(57)【要約】【課題】２つのＭＯＳＦＥＴを突き合わせ接続して１パッケージに収納し、実装面積が小さく放熱性能が高い半導体装置の提供。【解決手段】逆直列に接続されたＭＯＳＦＥＴ３，８を一体にモールドし、同時的にオン又はオフにする半導体装置。ＭＯＳＦＥＴ３．８の各ドレイン電極（３．８）に一方の面がそれぞれ接続され、その熱を放射する放熱板２，７と、ＭＯＳＦＥＴ３．８の各ソース電極４，９を互いに接続する１又は複数のリード線１２と、ＭＯＳＦＥＴ３，８の各ゲート電極５，１０にそれぞれリード接続されたゲート端子６，１１とを備え、ドレイン電極（３．８）、放熱板２，７、ソース電極４，９、リード線１２及びゲート電極５，１０は、一体にモールドされ、放熱板２，７の他方の面は、樹脂（１）から露出して入出力端子とされ、ゲート端子６，１１は、モールド体１に一部が埋設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆直列に接続された２つのＭＯＳＦＥＴを一体にモールドし、該２つのＭＯＳＦＥＴを同時的にオン又はオフにするように構成してある半導体装置において、
前記２つのＭＯＳＦＥＴの各ドレイン電極に一方の面がそれぞれ接続され、該ドレイン電極からの熱を放射する２つの放熱板と、前記２つのＭＯＳＦＥＴの各ソース電極を互いに接続する１又は複数のリード線と、前記２つのＭＯＳＦＥＴの各ゲート電極にそれぞれリード接続された２つのゲート端子とを備え、前記各ドレイン電極、２つの放熱板、各ソース電極、リード線及び各ゲート電極は、一体にモールドされ、前記２つの放熱板の他方の面は、それぞれ樹脂から露出して入出力端子とされ、前記２つのゲート端子は、それぞれモールド体に一部が埋設されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
逆直列に接続された２つのＭＯＳＦＥＴを一体にモールドし、該２つのＭＯＳＦＥＴを同時的にオン又はオフにするように構成してある半導体装置において、
前記２つのＭＯＳＦＥＴの各ソース電極に一方の面がそれぞれ接続され、該ソース電極からの熱を放射する２つの放熱板と、前記２つのＭＯＳＦＥＴの各ドレイン電極を互いに接続する１又は複数のリード線と、前記２つのＭＯＳＦＥＴの各ゲート電極にそれぞれリード接続された２つのゲート端子とを備え、前記各ソース電極、２つの放熱板、各ドレイン電極、リード線及び各ゲート電極は、一体にモールドされ、前記２つの放熱板の他方の面は、それぞれ樹脂から露出して入出力端子とされ、前記２つのゲート端子は、それぞれモールド体に一部が埋設されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
エンジンに連動する車載発電機が発電し整流された電力を、該発電機に並列に接続されたバッテリに、リレー接点を通じて供給し、また、前記電力及びバッテリからの電力を前記発電機に並列に接続された補助バッテリ及び車載負荷群に供給し、前記バッテリの出力電圧が低下したときは、前記補助バッテリから車載負荷群に電力を供給する車両用電力供給制御装置において、
請求項１又は２に記載され、前記車載発電機及び車載負荷群並びに補助バッテリ間に介装された１又は複数の半導体装置を備え、該半導体装置及びリレー接点を前記エンジンの作動内容に応じてそれぞれオン又はオフに駆動制御するように構成してあることを特徴とする車両用電力供給制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、逆直列に接続された２つのＭＯＳＦＥＴを一体にモールドし、２つのＭＯＳＦＥＴを同時的にオン又はオフにするように構成してある半導体装置、及びこの半導体装置を備えた車両用電力供給制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＭＯＳＦＥＴ（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）には、逆方向へ通電するボディーダイオードが寄生しているので、両方向への通電を制御するスイッチング素子にＭＯＳＦＥＴを使用する場合、２つのＭＯＳＦＥＴを突き合わせに（逆直列に）接続して、同時的にオン又はオフに駆動制御しなければならない。
【０００３】
