JP6861622B2

JP6861622B2 - 半導体装置及び電力変換装置

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Publication number: JP6861622B2
Application number: JP2017242362A
Authority: JP
Inventors: 史倫河原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2021-04-21
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: JP2019110217A

Description

本発明は、容器体内において半導体素子を含む電子部品が樹脂封止剤によって封止される半導体装置と、それを備える電力変換装置とに関する。

特許文献１の半導体装置では、ケースと金属ベース板とからなる容器体の金属ベース板上に基板が搭載されている。そして、基板上の金属パターンまたは基板上の半導体素子の表面電極と接続された外部導出端子が、ケースの上方に引き出されている。また、容器体内には樹脂封止剤が配設されている。

特開２００３−０６８９７９号公報

例えば半導体装置が広範囲の温度において使用される場合、容器体がシュリンク化したり、外部導出端子とケースとの隙間が極端に狭くなったりする。これらの現象が生じると、樹脂封止剤が外部導出端子またはケースを這い上がることがある。この結果、樹脂封止剤が半導体装置の上部まで這い上がって、半導体装置の外部に漏れる可能性が高まるという問題がある。

そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、樹脂封止剤が這い上がることを抑制可能な技術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、底部と側壁部とを有する容器体と、前記容器体内の前記底部上に搭載された半導体素子を含む電子部品と、前記電子部品から上方に引き出された１以上の導電部材と、前記容器体内に配設され、前記電子部品を封止する樹脂封止剤とを備え、前記導電部材は、前記樹脂封止剤の上面よりも上方に位置する２つ以上の屈曲部を有する屈曲導電部材を含む。前記側壁部の内壁部のうち、前記樹脂封止剤の上面よりも上方に位置する部分に、前記樹脂封止剤の這い上がりを抑制する抑制構造が配設され、前記抑制構造は突出部を含み、前記突出部の上面、下面、及び、側面の少なくとも１つに凹部及び凸部の少なくとも一方が配設され、前記突出部が、前記側壁部の前記内壁部及び前記導電部材の側面に跨って配設されている。

本発明によれば、導電部材は、樹脂封止剤の上面よりも上方に位置する２つ以上の屈曲部を有する屈曲導電部材を含む。このような構成によれば、樹脂封止剤が這い上がることを抑制することができる。

実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。関連半導体装置の構成を示す断面図である。実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す断面図である。実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す断面図である。実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す断面図である。実施の形態４に係る半導体装置の別構成を示す断面図である。実施の形態５に係る半導体装置の構成を示す断面図である。実施の形態６に係る半導体装置の構成を示す断面図である。実施の形態６に係る半導体装置の別構成を示す断面図である。実施の形態７に係る半導体装置の構成を示す平面図である。実施の形態８に係る半導体装置の構成を示す断面図である。実施の形態８に係る半導体装置の構成を示す上面図である。実施の形態８の変形例１に係る半導体装置の構成を示す上面図である。実施の形態８の変形例２に係る半導体装置の構成を示す上面図である。実施の形態９に係る電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。

＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の構成を示す断面図である。本実施の形態１に係る半導体装置は、容器体１と、電子部品２と、１以上の外部導出端子３と、樹脂封止剤４とを備える。

容器体１は、底部と側壁部とを有している。本実施の形態１では、底部は、金属ベース板１１であり、側壁部は、金属ベース板１１上に配設されたケース１２である。

ケース１２の内壁部のうち、樹脂封止剤４の上面よりも上方に位置する部分には抑制構造が配設されている。なお、抑制構造とは、樹脂封止剤４がケース１２の内壁部を這い上がって半導体装置の上部に到達すること、つまりケース１２での樹脂封止剤４の這い上がり（以下「ケース這い上がり」と記す）を抑制する構造である。本実施の形態１では、抑制構造は庇部１２ａであり、この庇部１２ａは、ケース１２の内壁部の突出部であって、ケース１２の一部である。

電子部品２は、容器体１の底部上に搭載されている。本実施の形態１に係る電子部品２は、基板２１と、金属パターン２２と、半導体素子２３とを含んでいる。そして、基板２１は、金属ベース板１１の上面上に搭載され、金属パターン２２及び半導体素子２３は、基板２１上に配設されている。

