(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の放熱板としての、一対の上アーム板（１４Ｈ，１８Ｈ）、及び、一対の下アーム板（１４Ｌ，１８Ｌ）と、
スイッチング素子が形成されており、一面及び前記一面と板厚方向に反対の裏面にそれぞれ形成された主電極（１３ａ，１３ｂ）と、前記裏面において前記主電極とは別の位置に形成された信号用のパッド（１３ｃ）と、を有し、前記一面の主電極が一対の前記放熱板の一方に電気的に接続され、前記裏面の主電極が前記放熱板の他方に電気的に接続された半導体チップとしての、前記板厚方向に直交する第１方向に並んで配置されるとともに、一対の前記上アーム板の間において互いに並列接続され、一対の前記上アーム板とともに上アーム回路（１０Ｈ）を構成する複数の上アームチップ（１２０Ｈ，１２１Ｈ）、及び、前記板厚方向に直交する第２方向に並んで配置されるとともに、一対の前記下アーム板の間において互いに並列接続され、一対の前記下アーム板とともに下アーム回路（１０Ｌ）を構成する、前記上アームチップと同数の下アームチップ（１２０Ｌ，１２１Ｌ）と、
対応する前記半導体チップのパッドに、電気的に接続された信号端子（２４）と、
前記上アームチップの低電位側に配置された前記上アーム板と、前記下アームチップの高電位側に配置された前記下アーム板とを電気的に接続する継手部（２０）と、
一対の前記上アーム板の少なくとも一部、一対の前記下アーム板の少なくとも一部、前記半導体チップ、前記継手部、及び前記信号端子の一部を一体的に封止する封止樹脂体（１１）と、
を備え、
各上アームチップのパッドが、前記第１方向及び前記板厚方向の両方向に直交する方向において、前記裏面の主電極に対して互いに同じ側に形成されるとともに、各上アームチップに対応する前記信号端子が、互いに同じ方向に延設され、
各下アームチップのパッドが、前記第２方向及び前記板厚方向の両方向に直交する方向において、前記裏面の主電極に対して互いに同じ側に形成されるとともに、各下アームチップに対応する前記信号端子が、互いに同じ方向に延設され、
前記継手部は、前記上アーム板における前記第１方向の一端であって前記下アーム板に近い側の端部に連なるとともに、前記下アーム板における前記第２方向の一端であって前記上アーム板に近い側の端部に連なり、
一対の前記上アーム板において複数の前記上アームチップを並列接続している並列接続部（１４０Ｈ，１８０Ｈ）のインダクタンス、及び、一対の前記下アーム板において複数の前記下アームチップを並列接続している並列接続部（１４０Ｌ，１８０Ｌ）のインダクタンスのそれぞれが、前記継手部を含み、前記上アーム回路と前記下アーム回路とを直列接続する直列接続部（２６）のインダクタンスよりも小さい半導体装置。
【請求項２】
前記第１方向と前記第２方向が同じ方向であり、
すべての前記信号端子が、互いに同じ方向に延設されている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
並列接続された複数の前記上アームチップと、並列接続された複数の前記下アームチップとが、一列に配置されている請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記上アーム板の並列接続部における前記第１方向の長さ、及び、前記下アーム板の並列接続部における前記第２方向の長さのそれぞれが、電流経路である前記直列接続部の経路長よりも短い請求項１〜３いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記上アーム板の並列接続部における前記第１方向の長さ、及び、前記下アーム板の並列接続部における前記第２方向の長さのそれぞれが、前記継手部の延設長さよりも短い請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記上アーム板の並列接続部における前記第１方向に直交する幅、及び、前記下アーム板の並列接続部における前記第２方向に直交する幅のそれぞれが、低電位側の前記上アーム板と高電位側の前記下アーム板とをつなぐ前記継手部の延設方向に直交する幅よりも広い請求項１〜５いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記上アーム板の並列接続部及び前記下アーム板の並列接続部のそれぞれの厚みが、前記継手部における電流の流れ方向に直交する厚みよりも厚い請求項１〜６いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記継手部の表面が、凹凸形状となっている請求項１〜７いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記継手部は、貫通孔（２０４）を有する請求項１〜８いずれか１項に記載の半導体装置。
【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、両面放熱構造の半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているように、上アーム回路を構成する上アームチップが一対の上アーム板の間に配置され、下アームを構成する下アームチップが一対の下アーム板の間に配置され、上アーム回路と下アーム回路が継手部を介して接続された両面放熱構造の半導体装置が知られている。この半導体装置では、上アーム板の間に上アームチップがひとつ配置され、下アーム板の間に下アームチップがひとつ配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−４９４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力制御の用途では、出力（電流容量）を大きく得たいという要求があり、たとえば半導体チップを並列接続する構成を採用することがある。しかしながら、並列接続構造を採用すると、電流ばらつきやゲートの異常発振が問題となる。
【０００５】
回路配置を対称にすることで、電流ばらつきを抑制することができる。一対の上アーム板の間において、たとえば２つの上アームチップを並列接続する場合、継手部の延設方向と直交する方向に上アームチップを並べ、且つ、信号端子の延設方向を、上アームチップの並び方向であって互いに相反する方向にする構成が考えられる。しかしながら、同一アームの信号端子が相反する方向に延設されるため、信号端子と外部（機器）との接続構造が複雑となる。
【０００６】
また、ゲートに、フェライトビーズやゲート抵抗を直列に挿入することで、異常発振を抑制することができる。しかしながら、このような対策では、スイッチング損失が増加してしまう。
【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、信号端子と外部との接続構造を簡素化しつつ、電流ばらつきやゲートの異常発振を抑制できる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】
【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】
本開示のひとつである半導体装置は、
一対の放熱板としての、一対の上アーム板（１４Ｈ，１８Ｈ）、及び、一対の下アーム板（１４Ｌ，１８Ｌ）と、
