JP7119399B2

JP7119399B2 - 半導体装置

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Publication number: JP7119399B2
Application number: JP2018019589A
Authority: JP
Inventors: 崇功川島; 仁尾崎
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2038-02-06
Also published as: US20190242757A1; CN110120371B; CN110120371A; US11274972B2; JP2019140157A

Description

本明細書が開示する技術は、半導体装置に関する。

特許文献１に、半導体装置が開示されている。この半導体装置は、第１半導体素子と第２半導体素子と第１信号端子群と第２信号端子群とを備える。第２信号端子群は、第１信号端子群から間隔を空けて配置されている。第１信号端子群は、第１半導体素子の複数の信号電極に接続されており、第２信号端子群は、第２半導体素子の複数の信号電極に接続されている。

特開２０１７－１４７３１６号公報

上記した半導体装置では、各々の半導体素子に、対応する一つの信号端子群が接続されている。各々の信号端子群では、複数の信号端子が互いに近接して配置されているので、隣接する二つの信号端子の間で互いにノイズの影響を受けることがある。特に、半導体素子の温度信号電極に接続された信号端子が、半導体素子の制御信号電極に接続された信号端子に隣接していると、ノイズの影響により、半導体素子の温度を正確に測定できないおそれがある。本明細書は、このような問題を解決又は改善し得る技術を提供する。

本明細書が開示する半導体装置は、第１半導体素子と、第１信号端子群と、第１信号端子群から間隔を空けて配置されている第２信号端子群とを備える。第１半導体素子は、第１半導体素子に対する制御信号が入力される制御信号電極と、第１半導体素子の温度に対応する信号を出力するための温度信号電極とを有する。温度信号電極は、第１信号端子群に含まれる温度信号端子に接続されており、制御信号電極は、第２信号端子群に含まれる第１制御信号端子に接続されている。

上記した半導体装置では、第１半導体素子の温度信号電極が、第１信号端子群のなかの温度信号端子に接続されているとともに、第１半導体素子の制御信号電極が、第２信号端子群のなかの第１制御信号端子に接続されている。このような構成によると、温度信号端子と第１制御信号端子とが互いに離れて配置されるので、温度信号端子が第１制御信号端子から受けるノイズの影響を抑制することができる。これにより、第１半導体素子の温度を正確に測定することが可能となり、第１半導体素子が過熱することを回避しながら、第１半導体素子を適切に制御することができる。

半導体装置１０の外観を示す斜視図。半導体装置１０の断面構造を示す図。一部の構成要素を図示省略して、半導体装置１０の内部構造を示す平面図。一部の構成要素を図示省略して、半導体装置１０の内部構造を示す分解図。半導体素子２２、２４、２６の信号電極Ａ、Ｋ、Ｇ、ＳＥ、ＫＥと、第１及び第２信号端子群３６、３８との間の接続を説明する図。半導体装置１０の変形例を示す図。

本技術の一実施形態では、第１半導体素子は、第１半導体素子に流れる電流に対応する信号を出力するための第１電流信号電極をさらに有してもよい。この場合、電流信号電極は、第２信号端子群に含まれる第１電流信号端子に接続されていてもよい。このような構成によると、温度信号端子と第１電流信号端子とが互いに離れて配置されるので、温度信号端子が第１電流信号端子から受けるノイズの影響についても、抑制することができる。

本技術の一実施形態では、半導体装置が、第１半導体素子の一方側に隣接する第２半導体素子をさらに備えてもよい。第２半導体素子は、第２半導体素子に対する制御信号が入力される制御信号電極を有してもよい。第２半導体素子の制御信号電極は、第１信号端子群に含まれる第２制御信号端子に接続されていてもよい。そして、第１信号端子群は、温度信号端子と第２制御信号端子との間に、他の信号端子をさらに有してもよい。このように、第１信号端子群のなかには、第１半導体素子に接続された温度信号端子に加えて、第２半導体素子に接続された第２制御信号端子が含まれてもよい。温度信号端子と第２制御信号端子の間に、他の信号端子が介在することによって、温度信号端子と第２制御信号端子とは互いに離れて配置される。従って、第１半導体素子に接続された温度信号端子が、第２半導体素子に接続された第２制御信号端子から受けるノイズの影響を抑制することができる。

本技術の一実施形態では、第２半導体素子が、第２半導体素子に流れる電流に対応する信号を出力するための電流信号電極をさらに有してもよい。この場合、第２半導体素子の電流信号電極は、第１信号端子群に含まれる第２電流信号端子に接続されており、第２電流信号端子は、温度信号端子と第２制御信号端子との間に位置するとよい。即ち、前述した第１信号端子群の他の信号端子は、特に限定されないが、第２半導体素子に接続された第２電流信号端子であってもよい。