外部導出端子３は、電子部品２から上方に引き出された導電部材である。本実施の形態１では、１以上の外部導出端子３は、屈曲導電部材である多屈曲数端子３１と、屈曲導電部材である多屈曲数端子３２とを含んでいる。なお、多屈曲数端子３１，３２の定義は後述する。ここで、多屈曲数端子３１は、電子部品２である金属パターン２２と電気的に接続され、金属パターン２２からケース１２の上方に引き出されている。多屈曲数端子３２は、電子部品２である半導体素子２３の図示しない表面電極と電気的に接続され、半導体素子２３からケース１２の上方に引き出されている。

樹脂封止剤４は、容器体１内に配設され、電子部品２を封止する。

多屈曲数端子３１，３２のそれぞれは、樹脂封止剤４の上面４ａよりも上方に位置する２以上の屈曲部を有している。

具体的には、多屈曲数端子３１は、樹脂封止剤４の上面４ａよりも上方に位置する５つの屈曲部（屈曲部３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ）を有している。なお、多屈曲数端子３１の屈曲部３１ａ〜３１ｅのそれぞれは、Ｓ字型に含まれるＬ字型の屈曲部である。

多屈曲数端子３２は、樹脂封止剤４の上面４ａよりも上方に位置する３つの屈曲部（屈曲部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）を有している。なお、多屈曲数端子３２の屈曲部３２ａ〜３２ｃのそれぞれは、互いに異なるＬ字型のそれぞれの屈曲部のである。

以下、外部導出端子３のうち、樹脂封止剤４の上面４ａよりも上方に位置する２以上の屈曲部を有する外部導出端子を「多屈曲数端子」と記し、それ以外の外部導出端子を「少屈曲数端子」と記して説明する。なお、多屈曲数端子のうち樹脂封止剤４の上面４ａよりも上方に位置する部分は、Ｓ字型及びＬ字型に屈曲されることに限ったものではなく、例えばコ字型に屈曲されてもよい。

図２は、本実施の形態１に係る半導体装置に関連する半導体装置（以下「関連半導体装置」と記す）の構成を示す断面図である。関連半導体装置は、外部導出端子３として多屈曲数端子ではなく少屈曲数端子を備えている。この点を除けば、関連半導体装置の構成は、本実施の形態１に係る半導体装置の構成と同じである。

少屈曲数端子３３，３４は、樹脂封止剤４に浸漬されていない１つの屈曲部を有しているが、樹脂封止剤４に浸漬されていない別の屈曲部を有していない。このような図２の構成では、樹脂封止剤４が少屈曲数端子３３，３４を這い上がって半導体装置の上部に到達するまでの沿面距離が比較的短い。このため、樹脂封止剤４が外部導出端子３を這い上がって半導体装置の上部に到達すること、つまり外部導出端子３での樹脂封止剤４の這い上がり（以下「端子這い上がり」と記す）によって、樹脂封止剤４が半導体装置の上部に到達することがある。

これに対して本実施の形態１に係る半導体装置によれば、多屈曲数端子３１，３２は、樹脂封止剤４に浸漬されていない２つ以上の屈曲部を有するので、沿面距離を長くすることができる。このため、端子這い上がりに起因して樹脂封止剤４がケース１２の外部、ひいては半導体装置の外部に漏れる可能性を抑制することができる。

なお、多屈曲数端子３１のうち並んだ部分同士の間のギャップ３１ｆを狭くした構成では、毛細管現象により樹脂封止剤４がギャップ３１ｆにトラップされる効果が得られる。このような構成によれば、端子這い上がりを抑制する効果を高めることができる。

また本実施の形態１によれば、樹脂封止剤４などの材料の表面張力による端子這い上がりを抑制するだけでなく、樹脂封止剤４の注入時、または、樹脂封止剤４の注入後の減圧脱泡時に、樹脂封止剤４の上部内の膨張した気泡が破裂することによる樹脂封止剤４の飛び上がりも抑制することができる。

なお、上述した半導体素子２３は、珪素（Ｓｉ）から構成されてもよいし、炭化珪素（ＳｉＣ）及び窒化ガリウム（ＧａＮ）などのワイドバンドギャップ半導体から構成されてもよい。特に、ワイドバンドギャップ半導体は高温耐性を有するので、半導体装置の半導体素子２３がワイドバンドギャップ半導体から構成される構成において、上述のように端子這い上がりが抑制されて高温下で使用可能になる効果は特に有効である。また、半導体素子２３は、例えばＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＳＢＤ、ＰＮダイオードなどであってもよい。

