(57)【要約】【課題】制御配線の引き回しが容易である半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置１は、第１主面１１に少なくともソース電極１４及びゲート電極１５が形成されかつ第２主面１２にドレイン電極１３が形成されたスイッチング素子１０と、ソース電極１４に半田接続する第１電極端子４０と、ドレイン電極１３に半田接続する第２電極端子５０と、ゲート電極１５に半田接続する制御配線２１とを備え、スイッチング素子１０が封止樹脂６０により封止されている。スイッチング素子１０の第１主面１１に面する第１電極端子４０の第１面４１には、制御配線２１が形成された配線シート２０が設けられている。配線シート２０には、ソース電極１４に半田接続しかつ第１電極端子４０に接続するランド部２７が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面に少なくとも第１電極及び制御電極が形成されかつ第２主面に第２電極が形成されたスイッチング素子と、前記第１電極に半田接続する第１電極端子と、前記第２電極に半田接続する第２電極端子と、前記制御電極に半田接続する制御配線とを備え、前記スイッチング素子が封止樹脂により封止された半導体装置であって、
前記スイッチング素子の前記第１主面に面する前記第１電極端子の第１面には、前記制御配線が形成された配線シートが設けられ、
前記配線シートには、前記第１電極に半田接続しかつ前記第１電極端子に接続するランド部が形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記ランド部は、前記配線シート内に形成された金属箔と、前記金属箔の第１面を露出させる第１開口部と、前記金属箔の第２面を露出させる第２開口部とを備える
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記ランド部は、複数個の要素ランド部により構成され、
前記要素ランド部のそれぞれは、前記配線シート内に形成された要素金属箔と、
前記要素金属箔の第１面を露出させる第１要素開口部と、前記要素金属箔の第２面を露出させる第２要素開口部とを備える
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の半導体装置において、
前記配線シートは、更に、前記第１電極端子に半田接続する固定ランド部を有する
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体装置において、
前記配線シートは、更に、前記第１電極端子に接続する電極配線を有し、
前記電極配線と前記第１電極端子とが半田接続されている
ことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子を備える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、第１電極端子と、第２電極端子と、スイッチング素子を制御するための制御配線とを備えている。第１電極端子は、スイッチング素子の第１の電極に接続している。第２電極端子は、スイッチング素子の第２の電極に接続している。第１電極端子から第２電極端子に流れる大電流をスイッチング素子が制御する（特許文献１参照）。
【０００３】
電力制御用のスイッチング素子には高耐圧特性が要求されている。
高耐圧のスイッチング素子として、シリコン（Ｓｉ）系のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が挙げられる。近年、シリコンに比べて高耐圧・低損失が可能なワイドバンドギャップ半導体材料（例えば、炭化珪素若しくは窒化ガリウム）により形成されたＳｉＣ系のＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＧａＮ系のＭＯＳＦＥＴが開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１７４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電力制御用の半導体装置の用途が広がるにつれて、スイッチング素子を制御するための制御配線の引き回しの容易性が要求されている。従来の電力制御用の半導体装置では制御配線がリードバーにより構成されているため、その引き回しが難しいといった問題がある。
