(57)【要約】【課題】  電気抵抗を下げ、大電流通電が可能な配線接続を実現し、さらには、簡易な接合構造で、生産性が高く、かつ接続強度の安定化が図れ、高寿命で、小型化が可能な電力用半導体装置を提供することを目的としている。【解決手段】  本発明の電力用半導体装置１においては、半導体素子２と、この半導体素子２の表面のエミッタ電極２ｅに対向して略平行に配設された第１の貫通孔７を有する第１の導体６と、第１の貫通孔７の側壁とエミッタ電極２ｅとを接続する第１の導電性接合材９と、を備えたものである。【選択図】  図１
2008182074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子と、
前記半導体素子の表面電極に対向して略平行に配設された貫通孔を有する導体と、
前記貫通孔の側壁と前記表面電極とを接続する導電性接合材と、
を備えたことを特徴とする電力用半導体装置。
【請求項２】
表面電極に対して導体が所定の間隔をあけて配設されていることを特徴とする請求項１に記載の電力用半導体装置。
【請求項３】
導電性接合材の断面形状がテーパ状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電力用半導体装置。
【請求項４】
表面電極に対して反対面側の貫通孔開口周辺部の導体が導電性接合材で被覆されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の電力用半導体装置。
【請求項５】
導電性接合材がはんだ材であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の電力用半導体装置。
【請求項６】
表面電極側の開口径よりも反対面側の開口径が大きい貫通孔であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の電力用半導体装置。
【請求項７】
貫通孔の側壁が階段状であることを特徴とする請求項６に記載の電力用半導体装置。
【請求項８】
貫通孔の表面電極側の開口径が表面電極の平面外径よりも小さいことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の電力用半導体装置。
【請求項９】
導体の表面電極側の貫通孔開口部に突起が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の電力用半導体装置。
【請求項１０】
一つの表面電極と複数の貫通孔の側壁とが接続されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載の電力用半導体装置。
【請求項１１】
導体には貫通孔と貫通孔との中間部にスリットが設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の電力用半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大電流容量に対応した配線接続構造を有する電力用半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題に配慮して、高効率で省エネルギに対応した電力用半導体装置の必要性が高まっている。特に、産業機器、モータを備えた家電の駆動制御機器、電気自動車、ハイブリッド自動車向けの車載制御機器として用いられ、高電力に対応した電力用半導体装置が求められている。さらには、電力用半導体装置の低コスト化、配線接続部における接続強度の安定化および高寿命化が要求されている。
一般的に、電力用半導体装置では、大電流をスイッチング制御し、動作電流として大電流を流す必要から、半導体素子の電極と外部導体との接続は、アルミ等の太い線径の金属ワイヤを用いて複数本並列にワイヤボンディングし、固相接合されている。しかし、さらなる高電圧、大電流化の要求に対応する必要性に迫られており、ワイヤボンディング法による固相接合では、金属ワイヤの並列本数の増加や金属ワイヤの線径の増大化に繋がり、電力用半導体装置の小型化の要求に反し、逆に接合に必要な電極面積の増大を招き、構造的にも実装においても困難性が高くなり、限界に達しつつあった。これに対して、特許文献１に記載されている電力用半導体装置においては、銅製の導板である外部導体と半導体素子各電極との接続を、はんだを用いて直接接合している。これにより、大電流の通電に対応が可能となった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３３２６６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、導体と半導体素子の電極をはんだで直接接合する従来の電力用半導体装置においては、電流の増大化につれて、接合面積の増大化を招き、その結果、導体と半導体の熱膨張係数の違いから、電力用半導体装置が使用される過酷な温度変化環境下において、半導体素子への熱応力が増加し、半導体素子の損傷および接続部の劣化等、信頼性の確保や高寿命化を満足させることは困難であった。