＜実施の形態２＞
図３は、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の構成を示す断面図である。以下、本実施の形態２に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

本実施の形態２では、抑制構造である庇部１２ａの上面、下面、及び、側面の少なくとも１つに、凹部及び凸部の少なくとも一方が配設されている。図３では、その一例として、庇部１２ａの先端には、下向きに突出する返し部である鉤部１２ａ１が配設され、庇部１２ａの上面、下面及び側面に上面溝１２ａ２、下面溝１２ａ３及び側面溝１２ａ４がそれぞれ配設されている。なお、これらの溝の断面形状には、Ｖ字型、矩形状、または、半円形状などの様々な形状が適用可能である。

以上のような本実施の形態２に係る半導体装置によれば、ケース這い上がりを抑制すること、及び、樹脂封止剤４がケース１２の外部に漏れる可能性を抑制することができる。

例えば、下面溝１２ａ３及び側面溝１２ａ４によれば、ケース這い上がりを抑制することができ、上面溝１２ａ２によれば、樹脂封止剤４が庇部１２ａを超えてケース１２外へ漏れることを抑制することができる。また、上面溝１２ａ２の別効果として、半導体装置稼働時に、半導体装置を分解しなくても、樹脂封止剤４の漏れ及びブリードをチェックすることができる。

さらに本実施の形態２によれば、樹脂封止剤４が、シリコーンゲルやエラストマー等の低分子成分を含み、かつ、半導体装置が縦置きで稼働される場合に、低分子成分が高温下で液状化して半導体装置の外部へブリードする現象を抑制することができる。また、規定量の樹脂封止剤４、ひいては絶縁性を確保することができる。さらに、金属ベース板１１の裏面への樹脂封止剤４の付着の抑制も期待でき、半導体装置の放熱性の確保も期待できる。

＜実施の形態３＞
図４は、本発明の実施の形態３に係る半導体装置の構成を示す断面図である。以下、本実施の形態３に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

本実施の形態３では、抑制構造として、庇部１２ａの代わりに這い上がり抑制部品５１が配設されている。這い上がり抑制部品５１の上面、下面、及び、側面の少なくとも１つには、実施の形態２の庇部１２ａと同様に、凹部及び凸部の少なくとも一方が配設されている。なお、実施の形態２の庇部１２ａと這い上がり抑制部品５１と異なる点は、庇部１２ａは、ケース１２の一部であるが、這い上がり抑制部品５１は、ケース１２に搭載された、ケース１２とは個別の部品である点である。

図４に示すように、本実施の形態３では、外部導出端子３である少屈曲数端子３５が、半導体素子２３の図示しない表面電極と電気的に接続され、半導体素子２３からケース１２の上方に引き出されている。

そして、少屈曲数端子３５の側面であって、樹脂封止剤４の上面よりも上方に位置する側面に突出部として、這い上がり抑制部品５２が配設されている。這い上がり抑制部品５２の上面、下面、及び、側面の少なくとも１つには、這い上がり抑制部品５１と同様に、凹部及び凸部の少なくとも一方が配設されている。また、這い上がり抑制部品５２は、少屈曲数端子３５とは個別の部品であり、少屈曲数端子３５に搭載されている。

以上のような本実施の形態３に係る半導体装置によれば、少屈曲数端子３３に這い上がり抑制部品５２を搭載することで、少屈曲数端子３３であっても端子這い上がりを抑制することができる。このため、外部導出端子３の屈曲加工費を削減することができ、かつ、屈曲加工に起因するリアクタンス成分を緩和することによって電気特性を向上させることができる。さらに、ケース１２に搭載される這い上がり抑制部品５１のような部品化により、ケースアセンブリ性を向上させることができ、生産コストの低減も期待できる。

なお、本実施の形態３の構成は図４の構成に限ったものではない。例えば、少屈曲数端子３５ではなく、多屈曲数端子３２に這い上がり抑制部品が搭載されてもよい。つまり、少屈曲数端子及び多屈曲数端子に関わらず、外部導出端子３に這い上がり抑制部品が搭載されていればよい。また、外部導出端子３の一部が、這い上がり抑制部品と同様の形状を有していてもよい。さらに、這い上がり抑制部品は、ケース１２及び外部導出端子３の両方ではなく、ケース１２及び外部導出端子３の一方に搭載されてもよい。

