CN107924913A - 半导体装置及半导体装置的制造方法 - Google Patents

半导体装置及半导体装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种半导体装置及半导体装置的制造方法，在以往的逆变器装置中，针对端子的内部连接的处理变得复杂而很难使装置小型化。所述半导体装置具备：框架；设置于框架的第一侧部的第一外部端子；第一基板，其收纳于框架，在上表面具有第一导电层；第一半导体元件，其搭载在第一导电层上，在下表面具有与第一导电层连接的第一主电极，在上表面具有第二主电极及控制电极；第一端子连接部，其将第一半导体元件与第一外部端子之间的第一导电层的露出部分和第一外部端子之间连接；第一外部控制端子，其设置在框架中的第一半导体元件的第一主电极起到第一外部端子之间的布线的上方；第一控制端子连接部，其在第一半导体元件的第一主电极起到第一外部端子之间的布线的上方，将第一半导体元件的控制电极与第一外部控制端子之间连接。

Description

半导体装置及半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种半导体装置及半导体装置的制造方法。
背景技术
以往，在马达驱动用的电力转换装置等中，使用在大电流、高电压的动作环境下也具有耐性的3相输出的逆变器装置(例如，参照专利文献1、2)。这样的逆变器装置具有作为进行开关的臂的多个半导体元件。各半导体元件具有温度感测用二极管及IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor)元件等。
专利文献1：日本特开2012-64677号公报
专利文献2：日本特开2015-185834号公报
发明内容
技术问题
但是，在以往的逆变器装置中，必须设置P侧及N侧的电源端子以及各相的输出端子这样的流通大电流的端子、用于各相的P侧臂(上臂)及N侧臂(下臂)的控制的各种控制端子，针对这些端子的内部连接的处理变得复杂，很难使装置小型化。
技术方案
(项目1)
在本发明的第一方式中，提供一种半导体装置。半导体装置可以具备框架。半导体装置可以具备设置于框架的第一侧部的第一外部端子。半导体装置可以具备收纳于框架且在上表面具有第一导电层的第一基板。半导体装置可以具备第一半导体元件，所述第一半导体元件搭载在第一导电层上，在下表面具有与第一导电层连接的第一主电极，在上表面具有第二主电极及控制电极。半导体装置可以具备第一端子连接部，所述第一端子连接部连接在第一半导体元件与第一外部端子之间的第一导电层的露出部分和第一外部端子之间。半导体装置可以具备第一外部控制端子，所述第一外部控制端子设置在框架中的第一半导体元件的第一主电极起到第一外部端子之间的布线的上方。半导体装置可以具备第一控制端子连接部，所述第一控制端子连接部在第一半导体元件的第一主电极起到第一外部端子之间的布线的上方，连接在第一半导体元件的控制电极与第一外部控制端子之间。
(项目2)
第一控制端子连接部可以具有键合线，所述键合线电连接在第一半导体元件的控制电极与第一外部控制端子之间。
(项目3)
第一控制端子连接部可以具有控制布线基板，所述控制布线基板具有与第一外部控制端子连接的控制布线层。第一控制端子连接部可以具有键合线，所述键合线将第一半导体元件的控制电极及控制布线基板的控制布线层电连接。
(项目4)
第一外部控制端子可以从所述第一外部控制端子与控制布线基板的连接部向框架的上方延伸。
(项目5)
在控制布线基板的下表面与第一端子连接部的上表面之间设置有框架的树脂部件。
(项目6)
控制布线基板的下表面的绝缘部可以与第一端子连接部的上表面连接。
(项目7)
第一半导体元件可以具有多个控制电极。
多个第一外部控制端子分别电连接于第一半导体元件的对应的控制电极，多个第一外部控制端子可以分别设置在第一半导体元件的第一主电极起到第一外部端子之间的布线中的至少一个布线的上方。
(项目8)
键合线可以在俯视时以与第一端子连接部平行的方式布线。
(项目9)
半导体装置可以还具备第二基板，所述第二基板收纳在框架中的与第一侧部对置的第二侧部与第一基板之间，在上表面具有第二导电层。半导体装置可以还具有第二半导体元件，所述第二半导体元件搭载在第二导电层上，在下表面具有与第二导电层连接的第一主电极，在上表面具有第二主电极及控制电极。第二半导体元件的第二主电极与第一导电层可以电连接。
(项目10)
半导体装置可以还具备第二外部控制端子，所述第二外部控制端子设置在框架中的第二侧部与第二半导体元件之间的上方、或者设置在第二侧部。
半导体装置可以还具备第二控制端子连接部，所述第二控制端子连接部连接在第二半导体元件的控制电极与第二外部控制端子之间。
(项目11)
包含第一外部端子、第一外部控制端子、第一半导体元件、第一端子连接部及第一控制端子连接部在内的第一单元、以及、包含第二外部控制端子、第二半导体元件及第二控制端子连接部在内的第二单元的组沿第一侧部并列地配置多个。
(项目12)
半导体装置可以具备第三外部端子，所述第三外部端子设置在框架中的第一侧部与第二侧部之间的第三侧部、以及与第三侧部对置的第四侧部中的至少任一方。半导体装置可以具备第一导电板，所述第一导电板与第三外部端子连接，在第一基板的上方沿第一侧部延伸。半导体装置可以具备第四外部端子，所述第四外部端子在第三侧部及第四侧部中的任一方的上方，设置在比第三外部端子更靠近第二侧部的位置。半导体装置可以具备第二导电板，所述第二导电板与第四外部端子连接，在第二基板的上方沿第二侧部延伸。多个第一单元的每一个中的第一半导体元件的第二主电极可以与第一导电板电连接。多个第二单元的每一个中的第二导电层可以与第二导电板电连接。
(项目13)
第一导电板可以连接在第三侧部侧的第三外部端子与第四侧部侧的第三外部端子之间。第二导电板可以连接在第三侧部侧的第四外部端子与第四侧部侧的第四外部端子之间。
(项目14)
第一导电板及第二导电板可以沿与第一端子连接部的延伸方向垂直的方向延伸。
(项目15)
该半导体装置是逆变器装置。第一单元可以成为该逆变器装置的下臂。第二单元可以成为该逆变器装置的上臂。
(项目16)
半导体装置可以具备第三半导体元件，所述第三半导体元件相对于第一半导体元件在与第一外部端子侧相反的一侧，与第一半导体元件并列地搭载在第一基板的第一导电层上，在下表面具有与第一导电层连接的第一主电极，在上表面具有第二主电极及控制电极。
半导体装置可以具备第一半导体元件间连接部，所述第一半导体元件间连接部连接在第一半导体元件的第二主电极与第三半导体元件的第二主电极之间。
(项目17)
可以具备磁芯，所述磁芯设置在半导体装置的第一端子连接部中的、从第一导电层的露出部分起到第一外部端子之间的布线部分的外周，在该布线部分的外周的一部分具有空隙。半导体装置可以具备配置于磁芯的空隙的磁感测器。
(项目18)
在本发明的第二方式中，提供一种半导体装置的制造方法。半导体装置的制造方法可以准备在上表面具有第一导电层的第一基板。半导体装置的制造方法可以准备在下表面具有第一主电极并且在上表面具有第二主电极及控制电极的第一半导体元件。半导体装置的制造方法可以将第一半导体元件搭载在第一导电层上，而将第一主电极连接于第一导电层。半导体装置的制造方法可以准备框架，所述框架在第一侧部设置有第一外部端子，在与设置于从第一半导体元件的第一主电极起到第一外部端子之间的布线的上方对应的位置设置有第一外部控制端子。半导体装置的制造方法可以将第一基板收纳于框架。半导体装置的制造方法可以利用第一端子连接部，连接在第一半导体元件与第一外部端子之间的第一导电层的露出部分和第一外部端子之间。半导体装置的制造方法可以在第一半导体元件的第一主电极起到第一外部端子之间的布线的上方，利用第一控制端子连接部，连接在第一半导体元件的控制电极与第一外部控制端子之间。
应予说明，上述概要没有列举本发明的全部特征。另外，这些特征组的子组合也可以是发明。
附图说明
图1是表示本实施方式的半导体装置的俯视图。
图2是表示本实施方式的半导体装置的立体图。
图3是表示N侧导电板及P侧导电板的图。
图4是图2的A部分的局部放大图。
图5是图2的B部分的局部放大图。
图6是图2的C部分的局部放大图。
图7(a)是半导体装置中的第一侧部一侧的剖视图。
图7(b)是半导体装置中的第一侧部一侧的剖视图。
图7(c)是半导体装置中的第一侧部一侧的剖视图。
图8是表示N侧控制端子连接部及P侧控制端子连接部的端子的立体图。
图9是表示磁感测部的立体图。
图10是表示磁感测部的使用例的概念图。
图11是表示本实施方式的半导体装置中的三个引脚的电路图。
图12是表示作为比较例的半导体装置的电路图。
图13是表示本实施方式的半导体装置的制造方法的流程图。
符号说明
