JP2003007966A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大電流の半導体素子を有しながらも、放熱性
と小型化の両方の要求を満足する半導体装置を提供す
る。 【解決手段】 熱伝導性および電導性の良好な金属で構
成された細長形状のヒートスプレッダ２５の主面上に配
設された、ＩＧＢＴ素子１およびダイオード素子２を有
している。また、ヒートスプレッダ２５の主面上には、
ＩＧＢＴ素子１よりも外側に中継端子台２０が配設さ
れ、中継端子台２０、ＩＧＢＴ素子１およびダイオード
素子２は一列をなしている。そして、これらの配列の両
側に、それぞれ外部接続電極板８１および８２が配設さ
れている。ヒートスプレッダ２５、ＩＧＢＴ素子１、ダ
イオード素子２、中継端子台２０および外部接続電極板
８は、トランスファーモールド成形を用いて箱状に樹脂
封止され、樹脂パッケージ２３が半導体装置Ｍ１００の
外形を規定している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
特に、高耐圧の電力用半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２９に従来の半導体装置の一例とし
て、半導体装置Ｍ７０の断面構成を示す。図２９に示す
ように、半導体装置Ｍ７０は、例えば、無酸素銅で形成
されたベース板１０４上に絶縁基板１０２が搭載され、
当該絶縁基板１０２上にスイッチング素子である半導体
素子１０１が搭載されている。絶縁基板１０２は、絶縁
性の基板の一方の主面に所定の導体パターンが配設さ
れ、当該導体パターン上に半導体素子等が配設される。
また、他方の主面には導体層が配設され、導体板等に半
田付け等で接着される構成となっている。
【０００３】ベース板１０４の端縁部を囲むように、例
えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）で構成され
る樹脂ケース１０５が配設されている。
【０００４】樹脂ケース１０５には、外部接続電極板１
０８、接続導体１０６、内部接続電極１０７で構成され
る電極板ＤＥが部分的に埋め込まれるように配設されて
いる。内部接続電極１０７は、半導体素子１０１や絶縁
基板１０２の導体パターンに、直径２００〜３００μｍ
のアルミニウム配線１０８で電気的に接続されている。
【０００５】そして、ベース板１０４と樹脂ケース１０
５とで規定される内部空間には、絶縁性を確保するため
に、例えばシリコーンゲル１１０が充填されており、ま
た、シリコーンゲル１１０と外気とを遮断するために、
樹脂ケース１０５の開口部には蓋１１１が配設されてい
る。
【０００６】また、外部接続電極板１０８の主面の一部
は樹脂ケース１０５の主面に露出しているが、その部分
には外部導体（図示せず）との接続のための貫通孔が設
けられており、当該貫通孔に対応する位置の樹脂ケース
１０５内には、ナット１１２が埋め込まれている。従っ
て、外部接続電極板１０８と外部導体とはボルト（図示
せず）を用いて接合することができ、ボルトの締め付け
により接触抵抗を小さくできる。
【０００７】このように、半導体装置Ｍ７０において
は、樹脂ケース１０５内に半導体素子１０１を収容する
構成を採るため、製造工程が煩雑となり、外形寸法も大
きくなるので、小型化やコスト削減には限界があった。
【０００８】また、図３０に従来の半導体装置の一例と
して、半導体装置Ｍ８０の断面構成を示す。
【０００９】図３０に示すように、半導体装置Ｍ８０
は、例えば銅合金で構成されるフレーム２１３上にスイ
ッチング素子である半導体素子２０１が搭載され、半導
体素子２０１はアルミニウム配線２０９によってリード
２０７に電気的に接続される。
【００１０】半導体素子２０１、リード２０７およびフ
レーム２１３は、トランスファーモールド成形を用いて
モールド樹脂２１４により樹脂封止され、一体となって
いる。そして、リード２０７の一部、およびフレーム２
１３から延在するリード２１５の一部がモールド樹脂２
１４から外部に突出しており、例えば、スルーホールを
有するプリント基板に半田付けされる。
【００１１】このように、半導体装置Ｍ８０において
は、トランスファーモールド成形を用いて半導体素子２
０１を樹脂封止するので、部品点数が少なくコストは低
く抑えることができるが、動作時に半導体素子２０１が
発する熱は、熱伝導率が数Ｗｍ・Ｋのモールド樹脂２１
４を介して放熱されることになり、熱抵抗が大きく、放
熱性に問題があった。
【００１２】また、リード２０７は細く、大きな電流を
流すには、リード２０７の断面積や、リード２０７が接
続されるプリント基板の回路パターンの断面積が十分に
得られないので、電気抵抗による損失が無視できなくな
り、大電流の半導体装置には適さないという問題があっ
た。
【００１３】また、図３１に従来の半導体装置の一例と
して、半導体装置Ｍ９０の断面構成を示す。
【００１４】図３１に示すように、半導体装置Ｍ９０
は、絶縁基板３０２上にスイッチング素子である半導体
素子３０１が搭載され、半導体素子３０１はアルミニウ
ム配線３０９によってリード３１５に電気的に接続され
ている。そして、絶縁基板３０２、半導体素子３０１お
よびリード３１５は、トランスファーモールド成形を用
いてモールド樹脂３１４により樹脂封止され、一体とな
っている。
【００１５】絶縁基板３０２の半導体素子３０１の搭載
主面とは反対の主面は、モールド樹脂３１４から露出し
ており、金属基板３０４に半田付けされる。また、金属
基板３０４上には、制御回路基板３１７や、中継基板３
１８も配設されている。
【００１６】制御回路基板３１７は、半導体素子３０１
の動作制御を行う制御回路等が配設される基板であり、
中継基板３１８は、リード３１５の中継点が設けられた
基板である。
【００１７】モールド樹脂３１４から延在するリード３
１５は、中継基板３１８および制御回路基板３１７に設
けられた導体層３１９に接続され、中継基板３１８に接
続されたリード３１５は、導体層３１９を介して外部接
続電極板３１６に電気的に接続され、制御回路基板３１
７に接続されたリード３１５は、導体層３１９を介して
制御端子３２０に接続されている。
【００１８】このように、半導体装置Ｍ９０において
は、半導体素子３０１を搭載する絶縁基板３０２が、金
属基板３０４上に接触しているので、放熱性の点では半
導体装置Ｍ８０より優れるが、制御回路基板３１７およ
び中継基板３１８を金属基板３０４上に別個に設けるの
で、配設効率が悪く、小型化が困難という問題があっ
た。
【００１９】また、外部接続電極板３１６から中継基板
３１８、リード３１５を経て半導体素子３０１の一方の
主電極に到り、他方の主電極から中継基板３１８、リー
ド３１５を経て外部接続電極板３１６に到るように形成
されるループ回路の面積が大きいので、インダクタンス
が大きくなり、大きなサージ電圧が発生する要因とな
る。このため、半導体素子３０１をスイッチング動作さ
せた場合の電流の変化率が大きくなり、耐電圧の大きな
素子を準備しなければならず、コストを増加させる一因
となっていた。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の半導体装置においては、放熱性と小型化の両方の
要求を満足することは困難であった。
【００２１】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、大電流の半導体素子を有しながら
も、放熱性と小型化の両方の要求を満足する半導体装置
を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載の半導体装置は、放熱基板と、前記放熱基板上に配設
された半導体素子と、それぞれの一方端が前記半導体素
子の主電極に電気的に接続された複数の主電極板と、前
記放熱基板、前記半導体素子、前記複数の主電極板を樹
脂封止する樹脂パッケージと、を備え、前記複数の主電
極板の、それぞれの他方端は、前記樹脂パッケージの上
面側において外部に露出し、前記樹脂パッケージは、モ
ールド成形により一体で成形されている。
【００２３】本発明に係る請求項２記載の半導体装置
は、前記樹脂パッケージが箱状であって、前記複数の主
電極板は、前記樹脂パッケージの上面において、前記そ
れぞれの他方端の主面のみが露出する。
【００２４】本発明に係る請求項３記載の半導体装置
は、前記複数の主電極板の、前記それぞれの他方端の主
面の露出位置が、前記樹脂パッケージの上面の中央寄り
の位置である。
【００２５】本発明に係る請求項４記載の半導体装置
は、前記樹脂パッケージは、箱状の本体部と、該本体部
の上面からそれぞれ突出し、前記複数の主電極板を内部
に含む複数の電極突出部とを有し、前記複数の主電極板
は、前記複数の電極突出部のそれぞれの上面において、
前記それぞれの他方端の主面のみが露出する。
【００２６】本発明に係る請求項５記載の半導体装置
は、前記複数の電極突出部が、前記本体部との境界部分
が曲面を有して構成される。
【００２７】本発明に係る請求項６記載の半導体装置
は、前記複数の電極突出部が、前記本体部の端縁部に配
設され、その内部に空洞部を有し、前記複数の主電極板
の前記それぞれの他方端は、前記空洞部の上部を覆うよ
うに配設される。
【００２８】本発明に係る請求項７記載の半導体装置
は、前記複数の主電極板の前記それぞれの他方端は貫通
孔を有し、前記貫通孔は、その内周にネジ溝を有する。
【００２９】本発明に係る請求項８記載の半導体装置
