JP2015156475A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】溶融接合時に生じる半導体素子の傾きを抑制できる半導体装置及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】半導体装置１０は、第１ヒートシンク１８上に、はんだ１６を介して半導体素子１２が積層配置され、半導体素子１２上に、はんだ２０を介してターミナル２２が積層配置された状態で、はんだ１６，２０がともにリフローされてなる。ターミナル２２は、積層の方向に垂直な面内において重さが偏っている。これにより、積層の方向からの投影視において、ターミナル２２の重心位置Ｃｇが、半導体素子１２の中心位置Ｃ１と一致している。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体素子の両面側に金属部材が配置され、各金属部材と半導体素子が、はんだを介して電気的に接続されてなる半導体装置及びその製造方法に関する。

従来、特許文献１に記載のように、半導体素子の両面側に金属部材が配置され、各金属部材と半導体素子が、はんだを介して電気的に接続されてなる半導体装置が知られている。

特許文献１では、半導体素子の一面側にヒートシンクブロック（以下、第１金属部材と示す）が配置され、第１はんだを介して半導体素子と第１金属部材とが電気的に接続されている。半導体素子における一面と反対の裏面側には金属板（以下、第２金属部材と示す）が配置され、第２はんだを介して半導体素子と第２金属部材とが電気的に接続されている。

特開２００８−１３５６１３号公報

特許文献１に記載のように、半導体素子の一面は、第１はんだとの接続領域であるはんだ領域と、はんだ付けされない非はんだ領域と、を有している。非はんだ領域には、複数の制御用パッドが設けられている。これら制御用パッドは、平面矩形状をなす一面において、一辺に沿って設けられ、これにより、はんだ領域の中心は半導体素子の中心からずれている。このため、第１金属部材は、半導体素子の中心からずれた位置に配置される。したがって、第２金属部材上に第２はんだを介して半導体素子を積層配置し、半導体素子上に第１はんだを介して第１金属部材を積層配置した状態で、第１はんだ及び第２はんだをリフローする際に、半導体素子に傾きが生じるという問題がある。なお、傾きが生じるのは、リフローする場合に限定されない。半導体装置を形成する際に、積層状態で、第１はんだ及び第２はんだのうち少なくとも第２はんだが溶融していれば傾きが生じる。このように溶融接合時に傾きが生じる。

このように、半導体素子に傾きが生じると、半導体装置の形成後において、例えば超音波映像装置（ＳＡＴ）による各はんだの検査が困難となる。ＳＡＴを用いた検査では、積層方向において、例えば第１金属部材側から所定の深さまでを検査範囲として第１金属部材側から超音波を送信し、その反射波を受信することで、はんだの接続状態（ボイドの有無など）を検査する。その際、第１はんだと第２はんだを別個に検査する。しかしながら、上記したように傾きが生じていると、積層方向における第２はんだの検査範囲内に第１はんだが存在することとなり、第２はんだの接続状態を評価できなくなるという問題が生じる。第１はんだの接続状態の評価についても同様である。また、制御用パッドにボンディングワイヤを接続しにくくなる。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、溶融接合時に生じる半導体素子の傾きを抑制できる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示された発明のひとつは、一面（１２ａ）及び該一面と反対の裏面（１２ｂ）を有し、一面が、はんだ付けされるはんだ領域（１２ａ１）と、はんだ付けされない非はんだ領域（１２ａ２）と、を有し、裏面がはんだ付けされる半導体素子（１２）と、半導体素子の一面側に配置される第１金属部材（２２）と、半導体素子の裏面側に配置される第２金属部材（１８）と、半導体素子のはんだ領域と第１金属部材とを接続する第１はんだ（２０）と、半導体素子の裏面と第２金属部材とを接続する第２はんだ（１６）と、を備え、第２金属部材上に、第２はんだを介して半導体素子が積層配置され、半導体素子上に、第１はんだを介して第１金属部材が積層配置された状態で、第１はんだ及び第２はんだのうち少なくとも第２はんだが溶融接合を提供する半導体装置であって、積層の方向からの投影視において、第１金属部材の重心位置（Ｃｇ）が、半導体素子の中心位置（Ｃ１）と一致していることを特徴とする。

これによれば、積層の方向からの投影視において、第１金属部材（２２）の重心位置（Ｃｇ）が、半導体素子（１２）の中心位置（Ｃ１）と一致している。したがって、溶融接合時において、第１金属部材（２２）の重さが半導体素子（１２）に対して偏って作用し、これにより、半導体素子（１２）に傾きが生じるのを抑制することができる。

開示された他の発明のひとつは、積層の方向に垂直な面内において第１金属部材（２２）の重さを偏らせることで、第１金属部材（２２）の重心位置（Ｃｇ）が、半導体素子（１２）の中心位置（Ｃ１）と一致している。

開示された他の発明のひとつは、積層の方向に垂直な面内において、半導体素子（１２）のはんだ領域（１２ａ１）の中心位置（Ｃ３）が、一面（１２ａ）の中心位置（Ｃ１）に一致するように、はんだ領域と非はんだ領域（１２ａ２）が分配されている。このように、はんだ領域（１２ａ１）と非はんだ領域（１２ａ２）の配置によって、第１金属部材（２２）の重心位置（Ｃｇ）が、半導体素子（１２）の中心位置（Ｃ１）と一致している。

第１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図である。 図１のII-II線に沿う断面図である。 半導体素子の概略構成を示す平面図である。 図２に示す領域IVの拡大図である。 図１に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。 図１に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。 半導体素子の傾きを説明するための参考例を示す図である。 第１変形例を示す断面図であり、図７に対応している。 第２変形例を示す断面図であり、図７に対応している。 第３変形例を示す断面図であり、図７に対応している。 第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。 第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。 第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。 第２実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。 第３実施形態に係る半導体装置において、ターミナルの概略構成を示す平面図である。 ターミナルの概略構成を示す側面図である。 第３実施形態に係る半導体装置の効果を示す断面図であり、図７に対応している。 第４実施形態に係る半導体装置の効果を示す断面図であり、図７に対応している。 第４変形例を示す断面図であり、図７に対応している。 第５実施形態に係る半導体装置の効果を示す断面図であり、図７に対応している。 第５変形例を示す断面図であり、図７に対応している。 第６実施形態に係る半導体装置の効果を示す断面図であり、図７に対応している。 第６変形例を示す断面図であり、図７に対応している。 第７実施形態に係る半導体装置において、半導体素子の概略構成を示す平面図であり、図３に対応している。 半導体装置の効果を示す断面図であり、図４に対応している。 第８実施形態に係る半導体装置において、半導体素子の概略構成を示す平面図であり、図３に対応している。 第８実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。 第７実施形態に示す半導体素子を２つ用いた場合の、制御用パッドの並びを示す図である。 第８実施形態に示す半導体素子を２つ用いた場合の、制御用パッドの並びを示す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。また、後述する半導体素子、ターミナル、及び各ヒートシンクの積層方向をＺ方向、Ｚ方向に直交し、端子部及び制御端子の延設方向をＹ方向と示す。また、Ｚ方向及びＹ方向の両方向に直交する方向をＸ方向と示す。上記したＸ方向及びＹ方向により規定されるＸＹ面が、Ｚ方向に直交する面であり、特に断わりのない限り、ＸＹ面に沿う形状を平面形状とする。

