(57)【要約】【課題】スイッチング素子の並び方向において小型化しつつサージ電圧を低減でき、且つ、封止樹脂体の絶縁性能が低下しても短絡が生じにくい半導体装置を提供する。【解決手段】第１スイッチング素子（２０）と第２スイッチング素子（３０）の並び方向において、第２ヒートシンク（５２）と第３ヒートシンク（５４）が継手部（５８）により電気的に接続されている。また、第２電源端子（４２）は、並び方向において、第１電源端子（４０）と出力端子（４４）の間であって、第２ヒートシンクと第３ヒートシンクとの間の領域に配置されている。そして、封止樹脂体（６６）内において、第１電源端子と同電位とされる第１電位部と出力端子と同電位とされる第３電位部との最短距離、及び、第２電源端子と同電位とされる第２電位部と第３電位部との最短距離の少なくとも一方が、第１電位部と第２電位部との最短距離よりも短くされている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下アームを形成するスイッチング素子として、両面に電極を有する第１スイッチング素子（２０）、及び、両面に電極を有し、前記第１スイッチング素子と並列に配置される第２スイッチング素子（３０）を備え、前記第１スイッチング素子及び前記第２スイッチング素子の一方に電極間の短絡が生じた場合に、他方がオンしないように制御される半導体装置であって、
前記スイッチング素子と電気的に接続されるヒートシンクとして、前記第１スイッチング素子の下面側の電極と電気的に接続される第１ヒートシンク（５０）、前記第１スイッチング素子の上面側の電極と電気的に接続される第２ヒートシンク（５２）、前記第２スイッチング素子の下面側の電極と電気的に接続される第３ヒートシンク（５４）、及び前記第２スイッチング素子の上面側の電極と電気的に接続される第４ヒートシンク（５６）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、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継手部（５８）と、
各スイッチング素子、各ヒートシンク、及び前記継手部を一体的に封止する封止樹脂体（６６）と、
前記第１ヒートシンクから、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子との並び方向及び前記第１スイッチング素子の厚み方向の両方向と直交する方向に延設され、前記封止樹脂体の外部に露出される第１電源端子（４０）と、
前記第３ヒートシンクから、前記第１電源端子と同じ方向に延設され、前記封止樹脂体の外部に露出される外部接続用の出力端子（４４）と、
前記第４ヒートシンクと電気的にされるとともに、前記封止樹脂体により封止される封止部（４２ａ）と、前記封止部から前記第１電源端子と同じ方向に延設され、前記封止樹脂体の外部に露出された露出部（４２ｂ）と、を有し、前記第１電源端子とともに電源に接続される第２電源端子（４２）と、
をさらに備え、
前記並び方向において、前記第１電源端子と前記出力端子の間であって、前記第２ヒートシンクと前記第３ヒートシンクとの間の領域に、前記第２電源端子が配置され、
前記封止樹脂体内において、前記第１電源端子と同電位とされる部分を第１電位部、前記第２電源端子と同電位とされる部分を第２電位部、前記出力端子と同電位とされる部分を第３電位部とすると、前記第１電位部と前記第３電位部との最短距離及び前記第２電位部と前記第３電位部との最短距離の少なくとも一方が、前記第１電位部と前記第２電位部との最短距離よりも短くされることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２電源端子（４２）の前記封止部（４２ａ）は、前記第４ヒートシンク（５６）に対して、前記第２スイッチング素子（３０）側に配置されて接続され、
前記継手部（５８）が前記並び方向に延設されて、前記継手部と前記第１ヒートシンク（５０）との最短距離及び前記継手部と前記第４ヒートシンクとの最短距離の少なくとも一方が、前記封止部と前記第１ヒートシンクとの最短距離よりも短くされ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】
前記第４ヒートシンク（５６）は、
前記第２スイッチング素子（３０）と反対側の面が前記封止樹脂体（６６）から露出される本体部（５６ｃ）と、
前記本体部から前記並び方向において前記第１スイッチング素子（２０）側に延設されるとともに、前記封止樹脂体に封止される延設部（５６ｄ）と、
を備え、
前記第２電源端子（４２）の前記封止部（４２ａ）は、前記延設部に対して、前記第２スイッチング素子側に配置されて接続され、
前記延設部と前記第２ヒートシンク（５２）との最短距離は、前記封止部と前記第１ヒートシンク（５０）との最短距離よりも短くされることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２電源端子（４２）の前記封止部（４２ａ）は、前記厚み方向において、前記第１ヒートシンク（５０）よりも前記第２ヒートシンク（５２）に近い位置とされ、
前記封止部と前記第２ヒートシンクとの最短距離は、前記封止部と前記第１ヒートシンクとの最短距離よりも短くされることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１ヒートシンク（５０）、前記第２ヒートシンク（５２）、前記第３ヒートシンク（５４）、及び前記第４ヒートシンク（５６）の少なくとも１つは、対応する前記スイッチング素子（２０，３０）側の内面に、前記厚み方向に突出する突起部（６８）を有し、
前記第１ヒートシンクと前記第２ヒートシンクとの対向距離、及び、前記第３ヒートシンクと前記第４ヒートシンクとの対向距離のうち、前記突起部を有してなる前記対向距離は、前記封止部（４２ａ）と前記第１ヒートシンクとの最短距離よりも短くされることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第１スイッチング素子（２０）と前記第１ヒートシンク（５０）との間、前記第１スイッチング素子（２０）と前記第２ヒートシンク（５２）との間、前記第２スイッチング素子（３０）と前記第３ヒートシンク（５４）との間、及び前記第２スイッチング素子（３０）と前記第４ヒートシンク（５６）との間の少なくとも１つに介在されて電気的に中継するとともに、前記並び方向において、中継する前記スイッチング素子よりも外側まで延設された延設ターミナル（６０，６２）を備え、
前記延設ターミナルと、前記延設ターミナルとの間に前記スイッチング素子を介して対向する前記ヒートシンクとの最短距離は、前記封止部（４２ａ）と前記第１ヒートシンクとの最短距離よりも短くされることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第４ヒートシンク（５６）は、
前記第２スイッチング素子（３０）と反対側の面が前記封止樹脂体（６６）から露出される本体部（５６ｃ）と、
前記本体部から前記並び方向において前記第１スイッチング素子（２０）側に延設されるとともに、前記封止樹脂体に封止される延設部（５６ｄ）と、
を備え、