スイッチング素子が形成されており、一面及び一面と板厚方向に反対の裏面にそれぞれ形成された主電極（１３ａ，１３ｂ）と、裏面において主電極とは別の位置に形成された信号用のパッド（１３ｃ）と、を有し、一面の主電極が一対の放熱板の一方に電気的に接続され、裏面の主電極が放熱板の他方に電気的に接続された半導体チップとしての、板厚方向に直交する第１方向に並んで配置されるとともに、一対の上アーム板の間において互いに並列接続され、一対の上アーム板とともに上アーム回路（１０Ｈ）を構成する複数の上アームチップ（１２０Ｈ，１２１Ｈ）、及び、板厚方向に直交する第２方向に並んで配置されるとともに、一対の下アーム板の間において互いに並列接続され、一対の下アーム板とともに下アーム回路（１０Ｌ）を構成する、上アームチップと同数の下アームチップ（１２０Ｌ，１２１Ｌ）と、
対応する半導体チップのパッドに、電気的に接続された信号端子（２４）と、
上アームチップの低電位側に配置された上アーム板と、下アームチップの高電位側に配置された下アーム板とを電気的に接続する継手部（２０）と、
一対の上アーム板の少なくとも一部、一対の下アーム板の少なくとも一部、半導体チップ、継手部、及び信号端子の一部を一体的に封止する封止樹脂体（１１）と、
を備え、
各上アームチップのパッドが、第１方向及び板厚方向の両方向に直交する方向において、裏面の主電極に対して互いに同じ側に形成されるとともに、各上アームチップに対応する信号端子が、互いに同じ方向に延設され、
各下アームチップのパッドが、第２方向及び板厚方向の両方向に直交する方向において、裏面の主電極に対して互いに同じ側に形成されるとともに、各下アームチップに対応する信号端子が、互いに同じ方向に延設され、
継手部は、上アーム板における第１方向の一端であって下アーム板に近い側の端部に連なるとともに、下アーム板における第２方向の一端であって上アーム板に近い側の端部に連なり、
一対の上アーム板において複数の上アームチップを並列接続している並列接続部（１４０Ｈ，１８０Ｈ）のインダクタンス、及び、一対の下アーム板において複数の下アームチップを並列接続している並列接続部（１４０Ｌ，１８０Ｌ）のインダクタンスのそれぞれが、継手部を含み、上アーム回路と下アーム回路とを直列接続する直列接続部（２６）のインダクタンスよりも小さい。
【００１０】
これによれば、並列接続される複数の半導体チップにおいて、パッドが主電極に対して同じ側に形成されており、対応する信号端子同士が同方向に延設されている。したがって、信号端子と外部との接続構造を簡素化できる。
【００１１】
また、各並列接続部のインダクタンスが、継手部を含む直列接続部のインダクタンスよりも小さくなっている。たとえば直列接続部のインダクタンスを所定値とすると、並列接続部のインダクタンスが直列接続部のインダクタンス以上とされる構成に較べて、並列接続部のインダクタンスを小さくすることができる。これにより、上記したパッドの配置を採用しつつ、電流ばらつきを抑制することができる。また、上記したインダクタンスの大小関係を満たすことで、ゲートの異常発振を抑制することができる。ゲート抵抗などを挿入しなくてもよいため、スイッチング損失の増大を抑制しつつ、ゲートの異常発振を抑制することができる。異常発振抑制の効果については、実験により確認されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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実施形態の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対し、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】上アーム回路と下アーム回路の等価回路図である。
【図６】比較例の信号波形を示す図である。
【図７】第１実施形態の半導体装置について、信号波形を示す図である。
【図８】第２実施形態の半導体装置において、第１継手部周辺を示す断面図である。
【図９】第３実施形態の半導体装置において、第１継手部周辺を示す断面図である。
【図１０】第１変形例を示す平面図であり、図３に対応している。
【図１１】第２変形例を示す平面図である。
【図１２】第３変形例を示す断面図であり、図４に対応している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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、上アーム１０Ｈ側の半導体チップの並び方向をＸ方向と示す。また、Ｚ方向及びＸ方向の両方向に直交する方向をＹ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。Ｚ方向が板厚方向に相当し、Ｘ方向が第１方向に相当する。
【００１４】
（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。
【００１５】
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、平滑コンデンサである。
【００１６】
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上下アームを三相分、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。上下アームは、上アーム１０Ｈと下アーム１０Ｌが直列に接続されてなる。上下アームの出力端子は、モータ３への出力ライン７に接続されている。上アーム１０Ｈが上アーム回路に相当し、下アーム１０Ｌが下アーム回路に相当する。
【００１７】
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ゲート駆動回路などを有してもよい。
【００１８】
次に、図２〜図４に基づき、半導体装置１０について説明する。
【００１９】
図２〜図４に示すように、半導体装置１０は、封止樹脂体１１、半導体チップ１２、ヒートシンク１４、ターミナル１６、ヒートシンク１８、継手部２０、主端子２１，２２，２３、及び信号端子２４を備えている。以下において、符号末尾のＨは上アーム１０Ｈ側の要素であることを示し、末尾のＬは下アーム１０Ｌ側の要素であることを示す。要素の一部には、上アーム１０Ｈ、下アーム１０Ｌ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１０Ｈと下アーム１０Ｌとで共通符号としている。
【００２０】
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、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、信号端子２４が突出する側面１１ｃを有している。
【００２１】
半導体チップ１２は、シリコンやシリコンカーバイドなどの半導体基板に、スイッチング素子として、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）やＭＯＳＦＥＴ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とともに、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。
【００２２】
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、半導体チップ１２の一面にはコレクタ電極１３ａが形成され、一面と反対の裏面にはエミッタ電極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。コレクタ電極１３ａ及びエミッタ電極１３ｂが主電極に相当する。
