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JP6602981B2 - 半導体装置 - Google Patents

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JP6602981B2
JP6602981B2 JP2018535446A JP2018535446A JP6602981B2 JP 6602981 B2 JP6602981 B2 JP 6602981B2 JP 2018535446 A JP2018535446 A JP 2018535446A JP 2018535446 A JP2018535446 A JP 2018535446A JP 6602981 B2 JP6602981 B2 JP 6602981B2
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JP
Japan
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semiconductor device
heat
electronic component
generating electronic
main electrode
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English (en)
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光政 佐々木
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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Description

本発明は、半導体装置に関し、より詳しくは、放熱体に取り付けられる半導体装置に関する。
セラミック基板等の絶縁基板に発熱電子部品およびリード部材を実装した後、樹脂封止して構成される半導体装置が知られている。発熱電子部品は、例えば半導体スイッチング素子やダイオード等である。このような半導体装置は絶縁基板の裏面を介してヒートシンクや車体等の放熱体に取り付けられ、発熱電子部品で発生した熱が絶縁基板を通じて放熱体に放熱される。リード部材のアウターリードは、バスバーを介してバッテリー等の外部装置に接続される。
なお、特許文献１には、セラミック基材に導電部を接合した半導体装置が記載されており、この半導体装置では、導電部にＡｌ線とリード部材が接続されている。
特開２００６−３２６１７号公報
ところで、上記の半導体装置に接続された外部装置において発生した熱がリード部材を通じて半導体装置の内部に伝播することがある。この場合、発熱電子部品が高温になり、半導体装置の故障の原因となるおそれがある。特許文献１では、リード部材がランド部（導電部）に接続されており、外部装置から伝播した熱の一部は絶縁基板を通じて放熱基板に放熱される。
しかしながら、ランド部に金属ワイヤーとリード部材の両方が接続されるため、ランド部の面積、ひいては絶縁基板が大型化し、半導体装置の低コスト化が困難になるという問題があった。
そこで、本発明は、半導体装置の低コスト化を図りつつ、外部装置から半導体装置の内部に伝播する熱を放熱体に効率的に放熱することが可能な半導体装置を提供することを目的とする。
本発明に係る半導体装置は、
放熱体に取り付けられる半導体装置であって、
第１の主電極および第２の主電極を有する発熱電子部品と、
前記発熱電子部品を封止する封止部と、
前記封止部に封止された第１のインナーリード部、および前記封止部から露出した第１のアウターリード部を有する第１のリード部材と、
前記第２の主電極に電気的に接続され、前記封止部に封止された第２のインナーリード部、および前記封止部から露出した第２のアウターリード部を有する第２のリード部材と、を備え、
前記第１のインナーリード部は、前記第１のアウターリード部から伝播する熱を前記放熱体に逃がす放熱端部と、前記放熱端部および前記第１のアウターリード部の間に位置し且つ前記発熱電子部品の前記第１の主電極に電気的に接続される電気接続部とを有することを特徴とする。
また、前記半導体装置において、
第１の主面および前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する絶縁性熱伝導基材と、前記第１の主面に形成された部品実装ランド部と、を有する絶縁基板をさらに備え、
