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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024175039
(43)【公開日】2024-12-17
(54)【発明の名称】半導体装置
(51)【国際特許分類】
H01L 25/07 20060101AFI20241210BHJP
H01L 21/60 20060101ALI20241210BHJP
【ＦＩ】
H01L25/04 C
H01L21/60 301A
【審査請求】有
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024159670
(22)【出願日】2024-09-16
(62)【分割の表示】P 2023549428の分割
【原出願日】2022-08-25
(31)【優先権主張番号】P 2021153458
(32)【優先日】2021-09-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】100121991
【弁理士】
【氏名又は名称】野々部 泰平
(74)【代理人】
【識別番号】100145595
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 貴則
(72)【発明者】
【氏名】川島 崇功
(72)【発明者】
【氏名】平光 真二
(72)【発明者】
【氏名】奥村 知巳
(57)【要約】 （修正有）
【課題】インダクタンスを低減しつつ熱抵抗を低減できる半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体装置２０において、基板５０の表面金属体５２は、半導体素子４０Ｌの一面に設けられたドレイン電極４０Ｄに電気的に接続されている。他方の基板６０の表面金属体６２は、半導体素子の裏面に設けられたソース電極４０Ｓに電気的に接続されている。信号端子９３は、ボンディングワイヤ１１０を介して、ソース電極と同じ面に設けられたパッド４０Ｐに電気的に接続されている。半導体素子と信号端子９３との並び方向において、表面金属体６２の端部６４ｅは、導電スペーサ７０の端部７０ｅ１と半導体素子４０Ｌの端部４０Ｌｅとの間に位置している。
【選択図】図１６
【解決手段】半導体装置２０において、基板５０の表面金属体５２は、半導体素子４０Ｌの一面に設けられたドレイン電極４０Ｄに電気的に接続されている。他方の基板６０の表面金属体６２は、半導体素子の裏面に設けられたソース電極４０Ｓに電気的に接続されている。信号端子９３は、ボンディングワイヤ１１０を介して、ソース電極と同じ面に設けられたパッド４０Ｐに電気的に接続されている。半導体素子と信号端子９３との並び方向において、表面金属体６２の端部６４ｅは、導電スペーサ７０の端部７０ｅ１と半導体素子４０Ｌの端部４０Ｌｅとの間に位置している。
【選択図】図１６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一面に設けられた第１主電極（４０Ｄ）と、前記一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた第２主電極（４０Ｓ）と、前記裏面において前記第２主電極とは異なる位置に設けられた信号用のパッド（４０Ｐ）と、を有する半導体素子（４０）と、
前記第１主電極に電気的に接続された第１配線部材（５０）と、
前記第２主電極に電気的に接続された第２配線部材（６０）と、
信号端子（９３）と、
前記パッドと前記信号端子とを電気的に接続するボンディングワイヤ（１１０）と、を備え、
前記第２配線部材は、絶縁基材（６１）と、前記絶縁基材における前記半導体素子側の面である表面に配置され、前記第２主電極に電気的に接続された表面金属体（６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（６３）と、を有する基板であり、
前記半導体素子と前記信号端子との並び方向において、前記表面金属体の端部（６４ｅ、６５ｅ）は、前記表面金属体が接合された接合対象の端部（４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２、７０ｅ１、７０ｅ２）と前記半導体素子の端部（４０Ｌｅ、４０Ｈｅ）との間に位置しており、
前記絶縁基材は、前記表面金属体から露出する露出部（６１ａ１、６１ａ２）を有し、
前記ボンディングワイヤの頂点部（１１０ｔ）は、前記板厚方向において前記露出部に対向しており、
前記ボンディングワイヤは、前記絶縁基材の前記露出部に接触している、半導体装置。
前記第１主電極に電気的に接続された第１配線部材（５０）と、
前記第２主電極に電気的に接続された第２配線部材（６０）と、
信号端子（９３）と、
前記パッドと前記信号端子とを電気的に接続するボンディングワイヤ（１１０）と、を備え、
前記第２配線部材は、絶縁基材（６１）と、前記絶縁基材における前記半導体素子側の面である表面に配置され、前記第２主電極に電気的に接続された表面金属体（６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（６３）と、を有する基板であり、
前記半導体素子と前記信号端子との並び方向において、前記表面金属体の端部（６４ｅ、６５ｅ）は、前記表面金属体が接合された接合対象の端部（４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２、７０ｅ１、７０ｅ２）と前記半導体素子の端部（４０Ｌｅ、４０Ｈｅ）との間に位置しており、
前記絶縁基材は、前記表面金属体から露出する露出部（６１ａ１、６１ａ２）を有し、
前記ボンディングワイヤの頂点部（１１０ｔ）は、前記板厚方向において前記露出部に対向しており、
前記ボンディングワイヤは、前記絶縁基材の前記露出部に接触している、半導体装置。
【請求項2】
前記並び方向において、前記表面金属体の端部は、前記パッドにおける前記第２主電極側の端部（４０Ｐｅ）と前記半導体素子の端部との間に位置している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記表面金属体は、前記裏面金属体よりも厚い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記第２主電極と前記表面金属体との間に介在する導電スペーサ（７０）を備え、
前記接合対象は、前記導電スペーサである、請求項１～３いずれか１項に記載の半導体装置。
前記接合対象は、前記導電スペーサである、請求項１～３いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記接合対象は、前記第２主電極である、請求項１～３いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項6】
半導体素子（４０）の一面に設けられた第１主電極（４０Ｄ）と第１配線部材（５０）とを電気的に接続する第１接続工程と、
ボンディングワイヤ（１１０）を介して、前記半導体素子において前記一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた信号用のパッド（４０Ｐ）と信号端子（９３）とを接続するワイヤボンディング工程と、
前記ワイヤボンディング工程後、前記裏面において前記パッドとは異なる位置に設けられた第２主電極（４０Ｓ）と第２配線部材（６０）とを電気的に接続する第２接続工程と、を備え、
前記第２接続工程において、
前記第２配線部材として、絶縁基材（６１）と、前記絶縁基材における前記半導体素子側の面である表面に配置され、前記第２主電極に電気的に接続された表面金属体（６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（６３）と、を有し、前記半導体素子と前記信号端子との並び方向において、前記表面金属体が接合される接合対象の端部（４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２、７０ｅ１、７０ｅ２）と前記半導体素子の端部（４０Ｌｅ、４０Ｈｅ）との間に前記表面金属体の端部（６４ｅ、６５ｅ）が位置するように、前記表面金属体がパターニングされた基板を用い、
前記表面金属体から露出する前記絶縁基材の露出部（６１ａ１、６１ａ２）を前記ボンディングワイヤに接触させつつ前記第２主電極と前記第２配線部材とを電気的に接続する、半導体装置の製造方法。
ボンディングワイヤ（１１０）を介して、前記半導体素子において前記一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた信号用のパッド（４０Ｐ）と信号端子（９３）とを接続するワイヤボンディング工程と、
前記ワイヤボンディング工程後、前記裏面において前記パッドとは異なる位置に設けられた第２主電極（４０Ｓ）と第２配線部材（６０）とを電気的に接続する第２接続工程と、を備え、
前記第２接続工程において、
前記第２配線部材として、絶縁基材（６１）と、前記絶縁基材における前記半導体素子側の面である表面に配置され、前記第２主電極に電気的に接続された表面金属体（６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（６３）と、を有し、前記半導体素子と前記信号端子との並び方向において、前記表面金属体が接合される接合対象の端部（４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２、７０ｅ１、７０ｅ２）と前記半導体素子の端部（４０Ｌｅ、４０Ｈｅ）との間に前記表面金属体の端部（６４ｅ、６５ｅ）が位置するように、前記表面金属体がパターニングされた基板を用い、
前記表面金属体から露出する前記絶縁基材の露出部（６１ａ１、６１ａ２）を前記ボンディングワイヤに接触させつつ前記第２主電極と前記第２配線部材とを電気的に接続する、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【0001】
この出願は、２０２１年９月２１日に日本に出願された特許出願第２０２１－１５３４５８号を基礎としており、基礎の出願の内容を、全体的に、参照により援用している。
【技術分野】
【0002】
この明細書における開示は、半導体装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0003】
特許文献１は、両面に主電極を有する半導体チップ、第１ヒートシンク、第２ヒートシンク、および信号端子を備える半導体装置を開示している。半導体チップの一面にはドレイン電極が設けられ、裏面にはソース電極および信号用のパッドが設けられている。第１ヒートシンクはドレイン電極に電気的に接続され、第２ヒートシンクはソース電極に電気的に接続されている。信号端子は、ボンディングワイヤを介してパッドに接続されている。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２０－６４９０７号公報
【発明の概要】
【0005】
特許文献１に代表される両面放熱構造の半導体装置では、ボンディングワイヤと第２ヒートシンクとの接触を避けるために、つまりボンディングワイヤの高さを確保するために、ソース電極と第２ヒートシンクとの間にターミナル（導電スペーサ）を配置する。ターミナルが厚いほど、第１ヒートシンクと第２ヒートシンクとの対向面を遠ざけ、互いに逆向きに流れる電流による磁束打消しの効果、つまりインダクタンス低減の効果を弱める。また、熱抵抗を増加させる。
【0006】
また、第２ヒートシンクにおいてターミナルよりも信号端子側の部分を切り欠くことで、ボンディングワイヤと第２ヒートシンクとの接触を避け、第１ヒートシンクと第２ヒートシンクとの対向面同士を近づけることが考えられる。しかしながら、切り欠きによって半導体素子から第２ヒートシンクへの熱拡散が阻害される。上記した構成では、デッドスペースを低減するのが困難である。上記した観点において、または言及されていない他の観点において、半導体装置にはさらなる改良が求められている。
【0007】
開示されるひとつの目的は、インダクタンスを低減しつつ熱抵抗を低減できる半導体装置およびその製造方法を提供することにある。
【0008】
ここに開示された半導体装置は、
一面に設けられた第１主電極と、一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた第２主電極と、裏面において第２主電極とは異なる位置に設けられた信号用のパッドと、を有する半導体素子と、
第１主電極に電気的に接続された第１配線部材と、
第２主電極に電気的に接続された第２配線部材と、
信号端子と、
パッドと信号端子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、を備え、
第２配線部材は、絶縁基材と、絶縁基材における半導体素子側の面である表面に配置され、第２主電極に電気的に接続された表面金属体と、絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体と、を有する基板であり、
半導体素子と信号端子との並び方向において、表面金属体の端部は、表面金属体が接合された接合対象の端部と半導体素子の端部との間に位置しており、
絶縁基材は、表面金属体から露出する露出部（６１ａ１、６１ａ２）を有し、
ボンディングワイヤの頂点部（１１０ｔ）は、板厚方向において露出部に対向しており、
ボンディングワイヤは、絶縁基材の露出部に接触している。
一面に設けられた第１主電極と、一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた第２主電極と、裏面において第２主電極とは異なる位置に設けられた信号用のパッドと、を有する半導体素子と、
第１主電極に電気的に接続された第１配線部材と、
第２主電極に電気的に接続された第２配線部材と、
信号端子と、
パッドと信号端子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、を備え、
第２配線部材は、絶縁基材と、絶縁基材における半導体素子側の面である表面に配置され、第２主電極に電気的に接続された表面金属体と、絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体と、を有する基板であり、
半導体素子と信号端子との並び方向において、表面金属体の端部は、表面金属体が接合された接合対象の端部と半導体素子の端部との間に位置しており、
絶縁基材は、表面金属体から露出する露出部（６１ａ１、６１ａ２）を有し、
ボンディングワイヤの頂点部（１１０ｔ）は、板厚方向において露出部に対向しており、
ボンディングワイヤは、絶縁基材の露出部に接触している。
【0009】
開示された半導体装置によれば、第２配線部材として基板を用いる。そして、基板が有する表面金属体のパターニングによって、表面金属体の端部が、並び方向において接合対象の端部と半導体素子の端部との間に位置している。このように表面金属体の端部が半導体素子の端部よりも内側に位置するため、表面金属体とボンディングワイヤとの接触を避け、第２配線部材の表面金属体と第１配線部材の導電部位との対向面同士を近づけることができる。これにより磁束打消しの効果が高まり、インダクタンスを低減することができる。また、半導体素子から第２配線部材の表面金属体までの熱伝達経路が短くなるため、熱抵抗を低減することができる。
【0010】
さらに、表面金属体の端部が接合対象の端部よりも外側に位置するため、表面金属体を通じて、半導体素子の熱を接合対象よりも外側に拡散することができる。これにより、熱抵抗を低減することができる。この結果、インダクタンスを低減しつつ熱抵抗を低減することができる。
【0011】
ここに開示された半導体装置の製造方法は、
半導体素子の一面に設けられた第１主電極と第１配線部材とを電気的に接続する第１接続工程と、
ボンディングワイヤを介して、半導体素子において一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた信号用のパッドと信号端子とを接続するワイヤボンディング工程と、
ワイヤボンディング工程後、裏面においてパッドとは異なる位置に設けられた第２主電極と第２配線部材とを電気的に接続する第２接続工程と、を備え、
第２接続工程において、
第２配線部材として、絶縁基材と、絶縁基材における半導体素子側の面である表面に配置され、第２主電極に電気的に接続された表面金属体と、絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体と、を有し、半導体素子と信号端子との並び方向において、表面金属体が接合される接合対象の端部と半導体素子の端部との間に表面金属体の端部が位置するように、表面金属体がパターニングされた基板を用い、
