JP6477365B2 - 半導体装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体素子を用いた半導体装置に関する。

半導体素子を用いた半導体装置において、半導体素子の発熱を低減する冷却部材を有したものが知られている（特許文献１参照）。
この従来技術では、冷却液の流路を備えた金属板を冷却部材とし、一対の絶縁基板により挟んで接合して基体を形成し、絶縁基板に半導体素子を実装した構造としている。
この従来技術では、基体の上下面の熱膨張係数を均衡させることができ、これにより、冷却装置となる金属板の反りを低減し、絶縁基板の割れを防止することができる。

特開２００４−２２９７３号公報

一般に、半導体装置では、半導体素子がスイッチングを行った際にサージ電圧が生じ、接点や回路に悪影響を与える。そのため、コンデンサなどのサージ電圧に対する保護対策が別途必要となる。
しかしながら、半導体素子および電極は、それぞれ、冷却部材に独立して設けられており、上記サージ電圧の保護のためには、別途、保護回路を必要としていた。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、半導体素子がスイッチングした際に生じるサージ電圧を低減可能な半導体装置を提供することを目的とする。

本発明の半導体装置は、半導体素子と、半導体素子と接続された高電位側端子部と、半導体素子と接続された低電位側端子部と、第１面および第２面に冷却機能を有する冷却部材と、を備える。
さらに、本発明の半導体装置は、第２面に接続された導電性部材を備え、高電位側端子部と低電位側端子部とは、第１面と導電性部材とに、それぞれ選択的に接続されていることを特徴とする。

本発明の半導体装置にあっては、冷却部材と接する端子部の面と、冷却部と接する導電性部材の面と、の間に生じる浮遊容量がスナバコンデンサとして働くことにより、半導体装置のスイッチング時に発生するサージ電圧を低減することができる。

実施の形態１の半導体装置を示す断面図であって、図２のＳ１−Ｓ１線の位置での断面を示す。 実施の形態１の半導体装置を示す側面図である。 実施の形態１の半導体装置を適用した電力変換装置を示す回路図である。 実施の形態２および実施の形態６の半導体装置を示す側面図である。 実施の形態３の半導体装置を示す断面図である。 実施の形態４の半導体装置を示す断面図である。 実施の形態５の半導体装置を示す側面図である。

以下、本発明の半導体装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず、実施の形態１における半導体装置Ａ（図１、図２参照）を適用した電力変換装置の構成を説明する。
この電力変換装置は、例えば、図３に示す回転電機Ｍを駆動する駆動システムのインバータとして用いている。

回転電機Ｍは、三相交流モータであり、電動車両の駆動源として用いられ、回転電機Ｍの駆動軸は、図示を省略した電動車両の車軸へ駆動力を伝達可能に接続されている。なお、電動車両としては、回転電機Ｍのみを駆動源とする電気自動車の他に、駆動源としてエンジンを備えたハイブリッド車両を含む。

電力変換装置は、直流電源１０と回転電機Ｍとの間に介在され、直流電源１０から供給される直流電力を三相交流電力に変換し回転電機Ｍに供給する。なお、電力変換装置による交流電流の相数は、三相に限定されるものではない。

電力変換装置は、周知の構造であり、パワーモジュールＰＭと、平滑コンデンサ３０とを備えている。
また、パワーモジュールＰＭは、上アーム側のスイッチングを行う半導体素子２１〜２３と、下アーム側のスイッチングを行う半導体素子２４〜２６とを備えている。そして、各半導体素子２１〜２６は、制御回路４０から配線２８を介して得られる信号により、各半導体素子２１〜２６を開閉し、回転電機Ｍにおいて所望の回転力を得るための三相交流電力を生成する。
平滑コンデンサ３０は、直流電源１０とパワーモジュールＰＭとを接続する高電位側の給電母線１１と低電位側の給電母線１２とに接続され、スイッチング動作による電圧の変動を抑制する。