前記第２のリード部材の前記第２のインナーリード部は、前記部品実装ランド部に電気的に接続されていてもよい。
また、前記半導体装置において、
前記絶縁基板は、前記絶縁性熱伝導基材の前記第１の主面に形成され、前記部品実装ランド部から電気的に分離された孤立ランド部をさらに有し、
前記第１のインナーリード部の前記放熱端部は、前記孤立ランド部に電気的に接続され、
前記第１の主電極と前記第１のインナーリード部の前記電気接続部とは、金属ワイヤーにより、前記孤立ランド部を介さずに電気的に接続されていてもよい。
また、前記半導体装置において、
前記絶縁基板は、前記絶縁性熱伝導基材の前記第１の主面に形成され、前記部品実装ランド部から電気的に分離された孤立ランド部をさらに有し、
前記第１のインナーリード部の前記放熱端部は、前記孤立ランド部に電気的に接続され、
前記第１の主電極と前記第１のインナーリード部の前記電気接続部とは、接続子により、前記孤立ランド部を介さずに電気的に接続されていてもよい。
また、前記半導体装置において、
前記絶縁基板は、前記絶縁性熱伝導基材の前記第１の主面に形成され、前記部品実装ランド部から電気的に分離された孤立ランド部をさらに有し、
前記第１のインナーリード部の前記放熱端部は、前記孤立ランド部に電気的に接続され、
前記第１のインナーリード部は、前記電気接続部から延在し且つ前記発熱電子部品の前記第１の主電極に電気的に接続する延在接続部を有してもよい。
また、前記半導体装置において、
前記第１のインナーリード部の前記放熱端部は、前記封止部から露出した露出面を含んでもよい。
また、前記半導体装置において、
前記絶縁基板は、前記絶縁性熱伝導基材の前記第２の主面に形成された露出導電部をさらに有し、前記露出導電部は、前記封止部から露出し前記放熱体と接する露出面を含んでもよい。
また、前記半導体装置において、
前記第１のインナーリード部の前記放熱端部は、前記封止部から露出した露出面を含み、
前記第２のインナーリード部は部品実装部を有しており、前記発熱電子部品は、前記第２の主電極が前記部品実装部に電気的に接続されるように前記部品実装部の上に実装されているようにしてもよい。
また、前記半導体装置において、
前記部品実装部は、前記封止部から露出した露出面を含み、
前記第１のインナーリード部の前記放熱端部の露出面および前記部品実装部の露出面を被覆するように前記封止部に貼着された絶縁シートをさらに備えてもよい。
また、前記半導体装置において、
前記第１の主電極と前記第１のインナーリード部とは、金属ワイヤーにより電気的に接続されていてもよい。
また、前記半導体装置において、
前記第１の主電極と前記第１のインナーリード部とは、接続子により電気的に接続されていてもよい。
また、前記半導体装置において、
前記第１のインナーリード部は、前記電気接続部から延在し且つ前記発熱電子部品の前記第１の主電極に電気的に接続される延在接続部を有してもよい。
また、前記半導体装置において、
前記発熱電子部品は、ゲート電極をさらに有する半導体スイッチング素子であってもよい。
また、前記半導体装置において、
前記第１の主電極および前記ゲート電極は前記発熱電子部品の上面に設けられ、前記第２の主電極は前記発熱電子部品の下面に設けられていてもよい。
また、前記半導体装置において、
前記第１のリード部材および前記第２のリード部材のうち、一方のリード部材がバッテリーに電気的に接続され、他方のリード部材がウィンカースイッチに電気的に接続されてもよい。
本発明では、第１のインナーリード部が、第１のアウターリード部から伝播する熱を放熱体に逃がす放熱端部と、放熱端部および第１のアウターリード部の間に位置し且つ発熱電子部品の第１の主電極に電気的に接続される電気接続部とを有する。これにより、本発明によれば、半導体装置の低コスト化を図りつつ、外部装置から半導体装置の内部に伝播する熱を放熱体に効率的に放熱することができる。