【０００５】
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、電気抵抗を下げ、大電流通電が可能な配線接続を実現するとともに、接続信頼性を向上させ、高寿命で、生産性が高い電力用半導体装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る電力用半導体装置は、半導体素子の表面電極に対向して略平行に配置された貫通孔を有する導体と、この貫通孔の側壁と表面電極とを接続する導電性接合材とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、導体の貫通孔の側壁と半導体の表面電極との間が導電性接合材により接続されているので、導電性接合材が配線としての役目を果たし、導体と半導体素子の間に大電流を流すことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電力用半導体装置によれば、導電性接合材が配線として利用され、これにより電気抵抗を下げることができ、その結果、通電能力を増大させることができ、大電流通電が可能な配線接続を実現し、さらに、簡易な接続構造で、充分な接続強度が得られ、生産性が高く、かつ接続強度の高寿命化が図れ、小型化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る電力用半導体装置について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電力用半導体装置を示す略断面図である。図２は、半導体素子の表面電極と貫通孔の側壁との接続部を示す略断面図である。
図１に示すように、電力用半導体装置１の第１の半導体素子（ＩＧＢＴ）２は、裏面のコレクタ電極２ｃと、第２の半導体素子（ダイオード）３は、裏面のカソード電極３ｃとは、金属板４に、それぞれ、はんだ５により接合され、この金属板４の反対の面には絶縁層１１ａと保護金属層１１ｂからなる複合絶縁シート１１が固着されており、半導体素子２のエミッタ電極２ｅと第１の導体６に設けられた第１の貫通孔７の側壁とは、第１の導電性接合材９により接続され、第２の半導体素子３の表面のアノード電極３ａと第１の導体６に設けられた第２の貫通孔８の側壁とは、第２の導電性接合材１０により接続されている。第１の半導体素子２のゲート電極２ｇは、金属ワイヤ１３により第２の導体１２に接続されている。また、金属板４には第３の導体１４がはんだ１５により接合され、これら全体は樹脂１６によって封止されている。
【００１０】
次に、実施の形態１における電力用半導体装置の作製方法と動作について、図１を参照して説明する。
電力用半導体装置に使用される半導体素子の種類としては、表裏面に電極を備えた、例えば、表面電極として、ゲート電極とエミッタ電極、そして裏面電極として、コレクタ電極が配置されたトランジスタ機能を持った半導体素子と、ダイオード機能を持った半導体素子との２種類がある。本発明に係る電力用半導体装置１においては、この２種類の半導体素子すなわち第１の半導体素子２としてＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）と第２の半導体素子３としてダイオードとを一対で用いた場合について説明する。
【００１１】
半導体素子（ＩＧＢＴ）２の表面電極であるエミッタ電極２ｅおよび半導体素子（ダイオード）３の表面電極であるアノード電極３ａと外部端子となる第１の導体６とは、導体６の貫通孔７および貫通孔８を利用して接続されている。導体６は、半導体素子２のエミッタ電極２ｅとの接続部付近で、また、半導体素子３のアノード電極３ａとの接続部付近で、半導体素子２および半導体素子３の表面に略平行に所定の間隔ｄをあけて配設されている。具体的には、ｄは１ｍｍ以下の一定の距離である。この接続部において、半導体素子２のエミッタ電極２ｅ上に配置された導体６には、貫通孔７が設けられている。この貫通孔７とエミッタ電極２ｅとは、導電性接合材９にて接続されている。同様に、半導体素子３のアノード電極３ａ上に配置された導体６には、貫通孔８が設けられている。この貫通孔８とアノード電極３ａとは、導電性接合材１０にて接続されている。貫通孔７の径は、半導体素子２のエミッタ電極２ｅの平面外径より小さく、貫通孔８の径も、半導体素子３のアノード電極３ａの平面外径より小さく設定されている。本実施の形態の例では、電極の平面外形が１５ｍｍ×１５ｍｍのＩＧＢＴ、ダイオードを用いているので、φ１０ｍｍ以下の貫通孔の径となっている。また、表面電極である半導体素子２のエミッタ電極２ｅおよび半導体素子３のアノード電極３ａでは、１電極につき１貫通孔という関係となっている。図１に示すように、半導体素子２であるＩＧＢＴと半導体素子３であるダイオード上に配置されている導体は、同一の導体６であり、この形状は概ね平板形状となっている。また、導体６、１２、１４は、銅もしくは銅合金からなるもので、厚さ０．１〜２ｍｍ程度の平板である。