本技術の一実施形態では、温度信号端子と第２制御信号端子が、第１信号端子群の両端に分かれて配置されていてもよい。言い換えると、温度信号端子と第２制御信号端子との間に、第１信号端子群に含まれる他の全ての信号端子が位置してもよい。このような構成によると、温度信号端子と第２制御信号端子との間の距離が大きくなり、温度信号端子が第２制御信号端子から受けるノイズの影響をさらに抑制することができる。

本技術の一実施形態では、半導体装置が、第１半導体素子及び第２半導体素子を封止する封止体をさらに備えてもよい。この場合、温度信号端子は、前記封止体内で第１半導体素子に向けて屈曲又は湾曲する部分を有してもよく、第２制御信号端子は、封止体内で第２半導体素子に向けて屈曲又は湾曲する部分を有してもよい。そして、温度信号端子の屈曲又は湾曲する部分と、第２制御信号端子の屈曲又は湾曲する部分は、互いに異なる方向へ屈曲又は湾曲していてもよい。

上記した構成によると、第１半導体素子に接続される温度信号端子の先端を、第１半導体素子に近づけることができるとともに、第２半導体素子に接続される第２制御信号端子の先端を、第２半導体素子に近づけることができる。加えて、一つの第１信号端子群に含まれる二以上の信号端子が、互いに異なる方向へ屈曲又は湾曲していることで、第１信号端子群が封止体に対して比較的に強固に固定される。これにより、例えば第１信号端子群が外部のコネクタに対して着脱されるときに、第１信号端子群が許容し得る荷重（引っ張り荷重や圧縮荷重）が向上する。

本技術の一実施形態では、第２半導体素子が、第２半導体素子の温度に対応する信号を出力するための温度信号電極をさらに有してもよい。この場合、第２半導体素子の温度信号電極は、いかなる信号端子にも接続されていなくてもよい。本技術によると、第１半導体素子の温度を正確に測定し得ることから、第２半導体素子については温度の測定を省略してもよい。これにより、半導体装置が必要とする信号端子の数を削減することができ、それによって半導体装置の小型化を図ることができる。なお、他の実施形態として、第２半導体素子には、第１半導体素子とは異なり、温度信号電極を有さない半導体素子を採用してもよい。

本技術の一実施形態では、半導体装置が、第１半導体素子の他方側に隣接する第３半導体素子をさらに備えてもよい。第３半導体素子は、第３半導体素子に対する制御信号が入力される制御信号電極を有してもよい。そして、第３半導体素子の制御信号電極は、第２信号端子群に含まれる第３制御信号端子に接続されていてもよい。このような構成によると、第１信号端子群に含まれる温度信号端子に対して、第３制御信号端子が離れて配置されるので、温度信号端子が第３制御信号端子から受けるノイズの影響についても抑制される。

本技術の一実施形態では、第２信号端子群が、第１制御信号端子と第３制御信号端子との間に、他の信号端子をさらに有してもよい。このような構成によると、第１制御信号端子と第３制御信号端子とが同じ第２信号端子群に含まれる場合でも、第１制御信号端子と第３制御信号端子とが互いに離れて配置される。従って、第１制御信号端子と第３制御信号端子とが互いに受けるノイズの影響を抑制することができる。一例ではあるが、当該他の信号端子は、第１半導体素子に接続された信号端子、例えば、第１電流信号端子であってもよい。

図面を参照して、実施例の半導体装置１０について説明する。半導体装置１０は、例えば電気自動車において、コンバータやインバータといった電力変換回路に採用することができる。ここでいう電気自動車は、車輪を駆動するモータを有する自動車を広く意味し、例えば、外部の電力によって充電される電気自動車、モータに加えてエンジンを有するハイブリッド車、及び燃料電池を電源とする燃料電池車等を含む。

図１－図４に示すように、半導体装置１０は、第１導体板１２と、第２導体板１４と、複数の半導体素子２２、２４、２６と、封止体１６とを備える。第１導体板１２と第２導体板１４とは、互いに平行であって、互いに対向している。一例ではあるが、複数の半導体素子２２、２４、２６には、第１半導体素子２２、第２半導体素子２４及び第３半導体素子２６が含まれる。第１半導体素子２２は、第２半導体素子２４と第３半導体素子２６との間に位置しており、複数の半導体素子２２、２４、２６は、第１導体板１２及び第２導体板１４の長手方向（図２、図３における左右方向）に沿って配列されている。複数の半導体素子２２、２４、２６は、第１導体板１２と第２導体板１４との間に並列に配置されている。複数の半導体素子２２、２４、２６は、封止体１６によって封止されている。

