JP2008098586A - 半導体装置 - Google Patents

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英司 望月
Yoshinari Ikeda
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Abstract

【課題】半導体素子の熱ダメージを防止する。
【解決手段】複数の半導体素子１３ａ，１３ｂを搭載した半導体装置１００において、半導体素子１３ａ，１３ｂの上面に金属板２０を接合した。そして、金属板２０に半導体装置１００の電流経路となる導体板１５をレーザー溶接によって接合した。溶接は、導体板１５が半導体素子１３ａ，１３ｂの直上に位置する金属板２０以外の部分の金属板２０とレーザー溶接によって接合されている。これにより、レーザー溶接による熱ダメージを低減させることのできる半導体装置の実現が可能になる。
【選択図】図１

Description

本発明は半導体装置に関し、特にボンディング技術を利用した半導体装置に関する。
近年、産業用インバータ等の電力変換装置には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体素子を搭載した半導体装置が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
図８は半導体装置の要部断面模式図である。
この図は、ＩＧＢＴ素子を搭載した半導体装置の基本的な構成を説明する図である。
この半導体装置では、冷却体であるＣｕ（銅）ベース２００の上に半田２０１を介して絶縁基板２０２が接合されている。Ｃｕベース２００の上端縁２０３には、ＩＧＢＴ素子２０４を取り囲むように、樹脂ケース２０５が固着されている。
樹脂ケース２０５の内壁には外部導出端子としてエミッタ用端子２０６とコレクタ用端子２０７が設けられており、それぞれがアルミワイヤ２０８、２０９を介して絶縁基板２０２上に形成された回路パターン２１０に電気的に接続されている。
そして、ＩＧＢＴ素子２０４の上面に位置するエミッタ電極（不図示）には、半田２１１を介してヒートスプレッダ２１２が接合されている。このヒートスプレッダ２１２は、ＩＧＢＴ素子２０４の動作時に発生する熱を拡散させる金属板であり、ＩＧＢＴ素子２０４の表面に形成されたエミッタ電極と電気的に接続されている。そして、ヒートスプレッダ２１２の上面には、アルミワイヤ２１３の一端がボンディングされ、その他端は、絶縁基板２０２の上に形成された回路パターン２１０に接続されている。即ち、アルミワイヤ２０８、２１３を介して、ＩＧＢＴ素子２０４上のエミッタ電極とエミッタ用端子２０６が電気的に接続されている。
また、ＩＧＢＴ素子２０４の下面にはコレクタ電極が形成されており、半田２１４を介して絶縁基板２０２の回路パターン２１０に接続されている。また、ＩＧＢＴ素子２０４の表面には、図示はしないがゲート電極も形成されており、このゲート電極と回路パターン２１０とを電気的に接続するアルミワイヤ２１５ａがボンディングされている。このゲート電極と電気的に接続される回路パターン２１０の部分からは、さらにアルミワイヤ２１５ｂが延出しており、その先端は樹脂ケース１０５内に設けられた図示しないゲート用端子に接続されている。
このように、ＩＧＢＴ素子等を搭載した半導体装置では、各部位間の電気的接続を確保するために、金属製ワイヤによるボンディングが行われている。
また、最近では、半導体素子から放出される熱を充分に分散させるため、図８に示すアルミワイヤ２０８、２０９、２１３を金属製の導体板に代える方法が報告されている（例えば、特許文献２参照。）。
これによれば、半導体素子の上の電極上に平板状の導体板を接合することにより、アルミワイヤを配線とした場合に比べ、放熱効果が増加すると報告されている。
そして、この報告例では、導体板のボンディングが超音波接合法により行われている。
特開２００５−１１６７０２号公報 特開２００４−９６１３５号公報
しかしながら、例えば図８に示す半導体装置において、アルミワイヤ２０８、２０９、２１３を導体板に代えて超音波接合により溶接を行うと、その振動と荷重によりＩＧＢＴ素子２０４とヒートスプレッダ２１２の界面の半田２１１にクラックが生じる場合がある。その結果、エミッタ電極とヒートスプレッダ２１２の導通が充分に確保されない場合がある。従って、導体板を配線に用いた接合はレーザー溶接によって行うのが望ましい。
