JP2003264265A - 電力用半導体装置 - Google Patents

電力用半導体装置

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JP2003264265A
JP2003264265A JP2002063484A JP2002063484A JP2003264265A JP 2003264265 A JP2003264265 A JP 2003264265A JP 2002063484 A JP2002063484 A JP 2002063484A JP 2002063484 A JP2002063484 A JP 2002063484A JP 2003264265 A JP2003264265 A JP 2003264265A
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JP
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semiconductor element
semiconductor device
metal block
power semiconductor
lead frame
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JP2002063484A
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English (en)
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Yasushi Nakajima
泰 中島
Yoshihiro Kashiba
良裕 加柴
Hideaki Chuma
秀明 中馬
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体素子との接続をリードフレームにより
行なう電力用半導体装置であって、リードフレームの接
続部での疲労破壊が生じにくい構造の電力用半導体装置
を提供する。 【解決手段】 モールド樹脂の筐体１４を採用し、その
モールド樹脂で、リードフレーム６，７，１３、半導体
素子１を載置する基板としての金属ブロック１５および
半導体素子１を一体成形する。リードフレーム６と半導
体素子１とをモールド樹脂が取り囲むので、両者の間の
接合を強化することができ、リードフレーム６の接続部
での疲労破壊が生じにくい構造の電力用半導体装置が得
られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、インバータ等の
電力用半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１３に従来の電力用半導体装置を示
す。この電力用半導体装置においては、ダイオード等の
半導体素子１の裏面に設けられた電極１ａが、セラミッ
ク基板２の表面の配線パターン３上にハンダにより固着
されている。また、セラミック基板２は、例えば無酸素
銅からなるベース板４上にハンダ８により固着されてい
る。
【０００３】ベース板４には、筐体５がネジ止めあるい
は接着により固定されている。なお、筐体５は例えばＰ
ＰＳ（ポリフェニルサルファイド）で形成されている。
この筐体５内にはリードフレーム６，７およびナット１
２が一体化されている。リードフレーム６および７の一
端は内部電極６ａ，７ａとして機能し、他端は外部電極
６ｂ，７ｂとして機能する。なお、ナット１２は外部電
極６ｂ，７ｂへの外部配線（図示せず）の接続用のため
に設けられている。ボルト（図示せず）を用いて締め付
け力により外部配線と外部電極６ｂ，７ｂとを接続する
ことで、両者間の接触抵抗を低減できる。
【０００４】内部電極６ａと半導体素子１の表面に設け
られた電極１ｂとはアルミニウムワイヤ９で接続され、
また、セラミック基板２上の配線パターン３と内部電極
７ａとは他のアルミニウムワイヤ９で接続されている。
アルミニウムワイヤ９は例えば直径数百μｍ程度のサイ
ズである。
【０００５】筐体５とベース板４とで囲まれた内部空間
には、絶縁性を確保するためのシリコーンゲル１０が充
填されている。そして、シリコーンゲル１０を外気から
遮断するために、蓋１１が筐体５の表面を覆うよう設け
られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１３のような電力用
半導体装置の場合、アルミニウムワイヤ９を配線として
用いている。アルミニウムワイヤ９を電流が通過する際
の抵抗損を低減するためには、アルミニウムワイヤ９の
断面積を大きくする（ワイヤ直径を太くする）こと、あ
るいは、ワイヤ本数を増やすことが必要であった。ただ
し、アルミニウムワイヤ９の各電極への接合には、接合
面に、アルミニウムワイヤ９の直径の少なくとも２倍以
上の幅と直径の少なくとも３倍以上の長さとを備えた領
域が必要である。よって、半導体素子１の単位面積あた
り電流量を増やして半導体素子１の面積の低減を図ろう
とした場合に、接合領域を広く確保せねばならず、半導
体素子１の微小化が妨げられることとなっていた。
【０００７】さらに、アルミニウムワイヤ９を用いる
と、半導体素子１の表面の電極１ｂとの接合界面で、温
度サイクル（ヒートサイクル）により剥離が発生しやす
いという問題がある。半導体素子１がシリコン製の場
合、その線膨張率は２．３×１０ -6［／Ｋ］程度である
が、アルミニウムの線膨張率は２３×１０-6［／Ｋ］程
度である。この線膨張率の較差のため、電力用半導体装
置使用時の発熱により熱応力が生じ、その熱応力が接合
界面での剥離を誘発していた。この熱応力は、電力用半
導体装置の負荷の増減や電源のオンオフに伴ってサイク
ル的に生じる。
【０００８】例えば温度差が５０℃生じるような場合に
は、数百万回の温度サイクルでアルミニウムワイヤ９に
剥離が現れていた。このため、電力用半導体装置の負荷
状況に応じて、半導体素子１の温度変化が大きくなり過
ぎないようにする必要があった。
【０００９】また、一箇所の接合に複数本のワイヤが用
いられているときには、電極に各ワイヤの接合面から島
状に電流が供給されていた。よって、電極のうちワイヤ
接合面近傍では低抵抗であるが、ワイヤ接合面から離れ
た部分では抵抗成分が付加されて抵抗損が大きくなる、
という問題もあった。半導体素子１の表面の電極でこの
抵抗損が大きいと、素子の特性を充分に生かしきれてい
なかった。
【００１０】以上より、半導体素子１の電流密度を大き
くしたい場合には、半導体素子のサイズを大きくして半
