WO2019016932A1

WO2019016932A1 - 半導体装置

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Publication number: WO2019016932A1
Application number: PCT/JP2017/026404
Authority: WO
Inventors: 佑貴秦; 山本　彰; 慎太郎荒木
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-01-24
Also published as: JPWO2019016932A1; JP6780781B2; US11212908B2; US20200196432A1; CN110998988B; DE112017007766T5; CN110998988A

Abstract

貫通孔（３０ｃ）が形成された金属体（３０ｂ）と、該貫通孔を塞がないように該金属体を覆うソケット（３０ａ）と、該金属体（３０ｂ）に直接的または電気的に接続され、該ソケットの外部に露出している接続端子（３０ｄ）と、メタルパターン（１０Ｂ）と回路パターン（１０Ａ）とを有する制御基板（１０）と、該金属体と接することなく該貫通孔をとおって該回路パターンに接続された制御端子（ＴＫ）を有する半導体チップ（２０）と、を備え、該接続端子（３０ｄ）は該メタルパターン（１０Ｂ）に直接的または電気的に接続されている。

Description

半導体装置

　この発明は、例えば大電力の制御に用いられる半導体装置に関する。

　例えば電力用半導体装置と呼ばれる大電力を扱う半導体装置では、半導体素子に制御端子を設け、その制御端子によりゲートへの電圧印加、電流検出および温度検出のための信号の取り出しを行う。この制御端子を制御用の基板に接続するため、制御端子にはある程度の長さが必要である。また、制御端子はむき出しであることから外部からのノイズの影響を受けやすい。

　高い信頼性が求められる電力用半導体装置などにおいては、制御端子を制御基板へ直接接続しはんだ接合することで両者を確実に固定する必要がある。電気接続として一般的に用いられるソケットなど簡易的に取り外しできる接続は好ましくない。このことから、半導体素子から制御基板に至るまで比較的長い制御端子部がむき出しになる。外部に露出した制御端子は外来ノイズを受けやすくなり、誤動作または信号の誤検出が生じることがあった。なお、外来ノイズとは、例えば半導体素子からのノイズまたは負荷配線からのノイズである。

　特許文献１にはシールドを備えた電子部品用ソケットが開示されている。特許文献２には端子を基板に直接接続しシールド電位を端子と接触させることでシールド効果を持たせる構造が開示されている。

日本特開２０１３－２３９２７８号公報日本特開２００４－２００２３５号公報

　特許文献１に開示の電子部品用ソケットは、接触抵抗または耐振動性の観点から、高い信頼性が求められる電力用半導体装置などには適用できない問題があった。特許文献２に開示の技術ではシールド電位をいずれかの端子の電位と一致させなければならないので、配線インダクタンスの影響でノイズ電圧が発生し、安定したシールドを供給することができなかった。例えばエミッタ端子を基準にシールドした場合、ゲートオンオフの瞬間にゲート－エミッタ間に大電流が流れるため、制御端子よりも制御基板側のエミッタ配線のインダクタンスの影響で、ノイズ電圧がシールドにのる懸念があった。また、カソード端子を基準にシールドした場合、アノード－カソード間の電位を安定して測定するために制御基板のセンサ回路内にインダクタを直結させる場合があるので、カソードがＧＮＤ電位に直結されず、安定したシールド効果を得ることができなかった。

　本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、ノイズの影響を抑制することができる半導体装置を提供することを目的とする。

　本願の発明にかかる半導体装置は、貫通孔が形成された金属体と、該貫通孔を塞がずに該金属体を覆うソケットと、該金属体に接続され、該ソケットの外部に露出する接続端子と、メタルパターンと回路パターンを有する制御基板と、該金属体と接することなく該貫通孔をとおって該回路パターンに接続された制御端子を有する半導体チップと、を備え、該接続端子は該メタルパターンに接続されたことを特徴とする。

　本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。

　この発明によれば、制御端子のシールドに用いる金属体を制御基板のメタルパターンに接続するので、ノイズの影響を抑制した半導体装置を提供することができる。

実施の形態１に係る半導体装置の構成図である。シールド構造と制御端子の斜視図である。半導体装置の断面図である。半導体装置の別の断面図である。実施の形態２に係る半導体装置のシールド構造の斜視図である。実施の形態２に係る半導体装置の断面図である。実施の形態３に係る半導体装置のシールド構造の斜視図である。実施の形態３に係る半導体装置の断面図である。実施の形態４に係る半導体装置のシールド構造の斜視図である。実施の形態５に係る半導体装置のシールド構造の斜視図である。実施の形態５に係る半導体装置の断面図である。実施の形態６に係る半導体装置のシールド構造の斜視図である。実施の形態７に係る半導体装置のシールド構造の斜視図である。実施の形態７に係る半導体装置の断面図である。実施の形態８に係る半導体装置の断面図である。実施の形態９に係る半導体装置の断面図である。

