特許 6804421 半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6804421

(24)【登録日】2020年12月4日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/07 20060101AFI20201214BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20201214BHJP

   H01L 21/60 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   H01L25/04 C

   H01L21/60 301F

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-195709(P2017-195709)

(22)【出願日】2017年10月6日

(65)【公開番号】特開2019-71319(P2019-71319A)

(43)【公開日】2019年5月9日

【審査請求日】2019年11月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088672

【弁理士】

【氏名又は名称】吉竹 英俊

(74)【代理人】

【識別番号】100088845

【弁理士】

【氏名又は名称】有田 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】中村 宏之

【審査官】 多賀 和宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２２６５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０６３９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１２０５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２２５５９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１０９１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／１１１６９１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／４４７−２１／４４９、２１／６０−２１／６０７、

２３／４８−２３／５０、２５／００−２５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リードフレームと、
前記リードフレーム上に配置され、かつ、主電流が流れる第１の半導体素子と、
前記リードフレーム上に配置され、かつ、前記第１の半導体素子と並列に接続される第２の半導体素子と、
前記第２の半導体素子の上面に形成される金属パターンとを備え、
前記リードフレームは、
前記第１の半導体素子および前記第２の半導体素子が配置されるダイパッド部と、
前記金属パターンを介して前記第１の半導体素子と接続される、前記第１の半導体素子の第１の端子部と、
前記ダイパッド部と連続して形成される、前記第１の半導体素子の第２の端子部とを備え、
前記金属パターンは、
前記第１の半導体素子と接続される、少なくとも１つの第１の接続箇所と、
前記第１の端子部と接続され、かつ、前記第１の接続箇所とは離間して位置する少なくとも１つの第２の接続箇所とを備え、
前記第１の接続箇所と前記第２の接続箇所との間に形成される第１の通電経路の電気抵抗は、前記第２の接続箇所と前記第１の端子部との間に形成される第２の通電経路の電気抵抗よりも大きい、
半導体装置。

【請求項2】

前記第２の接続箇所と前記第１の端子部との間を接続する第１のワイヤーをさらに備え、
前記第１の通電経路における前記金属パターンの断面積は、前記第１のワイヤーの断面積よりも小さい、
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記第１の通電経路における前記金属パターンには、前記第１の通電経路と交差する方向に沿って断続的な開口が形成される、
請求項１または請求項２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記金属パターンは、
前記第１の接続箇所が位置する第１の金属パターンと、
前記第２の接続箇所が位置し、かつ、前記第１の金属パターンとは離間して形成される第２の金属パターンとを備え、
前記半導体装置は、前記第１の金属パターンと前記第２の金属パターンとを接続する第２のワイヤーをさらに備え、
前記第２のワイヤーの電気抵抗は、前記第２の通電経路の電気抵抗よりも大きい、
請求項２に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記第２のワイヤーは、前記第１のワイヤーと同種の材料からなり、
前記第２のワイヤーの線径は、前記第１のワイヤーの線径よりも細い、
請求項４に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記金属パターンは、
複数の前記第１の接続箇所が位置する第１の金属パターンと、
複数の前記第２の接続箇所が位置し、かつ、前記第１の金属パターンとは離間して形成される第２の金属パターンとを備え、
前記半導体装置は、
それぞれの前記第２の接続箇所と前記第１の端子部との間を接続する複数の第１のワイヤーと、
前記第１の金属パターンと前記第２の金属パターンとを接続する第２のワイヤーと、
それぞれの前記第１の接続箇所と前記第１の半導体素子との間を接続する複数の第３のワイヤーとをさらに備え、
それぞれの前記第１のワイヤー、前記第２のワイヤーおよびそれぞれの前記第３のワイヤーは、電気抵抗が等しい、
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項7】