第１導体板１２及び第２導体板１４は、銅又はその他の金属といった、導体で形成されている。第１導体板１２と第２導体板１４は、複数の半導体素子２２、２４、２６を挟んで互いに対向している。各々の半導体素子２２、２４、２６は、第１導体板１２に接合されているとともに、第２導体板１４にも接合されている。なお、各々の半導体素子２２、２４、２６と第１導体板１２との間には、導体スペーサ１８が設けられている。ここで、第１導体板１２及び第２導体板１４の具体的な構成は特に限定されない。例えば、第１導体板１２と第２導体板１４との少なくとも一方は、例えばＤＢＣ（Direct Bonded Copper）基板といった、絶縁体（例えばセラミック）の中間層を有する絶縁基板であってもよい。即ち、第１導体板１２と第２導体板１４との各々は、必ずしも全体が導体で構成されていなくてもよい。

第１半導体素子２２、第２半導体素子２４及び第３半導体素子２６は、電力回路用のいわゆるパワー半導体素子であって、互いに同一の構成を有している。第１半導体素子２２は、上面電極２２ａと、下面電極２２ｂと、複数の信号電極２２ｃとを有する。上面電極２２ａと、下面電極２２ｂは電力用の電極であり、複数の信号電極２２ｃは信号用の電極である。上面電極２２ａ及び複数の信号電極２２ｃは第１半導体素子２２の上面に位置しており、下面電極２２ｂは第１半導体素子２２の下面に位置している。上面電極２２ａは、導体スペーサ１８を介して第１導体板１２へ電気的に接続されており、下面電極２２ｂは、第２導体板１４へ電気的に接続されている。同様に、第２半導体素子２４及び第３半導体素子２６についても、上面電極２４ａ、２６ａと、下面電極２４ｂ、２６ｂと、複数の信号電極２４ｃ、２６ｃとをそれぞれ有する。上面電極２４ａ、２６ａは、導体スペーサ１８を介して第１導体板１２へ電気的に接続されており、下面電極２４ｂ、２６ｂは、第２導体板１４へ電気的に接続されている。

一例ではあるが、本実施例における半導体素子２２、２４、２６は、エミッタ及びコレクタを有するＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）構造を含んでいる。ＩＧＢＴ構造のエミッタは、上面電極２２ａ、２４ａ、２６ａに接続されており、ＩＧＢＴ構造のコレクタは、下面電極２２ｂ、２４ｂ、２６ｂに接続されている。但し、半導体素子２２、２４、２６の具体的な種類や構造は特に限定されない。半導体素子２２、２４、２６は、ダイオード構造をさらに有するＲＣ（Reverse Conducting）－ＩＧＢＴ素子であってもよい。あるいは、半導体素子２２、２４、２６は、ＩＧＢＴ構造に代えて、又は加えて、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）構造を有してもよい。また、半導体素子２２、２４、２６に用いられる半導体材料についても特に限定されず、例えばシリコン（Ｓｉ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、又は窒化ガリウム（ＧａＮ）といった窒化物半導体であってよい。

封止体１６は、特に限定されないが、例えばエポキシ樹脂といった熱硬化性樹脂又はその他の絶縁体で構成されることができる。封止体１６は、例えばモールド樹脂又はパッケージとも称される。半導体装置１０は、三つの半導体素子２２、２４、２６に限られず、より多くの半導体素子を備えてもよい。この場合でも、複数の半導体素子は、単一の封止体１６によって封止され、第１導体板１２及び第２導体板１４との間において、並列に配置されることができる。

第１導体板１２及び第２導体板１４は、複数の半導体素子２２、２４、２６と電気的に接続されているだけでなく、複数の半導体素子２２、２４、２６と熱的にも接続されている。また、第１導体板１２及び第２導体板１４は、それぞれ封止体１６の表面に露出しており、各々の半導体素子２２、２４、２６の熱を封止体１６の外部へ放出することができる。これにより、本実施例の半導体装置１０は、複数の半導体素子２２、２４、２６の両側に放熱板が配置された両面冷却構造を有する。

半導体装置１０はさらに、第１電力端子３２と、二つの第２電力端子３４とを備える。各々の電力端子３２、３４は、銅又はアルミニウムといった導体で構成されている。各々の電力端子３２、３４は、いわゆるリードであって、封止体１６の内部から外部に亘って延びている。第１電力端子３２は、封止体１６の内部において、第１導体板１２に接続されている。各々の第２電力端子３４は、封止体１６の内部において、第２導体板１４に接続されている。これにより、複数の半導体素子２２、２４、２６は、第１電力端子３２と、各々の第２電力端子３４との間で、電気的に並列に接続されている。一例ではあるが、第１電力端子３２は、はんだ付けによって第１導体板１２に接合されており、各々の第２電力端子３４は、第２導体板１４に一体に形成されている。但し、第１電力端子３２は、第１電力端子３２と一体に形成されていてもよい。また、各々の第２電力端子３４は、例えばはんだ付けによって、第２導体板１４に接合されていてもよい。

