(57)【要約】【課題】回路基板を内蔵した小型の半導体装置を提供する。【解決手段】第一穴８を有する熱伝導部材１と、熱伝導部材１上に設けられ、半導体素子４が搭載され、第一穴８の上方の対応する位置に第二穴８１を有する金属部材２と、金属部材２の上方に配置され、第二穴８１の上方の対応する位置に第三穴１１を有する回路基板６と、回路基板６を内包し、第一穴８と第二穴８１と第三穴１１とを充填し、熱伝導部材１と金属部材２と回路基板６とを一体的に封止する封止部材７とを備えた半導体装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一穴を有する熱伝導部材と、
前記熱伝導部材上に設けられ、半導体素子が搭載され、前記第一穴の上方の対応する位置に第二穴を有する金属部材と、
前記金属部材の上方に配置され、前記第二穴の上方の対応する位置に第三穴を有する回路基板と、
前記回路基板を内包し、前記第一穴と前記第二穴と前記第三穴とを充填し、前記熱伝導部材と前記金属部材と前記回路基板とを一体的に封止する封止部材とを備えた半導体装置。
【請求項２】
前記第一穴、前記第二穴および前記第三穴は、少なくとも３箇所以上形成されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第三穴は、前記回路基板を貫通し、前記金属部材と対向する面側から遠ざかるに伴い直径が小さくなる円錐台状である請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第三穴は、前記回路基板を貫通し、前記金属部材と対向する面側の直径が大きい２段形状である請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第三穴は、前記回路基板の厚みより浅い深さである請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第一穴の直径、前記第二穴の直径および前記第三穴の直径は、０．５ｍｍ以上である請求項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】
前記第一穴の外周端から前記第二穴の外周端までの距離が０．１ｍｍ以上である請求項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】
前記金属部材は段差部を有し、前記段差部は前記熱伝導部材までの距離が０．１ｍｍ以上である請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記金属部材は、前記第二穴の周囲に前記段差部が形成された請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記回路基板は、前記第三穴よりも内側で、前記半導体素子が搭載されていない前記金属部材の上方に第四穴を備えた請求項７または請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記第四穴は、前記封止部材で充填された請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記封止部材は、前記第四穴の上方の対応する位置に凹部が形成された請求項１０に記載の半導体装置。
【請求項１３】
第一穴を有する熱伝導部材上に、半導体素子が搭載され、前記第一穴の上方の対応する位置に第二穴を有する金属部材を配置し、前記金属部材の上方に、前記第二穴の上方の対応する位置に第三穴を有する回路基板とを配置する基材準備工程と、
前記熱伝導部材と前記金属部材と前記回路基板とを下金型内へ配置し、前記第一穴と前記第二穴と前記第三穴とを用いて上下に移動する支持ピンで前記回路基板を支持する下金型内基材配置工程と、
前記金属部材の金属端子部分を前記下金型と上金型とで挟み込む上金型設置工程と、
前記回路基板を内包し、前記熱伝導部材と前記金属部材と前記回路基板とを一体的に封止部材で封止する封止部材充填工程と、
前記下金型から前記支持ピンを引き抜く支持ピン引き抜き工程と、
前記第一穴と前記第二穴と前記第三穴とに前記封止部材を充填する金型内再加圧工程と、
前記封止部材を硬化する封止部材硬化工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記上金型設置工程は、第四穴を設けた前記回路基板を用い、前記第四穴を用いて押さえピンで前記金属部材を押さえた請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
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する制御回路と、
を備えた電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、封止樹脂で封止したモールド型半導体装置、その製造方法及びこの半導体装置を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体装置は、半導体素子の保護及び配線回路の絶縁のために樹脂封止されている。従来から、金型を用いて半導体素子及び配線回路を一体的に樹脂封止したモールド型半導体装置が知られている。モールド型半導体装置は、ケース内に低弾性の樹脂を充填して半導体素子を保護するケース型半導体装置に比べ、生産性に優れ、小型化が可能となる。
【０００３】
ところが、モールド型半導体装置では、樹脂封止の際に配線回路を形成するリードフレーム等の端子を金型で挟みこんで樹脂成形を行うため、複雑な電子回路をリードフレームのみで形成することが難しかった。
【０００４】
そこで、従来の半導体装置は、制御回路用基板を含めて封止されたモールド型半導体装置（例えば、特許文献１）が検討されている。また、リードフレームのヒートシンクよりも外周部に設けたピン穴を用いて制御回路基板を支持するモールド型半導体装置（例えば、特許文献２）が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２２４４４号公報
