(57)【要約】  本発明の半導体装置は、円環状または部分円環状の基板（１２）と、基板（１２）に設けられ、モータの複数の相のうちの第一相を制御する第一相制御回路（１４）と、基板（１２）の周方向において第一相制御回路（１４）と隣接するように基板（１２）に設けられ、モータの複数の相のうち第一相とは異なる第二相を制御する第二相制御回路（１５）と、基板（１２）の径方向において第一相制御回路（１４）及び第二相制御回路（１５）の外周側と内周側との一方に配されているとともに第一相制御回路（１４）及び第二相制御回路（１５）に接続され基板（１２）の周方向にのびる電源配線（１８）と、基板（１２）の径方向において第一相制御回路（１４）及び第二相制御回路（１５）の外周側と内周側との他方に配されているとともに第一相制御回路（１４）及び第二相制御回路（１５）に接続され基板（１２）の周方向にのびるグランド配線（１９）とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視で弧状に形成された内周部と平面視で弧状に形成された外周部とを有する環状または部分環状の基板と、
前記基板に設けられ、モータの複数の相のうちの第一相を制御する第一相制御回路と、
前記基板の周方向において前記第一相制御回路と隣接するように前記基板に設けられ、前記モータの複数の相のうち前記第一相とは異なる第二相を制御する第二相制御回路と、
前記基板の径方向において前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路の外周側と内周側とのいずれか一方に配されているとともに前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路に接続され前記基板の周方向にのびる電源配線と、
前記基板の径方向において前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路の外周側と内周側との他方に配されているとともに前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路に接続され前記基板の周方向にのびるグランド配線と、
を備えた半導体装置。
【請求項２】
前記基板が平面視で半環状をなす請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記モータの複数の相のうち前記第一相及び前記第二相とは異なる第三相を制御する第三相制御回路をさらに備えた請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記電源配線は、前記基板の径方向において前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路の内周側に配され、
前記グランド配線は、前記基板の径方向において前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路の外周側に配されている
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記電源配線と前記グランド配線とのうち前記内周側に配されている配線は、前記内周側から前記外周側へと直線状に延びて前記外周側においてリードに接続されている
請求項１から請求項４のいずれか一項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、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のモジュールを含む半導体装置が知られている。たとえば特許文献１には、複数のモジュールを金属製の連結板によって連結した電力用半導体装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８４９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された電力用半導体装置は、電源やグランドのための配線をモジュールごとに有しているので、配線が長かったり複雑であったりする場合がある。この場合、特許文献１に開示された技術では、電源電流に起因するインダクタンスの影響を受けやすくなってしまう虞がある。【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、電源電流に起因するインダクタンスの影響を受けにくい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】
【０００６】
本発明の一態様は、平面視で弧状に形成された内周部と平面視で弧状に形成された外周部とを有する環状または部分環状の基板と、前記基板に設けられ、モータの複数の相のうちの第一相を制御する第一相制御回路と、前記基板の周方向において前記第一相制御回路と隣接するように前記基板に設けられ、前記モータの複数の相のうち前記第一相とは異なる第二相を制御する第二相制御回路と、前記基板の径方向において前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路の外周側と内周側とのいずれか一方に配されているとともに前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路に接続され前記基板の周方向にのびる電源配線と、前記基板の径方向において前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路の外周側と内周側との他方に配されているとともに前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路に接続され前記基板の周方向にのびるグランド配線とを備えた半導体装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電源配線又はグランド配線を基板の内周側に配置することで、電源電流に起因するインダクタンスの影響を受けにくい半導体装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体装置をモータに取り付けた状態の外観斜視図である。
【図２】半導体装置をモータに取り付けた状態の平面図である。
【図３】半導体装置を取り付けるモータの取付面の一例を示す模式平面図である。
