JP2022125790A - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外部端子における電界集中を緩和した半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置の端子部２０は、第２外部端子２０ｃと、第２外部端子２０ｃの上に配置された絶縁シート２０ｂと、絶縁シート２０ｂの上に配置された第１外部端子２０ａとを有し、第２外部端子２０ｃ、絶縁シート２０ｂおよび第１外部端子２０ａは、階段状に配置されている。第１外部端子２０ａは、その外方端の辺に沿った第１端部２０ａ３の裏面２０ａ６が先端に近いほど第１端部２０ａ３以外の裏面よりおもて面側に近づいている。これにより、第２外部端子２０ｃの外方端部における電界強度が緩和される。【選択図】図５

Description

本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。

電力変換装置に用いられる半導体装置は、一般に、次のように構成される。まず、半導体チップが絶縁基板上の配線パターンにはんだ付けによって実装される。端子ケースに一体に成形された外部端子は、その一端が絶縁基板上の配線パターンに接合される。半導体チップと配線パターンとの間、配線パターンと外部端子との間、または、半導体チップと外部端子との間は、金属ワイヤ等を用いて接合され、そして、端子ケース内部は、充填材を注入して封止される（特許文献１参照）。なお、絶縁基板の半導体チップが実装される側とは反対側の面に形成された金属箔には、金属板がはんだ付けによって接合されている。この金属板は、外表面を放熱フィン等に当接することによって、半導体チップが発生した熱を外部に放熱することができる。

このような半導体装置では、扱う電圧が高くなるほど絶縁基板に対する絶縁強度を高めることが必要になってくる。このために、配線パターンに相当する金属被覆の縁部から絶縁基板の縁部までの上部沿面距離を金属箔に相当する金属被覆の縁部から絶縁基板の縁部までの下部沿面距離より小さくすると、高電界箇所の電界を緩和できることが知られている（特許文献２参照）。また、上部沿面距離を下部沿面距離より小さくすることに加え、絶縁基板と金属板との間に封止用の充填材よりも低い誘電率の絶縁物を充填すると、電界緩和および欠陥抑制によって絶縁性能が向上することが知られている（特許文献３参照）。

また、セラミックを用いた絶縁基板の上下面に絶縁基板の外周より内側にオフセットした位置に銅板を配置し、上側の銅板の端部が下側の銅板の端部より内側に配置された回路基板を有し、下側の銅板の下面を除いてこれら絶縁基板、上側の銅板および下側の銅板を樹脂で封止された半導体装置において、絶縁基板と接する上側の銅板の端部に電界が集中することが知られている（非特許文献１参照）。そして、回路基板が、セラミックを用いた絶縁基板と、絶縁基板の外周よりも内側にオフセットして絶縁基板の上面に配置された電気回路パターンである上側の導体層と、平面視で絶縁基板の外周よりも内側にオフセットしかつ上記導体層の端部よりも外側まで延伸して絶縁基板の下面に配置された下側の導体層を有し、上側の導体層と絶縁基板との接合面の端部が上側の導体層の最外周端部より内側に入り込んでいる断面構造にすると、電界を抑制することが知られている（特許文献４参照）。

また、ベース基板上に配置された絶縁基板の凹部の端部に曲面を形成し、この凹部に金属層を形成し、金属層の上に回路側導体を配置することが知られている（特許文献５参照）。

また、配線パターンに相当する表面電極を絶縁基板に接合するロウ材を絶縁基板の側面側に迫り出すようにすると、その迫り出し部が絶縁基板の表面電極と裏面電極との間を遮蔽するので表面電極の上端部分の電界強度を緩和できることが知られている（特許文献６参照）。

さらに、絶縁基板の主面とこの主面に配置された導電板の側面との交差部をイオン液体を含むイオンゲルで被覆すると、交差部における局所的な電界集中が緩和され、絶縁耐圧を向上できることも知られている（特許文献７参照）。

また、半導体装置内において、高電圧が印加される配線パターン端部の電界集中を低減するものがある（特許文献８参照）。この半導体装置によれば、複数組の半導体チップを搭載した配線パターンのうち電位差が存在する二つの隣接配線パターンの間に、隣接配線パターン間電位差の間の電位を有する別の配線パターンを配設している。

