特許 7192886 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】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】半導体装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/07 20060101AFI20221213BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20221213BHJP

   H01L 23/48 20060101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

H01L25/04 C

H01L23/48 G

【請求項の数】 25

(21)【出願番号】P 2020565583

(86)(22)【出願日】2019-10-11

(86)【国際出願番号】 JP2019040223

(87)【国際公開番号】W WO2020144907

(87)【国際公開日】2020-07-16

【審査請求日】2021-07-06

(31)【優先権主張番号】P 2019001443

(32)【優先日】2019-01-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小川 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】川島 崇功

(72)【発明者】

【氏名】榊原 明徳

【審査官】井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１１７０４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２８７７３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０１９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２４１７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０８０１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６３１３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２５／００－２５／１８

Ｈ０１Ｌ ２３／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１半導体素子及び第２半導体素子と、
前記第１半導体素子及び前記第２半導体素子を一体に封止する封止体と、
前記第１半導体素子を挟んで対向するとともに、各々が前記封止体の内部で前記第１半導体素子へ電気的に接続された第１導体板及び第２導体板と、
前記第２半導体素子を挟んで対向するとともに、各々が前記封止体の内部で前記第２半導体素子へ電気的に接続された第３導体板及び第４導体板と、
前記封止体の内部で前記第２導体板と前記第３導体板とを互いに電気的に接続する継手構造と、を備え、
前記継手構造は、少なくとも一つの継手部材を含み、前記継手部材は、前記封止体の内部で前記第２導体板と前記第３導体板とを互いに電気的に接続する基端部と、前記基端部から前記封止体の外部まで延びる先端部とを有する、
半導体装置。

【請求項2】

前記封止体の外部に位置する前記継手部材の前記先端部は、前記第１半導体素子又は前記第２半導体素子を外部の回路へ電気的に接続するための電力端子として機能する、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記継手部材の前記基端部は、前記封止体の内部で前記第２導体板に接合された第１接合面と、前記封止体の内部で前記第３導体板に接合された第２接合面とを有する、請求項１又は２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記継手部材の前記基端部は、前記第１接合面を有する第１板状部分と、前記第２接合面を有する第２板状部分と、前記第１板状部分と前記第２板状部分との間を延びる中間板状部分とを有する、請求項３に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記継手部材の前記基端部は、前記第１板状部分と前記中間板状部分との間の境界と、前記第２板状部分と前記中間板状部分との間の境界との少なくとも一方に、屈曲部を有する、請求項４に記載の半導体装置。

【請求項6】

前記第１板状部分と前記第２板状部分は、前記中間板状部分に対して同じ方向に屈曲している、請求項５に記載の半導体装置。

【請求項7】

前記第１板状部分と前記第２板状部分は、前記中間板状部分に対して互いに反対方向へ屈曲している、請求項５に記載の半導体装置。

【請求項8】

前記継手部材の前記基端部は、前記中間板状部分に少なくとも一つの屈曲部を有する、請求項６又は７に記載の半導体装置。

【請求項9】

前記継手部材の前記基端部は、前記第１接合面を一方側に有するとともに前記第２接合面を他方側に有する共通板状部分を有する、請求項３に記載の半導体装置。

【請求項10】

前記第１半導体素子の厚み方向における平面視において、前記第１接合面と前記第２接合面とのそれぞれは、前記第１半導体素子及び前記第２半導体素子の各中心を通過する直線を跨いで広がる、請求項３から９のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項11】

前記封止体の内部で前記第１導体板に接続されているとともに、前記封止体から突出する第１電力端子と、
前記封止体の内部で前記第４導体板に接続されているとともに、前記封止体から突出する第２電力端子と、
前記継手部材の前記先端部によって構成された第３電力端子と、
をさらに備える、
請求項１に記載の半導体装置。

【請求項12】

前記第１導体板と前記第３導体板は、第１の平面に沿って配置され、
前記第２導体板と前記第４導体板は、前記第１の平面に平行な第２の平面に沿って配置されている、
請求項１１に記載の半導体装置。

【請求項13】

前記継手構造は、
前記第２導体板に設けられており、前記第２導体板から前記第４導体板に向かって延びる第１継手部と、
前記第３導体板に設けられており、前記第３導体板から前記第１導体板に向かって延びる第２継手部と、
を含み、
前記第１継手部は、前記第２継手部に少なくとも部分的に対向しており、
前記第３電力端子を構成する前記継手部材の前記基端部は、前記第１継手部と前記第２継手部との間において、前記第１継手部と前記第２継手部とのそれぞれに接続されている、
請求項１１又は１２に記載の半導体装置。

【請求項14】

前記第１継手部は、前記第２導体板の前記第４導体板と対向する一側面から延びており、
前記第２継手部は、前記第３導体板の前記第１導体板と対向する一側面から延びている、請求項１３に記載の半導体装置。

【請求項15】

前記第１継手部の厚みは、前記第２導体板の厚みより小さい、請求項１３又は１４に記載の半導体装置。

【請求項16】

前記第２継手部の厚みは、前記第３導体板の厚みより小さい、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項17】

前記第１継手部は、前記第３電力端子を構成する前記継手部材の前記基端部に第１継手接合層を介して接合されており、
前記第１継手接合層が前記第１継手部に接触する面積は、前記第１継手接合層が前記基端部に接触する面積よりも大きい、請求項１３から１６のいずれか一項に記載の半導体装
置。

【請求項18】

前記第２継手部は、前記第３電力端子を構成する前記継手部材の前記基端部に第２継手接合層を介して接合されており、
前記第２継手接合層が前記第２継手部に接触する面積は、前記第２継手接合層が前記基端部に接触する面積よりも大きい、請求項１３から１７のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項19】

前記第１電力端子及び前記第２電力端子は、前記封止体の第１端面から、互いに平行に突出している、請求項１１から１８のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項20】

前記第３電力端子は、前記封止体の前記第１端面とは反対側に位置する第２端面から突出している、請求項１９に記載の半導体装置。

【請求項21】

前記封止体は、互いに反対側に位置するとともに前記第１端面と前記第２端面との間に延びている第１主表面及び第２主表面を有し、
前記第１主表面は前記第１導体板及び前記第３導体板を露出し、
前記第２主表面は前記第２導体板及び前記第４導体板を露出する、請求項２０に記載の半導体装置。

【請求項22】

絶縁基板をさらに備え、
前記第１導体板、前記第２導体板、前記第３導体板及び前記第４導体板の少なくとも一つは、前記絶縁基板上に設けられている、請求項１から２０のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項23】

前記第１半導体素子と前記第２半導体素子とのそれぞれは、スイッチング素子である、請求項１から２２のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項24】

前記第１半導体素子と前記第２半導体素子とのそれぞれは、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）構造を有し、
前記第１半導体素子の前記ＩＧＢＴ構造は、前記第１導体板に接続されたコレクタと、前記第２導体板に接続されたエミッタとを有し、
前記第２半導体素子の前記ＩＧＢＴ構造は、前記第３導体板に接続されたコレクタと、前記第４導体板に接続されたエミッタとを有する、請求項１から２３のいずれか一項に記載の半導体装置。

