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1. (WO2017130370) SEMICONDUCTOR DEVICE
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明 細 書

発明の名称 半導体装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007  

課題を解決するための手段

0008  

発明の効果

0009   0010  

図面の簡単な説明

0011  

発明を実施するための形態

0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091  

符号の説明

0092  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

明 細 書

発明の名称 : 半導体装置

技術分野

[0001]
 本願明細書に開示される技術は、たとえば、エンジンとモータとを動力源として備えるハイブリッド自動車、または、産業機器などに使用されるインバータシステム(電力用半導体装置)に関するものである。

背景技術

[0002]
 パワーモジュールの電流大容量化に伴い、外部端子であるリード電極は、発熱抑制のためにリード電極面積、または、外部電極との接合面積を広げる必要がある。しかしながら、このように構成すると、製品全体のパッケージの大型化につながる。パワーモジュールにはますます、高性能、高耐久性、および、小型化が必要とされており、電流の大容量化に伴う製品全体のパッケージの大型化は、製品サイズの小型化のニーズに相反するものである。
[0003]
 従来の半導体装置は、半導体素子において発せられる熱は、半導体素子の下方におけるはんだ、ヒートスプレッダ、絶縁層、および、放熱材を通じて放熱される。しかしながら、半導体素子の上方においてはんだを挟んで接続された外部端子であるリード電極には、放熱機構が備えられていない。そのため、半導体素子の発熱またはリード電極自身の発熱により、リード電極が高温となってしまう。電流大容量化に伴ってリード電極はさらに高温となることが予想されるため、リード電極の発熱を防ぐためには、たとえば、電極の幅または電極の厚みを大きくする必要がある。
[0004]
 半導体素子の放熱性とリード電極の放熱性とを向上させる技術として、たとえば、特許文献1には、半導体素子と接続された外部端子の上面に別の絶縁基板を載置し、当該絶縁基板をモジュール外部に露出させることで、半導体素子の上面からの放熱を促し、外部端子の発熱を抑制する技術が開示される。

先行技術文献

特許文献

[0005]
特許文献1 : 特開2013-149730号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 しかしながら、このような技術が採用される場合には、モジュール厚みが増すため、製品サイズの小型化が阻害されることとなる。また、半導体素子の双方の面において冷却構造を備えることを必要とするため、製品サイズが大型化し、また、当該部分がインバータシステムに組み込まれる際の工程が複雑化する。
[0007]
 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解決するためになされたものであり、製品サイズを大型化させずに、半導体素子の放熱性とリード電極の放熱性とを向上させることができる技術に関するものである。

課題を解決するための手段

[0008]
 本願明細書に開示される技術の一の態様は、半導体素子と、前記半導体素子の上面に一端の下面が接続される外部端子であるリード電極と、前記半導体素子の下面側に配置される冷却機構と、前記リード電極の前記一端よりも他端側の下面と前記冷却機構との間に熱的に結合して配置され、かつ、少なくとも1つの絶縁層を含む放熱機構とを備えるものである。

発明の効果

[0009]
 本願明細書に開示される技術の一の態様は、半導体素子と、前記半導体素子の上面に一端の下面が接続される外部端子であるリード電極と、前記半導体素子の下面側に配置される冷却機構と、前記リード電極の前記一端よりも他端側の下面と前記冷却機構との間に熱的に結合して配置され、かつ、少なくとも1つの絶縁層を含む放熱機構とを備えるものである。このような構成によれば、製品サイズを大型化させずに、半導体素子の放熱性と外部端子であるリード電極の放熱性とを向上させることができる。
[0010]
 本願明細書に開示される技術に関する目的と、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、より明白となる。

図面の簡単な説明

[0011]
[図1] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。
[図2] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。
[図3] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。
[図4] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。
[図5] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。
[図6] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。
[図7] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。
[図8] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。
[図9] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。
[図10] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。
[図11] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。
[図12] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。
[図13] 実施の形態に関する、半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。