第１の実施形態に係る半導体装置の透視斜視図である。 第１の実施形態に係る半導体装置の断面図である。 第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための斜視図である。 図３Ａに続く、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための斜視図である。 図３Ｂに続く、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための斜視図である。 図３Ｃに続く、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための斜視図である。 図３Ｄに続く、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための斜視図である。 図３Ｅに続く、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明するための斜視図である。 第２の実施形態に係る半導体装置の透視斜視図である。 第３の実施形態に係る半導体装置の透視斜視図である。 第４の実施形態に係る半導体装置の断面図である。 第５の実施形態に係る半導体装置の透視斜視図である。 第５の実施形態に係る半導体装置の断面図である。
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態に係る半導体装置について説明する。なお、各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付す。
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る半導体装置１について図１および図２を参照して説明する。
半導体装置１は、ヒートシンクや車体等の放熱体（図示せず）に取り付けられる半導体装置である。本実施形態では、半導体装置１はウィンカーリレーであるが、本発明に係る半導体装置はこれに限定されるものではない。
半導体装置１は、図１に示すように、絶縁基板１０と、発熱電子部品２０と、封止部３０と、リード部材４０（第１のリード部材）と、リード部材５０（第２のリード部材）と、リード部材６０と、金属ワイヤー２と、を備えている。半導体装置１は、例えば、ウィンカーリレーとして構成される。半導体装置１がウィンカーリレーの場合、リード部材４０およびリード部材５０のうち、一方のリード部材はバッテリー（図示せず）に電気的に接続され、他方のリード部材はウィンカースイッチ（図示せず）に電気的に接続される。
絶縁基板１０は、図２に示すように、主面１１ａ（第１の主面）および第１の主面と反対側の主面１１ｂ（第２の主面）を有する絶縁性熱伝導基材１１と、主面１１ａに形成された部品実装ランド部１２と、主面１１ａに形成された孤立ランド部１３と、主面１１ｂに形成された露出導電部１５と、を有する。孤立ランド部１３は、孤立したランドであって、部品実装ランド部１２から電気的に分離されている。露出導電部１５は、封止部３０から露出し、放熱体と接する露出面１５ａを含む。
本実施形態では、絶縁基板１０はセラミック基板であるが、他の絶縁基板であってもよい。部品実装ランド部１２、孤立ランド部１３および露出導電部１５は、導電材料（本実施形態では銅）からなる。
発熱電子部品２０は、縦型構造のデバイスであり、図１および図２に示すように、上面に主電極２１（第１の主電極）およびゲート電極２３が設けられ、下面に主電極２２（第２の主電極）が設けられている。本実施形態では、主電極２１はドレイン電極であり、主電極２２はソース電極である。発熱電子部品２０で発生した熱は、部品実装ランド部１２、絶縁性熱伝導基材１１および露出導電部１５を通じて放熱体に放熱される。一部の熱は、封止部３０を通じて空気中に放熱される。
発熱電子部品２０は、半導体スイッチング素子である。半導体スイッチング素子は、例えば、電界効果トランジスタ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＭＯＳ ＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＩＧＢＴ）、サイリスタである。
なお、発熱電子部品２０は、ダイオード等の他の電子部品であってもよい。また、発熱電子部品２０は、主電極２１，２２およびゲート電極２３が上面に設けられた横型構造のデバイスであってもよい。この場合、主電極２２と部品実装ランド部１２は金属ワイヤーや接続子等により電気的に接続される。
封止部３０は、例えば絶縁性の樹脂材料からなり、絶縁基板１０、発熱電子部品２０、インナーリード部４１，５１および金属ワイヤー２，３を封止する。なお、絶縁基板１０の裏面（露出導電部１５）は封止部３０により封止されない。