【請求項25】

前記第１半導体素子と前記第２半導体素子とのそれぞれは、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）構造を有し、
前記第１半導体素子の前記ＭＯＳＦＥＴ構造は、前記第１導体板に接続されたドレインと、前記第２導体板に接続されたソースとを有し、
前記第２半導体素子の前記ＭＯＳＦＥＴ構造は、前記第３導体板に接続されたドレインと、前記第４導体板に接続されたソースとを有する、請求項１から２３のいずれか一項に記載の半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書が開示する技術は、半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２０１７－１５９３３５号公報及び米国特許出願公開第２０１３／０２４９０６９号明細書に、半導体装置が開示されている。これらの半導体装置は、第１半導体素子及び第２半導体素子と、第１半導体素子及び第２半導体素子を封止する封止体と、第１半導体素子及び第２半導体素子をそれぞれ挟んで対向する第１導体板、第２導体板、第３導体板及び第４導体板とを備えている。封止体の内部において、第１導体板及び第２導体板は、第１半導体素子に電気的に接続されており、第３導体板及び第４導体板は第３導体板及び第４導体板に電気的に接続されている。そして、第２導体板と第３導体板は、封止体の内部において継手構造を介して互いに接続されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

上記した継手構造を備える半導体装置では、継手構造が存在する分だけ、半導体装置を構成する部品点数が増加し、これによって工数が増加するといった製造工程の煩雑化に繋がるおそれがある。本明細書では、継手構造を備える半導体装置であっても、製造工程が煩雑化することを抑制し得る技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本明細書が開示する半導体装置は、第１半導体素子及び第２半導体素子と、第１半導体素子及び第２半導体素子を封止する封止体とを備える。半導体装置は、第１導体板、第２導体板、第３導体板及び第４導体板を備える。第１導体板及び第２導体板は、第１半導体素子を挟んで対向するとともに、各々が封止体の内部で第１半導体素子へ電気的に接続されている。第３導体板及び第４導体板は、第２半導体素子を挟んで対向するとともに、各々が封止体の内部で第２半導体素子へ電気的に接続されている。また、半導体装置は、封止体の内部で第２導体板と第３導体板とを互いに電気的に接続する継手構造を備えており、その継手構造は、少なくとも一つの継手部材を含み、該継手部材の一部は封止体の外部に位置する。

【0005】

上記した半導体装置では、第２導体板及び第３導体板を接続する継手構造が、少なくとも一つの継手部材を含んでおり、その継手部材の一部が封止体の外部に位置する。このような構成によると、封止体を形成する封止工程において、継手部材を封止体の外部から支持することができ、封止構造を精度よく形成しやすい。また、特に限定されないが、継手部材を、封止体の外部に位置する他の構成部材（例えば電力端子等）とともに、一つの部材（いわゆるリードフレーム）として用意することができる。これにより、半導体装置の製造工程が煩雑化することが抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施例１の半導体装置１０を示す平面図。なお、各図面において、Ｘ方向は、二つの半導体素子２０、４０が並ぶ方向を示しており、各々の導体板２２、２６、４２、４６に対して平行である。Ｙ方向は、Ｘ方向に対して垂直であるとともに、各々の導体板２２、２６、４２、４６に対して平行である。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に対して垂直であり、半導体素子２０、４０及び導体板２２、２６、４２、４６のそれぞれの厚み方向に対して平行である。第１下側導体板２２と第１上側導体板２６は、Ｚ方向において対向しており、第２下側導体板４２と第２上側導体板４６も、Ｚ方向において対向している。また、第１下側導体板２２と第２下側導体板４２は、Ｘ方向において横並びに配置されており、第１上側導体板２６と第２上側導体板４６も、Ｘ方向において横並びに配置されている。

【図2】半導体装置１０の内部構造を示す平面図。但し、内部構造を明確に示すために、封止体１８は破線で表記し、導体スペーサ２４、４４は省略する。

【図3】図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図であって、半導体装置１０の内部構造を示す。

【図4】半導体装置１０の電子回路図。

【図5】半導体装置１０の一使用例を示す斜視図。

【図6】実施例２の半導体装置１００の内部構造を示す断面図。

【図7】実施例３の半導体装置２００の内部構造を示す断面図。

【図8】実施例４の半導体装置３００の内部構造を示す平面図。内部構造を明確に示すために、封止体１８及び上側導体板２６、４６は破線で表記し、導体スペーサ２４、４４、絶縁基板３３４、３３８、第３下側導体板３３５及び第３上側導体板３３９は省略する。なお、図１０、１２、１４、１６、１８についても、図８と同様に図示する。

【図9】図８のＩＸ－ＩＸ線における断面図。

【図10】第３電力端子３１６の一変形例を示す平面図。

【図11】図１０のＸＩ－ＸＩ線における断面図。

【図12】第３電力端子３１６の一変形例を示す平面図。

【図13】図１２のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線における断面図。

【図14】第３電力端子３１６の一変形例を示す平面図。

【図15】図１４のＸＶ－ＸＶ線における断面図。

【図16】第３電力端子３１６の一変形例を示す平面図。

【図17】図１６のＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線における断面図。

【図18】実施例５の半導体装置４００の内部構造を示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

本技術の一実施形態では、封止体の外部に位置する継手部材の一部は、第１半導体素子又は第２半導体素子を外部の回路へ電気的に接続するための電力端子として機能するように構成されていてもよい。このような構成によると、継手部材と電力端子とを単一の部材で構成することができ、部品点数の削減や半導体装置の小型化を図ることができる。

【0008】

一例ではあるが、上記構成において、半導体装置は、封止体の内部で第１導体板に接続されているとともに、封止体から突出する第１電力端子と、封止体の内部で第４導体板に接続されているとともに、封止体から突出する第２電力端子と、封止体の内部で前記第２導体板及び前記第３導体板に接続された第３電力端子とを備えていてよい。この場合、継手部材は、第３電力端子の基端部に一体に形成されていてもよい。

【0009】

本技術の一実施形態では、継手部材は、封止体の内部で第２導体板に接合された第１接合面と、封止体の内部で第３導体板に接合された第２接合面とを有していてもよい。この場合、第１接合面と第２接合面は、継手部材の同じ面に位置してもよいし、継手部材の異なる面に位置してもよい。

【0010】

上記した実施形態において、継手部材は、第１接合面を有する第１板状部分と、第２接合面を有する第２板状部分と、第１板状部分と第２板状部分との間を延びる中間板状部分とを有していてもよい。このような構成によると、第２導体板と第３導体板との位置関係に応じて、中間板状部分を適宜設計することができる。

【0011】

上記した実施形態において、継手部材は、第１板状部分と中間板状部分との間の境界と、第２板状部分と中間板状部分との間の境界との少なくとも一方に、屈曲部を有していてもよい。継手部材に屈曲部を設けることで、継手部材の変形性能（外力に応じて変形する性質）を高めることができる。これにより、半導体装置の構成部品を組み合わせるときに、第２導体板と第３導体板との間の位置関係に応じて、継手部材は柔軟に変形することができる。継手部材が柔軟に変形することで、第２導体板及び第３導体板が、対向する第１導体板又は第４導体板に対して意図せず傾くことを避けることができる。また、半導体装置の使用時においても、半導体装置に生じる熱膨張に応じて、継手部材が柔軟に変形することにより、半導体装置の内部に生じる応力が緩和される。

【0012】

上記した実施形態において、第１板状部分と第２板状部分は、中間板状部分に対して同じ方向に屈曲していてもよい。あるいは、第１板状部分と第２板状部分は、中間板状部分に対して互いに反対方向へ屈曲していてもよい。これらに加えて、継手部材は、中間板状部分に少なくとも一つの屈曲部をさらに有していてもよい。継手部材に複数の屈曲部を設けることによって、継手部材の変形性能を高めるとともに、継手部材に所望の形状を与えることができる。

【0013】

本技術の一実施形態では、継手部材は、第１接合面を一方側に有するとともに第２接合面を他方側に有する共通板状部分を有していてもよい。

【0014】

第１半導体素子の厚み方向における平面視において、第１接合面と第２接合面とのそれぞれは、第１半導体素子及び第２半導体素子の各中心を通過する直線を跨いで広がっていてもよい。このような構成によると、継手部材から各半導体素子への距離を比較的に短くすることができ、電流経路におけるインダクタンスを低減することができる。