発明を実施するための形態

[0012]
 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。なお、図面は概略的に示されるものであり、異なる図面にそれぞれ示される画像の大きさと位置との相互関係は、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、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省略する場合がある。
[0013]
 また、以下に記載される説明において、「上」、「下」、「側」、「底」、「表」または「裏」などの特定の位置と方向とを意味する用語が用いら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用いられるものであり、実際に実施される際の方向とは関係しないものである。
[0014]
 <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。
[0015]
 <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を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図1に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、半導体素子100の上面とはんだ101を挟んで接続される外部端子であるリード電極102と、半導体素子100の下面とはんだ107を挟んで接続されるヒートスプレッダ105と、ヒートスプレッダ105の上面に接続されるリード電極106と、ヒートスプレッダ105の下面に接続される絶縁層104Hと、絶縁層104Hの下面に接続される放熱材108Fと、放熱材108Fの下面に接続される冷却機構109とを備える。
[0016]
 図1に例示される構造では、半導体素子100において発せられる熱は、半導体素子100の下方におけるはんだ107、ヒートスプレッダ105、絶縁層104H、および、放熱材108Fを通じて放熱される。しかしながら、半導体素子100の上方においてはんだ101を挟んで接続されたリード電極102には、放熱機構が備えられていない。そのため、半導体素子100の発熱またはリード電極102自身の発熱により、リード電極102が高温となってしまう。電流大容量化に伴ってリード電極102はさらに高温となることが予想されるため、リード電極102の発熱を防ぐためには、たとえば、電極の幅または電極の厚みを大きくする必要がある。
[0017]
 図2は、本実施の形態に関する半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図2に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、半導体素子100の上面とはんだ101を挟んで一端の下面が接続されるリード電極102と、リード電極102の一端よりも他端側の下面に接続される放熱ブロック103と、少なくとも一部が放熱ブロック103の下面に接続される絶縁層104と、絶縁層104の下面に接続される放熱材108とを備える。また、半導体装置は、さらに、半導体素子100の下面とはんだ107を挟んで接続されるヒートスプレッダ105と、ヒートスプレッダ105の上面に接続されるリード電極106とを備える。ヒートスプレッダ105の下面には、絶縁層104が接続される。ここで、絶縁層104は、ヒートスプレッダ105の下面から放熱ブロック103の下面に亘って、連続して形成される。すなわち、絶縁層104は、ヒートスプレッダ105の下面における部分と放熱ブロック103の下面における部分とが、連続して形成される。また、半導体装置は、さらに、半導体素子100の下面側の、放熱材108の下面に接続される冷却機構109を備える。ここで、放熱ブロック103と、絶縁層104と、放熱材108とは、互いに熱的に結合され、かつ、リード電極102の一端よりも他端側の下面と冷却機構109との間に配置される放熱機構と考えることができる。
[0018]
 半導体素子100は、たとえば、金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor、すなわちMOSFET)、または、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(insulated gate bipolar transistor、すなわちIGBT)などの半導体チップである。放熱材108、放熱ブロック103、および、ヒートスプレッダ105は、たとえば、Cu、Ni、AlまたはMoなどの金属、その合金、または、それらの積層構造である。冷却機構109は、たとえば、内部にフィン構造などを有する構造体である。
[0019]
 半導体素子100において発せられる熱は、半導体素子100の下面からは、はんだ107、ヒートスプレッダ105、絶縁層104、および、放熱材108を介して冷却機構109へ放熱される。また、半導体素子100で発せられる熱は、半導体素子100の上面からは、はんだ101、リード電極102、放熱ブロック103、および、放熱材108を介して冷却機構109へ放熱される。
[0020]
 このような経路で放熱されることで、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102自身から発する熱に関しても、放熱ブロック103、絶縁層104、および、放熱材108を介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102の温度上昇を抑えることができる。
[0021]
 また、放熱ブロック103の厚みをヒートスプレッダ105の厚みよりも厚くする場合には、リード電極102に対する曲げ加工が不要となる。冷却機構109は、たとえば、放熱材108に対して放熱用グリスと空冷のプレートとを挟んで冷却機構109が接続されるもの、放熱材108に対して放熱用グリスと水冷プレートとを挟んで冷却機構109が接続されるもの、または、放熱材108に対して直接冷却機構109が接続されるものが想定することができる。
[0022]
 <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。以下では、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成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。
[0023]
 <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を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図3に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、半導体素子100の上面とはんだ101を挟んで接続されるリード電極102Aと、リード電極102Aの下面に接続される放熱ブロック103Aと、放熱ブロック103Aの下面に接続される絶縁層104と、放熱材108とを備える。また、半導体装置は、さらに、ヒートスプレッダ105と、リード電極106とを備える。ヒートスプレッダ105の下面には、絶縁層104が接続される。また、半導体装置は、さらに、放熱材108の下面に接続される冷却機構109を備える。
[0024]
 リード電極102Aおよび放熱ブロック103Aには、外部のバスバー(ここでは、図示しない)を締結するためのネジ受け形状が形成される。具体的には、リード電極102Aには、リード電極102Aの上面から下面に向かって貫通する穴200が形成され、放熱ブロック103Aの上面には、側面にネジが切られたネジ穴201が、リード電極102Aの貫通された穴200とつながるように形成される。
[0025]
 このように構成されることで、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102A自身から発する熱、および、リード電極102Aと外部のバスバーとの接触部分において発せられる熱に関しても、放熱ブロック103A、絶縁層104、および、放熱材108を介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Aの温度上昇を抑えることができる。
[0026]