＜実施の形態４＞
図５は、本発明の実施の形態４に係る半導体装置の構成を示す断面図である。以下、本実施の形態４に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。なお、実施の形態４以降の構成では、図示しないが実施の形態１で説明した多屈曲数端子が設けられてもよいし、図示されるように実施の形態１で説明した多屈曲数端子が省略されてもよい。

本実施の形態４では、外部導出端子３である少屈曲数端子３６が、金属パターン２２と電気的に接続され、金属パターン２２からケース１２の上方に引き出されている。また、外部導出端子３である少屈曲数端子３７が、半導体素子２３の図示しない表面電極と電気的に接続され、半導体素子２３からケース１２の上方に引き出されている。

そして図５に示される構成では、実施の形態３で説明した図４の這い上がり抑制部品５１，５２を一体化した這い上がり抑制部品５３が、ケース１２の内壁部と少屈曲数端子３６，３７の側面とに跨って配設されている。なお、図５の這い上がり抑制部品５３は、ケース１２の内壁部と少屈曲数端子３６，３７の側面とに跨って配設されているがこれに限ったものではない。例えば、這い上がり抑制部品は、ケース１２の内壁部と多屈曲数端子の側面とに跨って配設されてもよい。

図６は、本実施の形態４に係る半導体装置の別構成を示す断面図である。図６に示される構成では、実施の形態２で説明した庇部１２ａ（図３）と同様の庇部１２ｂが、ケース１２の内壁部と少屈曲数端子３６，３７の側面とに跨って配設されている。なお、図６の庇部１２ｂは、ケース１２の内壁部と少屈曲数端子３６，３７の側面とに跨って配設されているがこれに限ったものではない。例えば、這い上がり抑制部品は、ケース１２の内壁部と多屈曲数端子の側面とに跨って配設されてもよい。

以上のような本実施の形態４に係る半導体装置によれば、実施の形態２及び実施の形態３よりも、樹脂封止剤４が外部導出端子３またはケース１２を這い上がって半導体装置の上部に到達するまでの沿面距離を長くすることができる。このため、樹脂封止剤４の漏れ抑制効果を高めることができる。また、実施の形態２及び実施の形態３よりも部品点数を少なくすることができるので、作業工数を削減することができ、生産コストを低減することができる。

＜実施の形態５＞
図７は、本発明の実施の形態５に係る半導体装置の構成を示す断面図である。以下、本実施の形態５に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

本実施の形態５では、ケース１２は、内側に低い第１上面１２ｃと、外側に高い第２上面１２ｄとからなる段差部を有している。そして、本実施の形態５に係る抑制構造は、段差部の内側の第１上面１２ｃに配設され、上方に開口する凹部たるプール構造１２ｅである。プール構造１２ｅの上部である開口部は、このプール構造１２ｅの下部である底面よりも広くなっている。

以上のような本実施の形態５に係る半導体装置によれば、ケース１２を這い上がった樹脂封止剤４をプール構造１２ｅでトラップすることができる。また、プール構造１２ｅの開口部を大きくすることで、樹脂封止剤４をトラップする効果、及び、樹脂封止剤４の漏れ抑制効果を得ることができる。さらに、プール構造１２ｅの開口部よりもプール構造１２ｅの底面を狭くすることによって、開口部を大きくした際のデメリットであるケース１２の強度低下を担保することができるので、外部応力によるケース１２の破損を抑制することが可能である。また、本実施の形態５によれば、庇部１２ａが配設された構造に比べて容器体１の内部の自由度、ひいては設計自由度を高めることができる。

＜実施の形態６＞
図８は、本発明の実施の形態６に係る半導体装置の構成を示す断面図であり、図９は、本発明の実施の形態６に係る半導体装置の別構成を示す断面図である。以下、本実施の形態６に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

本実施の形態６では、抑制構造は、表面処理によって形成される鏡面、粗面、及び、凹凸面の少なくとも１つである。図８及び図９には、抑制構造の例として凹凸面の凹部１２ｆが図示されている。凹部１２ｆの断面形状には、三角形状、矩形状、半円形状などの様々な形状が適用可能である。

