特許 7611667 半導体装置、電力変換装置および半導体装置の製造方法

(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】2024-12-26

(45)【発行日】2025-01-10

(54)【発明の名称】半導体装置、電力変換装置および半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/07 20060101AFI20241227BHJP

   H01L 25/18 20230101ALI20241227BHJP

   H01L 23/28 20060101ALI20241227BHJP

   H01L 23/29 20060101ALI20241227BHJP

【ＦＩ】

H01L25/04 C

H01L23/28 J

H01L23/36 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020176626

(22)【出願日】2020-10-21

(65)【公開番号】P2022067815

(43)【公開日】2022-05-09

【審査請求日】2023-09-12

(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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷口 智行

(72)【発明者】

【氏名】川島 裕史

(72)【発明者】

【氏名】寺田 隼人

【審査官】鈴木 駿平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１３５７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０２２４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４７６５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２３／２８－２３／３１

Ｈ０１Ｌ ２３／３４－２３／４７３

Ｈ０１Ｌ ２５／００－２５／１８

Ｈ１０Ｂ ８０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子と、
前記半導体素子が搭載された搭載部と、前記搭載部の面内方向の端部に接続されかつ前記面内方向に対して屈曲した少なくとも１つの側面端子とを含むリードフレームと、
前記半導体素子から間隔を空けて前記リードフレームに重ねられ、かつ前記リードフレームに電気的に接続された基板と、
前記半導体素子と、前記リードフレームと、前記基板の一部とを封止する封止樹脂と、
前記基板に接続されかつ前記封止樹脂から露出した天面端子とを備え、
前記少なくとも１つの側面端子は、前記封止樹脂から露出しており、
前記基板は、前記封止樹脂から露出した第１領域と、前記封止樹脂から露出しかつ前記第１領域に囲まれた第２領域と、前記封止樹脂に上面および側面が覆われかつ前記第１領域を取り囲む第３領域とを含み、
前記天面端子は、前記基板の前記第２領域に接続されている、半導体装置。

【請求項2】

金属ベースと、
前記リードフレームに対して前記半導体素子とは反対側で前記リードフレームに接続された絶縁材とをさらに備え、
前記金属ベースは、前記封止樹脂から露出した状態で、前記絶縁材を介して前記リードフレームに接続されている、請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記第２領域は、前記搭載部の前記面内方向に沿って間隔を空けて配置された複数の第２部分を含み、
前記封止樹脂は、隣り合う前記複数の第２部分同士の間において前記基板上に配置されたリブ部と、前記基板に対して前記リブ部とは反対側に配置された本体部とを含み、
前記封止樹脂の前記本体部および前記リブ部は、前記基板を挟み込んでいる、請求項１または２に記載の半導体装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と、
を備えた電力変換装置。

【請求項5】

搭載部に半導体素子が搭載されたリードフレームが第１金型に配置され、かつ前記リードフレームに電気的に接続された基板の第１領域に取り囲まれた第２領域に天面端子が接続されてから前記天面端子が第２金型の接触部から凹むように設けられた凹部に収容される工程と、
前記第２金型の前記接触部が前記第１領域の全周にわたって接触した状態で、前記半導体素子、前記リードフレームおよび前記基板の一部が封止樹脂に封止される工程と、
前記リードフレーム、前記半導体素子、前記基板、前記天面端子および前記封止樹脂が前記第１金型および前記第２金型から取り外されてから、前記搭載部の面内方向の端部において前記リードフレームが屈曲されることで少なくとも１つの側面端子が形成される工程とを備えた、半導体装置の製造方法。

【請求項6】

前記基板の前記第１領域とは反対側の裏面を支持可能な前記第１金型の突起部によって前記第１領域が前記接触部に押し付けられた状態で、前記半導体素子、前記リードフレームおよび前記基板の前記一部が前記封止樹脂によって封止される、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項7】

前記基板の前記第１領域とは反対側の裏面を支持可能でありかつ前記第２金型に向かって移動可能な前記第１金型の可動ピンによって前記第１領域が前記接触部に押し付けられた状態で、前記半導体素子、前記リードフレームおよび前記基板の前記一部が前記封止樹脂によって封止される、請求項５に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項8】

前記接触部の根元部が前記第１領域に押し付けられかつ前記根元部から前記基板に向かって突出した前記接触部の凸部が前記第１領域に食い込んだ状態で、前記半導体素子、前記リードフレームおよび前記基板の前記一部が前記封止樹脂によって封止される、請求項５～７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項9】

前記凹部の底部から前記基板に向かって突出した前記第２金型の支持部が前記第２領域に接触した状態で、前記半導体素子、前記リードフレームおよび前記基板の前記一部が前記封止樹脂によって封止される、請求項５～８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項10】

前記半導体素子、前記リードフレームおよび前記基板の前記一部が前記封止樹脂によって封止される際に、前記第１領域と接触する前記支持部の平坦部から前記基板とは反対方向に向かって凹んだ流路に前記封止樹脂が流れ込むことで、前記基板上に前記封止樹脂のリブ部が形成され、かつ前記半導体素子を封止する前記封止樹脂の本体部が形成され、
前記基板は、前記半導体素子を封止する前記本体部と前記リブ部とによって挟み込まれる、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、半導体装置、電力変換装置および半導体装置の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体装置には、パワーモジュールと呼ばれる電力用の半導体装置がある。パワーモジュールには、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）およびＦＷＤ（Free Wheeling Diode）等のパワー半導体素子が搭載されている。パワー半導体素子は、電力用の半導体素子である。パワーモジュールのリードフレームには、パワー半導体素子の駆動を制御する回路、電流および抵抗値等を測定するための回路等が搭載されている。パワー半導体素子は、発熱部品である。パワー半導体素子から生じた熱は、リードフレームを通って放熱される。

【0003】

上記の半導体装置は、回路が搭載されたリードフレームが樹脂成型金型内に配置されてから、熱硬化性の封止樹脂が注入されることで製造される。回路が封止樹脂によって封止されることで、回路の絶縁性が確保される。また、半導体装置のパッケージの形状が樹脂によって成型される。例えば、特開２０１５－７６４８８号公報（特許文献１）に記載の半導体装置では、上記の回路が搭載されたリード（リードフレーム）は、回路基板（基板）から間隔を空けて配置された状態で封止樹脂によって封止されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－７６４８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記公報に記載の半導体装置では、半導体装置が図示されない外部機器に接続される場合には、さらに端子が設けられる必要がある。リードフレーム（リード）が外部機器に接続されるための端子を含みかつ端子が封止樹脂の内部から外に向かって突き出している場合には、半導体素子が搭載されたリードフレームの搭載部の面内方向に沿った半導体装置の寸法が大きくなる。

