電力制御用の半導体装置
【課題】モールド樹脂で封止された半導体装置において、絶縁耐圧の高い電力制御用の半導体装置を提供する。
【解決手段】電力制御用の半導体装置１は、電極部４０Ａを有する低電圧側の第１電極端子４０と、電極部５０Ａを有する高電圧側の第２電極端子５０と、電極部４０Ａ，５０Ａに接続されているスイッチング素子１０と、スイッチング素子１０をモールド樹脂で封止する封止部８０とを備えている。絶縁シート４３，５３は封止部８０から露出するように電極部４０Ａ，５０Ａの第２面４２，５２に設けられている。絶縁シート４３，５３は第２面４２，５２よりも大きい形状とされている。
【解決手段】電力制御用の半導体装置１は、電極部４０Ａを有する低電圧側の第１電極端子４０と、電極部５０Ａを有する高電圧側の第２電極端子５０と、電極部４０Ａ，５０Ａに接続されているスイッチング素子１０と、スイッチング素子１０をモールド樹脂で封止する封止部８０とを備えている。絶縁シート４３，５３は封止部８０から露出するように電極部４０Ａ，５０Ａの第２面４２，５２に設けられている。絶縁シート４３，５３は第２面４２，５２よりも大きい形状とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールド樹脂で封止された電力制御用の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力制御用の半導体装置は、スイッチング素子と、制御用の配線と、低電圧側配線に接続される第１電極端子と、高電圧側配線に接続される第２電極端子と、スイッチング素子を封止するモールド樹脂とを備えている。半導体装置はスイッチング動作により高温になるため、ヒートシンク等の放熱装置が半導体装置に取り付けられている。放熱装置は金属により形成されているため、半導体装置の絶縁耐圧が要求される。
【０００３】
特許文献１には、水冷式の放熱装置８４０と、電力制御用のスイッチング素子８１０とが一体にされた半導体装置８００が示されている。図１０（ａ）に示すように、放熱装置８４０の上に電極部８２０が配置され、さらに、電極部８２０の上にスイッチング素子８１０が配置されている。そして、電極部８２０と放熱装置８４０との間に絶縁層８３０が設けられている。この種の構造の半導体装置８００では、放熱装置８４０の表面全体に絶縁層８３０が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７３５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０（ｂ）を参照して、特許文献１の半導体装置８００とは封止構造の異なる半導体装置９００、すなわちモールド型の半導体装置９００について説明する。
この種の半導体装置９００には放熱装置９５０が直接取り付けられる。このため、半導体装置側で絶縁対策がなされている。すなわち、スイッチング素子９１０が配置されている電極部９２０の外面に絶縁層９３０が設けられている。絶縁層９３０は封止部９４０から露出する。しかし、この種の半導体装置９００の場合、封止部９４０と絶縁層９３０との間に境界面９６０が存在するため、半導体装置８００に比べると絶縁耐圧が低い。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モールド樹脂で封止された半導体装置において、絶縁耐圧の高い電力制御用の半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）請求項１に記載の発明は、第１電極部を有する低電圧側の第１電極端子と、第２電極部を有する高電圧側の第２電極端子と、前記第１電極部および前記第２電極部に接続されているスイッチング素子と、前記スイッチング素子をモールド樹脂で封止する封止部とを備え、絶縁層が前記第１電極部および前記第２電極部のうち少なくとも一方の電極部の外面に設けられ、かつ前記絶縁層が前記封止部から露出する電力制御用の半導体装置において、前記絶縁層が前記外面よりも大きいことを要旨とする。
【０００８】
従来構造の半導体装置の場合、絶縁層が電極部の外面を覆っているが、封止部と絶縁層との間に形成される境界面が電極部の角部の近くに存在する。すなわち、角部の近辺には絶縁耐圧の高い部分と絶縁耐圧の低い部分が存在する。角部は電界集中が生じるところであるため、電極部に高電圧が加わると、角部から放電が生じ、絶縁耐圧の低い部分すなわち封止部が絶縁破壊することがある。
【０００９】
本発明では、絶縁層を電極部の外面よりも大きくし、角部すなわち電界集中が生じやすいところを絶縁層で覆う。これにより、従来構造の半導体装置に比べて、電極部と放熱装置との間の絶縁耐圧を高くすることができる。
【００１０】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電力制御用の半導体装置において、前記絶縁層は、前記電極部の角部の少なくとも一部分を覆うことを要旨とする。
この発明によれば、電極部の角部を絶縁層で覆い、角部の近辺において絶縁耐圧の低いところを少なくする。これにより、従来構造の半導体装置に比べ、電極部と放熱装置との間の絶縁耐圧を高くすることができる。
【００１１】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電力制御用の半導体装置において、前記絶縁層が設けられた前記電極部の外面の面積が同電極部の内面の面積よりも小さいことを要旨とする。
【００１２】
この発明によれば、絶縁層の面積が電極部の内面の面積と等しいとき、絶縁層の面積が電極部の外面の面積よりも小さくなる。すなわち、絶縁層の面積の大きさを電極部の内面の面積よりも大きくすることなく絶縁層を電極部の外面よりも大きくすることができる。
【００１３】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電力制御用の半導体装置において、前記電極部の側面と前記外面との間に他面が形成され、前記外面と前記他面との間のなす角が鈍角とされていることを要旨とする。
【００１４】
この発明によれば、外面と電極部の側面との間に他面を形成し、外面と他面との間のなす角を鈍角にする。これにより、角部における電界集中が緩和される。このため、従来構造の電極部に比べ、絶縁耐圧を大きくすることができる。
【００１５】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、前記電極部の角部の少なくとも一部分が、前記絶縁層よりも導電性が高くかつ前記電極部よりも導電性が低い半導電性部材により覆われていることを要旨とする。
【００１６】
電極端子間に高電圧が加えられるとき電極部の角部に電界集中が生じる。このとき、電極部の角部の電位が電極部の平坦部の電位よりも高くなるため、角部を起点として放熱装置へ放電が生じることがある。本発明では、電極部の角部を半導電性部材で覆う。これにより、電極部の電界集中が緩和するため、このような放電を抑制することができる。
【００１７】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電力制御用の半導体装置において、前記半導電性部材は絶縁性物質と導電性物質との混合物であることを要旨とする。
この種の混合物は導電体の電界集中を緩和させる作用を有する。本発明では、上記混合物で電極部を覆って電界集中を緩和する。これにより絶縁耐圧を高くすることができる。
【００１８】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、前記絶縁層が２層構造とされ、外層は、絶縁性物質により形成され、内層は、前記外層よりも導電性が高くかつ前記電極部よりも導電性が低い半導電性部材により形成されていることを要旨とする。
【００１９】
このような構成によれば、電極部と絶縁層との接触部分の全体に半導電性部材が配置されるため、電極部と絶縁層との間の電位傾度の均一化を図ることができる。これにより、絶縁耐圧を大きくすることができる。
【００２０】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、前記絶縁層は、内面表面が熱可塑性樹脂層である絶縁シートにより形成されていることを要旨とする。
【００２１】
この構成によれば、熱圧着により絶縁シートを電極部に取り付けることができるため、塗布等により絶縁層を形成する場合と比べて、製造工程が簡易な半導体装置を提供することができる。
【００２２】
（９）請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、前記絶縁層の外面には金属層が設けられていることを要旨とする。
金属層がない場合、絶縁層に取り付けられる放熱装置との接続構造に制限が生じる。すなわち、絶縁層に金属層がない場合は、半田またはろう材を用いて放熱装置を取り付けることが難しいため、両者の接続に接着剤が用いられる。本発明によれば、半田またはろう材によって放熱装置を取り付けることが可能となる。
【００２３】
放熱装置を取り付けるとき、半田またはろう材等を介在させ放熱装置を固定するが、絶縁層に金属層が設けられていない場合にあっては、取り付けのときの圧着力、擦れ、または接触等により絶縁層に傷が付くことがある。傷のある部分は他の部分に比べて絶縁層が薄いため、絶縁耐圧が著しく低下することがある。この点、上記構成によれば、金属層により絶縁層を保護するため、絶縁層の損傷に起因する絶縁耐圧の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、モールド樹脂で封止された半導体装置において、絶縁耐圧の高い電力制御用の半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態の半導体装置の断面構造を示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３】半導体装置の電極部を示し、（ａ）は従来構造の電極部の部分断面図、（ｂ）は図１の電極部の部分断面図。
【図４】第２実施形態の半導体装置について電極部の部分断面図。
【図５】第３実施形態の半導体装置について、（ａ）は電極部の部分断面図、（ｂ）は電極部の平面図。
【図６】第４実施形態の半導体装置について電極部の部分断面図。
【図７】第５実施形態の半導体装置について電極部の部分断面図。
【図８】第６実施形態の半導体装置について電極部の部分断面図。
【図９】第７実施形態の半導体装置について電極部の部分断面図。
【図１０】従来構造の半導体装置について、（ａ）は、半導体装置の電極部の部分断面図、（ｂ）モールド型の半導体装置の電極部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１実施形態）
図１を参照して、本発明の半導体装置の第１実施形態について説明する。
以下に説明する電力制御用の半導体装置１は、例えば、インバータ等のスイッチング回路に用いられる。
【００２７】
半導体装置１は、スイッチング素子１０と、フライホイールダイオード２０と、低電圧側の第１電極端子４０と、高電圧側の第２電極端子５０と、制御用の配線シート６０と、これら２つの素子を封止する封止部８０とを備えている。
【００２８】
半導体装置１の回路構成は次の通り。
スイッチング素子１０とフライホイールダイオード２０とは並列接続されている。
すなわち、スイッチング素子１０のソース電極１４とフライホイールダイオード２０のアノード電極とが接続され、かつスイッチング素子１０のドレイン電極１３とフライホイールダイオード２０のカソード電極とが接続されている。
【００２９】
スイッチング素子１０のゲート電極１５には信号配線（配線６１）が接続されている。なお、フライホイールダイオード２０はスイッチング素子１０の逆方向に発生する電力を逃すための素子である。これにより過電圧がスイッチング素子１０に加わることを抑制する。
【００３０】
以下、半導体装置１の各構成要素について説明する。
スイッチング素子１０は、ｎ型ＭＯＳＦＥＴにより形成されている。
スイッチング素子１０の第１主面１１には、ソース電極１４と、ゲート電極１５とが形成されている。スイッチング素子１０の第２主面１２には、ドレイン電極１３が形成されている。
【００３１】
フライホイールダイオード２０はシリコンにより形成されている。
封止部８０は、モールド樹脂によりスイッチング素子１０とフライホイールダイオード２０とを封止する。モールド樹脂としては、例えば、酸化ケイ素等のフィラ含有のエポキシ樹脂、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）等が用いられる。
【００３２】
第１電極端子４０について説明する。
