(57)【要約】  半導体装置（１）は、絶縁回路基板（１０）と、絶縁層（１４）とを備える。絶縁回路基板（１０）は、第１導体層（１２）を含む。第１導体層（１２）は、本体部（１５）と、突出部（１６）とを含む。絶縁層（１４）は、本体部（１５）の第４主面（１５ｂ）及び第１側面（１５ｃ）と突出部（１６）の第６主面（１６ｂ）及び第２側面（１６ｃ）との上に形成されている。第１凸状角部（１５ｄ）における絶縁層（１４）の第３厚さ（ｔ3）と、第２凸状角部（１６ｄ）における絶縁層（１４）の第４厚さ（ｔ4）と、第３凸状角部（１６ｅ）における絶縁層（１４）の第５厚さ（ｔ5）とは、各々、第４主面（１５ｂ）上に形成されている絶縁層（１４）の第６厚さ（ｔ6）よりも大きい。そのため、半導体装置（１）の絶縁破壊電圧を増加させることができる。
2019171666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と導体層とを含む絶縁回路基板を備え、前記絶縁基板は、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを含み、前記導体層は前記絶縁基板の前記第１主面上に設けられており、前記導体層は本体部と突出部とを含み、さらに、
前記導体層に接合されている半導体素子と、
絶縁層とを備え、
前記本体部は、前記第１主面に接触する第３主面と、前記第３主面とは反対側の第４主面と、前記第３主面と前記第４主面とを接続する第１側面とを含み、
前記突出部は、前記第１側面から突出しており、
前記突出部は、前記第１主面に接触する第５主面と、前記第５主面とは反対側の第６主面と、前記第５主面と前記第６主面とを接続し、かつ、前記第１側面とは反対側の第２側面とを含み、
前記第５主面と前記第６主面の間の第１距離によって規定される前記突出部の第１厚さは、前記第３主面と前記第４主面との間の第２距離によって規定される前記本体部の第２厚さよりも小さく、
前記絶縁層は、前記第４主面と前記第１側面と前記第６主面と前記第２側面との上に形成されており、
前記第４主面と前記第１側面とが交差することによって形成される前記本体部の第１凸状角部における前記絶縁層の第３厚さと、前記第５主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第２凸状角部における前記絶縁層の第４厚さと、前記第６主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第３凸状角部における前記絶縁層の第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第４主面上に形成されている前記絶縁層の第６厚さよりも大きい、半導体装置。
【請求項２】
前記第３厚さと前記第４厚さと前記第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第１側面上に形成されている前記絶縁層の第７厚さ、及び、前記第３凸状角部以外の前記第６主面上に形成されている前記絶縁層の第８厚さよりも大きい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２凸状角部及び前記第３凸状角部以外の前記第２側面上に形成されている前記絶縁層の第９厚さは、前記第７厚さ及び前記第８厚さよりも大きい、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１側面からの前記突出部の突出長さは１００μｍ以上であり、
前記第１厚さは２０μｍ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１側面からの前記突出部の突出長さは５００μｍ以上であり、
前記第１厚さは４０μｍ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記絶縁層は、ポリイミド系樹脂層またはエポキシ系樹脂層である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
封止部材をさらに備え、
前記封止部材は、前記半導体素子と前記本体部と前記突出部とを封止し、
前記絶縁層は、前記封止部材より高い絶縁耐圧を有している、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項記載の前記半導体装置を有し、かつ、入力される電力を変換して出力し得るように構成されている主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力し得るように構成されている制御回路とを備える、電力変換装置。
【請求項９】
絶縁回路基板の導体層に半導体素子を接合することを備え、前記絶縁回路基板は、絶縁基板と前記導体層とを含み、前記絶縁基板は、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを含み、前記導体層は前記絶縁基板の前記第１主面上に設けられており、前記導体層は、本体部と突出部とを含み、前記本体部は、前記第１主面に接触する第３主面と、前記第３主面とは反対側の第４主面と、前記第３主面と前記第４主面とを接続する第１側面とを含み、前記突出部は前記第１側面から突出しており、前記突出部は、前記第１主面に接触する第５主面と、前記第５主面とは反対側の第６主面と、前記第５主面と前記第６主面とを接続し、かつ、前記第１側面とは反対側の第２側面とを含み、前記第５主面と前記第６主面の間の第１距離によって規定される前記突出部の第１厚さは、前記第３主面と前記第４主面との間の第２距離によって規定される前記本体部の第２厚さよりも小さく、さらに、
絶縁層を前記第４主面と前記第１側面と前記第６主面と前記第２側面との上に形成することをさらに備え、
前記第４主面と前記第１側面とが交差することによって形成される前記導体層の第１凸状角部における前記絶縁層の第３厚さと、前記第５主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第２凸状角部における前記絶縁層の第４厚さと、前記第６主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第３凸状角部における前記絶縁層の第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第４主面上に形成されている前記絶縁層の第６厚さよりも大きい、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第３厚さと前記第４厚さと前記第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第１側面上に形成されている前記絶縁層の第７厚さ、及び、前記第３凸状角部以外の前記第６主面上に形成されている前記絶縁層の第８厚さよりも大きい、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第２凸状角部及び前記第３凸状角部以外の前記第２側面上に形成されている前記絶縁層の第９厚さは、前記第７厚さ及び前記第８厚さよりも大きい、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記絶縁層は、前記第４主面と前記第１側面と前記第６主面と前記第２側面との上に同時に形成される、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記絶縁層を形成することは、電着法によって前記絶縁層を形成することを含む、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１側面からの前記突出部の突出長さは１００μｍ以上であり、
前記第１厚さは２０μｍ以下である、請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１側面からの前記突出部の突出長さは５００μｍ以上であり、
前記第１厚さは４０μｍ以下である、請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記絶縁層は、ポリイミド系樹脂層またはエポキシ系樹脂層である、請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
封止部材によって、前記半導体素子と前記本体部と前記突出部とを封止することをさらに備え、