【0006】

また、半導体素子（半導体チップ）等が封止樹脂によって封止される際に、封止樹脂がリードフレームの表面に漏れる可能性がある。

【0007】

本開示は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、搭載部の面内方向に沿った半導体装置の寸法を小さくすることができ、かつ封止樹脂によって封止される際に封止樹脂が漏れることを抑制することができる半導体装置、電力変換装置および半導体装置の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示の半導体装置は、半導体素子と、リードフレームと、基板と、封止樹脂と、天面端子とを備えている。リードフレームは、搭載部と、少なくとも１つの側面端子とを含んでいる。搭載部には、半導体素子が搭載されている。少なくとも１つの側面端子は、搭載部の面内方向の端部に接続されている。少なくとも１つの側面端子は、搭載部の面内方向に対して屈曲している。基板は、半導体素子から間隔を空けてリードフレームに重ねられている。基板は、リードフレームに電気的に接続されている。封止樹脂は、半導体素子と、リードフレームと、基板の一部とを封止している。天面端子は、基板に接続されている。天面端子は、封止樹脂から露出している。少なくとも１つの側面端子は、封止樹脂から露出している。基板は、第１領域と、第２領域とを含んでいる。第１領域は、封止樹脂から露出している。第２領域は、封止樹脂から露出している。第２領域は、第１領域に囲まれている。天面端子は、基板の第２領域に接続されている。

【発明の効果】

【0009】

本開示の半導体装置によれば、天面端子は、基板の第２領域に接続されている。このため、半導体装置が天面端子を含まない場合よりも複数の側面端子の数を減らすことができる。したがって、搭載部の面内方向に沿った半導体装置の寸法を小さくすることができる。また、基板の第２領域は、第１領域に囲まれている。このため、第２領域を取り囲む部分を有する金型が第１領域の全周にわたって接触した状態で、封止樹脂による封止を行うことができる。よって、封止樹脂が漏れることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図2】実施の形態１に係る半導体装置の構成を概略的に示す上面図である。

【図3】実施の形態１に係る半導体装置の構成を概略的に示す斜視図である。

【図4】実施の形態１の第１の変形例に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図5】実施の形態１の第２の変形例に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図6】実施の形態１の第３の変形例に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図7】実施の形態１の第４の変形例に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図8】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法を概略的に示すフローチャートである。

【図9】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法に用いられる第１金型および第２金型の構成を概略的に示す断面図である。

【図10】実施の形態１に係る半導体装置のリードフレームが第１金型に配置され、かつ天面端子が凹部に収容された状態の半導体装置を概略的に示す断面図である。

【図11】実施の形態１に係る半導体装置の半導体素子、リードフレームおよび基板の一部が封止樹脂に封止された状態の半導体装置を概略的に示す断面図である。

【図12】比較例に係るリードフレームの構成を概略的に示す斜視図である。

【図13】実施の形態１に係るリードフレームの構成を概略的に示す斜視図である。

【図14】実施の形態２に係る半導体装置の構成を概略的に示す斜視図である。

【図15】実施の形態２に係る半導体装置のリードフレームが第１金型に配置され、かつ天面端子が凹部に収容された状態の半導体装置を概略的に示す断面図である。

【図16】実施の形態２に係る半導体装置の半導体素子、リードフレームおよび基板の一部が封止樹脂に封止された状態の半導体装置を概略的に示す断面図である。

【図17】実施の形態３に係る半導体装置の半導体素子、リードフレームおよび基板の一部が封止樹脂に封止された状態の半導体装置を概略的に示す断面図である。

【図18】実施の形態３に係る半導体装置の製造に用いられる第１金型の構成を概略的に示す断面図である。

【図19】実施の形態４に係る半導体装置の構成を概略的に示す上面図である。

【図20】実施の形態４に係る半導体装置の構成を概略的に示す断面図である。

【図21】実施の形態４に係る半導体装置の構成を概略的に示す斜視図である。

【図22】実施の形態４に係る半導体装置の半導体素子、リードフレームおよび基板の一部が封止樹脂に封止された状態の半導体装置を概略的に示す断面図である。

【図23】実施の形態５に係る電力変換装置の構成を概略的に示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施の形態について図に基づいて説明する。なお、以下では、同一または相当する部分に同一の符号を付すものとし、重複する説明は繰り返さない。

【0012】

実施の形態１．
図１に示されるように、半導体装置１００は、半導体素子１と、リードフレーム２と、基板４と、接続部材５と、封止樹脂６と、天面端子７とを含んでいる。半導体装置１００のパッケージは、封止樹脂６による樹脂成型によって形成されている。本実施の形態において、半導体装置１００は、電力用の半導体装置である。電力用の半導体装置は、パワーモジュールと呼ばれる。

【0013】

半導体素子１は、リードフレーム２に搭載されている。本実施の形態において、半導体素子１は、電力用の半導体素子である。半導体素子１は、第１接続部品１６によってリードフレーム２に電気的に接続されている。半導体素子１は、複数の第１半導体素子部１１を含んでいてもよい。複数の第１半導体素子部１１の各々は、リードフレーム２に搭載されている。

【0014】

リードフレーム２は、搭載部２１と、対向面２２と、少なくとも１つの側面端子３とを含んでいる。搭載部２１には、半導体素子１が搭載されている。搭載部２１は、基板４に向かい合っている。搭載部２１は、平面形状を有している。搭載部２１は、部分的に封止樹脂６に封止されている。搭載部２１の面内方向の端部２Ｅは、封止樹脂６から露出している。対向面２２は、搭載部２１に対して基板４とは反対側に設けられている。本実施の形態において、対向面２２は、封止樹脂６から露出している。