それぞれの前記第１のワイヤー、前記第２のワイヤーおよびそれぞれの前記第３のワイヤーは、同一の材料からなる、
請求項６に記載の半導体装置。

【請求項8】

前記半導体装置は電力用半導体装置であり、
前記第１の半導体素子は、主電流のスイッチング操作を行うＩＧＢＴであり、
前記第２の半導体素子は、前記ＩＧＢＴと逆並列に接続される環流ダイオードであり、
前記第１の端子部は、前記ＩＧＢＴのエミッタ端子であり、
前記第２の端子部は、前記ＩＧＢＴのコレクタ端子である、
請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願明細書に開示される技術は、半導体装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の電力用半導体装置では、過電流によって損傷が生じた場合、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ｉｎｓｕｌａｔｅｄ ｇａｔｅ ｂｉｐｏｌａｒ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、すなわち、ＩＧＢＴ）のコレクタとエミッタとの間がショート状態となり、モジュールの端子間で絶縁がとれなくなる。そして、上記の損傷の影響が、当該モジュールだけでなく外部の素子または外部の機器にまで及んでいた。

【0003】

このような現象に対する策として、ＩＧＢＴなどの半導体チップ以外の部位を過電流によって溶断する技術などが開示されている。たとえば、特許文献１においては、モジュール内の配線をヒューズとして利用する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−１５０７７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記の技術を用いる場合、半導体チップが搭載される金属部材と、モジュールの端子に相当する金属部材との間にヒューズ機能を担う配線が存在するため、それぞれの金属部材を別部材とする必要があった。そのため、構成部材が増えることによるモジュールの大型化、また、モジュールを製造するための工程が複雑化するなどの問題があった。

【0006】

本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を解決するためになされたものであり、装置の大型化を避けつつ、過電流による損傷の影響が外部の素子まで及ぶことを抑制する技術を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願明細書に開示される技術の第１の態様は、リードフレームと、前記リードフレーム上に配置され、かつ、主電流が流れる第１の半導体素子と、前記リードフレーム上に配置され、かつ、前記第１の半導体素子と並列に接続される第２の半導体素子と、前記第２の半導体素子の上面に形成される金属パターンとを備え、前記リードフレームは、前記第１の半導体素子および前記第２の半導体素子が配置されるダイパッド部と、前記金属パターンを介して前記第１の半導体素子と接続される、前記第１の半導体素子の第１の端子部と、前記ダイパッド部と連続して形成される、前記第１の半導体素子の第２の端子部とを備え、前記金属パターンは、前記第１の半導体素子と接続される、少なくとも１つの第１の接続箇所と、前記第１の端子部と接続され、かつ、前記第１の接続箇所とは離間して位置する少なくとも１つの第２の接続箇所とを備え、前記第１の接続箇所と前記第２の接続箇所との間に形成される第１の通電経路の電気抵抗は、前記第２の接続箇所と前記第１の端子部との間に形成される第２の通電経路の電気抵抗よりも大きい。

【発明の効果】

【0008】

本願明細書に開示される技術の第１の態様は、リードフレームと、前記リードフレーム上に配置され、かつ、主電流が流れる第１の半導体素子と、前記リードフレーム上に配置され、かつ、前記第１の半導体素子と並列に接続される第２の半導体素子と、前記第２の半導体素子の上面に形成される金属パターンとを備え、前記リードフレームは、前記第１の半導体素子および前記第２の半導体素子が配置されるダイパッド部と、前記金属パターンを介して前記第１の半導体素子と接続される、前記第１の半導体素子の第１の端子部と、前記ダイパッド部と連続して形成される、前記第１の半導体素子の第２の端子部とを備え、前記金属パターンは、前記第１の半導体素子と接続される、少なくとも１つの第１の接続箇所と、前記第１の端子部と接続され、かつ、前記第１の接続箇所とは離間して位置する少なくとも１つの第２の接続箇所とを備え、前記第１の接続箇所と前記第２の接続箇所との間に形成される第１の通電経路の電気抵抗は、前記第２の接続箇所と前記第１の端子部との間に形成される第２の通電経路の電気抵抗よりも大きいものである。このような構成によれば、過電流が流れた場合に第１の通電経路が熱によって切断、すなわち、溶断される。したがって、過電流が流れることによって生じる損傷は第２の半導体素子の金属パターンまでに留まるため、当該損傷の影響が外部の素子まで及ぶことを抑制することができる。また、第２の半導体素子の金属パターンをヒューズに流用することとなるため、装置の大型化を避けることができる。

【0009】

本願明細書に開示される技術に関する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施の形態に関する、トランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する平面図である。