【００１２】
なお、導体６は、電力用半導体装置１の小型化や内部配線接続の短縮化を図るため、外部へと繋がる入出力端子と同一導体となっている。導体６は平板形状でなく、階段状に折れ曲がりがあっても構わない。さらに、半導体素子にかかる熱応力、歪を緩和させるため導体６を折れ曲がらせて、ベンド形状としてもよい。
【００１３】
本実施の形態１における半導体素子（ＩＧＢＴ）２の表面電極であるエミッタ電極２ｅと導体６の貫通孔７の側壁との導電接合材９による接続部の断面形状は図１、図２に示すように、エミッタ電極２ｅから貫通孔７の側壁にかけて導電性接合材９の断面が凸状のフィレット形状９ａが対称に得られている。これは、例えば導電性接合材９にはんだ材を使用し、接続時に半導体素子２のエミッタ電極２ｅと導体６との間を所定の距離ｄで保持することにより、はんだ９の断面はテーパ部９ａを有するフィレット形状が得られる。同様に、半導体素子（ダイオード）３のアノード電極３ａと導体６とのはんだ１０の断面もテーパ部１０ａを有するフィレット形状が得られる。
【００１４】
電力用半導体装置の動作時においては、内部の温度変化が大きいため、接続部においても大きな熱応力を受けることになる。Ｓｉ（シリコン）からなる半導体素子２と銅（Ｃｕ）もしくは銅合金からなる導体６といった異なる材料間において、Ｓｉの熱膨張係数が凡そ３ｐｐｍであるのに対して、銅もしくは銅合金の熱膨張係数は凡そ１７ｐｐｍと熱膨張差が大きいため、過大な熱応力、熱歪が生じる。さらに、温度変化量や接続部の面積が大きくなればなるほど、発生する熱応力、熱歪が大きくなるので、はんだ接続部の強度寿命は、低下する。また、半導体素子に対する応力が過大となって、半導体素子が破壊されてしまう可能性がある。
【００１５】
通常、導体と半導体素子を電気的に接続する際、両者を平行に配置し、その間にはんだ層を形成して接合すると、図１とは異なり、導体側の接合長さが、半導体素子側の接合長さと略同一長となり、はんだの断面形状は、ほぼ四角形となり、接合部の長寿命化にとって望ましいフィレット形状を得ることができない。さらに、接合強度とは別の観点において、電気特性上からは、電気抵抗を小さくしたい、放熱性上からは、熱容量を大きくするため、導体の幅や厚みを大きくしたいという要求があるが、熱応力の増大は避けられない。
【００１６】
そこで、貫通孔を使用した導体と半導体素子の接続において、導電性接合材であるはんだの断面形状を図１、図２に示すフィレット形状とすることにより、熱応力を緩和でき、接続部の強度寿命が向上し、接続部の安定化が図れる。図２に、半導体素子の表面電極と貫通孔の側壁との接続部の断面形状の例を示す。図２（ａ）は、図１の実施の形態１に示したものであるが、はんだ９とともに導体６も加熱することにより、はんだ濡れ性を向上させている。図２（ｂ）は、貫通孔７の導体６の上面側開口周辺部１７ａまではんだ９で覆ったものであり、アンカー効果により導体６と表面電極２ｅとの接続強度が向上する。さらに、図２（ｃ）は、貫通孔７の側壁を上面側の開口径が下面側部の開口径より大きくし、はんだ９にテーパ部９ａを持たせたものである。はんだ９との接続面積が増大し、接続部の強度を大きくすることができる。また、図２（ｄ）は、貫通孔７の側壁に階段状の段差を設けたものである。さらに、図２（ｅ）は、導体６の下面側開口周辺部１７ｂまで、はんだ９で覆ったものである。いずれも、図２（ａ）に比べ、接続強度の信頼性を向上させる効果がある。ここで、導電性接合材であるはんだが図１および図２に示すようなフィレット形状を得るために、上述したように貫通孔下面の径は、半導体素子の表面電極の平面外径より小さくしている。
【００１７】