【0015】

本技術の一実施形態では、第１導体板と第３導体板は、第１の平面に沿って配置され、第２導体板と第４導体板は、第１の平面に平行な第２の平面に沿って配置されていてもよい。即ち、第１導体板と第３導体板とが隣り合うように配置され、第２導体板と第４導体板とが隣り合うように配置されてもよい。

【0016】

本技術の一実施形態では、継手構造は、第２導体板に設けられており、第２導体板から第４導体板に向かって延びる第１継手部と、第３導体板に設けられており、第３導体板から第１導体板に向かって延びる第２継手部とを含んでいてもよい。この場合、第１継手部は、第２継手部に少なくとも部分的に対向していてもよい。そして、第３電力端子の基端部は、第１継手部と第２継手部との間において、第１継手部と第２継手部とのそれぞれに接続されていてもよい。このような構成によると、継手構造を簡素に構成することができる。

【0017】

本技術の一実施形態では、第１継手部は、第２導体板の第４導体板と対向する一側面から延びており、第２継手部は、第３導体板の第１導体板と対向する一側面から延びていてもよい。このような構成によると、継手構造をより簡素に構成することができる。但し、他の実施形態として、第１継手部は、例えば第２導体板の第１導体板に対向する主表面に設けられてもよい。加えて、又は代えて、第２継手部は、第３導体板の第４導体板に対向する主表面に設けられてもよい。

【0018】

上記構成に加えて、本技術の一実施形態では、第１継手部の厚みは、第２導体板の厚みより小さくてもよい。また、第２継手部の厚みは、第３導体板の厚みより小さくてもよい。第１継手部や第２継手部の厚みが小さいと、半導体装置が動作して発熱したときに、継手構造で生じる熱応力を小さくすることができる。なお、第１継手部及び第２継手部の具体的な厚みは、適宜設計することができる。

【0019】

本技術の一実施形態では、第１継手部が、第３電力端子の基端部に、第１継手接合層を介して接合されていてもよい。この場合、第１継手接合層が第１継手部に接触する面積は、第１継手接合層が基端部に接触する面積よりも、大きくてもよい。このような構成によると、第１継手接合層が良好なフィレット形状を形成して、第１継手部と第３電力端子の基端部との間がしっかりと接合される。なお、特に限定されないが、第１継手接合層のフィレット角度は、鋭角（即ち、９０度未満）であるとよい。同様に、第２継手部は、第３電力端子の基端部に、第２継手接合層を介して接合されていてもよい。この場合、第２継手接合層が第２継手部に接触する面積は、第２継手接合層が基端部に接触する面積よりも、大きくてもよい。このような構成によると、第２継手接合層が良好なフィレット形状を形成して、第２継手部と第３電力端子の基端部との間がしっかりと接合される。第２継手接合層についても、特に限定されないが、そのフィレット角度が鋭角（即ち、９０度未満）であるとよい。

【0020】

本技術の一実施形態では、第１電力端子及び第２電力端子は、封止体の第１主表面と第２主表面との間を延びる第１側面から、互いに平行に突出していてもよい。第１電力端子と第２電力端子との間では、互いに反対方向へ電流が流れる。このような二つの電力端子が隣接して配置されていると、各々の電力端子を流れる電流によって形成される磁界が互いに打ち消されるので、半導体装置のインダクタンスが低減される。

【0021】

上記した実施形態において、第３電力端子は、封止体の第１側面とは反対側に位置する第２側面から突出していてもよい。このような構成によると、三つの電力端子が同一の側面から突出している場合に比べて、半導体装置の小型化を実現しつつ、各々の電力端子のサイズを大きくすることができる。加えて、又は代えて、第１電力端子と第２電力端子との間の間隔を比較的自由に設計することができる。

【0022】

本技術の一実施形態では、封止体は、互いに反対側に位置するとともに第１端面と第２端面との間に延びている第１主表面及び第２主表面を有し、第１主表面は第１導体板及び第３導体板を露出し、第２主表面は第２導体板及び第４導体板を露出する、このような構成によると、半導体装置は、各導体板が封止体の両面において露出し、それらが放熱板として機能する両面冷却構造を有することができる。

【0023】

本技術の一実施形態では、半導体装置は、絶縁基板をさらに備えていてもよい。この場合、第１導体板、第２導体板、第３導体板及び第４導体板の少なくとも一つは、絶縁基板上に設けられていてもよい。絶縁基板は比較的剛性が高く、半導体装置に生じ得る熱変形を抑制する。これにより、半導体装置の内部（特に、半導体素子の周辺）に生じ得る応力が抑制される。一例ではあるが、第１導体板、第２導体板、第３導体板及び第４導体板が、それぞれ異なる絶縁基板上に設けられていてもよい。あるいは、第１導体板及び第３導体板が共通の絶縁基板上に設けられていてもよいし、代えて、又は加えて、第２導体板及び第４導体板が、共通の絶縁基板上に設けられていてもよい。

【0024】

本技術の一実施形態では、第１半導体素子と第２半導体素子とのそれぞれは、スイッチング素子であってよい。具体的には、第１半導体素子と第２半導体素子とのそれぞれは、ＩＧＢＴ構造を有し、第１半導体素子のＩＧＢＴ構造は、第１導体板に接続されたコレクタと、第２導体板に接続されたエミッタとを有し、第２半導体素子のＩＧＢＴ構造は、第３導体板に接続されたコレクタと、第４導体板に接続されたエミッタとを有していてもよい。あるいは、第１半導体素子と第２半導体素子とのそれぞれは、ＭＯＳＦＥＴ構造を有し、第１半導体素子のＭＯＳＦＥＴ構造は、第１導体板に接続されたドレインと、第２導体板に接続されたソースとを有し、第２半導体素子のＭＯＳＦＥＴ構造は、第３導体板に接続されたドレインと、第４導体板に接続されたソースとを有していてもよい。

【実施例】

【0025】

（実施例１）図１－図４を参照して、半導体装置１０について説明する。半導体装置１０は、例えば電気自動車の電力制御装置に採用され、コンバータやインバータといった電力変換回路の少なくとも一部を構成することができる。ここでいう電気自動車は、車輪を駆動するモータを有する自動車を広く意味し、例えば、外部の電力によって充電される電気自動車、モータに加えてエンジンを有するハイブリッド車、及び燃料電池を電源とする燃料電池車等を含む。

【0026】

図１－図４に示すように、半導体装置１０は、第１半導体素子２０、第２半導体素子４０及び封止体１８を有する。封止体１８は、絶縁性の材料を用いて構成されている。一例ではあるが、封止体１８は、例えばエポキシ樹脂を用いて形成されることができる。封止体１８は、概して板形状を有しており、第１主表面１８ａと、第１主表面１８ａとは反対側に位置する第２主表面１８ｂとを有する。また、封止体１８は、第１主表面１８ａと第２主表面１８ｂとの間を延びる第１端面１８ｃと、第１端面１８ｃとは反対側に位置する第２端面１８ｄとを有している。

【0027】

第１半導体素子２０は、パワー半導体素子であって、半導体基板２０ａと、複数の電極２０ｂ、２０ｃ、２０ｄとを有する。複数の電極２０ｂ、２０ｃ、２０ｄには、電力回路に接続される第１主電極２０ｂ及び第２主電極２０ｃと、信号回路に接続される複数の信号電極２０ｄとが含まれる。特に限定されないが、第１半導体素子２０はスイッチング素子であり、第１主電極２０ｂと第２主電極２０ｃとの間を導通及び遮断することができる。第１主電極２０ｂ及び複数の信号電極２０ｄは、半導体基板２０ａの一方の表面に位置しており、第２主電極２０ｃは、半導体基板２０ａの他方の表面に位置している。