前記第２電源端子（４２）の前記封止部（４２ａ）は、前記延設部に対して、前記第２スイッチング素子と反対側に配置されて接続され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８】
前記封止樹脂体（６６）は、前記封止部（４２ａ）を覆うように形成された凸部（６６ｃ）を有することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下アームを形成する第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子と、各スイッチング素子の両側に配置されたヒートシンクと、上アームと下アームとを電気的に接続する継手部と、各スイッチング素子、各ヒートシンク、及び継手部を封止する封止樹脂体と、を備える半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の半導体装置では、第１の半導体素子及び第２の半導体素子（スイッチング素子）の両側にそれぞれ厚板部（ヒートシンク）が配置され、薄板部（継手部）により、上アームと下アームが電気的に接続されている。また、各半導体素子、厚板部、及び薄板部が、封止樹脂（封止樹脂体）によって封止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の半導体装置では、第１の半導体素子と第２の半導体素子の並び方向において、電源端子である高電位側電源端子と低電位側電源端子との間に、出力端子が配置されている。また、並び方向において、出力端子は、低電位電源端子が設けられた厚板部と重なる位置に設けられている。
【０００５】
ところで、上記した半導体装置では、上アームと下アームとを電気的に接続するために、封止樹脂の互いに異なる面側に配置された厚板部を、継手部によって接続しなければならない。したがって、並び方向において、上アームと下アームとの間、すなわち第１の半導体素子と第２の半導体素子との間の領域に、継手部が配置される。このように、上アームと下アームを継手部にて接続するスペースが、並び方向において必要となる。そこで、継手部が配置されるスペースに、高電位側電源端子、低電位側電源端子、及び出力端子のうち、いずれか１つの端子を配置させることで、半導体装置の体格を小型化することも考えられる。
【０００６】
また、継手部が配置されるスペースに高電位側電源端子及び低電位側電源端子の一方を配置して、高電位側電源端子と低電位側電源端子とが並び方向において隣り合うようにすることも考えられる。これによれば、お互いの磁束を打ち消しあう効果が高まる。したがって、寄生インダクタンスが低減し、上記半導体素子がスイッチングする際のサージ電圧を低減することができる。
【０００７】
しかしながら、継手部が配置されるスペースに高電位側電源端子及び低電位側電源端子の一方を配置すると、封止樹脂内において、高電位側電源端子と同電位の高電位部分と低電位側電源端子と同電位の低電位部分とが近づくことになる。したがって、経年劣化等により封止樹脂の絶縁性能が低下すると、封止樹脂を介して高電位部分と低電位部分とが電気的に接続され、大きな短絡電流が流れる虞がある。
【０００８】
一般に、上記した半導体装置では、第１の半導体素子及び第２の半導体素子の一方の電極間に短絡が生じても他方がオンしないように、各半導体素子の動作が保護回路によって制御される。しかしながら、高電位部分の近傍に低電位部分が位置し、封止樹脂の絶縁性能が低下した場合には、保護回路を有していても、封止樹脂を介して高電位部分と低電位部分が短絡してしまう。
【０００９】
本発明は上記問題点に鑑み、スイッチング素子の並び方向において小型化しつつサージ電圧を低減でき、且つ、封止樹脂体の絶縁性能が低下しても短絡が生じにくい半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１１】
開示された発明のひとつは、上下アームを形成するスイッチング素子として、両面に電極を有する第１スイッチング素子（２０）、及び、両面に電極を有し、第１スイッチング素子と並列に配置される第２スイッチング素子（３０）を備え、第１スイッチング素子及び第２スイッチング素子の一方に電極間の短絡が生じた場合に、他方がオンしないように制御される半導体装置であって、スイッチング素子と電気的に接続されるヒートシンクとして、第１スイッチング素子の下面側の電極と電気的に接続される第１ヒートシンク（５０）、第１スイッチング素子の上面側の電極と電気的に接続される第２ヒートシンク（５２）、第２スイッチング素子の下面側の電極と電気的に接続される第３ヒートシンク（５４）、及び第２スイッチング素子の上面側の電極と電気的に接続される第４ヒートシンク（５６）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、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継手部（５８）と、各スイッチング素子、各ヒートシンク、及び継手部を一体的に封止する封止樹脂体（６６）と、記第１ヒートシンクから、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子との並び方向及び第１スイッチング素子の厚み方向の両方向と直交する方向に延設され、封止樹脂体の外部に露出される第１電源端子（４０）と、第３ヒートシンクから、第１電源端子と同じ方向に延設され、封止樹脂体の外部に露出される外部接続用の出力端子（４４）と、第４ヒートシンクと電気的にされるとともに、封止樹脂体により封止される封止部（４２ａ）と、封止部から第１電源端子と同じ方向に延設され、封止樹脂体の外部に露出された露出部（４２ｂ）と、を有し、第１電源端子とともに電源に接続される第２電源端子（４２）と、をさらに備え、並び方向において、第１電源端子と出力端子の間であって、第２ヒートシンクと第３ヒートシンクとの間の領域に、第２電源端子が配置され、封止樹脂体内において、第１電源端子と同電位とされる部分を第１電位部、第２電源端子と同電位とされる部分を第２電位部、出力端子と同電位とされる部分を第３電位部とすると、第１電位部と第３電位部との最短距離及び第２電位部と第３電位部との最短距離の少なくとも一方が、第１電位部と第２電位部との最短距離よりも短くされることを特徴とする。
【００１２】
これによれば、スイッチング素子の上面側に配置される第２ヒートシンク（５２）と、下面側に配置される第３ヒートシンク（５４）とを、継手部（５８）により電気的に接続する構成において、第２電源端子（４２）は、第２ヒートシンク（５２）と第３ヒートシンク（５４）との間の領域に配置される。すなわち、第２電源端子（４２）は、上アームと下アームとの接続領域に配置される。したがって、並び方向において、半導体装置の体格を小型化することができる。
【００１３】
また、第１電源端子（４０）と第２電源端子（４２）とは、電流の流れる方向が逆向きであるので、第１電源端子（４０）の隣に第２電源端子（４２）を配置させることで、磁束を打ち消しあう効果を高めることができる。これにより、寄生インダクタンスを低減し、スイッチング時に生じるサージ電圧を低減することができる。
