JP6924321B2 - 半導体装置 - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置に関する。
従来、チップとリードとが導電性接合材（はんだ）を介して接合された半導体装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
従来の半導体装置９００は、図７（ａ）に示すように、表面に配線パターンが形成された基板９１０と、基板９１０に載置され、基板９１０側とは反対側の面に表面電極９２２が形成されたチップ９２０と、表面電極９２２上に配置され、導電性接合材としてのはんだ９５０（図７（ｂ）参照。）を介してチップ９２０の表面電極９２２と電気的に接続された第１の電極接続部９３２、配線パターンの電極部と接続される第２の電極接続部９３４、及び、第１の電極接続部９３２及び第２の電極接続部９３４と接続され、第１の電極接続部９３２と第２の電極接続部９３４との間の電流導通路となる電流導通部９３６を有するリード９３０とを備える。
従来の半導体装置９００によれば、表面電極９２２上に配置され、はんだ９５０を介してチップ９２０の表面電極９２２と電気的に接続された第１の電極接続部９３２、配線パターンの電極部と接続される第２の電極接続部９３４、及び、第１の電極接続部９３２及び第２の電極接続部９３４と接続され、第１の電極接続部９３２と第２の電極接続部９３４との間の電流導通路となる電流導通部９３６を有するリード９３０を備えるため、導電性ワイヤ等を用いた場合と比較して大電流を導通可能な半導体装置となる。
特開２０１５−１７６９１６号公報
しかしながら、従来の半導体装置９００においては、基板９１０、チップ９２０及びリード９３０を加熱してはんだ９５０でチップ９２０とリード９３０とを接合する際に、はんだ９５０に加わる熱収縮応力に差が生じることがある。例えば、図７（ｂ）に示すように、第１の電極接続部９３２の電流導通部９３６側においては、リード９３０のチップ９２０側の面に沿ってはんだ９５０がぬれ広がるのに対して、電流導通部９３６側とは反対側においては、リード９３０のチップ９２０側の面にぬれ広がるだけでなくリード９３０の側面（第１の電極接続部９３２の側面）にもはんだ９５０が這い上がっていることから、リード９３０と接するはんだ９５０の表面積（リード９３０の表面及び側面を含む）が第１の電極接続部９３２の一方側（電流導通部９３６側）とその反対側とで異なり、チップ９２０とリード９３０との間のはんだ９５０に加わる熱収縮応力に差が生じている。このような場合には、はんだ９５０の固化時（はんだ凝集時）にチップ９２０に傾きが生じるおそれがあることから、局所的にはんだ９５０の厚みが薄い部分が生じるおそれがあり、高い信頼性を有する半導体装置とすることが難しい、という問題があった。このような問題は、はんだを用いた場合のみならず、はんだ以外の導電性接合材を用いた場合にも生じる問題である。
そこで、本発明は上記した問題を解決するためになされたものであり、高い信頼性を有する半導体装置を提供することを目的とする。
［１］本発明の半導体装置は、表面に、電極部を有する配線パターンが形成された基板と、前記基板上に配置され、前記基板側とは反対側の面に表面電極が形成されたチップと、前記表面電極上に配置され導電性接合材を介して前記チップの前記表面電極と電気的に接続された第１の電極接続部、前記配線パターンの前記電極部と電気的に接続される第２の電極接続部、及び、前記第１の電極接続部及び前記第２の電極接続部と接続され、前記第１の電極接続部と前記第２の電極接続部との間の電流導通路となる電流導通部を有するリードとを備え、前記リードは、平面的に見て、前記第１の電極接続部の外周のうちの前記電流導通部が接続されていない部分に設けられ、前記第１の電極接続部と前記表面電極との間に設けられた前記導電性接合材に加わる熱収縮応力を均等化する熱収縮応力均等化構造をさらに有することを特徴とする。
［２］本発明の半導体装置においては、前記熱収縮応力均等化構造は、平面的に見て、前記第１の電極接続部から、前記電流導通部と接続されている側とは反対側に張り出した張り出し部を有することが好ましい。
［３］本発明の半導体装置においては、前記張り出し部は、前記第１の電極接続部に対して、前記電流導通部と接続されている側とは対称となる位置に張り出していることが好ましい。