次に、図３を用いて導電性接合材であるはんだを貫通孔へ充填する方法について、半導体素子２の表面電極であるエミッタ電極２ｅと導体６とを接続する場合について説明する。まず、予め半導体素子２がはんだ５で接合された金属板４を加熱プレートなどの上に配置し（図示せず）、はんだ９の融点以上に加熱しておく。次に、アクチュエータ（図示せず）が備わったシリンジ１８でピストン１８ｂにより、はんだ槽１９から溶融されたはんだ９が吸い上げられ、シリンダ１８ａ内に貯えられる（図３（ａ））。次に、エミッタ電極２ｅに対して所定の間隔ｄで配置された導体６の貫通孔７上にシリンジ１８が移動され、ピストン１８ｂによりシリンジ１８内のはんだ９が貫通孔７上で吐出される（図３（ｂ）、図３（ｃ））。吐出されたはんだ９は、貫通孔７を通して半導体素子２のエミッタ電極２ｅ上に滴下、塗布され、貫通孔７を充填するまで供給される。ここで、はんだ９の濡れ性を利用して、はんだ９がエミッタ電極２ｅ上に濡れ拡がり、図３（ｄ）に示すようなテーパ部９ａを有するフィレット形状を持つはんだ９が得られる。その後、はんだ９、導体６および金属板４が冷却されて、はんだが凝固され、接続作業が完了する。このはんだ接続作業では、はんだの酸化を抑制するため窒素（Ｎ２）等の不活性ガスまたは水素（Ｈ２）等の還元ガスまたはその混合ガスで満たされた低酸素濃度の雰囲気内で行うことが望ましい。
半導体素子と導体の間隔を所定の値とするため、金属板４と導体６との間にはんだが凝固するまでの間、スペーサを配置することで、間隔を維持することができる。
【００１８】
導体と半導体素子を接続した場合に、貫通孔の有無による半導体素子にかかる熱応力の違いを数値シミュレーションにより求めた結果を図４に示す。半導体素子の表面電極と導体との間隔ｄを０．１〜１．０ｍｍと変化させて応力を評価した。
図４の（ａ）は導体には貫通孔がなく、導体は半導体素子の電極表面全体に亙ってはんだで接続した場合の応力を示す。間隔が０．２ｍｍ以下では急激に応力が増加し、０．１ｍｍでは６０ＭＰａ以上にも達する。応力は間隔とともに低下するが、１．０ｍｍでも４０ＭＰａと高い応力がかかる。
これに対して、図４の（ｂ）は、導体に貫通孔を設けたもので、この貫通孔から半導体素子の表面電極にかけて、図２の（ａ）のようなフィレット形状を有する接続の場合の応力を示す。ここでは、貫通孔の径を２ｍｍφとした。図４の（ａ）の場合と同様、間隔が０．２ｍｍ以下では急激に応力が増加するが、０．１ｍｍでも４０ＭＰａに留まる。応力は間隔とともに低下し、１．０ｍｍでは２５ＭＰａと図４の（ａ）に比べ、大幅に半減する。
【００１９】
間隔と熱応力との関係を見ると、間隔を大きくしたほうが、熱応力は小さくすることができるが、全域にわたって、導体に貫通孔がない場合よりも導体に貫通穴が設けられている場合のほうが熱応力は小さい。また、熱応力としては貫通孔がある場合、間隔が０．２ｍｍ以上であれば問題なく、それ以上では緩やかに厚みに応じて熱応力が抑制され、凡そ０．６ｍｍで飽和する。したがって、導体と半導体素子との間隔は０．２ｍｍ以上に設定すればよく、さらには、０．６ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００２０】
この結果から、導体に貫通孔を設け、この貫通孔から半導体素子の表面電極にわたってはんだで接続させることによって、半導体素子の表面電極と導体とを接続させる本発明では、貫通孔がなく半導体素子の表面電極と同じ面積ではんだにより導体と接続した場合は、半導体素子と導体間の熱応力は接合部の全長に応じて発生するのに対して、大幅に熱応力を低減できることが確認できた。
【００２１】
金属板４の裏面に固着された複合絶縁シート１１は、絶縁層１１ａと保護金属層１１ｂとの２層積層構造となっている。絶縁層１１ａには、窒化ホウ素（ＢＮ）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のフィラーが混入されたエポキシ樹脂が用いられる。この絶縁層１１ａには、熱伝導性の高い銅、アルミニウム（Ａｌ）等からなる保護金属層１１ｂが固着されている。
半導体素子２および半導体素子３で発熱した熱は、金属板４、複合絶縁シート１１を伝わって放熱される。さらには本実施の形態では、省略し図示されていないが、通常、複合絶縁シート１１には放熱板や複数のフィンを備えたヒートシンクが接合されており、放熱、冷却性能を向上させることができ、半導体素子２および半導体素子３の温度上昇が抑制される。
【００２２】
金属板４としては、熱伝導率が凡そ４００Ｗ／ｍ・Ｋと大きく、かつ電気抵抗率が凡そ２μΩ・ｃｍと小さい銅もしくは銅合金といった金属からなる厚さ３〜５ｍｍ程度の板が使用され、放熱板としての機能を有する。上記のようなＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌｌｉｃ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ-Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体素子は、大電流をスイッチング制御するために発熱量が大きい。したがって、このような熱伝導率の高い放熱板として機能する金属板４が必要となる。
【００２３】
