(57)【要約】【課題】上アームと下アームを少なくとも一組備える構成において、並び方向両側からの押圧に対し、従来よりも変形しにくくする。【解決手段】はんだ（６０）を介して第２ヒートシンク（４４）と第３ヒートシンク（５０）を電気的に中継する中継部（４６，５６）を備える。一面（１１，２１ａ）に垂直な方向において、中継部の基部（４７，５７）における自身の板厚方向に直交する接続面（４７ｃ，５７ｃ）に、はんだが配置される。中継部は、一面に垂直な方向において、基部から突出するリブ（４８，５８）を有するとともに、リブが設けられた部分の厚みが、対応するヒートシンクの厚み以下とされている。封止樹脂体（７０）に封止され、且つ、第２ヒートシンクと第３ヒートシンクの間の第１領域（７１）の並び方向全長にわたって、リブが設けられている。【選択図】図６
2014179443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面（１１ａ，２１ａ）及び該一面と反対の裏面（１１ｂ，２１ｂ）に電極（１２，１３，２２，２３）を有する半導体素子としての、上アーム（１０）を構成する第１半導体素子（１１）及び下アーム（２０）を構成し、前記第１半導体素子と並列に配置された第２半導体素子（２１）と、
前記第１半導体素子の裏面の電極（１２）と電気的に接続された第１ヒートシンク（４０）と、
前記第１半導体素子の一面の電極（１３）と電気的に接続された第２ヒートシンク（４４）と、
前記第２半導体素子の裏面の電極（２２）と電気的に接続された第３ヒートシンク（５０）と、
前記第２半導体素子の一面の電極（２３）と電気的に接続された第４ヒートシンク（５４）と、
前記第２ヒートシンク及び前記第３ヒートシンクの少なくとも一方に設けられ、対応する前記ヒートシンクよりも厚みが薄くされた基部（４７，５７）を有し、はんだ（６０）を介して前記第２ヒートシンクと前記第３ヒートシンクを電気的に中継する中継部（４６，５６）と、
前記第１半導体素子、前記第２半導体素子、前記第１ヒートシンク、前記第２ヒートシンク、前記第３ヒートシンク、前記第４ヒートシンク、及び前記中継部を一体的に封止する封止樹脂体（７０）と、を備え、
前記一面に垂直な方向において、前記基部における自身の板厚方向に直交する接続面（４７ｃ，５７ｃ）に前記はんだが配置され、
前記第１ヒートシンク及び前記第３ヒートシンクのうち、対応する前記半導体素子と反対の放熱面（４０ａ，５０ａ）が、前記封止樹脂体から露出された半導体装置であって、
前記中継部は、前記一面に垂直な方向において前記基部から突出するリブ（４８，５８）を有するとともに、前記リブが設けられた部分の厚みが、対応する前記ヒートシンクの厚み以下とされ、
前記封止樹脂体に封止され、且つ、前記第１ヒートシンクと前記第３ヒートシンクとの並び方向における位置が前記第２ヒートシンクと前記第３ヒートシンクの間の領域を第１領域（７１）とすると、前記第１領域の並び方向全長にわたって、前記リブが設けられていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２ヒートシンク及び前記第４ヒートシンクのうち、対応する前記半導体素子と反対の放熱面（４４ａ，５４ａ）が、前記封止樹脂体から露出され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】
前記中継部として、前記第２ヒートシンクと一体的に設けられた第１中継部（４６）と、前記第３ヒートシンクと一体的に設けられた第２中継部（５６）と、を有し、
前記基部として、前記第１中継部は、前記第２ヒートシンクよりも厚みが薄くされた第１基部（４７）を有し、前記第２中継部は、前記第３ヒートシンクよりも厚みが薄くされた第２基部（５７）を有し、
前記第１基部における自身の板厚方向に直交する第１接続面（４７ｃ）と、前記第２基部における自身の板厚方向に直交する第２接続面（５７ｃ）とが、前記一面に垂直な方向において前記はんだ（６０）を介して接続され、
前記第１中継部は、前記第１基部における前記第１接続面を含む内面（４７ａ）及び該内面と反対の外面（４７ｂ）の少なくとも一方から突出する第１リブ（４８）を有するとともに、前記第１リブが設けられた部分の厚みが、前記第２ヒートシンクの厚み以下とされ、
前記第２中継部は、前記第２基部における前記第２接続面を含む内面（５７ａ）及び該内面と反対の外面（５７ｂ）の少なくとも一方から突出する第２リブ（５８）を有するとともに、前記第２リブが設けられた部分の厚みが、前記第３ヒートシンクの厚み以下とされていることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記並び方向において、
前記第１リブ（４８）は、前記第１基部（４７）における前記第２ヒートシンク（４４）との境界から該境界とは反対の先端まで延びて設けられ、
前記第２リブ（５８）は、前記第２基部（５７）における前記第３ヒートシンク（５０）との境界から該境界とは反対の先端まで延びて設けられていることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１リブ（４８）は、前記第１基部（４７）の外面（４７ｂ）から突出し、
前記第２リブ（５８）は、前記第２基部（５７）の外面（５７ｂ）から突出していることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１基部（４７）の内面（４７ａ）は、前記第２ヒートシンク（４４）における前記第１半導体素子（１１）側の面（４４ｂ）と、段差なく連続的に繋がっており、
前記第１中継部（４６）において、前記第１リブ（４８）が設けられた部分の厚みが、前記第２ヒートシンク（４４）よりも薄くされ、
前記第２基部（５７）の内面（５７ａ）は、前記第３ヒートシンク（５０）における前記第２半導体素子（２１）との対向面（５０ｂ）と、段差なく連続的に繋がっており、
前記第２中継部（５６）において、前記第２リブ（５８）が設けられた部分の厚みが、前記第３ヒートシンク（５０）よりも薄くされていることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１領域（７１）において、前記封止樹脂体（７０）の、前記第１ヒートシンク（４０）及び前記第３ヒートシンク（５０）の放熱面（４０ａ，５０ａ）が露出する第１面（７０ａ）、及び、前記第２ヒートシンク（４４）及び前記第４ヒートシンク（５４）の放熱面（４４ａ，５４ａ）が露出する第２面（７０ｂ）の少なくとも一方に、凸部（７２）が設けられていることを特徴とする請求項２〜６いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記凸部（７２）は、前記一面（１１ａ，２１ａ）に沿う方向において、前記第１中継部（４６）及び前記第２中継部（５６）を覆うように設けられていることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記凸部（７２）は、前記第１領域（７１）の全域に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の半導体装置の製造方法であって、
第２ヒートシンク（４４）及び第３ヒートシンク（５０）の少なくとも一方として、はんだ（６０）を介して前記第２ヒートシンクと前記第３ヒートシンクを電気的に中継する中継部（４６，５６）を有し、前記中継部が、対応する前記ヒートシンクよりも厚みが薄くされた基部（４７，５７）を有するものを準備する準備工程と、
