JP2002270736A - 半導体装置 - Google Patents
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- H01L2224/732—Location after the connecting process
- H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
- H01L2224/73265—Layer and wire connectors
Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた経済性を確保したうえで、パワー半導
体素子に生じる熱量を十分放散することができる、小型
で大容量の半導体装置を提供する。 【解決手段】 底面電極と上面電極を有する半導体素子
２１と、半導体素子の底面側に位置する金属ブロック２
６と、底面電極と金属ブロックとの間に接して配置され
た導電性を有する素子固着層２３と、底面電極と導通す
る底面電極側リード３０と、上面電極と導通する上面電
極側リード２９と、封止樹脂２４とを備える。
体素子に生じる熱量を十分放散することができる、小型
で大容量の半導体装置を提供する。 【解決手段】 底面電極と上面電極を有する半導体素子
２１と、半導体素子の底面側に位置する金属ブロック２
６と、底面電極と金属ブロックとの間に接して配置され
た導電性を有する素子固着層２３と、底面電極と導通す
る底面電極側リード３０と、上面電極と導通する上面電
極側リード２９と、封止樹脂２４とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力制御のために
使用される半導体装置に関し、より具体的には、放熱特
性に優れた半導体装置に関するものである。
使用される半導体装置に関し、より具体的には、放熱特
性に優れた半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１７は、従来の電力制御用半導体装置
を説明する図面である。同図によれば、パワー半導体素
子１２１は、薄金属板からなるリードフレーム１３０の
ダイパッド部１３１にろう材１２３によって接合されて
いる。パワー半導体素子１２１の電極と電極との間、お
よびパワー半導体素子の電極と内部リード部１３６との
間は、金やアルミ等の金属細線１２２によって配線され
る。ダイパッド部１３１の下側には、封止樹脂１２４か
らなる絶縁層１２５を挟んでヒートシンクの役割を果た
す金属ブロック１２６が配置される。この金属ブロック
１２６の底面は封止樹脂１２４からなる絶縁層１２５か
ら露出している。パワー半導体素子１２１以外に、制御
回路を構成するための素子や回路が、リードフレーム１
３０上に形成される場合もある。金属ブロック１２６と
リードフレーム１３０のダイパッド部１３１との間に
は、封止樹脂１２４からなる絶縁層１２５が介在し、絶
縁耐圧を確保している。
を説明する図面である。同図によれば、パワー半導体素
子１２１は、薄金属板からなるリードフレーム１３０の
ダイパッド部１３１にろう材１２３によって接合されて
いる。パワー半導体素子１２１の電極と電極との間、お
よびパワー半導体素子の電極と内部リード部１３６との
間は、金やアルミ等の金属細線１２２によって配線され
る。ダイパッド部１３１の下側には、封止樹脂１２４か
らなる絶縁層１２５を挟んでヒートシンクの役割を果た
す金属ブロック１２６が配置される。この金属ブロック
１２６の底面は封止樹脂１２４からなる絶縁層１２５か
ら露出している。パワー半導体素子１２１以外に、制御
回路を構成するための素子や回路が、リードフレーム１
３０上に形成される場合もある。金属ブロック１２６と
リードフレーム１３０のダイパッド部１３１との間に
は、封止樹脂１２４からなる絶縁層１２５が介在し、絶
縁耐圧を確保している。
【０００３】半導体装置１１１の稼動中、リードフレー
ム１３０から流入する電流がろう材１２３を介してパワ
ー半導体素子１２１の底部の電極に流れ込み、パワー半
導体素子によって増幅等の変調を受け、パワー半導体素
子の上面の電極から金属細線１２２を経て、内部リード
部１３６に流れ出てゆく。ろう材１２３は電流を流通さ
せるので、良導体でなければならない。上記パワー半導
体素子の稼動中に、パワー半導体素子１２１の上面に発
熱が生じ、この熱はパワー半導体素子１２１と、ろう材
１２３と、ダイパッド部１３１と、絶縁層１２５と、金
属ブロック１２６の順に伝達し、半導体装置の外部に放
散される。
ム１３０から流入する電流がろう材１２３を介してパワ
ー半導体素子１２１の底部の電極に流れ込み、パワー半
導体素子によって増幅等の変調を受け、パワー半導体素
子の上面の電極から金属細線１２２を経て、内部リード
部１３６に流れ出てゆく。ろう材１２３は電流を流通さ
せるので、良導体でなければならない。上記パワー半導
体素子の稼動中に、パワー半導体素子１２１の上面に発
熱が生じ、この熱はパワー半導体素子１２１と、ろう材
１２３と、ダイパッド部１３１と、絶縁層１２５と、金
属ブロック１２６の順に伝達し、半導体装置の外部に放
散される。
【０００４】リードフレーム上にパワー半導体素子と集
積回路素子とをろう付けによって接合し、図１７と同様
の配線系統を有し、かつ金属ブロックを有するその他の
従来の類似の半導体装置として、特開2000-138343号公
報の従来の技術に示すものがある。
積回路素子とをろう付けによって接合し、図１７と同様
の配線系統を有し、かつ金属ブロックを有するその他の
従来の類似の半導体装置として、特開2000-138343号公
報の従来の技術に示すものがある。
【０００５】この半導体装置では、上記のリードフレー
ムのパワー半導体素子と集積回路素子とが搭載された面
を覆うように１次モールドを形成し、さらに１次モール
ドを形成したリードフレームとヒートシンクとを一体的
に覆うように２次モールドを形成している。
ムのパワー半導体素子と集積回路素子とが搭載された面
を覆うように１次モールドを形成し、さらに１次モール
ドを形成したリードフレームとヒートシンクとを一体的
に覆うように２次モールドを形成している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の半導体装
置では、リードフレーム１３０と金属ブロック１２６と
の間に、封止樹脂１２４からなる絶縁層１２５が介在し
ている。この絶縁層１２５は、金属と比較して熱伝導率
が低い。このため、パワー半導体素子１２１が動作する
際に生じる熱を外部に放散する量を抑止していた。
置では、リードフレーム１３０と金属ブロック１２６と
の間に、封止樹脂１２４からなる絶縁層１２５が介在し
ている。この絶縁層１２５は、金属と比較して熱伝導率
が低い。このため、パワー半導体素子１２１が動作する
際に生じる熱を外部に放散する量を抑止していた。
【０００７】パワー半導体素子と相違するが、半導体回
路素子の過熱を防止するための半導体装置として、図１
８および図１９に示す半導体装置がある（特開平8-7846
1号公報）。この半導体装置では、半導体回路素子１２
１は導電性ペースト１６０により放熱板１２６に接着さ
れている。この半導体装置の特徴は、リード１３５と放
熱板１２６との電気的接続を遮断しながら所定値以上の
熱伝導性を確保する接着剤１５０にある。この接着剤１
５０によって、リード１３５は放熱板１２６に接着され
固定されている。このような接着剤１５０を用いること
により、半導体回路素子１２１に発生した熱は、放熱板
１２６を経由してリード１３５に伝わり、リード１３５
から外部に放散される。
路素子の過熱を防止するための半導体装置として、図１
８および図１９に示す半導体装置がある（特開平8-7846
1号公報）。この半導体装置では、半導体回路素子１２
１は導電性ペースト１６０により放熱板１２６に接着さ
れている。この半導体装置の特徴は、リード１３５と放
熱板１２６との電気的接続を遮断しながら所定値以上の
熱伝導性を確保する接着剤１５０にある。この接着剤１
５０によって、リード１３５は放熱板１２６に接着され
固定されている。このような接着剤１５０を用いること
により、半導体回路素子１２１に発生した熱は、放熱板
１２６を経由してリード１３５に伝わり、リード１３５
から外部に放散される。
【０００８】しかしながら、上記半導体素子と異なり、
本発明が対象とするパワー半導体素子は、要求される絶
縁耐圧が数百ボルトから数キロボルトと非常に高く、上
記半導体装置のような絶縁層では必要な絶縁耐圧を確保
することができない。また、絶縁層とモールド樹脂との
間で剥離が起こる可能性があり、絶縁信頼性を確保する
ことが困難である。
本発明が対象とするパワー半導体素子は、要求される絶
縁耐圧が数百ボルトから数キロボルトと非常に高く、上
記半導体装置のような絶縁層では必要な絶縁耐圧を確保
することができない。また、絶縁層とモールド樹脂との
間で剥離が起こる可能性があり、絶縁信頼性を確保する
ことが困難である。
【０００９】パワー半導体素子１２１に発生する熱の放
散性を向上させるために、図１７において、絶縁層１２
５を形成している封止樹脂１２４を熱伝導率の高い樹脂
に変えることが考えられる。しかし、熱伝導率の高い樹
脂は、一般の樹脂と比較して高価であり、半導体装置の
低価格化と放熱性向上とを両立させることは困難であっ
た。
散性を向上させるために、図１７において、絶縁層１２
５を形成している封止樹脂１２４を熱伝導率の高い樹脂
に変えることが考えられる。しかし、熱伝導率の高い樹
脂は、一般の樹脂と比較して高価であり、半導体装置の
低価格化と放熱性向上とを両立させることは困難であっ
た。
【００１０】図１７に示す従来の半導体装置において
は、パワー半導体素子の上面で発生した熱は、上部から
下部へと順に、パワー半導体素子１２１、ろう材１２
３、ダイパッド部１３１、絶縁層１２５、金属ブロック
１２６と伝わり、それら部材において（１）式で表わさ
れる熱抵抗（熱の流れに対する抵抗）を発生させる。た
だし、Ｒ(th)は熱抵抗、Ｌは伝熱距離、λは熱伝導率、
Ａは伝熱面積である。
は、パワー半導体素子の上面で発生した熱は、上部から
下部へと順に、パワー半導体素子１２１、ろう材１２
