(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、
前記半導体素子に形成された電極領域と電気的に接続されている電極端子部と、
前記半導体素子および前記電極端子部を覆うモールドパッケージ部と、
前記モールドパッケージ部の第一の主面から前記電極端子部にかけて、前記モールドパッケージ部の内部に設けられており、底面から前記電極端子部が露出している第一の開口孔と、
前記第一の開口孔の開口部の少なくとも一部を塞ぐように、前記第一の主面上にネジを用いたネジ締めにより固定され、導電性を有する外部接続部材と、
前記第一の開口孔の内部に配設され、弾性および導電性を有し、前記電極端子部と前記外部接続部材とを電気的に接続する第一のコンタクト部材とを、備えている、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第一の主面に対向する、前記モールドパッケージ部の第二の主面から前記電極端子部にかけて、前記モールドパッケージ部の内部に設けられており、底面から前記電極端子部が露出している第二の開口孔を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置は、
平面視において、複数配置されており、
隣接する前記半導体装置同士が電気的に接続されている、
ことを特徴とする半導体装置モジュール。
【請求項４】
請求項２に記載の半導体装置は、
少なくとも二つであり、
一方の前記半導体装置が有する前記第二の主面と、他方の前記半導体装置が有する前記第二の主面とを合わせることにより、前記一方の半導体装置が有する一方の前記第二の開口孔は、前記他方の半導体装置が有する他方の前記第二の開口孔に接続され、
前記一方の第二の開口孔の内部および前記他方の第二の開口孔の内部に配設され、弾性および導電性を有し、前記一方の半導体装置が有する前記電極端子部と前記他方の半導体装置が有する前記電極端子部とを電気的に接続する第二のコンタクト部材を、備えている、
ことを特徴とする半導体装置モジュール。
【請求項５】
前記一方の半導体装置が有する前記第二の主面には、
一方の凹部が形成されており、
前記他方の半導体装置が有する前記第二の主面には、
他方の凹部が形成されており、
前記一方の半導体装置が有する前記第二の主面と、前記他方の半導体装置が有する前記第二の主面とを合わせることにより、前記一方の凹部は、前記他方の凹部に接続され、
前記一方の凹部と前記他方の凹部とが接続されている状態で、前記一方の凹部内および前記他方の凹部内に配設される冷却部材を、さらに備えている、
ことを特徴とする請求項４に記載の半導体装置モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および半導体装置モジュールに関するものであり、たとえば電力半導体装置および当該電力半導体装置を用いたパワーモジュール等に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来より、樹脂封止型電力半導体装置に関する技術が存在する（たとえば、特許文献１参照）。当該特許文献１に開示されているように、樹脂封止型電力半導体装置では、絶縁基板、電力半導体素子、当該電力半導体素子の電極領域と接続される金属配線板や金属ワイヤーなどが、封止樹脂（モールドパッケージ）で封止されている。
【０００３】
また、特許文献１に係る構成では、モールドパッケージ内部において、電極端子部の一方端は、半導体素子のエミッタ領域と接合している。そして、当該電極端子部の他方端は、当該モールドパッケージの側面から突出している。
【０００４】
なお、当該電極端子部の他方端は、モールドパッケージの外側において、外部回路と接続される（たとえば、樹脂封止型電力半導体装置同士が電極端子部を介して接続される。または、樹脂封止型電力半導体装置と他の電気回路とが電極端子部を介して接続される）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４７３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、特許文献１に係る構成では、電極端子部がモールドパッケージの外側に突出している。このため、樹脂封止型電力半導体装置と外部回路とを電極端子部を介して接続させる際、モールドパッケージの外側において、電極端子部の突出に起因して余分なスペースが生じていた。
【０００７】
また、特許文献１に係る技術では、樹脂封止型電力半導体装置と外部回路とを電極端子部を介して接続させる際、はんだを用いて接続していた。当該はんだを用いた接続のためには、余分な加熱工程が必要であり、製造工程が煩雑化する。また、高いジャンクション温度の樹脂封止型電力半導体装置を採用した場合には、温度上昇により、樹脂封止型電力半導体装置と外部回路との接続部である電極端子部において、はんだが融解することが懸念される。また、前述したように、樹脂封止型電力半導体装置と外部回路とを接続する際には、はんだを使用する。したがって、ＲｏＨＳ（ローズ、ロハス）対応が困難となる場合もあった。
【０００８】
そこで、本発明では、樹脂封止型半導体装置と外部回路とを接続させる際、モールドパッケージの外側において余分なスペースが発生せず、またはんだを用いず当該接続を可能せしめる半導体装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、当該半導体装置を用いた半導体装置モジュールも提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子に形成された電極領域と電気的に接続されている電極端子部と、前記半導体素子および前記電極端子部を覆うモールドパッケージ部と、前記モールドパッケージ部の第一の主面から前記電極端子部にかけて、前記モールドパッケージ部の内部に設けられており、底面から前記電極端子部が露出している第一の開口孔と、前記第一の開口孔の開口部の少なくとも一部を塞ぐように、前記第一の主面上にネジを用いたネジ締めにより固定され、導電性を有する外部接続部材と、前記第一の開口孔の内部に配設され、弾性および導電性を有し、前記電極端子部と前記外部接続部材とを電気的に接続する第一のコンタクト部材とを、備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子に形成された電極領域と電気的に接続されている電極端子部と、前記半導体素子および前記電極端子部を覆うモールドパッケージ部と、前記モールドパッケージ部の第一の主面から前記電極端子部にかけて、前記モールドパッケージ部の内部に設けられており、底面から前記電極端子部が露出している第一の開口孔と、前記第一の開口孔の開口部の少なくとも一部を塞ぐように、前記第一の主面上にネジを用いたネジ締めにより固定され、導電性を有する外部接続部材と、前記第一の開口孔の内部に配設され、弾性および導電性を有し、前記電極端子部と前記外部接続部材とを電気的に接続する第一のコンタクト部材とを、備えている。
【００１３】
このように、本発明に係る半導体装置では、半導体素子の電極領域に接続される電極端子部を、モールドパッケージ部の側面から突出させる必要が無くなる。したがって、半導体装置の側面側（平面方向）において余分なスペースが発生することを防止できる。
【００１４】
また、本発明に係る半導体装置では、外部接続部材をモールドパッケージ部に固定するだけで、外部接続部材と電極端子部とを、第一のコンタクト部材を介して、電気的に接続することができる。つまり、本発明に係る半導体装置では、外部接続部材と電極端子部とを電気的に接続させる際に、はんだ付け工程は省略できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置１００の構成を説明するための断面図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体装置１００の構成を説明するための平面図である。
【図３】実施の形態１に係る半導体装置１００の構成を説明するための透視平面図である。
【図４】半導体基体の構成を示す断面図である。
【図５】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ための断面図である。
【図６】実施の形態１に係る半導体装置１００の構成を説明するための断面図である。
【図７】実施の形態１に係る半導体装置１００の構成を説明するための平面図である。
【図８】第一のコンタクト部材および第二のコンタクト部材の端部形状を示す断面図である。
【図９】第一のコンタクト部材および第二のコンタクト部材の端部形状を示す断面図である。
【図１０】実施の形態２に係る半導体装置モジュールの構成を説明するための断面図である。
【図１１】実施の形態２に係る半導体装置モジュールの構成を説明するための平面図である。
【図１２】実施の形態３に係る半導体装置２００の構成を説明するための断面図である。
【図１３】実施の形態３に係る半導体装置２００の製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】実施の形態４に係る半導体装置モジュールの構成を説明するための断面図である。