1半导体装置、100壳体、110焊料、111粘接层、112框架、116密封材料、200基板部、202散热板、203导热层、204绝缘基板、205绝缘基板、206N侧导电层(第一导电层)、207P侧导电层(第二导电层)、260导电端子、270键合线、272导电端子、300引脚、301N侧单元(第一单元)、302P侧单元(第二单元)、305磁感测部、311N侧半导体元件(第一半导体元件)、312N侧半导体元件(第三半导体元件)、313输出端子(第一外部端子)、314输出端子连接部(第一端子连接部)、315N侧外部控制端子(第一外部控制端子)、316N侧外部控制端子(第一外部控制端子)、317N侧控制端子连接部(第一控制端子连接部)、318N侧元件间连接部(第一元件间连接部)、321P侧半导体元件(第二半导体元件)、322P侧半导体元件、325P侧外部控制端子(第二外部控制端子)、326跨接端子、327P侧控制端子连接部(第二控制端子连接部)、328P侧元件间连接部、350磁芯、352磁感测器、354电路、400电力供给部、401N侧输入端子(第三外部端子)、402P侧输入端子(第四外部端子)、404N侧导电板(第一导电板)、406P侧导电板(第二导电板)、500升降压转换器、501N侧半导体开关、502P侧半导体开关、503中间端子、900半导体装置、901外部端子、905外部控制端子、910引脚、950半导体元件、960半导体元件、1121第一侧部、1122第二侧部、1123第三侧部、1124第四侧部、1126树脂块、2000N侧基板(第一基板)、2001P侧基板(第二基板)、3110温度感测用二极管、3112RC-IGBT元件、3114飞轮二极管、3150端子单元、3172键合线、3175控制布线基板、3210温度感测用二极管、3212RC-IGBT元件、3214飞轮二极管、3540恒定电流源、3542差动放大器、3250端子单元、3272键合线
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式对本发明进行说明，但是以下的实施方式不限定权利要求的发明。另外，实施方式中说明的特征的全部组合不一定必须是发明的解决手段。
[1.半导体装置的概要]
图1是表示本实施方式的半导体装置1的俯视图。另外，图2是表示本实施方式的半导体装置的立体图。
在本说明书中，X方向和Y方向是彼此垂直的方向，Z方向是垂直于X‐Y平面的方向。X方向、Y方向及Z方向形成所谓的右手系。本例的第一半导体元件在+Z方向具有上表面，在-Z方向具有下表面。也就是说，“上”及”上方”是指+Z方向。相对于此，“下”及“下方”是指-Z方向。另外，在本说明书中，作为一个例子，+Y方向为N侧(负极侧)，-Y方向为P侧(正极侧)。
如这些图所示，半导体装置1可以具备：框架112；N侧基板2000，其在上表面具有N侧导电层206；输出端子313，其设置于框架112；N侧半导体元件311，其搭载在N侧导电层206上；输出端子连接部314，其将N侧导电层206与输出端子313之间连接；N侧外部控制端子315；N侧控制端子连接部317，其将N侧半导体元件311的电极与N侧外部控制端子315之间连接。例如，半导体装置1可以具备：壳体100，其具有框架112；一个或多个引脚300，其具有N侧基板2000、输出端子313、N侧半导体元件311、输出端子连接部314、N侧外部控制端子315、以及N侧控制端子连接部317。另外，半导体装置1还可以具备向引脚300供给电力的电力供给部400。作为一个例子，该半导体装置1可以是逆变器装置。
其中，壳体100可以形成为中空的扁平箱状，并且一个或多个引脚300可以收纳在壳体100内。另外，多个引脚300可以在逆变器装置中作为进行开关的一组臂而起作用。多个引脚300沿一个方向排列，例如可以沿X方向排列。
应予说明，N侧导电层206是第一导电层的一个例子，N侧基板2000是第一基板的一个例子。另外，输出端子313是第一外部端子的一个例子，输出端子连接部314是第一端子连接部的一个例子。另外，N侧半导体元件311是第一半导体元件的一个例子。另外，N侧外部控制端子315是第二外部控制端子的一个例子，N侧控制端子连接部317是第一控制端子连接部的一个例子。
[1-1.壳体]
壳体100具有框状的框架112(参照图1)，例如，由聚苯硫醚(PPS)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等树脂形成。应予说明，在图1中，在框架112描阴影，在图2中，省略框架112的图示。
如图1所示，框架112包含第一侧部1121、第二侧部1122、第三侧部1123及第四侧部1124，其中，第一侧部1121与第二侧部1122彼此对置，优选的是，分别与X方向平行。另外，第三侧部1123与第四侧部1124彼此对置，优选的是，分别与Y方向平行，与第一侧部1121及第二侧部1122垂直。在本实施方式中，第一侧部1121及第二侧部1122比第三侧部1123及第四侧部1124长。在第一侧部1121及第二侧部1122的上表面，配置有供后述的引脚300中的各N侧外部控制端子315及各P侧外部控制端子325贯通的长方体状的树脂块1126(参照图1)。应予说明，P侧外部控制端子325是第二外部控制端子的一个例子。
壳体100也可以在框架112的上部具有未图示的盖部。该盖部覆盖壳体100内而进行保护。如后述的图7(a)～图7(c)所示，盖部在壳体100内填充有密封材料116的情况下，可以防止这样的密封材料116向壳体100外泄露。在此，密封材料116可以是凝胶状，也可以被固化。作为凝胶状的密封材料116，能够使用硅酮凝胶等，作为被固化的密封材料116，能够使用环氧树脂等。应予说明，盖部可以是搭载未图示的其它半导体元件或半导体芯片的基板。
[1-2.引脚]
如图1所示，多个引脚300沿第一侧部1121及第二侧部1122并列地配置。如图1、图2所示，各引脚300具有作为进行开关的臂的N侧单元301及P侧单元302的组、基板部200。其中，N侧单元301可以成为与电源的负端子连接的下臂，P侧单元302可以成为与电源的正端子连接的上臂。另外，N侧单元301可以配置在第一侧部1121(参照图1)一侧、即+Y侧，P侧单元302可以配置在第二侧部1122(参照图1)一侧、即-Y侧。应予说明，N侧单元301是第一单元的一个例子，P侧单元是第二单元的一个例子。
例如，引脚300可以是三个为一组。作为一个例子，在半导体装置1具备六个引脚300而成为两组。包含于这样的组的三个引脚300从三个输出端子313输出U相、V相、W相的交流信号。但是，在半导体装置1也可以包含其它个数的引脚300，引脚300也可以具有其它功能。
应予说明，在半导体装置1可以不包含作为引脚300的上臂的P侧单元302。在P侧单元302未包含于半导体装置1的情况下，P侧单元302形成为针对半导体装置1的外部设备，将包含于半导体装置1的N侧单元301与作为外部设备的P侧单元302连接而使用。
[1-2-1.基板部]
基板部200收纳于框架112(参照图1)，具有在上表面形成有一个或多个N侧导电层206的一个或多个N侧基板2000。另外，基板部200收纳在框架112中的第二侧部1122(参照图1)与N侧基板2000之间，也可以具有在上表面形成有一个或多个P侧导电层207的一个或多个P侧基板2001。
应予说明，P侧导电层207是第二导电层的一个例子，P侧基板2001是第二基板的一个例子。N侧基板2000及P侧基板2001可以针对每个引脚300而设置，也可以是相对于多个引脚300而共用的基板。另外，N侧基板2000及P侧基板2001可以是相对于N侧单元301及P侧单元302而共用的基板的N侧的部分、P侧的部分。
N侧基板2000具有绝缘基板204、配置于绝缘基板204上的一个或多个N侧导电层206。P侧基板2001具有绝缘基板205、配置于绝缘基板205上的多个P侧导电层207。例如，N侧基板2000及P侧基板2001可以沿Y方向排列，与P侧基板2001相比，N侧基板2000位于+Y方向。
应予说明，绝缘基板204、205与N侧导电层206、P侧导电层207可以通过直接接合或钎焊而一体化。在图1、图2中，在N侧导电层206及P侧导电层207、后述的N侧半导体元件311、312及P侧半导体元件321、322描阴影。N侧半导体元件312是第三半导体元件的一个例子。
绝缘基板204在上部支承一个或多个N侧导电层206，将N侧导电层206与绝缘基板204的下侧的部件、例如后述的散热板202电绝缘。同样地，绝缘基板205在上部支承一个或多个P侧导电层207，并且将P侧导电层207与绝缘基板205的下侧的部件、例如后述的散热板202电绝缘。例如，绝缘基板204、205可以是陶瓷板。
N侧导电层206及P侧导电层207利用铜等导电性金属形成为电路状、例如多个台肩状。其中，N侧导电层206形成在绝缘基板204上，P侧导电层207形成在绝缘基板205上。应予说明，N侧导电层206及P侧导电层207为了将多个N侧半导体元件311、312及P侧半导体元件321、322沿Y方向并列搭载，可以沿Y方向形成为长条状。另外，N侧导电层206及P侧导电层207可以形成为线状。
在N侧基板2000及P侧基板2001的下表面侧可以设置有对引脚300进行冷却的散热板202。散热板202虽然在图1、图2中图示，但是在图1以双点划线所示。
散热板202可以覆盖壳体100的内部底面，在各个区域从下方支承N侧基板2000及P侧基板2001。另外，散热板202可以是铜板。应予说明，散热板202、绝缘基板204、205可以通过焊料等接合。如后述的图7(a)～图7(c)所示，在散热板202与绝缘基板204之间、以及、散热板202与绝缘基板205之间可以设置有铜等金属的导热层203。该导热层203与绝缘基板204、205可以通过直接接合或钎焊一体化。
[1-2-2.N侧单元]