第１電極端子４０は半導体装置１の低電圧側の端子を構成する。第１電極端子４０は、矩形の電極部４０Ａ（第１電極部）と端子部４０Ｂ（図２参照）とを備えている。端子部４０Ｂは封止部８０の外側に引き出されている。
【００３３】
第１電極端子４０は数１００μｍ厚から数ｍｍまでの厚さを有する良導体により形成されている。スイッチング素子１０によっては数１０Ａ〜１００Ａの電流制御をするため、第１電極端子４０は上記厚さに設定されている。
【００３４】
第１電極端子４０の第１面４１には、第１導電体３１と第３導電体３３とが設けられている。第１導電体３１および第３導電体３３は、半田で第１電極端子４０に接続されている。
【００３５】
第１電極端子４０の第２面４２（外面）には絶縁シート４３（絶縁層）が貼り付けられている。絶縁シート４３は、ポリイミド樹脂により形成されている。絶縁シート４３は３層構造となっている。すなわち、絶縁シート４３の中間層は非熱可塑性ポリイミド層であり、この非熱可塑性ポリイミド層の両面に熱可塑性ポリイミド層（熱可塑性樹脂層）が形成されている。すなわち、絶縁シート４３のうち第２面４２と接着する面には、熱可塑性ポリイミド層が積層されている。非熱可塑性とは、明確なガラス転移温度が存在せず、高温での軟化が小さくかつ弾性率低下が小さい性質をいう。絶縁シート４３を構成するポリイミド樹脂は、封止部８０を形成する樹脂よりも絶縁耐圧が高い。
【００３６】
絶縁シート４３の周縁部は、第１電極端子４０の角部７１を覆っている。そして、絶縁シート４３の周縁部は、封止部８０により覆われている。すなわち、絶縁シート４３のうちの中央部、すなわち第１電極端子４０の第２面４２に対応する部分は、封止部８０に覆われていない。
【００３７】
絶縁シート４３には金属シート４４（金属層）が貼り付けられている。金属シート４４は、絶縁シート４３の中央部を覆っている。すなわち、絶縁シート４３のうち封止部８０に覆われている周縁部以外の部分は、金属シート４４により覆われている。このようにして、絶縁シート４３に打痕等の傷が付かないように、絶縁シート４３が外部に露出しない構成としている。なお、金属シート４４は、例えば銅箔により形成される。
【００３８】
なお、絶縁シート４３（絶縁層）と金属シート４４との積層体（以下、絶縁保護層）は、銅張ポリイミド積層シートにより形成される。銅張ポリイミド積層シートとしては、第２面４２との接着面が熱可塑性ポリイミド層であるシートが用いられる。銅張ポリイミド積層シートを第１電極端子４０に熱圧着により貼り付け可能とするためである。
【００３９】
第１電極端子４０の材料としては、導電性および熱伝導性の観点から銅が用いられる。例えば、タフピッチ銅、無酸素銅等、純度の高い銅により形成される。なお、軽量化のために、アルミニウムが用いられることもある。
【００４０】
第２電極端子５０について説明する。
第２電極端子５０は半導体装置１の高電圧側の端子を構成する。第２電極端子５０は、第１電極端子４０と同様に電極部５０Ａ（第２電極部）と端子部とを備えている。第２電極端子５０は第１電極端子４０と同様の材料により形成されている。
【００４１】
第２電極端子５０の第１面５１には、第２導電体３２と第４導電体３４とが設けられている。第２導電体３２および第４導電体３４は、半田で第２電極端子５０に接続されている。
【００４２】
第２電極端子５０の第２面５２（外面）、すなわちスイッチング素子１０に対向する面と反対側の面には、絶縁シート５３が貼り付けられている。また、絶縁シート５３には金属シート５４が貼り付けられている。絶縁シート５３と金属シート５４との積層体の構造は、第１電極端子４０の絶縁保護層の構造と同様である。
【００４３】
第２電極端子５０の材料は第１電極端子４０と同じ材料が用いられる。なお、第１電極端子４０と第２電極端子５０とを異なる材料とすることも可能である。
第１〜第４導電体３１〜３４について説明する。
【００４４】
第１〜第４導電体３１〜３４は略直方体に形成されている。
第１導電体３１の熱膨張係数は、スイッチング素子１０の熱膨張係数よりも大きく、かつ第１電極端子４０の熱膨張係数よりも小さい。第２導電体３２の熱膨張係数は、スイッチング素子１０の熱膨張係数よりも大きく、かつ第２電極端子５０の熱膨張係数よりも小さい。すなわち、第１導電体３１および第２導電体３２は、導体としての機能と、熱膨張係数との差に起因して生じる応力を緩和する緩衝材としての機能を有する。
【００４５】
第３導電体３３の熱膨張係数は、フライホイールダイオード２０の熱膨張係数よりも大きく、かつ第１電極端子４０の熱膨張係数よりも小さい。第４導電体３４の熱膨張係数は、フライホイールダイオード２０の熱膨張係数よりも大きく、かつ第２電極端子５０の熱膨張係数よりも小さい。すなわち、第３導電体３３および第４導電体３４は、導体としての機能と、熱膨張係数との差に起因して生じる応力を緩和する緩衝材としての機能を有する。
【００４６】
第１導電体３１、第２導電体３２、第３導電体３３、および第４導電体３４は、例えば、Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕ積層板、Ｃｕ−Ｍｏ合金（Ｃｕ−Ｍｏ複合材）、Ｃｕ−Ｗ合金（Ｃｕ−Ｗ複合材）、Ａｌ−ＳｉＣ合金、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）、Ｃｕ／Ｃｕ−Ｍｏ複合材／Ｃｕの積層板等により形成されている。これらの材料は、銅材の電極端子４０，５０を用いる場合において、上記熱膨張係数の条件を満たす。これらの材料のなかでも、Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕ積層板、Ｃｕ−Ｍｏ合金（Ｃｕ−Ｍｏ複合材）、Ｃｕ−Ｗ合金（Ｃｕ−Ｗ複合材）、Ｃｕ／Ｃｕ−Ｍｏ複合材／Ｃｕの積層板は、他の材料に比べて熱伝導率が高いため、放熱性の観点から好ましい。なお、Ｃｕ−Ｍｏ複合材は、銅（Ｃｕ）にモリブデン（Ｍｏ）を含浸させた材料、もしくはモリブデン（Ｍｏ）に銅（Ｃｕ）を含浸させた材料を示す。Ｃｕ−Ｗ複合材は、銅（Ｃｕ）にタングステン（Ｗ）を含浸させた材料、もしくはタングステン（Ｗ）に銅（Ｃｕ）を含浸させた材料を示す。
【００４７】
図１および図２を参照して、配線シート６０について説明する。
配線シート６０は、フレキシブルプリント基板により形成されている。具体的には次の構成を有する。
【００４８】
配線シート６０は、配線６１と、補強板６２と、配線６１および補強板６２の一面を覆う第１ポリイミド層６３Ａと、配線６１および補強板６２の他面を覆う第２ポリイミド層６３Ｂとを備えている。第１ポリイミド層６３Ａは、第１電極端子４０と接触する絶縁層である。
【００４９】
第１ポリイミド層６３Ａは３層構造になっている。すなわち、第１ポリイミド層６３Ａの中間層は非熱可塑性ポリイミド層であり、この非熱可塑性ポリイミド層の両面に熱可塑性ポリイミド層が形成されている。
【００５０】
配線６１および補強板６２は、銅材により形成され、第１ポリイミド層６３Ａに形成されている。
第２ポリイミド層６３Ｂは、配線６１および補強板６２が形成された第１ポリイミド層６３Ａに対し、熱可塑性樹脂またはその前駆体を塗布することにより形成される。
【００５１】
配線シート６０は、第１電極端子４０に固定される固定部６０Ａと、配線６１を含むリード部６０Ｂとにより区分される。なお、図２に示すように、リード部６０Ｂの一部は第１電極端子４０に接触し、この接触部分で第１電極端子４０に固定されている。
【００５２】
固定部６０Ａはスイッチング素子１０およびフライホイールダイオード２０を囲む。
すなわち、固定部６０Ａには、第１貫通孔６４と第２貫通孔６５とが形成されている。第１貫通孔６４は、スイッチング素子１０が搭載される第１導電体３１の周囲を囲むように形成されている。第２貫通孔６５は、フライホイールダイオード２０が搭載される第３導電体３３の周囲を囲むように形成されている。
【００５３】
リード部６０Ｂにおいて、第１貫通孔６４近辺には第２ポリイミド層６３Ｂの一部が除去された開口部６６が形成されている。開口部６６にはゲート端子６７が形成されている。ゲート端子６７はゲート電極１５に接続される。
【００５４】
図３を参照して、第１電極端子４０の構造について説明する。
なお、第２電極端子５０は第１電極端子４０と同じ構造を有するため、第２電極端子５０の説明は省略する。
【００５５】
まず、比較のため、従来構造の第１電極端子１４０について説明する。
図３（ａ）に示すように、第１電極端子１４０は、矩形の電極部１４０Ａを有している。電極部１４０Ａは、第２面１４２（外面）側において４個の頂点、第２面１４２と側面１４５とが共有する４本の辺（以下、第１辺）、および隣接する側面１４５が共有する４本の辺（以下、第２辺）を備えている。なお、以下の説明では、頂点を含む部分を頂部とし、第１辺を含む部分を角部１７１とする。頂部は、角部１７１の端にあるため、頂部は角部１７１に含まれるものとする。
【００５６】
電極部１４０Ａの第２面１４２には、絶縁シート１４３が貼り付けられている。絶縁シート１４３の外側には金属シート１４４が貼り付けられている。
絶縁シート１４３の形状は電極部１４０Ａの形状と同じく矩形であり、かつ絶縁シート１４３は電極部１４０Ａの底面と等しい大きさに形成されている。
【００５７】
電極部１４０Ａの角部１７１と絶縁シート１４３の端縁とは、同一平面かつ略同じところに設けられている。すなわち、電極部１４０Ａの角部１７１と、封止部１８０と絶縁シート１４３との境界面１８１とが、略同じところに配置されている。
【００５８】
このような構造の場合、次の課題がある。
電力制御用の半導体装置１では、電極端子間に数百Ｖ〜千数百Ｖの高電圧が加えられる。このとき、電極部１４０Ａの角部１７１に電界集中が生じる。一方、角部１７１を覆う絶縁構造は次のようになっている。角部１７１を構成する一面（第２面１４２）は、絶縁シート１４３により覆われている。また、角部１７１を構成する他面（側面１４５）は、封止部１８０により覆われている。そして、絶縁シート１４３と封止部１８０との境界面１８１が角部１７１に接触して存在する。すなわち、電界集中の生じるところに絶縁耐圧の高い部分と絶縁耐圧の低い低耐圧部分１８０Ａとが存在する。このような絶縁構造の場合、角部１７１に電界集中が生じたとき、角部１７１を起点として角部１７１から放熱装置１９０へと放電が生じ、絶縁耐圧の低い部分すなわち封止部１８０において絶縁破壊が生じる。
【００５９】
また、絶縁破壊が起こりやすくなる要因として次の要因も考えられる。境界面１８１には微小な空気孔（所謂ボイド）が存在する。空気は、樹脂に比べて放電を助長するため、絶縁構造部分の空気孔の存在は絶縁耐圧を低下させる。このため、角部１７１付近に境界面１８１があることも絶縁耐圧を低くする要因であると考えられる。
【００６０】
次に、本実施形態の第１電極端子４０の構造を説明する。
図３（ｂ）に示すように、第１電極端子４０は矩形の電極部４０Ａを有している。電極部４０Ａの構造は、比較構造と同じである。
【００６１】
電極部４０Ａの第２面４２には、絶縁シート４３が貼り付けられている。絶縁シート４３は角部７１で折れ曲がり、さらに電極部４０Ａの側面４５に沿って延びている。絶縁シート４３を展開したものの面積は電極部４０Ａの第２面４２の面積よりも大きい。
【００６２】
放熱装置９０の取付面９１を基準面として、絶縁シート４３の端縁４３Ａは、電極部４０Ａの角部７１よりも離れたところに配置されている。すなわち、電極部４０Ａの角部７１は、絶縁シート４３により覆われている。
【００６３】
この構成によれば、次の作用により、絶縁破壊の発生が抑制される。
絶縁シート４３と封止部８０との境界面８１が角部７１の付近から離れて存在する。すなわち、電界集中の生じるところは絶縁シート４３すなわち絶縁耐圧の高い部材により覆われている。このため、角部７１に電界集中が生じたときでも角部７１を起点とする放電の生じる頻度は従来構造の半導体装置に比べて少ない。また、境界面８１が角部７１から離間したところにあるため、境界面８１における絶縁破壊も抑制される。
【００６４】
本実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）上記実施形態では、絶縁シート４３が電極部４０Ａの第２面４２よりも大きい。これにより、従来構造の半導体装置に比べ、電極部４０Ａと放熱装置９０との間の絶縁耐圧を高くすることができる。
【００６５】
（２）上記実施形態では、絶縁シート４３は、少なくとも一方の電極部４０Ａの第２面４２（外面）および角部７１の少なくとも一部を覆う。すなわち、電極部４０Ａの角部７１の近辺の絶縁構造において絶縁耐圧の低いところを少なくする。これにより、従来構造の半導体装置に比べ、絶縁耐圧を高くすることができる。
【００６６】
