[發明專利]雙向開關模塊

有效

• 申請號: 201010167369.3
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101866909A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 大澤通孝;金澤孝光
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L25/07
• 分類號: H01L25/07;H01L23/495
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

本申請是2007年12月28日提交的標題為《雙向開關模塊》的申請號為200710305892.6的申請的分案申請。

技術領域

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

背景技術

在電力轉換裝置中，使用有能夠雙向流過電流的雙向開關(例如參照日本特開2001-45772號公報)，該電力轉換裝置是指對將交流電源整流并實現平滑化的直流電壓進行逆轉換，轉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(例如參照日本特開2005-316360號公報)。

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

將雙向開關等模塊化時所使用的電力用半導體模塊技術例如被日本特開平10-163416號公報以及日本特開2001-358244號公報等公開。

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

如果在半導體元件數量較少的雙向開關電路上應用這樣的隔著絕緣基板將半導體元件芯片載置在配線層上的現有的模塊技術，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，而使用低價的樹脂絕緣層的絕緣基板，則由于與陶瓷基板相比導熱率較低，所以半導體元件所產生的熱量的散熱效果降低。

發明內容

本發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熱性，又可以降低成本的技術。

用于達成上述目的的本發明的雙向開關模塊是具有組合了多個半導體元件并且可雙向流過電流的雙向開關電路的雙向開關模塊，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半導體元件，其具有與上述雙向開關電路的第1節點連接的接合電極，并且載置在上述金屬底板上；和第2半導體元件，其具有與上述雙向開關電路的第2節點連接的接合電極，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體元件的非接合電極分別利用金屬細線進行連接，構成上述雙向開關電路。

這樣，根據本發明，金屬底板由一塊以上的金屬底板構成，將具有連接在構成雙向開關電路的各節點上的同一電位的接合電極的半導體元件，經由上述接合電極直接載置在分別對應每一上述節點的上述各金屬底板上，組成雙向開關電路。因此，不利用經由絕緣基板將半導體元件芯片載置在配線層上的現有的模塊技術，就能夠將構成雙向開關電路的多個半導體元件搭載在多個的一個以上的金屬底板上。

如上所述，根據本發明，由于沒有使用絕緣基板與配線層，所以能夠實現成本降低，并且，由于沒有絕緣基板，所以導熱性變好，能夠獲得提高半導體元件的可靠性的效果。

附圖說明

圖1為表示本發明的雙向開關的多個電路形式的示意圖。

圖2為實施例1的雙向開關的電路圖。

圖3為構成雙向開關的半導體元件的截面構成的示意圖。

圖4為實施例1的雙向開關模塊的主要部分構成圖。

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

圖6為實施例2的雙向開關的電路圖。

圖7為實施例2的雙向開關模塊的主要部分構成圖。

圖8為實施例3的雙向開關的電路圖。

圖9為實施例3的雙向開關模塊的主要部分構成圖。

圖10為實施例4的雙向開關的電路圖。

圖11為實施例4的雙向開關模塊的主要部分構成圖。

圖12為實施例5的雙向開關的電路圖。

圖13為實施例5的雙向開關模塊的主要部分構成圖。

具體實施方式