(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電子部品（１２）と、
前記電子部品を封止する封止樹脂体（１１）と、
前記封止樹脂体の内部において前記電子部品と電気的に接続されており、一部が前記封止樹脂体から外部に露出され、互いに異なる電位とされる複数の導電部材と、を備え、
前記導電部材は、前記電子部品が接続された接続部（４０ａ）を有するヒートシンク（１４，１４Ｈ，１４Ｌ）と、前記ヒートシンクに連なり、前記封止樹脂体の内部から外部にわたって延設された端子（２２，２３）を含み、
前記導電部材の表面は、前記封止樹脂体により覆われる部分として、前記封止樹脂体との密着力が高い高密着部（４３）と、前記封止樹脂体との密着力が前記高密着部よりも低い低密着部（４４）と、を有し、
前記低密着部は、前記接続部側の面である接続面（４０）、及び、前記接続面と板厚方向において反対の裏面（４１）のうち、前記裏面の被覆部分の全面に設けられ、
前記接続面のうち、
前記ヒートシンクにおいて、前記接続部を除く部分の全面に前記高密着部が設けられ、
前記端子において、前記ヒートシンクに連なる端部から前記端子の延設方向における一部分に前記高密着部が設けられ、前記高密着部から前記封止樹脂体の外周端までの部分に前記低密着部が設けられている電子装置。
【請求項２】
前記高密着部は、前記接続面において前記接続部を取り囲んでいる請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記高密着部及び前記低密着部のうち、前記高密着部のみ、粗化面（４３ａ）となっている請求項１または請求項２に記載の電子装置。
【請求項４】
前記高密着部及び前記低密着部のうち、前記高密着部のみに、前記封止樹脂体との密着力を高める高分子膜（４３ｂ）が形成されている請求項１または請求項２に記載の電子装置。
【請求項５】
電力変換装置に用いられる請求項１〜４いずれか１項に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、樹脂封止型の電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるように、電子部品、電子部品を封止する封止樹脂体、封止樹脂体の内部において電子部品と電気的に接続されており、一部が封止樹脂体から外部に露出され、互いに異なる電位とされる複数の導電部材を備えた電子装置が知られている。導電部材は、封止樹脂体の内部から外部にわたって延設された外部接続端子を含んでいる。
【０００３】
特許文献１の電子装置は、電力変換装置に用いられる。この電子装置は、電子部品として、インバータを構成するパワー半導体素子を有している。また、外部接続端子として、互いに異なる電位とされる正極端子（Ｐ端子）、負極端子（Ｎ端子）、交流端子、及び信号用端子を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１１２０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子装置では、封止樹脂体により、互いに異なる電位とされる導電部材間（外部接続端子間）の沿面距離を確保することができる。
【０００６】
また、外部接続端子は、外部機器のバスバーなどに接続される。外部接続端子における外部機器との固定部分から封止樹脂体の外周端（封止樹脂体による固定部分）までの距離が短いと、熱応力や外部からの振動伝達により外部接続端子が振動した場合に、外部接続端子が折損する虞がある。特に電力変換装置に用いられる電子装置では、インダクタス低減のために、外部機器との固定部分から封止樹脂体の外周端までの距離が短い。このため、振動による外部接続端子の折損が問題となる。
【０００７】
本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、導電部材間の沿面距離を確保しつつ、外部接続端子の折損を抑制できる電子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】
【０００８】
本開示は、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、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、技術的範囲を限定するものではない。
【０００９】
本開示のひとつは、少なくとも１つの電子部品（１２）と、電子部品を封止する封止樹脂体（１１）と、封止樹脂体の内部において電子部品と電気的に接続されており、一部が封止樹脂体から外部に露出され、互いに異なる電位とされる複数の導電部材と、を備え、導電部材は、電子部品が接続された接続部（４０ａ）を有するヒートシンク（１４，１４Ｈ、１４Ｌ）と、ヒートシンクに連なり、封止樹脂体の内部から外部にわたって延設された端子（２２，２３）を含み、導電部材の表面は、封止樹脂体により覆われる部分として、封止樹脂体との密着力が高い高密着部（４３）と、封止樹脂体との密着力が高密着部よりも低い低密着部（４４）と、を有し、接続部側の面である接続面（４０）、及び、接続面と板厚方向において反対の裏面（４１）のうち、裏面の被覆部分の全面に低密着部が設けられ、接続面のうち、ヒートシンクにおいて、接続部を除く部分の全面に高密着部が設けられ、端子において、ヒートシンクに連なる端部から端子の延設方向における一部分に高密着部が設けられ、高密着部から封止樹脂体の外周端までの部分に低密着部が設けられている。
【００１０】
これによれば、外部接続端子が外部機器に接続された状態で外部接続端子が振動した場合、低密着部の外周端から少なくとも一部において封止樹脂体が剥離する。封止樹脂体の剥離により、外部機器による外部接続端子の固定部分と封止樹脂体による外部接続端子の固定部分との間の距離、すなわち外部接続端子において実質的に振動可能な距離、が長くなる。このように、外部接続端子の振動が生じたときに、振動にともなって剥離可能な箇所を予め設けている。したがって、外部接続端子の折損を抑制することができる。
【００１１】
また、外部接続端子の高密着部及び低密着部は、封止樹脂体によって覆われている。振動にともなって低密着部から封止樹脂体が剥離しても、沿面距離はほとんど変わらない。封止樹脂体による被覆部分を一部無くすことで実質的に振動可能な距離を長くするのではないため、沿面距離を確保することができる。
【００１２】
以上により、導電部材間の沿面距離を確保しつつ、外部接続端子の折損を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の半導体装置が適用される電力変換装置の概略構成を示す図である。
【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に示す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】リードフレームを示す平面図である。
【図６】図５のVI-VI線に沿う断面図である。
【図７】図２のVII-VII線に沿う断面図である。
【図８】図２のVIII-VIII線に沿う断面図である。
【図９】図２のIX-IX線に沿う断面図である。
【図１０】振動時の効果を示す図である。
【図１１】第２実施形態に係る半導体装置において、主端子２３を含む外部接続端子を示す断面図である。
【図１２】第３実施形態に係る半導体装置を示す断面図であり、図７に対応している。
【図１３】第４実施形態に係る半導体装置を示す断面図であり、図７に対応している。
【図１４】第５実施形態に係る半導体装置を示す断面図であり、図７に対応している。
【図１５】変形例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。以下において、半導体チップの厚み方向をＺ方向、Ｚ方向に直交し、主端子及び信号端子の延設方向をＹ方向と示す。また、Ｚ方向及びＹ方向の両方向に直交する方向をＸ方向と示す。特に断わりのない限り、上記したＸ方向及びＹ方向により規定されるＸＹ面に沿う形状を平面形状とする。
【００１５】