 <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。以下では、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成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。
[0027]
 <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を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図4に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、半導体素子100の上面とはんだ101を挟んで接続されるリード電極102Bと、リード電極102Bの下面に接続される放熱ブロック103Bと、放熱ブロック103Bの下面に接続される絶縁層104と、放熱材108とを備える。また、半導体装置は、さらに、ヒートスプレッダ105と、リード電極106とを備える。ヒートスプレッダ105の下面には、絶縁層104が接続される。また、半導体装置は、さらに、放熱材108の下面に接続される冷却機構109を備える。
[0028]
 リード電極102Bおよび放熱ブロック103Bには、外部のバスバー(ここでは、図示しない)を締結するためのネジ形状が形成される。具体的には、リード電極102Bには、リード電極102Bの上面から下面に向かって貫通する穴202が形成され、放熱ブロック103Bの上面には、側面にネジが切られた突起203が、リード電極102Bの貫通された穴202を貫通するように形成される。
[0029]
 このように構成されることで、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102B自身から発する熱、および、リード電極102Bと外部のバスバーとの接触部分において発せられる熱に関しても、放熱ブロック103B、絶縁層104、および、放熱材108を介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Bの温度上昇を抑えることができる。
[0030]
 <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。以下では、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成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。
[0031]
 <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を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図5に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、半導体素子100の上面とはんだ101を挟んで接続されるリード電極102Aと、リード電極102Aの下面に接続される放熱ブロック103Aと、放熱ブロック103Aの下面に接続される絶縁層104Bと、絶縁層104Bの下面に接続される放熱材108Bとを備える。また、半導体装置は、さらに、半導体素子100の下面とはんだ107を挟んで接続されるヒートスプレッダ105と、ヒートスプレッダ105の上面に接続されるリード電極106と、ヒートスプレッダ105の下面に接続される絶縁層104Aと、絶縁層104Aの下面に接続される放熱材108Aとを備える。また、半導体装置は、さらに、放熱材108Aの下面、および、放熱材108Bの下面に接続される冷却機構109を備える。
[0032]
 リード電極102Aおよび放熱ブロック103Aには、外部のバスバー(ここでは、図示しない)を締結するためのネジ受け形状が形成される。具体的には、リード電極102Aには、貫通された穴200が形成され、放熱ブロック103Aには、側面にネジが切られたネジ穴201が、リード電極102Aの貫通された穴200とつながるように形成される。また、ヒートスプレッダ105の下面に接続される部分である絶縁層104Aと、放熱ブロック103Aの下面に接続される部分である絶縁層104Bとが互いに離間して配置され、また、絶縁層104Aの下面に接続される部分である放熱材108Aと、絶縁層104Bの下面に接続される部分である放熱材108Bとが互いに離間して配置される。
[0033]
 このように構成されることで、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102A自身から発する熱、および、リード電極102Aと外部のバスバーとの接触部分において発せられる熱に関しても、放熱ブロック103A、絶縁層104B、および、放熱材108Bを介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Aの温度上昇を抑えることができる。また、絶縁層104Aと絶縁層104Bとが互いに離間して配置され、かつ、放熱材108Aと放熱材108Bとが互いに離間して配置されることにより、半導体素子100が配置される絶縁層104Aおよび放熱材108A側の構造によらずに、絶縁層104Bおよび放熱材108B側の構造の変更のみによって、外部のバスバーを締結するための形状を変更することができる。なお、図4に例示される構造において、半導体素子100側の絶縁層と放熱ブロック103B側の絶縁層とが分離していてもよい。また、図4に例示される構造において、半導体素子100側の放熱材と放熱ブロック103B側の放熱材とが分離していてもよい。
[0034]
 <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。以下では、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成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。
[0035]
 <半導体装置の構成について>
 図6は、本実施の形態に関する半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図6に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、半導体素子100の上面とはんだ101を挟んで一端の下面が接続されるリード電極102Aと、リード電極102Aの一端よりも他端側の下面に接続される放熱ブロック103Aと、放熱ブロック103Aの下面に接続される絶縁層104Cと、絶縁層104Cの下面に接続される放熱材108Cとを備える。また、半導体装置は、さらに、半導体素子100の下面とはんだ107を挟んで接続されるヒートスプレッダ105と、ヒートスプレッダ105の上面に接続されるリード電極106と、ヒートスプレッダ105の下面に接続される絶縁層104Aと、絶縁層104Aの下面に接続される放熱材108Aとを備える。また、半導体装置は、さらに、放熱材108Aの下面、および、放熱材108Cの下面に接続される冷却機構109を備える。
[0036]
 また、半導体装置は、さらに、リード電極102Aの他端側の上面に一端が接続される外部のバスバー111と、バスバー111の一端よりも他端側の下面に接続される放熱ブロック110とを備える。ここで、放熱ブロック103Aの下面に接続される部分である絶縁層104Cの上面には、放熱ブロック110も接続される。
[0037]
 リード電極102Aおよび放熱ブロック103Aには、外部のバスバー111を締結するためのネジ受け形状が形成される。具体的には、リード電極102Aには、貫通された穴200が形成され、放熱ブロック103Aには、側面にネジが切られたネジ穴201が、リード電極102Aの貫通された穴200とつながるように形成される。また、外部のバスバー111には、貫通された穴204が形成される。外部のバスバー111における貫通された穴204は、リード電極102Aにおける貫通された穴200と重なるように形成される。また、絶縁層104Aと絶縁層104Cとが互いに離間して配置され、また、放熱材108Aと放熱材108Cとが互いに離間して配置される。なお、絶縁層104Aと絶縁層104Cとが連続的に形成される場合であってもよい。また、放熱材108Aと放熱材108Cとが連続的に形成される場合であってもよい。
[0038]