リード部材４０は、封止部３０に封止されたインナーリード部４１（第１のインナーリード部）、および封止部３０から露出したアウターリード部４２（第１のアウターリード部）を有する。
インナーリード部４１は、図１および図２に示すように、放熱端部４１ｃと、垂直延在部４１ｅと、電気接続部４１ｄとを有する。放熱端部４１ｃは、インナーリード部４１の先端に設けられ、アウターリード部４２から伝播する熱を放熱体に逃がすように構成されている。電気接続部４１ｄは、放熱端部４１ｃおよびアウターリード部４２の間に位置し、発熱電子部品２０の主電極２１に電気的に接続される。この電気接続部４１ｄは、垂直延在部４１ｅとアウターリード部４２に挟まれた部分である。垂直延在部４１ｅは、アウターリード部４２と放熱体との間に所定の絶縁距離を確保するために設けられている。
インナーリード部４１の放熱端部４１ｃは、孤立ランド部１３に電気的に接続されている。また、主電極２１とインナーリード部４１の電気接続部４１ｄとは、図１および図２に示すように、金属ワイヤー２（例えばＡｌワイヤー）により、孤立ランド部１３を介さずに電気的に接続されている。本実施形態では、発熱電子部品２０に大電流が流れるため、複数本の金属ワイヤー２が用いられている。金属ワイヤー２の一端は、図２に示すように、インナーリード部４１の電気接続部４１ｄの上面に電気的に接続されている。
なお、アウターリード部４２には、半導体装置１を放熱体に固定する際に用いられる固定用孔４２ａが設けられている。
リード部材５０は、主電極２２に電気的に接続され、封止部３０に封止されたインナーリード部５１（第２のインナーリード部）、および封止部３０から露出したアウターリード部５２（第２のアウターリード部）を有する。インナーリード部５１は、部品実装ランド部１２に電気的に接続されている。なお、アウターリード部５２には、半導体装置１を放熱体に固定する際に用いられる固定用孔５２ａが設けられている。
リード部材６０は、図１に示すように、金属ワイヤー３（例えばＡｕワイヤー）を介して発熱電子部品２０のゲート電極２３に電気的に接続されている。このリード部材６０は、発熱電子部品２０の制御信号を出力する駆動装置（図示せず）に接続される。
上記のように、第１の実施形態では、発熱電子部品２０の主電極２１と、インナーリード部４１の電気接続部４１ｄとが金属ワイヤー２により電気的に接続されている。すなわち、主電極２１とインナーリード部４１は、孤立ランド部１３を介さずに電気的に接続されている。これにより、金属ワイヤー２が孤立ランド部１３に接続される場合に比べて孤立ランド部１３の面積を削減することができる。その結果、絶縁基板１０の低コスト化を図ることができる。
さらに、第１の実施形態では、インナーリード部４１の放熱端部４１ｃが、孤立ランド部１３に接続されており、アウターリード部４２から伝播する熱を放熱体に逃がすように構成されている。すなわち、外部装置で発生し、アウターリード部４２を通じて半導体装置１内に伝播した熱は、インナーリード部４１の放熱端部４１ｃ、孤立ランド部１３、絶縁性熱伝導基材１１および露出導電部１５を通じて放熱体に放熱される。これにより、外部装置から半導体装置１の内部に伝播する熱を放熱体に効率的に放熱することができる
よって、第１の実施形態によれば、半導体装置１の低コスト化を図りつつ、外部装置から半導体装置１の内部に伝播する熱を放熱体に効率的に放熱することができる。
＜半導体装置１の製造方法＞
上記の半導体装置１の製造方法について、図３Ａ〜図３Ｆを参照して説明する。
まず、図３Ａに示すように、絶縁基板１０を準備する。前述のように、絶縁性熱伝導基材１１の上面には部品実装ランド部１２および孤立ランド部１３が設けられている。準備後、部品実装ランド部１２および孤立ランド部１３の所定部分にクレームはんだ（図示せず）を塗布する。
次に、図３Ｂに示すように、絶縁基板１０の部品実装ランド部１２の上に発熱電子部品２０を実装する。より詳しくは発熱電子部品２０の下面に設けられた主電極２２が部品実装ランド部１２にクリームはんだを介して電気的に接続するように、発熱電子部品２０を部品実装ランド部１２上に載置する。