３、ダイパッド部１３１、絶縁層１２５、金属ブロック
１２６と伝わり、それら部材において（１）式で表わさ
れる熱抵抗（熱の流れに対する抵抗）を発生させる。た
だし、Ｒ(th)は熱抵抗、Ｌは伝熱距離、λは熱伝導率、
Ａは伝熱面積である。
【００１１】 Ｒ(th)＝Ｌ/（λ・Ａ） ・・・・・・・・・・・・・・（１） 熱は、一般的に、発熱源からの距離が大きくなるにした
がって広がり、伝熱面積が大きくなる。図１７に示す従
来の構造のように、熱伝導率の低い絶縁層１２５がパワ
ー半導体素子１２１の近くにある場合、伝熱面積が小さ
い箇所に熱伝導率の低い部材があることになり、絶縁層
の熱抵抗が高くなり、放熱性向上を大きく阻害してい
た。
がって広がり、伝熱面積が大きくなる。図１７に示す従
来の構造のように、熱伝導率の低い絶縁層１２５がパワ
ー半導体素子１２１の近くにある場合、伝熱面積が小さ
い箇所に熱伝導率の低い部材があることになり、絶縁層
の熱抵抗が高くなり、放熱性向上を大きく阻害してい
た。
【００１２】さらに、従来の半導体装置において、熱抵
抗の低減をはかるためには、絶縁層厚さを小さくする、
つまり（１）式で表わされる伝熱距離Ｌを小さくするこ
とが望ましい。しかし、樹脂の未充填を防止し、絶縁性
能を確保するためには、絶縁層の厚さを極端に薄くする
ことはできない。このため、所望の放熱性能を得ること
ができなかった。
抗の低減をはかるためには、絶縁層厚さを小さくする、
つまり（１）式で表わされる伝熱距離Ｌを小さくするこ
とが望ましい。しかし、樹脂の未充填を防止し、絶縁性
能を確保するためには、絶縁層の厚さを極端に薄くする
ことはできない。このため、所望の放熱性能を得ること
ができなかった。
【００１３】特開2000-138343公報の従来の技術に示す
半導体装置では、１次モールドを形成したリードフレー
ムとヒートシンクとを一体的に覆うように２次モールド
を形成している。これは、１次モールドがないと、絶縁
層１２５を形成するための空間が狭く、それ以外の空間
が広くなり、封止樹脂１２４は広い空間から充填され、
絶縁層１２５を形成するための空間に充填されるのでが
最後になる。これによって、絶縁層１２５に気泡が混入
したり、未充填が発生し、絶縁信頼性を確保することが
困難になる。つまり、１次モールドは、絶縁層１２５を
形成するための空間と、それ以外の空間への樹脂の充填
のバランスをとるために不可欠のものである。しかし、
これによって、１次モールド金型と２次モールド金型の
２つの金型が必要となり、さらにモールド工程が２回必
要となる。
半導体装置では、１次モールドを形成したリードフレー
ムとヒートシンクとを一体的に覆うように２次モールド
を形成している。これは、１次モールドがないと、絶縁
層１２５を形成するための空間が狭く、それ以外の空間
が広くなり、封止樹脂１２４は広い空間から充填され、
絶縁層１２５を形成するための空間に充填されるのでが
最後になる。これによって、絶縁層１２５に気泡が混入
したり、未充填が発生し、絶縁信頼性を確保することが
困難になる。つまり、１次モールドは、絶縁層１２５を
形成するための空間と、それ以外の空間への樹脂の充填
のバランスをとるために不可欠のものである。しかし、
これによって、１次モールド金型と２次モールド金型の
２つの金型が必要となり、さらにモールド工程が２回必
要となる。
【００１４】熱抵抗の低減をはかるもう１つの手段とし
ては、パワー半導体素子の面積を大きくする、すなわ
ち、（１）式の伝熱面積Ａを大きくすることが考えられ
る。しかし、半導体装置１１１の大型化、パワー半導体
素子１２１のコスト上昇という問題があった。
ては、パワー半導体素子の面積を大きくする、すなわ
ち、（１）式の伝熱面積Ａを大きくすることが考えられ
る。しかし、半導体装置１１１の大型化、パワー半導体
素子１２１のコスト上昇という問題があった。
【００１５】放熱性が十分でない場合に生じる性能上の
問題は、パワー半導体素子に所望の大きさの電流を流す
ことができず、容量が制限されることにある。したがっ
て、大きな容量を確保するために、放散性を向上させる
ことが必要である。
問題は、パワー半導体素子に所望の大きさの電流を流す
ことができず、容量が制限されることにある。したがっ
て、大きな容量を確保するために、放散性を向上させる
ことが必要である。
【００１６】そこで、本発明は、優れた経済性を確保し
たうえで、パワー半導体素子に生じる熱量を十分放散す
ることができる、小型で大容量の半導体装置を提供する
ことを目的とする。
たうえで、パワー半導体素子に生じる熱量を十分放散す
ることができる、小型で大容量の半導体装置を提供する
ことを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
底面および上面のそれぞれに電極を有する半導体素子
と、半導体素子の底面側に位置する金属ブロックと、半
導体素子の底面電極と金属ブロックとの間に接して配置
された、導電性を有する素子固着層と、半導体素子の底
面電極と導通する底面電極側リードと、半導体素子の上
面電極と導通する上面電極側リードと、金属ブロック
と、半導体素子とを覆い、さらに底面電極側リードおよ
び上面電極側リードを突き出させて封止する封止樹脂と
を備える（請求項１）。
底面および上面のそれぞれに電極を有する半導体素子
と、半導体素子の底面側に位置する金属ブロックと、半
導体素子の底面電極と金属ブロックとの間に接して配置
された、導電性を有する素子固着層と、半導体素子の底
面電極と導通する底面電極側リードと、半導体素子の上
面電極と導通する上面電極側リードと、金属ブロック
と、半導体素子とを覆い、さらに底面電極側リードおよ
び上面電極側リードを突き出させて封止する封止樹脂と
を備える（請求項１）。
【００１８】この構成により、ヒートシンクの役割を果
たす金属ブロックと半導体素子とが導電性接着剤または
ろう材からなる素子固着層によって接着または接合され
る。したがって、半導体素子で発熱した熱は、リードフ
レームや熱伝導率の低い絶縁層を介することなく、熱容
量の大きい金属ブロックに伝達されので、半導体素子か
ら金属ブロックに至る経路の熱抵抗を低減できるととも
に、金属ブロックの熱容量によって急激な温度上昇が抑
制され、信頼性が向上する。このため、熱伝導率の高い
高価な封止樹脂を用いることなく、半導体素子の昇温の
程度が大幅に抑制される。この結果、良好な経済性を維
持したまま、容量を拡大した小型の半導体装置を提供す
ることが可能となる。上記の構成では、半導体素子は素
子固着層によって金属ブロックに固定されるので、半導
体素子の機械的な固定も強固に行なわれ、かつ底面電極
側力リードの底面電極への導通も容易に実現することが
できる。素子固着層を構成する材料としては、はんだ等
のろう材や、銀ペースト等の導電性接着剤が挙げられる
が、とくにこれらに限定されるものではなく、導電性が
よく、熱伝導率が高く、固着強度が強いものであればど
のような材料でもよい。
たす金属ブロックと半導体素子とが導電性接着剤または
ろう材からなる素子固着層によって接着または接合され
る。したがって、半導体素子で発熱した熱は、リードフ
レームや熱伝導率の低い絶縁層を介することなく、熱容
量の大きい金属ブロックに伝達されので、半導体素子か
ら金属ブロックに至る経路の熱抵抗を低減できるととも
に、金属ブロックの熱容量によって急激な温度上昇が抑
制され、信頼性が向上する。このため、熱伝導率の高い
高価な封止樹脂を用いることなく、半導体素子の昇温の
程度が大幅に抑制される。この結果、良好な経済性を維
持したまま、容量を拡大した小型の半導体装置を提供す
ることが可能となる。上記の構成では、半導体素子は素
子固着層によって金属ブロックに固定されるので、半導
体素子の機械的な固定も強固に行なわれ、かつ底面電極
側力リードの底面電極への導通も容易に実現することが
できる。素子固着層を構成する材料としては、はんだ等
のろう材や、銀ペースト等の導電性接着剤が挙げられる
が、とくにこれらに限定されるものではなく、導電性が
よく、熱伝導率が高く、固着強度が強いものであればど
のような材料でもよい。
【００１９】なお、上面電極と上面電極側リードとの接
続は、金属細線を超音波圧接によって固相接合する方法
が一般的であるが、これに限定するものではなく、金属
細線や金属板または金属板を所望の形状に加工したリー
ドフレームを、導電性接着剤やろう材で固着する方法な
ど、何によって接合されてもよい。以後の説明において
も、上面電極と上面電極側リードとの接続についてとく
に限定していない場合は、同様である。
続は、金属細線を超音波圧接によって固相接合する方法
が一般的であるが、これに限定するものではなく、金属
細線や金属板または金属板を所望の形状に加工したリー
ドフレームを、導電性接着剤やろう材で固着する方法な
ど、何によって接合されてもよい。以後の説明において
も、上面電極と上面電極側リードとの接続についてとく
に限定していない場合は、同様である。
【００２０】上記本発明の半導体装置では、底面および
上面のそれぞれに電極を有する複数の半導体素子と、半
導体素子の底面側に位置する複数の金属ブロックと、半
導体素子の底面電極と金属ブロックとの間に接して配置
された、導電性を有する複数の素子固着層と、半導体素
子の底面電極と導通する複数の底面電極側リードと、半
導体素子の上面電極と導通する複数の上面電極側リード
と、金属ブロックと半導体素子とを覆い、さらに底面電
極側リードおよび上面電極側リードを突き出させて封止
する封止樹脂とを備える半導体装置である。この半導体
装置では、複数の底面電極側リードは、それぞれ少なく
とも１つの半導体素子の底面電極と導通し、複数の上面
電極側リードは、それぞれ少なくとも１つの半導体素子
の上面電極と導通し、複数の金属ブロックは、それぞれ
少なくとも１つの半導体素子の底面電極に素子固着層に
よって固着され、複数の金属ブロックが互いに、封止樹
脂を間に挟んで離れている（請求項２）。
上面のそれぞれに電極を有する複数の半導体素子と、半
導体素子の底面側に位置する複数の金属ブロックと、半
導体素子の底面電極と金属ブロックとの間に接して配置
された、導電性を有する複数の素子固着層と、半導体素
子の底面電極と導通する複数の底面電極側リードと、半