特許文献１には、正、負の安定化された二つの出力電圧を供給するよう一対の出力トランジスタペレット及び制御用ＩＣペレットを一体モールドしてなる正負安定化電源装置が開示されている。正出力トランジスタペレットを搭載する為の正側放熱板と、負出力トランジスタペレットを搭載する為の負側放熱板と、ＩＣペレットを搭載する為のダイパッドとを有し、正負出力トランジスタペレットの間にＩＣペレットが配置され、これらがボンディングワイヤにより結線されて回路形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２８７３１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した半導体装置のように、パッケージが分かれた２つのスイッチング素子を使用すると、実装面積が大きくなり、部品コストが高くなるという問題がある。また、特許文献１に記載されているように、２素子を１パッケージに組み込んだものもあるが、２素子間の接続は、基板パターン等、パッケージ外部での接続が必要となって、大電流が流れるパターンを外部に引き回す必要があり、実装面積が大きくなって、２素子の各入出力パターンに比べて、放熱面積を大きく取れない為、放熱性能も低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、２つのＭＯＳＦＥＴを突き合わせ接続して１パッケージに収納し、実装面積が小さく放熱性能が高い半導体装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、２つのＭＯＳＦＥＴを突き合わせ接続して１パッケージに収納し、実装面積が小さく放熱性能が高い半導体装置を備えた車両用電力供給制御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】
第１発明に係る半導体装置は、逆直列に接続された２つのＭＯＳＦＥＴを一体にモールドし、該２つのＭＯＳＦＥＴを同時的にオン又はオフにするように構成してある半導体装置において、前記２つのＭＯＳＦＥＴの各ドレイン電極に一方の面がそれぞれ接続され、該ドレイン電極からの熱を放射する２つの放熱板と、前記２つのＭＯＳＦＥＴの各ソース電極を互いに接続する１又は複数のリード線と、前記２つのＭＯＳＦＥＴの各ゲート電極にそれぞれリード接続された２つのゲート端子とを備え、前記各ドレイン電極、２つの放熱板、各ソース電極、リード線及び各ゲート電極は、一体にモールドされ、前記２つの放熱板の他方の面は、それぞれ樹脂から露出して入出力端子とされ、前記２つのゲート端子は、それぞれモールド体に一部が埋設されていることを特徴とする。
【０００８】
この半導体装置では、逆直列に接続された２つのＭＯＳＦＥＴを一体にモールドし、２つのＭＯＳＦＥＴを同時的にオン又はオフにするように構成してある。２つの放熱板が、２つのＭＯＳＦＥＴの各ドレイン電極に一方の面がそれぞれ接続され、ドレイン電極からの熱を放射し、１又は複数のリード線が、２つのＭＯＳＦＥＴの各ソース電極を互いに接続する。２つのゲート端子が、２つのＭＯＳＦＥＴの各ゲート電極にそれぞれリード接続され、各ドレイン電極、２つの放熱板、各ソース電極、リード線及び各ゲート電極は、一体にモールドされている。２つの放熱板の他方の面は、それぞれ樹脂から露出して入出力端子とされ、２つのゲート端子は、それぞれモールド体に一部が埋設されている。
【０００９】
第２発明に係る半導体装置は、逆直列に接続された２つのＭＯＳＦＥＴを一体にモールドし、該２つのＭＯＳＦＥＴを同時的にオン又はオフにするように構成してある半導体装置において、前記２つのＭＯＳＦＥＴの各ソース電極に一方の面がそれぞれ接続され、該ソース電極からの熱を放射する２つの放熱板と、前記２つのＭＯＳＦＥＴの各ドレイン電極を互いに接続する１又は複数のリード線と、前記２つのＭＯＳＦＥＴの各ゲート電極にそれぞれリード接続された２つのゲート端子とを備え、前記各ソース電極、２つの放熱板、各ドレイン電極、リード線及び各ゲート電極は、一体にモールドされ、前記２つの放熱板の他方の面は、それぞれ樹脂から露出して入出力端子とされ、前記２つのゲート端子は、それぞれモールド体に一部が埋設されていることを特徴とする。
【００１０】
この半導体装置では、逆直列に接続された２つのＭＯＳＦＥＴを一体にモールドし、２つのＭＯＳＦＥＴを同時的にオン又はオフにするように構成してある。２つの放熱板が、２つのＭＯＳＦＥＴの各ソース電極に一方の面がそれぞれ接続され、ソース電極からの熱を放射し、１又は複数のリード線が、２つのＭＯＳＦＥＴの各ドレイン電極を互いに接続する。２つのゲート端子が、２つのＭＯＳＦＥＴの各ゲート電極にそれぞれリード接続され、各ソース電極、２つの放熱板、各ドレイン電極、リード線及び各ゲート電極は、一体にモールドされている。２つの放熱板の他方の面は、それぞれ樹脂から露出して入出力端子とされ、２つのゲート端子は、それぞれモールド体に一部が埋設されている。
【００１１】