次に、図３Ｃに示すように、リードフレーム１００を準備する。このリードフレーム１００は、枠部１１０と、複数のタイバー１２０と、枠部１１０の四隅に設けられた位置決め孔１３０と、リードフレーム端子部１４１，１４２，１５１，１５２と、リードフレームゲート端子部１６０とを有している。リードフレーム端子部１４１，１５１はそれぞれインナーリード部４１，５１になる部分であり、リードフレーム端子部１４２，１５２はそれぞれアウターリード部４２，５２になる部分である。リードフレームゲート端子部１６０は、リード部材６０になる部分である。リードフレーム端子部１５１，１５２には、半導体装置１を放熱体に固定する際に用いられる固定用孔４２ａ，５２ａが設けられている。
次に、リードフレーム１００を準備した後、図３Ｃに示すように、絶縁基板１０とリードフレーム１００との間の位置合わせを行い、絶縁基板１０の上にリードフレーム１００を載置する。より詳しくは、リードフレーム端子部１４１の先端部分が孤立ランド部１３の上に位置し、リードフレーム端子部１５１の先端部分が部品実装ランド部１２の上に位置するように位置合わせを行う。その後、リフロー工程を経て、発熱電子部品２０は絶縁基板１０に固定され、リードフレーム１００は絶縁基板１０に固定される。
次に、ワイヤーボンディング工程を行う。本工程では、図３Ｄに示すように、複数本の金属ワイヤー２により、発熱電子部品２０の主電極２１とリードフレーム端子部１４１とを電気的に接続する。また、金属ワイヤー３により、発熱電子部品２０のゲート電極２３と、リードフレームゲート端子部１６０とを電気的に接続する。本実施形態では、金属ワイヤー２はＡｌワイヤーであり、金属ワイヤー３はＡｕワイヤーである。金属ワイヤー２，３は超音波振動により対象物に接合される。
次に、図３Ｅに示すように、トランスファーモールド法により、絶縁基板１０、発熱電子部品２０、リードフレーム端子部１４１，１５１、および金属ワイヤー２，３を封止して封止部３０を形成する。なお、絶縁基板１０の裏面は樹脂封止されず、露出導電部１５が露出した状態となる。
その後、図３Ｆに示すように、枠部１１０およびタイバー１２０を切り落とすことにより半導体装置１を得る。
（第２の実施形態）
第２の実施形態に係る半導体装置１について図４を参照して説明する。第２の実施形態では、金属ワイヤー２に代えて接続子７０を用いる。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態に係る半導体装置１は、図４に示すように、絶縁基板１０と、発熱電子部品２０と、封止部３０と、リード部材４０と、リード部材５０と、リード部材６０と、接続子７０と、を備えている。接続子７０以外の構成要素については、第１の実施形態と同様であるので詳しい説明を省略する。
接続子７０は、導電性の板材であり、発熱電子部品２０の主電極２１と、インナーリード部４１の電気接続部４１ｄとを電気的に接続する。より詳しくは、接続子７０の一端は、主電極２１にはんだを介して接続され、接続子７０の他端はインナーリード部４１の電気接続部４１ｄにはんだを介して接続されている。
上記のように、第２の実施形態では、発熱電子部品２０の主電極２１と、インナーリード部４１の電気接続部４１ｄとが接続子７０により電気的に接続されている。すなわち、主電極２１とインナーリード部４１は、孤立ランド部１３を介さずに電気的に接続されている。また、インナーリード部４１の放熱端部４１ｃは孤立ランド部１３に接続されている。
これにより、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態によれば、半導体装置１の低コスト化を図りつつ、外部装置から半導体装置１の内部に伝播する熱を放熱体に効率的に放熱することができる。
さらに、第２の実施形態では、複数本の金属ワイヤー２に代えて接続子７０を用いるため、金属ワイヤー２のワイヤーボンディング工程が不要となる。本実施形態の場合、絶縁基板１０とリードフレーム１００との間の位置合わせを行った後（図３Ｃ参照）、クリームはんだを介して主電極２１とインナーリード部４１の上に接続子７０を載置し、その後のリフロー工程において固定する。このように、第２の実施形態によれば、金属ワイヤー２のワイヤーボンディング工程が不要となるため、半導体装置の製造工程の簡略化を図ることができ、ひいては半導体装置１のさらなる低コスト化を図ることができる。
（第３の実施形態）
第３の実施形態に係る半導体装置１について図５を参照して説明する。第３の実施形態では、金属ワイヤー２ではなく、リード部材４０が主電極２１に直接接続される。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態に係る半導体装置１は、図５に示すように、絶縁基板１０と、発熱電子部品２０と、封止部３０と、リード部材４０Ｍと、リード部材５０と、リード部材６０と、を備えている。リード部材４０Ｍ以外の構成要素については、第１の実施形態と同様であるので詳しい説明を省略する。