（３）上記実施形態では、絶縁シート４３として、内面表面に熱可塑性ポリイミド層が設けられているシートを用いている。この構成によれば、熱圧着により絶縁シート４３を電極部４０Ａに取り付けることにより絶縁層を形成することができる。このため、塗布等により絶縁シート４３に代わる層を形成する場合と比べて、製造工程が簡易な半導体装置を提供することができる。
【００６７】
（４）上記実施形態では、絶縁シート４３はポリイミド樹脂により形成されている。この構成によれば、エポキシ樹脂等の他の絶縁性樹脂により、耐熱性および絶縁耐圧が優れているため、他の樹脂で絶縁シート４３を形成する場合に比べ絶縁シート４３を薄くすることができる。これにより、放熱性を向上させることができる。
【００６８】
（５）上記実施形態では、絶縁シート４３の第２面４２（外面）に金属シート４４を貼り付けている。この構成によれば、半田またはろう材によって放熱装置９０を取り付けることが可能となる。これにより、有機系成分のみからなる接着剤を用いて放熱装置９０を取り付ける場合と比べて、放熱性が向上する。
【００６９】
また、上記構成によれば、金属シート４４により絶縁シート４３が保護されるため、放熱装置９０を取り付けるときに発生する絶縁シート４３の損傷の発生を抑制し、または損傷の程度を小さくすることができる。これにより、絶縁シート４３の損傷による絶縁耐圧の低下を抑制することができる。
【００７０】
（第２実施形態）
図４を参照して、第２実施形態について説明する。
本実施形態の半導体装置は、第１実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、第１実施形態では、絶縁シート４３を電極部４０Ａの角部７１で折り曲げて側面４５に沿わせているが、本実施形態では、電極部２４０Ａの第２面２４２の延長面に沿うように絶縁シート２４３を延長する。なお、以降の説明では、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００７１】
電極部２４０Ａは略直方体に形成されている。
電極部２４０Ａの第２面２４２には絶縁シート２４３が貼り付けられている。絶縁シート２４３には金属シート２４４が貼り付けられている。金属シート２４４の大きさは絶縁シート２４３の大きさとは等しい。
【００７２】
絶縁シート２４３の形状は電極部２４０Ａの第２面２４２の形状と同じく矩形であり、かつ絶縁シート２４３の大きさは電極部２４０Ａの第２面２４２よりも大きい。絶縁シート２４３の端縁２４３Ａは外側に向けて延びている。すなわち、絶縁シート２４３の端縁２４３Ａは、電極部２４０Ａの角部２７１よりも外側に配置されている。封止部８０は、電極部２４０Ａから絶縁シート２４３の端縁２４３Ａまで存在する。なお、図４では、絶縁シート２４３の端縁２４３Ａは外部に露出しているが、絶縁シート２４３の端縁２４３Ａを封止部８０で覆ってもよい。
【００７３】
この構成では、封止部８０のうち角部２７１に接触する接触部分８０Ａと角部２７１とを包括して絶縁シート２４３で覆う。すなわち、角部２７１の一面は絶縁シート２４３に覆われ、角部２７１の他面は厚みのある封止部８０により覆われる。角部２７１部分における封止部８０の厚さは、角部２７１から絶縁シート２４３の端縁２４３Ａまでの長さとなる。この構成により、従来構造に比べて、角部２７１付近において絶縁耐圧の低いところが少なくなる。これにより、角部２７１を起点とする放電の発生が抑制される。
【００７４】
なお、上記「封止部８０のうち角部２７１に接触する接触部分８０Ａと角部２７１とを包括して絶縁シート２４３で覆う」とは、角部２７１と、この角部２７１に接触する接触部分８０Ａとが、絶縁シート２４３の端縁２４３Ａよりも内側に配置されることを示す。この点は、第３実施形態および第４実施形態においても同じである。
【００７５】
本実施形態の半導体装置１によれば、次の効果を得ることができる。
（６）本実施形態では、絶縁シート２４３が電極部２４０Ａの第２面２４２よりも大きいという構成を有するため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
また、絶縁シート２４３が平面構造であることから絶縁シート２４３の折り曲げる必要がない。このため、半導体装置の製造工程を簡略化することができる。
（第３実施形態）
図５を参照して、第３実施形態について説明する。
【００７７】
本実施形態の半導体装置は、第１実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、第１実施形態では、電極部４０Ａは略矩形であり、電極部４０Ａの第１面４１（内面）と第２面４２（外面）とは略同じ面積を有するが、本実施形態では、電極部３４０Ａの第１面３４１の面積よりも第２面３４２の面積を小さくする。なお、以降の説明では、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付す。
【００７８】
電極部３４０Ａは銅材により形成されている。
電極部３４０Ａの第２面３４２には絶縁シート３４３が貼り付けられている。絶縁シート３４３には金属シート３４４が貼り付けられている。金属シート３４４の大きさは絶縁シート３４３の大きさとは等しい。なお、絶縁シート３４３の端縁３４３Ａは封止部８０により覆われている。
【００７９】
電極部３４０Ａは、ベース部３４０Ｂと、ベース部３４０Ｂの外側に設けられている段部３４０Ｃとにより構成されている。図５（ｂ）に示すように、ベース部３４０Ｂと段部３４０Ｃとはともに平面視で矩形に形成されている。段部３４０Ｃの平面視の面積は、ベース部３４０Ｂの平面視の面積よりも小さい。すなわち、電極部３４０Ａの第２面３４２は第１面３４１よりも小さい。
【００８０】
ベース部３４０Ｂと段部３４０Ｃとは一部材により形成されている。段部３４０Ｃは、直方体の電極母材から角部を切削またはエッチングすることにより形成される。なお、ベース部３４０Ｂと段部３４０Ｃとを別部材により形成することも可能である。例えば、直方体のベース部３４０Ｂと、直方体の段部３４０Ｃとを半田接続することにより電極部３４０Ａを形成する。この場合、ベース部３４０Ｂと段部３４０Ｃとを別種の材料とすることも可能である。
【００８１】
電極部３４０Ａは、第２面３４２側に８本の稜線を備えている。第２面３４２を構成する稜線を含む部分を第１角部３７１とし、側面３４５を構成する稜線を含む部分を第２角部３７２とする。
【００８２】
絶縁シート３４３の形状は電極部３４０Ａの形状と同じく矩形であり、かつ絶縁シート３４３の大きさは電極部３４０Ａの第２面３４２よりも大きい。絶縁シート３４３の端縁３４３Ａは外側に向けて延びている。すなわち、絶縁シート３４３の端縁３４３Ａは、電極部３４０Ａの第１角部３７１よりも外側に配置されている。
【００８３】
この構成では、封止部８０のうち第１角部３７１に接触する接触部分８０Ａと電極部３４０Ａの第１角部３７１とを包括して絶縁シート３４３で覆う。すなわち、第１角部３７１を構成する一面は絶縁シート３４３に覆われ、第１角部３７１を構成する他面は厚みのある封止部８０により覆われている。第１角部３７１部分における封止部８０の厚さは、第１角部３７１から絶縁シート３４３の端縁３４３Ａまでの長さ以上となる。この構成により、従来構造に比べて、第１角部３７１付近において絶縁耐圧の低いところが少なくなる。これにより、第１角部３７１を起点とする放電の発生が抑制される。
【００８４】
本実施形態の半導体装置１によれば、次の効果を得ることができる。
（７）本実施形態では、絶縁シート３４３が電極部３４０Ａの第２面３４２よりも大きいという構成を有するため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
（８）また、電極部３４０Ａの第２面３４２（外面）を第１面３４１（内面）よりも小さくすることにより、相対的に、絶縁シート３４３を電極部３４０Ａの第２面４２よりも大きくする。すなわち、電極部３４０Ａの第１面３４１よりも絶縁シート３４３を大きくすることなく、絶縁シート３４３を第２面３４２よりも大きくすることが可能である。
【００８６】
（第４実施形態）
図６を参照して、第４施形態について説明する。
本実施形態の半導体装置は、第１実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、第１実施形態では、電極部４０Ａの角部７１の角度を略９０度とするが、本実施形態では、電極部４４０Ａの第１角部４７１の角度を鈍角とする。なお、以降の説明では、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付す。
【００８７】
電極部４４０Ａは銅材により形成されている。
電極部４４０Ａの第２面４４２には絶縁シート４４３が貼り付けられている。絶縁シート４４３には金属シート４４４が貼り付けられている。金属シート４４４の大きさは絶縁シート４４３の大きさとは等しい。
【００８８】
電極部４４０Ａは、直方体の外面側にテーパが設けられた形状とされている。
すなわち、電極部４４０Ａの第２面４４２と側面４４５との間に他面４４６が設けられている。そして、第２面４４２と他面４４６との間のなす角が鈍角とされている。なお、本実施形態においては、第２面４４２の辺を含む部分を第１角部４７１とし、側面４４５の辺を構成する稜線を第２角部４７２とする。
【００８９】
絶縁シート４４３は電極部４４０Ａの形状と同じく矩形であり、かつ絶縁シート４４３の大きさは電極部４４０Ａの第２面４４２よりも大きい。絶縁シート４４３の端縁４４３Ａは、外側に向けて延びている。すなわち、絶縁シート４４３の端縁４４３Ａは電極部４４０Ａの第１角部４７１よりも外側に配置されている。
【００９０】
この構成では、封止部８０のうち第１角部４７１に接触する接触部分８０Ａと電極部４４０Ａの第１角部４７１とを包括して絶縁シート４４３で覆う。すなわち、第３実施形態と同様の理由により、従来構造に比べて、第１角部４７１付近において絶縁耐圧の低いところが少なくなる。これにより、第１角部４７１を起点とする放電の発生が抑制される。
【００９１】
本実施形態の半導体装置１によれば、次の効果を得ることができる。
（９）本実施形態では、絶縁シート４４３が電極部４４０Ａの第２面４４２よりも大きいという構成を有するため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
（１０）また、本実施形態では、第１角部４７１が鈍角に形成されているため、第１角部４７１における電界集中が緩和されるため、従来構造の電極部１４０Ａ（図３（ａ）参照）を有する半導体装置に比べ、絶縁耐圧を大きくすることができる。
【００９３】
（第５実施形態）
図７を参照して、第５施形態について説明する。
本実施形態の半導体装置は、第２実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、本実施形態では、第２実施形態の電極部２４０Ａの構成に加えて、半導電層５４７を電極部５４０Ａに設けている。なお、以降の説明では、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付す。
【００９４】
電極部５４０Ａは略直方体に形成されている。
電極部５４０Ａの第２面５４２には絶縁シート５４３が貼り付けられている。絶縁シート５４３には金属シート５４４が貼り付けられている。金属シート５４４の大きさは絶縁シート５４３の大きさとは等しい。なお、図７では、絶縁シート５４３の端縁５４３Ａは外部に露出しているが、絶縁シート５４３の端縁５４３Ａを封止部８０で覆ってもよい。
【００９５】
絶縁シート５４３の形状は電極部５４０Ａの形状と同じく矩形であり、かつ絶縁シート５４３の大きさは電極部５４０Ａの第２面５４２よりも大きい。絶縁シート５４３の端縁５４３Ａは外側に向けて延びている。すなわち、絶縁シート５４３の端縁５４３Ａは、電極部５４０Ａの角部５７１よりも外側に配置されている。
【００９６】
また、電極部５４０Ａの角部５７１を含む側面５４５には半導電層５４７が設けられている。
半導電層５４７は半導電性部材により形成される。半導電性部材としては、カーボンまたは金属粒子等の導電性粒子を含むシート材、またはカーボンまたは金属粒子等の導電性粒子を含むポリイミド系接着剤が用いられる。シート材を用いる場合は、貼り付けまたは熱圧着等によりシート材を電極部５４０Ａに固定する。接着剤を用いる場合には、塗布もしくは接着剤溶液への電極部５４０Ａの浸漬により、半導電層５４７を形成する。半導電層５４７の表面抵抗率は、例えば、１０６Ω／ｓｑ未満（膜厚２．０〜２０μｍ）とされる。
【００９７】
本実施形態の半導体装置１によれば、次の効果を得ることができる。
（１１）本実施形態では、絶縁シート５４３が電極部５４０Ａの第２面５４２よりも大きいという構成を有するため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