図１は各半導体素子２１〜２６のいずれかである半導体素子２０を備えた半導体装置Ａの断面図（図２のＳ１−Ｓ１線の位置での断面）であり、図２は、半導体装置Ａの側面図である。
図１に示すように、半導体素子２０は、その表裏面のうちの一方である第１面２０ａを高電位側端子部５０に接合して高電位側端子部５０上に配置されている。この高電位側端子部５０は、図外において高電位側の給電母線１１に接続されている。また、半導体素子２０と高電位側端子部５０とは、はんだなどを用いて金属接合されている。なお、この接合は、金属接合に限定されず、単に接触による接合や、導電性を有した接着剤を用いた接合としてもよい。

半導体素子２０の第１面２０ａとは反対側の第２面２０ｂは、低電位側端子部６０に接続されている。この低電位側端子部６０は、図外において低電位側の給電母線１２に接続されている。
なお、半導体素子２０と低電位側端子部６０との接続は、はんだなどによる金属接合により行っている。また、この接合は、金属接合に限定されず、バスバーなどの配線柱材料や、ボンディングワイヤによる接続としてもよい。

高電位側端子部５０は、冷却部材７０に接合されている。
冷却部材７０は、アルミニウムなどの金属製であり、外表面のうち最も面積が広い主面７１（第１面）と、この主面７１とは反対側の面である反対主面７２（第２面）とを備えている。
さらに、冷却部材７０は、内部に冷却媒体（冷却水、冷却オイル、冷却風など）を循環させる複数の冷却路７３を有する。

そして、冷却路７３の外周には、薄板状の冷却フィン７４が、間隔を空けて複数積層されている。したがって、主面７１および反対主面７２は、冷却フィン７４の先端面により形成されている。
なお、このような複数の冷却フィン７４を備えた構造としては、多穴管（マイクロチャネル）とよばれる金属の押出加工により製作されるものや、コルゲートフィンとよばれるろう付けにより製作されるものがある。

また、高電位側端子部５０と冷却部材７０の主面７１との間には、絶縁性部材７５が介在されている。この絶縁性部材７５としては、例えば、セラミックス（窒化ケイ素、アルミナ）などを用いることができる。
そして、高電位側端子部５０と絶縁性部材７５とは、はんだなどにより金属接合され、同様に、絶縁性部材７５と冷却部材７０の主面７１も、金属接合されている。

さらに、低電位側端子部６０には、導電性部材８０が接続されている。この導電性部材８０は、低電位側端子部６０を給電母線１２に接続するのに用いたバスバーなどの接続部材の一部を延長し加工したものである。

導電性部材８０は、低電位側端子部６０との接続部位から、Ｌ字断面状に高電位側端子部５０および冷却部材７０に沿って反対主面７２の位置まで延長され、さらに、反対主面７２に沿うようにＬ字状に折曲された延長部８１を備えている。

そして、延長部８１は、冷却部材７０の反対主面７２との間に、前記絶縁性部材７５と同様の絶縁性部材７６を介して、反対主面７２に接続されている。
この延長部８１と反対主面７２との接続では、延長部８１において反対主面７２を向いた面８１ａと絶縁性部材７６とをはんだなどにより金属接合するとともに、絶縁性部材７６と反対主面７２とをはんだなどにより金属接合して接続している。

（実施の形態１の作用）
次に、実施の形態１の作用を説明する。
回転電機Ｍの駆動時には、半導体素子２０をスイッチング作動させ、また、このとき冷却部材７０の冷却路７３に冷却媒体を循環させる。
冷却部材７０は、外表面のうちで表面積が最も広い主面７１および反対主面７２において、高電位側端子部５０および導電性部材８０と熱交換を行うとともに放熱を行い、また、冷却路７３の冷却媒体と熱交換を行う。
したがって、冷却部材７０は、発熱部位である高電位側端子部５０および半導体素子２０を効率的に冷却することができる。

また、半導体装置Ａでは、半導体素子２０のスイッチング作動時にサージ電圧が生じる。このとき、半導体装置Ａでは、冷却部材７０の主面７１と接続する高電位側端子部５０の冷却部材７０側の面５１と、冷却部材７０の反対主面７２と接続する導電性部材８０の延長部８１の面８１ａとの間に生じる浮遊容量Ｃ２，Ｃ３がスナバコンデンサとして働く。