このように、実施の形態１の電力用半導体装置によれば、導体に貫通孔を設け、導体と半導体素子の表面電極の間隙を一定以上の距離に保持し、貫通孔下面の径を半導体素子の表面電極の平面外径より小さくすることにより、導電性接合材の形状は、図１および図２に示すようなフィレット形状となり、この結果、導電性接合材の断面形状が凸状で滑らかな曲線形状が得られるため、半導体素子が導体から受ける熱応力、熱歪が緩和され、接続部の長寿命化が可能となる。さらに、導電性接合材の使用により、接続部の断面積を大きくすることができ、また、半導体の表面電極と導体の距離も短くできることから、電気抵抗を小さくすることができ、電気特性に優れた配線接続を実現する効果が期待できるだけでなく、放熱性を向上させる効果も期待できる。
【００２４】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る電力用半導体装置における半導体素子の表面電極と貫通孔の側壁との接続部を示す略断面図である。
本実施の形態２に係る電力半導体装置では、図５に示すように、導体６の貫通孔７の開口下部に突起高さｔが０．５ｍｍ以下の突起２０を設けたものである。この導体６の突起２０の製造方法は、プレスにて押し込むことにより、図４に示すような貫通孔を形成すると同時に、突起２０も作製することができる。その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００２５】
このように、実施の形態２における電力半導体装置によれば、接続時に導体６とエミッタ電極２ｅの間隔ｄが一定以下すなわち突起高さｔ以下にはならず、一定の距離を保つことができ、より安定した接続強度が得られる効果がある。さらに、半導体素子２と導体６の間に、一定の間隔が設けられたことにより、次工程の樹脂モールド工程で、樹脂１６が半導体素子２、半導体素子３および導体６の間隙に充填されるので、接続部の高寿命化を図ることができる効果もある。
【００２６】
実施の形態３．
図６は、本発明の実施の形態３に係る電力用半導体装置を示す略平面図とＡ−Ａ部断面図である。図６（ａ）は、電力用半導体装置の平面図を示すものであり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ部断面図を示す。
実施の形態３が実施の形態１と異なる点は、一つの表面電極に対して複数の貫通孔で導体と導電性接合材により電気的に接続されている点である。すなわち、半導体素子２の表面電極２ｅと接続する導体６には複数の貫通孔７が設けられ、また、半導体素子３の表面電極３ａと接続する導体６には複数の貫通孔８が設けられており、それぞれ、はんだ９および１０で表面電極と導体が接続されている。その他は、実施の形態１と同様であり、説明を省略する。
なお、貫通孔７、８の穴形状は、円形であっても楕円形であっても構わない。
【００２７】
このように、実施の形態３の電力用半導体装置によれば、一つの電極に対して複数の貫通孔で導体と接続することにより、一つ一つの貫通孔の接続部のサイズを小さくできるので、温度変化による生じる熱応力、熱歪を抑制することができる効果がある。また、大電流が流れることにより生じる熱が発熱箇所の一極に集中することを回避して、分散化を図ることにより接続部の信頼性を高めることが可能となる。従来、電気抵抗率を小さくし、半導体素子からの放熱能力を増やすため、厚い導体を半導体素子に接合した場合に熱応力により半導体素子を破壊する心配があったが、接続部を分散させて熱応力を低減させているため、半導体素子を破壊することがない。また、複数個所で接続しているので、確実に安定して接続することができるといった効果がある。
【００２８】
実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４に係る電力用半導体装置を示す略平面図である。
実施の形態４が実施の形態１と異なる点は、一つの表面電極に対して複数の貫通孔があり、導体には複数の貫通孔の間にスリットが入れられている点である。すなわち、半導体素子２のエミッタ電極２ｅと接続する導体６にある複数の貫通孔７の間にスリット２１が設けられ、また、半導体素子３のアノード電極３ａと接続する導体６にある複数の貫通孔８の間にスリット２２が設けられており、それぞれ、導体６と表面電極２ｅ、３ａとの間隙において、はんだ９および１０が、連接しないように、同一電極において複数箇所で、表面電極と導体とが接続されている。導体６にスリット２１および２２が設けられていることによって、それぞれの接続箇所において所定のフィレット形状が形成されている。その他の構成は、実施の形態１および３と同様であり、説明を省略する。
【００２９】