【図１５】実施の形態４に係る半導体装置モジュールを構成する半導体装置２００Ａの構成を説明するための断面図である。
【図１６】実施の形態４に係る半導体装置モジュールを構成する半導体装置２００Ｂの構成を説明するための断面図である。
【図１７】実施の形態４に係る半導体装置モジュールが備える冷却フィン２３の構成を説明するための断面図である。
【図１８】実施の形態４に係る半導体装置モジュールの他の構成を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
【００１９】
＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態に係る樹脂封止型電力半導体装置（以下、単に半導体装置と称する）１００の断面構成を示す断面図である。図２は、当該半導体装置１００を、図１の上方向から見た平面構成を示す平面図である。ここで、図２に示したＡ−Ａ断面が、図１の断面図に相当する。
【００２０】
また、図３は、当該半導体装置１００が備える電極端子部３，４，６の平面構成を示す平面図である。なお、図３において、モールドパッケージ部９は図示を省略している。さらに、図３において、電極端子部３，４，６の輪郭は実線で図示し、ダイオード素子１、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）素子２および絶縁層７・放熱板８の輪郭は、点線にて図示している。
【００２１】
半導体装置１００全体の輪郭は、図１，２から分かるように、略直方体である。ここで、本明細書では、図１の上方向に存する半導体装置１００の主面（上面）を、第一の主面と称する。他方、図１の下方向に存する半導体装置１００の主面（第一の主面に対向する主面であり、下面）を、第二の主面と称する。これにより、図２の平面図には、半導体装置１００の第一の主面が図示されていると理解できる。
【００２２】
図１に示すように、半導体装置１００は、ダイオード素子（半導体素子であると把握できる）１、ＩＧＢＴ素子（半導体素子であると把握できる）２、リードフレーム（電極端子部であると把握できる）３，４、ワイヤー５、信号端子（電極端子部であると把握できる）６、絶縁層７、放熱板８、モールドパッケージ部９、および第一の開口孔１０，１１を、備えている。
【００２３】
ダイオード素子１の第二の主面側の面およびＩＧＢＴ素子２の第二の主面側の面は各々、はんだバンプＨＢ１を介して、リードフレーム４の第一の主面側の面に接合されている。他方、ダイオード素子１の第一の主面側の面およびＩＧＢＴ素子２の第一の主面側の面は各々、はんだバンプＨＢ２を介して、リードフレーム３の第二の主面側の面に接合されている。
【００２４】
ここで、リードフレーム４の上面において、ダイオード素子１とＩＧＢＴ素子２とは、隣り合ってかつ少し離隔して配設されている（図１および図３参照）。また、各リードフレーム３，４は、銅材であり、厚さ１ｍｍ程度の長方形の平板である。また、図３に示すように、リードフレーム３の一部とリードフレーム４の一部とは、平面視において重なっている。
【００２５】
なお、図１の構成例では、半導体装置１００内には、一つのダイオード素子１と一つのＩＧＢＴ素子２とが配設されているが、各半導体素子の種類および数は、半導体装置１００の使用態様に応じて任意に選択できる。
【００２６】
またたとえば、ダイオード素子１に形成されたアノード領域（電極領域と把握できる）は、リードフレーム３と電気的に接続されており、ＩＧＢＴ素子２に形成されたエミッタ領域（電極領域と把握できる）は、リードフレーム３と電気的に接続されている。また前述のリードフレーム３と各半導体素子の各電極領域との電気的接続の場合には、ダイオード素子１に形成されたカソード領域（電極領域と把握できる）は、リードフレーム４と電気的に接続されており、ＩＧＢＴ素子２に形成されたコレクタ領域（電極領域と把握できる）は、リードフレーム４と電気的に接続されている。
【００２７】
また、図１に示すように、リードフレーム４の第二の主面側の面は、絶縁層７の第一の主面側の面と接合されている。また、絶縁層７の第一の主面側の面には、二つの信号端子６が接合されている。つまり、リードフレーム４と信号端子６とは、同層に配設されている。なお、絶縁層７は、高い熱伝導性を有していて、たとえば高伝導性フィラーを含んでいるエポキシ樹脂などから構成されている。
【００２８】
ここで、図３に示すように、絶縁層７の上面において、各信号端子６とリードフレーム４とは、電気的に接続されないように、各々離隔して配置されている。なお、信号端子６としては、たとえば銅材を採用できる。また、図１，３から分かるように、絶縁層７は、長方形の板材である。
【００２９】
また、図１に示すように、ＩＧＢＴ素子２に形成されたゲート領域と各信号端子６とは、金属製の細いワイヤー５を介して、電気的に接続されている。ここで、ワイヤー５は、たとえばアルミニウムなどの線材を採用でき、ワイヤーボンディング法を用いて前記接続が行われる。
【００３０】
また、図１に示すように、絶縁層７の第二の主面側の面には、放熱板８の第一の主面側の面が接合されている。ここで、図３から分かるように、放熱板８の平面視形状は、絶縁層７の平面視形状と同一であり、板材である。放熱板８の材質は、たとえば銅やアルミニウムなどである。
【００３１】
ここで、上記まで説明された部材１，２，３，４，５，６，７，８からの構成される構造体を、半導体基体と称することとする。
【００３２】
さて、図１に示すように、半導体装置１００には、半導体基体を覆うように、モールド樹脂からなるモールドパッケージ部９が形成されている。つまり、本発明に係る半導体装置１００は、モールド樹脂によって封止されているトランスファーモールド型のパッケージである。モールドパッケージ部９の材質は、熱硬化性の樹脂材料を含んでいる部材である。トランスファーモールド方式のため、樹脂封止の際には、モールドパッケージ部９の材質は流動性をもたせている。
【００３３】
ここで、モールドパッケージ部９は、半導体装置１００の輪郭を構成している。また、図１に示すように、半導体装置１００の第二の主面側から、放熱板８が露出している（つまり、放熱板８の下面は、モールドパッケージ部９により覆われていない）。
【００３４】
本実施の形態に係る半導体装置１００では、図１に示すように、半導体装置１００の第二の主面は、モールドパッケージ部９の下面と放熱板８の下面とで構成されている（図１の構成では、第二の主面側のモールドパッケージ部９の下面と、放熱板８の下面とは、面一となっている）。
【００３５】
また、図１に示すように、モールドパッケージ部９の表面内には、リードフレーム３に接続する一つの第一の開口孔１０、リードフレーム４に接続する一つの第一の開口孔１０、および各信号端子６に接続する各々一つの第一の開口孔１１が、形成されている。なお、図１の構成例では、第一の開口孔１０の開口径は、第一の開口孔１１の開口径よりも大きくなっている（しかし、当該開口径の大小関係に限定する意図はなく、設計に応じて大きさは任意に選択できる）。
【００３６】
ここで、図１の構成例では、各第一の開口孔１０，１１の断面形状は、半導体装置１００の第一の主面から半導体装置１００の内部に進むに連れて、幅が狭くなるテーパ形状を示している。しかしながら、各第一の開口孔１０，１１の断面形状は、当該テーパ形状以外の形状（たとえば、長方形）であっても良い。
【００３７】
一方の第一の開口孔１０は、半導体装置１００（モールドパッケージ部９）の第一の主面からリードフレーム３の上面にかけて、モールドパッケージ部９内に設けられている。したがって、図２に示すように、モールドパッケージ部９を第一の主面側から平面視した場合には、当該一方の第一の開口孔１０の底面からは、リードフレーム３の一部３ａが露出している。
【００３８】
また、他方の第一の開口孔１０は、半導体装置１００（モールドパッケージ部９）の第一の主面からリードフレーム４の上面にかけて、モールドパッケージ部９内に設けられている。したがって、図２に示すように、モールドパッケージ部９を第一の主面側から平面視した場合には、当該他方の第一の開口孔１０の底面からは、リードフレーム４の一部４ａが露出している。
【００３９】
また、各第一の開口孔１１は、半導体装置１００（モールドパッケージ部９）の第一の主面から各信号端子６の上面にかけて、モールドパッケージ部９内に設けられている。したがって、図２に示すように、モールドパッケージ部９を第一の主面側から平面視した場合には、当該各第一の開口孔１１の底面からは、信号端子６の一部６ａが各々露出している。
【００４０】
つまり、本発明に係る半導体装置１００では、各第一の開口孔１０，１１の開口部を塞がない状態では、当該開口部から、リードフレーム３，４の一部３ａ，４ａおよび信号端子６の一部６ａが各々、第一の主面側から視認できる。
【００４１】
次に、図１に示す構造を有する半導体装置の製造方法について説明する。
【００４２】
まず、製造者は、図４に示す構造を有する半導体基体を作成する。当該半導体基体は、樹脂封止される構造体である。ここで、図４は、図２で図示したＡ−Ａ断面線で切断した場合の断面図である。したがって、図４は、図１の部材９，１０，１１以外の構成と同じ構造を有する。