すなわち、高電位側端子部５０の面５１と冷却部材７０との間には、浮遊容量Ｃ２が存在し、かつ、導電性部材８０の延長部８１の面８１ａと冷却部材７０との間には、浮遊容量Ｃ３が存在する。
これらの浮遊容量Ｃ２，Ｃ３と、冷却部材７０の抵抗Ｒ１とが、半導体素子２０に対して並列に存在するため、これらは、図１に示すように、半導体素子２０に対して並列にスナバ回路１００として機能する。
これにより、半導体装置Ａのスイッチング時に発生するサージ電圧を低減することができる。

さらに、高電位側端子部５０の面５１と冷却部材７０の主面７１との間には、絶縁性部材７５を介在させているため、絶縁性部材７５が誘導体として作用し、絶縁性部材７５を介在させないものよりも浮遊容量Ｃ３を大きくすることができる。
同様に、導電性部材８０の延長部８１の面８１ａと冷却部材７０の反対主面７２との間には、絶縁性部材７６を介在させているため、絶縁性部材７６が誘導体として作用し、絶縁性部材７６を介在させないものよりも浮遊容量Ｃ３を大きくすることができる。
よって、両絶縁性部材７５，７６を備えないものと比較して、スナバ回路１００によるサージ電圧の低減効果をさらに高めることができる。

また、冷却部材７０の主面７１と反対主面７２とには、それぞれ、高電位側端子部５０と延長部８１とを、絶縁性部材７５，７６を介して接合した。
したがって、冷却部材７０の主面７１と反対主面７２とのいずれか一方のみに部品を接合したものと比較して、半導体装置Ａの駆動時における主面７１と反対主面７２との熱膨張・収縮の差を小さくし、冷却部材７０の反りを低減することができる。
加えて、冷却部材７０の主面７１と反対主面７２とには、同材質の絶縁性部材７５，７６を接合させているため、高電位側端子部５０と導電性部材８０とを、両面７１，７２に直接接合したものと比較して、両面７１，７２の熱膨張、収縮差を抑えることができる。しかも、絶縁性部材７５，７６は、両面７１，７２に、それぞれ金属接合しているため、両面７１，７２の熱膨張、収縮差をさらに抑えることができる。

（実施の形態１の効果）
以下に、実施の形態１の半導体装置の効果を列挙する。
１）実施の形態１の半導体装置は、
半導体素子２０と、
半導体素子２０と接続された高電位側端子部５０と、
半導体素子２０と接続された低電位側端子部６０と、
少なくとも外表面の表裏となる第１面としての主面７１および第２面としての反対主面７２に冷却機能を有する冷却部材７０と、
を備えた半導体装置であって、
反対主面７２に接続された導電性部材８０を備え、
高電位側端子部５０と低電位側端子部６０とは、主面７１と導電性部材８０とに、それぞれ選択的に接続されていることを特徴とする。
したがって、冷却部材７０に接続された両端子部５０，６０の一方（高電位側端子部５０）と、冷却部材７０に接続された導電性部材８０との間に生じる浮遊容量が、半導体素子２０と並列のスナバコンデンサとして作用する。これにより、半導体素子２０のスイッチング時に発生するサージ電圧を低減することができる。
特に、本実施の形態１では、導電性部材８０は、低電位側端子部６０を、低電位側の給電母線１２に接続する既存のバスバーの一部を延長加工して形成したため、新たな部品の追加が不要であり、コスト的に有利である。
すなわち、実施の形態１では、導電性部材８０は、これに接続された高電位側端子部５０と低電位側端子部６０とのいずれかと直流電源１０側とを接続する接続部材により形成したことを特徴とする。

２）実施の形態１の半導体装置は、
冷却部材７０は、導電性材料から成り、
冷却部材７０の主面７１と、これに接続された高電位側端子部５０との間に、絶縁性部材７５が介在され、
冷却部材７０の反対主面７２と、これに接続された導電性部材８０との間に、絶縁性部材７６が介在されていることを特徴とする。
したがって、絶縁性部材７５，７６が誘電体として作用して浮遊容量値を大きくし、冷却部材７０の抵抗成分である抵抗Ｒ１がスナバ抵抗として作用することにより、半導体装置Ａのスイッチング時に発生するサージ電圧をさらに低減することができる。