【００２３】
半導体チップ１２は、上アーム１０Ｈ側の半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈと、下アーム１０Ｌ側の半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌと、を有している。半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈが上アームチップに相当し、半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌが下アームチップに相当する。半導体チップ１２０Ｈ，１２０Ｌ，１２１Ｈ，１２１Ｌ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１２０Ｈ，１２０Ｌ，１２１Ｈ，１２１Ｌは、互いに同じ構成となっている。上アーム１０Ｈ側の半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈ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１２０Ｈ，１２１Ｈ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。
【００２４】
下アーム１０Ｌ側の半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌ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１２０Ｌ，１２１Ｌも、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。半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌの並び方向が、第２方向に相当する。本実施形態では、第２方向が、第１方向と同じＸ方向となっている。また、半導体チップ１２０Ｈ，１２０Ｌ，１２１Ｈ，１２１Ｌが、Ｘ方向に沿って一列で配置されている。
【００２５】
半導体チップ１２の裏面、すなわちエミッタ電極形成面には、信号用の電極であるパッド１３ｃも形成されている。パッド１３ｃは、エミッタ電極１３ｂとは別の位置に形成されている。パッド１３ｃは、エミッタ電極１３ｂと電気的に分離されている。パッド１３ｃは、Ｙ方向において、エミッタ電極１３ｂの形成領域とは反対側の端部に形成されている。
【００２６】
本実施形態では、各半導体チップ１２が、５つのパッド１３ｃを有している。具体的には、５つのパッド１３ｃとして、ゲート電極用、エミッタ電極１３ｂの電位を検出するケルビンエミッタ用、電流センス用、半導体チップ１２の温度を検出する温度センサ（感温ダイオード）のアノード電位用、同じくカソード電位用を有している。５つのパッド１３ｃは、平面略矩形状の半導体チップ１２において、Ｙ方向の一端側にまとめて形成されるとともに、Ｘ方向に並んで形成されている。
【００２７】
半導体チップ１２は、エミッタ電極１３ｂとパッド１３ｃとの並び方向及び板厚方向であるＺ方向の両方向に対して直交する方向に並んで配置されている。本実施形態では、すべての半導体チップ１２について、エミッタ電極１３ｂとパッド１３ｃとの並び方向がＹ方向となっている。このため、すべての半導体チップ１２は、Ｘ方向に並んで配置されている。
【００２８】
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ている。ヒートシンク１４は、放熱板とも称される。本実施形態では、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。ヒートシンク１４は、Ｚ方向において、対応する半導体チップ１２に対し、封止樹脂体１１の一面１１ａ側に配置されている。
【００２９】
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。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。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。放熱面１４ａは、一面１１ａと略面一となっている。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。
【００３０】
本実施形態では、ヒートシンク１４が、上アーム１０Ｈ側のヒートシンク１４Ｈと、下アーム１０Ｌ側のヒートシンク１４Ｌと、を有している。ヒートシンク１４Ｈにおける放熱面１４ａと反対の面には、半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈのコレクタ電極１３ａが、それぞれはんだ１５を介して接続されている。また、ヒートシンク１４Ｌにおける放熱面１４ａと反対の面には、半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌのコレクタ電極１３ａが、それぞれはんだ１５を介して接続されている。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。ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌの放熱面１４ａは、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。
【００３１】
ターミナル１６は、対応する半導体チップ１２とヒートシンク１８との間に介在している。ターミナル１６は、半導体チップ１２とヒートシンク１８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を用いて形成されている。ターミナル１６は、エミッタ電極１３ｂに対向配置され、はんだ１７を介してエミッタ電極１３ｂと電気的に接続されている。ターミナル１６は、半導体チップ１２ごとに設けられている。
【００３２】
ヒートシンク１８も、ヒートシンク１４同様、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。ヒートシンク１８は、放熱板とも称される。本実施形態では、ヒートシンク１８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。ヒートシンク１８は、Ｚ方向において、対応する半導体チップ１２に対し、封止樹脂体１１の裏面１１ｂ側に配置されている。
【００３３】
ヒートシンク１８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。具体的には、エミッタ電極１３ｂと、はんだ１７、ターミナル１６、及びはんだ１９を介して、電気的に接続されている。ヒートシンク１８の大部分は封止樹脂体１１によって覆われている。ヒートシンク１８の表面のうち、半導体チップ１２とは反対の放熱面１８ａが、封止樹脂体１１から露出されている。放熱面１８ａは、裏面１１ｂと略面一となっている。ヒートシンク１８の表面のうち、はんだ１９との接続部及び放熱面１８ａを除く部分は、封止樹脂体１１によって覆われている。
【００３４】