【図４】半導体装置の斜め上方から見た外観斜視図である。
【図５】半導体装置の斜め下方から見た外観斜視図である。
【図６】半導体装置の内部構造を示す図である。
【図７】半導体装置の基板上の回路配置を示す図である。
【図８】半導体装置の回路図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る半導体装置の基板を示す平面図である。
【図１０】同実施形態に係る半導体装置の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の半導体装置１００は、制御対象となる機器を制御するための制御装置である。本実施形態の半導体装置１００が制御する対象は特に限定されない。一例を挙げると、本実施形態の半導体装置１００は、三相モータ（以下、単に「モータ」と称する。）２００の動作を制御する。
【００１０】
本実施形態の半導体装置１００は、制御対象となるモータ２００に設けられた所定の取付面２０１に取り付けることができる。取付面２０１の形状は、たとえばモータ２００の構造に依存して制約を受ける場合がある。たとえば、取付面２０１は、モータ２００のコイル等を収容するケース２０２の外面において、モータ２００の図示しない回転軸が延びる方向（図１において上下方向）における両端面のうちの一方の端面２０３に設けられている。取付面２０１は、モータ２００の回転軸に対して直交する平面となっている。
【００１１】
また、本実施形態で例示するモータ２００のケース２０２は概略円柱状をなしている。また、モータ２００のケース２０２には、モータ１００の回転軸が延びる方向における一旦若しくは両端に、モータ２００の回転軸を保持するためにケース２０２の外側へ向かって突出する突起部２０４（図３参照）が形成されていることがある。本実施形態における取付面２０１は、ケース２０２に形成された突起部２０４の外周を囲む円環状をなしている。すなわち、本実施形態の半導体装置１００の固定対象となるモータ２００の取付面２０１は、モータ２００の回転軸が延びる方向から見たときに円環状をなしている。なお、本明細書において、モータ２００の回転軸が延びる方向からの視点を平面視とする。また、取付面２０１の詳細な形状は上記の形状には限定されない。
【００１２】
また、モータ２００に設けられた取付面２０１には、半導体装置１００をネジ止めで固定するためのネジ１１が取り付けられるために複数のネジ孔２０５が形成されている。
【００１３】
次に、本実施形態の半導体装置１００の構成について説明する。
図２，図３，及び図６に示すように、半導体装置１００は、装置本体１０と、リード４０とを備えている。
【００１４】
装置本体１０は、基板１２と、相制御回路１３と、リレー回路１７と、電源配線１８（図７参照）と、グランド配線１９（図７参照）と、封止樹脂２０とを有している。なお、装置本体１０は、リレー回路１７を有していなくてもよい。
【００１５】
図４〜図６に示すように、基板１２は、銅やアルミニウム等の熱伝導性の高い金属からなる回路板２１をセラミックス板に接合した、放熱機能を有する絶縁基板（たとえばＤＣＢ基板）である。
【００１６】
基板１２は、平面視で互いに同心の円弧状に形成された内周部２２と外周部２３と、基板１２の周方向における端部２４（第一端部２５，第二端部２６）と、を有する。基板１２は、平面視で半円環状（部分環状，半環状）に形成されている。
【００１７】
基板１２の内周部２２は、モータ２００の取付面２０１への半導体装置１００の取付状態において、モータ２００に形成された突起部２０４を囲むような円弧形状に形成されている。基板１２の内周部２２の径寸法は、たとえば、突起部２０４の外径寸法よりも大きい。
【００１８】
基板１２の外周部２３は、モータ２００の取付面２０１への半導体装置１００の取付状態において、モータ２００のケース２０２の外周面２０６（図１参照）よりも小さい外径寸法を有して形成されている。
【００１９】
基板１２に設けられた回路板２１は、後述する封止樹脂２０により基板１２が封止された状態において封止樹脂２０の外部に露出する。回路板２１は、半導体装置１００がモータ２００の取付面２０１に取り付けられた状態でモータ２００の取付面２０１に接触する。回路板２１がモータ２００の取付面２０１に接触することで、たとえば半導体装置１００において発生した熱をモータ２００のケース２０２へ逃がすことができる。
【００２０】
図６及び図７に示す相制御回路１３は、モータ２００の複数の相を制御する。相制御回路１３は、第一相制御回路１４，第二相制御回路１５，及び第三相制御回路１６の複数からなる。第一相制御回路１４，第二相制御回路１５，及び第三相制御回路１６は、モータ２００の複数の相を個別に制御する。第一相制御回路１４，第二相制御回路１５，第三相制御回路１６及びリレー回路１７は、１つの基板１２上にたとえばこの順に並べて配置されている。
【００２１】
第一相制御回路１４は、モータ２００のＵ相（第一相）を制御する。第一相制御回路１４は、スイッチング部Ｑ３，Ｑ６，Ｑ７（図８参照）を有する。
第一相制御回路１４の配線パターンは、平面視で、部分環状をなす基板１２の中心と同心状であって基板１２よりも周方向径方向共に小さな部分環状の領域内に配されている。
【００２２】
一例として、基板１２における第一相制御回路１４の配線パターンの外郭形状は、平面視で、部分環状をなす基板１２の中心と同心の扇型における外周側の一部となるように円弧状の外周１４ａ及び円弧状の内周１４ｂを有している形状（以下、本明細書において「部分扇状」という。）である。
【００２３】
第一相制御回路１４の配線パターンは、第一相制御回路１４を構成するスイッチング部（たとえば図７に示すスイッチング部Ｑ６）に対するボンディングワイヤ４３の中継のためのランド１４ｚを含んでいる。
【００２４】
なお、第一相制御回路１４の配線パターンの外郭形状は、上記の部分扇状には限られない。
たとえば、第一相制御回路１４の配線パターンの外郭形状は、矩形状であってもよい。
また、第一相制御回路１４の配線パターンの外郭形状において、基板１２の周方向における外周１４ａと内周１４ｂとのそれぞれの長さは互いに等しくてもよい。
また、第一相制御回路１４の配線パターンの外郭形状は、上記の円弧状の内周１４ｂと、この内周１４ｂを基板１２の径方向外側に平行移動した形状の外周と、内周１４ｂと外周とを直線状につなぐ互いに平行な周方向端部により規定される形状であってもよい。