【0028】

特に限定されないが、本実施例における第１半導体素子２０は、スイッチング素子であって、ＩＧＢＴ構造２０ｅを有している。第１主電極２０ｂは、ＩＧＢＴ構造２０ｅのエミッタに接続されており、第２主電極２０ｃは、ＩＧＢＴ構造２０ｅのコレクタに接続されており、信号電極２０ｄは、ＩＧＢＴ構造２０ｅのゲートに接続されている。加えて、第１半導体素子２０は、ＩＧＢＴ構造２０ｅと並列に接続されたダイオード構造２０ｆを有している。第１主電極２０ｂは、ダイオード構造２０ｆのアノードに接続されており、第２主電極２０ｃは、ダイオード構造２０ｆのカソードに接続されている。なお、他の実施形態として、第１半導体素子２０は、ＭＯＳＦＥＴ構造を有してもよい。この場合、第１主電極２０ｂは、ＭＯＳＦＥＴ構造のソースに接続され、第２主電極２０ｃは、ＭＯＳＦＥＴ構造のドレインに接続され、信号電極２０ｄは、ＭＯＳＦＥＴ構造のゲートに接続されている。

【0029】

同様に、第２半導体素子４０は、パワー半導体素子であって、半導体基板４０ａと、複数の電極４０ｂ、４０ｃ、４０ｄとを有する。複数の電極４０ｂ、４０ｃ、４０ｄには、電力回路に接続される第１主電極４０ｂ及び第２主電極４０ｃと、信号回路に接続される複数の信号電極４０ｄとが含まれる。特に限定されないが、第２半導体素子４０はスイッチング素子であり、第１主電極４０ｂと第２主電極４０ｃとの間を導通及び遮断することができる。第１主電極４０ｂ及び複数の信号電極４０ｄは、半導体基板４０ａの一方の表面に位置しており、第２主電極４０ｃは、半導体基板４０ａの他方の表面に位置している。

【0030】

特に限定されないが、本実施例における第２半導体素子４０は、スイッチング素子であって、ＩＧＢＴ構造４０ｅを有している。第１主電極４０ｂは、ＩＧＢＴ構造４０ｅのエミッタに接続されており、第２主電極４０ｃは、ＩＧＢＴ構造４０ｅのコレクタに接続されており、信号電極４０ｄは、ＩＧＢＴ構造４０ｅのゲートに接続されている。加えて、第２半導体素子４０は、ＩＧＢＴ構造４０ｅと並列に接続されたダイオード構造４０ｆを有している。第１主電極４０ｂは、ダイオード構造４０ｆのアノードに接続されており、第２主電極４０ｃは、ダイオード構造４０ｆのカソードに接続されている。なお、他の実施形態として、第２半導体素子４０は、ＭＯＳＦＥＴ構造を有してもよい。この場合、第１主電極４０ｂは、ＭＯＳＦＥＴ構造のソースに接続され、第２主電極４０ｃは、ＭＯＳＦＥＴ構造のドレインに接続され、信号電極４０ｄは、ＭＯＳＦＥＴ構造のゲートに接続されている。

【0031】

本実施例では、第１半導体素子２０及び第２半導体素子４０は、互いに同種の半導体素子である。但し、同種に限定されず、第１半導体素子２０及び第２半導体素子４０は、互いに異種の半導体素子であってもよい。第１半導体素子２０及び第２半導体素子４０の具体的な構成は、特に限定されず、第１半導体素子２０及び第２半導体素子４０には、各種の半導体素子を採用することができる。第１半導体素子２０及び第２半導体素子４０の半導体基板２０ａ、４０ａを構成する材料についても特に限定されず、例えばシリコン（Ｓｉ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、又は窒化ガリウム（ＧａＮ）といった各種の半導体材料を採用することができる。

【0032】

半導体装置１０は、複数の導体板２２、２６、４２、４６と、第１導体スペーサ２４及び第２導体スペーサ４４とを備える。第１導体スペーサ２４及び第２導体スペーサ４４は、概してブロック形状を有し、銅又は他の金属といった導体材料を用いて形成される。第１導体スペーサ２４は、上面２４ａと、その上面２４ａとは反対側に位置する下面２４ｂとを有する。導体スペーサ２４、４４は、必ずしも必要とされないが、後述する第１信号端子１２及び第２信号端子１３を信号電極２０ｄ、４０ｄに接続するためのスペースを確保している。

【0033】

複数の導体板２２、２６、４２、４６は、概して板形状を有する。複数の導体板２２、２６、４２、４６は、銅又は他の金属といった導体材料を用いて形成される。複数の導体板２２、２６、４２、４６には、第１下側導体板２２、第１上側導体板２６、第２下側導体板４２及び第２上側導体板４６が含まれる。第１下側導体板２２は、上面２２ａと、その上面２２ａとは反対側に位置する下面２２ｂと、その上面２２ａと下面２２ｂとの間に延びる側面とを有する。同様に、第１上側導体板２６は、上面２６ａと、その上面２６ａとは反対側に位置する下面２６ｂと、その上面２６ａと下面２６ｂとの間に延びる側面とを有する。第１下側導体板２２と第１上側導体板２６は、第１半導体素子２０を挟んで対向しており、第１導体スペーサ２４は、第１半導体素子２０と第１上側導体板２６との間に介挿されている。

【0034】

一例ではあるが、第１下側導体板２２の上面２２ａと、第１半導体素子２０の第２主電極２０ｃとの間は、はんだ層２１を介して互いに接合されている。これにより、第１下側導体板２２は、第１半導体素子２０と電気的及び熱的に接続されている。同様に、第１半導体素子２０の第１主電極２０ｂと、第１導体スペーサ２４の下面２４ｂとの間は、はんだ層２３を介して互いに接合されており、第１導体スペーサ２４の上面２４ａと、第１上側導体板２６の下面２６ｂとの間は、はんだ層２５を介して互いに接合されている。これにより、第１上側導体板２６は、第１導体スペーサ２４を介して、第１半導体素子２０と電気的及び熱的に接続されている。但し、これらの構成部材の間の接合は、はんだ層に限定されず、導電性を有する他の種類の接合層を介して接合されてもよい。ここで、第１下側導体板２２は、本明細書が開示する技術における第１導体板の一例であり、第１上側導体板２６は、本明細書が開示する技術における第２導体板の一例である。

【0035】

第２下側導体板４２は、上面４２ａと、その上面４２ａとは反対側に位置する下面４２ｂと、その上面４２ａと下面４２ｂとの間に延びる側面とを有する。同様に、第２上側導体板４６は、上面４６ａと、その上面４６ａとは反対側に位置する下面４６ｂと、その上面４６ａと下面４６ｂとの間に延びる側面とを有する。第２下側導体板４２と第２上側導体板４６は、第２半導体素子４０を挟んで対向しており、第２導体スペーサ４４は、第２半導体素子４０と第２上側導体板４６との間に介挿されている。

【0036】

一例ではあるが、第２下側導体板４２の上面４２ａと、第２半導体素子４０の第２主電極４０ｃとの間は、はんだ層４１を介して互いに接合されている。これにより、第２下側導体板４２は、第２半導体素子４０と電気的及び熱的に接続されている。同様に、第２半導体素子４０の第１主電極４０ｂと、第２導体スペーサ４４の下面４４ｂとの間は、はんだ層４３を介して互いに接合されており、第２導体スペーサ４４の上面４４ａと、第２上側導体板４６の下面４６ｂとの間は、はんだ層４５を介して互いに接合されている。これにより、第２上側導体板４６は、第２導体スペーサ４４を介して、第２半導体素子４０と電気的及び熱的に接続されている。但し、これらの構成部材の間の接合は、はんだ層に限定されず、導電性を有する他の種類の接合層を介して接合されていてもよい。ここで、第２下側導体板４２は、本明細書が開示する技術における第３導体板の一例であり、第２上側導体板４６は、本明細書が開示する技術における第４導体板の一例である。