リード部材４０Ｍは、封止部３０に封止されたインナーリード部４１Ｍ、および封止部３０から露出したアウターリード部４２を有する。インナーリード部４１Ｍは、図５に示すように、放熱端部４１ｃおよび電気接続部４１ｄに加えて、延在接続部４１ａをさらに有する。この延在接続部４１ａは、電気接続部４１ｄから延在し且つ発熱電子部品２０の主電極２１に電気的に接続する。本実施形態では、インナーリード部４１Ｍは、図５に示すように、その先端の両側部分が孤立ランド部１３に接触するように曲げ加工されている。なお、インナーリード部４１Ｍの形状はこれに限るものではない。
上記のように、第３の実施形態では、インナーリード部４１Ｍの延在接続部４１ａが、発熱電子部品２０の主電極に２１に電気的に接続されるとともに、アウターリード部４２から伝播する熱を、インナーリード部４１の放熱端部４１ｃを通じて放熱体に逃がすように構成されている。すなわち、外部装置で発生し、アウターリード部４２を通じて半導体装置１内に伝播した熱は、放熱端部４１ｃ、孤立ランド部１３、絶縁性熱伝導基材１１および露出導電部１５を通じて放熱体に放熱される。これにより、第１の実施形態と同様に、第３の実施形態によれば、半導体装置１の低コスト化を図りつつ、外部装置から半導体装置１の内部に伝播する熱を放熱体に効率的に放熱することができる。
さらに、第３の実施形態では、金属ワイヤー２や接続子７０を用いずに、インナーリード部４１Ｍは主電極２１と孤立ランド部１３の両方に接続するように構成されているため、半導体装置の製造工程の簡略化を図ることができる。よって、第３の実施形態によれば、半導体装置１のさらなる低コスト化を図ることができる。
（第４の実施形態）
第４の実施形態に係る半導体装置１について図６を参照して説明する。第４の実施形態では、インナーリード部が絶縁基板を介さずに、放熱体に直接接続される。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第４の実施形態について説明する。
第４の実施形態に係る半導体装置１は、図６に示すように、絶縁基板１０Ｎと、発熱電子部品２０と、封止部３０と、リード部材４０Ｎと、リード部材５０と、リード部材６０と、を備えている。絶縁基板１０Ｎとリード部材４０Ｍ以外の構成要素については、第１の実施形態と同様であるので詳しい説明を省略する。
絶縁基板１０Ｎは、主面１１ａおよび主面１１ｂを有する絶縁性熱伝導基材１１と、主面１１ａに形成された部品実装ランド部１２とを有している。孤立ランド部１３が設けられていないので、絶縁基板１０Ｎは第１〜第３の実施形態の絶縁基板１０に比べて面積が小さい。
リード部材４０Ｎは、封止部３０に封止されたインナーリード部４１Ｎ、および封止部３０から露出したアウターリード部４２を有する。インナーリード部４１Ｎの放熱端部４１ｃは、露出面（図６では下面）４１ｃ１を含む。この露出面４１ｃ１は、封止部３０から露出しており、半導体装置１が放熱体に取り付けられた状態において当該放熱体と接する。
主電極２１とインナーリード部４１Ｎとは、図６に示すように、金属ワイヤー２により電気的に接続されている。すなわち、金属ワイヤー２の一端は発熱電子部品２０の主電極２１に電気的に接続され、金属ワイヤー２の他端は、インナーリード部４１Ｎに電気的に接続されている。より詳しくは、金属ワイヤー２の他端は、インナーリード部４１Ｎのうち、垂直延在部４１ｅとアウターリード部４２に挟まれた電気接続部４１ｄに電気的に接続されている。
上記のように、第４の実施形態では、インナーリード部４１Ｎが、発熱電子部品２０の主電極に２１に絶縁性熱伝導基材１１上のランド部を介さず電気的に接続されるとともに、アウターリード部４２から伝播する熱を、放熱体に直接接続された放熱端部４１ｃを通じて逃がすように構成されている。すなわち、外部装置で発生し、アウターリード部４２を通じて半導体装置１内に伝播した熱は、絶縁基板１０Ｎを介さず、インナーリード部４１Ｎの放熱端部４１ｃを通じて放熱体に放熱される。本実施形態では絶縁基板を介さない分、半導体装置１内に伝播した熱をより効率的に放熱体に放熱することができる。このように、第４の実施形態によれば、半導体装置１の低コスト化を図りつつ、外部装置から半導体装置１の内部に伝播する熱を放熱体に効率的に放熱することができる。