ところが、レーザー溶接によって導体板をヒートスプレッダ２１２上に接合すると、その接合部はレーザー線の照射によって局部的に加熱される。局部的に加熱された熱は、ヒートスプレッダ２１２を通じてＩＧＢＴ素子２１４等の半導体素子まで伝導し、半導体素子が熱ダメージを受けるという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、レーザー溶接を行っても熱ダメージを低減することのできる半導体装置を提供することを目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、少なくとも一つの半導体素子を搭載した半導体装置において、前記半導体素子の上面に接合された金属板と、前記金属板に接合され、前記半導体装置の電流経路となる導体板と、を備え、前記導体板と前記金属板とは、前記半導体素子の直上以外の部分でレーザー溶接によって接合されていることを特徴とする半導体装置が提供される。
このような、半導体装置では、少なくとも一つの半導体素子が搭載され、半導体素子の上面に接合された金属板と、金属板に接合された半導体装置の電流経路となる導体板と、が備えられる。そして、導体板と金属板とは、半導体素子の直上以外の部分でレーザー溶接によって接合される。
さらに、本発明では、複数の半導体素子を搭載した半導体装置において、前記複数の半導体素子上に架設され、前記複数の半導体素子の上面に接合された金属板と、前記金属板に接合され、前記半導体装置の電流経路となる導体板と、を備え、前記導体板と前記金属板とは、隣接する半導体素子の中間部の直上の部分でレーザー溶接によって接合されていることを特徴とする半導体装置が提供される。
このような、半導体装置では、複数の半導体素子を搭載した半導体装置において、複数の半導体素子上に架設された複数の半導体素子の上面に接合された金属板と、金属板に接合された半導体装置の電流経路となる導体板と、が備えられる。そして、導体板と金属板とは、隣接する半導体素子の中間部の直上の部分でレーザー溶接によって接合されている。
本発明では、半導体装置において、少なくとも一つの半導体素子が搭載し、その半導体素子の上面に金属板を接合し、半導体装置の電流経路となる導体板を半導体素子の直上に位置する金属板以外の部分の金属板とレーザー溶接によって接合するようにした。
これにより、半導体素子の上面に接合した金属板と半導体装置の電流経路となる導体板とをレーザー溶接を行っても、熱ダメージを低減することのできる半導体装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の実施の形態においては、複数の半導体素子を搭載した半導体装置を例に実施の形態を説明する。
最初に、第１の実施の形態について説明する。
図１は第１の実施の形態の半導体装置の要部模式図であり、（Ａ）は要部立体模式図であり、（Ｂ）は要部断面模式図である。ここで、（Ｂ）は、半導体装置の断面面Ａ−Ａ’を（Ａ）に示す矢印ａの方向から眺めた場合の断面図である。尚、この図面では、半導体装置内の冷却体、外部導出端子及び樹脂ケースは図示が省略されている。
この半導体装置１００は、絶縁基板１０の上に、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）法で接合したＣｕ箔１１を備えている。そして、Ｃｕ箔１１の上には、半田１２を介して、例えば２個の半導体素子１３ａ，１３ｂが半田付けされている。ところで、半導体素子は、動作時に発熱することが知られている。そこで、この半導体装置１００においては、２個の半導体素子１３ａ，１３ｂの発熱をＣｕ箔１１に効率よく拡散させるために所定の距離を隔てて分散配置させている。さらに、半導体素子１３ａ，１３ｂの上面からも熱を拡散させるために、半導体素子１３ａ，１３ｂの上面には、ヒートスプレッダである金属板２０が半田１４を介して架設され、半田付けされている。
金属板２０の上には、半導体装置１００の外部導出端子（不図示）に電気的に接続される導体板１５（リードフレーム）が設置されている。そして、導体板１５は、金属板２０の上にレーザー溶接を用いて溶接されている。
レーザー溶接は、例えば、複数のレーザー照射部１６にレーザー光（不図示）を照射させることにより行う。即ち、レーザー光が照射された部分の導体板１５及び金属板２０のそれぞれの一部分を溶融させることで、それぞれが接合されている。