は、前記貫通孔が、バーリング加工によって形成され、
前記ネジ溝は、前記バーリング加工によって前記空洞部
側に突出するバーリング部に配設される。
【００３０】本発明に係る請求項９記載の半導体装置
は、前記複数の主電極板の前記それぞれの他方端が貫通
孔を有し、前記複数の電極突出部は、前記貫通孔に、そ
のネジ孔が連通するように埋め込まれたナットをさらに
有する。
【００３１】本発明に係る請求項１０記載の半導体装置
は、前記半導体装置が、前記放熱基板上に配設され、前
記半導体素子の駆動制御を行う制御回路をさらに備え
る。
【００３２】本発明に係る請求項１１記載の半導体装置
は、前記制御回路が、前記樹脂パッケージのモールド樹
脂よりも粘度が小さい樹脂によって覆われる。
【００３３】本発明に係る請求項１２記載の半導体装置
は、前記放熱基板の、前記半導体素子の搭載面とは反対
側の底面は、前記樹脂パッケージの底面から露出し、前
記半導体装置は、少なくとも前記放熱基板の前記底面を
完全に覆うように、前記樹脂パッケージの前記底面側に
配設された絶縁層をさらに備える。
【００３４】本発明に係る請求項１３記載の半導体装置
は、前記絶縁層は、前記樹脂パッケージの底面に貼付さ
れた、シート状の絶縁材により構成される。
【００３５】本発明に係る請求項１４記載の半導体装置
は、前記樹脂パッケージの前記底面に、前記放熱基板の
前記底面の露出領域に対応する領域が窪んだ段差領域を
有し、前記段差領域の高さは、前記絶縁層の厚さよりも
低い。
【００３６】本発明に係る請求項１５記載の半導体装置
は、前記樹脂パッケージの前記底面に、前記放熱基板の
前記底面の露出領域を囲むように配設された複数の突起
部を有し、前記複数の突起部の高さは、前記絶縁層の厚
さよりも低い。
【００３７】本発明に係る請求項１６記載の半導体装置
は、前記半導体装置が、前記絶縁層に密着する、前記絶
縁層よりも広い面積の放熱板をさらに備える。
【００３８】本発明に係る請求項１７記載の半導体装置
は、複数の放熱基板と、前記複数の放熱基板上にそれぞ
れ配設された半導体素子と、それぞれの一方端が前記半
導体素子の主電極に電気的に接続された複数の主電極板
と、前記複数の放熱基板、前記半導体素子、前記複数の
主電極板を樹脂封止する樹脂パッケージとを備え、前記
複数の主電極板の、それぞれの他方端は、前記樹脂パッ
ケージの上面側において外部に露出し、前記樹脂パッケ
ージは、モールド成形により一体で成形されている。
【００３９】本発明に係る請求項１８記載の半導体装置
は、前記複数の放熱基板は、何れも同じ矩形形状を有
し、その長辺どうしが平行するように配列される。
【００４０】
【発明の実施の形態】＜Ａ．実施の形態１＞ ＜Ａ−１．装置構成＞本発明に係る実施の形態１とし
て、図１に半導体装置Ｍ１００の構成を斜視図で示す。
なお、図１においては便宜的に樹脂パッケージ２３の一
部を省略して内部構成を明示している。
【００４１】図１に示すように、半導体装置Ｍ１００
は、熱伝導性および電導性の良好な金属で構成された細
長形状のヒートスプレッダ２５（放熱基板）の主面上に
配設された、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトラン
ジスタ）素子１およびダイオード素子２を有し、これら
の構成は樹脂パッケージ２３内に埋め込まれている。
【００４２】ヒートスプレッダ２５の主面上には、ＩＧ
ＢＴ素子１よりも外側に中継端子台２０が配設され、中
継端子台２０、ＩＧＢＴ素子１およびダイオード素子２
は一列をなしている。そして、これらの配列の両側に、
それぞれ外部接続電極板８１および８２が配設されてい
る。外部接続電極板８１および８２は、外部接続電極板
８（主電極板）と総称する場合もある。
【００４３】ＩＧＢＴ素子１とダイオード素子２との
間、ＩＧＢＴ素子１と中継端子台２０との間、ダイオー
ド素子２と外部接続電極板８２との間は、何れも複数の
アルミニウム配線ＷＲによって電気的に接続されてい
る。なお、ＩＧＢＴ素子１とダイオード素子２のそれぞ
れの下主面には主電極が露出しており、ヒートスプレッ
ダ２５に半田付けされている。
【００４４】中継端子台２０は、ＩＧＢＴ素子１に電気
的に接続される複数のアルミニウム配線ＷＲが接続され
る中継端子板群２１と、ＩＧＢＴ素子１の制御のための
制御信号を外部機器との間で入出力する中継ピン端子群
２２とを備え、中継ピン端子群２２はヒートスプレッダ
２５の主面に対して垂直に延在している。
【００４５】なお、中継端子板群２１には、ＩＧＢＴ素
子１のゲートおよびエミッタにそれぞれ電気的に接続さ
れる、ゲート中継端子板３および制御エミッタ中継端子
板４が含まれ、また、中継ピン端子群２２には、ゲート
中継端子板３および制御エミッタ中継端子板４にそれぞ
れ対応して設けられたゲート中継ピン１３および制御エ
ミッタ中継ピン１４が含まれている。
【００４６】外部接続電極板８１は、その一端がヒート
スプレッダ２５の主面に接続され、他方端の主面が樹脂
パッケージ２３の上面に露出するように配設されてい
る。
【００４７】外部接続電極板８２も外部接続電極板８１
と同様の形状を有するが、ヒートスプレッダ２５には電
気的に接続されず、その端部はヒートスプレッダ２５の
主面上方に位置している。なお、外部接続電極板８の樹
脂パッケージ２３から露出する部分にはバスバー配線
（図示せず）との接続のための貫通孔が設けられてい
る。
【００４８】これら、ヒートスプレッダ２５、ＩＧＢＴ
素子１、ダイオード素子２、中継端子台２０および外部
接続電極板８は、トランスファーモールド成形を用いて
箱状に樹脂封止され、樹脂パッケージ２３が半導体装置
Ｍ１００の外形を規定している。
【００４９】なお、樹脂パッケージ２３の四隅には、半
導体装置Ｍ１００を図示しないヒートシンク等に固定す
る貫通孔２４が設けられている。
【００５０】図２に、半導体装置Ｍ１００の長手方向で
の断面構成を示す。図２に示すように、ヒートスプレッ
ダ２５は樹脂パッケージ２３内に完全に埋め込まれてお
り、また、ヒートスプレッダ２５との間には樹脂パッケ
ージ２３が介在している。
【００５１】ここで、図３にＩＧＢＴ素子１およびダイ
オード素子２の接続関係を示す。図３に示すようにダイ
オード素子２は、フリーホイールダイオードとして機能
するように、ＩＧＢＴ素子１に対して順電流が還流する
向きに並列に接続されている。
【００５２】なお、ＩＧＢＴ素子１のエミッタは外部接
続電極板８１に接続されるとともに、制御エミッタ中継
端子板４を介して制御エミッタ中継ピン１４にも接続さ
れている。
【００５３】また、ＩＧＢＴ素子１のゲートは、ゲート
中継端子板３を介してゲート中継ピン１３に接続されて
いる。
【００５４】制御エミッタ中継ピン１４はＩＧＢＴ素子
１の駆動に際して使用され、制御エミッタ中継ピン１４
とゲート中継ピン１３との間に、ゲート−エミッタ間電
圧（例えば１５Ｖ程度）を印加することでＩＧＢＴ素子
１を駆動することができる。
【００５５】なお、制御エミッタ中継ピン１４とゲート
中継ピン１３は、図示しない制御回路や駆動回路等に接
続される。
【００５６】なお、ＩＧＢＴ素子１には、エミッタに流
れる電流の数千分の１の電流（センス電流）が流れるよ
うに構成された電流センス電極を有し、当該電流センス
電極に電気的に接続され、センス電流を出力するための
中継ピンや、温度検出のための中継ピン端子群２２に含
まれるが、それらについては説明を省略している。
【００５７】＜Ａ−２．製造方法＞次に、図１および図
２を参照して半導体装置Ｍ１００の製造方法について説
明する。まず、ヒートスプレッダ２５に、ＩＧＢＴ素子
１、ダイオード素子２、中継端子台２０および外部接続
電極板８１を半田付けにより接続する。このとき、各構
成間に、アルミニウム配線ＷＲをワイヤボンディングす
る。
【００５８】外部接続電極板８１は、ヒートスプレッダ
２５を取り囲む枠状のリードフレーム（図示せず）と一
体に形成されており、外部接続電極板８１をヒートスプ
レッダ２５に接続することで、リードフレームとヒート
スプレッダ２５とが一体になる。なお、外部接続電極板
８２もリードフレームと一体に形成されているが、こち
らは、ヒートスプレッダ２５には接続されない。
【００５９】この状態で、リードフレームをトランスフ
ァーモールド成形用の金型内に入れ、溶融した樹脂を金
型内に流し込むことで樹脂封止が完了する。この後、金
型を取り外し、リードフレームから外部接続電極板８１
および８２を分離することで、樹脂パッケージ２３で覆
われた半導体装置Ｍ１００を得ることができる。
【００６０】＜Ａ−３．作用効果＞以上説明したよう
に、本発明に係る半導体装置Ｍ１００は、トランスファ
ーモールド成形により、ＩＧＢＴ素子１、ダイオード素
子２、中継端子台２０、外部接続電極板８およびヒート
スプレッダ２５を一体で樹脂封止するので、配設効率が
良く、また、ヒートスプレッダ２５の外形寸法を、樹脂
パッケージ２３の外形寸法と同程度まで大きくすること
ができ、放熱能力を保っての小型化が可能となる。
【００６１】また、外部接続電極板８は樹脂パッケージ
２３の上面に、外部導体との接続部分が露出するように
配設されるので、２つの外部接続電極板８と、ＩＧＢＴ
素子１の２つの主電極および、これらを電気的に接続す
る電流経路とで構成されるループ回路の面積が小さくな
り、当該ループ回路のインダクタンスを小さくできる。
【００６２】スイッチング素子をスイッチング動作させ
たときに、電流変化に伴って生じるサージ電圧のピーク
電圧は、インダクタンスに比例して小さくなり、その結