【図2】本実施の形態に関する、トランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する断面図である。

【図3】本実施の形態に関する、トランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する平面図である。

【図4】本実施の形態に関する、トランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する断面図である。

【図5】本実施の形態に関する、トランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する平面図である。

【図6】本実施の形態に関する、トランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する断面図である。

【図7】本実施の形態に関する、トランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する平面図である。

【図8】本実施の形態に関する、トランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。

【0012】

なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化がなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。

【0013】

また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。

【0014】

また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「側」、「底」、「表」または「裏」などの特定の位置と方向とを意味する用語が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、実際に実施される際の方向とは関係しないものである。

【0015】

また、以下に記載される説明において、「第１の」、または、「第２の」などの序数が用いられる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上用いられるものであり、これらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。

【0016】

＜第１の実施の形態＞
以下、本実施の形態に関する半導体装置について説明する。

【0017】

＜半導体装置の構成について＞
図１は、本実施の形態に関する半導体装置としてのトランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する平面図である。また、図２は、トランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する断面図である。なお、図２においては、半導体チップの上面に形成された金属パターンは、簡単のため図示が省略される。

【0018】

図１においては、便宜上、モールド樹脂が一部透過して例示されている。また、図１および図２に例示される構成は、モジュール内の一部、すなわち、１アーム分に相当する。

【0019】

図１および図２に例示されるように、パワーモジュールは、リードフレーム１０１と、リードフレーム１０１の上面に配置されたＩＧＢＴ１０２と、リードフレーム１０１の上面に配置されたフリーホイールダイオード（ｆｒｅｅ−ｗｈｅｅｌｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、すなわち、ＦＷＤ）１０３と、ＩＧＢＴ１０２の上面に形成された金属パターン１０４と、ＦＷＤ１０３の上面に形成された金属パターン１０５と、金属パターン１０４に接続される入力ワイヤー１０６と、金属パターン１０４と金属パターン１０５とを接続する接続ワイヤー１０７と、金属パターン１０５と外部接続端子１０８（後述）とを接続する出力ワイヤー１０９と、これらの構成を覆って形成されるモールド樹脂１１０とを備えるものである。

【0020】

リードフレーム１０１は、金属製の薄板を配線の形状にあわせて加工したものである。ＩＧＢＴ１０２およびＦＷＤ１０３は、リードフレーム１０１のうちのダイパッド部１０１Ａに配置される。また、リードフレーム１０１は、ＩＧＢＴ１０２のコレクタ側の外部接続端子を担う端子部１０１Ｂを有する。端子部１０１Ｂは、ダイパッド部１０１Ａと連続して形成される。また、リードフレーム１０１は、ＩＧＢＴ１０２のエミッタ側の外部接続端子を担う外部接続端子１０８を有する。

【0021】

ＩＧＢＴ１０２は、入力ワイヤー１０６を介して入力されるゲート電圧に応じて、主電流のスイッチング操作を行う機能を有する。ＦＷＤ１０３は、カソードがＩＧＢＴ１０２のコレクタと接続し、アノードがＩＧＢＴ１０２のエミッタと接続することによってＩＧＢＴ１０２と逆並列に接続され、かつ、スイッチング動作時に環流電流を流す機能を有する。

【0022】

金属パターン１０５における接続ワイヤー１０７との接続箇所を接続箇所１２０Ａとする。また、金属パターン１０５における出力ワイヤー１０９との接続箇所を接続箇所１２０Ｂとする。接続箇所１２０Ｂは、接続箇所１２０Ａとは離間して位置する。出力ワイヤー１０９は、接続箇所１２０Ｂと外部接続端子１０８との間を接続する。

【0023】

上記の構成において、ＩＧＢＴ１０２のコレクタ側の端子は端子部１０１Ｂであり、ＩＧＢＴ１０２のエミッタ側の端子は外部接続端子１０８である。

【0024】

ここで、通電の際に、接続箇所１２０Ａと接続箇所１２０Ｂとの間に形成される通電経路を第１の通電経路とする。また、通電の際に、接続箇所１２０Ｂと外部接続端子１０８との間に形成される通電経路を第２の通電経路とする。