（第１実施形態）
先ず、図１及び図２に基づき、半導体装置の概略構成について説明する。この半導体装置は、所謂１ｉｎ１パッケージとして知られており、例えば車両のインバータ回路に組み入れられ、負荷をＰＷＭ制御するための装置として適用される。

図１に示すように、半導体装置１０は、２つの半導体素子１２，１４を備えている。半導体素子１２は、半導体チップに絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が形成されてなる。本実施形態では、一例としてＮチャネル型のＩＧＢＴが形成されている。半導体素子１４は、半導体チップに転流ダイオード（ＦＷＤ）が形成されてなる。なお、転流ダイオードは、還流ダイオードともいう。本実施形態において、半導体素子１２が、特許請求の範囲に記載の半導体素子に相当する。

半導体素子１２，１４は、ともにＺ方向に電流が流れるように所謂縦型構造をなしており、Ｚ方向両面に電極を有している。半導体素子１２は、ターミナル２２と対向する一面１２ａ側に、エミッタ電極、ゲート電極、制御用パッドなどを有し、一面１２ａと反対の裏面１２ｂ側に、コレクタ電極を有している。一方、半導体素子１４は、一面１２ａと同一面側にアノード電極を有し、裏面１２ｂと同一面側にカソード電極を有している。

これら半導体素子１２，１４は、Ｘ方向に並んで配置されるとともに、Ｚ方向においてほぼ同じ位置に配置されている。また、半導体素子１２，１４の平面形状は、ともに略矩形状とされている。

コレクタ電極は、半導体素子１２の裏面１２ｂのほぼ全面に形成されており、はんだ１６を介して、第１ヒートシンク１８と電気的、熱的、且つ機械的に接続されている。すなわち、半導体素子１２のコレクタ電極と第１ヒートシンク１８とが、はんだ１６により接合されている。同じく、カソード電極も、図示しないはんだを介して、第１ヒートシンク１８と電気的、熱的、且つ機械的に接続されている。本実施形態において、はんだ１６が特許請求の範囲に記載の第２はんだに相当し、第１ヒートシンク１８が第２金属部材に相当する。

第１ヒートシンク１８は、半導体素子１２，１４の生じた熱を半導体装置１０の外部に放熱する機能を果たす。また、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、少なくとも金属材料を用いて形成される。例えば、銅、銅合金、アルミ合金などの熱伝導性及び電気伝導性に優れた金属材料からなる。第１ヒートシンク１８の表面のうち、半導体素子１２，１４との対向面であってはんだ１６が配置されない領域と、側面とは、後述する封止樹脂体３４により被覆されている。一方、対向面と反対の面は、封止樹脂体３４の一面３４ａから露出された放熱面１８ａとなっている。

第１ヒートシンク１８は、半導体素子１２に構成されたＩＧＢＴのコレクタ端子と、半導体素子１４に構成されたＦＷＤのカソード端子を兼ねる端子部１８ｂを有している。端子部１８ｂは、図１に示すように、Ｙ方向に延設されている。そして、その一部が、封止樹脂体３４の側面３４ｃから外部に突出している。このように、端子部１８ｂは、外部機器との電気的な接続が可能となっている。

エミッタ電極は、半導体素子１２の一面１２ａの一部分に形成されており、はんだ２０を介して、ターミナル２２と電気的、熱的、且つ機械的に接続されている。すなわち、半導体素子１２のエミッタ電極とターミナル２２とが、はんだ２０により接合されている。同じく、半導体素子１４のアノード電極も、図示しないはんだを介して、図１に破線で示すターミナル２４と、電気的、熱的、且つ機械的に接続されている。本実施形態において、はんだ２０が特許請求の範囲に記載の第１はんだに相当し、ターミナル２２が第１金属部材に相当する。

ターミナル２２，２４は、後述する第２ヒートシンク３２と各半導体素子１２，１４との熱伝導、電気伝導経路の途中に位置するため、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、少なくとも金属材料を用いて形成されている。例えば、銅やモリブデンなどの熱伝導性及び電気伝導性に優れた金属材料からなる。

また、半導体素子１２の一面１２ａには、エミッタ電極の形成領域を除く外周領域の一部に、制御用パッドが形成されている。この制御用パッドには、ボンディングワイヤ２６を介して、制御端子２８が電気的に接続されている。制御端子２８は、図１に示すように、Ｙ方向に延設されている。そして、その一部が封止樹脂体３４の側面３４ｃのうち、端子部１８ｂが突出する面と反対の面から外部に突出している。このように、制御端子２８は、外部機器との電気的な接続が可能となっている。

ターミナル２２における半導体素子１２との対向面２２ａと反対の裏面２２ｂには、はんだ３０を介して、第２ヒートシンク３２が電気的、熱的、且つ機械的に接続されている。第２ヒートシンク３２には、はんだを介して半導体素子１４側のターミナル２４も接続されてる。この第２ヒートシンク３２は、第１ヒートシンク１８同様、半導体素子１２，１４の生じた熱を半導体装置１０の外部に放熱する機能を果たす。本実施形態において、はんだ３０が特許請求の範囲に記載の第３はんだに相当し、第２ヒートシンク３２が第３金属部材に相当する。

このような第２ヒートシンク３２は、第１ヒートシンク１８同様、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、少なくとも金属材料を用いて形成される。例えば、銅、銅合金、アルミ合金などの熱伝導性及び電気伝導性に優れた金属材料からなる。また、第２ヒートシンク３２の表面のうち、ターミナル２２，２４との対向面であってはんだ３０が配置されない領域と、側面とは、封止樹脂体３４により被覆されている。一方、対向面と反対の面は、封止樹脂体３４における一面３４ａと反対の裏面３４ｂから露出された放熱面３２ａとなっている。

また、第２ヒートシンク３２は、半導体素子１２のエミッタ端子と半導体素子１４のアノード端子を兼ねる端子部３２ｂを有している。端子部３２ｂは、図１に示すように、制御端子２８とＸ方向にずれた位置において、Ｙ方向に延設されている。そして、その一部が、封止樹脂体３４の側面３４ｃのうち、制御端子２８が突出する面と反対の面から外部に突出している。このように、端子部３２ｂは、外部機器との電気的な接続が可能となっている。

そして、半導体素子１２，１４、第１ヒートシンク１８の一部、ターミナル２２，２４、制御端子２８の一部、ボンディングワイヤ２６、はんだ１６，２０，３０、及び第２ヒートシンク３２の一部が、封止樹脂体３４にて封止されている。封止樹脂体３４は、金型内に樹脂を注入し、成形してなるものであり、平面略矩形状をなしている。樹脂としては、例えばエポキシ系樹脂を採用することができる。

上記したように、封止樹脂体３４の一面３４ａから第１ヒートシンク１８の放熱面１８ａが露出されており、放熱面１８ａは一面３４ａと面一となっている。また、一面３４ａと反対の裏面３４ｂから第２ヒートシンク３２の放熱面３２ａが露出されており、放熱面３２ａは裏面３４ｂと面一となっている。さらには、側面３４ｃのひとつから制御端子２８が突出しており、制御端子２８が突出する面と反対の側面３４ｃから端子部１８ｂ，３２ｂがそれぞれ突出している。

