JP2024011697A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2024011697A
JP2024011697A JP2022113919A JP2022113919A JP2024011697A JP 2024011697 A JP2024011697 A JP 2024011697A JP 2022113919 A JP2022113919 A JP 2022113919A JP 2022113919 A JP2022113919 A JP 2022113919A JP 2024011697 A JP2024011697 A JP 2024011697A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
terminal
semiconductor
semiconductor device
cooling unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022113919A
Other languages
English (en)
Inventor
宗太 山口
Sota Yamaguchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2022113919A priority Critical patent/JP2024011697A/ja
Priority to US18/324,145 priority patent/US20240021496A1/en
Publication of JP2024011697A publication Critical patent/JP2024011697A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/46—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids
    • H01L23/473—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements involving the transfer of heat by flowing fluids by flowing liquids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49541—Geometry of the lead-frame
    • H01L23/49548—Cross section geometry
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811—Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5386—Geometry or layout of the interconnection structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/071—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next and on each other, i.e. mixed assemblies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/18—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different subgroups of the same main group of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • H01L23/3121—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed a substrate forming part of the encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49866—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers characterised by the materials
    • H01L23/49894—Materials of the insulating layers or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5385—Assembly of a plurality of insulating substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】小型化しつつ、電気的に容易に接続される。【解決手段】冷却ユニット２０の天板２１ａ及び底板２１ｂに半導体ユニット１０ａ，１０ｄをそれぞれ配置できるため、半導体装置１の小型化を図ることができる。また、半導体ユニット１０ａを冷却ユニット２０の天板２１ａに対して側壁２１ｃ３側に半導体チップ１５の出力電極に接続される配線板１３ｂを向けて配置している。また、半導体ユニット１０ｄを冷却ユニット２０の底板２１ｂに対して側壁２１ｃ３側に半導体チップ１５の入力電極に接続される配線板１３ａを向けて配置している。このため、出力端子３３ａを、冷却ユニット２０の側壁２１ｃ３側に配置することで、半導体ユニット１０ａに含まれる配線板１３ｂと半導体ユニット１０ｄに含まれる配線板１３ａとを容易に接続することができる。【選択図】図７

Description

本発明は、半導体装置に関する。
半導体装置は、パワーデバイスを含んでいる。このような半導体装置は、例えば、電力変換機能を有する。パワーデバイスは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を含む半導体チップである。半導体装置は、このような半導体チップが搭載された基板と当該基板が搭載される天板を備える冷却器とを含んでいる。
半導体装置は小型化が求められている。小型化を実現する例として、基板の半導体チップの搭載面積の縮小化が挙げられる。しかし、このような方法による小型化も限界がある。そこで、例えば、冷却器の天板だけではなく、天板の反対側の底板にも、半導体チップを含む基板を搭載することが行われている（例えば、特許文献１～６）。
特開２０１２－２２２０６９号公報 特開２０１２－１５１３２８号公報 特開２０１１－１１４１５７号公報 特開２０１１－０６０９１４号公報 特開２００５－２５９７４８号公報 特開２０１２－１０４５８３号公報
半導体チップが設けられた基板を冷却器の天板及び底板のそれぞれに搭載するに当たり、例えば、天板側の基板を上アーム部とし、底板側の基板を下アーム部とする場合がある。この場合、上アーム部及び下アーム部は簡便且つ容易に電気的に接続されることを要する。
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、小型化しつつ、電気的に容易に接続される半導体装置を提供することを目的とする。
本発明の一観点によれば、第１半導体チップと前記第１半導体チップが接合される第１配線部を第１主面に含む第１基板とを含む第１半導体ユニットと、第２半導体チップと前記第２半導体チップが接合される第２配線部を第２主面に含む第２基板とを含む第２半導体ユニットと、平面視で第１辺を含み、前記第１半導体ユニットの前記第１基板が配置される第１冷却面と前記第１冷却面の反対側に設けられ、前記第２半導体ユニットの前記第２基板が配置される第２冷却面を含む冷却ユニットと、前記冷却ユニットの前記第１辺側に設けられ、前記第１配線部及び前記第２配線部に接続された出力端子と、を含む半導体装置が提供される。
開示の技術によれば、半導体装置を小型化しつつ、電気的に容易に接続されて、取り扱い性が向上する。
第１の実施の形態の半導体装置のおもて面の平面図である。 第１の実施の形態の半導体装置の側面図（正・負極端子側）である。 第１の実施の形態の半導体装置の側面図（出力端子側）である。 第１の実施の形態の半導体装置の短側面の側面図である。 第１の実施の形態の半導体装置のおもて面の平面図である。 第１の実施の形態の半導体装置の裏面の平面図である。 第１の実施の形態の半導体装置の断面図である。 第１の実施の形態の半導体装置に含まれる絶縁回路基板の平面図である。 第１の実施の形態の半導体装置に含まれる冷却ユニットの平面図である。 第１の実施の形態の半導体装置に含まれる機能を表す等価回路図である。 第１の実施の形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の半導体装置のおもて面の要部平面図である。 第２の実施の形態の半導体装置の断面図である。 第２の実施の形態の電力変換システムのおもて面の要部平面図である。 第２の実施の形態の電力変換システムの断面図である。 第３の実施の形態の半導体装置の斜視図である。 第３の実施の形態の半導体装置の断面図である。 第３の実施の形態の半導体装置の側面図（正・負極端子側）である。 第３の実施の形態の半導体装置に含まれる絶縁回路基板の平面図である。 第４の実施の形態の半導体装置の側面図（出力端子側）である。 第４の実施の形態の半導体装置の断面図である。 第５の実施の形態の半導体装置の側面図（出力端子側）である。 第５の実施の形態の半導体装置に含まれる出力端子の斜視図である。
以下、図面を参照して、実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、「おもて面」及び「上面」とは、図の半導体装置１，１ａ～１ｄにおいて、上側（＋Ｚ方向）を向いたＸ－Ｙ面を表す。同様に、「上」とは、図の半導体装置１，１ａ～１ｄにおいて、上側（＋Ｚ方向）の方向を表す。「裏面」及び「下面」とは、図の半導体装置１，１ａ～１ｄにおいて、下側（－Ｚ方向）を向いたＸ－Ｙ面を表す。同様に、「下」とは、図の半導体装置１，１ａ～１ｄにおいて、下側（－Ｚ方向）の方向を表す。必要に応じて他の図面でも上記と同様の方向性を意味する。「高位」とは、図の半導体装置１，１ａ～１ｄにおいて、上側（＋Ｚ側）の位置を表す。同様に、「低位」とは、図の半導体装置１，１ａ～１ｄにおいて、下側（－Ｚ側）の位置を表す。「おもて面」、「上面」、「上」、「裏面」、「下面」、「下」、「側面」は、相対的な位置関係を特定する便宜的な表現に過ぎず、本発明の技術的思想を限定するものではない。例えば、「上」及び「下」は、必ずしも地面に対する鉛直方向を意味しない。つまり、「上」及び「下」の方向は、重力方向に限定されない。また、以下の説明において「主成分」とは、８０ｖｏｌ％以上含む場合を表す。また、「略同一」とは、±１０％以内の範囲であればよい。また、「垂直」、「平行」とは、±１０°以内の範囲であればよい