【0025】

図１においては、第１の通電経路は金属パターン１０５内に形成され、第２の通電経路は出力ワイヤー１０９が相当する。図１において、第１の通電経路における金属パターン１０５の電気抵抗は、出力ワイヤー１０９の電気抵抗よりも大きい。具体的には、第１の通電経路における金属パターン１０５の断面積は、出力ワイヤー１０９の断面積よりも小さい。

【0026】

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

【0027】

＜半導体装置の構成について＞
図３は、本実施の形態に関するトランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する平面図である。また、図４は、トランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する断面図である。なお、図４においては、半導体チップの上面に形成された金属パターンは、簡単のため図示が省略される。

【0028】

図３および図４に例示されるように、パワーモジュールは、リードフレーム１０１と、ＩＧＢＴ１０２と、ＦＷＤ１０３と、金属パターン１０４と、ＦＷＤ１０３の上面に形成された金属パターン１０５Ａと、入力ワイヤー１０６と、金属パターン１０４と金属パターン１０５Ａとを接続する接続ワイヤー１０７と、金属パターン１０５Ａと外部接続端子１０８とを接続する出力ワイヤー１０９と、これらの構成を覆って形成されるモールド樹脂１１０とを備えるものである。

【0029】

金属パターン１０５Ａは、第１の通電経路と交差する方向（図３における左右方向）に沿って断続的な開口が形成される金属パターンである。このように、一部はしご状の形状であることによって、開口と開口の間の金属パターンをレーザーなどによっていくつか切断することによって、第１の通電経路における金属パターン１０５Ａの電気抵抗値を調整することができる。

【0030】

＜第３の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

【0031】

＜半導体装置の構成について＞
図５は、本実施の形態に関するトランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する平面図である。また、図６は、トランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する断面図である。なお、図６においては、半導体チップの上面に形成された金属パターンは、簡単のため図示が省略される。

【0032】

図５および図６に例示されるように、パワーモジュールは、リードフレーム１０１と、ＩＧＢＴ１０２と、ＦＷＤ１０３と、金属パターン１０４と、ＦＷＤ１０３の上面に形成された金属パターン１０５Ｂおよび金属パターン１０５Ｃと、入力ワイヤー１０６と、金属パターン１０４と金属パターン１０５Ｂとを接続する接続ワイヤー１０７と、金属パターン１０５Ｂと金属パターン１０５Ｃとを接続する高抵抗ワイヤー１１１と、金属パターン１０５Ｃと外部接続端子１０８とを接続する出力ワイヤー１０９と、これらの構成を覆って形成されるモールド樹脂１１０とを備えるものである。

【0033】

金属パターン１０５Ｂと金属パターン１０５Ｃとは、ＦＷＤ１０３の上面において、互いに離間して形成される。少なくとも出力ワイヤー１０９よりも電気抵抗が高い高抵抗ワイヤー１１１は、たとえば、出力ワイヤー１０９の材料と同種の材料からなり、かつ、出力ワイヤー１０９よりも線径の細いワイヤーである。または、高抵抗ワイヤー１１１は、出力ワイヤー１０９の材料とは異なる電気抵抗率の高い材料からなるワイヤーである。

【0034】

図５においては、第１の通電経路は金属パターン１０５Ｂ、高抵抗ワイヤー１１１および金属パターン１０５Ｃ内に形成され、第２の通電経路は出力ワイヤー１０９が相当する。図５において、第１の通電経路の電気抵抗は、特に高抵抗ワイヤー１１１の寄与によって、出力ワイヤー１０９の電気抵抗よりも大きい。

【0035】

＜第４の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置について説明する。以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

【0036】

＜半導体装置の構成について＞
図７は、本実施の形態に関するトランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する平面図である。また、図８は、トランスファーモールド型のパワーモジュールの内部構成を概略的に例示する断面図である。なお、図８においては、半導体チップの上面に形成された金属パターンは、簡単のため図示が省略される。

