(57)【要約】【課題】半導体装置内の板状電極部材における接合部の接続信頼性を、従来に比べて向上可能な半導体装置を提供する。【解決手段】半導体装置は、対向する第１主面３ａと第２主面３ｂとにそれぞれ導体パターンを有する基板３と、基板の第１主面における導体パターン３１ｂに第２面１ｂを接合した接合領域を有する板状電極部材１とを有し、この板状電極部材は、第１面に凹部１１を、第２面に凸部１２をそれぞれ有し、この凹部及び凸部は、当該板状電極部材の厚み方向において接合領域を第１面及び第２面に投影した投影領域に位置する。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子実装用の基板であって、対向する第１主面と第２主面とにそれぞれ導体パターンを有する基板と、
対向する第１面及び第２面を有し、上記第１主面における導体パターンに上記第２面を接合した接合領域を有する板状電極部材と、を備え、
上記板状電極部材は、上記第１面に凹部を上記第２面に凸部をそれぞれ有し、この凹部及び凸部は、当該板状電極部材の厚み方向において上記接合領域を上記第１面及び上記第２面に投影した投影領域に位置する、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
上記板状電極部材は、当該板状電極部材の厚み方向において上記凹部と上記凸部とを貫通する穴を有する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
上記基板の第１主面、上記接合領域、及び上記板状電極部材を封止する封止材をさらに備える、請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
半導体素子実装用の基板であって、対向する第１主面と第２主面とにそれぞれ導体パターンを有する基板と、
対向する第１面及び第２面を有し、上記第１主面における導体パターンに上記第２面を接合した接合領域を有する板状電極部材と、を備え、
上記板状電極部材は、当該板状電極部材の端部に設けた複数の切り込み間に位置する切欠き片を折り曲げた状態の舌片を上記接合領域に有する、
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
半導体素子実装用の基板であって、対向する第１主面と第２主面とにそれぞれ導体パターンを有する基板と、
対向する第１面及び第２面を有し、上記第１主面における導体パターンに上記第２面を接合した接合領域を有する板状電極部材と、を備え、
上記板状電極部材は、上記接合領域に切欠き部を有し、かつ、上記接合領域における当該板状電極部材の断面積が接合領域外における当該板状電極部材の断面積に比して同じあるいは小さい、
ことを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、特に電力半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気鉄道車両及び風力発電設備等の大電力を扱う電力半導体装置における内部配線として、板状の電極部材を用いることが多い。その理由は、アルミニウムなどを用いたワイヤボンド配線に比べて板状電極部材は、電流密度を高く設定できるためである。板状電極部材と基板の導体部との接続には、一般的にソルダペーストを用いたはんだ付けが用いられる。ソルダペーストには、被接合材表面の酸化被膜を除去する還元剤、ディスペンスなどで供給し易いように粘度調整するための増粘剤、及び揮発成分などが含まれており、はんだ付けの際の熱により、これらの成分は気体となり蒸発する。このような気体がはんだ中に残留することで空隙であるボイドとなり、接合部近傍に残留する。接合部にボイドが存在した場合には接合面積が減少し、接合部の接続信頼性が低下する場合がある。
【０００３】
電力半導体装置のはんだ接合部における接続信頼性の低下を防ぐ方法が特許文献１及び特許文献２に提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０５０３４０号公報
【特許文献２】特開２０１０−０５０３６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１では、はんだ接合部に対応して板状電極部材（端子）に突起を設けることで接合材厚を一定にして接続信頼性の確保を図っている。しかしながら、突起により端子におけるみかけの板厚が増加し、熱応力が増大して、接続信頼性を担保することができない。また、上記特許文献２では、板状電極部材（リード）に曲げ形状部分を設けることで、はんだフィレット高さを制御して接続信頼性の確保を意図している。しかしながらこの方法では、はんだ厚さを制御することはできない。
【０００６】