【特許文献２】特開２０１４−２１２２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の半導体装置では、制御回路用基板を封止するために、金型で制御回路用基板の一部を挟み込むことで制御用回路基板を中空状態で支持して樹脂成形を行っている。制御用回路基板の外周部に設けた支持部は金型から外部へ突出しており、上金型と下金型とで支持部を挟み込むことで、制御用回路基板の動きを制限した状態で樹脂成形される（特許文献１）。また、従来の半導体装置では、リードフレームのヒートシンクよりも外周部に設けたピン穴を用いて制御回路基板を支持した状態で樹脂成形される（特許文献２）。このため、半導体装置のパッケージの外形から制御用回路基板の外周部に設けた支持部が外部へ突出した状態、あるいは、ヒートシンクの外周部にピン穴を設けた状態で半導体装置が作製されるため、半導体装置のパッケージサイズが大きくなり、小型化に対応できない場合があった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、中空に回路基板が配置され、小型のモールド型半導体装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第一穴を有する熱伝導部材と、熱伝導部材上に設けられ、半導体素子が搭載され、第一穴の上方の対応する位置に第二穴を有する金属部材と、金属部材の上方に配置され、第二穴の上方の対応する位置に第三穴を有する回路基板と、回路基板を内包し、第一穴と第二穴と第三穴を充填し、熱伝導部材と金属部材と回路基板とを一体的に封止する封止部材とを備えた半導体装置。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の半導体装置によれば、回路基板の外周部に設けた支持部を設けていないので、半導体装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１における半導体装置を示す断面構造模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１における半導体装置の図１の一点鎖線ＡＡにおける断面構造模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１における半導体装置の端部近傍における断面構造模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１における半導体装置の端部近傍における平面構造模式図である。
【図５】この発明の実施の形態１における半導体装置の回路基板を示す構造模式図である。
【図６】この発明の実施の形態１における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。
【図７】この発明の実施の形態１における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。
【図８】この発明の実施の形態１における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。
【図９】この発明の実施の形態１における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。
【図１０】この発明の実施の形態１における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。
【図１１】この発明の実施の形態１における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。
【図１２】この発明の実施の形態１における他の半導体装置を示す断面構造模式図である。
【図１３】この発明の実施の形態１における他の半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。
【図１４】この発明の実施の形態１における他の半導体装置を示す断面構造模式図である。
【図１５】この発明の実施の形態１における半導体装置の回路基板の他の加工穴形状を示す断面構造模式図である。
【図１６】この発明の実施の形態１における他の半導体装置の製造方法を示す断面構造模式図である。
【図１７】この発明の実施の形態１における半導体装置の回路基板の他の加工穴形状を示す断面構造模式図である。
【図１８】この発明の実施の形態２における半導体装置を示す断面構造模式図である。
【図１９】この発明の実施の形態２における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。
【図２０】この発明の実施の形態２における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。
【図２１】この発明の実施の形態２における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。
【図２２】この発明の実施の形態２における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。
【図２３】この発明の実施の形態２における半導体装置の他の製造工程を示す断面構造模式図である。
【図２４】この発明の実施の形態３における半導体装置を示す断面構造模式図である。
【図２５】この発明の実施の形態３における半導体装置の端部近傍における断面構造模式図である。
【図２６】この発明の実施の形態４における電力変換装置を適用した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】
【００１１】
はじめに、本発明の半導体装置の全体構成について、図面を参照しながら説明する。なお、図は模式的なものであり、示された構成要素の正確な大きさなどを反映するものではない。また、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することである。
【００１２】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１における半導体装置について、図１から図４を用いて説明する。
【００１３】
図１は、この発明の実施の形態１における半導体装置を示す断面構造模式図である。図２は、この発明の実施の形態１における半導体装置の一点鎖線ＡＡにおける断面構造模式図である。
【００１４】
図１において、半導体装置１００は、熱伝導部材１、金属部材であるリードフレーム２、接合材であるはんだ３、半導体素子４、ボンディングワイヤ５、回路基板６、封止部材である封止樹脂７を備えている。また、熱伝導部材１は、第一穴である貫通孔８を、リードフレーム２は、第二穴である貫通孔８１を備えている。さらに、回路基板６は、第三穴である加工穴１１を備えている。また、回路基板６は、この断面方向で、封止樹脂に内包されている。さらに、リードフレーム２は、封止樹脂７の側面から突出する金属端子部であるリード端子部を備える。
【００１５】
図２において、この断面方向（図１の一点鎖線ＡＡ断面）では、熱伝導部材１と回路基板６とは共に、封止樹脂７に内包されており、この方向の断面では、封止樹脂７の外部へ突出する箇所はない。
【００１６】
図１，２において、熱伝導部材１は、金属箔１ａと金属箔１ａの上面に形成された絶縁層である絶縁シート１ｂとを備えている。絶縁シート１ｂは、金属箔１ａとリードフレーム２とを絶縁すると共に、半導体素子４で発生した熱を絶縁シート１ｂを介して金属箔１ａへ放熱する役割である。金属箔１ａとしては、銅板、アルミ板、銅箔などの高熱伝導部材が用いられる。