半導体装置１０はさらに、第１信号端子群３６と、第２信号端子群３８とを備える。各々の信号端子３６、３８は、銅又はアルミニウムといった導体で構成されている。各々の信号端子３６、３８は、いわゆるリードであって、封止体１６の内部から外部に亘って延びている。第１信号端子群３６では、複数の半導体素子２２、２４、２６の配列方向に沿って、複数の信号端子が等間隔で配列されている。第２信号端子群３８においても、複数の半導体素子２２、２４、２６の配列方向に沿って、複数の信号端子が等間隔で配列されている。第２信号端子群３８は、第１信号端子群３６から離れて配置されている。即ち、第１信号端子群３６と第２信号端子群３８との間の距離は、第１信号端子群３６内における信号端子の間隔よりも広く、かつ、第２信号端子群３８内における信号端子の間隔よりも広い。一例ではあるが、第１信号端子群３６は、五つの信号端子を有しており、第２信号端子群３８は、六つの信号端子を有している。各々の信号端子３６、３８は、半導体素子２２、２４、２６の対応する一つの信号電極２２ｃ、２４ｃ、２６ｃに、ボンディングワイヤ４０を介して接続されている。但し、各々の信号端子３６、３８は、対応する一つの信号電極２２ｃ、２４ｃ、２６ｃに、ボンディングワイヤ４０を介することなく接続されてもよい。

図５に示すように、第１半導体素子２２は、前述した複数の信号電極２２ｃとして、一つの制御信号電極Ｇと、二つの温度信号電極Ａ、Ｋと、二つの電流信号電極ＳＥ、ＫＥとを有する。制御信号電極Ｇは、第１半導体素子２２に対する制御信号が入力される信号電極である。一例ではあるが、本実施例における制御信号電極Ｇは、第１半導体素子２２内のＩＧＢＴ構造のゲートに接続されており、外部からのゲート駆動信号が入力される。二つの温度信号電極Ａ、Ｋは、第１半導体素子２２の温度に対応する信号を出力するための信号電極である。一例ではあるが、本実施例における温度信号電極Ａ、Ｋは、第１半導体素子２２内に設けられた温度センサ（例えばサーミスタ）に接続されている。二つの電流信号電極ＳＥ、ＫＥは、第１半導体素子２２に流れる電流に対応する信号を出力するための信号電極である。本実施例では、一方の電流信号電極ＳＥが、第１半導体素子２２に設けられた電流検出用のＩＧＢＴ構造のエミッタに接続されており、他方の電流信号電極ＫＥが上面電極２２ａ（即ち、第１半導体素子２２の主たるＩＧＢＴ構造のエミッタ）に接続されている。これにより、二つの電流信号電極ＳＥ、ＫＥの間には、第１半導体素子２２に流れる電流に対応する大きさの信号電流が流れるように構成されている。なお、各々の信号電極Ｇ、Ａ、Ｋ、ＳＥ、ＫＥの具体的な構成については、特に限定されない。

同様に、第２半導体素子２４は、前述した複数の信号電極２４ｃとして、一つの制御信号電極Ｇと、二つの温度信号電極Ａ、Ｋと、二つの電流信号電極ＳＥ、ＫＥとを有する。制御信号電極Ｇは、第２半導体素子２４に対する制御信号が入力される信号電極である。二つの温度信号電極Ａ、Ｋは、第２半導体素子２４の温度に対応する信号を出力するための信号電極である。そして、二つの電流信号電極ＳＥ、ＫＥは、第２半導体素子２４に流れる電流に対応する信号を出力するための信号電極である。第３半導体素子２６についても、前述した複数の信号電極２６ｃとして、一つの制御信号電極Ｇと、二つの温度信号電極Ａ、Ｋと、二つの電流信号電極ＳＥ、ＫＥとを有する。制御信号電極Ｇは、第３半導体素子２６に対する制御信号が入力される信号電極である。二つの温度信号電極Ａ、Ｋは、第３半導体素子２６の温度に対応する信号を出力するための信号電極である。そして、二つの電流信号電極ＳＥ、ＫＥは、第３半導体素子２６に流れる電流に対応する信号を出力するための信号電極である。第２半導体素子２４及び第３半導体素子２６においても、各々の信号電極Ｇ、Ａ、Ｋ、ＳＥ、ＫＥの具体的な構成については、特に限定されない。