前記絶縁層は、前記封止部材より高い絶縁耐圧を有している、請求項９から請求項１６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、電力変換装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００６−６００６５号公報（特許文献１）は、絶縁配線基板と、パワー半導体素子と、絶縁膜とを備える半導体装置が開示されている。絶縁配線基板は、絶縁基板と、絶縁基板上に形成されている導体層とを含んでいる。パワー半導体素子は、絶縁配線基板上に搭載されている。絶縁膜は、導体層上に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−６００６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置の使用状態において、パワー半導体素子には、数百ボルトを超える高い電圧が印加される。そのため、特許文献１に開示された半導体装置の使用状態において、導体層の角部から沿面放電が発生して、絶縁膜に絶縁破壊が発生することがあった。本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、絶縁破壊電圧を増加させることができる半導体装置を提供することである。本発明の別の目的は、絶縁破壊電圧を増加させることができる電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の半導体装置は、絶縁回路基板と、半導体素子と、絶縁層とを備える。絶縁回路基板は、絶縁基板と、導体層とを含む。絶縁基板は、第１主面と、第１主面とは反対側の第２主面とを含む。導体層は、絶縁基板の第１主面上に設けられている。導体層は、本体部と、突出部とを含む。本体部は、第１主面に接触する第３主面と、第３主面とは反対側の第４主面と、第３主面と第４主面とを接続する第１側面とを含む。突出部は、第１側面から突出している。突出部は、第１主面に接触する第５主面と、第５主面とは反対側の第６主面と、第５主面と第６主面とを接続し、かつ、第１側面とは反対側の第２側面とを含む。第５主面と第６主面の間の第１距離によって規定される突出部の第１厚さは、第３主面と第４主面との間の第２距離によって規定される本体部の第２厚さよりも小さい。【０００６】
半導体素子は、導体層に接合されている。絶縁層は、第４主面と第１側面と第６主面と第２側面との上に形成されている。第４主面と第１側面とが交差することによって形成される本体部の第１凸状角部における絶縁層の第３厚さと、第５主面と第２側面とが交差することによって形成される突出部の第２凸状角部における絶縁層の第４厚さと、第６主面と第２側面とが交差することによって形成される突出部の第３凸状角部における絶縁層の第５厚さとは、各々、第１凸状角部以外の第４主面上に形成されている絶縁層の第６厚さよりも大きい。【０００７】
本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁回路基板の導体層に半導体素子を接合することを備える。絶縁回路基板は、絶縁基板と導体層とを含む。絶縁基板は、第１主面と、第１主面とは反対側の第２主面とを含む。導体層は、絶縁基板の第１主面上に設けられている。導体層は、本体部と、突出部とを含む。本体部は、第１主面に接触する第３主面と、第３主面とは反対側の第４主面と、第３主面と第４主面とを接続する第１側面とを含む。突出部は、第１側面から突出している。突出部は、第１主面に接触する第５主面と、第５主面とは反対側の第６主面と、第５主面と第６主面とを接続し、かつ、第１側面とは反対側の第２側面とを含む。第５主面と第６主面の間の第１距離によって規定される突出部の第１厚さは、第３主面と第４主面との間の第２距離によって規定される本体部の第２厚さよりも小さい。【０００８】
本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁層を第４主面と第１側面と第６主面と第２側面との上に形成することをさらに備える。第４主面と第１側面とが交差することによって形成される導体層の第１凸状角部における絶縁層の第３厚さと、第５主面と第２側面とが交差することによって形成される突出部の第２凸状角部における絶縁層の第４厚さと、第６主面と第２側面とが交差することによって形成される突出部の第３凸状角部における絶縁層の第５厚さとは、各々、第１凸状角部以外の第４主面上に形成されている絶縁層の第６厚さよりも大きい。【０００９】
本発明の電力変換装置は、主変換回路と、制御回路とを備える。主変換回路は、実施の形態１の半導体装置を有し、かつ、入力される電力を変換して出力し得るように構成されている。制御回路は、主変換回路を制御する制御信号を主変換回路に出力し得るように構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
絶縁層は、本体部の第１凸状角部と突出部の第２凸状角部及び第３凸状角部とに局所的に厚く形成されている。本発明の半導体装置及び電力変換装置の絶縁破壊電圧は増加する。本発明の半導体装置の製造方法によれば、増加された絶縁破壊電圧を有する半導体装置が製造され得る。半導体装置の使用中に、絶縁層に絶縁破壊が発生することが抑制され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る半導体装置の概略断面図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体装置の、図１に示される領域ＩＩの概略部分拡大断面図である。
【図３】実施の形態１に係る半導体装置の製造方法のフローチャートを示す図である。
【図４】実施の形態１の実施例において、第１導体層及び第２導体層上に絶縁層を電着法により形成する際に、第１導体層の周りに形成される電界強度分布を示す図である。
【図５】第１の比較例において、第１導体層及び第２導体層上に絶縁層を電着法により形成する際に、第１導体層の周りに形成される電界強度分布を示す図である。
【図６】第２の比較例において、第１導体層及び第２導体層上に絶縁層を電着法により形成する際に、第１導体層の周りに形成される電界強度分布を示す図である。
【図７】第３の比較例において、第１導体層及び第２導体層上に絶縁層を電着法により形成する際に、第１導体層の周りに形成される電界強度分布を示す図である。
【図８】第１導体層及び第２導体層上に絶縁層を電着法により形成する際に、本体部の第１凸状角部と突出部の第２凸状角部及び第３凸状角部とにおける電界強度が０．２ｋＶ以上となる、突出部の突出長さと第１厚さを示す図である。
【図９】実施の形態２に係る電力変換システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１３】
実施の形態１．
図１及び図２を参照して、実施の形態１に係る半導体装置１を説明する。半導体装置１は、絶縁回路基板１０と、半導体素子２０，２０ａと、絶縁層１４とを主に備える。半導体装置１は、封止部材３７をさらに備えてもよい。半導体装置１は、ケース３０をさらに備えてもよい。半導体装置１は、絶縁層１４ｂをさらに備えてもよい。一例として、半導体装置１は、半導体素子２０，２０ａとしてパワー半導体素子を備えるパワー半導体モジュールであってもよい。
【００１４】
絶縁回路基板１０は、絶縁基板１１と、第１導体層１２とを含む。絶縁基板１１は、第１主面１１ａと、第１主面１１ａとは反対側の第２主面１１ｂとを含む。絶縁基板１１は、特に限定されないが、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）製であってもよい。第１主面１１ａは絶縁基板１１のおもて面であり、第２主面１１ｂは絶縁基板１１の裏面である。
【００１５】
第１導体層１２は、絶縁基板１１の第１主面１１ａ上に設けられている。第１導体層１２は、特に限定されないが、銅またはアルミニウム製であってもよい。第１導体層１２は、本体部１５と、突出部１６とを含む。本体部１５は、第１主面１１ａに接触する第３主面１５ａと、第３主面１５ａとは反対側の第４主面１５ｂと、第３主面１５ａと第４主面１５ｂとを接続する第１側面１５ｃとを含む。本体部１５は、第４主面１５ｂと第１側面１５ｃとが交差することによって形成される第１凸状角部１５ｄを含む。本体部１５は、第４主面１５ｂと第１側面１５ｃとが交差することによって形成される第１稜線１５ｉを含む。第３主面１５ａは本体部１５の裏面であり、第４主面１５ｂは本体部１５のおもて面である。
【００１６】
突出部１６は、本体部１５の第１側面１５ｃから突出している。第１側面１５ｃからの突出部１６の突出長さＬは、例えば、１００μｍ以上であってもよく、２００μｍ以上であってもよく、５００μｍ以上であってもよい。第１側面１５ｃからの突出部１６の突出長さＬは、例えば、８００μｍ以下であってもよい。突出部１６は、第１主面１１ａに接触する第５主面１６ａと、第５主面１６ａとは反対側の第６主面１６ｂと、第５主面１６ａと第６主面１６ｂとを接続し、かつ、第１側面１５ｃとは反対側の第２側面１６ｃとを含む。第４主面１５ｂの平面視において、本体部１５の外周全周に形成されている。突出部１６において、第５主面１６ａは突出部１６の裏面であり、第６主面１６ｂは突出部１６のおもて面である。
【００１７】