導体素子の発熱密度を下げる、あるいは、半導体素子を
並列接続して素子一個あたりの発熱密度を下げるなどの
対策が必要であった。しかし、これらの対策は、装置全
体の大型化を招来し、製造コストの増大につながってい
た。
【００１１】また、アルミニウムワイヤ９の接合には一
本あたり１秒から数秒の時間がかかるため、数百本もの
配線が必要となる大電力モジュールでは製造時間が多大
なものとなっていた。このことも製造コストの増大につ
ながっていた。
【００１２】なお、図１４に、図１３とは別の従来の電
力用半導体装置を示す。この電力用半導体装置では、半
導体素子１の裏面に設けられた電極１ａが、銅合金から
なるリードフレーム７の一端７ａ上にハンダにより固着
されている。リードフレーム７の他端７ｂは外部電極と
なっている。また、半導体素子１の表面に設けられた電
極１ｂとリードフレーム６の一端とがアルミニウムワイ
ヤ９で接続されている。リードフレーム６の他端６ｂは
外部電極となっている。
【００１３】そして、半導体素子１、アルミニウムワイ
ヤ９、およびリードフレーム６，７の一部が、トランス
ファーモールド成形でモールド樹脂１４により一体成形
されている。
【００１４】図１４の電力用半導体装置の場合、トラン
スファーモールド成形が採用されているので製造工程は
簡単となるが、アルミニウムワイヤ９を採用しているこ
とから、やはり図１３の電力用半導体装置と同様の問題
があった。
【００１５】また、図１５に、さらに別の従来の電力用
半導体装置を示す。この電力用半導体装置では、図１３
の場合と同様、半導体素子１の裏面に設けられた電極１
ａが、セラミック基板２の表面の配線パターン３上にハ
ンダにより固着されている。また、セラミック基板２は
ベース板４上にハンダ８により固着されている。ベース
板４には、筐体５がネジ止めあるいは接着により固定さ
れている。
【００１６】一方、図１５の電力用半導体装置では、ア
ルミニウムワイヤ９は採用されてはいない。その代わり
に、筐体５に一体化された銅製のリードフレーム６，７
がそれぞれ、半導体素子１近傍、配線パターン３近傍に
まで延在している。そして、リードフレーム６の内部電
極６ａが半導体素子１の表面の電極１ｂに接続され、リ
ードフレーム７の内部電極７ａが配線パターン３に接続
されている。なお、内部電極６ａ，７ａはそれぞれ、導
電性接着剤を介して電極および配線パターン３に接続さ
れる。
【００１７】アルミニウムワイヤでなくリードフレーム
６，７を接続に用いることで、アルミニウムワイヤ採用
時に問題となっていた装置全体の大型化、製造コストの
増大を防止することが可能となる。
【００１８】しかしながら、図１５の電力用半導体装置
にも問題は残っている。すなわち、半導体素子１とリー
ドフレーム６との間の線膨張率の較差の問題が残る。半
導体素子１がシリコン製の場合、その線膨張率は２．３
×１０-6［／Ｋ］程度であるが、リードフレーム６の構
成材料たる銅の線膨張率は１６．７×１０-6［／Ｋ］程
度である。この線膨張率の較差のため、やはり電力用半
導体装置使用時の発熱による熱応力が生じる。そして、
この熱応力のために、リードフレーム６の接続部での疲
労破壊が生じやすい。すなわち、導電性接着剤の剥離が
発生する。なお、導電性接着剤の代わりにハンダ付けな
どを行なったとしても、疲労破壊の問題は依然として残
る。
【００１９】そこで、この発明の課題は、半導体素子と
の接続をリードフレームにより行なう電力用半導体装置
であって、リードフレームの接続部での疲労破壊が生じ
にくい構造の電力用半導体装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、表面及び裏面を有する半導体素子と、前記半導体素
子の前記裏面に固着された金属ブロックと、前記半導体
素子の前記表面に固着されたリードフレームと、前記半
導体素子、前記金属ブロックおよび前記リードフレーム
をモールド樹脂で一体成形した筐体とを備える電力用半
導体装置である。
【００２１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の電力用半導体装置であって、前記リードフレームの一
部は、外部電極として前記筐体から露出し、前記外部電
極は、前記半導体素子が固着した前記金属ブロックの面
から法線方向に離れる向きに前記筐体の主表面から突出
した位置に配置されている電力用半導体装置である。
【００２２】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の電力用半導体装置であって、前記外部電極は、前記筐
体の前記主表面において前記筐体の側端部よりも内側に
位置する電力用半導体装置である。
【００２３】請求項４に記載の発明は、請求項１に記載
の電力用半導体装置であって、前記半導体素子が固着し
た前記金属ブロックの面には、突起が設けられている電
力用半導体装置である。
【００２４】請求項５に記載の発明は、請求項１に記載
の電力用半導体装置であって、前記リードフレームの一
部は、放熱部として前記筐体の主表面から露出している
電力用半導体装置である。
【００２５】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の電力用半導体装置であって、前記放熱部には他の金属
ブロックが固着されている電力用半導体装置である。
【００２６】請求項７に記載の発明は、請求項１または
請求項６に記載の電力用半導体装置であって、前記金属
ブロックおよび／または前記他の金属ブロックの内部に
は、冷媒が存在可能な空隙が設けられている電力用半導
体装置である。
【００２７】請求項８に記載の発明は、請求項１に記載
の電力用半導体装置であって、前記半導体素子、前記金
属ブロックおよび前記リードフレームを含む一組が複数
組存在し、前記筐体は前記複数組の全てを前記モールド
樹脂で一体成形する電力用半導体装置である。
【００２８】
【発明の実施の形態】＜実施の形態１＞本実施の形態
は、筐体のモールド樹脂で、リードフレーム、半導体素
子を載置する基板としての金属ブロックおよび半導体素
子を一体成形した電力用半導体装置である。リードフレ
ームと半導体素子とをモールド樹脂が取り囲むので、両
者の間の接合を強化することができ、リードフレームの
接続部での疲労破壊が生じにくい構造の電力用半導体装
置が得られる。
【００２９】図１に本実施の形態に係る電力用半導体装
置を示す。また、図２はモールド樹脂封入前の斜視図で
あり、図３はモールド樹脂封入後の斜視図である。
【００３０】この電力用半導体装置においては、サイリ
