(57)【要約】【課題】ノイズが発生しても誤動作を防止することができる半導体装置を提供する。【解決手段】パワー素子と、コントロール素子と、パワー素子とコントロール素子とを、回路配線を介して、一方の主面に載置する放熱基板と、パワー素子とコントロール素子とを、回路配線を介して、電気的に接続する信号系配線と、放熱基板の他方の主面が露出するように、パワー素子とコントロール素子と放熱基板と回路配線と信号系配線が、樹脂封止体で封止された構成を具備する半導体装置であって、信号系配線は、インダクタンス値が１０ｎＨ以下であり、一部あるいは全てがボンディングワイヤによる配線であることを特徴とする。【選択図】図１
2015126136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワー素子１と、コントロール素子２と、前記パワー素子１と前記コントロール素子２とを、回路配線４を介して、一方の主面に載置する放熱基板３と、前記パワー素子１と前記コントロール素子２とを、前記回路配線４を介して、電気的に接続する信号系配線４１と、前記放熱基板３の他方の主面が露出するように、前記パワー素子１とコントロール素子２と前記放熱基板３と前記回路配線４と前記信号系配線４１が、樹脂封止体５で封止された構成を具備する半導体装置であって、前記信号系配線４１は、インダクタンス値が１０ｎＨ以下であり、一部あるいは全てがボンディングワイヤによる配線であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記信号系配線４１は、Ａｌワイヤを用いることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パワー素子と、コントロール素子と、金属基板とが樹脂封止体中に封止され、半導体素子の放熱を行う放熱板が、樹脂封止体の下面に露出した構成を具備する半導体装置に係るものであり、特にノイズの伝搬を低減することができる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、モータの利用は自動車、家電などに市場が拡大しており、特にブラシを用いないブラシレスモータは注目されている。ブラシレスモータは、ブラシの働きを電気回路で行うため、半導体装置の開発が重要であり、その中でもノイズ対策が強く要望されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
従来技術として、複数のパワー素子を搭載するパワーモジュールより発生する伝導・放射ノイズの低減およびモジュールの内部回路の干渉を抑制することのできるパワーモジュールが知られており、金属ベース板の表面上に形成された第１絶縁層とからなる金属基板と、該金属基板上に設けられた複数のパワー素子と、これらのパワー素子とそれぞれ接続する第１回路パターンの群と、上記第１回路パターンが形成された領域同士を分離するように上記金属ベース板上に設けられ、該金属ベース板表面上方に突出して介在し該金属ベース板と同電位を有する第２回路パターンとを備えるように構成したので、パワー素子およびそれに繋がる第１回路パターンと金属ベース板と同電位の第２回路パターンとの空間的な誘導的および容量的結合が強くなることになり、各々のパワー素子およびそれに繋がる第１回路パターン間でのこれらの結合が抑制され、したがってパワー素子間のノイズの結合による誤動作や伝導および放射ノイズの伝搬をより低減できる効果がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−７４４５２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、従来技術によると、パワー素子およびそれに繋がる第１回路パターン間でのこれらの結合が抑制されて、基板からのノイズは抑制できるものの、回路基板表面からのノイズの発生を完全に抑えることは極めて難しく、ノイズが誤作動の原因となる課題がある。
【０００６】
従って、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ノイズが発生しても誤動作を防止することができる半導体装置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】
上述の課題を解決するために、本発明は以下に掲げる構成とした。
本発明の半導体装置１００は、パワー素子１と、コントロール素子２と、前記パワー素子１と前記コントロール素子２とを、回路配線４を介して、一方の主面に載置する放熱基板３と、前記パワー素子１と前記コントロール素子２とを、前記回路配線４を介して、電気的に接続する信号系配線４１と、前記放熱基板３の他方の主面が露出するように、前記パワー素子１とコントロール素子２と前記放熱基板３と前記回路配線４と前記信号系配線４１が、樹脂封止体５で封止された構成を具備する半導体装置であって、前記信号系配線４１は、インダクタンス値が１０ｎＨ以下であり、一部あるいは全てがボンディングワイヤによる配線であることを特徴とする。
本発明の半導体装置１００において、前記信号系配線４１は、Ａｌワイヤを用いることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、以上のように構成されているので、ノイズが発生しても誤動作を防止できることにより、動作信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置の断面概念図である。
