JP2018117419A - 半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】主端子の配置自由度を向上でき、且つ、主端子の配置を変更する場合にも成形型を流用できる半導体装置を提供すること。
【解決手段】複数の主端子27は、樹脂成形体21の同一側面から突出するとともに、上アーム側の第1半導体チップ220と下アーム側の第2半導体チップ221の並び方向であるX方向に並んで配置されている。複数の主端子27は、正極端子270、負極端子271、出力端子272、及び補助端子273を含んでいる。負極端子271が、第1中継部材282、補助端子273、及び第2中継部材29を介して、対応するヒートシンク23に接続され、正極端子270及び出力端子272が、補助端子273を介することなく、第1中継部材280,281を介して対応するヒートシンク23に接続されている。
【選択図】図2

Description

この明細書における開示は、上下アームを構成する半導体装置に関する。
特許文献1には、上下アームを構成する半導体装置が開示されている。上下アームは、平滑用コンデンサと電気的に接続される。
この半導体装置は、上アームを構成するスイッチング素子が形成された第1半導体チップ(IGBT素子)と、下アームを構成するスイッチング素子が形成された第2半導体チップ(IGBT素子)を備えている。第1半導体チップ及び第2半導体チップは、板厚方向である第1方向と直交する第2方向に並んで配置されている。第1半導体チップは一対の第1ヒートシンクにより挟まれており、第2半導体チップは一対の第2ヒートシンクにより挟まれている。各半導体チップ及び各ヒートシンクは、樹脂成形体(樹脂部)によって一体的に封止されている。
半導体装置は、主端子として、高電位側の第1ヒートシンクと電気的に接続される正極端子(高電位電源端子)と、低電位側の第2ヒートシンクに接続される負極端子(低電位電源端子)と、低電位側の第1ヒートシンク及び高電位側の第2ヒートシンクのいずれかに接続される出力端子を備えている。これら主端子は、樹脂成形体の同一側面から突出している。複数の主端子は、第2方向に並んで配置されている。
特開2015−115464号公報
従来の構成では、複数の主端子の少なくとも一部が、対応するヒートシンクに連なって一体的に設けられている。このため、主端子の配置の自由度が低い。また、設計変更、たとえば平滑用コンデンサの容量変更にともなって主端子の配置を変更する場合、樹脂成形体を形成するための成形型にて主端子を挟む位置などが変更となるため、成形型も変更しなればならない。
本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、主端子の配置自由度を向上でき、且つ、主端子の配置を変更する場合にも成形型を流用できる半導体装置を提供することを目的とする。
本開示は、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、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、技術的範囲を限定するものではない。
本開示のひとつである半導体装置は、上アーム(9)と下アーム(10)とが直列接続されてなり、平滑用コンデンサ(4)と電気的に接続される上下アーム(8)を構成する半導体装置であって、
上アームを構成するスイッチング素子が形成され、板厚方向である第1方向の両面に第1主電極(220a,220b)を有する第1半導体チップ(220)と、第1方向と直交する第2方向に第1半導体チップと並んで配置され、下アームを構成するスイッチング素子が形成されて、第1方向の両面に第2主電極(221a,221b)を有する第2半導体チップ(221)と、を含む複数の半導体チップ(22)と、
板厚方向において第1半導体チップを挟むように配置され、対応する第1主電極と電気的に接続された一対の第1ヒートシンク(230,231)と、板厚方向において第2半導体チップを挟むように配置され、対応する第2主電極と電気的に接続された一対の第2ヒートシンク(232,233)と、を含む複数のヒートシンク(23)と、
複数の半導体チップ及び複数のヒートシンクを一体的に封止する樹脂成形体(21)と、
高電位側の第1ヒートシンクに接続される正極端子(270)と、低電位側の第2ヒートシンクに接続される負極端子(271)と、低電位側の第1ヒートシンク及び高電位側の第2ヒートシンクのいずれかに接続される出力端子(272)と、少なくとも1つの補助端子(273)と、を含み、樹脂成形体の同一側面から突出するとともに、第2方向に並んで配置された複数の主端子(27)と、
樹脂成形体内に配置され、主端子と対応するヒートシンクとを電気的に中継する複数の第1中継部材(28,280〜285)と、
樹脂成形体内に配置され、正極端子、負極端子、及び出力端子のいずれかと補助端子とを電気的に中継する第2中継部材(29,290〜292)と、
を備え、
低電位側の第1ヒートシンクと高電位側の第2ヒートシンクとが電気的に接続されており、
正極端子、負極端子、及び出力端子のうち、一部の主端子が、第1中継部材、補助端子、及び第2中継部材を介して対応するヒートシンクに接続され、残りの主端子が、補助端子を介することなく第1中継部材を介して対応するヒートシンクに接続されている。
この半導体装置によれば、補助端子、第1中継部材、及び第2中継部材により、第2方向に並んで配置された複数の主端子において、正極端子、負極端子、出力端子の配置を自由に設定することができる。すなわち、主端子の配置自由度を向上することができる。
また、第1中継部材及び第2中継部材の接続対象を変えるだけで、複数の主端子の並びを変えることなく、正極端子、負極端子、出力端子の配置を変更することができる。このように補助端子を含む複数の主端子の並びは変えないため、たとえば平滑用コンデンサの容量が変更となり、これにより正極端子、負極端子、出力端子の配置を変更する場合にも、変更前と同じ成形型を流用することができる。
第1実施形態の半導体装置が適用される電力変換装置を示す等価回路図である。 半導体装置の概略構成を示す平面図である。 図2のIII-III線に沿う断面図である。 図2のIV-IV線に沿う断面図である。 電力変換装置を構成する要素の配置を示す図である。 半導体装置から冷却器への放熱構造を示す図である。 半導体装置において、電流経路を示す図である。 第1変形例を示す図であり、図5に対応している。 図8に示す半導体装置の概略構成を示す平面図である。 第2変形例を示す図であり、図5に対応している。 図10に示す半導体装置の概略構成を示す平面図である。 第3変形例を示す図であり、図5に対応している。 図12に示す半導体装置の概略構成を示す平面図である。 第2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14のXV-XV線に沿う断面図である。 第4変形例を示す平面図である。 第5変形例を示す平面図である。