導体素子の上面電極と導通する複数の上面電極側リード
と、金属ブロックと半導体素子とを覆い、さらに底面電
極側リードおよび上面電極側リードを突き出させて封止
する封止樹脂とを備える半導体装置である。この半導体
装置では、複数の底面電極側リードは、それぞれ少なく
とも１つの半導体素子の底面電極と導通し、複数の上面
電極側リードは、それぞれ少なくとも１つの半導体素子
の上面電極と導通し、複数の金属ブロックは、それぞれ
少なくとも１つの半導体素子の底面電極に素子固着層に
よって固着され、複数の金属ブロックが互いに、封止樹
脂を間に挟んで離れている（請求項２）。
【００２１】この構成により、複数のパワー半導体素子
を組み合わせて、リードフレームと金属細線とで配線を
形成することにより、所望の回路を構成して一括に樹脂
封止することができる。この結果、経済性に優れ、小型
で高機能の半導体装置を提供することが可能となる。
を組み合わせて、リードフレームと金属細線とで配線を
形成することにより、所望の回路を構成して一括に樹脂
封止することができる。この結果、経済性に優れ、小型
で高機能の半導体装置を提供することが可能となる。
【００２２】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
平面的に見て、金属ブロックの領域が半導体素子の領域
より大きいことが望ましい（請求項３）。
平面的に見て、金属ブロックの領域が半導体素子の領域
より大きいことが望ましい（請求項３）。
【００２３】この構成によれば、熱伝導率の高い素子固
着層を経て半導体素子から金属ブロックに熱が伝達さ
れ、金属ブロックで熱の伝達経路が広がり、伝熱面積が
拡大されて底部の絶縁層に伝わる。このため、従来と同
じ熱伝導率を有する封止樹脂を使用し、従来と同じ絶縁
層の厚さを用いても、絶縁層の熱抵抗は従来よりも低減
されるので、熱の放散性能は大幅に向上する。
着層を経て半導体素子から金属ブロックに熱が伝達さ
れ、金属ブロックで熱の伝達経路が広がり、伝熱面積が
拡大されて底部の絶縁層に伝わる。このため、従来と同
じ熱伝導率を有する封止樹脂を使用し、従来と同じ絶縁
層の厚さを用いても、絶縁層の熱抵抗は従来よりも低減
されるので、熱の放散性能は大幅に向上する。
【００２４】また、絶縁層を厚くしても、従来と同等ま
たはそれ以上の放熱性能を維持でき、かつ絶縁層を形成
する部分への封止樹脂の充填が容易になり、リードフレ
ームに１次モールドを形成しなくても絶縁層の信頼性を
確保することができる。
たはそれ以上の放熱性能を維持でき、かつ絶縁層を形成
する部分への封止樹脂の充填が容易になり、リードフレ
ームに１次モールドを形成しなくても絶縁層の信頼性を
確保することができる。
【００２５】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
底面電極側リードが、金属ブロックと導通することによ
り、半導体素子の底面電極と導通することができる（請
求項４）。
底面電極側リードが、金属ブロックと導通することによ
り、半導体素子の底面電極と導通することができる（請
求項４）。
【００２６】上記の構成により、底面電極側リードをパ
ワー素子の直下に配置することなく底面電極と導通する
ことができる。このため、パワー素子直下に配置される
熱抵抗部材を減らすことができるので、放熱性を向上さ
せることが可能となる。
ワー素子の直下に配置することなく底面電極と導通する
ことができる。このため、パワー素子直下に配置される
熱抵抗部材を減らすことができるので、放熱性を向上さ
せることが可能となる。
【００２７】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
底面電極側リードが、金属ブロックの表面で、素子固着
層の近傍に配置された、導電性を有するリード固着部に
接して金属ブロックに固着されることにより、金属ブロ
ックと導通することができる（請求項５）。
底面電極側リードが、金属ブロックの表面で、素子固着
層の近傍に配置された、導電性を有するリード固着部に
接して金属ブロックに固着されることにより、金属ブロ
ックと導通することができる（請求項５）。
【００２８】この構成により、底面電極側リードと金属
ブロックとを確実に接続し、固定することができる。
ブロックとを確実に接続し、固定することができる。
【００２９】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
金属ブロックが、素子固着層とリード固着部との間に、
溝および突起のうちの一方を有することができる（請求
項６）。
金属ブロックが、素子固着層とリード固着部との間に、
溝および突起のうちの一方を有することができる（請求
項６）。
【００３０】この構成により、パワー素子と金属ブロッ
クとを固着するろう材または導電性接着剤と、底面電極
側リードと金属ブロックとを固着するろう材または導電
性接着剤が、混合することを防止することができる。
クとを固着するろう材または導電性接着剤と、底面電極
側リードと金属ブロックとを固着するろう材または導電
性接着剤が、混合することを防止することができる。
【００３１】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
素子固着層およびリード固着部のうち、一方に導電性接
着剤を、他方にろう材を用いることができる（請求項
７）。
素子固着層およびリード固着部のうち、一方に導電性接
着剤を、他方にろう材を用いることができる（請求項
７）。
【００３２】この構成により、パワー素子と金属ブロッ
クとを固着する工程と、底面電極側リードと金属ブロッ
クとを固着する工程とを分けることができる。たとえ
ば、パワー素子と金属ブロックとを融点の高いろう材で
固着した後、底面電極側リードと金属ブロックとを融点
の低いろう材または硬化温度の低い導電性接着剤で固着
することができる。この結果、先に固着したパワー素子
と金属ブロックとの固着部を再溶融させることなく底面
電極側リードと金属ブロックとを固着することができ、
固着工程を分けても固着部の信頼性を損なうことがな
い。
クとを固着する工程と、底面電極側リードと金属ブロッ
クとを固着する工程とを分けることができる。たとえ
ば、パワー素子と金属ブロックとを融点の高いろう材で
固着した後、底面電極側リードと金属ブロックとを融点
の低いろう材または硬化温度の低い導電性接着剤で固着
することができる。この結果、先に固着したパワー素子
と金属ブロックとの固着部を再溶融させることなく底面
電極側リードと金属ブロックとを固着することができ、
固着工程を分けても固着部の信頼性を損なうことがな
い。
【００３３】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
底面電極側リードが、金属ブロックに溶接または超音波
圧接されることにより、金属ブロックと導通することが
できる（請求項８）。
底面電極側リードが、金属ブロックに溶接または超音波
圧接されることにより、金属ブロックと導通することが
できる（請求項８）。
【００３４】この構成により、短時間の処理工程によ
り、確実に導通を確保することができる。
り、確実に導通を確保することができる。
【００３５】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
底面電極側リードが、素子固着層に接して固着されるこ
とにより、半導体素子の底面電極と導通することができ
る（請求項９）。
底面電極側リードが、素子固着層に接して固着されるこ
とにより、半導体素子の底面電極と導通することができ
る（請求項９）。
【００３６】この構成により、ろう材または導電性接着
剤の供給を１回で完了することができ、かつ金属ブロッ
クを介することなく、パワー素子の底面電極と底面電極
側リードとを導通させることができる。
剤の供給を１回で完了することができ、かつ金属ブロッ
クを介することなく、パワー素子の底面電極と底面電極
側リードとを導通させることができる。
【００３７】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
金属ブロックおよび底面電極側リードのうちの一方に突
出部を、他方に突出部を嵌め入れる嵌入部を備え、前記
突出部が前記嵌入部に嵌め入れることができる（請求項
１０）。
金属ブロックおよび底面電極側リードのうちの一方に突
出部を、他方に突出部を嵌め入れる嵌入部を備え、前記
突出部が前記嵌入部に嵌め入れることができる（請求項
１０）。
【００３８】この構成により、金属ブロックと底面電極
側リード部との接合が強固になり、この結果、接合部の
破損を気にせずハンドリングすることができる。
側リード部との接合が強固になり、この結果、接合部の
破損を気にせずハンドリングすることができる。
【００３９】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
嵌入部が底面電極側リードを貫通する孔からなる嵌入部
であり、突出部が金属ブロックに設けられた突出部であ
ることが望ましい（請求項１１）。
嵌入部が底面電極側リードを貫通する孔からなる嵌入部
であり、突出部が金属ブロックに設けられた突出部であ
ることが望ましい（請求項１１）。
【００４０】この構成により、突出部の位置を貫通孔か
ら見ながら位置合わせをして、簡便に本半導体装置を組
み上げることができる。また、底面電極側リードの素子
固着層との接触が確実に行なわれているか容易に確認す
ることができる。
ら見ながら位置合わせをして、簡便に本半導体装置を組
み上げることができる。また、底面電極側リードの素子
固着層との接触が確実に行なわれているか容易に確認す
ることができる。
【００４１】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
突出部を嵌入部に嵌め入れる前において、嵌入部の断面
の内側の大きさが、突出部の断面外形の大きさよりも小
さく、突出部を嵌入部に嵌め入れた後において、突出部
と嵌入部との間に圧力を及ぼし合う圧入構造を形成する
ことができる（請求項１２）。
突出部を嵌入部に嵌め入れる前において、嵌入部の断面