第３発明に係る車両用電力供給制御装置は、エンジンに連動する車載発電機が発電し整流された電力を、該発電機に並列に接続されたバッテリに、リレー接点を通じて供給し、また、前記電力及びバッテリからの電力を前記発電機に並列に接続された補助バッテリ及び車載負荷群に供給し、前記バッテリの出力電圧が低下したときは、前記補助バッテリから車載負荷群に電力を供給する車両用電力供給制御装置において、第１又は第２発明に記載され、前記車載発電機及び車載負荷群並びに補助バッテリ間に介装された１又は複数の半導体装置を備え、該半導体装置及びリレー接点を前記エンジンの作動内容に応じてそれぞれオン又はオフに駆動制御するように構成してあることを特徴とする。
【００１２】
この車両用電力供給制御装置では、エンジンに連動する車載発電機が発電し整流された電力を、発電機に並列に接続されたバッテリに、リレー接点を通じて供給する。また、車載発電機が発電し整流された電力、及びバッテリからの電力を、発電機に並列に接続された補助バッテリ及び車載負荷群に供給し、バッテリの出力電圧が低下したときは、補助バッテリから車載負荷群に電力を供給する。第１発明又は第２発明に係る１又は複数の半導体装置が、車載発電機及び車載負荷群並びに補助バッテリ間に介装されており、半導体装置及びリレー接点をエンジンの作動内容に応じてそれぞれオン又はオフに駆動制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る半導体装置によれば、２つのＭＯＳＦＥＴを突き合わせ接続して１パッケージに収納し、実装面積が小さく小型化され、熱放熱性能が高い半導体装置を実現することができる。
【００１４】
本発明に係る車両用電力供給制御装置によれば、２つのＭＯＳＦＥＴを突き合わせ接続して１パッケージに収納し、実装面積が小さく小型化され、放熱性能が高い半導体装置を備えた車両用電力供給制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る半導体装置の実施の形態の内部構成を透視して示す外形図である。
【図２】本発明に係る車両用電力供給制御装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図３】半導体装置の他の構成例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明に係る半導体装置の実施の形態１の内部構成を透視して示す外形図であり、上面図Ａ、下面図Ｂ、正面図Ｃ、左側面図Ｄである。
この半導体装置は、図２の１４に示すように、逆直列に接続された２つのＮチャネルＭＯＳＦＥＴ３，８を、樹脂により一体にモールドして、扁平な直方体形状のパッケージ（モールド体）１に成形してある。
【００１７】
並設された２つの方形形状の放熱板２，７の各一方の面に、放熱板２，７より一回り小さい方形形状のＦＥＴ３，８の各ドレイン電極（ＦＥＴ３，８の各裏面）がそれぞれ接続されている。ＦＥＴ３，８の各ソースパッド（電極）４，９は、それぞれＦＥＴ３，８より２回り小さい方形形状であり、１又は複数（ここでは３本）のリード線１２により互いに接続されている。
放熱板２，７の各他方の面は、パッケージ１の底面に露出しており、この半導体装置の入出力端子となっている。
【００１８】
ＦＥＴ３，８の各隅に設けられたゲートパッド（電極）５，１０が、ゲート端子６，１１とそれぞれのリード線１３で接続されており、ゲート端子６，１１は、それぞれその一部がパッケージ１に埋設されている。
上述したＦＥＴ３，８、放熱板２，７、リード線１２及びリード線１３は、樹脂により一体にモールドして、パッケージ１に成形してある。
尚、以上はＦＥＴ（の裏面）を直に放熱板にマウント接続する構成として記載したが、ＦＥＴを導電性の実装基板（サブマウント）を介して放熱板に搭載接続する構成としてもよい。
【００１９】
このような構成の半導体装置では、パッケージ１から露出した放熱板２，７をそれぞれ入出力端子として、プルダウン回路付きの電力線を接続し、ゲート端子６，１１に同時的にオン信号／オフ信号を与えることにより、ＦＥＴ３，８がオン／オフになって、電力線の双方向に流れる電流を通流／遮断する。オン信号には、各ソースパッド（電極）４，９の電圧より常時十分高いＨレベル信号が必要である。
【００２０】
ＦＥＴ３，８がオンになって、ドレイン電極（ＦＥＴ３，８の各裏面）及びソースパッド（電極）４，９間に電流が流れている場合、ＦＥＴ３，８に発生した熱は、各ドレイン電極に全面接続された放熱板２，７のパッケージ１から露出した面から放熱される。
この半導体装置では、プリント基板のパターン等、外部の接続手段を設けることなく、ＦＥＴを突き合わせ接続することで、実装面積が縮小し、また、放熱性能が低いＦＥＴ間の外部接続が不要になり、放熱性能が向上する。また、外部パターンによる発熱が無くなり、半導体装置としての発熱量を低減することができ、外部パターンによる電圧降下が無くなり、電力供給の効率が向上する。
【００２１】