なお、図示しないが、鏡面、粗面、及び、凹凸面の少なくとも１つが、内壁部の平面視（矢視Ａ）において横方向に延在する直線状（例えばボーダー状）に配設されている。

以上のような本実施の形態６に係る半導体装置によれば、ケース１２の内壁部に鏡面、粗面、及び、凹凸面の少なくとも１つが上記のように配設されることで、樹脂封止剤４の漏れ抑制効果を得ることができる。例えば、ケース１２の内壁部に粗面または凹凸面を配設した場合には、樹脂封止剤４が毛細管現象により粗面箇所または凹部に集中して濡れ広がる。このため、内壁部の平面視において粗面または凹凸面が横方向に延在するように配設された構成では、樹脂封止剤４が横方向へ濡れ広がる。したがって、ケース這い上がりに起因する樹脂封止剤４の漏れ抑制効果を得ることができる。

＜実施の形態７＞
図１０は、本発明の実施の形態７に係る半導体装置の構成を示す平面図である。以下、本実施の形態７に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

本実施の形態７では、実施の形態６と同様に、ケース１２の内壁部に、鏡面、粗面、及び、凹凸面の少なくとも１つが配設されている。ただし本実施の形態７では、鏡面、粗面、及び、凹凸面の少なくとも１つが、内壁部の平面視において横方向に延在する曲線状に配設されている。図１０には、一例として、横方向に延在する曲線状に配設された凹凸面の凹部１２ｇが図示されている。

以上のような本実施の形態７に係る半導体装置によれば、実施の形態６に係る半導体装置よりも、樹脂封止剤４が濡れ広がる線の長さ、ひいては、樹脂封止剤４が濡れ広がる面積のサイズを大きくすることができる。したがって、ケース這い上がりに起因する樹脂封止剤４の漏れ抑制効果を高めることができる。

＜実施の形態８＞
図１１は、本発明の実施の形態８に係る半導体装置の構成を示す断面図である。以下、本実施の形態８に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

図１１では、庇部１２ａ、這い上がり抑制部品５１、凹凸面などが簡略化されて抑制構造６として図示されている。図１２は、上面視（図１１の矢視Ｂ）における本実施の形態８に係る半導体装置の構成を示す上面図である。図１２に示すように本実施の形態８では、抑制構造６は、上面視でのケース１２の内周全てに配設されている。このような構成によれば、ケース１２の内周全てからのケース這い上がりを抑制することができる。

＜変形例１＞
図１３は、実施の形態８の変形例１に係る半導体装置の構成を示す上面図である。図１３に示すように、本変形例１では、上面視でのケース１２の内周形状は角部を含み、抑制構造６は、樹脂封止剤４が這い上がりやすい角部にのみ配設されている。このような構成によれば、ケース１２を形成する金型を簡易化でき、金型加工費を削減することができる。

＜変形例２＞
図１４は、実施の形態８の変形例２に係る半導体装置の構成を示す上面図である。図１４に示すように、本変形例２では、上面視でのケース１２の内周形状は直線部を含み、抑制構造６は、効果前の樹脂封止剤４が漏れる可能性が高い直線部にのみ配設されている。このような構成によれば、ケース１２を形成する金型を簡易化でき、金型加工費を削減することができる。

＜実施の形態９＞
本発明の実施の形態９に係る電力変換装置は、実施の形態１〜８のいずれかに係る半導体装置を有する主変換回路を備えた電力変換装置である。以上で説明した半導体装置は特定の電力変換装置に限定されるものではないが、以下、本実施の形態９として、三相のインバータに、実施の形態１〜８のいずれかに係る半導体装置を適用した場合について説明する。

図１５は、本実施の形態９に係る電力変換装置を適用した電力変換システムの構成を示すブロック図である。

図１５に示す電力変換システムは、電源１００、電力変換装置２００、負荷３００から構成される。電源１００は、直流電源であり、電力変換装置２００に直流電力を供給する。電源１００は種々の電源で構成することが可能であり、例えば、直流系統、太陽電池、蓄電池で構成されてもよいし、交流系統に接続された整流回路やＡＣ／ＤＣコンバータで構成されてもよい。また、電源１００は、直流系統から出力される直流電力を所定の電力に変換するＤＣ／ＤＣコンバータによって構成されてもよい。