の内側の大きさが、突出部の断面外形の大きさよりも小
さく、突出部を嵌入部に嵌め入れた後において、突出部
と嵌入部との間に圧力を及ぼし合う圧入構造を形成する
ことができる（請求項１２）。
【００４２】この構成により、ろう材の接合を用いなく
ても圧入構造での電気的な接続と機械的な固定とを実現
することができる。このため、パワー半導体素子の底部
側に突出部と嵌入部の接触部がない構造とすることがで
き、耐久性を向上させることができる。
ても圧入構造での電気的な接続と機械的な固定とを実現
することができる。このため、パワー半導体素子の底部
側に突出部と嵌入部の接触部がない構造とすることがで
き、耐久性を向上させることができる。
【００４３】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
突出部および嵌入部の少なくとも一方において、平面的
に見て突出部と嵌入部との境界に、部分的に間隙を形成
する間隙部を備え、間隙部に導電性固着部が配置される
ことができる（請求項１３）。
突出部および嵌入部の少なくとも一方において、平面的
に見て突出部と嵌入部との境界に、部分的に間隙を形成
する間隙部を備え、間隙部に導電性固着部が配置される
ことができる（請求項１３）。
【００４４】この構成により伝熱面積を増大させ、放熱
性を向上させることができる。上記本発明の半導体装置
では、たとえば、間隙部が、突出部の突出し方向に沿っ
て設けられた溝であることとできる（請求項１４）。
性を向上させることができる。上記本発明の半導体装置
では、たとえば、間隙部が、突出部の突出し方向に沿っ
て設けられた溝であることとできる（請求項１４）。
【００４５】この構成により、簡単な構造により導電性
接着剤またはろう材等からなる素子固着層の伝熱経路を
拡大し、放熱性を向上させることができる。また、突出
部と嵌入部との圧入や嵌め入れを容易化することができ
る。
接着剤またはろう材等からなる素子固着層の伝熱経路を
拡大し、放熱性を向上させることができる。また、突出
部と嵌入部との圧入や嵌め入れを容易化することができ
る。
【００４６】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
突出部が平面的に見て多角形であり、間隙部が突出部の
コーナー部を取り除いたことにより形成されることがで
きる（請求項１５）。
突出部が平面的に見て多角形であり、間隙部が突出部の
コーナー部を取り除いたことにより形成されることがで
きる（請求項１５）。
【００４７】この構成によっても、さらに簡単な構造に
より、導電性接着剤またはろう材からなる素子固着層の
伝熱経路を拡大し、放熱性を向上させることができる。
また、突出部と嵌入部との圧入や嵌め入れを容易化する
ことができる。
より、導電性接着剤またはろう材からなる素子固着層の
伝熱経路を拡大し、放熱性を向上させることができる。
また、突出部と嵌入部との圧入や嵌め入れを容易化する
ことができる。
【００４８】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
嵌入部の断面の内側の大きさが、突出部の断面外形の大
きさよりも大きく、突出部と嵌入部との間隙に導電性固
着部が配置されることができる（請求項１６）。
嵌入部の断面の内側の大きさが、突出部の断面外形の大
きさよりも大きく、突出部と嵌入部との間隙に導電性固
着部が配置されることができる（請求項１６）。
【００４９】この構成により、導電性接着剤またはろう
材からなる素子固着層の伝熱面積が増大し、放熱特性を
向上させることができるほかに、導電性接着剤またはろ
う材による接着面積または接合面積が大きいので、電気
的接続を確実にすることができ、また機械的強度も向上
する。
材からなる素子固着層の伝熱面積が増大し、放熱特性を
向上させることができるほかに、導電性接着剤またはろ
う材による接着面積または接合面積が大きいので、電気
的接続を確実にすることができ、また機械的強度も向上
する。
【００５０】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
嵌入部の金属ブロック側の面と、金属ブロックとの間
に、ろう材が充填されることができる（請求項１７）。
嵌入部の金属ブロック側の面と、金属ブロックとの間
に、ろう材が充填されることができる（請求項１７）。
【００５１】この構成により、底面電極側リードと金属
ブロックとの導通をより一層、確実にすることができ
る。
ブロックとの導通をより一層、確実にすることができ
る。
【００５２】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
底面電極側リードがダイパッド部を備えることができる
（請求項１８）。
底面電極側リードがダイパッド部を備えることができる
（請求項１８）。
【００５３】この構成により、嵌入構造等の圧入構造等
を容易に形成することができる。またこれまで用いてき
たリードフレームを用いて本発明の半導体装置を製造す
ることが可能となる。
を容易に形成することができる。またこれまで用いてき
たリードフレームを用いて本発明の半導体装置を製造す
ることが可能となる。
【００５４】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
金属ブロックの底面を覆っている封止樹脂に代わって、
別の種類の絶縁層が金属ブロックの底面を覆い露出する
ことができる（請求項１９）。
金属ブロックの底面を覆っている封止樹脂に代わって、
別の種類の絶縁層が金属ブロックの底面を覆い露出する
ことができる（請求項１９）。
【００５５】この構成により、金属ブロックの底面以外
の部分は、熱伝導率を考慮せず安価な封止樹脂で構成
し、放熱経路となる金属ブロックの底面側の絶縁層は、
熱伝導率の高い絶縁性樹脂を用いて形成することができ
る。このため、熱伝導率の高い高価な樹脂の使用量を最
小限に抑制したうえで放熱特性を向上させることができ
る。
の部分は、熱伝導率を考慮せず安価な封止樹脂で構成
し、放熱経路となる金属ブロックの底面側の絶縁層は、
熱伝導率の高い絶縁性樹脂を用いて形成することができ
る。このため、熱伝導率の高い高価な樹脂の使用量を最
小限に抑制したうえで放熱特性を向上させることができ
る。
【００５６】上記本発明の半導体装置では、たとえば、
底面電極側リードのうち、リード固着部と接する部分、
素子固着部と接する部分および金属ブロックとの溶接部
のうちのいずれかが金属ブロック側に突き出ることがで
きる（請求項２０）。
底面電極側リードのうち、リード固着部と接する部分、
素子固着部と接する部分および金属ブロックとの溶接部
のうちのいずれかが金属ブロック側に突き出ることがで
きる（請求項２０）。
【００５７】この構成により、金属ブロックと接触して
はならない底面電極側リードを金属ブロックから離して
間に封止樹脂を分布させて絶縁を確保することができ
る。この底面電極側リードは簡素な形状であり、安価に
製造することができる。
はならない底面電極側リードを金属ブロックから離して
間に封止樹脂を分布させて絶縁を確保することができ
る。この底面電極側リードは簡素な形状であり、安価に
製造することができる。
【００５８】
【発明の実施の形態】次に、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。
の形態について説明する。
【００５９】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における半導体装置を示す断面図である。図１に
おいて、パワー半導体素子２１は、導電性の素子固着層
２３を介して金属ブロック２６によって支えられてい
る。素子固着層２３を構成する材料としては、はんだ等
のろう材や、銀ペースト等の導電性接着剤が挙げられる
が、とくにこれらに限定されるものではなく、導電性が
よく、熱伝導率が高く、固着強度が強いものであればど
のような材料でもよい。薄金属板からなる底面電極側リ
ード３０は、導電性のリード固着部３１によって金属ブ
ロック２６に固着されている。このため、パワー半導体
素子２１の底面電極を形成する底面と、底面電極側リー
ド３０との導通が確保されている。金属ブロック２６
も、とうぜん、導電性の素子固着層２３に接するので底
面の電極と導通する。しかし、金属ブロック２６は、封
止樹脂２４によって周りを取り囲まれ、上面電極側リー
ド２９との間には絶縁層２８が、また金属ブロックの底
部には絶縁層２５が配置されるので、他の部分と金属ブ
ロックとが短絡することはない。これらの絶縁層２５，
２８は、十分な絶縁耐圧が得られる厚さを保ちながら、
なるべく薄い絶縁層となるように封止樹脂によって構成
されている。パワー半導体素子２１の上面電極と上面電
極側リード２９との間は、金属細線２２によって配線さ
れる。
形態１における半導体装置を示す断面図である。図１に
おいて、パワー半導体素子２１は、導電性の素子固着層
２３を介して金属ブロック２６によって支えられてい
る。素子固着層２３を構成する材料としては、はんだ等
のろう材や、銀ペースト等の導電性接着剤が挙げられる
が、とくにこれらに限定されるものではなく、導電性が
よく、熱伝導率が高く、固着強度が強いものであればど
のような材料でもよい。薄金属板からなる底面電極側リ
ード３０は、導電性のリード固着部３１によって金属ブ
ロック２６に固着されている。このため、パワー半導体
素子２１の底面電極を形成する底面と、底面電極側リー
ド３０との導通が確保されている。金属ブロック２６
も、とうぜん、導電性の素子固着層２３に接するので底
面の電極と導通する。しかし、金属ブロック２６は、封
止樹脂２４によって周りを取り囲まれ、上面電極側リー
ド２９との間には絶縁層２８が、また金属ブロックの底
部には絶縁層２５が配置されるので、他の部分と金属ブ
ロックとが短絡することはない。これらの絶縁層２５，
２８は、十分な絶縁耐圧が得られる厚さを保ちながら、
なるべく薄い絶縁層となるように封止樹脂によって構成
されている。パワー半導体素子２１の上面電極と上面電
極側リード２９との間は、金属細線２２によって配線さ
れる。
【００６０】本実施の形態によれば、発熱体であるパワ