次に、図３及び図４に基づき、半導体素子１２及びターミナル２２について詳細に説明する。なお、図４では、便宜上、ボンディングワイヤ２６及び封止樹脂体３４を省略して図示している。

半導体素子１２は、一面１２ａにエミッタ電極３６を有している。また、エミッタ電極３６を取り囲む外周領域３８に、制御用パッド４０を有している。本実施形態では、エミッタ電極３６が平面矩形状をなしており、ＸＹ面内における半導体素子１２の中心である素子中心Ｃ１を含むように形成されている。そして、一面１２ａのうち、エミッタ電極３６のほぼ全域が、ターミナル２２とはんだ２０を介して接続されるはんだ領域１２ａ１となっている。また、一面１２ａのうち、はんだ領域１２ａ１を除く領域が、はんだ２０と接続されない非はんだ領域１２ａ２となっている。すなわち、非はんだ領域１２ａ２は、少なくとも外周領域３８を含んでいる。なお、本実施形態において、制御用パッド４０が、特許請求の範囲に記載の外部接続用パッドに相当する。

制御用パッド４０は、温度センス用パッド４０ａ，４０ｂ、ゲート電極用パッド４０ｃ、電流センス用パッド４０ｄ、ケルビンエミッタ用パッド４０ｅを有している。これら制御用パッド４０（４０ａ〜４０ｅ）は、Ｙ方向における一端側の外周領域３８において、Ｘ方向に並んで形成されている。このため、外周領域３８は制御用パッド４０側で幅が広くなっており、これにより、はんだ領域１２ａ１の中心Ｃ２は素子中心Ｃ１に対してＹ方向にずれている。

ターミナル２２は略直方体の一部を切り欠いてなる。ターミナル２２の対向面２２ａは平坦とされ、エミッタ電極３６とほぼ一致する平面矩形状をなしている。すなわち、ＸＹ面内において、ターミナル中心Ｃ３は、はんだ領域１２ａ１の中心Ｃ２とほぼ一致する。裏面２２ｂは、対向面２２ａと同じ平面矩形状をなすものの、全面で平坦とはなっておらず、欠け部２２ｃを有している。

欠け部２２ｃは、Ｙ方向のうち制御用パッド４０と反対側の領域であって、ターミナル中心Ｃ３から離れた位置に設けられている。また、Ｘ方向全域に設けられている。裏面２２ｂのうち、欠け部２２ｃの形成部分は、ターミナル中心Ｃ３からＹ方向に遠ざかるほど、Ｚ方向において対向面２２ａに近づく傾斜面となっており、残りの部分は対向面２２ａと略平行な平坦面となっている。

この欠け部２２ｃは、第１ヒートシンク１８、半導体素子１２、及びターミナル２２がはんだ１６，２０を介して接続された状態で、ＸＹ面内において、ターミナル重心Ｃｇが半導体素子１２の素子中心Ｃ１に近づくように設けられており、これにより、ターミナル２２の重さが偏っている。本実施形態では、ターミナル重心Ｃｇが素子中心Ｃ１と一致するように欠け部２２ｃが設けられている。換言すれば、Ｚ方向からの投影視において、ターミナル重心Ｃｇが素子中心Ｃ１と一致するように欠け部２２ｃが設けられている。なお、ターミナル重心Ｃｇと素子中心Ｃ１の一致とは、完全一致に限定されず、ほぼ一致でも良い。ターミナル中心Ｃ３よりもターミナル重心Ｃｇのほうが、素子中心Ｃ１に近い位置となれば良い。

第２ヒートシンク３２は、ターミナル２２の裏面２２ｂのうち、欠け部２２ｃを除く平坦部分と略平行とされている。したがって、はんだ３０の厚みは、欠け部２２ｃに対応する部分が、欠け部２２ｃを除く平坦部分に対応する部分よりも厚くなっている。

なお、半導体素子１４の一面のほぼ全面にアノード電極が形成されているため、ターミナル２４は欠け部を有しておらず、略直方体状をなしている。

次に、図５〜図１０に基づき、上記した半導体装置１０の製造方法について説明する。

先ず、半導体素子１２，１４、各ヒートシンク１８，３２、ターミナル２２，２４、制御端子２８を準備する。このとき、欠け部２２ｃを有するターミナル２２を準備する。欠け部２２ｃは、例えば金属板を打ち抜いてターミナル２２を形成する際に形成することができる。

次に、予備はんだ工程を実施する。予備はんだ工程では、図５に示すように、例えばカーボンを用いて形成された容器４２内にはんだ３０を配置し、裏面２２ｂが下になるように、はんだ３０上にターミナル２２を配置する。次いで、ターミナル２２を覆うように、はんだ２０を配置する。そして、ターミナル２２の対向面２２ａ上に、はんだ２０を迎えはんだし、欠け部２２ｃを覆うように裏面２２ｂ上に、はんだ３０を迎えはんだする。なお、はんだ２０，３０は、溶融状態で容器４２に配置しても良いし、容器４２内に配置後に溶融しても良い。この予備はんだ工程において、ターミナル２４の両面にも迎えはんだを施しておく。

次に、第１リフロー工程を実施する。第１リフロー工程では、図６に示すように、第１ヒートシンク１８上に、はんだ１６（例えばはんだ箔）を介して半導体素子１２を積層配置し、半導体素子１２上に、はんだ２０が対向するようにターミナル２２を積層配置する。そして、この積層状態で、はんだ１６，２０，３０をリフローし、図７に示すように、第１ヒートシンク１８、半導体素子１２、及びターミナル２２が一体化された接続体４４を形成する。このように、積層状態で、はんだ１６，２０を同時にリフローし、溶融したはんだ１６により半導体素子１２と第１ヒートシンク１８を接合するとともに、溶融したはんだ２０によりターミナル２２と半導体素子１２を接合する。すなわち、積層状態で、はんだ１６，２０が、溶融接合としてのリフロー接合を提供する。

本実施形態では、ターミナル２２が欠け部２２ｃを有しており、はんだ領域１２ａ１に対して対向面２２ａが一致するように、半導体素子１２上にターミナル２２を配置する。これにより、Ｚ方向からの投影視において、ターミナル重心Ｃｇが素子中心Ｃ１とほぼ一致する。このように、ターミナル重心Ｃｇを素子中心Ｃ１にほぼ一致させた状態で、第１リフロー工程を実施する。なお、第１リフロー工程では、はんだ領域１２ａ１に対して対向面２２ａが一致するように位置決め治具を用いても良い。

はんだ３０については、接続対象である第２ヒートシンク３２がまだ無いので、表面張力により、ターミナル２２の中心を頂点として盛り上がった形状となる。この第１リフロー工程では、半導体素子１４を第１ヒートシンク１８にはんだ付けし、ターミナル２４を半導体素子１４にはんだ付けする。

次に、ワイヤボンディング工程を実施する。ワイヤボンディング工程では、図８に示すように、制御端子２８と半導体素子１２の制御用パッド４０とを、ボンディングワイヤ２６により接続する。