ところで、半導体装置の中には、外部に大容量のキャパシタを接続することができる外部端子を備えたものがある（特許文献９参照）。キャパシタは、入力された直流の電源電圧の変動を平滑化するためのものである。半導体装置の外部端子は、キャパシタの電極と超音波接合により電気的に接続される。キャパシタの電極は、板状の正側外部電極および負側外部電極が絶縁部材を挟んで並行に配置した構成を有している。これにより、キャパシタの電極は、インダクタンスの発生が抑制され、接合部の抵抗値が低減される。

また、絶縁板を挟んで板状の複数の導体がパワーモジュールの側面から突出し、平面視で上側の導体の端部と絶縁板の端部が一致しているパワーモジュールが知られている。このパワーモジュールは、平滑用コンデンサの正極および負極にそれぞれ接続される各直流バスバーの先端部は、ロウ材によって正極側主電極および負極側主電極に各々電気的に接続さている（特許文献１０、１１参照）。

特開平１１－２６６９１号公報（図１） 特開２００２－２７０７３０号公報（図４） 特開２０１２－９８１５号公報（図３） 特開平９－１３５０５７号公報（図４） 特開２００１－５７４０９号公報（図１） 特開２０１９－１９７８１６号公報（図６） 特開２０１７－２８１３２号公報（図１） 国際公開第２０１１／０４００５４号（図８） 特開２００７－２３４６９４号公報（図１） 特開２００９－５５１２号公報（図４） 特開２００６－１２１８３４号公報（図１）

日向裕一朗他，富士電機技報，２０１６，Ｖｏｌ．８９，ｎｏ．４，ｐｐ２４２－２４６

従来の半導体装置のいずれにおいても、装置内の回路基板の配線パターン端部の電界集中を低減することについての記載はある。しかし、キャパシタを接続する外部端子についても、配線パターンと同様の高電圧が印加されるため、電界集中が生じる箇所では、長時間の高電圧の印加により絶縁部材が劣化し、絶縁不良が生じてしまうという問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、外部端子における電界集中を緩和した半導体装置を提供することを目的とする。

本発明の態様においては、半導体装置が提供される。この半導体装置は、端部を有する第１外部端子と、おもて面の一部にテラス領域を有し、テラス領域を除いたおもて面の一部領域が第１外部端子の裏面に対向して配置された第２外部端子と、第１外部端子と第２外部端子との間に配置され、第２外部端子のテラス領域と隣接して配置された絶縁シートと、を有し、第１外部端子の端部の裏面は、端部の先端に近いほど第２外部端子から離れている。

本発明の別の態様においては、おもて面および裏面を有し、端部の裏面が先端に近いほど端部以外の裏面よりおもて面側に近づいている第１外部端子を準備する工程と、絶縁シートを準備する工程と、おもて面の一部にテラス領域を有する第２外部端子を準備する工程と、第２外部端子上にテラス領域に隣接して絶縁シートを配置する工程と、第１外部端子の裏面が、絶縁シートを介して、第２外部端子のテラス領域を除いたおもて面の一部領域と対向するように第１外部端子を配置する工程と、を備える半導体装置の製造方法が提供される。

上記構成の半導体装置は、絶縁シートに対向する側にある第１外部端子の端部の裏面が端部の先端に近いほど第２外部端子から離れているので、電界集中を緩和できるという利点がある。

第１の実施の形態に係る半導体装置を示す平面図である。 図１のＸ１－Ｘ１矢視断面図である。 第１の実施の形態に係る半導体装置の端子部とキャパシタとの接続状態を示す断面図である。 端子部の構成を示す図であって、（Ａ）は端子部の平面図、（Ｂ）は端子部の底面図である。 図４（Ａ）のＸ２－Ｘ２矢視断面図である。 図４（Ａ）のＸ３－Ｘ３矢視断面図である。 電界緩和効果を示す図である。 第２の実施の形態に係る半導体装置の端子部の構成を示す図であって、（Ａ）は端子部の平面図、（Ｂ）は端子部の底面図である。 図８（Ｂ）のＡ部拡大図である。 端子部のケースによる樹脂封止の状態を示す図である。 電界緩和効果を示す図である。