第１半導体素子（１１）の裏面（１１ｂ）の電極（１２）と第１ヒートシンク（４０）とを電気的に接続するとともに、前記第１半導体素子の一面（１１ａ）の電極（１３）と前記第２ヒートシンクとを電気的に接続し、第２半導体素子（２１）の裏面（２１ｂ）の電極（２２）と前記第３ヒートシンクとを電気的に接続するとともに、前記第２半導体素子の一面（２１ａ）の電極（２３）と第４ヒートシンク（５４）とを電気的に接続し、前記中継部により、前記はんだを介して、前記第２ヒートシンクと前記第３ヒートシンクを電気的に接続する接続工程と、
前記接続工程後、前記第１半導体素子、前記第２半導体素子、前記第１ヒートシンク、前記第２ヒートシンク、前記第３ヒートシンク、前記第４ヒートシンク、及び前記中継部を一体的に封止するとともに、各ヒートシンクの放熱面（４０ａ，４４ａ，５０ａ，５４ａ）が被覆されるように、封止樹脂体（７０）を成形する成形工程と、
前記第１ヒートシンクと前記第３ヒートシンクの並び方向両側から、前記封止樹脂体を押圧した状態で、前記封止樹脂体の第１面（７０ａ）側から、前記封止樹脂体とともに前記第１ヒートシンク及び前記第３ヒートシンクを切削して、前記第１ヒートシンク及び前記第３ヒートシンクの放熱面（４０ａ，５０ａ）を、封止樹脂体から露出させるとともに、前記封止樹脂体の第２面（７０ｂ）側から、前記封止樹脂体とともに前記第２ヒートシンク及び前記第４ヒートシンクを切削して、前記第２ヒートシンク及び前記第４ヒートシンクの放熱面（４４ａ，５４ａ）を、封止樹脂体から露出させる切削工程と、を備え、
前記準備工程では、前記一面に垂直な方向において前記基部からリブ（４８，５８）が突出し、該リブが、前記封止樹脂体に封止され、且つ、前記第１ヒートシンクと前記第３ヒートシンクとの並び方向における位置が前記第２ヒートシンクと前記第３ヒートシンクの間とされる第１領域（７１）の並び方向全長にわたって設けられ、前記リブの設けられた前記中継部の部分の厚みが、対応する前記ヒートシンクの厚み以下となるように、前記中継部を有するヒートシンクを準備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上アーム側の第１半導体素子及び下アーム側の第２半導体素子の両側にそれぞれヒートシンクが配置され、上アーム側のヒートシンク及び下アーム側のヒートシンクの少なくとも一方に設けられた中継部により、上アームと下アームが電気的に接続されてなる半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のように、上アーム側の第１半導体素子及び下アーム側の第２半導体素子の両側にそれぞれヒートシンク（第１〜第４の厚板部）が配置され、上アーム側のヒートシンク（第２の厚板部）に設けられた中継部（第１の薄板部）と、下アーム側のヒートシンク（第３の厚板部）に設けられた中継部（第２の薄板部）とが、電気的に接続されてなる半導体装置が知られている。
【０００３】
また、特許文献２に記載のように、半導体素子の両側にヒートシンクが配置され、封止樹脂体とともにヒートシンクが切削加工されて、ヒートシンクの放熱面が封止樹脂体から露出されてなる半導体装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３５０８１号公報
【特許文献２】特開２００７−２７７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者は、特許文献１に記載されるように、上アームと下アームとが並んで配置され、上アームと下アームが中継部を介して電気的に接続された構成の半導体装置について鋭意検討をおこなった。
【０００６】
その結果、並び方向両側から半導体装置を押圧すると、半導体装置が変形することが明らかとなった。例えば、上記切削加工は、封止樹脂体を成形後、並び方向両側から、封止樹脂体を押圧した状態で、フライスなどの刃具を用いてなされる。したがって、切削加工時に、半導体装置は並び方向両側から押圧され、変形する。このため、放熱面の平面度、放熱面同士の平行度が確保しにくい。また、変形量によっては、放熱面上に封止樹脂体が残ってしまう。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み、上アームと下アームを少なくとも一組備える構成において、並び方向両側からの押圧に対し、従来よりも変形しにくくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、一面（１１ａ，２１ａ）及び該一面と反対の裏面（１１ｂ，２１ｂ）に電極（１２，１３，２２，２３）を有する半導体素子としての、上アーム（１０）を構成する第１半導体素子（１１）及び下アーム（２０）を構成し、第１半導体素子と並列に配置された第２半導体素子（２１）と、第１半導体素子の裏面の電極（１２）と電気的に接続された第１ヒートシンク（４０）と、第１半導体素子の一面の電極（１３）と電気的に接続された第２ヒートシンク（４４）と、第２半導体素子の裏面の電極（２２）と電気的に接続された第３ヒートシンク（５０）と、第２半導体素子の一面の電極（２３）と電気的に接続された第４ヒートシンク（５４）と、第２ヒートシンク及び第３ヒートシンクの少なくとも一方に設けられ、対応するヒートシンクよりも厚みが薄くされた基部（４７，５７）を有し、はんだ（６０）を介して第２ヒートシンクと第３ヒートシンクを電気的に中継する中継部（４６，５６）と、第１半導体素子、第２半導体素子、第１ヒートシンク、第２ヒートシンク、第３ヒートシンク、第４ヒートシンク、及び中継部を一体的に封止する封止樹脂体（７０）と、を備え、一面に垂直な方向において、基部における自身の板厚方向に直交する接続面（４７ｃ，５７ｃ）にはんだが配置され、第１ヒートシンク及び第３ヒートシンクのうち、対応する半導体素子と反対の放熱面（４０ａ，５０ａ）が、封止樹脂体から露出された半導体装置であって、中継部は、一面に垂直な方向において基部から突出するリブ（４８，５８）を有するとともに、リブが設けられた部分の厚みが、対応するヒートシンクの厚み以下とされ、封止樹脂体に封止され、且つ、第１ヒートシンクと第３ヒートシンクとの並び方向における位置が第２ヒートシンクと第３ヒートシンクの間の領域を第１領域（７１）とすると、第１領域の並び方向全長にわたって、リブが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、第１領域（７１）の並び方向全長にわたって、リブ（４８、５８）が設けられている。このため、リブ（４８、５８）を有さない構成に較べて、並び方向両側からの押圧に対する中継部（４８）、ひいては、第１領域（７１）の剛性を高めることができる。すなわち、中継部（４８）が、従来に較べて、一面（１１ａ，２１ａ）に垂直な方向に変形しがたい。したがって、並び方向両側からの押圧に対して、第１領域（７１）、ひいては半導体装置に変形が生じるのを抑制することができる。
【００１０】
また、対応するヒートシンク（４４，５０）よりも薄い基部（４７，５７）に対して、局所的にリブ（４８，５８）を設けている。したがって、中継部（４６，５６）を曲げ加工することができる。
【００１１】
また、本発明のさらなる特徴は、第２ヒートシンク及び第４ヒートシンクのうち、対応する半導体素子と反対の放熱面（４４ａ，５４ａ）が、封止樹脂体から露出されていることにある。
【００１２】
これによれば、一面（１１ａ，２１ａ）に垂直な方向において、半導体素子（１１，２１）の両側から外部に放熱することができる。また、このような半導体装置を切削加工により形成する場合、並び方向両側から封止樹脂体を押圧した状態で、封止樹脂体とともにヒートシンクの切削加工を行う。しかしながら、本発明によれば、並び方向両側からの押圧に対する中継部（４８）、ひいては、第１領域（７１）の剛性を高めているため、一面（１１ａ，２１ａ）に垂直な方向への変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置の等価回路図である。