（１２）また、本実施形態では、電極部５４０Ａの角部５７１を含む側面５４５に、半導電層５４７が設けられている。このため、電極部５４０Ａに高電圧が加えられるとき角部５７１の電界集中が緩和される。すなわち、電極部５４０Ａの角部５７１と放熱装置９０との間の電位差が小さくなるため、絶縁耐圧が高くなる。
【００９９】
（第６実施形態）
図８を参照して、第６施形態について説明する。
本実施形態の半導体装置は、第３実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、本実施形態では、第３実施形態の電極部３４０Ａの構成に加えて、半導電層６４７を電極部６４０Ａに設けている。なお、以降の説明では、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付す。
【０１００】
電極部６４０Ａは、第２実施形態の電極部３４０Ａと同様に、内側のベース部６４０Ｂと、段部６４０Ｃとにより構成されている。電極部６４０Ａの第２面６４２には絶縁シート６４３が貼り付けられている。絶縁シート６４３には金属シート６４４が貼り付けられている。金属シート６４４の大きさは絶縁シート６４３の大きさとは等しい。なお、図８では、絶縁シート６４３の端縁６４３Ａは外部に露出しているが、この端縁６４３Ａを封止部８０で覆ってもよい。
【０１０１】
絶縁シート６４３の大きさは電極部６４０Ａの第２面６４２よりも大きい。
絶縁シート６４３の端縁６４３Ａは外側に向けて延びている。これにより、絶縁シート６４３とベース部６４０Ｂとの間に空間が設けられる。この空間には、半導電性部材が充填もしくは挿入されている。これにより、電極部６４０Ａの角部６７１の一部分が半導電性部材により覆われる。
【０１０２】
本実施形態の半導体装置１によれば、次の効果を得ることができる。
（１３）本実施形態では、絶縁シート６４３が電極部６４０Ａの第２面６４２よりも大きいという構成を有するため、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
（１４）また、電極部６４０Ａの角部６７１の一部が半導電性部材により覆われるという構成を有するため、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第７実施形態）
図９を参照して、第７施形態について説明する。
【０１０４】
本実施形態の半導体装置は、第１実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、第１実施形態では、絶縁シート７４３を単一材料により形成しているが、本実施形態では、絶縁シート７４３を２層構造とし、外層と内層との絶縁性を異ならせている。なお、以降の説明では、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付す。
【０１０５】
電極部７４０Ａの第２面７４２には絶縁シート７４３が貼り付けられている。電極部７４０Ａの角部７７１は絶縁シート７４３により覆われている。絶縁シート７４３は電極部７４０Ａの第２面７４２よりも大きい。また、絶縁シート７４３には金属シート７４４が貼り付けられている。
【０１０６】
絶縁シート７４３は２層構造とされ、このうち外側の外層７４６が絶縁層とされ、内側の内層７４５が半導電層とされている。外層７４６はポリイミドシートにより形成されている。内層７４５は、カーボンもしくは金属粒子等の導電物質を含むポリイミドシートにより形成されている。内層７４５は、電極部７４０Ａの第２面７４２および角部７７１に接着している。
【０１０７】
本実施形態の半導体装置１によれば、次の効果を得ることができる。
（１５）本実施形態では、絶縁シート７４３が電極部７４０Ａの第２面７４２よりも大きいという構成を有するため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
また、本実施形態では、絶縁シート７４３が上記のように２層構造とされている。このため、電極部７４０Ａと絶縁シート７４３との間の電位傾度の均一化を図ることができる。これにより、絶縁耐圧を大きくすることができる。
【０１０９】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態にて示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【０１１０】
・上記第１実施形態では、第１導電体３１と第３導電体３３とが別個の部材として構成されているが、これを一個の部材として構成してもよい。また同様に、第２導電体３２と第４導電体３４とを一個の部材として構成してもよい。また、これらの導電体３１〜３４を省略することもできる。すなわち、本発明は、導電体３１〜３４の構造に関係なく、電極端子４０，５０の構造に適用される。
【０１１１】
・上記第１実施形態において、スイッチング素子１０としてＭＯＳＦＥＴを用いているが、スイッチング素子１０の種類は限定されない。すなわち、本発明は、スイッチング素子１０の構造に関係なく、半導体装置１の電極端子４０，５０の構造に適用される。
【０１１２】
・上記第１実施形態では、電極部４０Ａと放熱装置９０との間を絶縁するために、電極部４０Ａに絶縁シート４３を貼り付けているが、絶縁構造はこれに限定されない。例えば、電極部４０Ａにポリイミド樹脂を塗布等することにより絶縁層を形成することもできる。このことは、他の各実施形態についても同様である。
【０１１３】
・上記第１実施形態では、絶縁シート４３として、ポリイミド樹脂により形成したシートを用いているが、絶縁シート４３の材料はこれに限定されない。例えば、絶縁シート４３の材料として、エポキシ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＰＥＥＫ樹脂（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー、これら樹脂に絶縁性フィラを含有した樹脂を用いることができる。また、セラミックス基板を用いてもよい。セラミックス基板としては、例えばＳｉＮ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＯ２等を用いることができる。このことは、他の各実施形態についても同様である。
【０１１４】
・上記第１実施形態では、電極部４０Ａの角部７１の全部を絶縁シート４３で覆っているが、角部７１の一部のみを覆っている場合においても、第１実施形態の効果に準じた効果が得られる。例えば、電極部４０Ａにおいて電界集中が高くなる頂点のみを絶縁シート４３で覆う構成とすることもできる。
【０１１５】
・上記第２実施形態では、電極部２４０Ａの第２面２４２の延長面に沿うように絶縁シート２４３を延長させているが、絶縁シート２４３のうち第２面２４２から延長した部分を電極部２４０Ａ側に曲げる構成としてもよい。また、絶縁シート２４３を更に延長して封止部８０の側面を覆う構成としてもよい。
【０１１６】
・上記第３実施形態では、ベース部３４０Ｂおよび段部３４０Ｃが平面視で矩形とされているが、ベース部３４０Ｂおよび段部３４０Ｃの形態は特に限定されない。例えば、四角錐台形としてもよい。また、段部３４０Ｃの側面を曲面としてもよい。
【０１１７】
・上記第４実施形態では、電極部４４０Ａの第２面４４２と側面４４５の間に他面４４６を設けている。そして、他面４４６は平坦面として形成されているが、これを曲面に形成してもよい。
【０１１８】
・上記第５実施形態では、電極部５４０Ａの角部５７１の全部を半導電層５４７で覆っているが、角部５７１の一部のみ半導電層５４７で覆ってもよい。例えば、電極部５４０Ａにおいて、隣り合う２つの側面の間の稜線を含む角部のみを半導電層５４７で覆ってもよい。
【０１１９】
・上記第６実施形態では、電極部６４０Ａがベース部６４０Ｂと段部６４０Ｃとにより構成されているものにおいて、ベース部６４０Ｂと絶縁シート６４３との間の隙間に半導電性部材を挿入または充填する構造とする。この構造の適用は、第６実施形態の半導体装置に限られず、絶縁シート６４３と電極部６４０Ａとの間に隙間のある構造を有する半導体装置に対して適用することができる。例えば、第４実施形態の電極部４４０Ａの構造に対して本構造を適用することができる。すなわち、他面４４６と絶縁シート４４３との間の部分に、半導電性部材を充填してもよい。
【０１２０】
・上記第７実施形態では、電極部７４０Ａの第２面７４２に貼り付けられている絶縁シート７４３について、絶縁シート７４３の全体を２層構造としているが、絶縁シート７４３の一部分のみ２層構造としてもよい。例えば、電極部７４０Ａの角部７７１に接触する部分のみ２層構造とすることができる。
【０１２１】
・上記第７実施形態では、絶縁シート７４３を、絶縁性のポリイミドシートと、カーボン等の導電物質を含みポリイミドシートとの積層により形成するが、絶縁シート７４３の形成方法はこれに限定されない。例えば、絶縁性のポリイミドシートに半導電性樹脂を塗布することにより、絶縁シート７４３を形成することもできる。
【０１２２】
・上記各実施形態において、スイッチング素子１０とフライホイールダイオード２０とが並列接続する半導体装置１に本発明を適用しているが、本発明の適用はこれに限定されない。すなわち、本発明は、放熱装置９０が電極端子に取り付けられる構造の半導体装置１に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１…半導体装置、１０…スイッチング素子、１１…第１主面、１２…第２主面、１３…ドレイン電極、１４…ソース電極、１５…ゲート電極、２０…フライホイールダイオード、３１…第１導電体、３２…第２導電体、３３…第３導電体、３４…第４導電体、４０…第１電極端子、４０Ａ…電極部、４０Ｂ…端子部、４１…第１面、４２…第２面、４３…絶縁シート、４３Ａ…端縁、４４…金属シート、４５…側面、５０…第２電極端子、５０Ａ…電極部、５１…第１面、５２…第２面、５３…絶縁シート、５４…金属シート、６０…配線シート、６０Ａ…固定部、６０Ｂ…リード部、６１…配線、６２…補強板、６３Ａ…第１ポリイミド層、６３Ｂ…第２ポリイミド層、６４…第１貫通孔、６５…第２貫通孔、６６…開口部、６７…ゲート端子、７１，１７１，２７１，５７１，６７１，７７１…角部、３７１，４７１…第１角部、８０…封止部、８０Ａ…接触部分、８１…境界面、９０…放熱装置、９１…取付面、１４０…電極端子、１４０Ａ…電極部、１４２…第２面、１４３…絶縁シート、１４４…金属シート、１４５…側面、１８０…封止部、１８０Ａ…低耐圧部分、１８１…境界面、１９０…放熱装置、５４７，６４７…半導電層、８００…半導体装置、８１０…スイッチング素子、８２０…電極部、８３０…絶縁層、８４０…放熱装置、９００…半導体装置、９１０…スイッチング素子、９２０…電極部、９３０…絶縁層、９４０…封止部、９５０…放熱装置、９６０…境界面。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モールド樹脂で封止された電力制御用の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力制御用の半導体装置は、スイッチング素子と、制御用の配線と、低電圧側配線に接続される第１電極端子と、高電圧側配線に接続される第２電極端子と、スイッチング素子を封止するモールド樹脂とを備えている。半導体装置はスイッチング動作により高温になるため、ヒートシンク等の放熱装置が半導体装置に取り付けられている。放熱装置は金属により形成されているため、半導体装置の絶縁耐圧が要求される。
【０００３】
特許文献１には、水冷式の放熱装置８４０と、電力制御用のスイッチング素子８１０とが一体にされた半導体装置８００が示されている。図１０（ａ）に示すように、放熱装置８４０の上に電極部８２０が配置され、さらに、電極部８２０の上にスイッチング素子８１０が配置されている。そして、電極部８２０と放熱装置８４０との間に絶縁層８３０が設けられている。この種の構造の半導体装置８００では、放熱装置８４０の表面全体に絶縁層８３０が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１７３５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１０（ｂ）を参照して、特許文献１の半導体装置８００とは封止構造の異なる半導体装置９００、すなわちモールド型の半導体装置９００について説明する。