ー半導体素子２１は、金属ブロック２６に、導電性の素
子固着層２３を介して固着されている。このため、従来
のように熱伝導率の低い封止樹脂２４の層を通ることな
く、パワー半導体素子から熱伝導率の高い素子固着層２
３を経て金属ブロックへ熱が伝導する。したがって、単
位時間あたり多くの熱量が金属ブロックに流入し、かつ
金属ブロックで熱流が広がり、伝熱面積が拡大されて底
部の絶縁層２５に伝熱される。このため、従来と同じ熱
伝導率の封止樹脂を使用し、従来と同じ絶縁層厚さを設
けても、絶縁層２５の熱抵抗は、パワー半導体素子の下
に配置されていた従来の場合に比較して低減される。こ
の結果、熱伝導率の高い高価な封止樹脂を使用すること
なく、優れた経済性を維持したまま放熱特性が向上した
半導体装置を得ることが可能となる。
ー半導体素子２１は、金属ブロック２６に、導電性の素
子固着層２３を介して固着されている。このため、従来
のように熱伝導率の低い封止樹脂２４の層を通ることな
く、パワー半導体素子から熱伝導率の高い素子固着層２
３を経て金属ブロックへ熱が伝導する。したがって、単
位時間あたり多くの熱量が金属ブロックに流入し、かつ
金属ブロックで熱流が広がり、伝熱面積が拡大されて底
部の絶縁層２５に伝熱される。このため、従来と同じ熱
伝導率の封止樹脂を使用し、従来と同じ絶縁層厚さを設
けても、絶縁層２５の熱抵抗は、パワー半導体素子の下
に配置されていた従来の場合に比較して低減される。こ
の結果、熱伝導率の高い高価な封止樹脂を使用すること
なく、優れた経済性を維持したまま放熱特性が向上した
半導体装置を得ることが可能となる。
【００６１】パワー半導体素子２１の発熱量は、通電電
流の大きさに比例するので、定格容量を超える電流を流
すとパワー半導体素子が許容温度範囲を超えて過熱し、
最終的には破壊にいたる。しかし、本実施の形態の半導
体装置では、放熱特性が向上するため、許容温度範囲で
より大電流を流すことができる。この結果、上記の本発
明の実施の形態により、小型で大容量の半導体装置を安
価に得ることが可能になる。
流の大きさに比例するので、定格容量を超える電流を流
すとパワー半導体素子が許容温度範囲を超えて過熱し、
最終的には破壊にいたる。しかし、本実施の形態の半導
体装置では、放熱特性が向上するため、許容温度範囲で
より大電流を流すことができる。この結果、上記の本発
明の実施の形態により、小型で大容量の半導体装置を安
価に得ることが可能になる。
【００６２】また、本実施の形態では、パワー半導体素
子と金属ブロックとの固着工程と、底面電極側リードと
金属ブロックとの固着工程とを分けることができる。た
とえば、パワー半導体素子と金属ブロックとを融点の高
いろう材で固着したのち、底面電極側リードと金属ブロ
ックとを融点の低いろう材または硬化温度の低い導電性
接着剤で固着することができる。このため、先に固着し
たパワー半導体素子と金属ブロックとの固着部を再溶融
させることなく底面電極側リードと金属ブロックとを固
着することができる。したがって、固着工程を分けても
高度の信頼性を有する固着部を得ることが可能になる。
子と金属ブロックとの固着工程と、底面電極側リードと
金属ブロックとの固着工程とを分けることができる。た
とえば、パワー半導体素子と金属ブロックとを融点の高
いろう材で固着したのち、底面電極側リードと金属ブロ
ックとを融点の低いろう材または硬化温度の低い導電性
接着剤で固着することができる。このため、先に固着し
たパワー半導体素子と金属ブロックとの固着部を再溶融
させることなく底面電極側リードと金属ブロックとを固
着することができる。したがって、固着工程を分けても
高度の信頼性を有する固着部を得ることが可能になる。
【００６３】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２における半導体装置を示す断面図である。本実施
の形態では、実施の形態１（図１）の半導体装置の金属
ブロック２６に溝３２を設けた点に特徴がある。溝３２
は、平面的に見て、底面電極側リード３０と、パワー半
導体素子２１との間に、両者を分けるように配置され
る。その他の構造は、実施の形態１の半導体装置の構造
と同じである。
形態２における半導体装置を示す断面図である。本実施
の形態では、実施の形態１（図１）の半導体装置の金属
ブロック２６に溝３２を設けた点に特徴がある。溝３２
は、平面的に見て、底面電極側リード３０と、パワー半
導体素子２１との間に、両者を分けるように配置され
る。その他の構造は、実施の形態１の半導体装置の構造
と同じである。
【００６４】本実施の形態によれば、パワー半導体素子
２１と金属ブロック２６とを固着する素子固着層２３
と、底面電極側リード３０と金属ブロック２６とを固着
するリード固着部３１とが、混合することを防止するこ
とができる。素子固着層２３およびリード固着部３１
は、ともにろう材または導電性接着剤等によって構成さ
れるが、これら材料を、素子固着層とリード固着部とに
応じて使い分ける場合がある。このような場合、両方の
材料が混合することは好ましくないが、上記のように、
溝３２を設けることにより、上記の混合は防止される。
なお、素子固着層２３およびリード固着部３１の間に設
ける溝の代わりに、山脈状の突起を設けてもよい。
２１と金属ブロック２６とを固着する素子固着層２３
と、底面電極側リード３０と金属ブロック２６とを固着
するリード固着部３１とが、混合することを防止するこ
とができる。素子固着層２３およびリード固着部３１
は、ともにろう材または導電性接着剤等によって構成さ
れるが、これら材料を、素子固着層とリード固着部とに
応じて使い分ける場合がある。このような場合、両方の
材料が混合することは好ましくないが、上記のように、
溝３２を設けることにより、上記の混合は防止される。
なお、素子固着層２３およびリード固着部３１の間に設
ける溝の代わりに、山脈状の突起を設けてもよい。
【００６５】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３における半導体装置を示す断面図である。図３に
おいて、パワー半導体素子２１は、素子固着層２３を形
成しているろう材や導電性接着剤などを介して金属ブロ
ック２６に固着されている。薄金属板からなる底面電極
側リード３０は、素子固着層２３と一体化しているリー
ド固着部３１に挿入され固着されている。このため、金
属ブロックを介さずにパワー半導体素子２１の底面電極
と、底面側リード３０との導通が確保されている。金属
ブロック２６も、素子固着層２３およびリード固着部３
１と接するので底面電極と導通する。しかし、金属ブロ
ック２６は、封止樹脂２４によって周りを取り囲まれ、
上面電極側リード２９との間には絶縁層２８が、また金
属ブロックの底部には絶縁層２５が配置される。このた
め、他の部分と金属ブロックとが短絡することはない。
これらの絶縁層２５，２８は、十分な絶縁耐圧が得られ
る厚さを保ちながら、なるべく薄い絶縁層となるように
構成する。パワー半導体素子２１の上面の電極の間、お
よびその電極と内部リード３６との間は、金属細線２２
によって配線される。
形態３における半導体装置を示す断面図である。図３に
おいて、パワー半導体素子２１は、素子固着層２３を形
成しているろう材や導電性接着剤などを介して金属ブロ
ック２６に固着されている。薄金属板からなる底面電極
側リード３０は、素子固着層２３と一体化しているリー
ド固着部３１に挿入され固着されている。このため、金
属ブロックを介さずにパワー半導体素子２１の底面電極
と、底面側リード３０との導通が確保されている。金属
ブロック２６も、素子固着層２３およびリード固着部３
１と接するので底面電極と導通する。しかし、金属ブロ
ック２６は、封止樹脂２４によって周りを取り囲まれ、
上面電極側リード２９との間には絶縁層２８が、また金
属ブロックの底部には絶縁層２５が配置される。このた
め、他の部分と金属ブロックとが短絡することはない。
これらの絶縁層２５，２８は、十分な絶縁耐圧が得られ
る厚さを保ちながら、なるべく薄い絶縁層となるように
構成する。パワー半導体素子２１の上面の電極の間、お
よびその電極と内部リード３６との間は、金属細線２２
によって配線される。
【００６６】本実施の形態によれば、優れた放熱特性を
得たうえで、金属ブロックにパワー半導体素子および底
面電極側リードを固着する固着層を同じ種類の材料で構
成して、パワー半導体素子および底面電極側リードを同
じタイミングで固着することができる。このため、より
経済性に優れた半導体装置を提供することが可能とな
る。
得たうえで、金属ブロックにパワー半導体素子および底
面電極側リードを固着する固着層を同じ種類の材料で構
成して、パワー半導体素子および底面電極側リードを同
じタイミングで固着することができる。このため、より
経済性に優れた半導体装置を提供することが可能とな
る。
【００６７】本実施の形態の変形例として、図４に示す
半導体装置をあげることができる。図４の半導体装置で
は、パワー半導体素子と、底面電極側リードとが固着層
２３に同じ平面上で接して固着しているので、構造が簡
明である。このため、図３の半導体装置と同じ利点を確
保したうえで、製造工程を容易化できるので、さらに経
済性に優れた半導体装置を提供することが可能となる。
半導体装置をあげることができる。図４の半導体装置で
は、パワー半導体素子と、底面電極側リードとが固着層
２３に同じ平面上で接して固着しているので、構造が簡
明である。このため、図３の半導体装置と同じ利点を確
保したうえで、製造工程を容易化できるので、さらに経
済性に優れた半導体装置を提供することが可能となる。
【００６８】（実施の形態４）図５（ａ）は、本発明の
実施の形態４における半導体装置の平面図であり、図５
（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ-Ａ断面図である。本
実施の形態における半導体装置では、２つのパワー半導
体素子が配置されている。パワー半導体素子のそれぞれ
の下方に配置された金属ブロック２６が互いに分れて、
その間に絶縁材である封止樹脂が充填されている。本実
施の形態におけるパワー半導体素子は、実施の形態１と
同じような独立した内部構成が複数あり、それらが一体