本実施形態では、ヒートシンク１８が、上アーム１０Ｈ側のヒートシンク１８Ｈと、下アーム１０Ｌ側のヒートシンク１８Ｌと、を有している。ヒートシンク１８Ｈにおける放熱面１８ａと反対の面には、半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈに対応するターミナル１６が、はんだ１９を介して接続されている。また、ヒートシンク１８Ｌにおける放熱面１８ａと反対の面には、半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌに対応するターミナル１６が、はんだ１９を介して接続されている。ヒートシンク１８Ｈ，１８Ｌ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、ヒートシンク１８Ｈ，１８Ｌの放熱面１８ａ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。
【００３５】
このように、上アーム１０Ｈ側の半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈは、ヒートシンク１４Ｈ，１８Ｈの間において互いに並列接続されている。したがって、ヒートシンク１４Ｈ，１８Ｈが、一対の上アーム板に相当する。同様に、下アーム１０Ｌ側の半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌは、ヒートシンク１４Ｌ，１８Ｌの間において互いに並列接続されている。したがって、ヒートシンク１４Ｌ，１８Ｌが、一対の下アーム板に相当する。
【００３６】
継手部２０は、半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈのエミッタ電極１３ｂ側に配置されたヒートシンク１８Ｈと、半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌのコレクタ電極１３ａ側に配置されたヒートシンク１４Ｌと、を電気的に接続している。換言すれば、継手部２０は、半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈの低電位側に配置された上アーム１０Ｈ側のヒートシンク１８Ｈと、半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌの高電位側に配置された下アーム１０Ｌ側のヒートシンク１４Ｌと、を電気的に接続している。
【００３７】
継手部２０の一端は、ヒートシンク１８Ｈにおける半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈの並び方向の一端であって、ヒートシンク１４Ｌに近い側の端部付近に連なっている。継手部２０の他端は、ヒートシンク１４Ｌにおける半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌの並び方向の一端であって、ヒートシンク１８Ｈに近い側の端部付近に連なっている。
【００３８】
本実施形態では、すべての半導体チップ１２が、Ｘ方向に沿って一列で配置されている。また、ヒートシンク１４Ｌ，１８Ｈも、Ｚ方向からの投影視において、Ｘ方向に並んで配置されている。継手部２０は、ＸＹ平面視において、Ｘ方向に延設されている。継手部２０の一端は、ヒートシンク１８Ｈにおけるヒートシンク１４Ｌ側の側面１８ｂに連なっている。継手部２０の他端は、ヒートシンク１４Ｌにおけるヒートシンク１８Ｈ側の側面１４ｂに連なっている。
【００３９】
より詳しくは、継手部２０が、ヒートシンク１８Ｈに連なる第１継手部２００と、ヒートシンク１４Ｌに連なる第２継手部２０１と、を有している。第１継手部２００は、同一の金属板を加工することで、ヒートシンク１８Ｈと一体的に設けられている。第１継手部２００は、封止樹脂体１１に被覆されるように、ヒートシンク１８Ｈよりも薄く設けられている。第１継手部２００は、ヒートシンク１８Ｈにおける半導体チップ１２側の面と略面一となるように、ヒートシンク１８Ｈに連なっている。第１継手部２００は、薄板状をなしており、ヒートシンク１８Ｈの側面１８ｂからＸ方向に延びている。
【００４０】
第２継手部２０１は、同一の金属板を加工することで、ヒートシンク１４Ｌと一体的に設けられている。第２継手部２０１は、封止樹脂体１１に被覆されるように、ヒートシンク１４Ｌよりも薄く設けられている。第２継手部２０１は、ヒートシンク１４Ｌにおける半導体チップ１２側の面に略面一で連なっている。第２継手部２０１は、ヒートシンク１４Ｌの側面１４ｂから、ヒートシンク１８Ｈに向けて延設されている。第２継手部２０１は、Ｚ方向から見ると、Ｘ方向に延設されている。本実施形態では、図４に示すように、第２継手部２０１が屈曲部を２箇所有している。第２継手部２０１の先端部分は、Ｚ方向からの投影視において、第１継手部２００と重なっている。そして、第２継手部２０１と第１継手部２００とが、はんだ２０２を介して接続されている。
【００４１】
主端子２１は、半導体装置１０を高電位電源ライン５に接続するための外部接続端子である。主端子２１は、高電位電源端子、Ｐ端子とも称される。主端子２１は、ヒートシンク１４Ｈに連なっており、ヒートシンク１４ＨからＹ方向に延設されている。本実施形態では、同一の金属板を加工することで、主端子２１がヒートシンク１４Ｈと一体的に設けられている。主端子２１は、ヒートシンク１４ＨにおけるＹ方向の一端に連なっている。主端子２１は、ヒートシンク１４Ｈとほぼ同じ厚みを有している。主端子２１の一面は、ヒートシンク１４Ｈの放熱面１４ａに略面一で連なっており、放熱面１４ａとともに封止樹脂体１１の一面１１ａから露出している。
【００４２】
主端子２２は、半導体装置１０をモータ３の出力ライン７に接続するための外部接続端子である。主端子２２は、出力端子、Ｏ端子とも称される。主端子２２は、ヒートシンク１４Ｌに連なっており、ヒートシンク１４ＬからＹ方向であって主端子２１と同じ側に延設されている。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がヒートシンク１４Ｌと一体的に設けられている。主端子２２は、ヒートシンク１４ＬにおけるＹ方向の一端に連なっている。主端子２２は、ヒートシンク１４Ｌとほぼ同じ厚みを有している。主端子２２の一面は、ヒートシンク１４Ｌの放熱面１４ａに略面一で連なっており、放熱面１４ａとともに封止樹脂体１１の一面１１ａから露出している。すなわち、一面１１ａから、ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌの放熱面１４ａ、及び、主端子２１，２２が露出している。
【００４３】
主端子２３は、半導体装置１０を低電位電源ライン６に接続するための外部接続端子である。主端子２３は、低電位電源端子、Ｎ端子とも称される。主端子２３は、ヒートシンク１８Ｌに連なっており、ヒートシンク１８ＬからＹ方向であって主端子２１と同じ側に延設されている。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がヒートシンク１８Ｌと一体的に設けられている。主端子２３は、ヒートシンク１８ＬにおけるＹ方向の一端に連なっている。主端子２３は、ヒートシンク１８Ｌとほぼ同じ厚みを有している。主端子２３の一面は、ヒートシンク１８Ｌの放熱面１８ａに略面一で連なっており、放熱面１８ａとともに封止樹脂体１１の裏面１１ｂから露出している。すなわち、裏面１１ｂから、ヒートシンク１８Ｈ，１８Ｌの放熱面１８ａ、及び、主端子２３が露出している。