突出部１６は、第５主面１６ａと第２側面１６ｃとが交差することによって形成される第２凸状角部１６ｄを含む。突出部１６は、第５主面１６ａと第２側面１６ｃとが交差することによって形成される第２稜線１６ｉを含む。突出部１６は、第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとが交差することによって形成される第３凸状角部１６ｅを含む。突出部１６は、第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとが交差することによって形成される第３稜線１６ｊを含む。第５主面１６ａと第６主面１６ｂの間の第１距離によって規定される突出部１６の第１厚さｔ1は、第３主面１５ａと第４主面１５ｂとの間の第２距離によって規定される本体部１５の第２厚さｔ2よりも小さい。第１厚さｔ1は、例えば、４０μｍ以下であってもよく、２０μｍ以下であってもよい。
【００１８】
半導体素子２０，２０ａは、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）または金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）のようなパワー半導体素子であってもよい。半導体素子２０，２０ａは、還流ダイオードのようなダイオードであってもよい。半導体素子２０，２０ａは、シリコン（Ｓｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）または窒化ガリウム（ＧａＮ）のような半導体材料で形成されてもよい。半導体素子２０，２０ａは、それぞれ、はんだのような導電接合部材２１，２１ａを介して、第１導体層１２に接合されている。
【００１９】
絶縁層１４は、例えば、ポリイミド系樹脂層またはエポキシ系樹脂層であってもよい。絶縁層１４は、第４主面１５ｂと、第１側面１５ｃと、第６主面１６ｂと、第２側面１６ｃとの上に形成されている。絶縁層１４は、第４主面１５ｂと、第１側面１５ｃと、第６主面１６ｂと、第２側面１６ｃとの上に連続的に形成されてもよい。本体部１５の第１凸状角部１５ｄにおける絶縁層１４の第３厚さｔ3は、第１凸状角部１５ｄ以外の第４主面１５ｂ上に形成されている絶縁層１４の第６厚さｔ6よりも大きい。本明細書において、絶縁層１４の第３厚さｔ3は、本体部１５の第１稜線１５ｉと絶縁層１４の表面との間の最短距離として定義される。
【００２０】
突出部１６の第２凸状角部１６ｄにおける絶縁層１４の第４厚さｔ4は、第１凸状角部１５ｄ以外の第４主面１５ｂ上に形成されている絶縁層１４の第６厚さｔ6よりも大きい。本明細書において、絶縁層１４の第４厚さｔ4は、突出部１６の第２稜線１６ｉと絶縁層１４の表面との間の最短距離として定義される。突出部１６の第３凸状角部１６ｅにおける絶縁層１４の第５厚さｔ5は、第１凸状角部１５ｄ以外の第４主面１５ｂ上に形成されている絶縁層１４の第６厚さｔ6よりも大きい。本明細書において、絶縁層１４の第４厚さｔ4は、突出部１６の第３稜線１６ｊと絶縁層１４の表面との間の最短距離として定義される。
【００２１】
第３厚さｔ3は、第１凸状角部１５ｄ以外の第１側面１５ｃ上に形成されている絶縁層１４の第７厚さｔ7、及び、第３凸状角部１６ｅ以外の第６主面１６ｂ上に形成されている絶縁層１４の第８厚さｔ8よりも大きくてもよい。第４厚さｔ4は、第１凸状角部１５ｄ以外の第１側面１５ｃ上に形成されている絶縁層１４の第７厚さｔ7、及び、第３凸状角部１６ｅ以外の第６主面１６ｂ上に形成されている絶縁層１４の第８厚さｔ8よりも大きくてもよい。第５厚さｔ5は、第１凸状角部１５ｄ以外の第１側面１５ｃ上に形成されている絶縁層１４の第７厚さｔ7、及び、第３凸状角部１６ｅ以外の第６主面１６ｂ上に形成されている絶縁層１４の第８厚さｔ8よりも大きくてもよい。第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅ以外の第２側面１６ｃ上に形成されている絶縁層１４の第９厚さｔ9は、第７厚さｔ7及び第８厚さｔ8よりも大きくてもよい。
【００２２】
第１凸状角部１５ｄ上に形成されている絶縁層１４は、本体部１５の外周全周にわたって、同じ断面形状を有している。なお、断面は、第４主面１５ｂ及び第１側面１５ｃに垂直な断面である。第２凸状角部１６ｄ上に形成されている絶縁層１４は、突出部１６の外周全周にわたって、同じ断面形状を有している。第３凸状角部１６ｅ上に形成されている絶縁層１４は、突出部１６の外周全周にわたって、同じ断面形状を有している。なお、断面は、第６主面１６ｂ及び第１側面１５ｃに垂直な断面である。
【００２３】
絶縁回路基板１０は、第２導体層１３をさらに含んでもよい。第２導体層１３は、絶縁基板１１の第２主面１１ｂ上に設けられている。第２導体層１３は、第１導体層１２と同様に構成されてもよい。具体的には、第２導体層１３は、本体部１７と、突出部１８とを含んでもよい。絶縁層１４ｂは、絶縁層１４と同様に、第２導体層１３の本体部１７及び突出部１８上に形成されてもよい。例えば、絶縁層１４ｂは、本体部１７の外周全周にわたって、同じ断面形状を有している。絶縁層１４ｂは、突出部１８の外周全周にわたって、同じ断面形状を有している。絶縁層１４ｂは、例えば、ポリイミド系樹脂層またはエポキシ系樹脂層であってもよい。
【００２４】
ケース３０は、ベース部３１と、外囲体３２と、蓋部３５とを含んでもよい。外囲体３２は、ベース部３１と、蓋部３５とに接続されている。ベース部３１と、外囲体３２と、蓋部３５とは、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂のような電気的絶縁性を有する樹脂から構成されてもよい。絶縁回路基板１０は、ベース部３１に接合されてもよい。具体的には、絶縁回路基板１０の第２導体層１３は、接着剤層２８を介して、ベース部３１に接着されてもよい。接着剤層２８は、例えば、シリコーン樹脂接着剤のような樹脂接着剤で構成されてもよい。ケース３０は、リード端子３３，３３ａをさらに含んでもよい。
【００２５】
半導体素子２０，２０ａは、導電ワイヤ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを介して、リード端子３３，３３ａに電気的に接続されてもよい。具体的には、導電ワイヤ２２ａは、はんだのような導電接合部材（図示せず）を用いて、リード端子３３と第１導体層１２とに接続されてもよい。導電ワイヤ２２ｂは、はんだのような導電接合部材（図示せず）を用いて、第１導体層１２と半導体素子２０とに接続されてもよい。導電ワイヤ２２ｃは、はんだのような導電接合部材（図示せず）を用いて、半導体素子２０と半導体素子２０ａとに接続されてもよい。導電ワイヤ２２ｄは、はんだのような導電接合部材（図示せず）を用いて、半導体素子２０ａとリード端子３３ａとに接続されてもよい。リード端子３３，３３ａは、ケース３０の外部に配置されている電源（図示せず）に接続されている。
【００２６】
半導体装置１は、封止部材３７をさらに備えてもよい。封止部材３７は、半導体素子２０，２０ａと本体部１５と突出部１６とを封止している。封止部材３７は、絶縁基板１１をさらに封止してもよい。封止部材３７は、導電ワイヤ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを封止してもよい。封止部材３７は、電気的絶縁性を有している。封止部材３７は、一例として、絶縁性シリコーンゲルであってもよい。絶縁層１４は、封止部材３７より高い絶縁耐圧を有している。
【００２７】
図３を参照して、本実施の形態の半導体装置１の製造方法を説明する。
本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、絶縁回路基板１０の第１導体層１２に半導体素子２０，２０ａを接合することを備える（Ｓ１）。図１及び図２に示されるように、絶縁回路基板１０は、絶縁基板１１と第１導体層１２とを含む。絶縁基板１１は、第１主面１１ａと、第１主面１１ａとは反対側の第２主面１１ｂとを含む。第１導体層１２は、絶縁基板１１の第１主面１１ａ上に設けられている。第１導体層１２は、本体部１５と、突出部１６とを含む。本体部１５は、第１主面１１ａに接触する第３主面１５ａと、第３主面１５ａとは反対側の第４主面１５ｂと、第３主面１５ａと第４主面１５ｂとを接続する第１側面１５ｃとを含む。
【００２８】
突出部１６は、第１側面１５ｃから突出している。突出部１６は、第１主面１１ａに接触する第５主面１６ａと、第５主面１６ａとは反対側の第６主面１６ｂと、第５主面１６ａと第６主面１６ｂとを接続し、かつ、第１側面１５ｃとは反対側の第２側面１６ｃとを含む。第５主面１６ａと第６主面１６ｂの間の第１距離によって規定される突出部１６の第１厚さｔ1は、第３主面１５ａと第４主面１５ｂとの間の第２距離によって規定される本体部１５の第２厚さｔ2よりも小さい。
【００２９】
図３に示されるように、本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、絶縁層１４を、本体部１５の第４主面１５ｂ及び第１側面１５ｃと突出部１６の第６主面１６ｂ及び第２側面１６ｃとの上に形成すること（Ｓ２）をさらに備える。絶縁層１４は、例えば、ポリイミド系樹脂層またはエポキシ系樹脂層であってもよい。
【００３０】