的に封止されている。
実施の形態４における半導体装置の平面図であり、図５
（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ-Ａ断面図である。本
実施の形態における半導体装置では、２つのパワー半導
体素子が配置されている。パワー半導体素子のそれぞれ
の下方に配置された金属ブロック２６が互いに分れて、
その間に絶縁材である封止樹脂が充填されている。本実
施の形態におけるパワー半導体素子は、実施の形態１と
同じような独立した内部構成が複数あり、それらが一体
的に封止されている。
【００６９】本実施の形態によれば、複数のパワー半導
体素子を組み合わせて配線し、所望の回路を構成して一
括に樹脂封止うることができる。このため、優れた経済
性を維持し、小型で高性能の半導体装置を提供すること
ができる。たとえば、６個のパワー半導体素子と制御用
ＩＣとをリードフレームと金属細線とにより配線して、
直流―交流変換回路を構成し、一括して樹脂封止するこ
とにより、経済性に優れた小型の電力変換装置を実現す
ることができる。さらに、直流―交流変換回路に限定さ
れず、さまざまな用途の半導体装置を提供することが可
能になる。また、配置されるパワー半導体素子は２つに
限定されず、２以上の複数のパワー半導体素子を配置す
ることができる。
体素子を組み合わせて配線し、所望の回路を構成して一
括に樹脂封止うることができる。このため、優れた経済
性を維持し、小型で高性能の半導体装置を提供すること
ができる。たとえば、６個のパワー半導体素子と制御用
ＩＣとをリードフレームと金属細線とにより配線して、
直流―交流変換回路を構成し、一括して樹脂封止するこ
とにより、経済性に優れた小型の電力変換装置を実現す
ることができる。さらに、直流―交流変換回路に限定さ
れず、さまざまな用途の半導体装置を提供することが可
能になる。また、配置されるパワー半導体素子は２つに
限定されず、２以上の複数のパワー半導体素子を配置す
ることができる。
【００７０】（実施の形態５）図６は、本発明の実施の
形態５における半導体装置の断面図である。本実施の形
態における半導体装置では、２つのパワー半導体素子が
多段に接続され、パワー半導体素子のそれぞれの下方に
配置された金属ブロック２６が互いに分れて、その間に
絶縁材である封止樹脂が充填されている。２つのパワー
半導体素子の前段のパワー半導体素子の上面電極側リー
ドに相当する箇所に、接続リード４０が配置され、その
接続リード４０が、後段のパワー半導体素子の底面電極
側リードとしてリード固着部３１に接続されている。多
段接続されるパワー半導体素子の数は２個に限られず、
より多くの数のパワー半導体素子を用い、より大きな増
幅を行なうことができる。
形態５における半導体装置の断面図である。本実施の形
態における半導体装置では、２つのパワー半導体素子が
多段に接続され、パワー半導体素子のそれぞれの下方に
配置された金属ブロック２６が互いに分れて、その間に
絶縁材である封止樹脂が充填されている。２つのパワー
半導体素子の前段のパワー半導体素子の上面電極側リー
ドに相当する箇所に、接続リード４０が配置され、その
接続リード４０が、後段のパワー半導体素子の底面電極
側リードとしてリード固着部３１に接続されている。多
段接続されるパワー半導体素子の数は２個に限られず、
より多くの数のパワー半導体素子を用い、より大きな増
幅を行なうことができる。
【００７１】本実施の形態によれば、複数のパワー半導
体素子を組み合わせて配線し、所望の回路を構成して一
括に樹脂封止うることができる。このため、優れた経済
性を維持し、小型で高性能の半導体装置を提供すること
ができる。たとえば、６個のパワー半導体素子と制御用
ＩＣとをリードフレームと金属細線とにより配線して、
直流―交流変換回路を構成し、一括して樹脂封止するこ
とにより、経済性に優れた小型の電力変換装置を実現す
ることができる。さらに、直流―交流変換回路に限定さ
れず、さまざまな用途の半導体装置を提供することが可
能になる。
体素子を組み合わせて配線し、所望の回路を構成して一
括に樹脂封止うることができる。このため、優れた経済
性を維持し、小型で高性能の半導体装置を提供すること
ができる。たとえば、６個のパワー半導体素子と制御用
ＩＣとをリードフレームと金属細線とにより配線して、
直流―交流変換回路を構成し、一括して樹脂封止するこ
とにより、経済性に優れた小型の電力変換装置を実現す
ることができる。さらに、直流―交流変換回路に限定さ
れず、さまざまな用途の半導体装置を提供することが可
能になる。
【００７２】（実施の形態６）図７は、本発明の実施の
形態６における半導体装置の断面図である。本実施の形
態の半導体装置では、底面電極側リード３０が下方に突
出部３４を有し、その突出部３４が金属ブロック３６に
固相接合または超音波圧接されている。したがって、底
面電極側リードの突出部３４と金属ブロック３６との接
合部３３は、超音波圧接部または溶接部によって構成さ
れる。この結果、短時間の処理工程によって、導通を確
保でき、高い強度を有する接合部を確実に得ることが可
能になる。
形態６における半導体装置の断面図である。本実施の形
態の半導体装置では、底面電極側リード３０が下方に突
出部３４を有し、その突出部３４が金属ブロック３６に
固相接合または超音波圧接されている。したがって、底
面電極側リードの突出部３４と金属ブロック３６との接
合部３３は、超音波圧接部または溶接部によって構成さ
れる。この結果、短時間の処理工程によって、導通を確
保でき、高い強度を有する接合部を確実に得ることが可
能になる。
【００７３】（実施の形態７）図８は、本発明の実施の
形態７における半導体装置の断面図である。本実施の形
態における半導体装置１１では、金属ブロックの下側に
位置する絶縁層２５が、封止樹脂とは異なる材料で形成
されている。実施の形態３の半導体装置（図３）では、
上述のように、従来と同じ熱伝導率を有する封止樹脂を
使用し、従来と同じ厚さを設けても、絶縁層２５におけ
る熱抵抗は、従来の配置における絶縁層よりも低減され
放熱特性が向上する。
形態７における半導体装置の断面図である。本実施の形
態における半導体装置１１では、金属ブロックの下側に
位置する絶縁層２５が、封止樹脂とは異なる材料で形成
されている。実施の形態３の半導体装置（図３）では、
上述のように、従来と同じ熱伝導率を有する封止樹脂を
使用し、従来と同じ厚さを設けても、絶縁層２５におけ
る熱抵抗は、従来の配置における絶縁層よりも低減され
放熱特性が向上する。
【００７４】しかし、この絶縁層を従来の封止樹脂より
も高い熱伝導率を有する絶縁層とするほうが放熱特性が
向上することは、言うまでもない。本実施の形態では、
金属ブロック２６の下面以外は、熱伝導率を考慮せず、
安価な封止樹脂を用い、放熱経路となる金属ブロックの
下側の部分は、熱伝導率の高い材料とする。
も高い熱伝導率を有する絶縁層とするほうが放熱特性が
向上することは、言うまでもない。本実施の形態では、
金属ブロック２６の下面以外は、熱伝導率を考慮せず、
安価な封止樹脂を用い、放熱経路となる金属ブロックの
下側の部分は、熱伝導率の高い材料とする。
【００７５】このため、本実施の形態では、熱伝導率の
高い高価な樹脂の使用量を最小限に押さえたうえで、放
熱特性をさらに向上させることができる。この結果、経
済性と放熱特性に優れた小型で大容量の半導体装置を提
供することが可能となる。
高い高価な樹脂の使用量を最小限に押さえたうえで、放
熱特性をさらに向上させることができる。この結果、経
済性と放熱特性に優れた小型で大容量の半導体装置を提
供することが可能となる。
【００７６】(実施の形態８）図９は、本発明の実施の
形態８における半導体装置を示す断面図である。本実施
の形態では、金属ブロック２６は直方体または立方体で
ある。底面電極側リード３０が沈め加工されることによ
り、沈め加工によって下方に突き出した突出部３４が形
成されている。底面電極側リード３０はこの突出部３４
において、リード固着部が一体化された素子固着層３１
に接して固着されている。この突出部３４を設けること
により、金属ブロックが接触してはならない底面電極側
リード３０との間の間隔を大きくとり、絶縁層２８の厚
さを大きくすることができる。また、上面電極側リード
２９も、底面電極側リードとは独立に、金属ブロックと
の間の間隔を大きくとることができる。
形態８における半導体装置を示す断面図である。本実施
の形態では、金属ブロック２６は直方体または立方体で
ある。底面電極側リード３０が沈め加工されることによ
り、沈め加工によって下方に突き出した突出部３４が形
成されている。底面電極側リード３０はこの突出部３４
において、リード固着部が一体化された素子固着層３１
に接して固着されている。この突出部３４を設けること
により、金属ブロックが接触してはならない底面電極側
リード３０との間の間隔を大きくとり、絶縁層２８の厚
さを大きくすることができる。また、上面電極側リード
２９も、底面電極側リードとは独立に、金属ブロックと
の間の間隔を大きくとることができる。
【００７７】金属ブロック２６は、鍛造加工または切削
加工により形状を整える必要がある。しかし、鍛造加工
は、形状について制約が多く、複雑な形状を加工するた
めには、複数の金型を必要とするなど、形状が複雑にな
ると加工コストが増大する。一方、切削加工によって
も、複雑な形状の金属ブロックを製造するには、長い加
工時間を要するので、やはり加工コストが増大する。
加工により形状を整える必要がある。しかし、鍛造加工
は、形状について制約が多く、複雑な形状を加工するた
めには、複数の金型を必要とするなど、形状が複雑にな
ると加工コストが増大する。一方、切削加工によって
も、複雑な形状の金属ブロックを製造するには、長い加
工時間を要するので、やはり加工コストが増大する。
【００７８】一方、本実施の形態では、金属ブロック２
６を単純な直方体とし、加工コストが安価な曲げ加工に
よってリードフレーム３０の接合部３１を下方に突き出
るように曲げて沈め加工を施す。このため、接触しては
ならない底面電極側リード３０と金属ブロック２６との
間に間隔をとり、この間隔に封止樹脂を充填して絶縁層