【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、制御配線の引き回しが容易である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）上記課題を解決する半導体装置は、第１主面に少なくとも第１電極及び制御電極が形成されかつ第２主面に第２電極が形成されたスイッチング素子と、前記第１電極に半田接続する第１電極端子と、前記第２電極に半田接続する第２電極端子と、前記制御電極に半田接続する制御配線とを備え、前記スイッチング素子が封止樹脂により封止された半導体装置であって、前記スイッチング素子の前記第１主面に面する前記第１電極端子の第１面には、前記制御配線が形成された配線シートが設けられ、前記配線シートには、前記第１電極に半田接続しかつ前記第１電極端子に接続するランド部が形成されている。
【０００８】
この構成によれば、制御配線が配線シートに形成されているため、制御配線の引き回しが容易である。
また、スイッチング素子の第１電極と第１電極端子とは、配線シート内のランド部を介して接続し、スイッチング素子の制御電極は、配線シート内の制御配線に接続される。すなわち、スイッチング素子に設けられている２つの電極（第１電極及び制御電極）は、共に、配線シート内に形成された部材に接続する。この構成によれば、次の比較構造の半導体装置に比べて半田接続不良の発生をより抑制することができる。
【０００９】
比較構造の半導体装置は、スイッチング素子の第１電極と第１電極端子を直接接続し、かつ制御電極を配線シート内の制御配線に接続するものである。この構造の場合、第１電極は、配線シートの厚さに相当する厚さの半田で第１電極端子に接続される。一方、制御電極は、配線シートの略半分の厚さに相当する厚さの半田により制御配線に接続される。すなわち、第１電極に接続する半田の半田厚が制御電極に接続する半田の半田厚よりも大きい。このため、第１電極に接続する半田の量にばらつきがあると、制御電極と制御配線との間の半田接続状態にばらつきが生じ、この結果として、半田接続不良が生じる可能性がある。
【００１０】
この点、上記構成によれば、第１電極に接続する半田の半田厚と、制御電極に接続する半田の半田厚との差が比較構造に比べて小さくなることから、第１電極に接続する半田の量にばらつきがあっても、制御電極と制御配線との間の半田接続状態に与える影響が小さくなり、この結果、半田接続不良の発生を抑制することができる。
【００１１】
（２）上記の半導体装置において、例えば、前記ランド部は、前記配線シート内に形成された金属箔と、前記金属箔の第１面を露出させる第１開口部と、前記金属箔の第２面を露出させる第２開口部とを備える構成とされる。
【００１２】
この構成によれば、ランド部を容易に形成することができる。すなわち、配線シート内に形成される金属箔は、制御配線の形成とともに形成することができ、第１開口部及び第２開口部は、配線シートの形成のときに形成することができるため、当該ランド部を容易に形成することができる。
【００１３】
（３）上記の半導体装置において、例えば、前記ランド部は、複数個の要素ランド部により構成され、前記要素ランド部のそれぞれは、前記配線シート内に形成された要素金属箔と、前記要素金属箔の第１面を露出させる第１要素開口部と、前記要素金属箔の第２面を露出させる第２要素開口部とを備える構成とされる。
【００１４】
ランド部の大きさをスイッチング素子の第１電極と同じ大きさにするとき、金属箔が外部に露出する面積が大きくなる。このため、配線シートにおいて、金属箔の部分の強度が他の部分に比べて低くなり、製造上のハンドリングにおいて金属箔が変形するおそれがある。
【００１５】
この点、上記構成では、ランド部を複数個の要素ランド部により構成するため、個々の要素金属箔の大きさが小さくなる。この結果、製造上のハンドリングにおいて要素金属箔の変形の可能性が低くなり、生産歩留りが高くなる。
【００１６】
（４）上記の半導体装置において、前記配線シートは、更に、前記第１電極端子に半田接続する固定ランド部を有することが好ましい。
この構成によれば、固定ランドで配線シートが第１電極端子に接続されるため、配線シートが熱圧着や接着剤のみで第１電極端子に固定される場合に比べて、配線シートが第１電極端子に強固に固定される。
【００１７】
（５）上記の半導体装置において、前記配線シートは、更に、前記第１電極端子に接続する電極配線を有し、前記電極配線と前記第１電極端子とが半田接続されていることが好ましい。
【００１８】
この構成では、配線シートに制御配線と電極配線とが設けられている。すなわち、制御配線と電極配線とは同じ経路を辿って、当該半導体装置を制御するための制御装置に接続される。このため、制御配線が電極配線とは異なる経路を辿って制御装置に接続される場合に比べて、制御配線と電極配線との間のインピーダンスの差が小さくなる。これにより、異常発振等のノイズの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本半導体装置は、配線シートを備えるため、制御配線の引き回しが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置の断面図。