以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。なお、図中、同一の符号で示される部分は、同一の構成要素を示している。また、各実施の形態は、矛盾のない範囲で複数の実施の形態を部分的に組み合わせて実施することができる。

［第１の実施の形態］
図１は第１の実施の形態に係る半導体装置を示す平面図であり、図２は図１のＸ１－Ｘ１矢視断面図であり、図３は第１の実施の形態に係る半導体装置の端子部とキャパシタとの接続状態を示す断面図である。

第１の実施の形態に係る半導体装置１０は、例えば、三相モータを駆動するインバータに用いられる電力変換装置とすることができる。このような用途の半導体装置１０は、電源から供給された交流を整流・平滑して直流に変換したものを受けて三相モータを駆動するための交流に再び戻す機能を有している。

半導体装置１０は、長方形のフレームを構成するケース１２を有している。このケース１２は、長手方向に沿って３つの回路収納部１４，１６，１８を有し、例えば、回路収納部１４には、Ｕ相駆動回路が収納され、回路収納部１６には、Ｖ相駆動回路が収納され、回路収納部１８には、Ｗ相駆動回路が収納される。なお、図１では、Ｕ相駆動回路、Ｖ相駆動回路、Ｗ相駆動回路および制御端子等は、図示を省略している。

ケース１２は、外部の回路と接続するための各種端子を挿入した射出成形金型内に加熱溶融させた熱可塑性樹脂を射出注入し、挿入した各種端子と樹脂とを一体化するインサート成形によって成形される。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂等がある。ケース１２が備える端子としては、入力される直流電圧を安定化させるための大容量のキャパシタを接続する端子部２０，２２，２４と、Ｕ相出力端子３２と、Ｖ相出力端子３４と、Ｗ相出力端子３６とを有している。

端子部２０は、キャパシタの正極端子（Ｐ端子）に接続される第１外部端子２０ａと、絶縁シート２０ｂと、キャパシタの負極端子（Ｎ端子）に接続される第２外部端子２０ｃとを有している。端子部２２は、キャパシタの正極端子（Ｐ端子）に接続される第１外部端子２２ａと、絶縁シート２２ｂと、キャパシタの負極端子（Ｎ端子）に接続される第２外部端子２２ｃとを有している。端子部２４は、キャパシタの正極端子（Ｐ端子）に接続される第１外部端子２４ａと、絶縁シート２４ｂと、キャパシタの負極端子（Ｎ端子）に接続される第２外部端子２４ｃとを有している。

端子部２０，２２，２４は、同じ構造を有しているので、以降の説明では、代表して端子部２０について説明する。端子部２０は、図２の断面図に示したように、第２外部端子２０ｃのおもて面（図の上方の面）に絶縁シート２０ｂが配置され、絶縁シート２０ｂのおもて面に第１外部端子２０ａが配置された積層構造を有している。端子部２０は、第２外部端子２０ｃの外方端（図２では、右側の端部）がケース１２の外壁の面と一致され、絶縁シート２０ｂおよび第１外部端子２０ａが第２外部端子２０ｃの外方端より順次内方にずらされて全体的に階段状になっている。ここで、端子部２０の第２外部端子２０ｃは、絶縁シート２０ｂが配置されるおもて面において、外方端と絶縁シート２０ｂの外方端との間がテラス領域２０ｃ１を構成している。端子部２０の絶縁シート２０ｂは、第１外部端子２０ａが配置されるおもて面において、第１外部端子２０ａが接触している領域とテラス領域２０ｃ１との間に絶縁領域２０ｂ１を構成している。絶縁領域２０ｂ１は、大気にさらされる露出部分であるため、端子間の沿面絶縁距離や空間絶縁距離を確保する必要があり、製品の定格電圧によって規格に沿った形で設定する必要がある。そのため、絶縁領域２０ｂ１が第１外部端子２０ａの端部から突出する長さは、第１外部端子２０ａと第２外部端子２０ｃの間に印加される電位差が高いほど長い必要があり、これにより沿面絶縁距離や空間絶縁距離を十分に確保できるようになる。端子部２０の第１外部端子２０ａは、ケース１２より突出しているおもて面が露出領域２０ａ１を構成している。