【００１４】
また、上記したように、第２電源端子（４２）を、並び方向において、第２ヒートシンク（５２）と第３ヒートシンク（５４）との間の領域に配置させるため、第２電源端子（４２）の封止部（４２ａ）が第１ヒートシンク（５０）に近づく。しかしながら、第１電位部と第２電位部との最短距離よりも、第１電位部と第３電位部との最短距離及び第２電位部と第３電位部との最短距離の少なくとも一方が、短くされる。したがって、封止樹脂体（６６）の絶縁性能が低下した場合、第１電位部と第２電位部よりも、第１電位部と第３電位部、又は、第２電位部と第３電位部に短絡が生じやすい。したがって、封止樹脂体（６６）を介して第１電位部と第２電位部が短絡し、大きな短絡電流が流れるのを抑制することができる。なお、本発明では、第１スイッチング素子（２０）及び第２スイッチング素子（３０）の一方に電極間の短絡が生じた場合に、他方がオンしないように制御される。したがって、第１電位部と第３電位部、又は、第２電位部と第３電位部が短絡しても、第１電位部と第２電位部が短絡して大きな短絡電流が流れるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置を適用した電力変換装置の概略構成を示す回路図である。
【図２】第１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る。
【図３】図２の半導体装置において、封止樹脂体を省略した図である。
【図４】図２のIV-IV線に沿う断面図である。
【図５】図２のV-V線に沿う断面図である。
【図６】磁束相殺の効果を示す図である。
【図７】第２実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図であり、図４に対応している。
【図８】第２実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図であり、図５に対応している。
【図９】第３実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図であり、図４に対応している。
【図１０】第３実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図であり、図５に対応している。
【図１１】第４実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図であり、図５に対応している。
【図１２】第４実施形態に係る半導体装置を示す平面図であり、図２に対応している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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、スイッチング素子であるＩＧＢＴ素子の厚み方向をＺ方向と示す。また、Ｚ方向に直交し、上下アームを構成する２つのＩＧＢＴ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。
【００１７】
（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態に係る半導体装置を適用した電力変換装置について説明する。
【００１８】
図１に示すように、電力変換装置１００は、３つの半導体装置１０からなるインバータ部１０２と、インバータ部１０２の動作を制御する制御部１０４と、を備えている。
【００１９】
各半導体装置１０は、直流電源１０６の正極と負極と間において、互いに直列に接続される上アーム部１２と下アーム部１４とを有しており、インバータ部１０２は、直流電力を３相交流に変換し、例えばモータ１０８に出力することができる。このような電力変換装置１００は、例えば電気自動車やハイブリッド車に搭載される。なお、直流電源１０６の正極とインバータ部１０２と間には、過電流に対する保護を目的としてヒューズ１１０が設けられている。
【００２０】
上アーム部１２は、ｎチャネル型のＩＧＢＴ素子２０と、該ＩＧＢＴ素子２０に逆並列に接続された還流用のＦＷＤ素子２８を備えている。また、下アーム部１４は、ｎチャネル型のＩＧＢＴ素子３０と、該ＩＧＢＴ素子３０に逆並列に接続された還流用のＦＷＤ素子３８を備えている。本実施形態では、上アーム部１２のＩＧＢＴ素子２０が、特許請求の範囲に記載の第１スイッチング素子に相当し、下アーム部１４のＩＧＢＴ素子３０が、第２スイッチング素子に相当する。
【００２１】
ＩＧＢＴ素子２０は、コレクタ電極２２、エミッタ電極２４、及びゲート電極２６を有している。同様に、ＩＧＢＴ素子３０は、コレクタ電極３２、エミッタ電極３４、及びゲート電極３６を有している。
【００２２】
また、半導体装置１０は、外部接続用の端子として、高電位電源端子４０（所謂Ｐ端子）、低電位電源端子４２（所謂Ｎ端子）、出力端子４４（所謂Ｏ端子）、及び制御端子４６を有している。本実施形態では、高電位電源端子４０が、特許請求の範囲に記載の第１電源端子に相当し、低電位電源端子４２が、第２電源端子に相当する。
【００２３】
ＩＧＢＴ素子２０のコレクタ電極２２は、ＦＷＤ素子２８のカソード電極とともに、高電位電源端子４０を介して、直流電源１０６の正極と電気的に接続されている。一方、ＩＧＢＴ素子３０のエミッタ電極３４は、ＦＷＤ素子３８のアノード電極とともに、低電位電源端子４２を介して、直流電源１０６の負極と電気的に接続されている。
【００２４】
また、ＩＧＢＴ素子２０のエミッタ電極及びＦＷＤ素子２８のアノード電極は、ＩＧＢＴ素子３０のコレクタ電極３２及びＦＷＤ素子３８のカソード電極と接続されている。そして、この接続点は、出力端子４４を介してモータ１０８と電気的に接続されている。また、ＩＧＢＴ素子２０，３０のゲート電極２６，３６には、制御端子４６としてのゲート端子４６ｇがそれぞれ接続されている。
【００２５】
制御部１０４は、ゲート端子４６ｇと電気的に接続されており、ＩＧＢＴ素子２０，３０のオン・オフを制御する。この制御部１０４としては、周知構成のものを採用することができる。電力変換装置１００は、ＩＧＢＴ素子２０，３０に流れる電流を検出する図示しない電流検出部を有している。この電流検出部により、コレクタ電極２２とエミッタ電極２４とが短絡したり、コレクタ電極３２とエミッタ電極３４とが短絡することで流れる過電流を検出することができる。
【００２６】
例えばコレクタ電極２２とエミッタ電極２４との短絡による過電流が検出されると、制御部１０４は、同じ半導体装置１０のＩＧＢＴ素子３０がオンしないように制御する。同様に、コレクタ電極３２とエミッタ電極３４との短絡による過電流が検出されると、制御部１０４は、同じ半導体装置１０のＩＧＢＴ素子２０がオンしないように制御する。このように、制御部１０４は、ＩＧＢＴ素子２０，３０の一方に短絡が生じても、高電位電源端子４０と低電位電源端子４２が短絡して大きい短絡電流が流れないように制御する。
【００２７】
次に、図２〜図５に基づき、半導体装置１０の概略構成について説明する。
【００２８】