［４］本発明の半導体装置においては、前記熱収縮応力均等化構造は、前記リードにおける、第１の電極接続部を挟んで向かい合う位置に設けられた切り欠き又は穴を有することが好ましい。
［５］本発明の半導体装置においては、前記切り欠き又は穴は、前記チップの前記表面電極に対して対称な位置に設けられていることが好ましい。
［６］本発明の半導体装置においては、前記チップの外周と垂直な断面で見たときに、前記表面電極の中央に対して前記導電性接合材と前記リードと接する領域が対称であることが好ましい。
［７］本発明の半導体装置においては、前記チップの外周と垂直な断面で見たときに、前記表面電極の中央の一方側の前記リードの熱抵抗と前記一方側とは反対側の他方側の前記リードの熱抵抗とが等しいことが好ましい。
［８］本発明の半導体装置においては、前記リードを貫通して配置され、一方の端部が外部に突出し、他方の端部が前記配線パターンと接続されたピン端子をさらに備えることが好ましい。
本発明の半導体装置によれば、リードは、平面的に見て、第１の電極接続部の外周のうちの電流導通部が接続されていない部分に設けられ、第１の電極接続部と表面電極との間に設けられた導電性接合材に加わる熱収縮応力を均等化する熱収縮応力均等化構造を有するため、基板、チップ及びリードを導電性接合材で接合する際に加熱したときでも、リードと接する導電性接合材の表面積（リードの表面及び側面を含む）が平面的に見て第１の電極接続部の一方側とその反対側とで均等化することができる。従って、導電性接合材の固化時（例えば、はんだ凝集時）にチップに傾きが生じ難くなり、導電性接合材の厚みを一定に保つことができることから、高い信頼性を有する半導体装置となる。
また、本発明の半導体装置によれば、リードは、平面的に見て、第１の電極接続部の外周のうちの電流導通部が接続されていない部分に設けられ、第１の電極接続部と表面電極との間に設けられた導電性接合材に加わる熱収縮応力を均等化する熱収縮応力均等化構造を有するため、リードの所定の位置からチップまでの熱抵抗が平面的に見て第１の電極接続部の一方側とその反対側の他方側とで均等化することができる。従って、加熱時の熱伝達速度が均等化され、リードと接する導電性接合材の表面積をより一層均等化することができる。
実施形態１における半導体装置１を示す図である。図１（ａ）は半導体装置１の平面図であり、図１（ｂ）は半導体装置１の断面図である。 実施形態２における半導体装置２を示す図である。図２（ａ）は半導体装置２の平面図であり、図２（ｂ）は半導体装置２の断面図である。図２中、符号３４ａは第２の電極接続部を示す。 実施形態３に係る半導体装置３を説明するために示す斜視図である。 実施形態３に係る半導体装置３を説明するために示す図である。図４（ａ）は半導体装置３の樹脂封止前の様子を示す図であり、図４（ｂ）は半導体装置３の等価回路図を示す図である。図４（ａ）中、符号３０ｄ、３０ｅ、３０ｆはリードを示す。 実施形態３における熱応力均等化構造（張り出し部４１ａ）を説明するために示す図である。図５（ａ）は図４の一点鎖線で囲まれた領域Ａを示す要部拡大平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ−Ｃ断面図であり、図５（ｃ）は図５（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。 実施形態３における第２の熱応力均等化構造（切り欠き４２ｂ、４２ｃ）を説明するために示す図である。図６（ａ）は図４（ａ）の一点鎖線で囲まれた領域Ｂを示す要部拡大平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＥ−Ｅ断面図である。 従来の半導体装置９００を説明するために示す図である。図７（ａ）は半導体装置９００の平面図であり、図７（ｂ）は半導体装置９００の問題点を示す図である。図７中、符号９２４はゲート電極を示し、符号９５１ははんだを示す。
以下、本発明の半導体装置について、図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、各図面は模式図であり、必ずしも実際の寸法を厳密に反映したものではない。
［実施形態１］
１．実施形態１に係る半導体装置１の構成
実施形態１に係る半導体装置１は、図１に示すように、基板１０と、チップ２０と、リード３０とを備える。
