JP7750638B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本願明細書に開示される技術は、電力用の半導体技術に関するものである。

従来のパワーデバイスモジュールは、Ｐ電極と、Ｎ電極と、ＡＣ電極とを備えている。それぞれの電極は、パワーデバイスモジュールの枠体の外側の第１の側面、または、第１の側面の反対側の側面である第２の側面に設けられている。

複数のパワーデバイスモジュールを並列接続で使用する際、並列接続されるパワーデバイスモジュール間のＡＣ電極同士およびＮ電極同士を結線することで、発振現象を抑えることができる。

一般的に、複数のパワーデバイスモジュールを並列接続して使用する場合、上記の第１の側面、第２の側面それぞれと垂直な側面である第３の側面および第３の側面の反対側の側面である第４の側面に対向して、他のパワーデバイスモジュールを並べる。

そのため、対向する第３の側面および第４の側面にＡＣ電極またはＮ電極が設けられることで、並列接続されるパワーデバイスモジュール間のＡＣ電極同士またはＮ電極同士の結線が容易となる。

たとえば、特許文献１に例が示されているように、Ｐ電極、Ｎ電極が設けられた側面と垂直な側面にＡＣ電極、Ｎ電極が設けられたパワーデバイスモジュールを、ＡＣ電極、Ｎ電極が設けられた側面を対向させつつ並べる。そうすると、隣り合うパワーデバイスモジュールのＡＣ電極同士、Ｎ電極同士を容易に結線することができ、発振現象を抑えることができる。

特開２０１９－１６９６０９号公報

特許文献１に示された構造では、パワーデバイスモジュールの封止樹脂内で電極同士が平面視で重なりつつ配線されている。平面視で重なって配線された電極同士では、絶縁性を保つために互いを遠ざける必要がある。そうすると、装置のサイズが増大してしまうという問題がある。

本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を鑑みてなされたものであり、並列接続されて使用される際の結線を容易にしつつ、装置のサイズの増大を抑制するための技術である。

本願明細書に開示される技術の第１の態様である半導体装置は、基板と、前記基板の上面に設けられる少なくとも１つの半導体素子と、前記半導体素子と電気的に接続され、かつ、前記基板の第１の側面から平面視で外側に延びて設けられるＰ電極と、前記半導体素子と電気的に接続され、かつ、前記第１の側面とは反対側の第２の側面から平面視で外側に延びて設けられるＡＣ電極と、前記半導体素子および前記ＡＣ電極と電気的に接続され、かつ、前記第１の側面と交差する第３の側面、および、前記第３の側面とは反対側の第４の側面のうちの少なくとも一方から平面視で外側に延びて設けられる第１の接続電極と、前記半導体素子と電気的に接続され、かつ、前記第３の側面および前記第４の側面のうちの少なくとも一方から平面視で外側に延びて設けられる第２の接続電極とを備え、前記基板の上方において、前記第１の接続電極が、前記Ｐ電極および前記ＡＣ電極のいずれとも平面視で重ならず、前記基板の上方において、前記第２の接続電極が、前記Ｐ電極および前記ＡＣ電極のいずれとも平面視で重ならず、前記半導体素子と、前記Ｐ電極の一部と、前記ＡＣ電極の一部と、前記第１の接続電極の一部と、前記第２の接続電極の一部とを覆って前記基板の上面に設けられる樹脂部をさらに備え、前記樹脂部中において、前記第１の接続電極が、前記Ｐ電極および前記ＡＣ電極のいずれとも平面視で重ならず、前記樹脂部中において、前記第２の接続電極が、前記Ｐ電極および前記ＡＣ電極のいずれとも平面視で重ならず、前記半導体素子と電気的に接続され、かつ、前記第１の側面から平面視で外側に延びて設けられるＮ電極をさらに備え、前記第２の接続電極が、前記Ｎ電極と電気的に接続される。

本願明細書に開示される技術の少なくとも第１の態様によれば、接続電極がＰ電極およびＡＣ電極が設けられる側面とは交差する側面に設けられることで、当該構成が並列接続されて使用される際の、発振を抑制しつつ行われる結線を容易にすることができる。また、基板の上方で接続電極がＰ電極およびＡＣ電極のいずれとも平面視で重ならないように設けられるため、装置の小型化が可能となる。

また、本願明細書に開示される技術に関連する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。

実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す平面図である。 実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す平面図である。 実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す平面図である。 実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す斜視図である。 実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す斜視図である。 図に示された構成の側面図である。 実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す斜視図である。 実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す側面図である。 実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す側面図である。 実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す平面図である。 半導体装置の構成の例を示す平面図である。

以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の実施の形態では、技術の説明のために詳細な特徴なども示されるが、それらは例示であり、実施の形態が実施可能となるためにそれらすべてが必ずしも必須の特徴ではない。

なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化などが図面においてなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。また、断面図ではない平面図などの図面においても、実施の形態の内容を理解することを容易にするために、ハッチングが付される場合がある。

また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。

また、本願明細書に記載される説明において、ある構成要素を「備える」、「含む」または「有する」などと記載される場合、特に断らない限りは、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