この種の半導体装置９００には放熱装置９５０が直接取り付けられる。このため、半導体装置側で絶縁対策がなされている。すなわち、スイッチング素子９１０が配置されている電極部９２０の外面に絶縁層９３０が設けられている。絶縁層９３０は封止部９４０から露出する。しかし、この種の半導体装置９００の場合、封止部９４０と絶縁層９３０との間に境界面９６０が存在するため、半導体装置８００に比べると絶縁耐圧が低い。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、モールド樹脂で封止された半導体装置において、絶縁耐圧の高い電力制御用の半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）請求項１に記載の発明は、第１電極部を有する低電圧側の第１電極端子と、第２電極部を有する高電圧側の第２電極端子と、前記第１電極部および前記第２電極部に接続されているスイッチング素子と、前記スイッチング素子をモールド樹脂で封止する封止部とを備え、絶縁層が前記第１電極部および前記第２電極部のうち少なくとも一方の電極部の外面に設けられ、かつ前記絶縁層が前記封止部から露出する電力制御用の半導体装置において、前記絶縁層が前記外面よりも大きいことを要旨とする。
【０００８】
従来構造の半導体装置の場合、絶縁層が電極部の外面を覆っているが、封止部と絶縁層との間に形成される境界面が電極部の角部の近くに存在する。すなわち、角部の近辺には絶縁耐圧の高い部分と絶縁耐圧の低い部分が存在する。角部は電界集中が生じるところであるため、電極部に高電圧が加わると、角部から放電が生じ、絶縁耐圧の低い部分すなわち封止部が絶縁破壊することがある。
【０００９】
本発明では、絶縁層を電極部の外面よりも大きくし、角部すなわち電界集中が生じやすいところを絶縁層で覆う。これにより、従来構造の半導体装置に比べて、電極部と放熱装置との間の絶縁耐圧を高くすることができる。
【００１０】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電力制御用の半導体装置において、前記絶縁層は、前記電極部の角部の少なくとも一部分を覆うことを要旨とする。
この発明によれば、電極部の角部を絶縁層で覆い、角部の近辺において絶縁耐圧の低いところを少なくする。これにより、従来構造の半導体装置に比べ、電極部と放熱装置との間の絶縁耐圧を高くすることができる。
【００１１】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の電力制御用の半導体装置において、前記絶縁層が設けられた前記電極部の外面の面積が同電極部の内面の面積よりも小さいことを要旨とする。
【００１２】
この発明によれば、絶縁層の面積が電極部の内面の面積と等しいとき、絶縁層の面積が電極部の外面の面積よりも小さくなる。すなわち、絶縁層の面積の大きさを電極部の内面の面積よりも大きくすることなく絶縁層を電極部の外面よりも大きくすることができる。
【００１３】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の電力制御用の半導体装置において、前記電極部の側面と前記外面との間に他面が形成され、前記外面と前記他面との間のなす角が鈍角とされていることを要旨とする。
【００１４】
この発明によれば、外面と電極部の側面との間に他面を形成し、外面と他面との間のなす角を鈍角にする。これにより、角部における電界集中が緩和される。このため、従来構造の電極部に比べ、絶縁耐圧を大きくすることができる。
【００１５】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、前記電極部の角部の少なくとも一部分が、前記絶縁層よりも導電性が高くかつ前記電極部よりも導電性が低い半導電性部材により覆われていることを要旨とする。
【００１６】
電極端子間に高電圧が加えられるとき電極部の角部に電界集中が生じる。このとき、電極部の角部の電位が電極部の平坦部の電位よりも高くなるため、角部を起点として放熱装置へ放電が生じることがある。本発明では、電極部の角部を半導電性部材で覆う。これにより、電極部の電界集中が緩和するため、このような放電を抑制することができる。
【００１７】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の電力制御用の半導体装置において、前記半導電性部材は絶縁性物質と導電性物質との混合物であることを要旨とする。
この種の混合物は導電体の電界集中を緩和させる作用を有する。本発明では、上記混合物で電極部を覆って電界集中を緩和する。これにより絶縁耐圧を高くすることができる。
【００１８】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、前記絶縁層が２層構造とされ、外層は、絶縁性物質により形成され、内層は、前記外層よりも導電性が高くかつ前記電極部よりも導電性が低い半導電性部材により形成されていることを要旨とする。
【００１９】
このような構成によれば、電極部と絶縁層との接触部分の全体に半導電性部材が配置されるため、電極部と絶縁層との間の電位傾度の均一化を図ることができる。これにより、絶縁耐圧を大きくすることができる。
【００２０】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、前記絶縁層は、内面表面が熱可塑性樹脂層である絶縁シートにより形成されていることを要旨とする。
【００２１】
この構成によれば、熱圧着により絶縁シートを電極部に取り付けることができるため、塗布等により絶縁層を形成する場合と比べて、製造工程が簡易な半導体装置を提供することができる。
【００２２】
（９）請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、前記絶縁層の外面には金属層が設けられていることを要旨とする。
金属層がない場合、絶縁層に取り付けられる放熱装置との接続構造に制限が生じる。すなわち、絶縁層に金属層がない場合は、半田またはろう材を用いて放熱装置を取り付けることが難しいため、両者の接続に接着剤が用いられる。本発明によれば、半田またはろう材によって放熱装置を取り付けることが可能となる。
【００２３】
放熱装置を取り付けるとき、半田またはろう材等を介在させ放熱装置を固定するが、絶縁層に金属層が設けられていない場合にあっては、取り付けのときの圧着力、擦れ、または接触等により絶縁層に傷が付くことがある。傷のある部分は他の部分に比べて絶縁層が薄いため、絶縁耐圧が著しく低下することがある。この点、上記構成によれば、金属層により絶縁層を保護するため、絶縁層の損傷に起因する絶縁耐圧の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、モールド樹脂で封止された半導体装置において、絶縁耐圧の高い電力制御用の半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態の半導体装置の断面構造を示す断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３】半導体装置の電極部を示し、（ａ）は従来構造の電極部の部分断面図、（ｂ）は図１の電極部の部分断面図。
【図４】第２実施形態の半導体装置について電極部の部分断面図。
【図５】第３実施形態の半導体装置について、（ａ）は電極部の部分断面図、（ｂ）は電極部の平面図。
【図６】第４実施形態の半導体装置について電極部の部分断面図。
【図７】第５実施形態の半導体装置について電極部の部分断面図。
【図８】第６実施形態の半導体装置について電極部の部分断面図。
【図９】第７実施形態の半導体装置について電極部の部分断面図。
【図１０】従来構造の半導体装置について、（ａ）は、半導体装置の電極部の部分断面図、（ｂ）モールド型の半導体装置の電極部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１実施形態）
図１を参照して、本発明の半導体装置の第１実施形態について説明する。
以下に説明する電力制御用の半導体装置１は、例えば、インバータ等のスイッチング回路に用いられる。
【００２７】
半導体装置１は、スイッチング素子１０と、フライホイールダイオード２０と、低電圧側の第１電極端子４０と、高電圧側の第２電極端子５０と、制御用の配線シート６０と、これら２つの素子を封止する封止部８０とを備えている。
【００２８】
半導体装置１の回路構成は次の通り。
スイッチング素子１０とフライホイールダイオード２０とは並列接続されている。
すなわち、スイッチング素子１０のソース電極１４とフライホイールダイオード２０のアノード電極とが接続され、かつスイッチング素子１０のドレイン電極１３とフライホイールダイオード２０のカソード電極とが接続されている。
【００２９】
スイッチング素子１０のゲート電極１５には信号配線（配線６１）が接続されている。なお、フライホイールダイオード２０はスイッチング素子１０の逆方向に発生する電力を逃すための素子である。これにより過電圧がスイッチング素子１０に加わることを抑制する。
【００３０】
以下、半導体装置１の各構成要素について説明する。
スイッチング素子１０は、ｎ型ＭＯＳＦＥＴにより形成されている。
スイッチング素子１０の第１主面１１には、ソース電極１４と、ゲート電極１５とが形成されている。スイッチング素子１０の第２主面１２には、ドレイン電極１３が形成されている。
【００３１】
フライホイールダイオード２０はシリコンにより形成されている。
封止部８０は、モールド樹脂によりスイッチング素子１０とフライホイールダイオード２０とを封止する。モールド樹脂としては、例えば、酸化ケイ素等のフィラ含有のエポキシ樹脂、ＰＰＳ樹脂（ポリフェニレンサルファイド樹脂）等が用いられる。
【００３２】
第１電極端子４０について説明する。
第１電極端子４０は半導体装置１の低電圧側の端子を構成する。第１電極端子４０は、矩形の電極部４０Ａ（第１電極部）と端子部４０Ｂ（図２参照）とを備えている。端子部４０Ｂは封止部８０の外側に引き出されている。
【００３３】
第１電極端子４０は数１００μｍ厚から数ｍｍまでの厚さを有する良導体により形成されている。スイッチング素子１０によっては数１０Ａ〜１００Ａの電流制御をするため、第１電極端子４０は上記厚さに設定されている。
【００３４】
第１電極端子４０の第１面４１には、第１導電体３１と第３導電体３３とが設けられている。第１導電体３１および第３導電体３３は、半田で第１電極端子４０に接続されている。
【００３５】
第１電極端子４０の第２面４２（外面）には絶縁シート４３（絶縁層）が貼り付けられている。絶縁シート４３は、ポリイミド樹脂により形成されている。絶縁シート４３は３層構造となっている。すなわち、絶縁シート４３の中間層は非熱可塑性ポリイミド層であり、この非熱可塑性ポリイミド層の両面に熱可塑性ポリイミド層（熱可塑性樹脂層）が形成されている。すなわち、絶縁シート４３のうち第２面４２と接着する面には、熱可塑性ポリイミド層が積層されている。非熱可塑性とは、明確なガラス転移温度が存在せず、高温での軟化が小さくかつ弾性率低下が小さい性質をいう。絶縁シート４３を構成するポリイミド樹脂は、封止部８０を形成する樹脂よりも絶縁耐圧が高い。
【００３６】
絶縁シート４３の周縁部は、第１電極端子４０の角部７１を覆っている。そして、絶縁シート４３の周縁部は、封止部８０により覆われている。すなわち、絶縁シート４３のうちの中央部、すなわち第１電極端子４０の第２面４２に対応する部分は、封止部８０に覆われていない。
【００３７】
絶縁シート４３には金属シート４４（金属層）が貼り付けられている。金属シート４４は、絶縁シート４３の中央部を覆っている。すなわち、絶縁シート４３のうち封止部８０に覆われている周縁部以外の部分は、金属シート４４により覆われている。このようにして、絶縁シート４３に打痕等の傷が付かないように、絶縁シート４３が外部に露出しない構成としている。なお、金属シート４４は、例えば銅箔により形成される。
【００３８】
なお、絶縁シート４３（絶縁層）と金属シート４４との積層体（以下、絶縁保護層）は、銅張ポリイミド積層シートにより形成される。銅張ポリイミド積層シートとしては、第２面４２との接着面が熱可塑性ポリイミド層であるシートが用いられる。銅張ポリイミド積層シートを第１電極端子４０に熱圧着により貼り付け可能とするためである。
【００３９】
第１電極端子４０の材料としては、導電性および熱伝導性の観点から銅が用いられる。例えば、タフピッチ銅、無酸素銅等、純度の高い銅により形成される。なお、軽量化のために、アルミニウムが用いられることもある。
【００４０】
第２電極端子５０について説明する。
第２電極端子５０は半導体装置１の高電圧側の端子を構成する。第２電極端子５０は、第１電極端子４０と同様に電極部５０Ａ（第２電極部）と端子部とを備えている。第２電極端子５０は第１電極端子４０と同様の材料により形成されている。
【００４１】
第２電極端子５０の第１面５１には、第２導電体３２と第４導電体３４とが設けられている。第２導電体３２および第４導電体３４は、半田で第２電極端子５０に接続されている。