基板１０は、絶縁性基板１２の一方の表面に配線パターン１１が形成された基板である。実施形態１においては、基板１０として、裏面に放熱用の金属板１３が形成されたＤＣＢ基板（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｏｎｄｉｎｇ基板）を用いるが、プリント基板等適宜の基板を用いてもよい。
配線パターン１１は、チップ２０を載置するチップ載置部１４と、チップ２０のソース電極２２（表面電極）とリード３０を介して接続される電極部１５とを有し、図示しない外部接続の端子と接続されている。
チップ２０は、基板１０のチップ載置部１４上に導電性接合材（はんだ５１）を介して載置されている。チップ２０は、一方の面（基板側の面）に形成されたドレイン電極と、他方の面（基板とは反対側の面）に形成された表面電極としてのソース電極２２と、ゲート電極２４とを有するパワーＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。ドレイン電極は、チップ載置面１６と導電性接合材（はんだ５１）を介して接合されており、ゲート電極２４は、ワイヤを介して配線パターン１１の所定の箇所に接続されている。
リード３０は、ソース電極２２上に配置され導電性接合材（はんだ５０）を介してソース電極２２と電気的に接続された第１の電極接続部３２と、配線パターン１１の電極部１５と電気的に接続された第２の電極接続部３４と、第１の電極接続部３２及び第２の電極接続部３４と接続され、第１の電極接続部３２と第２の電極接続部３４との間の電流導通路となる電流導通部３６と、熱収縮応力均等化構造とを有する平板状の金属部材である。
第１の電極接続部３２は、ほぼ矩形に形成されており、矩形のうち隣り合う２辺（図１（ａ）の上側と右側）に電流導通部３６が形成されている。第２の電極接続部３４は、電極部１５と導電性接合材（図示せず。）を介して接合されている。熱収縮応力均等化構造については、後述する。
導電性接合材は、導電性および接着性を有する合金又は金属であり、本実施形態においては、はんだ５０，５１を用いる。はんだ５０、５１は、鉛フリーはんだでもよい。また、はんだ５０、５１は、銀ペーストや銀ナノ粒子を有する導電性接着剤等はんだ以外の導電性接合材であってもよい。
チップ２０の辺と垂直な断面で見たときに、ソース電極２２の中央（図１（ｂ）の一点鎖線Ａ−Ａ）に対してはんだ５０及びリード３０が接する領域（はんだがぬれている領域）が対称である。
熱収縮応力均等化構造は、平面的に見て、第１の電極接続部３２の外周のうちの電流導通部３６が接続されていない部分に設けられ、第１の電極接続部３２とソース電極２２との間に設けられたはんだ５０に加わる熱収縮応力（図１（ｂ）の矢印参照。）を均等化する。熱収縮応力均等化構造は、第１の電極接続部３２に対して、電流導通部３６と接続されている側とは反対側に、第１の電極接続部３２から張り出した張り出し部４１を有する。張り出し部４１は、平面的に見て、第１の電極接続部３２に対して、電流導通部３６と対称となる位置に張り出している。
図１（ｂ）に示すように、第１の電極接続部３２の電流導通部３６側においては、リード３０のチップ２０側の面に沿ってはんだ５０がぬれ広がる。一方、電流導通部３６側とは反対側においても、張り出し部４１を有するため、リード３０のチップ２０側の面に沿ってはんだ５０がぬれ広がる。従って、基板１０、チップ２０及びリード３０をはんだ５０，５１で接合する際に加熱したときでも、リード３０と接するはんだ５０の表面積が平面的に見て第１の電極接続部３２の一方側（電流導通部３６側）とその反対側（張り出し部４１側）とで均等化することができる。
熱収縮応力均等化構造は、電流導通部３６と接続されている側からはんだ５０に伝わる熱の伝達速度と張り出し部４１側からはんだ５０に伝わる熱の伝達速度の差が小さくなるように構成されている。
いいかえると、熱収縮応力均等化構造は、チップ２０の外周と垂直な断面で見たときに、ソース電極２２の中央の一方側のリード３０の熱抵抗と、他方側のリードの熱抵抗とが等しくなるように構成されている。
従って、熱収縮応力均等化構造は、ソース電極２２とリード３０との間のはんだ５０に対して伝わる熱を均等化して、はんだ５０が均等にぬれ広がるように構成されている。
２．実施形態１に係る半導体装置１の効果