表面金属体から露出する絶縁基材の露出部をボンディングワイヤに接触させつつ第２主電極と第２配線部材とを電気的に接続する。
半導体素子の一面に設けられた第１主電極と第１配線部材とを電気的に接続する第１接続工程と、
ボンディングワイヤを介して、半導体素子において一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた信号用のパッドと信号端子とを接続するワイヤボンディング工程と、
ワイヤボンディング工程後、裏面においてパッドとは異なる位置に設けられた第２主電極と第２配線部材とを電気的に接続する第２接続工程と、を備え、
第２接続工程において、
第２配線部材として、絶縁基材と、絶縁基材における半導体素子側の面である表面に配置され、第２主電極に電気的に接続された表面金属体と、絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体と、を有し、半導体素子と信号端子との並び方向において、表面金属体が接合される接合対象の端部と半導体素子の端部との間に表面金属体の端部が位置するように、表面金属体がパターニングされた基板を用い、
表面金属体から露出する絶縁基材の露出部をボンディングワイヤに接触させつつ第２主電極と第２配線部材とを電気的に接続する。
【0012】
開示された半導体装置の製造方法によれば、第２配線部材として基板を用いる。そして、表面金属体の端部が並び方向において接合対象の端部と半導体素子の端部との間に位置するように、基板の表面金属体をパターニングする。表面金属体の端部が半導体素子の端部よりも内側に位置するため、表面金属体とボンディングワイヤとの接触を避け、第２配線部材の表面金属体と第１配線部材の導電部位との対向面同士を近づけることができる。これにより磁束打消しの効果が高まり、インダクタンスを低減することができる。また、半導体素子から第２配線部材の表面金属体までの熱伝達経路が短くなるため、熱抵抗を低減することができる。表面金属体から露出する絶縁基材の露出部をボンディングワイヤに接触させつつ第２主電極と第２配線部材とを電気的に接続することで対向面同士がより近づき、インダクタンス低減と熱抵抗低減の効果を高めることができる。
【0013】
さらに、表面金属体の端部が接合対象の端部よりも外側に位置するため、表面金属体を通じて、半導体素子の熱を接合対象の端部よりも外側に拡散することができる。これにより、熱抵抗を低減することができる。この結果、インダクタンスを低減しつつ熱抵抗を低減することができる。
【0014】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】半導体装置が適用される電力変換装置の回路構成及び駆動システムを示す図である。
【図2】第１実施形態に係る半導体装置を示す斜視図である。
【図8】基板に半導体素子が実装された状態を示す平面図である。
【図9】ドレイン電極側の基板の回路パターンを示す平面図である。
【図10】ソース電極側の基板の回路パターンを示す平面図である。
【図12】変形例を示す断面図である。
【図13】変形例を示す断面図である。
【図14】変形例を示す平面図である。
【図15】変形例を示す平面図である。
【図16】第２実施形態に係る半導体装置の一例を示す断面図である。
【図17】製造方法を示す断面図である。
【図18】半導体装置の別例を示す断面図である。
【図19】インダクタンス低減の効果を示す図である。
【図20】変形例を示す図である。
【図21】第３実施形態に係る半導体装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
【0017】
本実施形態の半導体装置は、たとえば、回転電機を駆動源とする移動体の電力変換装置に適用される。移動体は、たとえば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）などの電動車両、ドローンなどの飛行体、船舶、建設機械、農業機械である。以下では、車両に適用される例について説明する。
【0018】
（第１実施形態）
まず、図１に基づき、車両の駆動システムの概略構成について説明する。
まず、図１に基づき、車両の駆動システムの概略構成について説明する。
【0019】
＜車両の駆動システム＞
図１に示すように、車両の駆動システム１は、直流電源２と、モータジェネレータ３と、電力変換装置４を備えている。
図１に示すように、車両の駆動システム１は、直流電源２と、モータジェネレータ３と、電力変換装置４を備えている。
【0020】
直流電源２は、充放電可能な二次電池で構成された直流電圧源である。二次電池は、たとえばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。モータジェネレータ３は、三相交流方式の回転電機である。モータジェネレータ３は、車両の走行駆動源、つまり電動機として機能する。モータジェネレータ３は、回生時に発電機として機能する。電力変換装置４は、直流電源２とモータジェネレータ３との間で電力変換を行う。
【0021】
＜電力変換装置＞
次に、図１に基づき、電力変換装置４の回路構成について説明する。電力変換装置４は、電力変換回路を備えている。本実施形態の電力変換装置４は、平滑コンデンサ５と、電力変換回路であるインバータ６を備えている。
次に、図１に基づき、電力変換装置４の回路構成について説明する。電力変換装置４は、電力変換回路を備えている。本実施形態の電力変換装置４は、平滑コンデンサ５と、電力変換回路であるインバータ６を備えている。
【0022】
平滑コンデンサ５は、主として、直流電源２から供給される直流電圧を平滑化する。平滑コンデンサ５は、高電位側の電源ラインであるＰライン７と低電位側の電源ラインであるＮライン８とに接続されている。Ｐライン７は直流電源２の正極に接続され、Ｎライン８は直流電源２の負極に接続されている。平滑コンデンサ５の正極は、直流電源２とインバータ６との間において、Ｐライン７に接続されている。平滑コンデンサ５の負極は、直流電源２とインバータ６との間において、Ｎライン８に接続されている。平滑コンデンサ５は、直流電源２に並列に接続されている。Ｐライン７およびＮライン８を、電源ライン７、８と示すことがある。
【0023】
インバータ６は、ＤＣ－ＡＣ変換回路である。インバータ６は、図示しない制御回路によるスイッチング制御にしたがって、直流電圧を三相交流電圧に変換し、モータジェネレータ３へ出力する。これにより、モータジェネレータ３は、所定のトルクを発生するように駆動する。インバータ６は、車両の回生制動時、車輪からの回転力を受けてモータジェネレータ３が発電した三相交流電圧を、制御回路によるスイッチング制御にしたがって直流電圧に変換し、Ｐライン７へ出力する。このように、インバータ６は、直流電源２とモータジェネレータ３との間で双方向の電力変換を行う。
【0024】
インバータ６は、三相分の上下アーム回路９を備えて構成されている。上下アーム回路９は、レグと称されることがある。上下アーム回路９は、上アーム９Ｈと、下アーム９Ｌをそれぞれ有している。上アーム９Ｈおよび下アーム９Ｌは、上アーム９ＨをＰライン７側として、Ｐライン７とＮライン８との間で直列接続されている。上アーム９Ｈと下アーム９Ｌとの接続点は、出力ライン１０を介して、モータジェネレータ３における対応する相の巻線３ａに接続されている。インバータ６は、６つのアームを有している。各アームは、スイッチング素子を備えて構成されている。Ｐライン７、Ｎライン８、および出力ライン１０それぞれの少なくとも一部は、たとえばバスバーなどの導電部材により構成される。
【0025】
本実施形態では、各アームを構成するスイッチング素子として、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ１１を採用している。各アームを構成するスイッチング素子の数は特に限定されない。ひとつでもよいし、複数でもよい。ＭＯＳＦＥＴは、Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistorの略称である。
【0026】
一例として、本実施形態では、各アームが２つのＭＯＳＦＥＴ１１を有している。ひとつのアームを構成する２つのＭＯＳＦＥＴ１１は、並列接続されている。上アーム９Ｈにおいて、並列接続された２つのＭＯＳＦＥＴ１１のドレインが、Ｐライン７に接続されている。下アーム９Ｌにおいて、並列接続された２つのＭＯＳＦＥＴ１１のソースが、Ｎライン８に接続されている。上アーム９Ｈにおいて並列接続された２つのＭＯＳＦＥＴ１１のソースと、下アーム９Ｌにおいて並列接続された２つのＭＯＳＦＥＴ１１のドレインが、相互に接続されている。並列接続された２つのＭＯＳＦＥＴ１１は、共通のゲート駆動信号（駆動電圧）により、同じタイミングでオン駆動、オフ駆動する。
【0027】
ＭＯＳＦＥＴ１１のそれぞれには、還流用のダイオード１２が逆並列に接続されている。ダイオード１２は、ＭＯＳＦＥＴ１１の寄生ダイオード（ボディダイオード）でもよいし、寄生ダイオードとは別に設けたものでもよい。ダイオード１２のアノードは対応するＭＯＳＦＥＴ１１のソースに接続され、カソードはドレインに接続されている。一相分の上下アーム回路９は、ひとつの半導体装置２０により提供される。半導体装置２０の詳細については後述する。
【0028】
電力変換装置４は、電力変換回路として、コンバータをさらに備えてもよい。コンバータは、直流電圧を異なる値の直流電圧に変換するＤＣ－ＤＣ変換回路である。コンバータは、直流電源２と平滑コンデンサ５との間に設けられる。コンバータは、たとえばリアクトルと、上記した上下アーム回路９を備えて構成される。この構成によれば、昇降圧が可能である。電力変換装置４は、直流電源２からの電源ノイズを除去するフィルタコンデンサを備えてもよい。フィルタコンデンサは、直流電源２とコンバータとの間に設けられる。
【0029】
電力変換装置４は、インバータ６などを構成するスイッチング素子の駆動回路を備えてもよい。駆動回路は、制御回路の駆動指令に基づいて、対応するアームのＭＯＳＦＥＴ１１のゲートに駆動電圧を供給する。駆動回路は、駆動電圧の印加により、対応するＭＯＳＦＥＴ１１を駆動、すなわちオン駆動、オフ駆動させる。駆動回路は、ドライバと称されることがある。
【0030】
電力変換装置４は、スイッチング素子の制御回路を備えてもよい。制御回路は、ＭＯＳＦＥＴ１１を動作させるための駆動指令を生成し、駆動回路に出力する。制御回路は、たとえば図示しない上位ＥＣＵから入力されるトルク要求、各種センサにて検出された信号に基づいて、駆動指令を生成する。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。
【0031】
各種センサとして、たとえば電流センサ、回転角センサ、電圧センサがある。電流センサは、各相の巻線３ａに流れる相電流を検出する。回転角センサは、モータジェネレータ３の回転子の回転角を検出する。電圧センサは、平滑コンデンサ５の両端電圧を検出する。制御回路は、たとえばプロセッサおよびメモリを備えて構成されている。制御回路は、駆動指令として、たとえばＰＷＭ信号を出力する。ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略称である。
【0032】
＜半導体装置＞
次に、図２～図１０に基づき、半導体装置について説明する。図２は、半導体装置２０の斜視図である。図３は、図２をＺ１方向から見た平面図である。図３は、内部構造を示す透過図である。封止体３０により覆われた部分を破線で示している。図４は、図３のIV-IV線に沿う断面図である。図５は、図３のV-V線に沿う断面図である。図６は、図３のVI-VI線に沿う断面図である。図７は、図３のVII-VII線に沿う断面図である。図８は、基板５０に半導体素子４０が実装された状態を示す平面図である。図８は、図３から封止体３０および基板６０を除外した図である。図９は、基板５０において表面金属体５２の回路パターンを示す平面図である。図１０は、基板６０において表面金属体６２の回路パターンを示す平面図である。
次に、図２～図１０に基づき、半導体装置について説明する。図２は、半導体装置２０の斜視図である。図３は、図２をＺ１方向から見た平面図である。図３は、内部構造を示す透過図である。封止体３０により覆われた部分を破線で示している。図４は、図３のIV-IV線に沿う断面図である。図５は、図３のV-V線に沿う断面図である。図６は、図３のVI-VI線に沿う断面図である。図７は、図３のVII-VII線に沿う断面図である。図８は、基板５０に半導体素子４０が実装された状態を示す平面図である。図８は、図３から封止体３０および基板６０を除外した図である。図９は、基板５０において表面金属体５２の回路パターンを示す平面図である。図１０は、基板６０において表面金属体６２の回路パターンを示す平面図である。
【0033】
以下において、半導体素子４０（半導体基板）の板厚方向をＺ方向とする。Ｚ方向に直交し、互いに並んで配置される複数の半導体素子４０の並び方向をＸ方向とする。本実施形態では、並列接続される複数の半導体素子４０の並び方向をＸ方向とする。Ｚ方向およびＸ方向の両方向に直交する方向をＹ方向とする。特に断わりのない限り、Ｚ方向から平面視した形状、換言すればＸ方向およびＹ方向により規定されるＸＹ面に沿う形状を平面形状とする。Ｚ方向からの平面視を、単に平面視と示すことがある。
【0034】
図２～図１０に示すように、半導体装置２０は、上記した上下アーム回路９のひとつ、つまり一相分の上下アーム回路９を構成する。半導体装置２０は、封止体３０と、半導体素子４０と、基板５０、６０と、導電スペーサ７０と、アーム接続部８０と、外部接続端子９０を備えている。半導体装置２０は、半導体モジュール、パワーカードなどと称されることがある。
【0035】
封止体３０は、半導体装置２０を構成する他の要素の一部を封止している。他の要素の残りの部分は、封止体３０の外に露出している。封止体３０は、たとえば樹脂を材料とする。樹脂の一例は、エポキシ系樹脂である。封止体３０は、樹脂を材料として、たとえばトランスファモールド法により成形されている。このような封止体３０は、封止樹脂体、モールド樹脂、樹脂成形体などと称されることがある。封止体３０は、たとえばゲルを用いて形成されてもよい。ゲルは、たとえば一対の基板５０、６０の対向領域に充填（配置）される。
【0036】
図２～図４に示すように、封止体３０は平面略矩形状をなしている。封止体３０は、外郭をなす表面として、一面３０ａと、Ｚ方向において一面３０ａとは反対の面である裏面３０ｂを有している。一面３０ａおよび裏面３０ｂは、たとえば平坦面である。また、一面３０ａと裏面３０ｂとをつなぐ面である側面３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆを有している。側面３０ｃは、外部接続端子９０のうち、電源端子９１と信号端子９３Ｈが突出する面である。側面３０ｄは、Ｙ方向において側面３０ｃとは反対の面である。側面３０ｄは、出力端子９２および信号端子９３Ｌが突出する面である。側面３０ｅ、３０ｆは、外部接続端子９０が突出していない面である。側面３０ｅは、Ｘ方向において側面３０ｆとは反対の面である。
【0037】
半導体素子４０は、シリコン（Ｓｉ）、シリコンよりもバンドギャップが広いワイドバンドギャップ半導体などを材料とする半導体基板に、スイッチング素子が形成されてなる。ワイドバンドギャップ半導体としては、たとえばシリコンカーバイド（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、ダイヤモンドがある。半導体素子４０は、パワー素子、半導体チップなどと称されることがある。
【0038】
本実施形態の半導体素子４０は、ＳｉＣを材料とする半導体基板に、上記したｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ１１が形成されてなる。ＭＯＳＦＥＴ１１は、半導体素子４０（半導体基板）の板厚方向、つまりＺ方向に主電流が流れるように縦型構造をなしている。半導体素子４０は、自身の板厚方向であるＺ方向の両面に、スイッチング素子の主電極を有している。具体的には、主電極として、一面にドレイン電極４０Ｄを有し、一面とはＺ方向において反対の面である裏面にソース電極４０Ｓを有している。主電流は、ドレイン電極４０Ｄとソース電極４０Ｓとの間に流れる。
【0039】