各N侧单元301包含N侧半导体元件311、输出端子连接部314、一个或多个N侧外部控制端子315及N侧控制端子连接部317。另外，N侧单元301为了适应大电流，也可以与N侧半导体元件311并列地包含一个或多个N侧半导体元件312。
[1-2-2(1).N侧半导体元件]
N侧半导体元件311、312搭载在N侧导电层206上。例如，N侧半导体元件312相对于N侧半导体元件311在与第一侧部1121侧相反的一侧、即-Y方向，与N侧半导体元件311并列地设置。这些N侧半导体元件311、312分别在下表面具有第一主电极，在上表面具有第二主电极、以及一个或多个控制电极。并且，N侧半导体元件311、312中的下表面的第一主电极相对于N侧导电层206，利用焊料等电气地、机械地粘接。应予说明，各控制电极是用于控制主电极之间的导通/截止或电阻值、或者、用于监视(感测)主电极的电压或温度的电极。该控制电极的面积可以小于主电极，并且流通比主电极小的电流。
在此，在本实施方式中，第一半导体元件311、312是形成有功率MOSFET或IGBT等开关元件的纵向型的半导体芯片和/或形成有二极管元件的半导体芯片。N侧半导体元件311等可以是兼具开关元件及二极管元件且形成有RC-IGBT的半导体芯片。更具体而言，利用图11在后面进行详细说明，但是N侧半导体元件311、312是搭载有温度感测用二极管及RC-IGBT(Reverse Conducting IGBT：反向导通IGBT)元件等的半导体芯片。该半导体芯片具有RC-IGBT元件的集电极作为第一主电极。另外，半导体芯片具有IGBT元件的发射电极作为第二主电极。另外，半导体芯片具有RC-IGBT元件的栅电极、感测发射电极、开尔文发射电极、温度感测用二极管的阳电极及阴电极作为多个控制电极。在此，感测发射电极是用于提取发射极电流的一部分而进行测定的电极。半导体芯片的基板可以是硅、碳化硅或氮化镓。
但是，第一主电极、第二主电极及控制电极可以是上述半导体芯片中的其它电极。另外，N侧半导体元件311、312可以是具有其它电路结构的半导体元件。N侧半导体元件311、312可以是彼此不同种类的元件。
在N侧半导体元件311、312中，下表面的第一主电极(集电极)如上所述地与N侧导电层206电连接。
另外，在N侧半导体元件311、312中，上表面的控制电极(栅电极、开尔文发射电极、感测发射电极、阳电极及阴电极)在后面进行详细说明，但经由N侧控制端子连接部317与N侧外部控制端子315电连接。
另外，在N侧半导体元件311、312中，上表面的第二主电极彼此之间通过跨接端子等N侧元件间连接部318电连接。后述的电力供给部400中的N侧导电板404与该N侧元件间连接部318电连接。N侧元件间连接部318可以通过对金属板进行冲压加工而形成。例如，如图2所示，N侧元件间连接部318可以具备：与各N侧半导体元件311、312的上表面的第一主电极(发射电极)紧贴的两个板部分；与N侧导电板404的下表面紧贴的上部板部分；将下部板部分与上部板部分之间连接的两个板部分。应予说明，N侧元件间连接部318是第一元件间连接部的一个例子。另外，N侧导电板404是第一导电板的一个例子，可以与电源的负极连接。
[1-2-2(2).N侧外部控制端子及N侧控制端子连接部]
如图1、图2所示，N侧外部控制端子315及N侧控制端子连接部317将N侧单元301的控制端子(栅电极、开尔文发射电极、感测发射电极、阳电极及阴电极)向壳体100的外部引出。在本实施方式中，因为N侧单元301具有五个控制电极，所以5组N侧外部控制端子315及N侧控制端子连接部317可以分别与任一控制电极连接。
其中，N侧外部控制端子315利用例如导电性的金属形成为销状而中段部埋入设置在第一侧部1121(参照图1)。另外，N侧外部控制端子315的一端部从第一侧部1121及树脂块1126向壳体100的上方延伸，与外部设备(未图示)连接。另外，N侧外部控制端子315的另一端部弯曲而从第一侧部1121向壳体100的内侧延伸。应予说明，作为导电性的金属，可以使用例如作为导电材料的铜、铜合金(黄铜、磷青铜、C194铜合金等)、铝或铜-铝复合材料等。
N侧控制端子连接部317将N侧单元301的控制电极(栅电极、开尔文发射电极、感测发射电极、阳电极及阴电极)与N侧外部控制端子315的另一端部之间电连接。例如，N侧控制端子连接部317可以具有与N侧单元301的控制电极电气地、机械地连接的铝等的键合线3172。但是，N侧控制端子连接部317也可以代替键合线3172，而具有使导电性的金属板弯曲而形成的板。应予说明，利用图4、图7(a)～图7(c)，在后面对N侧控制端子连接部317与N侧半导体元件311、312之间的连接进行详细说明。
[1-2-2(3).输出端子]
输出端子313由导电性的金属形成，为了将半导体装置1与外部设备连接，而设置在框架112的第一侧部1121(参照图1)。例如，输出端子313可以设置在第一侧部1121的外侧面，并向框架112的外侧延伸。
输出端子313只要不与邻接的引脚300的输出端子313抵接即可，可以沿X方向形成得很宽。例如，在多个N侧外部控制端子315包含于引脚300的情况下，输出端子313可以形成得比这些多个N侧外部控制端子315整体的X方向上的宽度更宽。作为一个例子，输出端子313可以形成得比多个N侧外部控制端子315所贯穿的树脂块1126在X方向上的宽度更宽(参照图1)。由此，通过使输出端子313形成得很宽，能够减小输出端子313处的发热，能够流通大电流。
[1-2-2(4).输出端子连接部]
输出端子连接部314由导电性的金属形成，将处于N侧半导体元件311、312与输出端子313之间的N侧导电层206的露出部分和输出端子313之间连接。应予说明，N侧导电层206的露出部分是指，能够与其它部件电连接的部分，例如可以是没有被N侧半导体元件311、312及后述的导电端子260覆盖的部分，是否被密封材料116密封没有关系。
例如，输出端子连接部314从壳体100的内侧的N侧导电层206的露出部分贯穿第一侧部1121而设置，与第一侧部1121的外侧面的输出端子313电连接(参照图2的右端部)。输出端子连接部314可以由导电性的金属形成为与输出端子313一体。另外，输出端子连接部314中的与输出端子313侧相反的一侧的端部、即壳体100的内侧的端部可以与N侧导电层206电气地、机械地连接。
作为一个例子，输出端子连接部314可以通过对金属板进行冲压加工而形成。具体而言，如图2所示，输出端子连接部314可以具备：与N侧导电层206的露出部分紧贴的板部分；贯穿第一侧部1121的板部分；从N侧导电层206的露出部分横跨至第一侧部1121而将板部分彼此之间连接的连接部。
如图1、图2所示，输出端子连接部314可以沿Y方向延伸。另外，输出端子连接部314与输出端子313相同地，可以沿X方向形成得宽。由此，通过使输出端子连接部314形成得宽，能够减小输出端子连接部314处的发热，能够流通大电流。
在输出端子连接部314中的、从N侧导电层206的露出部分起到输出端子313之间的布线部分，可以设置磁感测部305。应予说明，利用图9、图10，在后面对该磁感测部305进行详细说明。
[1-2-3.P侧单元]
各P侧单元302包含P侧半导体元件321、一个或多个P侧外部控制端子325及P侧控制端子连接部327。另外，P侧单元302为了适应大电流，而可以与P侧半导体元件321并列地含有P侧半导体元件322。应予说明，P侧半导体元件321是第二半导体元件的一个例子，P侧控制端子连接部327是第二外部控制端子的一个例子。
[1-2-3(1).P侧半导体元件]
P侧半导体元件321、322搭载在P侧导电层207上。例如，P侧半导体元件322相对于P侧半导体元件321在第一侧部1121一侧，与P侧半导体元件321并列设置。这些P侧半导体元件321、322分别在下表面具有第一主电极，在上表面具有第二主电极、及一个或多个控制电极。并且，P侧半导体元件321、322的下表面的第一主电极通过焊料等与P侧导电层207电气地、机械地连接。在此，在本实施方式中，P侧半导体元件321、322分别是与N侧半导体元件311相同的元件，但是也可以是与N侧半导体元件311不同种类的元件。P侧半导体元件321和P侧半导体元件322可以是彼此不同种类的元件。
在P侧半导体元件321、322中，下表面的第一主电极(集电极)如上所述地与P侧导电层207电连接。由此，在后面进行详细说明，但是P侧半导体元件321、322的第一主电极(集电极)经由P侧导电层207等与后述的P侧导电板406电连接。该P侧导电板406是第二导电板的一个例子，可以与电源的正极连接。
另外，在P侧半导体元件321、322中，上表面的控制电极(栅电极、开尔文发射电极、感测发射电极、阳电极及阴电极)与P侧控制端子连接部327电连接。
另外，在P侧半导体元件321、322中，上表面的第二主电极(发射电极)与配置于N侧半导体元件311、312的下部的N侧导电层206电连接。例如，可以利用跨接端子等P侧元件间连接部328将P侧半导体元件321、322的第二主电极(发射电极)彼此之间电连接。另外，可以在配置于N侧半导体元件311、312的下部的N侧导电层206配置有导电端子260(参照图2)。并且，P侧元件间连接部328及导电端子260可以利用跨接端子326电连接。