また、本願明細書に記載される説明において、「第１の」または「第２の」などの序数が使われる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上使われるものであり、実施の形態の内容はこれらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。

また、本願明細書に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「側」、「底」、「表」または「裏」などの特定の位置または方向を意味する用語が使われる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上使われるものであり、実施の形態が実際に実施される際の位置または方向とは関係しないものである。

また、本願明細書に記載される説明において、「…の上面」または「…の下面」などと記載される場合、対象となる構成要素の上面自体または下面自体に加えて、対象となる構成要素の上面または下面に他の構成要素が形成された状態も含むものとする。すなわち、たとえば、「Ａの上面に設けられるＢ」と記載される場合、ＡとＢとの間に別の構成要素「Ｃ」が介在することを妨げるものではない。

＜第１の実施の形態＞
以下、本実施の形態に関する半導体装置について説明する。説明の便宜上、まず、発明者が知っている半導体装置の構成について説明する。

また、以下の説明においては、「ＡとＢとが電気的に接続される」という表現は、構成Ａと構成Ｂとの間で双方向に電流が流れ得ることを意味するものとする。

図１１は、半導体装置の構成の例を示す平面図である。図１１に示された半導体装置は、Ｎ電極１６１、Ｐ電極１３１およびＡＣ電極１５１が、樹脂部８０で部分的に覆われた状態で、基板１００の枠外に突き出して設けられている。

ここで、Ｎ電極１６１およびＰ電極１３１は、基板１００の第１の側面の枠外に設けられている。一方で、ＡＣ電極１５１は、第１の側面の反対側の側面である第２の側面の枠外に設けられている。

＜半導体装置の構成について＞
図１は、本実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す平面図である。図１に例が示されるように、半導体装置は、基板１００の上面に、金属層１１、金属層１２および金属層１３が互いに離間しつつ形成されている。

金属層１１の上面には、接合部２１を介してＰ電極３１が接合される。また、金属層１１の上面には、半導体素子４１が接合される。すなわち、Ｐ電極３１は、金属層１１を介して半導体素子４１と電気的に接続される。また、半導体素子４１の上面には、ＡＣ電極５３が接合される。また、ＡＣ電極５３は、ＡＣ電極５２に結線（接続）される。また、ＡＣ電極５３は、接合部２２を介して金属層１２に接合される。

金属層１２の上面には、接合部２３を介してＡＣ電極５１が接合される。すなわち、ＡＣ電極５３は、金属層１２を介してＡＣ電極５１と電気的に接続される。また、金属層１２の上面には、半導体素子４２が接合される。すなわち、ＡＣ電極５１は、金属層１２を介して半導体素子４２と電気的に接続される。また、半導体素子４２の上面には、Ｎ電極６３が接合される。また、Ｎ電極６３は、接合部２４を介して金属層１３に接合される。

金属層１３の上面には、接合部２５を介してＮ電極６２が接合される。また、金属層１３の上面には、接合部２６を介してＮ電極６１が接合される。Ｎ電極６１は、金属層１３、Ｎ電極６３を介して半導体素子４２と電気的に接続される。

ここで、Ｐ電極、Ｎ電極およびＡＣ電極（出力端子）とは、たとえば、半導体装置に使われるリード端子である。リード端子は、一般的には、帯状の薄い金属板に所定のパターンで打ち抜かれたリードフレームとして供給され、必要な加工処理の後、フレームから切り離されて構成されるものである。

Ｐ電極３１とＮ電極６１とは、基板１００の第１の側面の枠外に設けられている。ＡＣ電極５１は、第１の側面とは反対側の側面である第２の側面の枠外に設けられている。

また、ＡＣ電極５２とＮ電極６２とは、第１の側面とは垂直な側面である第３の側面の枠外に設けられている。また、ＡＣ電極５３とＮ電極６３とは、第３の側面とは反対側の側面である第４の側面の枠外に設けられている。

このような構成によれば、ＡＣ電極５２およびＡＣ電極５３が、金属層１２を介してＡＣ電極５１と電気的に接続される。また、Ｎ電極６２およびＮ電極６３が、金属層１３を介してＮ電極６１に電気的に接続される。

より詳細には、基板１００と平面視で重なる基板１００の上方において、ＡＣ電極５２およびＡＣ電極５３が、Ｐ電極３１、ＡＣ電極５１およびＮ電極６１のいずれとも平面視で重ならずに配置される。同様に、基板１００と平面視で重なる基板１００の上方において、Ｎ電極６２およびＮ電極６３が、Ｐ電極３１、ＡＣ電極５１およびＮ電極６１のいずれとも平面視で重ならずに配置される。

よって、基板１００の枠内では電極同士が立体交差せずに（すなわち、平面視で重ならずに）、第３の側面の枠外にＡＣ電極５２およびＮ電極６２を設け、第４の側面の枠外にＡＣ電極５３およびＮ電極６３を設けることができる。