果、スイッチング損失が小さくなる。このため、ＩＧＢ
Ｔ素子１で生じる発熱が少なくなり、ヒートスプレッダ
２５の面積を小さくしても、熱設計上の動作範囲が広く
なる。従って、装置全体の小型化を達成できるととも
に、サージ電圧が低下するので、耐電圧を下げることが
でき、コスト的に安価となる。
【００６３】また、外部接続電極板８の外部導体との接
続部分が樹脂パッケージ２３の上面に配置されているの
で、ヒートシンクから外部接続電極板８までの絶縁距離
を確保しやすく、耐電圧特性に優れた半導体装置を得る
ことができる。この特徴について、図４を用いて説明す
る。
【００６４】図４は、外部接続電極板８の配設位置によ
るモールド樹脂の厚みの変化を模式的に示す図である。
【００６５】図４において、向かって左側の半導体装置
は、外部接続電極板８が樹脂パッケージ２３Ａの上面端
縁部近傍に配設されており、ヒートシンクＨＳから外部
接続電極板８までの絶縁距離Ｌは、樹脂パッケージ２３
Ａの厚さで規定されている。
【００６６】一方、図に向かって右側の半導体装置は、
外部接続電極板８が樹脂パッケージ２３の上面中央より
の位置に配設されており、ヒートシンクＨＳから外部接
続電極板８までの絶縁距離Ｌは、樹脂パッケージ２３の
厚さと、樹脂パッケージ２３の上面端縁部からの距離と
で規定されている。
【００６７】このように、外部接続電極板８の外部導体
との接続部分を樹脂パッケージ２３の上面に配置するこ
とで、ヒートシンクＨＳから外部接続電極板８までの絶
縁距離Ｌを確保しやすくなるので、樹脂パッケージ２３
の厚さは薄くても、耐電圧の高い半導体装置を得ること
ができる。
【００６８】そして、樹脂パッケージ２３の厚さを薄く
できれば、装置使用時の発熱による樹脂パッケージ２３
の反りを抑制することができる。
【００６９】すなわち、モールド樹脂とヒートスプレッ
ダ２５とは材質の違いにより線膨張率に大きな差があ
る。従って、装置使用時の発熱により温度変化が生じる
と樹脂パッケージ２３全体に反りが生じる。そして、こ
の反り量が、例えば数百μｍを越える場合には、樹脂パ
ッケージ２３と、それを固定するヒートシンク（図示せ
ず）との間に隙間が生じ、半導体装置からヒートシンク
への放熱が阻害され、半導体装置の温度が許容値以上に
高くなる可能性がある。
【００７０】しかし、樹脂パッケージ２３の厚さが、ヒ
ートスプレッダ２５の厚さに比べて薄いと、同じように
温度変化が生じても反りが小さくなる。その結果、ヒー
トシンクとの接触部での熱抵抗を小さく保つことがで
き、放熱効果を維持できる。
【００７１】また、放熱効果を維持できることで、半導
体装置の温度上昇を抑制できるので、モールド樹脂の材
質の選択の幅が広くなり、より安価なモールド樹脂を使
用することで、コストを低減できる。
【００７２】このように、外部接続電極板８の外部導体
との接続部分を樹脂パッケージ２３の上面の中央寄りに
配置することで、樹脂パッケージ２３を薄くしても十分
な絶縁距離を確保でき、数十℃の温度変化が生じるよう
な大電流を流す半導体装置であっても、数百ボルト以上
の耐電圧を得ることができる。
【００７３】なお、樹脂パッケージ２３の反りを抑制す
るには、モールド樹脂の線膨張率は、ヒートスプレッダ
２５の線膨張率に近い方が望ましく、例えば、ヒートス
プレッダ２５が銅（Ｃｕ）で構成されている場合には、
１６×１０-6程度であることが望ましい。
【００７４】なお、以上説明した半導体装置Ｍ１００
は、ＩＧＢＴ素子１およびダイオード素子２を１個ずつ
有する構成であったが、ＩＧＢＴ素子１およびダイオー
ド素子２を同数ずつ複数個有する構成であっても良いの
はもちろんだが、半導体装置Ｍ１００を複数個集め、電
気的に並列に接続してユニットを構成することで、並列
に接続された複数のＩＧＢＴ素子を有する１個の半導体
装置と等価な構成にできる。従って、あらゆる電流容量
に対応した半導体装置を容易に得ることができる。
【００７５】また、３相モータのインバータに使用する
場合は半導体装置Ｍ１００を６個用いるなど、用途に応
じて任意に組み合わせて用いることができ、製品の種類
を増やすことなく生産性を高めることができる。
【００７６】なお、２つの外部接続電極板８は樹脂パッ
ケージ２３の上面に、外部導体との接続部分が露出する
ように配設されているが、外部導体との接続において
は、図５に示すような外部導体取り付け電極ＯＥをネジ
止め等により接続することで、種々の外部導体への接続
が可能となり、汎用的な使用が可能となる。
【００７７】＜Ａ−４．変形例＞以上説明した半導体装
置Ｍ１００においては、２つの外部接続電極板８がモー
ルド樹脂内に完全に埋め込まれ、樹脂パッケージ２３の
上面において、外部導体との接続部分が露出するように
配設された構成を示したが、図６に示す半導体装置Ｍ１
０１のような構成としても良い。
【００７８】すなわち、２つの外部接続電極板８Ａは、
樹脂パッケージ２３の厚さ方向のほぼ中央部、より具体
的にはヒートスプレッダ２５の上主面に相当する位置か
ら樹脂パッケージ２３の側面外部に突出し、そこから樹
脂パッケージ２３の側面に沿って折れ曲がり、樹脂パッ
ケージ２３の上面に達する位置で、上面に沿う方向に折
れ曲がった形状を有している。
【００７９】このように、２つの外部接続電極板８Ａを
樹脂パッケージ２３の側面から突出させることで樹脂パ
ッケージ２３内に複雑な形状の外部接続電極板を埋め込
む必要がなくなり、トランスファーモールド成形に際し
て複雑な構造の金型を準備する必要がなくなるという利
点がある。
【００８０】この結果、金型の設計、製造が容易とな
り、コストを低減できるとともに、生産設備に対する制
約が低減し、生産性を高めることができる。
【００８１】また、２つの外部接続電極板８Ａは、ヒー
トスプレッダ２５に平行に延在する部分と、樹脂パッケ
ージ２３の上面に平行に延在する部分とを有しているの
で、当該両部分においては、通電時に生じるインダクタ
ンスをキャンセルでき、通電時に外部接続電極板８Ａで
発生するインダクタンスを低減することができる。
【００８２】そして、インダクタンスの低下によりスイ
ッチング損失が小さくなり、ＩＧＢＴ素子１で生じる発
熱が減少することで、結果的に装置全体を小型化できる
ことは先に説明した通りである。
【００８３】なお、半導体装置Ｍ１０１が取り付けられ
るヒートシンク（図示せず）と外部接続電極板８Ａとの
最小距離は、半導体装置Ｍ１０１の使用に際しての絶縁
耐圧を確保するという観点から、半導体装置Ｍ１０１の
電源電圧に対して縁面放電を起こさないような値に決定
される。
【００８４】＜Ｂ．実施の形態２＞ ＜Ｂ−１．装置構成＞本発明に係る実施の形態２とし
て、図７に半導体装置Ｍ２００の構成を斜視図で示す。
なお、図７においては便宜的に樹脂パッケージ２３Ｂの
一部を省略して内部構成を明示している。
【００８５】図７に示すように、半導体装置Ｍ２００の
内部構成は、基本的には図１を用いて説明した半導体装
置Ｍ１００と同じであり、同一の構成には同一の符号を
付し、重複する説明は省略する。
【００８６】半導体装置Ｍ２００においては、樹脂パッ
ケージ２３Ｂが、図１に示した樹脂パッケージ２３のよ
うに単純な箱状ではなく、樹脂パッケージ２３に相当す
る本体部２３１Ｂの上面に、２つの電極突出部２３２Ｂ
を有した形状となっている。
【００８７】電極突出部２３２Ｂは直方体形状をなし、
その内部に本体部２３１Ｂから延在する外部接続電極板
８Ｂを有している。
【００８８】外部接続電極板８Ｂは、半導体装置Ｍ１０
０における外部接続電極板８と基本的には同じ形状を有
するが、外部接続電極板８よりも、高さ方向においてよ
り長く延在している。なお、２つの外部接続電極板８Ｂ
のうち、ヒートスプレッダ２５に接続されるものを外部
接続電極板８１Ｂ、ダイオード素子２に電気的に接続さ
れるものを外部接続電極板８２Ｂと呼称する。
【００８９】図８に半導体装置Ｍ２００の長手方向での
断面構成を示す。図８に示すように、外部接続電極板８
１Ｂは、その一端がヒートスプレッダ２５の主面に接続
され、他方端の主面が電極突出部２３２Ｂの上面に露出
するように配設されている。
【００９０】外部接続電極板８２Ｂも外部接続電極板８
１Ｂと同様の形状を有するが、ヒートスプレッダ２５に
は電気的に接続されず、その端部はヒートスプレッダ２
５の主面上方に位置している。
【００９１】また、電極突出部２３２Ｂの内部は、空洞
部ＯＳとなっており、空洞部ＯＳの上部を外部接続電極
板８Ｂが塞ぐ構成となっている。そして、外部接続電極
板８Ｂの露出部には貫通孔２８が設けられている。
【００９２】＜Ｂ−２．製造方法＞ここで、図９を用い
て電極突出部２３２Ｂの形成方法について説明する。樹
脂パッケージ２３Ｂは、トランスファーモールド成形に
より形成するので、図９に示すように、電極突出部２３
２Ｂに相当する部分に、電極突出部２３２Ｂの外形に合
致する凹部５１１を設けた上金型５１および、空洞部Ｏ
Ｓの外形に合致する凸部５２１を設けた下金型５２を準
備する。
【００９３】そして、ヒートスプレッダ２５が接続され
たリードフレームを、上金型５１と下金型５２とで挟み
込んで、溶融した樹脂を金型内に流し込むことで樹脂封
止が完了する。
【００９４】＜Ｂ−３．作用効果＞このように、外部接
続電極板８Ｂを、樹脂パッケージ２３Ｂの本体部２３１
Ｂの上面から突出させることで、半導体装置Ｍ２００を
取り付けるヒートシンク（図示せず）と、外部接続電極
板８Ｂの露出部との距離、すなわち絶縁距離を十分に確
保できるので、耐電圧をより大きく設定することが可能
となる。
【００９５】そして、電極突出部２３２Ｂの存在によ