【図２】スイッチング素子が配置される面側からみた配線シートの平面図。
【図３】第１電極端子が配置される面側からみた配線シートの平面図
【図４】半導体装置において、スイッチング素子と配線シートとを分解した状態を模式的に示す斜視図。
【図５】比較構造の半導体装置の断面図。
【図６】図６（ａ）は、比較対象の半導体装置を備える電力制御回路の模式図、図６（ｂ）は、第１実施形態に係る半導体装置を備える電力制御回路の模式図。
【図７】第２実施形態に係る半導体装置の断面図。
【図８】第２実施形態に係る半導体装置について、配線シートの平面図。
【図９】第３実施形態に係る半導体装置の断面図。
【図１０】第３実施形態に係る半導体装置について、配線シートの平面図。
【図１１】配線シートの変形例の断面図。
【図１２】ランド部とソース電極との間の半田接続態様の他の例を示す半導体装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１実施形態）
図１を参照して、第１実施形態に係る半導体装置について説明する。以下に説明する半導体装置１は、モータを制御するインバータ回路等に用いられる。
【００２２】
半導体装置１は、スイッチング素子１０と、第１電極端子４０と、第２電極端子５０と、制御配線２１及び電極配線２２を含む配線シート２０（図２参照）とを備えている。スイッチング素子１０は封止樹脂６０により封止されている。封止樹脂６０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。
【００２３】
スイッチング素子１０は、ＳｉＣのｎ型ＭＯＳＦＥＴにより形成されている。スイッチング素子１０の厚さは、２００μｍ〜３００μｍである。
スイッチング素子１０の第１主面１１には、図４に示すように、ソース電極１４（第１電極）と、ゲート電極１５（制御電極）が形成されている。ソース電極１４の大きさは、ゲート電極１５の大きさよりも大きい。ゲート電極１５は、第１主面１１の端側に配置されている。スイッチング素子１０の第２主面１２にはドレイン電極１３（第２電極）が形成されている。
【００２４】
第１電極端子４０について説明する。
第１電極端子４０は、スイッチング素子１０のソース電極１４に接続する端子である。第１電極端子４０の第１面４１とスイッチング素子１０のソース電極１４とは半田７０で接続されている。
【００２５】
第１電極端子４０の第１面４１には、配線シート２０が取り付けられている。配線シート２０は熱圧着または接着剤により第１電極端子４０に固定されている。
第１電極端子４０の第２面４２、すなわちスイッチング素子１０に接続する第１面４１と反対側の面には、絶縁シート４３が貼り付けられている。絶縁シート４３は、ポリイミド樹脂により形成されている。また、絶縁シート４３の外面には金属シート４４が貼り付けられている。金属シート４４の外面は外部に露出する。すなわち、第１電極端子４０の第１面４１側が封止樹脂６０により封止される一方、第１電極端子４０の第２面４２側の金属シート４４が外部に露出する。絶縁シート４３と金属シート４４との積層体は、銅張ポリイミド積層シートを用いて形成されている。なお、半導体装置１の冷却が必要な場合には、この金属シート４４にヒートシンク等の冷却装置が取り付けられる。
【００２６】
第１電極端子４０の材料としては、導電性及び熱伝導性の観点から銅が用いられる。例えば、第１電極端子４０は、タフピッチ銅、無酸素銅等、高純度の銅により形成される。なお、軽量化のため、第１電極端子４０の材料としてアルミニウム材を採用してもよい。第１電極端子４０の断面積の大きさは、第１電極端子４０の材質、第１電極端子４０に流す電流量により設定される。第１電極端子４０の厚さは、５００μｍ〜５０００μｍに設定されている。
【００２７】
第２電極端子５０について説明する。
第２電極端子５０は、スイッチング素子１０のドレイン電極１３に接続する端子である。第２電極端子５０の第１面５１とスイッチング素子１０のドレイン電極１３とは半田７０で接続されている。
【００２８】
第２電極端子５０の第２面５２、すなわちスイッチング素子１０に接続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。第２電極端子５０の第１面５１側は樹脂で封止されている。第２電極端子５０の第２面５２側の金属シート５４は外部に露出する。第２電極端子５０の材質及び寸法については、第１電極端子４０と同様である。また、絶縁シート５３と金属シート５４との積層体についても、その用途は、絶縁シート４３と金属シート４４との積層体と同様である。
【００２９】