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態の半導体装置１の外観について図１～図４を用いて説明する。図１は、第１の実施の形態の半導体装置のおもて面の平面図である。図２は、第１の実施の形態の半導体装置の側面図（正・負極端子側）であり、図３は、第１の実施の形態の半導体装置の側面図（出力端子側）である。図４は、第１の実施の形態の半導体装置の短側面の側面図である。なお、図２は、図１の半導体装置１を＋Ｙ方向に見た正極端子３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び負極端子３２ａ，３２ｂ，３２ｃ側の側面視である。図３は、図１の半導体装置１を－Ｙ方向に見た出力端子３３ａ，３３ｂ，３３ｃ側の側面視である。図４は、図１の半導体装置１を＋Ｘ方向に見た配水管２２側の側面視である。
半導体装置１は、封止本体４０と封止本体４０から表出された絶縁治具５０ａ，５０ｂと正極端子３１ａ～３１ｃと負極端子３２ａ～３２ｃと出力端子３３ａ～３３ｃとを含んでいる。さらに、半導体装置１は、封止本体４０から表出された制御端子３６ａ，３７ａと検出端子３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃとを含んでいる。なお、図１では、制御端子３７ａ及び検出端子３７ｂ，３７ｃの封止本体４０の裏面４６の表出箇所に対向する箇所をそのおもて面４５に破線の丸で示している。
封止本体４０は、後述する冷却ユニット２０及び半導体ユニット１０ａ～１０ｄを封止している。なお、以下では、半導体ユニット１０ａ～１０ｄを区別しない場合には、半導体ユニット１０と表す。封止本体４０は、直方体状を成している。封止本体４０は、四方を順に囲む長側面４１と短側面４２と長側面４３と短側面４４とを含んでいる。さらに、封止本体４０は、これらの上面及び下面を囲むおもて面４５と裏面４６とを含んでいる。なお、長側面４１と短側面４２と長側面４３と短側面４４との接続箇所はＲ面取りされていてよい。長側面４１と短側面４２と長側面４３と短側面４４と、おもて面４５並びに裏面４６との接続箇所もＲ面取りされていてよい。なお、封止本体４０の短側面４２，４４から冷却ユニット２０（図９を参照）の配水管２２，２３と配水管２２，２３が接続されている側壁２１ｃ２，２１ｃ４とが表出している。図４では、側壁２１ｃ２及び配水管２２の表出を示している。図示を省略するものの側壁２１ｃ４側も図４と同様に表出されている。なお、封止本体４０は、冷却ユニット２０の側壁２１ｃ２，２１ｃ４を封止して、配水管２２，２３を表出させてもよい。
このような封止本体４０は、熱硬化性樹脂と当該熱硬化性樹脂に含まれる充填剤とを含んでいる。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、マレイミド樹脂である。充填剤は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化ホウ素または窒化アルミニウムである。
絶縁治具５０ａ，５０ｂは、絶縁性の材料を主成分として構成されている。このような材料は、例えば、熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂、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、または、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂である。このような絶縁治具５０ａ，５０ｂは、例えば、立方体状を成している。
絶縁治具５０ａは、冷却ユニット２０の側壁２１ｃ１（封止本体４０の長側面４１）の３か所に取り付けられている。また、絶縁治具５０ａは、冷却ユニット２０及び半導体ユニット１０を封止する封止本体４０の長側面４１から外側（＋Ｙ方向）に突出している。絶縁治具５０ａは、その上面５０ａ１及び外面５０ａ３の一部が正極端子３１ａ～３１ｃに覆われている。絶縁治具５０ａは、その下面５０ａ２及び外面５０ａ３の一部が負極端子３２ａ～３２ｃに覆われている。但し、正極端子３１ａ～３１ｃ及び負極端子３２ａ～３２ｃは絶縁治具５０ａの外面５０ａ３で隙間を空けている。すなわち、絶縁治具５０ａは、正極端子３１ａ～３１ｃ及び負極端子３２ａ～３２ｃにより上面５０ａ１及び下面５０ａ２が挟持されている。
絶縁治具５０ｂは、冷却ユニット２０の側壁２１ｃ３（封止本体４０の長側面４３）の３か所に取り付けられている。また、絶縁治具５０ｂは、冷却ユニット２０及び半導体ユニット１０を封止する封止本体４０の長側面４３から外側（－Ｙ方向）に突出している。絶縁治具５０ｂは、その上面５０ｂ１、外面５０ｂ３、下面５０ｂ２が出力端子３３ａ～３３ｃに覆われている。
正極端子３１ａ～３１ｃ、負極端子３２ａ～３２ｃ、出力端子３３ａ～３３ｃは、導電性に優れた金属により構成されている。このような金属は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金である。正極端子３１ａ～３１ｃ、負極端子３２ａ～３２ｃ、出力端子３３ａ～３３ｃの金属板の耐食性を向上させるために、めっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル－リン合金、ニッケル－ボロン合金である。
正極端子３１ａ～３１ｃの一端部は、封止本体４０の長側面４１に長手方向（Ｘ方向）に沿ってそれぞれ露出されている。正極端子３１ａ～３１ｃの一端部は、平板状であって、±Ｘ方向に見た側面視でＬ字状を成している。正極端子３１ａ～３１ｃの一端部は、絶縁治具５０ａの上面５０ａ１及び外面５０ａ３の上方の一部に沿って絶縁治具５０ａを連続して覆っている。正極端子３１ａ～３１ｃの一端部の絶縁治具５０ａの外面５０ａ３を覆う範囲に開口孔が形成されている。この開口孔に外部端子が接続される。この開口孔に対応して絶縁治具５０ａの外面５０ａ３にも開口孔（例えば、ナットが収納される）が形成されている。
負極端子３２ａ～３２ｃの一端部は、封止本体４０の長側面４１に長手方向（Ｘ方向）に沿って正極端子３１ａ～３１ｃと±Ｚ方向に直線状を成してそれぞれ露出されている。負極端子３２ａ～３２ｃの一端部は、平板状であって、±Ｘ方向に見た側面視でＬ字状を成している。負極端子３２ａ～３２ｃの一端部は、絶縁治具５０ａの下面５０ａ２及び外面５０ａ３の下方の一部に沿って絶縁治具５０ａを連続して覆っている。負極端子３２ａ～３２ｃの一端部の絶縁治具５０ａの外面５０ａ３を覆う範囲に開口孔が形成されている。この開口孔に外部端子が接続される。この開口孔に対応して絶縁治具５０ａの外面５０ａ３にも開口孔（例えば、ナットが収納される）が形成されている。したがって、正極端子３１ａ～３１ｃの一端部と負極電極３２ａ～３２ｃの一端部とは絶縁治具５０ａの外面５０ａ３で隙間が空いている。
出力端子３３ａ～３３ｃは、封止本体４０の長側面４３に長手方向（Ｘ方向）に沿ってそれぞれ露出されている。出力端子３３ａ～３３ｃは、平板状であって、±Ｘ方向に見た側面視でＵ字状を成している。出力端子３３ａ～３３ｃは、絶縁治具５０ｂの上面５０ｂ１、外面５０ｂ３、下面５０ｂ２に沿って絶縁治具５０ｂの外側を覆っている。出力端子３３ａ～３３ｃの絶縁治具５０ｂの外面５０ｂ３を覆う範囲に開口孔が形成されている。この開口孔に外部端子が接続される。この開口孔に対応して絶縁治具５０ａの外面５０ｂ３にも開口孔（例えば、ナットが収納される）が形成されている。
制御端子３６ａ，３７ａと検出端子３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃとは、例えば、柱状を成している。柱状は、円柱、角柱であってよい。制御端子３６ａ，３７ａと検出端子３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃとは、導電性に優れた金属により構成されている。このような金属は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金である。制御端子３６ａ，３７ａと検出端子３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃとの金属板の耐食性を向上させるために、めっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル－リン合金、ニッケル－ボロン合金である。
制御端子３６ａと検出端子３６ｂ，３６ｃとは、封止本体４０のおもて面４５の３か所からそれぞれおもて面４５に対して鉛直上方（＋Ｚ方向）に延伸している。検出端子３６ｃが短側面４２側に、検出端子３６ｂが検出端子３６ｃに対して短側面４４側にそれぞれ設けられている。検出端子３６ｂ，３６ｃは、正極端子３１ａ～３１ｃの幅に対応する距離、離間して設けられている。また、制御端子３６ａは、検出端子３６ｂに対して短側面４４側の隣に設けられている。
制御端子３７ａと検出端子３７ｂ，３７ｃとは、封止本体４０の裏面４６の３か所からそれぞれ裏面４６に対して鉛直下方（－Ｚ方向）に延伸している（図１のおもて面４５の破線の丸は制御端子３７ａと検出端子３７ｂ，３７ｃとの位置を示している）。検出端子３７ｃが短側面４２側に、検出端子３７ｂが検出端子３７ｃに対して短側面４４側にそれぞれ設けられている。検出端子３７ｂ，３７ｃは、出力端子３３ａ～３３ｃの幅に対向する距離、離間して設けられている。また、制御端子３７ａは、検出端子３７ｂに対して短側面４４側の隣に設けられている。
次に、封止本体４０により封止されている半導体装置１の構成について図５～図９を用いて説明する。図５は、第１の実施の形態の半導体装置のおもて面の平面図であり、図６は、第１の実施の形態の半導体装置の裏面の平面図である。図７は、第１の実施の形態の半導体装置の断面図である。図８は、第１の実施の形態の半導体装置に含まれる絶縁回路基板の平面図である。図９は、第１の実施の形態の半導体装置に含まれる冷却ユニットの平面図である。なお、図５及び図６は、封止本体４０、制御端子３６ａ，３７ａ、検出端子３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃを除いた半導体装置１のおもて面及び裏面をそれぞれ示している。但し、封止本体４０の外観を破線で示している。図５及び図６のそれぞれの中央の半導体ユニット１０ｂ，１０ｅでは、絶縁回路基板１１の配置向きが分かるように、主電流配線３４の配置位置を破線で示している。図７は、図５及び図６の一点鎖線Ｘ－Ｘにおける断面図である。
半導体装置１は、既述の正極端子３１ａ～３１ｃ、負極端子３２ａ～３２ｃ、出力端子３３ａ～３３ｃ、制御端子３６ａ，３７ａ、検出端子３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃに加えて、主電流配線３４並びに半導体ユニット１０ａ～１０ｆと半導体ユニット１０ａ～１０ｆが配置される冷却ユニット２０とを含む。これらの部品は封止本体４０により封止される。
半導体ユニット１０ａ～１０ｃは、冷却ユニット２０の天板２１ａに長手方向（Ｘ方向）に沿って一列にそれぞれ配置されている。半導体ユニット１０ｄ～１０ｆは、冷却ユニット２０の底板２１ｂに長手方向（Ｘ方向）に沿って一列にそれぞれ配置されている。この際、半導体ユニット１０ａ～１０ｃは、半導体ユニット１０ａ～１０ｃに含まれる後述する絶縁回路基板１１の配線板１３ａ，１３ｂが封止本体４０の長側面４１，４３（冷却ユニット２０の側壁２１ｃ１，２１ｃ３）を向いて配置されている。半導体ユニット１０ｄ～１０ｆは、半導体ユニット１０ｄ～１０ｆに含まれる後述する絶縁回路基板１１の配線板１３ａ，１３ｂが封止本体４０の長側面４３，４１（冷却ユニット２０の側壁２１ｃ３，２１ｃ１）を向いて配置されている。このような半導体ユニット１０は冷却ユニット２０の天板２１ａ及び底板２１ｂに対して接合部材３９を介してそれぞれ接合されている。