[1-2-3(2).P侧外部控制端子及P侧控制端子连接部]
P侧外部控制端子325及P侧控制端子连接部327将P侧单元302的控制端子(栅电极、开尔文发射电极、感测发射电极、阳电极及阴电极)向壳体100的外部引出。在本实施方式中，因为P侧单元302具有五个控制电极，所以5组P侧外部控制端子325及P侧控制端子连接部327可以分别与任一控制电极连接。这些P侧外部控制端子325及P侧控制端子连接部327可以沿Y方向设置在N侧外部控制端子315及N侧控制端子连接部317的对置位置。
其中，P侧外部控制端子325设置在框架112中的第二侧部1122与P侧半导体元件321之间的上方、或者第二侧部1122。在将P侧外部控制端子325设置在框架112中的第二侧部1122与P侧半导体元件321之间的上方的情况下，P侧外部控制端子325可以埋入例如密封材料116而固定，可以贯穿壳体100的盖部而设置。
作为一个例子，在本实施方式中，P侧外部控制端子325设置在第二侧部1122(参照图1)。该P侧外部控制端子325使用与N侧外部控制端子315相同的金属形成为销状而中段部埋入第二侧部1122而配置。另外，P侧外部控制端子325的一端部从第二侧部1122及树脂块1126向壳体100的上方延伸，与外部设备(未图示)连接。另外，P侧外部控制端子325的另一端部弯曲而从第二侧部1122向壳体100的内侧延伸。
P侧控制端子连接部327将P侧单元302的控制电极(栅电极、开尔文发射电极、感测发射电极、阳电极及阴电极)与P侧外部控制端子325的另一端部之间电连接。例如，P侧控制端子连接部327具有直接或经由P侧导电层207间接地连接于P侧单元302的控制电极的铝等的键合线3272。但是，P侧控制端子连接部327可以代替键合线3272，而具有使导电性的金属板弯曲而形成的板。应予说明，利用图5、图6，在后面对P侧控制端子连接部327与P侧半导体元件321、322之间的连接进行详细说明。
[1-3.电力供给部]
电力供给部400向一个或多个引脚300供给电力，供给例如正电压、负电压的直流电流。如图1所示，该电力供给部400可以具有N侧输入端子401、P侧输入端子402、N侧导电板404及P侧导电板406。应予说明，N侧输入端子401是第三外部端子的一个例子，P侧输入端子402是第四外部端子的一个例子。
N侧输入端子401设置在第三侧部1123及第四侧部1124中的至少一者。应予说明，在本实施方式中，N侧输入端子401设置在第三侧部1123及第四侧部1124这两者。该N侧输入端子401可以与直流电源的负极连接，作为一个例子，可以与电池的负极连接。
P侧输入端子402在第三侧部1123及第四侧部1124中的至少一者，比N侧输入端子401更靠近第二侧部1122地设置。应予说明，在本实施方式中，P侧输入端子402设置在第三侧部1123及第四侧部1124这两者。该P侧输入端子402与直流电源的正极连接，作为一个例子，可以与电池的正极连接。
N侧导电板404及P侧导电板406是用于向引脚300流通直流电流的电极。例如，N侧导电板404及P侧导电板406可以是印刷电路基板，也可以是导电性的金属板。
另外，N侧导电板404可以分别与设置于N侧半导体元件311、312的上表面的N侧元件间连接部318电连接。P侧导电板406可以经由P侧导电层207与P侧半导体元件321、322的下表面的第一主电极(集电极)电连接。在后面对N侧导电板404及P侧导电板406进行详细说明。
在此，如图1、图2所示，电力供给部400或半导体装置1可以具有用于使直流电源的电压升降而向各引脚300供给的升降压转换器500(在图1中，参照X方向的中央部)。作为一个例子，升降压转换器500具有：与N侧导电板404连接的一个或多个N侧半导体开关501；将N侧半导体开关501与P侧导电板406之间连接的一个或多个P侧半导体开关502；将N侧半导体开关501与P侧半导体开关502之间连接而向外部延伸的中间端子503。在中间端子503与N侧输入端子401之间，电抗器及直流电源串联连接。另外，在P侧输入端子402与N侧输入端子401之间，连接有平滑电容器。升降压转换器500能够通过导通N侧半导体开关501并且截止P侧半导体开关502而使电抗器的感应电流增加，通过截止N侧半导体开关501并且导通P侧半导体开关502而使电荷存储于平滑电容器来使PN之间的电压上升。由此，能够产生比直流电源高的电压而将其向各引脚300供给。
如上所述，在本实施方式的半导体装置1中，在框架112中的比N侧半导体元件311更靠近第一侧部1121的位置设置有输出端子313，将与N侧半导体元件311的下表面侧的第一主电极(例如集电极)连接的N侧导电层206中的处于N侧半导体元件311与输出端子313之间的露出部分、和输出端子313连接。并且，在从N侧半导体元件311的第一主电极到输出端子313之间的该连接布线的上方设置N侧外部控制端子315而与N侧半导体元件311的控制电极(例如栅电极等)电连接。由此，在半导体装置1中，能够采用简单的内部连接结构，并且能够以足够的宽度引出流通大电流的输出端子313。
另外，在半导体装置1中，将N侧输入端子401及P侧输入端子402设置在与第一侧部1121邻接的第三侧部1123及/或第四侧部1124，设置与第三外部端子401连接而沿第一侧部1121延伸的N侧导电板404和与第四外部端子402连接而沿第二侧部1122延伸的P侧导电板406。并且，将N侧半导体元件311的上表面侧的第二主电极(例如发射电极)与N侧导电板404电连接，将与P侧半导体元件321的下表面侧的第一主电极(例如集电极)连接的N侧导电层206和P侧导电板406之间连接。由此，使从电源端子到各相、各臂的半导体元件的内部连接结构简单，并且能够使分配电源的N侧导电板404及P侧导电板406、和向各相的输出端子313输出的输出布线沿大致垂直的方向配置，也能够减小流通大电流的布线彼此的串扰。
应予说明，半导体装置1不必须具有上述全部的结构，代替上述结构，也可以具有其它结构。
[1-4.N侧导电板及P侧导电板]
图3是表示N侧导电板404及P侧导电板406的图。如该图3、上述图1所示，N侧导电板404与N侧输入端子401连接，在N侧基板2000的上方沿第一侧部1121延伸。例如，N侧导电板404可以将第三侧部1123侧的N侧输入端子401与第四侧部1124侧的N侧输入端子401之间连接。
另外，N侧导电板404与多个N侧单元301各自的N侧半导体元件311、312的上表面的第二主电极(发射电极)电连接。例如，N侧导电板404可以分别与设置于N侧半导体元件311、312的上表面的N侧元件间连接部318电连接。
P侧导电板406与P侧输入端子402连接，在P侧基板2001的上方沿第二侧部1122延伸。例如，P侧导电板406可以将第三侧部1123侧的P侧输入端子402与第四侧部1124侧的P侧输入端子402之间连接。
另外，P侧导电板406与多个P侧单元302各自的P侧导电层207电连接。由此，P侧导电板406可以经由P侧导电层207与P侧半导体元件321、322的下表面的第一主电极(集电极)电连接。
例如，P侧导电板406可以通过分别与配设在P侧导电层207上的多个导电端子272电连接，而经由该导电端子272与P侧导电层207连接。应予说明，导电端子272可以在邻接的两个P侧单元302之间设置一个，也可以在这些P侧单元302中共用。
在此，N侧导电板404及P侧导电板406可以沿多个引脚300的排列方向、即X方向延伸，换言之，可以沿与N侧控制端子连接部317及P侧控制端子连接部327的延伸方向垂直的方向、及/或与输出端子连接部314的延伸方向垂直的方向延伸。由此，流通直流电流的N侧导电板404及P侧导电板406、与流通控制信号的N侧控制端子连接部317及P侧控制端子连接部327的延伸方向及/或流通交流信号的输出端子313的延伸方向垂直。因此，防止在N侧导电板404及P侧导电板406、与N侧控制端子连接部317及P侧控制端子连接部327及/或输出端子313之间产生串扰而导致半导体装置1的动作特性恶化。
[1-5.N侧控制端子连接部与N侧半导体元件的连接]
在本实施方式中，N侧外部控制端子315配置在比N侧半导体元件312更靠N侧半导体元件311一侧。因此，N侧控制端子连接部317可以以不同方式与N侧半导体元件311、N侧半导体元件312连接。
图4是图2中的A部分的局部放大图。如该图4、图1、图2所示，对于N侧控制端子连接部317而言，比N侧半导体元件312更近的N侧半导体元件311可以利用与控制电极的数量相同根数(例如5根)的键合线3172分别与各控制电极(栅电极、开尔文发射电极、感测发射电极、阳电极及阴电极)连接。应予说明，利用图7(a)～图7(c)，在后面进一步对N侧控制端子连接部317与N侧半导体元件311之间的连接进行详细说明。
另一方面，对于N侧控制端子连接部317而言，比N侧半导体元件311更远离的N侧半导体元件312可以仅利用比控制电极的数量少的根数(例如小于5根)的键合线3172与一部分控制电极连接。例如，对于N侧控制端子连接部317而言，N侧半导体元件312可以仅利用两根键合线3172与两个控制电极(例如栅电极及感测发射电极)连接。另外，对于N侧控制端子连接部317而言，N侧半导体元件312可以经由沿X方向邻接设置的N侧导电层206与N侧半导体元件311连接。由此，能够避开N侧半导体元件311、312的上部的N侧元件间连接部318而将N侧控制端子连接部317与N侧半导体元件312连接。