【００１７】
絶縁シート１ｂは、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられ、その内部にはシリカやアルミナ、窒化ホウ素などの高伝導性フィラーが混入されている。
【００１８】
熱伝導部材１は、貫通孔８を面内に少なくとも３箇所以上有している。半導体装置１００においては、貫通孔８には封止樹脂７が充填されている。貫通孔８の大きさは、後述するように製造時に金型の可動する支持ピン１３を挿入する必要があるため、直径０．５ｍｍ以上（Φ０．５ｍｍ以上）であることが望ましい。
【００１９】
貫通孔８は、熱伝導部材１の打ち抜き加工などで外形加工される際に同時に形成されてもよいし、別途ワイヤーカット等の加工を入れても良い。熱伝導部材１は、下面側に金属箔１ａの下面を露出して樹脂封止され、金属箔１ａの下面側の面と貫通孔８に充填された封止樹脂７の表面とが同一平面上になるように成型されている。
【００２０】
熱伝導部材１上には、配線回路が形成されたリードフレーム２が設けられている。リードフレーム２は、熱伝導部材１の絶縁シート１ｂ上に配置される。リードフレーム２の配線回路上には、半導体素子４の裏面電極が接合材であるはんだ３を介して接合されている。半導体素子４の表面電極とリードフレーム２とは、リードフレーム２の所定の位置でボンディングワイヤ５により電気的に接続されている。
【００２１】
リードフレーム２は、熱伝導部材１の貫通孔８の上方の対応する位置に貫通孔８１を面内に少なくとも３箇所以上有している。半導体装置１００においては、貫通孔８１には封止樹脂７が充填されている。貫通孔８１の大きさは、後述するように製造時に金型に設けられた支持ピン１３を挿入する必要があるため、直径０．５ｍｍ以上（Φ０．５ｍｍ以上）であることが望ましい。
【００２２】
図３は、この発明の実施の形態１における半導体装置の端部近傍における断面構造模式図である。図４は、この発明の実施の形態１における半導体装置の端部近傍における平面構造模式図である。図において、リードフレーム２としては、例えば、厚さ約０．６ｍｍの銅板が用いられる。リードフレーム２には、プレス成形により配線回路が形成される。また、リードフレーム２の配線回路には、段差部９を有している。リードフレーム２の段差部９は、熱伝導部材１と接合されておらず、封止樹脂７の入り込んだ部位となる。リードフレーム２の段差部９は、熱伝導部材１の金属箔１ａと封止樹脂７の界面に沿った絶縁破壊を抑制するための構造である。リードフレーム２の段差部９は、リードフレーム２と熱伝導部材２との段差である。
【００２３】
リードフレーム２の段差部９は、例えば、半抜き加工を行うことによって形成される。リードフレーム２の段差部９の高さ（絶縁シート１ｂの上面からリードフレーム２の下面までの距離）は、例えば、０．１ｍｍ以上かつ、リードフレーム２の厚みの半分の０．３ｍｍ以下とする。０．１ｍｍ以上とすることで、熱伝導部材１とリードフレーム２との間に充填される封止樹脂７内にボイドが発生するのを抑制できる。
【００２４】
また、段差部９における段差である絶縁シート１ｂからリードフレーム２までの距離を、リードフレーム２の厚みの半分の０．３ｍｍ以下とすることで、強度を確保することができる。さらに、段差部９を設け、封止樹脂７で段差部９を充填することで、熱伝導部材１の金属箔１ａとリードフレーム２との間の絶縁耐圧も向上することができる。
【００２５】
また、リードフレーム２は、熱伝導部材１に形成された貫通孔８の周囲（外周）から外側０．１ｍｍ以内の範囲を禁止領域として隙間１０を形成している。隙間１０は、リードフレーム２と金属箔１ａとの絶縁距離以上となるように設定する。最小の絶縁距離は、絶縁シート１ｂの厚さと貫通孔８の周縁部（外周部）から貫通孔８１の周縁部（外周部）までの距離である。このため、隙間１０の距離（長さ）を絶縁シート１ｂの厚さと貫通孔８１の外周部までの距離との合計以上とすることで、リードフレーム２と金属箔１ａとの絶縁破壊を抑制することができる。隙間１０内には、リードフレーム２で構成される配線回路パターンを配置しない。
【００２６】
ここで、貫通孔８の外周端から貫通孔８１の外周端までの距離が隙間１０である。このため、貫通孔８１は、貫通孔８よりも隙間１０だけ、半径が大きな穴となっている。また、貫通孔８及び貫通孔８１の内部は、封止樹脂７が充填されている。このため、貫通孔８及び貫通孔８１の形成部位におけるリードフレーム２と金属箔１ａとの絶縁破壊を抑制することができる。
【００２７】
半導体素子４は、入力交流電力を直流電力に変換するコンバータ部に用いるダイオードや、直流電力を交流電力に変換するインバータ部に用いるバイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＧＴＯ（Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ-Ｏｆｆ Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）等がある。
【００２８】
ボンディングワイヤ５としては、例えば、アルミニウム線、又は銅線等を用いることができる。ボンディングワイヤ５は、回路基板６との電気的接続にも用いられると同時に回路基板６を支持するためにも用いられるため、ボンディングワイヤ５には、回路基板６を支持するための剛性も求められる。このため、ボンディングワイヤ５は、ある程度の太さや、本数が必要となる。また、リードフレーム２と半導体素子４との接合材として、はんだ３を用いた例を示したが、はんだ３に限らず、例えば、銀ペーストを用いることができる。
【００２９】
回路基板６は、半導体装置１００内のリードフレーム２の上方に配置されており、リードフレーム２とボンディングワイヤ５で電気的に接続されている。また、上述のように回路基板６は、ボンディングワイヤ５によって、リードフレーム２の上方に中空で支持される。
【００３０】
回路基板６には、配線パターン（図示せず）が形成された樹脂基板と、樹脂基板の配線パターン上に搭載された電気部品（図示せず）とを備えている。樹脂基板は、例えば、厚さ１．６ｍｍの電子機器に一般的に用いられているものを使用することができるが、樹脂基板の厚さは、これに限られるものではない。
【００３１】
また、樹脂基板の耐熱性グレードもＦＲ−４に限られることはなく、リードフレーム２に搭載する半導体素子４としてシリコンカーバイド（ＳｉＣ：Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ）を用いて素子の高温動作を想定する場合など、耐熱性グレードの高いＦＲ−５相当の樹脂基板を用いることもできる。