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び/又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。以下において、半導体チップの板厚方向をZ方向、Z方向に直交し、2つの半導体チップの並び方向をX方向と示す。また、Z方向及びX方向の両方向に直交する方向をY方向と示す。特に断わりのない限り、上記したX方向及びY方向により規定されるXY面に沿う形状を平面形状とする。Z方向が第1方向に相当し、X方向が第2方向に相当する。
(第1実施形態)
先ず、図1に基づき、半導体装置が適用される電力変換装置について説明する。
図1に示す電力変換装置1は、たとえば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載される。電力変換装置1は、車両に搭載された直流電源であるバッテリ2から供給される直流電圧を、三相交流に変換して、三相交流方式のモータ3に出力するように構成されている。モータ3は、車両の走行駆動源として機能する。電力変換装置1は、モータ3により発電された電力を、直流に変換してバッテリ2に充電することもできる。このように、電力変換装置1は、双方向の電力変換が可能となっている。
電力変換装置1は、平滑用コンデンサ4及びインバータ5を有している。平滑用コンデンサ4の正極側端子は、バッテリ2の高電位側の電極である正極に接続され、負極側端子は、バッテリ2の低電位側の電極である負極に接続されている。インバータ5は、入力される直流電力を所定周波数の三相交流に変換し、モータ3に出力する。また、モータ3により発電された交流電力を、直流電力に変換する。
インバータ5は、高電位電源ライン6と低電位電源ライン7との間に設けられた上下アーム8を三相分、有している。上下アーム8は、上アーム9と下アーム10の直列回路である。高電位電源ライン6は平滑用コンデンサ4の正極側端子に接続されており、低電位電源ライン7は平滑用コンデンサ4の負極側端子に接続されている。本実施形態では、上下アーム8を構成するスイッチング素子として、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(以下、IGBTと示す)を採用している。
上アーム9は、IGBT90、及び、IGBT90に逆並列に接続された還流用のダイオード91を有している。本実施形態では、IGBT90としてnチャネル型を採用しており、IGBT90のコレクタ電極及びダイオード91のカソード電極が、高電位電源ライン6と電気的に接続されている。
下アーム10は、IGBT100、及び、IGBT100に逆並列に接続された還流用のダイオード101を有している。本実施形態では、IGBT100としてnチャネル型を採用しており、IGBT100のエミッタ電極及びダイオード101のアノード電極が、低電位電源ライン7と電気的に接続されている。
IGBT100のコレクタ電極及びダイオード101のカソード電極は、IGBT90のエミッタ電極及びダイオード91のアノード電極と電気的に接続されている。IGBT90のエミッタ電極とIGBT100のコレクタ電極の接続点、すなわち上アーム9と下アーム10との接続点は、モータ3への出力ライン11と電気的に接続されている。
電力変換装置1は、上記したインバータ5に加えて、インバータ5の動作を制御する駆動回路を有している。このような電力変換装置1は、PCU(Power Control Unit)とも称される。さらに電力変換装置1は、モータ3とは別のモータに対応するインバータ、バッテリ2から供給される直流電圧を昇圧する昇圧コンバータなどを有してもよい。
次に、図2〜図4に基づき、上記した上下アーム8を構成する半導体装置について説明する。
図2〜図4に示すように、半導体装置20は、樹脂成形体21、複数の半導体チップ22、複数のヒートシンク23、複数のターミナル24、少なくとも1つの継手部25、複数の信号端子26、複数の主端子27、複数の第1中継部材28、及び少なくとも1つの第2中継部材29を備えている。上記したインバータ5は、3つの半導体装置20により構成される。
樹脂成形体21は、たとえばエポキシ系樹脂からなる。樹脂成形体21は、たとえばトランスファモールド法により形成されている。樹脂成形体21は、Z方向に直交する一面21aと、一面21aと反対の裏面21bと、一面21aと裏面21bとをつなぐ側面と、を有している。一面21a及び裏面21bは、たとえば平坦面となっている。
半導体チップ22は、シリコンやシリコンカーバイドなどの半導体基板に、上下アーム8を構成するIGBTが形成されてなる。半導体チップ22は、樹脂成形体21により封止されている。本実施形態では、半導体装置20が、複数の半導体チップ22として、IGBT90とダイオード91が形成された上アーム9側の半導体チップ220、及び、IGBT100とダイオード101が形成された下アーム10側の半導体チップ221を備えている。半導体チップ220が第1半導体チップに相当し、半導体チップ221が第2半導体チップに相当する。このように、半導体チップ220,221には、RC(Reverse Conducting)−IGBTが形成されている。
半導体チップ220,221は、平面略矩形状をなしている。半導体チップ220,221は、互いにほぼ同じ平面形状、具体的には平面略矩形状をなすとともに、互いにほぼ同じ大きさとほぼ同じ厚みを有している。半導体チップ220,221は、互いに同じ構成となっている。
上アーム9側の半導体チップ220は、該半導体チップ220の板厚方向、すなわちZ方向において、一面21a側にIGBT90のコレクタ電極220aを有し、裏面21b側にIGBT90のエミッタ電極220bを有している。コレクタ電極220aはダイオード91のカソード電極も兼ねており、エミッタ電極220bはダイオード91のアノード電極も兼ねている。コレクタ電極220a及びエミッタ電極220bが、第1主電極に相当する。
下アーム10側の半導体チップ221は、該半導体チップ221の板厚方向における一方の面にIGBT100のコレクタ電極221aを有し、他方の面にIGBT100のエミッタ電極221bを有している。コレクタ電極221aはダイオード101のカソード電極も兼ねており、エミッタ電極221bはダイオード101のアノード電極も兼ねている。コレクタ電極221a及びエミッタ電極221bが、第2主電極に相当する。半導体チップ220,221は、Z方向において、コレクタ電極220a,221aが互いに同じ側となり、エミッタ電極220b,221bが互いに同じ側となるように配置されている。半導体チップ220,221は、Z方向においてほぼ同じ高さに位置するとともに、X方向に沿って横並びで配置されている。
半導体チップ220,221のエミッタ電極形成面には、信号用の電極である図示しないパッドがそれぞれ形成されている。パッドは、エミッタ電極220b,221bとは別の位置に形成されている。パッドは、エミッタ電極220b,221bと電気的に分離されている。パッドは、Y方向において、エミッタ電極220b,221bの形成領域とは反対側の端部に形成されている。本実施形態では、半導体チップ220,221が、5つのパッドをそれぞれ有している。5つのパッドは、平面略矩形状の半導体チップ220,221において、Y方向の一端側にまとめて形成されるとともに、X方向に並んで形成されている。2つの半導体チップ220,221において、パッドはY方向における同じ側に形成されている。