【００２５】
その他、第一相制御回路１４の配線パターンの外郭形状として、電源配線１８とグランド配線１９との間において電源配線１８とグランド配線１９との双方から離間して設けることができる公知の形状が適宜選択されてもよい。
【００２６】
第二相制御回路１５は、モータ２００のＶ相（第二相）を制御する。第二相制御回路１５は、スイッチング部Ｑ２，Ｑ５，Ｑ８（図８参照）を有する。
第二相制御回路１５の配線パターンは、平面視で、部分環状をなす基板１２の中心と同心状であって基板１２よりも周方向径方向共に小さな部分環状の領域内に配されている。
一例として、基板１２における第二相制御回路１５の配線パターンの外郭形状は、平面視で、円弧状の外周１５ａ及び円弧状の内周１５ｂを有し、基板１２の中心と同心の部分扇状である。
【００２７】
また、第二相制御回路１５の配線パターンの外郭形状については、第一相制御回路１４の配線パターンの外郭形状と同様であってよい。
【００２８】
第三相制御回路１６は、モータ２００のＷ相（第三相）を制御する。第三相制御回路１６は、スイッチング部Ｑ１，Ｑ４，Ｑ９（図８参照）を有する。
第三相制御回路１６の配線パターンは、平面視で、部分環状をなす基板１２の中心と同心状であって基板１２よりも周方向径方向共に小さな部分環状の領域内に配されている。
一例として、基板１２における第三相制御回路１６の配線パターンの外郭形状は、平面視で、円弧状の外周１５ａ及び円弧状の内周１５ｂを有し、基板１２の中心と同心の部分扇状である。
【００２９】
また、第三相制御回路１６の配線パターンの外郭形状については、第一相制御回路１４の配線パターンの外郭形状と同様であってよい。
【００３０】
第一相制御回路１４の配線パターンの外郭形状、第二相制御回路１５の配線パターンの外郭形状、及び第三相制御回路１６の配線パターンの外郭形状は、平面視で互いに合同であってもよい。
【００３１】
リレー回路１７は、スイッチング部Ｑ１０，Ｑ１１（図８参照）を有する。
【００３２】
上記のスイッチング部Ｑ１〜Ｑ１１は、たとえば図８に示すように、ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴである。以下の説明では、各スイッチング部Ｑ１〜Ｑ１１がｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴである場合を例に挙げて基板１２上の配線及び回路構成の一態様を示す。
各スイッチング部Ｑ１〜Ｑ１１は、基板１２に接する側にドレイン電極を有し、基板１２の板厚方向においてドレイン電極と反対側にソース電極及びゲート電極を有している。各スイッチング部Ｑ１〜Ｑ１１は、基板１２に対してたとえばベアチップボンディング等により実装されている。
【００３３】
電源配線１８は、基板１２の径方向において第一相制御回路１４，第二相制御回路１５，第三相制御回路１６の外周側に配置されている。電源配線１８は、基板１２の周方向に沿って延びている。電源配線１８は、後述する複数のリード４０のうちの一つに接続されている。
【００３４】
平面視で、電源配線１８の輪郭線のうち、基板１２の内周側において基板１２の周方向に延びる部位１８ｂが、基板１２の外周側において基板１２の周方向に延びる部位１８ａよりも短い。
【００３５】
また、平面視で、電源配線１８の外周側の部位１８ａ及び内周側の部位１８ｂが曲線のみからなっている。たとえば、平面視で、電源配線１８の輪郭線は、外周側の部位１８ａ及び内周側の部位１８ｂのいずれも円弧状である。また、電源配線１８の輪郭線における外周側の部位１８ａ及び内周側の部位１８ｂは、互いに同心であってもよいし、偏心していてもよい。
なお、電源配線１８の外周側と内周側との一方または両方の部位１８ａ，１８ｂが直線を含んでいてもよい。
【００３６】
また、平面視で、電源配線１８の輪郭線のうち基板１２の周方向における電源配線１８の両端を規定する部位１８ｃ，１８ｄは、部分環状の基板１２における中心を通って基板１２の径方向に延びる直線の一部をなしている。
【００３７】
なお、電源配線１８の平面視形状は上記の形状には限定されない。
【００３８】
グランド配線１９は、基板１２の径方向において第一相制御回路１４，第二相制御回路１５，第三相制御回路１６の内周側に配置されている。グランド配線１９は、基板１２の周方向に沿って延びている。グランド配線１９は、基板１２の内周側から外周側へと基板１２の径方向へ直線状に引き出され、後述する複数のリード４０のうちの一つに接続されている。
【００３９】
具体的に、グランド配線１９は、基板１２の周方向に沿って延びる周方向延在部１９Ａと、周方向延在部１９Ａの周方向の端部から基板１２の径方向に沿って基板１２の内周側から外周側に延びる径方向延在部１９Ｂと、を有する。周方向延在部１９Ａと径方向延在部１９Ｂとは、基板１２上における一続きの導体パターンとして基板１２に形成されている。周方向延在部１９Ａと径方向延在部１９Ｂとの境界は、例えば図７に符号Ｘ１で示すように基板１２の径方向に延びる仮想的な直線、あるいは図７に符号Ｘ２で示すように基板１２の周方向に延びる仮想的な直線とすることができる。
【００４０】
周方向延在部１９Ａには、スイッチング部Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６のソース電極がボンディングワイヤ等を介して接続されている。
【００４１】
図７において符号Ｘ１又は符号Ｘ２で示す直線を周方向延在部１９Ａと径方向延在部１９Ｂとの境界とした場合、平面視で、周方向延在部１９Ａの輪郭線のうち、基板１２の内周側において基板１２の周方向に延びる部位１９Ａｂが、基板１２の外周側において基板１２の周方向に延びる部位１９Ａａよりも短い。
【００４２】
また、平面視で、周方向延在部１９Ａの外周側の部位１９Ａａ及び内周側の部位１９Ａｂが曲線のみからなっている。たとえば、平面視で、周方向延在部１９Ａの輪郭線は、外周側の部位１９Ａａ及び内周側の部位１９Ａｂのいずれも円弧状である。
なお、周方向延在部１９Ａの輪郭線は、外周側と内周側との一方または両方の部位１９Ａａ，１９Ａｂが直線を含んでいてもよい。
【００４３】
また、周方向延在部１９Ａの輪郭線のうち基板１２の周方向において直線Ｘ１又はＸ２と反対側に位置する端部を規定する部位１９Ａｃは平面視で直線状をなしている。
【００４４】
なお、周方向延在部１９Ａの形状は上記の平面視形状には限定されない。