半導体装置１０は、上記したように、ＩＧＢＴ素子２０，３０、ＦＷＤ素子２８，３８、高電位電源端子４０、低電位電源端子４２、出力端子４４、及びゲート端子４６ｇを含む制御端子４６を備えている。さらに半導体装置１０は、図２〜図５に示すように、４つのヒートシンク５０，５２，５４，５６と、継手部５８と、２つのターミナル６０，６２と、接続部材としてのはんだ６４と、封止樹脂体６６と、を備えている。
【００２９】
ＩＧＢＴ素子２０は、Ｚ方向における下面側にコレクタ電極２２を有し、反対の上面側にエミッタ電極２４及びゲート電極２６を有している。
【００３０】
ＩＧＢＴ素子２０の下面側には、第１ヒートシンク５０が配置されている。第１ヒートシンク５０におけるＩＧＢＴ素子２０側の内面５０ａには、はんだ６４を介して、コレクタ電極２２が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５０の内面５０ａには、ＦＷＤ素子２８のカソード電極も接続されている。
【００３１】
第１ヒートシンク５０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４０が延設されている。また、第１ヒートシンク５０における内面５０ａと反対の外面５０ｂは、図２、図４、及び図５に示すように、封止樹脂体６６におけるＺ方向の一面６６ａから露出されている。これにより、ＩＧＢＴ素子２０及びＦＷＤ素子２８の生じた熱を、第１ヒートシンク５０の外面５０ｂ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５０を介して、高電位電源端子４０とＩＧＢＴ素子２０及びＦＷＤ素子２８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４０の一部は、図２に示すように、封止樹脂体６６の側面から外部に引き出されている。
【００３２】
ＩＧＢＴ素子２０の上面側には、ゲート電極２６と重ならず、エミッタ電極２４と対向するように、第１ターミナル６０が配置されている。第１ターミナル６０は、はんだ６４を介してエミッタ電極２４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６０におけるエミッタ電極２４との接続面には、ＦＷＤ素子２８のアノード電極も接続されている。この第１ターミナル６０は、ＩＧＢＴ素子２０及びＦＷＤ素子２８と第２ヒートシンク５２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２６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６０が、ＸＹ面内において、ＩＧＢＴ素子２０のエミッタ電極２４及びＦＷＤ素子２８と重なるように、平面矩形状をなしている。
【００３３】
ゲート電極２６は、ボンディングワイヤ４８を介して、制御端子４６のうちのゲート端子４６ｇ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、ＩＧＢＴ素子２０に対して、温度測定ダイオード用が２本、ゲート端子４６ｇ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４６を有している。この電流センス用の制御端子４６によって、ＩＧＢＴ素子２０の過電流を検出することができる。これら制御端子４６は、Ｙ方向において、高電位電源端子４０と間にＩＧＢＴ素子２０を挟むように配置されている。すなわち、制御端子４６は、図２に示すように、封止樹脂体６６における高電位電源端子４０とは反対の側面から、外部に引き出されている。
【００３４】
第１ターミナル６０におけるＩＧＢＴ素子２０と反対の面側には、第２ヒートシンク５２が配置されている。第２ヒートシンク５２の内面５２ａには、はんだ６４を介して第１ターミナル６０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５２は、ターミナル６０を介して、ＩＧＢＴ素子２０のエミッタ電極２４及びＦＷＤ素子２８のアノード電極と、電気的に接続されている。
【００３５】
第２ヒートシンク５２は、ＸＹ面内において、大部分が第１ヒートシンク５０と重な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５０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５０とほぼ同じ厚みを有している。第２ヒートシンク５２における内面５２ａと反対の外面５２ｂは、封止樹脂体６６における一面６６ａと反対の裏面６６ｂから露出されている。したがって、ＩＧＢＴ素子２０及びＦＷＤ素子２８の生じた熱を、第１ターミナル６０を介して、第２ヒートシンク５２の外面５２ｂから外部に放熱することもできる。
【００３６】
また、第２ヒートシンク５２には、継手部５８としての第１継手部５８ａが一体的に設けられている。図４に示すように、第１継手部５８ａは、第２ヒートシンク５２よりも薄く設けられている。また、第１継手部５８ａは、第２ヒートシンク５２の内面５２ａと面一の状態で、Ｘ方向のＩＧＢＴ素子３０側に延設されている。また、図３に示すように、第１継手部５８ａは、Ｙ方向において、第２ヒートシンク５２の一部分から延設されており、第１継手部５８ａを含む第２ヒートシンク５２の平面形状は、略Ｌ字状をなしている。
【００３７】
一方、ＩＧＢＴ素子３０は、Ｚ方向における下面側にコレクタ電極３２を有し、上面側にエミッタ電極３４及びゲート電極３６を有している。このＩＧＢＴ素子３０は、Ｚ方向においてＩＧＢＴ素子２０とほぼ同じ高さに位置し、Ｘ方向においてＩＧＢＴ素子２０と横並びとなっている。すなわち、ＩＧＢＴ素子２０，３０は並列に配置されている。
【００３８】
ＩＧＢＴ素子３０の下面側には、第３ヒートシンク５４が配置されている。第３ヒートシンク５４におけるＩＧＢＴ素子３０側の内面５４ａには、はんだ６４を介して、コレクタ電極３２が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５４の内面５４ａには、ＦＷＤ素子３８のカソード電極も接続されている。
【００３９】
第３ヒートシンク５４は、図３に示すように、第１ヒートシンク５０とほぼ同じ平面矩形状をなすとともに、第１ヒートシンク５０とほぼ同じ厚みを有している。また、第３ヒートシンク５４における内面５４ａと反対の外面５４ｂは、封止樹脂体６６の一面６６ａから露出されている。したがって、ＩＧＢＴ素子３０及びＦＷＤ素子３８の生じた熱を、第３ヒートシンク５４の外面５４ｂから外部に放熱することができる。
【００４０】
また、第３ヒートシンク５４には、出力端子４４が一体的に設けられている。出力端子４４は、第３ヒートシンク５４の矩形の一辺から、高電位電源端子４０と同じＹ方向に、延設されている。なお、出力端子４４の一部は、図２に示すように、封止樹脂体６６における高電位電源端子４０と同じ側面から、外部に引き出されている。
【００４１】