 このように構成されることで、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102A自身から発する熱、および、リード電極102Aと外部のバスバーとの接触部分において発せられる熱に関しても、放熱ブロック103A、外部のバスバー111、放熱ブロック110、絶縁層104C、および、放熱材108Cを介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Aの温度上昇を抑えることができる。また、絶縁層104Aと絶縁層104Cとが互いに離間して配置され、かつ、放熱材108Aと放熱材108Cとが互いに離間して配置されることにより、半導体素子100が配置される絶縁層104Aおよび放熱材108A側の構造によらずに、絶縁層104Cおよび放熱材108C側の構造の変更のみによって、外部のバスバー111を締結するための形状を変更することができる。また、絶縁層104Cおよび放熱材108Cが外部のバスバー111および放熱ブロック110の下面に至るまで延びて形成されるため、効率的に放熱することができる。
[0039]
 <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。以下では、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成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。
[0040]
 <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を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図7に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、リード電極102Aと、放熱ブロック103Aと、絶縁層104Bと、放熱材108Bとを備える。また、半導体装置は、さらに、ヒートスプレッダ105と、リード電極106と、絶縁層104Aと、放熱材108Aとを備える。また、半導体装置は、さらに、放熱材108Aの下面、および、放熱材108Bの下面に接続される冷却機構109を備える。
[0041]
 リード電極102Aおよび放熱ブロック103Aには、外部のバスバー(ここでは、図示しない)を締結するためのネジ受け形状が形成される。具体的には、リード電極102Aには、貫通された穴200が形成され、放熱ブロック103Aには、側面にネジが切られたネジ穴201が、リード電極102Aの貫通された穴200とつながるように形成される。また、絶縁層104Aと絶縁層104Bとが互いに離間して配置され、また、放熱材108Aと放熱材108Bとが互いに離間して配置される。
[0042]
 また、半導体装置は、さらに、外部のバスバーを締結するためのネジ受け形状を露出させ、かつ、半導体装置全体を覆って形成される、具体的には、放熱ブロック103Aの少なくとも一部、および、リード電極102Aの一端を覆って形成される樹脂部112を備える。樹脂部112の材料としては、たとえば、エポキシ樹脂などが想定される。
[0043]
 このように構成されることで、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102A自身から発する熱、および、リード電極102Aと外部のバスバーとの接触部分において発せられる熱に関しても、放熱ブロック103A、絶縁層104B、および、放熱材108Bを介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Aの温度上昇を抑えることができる。また、半導体装置を樹脂部112で覆うことにより、半導体装置の信頼性が高まる。
[0044]
 <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。以下では、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成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。
[0045]
 <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を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図8に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、リード電極102Aと、放熱ブロック103Aと、絶縁層104Bと、放熱材108Bとを備える。また、半導体装置は、さらに、ヒートスプレッダ105と、リード電極106と、絶縁層104Aと、放熱材108Aとを備える。また、半導体装置は、さらに、放熱材108Aの下面、および、放熱材108Bの下面に接続される冷却機構109を備える。
[0046]
 リード電極102Aおよび放熱ブロック103Aには、外部のバスバー(ここでは、図示しない)を締結するためのネジ受け形状が形成される。具体的には、リード電極102Aには、貫通された穴200が形成され、放熱ブロック103Aには、側面にネジが切られたネジ穴201が、リード電極102Aの貫通された穴200とつながるように形成される。また、絶縁層104Aと絶縁層104Bとが互いに離間して配置され、また、放熱材108Aと放熱材108Bとが互いに離間して配置される。
[0047]
 また、半導体装置は、さらに、放熱材108Aと、絶縁層104Aと、ヒートスプレッダ105と、一部のリード電極106と、はんだ107と、半導体素子100と、はんだ101と、一部のリード電極102Aとを覆って形成される樹脂部112Aを備える。また、半導体装置は、放熱材108Bと、絶縁層104Bと、放熱ブロック103Aと、一部のリード電極102Aとを覆って形成される樹脂部112Bを備える。放熱ブロック103Aの少なくとも一部を覆う樹脂部112Bと、リード電極102Aの一端を覆う樹脂部112Aとは、互いに離間して形成される。樹脂部112Aおよび樹脂部112Bの材料としては、たとえば、エポキシ樹脂などが想定される。
[0048]
 このように構成されることで、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102A自身から発する熱、および、リード電極102Aと外部のバスバーとの接触部分において発せられる熱に関しても、放熱ブロック103A、絶縁層104B、および、放熱材108Bを介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Aの温度上昇を抑えることができる。また、半導体装置を樹脂部112Aおよび樹脂部112Bで覆うことにより、半導体装置の信頼性が高まる。また、樹脂部112Aと樹脂部112Bとが互いに離間して形成されることにより、半導体素子100が配置される絶縁層104Aおよび放熱材108A側の構造によらずに、絶縁層104Bおよび放熱材108B側の構造の変更に対して柔軟に対応して、樹脂部112Bを形成することができる。したがって、外部のバスバーを締結するための形状を柔軟に変更することができる。
[0049]
 <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。以下では、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成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。
[0050]
 <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を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図9に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、リード電極102Aと、リード電極102Aの下面に接続されるナット205と、ナット205の下面に接続される放熱ブロック103Cと、放熱ブロック103Cの下面に接続される絶縁層104Bと、放熱材108Bとを備える。また、半導体装置は、さらに、ヒートスプレッダ105と、リード電極106と、絶縁層104Aと、放熱材108Aとを備える。また、半導体装置は、さらに、放熱材108Aの下面、および、放熱材108Bの下面に接続される冷却機構109を備える。