【００４５】
径方向延在部１９Ｂは、相制御回路１３とリレー回路１７との間に配されている。平面視で、径方向延在部１９Ｂの輪郭線のうち、基板１２の内周側と外周側とを結ぶ部位（基板１２の周方向における径方向延在部１９Ｂの両端を規定する部位）は、互いに平行な直線でもよいし、部分環状をなす基板１２の中心で互いに交差する２直線の一部をなす直線でもよい。
また、径方向延在部１９Ｂにおいて基板１２の周方向の線幅は、相制御回路１３及びリレー回路１７が発するノイズの影響を下げることを考慮して決められていてもよい。
【００４６】
なお、径方向延在部１９Ｂの平面視形状は上記の形状には限定されない。
【００４７】
本実施形態では、電源配線１８とグランド配線１９との間に第一相制御回路１４，第二相制御回路１５，及び第三相制御回路１６が配置されている。すなわち、本実施形態では、制御対象となるモータ２００の複数の相すべてを制御するための相制御回路１３が電源配線１８とグランド配線１９との間に配置されている。
【００４８】
図４から図６に示すように、封止樹脂２０は、基板１２、相制御回路１３、及びリレー回路１７を封止する。封止樹脂２０は、基板１２とほぼ相似する形状を有している。本実施形態における封止樹脂２０は、たとえば、基板１２よりも大きな半円環状に形成されている。
【００４９】
封止樹脂２０の外面は、装置本体１０の外面形状を規定する。すなわち、封止樹脂２０は、平面視で互いに同心の円弧状に形成された内周面２７と外周面２８とを有する。封止樹脂２０の内周面２７は装置本体１０の内周面２９となっている。封止樹脂２０の外周面２８は装置本体１０の外周面３０となっている。
封止樹脂２０の内周面２７（装置本体１０の内周面２９）は、半導体装置１００がモータ２００の取付面２０１に取り付けられた状態において、モータ２００の取付面２０１に設けられた突起部２０４を囲む。一例として、封止樹脂２０の内周面２７（装置本体１０の内周面２９）の径寸法は、突起部２０４の外径寸法よりも大きい。
【００５０】
さらに、封止樹脂２０は、半導体装置１００の装置本体１０を取付面２０１に対してネジ止め固定するためのネジ１１が係止される切欠き部３１を有している。切欠き部３１は、封止樹脂２０の内周面２７である装置本体１０の内周面２９と、封止樹脂２０の外周面２８である装置本体１０の外周面３０とに形成されている。そのため、切欠き部３１へのネジ１１の係止に伴い、装置本体１０を取付面２０１に対して安定的に支持することができる（図１，２参照）。
【００５１】
リード４０は、導電性を有する金属製部材からなる。本実施形態では、装置本体１０に対し複数のリード４０が接続されている。複数のリード４０は、装置本体１０の周方向に間隔を空けて配列されている。各リード４０は、封止樹脂２０によって保持されるインナーリード部４１と、封止樹脂２０から突出するアウターリード部４２とを有する。
【００５２】
インナーリード部４１は、封止樹脂２０の径方向に延びており、基板１２の外周部２３側に配置されている。インナーリード部４１は、基板１２上の相制御回路１３に対してワイヤボンディング４３（詳細は図示せず）等により接続されている。
【００５３】
アウターリード部４２は、その突出方向の中途部で折り曲げられることで、インナーリード部４１から連ねて径方向外側に延びる部位と、基板１２の板厚方向に延びる部位とを有する。アウターリード部４２において基板１２の板厚方向に延びる部位は、回路板２１側とは反対側に向けて延びる。
【００５４】
図７及び図８に示すように、複数のリード４０は、各スイッチング部Ｑ１〜Ｑ９のゲート電極にそれぞれ接続されるリードＧ１〜Ｇ９を含む。また、複数のリード４０は、スイッチング部Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３のソース電極にそれぞれ接続するためのリードＳ１，Ｓ２，Ｓ３を含む。
リードＳ１は、ボンディングワイヤ４３等を介して、スイッチング部Ｑ４，Ｑ９のドレイン電極にも接続されている。
リードＳ２は、ボンディングワイヤ４３等を介して、スイッチング部Ｑ５，Ｑ８のドレイン電極にも接続されている。
リードＳ３は、ボンディングワイヤ４３等を介して、スイッチング部Ｑ６，Ｑ７のドレイン電極にも接続されている。
【００５５】
また、複数のリード４０は、スイッチング部Ｑ７，Ｑ８，Ｑ９のソース電極に接続される出力用のリードＵ，Ｖ，Ｗと、電源配線１８に接続されるリードＢ１と、グランド配線１９に接続されるリードＢ２とを含む。電源用のリードＢ１及び接地用のリードＢ２は、いずれも基板１２の外周側に配されている。
【００５６】
また、複数のリード４０は、リレー回路１７のスイッチング部Ｑ１０，Ｑ１１に接続されるリードＧ１０，Ｇ１１と、リレー回路１７における電源又は接地のためのリードＢ３，Ｂ４を含む。
【００５７】
本実施形態の半導体装置１００の作用について説明する。
本実施形態の半導体装置１００は、平面視で半円環状をなす基板１２を有しているので、平面視で円環状または半円環状をなす取付面２０１に対して、取付面２０１の平面視形状に倣って取付可能である。たとえば、本実施形態では円環状の取付面２０１における半周部分に本実施形態の半導体装置１００が収まるようになっている。さらに、本実施形態では、二つの半導体装置１００，１００において、基板１２の第一端部２５と第二端部２６とが向かい合うように並べられる。これにより、円環状の取付面２０１に収まるように二つの半導体装置１００，１００を取り付けることができる。この状態では、この二つの半導体装置１００，１００が全体で円環状をなす。
【００５８】
以上に説明したように、本実施形態の半導体装置１００では、電源配線１８又はグランド配線１９を基板１２の内周側に配置することで、内周側に配された配線の長さが短くなるので、半導体装置１００のインダクタンスを下げることができる。その結果、本実施形態の半導体装置１００では、電源電流に起因するインダクタンスの影響を受けにくいという効果を奏する。半導体装置１００において電源電流に起因する影響を受けにくくすることができることにより、半導体装置１００内の各回路の動作の安定性を高めることができる。
【００５９】