【００４２】
第２電極端子５０の第２面５２（外面）、すなわちスイッチング素子１０に対向する面と反対側の面には、絶縁シート５３が貼り付けられている。また、絶縁シート５３には金属シート５４が貼り付けられている。絶縁シート５３と金属シート５４との積層体の構造は、第１電極端子４０の絶縁保護層の構造と同様である。
【００４３】
第２電極端子５０の材料は第１電極端子４０と同じ材料が用いられる。なお、第１電極端子４０と第２電極端子５０とを異なる材料とすることも可能である。
第１〜第４導電体３１〜３４について説明する。
【００４４】
第１〜第４導電体３１〜３４は略直方体に形成されている。
第１導電体３１の熱膨張係数は、スイッチング素子１０の熱膨張係数よりも大きく、かつ第１電極端子４０の熱膨張係数よりも小さい。第２導電体３２の熱膨張係数は、スイッチング素子１０の熱膨張係数よりも大きく、かつ第２電極端子５０の熱膨張係数よりも小さい。すなわち、第１導電体３１および第２導電体３２は、導体としての機能と、熱膨張係数との差に起因して生じる応力を緩和する緩衝材としての機能を有する。
【００４５】
第３導電体３３の熱膨張係数は、フライホイールダイオード２０の熱膨張係数よりも大きく、かつ第１電極端子４０の熱膨張係数よりも小さい。第４導電体３４の熱膨張係数は、フライホイールダイオード２０の熱膨張係数よりも大きく、かつ第２電極端子５０の熱膨張係数よりも小さい。すなわち、第３導電体３３および第４導電体３４は、導体としての機能と、熱膨張係数との差に起因して生じる応力を緩和する緩衝材としての機能を有する。
【００４６】
第１導電体３１、第２導電体３２、第３導電体３３、および第４導電体３４は、例えば、Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕ積層板、Ｃｕ−Ｍｏ合金（Ｃｕ−Ｍｏ複合材）、Ｃｕ−Ｗ合金（Ｃｕ−Ｗ複合材）、Ａｌ−ＳｉＣ合金、コバール（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）、Ｃｕ／Ｃｕ−Ｍｏ複合材／Ｃｕの積層板等により形成されている。これらの材料は、銅材の電極端子４０，５０を用いる場合において、上記熱膨張係数の条件を満たす。これらの材料のなかでも、Ｃｕ／Ｍｏ／Ｃｕ積層板、Ｃｕ−Ｍｏ合金（Ｃｕ−Ｍｏ複合材）、Ｃｕ−Ｗ合金（Ｃｕ−Ｗ複合材）、Ｃｕ／Ｃｕ−Ｍｏ複合材／Ｃｕの積層板は、他の材料に比べて熱伝導率が高いため、放熱性の観点から好ましい。なお、Ｃｕ−Ｍｏ複合材は、銅（Ｃｕ）にモリブデン（Ｍｏ）を含浸させた材料、もしくはモリブデン（Ｍｏ）に銅（Ｃｕ）を含浸させた材料を示す。Ｃｕ−Ｗ複合材は、銅（Ｃｕ）にタングステン（Ｗ）を含浸させた材料、もしくはタングステン（Ｗ）に銅（Ｃｕ）を含浸させた材料を示す。
【００４７】
図１および図２を参照して、配線シート６０について説明する。
配線シート６０は、フレキシブルプリント基板により形成されている。具体的には次の構成を有する。
【００４８】
配線シート６０は、配線６１と、補強板６２と、配線６１および補強板６２の一面を覆う第１ポリイミド層６３Ａと、配線６１および補強板６２の他面を覆う第２ポリイミド層６３Ｂとを備えている。第１ポリイミド層６３Ａは、第１電極端子４０と接触する絶縁層である。
【００４９】
第１ポリイミド層６３Ａは３層構造になっている。すなわち、第１ポリイミド層６３Ａの中間層は非熱可塑性ポリイミド層であり、この非熱可塑性ポリイミド層の両面に熱可塑性ポリイミド層が形成されている。
【００５０】
配線６１および補強板６２は、銅材により形成され、第１ポリイミド層６３Ａに形成されている。
第２ポリイミド層６３Ｂは、配線６１および補強板６２が形成された第１ポリイミド層６３Ａに対し、熱可塑性樹脂またはその前駆体を塗布することにより形成される。
【００５１】
配線シート６０は、第１電極端子４０に固定される固定部６０Ａと、配線６１を含むリード部６０Ｂとにより区分される。なお、図２に示すように、リード部６０Ｂの一部は第１電極端子４０に接触し、この接触部分で第１電極端子４０に固定されている。
【００５２】
固定部６０Ａはスイッチング素子１０およびフライホイールダイオード２０を囲む。
すなわち、固定部６０Ａには、第１貫通孔６４と第２貫通孔６５とが形成されている。第１貫通孔６４は、スイッチング素子１０が搭載される第１導電体３１の周囲を囲むように形成されている。第２貫通孔６５は、フライホイールダイオード２０が搭載される第３導電体３３の周囲を囲むように形成されている。
【００５３】
リード部６０Ｂにおいて、第１貫通孔６４近辺には第２ポリイミド層６３Ｂの一部が除去された開口部６６が形成されている。開口部６６にはゲート端子６７が形成されている。ゲート端子６７はゲート電極１５に接続される。
【００５４】
図３を参照して、第１電極端子４０の構造について説明する。
なお、第２電極端子５０は第１電極端子４０と同じ構造を有するため、第２電極端子５０の説明は省略する。
【００５５】
まず、比較のため、従来構造の第１電極端子１４０について説明する。
図３（ａ）に示すように、第１電極端子１４０は、矩形の電極部１４０Ａを有している。電極部１４０Ａは、第２面１４２（外面）側において４個の頂点、第２面１４２と側面１４５とが共有する４本の辺（以下、第１辺）、および隣接する側面１４５が共有する４本の辺（以下、第２辺）を備えている。なお、以下の説明では、頂点を含む部分を頂部とし、第１辺を含む部分を角部１７１とする。頂部は、角部１７１の端にあるため、頂部は角部１７１に含まれるものとする。
【００５６】
電極部１４０Ａの第２面１４２には、絶縁シート１４３が貼り付けられている。絶縁シート１４３の外側には金属シート１４４が貼り付けられている。
絶縁シート１４３の形状は電極部１４０Ａの形状と同じく矩形であり、かつ絶縁シート１４３は電極部１４０Ａの底面と等しい大きさに形成されている。
【００５７】
電極部１４０Ａの角部１７１と絶縁シート１４３の端縁とは、同一平面かつ略同じところに設けられている。すなわち、電極部１４０Ａの角部１７１と、封止部１８０と絶縁シート１４３との境界面１８１とが、略同じところに配置されている。
【００５８】
このような構造の場合、次の課題がある。
電力制御用の半導体装置１では、電極端子間に数百Ｖ〜千数百Ｖの高電圧が加えられる。このとき、電極部１４０Ａの角部１７１に電界集中が生じる。一方、角部１７１を覆う絶縁構造は次のようになっている。角部１７１を構成する一面（第２面１４２）は、絶縁シート１４３により覆われている。また、角部１７１を構成する他面（側面１４５）は、封止部１８０により覆われている。そして、絶縁シート１４３と封止部１８０との境界面１８１が角部１７１に接触して存在する。すなわち、電界集中の生じるところに絶縁耐圧の高い部分と絶縁耐圧の低い低耐圧部分１８０Ａとが存在する。このような絶縁構造の場合、角部１７１に電界集中が生じたとき、角部１７１を起点として角部１７１から放熱装置１９０へと放電が生じ、絶縁耐圧の低い部分すなわち封止部１８０において絶縁破壊が生じる。
【００５９】
また、絶縁破壊が起こりやすくなる要因として次の要因も考えられる。境界面１８１には微小な空気孔（所謂ボイド）が存在する。空気は、樹脂に比べて放電を助長するため、絶縁構造部分の空気孔の存在は絶縁耐圧を低下させる。このため、角部１７１付近に境界面１８１があることも絶縁耐圧を低くする要因であると考えられる。
【００６０】
次に、本実施形態の第１電極端子４０の構造を説明する。
図３（ｂ）に示すように、第１電極端子４０は矩形の電極部４０Ａを有している。電極部４０Ａの構造は、比較構造と同じである。
【００６１】
電極部４０Ａの第２面４２には、絶縁シート４３が貼り付けられている。絶縁シート４３は角部７１で折れ曲がり、さらに電極部４０Ａの側面４５に沿って延びている。絶縁シート４３を展開したものの面積は電極部４０Ａの第２面４２の面積よりも大きい。
【００６２】
放熱装置９０の取付面９１を基準面として、絶縁シート４３の端縁４３Ａは、電極部４０Ａの角部７１よりも離れたところに配置されている。すなわち、電極部４０Ａの角部７１は、絶縁シート４３により覆われている。
【００６３】
この構成によれば、次の作用により、絶縁破壊の発生が抑制される。
絶縁シート４３と封止部８０との境界面８１が角部７１の付近から離れて存在する。すなわち、電界集中の生じるところは絶縁シート４３すなわち絶縁耐圧の高い部材により覆われている。このため、角部７１に電界集中が生じたときでも角部７１を起点とする放電の生じる頻度は従来構造の半導体装置に比べて少ない。また、境界面８１が角部７１から離間したところにあるため、境界面８１における絶縁破壊も抑制される。
【００６４】
本実施形態によれば以下の効果が得られる。
（１）上記実施形態では、絶縁シート４３が電極部４０Ａの第２面４２よりも大きい。これにより、従来構造の半導体装置に比べ、電極部４０Ａと放熱装置９０との間の絶縁耐圧を高くすることができる。
【００６５】
（２）上記実施形態では、絶縁シート４３は、少なくとも一方の電極部４０Ａの第２面４２（外面）および角部７１の少なくとも一部を覆う。すなわち、電極部４０Ａの角部７１の近辺の絶縁構造において絶縁耐圧の低いところを少なくする。これにより、従来構造の半導体装置に比べ、絶縁耐圧を高くすることができる。
【００６６】
（３）上記実施形態では、絶縁シート４３として、内面表面に熱可塑性ポリイミド層が設けられているシートを用いている。この構成によれば、熱圧着により絶縁シート４３を電極部４０Ａに取り付けることにより絶縁層を形成することができる。このため、塗布等により絶縁シート４３に代わる層を形成する場合と比べて、製造工程が簡易な半導体装置を提供することができる。
【００６７】
（４）上記実施形態では、絶縁シート４３はポリイミド樹脂により形成されている。この構成によれば、エポキシ樹脂等の他の絶縁性樹脂により、耐熱性および絶縁耐圧が優れているため、他の樹脂で絶縁シート４３を形成する場合に比べ絶縁シート４３を薄くすることができる。これにより、放熱性を向上させることができる。
【００６８】
（５）上記実施形態では、絶縁シート４３の第２面４２（外面）に金属シート４４を貼り付けている。この構成によれば、半田またはろう材によって放熱装置９０を取り付けることが可能となる。これにより、有機系成分のみからなる接着剤を用いて放熱装置９０を取り付ける場合と比べて、放熱性が向上する。
【００６９】
また、上記構成によれば、金属シート４４により絶縁シート４３が保護されるため、放熱装置９０を取り付けるときに発生する絶縁シート４３の損傷の発生を抑制し、または損傷の程度を小さくすることができる。これにより、絶縁シート４３の損傷による絶縁耐圧の低下を抑制することができる。
【００７０】
（第２実施形態）
図４を参照して、第２実施形態について説明する。
本実施形態の半導体装置は、第１実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、第１実施形態では、絶縁シート４３を電極部４０Ａの角部７１で折り曲げて側面４５に沿わせているが、本実施形態では、電極部２４０Ａの第２面２４２の延長面に沿うように絶縁シート２４３を延長する。なお、以降の説明では、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００７１】
電極部２４０Ａは略直方体に形成されている。
電極部２４０Ａの第２面２４２には絶縁シート２４３が貼り付けられている。絶縁シート２４３には金属シート２４４が貼り付けられている。金属シート２４４の大きさは絶縁シート２４３の大きさとは等しい。
【００７２】
絶縁シート２４３の形状は電極部２４０Ａの第２面２４２の形状と同じく矩形であり、かつ絶縁シート２４３の大きさは電極部２４０Ａの第２面２４２よりも大きい。絶縁シート２４３の端縁２４３Ａは外側に向けて延びている。すなわち、絶縁シート２４３の端縁２４３Ａは、電極部２４０Ａの角部２７１よりも外側に配置されている。封止部８０は、電極部２４０Ａから絶縁シート２４３の端縁２４３Ａまで存在する。なお、図４では、絶縁シート２４３の端縁２４３Ａは外部に露出しているが、絶縁シート２４３の端縁２４３Ａを封止部８０で覆ってもよい。
【００７３】
この構成では、封止部８０のうち角部２７１に接触する接触部分８０Ａと角部２７１とを包括して絶縁シート２４３で覆う。すなわち、角部２７１の一面は絶縁シート２４３に覆われ、角部２７１の他面は厚みのある封止部８０により覆われる。角部２７１部分における封止部８０の厚さは、角部２７１から絶縁シート２４３の端縁２４３Ａまでの長さとなる。この構成により、従来構造に比べて、角部２７１付近において絶縁耐圧の低いところが少なくなる。これにより、角部２７１を起点とする放電の発生が抑制される。
【００７４】