【図２】半導体装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】各ヒートシンク、第１中継部及び第２中継部の位置関係を示す平面図であり、図２に対して封止樹脂体を省略している。なお、図３に示すVI-VI線は、図２に示すVI-VI線に対応している。
【図４】第１中継部周辺を拡大した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のIVB-IVB線に沿う断面図である。
【図５】第２中継部周辺を拡大した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のVB-VB線に沿う断面図である。
【図６】図２のVI-VI線に沿う断面図である。
【図７】図３のVII-VII線に沿う断面図である。
【図８】半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図９】半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１０】第１変形例を示す断面図であり、図７に対応している。
【図１１】第２実施形態に係る半導体装置において、第１中継部周辺を拡大した平面図であり、図４（ａ）に対応している。
【図１２】第２実施形態に係る半導体装置を示す断面図であり、図６に対応している。
【図１３】第３実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図であり、図２に対応している。
【図１４】図１３のXIV-XIV線に沿う断面図である。
【図１５】第４実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図であり、図２に対応している。
【図１６】図１５のXVI-XVI線に沿う断面図である。
【図１７】第５実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図であり、図２に対応している。
【図１８】第２変形例を示す断面図であり、図６に対応している。
【図１９】第３変形例を示す断面図であり、図６に対応している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の各図相互において互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。以下においては、半導体素子の一面に垂直な方向、すなわち半導体素子の厚み方向、をＺ方向と示す。また、Ｚ方向に直交し、直列接続される上下アームにおいて、第１ヒートシンクと第３ヒートシンクの並び方向、換言すれば、第１半導体素子と第２半導体素子の並び方向、をＸ方向と示す。また、Ｘ方向及びＺ方向の両方向に直交する方向をＹ方向と示す。また、平面形状とは、Ｘ方向及びＹ方向により規定される面に沿う形状とする。
【００１５】
（第１実施形態）
先ず、半導体装置１００に構成されたインバータ回路について説明する。
【００１６】
図１に示すように、半導体装置１００には、上アーム回路部１０と下アーム回路部２０を、一組備えるインバータ回路が構成されている。
【００１７】
上アーム回路部１０は、ｎチャネル型のＩＧＢＴ素子１１と、該ＩＧＢＴ素子１１に逆並列に接続された還流用のＦＷＤ素子１５を備えている。また、下アーム回路部２０は、ｎチャネル型のＩＧＢＴ素子２１と、該ＩＧＢＴ素子２１に逆並列に接続された還流用のＦＷＤ素子２５を備えている。このＩＧＢＴ素子１１が、特許請求の範囲に記載の第１半導体素子に相当し、ＩＧＢＴ素子２１が、特許請求の範囲に記載の第２半導体素子に相当する。
【００１８】
ＩＧＢＴ素子１１は、コレクタ電極１２、エミッタ電極１３、ゲート電極１４を有している。同様に、ＩＧＢＴ素子２１は、コレクタ電極２２、エミッタ電極２３、ゲート電極２４を有している。
【００１９】
ＩＧＢＴ素子１１のコレクタ電極１２は、ＦＷＤ素子１５のカソード電極とともに、高電位電源端子３０に接続されている。一方、ＩＧＢＴ素子２１のエミッタ電極２３は、ＦＷＤ素子２５のアノード電極とともに、低電位電源端子３１に接続されている。ＩＧＢＴ素子１１のゲート電極１４には、ゲート端子３２ｇが接続され、ＩＧＢＴ素子２１のゲート電極２４には、ゲート端子３３ｇが接続されている。また、ＩＧＢＴ素子１１のエミッタ電極１３及びＦＷＤ素子１５のアノード電極は、ＩＧＢＴ素子２１のコレクタ電極２２及びＦＷＤ素子２５のカソード電極と接続されている。そして、この接続点には、出力端子３４が接続されている。
【００２０】
次に、図２〜図７を用いて、半導体装置１００の概略構成を説明する。
【００２１】
半導体装置１００は、ＩＧＢＴ素子１１，２１、ＦＷＤ素子１５，２５、高電位電源端子３０、低電位電源端子３１、ゲート端子３２ｇ，３３ｇを含む制御端子３２，３３、及び出力端子３４を備えている。さらに、４つのヒートシンク４０，４４，５０，５４と、２つのターミナル４２，５２と、２つの中継部４６，５６と、封止樹脂体７０を備えている。
【００２２】
ＩＧＢＴ素子１１は、Ｚ方向に直交する一面１１ａにエミッタ電極１３及びゲート電極１４を有し、一面１１ａと反対の裏面１１ｂにコレクタ電極１２を有している。
【００２３】
Ｚ方向において、ＩＧＢＴ素子１１のコレクタ電極１２側には、第１ヒートシンク４０が配置されており、第１ヒートシンク４０は、はんだ４１を介してコレクタ電極１２と電気的且つ機械的に接続されている。なお、第１ヒートシンク４０におけるコレクタ電極１２との接続面には、ＦＷＤ素子１５のカソード電極も接続されている。
【００２４】
第１ヒートシンク４０は、図３に示すように、平面矩形状をなしており、矩形の一辺からＹ方向に、高電位電源端子３０が延設されている。また、第１ヒートシンク４０におけるＩＧＢＴ素子１１と反対の面は、図６に示すように、封止樹脂体７０の第１面７０ａから露出され、放熱面４０ａとなっている。これにより、ＩＧＢＴ素子１１及びＦＷＤ素子１５の生じた熱を、第１ヒートシンク４０の放熱面４０ａから、外部に放熱することができる。また、第１ヒートシンク４０を介して、高電位電源端子３０とＩＧＢＴ素子１１及びＦＷＤ素子１５とを、電気的に接続することができる。なお、高電位電源端子３０の一部は、図２に示すように、封止樹脂体７０の側面７０ｃから外部に引き出されている。
【００２５】
ＩＧＢＴ素子１１のエミッタ電極１３側には、ゲート電極１４とオーバーラップせず、エミッタ電極１３と対向するように、第１ターミナル４２が配置されており、第１ターミナル４２は、はんだ４３を介してエミッタ電極１３と電気的且つ機械的に接続されている。なお、第１ターミナル４２におけるエミッタ電極１３との接続面には、ＦＷＤ素子１５のアノード電極も接続されている。この第１ターミナル４２は、ＩＧＢＴ素子１１及びＦＷＤ素子１５と第２ヒートシンク４４とを電気的に接続するための中継機能とともに、ゲート電極１４にワイヤボンディングするための高さを確保する機能を有している。本実施形態では、第１ターミナル４２が、ＩＧＢＴ素子１１のエミッタ電極１３及びＦＷＤ素子１５とオーバーラップするように、平面矩形状をなしている。
【００２６】
ゲート電極１４は、ボンディングワイヤ３２ｗを介して、制御端子３２のうち、ゲート端子３２ｇと接続されている。なお、図３に示すように、本実施形態では、温度測定ダイオード用が２本、ゲート端子３２ｇが１本、電流センス用が１本、エミッタセンス用が１本の、計５本の制御端子３２を有している。これら制御端子３２は、Ｙ方向において、高電位電源端子３０と間にＩＧＢＴ素子１１を挟むように配置されており、図２に示すように、封止樹脂体７０における高電位電源端子３０とは反対の側面７０ｃから、外部に引き出されている。
【００２７】
