半导体模块以及半导体装置

技术领域

本发明涉及半导体模块以及半导体装置。

背景技术

在专利文献1中公开了下述构造的电力用半导体装置，即，在上下的面具有第1电极端子和第2电极端子，从第1电极端子与第2电极端子之间的侧面使控制电极端子凸出。

专利文献1：日本特开2007-281443号公报

在专利文献1中，仅从电力用半导体装置的外周部的一部分引出控制电极端子。因此，信号配线的引出方向受到限制。因此，根据用于使功率模块进行动作的驱动器的配置，可能需要将信号配线大幅度地绕引。

发明内容

本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于得到能够使信号配线简单化的半导体模块以及半导体装置。

本发明涉及的半导体模块具有：半导体芯片，其具有第1电极、第2电极和控制电极，该控制电极被输入对在该第1电极与该第2电极之间流动的电流进行控制的控制信号；封装件，其具有上表面、背面和多个侧面，该背面是与该上表面相反侧的面，该多个侧面设置于该上表面与该背面之间，该封装件收容该半导体芯片；第1端子，其设置于该封装件，与该第1电极电连接；第2端子，其设置于该封装件，与该第2电极电连接；以及控制端子，其与该控制电极电连接，以包围该封装件的方式而设置于该封装件的全部该多个侧面。

本发明涉及的半导体装置具有：第1半导体模块；以及第2半导体模块，该第1半导体模块具有：第1半导体芯片，其具有第1电极、第2电极和第1控制电极，该第1控制电极被输入对在该第1电极与该第2电极之间流动的电流进行控制的控制信号；第1封装件，其具有上表面、背面和侧面，该背面是与该上表面相反侧的面，该侧面设置于该上表面与该背面之间，该第1封装件收容该第1半导体芯片；第1端子，其设置于该第1封装件，与该第1电极电连接；第2端子，其设置于该第1封装件，与该第2电极电连接；以及第1控制端子，其与该第1控制电极电连接，设置于该第1封装件的该侧面，该第2半导体模块具有：第2半导体芯片，其具有第3电极、第4电极和第2控制电极，该第2控制电极被输入对在该第3电极与该第4电极之间流动的电流进行控制的控制信号；第2封装件，其具有上表面、背面和侧面，该背面是与该上表面相反侧的面，该侧面设置于该上表面与该背面之间，该第2封装件收容该第2半导体芯片；第3端子，其设置于该第2封装件，与该第3电极电连接；第4端子，其设置于该第2封装件，与该第4电极电连接；以及第2控制端子，其与该第2控制电极电连接，设置于该第2封装件的该侧面，该第1控制端子与该第2控制端子接触。

发明的效果

就本发明涉及的半导体模块而言，以包围封装件的方式而设置控制端子。因此，能够避免将信号配线大幅度地绕引，使信号配线简单化。

就本发明涉及的半导体装置而言，第1控制端子与第2控制端子接触。因此，不需要对每个半导体模块设置信号配线，能够使信号配线简单化。

附图说明

图1是实施方式1涉及的半导体模块的正视图。

图2是实施方式1涉及的半导体模块的剖面图。

图3是实施方式1涉及的半导体模块的俯视图。

图4是实施方式1涉及的半导体装置的俯视图。

图5是实施方式1的对比例涉及的半导体模块的正视图。

图6是实施方式1的对比例涉及的半导体装置的俯视图。

图7是实施方式1的对比例涉及的半导体装置的正视图。

图8是实施方式2涉及的半导体装置的正视图。

图9是实施方式2涉及的半导体装置的斜视图。

图10是实施方式2涉及的半导体装置的俯视图。

图11是实施方式2的对比例涉及的半导体装置的俯视图。

标号的说明

1半导体模块，2半导体装置，10封装件，11壳体，12侧面，14上表面，15基座板，16背面，20控制端子，22第2端子，24第1端子，30半导体芯片，31第1电极，32第2电极，33控制电极，42电路图案，44导线，46导线，50母线，54信号配线，56配线，101半导体模块，102半导体装置，110封装件，120控制端子，122第2端子，150母线，152开口，201半导体模块，201a第1半导体模块，201b第2半导体模块，202半导体装置，220控制端子，222第2端子，226钩挂部，227开口部，302半导体装置

具体实施方式

参照附图，对本发明的实施方式涉及的半导体模块以及半导体装置进行说明。对相同或者相应的结构要素标注相同的标号，有时省略重复说明。

实施方式1.