ダイオード１２が寄生ダイオードの場合、ソース電極４０Ｓがアノード電極を兼ね、ドレイン電極４０Ｄがカソード電極を兼ねる。ダイオード１２は、ＭＯＳＦＥＴ１１とは別チップに構成されてもよい。ドレイン電極４０Ｄは高電位側の主電極であり、ソース電極４０Ｓは低電位側の主電極である。
【0040】
半導体素子４０は、平面略矩形状、たとえば正方形をなしている。図３および図８に示すように、半導体素子４０は、裏面に、信号用の電極であるパッド４０Ｐを有している。パッド４０Ｐは、裏面においてソース電極４０Ｓとは異なる位置に形成されている。パッド４０Ｐは、少なくともゲートパッドを含む。本実施形態の半導体素子４０は、４つのパッド４０Ｐを有している。パッド４０Ｐは、図８に示すようにゲートパッドＧＰ、ケルビンソースパッドＫＳＰ、アノードパッドＡＰ、およびカソードパッドＫＰを含んでいる。
【0041】
ゲートパッドＧＰは、ＭＯＳＦＥＴ１１のゲート電極に駆動電圧を印加するためのパッド４０Ｐである。つまりゲートパッドＧＰは、主電極であるドレイン電極４０Ｄとソース電極４０Ｓとの間に流れる主電流を制御するゲート電極用のパッド４０Ｐである。ケルビンソースパッドＫＳＰは、ＭＯＳＦＥＴ１１のソース電位、つまりソース電極４０Ｓの電位を検出するためのパッド４０Ｐである。アノードパッドＡＰは、半導体素子４０が備える図示しない感温ダイオードのアノード電位を検出するためのパッド４０Ｐである。カソードパッドＫＰは、感温ダイオードのカソード電位を検出するためのパッド４０Ｐである。
【0042】
パッド４０Ｐのうち、ゲートパッドＧＰ、アノードパッドＡＰ、およびカソードパッドＫＰは、ソース電極４０Ｓに対して電気的に分離されている。ケルビンソースパッドＫＳＰは、ソース電極４０Ｓに電気的に接続されている。本実施形態では、Ｘ方向においてゲートパッドＧＰ、ケルビンソースパッドＫＳＰ、アノードパッドＡＰ、カソードパッドＫＰの順に並んでいる。
【0043】
ソース電極４０Ｓおよびパッド４０Ｐは、半導体基板の裏面上に形成された図示しない保護膜から露出している。ドレイン電極４０Ｄは、一面のほぼ全面に形成されている。ソース電極４０Ｓは、半導体素子４０の裏面の一部分に形成されている。平面視において、ドレイン電極４０Ｄは、ソース電極４０Ｓよりも面積が大きい。ドレイン電極４０Ｄが第１主電極に相当し、ソース電極４０Ｓが第２主電極に相当する。
【0044】
半導体装置２０は、上記構成の半導体素子４０を複数備えている。複数の半導体素子４０は、上アーム９Ｈを構成する半導体素子４０Ｈと、下アーム９Ｌを構成する半導体素子４０Ｌを含んでいる。半導体素子４０Ｈは上アーム素子、半導体素子４０Ｌは下アーム素子と称されることがある。本実施形態の半導体素子４０は、２つの半導体素子４０Ｈと、２つの半導体素子４０Ｌを含んでいる。
【0045】
半導体素子４０Ｈは、第１素子である半導体素子４１Ｈと、第２素子である半導体素子４２Ｈを含んでいる。２つの半導体素子４０Ｈ（４１Ｈ、４２Ｈ）は、Ｘ方向に並んでいる。Ｘ方向に並んで配置された２つの半導体素子４０Ｈは、互いに共通の構造を有している。共通構造の２つの半導体素子４０Ｈは、互いに同じ向きでＸ方向に並んで配置されている。２つの半導体素子４０Ｈは、互いに並列接続されている。
【0046】
半導体素子４０Ｌは、第１素子である半導体素子４１Ｌと、第２素子である半導体素子４２Ｌを含んでいる。２つの半導体素子４０Ｌ（４１Ｌ、４２Ｌ）は、Ｘ方向に並んでいる。Ｘ方向に並んで配置された２つの半導体素子４０Ｌは、互いに共通の構造を有している。共通構造の２つの半導体素子４０Ｌは、互いに同じ向きでＸ方向に並んで配置されている。２つの半導体素子４０Ｌは、互いに並列接続されている。
【0047】
本実施形態では、すべての半導体素子４０が、互いに共通の構造を有している。半導体素子４１Ｈ、４２Ｈの配置と、半導体素子４１Ｌ、４２Ｌの配置とは、Ｚ方向に沿う軸周りに２回対称性を有している。半導体素子４０Ｈと半導体素子４０Ｌは、Ｙ方向に並んでいる。半導体装置２０は、半導体素子４０Ｈと半導体素子４０ＬとによるＹ方向に沿う列を、２列有している。
【0048】
各半導体素子４０は、Ｚ方向において互いにほぼ同じ位置に配置されている。各半導体素子４０のドレイン電極４０Ｄは、基板５０に対向している。各半導体素子４０のソース電極４０Ｓは、基板６０に対向している。
【0049】
基板５０、６０は、Ｚ方向において、複数の半導体素子４０を挟むように配置されている。基板５０、６０は、Ｚ方向において互いに少なくとも一部が対向するように配置されている。基板５０、６０は、平面視において複数の半導体素子４０（４０Ｈ、４０Ｌ）のすべてを内包している。
【0050】
基板５０は、半導体素子４０に対して、ドレイン電極４０Ｄ側に配置されている。基板６０は、半導体素子４０に対して、ソース電極４０Ｓ側に配置されている。基板５０は、後述するようにドレイン電極４０Ｄに電気的に接続され、配線機能を提供する。同様に、基板６０は、ソース電極４０Ｓに電気的に接続され、配線機能を提供する。このため、基板５０、６０は、配線部材、配線基板などと称されることがある。基板５０はドレイン基板と称され、基板６０はソース基板と称されることがある。基板５０、６０は、半導体素子４０の生じた熱を放熱する放熱機能を提供する。このため、基板５０、６０は、放熱部材と称されることがある。基板５０は、第１配線部材に相当する。基板６０は、第２主電極に電気的に接続された第２配線部材である。
【0051】
基板５０は、半導体素子４０に対向する対向面５０ａと、対向面５０ａとは反対の面である裏面５０ｂを有している。基板５０は、絶縁基材５１と、表面金属体５２と、裏面金属体５３を備えている。基板６０は、半導体素子４０に対向する対向面６０ａと、対向面６０ａとは反対の面である裏面６０ｂを有している。基板６０は、絶縁基材６１と、表面金属体６２と、裏面金属体６３を備えている。以下において、表面金属体５２、６２、裏面金属体５３、６３を、単に金属体５２、５３、６２、６３と示すことがある。基板５０は、絶縁基材５１と金属体５２、５３とが積層された基板である。基板６０は、絶縁基材６１と金属体６２、６３とが積層された基板である。
【0052】
絶縁基材５１は、表面金属体５２と裏面金属体５３とを電気的に分離する。同様に、絶縁基材６１は、表面金属体６２と裏面金属体６３とを電気的に分離する。絶縁基材５１、６１は、絶縁層と称されることがある。絶縁基材５１、６１の材料は、樹脂、または、無機材料のセラミックである。樹脂としては、たとえばエポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂などを用いることができる。セラミックとしては、たとえばＡｌ２Ｏ３（alumina）、Ｓｉ３Ｎ４（silicon nitride）などを用いることができる。絶縁基材５１、６１が樹脂の場合、基板５０、６０は、金属樹脂基板と称されることがある。絶縁基材５１、６１がセラミックの場合、基板５０、６０は、金属セラミック基板と称されることがある。
【0053】
樹脂材料を用いた絶縁基材５１、６１の場合、放熱性、絶縁性などを向上させるために、樹脂内に無機系のフィラー（無機系充填材）を含んでもよい。フィラーの添加により、線膨張係数を調整してもよい。フィラーとしては、たとえばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２（silicon dioxide）、ＡｌＮ（aluminum nitride）、ＢＮ（boron nitride）などを用いることができる。絶縁基材５１、６１は、フィラーを１種類のみ含んでもよいし、複数種類含んでもよい。
【0054】
放熱性や絶縁性を考慮すると、樹脂系の場合、絶縁基材５１、６１それぞれの厚み、つまりＺ方向の長さは、５０μｍ～３００μｍ程度が好ましい。セラミック系の場合、絶縁基材５１、６１の厚みは、２００μｍ～５００μｍ程度が好ましい。Ｚ方向において、絶縁基材５１、６１の表面は内面、つまり半導体素子４０側の面であり、Ｚ方向において表面と反対の面である裏面は外面である。絶縁基材５１、６１は、材料構成を共通（同一）としてもよいし、互いに異ならせてもよい。本実施形態では、樹脂系の絶縁基材５１、６１を採用しており、材料構成は共通である。絶縁基材５１、６１の線膨張係数は、樹脂にフィラーを添加することで、封止体３０とほぼ同じ値に調整されている。樹脂にフィラーを添加することで、絶縁基材５１、６１および封止体３０の線膨張係数は、金属体５２、５３、６２、６３を構成する金属（Ｃｕ）に近い値となっている。
【0055】
金属体５２、５３、６２、６３は、たとえば、金属板または金属箔として提供される。金属体５２、５３、６２、６３は、ＣｕやＡｌなどの導電性、熱伝導性が良好な金属を材料として形成されている。金属体５２、５３、６２、６３それぞれの厚みは、たとえば０．１ｍｍ～３ｍｍ程度である。表面金属体５２は、Ｚ方向において、絶縁基材５１の表面に配置されている。裏面金属体５３は、絶縁基材５１の裏面に配置されている。同様に、表面金属体６２は、Ｚ方向において、絶縁基材６１の表面に配置されている。裏面金属体６３は、絶縁基材６１の裏面に配置されている。
【0056】
表面金属体５２、６２と裏面金属体５３、６３との厚みの関係は特に限定されない。表面金属体５２の厚みを、裏面金属体５３より厚くしてもよいし、裏面金属体５３とほぼ等しくしてもよい。表面金属体５２の厚みを、裏面金属体５３より薄くしてもよい。同様に、表面金属体６２の厚みを、裏面金属体６３より厚くしてもよいし、裏面金属体６３とほぼ等しくしてもよい。表面金属体６２の厚みを、裏面金属体６３より薄くしてもよい。表面金属体５２、６２の厚みの関係も特に限定されないし、裏面金属体５３、６３の厚みの関係も特に限定されない。
【0057】
表面金属体５２、６２は、パターニングされている。表面金属体５２、６２は、配線、つまり回路を提供する。このため、表面金属体５２、６２は、回路パターン、配線層、回路導体などと称されることがある。表面金属体５２、６２は、金属表面に、Ｎｉ系やＡｕなどのめっき膜を備えてもよい。表面金属体５２、６２のパターンを、回路パターンと示すことがある。表面金属体５２の表面と、絶縁基材５１の表面における表面金属体５２の非配置領域とが、基板５０の対向面５０ａをなしている。同様に、表面金属体６２の表面と、絶縁基材６１の表面における表面金属体６２の非配置領域とが、基板６０の対向面６０ａをなしている。
【0058】
たとえば、プレス加工やエッチングなどにより所定形状にパターニングした表面金属体５２、６２を準備し、絶縁基材５１、６１と裏面金属体５３、６３との二層構造の積層体に密着させて、基板５０、６０を形成してもよい。表面金属体５２、６２、絶縁基材５１、６１、裏面金属体５３、６３の三層構造の積層体を形成した後、切削やエッチングにより、表面金属体５２、６２をパターニングしてもよい。
【0059】
表面金属体５２は、図８、図９などに示すように、Ｐ配線５４と、中継配線５５を有している。Ｐ配線５４と中継配線５５とは、所定の間隔（ギャップ）により、電気的に分離されている。このギャップには、封止体３０が充填されている。Ｚ方向における半導体素子４０側の面として、Ｐ配線５４は対向面５４ａを有し、中継配線５５は対向面５５ａを有している。これら対向面５４ａ、５５ａは、上記した対向面５０ａをなしている。
【0060】
Ｐ配線５４は、後述するＰ端子９１Ｐおよび半導体素子４０Ｈのドレイン電極４０Ｄに接続されている。Ｐ配線５４は、Ｐ端子９１Ｐと半導体素子４０Ｈのドレイン電極４０Ｄとを電気的に接続している。Ｐ配線５４は、半導体素子４１Ｈのドレイン電極４０Ｄと半導体素子４２Ｈのドレイン電極４０Ｄとを電気的に接続している。
【0061】
中継配線５５は、半導体素子４０Ｌのドレイン電極４０Ｄ、アーム接続部８０、および出力端子９２に接続されている。中継配線５５は、アーム接続部８０と半導体素子４０Ｌのドレイン電極４０Ｄとを電気的に接続している。中継配線５５は、半導体素子４０Ｈのソース電極４０Ｓおよび半導体素子４０Ｌのドレイン電極４０Ｄと出力端子９２とを電気的に接続している。中継配線５５は、半導体素子４１Ｌのドレイン電極４０Ｄと半導体素子４２Ｌのドレイン電極４０Ｄとを電気的に接続している。
【0062】
Ｐ配線５４と中継配線５５は、Ｙ方向に並んで配置されている。Ｙ方向において、Ｐ配線５４は電源端子９１側に配置され、中継配線５５は出力端子９２側に配置されている。Ｐ配線５４は封止体３０の側面３０ｃ側に配置され、中継配線５５は側面３０ｄ側に配置されている。
【0063】
Ｐ配線５４は、切り欠き５４０を有している。切り欠き５４０は、Ｘ方向を長手方向とする平面略矩形状の４辺のひとつに開口している。切り欠き５４０は、側面３０ｃと対向する辺において、Ｘ方向における略中央に設けられている。Ｐ配線５４は、基部５４１と、一対の延設部５４２を有している。基部５４１および一対の延設部５４２が、切り欠き５４０を規定している。Ｐ配線５４は、平面略Ｕ字状（凹字状）をなしている。
【0064】
基部５４１は、Ｙ方向において、切り欠き５４０および延設部５４２よりも中継配線５５側の部分であり、平面略矩形状をなしている。基部５４１は、平面視において半導体素子４０Ｈに重なっている。つまり、２つの半導体素子４０Ｈ（４１Ｈ，４２Ｈ）は、基部５４１に配置されている。半導体素子４０Ｈそれぞれのドレイン電極４０Ｄは、基部５４１に接続されている。
【0065】
２つの延設部５４２は、基部５４１から、互いに同じ方向、具体的にはＹ方向であって封止体３０の側面３０ｃ側に延びている。延設部５４２のひとつは基部５４１におけるＸ方向の一端付近に連なっており、他のひとつは、基部５４１の他端付近に連なっている。Ｐ配線５４のＵ字の両端部、つまり、２つの延設部５４２における基部５４１とは反対側の端部は、Ｙ方向において互いにほぼ同じ位置である。一対の延設部５４２は、Ｘ方向において切り欠き５４０を挟んでいる。Ｙ方向の長さは、基部５４１のほうが、切り欠き５４０の深さおよび延設部５４２よりも長い。
【0066】
中継配線５５も、切り欠き５５０を有している。切り欠き５５０は、平面略矩形状の４辺のひとつに開口している。切り欠き５５０は、側面３０ｄと対向する辺において、Ｘ方向における略中央に設けられている。つまり、表面金属体５２において、Ｙ方向の端部のひとつに切り欠き５４０が設けられ、端部の他のひとつに切り欠き５５０が設けられている。
【0067】
中継配線５５は、基部５５１と、一対の延設部５５２を有している。基部５５１および一対の延設部５５２が、切り欠き５５０を規定している。中継配線５５は、平面略Ｕ字状（凹字状）をなしている。基部５５１は、Ｙ方向において、切り欠き５５０および延設部５５２よりもＰ配線５４側の部分であり、平面略矩形状をなしている。基部５５１は、平面視において半導体素子４０Ｌに重なっている。つまり、２つの半導体素子４０Ｌ（４１Ｌ、４２Ｌ）は、基部５５１に配置されている。半導体素子４０Ｌそれぞれのドレイン電極４０Ｄは、基部５５１に接続されている。
【0068】
２つの延設部５５２は、基部５５１から、互いに同じ方向、具体的にはＹ方向であって封止体３０の側面３０ｄ側に延びている。延設部５５２のひとつは基部５５１におけるＸ方向の一端付近に連なっており、他のひとつは、基部５５１の他端付近に連なっている。中継配線５５のＵ字の両端部、つまり、２つの延設部５５２における基部５５１とは反対側の端部は、Ｙ方向において互いにほぼ同じ位置である。一対の延設部５５２は、Ｘ方向において切り欠き５５０を挟んでいる。Ｙ方向の長さは、基部５５１のほうが、切り欠き５５０の深さおよび延設部５５２よりも長い。
【0069】
表面金属体６２は、図３および図１０などに示すように、Ｎ配線６４と、中継配線６５を有している。Ｎ配線６４と中継配線６５は、所定の間隔（ギャップ）により、電気的に分離されている。このギャップには、封止体３０が充填されている。Ｚ方向における半導体素子４０側の面として、Ｎ配線６４は対向面６４ａを有し、中継配線６５は対向面６５ａを有している。これら対向面６４ａ、６５ａは、上記した対向面６０ａをなしている。
【0070】
Ｎ配線６４は、後述するＮ端子９１Ｎおよび半導体素子４０Ｌのソース電極４０Ｓに接続されている。Ｎ配線６４は、Ｎ端子９１Ｎと半導体素子４０Ｌのソース電極４０Ｓとを電気的に接続している。Ｎ配線６４は、半導体素子４１Ｌのソース電極４０Ｓと半導体素子４２Ｌのソース電極４０Ｓとを電気的に接続している。Ｎ配線６４は、負極配線、低電位電源配線などと称されることがある。
【0071】
中継配線６５は、半導体素子４０Ｈのソース電極４０Ｓおよびアーム接続部８０に接続されている。中継配線６５は、半導体素子４０Ｈのソース電極４０Ｓとアーム接続部８０とを電気的に接続している。中継配線６５は、半導体素子４１Ｈのソース電極４０Ｓと半導体素子４２Ｈのソース電極４０Ｓとを電気的に接続している。
【0072】