【００４４】
主端子２３の一部分は、Ｚ方向からの投影視において、主端子２１と重なっている。すなわち、Ｚ方向において、主端子２１（Ｐ端子）と主端子２３（Ｎ端子）の積層構造が形成されている。具体的には、ヒートシンク１４ＨにおけるＹ方向の一側面であって下アーム１０Ｌに近い側の部分から、主端子２１が延設されている。換言すれば、半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈのうち、半導体チップ１２０Ｈに近い側から延設されている。主端子２１は、先端がＸ方向において下アーム１０Ｌに近づくようにＹ方向に延設されている。すなわち、主端子２１は、斜めに延設されている。
【００４５】
また、ヒートシンク１８ＬにおけるＹ方向の一側面であって上アーム１０Ｈに近い側の部分から、主端子２３が延設されている。換言すれば、半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌのうち、半導体チップ１２０Ｌに近い側から延設されている。主端子２３は、先端がＸ方向において上アーム１０Ｈに近づくようにＹ方向に延設されている。すなわち、主端子２３は、斜めに延設されている。そして、主端子２１，２３の先端部分が、Ｚ方向からの投影視において重なっている。
【００４６】
信号端子２４は、対応する半導体チップ１２のパッド１３ｃに、ボンディングワイヤ２５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２５を採用している。信号端子２４は、封止樹脂体１１の内部でボンディングワイヤ２５と接続されており、封止樹脂体１１の側面１１ｃから外部に突出している。
【００４７】
本実施形態では、信号端子２４が、上アーム１０Ｈ側の信号端子２４Ｈと、下アーム１０Ｌ側の信号端子２４Ｌと、を有している。信号端子２４Ｈは、対応する半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈのパッド１３ｃと電気的に接続されている。信号端子２４Ｌは、対応する半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌのパッド１３ｃと電気的に接続されている。半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈのそれぞれに対応する信号端子２４Ｈは、同じ方向に延設されている。また、半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌのそれぞれに対応する信号端子２４Ｌは、同じ方向に延設されている。
【００４８】
より詳しくは、すべての半導体チップ１２がＸ方向に沿って一列で配置されている。また、各半導体チップ１２のパッド１３ｃが、Ｙ方向の同じ側に配置されている。したがって、信号端子２４Ｈ及び信号端子２４Ｌが、同じ方向に延設されている。信号端子２４Ｈ及び信号端子２４Ｌは、Ｙ方向であって、ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌ，１８Ｈに対する主端子２１，２２，２３の延設方向と相反する方向に延設されている。
【００４９】
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、ヒートシンク１４の一部、ターミナル１６、ヒートシンク１８の一部、主端子２１，２２，２３の一部、及び信号端子２４の一部が、一体的に封止されている。封止樹脂体１１には、半導体チップ１２０Ｈ，１２０ｌ，１２１Ｈ，１２１Ｌが封止されている。すなわち、一相分の上下アームを構成する上アーム１０Ｈがひとつと下アーム１０Ｌがひとつ封止されている。このため、半導体装置１０は、２ｉｎ１パッケージとも称される。
【００５０】
また、ヒートシンク１４，１８は、封止樹脂体１１とともに切削加工されている。一面１１ａ及び放熱面１４ａは、切削面となっている。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１８ａは、切削面となっている。ヒートシンク１８Ｈ，１８Ｌの放熱面１８ａ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，１８ａ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。
【００５１】
本実施形態では、上記したように、主端子２１，２２における放熱面１４ａに連なる一面も、切削面となっている。また、主端子２３における放熱面１８ａに連なる一面も、切削面となっている。このような半導体装置１０は、周知の製造方法により形成することができる。
【００５２】
次に、図３〜図５に基づき、上アーム１０Ｈ、下アーム１０Ｌ、及び上アーム１０Ｈと下アーム１０Ｌとを直列に接続する直列接続部２６の詳細について説明する。
【００５３】
上記したように、ヒートシンク１４Ｈ，１４ＬはＸ方向に並んで配置されている。また、半導体チップ１２０Ｈ，１２０Ｌ，１２１Ｈ，１２１Ｌは、Ｘ方向に沿って一列で配置されている。Ｘ方向において、半導体チップ１２１Ｈ、半導体チップ１２０Ｈ、半導体チップ１２０Ｌ、半導体チップ１２１Ｌの順に並んで配置されている。継手部２０は、ＸＹ平面視でＸ方向に延びており、ヒートシンク１８Ｈの側面１８ｂとヒートシンク１４Ｌの側面１４ｂとを連結している。
【００５４】
上アーム１０Ｈは、一対の上アーム板であるヒートシンク１４Ｈ，１８Ｈ、半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈを備えて構成されている。Ｘ方向において、半導体チップ１２０Ｈが継手部２０に近い側、半導体チップ１２１Ｈが継手部２０に対して遠い側となっている。すなわち、Ｘ方向において、継手部２０からの距離が、半導体チップ１２０Ｈと半導体チップ１２１Ｈで異なっている。ヒートシンク１４Ｈにおいて、はんだ１５を介した半導体チップ１２０Ｈの接続部分とはんだ１５を介した半導体チップ１２１Ｈの接続部分との間の部分が、コレクタ電極１３ａ側の並列接続部１４０Ｈとなっている。同様に、ヒートシンク１８Ｈにおいて、はんだ１９を介した半導体チップ１２０Ｈの接続部分とはんだ１９を介した半導体チップ１２１Ｈの接続部分との間の部分が、エミッタ電極１３ｂ側の並列接続部１８０Ｈとなっている。図４において、破線で挟まれた部分が並列接続部１４０Ｈ，１８０Ｈである。
【００５５】
上アーム１０Ｈは、上記以外にも、はんだ１５，１７，１９及びターミナル１６を備えている。しかしながら、上記したように、半導体チップ１２０Ｈと半導体チップ１２１Ｈとで、一対のヒートシンク１４Ｈ，１８Ｈ間におけるＺ方向の接続構造（積層構造）は同じとなっている。
【００５６】
下アーム１０Ｌは、一対の下アーム板であるヒートシンク１４Ｌ，１８Ｌ、半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌを備えて構成されている。Ｘ方向において、半導体チップ１２０Ｌが継手部２０に近い側、半導体チップ１２１Ｌが継手部２０に対して遠い側となっている。すなわち、Ｘ方向において、継手部２０からの距離が、半導体チップ１２０Ｌと半導体チップ１２１Ｌで異なっている。ヒートシンク１４Ｌにおいて、はんだ１５を介した半導体チップ１２０Ｌの接続部分とはんだ１５を介した半導体チップ１２１Ｌの接続部分との間の部分が、コレクタ電極１３ａ側の並列接続部１４０Ｌとなっている。同様に、ヒートシンク１８Ｌにおいて、はんだ１９を介した半導体チップ１２０Ｌの接続部分とはんだ１９を介した半導体チップ１２１Ｌの接続部分との間の部分が、エミッタ電極１３ｂ側の並列接続部１８０Ｌとなっている。並列接続部１８０Ｌについても、並列接続部１８０Ｈと同じ構成となっている。図４において、破線で挟まれた部分が並列接続部１４０Ｌ，１８０Ｌである。
