[发明专利]半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及具备功率开关元件的半导体装置，特别是涉及防止因进行开关动作时所产生的磁场引起的误动作的技术。

背景技术

在现有技术中，作为逆变器等在电力变换中所使用的半导体装置，公知有将MOSFET或IGBT等功率开关元件、和驱动该功率开关元件的IC(集成电路)模块化的半导体装置(也称作功率模块)。这种半导体装置一般在同一框体内配置安装了功率开关元件的绝缘基板、和安装了控制功率开关元件的IC的控制基板来实现模块化。

近几年，随着功率开关元件的高性能化，推进了流过该功率开关元件的电流的大电流化、开关速度的高速化，但是另一方面，在进行开关动作时产生磁场强度大的磁场，因该磁场而导致控制基板的IC或各种电路进行误动作逐渐成为问题。

详细而言，在控制基板中设有用于确保接地电位(以下，称作GND电位)的GND(GND：接地)图案，而且在IC的两侧对置配置GND管脚，在安装IC时，各GND管脚与GND图案连接。IC两侧的GND管脚通过IC的内部电路被电连接，因此在GND图案上设置了该IC时，形成连接IC的内部电路、该IC两侧的GND管脚、以及GND图案的GND环。该GND环与在功率开关元件进行开关动作时所产生的磁场互连时，由于会在GND环中感应出感应电流，因此GND电位会变动，其结果，有可能IC或各种电路进行误动作。

因此，在现有技术中，提出了如下技术：相对于在安装了功率开关元件的绝缘基板中流过的主电流的方向，大致垂直地配置控制基板的包括GND环的平面，使得因该主电流产生的磁场不会导致在该GND环中产生感应电流(例如，参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4073621号公报

发明内容

(发明想要解决的课题)

但是，在现有技术中，流过绝缘基板的主电流的方向限制了控制基板的IC的安装方向，因此存在控制基板中的基板图案布局的自由度锐减的问题。

本发明鉴于上述的情况而完成，其目的在于提供一种在不限制控制基板的IC的安装方向的情况下抑制该控制基板的GND电位的变动，由此可防止IC的误动作的半导体装置。

(用于解决课题的手段)

为了达成上述目的，本发明是一种在框体内上下设置了设有功率开关元件的绝缘基板、和设有控制所述功率开关元件的IC的控制基板的半导体装置，其特征在于，在所述IC两侧设置了GND管脚，并且在所述控制基板中设置了连接所述IC的GND管脚的GND图案，所述半导体装置具有断绝部，其断开所述IC、所述IC两侧的GND管脚及所述GND图案电连接而形成的GND环。

根据本发明，由于在控制基板中设置了断开GND环的断绝部，因此即使在控制基板暴露于伴随功率开关元件的开关动作的磁场中的情况下，在控制基板中，与磁场互连的GND环也不受限于IC的安装方向而不会存在。由此，在GND图案中不会感应出感应电流，可抑制GND电位的变动，并能够防止IC的误动作。

此外，本发明的特征在于，在上述半导体装置中，由GND环断绝缝隙构成了所述断绝部，所述GND环断绝缝隙在所述GND图案的被所述IC覆盖的区域中被设置成横向截断在所述IC两侧设置的GND管脚之间。

根据本发明，由于是在GND图案中设置了缝隙的构成，因此不需要对安装到控制基板上的IC或各种电路的图案进行变更，能够简单地构成上述断绝部。

此外，本发明的特征在于，在上述半导体装置中，在所述IC两侧的每一侧，在规定长度的范围内配置夹着所述IC对置的多个所述GND管脚，将所述GND环断绝缝隙的缝隙长度设置成等于设置了所述GND管脚的规定长度。

根据本发明，可最小化GND环断绝缝隙引起的GND图案的缺损部分的同时，能够断绝GND环。

此外，本发明的特征在于，在上述半导体装置中，所述控制基板由通过通孔连接层间的电路的多层基板构成，在所述GND环断绝缝隙的边缘部设置了所述通孔。

根据本发明，即使在因进行开关动作时的磁场在GND环断绝缝隙的两侧感应出电位的情况下，也能够通过通孔将该电位引导至其他层，因此能够提高GND电位稳定性。

此外，本发明的特征在于，在上述半导体装置中，在所述控制基板中设置电源图案、和连接该电源图案和所述GND图案的旁路电容器，按照所述IC两侧的GND管脚以所述旁路电容器为起点被布线成星形的方式，设置了所述GND环断绝缝隙。