Ｎ配線６４も、切り欠き６４０を有している。切り欠き６４０は、平面略矩形状の４辺のひとつに開口している。切り欠き６４０は、側面３０ｃと対向する辺において、Ｘ方向における略中央に設けられている。Ｎ配線６４は、基部６４１と、一対の延設部６４２を有している。基部６４１および一対の延設部６４２が、切り欠き６４０を規定している。Ｎ配線６４は、平面略Ｕ字状（凹字状）をなしている。
【0073】
基部６４１は、Ｙ方向において、切り欠き６４０および延設部６４２よりも側面３０ｄ側の部分である。基部６４１は、Ｘ方向を長手方向とする平面略矩形状をなしている。基部６４１は、Ｙ方向において中継配線６５と並んで配置されている。基部６４１は、平面視において中継配線５５に重なっている。半導体素子４０Ｌそれぞれのソース電極４０Ｓは、基部６４１に接続されている。
【0074】
２つの延設部６４２は、基部６４１から、互いに同じ方向、具体的にはＹ方向であって封止体３０の側面３０ｃ側に延びている。延設部６４２のひとつは基部６４１におけるＸ方向の一端付近に連なっており、他のひとつは、基部６４１の他端付近に連なっている。Ｎ配線６４のＵ字の両端部、つまり、２つの延設部６４２における基部６４１とは反対側の端部は、Ｙ方向において互いにほぼ同じ位置である。
【0075】
一対の延設部６４２は、Ｘ方向において表面金属体６２の両端をなしている。一対の延設部６４２は、基板６０の端部付近に配置されている。平面視において、一対の延設部６４２のそれぞれの一部が、Ｐ配線５４に重なっている。Ｙ方向において、延設部６４２の長さは、基部６４１よりも長い。
【0076】
中継配線６５は、上記したように、Ｎ配線６４、具体的には基部６４１とＹ方向に並んで配置されている。Ｙ方向において、中継配線６５は、封止体３０の側面３０ｃに対して近い位置に配置され、基部６４１は側面３０ｄに対して近い位置に配置されている。中継配線６５は、Ｘ方向において一対の延設部６４２の間に配置されている。中継配線６５は、一対の延設部６４２により挟まれている。中継配線６５は、切り欠き６４０内に配置されている。中継配線６５は、Ｎ配線６４との間に所定の間隔（ギャップ）を有して配置されている。平面視において、中継配線６５の一部はＰ配線５４に重なり、他の一部は中継配線５５に重なっている。半導体素子４０Ｈそれぞれのソース電極４０Ｓは、中継配線６５に接続されている。表面金属体６２（Ｎ配線６４および中継配線６５）の配置の詳細については後述する。
【0077】
裏面金属体５３、６３は、絶縁基材５１、６１により、半導体素子４０および表面金属体５２、６２を含む回路とは電気的に分離されている。裏面金属体５３、６３は、金属ベース基板と称されることがある。半導体素子４０の生じた熱は、表面金属体５２、６２および絶縁基材５１、６１を介して、裏面金属体５３、６３に伝わる。裏面金属体５３、６３は、放熱機能を提供する。
【0078】
本実施形態の裏面金属体５３、６３は、平面略矩形状をなしている。裏面金属体５３、６３は、絶縁基材５１、６１の裏面のほぼ全域に配置された、いわゆるベタ導体である。上記したように、フィラーの添加により絶縁基材５１、６１の線膨張係数を調整しているため、表裏でパターンを変えても反りを抑制することができる。もちろん、裏面金属体５３、６３を、平面視において表面金属体５２、６２と一致するように、パターニングしてもよい。
【0079】
本実施形態の裏面金属体５３、６３は、対応する絶縁基材５１、６１の裏面のほぼ全域に配置されている。放熱効果をさらに高めるために、裏面金属体５３、６３の少なくともひとつは、封止体３０から露出してもよい。本実施形態では、裏面金属体５３が封止体３０の一面３０ａから露出し、裏面金属体６３が裏面３０ｂから露出している。裏面金属体５３の露出面は、一面３０ａと略面一である。裏面金属体６３の露出面は、裏面３０ｂと略面一である。裏面金属体５３、６３が、基板５０、６０の裏面５０ｂ、６０ｂをなしている。
【0080】
導電スペーサ７０は、半導体素子４０と基板６０との間に、所定の間隔を確保するスペーサ機能を提供する。導電スペーサ７０は、半導体素子４０のパッド４０Ｐに、対応する信号端子９３を電気的に接続するためのワイヤ高さを確保する。導電スペーサ７０は、半導体素子４０のソース電極４０Ｓと基板６０との電気伝導、熱伝導経路の途中に位置し、配線機能および放熱機能を提供する。導電スペーサ７０は、Ｃｕなどの導電性、熱伝導性が良好な金属材料を含んでいる。導電スペーサ７０は、表面にめっき膜を備えてもよい。
【0081】
導電スペーサ７０は、ターミナル、ターミナルブロック、金属ブロック体などと称されることがある。半導体装置２０は、半導体素子４０と同数の導電スペーサ７０を備えている。具体的には、４つの導電スペーサ７０を備えている。導電スペーサ７０は、半導体素子４０に個別に接続されている。導電スペーサ７０は、平面視においてソース電極４０Ｓとほぼ同じ若しくは若干小さい大きさを有する柱状体である。
【0082】
アーム接続部８０は、中継配線５５、６５を電気的に接続する。つまり、アーム接続部８０は、上アーム９Ｈと下アーム９Ｌとを電気的に接続する。アーム接続部８０は、Ｙ方向において、半導体素子４０Ｈと半導体素子４０Ｌの間に設けられている。アーム接続部８０は、平面視において中継配線５５と中継配線６５との重なり領域に設けられている。本実施形態のアーム接続部８０は、継手部８１と、後述する接合材１０３を備えて構成される。
【0083】
継手部８１は、表面金属体５２、６２とは別に設けられた金属柱状体である。このような継手部８１は、継手ターミナルと称されることがある。Ｚ方向において、継手部８１の端部のひとつと中継配線５５との間に接合材１０３が介在し、端部の他のひとつと中継配線６５との間に接合材１０３が介在している。
【0084】
これに代えて、継手部８１は、表面金属体５２、６２の少なくともひとつに一体的に連なるものでもよい。つまり、継手部８１は、基板５０、６０の一部として表面金属体５２、６２と一体的に設けたものでもよい。たとえば継手部８１は、表面金属体６２（中継配線６５）の凸部である。アーム接続部８０は、継手部８１を備えない構成としてもよい。つまり、アーム接続部８０が、接合材１０３のみを備える構成としてもよい。
【0085】
外部接続端子９０は、半導体装置２０を外部機器に電気的に接続するための端子である。外部接続端子９０は、銅などの導電性が良好な金属材料を用いて形成されている。外部接続端子９０は、たとえば板材である。外部接続端子９０は、リードと称されることがある。外部接続端子９０は、電源端子９１と、出力端子９２と、信号端子９３を備えている。電源端子９１は、Ｐ端子９１Ｐと、Ｎ端子９１Ｎを備えている。Ｐ端子９１Ｐ、Ｎ端子９１Ｎ、および出力端子９２は、半導体素子４０の主電極に電気的に接続される主端子である。信号端子９３は、上アーム９Ｈ側の信号端子９３Ｈと、下アーム９Ｌ側の信号端子９３Ｌを備えている。
【0086】
電源端子９１は、上記した電源ライン７、８に電気的に接続される外部接続端子９０である。Ｐ端子９１Ｐは、平滑コンデンサ５の正極端子に電気的に接続される。Ｐ端子９１Ｐは、正極端子、高電位電源端子などと称されることがある。Ｐ端子９１Ｐは、表面金属体５２のＰ配線５４に接続されている。つまり、Ｐ端子９１Ｐは、上アーム９Ｈを構成する半導体素子４０Ｈのドレイン電極４０Ｄに接続されている。
【0087】
Ｐ端子９１Ｐは、Ｐ配線５４におけるＹ方向の一端付近に接続されている。Ｐ端子９１Ｐは、Ｐ配線５４との接続部（接合部）からＹ方向に延び、側面３０ｃにおいてＺ方向の中央付近から封止体３０の外に突出している。本実施形態の半導体装置２０は、２本のＰ端子９１Ｐを備えている。図８に示すように、Ｐ端子９１Ｐのひとつは一対の延設部５４２のひとつに接続され、他のひとつは一対の延設部５４２の他のひとつに接続されている。Ｐ端子９１Ｐは、平面視においてＮ端子９１Ｎと隣り合うように、延設部５４２のそれぞれにおいて切り欠き５４０に近い位置、つまり内寄りに配置されている。２つのＰ端子９１Ｐは、Ｘ方向に並んで配置されている。２つのＰ端子９１Ｐは、Ｚ方向においてほぼ同じ位置に配置されている。
【0088】
Ｎ端子９１Ｎは、平滑コンデンサ５の負極端子に電気的に接続される。Ｎ端子９１Ｎは負極端子、低電位電源端子などと称されることがある。Ｎ端子９１Ｎは、表面金属体６２のＮ配線６４に接続されている。つまり、Ｎ端子９１Ｎは、下アーム９Ｌを構成する半導体素子４０Ｌのソース電極４０Ｓに接続されている。
【0089】
Ｎ端子９１Ｎは、Ｎ配線６４におけるＹ方向の一端付近に接続されている。Ｎ端子９１Ｎは、Ｎ配線６４との接合部からＹ方向に延び、側面３０ｃにおいてＺ方向の中央付近から封止体３０の外に突出している。半導体装置２０は、２本のＮ端子９１Ｎを備えている。Ｎ端子９１Ｎのひとつは一対の延設部６４２のひとつに接続され、他のひとつは一対の延設部６４２の他のひとつに接続されている。２つのＮ端子９１Ｎは、Ｘ方向に並んで配置されている。２つのＮ端子９１Ｎは、Ｚ方向においてほぼ同じ位置に配置されている。
【0090】
２つのＮ端子９１Ｎは、Ｘ方向において２つのＰ端子９１Ｐの外側に配置されている。平面視において、Ｎ端子９１ＮのひとつはＰ端子９１Ｐのひとつの近傍に配置され、Ｎ端子９１Ｎの他のひとつはＰ端子９１Ｐの他のひとつの近傍に配置されている。Ｘ方向において隣り合うＮ端子９１ＮとＰ端子９１Ｐは、封止体３０から突出した部分を含む一部分において、互いに側面が対向している。
【0091】
出力端子９２は、モータジェネレータ３の対応する相の巻線３ａ（固定子コイル）に電気的に接続される。出力端子９２は、Ｏ端子、交流端子などと称されることがある。図３および図８に示すように、出力端子９２は、基板５０における表面金属体５２の中継配線５５に接続されている。つまり、出力端子９２は、上アーム９Ｈと下アーム９Ｌとの接続点に接続されている。
【0092】
出力端子９２は、中継配線５５におけるＹ方向の一端付近に接続されている。出力端子９２は、中継配線５５との接合部からＹ方向に延び、側面３０ｄにおいてＺ方向の中央付近から封止体３０の外に突出している。半導体装置２０は、２本の出力端子９２を備えている。出力端子９２のひとつは一対の延設部５５２のひとつに接続され、他のひとつは一対の延設部５５２の他のひとつに接続されている。２つの出力端子９２は、Ｘ方向に並んで配置されている。２つの出力端子９２は、Ｚ方向においてほぼ同じ位置に配置されている。
【0093】
信号端子９３は、駆動回路を含む図示しない回路基板に電気的に接続される。信号端子９３Ｈは、ボンディングワイヤ１１０を介して、半導体素子４０Ｈのパッド４０Ｐに電気的に接続されている。信号端子９３Ｈの本数は特に限定されるものではない。信号端子９３Ｈは、少なくとも半導体素子４０Ｈのゲート電極に駆動電圧を印加するための端子を少なくとも含む。本実施形態の半導体装置２０は、２本の信号端子９３Ｈを備えている。信号端子９３Ｈは、平面視においてＰ配線５４の切り欠き５４０に重なる位置に配置されている。信号端子９３Ｈにおいて、ボンディングワイヤ１１０との接合部は、表面金属体５２ではなく、絶縁基材５１と対向している。２本の信号端子９３Ｈは、Ｘ方向に横並びで配置されている。
【0094】
信号端子９３Ｈは、ボンディングワイヤ１１０との接合部からＹ方向に延び、側面３０ｃにおいてＺ方向の中央付近から封止体３０の外に突出している。信号端子９３Ｈの突出部の少なくとも一部は、電源端子９１と同方向に延びている。信号端子９３Ｈは、Ｘ方向において、２つのＰ端子９１Ｐの間に配置されている。つまり、側面３０ｃから突出する外部接続端子９０は、Ｘ方向において、Ｎ端子９１Ｎ、Ｐ端子９１Ｐ、２本の信号端子９３Ｈ、Ｐ端子９１Ｐ、Ｎ端子９１Ｎの順に配置されている。
【0095】
信号端子９３Ｈは、ゲート端子９３Ｇと、ケルビンソース端子９３ＫＳを含んでいる。２本の信号端子９３Ｈは、半導体素子４２Ｈから半導体素子４１Ｈに向かう方向において、ゲート端子９３Ｇ、ケルビンソース端子９３ＫＳの順に並んでいる。ゲート端子９３Ｇは、ボンディングワイヤ１１０を介して各半導体素子４０ＨのゲートパッドＧＰに接続されている。ケルビンソース端子９３ＫＳは、ボンディングワイヤ１１０を介して各半導体素子４０ＨのケルビンソースパッドＫＳＰに接続されている。
【0096】
信号端子９３Ｌは、ボンディングワイヤ１１０を介して、半導体素子４０Ｌのパッド４０Ｐに電気的に接続されている。信号端子９３Ｌは、半導体素子４０Ｌのゲート電極に駆動電圧を印加するための端子を少なくとも含む。本実施形態の半導体装置２０は、４本の信号端子９３Ｌを備えている。信号端子９３Ｌは、平面視において中継配線５５の切り欠き５５０と重なる位置に配置されている。信号端子９３Ｌにおいて、ボンディングワイヤ１１０との接合部は、表面金属体５２ではなく、絶縁基材５１と対向している。４本の信号端子９３Ｌは、Ｘ方向に横並びで配置されている。
【0097】
信号端子９３Ｌは、ボンディングワイヤ１１０との接合部からＹ方向に延び、側面３０ｄにおいてＺ方向の中央付近から封止体３０の外に突出している。信号端子９３Ｌの突出部の少なくとも一部は、出力端子９２と同方向に延びている。信号端子９３Ｌは、Ｘ方向において、２つの出力端子９２の間に配置されている。つまり、側面３０ｄから突出する外部接続端子９０は、Ｘ方向において、出力端子９２、４本の信号端子９３Ｌ、出力端子９２の順に配置されている。４本の信号端子９３Ｌは、出力端子９２の間のスペースに配置されている。
【0098】
信号端子９３Ｌは、ゲート端子９３Ｇ、ケルビンソース端子９３ＫＳ、アノード端子９３Ａ、およびカソード端子９３Ｋを含んでいる。４本の信号端子９３Ｌは、半導体素子４２Ｌから半導体素子４１Ｌに向かう方向において、ゲート端子９３Ｇ、ケルビンソース端子９３ＫＳ、アノード端子９３Ａ、カソード端子９３Ｋの順に並んでいる。４本の信号端子９３Ｌの配置は、半導体素子４１Ｌのパッド４０Ｐの配置に対応している。
【0099】
ゲート端子９３Ｇは、ボンディングワイヤ１１０を介して各半導体素子４０ＬのゲートパッドＧＰに接続されている。ケルビンソース端子９３ＫＳは、ボンディングワイヤ１１０を介して各半導体素子４０ＬのケルビンソースパッドＫＳＰに接続されている。アノード端子９３Ａは、ボンディングワイヤ１１０を介して半導体素子４１ＬのアノードパッドＡＰに接続されている。カソード端子９３Ｋは、ボンディングワイヤ１１０を介して半導体素子４１ＬのカソードパッドＫＰに接続されている。
【0100】
このように、半導体装置２０は、信号端子９３として２本の信号端子９３Ｈと４本の信号端子９３Ｌを備えている。信号端子９３Ｈは、Ｙ方向において、信号端子９３Ｌとの間に半導体素子４０を挟むように配置されている。２本の信号端子９３Ｈは、４本の電源端子９１（９１Ｐ、９１Ｎ）とともにＸ方向に並んで配置されている。４本の信号端子９３Ｌは、２本の出力端子９２とともにＸ方向に並んで配置されている。Ｘ方向において体格の増大を抑制するために、信号端子９３Ｈを２本とし、信号端子９３Ｌを４本としている。これにより、外部接続端子９０の本数を、側面３０ｃ側と側面３０ｄ側のそれぞれにおいて６本としている。
【0101】
複数の半導体素子４０が互いに熱的に接続された構成では、一部の半導体素子４０の感温ダイオードのみを使用して複数の半導体素子４０の過熱状態を保証することも可能である。よって、複数の半導体素子４０のうちの一部のみをアノード端子９３Ａおよびカソード端子９３Ｋに接続してもよい。この場合、信号端子９３の本数を低減することができる。しかしながら、アノード端子９３Ａおよびカソード端子９３Ｋに接続されない感温ダイオードを電位的に浮いた所謂フローティング状態にしておくと、半導体素子４０に不具合が生じる虞がある。
【0102】
本実施形態では、感温ダイオードが電位的にフローティング状態となるのを抑制するために、信号端子９３Ｈであるケルビンソース端子９３ＫＳは、ボンディングワイヤ１１０を介して各半導体素子４０ＨのアノードパッドＡＰに接続されている。これに代えて、ケルビンソース端子９３ＫＳが、各半導体素子４０ＨのカソードパッドＫＰに接続されてもよい。同様に、信号端子９３Ｌであるケルビンソース端子９３ＫＳは、ボンディングワイヤ１１０を介して半導体素子４２ＬのアノードパッドＡＰに接続されている。これに代えて、ケルビンソース端子９３ＫＳが、半導体素子４２ＬのカソードパッドＫＰに接続されてもよい。
【0103】
半導体素子４０のドレイン電極４０Ｄは、接合材１００を介して表面金属体５２に接合されている。半導体素子４０のソース電極４０Ｓは、接合材１０１を介して導電スペーサ７０に接合されている。導電スペーサ７０は、接合材１０２を介して表面金属体６２に接合されている。継手部８１は、接合材１０３を介して表面金属体５２、６２に接合されている。外部接続端子９０のうち、主端子であるＰ端子９１Ｐ、Ｎ端子９１Ｎ、および出力端子９２は、接合材１０４を介して表面金属体５２、６２に接合されている。
【0104】