【００３２】
電気部品は、回路基板６の両面（上下面）に搭載されていることが好ましいが、片面に搭載されてもかまわない。回路基板６の両面に電気部品を搭載したので、温度サイクルなどで発生する熱応力に対して回路基板６の表裏面（上下面）での熱膨張率差が抑えられること、剛性がより高くなることにより、回路基板６に発生する反りを抑えることができる。
【００３３】
また、樹脂基板の両面（上下面）に電気部品を搭載することにより樹脂基板の面積は片面搭載の半分程度に抑えられ、半導体装置１００の小型化が可能となる。回路基板６の上面の配線パターンとリードフレーム２とがボンディングワイヤ５で接続されており、樹脂封止前には、ボンディングワイヤ５の剛性によって中空に浮かんでいる。そのため、金型内に回路基板６付きリードフレーム２を投入することができ、モールド樹脂成型が可能となる。
【００３４】
図５は、この発明の実施の形態１における半導体装置の回路基板を示す構造模式図である。図６には、回路基板６の上面構造模式図と図５の一点鎖線ＢＢにおける断面構造模式図を示している。図において、回路基板６は、３箇所に回路基板６を上下に貫通する加工穴１１を有している。加工穴１１は、後述する支持ピン１３が挿入される領域である。加工穴１１は、半導体装置１００の上面側である回路基板６の上面とリードフレーム２側である回路基板６の下面とで加工穴１１の直径が異なり、回路基板６の下面側の加工穴１１の直径は、回路基板６の上面側の加工穴１１の直径よりも大きくなっている。すなわち、図５の一点鎖線ＢＢにおける断面構造模式図を見ると加工穴１１の形状は、台形の形状になっている。実際には、加工穴１１の形状は、回路基板６の上下面を貫通した円錐台状の形状である。また、回路基板６の上面側の加工穴１１の直径は支持ピン１３の直径よりも小さい。加工穴１１は、支持ピン１３を通すために、リードフレーム２の貫通孔８１の上方の対応する位置に設けられている。
【００３５】
加工穴１１の形状を、円錐台状の形状とすることで、支持ピン１３が加工穴１１の途中で止まるので、支持ピン１３によって回路基板６が支持することができる。加工穴１１は、ドリル加工やフライス、研削などによって加工されるが、特に、加工方法を指定するものではない。加工穴１１は、金型搭載時に平行度を保ちつつ回路基板６が中空に支持されることを目的としているため、少なくとも３箇所以上、好ましくは回路基板６の４隅を含む４箇所以上に配置されることが望ましい。なお、熱伝導部材１及びリードフレーム２には、加工穴１１の数に対応した貫通孔８、貫通孔８１が形成されている。このように３箇所以上の加工穴１１を設けることで回路基板６を水平に支持することができる。
【００３６】
熱伝導部材１には貫通孔８が、リードフレーム２には貫通孔８１が、回路基板６には加工穴１１が、それぞれ形成されており、支持ピン１３を通すために貫通孔８と貫通孔８１と加工穴１１とは、熱伝導部材１の表面に対して垂直方向の同一直線上に配置されている。熱伝導部材１の貫通孔８の直径と回路基板６の熱伝導部材１と向かい合う面（下面）側の加工穴１１の直径は、同一のサイズか、加工穴１１の直径の方が大きい方が望ましい。
【００３７】
封止樹脂７は、リードフレーム２、熱伝導部材１、半導体素子４、及び回路基板６が一体的に封止されるように形成されている。本実施の形態１では、熱伝導部材１の金属箔１ａの下面は、封止樹脂７に覆われておらず、外部へ露出している。
【００３８】
封止樹脂７は、封止した部材間の絶縁性を確保するとともに、半導体装置１００のケースとして機能する。封止樹脂７の成形方法として、例えば、トランスファー成形、射出成形、コンプレッション成形等を用いることができる。また、封止樹脂７の材料としては、例えば、充填材を含有したエポキシ樹脂、フェノール樹脂等を用いることができる。
【００３９】
次に、上述のように構成された本実施の形態１の半導体装置１００の製造方法について説明する。
【００４０】
図６から図１２は、この発明の実施の形態１における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。図６から図１２は、この発明の実施の形態１における半導体装置の各製造工程を示す断面構造模式図である。図６から図１２までの工程を経ることにより、半導体装置１００を製造することができる。
【００４１】
はじめに、図６に示すように、金属箔１ａと絶縁シート１ｂとを張り合わせた熱伝導部材１、半導体素子４が接合されボンディングワイヤ５で配線されたリードフレーム２、及び配線パターン上に電気部品が搭載された回路基板６を作製する。熱伝導部材１には、金属箔１ａと絶縁シート１ｂとを貫通する貫通孔８が形成される。リードフレーム２には、支持ピン１３を通すために、貫通孔８の上方の対応する位置に貫通孔８１が形成される。回路基板６には、回路基板６の上下面を貫通する加工穴１１が形成される。加工穴１１は、支持ピン１３を通すために、貫通孔８１の上方の対応する位置に形成されている。貫通孔８１の外周部は、貫通孔８の外周部から隙間１０だけ離れた位置となるように形成されている。これらを作製後、リードフレーム２を熱伝導部材１の絶縁シート１ｂ上に搭載する。リードフレーム２の上方には、ボンディングワイヤ５でリードフレーム２と接続され、支持された回路基板６が配置される（基材準備工程）。このとき、熱伝導部材１の貫通孔８と回路基板６の加工穴１１とが、支持ピン１３を通すことができ、熱伝導部材１の表面に対して垂直方向の同一直線上になるように、熱伝導部材１と回路基板６とを配置する。
【００４２】
次に、図７に示すように、熱伝導部材１とリードフレーム２と回路基板６とを接続後、支持ピン１３が設けられた下金型１２にこれらを配置する（下金型内基材配置工程）。このとき、下金型１２から貫通孔８を貫通し回路基板６の加工穴１１まで、下金型１２から金型内部へ突出した円柱状の支持ピン１３が挿入され、回路基板６が金型内に中空で支持される。加工穴１１は、リードフレーム２に対向する面側から反対面に向かって径が小さくなるように加工されており、支持ピン１３が加工穴１１の途中で、加工穴１１の側面と接触する（引っかかる）ことで、回路基板６を支持することができる。また、熱伝導部材１の金属箔１ａの下面は、下金型１２の表面（内部上面）と接して配置される。支持ピン１３はモールド樹脂成型中に移動可能に設計されており、封止樹脂７の充填とともに支持ピン１３が引き抜かれ、最終的には貫通孔８と加工穴１１とには封止樹脂７が充填される。このため、金型内で支持ピン１３を移動させるので、ボンディングワイヤ５等の部材は、支持ピン１３と接触しない位置に配置されている。ここで、支持ピン１３の直径は、円錐台状の形状の加工穴１１の回路基板６の下面側の直径よりも小さく、回路基板６の上面側の直径よりも大きい。支持ピン１３で回路基板６を支持することで、封止樹脂７の注入圧力による回路基板６のズレを抑制することができる。