図２及び図３を参照して、配線シート２０について説明する。
図２は、配線シート２０において、スイッチング素子１０が配置される面を示す図である。図３は、配線シート２０において、第１電極端子４０が配置される面を示す図である。図２及び図３において、２点鎖線で囲われた領域は、スイッチング素子１０が配置される部分を示す。
【００３０】
配線シート２０は、フレキシブルプリント基板により形成されている。具体的には配線シート２０は、制御配線２１と、電極配線２２と、これら配線２１，２２の一面を覆う第１ポリイミド層３１と、これら配線２１，２２の他面を覆う第２ポリイミド層３２とを備えている（図１参照）。第１ポリイミド層３１は、配線シート２０においてスイッチング素子１０が配置される面側を構成し、第２ポリイミド層３２は、配線シート２０において第１電極端子４０が配置される面側を構成する。制御配線２１及び電極配線２２は、金属箔のエッチングにより形成されている。配線シート２０の厚さは５０μｍ〜１００μｍである。
【００３１】
配線シート２０は、第１電極端子４０に固定される固定部２０ａと、制御配線２１及び電極配線２２を外部に引き出すリード部２０ｂとにより区分される。固定部２０ａの外形は、スイッチング素子１０が配置される部分（２点鎖線で囲われた部分）を内包する。この固定部２０ａにはランド部２７が形成されている。
【００３２】
ランド部２７は、第１ポリイミド層３１と第２ポリイミド層３２との間に形成された金属箔２７ａと、第１ポリイミド層３１に形成された第１開口部２７ｂと、第２ポリイミド層３２に形成された第２開口部２７ｃ（図３参照）とを備えている。
【００３３】
第１開口部２７ｂは、金属箔２７ａの第１面２７ｍを露出させる。金属箔２７ａの第１面２７ｍは、半田７０を介してソース電極１４に接続する。第２開口部２７ｃは、金属箔２７ａの第２面２７ｎを露出させる。金属箔２７ａの第２面２７ｎは、半田７０を介して第１電極端子４０に接続する。第１開口部２７ｂは、ソース電極１４と略同じ形若しくはソース電極１４の相似形で若干小さめの大きさに形成されている。すなわち、ソース電極１４と第１電極端子４０とは、ランド部２７を介して互いに接続する。
【００３４】
リード部２０ｂは封止樹脂６０の外側に引き出されている。
リード部２０ｂの一端部には、第１ポリイミド層３１の一部が除去された部分すなわち第３開口部２０ｃが形成されている。第３開口部２０ｃには、ゲート端子２４が形成されている。ゲート端子２４は制御配線２１の先端部に形成されている。このゲート端子２４はゲート電極１５に半田７０で接続されている（図４参照）。
【００３５】
また、図３に示すように、リード部２０ｂには電極端子接続部２９が形成されている。
電極端子接続部２９は、電極配線２２の先端部に形成された接続端子２６と、第２ポリイミド層３２に設けられた第４開口部２９ａとにより構成されている。第４開口部２９ａは、第１電極端子４０側に接続端子２６を露出させるための孔である。接続端子２６は、第１電極端子４０に半田７０で接続されている（図５参照）。
【００３６】
電極端子接続部２９は配線シート２０を第１電極端子４０に固定する機能をも有する。
電極端子接続部２９の第４開口部２９ａの大きさは、ゲート端子２４の大きさと等しく設定してもよいが、配線シート２０を第１電極端子４０に強固に固定させるために、電極端子接続部２９の第４開口部２９ａの大きさは、ゲート端子２４よりも大きめに設定されている。
【００３７】
図４を参照して、ゲート端子２４とランド部２７との配置関係を説明する。
ランド部２７はスイッチング素子１０のソース電極１４に対応するように配置されている。ゲート端子２４はスイッチング素子１０のゲート電極１５に対応するように配置されている。すなわち、ゲート端子２４とランド部２７の配置関係は、ゲート電極１５とソース電極１４の配置関係と一致する。
【００３８】
図１及び図５を参照して、半導体装置１の第１の作用について、比較構造の半導体装置１００と比べて説明する。
図５に示すように、比較構造の半導体装置１００は、スイッチング素子１０のソース電極１４と第１電極端子４０とを直接接続し、かつゲート電極１５を配線シート２０内の制御配線２１に接続するものである。スイッチング素子１０のソース電極１４と第１電極端子４０との直接接続とは、例えば、配線シート２０に貫通孔２０１を設けることにより実現される。このような構成の場合、ソース電極１４は、配線シート２０の厚さに相当する厚さの半田７０で第１電極端子４０に接続される。一方、ゲート電極１５は、配線シート２０の略半分の厚さに相当する厚さの半田７０により制御配線２１に接続される。すなわち、ソース電極１４に接続する半田７０の半田厚がゲート電極１５に接続する半田７０の半田厚よりも大きい。