また、第３ヒートシンク５４には、継手部５８としての第２継手部５８ｂが一体的に設けられている。図４に示すように、第２継手部５８ｂは、第３ヒートシンク５４よりも薄く設けられている。また、第２継手部５８ｂは、第３ヒートシンク５４の内面５４ａに連結されており、自身の長手方向において屈曲部を２箇所有して、第２ヒートシンク５２側に延設されている。図３に示すように、第２継手部５８ｂは、Ｙ方向において、第３ヒートシンク５４の一部分から延設されており、第２継手部５８ｂを含む第３ヒートシンク５４の平面形状は、略Ｌ字状をなしている。そして、Ｘ方向における第２ヒートシンク５２と第３ヒートシンク５４との間の領域にて、第２継手部５８ｂは、第１継手部５８ａとはんだ６４を介して、電気的且つ機械的に接続されている。
【００４２】
ＩＧＢＴ素子３０の上面側には、ゲート電極３６と重ならず、エミッタ電極３４と対向するように、第２ターミナル６２が配置されている。第２ターミナル６２は、はんだ６４を介してエミッタ電極３４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６２におけるエミッタ電極３４との接続面には、ＦＷＤ素子３８のアノード電極も接続されている。この第２ターミナル６２は、ＩＧＢＴ素子３０及びＦＷＤ素子３８と第４ヒートシンク５６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３６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６２が、ＸＹ面内において、ＩＧＢＴ素子３０のエミッタ電極３４及びＦＷＤ素子３８と重なるように、平面矩形状をなしている。また、第１ターミナル６０とほぼ同じ厚みを有している。
【００４３】
ゲート電極３６は、ボンディングワイヤ４８を介して、制御端子４６のうちのゲート端子４６ｇ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、ＩＧＢＴ素子３０に対して、温度測定ダイオード用が２本、ゲート端子４６ｇ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４６を有している。この電流センス用の制御端子４６によって、ＩＧＢＴ素子３０の過電流を検出することができる。これら制御端子４６は、Ｙ方向において、出力端子４４と間にＩＧＢＴ素子３０を挟むように配置されている。すなわち、制御端子４６は、図２に示すように、封止樹脂体６６における出力端子４４とは反対の側面から、外部に引き出されている。
【００４４】
第２ターミナル６２におけるＩＧＢＴ素子３０と反対の面側には、第４ヒートシンク５６が配置されている。第４ヒートシンク５６の内面５６ａは、はんだ６４を介して第２ターミナル６２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５６は、第２ターミナル６２を介して、ＩＧＢＴ素子３０のエミッタ電極３４及びＦＷＤ素子３８のアノード電極と、電気的に接続されている。
【００４５】
第４ヒートシンク５６は、ＸＹ面内において、大部分が第３ヒートシンク５４と重な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５４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５４とほぼ同じ厚みを有している。第４ヒートシンク５６における内面５６ａと反対の外面５６ｂは、封止樹脂体６６の裏面６６ｂから露出されている。したがって、ＩＧＢＴ素子３０及びＦＷＤ素子３８の生じた熱を、第２ターミナル６２を介して、第４ヒートシンク５６の外面５６ｂから外部に放熱することもできる。
【００４６】
また、第４ヒートシンク５６は、上記した内面５６ａ及び外面５６ｂを有する本体部５６ｃと、本体部５６ｃの側面からＸ方向においてＩＧＢＴ素子２０側に延設されるとともに、封止樹脂体６６にて封止された延設部５６ｄと、を備えている。図５に示すように、延設部５６ｄは、本体部５６ｃよりも薄く設けられている。また、延設部５６ｄは、本体部５６ｃの内面５６ａと面一の状態で、ＩＧＢＴ素子２０側に延設されている。また、図３に示すように、延設部５６ｄは、継手部５８と重ならないように、Ｙ方向において、第４ヒートシンク５６の一部分から延設されており、延設部５６ｄを含む第４ヒートシンク５６の平面形状は、略Ｌ字状をなしている。
【００４７】
低電位電源端子４２は、第４ヒートシンク５６と電気的にされるとともに、封止樹脂体６６により封止される封止部４２ａと、封止部４２ａから高電位電源端子４０と同じ方向に延設され、封止樹脂体６６の外部に露出された露出部４２ｂと、を有している。すなわち、露出部４２ｂは、封止樹脂体６６における高電位電源端子４０及び出力端子４４と同じ側面から、外部に露出されている。
【００４８】
この低電位電源端子４２は、Ｘ方向において、第２ヒートシンク５２と第３ヒートシンク５４の間の領域、すなわち、継手部５８による第２ヒートシンク５２と第３ヒートシンク５４との接続領域に配置されている。本実施形態では、低電位電源端子４２のすべてが、第２ヒートシンク５２と第３ヒートシンク５４の間の領域に配置されている。
【００４９】
図５に示すように、封止部４２ａは、延設部５６ｄに対して、ＩＧＢＴ素子３０側に配置されている。そして、封止部４２ａは、はんだ６４を介して延設部５６ｄと電気的且つ機械的に接続されている。
【００５０】
封止樹脂体６６は、ＩＧＢＴ素子２０，３０、ＦＷＤ素子２８，３８、高電位電源端子４０の一部、低電位電源端子４２の封止部４２ａ、出力端子４４の一部、制御端子４６の一部、各ヒートシンク５０，５２，５４，５６における外面５０ｂ，５２ｂ，５４ｂ，５６ｂを除く部分、継手部５８、及び各ターミナル６０，６２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、封止樹脂体６６が平面矩形状をなしており、Ｘ方向に略平行な側面の一方から、主端子である高電位電源端子４０、低電位電源端子４２、及び出力端子４４が引き出されている。また、側面の他方から、制御端子４６が引き出されている。
【００５１】
第１ヒートシンク５０及び第３ヒートシンク５４は、封止樹脂体６６とともに切削加工されており、その外面５０ｂ，５４ｂは、同一面内に位置するとともに、封止樹脂体６６の一面６６ａと略面一となっている。第２ヒートシンク５２及び第４ヒートシンク５６も、封止樹脂体６６とともに切削加工されており、その外面５２ｂ，５６ｂは、同一面内に位置するとともに、封止樹脂体６６の裏面６６ｂと略面一となっている。
【００５２】
このように構成される半導体装置１０は、２つのＩＧＢＴ素子２０，３０を備える所謂２ｉｎ１パッケージとなっている。また、各ＩＧＢＴ素子２０，３０のＺ方向両側にヒートシンク５０，５２，５４，５６が存在し、ＩＧＢＴ素子２０，３０の熱を両側に放熱できるようになっている。
【００５３】
また、上アーム部１２を構成する部分において、Ｚ方向の配置が、一面６６ａ側から、第１ヒートシンク５０、はんだ６４、ＩＧＢＴ素子２０、はんだ６４、第１ターミナル６０、はんだ６４、第２ヒートシンク５２の順となっている。一方、下アーム部１４を構成する部分において、Ｚ方向の配置が、一面６６ａ側から、第３ヒートシンク５４、はんだ６４、ＩＧＢＴ素子３０、はんだ６４、第２ターミナル６２、はんだ６４、第４ヒートシンク５６の順となっている。すなわち、上アーム部１２と下アーム部１４とで、Ｚ方向の並びが同じとなっている。
【００５４】