ヒートシンク23は、対応する半導体チップ22の熱を半導体装置20の外部に放熱する機能を果たすとともに、配線としての機能も果たす。このため、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。ヒートシンク23は、対応する半導体チップ22をZ方向において挟むように、対をなして設けられている。本実施形態では、半導体装置20が、複数のヒートシンク23として、半導体チップ220を挟むように配置された上アーム9側のヒートシンク230,231、及び、半導体チップ221を挟むように配置された下アーム10側のヒートシンク232,233を備えている。ヒートシンク230,231が一対の第1ヒートシンクに相当し、ヒートシンク232,233が一対の第2ヒートシンクに相当する。各ヒートシンク23は、Z方向からの投影視において、対応する半導体チップ22を内包するように設けられている。
ヒートシンク230,232は、Z方向において、対応する半導体チップ22に対し、樹脂成形体21の一面21a側に配置されている。ヒートシンク230,232は、はんだ30を介して、対応する半導体チップ22に電気的に接続されている。詳しくは、ヒートシンク230は、はんだ30を介して、半導体チップ220のコレクタ電極220aに接続されている。ヒートシンク232は、はんだ30を介して、半導体チップ221のコレクタ電極221aに接続されている。ヒートシンク230,232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。
ヒートシンク230,232の大部分は、樹脂成形体21によって覆われている。ヒートシンク230,232の表面のうち、対応する半導体チップ22とは反対の放熱面230a,232aが、樹脂成形体21から露出されている。放熱面230a,232aは、一面21aと略面一となっている。ヒートシンク230,232の表面のうち、はんだ30との接続部及び放熱面230a,232aを除く部分は、樹脂成形体21によって覆われている。放熱面230a,232aは、一面21aから露出されるとともに、X方向に並んでいる。
ヒートシンク231,233は、Z方向において、対応する半導体チップ22に対し、樹脂成形体21の裏面21b側に配置されている。ヒートシンク231,233と対応する半導体チップ22との間には、ターミナル24が介在している。ターミナル24は、半導体チップ22ごとに設けられている。ターミナル24は、樹脂成形体21により封止されている。本実施形態では、半導体装置20が、複数のターミナル24として、半導体チップ220とヒートシンク231との間に介在する上アーム9側のターミナル240、及び、半導体チップ221とヒートシンク233との間に介在する下アーム10側のターミナル241を備えている。
ターミナル240,241は、半導体チップ220,221とヒートシンク231,233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。ターミナル240は、エミッタ電極220bに対向配置され、はんだ31を介してエミッタ電極220bに接続されている。ターミナル241は、エミッタ電極221bに対向配置され、はんだ31を介してエミッタ電極221bに接続されている。
ヒートシンク231,233は、はんだ32を介して、対応するターミナル24における半導体チップ22とは反対の面に接続されている。すなわち、ヒートシンク231は、はんだ31,32及びターミナル240を介して、半導体チップ220のエミッタ電極220bに接続されている。同様に、ヒートシンク233は、はんだ31,32及びターミナル241を介して、半導体チップ221のエミッタ電極221bに接続されている。ヒートシンク231,233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。
ヒートシンク231,233の大部分は、樹脂成形体21によって覆われている。ヒートシンク231,233の表面のうち、対応する半導体チップ22とは反対の放熱面231a,233aが、樹脂成形体21から露出されている。放熱面231a,233aは、裏面21bと略面一となっている。ヒートシンク231,233の表面のうち、はんだ32との接続部及び放熱面231a,233aを除く部分は、樹脂成形体21によって覆われている。放熱面231a,233aは、裏面21bから露出されるとともに、X方向に並んでいる。
継手部25は、半導体チップ220のエミッタ電極220b側に配置されたヒートシンク231と、半導体チップ221のコレクタ電極221a側に配置されたヒートシンク232と、を電気的に接続する。継手部25の一端は、ヒートシンク231におけるX方向の一端であって、ヒートシンク233に近い側の端部付近に連なっている。継手部25の他端は、ヒートシンク232におけるX方向の一端であって、ヒートシンク230に近い側の端部付近に連なっている。継手部25は、Z方向からの平面視において、X方向に延設されている。継手部25は、樹脂成形体21により封止されている。
本実施形態では、半導体装置20が、継手部25として、ヒートシンク231に連なる上アーム9側の継手部250、及び、ヒートシンク232に連なる下アーム10側の継手部251を備えている。継手部250,251は、同一の金属板を加工することで、対応するヒートシンク23と一体的に設けられている。継手部250,251は、樹脂成形体21に被覆されるように、対応するヒートシンク23よりも薄く設けられている。継手部250,251は、対応するヒートシンク23における半導体チップ22側の面と略面一となるように、ヒートシンク23に連なっている。
継手部250は、薄板状をなしており、ヒートシンク231におけるヒートシンク233との対向面からX方向に延びている。継手部251は、ヒートシンク232におけるヒートシンク230との対向面から、ヒートシンク231に向けて延設されている。継手部251は、Z方向からの平面視において、X方向に延設されている。本実施形態では、図3に示すように、継手部251が屈曲部を2箇所有している。継手部251の先端部分は、Z方向からの投影視において、継手部250と重なっている。継手部250,251は、はんだ33を介して接続されている。
信号端子26は、対応する半導体チップ22のパッドに、ボンディングワイヤ34を介して電気的に接続されている。信号端子26は、Y方向に延設されており、樹脂成形体21の側面21cから外部に突出している。本実施形態では、半導体装置20が、複数の信号端子26として、上アーム9側の信号端子260、及び、下アーム10側の信号端子261を備えている。信号端子260は半導体チップ220のパッドと接続され、信号端子261は半導体チップ221のパッドと接続されている。
主端子27は、対応するヒートシンク23を介して半導体チップ22と電気的に接続されている。主端子27は金属材料を用いて形成されており、リード端子とも称される。半導体装置20は、複数の主端子27を備えており、すべての主端子27が、樹脂成形体21における同じ側面21dから外部に突出している。