（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、半導体装置が適用される電力変換装置の一例について説明する。
【００１６】
図１に示す電力変換装置１は、直流電源２（バッテリ）から供給される直流電圧を、三相交流に変換して、三相交流方式のモータ３に出力するように構成されている。このような電力変換装置１は、たとえば電気自動車やハイブリッド車に搭載される。なお、電力変換装置１は、モータ３により発電された電力を、直流に変換して直流電源２に充電することもできる。図１に示す符号４は、平滑用のコンデンサである。
【００１７】
電力変換装置１は、三相インバータを有している。三相インバータは、直流電源２の正極（高電位側）に接続された高電位電源ライン５と、負極（低電位側）に接続された低電位電源ライン６との間に設けられた三相分の上下アームを有している。そして、各相の上下アームが、それぞれ半導体装置１０によって構成されている。すなわち、ひとつの半導体装置１０により、一相分の上下アームが構成されている。
【００１８】
半導体装置１０は、ＩＧＢＴと、該ＩＧＢＴに逆並列に接続された還流用のＦＷＤと、を備えている。本実施形態では、後述する半導体チップ１２に、ＩＧＢＴ及びＦＷＤがそれぞれ構成されている。しかしながら、ＩＧＢＴとＦＷＤが別チップに構成されても良い。本実施形態では、ｎチャネル型のＩＧＢＴを採用している。ＦＷＤのカソード電極はコレクタ電極と共通化され、アノード電極はエミッタ電極と共通化されている。
【００１９】
半導体装置１０において、上アーム側のＩＧＢＴのコレクタ電極は高電位電源ライン５と電気的に接続され、エミッタ電極はモータ３への出力ライン７に接続されている。一方、下アーム側のＩＧＢＴのコレクタ電極はモータ３への出力ライン７に接続され、エミッタ電極は低電位電源ライン６と電気的に接続されている。
【００２０】
なお、電力変換装置１は、上記した三相インバータに加えて、直流電源２から供給される直流電圧を昇圧する昇圧コンバータ、三相インバータや昇圧コンバータを構成するスイッチング素子の動作を制御する制御部を有してもよい。
【００２１】
次に、図２〜図４に基づき、半導体装置１０の概略構成について説明する。
【００２２】
図２〜図４に示すように、半導体装置１０は、封止樹脂体１１と、半導体チップ１２と、第１ヒートシンク１４と、継手部１６と、ターミナル１７と、第２ヒートシンク１９と、主端子２２，２３，２４と、信号端子２５と、を備えている。半導体装置１０が、樹脂封止型の電子装置に相当する。以下において、符号末尾のＨは上アーム側の要素であることを示し、末尾のＬは下アーム側の要素であることを示す。要素の一部には、上アーム、下アームを明確にするために末尾にＨ，Ｌを付与し、別の一部については、上アームと下アームとで共通符号としている。
【００２３】
封止樹脂体１１は、たとえばエポキシ系樹脂からなる。封止樹脂体１１は、たとえばトランスファモールド法により成形されている。封止樹脂体１１は、平面略矩形状をなしており、Ｚ方向に直交する一面１１ａと、一面１１ａと反対の裏面１１ｂと、一面１１ａと裏面１１ｂとをつなぐ側面と、を有している。一面１１ａ及び裏面１１ｂは、たとえば平坦面となっている。封止樹脂体１１は、側面として、主端子２２，２３，２４が突出する側面１１ｃと、信号端子２５が突出する側面１１ｄと、を有している。
【００２４】
半導体チップ１２は、シリコンなどの半導体基板に、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などのパワートランジスタが形成されてなる。本実施形態では、ｎチャネル型のＩＧＢＴと、当該ＩＧＢＴに逆並列に接続される転流ダイオード（ＦＷＤ）が形成されている。すなわち、半導体チップ１２に、ＲＣ（Reverse Conducting）−ＩＧＢＴが形成されている。半導体チップ１２は、平面略矩形状をなしている。
【００２５】
ＩＧＢＴ及びＦＷＤは、Ｚ方向に電流が流れるように縦型構造をなしている。半導体チップ１２の板厚方向、すなわちＺ方向において、一面１２ａにはコレクタ電極１３ａが形成され、一面１２ａと反対の裏面１２ｂにはエミッタ電極１３ｂが形成されている。コレクタ電極１３ａはＦＷＤのカソード電極も兼ねており、エミッタ電極１３ｂはＦＷＤのアノード電極も兼ねている。半導体チップ１２の裏面１２ｂ、すなわちエミッタ電極形成面には、ゲート電極用のパッドを含むパッド（図示略）が形成されている。半導体チップ１２が、電子部品に相当する。
【００２６】
半導体チップ１２は、上アーム側の半導体チップ１２Ｈと、下アーム側の半導体チップ１２Ｌと、を有している。半導体チップ１２Ｈ，１２Ｌは、互いにほぼ同じ平面形状、具体的には平面略矩形状をなすとともに、互いにほぼ同じ大きさとほぼ同じ厚みを有している。半導体チップ１２Ｈ，１２Ｌは、お互いのコレクタ電極１３ａがＺ方向における同じ側となり、お互いのエミッタ電極１３ｂがＺ方向における同じ側となるように配置されている。半導体チップ１２Ｈ，１２Ｌは、Ｚ方向においてほぼ同じ高さに位置するとともに、Ｘ方向において横並びで配置されている。
【００２７】
第１ヒートシンク１４は、対応する半導体チップ１２の熱を半導体装置１０の外部に放熱する機能を果たすとともに、配線としての機能も果たす。このため、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、少なくとも金属材料を用いて形成される。第１ヒートシンク１４は、放熱部材とも称される。本実施形態では、第１ヒートシンク１４が、Ｚ方向からの投影視において、対応する半導体チップ１２を内包するように設けられている。
【００２８】
第１ヒートシンク１４は、対応する半導体チップ１２のコレクタ電極１３ａと、はんだ１５を介して電気的に接続されている。第１ヒートシンク１４の大部分は封止樹脂体１１によって覆われている。第１ヒートシンク１４の表面のうち、半導体チップ１２とは反対の放熱面１４ａが、封止樹脂体１１から露出されている。具体的には、放熱面１４ａが一面１１ａと略面一となっている。第１ヒートシンク１４の表面のうち、はんだ１５との接続部及び放熱面１４ａを除く部分は、封止樹脂体１１によって覆われている。
【００２９】
本実施形態では、第１ヒートシンク１４が、上アーム側の第１ヒートシンク１４Ｈと、下アーム側の第１ヒートシンク１４Ｌと、を有している。また、はんだ１５も、上アーム側のはんだ１５Ｈと、下アーム側のはんだ１５Ｌと、を有している。そして、第１ヒートシンク１４Ｈが、はんだ１５Ｈを介して、半導体チップ１２Ｈのコレクタ電極１３ａと接続されている。また、第１ヒートシンク１４Ｌが、はんだ１５Ｌを介して、半導体チップ１２Ｌのコレクタ電極１３ａと接続されている。第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌは、Ｘ方向に並んで配置されるとともに、Ｚ方向においてほぼ同じ位置に配置されている。そして、第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌの放熱面１４ａが、封止樹脂体１１の一面１１ａから露出されるとともに、互いにＸ方向に並んでいる。
【００３０】
図３及び図４に示すように、下アーム側の第１ヒートシンク１４Ｌには、継手部１６が連なっている。継手部１６は、第１ヒートシンク１４Ｌと後述する第２ヒートシンク１９Ｈとを、電気的に中継する部分である。本実施形態では、継手部１６が、同一の金属板を加工することで、第１ヒートシンク１４Ｌと一体的に設けられている。継手部１６は、封止樹脂体１１に被覆されるように、第１ヒートシンク１４Ｌよりも薄く設けられている。継手部１６は、第１ヒートシンク１４Ｌにおける半導体チップ１２Ｈ側の面に略面一で連なっている。継手部１６は、第１ヒートシンク１４ＬにおけるＹ方向の一端付近から、第２ヒートシンク１９Ｈに向けて延設されている。本実施形態では、図４に示すように、継手部１６が屈曲部を２箇所有している。
【００３１】