【００４３】
次に、図８，９に示すように、リードフレーム２のリード端子部を下金型１２とで挟み込むように上金型１４を配置する（上金型設置工程）。上金型１４と下金型１２とに設けられたリード端子固定位置でリードフレーム２のリード端子部分を挟み込むことで、モールド成形時のリードフレーム２の位置ズレを抑制し、金型内でリードフレーム２を固定することができる。
【００４４】
次に、図１０，１１に示すように、上金型１４と下金型１２とで囲まれ、熱伝導部材１とリードフレーム２と回路基板６とが配置された金型内部に、封止樹脂７を充填する（封止部材充填工程）。図１０は、封止樹脂７の金型内部への充填途中段階の状況を模式的に表わしたものである。封止樹脂７は、例えば、金型の左側に設けた注入口より充填される。図１１は、封止樹脂７で金型内を充填後、支持ピン１３を金型内から引き抜いた後を模式的に表わしたものである。封止樹脂７を金型内へ充填後、封止樹脂７が硬化する前に、支持ピン１３を下金型内部から引き抜く（支持ピン引き抜き工程）。この後、金型内を加圧することで、支持ピン１３が引き抜かれた貫通孔８と貫通孔８１と加工穴１１とに封止樹脂７が充填され、貫通孔８と貫通孔８１と加工穴１１とは封止樹脂７で埋め込まれる（金型内再加圧（充填）工程）。このため、貫通孔８と貫通孔８１と加工穴１１とが封止樹脂７で充填されていない場合と比べて絶縁性の向上が得られる。
【００４５】
封止樹脂７の金型内への充填（注入）条件としては、例えば、注入速度は１ｍｍ／ｓｅｃで動作させることで注入することができる。このとき、金型内へ注入された封止樹脂７は、支持ピン１３を下金型を通して引き抜くことができる程度の粘性である。支持ピン１３を引き抜き後、例えば、注入後に１０ＭＰａで保圧を行うことで、貫通孔８、貫通孔８１及び加工穴１１へ封止樹脂７を再充填することができる。封止樹脂７を充填後、硬化処理を実施する。例えば、封止樹脂７の硬化処理条件としては、１５０℃、２時間の条件で行う（封止部材硬化工程）。このように、硬化処理を行うことで充填された封止樹脂７が硬化される。また、封止樹脂７の材料等に合わせて、封止樹脂７の硬化処理条件は適宜選択すればよい。
【００４６】
以上の主要な製造工程を経ることで、図１２に示す半導体装置１００が製造できる。
【００４７】
図１３は、この発明の実施の形態１における半導体装置の他の製造工程を示す断面構造模式図である。上述の半導体装置１００の製造工程において、図９に示した上金型１４を配置する場合、図１３に示すように、上金型１４からの押さえピン１５で回路基板６を押さえることで、封止樹脂７の金型内への充填時における回路基板６の浮き上がりを抑制することができる。
【００４８】
より具体的には、図１３に示すように、押さえピン１５が、回路基板６の加工穴１１よりも、内側となる位置に回路基板６と接する位置で、上金型１４から突出するように、押さえピン１５を配置する。このように、押さえピン１５を配置することで、モールド成型時に下金型１２からの支持用ピン１３だけでは封止樹脂７の流動によって回路基板６に浮きが発生する場合でも、回路基板６の浮き上がりを抑制できる。また、上金型１４からの押さえピン１５も下金型１２の支持ピン１３と同様に、封止樹脂７で金型内を充填後に、上金型１４から引き抜かれる。引き抜かれた後は押さえピン１５があった部分には、封止樹脂７が充填されるため、モールド成型後には押さえピン１５があった部分の場所は残らない。
【００４９】
その後、図１０から図１２に示した工程を経ることで、半導体装置１００を製造することができる。このような製造工程を経ることで、封止樹脂７の内部に回路基板６が内包（包埋）されるため、封止樹脂７の外周部に回路基板６が露出することなくモールド樹脂成型される。このため、回路基板６を支持するための支持部をなくしたので、従来リードフレーム２の端子を配置できなかった領域も使用することができるので、リードフレーム２の外部に露出する端子の配置の制限が少なく、小型化が可能な半導体装置１００が得られる。なお、意図的に上金型１４からの押さえピン１５を回路基板６に押しつけたままにするなどして、押さえピン１５の跡が封止樹脂７の上面側に残しても良い。
【００５０】
図１４は、この発明の実施の形態１における他の半導体装置を示す断面構造模式図である。図１５は、この発明の実施の形態１における半導体装置の回路基板の他の加工穴形状を示す断面構造模式図である。図１６は、この発明の実施の形態１における他の半導体装置の製造方法を示す断面構造模式図である。図１７は、この発明の実施の形態１における半導体装置の回路基板の他の加工穴形状を示す断面構造模式図である。
【００５１】
回路基板６に形成した加工穴１１の形状としては、図１４，１５に示すような２段形状でもよい。このように加工穴１１が２段形状の場合、回路基板６の上面側の穴の径が小さく、この部分で支持ピン１３の上部と接することで、回路基板６を支持する。また、図１６，１７に示すような円形の非貫通の穴でもよい。回路基板６の厚みよりも加工穴１１の深さを浅くすることで、非貫通の形状となる。このように加工穴１１の形状が非貫通形状の場合、加工穴１１が非貫通となった部分で支持ピン１３の上部と接触することで、回路基板６を支持する。このように、加工穴１１の形状は、支持ピン１３を加工穴１１に通し、加工穴１１の途中で支持ピン１３が加工穴１１と接して回路基板６を支持できる形状であれば、どのような形状の加工穴１１でも適用することができる。
【００５２】
以上のように構成された半導体装置１００においては、熱伝導部材１に貫通孔８を設け、リードフレーム２に貫通孔８１を設け、回路基板６に加工穴１１を設けて、貫通孔８と貫通孔８１と加工穴１１とを熱伝導部材１の表面に対して垂直方向の同一直線上に配置し、支持ピン１３で回路基板６を支持し回路基板６の外周部に設けた支持部を無くしたので、半導体装置の小型化ができる。
【００５３】
また、回路基板６の外周部に設けた支持部をなくしたので、リードフレーム２のリード部の配置の自由度が広がり、封止樹脂７から外部へ突出する端子の配置の制限をなくすことができる。
【００５４】
実施の形態２．
本実施の形態２においては、実施の形態１で用いた回路基板６との接続をボンディングワイヤ５から接続部材１９とした点が異なる。実施の形態１では、リードフレーム２と回路基板６とを接続するボンディングワイヤ５に回路基板６を支持するための剛性を持たせていたが、本実施の形態では、特に支持する必要はなく、リードフレーム２と回路基板６とを電気的に接続することができれば良い。このように、回路基板６との接続を接続部材としたので、回路基板６の外周部に設けた支持部をなくし、半導体装置を小型化することができる。なお、その他の点については、実施の形態１と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００５５】