電力変換装置２００は、電源１００と負荷３００との間に接続された三相のインバータであり、電源１００から供給された直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に交流電力を供給する。電力変換装置２００は、図１５に示すように、直流電力を交流電力に変換して出力する主変換回路２０１と、主変換回路２０１を制御する制御信号を主変換回路２０１に出力する制御回路２０３とを備えている。

負荷３００は、電力変換装置２００から供給された交流電力によって駆動される三相の電動機である。なお、負荷３００は特定の用途に限られるものではなく、各種電気機器に搭載された電動機であり、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車、鉄道車両、エレベーター、もしくは、空調機器向けの電動機として用いられる。

以下、電力変換装置２００の詳細を説明する。主変換回路２０１は、スイッチング素子と還流ダイオードを備えており（図示せず）、スイッチング素子がスイッチングすることによって、電源１００から供給される直流電力を交流電力に変換し、負荷３００に供給する。主変換回路２０１の具体的な回路構成には種々の構成があるが、本実施の形態９に係る主変換回路２０１は２レベルの三相フルブリッジ回路であり、６つのスイッチング素子とそれぞれのスイッチング素子に逆並列された６つの還流ダイオードとから構成することができる。主変換回路２０１の各スイッチング素子及び各還流ダイオードの少なくともいずれか１つには、上述した実施の形態１〜８のいずれかに係る半導体装置が適用された半導体モジュール２０２によって構成する。６つのスイッチング素子は２つのスイッチング素子ごとに直列接続され上下アームを構成し、各上下アームはフルブリッジ回路の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）を構成する。そして、各上下アームの出力端子、すなわち主変換回路２０１の３つの出力端子は、負荷３００に接続される。

また、主変換回路２０１は、各スイッチング素子を駆動する駆動回路（図示なし）を備えているが、駆動回路は半導体モジュール２０２に内蔵されていてもよいし、半導体モジュール２０２とは別に駆動回路を備える構成であってもよい。駆動回路は、主変換回路２０１のスイッチング素子を駆動する駆動信号を生成し、主変換回路２０１のスイッチング素子の制御電極に供給する。具体的には、駆動回路は、後述する制御回路２０３からの制御信号に従い、スイッチング素子をオン状態にする駆動信号とスイッチング素子をオフ状態にする駆動信号とを各スイッチング素子の制御電極に出力する。スイッチング素子をオン状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以上の電圧信号（オン信号）であり、スイッチング素子をオフ状態に維持する場合、駆動信号はスイッチング素子の閾値電圧以下の電圧信号（オフ信号）となる。

制御回路２０３は、負荷３００に所望の電力が供給されるよう主変換回路２０１のスイッチング素子を制御する。具体的には、制御回路２０３は、負荷３００に供給すべき電力に基づいて主変換回路２０１の各スイッチング素子がオン状態となるべき時間（オン時間）を算出する。例えば、制御回路２０３は、出力すべき電圧に応じてスイッチング素子のオン時間を変調するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって主変換回路２０１を制御することができる。そして、制御回路２０３は、各時点においてオン状態となるべきスイッチング素子にはオン信号を、オフ状態となるべきスイッチング素子にはオフ信号が出力されるよう、主変換回路２０１が備える駆動回路に制御指令（制御信号）を出力する。駆動回路は、この制御信号に従い、各スイッチング素子の制御電極にオン信号又はオフ信号を駆動信号として出力する。

以上のような本実施の形態９に係る電力変換装置では、主変換回路２０１のスイッチング素子及び還流ダイオードの少なくともいずれか１つとして、実施の形態１〜８に係る半導体装置を適用するため、樹脂封止剤が半導体装置の外部に漏れる可能性を抑制することができる。

以上で説明した本実施の形態９では、２レベルの三相インバータに、実施の形態１〜８のいずれかに係る半導体装置を適用する例を説明したが、本実施の形態９は、これに限られるものではなく、種々の電力変換装置に適用することができる。本実施の形態９では、実施の形態１〜８のいずれかに係る半導体装置は、２レベルの電力変換装置であるとしたが、３レベルやマルチレベルの電力変換装置であっても構わないし、単相負荷に電力を供給する場合には単相のインバータに上記半導体装置を適用しても構わない。また、直流負荷等に電力を供給する場合にはＤＣ／ＤＣコンバータやＡＣ／ＤＣコンバータに上記半導体装置を適用することも可能である。