３）実施の形態１の半導体装置は、
絶縁性部材７５，７６と冷却部材７０の主面７１および反対主面７２とが金属接合されていることを特徴とする。
このように、冷却部材７０の主面７１と反対主面７２とに、絶縁性部材７５，７６が金属接合されるため、主面７１と反対主面７２との熱膨張差および熱収縮差を抑え、冷却部材７０の反りを低減することができる。

４）実施の形態１の半導体装置は、
冷却部材７０の内部に冷却媒体の流路である冷却路７３を備え、
冷却部材７０の主面７１および反対主面７２は、冷却フィン７４によって形成されていることを特徴とする。
したがって、冷却部材７０の放熱性能を向上できる。
また、主面７１と反対主面７２とにおいて、絶縁性部材７５，７６と接合したときに、単に平面同士をはんだにより金属接合した場合と比較して、安定した金属接合が得られ、接触面積の均一化を図ることができる。これにより、スナバコンデンサとしての容量の安定化を図ることができるとともに、熱膨張差を抑えて、冷却部材７０の反りを一層抑制可能となる。

（他の実施の形態）
次に、他の実施の形態の半導体装置について説明する。
なお、他の実施の形態は、実施の形態１の変形例であるため、実施の形態１と共通する構成には実施の形態１と同じ符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点のみ説明する。

（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１の変形例であり、実施の形態１において示した絶縁性部材７５，７６を省略した例である。
すなわち、図４に示すように、冷却部材２７０の主面７１には、高電位側端子部５０が直接接合されている。また、この接合は、はんだなどによる金属接合とされている。

また、冷却部材２７０の反対主面７２には、導電性部材８０の延長部８１の面８１ａが、直接接合されている。この接合も、はんだなどによる金属接合とされている。
なお、冷却部材２７０は、冷却路７３を設けていない例を図示しているが、実施の形態１と同様に冷却路７３を設けてもよい。

実施の形態２にあっても、上記１）で述べたように、冷却部材２７０に接続された高電位側端子部５０と、冷却部材７０に接続された導電性部材８０との間に生じる浮遊容量Ｃ１がスナバコンデンサとして作用するスナバ回路２００が得られる。これにより、上記１）と同様に、半導体装置Ａのスイッチング時に発生するサージ電圧を低減することができる。
なお、実施の形態２では、絶縁性部材７５，７６を設けていないため、実施の形態１と比べると、スナバ回路の抵抗として作用する冷却部材２７０の抵抗値が低くなる。

（実施の形態２の効果）
2-1）実施の形態２の半導体装置は、
冷却部材２７０の主面７１と、これに接続された高電位側端子部５０とが金属接合され、
冷却部材２７０の反対主面７２と導電性部材８０とが金属接合されていることを特徴とする。
したがって、冷却部材２７０に接続された高電位側端子部５０と、冷却部材７０に接続された導電性部材８０との間に生じる浮遊容量Ｃ１がスナバコンデンサとして作用するスナバ回路２００が得られる。これにより、半導体素子２０のスイッチング時に発生するサージ電圧を低減することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３は、実施の形態１の変形例であり、図５に示すように、導電性部材３８０の形状を実施の形態１と異ならせた例である。
すなわち、実施の形態３では、導電性部材３８０の厚さおよび冷却部材７０との接触面積に基づいて、高電位側端子部５０に生じる応力と、導電性部材３８０に生じる応力との差を抑えるようにしている。

図５は実施の形態３の半導体装置を示す断面図であり、導電性部材３８０において、絶縁性部材７６を介して冷却部材７０の反対主面７２に接続した延長部３８１の厚さを、実施の形態１における延長部８１よりも厚く形成している。