【００４３】
上記で説明したように、図４に示す半導体基体では、ダイオード素子１およびＩＧＢＴ素子２が、はんだ付け等によって（はんだＨＢ１，ＨＢ２によって）、銅材のリードフレーム３，４と接合されている。ここで、リードフレーム３は、ダイオード素子１のアノード領域およびＩＧＢＴ素子２のエミッタ領域と電気的に接続されており、リードフレーム４は、ダイオード素子１のカソード領域およびＩＧＢＴ素子２のコレクタ領域と電気的に接続されている。
【００４４】
また、図４に示す半導体基体において、絶縁層７の上面には、リードフレーム４と各信号端子６が接合されている。また、各ワイヤー５によって、ＩＧＢＴ素子２のゲート領域と各信号端子６とが接続されている。さらに、絶縁層７の下面は、放熱板８の上面と接合されている。
【００４５】
さて、図４に示す構造を有する半導体基体が作成された後、図５に示すように、当該半導体基体を、封止金型１２，１３内部に配置する。
【００４６】
封止金型１２，１３は、上型１２と下型１３とで構成されていている。上型１２および下型１３の各断面輪郭は、コの字状である。また、上型１２には、開口部であるランナー１５が穿設されている。また、上型１２の壁面には、複数の突起部１４が一体形成されている。
【００４７】
具体的に、上型１２の半導体基体と対面する側の壁面に、当該半導体基体が配置される方向に向かって延びる、複数の突起部１４が形成されている。当該各突起部１４は、第一の開口孔１０，１１を形成するためのものである。したがって、各突起部１４の形状は、第一の開口孔１０，１１の形状と同じである。
【００４８】
製造者は、下型１３の底面に、図４に示した半導体基体を載置し、その後、当該下型１３に対して、上記構成を有する上型１２を組み合わせる（図５参照）。これにより、図５に示すように、封止金型１２，１３の内部に当該半導体基体が配置される。
【００４９】
また、上記の通り、各突起部１４は、上型１２の天井面から封止金型１２，１３の半導体基体が配置される空洞内部にかけて延びている。そして、一つの突起部１４の先端部の平面は、リードフレーム３の上面に当接され、他の一つの突起部１４の先端部の平面は、リードフレーム４の上面に当接され、他の二つの突起部１４の先端部の平面は各々、各信号端子６の上面に当接される（図５参照）。
【００５０】
次に、封止過程の際に、製造者は、上型１２と下型１３とを加熱し、封止樹脂を加熱溶融する。そして、当該製造者は、低粘度の状態となった封止樹脂を、ランナー１５を介して封止金型１２，１３の空洞内部に注入する。封止樹脂を封止金型１２，１３の空洞部に充填した後、製造者は、当該空洞部の封止樹脂の圧力を一定に保持しながら冷却し、当該封止樹脂を硬化させる。
【００５１】
ここで、上型１２に一体形成されている突起部１４の存在により、封止樹脂は、当該突起部１４の形成位置には入り込まず、硬化された封止樹脂内に、第一の開口孔１０，１１が形成される。また、各突起部１４の端部の平面が、リードフレーム３，４の面および信号端子６の面に当接している。したがって、封止樹脂は、各当該当接の部分には入り込まず、各第一の開口孔１０，１１の底面から、リードフレーム３，４の一部３ａ，４ａおよび各信号端子６の一部６ａを露出させることができる。
【００５２】
上記製造方法により、図１に示す構造を有する半導体装置１００が作成される。さて、本実施の形態に係る半導体装置１００では、図１の構成に加えて、図６に示すように、外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃおよび第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９を備えている。
【００５３】
また、図７は、図６に示す半導体装置１００を第一の主面側から見た平面図である。なお、図７のＢ−Ｂ断面が図６の断面図に相当する。ここで、図６では、ネジ１８Ｃを透視図示している。
【００５４】
図６に示すように、各第一の開口孔１０の内部には、各第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂが配設されている。また、各第一の開口孔１１の内部には、各第一のコンタクト部材１９が配設されている。各第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９は、弾性および導電性を有する部材であり、たとえば伸縮可能な銅部材である。各第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９は、第一の開口孔１０，１１内部において、外力に応じて伸び縮みすることが可能である。
【００５５】
また、図６，７に示すように、リードフレーム３と接続する第一の開口孔１０の開口部の少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ａが配置されている。当該外部接続部材１７Ａは、固定部材であるネジ１８Ａを用いたネジ締めにより、半導体装置１００（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。なお、図７に示す構成例では、外部接続部材１７Ａは、第一の開口孔１０の一部の開口部を塞いでいる。
【００５６】
当該第一の開口孔１０内部には、第一のコンタクト部材１６Ａが配設されている。したがって、外部接続部材１７Ａの上記固定により、第一のコンタクト部材１６Ａはリードフレーム３の存在している方向に向かって縮み、第一のコンタクト部材１６Ａは、リードフレーム３と外部接続部材１７Ａとを電気的に接続する。
【００５７】
また、図６，７に示すように、リードフレーム４と接続する第一の開口孔１０の開口部の少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ｂが配置されている。当該外部接続部材１７Ｂは、固定部材であるネジ１８Ｂを用いたネジ締めにより、半導体装置１００（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。なお、図７に示す構成例では、外部接続部材１７Ｂは、第一の開口孔１０の一部の開口部を塞いでいる。
【００５８】
当該第一の開口孔１０内部には、第一のコンタクト部材１６Ｂが配設されている。したがって、外部接続部材１７Ｂの上記固定により、第一のコンタクト部材１６Ｂはリードフレーム４の存在する方向に向かって縮み、第一のコンタクト部材１６Ｂは、リードフレーム４と外部接続部材１７Ｂとを電気的に接続する。
【００５９】
また、図６，７に示すように、各信号端子６と接続する各第一の開口孔１１の各開口部において、当該開口部少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ｃが各々配置されている。当該外部接続部材１７Ｃは、固定部材であるネジ１８Ｃを用いたネジ締めにより、半導体装置１００（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。なお、図７に示す構成例では、各外部接続部材１７Ｃは、各第一の開口孔１１１の一部の開口部を塞いでいる。
【００６０】
当該各第一の開口孔１１内部には、第一のコンタクト部材１９が各々配設されている。したがって、外部接続部材１７Ｃの上記固定により、各第一のコンタクト部材１９は信号端子６の存在する方向に向かって縮み、各第一のコンタクト部材１９は、信号端子６と外部接続部材１７Ｃとを電気的に接続する。
【００６１】
ここで、各外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃとして、銅部材を採用できる。また、図６，７では図示していないが、各外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃは、外部回路とも電気的に接続される。
【００６２】
なお、図６，７に示す構成例では、外部接続部材１７Ａ，１７Ｂは平板形状を有しており、外部接続部材１７Ｃは、Ｔ字の形状を有している。しかしながら、各外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃの形状は特に前記形状で限定される必要はなく、半導体装置１００と図示していない外部回路との接続態様に応じて、最適な形状を採用すれば良い。
【００６３】
図８，９は、第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９の先端部の構成例を示す拡大断面図である。図８に示す構成例では、第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９の先端部は、球型である。また、図９に示す構成例では、第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９の先端部は、テーパ状に細くなっており、当該先端部の平面形状は円形となっている。なお、図８，９に示す第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９の先端部の形状は、単なる例示であり、他の形状を採用しても良い。