【図２】本発明の実施例２に係る半導体装置の断面概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態について、図を参照して詳細に説明する。なお以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、寸法関係の比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための例示であって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。この発明の実施の形態は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
【実施例１】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施例１に係る半導体装置１００を説明する。図１は、本発明の実施例に係る半導体装置の断面概念図である。
【００１２】
図１に示すように、半導体装置１００は、パワー素子１、コントロール素子２、放熱基板３、回路配線４、樹脂封止体５から成っている。
【００１３】
パワー素子１は、回路配線４の一方の主面に載置され固定される。パワー素子１は大電力を取り扱うＳｉ半導体素子であって、それを制御するコントロール素子２よりも電力損失が大きいために高温となる。
【００１４】
コントロール素子２は、回路配線４の一方の主面に載置され固定される。パワー素子１を制御するが、パワー素子１よりも動作温度が低いため、例えばＳｉ半導体で構成される。
【００１５】
放熱板３は、絶縁層３１と、載置した金属板３２とから成り、パワー素子やコントロール素子で発生する熱を、樹脂封止体５の外部に効率良く放熱するために伝熱性に優れていることが望ましい。
【００１６】
絶縁層３１は、パワー素子やコントロール素子から発生する熱を、金属板３２に効率良く伝えるため、絶縁性に優れていることが望ましい。
また、パワー素子やコントロール素子から発生する熱を、金属板３２に効率良く伝えるために伝熱性に優れていることが望ましい。
【００１７】
金属板３２は、パワー素子やコントロール素子から発生する熱を絶縁層３２を介して樹脂封止体５の外部に効率良く放熱するために伝熱性に優れていることが望ましい。
【００１８】
回路配線４は、放熱基板３の一方の主面に載置され、パワー素子やコントロール素子を一方の主面に載置する。材質はＣｕ材またはＣｕ合金が多く使用され、放熱効果が期待できる。
【００１９】
信号系配線４１は、パワー素子とコントロール素子を電気的に接続する。インダクタンス値を１０ｎＨ以下にすることでノイズ伝播を低減することができる。
【００２０】
樹脂封止体５は、樹脂成形金型とプレス装置を使用して、トランスファーモールドとして、樹脂成形されたものである。例えば、樹脂封止体５には熱硬化性エポキシ樹脂が使用される。以上により、半導体装置１００が完成する。
【００２１】
次に、上述の実施例１に係る半導体装置の効果を説明する。
【００２２】
本発明の実施例１に係る半導体装置は、請求項１によれば、信号系配線４１のインダクタンス値を１０ｎＨ以下とすることにより、ノイズ伝播を低減することができる。また信号系配線４１の一部あるいは全てをボンディングワイヤによる配線にすることで、回路配線の配線パターンに関わらずに信号系配線を形成することができる。
請求項２によれば、信号系配線４１をＡｌワイヤとすることにより、配線のインダクタンス値を１０ｎＨ以下とすることがワイヤボンディング条件で容易に調整が可能となる。
【００２３】
上述のように、本発明を実施するための形態を記載したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例が可能であることが明らかになるはずである。
【００２４】
実施例２に係る半導体装置について、実施例１と異なる点を説明する。図２は、実施例２に係る半導体装置の断面概念図である。信号系配線４１は、ノイズ伝播を低減させるために、インダクタンス値が１０ｎＨ以下となるように広い断面積であってもよい。例えば図２に示すように信号系配線４１を厚くすることができる。これにより放熱性も向上する。
【００２５】
また、半導体装置１００は、同一のパッケージ内にパワー素子、コントロール素子、保護素子等を納めたＩＰＭ（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ）としてもよい。ＩＰＭでは、モータ駆動制御において大電流が流れるため、発熱対策が重要であり、本発明によって放熱性の向上が可能である。
【００２６】
上述の例では、パワー素子１やコントロール素子２はＳｉ半導体が用いられるとしたが、従来のＳｉ半導体に比べて高温状態での動作が可能であり、またスイッチング速度が速く、低損失である化合物半導体、例えばＳｉＣ半導体やＧａＮ半導体等の化合物半導体で構成することもできる。
【００２７】
また、上述の例では信号系配線４１は、Alワイヤボンディングによる配線としたがクリップリードとしてもよく、これによって大電流を流すことが可能である。また伝熱断面積が広くなることにより放熱性も向上する。
【符号の説明】
【００２８】
１、パワー素子
２、コントロール素子
３、放熱基板
３１、金属板
３２、絶縁層
４、回路配線
４１、信号系配線
５、樹脂封止体
１００、半導体装置
【図１】
2015126136.tif 000003
【図２】
2015126136.tif 000004