なお、上記「封止部８０のうち角部２７１に接触する接触部分８０Ａと角部２７１とを包括して絶縁シート２４３で覆う」とは、角部２７１と、この角部２７１に接触する接触部分８０Ａとが、絶縁シート２４３の端縁２４３Ａよりも内側に配置されることを示す。この点は、第３実施形態および第４実施形態においても同じである。
【００７５】
本実施形態の半導体装置１によれば、次の効果を得ることができる。
（６）本実施形態では、絶縁シート２４３が電極部２４０Ａの第２面２４２よりも大きいという構成を有するため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
また、絶縁シート２４３が平面構造であることから絶縁シート２４３の折り曲げる必要がない。このため、半導体装置の製造工程を簡略化することができる。
（第３実施形態）
図５を参照して、第３実施形態について説明する。
【００７７】
本実施形態の半導体装置は、第１実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、第１実施形態では、電極部４０Ａは略矩形であり、電極部４０Ａの第１面４１（内面）と第２面４２（外面）とは略同じ面積を有するが、本実施形態では、電極部３４０Ａの第１面３４１の面積よりも第２面３４２の面積を小さくする。なお、以降の説明では、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付す。
【００７８】
電極部３４０Ａは銅材により形成されている。
電極部３４０Ａの第２面３４２には絶縁シート３４３が貼り付けられている。絶縁シート３４３には金属シート３４４が貼り付けられている。金属シート３４４の大きさは絶縁シート３４３の大きさとは等しい。なお、絶縁シート３４３の端縁３４３Ａは封止部８０により覆われている。
【００７９】
電極部３４０Ａは、ベース部３４０Ｂと、ベース部３４０Ｂの外側に設けられている段部３４０Ｃとにより構成されている。図５（ｂ）に示すように、ベース部３４０Ｂと段部３４０Ｃとはともに平面視で矩形に形成されている。段部３４０Ｃの平面視の面積は、ベース部３４０Ｂの平面視の面積よりも小さい。すなわち、電極部３４０Ａの第２面３４２は第１面３４１よりも小さい。
【００８０】
ベース部３４０Ｂと段部３４０Ｃとは一部材により形成されている。段部３４０Ｃは、直方体の電極母材から角部を切削またはエッチングすることにより形成される。なお、ベース部３４０Ｂと段部３４０Ｃとを別部材により形成することも可能である。例えば、直方体のベース部３４０Ｂと、直方体の段部３４０Ｃとを半田接続することにより電極部３４０Ａを形成する。この場合、ベース部３４０Ｂと段部３４０Ｃとを別種の材料とすることも可能である。
【００８１】
電極部３４０Ａは、第２面３４２側に８本の稜線を備えている。第２面３４２を構成する稜線を含む部分を第１角部３７１とし、側面３４５を構成する稜線を含む部分を第２角部３７２とする。
【００８２】
絶縁シート３４３の形状は電極部３４０Ａの形状と同じく矩形であり、かつ絶縁シート３４３の大きさは電極部３４０Ａの第２面３４２よりも大きい。絶縁シート３４３の端縁３４３Ａは外側に向けて延びている。すなわち、絶縁シート３４３の端縁３４３Ａは、電極部３４０Ａの第１角部３７１よりも外側に配置されている。
【００８３】
この構成では、封止部８０のうち第１角部３７１に接触する接触部分８０Ａと電極部３４０Ａの第１角部３７１とを包括して絶縁シート３４３で覆う。すなわち、第１角部３７１を構成する一面は絶縁シート３４３に覆われ、第１角部３７１を構成する他面は厚みのある封止部８０により覆われている。第１角部３７１部分における封止部８０の厚さは、第１角部３７１から絶縁シート３４３の端縁３４３Ａまでの長さ以上となる。この構成により、従来構造に比べて、第１角部３７１付近において絶縁耐圧の低いところが少なくなる。これにより、第１角部３７１を起点とする放電の発生が抑制される。
【００８４】
本実施形態の半導体装置１によれば、次の効果を得ることができる。
（７）本実施形態では、絶縁シート３４３が電極部３４０Ａの第２面３４２よりも大きいという構成を有するため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
（８）また、電極部３４０Ａの第２面３４２（外面）を第１面３４１（内面）よりも小さくすることにより、相対的に、絶縁シート３４３を電極部３４０Ａの第２面４２よりも大きくする。すなわち、電極部３４０Ａの第１面３４１よりも絶縁シート３４３を大きくすることなく、絶縁シート３４３を第２面３４２よりも大きくすることが可能である。
【００８６】
（第４実施形態）
図６を参照して、第４施形態について説明する。
本実施形態の半導体装置は、第１実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、第１実施形態では、電極部４０Ａの角部７１の角度を略９０度とするが、本実施形態では、電極部４４０Ａの第１角部４７１の角度を鈍角とする。なお、以降の説明では、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付す。
【００８７】
電極部４４０Ａは銅材により形成されている。
電極部４４０Ａの第２面４４２には絶縁シート４４３が貼り付けられている。絶縁シート４４３には金属シート４４４が貼り付けられている。金属シート４４４の大きさは絶縁シート４４３の大きさとは等しい。
【００８８】
電極部４４０Ａは、直方体の外面側にテーパが設けられた形状とされている。
すなわち、電極部４４０Ａの第２面４４２と側面４４５との間に他面４４６が設けられている。そして、第２面４４２と他面４４６との間のなす角が鈍角とされている。なお、本実施形態においては、第２面４４２の辺を含む部分を第１角部４７１とし、側面４４５の辺を構成する稜線を第２角部４７２とする。
【００８９】
絶縁シート４４３は電極部４４０Ａの形状と同じく矩形であり、かつ絶縁シート４４３の大きさは電極部４４０Ａの第２面４４２よりも大きい。絶縁シート４４３の端縁４４３Ａは、外側に向けて延びている。すなわち、絶縁シート４４３の端縁４４３Ａは電極部４４０Ａの第１角部４７１よりも外側に配置されている。
【００９０】
この構成では、封止部８０のうち第１角部４７１に接触する接触部分８０Ａと電極部４４０Ａの第１角部４７１とを包括して絶縁シート４４３で覆う。すなわち、第３実施形態と同様の理由により、従来構造に比べて、第１角部４７１付近において絶縁耐圧の低いところが少なくなる。これにより、第１角部４７１を起点とする放電の発生が抑制される。
【００９１】
本実施形態の半導体装置１によれば、次の効果を得ることができる。
（９）本実施形態では、絶縁シート４４３が電極部４４０Ａの第２面４４２よりも大きいという構成を有するため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
（１０）また、本実施形態では、第１角部４７１が鈍角に形成されているため、第１角部４７１における電界集中が緩和されるため、従来構造の電極部１４０Ａ（図３（ａ）参照）を有する半導体装置に比べ、絶縁耐圧を大きくすることができる。
【００９３】
（第５実施形態）
図７を参照して、第５施形態について説明する。
本実施形態の半導体装置は、第２実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、本実施形態では、第２実施形態の電極部２４０Ａの構成に加えて、半導電層５４７を電極部５４０Ａに設けている。なお、以降の説明では、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付す。
【００９４】
電極部５４０Ａは略直方体に形成されている。
電極部５４０Ａの第２面５４２には絶縁シート５４３が貼り付けられている。絶縁シート５４３には金属シート５４４が貼り付けられている。金属シート５４４の大きさは絶縁シート５４３の大きさとは等しい。なお、図７では、絶縁シート５４３の端縁５４３Ａは外部に露出しているが、絶縁シート５４３の端縁５４３Ａを封止部８０で覆ってもよい。
【００９５】
絶縁シート５４３の形状は電極部５４０Ａの形状と同じく矩形であり、かつ絶縁シート５４３の大きさは電極部５４０Ａの第２面５４２よりも大きい。絶縁シート５４３の端縁５４３Ａは外側に向けて延びている。すなわち、絶縁シート５４３の端縁５４３Ａは、電極部５４０Ａの角部５７１よりも外側に配置されている。
【００９６】
また、電極部５４０Ａの角部５７１を含む側面５４５には半導電層５４７が設けられている。
半導電層５４７は半導電性部材により形成される。半導電性部材としては、カーボンまたは金属粒子等の導電性粒子を含むシート材、またはカーボンまたは金属粒子等の導電性粒子を含むポリイミド系接着剤が用いられる。シート材を用いる場合は、貼り付けまたは熱圧着等によりシート材を電極部５４０Ａに固定する。接着剤を用いる場合には、塗布もしくは接着剤溶液への電極部５４０Ａの浸漬により、半導電層５４７を形成する。半導電層５４７の表面抵抗率は、例えば、１０６Ω／ｓｑ未満（膜厚２．０〜２０μｍ）とされる。
【００９７】
本実施形態の半導体装置１によれば、次の効果を得ることができる。
（１１）本実施形態では、絶縁シート５４３が電極部５４０Ａの第２面５４２よりも大きいという構成を有するため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
（１２）また、本実施形態では、電極部５４０Ａの角部５７１を含む側面５４５に、半導電層５４７が設けられている。このため、電極部５４０Ａに高電圧が加えられるとき角部５７１の電界集中が緩和される。すなわち、電極部５４０Ａの角部５７１と放熱装置９０との間の電位差が小さくなるため、絶縁耐圧が高くなる。
【００９９】
（第６実施形態）
図８を参照して、第６施形態について説明する。
本実施形態の半導体装置は、第３実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、本実施形態では、第３実施形態の電極部３４０Ａの構成に加えて、半導電層６４７を電極部６４０Ａに設けている。なお、以降の説明では、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付す。
【０１００】
電極部６４０Ａは、第２実施形態の電極部３４０Ａと同様に、内側のベース部６４０Ｂと、段部６４０Ｃとにより構成されている。電極部６４０Ａの第２面６４２には絶縁シート６４３が貼り付けられている。絶縁シート６４３には金属シート６４４が貼り付けられている。金属シート６４４の大きさは絶縁シート６４３の大きさとは等しい。なお、図８では、絶縁シート６４３の端縁６４３Ａは外部に露出しているが、この端縁６４３Ａを封止部８０で覆ってもよい。
【０１０１】
絶縁シート６４３の大きさは電極部６４０Ａの第２面６４２よりも大きい。
絶縁シート６４３の端縁６４３Ａは外側に向けて延びている。これにより、絶縁シート６４３とベース部６４０Ｂとの間に空間が設けられる。この空間には、半導電性部材が充填もしくは挿入されている。これにより、電極部６４０Ａの角部６７１の一部分が半導電性部材により覆われる。
【０１０２】
本実施形態の半導体装置１によれば、次の効果を得ることができる。
（１３）本実施形態では、絶縁シート６４３が電極部６４０Ａの第２面６４２よりも大きいという構成を有するため、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
（１４）また、電極部６４０Ａの角部６７１の一部が半導電性部材により覆われるという構成を有するため、第５実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第７実施形態）
図９を参照して、第７施形態について説明する。
【０１０４】
本実施形態の半導体装置は、第１実施形態の構成に対して次の変更を加えている。すなわち、第１実施形態では、絶縁シート７４３を単一材料により形成しているが、本実施形態では、絶縁シート７４３を２層構造とし、外層と内層との絶縁性を異ならせている。なお、以降の説明では、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付す。
【０１０５】
電極部７４０Ａの第２面７４２には絶縁シート７４３が貼り付けられている。電極部７４０Ａの角部７７１は絶縁シート７４３により覆われている。絶縁シート７４３は電極部７４０Ａの第２面７４２よりも大きい。また、絶縁シート７４３には金属シート７４４が貼り付けられている。
【０１０６】
絶縁シート７４３は２層構造とされ、このうち外側の外層７４６が絶縁層とされ、内側の内層７４５が半導電層とされている。外層７４６はポリイミドシートにより形成されている。内層７４５は、カーボンもしくは金属粒子等の導電物質を含むポリイミドシートにより形成されている。内層７４５は、電極部７４０Ａの第２面７４２および角部７７１に接着している。