【００６４】
次に、本実施の形態に係る半導体装置１００の効果について説明する。
【００６５】
特許文献１に係る構成では、半導体素子の電極領域に接続されるリードフレームなどは、パッケージの側面から突出していた。したがって、半導体装置と外部回路とを接続する際に、突出したリードフレームのための余分なスペースが必要であった。
【００６６】
そこで、本実施の形態に係る半導体装置１００では、半導体素子１，２の電極領域に接続される各電極端子部３，４，６は、モールドパッケージ部９内部に納まっており、各電極端子部３，４，６の一部３ａ，４ａ，６ａは、モールドパッケージ部９の第一の主面側から視認できるように、第一の開口孔１０，１１の底面から露出している。
【００６７】
このように、本実施の形態に係る半導体装置１００では、半導体素子１，２の電極領域に接続される電極端子部３，４，６を、モールドパッケージ部９の側面から突出させる必要が無くなる。したがって、半導体装置１００の側面側（平面方向）において余分なスペースが発生することを防止できる。
【００６８】
また、特許文献１に係る構成では、半導体素子の電極領域に接続されるリードフレームなどは、パッケージの側面から突出していた。そして、半導体装置と外部回路（外部接続部材）とを接続する際に、突出したリードフレームに対して、はんだ付け工程を施す必要があった。
【００６９】
そこで、本実施の形態に係る半導体装置１００では、第一の開口孔１０，１１に内部に、第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９を配設し、外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを第一の開口孔１０，１１の開口部を塞ぐように、モールドパッケージ部９に固定している。ここで、各第一の開口孔１０，１１の底面からは、各電極端子部３，４，６が露出ている。
【００７０】
これにより、本実施の形態に係る半導体装置１００では、外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃをモールドパッケージ部９に固定するだけで、外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃと電極端子部３，４，６とを、第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９を介して、電気的に接続することができる。つまり、本実施の形態に係る半導体装置１００では、外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃと電極端子部３，４，６とを電気的に接続させる際に、はんだ付け工程は省略できる。
【００７１】
したがって、本実施の形態に係る半導体装置１００を採用することにより、余分な加熱工程が不要となり、工程の煩雑化も防止できる。また、半導体装置１００と外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃとは、はんだ付け接続されていない。よって、高いジャンクション温度の半導体装置１００を採用したとしても、はんだが融解することも当然無くなる。よって、本実施の形態に係る半導体装置１００は、高ジャンクション温度の製品にも対応できる。
【００７２】
なお、上記の通り、本実施の形態に係る半導体装置１００では、外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃと電極端子部３，４，６とは、半導体装置１００の外側におけるはんだ付けにより、接続されることは無い（つまり、半導体装置１００の外側における、はんだ溶融を懸念する必要もなくなる）。したがって、本実施の形態に係る半導体装置１００は、ＲｏＨＳ対応も可能である。
【００７３】
また、本実施の形態に係る半導体装置１００では、モールドパッケージ９の内部に電極端子部３，４，６を有する。したがって、沿面距離が長くする設計および耐トラッキング性を向上させる設計も可能である。
【００７４】
また、本実施の形態に係る半導体装置１００では、第一の開口孔１０，１１の断面形状は、テーパ状となっている。したがって、当該第一の開口孔１０，１１の内部に、コンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９を投入しやすくなる。
【００７５】
また、本実施の形態に係る半導体装置１００を作成する際に、図５で示した封止金型１２，１３を用いている。つまり、半導体基体を作成し、また、半導体基体を内部に配置することができ、壁面から当該内部にかけて突出している突起部１４を有する封止金型１２，１３を用意する。そして、当該封止金型１２，１３の内部に半導体基体を配置し、突出部１４の端部を電極端子部３，４，６に接触させ、当該封止金型１２，１３の内部に樹脂を流し込み、樹脂を硬化させている。
【００７６】
したがって、第一の開口孔１０，１１を有する半導体装置１００を作成するにあたり、金型の一部を改良して突起部１４を設けるだけで良い。したがって、当該第一の開口孔１０，１１を有さない半導体装置の製造方法と同様の工程（つまり、新たな別工程を付加させずに）により、第一の開口孔１０，１１を有する本実施の形態に係る半導体装置１００を作成できる。
【００７７】
＜実施の形態２＞
本実施の形態では、実施の形態１で説明した半導体装置１００を、平面方向において、少なくとも２以上組み合わせて構成される半導体装置モジュールについて説明する。
【００７８】
図１０は、実施の形態１で説明した半導体装置１００を複数組み合わせた、半導体装置モジュールの構成例を示す断面図である。また、図１１は、図１０に示す半導体装置モジュールを第一の主面側から見た平面図である。なお、図１１のＣ−Ｃ断面が図１０の断面図に相当する。ここで、図１０では、ネジ１８Ｃを透視図示している。
【００７９】
なお、図１１では、一列目の２個の半導体装置１００についてのみ符号を付している。他の４個の半導体装置１００については同じ符号が付されるので、図面簡略化のために、当該他の４個の半導体装置１００については符号の図示を省略している。
【００８０】
図１１に示すように、本実施の形態に係る半導体装置モジュールでは、６個（図１１の縦方向３個×図１１の横方向２個）の半導体装置１００を、平面方向に、接続した構成例について説明する。
【００８１】
なお、本実施の形態では、少なくとも２個以上の半導体装置１００が、平面方向に接続されていればよく、図１０，１１の接続態様は例示である。したがって、以下では、図１１に示す半導体装置１００の接続態様（接続方向、接続台数など）について説明するが、当該接続態様は単なる例示であり、実際の使用状況に応じて、図１１以外の接続態様をユーザは任意に選択することができる。
【００８２】
なお、各半導体装置１００における構成は、図１の構成と同一である。したがって、当該図１の構成と同じ構成の部分に関しては、ここでの説明は省略し、本実施の形態では、他の半導体装置１００との接続関係について説明する。
【００８３】
図１０に示すように、各半導体装置１００において、各第一の開口孔１０の内部には、各第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂが配設されている。また、各半導体装置１００において、各第一の開口孔１１の内部には、各第一のコンタクト部材１９が配設されている。
【００８４】
ここで、実施の形態１で説明したように、各第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９は、弾性および導電性を有する部材であり、たとえば伸縮可能な銅部材である。各第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９は、第一の開口孔１０，１１内部において、外力に応じて伸び縮みすることが可能である。
【００８５】
また、図１１の左側一列の各半導体装置に着目すると、図１０，１１に示すように、リードフレーム３と接続する第一の開口孔１０の開口部の少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ａが配置されている。ここで、当該第一の開口孔１０の内部には、第一のコンタクト部材１６Ａが配設されている。当該外部接続部材１７Ａは、固定部材であるネジ１８Ａを用いたネジ締めにより、半導体装置１００（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。
【００８６】
外部接続部材１７Ａは、一方の外部接続部材１７Ａａと他方の外部接続部材１７Ａｂとから構成されている。他方の外部接続部材１７Ａｂは、ネジ１８Ａのネジ締めにより、半導体装置１００に固定されており、一方の外部接続部材１７Ａａは、ネジ１８Ａａのネジ締めにより、他方の外部接続部材１７Ａｂに固定されている。
【００８７】