ターミナル１７は、対応する半導体チップ１２と第２ヒートシンク１９との間に介在している。ターミナル１７は、半導体チップ１２と第２ヒートシンク１９との熱伝導、電気伝導経路の途中に位置するため、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、少なくとも金属材料（たとえば、銅）を用いて形成されている。ターミナル１７は、エミッタ電極１３ｂに対向配置され、はんだ１８を介してエミッタ電極１３ｂと電気的に接続されている。
【００３２】
本実施形態では、ターミナル１７が、上アーム側のターミナル１７Ｈと、下アーム側のターミナル１７Ｌと、を有している。また、はんだ１８が、上アーム側のはんだ１８Ｈと、下アーム側のはんだ１８Ｌと、を有している。そして、ターミナル１７Ｈが、はんだ１８Ｈを介して、半導体チップ１２Ｈのエミッタ電極１３ｂと接続されている。また、ターミナル１７Ｌが、はんだ１８Ｌを介して、半導体チップ１２Ｌのエミッタ電極１３ｂと接続されている。
【００３３】
第２ヒートシンク１９は、対応する半導体チップ１２の熱を半導体装置１０の外部に放熱する機能を果たすとともに、配線としての機能も果たす。このため、第１ヒートシンク１４同様、熱伝導性及び電気伝導性を確保すべく、少なくとも金属材料を用いて形成される。第２ヒートシンク１９は、放熱部材とも称される。本実施形態では、第２ヒートシンク１９が、Ｚ方向からの投影視において、対応する半導体チップ１２を内包するように設けられている。
【００３４】
第２ヒートシンク１９は、対応する半導体チップ１２のエミッタ電極１３ｂと電気的に接続されている。詳しくは、エミッタ電極１３ｂと、はんだ１８、ターミナル１７、及びはんだ２０を介して、電気的に接続されている。第２ヒートシンク１９の大部分は封止樹脂体１１によって覆われている。第２ヒートシンク１９の表面のうち、半導体チップ１２とは反対の放熱面１９ａが、封止樹脂体１１から露出されている。具体的には、放熱面１９ａが裏面１１ｂと略面一となっている。第２ヒートシンク１９の表面のうち、はんだ２０との接続部及び放熱面１９ａを除く部分は、封止樹脂体１１によって覆われている。第２ヒートシンク１９は、外部接続端子以外の導電部材に相当する。
【００３５】
本実施形態では、第２ヒートシンク１９が、上アーム側の第２ヒートシンク１９Ｈと、下アーム側の第２ヒートシンク１９Ｌと、を有している。また、はんだ２０も、上アーム側のはんだ２０Ｈと、下アーム側のはんだ２０Ｌと、を有している。そして、第２ヒートシンク１９Ｈとターミナル１７Ｈとが、はんだ２０Ｈを介して接続されている。また、第２ヒートシンク１９Ｌとターミナル１７Ｌとが、はんだ２０Ｌを介して接続されている。第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌは、Ｘ方向に並んで配置されるとともに、Ｚ方向においてほぼ同じ位置に配置されている。そして、第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌの放熱面１９ａが、封止樹脂体１１の裏面１１ｂから露出されるとともに、互いにＸ方向に並んでいる。
【００３６】
また、図３に示すように、第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌを共通形状としている。第２ヒートシンク１９Ｈと第２ヒートシンク１９Ｌは、２回対称となるように配置されている。第２ヒートシンク１９は、平面略Ｌ字状をなしており、はんだ２０を介して対応するターミナル１７に接続される本体部１９０と、本体部１９０から延設された延設部１９１と、を有している。
【００３７】
延設部１９１は、同一の金属板を加工することで、本体部１９０と一体的に設けられている。延設部１９１は、封止樹脂体１１に被覆されるように、本体部１９０よりも薄く設けられている。延設部１９１は、本体部１９０における半導体チップ１２側の面と略面一となるように、本体部１９０に連なっている。また、延設部１９１の延設方向がＸ方向に沿うように、第２ヒートシンク１９が配置されている。
【００３８】
本実施形態では、第２ヒートシンク１９が、本体部１９０として、上アーム側の本体部１９０Ｈと、下アーム側の本体部１９０Ｌと、を有している。また、延設部１９１として、上アーム側の延設部１９１Ｈと、下アーム側の延設部１９１Ｌと、を有している。そして、Ｘ方向において、延設部１９１Ｈが本体部１９０Ｌと対向し、延設部１９１Ｌが本体部１９０Ｈと対向するように、２つの第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌが配置されている。換言すれば、Ｙ方向において、延設部１９１Ｈ，１９１Ｌが横並びとなるように、２つの第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌが配置されている。
【００３９】
延設部１９１Ｈは、Ｚ方向からの投影視において、継手部１６の先端部分と重なっている。延設部１９１Ｈと継手部１６とが、はんだ２１を介して接続されている。
【００４０】
主端子２２は、高電位電源ライン５に接続される。このため、主端子２２は、高電位電源端子、Ｐ端子とも称される。主端子２２は、第１ヒートシンク１４Ｈと電気的に接続されており、Ｙ方向に延設されて、封止樹脂体１１の側面１１ｃから外部に突出している。本実施形態では、同一の金属板を加工することで、主端子２２が第１ヒートシンク１４Ｈと一体的に設けられている。主端子２２は、第１ヒートシンク１４ＨにおけるＹ方向の一端に連なっており、主端子２２及び第１ヒートシンク１４Ｈは、Ｙ方向に延設されている。一体的に連なる主端子２２及び第１ヒートシンク１４Ｈが、外部接続端子に相当する。主端子２２が、第１ヒートシンク１４Ｈとは別部材として設けられた場合、主端子２２が外部接続端子に相当する。
【００４１】
主端子２３は、モータ３の出力ライン７に接続される。このため、主端子２３は、出力端子、Ｏ端子とも称される。主端子２３は、第１ヒートシンク１４Ｌと電気的に接続されており、Ｙ方向に延設されて、主端子２２と同じ側面１１ｃから外部に突出している。本実施形態では、同一の金属板を加工することで、主端子２３が第１ヒートシンク１４Ｌと一体的に設けられている。主端子２３は、第１ヒートシンク１４ＬにおけるＹ方向の一端に連なっており、主端子２３及び第１ヒートシンク１４Ｌは、Ｙ方向に延設されている。一体的に連なる主端子２３及び第１ヒートシンク１４Ｌも、外部接続端子に相当する。主端子２３が、第１ヒートシンク１４Ｌとは別部材として設けられた場合、主端子２３が外部接続端子に相当する。
【００４２】
主端子２４は、低電位電源ライン６に接続される。このため、主端子２４は、低電位電源端子、Ｎ端子とも称される。主端子２４は、Ｚ方向からの投影視において、第２ヒートシンク１９Ｌの延設部１９１Ｌと重なるように配置されている。主端子２４は、Ｚ方向において、延設部１９１Ｌに対して半導体チップ１２側に配置されている。図示を省略するが、主端子２４と延設部１９１Ｌも、はんだ２１を介して接続されている。主端子２４も、外部接続端子に相当する。
【００４３】
主端子２４は、Ｙ方向に延設されて、主端子２２，２３と同じ側面１１ｃから外部に突出している。主端子２２，２３，２４における封止樹脂体１１からの突出部分は、Ｚ方向において互いにほぼ同じ位置に配置されている。また、Ｘ方向において、主端子２２、主端子２４、主端子２３の順に並んで配置されている。
【００４４】
信号端子２５は、対応する半導体チップ１２のパッドに、ボンディングワイヤ２６を介して電気的に接続されている。本実施形態では、アルミニウム系のボンディングワイヤ２６を採用している。信号端子２５は、Ｙ方向に延設されており、封止樹脂体１１の側面１１ｄから外部に突出している。具体的には、主端子２２，２３，２４が突出する側面１１ｃとは反対の側面１１ｄから、外部に突出している。信号端子２５も、外部接続端子に相当する。
【００４５】
本実施形態では、信号端子２５が、上アーム側の信号端子２５Ｈと、下アーム側の信号端子２５Ｌと、を有している。信号端子２５Ｈは半導体チップ１２Ｈのパッドと接続され、信号端子２５Ｌは半導体チップ１２Ｌのパッドと接続されている。
【００４６】