スタ等の半導体素子１の裏面に設けられた主電極１ａ
（例えばアノード電極）が、無酸素銅などの金属ブロッ
ク１５上に例えばハンダ（図示せず、以下の他のハンダ
についても同様）により固着されている。金属ブロック
１５上にはさらに、リードフレーム７が、その端部７ａ
において例えばハンダにより固着されている。リードフ
レーム７の他の端部７ｂは、主電極１ａの外部電極とし
て機能する。
【００３１】一方、半導体素子１の表面に設けられた主
電極１ｂ（例えばカソード電極）には、リードフレーム
６が、その端部６ａにおいてハンダにより固着されてい
る。リードフレーム６の他の端部６ｂは、主電極１ｂの
外部電極として機能する。
【００３２】また、半導体素子１の表面に設けられた信
号電極１ｃ（例えばゲート電極）には、アルミニウムワ
イヤ９の一端がハンダにより固着されている。アルミニ
ウムワイヤ９の他端はリードフレーム１３の端部１３ａ
にハンダにより固着されている。リードフレーム１３の
他の端部１３ｂは、信号電極１ｃの外部電極として機能
する。
【００３３】なお、ここでは各電極等における固着方法
としてハンダ付けを挙げているが、その他にも例えば溶
接などの手法を固着方法に採用してもよい。
【００３４】そして、半導体素子１、金属ブロック１
５、アルミニウムワイヤ９およびリードフレーム６，
７，１３がモールド樹脂で一体成形され、筐体１４を形
成している。なお、筐体１４のモールド樹脂は、半導体
素子１が固着されていない側の金属ブロック１５の面に
も回り込んでおり、面１４ａを形成している。そして、
この面１４ａには、半導体素子１の発熱を逃がすための
ヒートシンク１６が接合されている。
【００３５】本実施の形態では、アルミニウムワイヤで
なくリードフレーム６，７を半導体素子１の主電極１
ａ，１ｂへの接続に用いているので、アルミニウムワイ
ヤ採用時に問題となっていた装置全体の大型化、製造コ
ストの増大を防止することが可能となる。なお、信号電
極１ｃについては、流れる電流量が微小であるため温度
上昇が小さく、剥離の問題が少ないので、アルミニウム
ワイヤ９を採用してもよい。図１ではアルミニウムワイ
ヤ９を採用する場合を示したが、もちろん信号電極１ｃ
への接続についても、アルミニウムワイヤ９を省略して
リードフレーム１３を信号電極１ｃに固着する構成とし
てもよい。
【００３６】また、本実施の形態では、筐体１４のモー
ルド樹脂でリードフレーム６，７，１３、金属ブロック
１５および半導体素子１を一体成形している。よって、
リードフレーム６と半導体素子１とをモールド樹脂が取
り囲むので、両者の間の接合を強化することができ、リ
ードフレーム６の接続部での疲労破壊が生じにくい構造
の電力用半導体装置が得られる。
【００３７】また、半導体素子１の裏面に固着された金
属ブロック１５を備えるので、金属ブロック１５を半導
体素子１を載置する基板として利用することができる。
また、半導体素子の裏面に主電極１ａが設けられている
場合には、その主電極１ａへの接続部としてこの金属ブ
ロック１５を利用することができる。さらに、金属ブロ
ック１５を半導体素子１の発熱を逃がすヒートスプレッ
ダとして利用することもできる。また、金属ブロック１
５と半導体素子１とをモールド樹脂が取り囲むので両者
の間の接合を強化することができる。
【００３８】なお、主電極１ｂへの固着面となるリード
フレーム６の端部６ａは、半導体素子１の外周部と接触
せず、半導体素子１の表面内に収まる形状としておくこ
とが望ましい。半導体素子１の外周部と接触すると、必
要な絶縁性が確保できないことがあるからである。ま
た、端部６ａが半導体素子１の表面内に収まっておれ
ば、例えば半導体素子１の表面の大部分と端部６ａとが
接続される場合に比べ、リードフレーム６と主電極１ｂ
との接合面積が小さくなり、温度サイクルによる疲労破
壊の影響を受けにくくなる。
【００３９】端部６ａを半導体素子１の表面内に収まる
形状とするために、ここではリードフレーム６に段差６
ｃを設けている。段差６ｃが存在することにより、リー
ドフレーム６と半導体素子１との間の位置１４ｂにモー
ルド樹脂が入り込みやすくなり、筐体１４内にボイドが
発生するのを抑制できるという効果もある。
【００４０】また、本実施の形態においては、図１に示
すように、リードフレーム６の厚みが一定であるとして
いる。しかし、リードフレーム６の厚みを一定とするこ
とは必須ではない。
【００４１】特に、主電極１ｂへの固着面となる端部６
ａについては、その厚みを半導体素子１の厚みの２倍程
度以内としておくとよい。その程度に端部６ａを薄くし
ておけば、リードフレーム６への熱応力が減少し、温度
サイクルによる疲労破壊の影響をリードフレーム６が受
けにくくなるからである。
【００４２】よって、リードフレーム６の厚みについて
は、電気抵抗値に問題が生じない範囲において、部分ご
とにその厚みを変えるようにしてもよい。
【００４３】なお、筐体１４の形成は、半導体素子１を
金属ブロック１５に固着させた後、図２の状態のよう
に、リードフレーム６および７の切り離し前部品６７並
びにリードフレーム１３の切り離し前部品１３０を折り
曲げ加工して各電極に接続した後、切り離し前部品６
７，１３０を固定してトランスファーモールド成形する
ことによって行なう。その後、切り離し前部品６７，１
３０の所定の個所を切断し、さらに折り曲げ加工するこ
とで図３の状態にする。
【００４４】なお、モールド樹脂は、エポキシを主成分
とするような接着性の強い材質のものが望ましい。図１
３や図１５の場合のように、シリコーンゲルのような低
ヤング率材料が半導体素子１の周辺を覆っているような
場合は、半導体素子１とセラミック基板２およびリード
フレーム６との間での熱膨張率の差に応じたひずみが自
由に発生しやすく亀裂の原因となりやすい。
【００４５】しかし、本実施の形態のように金属ブロッ
ク１５およびリードフレーム６と半導体素子１とをモー
ルド樹脂が取り囲む構成とすれば、熱膨張率の差に応じ
たひずみの発生を抑制でき、両者の間の接合を強化する
ことができる。上記のように接着性の強い材質を採用す
れば、この効果はさらに高まる。
【００４６】また、モールド樹脂には、その線膨張率
が、金属ブロック１５の線膨張率の±２０パーセント程
度の差の範囲内にある材料を採用することが望ましい。
【００４７】モールド樹脂の線膨張率が金属ブロック１
５の線膨張率よりも著しく低いと、モールド樹脂の注入
後、冷却過程において金属ブロック１５がモールド樹脂
よりも大きく収縮しようとするため、モールド樹脂と金
属ブロックとの界面に隙間が生じる可能性がある。
