(57)【要約】【課題】簡易且つ安価な構成により駆動電源を得ることができるバイパスモジュールに係る半導体装置を提供できる。【解決手段】本発明の半導体装置は、ＲＢＰＭＯＳと、コントロール素子と、第１のダイオードと、第２のダイオードと、チップステージと、第１のインナーリードと、第２のインナーリードと、第１の金属ワイヤと、第２の金属ワイヤと、を封止樹脂で封止する半導体装置において、前記第１のダイオードはブートストラップダイオードであり、前記第２のダイオードはショットキーバリアダイオードであり、前記第１のダイオードと前記第２のダイオードは、極性が異なることを特徴とする【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＢＰＭＯＳと、コントロール素子と、第１のダイオードと、第２のダイオードと、チップステージと、第１のインナーリードと、第２のインナーリードと、第１の金属ワイヤと、第２の金属ワイヤと、を封止樹脂で封止する半導体装置において、前記第１のダイオードはブートストラップダイオードであり、前記第２のダイオードはショットキーバリアダイオードであり、前記第１のダイオードと前記第２のダイオードは、極性が異なることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記コントロール素子は、絶縁性接着剤を介して前記チップステージに載置することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記ＲＢＰＭＯＳのソースと前記第１のインナーリード間は、少なくとも２本以上のＡｌを主材とする前記第１の金属ワイヤで電気的に接続することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記コントロール素子の電気的接続と、前記第２のダイオードのカソードと前記ＲＢＰＭＯＳのソース間の電気的接続には、Ａｕを主材とする前記第２の金属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。
【請求項５】
前記第２のダイオードは、前記第２のインナーリードの主面に導電性接着剤を介して載置す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】
本本発明は、太陽光発電装置に係るものであり、特にＲＢＰ−ＭＯＳと、コントロール素子と、第１のダイオードと、第２のダイオードと、チップステージと、インナーリードと、を封止樹脂にて封止した半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境に優しいクリーンなエネルギーとして、太陽光や太陽熱、地熱、水力、風力、バイオマスなどの再生可能エネルギーに対する関心は益々高まっている。中でも太陽光発電装置の需要増加は著しく、よりいっそうの発電効率の向上が望まれている。
【０００３】
一般的に、太陽電池のセル（太陽光発電素子）あたりの発生電圧は１Ｖ以下と低いため、太陽光発電装置は複数のセルを直列に接続したモジュールを直並列に接続して構成される。
【０００４】
日陰により、直列に接続されたセルの一部に太陽光が照射されなくなると、そのセルでは発電ができなくなるだけでなく、高抵抗となる。この場合には、直列に接続されたセルの全ての発電エネルギーの回収効率が低下する。
【０００５】
そのため、単一のセル又は複数のセルに対して並列にバイパスモジュールを接続し、発電エネルギーを高抵抗となるセルからバイパスさせ、全体の発電エネルギーの回収効率を改善する技術が検討されている（特許文献１）。
【０００６】
特許文献１に開示される従来の太陽光発電装置は、セルに対してその出力をバイパスするバイパスモジュール（バイパススイッチ）を備え、バイパスモジュールは、ＭＯＳＦＥＴと制御器とからなる。従来の太陽光発電装置は、バイパスモジュールによりセルの日照状態を判別するとともに、日照状態の悪いセルの出力をバイパスすることで、バイパス時の電圧ドロップを小さく抑え、全体として発電力のロスを小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１７４３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の太陽光発電装置は、バイパスモジュールを動作させる駆動電源を得るための昇圧回路を必要とするため、複雑且つ高価な構成になってしまう。その理由は、日照状態の悪い太陽光発電素子の両端に印加される電圧がＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードの順方向電圧（約０．６Ｖ）でクランプされることにある。
【０００９】