本実施形態では、第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌ、継手部１６、主端子２２，２３，２４と、及び信号端子２５が、同一の金属板から構成されている。すなわち、リードフレーム２７が、第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌ、継手部１６、主端子２２，２３，２４と、及び信号端子２５を有している。
【００４７】
なお、本実施形態の半導体装置１０は、貫通孔２８，２９，３０を有している。貫通孔２８は、上記したリードフレーム２７を位置決めするために、主端子２２に形成されている。貫通孔２８は、主端子２２において、封止樹脂体１１によって被覆されない部分に形成されている。貫通孔２９は、封止樹脂体１１の剥離を抑制するために、第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌと主端子２２，２３との連結部付近に形成されている。貫通孔２９には、封止樹脂体１１が充填されている。貫通孔３０は、封止樹脂体１１の剥離を抑制するために、信号端子２５に形成されている。貫通孔３０には、封止樹脂体１１が充填されている。
【００４８】
以上のように構成される半導体装置１０では、封止樹脂体１１により、半導体チップ１２、第１ヒートシンク１４の一部、継手部１６、ターミナル１７、第２ヒートシンク１９の一部、主端子２２，２３，２４の一部、及び信号端子２５の一部が、一体的に封止されている。半導体装置１０では、封止樹脂体１１によって、一相分の上下アームを構成する２つの半導体チップ１２Ｈ，１２Ｌが封止されている。このため、半導体装置１０は、２ｉｎ１パッケージとも称される。
【００４９】
また、第１ヒートシンク１４及び第２ヒートシンク１９は、封止樹脂体１１とともに切削加工されている。よって、一面１１ａ及び放熱面１４ａは、切削面となっている。第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌの放熱面１４ａは、同一面内に位置するとともに、封止樹脂体１１の一面１１ａと略面一となっている。同じく、裏面１１ｂ及び放熱面１９ａは、切削面となっている。第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌの放熱面１９ａが、同一面内に位置するとともに、封止樹脂体１１の裏面１１ｂと略面一となっている。このように、半導体装置１０は、放熱面１４ａ，１９ａがともに封止樹脂体１１から露出された両面放熱構造をなしている。
【００５０】
次に、図５〜図９に基づき、外部接続端子の詳細構造について説明する。図５は、半導体装置１０のうち、リードフレーム２７を示している。図５は平面図ではあるが、明確化のために、後述する高密着部４３にハッチングを付与している。図５及び図６では、位置関係を明確化するために、封止樹脂体１１の外周端１１ｅを破線で示している。図７では、便宜上、半導体チップ１２Ｈ）、はんだ１５Ｈ，１８Ｈ，２０Ｈ、ターミナル１７Ｈ、及び第２ヒートシンク１９Ｈ(本体部１９０Ｈ)を省略して図示している。図８では、便宜上、第２ヒートシンク１９Ｌ（延設部１９１Ｌ）及びはんだ２１を省略して図示している。図９では、便宜上、ボンディングワイヤ２６を省略して図示している。
【００５１】
上記したように、リードフレーム２７は、第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌ、継手部１６、主端子２２，２３，２４と、及び信号端子２５を有している。すなわち、リードフレーム２７は、第１ヒートシンク１４Ｈ及び主端子２２を含む外部接続端子、第１ヒートシンク１４Ｌ及び主端子２３を含む外部接続端子、外部接続端子である主端子２４、同じく外部接続端子である信号端子２５を有している。
【００５２】
リードフレーム２７は、接続面４０と、接続面４０とＺ方向において反対の裏面４１と、を有している。各外部接続端子は、接続面４０に半導体チップ１２との電気的な接続部４０ａを有している。主端子２２を含む外部接続端子において、第１ヒートシンク１４Ｈが接続部４０ａを有しており、この接続部４０ａには、はんだ１５Ｈを介して半導体チップ１２Ｈのコレクタ電極１３ａが接続されている。主端子２３を含む外部接続端子において、第１ヒートシンク１４Ｌが接続部４０ａを有しており、この接続部４０ａには、はんだ１５Ｌを介して半導体チップ１２Ｌのコレクタ電極１３ａが接続されている。第１ヒートシンク１４Ｌには継手部１６が連なっており、継手部１６も接続部４０ａを有している。継手部１６の接続部４０ａには、はんだ２１を介して第２ヒートシンク１９Ｈが接続されている。すなわち、継手部１６の接続部４０ａは、半導体チップ１２Ｈのエミッタ電極１３ｂと電気的に接続されている。
【００５３】
主端子２４の接続部４０ａには、はんだ２１を介して第２ヒートシンク１９Ｌが接続されている。すなわち、主端子２４の接続部４０ａは、半導体チップ１２Ｌのエミッタ電極１３ｂと電気的に接続されている。それぞれの信号端子２５の接続部４０ａには、ボンディングワイヤ２６の一端が接続されている。すなわち、信号端子２５の接続部４０ａは、対応する半導体チップ１２のパッドに電気的に接続されている。
【００５４】
外部接続端子は、それぞれ表面の一部として、接続部４０ａを除く部分であって封止樹脂体１１により覆われる被覆部４２を有している。また、被覆部４２として、封止樹脂体１１との密着力が高い高密着部４３と、封止樹脂体１１との密着力が高密着部４３よりも低い低密着部４４と、を有している。本実施形態では、高密着部４３及び低密着部４４のうち、高密着部４３のみが粗化面４３ａとなっている。すなわち、低密着部４４は、粗化されていない。本実施形態では、レーザ光の照射により後述する凹凸酸化膜４８が形成されることで、粗化面４３ａとなっている。
【００５５】
詳しくは、外部接続端子（リードフレーム２７）が、金属材料を用いて形成された基材４５と、基材４５の表面のうち、少なくとも高密着部４３に対応して形成された皮膜４６と、を有している。本実施形態では、基材４５の材料としてＣｕを採用している。
【００５６】
皮膜４６は、金属薄膜４７と、凹凸酸化膜４８と、を有している。金属薄膜４７は、金属を構成材料とする膜である。金属薄膜４７は、基材４５において、接続面４０側の面に形成されている。本実施形態では、基材４５において、裏面４１側の面にも、金属薄膜４７が形成されている。金属薄膜４７は、リードフレーム２７において、第１ヒートシンク１４の放熱面１４ａ、及び、タイバー除去部分の端面、を除く部分に形成されている。放熱面１４ａは、切削加工により金属薄膜４７が除去されている。
【００５７】
金属薄膜４７は、たとえばめっき、蒸着により形成されている。金属薄膜４７として、Ｎｉを主成分とする膜を含む構成が好ましい。より好ましくは、無電解Ｎｉめっき膜を含む構成がよい。無電解Ｎｉめっき膜は、主成分であるＮｉに加えて、Ｐ（リン）を含んでいる。
【００５８】
後述するレーザ光の照射条件が同じであれば、無電解Ｎｉめっき膜のほうが、電気Ｎｉめっき膜よりも、凹凸酸化膜４８の膜厚が厚くなる。無電解Ｎｉめっき膜（Ｎｉ−Ｐ）の融点は、Ｐの含有量にもよるが約８００度程度であり、電気Ｎｉめっき膜（Ｎｉ）の融点は、約１４５０度である。このように、無電解Ｎｉめっき膜ほうが融点が低いため、低いエネルギーのレーザ光で溶融及び蒸発し、凹凸酸化膜４８の膜厚が厚くなると考えられる。
【００５９】
金属薄膜４７の表面には、図６に示すように複数の凹部４９が局所的に形成されている。凹部４９は、後述するように、パルス発振のレーザ光の照射により形成されている。たとえば１パルスごとに１つの凹部４９が形成されている。凹部４９は、レーザ光のスポットに対応している。また、レーザ光の走査方向において、隣り合う凹部４９が連なっている。各凹部４９の幅は、５μｍ〜３００μｍとなっている。また、凹部４９の深さは、０．５μｍ〜５μｍとなっている。
【００６０】
凹部４９の深さが０．５μｍより浅いと、レーザ光の照射による金属薄膜４７の表面の溶融及び蒸着が不十分となり、凹凸酸化膜４８が形成され難くなる。凹部４９の深さが５μｍよりも深いと、金属薄膜４７の表面が溶融飛散しやすくなり、蒸着よりも溶融飛散による表面形成が支配的となり、凹凸酸化膜４８が形成され難くなる。
【００６１】