２８を形成することができる。
６を単純な直方体とし、加工コストが安価な曲げ加工に
よってリードフレーム３０の接合部３１を下方に突き出
るように曲げて沈め加工を施す。このため、接触しては
ならない底面電極側リード３０と金属ブロック２６との
間に間隔をとり、この間隔に封止樹脂を充填して絶縁層
２８を形成することができる。
【００７９】本発明の実施の形態によれば、金属ブロッ
クを簡単な形状にしたうえで、加工コストが安い曲げ加
工により、底面電極側リード３０を下方に突き出るよう
に曲げて、沈め加工を施すことにより、絶縁性を確保す
ることができる。
クを簡単な形状にしたうえで、加工コストが安い曲げ加
工により、底面電極側リード３０を下方に突き出るよう
に曲げて、沈め加工を施すことにより、絶縁性を確保す
ることができる。
【００８０】（実施の形態９）図１０は、本発明の実施
の形態９における半導体装置の断面図であり、図１１
は、その半導体装置の組み立て中の斜視図を示す。本実
施の形態では、金属ブロック２６の上端部に設けられた
突出部２７が、底面電極側リード３０に設けられた嵌入
部の孔３６に嵌め入れられている。このため、パワー半
導体素子２１は、底面電極側リード３０と金属ブロック
２６とに、ろう材２３によって固着される。この構造に
より、パワー半導体素子の底面電極と、底面電極側リー
ドと、金属ブロックの接合部とは、互いに電気的に導通
され、かつ固定される。
の形態９における半導体装置の断面図であり、図１１
は、その半導体装置の組み立て中の斜視図を示す。本実
施の形態では、金属ブロック２６の上端部に設けられた
突出部２７が、底面電極側リード３０に設けられた嵌入
部の孔３６に嵌め入れられている。このため、パワー半
導体素子２１は、底面電極側リード３０と金属ブロック
２６とに、ろう材２３によって固着される。この構造に
より、パワー半導体素子の底面電極と、底面電極側リー
ドと、金属ブロックの接合部とは、互いに電気的に導通
され、かつ固定される。
【００８１】上記の本実施の形態では、パワー半導体素
子が、底面電極側リード３０および突出部２７の両方に
ろう材で接合される場合について説明した。このような
場合と異なり、底面電極側リードの孔３６よりも突出部
をわずかに大きくし、嵌入部を圧入構造とすることによ
り、ろう材２３をもちいることなく嵌入部の電気的な接
続と機械的な固定とを実現することができる。この場
合、パワー半導体素子２１が突出部２７にのみ接続され
ていても、上記の実施の形態と同様な効果を得られるほ
か、パワー半導体素子２１の下側に突出部と孔３６の接
触部がないので、長期にわたって高い信頼度を得ること
ができる。
子が、底面電極側リード３０および突出部２７の両方に
ろう材で接合される場合について説明した。このような
場合と異なり、底面電極側リードの孔３６よりも突出部
をわずかに大きくし、嵌入部を圧入構造とすることによ
り、ろう材２３をもちいることなく嵌入部の電気的な接
続と機械的な固定とを実現することができる。この場
合、パワー半導体素子２１が突出部２７にのみ接続され
ていても、上記の実施の形態と同様な効果を得られるほ
か、パワー半導体素子２１の下側に突出部と孔３６の接
触部がないので、長期にわたって高い信頼度を得ること
ができる。
【００８２】（実施の形態１０）図１２は、本発明の実
施の形態１０における半導体装置の断面図であり、図１
３はその半導体装置の製造途中の主要部を示す斜視図で
ある。本実施の形態では、突出部２７の側面に、凹部で
ある突出方向に延びる溝４３を設ける。突出部２７と嵌
入部の孔３６とを嵌め合わせたときに、溝４３が隙間と
なり、この隙間にろう材が充填され、さらにろう材は接
合部３１の底面に回り込み、底面電極側リード３０と金
属ブロック２６との間の充填層３７が形成される。
施の形態１０における半導体装置の断面図であり、図１
３はその半導体装置の製造途中の主要部を示す斜視図で
ある。本実施の形態では、突出部２７の側面に、凹部で
ある突出方向に延びる溝４３を設ける。突出部２７と嵌
入部の孔３６とを嵌め合わせたときに、溝４３が隙間と
なり、この隙間にろう材が充填され、さらにろう材は接
合部３１の底面に回り込み、底面電極側リード３０と金
属ブロック２６との間の充填層３７が形成される。
【００８３】本実施の形態によれば、ろう材２３によっ
てパワー半導体素子から金属ブロックにいたる伝熱経路
の伝熱面積が大きくなり、放熱特性を向上させることが
できる。
てパワー半導体素子から金属ブロックにいたる伝熱経路
の伝熱面積が大きくなり、放熱特性を向上させることが
できる。
【００８４】（実施の形態１１）図１４は、本発明の実
施の形態１１における半導体装置の断面図であり、図１
５は、製造途中の半導体装置の主要部の斜視図である。
本実施の形態の半導体装置１１では、突出部２７の断面
形状を略四角形とし、コーナー部に面取り３５を設けた
ことに特徴がある。突出部２７と孔３６とを嵌め合わせ
たとき、面取り部が隙間が生じる。ろう材を用いたと
き、この隙間にろう材が流入し、さらに底面側に回り込
み、底面電極側リード３０と金属ブロック２６との間の
充填層３７を形成する。
施の形態１１における半導体装置の断面図であり、図１
５は、製造途中の半導体装置の主要部の斜視図である。
本実施の形態の半導体装置１１では、突出部２７の断面
形状を略四角形とし、コーナー部に面取り３５を設けた
ことに特徴がある。突出部２７と孔３６とを嵌め合わせ
たとき、面取り部が隙間が生じる。ろう材を用いたと
き、この隙間にろう材が流入し、さらに底面側に回り込
み、底面電極側リード３０と金属ブロック２６との間の
充填層３７を形成する。
【００８５】本実施の形態によれば、ろう材の充填層３
７により伝熱面積を大きく確保できるので、放熱特性を
向上させることができる。また、突出部２７の断面が略
４角形であり、孔３６よりも突出部２７の外形をわずか
に大きくし、嵌入部の構成を圧入構造とすることによ
り、コーナー部が最も圧入しにくくなる。本実施の形態
によれば、コーナー部が面取りされているので、圧入を
容易に行なうことができる。
７により伝熱面積を大きく確保できるので、放熱特性を
向上させることができる。また、突出部２７の断面が略
４角形であり、孔３６よりも突出部２７の外形をわずか
に大きくし、嵌入部の構成を圧入構造とすることによ
り、コーナー部が最も圧入しにくくなる。本実施の形態
によれば、コーナー部が面取りされているので、圧入を
容易に行なうことができる。
【００８６】（実施の形態１２）図１６は、本発明の実
施の形態１３における半導体装置を示す断面図である。
本実施の形態における半導体装置では、突出部２７を孔
３６よりもわずかに小さくすることにより、嵌合部に隙
間ができるように構成する。この隙間にパワー半導体素
子２１を接合するためのろう材が流入し、さらに接合部
３１の底面側に流出し、底面電極側リード３０と金属ブ
ロック２６との間の充填層３７を形成する。
施の形態１３における半導体装置を示す断面図である。
本実施の形態における半導体装置では、突出部２７を孔
３６よりもわずかに小さくすることにより、嵌合部に隙
間ができるように構成する。この隙間にパワー半導体素
子２１を接合するためのろう材が流入し、さらに接合部
３１の底面側に流出し、底面電極側リード３０と金属ブ
ロック２６との間の充填層３７を形成する。
【００８７】本実施の形態によれば、ろう材２３によっ
て伝熱面積を確実に確保することができ、放熱特性を向
上させることができる。また、突出部２７の周囲が連続
して隙間を形成するので、ろう材２３が流入しやすく、
底面電極側リード３０と金属ブロック２６との間に充填
層３７を確実に形成することができる。また、ろう材に
よる接合面積が大きいので、電気的接続が確実となり、
かつ機械的な固定強度も向上する。
て伝熱面積を確実に確保することができ、放熱特性を向
上させることができる。また、突出部２７の周囲が連続
して隙間を形成するので、ろう材２３が流入しやすく、
底面電極側リード３０と金属ブロック２６との間に充填
層３７を確実に形成することができる。また、ろう材に
よる接合面積が大きいので、電気的接続が確実となり、
かつ機械的な固定強度も向上する。
【００８８】上記において、本発明の実施の形態につい
て説明を行なったが、上記に開示された本発明の実施の
形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら
発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特
許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の
範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更
を含むものである。
て説明を行なったが、上記に開示された本発明の実施の
形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら
発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特
許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の
範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更
を含むものである。
【００８９】
【発明の効果】本発明の半導体装置によれば、熱伝導率
の高い高価な封止樹脂を用いることなく、優れた経済性
を維持したうえで、放熱性に優れた小型で大容量の半導
体装置を得ることができる。また、複数のパワー半導体
素子とそれぞれに付随する金属ブロックを配置すること
により、直流-交流変換器など高機能の放熱性に優れた
半導体装置を実現することができる。
の高い高価な封止樹脂を用いることなく、優れた経済性
を維持したうえで、放熱性に優れた小型で大容量の半導
体装置を得ることができる。また、複数のパワー半導体
素子とそれぞれに付随する金属ブロックを配置すること
により、直流-交流変換器など高機能の放熱性に優れた
半導体装置を実現することができる。