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたもので、半導体装置内の板状電極部材における接合部の接続信頼性を、従来に比べて向上可能な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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の一態様における半導体装置は、半導体素子実装用の基板であって、対向する第１主面と第２主面とにそれぞれ導体パターンを有する基板と、対向する第１面及び第２面を有し、上記第１主面における導体パターンに上記第２面を接合した接合領域を有する板状電極部材と、を備え、上記板状電極部材は、上記第１面に凹部を上記第２面に凸部をそれぞれ有し、この凹部及び凸部は、当該板状電極部材の厚み方向において上記接合領域を上記第１面及び上記第２面に投影した投影領域に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様における半導体装置によれば、板状電極部材の第２面に凸部を設け、この第２面を基板の導体パターンに接合することから、凸部により、接合材厚さを一定以上にすることができ、接合材内にボイドが発生した場合でも接合材外へ排出することができる。また、凸部によって、接合材が薄くなる領域に対応して凹部を設けることで、凸部のみを設ける場合に比べて、見かけの板状電極部材の厚さを小さくすることができる。よって、板状電極部材と接合材との間に生じる熱応力を低減することができ、接合部の熱疲労寿命、ひいては接続信頼性を、従来に比べて向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】実施の形態１における電力半導体装置の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す電力半導体装置の平面図である。
【図２】実施の形態２における電力半導体装置の断面図である。
【図３Ａ】実施の形態３における電力半導体装置の断面図であり、板状電極部材に関する部分のみを示した図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す電力半導体装置の平面図である。
【図４】図３Ａに示す電力半導体装置を封止した状態を示す断面図である。
【図５Ａ】実施の形態４における電力半導体装置の断面図であり、板状電極部材に関する部分のみを示した図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す電力半導体装置の平面図である。
【図６Ａ】実施の形態５における電力半導体装置の断面図であり、板状電極部材に関する部分のみを示した図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す電力半導体装置の平面図である。
【図７Ａ】図１に示す凹部及び凸部を説明するための断面図であり、板状電極部材に関する部分のみを示した図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示す断面図の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施形態である半導体装置について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。また、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け当業者の理解を容易にするため、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、以下の説明及び添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１１】
また以下の各実施の形態では、大電流を扱うことに起因してより大きな応力が接合部に作用することから、より高い接続信頼性が要求される電力半導体装置を例に採る。しかしながら各実施形態における構成は、電力半導体装置用に限定するものではなく、通常電流を扱う一般的な半導体装置にも適用可能である。
【００１２】
実施の形態１．
図１Ａ及び図１Ｂ（総称して図１と記す場合もある）には、本実施の形態１における電力半導体装置１０１の構成の一例が示されている。当該電力半導体装置１０１は、基本的構成部分として、板状電極部材１と、絶縁材料で形成された基板３と、電力半導体素子８とを有する。ここで金属製で短冊状の板状電極部材１は、対向する第１面１ａと第２面１ｂとを有する。基板３は、対向する第１主面３ａと第２主面３ｂとを有し、第１主面３ａ及び第２主面３ｂにはそれぞれ導体パターン３１が設けられている。第１主面３ａ側には電力半導体装置８及び板状電極部材１が、第２主面３ｂ側にはヒートスプレッダ５が接合される。
【００１３】