次に、第２リフロー工程を実施する。第２リフロー工程では、図示しない台座に第２ヒートシンク３２を配置し、図９に示すように、はんだ３０が第２ヒートシンク３２と対向するように、第２ヒートシンク３２上に接続体４４を配置する。そして、Ｚ方向において第１ヒートシンク１８側から加圧しつつ、はんだ３０をリフローする。本実施形態では、図示しないスペーサの一端が台座に固定されており、このスペーサの他端に第１ヒートシンク１８における放熱面１８ａと反対の面が接触するように、第１ヒートシンク１８側から加圧する。すなわち、スペーサによって、放熱面１８ａ，３２ａ間の距離を調整する。また、台座に設けたヒータによって第２ヒートシンク３２を加熱し、はんだ３０のみを溶融させる。

これにより、図１０に示すように、はんだ３０を介して第２ヒートシンク３２とターミナル２２が接続される。この第２リフロー工程では、ターミナル２４と第２ヒートシンク３２の接続もなされる。

次に、封止樹脂体３４を成形する成形工程を実施する。この成形工程では、第２リフロー工程で得られた接続構造体を、図示しない金型に配置し、金型のキャビティ内に樹脂を注入して、封止樹脂体３４を成形する。本実施形態では、エポキシ樹脂を用いたトランスファーモールド法により、封止樹脂体３４を成形する。また、後述する切削工程において各ヒートシンク１８，３２の放熱面１８ａ，３２ａ側を切削するため、ヒートシンク１８，３２の少なくとも一方が封止樹脂体３４から露出されないように、封止樹脂体３４を成形する。

次に、切削工程を実施する。この切削工程では、図示しない刃具により、封止樹脂体３４の一面３４ａ側から、封止樹脂体３４とともに第１ヒートシンク１８を切削する。この切削により、第１ヒートシンク１８のうち、放熱面１８ａのみが封止樹脂体３４から露出されるとともに、放熱面１８ａは一面３４ａとほぼ面一となる。同様に、封止樹脂体３４の裏面３４ｂ側から、封止樹脂体３４とともに第２ヒートシンク３２を切削する。この切削により、第２ヒートシンク３２のうち、放熱面３２ａのみが封止樹脂体３４から露出されるとともに、放熱面３２ａは裏面３４ｂとほぼ面一となる。この両面切削により、放熱面１８ａ，３２ａの平面度、及び、放熱面１８ａ，３２ａ同士の平行度を確保することができる。

そして、切削工程後、図示しないリードフレームのタイバーなどを除去することで、半導体装置１０を得ることができる。なお、不要部分の除去は、切削工程の前に実施することもできる。

次に、本実施形態に係る半導体装置１０及びその製造方法の効果について説明する。

図１１に参考例として示すように、従来の半導体装置では、ターミナル１２２が略直方体状をなしており、ＸＹ面内において、ターミナル重心Ｃｇｒはターミナル中心Ｃ３ｒと一致している。すなわち、Ｚ方向からの投影視において、ターミナル重心Ｃｇｒは、素子中心Ｃ１ｒからずれている。したがって、第１リフロー工程においてはんだ１１６，１２０が溶融した際に、半導体素子１１２に作用するターミナル１２２の重さが、Ｙ方向において素子中心Ｃ１ｒよりもターミナル重心Ｃｇｒ側で重くなり、半導体素子１１２に傾きが生じてしまう。なお、図１１において、符号１１８は第１ヒートシンク、符号１２８は制御端子、符号１３０は、はんだである。

これに対し、本実施形態では、ターミナル２２に欠け部２２ｃを設けることでターミナル２２の厚みが部分的に異なっており、これにより、ＸＹ面内において、ターミナル重心Ｃｇがターミナル中心Ｃ３よりも素子中心Ｃ１に近い位置となっている。このため、第１リフロー工程において、ターミナル２２の重さが半導体素子１２に対して偏って作用し、これにより、半導体素子１２に傾きが生じるのを抑制することができる。したがって、例えば超音波映像装置（ＳＡＴ）により、半導体素子１２の両側に位置するはんだ１６，２０について、ボイドの有無などをそれぞれ評価することができる。

特に本実施形態では、ターミナル重心Ｃｇが素子中心Ｃ１に一致するように、欠け部２２ｃを設けている。したがって、半導体素子１２の傾きを、より効果的に抑制することができる。

このように本実施形態では、半導体素子１２に傾きが生じるのを抑制することができる。したがって、第１リフロー工程後のワイヤボンディング工程において、ボンディングワイヤ２６を半導体素子１２の制御用パッド４０に超音波接合しやすい。

また、欠け部２２ｃは、例えばターミナル２２の打ち抜きとともに形成することができるため、ターミナル２２の構成を簡素化することができる。

また、本実施形態では、欠け部２２ｃをターミナル２２の裏面２２ｂ側に設ける。これにより、半導体素子１２とターミナル２２との間のはんだ２０の厚みはほぼ均一となる。したがって、半導体素子１２に近い、すなわち発熱源に近い対向面２２ａ側に欠け部を設ける構成よりも、半導体素子１２から第２ヒートシンク３２への放熱性を向上することができる。

なお、ターミナル２２の厚みを部分的に異ならせる構成としては、上記した欠け部２２ｃに限定されるものではない。図１２に示す第１変形例では、Ｖ字状の溝として欠け部２２ｃが形成されている。このような欠け部２２ｃは、例えば裏面２２ｂ側からターミナル２２を叩くことで形成することができる。

図１３に示す第２変形例では、裏面１２ｂの所定範囲の部分が、Ｚ方向において所定深さ分一律に凹んで、欠け部２２ｃが形成されている。図１３では、欠け部２２ｃが、制御用パッド４０と反対の端部からターミナル重心Ｃｇを跨いで設けられている。一方、図１４に示す第３変形例では、裏面２２ｂ全体が傾斜面とされ、これによりターミナル２２の厚みが部分的に異なっている。詳しくは、Ｙ方向において、制御用パッド４０に近づくほどターミナル２２が厚くなっている。

図１３では、欠け部２２ｃを除く平坦部分の幅が、欠け部２２ｃよりも狭くなっている。また、図１４では、裏面２２ｂ全体が傾斜面となっている。例えば第２リフロー工程において、はんだ３０とともにはんだ１６，２０を溶融させる場合、図１３などのように裏面２２ｂに少なからず平坦部を設けると、ＸＹ面に対してターミナル２２が傾く、さらには、この傾きにともなって半導体素子１２が傾くのを抑制することができる。したがって、半導体素子１２の両側に位置するはんだ１６，２０について、ボイドの有無などをそれぞれ評価することができる。好ましくは、欠け部２２ｃを除く平坦部分の幅を欠け部２２ｃよりも広くすると、第２リフロー工程ではんだ１６，２０も溶融させる場合の傾き抑制の効果を高めることができる。なお、上記したように、第２リフロー工程において、はんだ３０のみを溶融させる場合には、ターミナル２２の平坦部有無によらず、ターミナル２２の傾きを抑制することができる。

また、図４及び図１２に示すターミナル２２は打ち抜きや叩きで形成することができるため、図１３及び図１４に示すターミナル２２よりも製造が容易である。

（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体装置１０及びその製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。

第１実施形態では、予備はんだ工程において、ターミナル２２の両面２２ａ，２２ｂにはんだ２０，３０を迎えはんだする例を示した。この場合、欠け部２２ｃを覆うように、はんだ３０を迎えはんだする。はんだ３０よりもターミナル２２を構成する金属材料（例えば銅）のほうが比重が大きいため、欠け部２２ｃを覆うようにはんだ３０を施しても、ＸＹ面内において、ターミナル重心Ｃｇはターミナル中心Ｃ３よりも素子中心Ｃ１に近づく。しかしながら、はんだ３０の分、効果は薄まる。