また、図１１に示すように、一方の外部接続部材１７Ａａは、図１１の上下方向に隣接する他の半導体装置１００の外部接続部材１７Ａの構成要素にもなっている。つまり、図１１に示すように、一方の外部接続部材１７Ａａは、図１１の上下方向に隣接する他の半導体装置１００の各他方の外部接続部材１７Ａｂにおいても固定されている。したがって、図１１の上下方向に隣接する半導体装置１００同士において、外部接続部材１７Ａおよび第一のコンタクト部材１６Ａを介して、各リードフレーム３は電気的に接続されている。
【００８８】
なお、各第一の開口孔１０における、第一のコンタクト部材１６Ａを介した、リードフレーム３と外部接続部材１７Ａとの電気的接続方法は、実施の形態１で説明した通りである。また、図１１に示す構成例では、各他方の外部接続部材１７Ａｂは、第一の開口孔１０の一部の開口部を塞いでいる。
【００８９】
また、図１１の右側一列の各半導体装置に着目すると、図１０，１１に示すように、リードフレーム４と接続する第一の開口孔１０の開口部の少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ｂが配置されている。ここで、当該第一の開口孔１０の内部には、第一のコンタクト部材１６Ｂが配設されている。当該外部接続部材１７Ｂは、固定部材であるネジ１８Ｂを用いたネジ締めにより、半導体装置１００（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。
【００９０】
外部接続部材１７Ｂは、一方の外部接続部材１７Ｂａと他方の外部接続部材１７Ｂｂとから構成されている。他方の外部接続部材１７Ｂｂは、ネジ１８Ｂのネジ締めにより、半導体装置１００に固定されており、一方の外部接続部材１７Ｂａは、ネジ１８Ｂａのネジ締めにより、他方の外部接続部材１７Ｂｂに固定されている。
【００９１】
また、図１１に示すように、一方の外部接続部材１７Ｂａは、図１１の上下方向に隣接する他の半導体装置１００の外部接続部材１７Ｂの構成要素にもなっている。つまり、図１１に示すように、一方の外部接続部材１７Ｂａは、図１１の上下方向に隣接する他の半導体装置１００の各他方の外部接続部材１７Ｂｂにおいても固定されている。したがって、図１１の上下方向に隣接する半導体装置１００同士において、外部接続部材１７Ｂおよび第一のコンタクト部材１６Ｂを介して、各リードフレーム４は電気的に接続されている。
【００９２】
なお、各第一の開口孔１０における、第一のコンタクト部材１６Ｂを介した、リードフレーム４と外部接続部材１７Ｂとの電気的接続方法は、実施の形態１で説明した通りである。また、図１１に示す構成例では、各他方の外部接続部材１７Ｂｂは、第一の開口孔１０の一部の開口部を塞いでいる。
【００９３】
次に、全半導体装置１００の各第一の開口孔１１に着目する。図１０，１１に示すように、各信号端子６と接続する各第一の開口孔１１の各開口部において、当該開口部少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ｃが各々配置されている。ここで、当該第一の開口孔１１の内部には、第一のコンタクト部材１９が配設されている。当該外部接続部材１７Ｃは、固定部材であるネジ１８Ｃを用いたネジ締めにより、半導体装置１００（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。なお、図７に示す構成例では、各外部接続部材１７Ｃは、各第一の開口孔１１の一部の開口部を塞いでいる。
【００９４】
ここで、各第一の開口孔１１における、第一のコンタクト部材１９を介した、信号端子６と外部接続部材１７Ｃとの電気的接続方法は、実施の形態１で説明した内容の通りである。
【００９５】
次に、図１１の左右に隣接する半導体装置１００同士（つまり、各行の半導体装置１００）の接続に着目する。
【００９６】
図１０，１１に示すように、一方の半導体装置（図１１，１０の左側の半導体装置）１００において、リードフレーム４と接続する第一の開口孔１０の開口部の少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ｔが配置されている。ここで、当該第一の開口孔１０の内部には、第一のコンタクト部材１６Ｂが配設されている。当該外部接続部材１７Ｔは、固定部材であるネジ１８Ｔ１を用いたネジ締めにより、当該一方の半導体装置１００（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。
【００９７】
ここで、図１０，１１に示すように、外部接続部材１７Ｔは、図１０，１１の右側の半導体装置１００の外部接続部材１７Ｔでもある。つまり、図１０，１１に示すように、外部接続部材１７Ｔは、図１０，１１の右側の半導体装置１００においても固定されている。具体的には、次の通りである。
【００９８】
図１０，１１に示すように、他方の半導体装置（図１１，１０の右側の半導体装置）１００において、リードフレーム３と接続する第一の開口孔１０の開口部の少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ｔが配置されている。ここで、当該第一の開口孔１０の内部には、第一のコンタクト部材１６Ａが配設されている。当該外部接続部材１７Ｔは、固定部材であるネジ１８Ｔ２を用いたネジ締めにより、当該他方の半導体装置１００（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。
【００９９】
なお、各第一の開口孔１０における、第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂを介した、リードフレーム３，４と外部接続部材１７Ｔとの電気的接続方法は、実施の形態１で説明した通りである。また、図１１に示す構成例では、各他方の外部接続部材１７Ｔは、第一の開口孔１０の一部の開口部を塞いでいる。
【０１００】
以上から分かるように、図１０，１１の左右方向に隣接する半導体装置１００同士において、外部接続部材１７Ｔおよび第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂを介して、一方の半導体装置１００のリードフレーム４と他方の半導体装置１００のリードフレーム３とは、電気的に接続されている。
【０１０１】
ここで、各外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｔとして、銅部材を採用できる。また、図１０，１１では図示していないが、各外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｔは、外部回路とも電気的に接続される。
【０１０２】
なお、図１０，１１に示す構成例では、外部接続部材１７Ａ，１７Ｂは夫々、二つの平板形状を有する部材１７Ａａ，１７Ａｂ，１７Ｂａ，１７Ｂｂから構成されている。また、外部接続部材１７Ｃ，１７Ｔは、Ｔ字の形状を有している。しかしながら、各外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｔの形状は特に前記形状で限定される必要はなく、半導体装置モジュールの構成（接続関係）応じて、最適な形状を採用すれば良い。
【０１０３】
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置モジュールでは、実施の形態１に係る半導体装置１００を水平方向に複数配列し、隣接する半導体装置１００を電気的に接続している。
【０１０４】
このように、実施の形態１に係る半導体装置１００を利用しているので、平面方向において、余分な接続スペースが発生することがなく、半導体装置モジュールの縮小化が可能となる。
【０１０５】
また、本実施の形態に係る半導体装置モジュールでは、実施の形態１に係る半導体装置１００を利用している。ここで、特許文献１に係る半導体装置では、電極端子部と外部回路との接続場所は、半導体装置１００の側面側に限定されているが、実施の形態１に係る半導体装置１００では、当該限定が無くなる。したがって、本実施の形態に係る半導体装置モジュールでは、実施の形態１に係る半導体装置１００を平面方向において、如何なる接続方向においても配列できる。つまり、本実施の形態に係る半導体装置モジュールでは、半導体装置１００同士の接続の多様性が得られる。
【０１０６】
＜実施の形態３＞
図１２は、本実施の形態に係る半導体装置２００の断面構成を示す断面図である。
【０１０７】
本実施の形態に係る半導体装置２００は、実施の形態１に係る半導体装置１００の構成に加えて、第二の開口孔２０および凹部２２をさらに備えている。よって以下では、実施の形態１に係る半導体装置１００と同じ構成に関しては説明を省略し、本実施の形態に係る半導体装置２００が有する第二の開口孔２０および凹部２２の構成についてのみ説明を行う。
【０１０８】
図１２に示すように、モールドパッケージ部９の第二の主面内には、リードフレーム３に接続する第二の開口孔２０が形成されている。第二の開口孔２０は、半導体装置２００（モールドパッケージ部９）の第二の主面からリードフレーム３の下面にかけて、モールドパッケージ部９内に設けられている。したがって、モールドパッケージ部９を第二の主面側から平面視した場合には、当該第二の開口孔２０の底面からリードフレーム３の一部が露出している。