【0037】

第１下側導体板２２と第２下側導体板４２は、封止体１８の第１主表面１８ａに沿って配置されており、それらの下面２２ｂ、４２ｂは、封止体１８の第１主表面１８ａにおいて露出されている。また、第２下側導体板４２の一側面４２ｃは、封止体１８の内部において、第１下側導体板２２に対向している。同様に、第１上側導体板２６と第２上側導体板４６は、封止体１８の第２主表面１８ｂに沿って配置されており、それらの上面２６ａ、４６ａは、封止体１８の第２主表面１８ｂにおいて露出されている。また、第１上側導体板２６の一側面２６ｃは、封止体１８の内部において、第２上側導体板４６に対向している。本実施例の半導体装置１０は、各導体板２２、２６、４２、４６が封止体１８の両主表面１８ａ、１８ｂにおいて露出し、それらが放熱板として機能する両面冷却構造を有する。ここで、特に限定されないが、封止体１８の第１主表面１８ａと第２主表面１８ｂは、互いに平行な平面である。

【0038】

半導体装置１０は、継手構造３０をさらに備える。継手構造３０は、第１上側導体板２６と第２下側導体板４２とを互いに接続する。一例ではあるが、継手構造３０は、第１継手部２８と第２継手部４８とを含む。第１継手部２８は、第１上側導体板２６の一側面２６ｃから、第２上側導体板４６に向かって延びている。本実施例の第１継手部２８は、第１上側導体板２６に一体に設けられているが、これに限定されない。第１継手部２８は、第１上側導体板２６とは別の部材で用意され、第１上側導体板２６に接合されていてもよい。第２継手部４８は、第２下側導体板４２の一側面４２ｃから、第１下側導体板２２に向かって延びている。本実施例の第２継手部４８は、第２下側導体板４２に一体に設けられているが、これに限定されない。第２継手部４８は、第２下側導体板４２とは別の部材で用意され、第２下側導体板４２に接合されていてもよい。第１継手部２８は、第２継手部４８に対向している。但し、第１継手部２８が第２継手部４８に対向する範囲は、特に限定されず、第２継手部４８に少なくとも部分的に対向していてもよい。

【0039】

半導体装置１０は、複数の外部接続端子１２、１３、１４、１５、１６を備える。各々の外部接続端子１２、１３、１４、１５、１６は、例えば銅又は他の金属といった導電体で構成されており、封止体１８の内外に亘って延びている。複数の外部接続端子１２、１３、１４、１５、１６には、複数の第１信号端子１２と、複数の第２信号端子１３と、第１電力端子１４、第２電力端子１５及び第３電力端子１６とが含まれる。一例ではあるが、第１電力端子１４及び第２電力端子１５は、封止体１８の第１端面１８ｃから突出しており、第３電力端子１６及び複数の信号端子１２、１３は、封止体１８の第２端面１８ｄから突出している。

【0040】

第１信号端子１２は、第１半導体素子２０の信号電極２０ｄに、はんだ層（図示省略）を介して接合されている。即ち、第１信号端子１２は、第１半導体素子２０の信号電極２０ｄと電気的に接続されている。第２信号端子１３は、第２半導体素子４０の信号電極４０ｄに、はんだ層（図示省略）を介して接合されている。即ち、第２信号端子１３は、第２半導体素子４０の信号電極４０ｄと電気的に接続されている。なお、第１信号端子１２と信号電極２０ｄとの間、及び、第２信号端子１３と信号電極４０ｄとの間の接合は、はんだ層に限られず、導電性を有する他の種類の接合層を介して接合されてもよい。

【0041】

第１電力端子１４及び第２電力端子１５は、概して幅広の板形状を有する。第１電力端子１４は、第１下側導体板２２に接続されている。第２電力端子１５は、第２上側導体板４６に接続されている。第３電力端子１６は、概して板形状を有し、幅広の先端部１６ａと先端部１６ａから細長く延びる基端部１６ｂとを有する。第３電力端子１６は、その基端部１６ｂにおいて第１上側導体板２６と第２下側導体板４２とに接続されている。従って、第１電力端子１４、第２電力端子１５及び第３電力端子１６は、第１半導体素子２０及び第２半導体素子４０に電気的に接続されている。第１電力端子１４及び第２電力端子１５は外部の直流電源（図示省略）の高電位側と低電位側へそれぞれ接続されており、第３電力端子１６の先端部１６ａは負荷（例えば、モータ）へ接続される。これにより、半導体装置１０は、例えば、インバータ回路の一部を構成することができる。ここで、第３電力端子１６は、継手構造３０の一部を構成しており、本明細書が開示する技術における継手部材の一例である。以降、第３電力端子１６は、継手部材１６とも称する。

【0042】

実施例１において、半導体装置１０は継手構造３０を備えている。半導体装置１０の内部に継手構造３０が存在すると、その分だけ、半導体装置１０のサイズも大きくなりやすい。この点に関して、本実施例の半導体装置１０では、第３電力端子１６の基端部１６ｂが、第１継手部２８と第２継手部４８との間に位置しており、第１継手部２８と第２継手部４８とのそれぞれに、第１継手はんだ層２７又は第２継手はんだ層４７を介して接合されている。即ち、第１継手部２８と第２継手部４８との間が、第３電力端子１６の基端部１６ｂを介して互いに接続されている。このような構成によると、継手構造３０において、継手部材１６と第３電力端子１６とが単一の部材で構成されることができ、部品点数の削減や半導体装置１０の小型化を図ることができる。なお、第３電力端子１６の基端部１６ｂは、本技術における継手部材１６の共通板状部分の一例である。また、第３電力端子１６の基端部１６ｂと第１継手部２８との間、及び、第３電力端子１６の基端部１６ｂと第２継手部４８との間の接合は、継手はんだ層２７、４７に限られず、導電性を有する他の種類の接合層を介して接合されてもよい。

【0043】

継手部材１６は、上記のように第３電力端子１６の基端部１６ｂに一体に形成されていてもよいし、第３電力端子１６に限定されず、他の電力端子（例えば電力端子１４、１５）と一体に形成されていてもよい。継手部材１６は、第１半導体素子２０又は第２半導体素子４０を外部の回路へ電気的に接続するための電力端子として機能するように構成されていればよい。

【0044】

本実施例の半導体装置１０では、第１上側導体板２６と第２上側導体板４６が、封止体１８の第２主表面１８ｂに沿って配置されており、第１下側導体板２２と第２下側導体板４２は、封止体１８の第１主表面１８ａに沿って配置されている。そして、第１継手部２８は、第１上側導体板２６の側面のうち、第２上側導体板４６と対向する一側面２６ｃから、第２上側導体板４６に向けて延びている。同様に、第２継手部４８は、第２下側導体板４２の側面のうち、第１下側導体板２２と対向する一側面４２ｃから、第１下側導体板２２に向けて延びている。そして、第３電力端子１６の基端部１６ｂが、第１継手部２８と第２継手部４８との間に位置しており、それらの継手部２８、４８が第３電力端子１６の基端部１６ｂを介して互いに接続されている。このような構成によると、継手構造３０を簡素に構成することができる。例えば、第１継手部２８と第２継手部４８とのそれぞれを、平坦な板状で形成することもできる。それぞれの継手部２８、４８に複雑な形状が必要とされないことから、継手構造３０を小型に構成することができ、もって半導体装置１０の小型化を図ることができる。