半導体ユニット１０は、絶縁回路基板１１（おもて面は図８を参照）と半導体チップ１５と、を含んでいる。絶縁回路基板１１は、平面視で矩形状である。絶縁回路基板１１は、絶縁板１２と絶縁板１２のおもて面に形成された複数の配線板１３ａ～１３ｅを含む配線部と絶縁板１２の裏面に形成された金属板１４と、を有している。複数の配線板１３ａ～１３ｅ及び金属板１４の外形は、平面視で、絶縁板１２の外形より小さく、絶縁板１２の内側に形成されている。なお、複数の配線板１３ａ～１３ｅの形状、個数、大きさは一例である。また、複数の配線板１３ａ～１３ｅをまとめて配線部とする。
絶縁板１２は、平面視で矩形状を成す。また、絶縁板１２は、角部が面取りされていてもよい。例えば、Ｃ面取りあるいはＲ面取りされていてもよい。絶縁板１２は、外周辺である長辺１２ａ、短辺１２ｂ、長辺１２ｃ、短辺１２ｄにより四方が囲まれている。また、絶縁板１２は、角部１２ｅ～１２ｈを含んでいる。角部１２ｅは長辺１２ａ及び短辺１２ｂで構成される。角部１２ｆは、短辺１２ｂ及び長辺１２ｃで構成される。角部１２ｇは長辺１２ｃ及び短辺１２ｄで構成される。角部１２ｈは短辺１２ｄ及び長辺１２ａで構成される。このような絶縁板１２は、熱伝導性のよいセラミックスにより構成されている。セラミックスは、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、または、窒化珪素を主成分とする材料により構成されている。また、絶縁板１２の厚さは、０．２ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下である。
金属板１４は、平面視で矩形状を成す。また、角部が、例えば、Ｃ面取りあるいはＲ面取りされていてもよい。金属板１４は、絶縁板１２のサイズより小さく、絶縁板１２の縁部を除いた裏面全面に形成されている。金属板１４は、熱伝導性に優れた金属を主成分として構成されている。金属は、例えば、銅、アルミニウムまたは、少なくともこれらの一種を含む合金である。また、金属板１４の厚さは、０．１ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下である。金属板の耐食性を向上させるために、めっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル－リン合金、ニッケル－ボロン合金である。
配線板１３ａ～１３ｅは、絶縁板１２の縁部を除いた全面にわたって形成されている。好ましくは、平面視で、配線板１３ａ～１３ｅの絶縁板１２の外周に面する端部は、金属板１４の絶縁板１２の外周側の端部と重畳する。このため、絶縁回路基板１１は、絶縁板１２の裏面の金属板１４との応力バランスが維持される。絶縁板１２の過度な反り、割れ等の損傷が抑制される。なお、配線板１３ａ，１３ｂに示されているそれぞれ２つの破線の領域は、正極端子３１ａ～３１ｃ及び負極端子３２ａ～３２ｃ、出力端子３３ａ～３３ｃがそれぞれ配置される領域である。また、配線板１３ａ～１３ｅの厚さは、例えば、０．１ｍｍ以上、２．０ｍｍ以下である。配線板１３ａ～１３ｅは、導電性に優れた金属により構成されている。このような金属は、例えば、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの一種を含む合金である。また、配線板１３ａ～１３ｅの表面に対して、耐食性を向上させるために、めっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル－リン合金、ニッケル－ボロン合金である。
配線板１３ａ（入力配線）は、絶縁板１２の短辺１２ｄから短辺１２ｂに向かって延伸して形成されている。配線板１３ａは、平面視で、矩形状を成している。配線板１３ａの＋Ｙ方向側の端部と、絶縁板１２の短辺１２ｂとの間に隙間が設けられている。配線板１３ａの±Ｘ方向の端部と、絶縁板１２の長辺１２ａ，１２ｃとの間に隙間が設けられている。
配線板１３ｂ（出力配線）は、絶縁板１２の短辺１２ｂから短辺１２ｄに向かって延伸して形成されている。配線板１３ｂは、平面視で、矩形状を成している。配線板１３ａ，１３ｂの±Ｘ方向の幅は、略等しい。配線板１３ａ，１３ｂは±Ｙ方向に直線状を成して配置されている。配線板１３ｂと配線板１３ａとの間には隙間が設けられている。配線板１３ｂの±Ｘ方向の端部と、絶縁板１２の長辺１２ａ，１２ｃとの間に隙間が設けられている。
配線板１３ｃ（制御配線）は、平面視で、Ｕ字状を成している。配線板１３ｃは、角部１２ｇ近傍から長辺１２ｃに沿って短辺１２ｂに向かって延伸し、配線板１３ｂの手前で長辺１２ａ側を向く。配線板１３ｃは、長辺１２ａに向かって短辺１２ｂに沿って延伸し、長辺１２ａの手前で短辺１２ｄ側を向く。配線板１３ｃは、短辺１２ｄに向かって長辺１２ａに沿って配線板１３ｅの手前まで延伸している。
配線板１３ｄ（検出配線）もまた、平面視で、Ｕ字状を成している。配線板１３ｄは、配線板１３ｃ，１３ａの間に形成されている。配線板１３ｄは、角部１２ｇ近傍から長辺１２ｃに沿って短辺１２ｂに向かって延伸し、配線板１３ｃの手前で長辺１２ａ側を向く。配線板１３ｄは、長辺１２ａに向かって短辺１２ｂに沿って延伸し、配線板１３ｃの手前で短辺１２ｄ側を向く。配線板１３ｄは、短辺１２ｄに向かって長辺１２ａに沿って配線板１３ｅの手前まで延伸している。
配線板１３ｅ（検出配線）は、平面視で矩形状を成している。配線板１３ｅは、絶縁板１２の角部１２ｈの近傍に形成されている。配線板１３ｅは、配線板１３ｃ，１３ｄの端部から、－Ｙ方向に距離を空けて形成されている。
このような構成を有する絶縁回路基板１１として、例えば、ＤＣＢ（Direct Copper Bonding）基板、ＡＭＢ（Active Metal Brazed）基板を用いてもよい。絶縁回路基板１１は、後述する半導体チップ１５で発生した熱を配線板１３ａ、絶縁板１２、金属板１４を介して、絶縁回路基板１１の裏面側に伝導させて放熱する。
さらに、半導体ユニット１０は、制御ワイヤ１６ａ及び検出ワイヤ１６ｂ，１６ｃを含んでいる。制御ワイヤ１６ａは、半導体チップ１５の制御電極１５ａと配線板１３ｃとを接続する。すなわち、制御ワイヤ１６ａは、各半導体チップ１５の制御電極１５ａから外側（長辺１２ａ，１２ｃ側）に延伸して配線板１３ｃに接続されている。
検出ワイヤ１６ｂは、半導体チップ１５の出力電極１５ｂと配線板１３ｄとを接続する。すなわち、検出ワイヤ１６ｂは、各半導体チップ１５の出力電極１５ｂから外側（長辺１２ａ，１２ｃ側）に延伸して配線板１３ｄに接続されている。また、検出ワイヤ１６ｃは、配線板１３ａ，１３ｅを接続している。このような制御ワイヤ１６ａ及び検出ワイヤ１６ｂ，１６ｃは、導電性に優れた材質を主成分としている。このような材質は、例えば、金、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの１種を含む合金により構成されている。
また、半導体ユニット１０ａ～１０ｃに含まれる絶縁回路基板１１の配線板１３ａ，１３ｂには、正極端子３１ａ～３１ｃと出力端子３３ａ～３３ｃとがそれぞれ接合される（図５を参照）。主電流配線３４は、配線板１３ｂと半導体チップ１５の出力電極１５ｂ（後述）とを接続している。主電流配線３４の詳細については後述する。
さらに、半導体ユニット１０ａ～１０ｃは、制御端子３６ａ及び検出端子３６ｂ，３６ｃをそれぞれ含んでいる（図２を参照）。制御端子３６ａの下端部は、配線板１３ｃの（角部１２ｇ近傍の）端部（図８中の破線の円）にワイヤ３６ａ１（図５を参照）により接続される。制御端子３６ａの上端部は、鉛直上方に延伸し、封止本体４０のおもて面４５から外部に突出する（図３を参照）。検出端子３６ｂ，３６ｃの下端部は、配線板１３ｄ，１３ｅの（短辺１２ｄ側の）端部（図８中の破線の円）にワイヤ３６ｂ１，３６ｃ１（図５を参照）により接続される。検出端子３６ｂ，３６ｃの上端部は、鉛直上方に延伸し、封止本体４０のおもて面４５から外部に突出する（図３を参照）。なお、このようなワイヤ３６ａ１，３６ｂ１，３６ｃ１もまた、導電性に優れた材質を主成分としている。このような材質は、例えば、金、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの１種を含む合金により構成されている。
半導体ユニット１０ｄ～１０ｆに含まれる絶縁回路基板１１の配線板１３ｂ，１３ａには、負極端子３２ａ～３２ｃと出力端子３３ａ～３３ｃとがそれぞれ接合される（図６を参照）。出力端子３３ａ～３３ｃは、冷却ユニットの側壁２１ｃ３側に半導体ユニット１０ａ～１０ｃの配線板１３ｂと半導体ユニット１０ｄ～１０ｆの配線板１３ａとをそれぞれ接続している。主電流配線３４は、配線板１３ｂと半導体チップ１５の出力電極１５ｂ（後述）とを接続している。
さらに、半導体ユニット１０ｄ～１０ｆは、制御端子３７ａ及び検出端子３７ｂ，３７ｃをそれぞれ含んでいる（図２を参照）。制御端子３７ａの下端部は、配線板１３ｃの（角部１２ｇ近傍の）端部（図８中の破線の円）にワイヤ３７ａ１（図６を参照）により接続される。制御端子３７ａの上端部は、鉛直下方に延伸し、封止本体４０の裏面４６から外部に突出する（図３を参照）。検出端子３７ｂ，３７ｃの下端部は、配線板１３ｄ，１３ｅの（短辺１２ｄ側の）端部（図８中の破線の円）にワイヤ３７ｂ１，３７ｃ１（図６を参照）により接続される。検出端子３７ｂ，３７ｃの上端部は、鉛直上方に延伸し、封止本体４０のおもて面４５から外部に突出する（図３を参照）。なお、このようなワイヤ３７ａ１，３７ｂ１，３７ｃ１もまた、導電性に優れた材質を主成分としている。このような材質は、例えば、金、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの１種を含む合金により構成されている。
ここでは、正極端子３１ａ～３１ｃ及び負極端子３２ａ～３２ｃは、平板状であって、Ｌ字状を成している。なお、図７では、正極端子３１ａ及び負極端子３２ｂを示している。出力端子３３ａ～３３ｃは、平板状であって、Ｕ字状を成している。なお、図７では、出力端子３３ａを示している。
主電流配線３４は、導電性に優れた金属により構成されている。このような金属は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金である。主電流配線３４は、例えば、ワイヤ、リードフレームであってよい。ここでは、主電流配線３４は、ワイヤである場合を例示している。主電流配線３４は、図８に例示するように、±Ｙ方向に沿って、２つの半導体チップ１５のおもて面の出力電極１５ｂと配線板１３ｂとを直接接続している。
制御端子３６ａ，３７ａ及び検出端子３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃもまた、導電性に優れた金属により構成されている。このような金属は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金である。制御端子３６ａ，３７ａ及び検出端子３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃも耐食性を向上させるために、冷却ユニット２０の表面にめっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル－リン合金、ニッケル－ボロン合金である。このような制御端子３６ａ，３７ａ及び検出端子３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃは、例えば、柱状、ストライプ状であってよい。柱状は、円柱、角柱を含む。制御端子３６ａ，３７ａ及び検出端子３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃの配線板１３ｃ，１３ｄ，１３ｅに対する接合は、既述の接合部材３９でもよい。