すなわち、実施の形態３では、導電性部材３８０の材質として、その熱膨脹係数が、高電位側端子部５０の熱膨脹係数よりも小さな値のものを用いた。例えば、高電位側端子部５０に銅系の金属を用い、導電性部材３８０にニッケル系の鋼を用いた場合など。
そこで、導電性部材３８０の板厚を、高電位側端子部５０の板厚よりも厚い形状に形成した。

次に、実施の形態３の作用を説明する。
半導体装置の駆動時に、高電位側端子部５０と導電性部材３８０の延長部３８１とが、同様の熱影響を受けた場合に、両者のうち熱膨張係数が小さい側の厚さを厚くしたことにより、両者に生じる応力差を抑えることができる。
これにより、冷却部材７０の主面７１と反対主面７２に作用する力の均等化を図り、反りの発生を、抑えることができる。

（実施の形態３の効果）
3-1）実施の形態３の半導体装置は、
主面７１に接続された高電位側端子部５０と反対主面７２に接続された導電性部材３８０の延長部３８１との、厚さ寸法値と、各面７１，７２との接触面積値との少なくとも一方は、高電位側端子部５０と導電性部材３８０の延長部３８１との熱膨脹係数に応じ、熱膨張係数が大きい方の各値が、熱膨張係数の小さい方の各値よりも小さな値に設定されていることを特徴とする。
したがって、冷却部材７０の両面７１，７２に接合された高電位側端子部５０と延長部３８１との応力差を抑え、冷却部材７０の両面７１，７２の熱膨張差を抑えて冷却部材７０の反りを抑えることができる。
さらに、実施の形態３では、上述の形状（厚さ）の設定を、導電性部材３８０の延長部３８１により行った。この延長部３８１は、実質的な電力供給を行う部位ではないため、電力供給を行う高電位側端子部５０よりも、形状や接触面積の設定自由度が高い。

なお、実施の形態３では、熱膨張係数が相対的に低い延長部３８１の厚さを、熱膨張係数が相対的に高い高電位側端子部５０の厚さよりも厚くした例を示したが、この場合、延長部３８１と冷却部材７０の反対主面７２に対する接合面積を大きくしてもよい。あるいは、その両方であってもよい。

また、高電位側端子部５０と延長部３８１とで、高電位側端子部５０の熱膨張係数が低い場合は、図１の実施の形態１と同様に、延長部３８１の厚さを高電位側端子部５０の厚さよりも薄く形成してもよい。あるいは、この場合、高電位側端子部５０の冷却部材７０との接合面積を広く形成してもよい。なお、上記のような熱膨張係数の関係は、例えば、高電位側端子部５０に銅を用い、延長部３８１にアルミニウムを用いた場合などがある。

（実施の形態４）
実施の形態４は、実施の形態１の変形例であり、図６に示すように、導電性部材８０の延長部８１と絶縁性部材７６との間に、抵抗体４００を介在させた例である。
この抵抗体としては、冷却部材７０および導電性部材８０よりも抵抗値の高い金属や導電性樹脂などを用いる。

これにより、図６に示すスナバ回路４０１が形成された際に、抵抗体４００がスナバ抵抗Ｒ２として作用するため、半導体装置のスイッチング動作時に発生するサージ電圧をさらに低減することができる。

（実施の形態４の効果）
4-1）実施の形態４の半導体装置は、
導電性部材８０と冷却部材７０の反対主面７２とは、抵抗領域としての抵抗体４００を介して接することを特徴とする。
したがって、抵抗体４００がスナバ抵抗Ｒ２として作用するため、半導体装置のスイッチング動作時に発生するサージ電圧をさらに低減することができる。

（実施の形態５）
実施の形態５は、実施の形態１の変形例であり、図７に示すように、冷却部材５７０に、２組の半導体素子５２１，５２２、高電位側端子部５５１，５５２、低電位側端子部５６１，５６２、導電性部材５８１，５８２を設けた例である。

すなわち、冷却部材５７０の主面５７１に、高電位側端子部５５１，５５２が、それぞれ、独立して接合されている。なお、この場合、実施の形態１のように、絶縁性部材を介在させてもよいし、実施の形態２のように、直接接合してもよい。また、この接合は、冷却部材５７０に対して金属接合とするのが望ましい。