　本発明の実施の形態に係る半導体装置について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る半導体装置の構成図である。この半導体装置は制御基板１０を備えている。制御基板１０は、例えば、基板と、回路を構成する複数のデバイスと、デバイスを接続する回路パターンと、メタルパターンを備える。図１には、制御基板１０が駆動回路１２、センサ回路１４および配線インダクタンス１６を備えることが示されている。

　制御基板１０は、制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫによって半導体チップ２０に接続されている。半導体チップ２０にはＩＧＢＴ２０ａとダイオード２０ｂが形成されている。別の種類のデバイスを半導体チップ２０に形成してもよい。半導体チップ２０は外部に伸びる制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫを備えている。制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫはそれぞれＩＧＢＴ２０ａのゲート、信号端子、エミッタ、ダイオード２０ｂのアノード、カソードに接続されている。

　例えば、高い信頼性が求められる電力用半導体装置においては、むき出しの制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫを制御基板１０へ接続することで、制御基板１０と半導体チップ２０の電気的接続をとる必要がある。そのため、半導体チップ２０から制御基板１０まで比較的長い制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫが露出する。そのような制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫを外部ノイズの影響から守るためにシールド構造３０が設けられている。シールド構造３０は、制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫを覆っている。

　図２は、シールド構造３０と制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫの斜視図である。シールド構造３０は貫通孔３０ｃが形成された金属体３０ｂを備えている。金属体３０ｂの材料はシールド効果のある金属であれば特に限定されないが、例えばＡｌ又はＣｕとすることができる。金属体３０ｂには金属体３０ｂをｚ方向に貫く５つの貫通孔３０ｃが形成されている。

　金属体３０ｂはソケット３０ａに覆われている。ソケット３０ａは貫通孔３０ｃを塞がずに金属体３０ｂを覆う。例えば、ソケット３０ａを金属体３０ｂの上下面に接触させる。ソケット３０ａの材料は絶縁体とすることが好ましい。

　金属体３０ｂには接続端子３０ｄが接続されている。接続端子３０ｄはソケット３０ａの外部に露出している。接続端子３０ｄは金属体３０ｂを外部に接続する端子である。より詳しく言えば、接続端子３０ｄは、制御基板１０上にあるシールドの基準とする電位を与える部分に金属体３０ｂを接続するための端子である。例えば、接続端子３０ｄは、センサ回路のように大電流が流れず配線インダクタンスによるノイズの影響が少ない回路のＧＮＤ電位に接続することが好ましい。

　ソケット３０ａの側面に取り付け部３０ｅが取り付けられている。取り付け部３０ｅにはネジ孔３０ｆが形成されている。図２には、２つの取り付け部３０ｅがソケット３０ａに取り付けられたことが示されている。

　制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫはＬ字型の形状を有している。制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫは金属体３０ｂと接することなく貫通孔３０ｃをとおっている。制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫは金属体３０ｂと電気的に接触していない。制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫのｘ方向に伸びる部分は半導体チップ２０に接続され、ｚ方向に伸びる部分は制御基板１０に接続される。

　図３は、半導体装置の断面図である。制御基板１０には貫通孔１０ａ、１０ｂが設けられている。制御基板１０の上面には回路パターン１０Ａとメタルパターン１０Ｂが形成されている。制御端子ＴＫは貫通孔１０ａを貫通している。制御端子ＴＫははんだ４０によって回路パターン１０Ａに接続されている。他の制御端子も同様に回路パターンに接続することができる。

　接続端子３０ｄは貫通孔１０ｂを貫通している。接続端子３０ｄははんだ４２でメタルパターン１０Ｂに接続されている。すなわち、接続端子３０ｄは、制御基板１０の貫通孔１０ｂをとおって、制御基板１０の上面に形成されたメタルパターン１０Ｂにはんだ付けされている。メタルパターン１０Ｂは、金属体３０ｂによるシールドの基準電位を与えるパターンである。例えば、センサ回路のＧＮＤ電位を与える金属をメタルパターン１０Ｂとすることが好ましい。