第１ターミナル４２におけるＩＧＢＴ素子１１と反対の面側には、第２ヒートシンク４４が配置されており、第２ヒートシンク４４は、はんだ４５を介して第１ターミナル４２と電気的且つ機械的に接続されている。すなわち、第２ヒートシンク４４は、ＩＧＢＴ素子１１のエミッタ電極１３及びＦＷＤ素子１５のアノード電極と、電気的に接続されている。
【００２８】
第２ヒートシンク４４は、大部分が第１ヒートシンク４０とオーバーラップするように配置されている、本実施形態では、図３に示すように、第１ヒートシンク４０とほぼ同じ平面矩形状をなしている。また、第１ヒートシンク４０とほぼ同じ厚みを有している。また、第２ヒートシンク４４には、第１中継部４６が一体的に設けられている。第１中継部４６の詳細については後述する。また、第２ヒートシンク４４におけるＩＧＢＴ素子１１と反対の面は、封止樹脂体７０における第１面７０ａと反対の第２面７０ｂから露出され、放熱面４４ａとなっている。したがって、ＩＧＢＴ素子１１及びＦＷＤ素子１５の生じた熱を、第１ターミナル４２を介して、第２ヒートシンク４４の放熱面４４ａから、外部に放熱することもできる。
【００２９】
一方、ＩＧＢＴ素子２１は、Ｚ方向に直交する一面２１ａにエミッタ電極２３及びゲート電極２４を有し、一面２１ａと反対の裏面２１ｂにコレクタ電極２２を有している。このＩＧＢＴ素子２１は、Ｚ方向においてＩＧＢＴ素子１１とほぼ同じ高さに位置している。
【００３０】
Ｚ方向において、ＩＧＢＴ素子２１のコレクタ電極２２側には、第３ヒートシンク５０が配置されており、第３ヒートシンク５０は、はんだ５１を介してコレクタ電極２２と電気的且つ機械的に接続されている。なお、第３ヒートシンク５０におけるコレクタ電極２２との接続面には、ＦＷＤ素子２５のカソード電極も接続されている。
【００３１】
第３ヒートシンク５０は、図３に示すように、第１ヒートシンク４０とほぼ同じ平面矩形状をなしており、第１ヒートシンク４０とほぼ同じ厚みを有している。また、矩形の一辺から、高電位電源端子３０と同じＹ方向に、出力端子３４が延設されている。なお、出力端子３４の一部は、図２に示すように、封止樹脂体７０における高電位電源端子３０と同じ側面７０ｃから、外部に引き出されている。また、第３ヒートシンク５０には、第２中継部５６が一体的に設けられている。第２中継部５６の詳細については後述する。
【００３２】
また、第３ヒートシンク５０におけるＩＧＢＴ素子２１と反対の面は、封止樹脂体７０の第１面７０ａから露出され、放熱面５０ａとなっている。これにより、ＩＧＢＴ素子２１及びＦＷＤ素子２５の生じた熱を、第３ヒートシンク５０の放熱面５０ａから、外部に放熱することができる。
【００３３】
ＩＧＢＴ素子２１のエミッタ電極２３側には、ゲート電極２４とオーバーラップせず、エミッタ電極２３と対向するように、第２ターミナル５２が配置されており、第２ターミナル５２は、はんだ５３を介してエミッタ電極２３と電気的且つ機械的に接続されている。なお、第２ターミナル５２におけるエミッタ電極２３との接続面には、ＦＷＤ素子２５のアノード電極も接続されている。この第２ターミナル５２は、ＩＧＢＴ素子２１及びＦＷＤ素子２５と第４ヒートシンク５４とを電気的に接続するための中継機能とともに、ゲート電極２４にワイヤボンディングするための高さを確保する機能を有している。本実施形態では、第２ターミナル５２が、ＩＧＢＴ素子２１のエミッタ電極２３及びＦＷＤ素子２５とオーバーラップするように、第１ターミナル４２とほぼ同じ平面矩形状をなしている。また、第１ターミナル４２とほぼ同じ厚みを有している。
【００３４】
ゲート電極２４は、ボンディングワイヤ３３ｗを介して、制御端子３３のうち、ゲート端子３３ｇと接続されている。なお、図３に示すように、本実施形態では、温度測定ダイオード用が２本、ゲート端子３３ｇが１本、電流センス用が１本、エミッタセンス用が１本の、計５本の制御端子３３を有している。これら制御端子３３は、Ｙ方向において、出力端子３４及び低電位電源端子３１と間にＩＧＢＴ素子２１を挟むように配置されており、図２に示すように、封止樹脂体７０における出力端子３４及び低電位電源端子３１とは反対の側面７０ｃから、外部に引き出されている。
【００３５】
第２ターミナル５２におけるＩＧＢＴ素子２１と反対の面側には、第４ヒートシンク５４が配置されており、第４ヒートシンク５４は、はんだ５５を介して第２ターミナル５２と電気的且つ機械的に接続されている。すなわち、第４ヒートシンク５４は、ＩＧＢＴ素子２１のエミッタ電極２３及びＦＷＤ素子２５のアノード電極と、電気的に接続されている。
【００３６】
第４ヒートシンク５４は、図３に示すように、大部分が第３ヒートシンク５０とオーバーラップするように配置されている。本実施形態では、図３に示すように、第３ヒートシンク５０とほぼ同じ平面矩形状をなしている。また、第３ヒートシンク５０とほぼ同じ厚みを有している。すなわち、第２ヒートシンク４４とほぼ同じ厚みを有している。この第４ヒートシンク５４の側面からは、第３中継部５９が延設されている。この第３中継部５９は、第４ヒートシンク５４の平面矩形の４辺のうち、Ｘ方向において第２ヒートシンク４４側の辺から、Ｘ方向に延設されている。また、第４ヒートシンク５４に対して折曲され、低電位電源端子３１に向けて延びている。この第３中継部５９は、第２中継部５６とオーバーラップしないように、第２中継部５６に対してＹ方向にずれて設けられている。
【００３７】
低電位電源端子３１は、高電位電源端子３０及び出力端子３４と、Ｚ方向において同一面内に位置している。そして、第３中継部５９は、低電位電源端子３１と、図示しないはんだを介して電気的に接続されている。
【００３８】
また、第４ヒートシンク５４におけるＩＧＢＴ素子２１と反対の面は、封止樹脂体７０における第２面７０ｂから露出され、放熱面５４ａとなっている。これにより、ＩＧＢＴ素子２１及びＦＷＤ素子２５の生じた熱を、第２ターミナル５２を介して、第４ヒートシンク５４の放熱面５４ａから、外部に放熱することもできる。
【００３９】
封止樹脂体７０は、ＩＧＢＴ素子１１，２１、ＦＷＤ素子１５，２５、高電位電源端子３０の一部、低電位電源端子３１の一部、制御端子３２，３３の一部、出力端子３４の一部、各ヒートシンク４０，４４，５０，５４における放熱面４０ａ，４４ａ，５０ａ，５４ａを除く部分、各ターミナル４２，５２、及び各中継部４６，５６を、一体的に封止している。本実施形態では、図２に示すように、平面矩形状をなしており、Ｘ方向に略平行な側面７０ｃの一方から、主端子である高電位電源端子３０、低電位電源端子３１、及び出力端子３４が引き出されている。また、Ｘ方向に略平行な側面の他方から、制御端子３２，３３が引き出されている。
【００４０】
第１ヒートシンク４０及び第３ヒートシンク５０は、封止樹脂体７０とともに切削加工されており、その放熱面４０ａ，５０ａは、同一面内に位置するとともに、封止樹脂体７０の第１面７０ａと面一となっている。第２ヒートシンク４４及び第４ヒートシンク５４も、封止樹脂体７０とともに切削加工されており、その放熱面４４ａ，５４ａは、同一面内に位置するとともに、封止樹脂体７０の第２面７０ｂと面一となっている。
【００４１】
このように、上アーム回路部１０を構成する部分では、Ｚ方向の配置が、第１面７０ａ側から、第１ヒートシンク４０、はんだ４１、コレクタ電極１２、ＩＧＢＴ素子１１、エミッタ電極１３、はんだ４３、第１ターミナル４２、はんだ４５、第２ヒートシンク４４の順となっている。一方、下アーム回路部２０を構成する部分では、Ｚ方向の配置が、第１面７０ａ側から、第３ヒートシンク５０、はんだ５１、コレクタ電極２２、ＩＧＢＴ素子２１、エミッタ電極２３、はんだ５３、第２ターミナル５２、はんだ５５、第４ヒートシンク５４の順となっている。すなわち、上アーム回路部１０と下アーム回路部２０とで、Ｚ方向の並びが同じとなっている。
【００４２】
次に、半導体装置１００の特徴部分である第１中継部４６及び第２中継部５６について説明する。
【００４３】