り、ヒートスプレッダ２５が埋め込まれる本体部２３１
Ｂの厚さは最小限に設定することができるので、装置使
用時の発熱により温度変化が生じても、樹脂パッケージ
２３Ｂ全体に反りが生じることを抑制でき、半導体装置
からヒートシンクへの放熱効果が低下することを防止し
て、半導体装置の温度が許容値以上に高くなることを防
止できる。
【００９６】また、電極突出部２３２Ｂの内部は、空洞
部ＯＳとなっているので、外部接続電極板８Ｂの露出部
上に外部導体（図示せず）を配設し、また、空洞部ＯＳ
にナット（図示せず）を配設し、ボルト（図示せず）と
ナットとで外部導体を締め付けることで、外部導体と外
部接続電極板８Ｂとを、接触抵抗を小さくして接合する
ことができる。
【００９７】＜Ｂ−４．変形例１＞半導体装置Ｍ２００
の変形例として、図１０に半導体装置Ｍ２０１の断面構
成を示す。半導体装置Ｍ２０１の構成は、基本的には図
７および図８を用いて説明した半導体装置Ｍ２００と同
じであり、同一の構成には同一の符号を付し、重複する
説明は省略する。
【００９８】半導体装置Ｍ２０１は、本体部２３１Ｂと
電極突出部２３２Ｂとの境界部分が曲率を有する曲面部
ＲＰとなっている点が半導体装置Ｍ２００と異なってい
る。
【００９９】このようなフィレット構造を採ることで、
電極突出部２３２Ｂにおいて外部導体と外部接続電極板
８Ｂとをボルトで締め付ける場合に、大きなトルクでボ
ルトを締め付けても、本体部２３１Ｂと電極突出部２３
２Ｂとの境界部分に生じる応力が小さくなり、電極突出
部２３２Ｂの寸法が小さくても、ボルトの締め付けに耐
えることができ、半導体装置の小型化を達成できる。
【０１００】また、同様の理由から、本体部２３１Ｂの
厚さを厚くする必要がないので、装置使用時の発熱によ
り温度変化が生じても、樹脂パッケージ２３Ｂ全体に反
りが生じることを抑制でき、半導体装置からヒートシン
クへの放熱効果が低下することを防止して、半導体装置
の温度が許容値以上に高くなることを防止できる。
【０１０１】また、ボルトの締め付けに対する耐性が高
まるので、ボルトの締め付けのためのトルク管理が容易
となり、作業性を向上できる。
【０１０２】＜Ｂ−５．変形例２＞半導体装置Ｍ２００
の変形例として、図１１に半導体装置Ｍ２０２の断面構
成を示す。半導体装置Ｍ２０２の構成は、基本的には図
７および図８を用いて説明した半導体装置Ｍ２００と同
じであり、同一の構成には同一の符号を付し、重複する
説明は省略する。また、図１０を用いて説明した半導体
装置Ｍ２０１と同様に、本体部２３１Ｂと電極突出部２
３２Ｂとの境界部分が曲面部ＲＰとなっている。
【０１０３】半導体装置Ｍ２０２は、外部接続電極板８
Ｂの露出部に設けられた貫通孔２８が、バーリング加工
により設けられたバーリング部ＢＰを有している。
【０１０４】そして、当該バーリング部ＢＰにはネジ溝
が設けられており、ナットを使うことなく、ボルト締め
が可能となっている。
【０１０５】以下、図１２〜図１４を用いてバーリング
加工について説明する。図１２に示すように、外部接続
電極板８Ｂ露出部となる部分にポンチＰＯ等を用いて孔
を開ける。この際、外部接続電極板８Ｂを削り取るので
はなく、押し広げるようにすることで、貫通孔２８の周
囲に壁を形成する。
【０１０６】そして、図１３に示すように、ネジ溝加工
のためのタップＴＰを用いて、孔の周囲に残る壁の部分
にネジ溝を形成することで、図１４に示すようなネジ溝
を有するバーリング部ＢＰが得られる。
【０１０７】＜Ｂ−６．変形例３＞半導体装置Ｍ２００
の変形例として、図１５に半導体装置Ｍ２０３の断面構
成を示す。半導体装置Ｍ２０３の構成は、基本的には図
７および図８を用いて説明した半導体装置Ｍ２００と同
じであり、同一の構成には同一の符号を付し、重複する
説明は省略する。また、図１０を用いて説明した半導体
装置Ｍ２０１と同様に、本体部２３１Ｂと電極突出部２
３２Ｂとの境界部分が曲面部ＲＰとなっている。
【０１０８】半導体装置Ｍ２０３は、外部接続電極板８
Ｂの露出部の下面側にナット３１を有しており、貫通孔
２８から挿入したボルト（図示せず）により、外部導体
を締め付ける際に、ナットを準備する必要がなくなり、
作業性が向上する。
【０１０９】ナット３１は外部接続電極板８Ｂの下面に
ロウ付け等で接合しても良いし、トランスファーモール
ド成形により樹脂パッケージ２３Ｂを形成する際に、空
洞部ＯＳ内に埋め込むようにしても良い。
【０１１０】以下、図１６を用いてナット３１を樹脂パ
ッケージ２３Ｂに埋め込む工程について説明する。
【０１１１】図１６に示すように、電極突出部２３２Ｂ
に相当する部分に、電極突出部２３２Ｂの外形に合致す
る凹部６１１を設けた上金型６１および、空洞部ＯＳの
外形に合致する凸部６２１を設けた下金型６２を準備す
る。
【０１１２】下金型６２び凸部６２１の先端には、直径
がナット３１のネジ孔の直径よりも若干小さい円筒状の
ピン６２３が配設されており、当該ピン６２３にナット
３１が挿入される。ピン６２３の長さは、ナット３１が
挿入された状態でナット３１の端面から若干突出する長
さに設定される。
【０１１３】凸部６２１は、ナット３１を搭載する部分
として、その直径がナット３１のネジ孔の直径よりも大
きく、外径よりも小さい円筒状の基部６２２を有してい
る。
【０１１４】トランスファーモールド成形に際しては、
ピン６２３にナット３１を挿入した状態で、ヒートスプ
レッダ２５が接続されたリードフレームを、上金型６１
と下金型６２とで挟み込む。
【０１１５】上金型６１と下金型６２とを閉じると、ナ
ット３１は基部６２２と外部接続電極板８Ｂとで挟まれ
て固定され、ナット３１の端面から突出したピン６２３
は、外部接続電極板８Ｂの貫通孔２８に挿入される。こ
こで、ピン６２３のナット３１の端面からの突出部分の
長さが、外部接続電極板８Ｂの厚さよりも短くなるよう
にピン６２３の長さが設定されている。
【０１１６】従って、ピン６２３は貫通孔２８内に収ま
り、上金型６１に干渉することはない。この状態で、溶
融した樹脂を金型内に流し込むことで樹脂封止が完了す
る。
【０１１７】なお、ナット３１は基部６２２と外部接続
電極板８Ｂとで挟み込まれているので、ナット３１の内
部にモールド樹脂が侵入することは防止される。
【０１１８】また、外部接続電極板８Ｂの上面も上金型
６１に押し付けられるので、モールド樹脂が外部接続電
極板８Ｂの上面を覆うことを防止できる。
【０１１９】注入したモールド樹脂が硬化した後、上金
型６１と下金型６２とを開くと、ピン６２３がナット３
１内から抜き取られ、ナット３１の端面およびネジ孔が
露出する。
【０１２０】なお、ナット３１はモールド樹脂内に埋め
込まれているので、ボルトの締め付け際してはナット３
１を器具を用いて固定する必要はなく、ボルトの締め付
けを容易に行うことができる。
【０１２１】＜Ｃ．実施の形態３＞ ＜Ｃ−１．装置構成＞本発明に係る実施の形態３とし
て、図１７に半導体装置Ｍ３００の構成を斜視図で示
す。なお、図１７においては便宜的に樹脂パッケージ２
３Ｃの一部を省略して内部構成を明示している。
【０１２２】図１７に示すように、半導体装置Ｍ３００
は６個のＩＧＢＴ素子およびダイオード素子を有する３
相ブリッジ回路を示している。
【０１２３】そして、６個のＩＧＢＴ素子およびダイオ
ード素子のうち、１個ずつが配設されたヒートスプレッ
ダ２５１を３個、ＩＧＢＴ素子およびダイオード素子が
３個ずつ配設されたヒートスプレッダ２５２を１個有し
ている。ヒートスプレッダ２５１および２５２は、何れ
も矩形状をなし、ヒートスプレッダ２５１は短辺が直線
上に並ぶように並列に配設され、ヒートスプレッダ２５
１は、ヒートスプレッダ２５１の配列とほぼ同じ大きさ
を有し、その長辺がヒートスプレッダ２５１の配列に平
行になるように配設されている。
【０１２４】また、ヒートスプレッダ２５１の配列と、
ヒートスプレッダ２５２との間には、導体板２６を有し
ている。
【０１２５】ここで、ヒートスプレッダ２５１に配設さ
れるＩＧＢＴ素子およびダイオード素子を、ＩＧＢＴ素
子１Ｐおよびダイオード素子２Ｐとし、ヒートスプレッ
ダ２５２に配設されるＩＧＢＴ素子およびダイオード素
子を、ＩＧＢＴ素子１Ｎおよびダイオード素子２Ｎとす
る。
【０１２６】各ヒートスプレッダ２５１の主面上には、
ＩＧＢＴ素子１よりも外側に中継端子台２０Ｐが配設さ
れ、中継端子台２０Ｐ、ＩＧＢＴ素子１Ｐおよびダイオ
ード素子２Ｐは一列をなしている。そして、中継端子台
２０Ｐの外側に外部接続電極板８が接続されている。こ
こで、各ヒートスプレッダ２５１に接続される外部接続
電極板８には、便宜的に、図に向かって左側から順に、
８Ｕ、８Ｖ、８Ｗの符号を付して区別している。
【０１２７】また、ヒートスプレッダ２５２の主面上に
は、ヒートスプレッダ２５２の短辺に平行するように、
一列に配列されたＩＧＢＴ素子１Ｎおよびダイオード素
子２Ｎの組が３組、間隔を開けて配設されている。
【０１２８】そして、各ＩＧＢＴ素子１Ｎの外側には、
それぞれ中継端子台２０Ｎが配設されている。
【０１２９】また、ヒートスプレッダ２５２の一方の短
辺側の端縁部には、外部接続電極板８Ｎが接続されてい
る。なお、導体板２６の一方の短辺側の端縁部には、外
部接続電極板８Ｐが接続されており、外部接続電極板８
Ｎおよび８Ｐは平行して存在している。外部接続電極板
８Ｎおよび８Ｐは外部接続電極板８と総称する。
【０１３０】なお、ＩＧＢＴ素子１Ｐとダイオード素子
２Ｐとの間、ＩＧＢＴ素子１Ｐと中継端子台２０Ｐとの
間、ダイオード素子２Ｐと導体板２６との間、ＩＧＢＴ