図２に示されるように、第１導体層１２の第１凸状角部１５ｄにおける絶縁層１４の第３厚さｔ3は、第１凸状角部１５ｄ以外の第４主面１５ｂ上に形成されている絶縁層１４の第６厚さｔ6よりも大きい。突出部１６の第２凸状角部１６ｄにおける絶縁層１４の第４厚さｔ4は、第１凸状角部１５ｄ以外の第４主面１５ｂ上に形成されている絶縁層１４の第６厚さｔ6よりも大きい。突出部１６の第３凸状角部１６ｅにおける絶縁層１４の第５厚さｔ5は、第１凸状角部１５ｄ以外の第４主面１５ｂ上に形成されている絶縁層１４の第６厚さｔ6よりも大きい。
【００３１】
第３厚さｔ3は、第１凸状角部１５ｄ以外の第１側面１５ｃ上に形成されている絶縁層１４の第７厚さｔ7、及び、第３凸状角部１６ｅ以外の第６主面１６ｂ上に形成されている絶縁層１４の第８厚さｔ8よりも大きくてもよい。第４厚さｔ4は、第１凸状角部１５ｄ以外の第１側面１５ｃ上に形成されている絶縁層１４の第７厚さｔ7、及び、第３凸状角部１６ｅ以外の第６主面１６ｂ上に形成されている絶縁層１４の第８厚さｔ8よりも大きくてもよい。第５厚さｔ5は、第１凸状角部１５ｄ以外の第１側面１５ｃ上に形成されている絶縁層１４の第７厚さｔ7、及び、第３凸状角部１６ｅ以外の第６主面１６ｂ上に形成されている絶縁層１４の第８厚さｔ8よりも大きくてもよい。第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅ以外の第２側面１６ｃ上に形成されている絶縁層１４の第９厚さｔ9は、第７厚さｔ7及び第８厚さｔ8よりも大きくてもよい。
【００３２】
絶縁層１４を形成すること（Ｓ２）は、電着法によって絶縁層１４を第４主面１５ｂと第１側面１５ｃと第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとの上に形成することと、絶縁層１４を加熱硬化することとを含んでもよい。具体的には、半導体素子２０，２０ａが搭載された絶縁回路基板１０を、絶縁層１４を構成する絶縁材料を含む溶液が入った電着槽（図示せず）内に浸漬する。そして、第１導体層１２と溶液との間に電圧を印加する。この電圧は、パルス電圧であってもよい。こうして、第４主面１５ｂと第１側面１５ｃと第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとの上に、絶縁層１４が同時に形成される。それから、絶縁層１４は加熱硬化される。
【００３３】
本実施の形態では、第１導体層１２上に絶縁層１４を電着法により形成する際に、本体部１５の第１凸状角部１５ｄと、突出部１６の第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅとに電界が集中する。本体部１５の第１凸状角部１５ｄと、突出部１６の第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅとに、局所的に高い電界が印加される（図４を参照）。そのため、本体部１５の第１凸状角部１５ｄと、突出部１６の第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅとの上に、選択的に、より厚い絶縁層１４が形成される。なお、図４に示される本実施の形態の実施例では、突出部１６は、０．１ｍｍの突出長さＬと、１０μｍの第１厚さｔ1とを有している。
【００３４】
これに対し、図５に示される第１の比較例では、第１導体層１２は、突出部１６を含まない。第１導体層１２上に絶縁層１４を電着法により形成する際に、絶縁基板１１に接する第１導体層１２の凸状角部１５ｇに、十分に高い電圧が印加されない。第１導体層１２の凸状角部１５ｇに、厚い絶縁層１４が形成されない。そのため、第１の比較例の半導体装置の使用状態において半導体素子２０，２０ａに高い電圧が印加されると、第１導体層１２の凸状角部１５ｇから沿面放電が発生して、絶縁層１４に絶縁破壊が発生することがあった。
【００３５】
図６に示される第２の比較例では、突出部１６は、０．１ｍｍの突出長さＬと、５０μｍの第１厚さｔ1とを有している。第２の比較例では、第１導体層１２上に絶縁層１４を電着法により形成する際に、突出部１６の第２凸状角部１６ｄに、十分に高い電圧が印加されない。突出部１６の第２凸状角部１６ｄに、厚い絶縁層１４が形成されない。そのため、第２の比較例の半導体装置の使用状態において半導体素子２０，２０ａに高い電圧が印加されると、突出部１６の第２凸状角部１６ｄから沿面放電が発生して、絶縁層１４に絶縁破壊が発生することがあった。
【００３６】
図７に示される第３の比較例では、突出部１６は、１．０ｍｍの突出長さＬと、１０μｍの第１厚さｔ1とを有している。第３の比較例では、第１導体層１２上に絶縁層１４を電着法により形成する際に、本体部１５の第１凸状角部１５ｄに、十分に高い電圧が印加されない。本体部１５の第１凸状角部１５ｄに、厚い絶縁層１４が形成されない。そのため、第３の比較例の半導体装置の使用状態において半導体素子２０，２０ａに高い電圧が印加されると、本体部１５のの第１凸状角部１５ｄから沿面放電が発生して、絶縁層１４に絶縁破壊が発生することがあった。
【００３７】
突出部１６の突出長さＬ及び第１厚さｔ1が図８の斜線領域内にある場合、第１導体層１２上に絶縁層１４を電着法により形成する際に、本体部１５の第１凸状角部１５ｄと突出部１６の第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅとに、０．２ｋＶ／ｍｍ以上の電界強度を有する電界が発生する。一例では、第１側面１５ｃからの突出部１６の突出長さＬは１００μｍ以上であり、第１厚さｔ1は２０μｍ以下であるとき、本体部１５の第１凸状角部１５ｄと突出部１６の第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅとに、０．２ｋＶ／ｍｍ以上の電界強度を有する電界が発生する。別の例では、第１側面１５ｃからの突出部１６の突出長さＬは５００μｍ以上であり、第１厚さｔ1は４０μｍ以下であるとき、本体部１５の第１凸状角部１５ｄと突出部１６の第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅとに、０．２ｋＶ／ｍｍ以上の電界強度を有する電界が発生する。そのため、絶縁層１４は、本体部１５の第１凸状角部１５ｄと突出部１６の第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅとに局所的に厚く形成される。半導体装置１の絶縁破壊電圧は増加する。半導体装置１の使用状態において半導体素子２０，２０ａに高い電圧が印加されても、絶縁層１４に絶縁破壊が発生することが抑制され得る。
【００３８】
絶縁層１４を第４主面１５ｂと第１側面１５ｃと第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとの上に形成すること（Ｓ２）は、第４主面１５ｂと第１側面１５ｃと第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとの上に絶縁層１４を電着する前に、第１導体層１２の表面の酸化層を除去することを含んでもよい。例えば、第１導体層１２に電圧を印加することによって、第１導体層１２の表面の酸化層が予め除去されてもよい。
【００３９】
絶縁層１４ｂは、絶縁層１４と同様の工程によって、第２導体層１３の本体部１７と突出部１８との上に形成されてもよい。絶縁層１４ｂは、絶縁層１４と同時に形成されてもよい。
【００４０】
図３に示されるように、本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、封止部材３７によって、半導体素子２０，２０ａと本体部１５と突出部１６とを封止すること（Ｓ３）をさらに備える。絶縁層１４は、封止部材３７より高い絶縁耐圧を有している。具体的には、半導体素子２０，２０ａが搭載された絶縁回路基板１０がケース３０内に取り付けられる。絶縁回路基板１０の第２導体層１３は、接着剤層２８を介して、ベース部３１に接着されてもよい。それから、ケース３０の内部に封止樹脂を注入した後、封止樹脂を硬化させる。こうして、封止部材３７が形成されてもよい。
【００４１】
本実施の形態の変形例では、半導体装置１は、ケース３０を備えていなくてもよい。半導体素子２０，２０ａと、絶縁回路基板１０と、導電ワイヤ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄと、リード端子３３，３３ａの一部とは、トランスファーモールド法によって、封止部材３７で封止されてもよい。
【００４２】
本実施の形態の半導体装置１及びその製造方法の効果を説明する。