また、本実施形態の半導体装置１００では、相制御回路１３（第一相制御回路１４，第二相制御回路１５，第三相制御回路１６）に対して、同一の基板１２上に設けられた電源配線１８及びグランド配線１９から電力を供給することができる。すなわち、本実施形態の相制御回路１３は、１つのモジュールとして構成されている。このため、第一相制御回路１４，第二相制御回路１５，及び第三相制御回路１６が個別のモジュールとして構成される場合と比較して、電源端子（電源用のリードＢ１，接地用のリードＢ２）の数を減らすことができる。したがって、半導体装置１００の実装工程における配線の工数を削減できる。
また、一つのモジュールでモータ２００の三相の制御が可能であるので、モータ２００の各相を制御する３つのモジュールを個別に取り付ける場合と比較して、半導体装置１００をモータ２００に取り付ける際の工数を削減することもできる。
【００６０】
さらに、電源配線１８とグランド配線１９とのうち基板１２の内周側に配された配線は、基板１２の内周側から外周側へと直線状に引き出されてリード４０に接続されている。このため、本実施形態では、装置本体１０の内周部２２にリード４０を設ける必要がなく、装置本体１０の外周部２３にリード４０をまとめて配することが可能である。
また、グランド配線１９の径方向延在部１９Ｂが周方向延在部１９Ａの周方向の端部から基板の外周側に向けて延びているため、基板１２の外周側に配される電源配線１８について、基板１２の周方向に延びる長さを十分に確保できる。
【００６１】
また、本実施形態においては、半導体装置１００の装置本体１０が半円環状に形成され、二つの半導体装置１００が円環状を成すようにして、円柱状のモータ２００の取付面２０１に取り付けられるようになっている。このため、モータ２００に二つの半導体装置１００を取り付けた状態において、両者を併せたモジュール全体の形状を単純な円柱形状とすることができる。したがって、この構成を採用することにより、モータ２００を使用する機器の所定の箇所にモジュールを容易に組み付けることができる。
【００６２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。
図９及び図１０に示すように、本実施形態の半導体装置３００は、全体として一続きの円環状をなしている点で上記第１実施形態と異なっている。
図９に示すように、半導体装置３００は、平面視で円環状をなす装置本体５１と、装置本体５１の外周面から装置本体５１の径方向外側へのびる複数のリード４０とを有している。
【００６３】
装置本体５１は、第１実施形態と同様に、基板５２と、基板５２上に設けられた相制御回路１３と、基板５２を内包する封止樹脂２０とを有している。
【００６４】
ただし、本実施形態の基板５２は、平面視円環状に形成されている。また、基板５２上に設けられた相制御回路１３としては、たとえば、第一相制御回路１４，第二相制御回路１５，及び第三相制御回路１６を２セット有している（図９参照）。また、相制御回路１３としては、たとえば、第一相制御回路１４，第二相制御回路１５，及び第三相制御回路１６に加えてさらに別の回路を有してもよい。
【００６５】
たとえば、本実施形態の相制御回路１３として、各制御回路１４，１５，１６を２セット有している場合、基板５２の半周あたり１セットとなるように各制御回路１４，１５，１６が並べて配置されている（図９参照）。さらに、各セットにおいて、各制御回路１４，１５，１６は基板５２の周方向にこの順に並べられる。そして、各セットの各制御回路１４，１５，１６に対して、電源配線１８及びグランド配線１９は、第１実施形態と同様に配置されている。
【００６６】
リード４０は、第１実施形態と同様に、基板５２上の相制御回路１３に対してワイヤボンディング４３等で接続されている。
本実施形態の半導体装置３００も第１実施形態と同様に平面視円環状をなす取付面２０１に好適に取付可能である。
【００６７】
また、本実施形態の半導体装置１００においても、電源配線１８及びグランド配線１９のうち基板５２の内周側に配された配線の長さが短くできるので、半導体装置３００のインダクタンスを下げることができる。その結果、本実施形態の半導体装置３００では、電源電流に起因するインダクタンスの影響を受けにくい。
【００６８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００６９】
たとえば、電源配線とグランド配線との間には、半導体装置の全ての相制御回路が配されることに限らず、少なくとも二つの相制御回路が配されていればよい。この場合、残りの相制御回路は、たとえば電源配線とグランド配線との間の任意の位置に配されてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、基板及び装置本体の形状について半円環状または円環状である例が示されているが、基板及び装置本体は部分円環状であってもよい。
【００７１】
また、封止樹脂の形状は、基板の形状と相似でない円環状や部分円環状であってもよい。
【００７２】
また、半導体装置の取付対象となるモータ等の機器の取付面は、円環状に限らず、部分円環状であってもよい。
【００７３】
また、上記の各実施形態においては、半導体装置の装置本体の外周面と内周面が円弧状に形成されているが、装置本体の外周面と内周面のいずれか一方、若しくは、両方が多角形状や楕円形状であっても良い。
【００７４】
たとえば、装置本体の平面視形状は、楕円環状、多角形型の環状、径方向の幅が周方向に不均一な環状のいずれでもよい。たとえば、半導体装置を取り付けるモータの外形が、多角形型の外形を有する場合に、装置本体の外周面の形状を、モータの外形に対応する多角形型の外周面を有する環状または部分環状の外形としてもよい。このとき、装置本体の内周面の平面視形状は、たとえば、多角形、円形、楕円形などとしてもよい。
【００７５】
装置本体が円環状または半円環状以外の外形を有する場合、上記各実施形態および変形例における軸方向、周方向、および径方向を用いた説明は、外形全体または一部の近似円（円弧）およびその中心軸線に関する方向に読み換えればよい。
【００７６】
部分環状の形状は、装置本体の内周面が凹溝形状に形成される限り、特に限定されない。したがって、部分環状の中心に対する内周面の範囲を表す中心角も特に限定されない。たとえば、中心角は、半円環状のように、１８０°には限定されず、１８０°より小さくても大きくてもよい。
【００７７】
また装置本体の内周面と外周面とは、たとえば、互いに偏心してもよい。装置本体が部分環状であって、かつ、内周面と外周面とが互いに偏心する場合、平面視で互いに面対称となる形状を有する二つの半導体装置を用いることによって、二つの半導体装置が全体で環状をなすように、二つの半導体装置を機器に取り付けることができる。