このように、実施の形態４の電力用半導体装置によれば、導体には複数の貫通孔の間に設けられたスリットにより、貫通孔間ではんだ同士が繋がることがなく、それぞれの貫通孔において安定して所定のフィレット形状が得られるので、実施の形態３で得られる効果の他、導体の重量が削減でき、半導体素子にかかる荷重、電力用半導体装置の使用環境下における熱応力、歪を小さくすることができる効果がある。また、はんだで接続した後、次の外観検査工程において、半導体素子と導体間における接続箇所の外観検査、例えば、はんだが半導体素子および導体に対し、濡れ広がっているかどうか、所定のフィレット形状が形成されているかどうかといった確認が容易となる効果もある。
【００３０】
なお、通常、導体や表面電極の酸化膜を除去し、はんだ材となる金属とを接合させるため、表面張力を小さくし、濡れ性を向上させるために、フラックスを用いる場合が多いが、本発明の実施の形態のプロセスにおいては、フラックスが不要となる。また、フラックスを用いた場合、洗浄工程が必要となるが、実施の形態を採ることにより、タクトが大きく生産工程上課題となる洗浄工程が不要となるため、生産効率が上がり、その結果生産性が向上する。さらには、この洗浄に使う溶剤は高価であるが不要となることにより、コストの低減も図ることができる。
【００３１】
また、導体の貫通孔の側壁および上部周辺部のはんだ濡れ性を向上させるため、予め薬品処理やプラズマ等の処理を施すことは、接続強度の向上を図る上で、より好ましい。
【００３２】
また、導電性接合材として用いるはんだ材としては、Ｓｎを主成分とするはんだ材の他、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｕを主成分または含有するはんだ材でも同様な効果が得られる。封止樹脂としては、エポキシ樹脂の他、耐熱性を有するエンプラ系のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）を主体とした樹脂であってもよい。
【００３３】
また、実施の形態では、導電性接合材としてはんだ材を用いる場合について説明したが、導電性接合材として導電性接着剤を用いる場合においても、同様の効果を得ることができる。
【００３４】
また、表面電極と導体の貫通孔のはんだ接続では、シリンジを用いる例について説明したが、予め表面電極にはんだを供給しておき、導体を上から所定の間隔になるまで近接させることによって貫通孔内にはんだを導入させる方法であっても、実施の形態と同様の効果が得られる。
【００３５】
また、実施の形態では、半導体素子として、ＩＧＢＴとダイオードを用いる場合について説明したが、ＩＧＢＴとダイオードに限定されるものではなく、ＭＯＳＦＥＴ等のトランジスタであってもよい。組み合わせは、同一種の半導体素子だけでなく、混在していても構わない。また、半導体素子として表裏面に電極を持つものについて説明したが、表面にのみ電極を持つものであっても同様の効果が期待できる。
【００３６】
さらに、実施の形態では、複合絶縁シートを備えている場合について説明したが、複合絶縁シートや絶縁層を備えていない構成で金属板が露出している構成であってもよい。また、金属板および複合絶縁シートに代わって、絶縁性基板、例えば、窒化アルミ（ＡｌＮ）等のセラミック基板であっても構わない。
【００３７】
なお、図中、同一符号は、同一又は相当部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施の形態１に係る電力用半導体装置を示す略断面図である。
【図２】実施の形態１に係る電力用半導体装置における半導体素子の表面電極と貫通孔の側壁との接続部を示す略断面図である。
【図３】実施の形態１に係る電力用半導体装置における導電性接合材の貫通孔への充填方法を説明する図である。
【図４】熱応力と間隔の関係を示すシミュレーション図である。
【図５】実施の形態２に係る電力用半導体装置における半導体素子の表面電極と貫通孔の側壁との接続部を示す略断面図である。
【図６】実施の形態３に係る電力用半導体装置を示す略平面図とＡ−Ａ部断面図である。
【図７】実施の形態４に係る電力用半導体装置を示す略平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  電力用半導体装置
２  半導体素子（ＩＧＢＴ）  
３  半導体素子（ダイオード）
５  はんだ
６、１２、１４  導体
８、９  貫通孔
９、１０  導電性接合材
９ａ、１０ａ  テーパ部
１７ａ、１７ｂ  開口周辺部
２０  突起
２１、２２  スリット
【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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