素子１Ｎとダイオード素子２Ｎとの間、ＩＧＢＴ素子１
Ｎと中継端子台２０Ｎとの間、ダイオード素子２Ｎと各
ヒートスプレッダ２５１との間は、何れも複数のアルミ
ニウム配線ＷＲによって電気的に接続されている。
【０１３１】そして、樹脂パッケージ２３Ｃが、図７に
示した樹脂パッケージ２３Ｂのように箱状の本体部２３
１Ｃの上面に、５つの外部接続電極板８がそれぞれ突出
する５つの電極突出部２３２Ｃを有した形状となってい
る。
【０１３２】次に、図１８を用いて３相ブリッジ回路の
構成を示す。図１８に示すように、電源ラインとなるＰ
−Ｎ線間（それぞれの入力端子は８Ｐおよび８Ｎとな
る）に、３組のＩＧＢＴ素子２Ｐおよび２Ｎの組がトー
テムポール接続されている。なお、入力端子８Ｐおよび
８Ｎが、図１７に示す外部接続電極板８Ｐおよび８Ｎと
なる。
【０１３３】各々のトーテムポール接続されたＩＧＢＴ
素子の接続点の各々は図示しない負荷に接続される。な
お、上記接続点は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の出力端
となり、それらが図１７に示す外部接続電極板８Ｕ、８
Ｖおよび８Ｗとなる。
【０１３４】また、それぞれのＩＧＢＴ素子１Ｐおよび
１Ｎには、それぞれフリーホイールダイオード２Ｐおよ
び２Ｎが逆並列接続されている。
【０１３５】＜Ｃ−２．製造方法＞次に、図１９を用い
て半導体装置Ｍ３００の製造方法について説明する。ま
ず、３個のヒートスプレッダ２５１のそれぞれに、ＩＧ
ＢＴ素子１Ｐ、ダイオード素子２Ｐおよび中継端子台２
０Ｐを、また、ヒートスプレッダ２５２に、ＩＧＢＴ素
子１Ｎ、ダイオード素子２Ｎ、中継端子台２０Ｎを半田
付けにより接続する。
【０１３６】また、３個のヒートスプレッダ２５１に
は、それぞれ外部接続電極板８Ｕ、８Ｖおよび８Ｗを半
田付けにより接続し、また、ヒートスプレッダ２５２に
は外部接続電極板８Ｎを、導体板２６には外部接続電極
板８Ｐを半田付けにより接続する。また、各構成間に
は、アルミニウム配線ＷＲをワイヤボンディングする。
【０１３７】各外部接続電極板８は、ヒートスプレッダ
２５１および２５２を取り囲む枠状のリードフレーム
（図示せず）と一体に形成されており、各外部接続電極
板８をヒートスプレッダ２５１、２５２および導体板２
６に接続することで、リードフレームとヒートスプレッ
ダ２５１、２５２および導体板２６とが一体になる。
【０１３８】この状態で、リードフレームをトランスフ
ァーモールド成形用の金型内に入れ、溶融した樹脂を金
型内に流し込むことで樹脂封止が完了する。図１９は、
金型に入れた状態で、図１７におけるＢ−Ｂ線での断面
部分を示している。
【０１３９】図１９に示すように、トランスファーモー
ルド成形用の金型は、上金型７１および下金型７２で構
成され、上金型７１には、電極突出部２３２Ｃに相当す
る部分に、電極突出部２３２Ｃの外形に合致する凹部７
１１を有し、また、下金型７２は、電極突出部２３２内
の空洞部の外形に合致する凸部７２１を有している。
【０１４０】さらに下金型７２には、ヒートスプレッダ
２５１、２５２および導体板２６に対応する部分に貫通
孔７２３が複数配設されており、貫通孔７２３には外部
から出し入れ可能な可動ピンＭＰが挿入されている。な
お、可動ピンＭＰはヒートスプレッダ２５１、２５２お
よび導体板２６を一時的に支えるだけなので、直径は１
〜２ｍｍ程度で良く、貫通孔７２３も同様である。
【０１４１】上金型７１および下金型７２で規定される
キャビティ内にヒートスプレッダ２５１、２５２および
導体板２６が入れられた状態では、可動ピンＭＰがそれ
らの底面に接触して支えており、各外部接続電極板８に
よる支持と併せて、ヒートスプレッダ２５１、２５２お
よび導体板２６を確実に保持することができる。
【０１４２】なお、図示しないリードフレームには位置
決め用の貫通孔が設けられ、そこに位置決めピン（図示
せず）を挿入することで位置が固定される。
【０１４３】そして、溶融したモールド樹脂がキャビテ
ィ内に注入され、モールド樹脂によってヒートスプレッ
ダ２５１、２５２および導体板２６が保持される状態に
なると、可動ピンＭＰの先端が下金型７２の内壁面と同
じ位置に達するまで可動ピンＭＰが引き下げられる。可
動ピンＭＰが退去した後にはモールド樹脂が流入し、ヒ
ートスプレッダ２５１、２５２および導体板２６の下部
には、隙間のない樹脂層が形成される。
【０１４４】この後、金型を取り外し、リードフレーム
から各外部接続電極板８を分離することで、樹脂パッケ
ージ２３Ｃで覆われた半導体装置Ｍ３００を得ることが
できる。
【０１４５】＜Ｃ−３．作用効果＞以上説明した半導体
装置Ｍ３００においては、複数のＩＧＢＴ素子およびダ
イオード素子で構成される３相ブリッジ回路がパッケー
ジ化されているので、運搬性に優れ、また、隣合うヒー
トスプレッダの間隔を小さくすることで、図１に示すよ
うな独立した半導体装置を複数個組み合わせる場合に比
べて、装置面積を小さくでき、小型化、軽量化、低コス
トを達成できる。
【０１４６】＜Ｃ−４．変形例＞複数のＩＧＢＴ素子お
よびダイオード素子で構成される３相ブリッジ回路をパ
ッケージ化する構成としては、図２０に示す半導体装置
Ｍ３０１のような構成としても良い。
【０１４７】すなわち、半導体装置Ｍ３０１は、図７に
示す半導体装置Ｍ２００を６個、長辺どうしが平行する
ように互い違いに配列した構成に対応するが、樹脂パッ
ケージ２３Ｂを一体化することで、小型化することがで
きる。
【０１４８】また、このような構成を採る場合、外部接
続電極板８２Ｂからアルミニウム配線ＷＲ、ＩＧＢＴ素
子１、ヒートスプレッダ２５を介して外部接続電極板８
１Ｂに到る電流経路、そして、外部接続電極板８１Ｂと
隣合う外部接続電極板８２Ｂとの間を接続する図示しな
い外部導体、さらに、隣合う外部接続電極板８２Ｂから
アルミニウム配線ＷＲ、ＩＧＢＴ素子１、ヒートスプレ
ッダ２５を介して外部接続電極板８１Ｂに到る電流経路
で構成される回路ループ（図２０において矢示する経
路）の面積を小さくでき、半導体装置Ｍ３０１の発生す
る発熱量を小さくできるので、ヒートスプレッダ２５の
面積を小さくでき、装置全体の小型化、軽量化、低コス
トを達成できる。
【０１４９】なお、半導体装置Ｍ３０１を３相ブリッジ
回路として用いるには、外部導体を用いて、外部接続電
極板８２Ｂどうし、および外部接続電極板８１Ｂどうし
を並列に接続すれば良い。
【０１５０】＜Ｄ．実施の形態４＞ ＜Ｄ−１．装置構成＞本発明に係る実施の形態４とし
て、図２１に半導体装置Ｍ４００の構成を断面図で示
す。なお、図２１において、図７を用いて説明した半導
体装置Ｍ２００と同じ構成には同じ符号を付し、重複す
る説明は省略する。
【０１５１】図２１に示すように半導体装置Ｍ４００
は、ヒートスプレッダ２５の主面上の、ＩＧＢＴ素子１
と外部接続電極板８１Ｂとの間に、中継端子台２０の代
わりに制御回路基板１７を有している。制御回路基板１
７は絶縁性の基板の主面に所定の導体パターンが配設さ
れ、当該導体パターンに制御回路４０が電気的に接続さ
れている。
【０１５２】制御回路４０はパッケージ化されており、
複数のリードを有している。そして、複数のリードの幾
つかは、上記導体パターンを介してＩＧＢＴ素子１に電
気的に接続され、また、幾つかは中継ピン端子群４１と
して樹脂パッケージ２３Ｂから外部に突出している。
【０１５３】＜Ｄ−２．作用効果＞制御回路４０は、Ｉ
ＧＢＴ素子１のスイッチング動作の制御を行う回路であ
り、当該制御回路４０をＩＧＢＴ素子１の近傍に配設す
ることで、半導体装置の外部に配設する場合に比べて、
制御回路４０とＩＧＢＴ素子１との間に形成される制御
配線ループの面積を小さくすることができる。
【０１５４】ここで、図２２に上記制御配線ループを示
す。図２２において、ＩＧＢＴ素子１のゲートは制御回
路４０のリード４２の一つに接続され、また、ＩＧＢＴ
素子１のエミッタも制御回路４０のリード４２の一つに
接続されている。
【０１５５】従って、ＩＧＢＴ素子１のゲートおよびエ
ミッタと制御回路４０との間で制御配線ループが形成さ
れる。
【０１５６】ＩＧＢＴ素子１だけでなく、各種スイッチ
ング素子をオン・オフ動作させると電磁ノイズが発生す
る。電磁ノイズは素子に流れる主電流に比例して大きく
なり、当該電磁ノイズが、上述した制御配線ループを貫
くと、制御信号に電圧変動が生じる。この電圧変動が、
スイッチング素子の動作しきい値を超えると、誤動作が
生じる。
【０１５７】しかし、制御回路４０をＩＧＢＴ素子１の
近傍に配設することで、制御回路４０とＩＧＢＴ素子１
との間に形成される制御配線ループの面積を小さくする
ことができ、本発明が対象とする大電流のスイッチング
素子において、大きな電磁ノイズが生じたとしても、制
御信号に電圧変動が生じることを抑制できる。
【０１５８】また、制御回路４０を内蔵することで、装
置外部に別途、制御回路基板を設ける必要がなくなり、
装置の取扱いが容易となる。
【０１５９】＜Ｄ−３．変形例１＞以上説明した半導体
装置Ｍ４００においては、制御回路４０のリード４２の
幾つかを中継ピン端子群４１として樹脂パッケージ２３
Ｂから外部に突出させる構成を示したが、一般的な半導
体パッケージにおいてはリードの長さはそれほど長いも
のではない。従って、制御回路４０のような構成を得る
には、特別な仕様に基づいて製作する必要があるが、図
２３に示す半導体装置Ｍ４０１のような構成を採用すれ
ば、パッケージ化されていない、半導体チップの状態の
制御回路を使用することができる。