图1是实施方式1涉及的半导体模块1的正视图。半导体模块1例如是功率模块。半导体模块1具有封装件10。在封装件10设置第1端子24、第2端子22以及控制端子20。第1端子24设置于封装件10的上表面14。第2端子22以及控制端子20设置于封装件10的侧面12。

图2是实施方式1涉及的半导体模块的剖面图。此外，在图2中，省略了图1所示的结构要素的一部分。封装件10具有壳体11和基座板15。封装件10具有上表面14和与上表面14相反侧的面即背面16。另外，封装件10具有在上表面14与背面16之间设置的多个侧面12。上表面14以及侧面12是壳体11的一部分。另外，背面16是基座板15的一部分。

在基座板15之上设置电路图案42。在电路图案42之上设置半导体芯片30。半导体芯片30被收容于封装件10。

半导体芯片30具有第1电极31、第2电极32和控制电极33。向控制电极33输入对在第1电极31与第2电极32之间流动的电流进行控制的控制信号。半导体芯片30例如是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)。在半导体芯片30是IGBT的情况下，第1电极31是集电极(collector)电极(electrode)，第2电极32是发射极电极，控制电极33是栅极电极。

第1端子24设置于电路图案42之上，从封装件10的上表面露出。第1端子24经由电路图案42而与半导体芯片30的第1电极31电连接。第1端子24例如是半导体模块1的主电极端子。在半导体芯片30是IGBT的情况下，第1端子24是集电极端子。

第2端子22从封装件10的侧面12凸出。第2端子22中的位于封装件10内侧的部分通过导线46而与第2电极32连接。因此，第2端子22与第2电极32电连接。第2端子22例如是与接地用端子或者负载连接的输出端子。在半导体芯片30是IGBT的情况下，第2端子22是发射极端子。

控制端子20从封装件10的侧面12凸出。控制端子20中的位于封装件10内侧的部分通过导线44而与控制电极33连接。因此，控制端子20与控制电极33电连接。控制端子20是输入用于使半导体模块1进行动作的控制信号的端子。在半导体芯片30是IGBT的情况下，控制端子20是栅极端子。

在图2中，在封装件10，第1端子24、第2端子22以及控制端子20各设置1个。另外，封装件10包含1个半导体芯片30。不限于此，也可以是在封装件10，第1端子24、第2端子22以及控制端子20各设置有多个。另外，封装件10也可以收容多个半导体芯片30。

图3是实施方式1涉及的半导体模块1的俯视图。此外，在图3中省略了第1端子24。控制端子20呈平板状。控制端子20以包围封装件10的方式而设置于封装件10的全部多个侧面12。本实施方式的封装件10在俯视观察时为四边形。针对封装件10所具有的4个侧面12中的各个侧面12，控制端子20从一端形成至另一端。控制端子20呈环状或者凸缘状。

如图1、2所示，第2端子22设置于控制端子20的下方。第2端子22呈平板状。第2端子22以包围封装件10的方式而设置于封装件10的全部多个侧面12。第2端子22为与控制端子20相同的形状，在俯视观察时重叠。

如图2所示，控制端子20和第2端子22在封装件10的多个侧面12的一部分，凸出至封装件10的内侧。不限于此，也可以是控制端子20中的凸出至封装件10内侧的部分以包围半导体芯片30的方式而设置。由此，能够提高将半导体芯片30与控制端子20连接的配线的自由度。同样地，也可以是第2端子22中的凸出至封装件10内侧的部分以包围半导体芯片30的方式而设置。

图4是实施方式1涉及的半导体装置2的俯视图。在图4中，为方便起见，半导体模块1之上的母线50的位置由虚线示出。半导体装置2具有母线50和多个半导体模块1。就半导体装置2而言，在封装件10的上方设置与第1端子24电连接的母线50。

在各半导体模块1处，控制端子20与信号配线54电连接。控制端子20与信号配线54通过焊料或者夹具等而连接。向信号配线54从外部的驱动器输入控制信号。控制信号经由信号配线54以及控制端子20而输入至控制电极33。由此，控制在第1电极31与第2电极32之间流动的电流。另外，第2端子22与配线56电连接。第2端子22与配线56通过焊料或者夹具等而连接。信号配线54和配线56是从半导体模块1在横向上引出的。

图5是实施方式1的对比例涉及的半导体模块101的正视图。就半导体模块101而言，第1端子24、第2端子122以及控制端子120从封装件10的上表面引出。图6是实施方式1的对比例涉及的半导体装置102的俯视图。图7是实施方式1的对比例涉及的半导体装置102的正视图。半导体装置102具有母线150和多个半导体模块101。在图6中，为方便起见，半导体模块101之上的母线150的位置由虚线示出。

在如半导体模块101这样控制端子120朝上的情况下，从半导体模块101的上方连接信号配线54。因此，为了将外部的驱动器与控制端子120连接，需要在母线150形成开口152。因此，需要对母线150进行加工，半导体装置102的制造成本有可能增加。

与此相对，在本实施方式中，控制端子20配置于半导体模块1的外周。因此，能够从半导体模块1在横向上引出信号配线54。因此，即使由母线50覆盖半导体模块1，也无需在母线50形成开口，能够低成本地制造半导体装置2。

另外，作为本实施方式的另外的对比例，想到控制端子120仅设置于封装件110的多个侧面中的一部分。在这种情况下，信号配线54的引出方向也受到限制，有可能为了将驱动器与控制端子120连接而需要母线150的加工。另外，可能需要将信号配线54大幅度地绕引。