本実施形態では、主端子27が、ヒートシンク230,232、継手部251、及び信号端子26とともに、同一の金属板(リードフレーム)から構成されている。また、半導体装置20が、複数の主端子27として、正極端子270、負極端子271、出力端子272、及び補助端子273を備えている。各主端子27は、板厚方向が半導体チップ22の板厚方向であるZ方向と同じとなるように配置されている。各主端子27は、信号端子26との間に半導体チップ22が位置するように、信号端子26とは反対側に配置されている。各主端子27はY方向に延設されており、側面21cとは反対の側面21dから外部に突出している。4本の主端子27における樹脂成形体21からの突出部分は、Z方向において互いにほぼ同じ位置に配置されている。4本の主端子27は、X方向に並んで配置されている。本実施形態では、4本の主端子が所定ピッチを有して並んで配置されている。4本の主端子27における樹脂成形体21内に配置された端部は、Y方向において互いにほぼ同じ位置となっている。4本の主端子27は、互いにほぼ同じ板厚とほぼ同じ幅を有している。
正極端子270は、半導体装置20を高電位電源ライン6に接続するための外部接続端子である。正極端子270は、高電位電源端子、P端子とも称される。正極端子270は、上アーム9側の半導体チップ220に接続されるヒートシンク230,231のうち、高電位側のヒートシンク230と電気的に接続されている。
負極端子271は、半導体装置20を低電位電源ライン7に接続するための外部接続端子である。負極端子271は、低電位電源端子、N端子とも称される。負極端子271は、下アーム10側の半導体チップ221に接続されるヒートシンク232,233のうち、低電位側のヒートシンク233と電気的に接続されている。
出力端子272は、半導体装置20に構成される上下アーム8の接続点と電気的に接続される外部接続端子である。出力端子272は、半導体チップ220に接続される低電位側のヒートシンク231及び半導体チップ221に接続される高電位側のヒートシンク232のいずれかと電気的に接続されている。出力端子272は、O端子とも称される。出力端子272は、モータ3への出力ライン11と電気的に接続される。
補助端子273は、該補助端子273を除くその他の主端子27、すなわち正極端子270、負極端子271、及び出力端子272の配置に応じて、その他の主端子27と対応するヒートシンク23との電気的な接続を補助する機能を果たす。
本実施形態では、図2に示すように、4本の主端子27が、半導体チップ220側から半導体チップ221側に向けて、正極端子270、負極端子271、補助端子273、出力端子272の順に配置されている。すなわち、正極端子270の隣りに負極端子271が配置されている。そして、この配置を実現するために、負極端子271は、補助端子273を経由して、対応するヒートシンク233と電気的に接続されている。
第1中継部材28は、主端子27と対応するヒートシンク23とを電気的に中継する。第1中継部材28は、樹脂成形体21により封止されている。本実施形態では、半導体装置20が、複数の第1中継部材28として、第1中継部材280〜282を備えている。第1中継部材280〜282は、板厚方向をZ方向とし、Y方向に延設されている。また、各第1中継部材28の一端は、対応するヒートシンク23における半導体チップ22側の面に接続され、他端は対応する主端子27の裏面21b側の面に接続されている。
第1中継部材280は、正極端子270とヒートシンク230とを電気的に中継している。第1中継部材280の一端は、図示しないはんだを介して正極端子270に接続され、他端は図示しないはんだを介してヒートシンク230に接続されている。第1中継部材281は、出力端子272とヒートシンク232とを電気的に中継している。第1中継部材281の一端は、図示しないはんだを介して出力端子272に接続され、他端は図示しないはんだを介してヒートシンク232に接続されている。第1中継部材282は、補助端子273とヒートシンク233とを電気的に中継している。第1中継部材282の一端は、図4に示すように、はんだ35を介して補助端子273に接続され、他端は、はんだ36を介してヒートシンク233に接続されている。
第2中継部材29は、補助端子273を除くその他の主端子27、すなわち正極端子270、負極端子271、及び出力端子272の配置に応じて、補助端子273と、補助端子273を除くその他の主端子27とを電気的に中継する。第2中継部材29も樹脂成形体21により封止されている。第2中継部材29は、板厚方向をZ方向とし、X方向に延設されている。
本実施形態では、上記した正極端子270、負極端子271、補助端子273、出力端子272の配置を実現するために、第2中継部材29は、補助端子273と負極端子271とを電気的に中継している。第2中継部材29の一端は、はんだ37を介して補助端子273に接続され、他端は図示しないはんだを介して負極端子271に接続されている。第2中継部材29は、X方向において互いに隣り合う主端子27(271,273)を電気的に接続している。負極端子271は、第2中継部材29、補助端子273、及び第1中継部材282を介して、対応するヒートシンク233に接続されている。このため、第1中継部材282は、負極端子271とヒートシンク233とを電気的に中継しているとも言える。
第2中継部材29は、負極端子271及び補助端子273に対し、一面21a側の面に接続されている。図4に示すように、補助端子273に対して、一面21a側に第2中継部材29が接続され、裏面21b側に第1中継部材282が接続されている。そして、Z方向からの平面視において、第1中継部材282及び第2中継部材29の一部同士が重なるように配置されている。
以上のように構成される半導体装置20では、樹脂成形体21により、半導体チップ22(220,221)、複数のヒートシンク23のそれぞれの一部、ターミナル24(240,241)、継手部25(250,251)、複数の信号端子26のそれぞれの一部、複数の主端子27のそれぞれの一部、第1中継部材28(280〜282)、及び第2中継部材29が、一体的に封止されている。半導体装置20では、樹脂成形体21によって、一相分の上下アーム8を構成する2つの半導体チップ220,221が封止されている。このため、半導体装置20は、2in1パッケージとも称される。
また、上記したように、ヒートシンク230,322の放熱面230a,232aは、同一面内に位置するとともに、樹脂成形体21の一面21aと略面一となっている。同じく、ヒートシンク231,233の放熱面231a,233aが、同一面内に位置するとともに、樹脂成形体21の裏面21bと略面一となっている。このように、半導体装置20は、放熱面230a,231a,232a,233aが樹脂成形体21から露出された両面放熱構造をなしている。
また、補助端子273は、樹脂成形体21の形成後、タイバーなどのリードフレームの不要部分を除去する際に、突出部分の根元付近で切断されてなる。これにより、成形時までは、すべての主端子27の長さがほぼ等しく、成形後において、補助端子273の突出部分が、他の主端子27よりも短くなっている。
次に、上記した半導体装置20の製造方法の一例について説明する。