【０１６０】すなわち、半導体装置Ｍ４０１において
は、ヒートスプレッダ２５の主面上の、ＩＧＢＴ素子１
と中継端子台２０との間に制御回路基板１７を有し、制
御回路基板１７上の導体パターンには、制御回路４０Ａ
が電気的に接続されている。
【０１６１】制御回路４０Ａは、パッケージ化されてい
ない半導体チップの状態である。そして、制御回路４０
Ａは上記導体パターンを介してＩＧＢＴ素子１に電気的
に接続され、また、中継端子台２０の中継端子板群２１
にも電気的に接続され、中継ピン端子群２２を介して外
部に接続される。
【０１６２】ここで、制御回路４０Ａと制御回路基板１
７上の導体パターンとは、金配線ＡＷにより電気的に接
続されており、制御回路４０Ａは、金配線ＡＷを封止時
のモールド樹脂の圧力から保護するため、カバー樹脂３
０でドーム状に覆われている。
【０１６３】すなわち、樹脂パッケージ２３Ｂを形成す
るために、トランスファーモールド成形によりモールド
樹脂を金型に流し込むが、ここで使用されるモールド樹
脂は、熱伝導率を大きくするため、シリカの微粉末を混
入するなどの手法が採られるが、シリカの含有量が多く
なるほど粘度が大きくなる。また、モールド樹脂の熱膨
張率をヒートスプレッダ２５のそれに近づけるためにも
シリカの含有量を多くする必要があり、結果として粘度
が大きくなる。
【０１６４】そして、そのモールド樹脂の圧力を受けて
も撓んだり、曲がったりしないように、ヒートスプレッ
ダ２５上の各構成間の接続には、比較的太いアルミニウ
ム配線ＷＲが使用されているが、金配線ＡＷはアルミニ
ウム配線ＷＲよりも細く、また軟らかいので、粘度の大
きなモールド樹脂の導入時の圧力により、撓んだり、曲
がったり、場合によっては破断する可能性がある。
【０１６５】そこで、半導体装置Ｍ４０１においては制
御回路４０Ａをカバー樹脂３０で覆うことで金配線ＡＷ
を保護している。
【０１６６】なお、金配線ＡＷによるワイヤボンディン
グやカバー樹脂３０の形成は、ハンドリング時の金配線
ＡＷの変形や破損を防ぐ観点から、制御回路基板１７を
ヒートスプレッダ２５に搭載する前に行うことが望まし
い。
【０１６７】また、カバー樹脂３０の材質としては、樹
脂パッケージ２３Ｂのモールド樹脂よりも粘度が小さ
く、トランスファーモールド成形においても変形しない
ことが必要で、例えば、熱硬化型の樹脂であって、ガラ
ス転移温度がトランスファーモールド時の周囲温度であ
る２００℃以上であることが望ましく、より具体的には
エポキシ系樹脂や、ポリイミド系樹脂を用いる。なお、
樹脂の代わりに金属キャップをかぶせる構造でも良い。
【０１６８】また、カバー樹脂３０はドーム状に形成せ
ずとも良く、例えば、制御回路４０Ａの周囲にダムを設
け、その内部に樹脂を充填するようにしても良い。
【０１６９】また、金配線ＡＷの代わりにアルミニウム
配線を使用した場合にも、カバー樹脂３０を設けること
は有効である。
【０１７０】なお、制御回路基板１７はヒートスプレッ
ダ２５上に配設するが、制御回路４０Ａの信頼性を長期
に維持する観点から、ヒートスプレッダ２５からの熱が
伝わりにくい方が望ましい。そのため、ヒートスプレッ
ダ２５の制御回路基板１７の搭載位置に突起を設け、制
御回路基板１７との間に数百μｍの隙間を形成してヒー
トスプレッダ２５と制御回路基板１７との間の熱抵抗を
大きくすることで、制御回路４０Ａの温度を低く維持す
る。
【０１７１】なお、ヒートスプレッダ２５と制御回路基
板１７との間の隙間にはモールド樹脂が充填されること
は言うまでもなく、また、制御回路基板１７の側に突起
を設けるようにしても良いことは言うまでもない。
【０１７２】＜Ｄ−４．変形例２＞以上説明した半導体
装置Ｍ４０１においては、制御回路基板１７上には制御
回路４０Ａのみを配置し、中継端子台２０はヒートスプ
レッダ２５上に配置した構成を示したが、図２４に示す
半導体装置Ｍ４０２のように、中継端子台２０も制御回
路基板１７上に配設した構成としても良い。
【０１７３】＜Ｅ．実施の形態５＞ ＜Ｅ−１．装置構成＞本発明に係る実施の形態５とし
て、図２５に半導体装置Ｍ５００の構成を断面図で示
す。なお、図２５において、図７を用いて説明した半導
体装置Ｍ２００と同じ構成には同じ符号を付し、重複す
る説明は省略する。
【０１７４】図２５に示すように半導体装置Ｍ５００
は、ヒートスプレッダ２５の底面が樹脂パッケージ２３
Ｂの底面から露出している。そして、樹脂パッケージ２
３Ｂの底面には、露出したヒートスプレッダ２５を覆う
ように絶縁層９１が配設されている。
【０１７５】絶縁層９１としては、例えばシリコーン樹
脂等の絶縁材のシートの表面に、粘着剤を塗布したもの
を使用し、樹脂パッケージ２３Ｂの底面に貼り付けるよ
うにする。
【０１７６】シリコーン樹脂は、５００μｍ程度の厚み
で数ＫＶの耐電圧を実現できるので、半導体装置Ｍ５０
０を図示しないヒートシンク上に搭載する場合でも、所
望の耐電圧を達成する厚さのシリコーン樹脂を使用すれ
ば、半導体装置Ｍ５００の絶縁を保つことができる。
【０１７７】なお、樹脂パッケージ２３Ｂとシリコーン
樹脂のシートとの界面での放電を避けるため、ヒートス
プレッダ２５の面積よりも大きな面積のシリコーン樹脂
のシートを貼り付けることが望ましい。
【０１７８】＜Ｅ−２．作用効果＞トランスファーモー
ルド成形において、ヒートスプレッダ２５の下部と金型
との間に数百μｍ程度の隙間を設け、そこにモールド樹
脂を空隙なく充填するには技術的な問題がある。
【０１７９】すなわち、ヒートスプレッダ２５の下部と
金型との間の数百μｍ程度の隙間に対し、ヒートスプレ
ッダ２５の上部と金型との間には数ｍｍ以上の隙間があ
る。そのため、ヒートスプレッダ２５の上部でのモール
ド樹脂の流動速度が、下部での流動速度よりも速く、モ
ールド樹脂がヒートスプレッダ２５の上部の隙間を通っ
て下部の隙間に回り込む現象が発生する。
【０１８０】この結果、ヒートスプレッダ２５の下部の
隙間に異なる経路を通ってモールド樹脂が流入し、それ
らが接触した部分にウェルド（ｗｅｌｄ）と呼称される
領域が形成される。この場合、ウェルドにボイドが形成
される可能性があり、所定の耐電圧を維持できないなど
の原因となって、生産性が低下するという問題がある。
【０１８１】これに対し、ヒートスプレッダ２５の底面
を樹脂パッケージ２３Ｂの底面から露出させ、そこに絶
縁層９１を設けるようにすることで、上述の問題は発生
せず、生産性を高めることができる。
【０１８２】＜Ｅ−３．変形例１＞以上説明した半導体
装置Ｍ５００においては、樹脂パッケージ２３Ｂの底面
に絶縁層９１を設ける構成を示したが、図２６に示す半
導体装置Ｍ５０１のような構成としても良い。
【０１８３】すなわち、樹脂パッケージ２３Ｂは、その
底面がヒートスプレッダ２５よりも若干広い領域に渡っ
て窪んだ段差領域ＳＰを有し、ヒートスプレッダ２５の
底面は、当該段差領域ＳＰにおいて露出している。そし
て、段差領域ＳＰの高さは、絶縁層９１、すなわち、絶
縁シートの厚さよりも低くなっている。
【０１８４】そのため、段差領域ＳＰ内に絶縁層９１を
設けると、絶縁層９１の主面が段差領域ＳＰから突出す
るが、半導体装置Ｍ５０１を図示しないヒートシンクに
取り付ける際に、段差領域ＳＰの周囲の樹脂パッケージ
２３Ｂがヒートシンクに完全に接触するまでボルト等で
締め付けを行うことで、絶縁層９１が圧縮されて、その
厚さが段差領域ＳＰの高さと同じになる。
【０１８５】従って、段差領域ＳＰの高さを、絶縁性を
確保するための絶縁シートの最小厚さに等しく設定して
おき、樹脂パッケージ２３Ｂがヒートシンクに完全に接
触するまで締め付けを行うことで、締め付けのばらつき
により、絶縁シートが最小厚さによりも薄くなることを
防止でき、また、絶縁シートの厚さに必要以上のマージ
ンを見込む必要がなくなるので、放熱性を向上できる。
【０１８６】そして、放熱性が向上することで、ヒート
スプレッダ２５の底面積を大きくせずに済むので、装置
が大型化することを抑制できる。
【０１８７】＜Ｅ−４．変形例２＞半導体装置Ｍ５００
においては、樹脂パッケージ２３Ｂの底面に絶縁層９１
を設ける構成を示したが、図２７に示す半導体装置Ｍ５
０２のような構成としても良い。
【０１８８】すなわち、樹脂パッケージ２３Ｂは、その
底面に、ヒートスプレッダ２５の底面を囲むように配設
された複数の突起部ＮＰを有し、絶縁層９１、すなわ
ち、絶縁シートは複数の突起部ＮＰで囲まれる領域内に
おいて、ヒートスプレッダ２５の底面を覆うように配設
されている。そして、突起部ＮＰの高さは、絶縁層９
１、すなわち、絶縁シートの厚さよりも低くなってい
る。
【０１８９】そのため、突起部ＮＰで囲まれる領域内に
絶縁層９１を設けると、絶縁層９１の主面が突起部ＮＰ
の先端から突出するが、半導体装置Ｍ５０２を図示しな
いヒートシンクに取り付ける際に、突起部ＮＰの先端が
ヒートシンクに完全に接触するまでボルト等で締め付け
を行うことで、絶縁層９１が圧縮されて、その厚さが突
起部ＮＰの高さと同じになる。
【０１９０】従って、突起部ＮＰの高さを、絶縁性を確
保するための絶縁シートの最小厚さに等しく設定してお
き、突起部ＮＰがヒートシンクに完全に接触するまで締
め付けを行うことで、締め付けのばらつきにより、絶縁
シートが最小厚さによりも薄くなることを防止でき、ま
た、絶縁シートの厚さに必要以上のマージンを見込む必
要がなくなるので、放熱性を向上できる。
【０１９１】そして、放熱性が向上することで、ヒート
スプレッダ２５の底面積を大きくせずに済むので、装置
が大型化することを抑制できる。