さらに、第４の実施形態では、孤立ランド部を設けない分だけ絶縁基板の面積を減らすことができるため、絶縁基板のコストを削減することができる。よって、第４の実施形態によれば、半導体装置１のさらなる低コスト化を図ることができる。
なお、本実施形態では、主電極２１とインナーリード部４１Ｎを金属ワイヤー２により接続したが、これに限らず、第２の実施形態のように接続子により接続してもよいし、あるいは、第３の実施形態のようにインナーリード部４１Ｎが主電極２１に直接接続するようにしてもよい。
（第５の実施形態）
第５の実施形態に係る半導体装置１について図７および図８を参照して説明する。第５の実施形態では、絶縁基板を用いず、発熱電子部品はインナーリード部の上に実装される。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第５の実施形態について説明する。
第５の実施形態に係る半導体装置１は、図７および図８に示すように、発熱電子部品２０と、封止部３０と、リード部材４０Ｎと、リード部材５０Ｎと、リード部材６０と、絶縁シート８０と、を備えている。発熱電子部品２０、封止部３０およびリード部材６０については第１の実施形態と同様であり、リード部材４０Ｎについては第４の実施形態と同様であるので、これらの構成要素に関する詳しい説明は省略する。
リード部材５０Ｎは、封止部３０に封止されたインナーリード部５１Ｎ、および封止部３０から露出したアウターリード部５２を有する。インナーリード部５１Ｎは、図７および図８に示すように、部品実装部（ダイパッド）５３を有している。この部品実装部５３は、封止部３０から露出した露出面５３ａを含む。露出面５３ａは、半導体装置１が放熱体に取り付けられた状態において当該放熱体と接する。
部品実装部５３の上には発熱電子部品２０が実装されている。より詳しくは、発熱電子部品２０は、主電極２２が部品実装部５３にはんだを介して電気的に接続されるように部品実装部５３の上に実装されている。なお、発熱電子部品２０が横型構造のデバイスである場合、主電極２２と部品実装部５３は金属ワイヤーや接続子等により電気的に接続される。
絶縁シート８０は、絶縁材料（例えばポリイミド、ＰＥＴ等）からなり、放熱端部４１ｃの露出面４１ｃ１および部品実装部５３の露出面５３ａを被覆するように封止部３０に貼着されている。この絶縁シート８０により、半導体装置１が導電性の放熱体に取り付けられた状態において、放熱端部４１ｃと部品実装部５３間で短絡が発生することが防止される。なお、絶縁シート８０は、本実施形態の半導体装置において必須の構成ではなく、放熱体側に絶縁シート８０が設けられてもよい。
上記のように、第５の実施形態では、インナーリード部４１Ｎが、発熱電子部品２０の主電極に２１に絶縁基材上のランド部を介さず電気的に接続されるとともに、アウターリード部４２から伝播する熱を、放熱端部４１ｃを通じて放熱体に逃がすように構成されている。すなわち、外部装置で発生し、アウターリード部４２を通じて半導体装置１内に伝播した熱は、放熱端部４１ｃを通じて放熱体に放熱される。本実施形態では絶縁基板を介さない分、半導体装置１内に伝播した熱をより効率的に放熱体に放熱することができる。このように、第５の実施形態によれば、半導体装置１の低コスト化を図りつつ、外部装置から半導体装置１の内部に伝播する熱を放熱体に効率的に放熱することができる。
さらに、第５の実施形態では、絶縁基板１０を用いないため、半導体装置１の部品コストおよび製造コストを大幅に低減することができる。
なお、本実施形態では、金属ワイヤー２により主電極２１とインナーリード部４１Ｎを接続したが、これに限らず、第２の実施形態のように接続子により接続してもよいし、あるいは、第３の実施形態のようにインナーリード部４１Ｎが主電極２１に直接接続するようにしてもよい。また、本実施形態では部品実装部５３が封止部３０から露出しているが、本発明はこれに限られず、部品実装部５３が封止部３０の内部に埋設されてもよい。
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではない。異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
１ 半導体装置
２，３ 金属ワイヤー