本実施の形態の半導体装置１は、絶縁回路基板１０と、半導体素子２０，２０ａと、絶縁層１４とを備える。絶縁回路基板１０は、絶縁基板１１と、第１導体層１２とを含む。絶縁基板１１は、第１主面１１ａと、第１主面１１ａとは反対側の第２主面１１ｂとを含む。第１導体層１２は、絶縁基板１１の第１主面１１ａ上に設けられている。第１導体層１２は、本体部１５と、突出部１６とを含む。本体部１５は、第１主面１１ａに接触する第３主面１５ａと、第３主面１５ａとは反対側の第４主面１５ｂと、第３主面１５ａと第４主面１５ｂとを接続する第１側面１５ｃとを含む。突出部１６は、第１側面１５ｃから突出している。突出部１６は、第１主面１１ａに接触する第５主面１６ａと、第５主面１６ａとは反対側の第６主面１６ｂと、第５主面１６ａと第６主面１６ｂとを接続し、かつ、第１側面１５ｃとは反対側の第２側面１６ｃとを含む。第５主面１６ａと第６主面１６ｂの間の第１距離によって規定される突出部１６の第１厚さｔ1は、第３主面１５ａと第４主面１５ｂとの間の第２距離によって規定される本体部１５の第２厚さｔ2よりも小さい。
【００４３】
半導体素子２０，２０ａは、第１導体層１２に接合されている。絶縁層１４は、第４主面１５ｂと第１側面１５ｃと第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとの上に形成されている。第４主面１５ｂと第１側面１５ｃとが交差することによって形成される本体部１５の第１凸状角部１５ｄにおける絶縁層１４の第３厚さｔ3と、第５主面１６ａと第２側面１６ｃとが交差することによって形成される突出部１６の第２凸状角部１６ｄにおける絶縁層１４の第４厚さｔ4と、第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとが交差することによって形成される突出部１６の第３凸状角部１６ｅにおける絶縁層１４の第５厚さｔ5とは、各々、第１凸状角部１５ｄ以外の第４主面１５ｂ上に形成されている絶縁層１４の第６厚さｔ6よりも大きい。
【００４４】
絶縁層１４は、本体部１５の第１凸状角部１５ｄと突出部１６の第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅとに局所的に厚く形成されている。半導体装置１の絶縁破壊電圧が増加する。半導体装置１の使用中に、絶縁層１４に絶縁破壊が発生することが抑制され得る。
【００４５】
本実施の形態の半導体装置１では、第３厚さｔ3と第４厚さｔ4と第５厚さｔ5とは、各々、第１凸状角部１５ｄ以外の第１側面１５ｃ上に形成されている絶縁層１４の第７厚さｔ7、及び、第３凸状角部１６ｅ以外の第６主面１６ｂ上に形成されている絶縁層１４の第８厚さｔ8よりも大きくてもよい。絶縁層１４は、本体部１５の第１凸状角部１５ｄと突出部１６の第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅとに局所的に厚く形成されている。半導体装置１の絶縁破壊電圧が増加する。半導体装置１の使用中に、絶縁層１４に絶縁破壊が発生することが抑制され得る。
【００４６】
本実施の形態の半導体装置１では、第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅ以外の第２側面１６ｃ上に形成されている絶縁層１４の第９厚さｔ9は、第７厚さｔ7及び第８厚さｔ8よりも大きくてもよい。絶縁層１４は、本体部１５の第１凸状角部１５ｄと突出部１６の第２側面１６ｃの全体とに局所的に厚く形成されている。半導体装置１の絶縁破壊電圧が増加する。半導体装置１の使用中に、絶縁層１４に絶縁破壊が発生することが抑制され得る。
【００４７】
本実施の形態の半導体装置１では、第１側面１５ｃからの突出部１６の突出長さＬは１００μｍ以上であり、第１厚さｔ1は２０μｍ以下であってもよい。絶縁層１４は、第４主面１５ｂと第１側面１５ｃと第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとの上に、一度の工程で形成され得る。半導体装置１は、効率的に製造され得る構造を有している。
【００４８】
本実施の形態の半導体装置１では、第１側面１５ｃからの突出部１６の突出長さＬは５００μｍ以上であり、第１厚さｔ1は４０μｍ以下であってもよい。絶縁層１４は、第４主面１５ｂと第１側面１５ｃと第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとの上に、一度の工程で形成され得る。半導体装置１は、効率的に製造され得る構造を有している。
【００４９】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、絶縁回路基板１０の第１導体層１２に半導体素子２０，２０ａを接合することを備える（Ｓ１）。絶縁回路基板１０は、絶縁基板１１と第１導体層１２とを含む。絶縁基板１１は、第１主面１１ａと、第１主面１１ａとは反対側の第２主面１１ｂとを含む。第１導体層１２は、絶縁基板１１の第１主面１１ａ上に設けられている。第１導体層１２は、本体部１５と、突出部１６とを含む。本体部１５は、第１主面１１ａに接触する第３主面１５ａと、第３主面１５ａとは反対側の第４主面１５ｂと、第３主面１５ａと第４主面１５ｂとを接続する第１側面１５ｃとを含む。突出部１６は、第１側面１５ｃから突出している。突出部１６は、第１主面１１ａに接触する第５主面１６ａと、第５主面１６ａとは反対側の第６主面１６ｂと、第５主面１６ａと第６主面１６ｂとを接続し、かつ、第１側面１５ｃとは反対側の第２側面１６ｃとを含む。第５主面１６ａと第６主面１６ｂの間の第１距離によって規定される突出部１６の第１厚さｔ1は、第３主面１５ａと第４主面１５ｂとの間の第２距離によって規定される本体部１５の第２厚さｔ2よりも小さい。
【００５０】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法は、絶縁層１４を第４主面１５ｂと第１側面１５ｃと第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとの上に形成すること（Ｓ２）をさらに備える。第４主面１５ｂと第１側面１５ｃとが交差することによって形成される第１導体層１２の第１凸状角部１５ｄにおける絶縁層１４の第３厚さｔ3と、第５主面１６ａと第２側面１６ｃとが交差することによって形成される突出部１６の第２凸状角部１６ｄにおける絶縁層１４の第４厚さｔ4と、第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとが交差することによって形成される突出部１６の第３凸状角部１６ｅにおける絶縁層１４の第５厚さｔ5とは、各々、第１凸状角部１５ｄ以外の第４主面１５ｂ上に形成されている絶縁層１４の第６厚さｔ6よりも大きい。
【００５１】
絶縁層１４は、本体部１５の第１凸状角部１５ｄと突出部１６の第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅとに局所的に厚く形成されている。本実施の形態の半導体装置１の製造方法によれば、増加された絶縁破壊電圧を有する半導体装置１が製造され得る。半導体装置１の使用中に、絶縁層１４に絶縁破壊が発生することが抑制され得る。
【００５２】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法では、第３厚さｔ3と第４厚さｔ4と第５厚さｔ5とは、各々、第１凸状角部１５ｄ以外の第１側面１５ｃ上に形成されている絶縁層１４の第７厚さｔ7、及び、第３凸状角部１６ｅ以外の第６主面１６ｂ上に形成されている絶縁層１４の第８厚さｔ8よりも大きくてもよい。絶縁層１４は、本体部１５の第１凸状角部１５ｄと突出部１６の第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅとに局所的に厚く形成されている。本実施の形態の半導体装置１の製造方法によれば、増加された絶縁破壊電圧を有する半導体装置１が製造され得る。半導体装置１の使用中に、絶縁層１４に絶縁破壊が発生することが抑制され得る。
【００５３】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法では、第２凸状角部１６ｄ及び第３凸状角部１６ｅ以外の第２側面１６ｃ上に形成されている絶縁層１４の第９厚さｔ9は、第７厚さｔ7及び第８厚さｔ8よりも大きくてもよい。絶縁層１４は、本体部１５の第１凸状角部１５ｄと突出部１６の第２側面１６ｃの全体とに局所的に厚く形成されている。本実施の形態の半導体装置１の製造方法によれば、増加された絶縁破壊電圧を有する半導体装置１が製造され得る。半導体装置１の使用中に、絶縁層１４に絶縁破壊が発生することが抑制され得る。
【００５４】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法では、絶縁層１４は、第４主面１５ｂと第１側面１５ｃと第６主面１６ｂと第２側面１６ｃとの上に同時に形成されてもよい。本実施の形態の半導体装置１の製造方法によれば、増加された絶縁破壊電圧を有する半導体装置１が効率的に製造され得る。
【００５５】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法では、絶縁層１４を形成することは、電着法によって絶縁層１４を形成することを含んでもよい。本実施の形態の半導体装置１の製造方法によれば、増加された絶縁破壊電圧を有する半導体装置１が製造され得る。