以下に説明する各実施の形態において、板状電極部材１は次の部材を意味する。即ち、電力半導体装置の外面には、モータなどの外部機器と接続するための端子が設けられるが、板状電極部材１は、この端子に該当する。また板状電極部材１は、一般的に通電によるジュール発熱を考慮して、上記端子となる部分から、電力半導体装置内における、以下で説明する導体パターン３１ｂとの接合部（接合領域１５）に至るまでの間、同じ断面積を有する部材であることが多い。また、上記端子となる部分から接合部までの間で、電磁ノイズ対策などのため、分岐する場合もある。このような分岐を有する形態では、分岐部分から上記接合部までの間が板状電極部材１に相当する。尚、後述の実施の形態４，５では、板状電極部材１に切欠き部を設けた構成を説明するが、この切欠き部は上記接合部に位置することから、上記分岐部分に該当するものではない。
【００１４】
また詳細後述するが、板状電極部材１は、特徴的構成部分の一つとして本実施の形態１では、第１面１ａに凹部１１を、第２面１ｂに凸部１２をそれぞれ有する。
【００１５】
電力半導体装置８は、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）あるいはダイオードなどが相当し、ダイボンド工程において一般的にはリフロー工法などを用いて、導体パターン３１における一方の導体パターン３１ａに第２接合材２２によって接合され、電気的接続が図られる。第２接合材２２は、例えばはんだである。また、この接合によって、電力半導体装置８とヒートスプレッダ５とは一体化され、電力半導体装置８がスイッチング動作する際に生じる熱を、ヒートスプレッダ５を介してさらに放熱器へと逃がすことが可能となる。
【００１６】
また電力半導体装置８における電極は、例えばアルミニウムワイヤ６などを用いたワイヤボンディングにより、第１主面３ａに存在する、導体パターン３１における他方の導体パターン３１ｂに電気的接続される。
またこの導体パターン３１ｂには、板状電極部材１が第１接合材２１によって接合される。よって板状電極部材１は、導体パターン３１ｂとの接合領域１５を有する。尚、第１接合材２１は、一例として下記のように、主にはんだ合金から成るソルダペーストである。
【００１７】
上述したように端子となる板状電極部材１の接続工程では、まずディスペンサーなどを用いて第１接合材２１が導体パターン３１ｂの必要箇所に供給される。このとき第１接合材２１上に板状電極部材１を配置する。次に、ホットプレートなどを用いて、ヒートスプレッダ５から入熱させて、第１接合材２１及び板状電極部材１を加熱する。第１接合材２１として、例えば、主にはんだ合金から成るソルダペーストを用いた場合、ソルダペーストは、はんだ合金、及び、高級カルボン酸あるいはアルコール類を成分とするフラックスであり、加熱により、第１接合材２１から揮発成分などが気体に変化し始める。さらに加熱を続けることで、第１接合材２１のはんだ合金が溶融し、導体パターン３１ｂ及び板状電極部材１へと濡れ広がり、両者間の接合が完了する。そして第１接合材２１が凝固するタイミングでボイド７が発生し、接合部近傍に残留する場合がある。
【００１８】
本実施の形態１では、上述のように、板状電極部材１は、第１接合材２１にて導体パターン３１ｂと接合される接合領域１５、並びに、その第１面１ａに凹部１１、及び第２面１ｂに凸部１２をそれぞれ有する。この凹部１１及び凸部１２は、板状電極部材１の厚み方向１ｃにおいて接合領域１５を第１面１ａ及び第２面１ｂに投影した投影領域１７内に位置する。また図１Ａに示すように、板状電極部材１の厚み方向１ｃにおいて、板状電極部材１の厚さに対する凹部１１の深さ及び凸部１２の高さは、板状電極部材１の厚さと同等もしくは小さくしている。
【００１９】
上述のように板状電極部材１の第２面１ｂに凸部１２を設け、この第２面１ｂを基板３の導体パターン３１ｂに接合することから、凸部１２により、第１接合材２１の厚さを一定以上にすることができ、第１接合材２１内にボイド７が発生した場合でも、第１接合材２１外へ排出することができる。したがって、板状電極部材１と導体パターン３１ｂとの間に十分な接合面積を確保することができ、従来に比べて接合部の接続信頼性を高めることができる。
【００２０】
図７Ａ及び図７Ｂ（総称して、図７と記す場合もある。）に示すように、凸部１２の外周面側に存在する第１接合材２１の部材延在方向１ｄにおける長さ１３は、凸部１２を設けることで、板状電極部材１の凹凸加工前における長さと同等もしくは小さくなっている。このことで、凸部１２及び長さ１３に対応した板状電極部材１の領域に凹部１１を設けることで、凸部１２のみを備える場合よりも、板状電極部材１の見かけの厚さを薄くすることができる。よって板状電極部材１の剛性が下がることから、板状電極部材１と第１接合材２１との間に生じる熱応力を低減することができ、第１接合材２１の熱疲労寿命を延ばすことができる。したがって、接続信頼性の高い電力半導体装置１０１を得ることが可能となる。
【００２１】