１０，１０Ｎ 絶縁基板
１１ 絶縁性熱伝導基材
１１ａ，１１ｂ 主面
１２ 部品実装ランド部
１３ 孤立ランド部
１５ 露出導電部
２０ 発熱電子部品
２１，２２ 主電極
２３ ゲート電極
３０ 封止部
４０，４０Ｍ，４０Ｎ，５０，５０Ｎ，６０ リード部材
４１，４１Ｍ，４１Ｎ，５１，５１Ｎ インナーリード部
４１ａ 延在接続部
４１ｃ 放熱端部
４１ｄ 電気接続部
４１ｅ 垂直延在部
４２，５２ アウターリード部
４２ａ，５２ａ 固定用孔
４１ｃ１，５３ａ 露出面
５３ 部品実装部
７０ 接続子
８０ 絶縁シート
１００ リードフレーム
１１０ 枠部
１２０ タイバー
１３０ 位置決め孔
１４１，１４２，１５１，１５２ リードフレーム端子部
１６０ リードフレームゲート端子部

Claims (6)

  1. 放熱体に取り付けられる半導体装置であって、
    第１の主電極および第２の主電極を有する発熱電子部品と、
    前記発熱電子部品を封止する封止部と、
    前記封止部に封止された第１のインナーリード部、および前記封止部から露出した第１のアウターリード部を有する第１のリード部材と、
    前記第２の主電極に電気的に接続され、前記封止部に封止された第２のインナーリード部、および前記封止部から露出した第２のアウターリード部を有する第２のリード部材と、
    第１の主面および前記第１の主面と反対側の第２の主面を有する絶縁性熱伝導基材、前記第１の主面に形成され、前記第２のインナーリード部が電気的に接続された部品実装ランド部、および、前記第１の主面に形成され、前記部品実装ランド部から電気的に分離された孤立ランド部を有する絶縁基板と、
    を備え、
    前記第１のインナーリード部は、
    前記孤立ランド部に電気的に接続され、前記第１のアウターリード部から伝播する熱を前記放熱体に逃がす放熱端部と、
    前記放熱端部および前記第１のアウターリード部の間に位置し且つ前記発熱電子部品の前記第１の主電極に電気的に接続される電気接続部と、
    前記電気接続部から延在し且つ前記発熱電子部品の前記第１の主電極に電気的に接続する延在接続部と、
    を有することを特徴とする半導体装置。
  2. 放熱体に取り付けられる半導体装置であって、
    第１の主電極および第２の主電極を有する発熱電子部品と、
    前記発熱電子部品を封止する封止部と、
    前記封止部に封止された第１のインナーリード部、および前記封止部から露出した第１のアウターリード部を有する第１のリード部材と、
    前記第２の主電極に電気的に接続され、前記封止部に封止された第２のインナーリード部、および前記封止部から露出した第２のアウターリード部を有する第２のリード部材と、
    を備え、
    前記第１のインナーリード部は、前記第１のアウターリード部から伝播する熱を前記放熱体に逃がす放熱端部と、前記放熱端部および前記第１のアウターリード部の間に位置し且つ前記発熱電子部品の前記第１の主電極に電気的に接続される電気接続部とを有し、
    前記第１のインナーリード部の前記放熱端部は、前記封止部から露出した露出面を含むことを特徴とする半導体装置。
  3. 前記絶縁基板は、前記絶縁性熱伝導基材の前記第２の主面に形成された露出導電部をさらに有し、前記露出導電部は、前記封止部から露出し前記放熱体と接する露出面を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  4. 前記発熱電子部品は、ゲート電極をさらに有する半導体スイッチング素子であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
  5. 前記第１の主電極および前記ゲート電極は前記発熱電子部品の上面に設けられ、前記第２の主電極は前記発熱電子部品の下面に設けられていることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
  6. 前記第１のリード部材および前記第２のリード部材のうち、一方のリード部材がバッテリーに電気的に接続され、他方のリード部材がウィンカースイッチに電気的に接続されることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
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