実施形態１に係る半導体装置１によれば、リード３０は、平面的に見て、第１の電極接続部３２の外周のうちの電流導通部３６が接続されていない部分に設けられ平面的に見て、第１の電極接続部３２とソース電極２２との間に設けられたはんだ５０に加わる熱収縮応力を均等化する熱収縮応力均等化構造を有するため、基板１０、チップ２０及びリード３０をはんだ５０で接合する際に加熱したときでも、リード３０と接するはんだ５０の表面積（リードの表面及び側面を含む）が平面的に見て第１の電極接続部３２の一方側とその反対側とで均等化することができる。従って、導電性接合材の固化時（例えば、はんだ５０凝集時）にチップ２０に傾きが生じ難くなり、はんだ５０の厚みを一定に保つことができることから、高い信頼性を有する半導体装置となる。
また、実施形態１に係る半導体装置１によれば、リード３０は、平面的に見て、第１の電極接続部３２の外周のうちの電流導通部３６が接続されていない部分に設けられ、第１の電極接続部３２とソース電極２２との間に設けられたはんだ５０に加わる熱収縮応力を均等化する熱収縮応力均等化構造を有するため、リード３０の所定の位置からチップ２０までの熱抵抗が平面的に見て第１の電極接続部３２の一方側とその反対側の他方側とで均等化することができる。従って、加熱時の熱伝達速度が均等化され、リード３０と接するはんだ５０の表面積をより一層均等化することができる。
また、実施形態１に係る半導体装置１によれば、熱収縮応力均等化構造は、平面的に見て、第１の電極接続部３２に対して、電流導通部３６と接続されている側とは反対側に、第１の電極接続部３２から張り出した張り出し部４１を有するため、第１の電極接続部３２の電流導通部３６側及びその反対側の張り出し部４１側の両方において、リード３０のチップ２０側の面に沿ってはんだ５０がぬれ広がる。従って、リード３０と接するはんだ５０の表面積（リードの表面及び側面を含む）を平面的に見て第１の電極接続部３２の一方側とその反対側とで均等化することができる。
また、実施形態１に係る半導体装置１によれば、張り出し部４１は、第１の電極接続部３２に対して、電流導通部３６と接続されている側とは対称となる位置に張り出しているため、電流導通部３６と接続されている側からはんだ５０に伝わる熱の伝達速度と張り出し部４１側からはんだ５０に伝わる熱の伝達速度の差がより一層小さくなる。従って、電流導通部３６と接続されている側とその反対側とではんだ５０に加わる熱収縮応力に差がより小さくなり、はんだ５０の固化時にチップ２０に傾きが生じ難くなる。
また、実施形態１に係る半導体装置１によれば、ソース電極２２の中央に対してはんだ５０が配置されている領域が対称であるため、チップ２０に傾きが生じ難くなり、はんだ５０の厚みを一定に保つことができることから、より高い信頼性を有する半導体装置となる。
さらにまた、実施形態１に係る半導体装置１によれば、チップ２０の外周と垂直な断面で見たときに、ソース電極２２の中央の一方側のリード３０の熱抵抗と他方側のリード３０の熱抵抗とが等しいため、はんだ５０に加わる熱収縮応力も対称となり、チップ２０に傾きが生じることをより一層防ぐことができる。
［実施形態２］
実施形態２に係る半導体装置２は、基本的には実施形態１に係る半導体装置１と同様の構成を有するが、熱収縮応力均等化構造の構成が実施形態１に係る半導体装置１の場合とは異なる。すなわち、実施形態２に係る半導体装置２において、熱収縮応力均等化構造は、リード３０ａにおける第１の電極接続部３２ａを挟んで向かい合う位置に設けられた切り欠き４２を有する（図２参照。）。
実施形態２のリード３０ａにおいては、矩形の第１の電極接続部３２ａの向い合う２辺（図２（ａ）の上側と下側）に電流導通部３６ａが形成されている。切り欠き４２は、電流導通部３６ａが接続されていない部分、すなわち、各電流導通部３６ａと隣り合う辺（図２（ａ）の右側と左側）に、チップ２０側に向かって頂点を有する三角形状に切り欠かれている。なお、切り欠き４２はチップ２０のソース電極２２に対して対称な位置に設けられている。
図２（ｂ）に示すように、第１の電極接続部３２ａにおいて切り欠き４２が形成された向かい合う２辺においてはいずれも、リード３０ａのチップ２０側の表面に沿ってはんだ５０がぬれ広がるとともに、リード３０ａの側面（切り欠き４２の側面）に沿ってはんだ５０が這い上がる。従って、基板１０、チップ２０及びリード３０ａをはんだ５０で接合する際に加熱したときでも、リード３０ａと接するはんだ５０の表面積（リード３０ａの表面及び側面を含む）を平面的に見て第１の電極接続部３２ａの一方側と他方側（切り欠き４２が形成された向かい合う２辺）で均等化することができ、その結果、はんだ５０に加わる熱収縮応力を均等化することができる。