【0045】

本実施例の半導体装置１０では、第１継手部２８の厚みが、第１上側導体板２６の厚みより小さい。同様に、第２継手部４８の厚みは、第２下側導体板４２の厚みより小さい。第１継手部２８や第２継手部４８の厚みが小さいと、半導体装置１０が動作して発熱したときに、継手構造３０で生じる熱応力を小さくすることができる。なお、第１継手部２８及び第２継手部４８の具体的な厚みは、適宜設計することができる。

【0046】

本実施例の半導体装置１０では、第１電力端子１４及び第２電力端子１５が、封止体１８の第１端面１８ｃから、互いに平行に突出している。第１電力端子１４と第２電力端子１５との間では、互いに反対方向へ電流が流れる。このような二つの端子１４、１５が隣接して配置されていると、各々の端子１４、１５を流れる電流によって形成される磁界が互いに打ち消される。これにより、半導体装置１０のインダクタンスが低減される。

【0047】

本実施例の半導体装置１０では、第３電力端子１６が、封止体１８の第１端面１８ｃとは反対側に位置する第２端面１８ｄから突出している。このような構成によると、三つの端子１４、１５、１６が封止体１８の同一の側面（例えば、第１端面１８ｃ）から突出している場合に比べて、半導体装置１０の小型化を実現しつつ、各々の端子１４、１５、１６のサイズを大きくすることができる。加えて、又は代えて、第１電力端子１４と第２電力端子１５との間の間隔を比較的自由に設計することができる。

【0048】

本実施例の半導体装置１０では、第１下側導体板２２及び第１上側導体板２６の間に第１半導体素子２０が実装されている。但し、これに限定されず、第１下側導体板２２及び第１上側導体板２６の間に二以上の半導体素子が実装されていてもよい。同様に、第２下側導体板４２及び第２上側導体板４６の間に第２半導体素子４０が実装されている。但し、これに限定されず、第２下側導体板４２及び第２上側導体板４６の間に二以上の半導体素子が実装されていてもよい。

【0049】

ここで、図５を参照して、半導体装置１０の一使用例について説明する。図５に示すように、第３電力端子１６と第１信号端子１２と第２信号端子１３とは、Ｚ方向に曲げて外部装置に接続されてもよい。ここでいう外部装置は、例えば、半導体装置１０を制御する制御基板等のことを示す。このとき、第３電力端子１６と、第１信号端子１２及び第２信号端子１３とを曲げる位置は互いに離れているとよい。この場合において、第３電力端子１６と第１信号端子１２及び第２信号端子１３との間に空間距離が形成され、互いの絶縁性を確保することができる。

【0050】

継手構造３０及び第３電力端子１６の構成は、上述した実施形態に限られず、様々な実施形態によって構成することができる。他の実施形態について、以下の実施例で説明する。

【0051】

（実施例２）図６を参照して、実施例２の半導体装置１００について説明する。図６に示すように、実施例２の半導体装置１００は、実施例１の半導体装置１０と比較して、第１上側導体板１２６、第２下側導体板１４２及び継手構造１３０の構造が変更されている。第２下側導体板１４２及び継手構造１３０以外の他の構成については、実施例１と同様に構成することができるため、ここでは重複する説明は省略する。

【0052】

実施例２の半導体装置１００では、第１上側導体板１２６と第２下側導体板１４２との一方又は両方が拡大されており、第１上側導体板１２６の一部は、第２下側導体板１４２の一部と対向している。そして、継手構造１３０は、第１上側導体板１２６と第２下側導体板１４２の互いに対向する部分の間に位置している。継手構造１３０では、第３電力端子１６の基端部１６ｂが、第１継手はんだ層１２７を介して第１上側導体板１２６に接合されている。また、第３電力端子１６の基端部１６ｂは、第２継手はんだ層１４７を介して第２下側導体板１４２に接合されている。即ち、本実施例における継手構造１３０は、実施例１で説明したような第１継手部２８や第２継手部４８を有していない。

【0053】

従って、実施例２の半導体装置１００では、実施例１の半導体装置１０と同様に、継手構造１３０において、継手部材１６と第３電力端子１６とが単一の部材で構成されることができる。これにより、部品点数の削減や半導体装置１００の小型化を図ることができる。なお、第３電力端子１６の基端部１６ｂと第１上側導体板１２６との間、及び、第３電力端子１６の基端部１６ｂと第２下側導体板１４２との間の接合は、継手はんだ層１２７、１４７に限られず、導電性を有する他の種類の接合層を介して接合されてもよい。

【0054】

（実施例３）図７を参照して、実施例３の半導体装置２００について説明する。図７に示すように、実施例３の半導体装置２００では、実施例１の半導体装置１０と比較して、第３電力端子２１６（即ち、継手部材２１６）の構成が変更されている。具体的には、半導体素子２０、４０の並ぶ方向（図中のＸ方向）において、第３電力端子２１６の基端部２１６ｂの寸法が、第１継手部２８及び第２継手部４８の各寸法よりも小さい。なお、本実施例においても、第３電力端子２１６の基端部２１６ｂは、第１継手部２８と第２継手部４８との間に位置しており、第１継手部２８と第２継手部４８とのそれぞれに、第１継手はんだ層２２７又は第２継手はんだ層２４７を介して接合されている。

【0055】

従って、実施例３の半導体装置２００では、実施例１の半導体装置１０と同様に、継手構造３０において、継手部材２１６と第３電力端子２１６とが単一の部材で構成されることができる。これにより、部品点数の削減や半導体装置２００の小型化を図ることができる。なお、第３電力端子２１６の基端部２１６ｂと第１上側導体板２６との間、及び、第３電力端子２１６の基端部２１６ｂと第２下側導体板４２との間の接合は、継手はんだ層２２７，２４７に限られず、導電性を有する他の種類の接合層を介して接合されてもよい。

【0056】

実施例３の半導体装置２００では、第１継手部２８が、第３電力端子２１６の基端部２１６ｂに、第１継手はんだ層２２７を介して接合されている。この場合、第１継手はんだ層２２７が第１継手部２８に接触する面積は、第１継手はんだ層２２７が基端部２１６ｂに接触する面積よりも大きい。このような構成によると、第１継手はんだ層２２７が良好なフィレット形状を形成して、第１継手部２８と第３電力端子２１６の基端部２１６ｂとの間がしっかりと接合される。なお、特に限定されないが、第１継手はんだ層２２７のフィレット角度は、鋭角（即ち、９０度未満）であるとよい。同様に、第２継手部４８は、第３電力端子２１６の基端部２１６ｂに、第２継手はんだ層２４７を介して接合されている。この場合、第２継手はんだ層２４７が第２継手部４８に接触する面積は、第２継手はんだ層２４７が基端部２１６ｂに接触する面積よりも大きい。このような構成によると、第２継手はんだ層２４７が良好なフィレット形状を形成して、第２継手部４８と第３電力端子２１６の基端部２１６ｂとの間がしっかりと接合される。第２継手はんだ層２４７についても、特に限定されないが、そのフィレット角度が鋭角（即ち、９０度未満）であるとよい。