半導体チップ１５は、炭化シリコンにより構成されるパワーデバイスである。このパワーデバイスの一例として、パワーＭＯＳＦＥＴが挙げられる。このような半導体チップ１５、裏面に入力電極としてドレイン電極を、おもて面に、制御電極１５ａとしてゲート電極及び出力電極１５ｂとしてソース電極をそれぞれ備えている。
また、半導体チップ１５は、シリコンにより構成されるパワーデバイスであってもよい。この場合のパワーデバイスは、例えば、ＲＣ（Reverse Conducting）－ＩＧＢＴである。ＲＣ－ＩＧＢＴは、スイッチング素子であるＩＧＢＴ及びダイオード素子であるＦＷＤ（Free Wheeling Diode）が１チップ内に構成されたものである。このような半導体チップ１５は、例えば、裏面に入力電極としてコレクタ電極を、おもて面に、制御電極としてゲート電極、出力電極としてエミッタ電極をそれぞれ備えている。
なお、半導体チップ１５は、本実施の形態では、配線板１３ａに、既述の接合部材３９を介してそれぞれ複数配置されている。本実施の形態では、それぞれ、配線板１３ａに２行、２列で配置されている場合を示している。この場合、各半導体チップ１５は、制御電極１５ａがそれぞれ外側（絶縁板１２の長辺１２ａ，１２ｃ）を向いて配置されている。
半導体装置１に含まれる冷却ユニット２０は、冷却体２１と冷却体２１の内部に連通する配水管２２，２３とを含んでいる。なお、図９では、冷却ユニット２０の天板２１ａ側が表示されている。冷却ユニット２０は、さらに、ポンプ及び放熱装置（ラジエータ）を備えてよい。ポンプは、配水管２２，２３に接続される。冷却体２１は、天板２１ａと底板２１ｂと側壁２１ｃ１～２１ｃ４とを含む。
冷却体２１は、側壁２１ｃ１～２１ｃ４によって画定される冷却領域２１ｄを内部に備える。なお、図９は、冷却領域２１ｄを破線（搭載領域２１ｂａ～２１ｂｃを除く）で示している。天板２１ａは、冷却領域２１ｄの上面を塞ぐ冷却面である。なお、天板２１ａには、半導体ユニット１０ａ～１０ｃが搭載される搭載領域２１ｂａ～２１ｂｃが設定されている。搭載領域２１ｂａ～２１ｂｃは天板２１ａに対して長手方向（Ｘ方向）に沿って一列に設定されている。
底板２１ｂは、天板２１ａに対向して設けられて、冷却領域２１ｄの下面を塞ぐ冷却面である。なお、底板２１ｂにも、半導体ユニット１０ｄ～１０ｆが搭載される搭載領域（図示を省略）が設定されている。搭載領域は底板２１ｂに対して長手方向（Ｘ方向）に沿って一列に設定されている。
なお、天板２１ａの裏面には、複数の放熱フィン（図示を省略）が形成されている。複数の放熱フィンは、天板２１ａの裏面（底板２１ｂに対向する面）の冷却領域２１ｄと底板２１ｂとの間を接続するように延在してよい。
側壁２１ｃ１～２１ｃ４は、冷却領域２１ｄの四方をそれぞれ順に取り囲んでいる。側壁２１ｃ１～２１ｃ４の接続箇所はＲ面取りされていてもよい。天板２１ａと側壁２１ｃ１～２１ｃ４との接続箇所もまたＲ面取りされていてもよい。底板２１ｂと側壁２１ｃ１～２１ｃ４との接続箇所もまたＲ面取りされていてもよい。なお、後述するように、天板２１ａ上には、絶縁回路基板１１が配線板１３ｂを側壁２１ｃ３（第１辺）側に向けて配置されている。底板２１ｂ上には、絶縁回路基板１１が配線板１３ａを側壁２１ｃ３（第１辺）側に向けて配置されている。そして、側壁２１ｃ３（第１辺）側に設けられた出力端子３３ａ～３３ｃが天板２１ａ上の絶縁回路基板１１に含まれる配線板１３ｂと底板２１ｂ上の絶縁回路基板１１に含まれる配線板１３ａとを電気的に接続している。
配水管２２，２３は、それぞれ、冷却体２１の側壁２１ｃ２，２１ｃ４の中心部に形成されている。配水管２２，２３は、冷却体２１の冷却領域２１ｄに連通している。配水管２２，２３にそれぞれ接続されたポンプは、配水管２２に冷媒を流入し、配水管２３から流出した冷媒を再び配水管２２に流入して冷媒を循環させる。なお、図９には、冷媒の流れを実線の矢印で示している。放熱装置は、半導体ユニット１０からの熱が伝導された冷媒の熱を外部に放熱させる。なお、冷媒は、例えば、水、不凍液（エチレングリコール水溶液）、ロングライフクーラント（ＬＬＣ）を用いてよい。なお、配水管２２，２３の取り付け位置は一例である。例えば、配水管２２，２３を側壁２１ｃ２に取り付けてもよい。この場合、配水管２２から冷媒を流入して、流入した冷媒が冷却領域２１ｄをＵ字に流通させて、配水管２３から流出させてもよい。
このような冷却ユニット２０は、熱伝導性に優れた金属を主成分として構成されている。金属は、例えば、銅、アルミニウム、または、少なくともこれらの一種を含む合金である。冷却ユニット２０の耐食性を向上させるために、冷却ユニット２０の表面にめっき処理を行ってもよい。この際、用いられるめっき材は、例えば、ニッケル、ニッケル－リン合金、ニッケル－ボロン合金である。また、複数の放熱フィンが形成された天板２１ａは、例えば、鍛造、鋳造（ダイカスト）により形成される。鍛造の場合、ブロック状の上記金属を主成分とする部材を金型を用いて加圧し、塑性変形させることで、複数の放熱フィン及び側壁２１ｃ１～２１ｃ４が形成された天板２１ａが得られる。ダイカストの場合、溶融したダイカスト材を所定の鋳型に流し込み、冷却した後、鋳型から取り出すことで、複数の放熱フィン及び側壁２１ｃ１～２１ｃ４が形成された天板２１ａが得られる。また、この際のダイカスト材は、例えば、アルミニウム系の合金である。または、複数の放熱フィンや側壁２１ｃ１～２１ｃ４が形成された天板２１ａは、ブロック状の上記金属を主成分とする部材を切削加工により形成してもよい。
半導体チップ１５と絶縁回路基板１１との接合、半導体ユニット１０（絶縁回路基板１１）と冷却ユニット２０との接合で用いられる接合部材３９は、はんだ、または、焼結材が用いられる。はんだは、鉛フリーはんだ、または、鉛入りはんだが用いられる。鉛フリーはんだは、例えば、錫、銀、銅、亜鉛、アンチモン、インジウム、ビスマスの少なくとも２つを含む合金を主成分とする。さらに、はんだには、添加物が含まれてもよい。添加物は、例えば、ニッケル、ゲルマニウム、コバルトまたはシリコンである。はんだは、添加物が含まれることで、濡れ性、光沢、結合強度が向上し、信頼性の向上を図ることができる。鉛入りはんだは、さらに、鉛を含む。焼結材は、例えば、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、銀、銀合金の少なくとも１つを含む金属材料が用いられる。
次に、半導体装置１の機能を表す等価回路図について図１０を用いて説明する。図１０は、第１の実施の形態の半導体装置に含まれる機能を表す等価回路図である。半導体装置１は、図１０に示される等価回路を含んでいる。
図１０に示されるように、半導体装置１は、上アーム部Ａ及び下アーム部Ｂを含んでいる。上アーム部Ａは、冷却ユニット２０の天板２１ａに配置された半導体ユニット１０ａ～１０ｃにより構成される。下アーム部Ｂは、冷却ユニット２０の底板２１ｂに配置された半導体ユニット１０ａ～１０ｃにより構成される。
半導体装置１では、外部電源の正極が接続されるＰ端子である正極端子３１ａ～３１ｃが上アーム部Ａの半導体チップ１５の入力電極（ドレイン電極）にそれぞれ電気的に接続されている。また、正極端子３１ａ～３１ｃと半導体チップ１５の入力電極との間に検出端子３６ｃ（Ｄ１～Ｄ３端子）がそれぞれ接続されている。
負荷が接続されるＵ，Ｖ，Ｗ端子である出力端子３３ａ～３３ｃは、上アーム部Ａの半導体チップ１５の出力電極１５ｂ（ソース電極）（図８を参照）に接続されている。また、半導体チップ１５の出力電極１５ｂ（ソース電極）（図８を参照）と出力端子３３ａ～３３ｃとの間に検出端子３６ｂ（Ｓ１～Ｓ３端子）がそれぞれ接続されている。
さらに、出力端子３３ａ～３３ｃは、下アーム部Ｂの半導体チップ１５の入力電極（ドレイン電極）にそれぞれ電気的に接続されている。また、出力端子３３ａ～３３ｃと半導体チップ１５の入力電極（ドレイン電極）との間に検出端子３７ｃ（Ｄ４～Ｄ６端子）がそれぞれ接続されている。
外部電源の負極が接続されるＮ端子である負極端子３２ａ～３２ｃが下アーム部Ｂの半導体チップ１５の出力電極１５ｂ（ソース電極）（図８を参照）にそれぞれ電気的に接続されている。また、負極端子３２ａ～３２ｃと半導体チップ１５の出力電極１５ｂ（ソース電極）（図８を参照）との間に検出端子３７ｃ（Ｓ４～Ｓ６端子）がそれぞれ接続されている。
さらに、外部から制御電源が接続されるＧ１～Ｇ３端子である制御端子３６ａが上アーム部Ａの半導体チップ１５の制御電極１５ａ（ゲート電極）（図８を参照）にそれぞれ電気的に接続されている。また、外部から制御電源が接続されるＧ４～Ｇ６端子である制御端子３７ａが下アーム部Ａの半導体チップ１５の制御電極１５ａ（ゲート電極）（図８を参照）にそれぞれ電気的に接続されている。
次に、半導体装置１の製造方法について図１１を用いて説明する。図１１は、第１の実施の形態の半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。まず、半導体装置１の構成部品を用意する用意工程を行う（ステップＳ１）。ここで用意される半導体装置１の構成部品は、例えば、半導体チップ１５、絶縁回路基板１１、冷却ユニット２０、正極端子３１ａ～３１ｃ、負極端子３２ａ～３２ｃ、出力端子３３ａ～３３ｃ、主電流配線３４、制御端子３６ａ，３７ａ、検出端子３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃ、絶縁治具５０ａ，５０ｂが挙げられる。上記以外でも、半導体装置１の製造に必要な部品が用意される。また、この際、部品のみならず、製造工程で用いられる製造装置も用意される。
次いで、半導体ユニット１０を製造する半導体ユニット製造工程を行う（ステップＳ２）。絶縁回路基板１１の配線板１３ａに接合部材３９を介して半導体チップ１５を接合して、半導体ユニット１０を製造する。
次いで、冷却ユニット２０に半導体ユニット１０を搭載する搭載工程を行う（ステップＳ３）。半導体ユニット１０ａ～１０ｃを冷却ユニット２０の天板２１ａに長手方向（Ｘ方向）に沿って、一列に接合部材３９を介して搭載する。この際、絶縁回路基板１１の配線板１３ａ，１３ｂがそれぞれ冷却ユニット２０の側壁２１ｃ１，２１ｃ３を向くように搭載する。半導体ユニット１０ｄ～１０ｆを冷却ユニット２０の底板２１ｂに長手方向（Ｘ方向）に沿って、一列に接合部材３９を介して搭載する。この際、絶縁回路基板１１の配線板１３ａ，１３ｂがそれぞれ冷却ユニット２０の側壁２１ｃ３，２１ｃ１を向くように搭載する。
次いで、半導体ユニット１０に対して各種端子を取り付け、ワイヤを接続して配線する配線工程を行う（ステップＳ４）。ステップＳ３で冷却ユニット２０に搭載した半導体ユニット１０に対して制御ワイヤ１６ａ、検出ワイヤ１６ｂ，１６ｃを設ける（図８を参照）。