【0037】

図７および図８に例示されるように、パワーモジュールは、リードフレーム１０１と、ＩＧＢＴ１０２と、ＦＷＤ１０３と、金属パターン１０４と、ＦＷＤ１０３の上面に形成された金属パターン１０５Ｂおよび金属パターン１０５Ｃと、入力ワイヤー１０６と、金属パターン１０４と金属パターン１０５Ｂとを接続する接続ワイヤー１０７Ａおよび接続ワイヤー１０７Ｂと、金属パターン１０５Ｂと金属パターン１０５Ｃとを接続する接続ワイヤー１１２と、金属パターン１０５Ｃと外部接続端子１０８とを接続する出力ワイヤー１０９Ａおよび出力ワイヤー１０９Ｂと、これらの構成を覆って形成されるモールド樹脂１１０とを備えるものである。

【0038】

接続ワイヤー１０７Ａおよび接続ワイヤー１０７Ｂは、互いに並列に接続される。また、出力ワイヤー１０９Ａおよび出力ワイヤー１０９Ｂも、互いに並列に接続される。

【0039】

ここで、接続ワイヤー１０７Ａと、接続ワイヤー１０７Ｂと、接続ワイヤー１１２と、出力ワイヤー１０９Ａと、出力ワイヤー１０９Ｂとは、同一の材料からなるワイヤーである。

【0040】

＜以上に記載された実施の形態によって生じる効果について＞
次に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果を例示する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態に例示された具体的な構成に基づいて当該効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本願明細書に例示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。

【0041】

また、当該置き換えは、複数の実施の形態に跨ってなされてもよい。すなわち、異なる実施の形態において例示されたそれぞれの構成が組み合わされて、同様の効果が生じる場合であってもよい。

【0042】

以上に記載された実施の形態によれば、半導体装置は、リードフレーム１０１と、主電流が流れる第１の半導体素子と、第２の半導体素子と、金属パターン１０５とを備える。ここで、第１の半導体素子は、たとえば、ＩＧＢＴ１０２に対応するものである。また、第２の半導体素子は、たとえば、ＦＷＤ１０３に対応するものである。ＩＧＢＴ１０２は、リードフレーム１０１上に配置され、かつ、主電流が流れる。ＦＷＤ１０３は、リードフレーム１０１上に配置され、かつ、ＩＧＢＴ１０２と並列に接続される。金属パターン１０５は、ＦＷＤ１０３の上面に形成される。また、リードフレーム１０１は、ダイパッド部１０１Ａと、第１の半導体素子の第１の端子部と、第２の端子部とを備える。ここで、第１の端子部は、たとえば、外部接続端子１０８に対応するものである。また、第２の端子部は、たとえば、端子部１０１Ｂに対応するものである。ダイパッド部１０１Ａは、ＩＧＢＴ１０２およびＦＷＤ１０３が配置される。ＩＧＢＴ１０２の外部接続端子１０８は、金属パターン１０５を介してＩＧＢＴ１０２と接続される。ＩＧＢＴ１０２の端子部１０１Ｂは、ダイパッド部１０１Ａと連続して形成される。また、金属パターン１０５は、少なくとも１つの第１の接続箇所と、少なくとも１つの第２の接続箇所とを備える。ここで、第１の接続箇所は、たとえば、接続箇所１２０Ａに対応するものである。また、第２の接続箇所は、たとえば、接続箇所１２０Ｂに対応するものである。接続箇所１２０Ａは、ＩＧＢＴ１０２と接続される。接続箇所１２０Ｂは、外部接続端子１０８と接続され、かつ、接続箇所１２０Ａとは離間して位置する。そして、接続箇所１２０Ａと接続箇所１２０Ｂとの間に形成される第１の通電経路の電気抵抗は、接続箇所１２０Ｂと外部接続端子１０８との間に形成される第２の通電経路の電気抵抗よりも大きい。

【0043】

このような構成によれば、過電流が流れた場合に第１の通電経路における金属パターン１０５が熱によって切断、すなわち、溶断される。したがって、過電流が流れることによって生じる損傷はＦＷＤ１０３の金属パターン１０５までに留まるため、当該損傷の影響が外部の素子まで及ぶことを抑制することができる。また、ＦＷＤ１０３の金属パターン１０５をヒューズに流用することとなるため、コレクタ側の端子に相当する端子部１０１Ｂを別部材にする必要がない。そのため、装置の大型化を避けることができる。

【0044】

なお、これらの構成以外の本願明細書に例示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、少なくともこれらの構成を備えていれば、以上に記載された効果を生じさせることができる。