【００４８】一方、モールド樹脂の線膨張率が金属ブロ
ック１５の線膨張率よりも著しく高いと、電力用半導体
装置使用時の半導体素子の発熱に伴って、やはりモール
ド樹脂と金属ブロック１５との界面に隙間が生じる可能
性がある。
【００４９】これらの事情から、モールド樹脂の線膨張
率と金属ブロック１５の線膨張率とは近い値であるのが
望ましいのである。
【００５０】また、半導体素子１の下側に位置する金属
ブロック１５の線膨張率と半導体素子１の上側に位置す
るモールド樹脂の線膨張率とが近い値であれば、電力用
半導体装置の反りが生じにくい。よって、反りによって
半導体素子１−リードフレーム６間に亀裂が生じるのを
抑制することができる。
【００５１】なお、本実施の形態では、金属ブロック１
５の材料として無酸素銅を挙げたが、この他にも例えば
ＭｏやＣｕＭｏ合金、ＳｉＣ−Ａｌ等の、線膨張率がＳ
ｉに近い金属を採用してもよい。これらの材料を金属ブ
ロック１５に採用すれば、半導体素子１−金属ブロック
１５間のハンダの熱サイクル疲労をさらに抑制すること
が可能となる。その場合、モールド樹脂の線膨張率につ
いても、例えばフィラーの含有量を増やすなどして、同
様に調整する必要がある。
【００５２】上記のような構成とすることにより、半導
体素子１と金属ブロック１５およびリードフレーム６と
の間の線膨張率の差に起因するハンダの熱サイクル疲労
破壊を大幅に抑制することが可能となる。
【００５３】なお、本実施の形態においては、図１に示
すようにモールド樹脂が金属ブロック１５よりも厚い場
合の例を示している。しかし、モールド樹脂は成形時の
硬化反応にともない収縮する特性を有するのに対して金
属ブロック１５は収縮しないため、電力用半導体装置に
反りが生じやすい。反りが生じると、ヒートシンク１６
の密着性が低下するので放熱性が損なわれるという問題
が生じやすくなる。よって、モールド樹脂の厚みは薄い
ほうが望ましい。
【００５４】また、本実施の形態においては、モールド
樹脂を金属ブロック１５の裏面側の面１４ａに回り込ま
せている。しかし、金属ブロック１５の裏面を筐体１４
から露出させる構成としてもよい。その場合は、トラン
スファーモールド成形後に、金属ブロック１５の露出面
に、例えばセラミック基板やシリコーンシートのような
絶縁層を取り付ければよい。または、ヒートシンク１６
への固定時に、ヒートシンク１６と金属ブロック１５の
露出面との間に例えばセラミック基板やシリコーンシー
トのような絶縁層を挟み込んでもよい。
【００５５】セラミック基板を用いる場合には、モール
ド樹脂に対して熱伝導率が大きいため熱抵抗が小さくな
る。一方、シリコーンシートを用いる場合には製造コス
トが安くなる。このように金属ブロック１５とヒートシ
ンク１６との間の絶縁を確保することで、電力用半導体
装置の取り扱い性が向上する。
【００５６】なお、ヒートシンク１６は冶具を用いて圧
着される。そして、半導体素子の発熱は、金属ブロック
１５、絶縁層、ヒートシンク１６へと伝達されて、放熱
される。絶縁層とヒートシンク１６との間の熱抵抗が大
きい場合には、熱伝導グリスを両者の間に塗布すればよ
い。
【００５７】なお、図２は、金属ブロック１５に半導体
素子１を搭載してからリードフレーム６，７，１３を半
導体素子１に固着させる場合を示していたが、他の製造
プロセスを採ってもよい。すなわち、例えばまずリード
フレーム６，７に対向するように半導体素子１を位置決
めして、リードフレーム６，７と半導体素子１との接合
を行なう。また、リードフレーム１３についてはアルミ
ニウムワイヤ９で接合を行なう。そして、その後に半導
体素子１の裏面に金属ブロック１５を接合する。そし
て、各リードフレームと金属ブロック１５とを例えば抵
抗溶接にて接合する。そして最後に、リードフレーム、
半導体素子１および金属ブロック１５の一体化構造をト
ランスファーモールドの金型内に配置し、トランスファ
ーモールド工程により一体化成形する。
【００５８】このようなプロセスを採ると、重量の大き
な金属ブロック１５の半導体素子１への固着をトランス
ファーモールド工程で一体化する直前に行なえるため、
リードフレームを支持して行なう搬送の期間が長くな
り、軽量で容易な搬送が行なえる。よって、特殊な生産
装置を用いる必要がなくなる。例えばダイボンダーやワ
イヤボンダーではリードフレームの幅がおよそ７０ｍｍ
以下であれば装置上大きな改良を行なわずに対応でき
る。よって、生産装置が低コストとなり、他の品種との
混合ライン化が容易となり、生産性が高くなる。その結
果、製品の低コスト化が実現できる。
【００５９】＜実施の形態２＞本実施の形態は、実施の
形態１に係る電力用半導体装置の変形例であって、リー
ドフレーム６，７，１３の外部電極６ｂ，７ｂ，１３ｂ
を、半導体素子１が固着した金属ブロック１５の面から
法線方向に離れる向きに筐体１４の主表面から突出した
位置に配置したものである。外部電極６ｂ，７ｂ，１３
ｂを筐体１４の主表面から突出した位置に配置すること
によって、筐体の厚みを減じることができ、電力用半導
体装置の小型化が可能となる。
【００６０】図４に本実施の形態に係る電力用半導体装
置を示す。この電力用半導体装置においては、リードフ
レーム６，７，１３のうち外部電極６ｂ，７ｂ，１３ｂ
として筐体１４から露出した部分が、金属ブロック１５
の表面のうち半導体素子１の固着面から法線方向に離れ
る向き（図４では上向き）に、筐体の主表面１４ｄから
突出した筐体突出部１４ｅ上に配置されている。なお、
筐体突出部１４ｅの内部は空隙１４ｆとなっており、空
隙１４ｆ内の外部電極６ｂ，７ｂ，１３ｂと接する部分
にはナット１２が配置されている。なお、ナット１２は
外部電極６ｂ，７ｂ,１３ｂへの外部配線（図示せず）
の接続用のために設けられている。ボルト（図示せず）
を用いて締め付け力により外部配線と外部電極６ｂ，７
ｂ，１３ｂとを接続することで、両者間の接触抵抗を低
減できる。
【００６１】このように、外部電極６ｂ，７ｂ，１３ｂ
を筐体突出部１４ｅ上に配置すると、筐体の主表面１４
ｄについては、リードフレーム６，７，１３を覆うのに
充分な程度の厚さとなる位置に形成すればよいので筐体
１４の厚みを減じることができ、電力用半導体装置の小
型化が可能となる。また、金属ブロック１４の半導体素
子１の固着面から法線方向に離れる向きに突出した位置
に外部電極６ｂ，７ｂ，１３ｂが配置されているので、
筐体１４の表面のうち金属ブロック１５の存在する側に
ヒートシンク１６を設けた場合であっても、ヒートシン
ク１６と外部電極６ｂ，７ｂ，１３ｂとの間の絶縁距離
Ｌ１を大きくとることが可能となる。よって、電力用半
