半导体装置的制作方法

本发明涉及半导体装置，其在对流过igbt等半导体元件的电流进行检测时，能够抑制在通过感测端子以及发射极端子与感测电阻的连接而形成的环路产生的感应电流。

背景技术：

就以往的半导体装置而言，为了检测流过igbt等半导体元件的电流，半导体元件的感测端子以及发射极端子分别与控制基板的控制端子连接。在控制基板之上配置感测电阻，感测电阻被连接于与感测端子连接的控制端子、与发射极端子连接的控制端子。控制基板通过对感测电阻的两端的电位差进行检测而检测流过半导体元件的电流。

就要求高可靠性的功率用半导体装置而言，半导体元件的感测端子以及发射极端子与控制基板的控制端子的连接需要通过裸露的导线进行，因此导线的长度变长。因此，就以往的半导体装置而言，由于因负载短路等而在主电路流过了急剧的大电流时产生的磁场，在由感测端子以及发射极端子与感测电阻之间的导线形成的环路产生感应电流，存在不能进行高精度的电流检测的问题。

另外，由于流过作为检测对象的半导体元件的电流与因磁场而产生的感应电流是相同的频带，因此还存在在控制基板不能通过cr滤波器等去除噪声的问题。因此，以往提出了各种技术。

例如，在专利文献1中公开了在壳体内具有控制电路部的半导体装置，该控制电路部具有与控制基板等同的功能。通过在壳体内收容绝缘基板和控制电路部，从而感测电极以及发射极电极与感测电阻之间的导线长度变短，由导线形成的环路也变小。由此，能够减少在环路内通过的磁通，因此能够降低因磁通而引起的感应电流。

专利文献1：日本特开2005-311213号公报

技术实现要素：

但是，在专利文献1所记载的技术中，由于在壳体内收容绝缘基板和控制电路部，因此存在半导体装置的封装体尺寸变大的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种半导体装置，其能够抑制封装体尺寸的增大，且通过抑制因磁通引起的感应电流而进行高精度的电流检测。

本发明所涉及的半导体装置其能够与对流过所述半导体装置自身所具有的半导体元件的电流进行检测的控制基板连接，该半导体装置具有：绝缘基板；所述半导体元件，其配置于所述绝缘基板之上，且具有感测电极以及发射极电极；以及感测电阻，其配置于所述绝缘基板之上，并且，一端与所述感测电极连接且另一端与所述发射极电极连接，所述控制基板通过对所述感测电阻的两端的电位差进行检测而检测流过所述半导体元件的电流。

发明的效果

根据本发明，由于感测电阻配置于配置有半导体元件的绝缘基板，因此能够将感测电阻配置于半导体元件附近。由此，感测电极以及发射极电极与感测电阻之间的距离变短，由它们的连接而形成的环路也变小。能够抑制因磁通而引起的感应电流，因此能够进行高精度的电流检测。另外，半导体装置不具有控制基板，仅具有以往的控制基板所具有的感测电阻，因此能够抑制封装体尺寸的增大。

本发明的目的、特征、方案以及优点通过下面的详细说明和附图而变得更加明确。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的半导体装置以及与其连接的控制基板的概略结构图。

图2是实施方式1所涉及的半导体装置以及与其连接的控制基板的斜视图。

图3是实施方式1所涉及的半导体装置所具有的感测电阻以及其周边的俯视图。

图4是实施方式2所涉及的半导体装置以及与其连接的控制基板的斜视图。

图5是实施方式2所涉及的半导体装置所具有的感测电阻以及其周边的俯视图。

图6是实施方式3所涉及的半导体装置以及与其连接的控制基板的斜视图。

图7是用于说明感应电流相互抵消的说明图。

图8是实施方式4所涉及的半导体装置以及与其连接的控制基板的概略结构图。

具体实施方式

＜实施方式1＞

下面，使用附图对本发明的实施方式1进行说明。图1是实施方式1所涉及的半导体装置1以及与其连接的控制基板100的概略结构图。图2是半导体装置1以及控制基板100的斜视图。图3是半导体装置1所具有的感测电阻4以及其周边的俯视图。

如图1和图2所示，半导体装置1具有绝缘基板2、作为半导体元件的igbt3、感测电阻4、二极管5、栅极端子6、感测端子7、发射极端子8、阳极端子9、阴极端子10、安装部11、散热材料12以及壳体13。

igbt3配置于绝缘基板2的上表面。更具体而言，igbt3配置于在绝缘基板2的上表面设置的电极图案2a的上表面。igbt3具有与栅极端子6连接的栅极电极、与感测端子7连接的感测电极、以及与发射极端子8连接的发射极电极。

二极管5配置于绝缘基板2的上表面，或者作为片内温度传感器搭载于igbt3的芯片内，具有与阳极端子9连接的阳极电极以及与阴极端子10连接的阴极电极。

如图2和图3所示，感测电阻4配置于在绝缘基板2的上表面设置的电极图案2b的上表面，一端经由导线14a与igbt3的感测电极连接，并且另一端经由导线14b与igbt3的发射极电极连接。此外，关于感测电阻4的配置，在后面叙述。

如图2所示，在散热材料12的上表面配置有绝缘基板2以及主视图中呈l字状的安装部11，以将绝缘基板2以及安装部11包围的方式在散热材料12的上表面的周缘部配置有壳体13。在安装部11配置有栅极端子6、感测端子7、发射极端子8、阳极端子9以及阴极端子10。此外，在图2中，仅示出了感测端子7以及发射极端子8。