[0051]
 リード電極102Aおよびナット205には、外部のバスバー(ここでは、図示しない)を締結するためのネジ受け形状が形成される。具体的には、リード電極102Aには、リード電極102Aの上面から下面に向かって貫通する穴200が形成され、ナット205には、側面にネジが切られたネジ穴206が、リード電極102Aの貫通された穴200とつながるように形成される。また、絶縁層104Aと絶縁層104Bとが互いに離間して配置され、また、放熱材108Aと放熱材108Bとが互いに離間して配置される。また、半導体装置は、さらに、外部のバスバーを締結するためのネジ受け形状を露出させ、かつ、半導体装置全体を覆って形成される、具体的には、ナット205の少なくとも一部、および、リード電極102Aの一端を覆って形成される樹脂部112を備える。なお、半導体素子100側の樹脂部と放熱ブロック103C側の樹脂部とが分離していてもよい。
[0052]
 このように構成されることで、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102A自身から発する熱、および、リード電極102Aと外部のバスバーとの接触部分において発せられる熱に関しても、ナット205、放熱ブロック103C、絶縁層104B、および、放熱材108Bを介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Aの温度上昇を抑えることができる。また、半導体装置を樹脂部112で覆うことにより、半導体装置の信頼性が高まる。
[0053]
 また、外部のバスバーを締結する箇所にナット205が配置されるため、外部のバスバーとの締結時に高いトルクがかかる場合であっても耐えうる構造となる。
[0054]
 <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。以下では、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成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。
[0055]
 <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を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図10に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、リード電極102Aと、リード電極102Aの下面に接続されるナット205Aと、ナット205Aの下面および側面に接続される放熱ブロック103Dと、放熱ブロック103Dの下面に接続される絶縁層104Bと、放熱材108Bとを備える。また、半導体装置は、さらに、ヒートスプレッダ105と、リード電極106と、絶縁層104Aと、放熱材108Aとを備える。また、半導体装置は、さらに、放熱材108Aの下面、および、放熱材108Bの下面に接続される冷却機構109を備える。
[0056]
 リード電極102Aおよびナット205Aには、外部のバスバー(ここでは、図示しない)を締結するためのネジ受け形状が形成される。具体的には、リード電極102Aには、貫通された穴200が形成され、ナット205Aには、側面にネジが切られたネジ穴206Aが、リード電極102Aの貫通された穴200とつながるように形成される。また、絶縁層104Aと絶縁層104Bとが互いに離間して配置され、また、放熱材108Aと放熱材108Bとが互いに離間して配置される。
[0057]
 このように構成されることで、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102A自身から発する熱、および、リード電極102Aと外部のバスバーとの接触部分において発せられる熱に関しても、ナット205A、放熱ブロック103D、絶縁層104B、および、放熱材108Bを介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Aの温度上昇を抑えることができる。
[0058]
 また、外部のバスバーを締結する箇所にナット205Aが配置されるため、外部のバスバーとの締結時に高いトルクがかかる場合であっても耐えうる構造となる。また、放熱ブロック103Dが、ナット205Aの下面に加えてナット205Aの側面にも接触して形成されるため、放熱性能が高まる。
[0059]
 <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。以下では、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成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。
[0060]
 <半導体装置の構成について>
 図11は、本実施の形態に関する半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図11に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、半導体素子100の上面とはんだ101を挟んで接続されるリード電極102Bと、リード電極102Bの下面に接続される絶縁層104Dとを備える。また、半導体装置は、さらに、半導体素子100の下面とはんだ107を挟んで接続されるヒートスプレッダ105Aと、ヒートスプレッダ105Aの上面に接続されるリード電極106と、ヒートスプレッダ105Aの下面に接続される絶縁層104Eと、絶縁層104Eの下面に接続される放熱材108Dと、放熱材108Dの下面に接続される冷却機構109とを備える。ここで、絶縁層104Dは、ヒートスプレッダ105Aの上面に接続される。また、リード電極102Bは、一部が下方に曲がって形成され、当該曲がった箇所が、絶縁層104Dと接続される。ここで、絶縁層104Dと、絶縁層104Eと、ヒートスプレッダ105Aと、放熱材108Dとは、互いに熱的に結合され、かつ、リード電極102Bの一端よりも他端側の下面と冷却機構109との間に配置される放熱機構と考えることができる。
[0061]
 このように構成されることで、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102B自身から発する熱に関しても、絶縁層104D、ヒートスプレッダ105A、絶縁層104E、および、放熱材108Dを介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Bの温度上昇を抑えることができる。
[0062]
 <第11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。以下では、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成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。
[0063]
 <半導体装置の構成について>
 図12は、本実施の形態に関する半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図12に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、半導体素子100の上面とはんだ101を挟んで接続されるリード電極102Cと、リード電極102Cの下面に接続される放熱ブロック103と、絶縁層104と、放熱材108とを備える。また、半導体装置は、さらに、ヒートスプレッダ105と、リード電極106とを備える。ヒートスプレッダ105の下面には、絶縁層104が接続される。また、半導体装置は、さらに、放熱材108の下面に接続される冷却機構109を備える。
[0064]
 また、半導体装置は、さらに、リード電極102Cと溶接され、かつ、放熱ブロック103の上面に接続される外部のバスバー111Aを備える。ここで、リード電極102Cには、外部のバスバー111Aと溶接される箇所において、放熱ブロック103から起き上がる突起207が形成される。
[0065]
 このように構成されることで、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102C自身から発する熱に関しても、放熱ブロック103、絶縁層104、および、放熱材108を介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Cの温度上昇を抑えることができる。