換言すると、基板１００と平面視で重なる基板１００の上方において、ＡＣ電極５２、ＡＣ電極５３、Ｎ電極６２およびＮ電極６３のいずれもが、Ｐ電極３１とは平面視で重ならない位置に設けられる。また、基板１００と平面視で重なる基板１００の上方において、ＡＣ電極５２、ＡＣ電極５３、Ｎ電極６２およびＮ電極６３のいずれもが、ＡＣ電極５１とは平面視で重ならない位置に設けられる。また、基板１００と平面視で重なる基板１００の上方において、ＡＣ電極５２、ＡＣ電極５３、Ｎ電極６２およびＮ電極６３のいずれもが、Ｎ電極６１とは平面視で重ならない位置に設けられる。

なお、半導体装置に備えられる半導体素子は、少なくとも１つあればよい。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置について説明する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

＜半導体装置の構成について＞
図２は、本実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す平面図である。図２に例が示されるように、半導体装置は、基板１００Ａの上面に、金属層１１および金属層１２が互いに離間しつつ形成されている。

金属層１１の上面には、接合部２１を介してＰ電極３１が接合される。また、金属層１１の上面には、半導体素子４１が接合される。また、半導体素子４１の上面には、ＡＣ電極５３Ａが接合される。また、ＡＣ電極５３Ａは、ＡＣ電極５２Ａに結線（接続）される。また、ＡＣ電極５３Ａは、接合部２２を介して金属層１２に接合される。

金属層１２の上面には、接合部２３を介してＡＣ電極５１が接合される。また、金属層１２の上面には、半導体素子４２が接合される。また、半導体素子４２の上面には、Ｎ電極６３Ａが接合される。また、Ｎ電極６３Ａは、Ｎ電極６２Ａに結線（接続）される。

Ｐ電極３１は、基板１００Ａの第１の側面の枠外に設けられている。ＡＣ電極５１は、第１の側面とは反対側の側面である第２の側面の枠外に設けられている。

また、ＡＣ電極５２ＡとＮ電極６２Ａとは、第１の側面とは垂直な側面である第３の側面の枠外に設けられている。また、ＡＣ電極５３ＡとＮ電極６３Ａとは、第３の側面とは反対側の側面である第４の側面の枠外に設けられている。

このような構成によれば、ＡＣ電極５２ＡおよびＡＣ電極５３Ａが、金属層１２を介してＡＣ電極５１と電気的に接続される。

よって、基板１００の枠内では電極同士が立体交差せずに（すなわち、平面視で重ならずに）、第３の側面の枠外にＡＣ電極５２ＡおよびＮ電極６２Ａを設け、第４の側面の枠外にＡＣ電極５３ＡおよびＮ電極６３Ａを設けることができる。また、第１の側面にＮ電極を備えていないため、装置の小型化が可能となる。

＜第３の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置について説明する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

＜半導体装置の構成について＞
図３は、本実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す平面図である。図３に示された構成は、図１に示された構成が基板１００の上面で樹脂部８０によって部分的に覆われた状態、具体的には、それぞれの基板１００に対応する半導体素子４１、半導体素子４２、Ｐ電極３１の一部、Ｎ電極６１の一部、ＡＣ電極５２の一部、ＡＣ電極５３の一部、Ｎ電極６２の一部、Ｎ電極６３の一部およびＡＣ電極５１の一部が樹脂部８０に覆われた状態で、第３の側面と第４の側面とが対向するように隣り合って複数並べられた構成に対応する。

図３に示された構成においては、樹脂部８０の内部において、ＡＣ電極５２、ＡＣ電極５３、Ｎ電極６２およびＮ電極６３のいずれもが、Ｐ電極３１とは平面視で重ならない位置に設けられる。また、樹脂部８０の内部において、ＡＣ電極５２、ＡＣ電極５３、Ｎ電極６２およびＮ電極６３のいずれもが、ＡＣ電極５１とは平面視で重ならない位置に設けられる。また、樹脂部８０の内部において、ＡＣ電極５２、ＡＣ電極５３、Ｎ電極６２およびＮ電極６３のいずれもが、Ｎ電極６１とは平面視で重ならない位置に設けられる。

図３に例が示されるように、隣り合って（対向して）配置される基板１００の、第３の側面におけるＡＣ電極５２と第４の側面におけるＡＣ電極５３とが接合され（すなわち、対向する側面におけるＡＣ電極同士が接続され）、かつ、第３の側面におけるＮ電極６２と第４の側面におけるＮ電極６３とが接合される（すなわち、対向する側面におけるＮ電極同士が接続される）。これらの電極の接合方法は、たとえば、溶接、ボルト締結またははんだ接合などである。

このような構成によれば、並列接続される複数のパワーデバイスモジュールにおける半導体素子の発振を抑制することができる。

＜第４の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置について説明する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

＜半導体装置の構成について＞
図４は、本実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す斜視図である。図４に示された構造は、図２に示された構造の上方に樹脂部８０が形成され、さらに、樹脂部８０の上面にＮバスバー７０が設けられた構造である。

図４に例が示されるように、Ｎバスバー７０は、Ｎ電極６２およびＮ電極６３とそれぞれ接合している。また、Ｎバスバー７０は、基板１００Ａの第１の側面の枠外におけるＰ電極３１と隣り合う位置に、延びて形成されている。

