半導體裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種在電氣化鐵路用、工業設備、民生設備等的電動機控制中使用的電力用半導體裝置。
【背景技術】
[0002]半導體制造商需要根據用途，對半導體裝置的額定電流.額定電壓.電路結構等進行設計，并與其多種多樣的組合對應地進行部件的調度及制造管理。同時，用戶也需要針對各設備進行半導體裝置的安排和管理。另外，在半導體裝置的內部安裝有大量的半導體芯片，在即使其中的I個被破壞的情況下，由于難以對內部進行修理，也需要替換裝置整體。特別地，使用SiC的半導體芯片與Si芯片相比單價較高，更換裝置整體會造成較大的損失。如上所述，存在成本較大的問題。對此，提出了一種利用配線母線連接2個半導體模塊而形成的半導體裝置(例如，參照專利文獻I)
[0003]專利文獻1:日本特開2000 - 082772號公報
【發明內容】
[0004]但是，在現有的半導體裝置中，存在下述問題，S卩，由于使用配線母線而使部件個數變多，半導體裝置整體變大。
[0005]本發明就是為了解決上述課題而提出的，其目的在于得到一種能夠削減成本及部件個數，使裝置小型化的半導體裝置。
[0006]本發明所涉及的半導體裝置的特征在于，具有:第I及第2半導體模塊，其具有半導體芯片、包圍所述半導體芯片的殼體、以及與所述半導體芯片連接并被引出至所述殼體的上表面的主電極；以及連接電極，其與所述第I及第2半導體模塊連接以及固定，所述連接電極僅由金屬板構成。
[0007]發明的效果
[0008]根據本發明，能夠削減成本及部件個數，將裝置小型化。
【附圖說明】
[0009]圖1是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的電路圖。
[0010]圖2是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的斜視圖。
[0011]圖3是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的剖面圖。
[0012]圖4是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體模塊的內部的斜視圖。
[0013]圖5是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的變形例I的電路圖。
[0014]圖6是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的變形例2的電路圖。
[0015]圖7是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的變形例3的電路圖。
[0016]圖8是表示本發明的實施方式2所涉及的半導體裝置的剖面圖。
[0017]圖9是表示本發明的實施方式3所涉及的半導體裝置的剖面圖。
[0018]圖10是表示本發明的實施方式4所涉及的半導體裝置的剖面圖。
[0019]圖11是表示本發明的實施方式5所涉及的半導體裝置的剖面圖。
[0020]圖12是表示本發明的實施方式6所涉及的半導體裝置的剖面圖。
[0021]圖13是表示本發明的實施方式7所涉及的半導體裝置的主電極的俯視圖。
[0022]圖14是表示本發明的實施方式8所涉及的半導體裝置的剖面圖。
【具體實施方式】
[0023]參照附圖，對本發明的實施方式所涉及的半導體裝置進行說明。有時對于相同或對應的構成要素，標注相同的標號，省略重復說明。
[0024]實施方式1.
[0025]圖1是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的電路圖。2個半導體模塊la、lb串聯連接。各半導體模塊la、lb具有并聯連接的IBGT2(Insulated Gate BipolarTransistor)和 FWD 3 (Free Wheeling D1de)o
[0026]圖2是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的斜視圖。在各半導體模塊IaUb的殼體4的上表面，引出有集電極主電極5和發射極主電極6。該集電極主電極5、發射極主電極6與外部電路或相鄰的半導體模塊連接。在此，僅由Al、Cu等的導電板構成的連接電極7，利用螺栓8與半導體模塊Ia的集電極主電極5和半導體模塊Ib的發射極主電極6連接以及固定。由此，將兩個主電極電連接，半導體模塊la、Ib彼此固定。
[0027]圖3是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的剖面圖。圖4是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體模塊的內部的斜視圖。在基座板9上，經由焊料12安裝有絕緣襯底10和驅動襯底11。絕緣襯底10由作為絕緣性以及導熱性優異的材料的AlN構成。在絕緣襯底10上，安裝有作為半導體芯片的IGBT 2和FWD 3。
[0028]在絕緣襯底10上設置有金屬鍍層13、14。IGBT 2的集電極電極和FWD 3的陰極電極通過焊料12與金屬鍍層13接合。IGBT 2的發射極電極和FWD 3的陽極電極通過導線15與金屬鍍層14連接。集電極主電極5和發射極主電極6通過焊料12分別與金屬鍍層13、14連接。
[0029]IGBT 2的柵極電極通過導線15與驅動襯底11連接。驅動襯底11經由金屬的電極或專用的襯底被引出至模塊外部。驅動襯底11具有連接在IGBT 2的柵極電極和柵極驅動電路之間的電阻。通過該電阻，能夠減輕在并聯多個IGBT 2時產生的各芯片間的動作波動。
[0030]殼體4包圍IGBT 2及FWD 3等，樹脂等封裝材料16對IGBT 2及FWD 3等進行封裝。通過將螺栓8插入至殼體4側的螺母并緊固，從而將連接電極7與半導體模塊Ia的集電極主電極5和半導體模塊Ib的發射極主電極6連接以及固定。
[0031 ] 以上，如說明所述，在本實施方式中，使用連接電極7對半導體模塊Ia的集電極主電極5和半導體模塊Ib的發射極主電極6進行連接。如果變更由該連接電極7實現的接線，則能夠容易地變更額定電流、額定電壓、電路結構等，因此能夠縮短設計時間，使制造管理變得容易。而且，僅替換發生了故障的半導體模塊la、lB即可，無需替換裝置整體。其結果，能夠削減成本。另外，在本實施方式中，由于連接電極7由導電板構成，因此，與現有的配線母線相比能夠削減部件個數，能夠使裝置小型化。
[0032]圖5是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的變形例I的電路圖。半導體模塊la、lb并聯連接。圖6是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的變形例2的電路圖。半導體模塊la、lb的集電極主電極5彼此絕緣。圖7是表示本發明的實施方式I所涉及的半導體裝置的變形例3的電路圖。3個半導體模塊la、lb、lc并聯連接。如上所述，能夠以串聯、并聯組合大于或等于2個的半導體模塊。
[0033]另外，優選集電極主電極5和發射極主電極6的上表面相對于第殼體4的上表面沒有臺階。由此，電路路徑變短，配線電感變小。
[0034]實施方式2.
[0035]圖8是表示本發明的實施方式2所涉及的半導體裝置的剖面圖。連接電極7的兩端向下方彎曲成為卡掛部17。卡掛部17所卡掛的槽18設置在半導體模塊la、lb的殼體4的上表面。由此，使半導體模塊la、lb彼此的定位變得容易。
[0036]實施方式3.
[0037]圖9是表示本發明的實施方式3所涉及的半導體裝置的剖面圖。在殼體4的上表面設置有凹部19。集電極主電極5和發射極主電極6被引出至凹部19的底面。在凹部19內，將連接電極7和集電極主電極5、發射極主電極6連接以及固定。如上所述，通過降低螺栓8向集電極主電極5、發射極主電極6的安裝位置，能夠確保與相鄰地連接于半導體裝置上的外部設備之間的絕緣距離，因此能夠提高絕緣性能。<