[1-6.P侧控制端子连接部与P侧半导体元件的连接]
在本实施方式中，P侧控制端子连接部327中的与P侧外部控制端子325侧相反的一侧的端部可以针对每个引脚300，相对于P侧单元302以不同的方式连接。例如，P侧控制端子连接部327中的键合线3272的端部可以相对于-X侧的三个引脚300中的P侧单元302、+X侧的三个引脚300中的P侧单元302，以不同的方式连接。
图5是图2中的B部分的局部放大图。如该图5、图1、图2所示，在-X侧的三个引脚300中，键合线3272的端部可以直接与P侧单元302的控制电极连接。
图6是图2中的C部分的局部放大图。如该图6、图1、图2所示，在+X侧的三个引脚300中，P侧单元302的控制电极与键合线270电气地、机械地连接，该键合线270在壳体100的第二侧部1122(参照图1)与P侧半导体元件321之间，与P侧导电层207电气地、机械地连接。由此，键合线3272的端部可以经由键合线270与P侧导电层207之间的电连接，与P侧单元302的控制电极连接。
在此，在本实施方式中，P侧外部控制端子325配置在比P侧半导体元件322更靠P侧半导体元件321一侧。因此，P侧控制端子连接部327相对于P侧半导体元件321、P侧半导体元件322可以以不同方式连接。例如，P侧控制端子连接部327相对于P侧半导体元件322可以以和N侧控制端子连接部317与N侧半导体元件312之间的连接相同的方式连接。
[2.半导体装置的截面结构]
图7(a)～图7(c)是半导体装置1中的第一侧部1121一侧的剖视图。更具体而言，图7(a)是表示本实施方式的半导体装置1的主要部分的侧视剖视图。应予说明，在该图中，将散热板202及壳体100的第一侧部1121(框架112)、第一侧部1121上的树脂块1126描阴影而图示。
如该图所示，在半导体装置1中的散热板202的上部配置有框架112及N侧基板2000。例如，N侧基板2000可以经由焊料110与散热板202接合，框架112可以经由粘接层111与散热板202粘接。
在框架112中的第一侧部1121设置有输出端子连接部314。输出端子连接部314与N侧基板2000中的N侧导电层206的露出部分电连接。
另外，在第一基板2000的上部配置有N侧单元301，该第一单元301的多个控制电极(栅电极、开尔文发射电极、感测发射电极、阳电极及阴电极)分别经由N侧控制端子连接部317连接有N侧外部控制端子315。在以上状态下，在壳体100的内部填充有密封材料116。应予说明，在绝缘基板204的下表面设置有用于使来自绝缘基板204、205的热量向散热板202散出的导热层203。
在此，N侧外部控制端子315及N侧控制端子连接部317的各组将第一单元301的控制电极(栅电极、开尔文发射电极、感测发射电极、阳电极及阴电极)向壳体100的外部引出。在这些组中的至少一组、优选是在各组中，N侧外部控制端子315设置在框架112中的N侧半导体元件311的第一主电极(集电极)起到输出端子313之间的布线的上方。另外，N侧控制端子连接部317在框架112中的N侧半导体元件311的第一主电极(集电极)起到输出端子313之间的布线的上方，将N侧半导体元件311的控制电极(栅电极、开尔文发射电极、感测发射电极、阳电极及阴电极)与N侧外部控制端子315之间连接。
由此，与多个引脚300的N侧外部控制端子315和输出端子313整体沿一个方向并列配置的情况相比，能够缩小引脚300彼此之间的N侧外部控制端子315的间隔、以及输出端子313的间隔。应予说明，N侧外部控制端子315也可以未埋入壳体100的第一侧部1121中，而配置在N侧半导体元件311的第二主电极(发射电极)的上方。
在此，N侧控制端子连接部317的键合线3172可以在俯视下以与输出端子连接部314平行的方式布线。由此，流通直流电流的N侧导电板404与流动控制信号的键合线3172垂直。因此，防止在N侧导电板404与键合线3172之间产生串扰而导致半导体装置1的动作特性。
[2-1.半导体装置的截面结构的变形例(1)]
图7(b)是变形例(1)的半导体装置1的第一侧部1121一侧的侧视剖视图。
如该图所示，在本变形例(1)中的半导体装置1的N侧单元301中，N侧控制端子连接部317具有控制布线基板3175及键合线3172。应予说明，在图7(b)、后述图7(c)中，将控制布线基板3175描阴影而图示。
控制布线基板3175是形成有布线(未图示)的基板。该控制布线基板3175的一端部埋入第一侧部1121，另一端部从第一侧部1121向壳体100的内侧延伸而设置。例如，控制布线基板3175在上侧的面具有与N侧外部控制端子316相同数量的布线。
控制布线基板3175可以是包含例如由导电性材料构成的至少一层的布线层、由耐热性的材料构成的基板的印刷电路基板(Printed Circuit Board)。应予说明，在本变形例(1)中，在控制布线基板3175的下表面与N侧控制端子连接部317的下方的输出端子连接部314的上表面之间，安装有壳体100的树脂部件。壳体100的树脂部件是绝缘性的，例如，可以是利用壳体100的框架112的树脂材料(聚苯硫醚(PPS))预先形成且与框架112一体成形的衬垫，也可以是在框架112的成型时填充在控制布线基板3175与输出端子连接部314之间而硬化的树脂部分。
键合线3172在本变形例(1)中，将N侧半导体元件311、312的控制电极(栅电极、开尔文发射电极、感测发射电极、阳电极及阴电极)与控制布线基板3175的多个布线中的任一个电连接。例如，键合线3172可以与从第一侧部1121向壳体100的内侧延伸的上述控制布线基板3175的另一端部连接。
另外，本变形例(1)的N侧单元301代替N侧外部控制端子315而具有N侧外部控制端子316。该N侧外部控制端子316利用导电性的金属而形成为销状，并且埋入第一侧部1121，从与控制布线基板3175连接的连接部使一端部向壳体100的上方延伸。例如，N侧外部控制端子316的另一端部以与控制布线基板3175的多个布线中的、与对应的键合线3172连接的布线电连接的状态下，埋入第一侧部1121内。作为一个例子，N侧外部控制端子316的另一端部可以压入(压接)在形成于控制布线基板3175的通孔而与布线连接。另外，N侧外部控制端子316的另一端部可以形成为线夹状而夹着控制布线基板3175的端部与布线连接。另外，N侧外部控制端子316的另一端部也可以焊接于布线。在该情况下，布线可以设置在控制布线基板3175中的与N侧外部控制端子316侧相反的一侧的面(下表面)，N侧外部控制端子316的另一端部贯穿控制布线基板3175的通孔而焊接于布线。但是，在N侧外部控制端子316焊接于布线的情况下，为了防止焊料熔融而流入其它部位，优选以环氧树脂覆盖焊接的部分而使其固化。
[2-2.半导体装置的截面结构的变形例(2)]
图7(c)是变形例(2)的半导体装置1的第一侧部1121一侧的侧视剖视图。如该图所示，在本变形例(2)中，控制布线基板3175的下表面的绝缘部与N侧控制端子连接部317的下方的输出端子连接部314的上表面相接。由此，与在控制布线基板3175的下表面与输出端子连接部314之间安装树脂部分的变形例(1)的情况相比，能够降低半导体装置1的高度。应予说明，控制布线基板3175的下表面的绝缘部由环氧玻璃形成。
[3.N侧控制端子连接部及P侧控制端子连接部的端子单元]
图8是表示N侧外部控制端子315(或316)及P侧外部控制端子325的立体图。
如该图所示，多个N侧外部控制端子315(或316)及多个P侧外部控制端子325可以分别一体化为端子单元3150、3250。例如，多个N侧外部控制端子315(或316)及多个P侧外部控制端子325可以分别利用设置于中段部的树脂块1126而一体化。作为一个例子，这样的端子单元3150、3250能够通过将多个N侧外部控制端子315(或316)或多个P侧外部控制端子325配置在腔室内而形成树脂块1126的镶嵌成形而形成。作为树脂块1126的树脂材料，可以使用与壳体100的树脂材料相同或同种材料。
[4.磁感测部]
图9是表示磁感测部305的立体图。如该图所示，磁感测部305设置在输出端子连接部314中的、从N侧导电层206的露出部分到输出端子313之间的布线部分。
该磁感测部305具有：磁芯350，其设置于布线部分的外周，在该布线部分的外周的一部分具有空隙(间隙)；磁感测器352，其配置于空隙。磁芯350使因在输出端子连接部314流通电流而产生的磁场绕输出端子连接部314的外周。例如，磁芯350由磁性材料(铁素体)形成为大致环状，在布线部分的上方具有空隙。磁感测器352是检测空隙内的磁通密度的部件，例如，是检测磁通密度而转换为电压的霍尔元件。
图10是表示磁感测部305的使用例的概念图。如该图所示，在磁感测部305连接有电流测定用的电路354。电路354具有：向磁感测器352供给电力的恒定电流源3540；对磁感测器352输出的输出电压进行放大的差动放大器3542。在该磁感测器电路354中，利用磁感测器352检测出与在输出端子连接部314流通的电流量成比例的磁通密度并将其转换为电压，通过差动放大器3542对该电压进行放大从而能够检测出输出端子连接部314的电流量。应予说明，电路354可以收纳在壳体100内，也可以配置在壳体100的密封材料116或盖部的上部。