【0015】

少なくとも１つの側面端子３は、搭載部２１の面内方向の端部２Ｅに接続されている。少なくとも１つの側面端子３は、封止樹脂６から露出している。このため、少なくとも１つの側面端子３と搭載部２１の面内方向の端部２Ｅとは、封止樹脂６の外で接続されている。なお、図１では、説明の便宜上、搭載部２１の面内方向の端部２Ｅと側面端子３との境界が破線によって図示されている。本実施の形態において、搭載部２１と少なくとも１つの側面端子３とは、同一の部材から構成されている。

【0016】

少なくとも１つの側面端子３は、搭載部２１の面内方向に対して屈曲している。少なくとも１つの側面端子３は、天面端子７に沿うように伸びている。少なくとも１つの側面端子３は、搭載部２１の面内方向に対して交差するように伸びている。少なくとも１つの側面端子３は、搭載部２１の面内方向に対して直交するように伸びていることが望ましい。

【0017】

基板４は、半導体素子１から間隔を空けてリードフレーム２に重ねられている。基板４は、リードフレーム２に電気的に接続されている。基板４は、接続部材５によってリードフレーム２に電気的に接続されている。

【0018】

基板４は、第１領域４０１と、第２領域４０２とを含んでいる。基板４は、第３領域４０３をさらに含んでいてもよい。第１領域４０１は、封止樹脂６から露出している。第２領域４０２は、封止樹脂６から露出している。第３領域４０３は、封止樹脂６に覆われている。

【0019】

基板４は、表面４１と、裏面４２とを含んでいる。表面４１には、第１領域４０１、第２領域４０２および第３領域４０３が設けられている。表面４１は、裏面４２に対して搭載部２１とは反対側に設けられている。表面４１は、少なくとも部分的に封止樹脂６から露出している。裏面４２は、搭載部２１と向かい合っている。裏面４２は、封止樹脂６に封止されている。

【0020】

基板４は、例えば、半導体素子１の駆動を制御するための制御基板として構成されている。基板４は、例えば、ガラスエポキシ基板である。基板４は、例えば、セラミック基板または金属基板であってもよい。これにより、基板４の放熱性が向上する。

【0021】

接続部材５は、リードフレーム２と基板４とを電気的に接続している。接続部材５は、導電性を有する弾性材料である。接続部材５は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）製の金属ワイヤである。接続部材５がアルミニウム（Ａｌ）製の金属ワイヤである場合、接続部材５の線径は、例えば、３００μｍまたは４００μｍである。接続部材５は、例えば、リボン状の金属材であってもよい。これにより、リードフレーム２から基板４に熱が伝わりやすくなる。

【0022】

封止樹脂６は、半導体素子１と、リードフレーム２と、基板４の一部と、接続部材５とを封止している。より詳細には、封止樹脂６に封止される基板４の一部は、基板４の裏面４２および第３領域４０３である。

【0023】

封止樹脂６は、本体部６１と、囲繞部６２とを含んでいる。本体部６１は、半導体素子１、搭載部２１の少なくとも一部、基板４の裏面４２および接続部材５を封止している。囲繞部６２は、本体部６１に接続されている。囲繞部６２は、表面４１上に配置されている。囲繞部６２は、本体部６１から盛り上がるように形成されている。囲繞部６２の高さ方向の寸法は、一定である。接続部材５は、本体部６１および囲繞部６２にまたがって配置されている。

【0024】

封止樹脂６は、熱硬化性樹脂である。封止樹脂６は、加熱によって硬化する。

【0025】

天面端子７は、基板４に接続されている。より詳細には、天面端子７は、基板４の第２領域４０２に接続されている。天面端子７は、封止樹脂６から露出している。天面端子７は、基板４に直接接触していてもよい。天面端子７は、例えば、はんだによって基板４に接合されていてもよい。天面端子７は、図示されない外部機器と半導体素子１、リードフレーム２および基板４等とを接続するための端子である。

【0026】

天面端子７は、搭載部２１の面内方向に対して交差するように伸びている。天面端子７は、搭載部２１の面内方向に対して直交するように伸びていることが好ましい。天面端子７は、側面端子３に沿うように伸びている。本実施の形態において、半導体装置１００は、複数の天面端子７を含んでいる。

【0027】

図２に示されるように、本実施の形態において、リードフレーム２は、複数の側面端子３を含んでいる。複数の側面端子３の各々は、搭載部２１の面内方向の端部２Ｅに接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、第１領域４０１と第２領域４０２との境界は二点鎖線によって図示されている。また、基板４の外形は一点鎖線によって図示されている。また、接続部材５の外形は破線によって図示されている。

【0028】

第１領域４０１の形状は、環状である。第２領域４０２は、第１領域４０１に囲まれている。第３領域４０３は、第１領域４０１を取り囲んでいる。第３領域４０３の形状は、環状である。第３領域４０３は、封止樹脂６の囲繞部６２に覆われている。囲繞部６２は、第１領域４０１および第２領域４０２を囲んでいる。

【0029】

図２および図３に示されるように、本実施の形態において、複数の側面端子３の各々は、封止樹脂６の１つの辺から突き出している。複数の側面端子３の各々は、封止樹脂６の１つの辺のみに接続されている。図１は、図３のＩ－Ｉ線に沿った断面図である。

【0030】

次に、図４を用いて、実施の形態１の第１の変形例に係る半導体装置１００の構成を説明する。

【0031】

図１では、リードフレーム２の搭載部２１にのみ半導体素子１が搭載されているが、図４に示されるように、基板４の裏面４２に発熱部品ＨＰが実装されてもよい。発熱部品ＨＰは、発熱する電子部品である。発熱部品ＨＰは、第２接続部品１７によって基板４に電気的に接続されている。これにより、基板４に回路が搭載されていてもよい。基板４に搭載された回路は、例えば、制御用の回路である。また、図示されないが、基板４の表面４１および裏面４２の各々に発熱部品ＨＰが実装されてもよい。

【0032】

次に、図５を用いて、実施の形態１の第２の変形例に係る半導体装置１００の構成を説明する。

【0033】

図５に示されるように、本実施の形態に係る半導体装置１００は、絶縁材９１と、金属ベース９２とをさらに含んでいる。絶縁材９１は、リードフレーム２に対して半導体素子１とは反対側でリードフレーム２に接続されている。絶縁材９１は、リードフレーム２の対向面２２上に配置されている。