接合材１００～１０４は、導電性を有する接合材である。たとえば、接合材１００～１０４として、はんだを採用することができる。はんだの一例は、Ｓｎの他に、Ｃｕ、Ｎｉなどを含む多元系の鉛フリーはんだである。はんだに代えて、焼結銀などのシンター系の接合材を用いてもよい。
【0105】
Ｐ端子９１Ｐ、Ｎ端子９１Ｎ、および出力端子９２は、接合材１０４を介さずに、対応する表面金属体５２、６２に直接的に接合されてもよい。Ｐ端子９１Ｐ、Ｎ端子９１Ｎ、および出力端子９２は、たとえば超音波接合、摩擦撹拌接合、レーザ溶接などにより、表面金属体５２、６２に直接接合されてもよい。継手部８１が基板５０、６０とは別に設けられる場合、継手部８１は、表面金属体５２、６２に直接接合されてもよい。
【0106】
上記したように、半導体装置２０では、封止体３０によって一相分の上下アーム回路９を構成する複数の半導体素子４０が封止されている。封止体３０は、複数の半導体素子４０、基板５０の一部、基板６０の一部、複数の導電スペーサ７０、アーム接続部８０、および外部接続端子９０それぞれの一部を、一体的に封止（被覆）している。封止体３０は、基板５０、６０において、絶縁基材５１、６１および表面金属体５２、６２を封止している。
【0107】
半導体素子４０は、Ｚ方向において、基板５０、６０の間に配置されている。半導体素子４０は、対向配置された基板５０、６０によって挟まれている。これにより、半導体素子４０の熱を、Ｚ方向において両側に放熱することができる。半導体装置２０は、両面放熱構造をなしている。基板５０の裏面５０ｂは、封止体３０の一面３０ａと略面一となっている。基板６０の裏面６０ｂは、封止体３０の裏面３０ｂと略面一となっている。裏面５０ｂ、６０ｂが露出面であるため、放熱性を高めることができる。
【0108】
Ｘ方向に並んで配置された２つの半導体素子４０Ｈ（４１Ｈ、４２Ｈ）は、表面金属体５２、６２、導電スペーサ７０、および接合材１００～１０２により、互いに並列接続されている。Ｘ方向に並んで配置された２つの半導体素子４０Ｌ（４１Ｌ、４２Ｌ）は、表面金属体５２、６２、導電スペーサ７０、および接合材１００～１０２により、互いに並列接続されている。
【0109】
＜表面金属体の配置＞
次に、図３、図６、図１０、および図１１に基づき、表面金属体６２の配置（パターン）について説明する。図１１は、図６の領域XIを拡大した図である。本実施形態の表面金属体６２は、半導体装置２０を構成する他の要素の一部との間で所定の位置関係をなすようにパターニングされている。
次に、図３、図６、図１０、および図１１に基づき、表面金属体６２の配置（パターン）について説明する。図１１は、図６の領域XIを拡大した図である。本実施形態の表面金属体６２は、半導体装置２０を構成する他の要素の一部との間で所定の位置関係をなすようにパターニングされている。
【0110】
表面金属体６２のうち、まずＮ配線６４について説明する。図３、図６、および図１１に示すように、ボンディングワイヤ１１０を介して電気的に接続された半導体素子４０Ｌと信号端子９３Ｌとは、Ｙ方向に並んでいる。Ｙ方向において、Ｎ配線６４の端部６４ｅは、Ｎ配線６４の接合対象である導電スペーサ７０の端部７０ｅ１と、半導体素子４０Ｌの端部４０Ｌｅとの間に位置している。上記した端部４０Ｌｅ、６４ｅ、７０ｅ１のそれぞれは、Ｙ方向において信号端子９３Ｌ側の端部である。導電スペーサ７０を備える構成において、Ｎ配線６４の接合対象は、接合材１０２を介して接合される導電スペーサ７０である。接合対象は、接続対象と称されることがある。
【0111】
Ｎ配線６４の端部６４ｅは、半導体素子４１Ｌに接続された導電スペーサ７０の端部７０ｅ１と、半導体素子４１Ｌの端部４０Ｌｅとの間に位置している。同様に、Ｎ配線６４の端部６４ｅは、半導体素子４２Ｌに接続された導電スペーサ７０の端部７０ｅ１と、半導体素子４２Ｌの端部４０Ｌｅとの間に位置している。
【0112】
Ｎ配線６４の端部６４ｅは、Ｙ方向において絶縁基材６１の端部６１ｅ１よりも導電スペーサ７０の端部７０ｅ１に近い位置でもよいし、端部６１ｅ１の位置とほぼ一致してもよい。端部６１ｅ１は、Ｙ方向において信号端子９３Ｌ側の端部である。本実施形態の端部６４ｅは、端部６１ｅ１よりも端部７０ｅ１に近い。つまり、Ｎ配線６４は、切り欠かれている。図６、図１０、および図１１に示すように、絶縁基材６１は、表面金属体６２から露出する露出部６１ａ１を有している。そして、信号端子９３Ｌに接続されたボンディングワイヤ１１０の頂点部１１０ｔは、Ｚ方向において露出部６１ａ１に対向している。頂点部１１０ｔは、Ｚ方向においてＮ配線６４の対向面６４ａよりも絶縁基材６１に近い。頂点部１１０ｔは、Ｙ方向において端部４０Ｌｅ、６１ｅ１の間に位置している。
【0113】
図１１では、Ｙ方向においてＮ配線６４の端部６４ｅの位置をＰ１、半導体素子４０Ｌの端部４０Ｌｅの位置をＰ２、導電スペーサ７０の端部７０ｅ１の位置をＰ３と示している。端部６４ｅの位置Ｐ１は、端部４０Ｌｅの位置Ｐ２と端部７０ｅ１の位置Ｐ３の間にある。
【0114】
中継配線６５も、Ｎ配線６４と同様の構成を有している。図３および図６に示すように、ボンディングワイヤ１１０を介して電気的に接続された半導体素子４０Ｈと信号端子９３Ｈとは、Ｙ方向に並んでいる。そして、Ｙ方向において、中継配線６５の端部６５ｅは、中継配線６５の接合対象である導電スペーサ７０の端部７０ｅ２と、半導体素子４０Ｈの端部４０Ｈｅとの間に位置している。上記した端部４０Ｈｅ、６５ｅ、７０ｅ２のそれぞれは、Ｙ方向において信号端子９３Ｈ側の端部である。導電スペーサ７０を備える構成において、中継配線６５の接合対象は、接合材１０２を介して接合される導電スペーサ７０である。
【0115】
中継配線６５の端部６５ｅは、半導体素子４１Ｈに接続された導電スペーサ７０の端部７０ｅ２と、半導体素子４１Ｈの端部４０Ｈｅとの間に位置している。同様に、中継配線６５の端部６５ｅは、半導体素子４２Ｈに接続された導電スペーサ７０の端部７０ｅ２と、半導体素子４２Ｈの端部４０Ｈｅとの間に位置している。
【0116】
中継配線６５の端部６５ｅは、Ｙ方向において絶縁基材６１の端部６１ｅ２よりも導電スペーサ７０の端部７０ｅ２に近い位置でもよいし、端部６１ｅ２の位置とほぼ一致してもよい。端部６１ｅ２は、Ｙ方向において信号端子９３Ｈ側の端部である。本実施形態の端部６５ｅは、端部６１ｅ２よりも端部７０ｅ２に近い。つまり、中継配線６５は、切り欠かれている。図６および図１０に示すように、絶縁基材６１は、表面金属体６２から露出する露出部６１ａ２を有している。そして、信号端子９３Ｈに接続されたボンディングワイヤ１１０の頂点部１１０ｔは、Ｚ方向において露出部６１ａ２に対向している。頂点部１１０ｔは、Ｚ方向において中継配線６５の対向面６５ａよりも絶縁基材６１に近い。頂点部１１０ｔは、Ｙ方向において端部４０Ｈｅ、６１ｅ２の間に位置している。
【0117】
＜第１実施形態のまとめ＞
本実施形態では、第２主電極であるソース電極４０Ｓに電気的に接続される第２配線部材として基板６０を用いる。そして、基板６０が有する表面金属体６２のパターニングにより、Ｎ配線６４の端部６４ｅが、Ｎ配線６４の接合対象である導電スペーサ７０の端部７０ｅ１と半導体素子４０Ｌの端部４０Ｌｅとの間に位置している。中継配線６５の端部６５ｅが、中継配線６５の接合対象である導電スペーサ７０の端部７０ｅ２と半導体素子４０Ｈの端部４０Ｈｅとの間に位置している。
本実施形態では、第２主電極であるソース電極４０Ｓに電気的に接続される第２配線部材として基板６０を用いる。そして、基板６０が有する表面金属体６２のパターニングにより、Ｎ配線６４の端部６４ｅが、Ｎ配線６４の接合対象である導電スペーサ７０の端部７０ｅ１と半導体素子４０Ｌの端部４０Ｌｅとの間に位置している。中継配線６５の端部６５ｅが、中継配線６５の接合対象である導電スペーサ７０の端部７０ｅ２と半導体素子４０Ｈの端部４０Ｈｅとの間に位置している。
【0118】
このように、表面金属体６２の端部６４ｅ、６５ｅが対応する半導体素子４０の端部４０Ｌｅ、４０Ｈｅよりも内側に位置する。これにより、表面金属体６２とボンディングワイヤ１１０との接触を避け、基板６０の表面金属体６２と基板５０の表面金属体５２との対向面同士を近づけることができる。たとえば図１１に示すように、中継配線５５の対向面５５ａとＮ配線６４の対向面６４ａとを近づけることができる。つまり、Ｚ方向における対向面５５ａ、６４ａの間の距離である対向面間距離Ｄ１を短くすることができる。
【0119】
図１１に示す破線矢印は、電流の流れを示している。上記したように対向面５５ａ、６４ａが近づくことで互いに逆向きに流れる電流による磁束打消しの効果を高め、これによりインダクタンスを低減することができる。また、半導体素子４０から表面金属体６２までの熱伝達経路が短くなるため、熱抵抗を低減することができる。
【0120】
対向面５５ａ、６４ａ以外にも、Ｐ配線５４の対向面５４ａとＮ配線６４の対向面６４ａとを近づけることができる。Ｐ配線５４の対向面５４ａと中継配線６５の対向面６５ａとを近づけることができる。中継配線５５の対向面５５ａと中継配線６５の対向面６５ａとを近づけることができる。よって、インダクタンスを低減することができる。また、熱抵抗を低減することができる。
【0121】
熱は、伝熱部材が存在することで理想的に４５度の角度で拡がる。本実施形態では、表面金属体６２の端部６４ｅ、６５ｅが、表面金属体６２の接合対象である導電スペーサ７０の端部７０ｅ１、７０ｅ２よりも外側に位置する。表面金属体６２を通じて、半導体素子４０の熱を平面視で導電スペーサ７０（接合対象）の外側に拡散することができる。つまり、本実施形態では、図１１に一点鎖線の矢印で示すように半導体素子４０の熱が理想的または理想に近い状態で拡散する。よって、熱抵抗を低減することができる。以上より、本実施形態の半導体装置２０によれば、インダクタンスを低減しつつ熱抵抗を低減することができる。
【0122】
本実施形態では、導電スペーサ７０を備える構成において、上記した表面金属体６２の配置を採用している。これにより、表面金属体５２、６２の対向面同士を近づける、すなわち導電スペーサ７０の厚みＴ１を薄くすることができる。導電スペーサ７０が薄いため、熱抵抗を低減することができる。
【0123】
本実施形態では、信号端子９３Ｌに接続されたボンディングワイヤ１１０の頂点部１１０ｔが、Ｚ方向において絶縁基材６１の露出部６１ａ１に対向している。信号端子９３Ｈに接続されたボンディングワイヤ１１０の頂点部１１０ｔが、Ｚ方向において絶縁基材６１の露出部６１ａ２に対向している。換言すれば、表面金属体６２の端部６４ｅ、６５ｅよりも外側まで絶縁基材６１（および裏面金属体６３）が配置されている。これにより、表面金属体６２から絶縁基材６１、裏面金属体６３へ熱が伝わる際に平面視で表面金属体６２の外側にも拡散する。よって、熱抵抗をさらに低減することができる。
【0124】
＜変形例＞
図１２に示すように、表面金属体６２であるＮ配線６４の端部６４ｅが、半導体素子４０Ｌのパッド４０Ｐにおけるソース電極４０Ｓ側の端部４０Ｐｅと半導体素子４０Ｌの端部４０Ｌｅとの間に位置してもよい。図１２は、図１１に対応している。図１２では、端部４０Ｐｅの位置をＰ４と示している。端部６４ｅの位置Ｐ１は、端部４０Ｌｅの位置Ｐ２と端部４０Ｐｅの位置Ｐ４の間にある。これによれば、平面視において導電スペーサ７０（接合対象）よりも外側へ熱が拡散しやすくなり、熱抵抗をより低減することができる。
図１２に示すように、表面金属体６２であるＮ配線６４の端部６４ｅが、半導体素子４０Ｌのパッド４０Ｐにおけるソース電極４０Ｓ側の端部４０Ｐｅと半導体素子４０Ｌの端部４０Ｌｅとの間に位置してもよい。図１２は、図１１に対応している。図１２では、端部４０Ｐｅの位置をＰ４と示している。端部６４ｅの位置Ｐ１は、端部４０Ｌｅの位置Ｐ２と端部４０Ｐｅの位置Ｐ４の間にある。これによれば、平面視において導電スペーサ７０（接合対象）よりも外側へ熱が拡散しやすくなり、熱抵抗をより低減することができる。
【0125】
なお、中継配線６５の端部６５ｅについても同様である。図示しないが、中継配線６５の端部６５ｅが、半導体素子４０Ｈのパッド４０Ｐにおけるソース電極４０Ｓ側の端部と半導体素子４０Ｈの端部４０Ｈｅとの間に位置してもよい。
【0126】
半導体装置２０が導電スペーサ７０を備える例を示したが、これに限定されない。半導体素子４０と表面金属体６２との間に導電スペーサ７０が介在せず、表面金属体６２が接合材を介してソース電極４０Ｓに接合された構成としてもよい。この場合、表面金属体６２の接合対象の金属体は、ソース電極４０Ｓとなる。
【0127】
図１３に示すように、表面金属体６２が、裏面金属体６３よりも厚い構成としてもよい。図１３は、図１１に対応している。表面金属体６２が厚いほど、対向面間距離Ｄ２を短くすることができる。これにより磁束打消しの効果が高まり、インダクタンスをさらに低減することができる。また、表面金属体６２を厚くすると、図１３に示すように導電スペーサ７０を排除した構成としやすい。図１３では、表面金属体６２が、接合材１０２Ａを介してソース電極４０Ｓに接合されている。もちろん、導電スペーサ７０を備える構成において、表面金属体６２を裏面金属体６３より厚くしてもよい。
【0128】
図１３に示すように、Ｎ配線６４の端部６４ｅは、接合対象であるソース電極４０Ｓの端部４０Ｓｅ１と、半導体素子４０Ｌの端部４０Ｌｅとの間に位置する。端部４０Ｓｅ１は、Ｙ方向において信号端子９３Ｌ側の端部である。図１３では、端部４０Ｓｅ１の位置をＰ５と示している。端部６４ｅの位置Ｐ１は、端部４０Ｌｅの位置Ｐ２と端部４０Ｓｅ１の位置Ｐ５の間にある。中継配線６５の端部６５ｅは、接合対象であるソース電極４０Ｓの端部４０Ｓｅ２（図３参照）と、半導体素子４０Ｈの端部４０Ｈｅとの間に位置する。このような配置により、接合対象をソース電極４０Ｓとする構成においても、接合対象を導電スペーサ７０とする構成と同様の効果を奏することができる。
【0129】
表面金属体６２の端部６４ｅ、６５ｅは、上記した例に限定されない。たとえば図１４に示すように、表面金属体６２に切り欠き６２０、６２１を設け、切り欠き６２０、６２１を規定する辺部の少なくとも一部を上記した端部６４ｅ、６５ｅとしてもよい。図１４では、一例として切り欠き６２０、６２１の底辺を端部６４ｅ、６５ｅとしている。
【0130】
切り欠き６２０は、信号端子９３Ｌに接続されたボンディングワイヤ１１０との接触を避けるように、Ｎ配線６４の信号端子９３Ｌ側の端部に局所的に設けられている。切り欠き６２１は、信号端子９３Ｈに接続されたボンディングワイヤ１１０との接触を避けるように、中継配線６５の信号端子９３Ｈ側の端部に局所的に設けられている。このように、表面金属体６２を局所的に切り欠いた形状としてもよい。これによれば、端部を一律に切り欠いた形状に較べて、熱抵抗を低減することができる。
【0131】
パッド４０Ｐの配置は、上記した例に限定されない。たとえば図１５に示すように、パッド４０Ｐは、平面略矩形状をなす半導体素子４０の４つの角部のうちのひとつの周辺に偏って設けられてもよい。互いに共通の構造を有し，Ｘ方向に並んで配置された２つの半導体素子４０Ｌにおいて、半導体素子４２Ｌは、半導体素子４１Ｌの配置に対して９０度回転して配置されている。互いに共通の構造を有し，Ｘ方向に並んで配置された２つの半導体素子４０Ｈにおいて、半導体素子４２Ｈは、半導体素子４１Ｈの配置に対して９０度回転して配置されている。また、ソース電極４０Ｓおよび導電スペーサ７０のそれぞれは、パッド４０Ｐを避けるように、平面略矩形状の４つの角部のうちのひとつを切り欠いた形状をなしている。
【0132】
図１５では、上記したパッド４０Ｐの配置において、表面金属体６２に切り欠き６２２、６２３を設け、切り欠き６２２、６２３を規定する辺部の少なくとも一部を上記した端部６４ｅ、６５ｅとしている。切り欠き６２２は、Ｎ配線６４と信号端子９３Ｌに接続されたボンディングワイヤ１１０との接触を避けつつ、端部６４ｅが上記した位置関係を満たすように、Ｎ配線６４の信号端子９３Ｌ側の端部に局所的に設けられている。切り欠き６２３は、中継配線６５と信号端子９３Ｈに接続されたボンディングワイヤ１１０との接触を避けつつ、端部６５ｅが上記した位置関係を満たすように、中継配線６５の信号端子９３Ｈ側の端部に局所的に設けられている。このように、表面金属体６２を局所的に切り欠いた形状とすることで、パッド４０Ｐが偏った配置でも、インダクタンスを低減しつつ熱抵抗を低減することができる。
【0133】