このため、ソース電極１４に接続する半田７０の量にばらつきがあると、半田７０の表面張力によりスイッチング素子１０と第１電極端子４０の第１面４１との間の距離にばらつきが生じる。そして、スイッチング素子１０と第１電極端子４０の第１面４１との間の距離が大きすぎるときは、ゲート電極１５と制御配線２１との間の半田量が不足し、この結果断線の可能性が高くなる。一方、スイッチング素子１０と第１電極端子４０の第１面４１との間の距離が小さすぎるときは、ゲート電極１５と制御配線２１との間の半田量が過大となるため、半田７０が漏れ、これによって、ゲート電極１５とソース電極１４との間でショートが発生する可能性が高くなる。このように、比較構造の半導体装置１００では、ソース電極１４に接続する半田７０の半田厚がゲート電極１５に接続する半田７０の半田厚よりも大きいことに起因して、半田接続不良が生じる可能性がある。
【００３９】
この点、半導体装置１の構成によれば、ソース電極１４に接続する半田７０の半田厚とゲート電極１５に接続する半田７０の半田厚との差が、比較構造の半導体装置１００に比べて小さい（図１参照）。ソース電極１４に接続する半田７０の量にばらつきがあっても、この半田量のばらつきは比較構造の半導体装置１００における半田ばらつきによりもばらつき程度が小さくなり、ゲート電極１５と制御配線２１との間の半田接続状態のばらつきも小さい範囲に抑えられる。この結果、半田接続不良の発生が抑制される。
【００４０】
また、ソース電極１４に接続する半田７０の半田厚とゲート電極１５に接続する半田７０の半田厚との差が、比較構造の半導体装置１００に比べて小さいため、両者の半田付け部分において、同じ厚さのプリフォーム半田を用いることが可能である。このようなことから、半田厚の管理が容易になるといった製造上のメリットもある。
【００４１】
ソース電極１４に接続する半田７０の半田厚とゲート電極１５に接続する半田７０の半田厚との差が大きいときは、スイッチング素子１０が傾いたり、またスイッチング素子１０の傾きに起因して半田ボイドが発生することがある。これに対して、本実施形態の構成では、ソース電極１４に接続する半田７０の半田厚とゲート電極１５に接続する半田７０の半田厚との差が小さいため、このような傾きの発生を抑制することができ、また、半田ボイドの発生も抑制することができる。この結果として、スイッチング素子１０の接続信頼性が向上する。
【００４２】
図６を参照して、半導体装置１の第２の作用について説明する。
電力制御回路において、半導体装置１の各電極端子４０，５０及び各配線は、図６に示すように、次のように接続される。
【００４３】
半導体装置１の第１電極端子４０と第２電極端子５０はそれぞれ電源、モータ等に接続される。半導体装置１の配線シート２０の各配線は、制御装置１１０に接続される。電力制御回路では、ソース電極１４の電位を考慮してゲート電極１５に入力する信号を設定する。このため、電力制御回路の制御装置１１０には、ゲート電極１５に接続されている制御配線２１と、ソース電極１４と等電位である第１電極端子４０とが接続されている。
【００４４】
図６（ａ）に、電極端子接続部２９が存在しない半導体装置（以下、「比較対象の半導体装置２００」）を用いた電力制御回路を示す。
図６（ａ）に示すように、比較対象の半導体装置２００では、ソース電極１４の電位を制御装置１１０に入力するために、ソース電極１４に接続されている第１電極端子４０にソース信号配線１２２の一端を接続し、このソース信号配線１２２の他端を制御装置１１０に接続する。
【００４５】
このような電力制御回路の場合、図６（ａ）に示すように、ゲート電極１５に接続されている制御配線２１と、制御装置１１０と、ソース信号配線１２２と、半導体装置２００とにより構成されるループが大きくなる。この結果、電力制御回路の配線インダクタンスが大きくなり、ゲート信号の遅延やリンギング、サージが大きくなり、また、外部からのノイズを受けやすくなる。そして、これが原因となって、電力制御回路の誤動作が発生する。
【００４６】
図６（ｂ）に、本実施形態に係る半導体装置１を用いた電力制御回路を示す。
半導体装置１では、配線シート２０に、ゲート電極１５に接続される制御配線２１と第１電極端子４０に接続される電極配線２２とを設けている。このため、制御配線２１と、制御装置１１０と、電極配線２２と、半導体装置１により構成されるループが、比較対象の半導体装置２００を用いた電極制御回路に比べて、小さくなる。この結果、電力制御回路の配線インダクタンスが小さくなり、ゲート信号の遅延やリンギング、サージの発生またはその程度が抑制され、また、外部からのノイズを受けにくくなる。このようなことから、電力制御回路における誤動作の発生が抑制される。
【００４７】
本実施形態によれば次の効果が得られる。