このような構成によれば、Ｎバスバー７０が半導体装置の上部に位置することで、樹脂部８０の上面におけるＮバスバー７０が、樹脂部８０内の配線と平行平板となる。よって、インダクタンスを抑制することができる。

＜第５の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置について説明する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

＜半導体装置の構成について＞
図５は、本実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す斜視図である。図５に示された構造は、図２に示された構造（ただし、Ｐ電極３１Ａは形状が変形）の上方に樹脂部８０が形成され、さらに、樹脂部８０の上面にＮバスバー７２が設けられた構造である。また、図６は、図５に示された構成の側面図である。

図５および図６に例が示されるように、Ｎバスバー７２は、Ｎ電極６２およびＮ電極６３とそれぞれ接合している。また、Ｎバスバー７２は、基板１００Ａの第１の側面の枠外において、Ｐ電極３１Ａと平行平板となるように延びて形成されている。すなわち、第１の側面の枠外において、Ｎバスバー７２はＰ電極３１Ａと平面視で重なって配置される。

このような構成によれば、効果的にインダクタンスを抑制することができる。なお、図１におけるＮ電極６１とＰ電極３１とが、第１の側面の枠外において平面視で重なって配置されてもよい。

＜第６の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置について説明する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

＜半導体装置の構成について＞
図７は、本実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す斜視図である。図７に示される構造は、図２に示された構造の上方に樹脂部８０Ａが形成され、さらに、樹脂部８０の上面にＮバスバー７０Ａが設けられた構造である。

図７に例が示されるように、Ｎバスバー７０Ａは、Ｎ電極６２およびＮ電極６３とそれぞれ接合している。また、Ｎバスバー７０Ａは、基板１００Ａの第１の側面の枠外におけるＰ電極３１と隣り合う位置に、延びて形成されている。

また、Ｎバスバー７０Ａには、複数の穴７０Ｂが形成される。そして、樹脂部８０Ａの上面に形成された複数の凸部８２が穴７０Ｂに嵌るように（すなわち、凸部８２が平面視で穴７０Ｂと重なるように）、Ｎバスバー７０Ａと樹脂部８０Ａとの相対位置が位置決めされる。なお、凸部８２および穴７０Ｂは、それぞれ１つであってもよい。

このような構成によれば、Ｎバスバー７０Ａと樹脂部８０Ａとの相対位置が穴７０Ｂおよび凸部８２によって位置決めされるため、半導体装置の組み立て時の位置ずれを抑制することができる。

＜第７の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置について説明する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

＜半導体装置の構成について＞
図８は、本実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す側面図である。図８に示された構造は、図４に示された構造における樹脂部の形状が変形している構造である。

図８に例が示されるように、樹脂部８０Ｂの上面にはガイド部８４が形成されている。ガイド部８４は、樹脂部８０Ｂの上面において凸形状となる部分である。また、Ｎバスバー７４は、Ｎ電極６２およびＮ電極６３とそれぞれ接合している。ここで、Ｎバスバー７４は、樹脂部８０Ｂの上面において、平面視でガイド部８４に挟まれる位置に、ガイド部８４に隣接して配置される。具体的には、Ｎバスバー７４は、２つのガイド部８４の間に挟まれて固定されつつ、樹脂部８０Ｂの上面に配置される。なお、Ｎバスバー７４は、周方向に連続して設けられるガイド部８４に周囲を囲まれていてもよい。また、図７に示された凸部８２とガイド部８４とが、双方備えられていてもよい。

このような構成によれば、Ｎバスバー７４がガイド部８４の間に嵌ることによって位置決めされ、半導体装置の組み立て時の位置ずれを抑制することができる。また、ガイド部８４が形成されることによって、Ｎバスバー７４とＡＣ電極との間の沿面距離を長く保てば、絶縁強度を向上させることができる。

＜第８の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置について説明する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

＜半導体装置の構成について＞
図９は、本実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す側面図である。図９に示された構造は、図１に示された構造におけるＡＣ電極およびＮ電極のうちの少なくとも１つの形状が変形している構造である。

図９に例が示されるように、Ｎ電極６３Ａは曲部６３Ｂを有しており、隣り合うパワーデバイスモジュールにおけるＮ電極６２と接続される端部の高さを低くすることができる。曲部６３Ｂは、たとえば、Ｎ電極６３Ａの端部を、基板１００の上面側へＮ電極６３Ａの厚み分だけ曲げる（移動させる）。

このような構成によれば、十分な絶縁距離を確保することによって、半導体装置の上部に設置される部品とＮ電極６３Ａとの絶縁性を良好に保つことができる。なお、半導体装置の上部に設置される部品は、たとえば、バスバーまたは制御基板などである。

なお、上記の説明では、Ｎ電極６３Ａが曲部６３Ｂを有している場合が示されたが、曲部を有する電極は、Ｎ電極６２、ＡＣ電極５２、ＡＣ電極５３などであってもよい。また、第３の側面の枠外に設けられる電極と第４の側面の枠外に設けられる電極との双方が、曲部を有していてもよい。