【0045】

しかしながら、本願明細書に例示される他の構成のうちの少なくとも１つを以上に記載された構成に適宜追加した場合、すなわち、以上に記載された構成としては言及されなかった本願明細書に例示される他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。

【0046】

また、以上に記載された実施の形態によれば、半導体装置は、接続箇所１２０Ｂと外部接続端子１０８との間を接続する第１のワイヤーを備える。ここで、第１のワイヤーは、たとえば、出力ワイヤー１０９に対応するものである。そして、第１の通電経路における金属パターン１０５の断面積は、出力ワイヤー１０９の断面積よりも小さい。このような構成によれば、第１の通電経路における金属パターン１０５の電気抵抗が、同等の材料からなる出力ワイヤー１０９の電気抵抗よりも高くなるため、過電流が流れた場合に第１の通電経路における金属パターン１０５が溶断される。したがって、過電流が流れることによって生じる損傷はＦＷＤ１０３の金属パターン１０５までに留まるため、当該損傷の影響が外部の素子まで及ぶことを抑制することができる。

【0047】

また、以上に記載された実施の形態によれば、第１の通電経路における金属パターン１０５Ａには、第１の通電経路と交差する方向に沿って断続的な開口が形成される。このような構成によれば、開口と開口の間の金属パターンをレーザーなどによっていくつか切断することによって、第１の通電経路における金属パターン１０５Ａの電気抵抗値を調整することができる。すなわち、金属パターン１０５Ａの通電耐量を容易に調整することができる。

【0048】

また、以上に記載された実施の形態によれば、金属パターンは、接続箇所１２０Ａが位置する第１の金属パターンと、接続箇所１２０Ｂが位置し、かつ、第１の金属パターンとは離間して形成される第２の金属パターンとを備える。ここで、第１の金属パターンは、たとえば、金属パターン１０５Ｂに対応するものである。また、第２の金属パターンは、たとえば、金属パターン１０５Ｃに対応するものである。また、半導体装置は、金属パターン１０５Ｂと金属パターン１０５Ｃとを接続する第２のワイヤーを備える。ここで、第２のワイヤーは、たとえば、高抵抗ワイヤー１１１に対応するものである。そして、高抵抗ワイヤー１１１の電気抵抗は、第２の通電経路の電気抵抗よりも大きい。このような構成によれば、第１の通電経路における高抵抗ワイヤー１１１の電気抵抗が、第２の通電経路における出力ワイヤー１０９の電気抵抗よりも高くなるため、過電流が流れた場合に高抵抗ワイヤー１１１が溶断される。したがって、過電流が流れることによって生じる損傷はＦＷＤ１０３の金属パターン１０５Ｂまでに留まるため、当該損傷の影響が外部の素子まで及ぶことを抑制することができる。

【0049】

また、以上に記載された実施の形態によれば、高抵抗ワイヤー１１１は、出力ワイヤー１０９と同種の材料からなる。そして、高抵抗ワイヤー１１１の線径は、出力ワイヤー１０９の線径よりも細い。このような構成によれば、第１の通電経路における高抵抗ワイヤー１１１の電気抵抗が、第２の通電経路における出力ワイヤー１０９の電気抵抗よりも高くなるため、過電流が流れた場合に高抵抗ワイヤー１１１が溶断される。