先ず、半導体チップ22(220,221)と、ヒートシンク230,232、信号端子26、及び主端子27を含むリードフレームと、ヒートシンク231,233と、ターミナル24(240,241)と、第1中継部材28(280〜282)と、第2中継部材29と、をそれぞれ準備する。本実施形態では、継手部250を一体的に備えたヒートシンク231及び継手部251を一体的に備えたヒートシンク232を準備する。
次いで、はんだの1stリフローを実施する。これにより、半導体チップ220がヒートシンク230に接続されるとともに、半導体チップ220にターミナル240が接続される。また、半導体チップ221がヒートシンク232に接続されるとともに、半導体チップ221にターミナル241が接続される。また、ヒートシンク230及び正極端子270が第1中継部材280を介して接続され、ヒートシンク232及び出力端子272が第1中継部材281を介して接続される。また、第1中継部材282が補助端子273に接続される。
次いで、各半導体チップ22(220,221)のパッドと対応する信号端子26(260,261)とを、ボンディングワイヤ34により接続する。
次いで、はんだの2ndリフローを実施する。これにより、ターミナル24(240,241)に対応するヒートシンク23(231,233)が接続される。また、継手部250,251同士が接続される。また、第1中継部材282がヒートシンク233に接続される。また、負極端子271及び補助端子273が第2中継部材29を介して接続される。
次いで、これまでの工程を経て形成された接続体を、成形型(金型)内に配置する。そして、成形型のキャビティに溶融状態の樹脂を注入して、樹脂成形体21を形成する。本実施形態では、エポキシ樹脂を用いたトランスファモールド法により、樹脂成形体21を形成する。このとき、各ヒートシンク23(230〜233)の放熱面230a,231a,232a,233aが被覆されるように、樹脂成形体21を形成する。
次いで、樹脂成形体21の一面21a側及び裏面21b側をそれぞれ切削する。その際、ヒートシンク23とともに切削する。この切削により、放熱面230a,231a,232a,233aが樹脂成形体21から露出される。また、放熱面230a,232aが一面21aと略面一となり、放熱面231a,233aが裏面21bと略面一となる。
なお、成形型の壁面に放熱面230a,231a,232a,233aを接触させた状態で、樹脂成形体21を形成してもよい。この場合、樹脂成形体21を形成した時点で、放熱面230a,231a,232a,233aが樹脂成形体21から露出される。したがって、切削工程を不要にすることもできる。
成形後、タイバーなど、リードフレームの不要部分を切除する。また、本実施形態では、補助端子273も突出部分の根元付近で切断する。以上により、半導体装置20を得ることができる。上記した製造方法は一例に過ぎない。たとえば、1stリフローや2ndリフローにより、複数の要素を同時に接続する例を示したが、これに限定されない。
次に、図5及び図6に基づき、電力変換装置1を構成する半導体装置20、平滑用コンデンサ4などの配置について説明する。図5では、便宜上、平滑用コンデンサ4と半導体装置20との接続構造を簡素化して図示している。図6では、電力変換装置1を構成する複数の半導体装置20のうち、1つの半導体装置20とその両面側に位置する冷却器のみを図示している。
電力変換装置1は、上記した半導体装置20を複数備えて構成されている。図5及び図6に示すように、電力変換装置1は、半導体装置20に加えて、平滑用コンデンサ4、冷却器50、及び回路基板51などを備えている。
冷却器50は、内部に冷媒が流通され、各半導体装置20の両面側にそれぞれ配置されて、半導体装置20を両面側から冷却する。冷却器50は、冷媒が流れる通路を内部に有するように、管状(チューブ状)に形成されている。また、Z方向において、半導体装置20と冷却器50とが交互に積層されるように、隣り合う冷却器50の間に所定間隔を有して配置されている。
半導体装置20と冷却器50との間には、たとえば電気絶縁性を有する絶縁板52及び図示しない放熱用のグリスが介在している。したがって、半導体チップ22の熱は、主として、ヒートシンク23からグリス及び絶縁板52を介して両側の冷却器50にそれぞれ伝達される。また、半導体チップ22の熱の一部は、ヒートシンク23から第1中継部材28を介して主端子27にも伝達される。Z方向において、主端子27に第1中継部材28が積層配置されており、主端子のみの構成に較べて、冷却器50へ放熱しや少なっている。さらに、負極端子271及び補助端子273には、第2中継部材29が接続されている。これによっても、主端子のみの構成に較べて、冷却器50へ放熱しやすくなっている。特に補助端子273については、第1中継部材282、補助端子273、及び第2中継部材29の3層の積層構造となっているため、両側の冷却器50へ効率よく放熱することができる。
図5に示すように、冷却器50が積層された状態で、半導体装置20の信号端子26は冷却器50からY方向における一方側に突出し、主端子27は、信号端子26とは反対側に突出している。
回路基板51には、インバータ5の駆動を制御する制御回路などが形成されている。回路基板51には、半導体装置20の信号端子26が電気的に接続されている。図5に示す例では、信号端子26が回路基板51に挿入実装されている。
平滑用コンデンサ4は、コンデンサが形成された本体部40、バッテリ2の正極に接続される正極側端子41、及び、負極に接続される負極側端子42を有している。正極側端子41には、図示しないバスバーを介して、正極端子270が電気的に接続されている。負極側端子42には、図示しないバスバーを介して、負極端子271が電気的に接続されている。平滑用コンデンサ4の本体部40は、上記バスバーのインダクタンスの低減、車両への搭載スペース、平滑用コンデンサ4の容量(すなわち体格)などを考慮し、Y方向において主端子27側であって、正極端子270に対して負極端子271と反対側に設けられている。なお、図5に示す一点鎖線は、電力変換装置1の外形(体格)を示している。
次に、上記した半導体装置20の効果について説明する。
本実施形態の半導体装置20では、主端子27が、ヒートシンク23とは別部材として設けられている。半導体装置20は、複数の主端子27として、正極端子270、負極端子271、及び出力端子272に加えて、補助端子273を有している。これら主端子27は、X方向に並んで配置されている。主端子27は、第1中継部材28を介して接続されるヒートシンク23と同電位となる。また、補助端子273及び第2中継部材29を介することで、ヒートシンク23から離れた位置の主端子27が、該ヒートシンク23と同電位となる。このように、補助端子273、第1中継部材28、及び第2中継部材29により、X方向に並んで配置された複数の主端子27において、正極端子270、負極端子271、出力端子272の配置を自由に設定することができる。すなわち、主端子27の配置自由度を向上することができる。
また、第2中継部材29による接続有無、第1中継部材28及び第2中継部材29の接続対象を変えるだけで、複数の主端子27の並びを変えることなく、正極端子270、負極端子271、出力端子272の配置を変更することができる。このように補助端子273を含む複数の主端子27の並びは変えないため、たとえば平滑用コンデンサ4の容量が変更となり、これにより正極端子270、負極端子271、出力端子272の配置を変更する場合にも、変更前と同じ成形型を流用することができる。