導体装置の信頼性が高くなる。
【００６２】なお、本実施の形態においては、実施の形
態１の場合のように、筐体１４のモールド樹脂を、半導
体素子１が固着されていない側の金属ブロック１５の裏
面１５ａに回り込ませず、金属ブロック１５の裏面１５
ａを筐体１４から露出させている。そして、その露出部
分を覆うように、例えばアルミナ製の絶縁層１７を金属
ブロック１５および筐体１４に導電性接着剤により固着
させている。そして、絶縁層１７にヒートシンク１６を
圧着している。その他の構成は実施の形態１に係る電力
用半導体装置と同様のため、説明を省略する。
【００６３】本実施の形態のように筐体１４の厚みを減
じることができれば、製造に必要なモールド樹脂の量を
減じることができるのでコスト低減に資する。また、装
置全体の剛性への筐体１４の寄与分と金属ブロック１５
の寄与分とを比較すれば、筐体１４が薄くなった分だけ
後者の比率が相対的に上昇する。一般的には、金属ブロ
ック１５の剛性の方がモールド樹脂の剛性よりも高いの
で、このような構成にすることで電力用半導体装置の反
りをより小さくすることが可能となる。この反りは、前
述のように金属ブロック１５とモールド樹脂との間の線
膨張率の差とモールド樹脂の硬化収縮に起因して生じる
ものである。
【００６４】電力用半導体装置の反りが小さくなれば、
絶縁層１７にアルミナ等の剛性の高い材料を採用した場
合に、絶縁層１７および導電性接着剤にかかる応力が小
さくなり、厳しい温度条件に晒される電力用半導体装置
の信頼性が向上する。また、導電性接着剤の代わりにハ
ンダを用いて固着させた場合、絶縁層１７と金属ブロッ
ク１５との間の間隙を埋めるためにハンダ厚みが所定量
必要となるが、金属ブロック１５の裏面１５ａの反りが
少なければ、ハンダ厚みの最低必要量を低減でき、低熱
抵抗となるため好都合となる。
【００６５】さらに、ヒートシンク１６を絶縁層１７に
取り付けたときに、絶縁層１７の表面の反りが少ない方
がヒートシンク１６と絶縁層１７との間の熱抵抗を小さ
くすることができるため好都合となる。
【００６６】実施の形態１の場合には、側面に突出した
外部電極とヒートシンク１６との間の絶縁距離を大きく
するためには、電力用半導体装置の厚みを大きくする必
要があった。しかし、モールド樹脂の厚みは本来ならば
リードフレーム６，７，１３とアルミニウムワイヤ９と
を筐体１４内部に収める程度の必要最小限でよい。
【００６７】図１３に示したような従来のワイヤボンド
構造であれば、例えば直径４００μｍのアルミニウムワ
イヤを複数本用いて電気的配線を行なっていたが、アル
ミニウムワイヤを保護するため数ｍｍ程度の高さのアー
チ形状をアルミニウムワイヤで形成する必要があった。
よって、それらを被覆するために筐体の厚みを大きくす
る必要があった。
【００６８】本実施の形態の場合は、アルミニウムワイ
ヤではなくリードフレームを採用しているため、ワイヤ
ボンドのアーチをカバーするために無駄にモールド樹脂
の厚みを大きくする必要はなくなっている。なお、本実
施の形態においても、信号電極１ｃへの配線については
アルミニウムワイヤ９を採用しているが、この配線につ
いては、電流量が小さいため細いワイヤでかまわず、ワ
イヤの距離も短くてよい。よって、アーチの高さは数百
μｍ程度以下にとどめることができ、モールド樹脂の厚
みにそれほど影響を与えない。
【００６９】＜実施の形態３＞本実施の形態は、実施の
形態２に係る電力用半導体装置の変形例であって、外部
電極を、筐体の主表面において筐体の側端部よりも内側
に設けたものである。これにより、ヒートシンクと外部
電極との間の絶縁距離をさらに大きくとることが可能と
なる。
【００７０】図５に本実施の形態に係る電力用半導体装
置を示す。この電力用半導体装置においては、リードフ
レーム６，７，１３のうち外部電極６ｂ，７ｂ，１３ｂ
として筐体１４から露出した部分に、さらに導体６ｅ，
１３ｄをハンダにより固着せしめ、これらも含めて外部
電極としている。なお、外部電極７ｂにも導体がハンダ
により固着されるが、図５ではその導体は導体６ｅの陰
となっているので図示していない。
【００７１】また、本実施の形態においては、筐体１４
に筐体突出部１４ｅは設けてはいない。その代わりに導
体６ｅ，１３ｄを外部電極に接合しているので、結果と
して、金属ブロック１５の半導体素子１の固着面から法
線方向に離れる向きに筐体１４の主表面から突出した位
置に外部電極を配置していることになる。なお、その他
の構成は実施の形態２に係る電力用半導体装置と同様の
ため、説明を省略する。
【００７２】さて、このような外部電極６ｂ，６ｅ，７
ｂ，１３ｂ，１３ｄは、筐体１４の主表面１４ｄにおい
て筐体１４の側端部よりも距離Ｌ３だけ内側に位置して
いる。このように、外部電極の位置を筐体１４の側端部
よりもより内側にすることで、ヒートシンク１６と外部
電極との間の絶縁距離Ｌ２をさらに大きくとることが可
能となる。よって、電力用半導体装置の信頼性がより高
くなる。
【００７３】＜実施の形態４＞本実施の形態も、実施の
形態２に係る電力用半導体装置の変形例であって、半導
体素子１が固着した金属ブロック１５の面に、突起を設
けたものである。これにより、モールド樹脂および金属
ブロック１５の界面における両者の密着性が向上する。
【００７４】図６に本実施の形態に係る電力用半導体装
置を示す。また、図７はモールド樹脂封入前の斜視図で
ある。両図に示すように、本実施の形態においては、半
導体素子１が固着した金属ブロック１５の面に突起１８
が分散して配置されている。この突起１８を設けること
により、突起１８がアンカー効果を奏して金属ブロック
１５とモールド樹脂との間の接着力が強められ、電力用
半導体装置の信頼性が高められる。
【００７５】なお、突起１８の位置は、金属ブロック１
５の半導体素子１の固着面のうち金属ブロック１５の端
部および半導体素子１の周辺部に密集して設けるのが特
に有効である。もちろんその間の領域にも突起を配置し
てもよく、またその配置密度も大きいことが望ましい。
【００７６】実施の形態２に係る電力用半導体装置の場
合、苛酷な環境を想定して温度サイクル条件のうち温度
差を大きく設定したときに、モールド樹脂と金属ブロッ
ク１５との間に剥離が発生し、その剥離が半導体素子１
の周辺に達した後に半導体素子１のダイボンド部のハン
ダに亀裂が発生するという現象が見られた。このよう
に、電力用半導体装置の信頼性に対するモールド樹脂の
影響は大きく、本実施の形態のようにしてモールド樹脂
と金属ブロック１５との間の密着性を高めれば、過酷な
環境下であっても充分使用に耐え得る電力用半導体装置