そして、導体板１５及び金属板２０のそれぞれの一部分が溶融した溶融部１７（点線の領域内）は、半導体素子１３ａ，１３ｂの直上に設けるのではなく、隣接する半導体素子１３ａと半導体素子１３ｂの中間部の直上の位置に設けられている。
尚、レーザー溶接に用いたレーザーは、ＹＡＧレーザー（１０６４ｎｍ）であり、レーザー照射部１６に照射させたレーザー光のパワーは、２〜１０ｋＷである。照射時間は、５〜５０ｍｓｅｃである。エネルギーは、１０〜１００Ｊである。
また、導体板１５の厚みは、０．３〜１．５ｍｍであり、幅は１〜５０ｍｍである。また、金属板２０の厚みは、０．３〜１．５ｍｍである。導体板１５及び金属板２０の材質は、例えばＣｕまたはＣｕＭｏ（銅モリブデン）合金である。また、導体板１５及び金属板２０の表面にレーザー光の吸収効率を上昇させるためにＮｉ（ニッケル）を鍍金してもよい。
また、半導体素子１３ａ，１３ｂは同種の半導体素子であってもよく、異種の半導体素子であってもよい。例えば、半導体素子１３ａ，１３ｂが共にＩＧＢＴ素子またはＦＷＤ（Free Wheeling Diode）素子であってもよく、半導体素子１３ａ，１３ｂ一方がＩＧＢＴ素子であり、他方はＦＷＤ素子であってもよい。
このように、半導体装置１００においては、導体板１５と金属板２０とのレーザー溶接による接合は、半導体素子１３ａ，１３ｂの直上部分を避けて行われる。特に、隣接する半導体素子１３ａ，１３ｂの中間部の直上の部分において金属板２０と導体板１５がレーザー溶接によって接合されている。
このような半導体装置１００によれば、溶融部１７は半導体素子１３ａ，１３ｂの直上の部分を避けて形成される。溶融部１７から半導体素子１３ａ，１３ｂの上面までは所定の距離を隔てられている。従って、レーザー溶接の際、導体板１５及び金属板２０に局部的に発生する熱は、半導体素子１３ａ，１３ｂに到達する前に、導体板１５及び金属板２０によって充分に拡散させることができる。
その結果、導体板１５と金属板２０の接合にレーザー溶接を用いても、レーザー照射による半導体素子１３ａ，１３ｂへの熱ダメージを低減させた半導体装置の実現が可能になる。
次に、第２の実施の形態について説明する。
図２は第２の実施の形態の半導体装置の要部断面模式図である。ここで、第２の実施の形態の説明においては、図１と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。尚、この図面では、半導体装置内の冷却体、外部導出端子及び樹脂ケースは図示が省略されている。
この半導体装置１０１では、半導体素子１３ａ，１３ｂの上に、金属板２１が半田１４を介して架設され、半田付けにより接合されている。
ここで、金属板２１は、半導体素子１３ａ，１３ｂの直上に配置されている他、半導体素子１３ａ上から横方向に引き伸ばされて、庇（ひさし）部２１ａを具備している。
そして、金属板２１の上には、導体板１５がレーザー溶接を用いて溶接されている。
レーザー溶接は、レーザー光を導体板１５の上から照射させることにより行う（不図示）。即ち、レーザー光が照射された部分の導体板１５及び金属板２１のそれぞれの一部分を溶融させることで、それぞれが接合されている。
そして、導体板１５及び金属板２１のそれぞれの一部分を溶融させた溶融部１７は、半導体素子１３ａ，１３ｂの直上に設けるのではなく、金属板２１の庇部２１ａ及び庇部２１ａの上の導体板１５において設けられている。
このように、半導体装置１０１においては、導体板１５が半導体素子１３ａ，１３ｂの直上に位置する金属板２１以外の部分の金属板２１とレーザー溶接によって接合されている。特に、金属板２１に設けられた庇部２１ａと導体板１５がレーザー溶接によって接合されている。
このような半導体装置１０１によれば、溶融部１７は半導体素子１３ａ，１３ｂの直上の部分を避けて形成される。溶融部１７から半導体素子１３ａ，１３ｂの上面までは所定の距離を隔てられている。従って、レーザー溶接の際、導体板１５及び金属板２１に局部的に発生する熱は、半導体素子１３ａ，１３ｂに到達する前に導体板１５及び金属板２１によって充分に拡散させることができる。
その結果、導体板１５と金属板２１の接合にレーザー溶接を用いても、レーザー照射による半導体素子１３ａ，１３ｂへの熱ダメージを低減させた半導体装置の実現が可能になる。