[0066]
 <第12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。以下では、以上に記載された実施の形態で説明された構成と同様の構成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。
[0067]
 <半導体装置の構成について>
 図13は、本実施の形態に関する半導体装置を実現するための構造を概略的に例示する断面図である。図13に例示されるように、半導体装置は、半導体素子100と、リード電極102と、リード電極102の一端よりも他端側の下面に直接接続される放熱ブロック103Eと、放熱ブロック103Eの下面に接続される絶縁層104Fとを備える。また、半導体装置は、さらに、半導体素子100の下面とはんだ107を挟んで接続されるヒートスプレッダ105Bと、ヒートスプレッダ105Bの上面に接続されるリード電極106と、ヒートスプレッダ105Bの下面に接続される絶縁層104Gと、絶縁層104Gの下面に接続される放熱材108Eと、放熱材108Eの下面に接続される冷却機構109とを備える。ここで、絶縁層104Fは、ヒートスプレッダ105Bの上面に接続される。なお、たとえば、図11に例示されるように、放熱ブロック103E側へ曲がって形成されていてもよい。
[0068]
 このように構成されることで、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102自身から発する熱に関しても、放熱ブロック103E、絶縁層104F、ヒートスプレッダ105B、絶縁層104G、および、放熱材108Eを介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102の温度上昇を抑えることができる。
[0069]
 <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>
 以下に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果を例示する。なお、以下では、以上に記載された実施の形態に例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、本願明細書に例示される他の具体的な構成と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。
[0070]
 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100と、半導体素子100の上面に一端の下面が接続される外部端子であるリード電極102と、半導体素子100の下面側に配置される冷却機構109と、リード電極102の一端よりも他端側の下面と冷却機構109との間に熱的に結合して配置され、かつ、少なくとも1つの絶縁層104を含む放熱機構とを備えるものである。または、半導体装置は、半導体素子100と、半導体素子100の上面に一端の下面が接続される外部端子であるリード電極102Bと、半導体素子100の下面側に配置される冷却機構109と、リード電極102Bの一端よりも他端側の下面と冷却機構109との間に熱的に結合して配置され、かつ、少なくとも1つの絶縁層104Dおよび絶縁層104Eを含む放熱機構とを備えるものである。
[0071]
 このような構成によれば、製品サイズを大型化させずに、半導体素子100の放熱性と外部端子であるリード電極の放熱性とを向上させることができる。
[0072]
 なお、これらの構成以外の本願明細書に例示される他の構成については適宜省略することができる。すなわち、これらの構成のみで、以上に記載された効果を生じさせることができる。しかしながら、本願明細書に例示される他の構成のうちの少なくとも1つを以上に記載された構成に適宜追加した場合、すなわち、以上に記載された構成としては記載されなかった本願明細書に例示される他の構成を以上に記載された構成に追加した場合でも、同様に以上に記載された効果を生じさせることができる。
[0073]
 また、以上に記載された実施の形態によれば、放熱機構は、第1の放熱ブロックと、絶縁層104と、放熱材108とを有する。ここで、放熱ブロック103は、第1の放熱ブロックに対応するものである。放熱ブロック103は、リード電極102の一端よりも他端側の下面に接続される。絶縁層104は、少なくとも一部が放熱ブロック103の下面に接続される。放熱材108は、絶縁層104の下面に接続される。このような構成によれば、外部端子であるリード電極102において生じた熱が放熱ブロック103、絶縁層104および放熱材108を介して冷却機構109へ伝えられるため、リード電極102の放熱性を高めることができる。
[0074]
 また、以上に記載された実施の形態によれば、絶縁層104は、半導体素子100と冷却機構109との間に配置される第1の部分と、放熱ブロック103の下面に接続される第2の部分とを有する。そして、第1の部分と第2の部分とは連続して形成される。このような構成によれば、半導体素子100において生じた熱と、リード電極102において生じた熱とが共通の絶縁層104を介して冷却機構109へ伝えられるため、半導体素子100の放熱性およびリード電極102の放熱性を高めることができる。
[0075]
 また、以上に記載された実施の形態によれば、絶縁層は、半導体素子100と冷却機構109との間に配置される第1の部分と、第1の放熱ブロックの下面に接続される第2の部分とを有する。ここで、絶縁層104Aは、第1の部分に対応するものである。また、放熱ブロック103Aは、第1の放熱ブロックに対応するものである。また、絶縁層104Bは、第2の部分に対応するものである。そして、絶縁層104Aと絶縁層104Bとは互いに離間して形成される。また、放熱材は、絶縁層104Aの下面に接続される第3の部分と、絶縁層104Bの下面に接続される第4の部分とを有する。ここで、放熱材108Aは、第3の部分に対応するものである。また、放熱材108Bは、第4の部分に対応するものである。このような構成によれば、絶縁層104Aと絶縁層104Bとが互いに離間して配置され、かつ、放熱材108Aと放熱材108Bとが互いに離間して配置されることにより、半導体素子100が配置される絶縁層104Aおよび放熱材108A側の構造によらずに、絶縁層104Bおよび放熱材108B側の構造の変更のみによって、外部のバスバーを締結するための形状を変更することができる。したがって、構造選択の自由度が向上する。
[0076]
 また、以上に記載された実施の形態によれば、リード電極102Aには、リード電極102Aの上面から下面に向かって貫通する穴200が形成される。放熱ブロック103Aの上面には、リード電極102Aにおける穴200と平面視において重なる位置においてネジ穴201が形成される。このような構成によれば、電流通電時のリード電極102A自身から発する熱、および、リード電極102Aと外部のバスバーとの接触部分において発せられる熱に関し、放熱ブロック103A、絶縁層104、および、放熱材108を介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Aの温度上昇を抑えることができる。
[0077]
 また、以上に記載された実施の形態によれば、リード電極102Bには、リード電極102Bの上面から下面に向かって貫通する穴202が形成される。放熱ブロック103Bの上面には、リード電極102Bにおける穴202と平面視において重なる位置において突起203が形成される。このような構成によれば、電流通電時のリード電極102B自身から発する熱、および、リード電極102Bと外部のバスバーとの接触部分において発せられる熱に関し、放熱ブロック103B、絶縁層104、および、放熱材108を介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Bの温度上昇を抑えることができる。
[0078]