端子部２０は、図３に示したように、キャパシタ３８と電気的に接続される端子である。キャパシタ３８は、キャパシタケースの上方の面より延出された第１接続端子４０、可撓性の絶縁シート４２および第２接続端子４４を有している。キャパシタ３８の第１接続端子４０は、キャパシタケースから出た後に図の右方向に屈曲され、キャパシタケースの上面に平行に延出されている。第２接続端子４４は、キャパシタケースから出た後に第１接続端子４０よりも高い位置で図の左方向に屈曲され、キャパシタケースの上面に平行に延出されている。

次に、半導体装置１０とキャパシタ３８との接続の例について説明する。半導体装置１０の端子部２０の第１外部端子２０ａは、キャパシタ３８の第２接続端子４４と平板状の連結部材４６を介して接合され、端子部２０の第２外部端子２０ｃは、キャパシタ３８の第１接続端子４０と直接接合される。ここで、キャパシタ３８と端子部２０とを接合する順序としては、まず、キャパシタ３８の第１接続端子４０の先端部を第２外部端子２０ｃのテラス領域２０ｃ１に載置し、キャパシタ３８の第１接続端子４０と端子部２０の第２外部端子２０ｃとを溶接部位４８にてレーザ溶接により接合する。次に、その溶接部位４８を覆うように絶縁シート４２を折り曲げ、キャパシタ３８の第２接続端子４４の上面と第１外部端子２０ａの露出領域２０ａ１とを渡すように連結部材４６を載置する。そして、連結部材４６とキャパシタ３８の第２接続端子４４とは、溶接部位５０にてレーザ溶接により接合され、連結部材４６と端子部２０の第１外部端子２０ａとは、溶接部位５２にてレーザ溶接により接合される。

これにより、半導体装置１０およびキャパシタ３８の間では、絶縁シート２０ｂおよび絶縁シート４２を挟んで負極および正極の導体が平行に配置され、電流が互いに逆方向に流れるので、この連結部分でのインダクタンスが低減される。

次に、この半導体装置１０の端子部２０について詳細に説明する。
図４は端子部の構成を示す図であって、（Ａ）は端子部の平面図、（Ｂ）は端子部の底面図であり、図５は図４（Ａ）のＸ２－Ｘ２矢視断面図であり、図６は図４（Ａ）のＸ３－Ｘ３矢視断面図であり、図７は電界緩和効果を示す図である。

半導体装置１０の端子部２０は、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示したように、第１外部端子２０ａが絶縁シート２０ｂの上に配置され、絶縁シート２０ｂが第２外部端子２０ｃの上に配置された積層構造を有している。第１外部端子２０ａは、そのおもて面の外方端中央部に露出領域２０ａ１があり、絶縁シート２０ｂは、そのおもて面の外方端中央部に第１外部端子２０ａと接触しない絶縁領域２０ｂ１がある。第２外部端子２０ｃは、そのおもて面の外方端中央部にテラス領域２０ｃ１がある。

第１外部端子２０ａは、外方端の辺に沿った露出領域２０ａ１の両側に貫通孔２０ａ２を有している。絶縁シート２０ｂは、絶縁領域２０ｂ１の両側にて外方端中央部の辺より延出された延出部２０ｂ２に貫通孔２０ｂ３を有し、平面視で第１外部端子２０ａと重ならない内方端の辺の近傍に貫通孔２０ｂ４を有している。第２外部端子２０ｃは、平面視で絶縁シート２０ｂの貫通孔２０ｂ３と重なる位置に貫通孔２０ｃ２を有している。これら貫通孔２０ａ２，２０ｂ３，２０ｂ４，２０ｃ２は、第１外部端子２０ａ、絶縁シート２０ｂおよび第２外部端子２０ｃを射出成形金型内で位置決めするためのものである。

ここで、第１外部端子２０ａおよび第２外部端子２０ｃは、銅または銅合金であり、第１外部端子２０ａは、板厚が０．６ｍｍ以上である。０．８ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下であってもよい。絶縁シート２０ｂは、１枚のシートまたは積層した複数のシートであって、第１外部端子２０ａの板厚より薄く、厚さは、０．０５ｍｍ以上である。絶縁シート２０ｂの材質は、アラミド繊維、ガラス繊維、セラミック、ポリイミド、マイカおよびこれらの材質の１種類以上の複合材料からなる群から１種類以上選択される。