【0057】

（実施例４）図８、図９を参照して、実施例４の半導体装置３００について説明する。図８、図９に示すように、実施例４の半導体装置３００は、実施例１の半導体装置１０と比較して、各々が絶縁基板３３４、３３８を備える一対の積層基板３３２、３３６をさらに備えている。後述するように、一対の積層基板３３２、３３６の一部は、実施例１における各導体板２２、２６、４２、４６に対応している。さらに、実施例４では、実施例１に対して継手構造３３０、特に、継手部材３１６の構造が変更されている。ここでは、継手部材３１６は、実施例１と同様に、第３電力端子３１６と一体に形成されている。また、実施例１では、各信号端子１２、１３は例えばはんだ層といった導電性を有する接合層を介して信号電極２０ｄ、４０ｄに電気的に接続されている。これに対し、実施例４では、各信号端子３１２、３１３は、例えばボンディングワイヤといった導電部材を介して信号電極２０ｄ、４０ｄに電気的に接続されている。それに伴い、各信号端子３１２、３１３は、ボンディングワイヤに代えた分だけ長さが比較的短く形成されている。

【0058】

なお、実施例４の半導体装置３００における各積層基板３３２、３３６、継手構造３３０、第３電力端子３１６、及び各信号端子３１２、３１３以外の他の部分については、実施例１の半導体装置１０と同様に構成されることができ、重複する説明は省略する。

【0059】

半導体装置３００は、第１半導体素子２０及び第２半導体素子４０を挟んで対向する下側積層基板３３２及び上側積層基板３３６を備える。下側積層基板３３２は、下側絶縁基板３３４と、第１下側導体板２２及び第２下側導体板４２とに加え、第３下側導体板３３５を有する。下側積層基板３３２において、下側絶縁基板３３４の一方（半導体素子２０、４０側）の面上には、第１下側導体板２２及び第２下側導体板４２が設けられており、下側絶縁基板３３４の他方（反半導体素子２０、４０側）の面上には第３下側導体板３３５が設けられている。上側積層基板３３６において、上側絶縁基板３３８の一方（半導体素子２０、４０側）の面上には、第１上側導体板２６及び第２上側導体板４６が設けられており、上側絶縁基板３３８の他方（反半導体素子２０、４０側）の面上には第３上側導体板３３９が設けられている。

【0060】

上述したが、各積層基板３３２、３３６の一方の面上の導体板２２、２６、４２、４６は、封止体１８の内部で第１半導体素子２０又は第２半導体素子４０と電気的及び熱的に接続されている。特に限定されないが、各積層基板３３２、３３６の他方の面上の導体板３３５、３３９は、封止体１８の主表面１８ａ、１８ｂに露出している。

【0061】

積層基板３３２、３３６は、例えばＤＢＣ（Direct Bonded Copper）基板である。絶縁基板３３４、３３８は、例えば酸化アルミニウム、窒化シリコン、窒化アルミニウム等といった、セラミック材料を用いて構成されている。また、第３下側導体板３３５及び第３上側導体板３３９は、他の導体板２２、２６、４２、４６と同様に、銅で構成されている。但し、積層基板３３２、３３６の具体的構成は、特に限定されない。積層基板３３２、３３６は、例えばＤＢＡ（Direct Bonded Aluminum）基板、ＡＭＢ（Active Metal Brazed Copper）基板、又は他の種類の積層基板を採用していてもよい。

【0062】

継手構造３３０は、第３電力端子３１６（即ち、継手部材３１６）の基端部３１６ｂを含んでおり、第１上側導体板２６は、第２下側導体板４２に基端部３１６ｂを介して接続されている。第３電力端子３１６は、幅広の先端部３１６ａとその先端部３１６ａから延びる基端部３１６ｂを有している。一例ではあるが、先端部３１６ａと基端部３１６ｂとの間には、先端部３１６ａ及び基端部３１６ｂの幅寸法に対して、Ｘ方向の幅寸法が比較的に小さいくびれ部が設けられている。基端部３１６ｂは、一端が第１上側導体板２６と部分的に対向しており、他端が第２下側導体板４２と部分的に対向している。

【0063】

第３電力端子３１６は、基端部３１６ｂにおいて、第１上側導体板２６と第１継手はんだ層３２７を介して接合された第１接合面ＢＡ１と、第２下側導体板４２と第２継手はんだ層３４７を介して接合された第２接合面ＢＡ２とを有する。従って、実施例４における継手構造３３０には、実施例１の継手構造３０ように第１継手部２８及び第２継手部４８が含まれない。また、第３電力端子３１６は、第１接合面ＢＡ１を有する第１板状部分３１６ｂ１と、第２接合面ＢＡ２を有する第２板状部分３１６ｂ２と、第１板状部分３１６ｂ１と第２板状部分３１６ｂ２との間を延びる中間板状部分３１６ｂ３とを有している。さらに、第３電力端子３１６は、第１板状部分３１６ｂ１と中間板状部分３１６ｂ３との間の境界と、第２板状部分３１６ｂ２と中間板状部分３１６ｂ３との間の境界に、屈曲部３１６ｗを有している。一例ではあるが、第１板状部分３１６ｂ１と第２板状部分３１６ｂ２は、中間板状部分３１６ｂ３に対して互いに反対方向に屈曲している。なお、第３電力端子３１６の基端部３１６ｂと第１上側導体板２６との間、及び、第３電力端子３１６の基端部３１６ｂと第２下側導体板４２との間の接合は、継手はんだ層３２７、３４７に限られず、導電性を有する他の種類の接合層を介して接合されてもよい。

【0064】

実施例４における半導体装置３００では、第３電力端子３１６に屈曲部３１６ｗを設けることで、第３電力端子３１６における変形性能（外力に応じて変形する性質）を高めることができる。これにより、半導体装置３００の構成部品を組み合わせるときに、第１上側導体板２６と第２下側導体板４２との間の位置関係に応じて、第３電力端子３１６は柔軟に変形することができる。第３電力端子３１６が柔軟に変形することで、第１上側導体板２６及び第２下側導体板４２が、対向する第１下側導体板２２又は第２上側導体板４６に対して意図せず傾くことを避けることができる。また、半導体装置３００の使用時においても、半導体装置３００に生じる熱膨張に応じて、第３電力端子３１６が柔軟に変形することにより、半導体装置３００の内部に生じる応力が緩和される。

【0065】

実施例４における第３電力端子３１６は、第１板状部分３１６ｂ１と中間板状部分３１６ｂ３との間の境界と、第２板状部分３１６ｂ２と中間板状部分３１６ｂ３との間の境界との少なくとも一方に、屈曲部３１６ｗを有していてもよい。但し、第３電力端子３１６の具体的な構成は、特に限定されず、第１上側導体板２６と第２下側導体板４２との位置関係に応じて、適宜変更し設計することができる。

【0066】

図１０－１７を参照して、第３電力端子３１６（特に基端部３１６ｂ）における様々な変形例について説明する。図１０、図１１に示すように、第３電力端子３１６は、第１板状部分３１６ｂ１と中間板状部分３１６ｂ３との間の境界と、第２板状部分３１６ｂ２と中間板状部分３１６ｂ３との間の境界とに加え、中間板状部分３１６ｂ３にも少なくとも一つの（ここでは、二つの）屈曲部３１６ｗを有していてもよい。この場合に、中間板状部分３１６ｂ３の先端部３１６ａと基端部３１６ｂとの間において、両端にそれぞれくびれ部が設けられていてもよい。あるいは、図１２、１３に示すように、中間板状部分３１６ｂ３の先端部３１６ａと基端部３１６ｂとの間において、くびれ部が設けられていなくてもよい。即ち、先端部３１６ａから基端部３１６ｂに亘って、第３電力端子３１６の幅寸法が略一定に設けられていてよい。

【0067】

また、実施例４における第３電力端子３１６は、基端部３１６ｂにおいて、第１板状部分３１６ｂ１と第２板状部分３１６ｂ２は、中間板状部分３１６ｂ３に対して互いに反対方向に屈曲している。第３電力端子３１６は、この形状に限定されず、図１４、１５に示すように、第１板状部分３１６ｂ１と第２板状部分３１６ｂ２は、中間板状部分３１６ｂ３に対して同じ方向に屈曲していてもよい。