さらに凸部１２及び長さ１３に対応した板状電極部材１の領域では、第１接合材２１の厚みが板状電極部材１と同等もしくは薄くなっているので、第１接合材２１及び導体パターン３１ｂで発生した熱を効率よく大気中へ放出することも可能になる。
【００２２】
また、凹部１１及び凸部１２は、板状電極部材１の抜き加工を行う際に、一体的に成型することができるため、凸部１２のみを設ける場合よりも、生産性が高い。
凸部１２について、本実施の形態１では一例として半円球状としたが、これに限定するものではなく、バスタブ形状、角柱形状などの他の形状でもかまわない。
また凸部１２の半円球状の直径は、一例として板状電極部材１の板厚程度であるが、これに限定するものではない。
【００２３】
また、第１接合材２１に作用する応力及び歪みを考慮すると、第１接合材２１が薄くなる領域、つまり図１Ａにおいて凹部１１を第１接合材２１に投影した部分は、できるだけ小さい方が良く、凹部１１及び凸部１２の板状電極部材１における幅方向１ｅ（図７Ｂ）の寸法は、凹部１１及び凸部１２の形状に関わらず、一例として板状電極部材１の幅を超えないものである。
また、凹部１１及び凸部１２を設ける場所は、第１接合材２１内であれば、どこに備えても良い。
また、ジュール発熱の観点から、凸部１２の突出高さ、及び凹部１１の凹み深さは、それぞれ板状電極部材１の、一例として板厚の５０％以下であるが、これに限定するものではない。
また、第１接合材２１として、はんだを用いる場合、はんだが濡れ広がる際に、隣接するワイヤボンド部などに付着することが懸念される場合には、はんだ接合部外周にソルダレジストを設けても良い。ソルダレジストとしては、エポキシ樹脂、アルミニウム、はんだの濡れない金属及びその酸化物、例えば酸化銅など、を用いることができる。
【００２４】
第１接合材２１は、Ｓｎ−Ｓｂ系はんだ、Ｓｎ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ、又は、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだのいずれか、もしくは、これらを組み合わせたものを用いることができる。これらのはんだの場合、再溶融が可能という利点がある。
また、第１接合材２１は、一例として、第２接合材２２と同じ融点か、より低い融点のはんだである。これにより、第１接合材２１のはんだ付け中に、第２接合材２２が再溶融することが無くなるため、はんだボールの発生によるパターンショート、あるいは電力半導体素子の耐圧低下が発生しないという効果がある。
導体パターン３１ａ，３１ｂとしては銅、アルミニウム、Ｎｉ／Ａｕフラッシュめっき銅、Ｎｉめっき銅、Ｎｉめっきアルミニウム、Ｓｕめっき銅を用いることができる。
絶縁材料から形成される基板３として、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスエポキシ、テフロン（登録商標）、ポリイミド、セラミック（ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｎ４）を用いることができる。
ヒートスプレッダ５としては、アルミニウム、銅、アルミニウム含浸ＳｉＣ、マグネシウム含浸ＳｉＣを用いることができる。また、ヒートスプレッダ５、及びヒートスプレッダ５上の第２接合材２２は省略しても良い。
また、ワイヤ６としては、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、パラジウム被覆銅などを用いることができる。
【００２５】
実施の形態２．
本実施の形態２では、図１Ａに示す電力半導体装置１０１においてケース付け工程まで完了したものに、図２に示すように封止材９を注入した電力半導体装置１０２が示される。電力半導体装置１０２におけるその他の構成は、実施の形態１における電力半導体装置１０１に同じであり、その説明は省略する。
【００２６】
ここで封止材９として、シリコーン系封止材を用いることで、その誘電率により、封止材９が無い場合よりも絶縁耐電圧が高い電力半導体装置を得ることができるという効果がある。
また、封止材９としてエポキシ系封止材を用いた場合には、第１接合材２１及び第２接合材２２における接合力を封止材９による接着力によって補強することができる。言い換えると、板状電極部材１における接合領域１５の周囲をエポキシ系封止材によって機械的に補強することができ、接合領域１５に発生する応力及び歪みを低減し、はんだの疲労寿命を延ばすことができる。よって、より接続信頼性の高い電力半導体装置１０２を得ることができるという効果がある。
【００２７】
また、実施の形態１における電力半導体装置１０１にて説明した効果及び変形例については、当該実施の形態２における電力半導体装置１０２においても同様に得ることができ、また適用可能である。
【００２８】
実施の形態３．