　図４は、半導体装置の別の断面図である。制御基板１０には貫通孔１０ｃが形成されている。ねじ５０、５２は貫通孔１０ｃをとおって、取り付け部３０ｅのネジ孔３０ｆにネジ締めされている。こうして、制御基板１０は取り付け部３０ｅに固定されている。

　制御基板１０の駆動回路１２から制御端子ＴＧを介してＩＧＢＴ２０ａのゲートにゲート駆動信号を伝送する。制御基板１０は、制御端子ＴＳから信号電流を受け、制御端子ＴＥのエミッタ電位を検知し、制御端子ＴＡ、ＴＫからダイオード２０ｂの電流を検知することで、半導体チップ２０の動作をモニタする。制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫは金属体３０ｂで覆われているので、外部からのノイズが制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫに与える影響を抑制することができる。具体的には、外部の電圧変化又は電流変化による誘導ノイズを抑制し、誤動作を防止でき、電流センスまたは温度センスなどのセンシングを安定させることができる。さらに、接続端子３０ｄはソケット３０ａと一体化されているので、接続端子３０ｄを制御基板１０の貫通孔１０ｂに通すことで、制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫと制御基板１０の位置決めが可能となる。

　制御基板１０に電気的に接続される制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫをシールド構造３０で覆う場合には、シールド構造３０の金属体３０ｂをノイズの乗りにくい安定した電位に接続することが重要である。そこで、実施の形態１では、接続端子３０ｄを制御基板１０のメタルパターン１０Ｂに接続した。制御基板１０のメタルパターンのうち、電位が安定したメタルパターンをメタルパターン１０Ｂとして選定することで、安定したシールド効果を得ることができる。そのようなメタルパターンは、例えば、センサ回路のＧＮＤパターンである。金属体３０ｂの基準電位としたい電位を与えるメタルパターンをメタルパターン１０Ｂとして選定することができる。

　半導体装置の組み立てプロセスでは、まず制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫを貫通孔３０ｃの下方に入れて、図２のｚ正方向に制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫを移動させる。このとき、金属体３０ｂの貫通孔３０ｃを下端で幅が最大になるテーパ形状とすることで、容易に制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫを貫通孔３０ｃへ挿入できる。ｚ正方向に制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫをさらに移動させることで、制御基板１０の貫通孔に制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫを通す。

　その後、制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫと回路パターンをはんだ付けする。回路パターンは制御基板１０に複数形成され、１つの制御端子に１つの回路パターンを接続する。制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫを取り付ける際に制御端子が曲がったり、そのような曲がりに伴って隣接する制御端子が接触したりすることを防ぐために、金属体３０ｂの貫通孔３０ｃの内径を制御基板１０の貫通孔の内径よりも小さくすることが好ましい。

　実施の形態１に係る半導体装置はその特徴を失わない範囲で様々な変形が可能である。例えば制御端子の数は半導体チップ２０の構成に応じて変化させることができる。上述の変形例は以下の実施の形態に係る半導体装置にも応用できる。なお、以下の実施の形態に係る半導体装置は実施の形態１との共通点が多いので実施の形態１との相違点を中心に説明する。

実施の形態２．
　図５は、実施の形態２に係る半導体装置のシールド構造３０の斜視図である。このシールド構造３０は、接続端子３０ｄ、３０ｇを備えている。接続端子３０ｄ、３０ｇはソケット３０ａの側面から外部に露出している。図６は、実施の形態２に係る半導体装置の断面図である。接続端子３０ｄ、３０ｇは制御基板１０の貫通孔１０ｂ、１０ｃをとおって制御基板１０の上に達している。接続端子３０ｄ、３０ｇははんだ４２、４４でメタルパターン１０Ｂ、１０Ｃに接続されている。メタルパターン１０Ｂ、１０Ｃは制御基板１０上でつなげてもよい。

　制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫと接続端子３０ｄ、３０ｇを制御基板１０にはんだ付けする際には、接続端子３０ｄ、３０ｇを制御基板１０の予め定められた貫通孔に挿入することでシールド構造３０を制御基板１０に対して位置決めできる。また、シールド構造３０は接続端子３０ｄ、３０ｇによって制御基板１０に安定的に固定されるので、ねじを用いてシールド構造３０を制御基板１０に固定する必要はない。よって、図２の取り付け部３０ｅを省略できるので、半導体装置の小型化に好適である。なお、接続端子を複数設けることで上述の効果を得ることができるので、接続端子の数は２つに限定されない。