（１）本実施形態では、図１に示すように、スイッチング素子１０の第１主面１１に面する第１電極端子４０の第１面４１には、制御配線２１が形成された配線シート２０が設けられている。このため、制御配線２１の引き回しが容易である。
【００４８】
（２）本実施形態では、配線シート２０に、ソース電極１４に半田接続しかつ第１電極端子４０に接続するランド部２７を形成する。この構成によれば、ソース電極１４に接続する半田７０の半田厚と、ゲート電極１５に接続する半田７０の半田厚との差が比較構造の半導体装置１００に比べて小さい。このため、ソース電極１４に接続する半田の量にばらつきがあっても、ゲート電極１５と制御配線２１との間の半田接続状態に与える影響が小さくなり、この結果、半田接続不良の発生を抑制することができる。
【００４９】
また、ソース電極１４に接続する半田７０の半田厚とゲート電極１５に接続する半田７０の半田厚との差が、比較構造の半導体装置１００に比べて小さいといったことから、半田厚の管理が容易になるといった製造上のメリットもある。
【００５０】
また、ソース電極１４に接続する半田７０の半田厚とゲート電極１５に接続する半田７０の半田厚との差が小さくなるという作用から、スイッチング素子１０の傾きの発生を抑制することができ、また、半田ボイドの発生も抑制することができるといった効果もある。この結果として、スイッチング素子１０の接続信頼性が向上する。
【００５１】
（３）本実施形態では、図１に示すように、ランド部２７は、配線シート２０内に形成された金属箔２７ａと、金属箔２７ａの第１面２７ｍを露出させる第１開口部２７ｂと、金属箔２７ａの第２面２７ｎを露出させる第２開口部２７ｃとを備える。
【００５２】
この構成によれば、ランド部２７を容易に形成することができる。すなわち、配線シート２０内に形成される金属箔２７ａは、制御配線２１の形成とともに形成することができ、第１開口部２７ｂ及び第２開口部２７ｃは、配線シート２０の形成のときに形成することができるため、当該ランド部２７を容易に形成することができる。
【００５３】
（４）本実施形態では、配線シート２０に、第１電極端子４０に接続する電極配線２２を設けている。そして、電極配線２２と第１電極端子４０とを半田接続する。すなわち、配線シート２０に、制御配線２１と電極配線２２とを設けている。
【００５４】
この構成によれば、制御配線２１と電極配線２２とを略同じ経路で制御装置１１０に接続することができる。このため、制御配線２１と電極配線２２とを異なる経路で制御装置１１０に接続する場合に比べて、ループの大きさを小さくすることができる。これにより、電力制御回路の配線インダクタンスが小さくなり、ゲート信号の遅延やリンギング、サージの発生またはその程度が抑制され、また、外部からのノイズを受けにくくなる。この結果、電力制御回路における誤動作の発生が抑制される。
【００５５】
（第２実施形態）
図７及び図８を参照して、第２実施形態に係る半導体装置２について説明する。なお、２点鎖線で囲われた領域は、スイッチング素子１０が配置される部分を示す。
【００５６】
本実施形態の半導体装置２は、第１実施形態に係る半導体装置１の配線シート２０に次の変更を加えている。すなわち、第１実施形態では、配線シート２０のランド部２７は一体となったもの（集合体ではないもの）であるが、本実施形態では、この構成に代えて、ランド部２７を複数個の要素ランド部８０により構成する。以下、このランド部２７の構成を説明する。なお、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。
【００５７】
ランド部２７は、図７及び図８に示すように、複数個の要素ランド部８０により構成されている。これら要素ランド部８０は、配線シート２０においてスイッチング素子１０に対応する領域に形成されている。
【００５８】
要素ランド部８０は、第１ポリイミド層３１と第２ポリイミド層３２との間に形成された要素金属箔８１と、第１ポリイミド層３１に形成された第１要素開口部８２と、第２ポリイミド層３２に形成された第２要素開口部８３とを備えている。
【００５９】
第１要素開口部８２は、要素金属箔８１の第１面８１ａを露出させる。要素金属箔８１の第１面８１ａは、半田７０を介してソース電極１４に接続する。第２要素開口部８３は、要素金属箔８１の第２面８１ｂを露出させる。要素金属箔８１の第２面８１ｂは、半田７０を介して第１電極端子４０に接続する。すなわち、ソース電極１４と第１電極端子４０とは、複数個の要素ランド部８０を介して接続する。
【００６０】
本実施形態によれば次の効果が得られる。
（１）本実施形態では、ランド部２７を、複数個の要素ランド部８０により構成する。要素ランド部８０のそれぞれは、配線シート２０内に形成された要素金属箔８１と、要素金属箔８１の第１面８１ａを露出させる第１要素開口部８２と、要素金属箔８１の第２面８１ｂを露出させる第２要素開口部８３とを備える。