端子部２０の第１外部端子２０ａは、露出領域２０ａ１を囲む三方の辺に第１端部２０ａ３、第２端部２０ａ４および第３端部２０ａ５を有している。第１端部２０ａ３は、第１外部端子２０ａの外方端の辺に沿った端部である。第２端部２０ａ４および第３端部２０ａ５は、平面視で第１外部端子２０ａの露出領域２０ａ１、絶縁シート２０ｂの絶縁領域２０ｂ１および第２外部端子２０ｃのテラス領域２０ｃ１が配置される方向と直交する方向の両側端の辺の端部である。

第１外部端子２０ａの第１端部２０ａ３は、図５に示したように、裏面２０ａ６が加工されている。すなわち、第１端部２０ａ３の裏面２０ａ６は、第１端部２０ａ３の先端に近いほど第１端部２０ａ３以外の裏面よりおもて面側に近づいた形状になっている。図示の例では、第１端部２０ａ３の裏面２０ａ６からおもて面にわたる断面は、曲率半径ｆｒ＿Ｒを有するＲ面取り構造である。このＲ面取り構造の代替構造は、プレス加工で形成された曲面であってもよい。また、この第１端部２０ａ３の裏面２０ａ６は、Ｒ面取り構造とする代わりにＣ面取り構造としてもよい。

第１外部端子２０ａの第２端部２０ａ４および第３端部２０ａ５は、図６に示したように、裏面２０ａ７，２０ａ８がそれぞれ加工されている。すなわち、第２端部２０ａ４の裏面２０ａ７および第３端部２０ａ５の裏面２０ａ８は、第２端部２０ａ４および第３端部２０ａ５の先端に近いほど第２端部２０ａ４および第３端部２０ａ５以外の裏面よりおもて面側に近づいた形状になっている。図示の例では、第２端部２０ａ４の裏面２０ａ７および第３端部２０ａ５の裏面２０ａ８は、曲率半径ｓｉ＿Ｒを有するＲ面取り構造としている。このＲ面取り構造の代替構造は、プレス加工で形成された曲面であってもよい。また、この第２端部２０ａ４および第３端部２０ａ５の裏面２０ａ７，２０ａ８は、Ｒ面取り構造以外にＣ面取り構造としてもよい。

第１外部端子２０ａの第１端部２０ａ３の曲率半径ｆｒ＿Ｒおよび第２端部２０ａ４および第３端部２０ａ５の曲率半径ｓｉ＿Ｒは、０．５ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下が望ましく、第１外部端子２０ａの板厚のおよそ４０％～８０％としている。第１外部端子２０ａの板厚は、半導体装置の電流容量に応じて適宜決定されるが、ここでは、第１外部端子２０ａの板厚を例えば１．２ｍｍとした。

第１外部端子２０ａの外方端の辺における第１端部２０ａ３の裏面２０ａ６および第１外部端子２０ａの両側端の辺における第２端部２０ａ４の裏面２０ａ７および第３端部２０ａ５の裏面２０ａ８をそれぞれＲ面取り構造としたことにより、第１端部２０ａ３、第２端部２０ａ４および第３端部２０ａ５での電界集中を緩和することができる。すなわち、図７に示したように、Ｒ面取り構造でない場合に比較し、曲率半径ｆｒ＿Ｒおよび曲率半径ｓｉ＿Ｒを板厚（１．２ｍｍ）の６０％以上にすると、電界強度が大きく緩和していることが分かる。

なお、第１の実施の形態に係る半導体装置１０の端子部２０について、第１外部端子２０ａを正極端子（Ｐ端子）、第２外部端子２０ｃを負極端子（Ｎ端子）として説明したが、第１外部端子２０ａを負極端子（Ｎ端子）、第２外部端子２０ｃを正極端子（Ｐ端子）としてもよい。

［第２の実施の形態］
図８は第２の実施の形態に係る半導体装置の端子部の構成を示す図であって、（Ａ）は端子部の平面図、（Ｂ）は端子部の底面図であり、図９は図８（Ｂ）のＡ部拡大図であり、図１０は端子部のケースによる樹脂封止の状態を示す図であり、図１１は電界緩和効果を示す図である。