金属薄膜４７の表面のうち、凹部４９上には、凹凸酸化膜４８が形成されている。上記したように、凹部４９はレーザ光が照射された痕跡である。金属薄膜４７において、凹凸酸化膜４８が形成された部分の平均膜厚は、凹凸酸化膜４８が形成されていない部分の平均膜厚よりも薄くなっている。このように、金属薄膜４７において、凹凸酸化膜４８が形成された部分の平均膜厚が薄いことも、レーザ光照射の痕跡である。
【００６２】
凹凸酸化膜４８は、金属薄膜４７を構成する主成分の金属と同じ金属の酸化物よりなる。凹凸酸化膜４８は、表面が連続して凹凸をなしている。凹凸酸化膜４８は、金属薄膜４７上に形成されている。凹凸酸化膜４８は、金属薄膜４７にパルス発振のレーザ光を照射し、金属薄膜４７を構成する金属を酸化することで形成されている。すなわち、凹凸酸化膜４８は、金属薄膜４７の表層を酸化することで、金属薄膜４７の表面に形成された酸化物の膜である。このため、金属薄膜４７の一部分が、凹凸酸化膜４８を提供しているとも言える。本実施形態では、凹凸酸化膜４８を構成する成分のうち、８０％がＮＩ２Ｏ３、１０％がＮｉＯ、１０％がＮｉとなっている。このように、凹凸酸化膜４８の主成分は、金属薄膜４７に含まれるＮｉの酸化物である。
【００６３】
凹凸酸化膜４８は、金属薄膜４７の表面のうち、凹部４９の表面に形成されている。凹凸酸化膜４８の平均膜厚は、１０ｎｍ〜数百ｎｍとなっている。凹凸酸化膜４８は、凹部４９を有する金属薄膜４７の表面の凹凸に倣って形成されている。また、凹部４９の幅よりも細かいピッチで凹凸が形成されている。すなわち、非常に微細な凹凸が形成されている。換言すれば、複数の凸部５０（柱状体）が、細かいピッチで形成されている。たとえば凸部５０の平均幅が１ｎｍ〜３００ｎｍ、凸部５０間の平均間隔が１ｎｍ〜３００ｎｍとなっている。
【００６４】
主端子２２（Ｐ端子）を含む外部接続端子では、図５及び図７に示すように、接続面４０のうち、外周端１１ｅと接続部４０ａとの間の部分の全面が、高密着部４３となっている。また、高密着部４３が、接続部４０ａを取り囲んでいる。詳しくは、第１ヒートシンク１４Ｈにおける半導体チップ１２Ｈ側の面のうち、接続部４０ａを除く部分の全面が、高密着部４３となっている。一方、裏面４１のうち、放熱面１４ａを除く部分が、低密着部４４となっている。被覆部４２のうち、リードフレーム２７の側面部分も、低密着部４４となっている。
【００６５】
主端子２３（Ｏ端子）を含む外部接続端子も、主端子２２を含む外部接続端子と同じ構成となっている。このため、断面図を省略している。接続面４０のうち、外周端１１ｅと接続部４０ａとの間の部分の全面が、高密着部４３となっている。高密着部４３は、接続部４０ａを取り囲んでいる。また、裏面４１のうち、放熱面１４ａを除く部分が、低密着部４４となっている。被覆部４２のうち、リードフレーム２７の側面部分も、低密着部４４となっている。
【００６６】
主端子２４（Ｎ端子）では、図５及び図８に示すように、接続面４０のうち、外周端１１ｅと接続部４０ａとの間の部分の全面が、高密着部４３となっている。主端子２４におけるＹ方向の一端側が、接続部４０ａとなっている。一方、裏面４１の全面が、低密着部４４となっている。被覆部４２のうち、リードフレーム２７の側面部分も、低密着部４４となっている。
【００６７】
信号端子２５では、図５及び図９に示すように、接続面４０のうち、外周端１１ｅと接続部４０ａとの間の部分の全面が、高密着部４３となっている。また、対応する半導体チップ１２側の端部と接続部４０ａとの間の部分の全面が、高密着部４３となっている。すなわち、Ｙ方向において、接続部４０ａが高密着部４３により挟まれている。一方、裏面４１の全面が、低密着部４４となっている。被覆部４２のうち、リードフレーム２７の側面部分も、低密着部４４となっている。
【００６８】
なお、上記した半導体装置１０は、以下に示す製造方法により、形成することができる。
【００６９】
先ず、半導体装置１０を構成する各要素を準備する。すなわち、第１ヒートシンク１４、継手部１６、主端子２２，２３，２４、及び信号端子２５を有するリードフレーム２７と、ターミナル１７と、第２ヒートシンク１９と、をそれぞれ準備する。この準備工程では、基材４５の表面に金属薄膜４７が形成されたリードフレーム２７を準備する。本実施形態では、金属薄膜４７として無電解Ｎｉめっき膜が形成されたリードフレーム２７を準備する。このとき、無電解Ｎｉ膜の膜厚を１０μｍ程度とする。
【００７０】
次に、レーザ光を照射して凹凸酸化膜４８を形成する。金属薄膜４７の表面のうち、高密着部４３を形成する部分に、パルス発振のレーザ光を照射し、金属薄膜４７の表面を溶融及び蒸発させる。具体的には、レーザ光を照射することにより、金属薄膜４７の表面の部分を溶融させるとともに、蒸発（気化）させて、外気中に浮遊させる。パルス発振のレーザ光は、エネルギー密度が０Ｊ／ｃｍ２より大きく１００Ｊ／ｃｍ２以下で、パルス幅が１μ秒以下となるように調整される。この条件を満たすには、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ファイバレーザなどを採用することができる。たとえばＹＡＧレーザの場合、エネルギー密度が１Ｊ／ｃｍ２以上であればよい。無電解Ｎｉめっきの場合、たとえば５Ｊ／ｃｍ２程度でも金属薄膜４７を加工することができる。なお、エネルギー密度は、パルスフルーエンスとも称される。
【００７１】
このとき、レーザ光の光源とリードフレーム２７とを相対的に移動させることにより、高密着部４３の形成領域に、レーザ光を照射する。たとえば、レーザ光を走査して、ＸＹ座標における所定ピッチの格子点に、レーザ光を照射する。また、隣り合うレーザ光のスポット（１パルスによる照射範囲）がＸ方向において一部重なるようにして、Ｘ方向においてレーザ光を走査する。また、隣り合うレーザ光のスポットがＹ方向において一部重なるようにして、Ｙ方向においてレーザ光を走査する。このように、レーザ光を照射し、金属薄膜４７の表面を溶融、気化させることで、金属薄膜４７の表面には、凹部４９が形成される。金属薄膜４７のうち、レーザ光を照射した部分の平均厚みは、レーザ光を照射しない部分の平均厚みよりも薄くなる。また、レーザ光のスポットに対応して形成される複数の凹部４９は、Ｘ方向において連なるとともに、Ｙ方向においても連なる。これにより、レーザ照射痕である凹部４９は、たとえば鱗状となる。
【００７２】
次いで、溶融した金属薄膜４７の部分を凝固させる。具体的には、溶融して気化した金属薄膜４７を、レーザ光が照射された部分やその周辺部分に蒸着させる。このように、溶融して気化した金属薄膜４７を蒸着させることにより、金属薄膜４７の表面上に、凹凸酸化膜４８が形成される。
【００７３】
なお、レーザ光の照射において、エネルギー密度を１００Ｊ／ｃｍ２よりも大きい１５０Ｊ／ｃｍ２や、３００Ｊ／ｃｍ２とすると、凹凸酸化膜４８が形成されない。また、パルス発振ではなく、連続発振のレーザ光を照射した場合にも、凹凸酸化膜４８が形成されない。
【００７４】
次いで、はんだ１５を介して半導体チップ１２と第１ヒートシンク１４を接続し、接続体を形成する。上アーム側の接続体を例に説明する。
【００７５】
先ず、第１ヒートシンク１４Ｈにおける接続面４０の接続部４０ａ上に、はんだ１５Ｈを配置し、はんだ１５Ｈ上に、半導体チップ１２Ｈを配置する。次に、半導体チップ１２Ｈ上に、たとえば、予め両面にはんだ１８Ｈ，２０Ｈが迎えはんだとして配置されたターミナル１７Ｈを、はんだ１８Ｈが半導体チップ１２Ｈ側となるように配置する。はんだ２０Ｈについては、半導体装置１０における高さばらつきを吸収可能な量を配置しておく。
【００７６】
そして、この積層状態で、はんだ１５Ｈ，１８Ｈ，２０Ｈをリフロー（１ｓｔリフロー）させることにより、はんだ１５Ｈを介して、半導体チップ１２Ｈと第１ヒートシンク１４Ｈとを接続する。また、はんだ１８Ｈを介して、半導体チップ１２Ｈとターミナル１７Ｈとを接続する。はんだ２０Ｈについては、接続対象である第２ヒートシンク１９Ｈがまだないので、表面張力により、第２ヒートシンク１９Ｈとの対向面の中心を頂点として盛り上がった形状となる。
【００７７】
なお、下アーム側の接続体も同様に形成することができる。異なる点は、リフロー前に、継手部１６における延設部１９１Ｈとの対向面上に、はんだ２１を配置する。はんだ２１については、はんだ２０と同様に、半導体装置１０における高さばらつきを吸収可能な量を配置しておく。