第１中継部４６及び第２中継部５６は、互いに接続された状態で、Ｚ方向において異る位置とされた第２ヒートシンク４４と第３ヒートシンク５０とを、電気的に接続するものである。また、Ｘ方向に並んで配置された上アーム回路部１０と下アーム回路部２０とを、機械的に接続する部分でもある。
【００４４】
第１中継部４６及び第２中継部５６は、封止樹脂体７０の配置領域内、すなわち封止樹脂体７０により封止される領域内であって、Ｘ方向における位置が、第２ヒートシンク４４と第３ヒートシンク５０の間の第１領域７１に配置されている。本実施形態では、第１中継部４６及び第２中継部５６が、図３及び図６に示すように、Ｙ方向において第２ヒートシンク４４と第３ヒートシンク５０との対向領域内に配置され、Ｚ方向において、封止樹脂体７０の第１面７０ａと第２面７０ｂとの間、すなわち、放熱面４４ａ，５０ａの間、に配置されている。
【００４５】
第１中継部４６は、第２ヒートシンク４４と一体的に設けられている。この第１中継部４６は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、第２ヒートシンク４４よりも厚みが薄くされた第１基部４７と、該第１基部４７から突出する第１リブ４８と、を有している。第１基部４７は、自身の板厚方向に直交する面のうち、第２ヒートシンク４４との境界付近において封止樹脂体７０の内側に位置する内面４７ａと、内面４７ａと反対の面であり、第２面７０ｂ側に位置する外面４７ｂを有している。第１リブ４８は、第１基部４７の内面４７ａ及び外面４７ｂの少なくとも一方に設けられている。また、第１リブ４８が設けられた部分の第１中継部４６の厚み、すなわち、第１基部４７と第１リブ４８の厚みの和は、第２ヒートシンク４４の厚み以下となっている。このような第１中継部４６は、例えば圧延法により形成することができる。
【００４６】
一方、第２中継部５６は、第３ヒートシンク５０と一体的に設けられている。この第２中継部５６は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、第３ヒートシンク５０よりも厚みが薄くされた第２基部５７と、該第２基部５７から突出する第２リブ５８と、を有している。第２基部５７は、自身の板厚方向に直交する面のうち、第３ヒートシンク５０との境界付近において封止樹脂体７０の内側に位置する内面５７ａと、内面５７ａと反対の面であり、第１面７０ａ側に位置する外面５７ｂを有している。第２リブ５８は、第２基部５７の内面５７ａ及び外面５７ｂの少なくとも一方に設けられている。また、第２リブ５８が設けられた部分の第２中継部５６の厚み、すなわち、第２基部５７と第２リブ５８の厚みの和は、第３ヒートシンク５０の厚み以下となっている。このような第２中継部５６は、例えば圧延法により形成することができる。
【００４７】
そして、第１基部４７の内面４７ａの一部と、第２基部５７の内面５７ａの一部とが対向配置され、この対向部分が、はんだ６０を介して接続される接続面４７ｃ，５７ｃとなっている。第１基部４７の第１接続面４７ｃ及び第２基部５７の第２接続面５７ｃは、Ｚ方向においてはんだ６０を介して接続されている。また、第１領域７１におけるＸ方向全長において、第１リブ４８及び第２リブ５８の少なくとも一方が配置されている。
【００４８】
本実施形態では、第１中継部４６が、図３に示すように、平面矩形の第２ヒートシンク４４の４辺のうち、Ｘ方向における第４ヒートシンク５４側の辺から、Ｘ方向に沿って延設されている。また、第１中継部４６は、第２ヒートシンク４４に対して折曲されておらず、第１基部４７は平面矩形の平板状とされ、内面４７ａが、第２ヒートシンク４４における第１ターミナル４２との対向面である内面４４ｂと面一となっている。すなわち、内面４７ａは、内面４４ｂと段差なく連続的に繋がっている。したがって、接続面４７ｃは、内面４４ｂとＺ方向において同じ位置となっており、Ｚ方向に対して略垂直となっている。
【００４９】
第１リブ４８は、図４（ｂ）及び図６に示すように、第１基部４７の外面４７ｂに設けられている。第１リブ４８が設けられた部分の第１中継部４６の厚みは、第２ヒートシンク４４の厚み未満となっている。このように、第１中継部４６は、第２ヒートシンク４４よりも薄くされている。また、第１リブ４８は、図４（ａ）に示すように、第２ヒートシンク４４と第１基部４７との境界から、Ｘ方向に沿って延設されている。第１リブ４８における第２ヒートシンク４４と反対側の端部は、図６に示すように、第１接続面４７ｃと第２接続面５７ｃとのオーバーラップ領域における第２ヒートシンク４４側の端部と一致している。また、第１リブ４８は、図４（ｂ）に示すように、Ｙ方向及びＺ方向により規定される面に沿う断面形状が矩形とされており、同一形状の３本の第１リブ４８が、Ｙ方向に所定の間隔を有して設けられている。
【００５０】
一方、第２中継部５６は、図３に示すように、平面矩形の第３ヒートシンク５０の４辺のうち、Ｘ方向における第１ヒートシンク４０側の辺のうち、第１中継部４６に対応する部分から、Ｘ方向に沿って延設されている。また、第２中継部５６は、第３ヒートシンク５０に対して折曲されており、Ｚ方向において第２ヒートシンク４４に向けて延設されている。詳しくは、第２中継部５６が折曲部を２箇所有しており、Ｘ方向及びＺ方向により規定される面において、略クランク状をなしている。第２基部５７の厚みはほぼ均一とされており、上記したように折曲部を２箇所有して、Ｘ方向及びＺ方向により規定される面において、略クランク状をなしている。そして、第２接続面５７ｃは、Ｚ方向に対して略垂直となっている。また、第２基部５７の内面５７ａは、第３ヒートシンク５０におけるＩＧＢＴ素子２１との対向面である内面５０ｂと、段差なく連続的に繋がっている。
【００５１】
第２リブ５８は、図５（ｂ）及び図６に示すように、第２基部５７の外面５７ｂに設けられている。第２リブ５８が設けられた部分の第２中継部５６の厚みは、第３ヒートシンク５０の厚み未満となっている。このように、第２中継部５６は、第３ヒートシンク５０よりも薄くされている。また、第２リブ５８は、図５（ａ）に破線で示すように、第３ヒートシンク５０と第２基部５７との境界から、Ｘ方向における第２基部５７の先端まで、Ｘ方向に沿って延設されている。したがって、外面５７ｂのうち、第２接続面５７ｃの裏面部分にも、第２リブ５８が設けられている。また、第２リブ５８は、図５（ｂ）に示すように、Ｙ方向及びＺ方向により規定される面に沿う断面形状が矩形とされており、同一形状の３本の第２リブ５８が、Ｙ方向に所定の間隔を有して設けられている。
【００５２】
このように、本実施形態では、第１領域７１のＸ方向全長にわたって、第１リブ４８と第２リブ５８が切れ目なく配置されている。また、第１リブ４８における第２ヒートシンク４４と反対の端部と、第２リブ５８における第３ヒートシンク５０と反対の端部が、Ｘ方向において一致しており、図７に示すように、第１接続面４７ｃと第２接続面５７ｃとのはんだ６０を介した接続部には、第２リブ５８のみが設けられている。
【００５３】
次に、上記した半導体装置１００の製造方法の一例について簡単に説明する。
【００５４】
先ず、ＩＧＢＴ素子１１，２１、ＦＷＤ素子１５，２５、各ヒートシンク４０，４４，５０，５４、各ターミナル４２，５２を準備する準備工程を実施する。本実施形態では、上記した第１リブ４８を有する第１中継部４６を一体的に備えた第２ヒートシンク４４を準備する。また、上記した第２リブ５８を有する第２中継部５６を一体的に備えた第３ヒートシンク５０を準備する。
【００５５】
次いで、図８に示すように、封止樹脂体７０の成形までの前工程を実施する。この工程は、上アーム回路部１０を構成する各要素を電気的に接続し、下アーム回路部２０を構成する各要素を電気的に接続し、上アーム回路部１０と下アーム回路部２０とを繋ぐ第１中継部４６と第２中継部５６を電気的に接続する接続工程である。この工程としては、特開２０１２−２３５０８１号公報に記載された工程を採用することができるため、説明を割愛する。