【００５７】
下アーム１０Ｌは、上記以外にも、はんだ１５，１７，１９及びターミナル１６を備えている。しかしながら、上記したように、半導体チップ１２０Ｌと半導体チップ１２１Ｌとで、一対のヒートシンク１４Ｌ，１８Ｌ間におけるＺ方向の接続構造（積層構造）は同じとなっている。
【００５８】
また、Ｘ方向において、継手部２０と半導体チップ１２０Ｈと間には、所定の隙間がある。すなわち、Ｘ方向において、側面１８ｂと半導体チップ１２０Ｈと間には隙間がある。同じく、Ｘ方向において、継手部２０と半導体チップ１２０Ｌと間には、所定の隙間がある。すなわち、Ｘ方向において、側面１４ｂと半導体チップ１２０Ｌと間には隙間がある。したがって、本実施形態では、継手部２０と、ヒートシンク１８Ｈにおける側面１８ｂから半導体チップ１２０Ｈまでの間の部分と、ヒートシンク１４Ｌにおける側面１４ｂから半導体チップ１２０Ｌまでの部分により、上アーム１０Ｈと下アーム１０Ｌを直列に接続する直列接続部２６が形成されている。
【００５９】
並列接続部１４０Ｈ，１４０Ｌは、電流が流れる方向であるＸ方向の長さ（経路長）が互いにほぼ等しい。並列接続部１８０Ｈ，１８０Ｌは、電流が流れる方向であるＸ方向の長さが互いにほぼ等しい。並列接続部１４０Ｈ，１４０Ｌと、並列接続部１８０Ｈ，１８０Ｌとでは、Ｘ方向の長さがわずかに異なるが、便宜上、すべての並列接続部１４０Ｈ，１４０Ｌ，１８０Ｈ，１８０ＬのＸ方向の長さをＡ１と示す。また、ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌ，１８Ｈ，１８Ｌは、Ｙ方向に沿う長さである幅が互いにほぼ等しく、Ｚ方向に沿う長さである厚みが互いにほぼ等しくなっている。したがって、すべての並列接続部１４０Ｈ，１４０Ｌ，１８０Ｈ，１８０Ｌの幅が、互いにほぼ等しい値であるＢ１となっている。また、並列接続部１４０Ｈ，１４０Ｌ，１８０Ｈ，１８０Ｌの厚みが、互いにほぼ等しい値であるＣ１となっている。
【００６０】
したがって、上アーム１０Ｈ、下アーム１０Ｌ、及び直列接続部２６の等価回路は、図５のように示すことができる。上記したように、上アーム１０Ｈと下アーム１０Ｌとで長さＡ１がわずかに異なるものの、幅Ｂ１、厚みＣ１は等しいため、図５では、便宜上、各並列接続部１４０Ｈ，１４０Ｌ，１８０Ｈ，１８０ＬのインダクタンスをＬ１としている。また、直列接続部２６のインダクタンスをＬ２としている。上アーム１０Ｈは、主端子２１を介して、高電位電源ライン５に接続される。下アーム１０Ｌは、主端子２３を介して、低電位電源ライン６に接続される。
【００６１】
図４に示すように、長さＡ１は、直列接続部２６において電流が流れる方向の長さ（経路長）Ａ２に較べて、短くなっている。厳密にいえば、より長さの長いエミッタ電極１３ｂ側の並列接続部１８０Ｈ，１８０Ｌの長さＡ１、すなわち長さＡ１の最大値が、長さＡ２よりも短くなっている。なお、図４において、長さＡ２を両端矢印で示している。
【００６２】
また、図３に示すように、幅Ｂ１は、直列接続部２６を主として構成する継手部２０の幅Ｂ２よりも広くなっている。図４に示すように、厚みＣ１は、継手部２０を構成する第１継手部２００及び第２継手部２０１の少なくとも一方の厚みよりも厚くなっている。本実施形態では、厚みＣ１が、第２継手部２０１の厚みＣ２よりも厚くなっている。また、厚みＣ１は、第１継手部２００の厚みよりも厚くなっている。以上により、並列接続部１４０Ｈ，１４０Ｌ，１８０Ｈ，１８０ＬのインダクタンスＬ１が、直列接続部２６のインダクタンスＬ２よりも小さくなっている。
【００６３】
次に、上記した半導体装置１０の効果について説明する。
【００６４】
本実施形態では、並列接続された半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈのパッド１３ｃが、Ｙ方向において、主電極であるエミッタ電極１３ｂに対して同じ側に形成されている。そして、半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈのそれぞれに対応する信号端子２４Ｈが、Ｙ方向であって同じ側に延設されている。同じく、並列接続された半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌのパッド１３ｃが、Ｙ方向において、主電極であるエミッタ電極１３ｂに対して同じ側に形成されている。そして、半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌのそれぞれに対応する信号端子２４Ｌが、Ｙ方向であって同じ側に延設されている。このように、同一アームにおいて、信号端子２４の延設方向が同じ方向となっているので、信号端子２４と外部（機器）との接続構造を簡素化することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、並列接続部１４０Ｈ，１４０Ｌ，１８０Ｈ，１８０ＬのそれぞれのインダクタンスＬ１が、継手部２０を含む直列接続部２６のインダクタンスＬ２よりも小さくなっている。たとえば直列接続部２６のインダクタンスＬ２を所定値とすると、インダクタンスＬ１がインダクタンスＬ２以上とされる構成に較べて、インダクタンスＬ１を小さくすることができる。これにより、上記したパッド１３ｃの配置を採用しつつ、電流ばらつきを抑制することができる。主回路配線の抵抗成分の影響は、コレクタ側よりもエミッタ側の方が大きいため、特に並列接続部１８０Ｈ，１８０ＬのそれぞれのインダクタンスＬ１をインダクタンスＬ２よりも小さくすることにより、電流ばらつきを抑制することができる。
【００６６】
また、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たすことにより、ゲートの異常発振を抑制することができる。ゲートに、ゲート抵抗などを直列に挿入しなくてもよいため、スイッチング損失の増大を抑制しつつ、ゲートの異常発振を抑制することができる。この点については、本発明による実験で実際に効果が確認されている。
【００６７】
図６は、本実施形態に対する比較例の信号波形を示しており、図７は、本実施形態の半導体装置１０の信号波形を示している。いずれもターンオン時の波形である。図６において、実線は並列接続された半導体チップのケルビンエミッタ間の電圧、破線は継手部に近い側の半導体チップのＩｃｅ、一点鎖線は継手部に遠い側の半導体チップのＩｃｅ、二点鎖線はＶｃｅを示している。図７において、実線はケルビンエミッタ間の電圧、破線はＶｇｅ、一点鎖線は並列接続された半導体チップに流れた電流Ｉｃｅの和、二点鎖線はＶｃｅを示している。インダクタンスＬ２を３ｎＨで固定し、比較例ではインダクタンスＬ１を２０ｎＨ、本実施形態の例ではインダクタンスＬ１を１ｎＨとした。比較例では、本実施形態と基本的に同じ構成において、Ｌ１＞Ｌ２を満たすようにした。
【００６８】