このような場合においても、熱伝導部材１に貫通孔８を設け、リードフレーム２に貫通孔８１を設け、回路基板６に加工穴１１を設けて、貫通孔８と貫通孔８１と加工穴１１とを熱伝導部材１の表面に対して垂直方向の同一直線上に配置し、支持ピン１３で回路基板６を支持し回路基板６の外周部に設けた支持部を無くしたので、半導体装置を小型化することができる。
【００５６】
図１８は、この発明の実施の形態２における半導体装置を示す断面構造模式図である。図１８において、半導体装置２００は、熱伝導部材１、リードフレーム２、接合材であるはんだ３、半導体素子４、ボンディングワイヤ５、回路基板６、封止部材である封止樹脂７、接続部材１９を備えている。また、熱伝導部材１は、第一穴である貫通孔８を備え、リードフレーム２は、第二穴である貫通孔８１を備えている。さらに、回路基板６は、第三穴である加工穴１１、第四穴であるリードフレーム押さえピン用穴１７を備えている。
【００５７】
封止樹脂７は、上面にピン跡１８を備えている。リードフレーム２と回路基板６との接続は、実施の形態１とは異なり、リードフレーム２と回路基板６とを電気的に接続可能な方法であれば良く、ボンディングワイヤ、リード端子等でも良い。実施の形態２では、回路基板６を中空で保持（支持）する必要はないため、接続部材１９に剛性は必要ではなく、リードフレーム２と回路基板６とが電気的に接続可能な方法を用いれば良く、ボンディングワイヤを用いた場合でも、電気的に許容可能であれば、接続する本数を減らして形成することができる。
【００５８】
回路基板６は、半導体装置２００内のリードフレーム２の上方に配置されており、リードフレーム２と接続部材１９で電気的に接続されている。回路基板６は、回路基板６を上下に貫通する加工穴１１を有しており、加工穴１１は、半導体装置２００の上面側である回路基板６の上面とリードフレーム２側である回路基板６の下面とで加工穴１１の直径が異なり、回路基板６の下面側の加工穴１１の直径は、回路基板６の上面側の加工穴１１の直径よりも大きくなっている。すなわち、断面図を見ると加工穴１１の形状は、台形の形状になっている。実際には、加工穴１１の形状は、回路基板６の上下面を貫通した円錐台状の形状である。また、回路基板６の上面側の加工穴１１の直径は支持ピン１３の直径よりも小さい。さらに、接続部材１９は、リードフレーム２と回路基板６との電気的接続のために用いられる。このため、接続部材１９としては、リードフレーム２の一部を用いても良く、本数を減らした（剛性をなくした）ボンディングワイヤ５を用いても良い。例えば、ボンディングワイヤ５を用いる場合、実施の形態１では、ボンディングワイヤ５の直径４００μｍ程度が必要となるが、本実施の形態２では１００μｍ程度となる。また、同じ直径のボンディングワイヤ５を用いた場合、本実施の形態２は実施の形態１よりもボンディングワイヤ５の本数が少なくて良い。
【００５９】
次に、上述のように構成された本実施の形態２の半導体装置２００の製造方法について説明する。
【００６０】
基本的には、実施の形態１で示した図６から図１２の工程を経ることで、半導体装置２００を製造することができる。実施の形態２では、図１３で示した上金型１４に配置した押さえピン１５を、押さえピン１５とリードフレーム押さえピン１６とし、回路基板６にリードフレーム押さえピン用穴１７を設けた点が異なっている。
【００６１】
金型内部への封止樹脂７の充填時に、リードフレーム２と絶縁シート１ｂとの間に封止樹脂７が潜り込みリードフレーム２が浮いてしまう場合がある。このようなリードフレーム２の浮きを抑制するために、回路基板６の押さえピン１５の先端部分（下部）に、押さえピン１５より細い径のリードフレーム押さえピン１６を設け、細い径のリードフレーム押さえピン１６のみを回路基板６に設けたリードフレーム押さえピン用穴１７の中を通してリードフレーム２の押さえを行っても良い。押さえピン１５及びリードフレーム押さえピン１６は、リードフレーム２あるいは回路基板６と完全に接触しなくても浮き防止の効果があるため、回路基板６とリードフレーム２には、それぞれ成型時に接触していなくてもよい。
【００６２】
モールド成型後の半導体装置２００の形状として、封止樹脂７の上面にピン跡１８が形成される。これは、後述する製造工程において、回路基板６の押さえピン１５、またはリードフレーム２押さえピン１６の跡である。
【００６３】
図１９は、この発明の実施の形態２における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。図２０は、この発明の実施の形態２における半導体装置半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。図２１は、この発明の実施の形態２における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。図２２は、この発明の実施の形態２における半導体装置の製造工程を示す断面構造模式図である。上述の半導体装置１００の製造工程において、図１３に示した上金型１４を配置し、回路基板６を押さえピン１５で押さえる場合に換えて、図１９，２０に示すように、押さえピン１５の下部（リードフレーム２側）にリードフレーム押さえピン１６を配置し、回路基板６に設けたリードフレーム押さえピン用穴１７を通して、リードフレーム２をリードフレーム押さえピン１６で押さえることができる。同時に押さえピン１５により回路基板６を押さえることができる。
【００６４】
その後、図１１に示したように、金型内に封止樹脂７を充填する。金型内に封止樹脂７を充填後、図２１に示したように、支持ピン１３を下金型１２から、リードフレーム押さえピン１６を上金型１４から引き抜く（支持ピン引き抜き工程）。このとき、回路基板６の押さえピン１５は金型内に残しておく。この後、金型内を加圧することで、支持ピン１３が引き抜かれた貫通孔８と加工穴１１とリードフレーム２押さえピン用穴１７とに封止樹脂７が充填され、貫通孔８と加工穴１１とは封止樹脂７で埋め込まれる（金型内再加圧（充填）工程）。このように、引き抜かれた後は支持ピン１３とリードフレーム２の押さえピン１６があった部分には、封止樹脂７が充填されるため、モールド成型後には支持ピン１３とリードフレーム２の押さえピン１６があった部分の場所は残らない。回路基板６の押さえピン１５があった部分が、封止樹脂７が充填されないため、ピン跡１８として封止樹脂７の上面側に凹部が形成される。
【００６５】
封止樹脂７を充填後、硬化処理を実施する。例えば、封止樹脂７の硬化処理条件としては、１５０℃、２時間の条件で行う（充填部材硬化工程）。このように、硬化処理を行うことで充填された封止樹脂７が硬化される。また、封止樹脂７の材料等に合わせて、封止樹脂７の硬化処理条件は適宜選択すればよい。封止樹脂７を硬化後、金型から取り出す。