第２の実施の形態に係る半導体装置の端子部６０は、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示したように、第１外部端子６０ａ、絶縁シート６０ｂおよび第２外部端子６０ｃが階段状に配置された積層構造を有している。第１外部端子６０ａは、図示はしていないが、第１の実施の形態に係る半導体装置の端子部２０と同様に、第１端部６０ａ１、第２端部６０ａ２および第３端部６０ａ３の裏面がＲ面取り構造を有している。

端子部６０の第１外部端子６０ａにおける第２端部６０ａ２のおもて面の辺および第３端部６０ａ３のおもて面の辺は、平面視で第２外部端子６０ｃの端部６０ｃ１，６０ｃ２と重なっている。第１外部端子６０ａの第２端部６０ａ２および第３端部６０ａ３が第２外部端子６０ｃの端部６０ｃ１，６０ｃ２と平面視で重なっていることで、限られた幅の中で各外部端子の断面積をより広く確保できるので、第１外部端子６０ａおよび第２外部端子６０ｃのインダクタンスを低減でき、電力ロスを低減できる。第１外部端子６０ａは、その第１端部６０ａ１と第２端部６０ａ２とがなす角部６０ａ４および第１端部６０ａ１と第３端部６０ａ３とがなす角部６０ａ５を有している。第２外部端子６０ｃは、第１外部端子６０ａの角部６０ａ４と対向する端部６０ｃ１の位置に切欠部６０ｃ３を備え、第１外部端子６０ａの角部６０ａ５と対向する端部６０ｃ２の位置に切欠部６０ｃ４を備えている。

切欠部６０ｃ３，６０ｃ４は、対称形状を有しているので、ここでは、切欠部６０ｃ３について説明する。切欠部６０ｃ３は、図９に示したように、平面視で第１外部端子６０ａの角部６０ａ４と対向する位置を中心とした曲率半径ａｒ＿Ｒの円弧形状を有している。切欠部６０ｃ３は、また、第２外部端子６０ｃの切欠部６０ｃ３と第２外部端子６０ｃの端部６０ｃ１とがなす角部６０ｃ５は、曲率半径ｆｉ＿Ｒのフィレット６０ｃ６により円弧状に丸められている。第１外部端子６０ａの角部６０ａ４と対向する第２外部端子６０ｃの端部６０ｃ１に切欠部６０ｃ３を設けたことにより、第１外部端子６０ａの角部６０ａ４と第２外部端子６０ｃの端部６０ｃ１との間の沿面距離を延ばすことができる。同様に、第１外部端子６０ａの角部６０ａ５と対向する第２外部端子６０ｃの端部６０ｃ２に切欠部６０ｃ４を設けたことにより、第１外部端子６０ａの角部６０ａ５と第２外部端子６０ｃの端部６０ｃ２との間の沿面距離を延ばすことができる。

切欠部６０ｃ３の曲率半径ａｒ＿Ｒは、０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であり、フィレット６０ｃ６の曲率半径ｆｉ＿Ｒは、０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下である。第２外部端子６０ｃの切欠部６０ｃ３およびフィレット６０ｃ６は、プレス加工で形成される。

端子部６０は、図１０に示したように、第１外部端子６０ａの第２端部６０ａ２および第３端部６０ａ３、絶縁シート６０ｂの一部および第２外部端子６０ｃの端部６０ｃ１，６０ｃ２がケース１２の樹脂によって封止されている。図示の例では、第１外部端子６０ａの第２端部６０ａ２および第２外部端子６０ｃの端部６０ｃ１が、ケース１２の縁部１２ａから１．５ｍｍ程度内側に位置しており、第２外部端子６０ｃの切欠部６０ｃ３および第１外部端子６０ａの角部６０ａ４を含めて樹脂封止されている。また、第１外部端子６０ａの第３端部６０ａ３および第２外部端子６０ｃの端部６０ｃ２が、ケース１２の縁部１２ｂから１．５ｍｍ程度内側に位置しており、第２外部端子６０ｃの切欠部６０ｃ４および第１外部端子６０ａの角部６０ａ５を含めて樹脂封止されている。