尚、本実施の形態１では、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴをソースで突き合わせ接続しているが、ドレインで突き合わせ接続した場合でも同様の作用、効果を得ることが可能である。また、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴをドレイン又はソースで突き合わせ接続した場合でも同様の作用、効果を得ることが可能である。但し、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴを使用する場合は、オン信号には、各ソース電極の電圧より低いＬレベル信号（接地信号）が必要であり、ゲート端子６，１１にプルアップ回路を接続する必要がある。
【００２２】
（実施の形態２）
図２は、本発明に係る車両用電力供給制御装置の実施の形態２の構成を示すブロック図である。
この車両用電力供給制御装置は、エンジン２２に連動するオルタネータ（車載発電機、交流発電機）１７が発電し整流した電力を、オルタネータ１７に並列に接続されたエンジン２２のスタータ２１及びバッテリ２０に、リレー１９の接点を通じて供給制御する。また、オルタネータ１７が発電し整流した電力を、オルタネータ１７に並列に接続された補助バッテリ１５及び負荷群（車載負荷群）１６に供給制御する。尚、スタータ２１は、スタータスイッチを内蔵している。
【００２３】
オルタネータ１７及び負荷群１６と補助バッテリ１５との間には、実施の形態１で説明した半導体装置１４が介装されている。半導体装置１４が備えるＦＥＴ３，８及びリレー１９は、例えば図示しないエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）から与えられるエンジン２２の作動内容を示す信号に基づき、それぞれオン又はオフに駆動制御される。
【００２４】
このような構成の車両用電力供給制御装置では、エンジン２２の始動時（アイドルストップからのリスタート時も含む）、スタータ２１は、内蔵するスタータスイッチがオンになり、バッテリ２０から電力を供給されて駆動し、エンジン２２を始動させる。このとき、オルタネータ１７は停止しており、リレー１９の接点はオフに、半導体装置１４はオンにされ、補助バッテリ１５から負荷群１６へ電力が供給される。
【００２５】
エンジン２２が作動しているとき、スタータ２１は、当然、内蔵するスタータスイッチがオフであり、エンジン２２と切り離されて停止している。このとき、オルタネータ１７は発電しており、リレー１９の接点はオンに、半導体装置１４はオフにされ、オルタネータ１７が発電した電力は、バッテリ２０に充電され、負荷群１６へ供給される。
【００２６】
エンジン２２がアイドルストップしているとき、スタータ２１は、当然、内蔵するスタータスイッチがオフであり、エンジン２２と切り離されて停止している。このとき、オルタネータ１７は停止しており、リレー１９の接点はオンに、半導体装置１４はオフにされ、バッテリ２０から負荷群１６へ電力が供給される。
【００２７】
エンジン２２が作動している場合、補助バッテリ１５の図示しない電圧検出器によって半導体装置１４のオフ時に検出された電圧値が規定値以下のときに、補助バッテリ１５が充電される。補助バッテリ１５が充電されるとき、スタータ２１は、当然、エンジン２２と切り離されて停止しており、オルタネータ１７は発電しており、リレー１９の接点はオンに、半導体装置１４はオンにされる。
これにより、オルタネータ１７が発電した電力が、補助バッテリ１５及びバッテリ２０に充電され、負荷群１６へ供給される。
【００２８】
尚、本実施の形態２では、半導体装置１４は１対のＦＥＴ３，８で構成され１パッケージ化されているが、図３に示すように、複数の半導体装置１４を並列に接続する構成とすると、より大電流を流すことができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  パッケージ（モールド体）
２，７  放熱板
３，８  ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ
４，９  ソースパッド（電極）
５，１０  ゲートパッド（電極）
６，１１  ゲート端子
１２，１３  リード線
１４  半導体装置
１５  補助バッテリ
１６  負荷群（車載負荷群）
１７  オルタネータ（車載発電機）
１９  リレー
２０  バッテリ
２２  エンジン
２１  スタータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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