このように、実施形態２に係る半導体装置２は、熱収縮応力均等化構造の構成が実施形態１に係る半導体装置の場合とは異なるが、実施形態１に係る半導体装置１の場合と同様に、リード３０ａは、第１の電極接続部３２ａの外周のうちの電流導通部３６ａが接続されていない部分に設けられ、第１の電極接続部３２ａとソース電極２２との間に設けられたはんだ５０に加わる熱収縮応力を均等化する熱収縮応力均等化構造を有するため、基板１０、チップ２０及びリード３０ａをはんだ５０，５１で接合する際に加熱したときでも、リード３０ａと接するはんだ５０の表面積（リードの表面及び側面を含む）が平面的に見て第１の電極接続部３２ａの一方側とその反対側とで均等化することができる。従って、導電性接合材の固化時（例えば、はんだ５０凝集時）にチップ２０に傾きが生じ難くなり、はんだ５０の厚みを一定に保つことができることから、高い信頼性を有する半導体装置となる。
また、実施形態２に係る半導体装置２によれば、熱収縮応力均等化構造は、リード３０における、第１の電極接続部３２を挟んで向かい合う位置に設けられた切り欠き４２有するため、第１の電極接続部３２ａにおいて切り欠き４２が形成された向かい合う２辺においては、リード３０ａのチップ２０側の表面に沿ってはんだ５０がぬれ広がるとともに、リード３０ａの側面（切り欠き４２の側面）に沿ってはんだ５０が這い上がる。従って、基板、チップ及びリードをはんだで接合する際に加熱したときでも、リード３０ａと接するはんだ５０の表面積（リード３０ａの表面及び側面を含む）を平面的に見て第１の電極接続部３２ａの一方側と他方側（切り欠き４２が形成された向かい合う２辺）で均等化することができ、その結果、はんだ５０に加わる熱収縮応力を均等化することができる。
また、実施形態２に係る半導体装置２によれば、切り欠き４２は、チップ２０のソース電極２２に対して対称な位置に設けられているため、リード３０ａと接するはんだ５０の表面積（リード３０ａの表面及び側面を含む）が平面的に見て第１の電極接続部３２ａの一方側と他方側（切り欠き４２が形成された向かい合う２辺）でより確実に均等化することができる。
なお、実施形態２に係る半導体装置２は、熱収縮応力均等化構造の構成以外の点においては実施形態１に係る半導体装置１と同様の構成を有するため、実施形態１に係る半導体装置１が有する効果のうち該当する効果を有する。
［実施形態３］
実施形態３に係る半導体装置３は、基本的には実施形態１に係る半導体装置１と同様の構成を有するが、チップとして２つのチップを備え、かつ、ピン端子を備える点で実施形態１に係る半導体装置１の場合とは異なる。
実施形態３に係る半導体装置３は、樹脂封止された半導体装置の側面に端子を備えるのではなく、図３に示すように、樹脂封止された半導体装置の上面に突出した端子（ピン端子）を備える半導体装置である。
ピン端子は、リードを貫通して配置され、一方の端部が外部にモールド樹脂７０から突出し、他方の端部が配線パターンと接続されている。ピン端子は、中央部に径が大きな部分のフランジ部を有する細長い円柱状の導電性ピンである（図３及び図４（ａ）参照。）。ピン端子は、外部接続用の端子として用いられるとともに、リードと配線パターンとを接続する部材として用いられる。
ピン端子は、図３及び図４に示すように、チップ２０ａのゲート電極２４ａと接続されているピン端子６０ｇと、チップ２０ａのソース電極２２ａと接続されているピン端子６０ｓと、チップ２０ａのソース電極２２ａ及びチップ２０ｂのドレイン電極と接続されているピン端子６１ｓと、チップ２０ａのドレイン電極と接続されている２つのピン端子６０ｄと、チップ２０ｂのゲート電極２４ｂと接続されているピン端子６１ｇと、チップ２０ｂのソース電極２２ｂと接続されているピン端子６２ｓ，６３ｓと、を備える。
実施形態３に係る半導体装置３は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、チップとして、２つのチップ２０ａ，２０ｂを備える。２つのチップはそれぞれ、基板１０の配線パターン１１（チップ載置面）側にドレイン電極（図示せず。）を有し、基板１０とは反対側にソース電極２２ａ，２２ｂ及びゲート電極２４ａ，２４ｂを有する。そして、２つのチップ２０ａ，２０ｂ、基板１０の配線パターン１１、リード３０ｂ，３０ｃ、及び、各ピン端子でスイッチング素子が２つ直列に接続された回路を構成している（図４（ｂ）参照。）。