另外，如图1所示，控制基板100与半导体装置1连接。控制基板100具有对流过半导体装置1所具有的igbt3的电流进行检测的功能。控制基板100具有栅极驱动电路101、电流检测电路102、温度检测电路103以及控制端子106～110。

栅极驱动电路101与控制端子106、108连接。电流检测电路102与控制端子107、108连接。温度检测电路103与控制端子109、110连接。

控制端子106与半导体装置1的栅极端子6连接，控制端子107与半导体装置1的感测端子7连接，控制端子108与半导体装置1的发射极端子8连接。另外，控制端子109与半导体装置1的阳极端子9连接，控制端子110与半导体装置1的阴极端子10连接。此外，半导体装置1与控制基板100通过导线连接。

接下来，使用图2和图3说明感测电阻4的配置。如图2和图3所示，在电极图案2b的上表面设置有2个接合空间15。在2个接合空间15经由焊料15a接合有感测电阻4的两端。在一方的接合空间15连接有导线14a、14c，在另一方的接合空间15连接有导线14b、14d。导线14c、14d分别与感测端子7、发射极端子8连接，感测端子7、发射极端子8经由导线107a、108a分别与控制基板100的控制端子107、108连接。

如上所述，就实施方式1所涉及的半导体装置1而言，由于感测电阻4配置于配置有igbt3的绝缘基板2，因此能够将感测电阻4配置于igbt3附近。由此，感测电极以及发射极电极与感测电阻4之间的距离变短，由导线14a、14b形成的环路也变小。由于能够抑制因磁通而引起的感应电流，因此能够进行高精度的电流检测。另外，半导体装置1不具有控制基板100，仅具有以往的控制基板所具有的感测电阻4，因此能够抑制封装体尺寸的增大。

并且，能够在与igbt3相同的定时(timing)搭载感测电阻4，能够将用于焊料涂敷以及搭载感测电阻4的工序集约化至芯片键合工序，因此能够期待半导体装置1的制造成本的降低。

＜实施方式2＞

接下来，对实施方式2所涉及的半导体装置1a进行说明。图4是实施方式2所涉及的半导体装置1a以及与其连接的控制基板100的斜视图。图5是半导体装置1a所具有的感测电阻4以及其周边的俯视图。此外，在实施方式2中，对与在实施方式1中说明的结构要素相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。

如图4和图5所示，在实施方式2中，感测电阻4直接连接于igbt3的上表面而不是绝缘基板2。更具体地说，在设置于igbt3上表面的2个信号焊盘16，经由焊料16a接合有感测电阻4的两端。此外，2个信号焊盘16是感测电极以及发射极电极。

如上所述，就实施方式2所涉及的半导体装置1a而言，感测电阻4的一端直接连接于感测电极，感测电阻4的另一端直接连接于发射极电极，因此能够使通过igbt3与感测电阻4的连接而形成的环路极小化。由此，能够进一步抑制感应电流。

＜实施方式3＞

接下来，对实施方式3所涉及的半导体装置进行说明。图6是实施方式3所涉及的半导体装置1b以及与其连接的控制基板100的斜视图。图7是用于说明感应电流相互抵消的说明图。此外，在实施方式3中，对与在实施方式1、2中说明的结构要素相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。

如图6所示，在实施方式3中，将感测电阻4的一端与感测电极连接的导线14a、以及将感测电阻4的另一端与发射极电极连接的导线14b相互交叉。此外，导线14a相当于第1导线，导线14b相当于第2导线。

如图7所示，导线14a以及导线14b相互交叉，由此形成2个环路。因此，通过穿过2个环路内的磁通在彼此相反的方向即相互抵消的方向上产生感应电流。由此，能够抑制在igbt3与感测电阻4之间流过的感应电流。

如上所述，就实施方式3所涉及的半导体装置1b而言，由于导线14a以及导线14b相互交叉，因此通过穿过2个环路内的磁通在相互抵消的方向上产生感应电流，所以能够抑制在igbt3与感测电阻4之间流过的感应电流。

并且，由于将感测电阻4配置于igbt3附近，因此能够缩短导线14a以及导线14b的长度。由此，能够抑制2个环路的大小的偏差而形成为均等的大小，因此，在抑制感应电流方面得到了大的效果。

＜实施方式4＞

接下来，对实施方式4所涉及的半导体装置进行说明。图8是实施方式4所涉及的半导体装置1c以及与其连接的控制基板100的概略结构图。此外，在实施方式4中，对与在实施方式1～3中说明的结构要素相同的结构要素标注相同的标号，省略说明。

如图8所示，在实施方式4中，半导体元件由与硅相比带隙大的宽带隙材料构成。即，作为半导体元件，使用例如由sic材料构成的mosfet23。

由这样的宽带隙材料构成的半导体元件的耐电压性高，容许电流密度也高，另外，通断速度也快。因此，相比于igbt3，与通断相伴的噪声的大小也容易增大，但就具有mosfet23的半导体装置1c而言，采用实施方式1～3的构造在提高电流检测的精度方面特别有效。

如上所述，就实施方式4所涉及的半导体装置1c而言，半导体元件由宽带隙材料构成，因此能够实现具有抗噪声性的电流检测。

虽然详细地说明了本发明，但上述说明在所有方面都是例示，本发明并不限定于此。可以理解为在不脱离本发明的范围的情况下能够想到未例示的无数变形例。

此外，本发明在其发明的范围内，能够自由地对各实施方式进行组合，或者适当地对各实施方式进行变形、省略。

标号的说明

1、1a、1b、1c半导体装置，2绝缘基板，3igbt，4感测电阻，14a、14b导线，100控制基板。