【００６６】
以上の主要な製造工程を経ることで、図２２に示す半導体装置２００を製造することができる。
【００６７】
図２３は、この発明の実施の形態２における半導体装置の他の製造工程を示す断面構造模式図である。上述の半導体装置２００の製造方法において、図２１を図２３に置き換えても同様に半導体装置２００を製造することができる。図２３では、図２１において、リードフレーム２の押さえピン１６のみを上金型１４から引き抜く代わりに、押さえピン１５とリードフレーム押さえピン１６とを一体として押さえピン１５のみを上金型１４から引き抜くことで対応できる。
【００６８】
以上のように構成された半導体装置２００においては、熱伝導部材１に貫通孔８を設け、回路基板６に加工穴１１を設けて、貫通孔８と加工穴１１とを熱伝導部材１の表面に対して垂直方向の同一直線上に配置し、支持ピン１３で回路基板６を支持し回路基板６の外周部に設けた支持部を無くしたので、半導体装置の小型化ができる。
【００６９】
また、回路基板６の外周部に設けた支持部をなくしたので、リードフレーム２のリード部の配置の自由度が広がり、封止樹脂７から外部へ突出する端子の配置の制限をなくすことができる。
【００７０】
さらに、リードフレーム押さえピン１６を設け、リードフレーム２を押さえたので、リードフレーム２の下面へ封止樹脂７の回り込みが低減でき、リードフレーム２の浮きを抑制することができる。
【００７１】
なお、本実施の形態２では、リードフレーム押さえピン１６を設けたが、リードフレーム２の浮き上がりを考慮した封止樹脂７の注入条件を用いる場合は、リードフレーム押さえピン１６を用いなくてもよい。その場合は、リードフレーム押さえピン用穴１７も形成する必要がない。
【００７２】
実施の形態３.
本実施の形態３においては、実施の形態１で用いたリードフレーム２との禁止領域である隙間１０を、リードフレーム２の外周部に設けた段差部９と同様の段差部９１とした点が異なる。このように、リードフレーム２の貫通孔８１の上方の対応する位置に段差部９１を設け、リードフレーム２と金属箔１ｂとの距離を確保したので、リードフレーム２の端部の禁止領域の隙間１０と熱伝導部材１の貫通孔８との距離が近くなった場合でも、リードフレーム２の端部と熱伝導部材１との距離が確保できるので、半導体装置３００の絶縁性を確保することができる。なお、その他の点については、実施の形態１と同様であるので、詳しい説明は省略する。
【００７３】
図２４は、この発明の実施の形態３における半導体装置を示す断面構造模式図である。図２４において、半導体装置３００は、熱伝導部材１、リードフレーム２、接合材であるはんだ３、半導体素子４、ボンディングワイヤ５、回路基板６、封止部材である封止樹脂７を備えている。また、また、熱伝導部材１は、第一穴である貫通孔８を、リードフレーム２は、第二穴である貫通孔８１を備えている。さらに、回路基板６は、第三穴である加工穴１１を備えている。
【００７４】
図２５は、この発明の実施の形態３における半導体装置の端部近傍における断面構造模式図である。図において、リードフレーム２は、貫通孔８１の隙間１０に対応する位置のリードフレーム２に段差部９１を備えている。段差部９１は、封止樹脂７の入り込んだ部位となる。リードフレーム２の段差部９１は、熱伝導部材１の金属箔１ａと封止樹脂７の界面に沿った絶縁破壊を抑制するための構造である。段差部９１は、熱伝導部材１とリードフレーム２との絶縁性を確保するために必要な段差距離を備えている。このため、リードフレーム２の禁止領域の隙間１０が絶縁性の確保のために十分な距離が得られない場合でも、絶縁性を確保するために十分な距離となるように段差部９１の隙間を設定することで、半導体装置３００の絶縁性が確保できる。熱伝導部材１の上面である絶縁シート１ｂの上面から段差部９１の下面までの距離が隙間１０に相当する。また、絶縁耐圧を確保する観点から、隙間１０は、段差部９１を設けた場合においても、貫通孔８の外周部に確保されている。
【００７５】
リードフレーム２の段差部９１は、リードフレーム２と熱伝導部材２との段差である。リードフレーム２の段差部９１は、例えば、半抜き加工を行うことによって形成される。リードフレーム２の段差部９１の高さ（熱伝導部材１の絶縁シート１ｂの上面から段差部９１の下面までの距離）は、例えば、０．１ｍｍ以上かつ、リードフレーム２の厚みの半分の０．３ｍｍ以下とする。０．１ｍｍ以上とすることで、熱伝導部材１とリードフレーム２との間に充填される封止樹脂７内にボイドが発生するのを抑制できる。
【００７６】
また、リードフレーム２の厚みの半分の０．３ｍｍ以下とすることで強度を確保することができる。さらに、段差部９１を設け、封止樹脂７で段差部９１を充填することで熱伝導部材１の金属箔１ａとリードフレーム２との間の絶縁耐圧も向上することができる。
【００７７】
以上のように構成された半導体装置３００においては、熱伝導部材１に貫通孔８を設け、リードフレーム２に貫通孔８１を設け、回路基板６に加工穴１１を設けて、貫通孔８と貫通孔８１と加工穴１１とを熱伝導部材１の表面に対して垂直方向の同一直線上に配置し、支持ピン１３で回路基板６を支持し回路基板６の外周部に設けた支持部を無くしたので、半導体装置の小型化ができる。
【００７８】
また、回路基板６の外周部に設けた支持部をなくしたので、リードフレーム２のリード部の配置の自由度が広がり、封止樹脂７から外部へ突出する端子の配置の制限をなくすことができる。
【００７９】
さらに、リードフレーム２の貫通孔８１の上方の対応する位置に、段差部９１を設けたので、リードフレーム2の貫通孔８１の端部の禁止領域の隙間１０での絶縁性を確保したまま半導体装置の小型化をすることができる。
【００８０】
実施の形態４．
本実施の形態４は、上述した実施の形態１から３にかかる半導体装置を電力変換装置に適用したものである。本発明は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、実施の形態４として、三相のインバータに本発明を適用した場合について説明する。
【００８１】
図２６は、この発明の実施の形態６における電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。
【００８２】
図２６に示す電力変換システムは、電源１０００、電力変換装置２０００、負荷３０００を備えている。電源１０００は、直流電源であり、電力変換装置２０００に直流電力を供給する。電源１０００は種々のもので構成することができ、例えば、直流系統、太陽電池、蓄電池で構成することができるし、交流系統に接続された整流回路、ＡＣ／ＤＣコンバータなどで構成することとしてもよい。また、電源１０００を、直流系統から出力される直流電力を所定の電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによって構成することとしてもよい。