次に、図４及び図５に基づき、半導体装置１０内における各要素の距離の関係について説明する。
【００５５】
ここで、封止樹脂体６６内において、高電位電源端子４０の電位（Ｐ電位）と同電位とされる部分を第１電位部、低電位電源端子４２の電位（Ｎ電位）と同電位とされる部分を第２電位部、出力端子４４の電位（Ｏ電位）と同電位とされる部分を第３電位部とする。なお、以下において、第１電位部をＰ電位部、第２電位部をＮ電位部、第３電位部をＯ電位部と示す。
【００５６】
上記したように、低電位電源端子４２は、Ｘ方向において、第２ヒートシンク５２と第３ヒートシンク５４の間の領域に位置し、低電位電源端子４２が、従来に較べて第１ヒートシンク５０に近づいている。また、封止部４２ａは、延設部５６ｄに対してＩＧＢＴ素子３０側に接続されている。このため、図５に示すように、封止部４２ａと第１ヒートシンク５０との対向部分の距離が、封止樹脂体６６を介したＰ電位部とＮ電位部の対向部分の最短距離Ｌ１となっている。
【００５７】
一方、封止樹脂体６６を介したＰ電位部とＯ電位部の対向部分としては、例えば、図４に示すように、第１ヒートシンク５０（Ｐ電位）と第２ヒートシンク５２（Ｏ電位）との対向部分があり、この部分の対向距離はＬ２ａである。それ以外にも、図５に示すように、第１ヒートシンク５０（Ｐ電位）と第３ヒートシンク５４（Ｏ電位）との対向部分があり、対向距離はＬ２ｂである。さらに、図４に示すように、第１ヒートシンク５０（Ｐ電位）と第２継手部５８ｂ（Ｏ電位）との対向部分があり、対向距離はＬ２ｃである。
【００５８】
また、封止樹脂体６６を介したＮ電位部とＯ電位部の対向部分としては、例えば、図４に示すように、第３ヒートシンク５４（Ｏ電位）と第４ヒートシンク５６（Ｎ電位）との対向部分があり、対向距離はＬ３ａである。それ以外にも、図５に示すように、第４ヒートシンク５６（Ｎ電位）と第２ヒートシンク５２（Ｏ電位）との対向部分があり、対向距離はＬ３ｂである。さらに、図４に示すように、第１継手部５８ａ（Ｏ電位）と第４ヒートシンク５６（Ｎ電位）との対向部分があり、対向距離はＬ３ｃである。また、図５に示すように、封止部４２ａ（Ｎ電位）と第２ヒートシンク５２（Ｏ電位）との対向部分があり、対向距離はＬ３ｄである。また、図５に示すように、封止部４２ａ（Ｎ電位）と第３ヒートシンク５４（Ｏ電位）との対向部分があり、対向距離はＬ３ｅである。なお、本実施形態での対向距離とは、対向部分の距離のうち最小値、換言すれば対向部分の最短距離を意味する。
【００５９】
そして、Ｐ電位部とＯ電位部との対向距離、及び、Ｎ電位部とＯ電位部と対向距離の少なくとも１つは、上記した最短距離Ｌ１よりも短くされている。換言すれば、Ｐ電位部とＯ電位部との最短距離及びＮ電位部とＯ電位部と最短距離の少なくとも一方は、上記した最短距離Ｌ１よりも短くされている。本実施形態では、上記した対向距離Ｌ２ｃ，Ｌ３ｂ，Ｌ３ｃ，Ｌ３ｄ、Ｌ３ｅが、最短距離Ｌ１よりも短くなっている。
【００６０】
次に、上記した半導体装置１０の製造方法の一例について簡単に説明する。
【００６１】
先ず、ＩＧＢＴ素子２０，３０、ＦＷＤ素子２８，３８、各ヒートシンク５０，５２，５４，５６、各ターミナル６０，６２をそれぞれ準備する準備工程を実施する。本実施形態では、高電位電源端子４０を一体的に備えた第１ヒートシンク５０を準備する。また、第１継手部５８ａを一体的に備えた第２ヒートシンク５２を準備する。また、第２継手部５８ｂ及び出力端子４４を一体的に備えた第３ヒートシンク５４を準備する。また、延設部５６ｄを有する第４ヒートシンク５６を準備する。
【００６２】
次いで、封止樹脂体６６の成形までの前工程を実施する。この工程は、上アーム部１２を構成する各要素を電気的に接続し、下アーム部１４を構成する各要素を電気的に接続し、上アーム部１２と下アーム部１４とを、継手部５８にて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。
【００６３】
次に、上記接続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６６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６６を成形する。このとき、各ヒートシンク５０，５２，５４，５６の外面５０ｂ，５２ｂ，５４ｂ，５６ｂが被覆されるように、封止樹脂体６６を成形する。
【００６４】
次に、切削工程を実施する。この切削工程では、封止樹脂体６６の側面を、図示しない押さえ治具により真空チャックしつつ、Ｘ方向両側から封止樹脂体６６を押圧する。そして、この状態で、封止樹脂体６６の一面６６ａ側を、第１ヒートシンク５０及び第３ヒートシンク５４とともに切削する。次いで、封止樹脂体６６の裏面６６ｂ側を、第２ヒートシンク５２及び第４ヒートシンク５６とともに切削する。
【００６５】
この切削により、各ヒートシンク５０，５２，５４，５６の外面５０ｂ，５２ｂ，５４ｂ，５６ｂは、封止樹脂体６６から露出される。また、本実施形態では、第１ヒートシンク５０及び第３ヒートシンク５４の外面５０ｂ，５４ｂが、周囲の一面６６ａと略面一となり、第２ヒートシンク５２及び第４ヒートシンク５６の外面５２ｂ，５６ｂが、周囲の裏面６６ｂと略面一となる。
【００６６】
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１０を得ることができる。
【００６７】
次に、本実施形態に係る半導体装置１０の効果について説明する。
【００６８】
本実施形態では、第２ヒートシンク５２と第３ヒートシンク５４とを、継手部５８により電気的に接続する構成において、第２電源端子としての低電位電源端子４２が、第２ヒートシンク５２と第３ヒートシンク５４の間の領域に配置される。このように、継手部５８による接続のために必要な領域であり、従来は他の要素に対してデッドスペースであった領域に、低電位電源端子４２を配置するため、Ｘ方向において、半導体装置１０の体格を小型化することができる。
【００６９】
また、第１電源端子としての高電位電源端子４０と低電位電源端子４２とは、図６に示すように、電流の流れる方向が逆向きである。図６において、高電位電源端子４０には、紙面手前から奥側へ電流が流れ、これにともなって、高電位電源端子４０の周りに時計回りの磁束が生じる。一方、低電位電源端子４２には紙面奥から手前側へ電流が流れ、これにともなって、低電位電源端子４２の周りに反時計回りの磁束が生じる。本実施形態では、高電位電源端子４０の隣に低電位電源端子４２を配置させる、すなわち電源端子４０，４２を互いの近傍に配置させるため、磁束を打ち消しあう効果を高めることができる。これにより、寄生インダクタンスを低減し、ＩＧＢＴ素子２０，３０のスイッチング時に生じるサージ電圧を低減することができる。
【００７０】