本実施の形態３では、実施の形態１の電力半導体装置１０１に対して図３Ａ及び図３Ｂ（総称して、図３と記す場合もある。）に示すように、板状電極部材１の凹部１１と凸部１２とを、板状電極部材１の厚み方向１ｃに貫通する穴１４をさらに設けた電力半導体装置１０３が示される。尚、図３では、板状電極部材１に関する構成部分のみを抜粋して図示している。また、電力半導体装置１０３におけるその他の構成は、実施の形態１における電力半導体装置１０１に同じであり、その説明は省略する。
【００２９】
穴１４を設けることで、第１接合材２１内で発生したボイド７を穴１４を通じて、第１接合材２１の外へ排出することが可能になる。したがって、接合部における接合面積は確保され、より接続信頼性の高い電力半導体装置１０３を得ることが可能になるという効果がある。
【００３０】
また、本実施の形態３の電力半導体装置１０３においても、図４に示すように封止材９にて封止した構成を採ることができる。このように封止した場合、実施の形態２で説明した、封止材９の接着による補強効果が得られると共に、本実施の形態３ではさらに、穴１４内にも封止材９が進入することによるアンカー効果により、封止材９の接着寿命を延ばすことができ、より補強効果を増すことができる。したがって、より接続信頼性の高い電力半導体装置１０３を得ることができるという効果がある。
【００３１】
穴１４は、凹部１１及び凸部１２を板状電極部材１から抜き加工を行う際に、凹部１１及び凸部１２と一体的に成型することができるため、追加の工数を必要とせずに成型可能である。また穴１４の形状は、一例として円形状であるが、成型の制約上、角柱形状など他の形状としてもかまわない。また、円形状の穴１４の場合、穴１４の直径の最小値は、一例として板状電極部材１の板厚程度である。また、穴１４の位置は、一例として、凹部１１及び凸部１２の重心を通る位置であるが、これに限定するものではない。
【００３２】
また、穴１４を設けることで、余剰な第１接合材２１を穴１４内へ吸収することができる。また、第１接合材２１に、はんだを用いた場合、穴１４内に形成されたフィレット形状を穴１４の上から見ることができ、板状電極部材１と、はんだとの濡れ状態を目視で検査することが可能となる。よって外観検査を利用して、接合状態に不具合がある製品を排除することができるという効果もある。
【００３３】
さらに、穴１４内に形成されるフィレットによって接合部に作用する応力が分散され、はんだ接合部の応力及び歪みを低減することができる。この点からも、より接続信頼性の高い電力半導体装置１０３を得ることができるという効果が得られる。
【００３４】
また穴１４を設けることで、導体パターン３１ｂと封止材９とを直接接着することができ、はんだ接合部を補強すると共に、その周辺部へ応力を分散することも可能になる。よって、はんだ接合部の応力及び歪みを低減することができる。さらにこの点からも、より接続信頼性の高い電力半導体装置１０３を得ることができるという効果が得られる。
【００３５】
また、実施の形態１における電力半導体装置１０１にて説明した効果及び変形例について、当該実施の形態３における電力半導体装置１０３においても同様に得ることができ、また適用可能である。
【００３６】
実施の形態４．
本実施の形態４では、板状電極部材１における凹部１１及び凸部１２の変形例を有する電力半導体装置が示されている。
本実施の形態４では、図５Ａ及び図５Ｂ（総称して図５と記す場合もある。）に示す電力半導体装置１０４において、板状電極部材１は、舌片４１を接合領域１５に有する。詳しく説明すると、板状電極部材１の端部から板状電極部材１の延在方向に沿って２本の切り込みを入れ、切り込み間の切欠き片を導体パターン３１ｂの方へ折り曲げることで、舌片４１を形成する。この舌片４１を導体パターン３１ｂに接触させた状態で板状電極部材１と導体パターン３１ｂとの接合を行う。よって、舌片４１が上述の凸部１２に相当し、舌片４１に成った切欠き部分が上述の穴１４に相当する。
尚、電力半導体装置１０４におけるその他の構成は、実施の形態１における電力半導体装置１０１に同じであり、その説明は省略する。
【００３７】
本実施の形態４におけるこのような構成によれば、舌片４１の折り曲げにより形成された折り曲げ領域４１ａからボイド７を放出することができ、かつ、舌片４１の折り曲げ量によって第１接合材２１の厚さを制御することができる。よって、第１接合材２１の厚さを一定以上にすることができる。
【００３８】
また、折り曲げ領域４１ａは、切欠き部分とみなすことができるので、第１接合材２１として、はんだ等、濡れ性を有する材料を用いた場合、実施の形態３で説明したように、フィレット長を長くすることができる。これにより板状電極部材１と第１接合材２１との間に生じる熱応力を低減し、第１接合材２１の熱疲労寿命を延ばすことができる。したがって、より接続信頼性の高い電力半導体装置１０４を得ることができるという効果がある。
【００３９】