【００６１】
ランド部２７における半田接合面の面積が大きいとき、スイッチング素子１０の熱膨張係数と第１電極端子４０の熱膨張係数との差により、ソース電極１４と第１電極端子４０とを接続する半田接合部に加わる応力が増大し、この結果、半田接合部にクラックが発生することも想定される。
【００６２】
この点、上記構成では、ソース電極１４と第１電極端子４０とを複数個の半田接合部（要素ランド部８０に対応する半田７０）により接続するため、スイッチング素子１０の熱膨張係数と第１電極端子４０の熱膨張係数との差に起因して発生する半田接合部内の応力が小さくなる。この結果、半田接合部のクラックの発生を抑制することができる。これにより、半導体装置１の信頼性を向上させることができる。
【００６３】
また、ランド部２７の大きさをスイッチング素子１０のソース電極１４と同じ大きさにするとき、次の問題もある。すなわち、ランド部２７の大きさをスイッチング素子１０のソース電極１４と同じ大きさにするとき、金属箔２７ａが外部に露出する面積が大きくなる。このため、配線シート２０において、金属箔２７ａの部分の強度が他の部分に比べて低くなり、製造上のハンドリングにおいて金属箔２７ａが変形するといった問題もある。
【００６４】
この点、上記構成では、ランド部２７を複数個の要素ランド部８０により構成するため、個々の要素金属箔８１の大きさが小さくなる。この結果、製造上のハンドリングにおいて要素金属箔８１の変形の可能性が低くなり、生産歩留りが高くなる。
【００６５】
（第３実施形態）
図９及び図１０を参照して、第３実施形態に係る半導体装置３について説明する。なお、２点鎖線で囲われた領域は、スイッチング素子１０が配置される部分を示す。
【００６６】
本実施形態の半導体装置３は、第１実施形態に係る半導体装置１の配線シート２０に次の変更を加えている。すなわち、第１実施形態では、ランド部２７の金属箔２７ａと第１開口部２７ｂと第２開口部２７ｃとを１対１対１の関係で形成しているが、本実施形態では、この構成に代えてランド部２７の一つの金属箔９０に対して複数個の第１小径開口部９１及び複数個の第２小径開口部９２を対応付けている。以下、このランド部２７の構成を説明する。なお、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。
【００６７】
ランド部２７は、図９及び図１０に示すように、第１ポリイミド層３１と第２ポリイミド層３２との間に形成された金属箔９０と、第１ポリイミド層３１に形成された複数個の第１小径開口部９１と、第２ポリイミド層３２に形成された複数個の第２小径開口部９２とを備えている。
【００６８】
複数個の第１小径開口部９１は、金属箔９０に対応するように形成されている。個々の第１小径開口部９１は金属箔９０の第１面９０ａを露出させる。金属箔９０の第１面９０ａは、半田７０を介してソース電極１４に接続する。
【００６９】
複数個の第２小径開口部９２は、金属箔９０に対応するように形成されている。個々の第２小径開口部９２は金属箔９０の第２面９０ｂを露出させる。金属箔９０の第２面９０ｂは、半田７０を介して第１電極端子４０に接続する。すなわち、ソース電極１４と第１電極端子４０とは、複数個の第１小径開口部９１及び複数個の第２小径開口部９２を有するランド部２７を介して互いに接続する。
【００７０】
本実施形態によれば次の効果が得られる。
（１）本実施形態では、第１ポリイミド層３１に複数個の第１小径開口部９１を形成し、かつ第２ポリイミド層３２に複数個の第２小径開口部９２を形成することにより、金属箔９０を斑に露出する。すなわち、ランド部２７の金属箔９０は、網目状のポリイミドシートにより保護される。このため、金属箔９０の変形が抑制される。
【００７１】
また、上記構成によれば、ソース電極１４と第１電極端子４０とを接続する半田接合部は、第１電極端子４０に対して複数箇所で接触する。このため、スイッチング素子１０の熱膨張係数と第１電極端子４０の熱膨張係数との差に起因して発生する半田接合部内の応力が小さくなり、この結果、半田接合部のクラックの発生を抑制することができる。これにより、半導体装置１の信頼性を向上させることができる。
【００７２】
（その他の実施形態）
なお、課題を解決するための実施態様は上記に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。
【００７３】
・第１、第２及び第３実施形態では、配線シート２０を第１電極端子４０に強固に固定させるために電極端子接続部２９の第４開口部２９ａの大きさを、ゲート端子２４よりも大きめに設定する。これに対し、第１電極端子４０に対する配線シート２０の固定強度を更に高めるために、電極端子接続部２９の大きさを更に大きくしてもよい。例えば、電極端子接続部２９をランド部２７の周りを囲むように形成してもよい。