【０１０７】
本実施形態の半導体装置１によれば、次の効果を得ることができる。
（１５）本実施形態では、絶縁シート７４３が電極部７４０Ａの第２面７４２よりも大きいという構成を有するため、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
また、本実施形態では、絶縁シート７４３が上記のように２層構造とされている。このため、電極部７４０Ａと絶縁シート７４３との間の電位傾度の均一化を図ることができる。これにより、絶縁耐圧を大きくすることができる。
【０１０９】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態にて示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【０１１０】
・上記第１実施形態では、第１導電体３１と第３導電体３３とが別個の部材として構成されているが、これを一個の部材として構成してもよい。また同様に、第２導電体３２と第４導電体３４とを一個の部材として構成してもよい。また、これらの導電体３１〜３４を省略することもできる。すなわち、本発明は、導電体３１〜３４の構造に関係なく、電極端子４０，５０の構造に適用される。
【０１１１】
・上記第１実施形態において、スイッチング素子１０としてＭＯＳＦＥＴを用いているが、スイッチング素子１０の種類は限定されない。すなわち、本発明は、スイッチング素子１０の構造に関係なく、半導体装置１の電極端子４０，５０の構造に適用される。
【０１１２】
・上記第１実施形態では、電極部４０Ａと放熱装置９０との間を絶縁するために、電極部４０Ａに絶縁シート４３を貼り付けているが、絶縁構造はこれに限定されない。例えば、電極部４０Ａにポリイミド樹脂を塗布等することにより絶縁層を形成することもできる。このことは、他の各実施形態についても同様である。
【０１１３】
・上記第１実施形態では、絶縁シート４３として、ポリイミド樹脂により形成したシートを用いているが、絶縁シート４３の材料はこれに限定されない。例えば、絶縁シート４３の材料として、エポキシ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＰＥＥＫ樹脂（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、液晶ポリマー、これら樹脂に絶縁性フィラを含有した樹脂を用いることができる。また、セラミックス基板を用いてもよい。セラミックス基板としては、例えばＳｉＮ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＣ、ＳｉＯ２等を用いることができる。このことは、他の各実施形態についても同様である。
【０１１４】
・上記第１実施形態では、電極部４０Ａの角部７１の全部を絶縁シート４３で覆っているが、角部７１の一部のみを覆っている場合においても、第１実施形態の効果に準じた効果が得られる。例えば、電極部４０Ａにおいて電界集中が高くなる頂点のみを絶縁シート４３で覆う構成とすることもできる。
【０１１５】
・上記第２実施形態では、電極部２４０Ａの第２面２４２の延長面に沿うように絶縁シート２４３を延長させているが、絶縁シート２４３のうち第２面２４２から延長した部分を電極部２４０Ａ側に曲げる構成としてもよい。また、絶縁シート２４３を更に延長して封止部８０の側面を覆う構成としてもよい。
【０１１６】
・上記第３実施形態では、ベース部３４０Ｂおよび段部３４０Ｃが平面視で矩形とされているが、ベース部３４０Ｂおよび段部３４０Ｃの形態は特に限定されない。例えば、四角錐台形としてもよい。また、段部３４０Ｃの側面を曲面としてもよい。
【０１１７】
・上記第４実施形態では、電極部４４０Ａの第２面４４２と側面４４５の間に他面４４６を設けている。そして、他面４４６は平坦面として形成されているが、これを曲面に形成してもよい。
【０１１８】
・上記第５実施形態では、電極部５４０Ａの角部５７１の全部を半導電層５４７で覆っているが、角部５７１の一部のみ半導電層５４７で覆ってもよい。例えば、電極部５４０Ａにおいて、隣り合う２つの側面の間の稜線を含む角部のみを半導電層５４７で覆ってもよい。
【０１１９】
・上記第６実施形態では、電極部６４０Ａがベース部６４０Ｂと段部６４０Ｃとにより構成されているものにおいて、ベース部６４０Ｂと絶縁シート６４３との間の隙間に半導電性部材を挿入または充填する構造とする。この構造の適用は、第６実施形態の半導体装置に限られず、絶縁シート６４３と電極部６４０Ａとの間に隙間のある構造を有する半導体装置に対して適用することができる。例えば、第４実施形態の電極部４４０Ａの構造に対して本構造を適用することができる。すなわち、他面４４６と絶縁シート４４３との間の部分に、半導電性部材を充填してもよい。
【０１２０】
・上記第７実施形態では、電極部７４０Ａの第２面７４２に貼り付けられている絶縁シート７４３について、絶縁シート７４３の全体を２層構造としているが、絶縁シート７４３の一部分のみ２層構造としてもよい。例えば、電極部７４０Ａの角部７７１に接触する部分のみ２層構造とすることができる。
【０１２１】
・上記第７実施形態では、絶縁シート７４３を、絶縁性のポリイミドシートと、カーボン等の導電物質を含みポリイミドシートとの積層により形成するが、絶縁シート７４３の形成方法はこれに限定されない。例えば、絶縁性のポリイミドシートに半導電性樹脂を塗布することにより、絶縁シート７４３を形成することもできる。
【０１２２】
・上記各実施形態において、スイッチング素子１０とフライホイールダイオード２０とが並列接続する半導体装置１に本発明を適用しているが、本発明の適用はこれに限定されない。すなわち、本発明は、放熱装置９０が電極端子に取り付けられる構造の半導体装置１に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１…半導体装置、１０…スイッチング素子、１１…第１主面、１２…第２主面、１３…ドレイン電極、１４…ソース電極、１５…ゲート電極、２０…フライホイールダイオード、３１…第１導電体、３２…第２導電体、３３…第３導電体、３４…第４導電体、４０…第１電極端子、４０Ａ…電極部、４０Ｂ…端子部、４１…第１面、４２…第２面、４３…絶縁シート、４３Ａ…端縁、４４…金属シート、４５…側面、５０…第２電極端子、５０Ａ…電極部、５１…第１面、５２…第２面、５３…絶縁シート、５４…金属シート、６０…配線シート、６０Ａ…固定部、６０Ｂ…リード部、６１…配線、６２…補強板、６３Ａ…第１ポリイミド層、６３Ｂ…第２ポリイミド層、６４…第１貫通孔、６５…第２貫通孔、６６…開口部、６７…ゲート端子、７１，１７１，２７１，５７１，６７１，７７１…角部、３７１，４７１…第１角部、８０…封止部、８０Ａ…接触部分、８１…境界面、９０…放熱装置、９１…取付面、１４０…電極端子、１４０Ａ…電極部、１４２…第２面、１４３…絶縁シート、１４４…金属シート、１４５…側面、１８０…封止部、１８０Ａ…低耐圧部分、１８１…境界面、１９０…放熱装置、５４７，６４７…半導電層、８００…半導体装置、８１０…スイッチング素子、８２０…電極部、８３０…絶縁層、８４０…放熱装置、９００…半導体装置、９１０…スイッチング素子、９２０…電極部、９３０…絶縁層、９４０…封止部、９５０…放熱装置、９６０…境界面。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極部を有する低電圧側の第１電極端子と、第２電極部を有する高電圧側の第２電極端子と、前記第１電極部および前記第２電極部に接続されているスイッチング素子と、前記スイッチング素子をモールド樹脂で封止する封止部とを備え、絶縁層が前記第１電極部および前記第２電極部のうち少なくとも一方の電極部の外面に設けられ、かつ前記絶縁層が前記封止部から露出する電力制御用の半導体装置において、
前記絶縁層が前記外面よりも大きい
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記絶縁層は、前記電極部の角部の少なくとも一部分を覆う
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記絶縁層が設けられた前記電極部の外面の面積が同電極部の内面の面積よりも小さい
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記電極部の側面と前記外面との間に他面が形成され、前記外面と前記他面との間のなす角が鈍角とされている
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記電極部の角部の少なくとも一部分が、前記絶縁層よりも導電性が高くかつ前記電極部よりも導電性が低い半導電性部材により覆われている
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記半導電性部材は絶縁性物質と導電性物質との混合物である
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記絶縁層が２層構造とされ、
外層は、絶縁性物質により形成され、
内層は、前記外層よりも導電性が高くかつ前記電極部よりも導電性が低い半導電性部材により形成されている
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記絶縁層は、内面表面が熱可塑性樹脂層である絶縁シートにより形成されている
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記絶縁層の外面には金属層が設けられている
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項１】
第１電極部を有する低電圧側の第１電極端子と、第２電極部を有する高電圧側の第２電極端子と、前記第１電極部および前記第２電極部に接続されているスイッチング素子と、前記スイッチング素子をモールド樹脂で封止する封止部とを備え、絶縁層が前記第１電極部および前記第２電極部のうち少なくとも一方の電極部の外面に設けられ、かつ前記絶縁層が前記封止部から露出する電力制御用の半導体装置において、
前記絶縁層が前記外面よりも大きい
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記絶縁層は、前記電極部の角部の少なくとも一部分を覆う
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記絶縁層が設けられた前記電極部の外面の面積が同電極部の内面の面積よりも小さい
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記電極部の側面と前記外面との間に他面が形成され、前記外面と前記他面との間のなす角が鈍角とされている
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記電極部の角部の少なくとも一部分が、前記絶縁層よりも導電性が高くかつ前記電極部よりも導電性が低い半導電性部材により覆われている
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記半導電性部材は絶縁性物質と導電性物質との混合物である
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記絶縁層が２層構造とされ、
外層は、絶縁性物質により形成され、
内層は、前記外層よりも導電性が高くかつ前記電極部よりも導電性が低い半導電性部材により形成されている
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記絶縁層は、内面表面が熱可塑性樹脂層である絶縁シートにより形成されている
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電力制御用の半導体装置において、
前記絶縁層の外面には金属層が設けられている
ことを特徴とする電力制御用の半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１１０２１６（Ｐ２０１３−１１０２１６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５２８０９（Ｐ２０１１−２５２８０９）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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