（第２実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、ボンディングワイヤ１１０を絶縁基材６１に接触しないように設けていた。これに代えて、ボンディングワイヤ１１０を絶縁基材６１に接触するように設けてもよい。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、ボンディングワイヤ１１０を絶縁基材６１に接触しないように設けていた。これに代えて、ボンディングワイヤ１１０を絶縁基材６１に接触するように設けてもよい。
【0134】
図１６は、本実施形態に係る半導体装置２０の一例を示す断面図である。図１６は、図１１に対応している。図１６に示す半導体装置２０において、ボンディングワイヤ１１０は、絶縁基材６１に接触している。ボンディングワイヤ１１０は、絶縁基材６１に接触している部分である接触部１１０ｃを有している。ボンディングワイヤ１１０は、絶縁基材６１に押し当てられ、変形している。この変形により、接触部１１０ｃは、たとえば絶縁基材６１の表面に対して略平行に延びている。信号端子９３Ｌに接続されたボンディングワイヤ１１０は、絶縁基材６１の露出部６１ａ１に接触している。図示しないが、信号端子９３Ｈに接続されたボンディングワイヤ１１０は、絶縁基材６１の露出部６１ａ２に接触している。
【0135】
また、半導体装置２０は、導電スペーサ７０を備えていない。基板６０の表面金属体６２は、接合材１０２Ａを介して、接合対象であるソース電極４０Ｓに接合されている。Ｎ配線６４は、半導体素子４０Ｌのソース電極４０Ｓに接合されている。図示しないが、中継配線６５は、半導体素子４０Ｈのソース電極４０Ｓに接合されている。
【0136】
それ以外の構成は、先行実施形態に示した構成と同様である。たとえばＮ配線６４の端部６４ｅは、接合対象であるソース電極４０Ｓの端部４０Ｓｅ１と半導体素子４０Ｌの端部４０Ｌｅとの間に位置している。図示しないが、中継配線６５の端部６５ｅは、接合対象であるソース電極４０Ｓの端部４０Ｓｅ２と半導体素子４０Ｈの端部４０Ｈｅとの間に位置している。
【0137】
【0138】
まず、半導体装置２０を構成する各要素を準備する。本実施形態では、端部６４ｅ、６５ｅが上記した位置関係を満たすように表面金属体６２がパターニングされた基板６０を準備する。
【0139】
次いで、第１接続工程を行う。この工程では、基板５０の表面金属体５２に対してドレイン電極４０Ｄが向き合うように、表面金属体５２上に半導体素子４０を配置する。そして、ドレイン電極４０Ｄと表面金属体５２とを電気的に接続する。本実施形態では、接合材１００により、ドレイン電極４０Ｄと表面金属体５２とを接合する。第１接続工程では、接合材１０３により、継手部８１と表面金属体５２とを接合する。接合材１０４により、Ｐ端子９１Ｐおよび出力端子９２と表面金属体５２とを接合する。
【0140】
次いで、ワイヤボンディング工程を行う。この工程では、ボンディングワイヤ１１０を介して、半導体素子４０のパッド４０Ｐと信号端子９３とを接続する。具体的には、ボンディングワイヤ１１０を介して、信号端子９３Ｌと半導体素子４０Ｌの対応するパッド４０Ｐとを接続する。ボンディングワイヤ１１０を介して、信号端子９３Ｈと半導体素子４０Ｈの対応するパッド４０Ｐとを接続する。
【0141】
次いで、第２接続工程を行う。この工程では、半導体素子４０のソース電極４０Ｓと第２配線部材である基板６０とを電気的に接続する。本実施形態では、接合材１０２Ａを介してソース電極４０Ｓと表面金属体６２とを接合する。このとき、半導体素子４０が接続された基板５０と基板６０とを、表面金属体５２、６２の対向面が近づく方向に相対的に変位させる。
【0142】
この変位により、表面金属体６２から露出する絶縁基材６１の露出部６１ａ１、６１ａ２がボンディングワイヤ１１０の頂点部１１０ｔに接触する。図１７に示すように、絶縁基材６１の露出部６１ａ１が、信号端子９３Ｌに接続されたボンディングワイヤ１１０に接触する。絶縁基材６１の露出部６１ａ２が、信号端子９３Ｈに接続されたボンディングワイヤ１１０に接触する。
【0143】
そして、接触状態から表面金属体５２、６２の対向面、たとえば図１７に示す対向面５５ａ、６４ａがさらに近づく方向に変位させる。ボンディングワイヤ１１０は、絶縁基材６１（基板６０）により押されて変形し、ボンディングワイヤ１１０の高さがワイヤボンディング時よりも低くなる。この変形状態で、ソース電極４０Ｓと表面金属体６２とを接合する。第２接続工程では、接合材１０３を介して、継手部８１と表面金属体６２とを接合する。接合材１０４を介して、Ｎ端子９１Ｎと表面金属体６２とを接合する。
【0144】
次いで、封止体３０の成形工程を行う。たとえば上記したトランスファモールド法により封止体３０を成形する。成形後、たとえば切削を行う。封止体３０を基板５０、６０の裏面金属体５３、６３の一部ごと切削する。これにより、封止体３０から裏面５０ｂ、６０ｂを露出させる。裏面５０ｂは封止体３０の一面３０ａと略面一となり、裏面６０ｂは裏面３０ｂと略面一となる。なお、裏面５０ｂ、６０ｂを成形金型のキャビティ壁面に押し当て、密着させた状態で、封止体３０を成形してもよい。この場合、封止体３０を成形した時点で、裏面５０ｂ、６０ｂが封止体３０から露出する。このため、成形後の切削が不要となる。
【0145】
次いで、リードフレームにおいてタイバーなどの不要部分を除去することで、上記した半導体装置２０を得ることができる。
【0146】
＜第２実施形態のまとめ＞
本実施形態における表面金属体６２の端部６４ｅ、６５ｅの位置は、先行実施形態と同様である。よって、先行実施形態に記載の構成と同等の効果を奏することができる。つまり、インダクタンスを低減しつつ熱抵抗を低減することができる。
本実施形態における表面金属体６２の端部６４ｅ、６５ｅの位置は、先行実施形態と同様である。よって、先行実施形態に記載の構成と同等の効果を奏することができる。つまり、インダクタンスを低減しつつ熱抵抗を低減することができる。
【0147】
本実施形態では、上記したように基板６０の絶縁基材６１をボンディングワイヤ１１０に押し当てて、ソース電極４０Ｓと表面金属体６２とを接合する。ボンディングワイヤ１１０は絶縁基材６１（基板６０）により押されて変形し、ボンディングワイヤ１１０の高さがワイヤボンディング時よりも低くなる。ボンディングワイヤ１１０が絶縁基材６１の露出部６１ａ１、６０ａ２に接触する構成とすることで、対向面間距離Ｄ１をさらに短くすることができる。これにより、インダクタンスをさらに低減することができる。また、熱抵抗をさらに低減することができる。また、導電スペーサ７０を排除した構成としやすい。たとえば図１３に示したように表面金属体６２を厚くしなくても、導電スペーサ７０を排除しやすくなる。
【0148】
また、ボンディングワイヤ１１０が信号端子９３、パッド４０Ｐと絶縁基材６１との間で保持されるため、封止体３０の成形時にワイヤ流れが生じるのを抑制することができる。
【0149】
図１８は、電磁界シミュレーションの結果を示している。縦軸はインダクタンスを示しており、任意単位（ａ．ｕ．）である。ＲＥ１、ＲＥ２は参考例の結果を示し、ＰＥ１、ＰＥ２は本実施形態と同等の構成例（本例）の結果を示している。参考例は、本例とは異なり、導電スペーサを備えている。本例は、導電スペーサを備えないため、導電スペーサの厚さ分、表面金属体の対向面間距離が近づいている。ＲＥ１、ＰＥ１では、絶縁基材５１、６１の材料を窒化物系のセラミックとした。ＲＥ２、ＰＥ２では、絶縁基材５１、６１の材料を樹脂とした。
【0150】
図１８に示すように、本例（ＰＥ１、ＰＥ２）によれば、セラミック、樹脂のいずれを用いた場合でも、参考例（ＲＥ１、ＲＥ２）に対してインダクタンスを２割程度低減できることが明らかとなった。
【0151】
なお、上記した第２接続工程において、ボンディングワイヤ１１０が絶縁基材６１の露出部６１ａ１、６１ａ２に接触しても、第２接続工程の後工程、たとえば成形工程において、ボンディングワイヤ１１０が露出部６１ａ１、６１ａ２からわずかに離れることが考えられる。そこで、図１９に示すように、半導体装置２０は、ボンディングワイヤ１１０と絶縁基材６１の露出部６１ａ１、６１ａ２との間に、距離Ｄ２が０．１ｍｍ以下のわずかな隙間を有してもよい。対向面間距離Ｄ１は、第２接続工程において決定するため、図１６に示した構成と同等の効果を奏することができる。
【0152】
＜変形例＞
上記した製造方法を、導電スペーサ７０を備える構成に適用してもよい。つまり、導電スペーサ７０を備える構成において、ボンディングワイヤ１１０を絶縁基材６１の露出部６１ａ１、６１ａ２に接触させてもよいし、０．１ｍｍ以下のわずかな隙間を有してもよい。導電スペーサ７０の厚みを薄くすることができる。
上記した製造方法を、導電スペーサ７０を備える構成に適用してもよい。つまり、導電スペーサ７０を備える構成において、ボンディングワイヤ１１０を絶縁基材６１の露出部６１ａ１、６１ａ２に接触させてもよいし、０．１ｍｍ以下のわずかな隙間を有してもよい。導電スペーサ７０の厚みを薄くすることができる。
【0153】
本実施形態に記載の構成は、第１実施形態、変形例のいずれの構成とも組み合わせが可能である。
【0154】
表面金属体６２の端部６４ｅ、６５ｅが、ソース電極４０Ｓの端部４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２と半導体素子４０の端部４０Ｌｅ、４０Ｈｅとの間に位置する例を示したが、これに限定されない。たとえば図２０に示すように、Ｎ配線６４の端部６４ｅの位置Ｐ１が、接合対象であるソース電極４０Ｓの端部４０Ｓｅ１の位置Ｐ５より内側でもよい。Ｙ方向において、端部４０Ｌｅ、６４ｅの間に端部４０Ｓｅ１が位置している。上記したように、本実施形態によれば、ソース電極４０Ｓ（第２主電極）と基板６０（第２配線部材）とを電気的に接続する際に、基板５０の絶縁基材６１でボンディングワイヤ１１０を押さえる。これにより、対向面間距離Ｄ１を短くすることができるため、表面金属体６２の端部６４ｅ、６５ｅが上記した位置関係をとらなくても、インダクタンスおよび熱抵抗のそれぞれを効果的に低減することができる。
【0155】
（第３実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、半導体装置２０が半導体素子４０Ｈ、４０Ｌをそれぞれ２つ備え、半導体素子４０Ｈ、４０ＬのそれぞれがＸ方向に並び、半導体素子４０Ｈ、４０ＬがＹ方向に並んでいた。また、Ｙ方向において封止体３０の側面のひとつからＰ端子９１Ｐ、Ｎ端子９１Ｎ、および信号端子９３Ｈが突出し、反対の側面から出力端子９２および信号端子９３Ｌが突出していた。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、半導体装置２０が半導体素子４０Ｈ、４０Ｌをそれぞれ２つ備え、半導体素子４０Ｈ、４０ＬのそれぞれがＸ方向に並び、半導体素子４０Ｈ、４０ＬがＹ方向に並んでいた。また、Ｙ方向において封止体３０の側面のひとつからＰ端子９１Ｐ、Ｎ端子９１Ｎ、および信号端子９３Ｈが突出し、反対の側面から出力端子９２および信号端子９３Ｌが突出していた。
【0156】
しかしながら、半導体素子４０の数、配置、および外部接続端子９０の配置など、上記した例に限定されない。たとえば複数の半導体素子４０に代えて、ひとつの半導体素子４０により各アームを構成してもよい。半導体素子４０を挟むように信号端子９３Ｈ、９３Ｌを配置する構成に代えて、信号端子９３Ｈと信号端子９３Ｌとを並んで配置してもよい。
【0157】
図２１～図２４は、本実施形態の半導体装置２０を示している。図２１は、半導体装置２０の斜視図である。図２２は、図２１をＺ２方向から見た平面図である。図２２は、内部構造を示す透過図である。図２３は、図２２のXXIII-XXIII線に沿う断面図である。図２４は、図２２のXXIV-XXIV線に沿う断面図である。
【0158】
本実施形態の半導体装置２０は、先行実施形態同様、上下アーム回路９のひとつ、つまり一相分の上下アーム回路９を構成する。半導体装置２０は、先行実施形態に記載の構成（図２～図１１参照）と同様の要素を備えている。半導体装置２０は、封止体３０と、半導体素子４０と、基板５０、６０と、導電スペーサ７０と、アーム接続部８０と、外部接続端子９０を備えている。以下では、主に、先行実施形態に記載の構成とは異なる部分について説明する。
【0159】
封止体３０は、先行実施形態同様、半導体装置２０を構成する他の要素の一部を封止している。図２１に示すように、封止体３０は平面略矩形状をなしている。封止体３０は、Ｚ方向において、一面３０ａと裏面３０ｂを有している。一面３０ａと裏面３０ｂをつなぐ側面は、外部接続端子９０が突出する２つの側面３０ｇ、３０ｈを含んでいる。側面３０ｈは、Ｙ方向において側面３０ｇとは反対の面である。
【0160】
半導体素子４０は、上アーム９Ｈを構成するひとつの半導体素子４０Ｈと、下アーム９Ｌを構成するひとつの半導体素子４０Ｌを含む。半導体装置２０は、２つの半導体素子４０を備えている。半導体素子４０Ｈ、４０Ｌの構成は、互いに共通である。図２２に示すように、半導体素子４０Ｈ、４０Ｌは、Ｘ方向に並んでいる。各半導体素子４０は、Ｚ方向において互いにほぼ同じ位置に配置されている。各半導体素子４０のドレイン電極４０Ｄは、基板５０に対向している。各半導体素子４０のソース電極４０Ｓは、基板６０に対向している。
【0161】
基板５０、６０は、Ｚ方向において、複数の半導体素子４０を挟むように配置されている。基板５０、６０は、Ｚ方向において互いに少なくとも一部が対向するように配置されている。基板５０、６０は、平面視において複数の半導体素子４０（４０Ｈ、４０Ｌ）のすべてを内包している。
【0162】
先行実施形態同様、基板５０は、絶縁基材５１と、表面金属体５２と、裏面金属体５３を備えている。基板６０は、絶縁基材６１と、表面金属体６２と、裏面金属体６３を備えている。表面金属体５２は、Ｐ配線５４と、中継配線５５を有している。Ｐ配線５４と中継配線５５は、所定の間隔（ギャップ）により、電気的に分離されている。
【0163】
Ｐ配線５４は、Ｐ端子９１Ｐおよび半導体素子４０Ｈのドレイン電極４０Ｄに接続されている。Ｐ配線５４は、Ｐ端子９１Ｐと半導体素子４０Ｈのドレイン電極４０Ｄとを電気的に接続している。Ｐ配線５４は、Ｙ方向を長手方向とする平面略矩形状をなしている。中継配線５５は、半導体素子４０Ｌのドレイン電極４０Ｄ、アーム接続部８０、および出力端子９２に接続されている。中継配線５５は、平面略矩形状をなしている。
【0164】
Ｐ配線５４と中継配線５５は、Ｘ方向に並んで配置されている。半導体素子４０Ｌは、中継配線５５においてＸ方向の一端側、具体的にはＰ配線５４に遠い側に偏って実装されている。アーム接続部８０を構成する継手部８１は、中継配線５５においてＸ方向の他端側、具体的にはＰ配線５４に近い側に偏って実装されている。Ｐ端子９１Ｐは、Ｐ配線５４においてＹ方向の一端付近に接続されている。出力端子９２は、中継配線５５においてＹ方向の一端付近に接続されている。Ｐ端子９１Ｐおよび出力端子９２は、半導体素子４０に対してＹ方向の同じ側に配置されている。
【0165】
表面金属体６２は、Ｎ配線６４と、中継配線６５を有している。Ｎ配線６４と中継配線６５は、所定の間隔（ギャップ）により、電気的に分離されている。Ｎ配線６４は、Ｎ端子９１Ｎおよび半導体素子４０Ｌのソース電極４０Ｓに接続されている。中継配線６５は、半導体素子４０Ｈのソース電極４０Ｓおよびアーム接続部８０に接続されている。
【0166】
Ｎ配線６４は、基部６４３と、延設部６４４を有している。Ｎ配線６４は、平面略Ｌ字状をなしている。基部６４３は、平面略矩形状をなしている。基部６４３は、平面視において半導体素子４０Ｌの一部を内包している。基部６４３は、半導体素子４０Ｌのソース電極４０Ｓを内包している。延設部６４４は、平面略矩形状をなす基部６４３のひとつの辺に連なっている。延設部６４４は、基部６４３における中継配線６５との対向辺からＸ方向において基部６５３側に延びている。
【0167】
Ｎ配線６４（基部６４３）において、信号端子９３Ｌ側の辺である端部６４ｅは、Ｙ方向において、半導体素子４０Ｌの端部４０Ｌｅと接合対象である導電スペーサ７０の端部７０ｅの間に位置している。
【0168】
中継配線６５は、基部６５３と、延設部６５４を有している。中継配線６５は、平面略Ｌ字状をなしている。基部６５３は、平面略矩形状をなしている。基部６５３は、平面視において半導体素子４０Ｈの一部を内包している。基部６５３は、半導体素子４０Ｌのソース電極４０Ｓを内包している。延設部６５４は、平面略矩形状をなす基部６５３のひとつの辺に連なっている。延設部６５４は、基部６５３におけるＮ配線６４との対向辺から、Ｘ方向において基部６４３側に延びている。延設部６５４の少なくとも一部は、平面視において中継配線５５と重なっている。
【0169】
中継配線６５において、信号端子９３Ｈ側の辺である端部６５ｅは、Ｙ方向において、半導体素子４０Ｈの端部４０Ｈｅと接合対象である導電スペーサ７０の端部７０ｅの間に位置している。