例えば、絶縁治具５０ａを冷却ユニット２０の側壁２１ｃ１の所定の箇所に取り付ける。この際、絶縁治具５０ａは冷却ユニット２０の側壁２１ｃ１に嵌合する。正極端子３１ａ及び負極端子３２ａを絶縁治具５０ａに取り付ける。この際、正極端子３１ａの他端部は、天板２１ａの絶縁回路基板１１の配線板１３ａに接合する。負極端子３２ａの他端部は、底板２１ｂの絶縁回路基板１１の配線板１３ｂに接合する。正極端子３１ａの一端部と負極端子３２ａの一端部とは、隙間を空けて絶縁治具５０ａの外面５０ａ３に設けられる。なお、他の正極端子３１ｂ，３１ｃ及び負極端子３２ｂ，３２ｃも同様に取り付けられる。
また、絶縁治具５０ｂを冷却ユニット２０の側壁２１ｃ３の所定の箇所に取り付ける。この際、絶縁治具５０ｂは冷却ユニット２０の側壁２１ｃ３に嵌合する。出力端子３３ａを絶縁治具５０ｂに取り付ける。この際、出力端子３３ａの他端部は、天板２１ａの絶縁回路基板１１の配線板１３ｂに接合する。出力端子３３ａの一端部は、底板２１ｂの絶縁回路基板１１の配線板１３ａに接合する。なお、他の出力端子３３ｂ，３３ｃも同様に取り付けられる。
また、ワイヤである主電流配線３４により天板２１ａ及び底板２１ｂの半導体ユニット１０の半導体チップ１５の出力電極１５ｂ及び配線板１３ｂを電気的に接続する。制御端子３６ａ及び検出端子３６ｂ，３６ｃを天板２１ａの半導体ユニット１０の配線板１３ｃ，１３ｄ，１３ｅに接合する。制御端子３７ａ及び検出端子３７ｂ，３７ｃを底板２１ｂの半導体ユニット１０の配線板１３ｃ，１３ｄ，１３ｅに接合する。
次いで、ステップＳ４で各種配線が行われた半導体ユニット１０を含む冷却ユニット２０を封止部材で封止する封止工程を行う（ステップＳ５）。ステップＳ４で各種配線が行われた半導体ユニット１０を含む冷却ユニット２０を内部に空間を含む所定の治具に搬入する。この空間により、天板２１ａ上の半導体ユニット１０ａ～１０ｃ及び底板２１ｂ上の半導体ユニット１０ｄ～１０ｆが含まれる。このような治具内に封止部材を充填して封止する。封止部材が固化すると封止本体４０となる。治具を取り外すと、図１～図４に示された半導体装置１が製造される。
上記半導体装置１は、半導体ユニット１０ａ～１０ｆと冷却ユニット２０と出力端子３３ａ～３３ｃとを含む。半導体ユニット１０ａ～１０ｆは、半導体チップ１５と当該半導体チップ１５に接続される配線板１３ａ，１３ｂをおもて面（第１主面）に含む絶縁回路基板１１を含む。冷却ユニット２０は、平面視で側壁２１ｃ３を含み、半導体ユニット１０ａ～１０ｃの絶縁回路基板１１が配置される天板２１ａと天板２１ａの反対側に設けられ、半導体ユニット１０ｄ～１０ｆの絶縁回路基板１１が配置される底板２１ｂを含む。出力端子３３ａ～３３ｃは、冷却ユニット２０の側壁２１ｃ３側に半導体ユニット１０ａ～１０ｃに含まれる配線板１３ｂ及び半導体ユニット１０ｄ～１０ｆに含まれる配線板１３ａに接続される。このような半導体装置１では、冷却ユニット２０の天板２１ａ及び底板２１ｂに半導体ユニット１０ａ～１０ｃ，１０ｄ～１０ｆをそれぞれ配置できるため、半導体装置１の小型化を図ることができる。また、半導体装置１では、半導体ユニット１０ａ～１０ｃを冷却ユニット２０の天板２１ａに対して側壁２１ｃ３側に半導体チップ１５の出力電極１５ｂに接続される配線板１３ｂを向けて配置している。また、半導体ユニット１０ｄ～１０ｆを冷却ユニット２０の底板２１ｂに対して側壁２１ｃ３側に半導体チップ１５の入力電極に接続される配線板１３ａを向けて配置している。このため、出力端子３３ａ～３３ｃを、冷却ユニット２０の側壁２１ｃ３側に配置することで、半導体ユニット１０ａ～１０ｃに含まれる配線板１３ｂと半導体ユニット１０ｄ～１０ｆに含まれる配線板１３ａとを容易に接続することができる。
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態の半導体装置は、半導体装置１に対して正極端子及び負極端子が異なっている。この場合について、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、第２の実施の形態の半導体装置のおもて面の要部平面図であり、図１３は、第２の実施の形態の半導体装置の断面図である。なお、図１２は、半導体装置１ａの半導体ユニット１０ａの平面視の拡大図である。図１３は、図１２の一点鎖線Ｘ－Ｘにおける断面図である。
半導体装置１ａは、正極端子３１ａ～３１ｃ、負極端子３２ａ～３２ｃ、絶縁治具５０ａ以外は第１の実施の形態の半導体装置１と同様の構成を成している。ここでは、半導体装置１ａの正極端子３１ａ及び負極端子３２ａについて説明する。正極端子３１ｂ，３１ｃ及び負極端子３２ｂ，３２ｃは、正極端子３１ａ及び負極端子３２ａと同様である。
正極端子３１ａ及び負極端子３２ａは、絶縁紙３５を挟んで、段差を成して絶縁端子治具５１に一体成形されて、封止本体４０の長側面４１側に表出されている。すなわち、正極端子３１ａ、絶縁紙３５、負極端子３２ａは、長側面４１側で積層している。積層された正極端子３１ａ、絶縁紙３５、負極端子３２ａは絶縁端子治具５１の開口部５１ｃから表出されている。
正極端子３１ａは平板状であって、側面視でクランク状を成している。正極端子３１ａは、配線部３１ａ５と接触部３１ａ６とを含んでいる。配線部３１ａ５は側面視でＬ字状を成している。配線部３１ａ５の他端部（半導体装置１の内側）は、冷却ユニット２０の天板２１ａに配置されている絶縁回路基板１１の配線板１３ａに接合されている。接触部３１ａ６は配線部３１ａ５の一端部に一体的に接続されている。接触部３１ａ６の先端部は、封止本体４０の長側面４１側から外側に延伸している。
負極端子３２ａは平板状であって、側面視でクランク状を成している。負極端子３２ａは、配線部３２ａ５と接触部３２ａ６とを含んでいる。配線部３２ａ５は側面視でＬ字状を成している。配線部３２ａ５の他端部（半導体装置１の内側）は、冷却ユニット２０の底板２１ｂに配置されている絶縁回路基板１１の配線板１３ｂに接合されている。接触部３２ａ６は配線部３２ａ５の一端部に一体的に接続されている。接触部３２ａ６の先端部は、封止本体４０の長側面４１側から外側に延伸している。また、接触部３２ａ６の延伸方向（＋Ｙ方向）への長さは、接触部３１ａ６より長くてよい。
絶縁紙３５は、接触部３１ａ６よりも延伸方向への長さが長く、接触部３２ａ６よりも短い。したがって、絶縁紙３５は接触部３１ａ６と接触部３２ａ６の重複する部分に挟持され、絶縁紙３５の先端部は、正極端子３１ａに含まれる接触部３１ａ６の先端部と負極端子３２ａに含まれる接触部３２ａ６の先端部との間に位置する。このため、接触部３１ａ６、絶縁紙３５、接触部３２ａ６は段差を成している。すなわち、平面視で、接触部３１ａ６の先端部が露出し、絶縁紙３５の先端部が露出し、接触部３２ａ６の先端部が露出している。絶縁紙３５は、絶縁性を有する絶縁材により構成されている。このような絶縁材は、例えば、全芳香族ポリアミドポリマーによる絶縁紙、フッ素系、ポリイミド系の樹脂材料により形成されたシート状のものが適用される。
絶縁端子治具５１は、正極端子３１ａ、絶縁紙３５、負極端子３２ａを一体的に含んでいる。絶縁端子治具５１は、固定部５１ａと固定部５１ａから外側に突出する突出部５１ｂとを含む。固定部５１ａは、絶縁紙３５を挟持する正極端子３１ａ及び負極端子３２ａを含んで固定している。突出部５１ｂは、絶縁紙３５を挟持する正極端子３１ａの接触部３１ａ６と負極端子３２ａの接触部３２ａ６の（±Ｘ方向の）側部及び（－Ｙ方向の）先端部の両側を固定している。また、突出部５１ｂの開口部５１ｃから積層された接触部３１ａ６と絶縁紙３５と接触部３２ａ６とが表出している。このような絶縁端子治具５１は、熱可塑性樹脂を用いて成形される。熱可塑性樹脂は、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、または、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）樹脂である。
次に、このような半導体装置１ａを含む電力変換システムについて、図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は、第２の実施の形態の電力変換システムのおもて面の要部平面図であり、図１５は、第２の実施の形態の電力変換システムの断面図である。図１４は、半導体ユニット１０ａの平面視の拡大図である。図１５は、図１４の一点鎖線Ｘ－Ｘにおける断面図である。なお、ここでも、正極端子３１ａ及び負極端子３２ａを用いて説明する。正極端子３１ｂ，３１ｃ及び負極端子３２ｂ，３２ｃでも正極端子３１ａ及び負極端子３２ａと同様である。
電力変換システム３は、半導体装置１ａとキャパシタ２とを含んでいる。この際、半導体装置１ａとキャパシタ２とはできる限り近接して、互いの側部が対向するように配置されている。接続配線（ここでは、接続配線２ａを表示）が半導体装置１ａとキャパシタ２とを電気的に接続すると共に機械的に連結する。この際、接続配線２ａは、キャパシタ２側及び半導体装置１ａ側に線状のレーザ溶接痕が示されている。なお、接続配線２ａの個数及び幅は一例である。半導体装置１ａに含まれる絶縁端子治具５１の開口部５１ｃから表出される正極端子３１ａの接触部３１ａ６及び負極端子３２ａの接触部３２ａ６の幅に応じて、接続配線２ａの幅が選択される。
キャパシタ２は、ケース２ｄと接続配線２ａ，２ｂと絶縁紙２ｃとを含んでいる。ケース２ｄは、キャパシタ本体である。ケース２ｄの側部に、接続配線２ａ，２ｂと絶縁紙２ｃとが配置されている。ケース２ｄ内には、Ｎ極及びＰ極を有するキャパシタが、複数収納されている。ケース２ｄの材質は、例えば、エポキシ樹脂である。接続配線２ａは、その他端部はケース２ｄ内で全てキャパシタ素子のＮ極に電気的に接続されている。接続配線２ａの一端部は、ケース２ｄの外部に延伸されている。接続配線２ｂは、その他端部はケース２ｄ内で全てキャパシタ素子のＰ極に電気的に接続されている。接続配線２ｂの一端部は、ケース２ｄから外部に延伸されている。接続配線２ａ，２ｂは、導電性に優れた金属により構成されている。このような金属は、例えば、銅あるいは銅合金である。
絶縁紙２ｃは、接続配線２ｂよりも長く、ケース２ｄの接続配線２ａと接続配線２ｂとの間から外部に延伸している。したがって、ケース２ｄの外部にて、接続配線２ａ，２ｂは絶縁紙２ｃにより絶縁性が維持される。絶縁紙２ｃは、可撓性を備え、絶縁性を有する絶縁材により構成されている。このような絶縁材は、例えば、全芳香族ポリアミドポリマーによる絶縁紙、フッ素系、ポリイミド系の樹脂材料により形成されたシート状のものが適用される。
キャパシタ２は、このような接続配線２ａ，２ｂが半導体装置１ａの正極端子３１ａの接触部３１ａ６及び負極端子３２ａの接触部３２ａ６に対して、レーザ溶接により接合される。また、この際、絶縁紙２ｃは、半導体装置１ａの絶縁紙３５に接している。このため、正極端子３１ａ及び接続配線２ａと負極端子３２ａ及び接続配線２ｂと絶縁性が維持される。以上により、半導体装置１ａとキャパシタ２とを含む電力変換システム３が構成される。
このように半導体装置１ａもまた、冷却ユニット２０の天板２１ａ及び底板２１ｂに半導体ユニット１０ａ～１０ｃ，１０ｄ～１０ｆをそれぞれ配置できるため、半導体装置１ａ並びに半導体装置１ａを含む電力変換システム３の小型化を図ることができる。また、半導体装置１ａでは、正極端子３１ａ～３１ｃ及び負極端子３２ａ～３２ｃの形状に応じて、キャパシタ２の構成を変更することなくキャパシタ２と電気的に容易に接続することができる。