次に、第３の実施の形態について説明する。
図３は第３の実施の形態の半導体装置の要部断面模式図である。ここで、第３の実施の形態の説明においては、図１と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。尚、この図面では、半導体装置内の冷却体、外部導出端子及び樹脂ケースは図示が省略されている。
この半導体装置１０２では、半導体素子１３ａ，１３ｂの上に、金属板２２が半田１４を介して架設され、半田付けにより接合されている。
ここで、金属板２２はブロックであり、その下面には溝部２２ａが形成されている。全体としては、逆溝構造である。さらに、所定の体積を具備している。
そして、金属板２２の上には、導体板１５がレーザー溶接を用いて溶接されている。
ここで、レーザー溶接は、レーザー光を導体板１５上から照射させることにより行う（不図示）。即ち、レーザー光が照射された部分の導体板１５及び金属板２２のそれぞれの一部分を溶融させることで、それぞれが接合されている。
即ち、導体板１５及び金属板２２のそれぞれの一部分を溶融させた溶融部１７は、隣接する半導体素子１３ａと半導体素子１３ｂの中間部の直上の位置に設けられ、且つ導体板１５及び金属板２２の接合界面３０が半導体素子１３ａ，１３ｂの上面から所定の距離を隔てて設けられている。
このように、半導体装置１０２においては、導体板１５が半導体素子１３ａ，１３ｂの直上に位置する金属板２２以外の部分の金属板２２とレーザー溶接によって接合されている。特に、金属板２２がブロックであり、金属板２２の下部のうち、隣接する半導体素子１３ａ，１３ｂの中間部に対応する部分に溝部２２ａが設けられている。
このような半導体装置１０２によれば、溶融部１７から半導体素子１３ａ，１３ｂの上面までは所定の距離が隔てられている。さらに、金属板２２は、半導体素子１３ａ，１３ｂの駆動時に発生する熱を吸収・拡散するための所定の体積を備えている。従って、レーザー溶接の際、導体板１５及び金属板２２に局部的に発生する熱は、半導体素子１３ａ，１３ｂに到達する前に、導体板１５及び金属板２２によって充分に拡散させることができる。
なお、導体板２２が、レーザー溶接に伴う発熱の影響がない程度の厚さを有していれば、溶融部１７が半導体素子１３ａ，１３ｂの直上の部分であってもよい。
その結果、導体板１５と金属板２２の接合にレーザー溶接を用いても、レーザー照射による半導体素子１３ａ，１３ｂへの熱ダメージを低減させた半導体装置の実現が可能になる。
また、この金属板２２は、加工が容易であり、コストを低減させることができる。
次に、第４の実施の形態について説明する。
図４は第４の実施の形態の半導体装置の要部断面模式図である。ここで、第４の実施の形態の説明においては、図１と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。尚、この図面では、半導体装置内の冷却体、外部導出端子及び樹脂ケースが略されている。
この半導体装置１０３では、半導体素子１３ａ，１３ｂの上に、金属板２３が半田１４を介して、架設され、半田付けにより接合されている。
ここで、金属板２３は、直方体であり、所定の体積を具備している。
そして、金属板２３の上には、導体板１５がレーザー溶接を用いて溶接されている。
ここで、レーザー溶接は、レーザー光を導体板１５の上から照射させることにより行う（不図示）。即ち、レーザー光が照射された部分の導体板１５及び金属板２３のそれぞれの一部分を溶融させることで、それぞれが接合されている。
即ち、導体板１５及び金属板２３のそれぞれの一部分を溶融させた溶融部１７は、半導体素子１３ａと半導体素子１３ｂの間の位置に設けられ、且つ、導体板１５及び金属板２３の接合界面３０が半導体素子１３ａ，１３ｂの上面から所定の距離を隔てて設けられている。さらに、金属板２３は直方体であり、半導体素子１３ａ，１３ｂの駆動時に発生する熱を吸収・拡散するため所定の体積を備えている。ここで、金属板２３はブロックであり、直方体である。
このような半導体装置１０３によれば、溶融部１７は、半導体素子１３ａ，１３ｂの上面までは所定の距離が隔てられている。さらに、金属板２３は半導体素子１３ａ，１３ｂの駆動時に発生する熱を吸収・拡散するための所定の体積を備えている。従って、レーザー溶接の際、金属板２３に局部的に発生する熱は、半導体素子１３ａ，１３ｂに到達する前に導体板１５及び金属板２３によって充分に拡散させることができる。