そして、高電位側端子部５５１，５５２に、それぞれ、半導体素子５２１、５２２が接合されている。この接合も、金属接合が望ましい。
さらに、半導体素子５２１，５２２において、高電位側端子部５５１，５５２の接合面とは反対側の面に、それぞれ低電位側端子部５６１，５６２が接合されている。また、各低電位側端子部５６１，５６２に接続された導電性部材５８１，５８２が、実施の形態１あるいは実施の形態２と同様にして、冷却部材５７０の図７では図示を省略した反対主面に、直接あるいは絶縁性部材を介して接合されている。

したがって、実施の形態５の半導体装置にあっては、上記１）の効果に加え、浮遊容量によりスナバコンデンサを形成する複数の半導体装置をコンパクトに設置することができる。

また、実施の形態５では、各高電位側端子部５５１，５５２および各導電性部材５８１，５８２を、それぞれ、主面５７１、反対主面（図示省略）を形成する冷却フィン７４に接触させている。このため、各高電位側端子部５５１，５５２および各導電性部材５８１，５８２と、主面５７１および反対主面との接触面積の均一化を図ることにより、抵抗成分の均一化を図ることができる。

これにより、複数組の半導体装置においてスイッチング時に発生するサージ電圧の低減効果を等しく得ることができる。
なお、図７では、１つの冷却部材５７０に半導体素子５２１，５２２などを２組設けた例を示したが、３以上の複数組設けてもよい。

（実施の形態５の効果）
5-1）実施の形態５の半導体装置は、
冷却部材５７０に、半導体素子５２１，５２２およびこれに接続された高電位側端子部５５１，５５２、低電位側端子部５６１，５６２、導電性部材５８１，５８２が、複数組設けられていることを特徴とする。
したがって、浮遊容量によりスナバコンデンサを形成する複数の半導体装置をコンパクトに設置することができる。

5-2）実施の形態５の半導体装置は、
冷却部材５７０の内部に冷却媒体の流路である冷却路（図７では図示省略、図１参照）を備え、
冷却部材５７０の主面５７１および反対主面（図７では図示省略）は、冷却フィン７４によって形成されていることを特徴とする。
したがって、各高電位側端子部５５１，５５２および各導電性部材５８１，５８２と、主面５７１および反対主面との接触面積の均一化を図ることにより、抵抗成分の均一化を図ることができる。これにより、複数の半導体素子５２１，５２２のスイッチング時に発生するサージ電圧の低減効果を等しく得ることができる。

（実施の形態６）
実施の形態６は、実施の形態２の変形例であり、図４に示した冷却部材２７０を、絶縁性部材（例えば、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＣなど）により形成した例である。

この実施の形態６では、冷却部材２７０それ自体が誘電体として作用し、浮遊容量Ｃ１を大きくし、半導体装置のスイッチング作動時に発生するサージ電圧を、さらに低減することができる。
よって、冷却部材２７０は、全体を絶縁性部材により形成してもよいが、少なくとも、高電位側端子部５０に接続される主面７１および導電性部材８０に接続される反対主面７２が絶縁性部材により形成されていれば、所望の効果を得ることができる。

（実施の形態６の効果）
6-1）実施の形態６の半導体装置は、
冷却部材２７０の少なくとも主面７１および反対主面７２は、絶縁性部材により形成されていることを特徴とする。
したがって、冷却部材２７０それ自体が誘電体として作用するため、浮遊容量Ｃ１を大きくし、半導体装置のスイッチング作動時に発生するサージ電圧を、さらに低減することができる。