リード３０ｂは、図４（ａ）に示すように、チップ２０ａのソース電極２２ａ上に配置され、かつ、はんだ５０を介してチップ２０ａのソース電極２２ａと電気的に接続された第１の電極接続部３２ｂと、配線パターン１１の電極部とピン端子６０ｓを介して接続された第２の電極接続部３４ｂと、配線パターン１１の電極部とピン端子６１ｓを介して接続された第２の電極接続部３４ｃと、第１の電極接続部３２ｂ及び第２の電極接続部３４ｂと接続され、第１の電極接続部３２ｂと第２の電極接続部３４ｂとの間の電流導通路となる電流導通部３６ｂと、第１の電極接続部３２ｂ及び第２の電極接続部３４ｃと接続され、第１の電極接続部３２ｂと第２の電極接続部３４ｃとの間の電流導通路となる電流導通部３６ｃと、を備える。
リード３０ｂは、図４及び図５に示すように、第１の電極接続部３２ｂの外周のうちの電流導通部３６ｂ、３６ｃとは接続されていない、電流導通部３６ｂとは反対側（図４（ａ）及び図５（ａ）の下側の部分）の辺（部分）に熱収縮応力均等化構造としての張り出し部４１ａが設けられている（図５（ａ）参照。）。
電流導通部３６ｂは、ソース電極２２とずれた位置で第１の電極接続部３２ｂと接続されている。すなわち、電流導通部３６ｂをソース電極側に伸ばした領域からソース電極２２ａがずれた位置となるように第１の電極接続部３２ｂと接続されている。そして、張り出し部４１は、第１の電極接続部３２ｂを挟んで対称な位置に設けられている。
図５（ｂ）に示すように、第１の電極接続部３２ｂの電流導通部３６ｂ側においては、リード３０ｂのチップ２０ａ側の面に沿ってはんだ５０がぬれ広がる。一方、電流導通部３６ｂ側とは反対側においても、張り出し部４１ａを有するため、リード３０ｂのチップ２０ａ側の面に沿ってはんだ５０がぬれ広がる。従って、基板１０、チップ２０ｂ及びリード３０ｂをはんだ５０で接合する際に加熱したときでも、リード３０ｂと接するはんだ５０の表面積が平面的に見て第１の電極接続部３２ｂの一方側（電流導通部３６ｂ側）とその反対側（張り出し部４１ａ側）とで均等化することができる。
なお、リード３０ｂにおいては、電流導通部３６ｂに穴４３ａが設けられており、ソース電極２２を挟んで向かい合う位置には当該穴４３ａに対応する切り欠き４２ａが形成されている。電流導通部に穴があることは、電流導通を妨げるため好ましくはないが、本実施形態のように、電流導通部３６ｂの幅を広くして断面積を大きくとる等により十分な電流導通が可能であれば、切り欠き又は穴を設けて導電性接合材に加わる熱収縮応力に差が生じることを防ぐことができる。
すなわち、図５（ｃ）に示すように、第１の電極接続部３２ｂにおいて切り欠き４２ａ及び穴４３ａが形成された向かい合う２辺においては、リード３０ｂのチップ２０ａ側の表面に沿ってはんだ５０がぬれ広がるとともに、リード３０ｂの側面（切り欠き４２ａの側面及び穴４３ａの側面）に沿ってはんだ５０が這い上がる。従って、基板１０、チップ２０ａ及びリード３０ｂをはんだ５０で接合する際に加熱したときでも、リード３０ｂと接するはんだ５０の表面積（リード３０の表面及び側面を含む）が平面的に見て第１の電極接続部３２ｂの一方側と他方側（切り欠き４２ａが形成された辺の側とそれと向かい合う、穴４３ａが形成された辺の側）で均等化することができる。
リード３０ｃは、図４及び図６に示すように、チップ２０ｂのソース電極２２ｂ上に配置され、はんだ５０を介してチップ２０ｂのソース電極２２ｂと電気的に接続された第１の電極接続部３２ｃと、配線パターン１１の電極部とピン端子６２ｓを介して接続された第２の電極接続部３４ｄ（図４（ａ）参照。）と、配線パターン１１の電極部とピン端子６３ｓを介して接続された第２の電極接続部３４ｅ（図４（ａ）参照。）と、第１の電極接続部３２ｃ及び第２の電極接続部３４ｄと接続され、第１の電極接続部３２ｃと第２の電極接続部３４ｄとの間の電流導通路となる電流導通部３６ｄと、第１の電極接続部３２ｃ及び第２の電極接続部３４ｅと接続され、第１の電極接続部３２ｃと第２の電極接続部３４ｅとの間の電流導通路となる電流導通部３６ｅと、を備える。
リード３０ｃは、第１の電極接続部３２の矩形のうち向い合う２辺（図４及び図６の上側と下側）に電流導通部３６ｄ、３６ｅが形成されている。切り欠き４２ｂ、４２ｃは、電流導通部が接続されていない部分、すなわち、各電流導通部３６ｄ、３６ｅとは隣り合う辺に、チップ側に向かって頂点を有する５角形状に切り欠かれている。なお、切り欠き４２ｂ、４２ｃはチップ２０ｂのソース電極２２ｂに対して対称な位置に設けられているが、切り欠き４２ｂ、４２ｃは切り欠かれていない部分の面積（体積）のバランスがとれるように厚さ及び長さが考慮されている。