第１半導体素子２２の二つの温度信号電極Ａ、Ｋは、第１信号端子群３６に含まれる二つの温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１に接続されている。第１半導体素子２２の制御信号電極Ｇは、第２信号端子群３８に含まれる第１制御信号端子ＴＧ１に接続されている。第１半導体素子２２の二つの電流信号電極ＳＥ、ＫＥは、第２信号端子群３８に含まれる二つの第１電流信号端子ＴＳ１、ＴＥ１に接続されている。この二つの第１電流信号端子ＴＳ１、ＴＥ１は、第１制御信号端子ＴＧ１に隣接している。このように、第１半導体素子２２では、複数の信号電極２２ｃの一部が第１信号端子群３６に接続されており、複数の信号電極２２ｃの他の一部が第２信号端子群３８に接続されている。

第２半導体素子２４の二つの温度信号電極Ａ、Ｋは、いかなる信号端子にも接続されていない。第２半導体素子２４の制御信号電極Ｇは、第１信号端子群３６に含まれる第２制御信号端子ＴＧ２に接続されている。第２半導体素子２４の二つの電流信号電極ＳＥ、ＫＥは、第１信号端子群３６に含まれる二つの第２電流信号端子ＴＳ２、ＴＥ２に接続されている。これらの二つの第２電流信号端子ＴＳ２、ＴＥ２は、前述した第２制御信号端子ＴＧ２と二つの温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１との間に位置する。このように、第２半導体素子２４では、複数の信号電極２４ｃの一部が第１信号端子群３６に接続されており、複数の信号電極２４ｃの他の一部はいかなる信号端子に接続されていない。

第３半導体素子２６の二つの温度信号電極Ａ、Ｋは、いかなる信号端子にも接続されていない。第３半導体素子２６の制御信号電極Ｇは、第２信号端子群３８に含まれる第３制御信号端子ＴＧ３に接続されている。この第３制御信号端子ＴＧ３は、前述した二つの第１電流信号端子ＴＳ１、ＴＫ１に隣接している。第３半導体素子２６の二つの電流信号電極ＳＥ、ＫＥは、第２信号端子群３８に含まれる二つの第３電流信号端子ＴＳ３、ＴＥ３に接続されている。これらの二つの第３電流信号端子ＴＳ３、ＴＥ３は、第３制御信号端子ＴＧ３に隣接している。

本実施例の半導体装置１０では、第１半導体素子２２の温度信号電極Ａ、Ｋが、第１信号端子群３６のなかの温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１に接続されているとともに、第１半導体素子２２の制御信号電極Ｇが、第２信号端子群３８のなかの第１制御信号端子ＴＧ１に接続されている。このような構成によると、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１と第１制御信号端子ＴＧ１とが互いに離れて配置されるので、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１が第１制御信号端子ＴＧ１から受けるノイズの影響を抑制することができる。これにより、半導体装置１０を、例えばハイブリッド車といった電動装置へ採用したときに、第１半導体素子２２の温度を正確に測定することが可能となり、第１半導体素子２２が過熱することを回避しながら、第１半導体素子２２を適切に制御することができる。なお、本実施例の半導体装置１０では、第１半導体素子２２が二つの温度信号電極Ａ、Ｋを備えるが、温度信号電極Ａ、Ｋの数は、一つであってもよいし、三つ以上であってもよい。温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１の数についても同様である。また、制御信号電極Ｇの数及び第１制御信号端子ＴＧ１の数についても、一つに限定されず、二つ以上であってもよい。

本実施例の半導体装置１０では、第１半導体素子２２の電流信号電極ＳＥ、ＫＥが、第２信号端子群３８に含まれる二つの第１電流信号端子ＴＳ１、ＴＥ１に接続されている。このような構成によると、第１信号端子群３６に含まれる温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１に対して、第１電流信号端子ＴＳ１、ＴＥ１が離れて配置されるので、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１が第１電流信号端子ＴＳ１、ＴＥ１から受けるノイズの影響についても、抑制することができる。なお、電流信号電極ＳＥ、ＫＥの数及び第１電流信号端子ＴＳ１、ＴＥ１の数は、二つに限定されず、一つであってもよいし、三つ以上であってもよい。あるいは、第１半導体素子２２は、電流信号電極ＳＥ、ＫＥを備えなくてもよい。この場合、電流信号電極ＳＥ、ＫＥに接続される第１電流信号端子ＴＳ１、ＴＥ１についても必要とされない。