また、基板についても装置本体と同様に、内周部と外周部とが、たとえば、互いに偏心していてもよい。
【００７８】
また、本実施形態の半導体装置が制御する対象がたとえば単相モータである場合には、制御対象に対応して、必ずしも３つの制御回路が基板上になくてもよい。
【００７９】
また、電源配線１８が基板１２の内周側に配されているとともにグランド配線１９が基板の外周側に配されていてもよい。この場合、二つの半導体装置１００，１００によって円環状をなすように各半導体装置１００がモータ２００に取り付けられた状態において、グランド配線１９が相制御回路１３をノイズ等から保護する。その結果、相制御回路１３の動作を安定させることができる。また、グランド配線１９が基板１２の外周側に配されている場合、相制御回路１３が発するノイズが半導体装置１００の外部の他の機器に影響を与えるのを軽減することができる。
【００８０】
また、上記の実施形態においてアウターリード部が基板の板厚方向において回路板側と反対側に向けて延びている例が示されているが、たとえば、複数のアウターリード部の一部又は全部が、基板の板厚方向において回路板側に向けて延びていてもよい。このような構成では、たとえば、機器の取付面にソケットが設けられている場合に、半導体装置を取付面に取り付ける工程で、回路板側に向けて延びるアウターリードをこのソケットに直接挿入して、半導体装置と機器とを電気接続できる。
【００８１】
なお、上記具体的な構成に対する設計変更等は上記事項には限定されない。
【符号の説明】
【００８２】
１００，３００  半導体装置
１０，５１  装置本体
１１  ネジ
１２，５２  基板
１３  相制御回路
１４  第一相制御回路
１５  第二相制御回路
１６  第三相制御回路
１７  リレー回路
１８  電源配線
１９  グランド配線
２０  封止樹脂
２１  回路板
２２  内周部
２３  外周部
２４  端部
２５  第一端部
２６  第二端部
２７  内周面
２８  外周面
２９  内周面
３０  外周面
３１  切欠き部
４０  リード
４１  インナーリード部
４２  アウターリード部
４３  ワイヤボンディング
２００  モータ
２０１  取付面
２０２  ケース
２０３  一方の面
２０４  突起部
２０５  ネジ孔
２０６  外周面
【図１】
2016194046.tif 000003
【図２】
2016194046.tif 000004
【図３】
2016194046.tif 000005
【図４】
2016194046.tif 000006
【図５】
2016194046.tif 000007
【図６】
2016194046.tif 000008
【図７】
2016194046.tif 000009
【図８】
2016194046.tif 000010
【図９】
2016194046.tif 000011
【図１０】
2016194046.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月25日(2015.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視で弧状の内周部と平面視で弧状の外周部とを有する環状または部分環状の基板と、
前記基板上にあり、モータの複数の相のうちの第一相を制御するように構成された第一相制御回路と、
前記基板上にあり、前記基板の周方向において前記第一相制御回路と隣接し、前記モータの複数の相のうち前記第一相とは異なる第二相を制御するように構成された第二相制御回路と、
前記基板の径方向において前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路の外周側と内周側とのいずれか一方にあり、前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路に接続され、前記基板の周方向にのびる電源配線と、
前記基板の径方向において前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路の外周側と内周側との他方にあり、前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路に接続され、前記基板の周方向にのびるグランド配線と、
を備え、
前記基板は、前記モータと着脱可能であり、前記内周部側の環状または部分環状の第１領域と、前記外周部側の環状または部分環状の第２領域と、前記第１領域と前記第２領域の間にある環状または部分環状の第３領域と、を有し、
前記電源配線と前記グランド配線とのいずれか一方が前記第１領域上にあり、
前記電源配線と前記グランド配線とのいずれか他方が前記第２領域上にあり、
前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路が前記第３領域上にある、
半導体装置。
【請求項２】
前記基板が平面視で半環状をなす請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記モータの複数の相のうち前記第一相及び前記第二相とは異なる第三相を制御するように構成された第三相制御回路をさらに備え、
前記第三相制御回路は、前記第３領域上にある、
請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記電源配線は、前記第１領域上にあり、
前記グランド配線は、前記第２領域上にある、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記電源配線は、前記第２領域上にあり、
前記グランド配線は、前記第１領域上にあり、
前記グランド配線は、前記第１領域側から前記第２領域側へと直線状に延びて前記第２領域側においてリードに接続されている径方向延在部を有している、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第一相制御回路、前記第二相制御回路、及び前記第三相制御回路は、１つのモジュールとして構成されている、
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記基板の外周部に接続された複数のリードを更に備え、