そこで、本実施形態では、図１５に示すように、予備はんだ工程において、ターミナル２２に対し、はんだ２０のみを迎えはんだする。すなわち、裏面２２ｂに、はんだ３０を迎えはんだしない。

そして、第１リフロー工程では、図１６に示すように、第１ヒートシンク１８上に、はんだ１６を介して半導体素子１２を積層配置し、半導体素子１２上に、はんだ２０が対向するように、はんだ２０のみを施したターミナル２２を積層配置する。そして、この積層状態で、はんだ１６，２０をリフローし、図１７に示すように、第１ヒートシンク１８、半導体素子１２、及びターミナル２２が一体化された接続体４４を形成する。本実施形態では、ターミナル２２にはんだ３０を施してないため、ターミナル重心Ｃｇだけでなく、はんだ２０を含めたターミナル２２の重心が、Ｚ方向からの投影視において素子中心Ｃ１とほぼ一致する。

第１リフロー工程後は、第１実施形態同様、ワイヤボンディング工程、第２リフロー工程を順に実施する。第２リフロー工程では、図示しない台座に第２ヒートシンク３２を配置し、図１８に示すように、第２ヒートシンク３２上に、はんだ３０（例えばはんだ箔）、接続体４４の順に配置する。そして、Ｚ方向において第１ヒートシンク１８側から加圧しつつ、はんだ３０をリフローする。

第２リフロー工程後は、第１実施形態同様、成形工程、切削工程などを経ることで、第１実施形態に示した半導体装置１０を得ることができる。

次に、本実施形態に係る半導体装置１０の効果について説明する。

本実施形態では、予備はんだ工程において、ターミナル２２に、はんだ２０のみを迎えはんだする。このため、第１リフロー時に、ターミナル重心Ｃｇだけでなく、はんだ２０を含めたターミナル２２の重心が、Ｚ方向からの投影視において素子中心Ｃ１とほぼ一致する。したがって、予備はんだ工程において、欠け部２２ｃを覆うようにはんだ３０を迎えはんだする方法に較べて、欠け部２２ｃを設けたことによる半導体素子１２の傾き抑制の効果を高めることができる。

（第３実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体装置１０及びその製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。

第１実施形態では、ターミナル２２の裏面２２ｂに欠け部２２ｃを設け、この欠け部２２ｃにより、ターミナル２２の厚みを部分的に異ならせる例を示した。これに対し、本実施形態では、図１９及び図２０に示すように、ターミナル２２が、対向面２２ａ及び裏面２２ｂの両面に隣接する側面２２ｄから突出する突出部２２ｅを有している。この突出部２ｅは、側面２２ｄのうち、Ｚ方向において対向面２２ａから離れた位置に設けられている。相対する側面２２ｄにおいて、ターミナル中心Ｃ３よりも制御用パッド４０側の領域に、突出部２２ｅがそれぞれ設けられている。そして、ターミナル２２は、Ｙ方向に沿い、ターミナル中心Ｃ３を通る仮想線に対して線対称となっている。また、突出部２２ｅは裏面２２ｂと面一となっている。

次に、本実施形態に係る半導体装置１０の効果について説明する。

本実施形態によれば、第１実施形態同様、第１リフロー工程において、半導体素子１２に傾きが生じるのを抑制することができる。

また、図２１に示すように、ターミナル２２に、側面２２ｄから突出する突出部２２ｅを設けることで、ターミナル２２の厚みを部分的に異ならせ、Ｚ方向からの投影視においてターミナル重心Ｃｇを素子中心Ｃ１に近づけている。さらには、ターミナル重心Ｃｇを素子中心Ｃ１に一致させている。したがって、対向面２２ａ及び裏面２２ｂをともに平坦とすることができる。すなわち、はんだ２０，３０の厚みをＸＹ面内においてほぼ均一とすることができる。これによれば、半導体素子１２から第２ヒートシンク３２への放熱性を向上することができる。

また、対向面２２ａ及び裏面２２ｂがともに平坦となっている。したがって、第２リフロー工程において、はんだ３０とともにはんだ１６，２０を溶融させる場合であっても、ＸＹ面に対してターミナル２２が傾く、さらには、この傾きにともなって半導体素子１２が傾くのを抑制することができる。

また、突出部２２ｅは、対向面２２ａから離れた位置に設けられているため、突出部２２ｅへのはんだ２０の付着を抑制することができる。これにより、はんだ２０は対向面２２ａのみでターミナル２２と接続することとなり、放熱性を向上することができる。

（第４実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体装置１０及びその製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。

本実施形態では、図２２に示すように、ターミナル２２が、側面２２ｄに開口する空洞部２２ｆを有している。詳しくは、ターミナル中心Ｃ３に対して制御用パッド４０と反対側の領域に、相対する側面２２ｄを貫通するように空洞部２２ｆが設けられている。このような空洞部２２ｆは、例えばドリル等の機械的加工によって形成することができる。

次に、本実施形態に係る半導体装置１０の効果について説明する。

本実施形態では、ターミナル２２に、側面２２ｄに開口する空洞部２２ｆを設けることで、ターミナル２２の厚みを部分的に異ならせ、Ｚ方向からの投影視においてターミナル重心Ｃｇを素子中心Ｃ１に近づけている。さらには、ターミナル重心Ｃｇを素子中心Ｃ１に一致させている。したがって、第１実施形態同様、第１リフロー工程において、半導体素子１２に傾きが生じるのを抑制することができる。

また、空洞部２２ｆを設けることで、対向面２２ａ及び裏面２２ｂがともに平坦となっている。したがって、第３実施形態同様、第２リフロー工程において、はんだ１６，２０を溶融させる場合であっても、ＸＹ面に対してターミナル２２が傾く、さらには、この傾きにともなって半導体素子１２が傾くのを抑制することができる。

なお、空洞部２２ｆとしては、上記例に限定されるものではない。図２３に示す第４変形例では、空洞部２２ｆが隣り合う３つの側面２２ｄにわたって形成された溝となっている。

（第５実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体装置１０及びその製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。

本実施形態では、ＸＹ面内において、ターミナル２２を構成する材料の密度が部分的に異なっている。図２４に示す例では、ターミナル２２を構成する母材そのものである低密度部２２ｇと、母材に該母材よりも密度の高い材料が混合されてなる高密度部２２ｈと、を有している。そして、Ｙ方向において、制御用パッド４０側の半分が高密度部２２ｈ、残りの半分が低密度部２２ｇとなっている。

次に、本実施形態に係る半導体装置１０の効果について説明する。

本実施形態では、ターミナル２２の密度を部分的に異ならせることで、Ｚ方向からの投影視においてターミナル重心Ｃｇを素子中心Ｃ１に近づけている。さらには、ターミナル重心Ｃｇを素子中心Ｃ１に一致させている。したがって、第１実施形態同様、第１リフロー工程において、半導体素子１２に傾きが生じるのを抑制することができる。