＜第９の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置について説明する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

＜半導体装置の構成について＞
図１０は、本実施の形態に関する半導体装置の構成の例を示す平面図である。図１０に示された構造は、図３に示された構造のうち、隣り合うパワーデバイスモジュールにおいて相手側と接続されていない電極、すなわち、図３における、第３の側面における接合されていないＡＣ電極５２、第４の側面における接合されていないＡＣ電極５３、第３の側面における接合されていないＮ電極６２、第４の側面における接合されていないＮ電極６３が、当該箇所の側面の枠外に配置されない。なお、隣り合うパワーデバイスモジュールにおいて相手側と接続されていない電極のうちのいずれか１つでも接合されていなければよく、図１０に示されるように、隣り合うパワーデバイスモジュールにおいて相手側と接続されていない電極のすべてが接合されていない場合に限られるものではない。

このような構成によれば、Ｎ電極およびＡＣ電極が設けられていない面における絶縁性を良好に保つことができる。よって、Ｎ電極およびＡＣ電極が設けられていない面に対向して他のデバイスが配置される場合であっても絶縁距離を別途考慮する必要がないため、装置サイズの増大を抑制することができる。

＜第１０の実施の形態＞
本実施の形態に関する半導体装置について説明する。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態で説明された構成要素と同様の構成要素については同じ符号を付して図示し、その詳細な説明については適宜省略するものとする。

＜半導体装置の構成について＞
上記のいずれかの実施の形態において、半導体素子は、ＳｉＣからなるものであってもよい。

＜以上に記載された実施の形態によって生じる効果について＞
次に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果の例を示す。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態に例が示された具体的な構成に基づいて当該効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本願明細書に例が示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。すなわち、以下では便宜上、対応づけられる具体的な構成のうちのいずれか１つのみが代表して記載される場合があるが、代表して記載された具体的な構成が対応づけられる他の具体的な構成に置き換えられてもよい。

また、当該置き換えは、複数の実施の形態に跨ってなされてもよい。すなわち、異なる実施の形態において例が示されたそれぞれの構成が組み合わされて、同様の効果が生じる場合であってもよい。

以上に記載された実施の形態によれば、半導体装置は、基板１００（または、基板１００Ａ）と、少なくとも１つの半導体素子４１（または、半導体素子４２）と、Ｐ電極３１（または、Ｐ電極３１Ａ）と、ＡＣ電極５１と、第１の接続電極と、第２の接続電極とを備える。ここで、第１の接続電極は、たとえば、ＡＣ電極５２、ＡＣ電極５２Ａ、ＡＣ電極５３またはＡＣ電極５３Ａなどのうちの少なくとも１つに対応するものである。また、第２の接続電極は、たとえば、Ｎ電極６２、Ｎ電極６２Ａ、Ｎ電極６３またはＮ電極６３Ａなどのうちの少なくとも１つに対応するものである。半導体素子４１は、基板１００の上面に設けられる。Ｐ電極３１は、半導体素子４１と電気的に接続される。また、Ｐ電極３１は、基板１００の第１の側面から平面視で外側に延びて設けられる。ＡＣ電極５１は、半導体素子４１と電気的に接続される。また、ＡＣ電極５１は、第１の側面とは反対側の第２の側面から平面視で外側に延びて設けられる。ＡＣ電極５２は、半導体素子４１およびＡＣ電極５１と電気的に接続される。また、ＡＣ電極５２は、第１の側面と交差する第３の側面、および、第３の側面とは反対側の第４の側面のうちの少なくとも一方から平面視で外側に延びて設けられる。Ｎ電極６２は、半導体素子４１と電気的に接続される。また、Ｎ電極６２は、第３の側面および第４の側面のうちの少なくとも一方から平面視で外側に延びて設けられる。そして、基板１００の上方において、ＡＣ電極５２が、Ｐ電極３１およびＡＣ電極５１のいずれとも平面視で重ならない。また、基板１００の上方において、Ｎ電極６２が、Ｐ電極３１およびＡＣ電極５１のいずれとも平面視で重ならない。

このような構成によれば、接続電極であるＡＣ電極５２、ＡＣ電極５３、Ｎ電極６２およびＮ電極６３それぞれが、Ｐ電極３１およびＡＣ電極５１が設けられる側面とは交差する側面に設けられる。よって、当該構成が並列接続されて使用される際の、発振を抑制しつつ行われる結線を容易にすることができる。また、基板１００の上方で接続電極であるＡＣ電極５２、ＡＣ電極５３、Ｎ電極６２およびＮ電極６３それぞれが、Ｐ電極３１およびＡＣ電極５１のいずれとも平面視で重ならないように設けられる。よって、装置の小型化が可能となる。