実施の形態３．
　図７は、実施の形態３に係る半導体装置のシールド構造３０の斜視図である。この半導体装置は、金属体３０ｂに接続された接続端子３０ｈ、３０ｉ、３０ｊ、３０ｋを備えている。接続端子３０ｈ、３０ｉ、３０ｊ、３０ｋはソケット３０ａの上面に露出している。

　図８は、実施の形態３に係る半導体装置の断面図である。半導体チップ２０は制御基板１０の下に設けられている。メタルパターン１０Ｂ、１０Ｃは制御基板１０の下面側に形成されている。すべての接続端子３０ｈ、３０ｉ、３０ｊ、３０ｋは、制御基板１０の下面側に設けられたメタルパターンに接続される。図８には、接続端子３０ｈ、３０ｉがはんだ４６、４８でメタルパターン１０Ｃ、１０Ｂに接続されたことが示されている。

　このように、実施の形態３では、制御基板１０の下面であるシールド構造実装面に、接続端子をはんだ付けする。そのため、リフローはんだ工程で制御基板１０の上面に表面実装部品を固定するのと同時に、接続端子３０ｈ、３０ｉ、３０ｊ、３０ｋをメタルパターンに固定することができる。よって、実施の形態３に係る半導体装置は製造工程の簡略化に好適である。

実施の形態４．
　図９は、実施の形態４に係る半導体装置のシールド構造３０の斜視図である。金属体３０ｍ、３０ｎ、３０ｏがソケット３０ａに覆われている。金属体３０ｍ、３０ｎ、３０ｏにはそれぞれ接続端子３０ｐ、３０ｑ、３０ｒが接続されている。制御端子ＴＧ、ＴＳ、ＴＥ、ＴＡ、ＴＫは半導体チップの端子である。

　制御端子ＴＧの一部は金属体３０ｍの貫通孔３０ｃの中にあり、制御端子ＴＥの一部は金属体３０ｎの貫通孔の中にあり、制御端子ＴＫの一部は金属体３０ｏの貫通孔の中にある。制御端子ＴＳ、ＴＡは金属体に覆われていない。制御端子ＴＳ、ＴＡは、制御端子ＴＧ、ＴＥ、ＴＫと並んで設けられ、金属体の貫通孔をとおらずにソケット３０ａを貫通する非保護制御端子である。

　実施の形態４では、全ての制御端子を一括して金属体により囲うのではなく、特にノイズの影響を抑えたい制御端子を個別に金属体で覆う。特にノイズの影響を抑えたい制御端子は、例えば、ゲート端子である制御端子ＴＧ、電流センス端子である制御端子ＴＳおよびアノード端子である制御端子ＴＡである。どの制御端子を金属体で覆うかは必要に応じて決めることができる。図９に示す構造により、すべての制御端子を金属体で覆う場合と比べてシールド構造の材料費を抑えることができる。また、隣接する制御端子からのノイズを遮断することができる。

実施の形態５．
　図１０は、実施の形態５に係る半導体装置のシールド構造３０の斜視図である。接続端子３０ｓは、取り付け部３０ｅの上に設けられるとともに、ネジ孔３０ｆの中にも設けられている。接続端子３０ｓはソケット３０ａの中で金属体３０ｂにつながっている。

　図１１は、実施の形態５に係る半導体装置の断面図である。ネジ５０が制御基板１０の貫通孔をとおって取り付け部３０ｅのネジ孔３０ｆにネジ締めされることで、制御基板１０が取り付け部３０ｅに固定される。このとき、ネジ５０はメタルパターン１０Ｂに接触する。ねじ５０は、取り付け部３０ｅのネジ孔３０ｆにネジ締めされることで、接続端子３０ｓに接する。つまり、ねじ５０の頭部はメタルパターン１０Ｂに接し、軸部は接続端子３０ｓに接する。これにより、メタルパターン１０Ｂと接続端子３０ｓが電気的に接続される。