また、対向面２２ａ及び裏面２２ｂがともに平坦となっている。したがって、第３実施形態同様、半導体素子１２から第２ヒートシンク３２への放熱性を向上することができる。また、第２リフロー工程において、はんだ１６，２０を溶融させる場合であっても、ＸＹ面に対してターミナル２２が傾く、さらには、この傾きにともなって半導体素子１２が傾くのを抑制することができる。

なお、密度を異ならせる構成としては、上記例に限定されるものではない。図２５に示す第５変形例では、ターミナル２２の表面のうち、制御用パッド４０側の部分にめっき２２ｉを施している。めっき２２ｉとしては、ターミナル２２を構成する材料より、密度の高い材料を用いると良い。これによれば、めっき２２ｉを施した部分を、めっき２２ｉを施していない部分よりも重くすることができる。そして、これにより、Ｚ方向からの投影視においてターミナル重心Ｃｇを素子中心Ｃ１に近づける、ひいては、ターミナル重心Ｃｇを素子中心Ｃ１に一致させることができる。

さらには、低密度部２２ｇ及び高密度部２２ｈの表面にそれぞれめっきを施し、高密度部２２ｈ側のめっき材料を低密度部２２ｇのめっき材料よりも高密度としても良い。

（第６実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体装置１０及びその製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。

第１実施形態では、ターミナル２２がひとつの部材により構成される例を示した。これに対し、本実施形態では、ターミナル２２が複数の部材により構成されている。図２６に示す例では、ターミナル２２が、２つの部材２２ｊ，２２ｋにより構成されている。第１部材２２ｊ及び第２部材２２ｋは、ともに同じ材料を用いて形成されており、接合により一体化されている。また、Ｙ方向において、制御用パッド４０側に位置する第２部材２２ｋのほうが、第１部材２２ｊよりもＺ方向において高くなっている。

次に、本実施形態に係る半導体装置１０の効果について説明する。

本実施形態では、ターミナル２２を複数の部材２２ｊ，２２ｋを用いて構成し、部材２２ｊ，２２ｋの高さを異ならせることで、Ｚ方向からの投影視においてターミナル重心Ｃｇを素子中心Ｃ１に近づけている。さらには、ターミナル重心Ｃｇを素子中心Ｃ１に一致させている。これによっても、第１実施形態と同等の効果を奏することができる。

複数部材による構成としては、上記例に限定されるものではない。第５実施形態に示したように、第１部材２２ｊと第２部材２２ｋとで構成材料の密度を異ならせても良い。また、第２部材２２ｋの表面にめっきを施しても良い。さらには、図２７に示す第６変形例のように、ターミナル２２を構成する第１部材２２ｊと第２部材２２ｋが分離されていても良い。

（第７実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体装置１０及びその製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。

第１実施形態では、ターミナル２２に欠け部２２ｃを設けることで、Ｚ方向からの投影視においてターミナル重心Ｃｇを素子中心Ｃ１に一致させる例を示した。これに対し、本実施形態では、図２８に示すように、ＸＹ面内において、半導体素子１２のはんだ領域１２ａ１の中心Ｃ２が素子中心Ｃ１に一致するように、はんだ領域１２ａ１と非はんだ領域１２ａ２が分配されている。すなわち、ターミナル重心Ｃｇが素子中心Ｃ１と一致するように、半導体素子１２側で調整している。

図２８において、エミッタ電極３６及び外周領域３８の配置は、第１実施形態と同じである。異なる点は、エミッタ電極３６の全面をはんだ領域１２ａ１とするのではなく、Ｙ方向において制御用パッド４０寄りの一部のみを、破線で示すターミナル２２とのはんだ領域１２ａ１とする点である。したがって、エミッタ電極３６のうち、Ｙ方向において制御用パッド４０と反対側の端部付近は、非はんだ領域１２ａ２となっている。これにより、Ｙ方向において、間にはんだ領域１２ａ１を挟むように非はんだ領域１２ａ２が設けられ、両側の非はんだ領域１２ａ２は、Ｙ方向の長さがほぼ等しくなっている。

次に、本実施形態に係る半導体装置１０の効果について説明する。

本実施形態では、半導体素子１２において、エミッタ電極３６における制御用パッド４０とは反対側の部分を非はんだ領域１２ａ２とすることで、図２９に示すように、はんだ領域１２ａ１の中心Ｃ２を素子中心Ｃ１と一致、ひいてはＺ方向からの投影視においてターミナル重心Ｃｇと一致させている。なお、ターミナル２２は略直方体状をなしており、ターミナル中心Ｃ３はターミナル重心Ｃｇと一致している。これによっても、第１実施形態と同等の効果を奏することができる。図２９は、図４に対応しており、図４同様、封止樹脂体３４及びボンディングワイヤ２６を省略して図示している。

（第８実施形態）
本実施形態において、第７実施形態に示した半導体装置１０及びその製造方法と共通する部分についての説明は割愛する。

第７実施形態では、Ｙ方向において、間にはんだ領域１２ａ１を挟むように設けられた非はんだ領域１２ａ２の一方のみに、制御用パッド４０が設けられる例を示した。これに対し、本実施形態では、図３０に示すように、Ｙ方向において両側の非はんだ領域１２ａ２（外周領域３８）に、互いに同じ種類で同数の制御用パッド４０が設けられている。そして、各非はんだ領域１２ａ２の制御用パッド４０は、Ｘ方向において同じ順番で形成されている。なお、本実施形態において、Ｙ方向が特許請求の範囲に記載の第１方向に相当し、Ｘ方向が第２方向に相当する。

詳しくは、Ｙ方向において、はんだ領域１２ａ１の一端側に非はんだ領域１２ａ２の一部が位置し、はんだ領域１２ａ１の他端側に、非はんだ領域１２ａ２の残りの一部が位置している。一端側の非はんだ領域１２ａ２には、複数種類の制御用パッド４０が設けられ、他端側の非はんだ領域１２ａ２には、一端側の非はんだ領域１２ａ２と同じ種類で同数の制御用パッド４０が設けられている。そして、一端側の非はんだ領域１２ａ２において、複数種類の制御用パッド４０は、Ｘ方向に沿って所定の順番で形成されている。他端側の非はんだ領域１２ａ２において、制御用パッド４０は、一端側の非はんだ領域１２ａ２に形成された制御用パッド４０と並び順を同じにして、Ｘ方向に沿って形成されている。本実施形態では、一端側の非はんだ領域１２ａ２及び他端側の非はんだ領域１２ａ２に、制御用パッド４０として、温度センス用パッド４０ａ（カソード）、温度センス用パッド４０ｂ（アノード）、ゲート電極用パッド４０ｃ、電流センス用パッド４０ｄ、ケルビンエミッタ用パッド４０ｅが形成されている。また、紙面左側から、温度センス用パッド４０ａ、温度センス用パッド４０ｂ、ゲート電極用パッド４０ｃ、電流センス用パッド４０ｄ、ケルビンエミッタ用パッド４０ｅの順に形成されている。