本実施例の半導体装置１０では、第２半導体素子２４の制御信号電極Ｇが、第１信号端子群３６に含まれる第２制御信号端子ＴＧ２に接続されている。ここで、第１信号端子群３６には、前述した温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１が含まれており、仮に第２制御信号端子ＴＧ２が温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１に隣接していると、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１が第２制御信号端子ＴＧ２からのノイズの影響を受けるおそれがある。この点に関して、本実施例の半導体装置１０では、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１と第２制御信号端子ＴＧ２との間に、第２半導体素子２４に接続された第２電流信号端子ＴＳ２、ＴＥ２が位置している。このように、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１と第２制御信号端子ＴＧ２との間に、第２電流信号端子ＴＳ２、ＴＥ２といった他の信号端子が存在していると、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１と第２制御信号端子ＴＧ２とは互いに離れて配置される。従って、第１半導体素子２２に接続された温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１が、第２半導体素子２４に接続された第２制御信号端子ＴＧ２から受けるノイズの影響を抑制することができる。なお、他の実施形態として、半導体装置１０は、第２半導体素子２４を必ずしも備えなくてもよい。この場合、第２半導体素子２４に接続された信号端子ＴＧ２、ＴＳ２、ＴＥ２についても必要とされない。

本実施例の半導体装置１０では、特に限定されないが、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１と第２制御信号端子ＴＧ２が、第１信号端子群３６の両端に分かれて配置されている。このような構成によると、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１と第２制御信号端子ＴＧ２との間の距離が大きくなり、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１が第２制御信号端子ＴＧ２から受けるノイズの影響をさらに抑制することができる。

本実施例の半導体装置１０では、第２半導体素子２４の温度信号電極Ａ、Ｋが、いかなる信号端子にも接続されていない。即ち、第２半導体素子２４の温度については測定できないように構成されている。本実施例の半導体装置１０によると、第１半導体素子２２の温度を正確に測定し得ることから、第２半導体素子２４については温度の測定を省略することができる。これにより、半導体装置１０が必要とする信号端子３６、３８の数を削減して、半導体装置１０の小型化を図ることができる。なお、他の実施形態として、第２半導体素子２４には、第１半導体素子２２とは異なり、温度信号電極Ａ、Ｋを有さない半導体素子を採用してもよい。

本実施例の半導体装置１０では、第３半導体素子２６の制御信号電極Ｇが、第２信号端子群３８に含まれる第３制御信号端子ＴＧ３に接続されている。このような構成によると、第１信号端子群３６に含まれる温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１に対して、第３制御信号端子ＴＧ３が離れて配置されるので、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１が第３制御信号端子ＴＧ３から受けるノイズの影響についても抑制することができる。なお、他の実施形態として、第３制御信号端子ＴＧ３は、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１と同じ信号端子群（例えば、第１信号端子群３６）に位置してもよい。この場合は、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１と第３制御信号端子ＴＧ３との間に、他の信号端子が介在するとよい。なお、他の実施形態として、半導体装置１０は、第３半導体素子２６を必ずしも備えなくてもよい。この場合、第３半導体素子２６に接続された信号端子ＴＧ３、ＴＳ３、ＴＥ３についても必要とされない。

本実施例の半導体装置１０では、第２信号端子群３８に、第１半導体素子２２に接続された第１制御信号端子ＴＧ１と、第３半導体素子２６に接続された第３制御信号端子ＴＧ３とが含まれる。仮に、第１制御信号端子ＴＧ１と第３制御信号端子ＴＧ３とが隣接していると、第１制御信号端子ＴＧ１と第３制御信号端子ＴＧ３との間で、互いにノイズの影響を受けるおそれがある。この点に関して、本実施例の半導体装置１０では、第１制御信号端子ＴＧ１と第３制御信号端子ＴＧ３との間に、第１電流信号端子ＴＳ１、ＴＥ１が配置されている。第１制御信号端子ＴＧ１と第３制御信号端子ＴＧ３との間に、第１電流信号端子ＴＳ１、ＴＥ１といった他の信号端子が介在することで、第１制御信号端子ＴＧ１と第３制御信号端子ＴＧ３とが互いに離れて配置される。従って、第１制御信号端子ＴＧ１と第３制御信号端子ＴＧ３とが互いに受けるノイズの影響が抑制される。