前記複数のリードの各リードは、前記基板の外周部から前記基板の径方向に外延する第１部位と、前記第１部位から前記基板の板厚方向に延びる第２部位と、を有する、
請求項１に記載の半導体装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
技術分野
［０００１］
本発明は、半導体装置に関する。
背景技術
［０００２］
従来、複数のモジュールを含む半導体装置が知られている。たとえば特許文献１には、複数のモジュールを金属製の連結板によって連結した電力用半導体装置が開示されている。
先行技術文献
特許文献
［０００３］
特許文献１：特開２００２−１８４９４０号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００４］
特許文献１に記載された電力用半導体装置は、電源やグランドのための配線をモジュールごとに有しているので、配線が長かったり複雑であったりする場合がある。この場合、特許文献１に開示された技術では、電源電流に起因するインダクタンスの影響を受けやすくなってしまう虞がある。
［０００５］
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、電源電流に起因するインダクタンスの影響を受けにくい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
［０００６］
本発明の一態様は、以下の事項を提案している。
本発明の一態様に係る半導体装置は、平面視で弧状の内周部と平面視で弧状の外周部とを有する環状または部分環状の基板と、前記基板上にあり、モータの複数の相のうちの第一相を制御するように構成された第一相制御回路と、前記基板上にあり、前記基板の周方向において前記第一相制御回路と隣接し、前記モータの複数の相のうち前記第一相とは異なる第二相を制御するように構成された第二相制御回路と、前記基板の径方向において前記第一相制御回路及
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
び前記第二相制御回路の外周側と内周側とのいずれか一方にあり、前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路に接続され、前記基板の周方向にのびる電源配線と、前記基板の径方向において前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路の外周側と内周側との他方にあり、前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路に接続され、前記基板の周方向にのびるグランド配線と、を備える。前記基板は、前記モータと着脱可能であり、前記内周部側の環状または部分環状の第１領域と、前記外周部側の環状または部分環状の第２領域と、前記第１領域と前記第２領域の間にある環状または部分環状の第３領域と、を有する。前記電源配線と前記グランド配線とのいずれか一方が前記第１領域上にある。前記電源配線と前記グランド配線とのいずれか他方が前記第２領域上にある。前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路が前記第３領域上にある。
発明の効果
［０００７］
本発明によれば、電源配線又はグランド配線を基板の内周側に配置することで、電源電流に起因するインダクタンスの影響を受けにくい半導体装置とすることができる。
図面の簡単な説明
［０００８］
［図１］本発明の第１実施形態に係る半導体装置をモータに取り付けた状態の外観斜視図である。
［図２］半導体装置をモータに取り付けた状態の平面図である。
［図３］半導体装置を取り付けるモータの取付面の一例を示す模式平面図である。
［図４］半導体装置の斜め上方から見た外観斜視図である。
［図５］半導体装置の斜め下方から見た外観斜視図である。
［図６］半導体装置の内部構造を示す図である。
［図７］半導体装置の基板上の回路配置を示す図である。
［図８］半導体装置の回路図である。
［図９］本発明の第２実施形態に係る半導体装置の基板を示す平面図である。
［図１０］同実施形態に係る半導体装置の外観斜視図である。
発明を実施するための形態
［０００９］
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の半導体装置１００は、制御対象となる機器を制御するための制御装置である。本実施形態の半導体装置１００が制御
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月19日(2016.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視で弧状の内周部と平面視で弧状の外周部とを有する環状または部分環状の基板と、
前記基板上にあり、モータの複数の相のうちの第一相を制御するように構成された第一相制御回路と、
前記基板上にあり、前記基板の周方向において前記第一相制御回路と隣接し、前記モータの複数の相のうち前記第一相とは異なる第二相を制御するように構成された第二相制御回路と、
前記基板の径方向において前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路の外周側と内周側とのいずれか一方にあり、前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路に接続され、前記基板の周方向にのびる電源配線と、
前記基板の径方向において前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路の外周側と内周側との他方にあり、前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路に接続され、前記基板の周方向にのびるグランド配線と、
を備え、
前記基板は、前記モータと着脱可能であり、前記内周部側の環状または部分環状の第１領域と、前記外周部側の環状または部分環状の第２領域と、前記第１領域と前記第２領域の間にある環状または部分環状の第３領域と、を有し、
前記電源配線と前記グランド配線とのいずれか一方が前記第１領域上にあり、
前記電源配線と前記グランド配線とのいずれか他方が前記第２領域上にあり、