 また、以上に記載された実施の形態によれば、リード電極102Aには、リード電極102Aの上面から下面に向かって貫通する穴200が形成される。また、半導体装置は、リード電極102Aにおける穴200と平面視において重なる位置においてネジ穴206が形成されるナット205を備える。第1の放熱ブロックは、ナット205の少なくとも下面に接続される。ここで、放熱ブロック103Cは、第1の放熱ブロックに対応するものである。このような構成によれば、電流通電時のリード電極102A自身から発する熱、および、リード電極102Aと外部のバスバーとの接触部分において発せられる熱に関し、ナット205、放熱ブロック103C、絶縁層104B、および、放熱材108Bを介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Aの温度上昇を抑えることができる。また、外部のバスバーを締結する箇所にナット205が配置されるため、外部のバスバーとの締結時に高いトルクがかかる場合であっても耐えうる構造となる。
[0079]
 また、以上に記載された実施の形態によれば、第1の放熱ブロックは、ナット205Aの下面および側面に接続される。ここで、放熱ブロック103Dは、第1の放熱ブロックに対応するものである。このような構成によれば、電流通電時のリード電極102A自身から発する熱、および、リード電極102Aと外部のバスバーとの接触部分において発せられる熱に関しても、ナット205A、放熱ブロック103D、絶縁層104B、および、放熱材108Bを介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Aの温度上昇を抑えることができる。また、外部のバスバーを締結する箇所にナット205Aが配置されるため、外部のバスバーとの締結時に高いトルクがかかる場合であっても耐えうる構造となる。また、放熱ブロック103Dが、ナット205Aの下面に加えてナット205Aの側面にも接触して形成されるため、放熱性能が高まる。
[0080]
 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、ナット205の少なくとも一部、および、リード電極102Aの一端を覆って形成される樹脂部112を備える。このような構成によれば、半導体装置を樹脂部112で覆うことにより、半導体装置の信頼性が高まる。
[0081]
 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、リード電極102Aの他端側に一端が接続されるバスバー111と、バスバー111の一端よりも他端側の下面に接続される第2の放熱ブロックとを備える。ここで、放熱ブロック110は、第2の放熱ブロックに対応するものである。また、絶縁層の第2の部分は、放熱ブロック110の下面にも接続される。ここで、絶縁層104Cは、第2の部分に対応するものである。このような構成によれば、絶縁層104Cおよび放熱材108Cが外部のバスバー111および放熱ブロック110の下面に至るまで延びて形成されるため、効率的に放熱することができる。
[0082]
 また、以上に記載された実施の形態によれば、リード電極102Cの他端側には、突起207が形成される。また、バスバー111Aは、リード電極102Cの突起207に溶接される。このような構成によれば、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102C自身から発する熱に関しても、放熱ブロック103、絶縁層104、および、放熱材108を介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Cの温度上昇を抑えることができる。
[0083]
 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、第1の放熱ブロックの少なくとも一部、および、リード電極102Aの一端を覆って形成される樹脂部112を備える。ここで、放熱ブロック103Aは、第1の放熱ブロックに対応するものである。このような構成によれば、このような構成によれば、半導体装置を樹脂部112で覆うことにより、半導体装置の信頼性が高まる。
[0084]
 また、以上に記載された実施の形態によれば、樹脂部は、第1の放熱ブロックの少なくとも一部を覆う第5の部分と、リード電極102Aの一端を覆う第6の部分とを有する。ここで、放熱ブロック103Aは、第1の放熱ブロックに対応するものである。また、樹脂部112Bは、第5の部分に対応するものである。また、樹脂部112Aは、第6の部分に対応するものである。また、樹脂部112Bと樹脂部112Aとは、互いに離間して形成される。このような構成によれば、半導体装置を樹脂部112Aおよび樹脂部112Bで覆うことにより、半導体装置の信頼性が高まる。また、樹脂部112Aと樹脂部112Bとが互いに離間して形成されることにより、半導体素子100が配置される絶縁層104Aおよび放熱材108A側の構造によらずに、絶縁層104Bおよび放熱材108B側の構造の変更に対して柔軟に対応して、樹脂部112Bを形成することができる。したがって、外部のバスバーを締結するための形状を柔軟に変更することができる。
[0085]
 また、以上に記載された実施の形態によれば、放熱機構は、ヒートスプレッダ105Aと、第2の絶縁層と、放熱材108Dとを有する。ここで、絶縁層104Eは、第2の絶縁層に対応するものである。ヒートスプレッダ105Aは、半導体素子100の下面に接続され、かつ、絶縁層のうちの第1の絶縁層を挟んでリード電極102Bの下面に接続される。ここで、絶縁層104Dは、第1の絶縁層に対応するものである。絶縁層104Eは、ヒートスプレッダ105Aの下面に接続される。放熱材108Dは、絶縁層104Eの下面に接続される。このような構成によれば、半導体素子100の上面および下面の双方から冷却機構109への放熱を実現することができる。また、電流通電時のリード電極102B自身から発する熱に関しても、絶縁層104D、ヒートスプレッダ105A、絶縁層104E、および、放熱材108Dを介して冷却機構109へ放熱される。そのため、リード電極102Bの温度上昇を抑えることができる。
[0086]
 また、以上に記載された実施の形態によれば、リード電極102Bは、ヒートスプレッダ105Aに接続される下面がヒートスプレッダ105A側に曲がって形成される。このような構成によれば、リード電極102Bの半導体素子100と接続される側の高さと、ヒートスプレッダ105Aと接続される側の高さとが異なる場合であっても、リード電極102Bのヒートスプレッダ105A側への曲がり形状を適宜調整することによって、半導体素子100およびヒートスプレッダ105Aと適切に接続することができる。
[0087]
 また、以上に記載された実施の形態によれば、半導体装置が、リード電極102の一端よりも他端側の下面に直接接続される放熱ブロック103Eを備える。また、ヒートスプレッダ105Bは、放熱ブロック103E、および、第1の絶縁層を挟んでリード電極102の下面に接続される。ここで、絶縁層104Fは、第1の絶縁層に対応するものである。このような構成によれば、電流通電時のリード電極102自身から発する熱に関し、放熱ブロック103E、絶縁層104F、ヒートスプレッダ105B、絶縁層104G、および、放熱材108Eを介して冷却機構109へ放熱される。
[0088]
 <以上に記載された実施の形態における変形例について>
 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例示であって、本願明細書に記載されたものに限られることはないものとする。したがって、例示されていない無数の変形例が、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、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
[0089]
 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」備えられるものとして記載された構成要素は、「1つ以上」備えられていてもよいものとする。さらに、それぞれの構成要素は概念的な単位であって、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、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。
[0090]
 また、本願明細書における説明は、本技術に関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。
[0091]
 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。