本実施例の半導体装置１０では、第１信号端子群３６の各々が、封止体１６内で屈曲又は湾曲する部分３６ａを有する。第１信号端子群３６のいくつかは、封止体１６内で第１半導体素子２２に向けて屈曲又は湾曲しており、第１信号端子群３６のいくつかは、封止体１６内で第２半導体素子２４に向けて屈曲又は湾曲している。例えば、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１は、第１半導体素子２２に向けて屈曲又は湾曲している。一方、第２制御信号端子ＴＧ２及び第２電流信号端子ＴＳ２、ＴＥ２は、第２半導体素子２４に向けて屈曲又は湾曲している。従って、温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１の屈曲又は湾曲する部分３６ａと、第２制御信号端子ＴＧ２（あるいは、第２電流信号端子ＴＳ２、ＴＥ２）の屈曲又は湾曲する部分３６ａは、互いに異なる方向へ屈曲又は湾曲している。

上記した構成によると、第１半導体素子２２に接続される温度信号端子ＴＡ１、ＴＫ１の先端を、第１半導体素子２２に近づけることができるとともに、第２半導体素子２４に接続される第２制御信号端子ＴＧ２（あるいは、第２電流信号端子ＴＳ２、ＴＥ２）の先端を、第２半導体素子２４に近づけることができる。加えて、一つの第１信号端子群３６に含まれる二以上の信号端子が、互いに異なる方向へ屈曲又は湾曲していることで、第１信号端子群３６が封止体１６に対して比較的に強固に固定される。これにより、例えば第１信号端子群３６が外部のコネクタに対して着脱されるときに、第１信号端子群３６が許容し得る荷重（引っ張り荷重や押圧荷重）が向上する。

同様に、第２信号端子群３８の各々についても、封止体１６内で屈曲又は湾曲する部分３８ａを有する。第２信号端子群３８のいくつかは、封止体１６内で第１半導体素子２２に向けて屈曲又は湾曲しており、第２信号端子群３８のいくつかは、封止体１６内で第３半導体素子２６に向けて屈曲又は湾曲している。例えば、第１制御信号端子ＴＧ１及び第１電流信号端子ＴＳ１、ＴＥ１は、第１半導体素子２２に向けて屈曲又は湾曲している。一方、第３制御信号端子ＴＧ３及び第３電流信号端子ＴＳ３、ＴＥ３は、第３半導体素子２６に向けて屈曲又は湾曲している。従って、第１制御信号端子ＴＧ１及び第１電流信号端子ＴＳ１、ＴＥ１の屈曲又は湾曲する部分３８ａと、第３制御信号端子ＴＧ３及び第３電流信号端子ＴＳ３、ＴＥ３の屈曲又は湾曲する部分３８ａは、互いに異なる方向へ屈曲又は湾曲している。一つの第２信号端子群３８に含まれる二以上の信号端子が、互いに異なる方向へ屈曲又は湾曲していることで、第２信号端子群３８が封止体１６に対して比較的に強固に固定される。これにより、例えば第２信号端子群３８が外部のコネクタに対して着脱されるときに、第２信号端子群３８が許容し得る荷重（引っ張り荷重や押圧荷重）が向上する。

図６は、半導体装置１０の他の実施形態を示す。図６に示す実施形態では、第１制御信号端子ＴＧ１と、第１電流信号端子ＴＳ１において、屈曲又は湾曲する部分３６ａの形状が変更されている。このように、各信号端子３６、３８の屈曲又は湾曲する部分３６ａ、３８ａの形状は、例えば半導体素子２２、２４、２６との位置関係に応じて、適宜に変更することができる。

以上、いくつかの具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものである。

１０：半導体装置
１２：第１導体板
１４：第２導体板
１６：封止体
１８：導体スペーサ
２２：第１半導体素子
２２ｃ：第１半導体素子の信号電極
２４：第２半導体素子
２４ｃ：第２半導体素子の信号電極
２６：第３半導体素子
２６ｃ：第３半導体素子の信号電極
３２：第１電力端子
３４：第２電力端子
３６：第１信号端子群（又はそれに含まれる信号端子）
３８：第２信号端子群（又はそれに含まれる信号端子）
４０：ボンディングワイヤ
Ａ、Ｋ：温度信号電極
Ｇ：制御信号電極
ＳＥ、ＫＥ：電流信号電極
ＴＡ１、ＴＫ１：温度信号端子
ＴＧ１：第１制御信号端子
ＴＧ２：第２制御信号端子
ＴＧ３：第３制御信号端子
ＴＳ１、ＴＥ１：第１電流信号端子
ＴＳ２、ＴＥ２：第２電流信号端子
ＴＳ３、ＴＥ２：第３電流信号端子