【0034】

金属ベース９２は、封止樹脂６から露出した状態で、絶縁材９１を介してリードフレーム２に接続されている。絶縁材９１および金属ベース９２は、ヒートシンクとして構成されている。

【0035】

次に、図６を用いて、実施の形態１の第３の変形例に係る半導体装置１００の構成を説明する。

【0036】

図６に示されるように、本実施の形態に係る半導体装置１００は、コーティング樹脂６０をさらに含んでいる。コーティング樹脂６０は、基板４の第１領域４０１および第２領域４０２を覆っている。コーティング樹脂６０は、囲繞部６２に囲まれている。

【0037】

次に、図７を用いて、実施の形態１の第４の変形例に係る半導体装置１００の構成を説明する。

【0038】

図７に示されるように、天面端子７は、外部端子７０が接続可能に構成されている。すなわち、天面端子７は、端子台として構成されている。外部端子７０は、半導体装置１００が図示されない外部機器と接続されるための端子である。外部端子７０は、例えば、コネクタピン７５、ねじ止め用端子７６およびプレスフィット端子７７である。天面端子は、例えば、コネクタピン受け部７１、ねじ止め用端子受け部７２およびプレスフィット端子受け部７３を含んでいる。コネクタピン受け部７１は、コネクタピン７５と接続可能である。ねじ止め用端子受け部７２は、ねじ止め用端子７６と接続可能である。プレスフィット端子受け部７３は、プレスフィット端子７７と接続可能である。

【0039】

次に、図８～図１１を用いて、実施の形態１に係る半導体装置１００の製造方法を説明する。なお、図９～図１１では、絶縁材９１および金属ベース９２を含んだ半導体装置１００が図示されているが、半導体装置１００は、絶縁材９１および金属ベース９２を含んでいなくてもよい。

【0040】

図８に示されるように、半導体装置１００の製造方法は、収容される工程Ｓ１０１と、封止される工程Ｓ１０２と、形成される工程Ｓ１０３とを含んでいる。図９に示されるように、半導体装置１００の製造方法では、樹脂成型金型である第１金型Ｍ１および第２金型Ｍ２が用いられる。本実施の形態において、第１金型Ｍ１は、下金型として構成されている。第２金型Ｍ２は、上金型として構成されている。

【0041】

図１０に示されるように、リードフレーム２が第１金型Ｍ１に配置される。リードフレーム２の搭載部２１は、第１金型Ｍ１の第１キャビティ部Ｍ１１内に配置される。また、半導体装置１００が絶縁材９１および金属ベース９２を含んでいる場合には、リードフレーム２が第１金型Ｍ１に配置される前に、絶縁材９１および金属ベース９２が第１キャビティ部Ｍ１１内に配置される。リードフレーム２は、絶縁材９１に接するように第１キャビティ部Ｍ１１内に配置される。リードフレーム２の側面端子３（図１参照）となる部分は、搭載部２１の面内方向に沿って延在している。また、封止樹脂６は、タブレットと呼ばれる円筒形の状態で第１金型Ｍ１の供給部Ｍ１２に配置される。

【0042】

また、第２領域４０２に天面端子７が接続されてから天面端子７が第２金型Ｍ２の凹部Ｍ２２に収容される。天面端子７は、基板４がリードフレーム２に対して間隔を空けて配置された状態で、凹部Ｍ２２に収容される。

【0043】

第２金型Ｍ２は、接触部Ｍ２１を含んでいる。接触部Ｍ２１は、基板４の第１領域４０１に接触するように構成された平面である。接触部Ｍ２１は、環状である。接触部Ｍ２１の内側に第２領域４０２が配置される。第２金型Ｍ２には、凹部Ｍ２２、第２キャビティ部Ｍ２３およびランナー部Ｍ２４が設けられている。凹部Ｍ２２および第２キャビティ部Ｍ２３は、接触部Ｍ２１から凹むように設けられている。凹部Ｍ２２は、接触部Ｍ２１に囲まれている。凹部Ｍ２２の高さ方向の寸法は、天面端子７の高さ方向の寸法よりも大きい。接触部Ｍ２１は、第２キャビティ部Ｍ２３に囲まれている。ランナー部Ｍ２４は、軟化した封止樹脂６が流通可能に構成されている。

【0044】

基板４は、接続部材５の弾性力によってリードフレーム２に対して間隔を空けて配置される。すなわち、基板４は、接続部材５によって空中に保持される。例えば、接続部材５がアルミニウム（Ａｌ）製の直径３００μｍまたは４００μｍの複数の金属ワイヤである場合、接続部材５の弾性力によって基板４はリードフレーム２に対して間隔を空けて配置される。また、リードフレーム２、基板４および接続部材５が搬送される際に振動が加わった場合でも、基板４がリードフレーム２に対して大きく移動することが抑制される。

【0045】

第１金型Ｍ１上に第２金型Ｍ２が配置される（金型が閉じられる）際には、基板４の第１領域４０１が接触部Ｍ２１に接触した状態で第１金型Ｍ１上に第２金型Ｍ２が配置される。

【0046】

続いて、図１１に示されるように、第２金型Ｍ２の接触部Ｍ２１が第１領域４０１の全周にわたって接触した状態で、半導体素子１、リードフレーム２および基板４の一部が封止樹脂６に封止される。

【0047】

具体的には、密閉された状態の第１金型Ｍ１および第２金型Ｍ２がヒーターによって封止樹脂６の成形温度に加熱される。供給部Ｍ１２に配置された封止樹脂６が加熱によって軟化する。軟化した封止樹脂６は、プランジャ部Ｍ１３が押し上げられることで、ランナー部Ｍ２４を通って、第１キャビティ部Ｍ１１内および第２キャビティ部２３内に移動する。

【0048】

封止樹脂６の熱硬化が進むにつれて、封止樹脂６の粘度が増大し、封止樹脂６が硬化する。封止樹脂６が軟化している状態においてさらにプランジャ部Ｍ１３が押し込まれることで、封止樹脂６に成型圧力が加えられる。これにより、封止樹脂６および絶縁材９１に圧力が静水圧的に加えられるため、封止樹脂６とリードフレーム２との密着性および絶縁材９１とリードフレーム２との密着性が向上する。プランジャ部Ｍ１３によって加えられる圧力は、半導体装置１００がＩＣ（Integrated Circuit）パッケージである場合には、例えば、１０ＭＰａである。