前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路が前記第３領域上にあり、
前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域は、前記基板の一平坦面上にある、
半導体装置。
【請求項２】
前記基板が平面視で半環状をなす請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記モータの複数の相のうち前記第一相及び前記第二相とは異なる第三相を制御するように構成された第三相制御回路をさらに備え、
前記第三相制御回路は、前記第３領域上にある、
請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記電源配線は、前記第１領域上にあり、
前記グランド配線は、前記第２領域上にある、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記電源配線は、前記第２領域上にあり、
前記グランド配線は、前記第１領域上にあり、
前記グランド配線は、前記第１領域側から前記第２領域側へと直線状に延びて前記第２領域側においてリードに接続されている径方向延在部を有している、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第一相制御回路、前記第二相制御回路、及び前記第三相制御回路は、１つのモジュールとして構成されている、
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記基板の外周部に接続された複数のリードを更に備え、
前記複数のリードの各リードは、前記基板の外周部から前記基板の径方向に外延する第１部位と、前記第１部位から前記基板の板厚方向に延びる第２部位と、を有する、
請求項１に記載の半導体装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
技術分野
［０００１］
本発明は、半導体装置に関する。
背景技術
［０００２］
従来、複数のモジュールを含む半導体装置が知られている。たとえば特許文献１には、複数のモジュールを金属製の連結板によって連結した電力用半導体装置が開示されている。
先行技術文献
特許文献
［０００３］
特許文献１：特開２００２−１８４９４０号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００４］
特許文献１に記載された電力用半導体装置は、電源やグランドのための配線をモジュールごとに有しているので、配線が長かったり複雑であったりする場合がある。この場合、特許文献１に開示された技術では、電源電流に起因するインダクタンスの影響を受けやすくなってしまう虞がある。
［０００５］
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、電源電流に起因するインダクタンスの影響を受けにくい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
［０００６］
本発明の一態様は、以下の事項を提案している。
本発明の一態様に係る半導体装置は、平面視で弧状の内周部と平面視で弧状の外周部とを有する環状または部分環状の基板と、前記基板上にあり、モータの複数の相のうちの第一相を制御するように構成された第一相制御回路と、前記基板上にあり、前記基板の周方向において前記第一相制御回路と隣接し、前記モータの複数の相のうち前記第一相とは異なる第二相を制御するように構成された第二相制御回路と、前記基板の径方向において前記第一相制御回路及
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
び前記第二相制御回路の外周側と内周側とのいずれか一方にあり、前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路に接続され、前記基板の周方向にのびる電源配線と、前記基板の径方向において前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路の外周側と内周側との他方にあり、前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路に接続され、前記基板の周方向にのびるグランド配線と、を備える。前記基板は、前記モータと着脱可能であり、前記内周部側の環状または部分環状の第１領域と、前記外周部側の環状または部分環状の第２領域と、前記第１領域と前記第２領域の間にある環状または部分環状の第３領域と、を有する。前記電源配線と前記グランド配線とのいずれか一方が前記第１領域上にある。前記電源配線と前記グランド配線とのいずれか他方が前記第２領域上にある。前記第一相制御回路及び前記第二相制御回路が前記第３領域上にある。前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域は、前記基板の一平坦面上にある。
発明の効果
［０００７］
本発明によれば、電源配線又はグランド配線を基板の内周側に配置することで、電源電流に起因するインダクタンスの影響を受けにくい半導体装置とすることができる。
図面の簡単な説明
［０００８］
［図１］本発明の第１実施形態に係る半導体装置をモータに取り付けた状態の外観斜視図である。
［図２］半導体装置をモータに取り付けた状態の平面図である。
［図３］半導体装置を取り付けるモータの取付面の一例を示す模式平面図である。
［図４］半導体装置の斜め上方から見た外観斜視図である。
［図５］半導体装置の斜め下方から見た外観斜視図である。
［図６］半導体装置の内部構造を示す図である。
［図７］半導体装置の基板上の回路配置を示す図である。
［図８］半導体装置の回路図である。
［図９］本発明の第２実施形態に係る半導体装置の基板を示す平面図である。
［図１０］同実施形態に係る半導体装置の外観斜視図である。
発明を実施するための形態
［０００９］
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態の半導体装置１００は、制御対象となる機器を制御するための制御装置である。本実施形態の半導体装置１００が制御
【国際調査報告】
2016194046.tif 000013
2016194046.tif 000014