[发明专利]半导体装置

说明书

本发明涉及一种电力设备所使用的半导体装置，该半导体装置具有：基座板(16)；绝缘基板(29)，其搭载于基座板(16)之上；以及电力用开关元件(21)，其通过焊料层(31)而接合于绝缘基板之上，由基座板(16)、绝缘基板(29)以及电力用开关元件(21)构成模块，在模块之上具有控制基板(CS)，在该半导体装置中，控制基板(CS)具有可变栅极电压电路(90)，该可变栅极电压电路(90)对电力用开关元件(21)的集电极－发射极间电压进行测定，对栅极电压进行变更，以将由集电极－发射极间电压和集电极电流之积所规定的任意的目标电力供给至电力用开关元件(21)。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置，特别地，涉及一种电力设备所使用的半导体装置。

背景技术

关于电力设备所使用的现有的半导体装置，已知下述情况，即，由于向电力用半导体元件通电时的发热作为热应力而施加于该电力用半导体元件，因此应力施加于在其下表面设置的焊料部，发生焊料裂纹。

如果焊料裂纹加深，则电力用半导体元件的热阻值增大，可能超过耐热极限而使电力用半导体元件破坏。

在专利文献1中公开了下述内容，即，通过运算而求出对电力用半导体元件进行通断控制的情况下的电力用半导体元件的热阻值，基于所得到的热阻值，对电力用半导体元件的产品寿命进行判定，根据需要而进行限制集电极电流值的控制。

专利文献1：日本特开2003－9541号公报

发明内容

在以上说明的专利文献1中，由于通过进行电力用半导体元件的寿命判定，对集电极电流值进行限制，从而防止电力用半导体元件变得不能使用，因此存在作为半导体装置的能力被限制的问题。

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种半导体装置，该半导体装置即使在电力用半导体元件的下表面的焊料层发生了焊料裂纹的情况下，也能够继续使用，而不限制作为半导体装置的能力。

本发明所涉及的半导体装置具有：基座板；绝缘基板，其搭载于基座板之上；以及电力用开关元件，其通过焊料层而接合于绝缘基板之上，由基座板、绝缘基板以及电力用开关元件构成模块，在模块之上具有控制基板，在半导体装置中，控制基板具有可变栅极电压电路，该可变栅极电压电路对电力用开关元件的集电极－发射极间电压进行测定，对栅极电压进行变更，以将由集电极－发射极间电压和集电极电流之积所规定的任意的目标电力供给至电力用开关元件。

发明的效果

根据上述半导体装置，由于在控制基板具有可变栅极电压电路，因此通过对栅极电压进行变更，从而能够对施加于电力用开关元件的电力量进行变更，对电力用开关元件的发热量进行控制，对电力用开关元件的温度进行控制，因此，例如在电力用开关元件下的焊料层发生了裂纹的情况下，能够使电力用开关元件发热，使焊料层熔融而对裂纹进行自修复。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的实施方式1的半导体装置的结构的剖视图。

图2是表示电力用半导体元件的静态特性的图。

图3是对焊料裂纹的自修复动作进行说明的剖视图。

图4是对焊料裂纹的自修复动作进行说明的剖视图。

图5是对实施方式1的可变栅极电压电路的结构进行说明的图。

图6是对实施方式1的焊料熔融处理进行说明的流程图。

图7是表示本发明所涉及的实施方式2的半导体装置的结构的剖视图。

图8是对实施方式2的可变栅极电压电路的结构进行说明的图。

图9是表示集电极－发射极间电压相对于温度变化的特性的图。