以上、本発明の半導体装置を実施の形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施の形態では、冷却部材の主面（第１面）に高電位側端子部を接合し、反対主面（第２面）に低電位側端子部に接続された低電位側端子部を接合した例を示したが、これに限定されない。
例えば、主面（第１面）に低電位側端子部を接合し、反対主面（第２面）に高電位側端子部に接続された導電性部材を接合してもよい。
また、実施の形態では、冷却部材に、高電位側端子部と低電位側端子部との一方を直接接続するとともに、もう一方を導電性部材を介して接続した例を示したが、この接続においては、面同士を当接させた接合によるものに限定されない。要は、冷却部材の両面を、それぞれ、高電位側端子部と低電位側端子部とに接続し、両者の間に、半導体素子と並列に浮遊容量によりスナバコンデンサが形成されればよい。したがって、その接続は、ボンディングワイヤを介在させるなど面を重ねた接合に限定されない。
また、実施の形態では、冷却部材として、内部に冷却路を有し、冷却フィンを間隔を空けて積層したものを示したが、これに限定されない。例えば、内部に冷却媒体を循環させること無く、放熱により冷却するものを用いてもよい。また、冷却フィンを有すること無く、内部の冷却媒体との熱交換により冷却するものや、単に外表面から放熱するものなどを用いてもよい。

２０ 半導体素子
５０ 高電位側端子部
６０ 低電位側端子部
７０ 冷却部材
７１ 主面（第１面）
７２ 反対主面（第２面）
７３ 冷却路
７４ 冷却フィン
７５ 絶縁性部材
７６ 絶縁性部材
８０ 導電性部材
２７０ 冷却部材
３８０ 導電性部材
４００ 抵抗体（抵抗領域）
５２１ 半導体素子
５２２ 半導体素子
５５１ 高電位側端子部
５５２ 高電位側端子部
５６１ 低電位側端子部
５６２ 低電位側端子部
５７０ 冷却部材
５７１ 主面
５８１ 導電性部材
５８２ 導電性部材

Claims (9)

1. 半導体素子と、
   前記半導体素子と接続された高電位側端子部と、
   前記半導体素子と接続された低電位側端子部と、
   少なくとも外表面の表裏となる第１面および第２面に冷却機能を有する冷却部材と、
   を備えた半導体装置であって、
   前記第２面に接続された導電性部材を備え、
   前記高電位側端子部と前記低電位側端子部とは、前記第１面と前記導電性部材とに、それぞれ選択的に接続されていることを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記冷却部材は、導電性材料から成り、
   前記冷却部材の前記第１面と、これに接続された前記高電位側端子部または前記低電位側端子部との間に、絶縁性部材が介在され、
   前記冷却部材の前記第２面と、これに接続された前記導電性部材との間に、絶縁性部材が介在されていることを特徴とする半導体装置。
3. 請求項２に記載の半導体装置において、
   前記絶縁性部材と前記冷却部材の前記第１面および前記第２面とが金属接合されていることを特徴とする半導体装置。
4. 請求項１に記載の半導体装置において、
   前記冷却部材の前記第１面と、これに接続された前記高電位側端子部または前記低電位側端子部とが金属接合され、
   前記冷却部材の前記第２面と前記導電性部材とが金属接合されていることを特徴とする半導体装置。
5. 請求項４に記載の半導体装置において、
   前記冷却部材の少なくとも前記第１面および前記第２面は、絶縁性部材により形成されていることを特徴とする半導体装置。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置において、
   前記冷却部材の内部に冷却媒体の流路を備え、
   前記冷却部材の前記第１面および前記第２面は、冷却フィンによって形成されていることを特徴とする半導体装置。
7. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の半導体装置において、
   両端子部のうち前記第１面に接続されたものと前記導電性部材との、厚さ寸法値と前記冷却部材の各面との接触面積値との少なくとも一方の値は、両端子部のうち前記第１面に接続されたものと前記導電性部材との熱膨張係数が大きい方の前記少なくとも一方の値が、両端子部のうち前記第１面に接続されたものと前記導電性部材との前記熱膨張係数の小さい方の前記少なくとも一方の値よりも小さな値に設定されている
   ことを特徴とする半導体装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の半導体装置において、
   前記導電性部材と前記冷却部材の前記第２面とは、抵抗領域を介して接することを特徴とする半導体装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の半導体装置において、
   前記冷却部材に、前記半導体素子およびこれに接続された前記高電位側端子部、前記低電位側端子部、前記導電性部材が、複数組設けられていることを特徴とする半導体装置。