端子部６０は、第１外部端子６０ａの第１端部６０ａ１、第２端部６０ａ２および第３端部６０ａ３の裏面をＲ面取り構造にすることに加え、第１外部端子６０ａの角部６０ａ４，６０ａ５と対向する第２外部端子６０ｃの端部６０ｃ１，６０ｃ２の位置に切欠部６０ｃ３，６０ｃ４を設けるようにした。これにより、第１外部端子６０ａのＲ面取り構造だけで電界強度を十分に低下させることができなかった場合でも切欠部６０ｃ３，６０ｃ４を併用することにより電界強度を十分に低下させることができるようになる。すなわち、図１１によれば、Ｒ面取りの曲率半径ｆｒ＿Ｒおよび曲率半径ｓｉ＿Ｒが０．５ｍｍの場合でも、切欠部６０ｃ３，６０ｃ４の曲率半径ａｒ＿Ｒおよびフィレット６０ｃ６の曲率半径ｆｉ＿Ｒを大きくするにつれて、電界強度を低下させることができる。

なお、第２の実施の形態に係る半導体装置の端子部６０においても、第１外部端子６０ａを正極端子（Ｐ端子）、第２外部端子６０ｃを負極端子（Ｎ端子）として説明したが、第１外部端子６０ａを負極端子（Ｎ端子）、第２外部端子６０ｃを正極端子（Ｐ端子）としてもよい。これは、第１外部端子６０ａと第２外部端子６０ｃの極性を切り換えて電界緩和の効果を確認したときに、極性による違いがなかったためである。

１０ 半導体装置
１２ ケース
１２ａ，１２ｂ 縁部
１４，１６，１８ 回路収納部
２０ 端子部
２０ａ 第１外部端子
２０ａ１ 露出領域
２０ａ２ 貫通孔
２０ａ３ 第１端部
２０ａ４ 第２端部
２０ａ５ 第３端部
２０ａ６，２０ａ７，２０ａ８ 裏面
２０ｂ 絶縁シート
２０ｂ１ 絶縁領域
２０ｂ２ 延出部
２０ｂ３，２０ｂ４ 貫通孔
２０ｃ 第２外部端子
２０ｃ１ テラス領域
２０ｃ２ 貫通孔
２２ 端子部
２２ａ 第１外部端子
２２ｂ 絶縁シート
２２ｃ 第２外部端子
２４ 端子部
２４ａ 第１外部端子
２４ｂ 絶縁シート
２４ｃ 第２外部端子
３２ Ｕ相出力端子
３４ Ｖ相出力端子
３６ Ｗ相出力端子
３８ キャパシタ
４０ 第１接続端子
４２ 絶縁シート
４４ 第２接続端子
４６ 連結部材
４８，５０，５２ 溶接部位
６０ 端子部
６０ａ 第１外部端子
６０ａ１ 第１端部
６０ａ２ 第２端部
６０ａ３ 第３端部
６０ａ４，６０ａ５ 角部
６０ｂ 絶縁シート
６０ｃ 第２外部端子
６０ｃ１，６０ｃ２ 端部
６０ｃ３，６０ｃ４ 切欠部
６０ｃ５ 角部
６０ｃ６ フィレット

Claims (20)