本発明は、上記問題点を鑑み、簡易且つ安価な構成により駆動電源を得ることができるバイパスモジュールに係る、半導体装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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は、ＲＢＰＭＯＳと、コントロール素子と、第１のダイオードと、第２のダイオードと、チップステージと、第１のインナーリードと、第２のインナーリードと、第１の金属ワイヤと、第２の金属ワイヤと、を封止樹脂で封止する半導体装置において、前記第１のダイオードはブートストラップダイオードであり、前記第２のダイオードはショットキーバリアダイオードであり、前記第１のダイオードと前記第２のダイオードは、極性が異なることを特徴とする。
本発明の半導体装置は、前記コントロール素子は、絶縁性接着剤を介して前記チップステージに載置することを特徴とする。
本発明の半導体装置は、前記ＲＢＰＭＯＳのソースと前記第１のインナーリード間は、少なくとも２本以上のＡｌを主材とする前記第１の金属ワイヤで電気的に接続することを特徴とする。
本発明の半導体装置は、前記コントロール素子の電気的接続と、前記第２のダイオードのカソードと前記ＲＢＰＭＯＳのソース間の電気的接続には、Ａｕを主材とする前記第２の金属ワイヤを用いることを特徴とする。
本発明の半導体装置は、前記第２のダイオードは、前記第２のインナーリードの主面に導電性接着剤を介して載置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以上のように構成されているので、簡易且つ安価な構成により駆動電源を得ることができるバイパスモジュールに係る半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体装置１００の構成を示す平面模式図である。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体装置１００の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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】
【００１４】
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１に係る半導体装置１００の構成を示す平面模式図である。図２は、本発明の実施例１に係る半導体装置１００の構成を示す回路図である。
【００１５】
図１に示す半導体装置１００は、ＲＢＰＭＯＳ１、コントロール素子２、第１のダイオード３、第２のダイオード４、チップステージ５、第１のインナーリード５１、第２のインナーリード５２、アウターリード５３、第１の金属ワイヤ６１、第２の金属ワイヤ６２、樹脂封止体７から成っている。
【００１６】
ＲＢＰＭＯＳ１は、バイパス素子を内蔵したスイッチング半導体素子であり、ＭＯＳＦＥＴである。導電性接着剤を介してチップステージ５の主面に載置される。導電性接着剤には、導電性に優れるはんだ、あるいはAgペーストなどが望ましい。また、はんだを用いる場合は、環境を考慮してPbを含まない方が好ましい。樹脂封止体７内において、コントロール素子２や第１のダイオード３、第２のダイオード４よりも相対的に電力損失が大きいために高温となる。例えばＳｉ半導体で構成される。
【００１７】
コントロール素子２は、ＲＢＰＭＯＳ１、第１のダイオード３、第２のダイオード４と電気的に接続され、バイパススイッチとしての動作を制御するための半導体素子である。絶縁性接着剤を介してチップステージ５の主面に載置される。絶縁性接着剤は、コントロール素子２とチップステージ間の短絡を防ぐために絶縁性が高いことが望ましい。また、コントロール素子２から発生する熱をチップステージ５に効率良く伝えるため、熱伝導性に優れていることが望ましい。例えばＳｉ半導体で構成される。
【００１８】
第１のダイオード３は、ブートストラップダイオードである。電気回路的に第２のダイオード４とは極性が逆である。導電性接着剤を介してチップステージ５の主面に載置される。導電性接着剤には、導電性に優れるはんだ、あるいはAgペーストなどが望ましい。また、はんだを用いる場合は、環境を考慮してPbを含まない方が好ましい。例えばＳｉ半導体で構成される。
【００１９】
第２のダイオード４は、ショットキーバリアダイオードである。電気回路的に第１のダイオード３とは極性が逆である。導電性接着剤を介して第２のインナーリード５２の主面に載置される。導電性接着剤には、導電性に優れるはんだ、あるいはAgペーストなどが望ましい。また、はんだを用いる場合は、環境を考慮してPbを含まない方が好ましい。例えばＳｉ半導体で構成される。