【００５６】
次に、図示を省略するが、図８の製造工程を経て形成された構造体を、金型に配置し、金型のキャビティ内に樹脂を注入して、封止樹脂体７０を成形する成形工程を実施する。本実施形態では、エポキシ樹脂を用いたトランスファーモールド法により、封止樹脂体７０を成形する。このとき、各ヒートシンク４０，４４，５０，５４の放熱面４０ａ，４４ａ，５０ａ，５４ａが被覆されるように、封止樹脂体７０を成形する。
【００５７】
次に、図９に示す切削工程を実施する。
【００５８】
この切削工程では、封止樹脂体７０の側面７０ｃを、押さえ治具１１０により真空チャックしつつ、Ｘ方向において両側から白抜き矢印方向に封止樹脂体７０を押圧する。そして、この状態で、刃具１１１により、封止樹脂体７０の第１面７０ａ側から、封止樹脂体７０とともに第１ヒートシンク４０及び第３ヒートシンク５０を切削する。また、刃具１１１により、封止樹脂体７０の第２面７０ｂ側から、封止樹脂体７０とともに第２ヒートシンク４４及び第４ヒートシンク５４を切削する。図９は、第２面７０ｂ側の切削を示している。
【００５９】
この切削により、各ヒートシンク４０，４４，５０，５４の放熱面４０ａ，４４ａ，５０ａ，５４ａは、封止樹脂体７０から露出される。また、本実施形態では、第１ヒートシンク４０及び第３ヒートシンク５０の放熱面４０ａ，５０ａが、周囲の第１面７０ａと面一となり、第２ヒートシンク４４及び第４ヒートシンク５４の放熱面４４ａ，５４ａが、周囲の第２面７０ｂと面一となる。
【００６０】
そして、ヒートシンク間を接続する図示しないタイバーの切断などを経て、半導体装置１００を得ることができる。
【００６１】
次に、半導体装置１００の特徴部分の作用効果について説明する。
【００６２】
従来、第１接続面４７ｃ及び第２接続面５７ｃが、Ｚ方向ではんだ６０を介して接続され、切削加工により、放熱面４０ａ，４４ａ，５０ａ，５４ａが封止樹脂体７０から露出される構成において、放熱面４０ａ，４４ａ，５０ａ，５４ａの平面度、放熱面同士の平行度を確保しにくいという問題があった。本発明者が検討した結果、この問題は、以下のようにして生じるとの結論に至った。
【００６３】
図９に示したように、切削加工時において、封止樹脂体７０を押さえる方向（Ｘ方向）と、第１接続面４７ｃにおける第１中継部４６の板厚方向及び第２接続面５７ｃにおける第２中継部５６の板厚方向とが直交する。このため、封止樹脂体７０を押さえると、はんだ６０を介して接続された第１中継部４６及び第２中継部５６の構造体（以下、単に構造体と示す）には軸力（圧縮力）が作用し、板厚方向であるＺ方向に変形しやすい。従来は、曲げ加工性などを考慮し、言うなれば第１中継部４６が第１基部４７のみを有し、第２中継部５６が第２基部５７のみを有する構造となっていた。したがって、封止樹脂体７０を押さえる方向において、構造体の剛性が低く、封止樹脂体７０を押さえると、構造体がＺ方向に変形する。なお、第１領域７１において構造体の周囲に存在し、構造体よりもヤング率の低い材料からなる封止樹脂体７０は、構造体の変形（反り）に追従する。すなわち、第１領域７１がＺ方向に変形する。
【００６４】
一方、Ｘ方向において第１領域７１に隣接する上アーム回路部１０の部分は、ＩＧＢＴ素子１１をヒートシンク４０，４４で挟んだ構造をなしており、第１領域７１よりも剛性が高い。また、第１領域７１に隣接する下アーム回路部２０の部分も、ＩＧＢＴ素子２１をヒートシンク５０，５４で挟んだ構造をなしており、第１領域７１よりも剛性が高い。したがって、切削加工時に封止樹脂体７０を押さえても、上アーム回路部１０の部分及び下アーム回路部２０の部分は変形しがたい。
【００６５】
しかしながら、上記した構造体、すなわち第１領域７１が、Ｚ方向に変形するため、上アーム回路部１０の部分及び下アーム回路部２０の部分は傾き、半導体装置１００全体が、例えば図９において紙面上方に凸の変形形状となる。このように、変形が生じた状態で切削を行うため、放熱面４０ａ，４４ａ，５０ａ，５４ａの平面度、放熱面同士の平行度を確保しにくい。
【００６６】
これに対し、本実施形態では、第１領域７１のＸ方向全長にわたって、第１リブ４８及び第２リブ５８の少なくとも一方が設けられている。このため、封止樹脂体７０を押さえる方向において、構造体の剛性を高めることができる。これにより、構造体が、従来に較べてＺ方向に変形し難いため、切削加工時に、第１領域７１、ひいては半導体装置１００に、Ｚ方向の変形が生じるのを抑制することができる。これにより、放熱面４０ａ，４４ａ，５０ａ，５４ａの平面度、放熱面同士の平行度を確保し、ひいては、冷却器への放熱性を向上することができる。
【００６７】
なお、上記構成によれば、切削加工に限らず、封止樹脂体７０の成形後において、第１領域７１、ひいては半導体装置１００に、Ｚ方向の変形が生じるのを抑制することができる。例えばＸ方向両側から封止樹脂体７０を押圧した状態で、半導体装置１００を搬送する場合に、第１領域７１、ひいては半導体装置１００に、Ｚ方向の変形が生じるのを抑制することができる。これにより、例えばはんだ６０による接続部の接続信頼性を向上することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、第２ヒートシンク４４よりも薄い第１基部４７に対して、局所的に第１リブ４８を設け、第３ヒートシンク５０よりも薄い第２基部５７に対して、局所的に第２リブ５８を設けている。したがって、第１中継部４６及び第２中継部５６を曲げ加工することができる。すなわち、第１中継部４６及び第２中継部５６の少なくとも一方を曲げ加工することで、Ｚ方向において異なる位置に配置された第２ヒートシンク４４と第３ヒートシンク５０とを、電気的に接続することができる。
【００６９】
また、第２ヒートシンク４４に第１中継部４６を設け、第３ヒートシンク５０に第２中継部５６を設けており、はんだ６０を介して第１中継部４６と第２中継部５６が接続されている。したがって、第１領域７１内に、はんだ６０を介して第１中継部４６と第２中継部５６が接続された部分、言うなればＺ方向に厚みの厚い部分が存在する。これにより、上記した構造体の剛性を高め、第１領域７１に、Ｚ方向の変形が生じるのを効果的に抑制することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、第１リブ４８が第１基部４７の外面４７ｂから突出し、第２リブ５８が、第２基部５７の外面５７ｂから突出している。各リブ４８，５８は、剛性を高めるために設けられており、例えば対応する第１基部４７及び第２基部５７の厚みよりも突出高さ（厚み）が長く設定される。しかしながら、本実施形態では、第１接続面４７ｃ及び第２接続面５７ｃにリブ４８，５８を設けないため、リブ４８，５８の高さが、はんだ６０との接続に影響を及ぼさない。したがって、剛性を高めつつ、はんだ６０との接続面積を確保することができる。しかしながら、リブ４８，５８によって、はんだ６０が分断されない条件であれば、第１接続面４７ｃ及び第２接続面５７ｃの少なくとも一方に、リブ４８，５８を設けても良い。図１０に示す第１変形例では、第２接続面５７ｃに第２リブ５８を設けている。
【００７１】