ところで、半導体装置１０の体格を小型化しつつサージ電圧を低減しようとすると、低電位電源端子４２を、Ｘ方向において、第２ヒートシンク５２と第３ヒートシンク５４との間の領域に配置させることとなり、封止部４２ａが第１ヒートシンク５０に近づく。すなわち、Ｐ電位部とＮ電位部とが近づく。そこで、本実施形態では、Ｐ電位部とＮ電位部との最短距離Ｌ１よりも、Ｐ電位部とＯ電位部との最短距離及びＮ電位部とＯ電位部との最短距離の少なくとも一方が短くなるように、Ｐ電位部、Ｎ電位部、Ｏ電位部の配置が決定されている。したがって、経年劣化等により封止樹脂体６６の絶縁性能が低下しても、Ｐ電位部とＮ電位部との間に短絡が生じるより、Ｐ電位部とＯ電位部との間、又は、Ｎ電位部とＯ電位部との間に短絡が生じやすい。したがって、封止樹脂体６６を介してＰ電位部とＮ電位部が短絡する、すなわち高電位電源端子４０と低電位電源端子４２とが電気的に接続されて大きな短絡電流が流れるのを抑制することができる。これにより、封止樹脂体６６の絶縁性能低下にともなって、ヒューズ１１０が切れるのを抑制することができる。
【００７１】
なお、本実施形態では、ＩＧＢＴ素子２０のコレクタ電極２２とエミッタ電極２４との間、及び、ＩＧＢＴ素子３０のコレクタ電極３２とエミッタ電極３４との間の一方に短絡が生じた場合、他方がオンしないように制御される。したがって、Ｐ電位部とＯ電位部との間、又は、Ｎ電位部とＯ電位部との間に短絡が生じても、Ｐ電位部とＮ電位部が短絡して大きな短絡電流が流れるのを抑制することができる。
【００７２】
具体的には、第２継手部５８ｂと第１ヒートシンク５０との対向距離Ｌ２ｃ及び第１継手部５８ａと第４ヒートシンク５６との対向距離Ｌ３ｃが、封止部４２ａと第１ヒートシンク５０との最短距離Ｌ１よりも短くされている。したがって、低電位電源端子４２の封止部４２ａが、第４ヒートシンク５６の延設部５６ｄに対してＩＧＢＴ素子３０側に配置され、封止部４２ａが第１ヒートシンク５０に近づきながらも、Ｐ電位部とＮ電位部との短絡を抑制することができる。なお、制御部１０４が短絡保護機能を有するため、対向距離Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃの少なくとも一方を、最短距離Ｌ１より短くすればよい。
【００７３】
また、延設部５６ｄを設けることにより、第４ヒートシンク５６（延設部５６ｄ）と第２ヒートシンク５２との対向距離Ｌ３ｂが、最短距離Ｌ１よりも短くされている。これによっても、封止部４２ａを延設部５６ｄに対してＩＧＢＴ素子３０側に配置させつつ、Ｐ電位部とＮ電位部との短絡を抑制することができる。
【００７４】
また、図５に示すように、封止部４２ａは、Ｚ方向において、第１ヒートシンク５０よりも第２ヒートシンク５２に近い位置とされている。そして、封止部４２ａと第２ヒートシンク５２との対向距離Ｌ３ｄは、最短距離Ｌ１よりも短くされている。これによっても、封止部４２ａを延設部５６ｄに対してＩＧＢＴ素子３０側に配置させつつ、Ｐ電位部とＮ電位部との短絡を抑制することができる。
【００７５】
なお、封止樹脂体６６の絶縁性能が低下したときに、封止樹脂体６６を介してＰ電位部とＮ電位部が短絡するのを抑制するには、Ｐ電位部とＯ電位部との対向部分の距離、及び、Ｎ電位部とＯ電位部と対向部分の距離の少なくとも１つが、上記した最短距離Ｌ１よりも短くされればよい。最短距離Ｌ１よりも短くされる対向部分としては、特に限定されるものではない。
【００７６】
（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体装置１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００７７】
本実施形態では、図７及び図８に示すように、各ヒートシンク５０，５２，５４，５６が、その内面５０ａ，５２ａ，５４ａ，５６ａに、Ｚ方向に突出する突起部６８を有している。突起部６８は、例えばプレス加工により形成されている。そして、突起部６８を有することで、突起部６８を有するヒートシンク間の対向距離、詳しくは、突起部６８間の対向距離Ｌ２ａ，Ｌ３ａが、封止部４２ａと第１ヒートシンク５０との最短距離Ｌ１よりも短くされている。
【００７８】
このように突起部６８を設けることで、突起部６８を有するヒートシンク間の対向距離を、最短距離Ｌ１よりも短くすることができる。これによっても、封止樹脂体６６の絶縁性能の低下にともなってＰ電位部とＮ電位部とが短絡するのを抑制することができる。
【００７９】
なお、突起部６８は、ヒートシンク５０，５２，５４，５６の少なくとも１つに設けられれば良い。例えば第１ヒートシンク５０のみに突起部６８が設けられ、第１ヒートシンク５０の突起部６８の頂点と第２ヒートシンク５２との対向距離Ｌ２ａが、最短距離Ｌ１よりも短くされた構成としても良い。
【００８０】
図７及び図８では、ＩＧＢＴ素子２０，３０の周辺に突起部６８を設けるとともに、ＦＷＤ素子２８，３８の周辺にも突起部６８を設ける例を示した。しかしながら、突起部６８の配置は、上記例に特に限定されない。内面５０ａ，５２ａ，５４ａ，５６ａであって、Ｚ方向において、封止樹脂体６６を介して互いに対向する部分であれば良い。
【００８１】
また、突起部６８のＺＸ面に沿う断面形状は略三角形に限定されない。それ以外にも、略半円形や略矩形状のものを採用することもできる。
【００８２】
（第３実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体装置１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００８３】
本実施形態では、図９及び図１０に示すように、各ターミナル６０，６２が、Ｘ方向において、対応するＩＧＢＴ素子２０，３０よりも外側まで延設されている。すなわち、第１ターミナル６０及び第２ターミナル６２が、特許請求の範囲に記載の延設ターミナルに相当する。
【００８４】
図９及び図１０に示す例では、第１ターミナル６０が、Ｘ方向においてＩＧＢＴ素子３０と反対側に延設されている。また、第１ターミナル６０は、上記したようにＩＧＢＴ素子２０の外側まで延設されながらも、ＩＧＢＴ素子２０のエミッタ電極２４の周囲に設けられているガードリングの部分との間に封止樹脂体６６を介在するように、設けられている。すなわち、第１ターミナル６０において、エミッタ電極２４よりも外側に配置される部分が、エミッタ電極２４と対向する部分と較べて、薄くされるとともにＩＧＢＴ素子２０とのＺ方向に沿う距離が長くなっている。
【００８５】
第２ターミナル６２も、第１ターミナル６０同様の構成となっている。第２ターミナル６２は、Ｘ方向においてＩＧＢＴ素子２０と反対側に延設されている。また、第２ターミナル６２は、上記したようにＩＧＢＴ素子３０の外側まで延設されながらも、ＩＧＢＴ素子３０のエミッタ電極３４の周囲に設けられているガードリングの部分との間に封止樹脂体６６を介在するように、設けられている。すなわち、第２ターミナル６２において、エミッタ電極３４よりも外側に配置される部分が、エミッタ電極３４と対向する部分と較べて、薄くされるとともにＩＧＢＴ素子３０とのＺ方向に沿う距離が長くなっている。
【００８６】
そして、各ターミナル６０，６２を延設したことで、第１ターミナル６０（Ｏ電位）と第１ヒートシンク５０（Ｐ電位）との対向距離Ｌ２ｄ、及び、第２ターミナル６２（Ｎ電位）と第３ヒートシンク５４（Ｏ電位）との対向距離Ｌ３ｆは、封止部４２ａと第１ヒートシンク５０との最短距離Ｌ１よりも短くなっている。これによっても、封止樹脂体６６の絶縁性能の低下にともなってＰ電位部とＮ電位部とが短絡するのを抑制することができる。