【００７４】
・第１、第２及び第３実施形態では、配線シート２０は熱圧着または接着剤を用いて第１電極端子４０に固定されているが、配線シート２０に固定ランド部９３を形成することにより、配線シート２０を半田７０で第１電極端子４０に固定してもよい。
【００７５】
図１１に、配線シート２０を半田７０で第１電極端子４０に固定した半導体装置４の断面図を示す。図１１に示すように、配線シート２０は、固定ランド部９３を有する。
固定ランド部９３は、第１ポリイミド層３１と第２ポリイミド層３２との間に設けられた金属箔９４と、第２ポリイミド層３２に設けられた固定開口部９５とを備えている。固定開口部９５は、第１電極端子４０側に金属箔９４を露出させるための孔である。
【００７６】
配線シート２０は、この固定ランド部９３を介して半田７０により第１電極端子４０に固定されている。
この構成によれば、配線シート２０が熱圧着または接着剤のみで第１電極端子４０に固定される場合に比べて、配線シート２０が第１電極端子４０に強固に固定される。このため、配線シート２０と第１電極端子４０との間の剥離の発生を抑制することができる。なお、このような固定ランド部９３は、配線シート２０に複数個設けることが好ましい。
【００７７】
・第２実施形態では、各要素ランド部８０は互いに独立してソース電極１４に接続するが、半田接続態様はこれに限定されない。例えば、次の示すように、複数個の要素ランド部８０を半田で互いに連結して半田層８４を形成し、この半田層８４を介して各要素ランド部８０とソース電極１４とを接続してもよい。
【００７８】
図１２に、要素ランド部８０同士が連結した例を示す。各要素ランド部８０は、配線シート２０のソース電極１４側において互いに連結する。すなわち、ソース電極１４と配線シート２０のランド部２７との間には、半田層８４が存在する。このような構成によれば、ソース電極１４と配線シート２０との間が半田で充填されるため、スイッチング素子１０から第１電極端子４０への熱伝導性が向上する。
【００７９】
・上記各実施形態では、第１電極端子４０の第２面４２及び第２電極端子５０の第２面５２に貼り付けている絶縁シート４３、５３（図１参照）として、ポリイミド樹脂シートを用いているが、絶縁シート４３、５３の材料はこれに限定されない。例えば、絶縁シート４３、５３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ることもできる。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。
【００８０】
・上記各実施形態では、配線シート２０としてフレキシブルプリント基板を用いているが、所謂フラットケーブルを用いることもできる。この構成の場合においても、少なくとも各実施形態における上記（１）と同様の効果が得られる。
【００８１】
・上記各実施形態では、スイッチング素子１０としてＳｉＣ−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、スイッチング素子１０の他の例としては、例えば、ＧａＮ等のＩＩＩ族窒化物材料を用いたＭＯＳＦＥＴ、Ｓｉ−ＩＧＢＴ（ｎチャンネルＩＧＢＴ）、ＳｉＣ−ＩＧＢＴ等が挙げられる。
【符号の説明】
【００８２】
１，２，３，４…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…配線シート、２０ａ…固定部、２０ｂ…リード部、２０ｃ…第３開口部、２１…制御配線、２２…電極配線、２４…ゲート端子、２６…接続端子、２７…ランド部、２７ａ…金属箔、２７ｂ…第１開口部、２７ｃ…第２開口部、２７ｍ…第１面、２７ｎ…第２面、２９…電極端子接続部、２９ａ…第４開口部、３１…第１ポリイミド層、３２…第２ポリイミド層、４０…第１電極端子、４１…第１面、４２…第２面、４３…絶縁シート、４４…金属シート、５０…第２電極端子、５１…第１面、５２…第２面、５３…絶縁シート、５４…金属シート、６０…封止樹脂、７０…半田、８０…要素ランド部、８１…要素金属箔、８１ａ…第１面、８１ｂ…第２面、８２…第１要素開口部、８３…第２要素開口部、８４…半田層、９０…金属箔、９０ａ…第１面、９０ｂ…第２面、９１…第１小径開口部、９２…第２小径開口部、９３…固定ランド部、９４…金属箔、９５…固定開口部、１００，２００…半導体装置、１１０…制御装置、１２２…ソース信号配線、２０１…貫通孔。
【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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