なお、導体板２３が、レーザー溶接に伴う発熱の影響がない程度の厚さを有していれば、溶融部１７が半導体素子１３ａ，１３ｂの直上の部分であってもよい。
その結果、導体板１５と金属板２３の接合にレーザー溶接を用いても、レーザー照射による半導体素子１３ａ，１３ｂへの熱ダメージを低減させた半導体装置の実現が可能になる。
また、この金属板２３は、加工が容易であり、コストを低減させることができる。尚、金属板２３の厚みは、溶融部１７の深さ以上であればよい。
次に、第５の実施の形態について説明する。
図５は第５の実施の形態の半導体装置の要部断面模式図である。ここで、第５の実施の形態の説明においては、図１と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。尚、この図面では、半導体装置内の冷却体、外部導出端子及び樹脂ケースは図示が省略されている。
この半導体装置１０４では、半導体素子１３ａ，１３ｂの上に、金属板２４が半田１４を介して架設され、半田付けにより接合されている。
ここで、金属板２４は平板ではなく、隣接する半導体素子の中間部に対応する部分（図５では金属板２４の中央領域）に突出部２４ａを備え、突出部２４ａが形成された中央領域と上端面２４ｂとの間に段差が設けられている。突出部２４ａの上面には、導体板１５とのレーザー溶接を行うための平坦な面が形成されている。図示の例では、上端面２４ｂからの立ち上がり部２４ｃは、上端面２４ｂからほぼ鉛直に立ち上がっており、突出部２４ａは、ほぼ矩形状となっている。突出部２４ａの形状は矩形状に限るものではない。例えば、立ち上がり部２４ｃを傾斜させたり、途中で屈曲させたり、曲線状に形成してもよい。それらの構造を次に説明する。
図６は立ち上がり部の変形例を説明する図であり、（Ａ）は傾斜構造であり、（Ｂ）は曲線形状であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は屈折構造である。
この図に示すように、立ち上がりの形状を図６（Ａ）のように傾斜構造を備えた立ち上がり部２４ｄであったり、図６（Ｂ）のように曲線形状の立ち上がり部２４ｅであったり、図６（Ｃ）及び（Ｄ）のように屈折構造を備えた立ち上がり部２４ｆ，２４ｇとすることもできる。
このような形状とすることで、導体板１５との接合による応力を緩和することができる。
そして、金属板２４の突出部２４ａの上には、導体板１５がレーザー溶接を用いて溶接されている。
レーザー溶接は、レーザー光を導体板１５の上から照射させることにより行う（不図示）。即ち、レーザー光が照射された部分の導体板１５及び突出部２４ａのそれぞれの一部分を溶融させることで、それぞれが接合されている。
即ち、導体板１５及び突出部２４ａのそれぞれの一部分を溶融させた溶融部１７は、隣接する半導体素子１３ａと半導体素子１３ｂの中間部の直上の位置に設けられ、且つ導体板１５及び突出部２４ａの接合界面３０が半導体素子１３ａ，１３ｂの上面から所定の距離を隔てて設けられている。
このように、半導体装置１０４においては、導体板１５が半導体素子１３ａ，１３ｂとは所定の距離を隔てて金属板２４とレーザー溶接によって接合されている。ここで、金属板２４と導体板１５との接合界面３０が半導体素子１３ａ，１３ｂの直上に位置する金属板２４の上端面２４ｂより高くなるように、金属板２４と導体板１５がレーザー溶接によって接合されている。
特に、金属板２４については、隣接する半導体素子１３ａ，１３ｂの中間部に対応する部分に突出部２４ａが設けられ、突出部２４ａと導体板１５とがレーザー溶接によって接合されている。
このような半導体装置１０４によれば、溶融部１７は、半導体素子１３ａ，１３ｂの上面までは所定の距離が隔てられている。従って、レーザー溶接の際、金属板２４に局部的に発生する熱は、半導体素子１３ａ，１３ｂに到達する前に導体板１５及び金属板２４によって充分に拡散させることができる。
なお、立ち上がり部２４ｃがレーザー溶接に伴う発熱の影響がない程度の高さを有していれば、溶融部１７が半導体素子１３ａ，１３ｂの直上の部分であってもよい。
その結果、導体板１５と金属板２４の接合にレーザー溶接を用いても、レーザー照射による半導体素子１３ａ，１３ｂへの熱ダメージを低減させた半導体装置の実現が可能になる。