【0170】
Ｎ配線６４と中継配線６５は、Ｘ方向に並んで配置されている。基部６４３、６５３は、Ｘ方向に並んでいる。半導体素子４０Ｌのソース電極４０Ｓは、基部６４３に電気的に接続されている。半導体素子４０Ｈのソース電極４０Ｓは、基部６５３に電気的に接続されている。延設部６４４、６５４は、Ｙ方向に並んでいる。Ｎ端子９１Ｎは、延設部６４４に接続されている。継手部８１は、延設部６５４に接続されている。
【0171】
導電スペーサ７０は、半導体素子４０のソース電極４０Ｓと基板６０との間に介在する。導電スペーサ７０は、半導体素子４０のソース電極４０Ｓに個別に接続されている。
【0172】
アーム接続部８０は、中継配線５５、６５を電気的に接続する。アーム接続部８０は、Ｘ方向において、半導体素子４０Ｈと半導体素子４０Ｌの間に設けられている。アーム接続部８０は、平面視において中継配線５５と中継配線６５（延設部６５４）との重なり領域に設けられている。本実施形態のアーム接続部８０は、先行実施形態同様、継手部８１と、接合材１０３を備えて構成される。継手部８１は、金属柱状体である。Ｚ方向において、継手部８１の端部のひとつと中継配線５５との間に接合材１０３が介在し、端部の他のひとつと中継配線６５との間に接合材１０３が介在している。これに代えて、継手部８１は、表面金属体５２、６２の少なくともひとつに一体的に連なるものでもよい。アーム接続部８０は、継手部８１を備えない構成としてもよい。
【0173】
外部接続端子９０は、電源端子９１と、出力端子９２と、信号端子９３を備えている。電源端子９１は、Ｐ端子９１Ｐと、Ｎ端子９１Ｎを備えている。以下では、Ｐ端子９１Ｐ、Ｎ端子９１Ｎ、および出力端子９２を主端子９１Ｐ、９１Ｎ、９２と示すことがある。信号端子９３は、上アーム９Ｈ側の信号端子９３Ｈと、下アーム９Ｌ側の信号端子９３Ｌを備えている。
【0174】
Ｐ端子９１Ｐは、Ｐ配線５４におけるＹ方向の一端付近に接続されている。Ｐ端子９１Ｐは、Ｐ配線５４との接続部からＹ方向の外側に延びている。Ｐ端子９１Ｐの一部分が封止体３０により覆われ、残りの部分が封止体３０から突出している。Ｐ端子９１Ｐは、側面３０ｇにおいてＺ方向の中央付近から封止体３０の外に突出している。
【0175】
Ｎ端子９１Ｎは、Ｎ配線６４におけるＹ方向の一端付近に接続されている。Ｎ端子９１Ｎは、Ｎ配線６４との接続部からＹ方向の外側に延びている。Ｎ端子９１Ｎの一部分が封止体３０により覆われ、残りの部分が封止体３０から突出している。Ｎ端子９１Ｎは、側面３０ｇにおいてＺ方向の中央付近から封止体３０の外に突出している。
【0176】
出力端子９２は、中継配線５５におけるＹ方向の一端付近に接続されている。出力端子９２は、中継配線５５との接続部からＹ方向の外側に延びている。出力端子９２の一部分が封止体３０により覆われ、残りの部分が封止体３０から突出している。出力端子９２は、側面３０ｇにおいてＺ方向の中央付近から封止体３０の外に突出している。
【0177】
３本の主端子９１Ｐ、９１Ｎ、９２は、Ｘ方向に並んで配置されている。主端子９１Ｐ、９１Ｎ、９２は、Ｘ方向においてＰ端子９１Ｐ、Ｎ端子９１Ｎ、出力端子９２の順に配置されている。電源端子９１であるＰ端子９１ＰとＮ端子９１Ｎは、封止体３０から突出した部分を含む一部分において、側面が互いに対向している。
【0178】
信号端子９３は、ボンディングワイヤ１１０を介して、対応する半導体素子４０のパッド４０Ｐに電気的に接続されている。信号端子９３Ｈは、ボンディングワイヤ１１０を介して半導体素子４０Ｈのパッド４０Ｐに接続されている。信号端子９３Ｌは、ボンディングワイヤ１１０を介して半導体素子４０Ｌのパッド４０Ｐに接続されている。信号端子９３は、Ｙ方向であって外側に延び、側面３０ｈにおいてＺ方向の中央付近から封止体３０の外に突出している。信号端子９３は、Ｙ方向において主端子９１Ｐ、９１Ｎ、９２とは反対側に延びている。Ｙ方向において、主端子９１Ｐ、９１Ｎ、９２と信号端子９３との間に、半導体素子４０が配置されている。
【0179】
半導体装置２０は、２つのガイドフレーム９４を備えている。ガイドフレーム９４のひとつは、Ｐ端子９１Ｐに連なっている。ガイドフレーム９４の他のひとつは、出力端子９２に連なっている。これらガイドフレーム９４は、リードフレームの不要部分を除去する前の状態で、信号端子９３を保持する外周フレームと、主端子９１Ｐ、９２とをつなぐ部分である。Ｐ端子９１Ｐに連なるガイドフレーム９４の一部分は、Ｐ配線５４に接続されている。出力端子９２に連なるガイドフレーム９４の一部分は、中継配線５５に接続されている。ガイドフレーム９４は、主端子９１Ｐ、９１Ｎ、９２と同様の接続構造（接合構造）が可能である。
【0180】
上記したように、本実施形態の半導体装置２０では、封止体３０によって一相分の上下アーム回路９を構成する複数の半導体素子４０が封止されている。封止体３０は、複数の半導体素子４０、基板５０の一部、基板６０の一部、複数の導電スペーサ７０、アーム接続部８０、および外部接続端子９０それぞれの一部を、一体的に封止している。封止体３０は、基板５０、６０において、絶縁基材５１、６１および表面金属体５２、６２を封止している。
【0181】
半導体素子４０は、Ｚ方向において、基板５０、６０の間に配置されている。半導体素子４０は、対向配置された基板５０、６０によって挟まれている。これにより、半導体素子４０の熱を、Ｚ方向において両側に放熱することができる。半導体装置２０は、両面放熱構造をなしている。基板５０の裏面５０ｂは、封止体３０の一面３０ａと略面一となっている。基板６０の裏面６０ｂは、封止体３０の裏面３０ｂと略面一となっている。裏面５０ｂ、６０ｂが露出面であるため、放熱性を高めることができる。
【0182】
＜第３実施形態のまとめ＞
本実施形態における表面金属体６２の端部６４ｅ、６５ｅの位置は、先行実施形態と同様である。よって、先行実施形態に記載の構成と同等の効果を奏することができる。つまり、インダクタンスを低減しつつ熱抵抗を低減することができる。
本実施形態における表面金属体６２の端部６４ｅ、６５ｅの位置は、先行実施形態と同様である。よって、先行実施形態に記載の構成と同等の効果を奏することができる。つまり、インダクタンスを低減しつつ熱抵抗を低減することができる。
【0183】
本実施形態に記載の構成は、第１実施形態、第２実施形態、変形例のいずれの構成とも組み合わせが可能である。たとえば本実施形態において、図１４に示したように、表面金属体６２に切り欠き６２０、６２１を設けてもよい。図１５に示したように、パッド４０Ｐを矩形の角部のひとつに偏って設け、表面金属体６２に切り欠き６２２、６２３を設けてもよい。図１６に示したように、ボンディングワイヤ１１０を表面金属体６２の露出部６１ａ１、６１ａ２に接触させてもよい。導電スペーサ７０を排除した構成としてもよい。
【0184】
（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
【0185】
明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。
【0186】
ある要素または層が「上にある」、「連結されている」、「接続されている」または「結合されている」と言及されている場合、それは、他の要素、または他の層に対して、直接的に上に、連結され、接続され、または結合されていることがあり、さらに、介在要素または介在層が存在していることがある。対照的に、ある要素が別の要素または層に「直接的に上に」、「直接的に連結されている」、「直接的に接続されている」または「直接的に結合されている」と言及されている場合、介在要素または介在層は存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の言葉は、同様のやり方で（例えば、「間に」対「直接的に間に」、「隣接する」対「直接的に隣接する」など）解釈されるべきである。この明細書で使用される場合、用語「および／または」は、関連する列挙されたひとつまたは複数の項目に関する任意の組み合わせ、およびすべての組み合わせを含む。
【0187】
空間的に相対的な用語「内」、「外」、「裏」、「下」、「低」、「上」、「高」などは、図示されているような、ひとつの要素または特徴の他の要素または特徴に対する関係を説明する記載を容易にするためにここでは利用されている。空間的に相対的な用語は、図面に描かれている向きに加えて、使用または操作中の装置の異なる向きを包含することを意図することができる。例えば、図中の装置をひっくり返すと、他の要素または特徴の「下」または「真下」として説明されている要素は、他の要素または特徴の「上」に向けられる。したがって、用語「下」は、上と下の両方の向きを包含することができる。この装置は、他の方向に向いていてもよく（９０度または他の向きに回転されてもよい）、この明細書で使用される空間的に相対的な記述子はそれに応じて解釈される。
【0188】
車両の駆動システム１は、上記した構成に限定されない。たとえば、モータジェネレータ３をひとつ備える例を示したが、これに限定されない。複数のモータジェネレータを備えてもよい。電力変換装置４が、電力変換回路としてインバータ６を備える例を示したが、これに限定されない。たとえば、複数のインバータを備える構成としてもよい。少なくともひとつのインバータと、コンバータを備える構成としてもよい。コンバータのみを備えてもよい。
【0189】
半導体素子４０が、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴ１１を有する例を示したが、これに限定されない。たとえば、ＩＧＢＴを採用することもできる。ＩＧＢＴは、Insulated Gate Bipolar Transistorの略称である。
【0190】
ドレイン電極４０Ｄに接続される配線部材として基板５０の例を示したがこれに限定されない。基板５０に限定されない構成においては、基板５０に代えて、金属板（リードフレーム）を採用してもよい。金属板の場合、ドレイン電極４０Ｄ側に、半導体素子４０Ｈのドレイン電極４０Ｄが接続される第１金属板と、半導体素子４０Ｌのドレイン電極４０Ｄが接続される第２金属板が配置される。
【0191】
ひとつの半導体装置２０が、一相分の上下アーム回路９（２つのアーム）を構成する例を示したがこれに限定されない。たとえばひとつの半導体装置２０が、ひとつのアームを構成する半導体装置にも適用することができる。ひとつの半導体装置２０により構成するアームの数は特に限定されない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【手続補正書】
【提出日】2024-09-16
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一面に設けられた第１主電極（４０Ｄ）と、前記一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた第２主電極（４０Ｓ）と、前記裏面において前記第２主電極とは異なる位置に設けられた信号用のパッド（４０Ｐ）と、を有する半導体素子（４０）と、
前記第１主電極に電気的に接続された第１配線部材（５０）と、
前記第２主電極に電気的に接続された第２配線部材（６０）と、
信号端子（９３）を含む外部接続端子（９０）と、
前記パッドと前記信号端子とを電気的に接続するボンディングワイヤ（１１０）と、
前記半導体素子、前記第１配線部材の少なくとも一部、前記第２配線部材の少なくとも一部、前記外部接続端子の一部、および前記ボンディングワイヤを封止する封止体（３０）と、を備え、
前記第２配線部材は、絶縁基材（６１）と、前記絶縁基材における前記半導体素子側の面である表面に配置され、前記第２主電極に電気的に接続された表面金属体（６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（６３）と、を有する基板であり、
前記半導体素子と前記信号端子との並び方向において、前記表面金属体の端部（６４ｅ、６５ｅ）は、前記表面金属体が接合された接合対象の端部（４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２、７０ｅ１、７０ｅ２）と前記半導体素子の端部（４０Ｌｅ、４０Ｈｅ）との間に位置しており、
前記絶縁基材は、前記表面金属体から露出する露出部（６１ａ１、６１ａ２）を有し、
前記ボンディングワイヤの頂点部（１１０ｔ）は、前記板厚方向において前記露出部に対向しており、
前記ボンディングワイヤは、前記絶縁基材の前記露出部に接触しており、
前記半導体素子は、一相分の上下アーム回路の上アーム（９Ｈ）を構成する上アーム素子（４０Ｈ）と、前記上下アーム回路の下アーム（９Ｌ）を構成する下アーム素子（４０Ｌ）と、を含み、
前記第１配線部材は、前記上アーム素子の前記第１主電極に接続されたＰ配線（５４）と、前記下アーム素子の前記第１主電極に接続された中継配線（５５）と、を含み、
前記表面金属体は、前記下アーム素子の前記第２主電極に接続されたＮ配線（６４）を含み、
前記外部接続端子は、前記Ｐ配線に接続されたＰ端子（９１Ｐ）と、前記Ｎ配線に接続されたＮ端子（９１Ｎ）と、前記中継配線に接続された出力端子（９２）と、を含む、半導体装置。
前記第１主電極に電気的に接続された第１配線部材（５０）と、
前記第２主電極に電気的に接続された第２配線部材（６０）と、
信号端子（９３）を含む外部接続端子（９０）と、
前記パッドと前記信号端子とを電気的に接続するボンディングワイヤ（１１０）と、
前記半導体素子、前記第１配線部材の少なくとも一部、前記第２配線部材の少なくとも一部、前記外部接続端子の一部、および前記ボンディングワイヤを封止する封止体（３０）と、を備え、
前記第２配線部材は、絶縁基材（６１）と、前記絶縁基材における前記半導体素子側の面である表面に配置され、前記第２主電極に電気的に接続された表面金属体（６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（６３）と、を有する基板であり、
前記半導体素子と前記信号端子との並び方向において、前記表面金属体の端部（６４ｅ、６５ｅ）は、前記表面金属体が接合された接合対象の端部（４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２、７０ｅ１、７０ｅ２）と前記半導体素子の端部（４０Ｌｅ、４０Ｈｅ）との間に位置しており、
前記絶縁基材は、前記表面金属体から露出する露出部（６１ａ１、６１ａ２）を有し、
前記ボンディングワイヤの頂点部（１１０ｔ）は、前記板厚方向において前記露出部に対向しており、
前記ボンディングワイヤは、前記絶縁基材の前記露出部に接触しており、
前記半導体素子は、一相分の上下アーム回路の上アーム（９Ｈ）を構成する上アーム素子（４０Ｈ）と、前記上下アーム回路の下アーム（９Ｌ）を構成する下アーム素子（４０Ｌ）と、を含み、
前記第１配線部材は、前記上アーム素子の前記第１主電極に接続されたＰ配線（５４）と、前記下アーム素子の前記第１主電極に接続された中継配線（５５）と、を含み、
前記表面金属体は、前記下アーム素子の前記第２主電極に接続されたＮ配線（６４）を含み、
前記外部接続端子は、前記Ｐ配線に接続されたＰ端子（９１Ｐ）と、前記Ｎ配線に接続されたＮ端子（９１Ｎ）と、前記中継配線に接続された出力端子（９２）と、を含む、半導体装置。
【請求項2】
前記Ｐ端子および前記Ｎ端子のそれぞれを複数備える、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記Ｐ端子および前記Ｎ端子は、前記封止体の第１側面（３０ｃ）から突出している、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記出力端子は、前記第１側面とは反対の第２側面（３０ｄ）から突出している、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記信号端子は、前記上アーム素子に電気的に接続される上アーム信号端子（９３Ｈ）と、前記下アーム素子に電気的に接続される下アーム信号端子（９３Ｌ）と、を含み、
前記上アーム信号端子は、前記下アーム信号端子が突出する面とは反対の面から突出している、請求項４に記載の半導体装置。