【００５６】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法では、第１側面１５ｃからの突出部１６の突出長さＬは１００μｍ以上であり、第１厚さｔ1は２０μｍ以下であってもよい。本実施の形態の半導体装置１の製造方法によれば、増加された絶縁破壊電圧を有する半導体装置１が効率的に製造され得る。
【００５７】
本実施の形態の半導体装置１の製造方法では、第１側面１５ｃからの突出部１６の突出長さＬは５００μｍ以上であり、第１厚さｔ1は４０μｍ以下であってもよい。本実施の形態の半導体装置１の製造方法によれば、増加された絶縁破壊電圧を有する半導体装置１が効率的に製造され得る。
【００５８】
実施の形態２．
本実施の形態は、実施の形態１に係る半導体装置１を電力変換装置に適用したものである。特に限定されるものではないが、本実施の形態の電力変換装置２００が、三相のインバータである場合について説明する。
【００５９】
図９に示される電力変換システムは、電源１００、電力変換装置２００、負荷３００から構成される。電源１００は、直流電源であり、電力変換装置２００に直流電力を供給する。電源１００は、特に限定されないが、例えば、直流系統、太陽電池または蓄電池で構成されてもよいし、交流系統に接続された整流回路またはＡＣ／ＤＣコンバータで構成されてもよい。電源１００は、直流系統から出力される直流電力を別の直流電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによって構成されてもよい。
【００６０】
電力変換装置２００は、電源１００と負荷３００の間に接続された三相のインバータであり、電源１００から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に交流電力を供給する。電力変換装置２００は、図９に示されるように、直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路２０１と、主変換回路２０１を制御する制御信号を主変換回路２０１に出力する制御回路２０３とを備えている。
【００６１】
負荷３００は、電力変換装置２００から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷３００は、特に限定されるものではないが、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車、鉄道車両、エレベーター、または、空調機器向けの電動機として用いられる。
【００６２】
以下、電力変換装置２００の詳細を説明する。主変換回路２０１は、スイッチング素子（図示せず）と還流ダイオード（図示せず）を備えている。スイッチング素子が電源１００から供給される電圧をスイッチングすることによって、主変換回路２０１は、電源１００から供給される直流電力を交流電力に変換して、負荷３００に供給する。主変換回路２０１の具体的な回路構成は種々のものがあるが、本実施の形態に係る主変換回路２０１は２レベルの三相フルブリッジ回路であり、６つのスイッチング素子とそれぞれのスイッチング素子に逆並列された６つの還流ダイオードとから構成され得る。主変換回路２０１の各スイッチング素子及び各還流ダイオードとして、上述した実施の形態１の半導体装置１に含まれる半導体素子２０，２０ａが適用され得る。主変換回路２０１を構成する半導体装置２０２として、上述した実施の形態１の半導体装置１が適用され得る。６つのスイッチング素子は２つのスイッチング素子ごとに直列接続され上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）を構成する。そして、各上下アームの出力端子、すなわち主変換回路２０１の３つの出力端子は、負荷３００に接続される。
【００６３】
また、主変換回路２０１は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路（図示せず）を備えている。駆動回路は、半導体装置２０２に内蔵されてもよいし、半導体装置２０２の外部に設けられてもよい。駆動回路は、主変換回路２０１に含まれるスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成して、主変換回路２０１のスイッチング素子の制御電極に駆動信号を供給する。具体的には、制御回路２０３からの制御信号に従い、スイッチング素子をオン状態にする駆動信号とスイッチング素子をオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子の制御電極に出力する。
【００６４】
本実施の形態に係る電力変換装置２００では、主変換回路２０１に含まれる半導体装置２０２として、実施の形態１に係る半導体装置１が適用される。そのため、本実施の形態に係る電力変換装置２００は、低コストかつ高い信頼性を有する。
【００６５】
本実施の形態では、２レベルの三相インバータに本発明を適用する例を説明したが、これに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用することができる。本実施の形態では２レベルの電力変換装置としたが、３レベルの電力変換装置であってもよいし、マルチレベルの電力変換装置であってもよい。電力変換装置が単相負荷に電力を供給する場合には、単相のインバータに本発明が適用されてもよい。電力変換装置が直流負荷等に電力を供給する場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータまたはＡＣ／ＤＣコンバータに本発明が適用されてもよい。
【００６６】
本発明が適用された電力変換装置は、負荷が電動機の場合に限定されるものではなく、例えば、放電加工機もしくはレーザー加工機の電源装置、または、誘導加熱調理器もしくは非接触器給電システムの電源装置に組み込まれ得る。本発明が適用された電力変換装置は、太陽光発電システムまたは蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いられ得る。
【００６７】
今回開示された実施の形態１及び実施の形態２はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【００６８】
１，２０２  半導体装置、１０  絶縁回路基板、１１  絶縁基板、１１ａ  第１主面、１１ｂ  第２主面、１２  第１導体層、１３  第２導体層、１４，１４ｂ  絶縁層、１５，１７  本体部、１５ａ  第３主面、１５ｂ  第４主面、１５ｃ  第１側面、１５ｄ  第１凸状角部、１５ｇ  凸状角部、１５ｉ  第１稜線、１６，１８  突出部、１６ａ  第５主面、１６ｂ  第６主面、１６ｃ  第２側面、１６ｄ  第２凸状角部、１６ｅ  第３凸状角部、１６ｉ  第２稜線、１６ｊ  第３稜線、２０，２０ａ  半導体素子、２１，２１ａ  導電接合部材、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  導電ワイヤ、２８  接着剤層、３０  ケース、３１  ベース部、３２  外囲体、３３，３３ａ  リード端子、３５  蓋部、３７  封止部材、１００  電源、２００  電力変換装置、２０１  主変換回路、２０３  制御回路、３００  負荷。
【図１】
2019171666.tif 000003
【図２】
2019171666.tif 000004
【図３】
2019171666.tif 000005
【図４】
2019171666.tif 000006
【図５】
2019171666.tif 000007
【図６】
2019171666.tif 000008
【図７】
2019171666.tif 000009
【図８】
2019171666.tif 000010
【図９】
2019171666.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成31年4月17日(2019.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と導体層とを含む絶縁回路基板を備え、前記絶縁基板は、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを含み、前記導体層は前記絶縁基板の前記第１主面上に設けられており、前記導体層は本体部と突出部とを含み、さらに、
前記導体層に接合されている半導体素子と、
絶縁層とを備え、
前記本体部は、前記第１主面に接触する第３主面と、前記第３主面とは反対側の第４主面と、前記第３主面と前記第４主面とを接続する第１側面とを含み、
前記突出部は、前記第１側面から８００μｍ以下の突出長さで突出しており、
前記突出部は、前記第１主面に接触する第５主面と、前記第５主面とは反対側の第６主面と、前記第５主面と前記第６主面とを接続し、かつ、前記第１側面とは反対側の第２側面とを含み、
