[发明专利]半导体器件

说明书

相关申请的交叉参考

本申请基于并且要求享有2012年11月2日提交的日本专利申请No.2012-242865的优先权，其整个内容在此通过应用而并入。

技术领域

本文所述的实施例总体上涉及在半导体功率转换器中使用的半导体器件。

背景技术

近年来，结合地使用发动机和电动机的混合动力车辆已经迅速变得广泛用于实现更高的燃料效率。另一方面，市场中正在销售可以单独地通过电动机运行的电动车辆。为了可行性，这些车辆需要使用用于电池与电动机之间的AC/DC转换的功率转换器。

在混合动力车辆和电动车辆中，期望具有较小的和高度可靠的半导体功率转换器。为此，功率转换器需要较高的冷却效率。作为一种实现该目的的措施，已经提出了双面冷却类型的功率转换器结构，在所述功率转换器结构中电导体单独地连接到半导体元件的正面和反面，并且热从电导体释放到冷却器。

在半导体功率转换器中必须布置有多个半导体器件（半导体模块）。在使用电力驱动汽车的车轴的情况下，施加较高的电压和较高的电流，使得半导体器件产生大量的热，从而需要考虑到端子之间的电绝缘。因此，难以增大半导体器件的封装密度。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：第一电导体，所述第一电导体包括第一连结面和第一底面，所述第一底面与第一连结面垂直；第二电导体，所述第二电导体包括第二连结面和第二底面，所述第二连结面与第一连结面相对，所述第二底面与第二连结面垂直并且与第一底面齐平；板状的第一半导体元件，所述第一半导体元件布置在第一电导体与第二电导体之间，所述第一半导体元件的一个电极连结到第一电导体的第一连结面，并且所述第一半导体元件的另一个电极连接到第二电导体的第二连结面；板状的第二半导体元件，所述第二半导体元件布置在第一电导体与第二电导体之间，所述第二半导体元件的一个电极连结到第一电导体的第一连结面，并且所述第二半导体元件的另一个电极连接到第二电导体的第二连结面；第一功率端子，所述第一功率端子包括近侧端部部分，所述近侧端部部分连结到第一连结面，并且从第一电导体向外延伸；第二功率端子，所述第二功率端子相对于第二电导体从第二连结面向外延伸；信号端子，所述信号端子连接到第一半导体元件；和块状绝缘体，所述块状绝缘体覆盖第一功率端子的近侧端部部分、第二功率端子的近侧端部部分、信号端子的近侧端部部分以及第一电导体和第二电导体。绝缘体包括：平坦的底面，所述平坦的底面与第一半导体元件和第二半导体元件垂直地延伸，并且在所述平坦的底面中暴露出第一电导体的第一底面和第二电导体的第二底面；平坦的第一侧面，所述平坦的第一侧面与底面垂直地延伸；第二侧面，所述第二侧面与底面垂直地延伸并且与第一侧面平行地相对；顶面，所述顶面位于第一侧面与第二侧面之间并且与底面相对；第一端面，所述第一端面横过第一侧面的相应的一个端部和第二侧面的相应的一个端部以及底面延伸；和第二端面，所述第二端面横过第一侧面的相应的另一个端部和第二侧面的相应的另一个端部以及底面延伸。第一功率端子、第二功率端子和信号端子分别从第一端面、第二端面和顶面向外延伸。绝缘体的第一端面、顶面和第二端面形成有分型线。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的半导体功率转换器在去除了其电路板的情况下的透视图；

图2是示出半导体功率转换器的支撑框架和冷却器的透视图；

图3是示出包含控制电路板的整个半导体功率转换器的透视图；

图4是示出半导体功率转换器的半导体模块（半导体器件）的透视图；

图5是从底侧得到的半导体模块的透视图；

图6是示出透过模制的树脂本体看到的半导体模块的内部结构的透视图；

图7是示出透过模制的树脂本体看到的半导体模块的内部结构的透视图；

图8是示出透过模制的树脂本体看到的半导体模块的内部结构的平面图；

图9是示出半导体模块的组成部件的分解的透视图；

图10是示出半导体模块的侧视图；

图11是示出半导体模块的平面图；

图12是示出半导体模块的前视图；

图13是示出在半导体模块的底面接地时如何通过钳位器夹持和保持半导体模块的侧视图；

图14A和14B是分别示出在半导体模块的温度测量中所使用的模型的侧视图和剖视图；

图15A是示出在第一半导体元件的温度与从第一电导体的纵向中心至第一半导体元件的中心位置的距离之间的关系的图解；