また、本実施形態では、第１基部４７の内面４７ａが、第２ヒートシンク４４の内面４４ｂと、段差なく連続的に繋がっており、第１中継部４６において、第１リブ４８を設けた部分の厚みが、第２ヒートシンク４４よりも薄くなっている。また、第２基部５７の内面５７ａが、第３ヒートシンク５０の内面５０ｂと、段差なく連続的に繋がっており、第２中継部５６において、第２リブ５８を設けた部分の厚みが、第３ヒートシンク５０よりも薄くなっている。このため、第１中継部４６を放熱面４４ａよりも第１ヒートシンク４０側に配置し、第２中継部５６を放熱面５０ａよりも第４ヒートシンク５４側に配置することができる。すなわち、図６に示すように、第１中継部４６及び第２中継部５６が、封止樹脂体７０から露出され難くなる。例えば本実施形態に示すように、第１中継部４６において内面４７ａが内面４４ｂと面一の部分、及び、第２中継部５６において内面５７ａが内面５４ｂと面一の部分が、封止樹脂体７０の第１面７０ａ及び第２面７０ｂから露出されない。したがって、沿面距離を稼ぐことができる。例えば、第１リブ４８が第２面７０ｂに露出していると、Ｘ方向において第１リブ４８と第４ヒートシンク５４との間で沿面距離を確保しなければならないが、本実施形態では、Ｘ方向において第２ヒートシンク４４と第４ヒートシンク５４との間で沿面距離を確保すれば良い。このため、半導体装置１００の体格を小型化することができる。
【００７２】
また、第１リブ４８を設けた部分の厚み、すなわち第１中継部４６全域の厚みが、第２ヒートシンク４４よりも薄く、第２リブ５８を設けた部分の厚み、すなわち第２中継部５６全域の厚みが、第３ヒートシンク５０よりも薄いため、第１中継部４６及び第２中継部５６を、曲げ加工しやすい。
【００７３】
なお、本実施形態では、第１領域７１のＸ方向全長にわたって、第１リブ４８と第２リブ５８が切れ目なく配置されている。そして、第１リブ４８における第２ヒートシンク４４と反対の端部と、第２リブ５８における第３ヒートシンク５０と反対の端部が、Ｘ方向において一致し、第１接続面４７ｃと第２接続面５７ｃとのはんだ６０を介した接続部には、第２リブ５８のみが設けられる例を示した。しかしながら、切れ目なく配置されつつ、第１接続面４７ｃと第２接続面５７ｃとのはんだ６０を介した接続部に、第１リブ４８のみが設けられる構成としても良い。
【００７４】
また、本実施形態では、第１基部４７に３本の第１リブ４８が設けられ、第２基部５７に３本の第２リブ５８が設けられる例を示した。しかしながら、リブ４８，５８の本数は特に限定されるものではない。
【００７５】
（第２実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した半導体装置１００と共通する部分についての説明は割愛する。
【００７６】
本実施形態では、図１１及び図１２に示すように、第１実施形態に記載の構成に加え、Ｘ方向において、第１リブ４８が、第１基部４７における第２ヒートシンク４４との境界から該境界とは反対の先端まで延びて設けられている。そして、第１接続面４７ｃと第２接続面５７ｃとのはんだ６０を介した接続部に、第１リブ４８及び第２リブ５８がともに設けられている点を特徴とする。それ以外の点は、第１実施形態と同じである。
【００７７】
このように、各リブ４８，５８を、対応するヒートシンク４４，５０との境界から先端まで設けると、上記した構造体の剛性を、さらに高めることができる。すなわち、Ｘ方向両側から封止樹脂体７０が押圧された際に、第１領域７１、ひいては半導体装置１００に変形が生じるのを、より効果的に抑制することができる。例えば切削加工時に、第１領域７１、ひいては半導体装置１００に、Ｚ方向の変形が生じるのを抑制し、放熱面４０ａ，４４ａ，５０ａ，５４ａの平面度、放熱面同士の平行度を確保することができる。また、はんだ６０による接続部の剛性を特に高めることができるため、該接続部の変形を抑制し、はんだ６０の接続信頼性を向上することもできる。
【００７８】
なお、本実施形態では、第１基部４７に３本の第１リブ４８が設けられ、第２基部５７に３本の第２リブ５８が設けられる例を示した。しかしながら、リブ４８，５８の本数は特に限定されるものではない。
【００７９】
（第３実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した半導体装置１００と共通する部分についての説明は割愛する。
【００８０】
本実施形態では、図１３及び図１４に示すように、第２実施形態に記載の構成に加え、第１領域７１において、封止樹脂体７０の第１面７０ａ及び第２面７０ｂの少なくとも一方に、凸部７２が設けられていることを特徴とする。
【００８１】
図１３及び図１４に示す例では、Ｘ方向において、第１領域７１における第１面７０ａの一部分に凸部７２が設けられている。また、Ｘ方向において、第１領域７１における第２面７０ｂの一部分に凸部７２が設けられている。詳しくは、第１面７０ａ及び第２面７０ｂにおいて、第１接続面４７ｃと第２接続面５７ｃとのはんだ６０による接続部の直上部分に、凸部７２がそれぞれ設けられている。また、凸部７２は、Ｙ方向において、各ヒートシンク４０，４４，５０，５４の配置領域を跨ぐように、延設されている。このような凸部７２は、例えば切削加工時に、局所的に封止樹脂体７０を残すことで形成することができる。
【００８２】
このように、第１領域７１において、封止樹脂体７０に凸部７２を設けると、凸部７２の分、封止樹脂体７０が厚くなり、第１領域７１の剛性が高まる。したがって、Ｘ方向両側から封止樹脂体７０が押圧された際に、第１領域７１、ひいては半導体装置１００に変形が生じるのを、より効果的に抑制することができる。
【００８３】
なお、凸部７２の配置は、上記例に限定されるものではない。第１領域７１において、第１面７０ａ及び第２面７０ｂの少なくとも一方に設ければ良い。また、第１面７０ａに設ける凸部７２の個数、第２面７０ｂに設ける凸部７２の個数も特に限定されるものではない。
【００８４】
また、本実施形態では、第２実施形態に示す構成に凸部７２を組み合わせる例を示したが、第１実施形態に示す構成に凸部７２を組み合わせても良い。
【００８５】
（第４実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した半導体装置１００と共通する部分についての説明は割愛する。
【００８６】
本実施形態では、図１５及び図１６に示すように、第３実施形態に記載の構成に加え、凸部７２は、Ｘ方向及びＹ方向により規定される面において、第１中継部４６及び第２中継部５６を覆うように設けられることを特徴とする。
【００８７】
図１５及び図１６に示す例では、第２面７０ｂの凸部７２が、第１中継部４６及び第２中継部５６を覆うように、第１領域７１において、Ｙ方向に所定の長さを有しつつ、Ｘ方向において第１領域７１の一端から他端まで延設されている。同様に、第１面７０ａの凸部７２も、第１中継部４６及び第２中継部５６を覆うように、第１領域７１において、Ｙ方向に所定の長さを有しつつ、Ｘ方向において第１領域７１の一端から他端まで延設されている。
【００８８】
このように、第１中継部４６及び第２中継部５６を覆う凸部７２を採用すると、第１領域７１のＸ方向全長にわたって、凸部７２が存在することとなるため、Ｘ方向の圧縮に対して剛性が高まり、第１領域７１の変形をより効果的に抑制することができる。特に、第１中継部４６及び第２中継部５６の直上の封止樹脂体７０が厚くなるため、第１中継部４６及び第２中継部５６の構造体の変形を、より効果的に抑制することができる。
【００８９】
また、第１中継部４６及び第２中継部５６を覆うように凸部７２を設けるため、第１リブ４８を設けた部分の第１中継部４６の厚みが第２ヒートシンク４４と略等しく、第２リブ５８を設けた部分の第２中継部５６の厚みが第３ヒートシンク５０と略等しくても、封止樹脂体７０から第１中継部４６及び第２中継部５６が露出し難くなる。これにより、沿面距離を稼ぐことができ、半導体装置１００の体格を小型化することができる。
【００９０】
（第５実施形態）
本実施形態において、上記実施形態に示した半導体装置１００と共通する部分についての説明は割愛する。
【００９１】
本実施形態では、図１７に示すように、第４実施形態に記載の構成に加え、凸部７２は、第１領域７１の全域に設けられていることを特徴とする。
【００９２】