また、本実施の形態９に係る電力変換装置は、上述した負荷が電動機の場合に限定されるものではなく、例えば、放電加工機やレーザー加工機、又は誘導加熱調理器や非接触器給電システムの電源装置として用いることもでき、さらには太陽光発電システムや蓄電システム等のパワーコンディショナーとして用いることも可能である。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

１容器体、２電子部品、３外部導出端子、４樹脂封止剤、４ａ上面、６抑制構造、１１金属ベース板、１２ケース、１２ａ，１２ｂ庇部、１２ａ１鉤部、１２ａ２上面溝、１２ａ３下面溝、１２ａ４側面溝、１２ｃ第１上面、１２ｅプール構造、３１，３２多屈曲数端子、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ屈曲部、５１，５２，５３這い上がり抑制部品、２０１主変換回路、２０３制御回路。

Claims

底部と側壁部とを有する容器体と、
前記容器体内の前記底部上に搭載された半導体素子を含む電子部品と、
前記電子部品から上方に引き出された１以上の導電部材と、
前記容器体内に配設され、前記電子部品を封止する樹脂封止剤と
を備え、
前記導電部材は、前記樹脂封止剤の上面よりも上方に位置する２つ以上の屈曲部を有する屈曲導電部材を含み、
前記側壁部の内壁部のうち、前記樹脂封止剤の上面よりも上方に位置する部分に、前記樹脂封止剤の這い上がりを抑制する抑制構造が配設され、
前記抑制構造は突出部を含み、
前記突出部の上面、下面、及び、側面の少なくとも１つに凹部及び凸部の少なくとも一方が配設され、
前記突出部が、前記側壁部の前記内壁部及び前記導電部材の側面に跨って配設された、半導体装置。
底部と側壁部とを有する容器体と、
前記容器体内の前記底部上に搭載された半導体素子を含む電子部品と、
前記電子部品から上方に引き出された１以上の導電部材と、
前記容器体内に配設され、前記電子部品を封止する樹脂封止剤と
を備え、
前記導電部材は、前記樹脂封止剤の上面よりも上方に位置する２つ以上の屈曲部を有する屈曲導電部材を含み、
前記側壁部の内壁部のうち、前記樹脂封止剤の上面よりも上方に位置する部分に、前記樹脂封止剤の這い上がりを抑制する抑制構造が配設され、
上面視での前記側壁部の内周形状は角部を含み、
前記抑制構造は、前記角部にのみ配設されている、半導体装置。
底部と側壁部とを有する容器体と、
前記容器体内の前記底部上に搭載された半導体素子を含む電子部品と、
前記電子部品から上方に引き出された１以上の導電部材と、
前記容器体内に配設され、前記電子部品を封止する樹脂封止剤と
を備え、
前記導電部材は、前記樹脂封止剤の上面よりも上方に位置する２つ以上の屈曲部を有する屈曲導電部材を含み、
前記導電部材の側面であって、前記樹脂封止剤の上面よりも上方に位置する側面に突出部が配設され、
前記突出部の上面、下面、及び、側面の少なくとも１つに凹部及び凸部の少なくとも一方が配設された、半導体装置。
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記側壁部は、
内側に低く外側に高い段差部を有し、
前記抑制構造は、
前記段差部の内側の上面に配設され、上方に開口し、上部が下部よりも広い凹部を含む、半導体装置。
請求項１または請求項２に記載の半導体装置であって、
前記抑制構造は、
前記内壁部の平面視において直線状または曲線状に配設された、鏡面、粗面、及び、凹凸面の少なくとも１つを含む、半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置であって、
前記抑制構造は、上面視での前記側壁部の内周全てに配設されている、半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置であって、
上面視での前記側壁部の内周形状は直線部を含み、
前記抑制構造は、前記直線部にのみ配設されている、半導体装置。
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置であって、
前記屈曲導電部材の前記屈曲部は、Ｌ字型の屈曲部、コ字型に含まれるＬ字型の屈曲部、または、Ｓ字型に含まれるＬ字型の屈曲部である、半導体装置。
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の半導体装置を有し、入力される電力を変換して出力する主変換回路と、
前記主変換回路を制御する制御信号を前記主変換回路に出力する制御回路と
を備える、電力変換装置。