このように、本実施形態の半導体装置20によれば、主端子27の配置自由度を向上でき、且つ、主端子27の配置を変更する場合にも成形型を流用することができる。この点については、後述する。
特に本実施形態では、出力端子272が第1中継部材281を介して、対応するヒートシンク232に接続され、負極端子271が、第1中継部材282、補助端子273、及び第2中継部材29を介して、対応するヒートシンク233に接続されている。これにより、正極端子270の隣りに負極端子271が配置されている。したがって、インダクタンスを低減することもできる。
また、補助端子273に対し、一面21a側に第2中継部材29が接続され、裏面21b側に第1中継部材282が接続されている。そして、Z方向からの平面視において、第1中継部材282及び第2中継部材29の一部同士が重なるように配置されている。したがって、Y方向において半導体装置20の体格を小型化することができる。
また、補助端子273の突出長さが、他の主端子27(270〜272)の突出長さよりも短くなっている。これにより、バスバーを主端子27(たとえば負極端子271)に溶接する際に補助端子273が邪魔にならず、生産性を向上することができる。また、樹脂成形体21外において、補助端子273が他の主端子27と短絡するのを抑制することができる。
また、第1中継部材28及び第2中継部材29が、樹脂成形体21内に配置されている。具体的には、樹脂成形体21内で、負極端子271が第2中継部材29を介して補助端子273に接続され、補助端子273が第1中継部材282を介してヒートシンク233に接続されている。これにより、図7に示すように、正極端子270から負極端子271への上下アーム8の電流ループを、樹脂成形体の外で中継部材を接続する構成に較べて小さくすることができる。すなわち、インダクタンスを低減することができる。なお、図7中に示す実線矢印が本実施形態の電流ループを示し、一点鎖線の矢印が樹脂成形体の外で中継部材を接続する参考例の電流ループを示している。
次に、複数の変形例を示して、主端子27の配置自由度を向上しつつ成形型を流用できる点を説明する。図8及び図9は、第1変形例を示している。図10及び図11は、第2変形例を示している。図12及び図13は、第3変形例を示している。図8、図10、及び図12は図5に対応しており、図9、図11、及び図13は図2に対応している。図8、図10、及び図12中の一点鎖線は電力変換装置1の体格を示している。各変形例における電力変換装置1の体格は、図5に示す電力変換装置1の体格と同じである。
図5に示したように、本実施形態では、平滑用コンデンサ4の容量が比較的小さいため、X方向に並んで配置された4本の主端子27のうち、平滑用コンデンサ4側の端部の主端子27が正極端子270とされ、正極端子270の外側に本体部40が配置されていた。また、インダクタンス低減のため、正極端子270の隣りの主端子27が、第1中継部材282、補助端子273、及び第2中継部材29を介することで、負極端子271となっていた。
これに対し、第1変形例では、図8に示すように、平滑用コンデンサ4の容量が図5よりも大きくなっている。このため、4本の主端子27が、半導体チップ220側から半導体チップ221側に向けて、補助端子273、正極端子270、負極端子271、出力端子272の順となっている。そして、本体部40が、補助端子273の上方まで延設されることで、電力変換装置1の体格が図5と同じになっている。
このような主端子27の配置を実現するため、図9に示す半導体装置20では、X方向に並んだ4本の主端子27のうち、半導体チップ221側の端部から3つ分の主端子27を第1中継部材28を介して対応するヒートシンク23に接続し、第2中継部材29を用いない構成とした。具体的には、半導体チップ221側の端部の主端子27を、第1中継部材281を介してヒートシンク232に接続し、出力端子272とした。また、出力端子272の隣りの主端子27を、第1中継部材283を介してヒートシンク233に接続し、負極端子271とした。また、負極端子271の隣りの主端子27を、第1中継部材280を介してヒートシンク230に接続し、正極端子270とした。そして、半導体チップ220側の端部の主端子27を補助端子273とした。図9では、補助端子273に第1中継部材28が接続されていないが、第1中継部材28を介してヒートシンク230,231のいずれかに接続してもよい。
第1変形例では、Z方向からの平面視において、正極端子270と対応するヒートシンク230との距離(最短距離)が、ヒートシンク230と補助端子273との距離(最短距離)とほぼ等しくなっている。また、負極端子271と対応するヒートシンク233との距離(最短距離)が、ヒートシンク233と補助端子273との距離(最短距離)よりも短くとなっている。このため、正極端子270及び負極端子271が、補助端子273を介することなく、対応するヒートシンク23(230,233)に接続されている。
第2変形例では、車両の搭載スペースの都合上、平滑用コンデンサ4の本体部40が、X方向において半導体チップ221側に配置されている。平滑用コンデンサ4の容量は、図5と同じ程度となっている。このため、図10に示すように、4本の主端子27が、半導体チップ220側から半導体チップ221側に向けて、出力端子272、補助端子273、正極端子270、負極端子271の順となっている。そして、負極端子271の外側に本体部40が配置された状態で、電力変換装置1の体格が図5と同じになっている。
このような主端子27の配置を実現するため、図11に示す半導体装置20では、X方向に並んだ4本の主端子27のうち、半導体チップ221側の端部の主端子27を第1中継部材283を介して対応するヒートシンク233に接続し、負極端子271とした。また負極端子271の隣りの主端子27を正極端子270とし、正極端子270の隣りの主端子27を補助端子273とした。そして、正極端子270を、第1中継部材284、補助端子273、及び第2中継部材290を介して、対応するヒートシンク230に接続した。また、半導体チップ220側の端部の主端子27を、第1中継部材285を介してヒートシンク231に接続し、出力端子272とした。
第2変形例では、Z方向からの平面視において、正極端子270が、対応するヒートシンク230に対して補助端子273よりも遠い位置にある。このため、正極端子270が、第1中継部材284、補助端子273、及び第2中継部材290を介して、対応するヒートシンク230に接続されている。
第3変形例でも、車両の搭載スペースの都合上、平滑用コンデンサ4の本体部40が、X方向において半導体チップ221側に配置されている。そして、図12に示すように、平滑用コンデンサ4の容量が図8同様に大きくなっている。このため、4本の主端子27が、半導体チップ220側から半導体チップ221側に向けて、出力端子272、正極端子270、負極端子271、補助端子273の順となっている。そして、本体部40が、補助端子273の上方まで延設されることで、電力変換装置1の体格が図5と同じになっている。