図６及び図７に示すように、Ｌ１＞Ｌ２とした比較例では、ゲートの異常発振が生じるのに対し、Ｌ１＜Ｌ２とした本実施形態の例では、ゲートの異常発振を抑制できることが明らかとなった。なお、ケルビンエミッタ間の電圧の振幅は、比較例で３６．８Ｖ、本実施形態の例で４．４Ｖであった。なお、ターンオン時について例示したが、ターンオフ時についても同様の結果が得られると考えられる。
【００６９】
以上により、本実施形態の半導体装置１０によれば、信号端子２４と外部との接続構造を簡素化しつつ、電流ばらつきやゲートの異常発振を抑制することができる。特に、ゲートに、ゲート抵抗などを直列に挿入しなくてもよいため、スイッチング速度の高周波化（高速スイッチング）が可能である。したがって、スイッチング損失の増大を抑制しつつ、ゲートの異常発振を抑制することができる。
【００７０】
上記に加えて、本実施形態では、半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈだけでなく、半導体チップ１２０Ｌ，１２１ＬもＸ方向に並んで配置されており、エミッタ電極１３ｂに対するパッド１３ｃの配置が、上アーム１０Ｈと下アーム１０Ｌで同じとなっている。そして、すべての信号端子２４Ｈ，２４Ｌが、同じ方向に延設されている。したがって、信号端子２４と外部（機器）との接続構造をより簡素化することができる。
【００７１】
さらには、すべての半導体チップ１２がＸ方向に沿って一列で配置されている。したがって、信号端子２４と外部（機器）との接続構造をさらに簡素化することができる。また、半導体装置１０のＹ方向の体格を小型化することもできる。
【００７２】
ところで、長さｌ、幅ｗ、厚みｔの平板の自己インダクタンスＬ（μＨ）は、周知の下記式にて示すことができる。
（数１）Ｌ＝０．０００２×ｌ×［ｌｎ｛２ｌ／（ｗ＋ｔ）｝＋１／２＋０．２２（ｗ＋ｔ）／ｌ］
このように、インダクタンスＬと長さｌとの間には、概ね比例関係が成立する。インダクタンスＬと１／ｗとの間には、概ね比例関係が成立する。インダクタンスＬと１／ｔとの間には、概ね比例関係が成立する。したがって、上記した長さＡ１＜Ａ２、幅Ｂ１＞Ｂ２、厚みＣ１＞Ｃ２の少なくともひとつの関係を満たすことで、Ｌ１＜Ｌ２の関係を成立させればよい。
【００７３】
本実施形態では、並列接続部１４０Ｈ，１４０Ｌ，１８０Ｈ，１８０Ｌの長さＡ１が、直列接続部２６の長さＡ２に較べて、短くなっている。数式１に示されるように、インダクタンスＬに対して長さｌの影響が最も大きい。したがって、Ａ１＜Ａ２とすることで、インダクタンスＬ１＜インダクタンスＬ２を満たすことができる。特に本実施形態では、長さＡ１が継手部２０の延設長さよりも短くなっている。これにより、より確実に、インダクタンスＬ１＜インダクタンスＬ２を満たすことができる。
【００７４】
また、本実施形態では、並列接続部１４０Ｈ，１４０Ｌ，１８０Ｈ，１８０Ｌの幅Ｂ１が、直列接続部２６を主として構成する継手部２０の幅Ｂ２よりも広くなっている。したがって、これによっても、インダクタンスＬ１＜インダクタンスＬ２を満たすことができる。
【００７５】
また、本実施形態では、並列接続部１４０Ｈ，１４０Ｌ，１８０Ｈ，１８０Ｌの厚みＣ１が、継手部２０を構成する第１継手部２００及び第２継手部２０１の少なくとも一方の厚みよりも厚くなっている。具体的には、厚みＣ１が、第２継手部２０１の厚みＣ２よりも厚くなっている。また、厚みＣ１は、第１継手部２００の厚みよりも厚くなっている。これによっても、インダクタンスＬ１＜インダクタンスＬ２を満たすことができる。なお、スイッチング速度を高周波化すると、表皮効果により、ヒートシンク１４Ｈ，１４Ｌ，１８Ｈ，１８Ｌの表層にしか電流が流れない。したがって、厚みよりも幅において上記関係を満たすようにする方が好ましい。
【００７６】
また、本実施形態では、主端子２１，２３の先端部分が、Ｚ方向からの投影視において重なっている。したがって、磁束打ち消し効果により、主回路インダクタンスに対して寄与度の高い、主端子２１（Ｐ端子）のインダクタンスＬｐ及び主端子２３（Ｎ端子）のインダクタンスＬｎを、小さくすることができる。これにより、インダクタンスＬｐ，Ｌｎ起因で生じる発振現象を抑制することもできる。具体的には、ターンオフ時に、インダクタンスＬｐ，Ｌｎ起因のスパイク電圧が、ゲートとコレクタとの間の寄生容量を介してゲートのインダクタンスＬｇと共振回路を形成し、発振現象を引き起こすのを抑制することができる。
【００７７】
なお、インダクタンスＬｐ，Ｌｎを小さくするには、絶縁沿面距離の許す範囲で、図３に一点鎖線で示す鎖交ループ２７を小さくすると良い。鎖交ループ２７は、ＸＹ平面視で、主端子２１、継手部２０、及び主端子２３により囲まれる部分である。鎖交ループ２７を小さくすると、主端子２１，２３の積層面積を大きくすることができる。したがって、磁束打ち消し効果を高めて、インダクタンスＬｐ，Ｌｎをより小さくすることができる。
【００７８】
（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。
【００７９】
本実施形態の半導体装置１０では、継手部２０の表面が凹凸形状となっている。図８に本実施形態の一例を示す。図８では、第１継手部２００におけるはんだ接続面であって、ヒートシンク１８Ｈに連なる根元付近に、凹部２０３が形成されている。凹部２０３は、第１継手部２００のうち、電流経路であって、はんだ２０２との被接触部分に形成されている。図示を省略するが、凹部２０３は、Ｙ方向に延設されている。凹部２０３は、Ｙ方向において、第１継手部２００の一端から他端にわたって形成されている。凹部２０３は、たとえばプレス加工やエッチングにより形成することができる。
【００８０】
このように、凹部２０３を有する継手部２０を採用すると、継手部２０において電流経路を長くすることができる。これにより、体格の増大を抑制しつつ、インダクタンスＬ２を大きくすることができる。インダクタンスＬ２を大きくすることで、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たしやすくなる。
【００８１】
また、封止樹脂体１１が凹部２０３に入り込み、アンカー効果を生じる。これにより、継手部２０に対する封止樹脂体１１の密着性を高めることもできる。
【００８２】
なお、凹部２０３に代えて、凸部を設けてもよい。また、凹凸形状は第１継手部２００に限定されない。第１継手部２００及び第２継手部２０１の少なくとも一方に設けられれば良い。たとえば、第２継手部２０１におけるヒートシンク１４Ｌに連なる根元付近に、凹部２０３を設けてもよい。
【００８３】
（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。
【００８４】
本実施形態では、継手部２０が貫通孔を有している。図９に本実施形態の一例を示す。図９では、第１継手部２００におけるヒートシンク１８Ｈに連なる根元付近に、貫通孔２０４が形成されている。貫通孔２０４は、凹部２０３同様、第１継手部２００のうち、電流経路であって、はんだ２０２との被接触部分に形成されている。図示を省略するが、第１継手部２００には、複数の貫通孔２０４が形成されている。複数の貫通孔２０４は、Ｙ方向に所定の間隔を有して形成されている。貫通孔２０４も、たとえばプレス加工やエッチングにより形成することができる。
【００８５】
このように、貫通孔２０４を有する継手部２０を採用すると、継手部２０において電流経路の幅を狭くすることができる。これにより、体格の増大を抑制しつつ、インダクタンスＬ２を大きくすることができる。インダクタンスＬ２を大きくすることで、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たしやすくなる。