1. 端部を有する第１外部端子と、
   おもて面の一部にテラス領域を有し、前記テラス領域を除いたおもて面の一部領域が前記第１外部端子の裏面に対向して配置された第２外部端子と、
   前記第１外部端子と前記第２外部端子との間に配置され、前記第２外部端子の前記テラス領域と隣接して配置された絶縁シートと、を有し、
   前記第１外部端子の前記端部の裏面は、前記端部の先端に近いほど前記第２外部端子から離れている、半導体装置。
2. 前記絶縁シートは、平面視で前記第１外部端子の前記端部の一つである第１端部と前記第２外部端子の前記テラス領域との間に前記第１外部端子と接触していない絶縁領域を備えている、請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記第１外部端子は、平面視で前記第２外部端子の前記テラス領域と前記絶縁シートの前記絶縁領域と前記第１外部端子とが配置される方向と直交する方向の両側辺の前記端部である第２端部および第３端部を有し、前記第２端部の裏面および前記第３端部の裏面は、前記端部の先端に近いほど前記第２外部端子から離れている、請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 前記第１外部端子の前記端部の裏面からおもて面にわたる断面は、Ｒ面取り構造である、請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体装置。
5. 前記第１外部端子の厚さは、０．６ｍｍ以上である、請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体装置。
6. 前記第１外部端子の前記Ｒ面取り構造は、曲率半径０．１ｍｍ以上、１．０ｍｍ以下である、請求項４に記載の半導体装置。
7. 前記第１外部端子の前記第２端部のおもて面の辺および前記第３端部のおもて面の辺は、平面視で前記第２外部端子の端部と重なっている、請求項３に記載の半導体装置。
8. 前記第２外部端子は、平面視で前記第１外部端子の前記第１端部と前記第２端部および前記第３端部とがなす角部と対向するそれぞれの位置の前記第２外部端子の前記端部に切欠部を備えた、請求項７に記載の半導体装置。
9. 前記第２外部端子の前記切欠部は、樹脂封止されている、請求項８に記載の半導体装置。
10. 前記第２外部端子の前記切欠部は、平面視で曲率半径０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下の半円である、請求項８に記載の半導体装置。
11. 前記第２外部端子の前記切欠部と前記第２外部端子の前記端部とがなす角部は、平面視で曲率半径０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下のフィレット円弧状である、請求項１０に記載の半導体装置。
12. 前記第２外部端子の一部、前記絶縁シートの一部、前記第１外部端子の前記第２端部および前記第３端部が樹脂封止されている、請求項３に記載の半導体装置。
13. 前記絶縁シートの厚さは、前記第１外部端子の厚さよりも薄い、請求項１に記載の半導体装置。
14. 前記絶縁シートの厚さは、０．０５ｍｍ以上である、請求項１３に記載の半導体装置。
15. 前記絶縁シートは、１枚のシートまたは積層した複数のシートであり、
    前記絶縁シートの材質は、アラミド繊維、ガラス繊維、セラミック、ポリイミド、マイカおよびこれらの材質の１種類以上の複合材料からなる群から１種類以上選択される、請求項１３または１４に記載の半導体装置。
16. 前記第１外部端子が負極であり前記第２外部端子が正極である、または、前記第１外部端子が正極であり前記第２外部端子が負極である、請求項１に記載の半導体装置。
17. おもて面および裏面を有し、端部の前記裏面が先端に近いほど前記端部以外の前記裏面よりおもて面側に近づいている第１外部端子を準備する工程と、
    絶縁シートを準備する工程と、
    おもて面の一部にテラス領域を有する第２外部端子を準備する工程と、
    前記第２外部端子上に前記テラス領域に隣接して前記絶縁シートを配置する工程と、
    前記第１外部端子の裏面が、前記絶縁シートを介して、前記第２外部端子の前記テラス領域を除いたおもて面の一部領域と対向するように前記第１外部端子を配置する工程と、
    を備える半導体装置の製造方法。
18. 前記第１外部端子を準備する工程は、前記第１外部端子の前記端部の裏面をプレス加工で形成する工程を含む、請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
19. 前記第１外部端子は、平面視で前記第２外部端子の前記テラス領域の近傍に前記第１外部端子の前記端部である第１端部と、前記第１端部を挟んで対向する両側辺の前記端部である第２端部および第３端部とを有し、
    前記絶縁シートは、平面視で前記第１外部端子と接触しない絶縁領域を有し、
    前記第１外部端子を準備する工程は、前記第２端部の裏面および第３端部の裏面が、前記端部の先端に近いほど前記第２外部端子から離れるように形成する工程を含み、
    前記第１外部端子を配置する工程は、前記第１外部端子の前記第２端部のおもて面の辺および前記第３端部のおもて面の辺を、平面視で前記第２外部端子の端部と重ねる工程である、請求項１７または１８に記載の半導体装置の製造方法。
20. 前記第２外部端子を準備する工程は、前記第２外部端子が平面視で前記第１外部端子の前記第１端部と前記第２端部および前記第３端部とがなす角部と対向するそれぞれの位置の前記第２外部端子の前記端部に切欠部を形成する工程を含む、請求項１９に記載の半導体装置の製造方法。

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