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態では、第１の実施の形態の半導体ユニット１０及び冷却ユニット２０がケースに収納されている場合について、図１６～図１９を用いて説明する。図１６は、第３の実施の形態の半導体装置の斜視図である。図１７は、第３の実施の形態の半導体装置の断面図である。図１８は、第３の実施の形態の半導体装置の側面図（正・負極端子側）である。図１９は、第３の実施の形態の半導体装置に含まれる絶縁回路基板の平面図である。なお、図１７は、図１６の一点鎖線Ｘ－Ｘにおける断面図である。なお、以下では、半導体装置１と同様の構成部品には、同様の符号を付して説明を簡略化し、または、省略する。
第３の実施の形態の半導体装置１ｂは、半導体ユニット１０と冷却ユニット２０と正極端子３１ａ～３１ｃと負極端子３２ａ～３２ｃと出力端子３３ａ～３３ｃと主電流配線３４とを含む。半導体装置１ｂは、これらがケース６０に収納されている。なお、冷却ユニット２０と正極端子３１ａ～３１ｃと負極端子３２ａ～３２ｃと出力端子３３ａ～３３ｃと主電流配線３４とは、半導体装置１と同様である。
ケース６０は、上部本体部６１及び下部本体部６２を含んでいる。上部本体部６１は、四方を順に取り囲む長側面６１ａと短側面６１ｂと長側面６１ｃと短側面６１ｄとを含んでいる。また、上部本体部６１の上面にはおもて面６１ｅ、下面には分割面６１ｆをそれぞれ含んでいる。
上部本体部６１は、おもて面６１ｅに、短手方向（Ｙ方向）に沿って開口された収納領域６１ｅ１が長手方向（Ｘ方向）に並んで形成されている。また、上部本体部６１の収納領域６１ｅ１の長側面６１ａ側には、段差６１ｅ２が形成されている。上部本体部６１の収納領域６１ｅ１の長側面６１ｃ側にも、段差６１ｅ３が形成されている。段差６１ｅ２，６１ｅ３は、おもて面６１ｅに平行を成し、かつ、おもて面６１ｅよりも低位に位置する。なお、図１６では、収納領域６１ｅを封止する封止部材の記載は省略している。なお、半導体装置１ｂで用いられる封止部材は、封止本体４０と同様の物を用いてもよい。すなわち、封止部材は、熱硬化性樹脂と当該熱硬化性樹脂に含まれる充填剤とを含んでいる。熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、マレイミド樹脂である。充填剤は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、窒化ホウ素または窒化アルミニウムである。
また、正極端子３１ａ～３１ｃが、上部本体部６１の長側面６１ａにＸ方向に沿ってそれぞれ設けられている。正極端子３１ａ～３１ｃは上部本体部６１に一体成形されてよい。正極端子３１ａ～３１ｃは、側面視で、Ｌ字状を成しており、配線部及び接触部３１ａ６～３１ｃ６（図１７では配線部３１ａ５と接触部３１ａ６とを含む正極端子３１ａを表示）を含んでいる。配線部は、側面視で平板状を成している。配線部の一端部（半導体装置１ｂの内側）は、上部本体部６１の段差６１ｅ２に配置されている。配線部の他端部（半導体装置１ｂの外側）は、長側面６１ａから表出して、接触部３１ａ６～３１ｃ６に一体的に接合されている。接触部３１ａ６～３１ｃ６は平板状を成している。接触部３１ａ６～３１ｃ６は、上部本体部６１の長側面６１ａにＸ方向に沿ってそれぞれ設けられている。
また、出力端子３３ａ～３３ｃは、例えば、±Ｚ方向で上下に分離可能に構成されてもよい。この場合、上部の出力端子３３ａ～３３ｃは上部本体部６１の長側面６１ｃにＸ方向に沿ってそれぞれ設けられている。上部の出力端子３３ａ～３３ｃは上部本体部６１に一体成形されてよい。上部の出力端子３３ａ～３３ｃは、側面視で、Ｌ字状を成しており、配線部及び接触部３３ａ６～３３ｃ６（図１７では配線部３３ａ５と接触部３３ａ６と含む出力端子３３ａを表示）を含んでいる。配線部（図１７では配線部３３ａ５を表示）は、側面視で平板状を成している。配線部の一端部（半導体装置１ｂの内側）は、上部本体部６１の段差６１ｅ３に配置されている。配線部の他端部（半導体装置１ｂの外側）は、長側面６１ｃから表出して、接触部３３ａ６～３３ｃ６に一体的に接合されている。接触部３３ａ６～３３ｃ６は平板状を成している。接触部３３ａ６～３３ｃ６は、上部本体部６１の長側面６１ｃにＸ方向に沿ってそれぞれ設けられている。
また、制御端子３８ａ及び検出端子３８ｂ，３８ｃは、制御端子３６ａ，３７ａ及び検出端子３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃと同様の機能及び材質により構成されている。制御端子３８ａと検出端子３８ｂ，３８ｃは、例えば、Ｘ方向に見て、Ｌ字状を成している。このような制御端子３８ａと検出端子３８ｂ，３８ｃは、上部本体部６１の収納領域６１ｅ１ごとに、段差６１ｅ２に配置されている。制御端子３８ａ及び検出端子３８ｂが短側面６１ｄ側に順に配置されている。検出端子３８ｃは、検出端子３８ｂに対して正極端子３１ａ～３１ｃを挟んでそれぞれ配置されている。制御端子３８ａ及び検出端子３８ｂ，３８ｃもまた、上部本体部６１に一体成形されてよい。
このような上部本体部６１を、半導体ユニット１０ａ～１０ｃが天板２１ａに搭載された冷却ユニット２０の天板２１ａ側に取り付ける。絶縁回路基板１１の配線板１３ａが段差６１ｅ２側を、配線板１３ｂが段差６１ｅ３側をそれぞれ向いて、半導体ユニット１０ａ～１０ｃが収納領域６１ｅ１から表出される。
下部本体部６２もまた、四方を順に取り囲む長側面６２ａと短側面６２ｂと長側面６２ｃと短側面６２ｄとを含んでいる。また、下部本体部６２の上面には分割面６２ｅ、下面には裏面６２ｆをそれぞれ含んでいる。
下部本体部６２は、裏面６２ｆに、短手方向（Ｙ方向）に沿って開口された収納領域６２ｆ１が長手方向（Ｘ方向）に並んで形成されている。また、下部本体部６２の収納領域６２ｆ１の長側面６２ａ側には、段差６２ｆ２が形成されている。下部本体部６２の収納領域６２ｆ１の長側面６２ｃ側にも、段差６２ｆ３が形成されている。段差６２ｆ２，６２ｆ３は、裏面６２ｆに平行を成し、かつ、裏面６２ｆよりも低位に位置する。なお、図１６では、収納領域６２ｆを封止する封止部材の記載は省略している。
負極端子３２ａ～３２ｃは、下部本体部６２の長側面６２ａにＸ方向に沿ってそれぞれ設けられている。負極端子３２ａ～３２ｃは、下部本体部６２に一体成形されてよい。負極端子３２ａ～３２ｃは、側面視で、Ｌ字状を成しており、配線部及び接触部３２ａ６～３２ｃ６（図１７では配線部３２ａ５と接触部３２ａ６を含む負極端子３２ａを表示）を含んでいる。配線部は、側面視で平板状を成している。配線部の一端部（半導体装置１ｂの内側）は、下部本体部６２の段差６２ｅ２に配置されている。配線部の他端部（半導体装置１ｂの外側）は、長側面６２ａから表出して、接触部３２ａ６～３２ｃ６に一体的に接合されている。接触部３２ａ６～３２ｃ６は平板状を成している。接触部３２ａ６～３２ｃ６は、下部本体部６２の長側面６２ａにＸ方向に沿ってそれぞれ設けられている。
また、出力端子３３ａ～３３ｃは、上部本体部６１の場合と同様に、±Ｚ方向で上下に分離可能に構成されてもよい。この場合、下部の出力端子３３ａ～３３ｃは下部本体部６２の長側面６２ｃにＸ方向に沿ってそれぞれ設けられている。下部の出力端子３３ａ～３３ｃは下部本体部６２に一体成形されてよい。下部の出力端子３３ａ～３３ｃは、側面視で、Ｌ字状を成しており、配線部及び接触部３３ａ６～３３ｃ６（図１７では配線部３３ａ５と接触部３３ａ６と含む出力端子３３ａを表示）を含んでいる。配線部（図１７では配線部３３ａ５を表示）は、側面視で平板状を成している。配線部の一端部（半導体装置１ｂの内側）は、下部本体部６２の段差６２ｆ３に配置されている。配線部の他端部（半導体装置１ｂの外側）は、長側面６２ｃから表出して、接触部３３ａ６～３３ｃ６に一体的に接合されている。接触部３３ａ６～３３ｃ６は平板状を成している。接触部３３ａ６～３３ｃ６は、下部本体部６２の長側面６２ｃにＸ方向に沿ってそれぞれ設けられている。
また、制御端子３８ａ及び検出端子３８ｂ，３８ｃは、下部本体部６２の収納領域６２ｆ１ごとの段差６２ｆ３に設けられている。制御端子３８ａ及び検出端子３８ｂ，３８ｃはまた下部本体部６２に一体成形されてよい。制御端子３８ａ及び検出端子３８ｂが短側面６２ｄ側に順に配置されている。検出端子３８ｃは、検出端子３８ｂに対して出力端子３３ａ～３３ｃを挟んでそれぞれ配置されている。
このような下部本体部６２を、半導体ユニット１０ｄ～１０ｆが底板２１ｂに搭載された冷却ユニット２０の底板２１ｂ側に取り付ける。絶縁回路基板１１の配線板１３ａが段差６２ｆ３側を、配線板１３ｂが段差６２ｆ２側をそれぞれ向いて、半導体ユニット１０ｄ～１０ｆが収納領域６２ｆ１から表出される。
このように上部本体部６１及び下部本体部６２を取り付けると、上部本体部６１の正極端子３１ａ～３１ｃの接触部３１ａ６～３１ｃ６と、下部本体部６２の負極端子３２ａ～３２ｃの接触部３２ａ６～３２ｃ６とは（±Ｚ方向に）直線状を成して配置される。また、同様に、上部本体部６１の上部の出力端子３３ａ～３３ｃの接触部３３ａ６～３３ｃ６と、下部本体部６２の下部の出力端子３３ａ～３３ｃの接触部３３ａ６～３３ｃ６とは（±Ｚ方向に）直線状を成して配置される。なお、±Ｚ方向は、上部本体部６１の下部本体部６２に対する重ね合わせ方向に平行である。
また、半導体装置１ｂに含まれる半導体ユニット１０は、半導体チップ１５と絶縁回路基板１１とを含む。絶縁回路基板１１は、絶縁板１２と配線板１３ａ～１３ｅと金属板１４とを含む。配線板１３ａ～１３ｅは、半導体装置１と異なり、図１９に示されるパターンを成している。
配線板１３ａ（入力配線板）は、半導体装置１と同様に、絶縁板１２の短辺１２ｄから短辺１２ｂに向かって延伸して形成されている。配線板１３ｂ（出力配線板）は、配線板１３ａに対して、絶縁板１２の短辺１２ｂ側に隣接して形成されている。配線板１３ｂは、平面視で、矩形状を成している。配線板１３ａ，１３ｂの±Ｘ方向の幅は、略等しい。配線板１３ａ，１３ｂは±Ｙ方向に直線状を成して配置されている。配線板１３ｂと絶縁板１２の短辺１２ｂとの間には隙間が設けられている。配線板１３ａ，１３ｂの±Ｘ方向の端部と、絶縁板１２の長辺１２ａ，１２ｃとの間に隙間が設けられている。
配線板１３ｃ（制御配線板）は、平面視で、Ｕ字状を成して、配線板１３ａ，１３ｂ，１３ｄの外側に形成されている。すなわち、配線板１３ｃは、角部１２ｇ近傍から長辺１２ｃに沿って短辺１２ｂに向かって延伸し、短辺１２ｂの手前で長辺１２ａ側を向く。配線板１３ｃは、長辺１２ａに向かって短辺１２ｂに沿って延伸し、長辺１２ａの手前で短辺１２ｄ側を向く。配線板１３ｃは、短辺１２ｄに向かって長辺１２ａに沿って配線板１３ｅの手前まで延伸している。
また、絶縁回路基板１１が冷却ユニット２０の天板２１ａに設けられる場合、配線板１３ｃの角部１２ｇ近傍（図１９の破線の円）に、ワイヤを介して、制御端子３８ａの端部が接続される。制御端子３８ａの上端部は、鉛直上方に延伸する。他方、絶縁回路基板１１が冷却ユニット２０の底板２１ｂに設けられる場合、配線板１３ｃの角部１２ｇ近傍（図１９の破線の円）に、ワイヤを介して、制御端子３８ａの端部が接続される。制御端子３８ａの上端部は、鉛直下方に延伸する。