【０１０９】
ここで、図１２の構成例では、第二の開口孔２０の断面形状は、半導体装置２００の第二の主面から半導体装置２００の内部に進むに連れて、幅が狭くなるテーパ形状を示している。しかしながら、第二の開口孔２０の断面形状は、当該テーパ形状以外の形状（たとえば、長方形）であっても良い。
【０１１０】
また、図１２の構成例では、第二の開口孔２０は、半導体装置２００（モールドパッケージ部９）の第二の主面からリードフレーム３の下面にかけて、モールドパッケージ部９内に設けられている。
【０１１１】
しかしながら、第二の開口孔２０は、半導体装置２００（モールドパッケージ部９）の第二の主面からリードフレーム４の下面にかけて、モールドパッケージ部９内に設けられていても良い。この場合、第二の開口孔２０の底面からは、リードフレーム４の一部が露出される。
【０１１２】
さらには、信号端子６の一部が、絶縁層７および放熱板８の端部からはみ出る位置に配設されている場合には、第二の開口孔２０は、半導体装置２００（モールドパッケージ部９）の第二の主面から信号端子６の下面にかけて、モールドパッケージ部９内に設けられていても良い。この場合、第二の開口孔２０の底面からは、信号端子６の一部が露出される。
【０１１３】
つまり、第一の開口孔１０，１１は、半導体装置２００（モールドパッケージ部９）の第一の主面から電極端子部３，４，６の上面にかけて、モールドパッケージ部９内に設けられている。これに対して、第二の開口孔２０は、半導体装置２００（モールドパッケージ部９）の第二の主面から電極端子部３，４，６の下面にかけて、モールドパッケージ部９内に設けられている。
【０１１４】
また、図１２に示すように、半導体装置２００の第二の主面側には、凹部２２が形成されている。そして、当該凹部２２の底面からは、放熱板８が露出している（つまり、放熱板８の下面は、モールドパッケージ部９により覆われていない）。
【０１１５】
したがって、実施の形態１に係る半導体装置１００では、半導体装置１００の第二の主面と放熱板８の下面とは面一となっていたが（図１参照）、本実施の形態に係る半導体装置２００では、半導体装置１００の第二の主面と放熱板８の下面との間に段差が生じている（図１２参照）。なお、当該凹部２２を設ける理由は、後述する実施の形態４において述べる。
【０１１６】
次に、図１２に示す構造を有する半導体装置の製造方法について説明する。
【０１１７】
まず、製造者は、実施の形態１で説明したように、図４に示す構造を有する半導体基体を作成する。そして、図４に示す構造を有する半導体基体が作成された後、図１３に示すように、当該半導体基体を、封止金型１２Ａ，１３Ａ内部に配置する。
【０１１８】
封止金型１２Ａ，１３Ａは、上型１２Ａと下型１３Ａとで構成されていている。上型１２Ａおよび下型１３Ａの各断面輪郭は、コの字状である。また、上型１２Ａには、開口部であるランナー１５が穿設されている。また、上型１２Ａの壁面には、複数の突起部１４が一体形成されている。
【０１１９】
具体的に、上型１２Ａの半導体基体に対面する側の壁面に、当該半導体基体が配置される方向に向かって延びる、複数の突起部１４が形成されている。当該各突起部１４は、第一の開口孔１０，１１を形成するためのものである。したがって、各突起部１４の形状は、第一の開口孔１０，１１の形状と同じである。
【０１２０】
また、下型１３Ａの壁面には、突起部１４と凸部２６とが一体形成されている。
【０１２１】
具体的に、上型１３Ａの半導体基体に対面する側の壁面に、当該半導体基体が配置される方向に向かって延びる、突起部１４が形成されている。当該突起部１４は、第二の開口孔２０を形成するためのものである。したがって、突起部１４の形状は、第二の開口孔２０の形状と同じである。
【０１２２】
また、上型１３Ａの半導体基体に対面する側の壁面に、当該半導体基体が載置される凸部２６が形成されている。当該凸部２６は、凹部２２を形成するためのものである。したがって、凸部２６の形状は、凹部２２の形状と同じである。
【０１２３】
製造者は、下型１３Ａの凸部２６の上面に、図４に示した半導体基体を載置し、その後、当該下型１３Ａに対して上型１２Ａを組み合わせる（図１３参照）。これにより、図１３に示すように、封止金型１２Ａ，１３Ａの内部に当該半導体基体が配置される。
【０１２４】
また、上記の通り、各突起部１４は、上型１２Ａの天井面および下型１３Ａの底面から封止金型１２，１３の半導体基体が配置される空洞内部にかけて延びている。そして、上型１２Ａに形成された各突起部１４の先端部の平面は、リードフレーム３、リードフレーム４および信号端子６の上面に当接される（図１３参照）。さらに、下型１３Ａに形成された突起部１４の先端部の平面は、リードフレーム３の下面に当接される（図１３参照）。
【０１２５】
次に、封止過程の際に、製造者は、上型１２Ａと下型１３Ａとを加熱し、封止樹脂を加熱溶融する。そして、当該製造者は、低粘度の状態となった封止樹脂を、ランナー１５を介して封止金型１２Ａ，１３Ａの空洞内部に注入する。封止樹脂を封止金型１２Ａ，１３Ａの空洞部に充填した後、製造者は、当該空洞部の封止樹脂の圧力を一定に保持しながら冷却し、当該封止樹脂を硬化させる。
【０１２６】
ここで、封止金型１２Ａ，１３Ａに一体形成されている突起部１４の存在により、封止樹脂は、当該突起部１４の形成位置には入り込まず、硬化された封止樹脂内に、第一の開口孔１０，１１および第二の開口孔２０が形成される。また、下型１３Ａの凸部２６の上面には、半導体基体が載置されている（つまり、放熱板８と当該凸部２６との上面が当接している）。したがって、封止樹脂は、当該凸部２６と放熱板８との間には入り込まず、硬化された封止樹脂内に、凹部２２が形成される。
【０１２７】
また、各突起部１４の端部の平面が、リードフレーム３，４の面および信号端子６の面に当接している。したがって、封止樹脂は、各当該当接の部分には入り込まず、各第一の開口孔１０，１１の底面および第二の開口孔２０の底面から、電極端子部３，４，６を露出させることができる。また、放熱板８と当該凸部２６との上面が当接している。したがって、封止樹脂は、当該凸部２６と放熱板８との間には入り込まず、凹部２２の底面から放熱板８が露出させることができる。
【０１２８】
上記製造方法により、図１２に示す構造を有する半導体装置２００が作成される。
【０１２９】
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置２００では、第一の開口孔１０，１１に加えて、第二の開口孔２０も備えている。したがって、半導体装置２００では、第二の主面側から、電極端子部３，４，６と図示していない外部回路とを電気的に接続させることが可能となる。つまり、半導体装置２００と当該外部回路との接続の多様性が、より向上する。
【０１３０】
また、本実施の形態に係る半導体装置２００を作成する際に、図１３で示した封止金型１２Ａ，１３Ａを用いている。つまり、半導体基体を作成し、また、半導体基体を内部に配置することができ、壁面から当該内部にかけて突出している突起部１４および当該半導体基体を載置する凸部２５を有する封止金型１２Ａ，１３Ａを用意する。そして、当該封止金型１２Ａ，１３Ａの内部の凸部の上面に半導体基体を載置し、突出部１４の端部を電極端子部３，４，６に接触させ、当該封止金型１２Ａ，１３Ａの内部に樹脂を流し込み、樹脂を硬化させている。
【０１３１】
したがって、第一の開口孔１０，１１および凹部２２を有する半導体装置２００を作成するにあたり、金型の一部を改良して突起部１４および凸部２６を設けるだけで良い。したがって、当該第一の開口孔１０，１１および凹部２２を有さない半導体装置の製造方法と同様の工程（つまり、新たな別工程を付加させずに）により、第一の開口孔１０，１１および凹部２２を有する本実施の形態に係る半導体装置２００を作成できる。
【０１３２】
＜実施の形態４＞
本実施の形態では、実施の形態３で説明した半導体装置２００を、立体的に、少なくとも２以上組み合わせて構成される半導体装置モジュールについて説明する。
【０１３３】
図１４は、実施の形態３で説明した（つまり、第一の開口孔１０、第二の開口孔２０および凹部２２を有する）半導体装置２００を上下方向に組み合わせた、半導体装置モジュールの構成例を示す断面図である。
【０１３４】
具体的に、図１４に示す構成では、一方の半導体装置２００Ａの凹部２２が形成されている第二の主面と、他方の半導体装置２００Ｂの凹部２２が形成されている第二の主面とが合わさるように、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂを組み合わせている。なお、当該組合せにより、図１４に示すように、両凹部２２から構成される矩形状の空洞部２４が生成される。
【０１３５】
まず、各半導体装置２００Ａ，２００Ｂの構成について、図１５，１６の断面図を用いて説明する。
【０１３６】