[5.电路结构]
[5-1.引脚的电路结构]
图11是表示本实施方式的半导体装置1中的三个引脚300的电路图。如该图所示，各引脚300在N侧导电板404一侧作为下臂而具有N侧单元301的N侧半导体元件311，在P侧导电板406一侧作为上臂而具有P侧单元302的P侧半导体元件321。应予说明，为了简化，在图11中，省略N侧单元301的N侧半导体元件312、以及P侧单元302的P侧半导体元件322的图示。
N侧半导体元件311具有温度感测用二极管3110及RC-IGBT元件3112。温度感测用二极管3110检测N侧半导体元件311的基板的温度。该温度感测用二极管3110在上表面具有作为控制电极的阳电极(A)及阴电极(K)，能够通过测定正向电压来测定基板的温度。
RC-IGBT元件3112在上表面具有作为第二主电极的发射电极(E)、作为控制电极的栅电极(G)、感测发射电极(S)、以及开尔文发射电极(E)，在下表面具有作为第一主电极的集电极(C)。应予说明，开尔文发射电极(E)与发射电极电连接。另外，在发射电极(E)与集电极(C)之间，连接有从发射电极(E)朝向集电极(C)流通电流的飞轮二极管(回流二极管)3114。
P侧半导体元件321具有温度感测用二极管3210及RC-IGBT元件3212。温度感测用二极管3210检测P侧半导体元件321的基板的温度，在上表面具有作为控制电极的阳电极(A)及阴电极(K)。
RC-IGBT元件3212在上表面具有作为第二主电极的发射电极(E)、作为控制电极的栅电极(G)、开尔文发射电极(E)及感测发射电极(S)，在下表面具有作为第一主电极的集电极(C)。应予说明，开尔文发射电极(E)与发射电极电连接。另外，在发射电极(E)与集电极(C)之间，连接有从发射电极(E)朝向集电极(C)流通电流的飞轮二极管(回流二极管)3214。
[5-2.端子间的连接]
如图11、上述图1、图2所示，半导体装置1在壳体100的第三侧部1123及第四侧部1124具有与直流电源的正极连接的P侧输入端子402。该P侧输入端子402与沿第二侧部1122延伸的P侧导电板406连接。
P侧导电板406经由多个导电端子272，与作为上臂的P侧单元302的P侧导电层207连接。该P侧导电层207与P侧半导体元件321的下表面的第一主电极(集电极(C))连接。
该P侧半导体元件321的上表面的第二主电极(发射电极(E))经由P侧元件间连接部328、跨接端子326及导电端子260与N侧单元301的N侧导电层206连接。应予说明，在N侧导电层206连接有N侧半导体元件311的下表面的第一主电极(集电极(C))。
在此，P侧半导体元件321的上表面的控制电极(栅电极(G)、开尔文发射电极(E)、感测发射电极(S)、阳电极(A)及阴电极(K))利用键合线270及P侧控制端子连接部327等与第二侧部1122的P侧外部控制端子325连接，向壳体100的外部引出。
另一方面，半导体装置1在壳体100的第三侧部1123及第四侧部1124具有与直流电源的负极连接的N侧输入端子401。该N侧输入端子401与沿第一侧部1121延伸的N侧导电板404连接。
N侧导电板404经由多个N侧元件间连接部318，与作为下臂的N侧单元301中的N侧半导体元件311上表面的第二主电极(发射电极(E))电连接。该N侧半导体元件311的下表面的第一主电极(集电极(C))与N侧导电层206连接。由此，N侧半导体元件311的下表面的第一主电极(集电极(C))与P侧半导体元件321的上表面的第二主电极(发射电极(E))经由N侧导电层206彼此连接。
该N侧导电层206经由输出端子连接部314与第一侧部1121的输出端子313连接，输出端子313与未图示的外部设备连接。利用磁感测部305检测出此时因在输出端子连接部314流通电流而产生的磁场的磁通密度。
在此，N侧半导体元件311的上表面的控制电极(栅电极(G)、开尔文发射电极(E)、感测发射电极(S)、阳电极(A)及阴电极(K))经由N侧控制端子连接部317与N侧外部控制端子315连接。并且，N侧外部控制端子315将N侧半导体元件311的控制电极向壳体100的外部引出。
[5-3.动作]
在这样的电路结构的半导体装置1中，如果在N侧输入端子401与P侧输入端子402之间施加直流电力并且对N侧半导体元件311及P侧半导体元件321的栅电极(G)输入控制信号，则控制N侧半导体元件311及P侧半导体元件321的RC-IGBT元件3112、312的开关动作。由此，从三个引脚300的输出端子313输出U相、V相、W相的交流信号。应予说明，在由温度感测用二极管3110、3210测定的温度高于基准温度的情况下，可以以使发射极电流减小等来减少发热的方式进行控制。
[6.半导体装置的作用效果]
根据以上的半导体装置1，N侧外部控制端子315设置在框架112中的N侧半导体元件311的第一主电极(集电极)起到输出端子313之间的布线的上方。另外，N侧控制端子连接部317在框架112中的N侧半导体元件311的第一主电极(集电极)起到输出端子313之间的布线的上方，将N侧半导体元件311的控制电极(栅电极、开尔文发射电极、感测发射电极、阳电极及阴电极)与N侧外部控制端子315之间连接。因此，与多个引脚300的N侧控制端子连接部317和输出端子313整体沿一个方向并列配置的情况相比，能够减小引脚300彼此之间的N侧外部控制端子315的间隔、以及、输出端子313的间隔。由此，能够使半导体装置1小型化。
另外，因为能够减小N侧外部控制端子315的间隔以及输出端子313的间隔，所以能够缩短电流路径而降低材料成本。另外，因为没有使半导体装置1大型化而增大输出端子313的宽度，所以能够降低输出端子313处的发热。而且，比树脂坚固的金属制的输出端子连接部314位于N侧控制端子连接部317的下部，所以在利用超声波振动等将N侧控制端子连接部317的键合线3172连接于N侧外部控制端子315的情况下，能够防止键合线3172的共振而强化连接。
在此，图12表示作为比较例的半导体装置900。如该图所示，半导体装置900将输出U、V、W三相的交流信号的三个外部端子901设置在壳体中的一个侧部，在各外部端子901连接有引脚910。各引脚910作为上臂、下臂而具有与P侧半导体元件321、N侧半导体元件311相同的半导体元件950、960。其中，作为下臂的半导体元件950的集电极(C)与外部端子901连接，发射电极(E)与直流电源的负极(N)连接。另外，作为控制电极的栅电极(G)、感测发射电极(S)、开尔文发射电极(E)、阳电极(A)及阴电极(K)利用五个外部控制端子905分别从上述一个侧部向半导体装置900的外部引出。并且，在本比较例的半导体装置900中，多个引脚910的五个外部控制端子905和一个外部端子901整体沿一个方向并列地配置。因此，导致半导体装置900与本实施方式的半导体装置1相比而大型化。
[7.半导体装置的制造方法]
图13是表示本实施方式的半导体装置1的制造方法的流程图。如该图所示，为了形成半导体装置1，首先，准备N侧基板2000及N侧半导体元件311(S100、S102)。例如，除了N侧基板2000以外，还可以准备P侧基板2001，也可以准备包含它们的基板部200。另外，除了N侧半导体元件311以外，还可以准备N侧半导体元件312、P侧半导体元件321、322。应予说明，该S100、S102的处理也可以以相反的顺序进行。
接着，将N侧半导体元件311搭载在N侧基板2000的N侧导电层206上，将第一主电极(集电极)与N侧导电层206连接(S104)。另外，可以将P侧半导体元件321搭载在P侧导电层207上，将第一主电极连接于P侧导电层207。作为一个例子，以使N侧半导体元件311和P侧半导体元件321的组沿第一侧部1121并列地配置多个的方式配置N侧半导体元件311及P侧半导体元件321而进行粘接。该粘接也可以通过焊料进行。另外，除了N侧半导体元件311及P侧半导体元件321以外，N侧半导体元件312、322也可以粘接于基板部200。另外，此时，N侧元件间连接部318可以将N侧半导体元件311、312的第二主电极彼此之间电连接，P侧元件间连接部328可以电连接在P侧半导体元件321、322的第二主电极彼此之间。而且，可以利用跨接端子326将配置于基板部200的N侧导电层206的导电端子260与P侧元件间连接部328电连接。
接着，准备设置有输出端子313及N侧外部控制端子315的框架112(S106)。例如，在准备的框架112中，可以在第三侧部1123及第四侧部1124设置N侧输入端子401及P侧输入端子402。另外，可以在第二侧部1122设置P侧外部控制端子325，在第一侧部设置输出端子连接部314、输出端子313及N侧外部控制端子315(或316)。在设置N侧外部控制端子315(或316)的情况下，在框架112中的与设置于从N侧半导体元件311的第一主电极到输出端子313之间的布线的上方对应的位置，配置有N侧外部控制端子315(或316)。应予说明，该S106的处理可以在S100的处理前进行，也可以在S100～S104之间进行。