また、本実施形態では、第１実施形態と異なり、半導体装置１０は、直列接続された２つの半導体素子１２（ＩＧＢＴ）、すなわち上下アームを１組有している。詳しくは、図３１に示すように、半導体装置１０が、直流電源の高電位側に接続される高電位電源端子４６（所謂Ｐ端子）と、低電位側に接続される低電位電源端子４８（所謂Ｎ端子）と、出力端子５０（所謂Ｏ端子）と、を有している。また、半導体素子１２として、上アーム側の半導体素子１２Ｕと、下アーム側の半導体素子１２Ｌと、を有している。なお、図３１では、便宜上、封止樹脂体３４を省略して図示している。

上アーム側の半導体素子１２Ｕは、高電位電源端子４６と出力端子５０との間に、コレクタ電極を高電位電源端子４６側として配置されている。半導体素子１２Ｕのコレクタ電極は、はんだ１６を介して高電位電源端子４６と接続され、エミッタ電極３６は、はんだ２０、ターミナル２２、及びはんだ３０を介して、出力端子５０と電気的に接続されている。一方、下アーム側の半導体素子１２Ｌは、低電位電源端子４８と出力端子５０との間に、コレクタ電極を出力端子５０側として配置されている。半導体素子１２Ｌのコレクタ電極は、はんだ１６を介して出力端子５０と接続され、エミッタ電極３６は、はんだ２０、ターミナル２２、及びはんだ３０を介して、低電位電源端子４８と電気的に接続されている。

このように、出力端子５０は、半導体素子１２Ｕ，１２Ｌで共通とされ、半導体素子１２Ｕ，１２Ｌの配置は、Ｚ方向において上下逆となっている。半導体素子１２Ｕは、一面１２ａを出力端子５０側とし、半導体素子１２Ｌは、裏面１２ｂを出力端子５０側として配置されている。このように、半導体装置１０は、所謂Ｕ字型の２ｉｎ１パッケージとなっている。

なお、半導体素子１２Ｕに対し、ターミナル２２が特許請求の範囲に記載の第１金属部材、高電位電源端子４６が第２金属部材、出力端子５０が第３金属部材に相当する。半導体素子１２Ｌに対し、ターミナル２２が特許請求の範囲に記載の第１金属部材、出力端子５０が第２金属部材、低電位電源端子４８が第３金属部材に相当する。各半導体素子１２Ｕ，１２Ｌは、図３０に示す構造をとっている。

次に、本実施形態に係る半導体装置１０の効果について説明する。

非はんだ領域１２ａ２の一方のみに制御用パッド４０を有する場合、Ｕ字型の２ｉｎ１パッケージ構造をとるために半導体素子１２Ｕ，１２Ｌの配置を上下逆にすると、図３２に示すように、半導体素子１２Ｕ，１２Ｌで制御用パッド４０の並びが逆となる。図３２では、高電位電源端子４６及び低電位電源端子４８を省略して図示している。

これに対し、本実施形態では、図３１に示したように、両側の非はんだ領域１２ａ２に同じ順で制御用パッド４０を設けている。このため、Ｕ字型の２ｉｎ１パッケージ構造をとる場合、半導体素子１２Ｕ，１２Ｌの配置を上下逆とするとともに、一方に対して他方を１８０度回転させる。すると、図３３に示すように、上アーム側の半導体素子１２Ｕと下アーム側の半導体素子１２Ｌとで、制御用パッド４０の並びが同じとなる。したがって、外部機器と制御端子２８（制御用パッド４０）との接続構造を簡素化することができる。なお、図３３でも、高電位電源端子４６及び低電位電源端子４８を省略して図示している。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態では、半導体装置１０がターミナル２２を有する例を示した。しかしながら、ターミナル２２を有さない構成を採用することもできる。例えば第１実施形態において、ターミナル２２を有さない構成とした場合、第２ヒートシンク３２がはんだ２０を介して半導体素子１２と接続されることとなる。すなわち、第２ヒートシンク３２が第１金属部材に相当することとなる。

本実施形態では、半導体装置１０が第２ヒートシンク３２を有する例を示したが、第２ヒートシンク３２を有さない構成を採用することもできる。例えば第１実施形態について第２ヒートシンク３２及びはんだ３０を有さない構成としても良い。

本実施形態では、半導体装置１０として、１ｉｎ１パッケージ、Ｕ字型の２ｉｎ１パッケージの例を示した。しかしながら、それ以外の構成、例えばＮ字型の２ｉｎ１パッケージや、６ｉｎ１パッケージにおいても適用することができる。

なお、Ｎ字型の２ｉｎ１パッケージも上下アームを１組有している。上アーム側の半導体素子１２Ｕと下アーム側の半導体素子１２Ｌの配置は、Ｚ方向において同じとなっている。出力端子５０は半導体素子１２Ｕ，１２Ｌで別個とされ、出力端子５０の一方が封止樹脂体３４の一面３４ａ側に、出力端子５０の他方が裏面３４ｂ側に配置されている。そして、継手部を介して、出力端子５０同士が電気的に接続されている。また、高電位電源端子４６と低電位電源端子４８のうち、一方が一面３４ａ側に、他方が裏面３４ｂ側に配置されている。このようにＮ字型の２ｉｎ１パッケージでは、高電位電源端子４６、出力端子５０、及び低電位電源端子４８を電気的に繋ぐ構造がＮ字状となっている。６ｉｎ１パッケージは、上下アームを３組有している。すなわち、三相分の半導体素子１２を有している。

本実施形態では、第１ヒートシンク１８上に、はんだ１６を介して半導体素子１２が積層配置され、半導体素子１２上に、はんだ２０を介してターミナル２２が積層配置された状態で、はんだ１６，２０がともにリフローされることで形成される半導体装置１０に対し、ターミナル２２の重心位置Ｃｇを、Ｚ方向からの投影視で半導体素子１２の中心位置Ｃ１に一致させる構成を適用する例を示した。しかしながら、リフロー以外によって形成される半導体装置１０についても、上記構成を適用することができる。また、積層状態で、第２はんだが溶融されていれば、半導体素子に傾きが生じうる。したがって、積層状態で、はんだ１６，２０のうち少なくともはんだ１６が溶融接合を提供する半導体装置１０であれば、上記構成を適用することができる。

例えば、第１ヒートシンク１８上に、溶融されたはんだ１６を介して半導体素子１２が積層配置され、半導体素子１２上に、溶融されたはんだ２０を介してターミナル２２が積層配置され、この積層状態で溶融されたはんだ１６，２０がともに冷却固化されてなる半導体装置１０にも適用することができる。このような半導体装置１０も、積層状態で、はんだ１６，２０がともに溶融されている。したがって、ターミナル２２の重心位置Ｃｇを、Ｚ方向からの投影視で半導体素子１２の中心位置Ｃ１に一致させることで、半導体素子１２に傾きが生じるのを抑制することができる。

また、予めはんだ２０により、半導体素子１２とターミナル２２を接合しておき、次いで、第１ヒートシンク１８上に、溶融されたはんだ１６を介して、ターミナル２２が接合済みの半導体素子１２が積層配置され、この積層状態で溶融されたはんだ１６が冷却固化されてなる半導体装置１０にも適用することができる。すなわち、積層状態で、はんだ１６，２０のうちのはんだ１６のみが溶融接合を提供する半導体装置１０にも適用することができる。この場合も、ターミナル２２の重心位置Ｃｇを、Ｚ方向からの投影視で半導体素子１２の中心位置Ｃ１に一致させることで、半導体素子１２に傾きが生じるのを抑制することができる。