上記の実施の形態では、２つの半導体素子を搭載した半導体装置を例に、その実施の形態を説明してきたが、例えば、４つの半導体素子を搭載した半導体装置の場合では、以下に示す実施の形態によりレーザー照射による半導体素子への熱ダメージを低減させることができる。
続いて、第６の実施の形態について説明する。
図７は第６の実施の形態の半導体装置の要部模式図であり、（Ａ）は要部立体模式図であり、（Ｂ）は要部上面模式図であり、（Ｃ）は要部断面模式図である。ここで、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ’の位置に対応している。尚、第６の実施の形態の説明においては、図１と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。尚、この図面では、半導体装置内の冷却体、外部導出端子及び樹脂ケースが略されている。
この半導体装置１０５では、半導体素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの上に、金属板２５が半田１４を介して、架設され、半田付けにより接合されている。
ここで、金属板２５は、立体形状のブロックであり、隣接する半導体素子の中間部金属板２５の四方にある上端面２５ａよりも高い突出部２５ｂが設けられている。即ち、金属板２５には、段差が設けられている。突出部２５ｂの上面には、導体板１５とのレーザー溶接を行うための平坦な面が形成されている。図示の例では、突出部２５ｂは、上端面２５ａからの立ち上がり部２５ｃがほぼ鉛直の矩形状に形成した。立ち上がり部２５ｃの形状は第５の実施の形態と同様に、矩形状に限らず、図６に示すような傾斜形状，屈曲形状，曲線形状などが適用可能である。
そして、金属板２５の突出部２５ｂの上には、導体板１５がレーザー溶接を用いて溶接されている。
レーザー溶接は、レーザー光を導体板１５の上から照射させることにより行う（不図示）。即ち、レーザー光が照射された部分の導体板１５及び突出部２５ｂのそれぞれの一部分を溶融させることで、それぞれが接合されている。
即ち、導体板１５及び突出部２５ｂのそれぞれの一部分を溶融させた溶融部１７は、半導体素子１３ａ、半導体素子１３ｂ、半導体素子１３ｃ及び半導体素子１３ｄの上面から所定の距離を隔てて設けられている。
ここで、金属板２５と導体板１５との接合界面３０が半導体素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの直上に位置する金属板２５の上端面２５ａより高くなるように、金属板２５の突出部２５ｂと導体板１５がレーザー溶接によって接合されている。
このような半導体装置１０５によれば、溶融部１７は、半導体素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの上面までは所定の距離が隔てられている。従って、レーザー溶接の際、金属板２５に局部的に発生する熱は、半導体素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに到達する前に導体板１５及び金属板２５によって充分に拡散させることができる。
なお、立ち上がり部２５ｃがレーザー溶接に伴う発熱の影響がない程度の高さを有していれば、溶融部１７が半導体素子１３ａ，１３ｂの直上の部分であってもよい。
その結果、導体板１５と金属板２５の接合にレーザー溶接を用いても、レーザー照射による半導体素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄへの熱ダメージを低減させた半導体装置の実現が可能になる。
尚、半導体素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは同種の半導体素子であってもよく、異種の半導体素子であってもよい。例えば、半導体素子１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの少なくとも一つがＩＧＢＴ素子であり、その他はＦＷＤ素子であってもよい。
また、上記第１〜６の実施の形態においては、複数の半導体素子について、その個数を２個または４個の例を用いて実施の形態を説明しているが、その個数については、特に２個または４個とは限らない。これ以外の個数の半導体素子を半導体装置に搭載しても、本発明は容易に実施することができる。