【００２０】
チップステージ５は、ＲＢＰＭＯＳ１、コントロール素子２、第１のダイオード３を主面に載置する。例えば、０．４ｍｍ厚の平形状板材にプレス打ち抜き加工や化学的なエッチング加工が適用される。材質はＣｕまたはＣｕ合金が多く使用される。表面にはＮｉめっき、Ａｇめっき等を施すことができる。また放熱性向上のために異形条板材としてもよい。
【００２１】
第１のインナーリード５１は、ＣｕまたはＣｕ合金である。Ｎｉめっきを施している。第１の金属ワイヤ６１によりＲＢＰＭＯＳ１の電極と電気的に接続される。例えば、０．４ｍｍ厚の平形状板材をプレス打ち抜き加工や化学的なエッチング加工が適用される。アウターリード５３と連接されている。
【００２２】
第２のインナーリード５２は、ＣｕまたはＣｕ合金である。ＮｉめっきおよびＡｇめっきを施している。導電性接着剤を介して第２のダイオード４を載置する。例えば、０．４ｍｍ厚の平形状板材をプレス打ち抜き加工や化学的なエッチング加工が適用される。アウターリード５３と連接されている。
【００２３】
アウターリード５３は、ＣｕまたはＣｕ合金である。Ｎｉめっきを施している。インナーリードと連接され、実装時に電気的な接続を取るために樹脂封止体７から外部に導出されている。
【００２４】
第１の金属ワイヤ６１は、ＡｌまたはＡｌ合金の金属線である。ＲＢＰＭＯＳ１の電極と第１のインナーリード５１の主面に接続される。例えば金属線の直径は２５０μｍである。
【００２５】
第２の金属ワイヤ６２は、ＡｕまたはＡｕ合金の金属線である。コントロール素子２の電極の電気的接続に用いられる。またＲＢＰＭＯＳ１の電極と第２のインナーリード５２の主面に接続される。例えば金属線の直径は３８μｍである。
【００２６】
樹脂封止体７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７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。なお図中では樹脂封止体７の外表面を破線にて表示している。
【００２７】
図２は、本発明の実施形態に係る半導体装置１００の構成を示す回路図である。本実施形態に係る半導体装置１００は、ＲＢＰＭＯＳ１とコントロール素子２と第１のダイオード３と第２のダイオード４とを有する。
【００２８】
ＲＢＰＭＯＳ１は、第１の端子Ｋに接続される第１の主端子Ｄと第２の端子Ａに接続される第２の主端子Ｓとコントロール素子２に接続される制御端子Ｇとを有する。ＲＢＰＭＯＳ１は、制御端子Ｇに印加される制御電圧が閾値以上の場合に少なくとも第１の主端子Ｄから第２の主端子Ｓに向かう方向（第１の方向）の電流を流すとともに、制御端子Ｇに印加される制御電圧が閾値未満の場合に第１の主端子Ｄと第２の主端子Ｓとの間に印加される第１の方向及び第２の主端子Ｓから第１の主端子Ｄに向かう方向（第２の方向）の電圧を阻止する。
【００２９】
次に、上述の実施例１に係る半導体装置１００の効果を説明する。
【００３０】
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、ＲＢＰＭＯＳ１を用いてバイパススイッチ機能を有する半導体装置１００を実現できる。
請求項２によれば、絶縁基板を用いずに絶縁性を確保できる。また絶縁基板を用いないので基板剥がれによる信頼性問題の懸念がない。
請求項３によれば、多くの電流が流れる第１の金属ワイヤ６１を複線化することで第１の金属ワイヤ６１が単線の場合と比較して、ＲＢＰＭＯＳ１の表面での電流集中を防ぎ、またＡｌ材料であるため、熱の伝達経路として期待でき、高い放熱性を得ることができる。
請求項４によれば、第２の金属ワイヤ６２にＡｕ材料を用いることで、電気抵抗を低減でき、電気信号制御に有効である。
請求項５によれば、半導体装置１００の動作中にＲＢＰＭＯＳ１が発熱するため、熱による電気特性の変動が比較的大きい第２のダイオード４をＲＢＰＭＯＳ１から離すことにより、第２のダイオード４におけるＲＢＰＭＯＳ１からの熱による影響を低減することができる。
【００３１】
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は明らかである。ある。
【符号の説明】
【００３２】
１、ＲＢＰＭＯＳ
２、コントロール素子
３、第１のダイオード
４、第２のダイオード
５、チップステージ
５１、第１のインナーリード
５２、第２のインナーリード
５３、アウターリード
６１、第１の金属ワイヤ
６２、第２の金属ワイヤ
７、樹脂封止体
１００、半導体装置
【図１】
2015177146.tif 000003
【図２】
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