各端子の間の空間では互いに電流によって発生する磁界を打ち消しあうため、電流経路のインダクタンスを低減することが可能である。また、各端子の間に、絶縁樹脂、絶縁紙、またはラミネートコーティングを介在させることで空間を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－２１３４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の半導体パワーモジュールでは、絶縁を行うために絶縁樹脂、絶縁紙、またはラミネートコーティングを各端子の間に介在させることから、絶縁部材としてある程度の厚みが必要とされる。そのため、半導体パワーモジュールの自己インダクタンスが大きくなるという問題があった。
【０００６】
そこで、本開示は、半導体装置の自己インダクタンスを低減可能な技術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】
【０００７】
本開示に係る半導体装置は、上面に回路パターンが形成された絶縁基板と、前記回路パターンの上面に搭載された半導体素子と、一端部が前記回路パターンの上面に接合された複数の電極端子とを備え、複数の前記電極端子のうちの互いに隣接する部分を有する前記電極端子は、少なくとも前記部分において、厚みが１００μｍよりも薄い絶縁膜でコーティングされている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、絶縁樹脂、絶縁紙、およびラミネートコーティングよりも厚みが薄い絶縁膜を互いに隣接する電極端子の間に介在させたため、半導体装置の自己インダクタンスを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１に係る半導体装置の断面図である。
電極間ピッチと自己インダクタンスとの関係を示すグラフである。
実施の形態２に係る半導体装置の断面図である。
実施の形態３に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
実施の形態３に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
実施の形態３に係る半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
実施の形態１の変形例に係る半導体装置の断面図である。
実施の形態４に係る電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施の形態１＞
＜全体構造＞
実施の形態１について、図面を用いて以下に説明する。図１は、実施の形態１に係る半導体装置の断面図である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許