【００７８】
次いで、信号端子２５と対応する半導体チップ１２のパッドとを、ボンディングワイヤ２６により接続する。たとえば超音波接合法により、ボンディングワイヤ２６の一端を、信号端子２５の接続部４０ａに接合する。すなわち、ボンディングワイヤ２６と金属薄膜４７とを接合する。これにより、ボンディングワイヤ２６を介して、半導体チップ１２と信号端子２５とが電気的に接続される。
【００７９】
次いで、はんだ２０を介して、上記した各接続体と対応する第２ヒートシンク１９とを接続する。また、はんだ２１を介して、上アームの接続体と下アームの接続体を接続する。さらに、はんだ２１を介して、主端子２４と延設部１９１Ｌを接続する。すなわち、はんだ２０，２１を同時にリフロー（２ｎｄリフロー）させる。
【００８０】
先ず、放熱面１９ａが下になるようにして、第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌを図示しない台座上に配置する。このとき、第２ヒートシンク１９Ｌの延設部１９１Ｌ上に、はんだ２１としてたとえばはんだ箔を配置する。このはんだ２１についても、半導体装置１０における高さばらつきを吸収可能な量を配置しておく。なお、主端子２４上に予め迎えはんだをしてもよい。
【００８１】
次に、ターミナル１７Ｈ，１７Ｌが対応する第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌに対向するように、各接続体を第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌ上に配置する。はんだ２１の一方は、継手部１６と延設部１９１Ｈとにより挟まれる。はんだ２１の他方は、延設部１９１Ｌと主端子２４とにより挟まれる。
【００８２】
そして、第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌを下にした状態で２ｎｄリフローを行う。２ｎｄリフローでは、第１ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌ側から荷重を加えることで、半導体装置１０の高さが所定の高さとなるようにする。具体的には、図示しないスペーサを、第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌの本体部１９０Ｈ，１９０Ｌと台座との間に配置し、スペーサに、本体部１９０Ｈ，１９０Ｌと台座を接触させる。このようにして、半導体装置１０の高さが所定の高さとなるようにする。
【００８３】
上記したように、高さばらつきを吸収可能な量のはんだ２０Ｈ，２０Ｌをターミナル１７Ｈ，１７Ｌと第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌとの間に配置している。したがって、２ｎｄリフローにおいて、ターミナル１７Ｈ，１７Ｌと第２ヒートシンク１９Ｈ，１９Ｌとの間のはんだ２０Ｈ，２０Ｌは不足せず、確実な接続を行うことができる。また、高さばらつきを吸収可能な量のはんだ２１を延設部１９１Ｈと継手部１６との間に配置している。したがって、２ｎｄリフローにおいて、延設部１９１Ｈと継手部１６との間のはんだ２１は不足せず、確実な接続を行うことができる。さらに、高さばらつきを吸収可能な量のはんだ２１を延設部１９１Ｌと主端子２４との間に配置している。したがって、２ｎｄリフローにおいて、延設部１９１Ｌと主端子２４との間のはんだ２１は不足せず、確実な接続を行うことができる。
【００８４】
なお、１ｓｔリフロー及び２ｎｄリフローは、水素雰囲気下のリフローとされる。これにより、はんだ付けに不要な金属表面の自然酸化膜を、還元により除去することができる。したがって、はんだ１５，１８，２０，２１としてフラックスレスのはんだを用いることができる。また、減圧により、はんだ１５，１８，２０，２１にボイドが生じるのを抑制することができる。なお、凹凸酸化膜４８も還元により厚みが薄くなるため、還元されても凹凸酸化膜４８が残るように、レーザ光の照射により所望厚みの凹凸酸化膜４８を形成しておく。上記したように、金属薄膜４７が無電解Ｎｉめっき膜を含むと、電気Ｎｉめっき膜に較べて凹凸酸化膜４８を厚くできるため、好ましい。
【００８５】
次に、トランスファモールド法により、封止樹脂体１１の成形を行う。本実施形態では、第１ヒートシンク１４及び第２ヒートシンク１９が完全に被覆されるように、封止樹脂体１１を成形する。この場合、成形した封止樹脂体１１を第１ヒートシンク１４及び第２ヒートシンク１９の一部ごと切削することにより、第１ヒートシンク１４及び第２ヒートシンク１９の放熱面１４ａ，１９ａを露出させる。このため、放熱面１４ａ，１９ａは切削面となる。また、封止樹脂体１１の一面１１ａ及び裏面１１ｂも切削面となる。そして、放熱面１４ａと一面１１ａが略面一となる。また、放熱面１９ａと裏面１１ｂが略面一となる。
【００８６】
なお、第１ヒートシンク１４及び第２ヒートシンク１９の放熱面１４ａ，１９ａを成形金型のキャビティ壁面に押し当て、密着させた状態で、封止樹脂体１１を成形してもよい。この場合、封止樹脂体１１を成形した時点で、放熱面１４ａ．１９ａが封止樹脂体１１から露出される。このため、成形後の切削が不要となる。
【００８７】
そして、リードフレーム２７の不要部分（タイバー）を除去することで、半導体装置１０を得ることができる。
【００８８】
次に、上記した半導体装置１０の効果について説明する。
【００８９】
本実施形態では、各外部接続端子が、それぞれ表面の一部として、接続部４０ａを除く部分であって封止樹脂体１１により覆われる被覆部４２を有している。また、被覆部４２として、封止樹脂体１１との密着力が高い高密着部４３と、封止樹脂体１１との密着力が高密着部４３よりも低い低密着部４４と、を有している。
【００９０】
高密着部４３は、凹凸酸化膜４８よりなる粗化面４３ａとなっている。表面に凹凸を有するため、封止樹脂体１１との接触面積が増える。さらには、封止樹脂体１１が凹凸酸化膜４８の凹凸に絡みついてアンカー効果が生じる。これにより、高密着部４３は、封止樹脂体１１に対して高い密着力を生じる。高密着部４３と封止樹脂体１１との間には、強固な接続構造が形成されている。一方、低密着部４４は、粗化処理がされていない。よって、低密着部４４は、高密着部４３よりも封止樹脂体１１に対して低い密着力を生じる。低密着部４４と封止樹脂体１１との間には、高密着部４３よりも弱い接続構造が形成されている。
【００９１】
図１０は、外部接続端子である主端子２４とバスバー８の接続構造を示している。以下、主端子２４を例に説明する。図１０では、主端子２４を簡素化して図示している。図１０に示すように、電力変換装置１において、主端子２４はバスバー８に溶接され、バスバー８を介して平滑用のコンデンサ４と電気的に接続されている。主端子２４が振動する前の状態で、主端子２４におけるバスバー８との固定部分と、主端子２４における封止樹脂体１１による固定部分との間の最短距離は、バスバー８のＹ方向における半導体装置１０側の端部から外周端１１ｅまでの距離Ｌ１となっている。なお、図１０では、バスバー８が裏面４１に接合されているが、接続面４０に接合されてもよい。
【００９２】
車両振動や線膨張係数差に基づく熱応力などが、バスバー８を介して主端子２４に作用すると、図１０に白抜き矢印で示すように、主端子２４は自身の板厚方向、すなわちＺ方向に振動する。主端子２４が振動すると、低密着部４４の外周端１１ｅから少なくとも一部において封止樹脂体１１が剥離する。符号１１ｆは、主端子２４の被覆部４２のうち、封止樹脂体１１が剥離した剥離部を示している。本実施形態では、裏面４１側の低密着部４４のうち、外周端１１ｅからＹ方向の一部の範囲のみが、剥離部１１ｆとなっている。
【００９３】