【0049】

続いて、図１および図１１に示されるように、リードフレーム２、半導体素子１、基板４、天面端子７および封止樹脂６が第１金型Ｍ１および第２金型Ｍ２から取り外されてから、搭載部２１の面内方向の端部２Ｅにおいてリードフレーム２が屈曲されることで少なくとも１つの側面端子３が形成される。

【0050】

なお、図６に示されるように半導体装置１００がコーティング樹脂６０を含んでいる場合には、コーティング樹脂６０は、常温もしくは、熱硬化しない程度の高温の状態で表面４１上に流し込まれる。表面４１上のコーティング樹脂６０は、高温の硬化炉に入れられることで熱硬化する。

【0051】

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

【0052】

実施の形態１に係る半導体装置１００によれば、図１に示されるように、天面端子７は、基板４の第２領域４０２に接続されている。少なくとも１つの側面端子３および天面端子７の各々は、図示されない外部機器に接続される。このため、半導体装置１００が複数の側面端子３のみによって図示されない外部機器に接続される場合よりも、外部機器に接続される複数の側面端子３の数を減らすことができる。すなわち、半導体装置１００が天面端子７を含まない場合よりも複数の側面端子３の数を減らすことができる。複数の側面端子３は、搭載部２１の面内方向の封止樹脂６から露出した複数の端部２Ｅにそれぞれ接続されている。よって、複数の側面端子３の数が減ることで、搭載部２１の面内方向の封止樹脂６から露出した複数の端部２Ｅの数も減る。これにより、搭載部２１の面内方向に沿った寸法を小さくすることができる。したがって、搭載部２１の面内方向に沿った半導体装置１００の寸法を小さくすることができる。

【0053】

図１２および図１３を用いて、半導体装置１００の寸法が小さくなることをより詳細に説明する。図１２および図１３は、枠部２９の内部に接続された複数のリードフレーム２を示す斜視図である。封止樹脂６（図１参照）に封止される前の複数のリードフレーム２は、枠部２９の内部に接続部２８によって接続されている。なお、接続部２８および枠部２９は、封止樹脂６が成型されてから、プレス機等によって切り落とされる。図１２に示されるように、比較例では、側面端子３となる部分は、第１方向ＤＲ１（短手方向）および第１方向ＤＲ１に交差する第２方向ＤＲ２（長手方向）の各々に沿って延びている。図１３に示されるように、本実施の形態では、側面端子３となる部分は、第１方向ＤＲ１にのみ沿って延びている。このため、リードフレーム２の第２方向ＤＲ２の寸法を小さくすることができる。よって、半導体装置１００の第２方向ＤＲ２の寸法を小さくすることができる。また、枠部２９の内部に第２方向ＤＲ２に沿って多くのリードフレーム２を配置することができる。これにより、１つの枠部２９内に多くのリードフレーム２を配置することができるため、取り数を大きくすることができる。また、リードフレーム２が配置される第１金型Ｍ１の寸法を小さくすることができる。以上より、天面端子７によって半導体装置１００の生産の効率を向上させることができる。

【0054】

図２に示されるように、基板４の第２領域４０２は、第１領域４０１に囲まれている。このため、図１１に示されるように、第２領域４０２を取り囲む部分（接触部Ｍ２１）を有する金型（第２金型Ｍ２）が第１領域４０１の全周にわたって接触した状態で、封止樹脂６による封止を行うことができる。よって、封止樹脂６が漏れることを抑制することができる。具体的には、封止樹脂６が基板４の第１領域４０１および第２領域４０２の外側から第２領域４０２内に漏れることを抑制することができる。

【0055】

図１に示されるように、基板４の第２領域４０２は、封止樹脂６から露出している。このため、半導体素子１および回路等で生じた熱は、第２領域４０２から放熱される。すなわち、第２領域４０２を放熱面として用いることができる。

【0056】

図１に示されるように、基板４は、囲繞部６２に覆われている。このため、基板４は、本体部６１および囲繞部６２に挟み込まれている。よって、基板４が封止樹脂６から剥離することを抑制することができる。

【0057】

図１に示されるように、囲繞部６２の高さ方向の寸法は、一定である。このため、囲繞部６２上に本実施の形態の半導体装置１００の図示されない接続先の外部機器を配置することで、外部機器の高さ位置を一定にすることができる。また、囲繞部６２の高さ方向および幅方向の寸法を適宜に設定することによって、基板４を含む半導体装置１００の反りを抑制することができる。

【0058】

図１に示されるように、接続部材５は、封止樹脂６に覆われている。このため、接続部材５を保護することができる。また、接続部材５と封止樹脂６の外部との絶縁性を保つことができる。

【0059】

実施の形態１の第１の変形例に係る半導体装置１００によれば、図４に示されるように、発熱部品ＨＰは、基板４に搭載されている。このため、発熱部品ＨＰから生じた熱を基板４から放熱することができる。

【0060】

実施の形態１の第２の変形例に係る半導体装置１００によれば、図５に示されるように、金属ベース９２は、封止樹脂６から露出した状態で、絶縁材９１を介してリードフレーム２に接続されている。このため、半導体素子１等から生じた熱は、金属ベース９２によって封止樹脂６の外に放熱される。このため、半導体装置１００の放熱性を向上させることができる。また、リードフレーム２の絶縁性を向上させることができる。

【0061】

実施の形態１の第３の変形例に係る半導体装置１００によれば、図６に示されるように、コーティング樹脂６０は、表面４１の第１領域４０１および第２領域４０２を覆っている。このため、表面４１に異物が付着することを抑制することができる。また、表面４１に異物が接触することで表面４１が損傷することを抑制することができる。また、表面４１の絶縁性を向上させることができる。

【0062】

図６に示されるように、コーティング樹脂６０は、囲繞部６２に囲まれている。このため、コーティング樹脂６０が表面４１上に流し込まれる際に、コーティング樹脂６０が囲繞部６２の内部から外部に流れ出すことを抑制することができる。