図６（ｂ）に示すように、第１の電極接続部３２ｃにおいて切り欠き４２ｂ，４２ｃが形成された向かい合う２辺においては、リード３０ｃのチップ２０ｂ側の表面に沿ってはんだ５０がぬれ広がるとともに、リード３０ｃの側面（切り欠き４２ｂ、４２ｃの側面）に沿ってはんだ５０が這い上がる。従って、基板、チップ２０ｂ及びリード３０ｃをはんだ５０で接合する際に加熱したときでも、リード３０ｃと接するはんだ５０の表面積（リード３０ｃの表面及び側面を含む）を平面的に見て第１の電極接続部３２ｃの一方側と他方側（切り欠き４２ｂ、４２ｃが形成された向かい合う２辺）で均等化することができ、その結果、はんだ５０に加わる熱収縮応力を均等化することができる。
このように、実施形態３に係る半導体装置３は、チップとして２つのチップを備え、かつ、ピン端子を備える点で実施形態１に係る半導体装置の場合とは異なるが、実施形態１及び２に係る半導体装置１及び２の場合と同様に、リード３０ｂ、３０ｃは、第１の電極接続部３２ｂ、３２ｃの外周のうちの電流導通部が接続されていない部分に設けられ、第１の電極接続部３２ｂ、３２ｃとソース電極２２ｂ、２２ｃとの間に設けられたはんだ５０に加わる熱収縮応力を均等化する熱収縮応力均等化構造を有するため、リード３０ｂ、３０ｃと接するはんだ５０の表面積（リード３０ｂ、３０ｃの表面及び側面を含む）が平面的に見て第１の電極接続部３２ｂ、３２ｃの一方側とその反対側とで均等化することができる。従って、導電性接合材の固化時（例えば、はんだ５０凝集時）にチップ２０ｂ、２０ｃに傾きが生じ難くなり、はんだ５０の厚みを一定に保つことができることから、高い信頼性を有する半導体装置となる。
また、実施形態３に係る半導体装置３は、リード３０ｂ、３０ｃを貫通して配置され、一方の端部が外部に突出し、他方の端部が配線パターン１１と接続されたピン端子をさらに備える。このような構成とすることにより、リード３０ｂ、３０ｃがピン端子６０ｓ、６１ｓ、６２ｓ、６３ｓを介して基板１０と固定されていることによってリード３０ｂ、３０ｃにセルフアライメントが働きにくい場合であっても、はんだ５０に加わる熱収縮応力に差が生じ難く導電性接合材に偏りが生じ難くなる。従って、導電性接合材の固化時（はんだ凝集時）にチップ２０ｂ、２０ｃに傾きが生じ難くなり、導電性接合材の厚みを一定に保つことができることから、高い信頼性を有する半導体装置となる。
なお、実施形態３に係る半導体装置３は、チップとして２つのチップを備え、かつ、ピン端子を備える点以外の点においては実施形態１に係る半導体装置１と同様の構成を有するため、実施形態１に係る半導体装置１が有する効果のうち該当する効果を有する。
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
（１）上記実施形態において記載した材質、形状、位置、大きさ等は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。
（２）上記実施形態２及び３においては、熱収縮応力均等化構造としての切り欠きが形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。熱収縮応力均等化構造としての穴が形成されていてもよい。
（３）上記実施形態２及び３においては、切り欠きとして三角形又は五角形の切り欠きが形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。切り欠きとして矩形、円形そのほか適宜の形状の切り欠きが形成されていてもよい。
（４）上記実施形態２及び３においては、切り欠きとして三角形又は五角形の切り欠きが形成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。切り欠きとして矩形、円形そのほか適宜の形状の切り欠きが形成されていてもよい。
（５）上記各実施形態おいては、チップとして、ＭＯＳＦＥＴであるチップを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。チップとして、ＩＧＢＴ，サイリスタ、ダイオードそのほか適宜の素子を用いてもよい。また、チップの材料はシリコン、ＳｉＣ，ＧａＮ等適宜の素材を用いてもよい。