を実現することが可能となる。
【００７７】なお、亀裂自身の発生を抑制するために
は、金属ブロック１５の端部付近に突起１８を配置する
のが有効であり、半導体素子１下のハンダへの亀裂進展
を防ぐためには、半導体素子１周辺に突起１８を配置す
るのが有効である。
【００７８】さらに、図７に示すように金属ブロック１
５の突起１８を半導体素子１の固着面周辺に集中的に設
けることで、突起１８をハンダの濡れ広がりを抑制する
ための土手としても利用することができる。すなわち、
突起１８の周辺部は、金属ブロック１５の主面に対して
一定の角度を有するので、濡れ角の差を生じさせてハン
ダの濡れ広がりを抑制する効果を発揮する。このため、
ハンダの濡れ広がりが小さい鉛フリーハンダ等を用いる
場合には、ハンダの広がる領域を規定するためのソルダ
ーレジストの形成が不要となり、製造コストの低減に資
することとなる。
【００７９】なお、突起１８の形成方法としては、例え
ばコイニングのようなプレス加工を採用すればよい。プ
レス加工は切削加工に比べて加工時間が非常に短く、生
産性が高いからである。また、コイニングによる突起の
形成に当たっては、金型に設けた凸部を金属ブロック１
５に押し付けたときに押し付け部の周囲がクレーター状
に盛り上がる現象を利用すればよい。
【００８０】なお、図示していないが、例えばリードフ
レーム６，７にも上記と同様の突起、あるいは貫通孔を
設けるようにしてもよい。そうすれば、上記と同様アン
カー効果が生じて、リードフレーム６，７と半導体素子
１および金属ブロック１５との密着性が高まる。
【００８１】また、図６では、筐体突出部１４ｅの内部
の空隙１４ｆに面した壁面には段差１４ｇが設けられて
いる。このように段差１４ｇが設けられておれば、段差
１４ｇ部での絶縁距離の増加が図れるので、筐体突出部
１４ｅの突出量を抑制しつつ、ヒートシンク１６と外部
電極６ｂ，７ｂ，１３ｂとの間の絶縁距離Ｌ４を確保す
ることが可能となる。
【００８２】その他の構成は実施の形態２に係る電力用
半導体装置と同様のため、説明を省略する。
【００８３】＜実施の形態５＞本実施の形態も、実施の
形態２に係る電力用半導体装置の変形例であって、半導
体素子１に接続されるリードフレームの一部を、放熱部
として筐体の主表面から露出させたものである。これに
より、半導体素子の放熱効率を高めることができ、半導
体装置の熱抵抗を小さくすることができる。
【００８４】図８に本実施の形態に係る電力用半導体装
置を示す。図に示すように、本実施の形態においては、
半導体素子１の主電極１ｂに固着したリードフレーム６
の一部６ｆを筐体１４の主表面の一部１４ｈから露出さ
せている。
【００８５】このように、リードフレーム６の一部６ｆ
を筐体１４の主表面から露出させれば、半導体素子１の
表面１ｂ側の放熱性が向上し、裏面１ａ側の金属ブロッ
ク１５およびヒートシンク１６の放熱作用と相俟って半
導体素子の放熱効率を高めることができる。その結果、
半導体装置の熱抵抗を小さくすることができる。
【００８６】すなわち、熱抵抗損をより低減できるの
で、半導体素子１の面積を小さくしても電力変換特性を
低下させることがない。よって、半導体素子１の面積縮
小が図れ、ウェハ１枚あたりの半導体素子１の製造可能
数の向上が実現でき、コスト低減につながる。あるい
は、半導体素子１の面積を小さくしない場合には、半導
体素子１で処理可能な電力量を増大させることができ、
電力用半導体装置としての性能の向上が図れる。
【００８７】なお、リードフレーム６の厚みが小さいと
放熱効果が充分には発揮されないため、リードフレーム
６の厚みは大きい方がよい。例えば０．５ｍｍ以上であ
ることが望ましい。
【００８８】また、前述のように、リードフレーム６の
うち主電極１ｂとの固着部分近傍の厚みを薄くすること
で、ハンダ部の信頼性を向上させることができる。
【００８９】なお、図８において、放熱部たるリードフ
レーム６の一部６ｆは、リードフレームに設けられた凹
み形状部である。そして、この凹み形状部の底部が半導
体素子１の表面の電極１ｂに固着されている。
【００９０】実施の形態１で述べたように、リードフレ
ーム６の接続部は、半導体素子１の外周部と接触せず、
半導体素子１の表面内に収まる形状としておくことが望
ましい。この理由からリードフレーム６の一部６ｆは凹
み形状部とされている。
【００９１】また、トランスファーモールド成形時に
は、上下から挟み込む金型構成が生産性の観点から望ま
しい。リードフレーム６に凹み形状部を設け、凹み形状
部の底部が半導体素子１の表面の電極１ｂに接する構成
としておくことで、上下の金型を閉じたときに、上側の
金型と半導体素子１に面するリードフレーム６の一部６
ｆとが直接接することがない。このため、金型を閉じる
ときの圧力を大きくしても、半導体素子１には圧力が加
わりにくく、半導体素子１の破損等の悪影響を回避でき
る。このため、金型の圧力を小さく設定する必要がない
ので、成形後の筐体１４に生じるバリ等を抑制すること
が可能となる。
【００９２】ここでは、リードフレーム６に設けられた
凹み形状部としては逆台形状としたが、上下から挟み込
んだときに弾力性を有する形状であれば他の形状であっ
てもよい。
【００９３】なお、リードフレーム６の凹み形状部への
モールド樹脂の流入やバリの進展の可能性が考えられる
が、例えば可撓性樹脂を予めリードフレーム６の凹み形
状部あるいはその周囲に配置してからトランスファーモ
ールド成形を行い、成形終了後に可撓性樹脂を除去する
ことで、モールド樹脂の流入やバリの進展を防止するこ
とができる。
【００９４】その他の構成は実施の形態２に係る電力用
半導体装置と同様のため、説明を省略する。
【００９５】＜実施の形態６＞本実施の形態は、実施の
形態５に係る電力用半導体装置の変形例であって、放熱
部たるリードフレーム６の一部６ｆに他の金属ブロック
を固着したものである。これにより、他の金属ブロック
が半導体素子１の発熱を逃がすヒートスプレッダとして
機能し、さらに半導体素子１の放熱効率を高めることが
でき、電力用半導体装置の熱抵抗をさらに小さくするこ
とができる。
【００９６】図９に本実施の形態に係る電力用半導体装
置を示す。図に示すように、本実施の形態においては、
図８の構成に他の金属ブロック１９が加わっている。他
の金属ブロック１９はハンダによりリードフレーム６の
一部６ｆに固着されている。
【００９７】このように、リードフレーム６の一部６ｆ
に他の金属ブロック１９が固着されておれば、他の金属
ブロック１９が半導体素子１の発熱を逃がすヒートスプ
レッダとして機能し、さらに半導体素子１の放熱効率を