なお、上記の構成に本願明細書に例が示された他の構成を適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては言及されなかった本願明細書中の他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、半導体装置は、樹脂部８０（または、樹脂部８０Ａ、樹脂部８０Ｂ）を備える。樹脂部８０は、半導体素子４１と、Ｐ電極３１の一部と、ＡＣ電極５１の一部と、ＡＣ電極５２の一部と、Ｎ電極６２の一部とを覆って基板１００の上面に設けられる。そして、樹脂部８０中において、ＡＣ電極５２が、Ｐ電極３１およびＡＣ電極５１のいずれとも平面視で重ならない。また、樹脂部８０中において、Ｎ電極６２が、Ｐ電極３１およびＡＣ電極５１のいずれとも平面視で重ならない。このような構成によれば、樹脂部８０の内部でＡＣ電極５２、ＡＣ電極５３、Ｎ電極６２およびＮ電極６３それぞれが、Ｐ電極３１およびＡＣ電極５１のいずれとも平面視で重ならないように設けられる。よって、装置の小型化が可能となる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、半導体装置は、半導体素子４１と電気的に接続され、かつ、第１の側面から平面視で外側に延びて設けられるＮ電極６１（または、Ｎバスバー７０、Ｎバスバー７０Ａ、Ｎバスバー７２、Ｎバスバー７４）を備える。Ｎ電極６２が、Ｎ電極６１と電気的に接続される。このような構成によれば、基板１００の上方でＡＣ電極５２、ＡＣ電極５３、Ｎ電極６２およびＮ電極６３それぞれが、Ｐ電極３１、ＡＣ電極５１およびＮ電極６１のいずれとも平面視で重ならないように設けられる。よって、装置の小型化が可能となる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、樹脂部８０が、Ｎ電極６１の一部も覆って設けられる。そして、樹脂部８０中において、ＡＣ電極５２が、Ｎ電極６１とも平面視で重ならない。また、樹脂部８０中において、Ｎ電極６２が、Ｎ電極６１とも平面視で重ならない。このような構成によれば、樹脂部８０の内部でＡＣ電極５２、ＡＣ電極５３、Ｎ電極６２およびＮ電極６３それぞれが、Ｐ電極３１、ＡＣ電極５１およびＮ電極６１のいずれとも平面視で重ならないように設けられる。よって、装置の小型化が可能となる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、Ｎバスバー７０が、樹脂部８０の上面に配置される。このような構成によれば、Ｎバスバー７０が半導体装置の上部に位置することで、樹脂部８０の上面におけるＮバスバー７０が、樹脂部８０内の配線と平行平板となる。よって、インダクタンスを抑制することができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、樹脂部８０Ａの上面に、少なくとも１つの凸部８２が形成される。そして、Ｎバスバー７０Ａの、凸部８２と平面視で重なる位置に、凸部８２が嵌まる少なくとも１つの穴７０Ｂが形成される。このような構成によれば、Ｎバスバー７０Ａと樹脂部８０Ａとの相対位置が穴７０Ｂおよび凸部８２によって容易に位置決めされ、また、半導体装置の組み立て時の位置ずれを抑制することができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、樹脂部８０Ｂの上面に、少なくとも１つのガイド部８４が形成される。そして、樹脂部８０Ｂの上面におけるＮバスバー７４が、平面視でガイド部８４に隣接して配置される。このような構成によれば、Ｎバスバー７４がガイド部８４の間に嵌ることによって容易に位置決めされ、半導体装置の組み立て時の位置ずれを抑制することができる。また、ガイド部８４が形成されることによって、Ｎバスバー７４とＡＣ電極との間の沿面距離を長く保てば、絶縁強度を向上させることができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、第１の側面から延びて設けられるＮバスバー７０が、第１の側面から延びて設けられるＰ電極３１と平面視で隣り合う。このような構成によれば、Ｎバスバー７０が半導体装置の上部に位置することで、樹脂部８０の上面におけるＮバスバー７０が、樹脂部８０内の配線と平行平板となる。よって、インダクタンスを抑制することができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、第１の側面から延びて設けられるＮバスバー７２が、第１の側面から延びて設けられるＰ電極３１Ａと平面視で重なる。このような構成によれば、効果的にインダクタンスを抑制することができる。また、Ｐ電極３１ＡとＮバスバー７２が第１の側面の枠外において重なる位置にあるため、半導体装置の小型化が可能となる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、半導体装置は、基板１００を複数備える。そして、半導体素子４１、Ｐ電極３１、ＡＣ電極５１、ＡＣ電極５２およびＮ電極６２が、それぞれの基板１００に設けられる。ここで、隣り合って配置される複数の基板１００のそれぞれを、第１の基板および第２の基板とする。第１の基板の第４の側面と第２の基板の第３の側面とが対向して配置される。そして、第１の基板の第４の側面から平面視で外側に延びて設けられるＡＣ電極５２と、第２の基板の第３の側面から平面視で外側に延びて設けられるＡＣ電極５２とが接続される。また、第１の基板の第４の側面から平面視で外側に延びて設けられるＮ電極６２と、第２の基板の第３の側面から平面視で外側に延びて設けられるＮ電極６２とが接続される。このような構成によれば、隣り合うパワーデバイスモジュールのＡＣ電極５２とＡＣ電極５３とを接続し、かつ、隣り合うパワーデバイスモジュールのＮ電極６２とＮ電極６３とを接続することによって、並列接続される複数のパワーデバイスモジュールにおける半導体素子同士の電位差を減少させて、半導体素子の発振を抑制することができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、ＡＣ電極５２およびＮ電極６２のうちの少なくとも一方が、第１の基板の第３の側面、および、第２の基板の第４の側面のうちの少なくとも１つからは延びて設けられない。このような構成によれば、隣り合うパワーデバイスモジュールに対向していない面にはＮ電極およびＡＣ電極が設けられていないため、当該面における絶縁性を良好に保つことができる。よって、Ｎ電極およびＡＣ電極が設けられていない面に対向して他のデバイスが配置される場合であっても絶縁距離を別途考慮する必要がないため、装置サイズの増大を抑制することができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、第４の側面から平面視で外側に延びて設けられる、ＡＣ電極５２およびＮ電極６３Ａのうちの少なくとも一方が、樹脂部８０外で曲部６３Ｂを備える。そして、曲部６３Ｂが、第４の側面から平面視で外側に延びる端部を基板１００の上面側へ曲げる。このような構成によれば、半導体装置同士を隣り合うように配置する際に、隣り合う半導体装置の電極同士の接合部の高さを低くすることができる。そのため、十分な絶縁距離を確保することによって、半導体装置の上部に設置される部品とＮ電極６３Ａとの絶縁性を良好に保つことができる。

