[发明专利]双向开关模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种将二极管、三极管等的多个电力用半导体芯片(chip)组合构成的电力用半导体模块，特别涉及一种能够双方向流过电流的双向开关模块。

背景技术

在电力转换装置中，使用有能够双向流过电流的双向开关(例如参照日本特开2001-45772号公报)，该电力转换装置是指对将交流电源整流并实现平滑化的直流电压进行逆转换，转换成任意频率的交流电的变频器(inverter)，或者是将一定频率的交流电直接转换成任意频率的矩阵变换器(matrix converter)等。另外，在使用了AC型等离子体显示面板(Plasma Display Panel：以下简称“PDP”)的平面型显示装置(以下称为“等离子体显示装置”)中，也在电力回收电路上使用有双向开关(例如参照日本特开2005-316360号公报)。

对于上述使用了双向开关的装置(例如等离子体显示装置)，从基于制造工时的缩短或基板尺寸的小型化而使成本降低的观点出发，优选双向开关的模块化。

将双向开关等模块化时所使用的电力用半导体模块技术例如被日本特开平10-163416号公报以及日本特开2001-358244号公报等公开。

但是，现有的电力用半导体模块，通常如专利文献3及4所记载的那样，包括使半导体元件产生的热扩散的金属底板、形成有用于装配半导体元件芯片的配线图形的配线层、以及对配线层与金属底板进行绝缘的绝缘基板。作为绝缘基板，例如氧化铝、氮化铝等的陶瓷基板，或者例如环氧树脂制的树脂绝缘层等是众所周知的。

如果在半导体元件数量较少的双向开关电路上应用这样的隔着绝缘基板将半导体元件芯片载置在配线层上的现有的模块技术，则由于使用了绝缘基板，和在其上形成的配线层，所以提高了成本。另外，如果为了降低成本，而使用低价的树脂绝缘层的绝缘基板，则由于与陶瓷基板相比导热率较低，所以半导体元件所产生的热量的散热效果降低。

发明内容

本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供即可保持良好的导热性，又可以降低成本的技术。

用于达成上述目的的本发明的双向开关模块是具有组合了多个半导体元件并且可双向流过电流的双向开关电路的双向开关模块，其特征在于，包括：成为散热板的至少一块以上的金属底板；第1半导体元件，其具有与上述双向开关电路的第1节点连接的接合电极，并且载置在上述金属底板上；和第2半导体元件，其具有与上述双向开关电路的第2节点连接的接合电极，并且载置在上述金属底板上，其中，上述第1以及第2半导体元件的上述接合电极与上述金属底板为同一电位，并且，上述金属底板与上述各半导体元件的非接合电极分别利用金属细线进行连接，构成上述双向开关电路。

这样，根据本发明，金属底板由一块以上的金属底板构成，将具有连接在构成双向开关电路的各节点上的同一电位的接合电极的半导体元件，经由上述接合电极直接载置在分别对应每一上述节点的上述各金属底板上，组成双向开关电路。因此，不利用经由绝缘基板将半导体元件芯片载置在配线层上的现有的模块技术，就能够将构成双向开关电路的多个半导体元件搭载在多个的一个以上的金属底板上。

如上所述，根据本发明，由于没有使用绝缘基板与配线层，所以能够实现成本降低，并且，由于没有绝缘基板，所以导热性变好，能够获得提高半导体元件的可靠性的效果。

附图说明

图1为表示本发明的双向开关的多个电路形式的示意图。

图2为实施例1的双向开关的电路图。

图3为构成双向开关的半导体元件的截面构成的示意图。

图4为实施例1的双向开关模块的主要部分构成图。

图5为表示搭载在图4的第2金属底板上的第2半导体开关和第2二极管的截面的示意图。

图6为实施例2的双向开关的电路图。

图7为实施例2的双向开关模块的主要部分构成图。

图8为实施例3的双向开关的电路图。

图9为实施例3的双向开关模块的主要部分构成图。

图10为实施例4的双向开关的电路图。

图11为实施例4的双向开关模块的主要部分构成图。

图12为实施例5的双向开关的电路图。

图13为实施例5的双向开关模块的主要部分构成图。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在所有图中，对于具有相同功能的部分利用同一符号加以表示，并且对做过一次说明的部分，为了避免麻烦，而省略重复的说明。