【０１９２】なお、突起部ＮＰは直径２ｍｍ程度の円筒
とし、ヒートスプレッダ２５の各辺に対応して４〜６個
ずつを配設すれば良い。なお、突起部ＮＰは樹脂パッケ
ージ２３Ｂと一体で形成すれば良い。
【０１９３】＜Ｅ−５．変形例３＞半導体装置Ｍ５００
においては、樹脂パッケージ２３Ｂの底面に絶縁層９１
を設ける構成を示したが、図２８に示す半導体装置Ｍ５
０３のような構成としても良い。
【０１９４】すなわち、樹脂パッケージ２３Ｂは、その
底面がヒートスプレッダ２５よりも若干広い領域に渡っ
て窪んだ段差領域ＳＰを有し、ヒートスプレッダ２５の
底面は、当該段差領域ＳＰにおいて露出している。そし
て、段差領域ＳＰの高さは、絶縁層９１の厚さよりも低
くなっている。
【０１９５】ここで、絶縁層９１としては先に説明した
絶縁シートを貼付することで形成しても良いが、印刷に
より所定量の絶縁性樹脂を塗布し、その上から放熱板Ｂ
Ｓを押し付けることで、絶縁性樹脂を均一な厚さに広げ
る方法を用いても良い。なお、このプロセスを減圧環境
下で行うことで、絶縁層９１中にボイドが発生すること
を防止できる。
【０１９６】なお、印刷による樹脂の塗布とは、溶融し
た絶縁性樹脂を目的とする領域に供給し、へら等を用い
て刷り広げるものであり、半導体装置Ｍ５０３において
は、段差領域ＳＰの高さを絶縁層９１の最小厚さに等し
く設定しておき、段差領域ＳＰの高さを若干越える程度
に絶縁性樹脂を刷り広げ、放熱板ＢＳを押し付けること
で絶縁性樹脂がさらに広がって均一になると共に、放熱
板ＢＳに絶縁層９１が密着することになる。
【０１９７】なお、放熱板ＢＳは絶縁性樹脂を広げるだ
けでなく、ヒートスプレッダ２５よりも面積の大きな放
熱板ＢＳを取り付けることで、ヒートシンクとの接触面
積が増えるので、放熱性を向上させることができる。
【０１９８】
【発明の効果】本発明に係る請求項１記載の半導体装置
によれば、複数の主電極板の、それぞれの他方端が、樹
脂パッケージの上面側において外部に露出し、樹脂パッ
ケージはモールド成形により一体成形されているので、
配設効率が良く、また、放熱基板の外形寸法を、樹脂パ
ッケージの外形寸法と同程度まで大きくすることがで
き、放熱能力を保っての小型化が可能となる。また、複
数の主電極板は樹脂パッケージの上面において露出する
ように配設されるので、複数の主電極板と、これらを電
気的に接続する電流経路とで構成されるループ回路の面
積が小さくなり、当該ループ回路のインダクタンスを小
さくできる。
【０１９９】本発明に係る請求項２記載の半導体装置に
よれば、樹脂パッケージが箱状であって、複数の主電極
板が樹脂パッケージの上面において、それぞれの他方端
の主面のみが露出するように配設されているので、形状
が単純であり、強度的にも強い構造となる。
【０２００】本発明に係る請求項３記載の半導体装置に
よれば、複数の主電極板の、それぞれの他方端の主面の
露出位置が、樹脂パッケージの上面の中央寄りの位置で
あるので、樹脂パッケージをヒートシンクに取り付ける
場合、ヒートシンクから主電極板までの絶縁距離が確保
しやすくなり、樹脂パッケージの厚さは薄くても、耐電
圧の高い半導体装置を得ることができる。
【０２０１】本発明に係る請求項４記載の半導体装置に
よれば、樹脂パッケージが、箱状の本体部と、該本体部
の上面からそれぞれ突出する複数の電極突出部とを有し
ているので、樹脂パッケージをヒートシンクに取り付け
る場合、ヒートシンクから主電極板までの絶縁距離がさ
らに確保しやすくなり、本体部の厚さは薄くても、耐電
圧の高い半導体装置を得ることができる。そして、電極
突出部の存在により、放熱基板が埋め込まれる本体部の
厚さは最小限に設定することができるので、装置使用時
の発熱により温度変化が生じても、樹脂パッケージ全体
に反りが生じることを抑制でき、半導体装置からヒート
シンクへの放熱効果が低下することを防止して、半導体
装置の温度が許容値以上に高くなることを防止できる。
【０２０２】本発明に係る請求項５記載の半導体装置に
よれば、複数の電極突出部の本体部との境界部分が曲面
を有して構成されているので、例えば電極突出部におい
て主電極板と外部の導体とをボルトで締め付けるような
場合に、大きなトルクでボルトを締め付けても、本体部
と電極突出部との境界部分に生じる応力が小さくなり、
電極突出部の寸法が小さくても、ボルトの締め付けに耐
えることができ、半導体装置の小型化を達成できる。
【０２０３】本発明に係る請求項６記載の半導体装置に
よれば、複数の電極突出部の内部に空洞部を有している
ので、空洞部内にナットを配設し、主電極板と外部の導
体とをボルトで締め付けることが可能となり、外部の導
体と主電極板とを、接触抵抗を小さくして接合すること
ができる。
【０２０４】本発明に係る請求項７記載の半導体装置に
よれば、複数の主電極板のそれぞれの他方端に貫通孔を
有し、貫通孔の内周にネジ溝を有するので、主電極板と
外部の導体とをボルトで締め付ける際に、ナットを準備
する必要がなく、作業性が向上する。
【０２０５】本発明に係る請求項８記載の半導体装置に
よれば、貫通孔が、バーリング加工によって形成され、
ネジ溝がバーリング部に配設されているので、主電極板
の厚さが薄くてもネジ溝を形成することができる。
【０２０６】本発明に係る請求項９記載の半導体装置に
よれば、複数の電極突出部は、貫通孔に、ネジ孔が連通
するように埋め込まれたナットを有するので、主電極板
と外部の導体とをボルトで締め付ける際に、ナットを準
備する必要がなく、作業性が向上する。
【０２０７】本発明に係る請求項１０記載の半導体装置
によれば、放熱基板上に半導体素子の駆動制御を行う制
御回路を備えるので、制御回路が半導体素子の近傍に配
設されることになり、制御回路を半導体装置の外部に配
設する場合に比べて、制御回路と半導体素子との間に形
成される制御配線ループの面積を小さくすることがで
き、例えば大電流のスイッチング素子において、大きな
電磁ノイズが生じたとしても、制御信号に電圧変動が生
じることを抑制できる。
【０２０８】本発明に係る請求項１１記載の半導体装置
によれば、制御回路が樹脂パッケージのモールド樹脂よ
りも粘度が小さい樹脂によって覆われるので、パッケー
ジ化されていない半導体チップの状態の制御回路であっ
ても、樹脂パッケージの成型時のモールド樹脂の圧力か
ら保護することができる。
【０２０９】本発明に係る請求項１２記載の半導体装置
によれば、放熱基板の底面が樹脂パッケージの底面から
露出し、少なくとも放熱基板の底面を完全に覆うように
絶縁層が配設されているので、放熱基板を樹脂パッケー
ジ内に埋め込む構成において発生する可能性があるモー
ルド樹脂内のボイドが発生せず、生産性を高めることが
できる。
【０２１０】本発明に係る請求項１３記載の半導体装置
によれば、絶縁層が、樹脂パッケージの底面に貼付され
た、シート状の絶縁材により構成されるので、形成が容
易であり、また、その厚さも均一にできる。
【０２１１】本発明に係る請求項１４記載の半導体装置
によれば、樹脂パッケージの底面に、放熱基板の底面の
露出領域に対応する段差領域を有し、段差領域の高さが
絶縁層の厚さよりも低いので、例えば、半導体装置をヒ
ートシンクに取り付ける際に、段差領域の周囲の樹脂パ
ッケージがヒートシンクに完全に接触するまでボルト等
で締め付けを行うことで、絶縁層が圧縮されて、その厚
さが段差領域の高さと同じになる。従って、段差領域の
高さを、絶縁性を確保するための絶縁層の最小厚さに等
しく設定しておき、樹脂パッケージがヒートシンクに完
全に接触するまで締め付けを行うことで、締め付けのば
らつきにより、絶縁層が最小厚さによりも薄くなること
を防止でき、また、絶縁層の厚さに必要以上のマージン
を見込む必要がなくなるので、放熱性を向上できる。
【０２１２】本発明に係る請求項１５記載の半導体装置
によれば、樹脂パッケージの底面に、放熱基板の底面の
露出領域を囲むように配設された複数の突起部を有し、
複数の突起部の高さが、絶縁層の厚さよりも低いので、
例えば、半導体装置をヒートシンクに取り付ける際に、
突起部がヒートシンクに完全に接触するまでボルト等で
締め付けを行うことで、絶縁層が圧縮されて、その厚さ
を突起部の高さと同じにできる、その結果、締め付けの
ばらつきにより、絶縁層が最小厚さによりも薄くなるこ
とを防止でき、また、絶縁層の厚さに必要以上のマージ
ンを見込む必要がなくなるので、放熱性を向上できる。
【０２１３】本発明に係る請求項１６記載の半導体装置
によれば、絶縁層に密着する、絶縁層よりも広い面積の
放熱板をさらに備えるので、例えば、半導体装置をヒー
トシンクに取り付ける際に、ヒートシンクとの接触面積
が増え、放熱性を向上させることができる。
【０２１４】本発明に係る請求項１７記載の半導体装置
によれば、複数の放熱基板の間隔を小さくすることで、
独立した半導体装置を複数個組み合わせる場合に比べ
て、装置面積を小さくでき、小型化、軽量化、低コスト
を達成できる。
【０２１５】本発明に係る請求項１８記載の半導体装置
によれば、主電極板、半導体素子、放熱基板を介して異
なる主電極板に到る半導体素子の主電流経路と、隣合う
放熱基板上に配設された半導体素子についての主電流経
路とで構成される回路ループの面積を小さくでき、ルー
プ回路のインダクタンスを小さくできる。その結果、半
導体素子での電力損失を低減して半導体装置で発生する
発熱量を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の構
成を示す斜視図である。