在此，为了准备框架112，例如，首先，可以利用镶嵌成形来准备N侧外部控制端子315(或316)及P侧外部控制端子325的端子单元3150、3250。并且，以在第一侧部1121内在输出端子连接部314和输出端子313电连接的状态下进行埋入、并且在它们的上方埋入N侧外部控制端子315(或316)的端子单元3150的方式，将框架112一体成形。但是，也可以以在第一侧部1121内使端子单元3150的N侧外部控制端子316与控制布线基板3175电连接、并且使控制布线基板3175的下表面与输出端子连接部314抵接的方式形成框架112。在第一侧部1121埋入输出端子连接部314的情况下，可以在其外周部配设磁感测部305的磁芯350及磁感测器352而埋入第一侧部1121，使磁感测器352的端子向壳体100的内侧或外侧突出。如上所述，在形成框架112时，在第三侧部1123及第四侧部1124埋入N侧输入端子401及P侧输入端子402，在第二侧部1122埋入P侧外部控制端子325。
接着，将N侧基板2000收纳于框架112(S108)。例如，可以将搭载有N侧半导体元件311及P侧半导体元件321等的基板部200收纳于框架112。作为一个例子，通过将利用焊料等接合有N侧基板2000及P侧基板2001的散热板202粘接于框架112的下表面，可以将N侧基板2000等收纳于框架112。
接着，利用输出端子连接部314将N侧半导体元件311与输出端子313之间的N侧导电层206的露出部分和输出端子313之间(S110)连接。该连接可以通过焊接或熔接(激光熔接、超声波熔接等)等进行。
接着，在从N侧半导体元件311的第一主电极到输出端子313之间的布线的上方，利用N侧控制端子连接部317将N侧半导体元件311的控制电极与N侧外部控制端子315之间连接(S112)。例如，将键合线3172的一端连接于N侧半导体元件311等的上表面的控制电极。另外，将该键合线3172的另一端在N侧半导体元件311的第一主电极(集电极)起到输出端子313之间的布线的上方连接于N侧外部控制端子315(或316)。应予说明，可以利用焊接或熔接等进行键合线3172与N侧外部控制端子315(或316)之间的连接，也可以利用焊接等进行键合线3172与N侧半导体元件311的控制电极之间的连接。
在该S112中，可以利用N侧控制端子连接部317将N侧半导体元件312的控制电极与N侧外部控制端子315之间连接。另外，可以利用P侧控制端子连接部327将P侧半导体元件321、322的控制电极与P侧外部控制端子325之间连接。在该情况下，例如，可以利用键合线3272连接P侧外部控制端子325与P侧半导体元件321等的上表面的控制电极。可以利用焊接或熔接等进行键合线3272与P侧外部控制端子325之间的连接，也可以利用焊接等进行键合线3272与P侧半导体元件321的控制电极之间的连接。
另外，可以将N侧导电板404及P侧导电板406配置于壳体100内。例如，将N侧导电板404分别与第三侧部1123及第四侧部1124的N侧输入端子401电连接，并且以沿第一侧部1121的状态配置在壳体100内的上部。另外，N侧导电板404与多个N侧元件间连接部318也通过焊接或熔接等电气地、机械地连接。由此，N侧导电板404与N侧半导体元件311的上表面的第二主电极电连接。
另外，例如，将P侧导电板406分别与第三侧部1123及第四侧部1124的P侧输入端子402电连接，并且以沿第二侧部1122的状态配置在壳体100内的上部。另外，P侧导电板406与配设在P侧导电层207上的多个导电端子272也通过焊接或熔接等电气地、机械地连接。由此，P侧导电板406与P侧半导体元件321的下表面的第一主电极电连接。
并且，在壳体100内填充密封材料116(S114)。例如，可以将环氧树脂等密封材料116填充到壳体100内而使其固化。由此，制造半导体装置1。
以上，利用实施方式对本发明进行说明，但是本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。本领域技术人员知晓在上述实施方式中，能够施加多种变更或改良。从权利要求的记载可知，施加了这样的变更或改良的方式也包含在本发明的技术范围内。
对于权利要求、说明书及附图中所示的装置、***、程序及方法中的动作、工序、步骤及阶段等各处理的执行顺序而言，只要没有特别说明“在前”、“之前”等，或者不限于在后处理中使用前处理的输出，就应该注意到可以以任意的顺序进行实现。对于权利要求、说明书及附图中的动作顺序而言，即使为了方便说明而使用“首先”、“接着”等，也不意味着必须按照该顺序进行实施。

Claims (18)

1.一种半导体装置，其特征在于，具备：
框架；
第一外部端子，其设置于所述框架的第一侧部；
第一基板，其收纳于所述框架，并且在上表面具有第一导电层；
第一半导体元件，其搭载在所述第一导电层上，并且在下表面具有与所述第一导电层连接的第一主电极，在上表面具有第二主电极及控制电极；
第一端子连接部，其将所述第一导电层的露出部分和所述第一外部端子之间连接，所述第一导电层的所述露出部分位于所述第一半导体元件与所述第一外部端子之间；
第一外部控制端子，其设置在所述框架中的所述第一半导体元件的所述第一主电极起到所述第一外部端子之间的布线的上方；
第一控制端子连接部，其在所述第一半导体元件的所述第一主电极起到所述第一外部端子之间的布线的上方，将所述第一半导体元件的所述控制电极与所述第一外部控制端子之间连接。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一控制端子连接部具有键合线，所述键合线将所述第一半导体元件的所述控制电极与所述第一外部控制端子之间电连接。
3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一控制端子连接部具有：
控制布线基板，其具有与所述第一外部控制端子连接的控制布线层；
键合线，其将所述第一半导体元件的所述控制电极与所述控制布线基板的所述控制布线层电连接。
4.如权利要求3所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一外部控制端子从所述第一外部控制端子与所述控制布线基板的连接部起向所述框架的上方延伸。
5.如权利要求3或4所述的半导体装置，其特征在于，
在所述控制布线基板的下表面与所述第一端子连接部的上表面之间设置有所述框架的树脂部件。
6.如权利要求3或4所述的半导体装置，其特征在于，
所述控制布线基板的下表面的绝缘部与所述第一端子连接部的上表面连接。
7.如权利要求2至6中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一半导体元件具有多个所述控制电极，
多个所述第一外部控制端子分别与所述第一半导体元件的对应的所述控制电极电连接，多个所述第一外部控制端子分别设置在所述第一半导体元件的所述第一主电极起到所述第一外部端子之间的布线中的至少一个布线的上方。
8.如权利要求2至7中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述键合线在俯视时以与所述第一端子连接部平行的方式布线。
9.如权利要求1至8中任一项所述的半导体装置，其特征在于，还具备：
第二基板，其收纳在所述框架中的与所述第一侧部对置的第二侧部和所述第一基板之间，并且在上表面具有第二导电层；以及
第二半导体元件，其搭载在所述第二导电层上，并且在下表面具有与所述第二导电层连接的第一主电极，在上表面具有第二主电极及控制电极，
所述第二半导体元件的所述第二主电极与所述第一导电层电连接。
10.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，还具备：
第二外部控制端子，其设置在所述框架中的所述第二侧部与所述第二半导体元件之间的上方、或者设置在所述第二侧部；
第二控制端子连接部，其将所述第二半导体元件的所述控制电极与所述第二外部控制端子之间连接。
11.如权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，
包含所述第一外部端子、所述第一外部控制端子、所述第一半导体元件、所述第一端子连接部及所述第一控制端子连接部在内的第一单元、以及、包含所述第二外部控制端子、所述第二半导体元件及所述第二控制端子连接部在内的第二单元的组沿所述第一侧部并列地配置多个。
12.如权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，具备：
第三外部端子，其设置在所述框架中的所述第一侧部与所述第二侧部之间的第三侧部和与所述第三侧部对置的第四侧部中的至少一方；
第一导电板，其与所述第三外部端子连接，在所述第一基板的上方沿所述第一侧部延伸；
第四外部端子，其在所述第三侧部和所述第四侧部中的至少一方，设置在比所述第三外部端子更靠近所述第二侧部的位置；以及
第二导电板，其与所述第四外部端子连接，在所述第二基板的上方沿所述第二侧部延伸，
多个所述第一单元的每一个中的所述第一半导体元件的所述第二主电极与所述第一导电板电连接，
多个所述第二单元的每一个中的所述第二导电层与所述第二导电板电连接。
13.如权利要求12所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一导电板将所述第三侧部侧的所述第三外部端子与所述第四侧部侧的所述第三外部端子之间连接，