図１７に示す例では、封止樹脂体７０の第２面７０ｂにおいて、第１領域７１全域に凸部７２が設けられている。また、封止樹脂体７０の第１面７０ａにおいても、第１領域７１全域に凸部７２が設けられている。この凸部７２は、図１７に示すように、平面矩形をなしている。
【００９３】
このように、第１領域７１の全域に凸部７２を設けると、第１領域７１全体の剛性を高めることができるため、第１領域７１の変形をより効果的に抑制することができる。
【００９４】
また、図１８において、Ｙ方向に切削することで、凸部７２を設けることができるため、切削により、凸部７２を容易に形成することができる。
【００９５】
なお、第１面７０ａ及び第２面７０ｂの一方のみに、上記した凸部７２を設けても良い。
【００９６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００９７】
本実施形態では、半導体装置１００が、上アーム回路部１０と下アーム回路部２０を１組有する所謂２ｉｎ１パッケージの例を示した。しかしながら、上アーム回路部１０と下アーム回路部２０を複数組有する構成としても良い。例えば上アーム回路部１０と下アーム回路部２０を３組有する６ｉｎ１パッケージにも適用することができる。
【００９８】
ＦＷＤ素子１５，２５がＩＧＢＴ素子１１，２１と別チップの例を示した。しかしながら、同一のチップにＩＧＢＴ素子とＦＷＤ素子が構成された所謂ＲＣ−ＩＧＢＴチップを採用することもできる。
【００９９】
本実施形態では、第１中継部４６及び第２中継部５６のうち、第２中継部５６のみに曲げ加工を施す例を示したが、第１中継部４６のみに曲げ加工を施しても良い。また、第１中継部４６及び第２中継部５６の両方に曲げ加工を施しても良い。
【０１００】
本実施形態では、第１中継部４６において、第１リブ４８が設けられた部分の厚み、すなわち第１中継部４６全域の厚みが、第２ヒートシンク４４よりも薄くされ、第２中継部５６において、第２リブ５８が設けられた部分の厚み、すなわち第２中継部５６全域の厚みが、第３ヒートシンク５０よりも薄くされる例を示した。しかしながら、第１リブ４８が設けられた部分の厚みが、第２ヒートシンク４４と等しい構成、第２リブ５８が設けられた部分の厚みが、第３ヒートシンク５０と等しい構成としても良い。この場合、図１８に示す第２変形例のように、封止樹脂体７０に、凸部７２を設けることで、第１中継部４６、第２中継部５６が、封止樹脂体７０から露出されないようにすることができる。すなわち、沿面距離を稼いで、半導体装置１００の体格を小型化することができる。
【０１０１】
本実施形態では、半導体装置１００が、第１ターミナル４２及び第２ターミナル５２を備える例を示した。しかしながら、半導体装置１００としては、第１ターミナル４２及び第２ターミナル５２を有さない構成を採用することもできる。すなわち、ＩＧＢＴ素子１１及びＦＷＤ素子１５と第１ターミナル４２とが、電気的且つ機械的に接続され、ＩＧＢＴ素子２１及びＦＷＤ素子２５と第２ターミナル５２とが、電気的且つ機械的に接続された構成としても良い。
【０１０２】
本実施形態では、第２ヒートシンク４４からＸ方向に第１中継部４６が延設され、第３ヒートシンク５０からＸ方向に第２中継部５６が延設される例を示した。すなわち、第２ヒートシンク４４及び第３ヒートシンク５０の両方に中継部を設ける例を示した。しかしながら、中継部は、第２ヒートシンク４４及び第３ヒートシンク５０の少なくとも一方に設けられれば良い。したがって、第２ヒートシンク４４及び第３ヒートシンク５０の一方にのみ設けられた中継部により、第２ヒートシンク４４及び第３ヒートシンク５０が電気的に接続されても良い。例えば図１９に示す第３変形例では、第３ヒートシンク５０のみが、リブ（第２リブ５８）を有する中継部（第２中継部５６）を備えている。そして、第２中継部５６及び第２リブ５８が、Ｘ方向において、第２ヒートシンク４４とオーバーラップする位置まで延設され、はんだ６０を介して第２ヒートシンク４４に電気的且つ機械的に接続されている。なお、第２リブ５８は、第１領域７１におけるＸ方向全長にわたって設けられれば良いため、第２ヒートシンク４４とオーバーラップする位置まで延設されなくとも良い。また、第２ヒートシンク４４は、はんだ６０の接続箇所に凹部を有し、凹部内にはんだ６０が配置される構成としても良い。また、第２ヒートシンク４４のみが、リブ（第１リブ４８）を有する中継部（第１中継部４６）を備える構成としても良い。
【０１０３】
本実施形態では、封止樹脂体７０とともに各ヒートシンク４０，４４，５０，５４が切削加工され、第１面７０ａから放熱面４０ａ，５０ａが露出され、第２面７０ｂから放熱面４４ａ，５４ａが露出される例を示した。しかしながら、切削加工を実施せずに、各放熱面４０ａ，４４ａ，５０ａ，５４ａを露出させるようにしても良い。この場合にも、Ｘ方向両側から封止樹脂体７０を押圧した状態で、第１領域７１、ひいては半導体装置１００に、Ｚ方向の変形が生じるのを抑制することができる。
【０１０４】
本実施形態では、封止樹脂体７０の第１面７０ａから、第１ヒートシンク４０及び第３ヒートシンク５０の放熱面４０ａ，５０ａが露出され、第２面７０ｂから、第２ヒートシンク４４及び第４ヒートシンク５４の放熱面４４ａ，５４ａが露出される例を示した。しかしながら、第２ヒートシンク４４及び第４ヒートシンク５４は封止樹脂体７０によって被覆され、放熱面４０ａ，５０ａのみが露出される構成としても良い。
【符号の説明】
【０１０５】
１０・・・上アーム回路部、１１・・・ＩＧＢＴ素子（第１半導体素子）、１１ａ・・・一面、１１ｂ・・・裏面、１２・・・コレクタ電極、１３・・・エミッタ電極、１４・・・ゲート電極、１５・・・ＦＷＤ素子、２０・・・下アーム回路部、２１・・・ＩＧＢＴ素子（第２半導体素子）、２１ａ・・・一面、２１ｂ・・・裏面、２２・・・コレクタ電極、２３・・・エミッタ電極、２４・・・ゲート電極、２５・・・ＦＷＤ素子、３０・・・高電位電源端子、３１・・・低電位電源端子、３２，３３・・・制御端子、３２ｇ，３３ｇ・・・ゲート端子、３２ｗ，３３ｗ・・・ボンディングワイヤ、３４・・・出力端子、４０・・・第１ヒートシンク、４０ａ・・・放熱面、４０ｂ・・・内面、４１，４３，４５・・・はんだ、４２・・・第１ターミナル、４４・・・第２ヒートシンク、４４ａ・・・放熱面、４４ｂ・・・内面、４６・・・第１中継部、４７・・・第１基部、４７ａ・・・内面、４７ｂ・・・外面、４７ｃ・・・第１接続面、４８・・・第１リブ、５０・・・第３ヒートシンク、５０ａ・・・放熱面、５０ｂ・・・内面、５１，５３，５５・・・はんだ、５２・・・第２ターミナル、５４・・・第４ヒートシンク、５４ａ・・・放熱面、５４ｂ・・・内面、５６・・・第２中継部、５７・・・第２基部、５７ａ・・・内面、５７ｂ・・・外面、５７ｃ・・・第２接続面、５８・・・第２リブ、５９・・・第３中継部、６０・・・はんだ、７０・・・封止樹脂体、７０ａ・・・第１面、７０ｂ・・・第２面、７０ｃ・・・側面、７１・・・第１領域、７２・・・凸部、１００・・・半導体装置、１１０・・・押さえ治具、１１１・・・刃具
【図１】
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【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】
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【図８】
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【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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