【0050】

また、以上に記載された実施の形態によれば、金属パターンは、複数の第１の接続箇所が位置する金属パターン１０５Ｂと、複数の第２の接続箇所が位置し、かつ、金属パターン１０５Ｂとは離間して形成される金属パターン１０５Ｃとを備える。ここで、複数の第１の接続箇所は、たとえば、接続箇所１２０Ａおよび接続箇所１２０Ｃに対応するものである。また、複数の第２の接続箇所は、たとえば、接続箇所１２０Ｂおよび接続箇所１２０Ｄに対応するものである。また、半導体装置は、複数の第１のワイヤーと、第２のワイヤーと、複数の第３のワイヤーとを備える。ここで、複数の第１のワイヤーは、たとえば、出力ワイヤー１０９Ａおよび出力ワイヤー１０９Ｂに対応するものである。また、第２のワイヤーは、たとえば、接続ワイヤー１１２に対応するものである。また、複数の第３のワイヤーは、たとえば、接続ワイヤー１０７Ａおよび接続ワイヤー１０７Ｂに対応するものである。出力ワイヤー１０９Ａは、接続箇所１２０Ｂと外部接続端子１０８との間を接続する。出力ワイヤー１０９Ｂは、接続箇所１２０Ｄと外部接続端子１０８との間を接続する。接続ワイヤー１１２は、金属パターン１０５Ｂと金属パターン１０５Ｃとを接続する。接続ワイヤー１０７Ａは、接続箇所１２０ＡとＩＧＢＴ１０２との間を接続する。接続ワイヤー１０７Ｂは、接続箇所１２０ＣとＩＧＢＴ１０２との間を接続する。そして、出力ワイヤー１０９Ａ、出力ワイヤー１０９Ｂ、接続ワイヤー１１２、接続ワイヤー１０７Ａ、および、接続ワイヤー１０７Ｂは、電気抵抗が等しい。このような構成によれば、第１の通電経路における接続ワイヤー１１２の電気抵抗が、第２の通電経路における出力ワイヤー１０９Ａおよび出力ワイヤー１０９Ｂの合計の電気抵抗よりも高くなり、また、接続ワイヤー１０７Ａおよび接続ワイヤー１０７Ｂの合計の電気抵抗よりも高くなるため、過電流が流れた場合に接続ワイヤー１１２が溶断される。したがって、過電流が流れることによって生じる損傷はＦＷＤ１０３の金属パターン１０５Ｂまでに留まるため、当該損傷の影響が外部の素子まで及ぶことを抑制することができる。

【0051】

また、以上に記載された実施の形態によれば、出力ワイヤー１０９Ａ、出力ワイヤー１０９Ｂ、接続ワイヤー１１２、接続ワイヤー１０７Ａ、および、接続ワイヤー１０７Ｂは、同一の材料からなる。このような構成によれば、同じ材料からなるワイヤーを用いる場合であっても、それぞれの経路に異なる本数のワイヤーを用いることによって、第１の通電経路の電気抵抗を第２の通電経路の電気抵抗よりも大きくすることができる。

【0052】

また、以上に記載された実施の形態によれば、ＩＧＢＴ１０２は、主電流のスイッチング操作を行う半導体素子である。また、ＦＷＤ１０３は、ＩＧＢＴと逆並列に接続される環流ダイオードである。また、外部接続端子１０８は、ＩＧＢＴのエミッタ端子である。また、端子部１０１Ｂは、ＩＧＢＴのコレクタ端子である。このような構成によれば、過電流が流れた場合に第１の通電経路における金属パターン１０５が溶断される。したがって、過電流が流れることによって生じる損傷はＦＷＤ１０３の金属パターン１０５までに留まるため、当該損傷の影響が外部の素子まで及ぶことを抑制することができる。また、ＦＷＤ１０３の金属パターン１０５をヒューズに流用することとなるため、装置の大型化を避けることができる。

【0053】

＜以上に記載された実施の形態における変形例について＞
以上に記載された実施の形態では、それぞれの構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面において例示であって、本願明細書に記載されたものに限られることはないものとする。

【0054】

したがって、例示されていない無数の変形例、および、均等物が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの実施の形態における少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

【0055】

また、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれるものとする。

【0056】

また、本願明細書における説明は、本技術に関するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。

【0057】

また、以上に記載された実施の形態において、特に指定されずに材料名などが記載された場合は、矛盾が生じない限り、当該材料に他の添加物が含まれた、たとえば、合金などが含まれるものとする。

【符号の説明】

【0058】

１０１ リードフレーム、１０１Ａ ダイパッド部、１０１Ｂ 端子部、１０２ ＩＧＢＴ、１０３ ＦＷＤ、１０４，１０５，１０５Ａ，１０５Ｂ，１０５Ｃ 金属パターン、１０６ 入力ワイヤー、１０７，１０７Ａ，１０７Ｂ，１１２ 接続ワイヤー、１０８ 外部接続端子、１０９，１０９Ａ，１０９Ｂ 出力ワイヤー、１１０ モールド樹脂、１１１ 高抵抗ワイヤー、１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄ 接続箇所。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】