符号の説明

[0092]
 100 半導体素子、101,107 はんだ、102,102A,102B,102C,106 リード電極、103,103A,103B,103C,103D,103E,110 放熱ブロック、104,104A,104B,104C,104D,104E,104F,104G,104H 絶縁層、105,105A,105B ヒートスプレッダ、108,108A,108B,108C,108D,108E,108F 放熱材、109 冷却機構、111,111A バスバー、112,112A,112B 樹脂部、200,202,204 穴、201,206,206A ネジ穴、203,207 突起、205,205A ナット。

請求の範囲

[請求項1]
 半導体素子(100)と、
 前記半導体素子(100)の上面に一端の下面が接続される外部端子であるリード電極(102、102A、102B、102C)と、
 前記半導体素子(100)の下面側に配置される冷却機構(109)と、
 前記リード電極(102、102A、102B、102C)の前記一端よりも他端側の下面と前記冷却機構(109)との間に熱的に結合して配置され、かつ、少なくとも1つの絶縁層(104、104A、104B、104C、104D、104E、104F、104G)を含む放熱機構とを備える、
 半導体装置。
[請求項2]
 前記放熱機構は、
 前記リード電極(102、102A、102B、102C)の前記一端よりも他端側の下面に接続される第1の放熱ブロック(103、103A、103B、103C、103D)と、
 少なくとも一部が前記第1の放熱ブロック(103、103A、103B、103C、103D)の下面に接続される前記絶縁層(104、104A、104B、104C)と、
 前記絶縁層(104、104A、104B、104C)の下面に接続される放熱材(108、108A、108B、108C)とを有する、
 請求項1に記載の半導体装置。
[請求項3]
 前記絶縁層(104)は、前記半導体素子(100)と前記冷却機構(109)との間に配置される第1の部分と、前記第1の放熱ブロック(103、103A、103B、103C、103D)の下面に接続される第2の部分とを有し、
 前記第1の部分と前記第2の部分とが連続して形成される、
 請求項2に記載の半導体装置。
[請求項4]
 前記絶縁層は、前記半導体素子(100)と前記冷却機構(109)との間に配置される第1の部分(104A)と、前記第1の放熱ブロック(103、103A、103B、103C、103D)の下面に接続される第2の部分(104B、104C)とを有し、
 前記第1の部分(104A)と前記第2の部分(104B、104C)とは互いに離間して形成され、
 前記放熱材は、前記第1の部分(104A)の下面に接続される第3の部分(108A)と、前記第2の部分(104B、104C)の下面に接続される第4の部分(108B、108C)とを有する、
 請求項2に記載の半導体装置。
[請求項5]
 前記リード電極(102A)には、前記リード電極(102A)の上面から下面に向かって貫通する穴(200)が形成され、
 前記第1の放熱ブロック(103A)の上面には、前記リード電極(102A)における前記穴(200)と平面視において重なる位置においてネジ穴(201)が形成される、
 請求項2から請求項4のうちのいずれか1項に記載の半導体装置。
[請求項6]
 前記リード電極(102B)には、前記リード電極(102B)の上面から下面に向かって貫通する穴(202)が形成され、
 前記第1の放熱ブロック(103A)の上面には、前記リード電極(102B)における前記穴(202)と平面視において重なる位置において突起(203)が形成される、
 請求項2から請求項4のうちのいずれか1項に記載の半導体装置。
[請求項7]
 前記リード電極(102A)には、前記リード電極(102A)の上面から下面に向かって貫通する穴(200)が形成され、
 前記リード電極(102A)における前記穴(200)と平面視において重なる位置においてネジ穴(206)が形成されるナット(205)をさらに備え、
 前記第1の放熱ブロック(103C)は、前記ナット(205)の少なくとも下面に接続される、
 請求項2から請求項4のうちのいずれか1項に記載の半導体装置。
[請求項8]
 前記第1の放熱ブロック(103D)は、前記ナット(205A)の下面および側面に接続される、
 請求項7に記載の半導体装置。
[請求項9]
 前記ナット(205)の少なくとも一部、および、前記リード電極(102A)の前記一端を覆って形成される樹脂部(112)をさらに備える、
 請求項7に記載の半導体装置。
[請求項10]
 前記リード電極(102A)の前記他端側に一端が接続されるバスバー(111、111A)と、
 前記バスバー(111、111A)の前記一端よりも他端側の下面に接続される第2の放熱ブロック(110)とをさらに備え、
 前記絶縁層の前記第2の部分(104C)は、前記第2の放熱ブロック(110)の下面にも接続される、
 請求項3または請求項4に記載の半導体装置。
[請求項11]
 前記リード電極(102C)の前記他端側には、突起(207)が形成され、
 前記バスバー(111A)は、前記リード電極(102C)の前記突起(207)に溶接される、
 請求項10に記載の半導体装置。
[請求項12]
 前記第1の放熱ブロック(103A、103C)の少なくとも一部、および、前記リード電極(102A)の前記一端を覆って形成される樹脂部(112、112A、112B)をさらに備える、
 請求項2から請求項4のうちのいずれか1項に記載の半導体装置。
[請求項13]
 前記樹脂部は、前記第1の放熱ブロック(103A、103C)の少なくとも一部を覆う第5の部分(112B)と、前記リード電極(102A)の前記一端を覆う第6の部分(112A)とを有し、
 前記第5の部分(112B)と前記第6の部分(112A)とは、互いに離間して形成される、
 請求項12に記載の半導体装置。
[請求項14]
 前記放熱機構は、
 前記半導体素子(100)の下面に接続され、かつ、前記絶縁層のうちの第1の絶縁層(104D、104F)を挟んで前記リード電極(102、102B)の下面に接続されるヒートスプレッダ(105A、105B)と、
 前記ヒートスプレッダ(105A、105B)の下面に接続される第2の絶縁層(104E、104G)と、
 前記第2の絶縁層(104E、104G)の下面に接続される放熱材(108D、108E)とを有する、
 請求項1に記載の半導体装置。
[請求項15]
 前記リード電極(102B)は、前記ヒートスプレッダ(105A)に接続される前記下面が前記ヒートスプレッダ(105A)側に曲がって形成される、
 請求項14に記載の半導体装置。
[請求項16]
 前記リード電極(102)の前記一端よりも他端側の下面に直接接続される放熱ブロック(103E)をさらに備え、
 前記ヒートスプレッダ(105B)は、前記放熱ブロック(103E)、および、前記第1の絶縁層(104F)を挟んで前記リード電極(102)の下面に接続される、
 請求項14または請求項15に記載の半導体装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]

[ 図 12]

[ 図 13]