Claims

第１半導体素子と、
前記第１半導体素子の一方側に隣接する第２半導体素子と、
前記第１半導体素子の他方側に隣接する第３半導体素子と、
互いに等間隔で配列された第１信号端子群と、
前記第１信号端子群から間隔を空けて配置されているとともに、互いに等間隔に配列された第２信号端子群と、
を備え、
前記第１半導体素子は、前記第１半導体素子に対する制御信号が入力される制御信号電極と、前記第１半導体素子の温度に対応する信号を出力するための温度信号電極と、を有し、
前記第２半導体素子は、前記第２半導体素子に対する制御信号が入力される制御信号電極を有し、
前記第３半導体素子は、前記第３半導体素子に対する制御信号が入力される制御信号電極を有し、
前記温度信号電極は、前記第１信号端子群に含まれる温度信号端子に接続されており、
前記第１半導体素子の前記制御信号電極は、前記第２信号端子群に含まれる第１制御信号端子に接続されており、
前記第２半導体素子の前記制御信号電極は、前記第１信号端子群に含まれる第２制御信号端子に接続されており、
前記第１信号端子群は、前記温度信号端子と前記第２制御信号端子との間に、他の信号端子をさらに有し、
前記第３半導体素子の前記制御信号電極は、前記第２信号端子群に含まれる第３制御信号端子に接続されている、
半導体装置。
前記第１半導体素子は、前記第１半導体素子に流れる電流に対応する信号を出力するための電流信号電極をさらに有し、
前記電流信号電極は、前記第２信号端子群に含まれる第１電流信号端子に接続されている、請求項１に記載の半導体装置。
前記第２半導体素子は、前記第２半導体素子に流れる電流に対応する信号を出力するための電流信号電極をさらに有し、
前記第２半導体素子の前記電流信号電極は、前記第１信号端子群に含まれるとともに、前記温度信号端子と前記第２制御信号端子との間に位置する第２電流信号端子に接続されている、請求項１又は２に記載の半導体装置。
前記温度信号端子と前記第２制御信号端子は、前記第１信号端子群の両端に分かれて配置されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体装置。
前記第１半導体素子及び前記第２半導体素子を封止する封止体をさらに備え、
前記温度信号端子は、前記封止体内で前記第１半導体素子に向けて屈曲又は湾曲する部分を有し、
前記第２制御信号端子は、前記封止体内で前記第２半導体素子に向けて屈曲又は湾曲する部分を有し、
前記温度信号端子の前記屈曲又は湾曲する部分と、前記第２制御信号端子の前記屈曲又は湾曲する部分は、互いに異なる方向へ屈曲又は湾曲している、請求項１から４のいずれか一項に記載の半導体装置。
前記第２半導体素子は、前記第２半導体素子の温度に対応する信号を出力するための温度信号電極をさらに有し、
前記第２半導体素子の前記温度信号電極は、いかなる信号端子にも接続されていない、請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体装置。
前記第２信号端子群は、前記第１制御信号端子と前記第３制御信号端子との間に、他の信号端子をさらに有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体装置。
第１半導体素子と、
前記第１半導体素子の一方側に隣接する第２半導体素子と、
前記第１半導体素子の他方側に隣接する第３半導体素子と、
五つの信号端子を有する第１信号端子群と、
前記第１信号端子群から間隔を空けて配置されているとともに、六つの信号端子を有する第２信号端子群と、
を備え、
前記第１半導体素子、前記第２半導体素子及び前記第３半導体素子の各々は、自己に対する制御信号が入力される制御信号電極と、自己の温度に対応する信号を出力するための二つの温度信号電極と、自己に流れる電流に対応する信号を出力するための二つの電流信号電極とを有し、
前記第１半導体素子の前記二つの温度信号電極は、前記第１信号端子群に含まれる二つの温度信号端子に接続されており、
前記第１半導体素子の前記制御信号電極は、前記第２信号端子群に含まれる第１制御信号端子に接続されており、
前記第１半導体素子の前記二つの電流信号電極は、前記第２信号端子群に含まれるとともに、前記第１制御信号端子に隣接する二つの第１電流信号端子に接続されており、
前記第２半導体素子の前記二つの温度信号電極は、いかなる信号端子にも接続されておらず、
前記第２半導体素子の前記制御信号電極は、前記第１信号端子群に含まれる第２制御信号端子に接続されており、
前記第２半導体素子の前記二つの電流信号電極は、前記第１信号端子群に含まれるとともに、前記第２制御信号端子と前記二つの温度信号端子との間に位置する二つの第２電流信号端子に接続されており、
前記第３半導体素子の前記二つの温度信号電極は、いかなる信号端子にも接続されておらず、
前記第３半導体素子の前記制御信号電極は、前記第２信号端子群に含まれるとともに、前記二つの第１電流信号端子に隣接する第３制御信号端子に接続されており、
前記第３半導体素子の前記二つの電流信号電極は、前記第２信号端子群に含まれるとともに、前記第３制御信号端子に隣接する二つの第３電流信号端子に接続されている、
半導体装置。