前記第５主面と前記第６主面の間の第１距離によって規定される前記突出部の第１厚さは、前記第３主面と前記第４主面との間の第２距離によって規定される前記本体部の第２厚さよりも小さく、
前記絶縁層は、前記第４主面と前記第１側面と前記第６主面と前記第２側面との上に形成されており、
前記第４主面と前記第１側面とが交差することによって形成される前記本体部の第１凸状角部における前記絶縁層の第３厚さと、前記第５主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第２凸状角部における前記絶縁層の第４厚さと、前記第６主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第３凸状角部における前記絶縁層の第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第４主面上に形成されている前記絶縁層の第６厚さよりも大きい、半導体装置。
【請求項２】
前記第３厚さと前記第４厚さと前記第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第１側面上に形成されている前記絶縁層の第７厚さ、及び、前記第３凸状角部以外の前記第６主面上に形成されている前記絶縁層の第８厚さよりも大きい、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２凸状角部及び前記第３凸状角部以外の前記第２側面上に形成されている前記絶縁層の第９厚さは、前記第７厚さ及び前記第８厚さよりも大きい、請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１側面からの前記突出部の前記突出長さは１００μｍ以上であり、
前記第１厚さは２０μｍ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１側面からの前記突出部の前記突出長さは５００μｍ以上であり、
前記第１厚さは４０μｍ以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記絶縁層は、ポリイミド系樹脂層またはエポキシ系樹脂層である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
封止部材をさらに備え、
前記封止部材は、前記半導体素子と前記本体部と前記突出部とを封止し、
前記絶縁層は、前記封止部材より高い絶縁耐圧を有している、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項記載の前記半導体装置を有し、かつ、入力される電力を変換して出力し得るように構成されている主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力し得るように構成されている制御回路とを備える、電力変換装置。
【請求項９】
絶縁回路基板の導体層に半導体素子を接合することを備え、前記絶縁回路基板は、絶縁基板と前記導体層とを含み、前記絶縁基板は、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを含み、前記導体層は前記絶縁基板の前記第１主面上に設けられており、前記導体層は、本体部と突出部とを含み、前記本体部は、前記第１主面に接触する第３主面と、前記第３主面とは反対側の第４主面と、前記第３主面と前記第４主面とを接続する第１側面とを含み、前記突出部は前記第１側面から８００μｍ以下の突出長さで突出しており、前記突出部は、前記第１主面に接触する第５主面と、前記第５主面とは反対側の第６主面と、前記第５主面と前記第６主面とを接続し、かつ、前記第１側面とは反対側の第２側面とを含み、前記第５主面と前記第６主面の間の第１距離によって規定される前記突出部の第１厚さは、前記第３主面と前記第４主面との間の第２距離によって規定される前記本体部の第２厚さよりも小さく、
絶縁層を前記第４主面と前記第１側面と前記第６主面と前記第２側面との上に形成することをさらに備え、
前記第４主面と前記第１側面とが交差することによって形成される前記導体層の第１凸状角部における前記絶縁層の第３厚さと、前記第５主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第２凸状角部における前記絶縁層の第４厚さと、前記第６主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第３凸状角部における前記絶縁層の第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第４主面上に形成されている前記絶縁層の第６厚さよりも大きい、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第３厚さと前記第４厚さと前記第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第１側面上に形成されている前記絶縁層の第７厚さ、及び、前記第３凸状角部以外の前記第６主面上に形成されている前記絶縁層の第８厚さよりも大きい、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第２凸状角部及び前記第３凸状角部以外の前記第２側面上に形成されている前記絶縁層の第９厚さは、前記第７厚さ及び前記第８厚さよりも大きい、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記絶縁層は、前記第４主面と前記第１側面と前記第６主面と前記第２側面との上に同時に形成される、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記絶縁層を形成することは、電着法によって前記絶縁層を形成することを含む、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１側面からの前記突出部の前記突出長さは１００μｍ以上であり、
前記第１厚さは２０μｍ以下である、請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記第１側面からの前記突出部の前記突出長さは５００μｍ以上であり、
前記第１厚さは４０μｍ以下である、請求項９から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記絶縁層は、ポリイミド系樹脂層またはエポキシ系樹脂層である、請求項９から請求項１５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
封止部材によって、前記半導体素子と前記本体部と前記突出部とを封止することをさらに備え、
前記絶縁層は、前記封止部材より高い絶縁耐圧を有している、請求項９から請求項１６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月6日(2019.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と導体層とを含む絶縁回路基板を備え、前記絶縁基板は、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを含み、前記導体層は前記絶縁基板の前記第１主面上に設けられており、前記導体層は本体部と突出部とを含み、さらに、
前記導体層に接合されている半導体素子と、
絶縁層とを備え、
前記本体部は、前記第１主面に接触する第３主面と、前記第３主面とは反対側の第４主面と、前記第３主面と前記第４主面とを接続する第１側面とを含み、
前記突出部は、前記第１側面から８００μｍ以下の突出長さで突出しており、
前記突出部は、前記第１主面に接触する第５主面と、前記第５主面とは反対側の第６主面と、前記第５主面と前記第６主面とを接続し、かつ、前記第１側面とは反対側の第２側面とを含み、
前記第５主面と前記第６主面の間の第１距離によって規定される前記突出部の第１厚さは、前記第３主面と前記第４主面との間の第２距離によって規定される前記本体部の第２厚さよりも小さく、
前記絶縁層は、前記第４主面と前記第１側面と前記第６主面と前記第２側面との上に形成されており、
前記第４主面と前記第１側面とが交差することによって形成される前記本体部の第１凸状角部における前記絶縁層の第３厚さと、前記第５主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第２凸状角部における前記絶縁層の第４厚さと、前記第６主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第３凸状角部における前記絶縁層の第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第４主面上に形成されている前記絶縁層の第６厚さよりも大きく、
前記第１側面からの前記突出部の前記突出長さは１００μｍ以上であり、
前記第１厚さは２０μｍ以下である、半導体装置。
【請求項２】