　接続端子３０ｓを取り付け部３０ｅに設けることで、ネジ５０と接続端子３０ｓを接触させることができる。ねじ５０をメタルパターン１０Ｂに接触させることで、接続端子３０ｓをメタルパターン１０Ｂに電気的に接続することができる。実施の形態５の半導体装置によれば、接続端子３０ｓのための貫通孔を制御基板１０に設ける必要がなくるので、制御基板１０に形成される回路パターンの自由度を高めることができる。

　実施の形態５では接続端子３０ｓをネジ孔３０ｆの中に設けた。しかしながら、接続端子とねじを接続できれば、接続端子をネジ孔に設けなくてもよい。例えば、接続端子を取り付け部３０ｅの下面に形成し、ネジ５０と嵌合するナットをその接続端子に接触させてもよい。

実施の形態６．
　図１２は、実施の形態６に係る半導体装置のシールド構造３０の斜視図である。ソケット３０ａの中には、金属体３０ｔ、３０ｕ、３０ｖが設けられている。金属体３０ｔ、３０ｕ、３０ｖにはそれぞれ接続端子３０ｗ、３０ｘ、３０ｙが接続されている。接続端子３０ｗ、３０ｘ、３０ｙは制御基板のメタルパターンに接続される。

　図１２におけるＧは制御端子ＴＧが挿入される部分を示し、Ｅは制御端子ＴＥが挿入される部分を示し、Ｓは制御端子ＴＳが挿入される部分を示し、Ａは制御端子ＴＡが挿入される部分を示し、Ｋは制御端子ＴＫが挿入される部分を示す。したがって、金属体３０ｔは制御端子ＴＧと制御端子ＴＥを覆い、金属体３０ｕは制御端子ＴＳと制御端子ＴＥを覆い、金属体３０ｖは制御端子ＴＡと制御端子ＴＫを覆う。全ての制御端子は金属体と絶縁されている。

　このように、実施の形態６では対になる信号の制御端子を１つの金属体で覆う。これにより、対になる信号の往路復路のインピーダンスがそろうため、特に差動で信号を操作する際にノイズの影響を小さくすることができる。

　実施の形態６では、対になる信号として、制御端子ＴＧを伝送するゲート信号と制御端子ＴＥを伝送するエミッタ電流、制御端子ＴＳを伝送する信号電流と制御端子ＴＥを伝送するエミッタ電流、および制御端子ＴＡを流れるアノード電流と制御端子ＴＫを流れるカソード電流を挙げた。しかしながら、対となる信号として上述していない組み合わせを採用してもよい。一般的に言えば、制御端子として、第１制御端子と、第１制御端子の電流に比例した電流が流れる第２制御端子を有し、金属体で第１制御端子と第２制御端子を覆うことで上記効果を得ることができる。

実施の形態７．
　図１３は、実施の形態７に係る半導体装置のシールド構造３０の斜視図である。ソケット３０ａの上面には位置決め用凸部３１が設けられている。凸部３１は、制御基板１０に向かう方向である軸方向に伸びるボスである。図１４は、実施の形態７に係る半導体装置の断面図である。制御基板１０の下面には凹部１０Ｅがあり、凸部３１はその凹部１０Ｅに収まっている。凹部１０Ｅに凸部３１を挿入することで、制御基板１０の予め定められた位置に半導体チップ２０を実装することができる。さらに、凸部３１を設けることで、図２の取り付け部３０ｅを省略することができるので、図２の場合と比べて制御基板１０の実装面積を減らすことができる。そのため、制御基板に形成する回路パターンの自由度を高めることができる。

実施の形態８．
　図１５は、実施の形態８に係る半導体装置の断面図である。ソケット３０ａの上面には凸部６０、６２が設けられている。凸部の数は複数であれば特に限定されない。凸部６０、６２の間に金属体３０ｂの貫通孔３０ｃが設けられており、その貫通孔３０ｃを制御端子ＴＫがとおっている。凸部６０、６２は幅ｘ１の範囲に設けられている。言い換えれば、凸部６０の貫通孔３０ｃと反対側の面から、凸部６２の貫通孔３０ｃと反対側の面までの距離がｘ１である。

　制御基板１０には位置決め孔１０ｉが形成されている。位置決め孔１０ｉの幅はｘ１である。破線で示された制御基板１０をｚ負方向に動かし、またはシールド構造３０をｚ正方向に動かし、制御基板１０を実線で示された場所に位置させる。このとき、位置決め孔１０ｉに凸部６０、６２を挿入することで、シールド構造３０を制御基板１０の予め定められた位置に実装する。この構造により、各制御端子での位置決めが可能となり、組み立て時の位置ずれを生じにくくすることができる。