【００８６】
また、封止樹脂体１１が貫通孔２０４内に充填されるため、アンカー効果により、継手部２０に対する封止樹脂体１１の密着性を高めることもできる。
【００８７】
なお、貫通孔２０４は、第１継手部２００及び第２継手部２０１の少なくとも一方に設けられれば良い。たとえば、第２継手部２０１におけるヒートシンク１４Ｌに連なる根元付近に、貫通孔２０４を設けてもよい。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
半導体装置１０がターミナル１６を有する例を示したが、ターミナル１６を有さない構成としてもよい。その際、ヒートシンク１８に、エミッタ電極１３ｂに向けて突出する凸部を設けてもよい。
【００９１】
放熱面１４ａ，１８ａ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，１８ａが、封止樹脂体１１から露出されない構成にも適用できる。封止樹脂体１１の一面１１ａ、裏面１１ｂ、及び放熱面１４ａ，１８ａが切削面とされる例を示したが、これに限定されない。たとえばキャビティを構成する金型の壁面に放熱面１４ａ，１８ａが接触するようにして、封止樹脂体１１を成形してもよい。
【００９２】
主端子２１，２２，２３が、対応するヒートシンク１４，１８の放熱面１４ａ，１８ａに連なって、封止樹脂体１１の一面１１ａ又は裏面１１ｂから露出される例を示した。しかしながら、主端子２１，２２，２３が、一面１１ａ及び裏面１１ｂから露出されず、封止樹脂体１１の側面から外部に突出する構成を採用することもできる。
【００９３】
２つの半導体チップ１２が一対の放熱板の間で並列接続される例を示したが、これに限定されない。より大電流に対応するために、３つ以上の半導体チップ１２が一対の放熱板の間で並列接続される構成にも適用できる。この場合、一対の放熱板の間で並列接続された３つ以上の半導体チップ１２のうち、継手部２０にいちばん近い半導体チップ１２と継手部２０に対して最も遠い半導体チップ１２との間の並列接続部のインダクタンスＬ１が、直列接続部２６のインダクタンスＬ２より小さくなるようにすればよい。
【００９４】
Ｚ方向からの投影視において、主端子２１，２３同士が重なる例を示した。しかしながら、たとえば図１０の第１変形例に示すように、Ｚ方向からの投影視で主端子２１，２３同士が重ならないように、お互いに離れて配置された構成を採用することもできる。図１０では、Ｘ方向において、主端子２１（Ｐ端子）と主端子２２（Ｏ端子）の間に、主端子２３（Ｎ端子）が配置されている。すなわち、主端子２１の隣りに主端子２３が配置されているため、少なからず磁束打ち消しの効果を奏することとなる。
【００９５】
すべての半導体チップ１２がＸ方向に並んで配置され、ＸＹ平面視でＸ方向に延びる継手部２０が、ヒートシンク１４Ｌにおける半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌの並び方向の一端である側面１４ｂと、ヒートシンク１８Ｈにおける半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈの並び方向の一端である側面１８ｂとに連なる例を示した。しかしながら、半導体チップ１２の配置及び継手部２０の延設方向は、上記例に限定されない。すべての半導体チップ１２がたとえばＸ方向に並んで配置され、且つ、上アーム１０Ｈ側と下アーム１０Ｌ側とでＹ方向にずれた構成、すなわち一列ではない構成を採用することもできる。また、たとえば図１１の第２変形例に示す構成としてもよい。
【００９６】
図１１では、半導体チップ１２０Ｈ，１２１ＨがＸ方向に並んで配置され、半導体チップ１２０Ｌ，１２１ＬがＹ方向に並んで配置されている。そして、側面１４ｂがＸ方向に直交し、側面１８ｂがＹ方向に直交している。継手部２０は、両側面１４ｂ，１８ｂに連なるべく、平面Ｌ字状に屈曲している。このような構成としても、上アーム１０Ｈ側の信号端子２４Ｈが互いに同じ方向に延設され、下アーム１０Ｌ側の信号端子２４Ｌが互いに同じ方向に延設される。したがって、信号端子２４と外部との接続構造を簡素化しつつ、電流ばらつきやゲートの異常発振を抑制することができる。なお、図１１では、継手部２０の経路長が、接続部１４０Ｈ，１４０Ｌ，１８０Ｈ，１８０Ｌの長さＡ１よりも長くなっている。また、接続部１４０Ｈ，１４０Ｌ，１８０Ｈ，１８０Ｌの幅Ｂ１が、継手部２０の幅Ｂ２よりも広くなっている。
【００９７】
上アーム１０Ｈと下アーム１０Ｌとで、半導体チップ１２の一面及び裏面の位置関係、すなわちコレクタ電極１３ａとエミッタ電極１３ｂの位置関係が同じとなるように、すべての半導体チップ１２が配置される例を示した。しかしながら、たとえば図１２の第３変形例に示すように、上アーム１０Ｈと下アーム１０Ｌで、半導体チップ１２の一面及び裏面の位置関係が逆向きとされた構成にも適用することができる。図１２では、半導体チップ１２０Ｈ，１２１Ｈのコレクタ電極１３ａがヒートシンク１４Ｈ側とされ、半導体チップ１２０Ｌ，１２１Ｌのコレクタ電極１３ａがヒートシンク１８Ｌ側となっている。
【００９８】
図１２では、ヒートシンク１８Ｈ，１８Ｌが一枚の放熱板により構成されている。この放熱板において、ヒートシンク１８Ｈ，１８Ｌの間の部分が、継手部２０となっている。直列接続部２６は、継手部２０のみにより構成されている。継手部２０は、放熱板のうち、継手部２０に近い半導体チップ１２０Ｈ，１２０Ｌの間の部分である。したがって、継手部２０の経路長を、並列接続部１４０Ｈ，１４０Ｌ，１８０Ｈ，１８０Ｌのそれぞれの長さＡ１よりも長くすることで、インダクタンスＬ１をインダクタンスＬ２よりも小さくすることができる。
【００９９】
継手部２０が、ヒートシンク１８Ｈに連なる第１継手部２００と、ヒートシンク１４Ｌに連なる第２継手部２０１と、を有する例を示した。しかしながら、第１継手部２００及び第２継手部２０１の少なくとも一方を有せばよい。たとえば、第１継手部２００のみを有し、ヒートシンク１８Ｈから延びる第１継手部２００が、ヒートシンク１４Ｌに接続される構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【０１００】
１…電力変換装置、２…直流電源、３…モータ、４…平滑コンデンサ、５…高電位電源ライン、６…低電位電源ライン、７…出力ライン、１０…半導体装置、１０Ｈ…上アーム回路、１０Ｌ…下アーム回路、１１…封止樹脂体、１１ａ…一面、１１ｂ…裏面、１１ｃ…側面、１２，１２０Ｈ，１２０Ｌ，１２１Ｈ，１２１Ｌ…半導体チップ、１３ａ…コレクタ電極、１３ｂ…エミッタ電極、１３ｃ…パッド、１４，１４Ｈ，１４Ｌ…ヒートシンク、１４ａ…放熱面、１４ｂ…側面、１４０Ｈ，１４０Ｌ…並列接続部、１５…はんだ、１６…ターミナル、１７…はんだ、１８，１８Ｈ，１８Ｌ…ヒートシンク、１８ａ…放熱面、１８ｂ……側面、１８０Ｈ，１８０Ｌ…並列接続部、１９…はんだ、２０…継手部、２００…第１継手部、２０１…第２継手部、２０２…はんだ、２０３…凹部、２０４…貫通孔、２１，２２，２３…主端子、２４，２４Ｈ，２４Ｌ…信号端子、２５…ボンディングワイヤ、２６…直列接続部、２７…鎖交ループ
【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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