また、以上に記載された実施の形態によれば、半導体素子４１の半導体が、ＳｉＣからなる。このような構成によれば、半導体素子の半導体にＳｉＣを使用することによって、Ｓｉ素子を使用する場合と比べて素子サイズを小さくすることができる。そのため、半導体装置のサイズを小さくすることができる。半導体装置のサイズが小さくなると、並列接続で使用される半導体素子間の結線距離が短くなり、半導体素子間の電位差を小さくすることができる。

＜以上に記載された実施の形態の変形例について＞
以上に記載された実施の形態では、それぞれの構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面においてひとつの例であって、限定的なものではないものとする。

したがって、例が示されていない無数の変形例と均等物とが、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの実施の形態における少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態における構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

また、以上に記載された実施の形態において、特に指定されずに材料名などが記載された場合は、矛盾が生じない限り、当該材料に他の添加物が含まれた、たとえば、合金などが含まれるものとする。

また、矛盾が生じない限り、以上に記載された実施の形態において「１つ」の構成要素が備えられる、と記載された場合に、当該構成要素が「１つ以上」備えられていてもよいものとする。

さらに、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素は概念的な単位であって、本願明細書に開示される技術の範囲内には、１つの構成要素が複数の構造物から成る場合と、１つの構成要素がある構造物の一部に対応する場合と、さらには、複数の構成要素が１つの構造物に備えられる場合とを含むものとする。

また、以上に記載された実施の形態におけるそれぞれの構成要素には、同一の機能を発揮する限り、他の構造または形状を有する構造物が含まれるものとする。

また、本願明細書における説明は、本技術に関連するすべての目的のために参照され、いずれも、従来技術であると認めるものではない。

３１ Ｐ電極、３１Ａ Ｐ電極、４１ 半導体素子、４２ 半導体素子、５１ ＡＣ電極、５２ ＡＣ電極、５２Ａ ＡＣ電極、５３ ＡＣ電極、５３Ａ ＡＣ電極、６１ Ｎ電極、６２ Ｎ電極、６２Ａ Ｎ電極、６３ Ｎ電極、６３Ａ Ｎ電極、７０Ｂ 穴、８０ 樹脂部、８０Ａ 樹脂部、８０Ｂ 樹脂部、８２ 凸部、８４ ガイド部、１００ 基板、１００Ａ 基板、１３１ Ｐ電極、１５１ ＡＣ電極、１６１ Ｎ電極。

Claims (11)