実施の形態９．
　実施の形態９では実施の形態８とは異なる方法でシールド構造３０を制御基板１０に対して位置決めする。図１６は、実施の形態９に係る半導体装置の断面図である。金属体３０ｂは、ソケット３０ａよりも上方に伸びる複数の金属体凸部３７、３９を有している。金属体凸部３７、３９は幅ｘ１の範囲に設けられている。言い換えれば、金属体凸部３７の貫通孔３０ｃと反対側の面から、金属体凸部３９の貫通孔３０ｃと反対側の面までの距離がｘ１である。

　制御基板１０に位置決め孔１０ｉが形成されている。位置決め孔１０ｉの幅はｘ１である。破線で示された制御基板１０をｚ負方向に動かし、またはシールド構造３０をｚ正方向に動かし、制御基板１０を実線で示された場所に位置させる。このとき、位置決め孔１０ｉに金属体凸部３７、３９を挿入することで、シールド構造３０を制御基板１０の予め定められた位置に実装する。この構造により、各制御端子での位置決めが可能となり、組み立て時の位置ずれを生じにくくすることができる。さらに、実施の形態８の凸部６０、６２を不要とすることができる。　

　実施の形態８、９のシールド構造３０としては、実施の形態１－７の構造のいずれかで説明したシールド構造を採用することができる。なお、上記の各実施の形態に係る半導体装置の特徴を組み合わせて、本発明の効果を高めても良い。

　１０　制御基板、　２０　半導体チップ、　３０　シールド構造、　３０ａ　ソケット、　３０ｂ　金属体、　３０ｃ　貫通孔、　３０ｄ　接続端子、　３０ｅ　取り付け部、　ＴＧ，ＴＳ，ＴＥ，ＴＡ，ＴＫ　制御端子

Claims

　貫通孔が形成された金属体と、
　前記貫通孔を塞がずに前記金属体を覆うソケットと、
　前記金属体に接続され、前記ソケットの外部に露出する接続端子と、
　メタルパターンと回路パターンを有する制御基板と、
　前記金属体と接することなく前記貫通孔をとおって前記回路パターンに接続された制御端子を有する半導体チップと、を備え、
　前記接続端子は前記メタルパターンに接続されたことを特徴とする半導体装置。
　前記ソケットの側面に取り付けられ、ネジ孔が形成された取り付け部と、
　前記制御基板の貫通孔をとおって前記ネジ孔にネジ締めされることで、前記制御基板を前記取り付け部に固定するネジと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
　前記接続端子は、前記制御基板の貫通孔をとおって、前記制御基板の上面に形成された前記メタルパターンにはんだ付けされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
　前記接続端子を複数設けたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置。
　前記半導体チップは前記制御基板の下に設けられ、前記メタルパターンは前記制御基板の下面側に形成されたことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の半導体装置。
　前記半導体チップは、前記制御端子と並んで設けられ、前記貫通孔をとおらずに前記ソケットを貫通する非保護制御端子を備えたことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の半導体装置。
　前記ソケットの側面に取り付けられ、ネジ孔が形成された取り付け部と、
　前記制御基板の貫通孔をとおって前記ネジ孔にネジ締めされることで、前記制御基板を前記取り付け部に固定するネジと、を備え、
　前記接続端子は前記取り付け部に設けられることで前記ネジと接し、
　前記ネジが前記メタルパターンに接触することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
　前記接続端子は前記ネジ孔の中に設けられたことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
　前記制御端子は、第１制御端子と、前記第１制御端子の電流に比例した電流が流れる第２制御端子を有し、
　前記金属体は、前記第１制御端子と前記第２制御端子を覆うことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の半導体装置。
　前記ソケットの上面には位置決め用凸部が設けられ、
　前記制御基板の下面には凹部があり、前記位置決め用凸部は前記凹部に収まることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の半導体装置。
　前記ソケットの上面には複数の凸部が設けられ、
　前記制御基板に位置決め孔が形成され、
　前記位置決め孔に前記複数の凸部が挿入されることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の半導体装置。
　前記金属体は前記ソケットよりも上方に伸びる複数の金属体凸部を有し、
　前記制御基板に位置決め孔が形成され、
　前記位置決め孔に前記複数の金属体凸部が挿入されることを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載の半導体装置。