[发明专利]半导体器件

说明书

提供一种半导体器件，其具有如下配置，包括：驱动单元，用于根据用于控制上开关元件和下开关元件的驱动的控制信号来驱动上开关元件和下开关元件，该上开关元件和下开关元件串联连接以构成桥接电路；绝缘单元，具有绝缘变压器；以及封装件，用于密封绝缘单元和驱动单元的至少一部分。绝缘单元将与控制信号对应的信号发送到驱动单元侧，同时对该信号进行隔离。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件。

背景技术

通常，作为将DC电力转换为AC电力的电力转换装置的逆变器用于驱动各种装置中包括的电动机，并且用在电源(例如电力调节器)中。

通常，存在已知IPM(智能功率模块)，其中包括诸如IGBT(绝缘栅双极晶体管)或MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)的功率器件和驱动功率器件的驱动器IC的逆变器封装在单个封装件中。在使用高电压的电力转换装置中，通常需要隔离输入部分中的信号和高压部分中的主电路以防止电击。

图9是示出IPM安装在印刷电路板上的常规逆变器系统的配置的示例的概况的示图。图9所示的逆变器系统110包括MCU(微控制单元)101、光电耦合器102A至102F、光电耦合器103、IPM 104和印刷电路板(PCB)105。

MCU 101、光电耦合器102A至102F、光电耦合器103和IPM 104例如通过焊接安装在印刷电路板105上。

MCU 101将控制信号Sci1至Sci6分别发送到提供相对快速响应的光电耦合器102A至102F。光电耦合器102A至102F在电隔离的同时将所接收的控制信号Sci1至Sci6作为控制信号Sco1至Sco6传送至IPM 104。

IPM 104用作驱动三相无刷DC电动机(未示出)的电动机驱动器，并且具有三个桥接结构(未示出)，每个桥接结构形成有上开关器件和下开关器件，每个开关器件配置为IGBT等。在IPM 104中，基于所接收的控制信号Sco1至Sco6，驱动器IC驱动上开关器件和下开关器件。以这种方式，IPM 104作为逆变器操作。

从IPM 104将故障信号Fti发送到提供相对慢速响应的光电耦合器103。当发生诸如过电流或过热状态的故障时，发送故障信号Fti。光电耦合器103在电隔离的同时将所接收的故障信号Fti作为故障信号Fto传送到MCU 101。这样，可以将故障状态通知给MCU 101。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：JP-A-2001-156252

发明内容

技术问题

因此，图9所示的常规逆变器系统110的配置(其中光电耦合器102A至102F以及103布置在低压侧的MCU 101和高压侧的IPM 104之间)实现控制信号和故障信号的信号隔离，并且防止MCU 101的误动作和故障。然而，随着衬底安装面积由于下面给出的原因而增加，逆变器系统110的这种配置使印刷电路板105的尺寸增大，因此阻碍系统实现紧凑性。

造成上述问题的原因之一是光电耦合器需要具有确保隔离的端子爬电距离，并且这增大了光电耦合器的封装尺寸。另一原因是需要提供与信号相同数量的光电耦合器。在逆变器系统110的示例中，需要七个光电耦合器。另一原因是光电耦合器需要外部电容器来供电。又一原因是需要在印刷电路板105上的布线图案之间确保隔离距离。

专利文献1公开了一种配置，其中印刷电路板布置在IPM上，并且用于隔离PWM信号的光电耦合器安装在印刷电路板上。即使是这种常规配置也存在与上述类似问题。

针对上述背景设计，本发明的一个目的是提供一种通过减小衬底安装面积来提供紧凑系统的半导体器件。

解决问题的手段