【0063】

実施の形態１の半導体装置１００の製造方法によれば、図１１に示されるように、第２金型Ｍ２の接触部Ｍ２１が第１領域４０１の全周にわたって接触した状態で、半導体素子１、リードフレーム２および基板４の一部が封止樹脂６に封止される。このため、封止樹脂６が基板４の第１領域４０１および第２領域４０２の外側から第２領域４０２内に漏れることを抑制することができる。すなわち、封止樹脂６が漏れることを抑制することができる。また、第１キャビティ部Ｍ１１および第２キャビティ部Ｍ２３の外に伸びるリードフレーム２の部分が第１金型Ｍ１および第２金型Ｍ２によって直接挟み込まれているため、例えば、１０ＭＰａ程度の圧力では、封止樹脂６は当該部分から漏れることが抑制されている。

【0064】

実施の形態２．
次に、図１４～図１６を用いて、実施の形態２に係る半導体装置１００の構成を説明する。実施の形態２は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１と同一の構成、製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

【0065】

図１４に示されるように、本実施の形態に係る半導体装置１００では、基板４は、少なくとも１つの基板延長部４８を含んでいる。少なくとも１つの基板延長部４８は、搭載部２１（図１参照）の面内方向に沿って封止樹脂６から突出している。少なくとも１つの基板延長部４８は、封止樹脂６から露出している。本実施の形態において、基板４は、複数の基板延長部４８を含んでいる。図１５は、基板延長部４８を通る断面の断面図である。図１５では、説明の便宜上、接続部材５が図示されているが、接続部材５は、断面線よりも紙面の手前側または奥側に配置されている。基板延長部４８とリードフレーム２の側面端子３（図１参照）となる部分との干渉の抑制のため、基板延長部４８を通る断面ではリードフレームがパッケージ（封止樹脂６）内に配置されている。

【0066】

次に、図１５を用いて、実施の形態２に係る半導体装置１００の製造に用いられる第１金型Ｍ１および第２金型Ｍ２の構成を説明する。

【0067】

図１５に示されるように、第１金型Ｍ１は、突起部Ｍ１４を含んでいる。突起部Ｍ１４は、基板４の裏面４２を支持可能である。突起部Ｍ１４は、少なくとも１つの基板延長部４８を支持可能である。少なくとも１つの基板延長部４８は、第１金型Ｍ１の突起部Ｍ１４と第２金型Ｍ２とによって直接挟み込まれている。基板４は、突起部Ｍ１４によって支持されている。突起部Ｍ１４は、第１金型Ｍ１と第２金型Ｍ２とが密封された状態において基板４の裏面４２を支持することで、基板４の第１領域４０１を第２金型Ｍ２の接触部Ｍ２１に押し当てるように構成されている。

【0068】

第２金型Ｍ２の接触部Ｍ２１は、根元部Ｍ２５１および凸部Ｍ２５２を含んでいる。根元部Ｍ２５１は、平坦である。凸部Ｍ２５２は、根元部Ｍ２５１から基板４に向かって突出している。凸部Ｍ２５２は、基板４の第１領域４０１に食い込んでいる。図１５では、基板４に食い込んだ状態の凸部Ｍ２５２の外形は、破線によって示されている。凸部Ｍ２５２は、根元部Ｍ２５１から例えば、１ｍｍ突出している。なお、図１５では、ランナー部Ｍ２４は、断面線よりも紙面の手前または奥側に設けられている。また、ランナー部Ｍ２４の外形は、破線によって示されている。

【0069】

次に、図１５および図１６を用いて、実施の形態２に係る半導体装置１００の製造方法を説明する。

【0070】

図１５および図１６に示されるように、第１金型Ｍ１の突起部Ｍ１４によって第１領域４０１が接触部Ｍ２１に押し付けられた状態で、半導体素子１、リードフレーム２および基板４の一部が封止樹脂６によって封止される。また、接触部Ｍ２１の根元部Ｍ２５１が第１領域４０１に押し付けられかつ接触部Ｍ２１の凸部Ｍ２５２が第１領域４０１に食い込んだ状態で、半導体素子１、リードフレーム２および基板４の一部が封止樹脂６によって封止される。少なくとも１つの基板延長部４８が第１金型Ｍ１の突起部Ｍ１４と第２金型Ｍ２とによって直接挟み込まれた状態で、半導体素子１、リードフレーム２および基板４の一部が封止樹脂６によって封止される。

【0071】

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

【0072】

実施の形態２に係る半導体装置１００の製造方法によれば、図１６に示されるように、第１金型Ｍ１の突起部Ｍ１４によって第１領域４０１が接触部Ｍ２１に押し付けられた状態で、半導体素子１、リードフレーム２および基板４の一部が封止樹脂６によって封止される。このため、第１領域４０１が接触部Ｍ２１に押し付けられていない状態で半導体素子１等が封止される場合よりも、封止樹脂６が第１領域４０１および第２領域４０２に漏れることを抑制することができる。また、接続部材５の弾性力のみによって第１領域４０１が接触部Ｍ２１に押し付けられる場合よりも、封止樹脂６が第１領域４０１および第２領域４０２に漏れることを抑制することができる。

【0073】

実施の形態３．
次に、図１７および図１８を用いて、実施の形態３に係る半導体装置１００の製造方法を説明する。実施の形態３は、特に説明しない限り、上記の実施の形態１と同一製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

【0074】

図１７に示されるように、本実施の形態に係る半導体装置１００の製造方法では、第１金型Ｍ１は、可動ピンＭ１５およびプレート部Ｍ１６を含んでいる。可動ピンＭ１５は、基板４の裏面４２を支持可能である。可動ピンＭ１５は、プレート部Ｍ１６に接続されている。可動ピンＭ１５は、リードフレーム２に設けられた挿入口ＩＮＳを貫通可能である。挿入口ＩＮＳは、例えば、貫通穴または切り欠き等である。可動ピンＭ１５が挿入口ＩＮＳに挿入された状態で絶縁材９１および金属ベース９２がリードフレーム２に配置されることで、絶縁材９１および金属ベース９２とリードフレーム２との接触によるリードフレーム２の移動が抑制される。すなわち、可動ピンＭ１５が位置決めピンとして用いられる。