【００８７】
なお、上記例では、第１ターミナル６０及び第２ターミナル６２がともに延設される例を示したが、いずれか一方のみが延設された構成としても良い。また、延設ターミナルとしては、第１ターミナル６０及び第２ターミナル６２に限定されない。例えば、ＩＧＢＴ素子２０と第１ヒートシンク５０との間に延設ターミナルが配置され、この延設ターミナルと第２ヒートシンク５２との対向距離が最短距離Ｌ１より短くされても良い。また、ＩＧＢＴ素子３０と第３ヒートシンク５４との間に延設ターミナルが配置され、この延設ターミナルと第４ヒートシンク５６との対向距離が最短距離Ｌ１より短くされても良い。
【００８８】
（第４実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した半導体装置１０と共通する部分についての説明は割愛する。
【００８９】
本実施形態では、図１１に示すように、低電位電源端子４２の封止部４２ａが、第４ヒートシンク５６の延設部５６ｄに対してＩＧＢＴ素子３０と反対側に配置されている。また、封止部４２ａのうち、はんだ６４と反対側の面は、第２ヒートシンク５２の外面５２ｂ及び第４ヒートシンク５６の外面５６ｂとほぼ面一の位置関係となっている。
【００９０】
そして、図１１及び図１２に示すように、封止樹脂体６６は、このような配置の封止部４２ａを覆うように、裏面６６ｂ側に凸部６６ｃを有している。本実施形態では、凸部６６ｃが、Ｘ方向において、第２ヒートシンク５２と第４ヒートシンク５６の間の領域全体を覆うように、Ｙ方向において、平面矩形状をなす裏面６６ｂの相対する２辺間にわたって設けられている。なお、凸部６６ｃは、例えば切削時に、凸部６６ｃを残すように切削することで形成することができる。
【００９１】
このように、封止部４２ａを、延設部５６ｄに対してＩＧＢＴ素子３０とは反対側に配置したことで、延設部５６ｄと第１ヒートシンク５０との対向部分が、Ｐ電位部とＮ電位部との最短距離Ｌ１となる。したがって、第１実施形態に較べて、最短距離Ｌ１を長くすることができる。これにより、封止樹脂体６６の絶縁性能の低下にともなってＰ電位部とＮ電位部とが短絡するのを抑制することができる。なお、本実施形態においても、最短距離Ｌ１に対して、Ｐ電位部とＯ電位部との最短距離及びＮ電位部とＯ電位部との最短距離の少なくとも一方が短くなっている。
【００９２】
さらに、封止部４２ａを、延設部５６ｄに対してＩＧＢＴ素子３０とは反対側に配置させながらも、封止樹脂体６６の凸部６６ｃによって覆っている。これにより、Ｏ電位部とＮ電位部との沿面距離を稼ぐことができ、ひいてはＸ方向において半導体装置１０を小型化することもできる。
【００９３】
なお、凸部６６ｃの形成範囲は、上記例に限定されるものではない。凸部６６ｃは、封止部４２ａを覆うように設けられればよい。したがって、封止部４２ａの周辺のみに凸部６６ｃが設けられてもよい。
【００９４】
また、封止樹脂体６６が凸部６６ｃを有する例を示したが、封止部４２ａを、延設部５６ｄに対してＩＧＢＴ素子３０とは反対側に配置させつつ、凸部６６ｃを有さない構成としてもよい。
【００９５】
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。
【００９６】
ＩＧＢＴ素子２０が第１スイッチング素子、ＩＧＢＴ素子３０が第２スイッチング素子、高電位電源端子４０が第１電源端子、低電位電源端子４２が第２電源端子の例を示した。しかしながら、ＩＧＢＴ素子３０を第１スイッチング素子、ＩＧＢＴ素子２０を第２スイッチング素子、低電位電源端子４２を第１電源端子、高電位電源端子４０を第２端子としてもよい。この場合、第２ヒートシンク５２が第３ヒートシンク、第３ヒートシンク５４が第２ヒートシンクに相当することとなる。
【００９７】
継手部５８として、第２ヒートシンク５２に設けられた第１継手部５８ａと、第３ヒートシンク５４に設けられた第２継手部５８ｂを有する例を示した。しかしながら、継手部５８は、第２ヒートシンク５２及び第３ヒートシンク５４の少なくとも一方に設けられればよい。例えば、第２ヒートシンク５２のみに継手部５８が設けられた構成としてもよい。この場合、継手部５８の接続箇所は、第３ヒートシンク５４の内面５４ａ又は側面となる。同様に、第３ヒートシンク５４のみに継手部５８を設けてもよい。
【００９８】
また、第１継手部５８ａと第２継手部５８ｂが、Ｚ方向において、はんだ６４を介して接続される例を示した。しかしながら、第１継手部５８ａと第２継手部５８ｂが、Ｘ方向において、はんだ６４を介して接続される構成を採用することもできる。
【００９９】
半導体装置１０が、ターミナル６０，６２を備える例を示した。しかしながら、ターミナル６０，６２を有さない構成を採用することができる。
【０１００】
封止樹脂体６６とともに各ヒートシンク５０，５２，５４，５６が切削加工され、一面６６ａから外面５０ｂ，５４ｂが露出され、裏面６６ｂから外面５２ｂ，５６ｂ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外面５０ｂ，５２ｂ，５４ｂ、５６ｂを露出させるようにしても良い。さらには、外面５０ｂ，５２ｂ，５４ｂ，５６ｂの少なくとも１つが、封止樹脂体６６によって被覆され、外部に露出されない構成としてもよい。
【０１０１】
第４ヒートシンク５６が、延設部５６ｄを有し、この延設部５６ｄに低電位電源端子４２が接続される例を示した。しかしながら、第４ヒートシンク５６が延設部５６ｄを有さず、本体部５６ｃの内面５６ａに低電位電源端子４２が接続される構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０・・・半導体装置、１２・・・上アーム部、１４・・・下アーム部、２０・・・ＩＧＢＴ素子、２２・・・コレクタ電極、２４・・・エミッタ電極、２６・・・ゲート電極、２８・・・ＦＷＤ素子、３０・・・ＩＧＢＴ素子、３２・・・コレクタ電極、３４・・・エミッタ電極、３６・・・ゲート電極、３８・・・ＦＷＤ素子、４０・・・高電位電源端子、４２・・・低電位電源端子、４２ａ・・・封止部、４２ｂ・・・露出部、４４・・・出力端子、４６・・・制御端子、４６ｇ・・・ゲート端子、４８・・・ボンディングワイヤ、５０・・・第１ヒートシンク、５０ａ・・・内面、５０ｂ・・・外面、５２・・・第２ヒートシンク、５２ａ・・・内面、５２ｂ・・・外面、５４・・・第３ヒートシンク、５４ａ・・・内面、５４ｂ・・・外面、５６・・・第４ヒートシンク、５６ａ・・・内面、５６ｂ・・・外面、５６ｃ・・・本体部、５６ｄ・・・延設部、５８・・・継手部、５８ａ・・・第１継手部、５８ｂ・・・第２継手部、６０・・・第１ターミナル、６２・・・第２ターミナル、６４・・・はんだ、６６・・・封止樹脂体、６６ａ・・・一面、６６ｂ・・・裏面、６６ｃ・・・凸部、６８・・・突起部、１００・・・電力変換装置、１０２・・・インバータ部、１０４・・・制御部、１０６・・・直流電源、１０８・・・モータ、１１０・・・ヒューズ
【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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