[發(fā)明專利]雙向開關(guān)模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710305892.6
• 申請(qǐng)日: 2007-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN101211904A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大澤通孝;金澤孝光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所;株式會(huì)社瑞薩科技
• 主分類號(hào): H01L25/00
• 分類號(hào): H01L25/00;H01L25/18;H01L23/488;H01L23/36
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種將二極管、三極管等的多個(gè)電力用半導(dǎo)體芯片(chip)組合構(gòu)成的電力用半導(dǎo)體模塊，特別涉及一種能夠雙方向流過電流的雙向開關(guān)模塊。

背景技術(shù)

在電力轉(zhuǎn)換裝置中，使用有能夠雙向流過電流的雙向開關(guān)(例如參照日本特開2001-45772號(hào)公報(bào))，該電力轉(zhuǎn)換裝置是指對(duì)將交流電源整流并實(shí)現(xiàn)平滑化的直流電壓進(jìn)行逆轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成任意頻率的交流電的變頻器(inverter)，或者是將一定頻率的交流電直接轉(zhuǎn)換成任意頻率的矩陣變換器(matrix?converter)等。另外，在使用了AC型等離子體顯示面板(Plasma?Display?Panel：以下簡稱“PDP”)的平面型顯示裝置(以下稱為“等離子體顯示裝置”)中，也在電力回收電路上使用有雙向開關(guān)(例如參照日本特開2005-316360號(hào)公報(bào))。

對(duì)于上述使用了雙向開關(guān)的裝置(例如等離子體顯示裝置)，從基于制造工時(shí)的縮短或基板尺寸的小型化而使成本降低的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選雙向開關(guān)的模塊化。

將雙向開關(guān)等模塊化時(shí)所使用的電力用半導(dǎo)體模塊技術(shù)例如被日本特開平10-163416號(hào)公報(bào)以及日本特開2001-358244號(hào)公報(bào)等公開。

但是，現(xiàn)有的電力用半導(dǎo)體模塊，通常如專利文獻(xiàn)3及4所記載的那樣，包括使半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱擴(kuò)散的金屬底板、形成有用于裝配半導(dǎo)體元件芯片的配線圖形的配線層、以及對(duì)配線層與金屬底板進(jìn)行絕緣的絕緣基板。作為絕緣基板，例如氧化鋁、氮化鋁等的陶瓷基板，或者例如環(huán)氧樹脂制的樹脂絕緣層等是眾所周知的。

如果在半導(dǎo)體元件數(shù)量較少的雙向開關(guān)電路上應(yīng)用這樣的隔著絕緣基板將半導(dǎo)體元件芯片載置在配線層上的現(xiàn)有的模塊技術(shù)，則由于使用了絕緣基板，和在其上形成的配線層，所以提高了成本。另外，如果為了降低成本，而使用低價(jià)的樹脂絕緣層的絕緣基板，則由于與陶瓷基板相比導(dǎo)熱率較低，所以半導(dǎo)體元件所產(chǎn)生的熱量的散熱效果降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述課題而提出的，其目的在于提供即可保持良好的導(dǎo)熱性，又可以降低成本的技術(shù)。

用于達(dá)成上述目的的本發(fā)明的雙向開關(guān)模塊是具有組合了多個(gè)半導(dǎo)體元件并且可雙向流過電流的雙向開關(guān)電路的雙向開關(guān)模塊，其特征在于，包括：成為散熱板的至少一塊以上的金屬底板；第1半導(dǎo)體元件，其具有與上述雙向開關(guān)電路的第1節(jié)點(diǎn)連接的接合電極，并且載置在上述金屬底板上；和第2半導(dǎo)體元件，其具有與上述雙向開關(guān)電路的第2節(jié)點(diǎn)連接的接合電極，并且載置在上述金屬底板上，其中，上述第1以及第2半導(dǎo)體元件的上述接合電極與上述金屬底板為同一電位，并且，上述金屬底板與上述各半導(dǎo)體元件的非接合電極分別利用金屬細(xì)線進(jìn)行連接，構(gòu)成上述雙向開關(guān)電路。

這樣，根據(jù)本發(fā)明，金屬底板由一塊以上的金屬底板構(gòu)成，將具有連接在構(gòu)成雙向開關(guān)電路的各節(jié)點(diǎn)上的同一電位的接合電極的半導(dǎo)體元件，經(jīng)由上述接合電極直接載置在分別對(duì)應(yīng)每一上述節(jié)點(diǎn)的上述各金屬底板上，組成雙向開關(guān)電路。因此，不利用經(jīng)由絕緣基板將半導(dǎo)體元件芯片載置在配線層上的現(xiàn)有的模塊技術(shù)，就能夠?qū)?gòu)成雙向開關(guān)電路的多個(gè)半導(dǎo)體元件搭載在多個(gè)的一個(gè)以上的金屬底板上。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于沒有使用絕緣基板與配線層，所以能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低，并且，由于沒有絕緣基板，所以導(dǎo)熱性變好，能夠獲得提高半導(dǎo)體元件的可靠性的效果。

附圖說明

圖1為表示本發(fā)明的雙向開關(guān)的多個(gè)電路形式的示意圖。

圖2為實(shí)施例1的雙向開關(guān)的電路圖。

圖3為構(gòu)成雙向開關(guān)的半導(dǎo)體元件的截面構(gòu)成的示意圖。

圖4為實(shí)施例1的雙向開關(guān)模塊的主要部分構(gòu)成圖。

圖5為表示搭載在圖4的第2金屬底板上的第2半導(dǎo)體開關(guān)和第2二極管的截面的示意圖。

圖6為實(shí)施例2的雙向開關(guān)的電路圖。

圖7為實(shí)施例2的雙向開關(guān)模塊的主要部分構(gòu)成圖。

圖8為實(shí)施例3的雙向開關(guān)的電路圖。

圖9為實(shí)施例3的雙向開關(guān)模塊的主要部分構(gòu)成圖。

圖10為實(shí)施例4的雙向開關(guān)的電路圖。

圖11為實(shí)施例4的雙向開關(guān)模塊的主要部分構(gòu)成圖。

圖12為實(shí)施例5的雙向開關(guān)的電路圖。

圖13為實(shí)施例5的雙向開關(guān)模塊的主要部分構(gòu)成圖。

具體實(shí)施方式

以下，利用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，在所有圖中，對(duì)于具有相同功能的部分利用同一符號(hào)加以表示，并且對(duì)做過一次說明的部分，為了避免麻煩，而省略重復(fù)的說明。