【0068】

あるいは、図１６、１７に示すように、第３電力端子３１６は、中間板状部分３１６ｂ３を有していなくてもよい。この場合、第１板状部分３１６ｂ１と第２板状部分３１６ｂ２は、封止体１８の内部であって、各導体板２２、２６、４２、４６に対向しない領域において接続される。

【0069】

実施例４における半導体装置３００では、第１下側導体板２２及び第２下側導体板４２が共通の絶縁基板３３４に設けられており、第１上側導体板２６及び第２上側導体板４６が共通の絶縁基板３３８に設けられている。これに限定されず、各導体板２２、２６、４２、４６がそれぞれ異なる絶縁基板上に設けられていてもよいし、複数の導体板２２、２６、４２、４６のうちの少なくとも一つが絶縁基板上に設けられていてもよい。

【0070】

実施例４における半導体装置３００では、第３電力端子３１６は、第１半導体素子２０の厚み方向（即ち、Ｚ方向）における平面視において、第１接合面ＢＡ１と第２接合面ＢＡ２とのそれぞれは、第１半導体素子２０及び第２半導体素子４０の各中心を通過する直線ＳＬを跨いで広がっている。このような構成によると、第３電力端子３１６から各半導体素子２０、４０への距離を比較的に短くすることができ、電流経路におけるインダクタンスを低減することができる。

【0071】

また、実施例４の半導体装置３００では、実施例１の半導体装置１０と同様に、継手部材３１６が第３電力端子３１６と一体に形成されている。即ち、継手構造３３０において、継手部材３１６と第３電力端子３１６とが単一の部材で構成されることができる。これにより、部品点数の削減や半導体装置３００の小型化を図ることができる。

【0072】

先の実施例１－４で説明した継手構造３０、１３０、３３０を備える半導体装置１０、１００、２００、３００では、継手構造３０、１３０、３３０が存在する分だけ、半導体装置１０、１００、２００、３００を構成する部品点数が増加し、これによって工数が増加するといった製造工程の煩雑化に繋がるおそれがある。

【0073】

上記課題に対して、本実施例における半導体装置１０、１００、２００、３００は、第１半導体素子２０及び第２半導体素子４０と、第１半導体素子２０及び第２半導体素子４０を封止する封止体１８とを備える。半導体装置１０、１００、２００、３００は、第１下側導体板２２、第１上側導体板２６、１２６、第２下側導体板４２、１４２及び第２上側導体板４６を備える。第１下側導体板２２及び第１上側導体板２６、１２６は、第１半導体素子２０を挟んで対向するとともに、各々が封止体１８の内部で第１半導体素子２０へ電気的に接続されている。第２下側導体板４２、１４２及び第２上側導体板４６は、第２半導体素子４０を挟んで対向するとともに、各々が封止体１８の内部で第２半導体素子４０へ電気的に接続されている。また、半導体装置１０は、封止体１８の内部で第１上側導体板２６、１２６と第２下側導体板４２、１４２とを互いに電気的に接続する継手構造３０、１３０、３３０を備えており、その継手構造３０は、少なくとも一つの継手部材１６、２１６、３１６（即ち、第３電力端子１６、２１６、３１６）を含み、該継手部材１６、２１６、３１６の一部は封止体１８の外部に位置する。

【0074】

このような構成によると、封止体１８を形成する封止工程において、継手部材１６、２１６、３１６を封止体１８の外部から支持することができ、封止構造を精度よく形成しやすい。また、特に限定されないが、継手部材１６、２１６、３１６を、封止体１８の外部に位置する他の構成部材（例えば電力端子１４、１５や信号端子１２、１３、３１２、３１３等）とともに、一つの部材（いわゆるリードフレーム）として用意することができる。これにより、半導体装置１０、１００、２００、３００の製造工程が煩雑化することを抑制する。

【0075】

（実施例５）図１８を参照して、実施例５の半導体装置４００について説明する。図１８に示すように、実施例５の半導体装置４００は、第１継手部２８、第２継手部４８と継手部材４１７とを含む継手構造４３０を備える。継手部材４１７は、第３電力端子４１６とは別個の部材で形成されており、この点において前述した他の実施例における半導体装置１０、１００、２００、３００とは異なる。従って、継手構造４３０は、第３電力端子４１６を含まない。それに伴って、第３電力端子４１６の構造も変更されており、第３電力端子４１６は、封止体１８の内部において、第２下側導体板４２に接続されており、第１電力端子１４及び第２電力端子１５と同様に、封止体１８の第１端面１８ｃから突出する。

【0076】

実施例５の半導体装置４００における継手構造４３０及び第３電力端子４１６以外の他の構成について、実施例１、４に基づいて適宜構成されることができ、重複する説明は省略する。なお、図示していないが、継手部材４１７と第１継手部２８との間、及び、継手部材４１７と第２継手部４８との間は、例えばはんだ層といった導電性を有する接合層を介して接合されていてよい。

【0077】

継手部材４１７は、封止体１８の内部において、第１上側導体板２６及び第２下側導体板４２を接続する。それとともに、継手部材４１７の一部は、封止体１８の外部に位置する。一例ではあるが、継手部材４１７の一部は、封止体１８の第２端面１８ｄから突出している。但し、継手部材４１７の一部は、突出している必要はなく、封止体１８（本実施例では第２端面１８ｄ）から露出していればよい。本実施例における継手部材４１７は、封止体１８の外部において、端子として機能する必要はない。

【0078】

このような構成であっても、封止体１８を形成する封止工程において、継手部材４１７を封止体１８の外部から支持することができ、封止構造を精度よく形成しやすい。また、特に限定されないが、継手部材４１７を、封止体１８の外部に位置する他の構成部材（例えば電力端子１４、１５、４１６や信号端子３１２、３１３等）とともに、一つの部材（いわゆるリードフレーム）として用意することができる。これにより、半導体装置４００の製造工程が煩雑化することを抑制する。

【0079】

以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。

【符号の説明】

【0080】

１０、１００、２００、３００、４００：半導体装置
１２、１３、３１２、３１３：信号端子
１４：第１電力端子
１５：第２電力端子
１６、２１６、３１６、４１６：第３電力端子
１６ａ、３１６ａ：先端部
１６ｂ、２１６ｂ、３１６ｂ：基端部
１８：封止体
１８ａ：第１主表面
１８ｂ：第２主表面
１８ｃ：第１端面
１８ｄ：第２端面
２０、４０：半導体素子
２０ａ、４０ａ：半導体基板
２０ｂ、４０ｂ：第１主電極
２０ｃ、４０ｃ：第２主電極
２０ｄ、４０ｄ：信号電極
２０ｅ、４０ｅ：ＩＧＢＴ構造
２０ｆ、４０ｆ：ダイオード構造
２１、２３、２５、４１、４３、４５：はんだ層
２２：第１下側導体板
２４、４４：導体スペーサ
２６、１２６：第１上側導体板
２６ｃ：側面
２７、１２７、２２７、３２７：第１継手はんだ層
２８：第１継手部
３０、１３０、３３０、４３０：継手構造
４２、１４２：第２下側導体板
４２ｃ：側面
４６：第２上側導体板
４８：第２継手部
３１６ｂ１：第１板状部分
３１６ｂ２：第２板状部分
３１６ｂ３：中間板状部分
３１６ｗ：屈曲部
３３２、３３６：積層基板
３３４、３３８：絶縁基板
４７、１４７、２４７、３４７：第２継手はんだ層
４１７：継手部材
ＢＡ１、ＢＡ２：接合部

【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】