高めることができ、電力用半導体装置の熱抵抗をさらに
小さくすることができる。
【００９８】他の金属ブロック１９の形状は自由に設定
することが可能であるため、例えば、他の金属ブロック
１９をリードフレーム６よりも厚い部材で構成し、リー
ドフレーム６の一部６ｆに密着させて、放熱効率をより
高めることができる。また、実施の形態５で述べたよう
に、リードフレーム６の厚みは大きい方がよいが、大き
くできない場合であっても、本実施の形態ならば、他の
金属ブロック１９を厚くして放熱性を維持することがで
きる。
【００９９】また、他の金属ブロック１９の材料として
は、金属ブロック１５と同様、無酸素銅や、リードフレ
ーム６よりも線膨張率がＳｉに近い、ＳｉＣ−Ａｌ等の
金属を採用すればよい。そうすれば、ハンダ部に加わる
熱応力を低減でき、電力用半導体装置の信頼性が長期に
維持できる。
【０１００】その他の構成は実施の形態５に係る電力用
半導体装置と同様のため、説明を省略する。
【０１０１】＜実施の形態７＞本実施の形態は、実施の
形態６に係る電力用半導体装置の変形例であって、金属
ブロック１５および他の金属ブロック１９の内部に、冷
媒が存在可能な空隙（ここではウィックと称する）を設
けたものである。これにより、冷媒が半導体素子の発熱
を逃がして半導体素子の放熱効率を高めることができ、
電力用半導体装置の熱抵抗を小さくすることができる。
【０１０２】図１０に本実施の形態に係る電力用半導体
装置を示す。図に示すように、本実施の形態において
は、図９の構成のうち金属ブロック１５および他の金属
ブロック１９内にウィック２０，２１が加わっている。
このウィック２０，２１内には、例えばフロンやその代
替材料、水、空気等が冷媒として封入されている。
【０１０３】このように、金属ブロック１５および他の
金属ブロック１９の内部にウィック２０，２１が形成さ
れ、ウィック２０，２１内に冷媒が封入されておれば、
半導体素子１からの発熱を半導体素子１直下の冷媒が吸
収し、外部と熱交換を行なう。より具体的には、半導体
素子１直下の冷媒が沸騰して、ウィック２０，２１内の
半導体素子１から離れる方向に移動して低温に接するこ
とで液化するという沸騰冷却現象により、熱交換が行な
われる。
【０１０４】なお、図１０ではウィック２０，２１の形
状として、多数の襞を備えた空隙を例示したが、この他
の形状であっても、表面積が大きく、毛細管現象を利用
できるような小さな間隙を備えておればよい。例えば金
属ブロック１５および他の金属ブロック１９内に気泡を
大量に内包させたような構造であってもよい。
【０１０５】このように、冷媒が封入されたウィック２
０，２１が金属ブロック１５および他の金属ブロック１
９内に設けられておれば、冷媒が半導体素子の発熱を逃
がして半導体素子の放熱効率を高めることができ、電力
用半導体装置の熱抵抗を小さくすることができる。金属
ブロック１５および他の金属ブロック１９の材料に、ハ
ンダ部の信頼性を高めるためＭｏ合金やＳｉＣ−Ａｌ等
の材料を使った場合、それらの材料の熱伝導率がＣｕに
比べて劣るため、電力用半導体装置の熱抵抗が高くなる
という問題があったが、本発明のように、半導体素子１
の直近にウィック２０，２１を設ければ、電力用半導体
装置の熱抵抗を抑制でき、また、半導体素子１の面積の
縮小化も可能となる。
【０１０６】なお、この実施の形態においては、ウィッ
ク２０，２１のタイプとして、閉じられた空間内での相
変化を利用して熱交換を行なう場合を示したが、この他
にも例えば外部の熱交換器と配管により接続されて、冷
却水の循環により熱交換を行なうタイプを採用してもよ
い。
【０１０７】その他の構成は実施の形態６に係る電力用
半導体装置と同様のため、説明を省略する。
【０１０８】＜実施の形態８＞本実施の形態は、実施の
形態１に係る電力用半導体装置の変形例であって、半導
体素子１、金属ブロック１５およびリードフレーム６，
７，１３を含む一組が複数組存在し、筐体１４がその複
数組の全てをモールド樹脂で一体成形するようにしたも
のである。
【０１０９】図１１および図１２に本実施の形態に係る
電力用半導体装置を示す。図１１はモールド樹脂封入前
の斜視図であり、図１２はモールド樹脂封入後の斜視図
である。
【０１１０】両図に示すように、本実施の形態において
は、図２に示されていた半導体素子１、アルミニウムワ
イヤ９、金属ブロック１５およびリードフレーム６，
７，１３を含む一組が、複数組設けられ、それら全てを
モールド樹脂で一体成形し、一つの筐体１４としてい
る。なお、図１１および図１２では、図２と比べて、リ
ードフレーム７の位置がリードフレーム６ではなくリー
ドフレーム１３に並列する構成に変更されているが、こ
の変更はただリードフレーム６，７，１３の配置が任意
であることを示す目的で行なわれているに過ぎない。
【０１１１】このように、筐体１４が複数組の半導体素
子１、金属ブロック１５およびリードフレームをモール
ド樹脂で一体成形する構成とすれば、例えば三相インバ
ータ回路用などの複数の半導体素子を必要とするモジュ
ールをコンパクトに実現することができる。
【０１１２】その他の構成は実施の形態１に係る電力用
半導体装置と同様のため、説明を省略する。
【０１１３】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、筐体の
モールド樹脂でリードフレーム、金属ブロックおよび半
導体素子を一体成形している。よって、リードフレーム
と半導体素子とをモールド樹脂が取り囲むので、両者の
間の接合を強化することができ、リードフレームの接続
部での疲労破壊が生じにくい構造の電力用半導体装置が
得られる。また、半導体素子の裏面に固着された金属ブ
ロックを備えるので、金属ブロックを半導体素子を載置
する基板として利用することができる。また、半導体素
子の裏面に電極が設けられている場合には、その電極へ
の接続部としてこの金属ブロックを利用することができ
る。さらに、金属ブロックを半導体素子の発熱を逃がす
ヒートスプレッダとして利用することもできる。また、
金属ブロックと半導体素子とをモールド樹脂が取り囲む
ので両者の間の接合を強化することができる。
【０１１４】請求項２に記載の発明によれば、外部電極
は、半導体素子が固着した金属ブロックの面から法線方
向に離れる向きに筐体の主表面から突出した位置に配置
されている。よって、筐体の厚みを減じることができ、
電力用半導体装置の小型化が可能となる。また、金属ブ
ロックの半導体素子固着面から法線方向に離れる向きに
突出した位置に外部電極が配置されているので、筐体表