剥離部１１ｆにおいて、主端子２４の裏面４１が封止樹脂体１１の拘束から解放される。封止樹脂体１１の剥離により、バスバーとの固定部分と封止樹脂体１１による固定部分との間の距離、すなわち主端子２４において実質的に振動可能な距離、が長くなる。詳しくは、振動可能な距離が、バスバー８のＹ方向における半導体装置１０側の端部から、剥離部１１ｆにおける外周端１１ｅとは反対の端部までの距離Ｌ２となる。このように、主端子２４の振動が生じたときに、振動にともなって剥離可能な箇所を予め設けている。したがって、主端子２４の折損を抑制することができる。なお、主端子２４以外の外部接続端子についても同様である。各外部接続端子に、振動にともなって剥離可能な箇所を予め設けている。したがって、外部接続端子の折損を抑制することができる。
【００９４】
また、外部接続端子の高密着部４３及び低密着部４４は、封止樹脂体１１によって覆われている。振動にともなって低密着部４４から封止樹脂体１１が剥離しても、封止樹脂体１１によって覆われている。したがって、沿面距離はほとんど変わらない。たとえば主端子２４と主端子２２との沿面距離、主端子２４と第２ヒートシンク１９Ｈとの沿面距離は、剥離前後でほとんど変わらない。本実施形態では、封止樹脂体による被覆部分を一部無くすことで実質的に振動可能な距離を長くするのではない。したがって、沿面距離を確保することができる。
【００９５】
以上により、導電部材間の沿面距離を確保しつつ、外部接続端子の折損を抑制することができる。
【００９６】
上記に加えて本実施形態では、以下の効果を奏する。本実施形態では、低密着部４４が、裏面４１に設けられている。これにより、振動可能な距離Ｌ２を長くするとともに、封止樹脂体１１の剥離が生じても、外部接続端子の延設方向において、接続部４０ａまでの距離、所謂リークパスを長くとることができる。たとえば主端子２４の場合、裏面４１において、外周端１１ｅ付近で剥離が生じても、延設方向において接続部４０ａまでの間には、裏面４１において剥離が生じていない部分、及び、側面において剥離が生じていない部分が存在する。
【００９７】
本実施形態では、高密着部４３が、接続面４０における接続部４０ａと封止樹脂体１１の外周端１１ｅとの間の部分のうち、接続部４０ａから少なくとも一部に設けられている。これにより、接続面４０において外周端１１ｅから剥離が生じても、高密着部４３により接続部４０ａへの剥離の進展を抑制することができる。すなわち、水分等が接続部４０ａまで侵入するのを抑制することができる。特に本実施形態では、高密着部４３が、接続部４０ａと外周端１１ｅの間の部分の全面に設けられている。これにより、外周端１１ｅから接続部４０ａの間で剥離が生じるのを抑制することができる。すなわち、外部接続端子の延設方向において、外周端１１ｅからの距離が短い接続面４０側において、水分等が接続部４０ａまで侵入するのを抑制することができる。
【００９８】
本実施形態では、主端子２２を含む外部接続端子、及び、主端子２３を含む外部接続端子において、接続部４０ａが高密着部４３によって取り囲まれている。これにより、接続部４０ａの周囲のあらゆる方向から、水分等が接続部４０ａまで侵入するのを抑制することができる。
【００９９】
本実施形態では、高密着部４３として、凹凸酸化膜４８による粗化面４３ａが形成されている。上記したように、凹凸酸化膜４８は、レーザ光の照射によって形成される。したがって、任意の位置に高密着部４３を形成することができる。すなわち、位置自由度が高い。
【０１００】
また、凹凸酸化膜４８は金属の酸化物からなる。したがって、高密着部４３において、低密着部４４よりも、はんだ１５，２１に対する濡れ性を低くすることができる。また、表面に微細な凹凸が形成されており、はんだ１５，２１が入り込み難い。このため、はんだ１５，２１との接触面積が小さくなり、はんだ１５，２１の一部は表面張力によって球状になる。すなわち、接触角が大きくなる。これによっても、はんだ１５，２１に対する濡れ性を低くすることができる。すなわち、高密着部４３（凹凸酸化膜４８）によって、はんだ１５，２１が接続部４０ａの外側に濡れ拡がるのを抑制することができる。特に、主端子２２を含む外部接続端子、及び、主端子２３を含む外部接続端子では、接続部４０ａが高密着部４３によって取り囲まれているので、はんだ１５が接続部４０ａよりも外側に濡れ拡がるのを、効果的に抑制することができる。
【０１０１】
また、金属薄膜４７上に凹凸酸化膜４８を形成することで、金属薄膜４７や基材４５の腐食を抑制することもできる。これにより、腐食による封止樹脂体１１の剥離を抑制することもできる。
【０１０２】
ところで、封止樹脂体１１と信号端子２５との線膨張係数差に基づいて生じる熱応力は、信号端子２５の接続面４０における半導体チップ１２側の端部に集中する。本実施形態では、信号端子２５の接続面４０において、対応する半導体チップ１２側の端部と接続部４０ａとの間の部分の全面が、高密着部４３となっている。これにより、半導体チップ１２側の端部から封止樹脂体１１が剥離すること、さらには封止樹脂体１１の剥離が接続部４０ａまで進展すること、を抑制することができる。すなわち、ボンディングワイヤ２６が断線するのを抑制することができる。
【０１０３】
本発明者は、上記した構成の主端子２４について、端子曲げ疲労試験を行った。その際、低密着部４４を有さない構成、すなわち裏面４１側にも高密着部４３を設けた比較サンプルについても、同様に試験を行った。高密着部４３及び低密着部４４を除けば、比較サンプルを本実施形態の主端子２４と同じ構成とした。
【０１０４】
端子曲げ疲労試験では、封止樹脂体１１から突出する主端子２４の部分であって外周端１１ｅから所定距離（距離Ｌ１に相当）の部分が、板厚方向に所定振幅となるように主端子２４を振動させ、このとき半導体装置１０側にかかる荷重をロードセルで測定した。主端子２４は、１秒で１回上下（１往復）させた。また、測定環境の温度を高温（１１５℃）とした。そして、荷重が急激に変化した回数を確認した。たとえば上記した所定距離を２ｍｍとした場合、比較サンプルでは１３４００回で急激に荷重が変化したのに対し、本実施形態の主端子２４では、４５４００回で急激に荷重が変化した。剥離部１１ｆは、低密着部４４の一部のみ、すなわち外周端１１ｅから一部の範囲のみに生じていた。このように、試験結果からも、従来に較べて外部接続端子の折損を抑制することができることが明らかとなった。
【０１０５】
なお、凹凸酸化膜４８による粗化面４３ａに限定されるものではない。それ以外にも、たとえば粗化めっきによる粗化面４３ａを採用することができる。
【０１０６】
（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行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省略する。
【０１０７】
本実施形態では、図１１に示すように、高密着部４３に、封止樹脂体１１との密着力を高める高分子膜４３ｂが形成されている。図１１は図６に対応しており、主端子２３を含む外部接続端子を例示している。高分子膜４３ｂの構成材料としては周知のもの、たとえばポリアミドを採用することができる。被覆部４２のうち、高分子膜４３ｂの形成部分は高密着部４３とされ、高分子膜４３ｂの形成されていない部分は低密着部４４となっている。
【０１０８】
低密着部４４には、高分子膜４３ｂが形成されていない。したがって、本実施形態でも、主端子２３が振動すると、低密着部４４の外周端１１ｅから少なくとも一部において封止樹脂体１１が剥離する。これにより、主端子２３において実質的に振動可能な距離、が長くなり、主端子２３の折損を抑制することができる。なお、主端子２３を含む外部接続端子以外の外部接続端子についても同様である。
【０１０９】
（第３実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行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省略する。
【０１１０】
本実施形態では、図１２に示すように、被覆部４２において、裏面４１の一部のみが低密着部４４となっている。主端子２２を含む外部接続端子の延設方向において、外周端１１ｅから一部の範囲のみが、低密着部４４となっている。低密着部４４と放熱面１４ａとの間の部分は、接続面４０と同じ構成の高密着部４３となっている。図１２は図７に対応しており、主端子２２を含む外部接続端子を例示している。
【０１１１】