【図１】 本発明の実施の形態１における半導体装置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態２における半導体装置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】 本発明の実施の形態３における半導体装置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態３における変形例を示す
半導体装置の断面図である。
半導体装置の断面図である。
【図５】 本発明の実施の形態４における半導体装置を
示す図である。（ａ）は、本発明の実施の形態４におけ
る半導体装置の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけ
るＡ-Ａ断面図である。
示す図である。（ａ）は、本発明の実施の形態４におけ
る半導体装置の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけ
るＡ-Ａ断面図である。
【図６】 本発明の実施の形態５における半導体装置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図７】 本発明の実施の形態６における半導体装置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図８】 本発明の実施の形態７における半導体装置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図９】 本発明の実施の形態８における半導体装置を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１０】 本発明の実施の形態９における半導体装置
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図１１】 図１０の半導体装置の製造途中の主要部を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図１２】 本発明の実施の形態１０における半導体装
置を示す断面図である。
置を示す断面図である。
【図１３】 図１２の半導体装置の製造途中の主要部を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図１４】 本発明の実施の形態１１における半導体装
置を示す断面図である。
置を示す断面図である。
【図１５】 図１４の半導体装置の製造途中の主要部を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図１６】 本発明の実施の形態１２における半導体装
置を示す断面図である。
置を示す断面図である。
【図１７】 従来の半導体装置を示す断面図である。
【図１８】 従来の他の半導体装置を示す平面図であ
る。
る。
【図１９】 図１８に示す半導体装置の断面図である。
１１ 半導体装置、２１ パワー半導体素子、２２ 金
属細線、２３ 素子固着層（ろう材、導電性接着剤な
ど）、２４ 封止樹脂、２５ 金属ブロック底面側の絶
縁層、２６ 金属ブロック、２７ 金属ブロックの突出
部、２８ 金属ブロック上面側の絶縁層、２９ 上面電
極側リード、３０ 底面電極側リード、３１ リード固
着部、３２ 溝、３３ 固相接合部（溶接部、超音波圧
接部）、３４ 突出部、３５ 面取り部、３６ 孔（嵌
入部）、３７ 底面電極側リードと金属ブロックとの間
の充填層、４０ 接続リード、４３ 凹部（溝部）。
属細線、２３ 素子固着層（ろう材、導電性接着剤な
ど）、２４ 封止樹脂、２５ 金属ブロック底面側の絶
縁層、２６ 金属ブロック、２７ 金属ブロックの突出
部、２８ 金属ブロック上面側の絶縁層、２９ 上面電
極側リード、３０ 底面電極側リード、３１ リード固
着部、３２ 溝、３３ 固相接合部（溶接部、超音波圧
接部）、３４ 突出部、３５ 面取り部、３６ 孔（嵌
入部）、３７ 底面電極側リードと金属ブロックとの間
の充填層、４０ 接続リード、４３ 凹部（溝部）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤野 純司 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 林 建一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BC05 BE01
Claims (20)
- 【請求項１】 底面および上面のそれぞれに電極を有す
る半導体素子と、 前記半導体素子の底面側に位置する金属ブロックと、 前記半導体素子の底面電極と前記金属ブロックとの間に
接して配置された、導電性を有する素子固着層と、 前記半導体素子の底面電極と導通する底面電極側リード
と、 前記半導体素子の上面電極と導通する上面電極側リード
と、 前記金属ブロックと、前記半導体素子とを覆い、さらに
前記底面電極側リードおよび前記上面電極側リードを突
き出させて封止する封止樹脂とを備える、半導体装置。 - 【請求項２】 底面および上面のそれぞれに電極を有す
る複数の半導体素子と、 前記半導体素子の底面側に位置する複数の金属ブロック
と、 前記半導体素子の底面電極と前記金属ブロックとの間に
接して配置された、導電性を有する複数の素子固着層
と、 前記半導体素子の底面電極と導通する複数の底面電極側
リードと、 前記半導体素子の上面電極と導通する複数の上面電極側
リードと、 前記金属ブロックと前記半導体素子とを覆い、さらに前
記底面電極側リードおよび前記上面電極側リードを突き
出させて封止する封止樹脂とを備える半導体装置であっ
て、 前記複数の底面電極側リードは、それぞれ少なくとも１
つの半導体素子の底面電極と導通し、 前記複数の上面電極側リードは、それぞれ少なくとも１
つの半導体素子の上面電極と導通し、 前記複数の金属ブロックは、それぞれ少なくとも１つの
半導体素子の底面電極に前記素子固着層によって固着さ
れ、 前記複数の金属ブロックが互いに、前記封止樹脂を間に
挟んで離れている、半導体装置。 - 【請求項３】 平面的に見て、前記金属ブロックの領域
が前記半導体素子の領域より大きい、請求項１または２
に記載の半導体装置。 - 【請求項４】 前記底面電極側リードが、前記金属ブロ
ックと導通することにより、前記半導体素子の底面電極
と導通している、請求項１〜３のいずれかに記載の半導
体装置。 - 【請求項５】 前記底面電極側リードが、前記金属ブロ
ックの表面で、前記素子固着層の近傍に配置された、導
電性を有するリード固着部に接して前記金属ブロックに
固着されることにより、前記金属ブロックと導通してい
る、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項６】 前記金属ブロックが、前記素子固着層と
前記リード固着部との間に、溝および突起のうちの一方
を有する、請求項５に記載の半導体装置。 - 【請求項７】 前記素子固着層および前記リード固着部
のうち、一方に導電性接着剤を、他方にろう材を用い
た、請求項５または６に記載の半導体装置。 - 【請求項８】 前記底面電極側リードが、前記金属ブロ
ックに溶接または超音波圧接されることにより、前記金
属ブロックと導通している、請求項１〜４のいずれかに
記載の半導体装置。 - 【請求項９】 前記底面電極側リードが、前記素子固着
層に接して固着されることにより、前記半導体素子の底
面電極と導通している、請求項１〜４のいずれかに記載
の半導体装置。 - 【請求項１０】 前記金属ブロックおよび前記底面電極
側リードのうちの一方に突出部を、他方に前記突出部を
嵌め入れる嵌入部を備え、前記突出部が前記嵌入部に嵌
め入れられている、請求項１〜９のいずれかに記載の半
導体装置。 - 【請求項１１】 前記嵌入部が前記底面電極側リードを
貫通する孔からなる嵌入部であり、前記突出部が前記金
属ブロックに設けられた突出部である、請求項１０に記
載の半導体装置。 - 【請求項１２】 前記突出部を前記嵌入部に嵌め入れる
前において、前記嵌入部の断面の内側の大きさが、前記
突出部の断面外形の大きさよりも小さく、前記突出部を
前記嵌入部に嵌め入れた後において、前記突出部と前記
嵌入部との間に圧力を及ぼし合う圧入構造を形成してい
る、請求項１０または１１に記載の半導体装置。 - 【請求項１３】 前記突出部および嵌入部の少なくとも
一方において、平面的に見て前記突出部と前記嵌入部と
の境界に、部分的に間隙を形成する間隙部を備え、前記
間隙部に前記導電性固着部が配置されている、請求項１
０〜１２のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項１４】 前記間隙部が、前記突出部の突出し方
向に沿って設けられた溝である、請求項１３に記載の半
導体装置。 - 【請求項１５】 前記突出部が平面的に見て多角形であ
り、前記間隙部が前記突出部のコーナー部を取り除いた
ことにより形成されている、請求項１３に記載の半導体
装置。 - 【請求項１６】 前記嵌入部の断面の内側の大きさが、
前記突出部の断面外形の大きさよりも大きく、前記突出
部と前記嵌入部との間隙に導電性固着部が配置されてい
る、請求項１０または１１に記載の半導体装置。 - 【請求項１７】 前記嵌入部の前記金属ブロック側の面
と、前記金属ブロックとの間に、ろう材が充填されてい
る、請求項１０〜１６のいずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項１８】 前記底面電極側リードがダイパッド部
を備える、請求項１０〜１７のいずれかに記載の半導体
装置。 - 【請求項１９】 前記金属ブロックの底面を覆っている
封止樹脂に代わって、別の種類の絶縁層が前記金属ブロ
ックの底面を覆って露出している、請求項１〜１８のい
ずれかに記載の半導体装置。 - 【請求項２０】 前記底面電極側リードのうち、前記リ
ード固着部と接する部分、前記素子固着部と接する部分
および前記金属ブロックとの溶接部のうちのいずれかが
金属ブロック側に突き出ている、請求項１〜１９のいず
れかに記載の半導体装置。
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