面のうち金属ブロックの存在する側にヒートシンクを設
けた場合であっても、ヒートシンクと外部電極との間の
絶縁距離を大きくとることが可能となる。よって、電力
用半導体装置の信頼性が高くなる。
【０１１５】請求項３に記載の発明によれば、外部電極
は、筐体の主表面において筐体の側端部よりも内側に位
置する。よって、外部電極の位置を筐体の側端部よりも
より内側にすることで、ヒートシンクと外部電極との間
の絶縁距離をさらに大きくとることが可能となる。よっ
て、電力用半導体装置の信頼性がより高くなる。
【０１１６】請求項４に記載の発明によれば、半導体素
子が固着した金属ブロックの面には、突起が設けられて
いる。よって、モールド樹脂および金属ブロックの界面
における両者の密着性が向上する。また、半導体素子の
固着面周辺に突起を多数設けて、ハンダの濡れ広がりを
抑制するための土手として利用すれば、ハンダの広がる
領域を規定するためのソルダレジストが不要となり、製
造コスト抑制の効果もある。
【０１１７】請求項５に記載の発明によれば、リードフ
レームの一部は、放熱部として筐体の主表面から露出し
ている。よって、半導体素子の放熱効率を高めることが
でき、半導体装置の熱抵抗を小さくすることができる。
【０１１８】請求項６に記載の発明によれば、放熱部に
は他の金属ブロックが固着されている。よって、他の金
属ブロックが半導体素子の発熱を逃がすヒートスプレッ
ダとして機能し、さらに半導体素子の放熱効率を高める
ことができ、電力用半導体装置の熱抵抗をさらに小さく
することができる。
【０１１９】請求項７に記載の発明によれば、金属ブロ
ックおよび／または他の金属ブロックの内部には、冷媒
が存在可能な空隙が設けられている。よって、冷媒が半
導体素子の発熱を逃がして半導体素子の放熱効率を高め
ることができ、電力用半導体装置の熱抵抗を小さくする
ことができる。
【０１２０】請求項８に記載の発明によれば、筐体は半
導体素子、金属ブロックおよびリードフレームを含む一
組の複数をモールド樹脂で一体成形する。よって、例え
ば三相インバータ回路用などの複数の半導体素子を必要
とするモジュールをコンパクトに実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１に係る電力用半導体装置を示す
断面図である。
【図２】 実施の形態１に係る電力用半導体装置のモー
ルド樹脂封入前の斜視図である。
【図３】 実施の形態１に係る電力用半導体装置のモー
ルド樹脂封入後の斜視図である。
【図４】 実施の形態２に係る電力用半導体装置を示す
断面図である。
【図５】 実施の形態３に係る電力用半導体装置を示す
断面図である。
【図６】 実施の形態４に係る電力用半導体装置を示す
断面図である。
【図７】 実施の形態４に係る電力用半導体装置のモー
ルド樹脂封入前の斜視図である。
【図８】 実施の形態５に係る電力用半導体装置を示す
断面図である。
【図９】 実施の形態６に係る電力用半導体装置を示す
断面図である。
【図１０】 実施の形態７に係る電力用半導体装置を示
す断面図である。
【図１１】 実施の形態８に係る電力用半導体装置のモ
ールド樹脂封入前の斜視図である。
【図１２】 実施の形態８に係る電力用半導体装置のモ
ールド樹脂封入後の斜視図である。
【図１３】 従来の電力用半導体装置を示す断面図であ
る。
【図１４】 従来の電力用半導体装置を示す断面図であ
る。
【図１５】 従来の電力用半導体装置を示す断面図であ
る。
【符号の説明】 １ 半導体素子、６，７，１３ リードフレーム、９
アルミニウムワイヤ、１４ 筐体、１５ 金属ブロッ
ク、１６ ヒートシンク、１７ 絶縁層、１８突起、１
９ 他の金属ブロック、２０，２１ ウィック。
フロントページの続き (72)発明者 中馬 秀明 福岡県福岡市西区今宿東一丁目１番１号 福菱セミコンエンジニアリング株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面及び裏面を有する半導体素子と、 前記半導体素子の前記裏面に固着された金属ブロック
    と、 前記半導体素子の前記表面に固着されたリードフレーム
    と、 前記半導体素子、前記金属ブロックおよび前記リードフ
    レームをモールド樹脂で一体成形した筐体とを備える電
    力用半導体装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の電力用半導体装置であ
    って、 前記リードフレームの一部は、外部電極として前記筐体
    から露出し、 前記外部電極は、前記半導体素子が固着した前記金属ブ
    ロックの面から法線方向に離れる向きに前記筐体の主表
    面から突出した位置に配置されている電力用半導体装
    置。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の電力用半導体装置であ
    って、 前記外部電極は、前記筐体の前記主表面において前記筐
    体の側端部よりも内側に位置する電力用半導体装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の電力用半導体装置であ
    って、 前記半導体素子が固着した前記金属ブロックの面には、
    突起が設けられている電力用半導体装置。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の電力用半導体装置であ
    って、 前記リードフレームの一部は、放熱部として前記筐体の
    主表面から露出している電力用半導体装置。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の電力用半導体装置であ
    って、 前記放熱部には他の金属ブロックが固着されている電力
    用半導体装置。
  7. 【請求項７】 請求項１または請求項６に記載の電力用
    半導体装置であって、 前記金属ブロックおよび／または前記他の金属ブロック
    の内部には、冷媒が存在可能な空隙が設けられている電
    力用半導体装置。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の電力用半導体装置であ
    って、 前記半導体素子、前記金属ブロックおよび前記リードフ
    レームを含む一組が複数組存在し、 前記筐体は前記複数組の全てを前記モールド樹脂で一体
    成形する電力用半導体装置。
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