【図２】 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の構
成を示す断面図である。
【図３】 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の等
価回路図である。
【図４】 本発明に係る実施の形態１による効果を説明
する模式図である。
【図５】 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の使
用形態を示す斜視図である。
【図６】 本発明に係る実施の形態１の半導体装置の変
形例の構成を示す断面図である。
【図７】 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の構
成を示す斜視図である。
【図８】 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の構
成を示す断面図である。
【図９】 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の製
造工程を示す断面図である。
【図１０】 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の
変形例１の構成を示す断面図である。
【図１１】 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の
変形例２の構成を示す断面図である。
【図１２】 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の
変形例２の製造工程を示す模式図である。
【図１３】 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の
変形例２の製造工程を示す模式図である。
【図１４】 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の
変形例２の製造工程を示す模式図である。
【図１５】 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の
変形例３の構成を示す断面図である。
【図１６】 本発明に係る実施の形態２の半導体装置の
変形例３の製造工程を示す断面図である。
【図１７】 本発明に係る実施の形態３の半導体装置の
構成を示す斜視図である。
【図１８】 本発明に係る実施の形態３の半導体装置の
等価回路図である。
【図１９】 本発明に係る実施の形態３の半導体装置の
製造工程を示す断面図である。
【図２０】 本発明に係る実施の形態３の半導体装置の
変形例の構成を示す斜視図である。
【図２１】 本発明に係る実施の形態４の半導体装置の
構成を示す断面図である。
【図２２】 本発明に係る実施の形態４の半導体装置の
効果を説明する模式図である。
【図２３】 本発明に係る実施の形態４の半導体装置の
変形例１の構成を示す断面図である。
【図２４】 本発明に係る実施の形態４の半導体装置の
変形例２の構成を示す断面図である。
【図２５】 本発明に係る実施の形態５の半導体装置の
構成を示す断面図である。
【図２６】 本発明に係る実施の形態５の半導体装置の
変形例１の構成を示す断面図である。
【図２７】 本発明に係る実施の形態５の半導体装置の
変形例２の構成を示す断面図である。
【図２８】 本発明に係る実施の形態５の半導体装置の
変形例３の構成を示す断面図である。
【図２９】 従来の半導体装置の構成を示す断面図であ
る。
【図３０】 従来の半導体装置の構成を示す断面図であ
る。
【図３１】 従来の半導体装置の構成を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
１ ＩＧＢＴ素子、２ ダイオード素子、８，８１，８
２，８１Ｂ，８２Ｂ外部接続電極、２３，２３Ｂ 樹脂
パッケージ、２５ ヒートスプレッダ、２３１Ｂ 本体
部、３０ カバー樹脂、２３２Ｂ 電極突出部、ＯＳ
空洞部、ＲＰ曲面部、ＢＰ バーリング部、４０，４０
Ａ 制御回路、９１ 絶縁層、ＳＰ段差領域、ＮＰ 突
起部、ＢＳ 放熱板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F036 AA01 BA23 BB01 BB21 BC06 BE01 5F061 AA01 BA02 CA21 FA02

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 放熱基板と、 前記放熱基板上に配設された半導体素子と、 それぞれの一方端が前記半導体素子の主電極に電気的に
    接続された複数の主電極板と、 前記放熱基板、前記半導体素子、前記複数の主電極板を
    樹脂封止する樹脂パッケージと、を備え、 前記複数の主電極板の、それぞれの他方端は、前記樹脂
    パッケージの上面側において外部に露出し、 前記樹脂パッケージは、モールド成形により一体で成形
    されている、半導体装置。
  2. 【請求項２】 前記樹脂パッケージは箱状であって、 前記複数の主電極板は、 前記樹脂パッケージの上面において、前記それぞれの他
    方端の主面のみが露出する、請求項１記載の半導体装
    置。
  3. 【請求項３】 前記複数の主電極板の、前記それぞれの
    他方端の主面の露出位置は、前記樹脂パッケージの上面
    の中央寄りの位置である、請求項２記載の半導体装置。
  4. 【請求項４】 前記樹脂パッケージは、箱状の本体部
    と、該本体部の上面からそれぞれ突出し、前記複数の主
    電極板を内部に含む複数の電極突出部とを有し、 前記複数の主電極板は、前記複数の電極突出部のそれぞ
    れの上面において、前記それぞれの他方端の主面のみが
    露出する、請求項１記載の半導体装置。
  5. 【請求項５】 前記複数の電極突出部は、前記本体部と
    の境界部分が曲面を有して構成される、請求項４記載の
    半導体装置。
  6. 【請求項６】 前記複数の電極突出部は、前記本体部の
    端縁部に配設され、その内部に空洞部を有し、 前記複数の主電極板の前記それぞれの他方端は、前記空
    洞部の上部を覆うように配設される、請求項４記載の半
    導体装置。
  7. 【請求項７】 前記複数の主電極板の前記それぞれの他
    方端は貫通孔を有し、 前記貫通孔は、その内周にネジ溝を有する、請求項６記
    載の半導体装置。
  8. 【請求項８】 前記貫通孔は、バーリング加工によって
    形成され、 前記ネジ溝は、前記バーリング加工によって前記空洞部
    側に突出するバーリング部に配設される、請求項７記載
    の半導体装置。
  9. 【請求項９】 前記複数の主電極板の前記それぞれの他
    方端は貫通孔を有し、 前記複数の電極突出部は、前記貫通孔に、そのネジ孔が
    連通するように埋め込まれたナットをさらに有する、請
    求項６記載の半導体装置。
  10. 【請求項１０】 前記半導体装置は、 前記放熱基板上に配設され、前記半導体素子の駆動制御
    を行う制御回路をさらに備える、請求項１記載の半導体
    装置。
  11. 【請求項１１】 前記制御回路は、前記樹脂パッケージ
    のモールド樹脂よりも粘度が小さい樹脂によって覆われ
    る、請求項１０記載の半導体装置。
  12. 【請求項１２】 前記放熱基板の、前記半導体素子の搭
    載面とは反対側の底面は、前記樹脂パッケージの底面か
    ら露出し、 前記半導体装置は、 少なくとも前記放熱基板の前記底面を完全に覆うよう
    に、前記樹脂パッケージの前記底面側に配設された絶縁
    層をさらに備える、請求項１記載の半導体装置。
  13. 【請求項１３】 前記絶縁層は、前記樹脂パッケージの
    底面に貼付された、シート状の絶縁材により構成され
    る、請求項１２記載の半導体装置。
  14. 【請求項１４】 前記樹脂パッケージの前記底面に、前
    記放熱基板の前記底面の露出領域に対応する領域が窪ん
    だ段差領域を有し、 前記段差領域の高さは、前記絶縁層の厚さよりも低い、
    請求項１２記載の半導体装置。
  15. 【請求項１５】 前記樹脂パッケージの前記底面に、前
    記放熱基板の前記底面の露出領域を囲むように配設され
    た複数の突起部を有し、 前記複数の突起部の高さは、前記絶縁層の厚さよりも低
    い、請求項１２記載の半導体装置。
  16. 【請求項１６】 前記半導体装置は、 前記絶縁層に密着する、前記絶縁層よりも広い面積の放
    熱板をさらに備える、請求項１２記載の半導体装置。
  17. 【請求項１７】 複数の放熱基板と、 前記複数の放熱基板上にそれぞれ配設された半導体素子
    と、 それぞれの一方端が前記半導体素子の主電極に電気的に
    接続された複数の主電極板と、 前記複数の放熱基板、前記半導体素子、前記複数の主電
    極板を樹脂封止する樹脂パッケージと、を備え、 前記複数の主電極板の、それぞれの他方端は、前記樹脂
    パッケージの上面側において外部に露出し、 前記樹脂パッケージは、モールド成形により一体で成形
    されている、半導体装置。
  18. 【請求項１８】 前記複数の放熱基板は、何れも同じ矩
    形形状を有し、その長辺どうしが平行するように配列さ
    れる、請求項１７記載の半導体装置。
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