配線板１３ｄ（検出配線板）は、平面視で、Ｕ字状を成して、配線板１３ａ，１３ｂの外側であって、配線板１３ｃの内側に形成されている。すなわち、配線板１３ｄも、角部１２ｇ近傍から長辺１２ｃに沿って短辺１２ｂに向かって延伸し、配線板１３ｃの手前で長辺１２ａ側を向く。配線板１３ｄは、長辺１２ａに向かって短辺１２ｂに沿って延伸し、長辺１２ａの手前で短辺１２ｄ側を向く。配線板１３ｄは、短辺１２ｄに向かって長辺１２ａに沿って配線板１３ｅの手前まで延伸している。
また、絶縁回路基板１１が冷却ユニット２０の天板２１ａに設けられる場合、配線板１３ｄの角部１２ｇ近傍（図１９の破線の円）に、ワイヤを介して、検出端子３８ｂの端部が接続される。検出端子３８ｂの上端部は、鉛直上方に延伸する。他方、絶縁回路基板１１が冷却ユニット２０の底板２１ｂに設けられる場合、配線板１３ｄの角部１２ｇ近傍（図１９の破線の円）に、検出端子３８ｂの端部が接続される。検出端子３８ｂの上端部は、鉛直下方に延伸する。
配線板１３ｅ（検出配線板）は、平面視で矩形状を成している。配線板１３ｅは、絶縁板１２の角部１２ｈの近傍に形成されている。配線板１３ｅは、配線板１３ｃ，１３ｄの端部から、－Ｙ方向に距離を空けて形成されている。
また、絶縁回路基板１１が冷却ユニット２０の天板２１ａに設けられる場合、配線板１３ｅ（図１９の破線の円）に、ワイヤを介して、検出端子３８ｃの端部が接続される。検出端子３８ｃの上端部は、鉛直上方に延伸する。他方、絶縁回路基板１１が冷却ユニット２０の底板２１ｂに設けられる場合、配線板１３ｅ（図１９の破線の円）に、ワイヤを介して、検出端子３８ｃの端部が接続される。検出端子３８ｃの上端部は、鉛直下方に延伸する。
また、絶縁回路基板１１が冷却ユニット２０の天板２１ａに設けられる場合、主電流配線３４は、配線板１３ｂと半導体チップ１５の出力電極１５ｂとを接続して、さらに、出力電極３３ａ～３３ｃを接続する。主電流配線３４ａは、配線板１３ａと正極電極３１ａ～３１ｃとを接続する。
他方、絶縁回路基板１１が冷却ユニット２０の底板２１ｂに設けられる場合、主電流配線３４は、配線板１３ｂと半導体チップ１５の出力電極１５ｂとを接続して、さらに、負極電極３２ａ～３２ｃを接続する。主電流配線３４ａは、配線板１３ａと出力電極３３ａ～３３ｃとを接続する。
このような構成を有する半導体装置１ｂもまた図１１のステップＳ１～Ｓ４の工程にしたがって製造される。なお、ステップＳ４では、半導体ユニット１０に対する半導体チップ１５の制御電極１５ａと配線板１３ｃとの配線、半導体チップ１５の出力電極１５ｂと配線板１３ｄとの配線、配線板１３ａ，１３ｅとの配線をそれぞれ行う。ステップＳ４の後、上部本体部６１及び下部本体部６２を半導体ユニット１０が収納領域６１ｅ１，６２ｆ１から表出されるように冷却ユニット２０に取り付ける。収納領域６１ｅ１，６２ｆ１内の正極端子３１ａ～３１ｃ、負極電極３２ａ～３２ｃ、出力電極３３ａ～３３ｃに対して主電流配線３４，３４ａの接続を行う。次いで、収納領域６１ｅ１，６２ｆ１内を封止部材６３で封止する（ステップＳ５）。
以上により、半導体装置１ｂが製造される。なお、絶縁回路基板１１は、図１９に示したものに代わり、図８に示したものを用いてもよい。
［第４の実施の形態］
第４の実施の形態以降では、第３の実施の形態の半導体装置１ｂの出力端子の変形例について説明する。まず、第４の実施の形態の半導体装置１ｃについて図２０及び図２１を用いて説明する。図２０は、第４の実施の形態の半導体装置の側面図（出力端子側）であり、図２１は、第４の実施の形態の半導体装置の断面図である。なお、図２１は、図２０の一点鎖線Ｘ－Ｘにおける断面図である。また、第４の実施の形態では、半導体装置１ｂに対して異なる箇所のみを説明する。
半導体装置１ｃにおいて、出力端子３３ａ～３３ｃは、上部端子部３３ａ１～３３ｃ１と下部端子部３３ａ２～３３ｃ２とを含んでいる。ここでは、図２１に示される上部端子部３３ａ１及び下部端子部３３ａ２を例に挙げて説明する。上部端子部３３ｂ１，３３ｃ１及び下部端子部３３ｂ２，３３ｃ２も同様の構成を成している。
上部端子部３３ａ１及び下部端子部３３ａ２は、配線部３３ａａ，３３ａｃ及び接触部３３ａｂ，３３ａｄを含んでいる。配線部３３ａａ，３３ａｃは、側面視で、Ｌ字状を成している。配線部３３ａａの一端部は、ワイヤを介して、冷却ユニット２０の天板２１ａ側の配線板１３ｂに接続されている。配線部３３ａａの他端部には接触部３３ａｂが接合されている。配線部３３ａｃの一端部は、ワイヤを介して、冷却ユニット２０の底板２１ｂ側の配線板１３ａに接合されている。配線部３３ａｃの他端部には接触部３３ａｄが接続されている。
接触部３３ａｂ，３３ａｄは、平板状を成している。接触部３３ａｂ，３３ａｄは、配線部３３ａａ，３３ａｃの他端部に接続され、ケース６０の長側面６１ｃ，６２ｃから外側に延伸している。また、ケース６０の長側面６１ｃ，６２ｃから延伸する接触部３３ａｂ，３３ａｄは、平面視で重複している。また、ケース６０の長側面６１ｃ，６２ｃから延伸する接触部３３ａｂ，３３ａｄは（Ｚ方向に）隙間が空いている。この隙間に、例えば、外部から別の端子を挟持させて螺合することで、別の端子と電気的、かつ、機械的に接続させることができる。
このような上部端子部３３ａ１～３３ｃ１及び下部端子部３３ａ２～３３ｃ２を含む出力端子３３ａ～３３ｃは、ケース６０の上部本体部６１及び下部本体部６２に一体成形されている。なお、第３の実施の形態と同様に、正極端子３１ａ～３１ｃ、負極端子３２ａ～３２ｃ、制御端子３８ａ、検出端子３８ｂ，３８ｃもまた、ケース６０の上部本体部６１及び下部本体部６２に一体成形されてよい。なお、絶縁回路基板１１は、図８に示したものを用いてもよい。
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態では、第３の実施の形態の半導体装置１ｂの出力端子の異なる形態について図２２及び図２３を用いて説明する。図２２は、第５の実施の形態の半導体装置の側面図（出力端子側）である。図２３は、第５の実施の形態の半導体装置に含まれる出力端子の斜視図である。なお、図２３（Ａ）は、上部端子部３３ａ１の斜視図を、図２３（Ｂ）は、下部端子部３３ａ２の斜視図をそれぞれ示している。また、後述するように上部端子部３３ａ１と下部端子部３３ａ２とは同様の構成を成している。このため、図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）の上部端子部３３ａ１を反対方向から見た斜視図、図２３（Ａ）は、図２３（Ｂ）の下部端子部３３ａ２を反対方向から見た斜視図とすることもできる。また、第５の実施の形態でも、半導体装置１ｂに対して異なる箇所のみを説明する。
半導体装置１ｄは、出力端子３３ａ～３３ｃを備えている。このような出力端子３３ａ～３３ｃは、上部端子部３３ａ１～３３ｃ１と下部端子部３３ａ２～３３ｃ２とを含んでいる。ここでは、図２３に示される上部端子部３３ａ１及び下部端子部３３ａ２を例に挙げて説明する。なお、上部端子部３３ａ１及び下部端子部３３ａ２は同様の構成を成している。上部端子部３３ｂ１，３３ｃ１及び下部端子部３３ｂ２，３３ｃ２も上部端子部３３ａ１及び下部端子部３３ａ２と同様の構成を成している。
上部端子部３３ａ１は、平板状であって、側面視（±Ｘ方向）で、Ｌ字状を成している。このような上部端子部３３ａ１は、配線部３３ａａと接触部３３ａｂと接合部３３ａｅとを含んでいる。配線部３３ａａは、平板状であって、他端部（半導体装置１ｄの内側）が、冷却ユニット２０の天板２１ａの絶縁回路基板１１の配線板１３ｂに接合される。このような配線部３３ａａは、例えば、図１７の正極端子３１ａの配線部３１ａ５と同様にＬ字状を成してよい。
接触部３３ａｂは、平板状であって、配線部３３ａａの一端部の（＋Ｙ方向に見て）左側半分に一体的に接続されて、－Ｚ方向に延伸されている。また、接触部３３ａｂは貫通孔が形成されてよい。なお、配線部３３ａａ及び接触部３３ａｂは同じ厚さであって均一であってよい。
接合部３３ａｅは、平板状であって、配線部３３ａａの一端部の（＋Ｙ方向に見て）右側半分に一体的に接続されて、－Ｚ方向に延伸されている。すなわち、接合部３３ａｅは、接触部３３ａｂに対して、上部本体部６１及び下部本体部６２の重ね合わせ方向（±Ｚ方向）に対して直交する方向に隣接して設けられている。但し、接合部３３ａｅの－Ｚ方向の長さは、接触部３３ａｂの同方向の長さより短い。例えば、接触部３３ａｂの－Ｚ方向の長さは、接触部３３ａｂの同方向の長さの半分程度である。また、接合部３３ａｅの厚さは、接触部３３ａｂの厚さよりも薄く、接合部３３ａｅと接触部３３ａｂとの間に段差部３３ａｇが構成されている。
下部端子部３３ａ２は、同様に、配線部３３ａｃと接触部３３ａｄと接合部３３ａｆとを含んでおり、接触部３３ａｄと接合部３３ａｆとの間に段差部３３ａｈが設けられている。このような配線部３３ａｃと接触部３３ａｄと接合部３３ａｆとは、上部端子部３３ａ１の配線部３３ａａと接触部３３ａｂと接合部３３ａｅと同様である。すなわち、接合部３３ａｆもまた、接触部３３ａｄに対して、上部本体部６１及び下部本体部６２の重ね合わせ方向（±Ｚ方向）に対して直交する方向に隣接して設けられている。したがって、下部端子部３３ａ２の配線部３３ａｃの他端部（半導体装置１ｄの内側）が、冷却ユニット２０の底板２１ｂの絶縁回路基板１１の配線板１３ａに接合される。
このような構成を有する上部端子部３３ａ１並びに下部端子部３３ａ２は、図２２に示されるように、組み合った状態で半導体装置１ｄに含まれる。組み合った状態とは、上部端子部３３ａ１の接触部３３ａｂが、下部端子部３３ａ２の接合部３３ａｆのおもて面に重なる。さらに、下部端子部３３ａ２の接触部３３ａｄが、上部端子部３３ａ１の接合部３３ａｅのおもて面に重なる。
さらに、上部端子部３３ａ１の接触部３３ａｂのおもて面から、例えば、レーザ溶接を行う。上部端子部３３ａ１の接触部３３ａｂと下部端子部３３ａ２の接合部３３ａｆとが接合される。下部端子部３３ａ２の接触部３３ａｄのおもて面から、同様に、レーザ溶接を行う。下部端子部３３ａ２の接触部３３ａｄと上部端子部３３ａ１の接合部３３ａｅとが接合される。なお、図２２の上部端子部３３ａ１～３３ｃ１並びに下部端子部３３ａ２～３３ｃ２には、レーザ溶接によるレーザ溶接痕Ｍが示されている。以上により、上部端子部３３ａ１及び下部端子部３３ａ２が接合されて出力端子３３ａが構成される。また、上部端子部３３ｂ１，３３ｃ１及び下部端子部３３ｂ２，３３ｃ２も同様に接合して出力端子３３ｂ，３３ｃが構成される。
このような上部端子部３３ａ１～３３ｃ１及び下部端子部３３ａ２～３３ｃ２を含む出力端子３３ａ～３３ｃは、ケース６０の上部本体部６１及び下部本体部６２に一体成形されている。なお、第３の実施の形態と同様に、正極端子３１ａ～３１ｃ、負極端子３２ａ～３２ｃ、制御端子３８ａ、検出端子３８ｂ，３８ｃもまた、ケース６０の上部本体部６１及び下部本体部６２に一体成形されてよい。なお、絶縁回路基板１１は、図８に示したものを用いてもよい。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 半導体装置
２ キャパシタ
２ａ，２ｂ 接続配線
２ｃ 絶縁紙
２ｄ ケース
３ 電力変換システム
１０，１０ａ～１０ｆ 半導体ユニット
１１ 絶縁回路基板
１２ 絶縁板
１２ａ，１２ｃ 長辺
１２ｂ，１２ｄ 短辺
１２ｅ～１２ｈ 角部
１３ａ～１３ｅ 配線板
１４ 金属板
１５ 半導体チップ
１５ａ 制御電極
１５ｂ 出力電極
１６ａ 制御ワイヤ
１６ｂ，１６ｃ 検出ワイヤ