（６）上記各実施形態おいては、チップとして、チップの一方面にソース電極、他方面にドレイン電極を有し、縦に主電流が流れるいわゆる縦型の半導体装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。チップとして、チップの一方面にソース電極及びドレイン電極を有し、横に主電流が流れるいわゆる横型の半導体装置を用いてもよい。
１，２，３，９００…半導体装置、１０…基板、１１…配線パターン、１２…絶縁性基板、１３…金属板、１４…チップ載置部、１５，１５ｂ…電極部、１６…チップ載置面、２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…チップ、２２，２２ａ，２２ｂ,２２ｃ…ソース電極、２４，２４ａ、２４ｂ…ゲート電極、３０、３０ａ，３０ｂ,３０ｃ，３０ｄ，３０ｅ，３０ｆ…リード、３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ…第１の電極接続部、３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ…第２の電極接続部、３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ，３６ｅ，…電流導通部、４０…熱収縮応力均等化構造、４１，４１ａ…張り出し部、４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…切り欠き、４３…穴、５０，５１…導電性接合材、６０ｄ，６０ｇ，６１ｇ，６０ｓ、６１ｓ、６２ｓ、６３ｓ…ピン端子、７０…モールド樹脂

Claims (7)

  1. 表面に、電極部を有する配線パターンが形成された基板と、
    前記基板上に配置され、前記基板側とは反対側の面に表面電極が形成されたチップと、
    前記表面電極上に配置され導電性接合材を介して前記チップの前記表面電極と電気的に接続された第１の電極接続部、前記配線パターンの前記電極部と電気的に接続された第２の電極接続部、及び、前記第１の電極接続部及び前記第２の電極接続部と接続され、前記第１の電極接続部と前記第２の電極接続部との間の電流導通路となる電流導通部を有するリードとを備え、
    前記リードは、平面的に見て、前記第１の電極接続部の外周のうちの前記電流導通部が接続されていない部分に設けられ、前記第１の電極接続部と前記表面電極との間に設けられた前記導電性接合材に加わる熱収縮応力を均等化する熱収縮応力均等化構造をさらに有し、
    前記熱収縮応力均等化構造は、前記リードにおける、前記第１の電極接続部を挟んで向かい合う位置に設けられた切り欠き又は穴を有することを特徴とする半導体装置。
  2. 前記切り欠き又は穴は、前記チップの前記表面電極に対して対称な位置に設けら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。
  3. 前記リードを貫通して配置され、一方の端部が外部に突出し、他方の端部が前記配線パターンと接続されたピン端子をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
  4. 前記熱収縮応力均等化構造は、平面的に見て、前記第１の電極接続部から、前記電流導通部と接続されている側とは反対側に張り出した張り出し部を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
  5. 前記張り出し部は、前記第１の電極接続部に対して、前記電流導通部と接続されている側とは対称となる位置に張り出していることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
  6. 前記チップの外周と垂直な断面で見たときに、前記表面電極の中央に対して前記導電性接合材が前記リードと接する領域が対称であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体装置。
  7. 前記チップの外周と垂直な断面で見たときに、前記表面電極の中央の一方側の前記リードの熱抵抗と前記一方側とは反対側の他方側の前記リードの熱抵抗とが等しいことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の半導体装置。
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