ここで、上記各実施の形態１〜３では、半導体装置の断面構成を描く場合に、Ａ−Ａ断面線、Ｂ−Ｂ断面線およびＣ−Ｃ断面線など、特殊な形状（直線でない）断面線を用いた。本実施の形態においても、第一の開口孔１０，１１および第二の開口孔２０を含む、半導体装置２００Ａ，２００Ｂの主要構成要素が現れるような特殊な断面線を用いて、図１４〜１６の断面図を図示している。
【０１３７】
まず、半導体装置２００Ａの構成を、図１５を用いて説明する。
【０１３８】
図１２と図１５との比較から分かるように、半導体装置２００Ａは、図１２に示した半導体装置２００の構成に加えて、実施の形態１で説明したように、外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃおよび第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９を、さらに備えている。
【０１３９】
具体的に、図１２で示した構成において、各第一の開口孔１０の内部には、各第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂが配設されており、各第一の開口孔１１の内部には、各第一のコンタクト部材１９が配設されている（図１５参照）。各第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９は、弾性および導電性を有する部材であり、たとえば伸縮可能な銅部材である。各第一のコンタクト部材１６Ａ，１６Ｂ，１９は、第一の開口孔１０，１１内部において、外力に応じて伸び縮みすることが可能である。
【０１４０】
また、図１５示すように、リードフレーム３と接続する第一の開口孔１０の開口部の少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ａが配置されている。当該外部接続部材１７Ａは、固定部材であるネジ１８Ａを用いたネジ締めにより、半導体装置２００Ａ（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。
【０１４１】
当該第一の開口孔１０内部には、第一のコンタクト部材１６Ａが配設されている。したがって、外部接続部材１７Ａの上記固定により、第一のコンタクト部材１６Ａはリードフレーム３が存在する方向に向かって縮み、第一のコンタクト部材１６Ａは、リードフレーム３と外部接続部材１７Ａとを電気的に接続する。
【０１４２】
また、図１５に示すように、リードフレーム４と接続する第一の開口孔１０の開口部の少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ｂが配置されている。当該外部接続部材１７Ｂは、固定部材であるネジ１８Ｂを用いたネジ締めにより、半導体装置２００Ａ（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。
【０１４３】
当該第一の開口孔１０内部には、第一のコンタクト部材１６Ｂが配設されている。したがって、外部接続部材１７Ｂの上記固定により、第一のコンタクト部材１６Ｂはリードフレーム４が存在する方向に向かって縮み、第一のコンタクト部材１６Ｂは、リードフレーム４と外部接続部材１７Ｂとを電気的に接続する。
【０１４４】
また、図１５に示すように、各信号端子６と接続する各第一の開口孔１１の各開口部において、当該開口部少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ｃが各々配置されている。当該外部接続部材１７Ｃは、固定部材であるネジ１８Ｃを用いたネジ締めにより、半導体装置２００Ａ（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。
【０１４５】
当該各第一の開口孔１１内部には、第一のコンタクト部材１９が各々配設されている。したがって、外部接続部材１７Ｃの上記固定により、各第一のコンタクト部材１９は信号端子６が存在する方向に向かって縮み、各第一のコンタクト部材１９は、信号端子６と外部接続部材１７Ｃとを電気的に接続する。
【０１４６】
ここで、各外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃとして、実施の形態１で説明したように、銅部材を採用できる。
【０１４７】
次に、半導体装置２００Ｂの構成を、図１６を用いて説明する。
【０１４８】
図１２と図１６との比較から分かるように、半導体装置２００Ｂは、図１２に示した半導体装置２００と異なり、第二の開口孔２０は、リードフレーム３の下面に接続されておらず、リードフレーム４に接続されている。したがって、図１６に示す半導体装置２００Ｂでは、第二の開口孔２０は、半導体装置２００Ｂ（モールドパッケージ部９）の第二の主面からリードフレーム４の下面に至るように、モールドパッケージ部９内に接続されている。そして、当該第二の開口孔２０の底面からは、リードフレーム４の一部が露出している。
【０１４９】
また、図１２と図１６との比較から分かるように、半導体装置２００Ｂは、図１２に示した半導体装置２００と異なり、半導体装置２００Ｂ（モールドパッケージ部９）の第一の主面からリードフレーム４の上面に至る第一の開口孔１０は、モールドパッケージ部９内に形成されていない。
【０１５０】
さらに、半導体装置２００Ｂには、実施の形態１で説明したように、外部接続部材１７Ａ，１７Ｃおよび第一のコンタクト部材１６Ａ，１９を、さらに備えている。
【０１５１】
なお、上述構成以外は、図１２に示した半導体装置２００と図１６で示した半導体装置２００Ｂとは、同じ構成である。
【０１５２】
図１６に示すように、第一の開口孔１０の内部には、第一のコンタクト部材１６Ａが配設されており、各第一の開口孔１１の内部には、各第一のコンタクト部材１９が配設されている。各第一のコンタクト部材１６Ａ，１９は、弾性および導電性を有する部材であり、たとえば伸縮可能な銅部材である。各第一のコンタクト部材１６Ａ，１９は、第一の開口孔１０，１１内部において、外力に応じて伸び縮みすることが可能である。
【０１５３】
また、図１６示すように、リードフレーム３と接続する第一の開口孔１０の開口部の少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ａが配置されている。当該外部接続部材１７Ａは、固定部材であるネジ１８Ａを用いたネジ締めにより、半導体装置２００Ｂ（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。
【０１５４】
上記のように、第一の開口孔１０内部には、第一のコンタクト部材１６Ａが配設されている。したがって、外部接続部材１７Ａの上記固定により、第一のコンタクト部材１６Ａはリードフレーム３が存在する方向に向かって縮み、第一のコンタクト部材１６Ａは、リードフレーム３と外部接続部材１７Ａとを電気的に接続する。
【０１５５】
また、図１６に示すように、各信号端子６と接続する各第一の開口孔１１の各開口部において、当該開口部少なくとも一部を塞ぐように、導電性を有する外部接続部材１７Ｃが各々配置されている。当該外部接続部材１７Ｃは、固定部材であるネジ１８Ｃを用いたネジ締めにより、半導体装置２００Ｂ（モールドパッケージ部９）の第一の主面上に固定されている。
【０１５６】
当該各第一の開口孔１１内部には、第一のコンタクト部材１９が各々配設されている。したがって、外部接続部材１７Ｃの上記固定により、各第一のコンタクト部材１９は信号端子６が存在する方向に向かって縮み、各第一のコンタクト部材１９は、信号端子６と外部接続部材１７Ｃとを電気的に接続する。
【０１５７】
ここで、各外部接続部材１７Ａ，１７Ｃとして、実施の形態１で説明したように、銅部材を採用できる。
【０１５８】
上述したように、図１５に示した半導体装置２００Ａの第二の主面と、図１６で示した半導体装置２００Ｂの第二の主面とが合わさるように、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂを組み合わせる。これにより、図１４に示す半導体装置モジュールが構成される。
【０１５９】
ここで、図１４に示すように、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂを組み合わせることにより、半導体装置２００Ａに形成された第二の開口孔２０と、半導体装置２００Ｂに形成された第二の開口孔２０とが連通（接続）する。
【０１６０】
また、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂを組み合わせる際には、前記接続された両第二の開口孔２０内に、第二のコンタクト部材１６Ｔを配設する（図１４参照）。第二のコンタクト部材１６Ｔは、弾性および導電性を有する部材であり、たとえば伸縮可能な銅部材である。第二のコンタクト部材１６Ｔは、第二の開口孔２０内部において、外力に応じて伸び縮みすることが可能である。ここで、第二のコンタクト部材１６Ｔの先端形状は、図８，９に示す断面形状のものなどが採用できる。
【０１６１】
したがって、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂの組合せにより、第二のコンタクト部材１６Ｔは第二の開口孔２０の配設方向に沿って縮み、第二のコンタクト部材１６Ｔは、半導体装置２００Ａが有するリードフレーム３と半導体装置２００Ｂが有するリードフレーム４とを電気的に接続する。