舌片４１及び折り曲げ領域４１ａの大きさの一例としては、図５に示すように、高さＨ＝０．１ｍｍ、折り曲げ領域４１ａの長さＬ１＝３ｍｍ、舌片４１と導体パターン３１ｂとの部材延在方向１ｄにおける長さＬ２、及び、幅方向１ｅにおける領域４１ａの幅Ｗ１は、共に板状電極部材１の厚さ程度である。しかしながら、これらの各寸法は、上述の寸法に限定するものではない。
【００４０】
このように本実施の形態４の電力半導体装置１０４では、板状電極部材１において、はんだ接合部以外の部分の断面積に対して、はんだ接合部内の板状電極部材１の断面積は、同じ、あるいは小さくすることができる。その結果、はんだ接合部における角部の応力及び歪みを低減することができ、より接続信頼性の高い電力半導体装置１０４を得ることができるという効果がある。尚、この効果は、以下に説明する実施の形態５でも得ることができる。
【００４１】
また、実施の形態１における電力半導体装置１０１にて説明した効果及び変形例について、当該実施の形態４における電力半導体装置１０４においても同様に得ることができ、また適用可能である。
【００４２】
実施の形態５．
本実施の形態５の電力半導体装置も、実施の形態４と同様に板状電極部材１における凹部１１及び凸部１２の変形例に関する。図６Ａ及び図６Ｂ（総称して図６と記す場合もある。）に示す本実施の形態５の電力半導体装置１０５では、板状電極部材１は、実施の形態４で説明した舌片４１を有さず、折り曲げ領域４１ａに相当する切欠き部４２のみを有する。尚、電力半導体装置１０５におけるその他の構成は、実施の形態１における電力半導体装置１０１に同じであり、その説明は省略する。
【００４３】
切欠き部４２は、板状電極部材１の端部から板状電極部材１の部材延在方向１ｄに沿って延在する凹部であり、本実施の形態５では、板状電極部材１において一箇所に存在する。その結果、本実施の形態５では、板状電極部材１の端部は二股形状であるが、複数の切欠き部４２を設けて三つ股以上としてもよい。即ち、板状電極部材１と第１接合材２１との接合面積が大きくなるほど、ボイド７が発生し易くなり、さらに各材料の角部の応力及び歪みが大きくなる。よって板状電極部材１と第１接合材２１との接続信頼性が低下してしまう。これを防止するために、板状電極部材１の端部つまり接合部に切欠き部４２を形成し、接合部を複数に分割する。
このように構成することで、接合部の角部の応力及び歪みを低減することができ、より接続信頼性の高い電力半導体装置１０５を得ることができるという効果が得られる。
【００４４】
ここで、部材延在方向１ｄにおける切欠き部４２の長さＬ３について、図６Ｂでは第１接合材２１との接合領域１５を超えて延在する形態を示すが、接合領域１５と同じ、あるいは接合領域１５よりも小さい長さであってもよい。
【００４５】
実施の形態４、５では、舌片４１及び折り曲げ領域４１ａ、並びに、切欠き部４２は、部材延在方向１ｄに沿う板状電極部材１の中心線に対して対称になるように形成しているが、非対称になるように形成した場合でも、上述と同様の効果が得られる。
【００４６】
板状電極部材１に電流を流したときの板状電極部材１の過熱を防止するため、通電に伴う発熱と、大気中及び封止材９への放熱とのバランスを取る必要がある。一般的には、板状電極部材からの発熱量を制御するため、板状電極部材の延在方向において板状電極部材の断面積は、一定に設定している。一方、上述したように実施の形態４、５では、板状電極部材１において、はんだ接合部以外の部分の断面積に対して、はんだ接合部内の板状電極部材１の断面積を同じあるいは小さくしている。
この構成に関して、実施の形態４，５においても、実施の形態１〜３における構成と同様に、板状電極部材１と導体パターン３１ｂとの接合部に対応して、厚み方向１ｃにおいて基板３及びヒートスプレッダ５を配置している。よって、板状電極部材１の接合部近傍では、大気中及び封止材９への放熱量よりも、基板３及びヒートスプレッダ５への放熱量が大きくなる。その結果、実施の形態４，５においても、板状電極部材１が過熱することは無い。
【００４７】
また、実施の形態１における電力半導体装置１０１にて説明した効果及び変形例について、当該実施の形態５における電力半導体装置１０５においても同様に得ることができ、また適用可能である。
【００４８】
また、上述した各実施の形態を組み合わせた構成を採ることも可能であり、また、異なる実施の形態に示される構成部分同士を組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１  板状電極部材、１ａ  第１面、１ｂ  第２面、３  基板、
３ａ  第１主面、３ｂ  第２主面、８  電力半導体素子、９  封止材、
１１  凹部、１２  凸部、１４  穴、１５  接合領域、１７  投影領域、
３１ｂ  導体パターン、４１  舌片、４２  切欠き部、
１０１〜１０５  電力半導体装置。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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