このような主端子27の配置を実現するため、図13に示す半導体装置20では、X方向に並んだ4本の主端子27のうち、半導体チップ220側の端部から3つ分の主端子27を第1中継部材28を介して対応するヒートシンク23に接続し、第2中継部材29を用いない構成とした。具体的には、半導体チップ220側の端部の主端子27を、第1中継部材285を介してヒートシンク231に接続し、出力端子272とした。また、出力端子272の隣りの主端子27を、第1中継部材280を介してヒートシンク230に接続し、正極端子270とした。また、正極端子270の隣りの主端子27を、第1中継部材283を介してヒートシンク233に接続し、負極端子271とした。そして、半導体チップ221側の端部の主端子27を補助端子273とした。図13では、補助端子273に第1中継部材28が接続されていないが、第1中継部材28を介してヒートシンク232,233のいずれかに接続してもよい。
第3変形例では、Z方向からの平面視において、正極端子270と対応するヒートシンク230との距離(最短距離)が、ヒートシンク230と補助端子273との距離(最短距離)よりも短くなっている。また、負極端子271と対応するヒートシンク233との距離(最短距離)が、ヒートシンク233と補助端子273との距離(最短距離)とほぼ等しくなっている。このため、正極端子270及び負極端子271が、補助端子273を介することなく、対応するヒートシンク23(230,233)に接続されている。
図2、図9、図11、及び図13に示す構成は、第2中継部材29による接続有無、第1中継部材28及び第2中継部材29の接続対象を変えるだけで、複数の主端子27の並びを変えることなく、正極端子270、負極端子271、出力端子272の配置を変更することができる。したがって、主端子27の配置自由度を向上することができる。また、補助端子273を含む複数の主端子27の並び(位置)は変えないため、正極端子270、負極端子271、出力端子272の配置を変更する場合にも、変更前と同じ成形型を流用することができる。
また、主端子27が、ヒートシンク23とは別部材として設けられており、正極端子270、負極端子271、出力端子272、及び補助端子273が、X方向に並んで配置されている。したがって、正極端子270の隣りに負極端子271を配置する構成において、Z方向からの平面視において、正極端子270及び負極端子271の少なくとも一方が、対応するヒートシンク23に対して補助端子273よりも遠い位置にある場合、補助端子273よりも遠い位置にある端子(たとえば正極端子270)が、第1中継部材28及び補助端子273を介して対応するヒートシンク23に接続される。一方、正極端子270及び負極端子271と対応するヒートシンク23との距離が、対応するヒートシンク23と補助端子273との距離以下の場合、正極端子270及び負極端子271が、補助端子273を介することなく、第1中継部材28を介して対応するヒートシンク23に接続される。
(第2実施形態)
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した電力変換装置1及び半導体装置20と共通する部分についての説明は省略する。
図14及び図15に示すように、本実施形態では、第2中継部材291が、電気的に中継する複数の主端子27と一体的に設けられている。第2中継部材291は、補助端子273と、補助端子273を除く他の主端子27とを電気的に中継するため、補助端子273及び他の主端子27と一体的に設けられている。図14では、第2中継部材291が、負極端子271及び補助端子273と一体的に設けられている。負極端子271、補助端子273、及び第2中継部材291は、異形条の金属板を打ち抜いて形成されている。
これによれば、第1実施形態と同等の効果を奏することができる。また、第2中継部材291と主端子27との接続工程を省略することができる。
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
IGBT90,100とダイオード91,101とが同じ半導体チップ22(220,221)に形成される例を示したが、互いに別チップに形成される構成にも適用できる。
スイッチング素子は、IGBTに限定されない。たとえばMOSFETを採用することもできる。
半導体装置20がターミナル24(240,241)を有する例を示したが、ターミナル24を有さない構成としてもよい。
放熱面230a,231a,232a,233aが、樹脂成形体21から露出される例を示した。しかしながら、放熱面230a,231a,232a,233aが露出されない構成にも適用できる。
補助端子273が突出部分の根元で切除される例を示したが、これに限定されない。図16に示す第4変形例のように、補助端子273が切除されず、補助端子273の突出長さが、他の主端子27(270〜272)の突出長さとほぼ等しい構成を採用することもできる。
図16に示す例では、補助端子273が負極端子271と同電位となるため、負極端子271とともに補助端子273を平滑用コンデンサ4の負極側端子42に接続してもよい。なお、補助端子273が負極端子271と電気的に接続される例に限定されず、補助端子273が正極端子270や出力端子272と電気的に接続される場合も同様である。
主端子27の本数は4本に限定されない。正極端子270、負極端子271、出力端子272、及び少なくとも1つの補助端子273を含めばよいので、4本以上であればよい。図17に示す第5変形例では、5本の主端子27がX方向に並んで配置されている。そして、半導体チップ220側から半導体チップ221側に向けて、正極端子270、負極端子271、補助端子273、補助端子273、出力端子272の順となっている。そして、出力端子272の隣りの補助端子273に第1中継部材282が接続され、負極端子271及び2本の補助端子273が、第2中継部材292により接続されている。
なお、5本の主端子27の場合の配置は、図17に限定されない。また、第2中継端子も1つに限定されない。
第2中継部材の接続対象は負極端子271に限定されない。正極端子270や出力端子272と補助端子273とを電気的に中継することもできる。好ましくは、正極端子270及び負極端子271の少なくとも一方に第2中継部材が接続される構成とするとよい。これによれば、正極端子270及び負極端子271の配置自由度を向上し、インダクタンスを低減することができる。
正極端子270の隣りに負極端子271が配置される例を示したが、これに限定されない。しかしながら、正極端子270の隣りに負極端子271が配置される構成とした方が、インダクタンスができるため好ましい。
一面21a側において補助端子273に第2中継部材が配置され、裏面21b側において補助端子273に第1中継部材が配置される例を示したが、これに限定されない。補助端子273の同じ面側に、第1中継部材及び第2中継部材が配置されてもよい。しかしながら、補助端子273に対し、一面21a側に第2中継部材が配置され、裏面21b側に第1中継部材が配置され、さらにZ方向からの平面視において、第1中継部材及び第2中継部材の一部同士が重なるように配置されると、Y方向において半導体装置20の体格を小型化できるので好ましい。