これによれば、剥離させたい部分のみを低密着部４４とすることができる。したがって、主端子２２が振動した際に、封止樹脂体１１が剥離する範囲、すなわち実質的に振動可能な距離を制御することができる。よって、接続部４０ａまでのリークパスを長くすることができる。
【０１１２】
（第４実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行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省略する。
【０１１３】
本実施形態では、図１３に示すように、接続面４０において、接続部４０ａと外周端１１ｅとの間の部分のうち、接続部４０ａ側の一部のみが高密着部４３となっている。そして、高密着部４３と外周端１１ｅとの間の部分が、低密着部４４となっている。一方、裏面４１側の被覆部４２は、高密着部４３となっている。図１３も図７に対応しており、主端子２２を含む外部接続端子を例示している。
【０１１４】
このように、接続面４０側に低密着部４４を設けた場合も、主端子２２が振動すると、低密着部４４の外周端１１ｅから少なくとも一部において封止樹脂体１１が剥離する。これにより、主端子２２において実質的に振動可能な距離、が長くなり、主端子２３の折損を抑制することができる。なお、主端子２２を含む外部接続端子以外の外部接続端子についても同様である。
【０１１５】
また、接続面４０において、外周端１１ｅ側の一部のみを低密着部４４とし、低密着部４４と接続部４０ａとの間の部分を高密着部４３としている。したがって、接続面４０に低密着部４４を設けながらも、水分等の接続部４０ａへの侵入を抑制することができる。
【０１１６】
（第５実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行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省略する。
【０１１７】
本実施形態では、図１４に示すように、接続面４０及び裏面４１の両方に低密着部４４が設けられている。接続面４０において、接続部４０ａと外周端１１ｅとの間の部分のうち、接続部４０ａ側の一部のみが高密着部４３となっている。そして、高密着部４３と外周端１１ｅとの間の部分が、低密着部４４となっている。また、被覆部４２において、裏面４１の一部のみが低密着部４４となっている。主端子２２を含む外部接続端子の延設方向において、外周端１１ｅから一部の範囲のみが、低密着部４４となっている。低密着部４４と放熱面１４ａとの間の部分は、接続面４０と同じ構成の高密着部４３となっている。すなわち、第３実施形態に示した低密着部４４（図１２参照）及び第４実施形態に示した低密着部４４（図１３参照）を備える構成となっている。図１４も図７に対応しており、主端子２２を含む外部接続端子を例示している。
【０１１８】
これによっても、接続面４０の低密着部４４及び裏面４１の低密着部４４の少なくとも一方から封止樹脂体１１が剥離することで、主端子２２において実質的に振動可能な距離、が長くなり、主端子２２の折損を抑制することができる。なお、主端子２２を含む外部接続端子以外の外部接続端子についても同様である。
【０１１９】
また、接続面４０及び裏面４１において、Ｚ方向からの投影視において、接続面４０及び裏面４１の互いに重なる位置が低密着部４４となっている。したがって、接続面４０及び裏面４１の両方で封止樹脂体１１が剥離すると、主端子２２が振動しやすくなる。これにより、折損を抑制することができる。
【０１２０】
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。
【０１２１】
上記実施形態では、半導体装置１０として、半導体チップ１２を２つ有する２ｉｎ１パッケージの例を示した。しかしながら、半導体チップ１２の個数は限定されない。たとえば三相分の上下アームを構成する６つの半導体チップ１２のうちの１つのみを有する１ｉｎ１パッケージや、６つの半導体チップ１２を有する６ｉｎ１パッケージにも適用できる。
【０１２２】
ＩＧＢＴとＦＷＤが同一チップに形成される例を示したが、互いに別チップに形成される構成にも適用できる。
【０１２３】
半導体装置１０がターミナル１７を有する例を示したが、ターミナル１７を有さない構成としてもよい。この場合、第２ヒートシンク１９に、エミッタ電極１３ｂに向けて突出する凸部を設けるとよい。
【０１２４】
放熱面１４ａ，１９ａが、封止樹脂体１１から露出される例を示した。しかしながら、放熱面１４ａ，１９ａが、封止樹脂体１１から露出されない構成にも適用できる。
【０１２５】
樹脂封止型の電子装置として半導体装置１０の例を示したが、これに限定されない。少なくとも１つの電子部品、電子部品を封止する封止樹脂体、封止樹脂体の内部において電子部品と電気的に接続されており、一部が封止樹脂体から外部に露出され、互いに異なる電位とされる複数の導電部材を備え、導電部材が、封止樹脂体の内部から外部にわたって延設された外部接続端子を含む構成であればよい。
【０１２６】
上記実施形態（図５参照）では、高密着部４３における外周端１１ｅ側の端部を、外周端１１ｅに沿う形状、すなわち直線状とする例を示した。しかしながら、高密着部４３の端部形状は、上記例に限定されない。たとえば図１５の変形例に示すように、高密着部４３における外周端１１ｅ側の端部を弧状としてもよい。図１５では、弧状の頂点が、外周端１１ｅに一致している。したがって、高密着部４３の頂点付近の両サイドが、低密着部４４となっている。これによれば、封止樹脂体１１と外部接続端子との間で、局所に応力が集中するのを抑制し、ひいては封止樹脂体１１の剥離を抑制することができる。
【０１２７】
主端子２４において、Ｙ方向の一端側を接続部４０ａとする例を示したが、これに限定されない。たとえば信号端子２５同様、主端子２４における半導体チップ１２側の端部から一部の範囲を高密着部４３とし、接続面４０において、高密着部４３により接続部４０ａを挟むようにしてもよい。
【０１２８】
また、主端子２２を含む外部接続端子や主端子２３を含む外部接続端子同様、主端子２４の接続部４０ａ及び信号端子２５の接続部４０ａをそれぞれ取り囲むように高密着部４３を設けてもよい。
【０１２９】
高密着部４３及び低密着部４４の配置は上記例に限定されない。被覆部４２において、接続面４０及び裏面４１の少なくとも一方に、外周端１１ｅから延設方向に沿って低密着部４４が設けられ、低密着部４４とは異なる部分に、高密着部４３が設けられていればよい。
【０１３０】
金属薄膜４７を構成する金属はＮｉに限定されない。また、凹凸酸化膜４８もＮｉの酸化物に限定されない。凹凸酸化膜４８としては、金属薄膜４７を構成する金属と同じ金属の酸化物であればよい。
【符号の説明】
【０１３１】
１…電力変換装置、２…直流電源、３…モータ、４…コンデンサ、５…高電位電源ライン、６…低電位電源ライン、７…出力ライン、８…バスバー、１０…半導体装置、１１…封止樹脂体、１１ａ…一面、１１ｂ…裏面、１１ｃ，１１ｄ…側面、１１ｅ…外周端、１１ｆ…剥離部、１２，１２Ｈ，１２Ｌ…半導体チップ、１２ａ…一面、１２ｂ…裏面、１３ａ…コレクタ電極、１３ｂ…エミッタ電極、１４，１４Ｈ，１４Ｌ…第１ヒートシンク、１４ａ…放熱面、１５，１５Ｈ，１５Ｌ…はんだ、１６…継手部、１７，１７Ｈ，１７Ｌ…ターミナル、１８，１８Ｈ，１８Ｌ…はんだ、１９，１９Ｈ，１９Ｌ…第２ヒートシンク、１９ａ…放熱面、１９０，１９０Ｈ，１９０Ｌ…本体部、１９１，１９１Ｈ，１９１Ｌ…延設部、２０，２０Ｈ，２０Ｌ…はんだ、２１…はんだ、２２，２３，２４…主端子、２５，２５Ｈ，２５Ｌ…信号端子、２６…ボンディングワイヤ、２７…リードフレーム、２８，２９，３０…貫通孔、４０…接続面、４０ａ…接続部、４１…裏面、４２…被覆部、４３…高密着部、４３ａ…粗化面、４３ｂ…高分子膜、４４…低密着部、４５…基材、４６…皮膜、４７…金属薄膜、４８…凹凸酸化膜、４９…凹部、５０…凸部
【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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