1. 基板と、
   前記基板の上面に設けられる少なくとも１つの半導体素子と、
   前記半導体素子と電気的に接続され、かつ、前記基板の第１の側面から平面視で外側に延びて設けられるＰ電極と、
   前記半導体素子と電気的に接続され、かつ、前記第１の側面とは反対側の第２の側面から平面視で外側に延びて設けられるＡＣ電極と、
   前記半導体素子および前記ＡＣ電極と電気的に接続され、かつ、前記第１の側面と交差する第３の側面、および、前記第３の側面とは反対側の第４の側面のうちの少なくとも一方から平面視で外側に延びて設けられる第１の接続電極と、
   前記半導体素子と電気的に接続され、かつ、前記第３の側面および前記第４の側面のうちの少なくとも一方から平面視で外側に延びて設けられる第２の接続電極とを備え、
   前記基板の上方において、前記第１の接続電極が、前記Ｐ電極および前記ＡＣ電極のいずれとも平面視で重ならず、
   前記基板の上方において、前記第２の接続電極が、前記Ｐ電極および前記ＡＣ電極のいずれとも平面視で重ならず、
   前記半導体素子と、前記Ｐ電極の一部と、前記ＡＣ電極の一部と、前記第１の接続電極の一部と、前記第２の接続電極の一部とを覆って前記基板の上面に設けられる樹脂部をさらに備え、
   前記樹脂部中において、前記第１の接続電極が、前記Ｐ電極および前記ＡＣ電極のいずれとも平面視で重ならず、
   前記樹脂部中において、前記第２の接続電極が、前記Ｐ電極および前記ＡＣ電極のいずれとも平面視で重ならず、
   前記半導体素子と電気的に接続され、かつ、前記第１の側面から平面視で外側に延びて設けられるＮ電極をさらに備え、
   前記第２の接続電極が、前記Ｎ電極と電気的に接続される、
   半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置であり、
   前記樹脂部が、前記Ｎ電極の一部も覆って設けられ、
   前記樹脂部中において、前記第１の接続電極が、前記Ｎ電極とも平面視で重ならず、
   前記樹脂部中において、前記第２の接続電極が、前記Ｎ電極とも平面視で重ならない、
   半導体装置。
3. 請求項１に記載の半導体装置であり、
   前記Ｎ電極が、前記樹脂部の上面に配置される、
   半導体装置。
4. 請求項３に記載の半導体装置であり、
   前記樹脂部の上面に、少なくとも１つの凸部が形成され、
   前記Ｎ電極の、前記凸部と平面視で重なる位置に、前記凸部が嵌まる少なくとも１つの穴が形成される、
   半導体装置。
5. 請求項３または４に記載の半導体装置であり、
   前記樹脂部の上面に、少なくとも１つのガイド部が形成され、
   前記樹脂部の上面における前記Ｎ電極が、平面視で前記ガイド部に隣接して配置される、
   半導体装置。
6. 請求項１から４のうちのいずれか１つに記載の半導体装置であり、
   前記第１の側面から延びて設けられる前記Ｎ電極が、前記第１の側面から延びて設けられる前記Ｐ電極と平面視で隣り合う、
   半導体装置。
7. 請求項１から４のうちのいずれか１つに記載の半導体装置であり、
   前記第１の側面から延びて設けられる前記Ｎ電極が、前記第１の側面から延びて設けられる前記Ｐ電極と平面視で重なる、
   半導体装置。
8. 基板と、
   前記基板の上面に設けられる少なくとも１つの半導体素子と、
   前記半導体素子と電気的に接続され、かつ、前記基板の第１の側面から平面視で外側に延びて設けられるＰ電極と、
   前記半導体素子と電気的に接続され、かつ、前記第１の側面とは反対側の第２の側面から平面視で外側に延びて設けられるＡＣ電極と、
   前記半導体素子および前記ＡＣ電極と電気的に接続され、かつ、前記第１の側面と交差する第３の側面、および、前記第３の側面とは反対側の第４の側面のうちの少なくとも一方から平面視で外側に延びて設けられる第１の接続電極と、
   前記半導体素子と電気的に接続され、かつ、前記第３の側面および前記第４の側面のうちの少なくとも一方から平面視で外側に延びて設けられる第２の接続電極とを備え、
   前記基板の上方において、前記第１の接続電極が、前記Ｐ電極および前記ＡＣ電極のいずれとも平面視で重ならず、
   前記基板の上方において、前記第２の接続電極が、前記Ｐ電極および前記ＡＣ電極のいずれとも平面視で重ならず、
   前記基板を複数備え、
   前記半導体素子、前記Ｐ電極、前記ＡＣ電極、前記第１の接続電極および前記第２の接続電極が、それぞれの前記基板に設けられ、
   隣り合って配置される複数の前記基板のそれぞれを、第１の基板および第２の基板とし、
   前記第１の基板の前記第４の側面と前記第２の基板の前記第３の側面とが対向して配置され、
   前記第１の基板の前記第４の側面から平面視で外側に延びて設けられる前記第１の接続電極と、前記第２の基板の前記第３の側面から平面視で外側に延びて設けられる前記第１の接続電極とが接続され、
   前記第１の基板の前記第４の側面から平面視で外側に延びて設けられる前記第２の接続電極と、前記第２の基板の前記第３の側面から平面視で外側に延びて設けられる前記第２の接続電極とが接続される、
   半導体装置。
9. 請求項８に記載の半導体装置であり、
   前記第１の接続電極および前記第２の接続電極のうちの少なくとも一方が、前記第１の基板の前記第３の側面、および、前記第２の基板の前記第４の側面のうちの少なくとも１つからは延びて設けられない、
   半導体装置。
10. 請求項１から４のうちのいずれか１つに記載の半導体装置であり、
    前記第４の側面から平面視で外側に延びて設けられる、前記第１の接続電極および前記第２の接続電極のうちの少なくとも一方が、前記樹脂部外で曲部を備え、
    前記曲部が、前記第４の側面から平面視で外側に延びる端部を前記基板の前記上面側へ曲げる、
    半導体装置。
11. 請求項１から４のうちのいずれか１つに記載の半導体装置であり、
    前記半導体素子の半導体が、ＳｉＣからなる、
    半導体装置。