【0075】

可動ピンＭ１５は、第２金型Ｍ２に向かって移動可能である。可動ピンＭ１５は、第１金型Ｍ１と第２金型Ｍ２とが重ねられた方向に沿って移動可能である。可動ピンＭ１５は、第１金型Ｍ１と第２金型Ｍ２とが重ねられた方向に沿ってプレート部Ｍ１６が移動することによって、移動する。

【0076】

本実施の形態において、第１金型Ｍ１は、複数の可動ピンＭ１５を含んでいる。複数の可動ピンＭ１５は、例えば、基板４の四隅またはその間に接触するように配置される。

【0077】

図１７に示されるように、第１金型Ｍ１の可動ピンＭ１５によって第１領域４０１が接触部Ｍ２１に押し付けられた状態で、半導体素子１、リードフレーム２および基板４の一部が封止樹脂６によって封止される。

【0078】

具体的には、まず、図１８に示されるように、可動ピンＭ１５が部材に干渉しないように降下する。また、図１７および図１８に示されるように、絶縁材９１、金属ベース９２、基板４が接続されたリードフレーム２、タブレットの状態の封止樹脂６が配置される。続いて、プレート部Ｍ１６が上昇することで、可動ピンＭ１５と基板４とが接触する高さ位置まで可動ピンＭ１５が移動する。第１金型Ｍ１と第２金型Ｍ２とが密閉される。続いて、封止樹脂６が注入される。封止樹脂６の注入の後かつプランジャ部Ｍ１３によって封止樹脂６が加圧される前に、可動ピンＭ１５が第１キャビティ部Ｍ１１の底部まで降下する。これにより、可動ピンＭ１５が位置していた場所の封止樹脂６の空洞は、成型圧力によって軟化した封止樹脂６で塞がれる。これにより、封止樹脂６の内部に空洞が設けられていない半導体装置１００が提供される。

【0079】

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

【0080】

実施の形態３に係る半導体装置１００の製造方法によれば、図１７に示されるように、第１金型Ｍ１の可動ピンＭ１５によって第１領域４０１が接触部Ｍ２１に押し付けられた状態で、半導体素子１、リードフレーム２および基板４の一部が封止樹脂６によって封止される。このため、第１領域４０１が接触部Ｍ２１に押し付けられていない状態で半導体素子１等が封止される場合よりも、封止樹脂６が第１領域４０１および第２領域４０２に漏れることを抑制することができる。また、接続部材５の弾性力のみによって第１領域４０１が接触部Ｍ２１に押し付けられる場合よりも、封止樹脂６が第１領域４０１および第２領域４０２に漏れることを抑制することができる。

【0081】

実施の形態４．
次に、図１９～図２１を用いて、実施の形態４に係る半導体装置１００の構成を説明する。実施の形態４は、特に説明しない限り、上記の実施の形態３と同一の構成、製造方法および作用効果を有している。したがって、上記の実施の形態３と同一の構成には同一の符号を付し、説明を繰り返さない。

【0082】

図１９に示されるように、本実施の形態に係る半導体装置１００では、第２領域４０２は、複数の第２部分４０２Ａを含んでいる。複数の第２部分４０２Ａの各々は、第１領域４０１にそれぞれ囲まれている。図１９および図２０に示されるように、第２部分４０２Ａは、搭載部２１の面内方向に沿って間隔を空けて配置されている。

【0083】

図２０に示されるように、封止樹脂６は、本体部６１と、囲繞部６２と、リブ部６３とを含んでいる。リブ部６３は、隣り合う複数の第２部分４０２Ａ同士の間において基板４上に配置されている。本体部６１は、囲繞部６２によってリブ部６３と接続されている。本体部６１は、基板４に対してリブ部６３とは反対側に配置されている。封止樹脂６の本体部６１およびリブ部６３は、基板４を挟み込んでいる。本体部６１およびリブ部６３は、基板４に直接接触している。

【0084】

図２１ではリブ部６３が直線状に設けられているが、リブ部６３は格子状に設けられていてもよい。また、封止樹脂６は、複数のリブ部６３を含んでいてもよい。

【0085】

次に、図２２を用いて、実施の形態４に係る半導体装置１００の製造方法を説明する。

【0086】

図２２に示されるように、本実施の形態に係る第２金型Ｍ２は、支持部Ｍ２７を含んでいる。支持部Ｍ２７は、凹部Ｍ２２の底部から基板４に向かって突出している。支持部Ｍ２７は、平坦部Ｍ２８を含んでいる。支持部Ｍ２７には、平坦部Ｍ２８から基板４とは反対方向に向かって凹んだ流路Ｍ２９が設けられている。

【0087】

支持部Ｍ２７が第２領域４０２に接触した状態で、半導体素子１、リードフレーム２および基板４の一部が封止樹脂６によって封止される。また、半導体素子１、リードフレーム２および基板４の一部が封止樹脂６によって封止される際に、流路Ｍ２９に封止樹脂６が流れ込むことで、基板４上に封止樹脂６のリブ部６３が形成され、かつ封止樹脂６の本体部６１が形成される。基板４は、本体部６１とリブ部６３とによって挟み込まれる。本体部６１およびリブ部６３は、基板４に直接接触する。

【0088】

続いて、本実施の形態の作用効果を説明する。

【0089】

本実施の形態に係る半導体装置１００によれば、図２０に示されるように、封止樹脂６の本体部６１およびリブ部６３は、基板４を挟み込んでいる。よって、基板４と封止樹脂６との密着性を向上させることができる。また、リブ部６３が格子状に設けられている場合および封止樹脂６が複数のリブ部６３を含んでいる場合には、基板４と封止樹脂６との密着性は、さらに向上する。

【0090】

本実施の形態に係る半導体装置１００の製造方法によれば、図２２に示されるように、支持部Ｍ２７が第２領域４０２に接触した状態で、半導体素子１、リードフレーム２および基板４の一部が封止樹脂６によって封止される。このため、基板４が凹部Ｍ２２の底面側に変形することを抑制することができる。より詳細には、支持部Ｍ２７が設けられておらずかつ基板４の面内方向の寸法が大きい場合には、樹脂成型の際の封止樹脂６の成型圧力によって、基板４が凹部Ｍ２２の底面側に変形する可能性がある。また、基板４がセラミック基板である場合には、変形によって基板４が割れる可能性がある。本実施の形態では、基板４が支持部Ｍ２７に支持されることで基板４の底面側への変形が抑制されるため、基板４の割れを抑制することができる。