【００８３】
電力変換装置２０００は、電源１０００と負荷３０００との間に接続された三相のインバータであり、電源１０００から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷３０００に交流電力を供給する。電力変換装置２０００は、図２６に示すように、電源１０００から入力される直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路２００１と、主変換回路２００１を制御する制御信号を主変換回路２００１に出力する制御回路２００３とを備えている。
【００８４】
負荷３０００は、電力変換装置２０００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３０００は特定の用途に限られるものではなく、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、空調機器向けの電動機等として用いられる。
【００８５】
以下、電力変換装置２０００の詳細を説明する。主変換回路２００１は、半導体装置２００２に内蔵されたスイッチング素子と還流ダイオードとを備えており（図示せず）、スイッチング素子がスイッチングすることによって、電源１０００から供給される直流電力を交流電力に変換し、負荷３０００に供給する。主変換回路２００１の具体的な回路構成は種々のものがあるが、本実施の形態にかかる主変換回路２００１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に接続された６つの還流ダイオードとから構成することができる。主変換回路２００１は、各スイッチング素子、各還流ダイオードなどを内蔵する上述した実施の形態１から５のいずれかに相当する半導体装置２００２によって構成される。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、Ｗ相）を構成する。各上下アームの出力端子、すなわち主変換回路２００１の３つの出力端子は、負荷３０００に接続される。
【００８６】
また、主変換回路２００１は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路（図示なし）を備えている。駆動回路は半導体装置２００２に内蔵されていてもよいし、半導体装置２００２とは別に駆動回路を備える構成であってもよい。駆動回路は、主変換回路２００１のスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成し、主変換回路２００１のスイッチング素子の制御電極に供給する。具体的には、後述する制御回路２００３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。スイッチング素子をオン状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以上の電圧信号（オン信号）であり、スイッチング素子をオフ状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以下の電圧信号（オフ信号）となる。
【００８７】
制御回路２００３は、負荷３０００に所望の電力が供給されるよう主変換回路２００１のスイッチング素子を制御する。具体的には、負荷３０００に供給すべき電力に基づいて主変換回路２００１の各スイッチング素子がオン状態となるべき時間（オン時間）を算出する。例えば、出力すべき電圧に応じてスイッチング素子のオン時間を変調するＰＷＭ制御によって主変換回路２００１を制御することができる。また、各時点においてオン状態となるべきスイッチング素子にはオン信号を出力し、オフ状態となるべきスイッチング素子にはオフ信号を出力されるように、主変換回路２００１が備える駆動回路に制御指令（制御信号）を出力する。駆動回路は、この制御信号に従い、各スイッチング素子の制御電極にオン信号又はオフ信号を駆動信号として出力する。
【００８８】
以上のように構成された本実施の形態４に係る電力変換装置においては、主変換回路２００１の半導体装置２００２として実施の形態１から３にかかる半導体装置を適用するため、信頼性向上を実現することができる。
【００８９】
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、本発明は、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、マルチレベルの電力変換装置であってもよいし、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を適用してもよい。また、直流負荷等に電力を供給する場合にはＤＣ／ＤＣコンバータ、ＡＣ／ＤＣコンバータなどに本発明を適用することもできる。
【００９０】
また、本発明を適用した電力変換装置は、上述した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、レーザー加工機、誘導加熱調理器、非接触器給電システムの電源装置等として用いることもでき、さらには、太陽光発電システム、蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いることもできる。
【００９１】
上述した実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上述した実施形態の範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものである。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより発明を形成してもよい。
【符号の説明】
【００９２】
１  熱伝導部材、１ａ  金属箔、1ｂ  絶縁シート、２  リードフレーム、３  はんだ、４  半導体素子、５  ボンディングワイヤ、６  回路基板、７  封止樹脂、８，８１  貫通孔、９，９１  段差部、１０  隙間、１１  加工穴、１２  下金型、１３  支持用ピン、１４  上金型、１５  押さえピン、１６  リードフレーム押さえピン、１７  リードフレーム押さえピン用穴、１８  ピン跡、１９  接続部材、１００，１０１，１０２，２００，３００，２００２  半導体装置、１０００  電源、２０００  電力変換装置、２００１  主変換回路、２００３  制御回路、３０００  負荷。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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