与此相对，本实施方式的控制端子20以包围封装件10的方式而设置于全部多个侧面12。因此，能够从半导体模块1的外周部的所有位置引出信号配线54。即，能够在俯视观察时在半导体模块1的所有方向引出信号配线54。因此，不需要母线50的加工。另外，能够避免将信号配线54大幅度地绕引，使信号配线54简单化。由此，能够抑制误配线。另外，通过使信号配线54简单化，从而能够使半导体装置2小型化。

同样地，第2端子22配置于半导体模块1的外周，因此能够从半导体模块1在横向上引出配线56。另外，第2端子22以包围封装件10的方式而设置，因此能够从半导体模块1的外周部的所有位置引出配线56。因此，能够避免将配线56大幅度地绕引，使配线56简单化。

作为本实施方式的变形例，控制端子20与第2端子22的形状也可以不同。例如第2端子22只要设置于封装件10的多个侧面12中的至少1个即可。另外，第2端子22也可以设置于封装件10的上表面14。另外，半导体装置2所包含的半导体模块1只要大于或等于1个即可。

另外，半导体芯片30也可以由宽带隙半导体形成。宽带隙半导体例如是碳化硅、氮化镓类材料或者金刚石。由此，能够使半导体模块1小型化。因此，能够使半导体装置2进一步小型化。

这些变形能够适当地应用于以下的实施方式涉及的半导体模块以及半导体装置。此外，关于以下的实施方式涉及的半导体模块以及半导体装置，由于与实施方式1之间的共通点多，因而以与实施方式1之间的不同点为中心进行说明。

实施方式2.

图8是实施方式2涉及的半导体装置202的正视图。半导体装置202具有多个半导体模块201。半导体模块201的控制端子220和第2端子222的构造与实施方式1的半导体模块1不同。其它构造与实施方式1相同。在多个半导体模块201之上设置母线50。由此，多个半导体模块201的第1端子24与母线50电连接。

多个半导体模块201包含彼此相邻的第1半导体模块201a和第2半导体模块201b。第1半导体模块201a和第2半导体模块201b的构造相同。第1半导体模块201a的控制端子220与第2半导体模块201b的控制端子220接触。另外，第1半导体模块201a的第2端子222与第2半导体模块201b的第2端子222接触。

图9是实施方式2涉及的半导体装置202的斜视图。控制端子220相对于封装件10而在一侧具有钩挂部226。另外，在控制端子220中，相对于封装件10而在另一侧形成开口部227。第1半导体模块201a的钩挂部226插入至第2半导体模块201b的开口部227。由此，第1半导体模块201a的控制端子220与第2半导体模块201b的控制端子220彼此嵌合。

同样地，第1半导体模块201a的第2端子222与第2半导体模块201b的第2端子222彼此嵌合。

控制端子220的构造不限于图9所示的构造。控制端子220只要能够与相邻的其它控制端子220嵌合或者接触即可。同样地，第2端子222只要能够与相邻的其它第2端子222嵌合或者接触即可。

图10是实施方式2涉及的半导体装置202的俯视图。在图10中，为方便起见，半导体模块201之上的母线50的位置由虚线示出。就半导体装置202而言，仅从彼此接触的第1半导体模块201a的控制端子220和第2半导体模块201b的控制端子220中的一者引出信号配线54。同样地，仅从彼此接触的第1半导体模块201a的第2端子222和第2半导体模块201b的第2端子222中的一者引出配线56。

图11是实施方式2的对比例涉及的半导体装置302的俯视图。在图11中，为方便起见，半导体模块1之上的母线50的位置由虚线示出。就半导体装置302而言，从多个半导体模块1各自引出信号配线54以及配线56。

与此相对，在本实施方式中，第1半导体模块201a的控制端子220与第2半导体模块201b的控制端子220接触而电连接。因此，在将多个半导体模块201并联连接时，不需要对每个半导体模块201设置信号配线54。因此，能够使信号配线54简单化。同样地，第1半导体模块201a的第2端子222与第2半导体模块201b的第2端子222接触而电连接。因此，不需要对每个半导体模块201设置配线56，能够使配线56简单化。

在本实施方式中，由于信号配线54以及配线56的简单化，能够使半导体装置202小型化。另外，通过使第1半导体模块201a与第2半导体模块201b接触，从而能够进一步使半导体装置202小型化。

另外，控制端子220在长边上与其它控制端子220嵌合。由此，能够将控制端子220彼此的接触面积确保得大。同样地，第2端子222在长边上与其它第2端子222嵌合。由此，能够将第2端子222彼此的接触面积确保得大。

在图10中，2个半导体模块201的控制端子220彼此接触。不限于此，也可以是大于或等于3个半导体模块201的控制端子220彼此接触。

另外，控制端子220与实施方式1的控制端子20同样地，设置于封装件10的整个外周部。不限于此，控制端子220只要能够与其它控制端子220接触，则也可以设置于多个侧面12的一部分。例如控制端子220也可以仅设置于封装件10的长边。

另外，就第1半导体模块201a或者第2半导体模块201b的至少1者而言，半导体芯片30也可以由宽带隙半导体形成。由此，能够提高半导体芯片30的耐热性，能够使第1半导体模块201a与第2半导体模块201b接近地配置。

此外，在各实施方式中说明的技术特征也可以适当地组合使用。