【0091】

図２２に示されるように、半導体素子１、リードフレーム２および基板４の一部が封止樹脂６によって封止される際に、流路Ｍ２９に封止樹脂６が流れ込むことで、基板４上に封止樹脂６のリブ部６３が形成され、かつ半導体素子１を封止する封止樹脂６の本体部６１が形成される。基板４は、半導体素子１を封止する本体部６１とリブ部６３とによって挟み込まれる。これにより、基板４と封止樹脂６との密着性が向上する。

【0092】

実施の形態５．
本実施の形態は、上述した実施の形態１～４にかかる半導体装置を電力変換装置に適用したものである。本開示は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、実施の形態５として、三相のインバータに本開示を適用した場合について説明する。

【0093】

図２３は、本実施の形態にかかる電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。

【0094】

図２３に示す電力変換システムは、電源１５０、電力変換装置２００、負荷３００から構成される。電源１５０は、直流電源であり、電力変換装置２００に直流電力を供給する。電源１５０は種々のもので構成することが可能であり、例えば、直流系統、太陽電池、蓄電池で構成することができるし、交流系統に接続された整流回路やＡＣ／ＤＣコンバータで構成することとしてもよい。また、電源１５０を、直流系統から出力される直流電力を所定の電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによって構成することとしてもよい。

【0095】

電力変換装置２００は、電源１５０と負荷３００の間に接続された三相のインバータであり、電源１５０から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に交流電力を供給する。電力変換装置２００は、図２３に示すように、直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路２０１と、主変換回路２０１を制御する制御信号を主変換回路２０１に出力する制御回路２０３とを備えている。

【0096】

負荷３００は、電力変換装置２００から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷３００は特定の用途に限られるものではなく、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車、鉄道車両、エレベーター、もしくは、空調機器向けの電動機として用いられる。

【0097】

以下、電力変換装置２００の詳細を説明する。主変換回路２０１は、スイッチング素子と還流ダイオードを備えており（図示せず）、スイッチング素子がスイッチングすることによって、電源１５０から供給される直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に供給する。主変換回路２０１の具体的な回路構成は種々のものがあるが、本実施の形態にかかる主変換回路２０１は２レベルの三相フルブリッジ回路であり、６つのスイッチング素子とそれぞれのスイッチング素子に逆並列された６つの還流ダイオードから構成することができる。主変換回路２０１の各スイッチング素子および各還流ダイオードの少なくともいずれかは、上述した実施の形態１～４のいずれかの半導体装置に相当する半導体装置１００が有するスイッチング素子又は還流ダイオードである。６つのスイッチング素子は２つのスイッチング素子ごとに直列接続され上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を構成する。そして、各上下アームの出力端子、すなわち主変換回路２０１の３つの出力端子は、負荷３００に接続される。

【0098】

また、主変換回路２０１は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路（図示なし）を備えているが、駆動回路は半導体装置１００に内蔵されていてもよいし、半導体装置１００とは別に駆動回路を備える構成であってもよい。駆動回路は、主変換回路２０１のスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成し、主変換回路２０１のスイッチング素子の制御電極に供給する。具体的には、後述する制御回路２０３からの制御信号に従い、スイッチング素子をオン状態にする駆動信号とスイッチング素子をオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子の制御電極に出力する。スイッチング素子をオン状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以上の電圧信号（オン信号）であり、スイッチング素子をオフ状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以下の電圧信号（オフ信号）となる。

【0099】

制御回路２０３は、負荷３００に所望の電力が供給されるよう主変換回路２０１のスイッチング素子を制御する。具体的には、負荷３００に供給すべき電力に基づいて主変換回路２０１の各スイッチング素子がオン状態となるべき時間（オン時間）を算出する。例えば、出力すべき電圧に応じてスイッチング素子のオン時間を変調するＰＷＭ制御によって主変換回路２０１を制御することができる。そして、各時点においてオン状態となるべきスイッチング素子にはオン信号を、オフ状態となるべきスイッチング素子にはオフ信号が出力されるよう、主変換回路２０１が備える駆動回路に制御指令（制御信号）を出力する。駆動回路は、この制御信号に従い、各スイッチング素子の制御電極にオン信号又はオフ信号を駆動信号として出力する。

【0100】

本実施の形態に係る電力変換装置では、主変換回路２０１を構成する半導体装置１００として実施の形態１～４にかかる半導体装置１００を適用するため、搭載部２１の面内方向に沿った半導体装置１００の寸法を小さくでき、かつ封止樹脂６によって封止される際に封止樹脂６が漏れることを抑制することができる。

【0101】

本実施の形態では、２レベルの三相インバータに本開示を適用する例を説明したが、本開示は、これに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用することができる。本実施の形態では、２レベルの電力変換装置としたが３レベルやマルチレベルの電力変換装置であっても構わないし、単相負荷に電力を供給する場合には単相のインバータに本開示を適用しても構わない。また、直流負荷等に電力を供給する場合にはＤＣ／ＤＣコンバータやＡＣ／ＤＣコンバータに本開示を適用することも可能である。

【0102】

また、本開示を適用した電力変換装置は、上述した負荷が電動機の場合に限定されるものではなく、例えば、放電加工機やレーザー加工機、又は誘導加熱調理器や非接触給電システムの電源装置として用いることもでき、さらには太陽光発電システムや蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いることも可能である。

【0103】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0104】

１ 半導体素子、２ リードフレーム、２Ｅ 端部、３ 側面端子、４ 基板、６ 封止樹脂、７ 天面端子、２１ 搭載面、４２ 裏面、６１ 本体部、６３ リブ部、１００ 半導体装置、１５０ 電源、２００ 電力変換装置、２０１ 主変換回路、２０２ 半導体装置、２０３ 制御回路、３００ 負荷、４０１ 第１領域、４０２ 第２領域、４０２Ａ 第２部分、Ｍ１ 第１金型、Ｍ１４ 突起部、Ｍ１５ 可動ピン、Ｍ２ 第２金型、Ｍ２１ 接触部、Ｍ２２ 凹部、Ｍ２５１ 根元部、Ｍ２５２ 凸部、Ｍ２７ 支持部、Ｍ２８ 平坦部、Ｍ２９ 流路。

【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】