２０ 冷却ユニット
２１ 冷却体
２１ａ 天板
２１ｂ 底板
２１ｂａ，２１ｂｂ，２１ｂｃ 搭載領域
２１ｃ１～２１ｃ４ 側壁
２１ｄ 冷却領域
２２，２３ 配水管
３１ａ～３１ｃ 正極端子
３１ａ５，３１ｂ５ 配線部
３１ａ６～３１ｃ６ 接触部
３２ａ～３２ｃ 負極端子
３２ａ５ 配線部
３２ａ６～３２ｃ６ 接触部
３３ａ～３３ｃ 出力端子
３３ａ１～３３ｃ１ 上部端子部
３３ａ２～３３ｃ２ 下部端子部
３３ａａ，３３ａｃ 配線部
３３ａｂ，３３ａｄ 接触部
３３ａｅ，３３ａｆ 接合部
３３ａｇ，３３ａｈ 段差部
３３ａ５，３３ａ７ 配線部
３３ａ６～３３ｃ６ 接触部
３４，３４ａ 主電流配線
３５ 絶縁紙
３６ａ～３８ａ 制御端子
３６ａ１，３７ａ１ ワイヤ
３６ｂ，３６ｃ，３７ｂ，３７ｃ，３８ｂ，３８ｃ 検出端子
３６ｂ１，３６ｃ１，３７ｂ１，３７ｃ１ ワイヤ
３９ 接合部材
４０ 封止本体
４１，４３ 長側面
４２，４４ 短側面
４５ おもて面
４６ 裏面
５０ａ，５０ｂ 絶縁治具
５０ａ１，５０ｂ１ 上面
５０ａ２，５０ｂ２ 下面
５０ａ３，５０ｂ３ 外面
５１ 絶縁端子治具
５１ａ 固定部
５１ｂ 突出部
５１ｃ 開口部
６０ ケース
６１ 上部本体部
６１ａ，６１ｃ 長側面
６１ｂ，６１ｄ 短側面
６１ｅ おもて面
６１ｅ１ 収納領域
６１ｅ２，６１ｅ３ 段差
６１ｆ 分割面
６２ 下部本体部
６２ａ，６２ｃ 長側面
６２ｂ，６２ｄ 短側面
６２ｅ 分割面
６２ｆ 裏面
６２ｆ１ 収納領域
６１ｆ２，６１ｆ３ 段差
６３ 封止部材

Claims (13)

  1. 第１半導体チップと前記第１半導体チップが接合される第１配線部を第１主面に含む第１基板とを含む第１半導体ユニットと、
    第２半導体チップと前記第２半導体チップが接合される第２配線部を第２主面に含む第２基板とを含む第２半導体ユニットと、
    平面視で第１辺を含み、前記第１半導体ユニットの前記第１基板が配置される第１冷却面と前記第１冷却面の反対側に設けられ、前記第２半導体ユニットの前記第２基板が配置される第２冷却面を含む冷却ユニットと、
    前記冷却ユニットの前記第１辺側に設けられ、前記第１配線部及び前記第２配線部に接続された出力端子と、
    を含む半導体装置。
  2. 前記第１半導体チップは、おもて面に設けられた第１出力電極と裏面に設けられた第１入力電極とを含み、
    前記第２半導体チップは、おもて面に設けられた第２出力電極と裏面に設けられた第２入力電極とを含み、
    前記第１配線部は、前記第１半導体チップの裏面が接合される第１入力配線と前記第１入力配線に隣接して、前記第１半導体チップの前記第１出力電極に電気的に接続される第１出力配線を含み、
    前記第２配線部は、前記第２半導体チップの裏面が接合される第２入力配線と前記第２入力配線に隣接して、前記第２半導体チップの前記第２出力電極に電気的に接続される第２出力配線を含み、
    前記出力端子は、前記第１入力配線と前記第２出力配線とを接続している、
    請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記冷却ユニットは平面視で前記第１辺に対向する第２辺をさらに含み、
    前記第１基板は、前記第１入力配線が前記冷却ユニットの前記第２辺側を向いて、前記第１出力配線が前記冷却ユニットの前記第１辺側を向いて配置され、
    前記第２基板は、前記第２出力配線が前記冷却ユニットの前記第２辺側を向いて、前記第２入力配線が前記冷却ユニットの前記第１辺側を向いて配置されている、
    請求項２に記載の半導体装置。
  4. 前記第１入力配線に接続され、前記冷却ユニットの前記第２辺側から外側に延伸する正極端子と、
    前記第２出力配線に接続され、前記冷却ユニットの前記第２辺側から外側に延伸する負極端子と、
    をさらに含む請求項３に記載の半導体装置。
  5. 前記第１半導体ユニット及び前記第２半導体ユニットで挟持された前記冷却ユニットの前記第１辺を覆って設けられた第１絶縁治具をさらに含み、
    前記出力端子は、前記第１絶縁治具の外面を覆って設けられている、
    請求項４に記載の半導体装置。
  6. 前記第１半導体ユニット及び前記第２半導体ユニットで挟持される前記冷却ユニットの前記第２辺を覆って設けられた第２絶縁治具をさらに含み、
    前記正極端子は、前記第２絶縁治具の前記第１冷却面と同方向を向いた面と前記第２絶縁治具の外面の一部とを連続して覆い、
    前記負極端子は、前記第２絶縁治具の前記第２冷却面と同方向を向いた面と前記外面の一部とを連続して覆っている、
    請求項５に記載の半導体装置。
  7. 前記負極端子は、第１先端部が前記冷却ユニットの前記第２辺側から外側に延伸し、
    前記正極端子は、第２先端部が前記冷却ユニットの前記第２辺側から外側に延伸し、前記第２先端部に絶縁部材を挟んで段差を成して重なっている、
    請求項５に記載の半導体装置。
  8. 前記第１半導体ユニットと前記第２半導体ユニットと前記冷却ユニットとを封止し、前記第１辺の外側であって、前記第１辺に対向する第１側面から前記出力端子が表出され、前記第２辺の外側であって、前記第２辺に対向する第２側面から前記正極端子と前記負極端子とが表出された封止部材をさらに含む、
    請求項５から７のいずれかに記載の半導体装置。
  9. 前記第１半導体ユニット及び前記冷却ユニットを、前記第１半導体ユニットから覆う上部本体部と、
    前記第２半導体ユニット及び前記冷却ユニットを、前記第２半導体ユニットから覆い、前記上部本体部と重ね合わさる下部本体部と、
    を含むケースをさらに備える、
    請求項４に記載の半導体装置。
  10. 前記正極端子は前記第２辺側の前記上部本体部の側面に表出され、
    前記負極端子は前記第２辺側の前記下部本体部の側面に表出されている、
    請求項９に記載の半導体装置。
  11. 前記上部本体部から表出されている前記正極端子の第１接触部と、前記下部本体部から表出されている前記負極端子の第２接触部とは前記上部本体部及び前記下部本体部が重ね合わさると重ね合わせの方向に対して直線状を成す、
    請求項１０に記載の半導体装置。
  12. 前記出力端子は、上部端子部と下部端子部とを含み、
    前記上部端子部は、前記第１入力配線に電気的に接続され、前記上部本体部の前記第１辺に対向する側面から延伸し、
    前記下部端子部は、前記第２出力配線に電気的に接続され、前記下部本体部の前記第１辺に対向する側面から延伸し、前記上部本体部から延伸する前記上部端子部に平面視で重複する、
    請求項１０に記載の半導体装置。
  13. 前記出力端子は、上部端子部と下部端子部とを含み、
    前記上部端子部は、前記第１入力配線と電気的に接続され、前記上部本体部の前記第１辺に対向する側面から表出された平板状の第１接触部と前記第１接触部において重ね合わせの方向に直交する方向に隣接して設けられ、前記第１接触部よりも厚さが薄く長さが短い第１接合部とを含み、
    前記下部端子部は、前記第２出力配線と電気的に接続され、前記下部本体部の前記第１辺に対向する側部から表出された平板状の第２接触部と前記第２接触部の重ね合わせの方向に直交する方向に隣接して設けられ、前記第２接触部よりも厚さが薄く長さが短い第２接合部とを含み、
    前記下部本体部と前記上部本体部とが重ね合わさると、前記第１接合部に前記第２接触部が重なり、前記第２接合部に前記第１接触部が重なる、
    請求項１０に記載の半導体装置。
JP2022113919A 2022-07-15 2022-07-15 半導体装置 Pending JP2024011697A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022113919A JP2024011697A (ja) 2022-07-15 2022-07-15 半導体装置
US18/324,145 US20240021496A1 (en) 2022-07-15 2023-05-25 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022113919A JP2024011697A (ja) 2022-07-15 2022-07-15 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024011697A true JP2024011697A (ja) 2024-01-25

Family

ID=89509170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022113919A Pending JP2024011697A (ja) 2022-07-15 2022-07-15 半導体装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20240021496A1 (ja)
JP (1) JP2024011697A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
US20240021496A1 (en) 2024-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6384609B2 (ja) パワー半導体モジュール及び冷却器
JP6237912B2 (ja) パワー半導体モジュール
US8872332B2 (en) Power module with directly attached thermally conductive structures
JP5206822B2 (ja) 半導体装置
JP4902560B2 (ja) パワー半導体モジュール
CN108735692B (zh) 半导体装置
US10461012B2 (en) Semiconductor module with reinforcing board
JP5017332B2 (ja) インバータ
JP5659938B2 (ja) 半導体ユニットおよびそれを用いた半導体装置
JP2008042074A (ja) 半導体装置及び電力変換装置
JP5895220B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP6003624B2 (ja) 半導体モジュール
JP2020077679A (ja) 半導体モジュールおよび車両
JP6503909B2 (ja) 半導体装置
JP7237647B2 (ja) 回路基板および電子装置
JP4403166B2 (ja) パワーモジュールおよび電力変換装置
CN110771027B (zh) 功率半导体装置及使用该装置的电力转换装置
JP2013062282A (ja) 半導体装置
JP2006190728A (ja) 電力用半導体装置
JP4935783B2 (ja) 半導体装置および複合半導体装置
KR20180087330A (ko) 파워 모듈의 양면 냉각을 위한 금속 슬러그
JP2011172483A (ja) インバータ
JP2024011697A (ja) 半導体装置
JP2007288044A (ja) 半導体装置
US10903138B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same