１０…半導体装置、１２，１２Ｕ，１２Ｌ，１４…半導体素子、１２ａ…一面、１２ａ１…はんだ領域、１２ａ２…非はんだ領域、１２ｂ…裏面、１６…はんだ、１８…第１ヒートシンク、１８ａ…放熱面、１８ｂ…端子部、２０…はんだ、２２，２４…ターミナル、２２ａ…対向面、２２ｂ…裏面、２２ｃ…欠け部、２２ｄ…側面、２２ｅ…突出部、２２ｆ…空洞部、２２ｇ…低密度部、２２ｈ…高密度部、２２ｉ…めっき、２２ｊ…第１部材、２２ｋ…第２部材、２６…ボンディングワイヤ、２８…制御端子、３０…はんだ、３２…第２ヒートシンク、３２ａ…放熱面、３２ｂ…端子部、３４…封止樹脂体、３４ａ…一面、３４ｂ…裏面、３４ｃ…側面、３６…エミッタ電極、３８…外周領域、４０…制御用パッド、４０ａ，４０ｂ…温度センス用パッド、４０ｃ…ゲート電極用パッド、４０ｄ…電流センス用パッド、４０ｅ…ケルビンエミッタ用パッド、４２…容器、４４…接続体、４６…高電位電源端子、４８…低電位電源端子、５０…出力端子、１１２…半導体素子、１１６…はんだ、１１８…第１ヒートシンク、１２０…はんだ、１２２…ターミナル、１２８…制御端子、１３０…はんだ、Ｃ１…素子中心、Ｃ２…（はんだ領域の）中心、Ｃ３…ターミナル中心、Ｃｇ…ターミナル重心

Claims (12)

1. 一面（１２ａ）及び該一面と反対の裏面（１２ｂ）を有し、前記一面が、はんだ付けされるはんだ領域（１２ａ１）と、はんだ付けされない非はんだ領域（１２ａ２）と、を有し、前記裏面がはんだ付けされる半導体素子（１２）と、
   前記半導体素子の一面側に配置される第１金属部材（２２）と、
   前記半導体素子の裏面側に配置される第２金属部材（１８）と、
   前記半導体素子の前記はんだ領域と前記第１金属部材とを接続する第１はんだ（２０）と、
   前記半導体素子の前記裏面と前記第２金属部材とを接続する第２はんだ（１６）と、
   を備え、
   前記第２金属部材上に、前記第２はんだを介して前記半導体素子が積層配置され、前記半導体素子上に、前記第１はんだを介して前記第１金属部材が積層配置された状態で、前記第１はんだ及び前記第２はんだのうち少なくとも第２はんだが溶融接合を提供する半導体装置であって、
   前記積層の方向からの投影視において、前記第１金属部材の重心位置（Ｃｇ）が、前記半導体素子の中心位置（Ｃ１）と一致していることを特徴とする半導体装置。
2. 前記積層の方向に垂直な面内において、前記第１金属部材（２２）の重さが偏っていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記第１金属部材（２２）の厚みが部分的に異なっていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
4. 前記第１金属部材（２２）は、前記半導体素子（１２）との対向面（２２ａ）と反対の面（２２ｂ）に形成された欠け部（２２ｃ）を有することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
5. 前記第１金属部材（２２）に対し、前記半導体素子（１２）と反対側に配置された第３金属部材（３２）と、
   前記第１金属部材と前記第３金属部材とを接続する第３はんだ（３０）と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
6. 前記第１金属部材（２２）は、前記半導体素子（１２）との対向面（２２ａ）に隣接する側面（２２ｄ）に設けられた突出部（２２ｅ）を有することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
7. 前記第１金属部材（２２）は、前記半導体素子（１２）との対向面（２２ａ）に隣接する側面（２２ｄ）に開口する空洞部（２２ｆ）を有することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
8. 前記積層の方向に垂直な面内において、前記第１金属部材（２２）を構成する材料の密度が部分的に異なっていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
9. 前記積層の方向に垂直な面内において、前記半導体素子（１２）の前記はんだ領域（１２ａ１）の中心位置（Ｃ２）が、前記一面（１２ａ）の中心位置（Ｃ１）に一致するように、前記はんだ領域と前記非はんだ領域（１２ａ２）が分配されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
10. 前記積層の方向に垂直な第１方向において、前記はんだ領域（１２ａ１）の一端側に前記非はんだ領域（１２ａ２）の一部が位置するとともに、他端側に前記非はんだ領域の残りの少なくとも一部が位置し、
    前記半導体素子（１２）は、前記一端側の非はんだ領域に、複数種類の外部接続用パッド（４０）を有するとともに、前記他端側の非はんだ領域に、前記一端側の非はんだ領域と同じ種類で同数の外部接続用パッドを有し、
    前記一端側の非はんだ領域において、複数種類の前記外部接続用パッドは、前記第１方向に垂直な第２方向に沿って所定の順番で形成され、前記他端側の非はんだ領域において、前記外部接続用パッドは、前記一端側の非はんだ領域に形成された前記外部接続用パッドと並び順を同じにして、前記第２方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置。
11. 前記溶融接合として、前記第１はんだ及び前記第２はんだがリフロー接合を提供する請求項５に記載の半導体装置の製造方法であって、
    前記欠け部（２２ｃ）を有する前記第１金属部材（２２）の前記半導体素子（１２）との対向面（２２ａ）上に、前記第１はんだ（２０）を予めはんだ付けするとともに、前記対向面と反対の面（２２ｂ）上に、前記欠け部を覆うように前記第３はんだ（３０）を予めはんだ付けする予備はんだ工程と、
    前記第２金属部材（１８）上に前記第２はんだ（１６）を介して前記半導体素子を配置し、前記半導体素子上に前記第１はんだを介して前記第１金属部材を配置し、この配置状態で前記第１はんだ及び前記第２はんだをリフローして、前記第２金属部材、前記半導体素子、及び前記第１金属部材が一体化された接続体（４４）を形成する第１リフロー工程と、
    前記第３はんだが前記第３金属部材（３２）に対向するように、前記第３金属部材上に前記接続体を配置し、前記第２金属部材側から加圧した状態で、前記第３はんだをリフローする第２リフロー工程と、
    を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
12. 前記溶融接合として、前記第１はんだ及び前記第２はんだがリフロー接合を提供する請求項５に記載の半導体装置の製造方法であって、
    前記欠け部（２２ｃ）を有する前記第１金属部材（２２）の前記半導体素子（１２）との対向面（２２ａ）上に、前記第１はんだ（２０）を予めはんだ付けする予備はんだ工程と、
    前記第２金属部材（１８）上に前記第２はんだ（１６）を介して前記半導体素子を配置し、前記半導体素子上に前記第１はんだを介して前記第１金属部材を配置し、この配置状態で前記第１はんだ及び前記第２はんだをリフローして、前記第２金属部材、前記半導体素子、及び前記第１金属部材が一体化された接続体（４４）を形成する第１リフロー工程と、
    前記第３金属部材（３２）上に前記第３はんだ（３０）を配置し、該第３はんだに前記第１金属部材が対向するように、前記第３金属部材上に前記接続体を配置し、この配置状態で、前記第２金属部材側から加圧しつつ前記第３はんだをリフローする第２リフロー工程と、
    を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。

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