所述第二导电板将所述第三侧部侧的所述第四外部端子与所述第四侧部侧的所述第四外部端子之间连接。
14.如权利要求12或13所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一导电板及所述第二导电板沿与所述第一端子连接部的延伸方向垂直的方向延伸。
15.如权利要求11至14中任一项所述的半导体装置，其特征在于，
该半导体装置是逆变器装置，
所述第一单元成为该逆变器装置的下臂，
所述第二单元成为该逆变器装置的上臂。
16.如权利要求1至15中任一项所述的半导体装置，其特征在于，具备：
第三半导体元件，其在相对于所述第一半导体元件而言与所述第一外部端子侧相反的一侧，与所述第一半导体元件并列地搭载在所述第一基板的所述第一导电层上，并且在下表面具有与所述第一导电层连接的第一主电极，在上表面具有第二主电极及控制电极；以及
第一半导体元件间连接部，其将所述第一半导体元件的所述第二主电极与所述第三半导体元件的所述第二主电极之间连接。
17.如权利要求1至16中任一项所述的半导体装置，其特征在于，具备：
磁芯，其设置在所述第一端子连接部中的、从所述第一导电层的所述露出部分起到所述第一外部端子之间的布线部分的外周，在该布线部分的外周的一部分具有空隙；
磁感测器，其配置于所述磁芯的所述空隙。
18.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，
准备在上表面具有第一导电层的第一基板，
准备在下表面具有第一主电极并且在上表面具有第二主电极及控制电极的第一半导体元件，
将所述第一半导体元件搭载在所述第一导电层上，并将所述第一主电极与所述第一导电层连接，
准备框架，所述框架在第一侧部设置有第一外部端子，在与设置于从所述第一半导体元件的所述第一主电极到所述第一外部端子之间的布线的上方对应的位置设置有第一外部控制端子，
将所述第一基板收纳于所述框架，
利用第一端子连接部，将所述第一导电层的露出部分和所述第一外部端子之间连接，所述第一导电层的所述露出部分处于所述第一半导体元件与所述第一外部端子之间，
在所述第一半导体元件的所述第一主电极起到所述第一外部端子之间的布线的上方，利用第一控制端子连接部将所述第一半导体元件的所述控制电极与所述第一外部控制端子之间连接。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110911379A (zh) * 2018-09-18 2020-03-24 株式会社东芝 端子板以及半导体装置
CN110943076A (zh) * 2018-09-21 2020-03-31 富士电机株式会社 半导体模块以及车辆
CN112543994A (zh) * 2018-07-25 2021-03-23 株式会社电装 半导体装置
CN113508461A (zh) * 2019-03-11 2021-10-15 株式会社电装 半导体装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130175704A1 (en) * 2012-01-05 2013-07-11 Ixys Corporation Discrete power transistor package having solderless dbc to leadframe attach
JP7119399B2 (ja) * 2018-02-06 2022-08-17 株式会社デンソー 半導体装置
JP2021158232A (ja) * 2020-03-27 2021-10-07 富士電機株式会社 半導体モジュール
DE102021107074A1 (de) 2020-05-28 2021-12-02 Fuji Electric Co., Ltd. Halbleitervorrichtung und verfahren zum herstellen desselben
CN114787991A (zh) 2020-06-30 2022-07-22 富士电机株式会社 半导体模块以及半导体模块的制造方法
JP2022103562A (ja) * 2020-12-28 2022-07-08 富士電機株式会社 半導体装置
JP7317182B1 (ja) 2022-05-23 2023-07-28 三菱電機株式会社 半導体装置及びその製造方法
EP4362087A1 (en) * 2022-10-28 2024-05-01 Infineon Technologies AG Power semiconductor module arrangement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11127583A (ja) * 1997-10-22 1999-05-11 Denso Corp 三相インバータ回路モジュール
US20010030362A1 (en) * 2000-01-12 2001-10-18 International Rectifier Corporation Low cost power semiconductor module without substrate
WO2015008333A1 (ja) * 2013-07-16 2015-01-22 三菱電機株式会社 半導体装置
CN105210464A (zh) * 2013-05-14 2015-12-30 奥迪股份公司 用于将直流电压转换为交变电压的设备和电气组件

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3466329B2 (ja) * 1995-06-16 2003-11-10 三菱電機株式会社 半導体パワーモジュール
JP5205836B2 (ja) * 2007-06-29 2013-06-05 富士電機株式会社 半導体装置
JP5202366B2 (ja) * 2009-01-30 2013-06-05 本田技研工業株式会社 半導体装置
US20120021707A1 (en) * 2010-07-26 2012-01-26 Qualcomm Incorporated Apparatus and method for adjustment of transmitter power in a system
JP5434857B2 (ja) 2010-09-15 2014-03-05 株式会社デンソー 半導体モジュール
JP5558405B2 (ja) * 2011-04-21 2014-07-23 三菱電機株式会社 半導体装置
JP5708583B2 (ja) * 2012-07-12 2015-04-30 株式会社豊田自動織機 インバータ装置
JP6252293B2 (ja) 2014-03-26 2017-12-27 株式会社デンソー 半導体装置
US9866213B1 (en) * 2016-09-08 2018-01-09 United Silicon Carbide, Inc. High voltage switch module

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11127583A (ja) * 1997-10-22 1999-05-11 Denso Corp 三相インバータ回路モジュール
US20010030362A1 (en) * 2000-01-12 2001-10-18 International Rectifier Corporation Low cost power semiconductor module without substrate
CN105210464A (zh) * 2013-05-14 2015-12-30 奥迪股份公司 用于将直流电压转换为交变电压的设备和电气组件
WO2015008333A1 (ja) * 2013-07-16 2015-01-22 三菱電機株式会社 半導体装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112543994A (zh) * 2018-07-25 2021-03-23 株式会社电装 半导体装置
CN112543994B (zh) * 2018-07-25 2023-10-17 株式会社电装 半导体装置
CN110911379A (zh) * 2018-09-18 2020-03-24 株式会社东芝 端子板以及半导体装置
CN110911379B (zh) * 2018-09-18 2023-11-03 株式会社东芝 端子板以及半导体装置
CN110943076A (zh) * 2018-09-21 2020-03-31 富士电机株式会社 半导体模块以及车辆
CN113508461A (zh) * 2019-03-11 2021-10-15 株式会社电装 半导体装置
CN113508461B (zh) * 2019-03-11 2023-08-11 株式会社电装 半导体装置

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