1…電力変換装置、2…バッテリ、3…モータ、4…平滑用コンデンサ、5…インバータ、6…高電位電源ライン、7…低電位電源ライン、8…上下アーム、9…上アーム、90…IGBT、91…ダイオード、10…下アーム、100…IGBT、101…ダイオード、11…出力ライン、20…半導体装置、21…樹脂成形体、21a…一面、21b…裏面、21c,21d…側面、22,220,221…半導体チップ、220a,221a…コレクタ電極、220b、221b…エミッタ電極、23,230,231,232,233…ヒートシンク、230a,231a,232a,233a…放熱面、24,240,241…ターミナル、25,250,251…継手部、26,260,261…信号端子、27…主端子、270…正極端子、271…負極端子、272…出力端子、273…補助端子、28,280〜285…第1中継部材、29,290〜292…第2中継部材、30〜33,35〜37…はんだ、34…ボンディングワイヤ、40…本体部、41…正極側端子、42…負極側端子、50…冷却器、51…回路基板、52…絶縁板

Claims (7)

  1. 上アーム(9)と下アーム(10)とが直列接続されてなり、平滑用コンデンサ(4)と電気的に接続される上下アーム(8)を構成する半導体装置であって、
    前記上アームを構成するスイッチング素子が形成され、板厚方向である第1方向の両面に第1主電極(220a,220b)を有する第1半導体チップ(220)と、前記第1方向と直交する第2方向に前記第1半導体チップと並んで配置され、前記下アームを構成するスイッチング素子が形成されて、前記第1方向の両面に第2主電極(221a,221b)を有する第2半導体チップ(221)と、を含む複数の半導体チップ(22)と、
    前記板厚方向において前記第1半導体チップを挟むように配置され、対応する前記第1主電極と電気的に接続された一対の第1ヒートシンク(230,231)と、前記板厚方向において前記第2半導体チップを挟むように配置され、対応する前記第2主電極と電気的に接続された一対の第2ヒートシンク(232,233)と、を含む複数のヒートシンク(23)と、
    複数の前記半導体チップ及び複数の前記ヒートシンクを一体的に封止する樹脂成形体(21)と、
    高電位側の前記第1ヒートシンクに接続される正極端子(270)と、低電位側の前記第2ヒートシンクに接続される負極端子(271)と、低電位側の前記第1ヒートシンク及び高電位側の前記第2ヒートシンクのいずれかに接続される出力端子(272)と、少なくとも1つの補助端子(273)と、を含み、前記樹脂成形体の同一側面から突出するとともに、前記第2方向に並んで配置された複数の主端子(27)と、
    前記樹脂成形体内に配置され、前記主端子と対応する前記ヒートシンクとを電気的に中継する複数の第1中継部材(28,280〜285)と、
    前記樹脂成形体内に配置され、前記正極端子、前記負極端子、及び前記出力端子のいずれかと前記補助端子とを電気的に中継する第2中継部材(29,290〜292)と、
    を備え、
    低電位側の前記第1ヒートシンクと高電位側の前記第2ヒートシンクとが電気的に接続されており、
    前記正極端子、前記負極端子、及び前記出力端子のうち、一部の前記主端子が、前記第1中継部材、前記補助端子、及び前記第2中継部材を介して対応する前記ヒートシンクに接続され、残りの前記主端子が、前記補助端子を介することなく前記第1中継部材を介して対応する前記ヒートシンクに接続されている半導体装置。
  2. 前記出力端子は、前記第1中継部材を介して、対応する前記ヒートシンクに接続され、
    正極端子及び負極端子の少なくとも一方が、前記第1中継部材、前記補助端子、及び前記第2中継部材を介して、対応する前記ヒートシンクに接続されている請求項1に記載の半導体装置。
  3. 前記第2方向において、前記正極端子の隣りに前記負極端子が配置されている請求項1又は請求項2に記載の半導体装置。
  4. 前記第1方向において、前記第1中継部材は前記主端子の一面に接続され、前記第2中継部材は前記一面と反対の裏面に接続されており、
    前記第1方向からの平面視において、前記第1中継部材及び前記第2中継部材の一部同士が重なるように配置されている請求項1〜3いずれか1項に記載の半導体装置。
  5. 前記補助端子は、他の前記主端子よりも前記樹脂成形体からの突出長さが短い請求項1〜4いずれか1項に記載の半導体装置。
  6. 前記第2中継部材は、電気的に中継する複数の前記主端子と一体的に設けられている請求項1〜5いずれか1項に記載の半導体装置。
  7. 上アーム(9)と下アーム(10)とが直列接続されてなり、平滑用コンデンサ(4)と電気的に接続される上下アーム(8)を構成する半導体装置であって、
    前記上アームを構成するスイッチング素子が形成され、板厚方向である第1方向の両面に第1主電極(220a,220b)を有する第1半導体チップ(220)と、前記第1方向と直交する第2方向に前記第1半導体チップと並んで配置され、前記下アームを構成するスイッチング素子が形成されて、前記第1方向の両面に第2主電極(221a,221b)を有する第2半導体チップ(221)と、を含む複数の半導体チップ(22)と、
    前記板厚方向において前記第1半導体チップを挟むように配置され、対応する前記第1主電極と電気的に接続された一対の第1ヒートシンク(230,231)と、前記板厚方向において前記第2半導体チップを挟むように配置され、対応する前記第2主電極と電気的に接続された一対の第2ヒートシンク(232,233)と、を含む複数のヒートシンク(23)と、
    複数の前記半導体チップ及び複数の前記ヒートシンクを一体的に封止する樹脂成形体(21)と、
    高電位側の前記第1ヒートシンクに接続される正極端子(270)と、低電位側の前記第2ヒートシンクに接続される負極端子(271)と、低電位側の前記第1ヒートシンク及び高電位側の前記第2ヒートシンクのいずれかに接続される出力端子(272)と、少なくとも1つの補助端子(273)と、を含み、前記樹脂成形体の同一側面から突出するとともに、前記第2方向に並んで配置された複数の主端子(27)と、
    前記樹脂成形体内に配置され、前記主端子と対応する前記ヒートシンクとを電気的に中継する複数の第1中継部材(28)と、
    を備え、
    低電位側の前記第1ヒートシンクと高電位側の前記第2ヒートシンクとが電気的に接続され、
    前記第2方向において、前記正極端子の隣りに前記負極端子が配置されており、
    前記出力端子は、前記第1中継部材を介して、対応する前記ヒートシンクに接続され、
    前記第1方向からの平面視において、前記正極端子及び前記負極端子の少なくとも一方が、対応する前記ヒートシンクに対して前記補助端子よりも遠い位置にある場合には、前記補助端子よりも遠い位置にある端子が、前記第1中継部材及び前記補助端子を介して対応する前記ヒートシンクに接続され、前記正極端子及び前記負極端子と対応する前記ヒートシンクとの距離が、対応する前記ヒートシンクと前記補助端子との距離以下の場合、前記正極端子及び前記負極端子が、前記補助端子を介することなく、前記第1中継部材を介して対応する前記ヒートシンクに接続される半導体装置。
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