前記上アーム信号端子は、前記下アーム信号端子が突出する面とは反対の面から突出している、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記上アーム信号端子は、前記Ｐ端子および前記Ｎ端子と同じ面から突出している、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記下アーム信号端子は、前記出力端子と同じ面から突出している、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記上アーム素子と前記下アーム素子とは、前記第１側面と前記第２側面との対向方向に並んでいる、請求項４に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記上アーム素子と前記下アーム素子とは、前記上アーム信号端子が突出する面と前記下アーム信号端子が突出する面との対向方向に並んでいる、請求項５に記載の半導体装置。
【請求項10】
前記上アーム素子を複数含み、
複数の前記上アーム素子は、ひとつの前記Ｐ配線に接続され、
前記下アーム素子を複数含み、
複数の前記下アーム素子は、ひとつの前記Ｎ配線に接続されている、請求項１～９いずれか１項に記載の半導体装置。
複数の前記上アーム素子は、ひとつの前記Ｐ配線に接続され、
前記下アーム素子を複数含み、
複数の前記下アーム素子は、ひとつの前記Ｎ配線に接続されている、請求項１～９いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項11】
前記Ｐ端子、前記Ｎ端子、および前記出力端子は、互いに共通する側面（３０ｆ）から突出している、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項12】
前記信号端子は、前記上アーム素子に電気的に接続される上アーム信号端子（９３Ｈ）と、前記下アーム素子に電気的に接続される下アーム信号端子（９３Ｌ）と、を含み、
前記上アーム信号端子および前記下アーム信号端子は、互いに共通する側面（３０ｇ）から突出している、請求項１１に記載の半導体装置。
前記上アーム信号端子および前記下アーム信号端子は、互いに共通する側面（３０ｇ）から突出している、請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項13】
前記上アーム信号端子および前記下アーム信号端子が突出する側面は、前記Ｐ端子、前記Ｎ端子、および前記出力端子が突出する側面とは反対の面である、請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項14】
前記外部接続端子を所定位置に保持するための２つのガイドフレーム（９４）をさらに備え、
２つの前記ガイドフレームは、前記上アーム信号端子および前記下アーム信号端子が並ぶ第１方向において、間に前記上アーム信号端子および前記下アーム信号端子を挟むように前記上アーム信号端子および前記下アーム信号端子と同じ側面から突出している、請求項１３に記載の半導体装置。
２つの前記ガイドフレームは、前記上アーム信号端子および前記下アーム信号端子が並ぶ第１方向において、間に前記上アーム信号端子および前記下アーム信号端子を挟むように前記上アーム信号端子および前記下アーム信号端子と同じ側面から突出している、請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項15】
前記Ｐ端子と前記出力端子との間に前記Ｎ端子が位置するように、前記Ｐ端子、前記Ｎ端子、および前記出力端子は前記第１方向に並んでおり、
前記ガイドフレームのひとつである第１ガイドフレームは前記Ｐ端子に連なり、前記ガイドフレームの他のひとつである第２ガイドフレームは前記出力端子に連なっている、請求項１４に記載の半導体装置。
前記ガイドフレームのひとつである第１ガイドフレームは前記Ｐ端子に連なり、前記ガイドフレームの他のひとつである第２ガイドフレームは前記出力端子に連なっている、請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項16】
前記ガイドフレームのひとつである第１ガイドフレームは、前記Ｐ配線に接続され、
前記ガイドフレームの他のひとつである第２ガイドフレームは、前記中継配線に接続されている、請求項１４に記載の半導体装置。
前記ガイドフレームの他のひとつである第２ガイドフレームは、前記中継配線に接続されている、請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項17】
前記表面金属体は、前記裏面金属体よりも厚い、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項18】
前記表面金属体の厚みは、前記裏面金属体の厚み以下である、請求項１に記載の半導体装置。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0002】
この明細書における開示は、半導体装置に関する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
開示されるひとつの目的は、インダクタンスを低減しつつ熱抵抗を低減できる半導体装置を提供することにある。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
ここに開示された半導体装置は、
一面に設けられた第１主電極と、一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた第２主電極と、裏面において第２主電極とは異なる位置に設けられた信号用のパッドと、を有する半導体素子と、
第１主電極に電気的に接続された第１配線部材と、
第２主電極に電気的に接続された第２配線部材と、
信号端子と、
パッドと信号端子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、を備え、
第２配線部材は、絶縁基材と、絶縁基材における半導体素子側の面である表面に配置され、第２主電極に電気的に接続された表面金属体と、絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体と、を有する基板であり、
半導体素子と信号端子との並び方向において、表面金属体の端部は、表面金属体が接合された接合対象の端部と半導体素子の端部との間に位置しており、
絶縁基材は、表面金属体から露出する露出部（６１ａ１、６１ａ２）を有し、
ボンディングワイヤの頂点部（１１０ｔ）は、板厚方向において露出部に対向しており、
ボンディングワイヤは、絶縁基材の露出部に接触しており、
半導体素子は、一相分の上下アーム回路の上アーム（９Ｈ）を構成する上アーム素子（４０Ｈ）と、上下アーム回路の下アーム（９Ｌ）を構成する下アーム素子（４０Ｌ）と、を含み、
第１配線部材は、上アーム素子の第１主電極に接続されたＰ配線（５４）と、下アーム素子の第１主電極に接続された中継配線（５５）と、を含み、
表面金属体は、下アーム素子の第２主電極に接続されたＮ配線（６４）を含み、
外部接続端子は、Ｐ配線に接続されたＰ端子（９１Ｐ）と、Ｎ配線に接続されたＮ端子（９１Ｎ）と、中継配線に接続された出力端子（９２）と、を含む。
一面に設けられた第１主電極と、一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた第２主電極と、裏面において第２主電極とは異なる位置に設けられた信号用のパッドと、を有する半導体素子と、
第１主電極に電気的に接続された第１配線部材と、
第２主電極に電気的に接続された第２配線部材と、
信号端子と、
パッドと信号端子とを電気的に接続するボンディングワイヤと、を備え、
第２配線部材は、絶縁基材と、絶縁基材における半導体素子側の面である表面に配置され、第２主電極に電気的に接続された表面金属体と、絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体と、を有する基板であり、
半導体素子と信号端子との並び方向において、表面金属体の端部は、表面金属体が接合された接合対象の端部と半導体素子の端部との間に位置しており、
絶縁基材は、表面金属体から露出する露出部（６１ａ１、６１ａ２）を有し、
ボンディングワイヤの頂点部（１１０ｔ）は、板厚方向において露出部に対向しており、
ボンディングワイヤは、絶縁基材の露出部に接触しており、
半導体素子は、一相分の上下アーム回路の上アーム（９Ｈ）を構成する上アーム素子（４０Ｈ）と、上下アーム回路の下アーム（９Ｌ）を構成する下アーム素子（４０Ｌ）と、を含み、
第１配線部材は、上アーム素子の第１主電極に接続されたＰ配線（５４）と、下アーム素子の第１主電極に接続された中継配線（５５）と、を含み、
表面金属体は、下アーム素子の第２主電極に接続されたＮ配線（６４）を含み、
外部接続端子は、Ｐ配線に接続されたＰ端子（９１Ｐ）と、Ｎ配線に接続されたＮ端子（９１Ｎ）と、中継配線に接続された出力端子（９２）と、を含む。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0191】
ひとつの半導体装置２０が、一相分の上下アーム回路９（２つのアーム）を構成する例を示したがこれに限定されない。たとえばひとつの半導体装置２０が、ひとつのアームを構成する半導体装置にも適用することができる。ひとつの半導体装置２０により構成するアームの数は特に限定されない。
ここまで説明した実施形態及び変形例から把握される技術的思想を、付記として以下に記載する。
＜付記１＞
一面に設けられた第１主電極（４０Ｄ）と、前記一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた第２主電極（４０Ｓ）と、前記裏面において前記第２主電極とは異なる位置に設けられた信号用のパッド（４０Ｐ）と、を有する半導体素子（４０）と、
前記第１主電極に電気的に接続された第１配線部材（５０）と、
前記第２主電極に電気的に接続された第２配線部材（６０）と、
信号端子（９３）と、
前記パッドと前記信号端子とを電気的に接続するボンディングワイヤ（１１０）と、を備え、
前記第２配線部材は、絶縁基材（６１）と、前記絶縁基材における前記半導体素子側の面である表面に配置され、前記第２主電極に電気的に接続された表面金属体（６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（６３）と、を有する基板であり、
前記半導体素子と前記信号端子との並び方向において、前記表面金属体の端部（６４ｅ、６５ｅ）は、前記表面金属体が接合された接合対象の端部（４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２、７０ｅ１、７０ｅ２）と前記半導体素子の端部（４０Ｌｅ、４０Ｈｅ）との間に位置しており、
前記絶縁基材は、前記表面金属体から露出する露出部（６１ａ１、６１ａ２）を有し、
前記ボンディングワイヤの頂点部（１１０ｔ）は、前記板厚方向において前記露出部に対向しており、
前記ボンディングワイヤは、前記絶縁基材の前記露出部に接触している、半導体装置。
＜付記２＞
前記並び方向において、前記表面金属体の端部は、前記パッドにおける前記第２主電極側の端部（４０Ｐｅ）と前記半導体素子の端部との間に位置している、付記１に記載の半導体装置。
＜付記３＞
前記表面金属体は、前記裏面金属体よりも厚い、付記１に記載の半導体装置。
＜付記４＞
前記第２主電極と前記表面金属体との間に介在する導電スペーサ（７０）を備え、
前記接合対象は、前記導電スペーサである、付記１～３いずれかひとつに記載の半導体装置。
＜付記５＞
前記接合対象は、前記第２主電極である、付記１～３いずれかひとつに記載の半導体装置。
＜付記６＞
半導体素子（４０）の一面に設けられた第１主電極（４０Ｄ）と第１配線部材（５０）とを電気的に接続する第１接続工程と、
ボンディングワイヤ（１１０）を介して、前記半導体素子において前記一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた信号用のパッド（４０Ｐ）と信号端子（９３）とを接続するワイヤボンディング工程と、
前記ワイヤボンディング工程後、前記裏面において前記パッドとは異なる位置に設けられた第２主電極（４０Ｓ）と第２配線部材（６０）とを電気的に接続する第２接続工程と、を備え、
前記第２接続工程において、
前記第２配線部材として、絶縁基材（６１）と、前記絶縁基材における前記半導体素子側の面である表面に配置され、前記第２主電極に電気的に接続された表面金属体（６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（６３）と、を有し、前記半導体素子と前記信号端子との並び方向において、前記表面金属体が接合される接合対象の端部（４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２、７０ｅ１、７０ｅ２）と前記半導体素子の端部（４０Ｌｅ、４０Ｈｅ）との間に前記表面金属体の端部（６４ｅ、６５ｅ）が位置するように、前記表面金属体がパターニングされた基板を用い、
前記表面金属体から露出する前記絶縁基材の露出部（６１ａ１、６１ａ２）を前記ボンディングワイヤに接触させつつ前記第２主電極と前記第２配線部材とを電気的に接続する、半導体装置の製造方法。
ここまで説明した実施形態及び変形例から把握される技術的思想を、付記として以下に記載する。
＜付記１＞
一面に設けられた第１主電極（４０Ｄ）と、前記一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた第２主電極（４０Ｓ）と、前記裏面において前記第２主電極とは異なる位置に設けられた信号用のパッド（４０Ｐ）と、を有する半導体素子（４０）と、
前記第１主電極に電気的に接続された第１配線部材（５０）と、
前記第２主電極に電気的に接続された第２配線部材（６０）と、
信号端子（９３）と、
前記パッドと前記信号端子とを電気的に接続するボンディングワイヤ（１１０）と、を備え、
前記第２配線部材は、絶縁基材（６１）と、前記絶縁基材における前記半導体素子側の面である表面に配置され、前記第２主電極に電気的に接続された表面金属体（６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（６３）と、を有する基板であり、
前記半導体素子と前記信号端子との並び方向において、前記表面金属体の端部（６４ｅ、６５ｅ）は、前記表面金属体が接合された接合対象の端部（４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２、７０ｅ１、７０ｅ２）と前記半導体素子の端部（４０Ｌｅ、４０Ｈｅ）との間に位置しており、
前記絶縁基材は、前記表面金属体から露出する露出部（６１ａ１、６１ａ２）を有し、
前記ボンディングワイヤの頂点部（１１０ｔ）は、前記板厚方向において前記露出部に対向しており、
前記ボンディングワイヤは、前記絶縁基材の前記露出部に接触している、半導体装置。
＜付記２＞
前記並び方向において、前記表面金属体の端部は、前記パッドにおける前記第２主電極側の端部（４０Ｐｅ）と前記半導体素子の端部との間に位置している、付記１に記載の半導体装置。
＜付記３＞
前記表面金属体は、前記裏面金属体よりも厚い、付記１に記載の半導体装置。
＜付記４＞
前記第２主電極と前記表面金属体との間に介在する導電スペーサ（７０）を備え、
前記接合対象は、前記導電スペーサである、付記１～３いずれかひとつに記載の半導体装置。
＜付記５＞
前記接合対象は、前記第２主電極である、付記１～３いずれかひとつに記載の半導体装置。
＜付記６＞
半導体素子（４０）の一面に設けられた第１主電極（４０Ｄ）と第１配線部材（５０）とを電気的に接続する第１接続工程と、
ボンディングワイヤ（１１０）を介して、前記半導体素子において前記一面とは板厚方向において反対の裏面に設けられた信号用のパッド（４０Ｐ）と信号端子（９３）とを接続するワイヤボンディング工程と、
前記ワイヤボンディング工程後、前記裏面において前記パッドとは異なる位置に設けられた第２主電極（４０Ｓ）と第２配線部材（６０）とを電気的に接続する第２接続工程と、を備え、
前記第２接続工程において、
前記第２配線部材として、絶縁基材（６１）と、前記絶縁基材における前記半導体素子側の面である表面に配置され、前記第２主電極に電気的に接続された表面金属体（６２）と、前記絶縁基材の裏面に配置された裏面金属体（６３）と、を有し、前記半導体素子と前記信号端子との並び方向において、前記表面金属体が接合される接合対象の端部（４０Ｓｅ１、４０Ｓｅ２、７０ｅ１、７０ｅ２）と前記半導体素子の端部（４０Ｌｅ、４０Ｈｅ）との間に前記表面金属体の端部（６４ｅ、６５ｅ）が位置するように、前記表面金属体がパターニングされた基板を用い、
前記表面金属体から露出する前記絶縁基材の露出部（６１ａ１、６１ａ２）を前記ボンディングワイヤに接触させつつ前記第２主電極と前記第２配線部材とを電気的に接続する、半導体装置の製造方法。