【０１６２】
さらに、上述したように、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂを組み合わせることにより、半導体装置２００Ａに形成された凹部２２と、半導体装置２００Ｂに形成された凹部２２とが接続する。当該両凹部２２の接続により、図１４に示すように、空洞部２４が構成される。
【０１６３】
空洞部２４は、図１４の図面表裏方向に貫通している。換言すれば、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂを組み合わせることにより、当該表裏方向に貫通する空洞部２４が構成されるような形状で、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂには凹部２２が各々形成されている。
【０１６４】
本実施の形態に係る半導体装置モジュールは、冷却フィン（冷却部材であると把握できる）２３も、さらに備えている。当該冷却フィン２３は、上述した空洞部２４に挿入される。図１７に、一例として、冷却フィン２３の断面構成を示す。
【０１６５】
図１７に例示する冷却フィン２３は、櫛歯状の断面形状を有する。ここで、図１７に示す冷却フィン２３の最上面および最下面は各々、矩形状の平面形状を有している。当該冷却フィン２３は、前記空洞部２４の貫通方向に沿って、当該空洞部２４内へと挿入される。
【０１６６】
なお、図１４には、空洞部２４内に配設された冷却フィン２３は、図示を省略している。また、空洞部２４内に冷却フィン２３が配設された状態において、図１７に示す冷却フィン２３の上記最上面は、半導体装置２００Ａの放熱板８に接触し、図１７にしめす冷却フィン２３の上記最下面は、半導体装置２００Ｂの放熱板８に接触する。
【０１６７】
当該冷却フィン２３の材質は、たとえばアルミニウムなどである。前記空洞部２４内に配設された冷却フィン２３は、配線部（回路）とは電気的に接続されていない外部金属と物理的に接続される。これにより、冷却フィン２３を介した半導体装置２００Ａ，２００Ｂの放熱促進が可能となる。
【０１６８】
また、本実施の形態に係る半導体装置モジュールでは、押え部材２５Ａ，２５Ｂも備えている。
【０１６９】
当該押え部材２５Ａ，２５Ｂは、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂの上記重ね合わせ状態を保持・固定するための部材である。当該押え部材２５Ａ，２５Ｂは、二つのコの字状の部材２５Ａ，２５Ｂから構成されており、各部材２５Ａ，２５Ｂは、プラスチックなどの絶縁材料から構成されている。
【０１７０】
両半導体装置２００Ａ，２００Ｂを重ね合わせた構造体を、一方の部材２５Ａと他方の部材２５Ｂとで挟み込む。そして、当該構造体を挟持した状態で両部材２５Ａ,２５Ｂを組合せ、両部材２５Ａ，２５Ｂの当該組合せた状態を固定部材等（図示せず）で固定する（図１４参照）。ここで、各部材２５Ａ，２５Ｂには、外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃが挿通される開口部が設けられている。
【０１７１】
このように、押え部材２５Ａ，２５Ｂによる図１４の上下方向からの押え力により、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂの上記重ね合わせ状態が保持・固定されている。なお、押え部材２５Ａ，２５Ｂの壁面から露出する各外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃは、図示していない外部回路と電気的に接続される。さらに、当該外部回路との接続態様に応じて、各外部接続部材１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃの形状は、図１４〜１６以外の最適なものが採用され得る。
【０１７２】
以上のように、本実施の形態に係る半導体装置モジュールでは、実施の形態３に係る半導体装置２００Ａ，２００Ｂを図１４に示す上下方向に組み合せることにより、構成されている。そして、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂが有する各電極端子部同士を、連通状態の第二の開口孔２０内に配設された第二のコンタクト部材１６Ｔにより、電気的に接続している。
【０１７３】
したがって、はんだを用いずに、簡易な工程により、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂを当該上下方向に接続させることが可能となる。また、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂの接続に際して、半導体装置２００Ａ，２００Ｂの第二の主面の間には、接続のための余分なスペースが発生しない。したがって、本実施の形態に係る半導体装置モジュールでは、モジュール全体の小型化が可能となる。
【０１７４】
また、本実施の形態に係る半導体装置モジュールでは、半導体装置２００Ａ，２００Ｂに形成されている凹部２２を接続させるように、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂを上下方向に組み合せている。そして、当該両凹部２２の接続により生成された空洞部２４に、冷却フィン２３が配置されている。
【０１７５】
したがって、上記余分なスペースが発生しないように、半導体装置２００Ａ，２００Ｂが前記上下方向に接続されることにより構成された半導体装置モジュールにおいて、冷却フィン２３を介した、効率の良い冷却が可能となる。また、空洞部２４は、両半導体装置２００Ａ，２００Ｂのモールドパッケージ部９内部に形成されるので、当該冷却フィン２３を配設するに当たり、余分なスペースも設ける必要がない。
【０１７６】
なお、二つの半導体装置２００Ａ，２００Ｂを上下方向に接続することにより、半導体装置モジュールを構成する場合に言及した。しかしながら、次のような構成の半導体装置モジュールも、立体接続された本実施の形態に係る半導体装置モジュールとして採用できる。
【０１７７】
図１８は、当該立体接続された本実施の形態に係る半導体装置モジュールの構成例を示す、平面図である。ここで、図１８では、図面簡略化のために、押え部材２５Ａ，２５Ｂの図示を省略している。
【０１７８】
図１８に例示する半導体装置モジュールは、上下方向（図１８の図面表裏方向）に接続された二つの半導体装置２００Ａ，２００Ｂを一つの塊として、当該塊を、水平方向（図１８の上下方向）に接続した構成である。つまり、図１４に示す半導体装置モジュールを、少なくとも２台以上（図１８では３台）、図１４の図面表裏方向に接続し、それを図１４の上方向から眺めた平面図が、図１８である。
【０１７９】
図１８の半導体装置モジュールでは、水平方向に接続された半導体装置同士を接続するために、外部接続部材１７Ｂが、実施の形態２で説明したように、二つの部材１７Ｂａ，１７Ｂｂから構成されている。部材１７Ｂａにより、図１８の上下方向に隣接する半導体装置同士が電気的に接続されている。
【０１８０】
つまり、本実施の形態に係る半導体装置モジュールとしては、図１４で示した上下方向に接続された半導体装置モジュールと、実施の形態２で説明した２次元方向に接続された半導体装置モジュールを組み合わせたものも、採用できる。
【０１８１】
換言すれば、図１４に示した半導体モジュールを、図１８の平面方向に、少なくとも２以上、任意の方向に、また任意の配列で、配置し、接続する構成も採用できる。
【符号の説明】
【０１８２】
１  ダイオード素子、２  ＩＧＢＴ素子、３，４  リードフレーム、５  ワイヤー、６  信号端子、７  絶縁層、８  放熱板、９  モールドパッケージ部、１０，１１  第一の開口孔、１２，１２Ａ  上型、１３，１３Ａ  下型、１４  突起部、１５  ランナー、１６Ａ，１６Ｂ，１９  第一のコンタクト部材、１６Ｔ  第二のコンタクト部材、１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｔ  外部接続部材、２０  第二の開口孔、２２  凹部、２３  冷却フィン、２４  空洞部、２５Ａ，２５Ｂ  押え部材、２６  凸部、１００，２００，２００Ａ，２００Ｂ  半導体装置。
【図１】
0005623367.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005623367.tif 000008
【図８】
0005623367.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0005623367.tif 000016
【図１６】
0005623367.tif 000017
【図１７】
0005623367.tif 000018
【図１８】
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