このように、上記第１〜６の実施の形態で説明した半導体装置は、少なくとも一つの半導体素子を搭載し、半導体素子の上面に接合された金属板と、半導体装置の電流経路となる導体板と、を備えている。そして、導体板が半導体素子の直上に位置する金属板以外の部分の金属板とレーザー溶接によって接合されている。その結果、レーザー溶接による熱ダメージを低減させることのできる半導体装置の実現が可能になる。
第１の実施の形態の半導体装置の要部模式図であり、（Ａ）は要部立体模式図であり、（Ｂ）は要部断面模式図である。 第２の実施の形態の半導体装置の要部断面模式図である。 第３の実施の形態の半導体装置の要部断面模式図である。 第４の実施の形態の半導体装置の要部断面模式図である。 第５の実施の形態の半導体装置の要部断面模式図である。 立ち上がり部の変形例を説明する図であり、（Ａ）は傾斜構造であり、（Ｂ）は曲線形状であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は屈折構造である。 第６の実施の形態の半導体装置の要部模式図であり、（Ａ）は要部立体模式図であり、（Ｂ）は要部上面模式図であり、（Ｃ）は要部断面模式図である。 半導体装置の要部断面模式図である。
符号の説明
１０ 絶縁基板
１１ Ｃｕ箔
１２，１４ 半田
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 半導体素子
１５ 導体板
１６ レーザー照射部
１７ 溶融部
２０，２１，２２，２３，２４，２５ 金属板
２１ａ 庇部
２２ａ 溝部
２４ａ，２５ｂ 突出部
２４ｂ，２５ａ 上端面
２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ，２４ｆ，２４ｇ，２５ｃ 立ち上がり部
３０ 接合界面
１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５ 半導体装置

Claims (8)

  1. 少なくとも一つの半導体素子を搭載した半導体装置において、
    前記半導体素子の上面に接合された金属板と、
    前記金属板に接合され、前記半導体装置の電流経路となる導体板と、を備え、
    前記導体板と前記金属板とは、前記半導体素子の直上以外の部分でレーザー溶接によって接合されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 複数の半導体素子を搭載した半導体装置において、
    前記複数の半導体素子上に架設され、前記複数の半導体素子の上面に接合された金属板と、
    前記金属板に接合され、前記半導体装置の電流経路となる導体板と、を備え、
    前記導体板と前記金属板とは、隣接する半導体素子の中間部の直上の部分でレーザー溶接によって接合されていることを特徴とする半導体装置。
  3. 前記金属板に庇部を設け、前記導体板と前記金属板とは、前記庇部においてレーザー溶接によって接合されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
  4. 前記金属板をブロック形状とし、前記金属板の下部のうち、隣接する半導体素子の中間部に対応する部分に溝が形成されていることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
  5. 前記金属板が直方体であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
  6. 前記金属板と前記導体板との接合界面が前記半導体素子の直上に位置する前記金属板の上端面より高いことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
  7. 前記金属板の、隣接する半導体素子の中間部に対応する部分に突出部を設け、前記突出部と前記導体板とが前記レーザー溶接によって接合されていることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
  8. 立体状の前記金属板に突出部が設けられ、前記突出部と前記導体板とが前記レーザー溶接によって接合されていることを特徴とする請求項６記載の半導体装置。
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