絶縁基板と導体層とを含む絶縁回路基板を備え、前記絶縁基板は、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを含み、前記導体層は前記絶縁基板の前記第１主面上に設けられており、前記導体層は本体部と突出部とを含み、さらに、
前記導体層に接合されている半導体素子と、
絶縁層とを備え、
前記本体部は、前記第１主面に接触する第３主面と、前記第３主面とは反対側の第４主面と、前記第３主面と前記第４主面とを接続する第１側面とを含み、
前記突出部は、前記第１側面から８００μｍ以下の突出長さで突出しており、
前記突出部は、前記第１主面に接触する第５主面と、前記第５主面とは反対側の第６主面と、前記第５主面と前記第６主面とを接続し、かつ、前記第１側面とは反対側の第２側面とを含み、
前記第５主面と前記第６主面の間の第１距離によって規定される前記突出部の第１厚さは、前記第３主面と前記第４主面との間の第２距離によって規定される前記本体部の第２厚さよりも小さく、
前記絶縁層は、前記第４主面と前記第１側面と前記第６主面と前記第２側面との上に形成されており、
前記第４主面と前記第１側面とが交差することによって形成される前記本体部の第１凸状角部における前記絶縁層の第３厚さと、前記第５主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第２凸状角部における前記絶縁層の第４厚さと、前記第６主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第３凸状角部における前記絶縁層の第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第４主面上に形成されている前記絶縁層の第６厚さよりも大きく、
前記第１側面からの前記突出部の前記突出長さは５００μｍ以上であり、
前記第１厚さは４０μｍ以下である、半導体装置。
【請求項３】
前記第３厚さと前記第４厚さと前記第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第１側面上に形成されている前記絶縁層の第７厚さ、及び、前記第３凸状角部以外の前記第６主面上に形成されている前記絶縁層の第８厚さよりも大きい、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２凸状角部及び前記第３凸状角部以外の前記第２側面上に形成されている前記絶縁層の第９厚さは、前記第７厚さ及び前記第８厚さよりも大きい、請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記絶縁層は、ポリイミド系樹脂層またはエポキシ系樹脂層である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
封止部材をさらに備え、
前記封止部材は、前記半導体素子と前記本体部と前記突出部とを封止し、
前記絶縁層は、前記封止部材より高い絶縁耐圧を有している、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項記載の前記半導体装置を有し、かつ、入力される電力を変換して出力し得るように構成されている主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力し得るように構成されている制御回路とを備える、電力変換装置。
【請求項８】
絶縁回路基板の導体層に半導体素子を接合することを備え、前記絶縁回路基板は、絶縁基板と前記導体層とを含み、前記絶縁基板は、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを含み、前記導体層は前記絶縁基板の前記第１主面上に設けられており、前記導体層は、本体部と突出部とを含み、前記本体部は、前記第１主面に接触する第３主面と、前記第３主面とは反対側の第４主面と、前記第３主面と前記第４主面とを接続する第１側面とを含み、前記突出部は前記第１側面から８００μｍ以下の突出長さで突出しており、前記突出部は、前記第１主面に接触する第５主面と、前記第５主面とは反対側の第６主面と、前記第５主面と前記第６主面とを接続し、かつ、前記第１側面とは反対側の第２側面とを含み、前記第５主面と前記第６主面の間の第１距離によって規定される前記突出部の第１厚さは、前記第３主面と前記第４主面との間の第２距離によって規定される前記本体部の第２厚さよりも小さく、
絶縁層を前記第４主面と前記第１側面と前記第６主面と前記第２側面との上に形成することをさらに備え、
前記第４主面と前記第１側面とが交差することによって形成される前記導体層の第１凸状角部における前記絶縁層の第３厚さと、前記第５主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第２凸状角部における前記絶縁層の第４厚さと、前記第６主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第３凸状角部における前記絶縁層の第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第４主面上に形成されている前記絶縁層の第６厚さよりも大きく、
前記第１側面からの前記突出部の前記突出長さは１００μｍ以上であり、
前記第１厚さは２０μｍ以下である、半導体装置の製造方法。
【請求項９】
絶縁回路基板の導体層に半導体素子を接合することを備え、前記絶縁回路基板は、絶縁基板と前記導体層とを含み、前記絶縁基板は、第１主面と、前記第１主面とは反対側の第２主面とを含み、前記導体層は前記絶縁基板の前記第１主面上に設けられており、前記導体層は、本体部と突出部とを含み、前記本体部は、前記第１主面に接触する第３主面と、前記第３主面とは反対側の第４主面と、前記第３主面と前記第４主面とを接続する第１側面とを含み、前記突出部は前記第１側面から８００μｍ以下の突出長さで突出しており、前記突出部は、前記第１主面に接触する第５主面と、前記第５主面とは反対側の第６主面と、前記第５主面と前記第６主面とを接続し、かつ、前記第１側面とは反対側の第２側面とを含み、前記第５主面と前記第６主面の間の第１距離によって規定される前記突出部の第１厚さは、前記第３主面と前記第４主面との間の第２距離によって規定される前記本体部の第２厚さよりも小さく、
絶縁層を前記第４主面と前記第１側面と前記第６主面と前記第２側面との上に形成することをさらに備え、
前記第４主面と前記第１側面とが交差することによって形成される前記導体層の第１凸状角部における前記絶縁層の第３厚さと、前記第５主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第２凸状角部における前記絶縁層の第４厚さと、前記第６主面と前記第２側面とが交差することによって形成される前記突出部の第３凸状角部における前記絶縁層の第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第４主面上に形成されている前記絶縁層の第６厚さよりも大きく、
前記第１側面からの前記突出部の前記突出長さは５００μｍ以上であり、
前記第１厚さは４０μｍ以下である、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第３厚さと前記第４厚さと前記第５厚さとは、各々、前記第１凸状角部以外の前記第１側面上に形成されている前記絶縁層の第７厚さ、及び、前記第３凸状角部以外の前記第６主面上に形成されている前記絶縁層の第８厚さよりも大きい、請求項８または請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第２凸状角部及び前記第３凸状角部以外の前記第２側面上に形成されている前記絶縁層の第９厚さは、前記第７厚さ及び前記第８厚さよりも大きい、請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記絶縁層は、前記第４主面と前記第１側面と前記第６主面と前記第２側面との上に同時に形成される、請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記絶縁層を形成することは、電着法によって前記絶縁層を形成することを含む、請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記絶縁層は、ポリイミド系樹脂層またはエポキシ系樹脂層である、請求項８から請求項１３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
封止部材によって、前記半導体素子と前記本体部と前記突出部とを封止することをさらに備え、
前記絶縁層は、前記封止部材より高い絶縁耐圧を有している、請求項８から請求項１４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【国際調査報告】
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